本發(fā)明涉及基于流式細(xì)胞儀的儀器領(lǐng)域，具體涉及一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前流式細(xì)胞儀已經(jīng)實現(xiàn)了商品化，結(jié)構(gòu)不斷完善，功能也日益強大。圖1所示為現(xiàn)有的流式細(xì)胞儀示意圖。如圖1所示，流式細(xì)胞儀主要由四個部分組成，即流動室及液流系統(tǒng)101、激光光源102及光學(xué)系統(tǒng)103、光電檢測及信號處理系統(tǒng)104，有些流式細(xì)胞儀還配備了細(xì)胞分選系統(tǒng)105。目前認(rèn)為完整概念的流式細(xì)胞儀結(jié)構(gòu)組成應(yīng)包括：流式細(xì)胞儀主機、流式細(xì)胞儀工作站、電源箱和自動進(jìn)樣器(MCL)。流式細(xì)胞儀的主機結(jié)構(gòu)可分為流動室、液流驅(qū)動系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)，信號檢測與存貯、顯示、分析系統(tǒng)即電子系統(tǒng)和細(xì)胞分選系統(tǒng)等五個部分。

對生物細(xì)胞而言，其對光的散射主要是細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和周圍介質(zhì)等折射率不同的介質(zhì)的折射，光在細(xì)胞邊緣等不同光學(xué)邊界的反射，以及細(xì)胞核邊緣的光衍射，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)對光的吸收等因素引起。所以，通過探測和分析生物細(xì)胞的散射光信號可以得知有關(guān)細(xì)胞大小、形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容物含量等信息。

在散射光分析方面，散射光特性可用于對某些細(xì)胞子群的分辨。1975年G.C.Salzman等通過測量前向散射光各個角度的光強特性對微球的散射模式進(jìn)行分析，并指出球形微粒的前向散射光強度與球的體積成正比，1983年Koichi Shimizu給出了散射顆粒內(nèi)電磁場傳播常數(shù)的修正方法，1986年P(guān).M.A Sloot等人指出折射率會隨著散射物到觀測點的距離而變化，2012年Anastasiya I等人利用去卷積算法處理散射模式實現(xiàn)對各類血細(xì)胞的識別。國內(nèi)江蘇大學(xué)王亞偉教授團(tuán)隊對生物細(xì)胞的光散射特性進(jìn)行了全面的研究分析，例如紅細(xì)胞光散射模型、單核細(xì)胞散射特性、全血細(xì)胞相位特征分析、生物細(xì)胞形態(tài)檢測等。天津大學(xué)馮遠(yuǎn)明教授利用CCD記錄與細(xì)胞形態(tài)信息相關(guān)的散射圖像，實現(xiàn)對淋巴B細(xì)胞與T細(xì)胞的識別，并對散射成像式流式細(xì)胞儀進(jìn)行研制。

樣品液流自下而上進(jìn)入照明區(qū)域時開始產(chǎn)生散射光信號，光信號經(jīng)過光電探測系統(tǒng)后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，隨著粒子進(jìn)入部分的比率增多電流信號逐步增強，當(dāng)它逐步流出照明區(qū)域時電流信號又將逐步減小直至消失，在單個樣品顆粒流經(jīng)照明區(qū)域的過程中會產(chǎn)生一系列脈沖電信號。而對不同大小的細(xì)胞而言，在相同入射光和流速的條件下，所得的散射光強度并不一樣，因此通過測量流式細(xì)胞前向散射光的變化情況可得出細(xì)胞的大小等重要信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)能夠?qū)α魇郊?xì)胞儀中的不同類型的散射光進(jìn)行探測，對不同類型的散射光的測量實現(xiàn)流式細(xì)胞儀多參數(shù)的測量，能夠有效提高流式細(xì)胞儀系統(tǒng)能量利用率和測量精度分析。

本發(fā)明通過改變主光路前方探測分光鏡的個數(shù)，實現(xiàn)不同類型的前向散射光的探測。前向探測分光鏡設(shè)置為n個，n為大于等于1的正整數(shù)，對應(yīng)的側(cè)向探測的支光路為n+1個，每條支光路的散射光光強度不同和光路距離不同，實現(xiàn)不同的類型側(cè)向散射光探測；每條支光路設(shè)置j個分光鏡，j為大于等于1的正整數(shù)，相匹配的設(shè)置j+1個散射光探測系統(tǒng)，散射光探測器的距離和角度不同，散射光到達(dá)探測器的光強度不同，實現(xiàn)不同類型的側(cè)向散射光的探測。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)，包括激光器和探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的探測系統(tǒng)包括主光路和支光路；

所述主光路包括n個分光鏡和1個散射光探測器；

所述支光路包括n+1個透鏡，所述的1個透鏡對應(yīng)1條支光路，每條支光路設(shè)有j個分光鏡和j+1個散射光探測器；

所述的n個分光鏡依次置于主光路前方，n+1個透鏡分別置于n個分光鏡的反射方向和待測樣品的側(cè)方；

所述的j+1個散射光探測系統(tǒng)分別置于j個分光鏡的反射方向和對應(yīng)支光路的正前方；

所述的每個散射光探測器設(shè)有1個凹透鏡；n和j分別為大于等于1的正整數(shù)。

所述主光路散射光探測器與激光器發(fā)出的激光束角度為0°，主光路實現(xiàn)前向散射光探測；所述支光路散射光探測器與激光器發(fā)出的激光束平行或垂直，支光路實現(xiàn)側(cè)向散射光探測。

優(yōu)選的，n為1，j為4。

優(yōu)選的，所述的凹透鏡與散射光探測系統(tǒng)相對平行放置；反射鏡和分光鏡與激光器發(fā)出的激光束不垂直且不平行。

優(yōu)選的，所述透鏡為凸透鏡，所述分光鏡直接依次置于透鏡的后方或分光鏡與透鏡之間還包括反射鏡。

優(yōu)選的，探測系統(tǒng)探測前向散射光和側(cè)向散射光類型是瑞利散射光、布里淵散射光、拉曼散射光、湯姆孫散射光或康普頓散射光。

優(yōu)選的，探測系統(tǒng)探測的前向散射光類型多于一種；探測系統(tǒng)探測的側(cè)向散射光類型多于一種。

優(yōu)選的，探測系統(tǒng)探測的前向散射光和側(cè)向散射光類型不一致。

本發(fā)明的有益效果是：一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)利用不同類型的散射光對生物樣品的特性進(jìn)行探測，能夠?qū)ι飿悠愤M(jìn)行更多參數(shù)的測量，擴大被測生物樣品的范圍。

附圖說明

參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本發(fā)明實施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中流式細(xì)胞儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出本發(fā)明一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出本發(fā)明一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

通過參考示范性實施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。

本發(fā)明一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)的實現(xiàn)方式是在流式細(xì)胞儀照明光斑的周圍設(shè)置散射光探測器，實現(xiàn)不同方向、不同類型的散射光的探測。

本發(fā)明通過改變主光路前方探測分光鏡的個數(shù)，實現(xiàn)不同類型的前向散射光的探測。前向探測分光鏡設(shè)置為n個，n為大于等于1的正整數(shù)，對應(yīng)的側(cè)向探測的支光路為n+1個，每條支光路的散射光光強度不同和光路距離不同，實現(xiàn)不同的類型側(cè)向散射光探測；每條支光路設(shè)置j個分光鏡，j為大于等于1的正整數(shù)，相匹配的設(shè)置j+1個散射光探測系統(tǒng)，散射光探測器的距離和角度不同，散射光到達(dá)探測器的光強度不同，實現(xiàn)不同類型的側(cè)向散射光的探測。由于前向探測分光鏡的設(shè)置，可以實現(xiàn)不同支路的側(cè)向探測，側(cè)向探測實現(xiàn)探測多類型散射光，因此本發(fā)明可以實現(xiàn)多類型流式細(xì)胞的探測。

前向探測器探測流式細(xì)胞的大小，側(cè)向探測器探測流式細(xì)胞顆粒，前向探測器探測的散射光為瑞利散射光、布里淵散射光、拉曼散射光、湯姆孫散射光或康普頓散射光的一種，由于前向探測器和側(cè)向探測器探測流式細(xì)胞的參量不同，因此前向探測器與側(cè)向探測器探測散射光類型不同。側(cè)向探測器探測除前向探測的散射光以外的散射光類型。

前側(cè)探測探測分光鏡設(shè)置為n個，n為大于等于1的正整數(shù)，n不同，使得前向散射光到達(dá)前向探測器的時間和光強度不同，實現(xiàn)不同類型的前向散射光探測。

側(cè)向探測分為n+1條支光路，每一條支光路設(shè)置j個分光鏡，j為大于等于1的正整數(shù)，相匹配的設(shè)置j+1個散射光探測系統(tǒng)，散射光探測器的距離和角度不同，散射光到達(dá)探測器的光強度不同，實現(xiàn)不同類型的側(cè)向散射光的探測。

實施例1

圖2為本發(fā)明一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)包括激光器201、被測生物樣品202和探測系統(tǒng)203。

本實施例中主光路分光鏡n為1，前行散射光探測器為1個；側(cè)向探測支光路為2條，每條支光路的分光鏡j為4個，每條支光路設(shè)置5個散射光探測器。

如圖2所示的探測系統(tǒng)203主光路包括1個分光鏡210和1個散射光探測器240；支光路包括2個透鏡220，每條支光路設(shè)有4個分光鏡230和5個散射光探測器240。

分光鏡210置于主光路前方，2個透鏡220分別置于分光鏡210的反射方向和待測樣品202的側(cè)方；

5個散射光探測系統(tǒng)240分別置于4個分光鏡230的反射方向和對應(yīng)支光路的正前方；支光路中在第一個分光鏡230與置于待測樣品202側(cè)方的透鏡220之間設(shè)有一個反射鏡260，用于改變光路，避免兩條支光路探測之間產(chǎn)生干涉。

每個散射光探測器設(shè)的凹透鏡250與其對應(yīng)的散射光探測系統(tǒng)相對平行放置。

待測樣品202置于激光器201的正下方，分光鏡210置于待測樣品的正下方，前向散射光探測器置于分光鏡210的正下方所以主光路前向散射光探測器與激光器發(fā)出的激光束角度為0°。支光路的散射光探測系統(tǒng)由于支光路的分光鏡作用，使得支光路側(cè)向散射光探測器與激光器發(fā)出的激光束平行或垂直。

其中，激光器201發(fā)出的激光束到達(dá)待測樣品202，待測樣品發(fā)出散射光。部分散射光扔沿原來光路傳播到達(dá)分光鏡210，這部分散射光的探測為前向散射光探測；其中，部分散射光經(jīng)分光鏡210透射到達(dá)置于主光路散射光探測器240正前方的凹透鏡250進(jìn)行匯聚，然后匯聚之后的光束被散射光探測器進(jìn)行探測，另一部分光經(jīng)過反射鏡210反射進(jìn)入支光路，進(jìn)行側(cè)向散射光探測。

另一部分散射光被置于待測樣品202側(cè)向的透鏡220匯聚，經(jīng)過反射鏡260反射到達(dá)第一個分光鏡230，其中部分散射光經(jīng)過分光鏡230透射到達(dá)到達(dá)置于支光路散射光探測器240正前方的凹透鏡250進(jìn)行匯聚，然后匯聚之后的光束被散射光探測器240進(jìn)行探測，另一部分散射光經(jīng)過第一個分光鏡230反射到達(dá)第二個分光鏡，其中第二個分光鏡同樣對散射光進(jìn)行透射和反射，與第一個分光鏡230的過程不同之處是，經(jīng)透射的散射光到達(dá)下一個分光鏡，經(jīng)反射的散射光被散射光探測系統(tǒng)吸收進(jìn)行探測，以此類推到達(dá)最后一個分光鏡，到達(dá)最后一個分光鏡的散射光經(jīng)過分光鏡透射的散射光到達(dá)置于光路末端的凹透鏡，經(jīng)過凹透鏡的匯聚，被置于光路末端與其同一支路的其他散射光相互垂直放置的散射光探測器吸收并進(jìn)行探測。

所有的散射光探測器完成光束探測，經(jīng)過信號處理系統(tǒng)的處理將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，計算機顯示系統(tǒng)顯示并儲存信號處理系統(tǒng)的信息，利用對流式細(xì)胞做進(jìn)一步的分析。

所述前向散射光探測的散射光探測器與側(cè)向散射光探測的散射光探測器類型不同，前向散射光探測器的靈敏度小于側(cè)向散射光探測器，前向散射光探測器反映流式細(xì)胞的大小，側(cè)向散射光反映流式細(xì)胞顆粒，因此探測前向散射光和側(cè)向散射光類型不一致。

前向探測和側(cè)向探測的散射光類型是瑞利散射光、布里淵散射光、拉曼散射光、湯姆孫散射光或康普頓散射光。

所述側(cè)向散射光探測選用不同類型的散射光探測器，由于散射光探測器距離和角度不同，使其散射光強度不同，到達(dá)散射光探測器的時間不同，又由于不同類型散射光探測器選擇性不同，使得探測系統(tǒng)探測的側(cè)向散射光類型不同。由于前向散射光比較強，前向散射光經(jīng)過反射鏡的反射與透射，使得少量前向散射光進(jìn)入散射光探測器，由于散射光到達(dá)前向探測器的散射光強度不同，使得探測系統(tǒng)探測的前向散射光類型不同。

實施例2

圖3示出本發(fā)明一種流式細(xì)胞儀多類型散射光探測系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實施例與實施例相比較區(qū)別在于：處于主光路303的發(fā)射鏡310的個數(shù)有所增加，處于支光路304處的分光鏡的個數(shù)有所減少；透鏡340與第一個分光鏡之間沒有設(shè)置反射鏡。本實施例中主光路分光鏡n為2，前行散射光探測器為1個；側(cè)向探測支光路為3條，每條支光路的分光鏡j為3個，每條支光路設(shè)置4個散射光探測器。

本發(fā)明通過在前行探測主光路設(shè)置分光鏡，實現(xiàn)不同支路的側(cè)向探測；在側(cè)向探測支路設(shè)置多個分光鏡，每一個分光鏡設(shè)置的角度和距離不同，使得散射光到達(dá)散射光探測系統(tǒng)的時間和光強度不同，實現(xiàn)前向和側(cè)向的多類型散射光探測。

結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說明和實踐，本發(fā)明的其他實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。