CN117120166A - 紧凑型细胞分选仪中微滴腔室的集成式空气过滤和调节 - Google Patents
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Abstract
公开了一种紧凑型分选流式细胞仪系统。该系统包括流控系统,其具有流通池和与所述流通池连通的偏转腔室,以接收具有一个或更多个生物细胞或微粒的样本生物流体的流中的液滴,并选择性地偏转具有所述一个或更多个生物细胞或微粒的所述样本生物流体的所述流中的所述液滴;以及微滴沉积单元(DDU)系统,其与所述偏转腔室连通,以将具有所述一个或更多个生物细胞或微粒的所述样本生物流体的所述流中的选择性地偏转的液滴接收到一个或更多个容器中。所述DDU系统包括壳体或外壳,其具有被所述壳体的边缘包围的开放面,所述壳体形成容纳腔室的一部分,所述壳体具有与所述偏转腔室对准的顶面开口,以将所述样本生物流体的所述流中的选择性地偏转的液滴接收到所述容纳腔室中的一个或更多个容器中,密封件围绕所述壳体的边缘安装,一个或更多个铰链联接到所述壳体的底部部分,以及门联接到所述一个或更多个铰链以使所述门绕所述一个或更多个铰链枢转,所述门在关闭时压靠所述密封件并将所述容纳腔室与外部环境隔绝。公开了一种排空流式细胞仪的容纳腔室中的空气的方法。所述方法包括:关闭空调腔室与容纳腔室之间的第一隧道中的回流风扇;打开所述空调腔室与所述容纳腔室之间的第二隧道中的排气风扇,所述排气风扇将空气从所述容纳腔室抽出,进入所述空调腔室中,打开排气口中的阀,所述排气风扇将空气从所述空调腔室推出,通过所述排气口进入所述环境中;以及连续运行所述排气风扇达预定时间段,以将空气从所述容纳腔室排空。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求发明人Glen Krueger等人于2021年4月8日提交的题为“INTEGRATED AIR FILTERING AND CONDITIONING OF DROPLET CHAMBER IN ACOMPACTCELL SORTER”的美国(US)临时专利申请No.63/172,330的权益,该临时专利申请出于所有意图和目的而通过引用并入本文。本专利申请要求发明人Glen Krueger等人于2021年4月7日提交的题为“INTEGRATED AIR FILTERING AND CONDITIONING OF DROPLET CHAMBER INA COMPACT CELL SORTER”的美国(US)临时专利申请No.63/258,065的权益,该临时专利申请出于所有意图和目的而通过引用并入本文。本专利申请要求发明人Glen Krueger等人于2021年4月7日提交的题为“INTEGRATED COMPACT CELL SORTER”的美国(US)临时专利申请No.63/172,072的权益,该临时专利申请出于所有意图和目的而通过引用并入本文。本专利申请要求发明人Babak Honaryar等人于2021年2月5日提交的题为“LOADING SYSTEM WITHMAGNETICALLY COUPLED SAMPLE MOVER FOR FLOW CYTOMETRY AND CELL SORTER SYSTEMS”的美国(US)临时专利申请No.63/146,562的权益,该临时专利申请出于所有意图和目的而通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实施方式总体上涉及细胞分选仪系统。
背景技术
流式细胞仪和细胞分选涉及流体流中携带的测试样本的细胞或微粒的光学测量。细胞分选进一步将感兴趣的细胞分选到不同的测试容器(例如,试管)中以供进一步使用(例如,测试)或计数。实现这些任务的实验室仪器称为流式细胞仪和细胞分选仪,也称为分选流式细胞仪。
通常,外部支持设备连接到流式细胞仪或细胞分选仪,以安全地操作它们,从而确保不将危险的分子或生物细胞释放到实验室中。在其它情况下,待测分子或生物细胞的温度需要保持在范围内。外部支持设备通常连接到流式细胞仪或细胞分选仪,以维持不损害分子或细胞的可接受温度范围。然而,外部支持设备带来了额外的成本,包括金钱,占用了实验室中的可用于其它实验室设备或附加流式细胞仪或细胞分选仪的空间。
期望希望减少流式细胞仪/细胞分选仪的占地面积,从而较多的流式细胞仪/细胞分选仪可以放置在实验室中和桌面上。因此,需要较紧凑的集成式流式细胞仪和细胞分选仪来改进现有系统。
发明内容
实施方式由权利要求概括。
附图说明
在附图的图中以示例而非限制的方式示出了各种实施方式。
图1A是细胞分选仪系统(分选流式细胞仪系统)的基本构思图,并且示出了流式细胞仪系统。
图1B是紧凑型细胞分选仪系统的前视图,其各个门处于关闭状态。
图1C是紧凑型细胞分选仪系统的前视图,其各个门处于打开状态。
图2A至图2B是紧凑型细胞分选仪系统的微滴沉积单元(DDU)的视图,其中DDU门和样本输入门打开。
图3A至图3B是紧凑型细胞分选仪系统的流控系统中的流控箱的视图。
图4A至图4B是紧凑型细胞分选仪系统的流控系统中的流通池的视图。
图5A是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转腔室的前视图,其中盖子被移除。
图5B是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转腔室的侧视图。
图5C是具有四管收集支架的紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转腔室的剖视图。
图5D是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转腔室的剖视图,其具有板引导件以将微滴引导到井穴板的多个井穴之一中。
图5E是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的右侧视图,其中盖子被移除。
图5F是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的前视图,其中盖子被移除。
图5G是紧凑型细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的左侧视图,其中盖子被移除。
图5H是偏转单元的立体图,其中盖子被移除,以示出偏转腔室中溢流口的左右移动,以将中心抽吸器与中心液滴流对准。
图5I是从偏转单元的右侧看去的前立体图(其中盖子被移除),与轨道系统分离,以示出偏转腔室侧向(从一侧到另一侧)的移动,以与进入偏转单元的中心液滴流对准。
图5J是与轨道系统分离的偏转单元的后立体图,以示出偏转腔室的侧向(一侧到另一侧)移动以与进入偏转腔室的中心液滴流对准。
图5K是从偏转单元移除的溢流口、抽吸器和传动轴的立体图。
图5L是从偏转单元移除的溢流口、抽吸器和传动轴的分解图。
图5M是偏转单元的剖视图,以更好地示出溢流口、抽吸器和传动轴的组装。
图6A至图6C是紧凑型细胞分选仪系统的样本输入站(SIS)的视图。
图7A是紧凑型细胞分选仪系统的前视图,指示了微滴偏转单元(DDU)系统的大体位置。
图7B是紧凑型细胞分选仪系统的剖视图,示出了与电子子系统和流控子系统相比的微滴偏转单元(DDU)子系统的大体位置。
图8是紧凑型细胞分选仪系统中的微滴偏转单元(DDU)子系统的放大剖视图。
图9A是处于正常模式的紧凑型细胞分选仪系统中的微滴偏转单元(DDU)子系统的放大剖视图,例示了集成式加热和空调子系统的正常冷却操作。
图9B是处于正常模式的紧凑型细胞分选仪系统中的微滴偏转单元(DDU)子系统的放大剖视图,例示了集成式加热和空调子系统的正常加热操作。
图10A是微滴偏转单元(DDU)子系统的放大剖视图,例示了紧凑型细胞分选仪系统在排气模式下执行的排气操作。
图10B是门打开的偏转单元的前视图,例示了在排气模式下由紧凑型细胞分选仪系统执行的排气操作期间的气流。
将认识到,一些或所有附图是出于说明的目的,而不一定描绘所示元件的实际相对尺寸或位置。提供附图是为了说明一个或更多个实施方式,并清楚地理解它们不用于限制权利要求的范围或含义。
具体实施方式
在以下实施方式的详细描述中,阐述了许多具体细节。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践这些实施方式。在其它情况下,没有详细描述公知的方法、处理、组件和电路,以免不必要地模糊实施方式的各方面。本说明书的各部分是出于组织的目的而提供的。然而,许多细节和优点适用于多个部分。
分选仪系统概述
图1A是细胞分选仪系统(分选流式细胞仪)10的基本概念图。系统10的五个主要子系统包括激发光学系统12、流控系统14、发射光学系统16、采集系统18和分析系统20。流控系统14可以包括样本加载系统(参见图1C所示的样本输入站130)、探询系统28、细胞分选系统33和微滴沉积(微滴接收)系统29。一般而言,“系统”和“子系统”包括(电气、机械和机电)硬件装置、软件装置或其组合。
激发光学系统12例如包括多个(例如,两个至五个)激发通道22A-22N,各个激发通道具有不同的激光装置23A-23N以及一个或更多个光学元件24-26,以将不同的激光引导到沿着流通池28的流动通道27中的线间隔开的光学探询区域30A-30N。一个或更多个光学元件24-26的示例性光学元件包括光学棱镜和光学透镜。激发光学系统12照射流通池28中的光学探询区域30。流控系统14携带被鞘流体包围的流体样本32通过流通池/流动通道中的多个光学探询区域30A-30N中的每一个。
发射光学系统16包括多个检测器阵列42A-42N,各个检测器阵列例如包括一个或更多个光学元件40,例如光纤以及一个或更多个透镜,以将荧光和/或(前向、侧向、后向)散射光引导到各种电光检测器(换能器),包括每个阵列中的侧向散射(SSC)通道检测器和多个(例如,16、32、48、64个)荧光波长范围光学检测器,例如接收第一波长范围的荧光的第一荧光光学检测器(FL1)、接收第二波长范围的荧光的第二荧光光学检测器(FL2)、接收第三波长范围的荧光的第三荧光光学检测器(FL3)、接收第四波长范围的荧光的第四荧光光学检测器(FL4)、接收第五波长范围的荧光的第五荧光光学检测器(FL5),以此类推至接收第N波长范围的荧光的第N荧光光学检测器(FLN)。检测器阵列42A-42N中的每一个接收这样的光:该光对应于被由对应的多个激光23A-23N中的每一个击中的细胞/微粒和/或附着于其上并由沿着流通池28的流动通道27的探询区域/点30A-30N中的不同激光激发的一种或更多种荧光染料。发射光学系统16收集从经过的细胞/微粒和/或附着到细胞/微粒的荧光染料发射或散射的光子。发射光学系统16将这些收集到的光子引导并聚焦到各个检测器阵列中的电光检测器SSC、FL1、FL2、FL3、FL4和FL5上,例如通过光纤(光学纤维)电缆39、一个或更多个透镜40以及一个或更多个反射镜/滤光器41。电光检测器SSC是一种侧向散射通道检测器,其检测从细胞/微粒上散射的光。电光检测器FL1、FL2、FL3、FL4和FL5是荧光检测器,可以包括带通或长通滤波器以检测来自由不同激光激发的不同荧光染料的特定且不同的荧光波长范围。各个电光检测器将光子转换成电脉冲并将电脉冲发送到采集(电子)系统18。
针对各个检测器阵列42A-42N,采集(电子)系统18包括一个或更多个模数转换器47A-47N以及一个或更多个数字存储装置48A-48N,其可以提供多个检测器通道(例如,16、32、48或64通道)的光谱数据信号。光谱数据信号可以被信号处理(例如,通过A/D数字化)和加时间戳,并由打包器52一起打包成对应于样本中的各个细胞/微粒的数据包。各个细胞/微粒的这些数据包可以由采集(电子)系统18发送到分析系统20以进行进一步的信号处理(例如,从时域转换/变换到波长域)和总体分析。另选地或联合地,来自检测到的各个通道的带时间戳的数字光谱数据信号可以直接发送到分析系统20以用于信号处理。
分析系统20包括处理器、存储器和数据存储部,以存储与样本中检测到的细胞/微粒相关联的带时间戳的数字光谱数据的数据包。分析系统20还包括具有由处理器执行的指令的软件,以将数据从时域转换/变换为波长/频域中的数据,并将数据拼接/合并在一起以提供由不同的激光激发并由检测器阵列感测的细胞/微粒/染料的总体光谱。通过附着于细胞/微粒上的一种或更多种荧光染料检测到细胞/微粒的类型,就可以在由流式细胞仪和/或细胞分选仪处理的样本中进行细胞/微粒的计数。
在某些情况下,需要分选出样本中的细胞,以便利用细胞分选仪(分选流式细胞仪)进行进一步分析。因此,光谱数据信号也可以由采集(电子)系统18中的实时分选控制器50处理并且用于控制分选系统33以将细胞或微粒分选到一个或更多个试管34中。在这种情况下,分选系统33与采集(电子)系统18的实时分选控制器50通信以接收控制信号。代替试管34,光谱数据信号还可以由采集(电子)系统18的实时分选控制器50处理,并用于控制分选系统33和微滴沉积系统29以将细胞或微粒分选到移动捕获盘/板的井穴35中。在这种情况下,微滴沉积系统29和分选系统33两者都与采集(电子)系统18通信以接收控制信号。在另选实施方式中,分析系统20可以通过分析光谱数据信号来生成这些控制信号,以便分选出不同的细胞/分子并控制分选系统33和微滴沉积系统29以将具有细胞/微粒的样本液滴捕获到捕获盘/板中的多个井穴中的一个或更多个井穴35中。
由David Vrane于2017年11月19日提交的题为“FLOW CYTOMETERY SYSTEM WITHSTEPPER FLOW CONTROL VALVE”的美国专利申请No.15/817,277,现已公布为美国专利No.10871438;由Ming Yan等人于2017年7月25日提交的题为“COMPACT DETECTION MODULEFOR FLOW CYTOMETERS”的美国专利申请No.15/659,610;以及由Ming Yan等人于2018年3月30日提交美国专利申请No.15/942,430“COMPACT MULTI-COLOR FLOW CYTOMETER HAVINGCOMPACT DETECTION MODULE”,它们中的每一篇都公开了示例性流式细胞仪系统和子系统,所有这些申请都出于所有意图和目的通过引用并入本文。2016年6月19日授予WenbinJiang的题为“Rapid Single Cell Based Parallel Biological Cell Sorter”的美国专利No.9,934,511公开了一种细胞分选仪系统,出于所有意图和目的通过引用将其并入本文。
紧凑型细胞分选仪
图1B例示了集成式紧凑型细胞分选仪系统100的前视图。集成式紧凑型细胞分选仪系统100包括底座/框架101(参见图1C)以支撑细胞分选仪的各种系统和子系统。流控面板/门102、流通池门111、微滴沉积单元(DDU)门112和样本输入门113枢转地联接到底座/框架101,以覆盖和密封细胞分选仪系统的各个腔室。一个或更多个侧面板114用于以较固定的方式覆盖底座/框架的其它部分和其中的子系统。流控输入/输出面板104将细胞分选仪系统100连接到外部流体罐和外部气源,例如压缩空气源。
现在参照图1C,示出了集成式复杂细胞分选仪系统100的前视图,其中去除了打开的门和面板。集成式紧凑型细胞分选仪系统100的流控面板/门102、流通池门111、DDU门112和样本输入门113绕铰链枢转到打开位置,以揭示细胞分选仪系统的各种系统和子系统。集成式紧凑型细胞分选仪系统100包括流控箱120、偏转腔室(单元)122、流通池124、样本压力腔室126、微滴沉积单元(DDU)腔室或收集室128、样本输入站(SIS)130和分选收集摄像头132。样本输入门113具有窗口134,如果样本管安装在SIS130中,则通过该窗口可以观察样本管。DDU门112具有分选收集摄像头132,该分选收集摄像头可以观察从偏转腔室122中的槽落下并落入DDU腔室128中以通过试管或井穴板中的井穴收集的左和右偏转液滴。
流控箱120(图18的流控系统1800的一部分)包括消除鞘流体中的气泡的气泡去除器。参照图3A至图3B进一步讨论流控箱120。流控系统1800处于压力下以使鞘流体和样本生物流体流动。
流通池124与流控箱120连通地联接以接收鞘流体。样本生物流体与细胞或微粒一起流过流通池124以被鞘流体包围。参照图4A至图4B进一步讨论流通池124。
偏转腔室122位于流通池124的下方,以接收流出流通池124的样本生物流体和鞘流体的液滴。偏转腔室122选择性地使一个或更多个带电液滴沿一个或更多个偏转路径(例如,1699L、1699R)偏转离开中心流路径1699C。参照图5A至图5L和图10B进一步讨论偏转腔室122。
微滴沉积单元(DDU)腔室/系统128与偏转腔室122连通,以将具有一种或更多种生物细胞或微粒的样本生物流体的流中的选择性偏转的液滴接收到一个或更多个容器中。参照图1C、图2A至图2B和图7A至图10B进一步讨论DDU腔室128。
在一个实施方式中,流通池124包括与流控系统连通地联接以接收鞘流体的流通池主体,该流通池主体具有用于对微滴充电的充电端口,该流通池主体具有带有圆筒部分和漏斗部分的腔室,该漏斗部分形成从底面开口出来的被鞘流体包围的样本流体的流体流;联接到该流通池主体的液滴驱动组件,该液滴驱动组件包括玻璃样本注射管(SIT),该玻璃样本注射管插入该流通池主体的腔室中并且具有位于该腔室的漏斗部分中的第一端,该玻璃样本注射管具有第二端,该第二端与该流控系统连通地联接以接收样本流体并且将该样本流体注入该腔室的漏斗部分中;以及联接到流通池主体的基座的小杯(cuvette),该小杯具有邻近所述流通池主体的底面开口的流动通道,所述小杯从所述底面开口接收被所述鞘流体包围的所述样本流体的流体流,小杯对光是透明的,并允许样本流体在流动通道中由多个不同激光器进行探询,以确定样本流体中的多种不同类型的细胞或微粒。
在一个实施方式中,流通池124包括以下各项:流通池主体,该流通池主体被联接在该液滴驱动组件周围以从该样本注射管接收该样本流体,该流通池主体与该流控系统连通地联接以接收该鞘流体,该流通池主体具有充电端口以对微滴进行充电,该流通池主体具有漏斗部分以形成从开口出来的被该鞘流体包围的该样本流体的流体流;以及联接到所述流通池主体的基座的小杯,所述小杯具有通道,所述通道接收从所述开口出来的被所述鞘流体包围的所述样本流体的流体流,所述小杯对光是透明的,并且允许所述样本流体在所述通道中由多个不同激光器进行探询,以确定其中的多种不同类型的细胞或微粒。
在一个实施方式中,该流通池124还包括以下各项:选择性地与所述小杯接合的喷嘴组件,所述喷嘴组件具有喷嘴和围绕所述喷嘴的O形环,所述O形环选择性地压靠所述小杯的围绕所述通道的面,所述喷嘴从所述小杯接收样本流并形成从所述喷嘴组件出来的样本液滴;滑动地联接到所述流通池主体的托架组件,所述托架组件滑动地接纳所述喷嘴组件;以及联动部(linkage),所述联动部枢转地联接到所述托架组件和所述流通池主体,所述联动部包括杠杆臂,所述杠杆臂选择性地将所述喷嘴与所述小杯接合以接收流体流,并且选择性地将所述喷嘴与所述小杯脱离以修理或更换所述喷嘴。
在一个实施方式中,该流通池124还包括以下各项:杠杆铰链,该杠杆铰链被形成为静态地联接到该流通池主体;可旋转地联接到所述杠杆铰链的托架释放杆;以及两个杠杆臂,所述两个杠杆臂可旋转地联接到所述托架释放杆和所述托架组件的托架板,其中,所述两个杠杆臂、所述托架板、所述托架释放杆和所述杠杆铰链具有运动联动部,所述运动联动部使所述托架组件能够保持沿所述中心轴线的竖直移动。
在一个实施方式中,该流通池124还包括以下各项:喷嘴组件,该喷嘴组件具有以下各项:喷嘴柄,该喷嘴柄具有主体,该主体具有抓持端和喷嘴端,该主体具有在该喷嘴端附近的顶表面与底表面之间的通孔,在该顶表面中的局部压盖围绕该通孔延伸,该局部压盖具有从该通孔向外延伸至该喷嘴柄的喷嘴端的槽;喷嘴插入件,该喷嘴插入件被定位在该喷嘴柄的主体的该通孔的一部分中,该喷嘴插入件具有圆形主体,该圆形主体具有与该通孔同心的中心喷嘴孔口以使样本流体的液滴流动,以及具有在从该圆形主体延伸出来的顶表面中的倾斜环;垫圈,该垫圈被定位在该局部压盖中抵靠该喷嘴插入件的倾斜环,其中,一部分在该喷嘴插入件的顶表面和该喷嘴柄的顶表面上方延伸,该垫圈用于提供围绕该中心喷嘴孔口的密封;并且其中,从该局部压盖延伸至该喷嘴端的该槽有助于去除该垫圈。
在一个实施方式中,DDU系统128包括以下各项:壳体或外壳,其具有被该壳体的边缘包围的开放面,该壳体形成容纳腔室(containment chamber)的一部分,该壳体具有与该偏转腔室对准的顶面开口以将该样本生物流体的流中的这些选择性偏转的液滴接收到该容纳腔室中的一个或更多个容器中;围绕该壳体的边缘安装的密封件;联接到该壳体的底部部分的一个或更多个铰链;以及门,所述门联接到所述一个或更多个铰链以使所述门绕所述一个或更多个铰链枢转,所述门在被关闭时压靠所述密封件并使所述容纳腔室与外部环境隔绝。
在一个实施方式中,DDU系统128包括以下各项:电磁锁,其包括安装到壳体的至少一个电磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭且至少一个电磁体通电时,金属闩锁被吸引到该至少一个电磁体。
在一个实施方式中,DDU系统128包括磁力锁,该磁力锁包括安装到壳体的至少一个磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭时金属闩锁被吸引到该至少一个磁体。
DDU腔室
图2A例示了偏转腔室122的一部分,其门222打开。细胞分选仪100的DDU腔室128可见,其中门112至113都枢转到打开位置。DDU腔室128的壁208中的开口示出了安装在通向空调腔室的隧道(tunnel)内的输入空气过滤器204I和输出空气过滤器204O。在壁208后面是一个或更多个风扇和至少一个加热/空调元件,以迫使空气通过空气过滤器并保持SIS130中的样本和腔室128中的经分选的细胞/分子的期望温度范围。
分隔板206在DDU腔室128的基座处,其将该分隔板下面的驱动机构与DDU腔室128分离。在分隔板206下面是磁控制机构,用于控制图2B所示的磁耦合圆盘(puck)210的移动。由Babak Honaryar等人于2021年2月5日提交的题为“LOADING SYSTEM WITH MAGNETICALLYCOUPLED SAMPLE MOVER FOR FLOW CYTOMETRY AND CELL SORTER SYSTEMS”的美国临时专利申请No.63/146,562公开了一种用于DDU腔室和磁耦合圆盘210的磁加载系统,出于所有意图和目的通过引用将其并入本文。磁耦合圆盘210的移动由磁加载系统在分隔板206下面控制。
图2B例示了密封件212,其沿DDU腔室128和样本输入站130的边缘安装,以在DDU门112和样本门113关闭时提供气阻密封。DDU门112具有搁板(shelf)133(在图1C中示出),当被关闭时,搁板133向下压在顶部密封部分212T上。密封件212的其它部分,例如底部部分212B和侧部212S、212L,被门112至113推上并被向上挤压抵靠DDU腔室128的边缘。当门被关闭时,DDU腔室128与放置细胞分选仪100的环境(例如实验室)的周围空气隔离。此外,DDU腔室128和SIS130处于来自真空的负压下,以另外帮助防止细胞/分子/气体逸出细胞分选仪进入环境(例如实验室)的周围空气中。
DDU门112和样本输入门113提供良好的密封以将DDU腔室128与流式细胞仪/细胞分选仪100的其它部分以及周围环境隔离。在DDU腔室128中分选和捕获的样本液滴可能期望温度受控的环境来维持它们。此外,所捕获的细胞可能是不希望成为气溶胶并逸出到环境中的病原体。因此,利用磁加载系统和密封门,细胞分选仪可以为DDU腔室128提供集成式过滤系统和温度受控的环境。
流控箱
图3A至图3B例示了作为细胞分选仪系统100的流控系统的一部分的流控箱120的不同视图。图18例示了流控箱120中的元件的示意图。
在图3B中,流控箱120包括分别控制样本流体和鞘流体的流体压力的样本调节器301和鞘调节器302。流控箱120还包括除气器开关304和除气器泵305,以提供空气压力,使得除气器306可从鞘流体中去除气泡。流控箱还包括抽吸器泵310,以通过废物输出端口334从细胞分选仪系统向外部抽吸废物。阀歧管312包括控制流体系统的多个阀,以及样本换能器315和鞘换能器316。流控输入/输出面板104包括供应空气输入331、鞘空气输出332、鞘流体输入333和废物输出334。鞘流体333在进入流式细胞仪系统的流控箱120之前流过鞘过滤器320。流控箱120包括控制样本压力室的打开压力的压力开关。抽吸器泵310保持阀歧管312下方的罐中的真空。
流通池组件
图4A至图4B例示了流通池组件124的各种视图和部件。在图4A中,流通池124具有到金属表面的接地连接400。这是为了保护样本流体不受偏转单元产生的电荷的影响,并除去可能已经存在的电荷。
现在参照图4B,流通池124包括液滴驱动组件402、喷嘴组件450和喷嘴托架组件442、流通池联动部440的托架释放杆441。流通池124具有多个光学部件,包括液滴摄像头412、液滴选通组件411、前向散射组件413和最终会聚透镜414。最终会聚透镜414可由最终会聚调整件415来会聚。液滴驱动组件402具有样本输入端口408以接收运送样本流体的软管或管道。
流通池124通过样本输入端口408接收样本流体。流通池124通过鞘输入端口418接收鞘流体。流通池124用鞘流体包围样本流体流。流通池124包括螺纹连接到流通池主体404的排放端口中的导电排放端口接头(fitting)419,以从流通池内的腔室排出流体,并将电荷施加到具有细胞/微粒的样本流体的液滴上。导线和软管两者都联接到导电排放端口接头419。电导线与分选控制器通信以接收与液滴同步的信号。随着时间的推移,信号可以是地、一个或更多个正电荷电压电平(例如,+150,+300)、或一个或更多个负电荷电压电平(例如,-150、-300),以分别保持液滴不带电,使液滴带正电,或带负电。
流通池124包括流通池主体404、液滴驱动组件402、小杯406、联动组件440、托架组件442和具有喷嘴704的喷嘴组件450。联动组件440包括托架释放杆441,其枢转以相对于小杯406上下移动喷嘴组件。液滴驱动组件402包括样本注射管422。流通池124还包括一个或更多个物镜460A-460B空间,以便捕获注入到光纤电缆中的光。
来自一个或更多个激光器的激光被送入小杯的流动通道中的一个或更多个探询区域,以激发流动的细胞/微粒和/或附着于其上的经过的一个或更多个荧光染料标记物。流通池124还包括一个或更多个物镜460A至460B,以在一侧捕获来自细胞/微粒和/或附着到细胞/微粒的一种或更多种荧光染料的光(例如反射光、散射光、荧光)。在相反侧,一个或更多个物镜460A至460B可以将捕获的光发射到光纤线缆中。
流通池124包括用于接纳液滴驱动组件402的流通池主体404。流通池主体404将液滴驱动组件402接收到其腔室中。喷嘴组件450滑入联接到托架组件的安装件452中。样本注射管422优选地由玻璃形成,以避免在用于液滴充电时存在液滴驱动器的振动的情况下的表面蚀刻,这可能导致泄漏。液滴驱动组件402包括样本输入端口408以接收样本流体。
样本注射管422优选地由玻璃形成,以避免在用于液滴充电时存在鞘流体中的电流和用于液滴分离时存在液滴驱动器的振动的情况下的表面蚀刻,这可能导致泄漏。液滴驱动组件402包括样本输入端口408以接收样本流体。
流通池124包括具有导电软管接头419的排放端口/充电端口以及具有其软管接头418的鞘入口端口。样本注射管422在流通池主体404内的腔室中居中。流通池124包括用于一个或更多个物镜的后会聚调整件463。所示的物镜460A至460B的中心光轴排成一行,以接收仅来自小杯的光。物镜安装件461确保物镜460A至460B保持对齐。流通池主体404是不透明的,使得来自诸如环境的其它源的光不被物镜460A至460B捕获。
喷嘴组件450滑入和滑出安装件452,以维修或修理喷嘴组件的部件或更换喷嘴中不同直径的开口。喷嘴组件的喷嘴接收来自小杯的流体样本流,并形成液滴,该液滴优选地具有分别用于分选出来的单个细胞/微粒。
偏转腔室
流通池的喷嘴组件450中的喷嘴将样本流体破碎成微滴。通过使液滴偏离中心流来分选出中心流1699C中具有感兴趣细胞的液滴。液滴被充电,使得它们可以通过偏转腔室(单元)122中的带电偏转板而偏离中心流1699C。DDU可以将含有感兴趣细胞的液滴收集到单独的器皿(试管、井穴)中,以便在实验室中进行进一步测试。
图5A至图5B例示了流通池124的喷嘴组件450下方的偏转(偏转)单元122。因此,偏转单元与流通池124连通以接收中心流1699C中的多个样本生物流体液滴。偏转单元122的后部安装到轨道,使得其可以在一定范围内水平地调节,以通过输入开口正确接收液滴的中心流1699C。
偏转单元122包括壳体1600,其具有门1601,该门通过一侧(例如,左侧)上的多个铰链1602A-1602B枢转地联接到壳体。门1601包括在铰链的相对侧(例如,右侧)上的紧固件(扣件)1613,其可以接合安装到壳体的肘节闩锁1614以保持门牢固地关闭。壳体1600具有通向偏转腔室1611的偏转锥体切口1610。密封件1604位于围绕偏转锥体切口1610和偏转腔室1611的通道中,门1610压靠密封件1604。这将样本液滴密封在切口和腔室内,因此它们不会释放到周围空气中。
左静电荷(偏转)板1615L和右静电荷(偏转)板1615R安装在偏转锥体切口1610中,并且在锥体中从顶部到底部逐渐彼此分开。左高电压电荷被施加到左静电荷板1615L,并且相反极性的右高电压电荷被施加到右静电荷板1615R,以施加供微滴穿过的静电荷场。如果要通过将液滴移离中心液滴流来对液滴进行分选,则通过排放/充电端口中的导电软管接头和来自分选控制器的充电信号同步地向液滴施加正电荷或负电荷。如果微滴不带电(接地),它们将保留在中心流中。仅当通过将充电信号(正或负)施加到流通池上的充电端口而使微滴带电时,它才会在穿过由静电荷板形成的静电荷场时发生偏转。偏转程度既取决于左静电荷板和右静电荷板施加的静电荷场的大小,又取决于充电端口施加到微滴的电荷的极性和大小。
例如,左静电荷板可以带负2000伏电,右静电荷板可以带正2000伏电,以在它们之间提供4000伏静电场。在分选样本中的微滴期间,静电荷板上的电压保持恒定。微滴则可以选择性地立即充电(通过将电荷施加到流通池的充电/排放端口中的导电软管接头)以实现远离中心的期望偏转。因此,施加到与各个流路径相关联的池的电压的精确大小和极性将取决于使微滴进入接收容器所需的偏转的期望方向和大小。因此,可以围绕中心流路径1699C形成样本生物流体液滴的多个(例如,2、3、4、5、6)左偏转流路径和多个(例如,2、3、4、5、6)右偏转流路径。这里,为了简化说明,将它们统称为左流路径(左流)1699L和右流路径(右流)1699R。
壳体1600的背面具有侧激光窗口和流摄像头窗口1606。由激光器1608产生的侧激光通过侧激光窗口被引导到偏转腔室1611中。侧激光窗口后面的激光器1608的位置可以通过激光器位置调节器1618来调节。前后调整侧激光以击中生物流体液滴以感测液滴的路径位置。流摄像头1607安装在壳体外部,与流摄像头窗口1606成一直线并在流摄像头窗口1606后面,以观察液滴并确定它们是否处于中心流路径1699C、左偏转流路径1699L或右偏转流路径中1699R。流摄像头1607向分选控制器提供反馈机制,以确保电荷板上的电荷适合于在偏转单元122内将液滴偏转到左偏转流路径1699L和右偏转流路径1699R中,以及等量充电(或不带电)以落入中心流路径1699C中。
在偏转腔室1611的基座处是具有排放口的抽吸器井穴(桶)1650,用于将液滴抽吸到细胞分选仪外的废物管线中。在偏转腔室的基座中的桶的前面和下方是水平液滴槽1625。在腔室1611内部,左枢转侧流溢流口1620L、非枢转中心收集器1620C和右枢转侧流溢流口1620R沿着偏转腔室的桶中的驱动轴1622安装。非枢转中心收集器1620C围绕驱动轴位于左枢转侧流溢流口与右枢转侧流溢流口之间,但不受驱动轴驱动。左枢转侧流溢流口和右枢转侧流溢流口随着驱动轴在升高位置与降低位置之间枢转。非枢转中心收集器1620C是非枢转的并且无论如何都保持在固定的旋转位置,但是可以随溢流口自由地左右移动。被偏转且未被侧流溢流口1620L-1620R或中心收集器1620C捕获的液滴可通过液滴槽1625从偏转单元122落出。
在没有被静电荷(偏转)板偏转的情况下,来自喷嘴组件的中心液滴流穿过偏转锥体1610落入偏转腔室1611中并被中心收集器1620C捕获。当中心收集器1620C和侧流溢流口1620L-1620R处于降低位置时,其作用有点像引导样本流体液滴流的雨水槽。中心收集器1620C将其捕获的液滴引导到桶1650中,以作为废物顺着排放口1652抽吸下来。在降低位置,左枢转侧流溢流口1620L和右枢转侧流溢流口1620R捕获偏离中心流1699C的液滴,并借助于隧道将它们捕获的液滴引导到桶1650中,以作为废物顺着排放口1652抽吸下来。从图5B中可以看出,桶1650中的液滴可以通过真空顺着排放口1652抽吸下来并穿过废物端口1654排出。
在升高位置,左枢转侧流溢流口1620L和右枢转侧流溢流口1620R不会捕获任何液滴。当左枢转侧流溢流口和右枢转侧流溢流口处于升高位置并且选定的液滴作为偏转液滴偏离中心流时,样本流体液滴的那些偏转液滴经过侧流溢流口并穿过壳体1600的基座中的液滴槽1625。偏转的液滴穿过液滴槽1625以收集在偏转单元122下方的DDU腔室128中。
在分选仪紧急关闭的情况下,分选仪100将轴和侧流溢流口枢转至降低位置,使得它们和中心非枢转抽吸器1620C捕获由喷嘴组件450形成的所有样本流体液滴,无论是否偏转,并且将液滴引导至桶1652中以顺着排放口抽吸下来并从废物端口排出。
如图5C至图5D所示,驱动轴1622的端部延伸到腔室1611之外。溢流口带轮1623安装到轴1622的一端(例如,右端)附近。可逆电动马达的轴具有适当尺寸的驱动带轮。皮带1624安装在驱动带轮与溢流口带轮之间,以响应于可逆电动马达的旋转而使轴枢转并升高或降低侧流溢流口。
偏转单元(腔室)122可以水平地调节。偏转单元122可以滑动地安装到轨道1626,如图5C至图5D所示,并且可以从一侧到另一侧水平地调节,以便将其位置调节到在顶部开口1603处进入的液滴的中心流路径1699C。偏转单元122可以水平地调节,使得当液滴进入偏转锥体切口1610时,液滴的中心流1699C选择性地定位(等距或根据需要)在左电荷板1615L与右电荷板1615R之间。
因为液滴可以被初始充电并且电荷板可能不均等地影响进入的液滴,所以左枢转侧流溢流口1620L、中心非枢转抽吸器1620C和右枢转侧流溢流口1620R可沿着驱动轴1622从一侧到另一侧一起水平地调节,如图5H所示。图5C至图5D、图5G至图5H中所示的调节旋钮1627被设置成沿着轴1622一起水平地调节溢流口1620L-1620R和中心抽吸器1620C的位置。因此,在没有使液滴流偏转的电荷的情况下,中心非枢转抽吸器1620C可以在样本流体液滴的中心流1699C下方调节居中,以将液滴引导到桶中并顺着排放口将它们通过废物出口从细胞分选仪中抽吸出。
图5K示出了从偏转子系统122孤立出的组装在一起的侧流溢流口、中心抽吸器、轴、带轮和旋钮的视图。图5L示出了左侧流溢流口1620L和右侧流溢流口1620R、中心抽吸器1620C、轴1622、带轮1623和调节旋钮1627的分解图。当中心抽吸器1620C夹在左侧流溢流口1620L与右侧流溢流口1620R之间时,调节旋钮1627可用于沿着轴1622水平移动它们。
如图5L的分解图所示,轴1622包括内轴1622I,外轴1622O可在该内轴1622I上滑动。然而,内轴1622I和外轴1622O可以一起旋转。带轮1623安装在内轴1622I的一端附近并由皮带驱动。左侧流溢流口1620L和右侧流溢流口1620R通过左螺钉1661L和右螺钉1661R安装到外轴1622O,左螺钉1661L和右螺钉1661R分别通过开口1667插入侧流溢流口1620L-1620R中的每一个中并且旋入螺纹开口1672L-1672R中。螺钉1661L-1661R的端部分别进入到左椭圆槽1660L和右椭圆槽1660R中,以允许溢流口和外轴1622O沿着内轴水平移动。然而,内轴1622I上的旋转扭矩通过螺钉1661L-1661R传递至外轴1622O和溢流口。中心抽吸器1620C绕外轴1622O滑动地安装,使得其可以自由转动而不受干扰。也就是说,当内轴和外轴通过带轮1623旋转时,中心抽吸器1620C不旋转。
螺纹金属套筒1669被压入调节旋钮1627中,以形成整体件。螺纹金属套筒1669接合内轴1622I端部上的螺纹,以相对于偏转单元122的壳体1600水平地调节外轴(连同侧流溢流口和中心抽吸器)。弹性挡圈1668A将螺纹旋钮1627的水平运动(沿着内轴1622I的螺纹部分)传递至外轴1622O。外轴1622O穿过轴环1670。弹性挡圈1668A安装在外轴1622O的环形槽端上。调节旋钮1727被拧到轴环1670,从而将弹性挡圈1668限制在调节旋钮与轴环之间。
可以沿着外轴1622O使用多个垫圈(例如,垫圈1666A-1666B)以减少与非旋转中心抽吸器和壳体的内侧的摩擦。O形环1619安装在环槽1671B中以最小化内轴与外轴之间的液体侵入。为了保持内轴相对于壳体1600水平固定,多个弹性挡圈(例如,弹性挡圈1668B-1668C)联接到内轴1622I的多个环槽(例如,环槽1671C-1671D)中,从而将内轴端的右侧相对于壳体中的右侧开口定位。内轴的端部延伸穿过桶并通过壳体的左侧开口和右侧开口延伸到外部。外轴的一个端部延伸穿过桶并通过左侧开口延伸至壳体外部。调节旋钮1727、螺纹套筒1669和轴环1670安装在壳体1600外部位于内轴和外轴的左端上。带轮1623安装在内轴的右端上。带轮包括定位螺钉1673以将带轮和内轴可旋转地联接在一起。
图5H例示了调节旋钮1627的旋转以及外轴1622O沿着内轴1622I的水平调节。在桶内,侧流溢流口1620L-1620R和中心抽吸器1620C与外轴一起水平地调节。沿一个方向(例如,逆时针)相对于壳体1600旋转调节旋钮1727会沿着内轴1622I在一个方向上(例如,向左)水平地拉动外轴1622O。沿相反方向(例如,顺时针)相对于壳体1600旋转调节旋钮1727会沿着内轴1622I在相反方向上(例如,向右)水平地推动外轴1622O。显然,可以改变螺纹,使得对于相同的水平方向,旋钮的旋转可以相反。
如图5E所示,联接到轴1622I的带轮1623由安装到带轮1683的皮带1624旋转驱动。带轮1683联接到由可逆电动马达1680驱动的轴1681。在门被移除的情况下,可以看到安装到壳体1600的门铰链1620A、1620B的一部分。安装到壳体/外壳1600的肘节闩锁1614被示出为准备好接合门的扣件。可以通过转动螺纹旋钮1609以相对于壳体1600向前或向后移动激光器1608来调节激光的位置。
如本文所述,整个偏转单元122可以水平地调节,以便定位来自流通池124的液滴的中心流路径1699C如何通过顶部开口1603进入偏转单元122。图5I至图5J例示了偏转单元122如何能够通过电动马达1633向左或向右水平地调节。如在图5I至图5J的局部分解图中更好地看到的,偏转单元122还包括背板1690和滑动地接合背板1690的后安装件1691。背板1690的正面联接到壳体1600的背面。后安装件1691的背面可以通过多个紧固件(例如,螺栓或螺钉)联接到细胞分选仪系统100的底座或框架。
背板1690可以滑动地接合后安装件1691,并且可以通过可逆电动马达1633水平地调节,该电动马达具有安装到其轴的导螺杆1634。如图5J中最佳可见,背板1690包括框架1692,该框架的背面具有安装在顶部附近且靠近左侧和右侧的一对顶部导轨1626。背板1690还包括至少一个下导轨1628,该下导轨在一侧(例如,左侧)安装在框架1692的背面的底部附近。螺纹导螺杆螺母1635也安装到框架1692的背面并且被构造成接合螺纹导螺杆1634。
后安装件1691包括框架1693,该框架具有安装有可逆电动马达1633的正面。后安装件1691还包括安装到框架1693的顶部的左侧和右侧附近的正面的一对顶部引导件1696。后安装件1691还包括至少一个下引导件1698,该至少一个下引导件安装到框架1693的至少一侧(例如,左侧)的底部附近的正面。后安装件的后安装件1691的一对顶部引导件1696和至少一个下引导件1698分别与背板中的一对顶部导轨1626和至少一个下导轨1628滑动地接合。
当螺纹导螺杆1634与螺纹导螺杆螺母1635接合时,偏转单元122相对于后安装件的水平调节由可逆马达1633控制。可逆马达1633沿一个方向转动其轴和导螺杆1634,以沿一个方向(例如,向左)推动背板1690和偏转单元。可逆马达1633沿相反方向转动其轴和导螺杆1634,以沿相反方向(例如,向右)拉动背板1690和偏转单元。用户可以监测液滴的中心流1699C相对于顶部开口1603和偏转板的位置,并且在手动软件控制下调节偏转单元122的水平位置。可以使用正面或背面摄像头(如果可用于查看中心流1699C)来监测中心流路径1699C的位置,向控制系统提供反馈,并自动将偏转单元122与中心流定位。
如本文所述,偏转的液滴穿过壳体1600中的液滴槽1625以收集在偏转单元122下方的液滴收集(限制)腔室128中。偏转单元122包括与壳体1600连通地联接的液滴收集(限制)腔室128中的收集保持器1632。收集保持器1632包括围绕DDU壳体200中的开口的一对轨道。管或分选收集支架1630可滑入液滴收集/加载腔室128中的收集保持器的一对轨道中。分选收集支架1630包括多个管槽1631以接收多个试管34,如图1A所示。多个试管34可插入分选收集支架1630中的槽/开口1631中以接收由细胞分选仪分选出来的液滴。如图5B所示,开口1631与液滴槽1625对准(在深度上从前到后),使得安装在其中的试管可以捕获样本流体的液滴。
一个或更多个左偏转流路径中的液滴可以被接收在中心左侧的试管中。一个或更多个右偏转流路径中的液滴可以被接收在中心右侧的试管中。图5C例示了联接到壳体200的四管分选收集支架1652,其具有四个开口1653以保持四个试管,两个试管在两个左偏转流路径中接收液滴,两个试管在两个右偏转流路径中接收液滴。
代替管或分选收集支架,图5D例示了板引导件1642。板引导件1642具有流路径开口1643,选定的液滴在流路径开口1643中落下穿过板引导件并从板引导件落出。具有多个井穴的收集板35(如图1A所示)通过加载系统在板引导件下方移动以将液滴捕获在一个或更多个井穴中。收集板可以具有多个井穴(例如,32或64个),在其中捕获具有不同类型的细胞/微粒的液滴。该板联接到磁性圆盘的顶部。磁性圆盘通过磁耦合驱动器沿着分隔板滑动。移动收集板以将选定的井穴对准流路径开口1643下方,以接收具有期望细胞/微粒的样本流体的液滴。
样本输入站
图6A至图6C例示了样本输入站130的视图。样本输入站(SIS)130包括具有腔室主体1712的可移动压力腔室(压力缸)126,腔室主体1712通过由一对导杆1750引导的螺纹驱动机构1750上下移动。SIS130还包括但不限于抽吸器1720、管支架1722和搅动台1724。
图6A至图6B例示了样本输入站(SIS)130的压力腔室(压力缸)126的打开位置。相反,图17C例示了压力腔室(压力缸)126的关闭位置。如图6B所示,腔室1712被向下驱动到搅动台1724上方的关闭位置中。顶部开关和底部开关用于感测腔室主体1712的两个位置(打开和关闭)(螺纹驱动机构1750可以在这两个位置上运行),并且感测其应当停止的点。
样本试管(例如,荧光激活细胞分选(FACS)管)可以安装在管支架1722中。细胞滤出器可用于过滤出某些类型的细胞。可移动压力腔室(压力缸)126包括样本输入管1912,当其被下降到关闭位置时,样本输入管1912可插入到试管中。在下一试管上重新使用样本输入管之前,可以用流体如水或鞘流体来冲洗样本输入管1912。在可移动压力腔室(压力缸)126处于向下位置的情况下,可移动压力腔室(压力缸)126中的空气可被加压以迫使样本流体进入样本输入管1912。
如图6C所示,驱动机构1750包括与平台1753中的母螺纹螺母接合的公螺纹导螺杆1754。平台1753在底部借助于单个导杆和基座板联接到腔室主体1712,以在驱动机构启动时升高和降低压力腔室(压力缸)126。平台1753包括位于一对上部导杆1755上的一对开口,以保持平台的定向并将其向上和向下引导。如图6A所示,从动带轮1751安装在螺纹驱动机构1750的螺纹导螺杆的端部附近。连续(圆形)皮带1752安装到从动带轮1751上。在皮带1752的相反端,在系统100的后部,驱动带轮连接到可逆电动马达的轴,以转动皮带和带轮1751,从而转动螺纹导螺杆1754,直到到达顶部和底部开关。腔室主体1712的底基座通过单个导杆联接到螺母平台1753。螺纹导螺杆1754连接到该螺母平台。腔室主体1712的底部开放端部联接到密封环1713,以帮助围绕搅动台及其O形环密封腔室。
SIS130还包括抽吸器1720,以将气溶胶和流体作为废物从试管中排出。SIS130还包括管支架1722、搅动台1724和一对安装到基座1721的导杆1726。搅动台1724具有O形密封圈1726,以相对于腔室主体(压力缸)1712的圆筒形壁的内表面密封。顾名思义,搅动台1724可以旋转以搅动试管支架1722中的试管和试管中具有细胞/微粒的任何样本流体。
DDU腔室128和SIS130位于由系统100的壳体200和门112、113形成的同一空腔容纳腔室中。空腔中的空气可被调节到期望的温度并被过滤以避免污染。一个或更多个风扇可以迫使空气通过空气过滤器,并且至少一个电加热/空调元件可以用于维持SIS130中的样本和DDU腔室128中的分选的细胞/分子的期望的温度范围。为了避免收集干扰液滴,输入气流进入靠近SIS130的共享空腔。DDU腔室128和SIS 130处于真空负压下,以另外帮助防止细胞/分子/气体从细胞分选仪逸出到环境的周围空气中。
集成式空调子系统
图7A例示了分选流式细胞仪(细胞分选仪)100,其中,门111关闭并且一个或更多个面板702A-702B安装在流控箱120上。门112-113枢转打开以看到DDU腔室128和偏转单元122的基座。偏转单元选择性地将具有一个或更多个生物细胞或微粒的样本生物流体的液滴从中心流路径1699C偏转到围绕中心流路径1699C的一个或更多个左偏转流路径以及一个或更多个右偏转流路径中。从偏转单元122中流出的液滴将被收集在DDU腔室128中。DDU腔室128与偏转单元122连通以接收具有期望收集的一个或更多个生物细胞或微粒的选定液滴。
图2A至图2B例示了细胞分选仪100的一部分的前视图,其中,门112-113打开,露出壳体200、偏转单元122的一部分、液滴沉积单元(DDU)(容纳)腔室128和样本输入站(SIS)130。图7B示出了细胞分选仪100的剖视图,例示了各种子系统。壳体200具有被壳体的边缘包围的开放面,在其基部包括分隔板206。分隔板206形成DDU腔室128的基座并且是非金属的以支持磁加载系统,如2021年2月5日提交的题为“LOADING SYSTEM WITH MAGNETICALLYCOUPLED SAMPLE MOVER FOR FLOW CYTOMETRY AND CELL SORTER SYSTEMS”的美国专利申请No.63146562中公开的。一个或更多个铰链202A-202B、202C-202D分别联接到壳体200的底部部分(基座)和门112-113并位于壳体200的底部部分(基座)与门112-113之间。门绕一个或更多个铰链202A-202B、202C-202D枢转。
当门关闭时,壳体200形成容纳腔室128的一部分。壳体的顶面具有与偏转腔室122的基座对准的顶面开口,以接收从样本生物流体的中心流1699C选择性地偏转的液滴。选定的偏转液滴被引导并加载到容纳腔室内的一个或更多个容器(例如,试管或井穴板)中。
图2B例示了沿着样本输入站130和DDU腔室128的壳体200的边缘安装的密封件(顶部密封部分212T、基座密封件212B、侧密封件212S、左侧密封件212L、右侧密封件和底部密封件212B,统称为密封件212)。当DDU门112和样本门113关闭时,密封件212提供气阻密封。DDU门112具有搁板133(图1C中示出),当关闭时该搁板133向下压在顶部密封部分212T上。密封件212的其他部分,例如底部部分212B和侧面部分212S、212L,被门112-113推动并且向上挤压抵靠DDU腔室128的边缘。当门关闭时,DDU腔室128和SIS130与细胞分选仪100所在的环境(例如,实验室)的外部周围空气封离。此外,DDU腔室128和SIS130处于真空负压下,以附加地帮助防止细胞/分子/气体从细胞分选仪逸出到环境(例如实验室)的周围空气中。
为了保持门112-113关闭,细胞分选仪/流式细胞仪系统100包括一个或更多个电磁锁。电磁锁包括安装到壳体200的电磁体203A-203B、205A和联接到门112、113的内表面的金属扣件206A-206C。当门112、113关闭时,电磁体可被通电并将金属扣件吸引到其上,从而将其保持关闭,使得任何有害气溶胶或微粒不会释放到周围空气中。由于电磁体需要电力并且并不总是通电,因此还可以使用至少一个无源磁力锁来将门保持关闭。无源磁力锁包括安装到壳体200的至少一个磁体205A-205C和联接到门的金属扣件。门可以是金属的,在这种情况下,门的一部分可以提供金属扣件。在任何情况下,无源磁体205A-205C吸引金属扣件并且即使当不再提供电力时也可以保持门112、113关闭。
在图2A中,可以看到细胞分选仪100的DDU腔室128,其中,门112-113都枢转到打开位置。DDU腔室128的壁208中的开口示出了安装在通向和离开空调腔室的隧道内的输入空气过滤器204I和输出空气过滤器204O。壁208后面是一个或更多个风扇和至少一个加热/空调元件,以迫使空气通过空气过滤器并维持SIS130中的样本和腔室128中的分选的细胞/分子的期望温度范围。
DDU门112和样本输入门113与密封件212一起提供良好的密封以将DDU腔室128与流式细胞仪/细胞分选仪100的其他部分以及周围环境隔离。分选出并在DDU腔室128中捕获的样本液滴可能需要温度受控的环境来维持它们。此外,捕获的细胞可能是不希望成为气溶胶并逃逸到环境中的病原体。因此,利用磁加载系统和密封门,细胞分选仪可以向DDU腔室128提供集成式过滤系统和温度受控的环境。DDU腔室在本文中可被称为容纳腔室128,因为它在发生分选的同时容纳气溶胶。
现在参见图7A,紧凑型细胞分选仪系统100的前视图总体上指示了微滴偏转单元(DDU)子系统58及其容纳腔室128。图7B例示了紧凑型细胞分选仪系统100的剖视图,示出了与电子子系统18和流控子系统14相比,包括图1A中所示的分选子系统33和加载子系统29的微滴偏转单元(DDU)子系统58的大体位置。微滴偏转单元(DDU)子系统58可以包括维持容纳腔室的温度并过滤气溶胶的空调子系统700。
图8是紧凑型细胞分选仪系统中的微滴偏转单元(DDU)子系统58的放大剖视图。微滴偏转单元(DDU)子系统58包括分选子系统33和沉积子系统29以及空调子系统700。DDU腔室128包括沉积子系统29和样本输入站(SIS)子系统130,以支持维持分选的样本液滴以及位于图6B和图8所示的样本输入支架1722中的样本管中的输入样本。
围绕容纳腔室128的壳体200具有左侧壁207、右侧壁209以及位于左侧壁与右侧壁之间的中间壁208,如图2A至图2B和图8所示。壳体200的顶面211联接到左侧壁207、中间壁208和右侧壁209的顶边缘。容纳腔室128中的壳体200的底面或基座是分隔板206。分隔板206支撑磁性沉积系统。空调腔室828中的壳体200的基座可以由与壁相同的材料形成。
如图8所示,中间壁208在壳体的左侧壁附近具有进入左隧道802L的左隧道开口801L。中间壁208还在壳体的右侧壁附近具有进入右隧道802R的右隧道开口801R。左隧道802L和右隧道802R位于容纳腔室128与空调腔室828之间。空调腔室828是空调子系统700的一部分,用于根据需要冷却或加热空气以将温度控制到设定温度。设定温度可由用户通过软件用户界面输入,并且由存储在存储器中并由个人计算机(PC)或计算机工作站的处理器执行的软件控制。
空调子系统700还可以包括安装在左隧道802L中的左空气过滤器804L和安装在右隧道802R中的右空气过滤器804R。空调子系统700还包括与左空气过滤器804L和左隧道802L对准的左风扇806L以及与右空气过滤器804R和右隧道802R对准的右风扇806R,用于在容纳腔室与空调腔室之间将空气移动经过过滤器。在一些实施方式中,左空气过滤器804L和右空气过滤器804R是高效微粒空气(HEPA)过滤器。在一些实施方式中,左空气过滤器和右空气过滤器是超低微粒空气(ULPA)过滤器。
在细胞分选仪系统100中,左隧道802L和左空气过滤器804L比右隧道802R和右空气过滤器804R更靠近从偏转单元落下的液滴。设置容纳腔室与空调腔室之间的气流方向以尽量避免当液滴从偏转装置落入井穴或试管中时干扰液滴。空气从容纳腔室128流出,通过左隧道802L和左过滤器804L进入空调腔室828,如图9A至图9B中的箭头902A-902B所示。空气从空调腔室828通过右隧道802R和右过滤器804R流入容纳腔室128,如图9A至图9B中的箭头904A-904B所示。因此,左风扇806L将空气从容纳腔室128通过左隧道802L和左过滤器804L吸入空调腔室828。右风扇806R将来自空调腔室828的空气通过右隧道和右空气过滤器804R推入容纳腔室128。这样,左过滤器和左风扇可以被称为排气过滤器和排气风扇,而右过滤器和右风扇可以被称为回流过滤器和回流风扇。当然,容纳腔室的两侧可以颠倒(偏转单元和试管/井穴在右侧,样本输入在左侧)并且气流的两侧颠倒。
左空气过滤器804L去除从容纳腔室128流经左隧道802L并进入空调腔室828的空气中的细胞/微粒。右隧道802R中的右空气过滤器804R去除从空调腔室828流出进入容纳腔室128的空气中的微粒。左侧风扇806L与左隧道802L对准,以将空气从容纳腔室128抽吸通过左空气过滤器804L并进入空调腔室128。右风扇806R与右隧道802R对准,以将空气从空调腔室828推过右空气过滤器804R并进入容纳腔室128。
如图2A所示,通过壳体200中的顶面开口250从偏转腔室122接收选定的样本液滴。右风扇806R推动空气通过右空气过滤器804R、右隧道802R并进入与顶面开口250所在的壳体相反的一侧的容纳腔室128。因此,定位右风扇806R并且将其推动空气进入容纳腔室128的方向选择成避免将空气直接吹入被分选到容器(例如,试管、井穴板)中的液滴流中。这是为了避免在错误的容器(例如板中与预期井穴相邻的井穴)中错误地捕获微粒或细胞。
如图8所示,容纳壳体200具有带开口811的后壁808,该开口从空调腔室828通入系统100后部的开放空间838。空调子系统700还包括安装在壳体200的后壁开口811中的热电冷却(TEC)阵列850。热电冷却(TEC)阵列850安装于空调腔室828与开放的后部空间838之间。TEC阵列密封后壁808中的开口811。空调子系统700还包括联接到TEC阵列850的正面的正面散热器851和联接到TEC阵列850的背面的背面散热器852。
正面散热器851从TEC阵列850延伸到空调腔室828中以加热或冷却空调腔室828中的空气。背面散热器852延伸到形成TEC阵列850的开放空间838中,以向周围空气中散热或从周围空气吸收热量。以这种方式,热电冷却(TEC)阵列850和背面散热器可以接收周围空气作为散热器来冷却或者作为冷散热器(cold sink)来加热TEC阵列的背面。TEC阵列850具有成一排的多个TEC装置850A-850D,以控制空调腔室828和容纳腔室128中的空气温度。
TEC阵列850与图1A、图7B中所示的电子子系统18的温度控制电路55以通信方式电联接。温度传感器280安装在容纳腔室128中以控制其中的空气温度,以维持样本输入和由细胞分选仪输出的分选液滴的期望温度。在一些实施方式中,温度传感器在容纳腔室中安装到壳体200的顶面211。温度传感器280与温度控制电路55以通信方式电联接以提供反馈。温度传感器280对容纳腔室128中抽取样本输入并且分选出所选择的液滴处的空气温度进行采样。
控制电路55从软件用户界面接收期望空气温度设定点,并且基于感测到的温度来控制TEC阵列850以加热和/或冷却空调腔室828中的空气,然后通过右侧风扇806R将空气吹入容纳腔室128中。TEC阵列可以基于电流的方向和控制水平来加热空调腔室中的空气或冷却空调腔室中的空气。温度控制电路55控制TEC阵列850以利用在一定安培范围内沿第一方向流动的电流来加热空调腔室828中的空气。为了加热腔室828,TEC阵列的正面是暖侧并且TEC阵列的背面是冷侧。温度控制电路55控制TEC阵列850以利用在一定安培范围内在与第一方向相反的第二方向上流动的电流来冷却空调腔室828中的空气。为了冷却腔室828,TEC阵列的正面是冷侧并且TEC阵列的背面是热侧。在任一情况下,空调腔室828中的经冷却或加热的空气被右风扇806R推入容纳腔室128中,并被左风扇806L抽吸回到空调腔室828中。
现在参照图9A,温度控制电路55控制TEC阵列850以利用沿一个方向的电流流动来冷却空调腔室828中的空气。TEC阵列850的正面是冷侧,TEC阵列的背面是热侧。温度控制电路55控制TEC阵列850来冷却空调腔室828中的空气。来自空调腔室的空气中的热量被联接到TEC阵列的正面的正面散热器851吸入,使得空调腔室中的空气更冷。来自空调腔室828的冷空气被右侧(返回)风扇806R推入容纳腔室128,如箭头904A所示。容纳腔室128中的冷空气由其中的物体(包括样本和任何分选的液滴)加热。如箭头902A所示,暖空气被左侧风扇从容纳腔室128抽出。
正面散热器851从TEC阵列的正面吸取冷量(cold)并将其传递到空调腔室828中的空气中。背面散热器852从TEC阵列的背面吸取热量并将其传递到周围空气中,如箭头903A所示(空气流过背面散热器的方向),其中C是冷侧,H是热侧。开放空间838中的风扇可用于促进与背面散热器852的热交换过程。
现在参照图9B,温度控制电路55控制TEC阵列850以利用沿另一方向的电流流动来加热空调腔室828中的空气。TEC阵列850的正面是热侧,TEC阵列的背面是冷侧。来自TEC阵列的正面的热量被传递到正面散热器851中并传递到空调腔室中的空气中。来自空调腔室828的暖空气被右侧(返回)风扇806R推入容纳腔室128,如带有字母H的箭头904B所示。容纳腔室128中的暖空气将热量传递至其中的物体(包括样本和任何分选的液滴)并冷却。冷空气由左侧风扇从容纳腔室128抽出,如带有字母C的箭头902B所示。
正面散热器851从TEC阵列的正面吸取热量并将其传递到空调腔室828中的空气中。背面散热器852从周围空气吸取热量并将其传递到TEC阵列的背面中。在穿过背面散热器852之后,周围空气变得更冷,如箭头903B所示(空气流过背面散热器的方向),其中C是冷侧并且H是热侧。风扇可用于促进周围空气与背面散热器852之间的热交换过程。
现在参照图8和图10A至图10B,当完成对样本的分选或发生紧急情况并且需要打开门112、113时,可以通过排气口832排出腔室128、828中的空气和气溶胶。偏转单元122的腔室中的空气也可以被排空。在允许接近样本之前,磁力锁可以保持门112、113的关闭,直到腔室中的空气已经通过腔室128、828之间的空气过滤器循环预定的时间段,如图9A至图9B所示。预定时间段的开始可以基于用户在最后样本输入并且通过细胞分选仪进行分选时或者在样本输入结束并且通过流式细胞仪运行样本时通过机械按钮(中止/中断按钮)或软件用户界面中的软件按钮(中止/中断按钮)手动选择。
为了支持空气从细胞分选仪系统中排出,壳体200还在空调腔室828的侧壁中具有排气开口830。排气口832安装在排气开口830中。排气口832是选择性地打开以将空气从空调腔室828排出到细胞分选仪/流式细胞仪之外的阀。排气口832可以利用通过气压打开/关闭的瓣阀来被动地操作。另选地,排气口可以利用由可逆马达驱动的瓣阀来激活,以在软件/硬件控制下打开/关闭。
如图10A所示,为了通过排气口排出空气,左风扇806L保持打开并且右风扇806R关闭。左风扇806L将空气从容纳腔室128(箭头1002-1002)中抽出并从偏转单元122中抽出(参见图10B中的箭头1003、1004)并进入空调腔室828。空调腔室828中的空气被左风扇806L从空调腔室推出(参见图10A中的箭头1010)并通过排气口832的打开阀。
腔室中的空气可以通过排气口832排入细胞分选仪/流式细胞仪外部的周围空气中,例如实验室房间或特定实验室密闭空间中的周围空气。另选地,可以将排气软管固定在系统外部的排气口周围,以便从腔室中排出的空气可以移动到远离实验室的远程空间以供进一步处理。
细胞分选仪/流式细胞仪系统100的容纳腔室128中的空气可被排空到空调腔室828中并通过图10A所示的排气口832排出。为此,需要关闭与右隧道对准的回流风扇(右风扇),该回流风扇通常将空气从空调腔室推入容纳腔室。如果关闭,则打开与左隧道对准的排气风扇(左风扇),该风扇将空气通过左隧道从容纳腔室抽出进入空调腔室。如果关闭,则打开排气口832中的阀。因此,当阀打开时,排气风扇(左风扇)可以将空调腔室中的空气通过排气口推出到环境中。排气风扇连续运行达预定时间段,以将空气排出容纳腔室和空调腔室。
图10B示出了偏转单元122,其门1061打开并摆动远离后主体/壳体1060,并且闩锁1070从扣件1071释放。如图10B所示,左(排气)风扇806L连续运转预定时间段,可以进一步将来自分选腔室1063和偏转腔室1064中的空气通过液滴槽1062排入容纳腔室128、空调腔室828中,并从排气口832排出。如箭头1003、1004所示,可以通过偏转单元122顶部处的流开口1065将附加的空气从细胞分选仪内部通过排气口抽出。门1061中的通道1066可以帮助从细胞分选仪中排出空气。经过预定时间段后,可以关闭排气风扇806L,然后释放磁力锁,使得可以手动打开门112、113。
优点
细胞分选仪100、其组件和子组件具有许多优点。样本周围空气的空气调节被集成到紧凑的单元中,因此无需附接外部空气软管或外部加热器或外部空调即可轻松使用。水平调节既可以利用旋钮手动提供,也可以在马达控制下远程提供,使得液滴的中心流路径1699C的位置被适当地定位。容纳腔室中以及系统其他地方的空气可以在需要时自动过滤、加热/冷却和排空。
本公开考虑了其他实施方式或目的。应当理解,本发明的实施方式可以通过除所描述的实施方式之外的其他方式来实践,在本说明书中呈现这些实施方式是出于说明而非限制的目的。说明书和附图不旨在限制本专利文件的排除范围。应当注意,本说明书中讨论的特定实施方式的各种等同物也可以由所要求保护的本发明来实现。也就是说,虽然已经描述了本发明的具体实施方式,但是很明显,根据前面的描述,许多替换,修改,置换和变化将变得显而易见。因此,所要求保护的发明旨在包含落入所附权利要求的范围内的所有这些替换,修改和变化。产品、处理或方法与一个或更多个所描述的示例性实施方式存在差异的事实并不意味着该产品或处理在所附权利要求的范围(文字范围和/或其他法律上认可的范围)之外。
Claims (29)
1.一种紧凑型分选流式细胞仪系统,所述紧凑型分选流式细胞仪系统包括:
流控系统,所述流控系统具有流通池和与所述流通池连通的偏转腔室,以接收具有一个或更多个生物细胞或微粒的样本生物流体的流中的液滴,并选择性地偏转具有所述一个或更多个生物细胞或微粒的所述样本生物流体的所述流中的所述液滴;
微滴沉积单元(DDU)系统,所述DDU系统与所述偏转腔室连通,以将具有所述一个或更多个生物细胞或微粒的所述样本生物流体的所述流中的选择性地偏转的液滴接收到一个或更多个容器中,所述DDU系统包括
壳体或外壳,所述壳体或外壳具有被所述壳体的边缘包围的开放面,所述壳体形成容纳腔室的一部分,所述壳体具有与所述偏转腔室对准的顶面开口,以将所述样本生物流体的所述流中的选择性地偏转的液滴接收到所述容纳腔室中的一个或更多个容器中,
密封件,所述密封件围绕所述壳体的边缘安装,
一个或更多个铰链,所述一个或更多个铰链联接到所述壳体的底部部分,以及
门,所述门联接到所述一个或更多个铰链以使所述门绕所述一个或更多个铰链枢转,所述门在关闭时压靠所述密封件并将所述容纳腔室与外部环境隔绝。
2.根据权利要求1所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,所述DDU系统还包括:
电磁锁,所述电磁锁包括安装到所述壳体的至少一个电磁体以及联接到所述门的内表面的金属闩锁,其中,当所述门关闭并且所述至少一个电磁体通电时,所述金属闩锁被吸引至所述至少一个电磁体。
3.根据权利要求2所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,所述DDU系统还包括:
磁力锁,所述磁力锁包括安装到所述壳体的至少一个磁体以及联接到所述门的内表面的金属闩锁,其中,当所述门关闭时,所述金属闩锁被吸引至所述至少一个磁体。
4.根据权利要求1所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统的所述壳体具有中间壁,所述中间壁具有靠近第一侧壁的通入第一隧道中的第一隧道开口和靠近第二侧壁的通入第二隧道中的第二隧道开口,所述第二隧道通向空调腔室,所述DDU系统还包括:
第一空气过滤器,所述第一空气过滤器在所述第一隧道中,所述第一空气过滤器去除从所述容纳腔室流入所述空调腔室的空气中的微粒;
第一风扇,所述第一风扇与所述第一隧道对准,所述第一风扇将空气抽吸通过所述第一隧道中的所述第一空气过滤器并进入所述空调腔室中;
第二空气过滤器,所述第二空气过滤器在所述第二隧道中,所述第二空气过滤器去除从所述空调腔室流出到所述容纳腔室的空气中的微粒;以及
第二风扇,所述第二风扇与所述第二隧道对准,所述第二风扇将空气推动通过所述第二隧道中的所述第二空气过滤器并进入所述容纳腔室中。
5.根据权利要求4所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
将空气推动通过所述第二隧道中的所述第二空气过滤器并进入所述容纳腔室中的所述第二风扇位于所述偏转腔室的与所述壳体中的所述顶面开口相反的一侧,从而避免将空气直接吹入液滴流中并在容器中错误地捕获微粒或细胞。
6.根据权利要求4所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统的壳体还具有排气开口,所述排气开口从所述空调腔室通入周围环境中,并且所述DDU系统还包括:
排气口,所述排气口在所述排气开口中,所述排气口选择性地打开以将空气从所述空调腔室排入周围环境中。
7.根据权利要求4所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述壳体的所述空调腔室包括位于后壁中的开口,并且所述DDU系统还包括:
热电冷却(TEC)阵列,所述热电冷却(TEC)阵列在所述壳体的所述后壁中的所述开口中位于所述空调腔室与开放以接收周围空气的空间之间,所述TEC阵列具有成一排的多个TEC装置,以控制所述空调腔室和所述容纳腔室中的空气温度;
正面散热器,所述正面散热器在所述空调腔室中,所述正面散热器联接到所述TEC阵列的正面;以及
背面散热器,所述背面散热器在所述开放空间中,所述背面散热器联接到所述TEC阵列的背面。
8.根据权利要求7所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述TEC阵列的正面为冷侧,并且所述TEC阵列的背面为热侧。
9.根据权利要求7所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统还包括:
温度传感器,所述温度传感器安装在所述容纳腔室中,所述温度传感器对所述容纳腔室中的空气温度进行采样;
控制电路,所述控制电路与所述温度传感器和所述TEC阵列以通信方式联接,所述控制电路接收期望空气温度设定点并控制所述TEC阵列加热和/或冷却所述空调腔室中的被所述第二风扇吹入所述容纳腔室中的空气。
10.根据权利要求9所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述温度传感器在所述容纳腔室中安装到所述壳体的顶面。
11.根据权利要求9所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述控制电路通过沿第一方向的电流来控制所述TEC阵列加热空气,以及通过沿与所述第一方向相反的第二方向的电流来控制所述TEC阵列冷却空气。
12.根据权利要求7所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统还包括:
非金属分隔板,所述非金属分隔板插入所述壳体中,所述非金属分隔板形成所述容纳腔室的基座。
13.根据权利要求12所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统还包括:
一对轨道,所述一对轨道围绕所述顶面开口联接到所述壳体的顶面,
磁性圆盘,所述磁性圆盘能够在所述分隔板上以磁性方式滑动地移动,
收集板,所述收集板位于所述磁性圆盘的顶部,所述收集板具有多个井穴以接收分选的样本流体液滴,以及
板引导件,所述板引导件滑入所述一对轨道中,所述板引导件具有单个分选开口,以在所述板引导件被所述磁性圆盘移动时将液滴引导至所述样本收集板的所述多个井穴中的各个选定的井穴中。
14.根据权利要求12所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述DDU系统还包括:
一对轨道,所述一对轨道围绕所述顶面开口联接到所述壳体的顶面,
管收集支架,所述管收集支架滑入所述一对轨道中,所述管收集支架具有接收多个试管的多个管开口,以将液滴接收到各个试管中。
15.根据权利要求4所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述第一空气过滤器和所述第二空气过滤器是高效微粒空气(HEPA)过滤器。
16.根据权利要求4所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述第一空气过滤器和所述第二空气过滤器是超低微粒空气(ULPA)过滤器。
17.一种排空流式细胞仪的容纳腔室中的空气的方法,所述方法包括以下步骤:
关闭空调腔室与容纳腔室之间的第一隧道中的回流风扇;
打开所述空调腔室与所述容纳腔室之间的第二隧道中的排气风扇,所述排气风扇将空气从所述容纳腔室抽出,进入所述空调腔室中,
打开排气口中的阀,所述排气风扇将空气从所述空调腔室推出,通过所述排气口进入所述环境中;以及
连续运行所述排气风扇达预定时间段,以将空气从所述容纳腔室排空。
18.根据权利要求17所述的排空空气的方法,所述方法还包括:
在所述预定时间段之后,关闭所述排气风扇。
19.根据权利要求18所述的排空空气的方法,所述方法还包括:
在所述预定时间段之后,释放所述电磁锁。
20.根据权利要求17所述的排空空气的方法,其中,
连续运行所述排气风扇达预定时间段的步骤还通过所述容纳腔室排空来自分选腔室和偏转腔室的空气。
21.一种紧凑型分选流式细胞仪系统,所述紧凑型分选流式细胞仪系统包括:
流通池,所述流通池形成具有一个或更多个生物细胞或微粒的样本生物流体的多个液滴的流,所述流通池具有流通池主体,所述流通池主体具有接收导电软管接头的端口以接收来自分选控制器的信号,从而选择性地将电荷施加到鞘流体和所述样本生物流体的至少一个液滴,以形成至少一个带电液滴,并且另外留下多个不带电液滴;
偏转单元,所述偏转单元与所述流通池连通以接收所述样本生物流体的所述流中的所述至少一个带电液滴和所述多个不带电液滴,所述偏转单元包括:
具有偏转锥体的壳体和与所述流通池连通的偏转腔室,所述偏转腔室接收所述流中的所述至少一个带电液滴和所述多个不带电液滴,所述壳体还具有位于所述偏转腔室中的带有排放口的桶,以将液滴抽吸至废物出口中,所述壳体还具有位于基座处的槽;
安装在所述偏转锥体中的第一静电荷板和与所述第一静电荷板相对的第二静电荷板,各个静电荷板之间的间隙逐渐变大,所述第一电荷板接收高正电压并且所述第二电荷板接收高负电压以形成静电荷场,所述流中的所述至少一个带电液滴和所述多个不带电液滴穿过该静电荷场,其中,所述多个不带电液滴在所述样本生物流体的液滴的中心流路径中穿过所述静电荷场,并且所述至少一个带电液滴偏离所述中心流路径;以及
沿着所述壳体的所述桶中的轴布置的第一枢转溢流口、第二枢转溢流口以及位于所述第一枢转溢流口与所述第二枢转溢流口之间的非枢转中心收集器,其中,所述第一枢转溢流口和所述第二枢转溢流口随着所述第一轴在第一位置与第二位置之间枢转,所述第一位置引导液滴进入所述桶中以顺着所述排放口抽吸下来,所述第二位置允许偏离所述中心流路径的所述至少一个带电液滴穿过所述槽以供收集,其中,所述中心非枢转抽吸器是非枢转的,以将所述中心流路径中的所述多个不带电液滴引导到所述桶中以顺着所述排放口抽吸下来。
22.根据权利要求21所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
所述第一枢转溢流口、所述第二枢转溢流口和所述中心非枢转抽吸器能够随着所述第一轴水平地调节(从一侧到另一侧),以将所述中心非枢转抽吸器与来自所述流通池的所述多个不带电液滴的所述中心流路径对准。
23.根据权利要求21所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,所述紧凑型分选流式细胞仪系统还包括:
第二轴,所述第二轴穿过所述第一轴中的中空开口插入;以及
螺纹调节旋钮,所述螺纹调节旋钮与所述第二轴的螺纹啮合,以在沿一个方向转动时拉动所述第二轴,并且在沿相反方向转动时将所述第二轴推出,以调节所述第一枢转溢流口、所述第二枢转溢流口和所述中心非枢转抽吸器的水平位置。
24.根据权利要求21所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
所述偏转单元滑动地安装到至少一个轨道,并且能够沿着所述至少一个轨道水平地调节,以调节所述中心流路径的位置。
25.根据权利要求24所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
所述偏转单元被水平地调节以将所述中心流路径的位置调节为等距地位于所述偏转锥体中的所述第一静电荷板与所述第二静电荷板之间。
26.根据权利要求2所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
所述偏转单元滑动地安装到至少一个轨道,并且能够沿着所述至少一个轨道水平地调节,以调节所述中心流路径的位置。
27.根据权利要求26所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,
所述偏转单元被水平地调节以将所述中心流路径的位置调节为等距地位于所述偏转锥体中的所述第一静电荷板与所述第二静电荷板之间。
28.根据权利要求23所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,所述紧凑型分选流式细胞仪系统还包括:
第一带轮,所述第一带轮联接到所述第一轴;
可逆电动马达,所述可逆电动马达具有联接到第三轴的第二带轮,所述第三轴由所述可逆电动马达顺时针和逆时针旋转;
环形皮带,所述环形皮带安装在所述第一带轮和所述第二带轮上;
其中,所述环形皮带响应于所述可逆电动马达而驱动所述第一带轮,以使所述第一枢转溢流口和所述第二枢转溢流口在所述第一位置与所述第二位置之间枢转。
29.根据权利要求21所述的紧凑型分选流式细胞仪系统,其中,所述信号是以下信号之一:
接地信号,所述接地信号将地施加到所述鞘流体并使所述多个不带电液滴不带电;
正电荷信号,所述正电荷信号将正电荷施加到所述鞘流体,该正电荷被转移到液滴以形成带正电的液滴;以及
负电荷信号,所述负电荷信号将负电荷施加到所述鞘流体,该负电荷被转移到液滴以形成带负电的液滴。
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