从液柱内的对象收集光线制造技术

本公开涉及从液柱内的对象收集光线。一种光学装置接收从安置在液柱内的对象发出的输出光，所述输出光穿过所述对象与所述光学装置之间的所述液柱的光学折射边界。所述光学装置修改所述输出光，使得所述修改后的输出光具有比所述输出光更均匀的强度。比所述输出光更均匀的强度。比所述输出光更均匀的强度。

【技术实现步骤摘要】
从液柱内的对象收集光线
[0001]本申请是原案申请号为201980060330.0的专利技术专利申请(国际申请号：PCT/US2019/049742，申请日：2019年9月5日，专利技术名称：从液柱内的对象收集光线)的分案申请。


[0002]本专利技术涉及从液柱内的对象收集光线。

技术介绍

[0003]对象判别技术区分不同类型的对象。这些技术对于根据细胞类型对生物细胞进行分类特别有用。一些细胞分类方法依赖于从细胞发出的光来确定其类型。在一些实施方式中，在液柱中行进的细胞暴露于激发光，并且检测响应于激发光而从细胞发出的光。第一类型的细胞产生的输出光在例如波长和/或强度的一些特性方面与第二类型的细胞不同。从细胞发出的输出光的差异可以作为细胞类型判别和分类的基础。

技术实现思路

[0004]一些实施方案涉及一种光学装置，所述光学装置被配置成接收从安置在液柱内的对象发出的输出光。输出光穿过对象与光学装置之间的液柱的光学折射边界。光学装置修改输出光，使得修改后的输出光的强度比输出光的强度更均匀。例如，在液柱的横截面内，修改后的输出光的强度可基本上均匀，而与对象的位置无关。
[0005]根据一些实施方案，一种光学设备包括光学装置并且还包括检测器，所述检测器检测修改后的输出光并且响应于修改后的输出光而提供电信号。
[0006]根据一些实施方案，一种判别系统包括激发光源，所述激发光源被配置成产生激发光并朝向液柱中的对象引导所述激发光。对象响应于激发光而发出输出光。所述系统包括被配置成接收输出光的光学装置。输出光穿过对象与光学装置之间的液柱的光学折射边界。光学装置修改输出光，使得修改后的输出光的强度比输出光的强度更均匀，例如，修改后的输出光的强度基本上均匀，而与对象在液柱横截面中的位置无关。光学检测器被配置成检测修改后的输出光并响应于修改后的输出光而提供电信号。对象类型判别电路基于电信号区分第一类型的对象与第二类型的对象。
附图说明
[0007]图1A是根据一些实施方案的并入有光学设备的系统的图；
[0008]图1B示出图1A的系统的测量区域中的液柱的xy平面横截面；
[0009]图2A示出从位于液柱的中心附近的对象发出的光，其中在液柱的流体
‑
空气界面处基本上没有折射光。
[0010]图2B示出从位于液柱的椭圆形芯的上部部分中的对象发出的光，其在流体
‑
空气界面处展现折射光；
[0011]图3示出作为位置x的函数的用于平面内光线密度的角相关性的解析公式的发展；
[0012]图4A提供一系列图表，示出了不同对象位置的辐射的角相关性；
[0013]图4B提供相对于沿着收集光学器件的不同数值孔径的x轴的对象位置从液柱收集的光的相对强度的一系列图。
[0014]图5A提供对于对象的不同位置的辐射的角相关性的一系列图并示出了排除区域；
[0015]图5B示出当没有排除角度时，当排除角度在
‑
0.3rad与+0.3rad之间的光线时，以及当排除角度在
‑
0.4rad与+0.4rad之间的光线时，从液柱收集的光相对于沿着x轴的对象位置的相对强度；
[0016]图6是根据一些实施方案的用于识别以所检测输出光的减少的位置变化在液柱中行进的对象的方法的流程图；
[0017]图7是根据一些实施方案的包括光学设备的光学系统的光线追踪模拟的顶视图；
[0018]图8是根据一些实施方案的被配置成减少液柱中的对象的所检测输出光的位置变化的分离式物镜的照片；
[0019]图9A和图9B示出图7的光学设备的模拟性能；
[0020]图10是根据一些实施方案的包括光学设备的光学系统的光线追踪模拟的顶视图；
[0021]图11示出根据一些实施方案的包括细长掩模特征的光学设备；
[0022]图12描绘根据一些实施方案的包括可与具有孔的板一起使用的细长掩模特征的光学设备；
[0023]图13示出根据一些实施方案的包括板和细长掩模特征的光学设备，其中板的光学透明度随位置而平滑地变化；
[0024]图14示出根据一些实施方案的包括板和细长掩模特征的光学设备，其中板的光学透明度随位置而变化；
[0025]图15是根据一些实施方案的光学设备的图，所述光学设备包括板和延伸穿过形成为整体结构的孔的细长掩模特征；
[0026]图16至图18示出根据几个实施方案的细长掩模特征的纵向边缘的各种配置；
[0027]图19是根据一些实施方案的包括导线掩模的光学设备的照片；以及
[0028]图20是根据一些实施方案的光学设备的照片，所述光学设备包括板，所述板具有延伸穿过形成为整体结构的孔的细长掩模特征。
[0029]附图未必按比例绘制。附图中使用的相同数字指代相同的组件。然而，将理解，在给定附图中使用数字来指代组件并非旨在限制另一附图中用相同数字标记的组件。
具体实施方式
[0030]本文描述的实施方案涉及用于区分不同类型的对象的装置、系统和方法。响应于指向液柱(例如，流动流)中的对象的激发光，对象发出输出光。在一些实施方式中，基于从对象发出的输出光的强度来区分细胞类型。本文讨论的具体实施方案涉及区分X染色体精子细胞与Y染色体精子细胞。应当理解，本公开的方法可更一般地应用于区分不同类型的任何对象，只要当与从另一对象类型发出的光相比时，从一种对象类型发出的输出光在至少一个特性方面具有可辨别的差异。在所提供的一些示例中，液柱是具有弯曲边界或界面的流动流，在所述边界或界面可能发生光的折射。例如，液柱的弯曲边界的横截面通常可为圆形的。液柱可由实心壁限制或可喷射到空气中。对象可沿着液柱移动，液柱可包括由鞘液成
形的中心芯，所述鞘液至少部分地围绕中心芯。从对象发出的光在对象与其它材料之间，例如在液柱与空气之间的界面处，遇到至少一个光学折射边界。
[0031]至少部分地由于在流体
‑
空气界面处的折射，在从柱内的对象发出的光的液柱外部的光收集效率取决于现有技术中系统的对象的位置。随着位置变化的光收集效率在必须精确量化从对象发出的光的应用中是不利的，并且这种精度受到对象的随机(不是直接可观察到的)位置波动的限制。本文公开的方法提高了可能受到这些波动限制的系统(例如，空中喷射流式细胞仪)的精度。如下面更详细地讨论，可通过选择性地掩蔽光学系统的一个或多个平面(例如，孔径光阑、场阑)上的光线来解决从液柱中的对象收集的光强度的位置变化性，以减小强度对位置的依赖性。
[0032]本文概述的方法特别适用于流式细胞仪。然而，这些方法可应用于在界面的一侧上从对象收集光的任何系统，所述对象从界面的另一侧发出光，其中界面以依赖于对象相对于检测器的位置的方式引起发出光线路径的变化。本文中的方法修改从对象发出的输出光的光收集效率，以补偿液柱内的位置变化。
[0033]图1A中示意性示出的“空中喷射”流式细胞仪系统100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判别系统，所述判别系统包括：测量区域，所述测量区域被配置成接收包括芯流的流动流，所述芯流包含对象，所述芯流被限定光学折射边界的鞘流围绕；激发源，所述激发源被配置成产生指向所述测量区域中的所述对象的激发光，所述对象响应于所述激发光而发出输出光；具有光轴的光学装置，所述光学装置被配置成接收和修改从安置在流动流内的所述对象发出的所述输出光，所述光学装置还包括用于衰减从所述流动流的中心附近的对象发出的激发光的掩模；光学检测器，所述光学检测器被布置成接收修改后的输出光，所述光学检测器被配置成检测所述修改后的输出光并响应于所述修改后的输出光而提供电信号；以及对象类型判别电路，所述对象类型判别电路被配置成基于所述电信号来区分第一类型的对象与第二类型的对象。2.根据权利要求1所述的判别系统，其中，所述掩模包括导线。3.根据权利要求1所述的判别系统，其中，所述掩模被配置成相对于以相对于所述光轴的较小角度从对象发出的所述输出光的第二部分，优先地收集以相对于所述光轴的较大角度从所述对象发出的所述输出光的第一部分。4.根据权利要求1所述的判别系统，其中，所述掩模还包括板，所述板包括孔以及至少部分地跨过所述孔安置的细长掩模特征，所述细长掩模特征被布置成使得所述细长掩模特征的纵轴基本上平行于所述流动流中的所述对象的流动方向，与所述孔相比，所述板和所述细长掩模特征对所述输出光的透射率较小。5.根据权利要求4所述的判别系统，其中，所述板和所述细长掩模特征是一个整体结构。6.根据权利要求4所述的判别系统，其中，所述细长掩模特征附接至所述板。7.根据权利要求4所述的判别系统，其中，所述板对所述输出光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英格朗公司，
类型：发明
国别省市：