CN111492227A - 流式细胞仪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流式细胞仪装置，其中一样品通过两个泵与一着色剂混合，并且混合物与一鞘流液一起被引导入到一流动室中。

Description

流式细胞仪装置
技术领域
本发明涉及流式细胞仪装置。
背景技术
通过所谓的好氧嗜温菌(aerobic mesophilic bacteria,AMK)方法已经确定了100多年的饮用水卫生状况。例如，这通常涉及将水样品施加到培养基，并进行培养72小时以上。之后，对可能形成的菌落进行计数，从而可以得出饮用水中存在的菌落形成单位(colony-forming units,CFU)的数量的结论。
此常规方法非常不精确，因为它仅检测需氧的嗜温菌。此外，它非常耗时，并且为此只能在专业实验室中执行。
如今，饮用水受到的影响越来越大，例如温度升高、极端天气情况或农业及工业造成的负担。为了能够在相关事件中立即采取措施，需要用于实时确定微生物状况的新技术。
在线监控饮用水中的沉积物以及有机及无机参数已经是可能的。然而，迄今为止，缺乏用于现场测量微生物参数的技术。
以上提到的好氧嗜温菌的数量现在被认为是衡量细菌、酵母菌及霉菌对食品微生物污染的一个指标。在培养基上培养已经提到的水样品会导致好氧嗜温菌(若存在)生长成菌落。
然而，已经发现此方法仅覆盖水中存在的微生物的约0.01％至1％的一小部分。瑞士卫生法(Swiss Hygieneverordnung)规定的在经处理的饮用水中20CFU/ml以及在分配网络中300CFU/ml的的AMK耐受性值绝不代表实际存在的活性细胞。
除了已经提到的缺点之外，例如确定的细胞数在相当大的程度上太小，以及非常缓慢的过程，例如需要48到72个小时，还应注意的是，耐受性及极限会因培养基及培养技术而有所不同。
由于可培养细胞的比例差异很大，因此不能假设AMK与总细胞数之间存在相关性。
为了确定饮用水中的实际细胞数量，已经建议使用流式细胞术。这通常涉及将水样品与细菌的DNA或RNA结合的染料混合，从而使其可见。然后，可以例如通过借助于激光束的激发来分别检测及计数以此方式标记的细菌。
对于苏黎世市的饮用水为例，上述提到的AMK方法每毫升产生0至10个细胞。相比之下，通过流式细胞术，可以确定每毫升中80000至10000个细胞的总细胞数。如此大的数量，无论是对供水者还是对消费者而言，都需要重新考虑。在环境水样中，完整的细胞比例通常约为80％至90％，这在众多显微镜研究中已得到证实。可以认为，通过流式细胞术确定总细胞数可以可靠地确定饮用水中微生物的实际数量。
然而，若流式细胞术确定明显较高的细胞数，则微生物水质没有任何变化。
流式细胞术已从医学技术中获知约50年。在医院及医学实验室，它的用途包括血液学、感染学及免疫学中的常规诊断。使用的其他重要领域是基础医学及细胞生物学研究，以及生物学中细胞的定量分析。流式细胞仪还可以计数总细胞数、高核酸及低核酸的比率以及活细胞及死细胞的比率。染色及培养后，此处的微生物及颗粒分别通过玻璃毛细管冲洗，并用聚焦的激光束照射，以激发DNA染料。若激光打在细胞或粒子上，则在散射光通道中检测到散射光，并通过荧光通道检测细胞发出的光。
迄今为止，流式细胞术的方法基本上是从医学的不同领域已知的。基本假设是此方法是由受过训练的人员在实验室中进行的。为此目的，必须手动提供样品。此外，市场上可买到的仪器是针对实验室条件而指定的，因此它们对例如空气湿度及温度等环境影响敏感。用于各种工作流体的流体容器通常不使用传感器进行监控，而仅通过目视检查。此类系统无法连续运行。此外，没有电接口可与其他仪器或系统进行通信。因此，市场上已知的流式细胞仪不适用于典型城市或公共供水系统中的饮用水的监控，因为这需要自动化操作，而没有合格人员的持续监控。此外，期望增加对环境影响的耐受性，以使得能够在这种供水的典型条件下监控饮用水质量，这与可计划的及恒定的实验室条件明显不同。
发明内容
这是根据本发明通过根据权利要求1的流式细胞仪装置来实现的。有利的构造可以例如自从属权利要求中推断出。权利要求书的内容通过明确的引用并入说明书中。
本发明涉及一种流式细胞仪装置。所述流式细胞仪装置包括一流量测量室及一混合器。它包括一第一泵及一第二泵。它包括一入口连接、一染料储存器及一鞘流液储存器。
所述第一泵在一入口侧连接到所述入口连接，用于抽吸一样品流体。所述第二泵在所述入口侧连接到所述染料储存器，用于抽吸一染料。
所述第一泵及所述第二泵在一出口侧连接到所述混合器，以便将所述样品流体及所述染料泵入所述混合器。所述混合器被设计用于混合所述样品流体及所述染料，以形成一混合物。
所述第二泵在所述入口侧连接到所述混合器，用于抽吸所述混合物。所述连接可以例如是直接的或间接的。一间接连接是可能的，例如，通过后面提到的一培养箱。
所述第一泵在所述入口侧连接到所述鞘流液储存器，用于抽吸一鞘流液。
所述第二泵在所述出口侧连接到所述流量测量室，以从所述混合物产生通过所述流量测量室的一样品射流。所述第一泵在所述出口侧连接到所述流量测量室，以从所述鞘流液产生通过所述流量测量室的一鞘流液射流，所述鞘流液射流包围所述样品射流。
本发明的流式细胞仪装置允许流式细胞术的自动化执行，无须受过训练的人员的持续人工干预甚至是监督。本发明的流式细胞仪装置被设计使得可以以全自动方式执行成功测量样品中的细胞所需的所有步骤。由于可以根据需要进行自动监控，因此可以更好地应对不同的环境条件。
仅需两个泵即可执行，使所述的流式细胞仪装置非常小型。
通过流量测量室的所述样品射流通常是待测单元被单独标记及呈现的射流，以便它们可以通过下文进一步描述的合适程序进行测量及/或计数。
所述混合器通常用于将样品流体与染料混合，以便能够将以上已经描述的染料掺入细胞的DNA或RNA中。显然，染料储存器及鞘流液储存器可以特别是可以是流式细胞仪装置的一部分的容器。然而，所述染料储存器及/或所述鞘流液储存器也可以是与染料及/或鞘流液的外部供应的连接。
如上所述，鞘流液产生一鞘流液射流，所述鞘射射流通常用于样品射流的流体动力聚焦。以此方式，可以减小样品射流的尺寸，例如从一原始范围，例如从90微米(μm)至110μm，特别是100μm，减小到例如20μm至40μm，特别是30μm的范围。所述范围特别地取决于所述流量测量室中的所述样品射流的一直径。尺寸的减小建立了待测细胞的适当分离。
在一个发展中，流式细胞仪装置还包括另一混合器。这可以特别是在入口侧连接到所述第一泵及所述第二泵。所述混合器可以在所述出口侧连接到所述第二泵，并且此连接也可以是直接或间接连接，特别是通过一培养箱。
多个泵，即所述第一泵及所述第二泵，与所述多个混合器之间的各自的连接特别是以可切换的形式，使得所述混合器与所述另一混合器可以交替地使用。这可能特别地意味着可以通过阀的适当布置来确定所述第一泵及所述第二泵是在所述出口侧连接到所述混合器或是连接到所述另一混合器，从而两个混合器都可以用于样品流体与染料的相应混合。更特别地，对于所述混合器或是所述另一混合器是否要将相应的混合物供应给所述第二泵也是可以进行切换。
优选地，一特定的混合器在这里的出口侧连接至特定的培养箱，所述培养箱又在所述出口侧与所述第二泵连接。所述培养箱特别用于确保必要的边界条件，以便将染料可靠地掺入细胞中，即将其对接在DNA或RNA上。
显而易见的是，所述混合器及所述另一混合器(若存在)均可以连接到一培养箱，在这种情况下，所述混合器或所述另一混合器也可以连接到一培养箱，或者没有培养箱。
特定的培养箱可以特别地具有一特定的加热装置，以便在定义的时间段内将从所述混合器释放到所述培养箱中的一混合物加热到一定义的温度。例如，这样的培养箱可被设计成将一混合物加热到35℃至45℃之间的温度，特别是40℃，并持续5分钟。这些是典型的边界条件，用于将染料分子可靠地掺入要检测的细胞中，或对接至细胞上。
在一优选的实行中，所述第一泵被设计成从所述入口连接抽吸入一定义的第一体积的样品流体。进一步优选地，所述第二泵被设计成从所述染料储存器吸入一定义的第二体积的染料。甚至更优选地，所述第一泵及所述第二泵被设计成在抽吸的时间之后，将所述第一体积的样品流体及所述第二体积的染料同时泵入所述混合器。
这可以确保分批操作，原因是首先将样品流体泵入所述第一泵，并将染料泵入所述第二泵，然后以一定义的方式将样品流体及染料释放到所述混合器中。同时释放到所述混合器中可确保特别好的混合。特别可以将样品流体与染料之间的定义的体积或体积比释放到所述混合器中。显然，所述混合器也可以是所述另一混合器。对于在本申请中相应出现的术语“混合器”也是如此。
所述泵特别可以采取主轴驱动的活塞泵的形式。已经发现这在实践中是有用的，因为这样可以实现体积及压力的定义所需的精度。
在一优选的实行中，所述流式细胞仪装置包括一检测器装置。所述检测器装置又包括设计成产生一激光束的一激光器。它还包括用于将所述激光束引导至所述流量测量室的引导光学器件。另外，它包括多个检测器，所述多个检测器设计为检测已通过所述流量测量室的一激光束。
这样的检测器装置特别使得能够以高精度对样品流体中寻找的细胞进行全自动检测。
数字应理解为一个或多个。因此，检测器可以是例如一个检测器、两个检测器、三个检测器、四个检测器或甚至更多个检测器。
所述激光器可以被设计为例如产生一波长为488nm的一激光束。已经发现这对于典型的染料是有用的。然而，也可以使用其他波长或光谱区域。
优选地，所述检测器装置包括呈单件式的至少部分围绕的呈一托盘形式的一壳体。也可以说所述壳体设计为一个整体。更具体地，这可能意味着所述壳体是由单个块制成的，所述单个块特别是通过材料去除方法(例如：铣削)被转换成其最终形式。
这种单件式实行实现了特别高的稳定性，并且已经发现，这产生了相对于彼此存在的组件特别有利的稳定性。这样即使在困难的条件下(例如：温度变化及振动)也能确保可靠的测量。因此，在规定的实验室条件外使用流式细胞仪装置相当方便，并提高了可靠性。
所述壳体可以特别地包括用于所述检测器装置的组件的多个支撑突起。这样的支撑突起可以采取例如所述壳体的一基部中的凸起的形式。
所述壳体可以例如通过一盖被制成全面的壳体。这种全面的壳体可以例如提供完全的保护，以防止光的入射，以及污物/或流体的渗透。
所述壳体可以例如由铝形成。然而，也可以使用其他材料，特别是其他金属。
优选地，所述检测器装置包括检测不同光谱区域的多个检测器。例如，可以使用四个检测器，其可以相应地覆盖蓝色、红色、绿色及黄色光谱。已经发现这在实践中是有利的，因为可以评估光谱区域，通过所述光谱区域可以可靠地检测所寻找的细胞。
显而易见的是，所提及的作为一整体或以单件式执行的壳体，特别是检测器装置的壳体，也可以视为是本发明的一独立方面。
在一优选的实行中，所述检测器装置包括一双缝杂散光阑，其中所述激光束的一散射光束被引导到所述双缝杂散光阑的一平台上，以防止一信号偏移。这样的双缝杂散光阑也可以视为是本发明的一独立方面。
通过所述双缝杂散光阑，可以抑制最初指向所述样品射流的所述激光束，从而将实际上由在所述样品流体中存在的细胞或颗粒引起的散射光与原始光束在流量测量室的组件(尤其是一管)上的纯散射所产生的散射光分离。因此，还可以测量原始激发激光器的相应波长，并将其用于评估。
所述激光器特别可以是一二极管激光器。经发现这对于典型应用是有利的，因为它是激光器的可靠且耐用的设计。
所述激光器特别可以是一激光单元的一部分，并包括用于激光束的输入耦合的一光纤以及一输入耦合单元。所述输入耦合单元可以保持所述光纤的一端部朝向所述激光器。这允许从所述激光器发射的光简单地耦合到所述光纤中。
所述输入耦合单元被设计成定位所述光纤的所述被保持的端部的一位置，从而相对于所述激光器为可移动的。在此特别可以在x-y方向上移动，即特别是在与所述激光束成直角或与所述光纤范围成直角的一平面内。也可以绕一个或两个轴倾斜。也可以设置所述光纤的一焦点，以便使所述激光束最佳耦合到所述光纤中。
应当提及的是，这种输入耦合方式可以是本发明的一独立方面。
优选地，所述检测器装置被配置为专门地检测散射光。已经发现这在实践中是有利的。首先，通过散射光，可以有利地检测样品流体中寻找的细胞。其次，通过省去透射光的检测，可以实现小型的设计。
优选地，所述引导光学器件包括一聚焦元件，所述聚焦元件通过一定位元件侧向于所述激光束定位，及/或可在一管内绕一光轴旋转，及/或可通过一螺纹板沿其光轴而固定。
这种聚焦元件的使用允许将用于对准及聚焦激光束的多个组件的功能结合在单个元件中。显然，这可以是本发明的一独立方面。
在一种发展中，所述流式细胞仪装置包括一抽取单元，用于从一流体流中抽取样品流体。所述抽取单元可以连接到所述入口连接。这特别使得能够从一流体流，例如标准公共供水的流体流中连续抽取样品流体。
所述抽取单元特别可以设计为一错流过滤器。这特别可以理解为是指要从中获取样品流体的水射流流过的一元件，并具有与所述水射流直接相邻的一过滤器，从而可以从所述水射流中抽出样品流体。水射流特别可以由一管定义。
所述错流过滤器可包括具有一入口及一出口的一通道。它还可包括与所述通道邻接的一过滤器。所述错流过滤器还可包括一样品出口，所述样品出口连接至所述入口连接，用于从所述通道中抽出样品流体。所述样品出口优选地连接至与所述通道相邻的所述过滤器。这使得能够从流过的水中直接抽取出样品流体，并将所述样品流体供应到所述入口连接处，在所述入口连接处可以如所述分析所述样品流体。
显然地，这里描述的错流过滤器可以构成本发明的一独立方面。
所述通道在所述过滤器从入口到出口的区域中可能特别地狭窄。这连续地增加了流速，从而防止了气泡的形成。
所述通道可优选地在入口处包括一入口漏斗，用于分配流过所述通道的流体。这使得流过所述通道的流体的分布特别均匀。这样，也可以避免气泡的形成。
所述出口特别地可以相对于所述通道倾斜。这样可以可靠地除去任何形成的气泡。所述出口特别地可以在其安装位置中被对准，使得其倾斜向上。这仅由于气泡在水中上升的趋势，从而促进了气泡的去除。
避免气泡对于流式细胞术特别有利，因为气泡会严重破坏所描述的测量。
在一优选的实行中，所述流式细胞仪装置具有连接至所述入口连接的单个样品入口。这样就可以添加用于测量的单个样品，其构成了从水或流过的水射流中连续抽取的一替代方案。显然，在一流式细胞仪装置中可以设想两种可能性，意味着可以提供一单个样品入口及一错流过滤器或另一抽取单元。这些然后可以用作替代。为此目的，例如合适的阀可以存在。然而，也可以仅提供这两个选项中的一个，或者其他供应样品的选项。
在一优选的实行中，所述第一泵被设计成在将所述混合物从所述混合器或所述培养箱中抽出时，通过所述第二泵在所述混合器中产生一压力，以保持所述混合器中及/或所述培养箱中的一恒定的工作压力。也可以说，例如，尽管通过所述第二泵从所述混合器中或从所述混合器与所述培养箱的组合中抽出流体，但压力仍保持恒定。这有助于避免损坏所述混合器及/或所述培养箱，并避免形成气泡。
优选地，所述流式细胞仪装置包括连接至所述第一泵及/或所述第二泵的一清洁液供应设备，以便向相应的泵供应清洁液，特别是超纯水。除了超纯水，还可以使用例如包含氯、臭氧或其他氧化性物质的一特定清洁液。这可以实现泵或其他组件的清洁，尽管很明显，例如特定的清洁液也可以通过泵释放到其他组件中，例如所述混合器、所述培养箱或所述流量测量室。
优选地，所述流式细胞仪装置具有与所述第一泵及/或所述第二泵连接的一处理槽，用于从所述泵供应流体。
以此方式，可以可靠地处置不再需要的流体，所述流体包括例如不再需要的样品流体、不再需要的染料、不再需要的混合物或其他使用的清洁液。
所述处理槽可被设计为例如所述流式细胞仪装置的一部分，尽管很明显，例如，也可以使用与一出口(例如废水供应)的直接连接进行处理。在这种情况下，用于去除所述染料的一活性炭过滤器有利地连接在两者之间。
在一优选的实行中，所述流量测量室具有一样品套管，安装在一保持器中，用于释放所述样品流体。所述保持器可以例如通过两个O形环而被安装。它也可以通过一螺纹而被定位。
显而易见的是，本文描述的所述流量测量室可以被认为是本发明的一独立方面。
已经发现安装在所述保持器中是特别有利的，以便能够在不同且特别是非恒定的环境条件下使用。例如，提高了温度或振动变化的稳定性。螺纹使所述样品套管的定位简单，从而即使在测量过程中，也可以可靠地调整所述样品射流。为此目的，所述保持器可以在其环境中被旋转，例如，通过使用所述保持器还可以使用螺纹来调整位置。通过使用所述O形环，可以建立可靠的密封，尽管很明显，也可以使用不同数量的O形环。
所述流式细胞仪装置的组件，特别是所述流量测量室的组件，优选地为非金属形式及/或由塑料、玻璃或陶瓷制成。已经发现这是有利的，因为与所述样品流体接触的金属成分会由于缺乏生物相容性而可能损害功能。
优选地，所述流式细胞仪装置包括一控制装置，配置成控制所述泵。这可以实现所述泵的自动化操作。例如，这样的控制装置可以被执行为一标准计算机、一微控制器、微处理器、存储器可编程控制器、专用集成电路或其他可编程或硬连线装置。更具体地说，它可以包含处理器及存储器，其中程序代码存储在存储器中，处理器在执行程序代码时以定义的方式运行。
显而易见的是，除了控制泵之外，所述控制装置还可以承担其他功能，例如监测参数或控制阀或其他组件。
所述控制装置优选地被配置为以使所述第一泵及所述第二泵同时将定义体积的样品流体及染料泵入所述混合器的方式控制所述第一泵及所述第二泵。这可以实现所述混合器的定义的填充，从而可以建立精确定义的混合比。
所述控制装置可以优选地被配置为以使所述第二泵从所述混合器或所述培养箱中吸入混合物的方式来控制所述第一泵及所述第二泵，并且通过所述第一泵及所述第二泵的同步操作，所述混合器及/或所述培养箱中的一操作压力可以保持在一定义的压力下。如已经进一步描述的那样，由于防止了压力变化，因此可以避免所述混合器及/或所述培养箱的损坏以及气泡的形成。
显而易见的是，在保持定义的压力的情况下，从根本上说，某些公差在技术上是不可避免的。
优选地，所述控制装置被配置为以使所述第二泵从所述混合器或所述培养箱中吸入混合物的方式来控制所述第二泵。因此，一混合物有可能到达第二泵，特别是为了随后被用作样品射流。
优选地，所述控制装置被配置为首先触发将所述样品流体及染料泵入混合器，然后等待一预定的培养时间，然后触发所述混合物的抽吸。所述抽吸特别可以通过所述第二泵来进行。等待所述培养时间有利地使得能够或改善染料与待检测颗粒的结合。
优选地，所述控制装置被配置为以使所述第一泵将鞘流液泵入所述流量测量室的方式来控制所述第一泵，并同时控制所述第二泵，以使所述第二泵将从所述混合器或所述培养箱吸入的混合物泵入所述流量测量室。只需两个泵，即可以通过样品射流及鞘流液射流来实现一流量测量室的常规操作。
优选地，所述流式细胞仪装置还包括一评估装置，所述评估装置被配置为评估通过所述流式细胞仪装置获得的测量结果。这样可以实现对测量结果的自动评估，例如，这可以实现一饮用水供应的监控的进一步自动化。
关于所述评估装置的配置，针对所述控制装置进一步给出的细节相应地适用。显然地，所述控制装置及所述评估装置也可以作为一个单元或一个组件来执行。
所述评估装置可以特别地被配置为产生二维图。在这样的图的一第一轴上绘制一第一通道，在一第二轴上绘制一第二通道。在所述图中，在各个点处绘制了多个测量值。这可能意味着，例如每个通道被分配给一检测器，因此强度定义了所述二维图。对于两种强度的每种组合，在每种情况下测量的这种强度组合的数量被绘制在一特定的时间窗口中。这产生了一些特征模式，所述特征模式提供了有关饮用水质量的信息。更特别地，有可能在这样的图的特定区域中找到特定的不良类型的细胞，例如特定的细菌，以便易于识别。因此可以对某些事件做出迅速反应。
所述评估装置可以特别地被配置为定义图中的区域，在这种情况下，在一区域内多个测量值超出时触发一预定义的动作。这样的预定义动作可以例如是一警报。这也可以是另一种动作，例如关闭饮用水供应或打开特定的消毒措施。
显然地，本发明的流式细胞仪装置提供了一种系统，所述系统能够自动地、可靠地、连续地并且还快速地监测饮用水质量。可以通过本文所述的流式细胞仪装置进行的一测量可以例如以15分钟至25分钟的量级，特别是20分钟的量级进行。这使得可以实际上即时识别对饮用水质量有不利影响的事件，因此可以立即做出反应以及触发适当的对策。因此，饮用水供应的安全性明显提高。
进一步明显的是，通过流式细胞术，特别是如本文所述，可以检测到样品流体中存在的所有或至少几乎所有的细胞。与已知的AMK方法相比，这构成了显着的优点。测量时间从大约72小时显着地减少到几分钟，意味着用户可以在线获取有关水中微生物菌群的精确、真实的结果。迄今为止，这仅对于化学及物理参数是可行的。
流式细胞术可特别用于确定水样中的总细胞数、高核酸、低核酸及活/死细胞。也可以通过特定的对接染料来识别特定的细胞。
本发明的流式细胞仪装置特别适用于取样现场，即在实验室外，并可以全天候使用。此外，因此坚固耐用且精确的流式细胞术检测成为可能。可以提供自动化的样品制备，例如采样、染色及培养；可以提供对测量结果的自动化评估；可以提供事件的警报；可以提供例如在一数据库中的数据存档；可以提供用于过程控制的接口；并且可以提供流体监控，所述流体例如清洁溶液、超纯水、鞘流液或染料。本发明的流式细胞仪装置通常被设计用于恒定操作，即例如每天24小时及每周7天，并且它可以不受工业环境中温度及条件变化的影响。另外，可以例如通过以太网或其他网络技术来提供远程访问。
提供了一个可靠的测量系统供现场使用，所述系统可以在短时间内检测并提供水的一般及卫生的微生物状况以及细菌活性。
更具体地，所描述的流式细胞仪装置可能适合在实验室外使用，例如在水提取、水处理、水分配或工业工厂中使用，因此可以不受这些地点存在的物理环境，例如温度、温度变化、空气湿度变化、灰尘、颗粒及振动影响。即使在实验室外，流式细胞术也能够精确地检测颗粒及细菌。
流式细胞术的基本原理是通过与完整或受损DNA结合的DNA染料对活细胞及死细胞进行染色。
借助SYBR绿色特异性绿色荧光，可以将完整的微生物细胞与不含DNA的无机颗粒区分开。例如，碘化丙啶(propidium iodide,PI)可以穿透死细胞的穿孔或受损细胞膜，但不能穿透活细胞的完整细胞膜。此特性可用于流式细胞术中，例如用于本文所述的装置中，以区分活/死细胞。
染色及培养后，通常会通过一玻璃毛细管分别冲洗微生物及颗粒，并用一聚焦的激光束照射，以激发DNA染料。若激光打在一细胞或一颗粒上，则在散射光通道中检测到散射光，并通过荧光通道检测细胞发出的光。本发明的流式细胞仪装置还可以实现以下效果：全自动在线操作的所有处理步骤可以集成到适合工业的一小型测量装置中。“完全自动化”应特别被理解为与本说明书相关的意思是：装置在至少两周的时间内无需人工干预即可无故障地工作。另外，另一个需要解决的问题是，各个过程步骤设计均应设计用于失效安全操作，并且为此目的，必须吸收或补偿可能导致故障的破坏性影响。
所述流式细胞仪装置可以例如在一小型的壳体中包含一个或多个注入泵或注入泵单元、至少一个激光模块、数据采集装置、一马达控制板、一新颖的小型光学检测单元、至少一个用于样品处理及制备的混合单元、至少一个培养箱、一仪器控制器、至少一个用于测量反应及/或样品的温度控制器、用于执行及控制测量程序的应用界面、设备的控制组件、样品参数的检测及评估、测量结果及数据的传输以及必要时发出警报消息。显而易见的是，上述组件的任何子组合也可能存在。为了在标准化的环境条件之外进行非实验室使用，可以将所有组件容纳在适用于工业的一小型仪器壳体中，在这种情况下，各个组件同样具有小型及空间优化的尺寸。通过适当地供应/排出空气及/或热量以及部件冷却或部件加热，可以调整壳体内的条件，以便在测量环境中提供最大的均匀性，而不受装置的安装位置的条件的影响。
本发明还提供，例如一种测量微生物及/或物理样品参数及/或随后的数据评估的方法。
每种水的微生物结构都不同。通过流式细胞术检测单个事件后，两个测量通道的信号可以用其信号强度被表示，并根据所述多个测量通道的组合，可以创建相应的荧光图及散射光图。这些图可能是通过图中定义的门(区域)来评估的。门应在各图中被相应地被定义，且其极限值应被固定。
本发明的方法例如可以设想以下内容，以通过门进行评估：
–在所有定义的门中检测/表示事件的数量；
–区别LNA及HNA细菌；
–区别活化细胞及受损细胞。
通过固定门中各个区域的值，以及组合单个图或多个图中不同的门，在进一步的发展中可以定义警告及警报条件，在这种情况下，特别是在待分析的水或流体中达到单个预定义条件时，会自动触发一警告或警报。
此类事件(例如警告及/或警报)可优选地按以下方式发出及传送：
–通过电子邮件发送一测量协议；
–声音/光学警报(例如装置上的灯)；
–发出模拟及数字信号(例如，发送到一MPC)；
–通过以太网及/或客户的控制系统。
由于每种水都有不同的云模式或指纹，因此事件定义可以例如适应相应的图或待分析的水。这样的云图案或指纹特别可以是所提到的图的表示。
根据一种测量原理，两个或多个测量之间的差分测量可用于表示相对于彼此的各个测量数据。例如，在恒定条件下，随时间推移(例如每30分钟)对相同的水样进行的测量只会产生很小的变化。例如，若一事件发生，例如雨水渗入、液体肥料的污染或处理过程中的功能故障，随后的荧光图及散射光图将在短时间内改变。因此，可以对微生物变化立即作出反应。
警告及警报标准特别地可以根据需要进行配置及发布。
一种方法可以单独地或组合地检测及或评估所有事件(检测到的颗粒及/或细胞)的总数、细胞(活化及受损)的总数或所有颗粒(颗粒测量通道)的总检测。
通过门的定义，在一有利的发展中，所有定义的门中事件(检测到的颗粒及/或细胞)的数量可以区分活化细胞及受损细胞，以及区分LNA及HNA细菌。
测量结果优选地以2D图的形式表示为图表，即，图优选地为2D图。然而，它们也可以是3D图、直方图、历史图及/或密度图。
有利地，可以通过以太网及/或通过远程访问以PDF测量协议、CSV测量协议的形式发布数据。
也可以区分完整细胞及受损细胞。例如，这可能是可取的，为了进行对消毒措施的验证，例如通过臭氧化或氯化。为此目的，可以进行活细胞的检测。在细菌的情况下，氧化剂会严重破坏细胞壁。使用碘化丙啶，可以选择性地仅对受损的细胞染色，从而将它们与完整细菌区分开。与染色方法相结合的流式细胞术检测，也能说明饮用水中微生物的活性或生存力。本文所述的流式细胞仪装置允许分析及理解消毒的动力学。因此，更特别地，水供应具有一小型且坚固耐用的设备及相应的方法，通过所述设备及相应的方法可以直接在现场评估及验证消毒措施。显然地，这也可以构成本发明的一独立方面。
本发明还涉及一种用于两个或更多个电耦合及马达驱动的注入单元的同步操作的方法及设备。这些特别可以用于本文所述的流式细胞仪装置中，但也可以被视为一独立的发明。
在这种注入单元的情况下，可以提供至少两个电耦合的、马达驱动的注入单元的同步操作，以便(特别是在此处描述的流式细胞仪装置中)尤其是精确地混合流体，例如特别是在本文所述的流式细胞仪装置中任选地提供的一特定的混合及反应单元中，并且聚焦及运输它们。在此，本发明的注入单元的用途不限于流式细胞仪。
已知的注入单元用于各种目的，例如以便随时间连续地喷射流体，例如用于剂量。在此，例如可以通过控制应用程序来使注入单元参数化并启动过程。在此，相关的参数例如可以是待抽取或排出的体积，以及要达到的一速度(每单位时间的体积)。另外，一注入单元可以配备有一额外的马达驱动的旋转阀，以从不同的来源抽取流体，或者以便能够释放到不同的目标导管。为了避免在开始或结束时的剧烈运动，习惯上使用所谓的斜坡(ramp)，例如对应于启动时的加速度，直到达到期望的最大速度。
通过本文所述的实行，以及这种注入单元的单独操作，可以同步地操作两个或更多个泵或注入单元。这种并行同步操作的优点首先是，可以在一给定的比例下非常精确地混合两种或多种流体。在此，可以优选地使用需要恒定的待混合流体速度的混合部件(例如：蝶形混合器)，以确保高混合。同步操作的另一个优点是可以选择将流体从一个注入单元传输到另一个注入单元。在此发现有利的是，当(启动)注入单元强制输送流体时，(目标)注入单元吸入所述流体。这里的同步精度是至关重要的，因为变化会引起高压。另外，例如在流式细胞术中，两种流体的同步排出可以实现所需的流体动力学效果。
本发明还涉及一种检测单元，其可以特别地用于本文所述的流式细胞仪装置中，但是也可以视为一独立的发明。
所述检测单元特别还可以包括或采用光学单块的形式。更具体地，可能是将流式细胞术检测所需的一些或所有模块及组件，特别是流动室、滤光器、检测器、电流电压转换器、信号检测及处理、激光及光耦合光学器件以新颖、对称的方式组合在一起，形成一检测单元，所述检测单元优选地由固体材料加工，特别是通过碾磨，优选地是整体成型。以此方式，所述检测单元不仅变得小型，并且在很大程度上是防尘的，而且在机械上也非常稳定。
检测单元及其部件可以固定布置在一壳体中，所述壳体由一固体材料以一件(one-part)式或一件(one-piece)式地制造的。也可以使用具有由两部分或更多部分组成的一壳体的检测单元。更具体地，可能是检测单元的所有组成部分都容纳在壳体中的情况。然而，本发明的实施不限于此，还包含进一步的实施变型，其中在整体或壳体的外部布置或设置有单独部件。
在固体材料中，在优选的实施方式中，仅在必要时才对主体中的材料进行机械去除，以使机械刚度保持尽可能高。机械的稳定性越高，装置可以工作得越精确。
整体结构以及由此获得的更高的稳定性及小型性还允许在工业环境中进行局部应用。对温度、空气湿度、灰尘及振动等物理环境的抵抗力更大，可以满足各个工业场景的更高要求。
在一个实行中，针对两个光学测量通道中的每一个实现两个相对透镜的对称设计。例如，这只需要在每种情况下，再加上一个分束器及两个滤光片。
减少分束镜及反射镜可以提高光学效率。
光学单块可以包含流式细胞术检测所需的所有组件及模块，例如光源、激光模块、流量测量室、光耦合、分束器、滤光器、具有电流电压转换器的光学检测器、数据采集及处理。一FCM装置优选地本质上是完整的。
本发明还涉及一双缝杂散光阑。这特别可以用于本文所述的流式细胞仪装置中。然而，不限于此。相反，它也可以被认为是本发明的一独立方面。
在流式细胞术中，除了荧光颜色测量通道外，向前及向侧面散射的光通常也很重要。向前散射的光提供有关细菌及颗粒大小的信息，而侧面则提供有关其结构及形状的信息。
如今，在流式细胞术中，通常将孔缝或反向光阑定位在光学检测器的前面，其可以水平或垂直放置，以遮蔽向前散射的直接光或向侧面散射的间接光。
这种类型的光抑制总是意味着在过高的信号偏移与过高的有用信号的抑制之间做出折衷。本发明的双缝杂散光阑的功能是在例如不损害有用信号的情况下，提供最佳的信号偏移抑制。在现有的检测单元中，优选考虑将光阑与一滤光片集成在现有的一检测单元中，优选地在本发明的一光学单块中。
可以实现这一点，因为它使流式细胞术中的一设备允许散射到侧面及前方的光撞击检测器，从而抑制一静态信号偏移，并且由颗粒及细菌引起的散射光撞击检测器，而不会降低信号质量。
本发明的双缝光阑可以通过集成的垂直导轨精确地调整到光束的高度，以获得有用的光信号并排除散射光造成的畸变。
有利地，在双缝杂散光阑的情况下，实际上光学测量信号的整个带宽是可用的，因为避免了直接反射到光学检测器中的光。
如本文所述的一检测单元或检测器装置有利地还包括具有集成的光纤耦合的一激光器作为光源。然而，用途不限于本文所述的检测单元或检测器装置，而是也可以视为本发明的一独立方面。
为了从颗粒中区分具有DNA或RNA核的细胞，在流式细胞术中，通常将荧光染料染色的细胞使用波长严格定义的激光激发。为了避免信号检测中的测量误差，单色光的频率或波长必须格外稳定。
光源通过调整单元完全偏离激光或在激光模块内部解耦而耦合到光纤中，其通常可以进行横向定位(x及y方向)，以及在z方向定位及倾斜。将激光光源布置在一光纤(通常是单模光纤)中的一个缺点是这种耦合模式对摇动、振动及温度波动敏感。然而，由于条件良好的标准化，它们在实验室流式细胞仪中的使用通常在实验室环境中工作良好。
由于流式细胞术检测将在实验室外进行，特别是在非标准化条件下进行，但要具有与实验室流式细胞仪相对应的测量精度，因此需要提供一种满足这些要求的激光系统。另一个标准是延长24/7操作中激光光源的寿命。标准固态激光器的一个缺点是，在24/7操作或恒定连续操作的情况下，其寿命限制在一年左右。为了确保持续使用数年，优选使用半导体激光器(二极管)。
由于此类二极管激光器仅与匹配的单模光纤结合才能提供基于应用的光束质量，因此提供的解决方案是一光纤耦合二极管模块。
此光纤耦合的二极管模块也可以称为具有集成光纤耦合的一二极管激光器模块。优选地，一激光二极管支架被设计为使得其不仅包括激光二极管及准直透镜，还包括一聚焦透镜及光纤定位。集成在所述激光二极管支架中的光纤耦合单元包括横向定位(x、y方向)、聚焦及两个轴上的角度调整。
从模块或装置的背侧可以触及的微调螺钉优选地负责角度调整及聚焦。安装在顶部及侧面的微调螺钉用于侧向定位。
光纤在检测单元中的定位完成后，通过同样可以从背面触及的固定螺钉，将侧面调整单元拧到所述激光二极管支架上。
通过优选地将所有功能，特别是激光二极管、准直及聚焦透镜以及光纤耦合单元组合在一起，可以吸收例如热影响引起的振动或机械运动之类的破坏性影响。因此，可以获得足够的长期稳定性，特别是流式细胞术的应用。
另一个优点是装置的小型性、较高的机械稳定性以及基本上对温度及振动的波动不敏感。
本文描述的检测单元或检测器装置有利地还包括流量测量室单元。然而，此用途不限于如本文所述的一检测单元或检测器装置，而是也可以视为本发明的一独立方面。
一流量测量室或流量测量比色管是一流式细胞术装置的中心流体光学组件。
所述流量测量室通常包括样品流体及鞘流液的供应、一石英玻璃比色管以及这些组件及功能的机械整合。
所述流量测量室确保一样品流体的多个细胞被单独地冲洗，并且始终位于中心(在光学焦点中)。这通过所谓的流体动力聚焦来实现。样品流体及鞘流液进给的几何尺寸及比例影响样品射流的直径、鞘流液体积及样品射流的稳定性。样品流体被注入到一流动更快的载液中，并被引导通过流动室内进给通道中的一缩颈。此缩颈使流速与通道的横截面的变化成比例地增加。因此，样品流体与载液之间的横截面比率也根据相对流速而变化。
优选地调整流速，使得样品横截面的减小迫使细胞在流体内排列。另外，速度的变化也增加了多个单个细胞之间的距离。
流体动力聚焦的最大优点是可以非常有效地调整流速，并且可以非常稳定地引导样品流体。
更特别地，在流式细胞术装置或流式细胞仪装置中的流动测量室可用于精确检测水溶液中的单个细胞及颗粒。
在此，在测量通道中央的流动比色管中获得稳定的、无脉动的样品射流可以是特别有利的。为此目的，以及非常精确的体积流量调节流体供应，样品供应套管的垂直位置至关重要。
样品套管的最佳定位不仅可以在单元的装配中进行，而且在操作过程中也应该是可调整的。这样的流量测量室单元即使在实验室外也能以精确且稳定的方式给出适当的测量结果。因此，测量室的设计优选地被选择使得不同材料，特别是石英玻璃、铝及塑料的膨胀系数的变化不会对比色管通道的侧向位置产生任何不利影响。
这特别可以通过以下方式实现：在校准测量期间，通过提供用于施加一样品的一针以及由两个O形环制成的侧向定位的引导的样品针架，来垂直放置样品进给。除了针架的定位及引导外，两个安装在端部的O形环还用作一机械制动器，以在完全调整后防止例如由于振动引起的独立调整损失。
所述样品针架特别可以在外部具有一精细的缠绕。其斜率与一可实现的垂直定位分辨率相关。在一个实施方式中，精细的缠绕可以例如具有0.25mm的斜率，以实现优选地小于1μm的垂直定位分辨率。
优选地，所述流量测量室单元包括或已经由PEEK、铝及石英玻璃制成。这些材料可能特别具有不相关的热系数。为了对此进行补偿，测量比色管的其余部分优选地是弹簧安装的，特别是通过碟形弹簧。为了确保其余部分的侧向稳定性，优选在其圆周上安装至少一个O形环。例如，也可以安装两个O形环。通过这种方式可以实现的是，补偿不同材料在一温度范围内，特别是在60℃到70℃之间的长度变化。
经由通道在一点处引入圆形分配环的鞘流液优选地旨在在样品套管及样品射流周围形成均匀的流动。因此，流体优选地通过一穿孔板矫直。
本发明还包括一种方法，所述方法例如可以通过本发明的流式细胞仪装置执行，用于评估流式细胞术散射通道测量数据，其优选地用于确定流体的浊度。所述方法具有独立的发明意义，并且不限于使用本文所述的流式细胞仪装置。
在流式细胞术中获得的测量数据还用于确定浊度。
流式细胞术将在水质测定等领域中逐渐取代过时的方法。因此，主要从医学上已知的此测试方法已被确立用于流体分析。除了可以通过流式细胞术测量的特性(例如细菌的数量及活性)外，一般的浊度也很重要。传统上，此浊度值是使用专用于此目的的一装置测量的。已经发现一个缺点是，即使当使用基于流式细胞术的已知测量装置时，由于常规的流式细胞仪不能测定浊度，至今仍需要单独测量浊度。直接与流式细胞仪相比，浊度测量装置实际上更简单，因此也更经济。但是如果在任何情况下都使用流式细胞仪装置或流式细胞仪，则也可以通过本发明的方法使用流式细胞仪测量数据来推断所分析的流体的浊度。在这里特别有可能使用原始形式的测量数据，即在通过信号处理进行任何校正之前。在特定实施方式的情况下，可以使用信号处理的协同效应。这里描述的是实际方法。协同效应的使用是针对特定应用的。
历史上，浊度是通过人工变速器测试特别引起的。这是使用待评估的特定液体量背后的数字的可识别性作为指标来完成的。这种方法被标准化的浊度单位(例如FAU、FNU、FTU、NTU、TE/E及EBC)所代替。这些标准显示出相同结果的唯一液体是福尔马肼(Formazin)。在实际样品的情况下，不同标准之间的偏差(在某些情况下偏差较大)是可以预期的。由于所使用的测量系统的特性，通过此处提出的方法确定的测量结果与所提到的任何标准都不对应。由于与规范ISO 7027中固定的波长相比，流式细胞仪(例如在激光的情况下)中经常使用488nm的光源的波长，本文所述的方法无法直接覆盖流体的整个光谱。然而，使用合适的加权参数，可以将结果近似为所需的测量标准。
根据流式细胞仪或流式细胞仪装置的通道的可用性，本发明的方法应采用正向散射或侧向散射。还可以对两个通道进行评估，以扩展确定的值对应于标准的范围。
“自适应实现”部分介绍如何根据输入参数调整加权参数，以增加等效于标准方法的值范围。这又可以对应于基本方法的特定实现。
控制及/或评估软件优选地包括允许作为选项来计算相应参数的算法。
本文所述的另一种方法，例如，可以与本文所述的流式细胞仪装置一起使用，但也可以构成本发明的一独立方面，提供了在评估流式细胞仪测量数据时识别处于细胞分裂状态的细胞的选项。本方法结合上述流式细胞仪装置进行描述，但是确实具有独立的发明意义。本发明同样包括将此方法应用在其他流式细胞术应用中发现的测量数据。
流式细胞术在医学领域已经广泛使用，甚至已经建立了几十年，其目的包括血液分析。通常检查的是流体中2μm或更大的颗粒。现代流式细胞仪中的新型传感器及更精细及更快的信号扫描仪正在实现测量精度，从而在某些情况下可以覆盖明显较小的细菌。通过记录生活在水中的细菌培养物，其逐渐地用于水质测量中。这种测量表示在所测量的时间点的固定状态。没有更多信息，就无法对水的过去或未来状态做出任何结论。
细菌根据细胞分裂的原理无性繁殖，例如通过二分裂或出芽。分裂率尤其取决于环境因素，例如温度、养分供应或养分有效性。最佳温度取决于各自特定类型的细菌。同样，细菌特异性也是必需的营养素类型。由于流式细胞仪迄今尚未能够测出被测的细胞集落的类型，因此也无法确定特定温度是有益还是抑制。检测流体中的营养物质是一个复杂的过程，因此远远超出了已知的流式细胞仪的能力。然而，例如水之类的样品将有一定的可能性包含当前处于分裂阶段的一定数量的细菌。
因此，将提供一种流式细胞仪或流式细胞仪装置，其时间及强度特别可被充分精细地解析，以通过可被视为本发明的一独立方面的方法识别细胞分裂阶段的细菌。为此，分析数据的最大值及最小值。若两个最大值快速连续出现，并且中间的最小点达到一定深度，则在分裂过程中很有可能有两个细胞核来自一个细胞。认识到此特定特征有两个好处。
若为了更好的细节分辨率而将一脉冲的面积积分并用于颗粒识别，则在两个连续的信号脉冲的情况下，结果是轻微失真。此区域错误可以更正。
将细胞分裂阶段的颗粒数量与一般公认的颗粒数进行比较。这产生了一种生物活性因子。此因子可能是所有颗粒或特定于簇的，并且最终是评估问题。生物活性因子的发现可以得出营养物质存在的结论，也可以得出氧气存在的结论。
待分析的流体尤其可以成形为一细射流。可以使用一激发光源，尤其是一激光来轰击此射流。流体中存在的颗粒根据其光学特性对光源进行反应，并产生一可测量的光学图案。
为了测量由颗粒产生的信号，特别有可能使用光电传感器，例如光电二极管或光电倍增管。这不仅适用于此处具体描述的方法，而且通常适用一般情况。光电探测器产生可以数字转换的电信号。优选地，所述转换优选地迅速进行，以便能够以最大的精度评估细胞核之间的距离。连续地检查数字信号的局部最大值，例如峰值。同时，或不迟于识别出一局部最大值后，检查信号是否存在局部最小值。
若两个局部最大值之间的间隔低于某个极限，则表明脉冲不是独立的。为了评估细胞是否真正处于分裂阶段，可以引用其他参数。可用的参数还取决于测量系统的精度。为了改进，可以限制两个最大值之间的允许差异。由于细胞核是同一类型，因此局部最大值的测量大小实际上应该相同。尽管在各种可能的情况下，相同的细胞核会产生不同的最大值(假阴性)，但通常可以假定测得的幅度在相同的大小范围内。
依赖于两个连续脉冲的进一步指示是所包围的最小值的高度。这是相对于周围的最大值来表示的。若负值太大，即实际上等于封闭的最大值，则表示划分过低，因此是排除标准。
应该提到的是，通常只能在一特定的细胞分裂的时间窗口内识别细胞分裂。在确定一活动指数时优选地考虑这一点。还应考虑几何因素或成像误差。所有这些通常导致一较低的活动计数的错误源都可以使用要为测量系统确定的因子进行补偿。这导致一活动指数服从概率分布。这种划分可能与正态分布有很大不同。根据最终用途，这种分布也可以忽略不计。
在这方面，特别指出的是，关于设备描述的所有特征、特性以及程序，在作必要修改后也可适用于本发明的方法的配方，并且可用于本发明的上下文中，以及被认为包括在本公开中。同样也适用于反方向，这意味着仅与方法有关的构造特征，即设备特征，也可以在装置权利要求的范围内被考虑及主张，并且同样构成本发明的一部分。
附图说明
本领域技术人员将从下文参考附图描述的工作示例中推断出进一步的特征及优点。所述附图显示：
图1：本发明的一个工作示例中的一流式细胞仪装置；
图2及图3：一检测器装置；
图4至图7：一双缝杂散光阑；
图8至图11：一激光单元；
图12至图15：一流量测量室；
图16及图17：一注入单元；
图18：一般功能原理；
图19：来自一流式细胞仪的一散射通道的未处理的测量数据；
图20及图21：从数据流中获取的多个参数之间的一数学关联的示意图；
图22：一典型的细胞分裂过程的示意图；
图23：分裂过程中一细胞的扫描中的一信号形状的记录的示意图；
图24至28：一错流过滤器；
图29至32：一引导光学器件；以及
图33及34：多个注入单元的操作的示意图。
具体实施方式
在附图中，相同或相应的元件均标有相同的附图标记，因此，若不合适，则不再描述。整个说明书中存在的公开内容在作适当修改后可应用于具有相同附图标记或相同组件名称的相同组件。在说明书中选择的位置说明，例如在顶部、底部、侧面等等，也基于直接描述及示出的附图，并且在位置改变的情况下，可以比照适用于新位置。此外，示出及描述的不同工作示例中的单个特征或特征的组合也可能构成独立的或创造性的解决方案。
图1示出了本发明的一个工作实例中的一种流式细胞仪装置100的示意图。
所述流式细胞仪装置100包括一检测器装置1000，所述检测器装置1000设计成分析一样品流体，特别是检测其中存在的细胞。分配给它的是一评估装置106。
所述流式细胞仪装置100包括一入口连接110，所述入口连接110在这里应视为是用于获取待分析的样品流体的一元件。与之相连的是一第一抽取单元120及一第二抽取单元130，并分别被设计为一错流过滤器。这些旨在从一连续的水流(例如：从一供水系统)中抽取样品流体。下面将详细讨论其确切设计。另外，在所述入口连接110处设置有一单个样品入口140，通过所述单个样品入口140在个别情况下可以将单个样品提供给所述入口连接110。
所述流式细胞仪装置100包括一混合器210及其下游的一培养箱220。
通过所述混合器210，样品流体可以与染料混合。然后所得混合物被释放到所述培养箱220中，所述培养箱220被设计成确保染料被掺入现有细胞中，并特别地对接在DNA或RNA上的合适条件。为此目的，所述培养箱220被设计成将所述混合器210提供的所述混合物加热到40℃的温度5分钟。然而，显然地，在此原则上其他时间及温度的组合也是可能的。
为了供应所述混合器210及所述培养箱220并从中取出混合物，所述流式细胞仪装置100包括一第一泵310及一第二泵320。
所述第一泵310在入口侧连接到所述入口连接110。在出口侧，它连接到所述混合器210。因此，所述第一泵310可用于将样品流体供应到所述混合器210。
所述第二泵320用于供应染料。为此目的，所述流式细胞仪装置100包括一第一染料储存器410及一第二染料储存器420，其中的每一个连接到所述第二泵320。在出口侧，所述第二泵320连接到所述混合器210。
所述第二泵320还用于从所述培养箱220中吸入混合物，并将所述混合物供应到所述检测器装置1000。为此目的，所述第二泵320在入口侧连接到所述培养箱220。在出口侧，所述第二泵320也连接到所述检测器装置1000，以便在进一步描述的所述检测器装置1000的一流量测量室中产生一样品射流。所述第二泵320与所述混合器210以及所述检测器装置1000的连接在此是可切换的，使得可以选择所述第二泵320是泵入所述混合器210或是泵入所述检测器装置1000。同样地，与所述培养箱220以及所述染料储存器410、420的连接均是可切换的，使得可以选择所述第二泵320是从所述第一染料储存器410、所述第二染料储存器420或是从所述培养箱220吸入。
所述细胞仪装置100还包括一第二入口150，其可切换地连接到所述第二泵320，并允许将单个的样品供应到所述第二泵320。因此，原则上可以绕过所示及描述的样品或混合物的制备，并直接将流体输送到所述第二泵320中，其将被直接供应到所述检测器装置1000以进行评估。所述混合物同样可以在那里进行分配。
所述第一泵310还用于供应鞘流液。为此目的，所述流式细胞仪装置100包括一鞘流液储存器430，所述鞘流液储存在所述鞘流液储存器430中。所述第一泵310在入口侧连接到所述鞘流液储存器430，并且因此可以从所述鞘流液储存器430吸入鞘流液。与所述入口连接110以及所述鞘流液储存器430的连接分别是可切换的，使得可以选择所述第一泵310应该从所述入口连接110或是从所述鞘流液储存器430吸入。在出口侧，所述第一泵310还连接到所述检测器装置1000，以产生一鞘流液射流在已经提到的所述流量测量室中(图1中未显示)。所述第一泵310与所述混合器210以及所述检测器装置1000的连接分别是可切换的形式，使得可以选择所述第一泵310是要泵送到所述混合器210还是泵送到所述检测器装置1000。
所述流式细胞仪装置100还包括一清洁液供应装置440。所述清洁液供应装置440可切换地连接到所述泵310、320。所述清洁液供应装置440被设计为供应超纯水。替代地或附加地，其可以被设计为例如供应氯化水。因此，若需要，可以用超纯水及/或氯化水清洁所述泵310、320及与其连接的组件，以去除存在的任何细菌或其他污物。
所述流式细胞仪装置100还包括一处理槽460，连接到所述泵310、320。它还连接到所述检测器装置1000。在所述处理槽460中，可以储存不再需要的流体，特别是已经用于用于清洗及清洁的流体。所述处理槽460可以根据规定定期地被排空。
所述流式细胞仪装置100还包括一控制装置105，在此同样地仅以示意性形式示出。所述控制装置105被设计成控制所述泵310、320，并且还切换提到的或以其他方式存在的阀(图1中未示出)。因此，所述控制装置105可以控制整个所述流式细胞仪装置100的操作。
以下通过示例描述所述流式细胞仪装置100的典型操作模式。
首先，将所述第一泵310在入口侧打开，并且从所述入口连接110吸入样品流体。所述样品流体可以来自所述抽取单元120、130之一，或来自所述单个样品入口140。同样地，通过所述第二泵320，从所述染料储存器410、420吸入一定义量的染料。这可以同时进行或在不同时间进行。
随后，将所述两个第一泵310及第二泵320在出口侧打开，特别是朝向所述混合器210。与所述检测器装置1000的连接在此被关闭。因此，所述样品流体及所述染料被泵入所述混合器210。
然后，以这样的方式致动所述两个第一泵310及第二泵320，使得它们同时将样品流体及染料释放到所述混合器210中。这是同步发生的，使得所述样品流体及染料均匀地流入所述混合器210。
所述混合器210被设计为确保所供应的样品流体与所供应的染料充分混合。然后，将所得混合物释放到所述培养箱220中。所述培养箱220将所述混合物加热至40℃的一温度并持续5分钟。
然后，所述第二泵320吸入以这种方式制备的混合物。为此目的，所述第二泵320被打开，并相应地在入口侧朝向所述培养箱220致动。
在所述第二泵320抽吸所述混合物期间，所述第一泵310以这样的方式同步地操作：所述混合器210与所述培养箱220的组合中存在一恒定压力。这防止了损坏。
现在，在所述第二泵320中存在所述经过相应处理的混合物。为了能够对此进行评估，还需要鞘流液。所述鞘流液通过所述第一泵310从所述鞘流液储存器430被吸入。
为了分析，将所述混合物及所述鞘流液同时泵入所述检测器装置1000。为此目的，所述第二泵320及所述第一泵310在出口侧被打开并被致动，使得所述混合物及所述鞘流液同步进入所述检测器装置1000中。在此，所述混合物通过已经提到的流量比色管形成一样品射流，而所述鞘流液通过所述样品比色管产生一鞘流液射流。通过这种鞘流液，然后可以对所述样品射流进行流体动力聚焦。这将在后面详细讨论。
若需要，可以采用超纯水及/或氯化水清洁所述泵310、320或其他组件。此处获得的任何受污染的流体或不再需要的其他流体可以在所述处理槽460中进行处理。
图2及图3更详细地示出了所述检测器装置1000。
所述检测器装置1000以一整体或单件式存在于一壳体1050中。在此，所述壳体1050由例如通过铣削的一固体材料形成。在本例中，其在多个窄侧上具有多个电连接1060。
在所述壳体1050中，有一激光装置1090，其在下面进一步详细描述。
所述检测器装置1000包括一流量测量室1300，所述流量测量室1300同样将在下面进一步详细讨论。后者的上游是引导光学器件1200，同样将在下面进一步详细讨论。在所述激光器装置1090与所述引导光学器件1200之间设置有一光纤1110，通过所述光纤1110，由所述激光单元1090产生的一激光束被引导至所述引导光学器件1200。所述引导光学器件1200以一定义的方式将所述激光束引导并聚焦到所述流量测量室1300上，参考图1已提到的所述样品射流以及所述鞘流液通过所述流量测量室1300流动。所述鞘流液用于将所述样品射流聚焦到约30μm的一直径。
已经使用已经提到的染料进行标记的所述样品射流中存在的细菌进一步向上侧向散射所述激光束。所述激光束同样固有地在所述流量测量室1300处侧向地散射。散射的光由两个分束器1400分开，所述分束器1400相对于所述激光束侧向布置在相对于所述流量测量室1300的位置。在本例中，这些分束器1400是非波长敏感的分束器。
所述分束器1400在总共四个检测器1610、1620、1630、1640之间分开散射的光。带通滤波器1500位于这些检测器中的三个检测器(即检测器1610、1630及1640)中的每个的上游，并且这些滤波器滤出相应光谱的一小部分，使得相应的检测器1610、1630、1640仅检测相应光谱的部分。这使得能够进行波长敏感的检测。各个分束器1400也可以采取带通滤波器的形式。
一双缝杂散光阑位于其中一个所述检测器，即检测器1620的前面，将在下面进一步详细讨论。这抑制了在所述流量测量室1300处固有反射的原始激光束。位于所述双缝杂散光阑1700下游的是具有488nm的激发波长的一带通滤波器。这使得能够使用激光束的波长(在本例中为488nm)来通过所述检测器1620进行检测。
另外，所述检测器装置1000包括评估电子设备1800，所述评估电子设备1800确保对由所述检测器1610、1620、1630、1640获得的数据进行第一处理。
所述检测器1610、1620、1630、1640具有各自的转阻放大器，这有助于评估所获得的信号。
图4至图7示出了所述双缝杂散光阑1700。这使得允许在流式细胞仪中侧向及向前散射的光撞击一特定的检测器，从而抑制一静态信号偏移，并且由颗粒或细菌引起的散射的光撞击相应的检测器，而不会损害信号质量。在此例中，所述检测器是已经描述的所述检测器1620。
所述双缝杂散光阑1700可以通过一集成的垂直引导件，通过与压缩弹簧销1720接合的引导销1730，或者通过一固定及止动螺钉1740及一微调螺钉1710，来精确地调整到光束的高度，以获得一最佳的有用信号，并排除散射的光造成的失真。为此目的，反射的原始激光束可被定向到一平台1750上。
有利地，所述双缝杂散光阑1700实际上可以在光学测量信号的整个带宽上使用，因为避免了直接反射到所述光学检测器中的光。
图8至图11以不同的视图更详细地示出了所述激光单元1090。
所述激光单元1090分为具有集成光纤耦合的一激光器部分1091，以及一侧向光纤定位单元或输入耦合单元1092。
所述激光单元1090包括一激光二极管1100，所述激光二极管1100产生一波长为488nm的一激光束。其下游是一准直透镜1120、一聚焦透镜1130以及所述已经提到的侧向光纤定位单元或输入耦合单元1092。可以通过y方向上的一第一微调螺钉1140以及x方向上的一第二微调螺钉1150来进行调整。已经提到的光纤1110的供应是通过一光纤连接器1160实现的。
所述输入耦合单元1092通过两个固定螺钉1170而被固定。
通过一第三微调螺钉1180，可以实现在x方向上的倾斜。通过一第四微调螺钉1190，可以实现在y方向上的倾斜。
图12至图15更详细地示出了所述流量测量室1300。这特别包括样品流体及鞘流液的进给。它们被组合在一石英玻璃比色管中。
所述流量测量室1300，也可以称为流量比色管，可确保一样品流体的细胞被单独冲洗，并且始终在中心(在光学焦点处)。几何尺寸及比率，特别是一样品流体及鞘流液进给的几何尺寸及比率影响样品射流的直径、鞘流液流速以及样品射流的稳定性。
所述样品射流经由一样品套管1320供应。不仅在单元的组装上而且在操作期间，都应该可以调整所述样品套管1320。
在校准测量期间，一样品进给可以垂直地放置，因为用于施加一样品的一针头由一侧向定位的引导的样品针架固定。所述样品针架1330具有一外螺纹，所述外螺纹与一相对的螺纹接合。以此方式，可以通过旋转所述样品针架1330在垂直方向上进行简单的调整。在所述样品针架的侧面设置有两个O形环1360，以确保密封及固定。在调整后，它们还起到机械制动的作用，以防止例如由于振动引起的调整损失。它们也具有密封作用。
当前提到的外螺纹是细螺纹。这样可以进行特别精确的调整。
在此，所述鞘流液经由一鞘流液通道1304在一点处被引入一圆形分配环1390。所述鞘流液旨在在所述样品套管1320及所述样品射流的周围形成一均匀的流动。为此目的，特别地，提供了一穿孔板1380，所述鞘流液通过所述穿孔板1380而变直。
所述流量测量室1310还包括一支架1340、一压缩弹簧1350及在所述支架1340上的两个上O形环1370，用于固定所述比色管。所述鞘流液射流被引导通过所述鞘流液通道1304。在测量结束之后，样品及鞘流液或其他介质通过一出口1308而被去除。
所述样品通过设置在所述单元下方的一样品进给1306从下方被进给。为此目的分配了一鞘流液进给1307。
整个单元以一机械稳定的方式被封闭，并被支撑在一支架1302中。其可以设置在已经提到的所述壳体1050中，其特别可以是整体的形式，并且可以与刚才描述的所有组成一起作为一个整体被移除，例如用于更换或清洁。
图16及图17示出一注入单元的一实施方式。例如，这可以用于控制已经关于图1提到的所述泵310、320。在本例中，它被相应地示出。
所述泵310、320由马达3010、3110驱动。分配给它们的分别是马达编码器3020、3120、一位置编码器3030及一参考传感器3040。分配给所述马达或注入器的是各自独立的马达控制器3050，但是在当前上下文中，这些已连接到软件。
每个注入单元具有一线性引导件3060以及具有分配驱动主轴3080的一注入器3070。为了将相应的注入单元布置在一装置中，其具有一注入器支架3090，也承载其他元件。
分配给所述注入单元以控制介质流动的是一旋转阀3100，所述旋转阀3100具有自己的马达3110及马达编码器3120。
分配给一注入臂3140的是连接到一线性滑块3150的一锁紧螺母3130。通过一行星驱动器3160，可以移动相应的注入器，或者通过另一个行星驱动器3170，移动所述旋转阀。
图18示出了流式细胞仪功能的一般原理的简化图的示意图。
原则上，一样品1在此成形为以得到一样品射流7。所述射流被一光源2照射。在本例中，例如，这是一激光。若光束撞击一颗粒6，则结果是在一前向散射传感器3上的一阴影，而一散射光8落在一侧向散射传感器4上。
图19通过示例示出了来自一流式细胞仪的一散射通道的未处理的测量数据。这些测量数据可用于计算可通过适当的加权计算浊度的参数。所述图显示了已经数字化转换的电信号，在本例中为一电流信号。
确切的信号类型在此并不重要，或者取决于所使用的传感器。一光电传感器的一标准输出参数是一电流。
SO表示一般信号偏移。SR表示信号噪声。S表示由多个颗粒引起的一信号，即一般有用信号。
图19示出了总共七个明显地从信号噪声中脱颖而出的颗粒。噪声可能包含许多较小的颗粒。在将噪声用作独立参数时，可以考虑这些因素。
图20及图21示出了在本发明的一种方法的一工作示例中从数据流获取的多个参数之间的一说明性数学关联。根据一测量系统及一测量传感器的特性对所述多个参数进行加权。在此也可以将零的值分配给一加权因子，这相当于有效地忽略了相应的参数。
图22示出了典型的细胞分裂过程的示意图。下面简要描述编号为1到5的站：
1：在现时环境中足够营养的单个健康细胞；
2：细胞的细胞核开始复制；
3：细胞具有两个完整形成的细胞核，细胞壁通过颈裂开始分裂；
4：细胞之间不再接触，周围细胞关闭；
5：两个完整且独立的细胞。
图23以示例的方式示出了在分裂过程中在扫描细胞时一信号形状的记录。在此，两个细胞核11、12显而易见。这些仍然具有一共同的细胞壁13。
所述信号进程中的一第一最大值14是由第一细胞核11引起的。一第二最大值16由第二细胞核12引起的。两个最大值14、16之间的一最小值15取决于所述两个细胞核11、12之间的距离。
在所述第二最大值16之后，观察到一扁平化进程。对于此处示出的示例，假定下一个脉冲已被足够远地去除，以使此时没有进一步的影响。
最大值与最小值之间的距离由附图标记18标记。此参数用作此处示出的方法的输入变量。同样可以使用所述第一最大值14时的信号幅度19。替代地，为此目的也可以使用所述第二最大值16的信号幅度。两个细胞核11、12之间的时间上的信号间隔由附图标记10标记。这也是一输入参数。
图24至图28示出了已经关于图1提到的一错流过滤器500。这有助于实现样品流系统中流体的无气泡采样，这对于流式细胞术至关重要。由采样或采样过滤器中的流动(湍流)引起的气泡(包括微气泡)可能导致测量误差。例如，可能会导致散射光效应、样品射流中的侧向位移以及在微气泡的情况下散射光通道中的扰动。
在此所示的所述错流过滤器500能够极其无气泡地获得含水样品。通过特定的设计以及下面进一步描述的组件的布置，特别是一通道以及所述入口及出口连接，可以实现的是，溶解的氧气及气泡收集在所述错流过滤器中，而不会进入测量样品中。此外，所述过滤器可以简单地进行更换。
所述错流过滤器500具有具有一入口510及一出口520的一通道530。一流体，特别是来自一标准饮用水源的水流过此通道530，所述水从所述入口510流到所述出口520。
相邻于所述通道530设置有一过滤器550，所述过滤器又连接到一样品出口540。所述样品出口540连接至图1所示的所述入口连接110。
所述通道530在所述过滤器550的区域中从所述入口510向所述出口520变窄。这允许流速的增加，其避免了气泡的形成，并且能够去除形成的气泡。所述通道530在所述入口510处具有一入口漏斗515，通过所述入口漏斗515，进入的流体更好地分布在所述通道530上。这也避免了气泡的形成。
所述出口520相对于所述通道530倾斜，且所述出口520在安装位置向上。这使得能够直接向上清除气泡，当然，气泡在水中往往会向上上升。
所述过滤器550被一密封件560包围。这防止了流过所述通道530的水的泄漏。所述过滤器530由一螺母570保持，其可以以一简单的方式通过一螺纹(未示)拧入及拧出。这允许可靠地保持所述过滤器550，并且通过移除所述螺母570而容易地更换所述过滤器。
图29至图32更详细地示出了所述聚焦光学器件1200。
光与所述流量测量室1300的耦合是流式细胞仪的核心要素之一。使用激光束照射被荧光染料染色的单个细菌的方式越精确及明确，细菌发光强度的散射就越小。发光强度的变化导致检测器不能正确地检测细菌，因为发光强度包括关于细菌大小的信息。
水平、垂直(测量比色管中的流动方向)及沿深度方向均匀的照明(照明窗口)形式是保持低散射的先决条件。
现有技术中已知的光纤耦合的光束形成透镜通常由一聚焦透镜、一光束形成元件及一成像透镜组成。这种具有三个光学元件的光学装置构造复杂，例如透镜的定位。此外，这样的设计需要高机械稳定性，这是无法保证在规定的实验室条件之外。
通过这里提出的所述聚焦单元1200，能够在一光纤的出光处精确地调节及机械固定一激光束。因此，对环境条件的要求明显降低。
在此，所述聚焦单元1200包括一光纤连接1210。它还具有一光纤连接器1220，用于保持所述光纤连接1210。所述光纤连接器1220可以通过x定位1230及y定位1240在横向于光束的一平面中移动。
一光学元件1290确保一聚焦透镜、一光束形成元件及一成像透镜的功能的组合。因此，这是单个元件，且本质上是稳定的，并且抵抗例如振动或温度变化的影响。所述光学元件1290由一螺纹板1250保持。一光学元件框架可以通过一圆柱螺钉1260在x方向上被保持。另外提供了一夹持装置1270，以确保横向定位及旋转。
所述光纤连接器1220由一定位凸缘1280保持及固定。
所述光学元件1290由一光学元件框架1209保持。
另外提供了一定位环1211。通过一压缩弹簧1212，可以辅助在x方向、y方向上的移动及旋转。
在z方向上分配给一另一压缩弹簧1213的是所述光学元件框架1209。还通过在z方向上的两个圆柱螺钉提供了所述光学元件框架1209的一块1260。
图33及图34以示意图的形式示出了本发明的流式细胞仪中注入单元的操作。为此目的，示出了方案4000及5000。
一注入单元的单独操作通过一控制应用程序4023对必要信息进行参数化4020来实现，所述控制应用程序4023通过一通信通道连接至各个注入单元。随后，所述控制应用程序开始过程(例如，抽取及排除)(4021)。在所述注入单元中运行的所述控制应用程序4040将体积转换为要在所述注入单元上的一位置编码器中运行的多个增量。以循环的方式，读取在所述注入单元上的所述位置编码器的当前值(4041)，计算相应的参数化速度(4042)，然后将所需速度分配给所述马达控制器(4043)。直到完成所需的编码器位置，因此相应的体积已经被抽取或排出。
在下文中描述了两个或更多个注入单元的同步操作的本发明的实施方式：来自一注入单元(主)4040的位置编码器信号电耦合至一第二或多个注入单元(从)4030。对于所述注入单元(主)4040，抽取及排出的过程保持与所描述的单个操作相同。所述控制应用程序4023以待移动的体积以及一计算的因子对所述注入单元(从)4030进行参数化(4022)，所述计算的因子应用于所述注入单元(主)4040的编码器脉冲。所述因子对应于流体比率，取决于所使用的注入量以及整个注入长度内编码器脉冲的总数。另外，所述注入单元(从)4030被设置为在主要使用来自主编码器的脉冲的状态下将所述控制应用程序置于所述注入单元(从)4030上的一模式。
所述控制应用程序4023在所述注入单元(主)4040上开始同步处理21。所述注入单元(从)4030从所述主机周期性地读出编码器脉冲(4031)，使用所述脉冲及参数化因子来计算一滚动平均速度(4032)，并将其分配给所述马达控制器(4033)。由于由所述注入单元(从)4030运行的增量的数量已经预先被参数化，因此还需不断地验证是否已接近达到最终位置，即是否在距目标的增量定义的数量之内。若是这种情况，则从此时开始，不再评估主编码器，而是评估当前从机自身的位置编码器，以达到最终位置。当两个注入单元都到达其最终编码器位置时，程序完成。
通过控制应用程序的参数化，可以单独或在同步集成中操作一注入单元，在同步操作的情况下，注入单元可以是主机或从机。举例来说，在一个处理步骤(5060)中四个注入单元被致动。注入单元二及四在此过程步骤中处于单独操作。注入单元一及三的被参数化以同步操作，注入单元一作为主机，注入单元三跟随主机作为从机。在一物理上相同结构的随后处理步骤(5061)中，然后以这样的方式配置所述多个注入单元，即，先前作为从机的注入单元三现在作为注入单元四的主机运作。
应当提到的是，优选地，进一步提到的检测器对信号脉冲的扫描可以以每个信号脉冲20至60次扫描来实现。这样可以精确识别脉冲形状。为此目的，例如以每秒2兆采样至每秒4兆采样之间的一分辨率进行扫描。
相应地，优选地形成一模数转换器。例如，这可能具有每秒2到4兆采样之间的一采样率。优选地提供24位的一信号分辨率。
以下是可能与发明相关的可能特征的结构化叙述：
1.一种流式细胞仪，其特征在于：设计为一种适于工业的一小型的测量装置。
2.根据特征1的流式细胞仪，其中设想了所有测量步骤的自动化执行。
3.一种用于注入单元的同步操作的设备，包括两个或更多个电耦合及马达驱动的注入单元，特别是用于根据前述特征之一的一流式细胞仪。
4.一种检测单元，其特征在于：一光学单块，用于布置所述检测单元的多个元件，特别是用于根据前述权利要求中任一项的流式细胞仪。
5.一种双缝杂散光阑，特别是用于根据特征4的一检测单元，优选地用于根据前述权利要求中任一项的流式细胞仪。
6.一种光源，包括具有集成光纤耦合的一激光器，特别是用于根据特征4的一检测单元中，优选地根据前述特征中的任一个的流式细胞仪。
7.一种流量测量室单元，特别是用于根据特征4的一检测单元，优选地用于根据前述特征中的任一个的流式细胞仪。
8.一种使用根据前述特征中的任一个的流式细胞仪测量微生物及物理样品参数并随后进行数据评估的方法。
9.一种评估流式细胞仪散射通道测量数据的方法，优选地用于确定流体的浊度。
10.一种根据流式细胞术测量数据的评估来识别处于细胞分裂状态的细胞的方法。
现在与本申请一起提出并在以后提出的权利要求不妨碍实现进一步保护的权利。
如果在更仔细的研究中，特别是在相关现有技术中，发现一个特征或另一个特征对于本发明的目的是有利的，但不是至关重要的，那么即使在现在，也当然需要一种不再包括这种特征的配方，特别是在主权利要求中。此申请的公开内容也涵盖了这种子组合。
还应当注意，在不同的实施方式中描述的并且在附图中示出的本发明的配置及变体可以根据需要彼此组合。在这种情况下，单个或多个特征可以根据需要相互交换。特征的这些组合也同样被公开。
从属权利要求中引用的从属关系通过相应的从属权利要求的特征指示了主权利要求的主题的进一步发展。然而，这些不应被视为对具有从属关系的从属权利要求的特征实现独立的产品保护的免责声明。
仅在说明书中公开的特征或权利要求书中包括多个特征的单个特征，可以随时被采纳到权利要求书或者独立权利要求书中，作为对于本发明具有与现有技术的界定的必要意义，即使当这些特征已经与其他特征一起被提及，或结合其他特征获得特别有利的结果时。

Claims (10)

1.一种流式细胞仪装置，其特征在于，所述流式细胞仪装置包含：
一流量测量室(1300)；
一混合器(210)；
一第一泵(310)及一第二泵(320)；
一入口连接(110)；
一染料储存器(410、420)；以及
一鞘流液储存器(430)，
其中所述第一泵(310)在一入口侧连接到所述入口连接(110)，用于抽吸一样品流体，
其中所述第二泵(320)在所述入口侧连接到所述染料储存器(410、420)，用于抽吸一染料，
其中所述第一泵(310)及所述第二泵(320)在一出口侧连接到所述混合器(210)，以便将所述样品流体及所述染料泵入所述混合器(210)，并且所述混合器(210)被设计用于混合所述样品流体及所述染料，以形成一混合物，
其中所述第二泵(320)在所述入口侧连接到所述混合器(210)，用于抽吸所述混合物，
其中所述第一泵(310)在所述入口侧连接到所述鞘流液储存器(430)，用于抽吸一鞘流液，
其中所述第二泵(320)在所述出口侧连接到所述流量测量室(1300)，以从所述混合物产生通过所述流量测量室(1300)的一样品射流，以及
其中所述第一泵(310)在所述出口侧连接到所述流量测量室(1300)，以从所述鞘流液产生通过所述流量测量室(1300)的一鞘流液射流，所述鞘流液射流包围所述样品射流。
2.根据前述权利要求中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述混合器(210)在所述出口侧连接到一培养箱(220)，所述培养箱(220)在所述出口侧连接到所述第二泵(320)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：
所述第一泵(310)被设计为从所述入口连接(110)抽吸入一定义的第一体积的样品流体；
所述第二泵(320)被设计为从所述染料储存器(410、420)抽吸入一定义的第二体积的染料；以及
所述第一泵(310)以及所述第二泵(320)被设计为在抽吸的时间之后，将所述第一体积的样品流体及所述第二体积的染料同时泵入所述混合器(210)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述多个泵(310、320)为主轴驱动的活塞泵的形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述流式细胞仪装置(100)包含一检测器装置(1000)，所述检测器装置又包括以下：
一激光器(1100)，被设计为产生一激光束；
一引导光学器件(1200)，被设计为将所述激光束引导向所述流量测量室(1300)；以及
多个检测器(1610、1620、1630、1640)，被设计为检测通过所述流量测量室(1300)的所述激光束。
6.根据前述权利要求中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述流式细胞仪装置(100)包含一控制装置(105)，被配置为控制所述多个泵(310、320)。
7.根据权利要求6所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述控制装置(105)被配置为控制所述第一泵(310)及所述第二泵(320)，以使所述第一泵(310)及所述第二泵(320)同时将定义的体积的所述样品流体及所述染料泵入所述混合器(210)。
8.根据权利要求6或7所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述控制装置(105)被配置为控制所述第二泵(320)，以使所述第二泵(320)从所述混合器(210)或所述培养箱(220)中抽吸出所述混合物。
9.根据权利要求7及8所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述控制装置(105)首先被配置为触发将所述样品流体及所述染料泵入所述混合器(210)，然后等待一预定的培养时间，然后触发所述混合物的抽吸。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的流式细胞仪装置，其特征在于：所述控制装置(105)被配置为控制所述第一泵(310)，使得所述第一泵(310)将所述鞘流液泵入所述流量测量室(1300)，并且同时控制所述第二泵(320)，使得所述第二泵(320)将从所述混合器(210)或所述培养箱(220)抽吸入的所述混合物泵入所述流量测量室(1300)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112300914B (zh) * 2020-11-23 2023-03-24 济南国科医工科技发展有限公司 一种用于细菌培养检测的双路激光检测装置
CN114609020B (zh) * 2022-02-09 2022-10-25 北京卡替医疗技术有限公司 一种流式细胞仪

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0046345A2 (en) * 1980-08-15 1982-02-24 Ortho Diagnostic Systems Inc. Controlled hydrodynamic flow in flow cytometry systems
EP0634640A1 (en) * 1993-05-28 1995-01-18 Omron Corporation Method of counting reticulocytes
WO1997007390A1 (en) * 1995-08-21 1997-02-27 Foss Electric A/S A method and an apparatus for determining the number of particles or cells in a liquid sample
US5728351A (en) * 1993-01-21 1998-03-17 Cdc Technologies, Inc. Apparatus for making a plurality of reagent mixtures and analyzing particle distributions of the reagent mixtures
WO2000014534A1 (en) * 1998-09-08 2000-03-16 Biocrystal Limited Device and process for automated cell staining
US20140087389A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Eads Deutschland Gmbh Detection apparatus and method for the automatic detection of particles
CN105223371A (zh) * 2014-07-03 2016-01-06 佛山市第一人民医院 一种台式流式细胞仪鞘液灌注装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4695431A (en) * 1982-08-16 1987-09-22 Technicon Instruments Corporation Volumetric pumping apparatus and method for supplying fluids to sheath stream flow cells
US6884231B1 (en) * 2002-10-17 2005-04-26 Hamilton Company Dual chambered fluid displacement apparatus
WO2019127563A1 (zh) * 2017-12-30 2019-07-04 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 鞘流阻抗法粒子分析仪及其测量方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0046345A2 (en) * 1980-08-15 1982-02-24 Ortho Diagnostic Systems Inc. Controlled hydrodynamic flow in flow cytometry systems
US5728351A (en) * 1993-01-21 1998-03-17 Cdc Technologies, Inc. Apparatus for making a plurality of reagent mixtures and analyzing particle distributions of the reagent mixtures
EP0634640A1 (en) * 1993-05-28 1995-01-18 Omron Corporation Method of counting reticulocytes
WO1997007390A1 (en) * 1995-08-21 1997-02-27 Foss Electric A/S A method and an apparatus for determining the number of particles or cells in a liquid sample
US6157692A (en) * 1995-08-21 2000-12-05 Christensen; Steen Kold Method and an apparatus for determining the number of particles or cells in a liquid sample
WO2000014534A1 (en) * 1998-09-08 2000-03-16 Biocrystal Limited Device and process for automated cell staining
US20140087389A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Eads Deutschland Gmbh Detection apparatus and method for the automatic detection of particles
CN105223371A (zh) * 2014-07-03 2016-01-06 佛山市第一人民医院 一种台式流式细胞仪鞘液灌注装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴岩等: "流式细胞计量术的原理", 《内蒙古医学院学报》 *

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