CN105143880A

CN105143880A - 用于使用全内反射收集光的方法和系统

Info

Publication number: CN105143880A
Application number: CN201480023675.6A
Authority: CN
Inventors: 格里特·J.·范登安荷; 蒂莫西·韦恩·彼得森
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: JP2016522893A; EP2989457A4; AU2014257116A1; CN105143880B; JP6396430B2; US20140320861A1; AU2014257116B2; BR112015025048B1; EP2989457A1; WO2014176366A1; BR112015025048A2; EP2989457B1; ES2963359T3

Abstract

本公开的方面包括一种流动池喷嘴，该流动池喷嘴被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光。根据某些实施例的流动池喷嘴包括喷嘴室，具有近端和远端；以及喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处；其中流动池喷嘴被配置成通过全内反射朝着喷嘴室的近端向上游传播从流动流中的样本发射的光穿过流动池喷嘴孔。还提供了采用本主题的流动池喷嘴的系统和方法。

Description

用于使用全内反射收集光的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及2013年4月26日提交的美国临时专利申请序列NO.61/816,288，该申请的公开内容通过引用结合于此。

背景技术

流式细胞术是用于基于诸如细胞表面标志物、DNA或其他细胞内容物的特性来表征和/或分选生物材料的技术。该技术可以用来记录分布和/或分选生物材料。感兴趣的生物材料典型地存在于水基溶液中(诸如，在电泳实验中的鞘液流检测中)，并且可以包括可检测的标记物(诸如，荧光染料)。在流式细胞术中，实验者在水性通道(aqueouschannel)中在生物材料上发出一束或多束光，并且观察从样本散射和发射的光。材料(诸如，形态学或荧光标记)的变化可以引起所观察到的光的变化，并且这些变化允许期望的表征和分类。为了定量这些变化，必须收集光。期望收集尽可能多的光以便使工艺的速度和灵敏度最大化。

在先前使用的流式细胞仪中，典型地使用一种高数值孔径(NA)显微镜物镜或光纤观察到直角散射的光垂直于液体流动。最高品质的显微镜物镜具有0.6的“数值孔径”，这提供了2β＝37°(0.64弧度)的对极角(subtendedpolarangle)。与这种方法相关联的一些困难包括高NA透镜的非常有限的视野深度以及使该透镜的精确焦点与流动通道的辐照区域精确对准的必要性。其他方法包括收集来自流动通道内的光。这些方法可以破坏样本流动和/或污染样本。提供对来自流动通道的光的改进的收集并且使光收集最大化同时使对该流动通道的破坏最小化的方法和系统是感兴趣的。

发明内容

本公开的方面包括一种流动池喷嘴，流动池喷嘴被配置成通过全内反射向上游传播由流动流(flowstream)中的样本发射的光。根据某些实施例的流动池喷嘴包括喷嘴室，具有近端和远端；以及喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处；其中流动池喷嘴被配置成通过全内反射朝着喷嘴室的近端传播从流动流中的样本发射的光穿过流动池喷嘴孔。

本公开的方面包括用于测量由流动流中的样本发射的光的系统。根据某些实施例的系统包括：光源；流动池喷嘴，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光；以及检测器，用于测量由样本传播的光的一个或更多个波长。

在一些实施例中，描述了一种用于流式细胞仪的光学系统，该光学系统包括：喷嘴，包括喷嘴室和喷嘴孔；流动通道，被配置成从喷嘴孔流出并且具有探询区(interrogationzone)；辐照源，被配置成从特定方向在探询区中的流动通道处引导探测光束；以及透镜系统，被可操作地连接到喷嘴室并且被配置成收集从喷嘴孔发射的光。在一些实施例中，透镜系统可以包括被配置成准直发射光的两个或更多个透镜。透镜系统可以位于被可操作地连接到喷嘴的透镜壳体室中。在一些实施例中，透镜系统可以位于喷嘴室中。喷嘴室可以具有相对于流动通道在130度与140度之间的内部斜面。透镜系统可以正交于来自辐照源的探测光束而布置。发射光可以在探询区中产生并且在流动通道内通过内反射传输至喷嘴孔。

在一些实施例中，公开了一种用于流式细胞术的系统，该系统包括：喷嘴，具有喷嘴室和喷嘴孔；具有探询区的流动通道；以及辐照源，从特定方向在探询区中的流动通道处引导光束；透镜系统，被布置在喷嘴室中并且被配置成收集从喷嘴孔发射的光。喷嘴室可以包括一个或更多个流体端口。在一些实施例中，该系统可以包括样本注射管。在一些实施例中，该系统可以包括被布置在透镜系统之上的光检测系统。透镜系统可以包括一个或更多个透镜。喷嘴室可以具有内部斜面，并且内部斜面与流动通道之间的角度可以在130度与140度之间。本发明的喷嘴孔可以具有大于1mm的直径。喷嘴室可以在喷嘴孔处具有0.25mm或更小的壁厚。在一些实施例中，从喷嘴孔到透镜系统中的第一透镜的距离在2mm与100mm之间的范围内。

本公开的方面还包括用于测定样本的方法。根据某些实施例的方法包括：在探询场中使用光源辐照流动流中的样本；检测由流动流中的样本发射的光，其中检测到的光通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔；以及在一个或更多个波长下测量检测到的光。在一些实施例中，公开了一种用于收集光的方法，其中该方法包括：辐照流动通道的探询区中的样本，其中辐照包括以基本上正交于流动通道的角度在探询区处引导光束；以及使用收集系统收集由样本发射的光，其中收集系统包括被布置在流动通道的喷嘴孔之上的透镜系统。在一些实施例中，样本被分选到两个或更多个收集容器中。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从以下详细描述更好地理解本发明。附图中包括以下图：

图1A描绘了来自根据某些实施例的流式细胞仪流动池的顶视图的图示。

图1B描绘了来自根据某些实施例的流式细胞仪流动池的侧视图的图示。

图2A描绘了检测器相对于根据某些实施例的流动池喷嘴的定位。

图2B描绘了检测器针对根据某些实施例的流动池喷嘴的定位。

具体实施方式

在更详细地描述本发明之前，应当理解的是本发明不限于所描述的具体实施例，因此可以变化。还应当理解的是，本文使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制。

在提供值的范围的情况下，应当理解的是到下限的第十个单位(除非上下文另外清晰地指示)的、该范围的上限与下限之间的每个中间值以及任何其他陈述的值或在该陈述范围内的中间值都被涵盖在本发明之内。这些更小范围的上限和下限可以独立地被包括在更小范围之内，并且也被涵盖在本发明之内，服从于在陈述范围内任何具体排除的限制。在陈述范围包括一个或两个限制情况下，排除那些被包括的限制中的任一个或两者的范围也被包括在本发明之内。

除非另外定义，本文使用的所有技术性和科学性术语具有与本发明所属领域的技术人员通常所理解的含义相同的含义。虽然类似于或等效于本文描述的那些的任何方法和材料也能够用于本发明的实践或测试中，但现在将对代表性的说明性方法和材料进行描述。

在本说明书中引用的所有出版物和专利通过引用结合于此，就像每个单独的出版物或专利被具体地并且单独地指示为通过引用结合，并且通过引用结合于此以结合所引用的出版物来公开和描述这些方法和/或材料。任何出版物的引用是针对在提交日之前的公开，并且不应当解释为承认由于先前发明而本发明不能先于此种出版物授权。另外，所提供的出版物的日期可以不同于实际公开日期，实际公开日期可能需要被独立确认。

要注意的是，如在本文中和在所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”以及“该”(“a”、“an”和“the”)包括复数指代物，除非上下文另外清晰地指示。还要注意，权利要求书可以被撰写为排除任何任选要素。因此，这样的陈述旨在用作使用与权利要求要素的叙述有关的排他性术语(如“单独”、“仅”等)或使用“否定型”限定的前置基础。

如在阅读本公开时对于本领域技术人员来说将明显的是，本文描述和说明的单独实施例中的每一个具有离散的组成部分和特征，这些组成部分和特征可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下容易地与任何其他若干实施例的特征分离或组合。能够以所叙述的事件的顺序或以逻辑上可行的任何其他顺序进行任何叙述的方法。

如上所概述，本公开提供一种流动池，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光。在进一步描述本公开的实施例中，首先更详细地描述被配置用于通过全内反射传播由流动流中的样本发射的光的流动池。接下来，描述用于测量由流动流中的样本发射的光的系统。还提供了用于测定样本的方法。

用于传播由流动流中的样本发射的光的流动池喷嘴

如上所概述的，本公开的方面包括流动池，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光。本文使用的术语“传播”在其常规意义上是指使光行进穿过流动流的流体介质，其中经传播的光的路径是通过流体介质进行的折射、反射、衍射和干涉的函数。如下更详细地描述的，由流动流中的样本发射的光通过全内反射向上游传播。“上游”意指在与通过流动流进行的流体流动方向相反的方向上传播并且收集发射光。换言之，在流动池喷嘴被定位成产生沿着X-Y平面上的Y轴线、沿着正Y方向移动(traverse)的流动流的情况下，本发明的实施例的流动池喷嘴被配置成在负Y方向上传播光。同样，在流动池喷嘴被定位成产生沿着X-Y平面上的X轴线、沿着正X方向移动的流动流的情况下，流动池喷嘴被配置成在负X方向上传播光。

本文使用的短语“全内反射”在其常规意义上是指在流体介质的边界内传播电磁波，使得当传播的波以相对于表面的法线大于临界角的角度撞击介质边界时，电磁波被内部反射。具体地说，在流体介质边界的其他侧面上折射率更低并且入射角大于临界角的情况下，传播的光波不穿过边界并且被内部反射。由流动流中的样本发射的光在流动介质中在所有方向上都反射光。从流动通道外部可能观察不到所有的光信号。大部分光保留在流动流的圆柱形柱内，使得流动流充当波导。用超过临界角(即，全内反射(TIR)的角)的角度接近流体介质/空气界面的光线被反射回到介质中。例如，水到空气界面的TIR角是arcsin(1/1.33)＝48.7°。因此，沿着流动通道的轴线的两个光的圆锥(一个在发光颗粒之上并且一个在发光颗粒之下)被捕捉在流式细胞仪流动流内部。对于各向同性地发荧光的颗粒，在每个圆锥内部的捕捉的光代表2pi(1-cos(90-48.7))/4pi或0.1244的总荧光发射。

在本公开的实施例中，流动池喷嘴被配置成通过全内反射沿上游方向传播由流动流中的样本发射的光。换言之，本主题的流动池喷嘴被配置成将在流动流内传播的光穿过喷嘴孔引导回到流动池喷嘴中，并且由检测器测量的光是在流动流内被内部反射的光。在实施例中，本主题的流动池喷嘴被配置成通过全内反射向上游传播5％或更多的由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔，诸如10％或更多，诸如15％或更多，诸如25％或更多，诸如35％或更多，诸如50％或更多，诸如65％或更多，诸如75％或更多，诸如85％或更多，诸如95％或更多，诸如99％或更多，并且包括通过全内反射向上游传播99.％或更多的由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔。例如，感兴趣的流动池喷嘴可以被配置成向上游传播从5％至95％的由流动流中的样本发射的光，诸如从10％至90％，诸如从15％至85％，诸如从20％至80％，诸如从25％至75％，并且包括从30％至70％的由该样本发射的光。

在本公开的实施例中，流动池喷嘴包括喷嘴室，喷嘴室具有在其中收集向上游传播的光的近端和具有与流动流流体连通的喷嘴孔的远端。在一些示例中，流动池喷嘴包括：近端圆柱形部分，该近端圆柱形部分限定纵轴线；以及远端截头圆锥形部分，该远端截头圆锥形部分终止在横向于纵轴线的具有喷嘴孔的平坦表面中。近端圆柱形部分的长度(如沿着纵轴线所测量的)可以在从1mm至15mm(诸如从1.5mm至12.5mm，诸如从2mm至10mm，诸如从3mm至9mm并且包括从4mm至8mm)的范围内变化。远端截头圆锥形部分的长度(如沿着纵轴线所测量的)也可以在从1mm至10mm(诸如从2mm至9mm，诸如从3mm至8mm并且包括从4mm至7mm)的范围内变化。在一些实施例中，流动池喷嘴室的直径可以在从1mm至10mm(诸如从2mm至9mm，诸如从3mm至8mm并且包括从4mm至7mm)的范围内变化。

在某些示例中，喷嘴室不包括圆柱形部分并且整个流动池喷嘴室是截头圆锥形形状。在这些实施例中，截头圆锥形喷嘴室的长度(如沿着横向于喷嘴孔的纵轴线所测量的)可以在从1mm至15mm(诸如从1.5mm至12.5mm，诸如从2mm至10mm，诸如从3mm至9mm并且包括从4mm至8mm)的范围内。截头圆锥形喷嘴室的近端部分的直径可以在从1mm至10mm(诸如从2mm至9mm，诸如从3mm至8mm并且包括从4mm至7mm)的范围内。

取决于流动流的特征和用于检测光的方案(protocol)(以下描述)，在某些实施例中，流动喷嘴的截头圆锥形壁相对于流动流的纵轴线的角度可以在从120°至160°的范围内变化，诸如在从125°与155°范围内的角度，诸如从130°与150°范围内的角度，并且包括从135°与145°范围内的角度。在一些实施例中，喷嘴室的截头圆锥形壁相对于流动流的纵轴线形成140°角度。在其他实施例中，喷嘴室的壁相对于流动流的纵轴线形成130°角度。在某些实施例中，喷嘴室的壁相对于流动流的纵轴线形成135°角度。

在一些实施例中，喷嘴室的壁是反射的。本文使用的术语“反射的”在其常规意义上是指喷嘴室壁改变电磁波的方向(例如，通过镜面反射)的能力。所有或部分的壁可以是反射的。例如，10％或更多的喷嘴室壁可以是反射的，诸如25％或更多，诸如50％或更多，诸如75％或更多，诸如90％或更多，并且包括95％或更多的喷嘴室壁可以是反射的。在某些实施例中，喷嘴室的所有壁都是反射的。

取决于与喷嘴室壁关联(例如，施加到喷嘴室壁)的反射涂层(如下所述)，喷嘴室壁可以反射如所期望的波长范围(诸如从200nm至1500nm，诸如从250nm至1250nm，诸如从300nm至1000nm，诸如从350nm至900nm并且包括从400nm至800nm)。在一个实例中，流动池喷嘴室的壁反射紫外线、可见光和近红外光。在另一个实例中，流动池喷嘴室的壁反射紫外线和可见光。在另一个实例中，流动池喷嘴室的壁反射可见光。在另一个实例中，流动池喷嘴室的壁反射紫外光。在另一个实例中，流动池喷嘴室的壁反射红外光。

取决于喷嘴室壁的所期望的反射率，施加到喷嘴室上的光学反射器涂层可以变化。在一些实施例中，喷嘴室壁包括一层或更多层的高反射器涂层(诸如两层或更多层，诸如三层或更多层，诸如四层或更多层，并且包括五层或更多层的高反射器涂层)。高反射器涂层可以是薄层金属涂层(诸如但不限于：金、银、铝、铬、镍、铂、因科镍合金(Inconel)以及其任何组合)。取决于所期望的反射率谱，高反射器涂层的厚度可以在从100nm至900nm，诸如从150nm至850nm，诸如从200nm至800nm，诸如从250nm至750nm，诸如从300nm至700nm的范围内，并且包括从350nm至650nm范围内的厚度。在喷嘴室壁包括多于一层的高反射器涂层的情况下，每层的厚度可以变化，诸如50nm或更多，诸如100nm或更多，诸如150nm或更多，诸如250nm或更多，诸如300nm或更多，诸如500nm或更多，诸如600nm或更多的厚度，并且包括750nm或更多的厚度。

由喷嘴室壁镜面反射的光的量可以根据喷嘴室壁的角度、反射器涂层的类型以及反射器涂层的厚度而变化。在一些示例中，喷嘴室壁具有5％或更多(诸如10％或更多，诸如15％或更多，诸如25％或更多，诸如35％或更多，诸如50％或更多，诸如65％或更多，诸如75％或更多，诸如85％或更多，诸如90％或更多，诸如95％或更多，诸如97％或更多)的反射率，并且包括99％的反射率。在某些示例中，喷嘴室壁具有100％的反射率。

在喷嘴室的壁是反射的情况下，喷嘴室壁可以成角度以将来自喷嘴孔的光朝着喷嘴室的近端引导。在这些实施例中，喷嘴室的壁可以被配置成优化收集通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔的光。“优化”意指与没有成角度以将光反射到喷嘴室的近端的喷嘴室壁相比，该喷嘴室壁的配置使朝着喷嘴室的近端引导的光的量增加诸如5％或更多，诸如10％或更多，诸如15％或更多，诸如25％或更多，诸如50％或更多，诸如75％或更多，诸如90％或更多，并且包括与没有成角度以将光引导至喷嘴室的近端的喷嘴室壁相比，被配置成使朝着喷嘴室的近端引导的光的量增加95％或更多。在某些实施例中，壁相对于从喷嘴孔发出的流动流的纵轴线形成从120°至160°范围内的角度，诸如从125°与155°范围内的角度，诸如从130°与150°范围内的角度，并且包括从135°与145°范围内的角度。在一些实施例中，喷嘴室的壁相对于流动流的纵轴线形成140°的角度。在其他实施例中，喷嘴室的壁相对于流动流的纵轴线形成130°的角度。在某些实施例中，喷嘴室的壁相对于流动流的纵轴线形成135°的角度。

取决于流动流的所期望的特征，流动池喷嘴孔可以是任何适合的形状，其中感兴趣的截面形状包括，但不限于：直线截面形状(例如，正方形、长方形、梯形、三角形、六角形等)；曲线截面形状(例如，圆形、椭圆形)；以及不规则形状(例如，耦接到平面顶部的抛物线底部)。在某些实施例中，感兴趣的流动池喷嘴具有圆形孔。在一些实施例中，喷嘴孔的大小可以在从1μm至20000μm(诸如从2μm至17500μm，诸如从5μm至15000μm，诸如从10μm至12500μm，诸如从15μm至10000μm，诸如从25μm至7500μm，诸如从50μm至5000μm，诸如从75μm至1000μm，诸如从100μm至750μm并且包括从150μm至500μm)的范围内变化。在某些实施例中，喷嘴孔是100μm。在该孔处的流动池喷嘴的壁厚也可以在从0.001mm至25mm(诸如从0.005mm至22.5mm，诸如从0.01mm至20mm，诸如从0.05mm至17.5mm，诸如从0.1mm至15mm，诸如从0.25mm至12.5mm，诸如从0.5mm至10mm，诸如从0.75mm至7.5mm并且包括从1mm至5mm)的范围内变化。在某些实施例中，在喷嘴孔处的壁厚是不大于5mm，诸如不大于4mm，诸如不大于2mm，诸如不大于1mm，诸如不大于0.5mm，诸如不大于0.25mm并且包括0.1mm。例如，在某些示例中，在喷嘴孔处的壁厚是不大于0.25mm。在一些实施例中，在喷嘴孔处的壁厚是喷嘴孔的宽度的一半(1/2)或更小，诸如喷嘴孔的宽度的三分之一(1/3)或更小，诸如喷嘴孔的宽度的四分之一(1/4)或更小，诸如喷嘴孔的宽度的五分之一(1/5)并且包括喷嘴孔的宽度的六分之一(1/6)或更小。例如，在喷嘴孔是2mm宽的情况下，在该喷嘴孔处的流动池的壁厚可以是1mm或更小，诸如0.75mm或更小，诸如0.5mm或更小并且包括0.25mm或更小。在喷嘴孔是1mm宽的情况下，在喷嘴孔处的流动池的壁厚可以是0.5mm或更小，诸如0.25mm或更小并且包括0.1275mm或更小。

在一些实施例中，流动池喷嘴包括样本注射端口，样本注射端口被配置成将样本提供给流动池喷嘴。在实施例中，样本注射系统被配置成向流动池喷嘴室提供合适流量的样本。取决于流动流的所期望的特征，通过样本注射端口输送到流动池喷嘴室中的样本的速率可以是1μL/秒或更多，诸如2μL/秒或更多，诸如3μL/秒或更多，诸如5μL/秒或更多，诸如10μL/秒或更多，诸如15μL/秒或更多，诸如25μL/秒或更多，诸如50μL/秒或更多并且包括100μL/秒或更多。

样本注射端口可以是被定位在喷嘴室的壁中的孔，或可以是被定位在喷嘴室的近端处的导管。在样本注射端口是被定位在喷嘴室的壁中的孔的情况下，样本注射端口孔可以是任何合适的形状，其中感兴趣的截面形状包括，但不限于：直线截面形状(例如，正方形、长方形、梯形、三角形、六角形等)；曲线截面形状(例如，圆形、椭圆形等)；以及不规则形状(例如，耦接到平面顶部的抛物线底部)。在某些实施例中，样本注射端口具有圆形孔。在某些示例中，样本注射端口孔的大小可以根据具有在从0.5mm至2.5mm(诸如从0.75mm至2.25mm，诸如从1mm至2mm并且包括从1.25mm至1.75mm)范围内(例如1.5mm)的开口的形状而变化。

在某些示例中，样本注射端口是被定位在流动池喷嘴室的近端处的导管。例如，样本注射端口可以是被定位成具有与流动池喷嘴孔成直线的样本注射端口的孔的导管。在样本注射端口是与流动池喷嘴孔成直线定位的导管的情况下，样本注射管的截面形状可以是任何合适的形状，其中感兴趣的截面形状包括，但不限于：直线截面形状(例如，正方形、长方形、梯形、三角形、六角形等)；曲线截面形状(例如，圆形、椭圆形)；以及不规则形状(例如，耦接到平面顶部的抛物线底部)。在某些示例中，导管的孔可以根据具有从0.5mm至2.5mm(诸如从0.75mm至2.25mm，诸如从1mm至2mm并且包括从1.25mm至1.75mm)范围内(例如1.5mm)的开口的形状而变化。样本注射端口的尖端的形状可以与样本注射管的截面形状相同或不同。例如，样本注射端口的孔可以包括斜切的尖端，该尖端具有从1°至10°(诸如从2°至9°，诸如从3°至8°，诸如从4°至7°)范围内的斜角，并且包括5°的斜角。

在一些实施例中，流动池喷嘴还包括鞘流体注射端口，该鞘流体注射端口被配置成向流动池喷嘴提供鞘流体。在实施例中，鞘流体注射系统被配置成将鞘流体流例如连同样本一起提供给流动池喷嘴室以产生包围样本流动流的鞘流体的层状流动流。取决于流动流的所期望的特征，通过输送到流动池喷嘴室的鞘流体的速率可以是25μL/秒或更多，诸如50μL/秒或更多，诸如75μL/秒或更多，诸如100μL/秒或更多，诸如250μL/秒或更多，诸如500μL/秒或更多，诸如750μL/秒或更多，诸如1000μL/秒或更多并且包括2500μL/秒或更多。

在一些实施例中，鞘流体注射端口是被定位在喷嘴室的壁中的孔。鞘流体注射端口孔可以是任何合适的形状，其中感兴趣的截面形状包括，但不限于：直线截面形状(例如，正方形、长方形、梯形、三角形、六角形等)；曲线截面形状(例如，圆形、椭圆形)；以及不规则形状(例如，耦接到平面顶部的抛物线底部)。在某些示例中，样本注射端口孔的大小可以根据具有从0.5mm至2.5mm(诸如从0.75mm至2.25mm，诸如从1mm至2mm并且包括从1.25mm至1.75mm)范围内(例如1.5mm)的开口的形状而变化。

在一些示例中，流动池喷嘴包括一个或更多个光学调节部件。“光学调节”意指如所期望的，在被输送到检测器(如下更详细地讨论)用于测量之前，改变从流动流向上游传播穿过喷嘴孔的发射光。例如，光学调节可以是增加收集到的光束的尺寸，以使收集到的光束聚焦在检测器的表面上或准直该光束。在一些示例中，光学调节是一种放大方案以便使在流动流内通过全内反射传播穿过喷嘴孔的光束所产生的束斑(beamspot)增加，诸如使束斑增加5％或更大，诸如10％或更大，诸如25％或更大，诸如50％或更大，并且包括使束斑的尺寸增加75％或更大。在其他实施例中，光学调节包括聚焦收集到的光束以便使束斑的尺寸减小诸如％或更大，诸如10％或更大，诸如25％或更大，诸如50％或更大，并且包括使束斑的尺寸减小75％或更大。

在某些实施例中，光学调节包括准直朝着流动池喷嘴的近端引导的光。使用的术语“准直”在其常规意义上是指光学调节光传播的共线性或减小光偏离传播共轴的发散性。在一些示例中，准直包括使光束的空间截面变窄。

光学调节部件可以是提供对收集到的光的所期望的改变的任何合适的装置或结构，并且可以包括，但不限于透镜、反射镜、针孔、狭缝、光栅、光折射器以及其任何组合。根据需要，流动池喷嘴可以包括一个或更多个光学调节部件，诸如两个或更多个，诸如三个或更多个，诸如四个或更多个，并且包括五个或更多个光学调节部件。

在一些实施例中，流动池喷嘴和光学调节部件处于光学连通，但不物理地接触。取决于流动池喷嘴室的大小，光学调节部件可以被定位成距离流动池喷嘴室的近端一定距离，该距离是0.05mm或更多，0.1mm或更多，诸如0.2mm或更多，诸如0.5mm或更多，诸如1mm或更多，诸如5mm或更多，诸如10mm或更多，诸如25mm或更多，诸如50mm或更多，包括100mm或更多。在其他实施例中，光学调节部件物理地耦接到流动池喷嘴，诸如使用粘合剂一起共同模制或一起集成在壳体中，该壳体具有相邻于流动池喷嘴的近端定位的光学调节部件。因此，光学调节部件和流动池喷嘴可以被集成到单个单元中。

在一些实施例中，光学调节部件是聚焦透镜，该聚焦透镜具有从0.1至0.95的放大比，诸如从0.2至0.9的放大比，诸如从0.3至0.85的放大比，诸如从0.35至0.8的放大比，诸如从0.5至0.75的放大比，并且包括从0.55至0.7的放大比，例如0.6的放大比。例如，在某些示例中，聚焦透镜是具有大约0.6的放大比的双消色差缩小透镜。取决于喷嘴孔与透镜之间的距离、流动池喷嘴室的大小，聚焦透镜的焦距可以在从5mm至20mm(诸如从6mm至19mm，诸如从7mm至18mm，诸如从8mm至17mm，诸如从9mm至16mm)的范围内变化，并且包括从10mm至15mm范围内的焦距。在某些实施例中，聚焦透镜具有大约13mm的焦距。

在其他实施例中，光学调节部件是准直器。准直器可以是任何合适的准直方案(诸如一个或更多个反射镜或弯曲透镜或其组合)。例如，在某些示例中，准直器是单个准直透镜。在其他示例中，准直器是准直反射镜。在其他示例中，准直器包括两个透镜。在其他示例中，准直器包括反射镜和透镜。在准直器包括一个或更多个透镜的情况下，准直透镜的焦距可以在从5mm至40mm(诸如从6mm至37.5mm，诸如从7mm至35mm，诸如从8mm至32.5mm，诸如从9mm至30mm，诸如从10mm至27.5mm，诸如从12.5mm至25mm)的范围内变化，并且包括从15mm至20mm范围内的焦距。

在某些实施例中，光学调节部件是波长分离器。本文使用的术语“波长分离器”在其常规意义上是指用于将多色光分离成其分量波长(componentwavelength)以用于检测的光学方案。根据某些实施例，波长分离可以包括选择性地使多色光的特定波长或波长范围通过或选择性地阻挡多色光的特定波长或波长范围。可以是本主题的流动池喷嘴的一部分或与本主题的流动池喷嘴组合的感兴趣的波长分离方案包括但不限于：有色玻璃、带通滤波器、干涉滤波器、二向色镜、衍射光栅、单色器以及其组合、其他波长分离方案。

取决于被测定的光源和样本，本主题的流动池喷嘴可以包括一个或更多个波长分离器，诸如两个或更多个，诸如三个或更多个，诸如四个或更多个，诸如五个或更多个并且包括10个或更多个波长分离器。在系统包括两个或更多个波长分离器的情况下，可以单独地或串联地使用波长分离器来将多色光分离成分量波长。在一些实施例中，波长分离器被串联地布置。在其他实施例中，波长分离器被单独地布置，使得使用波长分离器中的每个来进行一次或多次测量以收集光。

在一些实施例中，本主题的流动池喷嘴包括一个或更多个光学滤波器。在某些示例中，光学滤波器包括具有从2nm至100nm(诸如从3nm至95nm，诸如从5nm至95nm，诸如从10nm至90nm，诸如从12nm至85nm，诸如从15nm至80nm)范围内的最小带宽的带通滤波器，并且包括具有从20nm至50nm范围内的最小带宽的带通滤波器。

在一些示例中，通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔。在本主题的流动池喷嘴包括被配置成收集并且调节穿过喷嘴孔发射的光的一个或更多个光学调节部件的情况下，喷嘴孔与光学调节部件之间的距离可以变化。取决于流动池喷嘴的大小和所期望的光学调节，喷嘴孔和光学调节部件可以被间隔5mm或更多，诸如10mm或更多，诸如25mm或更多，诸如35mm或更多，诸如50mm或更多，诸如65mm或更多，诸如75mm或更多，诸如100mm或更多，诸如250mm或更多并且包括500mm或更多。例如，喷嘴孔与光学调节部件之间的距离可以在从5mm至500mm，诸如从10mm至400nm，诸如从15mm至300mm，诸如从25mm至250mm，诸如从35mm至200mm并且包括从50mm至100mm的范围内。

图1A和图1B中的示意图图示了根据某些实施例的流动池喷嘴的不同方面。图1A是喷嘴100的顶视图，喷嘴100包括一个或更多个鞘流体注射端口110以向喷嘴室提供鞘流体。提供样本注射端口115以将样本(诸如，生物样本)引导至喷嘴室，并且随后两种液体可以作为流动流被引导至喷嘴孔。

图1B描绘了根据某些实施例的流动池喷嘴的截面示意性示图。图1B示出了为透镜系统145提供壳体的喷嘴室120。透镜系统可以包括被配置成将信号光引导至光收集装置的一个、两个或更多个透镜。喷嘴室120包括鞘液注射端口110和样本注射端口115。这些端口提供了样本和鞘流体到喷嘴室的递送。这些材料作为流动流150通过喷嘴孔140离开喷嘴室120。如上所述，喷嘴孔140可以具有所期望的任何合适的大小，诸如直径在1μm与2mm之间，包括在1mm与2mm之间。喷嘴孔140与透镜系统145中的第一透镜之间的距离可以是任何距离(诸如，在1mm与500mm之间，包括在2mm与100mm之间)。在一些实施例中，流动室可以包括内部倾斜的壁，内部倾斜的壁相对于流动通道的矢量而形成并且成130°与150°之间的角度。在一些实施例中，在孔140处的喷嘴尖端的厚度可以不大于流动通道的宽度的1/4，诸如不大于0.5mm，包括不大于0.25mm。

流动通道150离开喷嘴孔140并且穿过探询场160，在探询场160中来自光源170的光辐照流动流。在一些实施例中，从样本散射和/或发射的光的一部分可以离开流动流，其中可以用一个或更多个检测器来检测它。在一些示例中，光180通过全内反射而沿着壁向流动流上方内部地反射，其中壁充当光的波导。全内反射光180的一部分被喷嘴室120中的透镜系统145收集。在一些实施例中，大于90％的从孔140发射的光可以被透镜系统145收集。透镜系统可以将光引导至光收集系统(如下更详细地描述)(诸如，CCD照相机或用于收集和/或量化光信号的其他装置)。

用于测量由流动流中的样本发射的光的系统

本公开的方面包括用于测量由流动流中的样本发射的光的系统。在本公开的实施例中，本主题的系统被配置成测量由流动流中的样本发射的光，该光通过流动流的流动介质的全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔。如上所讨论，术语“上游”是指在与通过流动流进行的流体流动的方向相反的方向上传播并且收集发射光。换言之，在流动池喷嘴被定位成产生沿着X-Y平面中的Y轴线沿着正Y方向移动的流动流的情况下，流动池喷嘴被配置成在负Y方向上传播光。同样，在流动池喷嘴被定位成产生沿着X-Y平面中的X轴线沿着正X方向移动的流动流的情况下，流动池喷嘴被配置成在负X方向上传播光。

如上所讨论的，由本主题的系统测量的光是通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔回到喷嘴室中的由流动流中的样本发射的光。因此，在本公开的实施例中测量的光包括在流体介质的边界内传播使得光保留在流动流介质的边界内的光。如下更详细地描述，在一些实施例中，光源在喷嘴孔下游的检测场中辐照流动流，并且本主题的系统被配置成测量通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔回到流动池喷嘴室中的光。

如上所概述，系统包括：一个或更多个流动池喷嘴(如上所述)；光源，用于辐照从喷嘴孔发出的流动流；以及检测器，用于测量通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔的由流动流中的样本发射的光。

在实施例中，系统包括用于在一个或更多个探询场中用光辐照流动流的一个或更多个光源。“探询场”意指通过一个或更多个光源辐照的流动流的区域。探询场可以根据被探询的流动流的特性而变化。在实施例中，探询场可以跨越0.001mm或更多的流动流，诸如0.005mm或更多的流动流，诸如0.01mm或更多的流动流，诸如0.05mm或更多的流动流，诸如0.1mm或更多的流动流，诸如0.5mm或更多的流动流，并且包括1mm或更多的流动流。例如，探询场可以是诸如使用聚焦激光器辐照的流动流的平面截面。在另一个实例中，检测场可以是诸如例如与扩散激光束或灯的辐照轮廓相对应的预定长度的流动流。

在一些实施例中，感兴趣的系统包括一个或更多个光源，该一个或更多个光源被配置成在流动池喷嘴孔处或靠近流动池喷嘴孔探询流动流。例如，探询场可以是距离喷嘴孔大约0.001mm或更多，诸如0.005mm或更多，诸如0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多，并且包括距离喷嘴孔1mm或更多。换言之，流动流在距离喷嘴孔0.001mm或更多(诸如0.005mm或更多，诸如0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多)的区域处被辐照，并且包括在被定位成距离喷嘴孔1mm或更多的区域处辐照流动流。

在一些实施例中，感兴趣的系统被配置成在流动流的中断点(break-offpoint)处或靠近流动流的中断点辐照流动流。本文使用的术语“中断点”在其常规意义上是指流动流中的、连续的流动流开始形成液滴的点。例如，探询场可以被定位成距离流动流的中断点大约0.001mm或更多，诸如0.005mm或更多，诸如0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多，并且包括距离流动流的中断点1mm或更多。换言之，流动流在距离中断点0.001mm或更多(诸如0.005mm或更多，诸如0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多)的区域处被辐照，并且包括在被定位成距离中断点1mm或更多的区域处辐照流动流。

系统包括用于在一个或更多个探询场中用光辐照流动流的一个或更多个光源。在一些实施例中，光源是发射具有宽范围波长的光的宽带光源，例如，该宽范围波长诸如跨越50nm或更多，诸如跨越100nm或更多，诸如跨越150nm或更多，诸如跨越200nm或更多，诸如跨越250nm或更多，诸如跨越300nm或更多，诸如跨越350nm或更多，诸如跨越400nm或更多并且包括跨越500nm或更多。例如，一种合适的宽带光源发射具有从200nm至1500nm的波长的光。一种合适的宽带光源的另一个实例包括发射具有从400nm至1000nm的波长的光的光源。可以采用任何合适的宽带光源方案(诸如卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定的光纤耦合的宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超发光发射二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、多个LED集成的白光源、其他宽带光源或其任何组合)。

在其他实施例中，光源是发射具体波长或窄范围波长的窄带光源。在一些示例中，窄带光源发射具有窄范围波长(例如，诸如50nm或更小，诸如40nm或更小，诸如30nm或更小，诸如25nm或更小，诸如20nm或更小，诸如15nm或更小，诸如10nm或更小，诸如5nm或更小，诸如2nm或更小)的光，并且包括发射特定波长的光(即，单色光)的光源。可以采用任何合适的窄带光源方案(诸如，窄波长LED、激光二极管或耦接到一个或更多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色器的宽带光源或其任何组合)。

在某些实施例中，光源是激光器。在一些示例中，本主题的系统包括气体激光器(诸如，氦-氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO₂激光器、CO激光器、氩-氟(ArF)准分子激光器、氪-氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙-氟(XeF)准分子激光器或其组合)。在其他示例中，本主题的系统包括染料激光器(诸如，芪、香豆素或罗丹明(rhodamine)激光器)。在其他示例中，感兴趣的激光器包括金属-蒸汽激光器(诸如，氦-镉(HeCd)激光器、氦-汞(HeHg)激光器、氦-硒(HeSe)激光器、氦-银(HeAg)激光器、锶激光器、氖-铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器以及其组合)。在其他示例中，本主题的系统包括固态激光器(诸如，红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO₄激光器、Nd:YCa₄O(BO₃)₃激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、三氧化二镱激光器或掺杂铈激光器以及其组合)。

如所期望的，本主题的系统可以包括一个或更多个光源，诸如两个或更多个光源，诸如三个或更多个光源，诸如四个或更多个光源，诸如五个或更多个光源并且包括十个或更多个光源。光源可以包括多个类型的光源的任何组合。例如，在一些实施例中，本主题的系统包括激光器的阵列(诸如，具有一个或更多个气体激光器、一个或更多个染料激光器以及一个或更多个固态激光器的阵列)。在其他示例中，在采用两个光源的情况下，第一光源可以是宽带白光源(例如，宽带白光LED)，而第二光源可以是宽带近红外光源(例如，宽带近IRLED)。在其他示例中，在采用两个光源的情况下，第一光源可以是宽带白光源(例如，宽带白光LED)，而第二光源可以是窄光谱光源(例如，近IRLED或激光器)。在其他示例中，光源是每个均发射特定波长的多个窄带光源(诸如，两个或更多个激光器，诸如三个或更多个激光器，包括5个或更多个激光器)。在其他示例中，光源是两个或更多个LED的阵列，诸如三个或更多个LED的阵列，诸如五个或更多个LED的阵列，包括十个或更多个LED的阵列。

在一些实施例中，光源发射具有从200nm至1500nm(诸如从250nm至1250nm，诸如从300nm至1000nm，诸如从350nm至900nm并且包括从400nm至800nm)范围内的波长的光。例如，光源可以包括发射具有从200nm至900nm的波长的光的宽带光源。在其他示例中，光源包括发射从200nm至900nm范围内的波长的多个窄带光源。例如，光源可以是每个均独立地发射具有在200nm至900nm之间的波长范围的光的多个窄带LED(1nm-25nm)。在一些实施例中，窄带光源是发射200nm至900nm范围内的光的一个或更多个窄带灯(诸如，窄带镉灯、铯灯、氦灯、汞灯、汞-镉灯、钾灯、钠灯、氖灯、锌灯或其任何组合)。在其他实施例中，窄带光源包括发射200nm至1000nm范围内的光的一个或更多个激光器(诸如，如上所述的气体激光器、准分子激光器、染料激光器、金属蒸汽激光器以及固态激光器)。

取决于测定方案，本主题的系统可以被配置成连续地或以离散间隔辐照流动流。例如，在一些实施例中，系统可以被配置成连续地辐照流动流。在光包括两个或更多个光源的情况下，流动流可以同时被所有光源连续地辐照。在其他示例中，顺序地使用每个光源来连续地辐照流动流。在其他实施例中，可以以规则间隔辐照流动流，诸如每0.001微秒、每0.01微秒、每0.1微秒、每1微秒、每10微秒、每100微秒以及包括每1000微秒辐照样本。

可以在任何给定的测量周期处使用光源辐照流动流一次或更多次，诸如2次或更多次，诸如3次或更多次，包括在每个测量周期处辐照流动流5次或更多次。

在采用多于一个光源的情况下，可以使用光源同时或顺序地或其组合来在探询场处辐照流动流。例如，在使用两个激光器辐照流动流的情况下，本主题的系统可以被配置成使用这两个激光器同时辐照流动流。在其他实施例中，通过两个激光器顺序地辐照探询场处的流动流。在使用两个或更多个激光器顺序地辐照样本的情况下，每个光源辐照流动流的时间可以独立地是0.001微秒或更多，诸如0.01微秒或更多，诸如0.1微秒或更多，诸如1微秒或更多，诸如5微秒或更多，诸如10微秒或更多，诸如30微秒或更多并且包括60微秒或更多。例如，激光器可以被配置成辐照流动流从0.001微秒至100微秒(诸如从0.01微秒至75微秒，诸如从0.1微秒至50微秒，诸如从1微秒至25微秒并且包括从5微秒至10微秒)范围内的持续时间。在其中通过两个或更多个激光器顺序地辐照流动流的实施例中，流动流被每个光源辐照的持续时间可以是相同的或不同的。

通过每个光源对探询场处的流动流进行的辐照之间的时间周期也可以变化，如所期望的，被独立地间隔0.001微秒或更多(诸如0.01微秒或更多，诸如0.1微秒或更多，诸如1微秒或更多，诸如5微秒或更多，诸如10微秒或更多，诸如15微秒或更多，诸如30微秒或更多并且包括60微秒或更多)的延迟。例如，通过每个光源对探询场处的流动流进行的辐照之间的时间周期可以在从0.001微秒至60微秒(诸如从0.01微秒至50微秒，诸如从0.1微秒至35微秒，诸如从1微秒至25微秒并且包括从5微秒至10微秒)的范围内。在某些实施例中，通过每个光源对探询场处的流动流进行的辐照之间的时间周期是10微秒。在其中本主题的系统被配置成通过多于两个(即，三个或更多个)光源顺序地辐照流动流的实施例中，通过每个光源进行的辐照之间的延迟可以是相同的或不同的。

光源可以被定位在距离流动流一定距离处，该距离根据光源的类型和流动流的特性(例如，流动流宽度)而变化。例如，光源可以被定位成距离流动流0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多，诸如1mm或更多，诸如2.5mm或更多，诸如5mm或更多，诸如10mm或更多，诸如15mm或更多，诸如25mm或更多并且包括距离流动流50mm或更多。光源还可以相对于每个探询场中的流动流被定位在一定角度处，该角度也变化。例如，光源可以相对于流动流的轴线被定位在一定角度处，该角度在从10°至90°(诸如从15°至85°，诸如从20°至80°，诸如从25°至75°并且包括从30°至60°)的范围内。在某些实施例中，光源被定位在相对于流动流的轴线的90°角度处。

如上所讨论的，在本公开的实施例中，本主题的系统被配置成测量由流动流中的样本发射的光，该光通过流动流的介质的全内反射向上游传播。本主题的系统被配置成在流动喷嘴孔下游的探询场中使用光源辐照流动流，并且被配置成测量通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔回到流动池喷嘴室中的光。在实施例中，系统包括被配置用于测量由样本发射的光的一个或更多个检测器。

如上所述，感兴趣的流动池包括具有远端(其具有与流动流流体连通的喷嘴孔)和近端(在其中引导向上游传播的光)的喷嘴室。例如，某些流动池喷嘴包括：近端圆柱形部分，该近端圆柱形部分限定纵轴线；以及远端截头圆锥形部分，该远端截头圆锥形部分在横向于纵轴线的具有喷嘴孔的平坦表面中终止。

本公开的系统还包括一个或更多个检测器。在一些实施例中，一个或更多个检测器被定位在喷嘴室的近端处。在流动池喷嘴包括近端圆柱形部分和远端截头圆锥形部分的情况下，一个或更多个检测器可以被定位在喷嘴室的近端处或者靠近喷嘴室的近端定位。图2A-图2B图示了定位在流动池喷嘴室的近端处或靠近流动池喷嘴室的近端定位的检测器的配置。

图2A描绘了检测器相对于根据本公开的一些实施例的流动池喷嘴的定位。流动池喷嘴200a具有喷嘴室，该喷嘴室包括近端圆柱形部分210a和远端截头圆锥形部分220a。远端截头圆锥形部分220a包括与流动流222a流体连通的喷嘴孔221a。远端截头圆锥形部分包括成角度的侧壁225a，侧壁225a可以是反射的并且成角度以将光250a朝着流动池喷嘴221a的近端215a引导(如上所述)。图2A描绘了其中检测器230a相邻于流动池喷嘴室的近端210a定位的示例配置。

图2B描绘了检测器相对于根据本公开的其他实施例的流动池喷嘴的定位。流动池喷嘴200b具有截头圆锥形形状的喷嘴室，该喷嘴室包括近端210b和远端220b。远端220b包括与流动流222b流体连通的喷嘴孔221b。远端220b还包括成角度的侧壁225b，侧壁225b可以是反射的并且成角度以将光250b朝着流动池喷嘴室的近端210b引导。图2B描绘了其中检测器230b相邻于流动池喷嘴室的近端210b定位的示例配置。

感兴趣的检测器可以包括，但不限于光学传感器或光电检测器(诸如，有源像素传感器(APS)、雪崩光电二极管、图像传感器、电荷耦合装置(CCD)、增强型电荷耦合装置(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测定器、热电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管以及其组合，其他光电检测器)。在某些实施例中，使用电荷耦合装置(CCD)、半导体电荷耦合装置(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器来测量透射光。在一些实施例中，成像传感器是CCD照相机。例如，该照相机可以是电子倍增CCD(EMCCD)照相机或增强型CCD(ICCD)照相机。在其他实施例中，成像传感器是CMOS型照相机。在使用CCD来测量透射光的情况下，CCD的有源检测表面积可以诸如从0.01cm²至10cm²，诸如从0.05cm²至9cm²，诸如从，诸如从0.1cm²至8cm²，诸如从0.5cm²至7cm²并且包括从1cm²至5cm²变化。

如所期望的，本主题的系统中的光电检测器的数目可以变化。例如，本主题的系统可以包括一个光电检测器或更多，诸如两个光电检测器或更多，诸如三个光电检测器或更多，诸如四个光电检测器或更多，诸如五个光电检测器或更多并且包括十个光电检测器或更多。在某些实施例中，系统包括一个光电检测器。在其他实施例中，系统包括两个光电检测器。每个光电检测器可以相对于流动池喷嘴的近端(如在X-Y平面中所引用的)被定向在变化的角度处，诸如在60°或更小的角度处，诸如在55°或更小的角度处，诸如在50°或更小的角度处，诸如在45°或更小的角度处，诸如在30°或更小的角度处，诸如在15°或更小的角度处，诸如在10°或更小的角度处，并且包括定向光电检测器使得有源检测表面面向流动池喷嘴的近端(图3a和图3b)。

在本主题的系统包括多于一个光电检测器的情况下，每个光电检测器可以是相同的，或两个或更多个光电检测器的集合可以是不同光电检测器的组合。例如，在本主题的系统包括两个光电检测器的情况下，在一些实施例中，第一光电检测器是CCD型装置，而第二光电检测器(或成像传感器)是CMOS型装置。在其他实施例中，第一光电检测器和第二光电检测器两者都是CCD型装置。在其他实施例中，第一光电检测器和第二光电检测器两者都是CMOS型装置。在其他实施例中，第一光电检测器是CCD型装置，而第二光电检测器是光电倍增管。在其他实施例中，第一光电检测器是CMOS型装置，而第二光电检测器是光电倍增管。在其他实施例中，第一光电检测器和第二光电检测器两者都是光电倍增管。

在本公开的实施例中，感兴趣的检测器被配置成在一个或多个波长下(诸如在2个或更多个波长下，诸如在5个或更多个不同波长下，诸如在10个或更多个不同波长下，诸如在25个或更多个不同波长下，诸如在50个或更多个不同波长下，诸如在100个或更多个不同波长下，诸如在200个或更多个不同波长下，诸如在300个或更多个不同波长下)测量由流动流中的样本发射的光，并且包括在400个或更多个不同波长下测量由流动流中的样本发射的光。

在一些实施例中，感兴趣的检测器被配置成在波长范围(例如，200nm-1000nm)中测量由流动流中的样本发射的光。在某些实施例中，感兴趣的检测器被配置成在波长范围中收集光的光谱。例如，系统可以包括一个或更多个检测器，一个或多个检测器被配置成在200nm-1000nm的一个或更多个波长范围中收集光的光谱。在其他实施例中，感兴趣的检测器被配置成在一个或更多个特定波长下测量由流动流中的样本发射的光。例如，系统可以包括一个或更多个检测器，一个或多个检测器被配置成在450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm以及其任何组合中的一种或更多种下测量光。在某些实施例中，一个或更多个检测器可以被配置成与特定荧光团(诸如，在荧光测定中与样本一起使用的那些)配对。

在实施例中，检测器被配置成连续地或以离散间隔测量光。在一些示例中，感兴趣的检测器被配置成连续地对由流动流中的样本发射的光进行测量。在其他示例中，感兴趣的检测器被配置成以离散间隔进行测量，诸如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒以及包括每1000毫秒或一些其他间隔测量光。

在一些示例中，光电检测器还包括光学调节部件。在一些示例中，光学调节是一种放大方案，该放大方案被配置成将由检测器捕获的光的场的大小增加诸如5％或更大，诸如10％或更大，诸如25％或更大，诸如50％或更大，并且包括将由检测器捕获的光的场增加75％或更大。在其他示例中，光学调节是一种缩小方案，该缩小方案被配置成将由检测器捕获的光的场减小诸如5％或更大，诸如10％或更大，诸如25％或更大，诸如50％或更大，并且包括将由检测器捕获的光的场减小75％或更大。在某些实施例中，光学调节是一种聚焦方案，该聚焦方案被配置成将由检测器收集到的光聚焦，诸如将收集到的光束聚焦5％或更大，诸如10％或更大，诸如25％或更大，诸如50％或更大，并且包括将收集到的光束聚焦75％或更大。

光学调节部件可以是提供对收集到的光束的所期望的改变的任何合适的装置或结构，并且可以包括但不限于透镜、反射镜、针孔、狭缝、光栅、光折射器以及其任何组合。根据需要，检测器可以包括一个或更多个光学调节部件，诸如两个或更多个光学调节部件，诸如三个或更多个光学调节部件，诸如四个或更多个光学调节部件，并且包括五个或更多个光学调节部件。在某些实施例中，检测器包括聚焦透镜。例如，聚焦透镜可以是缩小透镜。在其他示例中，聚焦透镜是放大透镜。在其他实施例中，检测器包括准直器。

在某些实施例中，系统包括不同光学调节部件的组合(诸如，针孔、透镜、反射镜、狭缝等的组合)。例如，在一些实施例中，系统包括聚焦透镜和准直透镜。在其他实施例中，系统包括准直反射镜和聚焦透镜。在其他实施例中，系统包括聚焦透镜和针孔结构。在其他实施例中，系统包括准直透镜和针孔结构。在其他实施例中，系统包括准直透镜和狭缝结构。

在一些实施例中，检测器和光学调节部件处于光学连通，但不物理地接触。取决于检测器的大小，光学调节部件可以被定位成距离检测器0.05mm或更多，0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多，诸如1mm或更多，诸如10mm或更多，诸如25mm或更多，诸如50mm或更多，诸如100mm或更多，诸如250mm或更多，包括500mm或更多。在其他实施例中，光学调节部件物理地耦接到检测器，诸如使用粘合剂一起共同模制或一起集成在壳体中，该壳体具有相邻于检测器定位的光学调节部件。因此，光学调节部件和检测器可以被集成到单个单元中。

在一些实施例中，光学调节部件是聚焦透镜，该聚焦透镜具有从0.1至0.95的放大比，诸如从0.2至0.9的放大比，诸如从0.3至0.85的放大比，诸如从0.35至0.8的放大比，诸如从0.5至0.75的放大比，并且包括从0.55至0.7的放大比，例如0.6的放大比。例如，在某些示例中，聚焦透镜是具有大约0.6的放大比的双消色差缩小透镜。取决于检测器与透镜之间的距离、检测器有源表面的表面积，聚焦透镜的焦距可以在从5mm至20mm(诸如从6mm至19mm，诸如从7mm至18mm，诸如从8mm至17mm，诸如从9mm至16mm)的范围内变化，并且包括从10mm至15mm范围内的焦距。在某些实施例中，聚焦透镜具有大约13mm的焦距。

在某些实施例中，光学调节部件包括被配置成将来自流动池喷嘴室的光转播至检测器的一个或更多个光纤。用于将来自流动池喷嘴的光传播到检测器的有源表面的合适的光纤包括，但不限于流式细胞仪光纤系统(诸如，在美国专利No.6,809,804中描述的那些，该专利的公开内容通过引用合并于此)。

在其他实施例中，感兴趣的检测器耦接到准直器。准直器可以是任何合适的准直方案(诸如，一个或更多个反射镜或弯曲透镜或其组合)。例如，在某些示例中，准直器是单个准直透镜。在其他示例中，准直器是准直反射镜。在其他示例中，准直器包括一系列的两个或更多个透镜，诸如三个或更多个透镜并且包括四个或更多个透镜。在其他示例中，准直器包括反射镜和透镜。在准直器包括一个或更多个透镜的情况下，准直透镜的焦距可以在从5mm至40mm(诸如从6mm至37.5mm，诸如从7mm至35mm，诸如从8mm至32.5mm，诸如从9mm至30mm，诸如从10mm至27.5mm，诸如从12.5mm至25mm)的范围内变化，并且包括从15mm至20mm范围内的焦距。

在某些实施例中，光学调节部件是波长分离器。如上所讨论的，感兴趣的波长分离器是指用于将多色光分离成其分量波长以用于检测的光学方案。根据某些实施例，波长分离可以包括选择性地使多色光的特定波长或波长范围通过或选择性地阻挡多色光的特定波长或波长范围。为了分离光的波长，可以使由流动流中的样本发射的光穿过任何合适的波长分离方案，该波长分离方案包括但不限于有色玻璃、带通滤波器、干涉滤波器、二向色镜、衍射光栅、单色器以及其组合、其他波长分离方案。系统可以包括一个或更多个波长分离器，诸如两个或更多个波长分离器，诸如三个或更多个波长分离器，诸如四个或更多个波长分离器，诸如五个或更多个波长分离器并且包括10个或更多个波长分离器。在一个实例中，检测器包括一个带通滤波器。在另一个实例中，检测器包括两个或更多个带通滤波器。在另一个实例中，检测器包括两个或更多个带通滤波器以及衍射光栅。在另一个实例中，检测器包括单色器。在某些实施例中，检测器包括被配置成滤光轮设置的多个带通滤波器和衍射光栅。在检测器包括两个或更多个波长分离器的情况下，可以单独地或串联地使用波长分离器来将多色光分离成分量波长。在一些实施例中，波长分离器被串联地布置。在其他实施例中，波长分离器被单独地布置，使得使用波长分离器中的每个来进行一次或更多次测量。

在一些实施例中，检测器包括一个或更多个光学滤波器(诸如，一个或更多个带通滤波器)。例如，感兴趣的光学滤波器可以包括具有从2nm至100nm(诸如从3nm至95nm，诸如从5nm至95nm，诸如从10nm至90nm，诸如从12nm至85nm，诸如从15nm至80nm)范围内的最小带宽的带通滤波器，并且包括具有从20nm至50nm范围内的最小带宽的带通滤波器。在其他实施例中，波长分离器是衍射光栅。衍射光栅可以包括，但不限于透射衍射光栅、色散衍射光栅或反射衍射光栅。衍射光栅的合适的间距可以根据所存在的流动喷嘴室、检测器和其他光学调节方案(例如，聚焦透镜)的配置而在从0.01μm至10μm(诸如从0.025μm至7.5μm，诸如从0.5μm至5μm，诸如从0.75μm至4μm，诸如从1μm至3.5μm并且包括从1.5μm至3.5μm)的范围内变化。

在某些实施例中，本主题的系统是采用用于通过全内反射检测由流动流中的样本发射的光的以上描述的流动池喷嘴和光学子系统的流式细胞术系统。例如，流式细胞仪可以被配置成包括流动池喷嘴，该流动池喷嘴被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔。用于分析样本的合适的流式细胞术系统和方法包括，但不限于在以下文献中描述的那些：奥默罗德(Ormerod)(编著)，流式细胞术：一种实用方法(FlowCytometry:APracticalApproach)，牛津大学出版社(OxfordUniv.Press)(1997)；加洛斯奇(Jaroszeski)等人(编著)，分子生物学中的流式细胞术方案、方法(FlowCytometryProtocols,MethodsinMolecularBiology)，No.91，胡玛娜出版社(HumanaPress)(1997)；实用流式细胞术(PracticalFlowCytometry)，第3版，威立-丽斯出版社(Wiley-Liss)(1995)；维尔格(Virgo)等人(2012)临床生物化学年鉴杂志(AnnClinBiochem)一月；49(第一部分)：17-28；林登(Linden)等人，血栓形成与止血法论文集(SeminThromHemost)，2004年10月；30(5)：502-11；爱丽森(Alison)等人，病理学杂志(JPathol)，2010年12月；222(4)：335-344；以及赫比格(Herbig)等人(2007)治疗性药物载体系统的评论(CritRevTherDrugCarrierSyst)24(3)：203-255；这些文献的公开内容通过引用合并于此。在某些示例中，感兴趣的流式细胞术系统包括BD生物科学(BDBiosciences)FACSCanto^TM流式细胞仪、BD生物科学FACSVantage^TM系统、BD生物科学FACSort^TM系统、BD生物科学FACSCount^TM系统、BD生物科学FACScan^TM系统以及BD生物科学FACSCalibur^TM系统、BD生物科学Influx^TM细胞分选仪等。

在某些实施例中，本主题的系统是流式细胞术系统，诸如在美国专利No.3,960,449；4,347,935；4,667,830；5,245,318；5,464,581；5,483,469；5,602,039；5,643,796；5,700,692；6,372,506以及6,809,804中描述的那些，这些专利的公开内容通过引用全部合并于此。

在一些实施例中，由本公开提供的系统被配置用于收集来自流式细胞仪中的样本的光，该流式细胞仪包括被布置在喷嘴壳体之中或之上的透镜系统，因此流动通道被配置成从喷嘴流动至探询区并且透镜系统收集来自以上流动通道的光。该系统包括辐照源，该辐照源被配置成在探询区中的流动通道处引导探测光束。可操作地连接到喷嘴的透镜系统被配置成在不破坏流动通道的情况下收集从喷嘴孔发射的光。这个系统有利地提供了改进的光收集同时提供了流动通道中的样本的准确收集。

流式细胞术的一个目的是确定由样本中的悬浮在水溶液中的荧光颗粒发射的光的量。颗粒在所有方向上发射光。在空气喷射系统中，可以穿过聚焦的外部光源的路径在流体的圆柱形形状的通道内转送颗粒的通道。在一些实施例中，在穿过聚焦的光源的路径之后从颗粒发射和散射的光信号被包围流动通道的检测器收集。从流动通道外部可能观察不到所有的光信号。大部分光保持捕捉在流动通道的圆柱形柱内部，因为通道充当波导管。用超过临界角(称为全内反射的角)的角度接近水/空气界面的光线被反射回到介质中。水到空气界面的TIR角是arcsin(1/1.33)＝48.7°。因此，沿着流动通道的轴线的两个光的圆锥(一个在发光颗粒之上以及一个在发光颗粒之下)被捕捉在流式细胞仪流动通道内部。对于各向同性地发出荧光的颗粒，在每个圆锥的内部捕捉的光代表2pi(1-cos(90-48.7))/4pi或0.1244的总荧光发射。因此，大约四分之一的光信号保持在通道内部并且从外部不能观察到。

本发明的一个方面是有利地使用流体路径和喷嘴组件的几何学来允许收集流式细胞仪系统中的内部反射的光信号。该方法使用最小数目的光学部件并且对流动通道的流体流动产生最小的破坏量。在一些实施例中，由本发明的方法收集的信号可以用来引导流动流中的细胞的细胞分选和收集。在流动通道外部收集相同量的光将要求具有大约1.0的数值孔径(NA)的精细光学组件。典型地，流式细胞仪具有大于0.6的NA的光收集系统。本发明的全内反射(TIR)收集系统可以收获比标准流式细胞仪光收集系统多大约三倍的光。这种方式收集光可以破坏或污染流动流，并且因此不与可以使用本发明的方法执行的细胞分选应用相兼容。另外，本发明的方法相对于‘流入(in-flow)’收集系统可以提供对来自流动流的光的增加收集，因为可以从整个流动流而不是流动流的一部分中收集光。

在一些实施例中，被捕捉在流动通道内部的光从通道表面弹回直到它穿过喷嘴孔进入喷嘴室中。进入该室的大部分光将前进至该室的室顶，在该室顶中该大部分光可以被透镜系统收集。在一些实施例中，喷嘴室的内部形状是相对于入射光具有角度的圆锥形形状，该角度略微超过TIR角使得穿过喷嘴孔的所有或大部分光将到达透镜系统。喷嘴中的流体室的内部角度可以相对于流动通道的方向倾斜成大约135(例如，130至140)度，以提供最大量的来自水流动通道中的光收集。透镜系统可以包括被安装在室顶中的单个透镜以将光重新引导到光检测系统(例如，CCD照相机)上。在一些实施例中，可以收集朝着喷嘴尖端引导的被捕捉在细胞仪流动通道内的基本上所有的光。

当在单个分离的事件中接受并且发射光时，大多数荧光染料将表现出各向异性的发射。激发/弛豫偶极子的平面中的发射强度比垂直于其的平面中的发射强度大得多。某些荧光标记的细胞(例如，配子)不均匀地发射荧光，因为它们不规则的形状常常使得荧光测量取决于细胞取向。因此，所测量的荧光强度取决于相对于激发源的偏振面的观察角度。通过合理地选择激发源的偏振面、在喷嘴室的室顶方向上发射的光的量，可以使信号强度最大化。在本发明的一个方面中，流动通道的类反射镜特性和喷嘴孔的几何学的组合可以起到具有空间选择性的光学系统的作用，该光学系统提供要引导至收集系统的从样本发射或散射的信号光。流动通道导引信号光使得喷嘴孔被均匀地辐照，从而产生经辐照的颗粒的放大孔大小的图像。

在某些实施例中，感兴趣的系统各向同性地收集由流动通道中的样本发射的光。本文使用的术语“各向同性”在其常规意义上意指在所有方向上均匀，使得在所有方向上均匀地收集由流动通道中的样本发射的光。在实施例中，通过感兴趣的系统进行的光收集独立于细胞取向、形状以及由样本发射的光的偏振。因此，可以使用本主题的系统收集不均匀发射的光或平面偏振光，而不需要任何额外的调节光学装置(例如，偏振器、反射镜)。例如，流动通道/喷嘴孔组合执行复杂的外部透镜系统的功能。另外，系统可以不要求任何对准。当来自颗粒的信号穿过喷嘴开口时，来自喷嘴孔的图像随着固定的透镜被投射到光检测系统上。本发明有利地提供了一种在不使用精密调谐的光学装置的情况下收集由流动通道发射的光的方法，因为流动通道的较高数值孔径提供了比传统上通过垂直于流动通道导向的光学装置收集的光多的光。

用于测量由流动流中的样本发射的光的方法

本公开的方面还包括用于测量从流动流中的样本发射的光的方法。根据某些实施例的方法包括测量由流动流中的样本发射的光，该光通过流动流的流动介质的全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔。如上所讨论的，在本公开的实施例中，方法包括测量由样本发射的光，该光通过流动流的介质的全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔。在某些示例中，方法包括在流动喷嘴孔下游的探询场中使用光源辐照流动流，并且测量通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔回到流动池喷嘴室中的光。

在一些实施例中，样本是生物样本。使用的术语“生物样本”在其常规意义上是指整个生物体、植物、真菌或动物组织、细胞或组成部分的子集，在某些示例中，动物组织、细胞或组成部分可以在血液、粘液、淋巴液、滑液、脑脊髓液、唾液、支气管肺泡灌洗液、羊水、羊膜脐带血、尿液、阴道液以及精液中发现。因此，“生物样本”是指天然生物体或其组织的子集以及是指从生物体或其组织的子集制备的匀浆、裂解物或提取物，包括但不限于：例如，血浆；血清；脊髓液；淋巴液；皮肤、呼吸道、胃肠道、心血管以及泌尿生殖道的切片；眼泪；唾液；乳汁；血细胞；肿瘤；器官。生物样本可以是任何类型的生物体组织，包括健康组织和患病组织(例如，癌性的、恶性的、坏死的等)两者。在某些实施例中，生物样本是液体样本，诸如血液或其衍生物(例如，血浆、眼泪、尿液、精液等)，其中在一些示例中，样本是血液样本，包括全血，诸如从静脉穿刺或手指针刺获得的血液(其中血液在测定之前可以或可以不与任何试剂(诸如防腐剂、抗凝剂等)组合)。

在某些实施例中，样本的来源是“哺乳动物”或“哺乳类动物”，其中这些术语被广泛地用来描述哺乳纲(包括食肉目(例如，狗和猫)、啮齿目(例如，小鼠、豚鼠和大鼠)、以及灵长类(例如，人、黑猩猩和猴))之内的生物体。在一些示例中，受试者是人。该方法可以应用于从两性的和在任何发育阶段(即，新生儿、婴儿、少年、青少年、成年)的人类受试者获得的样本，其中在某些实施例中，人类受试者是少年、青少年或成年人。尽管本发明可以应用于来自人类受试者的样本，但应当理解的是，该方法还可以在来自其他动物受试者(诸如但不限于，鸟、小鼠、大鼠、狗、猫、家畜以及马)的样本上(即，在“非人类受试者”中)进行。

在实施例中，通过样本注射端口注射到流动池喷嘴中的样本的量可以例如在从0.01μL至1000μL(诸如从0.05μL至900μL，诸如从0.1μL至800μL，诸如从0.5μL至700μL，诸如从1μL至600μL，诸如从2.5μL至500μL，诸如从5μL至400μL，诸如从7.5μL至300μL)的范围内变化，并且包括从10μL至200μL的样本。

在实践根据某些实施例的方法中，在一个或更多个探询场中使用通过光源产生的光辐照流动流中的样本。取决于被探询的流动流的特性，可以使用光辐照0.001mm或更多(诸如0.005mm或更多，诸如0.01mm或更多，诸如0.05mm或更多，诸如0.1mm或更多，诸如0.5mm或更多)的流动流，并且包括可以使用光辐照1mm或更多的流动流。在某些实施例中，方法包括诸如使用激光器(如上所述的)辐照流动流的平面截面。在其他实施例中，方法包括辐照诸如与扩散激光束或灯的辐照轮廓相对应的预定长度的流动流。

在某些实施例中，方法包括在流动池喷嘴孔处或靠近流动池喷嘴孔辐照流动流。例如，方法可以包括辐照距离喷嘴孔大约0.001mm或更多(诸如距离喷嘴孔0.005mm或更多，诸如距离喷嘴孔0.01mm或更多，诸如距离喷嘴孔0.05mm或更多，诸如距离喷嘴孔0.1mm或更多，诸如距离喷嘴孔0.5mm或更多，并且包括距离喷嘴孔1mm或更多)的位置处的流动流。在某些实施例中，方法包括紧邻流动池喷嘴孔辐照流动流。

在一些实施例中，在流动流的中断点处或靠近流动流的中断点辐照流动流。如上所讨论的，中断点是指流动流中的、连续的流动流开始形成液滴的点。在这些实施例中，方法包括辐照距离流动流的中断点大约0.001mm或更多(诸如距离流动流的中断点0.005mm或更多，诸如距离流动流的中断点0.01mm或更多，诸如距离流动流的中断点0.05mm或更多，诸如距离流动流的中断点0.1mm或更多，诸如距离流动流的中断点0.5mm或更多，并且包括距离流动流的中断点1mm或更多)的流动流。

在辐照流动流中，使用一个或更多个光源辐照探询场。在一些实施例中，光源是发射具有宽范围波长(例如，诸如跨越50nm或更多，诸如跨越100nm或更多，诸如跨越150nm或更多，诸如跨越200nm或更多，诸如跨越250nm或更多，诸如跨越300nm或更多，诸如跨越350nm或更多，诸如跨越400nm或更多并且包括跨越500nm或更多)的光的宽带光源。例如，一种合适的宽带光源发射具有从200nm至1500nm的波长的光。一种合适的宽带光源的另一个实例包括发射具有从400nm至1000nm的波长的光的光源。在方法包括使用宽带光源辐照流动流的情况下，感兴趣的宽带光源方案可以包括，但不限于卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定的光纤耦合的宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超发光发射二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、多个LED集成的白光源、其他宽带光源或其任何组合。

在其他实施例中，辐照流动流包括使用发射具体波长或窄范围波长的窄带光源(例如，诸如使用发射窄范围波长(像50nm或更小的范围，诸如40nm或更小的范围，诸如30nm或更小的范围，诸如25nm或更小的范围，诸如20nm或更小的范围，诸如15nm或更小的范围，诸如10nm或更小的范围，诸如5nm或更小的范围，诸如2nm或更小的范围)中的光的光源并且包括发射特定波长的光(即，单色光)的光源)来辐照。在方法包括使用窄带光源辐照流动流的情况下，感兴趣的窄带光源方案可以包括，但不限于窄波长LED、激光二极管或耦接到一个或更多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色器的宽带光源或其任何组合。

在某些实施例中，方法包括使用一个或更多个激光器辐照流动流。如上所讨论的，激光器的类型和数目将根据样本以及收集到的期望的发射光而变化，并且可以是气体激光器(诸如，氦-氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO₂激光器、CO激光器、氩-氟(ArF)准分子激光器、氪-氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙-氟(XeF)准分子激光器或其组合)。在其他示例中，方法包括使用染料激光器(诸如，芪、香豆素或罗丹明激光器)辐照流动流。在其他示例中，方法包括使用金属-蒸汽激光器(诸如，氦-镉(HeCd)激光器、氦-汞(HeHg)激光器、氦-硒(HeSe)激光器、氦-银(HeAg)激光器、锶激光器、氖-铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器以及其组合)辐照流动流。在其他示例中，方法包括使用固态激光器(诸如，红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO₄激光器、Nd:YCa₄O(BO₃)₃激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、三氧化二镱激光器或掺杂铈的激光器以及其组合)辐照流动流。

可以使用一个或更多个上面提到的光源(诸如两个或更多个光源，诸如三个或更多个光源，诸如四个或更多个光源，诸如五个或更多个光源并且包括十个或更多个光源)辐照流动流中的样本。光源可以包括多个类型的光源的任何组合。例如，在一些实施例中，方法包括使用激光器的阵列(诸如，具有一个或更多个气体激光器、一个或更多个染料激光器以及一个或更多个固态激光器的阵列)辐照流动流中的样本。

可以使用从200nm至1500nm(诸如从250nm至1250nm，诸如从300nm至1000nm，诸如从350nm至900nm并且包括从400nm至800nm)范围内的波长辐照流动流。例如，在光源是宽带光源的情况下，可以使用从200nm至900nm的波长辐照流动流。在其他示例中，在光源包括多个窄带光源的情况下，可以使用从200nm至900nm范围内的特定波长辐照流动流。例如，光源可以是每个均独立地发射具有在200nm至900nm之间的波长范围的光的多个窄带LED(1nm-25nm)。在其他实施例中，窄带光源包括一个或更多个激光器(诸如，激光器阵列)，并且使用从200nm至700nm范围内的特定波长(诸如，使用具有如上所述的气体激光器、准分子激光器、染料激光器、金属蒸汽激光器以及固态激光器的激光器阵列)辐照流动流。

在采用多于一个光源的情况下，可以使用光源同时或顺序地或其组合辐照流动流。例如，可以使用两个光源同时辐照流动流。在其他实施例中，使用两个光源顺序地辐照流动流。在两个光源顺序地辐照的情况下，每个光源辐照流动流中的样本的时间可以独立地是0.001微秒或更多，诸如0.01微秒或更多，诸如0.1微秒或更多，诸如1微秒或更多，诸如5微秒或更多，诸如10微秒或更多，诸如30微秒或更多并且包括60微秒或更多。例如，方法可以包括使用光源(例如，激光器)辐照流动流从0.001微秒至100微秒(诸如从0.01微秒至75微秒，诸如从0.1微秒至50微秒，诸如从1微秒至25微秒并且包括从5微秒至10微秒)范围内的持续时间。在其中使用两个或更多个光源顺序地辐照流动流的实施例中，流动流被每个光源辐照的持续时间可以是相同的或不同的。

可以连续地或以离散间隔辐照流动流。在一些示例中，方法包括使用光源连续地辐照流动流中的样本。在其他示例中，使用光源以离散间隔辐照流动流中的样本，诸如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒以及包括每1000毫秒或一些其他间隔辐照探询场中的流动流。

取决于光源和流动流的特性(例如，流动流宽度)，可以距离变化的距离辐照流动流，诸如距离流动流0.01mm或更多，诸如距离流动流0.05mm或更多，诸如距离流动流0.1mm或更多，诸如距离流动流0.5mm或更多，诸如距离流动流1mm或更多，诸如距离流动流2.5mm或更多，诸如距离流动流5mm或更多，诸如距离流动流10mm或更多，诸如距离流动流15mm或更多，诸如距离流动流25mm或更多并且包括距离流动流50mm或更多。同样，流动流被辐照的角度也可以在从10°至90°(诸如从15°至85°，诸如从20°至80°，诸如从25°至75°并且包括从30°至60°)的范围内变化。在某些实施例中，在相对于流动流的轴线的90°角度处通过光源辐照流动流。

在某些实施例中，辐照流动流包括沿着流动流的路径移动一个或更多个光源(例如，激光器)。例如，可以沿着流动流向上游或向下游移动光源，从而沿着预定长度的流动流辐照流动流。例如，方法可以包括针对距离流动流0.01mm或更多(诸如距离流动流0.05mm或更多，诸如距离流动流0.1mm或更多，诸如距离流动流0.5mm或更多，诸如距离流动流1mm或更多，诸如距离流动流2.5mm或更多，诸如距离流动流5mm或更多，诸如距离流动流10mm或更多，诸如距离流动流15mm或更多，诸如距离流动流25mm或更多并且包括距离流动流50mm或更多)沿着流动流移动光源。光源可以被连续地或以离散间隔移动。在一些实施例中，光源被连续地移动。在其他实施例中，光源沿着流动流路径以离散间隔(例如，诸如以0.1mm或更大增量，诸如0.25mm或更大增量并且包括1mm或更大增量)移动。

如上所讨论的，在本公开的实施例中，方法包括测量由流动流中的样本发射的光，该光通过流动流的介质的全内反射向上游传播。在某些示例中，方法包括在流动喷嘴孔下游的探询场中使用光源辐照流动流，以及测量通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔回到流动池喷嘴室中的光。

在实施例中，方法包括测量从流动流中的样本向上游传播穿过喷嘴孔进入流动池喷嘴室中的发射光。在实践根据本公开的方面的方法中，在一个或更多个波长下(诸如在5个或更多个不同波长下，诸如在10个或更多个不同波长下，诸如在25个或更多个不同波长下，诸如在50个或更多个不同波长下，诸如在100个或更多个不同波长下，诸如在200个或更多个不同波长下，诸如在300个或更多个不同波长下)测量穿过流动池喷嘴的孔传播的发射光，并且包括在400个或更多个不同波长下测量传输穿过样本室的光。

在一些实施例中，方法包括在波长范围(例如，200nm-1000nm)中测量由流动流中的样本发射的光。在某些实施例中，测量通过全内发射向上游传播穿过喷嘴孔的反射光包括在波长范围中收集光的光谱。例如，方法可以包括在200nm-1000nm的一个或更多个波长范围中收集光的光谱。在其他实施例中，方法包括测量包括在一个或更多个特定波长下穿过喷嘴孔向上游传播的发射光。例如，在450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm以及其任何组合中的一个或更多个下测量发射光。在某些实施例中，方法包括测量与某些荧光团的荧光峰波长相对应的光的波长。

可以连续地或以离散间隔测量发射光。在一些示例中，方法包括连续地对由流动流中的样本发射的光进行测量。在其他示例中，以离散间隔测量发射光，诸如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒以及包括每1000毫秒或一些其他间隔测量光。

可以在本主题的方法期间对发射光进行一次或更多次(诸如2次或更多次，诸如3次或更多次，诸如5次或更多次并且包括10次或更多次)测量。在某些实施例中，通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔的发射光被测量两次或更多次，其中在某些示例中数据被平均。

通过全内反射向上游传播穿过喷嘴孔的发射光可以通过任何合适的光检测方案来测量，该光检测方案包括但不限于光学传感器或光电检测器(诸如，有源像素传感器(APS)、雪崩光电二极管、图像传感器、电荷耦合装置(CCD)、增强型电荷耦合装置(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测定器、热电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管以及其组合，其他光电检测器)。在某些实施例中，使用电荷耦合装置(CCD)、半导体电荷耦合装置(CCD)、有源像素传感器(APS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或N型金属氧化物半导体(NMOS)图像传感器来测量透射光。在某些实施例中，使用电荷耦合装置(CCD)来测量光。在使用CCD来测量透射光的情况下，CCD的有源检测表面积可以诸如从0.01cm²至10cm²，诸如从0.05cm²至9cm²，诸如从，诸如从0.1cm²至8cm²，诸如从0.5cm²至7cm²并且包括从1cm²至5cm²变化。

在一些实施例中，方法包括光学调节穿过流动池喷嘴孔传播的反射光。例如，发射光可以穿过一个或更多个透镜、反射镜、针孔、狭缝、光栅、光折射器以及其任何组合。在一些示例中，发射光穿过一个或更多个聚焦透镜，诸如以减小穿过流动池喷嘴孔传播到检测器的有源表面上的光的轮廓。在其他示例中，发射光穿过一个或更多个缩小透镜，诸如以增加穿过流动池喷嘴孔传播到检测器的有源表面上的光的轮廓。

在其他示例中，方法包括准直光。例如，可以通过将光穿过一个或更多个准直透镜或准直反射镜或其组合来准直从流动流向上游传播穿过喷嘴孔的光。

在某些实施例中，方法包括将从喷嘴孔中收集到的光穿过光纤。如上所讨论的，用于将来自流动池喷嘴室的光传播到检测器的有源表面的合适的光纤方案包括，但不限于流式细胞仪光纤方案(诸如在美国专利No.6,809,804中描述的那些，该专利的公开内容通过引用合并于此)。

在某些实施例中，方法包括将通过全内反射传播穿过喷嘴孔的发射光穿过一个或更多个波长分离器。根据某些实施例，波长分离可以包括选择性地使多色光的特定波长或波长范围通过或阻挡多色光的特定波长或波长范围。为了分离光的波长，可以将光穿过任何合适的波长分离方案，该波长分离方案包括但不限于有色玻璃、带通滤波器、干涉滤波器、二向色镜、衍射光栅、单色器以及其组合、其他波长分离方案。

在一些实施例中，方法包括通过将光穿过一个或更多个衍射光栅来分离光。感兴趣的衍射光栅可以包括，但不限于透射衍射光栅、色散衍射光栅或反射衍射光栅。衍射光栅的合适的间距可以根据光源、狭缝投射模块、样本室、物镜透镜的配置而在从0.01μm至10μm(诸如从0.025μm至7.5μm，诸如从0.5μm至5μm，诸如从0.75μm至4μm，诸如从1μm至3.5μm并且包括从1.5μm至3.5μm)的范围内变化。

在其他实施例中，方法包括通过将通过全内发射传播穿过喷嘴孔的发射光穿过一个或更多个光学滤波器(诸如，一个或更多个带通滤波器)来分离光的波长。例如，感兴趣的光学滤波器可以包括具有从2nm至100nm(诸如从3nm至95nm，诸如从5nm至95nm，诸如从10nm至90nm，诸如从12nm至85nm，诸如从15nm至80nm)范围内的最小带宽的带通滤波器，并且包括具有从20nm至50nm范围内的最小带宽的带通滤波器。

计算机控制的系统

本公开的方面进一步包括用于实践本主题的方法的计算机控制的系统，其中该系统进一步包括用于完全自动化或部分自动化用于实践本文描述的方法的系统的一个或更多个计算机。在一些实施例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，计算机可读存储介质具有储存在其上的计算机程序，其中当加载到计算机上时计算机程序包括：用于在探询场中辐照流动流中的样本的指令；用于检测通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔的发射光以及在一个或更多个波长下测量检测到的光的算法。

在实施例中，系统包括输入模块、处理模块以及输出模块。在一些实施例中，本主题的系统可以包括输入模块，使得关于每个流体样本、施加的光源的强度和波长(离散的或范围)、流动池喷嘴的属性(包括喷嘴室大小、喷嘴室壁相对于流动流的轴线形成的角度、喷嘴孔大小和在喷嘴孔处的壁厚)、光源辐照的持续时间、不同光源的数目、从光源至流动流的距离、任何光学调节部件的焦距、流动流介质(例如，鞘流体)的折射率、任何波长分离器的存在、波长分离器的属性(包括带通宽度、不透明度、光栅间距)以及光电检测器的属性和灵敏度的参数或信息。

处理模块包括具有用于执行本主题方法的步骤(诸如，在探询场中辐照流动流中的样本；检测由流动流中的样本发射的通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔的光以及在一个或更多个波长下测量检测到的光)的多个指令的存储器。

在处理模块执行本主题的方法的一个或更多个步骤之后，输出模块诸如通过显示在检测器上或通过打印报告来将结果传送至用户。

本主题的系统可以包括硬件部件和软件部件两者，其中硬件部件可以采取一个或更多个平台的形式(例如，以服务器的形式)，使得功能元件(即，执行系统的特定任务(诸如管理信息的输入和输出、处理信息等)的那些系统的元件)可以通过在代表系统的一个或更多个计算机平台上并且跨越一个或更多个计算机平台执行软件应用而得以执行。

系统可以包括显示器和操作者输入装置。例如，操作者输入装置可以是键盘、鼠标等。处理模块包括可访问存储器的处理器，该存储器具有储存在其上、用于执行本主题的方法的步骤(诸如，在探询场中辐照流动流中的样本；检测由流动流中的样本发射的通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔的光以及在一个或更多个波长下测量检测到的光)的指令。

处理模块可以包括操作系统、图形用户界面(GUI)控制器、系统存储器、存储器储存装置和输入-输出控制器、高速缓冲存储器、数据备份单元以及许多其他装置。处理器可以是商业上可获得的处理器，或其可以是可获得或将变为可获得的其他处理器中的一种。处理器执行操作系统，以及操作系统以众所周知的方式与固件和硬件接口，并且便于处理器协调和执行可以用各种编程语言(如本领域中已知的，诸如Java、Perl、C++、其他高级或低级语言以及其组合)来编写的各种计算机程序的功能。操作系统典型地与处理器配合来协调和执行计算机的其他部件的功能。操作系统还提供调度、输入-输出控制、文档和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关的服务，所有都是根据已知的技术。

系统存储器可以是任何各种已知的或未来的存储器储存装置。实例包括任何通常可获得的随机存取存储器(RAM)、磁介质(诸如固定硬盘或磁带)、光学介质(诸如读写压缩盘(compactdisc))、快闪存储器装置或其他存储器储存装置。存储器储存装置可以是任何各种已知的或未来的装置，包括压缩盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器储存装置典型地分别从程序储存介质(未示出)(诸如压缩盘、磁带、可移动硬盘或软盘)读取和/或写入程序储存介质。任何这些程序储存介质或现在使用的或以后可能开发出的其他程序储存介质可以被认为是计算机程序产品。如将了解的是，这些程序储存介质典型地存储计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序(也称为计算机控制逻辑)典型地被存储在系统存储器和/或结合存储器储存装置使用的程序储存装置中。

在一些实施例中，计算机程序产品被描述为包括计算机可使用介质，该计算机可使用介质具有储存在其中的控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)。当通过计算机的处理器执行控制逻辑时，控制逻辑导致处理器执行本文描述的功能。在其他实施例中，使用例如硬件状态机来主要在硬件中实施一些功能。实施硬件状态机以便执行本文描述的功能对于相关领域中的技术人员而言将是明显的。

存储器可以是其中处理器能够储存和检索数据的任何合适的装置(诸如，磁装置、光学装置或固态存储装置)(包括磁盘或光盘或磁带或RAM，或任何其他合适的装置，或者固定式或者便携式)。处理器可以包括从携带必要程序代码的计算机可读介质适当地编程的通用数字微处理器。能够通过通信通道来向处理器远程提供编程，或编程先前保存在计算机程序产品(诸如，存储器或使用与存储器相关的任何那些装置的一些其他便携式或固定式计算机可读储存介质)中。例如，磁盘或光盘可以携带编程，并且能够通过盘写入器/读取器来读取。本发明的系统还包括例如以用于实践如上所述的方法的算法、计算机程序产品的形式编程。根据本发明的编程能够被记录在计算机可读介质(例如，能够直接通过计算机读取和访问的任何介质)上。此类介质包括，但不限于：磁存储介质(诸如软盘、硬盘储存介质和磁带)；光学储存介质(诸如CD-ROM)；电储存介质(诸如RAM和ROM)；便携式闪存驱动器；以及这些分类(诸如磁储存介质/光学储存介质)的混合体。

处理器也可以访问通信通道以与远程位置处的用户通信。远程位置意指用户不直接与系统接触并且从外部装置(诸如，连接到广域网(“WAN”)、电话网络、卫星网络或任何其他合适的通信通道的计算机，包括移动电话(即，智能手机))将输入信息转播至输入管理器。

在一些实施例中，根据本公开的系统可以被配置成包括通信接口。在一些实施例中，通信接口包括用于与网络和/或另一个装置通信的接收器和/或发送器。通信接口能够被配置用于有线或无线通信，包括但不限于，射频(RF)通信(例如，射频识别(RFID)、Zigbee通信协议、WiFi、红外、无线通用串行总线(USB)、超宽带(UWB)、通信协议以及蜂窝通信，诸如码分多址(CDMA)或用于移动通信的全球系统(GSM)。

在一个实施例中，通信接口被配置成包括一个或更多个通信端口(例如，物理端口或接口(诸如USB端口、RS-232端口或任何其他合适的电连接端口))以允许本主题的系统与其他外部装置(诸如，被配置用于类似互补数据通信的计算机终端(例如，在医师办公室或在医院环境中))之间的数据通信。

在一个实施例中，通信接口被配置用于红外通信、通信或任何其他合适的无线通信协议，以使本主题的系统能够与其他装置(诸如，计算机终端和/或网络、能通信的移动电话、个人数字助理或用户可以与其结合用于管理健康状况(诸如HIV、AIDS或贫血)的治疗的任何其他通信装置)通信。

在一个实施例中，通信接口被配置成使用互联网协议(IP)，通过手机网络、短信服务(SMS)、在连接至互联网的局域网(LAN)上至个人计算机(PC)的无线连接或在WiFi热点处至互联网的WiFi连接来为数据传送提供连接。

在一个实施例中，本主题的系统被配置成通过通信接口，例如使用常用标准(诸如802.11或RF)协议或IrDA红外协议与服务器装置无线通信。服务器装置可以是另一种便携式装置(诸如，智能手机、个人数字助理(PDA)或笔记本计算机)；或更大的装置(诸如，台式计算机、电器等)。在一些实施例中，服务器装置具有显示器(诸如，液晶显示器(LCD))，以及输入装置(诸如，按钮、键盘、鼠标或触屏)。

在一些实施例中，通信接口被配置成使用以上描述的通信协议和/或机制中的一种或更多种来与网络或服务器装置自动或半自动通信数据，该数据储存在本主题的系统中(例如，任选数据储存单元中)。

输出控制器可以包括用于任何各种已知的显示装置的控制器，该显示装置用于将信息呈现用户，无论是人或机器，无论本地或远程。如果显示器装置中的一个提供可视信息，这种信息典型地可以被逻辑地和/或物理地组织为图片元素的阵列。图形用户界面(GUI)控制器可以包括用于在系统与用户之间提供图形输入界面和图形输出界面并且用于处理用户输入的任何各种已知的或未来的软件程序。计算机的功能元件可以通过系统总线彼此通信。在替代实施例中，这些通信中的一些可以使用网络或其他类型的远程通信来实现。根据已知的技术，输出管理器还可以在远程位置处例如经过互联网、电话或卫星网络向用户提供由处理模块产生的信息。可以根据各种已知的技术实施由输出管理器对数据的呈现。在一些实例中，数据可以包括SQL、HTML或XML文件、电子邮件或其他文档，或以其他形式的数据。数据可以包括互联网URL地址，使得用户可以从远程来源检索额外的SQL、HTML、XML或其他文件或数据。存在于本主题的系统中的一个或更多个平台可以是任何类型的已知的计算机平台或未来要开发出的类型，虽然它们典型地将属于通常称为服务器的一类计算机。然而，这些平台还可以是大型计算机、工作站或其他计算机类型。这些平台可以通过任何已知或未来类型的布线或包括无线系统的其他通信系统(网络化的或者以另外的方式)来连接。这些平台可以是共处同一位置或这些平台可以是物理上分离的。可能取决于所选择的计算机平台的类型和/或构造，可以在任何计算机平台上采用各种操作系统。适当的操作系统包括WindowsWindowsXP、Windows7、Windows8、iOS、SunSolaris、Linux、OS/400、CompaqTru64Unix、SGIIRIX、SiemensReliantUnix以及其他操作系统。

试剂盒

本发明的方面进一步包括试剂盒，其中试剂盒包括如本文描述的一个或更多个流动池喷嘴。在一些示例中，试剂盒能够包括一种或更多种测定组分(例如，如上所述的标记的试剂、缓冲液等)。在一些示例中，如所期望的，试剂盒可以进一步包括样本收集装置，例如，被配置成刺破皮肤以获得全血样本的刺或针、移液管等。

试剂盒的各种测定组分可以存在于单独的容器中，或各种测定组分中的一些或所有可以被预先组合。例如，在一些示例中，试剂盒的一个或更多个部件(例如，流动池喷嘴)存在于密封的小袋(例如，无菌的箔袋或封皮)中。

除了以上部件之外，本主题的试剂盒可以进一步包括(在某些实施例中)用于实践本主题的方法的指令。这些指令可以以多种形式存在于本主题的试剂盒中，该多种形式中的一种或更多种可以存在于试剂盒中。这些指令可以存在的一种形式是在试剂盒的包装、包装插入物等中打印在合适的介质或衬底(例如，在其上打印了信息的一张或多张纸)上的信息。这些指令的另一种形式是在其上已经记录信息的计算机可读介质(例如，软盘、压缩盘(CD)、便携式闪存驱动器等)。这些指令可以存在的另一种形式是可以通过互联网使用以获取远离地点处的信息的网址。

实用性

本主题的流动池喷嘴、系统、方法以及计算机系统应用于期望增加所测量的由流体介质中的样本发射的光的量的各种应用中。在一些实施例中，本公开应用于增强由流式细胞仪的流动流中的样本发射的光的测量。本公开的实施例应用于期望提高流式细胞术中的发射测量的效率的情况中(诸如，在研究和高通量实验室测试中)。本公开还应用于期望在细胞分选期间为流式细胞仪提供改进的细胞分选准确度、增强的颗粒收集、减少的能量消耗、颗粒充电效率、更准确的颗粒充电以及增强的颗粒偏转的情况中。在实施例中，本公开减少了对增加相邻流动池定位以用于收集扩散的发射光的检测器的数目的需要。

本公开还应用于其中从生物样本制备的细胞可以被期望用于研究、实验室测试或用于治疗的应用中。在一些实施例中，本主题的方法和装置可以有助于获得从目标流体或组织生物样本制备的各个细胞。例如，本主题的方法和系统有助于从流体样本或组织样本获得细胞以用作对疾病(诸如癌症)的研究或诊断试样。同样，本主题的方法和系统有助于从流体样本或组织样本获得细胞以用于治疗。与传统流式细胞仪系统相比，本公开的方法和装置允许在提高的效率和低成本的情况下从生物样本(例如，器官、组织、组织碎片、流体)分离并且收集细胞。

虽然有附加条款，但是还通过以下条款限定了本文所阐述的公开内容：

1.一种流动池喷嘴，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光。

2.根据条款1所述的流动池喷嘴，其中流动池喷嘴包括：

喷嘴室，具有近端和远端；以及

喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处，

其中，喷嘴室被配置成将发射光引导至喷嘴室的近端。

3.根据条款2所述的流动池喷嘴，其中流动池喷嘴被配置成传播由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔并且进入喷嘴室。

4.根据条款2-3中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室包括圆柱形部分和截头圆锥形部分。

5.根据条款2-3中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室包括截头圆锥形的形状。

6.根据条款2-5中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室包括反射的壁。

7.根据条款6所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室的壁成角度以朝着喷嘴室的近端反射光。

8.根据条款7所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室的壁相对于流动流的轴线形成130°与150°之间的角度。

9.根据条款8所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室的壁相对于流动流的轴线形成135°的角度。

10.根据条款2-8中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室进一步包括一个或更多个流体端口。

11.根据条款10所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室包括样本注射端口和鞘流体端口。

12.根据条款10所述的流动池喷嘴，其中，样本注射端口被定位在喷嘴孔与喷嘴室的近端之间。

13.根据条款2-12中的任一项所述的流动池喷嘴，进一步包括耦接到喷嘴孔的毛细流动通道。

14.根据条款2-12中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴孔具有从1μm至2000μm的直径。

15.根据条款14所述的流动池喷嘴，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是流动流的宽度的四分之一或更小。

16.根据条款15所述的流动池喷嘴，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是从0.1mm至0.75mm。

17.根据条款16所述的流动池喷嘴，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是0.25mm。

18.根据条款16所述的流动池喷嘴，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是0.5mm。

19.根据条款2-18中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室进一步包括光学调节部件。

20.根据条款19所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件包括聚焦透镜。

21.根据条款19所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件包括缩小透镜。

22.根据条款19所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件包括准直器。

23.根据条款22所述的流动池喷嘴，其中，准直器包括准直透镜。

24.根据条款19所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件被定位成距离喷嘴孔从1mm至500mm。

25.根据条款24所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件被定位成距离喷嘴孔100mm。

26.根据条款19所述的流动池喷嘴，其中，光学调节部件包括波长分离器。

27.根据条款26所述的流动池喷嘴，其中，波长分离器包括截止滤波器。

28.一种系统，包括：

光源；

流动池喷嘴，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光；以及

检测器，用于测量由样本传播的光的一个或更多个波长。

29.根据条款28所述的系统，其中，流动池喷嘴包括：

喷嘴室，具有近端和远端；

喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处，

其中，喷嘴室被配置成将发射光引导至喷嘴室的近端。

30.根据条款29所述的系统，其中，流动池喷嘴被配置成传播由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔并且进入喷嘴室。

31.根据条款29所述的系统，其中，检测器被定位在流动池喷嘴室的近端处。

32.根据条款28-31中的任一项所述的系统，其中，光源是激光器。

33.根据条款29-32中的任一项所述的系统，其中，喷嘴孔具有从1μm至2000μm的直径。

34.根据条款33所述的系统，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是流动流的宽度的四分之一或更小。

35.根据条款34所述的系统，其中，流动池在喷嘴孔处的壁是从0.1mm至0.75mm。

36.根据条款34所述的系统，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是0.25mm。

37.根据条款34所述的系统，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是0.5mm。

38.根据条款29-37中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括圆柱形部分和截头圆锥形部分。

39.根据条款29-37中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括截头圆锥形的形状。

40.根据条款29-37中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括反射的壁。

41.根据条款40所述的系统，其中，喷嘴室的壁成角度以朝着喷嘴室的近端反射光。

42.根据条款41所述的系统，其中，喷嘴室的壁相对于流动流的轴线形成130°与150°之间的角度。

43.根据条款42所述的系统，其中，喷嘴室的壁相对于流动流的轴线形成135°的角度。

44.根据条款28-43中的任一项所述的系统，其中，检测器是电荷耦合装置。

45.根据条款28-44中的任一项所述的系统，其中，检测器被配置成在200nm与800nm之间的波长下测量从喷嘴孔发射的光。

46.根据条款28-45中的任一项所述的系统，其中，检测器的有源表面正交于流动流的轴线而定位。

47.根据条款28-46中的任一项所述的系统，其中，检测器被物理地耦接到透镜。

48.根据条款28-47中的任一项所述的系统，其中，流动池喷嘴正交于光源而定位。

49.根据条款28-48中的任一项所述的系统，进一步包括被定位在喷嘴室的近端与检测器之间的光学调节部件。

50.根据条款49所述的系统，其中，光学调节部件包括聚焦透镜。

51.根据条款49所述的系统，其中，光学调节部件包括缩小透镜。

52.根据条款49所述的系统，其中，光学调节部件包括准直透镜。

53.根据条款49所述的系统，其中，光学调节部件包括波长分离器。

54.根据条款53所述的系统，其中，波长分离器包括截止滤波器透镜。

55.根据条款49所述的系统，其中，光学调节部件被定位成距离喷嘴孔从1mm至500mm。

56.根据条款55所述的系统，其中，光学调节部件被定位成距离喷嘴孔100mm。

57.一种用于流式细胞仪的光学系统，所述光学系统包括：

喷嘴，包括喷嘴室和喷嘴孔；

流动通道，被配置成从喷嘴孔流出，包括探询区；

辐照源，被配置成从特定方向在探询区中的流动通道处引导探测光束；以及

透镜系统，被可操作地连接到喷嘴室并且被配置成收集从喷嘴孔发射的光。

58.根据条款57所述的系统，其中，透镜系统由两个或更多个透镜组成并且被配置成准直发射光。

59.根据条款57-58中的任一项所述的系统，其中，透镜系统位于可操作地连接到喷嘴的透镜壳体室中。

60.根据条款57-59中的任一项所述的系统，其中，透镜系统位于喷嘴室中。

61.根据条款57-60中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室具有相对于流动通道在130度与140度之间的内部斜面。

62.根据条款57-61中的任一项所述的系统，其中，透镜系统正交于来自辐照源的探测光束而布置。

63.根据条款57-62中的任一项所述的系统，其中，发射光在探询区中产生并且在流动通道内通过全内反射传输至喷嘴孔。

64.根据条款57-63中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括一个或更多个流体端口。

65.根据条款57-64中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括样本注射管。

66.根据条款57-65中的任一项所述的系统，进一步包括被布置在透镜系统之上的光检测系统。

67.根据条款57-66中的任一项所述的系统，其中，透镜系统包括一个或更多个透镜。

68.根据条款57-67中的任一项所述的系统，其中，喷嘴孔具有大于1mm的直径。

69.根据条款57-68中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室包括在喷嘴孔处不多于0.25mm的壁厚。

70.根据条款57-69中的任一项所述的系统，其中，从喷嘴孔到透镜系统中的第一透镜的距离在2mm与100mm之间。

71.一种方法，包括：

在探询场中使用光源辐照流动流中的样本；

检测由流动流中的样本发射的通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔的光；以及

在一个或更多个波长下测量检测到的光。

72.根据条款71所述的方法，其中，在流动池喷嘴孔下游1mm或更大的探询场中辐照流动流。

73.根据条款71所述的方法，其中，在流动池喷嘴孔下游5mm或更大的探询场中辐照流动流。

74.根据条款71-73中的任一项所述的方法，其中，在从200nm至800nm的波长下使用光源辐照流动流。

75.根据条款71-74中的任一项所述的方法，其中，光源是激光器。

76.根据条款71-75中的任一项所述的方法，其中，收集发射光包括收集在流动池喷嘴内反射的光。

77.根据条款71-76中的任一项所述的方法，其中，通过被定位在流动池喷嘴的近端处的透镜来准直穿过流动池喷嘴孔发射的光。

78.根据条款71-77中的任一项所述的方法，进一步包括空间分离收集到的光的波长。

79.根据条款78所述的方法，其中，空间分离收集到的光的波长包括将收集到的光穿过截止滤波器。

80.根据条款71-79中的任一项所述的方法，其中，流动池喷嘴包括圆锥形喷嘴室，圆锥形喷嘴室包括成角度以朝着流动池喷嘴的近端反射从喷嘴孔发射的光的反射壁。

81.根据条款80所述的方法，其中，喷嘴室的壁相对于流动流的轴线形成130°与150°之间的角度。

82.根据条款71-81中的任一项所述的方法，其中，辐照的流动流处于耦接到喷嘴孔的毛细流动通道中。

83.根据条款71-82中的任一项所述的方法，其中，喷嘴孔具有从1μm至2000μm的直径。

84.根据条款83所述的方法，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是流动流的宽度的四分之一或更小。

85.一种用于收集光的方法，所述方法包括：

从喷嘴孔产生流动通道，其中，流动通道包括样本；

在流动通道中在探询区中辐照样本，其中，辐照包括以基本上正交于流动通道的角度在探询区处引导光束；以及

使用收集系统收集由样本发射并且通过全内反射传输的光，其中，收集系统包括被布置在喷嘴孔之上的透镜系统。

86.根据条款85所述的方法，进一步包括随着样本流过流动通道进入多个收集容器中来分选样本。

虽然出于清楚理解的目的已经通过说明和实例的方式在某些细节上描述了前述发明，但根据本公开的教导，对于本领域的普通技术人员来说容易清楚的是，在不偏离所附权利要求书的精神或范围的情况下可以对其作出某些改变和修改。

因此，前述内容仅说明本发明的原理。将了解的是本领域技术人员将能够设计各种布置，该各种布置虽然在本文中没有被明确地描述或显示，但体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围之内。此外，本文引用的所有实例和有条件的语言原则上旨在帮助读者理解本发明的原理而不受此类具体引用的实例和条件的限制。此外，本文引用本发明的原理、方面、以及实施例的所有陈述以及其具体实例旨在涵盖其结构和功能等效物两者。另外，意指此类等效物包括当前已知的等效物和未来开发出的等效物两者，即不论结构如何而执行相同功能的所开发的任何元件。因此，本发明的范围不旨在受限于本文示出和描述的示例性实施例。更确切地说，本发明的范围和精神通过所附权利要求书来体现。

Claims

2.根据权利要求1所述的流动池喷嘴，其中，流动池喷嘴包括：

喷嘴室，具有近端和远端；以及

喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处，

其中，喷嘴室被配置成将发射光引导至喷嘴室的近端。

3.根据权利要求2所述的流动池喷嘴，其中，流动池喷嘴被配置成传播由流动流中的样本发射的光穿过喷嘴孔并且进入喷嘴室。

4.根据权利要求2-3中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室包括：

a)近端圆柱形部分和远端截头圆锥形部分；或

b)截头圆锥形的形状。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室的壁成角度以朝着喷嘴室的近端反射光。

6.根据权利要求5所述的流动池喷嘴，其中，流动池在喷嘴孔处的壁的宽度是流动流的宽度的四分之一或更小。

7.根据权利要求2-6中的任一项所述的流动池喷嘴，其中，喷嘴室进一步包括光学调节部件。

8.一种系统，包括：

光源；

检测器，用于测量由样本传播的光的一个或更多个波长。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，流动池喷嘴包括：

喷嘴室，具有近端和远端；

喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处，

其中，喷嘴室被配置成将发射光引导至喷嘴室的近端。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，检测器被定位在流动池喷嘴室的近端处。

11.根据权利要求9-10中的任一项所述的系统，其中，喷嘴室的壁成角度以朝着喷嘴室的近端处的检测器反射光。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，光源是激光器。

13.根据权利要求8所述的系统，其中，流动池喷嘴正交于光源而定位。

14.一种方法，包括：

在探询场中使用光源辐照流动流中的样本；

在一个或更多个波长下测量检测到的光。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在探询场中辐照流动流，探询场正交于流动池喷嘴孔并且被定位在流动池喷嘴孔下游1mm或更大。