本實(shí)用新型涉及一種流式細(xì)胞分析儀，尤其是一種小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，屬于生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

流式細(xì)胞分析儀是一種生物細(xì)胞分析和計(jì)數(shù)儀，可將液流內(nèi)生物細(xì)胞穿過由激光器發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)激光束，分析其物理和化學(xué)特性。對(duì)生物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，然后在相應(yīng)波長(zhǎng)處經(jīng)激光器激發(fā)發(fā)射光線。探測(cè)并測(cè)量熒光和散射光，以確定細(xì)胞的各種特性，流式細(xì)胞分析儀每秒可分析成千上萬個(gè)細(xì)胞。

流式細(xì)胞分析儀通常由液流系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和電子系統(tǒng)構(gòu)成；液流系統(tǒng)以液流形式將細(xì)胞線性排列并傳輸穿過用于激發(fā)熒光的激光束，能夠分析任何亞微米至100μm以上大小的細(xì)胞的。光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)激光器構(gòu)成，所發(fā)射激光被熒光標(biāo)記細(xì)胞吸收并產(chǎn)生熒光，或被細(xì)胞散射。細(xì)胞發(fā)射的熒光、以及前向和側(cè)向被細(xì)胞散射的激光分別通過透鏡收集。光學(xué)反射鏡可將光信號(hào)引至相應(yīng)探測(cè)器，如光電倍增管(PMT)、雪崩光電二極管探測(cè)器(APD)或PIN二極管探測(cè)器(P型半導(dǎo)體區(qū)和N型半導(dǎo)體區(qū)之間具有較寬未摻雜本征半導(dǎo)體區(qū)的二極管)。電子系統(tǒng)能夠?qū)z測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)以供計(jì)算機(jī)處理，收集每個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)，根據(jù)熒光和光散射特性確定細(xì)胞特性。通過對(duì)大量細(xì)胞進(jìn)行分析，以獲取細(xì)胞群間異質(zhì)性和不同亞群的信息。數(shù)據(jù)往往用單參數(shù)Histograms直方圖或相關(guān)參數(shù)圖呈現(xiàn)，其中相關(guān)參數(shù)圖也稱為Cytograms圖，其又包括散點(diǎn)圖、等高線圖和密度圖。

流式細(xì)胞術(shù)已被廣泛應(yīng)用于診斷白血病和人類免疫缺陷病毒(HIV)，也被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究和臨床試驗(yàn)，如分子生物學(xué)、免疫學(xué)和病理學(xué)。流式細(xì)胞術(shù)已成為移植、腫瘤學(xué)、血液學(xué)、遺傳學(xué)和產(chǎn)前診斷等方面的重要實(shí)驗(yàn)室過程，此技術(shù)也有助于識(shí)別細(xì)胞表面蛋白變體。

傳統(tǒng)流式細(xì)胞分析儀因系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，體型較大。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工作臺(tái)空間往往較為寶貴，特別是需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置很多診斷儀器并必須對(duì)客戶和患者進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，工作臺(tái)空間就變得更加珍貴。通常而言，中心實(shí)驗(yàn)室需要布置多臺(tái)流式細(xì)胞分析儀，那么儀器尺寸將成為一個(gè)更嚴(yán)重問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的：旨在提供一種能夠處理多達(dá)五十種顏色熒光標(biāo)記細(xì)胞的小型化流式細(xì)胞分析儀。此類流式細(xì)胞分析儀更便攜、更易于管理、成本維護(hù)更低并在中心實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院和診所內(nèi)更方便用戶使用。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種更可靠、更節(jié)能的儀器，其采用更節(jié)能和功耗更低的光電元件與電子元件，實(shí)現(xiàn)了更佳屏蔽性能，降低了電磁輻射(EMI)。

這種小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，包括：

一個(gè)用于發(fā)射激光束的激光系統(tǒng)；

一個(gè)用于接收激發(fā)區(qū)激光束的流式細(xì)胞液流系統(tǒng)，在液流激發(fā)區(qū)，熒光細(xì)胞散射和吸收入射的激光，并發(fā)射熒光；

一個(gè)用于收集熒光的光纖組件和一個(gè)含有色散元件和探測(cè)器組件的光學(xué)系統(tǒng)，其中色散元件用于接收來自光纖組件的熒光并將色散光譜射向探測(cè)器組件。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

將激光系統(tǒng)、流式細(xì)胞液流系統(tǒng)和光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)集成為流式細(xì)胞分析儀的光學(xué)板組件。

所述的流式細(xì)胞分析儀，其中探測(cè)器組件包括：

一個(gè)用于接收熒光光譜的光電探測(cè)器陣列，其中光電探測(cè)器陣列包括多個(gè)通道；用于將光電探測(cè)器陣列產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于每個(gè)通道的輸出電壓信號(hào)而配置的跨阻放大器電路。

所述的流式細(xì)胞分析儀，其中探測(cè)器組件還包括：

耦合至跨阻放大器電路的多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中將每個(gè)跨阻放大器電路耦合至不同模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

為測(cè)量穿過液流系統(tǒng)激光激發(fā)區(qū)的細(xì)胞或顆粒產(chǎn)生的脈沖，配置模數(shù)轉(zhuǎn)換器以足夠較高頻率對(duì)跨阻放大器進(jìn)行采樣。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

液流系統(tǒng)至少包括13種熒光顏色；和流式細(xì)胞分析儀的正面寬度為550mm或以下。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，包括一個(gè)或多個(gè)激發(fā)激光器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中激發(fā)激光器屬于半導(dǎo)體激光器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：半導(dǎo)體激光器并排定位于同一位置；并和半導(dǎo)體激光器輸出光束共線排列，用于激發(fā)液體流中的細(xì)胞。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，還包括：一種與熒光采集透鏡直接接觸的流動(dòng)室窗口。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中熒光采集透鏡面對(duì)流動(dòng)室的數(shù)值孔徑大于1.0。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件包括一個(gè)熒光采集光纖，輸入數(shù)值孔徑至少為0.10，輸出數(shù)值孔徑至少為0.10。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中可通過集成光纖透鏡調(diào)節(jié)光纖輸入數(shù)值孔徑。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件的纖芯直徑為800μm或以下。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件的纖芯直徑為600μm或以下。

根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，與目前普遍使用的流式細(xì)胞分析儀相比較具有以下特點(diǎn)：

1、提供一種能夠處理多達(dá)五十種顏色熒光標(biāo)記細(xì)胞的小型流式細(xì)胞分析儀。因此，此類流式細(xì)胞分析儀更便攜、更易于管理、成本維護(hù)較低并在中心實(shí)驗(yàn)室和許多醫(yī)院和診所內(nèi)更方便用戶使用。

2、由于采用更節(jié)能和功耗較低的光電元件與電子元件，實(shí)現(xiàn)了更佳屏蔽性能，降低了電磁輻射(EMI)。一種可靠?jī)x器在醫(yī)療急救環(huán)境中的應(yīng)用非常重要，而低電磁輻射儀器在臨床應(yīng)用環(huán)境中至關(guān)重要，因?yàn)榭山档蛯?duì)其他救生儀器的干擾。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖(左透視、前透視和頂透視圖)；

圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖(前透視、右透視和頂透視圖)；

圖3為模塊化多色流式細(xì)胞分析儀的前視圖；

圖4為模塊化多色流式細(xì)胞分析儀的后視圖；

圖5以模塊化多色流式細(xì)胞分析儀頂視圖形式呈現(xiàn)了光學(xué)板組件；

圖6為探測(cè)器陣列信號(hào)鏈?zhǔn)疽鈭D。

圖中：100-模塊化流式細(xì)胞分析儀 110-光學(xué)板組件 120-液流組件 130-試樣注入管組件 140-樣品臺(tái) 150-電氣面板組件 160-光柵組件 170-激光器系統(tǒng) 170A-半導(dǎo)體激光器 170B-半導(dǎo)體激光器 170C-半導(dǎo)體激光器 199-模塊外殼 299-內(nèi)層擱架 308-流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室 309-穿板式連接器 310-手動(dòng)進(jìn)樣口 340-樣品臺(tái) 411-數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng) 412-電源模塊 420-插卡座 421-主板 422-從板 510-雙色分光鏡 513-采集透鏡 514-前向散射探測(cè)器 515-側(cè)向散射探測(cè)器 516-光纖輸入端 516A-光纖輸入端516B-光纖輸入端 516C-光纖輸入端 517-光纖組件 517A-光纖組件 517B-光纖組件 517C-光纖組件 518-小型準(zhǔn)直透鏡 519-光柵 520-探測(cè)器組件 530A-光束整形器 530B-光束整形器 530C-光束整形器 532-反射鏡 532A-反射鏡 532B-反射鏡 532C-反射鏡 570-激光束 570A-激光束 570B-激光束 599-直射激光 599A-激光束 599B-激光束 599C-激光束 601-光線 610-光譜色散開的光束 621-探測(cè)器陣列 622-跨阻放大器電路 623-跨阻偏置電壓 624-模數(shù)轉(zhuǎn)換器 625-信號(hào)脈沖 626-電磁輻射屏蔽 635-輸出波形。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型并給出本實(shí)用新型的實(shí)施例。

如圖所示的這種小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，包括：

一個(gè)用于發(fā)射激光束的激光系統(tǒng)；

一個(gè)用于接收激發(fā)區(qū)激光束的流式細(xì)胞液流系統(tǒng)，在液流激發(fā)區(qū)，熒光細(xì)胞吸收和散射入射的激光束，并發(fā)射熒光；

一個(gè)用于收集熒光的光纖組件和一個(gè)含有色散元件和探測(cè)器組件的光學(xué)系統(tǒng)，其中色散元件用于接收來自光纖組件的熒光并將色散光譜射向探測(cè)器器組件。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

將激光系統(tǒng)、流式細(xì)胞液流系統(tǒng)和光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)集成為流式細(xì)胞分析儀的光學(xué)板組件。

所述的流式細(xì)胞分析儀，其中探測(cè)器組件包括：

一個(gè)用于接收熒光光譜的光電探測(cè)器陣列，其中光電探測(cè)器陣列包括多個(gè)通道；用于將光電探測(cè)器陣列產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于每個(gè)通道的輸出電壓信號(hào)而配置的跨阻放大器電路。

所述的流式細(xì)胞分析儀，其中探測(cè)器組件還包括：

耦合至跨阻放大器電路的多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中將每個(gè)跨阻放大器電路耦合至不同模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

為測(cè)量穿過液流系統(tǒng)激光激發(fā)區(qū)的細(xì)胞或顆粒產(chǎn)生的脈沖，配置模數(shù)轉(zhuǎn)換器以足夠較高頻率對(duì)跨阻放大器進(jìn)行采樣。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

液流系統(tǒng)至少包括13種熒光顏色；和流式細(xì)胞分析儀的正面寬度為550mm或以下。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，包括一個(gè)或多個(gè)激發(fā)激光器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中激發(fā)激光器屬于半導(dǎo)體激光器。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中：

半導(dǎo)體激光器并排定位于同一位置；并和半導(dǎo)體激光器輸出光束共線排列，用于激發(fā)液體流中的細(xì)胞。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，還包括：一種與熒光采集透鏡直接接觸的流動(dòng)室窗口。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中熒光采集透鏡面對(duì)液流的數(shù)值孔徑大于1.0。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件包括一個(gè)熒光采集光纖，輸入數(shù)值孔徑至少為0.10，輸出數(shù)值孔徑至少為0.10。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中可通過集成光纖透鏡調(diào)節(jié)光纖輸入數(shù)值孔徑。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件的纖芯直徑為800μm或以下。

所述的小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，其中光纖組件的纖芯直徑為600μm或以下。

為透徹理解本實(shí)用新型，以下本實(shí)用新型實(shí)施例詳細(xì)說明提出了許多具體細(xì)節(jié)。但很明顯，對(duì)于所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本實(shí)用新型的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)說明公知方法、過程、組件和電路，以避免使本實(shí)用新型的實(shí)施例難以理解。

圖1為小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀100的左透視、前透視和頂透視圖。模塊化流式細(xì)胞分析儀100含有一個(gè)模塊外殼199，而光學(xué)板組件110安裝于模塊外殼199頂部。模塊化流式細(xì)胞分析儀100還包括一個(gè)試樣注入管(SIT)組件130、一個(gè)樣品臺(tái)140、一個(gè)帶電源的電氣面板組件150和一個(gè)安裝于模塊外殼199中或內(nèi)部的液流組件120。模塊化流式細(xì)胞分析儀100還包括多個(gè)光柵組件160、一個(gè)含激光發(fā)射器的激光器系統(tǒng)170和一個(gè)流式細(xì)胞液流系統(tǒng)308。

圖2為小型模塊化多色模塊化流式細(xì)胞分析儀100的前透視、右透視和頂透視圖。

圖2中透視圖進(jìn)一步說明了試樣注入管組件130、樣品臺(tái)140和光柵組件160，包括設(shè)置在模塊外殼199頂部以及設(shè)置在模塊外殼頂部以下內(nèi)層擱架299上的光柵組件。三個(gè)光柵組件160對(duì)應(yīng)于激光系統(tǒng)的三個(gè)激光器170；另外，每個(gè)光柵組件可對(duì)應(yīng)于激光系統(tǒng)的任意一個(gè)激光器170。另一個(gè)實(shí)施例包括其它數(shù)量(即四個(gè))光柵組件160，視所使用激光系統(tǒng)的激光器數(shù)170或流式細(xì)胞分析儀100的其他配置而定。

圖3為小型模塊化多色模塊化流式細(xì)胞分析儀100的前視圖。模塊化流式細(xì)胞分析儀100寬520mm，高530mm，不包括加載器時(shí)深約500mm，包括加載器時(shí)深約640mm。

該尺寸實(shí)現(xiàn)了一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)，即長(zhǎng)72英寸(1829mm)，深24英寸(610mm)，此實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)可并排放置三臺(tái)模塊化流式細(xì)胞分析儀100。

圖5為模塊化流式細(xì)胞分析儀100光學(xué)板組件110的頂視圖。光學(xué)板組件110含有一個(gè)激光系統(tǒng)170，該激光系統(tǒng)包括向流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308發(fā)射激光的三個(gè)半導(dǎo)體激光器170A、170B和170C。

激光系統(tǒng)170以共線方式向流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308發(fā)射多束(如三束)激光。但是，多束激光相互略有偏移。激光系統(tǒng)170含有三個(gè)半導(dǎo)體激光器170A、170B和170C，波長(zhǎng)一般為405nm、488nm和640nm。405nm半導(dǎo)體激光器輸出功率通常大于30mW；488nm半導(dǎo)體激光器輸出功率通常大于20mW；640nm半導(dǎo)體激光器輸出功率通常大于20mW。電子控制器控制半導(dǎo)體激光器在恒定溫度和恒定輸出功率條件下運(yùn)行。

光學(xué)系統(tǒng)能夠在空間上操縱分別由半導(dǎo)體激光器170A、170B和170C生成的激光束570A、570B和570C。光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡、棱鏡和反射鏡，能夠?qū)⒓す馐劢怪翑y帶生物細(xì)胞的細(xì)胞液流上。穿過細(xì)胞液流的聚焦激光束橫向大小為50-80μm，而順著流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308中液流方向的聚焦激光束大小為5-20μm。如圖5所示，光學(xué)系統(tǒng)含有光束整形器530A-530C，分別接收由半導(dǎo)體激光器170A-170C發(fā)射的激光。將從光束整形器530A-530C輸出的激光分別耦合至反射鏡532A-532C，向流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308直射激光599A、599B和599C，并射入流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308，射向目標(biāo)顆粒(如生物細(xì)胞)。激光599A、599B和599C彼此略有偏離，但經(jīng)反射鏡532A-532C后直接大致沿著液流方向平行進(jìn)入流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308。

激光束599A、599B和599C到達(dá)流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308內(nèi)細(xì)胞流中的生物細(xì)胞(顆粒)后，被細(xì)胞流中的細(xì)胞散射和吸收。并產(chǎn)生熒光。前向散射探測(cè)器514收集軸上散射光。采集透鏡513收集離軸散射光和熒光并將這些光線一起入射至雙色分光鏡510。分光鏡510將離軸散射光引致側(cè)向散射探測(cè)器515，將細(xì)胞發(fā)射的熒光聚集到至少一個(gè)光纖輸入端516。至少有一個(gè)光纖組件517將細(xì)胞熒光引向一個(gè)或多個(gè)光柵組件160。

若要使用不同熒光染料和激光波長(zhǎng)對(duì)生物樣品進(jìn)行更詳細(xì)分析，可使用多個(gè)光纖輸入端516、多個(gè)光纖組件517和多個(gè)光柵組件160。可平行布置三個(gè)光纖輸入端516A、516B和516C，用于接收熒光，并且可使用三個(gè)光纖組件517A、517B和517C將熒光入射至三個(gè)光柵組件160A、160B和160C。

因?yàn)槿齻€(gè)激光束599A、599B和599C略有位置偏移(即非精確共線)，可同時(shí)啟用三個(gè)光纖輸入端516A、516B和516C(三個(gè)光纖組件517A、517B和517C)分別聚集收集來自具有三種不同波長(zhǎng)的三個(gè)激光束599A、599B和599C產(chǎn)生的熒光數(shù)據(jù)。隨后，三個(gè)光纖組件517A、517B和517C將熒光入射至三個(gè)不同光柵(即三個(gè)不同光柵519)。

該模塊化流式細(xì)胞分析儀100也可使用同一個(gè)光柵519收集所有熒光數(shù)據(jù)。例如，三個(gè)光纖組件517A、517B和517C將熒光入射至同一個(gè)光柵519，而非三個(gè)不同光柵(即三個(gè)不同光柵519)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作，分離熒光數(shù)據(jù)，而不是使用三個(gè)不同光柵分離熒光數(shù)據(jù)。從硬件備置角度而言，使用一個(gè)光柵的復(fù)雜性較低。但是，數(shù)據(jù)處理操作較為復(fù)雜，因?yàn)榉蛛x熒光數(shù)據(jù)便需要更多數(shù)據(jù)操作(即識(shí)別不同波長(zhǎng)，并分離相應(yīng)光束數(shù)據(jù))。

通過分析前向散射數(shù)據(jù)和側(cè)向散射數(shù)據(jù)可對(duì)細(xì)胞幾何特性進(jìn)行分類。使用400nm至900nm可見光波長(zhǎng)染料對(duì)液體流中的細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記。經(jīng)激光器激發(fā)后，染料產(chǎn)生的熒光由光纖組件517收集并傳輸至光柵組件160。模塊化流式細(xì)胞分析儀100通過小型半導(dǎo)體激光器170、11.5倍采集透鏡513和光電倍增管(PMT)陣列/雪崩光電二極管(APD)光柵組件160實(shí)現(xiàn)了體積相對(duì)袖珍的光學(xué)板組件。11.5倍采集透鏡513的焦距短，面對(duì)熒光發(fā)射時(shí)的數(shù)值孔徑(NA)約1.3，面對(duì)采集光纖時(shí)的數(shù)值孔徑約0.12，可顯著降低儀器深度。同時(shí)，光柵組件160用結(jié)構(gòu)緊湊型印刷電路板(PCB)陣列探測(cè)器取代了傳統(tǒng)單光電倍增管濾光片，從而免除了探測(cè)模塊內(nèi)部或端部反射鏡和濾光片的空間占用。

光柵組件輸入端的小型準(zhǔn)直透鏡518將光纖中的熒光入射至衍射光柵519。采集光纖組件517的纖芯直徑約400μm至800μm，纖芯直徑約600μm時(shí)的光纖數(shù)值孔徑約為0.12mm。為便于使用較小接收面的探測(cè)器而不影響探測(cè)效率，可將光纖輸出端逐漸縮小至纖芯直徑約100μm至300μm，用于控制在光電探測(cè)器上的成像尺寸。也可在采集光纖輸入端集成光纖透鏡、增加采集數(shù)值孔徑，以允許使用約400μm以下的纖芯直徑。由于光纖具有靈活性，可將光線傳輸至系統(tǒng)內(nèi)的任何地方，所以使用光纖采集熒光可以優(yōu)化小型流式細(xì)胞分析儀100接收探測(cè)器組件520和電子元件的位置。光柵519至少在200nm波長(zhǎng)寬度范圍內(nèi)具有平坦衍射效率，最好在350nm至850nm可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)有400nm波長(zhǎng)寬度的平坦衍射效率。

另外，可將雙色分光鏡與兩個(gè)光柵519合用，通過雙色分光鏡將較寬波長(zhǎng)范圍熒光分成兩個(gè)光譜范圍，其中一個(gè)光譜范圍為350nm至600nm，另一個(gè)光譜范圍為600nm至850nm。這樣，使用兩個(gè)光柵可對(duì)任一光柵的衍射光譜范圍要求減半；也可使用其它色散元件，如線性漸變長(zhǎng)通濾光片，以取代光柵519使熒光色散。

圖6為模塊化流式細(xì)胞分析儀100中三個(gè)可配置的探測(cè)器陣列信號(hào)鏈中至少一個(gè)探測(cè)器陣列信號(hào)鏈的示意圖。將來自小型準(zhǔn)直透鏡518的熒光光線601耦合至光柵519。光柵519將熒光601色散成光譜610，并直接聚焦至印刷電路板上的光電探測(cè)器陣列621。每個(gè)探測(cè)器陣列621至少設(shè)有兩組探測(cè)器以線形排列，且每組探測(cè)器通常為8個(gè)通道。例如，圖6中的探測(cè)器陣列621設(shè)有兩組通道，每組8個(gè)通道，共16個(gè)通道。在另一個(gè)實(shí)施例中，印刷電路板配置的探測(cè)器陣列可能含有8個(gè)通道、9個(gè)通道、10個(gè)通道或其它數(shù)量通道。

每個(gè)通道設(shè)有一個(gè)跨阻放大器電路622，可將探測(cè)器產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換成輸出電壓信號(hào)。在每個(gè)通道內(nèi)，將跨阻放大器電路622輸出電壓信號(hào)耦合至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)624。模塊化流式細(xì)胞分析儀100能夠控制每個(gè)通道跨阻放大器電路622中跨阻偏置電壓623，以調(diào)節(jié)生成的輸出電壓。然后，模塊化流式細(xì)胞分析儀100將各跨阻偏置電壓623耦合至各模數(shù)轉(zhuǎn)換器624。

為測(cè)量穿過激光激發(fā)區(qū)的液流顆粒(即生物細(xì)胞)產(chǎn)生的脈沖625，模數(shù)轉(zhuǎn)換器以足夠較高頻率對(duì)跨阻放大器622的輸出電壓進(jìn)行采樣。模數(shù)轉(zhuǎn)換器624的輸出脈沖隨著時(shí)間的推移形成多個(gè)輸出波形635。為保持信號(hào)完整性并降低噪聲，模塊化流式細(xì)胞分析儀100對(duì)每個(gè)通道跨阻放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的差分信號(hào)線應(yīng)用了電磁輻射(EMI)屏蔽626。

再次參考圖2，流式細(xì)胞分析儀100含有三個(gè)光柵組件160。如果每個(gè)陣列設(shè)有8個(gè)通道，則流式細(xì)胞分析儀100共有24個(gè)通道(3個(gè)光柵組裝陣列x 8個(gè)通道/陣列)。如果每個(gè)陣列設(shè)有16個(gè)通道，則流式細(xì)胞分析儀100共有48個(gè)通道(3個(gè)光柵組裝陣列x 16個(gè)通道/陣列)。

再次參考圖3，流式細(xì)胞分析儀100含有液流系統(tǒng)，位于模塊液流組件120內(nèi)、流式細(xì)胞分析儀100前部并靠近流式細(xì)胞液流系統(tǒng)流動(dòng)室308。所有液流相關(guān)組件集中在一起可最大限度地減少管路長(zhǎng)度(和其它與液流有關(guān)的輔助部件，如防濺罩和液流管道管理部件)，并且將液流與對(duì)潮濕敏感的電子和光電子部件隔離。用于輸入鞘液和輸出廢液的液體輸入/輸出(I/O)端口的穿板式連接器309與液流系統(tǒng)120配置于流式細(xì)胞儀100的前部，而非側(cè)面板或被面板。這樣，能夠節(jié)省空間，易于與輸入鞘液和輸出廢液的容器連接。模塊化的液流組件120易于拆卸，以便售后服務(wù)與維修。

在使用過程中，液流系統(tǒng)將液流中顏色標(biāo)記的細(xì)胞排成一列供激光束激發(fā)。在此流式細(xì)胞分析儀100中，一臺(tái)激光器可以同時(shí)激發(fā)10種以上顏色標(biāo)記，三臺(tái)激光器可同時(shí)激發(fā)、檢測(cè)和分析20種以上的顏色標(biāo)記，其標(biāo)記數(shù)量只局限于可提供的熒光染料的種類。由于在探測(cè)系統(tǒng)中用色散元件代替固定波長(zhǎng)的濾光片來檢測(cè)信號(hào)，流式細(xì)胞分析儀100能支持的細(xì)胞顏色標(biāo)記數(shù)量幾乎沒有限制。通常而言，基于市場(chǎng)上可用流式細(xì)胞分析儀染料，激光器小型流式細(xì)胞分析儀100可容納14種以上顏色。

試樣注入管(SIT)組件130減少了取樣交換空間并增加了Z軸功能，通過允許樣品臺(tái)與手動(dòng)進(jìn)樣口310共用空間，顯著降低樣品臺(tái)140的尺寸。為了縮小流式細(xì)胞分析儀100的寬度，樣品臺(tái)340采用x-級(jí)電機(jī)，這比傳統(tǒng)使用的x-y電機(jī)更簡(jiǎn)捷方便。

圖4為模塊化流式細(xì)胞分析儀100的后視圖。

模塊化流式細(xì)胞分析儀100使用一個(gè)專用、可擴(kuò)展、最先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)411，如圖4所示。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)411含有一塊主板421和多達(dá)五塊與主板421耦合的從板422。主板421與從板422不同，因?yàn)橹靼搴杏糜谔幚硗ㄐ殴δ艿母郊咏M件。

在一個(gè)模塊化流式細(xì)胞分析儀100的48通道實(shí)施例中，所有主板421和從板422均配有用于檢測(cè)熒光的16-位精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于檢測(cè)前向散射光(FSC)的12-位精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)411含有一個(gè)插卡座420，用于接收6塊電路主板421和從板422(1塊主板和5塊從板)，插卡座420寬約250mm x高183mm x深117mm。

流式細(xì)胞分析儀100由電源模塊412供電。在一個(gè)實(shí)施例中，就48通道實(shí)施例而言，電源模塊412由三個(gè)低噪聲模擬電源和一個(gè)通用電源。低噪聲模擬電源為信號(hào)檢測(cè)電子元件提供低噪聲電源。通用電源為數(shù)據(jù)采集、液流、試樣注入管和樣品臺(tái)電子元件供電。

經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明：采用上述技術(shù)方案提出的這種小型模塊化多色流式細(xì)胞分析儀，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多達(dá)五十種顏色實(shí)現(xiàn)熒光標(biāo)記細(xì)胞，而且使分析儀更便攜、更易于管理，成本維護(hù)更低并在中心實(shí)驗(yàn)室和許多醫(yī)院和診所內(nèi)更方便用戶使用，從而達(dá)到了本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)用新型目的。同時(shí)，由于采用更節(jié)能和功耗更低的光電元件與電子元件，實(shí)現(xiàn)了更佳屏蔽性能，降低了電磁輻射(EMI)，達(dá)到了安全可靠、可降低對(duì)其他救生儀器的干擾的第二個(gè)實(shí)用新型目的。

小型模塊化流式細(xì)胞分析儀的實(shí)現(xiàn)，通過了模塊化設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)的優(yōu)勢(shì)利用以及當(dāng)代技術(shù)的創(chuàng)新使用，縮小了各個(gè)關(guān)鍵部件的尺寸，達(dá)到了與傳統(tǒng)細(xì)胞分析儀的同等或更佳性能。

上文對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了說明。雖然本說明書已對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了鄭重說明，但上述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，而應(yīng)按照權(quán)利要求所公開的技術(shù)方案進(jìn)行理解。

盡管上文已經(jīng)描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例并用附圖予以呈現(xiàn)，但可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，且本實(shí)用新型的實(shí)施例不局限于本文所呈現(xiàn)和所描述的特定結(jié)構(gòu)和布置。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。任何采用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)原理提出的相應(yīng)設(shè)計(jì)均應(yīng)視為與本實(shí)用新型類同。