專利名稱：一種白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種各種微粒物性的分析設(shè)備，特指一種白細(xì)胞亞類分析多維 光信息傳感器。
背景技術(shù)：
任意形態(tài)微粒(特別是生物細(xì)胞)物理特征的檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)多技術(shù)領(lǐng)域交叉的 科學(xué)技術(shù)，任意形態(tài)微粒主要有塵埃粒子、生物細(xì)胞和尿沉渣微粒等，其特征比較復(fù)雜，主 要特征有大小分布、形態(tài)分布、核式結(jié)構(gòu)等等，光學(xué)傳感方法主要就是利用光散射的強(qiáng)度空 間分布特征與微粒物理特征的關(guān)系來檢測(cè)微粒的類別，其中關(guān)鍵是有效光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換， 目前針對(duì)特別微粒的專利技術(shù)有一些應(yīng)用，例如專利技術(shù)200710192385 . 6 (大流量塵埃 粒子計(jì)數(shù)器的光學(xué)傳感器)針對(duì)塵埃粒子設(shè)計(jì)了球面反射式側(cè)向光信息傳感方式，但是 該信息并不能夠較為全面地反映微粒的物理特征，且散射源和接受點(diǎn)均不在焦點(diǎn)上，這樣 對(duì)信號(hào)的損失較多；又如專利技術(shù)CN92215120.2 (激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器新型光學(xué)探頭)采 用了橢球反射式側(cè)向光信息傳感方式，雖然散射源和接受點(diǎn)均在焦點(diǎn)上，但是側(cè)向小角的 光散射會(huì)再次與微粒作用，產(chǎn)生復(fù)散射，影響信息的準(zhǔn)確性；再如用于白細(xì)胞三分類的專 利技術(shù)CN101498646A (小角度前向激光散射傳感器)，該技術(shù)采用二極管陣列為光電接收 器，柱面鏡對(duì)光束加工，得到了前向小角和前向高角的光散射信息，但是對(duì)于靈敏反映細(xì)胞 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)向信息沒有采集，所以準(zhǔn)確識(shí)別多類細(xì)胞的能力有限；還有如美國(guó)專利技術(shù) 2004/0197232/A1 (后向散射對(duì)人體血液細(xì)胞識(shí)別裝置)，該技術(shù)應(yīng)用光纖陣列傳感方式從 前向和后向獲得微粒散射信息，有效地提高了細(xì)胞采識(shí)別的精確的度，但是后向散射信號(hào) 提取比較復(fù)雜，且與細(xì)胞核和分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的側(cè)向偏振信息沒有采集，因此細(xì)胞微粒 識(shí)別類別不強(qiáng)，此外，國(guó)內(nèi)外一些企業(yè)如美國(guó)的雅培等公司、日本的希森美康還有中國(guó)邁瑞 等公司在白細(xì)胞的識(shí)別檢測(cè)儀器中有一些光散射技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用專利技術(shù)(如MD0S四角 度激光專利測(cè)量技術(shù)；激光法流式細(xì)胞技術(shù)五分類等)，但是主要都是配以化學(xué)、電子、熒光 等技術(shù)的應(yīng)用，并且光學(xué)傳感方式單一，本實(shí)用新型是一種純光學(xué)的，并且針對(duì)實(shí)踐中應(yīng)用 的不足進(jìn)行改善了的一種優(yōu)化整合的、具有普遍應(yīng)用意思的微粒多維光信息傳感的專利技 術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專利的目的在于提供一種信息完整、結(jié)構(gòu)緊湊、信噪比高、微粒類別識(shí) 別能力強(qiáng)的白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器，其特征在于 所述傳感器包括激光器、第一聚焦透鏡組、第一光闌、雙喇叭口流式管、第二光闌、第一光電 探測(cè)器、第二聚焦透鏡組、第三光闌、中空橢球反射面、偏振片、第二光電探測(cè)器、第一球面 鏡、反射鏡、第二球面鏡、第四光闌、第三光電探測(cè)器、第三球面鏡、第五光闌、第四光電探測(cè) 器、光陷阱和密封罩；第一光闌、第二光闌、第三光闌、第四光闌和第五光闌開設(shè)在密封罩上；激光器、第一聚焦透鏡組、第一光闌、雙喇叭口流式管、光陷阱、第一球面鏡、反射鏡、第 二球面鏡、第四光闌和第三光電探測(cè)器按照激光入射的方向依次位于同一入射光軸上，雙 喇叭口流式管垂直于入射光軸放置且束腰中心位于入射光軸上；第二光電探測(cè)器、偏振片、 第三光闌、第二聚焦透鏡組、中空橢球反射面、雙喇叭口流式管、第二光闌和第一光電探測(cè) 器位于同一側(cè)向散射光軸上，第二聚焦透鏡組位于中空橢球反射面的中空處，側(cè)向散射光 軸與入射光軸相交于雙喇叭口流式管的束腰中心；反射鏡、第三球面鏡、第五光闌和第四光 電探測(cè)器位于前向散射光軸上，散射光軸與入射光軸垂直相交；第一球面鏡和第二球面鏡 構(gòu)成第三聚焦透鏡組，反射鏡位于第三聚焦透鏡組內(nèi)中心處、第一球面鏡和第三球面鏡構(gòu) 成第四聚焦透鏡組。整個(gè)器件設(shè)置在密封罩上。在激光光源的前向有第一焦透鏡組和位于焦點(diǎn)處的一雙喇叭口流式管，該流 式管的頸部位于激光束的近焦點(diǎn)區(qū)，存在速度梯度的流場(chǎng)具有約束微粒在流線中部的作 用，焦點(diǎn)區(qū)設(shè)有光陷阱；沿入射光垂直方向的中空橢球反射面可將來自焦點(diǎn)一處微粒側(cè)向 大立體角的散射光聚焦到位于焦點(diǎn)二處光闌后的第一光電探測(cè)器上，微粒與光電探測(cè)器分 別在中空橢球反射面兩個(gè)焦點(diǎn)上，位于中空橢球反射面中空處的第二聚焦透鏡組將側(cè)向小 立體角的激光束通過該聚焦鏡組、光闌和偏振片聚焦到該焦點(diǎn)處的第二光電探測(cè)器上；沿 入射光前向，大立體角散射光束通過第三聚焦透鏡組聚焦到光闌后的第三光電探測(cè)器上， 透鏡組中部的平面反射鏡將小立體角的散射光束轉(zhuǎn)向到第四聚焦鏡組內(nèi)并聚焦到位于光 闌后的第四光電探測(cè)器上。所述流式管用石英管做成，中間空心管路結(jié)構(gòu)是由相互倒置的雙喇叭口形成， 在頸部細(xì)處由于流場(chǎng)的流速分布特征可以約束微粒在流線中部，堵塞時(shí)可以反向沖洗，保 證流路正常使用。所述中空橢球反射面可有效地把焦點(diǎn)一處大立體角的散射光聚焦到焦點(diǎn)二處 的光電探測(cè)器上，由于中部的光不反射，從而有效避免了二次散射的影響；位于中空橢球反 射面中空處的第二焦透鏡組可將側(cè)向小立體角的激光束通過該聚焦鏡組、光闌和偏振片聚 焦到焦點(diǎn)處的第二光電探測(cè)器上，以獲得側(cè)向小角的偏振光信息。而沿入射光前向，由透鏡、平面反射鏡和透鏡組成了兩個(gè)方向，大、小角分路 的、結(jié)構(gòu)緊湊的第三和第四聚焦鏡組，可將前向散射光按大、小立體角分別聚焦在位于各個(gè) 焦點(diǎn)處相應(yīng)的第三和第四光電探測(cè)器上，分別獲得前向散射大、小角光散射信息。本實(shí)用新型專利與現(xiàn)在有技術(shù)相比其顯著的優(yōu)點(diǎn)是1、整體信息采集量完 整，根據(jù)微粒光散射理論，與微粒物性密切相關(guān)的前向大、小角光信息以及側(cè)向大、小角光 信息(其中包括了側(cè)向消光信息)均可采集到，因此可檢測(cè)微粒的類別多，且精確度高；2、信 息采集與傳感結(jié)構(gòu)緊湊，一體化強(qiáng)，全部器件元件設(shè)置在一個(gè)密封罩內(nèi)，調(diào)節(jié)方便，干擾少。 光信息采集元件應(yīng)用靈活，不同特征信息采用不同的光采集元件，可有效提高信息傳感效 率；3、整體光學(xué)結(jié)構(gòu)中，在各個(gè)對(duì)應(yīng)的地方，分別設(shè)置了光陷阱和光闌，可提高傳感器的信 噪比；4、光敏區(qū)獨(dú)特的雙喇叭口流式管結(jié)構(gòu)，既可依靠流體的約束力將微?？刂圃诹鞴苤?部，又利于在流管堵塞時(shí)反向沖洗導(dǎo)通。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意4[0011]圖2是本實(shí)用新型中流式管的結(jié)構(gòu)示意圖；1、激光器 2、第一聚焦透鏡組 3、第一光闌 4、雙喇叭口流式管5、第二光闌、 6、第一光電探測(cè)器 7、第二聚焦透鏡組 8、第三光闌 9、中空橢球反射面 10、偏振片 11、第二光電探測(cè)器、12、第一球面鏡13、反射鏡 14、第二球面鏡、15、第四光闌16、第三 光電探測(cè)器17、第三球面鏡18、第五光闌19、第四光電探測(cè)器20、光陷阱21、密封罩。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖一、圖二，本實(shí)用新型白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器是一個(gè)垂直兩維 光路系統(tǒng)，包括有照明系統(tǒng)、散射區(qū)流式系統(tǒng)、兩維復(fù)合聚焦系統(tǒng)、兩維分光聚焦系統(tǒng)組成。 照明系統(tǒng)由激光器1、第一聚焦透鏡組2、第一光闌3和光陷阱20組成，激光束經(jīng)第一聚焦 透鏡組后在流式管中部建立一光照區(qū)，越過光照區(qū)聚焦處光能被光陷阱吸收；散射區(qū)流式 系統(tǒng)是由一石英材料制作的倒置雙喇叭口結(jié)構(gòu)的流式管，與激光束垂直放置，微粒在管內(nèi) 受到負(fù)壓作用沿管路流動(dòng)通過光照區(qū)產(chǎn)生光散射，微粒在流體內(nèi)因喇叭口結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的的約 束力作用下具有聚焦的效應(yīng)，將微粒控制在流管中部，倒置另一喇叭口結(jié)構(gòu)利于在流管堵 塞時(shí)反向沖洗導(dǎo)通；兩維復(fù)合聚焦系統(tǒng)是由中空橢球反射鏡9、第二聚焦透鏡組7、第三光 闌8、偏振片10、第二光電探測(cè)器11、第二光闌5、第一光電探測(cè)器6組成，收集垂直方向大 角和90度方向小角偏振兩維光信息并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；兩維分光聚焦系統(tǒng)組成是由第一球 面鏡12、反射鏡13、第二球面鏡14、第三球面鏡17、第四光闌光闌15、第五光闌18、第三光 電探測(cè)器16、第四光電探測(cè)器19組成，收集入射光軸方向大角和小角兩維光信息并轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)。整個(gè)器件設(shè)置在密封罩上，與白細(xì)胞亞類物性密切相關(guān)的光散射信息通過本實(shí)用 新型裝置分四維被接受并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
權(quán)利要求1.一種白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器，其特征在于所述傳感器包括激光器(1)、 第一聚焦透鏡組(2)、第一光闌(3)、雙喇叭口流式管(4)、第二光闌(5)、第一光電探測(cè)器 (6)、第二聚焦透鏡組(7)、第三光闌(8)、中空橢球反射面(9)、偏振片(10)、第二光電探測(cè) 器(11)、第一球面鏡(12)、反射鏡(13)、第二球面鏡(14)、第四光闌(15)、第三光電探測(cè)器 (16)、第三球面鏡(17)、第五光闌(18)、第四光電探測(cè)器(19)、光陷阱(20)和密封罩(21)； 第一光闌(3)、第二光闌(5)、第三光闌(8)、第四光闌(15)和第五光闌(18)開設(shè)在密封 罩(21)上；激光器(1)、第一聚焦透鏡組(2)、第一光闌(3)、雙喇叭口流式管(4)、光陷阱 (20)、第一球面鏡(12)、反射鏡(13)、第二球面鏡(14)、第四光闌(15)和第三光電探測(cè)器 (16)按照激光入射的方向依次位于同一入射光軸上，雙喇叭口流式管(4)垂直于入射光軸 放置且束腰中心位于入射光軸上；第二光電探測(cè)器(11)、偏振片(10)、第三光闌(8)、第二 聚焦透鏡組(7)、中空橢球反射面(9)、雙喇叭口流式管(4)、第二光闌(5)和第一光電探測(cè) 器(6)位于同一側(cè)向散射光軸上，第二聚焦透鏡組(7)位于中空橢球反射面(9)的中空處， 側(cè)向散射光軸與入射光軸相交于雙喇叭口流式管(4)的束腰中心；反射鏡(13)、第三球面 鏡(17)、第五光闌(18)和第四光電探測(cè)器(19)位于前向散射光軸上，散射光軸與入射光軸 垂直相交；第一球面鏡(12)和第二球面鏡(14)構(gòu)成第三聚焦透鏡組，反射鏡(13)位于第三 聚焦透鏡組內(nèi)中心處、第一球面鏡(12)和第三球面鏡(17)構(gòu)成第四聚焦透鏡組。
2.如權(quán)利要求1所述的一種白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器，其特征在于所述雙 喇叭口流式管(4)用石英管做成，中間空心管路結(jié)構(gòu)是由相互倒置的雙喇叭口形成，在頸部 細(xì)處由于流場(chǎng)的流速分布特征能約束微粒在流線中部，堵塞時(shí)能反向沖洗，保證流路正常 使用。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種微粒物性的分析設(shè)備，特指一種白細(xì)胞亞類分析多維光信息傳感器。它包括激光光源、第一聚焦透鏡組、光闌、雙喇叭口流式管、光陷阱、沿入射光垂直方向的中空橢球反射面和第二聚焦透鏡組組成的兩維復(fù)合聚焦系統(tǒng)、光闌以及光電探測(cè)器，沿入射光前向的透鏡與平面反射鏡組成的兩維分光聚焦系統(tǒng)、光闌和光電探測(cè)器。本實(shí)用新型可將白細(xì)胞光散射全域瞬態(tài)光信息一體采集并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光學(xué)信息全面豐富、其光信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、光學(xué)鏡片應(yīng)用靈活、光噪聲低，實(shí)現(xiàn)了四維光信息的一體集成采集，由此可完整地反映出白細(xì)胞的物性特征。
文檔編號(hào)G01N15/14GK201892653SQ20102062265
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者卜敏, 尚學(xué)府, 王亞偉, 韓廣才 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)