專利名稱：用于流式細(xì)胞儀的穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及顆粒分析儀，尤其涉及流式細(xì)胞儀，其中，光學(xué)系統(tǒng)被穩(wěn)定以使測(cè)量性能隨時(shí)間的變化最小化。
背景技術(shù)：
在流式細(xì)胞儀中，流式細(xì)胞儀儀器將諸如細(xì)胞的顆粒從多個(gè)顆粒排成一條線。細(xì)胞的線或者樣品流經(jīng)過(guò)由光源形成的一束輻射物，諸如激光光束。在每個(gè)細(xì)胞經(jīng)過(guò)這束輻射物時(shí)，流式細(xì)胞儀儀器捕獲從與多個(gè)細(xì)胞中的每一個(gè)細(xì)胞相互相用顯現(xiàn)、發(fā)射或者散射的光。例如，該發(fā)射光諸如通過(guò)使用光學(xué)濾光器被光譜地分開(kāi)，并且被引導(dǎo)到許多光檢測(cè)器，其中，每個(gè)濾光器和檢測(cè)器組合對(duì)于所關(guān)心的波長(zhǎng)帶或者區(qū)域是特定的。使用各種方法能夠處理由檢測(cè)器產(chǎn)生的諸如脈沖的電信號(hào)，從而允許研究物質(zhì)的分析的分組和辨別。由于在流式細(xì)胞儀中使用的許多熒光染料的獨(dú)特的光譜特性，以及為了生物細(xì)胞的特定的表型分析，常常必需采用一個(gè)以上的激勵(lì)或者光源。為了在流式細(xì)胞儀內(nèi)部應(yīng)用多個(gè)諸如激光的光源，例如包含制造、添加或者調(diào)換用于每個(gè)激光的自由空間光系統(tǒng)，或者光纖波導(dǎo)，或者自由空間和光纖纖維的組合，以便將光傳送到樣品測(cè)量區(qū)域。多個(gè)光源例如被放置為具有沿著樣品流的單個(gè)光束的物理分離，以便在指定的顆粒沿著樣品流的路徑流動(dòng)時(shí)，該顆粒或者細(xì)胞以連續(xù)的方式被每個(gè)光束照射。通過(guò)例如物鏡，例如從這些相應(yīng)的樣本照明位置中的每一個(gè)捕獲產(chǎn)生的發(fā)射或者散射光，物鏡然后將空間分離的聚集光引導(dǎo)到不同組過(guò)濾器和檢測(cè)器。然后這些濾光器和檢測(cè)器組中的每一個(gè)響應(yīng)來(lái)自多個(gè)光源中的一個(gè)光源的照射來(lái)表征該樣品。在光源、將任何激勵(lì)光源引導(dǎo)到樣品的光學(xué)元件、樣品流、發(fā)射或者散射光聚光器件和檢測(cè)系統(tǒng)之間，相對(duì)位置能夠隨時(shí)間而改變。這個(gè)改變可能起因于材料中的熱偏移，該材料包含光源、激勵(lì)光傳送系統(tǒng)的光學(xué)器件和支架，熒光和散射光聚集系統(tǒng)以及這些系統(tǒng)相對(duì)于樣品流系統(tǒng)的安裝。除熱不穩(wěn)定性之外，機(jī)械振動(dòng)、碰撞和應(yīng)力也可能不利地影響激勵(lì)源、激勵(lì)傳送光學(xué)器件、樣品流、聚光以及檢測(cè)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)。光學(xué)的和機(jī)械的構(gòu)件以及系統(tǒng)還有核心樣品流之間的這種改變對(duì)準(zhǔn)改變了流式細(xì)胞儀系統(tǒng)的操作特性。此外，流動(dòng)顆粒的樣品流的表現(xiàn)例如隨時(shí)間而變化。樣品流可以顯示出流體特性的改變，該改變影響流的位置或者形狀。該顆粒還可以改變樣品流內(nèi)的動(dòng)作的位置或者表現(xiàn)。這些變化例如是歸因于樣品的改變或者周圍環(huán)境的改變，諸如溫度或者壓力，或者它們可以歸因于隨時(shí)間變化的摩擦學(xué)的或者其它流體的處理系統(tǒng)特性，或者生物混合物液體本身的特性。因此，需要的是，以最小化或者消除系統(tǒng)的各部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式，將光束引導(dǎo)成照射樣品流并且聚集所產(chǎn)生的發(fā)射的或者散射的輻射物的系統(tǒng)和方法，能夠容忍樣品流表現(xiàn)的變化，以便提供隨時(shí)間穩(wěn)定的流式細(xì)胞儀測(cè)量性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供有一種包括光波導(dǎo)、支持部和檢測(cè)器的顆粒分析儀。光波導(dǎo)引導(dǎo)來(lái)自輻射源的空間分離的光束，以生成樣品流測(cè)量區(qū)域中的測(cè)量光束。支持部將每個(gè)光波導(dǎo)維持在相對(duì)于彼此固定的相對(duì)位置中，并且將測(cè)量光束的位置維持在測(cè)量區(qū)域內(nèi)。檢測(cè)器感測(cè)從與流過(guò)測(cè)量區(qū)域的顆粒相互作用的測(cè)量光束生成的光。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供有分析顆粒的方法，該方法包括以下步驟(不是必須按給定的順序)。制備包含用于顆粒分析儀分析的顆粒的流體樣品。通過(guò)光波導(dǎo)傳送來(lái)自光源或者輻射物的光。沿著流體樣品的測(cè)量區(qū)域的平面，將來(lái)自光波導(dǎo)的光作為多個(gè)空間分離的光束引導(dǎo)。感測(cè)通過(guò)空間分離的光束與流過(guò)測(cè)量區(qū)域的各個(gè)顆粒的相互作用生成的光，并且分析信號(hào)以確定各個(gè)顆粒的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例，提供有一種顆粒分析儀，包括光學(xué)系統(tǒng)，配置為被固定地連接到樣品系統(tǒng)并且配置為從輻射源沿著獨(dú)立的光束路徑引導(dǎo)光束，以便在樣品系統(tǒng)的樣品流測(cè)量區(qū)域中生成測(cè)量光束斑點(diǎn)；以及檢測(cè)系統(tǒng)，配置為感測(cè)從樣品流測(cè)量區(qū)域傳送來(lái)的輻射。以下參考所附的附圖詳細(xì)地描述各個(gè)實(shí)施例的進(jìn)一步的實(shí)施例和特征，以及結(jié)構(gòu)與操作。注意，本發(fā)明不局限于在此描述的具體的實(shí)施例。僅僅為了說(shuō)明性的目的而給出這樣的實(shí)施例。根據(jù)在此包含的信息，其他的實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。


現(xiàn)在僅僅通過(guò)舉例，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，相應(yīng)的參考符號(hào)表示對(duì)應(yīng)部分。此外，結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并且形成說(shuō)明書(shū)的一部分的附解本發(fā)明的實(shí)施例， 并且連同描述一起進(jìn)一步用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理，并且使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流式細(xì)胞儀。圖2圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)于樣品流具有固定的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的激勵(lì)系統(tǒng)。圖3圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)于樣品流具有固定的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的激勵(lì)系統(tǒng)和聚集系統(tǒng)。圖4A、4B和4C圖解提供多個(gè)輻射源對(duì)樣品流的固定的對(duì)準(zhǔn)的一組光纖。圖5圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的更改固定的對(duì)準(zhǔn)激勵(lì)和聚集系統(tǒng)的光學(xué)部件的引導(dǎo)附件和結(jié)合。圖6圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的允許光纖的斷開(kāi)與連接的光纖光學(xué)連接器的使用。圖7A、7B和7C圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包含對(duì)于樣品流移動(dòng)的改進(jìn)的容限的激勵(lì)系統(tǒng)。圖8圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的產(chǎn)生平坦頂部的空間強(qiáng)度的光束輪廓的折射光束整形系統(tǒng)的示范性舉例。圖9圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在多個(gè)光激勵(lì)位置，通過(guò)用于流采樣的通用光束整形的一組多個(gè)光源。
圖10圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在多個(gè)光激勵(lì)探詢點(diǎn)處，通過(guò)用于流采樣的通用光束整形光學(xué)調(diào)整所有光源的多個(gè)光纖勵(lì)磁電源的使用。圖11、12A、12B、13和14圖解根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的各種顆粒分析儀。圖15圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀系統(tǒng)。圖16A圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有橢圓光束的活性區(qū)流。圖16B圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有平坦頂部的光束的活性區(qū)流。圖17圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的兩個(gè)輻射束的二維曲線圖。圖18圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聚焦的輻射束。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從以下闡明的詳細(xì)說(shuō)明，各種實(shí)施例的特征將變得更明顯，其中， 同樣的參考字符全部標(biāo)識(shí)相應(yīng)的元件。在附圖中，類似的參考數(shù)字通常表示相同的，功能類似的和/或結(jié)構(gòu)類似的元件。其中元件首次出現(xiàn)的附圖由相應(yīng)的參考數(shù)字中的最左邊的數(shù)
字表不。
具體實(shí)施例方式該說(shuō)明書(shū)公開(kāi)包括本發(fā)明的特征的一個(gè)以上的實(shí)施例。公開(kāi)的實(shí)施例僅僅舉例說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不局限于公開(kāi)的實(shí)施例。本發(fā)明由附加的權(quán)利要求所限定。在此描述的實(shí)施例在該說(shuō)明書(shū)中被引用為“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“實(shí)例實(shí)施例”等等。這些引用表示描述的實(shí)施例可以包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性，但是每個(gè)實(shí)施例不必然地包括每個(gè)描述的特征、結(jié)構(gòu)或者特性。進(jìn)一步，當(dāng)連同實(shí)施例描述特定的特征、 結(jié)構(gòu)或者特性時(shí)，可以理解，將這種特征、結(jié)構(gòu)或者特性連同其他無(wú)論是否明確描述的實(shí)施例一起作用是屬于本領(lǐng)域的技術(shù)人員的學(xué)識(shí)范圍之內(nèi)的。雖然實(shí)施例可應(yīng)用到任何用于分析顆粒的系統(tǒng)或者處理，但是為了簡(jiǎn)潔和清楚， 流式細(xì)胞儀環(huán)境被作為圖解本發(fā)明的各種特征的實(shí)例。然而，在更詳細(xì)地描述這種實(shí)施例之前，有益的是呈現(xiàn)一個(gè)實(shí)例環(huán)境，在該實(shí)例環(huán)境中，本發(fā)明的實(shí)施例可以被實(shí)施。圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流式細(xì)胞儀系統(tǒng)100。在一個(gè)實(shí)例中，流式細(xì)胞儀系統(tǒng)100包括一個(gè)以上的輻射源110，光激勵(lì)系統(tǒng)120，結(jié)構(gòu)或者空氣空間130 (以下稱為結(jié)構(gòu))，包含顆粒136的樣品流133，光聚集系統(tǒng)140和檢測(cè)系統(tǒng)150。在一個(gè)實(shí)例中，來(lái)自一個(gè)以上的光輻射源110的光被激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)120引導(dǎo)向引導(dǎo)樣品流133的結(jié)構(gòu)130。在一個(gè)實(shí)例中，結(jié)構(gòu)130包含包圍樣品流133的空氣空間。光與在樣品流133中流動(dòng)的顆粒136相互作用。由相互作用產(chǎn)生的光，諸如散射的或者激勵(lì)的熒光，被聚集光學(xué)系統(tǒng)140引導(dǎo)到檢測(cè)系統(tǒng)150上。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)的信息被未顯示的電子設(shè)備和軟件分析。在一個(gè)實(shí)施例中，散射光是指包括任何類型的前向、側(cè)向或者后向的散射光、反射光和吸收光。在一個(gè)實(shí)例中，元件110內(nèi)的輻射源可以是激光器，即使弧光燈、發(fā)光二極管或者其它光學(xué)輻射源也可以被使用。可以使用一個(gè)以上的激光器，其中，每個(gè)激光器可以發(fā)射唯一光學(xué)特性的光學(xué)輻射物，例如但不局限于光波長(zhǎng)、波長(zhǎng)帶、偏振、脈沖寬度或者其它光學(xué)特性，以便測(cè)量樣品顆粒對(duì)于不同的光激勵(lì)刺激物的響應(yīng)。
在一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)120或者140可以包含鏡、透鏡、棱鏡、光纖、衍射元件、光波導(dǎo)或者其它光學(xué)部件。將領(lǐng)會(huì)的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)部件可以被分離的支架定位，該支架例如是金屬支架，其被附接到流式細(xì)胞儀中的板或者其它機(jī)械底座或者連接機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)例中，使用光學(xué)系統(tǒng)120可以聚焦光束115，以便在樣品流133內(nèi)建立焦點(diǎn)區(qū)域131，其中，光能被聚集成為小的體積。該焦點(diǎn)區(qū)域131可以被定位在截取樣品顆粒的光被大部分集中的位置，以使顆粒136對(duì)于來(lái)自輻射源110的探詢的響應(yīng)最大化。在一個(gè)實(shí)例中，多個(gè)光源被用于輻射源110。當(dāng)應(yīng)用多個(gè)光源時(shí)，可以形成多個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域。焦點(diǎn)區(qū)域可以沿著樣品流軸線(未顯示)被有限空間分離，以便促進(jìn)用于檢測(cè)的散射光和熒光的聚集，如下所述。在一個(gè)實(shí)例中，樣品顆粒136能夠以單行順序流動(dòng)。例如，雖然未顯示，但是在經(jīng)過(guò)光學(xué)輻射物探詢區(qū)域136之前，顆粒136的(核心)流能夠穿過(guò)噴管并且被周圍的(鞘) 液流流體地引導(dǎo)。該核心和鞘流133能夠被包含在結(jié)構(gòu)130內(nèi)，例如是光學(xué)透射的液體導(dǎo)管內(nèi)，可能是試管，或者流能夠從液體引導(dǎo)系統(tǒng)(未顯示)被排出到空氣中。在各種實(shí)例中，可以在測(cè)量之后丟棄樣品顆粒136，或者可以基于它們來(lái)自光學(xué)探詢的測(cè)量特性選擇顆粒136，并且在不同的組合中進(jìn)行聚集用于進(jìn)一步分析，如在分類流式細(xì)胞儀中那樣。在一個(gè)實(shí)例中，樣品顆粒136例如可以產(chǎn)生側(cè)向散射光146，前向散射光142，熒光144或者反向散射光(未顯示)。前向散射光142可以是基于與光束115/117的互相作用。依據(jù)例如通過(guò)自動(dòng)地?zé)晒?，適當(dāng)?shù)臒晒馊玖匣蛘咂渌獍l(fā)射物質(zhì)是否已經(jīng)被添加到顆粒136，熒光144可以基于具有與來(lái)源光不同能量的光子的發(fā)射光。在另一個(gè)實(shí)例中，還可以使用非線性效應(yīng)，例如，使用雙光子發(fā)射處理來(lái)產(chǎn)生較高能量的發(fā)射光子。前向散射光 142以及可能的螢光性的發(fā)射光144可以被光學(xué)系統(tǒng)140捕獲，光學(xué)系統(tǒng)140將來(lái)自樣品相互作用區(qū)域131的光142、144以及146引導(dǎo)到檢測(cè)器系統(tǒng)150。前向散射光142、側(cè)向散射光146以及螢光的發(fā)射光144可以在相對(duì)于樣品顆粒136任何的角度處被產(chǎn)生和捕獲。聚集光學(xué)系統(tǒng)140還可以由鏡、透鏡、棱鏡、光纖、或者其它光學(xué)部件構(gòu)成，它們例如通過(guò)附接到流式細(xì)胞儀中的板或者其它機(jī)械底座或者連接構(gòu)件的分離的支架被定位。雖然可能有一些由激勵(lì)和聚集系統(tǒng)120和140共用的通用光學(xué)元件類型，但是聚集光學(xué)系統(tǒng)140 —般不包含與系統(tǒng)120相同的光學(xué)元件。通?？梢栽谂c光束115碰撞樣品流133的方向相反的方向聚集前向散射光142。被稱為側(cè)向散射的其它散射光146可以在通常垂直于光束115的方向的方向上被聚集。此外，來(lái)自樣品顆粒136的任何產(chǎn)生的熒光發(fā)射物144可以在同樣垂直于碰撞樣品流133的光束115的方向上被聚集。在一個(gè)實(shí)例中，聚集系統(tǒng)140和/或檢測(cè)系統(tǒng)150可以包括將聚集的光142、144 和146分離成為離散的光學(xué)波長(zhǎng)帶的濾光器或者其他元件，并且可以包括將這些波長(zhǎng)帶中的光學(xué)輻射物轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的感光的電光檢測(cè)器。對(duì)應(yīng)于各種波長(zhǎng)帶的信號(hào)的相對(duì)分布的分析提供關(guān)于在流式細(xì)胞儀100中已經(jīng)被測(cè)量的樣品顆粒136的特性的信息。在一個(gè)實(shí)例中，前向散射光142可以具有比較高的強(qiáng)度，能夠通過(guò)濾光以減少它的強(qiáng)度或者將檢測(cè)的光的波長(zhǎng)隔離為集中在激光發(fā)射波長(zhǎng)上的窄的波長(zhǎng)帶。檢測(cè)系統(tǒng)150 可以具有相對(duì)低感光度的光檢測(cè)器，諸如光電二極管，其可用于測(cè)量前向散射光142。在一個(gè)實(shí)例中，直接傳輸?shù)姆巧⑸涞募す庠垂饪梢酝ㄟ^(guò)前向散射檢測(cè)器被物理地阻斷聚集。
在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)從聚集系統(tǒng)140或者檢測(cè)系統(tǒng)150中的光學(xué)濾光器(未顯示) 反射或者透射經(jīng)過(guò)聚集系統(tǒng)140或者檢測(cè)系統(tǒng)150中的光學(xué)濾光器(未顯示)，可以聚集側(cè)向散射光146。該濾光器還可以防止側(cè)向散射光146到達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)150的熒光檢測(cè)器部。將領(lǐng)會(huì)，不背離本發(fā)明的范圍的情況下，關(guān)于與樣品互相作用的光的其它參數(shù)同樣可以被檢測(cè)，諸如偏振、角度的分布等等。在一個(gè)實(shí)例中，與散射的激光相比，熒光144可以有非常低的強(qiáng)度。如果這個(gè)出現(xiàn)，激光可以在聚集系統(tǒng)140或者檢測(cè)系統(tǒng)150內(nèi)被光學(xué)地過(guò)濾并且與高感光的熒光檢測(cè)器阻斷。已經(jīng)被聚集光學(xué)系統(tǒng)140捕獲的熒光144常常通過(guò)利用二向色的光學(xué)濾光器可以被分離成為不同的光學(xué)波長(zhǎng)區(qū)域或者波段。在檢測(cè)系統(tǒng)150內(nèi)的單個(gè)的、非常感光的光電檢測(cè)器可以測(cè)量每一個(gè)單獨(dú)的波長(zhǎng)區(qū)域中的熒光144，以便能夠分析每個(gè)波長(zhǎng)帶中的樣品 133的相對(duì)熒光發(fā)射物。由于非常小的熒光信號(hào)強(qiáng)度以及例如在它們經(jīng)過(guò)來(lái)源光探詢區(qū)域 131期間流動(dòng)樣品顆粒136發(fā)熒光的不足的時(shí)間量，熒光檢測(cè)器可以極感光和快速地響應(yīng)光學(xué)照射。由于這些原因，熒光檢測(cè)器可以被配置為具有光電倍增管或者其它檢測(cè)器技術(shù)。當(dāng)不同激勵(lì)波長(zhǎng)的多源激光是輻射源110的部分時(shí)，這些激光可以在沿著樣品流流動(dòng)軸線138被空間分離的位置處被聚焦。來(lái)自每個(gè)探詢位置的散射光142和146或者熒光性發(fā)射光144可以被聚集光學(xué)系統(tǒng)140幾何地分開(kāi)，從而將光引導(dǎo)到例如檢測(cè)系統(tǒng)150 的適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)濾光器和檢測(cè)器，光學(xué)濾光器和檢測(cè)器可以對(duì)應(yīng)于特定的激勵(lì)波長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)例中，輻射源110中的激光的對(duì)準(zhǔn)的任何變化或者它們相對(duì)于樣品流 133的焦點(diǎn)位置的任何變化可以改變測(cè)量結(jié)果。在極端的情況中，在顆粒136流過(guò)探詢區(qū)域 131時(shí)，光束117可能錯(cuò)過(guò)顆粒136，以致顆粒136從未被光束115照射。在一個(gè)實(shí)例中，空間強(qiáng)度分布可以是越過(guò)激光光束115/117的高斯分布。在這種情況下，在光束117與樣品顆粒136互相作用的點(diǎn)處，依據(jù)顆粒136穿過(guò)高斯強(qiáng)度分布的分布圖，在顆粒136的檢測(cè)概率中可能有非常大的差異。例如，如果顆粒136經(jīng)過(guò)探詢激光光束117的中心，則顆粒136可能經(jīng)歷最大可能的被光束117照射，這可能產(chǎn)生相對(duì)強(qiáng)的熒光或者散射信號(hào)。然而，如果相同的顆粒136要穿過(guò)高斯強(qiáng)度分布的激光光束117的外邊緣， 則照射可能急劇地降低，所以產(chǎn)生的散射或者熒光信號(hào)可能相應(yīng)的會(huì)更加小。因此，為了維持一致的并且可靠的測(cè)量能力，光激勵(lì)系統(tǒng)120和樣品流133的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)和定位應(yīng)當(dāng)在許多測(cè)量的時(shí)間上基本上被保持恒定。在一個(gè)實(shí)例中，光聚集系統(tǒng)140和檢測(cè)系統(tǒng)150相對(duì)于樣品流133保持恒定的對(duì)準(zhǔn)，但是樣品流133中的一個(gè)以上的源探詢位置131可以不保持對(duì)準(zhǔn)。例如，源激勵(lì)點(diǎn)131 關(guān)于活性區(qū)流133的相對(duì)移動(dòng)可能被聚集光學(xué)系統(tǒng)140幾何地接替，結(jié)果散射光和熒光 142,144和146的移動(dòng)出現(xiàn)在相對(duì)于檢測(cè)系統(tǒng)150的三維關(guān)系中，改變聚集光的視在強(qiáng)度。 類似地，樣品流133相對(duì)于聚集光學(xué)系統(tǒng)140的位置的移動(dòng)可能改變檢測(cè)系統(tǒng)150上的聚集的光斑的聚焦和尺寸，可能充滿孔徑，這可能再次影響聚集的光的視在強(qiáng)度?？梢灶I(lǐng)會(huì)，由于許多相互依存的變數(shù)，例如，難以實(shí)現(xiàn)和維持光源110、激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)120、樣品流133、聚集光學(xué)系統(tǒng)140和檢測(cè)系統(tǒng)150的光機(jī)對(duì)準(zhǔn)。如果源激光器經(jīng)歷熱不穩(wěn)定性，則例如光束指向可能改變，這就可能偏移經(jīng)過(guò)激勵(lì)光學(xué)器件120的光束115，并且錯(cuò)放光束117或者它相對(duì)于樣品流133的路徑的焦點(diǎn)區(qū)域131，改變樣品流133的探詢的強(qiáng)度，或者改變一些排列顆粒136。該偏移還可能影響出現(xiàn)在樣品上的任何產(chǎn)生的散射的激光142、146或者樣品熒光144的聚集和檢測(cè)，進(jìn)一步損害測(cè)量的質(zhì)量。隨著改變周圍條件， 諸如熱變化或者機(jī)械振動(dòng)，其它光電機(jī)械定位和對(duì)準(zhǔn)變化可能發(fā)生在流式細(xì)胞儀部件和系統(tǒng)之間。該可能需要各種部件和系統(tǒng)的經(jīng)常費(fèi)時(shí)的調(diào)整，以維持流式細(xì)胞儀100中的適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)和一致的操作特性。雖然可能很難在修正之前精確的重復(fù)系統(tǒng)的特性，但是對(duì)于光學(xué)部件或者系統(tǒng)的任何增加或者改變還可能需要麻煩的過(guò)程。這些問(wèn)題可以通過(guò)以下討論的實(shí)施例被解決。此外，樣品流流動(dòng)133還可以是固有的不穩(wěn)定。理想的，顆粒136將沿著樣品流 133的中心軸線138直線的行進(jìn)。然而，由于流體動(dòng)力中的變化，樣品流133內(nèi)顆粒136的路徑以及整個(gè)樣品流133的形狀可能改變。流體動(dòng)力例如受環(huán)境、射流控制系統(tǒng)以及樣品特性等等影響，這可能導(dǎo)致樣品流133隨時(shí)間的不穩(wěn)定。即使流式細(xì)胞儀系統(tǒng)100另外是光機(jī)穩(wěn)定的，樣品流流體動(dòng)力變化可能是測(cè)量中的誤差或者不確定性的根源。這些問(wèn)題可以通過(guò)以下討論的實(shí)施例被解決。圖2圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的激勵(lì)系統(tǒng)200。在所示的實(shí)例中，系統(tǒng)200包括光源210，包含波導(dǎo)225的光學(xué)系統(tǒng)220，引導(dǎo)樣品流235的結(jié)構(gòu)230，具有物鏡M5A的聚光器Μ0Α，具有物鏡M5B的聚光器MOB以及具有電光檢測(cè)器^OA和^OB的檢測(cè)系統(tǒng)250A 和250B。在一個(gè)實(shí)例中，物鏡M5A可能被例如拋物面鏡的鏡所代替。在一個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng) 200具有與引導(dǎo)樣品流235的結(jié)構(gòu)230固定的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)例中，從輻射源210發(fā)射的光束215經(jīng)由光激勵(lì)系統(tǒng)220被傳送到樣品流235。在該實(shí)例中，系統(tǒng)220被直接和永久的附接到引導(dǎo)樣品流235的結(jié)構(gòu)230。舉例來(lái)說(shuō)，例如可能是激光器212的輻射源210生成光束215，光束215被引導(dǎo)和連接到例如是光纖的波導(dǎo)裝置225。然后光束215通過(guò)波導(dǎo)裝置225被引導(dǎo)向結(jié)構(gòu)230。結(jié)構(gòu)230可以是流動(dòng)池、試管、或者空氣，樣品混合物液體235沿著路徑237流過(guò)結(jié)構(gòu)230，路徑237在所關(guān)心的光波長(zhǎng)是光學(xué)地透射。對(duì)于未由試管容納的流，結(jié)構(gòu)230可以支持和抑制在空氣中或者通過(guò)空氣自由流動(dòng)的樣品混合物液體235。在該實(shí)例中，波導(dǎo)裝置225被永久的固定在結(jié)構(gòu)230上。激勵(lì)光從光纖225射出并且碰撞流動(dòng)液體路徑237中的測(cè)量部231中的樣品 235。如上討論的，當(dāng)光束215與樣品235互相作用時(shí)，樣品235可以發(fā)熒光和/或散射光。熒光和/或散射光可以被光聚集系統(tǒng)MOA捕獲，光聚集系統(tǒng)240可以包括聚集光的光學(xué)物鏡M5A以及一系列隨后的透鏡或者鏡，以便將光引導(dǎo)到檢測(cè)系統(tǒng)250A。在檢測(cè)系統(tǒng) 250A中，可以通過(guò)例如光學(xué)干涉濾光器、吸收濾光鏡、棱柱、光柵或者其它已知的折射、色散的或者衍射的技術(shù)，將光光學(xué)地或者光譜地分離成為組成波長(zhǎng)區(qū)域或者波段，然后每個(gè)被電光檢測(cè)器260A轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)以上的上述裝置或者技術(shù)，例如光學(xué)干涉濾光器、吸收濾光鏡、衍射的技術(shù)等等能單獨(dú)地或者不同組合的在檢測(cè)系統(tǒng)250A中被使用，以便實(shí)現(xiàn)期望的光波長(zhǎng)信號(hào)分離。在一個(gè)實(shí)施例中，雖然輻射源210遠(yuǎn)離容納樣品流 235的結(jié)構(gòu)230，但是它通過(guò)諸如光激勵(lì)系統(tǒng)220中的光纖225的連續(xù)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)被光學(xué)地以及機(jī)械地直接連接到結(jié)構(gòu)230。如此，光纖225的輸出端部被放置地非?？拷Y(jié)構(gòu)230，并且直接的、堅(jiān)固的、固定的對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)230，并且因此靠近樣品流235，從而幾乎消除光束215 和樣品流235之間的偏移。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以連同固定的激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用多個(gè)光聚集系統(tǒng)，例如MOA和Μ0Β，以及多個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)，例如250A和250B。在這種情況下，通過(guò)經(jīng)過(guò)激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng) 220附接到結(jié)構(gòu)230的輻射源210，從樣品顆粒的探詢產(chǎn)生的熒光或者散射光232A和232B 被多于一個(gè)的光聚集系統(tǒng)MOB捕獲，每個(gè)光聚集系統(tǒng)MOB包含聚集光的光學(xué)物鏡M5B以及一系列隨后的透鏡或者鏡，以便將光引導(dǎo)到檢測(cè)系統(tǒng)250B。在檢測(cè)系統(tǒng)250B中，光可以被光學(xué)地分離成為期望的波長(zhǎng)帶，期望的波長(zhǎng)帶可以通過(guò)電光檢測(cè)器260B被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。多個(gè)聚集系統(tǒng)的使用可以增加熒光的聚集效率或者可以允許熒光以及散射的激光光學(xué)的聚集以及檢測(cè)系統(tǒng)的分離。光纖從光激勵(lì)系統(tǒng)220到容納樣品流的結(jié)構(gòu)230的固定的附接可以使用不同的機(jī)構(gòu)來(lái)施行。在一個(gè)實(shí)施例中，例如流動(dòng)池或者試管的結(jié)構(gòu)230可以被修正為保持光纖頂部。對(duì)于裸光纖，這可以使用例如激光、噴水、超聲波或者空心鉆來(lái)完成，以便在試管的側(cè)面中鉆孔，然后使用環(huán)氧樹(shù)脂，諸如光學(xué)指數(shù)匹配粘合劑，從而將光纖附接到孔中。另外地，在玻璃、陶器或者其它基板中可以切割出小的“V字形”塊，在其中，光纖端部可以被放置為它在切線中的柱面與V字形塊的兩側(cè)接觸。第二平坦的蓋板可以被附接或者結(jié)合到放置在V 字形凹槽中的光纖上，從而在光纖柱形表面上提供第三線接觸(在圖4A中圖解通過(guò)該機(jī)構(gòu)的多個(gè)光纖附接)。相對(duì)于樣品流流動(dòng)，在理想的位置處，這個(gè)安裝光纖光學(xué)組件的V字形塊可以被結(jié)合到例如試管的結(jié)構(gòu)230。圖3圖解根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的具有固定的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)樣品流的激勵(lì)和聚集系統(tǒng)300。在一個(gè)實(shí)例中，激勵(lì)和聚集系統(tǒng)300包括光源310，包含波導(dǎo)325的光學(xué)系統(tǒng) 320，引導(dǎo)樣品流335經(jīng)過(guò)路徑337的結(jié)構(gòu)330，具有波導(dǎo)345A和345B(例如光纖等等)的光聚集系統(tǒng);340A和340B，以及具有電光檢測(cè)器360A和360B的檢測(cè)系統(tǒng)350A和350B。在一個(gè)實(shí)例中，從輻射源310發(fā)射的光束315經(jīng)由光激勵(lì)系統(tǒng)320被傳送到樣品流335，光激勵(lì)系統(tǒng)320可以被直接和永久的附接到引導(dǎo)樣品流335的結(jié)構(gòu)330。通過(guò)輻射光束315從樣品顆粒的探詢產(chǎn)生的例如332A和332B的熒光或者散射光可以被一個(gè)以上的光波導(dǎo)340A和340B捕獲，光波導(dǎo)340A和340B例如是光纖，并且被直接固定到容納樣品流 335的結(jié)構(gòu)330。捕獲的光332A和332B經(jīng)過(guò)波導(dǎo)345A被引導(dǎo)向檢測(cè)器系統(tǒng)350A。在檢測(cè)器系統(tǒng)350A中，熒光或者散射光332A和332B可以被光學(xué)地分離成為通過(guò)電光檢測(cè)器360A 和360B可以被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的組成波長(zhǎng)區(qū)域或者波段。例如，通過(guò)使來(lái)自聚集波導(dǎo)345A 的光經(jīng)過(guò)光譜地過(guò)濾并將光引導(dǎo)到各個(gè)電光學(xué)檢測(cè)器360A的光學(xué)濾光器(未顯示)的系統(tǒng)和部件，可以施行光分離成不同波長(zhǎng)帶。可以用幾種方式施行光譜過(guò)濾，包括吸收來(lái)自光纖的光成為自由空間光學(xué)器件，或者通過(guò)使用諸如那些用于光纖長(zhǎng)途通信應(yīng)用的專業(yè)光纖元件。在替換的實(shí)例中，多個(gè)光聚集系統(tǒng)340A、340B和波導(dǎo)345A、345B可以將聚集的熒光和散射的激光引導(dǎo)到檢測(cè)器系統(tǒng)350A和350B。在一個(gè)實(shí)例中，如圖3所示，輸入(激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)320)和輸出(聚集光波導(dǎo)340A 或340B)光纖光學(xué)系統(tǒng)被直接地、物理地連接，并且它們相對(duì)于結(jié)構(gòu)330以及彼此的相對(duì)位置保持恒定。在光源和試管之間，或在試管和檢測(cè)光纖之間沒(méi)有獨(dú)立安裝的離散的光學(xué)元件?？梢灶I(lǐng)會(huì)的是，這么布置可以隨著時(shí)間的流逝為各種系統(tǒng)和樣品流之間的物理偏移給出最小的可能，雖然通過(guò)激勵(lì)光束的樣品顆粒的光學(xué)探詢，并且在沒(méi)有添加光束修正光學(xué)器件或?qū)ｉT的光纖的情況下，隨后的任何熒光或散射激光的聚集可能不是光學(xué)有效的，例如在激勵(lì)樣品之前，可以執(zhí)行內(nèi)部的光束整形。
在一個(gè)實(shí)例中，固定地安裝對(duì)準(zhǔn)光激勵(lì)和聚集系統(tǒng)可以防止在流式細(xì)胞儀測(cè)量中的性能變化，這另外可以是由于隨著時(shí)間的流逝，在分開(kāi)安裝的光學(xué)和機(jī)械構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)。即使位置上的變化沒(méi)有全部消除，本發(fā)明的實(shí)施例可以大大地減少它們的程度和影響。例如，如果機(jī)械的或熱的變化或應(yīng)力發(fā)生到包含樣品流的結(jié)構(gòu)的組件以及它附接的光纖，則非常靠近的激勵(lì)光從光纖發(fā)射在樣品流上，并且產(chǎn)生的光的聚集從發(fā)熒光或散射樣品上升到接近放置的光纖，可以使結(jié)構(gòu)或光纖支架中的機(jī)械變形的影響最小化。在直接安裝的光纖末端和結(jié)構(gòu)之間更大的角度移動(dòng)例如可以在從光纖末端到樣品流測(cè)量的縱向的距離被容許，該縱向的距離遠(yuǎn)小于用于相對(duì)樣品流遠(yuǎn)離定位的分開(kāi)安裝的光纖末端。通過(guò)將光纖直接安裝到包含樣品流的結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)利用類似的類型和大小的材料來(lái)組成樣品流結(jié)構(gòu)本身，例如可以大大地減少利用外部安裝具有不同大小和不同的熱膨脹系數(shù)的影響。圖4A、4B和4C圖解根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的在系統(tǒng)400、400'和400〃中使用一組光波導(dǎo)，以便提供多個(gè)輻射源相對(duì)于樣品流的固定對(duì)準(zhǔn)。在實(shí)例中顯示，系統(tǒng)400包括一個(gè)以上的輻射源415，由各個(gè)光纖425-1到425-N組成的激勵(lì)波導(dǎo)422，各個(gè)光纖的末端附接到定位器427并且被蓋板4 覆蓋。如圖4A所示，輻射源415可以被光激勵(lì)系統(tǒng)422引導(dǎo)到定位器427，定位器427 設(shè)置和固定源激勵(lì)輸出相互之間的對(duì)準(zhǔn)。例如，如圖4A所示，可以是激光器的多個(gè)(N)光輻射源各自連接到波導(dǎo)422和引導(dǎo)到定位器427的激勵(lì)光，波導(dǎo)422通常是光纖425-1到 425-N,并且光纖被剛性地附接到定位器427。在定位器427剛性的附著附接到包圍樣品流的結(jié)構(gòu)(未顯示)之前，定位器427將每個(gè)光激勵(lì)光纖端定位在已知的限制位置。在一個(gè)實(shí)例中，光纖可以沿著軸線被隔開(kāi)一些標(biāo)稱距離，軸線通常是沿著樣品流流動(dòng)的方向。當(dāng)樣品流中的顆粒流動(dòng)而通過(guò)多數(shù)光探詢點(diǎn)時(shí)，這可以從輻射線435提供顆粒的連續(xù)的激勵(lì)，并且可以容納用于檢測(cè)系統(tǒng)的任何產(chǎn)生的熒光和散射激光的空間分離和聚集。類似于先前在單光纖情況中描述的，通過(guò)在玻璃、陶器或其他的基底中制造一組小的“V字形”凹槽429， 多個(gè)光纖422可以被附接到定位器427，光纖端部可以被放置在凹槽429中，光纖端部的圓柱形表面在切線中與V字形凹槽的兩側(cè)接觸。然后光纖端部可以被直接粘合到V字形凹槽中，或者第二平面蓋板4 可以被附接或者結(jié)合在放置到V字形凹槽中的光纖上面，以便提供光纖柱形表面上的第三線接觸。如圖4B所示，系統(tǒng)400'包括多個(gè)輻射源417。在系統(tǒng)400'中，通過(guò)由多個(gè)光纖 424-1到424-N組成的光激勵(lì)波導(dǎo)421，輻射線被引導(dǎo)到定位器426，定位器4 被附接到結(jié)構(gòu)437，通過(guò)結(jié)構(gòu)437，存在有樣品流流動(dòng)路徑438。在實(shí)施例中，這類安裝光纖組件的V 字形凹槽可以在相對(duì)于樣品流流動(dòng)路徑438的適當(dāng)?shù)奈恢帽唤Y(jié)合到結(jié)構(gòu)437，以便提供流動(dòng)樣品的光照射，該結(jié)構(gòu)437通常是試管。在另一個(gè)實(shí)例中，定位器4 或者包含樣品流的結(jié)構(gòu)437可以被修正為收容和保持光纖末梢，例如通過(guò)在定位器或者結(jié)構(gòu)的側(cè)面中鉆一組孔，然后使用環(huán)氧樹(shù)脂，例如光學(xué)指數(shù)匹配粘合劑，或者玻璃粉結(jié)合，或者熔焊等等，從而將光纖連接到一組孔中。圖4C圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)400"，其中，多個(gè)光纖被連接在包含樣品流的結(jié)構(gòu)的兩個(gè)光激勵(lì)側(cè)上，以及結(jié)構(gòu)的熒光和激光散射光聚集側(cè)上。在顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)400 “包括一個(gè)以上的激勵(lì)輻射源410，一個(gè)以上的波導(dǎo)420，穿過(guò)其存在有樣品流流動(dòng)路徑435的結(jié)構(gòu)430，一個(gè)以上的聚集波導(dǎo)440A和440B，以及檢測(cè)器450A和450B。激勵(lì)輻射源410可以被光纖420引導(dǎo)到包含樣品流流動(dòng)路徑435的結(jié)構(gòu)430，并且產(chǎn)生的熒光和散射激光可以被一個(gè)以上的光聚集系統(tǒng)440A、440B等等捕獲，光聚集系統(tǒng)440A，440B對(duì)光進(jìn)行引導(dǎo)以用于在檢測(cè)系統(tǒng)450A和450B中進(jìn)一步光譜處理和測(cè)量。在這個(gè)實(shí)例中，多個(gè)激勵(lì)輻射源410可以允許使用多個(gè)不同的激光器，各自具有不同的特征的發(fā)射光，例如，不同的波長(zhǎng)區(qū)域和/或偏振狀態(tài)，以便當(dāng)樣品流過(guò)附著于結(jié)構(gòu) 430的一組光纖端部時(shí)，指定的樣品顆?？梢栽谡丈浞秶?36中通過(guò)每個(gè)不同的源連續(xù)地被照射。在另一個(gè)實(shí)例中，在相同的波長(zhǎng)區(qū)域發(fā)射但是具有不同的輸出功率或其他特性的多個(gè)不同的激光器可用于用具有對(duì)顆粒的分析有用的不同的強(qiáng)度或特征的光來(lái)探詢樣品顆粒。在一個(gè)實(shí)例中，連接到包含樣品流的結(jié)構(gòu)的輸入和輸出的一組光纖末梢的緊湊的本性可以容許使用許多激勵(lì)源或不同的聚集系統(tǒng)，而不需要使大量離散的光學(xué)部件裝配到流式細(xì)胞儀的樣品探詢區(qū)域周圍的小的空間中。在另一個(gè)實(shí)例中，在光激勵(lì)系統(tǒng)中的光纖的這個(gè)布置可以允許激勵(lì)源位于遠(yuǎn)離樣品測(cè)量區(qū)域的位置，如此，在激勵(lì)激光器的機(jī)械安裝方面以及與激勵(lì)激光的系統(tǒng)接口方面提供了大的靈活性。在一個(gè)實(shí)例中，如圖3以及4A、4B和4C中圖解的實(shí)施例所描述的，在光纖和流動(dòng)室連接器管長(zhǎng)度和強(qiáng)度的限制之內(nèi)，使用具有相對(duì)于樣品流固定的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)的激勵(lì)系統(tǒng)和聚集系統(tǒng)，和使用一組光纖以提供相對(duì)于樣品流的多個(gè)輻射源的固定對(duì)準(zhǔn)，以及相對(duì)于來(lái)自與來(lái)源光相互作用的樣品的聚集光的固定的一組光纖，流動(dòng)室可以獨(dú)立于流式細(xì)胞儀設(shè)備的其余部件被移動(dòng)，而不會(huì)妨礙激勵(lì)和聚集系統(tǒng)相對(duì)于樣品流位置的固定的對(duì)準(zhǔn)。具有由包含樣品流的結(jié)構(gòu)組成的獨(dú)立地可定位的樣品測(cè)量組件，以及被剛性地安裝到結(jié)構(gòu)的激勵(lì)和聚集波導(dǎo)或光纖，這個(gè)組件可以與可能影響樣品流特性的熱的變化以及振動(dòng)的變化隔離。例如，樣品測(cè)量組件可以被放置在隔離外殼內(nèi)部，以減少在流式細(xì)胞儀樣品流中產(chǎn)生熱變化的環(huán)境或儀器的比率和數(shù)量。在另一個(gè)實(shí)例中，樣品測(cè)量組件可以被包含在外殼中，外殼可以使組件與可以影響樣品流的機(jī)械振動(dòng)和沖撞隔離或緩沖。在另一個(gè)實(shí)例中，樣品流結(jié)構(gòu)的組件和連接的光纖還可以處于有利的位置，該位置可以比例如流式細(xì)胞儀儀器的大的和笨重的其余部件更小，并且與其余部件分離，這可容許更有效地利用實(shí)驗(yàn)室空間。圖5圖解根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)500。在一個(gè)實(shí)例中，修正光激勵(lì)系統(tǒng)或光聚集系統(tǒng)的光學(xué)裝置可以被直接地連接和結(jié)合到固定的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。在顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)500包括一個(gè)以上的激勵(lì)輻射源510，包含一個(gè)以上的波導(dǎo)525的激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng) 520，光束修正光學(xué)器件527547A和M7B，包含樣品流流動(dòng)路徑535的樣品流結(jié)構(gòu)530，聚集波導(dǎo)M5A和M5B，以及檢測(cè)器550A和550B。在一些情況下，在沒(méi)有添加光束修正光學(xué)器件527，547A和M7B的情況下，通過(guò)激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)520的例如光纖的波導(dǎo)525和激勵(lì)輻射源510、以及任何熒光或散射激光的隨后的光纖聚集系統(tǒng)540的樣品顆粒的光學(xué)探詢不可能是可能的或光學(xué)有效的。如果來(lái)自輻射源510的激勵(lì)源光沒(méi)有集中在樣品流路徑535中的樣品顆粒，并且發(fā)射的熒光和散射激光沒(méi)有聚焦到光纖聚集系統(tǒng)MO中，則當(dāng)光溢出到激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)520和隨后的引導(dǎo)用于進(jìn)一步在檢測(cè)系統(tǒng)550A和550B中的光譜處理和測(cè)量的光的光纖聚集系統(tǒng)MO以及光學(xué)聚集系統(tǒng)M5A和M5B之外時(shí)，大部分涉及兩個(gè)處理的光被丟失。所以，舉例來(lái)說(shuō)，如果元件527D 被直接地并且剛性地連接到光纖525D和樣品流結(jié)構(gòu)530兩者，則一個(gè)透鏡，多個(gè)透鏡或其他的聚焦的，光學(xué)光束整形，偏振的或其他的調(diào)光元件527D可以被放置在光纖525D和樣品流結(jié)構(gòu)530中包含樣品流的結(jié)構(gòu)之間。在一個(gè)實(shí)例中，元件527D具有小的形狀因數(shù)。在另一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)控制部件被直接地制造在光纖中或在光纖之上，這樣它們可以被安裝或結(jié)合為單個(gè)、剛性一體的支架結(jié)構(gòu)M8D，例如金屬環(huán)或其他的殼體，更可取地是，它們由堅(jiān)固的、低熱膨脹材料制成，更可取地是，它們和包含樣品流的樣品流結(jié)構(gòu)530相適合，甚至是和包含樣品流的樣品流結(jié)構(gòu)530相同的材料。在一個(gè)實(shí)例中，在表面上或在鉆的孔中或作為夾具，諸如V字形塊布置，將一體的支架結(jié)構(gòu)528D結(jié)合到樣品流結(jié)構(gòu)530，可以做成非常機(jī)械地和熱穩(wěn)定的連接。可以通過(guò)引起好的強(qiáng)連接的光接觸，玻璃料結(jié)合，按壓或其他的方法，借助于例如光學(xué)或其他的粘合劑進(jìn)行該結(jié)合。一體的支架結(jié)構(gòu)528D或殼體可以被直接地附接到光纖525和包含樣品流535 的樣品流結(jié)構(gòu)530。其他的實(shí)施例包含用于將光纖連接到樣品流結(jié)構(gòu)530的布置，包括使用垂直于光纖的輸出面安裝的一條光纖，該光纖將激勵(lì)光發(fā)射在樣品上。這個(gè)光纖可以充當(dāng)柱面透鏡， 并且可以產(chǎn)生行聚焦，該行聚焦可以提供在樣品流柱的寬度上的平面強(qiáng)度分布圖。一個(gè)以上的光纖可以與透鏡結(jié)合，或者在包含樣品流的結(jié)構(gòu)的輸入或輸出上，以基于在較大的直徑透鏡之前的光纖端部的相對(duì)分離，允許來(lái)自沿著樣品流空間分離位置的聚焦或者聚集。 另外，一束光纖具有布置為在末端線性排列以及在輸入端圓形的束的各個(gè)光纖，這束光纖可用于提供在樣品處的橢圓或線性偏離的激勵(lì)光束強(qiáng)度橫截面，甚至具有從激光器連接到光纖束的輸入端中的圓形的高斯光束強(qiáng)度分布圖。在被安裝在通用底板上的光束修正光學(xué)器件上，一個(gè)或多個(gè)上述實(shí)施例或?qū)嵗梢允怯懈倪M(jìn)的，但是在沒(méi)有直接地連接到光纖或者包含樣品流的結(jié)構(gòu)的離散的獨(dú)立連接的定位器中，因?yàn)殡S著時(shí)間的流逝，所有獨(dú)立地基準(zhǔn)部件可以移動(dòng)并且相互之間發(fā)生位置偏移。隨著光纖一起，任何剛性的串聯(lián)安裝需要光學(xué)光束調(diào)整部件，包含樣品流的結(jié)構(gòu)可以保持相對(duì)于血細(xì)胞計(jì)數(shù)器樣品流的固定對(duì)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)。圖6圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)600，系統(tǒng)600使用光纖光連接器以便允許包含包圍樣品流的結(jié)構(gòu)的組件與其永久連接的激勵(lì)和聚集光學(xué)器件斷開(kāi)與連接。在顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)600包括一個(gè)以上的激勵(lì)輻射源610，具有光連接器621的激勵(lì)波導(dǎo)620，配套光連接器622和波導(dǎo)625，樣品流結(jié)構(gòu)630，具有光連接器642的聚集波導(dǎo)645，具有波導(dǎo)640 的配套光連接器641，以及具有檢測(cè)器660的檢測(cè)系統(tǒng)650。通過(guò)利用連接的光纖，這個(gè)系統(tǒng)可以提供快速容易的樣品流結(jié)構(gòu)630和波導(dǎo)625以及645的交流。在這個(gè)實(shí)例中，光纖625 和645可以從它們固定的對(duì)準(zhǔn)安裝在例如流動(dòng)室的樣品流結(jié)構(gòu)630伸出，并且它們可以在諸如是那些用于遠(yuǎn)程通信工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化光纖連接器622和642中的一些點(diǎn)終止。利用適當(dāng)選擇的機(jī)構(gòu)，這些光纖連接器通常具有非常嚴(yán)密的配套容限和高的機(jī)械位置重合性。在該流式細(xì)胞儀上，激勵(lì)輻射源610和包括檢測(cè)器660的檢測(cè)系統(tǒng)650可以被分別連接到光纖 620和640，光纖620和640端接光纖連接器621和641。這些光纖連接器621和641可以與來(lái)自樣品流結(jié)構(gòu)630和光纖625和645組合的適當(dāng)?shù)倪B接器622和642配套或與連接器 622和642分開(kāi)。這個(gè)連接或斷開(kāi)樣品流測(cè)量組件的能力可以大大地簡(jiǎn)化包含樣品流的結(jié)構(gòu)的安裝和替換，尤其在該領(lǐng)域中，因?yàn)樵趯S商的預(yù)先對(duì)準(zhǔn)的樣品流結(jié)構(gòu)630和光纖625 和645的組合組件連接到光源和檢測(cè)器之后可以不需要對(duì)準(zhǔn)。在另一個(gè)實(shí)例中，連接到樣品流結(jié)構(gòu)630的光纖625和645被連接到連接光學(xué)器件，以便將波導(dǎo)的光傳輸?shù)皆谶h(yuǎn)離結(jié)構(gòu)630的末端端子622和642處的自由空間光學(xué)器件。 除光纖的斷接之外，輔助的光學(xué)器件可以將來(lái)自類似于輻射源610的光源的適當(dāng)?shù)墓庖龑?dǎo)到激勵(lì)光纖625中，或從聚集光纖645向外引導(dǎo)到檢測(cè)系統(tǒng)650。這仍然可以在沒(méi)有影響系統(tǒng)的自由空間、離散的光學(xué)器件部分的情況下，允許樣品測(cè)量組件630、625和645的運(yùn)動(dòng)中的大的自由度，因?yàn)檫@個(gè)部分可以被遠(yuǎn)離樣品測(cè)量區(qū)域安裝。另外，這可以允許不同的插入式模塊的互換性以執(zhí)行系統(tǒng)中的多樣的激勵(lì)光束調(diào)整或樣品修正光的檢測(cè)和分析。在一個(gè)實(shí)例中，模塊可以是連接到光纖的試管，其中，光纖具有集成的光束整形元件。光纖的第一端部可以被連接到試管，以及光纖的第二端部可以被配置為具有可拆卸連接器，該可拆卸連接器連接到例如照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)等等。許多其他的模塊被預(yù)期在本發(fā)明的實(shí)施例之內(nèi)。在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)簡(jiǎn)單地?cái)嚅_(kāi)第一模塊和連接第二模塊，提供各種光學(xué)特性的模塊可以容易地被互換。利用這種方法，各種模塊可以插入該系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)大范圍的各種要求的光學(xué)功能，而不需要重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)實(shí)施需要多個(gè)功能的變化設(shè)置的任務(wù)時(shí)，這種模塊化提供增進(jìn)的柔韌性，較高的效率和降低成本。在除去和替換樣品測(cè)量單位之后，光向自由空間系統(tǒng)的射入或光從自由空間系統(tǒng)的發(fā)射可以容易地被對(duì)準(zhǔn)并且處于受控的方式，因?yàn)樵谶@個(gè)實(shí)例中僅僅連接到樣品流結(jié)構(gòu) 630的一個(gè)光纖625或645可以在任何給定時(shí)間被優(yōu)化。在一般分析的流式細(xì)胞儀中，這可以在包含樣品流的例如流動(dòng)室的獨(dú)立的結(jié)構(gòu)的替換上是改進(jìn)的，因?yàn)檫@樣做在這個(gè)光學(xué)器件被分離地安裝在自由空間光學(xué)系統(tǒng)中的情況中需要相互之間移動(dòng)光源激勵(lì)光學(xué)器件、流動(dòng)室以及可能的光學(xué)聚集和檢測(cè)系統(tǒng)。圖7A、7B和7C圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)于樣品流移動(dòng)具有改進(jìn)容限的激勵(lì)系統(tǒng)700，700'和700"。在這些實(shí)例中，通過(guò)將光激勵(lì)固定到包含樣品流的結(jié)構(gòu)以及隨后的光聚集系統(tǒng)來(lái)使流式細(xì)胞儀測(cè)量穩(wěn)定的相關(guān)方法是將激勵(lì)光學(xué)系統(tǒng)修正為容許樣品流中的流動(dòng)顆粒的表現(xiàn)中的變化。由于環(huán)境及其他因素影響流體的特性，在樣品流內(nèi)的顆?？赡芪幢乜偸窃诰€性的、良好受控的路徑中流動(dòng)，并且樣品流形狀和位置還可以隨時(shí)間而改變。所以，甚至具有固定光對(duì)準(zhǔn)的流式細(xì)胞儀系統(tǒng)也可能遭受測(cè)量性能的不穩(wěn)定性。為改善這個(gè)穩(wěn)定性，光激勵(lì)系統(tǒng)的探詢光束包括預(yù)定形狀，例如是平頂光束形狀的光學(xué)器件， 可以建立空間光強(qiáng)分布，與例如用于非平頂激光束的高斯空間強(qiáng)度分布相比，該分布在樣品流的寬度范圍較大距離上更加均勻，并且更加集中到沿著樣品流的核心軸線的較窄的高度中。在圖7A中顯示的例子中，系統(tǒng)700包括產(chǎn)生源輻射703的光激勵(lì)系統(tǒng)701、引導(dǎo)包含顆粒750的樣品流710的樣品流結(jié)構(gòu)730、散射的和熒光的光束707以及光聚集系統(tǒng) 709。在截取樣品流結(jié)構(gòu)730內(nèi)部包含的樣品流710和顆粒750之前，通過(guò)光激勵(lì)系統(tǒng)701 中的光學(xué)器件來(lái)修正光束703，以產(chǎn)生變形的聚焦形狀，該形狀可以是橢圓的橫截面，而不是圓的。光聚集系統(tǒng)709檢測(cè)光束707。在圖7B顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)700'包括樣品流705、包含遭受輻射束720的顆粒750A、750B，750C和750D的流體710，輻射束720具有橫流部分725和平行流部分726。如圖7B所示，光束720的橢圓橫截面中的長(zhǎng)軸和短軸的尺寸可以變化，并且通常被選擇為使橢圓的較寬的軸被布置為垂直于樣品流流動(dòng)方向的軸。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖7B圖解包含流體710的樣品流705，在樣品流705內(nèi)，當(dāng)樣品顆粒750A、750B、750C、705D等等流過(guò)例如來(lái)自激光的光源輻射束720時(shí)被探詢。在圖7B中圖解用于橫流部分725和平行流部分7 的光束橫截面的高斯空間強(qiáng)度分布圖。注意，兩個(gè)橫截面均表示穿過(guò)光束的寬度或高度的高斯強(qiáng)度分布?？梢岳斫?，根據(jù)強(qiáng)度分布圖725，當(dāng)位于樣品流705中心的類似于750C的樣品顆粒通過(guò)光源輻射束720時(shí)，與位于樣品流705周邊的類似于750B的樣品顆粒相比，可以顯著地被更多的光源光照射。當(dāng)任何樣品顆粒750A、750B等等橫穿光源輻射束720時(shí)， 它根據(jù)流速和強(qiáng)度分布圖7 經(jīng)受隨時(shí)間變化的強(qiáng)度。在圖7C顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)700"包括樣品流705，包含遭受輻射束730的顆粒 750E、750F、750G和750H的流體710，輻射束730具有橫流部分735和平行流部分736。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖7C圖解在相對(duì)于激勵(lì)光源位置提供用于樣品流中的樣品顆粒的移動(dòng)的容限方面的平頂空間強(qiáng)度分布光束的穩(wěn)定性改進(jìn)益處。光源輻射束730被平頂光束整形光學(xué)器件修正以建立空間強(qiáng)度分布圖橫截面735，該空間強(qiáng)度分布圖橫截面735在橫穿樣品流流動(dòng)軸線的寬度距離上是均勻地和最強(qiáng)烈的。橫截面部分的空間光束強(qiáng)度分布圖736 通常沿著樣品流軸線方向的方向上是高斯分布，根據(jù)隨時(shí)間響應(yīng)探詢強(qiáng)度分布圖的電子和軟件，在一些情況下可能是合乎需要，或在另一個(gè)實(shí)例中，光束的這個(gè)軸還可以被做成在橫截面的分布圖中為平頂?shù)?。根?jù)強(qiáng)度分布圖橫流部分735，當(dāng)位于遠(yuǎn)離樣品流705中心的類似于750F的樣品顆粒通過(guò)光源輻射束730時(shí)，與位于樣品流705中心的類似于750G的樣品顆粒一樣，可以經(jīng)受相同的光源光強(qiáng)。當(dāng)任何樣品顆粒750E、750F、750G、705H等等橫穿光源輻射束730時(shí)，它根據(jù)流速和強(qiáng)度分布圖736經(jīng)受隨時(shí)間變化的強(qiáng)度。如果使平頂強(qiáng)度分布的輻射光束730聚焦為更類似于直線或矩形的橫截面形狀而不是橢圓，則可以領(lǐng)會(huì)，可以使顆粒流過(guò)輻射光束730的時(shí)間相關(guān)的響應(yīng)更均勻，而不管穿過(guò)樣品流705的寬度方向的樣品顆粒的橫向位置。如果使光源輻射光束720更類似于直線或矩形的橫截面形狀，而不是橢圓形，則時(shí)間相關(guān)的響應(yīng)與橫向的位置比較的類似的效果可以在如圖7B所示的布置中出現(xiàn)。對(duì)圖7B和7C中圖解的樣品顆粒運(yùn)動(dòng)的樣品照射的不耐性或容限能夠以類似方式被擴(kuò)展到樣品流相對(duì)于激勵(lì)光源位置的移動(dòng)。這可以通過(guò)樣品流705邊界相對(duì)于高斯型的強(qiáng)度分布圖和平頂光束725和735的橫向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生。任何在樣品流705的形狀或?qū)挾确矫娴淖兓軌蛞允湛s或擴(kuò)展的形式出現(xiàn)，并且可能是樣品流邊界705相對(duì)于強(qiáng)度分布725 和735的橫向平移。如此，由于光束的較寬的、最大平面橫截面的強(qiáng)度分布，平頂光束對(duì)樣品流位置和形狀偏差的測(cè)量穩(wěn)定性和容限被提高。在一個(gè)實(shí)例中，能使用具有大體上均勻的橫穿測(cè)量或探詢范圍的橫截面強(qiáng)度分布圖，還可以稱為顯著地均勻空間強(qiáng)度分布光束。具有這個(gè)分布的光束與高斯分布光束相比， 可以允許系統(tǒng)參數(shù)更多的靈活性和容限。均勻空間強(qiáng)度分布光束可以但不局限于平頂光束、超級(jí)高斯光束或其他類似的光束形狀。這樣的光束形狀可以提供橫穿樣品流流動(dòng)軸的均勻強(qiáng)度，其可以允許被傳送橫穿例如探詢顆粒的探詢范圍的均勻光強(qiáng)度的最大量。光束形狀還可以導(dǎo)致關(guān)于流內(nèi)的顆粒的任何不希望的移動(dòng)的檢測(cè)情報(bào)的不敏感。在這個(gè)實(shí)例中，來(lái)自借助于光束的顆粒探詢的測(cè)量信息大體上僅僅是根據(jù)顆粒，而不是根據(jù)在探詢的范圍處的任何光束的不均勻性。在一個(gè)實(shí)例中，具有均勻空間強(qiáng)度分布的一部分光束的量可以變化，例如，應(yīng)用特有的。在一個(gè)實(shí)例中，光束的呈現(xiàn)均勻強(qiáng)度的部分中的增量按比例增加用于流相對(duì)于光束的相對(duì)移動(dòng)的補(bǔ)償量。通過(guò)使光束的具有均勻空間強(qiáng)度分布光束的部分的尺寸較寬，在流和光束之間的相對(duì)移動(dòng)可以出現(xiàn)更多的變化，同時(shí)仍然考慮期望的測(cè)量。例如通過(guò)流本身， 或由于例如振動(dòng)、溫度變化等等而引起的系統(tǒng)的任何元件移動(dòng)的結(jié)果，可以導(dǎo)致流相對(duì)于光束的如此移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，因?yàn)樵谔皆兎秶械母喙馐哂衅谕膹?qiáng)度分布，所以具有這個(gè)光束形狀還可以減少生成光束的光源的所需功率。在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如平頂?shù)木鶆虻目臻g強(qiáng)度分布光束可以通過(guò)折射光束整形光學(xué)器件或BSO在光激勵(lì)系統(tǒng)中被產(chǎn)生，如圖8所示。在圖8顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)800包括激勵(lì)輻射源810，波導(dǎo)820，波導(dǎo)端接塊830，光束835、845、855和865，準(zhǔn)直透鏡840，光束整形光學(xué)元件850，第三透鏡860，樣品流870和具有強(qiáng)度分布890的光束橫截面880。例如可以是激光器的激勵(lì)輻射源810產(chǎn)生被引導(dǎo)和耦接到光纖裝置的光。然后光通過(guò)波導(dǎo)820被引導(dǎo)到波導(dǎo)端接塊830中的光纖端子的位置，并且光被反向發(fā)射到光纖以外，波導(dǎo)820可以具有支持激光的僅僅單橫模的傳播的非常小的光纖“核心”。自然地發(fā)散光835可以通過(guò)集中和引導(dǎo)從光纖發(fā)射出的光的透鏡，反射鏡或準(zhǔn)直透鏡840被捕獲，其中，光束845被弓I導(dǎo)為沖擊光束整形光學(xué)元件850。準(zhǔn)直透鏡840被定位成在經(jīng)過(guò)用于給定光波長(zhǎng)的適當(dāng)?shù)臄?shù)值孔徑的準(zhǔn)直透鏡840之后，使光束845的光線幾乎平行并且既不發(fā)散又不聚合。光束整形光學(xué)元件850通常被稱為鮑威爾棱鏡，它使經(jīng)過(guò)的光形成高長(zhǎng)寬比線性的或像矩形的空間強(qiáng)度分布，可以稱為行聚焦。鮑威爾棱鏡提供沿著行聚焦的光圖案的長(zhǎng)軸異常均勻的發(fā)光。這個(gè)空間相關(guān)的強(qiáng)度分布圖可以稱為平頂分布圖，用于沿著發(fā)光圖案的中心的長(zhǎng)度的光的均勻的極限強(qiáng)度。插在準(zhǔn)直透鏡840和光束整形光學(xué)元件850之后的第三透鏡860可用于將平頂分布光束855向下到865，在865，在樣品流870的光束的光束橫截面880的垂直高度非常小，并且光束880的橫截面的水平的長(zhǎng)度足夠地寬，足以將均勻照明提供到通常的流動(dòng)細(xì)胞池中的樣品流，或空氣中的流，即使在測(cè)量的情況下，在探詢光束和樣品流之間的相對(duì)位置出現(xiàn)一些變化。具有平頂橫截面強(qiáng)度分布890的高長(zhǎng)寬比橫截面880為行進(jìn)穿過(guò)窄的軸的樣品的測(cè)量提供良好的時(shí)間分辨率，并且為光學(xué)的機(jī)械的流式細(xì)胞儀熒光信號(hào)的低靈敏度，和樣品流870的流體位置的變化的低靈敏度。高長(zhǎng)寬比形狀的平頂強(qiáng)度分布890被設(shè)計(jì)成集中高探詢光強(qiáng)度到在小的范圍上具有均勻空間分布的樣品中，這在建立企圖建立用于樣品移動(dòng)的容限的例如很寬的、低發(fā)光值高斯分布的光束的有害影響上是一種改善。在光束整形裝置的其他實(shí)例中，變形的望遠(yuǎn)鏡，像散聚焦系統(tǒng)，基于棱鏡的系統(tǒng)或其他的技術(shù)可用于產(chǎn)生高的長(zhǎng)寬比光束橫截面形狀和平頂橫截面空間強(qiáng)度分布。圖9圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)900，該系統(tǒng)900具有通過(guò)通用光束整形光學(xué)器件的一組大于一個(gè)的光源，以便將關(guān)于樣品流位置變化的容限提供給多個(gè)光激勵(lì)探詢點(diǎn)。在圖9顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)900包括激勵(lì)輻射源910A，910B和910C，一組波導(dǎo)920，陣列結(jié)構(gòu) 930，光束 935 (A、B 禾口 C)，945 (A、B 禾口 C)，955 (A、B 和 C)，和 965 (A、B 和 C)，準(zhǔn)直透鏡940，光束整形光學(xué)元件950，聚焦透鏡960，樣品流970，以及具有強(qiáng)度分布圖990C的光束橫截面980C。多于一個(gè)的激光器或輻射源910A、910B、910C等等可以各自被耦接到波導(dǎo) 920，并且被波導(dǎo)920引導(dǎo)，波導(dǎo)920例如是光纖。光纖920的末端可以被排列在光束整形光學(xué)組件的輸出處的陣列結(jié)構(gòu)930中，以使每個(gè)光源沿通過(guò)光束整形光學(xué)組件的唯一路徑 935A、935B、935C行進(jìn)，光束整形光學(xué)組件包括準(zhǔn)直透鏡940，光束整形光學(xué)器件950和聚焦透鏡960，光束整形光學(xué)組件對(duì)所有排列的光纖光源是通用的。例如，在光纖端中心930之間的空間偏移量，標(biāo)號(hào)dl，引起通過(guò)準(zhǔn)直透鏡940和相繼的光束整形光學(xué)器件850以及聚焦透鏡960的光束路徑的偏差，導(dǎo)致來(lái)自每個(gè)光源965C、965B、965A的聚焦斑點(diǎn)之間的空間偏移量，標(biāo)號(hào)d2?？梢酝ㄟ^(guò)幾何光學(xué)中的通用關(guān)系來(lái)確定該空間分離，與光束整形光學(xué)組件的放大率有關(guān)，并且直接與距離dl有關(guān)。在系統(tǒng)900中，一組光纖包含在一個(gè)平面中，在圖9 中與紙平行，在一個(gè)軸中分離，以致聚焦的典型的平頂橫截面強(qiáng)度分布圖990C、具有橫截面形狀(980C所示)的線性的光束被排列在相同的平面中，僅僅在相同的一個(gè)軸空間分離。在建立一排安裝裝置的一個(gè)實(shí)例中，一連串的V字形凹槽可以被切入適當(dāng)材料的安裝塊結(jié)構(gòu)中，在端接端的光纖緩沖墊或套圈可以被結(jié)合或另外機(jī)械地限制在V字形凹槽以便制成線性的光纖陣列。在另一個(gè)實(shí)例中，可以通過(guò)鉆一組穿越實(shí)體塊或板結(jié)構(gòu)的孔來(lái)形成該陣列，然后將光纖端接端插入到孔中，并且在適當(dāng)?shù)奈恢脤⑺鼈児潭ǎ蛟S利用膠粘劑或其他的機(jī)械限制。在另一個(gè)實(shí)例中，光纖的末端還可以被放到具有圓底矩形"U-"形， 而不是三角形外觀"V-"形的凹槽中。用于V字形凹槽或其他的線性的光纖陣列安裝方案的蓋板還可以具有V字形凹槽，棱，凸或凹圓柱形的彎曲的、球狀的凸起，或其他的地形學(xué)的或結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以便增強(qiáng)或者提供陣列中的光纖的限制和定位。在實(shí)現(xiàn)多個(gè)光纖陣列耦接的BSO的實(shí)例中，為確保激勵(lì)系統(tǒng)的最大光機(jī)定位校直的穩(wěn)定性，光束整形光學(xué)系統(tǒng)的全部組件可以被剛性地附接到所有光纖920或陣列結(jié)構(gòu) 930以及包含活性區(qū)流(未顯示)的結(jié)構(gòu)，如本發(fā)明的其他實(shí)施例所描述的。在另一個(gè)實(shí)例中，光束整形系統(tǒng)的全部組件可以被剛性地附著于所有光纖920或陣列結(jié)構(gòu)930，但被做成相對(duì)于包含活性區(qū)流的結(jié)構(gòu)在適當(dāng)?shù)奈恢每烧{(diào)節(jié)。組合的光纖陣列和光束整形光學(xué)系統(tǒng)可以促進(jìn)對(duì)于流式細(xì)胞儀中的樣品流的對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)楫?dāng)組合的元件的位置相對(duì)于樣品流被校準(zhǔn)時(shí)，所有探詢光斑從多個(gè)光源作為一個(gè)群一起移動(dòng)。光纖陣列支架和光束整形光學(xué)器件的全部組合的單元可以沿許多軸移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)以允許單元相對(duì)于細(xì)胞儀樣品流的對(duì)準(zhǔn)，以便對(duì)于數(shù)個(gè)實(shí)例優(yōu)化聚焦，最小化橫向的活性區(qū)流位置敏感性，以及調(diào)整活性區(qū)流中的激勵(lì)點(diǎn)以與可用的熒光聚集光學(xué)器件相匹配，從而從樣品捕獲最大信號(hào)。陣列結(jié)構(gòu)930可以以剛性的方式被永久地附接到光束整形光學(xué)組件(準(zhǔn)直透鏡 940，光束整形光學(xué)器件950以及聚焦透鏡960)，光束整形光學(xué)組件可以立即接著陣列結(jié)構(gòu) 930，陣列結(jié)構(gòu)930可以被配置為具有V字形凹槽陣列支架。在一個(gè)實(shí)例中，為了清潔或替換的目的，具有V字形凹槽支架的陣列結(jié)構(gòu)930可以被做成從通用光束整形裝置的剩余部分可移除。然而，當(dāng)附接到光束整形裝置時(shí)，該陣列可以在相對(duì)于光束整形裝置的固定位置被剛性地附接。在另一個(gè)實(shí)施例中，在光纖陣列和光束整形裝置的初始制造期間，該陣列可以被做成相對(duì)于光束整形光學(xué)器件的剩余部分移動(dòng)，以便促進(jìn)定位、光通量以及通過(guò)光束整形光學(xué)器件的陣列中的各個(gè)光源的聚焦的優(yōu)化。如果陣列結(jié)構(gòu)930被設(shè)計(jì)成從通用的光束整形裝置可移動(dòng)，則通過(guò)利用本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中描述的光纖連接器，有使用具有不同個(gè)數(shù)的光源或不同波長(zhǎng)的光源的不同陣列的可能性。這些可以被迅速地與流式細(xì)胞儀樣品探詢系統(tǒng)連接或斷開(kāi)，而不用除去光束整形裝置，這可以在組件中建立高程度的模塊性。減少流式細(xì)胞儀激勵(lì)系統(tǒng)對(duì)于樣品顆?；驑悠妨魑恢弥械娜魏尾▌?dòng)的敏感性的能力在典型的流式細(xì)胞儀系統(tǒng)上是一種改進(jìn)。與在每個(gè)光源光束路徑上的許多大的和離散的BSO裝置可能所需的相等的間隔相比，在非常小的體積中排列的可能大量的光激勵(lì)區(qū)域也是一種改進(jìn)，這一點(diǎn)上，可以實(shí)現(xiàn)更緊湊的樣品測(cè)量系統(tǒng)。至少一些實(shí)施例描述的另一個(gè)改進(jìn)是所有輻射源910A、910B和910C可以相對(duì)于樣品流以及熒光和散射光檢測(cè)系統(tǒng)的光軸從通用的角度探詢樣品流970。這可以提供關(guān)于樣品的熒光或散射光特性的較少的模糊度，因?yàn)槎鄠€(gè)光源將不會(huì)從所有不同的角度沖擊樣品，并且可以導(dǎo)致結(jié)果數(shù)據(jù)更均勻和可重復(fù)的測(cè)量和解釋。在另一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)相同波長(zhǎng)的光源輻射的數(shù)個(gè)光纖可以被排列在光束整形光學(xué)器件的輸入端處，并且被用于在不同的時(shí)間點(diǎn)探詢具有相同光束特性的樣品。例如，這可用于提供響應(yīng)曝光量的樣品改變的時(shí)間分辨的研究，或允許在不同的時(shí)間點(diǎn)曝光多個(gè)照射強(qiáng)度但相同波長(zhǎng)的光，或通過(guò)在不同的時(shí)間點(diǎn)或空間位置的激勵(lì)光的相同波長(zhǎng)的不同的偏振狀態(tài)，提供熒光的探詢。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖10圖解多個(gè)光纖激勵(lì)源的使用，每個(gè)光纖激勵(lì)源具有不同的光學(xué)發(fā)射波長(zhǎng)帶，在排列中，用通用的光束整形光學(xué)器件調(diào)整所有光源以在多個(gè)光激勵(lì)探詢點(diǎn)提供對(duì)于樣品流位置變化的容忍。在圖10顯示的實(shí)例中，系統(tǒng)1000包括激勵(lì)輻射源1001A、1001B和1001C，一組波導(dǎo)1010A、1010B和1010C，陣列結(jié)構(gòu)1020，光束路徑 1016 (A、B和C)、1(^9(A、B和C)，光束整形系統(tǒng)1025，樣品系統(tǒng)1030以及檢測(cè)系統(tǒng)1040。 多個(gè)輻射源1001，例如1001A、1001B、1001C等等可以各自被耦接到波導(dǎo)1010A、1010B和 1010C，并且被波導(dǎo)1010A、1010B和1010C引導(dǎo)，波導(dǎo)1010A、1010B和1010C例如是光纖。激光器可以具有相同類型，以相同波長(zhǎng)帶發(fā)射輻射物，但是例如該輻射物具有不同的強(qiáng)度或偏振狀態(tài)，或者他們可以是具有不同波長(zhǎng)發(fā)射頻帶的不同類型的激光。例如1010A、1010B、1010C等等的光纖1010的末端可以被排列在光束整形系統(tǒng) 1025的輸入端處的陣列結(jié)構(gòu)1020中，因此每個(gè)輻射源沿穿過(guò)光束整形系統(tǒng)1025的唯一路徑1016A、1016B、1016C行進(jìn)，該光束整形整系統(tǒng)1025對(duì)所有排列的光纖光源通用。這個(gè)實(shí)例中的光束整形系統(tǒng)1025可以被仔細(xì)地設(shè)計(jì)成響應(yīng)被排列在它們穿過(guò)BSO的路徑的多個(gè)光源光波長(zhǎng)的最佳消色差反應(yīng)。也就是說(shuō)，光束整形系統(tǒng)1025可以為所有多個(gè)光源，例如 1001A、1001B以及1001C和經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的波長(zhǎng)1010，建立類似的橫截面光束形狀以及例如平頂?shù)木鶆虻臋M截面強(qiáng)度分布圖，以致對(duì)于由光束整形系統(tǒng)1025產(chǎn)生和由檢測(cè)系統(tǒng)1040檢測(cè)的所有光激勵(lì)位置1(^9C、1(^9B、1029A等等，對(duì)于樣品系統(tǒng)1030中的樣品顆?；蛘邩悠妨饕苿?dòng)的容限很高。在一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)通用光束整形光學(xué)裝置可能未被用于產(chǎn)生用于所有所關(guān)心的波長(zhǎng)的適當(dāng)?shù)目臻g強(qiáng)度分布。在這個(gè)實(shí)例中，光纖耦接的光源波長(zhǎng)可以被分離和引導(dǎo)到兩個(gè)以上的光束整形裝置中，對(duì)于提供給它們的指定波長(zhǎng)的較窄的范圍，每個(gè)光源波長(zhǎng)都可以被優(yōu)化?？梢宰⒁獾剑@個(gè)布置可能有點(diǎn)否定具有緊湊的、通用的組件的多個(gè)光源BSO裝置的潛在益處。在這個(gè)實(shí)施例的變形的進(jìn)一步的實(shí)例中，向被排列在光束整形光學(xué)器件1025之前的光纖1010A，1010B, 1010C等等提供饋送的例如激光器的輻射源1001，可以被安裝在所有種類的相互之間的空間位置，以及相對(duì)于細(xì)胞儀組件。這大大地簡(jiǎn)化輻射源1001的機(jī)械安裝以及操縱接口，因?yàn)橥ㄟ^(guò)光纖1010，在光束整形裝置，所有光源被傳送到陣列結(jié)構(gòu) 1020的通用的排列點(diǎn)。使用多路光纖輸入裝置，不同波長(zhǎng)、能量、偏振、或者任何一種或者所有這些特征的數(shù)個(gè)激光器可以被交替地或者共同地耦接到單個(gè)光纖中，并且被傳送到光束整形光學(xué)器件之前的排列中的單個(gè)位置。一組這些多路的輸入可以通過(guò)空間分離的多個(gè)光纖輸出被提供，以致可以利用單個(gè)光束整形系統(tǒng)產(chǎn)生非常大量的光源特性的置換。在這個(gè)實(shí)施例上變化的另一個(gè)實(shí)例是使用本質(zhì)上不是線性的，或者它們的元件間隔不平均地的光纖陣列。例如，圓形的或者矩形的對(duì)稱陣列的光纖，或者沿著光束整形系統(tǒng)的光軸具有變化的聚焦位置的陣列，可能是可取的，以通過(guò)將空間采樣點(diǎn)映射到相關(guān)的檢測(cè)系統(tǒng)中來(lái)探詢大的樣品并且表征它們的形狀或者方向，然后形成與顆粒形狀或者位置有關(guān)的熒光波長(zhǎng)，強(qiáng)度或者散射強(qiáng)度的二維或者三維圖。可能的是，通過(guò)在樣品流的各個(gè)光束形狀的光激勵(lì)光束的關(guān)鍵的放置和朝向，單個(gè)流內(nèi)的多個(gè)流或者多個(gè)樣品可以被同時(shí)或者并行位置地探詢。圖11圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1100。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1100包括波導(dǎo)1110，一個(gè)以上的輻射源1115，支持裝置1120，光學(xué)系統(tǒng)1125，樣品系統(tǒng)1130和檢測(cè)系統(tǒng)1140。在一個(gè)實(shí)例中，由支持裝置1120支持的波導(dǎo)1110傳達(dá)來(lái)自輻射源1115的空間分離的光束。在各個(gè)實(shí)例中，輻射源1115可以是單一光源或者多個(gè)光源，產(chǎn)生相同或者多個(gè)輻射波長(zhǎng)和輻射強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)1125(例如光束整形系統(tǒng))包括一個(gè)以上的光學(xué)裝置，例如鏡，反射裝置，折射裝置等等。光學(xué)系統(tǒng)1125可以從波導(dǎo)1110接收空間分離的光束，以及將空間分離的光束沿著樣品系統(tǒng)1130(例如，活性區(qū)流系統(tǒng))中的樣品流測(cè)量區(qū)域(未顯示)的焦平面(未顯示)引導(dǎo)到焦斑(未顯示)。光學(xué)系統(tǒng)1125還可以在焦平面產(chǎn)生特有的照射圖案。在一個(gè)實(shí)例中，在光束已經(jīng)與流過(guò)樣品流測(cè)量區(qū)域的顆粒相互作用之后，檢測(cè)系統(tǒng)1140感應(yīng)例如散射光、熒光等等的空間分離的光束的特征或者參數(shù)。在實(shí)例中，使用多個(gè)波導(dǎo)1110將輻射物發(fā)送到通用的光學(xué)系統(tǒng)1125允許利用各種或者許多不同輻射物波長(zhǎng)的激勵(lì)，而不必在樣品系統(tǒng)1130周圍的限制的區(qū)域內(nèi)安置多個(gè)輻射物光源。波導(dǎo)1110被安置在固定相關(guān)陣列中，這可以較少地相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)1125 中的光束整形光學(xué)器件而移動(dòng)。如果光學(xué)系統(tǒng)1125(例如，波導(dǎo)末端陣列，準(zhǔn)直透鏡，光束整形元件以及重調(diào)焦距元件)以使任何一個(gè)的以上的元件相對(duì)于其它移動(dòng)的可能性最小化的方式被機(jī)械地內(nèi)部連接并且固定在一起，則這尤其是真實(shí)的。當(dāng)組合元件的位置相對(duì)于樣品系統(tǒng)1130中的活性區(qū)流被校準(zhǔn)時(shí)，隨著所有探詢斑點(diǎn)作為一個(gè)群從多個(gè)光源一起移動(dòng)，支持裝置1120以及光學(xué)系統(tǒng)1125可以相對(duì)于樣品系統(tǒng)1130容易地調(diào)整。支持系統(tǒng) 1120和光學(xué)系統(tǒng)1125還可以在物理尺寸上相對(duì)地緊湊，使其更容易結(jié)合到流式細(xì)胞儀中的樣品探詢室中。圖12A圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1200。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1200包括支持波導(dǎo)1210的單個(gè)波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220，光學(xué)系統(tǒng)1225，樣品系統(tǒng)1230以及檢測(cè)系統(tǒng)1240。在一個(gè)實(shí)例中，單個(gè)波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220支持多個(gè)波導(dǎo)1210A、1210B以及1210C，多個(gè)波導(dǎo)1210A、1210B以及1210C在相互之間以及相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)1225處于固定的、穩(wěn)定的位置。雖然顯示的是三個(gè)波導(dǎo)1210，但是根據(jù)特定應(yīng)用的需要，有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員可以配置特定應(yīng)用所需的波導(dǎo)的個(gè)數(shù)，較少的或者增加的波導(dǎo)可以被波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220所支持。波導(dǎo)(例如1210A、1210B和1210C)從一個(gè)以上的光源(未顯示)接收輻射光束。波導(dǎo)1210將輻射光束1216A、1216B以及1216C發(fā)送到光學(xué)系統(tǒng)1225。波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220保持相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)1225處于固定位置的波導(dǎo)1210A、1210B以及1210C，從而使光學(xué)偏移最小化。在一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)1225整形光束并且產(chǎn)生輸出光束12^A、1229B和12^C。每個(gè)波導(dǎo)(例如，1210A、1210B和1210C)可以發(fā)送來(lái)自分離的輻射源(未顯示) 的光。在其他實(shí)施例中，每個(gè)波導(dǎo)1210可以發(fā)送來(lái)自相同波長(zhǎng)的多個(gè)光源的光。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)波導(dǎo)1210可以發(fā)送來(lái)自相同單個(gè)輻射源的不同波長(zhǎng)的光。在一個(gè)實(shí)例中，增加激光器和檢測(cè)器的數(shù)目允許多個(gè)標(biāo)記的抗體的檢測(cè)。使用抗體結(jié)合特性，該方法可以更精確地識(shí)別目標(biāo)種群。在一個(gè)實(shí)例中，波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220可以被配置為使波導(dǎo)1210被基本上保持在平穩(wěn)的方式，并且被調(diào)整以致每個(gè)波導(dǎo)1210基本上與另一個(gè)波導(dǎo)1210平行。在顯示的實(shí)例中，波導(dǎo)1210A與波導(dǎo)1210B被分開(kāi)距離dl，并且波導(dǎo)1210B與波導(dǎo) 1210C被分開(kāi)距離d2。分開(kāi)距離dl和d2可以具有相等的值，但并不要求如此。理解的是， 可以根據(jù)特殊的應(yīng)用配置分開(kāi)距離。在另一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)1225可以被配置為使單獨(dú)的光束整形光學(xué)器件被安置在每個(gè)波導(dǎo)的末端。在還有另一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)1225可以被裝配到波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220里。圖12B圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1200'(例如，具有雙重的波導(dǎo)支持部)。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1200'包括支持波導(dǎo)1210的單個(gè)波導(dǎo)支持部1220-1 和1220-2，光學(xué)系統(tǒng)1225，樣品系統(tǒng)1230以及檢測(cè)系統(tǒng)1240。在這個(gè)實(shí)例中，每個(gè)波導(dǎo)支持部1220-1和1220-2被配置為具有與圖12A中的單個(gè)波導(dǎo)支持系統(tǒng)1220所示相類似的方式支持多個(gè)波導(dǎo)的能力。這個(gè)結(jié)構(gòu)允許從多個(gè)光源 (未顯示)傳輸多個(gè)光束(未顯示)到光學(xué)系統(tǒng)1225。支持部1220-1支持的波導(dǎo)的輸出 1216-1可以與波導(dǎo)支持部1220-2支持的波導(dǎo)的輸出1216-2結(jié)合。輸出1216-1可以相對(duì)于輸出1216-2處于一個(gè)角度，或者輸出1216-1和1216-2可以基本上平行，如同流式細(xì)胞儀的特殊的結(jié)構(gòu)所必需的期望的圖案所規(guī)定的。在一個(gè)實(shí)例中，波導(dǎo)支持部1220-1和1220-2可以定位在相同平面中，但是彼此是垂直的，以進(jìn)一步幫助允許波導(dǎo)1210產(chǎn)生輸出光束1216-1和1216-2的期望的圖案。在另一個(gè)實(shí)施例中，波導(dǎo)支持部1220-1和1220-2可以被定位成二維的或者三維的，連同圖像或者排列的檢測(cè)器系統(tǒng)可以執(zhí)行樣品的映射。在還有另一個(gè)實(shí)施例中，波導(dǎo)支持部1220-1和 1220-2可以被配置為使輸出光束1216可以是非線性的(例如，在它們的元件中不是被均勻地間隔)。例如，波導(dǎo)1210的圓形地或者矩形的對(duì)稱排列，或者具有沿著光學(xué)系統(tǒng)1225的光軸聚焦的變化位置的排列，對(duì)探詢大的樣品來(lái)說(shuō)是可取的。通過(guò)將空間采樣點(diǎn)映射到相關(guān)的檢測(cè)系統(tǒng)中，并且形式熒光波長(zhǎng)、強(qiáng)度、或者散射強(qiáng)度的二維或者三維圖，這樣的探詢可以表征整形或者朝向?？赡艿氖?，通過(guò)在樣品探詢室的各個(gè)光束整形光斑的戰(zhàn)略位置和朝向，多個(gè)流或者單個(gè)流內(nèi)的多個(gè)樣品可以被同時(shí)或者并行的探詢。圖13圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1300。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1300包括波導(dǎo)支持系統(tǒng)1320，光學(xué)系統(tǒng)1325，樣品系統(tǒng)1330以及檢測(cè)系統(tǒng)1340。在一個(gè)實(shí)例中，由波導(dǎo)支持系統(tǒng)1320保持的波導(dǎo)(未顯示)自然地發(fā)送來(lái)自輻射源(未顯示)的發(fā)散光以產(chǎn)生一個(gè)以上的輸入光束1316。輸入光束1316被傳輸?shù)焦鈱W(xué)系統(tǒng) 1325。在一個(gè)實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)1325可以包括一個(gè)以上的光學(xué)元件，該光學(xué)元件將輸入光束1316整形成為期望的結(jié)構(gòu)以生成輸出光束1329。輸出光束13 被傳輸以在樣品系統(tǒng) 1330內(nèi)聚焦。例如，光學(xué)系統(tǒng)1325可以包括一個(gè)以上的準(zhǔn)直透鏡1322，光束整形光學(xué)器件 1324(例如鮑威爾棱鏡)，聚焦透鏡13 (例如，第三透鏡)以及可選的防護(hù)透鏡13觀。將領(lǐng)會(huì)的是，光學(xué)元件可以用各種材料(例如，玻璃，透明聚合物或者多晶的或者結(jié)晶材料) 制造，該材料允許傳輸?shù)目山邮艿某潭?，該可接受的程度是基于用于系統(tǒng)中的期望的光的波長(zhǎng)。如有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員所知，例如鮑威爾棱鏡的光束整形光學(xué)器件13M生成高的長(zhǎng)寬比的、線性或者像矩形的空間強(qiáng)度分布?？梢苑Q為行聚焦的這個(gè)分布沿著行聚焦的光圖案(例如平頂分布圖)的長(zhǎng)軸提供均勻的發(fā)光，并且將進(jìn)一步的在圖18中論述。在這個(gè)實(shí)例中，光學(xué)系統(tǒng)1325可用于將平頂分布的光束聚焦到活性區(qū)流(未顯示)上。例如，最好是，光斑的水平的長(zhǎng)度足夠地寬，以便將均勻照明提供到樣品系統(tǒng)1330 中的活性區(qū)流。另外，聚焦透鏡13 可以提供關(guān)于流式細(xì)胞儀熒光信號(hào)的光學(xué)，機(jī)械以及流體位置變化的低靈敏度。在一個(gè)實(shí)例中，沒(méi)有均勻的，例如平頂?shù)模す饽芰康膬H僅20%到30%的強(qiáng)度分布圖被使用以探詢活性區(qū)流內(nèi)的顆粒。低效率可以需要較高能量的輻射源。大功率的輻射源可能導(dǎo)致較高的能量耗損，連帶降低透光率以及較少效率的利用。具有平頂強(qiáng)度分布圖的高的長(zhǎng)寬比的光束形狀提供對(duì)行進(jìn)穿過(guò)窄的軸的樣品的測(cè)量的良好的時(shí)間分辨率，以下參考圖16A-17更詳細(xì)地論述。在某些實(shí)例中，多數(shù)或者甚至大于80%的輻射能量可以被集中于探詢樣品系統(tǒng)1330中的流動(dòng)流內(nèi)的顆粒。在一個(gè)實(shí)例中，可選的防護(hù)透鏡13 可以插入光學(xué)系統(tǒng)1325以便保護(hù)系統(tǒng)受到來(lái)自光學(xué)系統(tǒng)1325以外的(例如，活性區(qū)流)的任何污染。防護(hù)透鏡13 可以被配置為進(jìn)一步的具有本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的光學(xué)特性。任意的防護(hù)透鏡13 用適合于防護(hù)透鏡的預(yù)期效果的材料(例如，加熱，輻射物，腐蝕的材料等等)制造。另外，或者做為選擇，光學(xué)系統(tǒng)1325可以包括附加的正光焦度或者負(fù)光焦度光學(xué)器件，變形的望遠(yuǎn)鏡，像散聚焦系統(tǒng)，基于棱柱的系統(tǒng)或者其他技術(shù)，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的，能按需要被使用以進(jìn)一步整形輸入光束1316。圖14圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1400。
在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1400包括波導(dǎo)支持系統(tǒng)1420，光學(xué)系統(tǒng)1425，樣品系統(tǒng)1430以及檢測(cè)系統(tǒng)1440。光學(xué)系統(tǒng)1425接收來(lái)自由支持系統(tǒng)1420支持的波導(dǎo)(未顯示)的輸入光束1416并且生成輸出光束14四。在一個(gè)實(shí)例中，由光學(xué)系統(tǒng)1425生成的輸出光束14 被聚焦在活性區(qū)流的樣品范圍1435上。在一個(gè)實(shí)例中，活性區(qū)流可以被裝入在容納結(jié)構(gòu)1432內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，活性區(qū)流可以穿過(guò)介質(zhì)(例如，空氣或者另一種液體，氣體，流體等等)，沒(méi)有固體的容器結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)例中，支持系統(tǒng)1420允許波導(dǎo)發(fā)送來(lái)自一個(gè)以上的輻射源(未顯示)的輸入光束1416，因此來(lái)自每個(gè)輻射源的光束沿唯一的路徑穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)1425。輸入光束 1416之間的任何空間偏移量可以被維持為相對(duì)于輸出光束14 以及在測(cè)量區(qū)域1435對(duì)應(yīng)于來(lái)自每個(gè)輸出光束14 的聚焦斑點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)例中，如焦斑1436、1437以及1438所示的三個(gè)焦斑表示三個(gè)輸出光束14 在樣品范圍1435中聚焦的地方。在一個(gè)實(shí)例中，焦斑之間的空間偏移量，即，焦斑1436與1437之間的空間偏移量與從波導(dǎo)行進(jìn)的輸入光束 1416的空間偏移量之間的距離成比例，如先前在圖12A中論述的，即，波導(dǎo)1210A、1210B以及1210C之間的空間偏移量。雖然顯示三個(gè)焦斑，但是有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員可以理解，可以在樣品范圍1435上形成較少的聚焦斑點(diǎn)。另外，雖然焦斑1436、1437與1438被顯示為沿著樣品范圍1435的軸分布，但是這樣的聚焦斑點(diǎn)還可以被分配為垂直地穿過(guò)樣品范圍1435， 或者任何其他布置。圖15圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1500。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1500包括波導(dǎo)支持系統(tǒng)1520，光學(xué)系統(tǒng)1525，樣品系統(tǒng)1530，以及包括檢測(cè)系統(tǒng)IMOA和1540B的檢測(cè)系統(tǒng)1540。 在一個(gè)實(shí)例中，波導(dǎo)支持系統(tǒng)1520支持波導(dǎo)(未顯示)，該波導(dǎo)將來(lái)自一個(gè)以上的輻射源(未顯示)的輸入光束1516引導(dǎo)到光學(xué)系統(tǒng)1525。光學(xué)系統(tǒng)1525生成輸出光束 15四。光學(xué)系統(tǒng)1525將輸出光束15 引導(dǎo)到樣品系統(tǒng)1530。輸出光束15 被引導(dǎo)到活性區(qū)流的測(cè)量區(qū)域1535的焦平面以便與活性區(qū)流內(nèi)的顆粒相互作用?；钚詤^(qū)流可以是樣品系統(tǒng)1530中的流體樣品。與顆粒的相互作用通?？梢砸鹣蚯靶羞M(jìn)傳送的散射或者熒光信號(hào)1538和/或通常的斜角的熒光的和/或散射的或者反射的信號(hào)1536。信號(hào)1536和 1538可以對(duì)應(yīng)于流過(guò)樣品系統(tǒng)1530中的測(cè)量區(qū)域1535的流體樣品的子樣品(例如，活性區(qū)流)中檢測(cè)到的一個(gè)以上的事件?？梢酝ㄟ^(guò)分析器(未顯示)來(lái)分解這樣的信號(hào)以便確定顆粒的參數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)器IMOA和IMOB被安置以便接收來(lái)自活性區(qū)流經(jīng)過(guò)輸出光束15 的點(diǎn)的信號(hào)。和輸出光束15 成一直線的檢測(cè)器1540A將檢測(cè)前向散射(FSC)。 檢測(cè)器IMOB被安置在與輸出光束15 成一定角度或者垂直于輸出光束15 以便檢測(cè)側(cè)向散射光(SSC)和熒光。經(jīng)過(guò)輸出光束15 的例如尺寸從大約0. 2到150微米的每個(gè)顆粒將以某種方式散射光，并且在顆粒中發(fā)現(xiàn)或者附接到顆粒的熒光的化學(xué)制品可以被激勵(lì)成為與光源不同波長(zhǎng)的發(fā)射光。散射光和熒光的這種組合被檢測(cè)器接收，并且通過(guò)在每個(gè)檢測(cè)器(用于每個(gè)熒光的發(fā)射峰值)分析亮度中的波動(dòng)，然后可以取得關(guān)于每個(gè)單個(gè)顆粒的物理和化學(xué)的特性。在一個(gè)實(shí)例中，傳送的散射信號(hào)1538被檢測(cè)系統(tǒng)IMOA感測(cè)。按類似方式，在一個(gè)實(shí)例中，一些熒光的或者反射的散射信號(hào)1536的組合被檢測(cè)系統(tǒng)IMOB感測(cè)。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)系統(tǒng)IMOA包括多個(gè)感測(cè)器巧41、1542和巧43，而檢測(cè)系統(tǒng) IMOB包括多個(gè)感測(cè)器1551、1552和1553。然而，更多或者更少的感測(cè)器可以被包括在檢測(cè)系統(tǒng)IMOA和/或1540B中。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)系統(tǒng)IMOA和/或IMOB可以被配置和安置在圍繞樣品系統(tǒng)1530的三維范圍內(nèi)的任何位置中。例如，檢測(cè)系統(tǒng)IMOA和/或 IMOB可以被安置在離開(kāi)樣品系統(tǒng)1530不同的距離處，以及沿著活性區(qū)流1535的軸的不同的相對(duì)位置處。圖16A圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1600的一部分。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1600的一部分包括任意的容納裝置1632，樣品范圍 1635和顆粒1636，活性區(qū)流可以流過(guò)樣品范圍1635。顆粒1636在活性區(qū)流中行進(jìn)并且經(jīng)過(guò)橢圓光束1625A。顆粒1636根據(jù)它們的相互作用或者來(lái)自橢圓光束1625A的探詢進(jìn)行散射或者發(fā)射光，如同先前論述的。顆粒1636 被安置在活性區(qū)流內(nèi)的各種位置中，一些接近活性區(qū)流的邊緣，一些接近活性區(qū)流的中心。 橢圓光束1625A的形狀是橢圓的，光束的輸出功率與穿過(guò)光束的寬度不相容。該中心將包含較高的功率量，由此，當(dāng)經(jīng)過(guò)橢圓光束1625A的邊緣時(shí)，與接近活性區(qū)流的邊緣的例如樣品細(xì)胞1636B的顆粒相比，引起與顆粒1636較大的相互作用這樣的變化將產(chǎn)生橢圓光束 1625A和顆粒1636的相互作用的不一致的量。圖16B圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顆粒分析儀1600'的一部分。在這個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀1600'的一部分包含任意的容積裝置1632，測(cè)量區(qū)域 1635和顆粒1636，活性區(qū)流可以流過(guò)測(cè)量區(qū)域1635。類似于圖16A，顆粒1636在活性區(qū)流中行進(jìn)，但是它們現(xiàn)在穿過(guò)使得顆粒1636散射或者發(fā)射能量的平頂光束1625B。顆粒1636被安置在活性區(qū)流內(nèi)的各種位置中，一些接近活性區(qū)流的邊緣并且一些接近活性區(qū)流的中心。然而，光束1625B的平頂聚焦的整形提供高的長(zhǎng)寬比的光束整形，在至少長(zhǎng)軸中具有平頂強(qiáng)度分布，并且可能在顆粒上的光束的聚焦斑點(diǎn)的窄的軸中。從每個(gè)輸入波導(dǎo)(未顯示)建立有時(shí)被認(rèn)為是行聚焦的這種平頂?shù)慕裹c(diǎn)圖案作為聚焦的斑點(diǎn)，例如單一的通用的光學(xué)系統(tǒng)(未顯示)中的1625B。在一個(gè)實(shí)例中，建立平頂分布的光束尺寸，由此使光束的垂直高度可以小于10微米，并且光斑的水平的長(zhǎng)度足夠地寬，例如直到微米，以便為活性區(qū)流提供均勻照明，例如， 活性區(qū)流的寬度小于100微米，即使在測(cè)量的情況下在探詢光束和樣品流的相對(duì)位置之間出現(xiàn)一些變化。具有均勻地平頂強(qiáng)度分布圖的高的長(zhǎng)寬比光束整形為行進(jìn)穿過(guò)窄的軸的樣品的測(cè)量提供良好的時(shí)間分辨率，以及提供對(duì)于光學(xué)的，機(jī)械的和流體位置變化的流式細(xì)胞儀熒光信號(hào)的低靈敏度。通常，平頂光束的寬度大于活性區(qū)流的預(yù)計(jì)的或者理論的寬度。 平頂光束的垂直高度通常是光束寬度的50%以下。在其他實(shí)施例中，垂直高度小于光束寬度的25 %，并且在其他實(shí)施例中，它是光束寬度的10 %或者以下。圖17圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的二維光束圖表1700。在這個(gè)實(shí)例中，光束圖表1700包括橢圓光束圖表1725A和平頂光束圖表1725B。在實(shí)例中，橢圓光束圖表1725A繪出作為光束的寬度的函數(shù)的光束的強(qiáng)度。橢圓光束圖表1725A圖解在光束的中心處的峰值強(qiáng)度，其偏離中心立即下降。相反，平頂光束圖表1725B維持更多穿過(guò)光束寬度的強(qiáng)度的一致的傳送。如圖16B中論述的，穿過(guò)光束寬度的更一致的光束強(qiáng)度產(chǎn)生更一致的粒子相互作用的結(jié)果。圖18圖解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平頂聚焦光束1800。在這個(gè)實(shí)例中，平頂聚焦光束1825B圖解光束的相關(guān)寬度例如W和高度例如H。例如，光束的高度"H"可以是大約3到10微米。在另一個(gè)實(shí)例中，光束的寬度"W"可以是大約40到100微米。將領(lǐng)會(huì)，詳細(xì)說(shuō)明部分，而不是發(fā)明內(nèi)容和說(shuō)明書(shū)摘要部分，意圖被用于解釋權(quán)利要求。發(fā)明內(nèi)容和說(shuō)明書(shū)摘要部分可以闡明一個(gè)以上的而不是由發(fā)明人意圖的本發(fā)明的所有示范的實(shí)施例，并且因此，無(wú)論如何不意圖限制本發(fā)明和附加的權(quán)利要求。具體實(shí)施例的上文描述將完全地揭示本發(fā)明的大體的本質(zhì)，通過(guò)應(yīng)用本領(lǐng)域的技術(shù)內(nèi)的知識(shí)，他人不要過(guò)度的實(shí)驗(yàn)就可以容易地變更和/或修改各種應(yīng)用這樣的具體實(shí)施例，而不背離本發(fā)明的一般概念。所以，根據(jù)于此給出的教授和教導(dǎo)，這樣的修改和變形意圖是在公開(kāi)的實(shí)施例的等效的意欲和范圍之內(nèi)。將理解的是，此處的措辭或者術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的而不是限制的目的，按照該教授和教導(dǎo)，將由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員解釋呈現(xiàn)的說(shuō)明書(shū)的術(shù)語(yǔ)或者措辭。本發(fā)明的廣度和范圍不能由任何以上描述的示范的實(shí)施例所限制，但是可以僅僅按照以下權(quán)利要求和它們的等效物來(lái)定義。
權(quán)利要求
1.一種顆粒分析儀，其特征在于，包括光波導(dǎo)，配置為引導(dǎo)來(lái)自輻射源的空間分離的光束，以生成樣品流測(cè)量區(qū)域中的測(cè)量光束；支持部，配置為將每個(gè)所述光波導(dǎo)維持在相對(duì)于彼此固定的相對(duì)位置中，并且將所述測(cè)量光束的位置維持在所述測(cè)量區(qū)域內(nèi)；和檢測(cè)器，配置為感測(cè)從與流過(guò)所述測(cè)量區(qū)域的顆粒相互作用的所述測(cè)量光束生成的光。
2.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述測(cè)量光束包含基本上均勻的空間強(qiáng)度分布或者平頂分布。
3.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述光波導(dǎo)包含光纖。
4.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述輻射源包括多個(gè)激光源。
5.如權(quán)利要求4所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述多個(gè)激光源生成多個(gè)不同波長(zhǎng)、 波長(zhǎng)帶、偏振或者脈沖寬度的光。
6.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述樣品流測(cè)量區(qū)域被包含在包括試管或者空氣間隔的樣品系統(tǒng)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的顆粒分析儀，其特征在于，至少一個(gè)所述支持部和所述檢測(cè)器被連接到活性區(qū)流樣品系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述連接包括使用光波導(dǎo)裝置，所述光波導(dǎo)裝置被配置為將由樣品相互作用引起的光輻射傳送到所述檢測(cè)器。
9.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述輻射源生成多個(gè)波長(zhǎng)、波長(zhǎng)帶、 偏振或者脈沖寬度的光。
10.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述檢測(cè)器包括多個(gè)檢測(cè)器，所述多個(gè)檢測(cè)器對(duì)應(yīng)于圍繞所述樣品流測(cè)量區(qū)域的各個(gè)檢測(cè)器位置。
11.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述支持部包括形成在一維或多維陣列中的基本上平行的凹槽。
12.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，進(jìn)一步的包括蓋板，所述蓋板被連接到所述支持部并且配置為限制所述光波導(dǎo)的三維的移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述蓋板被配置為限制所述光波導(dǎo)的終端的縱向平移。
14.如權(quán)利要求1所述的顆粒分析儀，其特征在于，進(jìn)一步的包括光學(xué)系統(tǒng)，配置為將來(lái)自所述光波導(dǎo)的所述空間分離的光束引導(dǎo)到測(cè)量斑點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求14所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)和所述支持系統(tǒng)被固定機(jī)械地連接以使相對(duì)移動(dòng)最小化。
16.一種分析顆粒的方法，其特征在于，包括制備包含用于在顆粒分析儀中分析的顆粒的流體樣品；通過(guò)光波導(dǎo)傳送來(lái)自輻射源的光；沿著所述流體樣品的測(cè)量區(qū)域的平面，將來(lái)自所述光波導(dǎo)的所述光作為多個(gè)空間分離的光束引導(dǎo)；感測(cè)通過(guò)所述空間分離的光束與流過(guò)所述測(cè)量區(qū)域的各個(gè)顆粒的所述相互作用生成的光；和分析所述信號(hào)以確定所述各個(gè)顆粒的參數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在沿著所述測(cè)量區(qū)域的所述平面引導(dǎo)的所述光束的一部分中生成基本上均勻的空間強(qiáng)度分布。
18.—種系統(tǒng)，其特征在于，包括光纖束，配置為接收來(lái)自各個(gè)輻射源的光束，并且在測(cè)量區(qū)域中生成連續(xù)的空間分離的基本上均勻的空間強(qiáng)度分布光束；包括一組V字形凹槽的V字形凹槽支持系統(tǒng)，每個(gè)所述V字形凹槽配置為單獨(dú)地支持所述光纖束中的相應(yīng)的光纖，并且維持所述光纖和所述連續(xù)的分離的光束之間的固定的相對(duì)間隔；和顆粒檢測(cè)器，配置為基于來(lái)自所述光束的探詢，感測(cè)由顆粒反射的、散射的或者發(fā)射的光，其中，使用光束整形光學(xué)系統(tǒng)，所述連續(xù)的空間分離的光束被引導(dǎo)到所述顆粒上。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空間分離的光束包含在所述測(cè)量區(qū)域中的所述光束的一部分中的基本上均勻的空間強(qiáng)度分布。
20.一種顆粒分析儀，其特征在于，包括第一光學(xué)系統(tǒng)，配置為被固定地連接到樣品系統(tǒng)并且配置為從輻射源沿著獨(dú)立的光束路徑引導(dǎo)光束，以便在所述樣品系統(tǒng)的樣品流測(cè)量區(qū)域中生成測(cè)量光束斑點(diǎn)；和檢測(cè)系統(tǒng)，配置為感測(cè)從所述樣品流測(cè)量區(qū)域傳送來(lái)的輻射。
21.如權(quán)利要求20所述的顆粒分析儀，其特征在于，使用粘附材料，所述第一光學(xué)系統(tǒng)被粘附到所述樣品系統(tǒng)。
22.如權(quán)利要求20所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述第一光學(xué)系統(tǒng)被機(jī)械地緊固到所述樣品系統(tǒng)。
23.如權(quán)利要求20所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)被固定地連接到所述樣品系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求20所述的顆粒分析儀，其特征在于，所述測(cè)量光束斑點(diǎn)包含在所述測(cè)量區(qū)域中的所述斑點(diǎn)的一部分中的基本上均勻的空間強(qiáng)度分布。
全文摘要
一種包括光波導(dǎo)、支持部和檢測(cè)器的顆粒分析儀。光波導(dǎo)引導(dǎo)來(lái)自輻射源的空間分離的光束，以生成樣品流測(cè)量區(qū)域中的測(cè)量光束。支持部將每個(gè)光波導(dǎo)維持在相對(duì)于彼此固定的相對(duì)位置中，并且將測(cè)量光束的位置維持在所述測(cè)量區(qū)域內(nèi)。檢測(cè)器感測(cè)從與流過(guò)測(cè)量區(qū)域的顆粒相互作用的測(cè)量光束生成的光。至少一個(gè)支持部和檢測(cè)器可以被連接到活性區(qū)流樣品系統(tǒng)。該連接包括使用光波導(dǎo)裝置，該光波導(dǎo)裝置被配置為將由樣品相互作用引起的光輻射傳送到檢測(cè)器。在另一個(gè)實(shí)例中，顆粒分析儀包括光學(xué)系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)被配置為被固定地連接到樣品系統(tǒng)并且配置為從輻射源沿著獨(dú)立的光束路徑引導(dǎo)光束，以便在樣品系統(tǒng)的樣品流測(cè)量區(qū)域中生成測(cè)量光束斑點(diǎn)，檢測(cè)系統(tǒng)被配置為感測(cè)從樣品流測(cè)量區(qū)域傳送的輻射。
文檔編號(hào)G01N15/14GK102334021SQ201080009473
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者尼爾·R·文利厄, 邁克爾·M·莫雷爾 申請(qǐng)人:貝克曼考爾特公司