CN104198356A - 流式细胞分析仪和散射光收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流式细胞分析仪，包括光学系统、鞘流室和光纤，其中，所述光学系统，用于将激光光源转换为点光源；并将所述转换的点光源投射入流经所述鞘流室的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；所述光纤，用于分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。本发明进一步提供一种散射光收集方法。本发明取得了结构简单、造价成本低、调试简单的有益效果。

Description

流式细胞分析仪和散射光收集方法

技术领域

本发明涉及医学检测领域，尤其涉及流式细胞分析仪和散射光收集方法。

背景技术

当今先进的流式细胞分析技术中，使用鞘流技术使细胞形成细胞流逐一流经鞘流室，在激光的照射下获得细胞的散射光，散射光的低角度对应细胞体积大小信息，高角度对应细胞核结构信息，通过对高、低角散射光强度来分析从而获取精准的白细胞五分类信息，为此激光技术成为血液细胞五分类的核心关键技术。

现有的流式细胞分析仪的光学系统中，如图1所示，由前光学系统10、鞘流室20与后光学系统30三部分组成。前光学系统10包括半导体激光器11、非球面准直透镜12、滤波器13、光阑14，分束器16、光电二极管15和聚焦透镜17，实现激光光源转换为照射到鞘流室20的鞘流21的点光源，点光源照射到流经鞘流室20的细胞流上，当细胞被激光照射时，获得细胞信息的散射光，该散射光照射到后光学系统30，后光学系统30包括准直镜31、分束器32、高角光阑33、低角光阑36、高角聚焦透镜34、低角聚焦透镜36、高角接收激光光电二极管35、低角接收激光光电二极管38，后光学系统30通过镜片组将散射光准直、分光、分角、聚焦照射到接收激光光电二极管上获得不同类别细胞的信息，但后光学系统结构复杂，势必造成制造成本增加；而激光束的大小与细胞匹配直径需要达到20～100微米左右的要求，这必须要求镜片加工精准；另外，对激光光源、前光学系统、鞘流室、后光学系统直到接收激光光电二极管的准直调整精度要求极高，从而造成调整难度极大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流式细胞分析仪，旨在解决现有的流式细胞分析仪的结构复杂、造价成本高、加工精度高、调试困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种流式细胞分析仪，所述流式细胞分析仪包括光学系统、鞘流室和光纤，其中，

所述光学系统，用于将激光光源转换为点光源；并将所述转换的点光源投射入流经所述鞘流室的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；

所述光纤，用于分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

优选地，所述光纤包括低角度光纤和高角度收集光纤，

所述低角度光纤，用于收集所述散射光中的低角度散射光；

所述高角度光纤，用于收集所述散射光中的高角度散射光。

优选地，所述光纤设置有低角度散射区和高角度散射区，所述低角度光纤对应位于所述低角度散射区内；所述高角度光纤对应位于所述高角度散射区内。

优选地，所述低角度散射光对应细胞体积信息；所述高角度散射光对应细胞结构信息。

优选地，所述细胞结构信息包括细胞核结构信息。

优选地，所述低角度散射光的角度范围为0至10度；所述高角度散射光的角度范围为15至25度。

优选地，所述低角度光纤设置于所述光纤的中心位置；所述高角度光纤围绕所述低角度光纤在周边均匀分布。

优选地，所述光纤包括至少一组所述低角度光纤和至少一组所述高角度光纤。

优选地，所述低角度光纤组中所述低角度光纤的数量至少为一根；所述高角度光纤组中所述高角度光纤的数量至少为一根。

优选地，所述低角度光纤组设置为一组，所述低角度光纤组中所述低角度光纤的数量为四根，所述高角度光纤组设置为四组，其中，上下两组的所述高角度光纤的数量为二根，左右两组的所述高角度光纤的数量为四根。

优选地，所述流式细胞分析仪还包括光纤保护套，所述光纤保护套设置于所述光纤的外表面，用于保护所述光纤不受损伤。

为了解决上述的技术问题，本发明还提供一种散射光收集方法，所述散射光收集方法包括：

将激光光源转换为点光源；

将所述转换的点光源投射入细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；

采用光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

优选地，所述采用光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息的步骤具体包括：

根据所述散射光的光强度的不同，采用多路或多条光纤收集所述散射光，获取所述细胞信息。

本发明提供的一种流式细胞分析仪，包括光学系统、鞘流室和光纤，其中，所述光学系统，用于将激光光源转换为点光源；并将所述转换的点光源投射入流经所述鞘流室的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；所述光纤，用于分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。本发明提供的一种流式细胞分析仪，采用光纤代替传统的后光学系统，实现将接收到的激光束传递到接收光敏二极管，获得高质量的光信号；无需使用分束镜片、分角光栅等复杂的配套光学镜片，非常简单地在空间位置排布获得多束、多角度散射激光；利用光导纤维的可塑性，方便的将收集到的光束传递到任意位置，并与接收光敏二极管很好的配合；由于没有采用光学镜片，调试极其方便、结构简单、成本低。

附图说明

图1为现有技术中流式细胞分析仪的结构框图；

图2为本发明流式细胞分析仪一实施例的结构框图；

图3为本发明流式细胞分析仪的光斑示意图；

图4为本发明流式细胞分析仪的光纤分布示意图；

图5为本发明流式细胞分析仪的光纤分布区示意图；

图6为本发明散射光收集方法的第一实施例的流程示意；

图7为本发明散射光收集方法的第二实施例的流程示意。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种流式细胞分析仪，参照图2，在一实施例中，该流式细胞分析仪包括光学系统10、鞘流室20和光纤300，其中，

所述光学系统10，用于将激光光源转换为点光源；并将所述转换的点光源投射入流经所述鞘流室20的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；

如图1所示，流式细胞分析仪的光学系统10将激光光源转换为点光源。光学系统10包括半导体激光器11、非球面准直透镜12、滤波器13、光阑14、分束器16、光电二极管15和聚焦透镜17，激光光源由半导体激光器11产生，经由非球面准直透镜12、滤波器13、光阑14、分束器16、光电二极管15和聚焦透镜17的处理后转换为点光源。

所述光纤300，用于分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

流式细胞分析仪的光纤300分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息，散射光包括低角度散射光和高角度散射光，低角度散射光对应细胞体积信息；高角度散射光对应细胞结构信息，从而获取所述细胞的信息。

本实施例中流式细胞分析仪采用光纤代替传统的后光学系统，实现将接收到的激光束传递到接收光敏二极管，获得高质量的光信号；无需使用分束镜片、分角光栅等复杂的配套光学镜片，非常简单地在空间位置排布获得多束、多角度散射激光；利用光导纤维的可塑性，方便的将收集到的光束传递到任意位置，并与接收光敏二极管很好的配合；由于没有采用光学镜片，调试极其方便、结构简单、成本低。

进一步参见图2，本实施例所述的光纤300，包括低角度光纤301和高角度光纤302，所述低角度光纤301，用于收集所述散射光中的低角度散射光；所述高角度光纤302，用于收集所述散射光中的高角度散射光。

流式细胞分析仪的低角度光纤301，用于收集所述散射光中的低角度散射光；其中，低角度散射光对应细胞体积信息。高角度光纤302用于收集所述散射光中的高角度散射光；其中，所述高角度散射光对应细胞结构信息，具体地，所述细胞结构信息包括细胞核结构信息。

低角度和高角度的设定可根据实际的散射光信息确定，具体地，如图3所示，散射光41发出低角度散射光和高角度散射光，其中，产生的三束散射光中，散射角的角度分别为10度散射角42，15度散射角43和25度散射角44，其中，低角度散射光的角度范围为0至10度；高角度散射光的角度范围为15至25度，从而在对应生成的光斑中，产生0至10度的低角度散射区46和15至25度角的高角度散射区45。当然，也可以类推将光纤300布局在其他角度区，收集对应角度散射光。0～2度是散射光本底，为了排除本底，低角度光纤可避开散射光本底角度布局。

光纤300在收集区内布局，可分成一组也可分成多组，每组可有一到多条光纤组成，具体以散射光的光强强度确定，如图4所示，光纤300设置有低角度散射区46和高角度散射区45，低角度光纤301对应位于所述低角度散射区46内；高角度光纤302对应位于高角度散射区46内。光纤300设置有一组低角度光纤301和四组高角度光纤302。所述低角度光纤组中低角度光纤301的数量为二根；高角度光纤组中高角度光纤302的数量为二根。低角度光纤组中的低角度光纤的数量为四根，高角度光纤组中，上下两组的高角度光纤302的数量为二根，左右两组的所述高角度光纤302的数量为四根。如果需再增加其它角度的激光收集，只需在光纤300的区域布局上再增加其它对应角度的接收光纤即可。

如图5所示，在本实施例中，流式细胞分析仪还包括光纤保护套48，光纤保护套48设置于光纤300的外表面，用于保护光纤300不受损伤。由于光纤300的可塑性可将光纤300弯曲到不同角度，从而与接收光电管进行匹配，但如果光纤300弯折的角度过大的话，容易导致光纤300损伤，所以在本实施例中，设置光纤保护套48进一步保护光纤300。

如图6所示，本实施例还提供一种散射光收集方法，在第一实施例中，所述散射光收集方法包括：

步骤S100、将激光光源转换为点光源。

流式细胞分析仪的光学系统将激光光源转换为点光源。光学系统包括半导体激光器、非球面准直透镜、滤波器、光阑、分束器、光电二极管和聚焦透镜，激光光源由半导体激光器产生，经由非球面准直透镜、滤波器、光阑、分束器、光电二极管和聚焦透镜的处理后转换为点光源。

步骤S200、将所述转换的点光源投射入细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光。

流式细胞分析仪的光学系统将转换的点光源投射入流经所述鞘流室的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光。

步骤S300、采用光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

流式细胞分析仪的光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息，散射光包括低角度散射光和高角度散射光，低角度散射光对应细胞体积信息；高角度散射光对应细胞结构信息，从而获取所述细胞的信息。

本实施例提供的散射光收集方法，采用光纤代替传统的后光学系统，实现将接收到的激光束传递到接收光敏二极管，获得高质量的光信号；无需使用分束镜片、分角光栅等复杂的配套光学镜片，非常简单地在空间位置排布获得多束、多角度散射激光；利用光导纤维的可塑性，方便的将收集到的光束传递到任意位置，并与接收光敏二极管很好的配合；由于没有采用光学镜片，调试极其方便、结构简单、成本低。

如图7所示，在第一实施例1的基础上，步骤S300具体包括：

步骤S300A、根据所述散射光的光强度的不同，采用多路或多条光纤收集所述散射光，获取所述细胞信息。

低角度和高角度的设定可根据实际的散射光信息确定，具体地，散射光发出低角度散射光和高角度散射光，其中，产生的三束散射光中，散射角的角度分别为10度散射角，15度散射角和25度散射角，其中，低角度散射光的角度范围为0至10度；高角度散射光的角度范围为15至25度，从而在对应生成的光斑中，产生0至10度的低角度散射区和15至25度角的高角度散射区。当然，也可以类推将光纤布局在其他角度区，收集对应角度散射光。

光纤在收集区内布局，可分成一组也可分成多组，每组可有一到多条光纤组成，具体以散射光的光强强度确定，光纤设置有低角度散射区和高角度散射区，低角度光纤对应位于所述低角度散射区内；高角度光纤对应位于高角度散射区内。光纤设置有一组低角度光纤和四组高角度光纤。所述低角度光纤组中低角度光纤的数量为二根；高角度光纤组中高角度光纤的数量为二根。低角度光纤组中的低角度光纤的数量为四根，高角度光纤组中，上下两组的高角度光纤的数量为二根，左右两组的所述高角度光纤的数量为四根。如果需再增加其它角度的激光收集，只需在光纤的区域布局上再增加其它对应角度的接收光纤即可。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种流式细胞分析仪，其特征在于，所述流式细胞分析仪包括光学系统、鞘流室和光纤，所述鞘流室与所述光学系统相连，所述光纤与所述鞘流室相连，其中，

所述光学系统，用于将激光光源转换为点光源；并将所述转换的点光源投射入流经所述鞘流室的细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；

所述光纤，用于分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

2.如权利要求1所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述光纤包括低角度光纤和高角度收集光纤，

所述低角度光纤，用于收集所述散射光中的低角度散射光；

所述高角度光纤，用于收集所述散射光中的高角度散射光。

3.如权利要求2所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述光纤设置有低角度散射区和高角度散射区，所述低角度光纤对应位于所述低角度散射区内；所述高角度光纤对应位于所述高角度散射区内。

4.如权利要求2所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述低角度散射光对应细胞体积信息；所述高角度散射光对应细胞结构信息。

5.如权利要求4所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述细胞结构信息包括细胞核结构信息。

6.如权利要求2所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述低角度散射光的角度范围为0至10度；所述高角度散射光的角度范围为15至25度。

7.如权利要求2所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述光纤包括至少一组所述低角度光纤和至少一组所述高角度光纤。

8.如权利要求7所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述低角度光纤组中所述低角度光纤的数量至少为一根；所述高角度光纤组中所述高角度光纤的数量至少为一根。

9.如权利要求8所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述低角度光纤组设置为一组，所述低角度光纤组中所述低角度光纤的数量为四根，所述高角度光纤组设置为四组，其中，上下两组的所述高角度光纤的数量为二根，左右两组的所述高角度光纤的数量为四根。

10.如权利要求2至9任一项所述的流式细胞分析仪，其特征在于，所述流式细胞分析仪还包括光纤保护套，所述光纤保护套设置于所述光纤的外表面，用于保护所述光纤不受损伤。

11.一种散射光收集方法，其特征在于，所述散射光收集方法包括：

将激光光源转换为点光源；

将所述转换的点光源投射入细胞流上，产生包含与细胞的特征对应的各种角度的散射光；

采用光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息。

12.如权利要求11所述的一种散射光收集方法，其特征在于，所述采用光纤分区域对应收集所述各种角度的散射光，获取所述细胞的信息的步骤具体包括：

根据所述散射光的光强度的不同，采用多路或多条光纤收集所述散射光，获取所述细胞信息。