CN116399832A - 用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪 - Google Patents
用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪,光学检测系统包括前光组件、光隔离组件、流动室及光检测组件,前光组件用于发出第一光束,光隔离组件与前光组件对应设置,并用于将第一光束转为第二光束,流动室具有用于供经过荧光染色处理的血细胞流过的通道,并具有面向光隔离组件的入光面,前光组件的光轴与入光面的法线方向呈夹角设置,且第二光束能够经入光面照射于通道,光隔离组件还用于将流动室的反射光进行隔离以阻断其到达前光组件,且第二光束可照射于通道内的血细胞并产生散射光及照射荧光染色的血细胞并产生荧光,光检测组件检测散射光和荧光。本发明的光学检测系统可避免反射光到达前光组件,提高检测结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域,尤其涉及一种用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪。
背景技术
在血细胞分析仪中,通常采用激光散射和荧光染色法对血细胞进行分类和计数,即激光器发出的激光经准直聚焦后照射到流动室内荧光标记的血细胞上,从而产生前向散射光、侧向散射光和侧向荧光,其中前向散射光反应细胞体积大小,侧向散射光反应细胞内的复杂程度,侧向荧光反应细胞内核酸含量。
然而,现有的血细胞分析仪中的光学检测系统中,激光器的稳定性会受到器件表面反射光的影响,反射光来源有多种,例如流动室对激光器发出的光进行的反射,这些反射光中的一部分会从激光器的发光端进入激光器,并干扰激光器发出的光信号,进而影响检测效果。
鉴于上述的缺陷,有必要提供一种新的用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪,旨在解决现有血细胞分析仪中的光学检测系统会产生干扰前光组件的激光器的反射光而影响检测结果的问题。
为实现上述目的,本发明提出的用于分析血细胞的光学检测系统包括:
前光组件,用于发出第一光束;
光隔离组件,与所述前光组件对应设置,所述光隔离组件用于将所述第一光束转为第二光束;
流动室,具有用于供经过荧光染色处理的血细胞流过的通道,并具有面向所述光隔离组件的入光面,所述前光组件的光轴与所述入光面的法线方向呈夹角设置,且所述第二光束能够经所述入光面照射于所述通道,所述光隔离组件还用于将所述流动室的反射光进行隔离以阻断其到达所述前光组件;
光检测组件,用于检测所述第二光束照射所述通道内的所述血细胞所产生的散射光及照射所述荧光染色的血细胞后产生的荧光。
优选地,设所述入光面的法线方向为第一方向,所述前光组件的光轴与所述第一方向之间的夹角为a,1°≤a≤8°。
优选地,1°≤a≤5°。
优选地,所述第二光束以基本垂直的方向射入所述流动室的入光面(即,第二光束的中心线垂直于流动室的入光面)。
优选地,光隔离组件可替换为其他光学偏转组件,例如,呈倒三角的楔形透光组件,只要该光学组件能够实现将第一光束的路径转变为第二光束的路径即可。
优选地,所述前光组件包括依次设置的激光器、准直镜和整形透镜部件,所述准直镜用于将所述激光器发出的激光准直为平行光束,所述整形透镜部件用于将所述平行光束整形聚焦为所述第一光束,所述隔离组件位于所述整形透镜部件远离所述准直镜的一侧。
优选地,所述整形透镜部件包括间隔设置的第一透光镜和第二透光镜,所述第一透光镜位于所述准直镜和所述第二透光镜之间,所述第一透光镜和所述第二透光镜共同用于将所述平行光束整形聚焦为所述第一光束。
优选地,所述第一透光镜和所述第二透光镜中的其中一者为球面镜,另一者为柱面镜。
优选地,所述光隔离组件包括偏振分光棱镜和1/4波片,所述偏振分光棱镜位于所述前光组件和所述1/4波片之间;
或者,所述光隔离组件包括沿所述第一方向依次设置的半波片、偏振分光棱镜和1/4波片,所述半波片位于所述前光组件和所述偏振分光棱镜之间;
或者,所述光隔离组件包括沿所述第一方向依次设置的输入偏振器、法拉第旋光器和输出偏振器,其中,所述输入偏振器位于所述前光组件和所述法拉第旋光器之间。
优选地,所述光检测组件包括第一检测部件、侧向收集件、分光件、第二检测部件及第三检测部件,所述散射光包括沿所述第一方向传播的第一散射光和沿第三方向传播的第二散射光,所述第一检测部件设于所述流动室远离所述前光组件的一侧,并用于检测所述第一散射光,所述流动室、所述侧向收集件、所述分光件及所述第三检测部件沿所述第三方向依次设置,所述侧向收集件用于收集所述第二散射光和所述荧光,所述分光件用于将所述第二散射光和所述荧光分离,所述第二检测部件用于检测所述第二散射光,所述第三检测部件用于检测所述荧光。
优选地,所述侧向收集件具有入光轴,所述流动室具有侧向出光轴,所述入光轴与所述侧向出光轴同轴设置。
优选地,所述第一检测部件包括沿所述第一方向依次设置的第一光阑、第四光阑和第一光电探测器,所述第一光阑设有供所述第一散射光穿过的第一过孔,所述第一过孔内设有挡光条,所述挡光条用于遮挡所述第一散射光,所述第四光阑设有供所述第一散射光穿过的第四过孔,所述第一光电探测器用于将所述第一散射光转为电信号。
优选地,所述第一检测部件还包括前向收集件,所述前向收集件设于所述第一光阑和所述第四光阑之间,所述前向收集件用于收集所述第一散射光。
优选地,所述前向收集件沿所述第一方向的两侧分别具有入射面和出射面,所述入射面朝向所述流动室,所述出射面朝向所述第一光电探测器,所述入射面为平面或凸面,所述出射面为凸面。
优选地,所述入射面和所述出射面均为凸面时,所述入射面的尺寸小于所述出射面的尺寸。
优选地,所述第二检测部件包括对应设置的第二光阑和第二光电探测器,所述第二光阑设有供所述第二散射光穿过的第二过孔,所述第二光电探测器用于将所述第二散射光转为电信号;
所述第三检测部件包括第三光阑、滤光片及荧光探测器,所述第三光阑设有供所述荧光穿过的第三过孔,所述滤光片用于对所述荧光以外的杂散光进行过滤,所述荧光探测器用于将过滤后的所述荧光转为电信号。
优选地,所述分光件的截止深度为OD2~OD3,所述滤光片的截止深度为OD5~OD6;和/或,所述分光件和所述滤光片的过渡带均为10nm~20nm。
另外,本发明新型还提出一种血细胞分析仪,所述血细胞分析仪包括外壳和设于所述外壳内的如上所述的用于分析血细胞的光学检测系统。
本发明技术方案中,用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件、光隔离组件、流动室及光检测组件,前光组件发出的第一光束经过光隔离组件变成第二光束,流动室设有用于供被检测的血细胞逐一通过的通道,通道内的被检测的血细胞经过第二光束照射后产生散射光,经荧光染色的血细胞经过第一光束照射后还可产生荧光,当流动室内的细胞逐个通过检测区域时,第二光束能够保证在第三方向上覆盖整个流动室,第二方向上只照射单个细胞,从而使光检测组件接收到的散射光为单个细胞通过检测区域产生的散射光和荧光,在整个检测过程中,由于前光组件的光轴与入光面的法线方向之间呈夹角设置,即前光组件偏转放置,流动室以及其他器件等表面反射的光不会返回至激光器。本发明的光学检测系统通过将前光组件进行偏转放置,从而可避免反射光到达激光器,提高检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中光学检测系统的示意图;
图2为本发明另一实施例中光学检测系统的示意图;
图3为嗜碱性粒细胞和其他白细胞的区分图;
图4为本发明一实施例中前向收集件的结构示意图;
图5为本发明另一实施例中前向收集件的结构示意图;
图6为花菁类染料激发光与发射光光谱图;
图7为二色镜及长波通滤光片与Cy5发射光谱组合图。
附图标号说明:
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪,旨在解决现有血细胞分析仪中的光学检测系统会产生干扰前光组件的激光器的反射光而影响检测结果的问题。
请参照图1,用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件1、光隔离组件4、流动室2、光检测组件3,前光组件1用于发出第一光束,光隔离组件4与前光组件1对应设置,光隔离组件4用于将第一光束转为第二光束,流动室2具有用于供经过荧光染色处理的血细胞流过的通道,并具有面向光隔离组件4的入光面,前光组件1的光轴与入光面的法线方向呈夹角设置,且第二光束能够经入光面照射于通道,光隔离组件4还用于将流动室2的反射光进行隔离以阻断其到达前光组件1,光检测组件3用于检测第二光束照射通道内的血细胞所产生的散射光及照射荧光染色的血细胞后产生的荧光。
本发明的用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件1、光隔离组件4、流动室2、光检测组件3,前光组件1发出的第一光束经过光隔离组件4变成第二光束,流动室2设有用于供被检测的血细胞逐一通过的通道,通道内的被检测的血细胞经过第二光束照射后产生散射光,经荧光染色的血细胞经过第二光束照射后还可产生荧光,当流动室2内的细胞逐个通过检测区域时,第二光束能够保证在第三方向(见图1中Y方向)上覆盖整个流动室2,第二方向(见图1中X方向,垂直于纸面)上只照射单个细胞,从而使光检测组件3接收到的散射光为单个细胞通过检测区域产生的散射光和荧光,在整个检测过程中,由于前光组件1的光轴与与入光面的法线方向之间呈夹角设置,入光面的法线方向为第一方向(见图1中Z方向),即前光组件1偏转放置,流动室2以及其他器件等表面反射的光不会返回至激光器11。本发明的光学检测系统通过将前光组件1进行偏转放置,从而可避免反射光到达激光器11,提高检测结果的准确性。
另外,本实施例的光学检测系统仅对前光组件1进行偏转放置,流动室2、光检测组件3均不进行偏转,第二光束以基本垂直的方向射入流动室的入光面(第二光束的中心线垂直于流动室的入光面),经过流动池后的后续光路均按照常规的正交方式(即,射入流动池、射出流动池的三束光的中心线均与对应的流动池光面垂直)固定设置。采用这种设置方式,可以确保后续光检测组件3的检测信号强度和稳定性,同时也能够改善激光器11稳定性,提高仪器的检测准确性和使用寿命,降低仪器的设计和使用过程中的调试难度,节约成本。
其中,光隔离组件4位于前光组件1和流动室2之间,阻止流动室2、光检测组件3等器件表面强反射的光返回激光器11中。而且,在大部分产品中,前光组件1和流动室2之间有较长一段距离,用于光束传输,因此将光隔离组件4放置于此,能有效利用空间尺寸,不需要增加结构成本。另外,实验研究发现,光路中强反射光主要来自流动室2表面以及光检测组件3检测第一方向的散射光的器件表面,因此,光隔离器组件放置于此,能有效隔离光路中的强反射光。
其中,设入光面的法线方向为第一方向,前光组件1的光轴与第一方向之间的夹角为a,1°≤a≤8°。在实施例中,前光组件1采用偏转的放置方式,前光组件1偏转方向不受限制,前光组件1可绕第一方向旋转以进行偏转,前光组件1偏转使得前光组件1的光轴与第一方向之间具有夹角a,夹角a的范围为1°至8°,可取值1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°等,该夹角范围可保证流动室2、光检测组件3中各元器件表面的反射光或散射光不会返回激光器11中,进而提高激光器11的稳定性。
进一步地,同时考虑到光路调试的难易程度以及对激光器的保护效果,优选,1°≤a≤5°。前光组件1偏转角度a小于5°时,更容易实现将第一光束转变为第二光束,同时有利于前向散射探测组件及侧向散射/荧光探测组件的调节;并保障后续的光检测组件3的检测信号强度和稳定性。
进一步地,前光组件1包括依次设置的激光器11、准直镜12和整形透镜部件13,准直镜12用于将激光器11发出的激光准直为平行光束,整形透镜部件13用于将平行光束整形聚焦为第一光束,隔离组件4位于整形透镜部件13远离准直镜12的一侧。其中,激光器11可产生波长范围为620nm至640nm的激光,输出激光光斑形态为椭圆形,激光器11光源可由单色LED代替,LED具有寿命长、成本低的显著优势。激光器11产生的激光经过准直镜12后,形成椭圆平行光,再经过整形透镜部件13后形成第一光束,第一光束在第二方向上汇聚于流动室2位置处,第二方向光斑尺寸位于5nm至20μm之间,第三方向光斑尺寸大于150μm。需说明的是,前光组件1偏转放置,可通过将激光器11、准直镜12和整形透镜部件13中的至少一者的光轴与第一方向之间呈夹角设置。优选地,前光组件1的激光器11、准直镜12和整形透镜部件13的光轴相互重叠,均与第一方向呈相同夹角设置。
在另一个可选的实施方式中,光隔离组件4可替换为其他光学偏转组件(例如,呈倒三角的楔形透光组件),只要该光学组件能够实现将第一光束的路径转变为第二光束的路径即可。
进一步地,为了实现多种功能,整形透镜部件13包括间隔设置的第一透光镜131和第二透光镜132,第一透光镜131位于准直镜12和第二透光镜132之间,第一透光镜131和第二透光镜132共同用于将平行光束整形聚焦为第一光束。激光器11发出的激光通过第一透光镜131和第二透光镜132的整形聚焦后,形成第一光束。
另外,在上述的实施例中,第一透光镜131和第二透光镜132中的其中一者为球面镜,另一者为柱面镜。第一透光镜131和第二透光镜132分别为球面镜和柱面镜,或者,第一透光镜131和第二透光镜132分别为柱面镜和球面镜,相较于两个柱面镜的整形聚焦,本发明的整形透镜部件13的结构可有效降低成本。需要说明的是,柱面镜采用的是一侧为凹面的凹面镜。
进一步地,在一实施例中,光隔离组件4包括偏振分光棱镜和1/4波片,偏振分光棱镜位于前光组件1和1/4波片之间。第一光束经过偏振分光棱镜后,入射到1/4波片,光偏振态由线偏振光变为圆偏振光,圆偏振光照射到流动室2、光检测组件3以及其他元器件表面时,发生反射,反射时偏振态不变,当反射光再次经过1/4波片时,圆偏振光变为S偏振光,经过偏振分光棱镜后,被45°反射出去,保证反射光不会返回到激光器11中,起到光隔离的作用。
在另一实施例中,光隔离组件4包括沿第一方向依次设置的半波片、偏振分光棱镜和1/4波片,半波片位于前光组件1和偏振分光棱镜之间。作用原理可参考上述的光隔离组件4包括偏振分光棱镜和1/4波片,在此不再赘述,此实施例的光隔离组件4可以满足不同偏振态类型的激光器11。
在又一实施例中,光隔离组件4包括沿第一方向依次设置的输入偏振器、法拉第旋光器和输出偏振器,其中,输入偏振器位于前光组件1和法拉第旋光器之间。输入偏振器可以为检偏器或者半波片,第一光束入射到输入偏振器后,输入偏振器作为起偏器生成线偏振光进入法拉第旋光器,法拉第旋光器使线偏振光旋转45°,完全透过输出偏振器,当流动室2、光检测组件3以及其他元器件表面反射光反向射向输出偏振器时,法拉第旋光器继续旋转光的偏振方向,旋转方向与光正向进入相同,此时光的偏振方向相对入射光旋转90°,与输入偏振光的偏振方向垂直,无法透过输入偏振器,从而起到光隔离的作用。其中,法拉第旋光器可采用带磁铁的法拉第旋光器。
在一实施例中,光检测组件3包括第一检测部件31、侧向收集件32、分光件33、第二检测部件34及第三检测部件35,散射光包括沿第一方向传播的第一散射光和沿第三方向传播的第二散射光,第一检测部件31设于流动室2远离前光组件1的一侧,并用于检测第一散射光,流动室2、侧向收集件32、分光件33及第三检测部件35依次沿第三方向依次设置,侧向收集件32用于收集第二散射光和荧光,分光件33用于将第二散射光和荧光分离,第二检测部件34用于检测第二散射光,第三检测部件35用于检测荧光。当第一光束照射通道内的血细胞后,产生沿第一方向传播的第一散射光和沿第三方向的传播的第二散射光,第一检测部件31检测到第一散射光,第二检测部件34检测第二散射光,当第一光束照射通道内的荧光染色的血细胞后,产生沿第三方向的传播的荧光,第三检测部件35检测荧光。在第三方向传播的第二散射光和荧光会先通过侧向收集件32收集,并通过分光件33进行分离,使得第二散射光到达第二检测部件34,荧光到达第三检测部件35,其中,侧向收集件32可采用侧向收集透镜,分光镜可采用二色镜。需要说明的是,流动室2与第一检测部件31在第一方向同轴,即正对设置,与第三检测部件35在第三方向同轴,即正对设置,可以增强侧向信号的收集,包括侧向散射光和侧向荧光信号的收集,从而可提高信号质量。
进一步地,请结合图2、图3所示,在一实施例中,侧向收集件32具有入光轴,流动室2具有侧向出光轴,入光轴与侧向出光轴同轴设置。侧向收集件32可采用侧向收集透镜,当流动室2与侧向收集件32不同轴时,细胞产生的部分散射光会偏离出侧向收集件32的收集范围,降低检测系统分辨能力,特别是对于光功率只有几μW甚至nW量级的荧光信号,当有部分信号没有被收集时,会导致某些细胞无法被区分,例如通过侧向荧光信号对嗜碱性粒细胞和其他白细胞进行区分时,当流动室2与侧向收集件32同轴放置时,侧向信号光能被完整收集,嗜碱性粒细胞和其他白细胞有较好的区分度。
在另一实施例中,请结合图1所示,第一检测部件31包括沿第一方向依次设置的第一光阑311、第四光阑314和第一光电探测器312,第一光阑311设有供第一散射光穿过的第一过孔,位于第一过孔内设有挡光条,挡光条用于遮挡第一散射光,第四光阑314设有供第一散射光穿过的第四过孔,第一光电探测器312用于将第一散射光转为电信号。第一光阑311为挡直光阑,第四光阑314为小孔光阑,光斑在第三方向上汇聚于挡直光阑处,保证光斑中心被光阑遮挡,否则探测信号受到中心光斑的影响,会导致信号饱和,小孔光阑能够将杂散光进行遮挡。
另外,在一实施例中,第一检测部件31还包括前向收集件313,前向收集件313设于第一光阑311和第四光阑314之间,前向收集件313设于挡直光阑和第一光电探测器312之间,并用于收集第一散射光。其中,前向收集件313可收集前向低角度内的散射信号,并将这些散射信号聚焦在第一光电探测器312位置处进行探测,其中,低角度参考范围为1°至9°。
在另一实施例中,请结合图4、图5所示,前向收集件313沿第一方向的两侧分别具有入射面3131和出射面3132,入射面3131朝向流动室2,出射面3132朝向第一光电探测器312,入射面3131为平面或凸面,出射面3132为凸面。前向收集件313可采用非球面透镜的聚焦透镜,数量为1个,也可采用两个或两个以上的非球面透镜,或采用球面透镜和非球面透镜组合的形式。前向收集件313的入射面3131为平面,朝向流动室2,且表面反射率不大于0.1%,优选的不大于0.05%,出射面3132为凸面,朝向第一光电探测器312,此种放置方式,有助于优化光路结构以及机械结构。其他实施例中,入射面3131也可以和出射面3132一致,均为凸面。为保证前向收集件313对前向低角度散射信号收集的完整性,非球面镜数值孔径大于0.2mm,例如0.2mm、0.25mm、0.3mm等。相比较球面透镜的实施例,该实施例采用非球面镜,能有效改善球面镜带来的球差、像散问题,更有利于前向光路调试,使光学检测系统达到理想的状态。另外,采用单个非球面镜,光路系统比较简单,在节约成本的基础上,有利于光学检测系统的小型化。
其中,在一实施例中,入射面3131和出射面3132均为凸面时,入射面3131的尺寸小于出射面3132的尺寸。入射面3131的尺寸小于出射面3132的尺寸,可使得前向收集件313更好地聚焦收集第一散射光。
另外,请结合图2所示,在一实施例中,第二检测部件34包括对应设置的第二光阑341和第二光电探测器342,第二光阑341设有供第二散射光穿过的第二过孔,第二光电探测器342用于将第二散射光转为电信号;第三检测部件35包括第三光阑351、滤光片352及荧光探测器353,第三光阑351设有供荧光穿过的第三过孔,滤光片352用于对荧光以外的杂散光进行过滤,荧光探测器353用于将过滤后的荧光转为电信号。其中,第二检测部件34包括小孔光阑和侧向散射光探测器,小孔光阑可有效过滤掉侧散方向散射出的杂散光,将有用信号入射到侧向散射光探测器,侧向散射光探测器可收集沿第二方向传播的第二散射光,并将第二散射光转换为电信号传输到信号处理系统;第三检测部件35包括小孔光阑、滤光片352和荧光探测器353,荧光信号透射过分光件33后,穿过小孔光阑,小孔光阑一方面能屏蔽掉侧向荧光中的杂散光,另一方面还能帮助完成侧向荧光光路的调试,穿过,小孔光阑的荧光信号到达滤光片352,滤光片352可对荧光信号进一步过滤,最终入射到荧光探测器353,荧光探测器353可收集第一光束照射荧光标记的细胞后产生的荧光信号,并将荧光信号转换为电信号进行处理。前光组件1输出的第一光束照射到流动室2通道内的细胞上,细胞经过荧光标记,产生前向散射光、侧向散射光和侧向荧光,前向散射光为第一散射光,由第一检测部件31完成收集探测,侧向收集透镜收集侧向散射光和侧向荧光,经过二色镜后,侧向散射光被允许反射,进入第二检测部件34完成探测,侧向荧光被允许透射,进入第三检测部件35完成探测。
进一步地,在一实施例中,分光件33的截止深度为OD2~OD3,滤光片352的截止深度为OD5~OD6。分光件33的截止深度在OD2~OD3,OD2对应1%,OD3对应0.1%,由于散射光的强度和荧光的强度相差较大,所以分光件33透射部分除荧光外还包含散射光信号,会影响荧光信号的识别,为收集到纯净的荧光信号,可用滤光片352滤掉荧光里的散射光信号,滤光片352为长波通滤光片352,截止深度为OD5~OD6,OD5对应0.001%,OD6对应0.0001%,可较好的分离散射光信号和荧光信号,收集到纯净的荧光信号,因此,可通过选择合适光学性能的分色镜和滤光片352,提高侧向荧光信号信噪比,降低后端信号处理难度;同时降低激光器11功率要求,节约成本。
在另一实施例中,分光件33和滤光片352的过渡带均为10nm~20nm。以一下两个实验进行说明,第一个实验如图6所示为花菁类染料激发光与发射光光谱图,其中标示a为Excitation活化,标示b为Emission散射,标示c为Laser激光,若想收集到完整的荧光光谱,分光件33及长波通滤光片352透射带要在640nm左右,受二色镜及长波通滤光片352过渡带的限制,激发光源波长要小于620nm,此时激发光源已远离激发峰,已低于40%的吸收,不是好的选择。兼容激发效率、荧光效率及光源可采购性,选择635nm的激光二极管作为光源,可到达70%的吸收;第二个实验如图7所示为二色镜及长波通滤光片352与Cy5发射光谱组合图,其中标示d为FF649-DIO1-25×36,标示e为BLP01-635R-25,标示f为Cy5 Emission,分光件33和滤光片352过渡带10nm-20nm,透射带最大限度向635nm靠近,保证激光源波长在反射带,且与反射带截止部分有些许余量,这样可最大限度的收集荧光信号,提高信噪比,降低信号收集装置后端信号处理难度;而且对激光产生装置中激光源功率要求降低,降低了成本。
另外,本发明还提出一种血细胞分析仪,血细胞分析仪包括外壳和设于外壳内的如上所述的用于分析血细胞的光学检测系统。该血细胞分析仪中用于分析血细胞的光学检测系统的具体结构参照上述实施例,由于本血细胞分析仪采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (17)
1.一种用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,包括:
前光组件,用于发出第一光束;
光隔离组件,与所述前光组件对应设置,所述光隔离组件用于将所述第一光束转为第二光束;
流动室,具有用于供经过荧光染色处理的血细胞流过的通道,并具有面向所述光隔离组件的入光面,所述前光组件的光轴与所述入光面的法线方向呈夹角设置,且所述第二光束能够经所述入光面照射于所述通道,所述光隔离组件还用于将所述流动室的反射光进行隔离以阻断其到达所述前光组件;
光检测组件,用于检测所述第二光束照射所述通道内的所述血细胞所产生的散射光及照射所述荧光染色的血细胞后产生的荧光。
2.如权利要求1所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,设所述入光面的法线方向为第一方向,所述前光组件的光轴与所述第一方向之间的夹角为a,1°≤a≤8°,优选为1°≤a≤5°。
3.如权利要求2所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,第二光束以基本垂直的方向射入所述流动室的入光面。
4.如权利要求1所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述前光组件包括依次设置的激光器、准直镜和整形透镜部件,所述准直镜用于将所述激光器发出的激光准直为平行光束,所述整形透镜部件用于将所述平行光束整形聚焦为所述第一光束,所述隔离组件位于所述整形透镜部件远离所述准直镜的一侧。
5.如权利要求4所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述整形透镜部件包括间隔设置的第一透光镜和第二透光镜,所述第一透光镜位于所述准直镜和所述第二透光镜之间,所述第一透光镜和所述第二透光镜共同用于将所述平行光束整形聚焦为所述第一光束。
6.如权利要求5所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述第一透光镜和所述第二透光镜中的其中一者为球面镜,另一者为柱面镜。
7.如权利要求2至6中任一项所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述光隔离组件包括偏振分光棱镜和1/4波片,所述偏振分光棱镜位于所述前光组件和所述1/4波片之间;
或者,所述光隔离组件包括沿所述第一方向依次设置的半波片、偏振分光棱镜和1/4波片,所述半波片位于所述前光组件和所述偏振分光棱镜之间;
或者,所述光隔离组件包括沿所述第一方向依次设置的输入偏振器、法拉第旋光器和输出偏振器,其中,所述输入偏振器位于所述前光组件和所述法拉第旋光器之间。
8.如权利要求2至6中任一项所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述光检测组件包括第一检测部件、侧向收集件、分光件、第二检测部件及第三检测部件,所述散射光包括沿所述第一方向传播的第一散射光和沿第三方向传播的第二散射光,所述第一检测部件设于所述流动室远离所述前光组件的一侧,并用于检测所述第一散射光,所述流动室、所述侧向收集件、所述分光件及所述第三检测部件沿所述第三方向依次设置,所述侧向收集件用于收集所述第二散射光和所述荧光,所述分光件用于将所述第二散射光和所述荧光分离,所述第二检测部件用于检测所述第二散射光,所述第三检测部件用于检测所述荧光。
9.如权利要求8所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述侧向收集件具有入光轴,所述流动室具有侧向出光轴,所述入光轴与所述侧向出光轴同轴设置。
10.如权利要求8所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述第一检测部件包括沿所述第一方向依次设置的第一光阑、第四光阑和第一光电探测器,所述第一光阑设有供所述第一散射光穿过的第一过孔,所述第一过孔内设有挡光条,所述挡光条用于遮挡所述第一散射光,所述第四光阑设有供所述第一散射光穿过的第四过孔,所述第一光电探测器用于将所述第一散射光转为电信号。
11.如权利要求10所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述第一检测部件还包括前向收集件,所述前向收集件设于所述第一光阑和所述第四光阑之间,所述前向收集件用于收集所述第一散射光。
12.如权利要求11所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述前向收集件沿所述第一方向的两侧分别具有入射面和出射面,所述入射面朝向所述流动室,所述出射面朝向所述第一光电探测器,所述入射面为平面或凸面,所述出射面为凸面。
13.如权利要求12所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述入射面和所述出射面均为凸面时,所述入射面的尺寸小于所述出射面的尺寸。
14.如权利要求8所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,
所述第二检测部件包括对应设置的第二光阑和第二光电探测器,所述第二光阑设有供所述第二散射光穿过的第二过孔,所述第二光电探测器用于将所述第二散射光转为电信号;
所述第三检测部件包括第三光阑、滤光片及荧光探测器,所述第三光阑设有供所述荧光穿过的第三过孔,所述滤光片用于对所述荧光以外的杂散光进行过滤,所述荧光探测器用于将过滤后的所述荧光转为电信号。
15.如权利要求14所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述分光件的截止深度为OD2~OD3,所述滤光片的截止深度为OD5~OD6;
和/或,
所述分光件和所述滤光片的过渡带均为10nm~20nm。
16.如权利要求1所述的用于分析血细胞的光学检测系统,其特征在于,所述光隔离组件替换为光学偏转组件,与所述前光组件对应设置,所述光学偏转组件用于将所述第一光束转为所述第二光束。
17.一种血细胞分析仪,其特征在于,所述血细胞分析仪包括外壳和设于所述外壳内的如权利要求1至16中任一项所述的用于分析血细胞的光学检测系统。
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