CN102334021A - 用于流式细胞仪的稳定的光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种包括光波导、支持部和检测器的颗粒分析仪。光波导引导来自辐射源的空间分离的光束，以生成样品流测量区域中的测量光束。支持部将每个光波导维持在相对于彼此固定的相对位置中，并且将测量光束的位置维持在所述测量区域内。检测器感测从与流过测量区域的颗粒相互作用的测量光束生成的光。至少一个支持部和检测器可以被连接到活性区流样品系统。该连接包括使用光波导装置，该光波导装置被配置为将由样品相互作用引起的光辐射传送到检测器。在另一个实例中，颗粒分析仪包括光学系统和检测系统，光学系统被配置为被固定地连接到样品系统并且配置为从辐射源沿着独立的光束路径引导光束，以便在样品系统的样品流测量区域中生成测量光束斑点，检测系统被配置为感测从样品流测量区域传送的辐射。

Description

用于流式细胞仪的稳定的光学系统
技术领域
本发明一般涉及颗粒分析仪，尤其涉及流式细胞仪，其中，光学系统被稳定以使测量性能随时间的变化最小化。
背景技术
在流式细胞仪中，流式细胞仪仪器将诸如细胞的颗粒从多个颗粒排成一条线。细胞的线或者样品流经过由光源形成的一束辐射物，诸如激光光束。在每个细胞经过这束辐射物时，流式细胞仪仪器捕获从与多个细胞中的每一个细胞相互相用显现、发射或者散射的光。
例如，该发射光诸如通过使用光学滤光器被光谱地分开，并且被引导到许多光检测器，其中，每个滤光器和检测器组合对于所关心的波长带或者区域是特定的。使用各种方法能够处理由检测器产生的诸如脉冲的电信号，从而允许研究物质的分析的分组和辨别。
由于在流式细胞仪中使用的许多荧光染料的独特的光谱特性，以及为了生物细胞的特定的表型分析，常常必需采用一个以上的激励或者光源。为了在流式细胞仪内部应用多个诸如激光的光源，例如包含制造、添加或者调换用于每个激光的自由空间光系统，或者光纤波导，或者自由空间和光纤纤维的组合，以便将光传送到样品测量区域。多个光源例如被放置为具有沿着样品流的单个光束的物理分离，以便在指定的颗粒沿着样品流的路径流动时，该颗粒或者细胞以连续的方式被每个光束照射。通过例如物镜，例如从这些相应的样本照明位置中的每一个捕获产生的发射或者散射光，物镜然后将空间分离的聚集光引导到不同组过滤器和检测器。然后这些滤光器和检测器组中的每一个响应来自多个光源中的一个光源的照射来表征该样品。
在光源、将任何激励光源引导到样品的光学元件、样品流、发射或者散射光聚光器件和检测系统之间，相对位置能够随时间而改变。这个改变可能起因于材料中的热偏移，该材料包含光源、激励光传送系统的光学器件和支架，荧光和散射光聚集系统以及这些系统相对于样品流系统的安装。除热不稳定性之外，机械振动、碰撞和应力也可能不利地影响激励源、激励传送光学器件、样品流、聚光以及检测系统的对准。光学的和机械的构件以及系统还有核心样品流之间的这种改变对准改变了流式细胞仪系统的操作特性。
此外，流动颗粒的样品流的表现例如随时间而变化。样品流可以显示出流体特性的改变，该改变影响流的位置或者形状。该颗粒还可以改变样品流内的动作的位置或者表现。这些变化例如是归因于样品的改变或者周围环境的改变，诸如温度或者压力，或者它们可以归因于随时间变化的摩擦学的或者其它流体的处理系统特性，或者生物混合物液体本身的特性。
因此，需要的是，以最小化或者消除系统的各部件之间的相对运动的方式，将光束引导成照射样品流并且聚集所产生的发射的或者散射的辐射物的系统和方法，能够容忍样品流表现的变化，以便提供随时间稳定的流式细胞仪测量性能。
发明内容
根据本发明的实施例，提供有一种包括光波导、支持部和检测器的颗粒分析仪。光波导引导来自辐射源的空间分离的光束，以生成样品流测量区域中的测量光束。支持部将每个光波导维持在相对于彼此固定的相对位置中，并且将测量光束的位置维持在测量区域内。检测器感测从与流过测量区域的颗粒相互作用的测量光束生成的光。
根据本发明的另一个实施例，提供有分析颗粒的方法，该方法包括以下步骤(不是必须按给定的顺序)。制备包含用于颗粒分析仪分析的颗粒的流体样品。通过光波导传送来自光源或者辐射物的光。沿着流体样品的测量区域的平面，将来自光波导的光作为多个空间分离的光束引导。感测通过空间分离的光束与流过测量区域的各个颗粒的相互作用生成的光，并且分析信号以确定各个颗粒的参数。
根据本发明的进一步的实施例，提供有一种颗粒分析仪，包括：光学系统，配置为被固定地连接到样品系统并且配置为从辐射源沿着独立的光束路径引导光束，以便在样品系统的样品流测量区域中生成测量光束斑点；以及检测系统，配置为感测从样品流测量区域传送来的辐射。
以下参考所附的附图详细地描述各个实施例的进一步的实施例和特征，以及结构与操作。注意，本发明不局限于在此描述的具体的实施例。仅仅为了说明性的目的而给出这样的实施例。根据在此包含的信息，其他的实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
附图说明
现在仅仅通过举例，参考附图描述本发明的实施例，在附图中，相应的参考符号表示对应部分。此外，结合在说明书中并且形成说明书的一部分的附图图解本发明的实施例，并且连同描述一起进一步用来说明本发明的原理，并且使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1描绘根据本发明的实施例的流式细胞仪。
图2图解根据本发明的实施例的对于样品流具有固定的机械对准的激励系统。
图3图解根据本发明的实施例的对于样品流具有固定的机械对准的激励系统和聚集系统。
图4A、4B和4C图解提供多个辐射源对样品流的固定的对准的一组光纤。
图5图解根据本发明的实施例的更改固定的对准激励和聚集系统的光学部件的引导附件和结合。
图6图解根据本发明的实施例的允许光纤的断开与连接的光纤光学连接器的使用。
图7A、7B和7C图解根据本发明的实施例的包含对于样品流移动的改进的容限的激励系统。
图8图解根据本发明的实施例的产生平坦顶部的空间强度的光束轮廓的折射光束整形系统的示范性举例。
图9图解根据本发明的实施例的在多个光激励位置，通过用于流采样的通用光束整形的一组多个光源。
图10图解根据本发明的实施例的在多个光激励探询点处，通过用于流采样的通用光束整形光学调整所有光源的多个光纤励磁电源的使用。
图11、12A、12B、13和14图解根据本发明的各种实施例的各种颗粒分析仪。
图15图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪系统。
图16A图解根据本发明的实施例的具有椭圆光束的活性区流。
图16B图解根据本发明的实施例的具有平坦顶部的光束的活性区流。
图17图解根据本发明的实施例的两个辐射束的二维曲线图。
图18图解根据本发明的实施例的聚焦的辐射束。
当结合附图时，从以下阐明的详细说明，各种实施例的特征将变得更明显，其中，同样的参考字符全部标识相应的元件。在附图中，类似的参考数字通常表示相同的，功能类似的和/或结构类似的元件。其中元件首次出现的附图由相应的参考数字中的最左边的数字表示。
具体实施方式
该说明书公开包括本发明的特征的一个以上的实施例。公开的实施例仅仅举例说明本发明。本发明的范围不局限于公开的实施例。本发明由附加的权利要求所限定。
在此描述的实施例在该说明书中被引用为“一个实施例”、“实施例”、“实例实施例”等等。这些引用表示描述的实施例可以包括特定的特征、结构或者特性，但是每个实施例不必然地包括每个描述的特征、结构或者特性。进一步，当连同实施例描述特定的特征、结构或者特性时，可以理解，将这种特征、结构或者特性连同其他无论是否明确描述的实施例一起作用是属于本领域的技术人员的学识范围之内的。
虽然实施例可应用到任何用于分析颗粒的系统或者处理，但是为了简洁和清楚，流式细胞仪环境被作为图解本发明的各种特征的实例。
然而，在更详细地描述这种实施例之前，有益的是呈现一个实例环境，在该实例环境中，本发明的实施例可以被实施。
图1描绘根据本发明的实施例的流式细胞仪系统100。在一个实例中，流式细胞仪系统100包括一个以上的辐射源110，光激励系统120，结构或者空气空间130(以下称为结构)，包含颗粒136的样品流133，光聚集系统140和检测系统150。
在一个实例中，来自一个以上的光辐射源110的光被激励光学系统120引导向引导样品流133的结构130。在一个实例中，结构130包含包围样品流133的空气空间。光与在样品流133中流动的颗粒136相互作用。由相互作用产生的光，诸如散射的或者激励的荧光，被聚集光学系统140引导到检测系统150上。在一个实例中，检测的信息被未显示的电子设备和软件分析。
在一个实施例中，散射光是指包括任何类型的前向、侧向或者后向的散射光、反射光和吸收光。
在一个实例中，元件110内的辐射源可以是激光器，即使弧光灯、发光二极管或者其它光学辐射源也可以被使用。可以使用一个以上的激光器，其中，每个激光器可以发射唯一光学特性的光学辐射物，例如但不局限于光波长、波长带、偏振、脉冲宽度或者其它光学特性，以便测量样品颗粒对于不同的光激励刺激物的响应。
在一个实例中，光学系统120或者140可以包含镜、透镜、棱镜、光纤、衍射元件、光波导或者其它光学部件。将领会的是，本领域的普通技术人员将理解，在一个实例中，光学部件可以被分离的支架定位，该支架例如是金属支架，其被附接到流式细胞仪中的板或者其它机械底座或者连接机构。
在一个实例中，使用光学系统120可以聚焦光束115，以便在样品流133内建立焦点区域131，其中，光能被聚集成为小的体积。该焦点区域131可以被定位在截取样品颗粒的光被大部分集中的位置，以使颗粒136对于来自辐射源110的探询的响应最大化。
在一个实例中，多个光源被用于辐射源110。当应用多个光源时，可以形成多个焦点区域。焦点区域可以沿着样品流轴线(未显示)被有限空间分离，以便促进用于检测的散射光和荧光的聚集，如下所述。
在一个实例中，样品颗粒136能够以单行顺序流动。例如，虽然未显示，但是在经过光学辐射物探询区域136之前，颗粒136的(核心)流能够穿过喷管并且被周围的(鞘)液流流体地引导。该核心和鞘流133能够被包含在结构130内，例如是光学透射的液体导管内，可能是试管，或者流能够从液体引导系统(未显示)被排出到空气中。在各种实例中，可以在测量之后丢弃样品颗粒136，或者可以基于它们来自光学探询的测量特性选择颗粒136，并且在不同的组合中进行聚集用于进一步分析，如在分类流式细胞仪中那样。
在一个实例中，样品颗粒136例如可以产生侧向散射光146，前向散射光142，荧光144或者反向散射光(未显示)。前向散射光142可以是基于与光束115/117的互相作用。依据例如通过自动地荧光，适当的荧光染料或者其它光发射物质是否已经被添加到颗粒136，荧光144可以基于具有与来源光不同能量的光子的发射光。在另一个实例中，还可以使用非线性效应，例如，使用双光子发射处理来产生较高能量的发射光子。前向散射光142以及可能的萤光性的发射光144可以被光学系统140捕获，光学系统140将来自样品相互作用区域131的光142、144以及146引导到检测器系统150。前向散射光142、侧向散射光146以及萤光的发射光144可以在相对于样品颗粒136任何的角度处被产生和捕获。聚集光学系统140还可以由镜、透镜、棱镜、光纤、或者其它光学部件构成，它们例如通过附接到流式细胞仪中的板或者其它机械底座或者连接构件的分离的支架被定位。虽然可能有一些由激励和聚集系统120和140共用的通用光学元件类型，但是聚集光学系统140一般不包含与系统120相同的光学元件。通常可以在与光束115碰撞样品流133的方向相反的方向聚集前向散射光142。被称为侧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，来自样品颗粒136的任何产生的荧光发射物144可以在同样垂直于碰撞样品流133的光束115的方向上被聚集。
在一个实例中，聚集系统140和/或检测系统150可以包括将聚集的光142、144和146分离成为离散的光学波长带的滤光器或者其他元件，并且可以包括将这些波长带中的光学辐射物转换成为电信号的感光的电光检测器。对应于各种波长带的信号的相对分布的分析提供关于在流式细胞仪100中已经被测量的样品颗粒136的特性的信息。
在一个实例中，前向散射光142可以具有比较高的强度，能够通过滤光以减少它的强度或者将检测的光的波长隔离为集中在激光发射波长上的窄的波长带。检测系统150可以具有相对低感光度的光检测器，诸如光电二极管，其可用于测量前向散射光142。在一个实例中，直接传输的非散射的激光源光可以通过前向散射检测器被物理地阻断聚集。
在一个实例中，通过从聚集系统140或者检测系统150中的光学滤光器(未显示)反射或者透射经过聚集系统140或者检测系统150中的光学滤光器(未显示)，可以聚集侧向散射光146。该滤光器还可以防止侧向散射光146到达检测系统150的荧光检测器部。
将领会，不背离本发明的范围的情况下，关于与样品互相作用的光的其它参数同样可以被检测，诸如偏振、角度的分布等等。
在一个实例中，与散射的激光相比，荧光144可以有非常低的强度。如果这个出现，激光可以在聚集系统140或者检测系统150内被光学地过滤并且与高感光的荧光检测器阻断。已经被聚集光学系统140捕获的荧光144常常通过利用二向色的光学滤光器可以被分离成为不同的光学波长区域或者波段。在检测系统150内的单个的、非常感光的光电检测器可以测量每一个单独的波长区域中的荧光144，以便能够分析每个波长带中的样品133的相对荧光发射物。由于非常小的荧光信号强度以及例如在它们经过来源光探询区域131期间流动样品颗粒136发荧光的不足的时间量，荧光检测器可以极感光和快速地响应光学照射。由于这些原因，荧光检测器可以被配置为具有光电倍增管或者其它检测器技术。
当不同激励波长的多源激光是辐射源110的部分时，这些激光可以在沿着样品流流动轴线138被空间分离的位置处被聚焦。来自每个探询位置的散射光142和146或者荧光性发射光144可以被聚集光学系统140几何地分开，从而将光引导到例如检测系统150的适当的光学滤光器和检测器，光学滤光器和检测器可以对应于特定的激励波长。
在一个实例中，辐射源110中的激光的对准的任何变化或者它们相对于样品流133的焦点位置的任何变化可以改变测量结果。在极端的情况中，在颗粒136流过探询区域131时，光束117可能错过颗粒136，以致颗粒136从未被光束115照射。
在一个实例中，空间强度分布可以是越过激光光束115/117的高斯分布。在这种情况下，在光束117与样品颗粒136互相作用的点处，依据颗粒136穿过高斯强度分布的分布图，在颗粒136的检测概率中可能有非常大的差异。例如，如果颗粒136经过探询激光光束117的中心，则颗粒136可能经历最大可能的被光束117照射，这可能产生相对强的荧光或者散射信号。然而，如果相同的颗粒136要穿过高斯强度分布的激光光束117的外边缘，则照射可能急剧地降低，所以产生的散射或者荧光信号可能相应的会更加小。因此，为了维持一致的并且可靠的测量能力，光激励系统120和样品流133的相对对准和定位应当在许多测量的时间上基本上被保持恒定。
在一个实例中，光聚集系统140和检测系统150相对于样品流133保持恒定的对准，但是样品流133中的一个以上的源探询位置131可以不保持对准。例如，源激励点131关于活性区流133的相对移动可能被聚集光学系统140几何地接替，结果散射光和荧光142、144和146的移动出现在相对于检测系统150的三维关系中，改变聚集光的视在强度。类似地，样品流133相对于聚集光学系统140的位置的移动可能改变检测系统150上的聚集的光斑的聚焦和尺寸，可能充满孔径，这可能再次影响聚集的光的视在强度。
可以领会，由于许多相互依存的变数，例如，难以实现和维持光源110、激励光学系统120、样品流133、聚集光学系统140和检测系统150的光机对准。如果源激光器经历热不稳定性，则例如光束指向可能改变，这就可能偏移经过激励光学器件120的光束115，并且错放光束117或者它相对于样品流133的路径的焦点区域131，改变样品流133的探询的强度，或者改变一些排列颗粒136。该偏移还可能影响出现在样品上的任何产生的散射的激光142、146或者样品荧光144的聚集和检测，进一步损害测量的质量。随着改变周围条件，诸如热变化或者机械振动，其它光电机械定位和对准变化可能发生在流式细胞仪部件和系统之间。该可能需要各种部件和系统的经常费时的调整，以维持流式细胞仪100中的适当的对准和一致的操作特性。虽然可能很难在修正之前精确的重复系统的特性，但是对于光学部件或者系统的任何增加或者改变还可能需要麻烦的过程。这些问题可以通过以下讨论的实施例被解决。
此外，样品流流动133还可以是固有的不稳定。理想的，颗粒136将沿着样品流133的中心轴线138直线的行进。然而，由于流体动力中的变化，样品流133内颗粒136的路径以及整个样品流133的形状可能改变。流体动力例如受环境、射流控制系统以及样品特性等等影响，这可能导致样品流133随时间的不稳定。即使流式细胞仪系统100另外是光机稳定的，样品流流体动力变化可能是测量中的误差或者不确定性的根源。这些问题可以通过以下讨论的实施例被解决。
图2图解根据本发明的实施例的激励系统200。在所示的实例中，系统200包括光源210，包含波导225的光学系统220，引导样品流235的结构230，具有物镜245A的聚光器240A，具有物镜245B的聚光器240B以及具有电光检测器260A和260B的检测系统250A和250B。在一个实例中，物镜245A可能被例如抛物面镜的镜所代替。在一个实例中，系统200具有与引导样品流235的结构230固定的机械对准。
在一个实例中，从辐射源210发射的光束215经由光激励系统220被传送到样品流235。在该实例中，系统220被直接和永久的附接到引导样品流235的结构230。举例来说，例如可能是激光器212的辐射源210生成光束215，光束215被引导和连接到例如是光纤的波导装置225。然后光束215通过波导装置225被引导向结构230。结构230可以是流动池、试管、或者空气，样品混合物液体235沿着路径237流过结构230，路径237在所关心的光波长是光学地透射。对于未由试管容纳的流，结构230可以支持和抑制在空气中或者通过空气自由流动的样品混合物液体235。在该实例中，波导装置225被永久的固定在结构230上。激励光从光纤225射出并且碰撞流动液体路径237中的测量部231中的样品235。
如上讨论的，当光束215与样品235互相作用时，样品235可以发荧光和/或散射光。荧光和/或散射光可以被光聚集系统240A捕获，光聚集系统240可以包括聚集光的光学物镜245A以及一系列随后的透镜或者镜，以便将光引导到检测系统250A。在检测系统250A中，可以通过例如光学干涉滤光器、吸收滤光镜、棱柱、光栅或者其它已知的折射、色散的或者衍射的技术，将光光学地或者光谱地分离成为组成波长区域或者波段，然后每个被电光检测器260A转换为电信号。在一个实例中，一个以上的上述装置或者技术，例如光学干涉滤光器、吸收滤光镜、衍射的技术等等能单独地或者不同组合的在检测系统250A中被使用，以便实现期望的光波长信号分离。在一个实施例中，虽然辐射源210远离容纳样品流235的结构230，但是它通过诸如光激励系统220中的光纤225的连续的引导机构被光学地以及机械地直接连接到结构230。如此，光纤225的输出端部被放置地非常靠近结构230，并且直接的、坚固的、固定的对准结构230，并且因此靠近样品流235，从而几乎消除光束215和样品流235之间的偏移。
在另一个实施例中，可以连同固定的激励光学系统，应用多个光聚集系统，例如240A和240B，以及多个检测系统，例如250A和250B。在这种情况下，通过经过激励光学系统220附接到结构230的辐射源210，从样品颗粒的探询产生的荧光或者散射光232A和232B被多于一个的光聚集系统240B捕获，每个光聚集系统240B包含聚集光的光学物镜245B以及一系列随后的透镜或者镜，以便将光引导到检测系统250B。在检测系统250B中，光可以被光学地分离成为期望的波长带，期望的波长带可以通过电光检测器260B被转换为电信号。多个聚集系统的使用可以增加荧光的聚集效率或者可以允许荧光以及散射的激光光学的聚集以及检测系统的分离。
光纤从光激励系统220到容纳样品流的结构230的固定的附接可以使用不同的机构来施行。在一个实施例中，例如流动池或者试管的结构230可以被修正为保持光纤顶部。对于裸光纤，这可以使用例如激光、喷水、超声波或者空心钻来完成，以便在试管的侧面中钻孔，然后使用环氧树脂，诸如光学指数匹配粘合剂，从而将光纤附接到孔中。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”块，在其中，光纤端部可以被放置为它在切线中的柱面与V字形块的两侧接触。第二平坦的盖板可以被附接或者结合到放置在V字形凹槽中的光纤上，从而在光纤柱形表面上提供第三线接触(在图4A中图解通过该机构的多个光纤附接)。相对于样品流流动，在理想的位置处，这个安装光纤光学组件的V字形块可以被结合到例如试管的结构230。
图3图解根据本发明的另一个实施例的具有固定的机械对准样品流的激励和聚集系统300。在一个实例中，激励和聚集系统300包括光源310，包含波导325的光学系统320，引导样品流335经过路径337的结构330，具有波导345A和345B(例如光纤等等)的光聚集系统340A和340B，以及具有电光检测器360A和360B的检测系统350A和350B。
在一个实例中，从辐射源310发射的光束315经由光激励系统320被传送到样品流335，光激励系统320可以被直接和永久的附接到引导样品流335的结构330。通过辐射光束315从样品颗粒的探询产生的例如332A和332B的荧光或者散射光可以被一个以上的光波导340A和340B捕获，光波导340A和340B例如是光纤，并且被直接固定到容纳样品流335的结构330。捕获的光332A和332B经过波导345A被引导向检测器系统350A。在检测器系统350A中，荧光或者散射光332A和332B可以被光学地分离成为通过电光检测器360A和360B可以被转换为电信号的组成波长区域或者波段。例如，通过使来自聚集波导345A的光经过光谱地过滤并将光引导到各个电光学检测器360A的光学滤光器(未显示)的系统和部件，可以施行光分离成不同波长带。可以用几种方式施行光谱过滤，包括吸收来自光纤的光成为自由空间光学器件，或者通过使用诸如那些用于光纤长途通信应用的专业光纤元件。在替换的实例中，多个光聚集系统340A、340B和波导345A、345B可以将聚集的荧光和散射的激光引导到检测器系统350A和350B。
在一个实例中，如图3所示，输入(激励光学系统320)和输出(聚集光波导340A或340B)光纤光学系统被直接地、物理地连接，并且它们相对于结构330以及彼此的相对位置保持恒定。在光源和试管之间，或在试管和检测光纤之间没有独立安装的离散的光学元件。可以领会的是，这么布置可以随着时间的流逝为各种系统和样品流之间的物理偏移给出最小的可能，虽然通过激励光束的样品颗粒的光学探询，并且在没有添加光束修正光学器件或专门的光纤的情况下，随后的任何荧光或散射激光的聚集可能不是光学有效的，例如在激励样品之前，可以执行内部的光束整形。
在一个实例中，固定地安装对准光激励和聚集系统可以防止在流式细胞仪测量中的性能变化，这另外可以是由于随着时间的流逝，在分开安装的光学和机械构件之间的相对移动。即使位置上的变化没有全部消除，本发明的实施例可以大大地减少它们的程度和影响。例如，如果机械的或热的变化或应力发生到包含样品流的结构的组件以及它附接的光纤，则非常靠近的激励光从光纤发射在样品流上，并且产生的光的聚集从发荧光或散射样品上升到接近放置的光纤，可以使结构或光纤支架中的机械变形的影响最小化。在直接安装的光纤末端和结构之间更大的角度移动例如可以在从光纤末端到样品流测量的纵向的距离被容许，该纵向的距离远小于用于相对样品流远离定位的分开安装的光纤末端。通过将光纤直接安装到包含样品流的结构，并且通过利用类似的类型和大小的材料来组成样品流结构本身，例如可以大大地减少利用外部安装具有不同大小和不同的热膨胀系数的影响。
图4A、4B和4C图解根据本发明的多个实施例的在系统400、400′和400″中使用一组光波导，以便提供多个辐射源相对于样品流的固定对准。在实例中显示，系统400包括一个以上的辐射源415，由各个光纤425-1到425-N组成的激励波导422，各个光纤的末端附接到定位器427并且被盖板428覆盖。
如图4A所示，辐射源415可以被光激励系统422引导到定位器427，定位器427设置和固定源激励输出相互之间的对准。例如，如图4A所示，可以是激光器的多个(N)光辐射源各自连接到波导422和引导到定位器427的激励光，波导422通常是光纤425-1到425-N，并且光纤被刚性地附接到定位器427。在定位器427刚性的附着附接到包围样品流的结构(未显示)之前，定位器427将每个光激励光纤端定位在已知的限制位置。在一个实例中，光纤可以沿着轴线被隔开一些标称距离，轴线通常是沿着样品流流动的方向。当样品流中的颗粒流动而通过多数光探询点时，这可以从辐射线435提供颗粒的连续的激励，并且可以容纳用于检测系统的任何产生的荧光和散射激光的空间分离和聚集。类似于先前在单光纤情况中描述的，通过在玻璃、陶器或其他的基底中制造一组小的“V字形”凹槽429，多个光纤422可以被附接到定位器427，光纤端部可以被放置在凹槽429中，光纤端部的圆柱形表面在切线中与V字形凹槽的两侧接触。然后光纤端部可以被直接粘合到V字形凹槽中，或者第二平面盖板428可以被附接或者结合在放置到V字形凹槽中的光纤上面，以便提供光纤柱形表面上的第三线接触。
如图4B所示，系统400′包括多个辐射源417。在系统400′中，通过由多个光纤424-1到424-N组成的光激励波导421，辐射线被引导到定位器426，定位器426被附接到结构437，通过结构437，存在有样品流流动路径438。在实施例中，这类安装光纤组件的V字形凹槽可以在相对于样品流流动路径438的适当的位置被结合到结构437，以便提供流动样品的光照射，该结构437通常是试管。在另一个实例中，定位器426或者包含样品流的结构437可以被修正为收容和保持光纤末梢，例如通过在定位器或者结构的侧面中钻一组孔，然后使用环氧树脂，例如光学指数匹配粘合剂，或者玻璃粉结合，或者熔焊等等，从而将光纤连接到一组孔中。
图4C图解根据本发明的实施例的系统400″，其中，多个光纤被连接在包含样品流的结构的两个光激励侧上，以及结构的荧光和激光散射光聚集侧上。在显示的实例中，系统400″包括一个以上的激励辐射源410，一个以上的波导420，穿过其存在有样品流流动路径435的结构430，一个以上的聚集波导440A和440B，以及检测器450A和450B。激励辐射源410可以被光纤420引导到包含样品流流动路径435的结构430，并且产生的荧光和散射激光可以被一个以上的光聚集系统440A、440B等等捕获，光聚集系统440A，440B对光进行引导以用于在检测系统450A和450B中进一步光谱处理和测量。
在这个实例中，多个激励辐射源410可以允许使用多个不同的激光器，各自具有不同的特征的发射光，例如，不同的波长区域和/或偏振状态，以便当样品流过附着于结构430的一组光纤端部时，指定的样品颗粒可以在照射范围436中通过每个不同的源连续地被照射。在另一个实例中，在相同的波长区域发射但是具有不同的输出功率或其他特性的多个不同的激光器可用于用具有对颗粒的分析有用的不同的强度或特征的光来探询样品颗粒。
在一个实例中，连接到包含样品流的结构的输入和输出的一组光纤末梢的紧凑的本性可以容许使用许多激励源或不同的聚集系统，而不需要使大量离散的光学部件装配到流式细胞仪的样品探询区域周围的小的空间中。在另一个实例中，在光激励系统中的光纤的这个布置可以允许激励源位于远离样品测量区域的位置，如此，在激励激光器的机械安装方面以及与激励激光的系统接口方面提供了大的灵活性。
在一个实例中，如图3以及4A、4B和4C中图解的实施例所描述的，在光纤和流动室连接器管长度和强度的限制之内，使用具有相对于样品流固定的机械对准的激励系统和聚集系统，和使用一组光纤以提供相对于样品流的多个辐射源的固定对准，以及相对于来自与来源光相互作用的样品的聚集光的固定的一组光纤，流动室可以独立于流式细胞仪设备的其余部件被移动，而不会妨碍激励和聚集系统相对于样品流位置的固定的对准。
具有由包含样品流的结构组成的独立地可定位的样品测量组件，以及被刚性地安装到结构的激励和聚集波导或光纤，这个组件可以与可能影响样品流特性的热的变化以及振动的变化隔离。例如，样品测量组件可以被放置在隔离外壳内部，以减少在流式细胞仪样品流中产生热变化的环境或仪器的比率和数量。在另一个实例中，样品测量组件可以被包含在外壳中，外壳可以使组件与可以影响样品流的机械振动和冲撞隔离或缓冲。在另一个实例中，样品流结构的组件和连接的光纤还可以处于有利的位置，该位置可以比例如流式细胞仪仪器的大的和笨重的其余部件更小，并且与其余部件分离，这可容许更有效地利用实验室空间。
图5图解根据本发明的另一个实施例的系统500。在一个实例中，修正光激励系统或光聚集系统的光学装置可以被直接地连接和结合到固定的光学对准系统。在显示的实例中，系统500包括一个以上的激励辐射源510，包含一个以上的波导525的激励光学系统520，光束修正光学器件527、547A和547B，包含样品流流动路径535的样品流结构530，聚集波导545A和545B，以及检测器550A和550B。
在一些情况下，在没有添加光束修正光学器件527，547A和547B的情况下，通过激励光学系统520的例如光纤的波导525和激励辐射源510、以及任何荧光或散射激光的随后的光纤聚集系统540的样品颗粒的光学探询不可能是可能的或光学有效的。如果来自辐射源510的激励源光没有集中在样品流路径535中的样品颗粒，并且发射的荧光和散射激光没有聚焦到光纤聚集系统540中，则当光溢出到激励光学系统520和随后的引导用于进一步在检测系统550A和550B中的光谱处理和测量的光的光纤聚集系统540以及光学聚集系统545A和545B之外时，大部分涉及两个处理的光被丢失。所以，举例来说，如果元件527D被直接地并且刚性地连接到光纤525D和样品流结构530两者，则一个透镜，多个透镜或其他的聚焦的，光学光束整形，偏振的或其他的调光元件527D可以被放置在光纤525D和样品流结构530中包含样品流的结构之间。在一个实例中，元件527D具有小的形状因数。在另一个实例中，光学控制部件被直接地制造在光纤中或在光纤之上，这样它们可以被安装或结合为单个、刚性一体的支架结构528D，例如金属环或其他的壳体，更可取地是，它们由坚固的、低热膨胀材料制成，更可取地是，它们和包含样品流的样品流结构530相适合，甚至是和包含样品流的样品流结构530相同的材料。
在一个实例中，在表面上或在钻的孔中或作为夹具，诸如V字形块布置，将一体的支架结构528D结合到样品流结构530，可以做成非常机械地和热稳定的连接。可以通过引起好的强连接的光接触，玻璃料结合，按压或其他的方法，借助于例如光学或其他的粘合剂进行该结合。一体的支架结构528D或壳体可以被直接地附接到光纤525和包含样品流535的样品流结构530。
其他的实施例包含用于将光纤连接到样品流结构530的布置，包括使用垂直于光纤的输出面安装的一条光纤，该光纤将激励光发射在样品上。这个光纤可以充当柱面透镜，并且可以产生行聚焦，该行聚焦可以提供在样品流柱的宽度上的平面强度分布图。一个以上的光纤可以与透镜结合，或者在包含样品流的结构的输入或输出上，以基于在较大的直径透镜之前的光纤端部的相对分离，允许来自沿着样品流空间分离位置的聚焦或者聚集。另外，一束光纤具有布置为在末端线性排列以及在输入端圆形的束的各个光纤，这束光纤可用于提供在样品处的椭圆或线性偏离的激励光束强度横截面，甚至具有从激光器连接到光纤束的输入端中的圆形的高斯光束强度分布图。
在被安装在通用底板上的光束修正光学器件上，一个或多个上述实施例或实例可以是有改进的，但是在没有直接地连接到光纤或者包含样品流的结构的离散的独立连接的定位器中，因为随着时间的流逝，所有独立地基准部件可以移动并且相互之间发生位置偏移。随着光纤一起，任何刚性的串联安装需要光学光束调整部件，包含样品流的结构可以保持相对于血细胞计数器样品流的固定对准的优势。
图6图解根据本发明的实施例的系统600，系统600使用光纤光连接器以便允许包含包围样品流的结构的组件与其永久连接的激励和聚集光学器件断开与连接。在显示的实例中，系统600包括一个以上的激励辐射源610，具有光连接器621的激励波导620，配套光连接器622和波导625，样品流结构630，具有光连接器642的聚集波导645，具有波导640的配套光连接器641，以及具有检测器660的检测系统650。通过利用连接的光纤，这个系统可以提供快速容易的样品流结构630和波导625以及645的交流。在这个实例中，光纤625和645可以从它们固定的对准安装在例如流动室的样品流结构630伸出，并且它们可以在诸如是那些用于远程通信工业的标准化光纤连接器622和642中的一些点终止。利用适当选择的机构，这些光纤连接器通常具有非常严密的配套容限和高的机械位置重合性。在该流式细胞仪上，激励辐射源610和包括检测器660的检测系统650可以被分别连接到光纤620和640，光纤620和640端接光纤连接器621和641。这些光纤连接器621和641可以与来自样品流结构630和光纤625和645组合的适当的连接器622和642配套或与连接器622和642分开。这个连接或断开样品流测量组件的能力可以大大地简化包含样品流的结构的安装和替换，尤其在该领域中，因为在将厂商的预先对准的样品流结构630和光纤625和645的组合组件连接到光源和检测器之后可以不需要对准。
在另一个实例中，连接到样品流结构630的光纤625和645被连接到连接光学器件，以便将波导的光传输到在远离结构630的末端端子622和642处的自由空间光学器件。除光纤的断接之外，辅助的光学器件可以将来自类似于辐射源610的光源的适当的光引导到激励光纤625中，或从聚集光纤645向外引导到检测系统650。这仍然可以在没有影响系统的自由空间、离散的光学器件部分的情况下，允许样品测量组件630、625和645的运动中的大的自由度，因为这个部分可以被远离样品测量区域安装。另外，这可以允许不同的插入式模块的互换性以执行系统中的多样的激励光束调整或样品修正光的检测和分析。
在一个实例中，模块可以是连接到光纤的试管，其中，光纤具有集成的光束整形元件。光纤的第一端部可以被连接到试管，以及光纤的第二端部可以被配置为具有可拆卸连接器，该可拆卸连接器连接到例如照明系统，照明系统的光学系统，检测系统，检测系统的光学系统等等。许多其他的模块被预期在本发明的实施例之内。
在一个实例中，通过简单地断开第一模块和连接第二模块，提供各种光学特性的模块可以容易地被互换。利用这种方法，各种模块可以插入该系统以实现大范围的各种要求的光学功能，而不需要重新设计整个系统。当实施需要多个功能的变化设置的任务时，这种模块化提供增进的柔韧性，较高的效率和降低成本。
在除去和替换样品测量单位之后，光向自由空间系统的射入或光从自由空间系统的发射可以容易地被对准并且处于受控的方式，因为在这个实例中仅仅连接到样品流结构630的一个光纤625或645可以在任何给定时间被优化。在一般分析的流式细胞仪中，这可以在包含样品流的例如流动室的独立的结构的替换上是改进的，因为这样做在这个光学器件被分离地安装在自由空间光学系统中的情况中需要相互之间移动光源激励光学器件、流动室以及可能的光学聚集和检测系统。
图7A、7B和7C图解根据本发明的实施例的对于样品流移动具有改进容限的激励系统700，700′和700″。在这些实例中，通过将光激励固定到包含样品流的结构以及随后的光聚集系统来使流式细胞仪测量稳定的相关方法是将激励光学系统修正为容许样品流中的流动颗粒的表现中的变化。由于环境及其他因素影响流体的特性，在样品流内的颗粒可能未必总是在线性的、良好受控的路径中流动，并且样品流形状和位置还可以随时间而改变。所以，甚至具有固定光对准的流式细胞仪系统也可能遭受测量性能的不稳定性。为改善这个稳定性，光激励系统的探询光束包括预定形状，例如是平顶光束形状的光学器件，可以建立空间光强分布，与例如用于非平顶激光束的高斯空间强度分布相比，该分布在样品流的宽度范围较大距离上更加均匀，并且更加集中到沿着样品流的核心轴线的较窄的高度中。
在图7A中显示的例子中，系统700包括产生源辐射703的光激励系统701、引导包含颗粒750的样品流710的样品流结构730、散射的和荧光的光束707以及光聚集系统709。在截取样品流结构730内部包含的样品流710和颗粒750之前，通过光激励系统701中的光学器件来修正光束703，以产生变形的聚焦形状，该形状可以是椭圆的横截面，而不是圆的。光聚集系统709检测光束707。
在图7B显示的实例中，系统700′包括样品流705、包含遭受辐射束720的颗粒750A、750B，750C和750D的流体710，辐射束720具有横流部分725和平行流部分726。如图7B所示，光束720的椭圆横截面中的长轴和短轴的尺寸可以变化，并且通常被选择为使椭圆的较宽的轴被布置为垂直于样品流流动方向的轴。在另一个实施例中，图7B图解包含流体710的样品流705，在样品流705内，当样品颗粒750A、750B、750C、705D等等流过例如来自激光的光源辐射束720时被探询。在图7B中图解用于横流部分725和平行流部分726的光束横截面的高斯空间强度分布图。注意，两个横截面均表示穿过光束的宽度或高度的高斯强度分布。可以理解，根据强度分布图725，当位于样品流705中心的类似于750C的样品颗粒通过光源辐射束720时，与位于样品流705周边的类似于750B的样品颗粒相比，可以显著地被更多的光源光照射。当任何样品颗粒750A、750B等等横穿光源辐射束720时，它根据流速和强度分布图726经受随时间变化的强度。
在图7C显示的实例中，系统700″包括样品流705，包含遭受辐射束730的颗粒750E、750F、750G和750H的流体710，辐射束730具有横流部分735和平行流部分736。在另一个实施例中，图7C图解在相对于激励光源位置提供用于样品流中的样品颗粒的移动的容限方面的平顶空间强度分布光束的稳定性改进益处。光源辐射束730被平顶光束整形光学器件修正以建立空间强度分布图横截面735，该空间强度分布图横截面735在横穿样品流流动轴线的宽度距离上是均匀地和最强烈的。横截面部分的空间光束强度分布图736通常沿着样品流轴线方向的方向上是高斯分布，根据随时间响应探询强度分布图的电子和软件，在一些情况下可能是合乎需要，或在另一个实例中，光束的这个轴还可以被做成在横截面的分布图中为平顶的。根据强度分布图横流部分735，当位于远离样品流705中心的类似于750F的样品颗粒通过光源辐射束730时，与位于样品流705中心的类似于750G的样品颗粒一样，可以经受相同的光源光强。当任何样品颗粒750E、750F、750G、705H等等横穿光源辐射束730时，它根据流速和强度分布图736经受随时间变化的强度。如果使平顶强度分布的辐射光束730聚焦为更类似于直线或矩形的横截面形状而不是椭圆，则可以领会，可以使颗粒流过辐射光束730的时间相关的响应更均匀，而不管穿过样品流705的宽度方向的样品颗粒的横向位置。如果使光源辐射光束720更类似于直线或矩形的横截面形状，而不是椭圆形，则时间相关的响应与横向的位置比较的类似的效果可以在如图7B所示的布置中出现。
对图7B和7C中图解的样品颗粒运动的样品照射的不耐性或容限能够以类似方式被扩展到样品流相对于激励光源位置的移动。这可以通过样品流705边界相对于高斯型的强度分布图和平顶光束725和735的横向运动而发生。任何在样品流705的形状或宽度方面的变化能够以收缩或扩展的形式出现，并且可能是样品流边界705相对于强度分布725和735的横向平移。如此，由于光束的较宽的、最大平面横截面的强度分布，平顶光束对样品流位置和形状偏差的测量稳定性和容限被提高。
在一个实例中，能使用具有大体上均匀的横穿测量或探询范围的横截面强度分布图，还可以称为显著地均匀空间强度分布光束。具有这个分布的光束与高斯分布光束相比，可以允许系统参数更多的灵活性和容限。均匀空间强度分布光束可以但不局限于平顶光束、超级高斯光束或其他类似的光束形状。这样的光束形状可以提供横穿样品流流动轴的均匀强度，其可以允许被传送横穿例如探询颗粒的探询范围的均匀光强度的最大量。光束形状还可以导致关于流内的颗粒的任何不希望的移动的检测情报的不敏感。在这个实例中，来自借助于光束的颗粒探询的测量信息大体上仅仅是根据颗粒，而不是根据在探询的范围处的任何光束的不均匀性。
在一个实例中，具有均匀空间强度分布的一部分光束的量可以变化，例如，应用特有的。在一个实例中，光束的呈现均匀强度的部分中的增量按比例增加用于流相对于光束的相对移动的补偿量。通过使光束的具有均匀空间强度分布光束的部分的尺寸较宽，在流和光束之间的相对移动可以出现更多的变化，同时仍然考虑期望的测量。例如通过流本身，或由于例如振动、温度变化等等而引起的系统的任何元件移动的结果，可以导致流相对于光束的如此移动。在一个实例中，因为在探询范围中的更多光束具有期望的强度分布，所以具有这个光束形状还可以减少生成光束的光源的所需功率。
在本发明的实施例中，例如平顶的均匀的空间强度分布光束可以通过折射光束整形光学器件或BSO在光激励系统中被产生，如图8所示。在图8显示的实例中，系统800包括激励辐射源810，波导820，波导端接块830，光束835、845、855和865，准直透镜840，光束整形光学元件850，第三透镜860，样品流870和具有强度分布890的光束横截面880。
例如可以是激光器的激励辐射源810产生被引导和耦接到光纤装置的光。然后光通过波导820被引导到波导端接块830中的光纤端子的位置，并且光被反向发射到光纤以外，波导820可以具有支持激光的仅仅单横模的传播的非常小的光纤“核心”。自然地发散光835可以通过集中和引导从光纤发射出的光的透镜，反射镜或准直透镜840被捕获，其中，光束845被引导为冲击光束整形光学元件850。准直透镜840被定位成在经过用于给定光波长的适当的数值孔径的准直透镜840之后，使光束845的光线几乎平行并且既不发散又不聚合。光束整形光学元件850通常被称为鲍威尔棱镜，它使经过的光形成高长宽比线性的或像矩形的空间强度分布，可以称为行聚焦。鲍威尔棱镜提供沿着行聚焦的光图案的长轴异常均匀的发光。这个空间相关的强度分布图可以称为平顶分布图，用于沿着发光图案的中心的长度的光的均匀的极限强度。插在准直透镜840和光束整形光学元件850之后的第三透镜860可用于将平顶分布光束855向下到865，在865，在样品流870的光束的光束横截面880的垂直高度非常小，并且光束880的横截面的水平的长度足够地宽，足以将均匀照明提供到通常的流动细胞池中的样品流，或空气中的流，即使在测量的情况下，在探询光束和样品流之间的相对位置出现一些变化。具有平顶横截面强度分布890的高长宽比横截面880为行进穿过窄的轴的样品的测量提供良好的时间分辨率，并且为光学的机械的流式细胞仪荧光信号的低灵敏度，和样品流870的流体位置的变化的低灵敏度。高长宽比形状的平顶强度分布890被设计成集中高探询光强度到在小的范围上具有均匀空间分布的样品中，这在建立企图建立用于样品移动的容限的例如很宽的、低发光值高斯分布的光束的有害影响上是一种改善。
在光束整形装置的其他实例中，变形的望远镜，像散聚焦系统，基于棱镜的系统或其他的技术可用于产生高的长宽比光束横截面形状和平顶横截面空间强度分布。
图9图解根据本发明的实施例的系统900，该系统900具有通过通用光束整形光学器件的一组大于一个的光源，以便将关于样品流位置变化的容限提供给多个光激励探询点。在图9显示的实例中，系统900包括激励辐射源910A，910B和910C，一组波导920，阵列结构930，光束935(A、B和C)，945(A、B和C)，955(A、B和C)，和965(A、B和C)，准直透镜940，光束整形光学元件950，聚焦透镜960，样品流970，以及具有强度分布图990C的光束横截面980C。多于一个的激光器或辐射源910A、910B、910C等等可以各自被耦接到波导920，并且被波导920引导，波导920例如是光纤。光纤920的末端可以被排列在光束整形光学组件的输出处的阵列结构930中，以使每个光源沿通过光束整形光学组件的唯一路径935A、935B、935C行进，光束整形光学组件包括准直透镜940，光束整形光学器件950和聚焦透镜960，光束整形光学组件对所有排列的光纤光源是通用的。例如，在光纤端中心930之间的空间偏移量，标号d1，引起通过准直透镜940和相继的光束整形光学器件850以及聚焦透镜960的光束路径的偏差，导致来自每个光源965C、965B、965A的聚焦斑点之间的空间偏移量，标号d2。可以通过几何光学中的通用关系来确定该空间分离，与光束整形光学组件的放大率有关，并且直接与距离d1有关。在系统900中，一组光纤包含在一个平面中，在图9中与纸平行，在一个轴中分离，以致聚焦的典型的平顶横截面强度分布图990C、具有横截面形状(980C所示)的线性的光束被排列在相同的平面中，仅仅在相同的一个轴空间分离。
在建立一排安装装置的一个实例中，一连串的V字形凹槽可以被切入适当材料的安装块结构中，在端接端的光纤缓冲垫或套圈可以被结合或另外机械地限制在V字形凹槽以便制成线性的光纤阵列。在另一个实例中，可以通过钻一组穿越实体块或板结构的孔来形成该阵列，然后将光纤端接端插入到孔中，并且在适当的位置将它们固定，或许利用胶粘剂或其他的机械限制。在另一个实例中，光纤的末端还可以被放到具有圆底矩形″U-″形，而不是三角形外观″V-″形的凹槽中。用于V字形凹槽或其他的线性的光纤阵列安装方案的盖板还可以具有V字形凹槽，棱，凸或凹圆柱形的弯曲的、球状的凸起，或其他的地形学的或结构特点，以便增强或者提供阵列中的光纤的限制和定位。
在实现多个光纤阵列耦接的BSO的实例中，为确保激励系统的最大光机定位校直的稳定性，光束整形光学系统的全部组件可以被刚性地附接到所有光纤920或阵列结构930以及包含活性区流(未显示)的结构，如本发明的其他实施例所描述的。在另一个实例中，光束整形系统的全部组件可以被刚性地附着于所有光纤920或阵列结构930，但被做成相对于包含活性区流的结构在适当的位置可调节。组合的光纤阵列和光束整形光学系统可以促进对于流式细胞仪中的样品流的对准，因为当组合的元件的位置相对于样品流被校准时，所有探询光斑从多个光源作为一个群一起移动。光纤阵列支架和光束整形光学器件的全部组合的单元可以沿许多轴移动或运动以允许单元相对于细胞仪样品流的对准，以便对于数个实例优化聚焦，最小化横向的活性区流位置敏感性，以及调整活性区流中的激励点以与可用的荧光聚集光学器件相匹配，从而从样品捕获最大信号。
阵列结构930可以以刚性的方式被永久地附接到光束整形光学组件(准直透镜940，光束整形光学器件950以及聚焦透镜960)，光束整形光学组件可以立即接着阵列结构930，阵列结构930可以被配置为具有V字形凹槽阵列支架。
在一个实例中，为了清洁或替换的目的，具有V字形凹槽支架的阵列结构930可以被做成从通用光束整形装置的剩余部分可移除。然而，当附接到光束整形装置时，该阵列可以在相对于光束整形装置的固定位置被刚性地附接。在另一个实施例中，在光纤阵列和光束整形装置的初始制造期间，该阵列可以被做成相对于光束整形光学器件的剩余部分移动，以便促进定位、光通量以及通过光束整形光学器件的阵列中的各个光源的聚焦的优化。
如果阵列结构930被设计成从通用的光束整形装置可移动，则通过利用本发明的另一个实施例中描述的光纤连接器，有使用具有不同个数的光源或不同波长的光源的不同阵列的可能性。这些可以被迅速地与流式细胞仪样品探询系统连接或断开，而不用除去光束整形装置，这可以在组件中建立高程度的模块性。
减少流式细胞仪激励系统对于样品颗粒或样品流位置中的任何波动的敏感性的能力在典型的流式细胞仪系统上是一种改进。与在每个光源光束路径上的许多大的和离散的BSO装置可能所需的相等的间隔相比，在非常小的体积中排列的可能大量的光激励区域也是一种改进，这一点上，可以实现更紧凑的样品测量系统。
至少一些实施例描述的另一个改进是所有辐射源910A、910B和910C可以相对于样品流以及荧光和散射光检测系统的光轴从通用的角度探询样品流970。这可以提供关于样品的荧光或散射光特性的较少的模糊度，因为多个光源将不会从所有不同的角度冲击样品，并且可以导致结果数据更均匀和可重复的测量和解释。
在另一个实施例中，引导相同波长的光源辐射的数个光纤可以被排列在光束整形光学器件的输入端处，并且被用于在不同的时间点探询具有相同光束特性的样品。例如，这可用于提供响应曝光量的样品改变的时间分辨的研究，或允许在不同的时间点曝光多个照射强度但相同波长的光，或通过在不同的时间点或空间位置的激励光的相同波长的不同的偏振状态，提供荧光的探询。
根据本发明的实施例，图10图解多个光纤激励源的使用，每个光纤激励源具有不同的光学发射波长带，在排列中，用通用的光束整形光学器件调整所有光源以在多个光激励探询点提供对于样品流位置变化的容忍。在图10显示的实例中，系统1000包括激励辐射源1001A、1001B和1001C，一组波导1010A、1010B和1010C，阵列结构1020，光束路径1016(A、B和C)、1029(A、B和C)，光束整形系统1025，样品系统1030以及检测系统1040。多个辐射源1001，例如1001A、1001B、1001C等等可以各自被耦接到波导1010A、1010B和1010C，并且被波导1010A、1010B和1010C引导，波导1010A、1010B和1010C例如是光纤。
激光器可以具有相同类型，以相同波长带发射辐射物，但是例如该辐射物具有不同的强度或偏振状态，或者他们可以是具有不同波长发射频带的不同类型的激光。
例如1010A、1010B、1010C等等的光纤1010的末端可以被排列在光束整形系统1025的输入端处的阵列结构1020中，因此每个辐射源沿穿过光束整形系统1025的唯一路径1016A、1016B、1016C行进，该光束整形整系统1025对所有排列的光纤光源通用。这个实例中的光束整形系统1025可以被仔细地设计成响应被排列在它们穿过BSO的路径的多个光源光波长的最佳消色差反应。也就是说，光束整形系统1025可以为所有多个光源，例如1001A、1001B以及1001C和经过系统的波长1010，建立类似的横截面光束形状以及例如平顶的均匀的横截面强度分布图，以致对于由光束整形系统1025产生和由检测系统1040检测的所有光激励位置1029C、1029B、1029A等等，对于样品系统1030中的样品颗粒或者样品流移动的容限很高。
在一个实例中，一个通用光束整形光学装置可能未被用于产生用于所有所关心的波长的适当的空间强度分布。在这个实例中，光纤耦接的光源波长可以被分离和引导到两个以上的光束整形装置中，对于提供给它们的指定波长的较窄的范围，每个光源波长都可以被优化。可以注意到，这个布置可能有点否定具有紧凑的、通用的组件的多个光源BSO装置的潜在益处。
在这个实施例的变形的进一步的实例中，向被排列在光束整形光学器件1025之前的光纤1010A，1010B，1010C等等提供馈送的例如激光器的辐射源1001，可以被安装在所有种类的相互之间的空间位置，以及相对于细胞仪组件。这大大地简化辐射源1001的机械安装以及操纵接口，因为通过光纤1010，在光束整形装置，所有光源被传送到阵列结构1020的通用的排列点。使用多路光纤输入装置，不同波长、能量、偏振、或者任何一种或者所有这些特征的数个激光器可以被交替地或者共同地耦接到单个光纤中，并且被传送到光束整形光学器件之前的排列中的单个位置。一组这些多路的输入可以通过空间分离的多个光纤输出被提供，以致可以利用单个光束整形系统产生非常大量的光源特性的置换。
在这个实施例上变化的另一个实例是使用本质上不是线性的，或者它们的元件间隔不平均地的光纤阵列。例如，圆形的或者矩形的对称阵列的光纤，或者沿着光束整形系统的光轴具有变化的聚焦位置的阵列，可能是可取的，以通过将空间采样点映射到相关的检测系统中来探询大的样品并且表征它们的形状或者方向，然后形成与颗粒形状或者位置有关的荧光波长，强度或者散射强度的二维或者三维图。可能的是，通过在样品流的各个光束形状的光激励光束的关键的放置和朝向，单个流内的多个流或者多个样品可以被同时或者并行位置地探询。
图11图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1100。
在这个实例中，颗粒分析仪1100包括波导1110，一个以上的辐射源1115，支持装置1120，光学系统1125，样品系统1130和检测系统1140。
在一个实例中，由支持装置1120支持的波导1110传达来自辐射源1115的空间分离的光束。在各个实例中，辐射源1115可以是单一光源或者多个光源，产生相同或者多个辐射波长和辐射强度。
在一个实例中，光学系统1125(例如光束整形系统)包括一个以上的光学装置，例如镜，反射装置，折射装置等等。光学系统1125可以从波导1110接收空间分离的光束，以及将空间分离的光束沿着样品系统1130(例如，活性区流系统)中的样品流测量区域(未显示)的焦平面(未显示)引导到焦斑(未显示)。光学系统1125还可以在焦平面产生特有的照射图案。
在一个实例中，在光束已经与流过样品流测量区域的颗粒相互作用之后，检测系统1140感应例如散射光、荧光等等的空间分离的光束的特征或者参数。
在实例中，使用多个波导1110将辐射物发送到通用的光学系统1125允许利用各种或者许多不同辐射物波长的激励，而不必在样品系统1130周围的限制的区域内安置多个辐射物光源。波导1110被安置在固定相关阵列中，这可以较少地相对于光学系统1125中的光束整形光学器件而移动。如果光学系统1125(例如，波导末端阵列，准直透镜，光束整形元件以及重调焦距元件)以使任何一个的以上的元件相对于其它移动的可能性最小化的方式被机械地内部连接并且固定在一起，则这尤其是真实的。当组合元件的位置相对于样品系统1130中的活性区流被校准时，随着所有探询斑点作为一个群从多个光源一起移动，支持装置1120以及光学系统1125可以相对于样品系统1130容易地调整。支持系统1120和光学系统1125还可以在物理尺寸上相对地紧凑，使其更容易结合到流式细胞仪中的样品探询室中。
图12A图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1200。
在这个实例中，颗粒分析仪1200包括支持波导1210的单个波导支持系统1220，光学系统1225，样品系统1230以及检测系统1240。
在一个实例中，单个波导支持系统1220支持多个波导1210A、1210B以及1210C，多个波导1210A、1210B以及1210C在相互之间以及相对于光学系统1225处于固定的、稳定的位置。
虽然显示的是三个波导1210，但是根据特定应用的需要，有经验的技术人员可以配置特定应用所需的波导的个数，较少的或者增加的波导可以被波导支持系统1220所支持。波导(例如1210A、1210B和1210C)从一个以上的光源(未显示)接收辐射光束。波导1210将辐射光束1216A、1216B以及1216C发送到光学系统1225。波导支持系统1220保持相对于光学系统1225处于固定位置的波导1210A、1210B以及1210C，从而使光学偏移最小化。
在一个实例中，光学系统1225整形光束并且产生输出光束1229A、1229B和1229C。
每个波导(例如，1210A、1210B和1210C)可以发送来自分离的辐射源(未显示)的光。在其他实施例中，每个波导1210可以发送来自相同波长的多个光源的光。在另一个实施例中，每个波导1210可以发送来自相同单个辐射源的不同波长的光。
在一个实例中，增加激光器和检测器的数目允许多个标记的抗体的检测。使用抗体结合特性，该方法可以更精确地识别目标种群。
在一个实例中，波导支持系统1220可以被配置为使波导1210被基本上保持在平稳的方式，并且被调整以致每个波导1210基本上与另一个波导1210平行。
在显示的实例中，波导1210A与波导1210B被分开距离d1，并且波导1210B与波导1210C被分开距离d2。分开距离d1和d2可以具有相等的值，但并不要求如此。理解的是，可以根据特殊的应用配置分开距离。
在另一个实施例中，光学系统1225可以被配置为使单独的光束整形光学器件被安置在每个波导的末端。在还有另一个实施例中，光学系统1225可以被装配到波导支持系统1220里。
图12B图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1200′(例如，具有双重的波导支持部)。
在这个实例中，颗粒分析仪1200′包括支持波导1210的单个波导支持部1220-1和1220-2，光学系统1225，样品系统1230以及检测系统1240。
在这个实例中，每个波导支持部1220-1和1220-2被配置为具有与图12A中的单个波导支持系统1220所示相类似的方式支持多个波导的能力。这个结构允许从多个光源(未显示)传输多个光束(未显示)到光学系统1225。支持部1220-1支持的波导的输出1216-1可以与波导支持部1220-2支持的波导的输出1216-2结合。输出1216-1可以相对于输出1216-2处于一个角度，或者输出1216-1和1216-2可以基本上平行，如同流式细胞仪的特殊的结构所必需的期望的图案所规定的。
在一个实例中，波导支持部1220-1和1220-2可以定位在相同平面中，但是彼此是垂直的，以进一步帮助允许波导1210产生输出光束1216-1和1216-2的期望的图案。在另一个实施例中，波导支持部1220-1和1220-2可以被定位成二维的或者三维的，连同图像或者排列的检测器系统可以执行样品的映射。在还有另一个实施例中，波导支持部1220-1和1220-2可以被配置为使输出光束1216可以是非线性的(例如，在它们的元件中不是被均匀地间隔)。例如，波导1210的圆形地或者矩形的对称排列，或者具有沿着光学系统1225的光轴聚焦的变化位置的排列，对探询大的样品来说是可取的。通过将空间采样点映射到相关的检测系统中，并且形式荧光波长、强度、或者散射强度的二维或者三维图，这样的探询可以表征整形或者朝向。可能的是，通过在样品探询室的各个光束整形光斑的战略位置和朝向，多个流或者单个流内的多个样品可以被同时或者并行的探询。
图13图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1300。
在这个实例中，颗粒分析仪1300包括波导支持系统1320，光学系统1325，样品系统1330以及检测系统1340。
在一个实例中，由波导支持系统1320保持的波导(未显示)自然地发送来自辐射源(未显示)的发散光以产生一个以上的输入光束1316。输入光束1316被传输到光学系统1325。
在一个实例中，光学系统1325可以包括一个以上的光学元件，该光学元件将输入光束1316整形成为期望的结构以生成输出光束1329。输出光束1329被传输以在样品系统1330内聚焦。例如，光学系统1325可以包括一个以上的准直透镜1322，光束整形光学器件1324(例如鲍威尔棱镜)，聚焦透镜1326(例如，第三透镜)以及可选的防护透镜1328。将领会的是，光学元件可以用各种材料(例如，玻璃，透明聚合物或者多晶的或者结晶材料)制造，该材料允许传输的可接受的程度，该可接受的程度是基于用于系统中的期望的光的波长。
如有经验的技术人员所知，例如鲍威尔棱镜的光束整形光学器件1324生成高的长宽比的、线性或者像矩形的空间强度分布。可以称为行聚焦的这个分布沿着行聚焦的光图案(例如平顶分布图)的长轴提供均匀的发光，并且将进一步的在图18中论述。
在这个实例中，光学系统1325可用于将平顶分布的光束聚焦到活性区流(未显示)上。例如，最好是，光斑的水平的长度足够地宽，以便将均匀照明提供到样品系统1330中的活性区流。另外，聚焦透镜1326可以提供关于流式细胞仪荧光信号的光学，机械以及流体位置变化的低灵敏度。
在一个实例中，没有均匀的，例如平顶的，激光能量的仅仅20％到30％的强度分布图被使用以探询活性区流内的颗粒。低效率可以需要较高能量的辐射源。大功率的辐射源可能导致较高的能量耗损，连带降低透光率以及较少效率的利用。具有平顶强度分布图的高的长宽比的光束形状提供对行进穿过窄的轴的样品的测量的良好的时间分辨率，以下参考图16A-17更详细地论述。在某些实例中，多数或者甚至大于80％的辐射能量可以被集中于探询样品系统1330中的流动流内的颗粒。
在一个实例中，可选的防护透镜1328可以插入光学系统1325以便保护系统受到来自光学系统1325以外的(例如，活性区流)的任何污染。防护透镜1328可以被配置为进一步的具有本领域的技术人员所知的光学特性。任意的防护透镜1328用适合于防护透镜的预期效果的材料(例如，加热，辐射物，腐蚀的材料等等)制造。
另外，或者做为选择，光学系统1325可以包括附加的正光焦度或者负光焦度光学器件，变形的望远镜，像散聚焦系统，基于棱柱的系统或者其他技术，如本领域的技术人员所知的，能按需要被使用以进一步整形输入光束1316。
图14图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1400。
在这个实例中，颗粒分析仪1400包括波导支持系统1420，光学系统1425，样品系统1430以及检测系统1440。光学系统1425接收来自由支持系统1420支持的波导(未显示)的输入光束1416并且生成输出光束1429。
在一个实例中，由光学系统1425生成的输出光束1429被聚焦在活性区流的样品范围1435上。在一个实例中，活性区流可以被装入在容纳结构1432内。在另一个实施例中，活性区流可以穿过介质(例如，空气或者另一种液体，气体，流体等等)，没有固体的容器结构。
在一个实例中，支持系统1420允许波导发送来自一个以上的辐射源(未显示)的输入光束1416，因此来自每个辐射源的光束沿唯一的路径穿过光学系统1425。输入光束1416之间的任何空间偏移量可以被维持为相对于输出光束1429以及在测量区域1435对应于来自每个输出光束1429的聚焦斑点。在这个实例中，如焦斑1436、1437以及1438所示的三个焦斑表示三个输出光束1429在样品范围1435中聚焦的地方。在一个实例中，焦斑之间的空间偏移量，即，焦斑1436与1437之间的空间偏移量与从波导行进的输入光束1416的空间偏移量之间的距离成比例，如先前在图12A中论述的，即，波导1210A、1210B以及1210C之间的空间偏移量。虽然显示三个焦斑，但是有经验的技术人员可以理解，可以在样品范围1435上形成较少的聚焦斑点。另外，虽然焦斑1436、1437与1438被显示为沿着样品范围1435的轴分布，但是这样的聚焦斑点还可以被分配为垂直地穿过样品范围1435，或者任何其他布置。
图15图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1500。
在这个实例中，颗粒分析仪1500包括波导支持系统1520，光学系统1525，样品系统1530，以及包括检测系统1540A和1540B的检测系统1540。
在一个实例中，波导支持系统1520支持波导(未显示)，该波导将来自一个以上的辐射源(未显示)的输入光束1516引导到光学系统1525。光学系统1525生成输出光束1529。光学系统1525将输出光束1529引导到样品系统1530。输出光束1529被引导到活性区流的测量区域1535的焦平面以便与活性区流内的颗粒相互作用。活性区流可以是样品系统1530中的流体样品。与颗粒的相互作用通常可以引起向前行进传送的散射或者荧光信号1538和/或通常的斜角的荧光的和/或散射的或者反射的信号1536。信号1536和1538可以对应于流过样品系统1530中的测量区域1535的流体样品的子样品(例如，活性区流)中检测到的一个以上的事件。可以通过分析器(未显示)来分解这样的信号以便确定颗粒的参数。
在一个实例中，检测器1540A和1540B被安置以便接收来自活性区流经过输出光束1529的点的信号。和输出光束1529成一直线的检测器1540A将检测前向散射(FSC)。检测器1540B被安置在与输出光束1529成一定角度或者垂直于输出光束1529以便检测侧向散射光(SSC)和荧光。经过输出光束1529的例如尺寸从大约0.2到150微米的每个颗粒将以某种方式散射光，并且在颗粒中发现或者附接到颗粒的荧光的化学制品可以被激励成为与光源不同波长的发射光。散射光和荧光的这种组合被检测器接收，并且通过在每个检测器(用于每个荧光的发射峰值)分析亮度中的波动，然后可以取得关于每个单个颗粒的物理和化学的特性。
在一个实例中，传送的散射信号1538被检测系统1540A感测。按类似方式，在一个实例中，一些荧光的或者反射的散射信号1536的组合被检测系统1540B感测。
在一个实例中，检测系统1540A包括多个感测器1541、1542和1543，而检测系统1540B包括多个感测器1551、1552和1553。然而，更多或者更少的感测器可以被包括在检测系统1540A和/或1540B中。在一个实例中，检测系统1540A和/或1540B可以被配置和安置在围绕样品系统1530的三维范围内的任何位置中。例如，检测系统1540A和/或1540B可以被安置在离开样品系统1530不同的距离处，以及沿着活性区流1535的轴的不同的相对位置处。
图16A图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1600的一部分。
在这个实例中，颗粒分析仪1600的一部分包括任意的容纳装置1632，样品范围1635和颗粒1636，活性区流可以流过样品范围1635。
颗粒1636在活性区流中行进并且经过椭圆光束1625A。颗粒1636根据它们的相互作用或者来自椭圆光束1625A的探询进行散射或者发射光，如同先前论述的。颗粒1636被安置在活性区流内的各种位置中，一些接近活性区流的边缘，一些接近活性区流的中心。椭圆光束1625A的形状是椭圆的，光束的输出功率与穿过光束的宽度不相容。该中心将包含较高的功率量，由此，当经过椭圆光束1625A的边缘时，与接近活性区流的边缘的例如样品细胞1636B的颗粒相比，引起与颗粒1636较大的相互作用这样的变化将产生椭圆光束1625A和颗粒1636的相互作用的不一致的量。
图16B图解根据本发明的实施例的颗粒分析仪1600′的一部分。
在这个实例中，颗粒分析仪1600′的一部分包含任意的容积装置1632，测量区域1635和颗粒1636，活性区流可以流过测量区域1635。
类似于图16A，颗粒1636在活性区流中行进，但是它们现在穿过使得颗粒1636散射或者发射能量的平顶光束1625B。颗粒1636被安置在活性区流内的各种位置中，一些接近活性区流的边缘并且一些接近活性区流的中心。然而，光束1625B的平顶聚焦的整形提供高的长宽比的光束整形，在至少长轴中具有平顶强度分布，并且可能在颗粒上的光束的聚焦斑点的窄的轴中。从每个输入波导(未显示)建立有时被认为是行聚焦的这种平顶的焦点图案作为聚焦的斑点，例如单一的通用的光学系统(未显示)中的1625B。
在一个实例中，建立平顶分布的光束尺寸，由此使光束的垂直高度可以小于10微米，并且光斑的水平的长度足够地宽，例如直到微米，以便为活性区流提供均匀照明，例如，活性区流的宽度小于100微米，即使在测量的情况下在探询光束和样品流的相对位置之间出现一些变化。具有均匀地平顶强度分布图的高的长宽比光束整形为行进穿过窄的轴的样品的测量提供良好的时间分辨率，以及提供对于光学的，机械的和流体位置变化的流式细胞仪荧光信号的低灵敏度。通常，平顶光束的宽度大于活性区流的预计的或者理论的宽度。平顶光束的垂直高度通常是光束宽度的50％以下。在其他实施例中，垂直高度小于光束宽度的25％，并且在其他实施例中，它是光束宽度的10％或者以下。
图17图解根据本发明的实施例的二维光束图表1700。
在这个实例中，光束图表1700包括椭圆光束图表1725A和平顶光束图表1725B。
在实例中，椭圆光束图表1725A绘出作为光束的宽度的函数的光束的强度。椭圆光束图表1725A图解在光束的中心处的峰值强度，其偏离中心立即下降。相反，平顶光束图表1725B维持更多穿过光束宽度的强度的一致的传送。如图16B中论述的，穿过光束宽度的更一致的光束强度产生更一致的粒子相互作用的结果。
图18图解根据本发明的实施例的平顶聚焦光束1800。
在这个实例中，平顶聚焦光束1825B图解光束的相关宽度例如W和高度例如H。例如，光束的高度″H″可以是大约3到10微米。在另一个实例中，光束的宽度″W″可以是大约40到100微米。
将领会，详细说明部分，而不是发明内容和说明书摘要部分，意图被用于解释权利要求。发明内容和说明书摘要部分可以阐明一个以上的而不是由发明人意图的本发明的所有示范的实施例，并且因此，无论如何不意图限制本发明和附加的权利要求。
具体实施例的上文描述将完全地揭示本发明的大体的本质，通过应用本领域的技术内的知识，他人不要过度的实验就可以容易地变更和/或修改各种应用这样的具体实施例，而不背离本发明的一般概念。所以，根据于此给出的教授和教导，这样的修改和变形意图是在公开的实施例的等效的意欲和范围之内。将理解的是，此处的措辞或者术语是为了描述的目的而不是限制的目的，按照该教授和教导，将由有经验的技术人员解释呈现的说明书的术语或者措辞。
本发明的广度和范围不能由任何以上描述的示范的实施例所限制，但是可以仅仅按照以下权利要求和它们的等效物来定义。

Claims (24)

1.一种颗粒分析仪，其特征在于，包括：
光波导，配置为引导来自辐射源的空间分离的光束，以生成样品流测量区域中的测量光束；
支持部，配置为将每个所述光波导维持在相对于彼此固定的相对位置中，并且将所述测量光束的位置维持在所述测量区域内；和
检测器，配置为感测从与流过所述测量区域的颗粒相互作用的所述测量光束生成的光。
2.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述测量光束包含基本上均匀的空间强度分布或者平顶分布。
3.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述光波导包含光纤。
4.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述辐射源包括多个激光源。
5.如权利要求4所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述多个激光源生成多个不同波长、波长带、偏振或者脉冲宽度的光。
6.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述样品流测量区域被包含在包括试管或者空气间隔的样品系统内。
7.如权利要求6所述的颗粒分析仪，其特征在于，至少一个所述支持部和所述检测器被连接到活性区流样品系统。
8.如权利要求7所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述连接包括使用光波导装置，所述光波导装置被配置为将由样品相互作用引起的光辐射传送到所述检测器。
9.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述辐射源生成多个波长、波长带、偏振或者脉冲宽度的光。
10.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述检测器包括多个检测器，所述多个检测器对应于围绕所述样品流测量区域的各个检测器位置。
11.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述支持部包括形成在一维或多维阵列中的基本上平行的凹槽。
12.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，进一步的包括：
盖板，所述盖板被连接到所述支持部并且配置为限制所述光波导的三维的移动。
13.如权利要求12所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述盖板被配置为限制所述光波导的终端的纵向平移。
14.如权利要求1所述的颗粒分析仪，其特征在于，进一步的包括：
光学系统，配置为将来自所述光波导的所述空间分离的光束引导到测量斑点。
15.如权利要求14所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述光学系统和所述支持系统被固定机械地连接以使相对移动最小化。
16.一种分析颗粒的方法，其特征在于，包括：
制备包含用于在颗粒分析仪中分析的颗粒的流体样品；
通过光波导传送来自辐射源的光；
沿着所述流体样品的测量区域的平面，将来自所述光波导的所述光作为多个空间分离的光束引导；
感测通过所述空间分离的光束与流过所述测量区域的各个颗粒的所述相互作用生成的光；和
分析所述信号以确定所述各个颗粒的参数。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括在沿着所述测量区域的所述平面引导的所述光束的一部分中生成基本上均匀的空间强度分布。
18.一种系统，其特征在于，包括：
光纤束，配置为接收来自各个辐射源的光束，并且在测量区域中生成连续的空间分离的基本上均匀的空间强度分布光束；
包括一组V字形凹槽的V字形凹槽支持系统，每个所述V字形凹槽配置为单独地支持所述光纤束中的相应的光纤，并且维持所述光纤和所述连续的分离的光束之间的固定的相对间隔；和
颗粒检测器，配置为基于来自所述光束的探询，感测由颗粒反射的、散射的或者发射的光，
其中，使用光束整形光学系统，所述连续的空间分离的光束被引导到所述颗粒上。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述空间分离的光束包含在所述测量区域中的所述光束的一部分中的基本上均匀的空间强度分布。
20.一种颗粒分析仪，其特征在于，包括：
第一光学系统，配置为被固定地连接到样品系统并且配置为从辐射源沿着独立的光束路径引导光束，以便在所述样品系统的样品流测量区域中生成测量光束斑点；和
检测系统，配置为感测从所述样品流测量区域传送来的辐射。
21.如权利要求20所述的颗粒分析仪，其特征在于，使用粘附材料，所述第一光学系统被粘附到所述样品系统。
22.如权利要求20所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述第一光学系统被机械地紧固到所述样品系统。
23.如权利要求20所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述检测系统被固定地连接到所述样品系统。
24.如权利要求20所述的颗粒分析仪，其特征在于，所述测量光束斑点包含在所述测量区域中的所述斑点的一部分中的基本上均匀的空间强度分布。
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