CN102087198A - 一种流式细胞仪 - Google Patents

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武晓东
陈永勤
王策
赵书涛
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Abstract

本发明公开了一种流式细胞仪，包括光源照射系统、液流系统、分光系统、信号探测分析处理系统和PC机显示控制系统，液流系统包括流动室，流动室内具有直线流动的细胞，一固体激光器作为光源照射系统的激发光源，激光经过反射镜、平凸透镜会聚照到流动室上，经过集成在流动室的光学部分进一步会聚，使激光照射在直线流动的细胞上，信号探测分析处理系统包括侧向散射探测器、黄色荧光通道探测器、近红外荧光通道探测器、前向散射探测器和信号处理模块，以上各探测器皆为多像素光子计数器(MPPC)。本发明的流式细胞仪具有较大的动态探测范围，高的灵敏度，体积小而紧凑，便于维护的特点。

Description

一种流式细胞仪
技术领域
本发明属于一种生物医学检测仪器，具体的涉及一种流式细胞仪。
背景技术
流式细胞仪(flow cytometer，FCM)是集光学、电子学、流体力学、细胞化学、生物学、免疫学以及激光和计算机等多门学科和技术于一体的先进科学技术设备。它被广泛应用于临床医学、细胞学、生物学、微生物学、制药学、生殖学等领域，是现代科学研究中的先进仪器之一，被誉为实验室的“CT”。它对快速直线流动状态中的单列细胞或生物颗粒进行逐个、多参数、快速的定性、定量分析或分选的技术，具有检测速度快、测量参数多、采集数据量大、分析全面、分选纯度高、方法灵活等特点。
目前商用的流式细胞仪采用气体激光器、固体激光器等，具有体积大，结构复杂，维护费用高的缺点，有些流式细胞仪采用单一的激发光源，限制了细胞荧光染料的选择。流式细胞仪的探测器一般采用光电倍增管(PMT)，它具有大光敏面积，低噪声等效功率(NEP)的优点，但是体积庞大，量子效率低下，反向偏压过高，仅能够工作在UV和可见光谱范围内，对外部磁场抵抗力薄弱。
商用流式细胞仪的液体控制系统价格昂贵，体积庞大，结构复杂。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种具有较大的动态探测范围，高的灵敏度，体积小而紧凑，便于维护，真正实现便携式的流式细胞仪。
为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种流式细胞仪，包括光源照射系统、液流系统、分光系统、信号探测分析处理系统和PC机显示控制系统，所述液流系统使细胞样品在鞘流的包裹下作直线流动，所述光源照射系统对所述液流系统中荧光染料标记的感兴趣的细胞流进行激光照射，激发得到所标记的荧光的发射信号，通过所述分光系统进入所述信号探测分析处理系统进行信号探测、分析和输出，所述PC机显示控制系统对所述信号探测分析处理系统的信息进行显示和存储并反馈控制所述光源照射系统、液流系统以及信号探测分析处理系统，所述液流系统包括流动室，所述流动室内具有直线流动的细胞，一固体激光器作为光源照射系统的激发光源，激光经过反射镜、平凸透镜会聚照到流动室上，经过集成在流动室的光学部分进一步会聚，使激光照射在直线流动的细胞上。
进一步的，所述信号探测分析处理系统包括分别设置在所述分光系统后的一侧向散射探测器、一黄色荧光通道探测器和一近红外荧光通道探测器，还包括一前向散射探测器，以及一连接所述前向散射探测器、侧向散射探测器、黄色荧光通道探测器和近红外荧光通道探测器的信号处理模块。
优选的，所述侧向散射探测器、黄色荧光通道探测器和近红外荧光通道探测器组成探测器模块，所述括流动室、分光系统与探测器模块组成一点对点成像系统。
进一步的，所述前向散射探测器与所述液流系统之间还设置有一挡光板。
进一步的，所述前向散射探测器、侧向散射探测器、黄色荧光通道探测器和近红外荧光通道探测器皆为多像素光子计数器(MPPC)。
通过以上技术的运用，本发明具有以下优点：
1、采用多像素光子计数器(MPPC)，它有多个雪崩二极管(APD)组成的阵列，从每个APD的像素输出的总和构成了MPPC的输出，具有很好的光子计数性能，低的偏置电压，极好的时间分辨率，高增益、高灵敏度，体积小的优点，可以使仪器小而紧凑，灵敏度高。
2、采用点对点成像系统，可以使流动室细胞的散射光和被激发产生的微弱荧光更好的被探测器响应。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的流式细胞仪的一实施例的结构示意图。
图2是本发明的流式细胞仪的一实施例的点对点成像系统结构示意图。
图中标号说明：1、固体激光器，2、反射镜，3、平凸透镜，4、流动室，5、直线流动的细胞，6、挡光板，7、前向散射探测器，8、侧向散射探测器，9、黄色荧光通道探测器，10、近红外荧光通道探测器，11、分光系统，12、信号处理分析模块，13、PC机显示控制系统，14、信号处理系统，15、光源照射系统，16、液流系统，17、点对点成像系统，18、探测器模块。
具体实施方式
参见图1所示，一种流式细胞仪，包括光源照射系统15、液流系统16、分光系统11、信号探测分析处理系统14和PC机显示控制系统13，所述液流系统16使细胞样品在鞘流的包裹下作直线流动，所述光源照射系统15对所述液流系统16中荧光染料标记的感兴趣的细胞流进行激光照射，激发得到所标记的荧光的发射信号，通过所述分光系统11进入所述信号探测分析处理系统14进行信号探测、分析和输出，所述PC机显示控制系统13对所述信号探测分析处理系统14的信息进行显示和存储并反馈控制所述光源照射系统15、液流系统16以及信号探测分析处理系统14，所述液流系统16包括流动室4，所述流动室4内具有直线流动的细胞5。
本实施例的流式细胞仪采用532nm的固体激光器1为激发光源，激光经过反射镜2、平凸透镜3会聚照到流动室4上，经过集成在流动室的光学部分进一步会聚，使激光照射在直线流动的细胞5上。
所述信号探测分析处理系统包括分别设置在所述分光系统11后的一侧向散射探测器8、一黄色荧光通道探测器9和一近红外荧光通道探测器10，还包括一前向散射探测器7，以及一连接所述前向散射探测器7、侧向散射探测器8、黄色荧光通道探测器9和近红外荧光通道探测器10的信号处理模块12。
进一步的，所述前向散射探测器7、侧向散射探测器8、黄色荧光通道探测器9和近红外荧光通道探测器10皆为多像素光子计数器。
进一步的，前向散射光比较强，容易使前向散射探测器7饱和，故辅以小的挡光板6让少量前向散射光进入前向散射探测器7进行探测。
进一步的，侧向散射光、激发产生的荧光经过分光系统11中的透镜进行会聚，然后经过滤光片使散射光，荧光进入侧向散射探测器8、黄色荧光通道探测器9和近红外荧光通道探测器10，再经过透镜会聚到探测器上，其中侧向散射探测器8为散射光532nm波长的探测通道、黄色荧光通道探测器9为黄色荧光585nm波长的探测通道、近红外荧光通道探测器10为近红外780nm波长的探测通道。
优选的，参见图2所示，所述侧向散射探测器8、黄色荧光通道探测器9和近红外荧光通道探测器10组成探测器模块18，所述括流动室4、分光系统11与探测器模块18组成一点对点成像系统17，所述流动室4的被观测点可以经过分光系统11上的光学组件分别在侧向散射探测器8、黄色荧光通道探测器9、近红外荧光通道探测器10的感光面成像。被观测细胞的散射光，微弱荧光经过所述光学组件可以更好的会聚到探测器感光面上，完成微弱信号的探测。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种流式细胞仪，包括光源照射系统(15)、液流系统(16)、分光系统(11)、信号探测分析处理系统(14)和PC机显示控制系统(13)，所述液流系统(16)使细胞样品在鞘流的包裹下作直线流动，所述光源照射系统(15)对所述液流系统(16)中荧光染料标记的感兴趣的细胞流进行激光照射，激发得到所标记的荧光的发射信号，通过所述分光系统(11)进入所述信号探测分析处理系统(14)进行信号探测、分析和输出，所述PC机显示控制系统(13)对所述信号探测分析处理系统(14)的信息进行显示和存储并反馈控制所述光源照射系统(15)、液流系统(16)以及信号探测分析处理系统(14)，所述液流系统(16)包括流动室(4)，所述流动室(4)内具有直线流动的细胞(5)，一固体激光器(1)作为光源照射系统的激发光源，激光经过反射镜(2)、平凸透镜(3)会聚照到流动室(4)上，经过集成在流动室(4)的光学部分进一步会聚，使激光照射在直线流动的细胞(5)上，其特征在于：所述信号探测分析处理系统包括分别设置在所述分光系统(11)后的一侧向散射探测器(8)、一黄色荧光通道探测器(9)和一近红外荧光通道探测器(10)，还包括一前向散射探测器(7)，以及一连接所述前向散射探测器(7)、侧向散射探测器(8)、黄色荧光通道探测器(9)和近红外荧光通道探测器(10)的信号处理模块(12)。
2.根据权利要求1所述的流式细胞仪，其特征在于：所述前向散射探测器(7)与所述液流系统(16)之间还设置有一挡光板(6)。
3.根据权利要求1所述的流式细胞仪，其特征在于：所述侧向散射探测器(8)、黄色荧光通道探测器(9)和近红外荧光通道探测器(10)组成探测器模块(18)，所述流动室(4)、分光系统(11)与探测器模块(18)组成一点对点成像系统(17)。
4.根据权利要求1或2或3所述的流式细胞仪，其特征在于：所述前向散射探测器(7)、侧向散射探测器(8)、黄色荧光通道探测器(9)和近红外荧光通道探测器(10)皆为多像素光子计数器。
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