CN117074278A - 收光装置以及流式细胞仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种收光装置以及流式细胞仪，属于光学仪器领域，收光装置包括对称设置在鞘流器两侧的反射阵列单元和收光物镜，所述反射阵列单元将所述鞘流器内的待测颗粒在激光激发下发出的信号光反射到所述收光物镜；所述收光物镜接受所述待测颗粒发出的信号光以及所述反射阵列单元反射的信号光。通过本申请的处理方案，结构简单且可以提高信号光接收效率。
Description
技术领域
本发明涉及光学仪器领域，具体涉及一种收光装置以及流式细胞仪。
背景技术
流式细胞仪是利用流式细胞仪检测单个颗粒的多项特性或对特定群体加以分选的一门技术，具有快速、准确、客观的特点。如图1所示，流式细胞仪的工作原理是将激光入射在鞘流器中的粒子上，激发粒子产生信号光，信号光可以是粒子产生的荧光信号和/或散射光信号，信号光经过收光物镜的接收后被解析。且提高信号光接收效率是提高仪器性能的一个重要方法。但是提高信号光接收效率，通常需要复杂结构或是高数值孔径的收光物镜，这样会造成成本或装配难度的提升，故而不适宜进行大规模推广。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种结构简单且可以提高信号光接收效率的收光装置以及流式细胞仪。
为了实现上述目的，本发明提供一种收光装置，用于流式细胞仪，包括对称设置在鞘流器两侧的反射阵列单元和收光物镜，所述反射阵列单元将所述鞘流器内的待测颗粒在激光激发下发出的信号光反射到所述收光物镜；所述收光物镜接受所述待测颗粒发出的信号光以及所述反射阵列单元反射的信号光。
在一个实施例中，所述反射阵列单元包括奇数个凹面反射镜，其中，第一凹面反射镜的光轴与所述收光物镜的光轴共轴线，其余凹面反射镜对称设置在所述第一凹面反射镜的两侧。
在一个实施例中，所述第一凹面反射镜的反射镜面型为球面，其余的所述凹面反射镜的反射镜面型为非球面。
在一个实施例中，非球面的所述凹面反射镜的反射面尺寸由鞘流器的侧壁厚度和视场点之间的间距以及光线接收角度确定。
在一个实施例中，所述反射阵列单元是在鞘流器侧壁刻蚀而成的镜面、或者是将加工好的多个阵列镜片粘贴在流动室侧壁。
在一个实施例中，所述收光物镜的数值孔径取值在0.1~1.3之间。
一种流式细胞仪，包括：鞘流器，用于将待测液在液流压力作用下从样品管射出；激光器，用于发出激光入射在所述鞘流器中的所述待测液中的待测颗粒，从而使得所述待测颗粒激发出对应所述波长的信号光；收光装置，设置在所述鞘流器上，用于收集待测液中的待测颗粒反馈的信号光；光电转换单元，将收集的所述信号光生成光电信号；信号处理单元，用于处理所述光电信号，其中，所述收光装置为上述的收光装置。
在一个实施例中，所述鞘流器具有透明的流动室，所述收光装置对应设置在所述流动室处。
在一个实施例中，所述鞘流器的流道为矩形流道，矩形边长在0.1mm~1mm之间，所述流动室的外壁厚度在1mm~5mm之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用反射阵列单元将原本不被收光物镜接收的信号光反射到收光物镜，提高信号光的总接收效率，进而提升流式微粒检测装置的分辨率，使相应产品实现更小尺寸的微粒探测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其它的附图。
图1是流式细胞仪的结构简图；
图2是本发明的实施例中收光装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
如图1所示，本申请实施例提供一种流式细胞仪，包括鞘流器1、激光器2、收光装置30、光电转换单元4和信号处理单元5。
鞘流器1用于将待测液在液流压力作用下从样品管射出。在其中一个实施例中，鞘流器是石英、玻璃、亚克力中的任意一种透明材料。鞘流器的流道断面可以是圆形或矩形或是其他便于采集光的形状。在其中一个实施例中，鞘流器具有透明的流动室，收光装置30对应设置在流动室处。
在其中一个实施例中，鞘流器的流道为矩形流道，矩形边长在0.1mm~1mm之间，流动室的外壁厚度在1mm~5mm之间。
激光器2用于发出激光入射在鞘流器中的待测液中的待测颗粒，从而使得待测颗粒激发出对应波长的信号光。激光可以是半导体或固体空间激光器等光源所发出的激光束、或者是由带尾纤输出并准直的半导体或固体空间激光器所发出的激光束。
如图2所示，收光装置30设置在鞘流器上，用于收集待测液中的待测颗粒反馈的信号光。收光装置30包括对称设置在鞘流器两侧的反射阵列单元31和收光物镜32。
反射阵列单元31将鞘流器内的待测颗粒在激光激发下发出的信号光反射到收光物镜。反射阵列单元31是由多个反射镜组成，可以是平面镜或凹面镜，只要将向右发出的信号光反射回发光点，再经过左侧的收光物镜接收即可。
收光物镜32接受待测颗粒发出的信号光以及反射阵列单元反射的信号光。收光物镜32可以是凸面镜，将信号光进行汇合收集。
光电转换单元5将根据收集后的信号光束生成光电信号。光电转换单元是PD(光电二极管)、PMT(光电倍增管)、SIPM（硅光电倍增器）中的任一项。
信号处理单元5用于处理光电信号。信号处理单元5可以是PC设备或是其他可以分析数据的智能设备。
激光器2发出激光照射到鞘流器1内的待测颗粒上，颗粒受激光激发产生的信号光会向四周辐射，其中一部分信号直接由左侧的收光物镜32所接收，而向右发出的信号光会经过鞘流器右侧的反射阵列单元31后又反射回发光点，再经过左侧的收光物镜32接收。相较于传统的收光物镜只考虑了颗粒辐射光的左侧部分，本申请同时考虑向右侧辐射的信号光，可以极大提升信号光的接收效率。在一个实施例中，反射阵列单元31中反射镜的个数与预设的视场点个数相同，图2中所示有三个视场点，对应的是三个发光颗粒。并且视场点的高度不同，各视场点对应的反射面面型也可以不尽相同。
上述装置中，采用反射阵列单元将原本不被收光物镜接收的信号光反射到收光物镜，提高信号光的总接收效率，进而提升流式微粒检测装置的分辨率，使相应产品实现更小尺寸的微粒探测。
在一个实施例中，反射阵列单元包括奇数个凹面反射镜，其中，第一凹面反射镜的光轴与收光物镜的光轴共轴线，其余凹面反射镜对称设置在第一凹面反射镜的两侧。
在一个实施例中，第一凹面反射镜的反射镜面型为球面，其余的凹面反射镜的反射镜面型为非球面。
在一个实施例中，非球面的凹面反射镜的反射面尺寸由鞘流器的侧壁厚度和视场点之间的间距以及光线接收角度确定。侧壁厚度越大，反射面尺寸越大；视场点间距越大，反射面尺寸越大；光线接收角指的是图2中每个第一凹面反射镜的边缘反射的光线之间的角度，角度越大，反射面尺寸越大。
在一个实施例中，反射阵列单元是在鞘流器侧壁刻蚀而成的镜面、或者是将加工好的多个阵列镜片粘贴在流动室侧壁。
在一个实施例中，收光物镜的数值孔径（NA）取值可以在0.1~1.3之间。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种收光装置，用于流式细胞仪，其特征在于，包括对称设置在鞘流器两侧的反射阵列单元和收光物镜，
所述反射阵列单元将所述鞘流器内的待测颗粒在激光激发下发出的信号光反射到所述收光物镜；
所述收光物镜接受所述待测颗粒发出的信号光以及所述反射阵列单元反射的信号光，所述反射阵列单元包括奇数个凹面反射镜，其中，第一凹面反射镜的光轴与所述收光物镜的光轴共轴线，其余凹面反射镜对称设置在所述第一凹面反射镜的两侧，所述第一凹面反射镜的反射镜面型为球面，其余的所述凹面反射镜的反射镜面型为非球面。
2.根据权利要求1所述的收光装置，其特征在于，非球面的所述凹面反射镜的反射面尺寸由鞘流器的侧壁厚度和视场点之间的间距以及光线接收角度确定。
3.根据权利要求1所述的收光装置，其特征在于，所述反射阵列单元是在鞘流器侧壁刻蚀而成的镜面、或者是将加工好的多个阵列镜片粘贴在流动室侧壁。
4.根据权利要求1所述的收光装置，其特征在于，所述收光物镜的数值孔径取值在0.1~1.3之间。
5.一种流式细胞仪，其特征在于，包括：
鞘流器，用于将待测液在液流压力作用下从样品管射出；
激光器，用于发出激光入射在所述鞘流器中的所述待测液中的待测颗粒，从而使得所述待测颗粒激发出对应所述波长的信号光；
收光装置，设置在所述鞘流器上，用于收集待测液中的待测颗粒反馈的信号光；
光电转换单元，将收集的所述信号光生成光电信号；
信号处理单元，用于处理所述光电信号，
其中，所述收光装置为权利要求1~4中任一项所述的收光装置。
6.根据权利要求5所述的流式细胞仪，其特征在于，所述鞘流器具有透明的流动室，所述收光装置对应设置在所述流动室处。
7.根据权利要求6所述的流式细胞仪，其特征在于，所述鞘流器的流道为矩形流道，矩形边长在0.1mm~1mm之间，所述流动室的外壁厚度在1mm~5mm之间。
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