CN101187621B

CN101187621B - 用于动态范围扩展的方法和系统

Info

Publication number: CN101187621B
Application number: CN2007101667756A
Authority: CN
Inventors: W·D·罗斯
Original assignee: Luminex Corp
Current assignee: Luminex Corp
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: CA2553025A1; EP1704402A1; KR20060127132A; US20080151240A1; US7505131B2; CN101187621A; EP1704402B1; JP2007518991A; WO2005068971A1; US7362432B2; CN1910440A; US20050151964A1

Abstract

提供了用于扩展某一系统动态范围的方法和系统。一种方法包括：将某一粒子发出的荧光分成具有不同强度的多个光路；用不同的通道检测在这多个光路中的荧光以产生多个信号；并且基于这多个信号确定哪一个通道正工作在线性范围中。该方法也包括：改变由工作在该线性范围中的那个通道所产生的信号以补偿不同的强度。另一种方法包括：用强度不同的光在多个照明区域中照明某一粒子，并且在该粒子位于这多个照明区域中的同时单独地检测该粒子所发出的荧光以产生多个信号。该方法也包括：确定哪一个信号位于线性范围中并且改变位于该线性范围中的那个信号以补偿不同的强度。

Description

用于动态范围扩展的方法和系统

本申请是国际申请日为2005年1月13日、中国国家申请号为200580002193.3、题为“用于动态范围扩展的方法和系统”的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及用于动态范围扩展的方法和系统。某些实施例涉及流动血细胞计数应用中动态范围扩展的方法和系统。

背景技术

下面的描述和示例并不因为被包括在本部分中而被认作是现有技术。

通常，当聚苯乙烯珠、人体细胞或其它不连续的物质线性地穿过流动腔时，流动血细胞计数器可用来测量因它们暴露于激发源(比如，激光器)而发出的荧光的强度。在一些系统中，有四种测量可进行：被某一粒子向激发源散射90度的光的电平；两种或多种用来确定该粒子“特性”的荧光测量；以及另外一种通常用来确定和/或量化所感兴趣的表面化学反应的荧光测量。每一种荧光测量通常都在不同的波长处进行。

当粒子穿过激发源的照明区域时，通常通过将其图像以光学的方式投影到光电倍增管(PMT)或另一种感光检测器的感光区域上，来量化表面化学反应的荧光测量。检测器的输出是电流脉冲，该电流脉冲接着经模拟电子元件调整并被模数(A/D)转换器数字化。数字信号处理(DSP)算法可以进一步地在数字域中调整从A/D转换器中获得的合成数字值。每个粒子的最终结果是单个整数值，它正比于该粒子表面上的化学反应。与粒子特性有关的荧光测量可以按相似的方式进行。或者，可以按不同方式使用由某一粒子所发出的荧光的整数值(与该粒子特性相对应)来确定该粒子特性(例如，用这些整数值的比等)。

上述流动血细胞计数系统的动态范围(DR)一般可定义为可测量的最大荧光电平与可测量的最小荧光电平之比。这样，DR越高，则该系统在分辨化学反应水平和/或粒子特性方面就越有用。

当前可用的流动血细胞计数器的DR受限于该系统中每一个单独元件的DR(例如，主要元件包括感光检测器、模拟电子元件和A/D转换器)。通常，光的粒子性和检测器放大方法固有的噪声界定了该刻度低端处的检测极限，而模拟电子元件和A/D转换器则限制了最大的可测量荧光电平。在使用平常易得的非定制线性元件时，流动血细胞计数器的有用动态范围大约限于4个十(即1到10000)。通常，流动血细胞计数系统被设计并校准成可从多个粒子中分辨出最小的可能的荧光信号电平，由此因该系统的DR限制而牺牲了测量最亮的荧光电平的能力。

在Auer等人的美国专利5,367,474中，示出了一种增大流动血细胞计数器DR的方法，该方法使用在第一电放大器和接下来的处理电路之间插入的电增益级，此专利的整体内容引用在此作为参考。也提供了一种在放大器周围的旁路。对于小信号输入，附加的放大器级被用来增大该小信号，同时该旁路可被选择用于那些已经很大的信号。

看起来该技术足够同时覆盖很小和很大的信号范围，但该技术的不利之处在于，当电增益级被插入信号通路时，该电增益级将噪声加到该小信号电平上。流动血细胞计数器设计领域中的技术人员都知道，当最大电系统增益出现在第一电路级中时才会有最佳的信号噪声比。因此，光电倍增管的偏置(它确定其光子到电子的增益因子并且是实际的第一增益级)应该最大化，并且接下来的增益级应该最小化。

因此，期望增大像第一增益级中的流动血细胞计数器这种测量系统的动态范围，以便在不向小信号电平添加噪声的情况下产生出最大的信号噪声比。

发明内容

下文关于动态范围扩展方法和系统的各种实施例的描述不得以任何方式被解释成限制所附权利要求书的主题。

一个实施例涉及一种扩展某一系统动态范围的方法，该方法包括将某一粒子所发出的荧光分成多个光路。多个光路中的荧光具有不同的强度。该方法也包括用不同的通道来检测多个光路中的荧光以产生多个信号。这多个信号中的每一个都表示多个光路之一中的荧光。另外，该方法包括，基于上述多个信号确定上述不同通道中的哪一个通道正工作在线性范围中。该方法进一步包括，改变被确定为工作在线性范围中的那个通道所产生的信号以补偿不同的强度。

在一个实施例中，粒子发出的荧光对应于该粒子的特性。在不同的实施例中，粒子发出的荧光对应于与附着在该粒子上的另一种分子起反应的一种分子。在一些实施例中，该系统可以被配置成流动血细胞计数器。在另一个实施例中，该方法包括从改变后的信号中确定由该粒子所发出的荧光的强度。在另一个实施例中，改变信号可增大该系统的动态范围。

在另一个实施例中，多个光路的第一个光路中的荧光在强度方面低于多个光路的第二个光路中的荧光。在这种实施例中，该方法可以包括，在检测步骤之前，减小多个光路的第一个光路中的荧光强度。上述方法的每一个实施例可以包括此处所描述的任何其它步骤。

另一个实施例涉及一个被配置成具有扩展后的动态范围的系统。该系统包括一种光学元件，该光学元件被配置成将某一粒子发出的荧光分成多个光路。多个光路中的荧光具有不同的强度。该系统也包括不同的通道，这些通道被配置成单独检测多个光路中的荧光并且产生多个信号。多个信号中的每一个信号表示多个光路之一中的荧光。另外，该系统包括一个处理器，该处理器被配置成基于多个信号来确定不同通道中的哪一个正工作在线性范围中并且改变被确定为工作在线性范围中的那个通道所产生的信号以补偿不同的强度。

粒子发出的荧光可以对应于该粒子的特性。或者，粒子发出的荧光可以对应于与附着在该粒子上的另一种分子起反应的一种分子。在一些实施例中，该系统可以被配置成流动血细胞计数器。在另一个实施例中，处理器可以被配置成从改变后的信号中确定由该粒子发出的荧光的强度。该信号的改变较佳地增大了该系统的动态范围。

在一个实施例中，不同通道中的每一个通道包括光电倍增管、光电二极管、雪崩光电二极管、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器。在另一个实施例中，不同通道中的每一个通道包括本领域中已知的任何类型的二极管检测器或任何类型的线性阵列型检测器。在另一个实施例中，多个光路的第一个光路中的荧光在强度方面低于多个光路的第二个光路中的荧光。在一个这样的实施例中，该系统包括附加的光学元件，它定位于该光学元件和不同的通道之一之间的多个光路的第一个光路中。该附加的光学元件可以被配置成减小上述多个光路的第一个光路中的荧光强度。上述系统的每一个实施例可以进一步按照下文的描述来配置。

附加的实施例涉及一种扩展系统动态范围的不同方法。该方法包括用强度不同的光在多个照明区域中照明一个粒子。该方法也包括在粒子位于多个照明区域中的同时单独检测该粒子所发出的荧光以产生多个信号。多个信号中的每一个表示在该粒子位于多个照明区域之一中的同时由该粒子所发出的荧光。另外，该方法包括确定多个信号中的哪一个位于线性范围中。该方法进一步包括改变位于线性范围中的那个信号以补偿不同的强度。

在一个实施例中，多个照明区域沿粒子的流程间隔排列。多个照明区域中的第一个照明区域是粒子首先定位于其中的照明区域，它在强度方面低于该粒子接下来要进入的多个照明区域中的第二个照明区域。在一些实施例中，粒子发出的荧光对应于该粒子的特性。在其它实施例中，粒子发出的荧光对应于与附着在该粒子上的另一种分子起反应的一种分子。上述方法的每一个实施例可以包括此处所描述的任何其他步骤。

另外的实施例涉及一种不同的系统，它被配置成具有扩展后的动态范围。该系统包括照明子系统，它被配置成用强度不同的光在多个照明区域中照明粒子。该系统也包括检测子系统，它被配置成在该粒子位于多个照明区域中的同时单独检测由该粒子所发出的荧光并且产生多个信号。多个信号中的每一个信号表示在该粒子位于多个照明区域之一中的同时由该粒子发出的荧光。另外，该系统包括处理器，该处理器被配置成确定上述多个信号中的哪一个信号位于线性范围中并且改变位于线性范围中的那个信号以补偿不同的强度。

在一个实施例中，多个照明区域沿粒子的流程间隔排列。粒子首先定位于其中的多个照明区域的第一个照明区域在强度方面低于该粒子接下来进入的多个照明区域的第二个照明区域。

在一些实施例中，照明子系统包括单个光源。在一个这样的实施例中，照明子系统也包括一玻璃滑块，该玻璃滑块被安排在单个光源发出的光束的路径中并且进一步被安排成与该光束有一角度。在不同的实施例中，照明子系统包括其表面不平行的楔形玻璃，它被安排在单个光源发出的光束的路径中。在其它的实施例中，照明子系统包括耦合到单个光源的多个光纤光缆。在另一个实施例中，照明子系统包括耦合到单个光源的一个或多个解复用器。在又一个实施例中，照明子系统包括衍射光栅，它被安排在单个光源发出的光束的路径中。在另一个实施例中，照明子系统可以包括两个或多个光源。

在一些实施例中，检测子系统包括单个检测器。该单个检测器可以包括光电倍增管或本领域已知的任何其它合适的检测器，比如，光电二极管、雪崩光电二极管、CCD、CMOS检测器，或本领域已知的任何其它类型合适的二极管或线性阵列检测器。在不同的实施例中，检测子系统包括多个检测器。多个检测器中的每一个可以包括光电倍增管或本领域已知的任何其它合适的检测器，比如，光电二极管、雪崩光电二极管、CCD、CMOS检测器，或本领域已知的任何其它类型合适的二极管或线性阵列检测器。上述系统的每一个实施例可以进一步按下面的描述来配置。

附图说明

本发明的其它目的和优点将在下面的详细描述中以及参照附图时变得清楚，其中：

图1示意性示出了被配置成具有扩展后的动态范围(DR)的系统的一个实施例的横截面图，该系统包括被配置成将荧光分成多个光路的光学元件以及被配置成单独检测多个光路中的荧光的不同通道；

图2示意性示出了被配置成具有扩展后的DR的系统的一个实施例的横截面图，该系统包括照明子系统，该照明子系统被配置成用强度不同的光在多个照明区域中照明一个粒子；

图3示出了多个信号示例，通过在粒子位于多个照明区域中的同时单独检测该粒子发出的荧光便产生了这些信号示例；并且

图4-8示意性示出了照明子系统的不同实施例的横截面图，这些照明子系统被配置成用强度不同的光在多个照明区域中照明粒子，并且这些照明子系统可以被包括在一个已配置成具有扩展后的DR的系统之中。

尽管本发明易受各种修改和替换形式的影响，但是其特定实施例是作为示例在附图中示出的并且将在本文中得到详细的描述。然而，应该理解，这些附图及其详细说明并不旨在将本发明限制成所揭示的特定形式，相反，本发明要涵盖所有这些修改、等价方案和替代物，只要它们落在所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围之内。

具体实施方式

尽管本文在参照粒子的情况下描述各实施例，但是应该理解，本文所描述的系统和方法也可以用于微球体、聚苯乙烯珠、微粒子、金纳米粒子、量子点、纳米点、纳米粒子、纳米壳、珠子、微珠、乳胶粒子、乳胶珠、荧光珠、荧光粒子、染色粒子、染色珠、组织、细胞、微生物体、有机物、非有机物，或本领域已知的任何其它离散的物质。这些粒子可以充当分子反应的媒介物。Fulton的美国专利5,736,330、Chandler等人的美国专利5,981,180、Fulton的美国专利6,057,107、Chandler等人的美国专利6,268,222、6,449,562、6,514,295、6,524,793和Chandler的美国专利6,528,165中，示出了合适的粒子示例，这些专利的内容整体引用在此作为参考。本文描述的系统和方法可以与这些专利中描述的任何粒子一同使用。另外，用在流动血细胞计数中的粒子可以从诸如Texas州Austin市的Luminex公司等制造商那里获得。术语“粒子”和“微球体”在本文中可以互换使用。

另外，与本文描述的系统和方法相兼容的那些类型的粒子包括有荧光材料附着于其表面上或与其表面相关的那些粒子。在Chandler等人的美国专利6,268,222和6,649,414中示出了这些类型的粒子，其中荧光染料或荧光粒子直接耦合到这些粒子的表面以提供分类荧光，这些专利的内容整体引用在此作为参考。可以用在本文描述的方法和系统之中的这些类型的粒子也可以包括在其芯中含一种或多种荧光染料的粒子。可以用在本文描述的方法和系统之中的粒子也包括当暴露于一种或多种合适的光源时会在其自身之中呈现出一种或多种荧光信号的粒子。此外，这些粒子可以被制造成一旦被激发就呈现出多个荧光信号，它们中的每一个都可以单独或组合使用以确定这些粒子的特性。尽管本文参照“粒子所发出的荧光”来描述本发明的方法和系统，但是应该理解，这种荧光可以包括由激发源照明该粒子所产生的任何荧光。例如，如上所述，粒子发出的荧光可以是附着在粒子上或包含在粒子中的一种或多种荧光染料所发出的光，或者是这些粒子自身发出的光。这样，粒子发出的荧光可以对应于该粒子的特性。或者，由粒子所发出的荧光对应于已经与附着于该粒子上的另一种分子起反应的那种分子。换句话说，由粒子发出的荧光可以表示与该粒子相关的一种或多种材料，这些材料可以包括例如附着于该粒子表面上的荧光生物分子或其它生物分子(例如，通过一种或多种其它生物分子)。在一个特定的示例中，抗原可以被耦合到该粒子的表面，之后允许该抗原和样本中的抗体进行反应，也可以允许该抗原和荧光标记抗体进行反应。因此，荧光标记抗体是从该粒子中去除的三分子，但是荧光标记抗体通过反应和该粒子相结合。因此，本文描述的方法和系统可以用于测量在一种应用中表面接合、标记过的生物分子中的荧光。可按相似方式与该粒子相结合的另外一些生物分子示例包括但不限于核苷酸、聚核苷酸、寡核苷酸、酶等。

为了克服当前可用的动态范围扩展系统和方法的缺点(上文背景技术部分中描述过的缺点包括在电系统后面的级中增大增益以及将噪声添加到小信号电平上)，本文描述了更好的方法和系统，它们将高增益级保持在靠近信号处理链路前端附近。

现在来看这些附图，注意到本文描述的附图没有按比例画出。特别是，附图中一些元件的比例被扩大许多，为的是突出这些元件的特征。某些系统元件没有被包括在附图中，目的在于使附图更清晰。

图1示出了被配置成具有扩大后的或延长后的动态范围(DR)的一个系统实施例，该实施例可以用于精确测量最亮的粒子所发出的荧光强度。该系统可以被配置成流动血细胞计数器。然而，该系统可以被配置成将从扩大后的或延长后的DR中获益的任何其它测量系统。该系统包括光源10。光源10被配置成，当粒子流过试管16时用光线14照射粒子12。试管16可以包括任何合适的试管或本领域已知的其它流动通道。光源10可以包括本领域已知的任何合适的光源，比如激光器、激光二极管或发光二极管(LED)。较佳地，光源包括激发源。换句话说，光源10最好被配置成产生具有一个或多个波长的光线14，使得当用该光线进行照明时粒子12将发出荧光18。

荧光18可由透镜20收集。透镜20可以包括本领域已知的任何合适的透镜。另外，尽管图1示出透镜20是折射光学元件，但应该理解，也可以使用反射光学元件来替代透镜20收集该粒子发出的荧光。另外，尽管图1示出透镜20是单个透镜，但应该理解，可以用多透镜系统来替代透镜20。此外，该系统可选择性地不包括透镜20或任何其它荧光收集器。另外，应该理解，图1所示的系统可以包括不止一个透镜和/或其它透镜。例如，该系统可以包括被配置成将光线14聚焦到粒子12上的聚焦透镜(未示出)。

该系统也包括光学元件22，它被配置成将粒子发出的荧光分束到多个光路中。在图1所示的实施例中，光学元件22被配置成将透镜20所收集的荧光分束到多个光路之中。多个光路中的荧光具有不同的强度。在一个实施例中，光学元件可以包括部分反射式分光镜或本领域中已知的任何其它合适的光学元件。在一个特定的示例中，该光学元件可以包括无涂层的分光镜。无涂层的分光镜将反射约4％的入射能量(在本示例中就是荧光18)，并透射该入射能量的剩余部分(即该荧光的约96％)。

注意到，尽管该光学元件透射的光线的强度低于标准流动血细胞计数器结构中的光强，此处假定还没有达到该粒子上的荧光饱和水平，但是通过与该强度减小成比例地增大光源10的功率(或强度)便可以选择性地轻松补偿这种荧光强度减小。

如图1所示，该光学元件被配置成将荧光分束到两个光路中。然而，应该理解，该光学元件可以被配置成将所发出的荧光分束到不止两个光路之中。例如，该光学元件可以包括具有不平行表面的楔形玻璃，它可以按下文描述的那样构造。另外，光学元件22可以包括本文所描述的可用来将一束光束分成多个光束的任何其它光学元件。此外，应该理解，该系统可以包括不止一个被配置成将荧光分束到多个光路之中的光学元件。例如，该系统可以包括不止一个部分反射式分光镜。例如根据检测器不同工作范围的数目和/或在每一个光路中可实现的不同强度的数目，荧光被分束到其中的那些光路的数目可能会变化。

该系统也包括被配置成单独检测多个光路中的荧光的不同通道。不同的通道也被配置成产生多个信号。每一个信号表示多个光路之一中的荧光。例如，如图1所示，该系统包括检测器24和26，其中每一个检测器都构成不同通道之一的至少一部分。检测器24被配置成检测光学元件22所发出的荧光。检测器24也被配置成产生一个表示光路B(B表示亮)中荧光强度的信号。检测器24可以是光电倍增管(PMT)或本领域已知的任何其它合适的检测器。例如，检测器24也可以是光电二极管、雪崩光电二极管、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器。另外，检测器24可以是本领域已知的任何类型的二极管检测器或任何类型的线性阵列型检测器。检测器26被配置成检测由光学元件22所反射的荧光。检测器26也被配置成产生一个表示光路D(D表示暗)中荧光强度的信号。检测器26可以是PMT或本领域已知的任何其它合适的检测器。例如，检测器26也可以是光电二极管、雪崩光电二极管、CCD或CMOS检测器。另外，检测器26可以是本领域已知的任何类型的二极管检测器或任何类型的线性阵列型检测器。通常，检测器24和26将是相同类型的检测器，但将因不同光路中荧光强度不同而工作在不同的范围中(例如，线性和非线性的范围)。

如图1所示，检测器24和26分别耦合到电子元件28和30。电子元件28和30可以包括例如模数(A/D)转换器或任何其它合适的电子元件。另外，电子元件28和30可以只分别构成检测器24和26的整个电子电路的一部分。例如，模拟元件(未示出)可能插放在检测器和A/D转换器之间。另外，或者可替换地，电子电路可以包括耦合到A/D转换器的输出的数字元件(未示出)。这些可选的模拟和数字元件可以包括本领域已知的任何此类合适的电子元件。另外，耦合到检测器24和26的电子电路可以相似地或不同地来配置。

图1所示的系统也包括处理器32。处理器32被配置成基于不同通道所产生的信号来确定这些不同通道中的哪一个通道正工作在线性范围中。另外，处理器32被配置成改变被确定为正工作在线性范围中的那个通道所产生的信号以补偿不同的强度。例如，处理器32可以包括数字信号处理器(DSP)或可用来执行一个或多个程序指令以至少执行本文所述功能的任何其它合适的元件。

在一个基于上述无涂层分光镜光学元件的特定示例中，处理器检查耦合到每一个检测器的A/D转换器的输出整数值(B和D)。基于这些信号电平，处理器确定哪一个通道正工作在检测器的线性范围中。处理器也适当改变或调整与工作在线性范围中的那个通道相对应的数值以补偿进入感光检测器中的实际光量。对于这个简单的示例，处理器将使D(暗的)A/D输出乘以1/0.04＝25(如果被选中的话)或者使B(亮的)A/D输出乘以1/0.96＝1.041(如果被选中的话)从而基于光学元件22所产生的不同感光检测器之间光线分割来适当调整上述结果。对与工作在线性范围中的通道相对应的信号进行改变或调整可有效地使系统的动态范围增大log10(25/1.041)＝1.38个数量级。这样，处理器对信号的改变会增大该系统的动态范围。

处理器也可以被配置成执行大量的附加功能。例如，处理器可以被配置成从改变后的信号中确定出该粒子所发出的荧光的强度。另外，处理器可以被配置成从该荧光强度(有可能还结合由该系统所产生的一个或多个其它输出信号)中确定出该粒子的特性。或者，处理器可以被配置成从该荧光强度中确定出附着于该粒子表面上的分子的特性或在该粒子表面上进行的反应。另外，处理器可以被配置成从该荧光强度中确定出附着于该粒子表面上的分子的量或在该粒子表面上进行的反应。处理器也可以被配置成执行在流动血细胞计数器数据分析中通常所执行的任何其它功能。

通过增大多个光路中荧光光强之间的差异，便可以进一步增大上述动态范围提高。在一个这样的实施例中，通过将防反射涂层(未示出)用于光学元件22的输入面上，便可以减小该光学元件所反射的光的强度。在另一个实施例中，如图1所示，该系统可以包括附加的光学元件34，它定位于光学元件22和检测器26之间这条荧光强度较低的光路中。附加的光学元件被配置成减小该光路中的荧光强度。附加的光学元件34可以包括可用来减小荧光强度的任何光学元件，比如中性密度滤光片。这些结构中的每一种结构都可有效地减小由检测器26所检测的荧光强度，由此进一步扩大或延长了该系统的DR。

如图1所示的系统可以进一步地按此处所描述的那样来配置。另外，尽管图1所示的系统被配置成具有只用于一种荧光测量的扩大或延长后的DR，但是应该理解，如果用该系统进行多种荧光测量，则可以按上述方式为这些荧光测量中的每一种或不止一种来扩展该系统的DR。例如，通过在一个示例中使用一个或多个二色分光镜(未示出)，可以用波长来分离该粒子所发出的荧光。这样，荧光可以基于发出该荧光的荧光染料来分离。如此，与粒子特性相对应的荧光可以和与附着于该粒子上的分子相对应的荧光分离开(例如，通过与附着于该粒子表面上的另一种分子的相互反应)。另外，由一个或多个二色分光镜产生的两个或多个荧光光路可以像上文所述那样被分成多个光路，使得多个光路中的荧光具有不同的强度。像上文所述那样检测并处理这多个光路中的荧光。

可由图1所示系统执行的一种扩展系统动态范围的方法包括将荧光分束到多个光路中。多个光路中的荧光具有不同的强度。该方法也包括用不同的通道来检测多个光路中的荧光，以生成多个信号。多个信号中的每一个信号表示多个光路之一中的荧光。另外，该方法包括基于这多个信号确定该不同通道中的哪一个通道正工作在线性范围中。该方法进一步包括改变由被确定为工作在线性范围中的那个通道所产生的信号以补偿不同的强度。

在一个实施例中，该系统被配置成流动血细胞计数器或另一种将从延长或扩展后的DR中获益的测量系统。在另一个实施例中，该方法可以包括从改变后的信号中确定出由该粒子所发出的荧光的强度。像上述那样改变信号可增大系统的动态范围。

在一些实施例中，多个光路的第一个光路中的荧光在强度方面低于这多个光路的第二个光路中的荧光。在一个这样的实施例中，该方法包括，在检测步骤之前先减小多个光路的第一个光路中的荧光强度。上述方法的每一个实施例可以包括此处描述过的任何其它步骤。

尽管上述该系统和方法的实施例有利地将高增益保留在用于小信号的处理电路的开始处，但是上述系统和方法会因添加第二个感光检测器、模拟电子元件和A/D转换电路的花费而更为昂贵。幸运的是，因流动血细胞计数器的几何结构，还有另一种方式可用很少的元件实现这种多路光量测量。

例如，另一种方法和系统涉及到使用沿粒子流程在空间上分离的多个照明区域。在上述流动血细胞计数器中，被测量的粒子沿一般性直路径通过一试管，从而穿过一照明区域，这导致与该粒子相结合的一个或多个荧光染料的激发。当该粒子在该照明区域中被照射时，所产生的荧光被投影、聚焦和/或成像到检测器的感光区域部分上，并且由检测器产生单个电流脉冲作为结果。可以选用收集器或拾取透镜放大，使得该粒子所发出的荧光只填充检测器感光区域的一部分。换句话说，检测器的感光区域与被投影、聚焦和/或成像到检测器上的荧光光束的横截面相比相对要长。因此，从理论上讲，当该粒子不再位于照明区域内时，该粒子对于该检测器而言仍然是“可见的”。然而，当该粒子不位于照明区域中时，因为在与该粒子结合在一起的荧光染料没有被激发的情况下荧光将迅速消失，所以检测器将不产生任何信号。因此，检测器所产生的脉冲宽度一般正比于该粒子位于照明区域中的时间长度。

因此，有可能将在空间上“很长的”检测器感光区域利用到本文所描述的动态范围扩展方法和系统。例如，第二个但亮度稍弱些的照明区域可以被添加到该系统，并且在空间上与主照明区域分离开。这样，在这些照明区域中同时照明导致一粒子发出的荧光可以被引导至检测器感光区域的不同部分。这样，该检测器将产生两个在时间上分离的电流脉冲，并且一个脉冲会因这些照明区域中光线强度的不同而比另一个大许多。

像DSP这样的处理器可以被配置成测量每一个电流脉冲的振幅，并且与上述方法相似的是，确定哪一个信号位于该检测器的线性范围中。该处理器也可以被配置成与照明区域激发能量的比成比例改变或调整位于该线性范围中的信号，该线性范围。因此，只有单个检测器和相关电子元件可以被包括在该系统中。这样，下文描述的系统避免了与多个检测器和相应电子元件相关的成本。然而，挑战现在变为提供一种经济的方式来产生附加的较暗的照明区域。为应对这一挑战，已经识别了一种系统的若干实施例并且本文会对此作进一步描述，这些实施例提供了经济的方式用强度不同的光在多个照明区域中照射粒子。

重要的是要注意到，亮和暗的照明区域的顺序可能是很重要的。特别是，粒子最好首先穿过暗照明区域，然后穿过亮照明区域。相反，如果粒子先穿过亮照明区域后穿过暗照明区域，则模拟电子元件可能无法及时稳定以精确再现在暗照明区域中对粒子进行照射所产生的脉冲。选择粒子穿过照明区域的顺序的另一个因素是因亮照明区域中的照明而产生的、和粒子结合在一起的荧光染料的光子衰变势能。因此，最好首先在暗照明区域中照射粒子，然后在较亮的照明区域中。

图2示出了被配置成具有扩展后的DR的一个系统实施例。该系统包括照明子系统，该照明子系统包括光源35和37。光源35和37被配置成用具有不同强度的光分别在多个照明区域38和40中照射粒子36。尽管图2所示的照明子系统包括两个光源，但是应该理解，图2所示的系统可以包括两个或更多的光源。在一种替换形式中，照明子系统可以包括耦合到光束倍增器的单个光源，该光束倍增器可以包括本文所描述的任何光束倍增器。

如图2所示，照明区域38和40沿粒子36的流程42间隔排列。这样，随着粒子36穿过试管44(它可以像上文描述的那样来配置)，该粒子先定位于照明区域38中，然后是照明区域40中。这样，对于上述原因，最好将照明子系统配置成，粒子在照明区域38中所发出的光线强度比在照明区域40中发出的要弱。照明子系统可以进一步按本文所描述的那样来配置。另外，尽管图2示出了两个照明区域，但是应该理解，照明子系统可以被配置成在不止两个照明区域中照射该粒子，这些照明区域中的每一个都沿该粒子的流程在空间上间隔排列。

如图2所示，粒子在不同照明区域中发出的荧光可以由透镜46收集。透镜46可以按上文所描述的那样配置。另外，应该理解，透镜46可以选择性地不被包括在该系统中。

图2所示的系统也包括检测子系统，它被配置成当粒子定位于多个照明区域中时单独检测由该粒子所发出的荧光。检测子系统也被配置成产生多个信号，这些信号中的每一个表示当该粒子定位于多个照明区域之一中时由该粒子所发出的荧光。例如，在本实施例中，检测子系统包括具有感光区域50的检测器48。这样，检测子系统包括单个检测器。检测器48可以是PMT或本领域已知的任何其它合适的检测器，比如，光电二极管、雪崩光电二极管、CCD、CMOS检测器或本领域中已知的任何其它类型合适的二极管或线性阵列检测器。

如图2所示，感光区域50大于当粒子定位于照明区域38中时由该粒子发出的荧光52的面积。感光区域50也大于当粒子定位于照明区域40中时由该粒子发出的荧光54的面积。此外，感光区域50大于荧光52和54的组合面积。这样，荧光52和54可以被引导至感光区域50的在空间上分离的部分。在一个可选的实施例中，检测子系统可以包括多个检测器(未示出)替代检测器48。因每一个照明区域中的照明而使粒子发出的荧光可以被引导至不同的检测器。在一些这样的实施例中，多个检测器中的每一个可以是PMT或本领域中已知的任何其它合适的检测器，比如，光电二极管、雪崩光电二极管、CCD、CMOS检测器、或本领域已知的任何其它类型合适的二极管或线性阵列检测器。

当粒子36位于照明区域38中时，检测器48将产生表示荧光52的信号。当粒子位于照明区域40中时，检测器48将产生表示荧光54的信号。图3示出了可以由图2的检测子系统和本文所描述的其它实施例产生的信号的示例。如图3所示，与由检测系统所产生的、用于表示当粒子位于第二照明区域(例如，照明区域40)中时由该粒子所发出的荧光的那个信号相比，由检测子系统产生的、用于表示当粒子位于第一照明区域(例如，照明区域38)中时由该粒子发出的光线的那个信号具有低许多的值。信号间的数值差异是在不同照明区域中用于照射该粒子的光线的强度的直接结果。较佳地，选定在不同照明区域中照射粒子的光线强度，使得这些信号之一将产生于检测器的线性工作范围之中。

该系统也包括处理器(未示出)，它可以按上述那样(通过一个或多个模拟的和/或数字的电子元件)耦合到检测器。处理器被配置成，确定因多个照明区域之一中对粒子进行照明而使检测器48产生的多个信号中的哪一个信号产生于该检测器的线性范围之中。该处理器也被配置成改变或调整位于该检测器线性范围中的信号以补偿不同的强度。例如，该处理器可以被配置成调整位于检测器线性范围中的那个信号，该线性范围与在不同照明区域中照射粒子的光线的不同强度成比例。该处理器可以进一步按上述那样配置。另外，图2所示系统可以进一步按本文所述来配置。

图2所描述的照明子系统可以包括两个或多个像激光器这样的光源。这些光源中的每一个都可以被配置成为多个照明区域之一提供照明。向系统添加一个或多个像激光器这样的附加光源会增大该系统的成本。因为一个照明区域中的光强最好比另一个照明区域中的光强弱很多，但是可以使用便宜的LED和相对窄的带通滤光片作为次级光源。这样，可以在基本上不增大系统成本的情况下为系统添加一个附加的光源。然而，在本文所描述的其它实施例中，该系统可以包括单个光源，它耦合到一个或多个光学元件，这些光学元件被配置成将该单个光源产生的光分成强度不同的多个光束。

图4示出了可被包括在具有扩展后的DR的某一系统之中的一个照明子系统实施例。如图4所述，该照明子系统包括像激光器这样的单个光源56，它耦合到排布在单个光源56所发出的光束60的路径上的玻璃滑块58。另外，如图4所示，玻璃滑块58相对于光束60有一角度Θ₁。这样，该玻璃滑块可以被配置成光束倍增器。例如，光束60进入玻璃滑块58，并且在玻璃滑块58未涂覆的空气到玻璃界面的边界处光束60的一部分被反射回光源。因此，从玻璃滑块58中出射的光束62的强度比单个光源产生的光束强度要低。这一部分反射光又部分地反射离开玻璃滑块58的第一表面，然后作为光束64从第二表面出射。因为光束60中相对很小的一部分被反射回光源，并且被玻璃滑块58的第一表面反射的那一部分光束将再由玻璃滑块的第二表面反射，光束64的强度比光束62要低。以这种方式可以产生像光束66这样的附加光束。附加光束中的每一个的强度都低于之前从玻璃滑块中出射的光束的强度。

因为玻璃滑块相对于单个光源有一个倾角，所以在光束62、64和66之间有物理上的分离。这样，可将光束62、64和66分别引导至照明区域70、72和74，这些照明区域沿粒子(未示出)的流程间隔排列。随着粒子穿过试管68，该粒子将穿过照明区域74。在穿过照明区域74之后，该粒子将穿过照明区域72，其照明强度大于照明区域74中的强度。在穿过照明区域72之后，该粒子将穿过照明区域70，其照明强度大于照明区域72的强度。这样，如上所述，在强度逐渐高的照明区域中照射该粒子。光束之间的距离一般正比于角度Θ₁。

可以选定玻璃滑块的角度，使得光束62、64和66基本上相互平行并具有基本上相同的直径。这样，单个聚焦透镜(未示出)可以被配置成将从玻璃滑块中出射的光束聚焦到粒子穿过试管所沿的路径上。或者或此外，聚焦透镜(未示出)可以定位于单个光源56所产生的光束的路径之中。另外，单个收集透镜(未示出)可以被配置成收集该粒子所发出的荧光。聚焦和收集透镜可以进一步按上文所描述的那样来配置。

此外，从玻璃滑块中出射的每一个强度相对低的光束的强度将显著减小。例如，当空气与玻璃交界面处反射系数是2％时，通过比较光束62和64的相对强度，便可以计算这种减小为log10(0.02×0.02×0.98)＝3.4个数量级。因此，图4所示的照明子系统的前两个光束可以在照明区域之间增添不止三个数量级的DR。注意到，将存在附加的少了3.4个数量级的光束(例如，光束66)(比主光束少了6.8个数量级)，并且这种光束将潜在地可用作第三个照明区域。这种强度减小的光束图案在量级不断减小的情况下不断重复，但是可预计粒子和化学组成的动态范围或仪器电子元件可能将有用的光束限制在两个或三个。较佳地，各平行光线之间的分离距离在最低限度上要等于激光光束的直径。因为光束直径通常被聚焦到试管68处的一个直径为几十个微米的光斑，随着玻璃滑块越来越接近试管，玻璃滑块的必需厚度将减小。

包括图4所示的照明子系统的系统可以进一步按本文所描述的那样来配置。例如，这种系统也包括检测子系统，它被配置成当粒子位于多个照明区域中时单独地检测由该粒子所发出的荧光。检测子系统也被配置成产生多个信号，这些信号中的每一个信号表示当该粒子位于多个照明区域之一中时由该粒子所发出的荧光。检测子系统可以进一步像本文所描述的那样来配置。另外，这种系统包括处理器，该处理器被配置成确定这多个信号中的哪一个信号位于线性范围中并且改变在线性范围中的信号以补偿不同的强度。处理器可以进一步按本文所描述的那样来配置。

图5示出了照明子系统的另一个实施例，它可以被包括在具有扩展后的DR的某一系统之中。如图5所示，照明子系统包括单个光源76。单个光源76可以包括激光器或本领域中已知的任何其它合适的光源。照明子系统也包括楔形玻璃78。楔形玻璃78具有非平行的表面(例如，表面78a和78b)，它被安排在单个光源76所发出的光束80的路径中。光束80进入楔形玻璃，并且像上述玻璃滑块一样，该光束的一部分将被反射回单个光源。从楔形玻璃中透射过去的那部分光形成了光束82。因为光束80中相对大的一部分将透射过楔形玻璃78，光束82将是从楔形玻璃78中出射的最亮的光束。换句话说，在从楔形玻璃中出射的光束中，光束82将具有最亮的强度。

光束80中被反射回单个光源的那部分将再次被楔形玻璃的入射面(例如，表面78a)反射(至少是部分地)。该光束的一部分将作为光束84从楔形玻璃中出射。光束84的强度将明显低于光束82的强度。原始光束的一部分将在楔形玻璃内再一次被反射，并且可以作为光束86从楔形玻璃中出射。光束86的强度是光束82、84和86中最低的。很明显，附加的光束也可以从楔形玻璃中出射，并且如果附加的光束具有足够的强度，则这些光束也可以用于照射粒子。

光束82、84和86被引导至试管88，在测量期间粒子(未示出)将在试管88中移动。特别是，光束82、84和86被分别引导至试管的多个照明区域90、92和94中，这些照明区域沿粒子的流程一个接一个地排列。出于上述原因，粒子最好首先穿过强度最低的照明区域(例如，照明区域94)，最后穿过强度最高的照明区域(例如，照明区域90)。因楔形玻璃不平行的表面，光束82、84和86将被引导至沿粒子流程间隔排列的多个位置。另外，光束82、84和86之间的距离将大于图4所示玻璃滑块在相同条件下(平均玻璃厚度)所产生的多个光束之间的距离。通过改变楔形玻璃入射面和出射面之间的角度Θ₁，也可以改变光束82、84和86之间的距离。

照明子系统也可以包括聚焦透镜(未示出)。在一个示例中，聚焦透镜可以位于单个光源76和楔形玻璃78之间光束80的路径之中。然而，如果具有不平行表面的楔形玻璃被用作光束倍增器，则光束82、84和86之间的距离大于图4所示的玻璃滑块在相同(平均)玻璃厚度的情况下所产生的多个光束之间的距离，从而使在激光器和聚焦透镜之间放置光束倍增器更为可行，其中光束宽度是最宽的。这样，聚焦透镜可以定位于楔形玻璃和试管88之间光束82、84和86的光路之中。聚焦透镜可以进一步按上述那样来配置。包括图5所示的照明子系统在内的一个系统可以进一步按上述那样来配置。

图6示出了照明子系统的另一个实施例，它可以被包括在具有扩展后的DR的一个系统中。如图6所示，照明子系统包括单个光源96。单个光源96可以包括激光器或本领域中已知的任何其它合适的光源。该照明子系统也包括扩束器98。扩束器98被配置成增大光束100的横截面。从扩束器中出射的光束102被引导至多个光纤光缆104、106和108的输入面。光纤光缆104、106和108可以包括本领域中已知的任何合适的光纤光缆。如图6所示，安排光纤光缆104、106和108，使得每一个光纤光缆将光线引导至试管110中不同的照明区域。特别是，光纤光缆104、106和108分别将光线引导至多个照明区域112、114和116，这些照明区域沿粒子(未示出)的流程间隔排列。另外，尽管图6示出的照明子系统包括三个光纤光缆，但是应该理解，照明子系统可以包括排列在这种光学结构中的两个或多个光纤光缆。

因为扩束器98将产生扩展后的光束，该光束在光束的横截面上具有相对恒定的强度，所以每一个光纤光缆可以接收到基本上相同的光量。这样，在一个或多个光纤光缆的输入面或输出面处，照明子系统也可以包括像中性密度滤光片这样的一个或多个光学元件(未示出)。该一个或多个光学元件可以被配置成改变从一个或多个光纤光缆中出射的光线的强度，使得在具有不同强度的光的多个照明区域中照射该粒子。较佳地，出于上述原因，当粒子沿流程前进时，先用强度相对低的光，再用强度更高的光来照射该粒子。

在其它实施例中，可以使用除扩束器以外的光学元件将光线从单个光源基本上同时地引导至多个光纤光缆。例如，像图1所示的未涂覆分束器可以用来将单个光源产生的光线分成具有不同强度的多个光束。然后，多个光束中的每一个可以被引导至多个光纤光缆之一。很明显，许多其它光学结构可以被用来将光线从单个光源传递到多个光纤光缆，并且本文所提供的描述并不旨在限制可以用在该系统实施例中的那些光学结构。

图6所示的照明子系统也可以包括聚焦透镜(未示出)。在一个示例中，聚焦透镜可以位于单个光源96和扩束器98之间光束100的路径上。或者，聚焦透镜可以定位于扩束器和光纤光缆104、106和108之间光束120的光路中。在另一个选择性示例中，聚焦透镜可以定位于光纤光缆和试管110之间从光纤光缆104、106和108中出射的光线的光路之中。聚焦透镜可以进一步按上述那样来配置。包括图6所示照明子系统的一个系统可以进一步按本文所描述的那样来配置。

图7示出了照明子系统的另一个实施例，它可以被包括在具有扩展后的DR的一个系统之中。如图7所示，照明子系统包括单个光源118。单个光源118可以包括激光器或本领域已知的任何其它合适的光源。照明子系统也包括解复用器120。解复用器120被配置成接收光源118所产生的光束122并且将光束122分成单独的光束(例如，光束124、126和128)。解复用器最好被配置成将光束122分成具有不同强度的多个单独的光束。然而，如果解复用器没有被配置成产生具有不同强度的多个单独的光束，则照明子系统可以包括位于一个或多个单独的光束的路径之中的一个或多个元件(未示出)，比如中性密度滤光片或可以改变这些单独的光束的强度的任何其它元件。解复用器120可以包括本领域中已知的任何合适的解复用器。另外，尽管图7示出了解复用器120以产生三个单独的光束，但是应该理解，解复用器可以被配置成产生两个或更多单独的光束。

单独的光束124、126和128被从解复用器引导至试管130，在测量期间粒子(未示出)将在该试管中移动。特别是，单独的光束124、126和128被分别引导至多个照明区域132、134和136，这些照明区域沿试管130中的流程间隔排列。较佳地，照明区域136中的光强低于照明区域134和132中的光强，并且照明区域134中的光强低于照明区域132中的光强。这样，随着粒子沿该流程前进，首先用低强度的光来照射该粒子，然后随着它在不同的照明区域中移动会用强度越来越高的光来照射该粒子。如图7所示，从解复用器中出射的单独的光束可以间隔排列，以便从解复用器中出射的单独的光束之间的间隔定义了多个照明区域之间的间隔。然而，可以用一个或多个光学元件(未示出)来改变多个照明区域之间的间隔，这些光学元件定位于单独的光束的路径之中并被配置成(例如，通过折射)改变单独的光束的方向。

照明子系统也可以包括耦合到单个光源的一个或多个解复用器，它们可以像上述那样配置。图7所示的照明子系统可以进一步包括聚焦透镜(未示出)。在一个示例中，聚焦透镜可以位于单个光源118和解复用器120之间光束122的路径之中。或者，聚焦透镜可以定位于解复用器和试管130之间光束124、126和128的光路之中。聚焦透镜可以进一步被配置成上述那样。包括图7所示照明子系统的一个系统可以进一步被配置成上述那样。

图8示出了照明子系统的另一个实施例，它可以被包括在具有扩展后的DR的某一系统中。如图8所示，照明子系统包括单个光源138。单个光源138可以包括激光器或本领域中已知的任何其它合适的光源。该照明子系统也包括衍射光栅140，它被安排在光源138所发出的光束142的路径中。衍射光栅140被配置成将光源138所产生的光束142反射成多个光束144、146和148。

多个光束中的每一束可以包括从衍射光栅中反射过来的不同级的光中的一束。特别是，当像激光器这样的单色光源被引导至条纹衍射光栅时，多个光束在不同的级处被反射，并且随着“级数”的增大每一束光的强度在减小(例如，零级反射光束会比一级反射光束更亮等等)。这样，光束144可以包括来自衍射光栅140的零级反射光。因此，光束144将具有从衍射光栅中反射过来的最高强度光束。光束146可以包括来自衍射光栅的一级反射光。这样，光束146将具有比光束144低的强度。同样，光束148可以包括来自衍射光栅140的二级反射光，因此，将具有三束光束的最低强度。衍射光栅也被配置成在不同的方向上反射不同级的光。因此，衍射光栅可以产生单独的光束，这些光束具有不同的强度和足够的间隔以便用于多个照明区域结构。另外，可以改变衍射光栅的行间隔以改变每一级的角度以及每一级的反射光强。此外，衍射光栅可以反射出不止三个级次的光，并且可以根据究竟有多少不同的级次其强度足够用于粒子测量，来改变被引导至试管150的级次的数目。

如图8所示，照明子系统也可以包括聚焦透镜152。聚焦透镜152可以被配置成接收来自衍射光栅的反射光并将不同级的光引导至不同的光纤光缆。特别是，光束144、146和148可以分别被引导至光纤光缆154、156和158。光纤光缆154、156和158可以被配置成将不同级的光分别引导至多个照明区域160、162和164，这些照明区域沿试管150内粒子(未示出)的流程间隔排列。照明区域164中的光具有比照明区域162和160中的光要低的强度，并且照明区域162中的光具有比照明区域160中的光要低的强度。这样，随着粒子在照明区域中前进，首先用低强度光照射该粒子，然后用强度越来越高的光来照射该粒子。聚焦透镜152可以进一步被配置成上述那样。另外，聚焦透镜可以位于照明子系统内不同的位置处(例如，在光源138和衍射光栅140之间)。光纤光缆154、156和158可以包括本领域中已知的任何合适的光纤光缆。另外，图8所示的照明子系统可能不包括光纤光缆。在一个这样的可选实施例中，来自透镜152的光线可以被直接聚焦到试管150中。包括图8所示照明子系统的某一系统可以进一步被配置成上述那样。

可以由图2所示系统以及包含图4-8所示照明子系统的一个系统来执行的一种系统动态范围扩展的方法包括：用具有不同强度的光在多个照明区域中照射一个粒子。该方法也包括：在该粒子位于多个照明区域中时，单独检测由该粒子发出的荧光以产生多个信号。这多个信号中的每一个都表示由多个照明区域之一中的粒子发出的荧光。另外，该方法包括，确定这多个信号中的哪一个信号位于线性范围之中。该方法进一步包括，改变位于线性范围中的信号以补偿不同的强度。

在一个实施例中，多个照明区域沿粒子的流程间隔排列，并且粒子首先进入的第一个照明区域的光强弱于粒子接下来进入的第二个照明区域中的光强。该粒子所发出的荧光可以对应于该粒子的特性。或者，该粒子发出的荧光对应于与附着于该粒子上的附加分子起反应的一种分子。上述方法的每一个实施例可以包括本文所描述的任何其它步骤。

尽管上述方法和系统是参照流动血细胞计数应用来描述的，但是应该理解，本文所描述的方法和系统可以被用在其它应用之中。例如，本文所描述的方法和系统可以用于吸收光谱学应用。在吸收技术中，像红外(IR)紫外到可见(UV-Vis)光被聚焦到样本上，并且检测器测量了该样本未吸收的光，这被称为透射光。很明显，在高度吸收或浓缩的样本中，透射率很低，并且在稀释的低吸收样本中，透射率很高。因此，在某些情况下，像上述那样在吸收光谱学应用中增大动态范围可以是有优势的。

对于从本文中获得益处的那些技术人员而言，应该理解本发明要提供动态范围扩展的方法和系统。那些技术人员在看到本说明书时，将明显地看到本发明各个方面的进一步修改和可选实施例。因此，本说明书也被理解成仅是说明性的，目的在于教会本领域一般技术人员实施本发明的一般方式。应该理解，本文示出和描述的本发明的形式应被视为目前较佳的实施例。本文示出和描述过的元件和材料可以被替换，部件和过程可以颠倒，并且本发明的某些特征可以独立地被利用，所有这些对从本发明的说明书中获益的那些本领域技术人员而言都是明显的。在不背离所附权利要求书所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以改变本文所描述的元件。

Claims

1.一种用于扩展系统动态范围的方法，包括：

将粒子发出的荧光分到多个光路之中，其中多个光路之中的荧光具有不同的强度；

用不同的通道来检测所述多个光路中的荧光以产生多个信号，其中所述多个信号中的每一个信号表示所述多个光路之一中的荧光；

基于所述多个信号确定不同的通道中的哪一个正工作在线性范围之中；并且

基于所述多个光路间的光线分割改变被确定为工作在线性范围中的通道所产生的信号以补偿不同的强度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于所述粒子的特性。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于与附着于所述粒子之上的附加分子起反应的一种分子。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统被配置成流动血细胞计数器。

5.如权利要求1所述的方法，还包括从改变后的信号中确定由所述粒子发出的荧光的强度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改变增大所述系统的动态范围。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个光路中第一光路中的荧光强度低于所述多个光路中第二光路中的荧光强度，所述方法进一步包括在所述检测之前减小所述多个光路中第一光路中的荧光强度。

8.一种被配置成具有扩展的动态范围的系统，包括：

光学元件，它被配置成将粒子发出的荧光分到多个光路之中，其中所述多个光路之中的荧光具有不同的强度；

不同的通道，它们被配置成单独检测所述多个光路中的荧光并产生多个信号，其中所述多个信号中的每一个表示所述多个光路之一中的荧光；以及

处理器，它被配置成基于所述多个信号确定不同通道中的哪一个通道正工作在线性范围之中并且基于所述多个光路间的光线分割改变被确定为工作在线性范围中的通道所产生的信号以补偿不同的强度。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于所述粒子的特性。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于与附着于所述粒子之上的附加分子起反应的一种分子。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统被进一步配置成流动血细胞计数器。

12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成从改变后的信号中确定由所述粒子发出的荧光的强度。

13.如权利要求8所述的系统，其特征在于，由所述处理器改变所述信号可增大所述系统的动态范围。

14.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述多个光路中第一光路中的荧光光强低于所述多个光路中第二光路中的荧光光强，其中所述系统进一步包括附加的光学元件，所述附加的光学元件位于所述光学元件和所述不同通道中的一个之间的所述多个光路的第一光路中，并且其中所述附加的光学元件被配置成减小所述多个光路的第一光路中的荧光强度。

15.一种用于扩展系统动态范围的方法，包括：

用强度不同的光照射多个照明区域中的粒子；

当所述粒子位于所述多个照明区域中时，单独检测所述粒子发出的荧光以产生多个信号，其中所述多个信号中的每一个信号表示在所述多个照明区域的一个中的粒子发出的荧光；

确定所述多个信号中的哪一个信号位于线性范围之中；并且

与所述多个照明区域中的照射粒子的光线的不同强度成比例地改变位于线性范围中的信号以补偿不同的强度。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个照明区域沿所述粒子的流动路径间隔排列，并且所述粒子首先进入的多个照明区域的第一照明区域在强度方面低于所述粒子接下来进入的多个照明区域的第二照明区域。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于所述粒子的特性。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述粒子发出的荧光对应于与附着于所述粒子之上的附加分子起反应的一种分子。

19.一种被配置成具有扩展的动态范围的系统，包括：

照明子系统，它被配置成用具有不同强度的光照射多个照明区域中的粒子；

检测子系统，它被配置成当所述粒子位于所述多个照明区域中时单独检测由所述粒子发出的荧光以产生多个信号，其中所述多个信号中的每一个信号表示当所述粒子位于所述多个照明区域之一中时由所述粒子发出的荧光；以及

处理器，它被配置成确定多个信号中的哪一个信号位于线性范围中并且与所述多个照明区域中的照射粒子的光线的不同强度成比例地改变位于线性范围中的信号以补偿所述不同的强度。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多个照明区域沿所述粒子的流动路径间隔排列，并且所述粒子首先进入的多个照明区域的第一照明区域在强度方面低于所述粒子接下来进入的多个照明区域的第二照明区域。

21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括单个光源。

22.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括单个光源和玻璃滑块，所述玻璃滑块被安排在所述单个光源发出的光束的路径中并且相对于所述光束成一个角度。

23.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括单个光源和具有不平行的表面的楔形玻璃，所述楔形玻璃被安排在所述单个光源发出的光束的路径中。

24.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括耦合到多个光纤光缆的单个光源。

25.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括耦合到一个或多个解复用器的单个光源。

26.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括单个光源和衍射光栅，所述衍射光栅被安排在所述单个光源发出的光束的路径中。

27.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述照明子系统包括两个或多个光源。

28.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述检测子系统包括单个检测器。

29.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述检测子系统包括多个检测器。