CN117642668A - 物镜和样本分析装置 - Google Patents

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CN117642668A CN202280048537.8A CN202280048537A CN117642668A CN 117642668 A CN117642668 A CN 117642668A CN 202280048537 A CN202280048537 A CN 202280048537A CN 117642668 A CN117642668 A CN 117642668A
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长江聪史
畠山丈司
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Abstract

提供了一种在样本分析装置(100)中使用的物镜(300)，样本分析装置(100)用于从流过流道(C)的粒子(P)中检测多个波段中的光，并且物镜(300)设置在流道附近，其中，转换光路长度L与干燥系统中的物镜的焦距f的比率满足以下表达式(1)，转换光路长度L通过将流道侧透镜表面与流道的中心之间的距离转换成在干燥系统中的距离而获得。(1)0.15≤L/f≤0.45。

Description

物镜和样本分析装置
技术领域
本公开涉及物镜和样本分析器。
背景技术
近年来，随着分析方法的发展，例如，已经提出了能够在使生物细小粒子如细胞和微生物以及细小粒子如微珠流过流道的过程中分析细小粒子或基于分析结果分选细小粒子的分析器。作为细小粒子的分析或分选技术的实施例，存在称为流式细胞术的分析技术。在流式细胞术中，使待分析的细小粒子以在流体中对齐的状态流过流道，并且用激光等照射流动的细小粒子以检测从每个细小粒子发出的荧光或散射光。此外，在流式细胞术中，通过光学机构检测从粒子发出的荧光或散射光，并且通过分析计算机从所检测的光学信息中提取粒子的特征以执行分析。
此外，近年来，作为基本医学和临床领域的请求，对于用于流式细胞术等的分析器，强烈要求能够进行用于检测多个不同波长的光的多色分析以执行分析的分析器。作为能够进行多色分析的设备，光谱样本分析器(流式细胞仪)已经引起关注。光谱样本分析器配备有检测多个不同波长范围内的光的光检测器，并且可以检测例如宽波长范围内的荧光。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2005-501290 A
发明内容
样本分析器设置有将从细小粒子发出的光引导至光检测器的检测光学系统，并且检测光学系统包括设置在流道附近的物镜。因为物镜需要将从流过流道的细小粒子发出的光引导至光检测器并且考虑到外部振动和流道的外部负载确保刚性，所以需要设置物镜和流道之间的合适距离。此外，为了避免样本分析器的尺寸增加，需要减小物镜的尺寸。此外，为了通过样本分析器检测宽波长范围，由于在物镜的像差的改进方面的限制，在现有技术中难以适当地检测宽波长范围中的光。
此外，为了通过样本分析器检测宽波长范围内的光，需要在检测光学系统中布置各种光学元件。然而，在现有技术中，很难保证布置各种光学部件的空间，或者各种光学部件的布置是有限的。另外，在现有技术中，即使能够布置光学部件，由于无法自由地布置光学部件，因此无法避免样本分析器大型化。此外，在现有技术中，难以减小光学部件的尺寸，并且因此样本分析器不可避免地变大。
因此，本发明的目的在于，提供一种物镜和样本分析器，该物镜和样本分析器能够在支持较宽的波长区域的光的检测的同时确保流道的刚性，并且能够实现样本分析器及其各种光学部件的小型化。
问题的解决方案
根据本公开，提供了一种用于样本分析器的物镜，该样本分析器从流过流道的粒子中检测多个波段中的光。物镜设置在流道附近，并且物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中物镜的焦距f的比率，其中，转换光路长度L表示被转换成干燥系统中的距离的从流道侧的透镜表面到流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)
此外，根据本公开，提供了一种样本分析器，包括：物镜，聚集通过用光照射流过流道的粒子而产生的光；检测单元，检测来自物镜的光；以及检测光学系统，将来自物镜的发出光引导至检测单元。在样本分析器中，物镜被设置在流道附近，并且物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中的物镜的焦距f的比率，其中，转换光路长度L是被转换成干燥系统中的距离的从流道侧的透镜表面到流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)
附图说明
图1是示意性地示出可应用本公开的实施方式的样本分析器的整体配置的实施例的示图。
图2是示意性地示出根据比较例的检测单元的配置的实施例的示图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的检测单元的配置实施例的示图(部分1)。
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的检测单元的配置的实施例的示图(部分2)。
图5是示意性地示出实施例1至4中的L/f值的数据。
图6A是示意性地示出实施例1中的物镜的截面图。
图6B是示意性地示出实施例1中的物镜的透镜数据。
图6C是示意性地示出实施例1中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的纵向像差图(球面像差)。
图6D是示意性地示出实施例1中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时的物体表面上的纵向像差图(像散)。
图6E是示意性地示出实施例1中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(畸变像差)。
图6F是示意性地示出实施例1中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
图7A是示意性地示出实施例2中的物镜的截面图。
图7B是示意性地示出实施例2中的物镜的透镜数据。
图7C是示意性地示出实施例2中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时的物体表面上的纵向像差图(球面像差)。
图7D是示意性地示出实施例2中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(像散)。
图7E是示意性地示出实施例2中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(畸变像差)。
图7F是示意性地示出实施例2中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
图8A是示意性地示出实施例3中的物镜的截面图。
图8B是示意性地示出实施例3中的物镜的透镜数据。
图8C是示意性地示出实施例3中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的纵向像差图(球面像差)。
图8D是示意性地示出实施例3的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时的物体表面上的纵向像差图(像散)。
图8E是示意性地示出实施例3中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(畸变像差)。
图8F是示意性地示出实施例3中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
图9A是示意性地示出实施例4中的物镜的截面图。
图9B是示意性地示出实施例4中的物镜的透镜数据。
图9C是示意性地示出实施例4中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的纵向像差图(球面像差)。
图9D是示意性地示出实施例4中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(像散)。
图9E是示意性地示出实施例4中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图(畸变像差)。
图9F是示意性地示出实施例4中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的部件用相同的附图标记表示，以省略多余的描述。此外，在本说明书和附图中，通过在相同的参考符号之后附接不同的字母表，可以区分具有基本上相同的功能配置的多个部件。然而，当不特别需要区分具有基本上相同或相似功能配置的多个部件中的每个部件时，仅分配相同的参考符号。
此外，在以下描述中提及的附图是为了便于描述和理解本公开的实施方式的附图，并且为了清晰起见，在附图中示出的形状、尺寸、比率等可与实际不同。类似地，可部分地省略说明。此外，考虑到以下描述和公知技术，在附图中示出的配置实施例可在设计上适当地修改。
应注意，在以下描述中，本公开的实施方式应用于检测和分析从细小粒子发出的荧光和散射光的分析器(流式细胞仪)的情况将被描述为实施例，但是本实施方式的应用不限于分析器。例如，如稍后将描述的，本公开的实施方式可应用于分析细小粒子并基于分析结果单独分选或计数细小粒子的装置(细胞分选器)。
注意，将按照以下顺序给出描述。
1.创建本公开的实施方式的背景
1.1 样本分析器
1.2 根据比较例的检测单元
1.3 背景
2.本公开的实施方式
2.1 检测单元
2.2 物镜
3.实施例
3.1实施例1
3.2实施例2
3.3实施例3
3.4实施例4
4.概述
5.补充
<<1.创建本公开的实施方式的背景>>
<1.1样本分析器>
首先，在描述根据本公开的实施方式之前，将描述由发明人创建根据本公开的实施方式的背景。首先，将参考图1描述可应用本公开的实施方式的样本分析器(流式细胞仪)的整体配置的概要。图1是示意性地示出了可应用本公开的实施方式的样本分析器的整体配置的实施例的示图。
图1中示出的样本分析器100包括光照射单元101、检测单元102和信息处理单元103，光照射单元101利用光照射包括流过流道(比色皿)C的细小粒子P的样本S，检测单元102检测由照射生成的光，信息处理单元103处理关于检测单元102所检测的光的信息。样本分析器100的实施例除了流式细胞仪之外还包括成像细胞仪。此外，样本分析器100可包括分选单元104，分选单元104分选样本中的特定细小粒子P。包括分选单元104的样本分析器100的实施例是细胞分选器。在下文中，将顺序地描述可以由在图1中示出的样本分析器100分析的样本S和样本分析器100的每个部件的细节。
(样本S)
样本S可以是包含细小粒子P的液体样本。例如，细小粒子P可以是细胞或无细胞生物粒子。细胞可以是活细胞，并且其更具体的实施例包括血细胞(诸如红血细胞和白血细胞)和生殖细胞(例如精子和受精卵)。另外，细胞可以直接从诸如全血的标本收集，或者可以是培养后获得的培养细胞。无细胞生物粒子的实施例包括细胞外小泡，并且更具体地是外来体和微泡。这些生物粒子可以用一种或多种标记物质(例如，染料(荧光染料)和荧光染料标记的抗体)标记。应注意，图1中示出的样本分析器100可用于分析除生物粒子之外的细小粒子P。例如，可以分析珠子以用于校准。
(流道C)
流道C可以被配置为使得形成其中样本S流动的流，具体地，包含在样本S中的细小粒子P基本上布置成一行。包括流道C的流道结构可被设计为形成层流。具体地，流道结构可被设计为形成层流，其中样本S的流(样本流)被鞘液的流包围。流道结构的设计可以由本领域技术人员适当选择，或者可以采用已知的流道结构。流道C可以形成在诸如微芯片(具有微米级的流道的芯片)或流动池等流道结构内部。流道C的宽度例如为1mm以下，具体为10μm以上且1mm以下。流道C和包括流道C的流道结构可以由诸如塑料或玻璃的材料形成。
样本分析器100被配置为使得流过流道C的样本S(具体地，样本S中的细小粒子P)被来自后面描述的光照射单元101的光照射。样本分析器100可被配置为使得针对样本S的照射点(询问点)位于其中形成有流道C的流道结构中，或者可被配置为使得照射点位于流道结构的外部。前者结构的实施例是其中光被施加至微芯片或流动池内部的流道C的结构。在后者结构中，光可以在离开流道结构(具体地，其喷嘴部分)之后施加至细小粒子P。后者结构的实施例是射入空气流式细胞仪。
(光照射单元101)
光照射单元101包括发出光的光源单元(未示出)和将光引导至照射点的导光光学系统(未示出)。光源单元包括一个或多个光源。光源的类型是例如激光光源或发光二极管(LED)。从每个光源发出的光的波长可以是紫外光、可见光或红外光中的任何波长。更具体地，例如，从每个光源发出的光的波长可以在包括320nm、355nm、405nm、488nm、561nm、637nm和808nm的每个波段中。例如，导光光学系统包括诸如分束器组、镜组或光纤的光学部件。此外，导光光学系统可以包括用于聚集光的透镜组，并且包括例如物镜。样本S和光相交的照射点可以是一个或多个。光照射单元101可被配置为相对于一个照射点聚集从一个或多个不同的光源发出的光。
(检测单元102)
检测单元102包括至少一个光检测器(未示出)，其检测通过用光照射细小粒子P产生的光。待检测的光是例如荧光或散射光(例如，前向散射光、后向散射光和侧向散射光中的任一个或多个)。每个光检测器包括一个或多个光接收元件，例如，光接收元件阵列。每个光检测器可以包括一个或多个光电倍增管(PMT)和/或光电二极管(如雪崩光电二极管(APD)和多像素光子计数器(MPPC))作为光接收元件。例如，光检测器可包括PMT阵列，该PMT阵列包括布置在一维方向上的多个PMT。此外，检测单元102可以包括诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的成像元件。检测单元102可通过成像元件获取细小粒子P的图像(例如，明场图像、暗场图像、荧光图像等)。
检测单元102包括使具有预定检测波长的光到达对应的光检测器的检测光学系统(未示出)。检测光学系统包括后面描述的物镜(未示出)。此外，光学检测系统包括诸如棱镜和衍射光栅的光谱单元，或诸如二向色镜和滤光器的波长分离单元(未示出)。例如，检测光学系统被配置为光谱上地分离通过用光照射细小粒子P产生的光，并且所分离的光被多于用细小粒子P标记的荧光染料的数量的多个光检测器检测。包括上述检测光学系统的流式细胞仪被称为光谱流式细胞仪。此外，例如，检测光学系统被配置为将对应于特定荧光染料的荧光波长范围的光从通过用光照射细小粒子P产生的光光谱上地分离，并且使相应的光检测器检测分离的光。应注意，稍后描述的根据本公开的实施方式的物镜可应用于检测单元102的检测光学系统，并且稍后将描述其细节。
此外，检测单元102可以包括将由光检测器获得的电信号转换成数字信号的信号处理单元(未示出)。信号处理单元可以包括模拟/数字(A/D)转换器作为执行转换的装置。通过信号处理单元的转换获得的数字信号可被传输至稍后描述的信息处理单元103。通过信息处理单元103将数字信号作为与光相关的检测数据(在下文中，也称为“光数据”)处理。例如，光数据可以是包括荧光数据的光数据。更具体地，光数据可以是光强度数据，并且光强度可以是包括荧光的光的光强度数据(可以包括诸如面积、高度和宽度的特征量)。
(信息处理单元103)
例如，信息处理单元103包括执行各种类型的数据(例如，光数据)的处理的处理单元(未示出)和存储各种类型的数据的存储单元(未示出)。当从检测单元102获取对应于荧光染料的光数据时，处理单元可对光强度数据执行荧光泄漏校正(补偿过程)。此外，在光谱流式细胞仪的情况下，处理单元对光数据执行荧光分离处理并且获取对应于荧光染料的光强度数据。
上述荧光分离过程可例如根据JP 2011-232259A中公开的解混方法进行。当检测单元102包括成像元件时，处理单元可基于由成像元件获取的图像获取细小粒子P的形态信息。此外，存储单元可以被配置为能够存储所获取的光数据。存储单元可进一步被配置为能够存储在解混过程中使用的光谱参考数据。
当样本分析器100包括后面描述的分选单元104时，信息处理单元103可基于包括光数据和/或形式信息的检测结果确定是否分选细小粒子P。然后，信息处理单元103基于确定结果控制分选单元104，并且分选单元104可对细小粒子P进行分选。
信息处理单元103可被配置为能够输出各种类型的数据(例如，光数据和图像)。例如，信息处理单元103可输出基于光数据产生的各种类型的数据(例如，二维图和光谱图)。此外，信息处理单元103可以被配置为能够接收各种类型的数据的输入，并且例如，可以接收用户对绘图的门控处理(gating process)。信息处理单元103可以包括输出单元(例如，显示器)(未示出)和用于执行输出和输入的输入单元(例如，键盘)(未示出)。
例如，信息处理单元103可被配置作为通用计算机，并且可被配置作为包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、以及只读存储器(ROM)的信息处理装置。信息处理单元103可以包括在设置有光照射单元101和检测单元102的壳体中，或者可以在壳体的外部。此外，信息处理单元103的各种处理或功能可通过经由网络连接的服务器计算机或云来实现。
(分选单元104)
例如，分选单元(细胞分选器)104可以根据信息处理单元103的确定结果执行细小粒子P的分选。分选方法可以是，例如，通过振动产生包含细小粒子P的液滴，将电荷施加至待分选的液滴，并且通过电极控制液滴的移动方向的方法。此外，分选方法可以是控制流道结构中细小粒子P的行进方向以执行分选的方法。流道结构设置有例如使用压力(注射或抽吸)或电荷的控制机构。流道结构的实施例是芯片(例如，JP2020-76736A中公开的芯片)，其中流道C具有分支成收集流道和在其下游的废液流道的流道结构，并且特定细小粒子P被收集到收集流道中。根据细小粒子P的尺寸代替液滴喷射部(喷嘴)是常见的。
应注意，图1中示出的样本分析器100的配置是适用于本公开的实施方式的样本分析器100的配置的实施例。然而，应用本公开的实施方式的样本分析器100不限于图1中的配置。
<1.2根据比较例的检测单元>
接下来，将参照图2描述根据比较例的样本分析器100的检测单元102a的概要。图2是示出根据比较例的检测单元102a的配置的实施例的示图。应注意，此处，比较例指在达到本公开的实施方式之前由发明人反复研究的检测单元102a。
图2中示出的检测单元102a包括至少一个光检测器500和检测光学系统200a，光检测器500检测通过用光照射细小粒子P产生的光，检测光学系统200a使具有预定检测波长的光到达对应的光检测器500。此外，检测光学系统200a包括由照射生成的光入射的物镜300a。在下文中，将顺序地描述根据比较例的检测单元102a中包括的每个部件。应注意，尽管未在图2中示出，样本分析器100可包括：光检测器(诸如前向散射(FSC)检测器)，检测通过用光照射细小粒子P产生的前向散射光；以及检测光学系统，将光引导至光检测器。
(物镜300a)
物镜300a以预定间隔靠近流道C设置，并且可将通过用光照射细小粒子P产生的光引导至稍后描述的光检测器500。例如，在比较例中，有限共轭透镜被用作物镜300a。应注意，物镜300a优选靠近流道C设置，以将来自流过流道C的细小粒子P的光引导至光检测器500。考虑到外部振动和外部负载，例如，优选的是将流道C与物镜300a之间的距离设置为1mm以上。
(光检测器500)
例如，光检测器500可以是检测通过用光照射细小粒子P产生的紫外荧光的紫外(UV)检测器、检测侧向散射光和通过用光照射细小粒子P产生的荧光的侧向散射(SSC)检测器和荧光检测器。
<1.3背景>
接下来，将描述导致由发明人创建的本公开的实施方式的背景。
如上所述，近年来，对能够进行检测多个不同波长的光并执行分析的多色分析的分析仪在基础医学和临床领域中有强烈需求作为用于流式细胞术等的分析仪。作为能够进行多色分析的设备，光谱样本分析器(流式细胞仪)已经引起关注。光谱样本分析器配备有检测多个不同波长范围内的光的光检测器500，并且可以检测例如宽波长范围内的荧光(例如，具有300nm至900nm的波长的光)。
具体地，除了400nm至700nm波长处的荧光之外，样本分析器100还需要处理例如紫外区中的荧光(具体地，在300nm至400nm波长处的激发)和红外区中的荧光(具体地，在700nm至800nm波长处的激发)。换言之，样本分析器100的检测波长范围被加宽，但是在比较例中，对物镜300a的像差的改进存在限制。因此，不能说能够适当地检测宽范围的光。
此外，物镜300a需要将从流过流道C的细小粒子P发出的光引导至光检测器500，并且需要考虑到流道C的外部振动和外部负载确保刚性。因此，需要适当地设定物镜300a与流道C之间的距离(稍后将描述该距离的细节)。此外，为了避免样本分析器100的尺寸增加，需要减小物镜300a的尺寸。此外，为了抑制样本分析器100的制造成本的增加，优选地，构成物镜300a的部件(透镜)的数量较小。
另外，在检测宽波长范围内的光的情况下，需要在将来自物镜300a的光引导至多个光检测器500的检测光学系统200a中布置用于防止激发光透射的各种光学部件，诸如陷波滤波器和二向色镜。
在比较例中，由于采用有限共轭透镜作为物镜300a，所以根据物镜300a的倍率来确定透射通过物镜300a之后的后焦距。因此，在比较例中，因为首先确定焦距，所以难以确保用于将各种光学部件布置在从物镜300a到光检测器500的光路中的空间，并且限制各种光学部件的布置。因此，在比较例中，例如，不可避免地因为没有空间而不能布置必要的光学部件，并且即使当能够布置必要的光学部件时，也不能自由地布置每个光学部件，并且因此，样本分析器100(具体地，检测光学系统200a)变大。应注意，本说明书中使用的“背面”表示当从通过用光照射细小粒子P产生的光观察时的正面和背面，并且来自细小粒子P的光首先到达的位置是正面，而来自细小粒子P的光随后到达的位置是背面。因此，例如，“物镜300a的背面”是指来自细小粒子P的光在到达物镜300a之后到达的位置。
在比较例中，使用具有长焦距的物镜300a。由于物镜300a的入瞳直径与数值孔径和焦距成比例地确定，因此在比较例中难以减小物镜300a的入瞳直径。因此，在比较例中，难以减小位于物镜300a后面的检测光学系统200a的透镜径向方向上的尺寸。换言之，在比较例中，难以减小布置在物镜300a后面的各种光学部件的尺寸，并且不可避免的是，样本分析器100(具体地，检测光学系统200a)变大。
因此，鉴于上述情况，发明人已经创造了关于物镜300的本公开的实施方式。根据本公开的实施方式，因为适当地设置物镜300与流道C之间的距离，所以考虑到外部振动和流道C的外部负载，可以将从流过流道C的细小粒子P发出的光引导至光检测器500并且确保刚性。此外，根据本公开的实施方式，即使当样本分析器100的检测波长范围变宽时，也可以改善物镜300的像差。此外，根据本公开的实施方式，可以抑制部件数量的增加和物镜300的尺寸的增加。
此外，在本公开的实施方式中，因为物镜300可以是无限共轭透镜，所以从物镜300发出的光束是平行光束，并且可以确保长后焦距。因此，根据本公开的实施方式，可在可制造成像透镜400的孔径的范围内在从物镜300至光检测器500的光路中自由地布置各种光学元件。其结果，根据本实施例，能够避免样本分析器100的大型化。
此外，在本公开的实施方式中，因为可以缩短物镜300的焦距，所以可以减小物镜300的入瞳直径。因此，根据本实施例，可以减小物镜300a后方的检测光学系统200a的透镜径向方向上的尺寸，并且可以减小布置在物镜300a后方的检测光学系统200a中的各种光学部件的尺寸。在下文中，将描述由发明人创建的本公开的实施方式的细节。
<<2.本公开的实施方式>>
<2.1检测单元>
首先，将参照图3和图4描述根据本公开的实施方式的样本分析器100的检测单元102的配置。图3和图4是示出根据本公开的实施方式的检测单元102的配置的实施例的示图。
如图3所示，根据本公开的实施方式的检测单元102包括检测通过用光照射细小粒子P产生的光的光检测器500和FSC检测器510，以及使预定检测波长的光到达对应的光检测器500的检测光学系统200。此外，检测光学系统200包括：物镜300，通过照射生成的光入射到物镜300；以及成像透镜400，在光检测器500上形成从物镜300发出的光的图像。在下文中，将顺序地描述包括在根据本实施例的检测单元102中的每个部件。
(物镜300)
物镜300以预定间隔靠近流道C设置，并且可将通过用光照射细小粒子P产生的光引导至稍后描述的光检测器500。在本实施方式中，因为物镜300是无限共轭透镜，所以从物镜300发出的光束是平行光束，并且可以确保长后焦距。因此，根据本公开的实施方式，可以确保用于在从物镜300至光检测器500的光路中布置各种光学部件的空间。应注意，稍后将描述根据本实施方式的物镜300的细节。
(成像透镜400)
成像透镜400设置在物镜300与光检测器500之间，并且可将从物镜300发出的平行光束聚焦到光检测器500上。具体地，成像透镜400可在将光引导至光检测器500的光纤(未示出)上形成图像。
(光检测器500)
光检测器500是检测侧向散射光和通过用照射光L照射细小粒子P产生的荧光的SSC检测器、荧光检测器等。在本实施方式中，SSC检测器可以检测具有例如约488nm的波长的光，并且荧光检测器可以检测具有约400nm至920nm的波长的荧光。
(FSC检测器510)
FSC检测器510是检测通过用照射光L照射细小粒子P产生的前向散射光M的检测器。
此外，在本实施方式中，检测单元102的配置不限于图3中示出的配置，并且可以是例如图4中示出的配置。
图4中示出的根据本实施方式的检测单元102包括检测通过用光照射细小粒子P产生的光的光检测器500和FSC检测器510，并且还包括紫外线(UV)检测器502。此外，图4中示出的检测光学系统200包括物镜300和成像透镜400，并且还包括二向色镜402、中继透镜404a和404b、以及陷波滤波器406。根据本实施例，因为可以在从物镜300到光检测器500的光路中确保用于配置各种光学部件的空间，所以可以通过组合随后描述的中继透镜404等自由地配置光学部件。在下文中，将顺序地描述图4中示出的检测单元102中包括的每个部件。要注意的是，在此处，省略与在图3中所示的检测单元102共同的部件的描述。
(UV检测器502)
UV检测器502检测通过用照射光L照射细小粒子P产生的UV荧光。在本实施例中，UV检测器502可以检测具有约360nm至400nm的波长的紫外荧光。UV检测器502还可检测UV波长范围内的侧向散射光。
(二色镜402)
分色镜402可以分离通过用来自侧向散射光的照射光L和其他荧光照射细小粒子P而产生的UV荧光，并且将分离的光引导至UV检测器502。注意，本实施例不限于二向色镜402，并且例如可以是诸如棱镜或衍射光栅之类的光谱部件。在本实施方式中，因为难以校正关于紫外线的像差，所以优选在物镜300的后面和中继透镜404a之前的位置设置二向色镜402以首先分离紫外线荧光。
(中继透镜404a和404b)
中继透镜404a和404b是用于将光从布置在光路上的前面的光学部件引导至布置在下一个光学部件的透镜。通过使用这些中继透镜404a和404b，可以进一步提高检测光学系统200中的每个光学部件的布局的自由度。应注意，在本实施方式中，中继透镜404的数量不限于如图4中示出的两个，并且可以是一个或多个。此外，在本实施方式中，中继透镜404的位置不限于图4中示出的位置。
(陷波滤波器406)
例如，一个或多个陷波滤波器406被设置在二向色镜402和成像透镜400之间，并具有波长分离功能，该波长分离功能透射通过用照射光L照射细小粒子P而产生的侧向散射光和荧光中的具有期望波段的波长的光，并将该光引导至光检测器500。在实施方式中，陷波滤波器406的数量不限于如图4所示的三个，并且可设置一个或多个陷波滤波器。在能够检测多个波段的样本分析器100中，陷波滤波器406优选地被设置在图4中示出的位置处。然而，在本实施方式中，陷波滤波器406不限于设置在图4所示的位置。
如上所述，在图4所示的根据本实施方式的检测单元102中，来自细小粒子P的光被光谱上地分离或者波长被包括在检测光学系统200中的各种光学部件分离，并且不同波长范围内的光可被包括在样本分析器100中的具有比细小粒子的荧光染料的数量更多的数量的多个检测器500和502检测。
在图4所示的实施例中，已经描述了应用于检测荧光、UV光和散射光的样本分析器(流式细胞仪)100的检测单元102。然而，根据本实施例的检测单元102不限于应用于这些装置。根据本实施例的检测单元102还可被应用于检测荧光、UV光和散射光中的至少一个的样本分析器100。例如，根据本实施方式的检测单元102也可应用于样本分析器100的检测单元102，用于检测仅用散射光而未荧光标记的未染色的细小粒子P。
<2.2物镜>
接下来，将描述根据本公开的实施方式的物镜300的细节。根据本实施方式的物镜300包括多个透镜。此外，如上所述，在本实施方式中，因为物镜300可以是无限共轭透镜，所以从物镜300发出的光束变成平行光束，并且可以确保长后焦距。因此，根据本实施方式，能够确保用于在从物镜300至光检测器500的光路中布置各种光学部件的空间。
在本实施方式中，可以使用具有短焦距的物镜300。如上所述，由于物镜300的入射光瞳直径与数值孔径和焦距成比例地确定，因此在本实施例中可以减小物镜300的入射光瞳直径。因此，在本实施方式中，可以减小位于物镜300后面的检测光学系统200在透镜径向方向上的尺寸。换言之，可减小布置在物镜300后面的各种光学部件的尺寸。
物镜300优选地被布置为靠近流道C，以将来自流过流道C的细小粒子P的光引导至光检测器500。然而，考虑到外部振动和外部负载，流道C与物镜300之间的距离(工作距离(WD))优选为1mm或更大。因此，在本实施方式中，在流道C与物镜300之间确保1mm以上的WD。
具体地，在根据本实施例的物镜300中，转换光路长度L与物镜300的焦距f的比率满足以下数学表达式(1)，其中，转换光路长度L表示被转换成干燥空气(干燥系统)中的距离的从最靠近流道C的物镜300的透镜表面到流道C的中心的距离。
0.15≤L/f≤0.45…(1)
具体地，当L/f低于数学表达式(1)的下限时，转换光路长度L变得太小，并且考虑到流道C(试管)的外部振动和外部负载，变得难以确保物镜300的刚性。此外，当L/f低于数学表达式(1)的下限时，焦距f变得过大，导致各种光学部件的尺寸和制造成本增加。
另一方面，当L/f超过数学表达式(1)的上限时，转换光路长度L变得太大或者焦距f变得太小。难以校正物镜300的像差。结果，超过数学表达式(1)的上限的L/f由于构成物镜300的透镜数量的增加以及物镜300的总长度和直径的增加而导致制造成本增加。
因此，在本实施方式中，为了确保流道C的刚性和物镜300的像差校正，物镜300优选满足上述数学表达式(1)，使得能够缩小各种光学部件的尺寸，并且抑制制造成本的增加。利用根据本实施例的该配置，可以校正物镜300的像差，并且可以在减小检测光学系统200的尺寸的同时减小诸如由于外部振动引起的不稳定液滴和由于外部负载引起的流道C的破损的风险。
此外，从最靠近流道C的物镜300的透镜表面到流道C的中心的距离被设置为转换成干燥系统中的距离的转换光路长度L，并且距离被限定为满足数学表达式(1)中的关系，由此可以向物镜300和流道C周围的配置给予自由度。具体地，例如，在本实施方式中，在转换光路长度L保持恒定的条件下，自由度可以给予流道C的宽度、流道(试管)的厚度和材料、以及浸渍凝胶的厚度和材料。此外，在本实施方式中，在转换光路长度L保持恒定的条件下，可以使用物镜300的各种配置。
此外，为了分析标记有更多标记物质(染料(荧光染料))的细小粒子P，样本分析器100需要具有多个激发光源(例如，激光光源)。近年来，荧光的数量(颜色的数量)日益增加，并且例如，在流式细胞仪中，除了传统使用的具有400nm至700nm的波长的荧光之外，还需要处理紫外区中的荧光(具体地，在300nm至400nm波长处的激发)和红外区中的荧光(具体地，在700nm至800nm波长处的激发)。因而，由于检测波长范围也变宽，因此很难提高物镜300的像差。
因此，在本实施方式中，将物镜300设置为对应从紫外线到红外线(具体地，360nm至920nm的波长)。具体地，在本实施例中，位于最接近流道C的物镜300的正透镜的折射率nd和阿贝数Vd满足以下数学表达式(2)和(3)，由此能够确保宽频带的透射率。这里，正透镜是指中心比周边厚的凸透镜。
1.67＜nd＜1.81…(2)
38＜vd…(3)
在数学表达式(2)中，nd表示νd线处的折射率，并且在数学表达式(3)中，d表示d线处的阿贝数。阿贝数是与透明物质(诸如光学玻璃)的光色散相关的量，并且是可分散性的倒数。阿贝数越大，折射率随波长的变化越小。d线是在钠原子的发出光谱中观察到的强双线，并且具有589.592424nm和588.995024nm的波长。
在本实施方式中，由于最靠近流道C的物镜300的正透镜的折射率nd和阿贝数νd满足数学表达式(2)和(3)，因此确保了紫外线区域内的透射率，并且能够在宽频带中校正色像差。具体地，例如，当最靠近流道C定位的物镜300的正透镜的折射率nd低于数学表达式(2)的下限时，正透镜的曲率增加，这劣化了正透镜的性能并且还使得难以制造正透镜。另一方面，当最靠近流道C的物镜300的正透镜的折射率nd超过数学表达式(2)的上限时，紫外线的玻璃透射率将降低。另外，当最靠近流道C的物镜300的正透镜的阿贝数νd低于数学表达式(3)的下限时，紫外线的玻璃透射率将降低。因此，在本实施方式中，当位于最接近物镜300的流道C的正透镜的折射率nd和阿贝数νd满足数学表达式(2)和(3)时，确保了紫外线区域中的透射率，并且能够在宽频带中校正色差。
此外，在本实施方式中，包括在物镜300之中的正透镜的三个以上正透镜的折射率nd、阿贝数νd和部分色散比PgF满足以下数学表达式(4)、(5)和(6)，从而使得可以确保紫外区中的透射率并且校正宽频带中的色差。
nd<1.52…(4)
79<Vd…(5)
PgF<0.54…(6)
在数学表达式(4)中，nd表示νd线处的折射率，并且在数学表达式(5)中，d表示d线处的阿贝数。此外，PgF表示g-线和F-线之间的部分色散比。G线是汞的发光光谱并具有435.834nm的波长，F线是氢的发光光谱并具有486.834nm的波长。
在本实施例中，包含在物镜300中的正透镜之中的三个以上正透镜的折射率nd、阿贝数νd和部分色散比PgF满足数学表达式(4)、(5)和(6)，使得确保紫外线区域中的透射率，并且能够在宽频带中校正色差。具体地，当包括在物镜300之中的三个以上个正透镜的折射率nd超过上述数学表达式(4)的上限时，对于紫外线的玻璃透射率将降低。另外，当包括在物镜300之中的三个以上正透镜的阿贝数νd低于上述数学表达式(5)的下限时，色差将劣化。此外，当包括在物镜300之中的三个以上正透镜的部分色散比PgF超过上述数学表达式(6)的上限时，紫外线的色差将劣化。因此，在本实施方式中，包括在物镜300中的正透镜之中的三个以上正透镜的折射率nd、阿贝数νd和部分色散比PgF满足数学表达式(4)、(5)和(6)，从而使得可以确保紫外区中的透射率并且校正宽频带中的色差。
此外，在本实施例中，物镜300中包括的负透镜之中的三个以上负透镜的折射率nd和阿贝数νd满足以下数学表达式(7)和(8)，使得确保紫外线区域中的透射率，并且能够在宽频带中校正色差。这里，负透镜表示中心薄于周边的凹透镜。
nd＜1.78…(7)
29＜νd…(8)
以与上述相同的方式，数学表达式(7)中的nd是νd线处的折射率，并且数学表达式(8)中的d是d线处的阿贝数。
在本实施例中，物镜300中包括的负透镜之中的三个以上负透镜的折射率nd和阿贝数νd满足数学表达式(7)和(8)，使得确保了紫外线区域中的透射率，并且能够在宽频带中校正色差。具体地，当包括在物镜300之中的三个以上负透镜的折射率nd超过上述数学表达式(7)的上限时，对于紫外线的玻璃透射率将降低。另外，当包括在物镜300之中的三个以上负透镜的阿贝数νd低于上述数学表达式(8)的下限时，对于紫外线的玻璃透射率将降低。因此，在本实施方式中，当包含在物镜300中的负透镜之中的三个以上负透镜的折射率nd和阿贝数νd满足数学表达式(7)和(8)时，确保了紫外线区域中的透射率，并且能够在宽频带中校正色差。
此外，在本实施方式中，物镜300优选地是具有宽物镜视野的透镜，从而可以利用来自具有彼此不同的光轴的多个激发光源的光照射细小粒子P。具体地，在本实施方式中，例如，采用Φ660μm的物镜。这增加了形成具有不同轴的激发点的灵活性，并且可以增加可分析的点的数量。
根据本公开的实施方式的物镜300，可以在支持在宽波长范围内的光的检测的同时确保物镜的功能和流道的刚性，并且可以使样本分析器100以及配置样本分析器的各种光学部件小型化。具体地，根据本公开的实施方式的物镜300可获得以下效果。
首先，在本实施方式中，因为物镜300是无限共轭透镜，所以从物镜300发出的光束变成平行光束，并且可以确保长后焦距。因此，根据本实施方式，能够确保用于在从物镜300至光检测器500的光路中布置各种光学部件的空间。根据本实施例，例如，通过将中继透镜404等布置在检测光学系统200中，可以确保任意位置处的空间并且进一步安装各种光学部件，使得检测光学系统200的布局灵活性增加。在光谱流式细胞仪中，可以插入陷波滤波器406等以防止激发光的透射，并且容易确保用于陷波滤波器406的空间。此外，可以插入二向色镜402等以检测紫外区域中的光，并且容易确保二向色镜402的空间。
另一方面，在上述比较例中，由于使用有限共轭透镜作为物镜300a，因此焦距根据物镜300a的倍率来确定，并且发出光变为聚集光。因此，限制了各种光学部件在物镜300a后面的光路上的布置。
此外，根据本实施方式，能够缩短物镜300的焦距。在比较例中，例如，具有高数值孔径(1以上)和长WD(1mm以上)的物镜300a具有10mm以上(例如，14.3mm)的焦距。然而，根据本实施方式，物镜300的焦距可缩短至约4.1mm。另外，根据本实施例，可以减小物镜300的入射光瞳直径。因此，根据本实施例，由于能够减小物镜300的入射光瞳直径，所以能够减小配置在物镜300后方的光学部件的径向尺寸、即安装在检测光学系统200中的光学部件的尺寸。
另外，根据本实施方式，能够扩大物镜300的物镜视野。在比较例中，例如，具有高数值孔径(1以上)和长WD(1mm以上)的物镜300a具有大约Φ400m的物镜视场。但是，根据本实施例，能够将物镜视野扩大到约Φ600μm。因此，根据本实施例，可以使用来自具有彼此不同的光轴的多个激发光源的光照射细小粒子P。这增加了形成具有不同轴的激发点的灵活性，并且可以增加可分析的点的数量。
另外，根据本实施方式，能够扩大物镜300能够支持的波长范围。在比较例中，可由具有高数值孔径(1以上)和长WD(1mm以上)的物镜300a支持的波长范围为400nm至700nm。然而，根据本实施方式，例如，可支持360nm至920nm(紫外线至红外线)。
<<3.实施例>>
上面已经描述了本公开的实施方式。接下来，将参照具体实施例更具体地描述本实施例的实施例。要注意的是，以下实施例是本公开的实施方式的实施例，并且本公开的实施方式不限于以下实施例。
在以下描述的实施例1和2中，流道C的一侧为0.1mm(宽度：0.2mm)，流道厚度为1.95mm，并且浸渍凝胶厚度为0.15mm。然后，转换后的光路长度变为L＝1.514984mm。在转换光路长度L恒定的条件下，也可以将流道C的一侧设置为0.1mm(宽度：0.2mm)，将流道厚度设置为2mm，将浸渍凝胶厚度设置为0.10mm。
图5示出了作为实施例1至4中的转换光路长度L与物镜300的焦距f的比率的L/f。图5是总结实施例1至实施例4中的L/f值的数据。
如上所述，在根据本实施方式的物镜300中，L/f是转换光路长度L与物镜300的焦距f的比率，其中，转换光路长度L表示被转换成干燥系统中的距离的从最靠近流道C的物镜300的透镜表面到流道C的中心的距离。
从图5中显而易见，在上述所有实施例1到4中，L/f满足表达式(1)。另外，下面描述的各个实施例的物镜300满足上述数学表达式(2)至(8)。
注意，在各实施例的透镜数据中，s表示物镜300的表面编号，R表示构成物镜300的各透镜的透镜表面的曲率半径(mm)，并且D表示各透镜的壁厚或表面间隔(mm)。此外，透镜数据中的∞表示无穷大。例如，表面间隔d0表示从由表面编号s0表示的表面到由表面编号s1表示的表面的距离。此外，nd表示各透镜相对于d线的折射率，d表示各透镜相对于d线的阿贝数。
此外，在每个实施例中展示的镜片数据中，由表面编号s0指示的表面指示流道C的中心。由表面编号s1表示的表面是流道C的内壁。由表面编号s2表示的表面是流道C的外壁，并且是施加浸渍凝胶的表面。由表面编号s3表示的表面是物镜300的最接近流道C的透镜表面。
<3.1实施例1>
首先，将参考图6A至图6F描述实施例1。图6A是实施例1中的物镜300的截面图，图6B是实施例1中的物镜300的透镜数据。图6C至图6E是实施例1中的物镜300的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的纵向像差图。具体地，图6C是球面像差，图6D是像散，并且图6E是畸变像差。此外，图6F是实施例1的物镜300的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
在实施例1中，将图6B中所示的透镜数据应用于具有图6A中所示的配置的物镜300，并且执行光学模拟。在图6B的透镜数据中，由表面编号s32表示的表面对应于最接近图像侧的透镜表面。然后，获得图6C至图6F中所示的像差的结果。
如图6C至图6F所示，利用具有360.0000nm、404.4661nm、435.8300nm、486.1300nm、546.0700nm、587.5600nm、656.2700nm和920.0000nm的波长的光进行光学模拟。如图6C至图6F所示，发现在根据实施例1的物镜300中，在宽波长范围内抑制焦点(像差)的变化。换言之，色差已经被改善。在图6C、图6D和图6F中，为了便于理解，仅示出了通过光学模拟获得的结果的一部分。
<3.2实施例2>
接下来，将参照图7A至图7F描述实施例2。图7A是实施例2中的物镜300的截面图，图7B是实施例2中的物镜300的透镜数据。图7C至图7E是实施例2中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图。具体地，图7C示出了球面像差，图7D示出了像散，并且图7E示出了畸变像差。此外，图7F是实施例2中的物镜300的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
在实施例2中，将图7B中的透镜数据应用于具有图7A中所示的配置的物镜300，并且执行光学模拟。在图7B的透镜数据中，由表面编号s28表示的表面对应于最接近图像侧的透镜表面。然后，获得图7C至图7F中示出的像差的结果。
如图7C至7F所示，利用具有360.0000nm、404.4661nm、435.8300nm、486.1300nm、546.0700nm、587.5600nm、656.2700nm和920.0000nm的波长的光进行光学模拟。如图7C至图7F所示，发现在根据实施例2的物镜300中，在宽波长范围内抑制焦点(像差)的变化。换言之，色差已经被改善。在图7C、图7D和图7F中，为了便于理解，仅示出了通过光学模拟获得的结果的一部分。
<3.3实施例3>
接下来，将参照图8A至图8F描述实施例3。图8A是实施例3中的物镜300的截面图，图8B是实施例3中的物镜300的透镜数据。图8C至8E是实施例3中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时在物体表面上的纵向像差图。具体地，图8C示出了球面像差，图8D示出了像散，并且图8E示出了畸变像差。此外，图8F是实施例3中的物镜300的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
在实施例3中，将图8B中所示的透镜数据应用于具有图8A中所示的配置的物镜300，并且执行光学模拟。在图8B的透镜数据中，由表面编号s22表示的面对应于最接近图像侧的透镜面。要注意的是，在图8B的透镜数据中，紧挨着表面编号的*标记表示该表面是非球面表面。换言之，配置有表面编号s8和s9的透镜是非球面透镜。
此外，实施例3中的非球面透镜的非球面形状由以下表达式(9)表示。
在表达式(9)中，Z表示非球面表面在光轴方向上的坐标，h表示非球面表面在与光轴正交的方向上的坐标，k表示圆锥常数，以及r表示非球面表面的傍轴曲率半径。此外，在表达式(9)中，A、B以及C分别表示四阶、六阶以及八阶非球面系数。
在实施例3中，表面编号s8和s9的非球面形状由以下系数表示。
s8：k＝0，A＝-2.73262E-07，B＝7.86430E-10，C＝-3.40866E-11
s9：k＝0，A＝2.78766E-05，B＝9.44599E-08，C＝5.87665E-11
注意，E表示10的幂。
获得如图8C至8F所示的像差结果。具体地，如图8C至8F所示，利用具有360.0000nm、404.4661nm、435.8300nm、486.1300nm、546.0700nm、587.5600nm、656.2700nm和920.0000nm的波长的光进行光学模拟。如图8C至图8F所示，发现在根据实施例3的物镜300中，在宽波长范围内抑制焦点(像差)的变化。换言之，色差已经被改善。在实施例3中，非球面透镜具有非球面形状，其中，正折射倍率随着距光轴的距离增加而减弱。这使得可以令人满意地校正高阶球面像差和彗形像差。此外，根据实施例3，因为与上述实施例1和2相比，构成物镜300的透镜的数量可进一步减少，所以可抑制制造成本的增加。在图8C、图8D和图8F中，为了便于理解，仅示出了通过光学模拟获得的结果的一部分。
<3.4实施例4>
进一步地，将参照图9A至图9F描述实施例3。图9A是实施例4中的物镜300的截面图，图9B是实施例4中的物镜300的透镜数据。图9C至图9E是实施例4中的物镜的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的纵向像差图。具体地，图9C示出了球面像差，图9D示出了像散，并且图9E示出了畸变像差。此外，图9F是实施例4中的物镜300的像差图，并且是当执行追踪从图像侧朝向物体侧进入的无限光束的反向光线追踪时物体表面上的横向像差图。
在实施例4中，将图9B中的透镜数据应用于具有图9A中所示的配置的物镜300，并且执行光学模拟。在图9B的透镜数据中，由表面编号s24表示的面对应于最接近图像侧的透镜面。然后，获得在图9C至图9F中示出的像差的结果。
如图9C至图9F所示，利用具有360.0000nm、404.4661nm、435.8300nm、486.1300nm、546.0700nm、587.5600nm、656.2700nm和920.0000nm的波长的光进行光学模拟。如图9C至图9F所示，发现在根据实施例4的物镜300中，在宽波长范围内抑制焦点(像差)的变化。换言之，色差已经被改善。在图9C、图9D和图9F中，为了便于理解，仅示出了通过光学模拟获得的结果的一部分。
<<4.概述>>
如上所述，根据本公开的实施方式，可以在支持检测宽波长范围内的光的同时确保流道C的刚性，并且可以使样本分析器100以及配置样本分析器100的各种光学部件小型化。
<<5.补充>>
虽然已经参考附图详细描述了本公开的优选实施例，但是本公开的技术范围不限于这些实施例。显然，对于本公开技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的技术范围。
此外，在本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的，而不是限制性的。换言之，除了上述效果之外或者代替上述效果，根据本公开的技术可从本说明书的描述中表现出对本领域技术人员显而易见的其他效果。
本技术还可具有以下配置。
(1)一种在样本分析器中使用的物镜，样本分析器从流过流道的粒子中检测多个波段中的光，其中，
物镜被设置为邻近于流道，并且
物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中的物镜的焦距f的比率，其中，转换光路长度L表示被转换成干燥系统中的距离的从流道侧的透镜表面到流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)
(2)根据(1)的物镜，其中，
物镜包括位于最接近流道侧的正透镜，并且正透镜的折射率nd和阿贝数νd满足以下数学表达式(2)和(3)：
1.67＜nd＜1.81…(2)
38＜vd…(3)
其中，数学表达式(2)中的nd表示d线处的折射率，并且数学表达式(3)中的νd表示d线处的阿贝数。
(3)根据(2)的物镜，其中，
物镜包括正透镜，并且三个以上的正透镜的折射率nd、阿贝数νd和部分色散比PgF满足以下数学表达式(4)、(5)和(6)：
nd＜1.52…(4)
79＜vd…(5)
PgF＜0.54…(6)
其中，数学表达式(4)中的nd表示d线处的折射率，并且数学表达式(5)中的Vd表示d线处的阿贝数。
(4)根据(3)的物镜，其中，
物镜包括负透镜，并且三个以上的负透镜的折射率nd和阿贝数νd满足以下数学表达式(7)和(8)：
nd<1.78…(7)
29<Vd…(8)
其中，数学表达式(7)中的nd表示d线处的折射率，并且数学表达式(8)中的νd表示d线处的阿贝数。
(5)根据(4)的物镜，其中，物镜包括非球面透镜，其具有由以下表达式(9)表示的非球面形状：
在表达式(9)中，Z表示非球面表面在光轴方向上的坐标，h表示非球面表面在与光轴正交的方向上的坐标，k表示圆锥常数，而r表示非球面表面的傍轴曲率半径。此外，在表达式(9)中，A、B以及C分别表示四阶、六阶以及八阶非球面系数。
(6)根据以上(1)至(5)中任一项的物镜，其中，物镜是无限共轭透镜。
(7)一种样本分析器，包括：
物镜，聚集通过用光照射流过流道的粒子而产生的光；
检测单元，检测来自物镜的光；以及
检测光学系统，将发出光从物镜引导至检测单元，其中，
物镜被设置为邻近于流道，并且
物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中的物镜的焦距f的比率，其中，转换光路长度L表示被转换成干燥系统中的距离的从流道侧上的透镜表面到流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)
(8)根据(7)的样本分析器，还包括：光照射单元，利用多个不同波段中的光照射流过流道的粒子。
(9)根据(8)的样本分析仪，其中，用荧光染料标记粒子。
(10)根据(7)的样本分析器，其中，检测单元检测具有360nm至920nm的波长的光。
(11)根据(10)的样本分析器，其中，
检测单元包括检测不同波段中的光的多个检测器。
(12)根据(11)的样本分析器，其中，检测光学系统包括成像透镜。
(13)根据(12)的样本分析器，其中，检测光学系统包括陷波滤波器。
(14)根据(12)或(13)的样本分析器，其中，检测光学系统包括分色镜、棱镜或衍射光栅。
(15)根据(12)至(14)中的任一项的样本分析器，其中，检测光学系统包括中继透镜。
(16)根据(7)至(15)中任一项的样本分析器，还包括：分选单元，基于检测单元的检测结果对粒子进行分选。
(17)根据(7)至(16)中的任一项的样本分析器，还包括：信息处理单元，处理来自检测单元的检测数据。
参考标号列表
100 样本分析器
101 光照射单元
102、102a 检测单元
103 信息处理单元
104 分选单元
200、200a检测光学系统
300、300a物镜
400 成像透镜
402 二向色镜
404a、404b中继透镜
406 陷波滤波器
500 光检测器
502 UV检测器
510 FSC检测器
C 流道
L 照射光
M 前向散射光
P细小粒子
S 样本。

Claims (17)

1.一种在样本分析器中使用的物镜，所述样本分析器从流过流道的粒子中检测多个波段中的光，其中，
所述物镜被设置为邻近于所述流道，并且
所述物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中的所述物镜的焦距f的比率，其中，所述转换光路长度L表示被转换成所述干燥系统中的距离的从所述流道侧的透镜表面到所述流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)。
2.根据权利要求1所述的物镜，其中，
所述物镜包括位于最接近所述流道侧的正透镜，并且所述正透镜的折射率nd和阿贝数νd满足以下数学表达式(2)和(3)：
1.67＜nd＜1.81…(2)
38＜νd…(3)
其中，数学表达式(2)中的nd表示d线处的折射率，并且数学表达式(3)中的νd表示所述d线处的阿贝数。
3.根据权利要求2所述的物镜，其中，
所述物镜包括正透镜，并且三个以上的所述正透镜的折射率nd、阿贝数νd和部分色散比PgF满足以下数学表达式(4)、(5)和(6)：
nd＜1.52…(4)
79＜vd…(5)
PgF＜0.54…(6)
其中，数学表达式(4)中的nd表示所述d线处的折射率，并且数学表达式(5)中的νd表示所述d线处的阿贝数。
4.根据权利要求3所述的物镜，其中，
所述物镜包括负透镜，并且三个以上的所述负透镜的折射率nd和阿贝数νd满足以下数学表达式(7)和(8)：
nd＜1.78…(7)
29＜vd…(8)
其中，数学表达式(7)中的nd表示所述d线处的折射率，并且数学表达式(8)中的νd表示所述d线处的阿贝数。
5.根据权利要求4所述的物镜，其中，所述物镜包括非球面透镜，所述非球面透镜具有由以下表达式(9)表示的非球面形状：
在表达式(9)中，Z表示非球面表面在光轴方向上的坐标，h表示非球面表面在与光轴正交的方向上的坐标，k表示圆锥常数，r表示非球面表面的傍轴曲率半径，并且在表达式(9)中的A、B和C分别表示四阶、六阶和八阶非球面系数。
6.根据权利要求1所述的物镜，其中，所述物镜是无限共轭透镜。
7.一种样本分析器，包括：
物镜，聚集通过用光照射流过流道的粒子而产生的光；
检测单元，检测来自所述物镜的光；以及
检测光学系统，将发出光从所述物镜引导至所述检测单元，其中，
所述物镜被设置为邻近于所述流道，并且
所述物镜具有满足以下数学表达式(1)的转换光路长度L与干燥系统中的所述物镜的焦距f的比率，其中，所述转换光路长度L是被转换成所述干燥系统中的距离的从所述流道侧的透镜表面到所述流道的中心的距离：
0.15≤L/f≤0.45…(1)。
8.根据权利要求7所述的样本分析器，还包括：光照射单元，利用多个不同波段中的光照射流过所述流道的粒子。
9.根据权利要求8所述的样本分析器，其中，用荧光染料标记所述粒子。
10.根据权利要求7所述的样本分析器，其中，所述检测单元检测具有360nm至920nm的波长的光。
11.根据权利要求10所述的样本分析器，其中，
所述检测单元包括检测不同波段中的光的多个检测器。
12.根据权利要求11所述的样本分析器，其中，所述检测光学系统包括成像透镜。
13.根据权利要求12所述的样本分析器，其中，所述检测光学系统包括陷波滤波器。
14.根据权利要求12所述的样本分析器，其中，所述检测光学系统包括二向色镜、棱镜或衍射光栅。
15.根据权利要求12所述的样本分析器，其中，所述检测光学系统包括中继透镜。
16.根据权利要求7所述的样本分析器，还包括：分选单元，基于所述检测单元的检测结果对所述粒子进行分选。
17.根据权利要求7所述的样本分析器，还包括：信息处理单元，处理来自检测单元的检测数据。
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