CN116008157A - 光路设备及流式细胞仪 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种光路设备及流式细胞仪，涉及细胞检测技术领域。该光路设备包括透光密封箱、流动池以及第一荧光接受光电传感器，透光密封箱内用于容纳液态油，流动池浸入在透光密封箱的液态油中，流动池中用于放置待测样品，第一荧光接受光电传感器用于接受依次经过流动池、液态油以及透光密封箱的荧光，通过将流动池浸入透光密封箱的液态油中，变相实现了流动池尺寸的扩大，降低了受激发的荧光收集装置与流动池之间需要定位精度。

Description

光路设备及流式细胞仪

技术领域

本发明涉及细胞检测技术领域，具体而言，涉及一种光路设备及流式细胞仪。

背景技术

流式细胞仪是一种被用于在样本流体流穿过由流式细胞仪的激光器生成的激光时，分析该样本流体流中的微粒的物理和化学特性的机器。样本流体中的细胞成分可以被荧光标记，然后被激光器激发，使得该细胞成分发射改变波长的光。

在现有技术中，由于流式分析仪的光路设备使用的流动池尺寸较小，造成受激发的荧光收集装置与流动池之间需要非常精准的定位精度。

发明内容

本发明提供了一种光路设备及流式细胞仪，其能够降低受激发的荧光收集装置与流动池之间需要定位精度。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种光路设备，其包括：

透光密封箱，所述透光密封箱内用于容纳液态油；

流动池，所述流动池浸入在所述透光密封箱的液态油中，所述流动池中用于放置待测样品；以及

第一荧光接受光电传感器，所述第一荧光接受光电传感器用于接受依次经过所述流动池、所述液态油以及所述透光密封箱的荧光。

可选地，所述光路设备还包括第一准直透镜，所述第一准直透镜连接在所述透光密封箱的外壁。

可选地，所述光路设备还包括第一二向色分光镜以及第二荧光接受光电传感器，荧光用于依次经过所述第一准直透镜以及所述第一二向色分光镜；

其中，所述第一二向色分光镜用于将荧光进行分光，以使其中一束荧光射入所述第一荧光接受光电传感器，另一束荧光射入所述第二荧光接受光电传感器。

可选地，所述光路设备还包括第一滤光片、第一凸透镜、第二滤光片以及第二凸透镜，其中一束荧光依次经过所述第一滤光片以及所述第一凸透镜，射入所述第一荧光接受光电传感器，另一束荧光依次经过所述第二滤光片以及所述第二凸透镜，射入所述第二荧光接受光电传感器。

可选地，所述光路设备还包括第二准直透镜、第二二向色分光镜、第三荧光接受光电传感器、第四荧光接受光电传感器、第三滤光片、第三凸透镜、第四滤光片以及第四凸透镜；

其中，所述第二准直透镜连接在所述透光密封箱的外壁，且与所述第一准直透镜相背设置，荧光用于依次经过所述第二准直透镜以及所述第二二向色分光镜，所述第二二向色分光镜用于将荧光进行分光，以使其中一束荧光依次经过所述第三滤光片以及所述第三凸透镜，射入所述第三荧光接受光电传感器，另一束荧光依次经过所述第四滤光片以及所述第四凸透镜，射入所述第四荧光接受光电传感器。

可选地，所述透光密封箱设有开口，所述开口用于显露所述流动池的部分壁体。

可选地，所述透光密封箱的横截面为矩形，所述透光密封箱的横截面具有两个长边和两个短边，所述第二准直透镜与所述第一准直透镜相背设置在所述两个长边。

可选地，所述光路设备还包括二维光电探测器，所述二维光电探测器用于获取所述流动池中待测样品的信息。

可选地，所述光路设备还包括激光器和激光光斑整形模块，所述激光器发射的激光用于依次经过所述激光光斑整形模块，并射向所述流动池。

可选地，所述二维光电探测器为CCD或COMS。

本发明的实施例还提供了一种流式细胞仪，包括上述的光路设备。

本发明实施例的光路设备及流式细胞仪的有益效果包括，例如：

本发明的实施例提供了一种光路设备，其包括透光密封箱、流动池以及第一荧光接受光电传感器，透光密封箱内用于容纳液态油，流动池浸入在透光密封箱的液态油中，流动池中用于放置待测样品，第一荧光接受光电传感器用于接受依次经过流动池、液态油以及透光密封箱的荧光，通过将流动池浸入透光密封箱的液态油中，变相实现了流动池尺寸的扩大，降低了受激发的荧光收集装置与流动池之间需要定位精度。

本发明的实施例还提供了一种流式细胞仪，包括上述的光路设备，该流式细胞仪具有光路设备的全部功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为现有技术中流式细胞仪的光路设备示意图；

图2为本发明的实施例一中提供的流式细胞仪的光路设备示意图；

图3为本发明的实施例二中提供的流式细胞仪的光路设备示意图；

图4为本发明的实施例三中提供的流式细胞仪的光路设备示意图；

图5为本发明的实施例四中提供的流式细胞仪的光路设备示意图。

图标：1-激光器；2-激光光斑整形模块；301-第一荧光接受光电传感器；302-第一凸透镜；303-第一滤光片；4-第一二向色分光镜；501-第二荧光接受光电传感器；502-第二凸透镜；503-第二滤光片；6-第一准直透镜；7-透光密封箱；8-液态油；9-流动池；10-鞘液；11-待测样品；12-第二准直透镜；1301-第三荧光接受光电传感器；1302-第三凸透镜；1303-第三滤光片；14-第二二向色分光镜；1501-第四荧光接受光电传感器；1502-第四凸透镜；1503-第四滤光片；16-第一荧光收集装置；17-第二荧光收集装置；18-二维光电探测器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

正如背景技术中所提及的，流式细胞仪是一种被用于在样本流体流穿过由流式细胞仪的激光器生成的激光时，分析该样本流体流中的微粒的物理和化学特性的机器。样本流体中的细胞成分可以被荧光标记，然后被激光器激发，使得该细胞成分发射改变波长的光。

在现有技术中，其中，图1为现有的流式细胞仪的光路设备示意图，激光器1发射激光束经激光光斑整形模块2整形后射入流动池9，经流动池9前壁透过鞘液10射中待测样品11，激发待测样品11的荧光染料发射荧光。

受激发的荧光透过鞘液10，经流动池9左侧壁射出，射入第一荧光收集装置16进行光电转换，经流动池9右侧壁射出，射入第二荧光收集装置17进行光电转换。

但现有的流式分析仪的光路设备使用的流动池9尺寸较小，造成受激发的第一荧光收集装置16、激发的第二荧光收集装置17与流动池9之间需要非常精准的定位精度。

具体来说，在现有技术中，流动池9尺寸透光尺寸为4mm*4mm，采集到的荧光较少，需要保证受激发的第一荧光收集装置16、激发的第二荧光收集装置17与流动池9之间非常精准的位置精度。

流动池9的受激发的荧光从流动池9进入第一荧光收集装置16、受激发的第二荧光收集装置17中，会经的光密介质（流动池9）进入的光疏介质（空气），造成流动池9和空气界面间有较强的反射光，造成透射出去的荧光更少，第一荧光收集装置16和第二荧光收集装置17收集到的荧光更少。

第一荧光收集装置16、受激发的第二荧光收集装置17实际的荧光接受角减小，且全反射限制第一荧光收集装置16、受激发的第二荧光收集装置17最大的荧光有效接受角，同样造成透射出去的荧光更少。

同时，流动池9中液流状态未得到有效检测，无法获知真实的液流流速、液流流速稳定性、有无气泡数据，无法评估液流是否造成流式分析仪测试数据的。

综上，可以看出，现有技术中，由于流式分析仪的光路设备使用的流动池9尺寸较小，造成受激发的荧光收集装置与流动池9之间需要非常精准的定位精度。此外，流动池9中受激发的荧光从流动池9进入荧光收集装置中，会经的光密介质（流动池9）进入的光疏介质（空气），造成流动池9和空气界面间有较强的反射光，荧光收集装置荧光实际的接受角减小，且全反射限制荧光收集装置荧光最大的有效接受角。

同时，流动池9中液流状态未得到有效检测，无法获知真实的液流流速、液流流速稳定性、有无气泡数据，无法评估液流是否造成流式分析仪测试数据的部分失真。

有鉴于此，请参考图2-图5，本发明的实施例中提供的光路设备及流式细胞仪可以解决这一问题，接下来将对其进行详细的描述。

实施例一

本发明的实施例提供一种流式细胞仪，该流式细胞仪包括光路设备，该光路设备能够变相实现流动池9尺寸的扩大，降低了受激发的荧光收集装置与流动池9之间需要定位精度，消除了荧光由光密介质进入光疏介质的干扰，同时实现对流动池9中液流状态的有效检测。

如图2 所示，该光路设备包括激光器1、激光光斑整形模块2、透光密封箱7、流动池9、第一荧光接受光电传感器301、第一准直透镜6、第一二向色分光镜4、第二荧光接受光电传感器501、第一滤光片303、第一凸透镜302、第二滤光片503、第二凸透镜502、第二准直透镜12、第二二向色分光镜14、第三荧光接受光电传感器1301、第四荧光接受光电传感器1501、第三滤光片1303、第三凸透镜1302、第四滤光片1503以及第四凸透镜1502。

其中，激光器1发射的激光用于依次经过激光光斑整形模块2，并射向流动池9，透光密封箱7内用于容纳液态油8，液态油8为浸镜油，流动池9浸入在透光密封箱7的液态油8中，流动池9中具有鞘液10，流动池9中用于放置待测样品11，通过将流动池9浸入透光密封箱7的液态油8中，变相实现了流动池9尺寸的扩大，降低了受激发的荧光收集装置与流动池9之间需要定位精度，此处的荧光收集装置可以理解为本实施例中的第一荧光接受光电传感器301、第二荧光接受光电传感器501、第三荧光接受光电传感器1301以及第四荧光接受光电传感器1501。

其中，需要说明的是，液态油8的折射率接近或等于透光密封箱7的折射率。

第一准直透镜6胶合连接在透光密封箱7的左侧外壁，且第二准直透镜12也胶合连接在透光密封箱7的右侧外壁，即，且第二准直透镜12与第一准直透镜6相背设置。

第一荧光接受光电传感器301、第二荧光接受光电传感器501、第三荧光接受光电传感器1301以及第四荧光接受光电传感器1501均用于接受依次经过流动池9、液态油8以及透光密封箱7的荧光，以进行光电转换。

流式细胞仪在工作的情况下，激光器1发出激光，经过激光光斑整形模块2整形后，射入至透光密封箱7的前壁，此处的前壁可以理解为图2中，透光密封箱7的下侧壁。

然后，激光透过液态油8后，再从流动池9的前壁透过鞘液10射中待测样品11，激发待测样品11的荧光染料发射荧光，此处的待测样品11可以理解为细胞经荧光染料染色后制成的样品悬液，当然了，也可以是其他细胞因子经荧光染料染色后制成的样品悬液，此处，对待测样品11的种类并不做限定。

受激发的荧光透过鞘液10，依次透过流动池9左侧壁、液态油8、透光密封箱7左侧壁、第一准直透镜6后，射入第一二向色分光镜4。

其中，第一二向色分光镜4用于将荧光进行分光，其中一束荧光依次经过第一滤光片303以及第一凸透镜302聚焦后，射入第一荧光接受光电传感器301，进行光电转换，另一束荧光依次经过第二滤光片503以及第二凸透镜502聚焦后，射入第二荧光接受光电传感器501，进行光电转换。

同时，部分荧光透过鞘液10，依次透过流动池9右侧壁、液态油8、透光密封箱7右侧壁、第二准直透镜12后，射入第二二向色分光镜14，第二二向色分光镜14用于将荧光进行分光，以使其中一束荧光依次经过第三滤光片1303以及第三凸透镜1302聚焦后，射入第三荧光接受光电传感器1301，进行光电转换，另一束荧光依次经过第四滤光片1503以及第四凸透镜1502聚焦后，射入第四荧光接受光电传感器1501，进行光电转换。

其中，由于第一准直透镜6胶合连接在透光密封箱7的左侧外壁，且第二准直透镜12也胶合连接在透光密封箱7的右侧外壁，荧光经透光密封箱7、胶以及第一准直透镜6或第二准直透镜12无明显折射现象，消除了受激发的荧光由光密介质进入光疏介质的干扰。

实施例二

如图3所示，实施例二与实施例一的区别在于，透光密封箱7的前壁设有开口，让透光密封箱7的前壁空出一部分无油浸区域，使开口可以显露流动池9的部分前壁。

由于激发光斑很小，所需流动池9的前壁实际使用尺寸较小，可改变透光密封箱7的形状，让流动池9前壁空出一部分无油浸区域，激光器1发射激光束经激光光斑整形模块2整形后，直接透过流动池9前壁，透过鞘液10射中待测样品11，消除了激光经透光密封箱7前壁，透过液态油8的衰减。

实施例三

如图4所示，实施例三与实施例一的区别在于，改变了透光密封箱7的形状，在实施例一中，透光密封箱7的横截面为正方形，在本实施例中，透光密封箱7的横截面为长方形，透光密封箱7的横截面具有左右分布的两个长边和上下分布的两个短边，第二准直透镜12与第一准直透镜6相背设置在两个长边。

也就是说，让透光密封箱7的左壁和右壁的长度比透光密封箱7的前壁和后壁长，在透光密封箱7的横截面为正方形的情况下，透光密封箱7左壁和右壁的受激荧光最大接受角为90°，让透光密封箱7左壁和右壁的长度比透光密封箱7的前壁和右壁的长，可以使受激荧光最大接受角大于90°。

实施例四

如图5所示，实施例四与实施例一的区别在于，该光路设备没有第二二向色分光镜14、第三荧光接受光电传感器1301、第四荧光接受光电传感器1501、第三滤光片1303、第三凸透镜1302、第四滤光片1503以及第四凸透镜1502，而在第二准直透镜12的右侧增设了二维光电探测器18，二维光电探测器18用于获取流动池9中待测样品11的信息。

该二维光电探测器18为CCD或COMS，具体来说，在本实施例中，二维光电探测器18可以为面阵COMS或面阵CCD。

由于流动池9中液流束中悬浮着大量分布的颗粒，当用激光照射到液流束上时，液流束中每个颗粒产生散射光，激光具有高度的相干性，从纳米颗粒表面散射的光波在空间相干叠加，就会在空间发生干涉，形成杂乱无章的干涉图样，即流体散斑，采用空间滤波法技术，将图像呈现在二维光电探测器18，利用图像算法计算散斑移动的速度，就可以获得液流速度，液流流速稳定性。

同时，液流内存在气泡时，流体散斑会存在特殊形状，从而产生有无气泡的数据，且液流内存在测试样品时，流体散斑会存在特殊形状，从而产生待测样品11状态的数据，以便于评估液流是否造成流式分析仪测试数据出现部分失真的情况。

综上所述，该光路设备包括透光密封箱7、流动池9以及第一荧光接受光电传感器301，透光密封箱7内用于容纳液态油8，流动池9浸入在透光密封箱7的液态油8中，流动池9中用于放置待测样品11，第一荧光接受光电传感器301用于接受依次经过流动池9、液态油8以及透光密封箱7的荧光。

通过将流动池9浸入透光密封箱7的液态油8中，变相实现了流动池9尺寸的扩大，降低了受激发的荧光收集装置与流动池9之间需要定位精度。

该光路设备消除了荧光由光密介质进入光疏介质的干扰，且该光路设备能够实现对流动池9中液流状态的有效检测。

本发明的实施例还提供了一种流式细胞仪，流式细胞仪包括上述的光路设备，该流式细胞仪具有光路设备的全部功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光路设备，其特征在于，包括：

透光密封箱，所述透光密封箱内用于容纳液态油；

流动池，所述流动池浸入在所述透光密封箱的液态油中，所述流动池中用于放置待测样品；以及

第一荧光接受光电传感器，所述第一荧光接受光电传感器用于接受依次经过所述流动池、所述液态油以及所述透光密封箱的荧光。

2.根据权利要求1所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括第一准直透镜，所述第一准直透镜连接在所述透光密封箱的外壁。

3.根据权利要求2所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括第一二向色分光镜以及第二荧光接受光电传感器，荧光用于依次经过所述第一准直透镜以及所述第一二向色分光镜；

其中，所述第一二向色分光镜用于将荧光进行分光，以使其中一束荧光射入所述第一荧光接受光电传感器，另一束荧光射入所述第二荧光接受光电传感器。

4.根据权利要求3所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括第一滤光片、第一凸透镜、第二滤光片以及第二凸透镜，其中一束荧光依次经过所述第一滤光片以及所述第一凸透镜，射入所述第一荧光接受光电传感器，另一束荧光依次经过所述第二滤光片以及所述第二凸透镜，射入所述第二荧光接受光电传感器。

5.根据权利要求4所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括第二准直透镜、第二二向色分光镜、第三荧光接受光电传感器、第四荧光接受光电传感器、第三滤光片、第三凸透镜、第四滤光片以及第四凸透镜；

其中，所述第二准直透镜连接在所述透光密封箱的外壁，且与所述第一准直透镜相背设置，荧光用于依次经过所述第二准直透镜以及所述第二二向色分光镜，所述第二二向色分光镜用于将荧光进行分光，以使其中一束荧光依次经过所述第三滤光片以及所述第三凸透镜，射入所述第三荧光接受光电传感器，另一束荧光依次经过所述第四滤光片以及所述第四凸透镜，射入所述第四荧光接受光电传感器。

6.根据权利要求1所述的光路设备，其特征在于，所述透光密封箱设有开口，所述开口用于显露所述流动池的部分壁体。

7.根据权利要求5所述的光路设备，其特征在于，所述透光密封箱的横截面为矩形，所述透光密封箱的横截面具有两个长边和两个短边，所述第二准直透镜与所述第一准直透镜相背设置在所述两个长边。

8.根据权利要求1所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括二维光电探测器，所述二维光电探测器用于获取所述流动池中待测样品的信息，所述二维光电探测器为CCD或COMS。

9.根据权利要求1所述的光路设备，其特征在于，所述光路设备还包括激光器和激光光斑整形模块，所述激光器发射的激光用于依次经过所述激光光斑整形模块，并射向所述流动池。

10.一种流式细胞仪，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的光路设备。

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