CN107003227B - 用于将光源与流动流对准的方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面包括用于评估光源与流动流的对准的方法和系统。根据某些实施例的方法包括：沿着光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；以及计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的差分信号幅值以便评估所述光源与所述流动流的所述对准。还描述了用于实践主题方法的系统。

Description

用于将光源与流动流对准的方法及其系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月12日提交的美国临时专利申请序列号62/091,421的优先权，所述申请的公开内容通过引用结合在此。
引言
流式细胞术是用于表征和/或分选生物材料(比如，血液样本的细胞或者任何其他类型的生物样本或化学样本中的感兴趣的颗粒)的技术。所述技术可以用于记录分布和/或分选生物材料。流式细胞仪通常包括用于接收如血液样本等流体样本的样本储存器以及包含鞘液的鞘液储存器。流式细胞仪将流体样本中的颗粒(包括细胞)作为细胞流输送至流动池，同时还将鞘液引导至流动池。在流动池内，在细胞流周围形成鞘液以便将基本上均匀的速度施加到细胞流上。流动池水动力学地集中所述流内的细胞以便穿过流动池中的激光束的中心。
在流式细胞术中，使用光源来照射流动流(flow stream)流动流的组成部分与光相交的点通常被称为探询点(interrogation point)。当流动流的组成部分穿过探询点时，它使光发生散射。材料的变化(比如，形态或荧光标签)可以引起所观察到的光的变化，并且这些变化允许进行表征和分离。为了量化这些变化，必须聚集光。期望尽可能多地探询流动流并且尽可能多地聚集来自流动流的光，以便将程序的速度和灵敏度最大化。
发明内容
本公开的各方面包括用于评估光源(例如，激光器)与比如流式细胞仪中的流动流的对准的方法。根据某些实施例的方法包括：沿着照射流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；以及计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值以便评估所述光源与所述流动流的所述对准。
在实施例中，方法包括：照射流动流中的扰动以及检测第一光信号和第二光信号。例如，流动流中的扰动可由流动流中的细胞、非细胞颗粒或珠粒产生。第一光信号和第二光信号可以是前向传播(例如，散射)光或者作为通过全内反射检测到的散射光。在实践根据一些实施例的方法时，评估光源(例如，激光器)与流动流的对准包括确定第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值。在一些实施例中，方法进一步包括：在X-Y平面中将激光器的位置调整为产生最大差分信号幅值的位置，或者将激光器的位置维持在产生最大差分信号幅值的位置处。在某些实例中，在X-Y平面中确定所述流动流上的产生所述最大差分信号幅值的激光照射位置。
在实施例中，沿着所述流动流的竖直轴检测所述第一光信号和所述第二光信号。在一些实例中，以周期性间隔检测所述第一光信号和所述第二光信号。在其他实例中，方法包括：连续地收集所述第一光信号和所述第二光信号。在一些实例中，使用如象限光电二极管或具有两个或更多个光电二极管(比如，三个或更多个光电二极管)的光电二极管阵列等位置感测检测器来检测所述光信号。
本公开的方面还包括用于实践主题方法的系统。根据某些实施例的系统包括：光源，如激光器(例如，氦氖激光器)；传感器，所述传感器被配置成用于沿着所述流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；以及处理器，所述处理器具有可操作地耦合至所述处理器的存储器，所述存储器包括用于计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的差分信号幅值以便评估所述激光器与所述流动流的对准的指令。
在某些实施例中，主题系统被配置成用于在使用流式细胞仪进行的样本分析期间或之间减小用户输入或对光源、流动流或检测器的手动对准的需要。在一些实施例中，可以将感兴趣的系统部分自动化或完全自动化，从而使得对光源与流动流的对准的调整是处理器控制的。在某些实施例中，主题系统被配置成用于在没有任何人类输入的情况下将光源与流动流对准。
在一些实施例中，处理器包括存储器，所述存储器具有用于确定第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的指令。在这些实施例中，耦合至处理器的存储器可以进一步包括用于将用于照射流动流的光源的位置调整到产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的位置的指令。在某些实例中，处理器存储器包括用于在X-Y平面中确定流动流上的产生最大差分信号幅值的照射位置的指令。
在一些实施例中，光源是激光器。在一些实例中，激光器是连续波激光器。在某些实例中，激光器是氦氖激光器。在主题系统中可以采用一个或多个激光器，比如，2个或更多个激光器以及包括5个或更多个激光器。在某些实施例中，激光器耦合至支撑台，所述支撑台被配置成用于在X-Y平面中调整激光器的位置。例如，支撑台可以被配置成用于响应于第一光信号与第二光信号之间的所计算的差分信号幅值而调整激光器的位置。
在一些实施例中，主题系统的传感器被配置成用于从流动流中检测前向传播(例如，散射)光。在其他实施例中，传感器被定位成用于检测通过全内反射向上游传播的光。在这些实施例中，主题系统可以进一步包括流动池喷嘴，所述流动池喷嘴被配置成用于通过全内反射将光向上游传播穿过流动流。例如，流动池喷嘴可以包括：喷嘴室，所述喷嘴室具有近端和远端；喷嘴孔口，所述喷嘴孔口被定位在喷嘴室的远端处，从而使得喷嘴室被配置成用于将所传播的光从流动流引导至喷嘴室的近端。感兴趣的传感器可以包括位置感测检测器，比如，象限光电二极管或光电二极管阵列。
提供了一种根据某些实施例的系统，所述系统用于通过以下方式将激光器(例如，在可移动支撑台上)与流动流自动对准：沿着流动流的竖直轴确定产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的照射位置；以及调整光源的位置，从而使得光照射位置与流动流上产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置相匹配。
本公开的各方面还包括用于实践主题方法的计算机控制系统，其中，所述系统进一步包括一个或多个具有处理器的计算机，所述处理器被配置成用于使本文中所描述的方法的一个或多个步骤自动化。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，所述计算机可读存储介质具有存储于其上的计算机程序，其中，所述计算机程序当被加载到所述计算机上时包括：用于沿着激光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号的算法，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；用于计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值的算法；以及用于基于所述第一信号与所述第二信号之间的所述所计算的差分信号幅值来评估所述激光器与所述流动流的对准的算法。
在某些实施例中，主题计算机控制系统包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成用于调整流动流上的光照射位置，其中，所述处理器包括具有存储于其上的指令的存储器，所述指令包括：用于确定所述流动流上产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的照射位置的算法；用于在X-Y平面中确定所述流动流上的当前光照射位置的算法；以及用于调整所述光照射位置以便与所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述照射位置相匹配的算法。
附图说明
当结合附图阅读以下详细说明时，可以最好地理解本发明。附图中包括以下图：
图1描绘了根据某些实施例的评估光源与流动流的对准的侧视图图解。
图2展示了根据某些实施例的适合于实践主题方法的系统的顶视图图解。
具体实施方式
在更详细地描述本发明之前，应当理解的是，因为所描述的具体实施例可能变化，所以本发明不限于所述具体实施例。还应当理解的是，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制，所以本文中所使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的，而不旨在是限制性的。
在提供了值范围的情况下，应当理解的是，除非上下文清楚地另外指明，每个中间值(到下限的第十个单位，在所述范围的上限与下限之间)以及在所陈述的范围内的任何其他所陈述的值或中间值均涵盖在本发明之内。所述更小范围的上限和下限可以独立地包括在更小范围之内，并且也涵盖在本发明之内，受制于在所陈述范围内任何确切排除的限制。在所陈述的范围包括限制中的一者或两者的情况下，排除了那些包括的限制中的任一者或两者的范围也包括在本发明之内。
除非另外限定，本文中所使用的所有技术性术语和科学性术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管类似于或等同于本文中所描述的方法和材料的任何方法和材料也可以用于对本发明的实践或测试，但是现在将对代表性说明方法和材料进行描述。
本说明书中所引用的所有出版物和专利通过引用结合在此，就像每个单独的出版物或专利被具体且单独地指示为通过引用结合并且通过引用结合在此，以便结合所引用的所述出版物来公开和描述所述方法和/或材料。对任何出版物的引用内容是针对其在申请日期之前的公开，并且不应当被解释为承认本发明因为先前发明而不能获得比这种出版物更早的申请日期。另外，所提供的出版物的日期可以不同于实际公开日期，所述实际公开日期可能需要被独立确认。
应当指出的是，除非上下文另外清楚地指明，如本文中所使用的以及在所附权利要求书中，单数形式““一个””、““一种””以及““所述””包括复数指代物。应当进一步指出的是，可以将权利要求书撰写成排除任何可选要素。如此，这种陈述旨在充当结合对权利要求要素的叙述使用如““仅仅””、““仅””等排他性术语或使用“负”限制的前提基础。
如将对于本领域技术人员清楚的是，在阅读本公开时，本文中所描述和说明的单独实施例中的每个实施例具有不连续的组成部分和特征，所述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易于与任何其他若干实施例的特征分离或组合。可以按所叙述的事件的顺序或按逻辑上可能的任何其他顺序来执行所叙述的任何方法。
如以上所概述的，本公开提供了用于评估光源与流动流的对准的方法。在进一步描述本公开的实施例时，首先更详细地描述了用于评估光源(例如，激光器)与流动流的对准的方法。接下来，描述了适合于实践用于评估光源与流动流的对准的主题方法的系统。还提供了计算机控制系统和试剂盒。
用于评估光源与流动流的对准的方法
如以上所概述的，本公开的各方面包括用于评估光源(例如，激光器)与流动流的对准的方法。在一些实施例中，主题方法包括：评估激光器与流式细胞仪中的流动流的对准。根据某些实施例的方法包括：沿着照射流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；以及计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值以便评估所述光源与所述流动流的所述对准。短语“评估对准”在其常规意义上在本文中用于指确定光源在流动流上的相对照射位置。在一些实施例中，评估光源与流动流的对准包括沿着流动流的横轴确定光源的照射位置。如本文中所描述的，流动流的横轴指与流动流的流体流的方向(即，纵轴)正交的轴。在其他实施例中，评估光源与流动流的对准包括判定光源的照射位置是否从流动流的中心移位(即，偏离中心)。例如，方法可以包括：确定光源的照射位置沿着流动流的横轴从流动流的中心移位1μm或更多，比如2μm或更多，比如3μm或更多，比如5μm或更多，比如10μm或更多，比如25μm或更多，比如50μm或更多，比如75μm或更多并且包括沿着横轴从流动流的中心移位100μm或更多。根据光源的照射空间宽度(例如，激光束宽度)，方法可以包括：确定光源的照射位置从流动流的中心移位光源的照射宽度的0.01％或更多，比如0.05％或更多，比如0.1％或更多，比如0.5％或更多，比如1％或更多，比如2％或更多，比如3％或更多，比如5％或更多，比如10％或更多，比如25％或更多并且包括光源的照射宽度的50％或更多。在某些实施例中，评估光源与流动流的对准包括判定光源的照射位置是否处于流动流的中心处。
如以下更详细地描述的，在某些实施例中，照射到流动流上的光由流动流中的扰动折射。(图1)流动流中的扰动可以包括流动流的中的样本的组成部分，比如，细胞、珠粒、非细胞颗粒、生物大分子等。在一些实例中，流动流104a中的扰动102a在第一时间段在向上方向上将来自光源101a的光折射到检测器103a(图1，顶部)。在第二时间段，来自光源101b由流动流104b中的扰动102b在向下方向上折射到检测器103b(图1，底部)。因此，在第一时间段内收集的光信号是来自由扰动在向上方向上折射的光的信号，并且在第二时间段内收集的光信号是来自由扰动在向下方向上折射的光的信号。在一些实施例中，随着在流动流中流动的扰动横跨进入照射光束，扰动在向上方向上折射光(相对于光源照射的线)。在穿过照射光束之后，随着在流动流中流动的扰动横跨离开照射光束，扰动在向下方向上折射光。在这些实施例中，可以计算来自向上反射光的光信号的幅值与向下反射光的幅值之差，得出差分信号幅值。在一些实例中，在照射空间宽度以流动流的中心为中心的情况下获得最大差分信号幅值(即，向上反射光与向下反射光之间的最大信号幅值差)。(图2)换言之，在这些实施例中，在照射空间宽度的中心与沿着横轴的流动流的中心对准的情况下获得最大差分信号幅值。在其他实例中，在照射空间宽度偏离流动流的中心的情况下(比如，在光源的照射空间宽度以流动流的边缘为中心的情况下)获得低差分信号幅值。在本公开的一些实施例中，差分信号幅值随着照射空间宽度的中心从流动流的边缘移位到流动流的中心而增大。
在实践根据某些实施例的方法时，沿着竖直轴而从照射流动流(例如，激光照射的流动流)中检测一个或多个信号。在实施例中，使用如激光器等光源来照射流动流，并且聚集并检测由流动流散射的光。只要充分地检测到由流动流散射的光的光信号就可以在沿着流动流的任何适当竖直位置处照射流动流。在某些实施例中，流动流是流式细胞仪流动流，并且光源是被配置成用于在紧挨着流动池喷嘴孔口的位置处照射流动流的激光器。在其他实施例中，在流动池喷嘴孔口下游的位置处照射流动流，比如在距离流动池喷嘴孔口0.001mm的位置处，比如0.005mm或更多，比如0.01mm或更多，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如2mm或更多，比如5mm或更多并且包括流动池喷嘴孔口下游10mm或更多。可以在一个或多个竖直位置处照射流动流，比如2个或更多个，比如3个或更多个，比如4个或更多个，比如5个或更多个并且包括在10个或更多个竖直位置处照射流动流。
在实施例中，可以使用任何适当的宽带或窄带光源来照射流动流。根据流动流中的组成部分(例如，细胞、珠粒、非细胞颗粒等)，用于评估光源与流动流的对准的光波长可以在从200nm到1500nm的范围内变化，比如从250nm到1250nm，比如从300nm到1000nm，比如从350nm到900nm并且包括从400nm到800nm。例如，光源可以包括发射具有从200nm到900nm的波长的光的宽带光源。在其他实例中，光源包括发射范围为从200nm到900nm的波长的窄带光源。例如，光源可以是发射具有范围在200nm到900nm之间的波长的光的窄带LED(1nm到25nm)。在一些实施例中，光源是激光器(比如，连续波激光器)。例如，激光器可以是二极管激光器，比如，紫外线二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在一些实例中，二极管激光器输出波长范围为从375nm到1000nm的光，比如从405nm到875nm，比如从450nm到800nm，比如从500nm到650nm并且包括从525nm到625nm。在某些实施例中，感兴趣的激光器包括405nm二极管激光器。在其他实施例中，感兴趣的激光器包括488nm二极管激光器。在又其他实施例中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在某些实施例中，光源是流式细胞仪中的激光器，并且方法包括：评估激光器与流式细胞仪中的流动流的对准。
在其他实施例中，光源是如电灯等非激光光源，包括但不限于卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、发光二极管(比如，具有连续光谱的宽带LED)、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、集成的多LED。在一些实例中，除了其他光源以外，非激光光源是稳定的光纤耦合宽带光源、白光源或其任何组合。
根据期望光源在流动流上的照射空间宽度，可以通过一个或多个光学调整方案使用所述光源来照射流动流。通过“光学调整”意指可以根据期望改变光源的照射参数，比如，以便增大或减小流动流上的照射宽度、流动流上的照射位置、照射方向、从光源输出的光的波长、射束轮廓、射束宽度、射束强度、光源的焦点、脉冲宽度和其他某个参数。在一些实例中，光学调整是放大方案，所述放大方案被配置成用于增大光源在流动流上的照射宽度，比如1％或更大，比如5％或更大，比如10％或更大，比如25％或更大，比如50％或更大并且包括将流动流上的照射宽度增大75％或更大。在一些实例中，光学调整是缩小方案，所述放大方案被配置成用于减小光源在流动流上的照射宽度，比如1％或更大，比如5％或更大，比如10％或更大，比如25％或更大，比如50％或更大并且包括将光源在流动流上的照射宽度减小75％或更大。在仍其他实例中，光学调整方案是准直方案。
可以使用任何合宜的光学调整方案来调整光源照射的空间横截面，包括但不限于透镜、反射镜、滤光片、光纤、波长分离器、针孔、狭缝、准直方案及其组合。在某些实施例中，使用聚焦透镜来光学地调整光源在流动流上的照射空间宽度。在一个示例中，聚焦透镜可以是缩小透镜。在另一个示例中，聚焦透镜是放大透镜。在其他实施例中，使用一个或多个反射镜来调整光源在流动流上的照射空间宽度。在仍其他实施例中，使用光纤来调整光源的照射空间宽度。
可由光源在离流动流任何适当距离处照射流动流，比如在离流动流0.001mm或更多的距离处，比如0.005mm或更多，比如0.01mm或更多，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如5mm或更多，比如10mm或更多，比如25mm或更多并且在离流动流100mm或更多的距离处。同样地，可由光源以相对于流动流的竖直轴的任何适当角度(即，照射光束与流动流的竖直轴所呈的角度)照射流动流，比如以从10°到90°的范围内的角度，比如从15°到85°，比如从20°到80°，比如从25°到75°并且包括从30°到60°。在某些实施例中，由光源以相对于流动流的竖直轴的90°角照射流动流(即，光源照射与流动流的竖直轴正交)。
在评估光源与流动流的对准时，可以连续地或者以不连续间隔照射流动流。在一些实例中，方法包括：使用光源来连续地照射流动流，比如，在通过收集实时数据而监测光源与流动流的对准的情况下。在其他实例中，方法包括：使用光源以不连续的间隔照射流动流，比如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒或其他某个间隔照射流动流。在以不连续间隔照射流动流的情况下，照射频率可以比如取决于流动流中的组成部分(例如，细胞、珠粒、非细胞颗粒)的浓度以及流动流的流速。
在实践主题方法的实施例时，沿着照射流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号。只要检测到可用光信号就可以在离流动流任何适当距离处检测光信号。例如，可以在离流动流0.01mm或更多处检测光信号，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如2.5mm或更多，比如5mm或更多，比如10mm或更多，比如15mm或更多，比如25mm或更多并且包括离流动流50mm或更多。还可以以离流动流任何角度检测光信号。例如，可以以相对于流动流的竖直轴某个角度检测光信号，所述角度的范围为从10°到90°，比如从15°到85°，比如从20°到80°，比如从25°到75°并且包括从30°至60°。在一些实例中，以相对于流动流的竖直轴30°到60°而定位检测器(如以下更详细地描述的)。
如以上所描述的，可以在光源照射的沿着流动流的每个位置处检测一个或多个光信号。例如，可以在光源照射的沿着流动流的每个位置处检测两个或更多个光信号，比如三个或更多个光信号，比如四个或更多个光信号，比如五个或更多个光信号并且包括10个或更多个光信号。在照射是连续的情况下，可以在照射流动流的同时在不同时间检测一个或多个光信号，比如两个或更多个光信号，比如三个或更多个光信号，比如四个或更多个光信号，比如五个或更多个光信号并且包括10个或更多个光信号。
在某些实施例中，来自照射流动流的光信号来自由被定位在流动流附近的一个或多个检测器从光源中检测的采用前向配置的光。例如，来自照射流动流的光信号可由被配置成前向散射检测器的一个或多个检测器检测。在其他实施例中，来自照射流动流的光信号是通过全内反射向上游传播的光。术语“传播”在其常规意义在本文中用于指光行进穿过流动流的流体介质，其中，所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。在其他实施例中，由流动流折射的光通过全内反射向上游传播。通过“上游”意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聚集发射光。换言之，在流动流沿着X-Y平面中的Y轴的正Y方向具有流体流的情况下，来自通过全内反射向上游传播的光的光信号在负Y方向上穿过。短语“全内反射”在其常规意义上在本文中用于指在流体介质(例如，流动流)的边界内传播电磁波，从而使得当所传播的波以相对于表面法线大于临界角的角度撞击所述介质边界时，电磁波被内部反射。具体地，在流体介质边界的另一侧面上折射率较低并且入射角大于临界角的情况下，传播的光波不会穿过边界并且会被内部反射。
在一些实施例中，主题方法包括：在来自照射流动流的光信号通过全内反射向上游传播的情况下评估光源与流式细胞仪中的流动流的对准。在某些实例中，用于检测来自通过全内反射向上游传播的光的光信号的方法包括但不限于于2014年4月23日提交的美国专利申请号14/260,177中所描述的方法，所述专利申请的公开内容通过引用结合在此。
在一些实施例中，从照射流动流中检测第一光信号和第二光信号包括移动流动流的路径旁边的光源和一个或多个检测器。例如，可以向上游或向下游移动流动流旁边的光源和检测器，在沿着流动流的竖直轴的多个位置处检测第一光信号和第二光信号。在实施例中，可以在沿着流动流的一个或多个竖直位置处检测第一光和第二光，比如在2个或更多个位置处，比如在3个或更多个位置处，比在如5个或更多个位置处并且包括在沿着流动流的10个或更多个竖直位置处。在沿着流动流的多于一个竖直位置处收集光信号的情况下，沿着流动流的每个位置之间的距离可以变化，比如被分离0.001mm或更多，比如0.005mm或更多，比如0.01mm或更多，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如5mm或更多，比如10mm或更多，比如25mm或更多并且包括在被分离100mm或更多的两个或更多个竖直位置处检测光信号。
除了其他光电检测器以外，可以通过任何合宜的位置感测检测协议来检测光信号，包括但不限于光学传感器或光电检测器，比如，有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合设备(CCD)、增强型电荷耦合设备(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测量计、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。在某些实施例中，使用象限光电二极管来检测光信号。在使用象限光电二极管来检测光信号的情况下，象限光电二极管的每个区域的有源检测表面积可以比如从0.01cm2到10cm2变化，比如从0.05cm2到9cm2，比如从，比如从0.1cm2到8cm2，比如从0.5cm2到7cm2并且包括从1cm2到5cm2。在一些实例中，光电检测器是具有多于一个光电二极管的光电二极管，比如两个或更多个光电二极管，比如三个或更多个，比如五个或更多个并且包括10个或更多个光电二极管。
如以上所概述的，对第一光信号与第二光信号之间的幅值差进行计算以便确定差分信号幅值。可以结合检测第一光信号和第二光信号而计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值，或者可以在检测光信号之后的预定持续时间后进行。在一些实施例中，结合对光信号的检测而连续地计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值。
在其他实施例中，在对光信号的检测之后的预定持续时间内计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值，比如在对第一光信号和第二光信号的检测之后的0.001秒或更长，比如0.01秒或更长，比如0.1秒或更长，比如0.5秒或更长，比如1秒或更长并且包括在对第一光信号和第二光信号的检测之后的5秒或更长。
在实践主题方法时，基于所计算的在第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值来评估光源与流动流的对准。在一些实施例中，当差分信号幅值处于或超过预定阈值时，确定光源与流动流的对准。在其他实施例中，当差分信号幅值低于预定阈值时，确定光源与流动流不对准。
在其他实施例中，将所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值进行比较以便评估光源与流动流的对准。最大差分信号幅值可以是预定最大差分信号幅值或者可以具体地针对特定流动流和光源而确定。在一些实例中，基于流动流和光源的参数而预定最大差分信号幅值，比如流动流的直径(例如，如通过流式细胞仪中的流动池喷嘴估计的)、光源的照射空间宽度和所采用的光电检测器的类型(例如，象限光电二极管)。
在其他实例中，主题方法包括：针对特定光源和流动流而确定最大差分信号幅值。在一些实施例中，确定最大差分信号幅值包括：检测多组第一光信号和第二光信号；针对每组第一光信号和第二光信号而计算差分信号幅值；以及从所述多个所计算的差分信号幅值中确定最大差分信号幅值。在一些实例中，通过按不连续增量来调整光源在流动流上的照射位置以及在每个增量处测量第一光信号和第二光信号，从而检测所述多个第一光信号和第二光信号。例如，光源可以以不连续增量而沿着流动流的横轴移位，比如以0.001mm或更多的增量，比如0.005mm或更多，比如0.01mm或更多，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如2mm或更多并且包括沿着流动流的横轴以5mm或更多的增量对光源进行移位。
在其他实施例中，确定最大差分信号幅值包括：以连续的方式沿着横轴横跨流动流而对光源进行移位；以预定时间间隔收集第一光信号和第二光信号；从所收集的第一光信号和第二光信号中的每个光信号中计算差分信号幅值；以及从所计算的差分信号幅值中确定最大差分信号幅值。在这些实施例中，以预定时间间隔收集第一光信号和第二光信号，比如每0.001毫秒或更多，比如每0.005毫秒或更多，比如每0.01毫秒或更多，比如每0.05毫秒或更多，比如每0.1毫秒或更多，比如每0.5毫秒或更多，比如每1毫秒或更多，比如每5毫秒或更多，比如每10毫秒或更多，比如每25毫秒或更多并且包括每100毫秒或更多。
在一些实例中，在通过将所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值进行比较来评估光源与流动流的对准时，当所计算的差分信号幅值小于最大差分信号幅值时，确定光源与流动流不对准。在其他实例中，当所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值之差超过预定阈值时，确定光源与流动流不对准。例如，当所计算的差分信号幅值比最大差分信号幅值小1％或更多、2％或更多、5％或更多、10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多并且包括50％或更多时，确定光源与流动流不对准。
在一些实施例中，方法包括：沿着与流动流的纵轴正交的横轴确定光源的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的照射位置。例如，方法可以包括：捕获照射流动流的图像以及对沿着横轴的流动流上的照射的空间位置进行映射。例如，可以捕获照射流动流的一个或多个图像，比如2个或更多个图像，比如3个或更多个图像，比如5个或更多个图像并且包括可以捕获照射流动流的10个或更多个图像。基于光源在流动流上的确定照射空间位置，方法可以包括：生成数据信号，所述数据信号与光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射空间位置相对应。在一些实施例中，光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置是照射的空间宽度以流动流的中心为中心的情况。在其他实施例中，光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置是照射的空间宽度沿着流动流的横轴从流动流的中心移位0.001μm或更多，比如0.005μm或更多，比如0.01μm或更多，比如0.05μm或更多，比如0.1μm或更多，比如0.5μm或更多，比如1μm或更多，比如2μm或更多，比如3μm或更多，比如5μm或更多，比如10μm或更多，比如25μm或更多，比如50μm或更多，比如75μm或更多并且包括沿着横轴从流动流的中心移位100μm或更多。
在某些实施例中，响应于光源与流动流的评估对准而对光源进行调整。例如，在一些实例中，在确定光源在流动流上的照射位置产生第一信号与第二信号之间的差分信号幅值(其小于最大差分信号幅值)的情况下，可以沿着横轴而将光源移位到产生第一光信号与第二光信号支架的最大差分信号幅值的位置。在这些实例中，方法可以包括：对沿着横轴对光源的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行映射，以及沿着横轴将光源的位置与产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行匹配。
在某些实施例中，方法包括：在X-Y平面中确定光源的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的照射位置。例如，方法可以包括：捕获照射流动流的图像以及在X-Y平面中对照射在流动流上的空间位置进行映射。例如，可以捕获照射流动流的一个或多个图像，比如2个或更多个图像，比如3个或更多个图像，比如5个或更多个图像并且包括可以捕获照射流动流的10个或更多个图像。基于光源在流动流上的确定照射空间位置，方法可以包括：生成数据信号，所述数据信号与光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射空间位置相对应。在一些实施例中，光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置是照射空间宽度以流动流的中心为中心的情况。在其他实施例中，光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置是照射空间宽度沿着流动流的横轴从流动流的中心移位0.001μm或更多的情况，比如0.005μm或更多，比如0.01μm或更多，比如0.05μm或更多，比如0.1μm或更多，比如0.5μm或更多，比如1μm或更多，比如2μm或更多，比如3μm或更多，比如5μm或更多，比如10μm或更多，比如25μm或更多，比如50μm或更多，比如75μm或更多并且包括沿着横轴从流动流的中心移位100μm或更多。
在实施例中，可以响应于光源与流动流的评估对准而对光源进行调整。例如，在一些实例中，在确定光源在流动流上的照射位置产生第一信号与第二信号之间的差分信号幅值(其小于最大差分信号幅值)的情况下，可以在X-Y平面中将光源移位到产生第一光信号与第二光信号支架的最大差分信号幅值的位置。在这些实例中，方法可以包括：在X-Y平面中对光源的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行映射，以及在X-Y平面中将光源的位置与产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行匹配。
可以通过任何合宜的方案调整光源在流动流上的照射位置，比如通过直接移动光源，移动耦合至光源的支撑台以及改变一个或多个调整方案(如以上所描述的)的位置、配置或取向。在一些实施例中，通过改变光源与流动流之间的透镜或反射镜的取向(例如，倾斜)来调整光源在流动流上的照射位置。例如，可以改变光学调整方案(例如，反射镜)的取向以便将光束定位在流动流的不同部分上，比如，通过将光学调整方案的角度增大5°或更多，比如10°或更多，比如15°或更多，比如20°或更多，比如30°或更多，比如45°或更多，比如60°或更多并且包括75°或更多。在某些实施例中，方法包括：通过将反射镜相对于流动流的角度改变5°或更多来将光的照射位置调整到流动流的不同部分上，比如10°或更多，比如15°或更多，比如20°或更多，比如30°或更多，比如45°或更多，比如60°或更多并且包括75°或更多。
在某些实施例中，方法包括：评估光源与流动流的对准，以及自动地调整光源，从而使得光源在流动流上的照射被对准。通过“自动的”意指响应于所计算的差分信号幅值或响应于所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值之间的比较而进行的对光源位置的调整几乎不需要人类干预或手动输入。在某些实施例中，在没有任何人类干预的情况下，根据主题方法对光源在流动流上的照射位置进行调整。例如，在某些实施例中，方法包括：通过以下方式来自动地并且在没有流式细胞仪的用户的任何输入的情况下将激光器与流式细胞仪中的流动流对准：从激光照射的流动流中检测第一光信号和第二光信号；计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值；将所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值进行比较；以及将流动流上的激光照射位置与在流动流上的产生来自激光照射的流动流的第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的激光照射位置进行匹配。
在一些实施例中，在将光源与产生最大差分信号幅值的位置进行匹配之后，可以在重新评估光源与流动流的对准之前的预定持续时间内将光源保持在此位置中，比如1分钟或更长，比如5分钟或更长，比如15分钟或更长，比如30分钟或更长，比如60分钟或更长，比如6小时或更多，比如12小时或更多，比如24小时或更多，比如48小时或更多，比如72小时或更多并且包括在重新评估光源与流动流的对准前的168小时或更多内维持光源的位置，或者其他某个间隔。
在一些实施例中，本公开的方法包括：重新评估光源与流动流的对准。可以根据期望在任何时间重新评估光源与流动流的对准，比如在预定持续时间之后或者响应于期望评估光源与流动流的对准的事件。例如，可以每5分钟、每10分钟、每30分钟、每60分钟、每6小时、每12小时、每24小时、每48小时、每72小时、每168小时或其他某个间隔地重新评估光源与流动流的对准。在其他实施例中，可以在可能改变光源与流动流的对准的事件之后重新评估光源与流动流的对准。例如，可以在改变或调整光源(比如，将新的激光器安装在流式细胞仪中)之后或者在改变流动流(比如，改变流式细胞仪中的流动池喷嘴)的情况下重新评估光源与流动流的对准。
在其他实施例中，可以连续地评估光源与流动流的对准。例如，可以通过收集实时数据来连续地监测激光器与流式细胞仪中的流动流的对准。
用于评估光源与流动流的对准的系统
本公开的各方面还包括用于评估光源(例如，激光器)与流动流的对准的方法。在一些实施例中，主题系统包括激光器以及流式细胞仪的流动流。根据某些实施例的系统包括：光源；传感器，所述传感器被配置成用于沿着所述流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；以及处理器，所述处理器具有可操作地耦合至所述处理器的存储器，所述存储器包括用于计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的差分信号幅值以便评估所述光源与所述流动流的所述对准的指令。如以上所描述的，术语“评估对准”在其常规意义上在本文中用于指确定光源在流动流上的相对照射位置。在一些实施例中，主题系统被配置成用于通过沿着流动流的横轴确定光源的照射位置来评估光源与流动流的对准。在其他实施例中，主题系统被配置成用于通过判定光源的照射位置是否从流动流的中心移位(即，偏离中心)来评估光源与流动流的对准。例如，主题系统可以向用户提供光源的照射位置沿着流动流的横轴从流动流的中心移位1μm或更多，比如2μm或更多，比如3μm或更多，比如5μm或更多，比如10μm或更多，比如25μm或更多，比如50μm或更多，比如75μm或更多并且包括沿着横轴从流动流的中心移位100μm或更多。在其他实施例中，感兴趣的系统可以确定光源的照射位置从流动流的中心移位光源的照射宽度的0.01％或更多，比如0.05％或更多，比如0.1％或更多，比如0.5％或更多，比如1％或更多，比如2％或更多，比如3％或更多，比如5％或更多，比如10％或更多，比如25％或更多并且包括光源的照射宽度的50％或更多。在某些实施例中，主题系统被配置成用于评估光源的照射位置是否处于流动流的中心处。
在某些实施例中，可以将感兴趣的系统完全自动化，从而使得评估光源与流动流之间的对准是处理器控制的。通过“完全自动化”意指评估光源与流动流之间的对准几乎不需要人类干预或者到主题系统中的手动输入。在某些实施例中，主题系统被配置成用于在没有任何人类干预的情况下评估光源与流动流的对准。
如以上所概述的，感兴趣的系统包括光源。在实施例中，光源可以是任何适当的宽带或窄带光源。根据从流动流的组成部分(例如，细胞、珠粒、非细胞颗粒等)，光源可以被配置成用于发射在从200nm到1500nm的范围内变化的光波长，比如从250nm到1250nm，比如从300nm到1000nm，比如从350nm到900nm并且包括从400nm到800nm。例如，光源可以包括发射具有从200nm到900nm的波长的光的宽带光源。在其他实例中，光源包括发射范围为从200nm到900nm的波长的窄带光源。例如，光源可以是发射具有范围在200nm到900nm之间的波长的光的窄带LED(1nm到25nm)。在一些实施例中，光源是激光器(比如，连续波激光器)。例如，激光器可以是二极管激光器，比如，紫外线二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在一些实例中，二极管激光器输出波长范围为从375nm到1000nm的光，比如从405nm到875nm，比如从450nm到800nm，比如从500nm到650nm并且包括从525nm到625nm。在某些实施例中，感兴趣的激光器包括405nm二极管激光器。在其他实施例中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在某些实施例中，光源是流式细胞仪中的激光器。
在其他实施例中，光源是如电灯等非激光光源，包括但不限于卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、发光二极管(比如，具有连续光谱的宽带LED)、超辐射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、集成的多LED。在一些实例中，除了其他光源以外，非激光光源是稳定的光纤耦合宽带光源、白光源、或其任何组合。
根据所期望的光源进行的照射在流动流上的空间宽度，感兴趣的系统还可以包括与光源耦合的一个或多个光学调整方案。如以上所讨论的，术语“光学调整”指能够改变照射空间宽度或者来自光源的其他某个照射特性(如例如，流动流上的照射位置、照射方向、波长、射束轮廓、射束宽度、射束强度、焦点和脉冲宽度)的任何设备。例如，系统可以包括增大或减小光源的照射空间宽度的光学调整方案。在一些实例中，光学调整是放大方案，所述放大方案被配置成用于增大光源的照射宽度，比如1％或更大，比如5％或更大，比如10％或更大，比如25％或更大，比如50％或更大并且包括将光源的照射宽度增大75％或更大的放大方案。在其他实例中，光学调整是缩小方案，所述缩小方案被配置成用于减小光源的照射宽度，比如1％或更大，比如5％或更大，比如10％或更大，比如25％或更大，比如50％或更大并且包括将光源的照射宽度减小75％或更大的缩小方案。在仍其他实例中，光学调整方案是准直方案。
在实施例中，光学调整方案可以是调整光源的一个或多个特性的任何合宜设备，包括但不限于透镜、反射镜、滤光片、光纤、波长分离器、针孔、狭缝、准直方案及其组合。在某些实施例中，感兴趣的系统包括一个或多个聚焦透镜。在一个示例中，聚焦透镜可以是缩小透镜。在另一个示例中，聚焦透镜是放大透镜。在其他实施例中，感兴趣的系统包括一个或多个反射镜。在仍其他实施例中，感兴趣的系统包括光纤。
在一些实施例中，光学调整部件是可移动的。例如，在一个示例中，可以移动反射镜以便调整与流动流的激光器对准。在一些实例中，在两个维度上移动光学调整部件，比如，在与流动流的轴正交的X-Y平面中。在其他示例中，光学调整部件可以在三个维度上移动。在某些实施例中，光学调整部件是反射镜，所述反射镜被配置成被移动以便调整光源在流动流上的照射位置。在一些实施例中，反射镜可以被配置在X-Y平面中(比如，沿着流动流的轴线)被移动。在其他实施例中，反射镜被配置成用于改变角度，比如，相对于光流或流动流被倾斜。例如，系统可以被配置成用于通过将反射镜相对于流动流的角度改变5°或更多来将光的照射位置改变到流动流的不同部分上，比如10°或更多，比如15°或更多，比如20°或更多，比如30°或更多，比如45°或更多，比如60°或更多并且包括75°或更多。
在光学调整部件(例如，反射镜)被配置成移动的情况下，光学调整部件可以被配置成连续地或者以不连续间隔移动。在一些实施例中，光学调整部件的移动是连续的。在其他实施例中，光学调整部件可以以不连续的间隔移动，如例如，以0.01微米或更大增量，如0.05微米或更大，如0.1微米或更大，如0.5微米或更大，如1微米或更大，如10微米或更大，如100微米或更大，如500微米或更大，如1mm或更大，如5mm或更大，如10mm或更大并且包括25mm或更大增量。
可以采用任何移位方案来移动光学调整部件结构，比如，耦合至可移动支撑台或直接使用电动机致动的平移台、导杆平移组件、齿轮传动的平移设备(比如，采用除了其他类型的电动机以外的步进电动机、伺服电动机、无刷电动机、有刷DC电动机、微型步进驱动电动机、高分辨率步进电动机的那些)。
光源可以被定位在离流动流任何适当距离处，比如在离流动流0.001mm或更多的距离处，比如0.005mm或更多，比如0.01mm或更多，比如0.05mm或更多，比如0.1mm或更多，比如0.5mm或更多，比如1mm或更多，比如5mm或更多，比如10mm或更多，比如25mm或更多并且在离流动流100mm或更多的距离处。此外，可以以与流动流的竖直轴的任何适当角度(即，照射的光束与流动流的竖直轴所呈的角度)来定位光源，比如以从10°到90°的范围内的角度，比如从15°到85°，比如从20°到80°，比如从25°到75°并且包括从30°到60°。在某些实施例中，以相对于流动流的竖直轴90°角(即，光源与流动流的竖直轴正交)定位光源。
光源可以被配置成用于连续地或者以不连续间隔照射流动流。在一些实例中，系统包括被配置成用于(比如，使用在流式细胞仪中的探询点处连续地照射流动流的连续波激光器)连续地照射流动流的光源。在其他实例中，感兴趣的系统包括被配置成用于以不连续的间隔(比如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒，或者其他某个间隔)照射流动流的光源。在光源被配置成用于以不连续的间隔照射流动流的情况下，系统可以包括一个或多个附加部件以便使用光源来提供对流动流的间歇性照射。例如，在这些实施例中，主题系统可以包括一个或多个激光束斩光器(用于阻挡并将流动流暴露于光源中的手动控制或计算机控制的束阑)。
在某些实施例中，系统包括耦合至光源以便调整光源的位置的一个或多个支撑台，如例如，以便将光源与流动流对准。除了其他类型的支撑结构以外，适当的支撑台可以是被配置用于使光源处于适当位置的任何合宜安装设备并且可以包括平面衬底、波状外形的安装设备、圆柱形或管状支撑结构、激光器或LED保持器。在一些实例中，支撑台是针对激光器的底座。如所期望的，根据主题系统中的光源的数量，支撑台的数量可以变化，比如，两个或更多个、三个或更多个，比如四个或更多台并且包括五个或更多个支撑台。在某些实施例中，感兴趣的系统包括一个支撑台，比如，具有安装的激光器的支撑台。
在一些实施例中，支撑台是可移动的。例如，在一个示例中，可以移动支撑台以便调整与流动流的激光器对准。在一些实例中，支撑台可以在两个维度上移动，比如，在与流动流的轴正交的X-Y平面中。在其他实例中，支撑结构可以在三个维度上移动。在支撑台被配置成移动的情况下，支撑台可以被配置成连续地或者以不连续间隔移动。在一些实施例中，支撑台可以以连续运动而移动。在其他实施例中，支撑台可以以不连续间隔移动，如例如，以0.01微米或更大增量，如0.05微米或更大，如0.1微米或更大，如0.5微米或更大，如1微米或更大，如10微米或更大，如100微米或更大，如500微米或更大，如1mm或更大，如5mm或更大，如10mm或更大并且包括25mm或更大增量。
可以采用任何移位方案来移动支撑结构，比如，使用电动机致动的平移台、导杆平移组件、齿轮传动的平移设备(比如，采用除了其他类型的电动机以外的步进电动机、伺服电动机、无刷电动机、有刷DC电动机、微型步进驱动电动机、高分辨率步进电动机的部件)来移动支撑台。
如以上所讨论的，在评估光源与流动流的对准时，沿着照射流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号。在实施例中，主题系统包括用于检测来自流动流的光信号的一个或多个光电检测器。除了其他光电检测器以外，主题系统中的光电检测器可以是任何合宜的位置感测检测方案，包括但不限于光学传感器或光电检测器，比如，有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合设备(CCD)、增强型电荷耦合设备(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热测量计、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。在某些实施例中，感兴趣的系统包括象限光电二极管。例如，光电检测器可以是具有每个区域的范围为从0.01cm2到10cm2的有源检测表面积的象限光二极管，比如从0.05cm2到9cm2，比如从，比如从0.1cm2到8cm2，比如从0.5cm2到7cm2并且包括从1cm2到5cm2。在一些实例中，光电检测器是具有多于一个光电二极管的光电二极管，比如两个或更多个光电二极管，比如三个或更多个，比如五个或更多个并且包括10个或更多个光电二极管。
只要可用光信号是可检测的就可以将光电检测器定位在离流动流任何适当距离处。例如，可以将主题系统中的检测器定位成离流动流1mm或更多，比如5mm或更多，比如10mm或更多，比如15mm或更多，比如25mm或更多，比如50mm或更多，比如100mm或更多，比如150mm或更多，比如250mm或更多并且包括500mm或更多。还可以以离流动流任何角度定位检测器。例如，可以以相对于流动流的竖直10°到90°而使检测器成角度，比如从15°到85°，比如从20°到80°，比如从25°到75°并且包括从30°至60°。在一些实例中，以相对于流动流的竖直轴30°到60°而定位所述一个或多个检测器。
在某些实施例中，主题系统被配置成用于通过来自照射流动流的前向传播(例如，散射)光来评估光源与流动流的对准并且包括一个或多个检测器，所述一个或多个检测器以从光源起的前向配置被定位在流动流附近。例如，来自照射流动流的光信号可由被配置成前向散射检测器的一个或多个检测器检测。在这些实施例中，前向散射检测器被定位在流动流与光源的相反侧上并且被定位成用于收集和检测前向传播(例如，散射)光。在其他实施例中，主题系统被配置成用于通过检测来自通过全内反射而向上游传播的光的光信号来评估光源与流动流的对准。如以上所讨论的，由流动流折射的光通过全内反射向上游传播。在这些实施例中，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聚集光。换言之，在流动流沿着X-Y平面中的Y轴的正Y方向具有流体流的情况下，来自通过全内反射向上游传播的光的光信号在负Y方向上穿过。在某些实施例中，用于检测来自通过全内反射在流式细胞仪中向上游传播的光的光信号的感兴趣的流动池喷嘴和系统包括但不限于于2014年4月23日提交的美国专利申请号14/260,177中所描述的流动池喷嘴和系统，所述专利申请的公开内容通过引用结合在此。
如以上所概述的，系统包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器具有可操作地耦合至处理器的存储器，其中，存储器包括用于计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值以便评估光源(例如，激光器)与流动流的对准的指令。在实施例中，处理器被配置成用于执行来自存储器的用于评估光源与流动流的对准的指令，并且在一些实例中被配置成用于调整光源的位置以便与产生来自所照射的流动流的第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置相匹配。处理器包括存储器，所述存储器具有用于执行主体方法(如以上所描述的)的步骤的多条指令，比如，在不同时间沿着所照射的流动流的纵轴检测第一光信号和第二光信号；计算第一信号与第二信号之间的差分信号幅值；以及基于所计算的在第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值来评估光源与流动流的对准。本发明的系统可以包括硬件部件和软件部件两者，其中所述硬件部件可以采取一个或多个平台的形式例如呈服务器的形式，以使得功能元件即进行系统的特定任务(如管理信息的输入和输出，处理信息等)的那些系统元件可以通过在代表系统的一个或多个计算机平台上并且跨越一个或多个计算机平台执行软件应用而得以进行。
在实施例中，处理器被配置成用于对第一光信号与第二光信号之间的幅值差进行计算以便确定差分信号幅值。在一些实施例中，处理器结合检测第一光信号和第二光信号而计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值。在其他实施例中，处理器在对光信号的检测之后的预定持续时间内计算差分信号幅值，比如在对第一光信号和第二光信号的检测之后的0.001秒或更长，比如0.01秒或更长，比如0.1秒或更长，比如0.5秒或更长，比如1秒或更长并且包括在对第一光信号和第二光信号的检测之后的5秒或更长。
在一些实施例中，处理器包括存储器，所述存储器具有用于基于所计算的在第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值来评估光源与流动流的对准的指令。在一些实施例中，处理器存储器包括用于在所计算的差分信号幅值处于或高于预定阈值时确定光源与流动流对准的算法。在其他实施例中，处理器存储器包括用于在所计算的差分信号幅值低于预定阈值时确定光源与流动流不对准的算法。
在某些实施例中，处理器存储器包括用于通过将所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值进行比较来评估光源与流动流的对准的算法。在一些实例中，在通过将所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值进行比较来评估光源与流动流的对准时，感兴趣的系统可以被配置成用于当所计算的差分信号幅值小于最大差分信号幅值时，向用户输出光源与流动流不对准。在其他实例中，系统可以被配置成用于当所计算的差分信号幅值与最大差分信号幅值之差超过预定阈值时，向用户输出光源与流动流不对准。例如，当所计算的差分信号幅值比最大差分信号幅值小1％或更多、2％或更多、5％或更多、10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多并且包括50％或更多时，系统可以警告用户光源与流动流不对准。可以将来自处理器的输出可以通过任何合宜的方案传达给用户，如例如，通过显示在监测器上或通过打印报告。
如以上所讨论的，在一些实例中，最大差分信号幅值时预先加载到主题系统的处理器存储器中的预定最大差分信号幅值并且基于流动流和光源的参数。例如，预加载的最大差分信号幅值可以基于如流动流的直径(例如，如通过流式细胞仪中的流动池喷嘴估计的)、光源的照射的空间宽度以及光电检测器的类型等参数。
在一些实例中，处理器存储器包括用于确定最大差分信号幅值的算法。在一个示例中，处理器存储器包括用于进行以下各项的算法：检测多组第一光信号和第二光信号；针对每组第一光信号和第二光信号而计算差分信号幅值；以及从所述多个所计算的差分信号幅值中确定最大差分信号幅值。主题系统还可以被配置成用于确定光源在流动流上的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的照射位置。例如，感兴趣的系统可以包括一个或多个图像捕获传感器以便在X-Y平面中对流动流上的照射空间位置进行映射。
在某些实例中，系统被配置成用于响应于光源与流动流的经评估的对准而调整光源的位置。例如，处理器存储器可以包括用于所确定的第一信号与第二信号之间的差分信号幅值(确定其小于最大值)的情况下在X-Y平面中将光源调整到产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置的指令。在一些实例中，处理器可以包括用于在X-Y平面中对光源的产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行映射的算法，以及在X-Y平面中将光源的位置与产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置进行匹配的算法。为了将光源调整到产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置，主题系统可以被配置成用于或者通过改变一个或多个光学调整部件的位置、配置或取向(例如，改变透镜或反射镜的倾斜)来移动光源(比如，在支撑台上)。
在某些实施例中，主题系统被配置成用于自动地将光源与流动流对准。在这些实施例中，系统包括处理器，所述处理器具有存储器，所述存储器具有用于确定在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置的指令；用于在X-Y平面中确定在流动流上的当前光照射位置的指令；以及用于调整光照射的位置以便与在流动流上产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置相匹配的指令。
图2展示了根据某些实施例的适合于实践主题方法的系统的顶视图图解。光源201通过光学调整方案(反射镜)204照射流动流202，并且通过光电检测器(例如，象限光电二极管)203检测前向传播(例如，散射)光信号。如本文中所描述的，差分信号幅值取决于由光源201进行的照射在流动流202上的位置。相比于在由光源201进行的照射处于流动流的边缘(205b)处的情况下的差分信号幅值，在沿着横轴的流动流的中心(205a)处的照射提供最大差分信号幅值。在光源的照射位置落在流动流之外(205c)的情况下，检测不到任何光信号。
本发明的方面进一步涉及被配置成用于执行上述方法的流式细胞术系统。用于分析样本的适当流式细胞术系统和方法包括但不限于以下文献中所描述的系统和方法：FlowCytometry:A Practical Approach(《流式细胞术：实用方法》)(编者：Ormerod(奥默罗德)，牛津大学出版社(1997))；Flow Cytometry Protocols(《流式细胞术方案》)(编者：雅罗什斯基(Jaroszeski)等人，Methods in Molecular Biology No.91(《分子生物学方法第91期》)，胡玛纳出版社(1997))；Practical Flow Cytometry,3rd ed.(《实用流式细胞术：第三版》)(Wiley-Liss(1995))；Ann Clin Biochem(《临床生化纪事》)(Virgo(弗戈)等人(2012)，1月，49(第1部分)：17-28)；Semin Throm Hemost(《血栓与止血研讨》)(Linden(林登)等人，2004年10月，30(5)：502-11)；J Pathol(《病理学杂志》)(Alison(艾莉森)等人，2010年12月，222(4)：335-344)；以及Crit Rev Ther Drug Carrier Syst(《治疗性药物载体系统的关键评论》)(Herbig(赫比格)等人(2007)，24(3)：203-255)，所述文献的公开内容通过引用结合在此。在某些实例中，感兴趣的流式细胞术系统包括BD生物科学FACSCantoTM流式细胞仪、BD生物科学FACSVantageTM系统、BD生物科学FACSortTM系统、BD生物科学FACSCountTM系统、BD生物科学FACScanTM系统、以及BD生物科学FACSCaliburTM系统、BD生物科学InfluxTM细胞分选器、BD生物科学JazzTM细胞分选器以及BD生物科学AriaTM细胞分选器等。
在某些实施例中，主题系统是结合了以下美国专利申请号中描述的流式细胞仪的一个或多个部件的流式细胞仪系统：3,960,449；4,347,935；4,667,830；4,704,891；4,770,992；5,030,002；5,040,890；5,047,321；5,245,318；5,317,162；5,464,581；5,483,469；5,602,039；5,620,842；5,627,040；5,643,796；5,700,692；6,372,506；6,809,804；6,813,017；6,821,740；7,129,505；7,201,875；7,544,326；8,140,300；8,233,146；8,753,573；8,975,595；9,092,034；9,095,494和9,097,640，所述专利的公开内容通过引用结合在此。
在某些实施例中，感兴趣的流式细胞仪被配置成包括流动池喷嘴，所述流动池喷嘴被配置成用于通过全内反射将由流动流中的样本发射的光向上游传播穿过喷嘴孔口。术语“传播”在其常规意义在本文中用于指光行进穿过流动流的流体介质，其中，所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。在这些实施例中，流式细胞仪包括流动池喷嘴，所述流动池喷嘴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和聚集光。换言之，在流动流沿着X-Y平面中的Y轴的正Y方向具有流体流的情况下，来自通过全内反射向上游传播的光的光信号在负Y方向上穿过。短语“全内反射”在其常规意义上在本文中用于指在流体介质(例如，流动流)的边界内传播电磁波，从而使得当所传播的波以相对于表面法线大于临界角的角度撞击所述介质边界时，电磁波被内部反射。
根据这些实施例的流动池喷嘴包括喷嘴室，所述喷嘴室具有近端，在所述近端处，向上游传播的光被聚集；以及远端，所述远端具有与所述流动流流体连通的喷嘴孔口。在一些实例中，所述流动池喷嘴包括近端圆柱形部分，所述近端圆柱形部分限定了纵轴；以及远端截头圆锥形部分，所述远端截头圆锥形部分终止于横向于所述纵轴的具有所述喷嘴孔口的平坦表面中。在某些实施例中，流动池喷嘴的截头圆锥形壁相对于流动流的纵轴的角度可以在从120°到160°的范围内变化。在某些实施例中，喷嘴室的壁是反射性的。感兴趣的流式细胞仪中的流动池喷嘴的近端可以包括样本注入口以便向流动池提供样本(例如，生物样本)以及鞘液注入口，所述鞘液注入口向流动池喷嘴提供鞘液。
在一些实例中，流动池喷嘴包括一个或多个光学调整部件。通过“光学调整”意指在从流动流向上游传播穿过喷嘴孔口的发射光输送到检测器(如以下更详细地讨论的)以供测量之前被如所期望地改变。例如，光学调整可以用于增大所聚集的光束的尺寸，以便将所聚集的光束聚焦到检测器的表面上或以便对光束进行准直。在一些实例中，光学调整是放大方案，以便增大由在流动流内通过全内反射传播穿过喷嘴孔口的光束产生的束斑。在其他实例中，光学调整是用于减小束斑的尺寸的聚焦方案。
在一些实施例中，被配置成用于通过全内反射将由样本发射的光向上游传播穿过流动流的感兴趣的流动池喷嘴和流式细胞仪包括但不限于于2014年4月23日提交的美国专利申请号14/260,177中所描述的流动池喷嘴和流式细胞仪，所述专利申请的公开内容通过引用结合在此。在一些实施例中，感兴趣的系统是被配置成用于根据于2015年10月28日提交的美国专利申请号14/925,616中所描述的方法和设备来对准流式细胞仪的集光系统的系统，所述专利申请的公开内容通过引用结合在此。
计算机控制的系统
本公开的各方面进一步包括用于实践主题方法的计算机控制的系统，其中，所述系统进一步包括用于对用于实践本文中所描述的方法的系统进行完全自动化或部分自动化的一个或多个计算机。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，所述计算机可读存储介质具有存储于其上的计算机程序，其中，所述计算机程序当被加载到所述计算机上时包括用于在不同时间沿着激光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号的指令；用于确定检测场中的流动流的空间位置的算法；用于计算第一信号与第二信号之间的差分信号幅值的算法；以及用于基于所计算的在第一信号与第二信号之间的差分信号幅值来评估光源(例如，激光器)与流动流的对准的算法。在某些实例中，系统包括具有计算机可读存储介质的计算机，所述计算机可读存储介质具有存储于其上的计算机程序，其中，所述计算机程序当被加载到计算机上时进一步包括具有以下各项中的一项或多项的指令：用于确定第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的算法；用于在X-Y平面中将光源在流动流上的照射调整到产生第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值的位置的算法；以及用于在X-Y平面确定光源在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置的算法。在某些实施例中，计算机程序当被加载到计算机上时进一步包括具有以下各项的指令：用于确定在流动流上的产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置的算法；用于在X-Y平面中确定在流动流上的当前光照射位置的算法；以及用于调整光照射位置以便与在流动流上产生第一信号与第二信号之间的最大差分信号幅值的照射位置相匹配的算法。
在实施例中，系统包括输入模块、处理模块和输出模块。感兴趣的处理模块可以包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成或者被自动化成用于评估光源与流动流的对准并响应于如以上所描述的评估对准而调整光源的位置。例如，处理模块可以包括两个或更多个处理器(比如三个或更多个处理器，比如四个或更多个处理器并且包括五个或更多个处理器)，所述两个或更多个处理器被配置成或者被自动化成用于评估光源与流动流的对准并响应于评估对准而调整光源的位置。在一些实施例中，主题系统可以包括输入模块，从而使得可以在实践主题方法之前输入关于光源、流动流、光电检测器等的参数或信息。
如以上所描述的，每个处理器包括处理器，所述处理器具有用于执行主题方法(如以上所描述的)的一个或多个步骤的多条指令，比如，在不同时间沿着照射流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；计算第一光信号与第二光信号之间的差分信号幅值以便评估激光器与流动流的对准；确定第一光信号与第二光信号之间的最大差分信号幅值；将所计算的差分信号幅值与最大信号幅值进行比较；以及将光源的位置调整到产生最大信号幅值的位置。
本发明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多个平台的形式(例如，以服务器的形式)，从而使得功能元件(即，执行系统的特定任务(比如，管理信息的输入和输出，处理信息等的那些系统元件)可以通过在表示系统的一个或多个计算机平台上并且跨越所述一个或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设备。操作者输入设备可以例如是键盘、鼠标或类似设备。处理模块包括可访问存储器的处理器，存储器具有存储于其上的用于进行本发明方法的步骤的指令。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、存储器存储设备和输入-输出控制器、高速缓冲存储器、数据备份单元以及许多其他设备。处理器可以是商业上可获得的处理器或处理器可以是可获得或将变为可获得的其他处理器之一。处理器执行操作系统并且操作系统以众所周知的方式与固件和硬件对接，并且有助于处理器协调和执行可以用各种编程语言来编写的不同计算机程序的功能，如本领域中所已知，所述编程语言如Java、Perl、C++、其他高水平或低水平语言以及其组合。操作系统通常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，所有所述服务都是根据已知的技术。所述处理器可以是任何适当的模拟或数字系统。在一些实施例中，处理器包括允许用户基于第一光信号和第二光信号来手动地将光源与流动流对准的模拟电子设备。在一些实施例中，处理器包括提供反馈控制(如例如，负反馈控制)的模拟电子设备。
系统存储器可以是任何各种已知的或未来的存储器存储设备。实例包括任何通常可获得的随机存取存储器(RAM)、磁介质如固定硬盘或磁带、读写致密盘等光学介质、闪存存储器设备或其他存储器存储设备。存储器存储设备可以是任何各种已知的或未来的设备，包括致密盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器存储设备通常从程序存储介质(未示出)中读取和/或写入程序存储介质，如对应地致密盘、磁带、可移动硬盘或软盘。任何这些程序存储介质或现在使用的或以后可能开发出的其他程序存储介质可以被认为是计算机程序产品。如将了解的是，这些程序存储介质通常存储计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序(又称为计算机控制逻辑)通常被存储在系统存储器和/或结合存储器存储设备使用的程序存储设备中。
在一些实施例中，计算机程序产品被描述包括计算机可使用介质，计算机可使用介质在其中存储有控制逻辑(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时，控制逻辑引起处理器执行在此描述的功能。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在此描述的功能将对于相关领域中的技术人员而言清楚的。
存储器可以是其中的处理器可以存储和检索数据的任何适当设备，比如，磁性设备、光学设备或固态存储设备(包括磁盘或光盘或磁带或RAM，或任何其他适当设备，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中适当编程的通用数字微处理器。可以通过通信信道来向处理器远程提供编程，或将编程预先保存到计算机程序产品(比如，存储器或使用与存储器相关的那些设备中的任何设备的其他一些便携式或固定式计算机可读存储介质)中。例如，磁盘或光盘可以携带编程，并且可以通过盘写入器/读取器来读取。本发明的系统还包括例如呈计算机程序产品、用于实践如上所述的方法的算法的形式的编程。根据本发明的编程可以被记录在计算机可读介质上，例如可以直接通过计算机读取和访问的任何介质。这种介质包括但不限于如软盘、硬盘存储介质和磁带等磁存储介质；如CD-ROM等光存储介质；如RAM和ROM等电存储介质；便携式闪存驱动器；如磁存储介质/光存储介质等这些类别的混合。
处理器也可以访问通信通道以便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设备将输入信息转播至输入管理器，外部设备如连接到广域网(“WAN”)、电话网络、卫星网络或任何其他适合的通信通道上的计算机，包括移动电话(即，智能手机)。
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/或另一种设备通信的接收器和/或发送器。通信接口可以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)、蓝牙
Figure BDA0001310762730000311
通信协议以及蜂窝通信，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多个通信端口，例如物理端口或接口如USB端口、RS232端口或任何其他适合的电连接端口以便允许本发明的系统与其他外部设备之间的数据通信，所述外部设备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)。
在一个实施例中，通信接口被配置用于红外通信、蓝牙
Figure BDA0001310762730000312
通信或任何其他适合的无线通信协议，以便使本发明的系统能够与其他设备通信，所述其他设备如计算机终端和/或网络、能通信的移动电话、个人数字助理或任何其他用户可以结合使用的通信设备。
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)上无线连接至个人计算机(PC)或在WiFi热点上WiFi连接至互联网来为数据传输提供连接。
在一个实施例中，本发明的系统被配置成通过通信接口，例如使用常见标准如802.11或蓝牙
Figure BDA0001310762730000321
RF协议或IrDA红外协议与服务器设备无线通信。服务器设备可以是另一种便携式设备，如智能手机、个人数字助理(PDA)或笔记本计算机；或更大的设备如台式计算机、电器等。在一些实施例中，服务器设备具有显示器如液晶显示器(LCD)，以及输入设备，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/或机制中的一种或多种来与网络或服务器设备自动或半自动通信数据，数据存储在本发明的系统中，例如存储在任选数据存储单元中。
输出控制器可以包括用于任何各种已知的用于向用户呈现信息的显示器设备的控制器，无论是人或机器，无论本地或远程。如果所述显示器设备中之一提供可视信息，这种信息通常可以被逻辑地和/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经由系统总线彼此通信。在替代性实施例中，可以使用网络或其他类型的远程通信来完成所述通信汇总的一些通信。根据已知的技术，输出管理器还可以在远程位置上例如经过互联网、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，这样使得用户可以从远程来源中检索另外的SQL、HTML、XML或其他文件或数据。存在于本发明的系统中的一个或多个平台可以是任何类型的已知的计算机平台或未来有待开发出的一种类型计算机平台，虽然它们通常将属于通常称为服务器的一类计算机。然而，所述平台还可以是大型计算机、工作站或其他计算机类型。所述平台可以通过任何已知的或未来的类型的电缆敷设或包括无线系统的其他通信系统来连接，或者经互联网或者以另外的方式。所述平台可以是共处同一位置或所述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不同操作系统。适当的操作系统包括Windows
Figure BDA0001310762730000331
Windows XP、Windows 7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64Unix、SGI IRIX、SiemensReliant Unix以及其他操作系统。
实用性
主题系统、方法和计算机系统可用于期望将光源与流动流的对准自动化的各种不同应用，比如，将激光器与流式细胞仪中的流动流对准。本公开的实施例可用于希望使对人类输入和调整系统的依赖量最小化的情况中，如可用于研究和高通量实验室测试中。本公开还可用于期望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在细胞分选过程中增强的颗粒偏转的流式细胞术中。在实施例中，本公开减少了在使用流式细胞仪进行样品分析过程中对用户输入或手动调整的需要。在某些实施例中，本发明的系统提供完全自动化的方案，这样使得在使用过程中调整流式细胞仪要求很少(如果有的话)人为输入。
本公开还用于期望将从生物样本中制备的细胞可以用于研究、实验室测试或用治疗的应用中。在一些实施例中，主题方法和设备可以促进获得从目标流体或组织生物样本中制备的个别细胞。例如，主题方法和系统促进从流体样本或组织样本中获得细胞以用作疾病如癌症的研究或诊断样本。同样地，主题方法和系统促进从流体样本或组织样本中获得细胞以用于治疗。与传统流式细胞仪系统相比，本公开的方法和设备允许在提高的效率和低成本情况下从生物样本(例如，器官、组织、组织碎片、流体)中分离并且收集细胞。
虽然有附加条款，但是还通过以下条款限定了本文中阐述的公开内容：
1.一种评估激光器与流动流的对准的方法，所述方法包括：
沿着激光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；以及
计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值以便评估所述激光器与所述流动流的对准。
2.根据条款1所述的方法，其中，所述方法包括：从所述流动流中的激光照射的扰动中检测第一光信号和第二光信号。
3.根据条款2所述的方法，其中，所述流动流包括所述流动流中的细胞和珠粒中的一者或多者。
4.根据条款3所述的方法，其中，所述细胞和/或所述珠粒产生所述流动流中的所述扰动。
5.根据条款1所述的方法，其中，所述第一光信号和所述第二光信号包括由邻近所述流动流的检测器从激光照射中检测到的采用前向配置的散射光。
6.根据条款1所述的方法，其中，所述第一光信号包括从所述流动流向上折射的光。
7.根据条款1所述的方法，其中，所述第二光信号包括从所述流动流向下折射的光。
8.根据条款1所述的方法，进一步包括：确定所述第一信号与所述第二信号之间的最大差分信号幅值。
9.根据条款8所述的方法，进一步包括：沿着与所述流动流的所述纵轴正交的横轴确定所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置。
10.根据条款9所述的方法，进一步包括：沿着所述横轴将所述流动流上的所述激光照射调整到产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置。
11.根据条款10所述的方法，进一步包括：使用检测器沿着所述横轴确定所述经调整的激光照射位置。
12.根据条款11所述的方法，进一步包括：在延长的时间段内沿着所述横轴将所述流动流上的激光照射维持在产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述经调整的位置处。
13.根据条款8所述的方法，进一步包括：在X-Y平面中确定所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置。
14.根据条款13所述的方法，进一步包括：在所述X-Y平面中将所述流动流上的所述激光照射调整到产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置。
15.根据条款13所述的方法，进一步包括：在延长的时间段内在所述X-Y平面中将所述流动流上的激光照射维持在产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置处。
16.根据条款1所述的方法，其中，以周期性间隔沿着所述流动流的竖直轴检测所述第一光信号和所述第二光信号。
17.根据条款1所述的方法，其中，沿着所述流动流的竖直轴连续地检测所述第一光信号和所述第二光信号。
18.根据条款1所述的方法，其中，所述方法包括：使用连续波激光器来照射所述流动流。
19.根据条款18所述的方法，其中，所述连续波激光器是氦氖(HeNe)激光器。
20.根据条款1所述的方法，其中，所述方法包括：使用二极管激光器来照射所述流动流。
21.根据条款20所述的方法，其中，所述二极管激光器选自由以下各项组成的组：紫外线二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。
22.根据条款21所述的方法，其中，所述二极管激光器是405nm二极管激光器或488nm二极管激光器。
23.根据条款1所述的方法，其中，使用位置感测检测器来检测所述第一光信号和所述第二光信号。
24.根据条款23所述的方法，其中，所述位置感测检测器是象限光电二极管。
25.根据条款23所述的方法，其中，所述位置感测检测器是光电二极管阵列。
26.根据条款25所述的方法，其中，所述光电二极管阵列包括两个或更多个光电二极管检测器。
27.一种用于评估激光器与流动流的对准的系统，所述系统包括：
光源；
传感器，所述传感器被配置成用于沿着所述流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；以及
处理器，所述处理器包括可操作地耦合至所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括存储于其上的指令，所述指令用于计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值以便评估所述激光器与所述流动流的对准。
28.根据条款27所述的系统，其中，所述传感器被定位成用于从所述流动流中检测前向散射光。
29.根据条款27所述的系统，其中，所述处理器包括可操作地耦合至所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括存储于其上的指令，所述指令用于确定所述第一信号与所述第二信号之间的最大差分信号幅值。
30.根据条款27所述的系统，其中，所述处理器是被配置成用于输出负反馈信号的模拟系统。
31.根据条款27所述的系统，其中，所述存储器包括存储于其上的算法，所述算法用于自动地计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的所述差分信号幅值。
32.根据条款27所述的系统，其中，所述光源包括光学调整部件，所述光学调整部件被配置成用于调整所述光源的照射参数。
33.根据条款32所述的系统，其中，来自所述光源的所述照射参数选自由以下各项组成的组：照射位置、照射方向、波长、射束轮廓、射束宽度、射束强度、焦点和脉冲宽度。
34.根据条款33所述的系统，其中，所述光学调整部件选自由以下各项组成的组：透镜、反射镜、滤光片、波长分离器、针孔和狭缝。
35.根据条款34所述的系统，其中，所述光学调整部件是反射镜。
36.根据条款35所述的系统，其中，所述反射镜被配置成用于将所述光源在所述流动流上的所述照射位置从产生第一差分信号幅值的位置调整到产生第二差分信号幅值的位置。
37.根据条款27所述的系统，其中，所述处理器包括可操作地耦合至所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括存储于其上的指令，所述指令用于在X-Y平面中确定所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的照射位置。
38.根据条款37所述的系统，其中，所述系统被配置成用于将用于照射所述流动流的所述光源调整在产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置处。
39.根据条款38所述的系统，其中，所述光源包括光学调整部件，所述光学调整部件被配置成用于调整来自所述光源的照射参数。
40.根据条款39所述的系统，其中，来自所述光源的所述照射参数选自由以下各项组成的组：照射位置、照射方向、波长、射束轮廓、射束宽度、射束强度、焦点和脉冲宽度。
41.根据条款40所述的系统，其中，所述光学调整部件选自由以下各项组成的组：透镜、反射镜、滤光片、波长分离器、针孔和狭缝。
42.根据条款41所述的系统，其中，所述光学调整部件是反射镜。
43.根据条款42所述的系统，其中，所述反射镜被配置成用于将所述光源对所述流动流的照射调整到所述流动流上产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置。
44.根据条款27所述的系统，其中，所述系统进一步包括可操作地耦合至所述光源的支撑台并且被配置成用于响应于所述第一信号与所述第二信号之间的所述所计算的差分信号幅值而调整所述支撑台的位置。
45.根据条款44所述的系统，其中，所述系统被配置成用于沿着与所述流动流的所述纵轴正交的横轴调整所述支撑台的位置。
46.根据条款44所述的系统，其中，所述系统被配置成用于在两个维度上调整所述支撑台的位置。
47.根据条款46所述的系统，其中，所述系统被配置成用于在X-Y平面中调整所述支撑台的位置。
48.根据条款27所述的系统，其中，所述系统被配置成用于响应于所述第一信号与所述第二信号之间的所述所计算的差分信号幅值而自动地调整所述支撑台的位置。
49.根据条款46所述的系统，其中，自动地调整所述支撑台的位置包括：
确定所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的照射位置；
在X-Y平面中确定所述流动流上的当前光照射位置；
调整所述光照射位置以便与所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述照射位置相匹配。
50.根据条款27所述的系统，其中，所述光源包括激光器。
51.根据条款50所述的系统，其中，所述光源是连续波激光器。
52.根据条款50所述的系统，其中，所述激光器是氦氖(HeNe)激光器。
53.根据条款50所述的系统，其中，所述激光器是二极管激光器。
54.根据条款53所述的系统，其中，所述二极管激光器选自由以下各项组成的组：紫外线二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。
55.根据条款54所述的系统，其中，所述二极管激光器是405nm二极管激光器或488nm二极管激光器。
56.根据条款27所述的系统，其中，所述传感器包括位置感测检测器。
57.根据条款56所述的系统，其中，所述传感器包括象限光电二极管。
58.根据条款56所述的系统，其中，所述传感器包括光电二极管阵列。
59.根据条款56所述的系统，其中，所述光电二极管阵列包括两个或更多个光电二极管检测器。
60.根据条款27所述的系统，进一步包括流动池喷嘴，所述流动池喷嘴被配置成用于通过全内反射向上游传播来自所述流动流的光。
61.根据条款60所述的系统，其中，所述流动流包括细胞和珠粒中的一者或多者。
62.根据条款60所述的系统，其中，所述细胞和所述珠粒产生所述流动流中的扰动。
63.根据条款60所述的系统，其中，所述流动池喷嘴包括：
喷嘴室，所述喷嘴室具有近端和远端；
喷嘴孔口，所述喷嘴孔口被定位在所述喷嘴室的所述远端处，
其中，所述喷嘴室被配置成用于将来自所述流中的扰动的所述传播的光引导至所述喷嘴室的所述近端。
64.一种用于评估激光器与流动流的对准的系统，所述系统包括处理器，所述处理器包括可操作地耦合至所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括存储于其上的指令，所述指令包括：
用于沿着激光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号的算法，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；以及
用于计算所述第一信号与所述第二信号之间的差分信号幅值的算法；以及
用于基于所述第一信号与所述第二信号之间的所述所计算的差分信号幅值来评估所述激光器与所述流动流的对准的算法。
65.根据条款64所述的系统，其中，所述存储器进一步包括用于确定所述第一信号与所述第二信号之间的最大差分信号幅值的指令。
66.根据条款65所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于在X-Y平面中确定所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置的算法。
67.根据条款66所述的系统，其中，所述指令包括：用于在所述X-Y平面中将所述流动流上的所述激光照射调整到产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置的算法。
68.根据条款64所述的系统，其中，所述存储器包括用于以周期性间隔检测所述第一光信号和所述第二光信号的指令。
69.根据条款64所述的系统，其中，所述存储器包括用于连续地检测所述第一光信号和所述第二光信号的指令。
70.根据条款64所述的系统，其中，所述系统进一步包括可操作地耦合至激光器的支撑台并且被配置成用于响应于所述第一信号与所述第二信号之间的所述所计算的差分信号幅值而调整位置。
71.根据条款64所述的系统，其中，所述存储器包括用于自动地调整所述激光照射位置的指令，所述指令包括：
用于确定所述流动流上产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的照射位置的算法；
用于在X-Y平面中确定所述流动流上的当前光照射位置的算法；
用于调整所述光照射位置以便与所述流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述照射位置相匹配的算法。
72.根据条款65所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于沿着与所述流动流的所述纵轴正交的横轴确定流动流上的产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置的算法。
73.根据条款72所述的系统，其中，所述指令包括：用于沿着所述横轴将所述流动流上的所述激光照射位置调整到产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置的算法。
74.根据条款73所述的系统，其中，所述指令包括：用于沿着所述横轴确定所述流动流上的所述当前光照射位置的算法。
75.根据条款74所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于在延长的时间段内沿着所述横轴维持所述流动流上的所述光照射位置的算法。
76.根据条款75所述的系统，其中，所述流动流上的光照射在1小时或更长时间内被维持在所述所确定的位置处。
77.根据条款72所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于评估所述流动流的移位的算法。
78.根据条款77所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于当所述流动流在X-Y平面中移位时沿着所述横轴将所述流动流上的所述激光照射位置调整到沿着所述横轴产生所述第一信号与所述第二信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置的算法。
79.根据条款78所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于在调整之后沿着所述横轴确定所述流动流上的所述光照射位置的算法。
80.根据条款79所述的系统，其中，所述指令进一步包括：用于在延长的时间段内沿着所述横轴维持所述流动流上的所述光照射位置的算法。
尽管已经出于清楚理解的目的通过说明和示例的方式较为详细地描述了前述发明，但是本领域的技术人员根据本公开的教导很容易明白的是，在不偏离所附权利要求书的精神或范围的情况下，可以对其进行某些改变和修改。
因此，前述内容仅说明了本发明的原理。将理解的是，本领域技术人员将能够设计不同的安排，所述不同的安排虽然没有在此明确地描述或显示，但体现本发明的原理并且包括在其精神和范围之内。此外，本文中所叙述的所有示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这种确切叙述的实例和条件的限制。此外，本文中叙述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述及其特定示例旨在涵盖其结构等效物和功能等效物两者。另外，这种等效物旨在包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物两者，即，所开发的执行相同功能的任何要素，而不考虑结构。因此，本发明的范围不旨在受限于本文中所示出和描述的示例性实施例。相反，本发明的范围和精神通过所附权利要求书来具体化。

Claims (17)

1.一种评估激光器与流动流的对准的方法，所述方法包括：
沿着激光照射的流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二光信号是在不同时间获得的；以及
计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的差分信号幅值以便评估所述激光器与所述流动流的对准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：从所述流动流中的激光照射的扰动中检测第一光信号和第二光信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述流动流包括所述流动流中的细胞和珠粒中的一者或多者。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光信号和所述第二光信号包括由邻近所述流动流的检测器从激光照射中检测到的采用前向配置的散射光。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光信号包括从所述流动流向上折射的光，并且所述第二光信号包括从所述流动流向下折射的光。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述第一光信号与所述第二光信号之间的最大差分信号幅值。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：沿着与所述流动流的纵轴正交的横轴确定流动流上的产生所述第一光信号与所述第二光信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：沿着所述横轴将所述流动流上的所述激光照射调整到产生所述第一光信号与所述第二光信号之间的所述最大差分信号幅值的所述位置。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：使用检测器沿着所述横轴确定经调整的激光照射位置。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在延长的时间段内沿着所述横轴将所述流动流上的激光照射维持在产生所述第一光信号与所述第二光信号之间的所述最大差分信号幅值的所述经调整的激光照射位置处。
11.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：在X-Y平面中确定所述流动流上的产生所述第一光信号与所述第二光信号之间的所述最大差分信号幅值的激光照射位置。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，使用位置感测检测器来检测所述第一光信号和所述第二光信号。
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：用激光照射所述流动流中的珠粒，以从所述珠粒上的第一位置折射的光产生所述第一光信号，并且从所述珠粒上的第二个位置折射的光产生所述第二光信号。
14.一种用于评估激光器与流动流的对准的系统，所述系统包括：
光源；
传感器，所述传感器被配置成用于沿着所述流动流的竖直轴检测第一光信号和第二光信号；以及
处理器，所述处理器包括可操作地耦合至所述处理器的存储器，其中，所述存储器包括存储于其上的指令，所述指令用于计算所述第一光信号与所述第二光信号之间的差分信号幅值以便评估所述激光器与所述流动流的对准。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述传感器被定位成用于从所述流动流中检测前向散射光。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述光源包括光学调整部件，所述光学调整部件被配置成用于调整所述光源的照射参数。
17.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：用激光照射所述流动流中的珠粒，以从所述珠粒上的第一位置折射的光产生所述第一光信号，并且从所述珠粒上的第二个位置折射的光产生所述第二光信号。
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