CN117940756A - 使用光学信号来确定光电检测器增益-电压的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的方面包括用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法。根据某些实施方案的方法包括向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号，在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器，在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，以及基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个电压下的光电检测器的增益。还描述了具有光源和光检测系统的系统(例如，粒子分析仪)，该光检测系统包括用于实施主题方法的多个光检测器。还提供了非暂时性计算机可读存储介质。
Description
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2021年7月16日提交的美国临时专利申请序列号63/222,708的申请日的优先权；该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
引言
光检测通常用于表征样品(例如生物样品)的组分，例如当样品用于疾病或医学病状的诊断时。当样品被照射时，光可以被样品散射、透射通过样品以及由样品发射(例如，通过荧光)。样品组分的变化(例如形态、吸收率和荧光标记物的存在)可能会导致由样品散射、透射或发射的光发生变化。这些变化可以用于表征和识别样品中组分的存在。为了量化这些变化，光被收集并引导至检测器的表面。
一种利用光检测来表征样品中组分的技术是流式细胞术。使用从检测到的光生成的数据，可以记录组分的分布，并且其中可以对所需材料进行分选。流式细胞仪包括由光学器件、光电检测器和电子器件组成的光电检测系统，其能够有效地检测光信号并将其转换为相应的电信号。电子信号被处理以获得用户可以用来执行所需分析的参数。流式细胞仪包括不同类型的光电检测器来检测荧光信号。当光信号(从流式细胞仪中被分析的荧光样品中发出)入射到光电检测器上时，在其输出端生成与入射光信号成比例的电信号。对电信号进行处理以生成平均荧光强度(MFI)，用户使用该平均荧光强度来测量被分析的样品。光电检测器的增益由输出信号与输入信号的比决定。光电检测器的增益可以用于控制通过光电检测器的检测的操作范围，例如确保样品荧光以高置信度显示在光电检测器的操作范围内。例如，增益可以用于调整光感应电信号的水平，以使其可从噪声中分辨出来，同时对于信号路径下游的电子器件来说仍是按比例的。
典型地，光电检测器的增益与电压正相关，使得光电检测器的增益可以通过调制施加到光电检测器的电压来控制。然而，这种相关性因许多参数而变得复杂，参数包括光电检测器的类型、入射光的波长以及温度。例如，已知高度依赖于温度的雪崩光电二极管通常表现出超指数增益-电压关系，即使在同一组光电检测器内，该超指数增益-电压关系也可以在不同的流式细胞仪之间显著变化。在高电压值下施加电压的小的变化可以导致增益的较大变化。这种变化在校准的且正常工作的流式细胞仪中是不可接受的。
发明内容
本公开的方面包括用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法。发明人已经发现，光电检测器增益和施加电压之间的不匹配会导致来自光电检测器的输出数据信号中的显著误差。来自粒子分析仪中的一个或多个光电检测器的输出数据信号中的误差会导致粒子的识别和表征的准确性降低。发明人已经发现，顺序表征粒子分析仪中的大量检测器的增益-电压关系是费力的，并且会导致不精确的增益-电压曲线。发明人已经发现了一种通过同时确定系统本地的精确光电检测器增益-电压曲线来表征多个光电检测器的光电检测器增益-电压关系的快速而精确的方法。在一些实例中，如果光检测系统中的一个或多个光电检测器发生故障或需要校准，则如本文所述的同时对系统中的多个光电检测器(例如流式细胞仪中的所有光电检测器)的光电检测器增益-电压的表征提供了准确的识别。在一些实例中，多个光电检测器的增益-电压曲线的并行识别可以提供光电检测器之间的一致性和光检测系统的改进的灵敏度。
根据某些实施方案的方法包括向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号，用光源在多个不同的施加电压下照射光电检测器，在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，以及基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同施加电压中的每个电压下的光电检测器的增益。还描述了具有光源和光检测系统的系统(例如，粒子分析仪)，所述光检测系统包括用于实施主题方法的多个光电检测器。还提供了非暂时性计算机可读存储介质。
在实施主题方法时，参考电压被施加到每个光电检测器，并且在参考电压下为光检测系统中的每个光电检测器生成参考数据信号。在一些实施方案中，参考数据信号是每个光电检测器的背景数据信号。在某些实例中，方法包括在光电检测器的操作电压范围内确定来自每个光电检测器的背景信号，例如在每个光电检测器的整个操作电压范围内确定光电检测器的背景数据信号。光电检测器被设置为不同的电压并用光源照射。在一些实施方案中，方法包括施加参考电压，该参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数(separation index)的参考数据信号。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，该平均值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，为每个光电检测器确定分离指数。在某些实例中，分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。在某些实施方案中，方法包括递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来。
在一些实例中，用光源同时照射多个光电检测器。在一些实例中，用光源顺序照射多个光电检测器。在一些实施方案中，用光源以增加的施加电压照射光电检测器，例如以5个或更多不同的施加电压，例如10个或更多并且包括20个或更多的不同施加电压。在一些实例中，方法包括将光检测系统中的每个光电检测器的电压增加相同的量。在其他情况下，每个光电检测器的电压增加不同的量。在一些实施方案中，所施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最近的电压。在一些实例中，所施加电压的增加通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算。在某些实例中，所施加电压的增加基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算。在某些实施方案中，所述方法包括确定由每个光电检测器在多个不同施加电压中的每个电压下产生的基线噪声。在一些实例中，由每个光电检测器产生的基线噪声被确定为在施加电压下大于预定的阈值。在某些实例中，当基线噪声大于预定的阈值时，输出数据信号在所施加电压下被光电检测器丢弃。在一些实施方案中，方法包括增加光检测系统中每个光电检测器的电压，直到一个或多个光电检测器饱和。在某些实例中，一个或多个光电检测器的输出数据信号被确定为饱和。在一些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号被丢弃。在一些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，光源的强度可以从第一强度降低到第二较低强度，例如其中光源的强度降低5％或更多，例如10％或更多并且包括50％或更多。在一些实例中，光源的强度降低2倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低20倍或更多。在一些实例中，方法包括将通过光源的照射的强度降低到较低的强度，以较低的强度照射光电检测器，以及在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。例如，每个光电检测器的输出数据信号可以在多个增加的施加电压下生成。在某些实例中，为被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子。在一些实施方案中，方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化。在一些实例中，方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。在某些实例中，方法包括当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时，丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号。在一些实施方案中，方法包括以增加的电压为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
在一些实施方案中，方法进一步包括计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比。在一些实例中，通过将输出数据信号归一化为参考数据信号来计算每个检测器在每个施加电压下的光电检测器增益。在某些实例中，为光检测系统中的每个光电检测器绘制经计算的光电检测器增益与电压比。在一些实施方案中，方法包括基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异。在一些实例中，方法包括基于光电检测器的经绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器。在一些实施方案中，方法包括将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压。在某些实施方案中，产生目标光电检测器增益所需的施加电压由经计算的增益与电压比的曲线确定。在一些实例中，方法包括通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压。
本公开的方面还包括具有光源和包括多个光电检测器的光检测系统的系统(例如，粒子分析仪)。在一些实施方案中，光检测系统包括多个光电检测器，例如2个或更多光电检测器，例如5个或更多光电检测器，例如10个或更多光电检测器，例如25个或更多光电检测器，例如50个或更多光电检测器，例如100个或更多光电检测器，并且包括1000个或更多光电检测器。在一些实施方案中，光检测系统还包括多个放大器，其中每个放大器与至少一个光电检测器电通信，例如2个或更多放大器，例如5个或更多放大器，例如10个或更多放大器，例如25个或更多放大器，例如50个或更多放大器，例如100个或更多放大器，并且包括1000个或更多放大器。在某些实施方案中，光检测系统包括光电检测器阵列。在一些实例中，光检测系统包括具有N个光电检测器的光电检测器阵列和具有M个放大器的放大器部件，其中N是4到10000的整数，并且M是4到10000的整数。在某些实例中，阵列中光电检测器的数量与放大器的数量相同(即N等于M)。在其他情况下，阵列中光电检测器的数量大于放大器的数量(即N大于M)。在其他情况下，阵列中光电检测器的数量小于放大器的数量(即N小于M)。
在一些实施方案中，系统还包括处理器，所述处理器具有可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时使得处理器向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号，在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器，在多个不同电压的每个下为每个光电检测器生成输出数据信号，并且基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个电压下光电检测器的增益。在一些实施方案中，系统是粒子分析仪。在某些实例中，粒子分析仪被并入到流式细胞仪中，例如其中本文描述的一个或多个光电检测器被定位成检测来自流动流中粒子的光。
在实施方案中，系统包括其上存储有指令的存储器，所述指令当处理器执行时使得处理器向每个光电检测器施加参考电压，并且在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号。在一些实施方案中，存储器包括在光电检测器的操作电压范围内确定来自每个光电检测器的背景信号的指令，例如在每个光电检测器的整个操作电压范围内确定光电检测器的背景数据信号。在一些实施方案中，存储器包括将光电检测器设置为不同电压并用光源照射的指令。在一些实施方案中，存储器包括施加参考电压的指令，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实施方案中，存储器包括确定每个光电检测器的分离指数的指令。在某些实例中，分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。在某些实施方案中，存储器包括用于递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来的指令。
在一些实例中，存储器包括同时照射多个光电检测器的指令。在一些实例中，存储器包括顺序照射多个光电检测器的指令。在某些实例中，存储器包括对每个光电检测器增加所施加电压的指令，例如将所施加电压增加到5个或更多不同的电压，例如10个或更多并包括20个或更多不同的电压。在每个照射循环之后，对于光检测系统中的每个光电检测器，电压的增加可以相同，或者对于一个或多个光电检测器，电压的增加可以不同。在一些实施方案中，存储器包括基于施加到光电检测器的两个最接近的电压来确定所施加电压的增加的指令。在一些实例中，存储器包括通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算所施加电压的增加的指令。在某些实例中，存储器包括基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算所施加电压的增加的指令。在某些实施方案中，存储器包括用于确定由每个光电检测器在多个不同的施加电压中的每个电压下产生的基线噪声的指令。在一些实例中，存储器包括用于确定又每个光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定的阈值的指令。在某些实例中，存储器包括用于当基线噪声大于预定的阈值时丢弃在所施加电压下来自光电检测器的输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，系统包括其上存储有指令的存储器，所述指令当处理器执行时使得处理器增加光检测系统中的每个光电检测器的电压，直到一个或多个光电检测器饱和。在一些实例中，存储器包括确定一个或多个光电检测器的输出数据信号饱和的指令。在某些实例中，存储器包括丢弃来自被确定为饱和的光电检测器的一个或多个输出数据信号的指令。在一些实施方案中，存储器包括降低光源的强度的指令，例如响应于确定一个或多个光电检测器饱和。在一些实例中，存储器包括将光源的强度降低5％或更多，例如10％或更多并且包括50％或更多的指令。在一些实例中，存储器包括将光源的强度降低2倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低20倍或更多的指令。在某些实施方案中，系统包括其上存储有指令的存储器，所述指令当由处理器执行时使得处理器将光源的强度降低到较低的强度，以较低的强度照射光电检测器，并且在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。在一些实例中，存储器包括用于在增加的施加电压下为每个光电检测器生成处于降低的照射强度的输出数据信号的指令。在某些实例中，存储器包括为被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化的指令。在一些实例中，存储器包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。在某些实例中，存储器包括用于当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，存储器包括以增加的电压为多个光电检测器中的每个生成输出数据信号直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压的指令。在一些实例中，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益的指令。在一些实例中，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值的指令。在一些实例中，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号的指令。在一些实例中，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。
在一些实施方案中，系统包括其上存储有指令的存储器，所述指令当由处理器执行时使得处理器计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比。在一些实例中，存储器包括用于通过将输出数据信号归一化为参考数据信号来计算每个光电检测器在每个施加电压下的光电检测器增益的指令。在某些实例中，存储器包括用于绘制光检测系统中的每个光电检测器的经计算的光电检测器增益与电压比的指令。在一些实例中，存储器包括用于基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异的指令。在一些实例中，存储器包括用于基于光电检测器的经绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压的指令。在某些实施方案中，存储器包括用于从经计算的增益与电压比的曲线确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。在一些实例中，存储器包括用于通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。
本公开的方面还包括用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的非暂时性计算机可读存储介质。在实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压的算法、用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的算法、用于在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器的算法、用于在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法，以及用于基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个电压下光电检测器的增益的算法。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本发明。在附图中包括以下图：
图1A描绘了根据某些实施方案的用于确定参考电压的流程图。图1B描绘了根据某些实施方案的用于确定施加到光电检测器的施加电压的增加的流程图。图1C描绘了根据某些实施方案的用于确定多个光电检测器的光电检测器增益的流程图。
图2描绘了根据某些实施方案的光电检测器的输出数据信号相对于电压的绘图。
图3描绘了根据某些实施方案的光电检测器的增益与电压的绘图。
图4A描绘了根据某些实施方案的粒子分析系统的功能框图。图4B描绘了根据某些实施方案的流式细胞仪。
图5描绘了根据某些实施方案的粒子分析仪控制系统的一个实例的功能框图。
图6A描绘了根据某些实施方案的粒子分选系统的示意图。
图6B描绘了根据某些实施方案的粒子分选系统的示意图。
图7描绘了根据某些实施方案的计算系统的框图。
具体实施方式
本公开的方面包括用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法。根据某些实施方案的方法包括向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号，在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器，在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，以及基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个电压下的光电检测器的增益。还描述了具有光源和光检测系统的系统(例如，粒子分析仪)，所述光检测系统包括用于实施主题方法的多个光检测器。还提供了非暂时性计算机可读存储介质。
在更详细地描述本发明之前，应当理解，本发明不限于所描述的特定实施方案，因此当然可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施方案的目的，而不是旨在进行限制，因为本发明的范围仅由所附的权利要求来限定。
在提供数值范围的情况下，应当理解，除非上下文另有明确规定，否则该范围的上限和下限之间的每个中间值(至下限单位的十分之一)以及该范围内的任何其他规定值或中间值都包含在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小范围内，并且也涵盖在本发明内，受所陈述的范围中任何具体排除的限值的约束。在所陈述的范围包括一个或两个限值时，排除这些所包括的限值中的任一个或两个的范围也包括在本发明中。
本文中给出了某些范围，其中数值前面带有术语“约”。术语“约”在本文中用于为其前面的精确数字以及接近或近似该术语前面的数字提供字面支持。在确定数字是否接近或近似具体列举的数字时，接近或近似的未列举的数字可以是这样的数字，该数字在其出现的上下文中提供了具体列举的数字的基本等同物。
除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管与本文所述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以用于本发明的实践或测试中，但现在描述代表性的说明性方法和材料。
本说明书中引用的所有公开和专利均以引用的方式并入本文，如同每个单独的公开或专利被具体且单独地指示为通过引用并入并且通过引用并入本文以公开和描述与所引用的公开相关的方法和/或材料。任何公开的引用是由于其公开在提交日期之前，并且不应该被解释为承认本发明无权由于先前的发明而早于这些公开。此外，所提供的公开日期可能与实际公开日期不同，这可能需要单独确认。
应当注意，如本文和所附权利要求所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。还应当注意，权利要求可以被起草成排除任何任选要素。正因如此，该陈述旨在作为使用诸如“唯一地”、“仅”等与权利要求要素的详述有关的专用术语或使用“负”限制的前置基础。
如本领域技术人员在阅读本公开内容后将明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本文描述和示出的每个单独的实施方案都具有离散的部件和特征，这些部件和特征可以容易地与任何其他若干个实施方案的特征分离或组合。任何列举的方法都可以按照列举的事件的顺序或按照逻辑上可能的任何其他顺序进行。
虽然为了语法流畅性和功能性解释，已经描述或将要描述该设备和方法，但是应当清楚地理解，除非根据35U.S.C.§112明确表述，否则权利要求不应被解释为必然以任何方式受到“装置””或“步骤”限制的限制，而是应当符合根据等同物的司法原则由权利要求提供的定义的含义和等同物的全部范围，并且在权利要求根据35U.S.C.§112明确表述的情况下，将根据35U.S.C.§112给予完全的法定等同物。
如上所述，本公开提供了用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法。在进一步描述本公开的实施方案中，首先更详细地描述用于向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压、在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号、在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器、在多个不同电压的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号以及基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个下光电检测器的增益的方法。接下来，描述了包括光源和光检测系统的系统，所述光检测系统具有用于实施主题方法的多个光检测器。还描述了非暂时性计算机可读存储介质。
用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法
本公开的方面包括用于确定光检测系统中(例如，流式细胞仪的粒子分析仪中)的多个光电检测器的光电检测器增益的方法。在一些实施方案中，方法包括为光检测系统中的每个光电检测器确定优化的检测器增益。在一些实施方案中，主题方法提供用于识别光检测系统中的一个或多个光电检测器是否发生故障或需要校准。在某些实例中，主题方法提供了光检测系统中的多个光电检测器的同时参数表征，例如通过并行识别多个光电检测器的增益与电压曲线。在一些实例中，同时表征可以提供光电检测器之间的一致性和光检测系统的改善的灵敏度。
在某些实施方案中，主题方法提供了光检测系统的增加的信噪比，例如其中光检测系统的信噪比增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多并且包括增加99％或更多。在某些实例中，主题方法将信噪比增加2倍或更多，例如增加3倍或更多，例如增加4倍或更多，例如增加5倍或更多，并且包括增加10倍或更多。在一些实施方案中，主题方法将输出(例如，来自光检测系统的光检测器的信号振幅)增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多并且包括增加99％或更多。在某些实例中，主题方法将输出增加2倍或更多，例如增加3倍或更多，例如增加4倍或更多，例如增加5倍或更多，并且包括增加10倍或更多。在某些实施方案中，本公开的方法足以将强度检测和定量的范围拓宽2倍或更多，例如拓宽3倍或更多，例如拓宽5倍或更多，例如拓宽10倍或更多，例如拓宽25倍或更多，例如拓宽50倍或更多，并且包括拓宽100倍或更多。
在实践主题方法时，参考电压被施加到光检测系统中的每个光电检测器，并且在参考电压下为每个光电检测器施加参考数据信号。如下文更详细描述的，光检测系统可以具有2个或更多光电检测器，例如5个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，例如150个或更多，例如200个或更多，例如250个或更多，并且包括500个或更多光电检测器。在一些实例中，所施加的参考电压是可以施加到生成可测量的输出数据信号的光电检测器的最低施加电压。在某些实例中，生成的参考数据信号是背景数据信号。术语“背景”在本文中以其常规含义用于指代来自每个光电检测器的基线电子信号(例如，源自光电检测器的工作电子部件或光检测系统的光学部件的电子信号)。在某些实例中，背景信号包括光检测系统中存在的电子信号，例如由系统的光源或其他电子子部件生成的电子信号。在其他实施方案中，背景信号包括由来自系统的部件的振动或热效应生成的电子信号。在其他实施方案中，背景信号包括光学信号，例如来自系统中的照射源(例如，来自流式细胞仪中存在的一个或多个激光器)的光。
在实施方案中，方法包括将参考电压施加到光检测系统中的两个或更多光电检测器并且为光电检测器生成参考数据信号，例如将参考电压施加到3个或更多光电检测器，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，并且包括向光检测系统的250个或更多光电检测器施加参考电压并且为每个光电检测器生成参考数据信号。例如，可以将参考电压施加到光检测系统中的5％或更多的光电检测器，例如10％或更多，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多，并且包括光检测系统中的97％或更多的光电检测器，并且为每个光电检测器生成参考数据信号。在某些实施方案中，参考电压被施加到光检测系统中的所有光电检测器，并且为每个光电检测器生成参考数据信号。
在一些实施方案中，方法包括施加参考电压，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。在一些实例中，生成的参考数据信号比分离指数大至少1％或更多，例如2％或更多，例如3％或更多，例如4％或更多，例如5％或更多，例如10％或更多，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多并且包括90％或更多。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，方法包括确定多个光电检测器中的一个或多个不同的分离指数，例如2个或更多，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多并且包括10个或更多。在某些实例中，对于多个光电检测器中的5％或更多，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，并且包括多个光电检测器中的90％或更多，确定不同的分离指数。在某些实例中，方法包括为多个光电检测器中的每个确定不同的分离指数。在某些实例中，确定单个分离指数并且将其应用于多个光电检测器中的每个。在某些实例中，分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。
在某些实施方案中，方法包括递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器通道中的光电检测器噪声区分开来。在一些实例中，参考电压被递增增加0.001％或更多，直到所生成的参考数据信号可与光电检测器噪声区分开来，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括将参考电压递增地增加50％或更多，直到所生成的参考数据信号可与光电检测器噪声区分开来。例如，参考电压可以以0.0001mV或更多的增量增加，直到所生成的参考数据信号可与该光电检测器通道中的光电检测器噪声区分开来，例如增加0.0005mV或更多，例如增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加2mV或更多，例如增加3mV或更多，例如增加4mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加75mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加750mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，例如增加5000mV或更多并且包括增加10000mV或更多。在某些实施方案中，如果增益控制超过预定的阈值并且仍然没有找到与噪声的足够分离，则可以停止确定该光电检测器通道中的光电检测器增益。
图1A描绘了根据某些实施方案的用于确定参考电压的流程图，该参考电压用于根据某些实施方案施加于每个光电检测器。所施加的参考电压足以生成可检测地大于光电检测器噪声的参考数据信号。对于每个光电检测器，通过获取来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差来计算分离指数(步骤110)，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，分离指数基于来自光电检测器(110a)的背景噪声和光源(110b)的参数中的一个或多个，例如LED强度或输出波长光谱。在步骤111确定由每个光电检测器产生的基线噪声。在步骤112，施加到光电检测器的电压以增量增加，直到确定所生成的参考数据信号超过光电检测器的基线噪声至少分离指数(步骤113)。
在实践主题方法时，方法包括用光源在多个施加电压下照射光电检测器。在一些实例中，用光源同时照射多个光电检测器。在其他情况下，用光源顺序照射多个光电检测器。在实施方案中，光电检测器以预定的光强度照射。在一些实例中，光源的强度被设置为作为最低强度的强度，其中平均荧光强度大于光电检测器的背景。例如，可以设定强度，其中平均荧光强度比光电检测器的背景大0.01％或更多，例如大0.05％或更多，例如大0.1％或更多，例如大0.5％或更多，例如大1％或更多，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多并且包括大10％或更多。
光检测系统中的多个光检测器可以用任何方便的光源照射，并且可以包括激光和非激光光源。在某些实施方案中，光源是非激光光源，例如发射特定波长或窄范围波长的窄带光源。在一些实例中，窄带光源发射具有窄波长范围的光，例如如50nm或更小，例如40nm或更小，例如30nm或更小，例如25nm或更小，例如20nm或更小，例如15nm或更小，例如10nm或更小，例如5nm或更小，例如2nm或更小，并且包括发射特定波长光(即单色光)的光源。可以采用任何方便的窄带光源方案，例如窄波长LED。
在其他实施方案中，光源是宽带光源，例如耦合到一个或多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色仪或其任何组合的宽带光源。在一些实例中，宽带光源发射具有宽范围波长的光，例如如跨度50nm或更多，例如100nm或更多，例如150nm或更多，例如200nm或更多，例如250nm或更多，例如300nm或更多，例如350nm或更多，例如400nm或更多，并且包括跨度500nm或更多。例如，一种合适的宽带光源发射具有200nm至1500nm的波长的光。合适的宽带光源的另一个实例包括发射具有400nm至1000nm的波长的光的光源。可以采用任何方便的宽带光源方案，例如卤素灯、氘弧光灯、氙弧光灯、稳定的光纤耦合宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超照射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、多LED集成白光源以及其他宽带光源或其任何组合。在某些实施方案中，光源包括红外LED的阵列。在一些实施方案中，光源包括一个或多个具有低变化系数(cv)的LED。在一些实例中，LED具有25％或更小，例如20％或更小，例如15％或更小，例如10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.4％或更小，例如0.3％或更小，例如0.2％或更小，例如0.1％或更小，例如0.05％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小的变化系数，并且包括LED具有0.0001％或更小的变化系数的情况。
在一些实施方案中，方法包括用脉冲光源(例如脉冲LED光源)照射光电检测器，例如其中以预定的时间间隔发射光，每个时间间隔具有预定的照射持续时间(即脉冲宽度)。在某些实施方案中，方法包括用具有周期性闪光的脉冲光源照射光电检测器。例如，每个光脉冲的频率可以是0.0001kHz或更多，例如0.0005kHz或更多，例如0.001kHz或更多，例如0.005kHz或更多，例如0.01kHz或更多，例如0.05kHz或更多，例如0.1kHz或更多，例如0.5kHz或更多，例如1kHz或更多，例如2.5kHz或更多，例如5kHz或更多，例如10kHz或更多，例如25kHz或更多，例如50kHz或更多并且包括100kHz或更多。在某些实例中，通过光源的脉冲照射的频率范围为0.00001kHz至1000kHz，例如0.00005kHz至900kHz，例如0.0001kHz至800kHz，例如0.0005kHz至700kHz，例如0.001kHz至600kHz，例如0.005kHz至500kHz，例如0.01kHz至400kHz，例如0.05kHz至300kHz，例如0.1kHz至200kHz并且包括1kHz至100kHz。每个光脉冲的光照射的持续时间(即脉冲宽度)可以变化并且可以是0.000001ms或更多，例如0.000005ms或更多，例如0.00001ms或更多，例如0.00005ms或更多，例如0.0001ms或更多，例如0.0005ms或更多，例如0.001ms或更多，例如0.005ms或更多，例如0.01ms或更多，例如0.05ms或更多，例如0.1ms或更多，例如0.5ms或更多，例如1ms或更多，例如2ms或更多，例如3ms或更多，例如4ms或更多，例如5ms或更多，例如10ms或更多，例如25ms或更多，例如50ms或更多，例如100ms或更多并且包括500ms或更多。例如，光照射的持续时间可以在0.000001ms至1000ms，例如0.000005ms至950ms，例如0.00001ms至900ms，例如0.00005ms至850ms，例如0.0001ms至800ms，例如0.0005ms至750ms，例如0.001ms至700ms，例如0.005ms至650ms，例如0.01ms至600ms，例如0.05ms至550ms，例如0.1ms至500ms，例如0.5ms至450ms，例如1ms至400ms，例如5ms至350ms的范围内并且包括10ms至300ms。
在某些实施方案中，光源是连续波光源。术语“连续波光源”在本文中以其常规含义使用，是指提供不间断光通量并保持多个光电检测器的照射而光强度几乎没有不期望的变化的光源。在一些实施方案中，连续光源发射非脉冲的照射或非频闪照射。在某些实施方案中，连续光源提供基本上恒定的发射的光强度。例如，连续光源可以在照射的时间间隔期间提供变化10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小的发射的光强度，并且包括在照射的时间间隔期间发射的光强度变化0.000001％或更小的情况。光输出的强度可以用任何方便的方案来测量，包括但不限于扫描狭缝轮廓仪、电荷耦合器件(CCD，例如增强型电荷耦合器件ICCD)、定位传感器、功率传感器(例如热电堆功率传感器)、光功率传感器、能量计、数字激光光度计、激光二极管检测器以及其他类型的光电检测器。
在某些实施方案中，光源是激光器，例如连续波激光器。例如，激光器可以是二极管激光器，例如紫外二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在其他实施方案中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在一些实例中，激光器是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他情况下，主题系统包括染料激光器，例如芪激光器、香豆素激光器或罗丹明激光器。在其他情况中，感兴趣的激光器包括金属蒸汽激光器，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器、氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他情况中，主题系统包括固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、三氧化二镱激光器或铈掺杂的激光器及其组合。
在一些实施方案中，光源是窄带光源。在一些实例中，光源是输出200nm至1500nm，例如250nm至1250nm，例如300nm至1000nm，例如350nm至900nm并且包括400nm至800nm的特定波长的光源。在某些实施方案中，连续波光源发射具有365nm、385nm、405nm、460nm、490nm、525nm、550nm、580nm、635nm、660nm、740nm、770nm或850nm的波长的光。
多个光电检测器可以由光源从任何合适的距离照射，例如在0.001mm或更多，例如0.005mm或更多，例如0.01mm或更多，例如0.05mm或更多，例如0.1mm或更多，例如0.5mm或更多，例如1mm或更多，例如5mm或更多，例如10mm或更多，例如25mm或更多的距离并且包括在100mm或更多的距离。此外，多个光电检测器的照射可以以任何合适的角度进行，例如以在10°至90°，例如15°至85°，例如20°至80°，例如25°至75°的范围并且包括30°至60°的角度，例如以90°的角度。
在一些实施方案中，方法包括在每个施加电压下用光源照射多个光电检测器持续预定的时间间隔。在一些实施方案中，以0.1ms或更多的离散时间间隔在每个施加电压下照射多个光电检测器，例如持续0.5ms或更多，例如持续1.0ms或更多，例如持续5ms或更多，例如持续10ms或更多，例如持续20ms或更多，例如持续30ms或更多，例如持续40ms或更多，例如持续50ms或更多，例如持续60ms或更多，例如持续70ms或更多，例如持续80ms或更多，例如持续90ms或更多并且包括持续100ms或更多。在某些实施方案中，用于照射多个光电检测器的每个预定时间间隔是相同的持续时间。例如，根据主题方法的每个预定时间间隔可以是50ms。在其他实施方案中，用于在每个施加电压下照射多个光电检测器的预定时间间隔是不同的。
在实施方案中，方法包括在多个离散的时间间隔内在多个电压下用光源照射光电检测器，例如3个或更多不同电压，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如75个或更多并且包括100个或更多不同电压。在一些实施方案中，在照射间隔期间施加到每个光电检测器的电压在每个预定时间间隔的持续时间内基本上恒定，例如其中施加到光电检测器的电压变化10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更少，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，并且包括光电检测器的施加电压在预定时间间隔的持续时间内变化0.000001％或更小的情况。
在实践主题方法时，施加到每个光电检测器的电压在每个离散照射间隔之后改变。在一些实施方案中，向光电检测器施加5个或更多不同的电压，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如30个或更多，例如35个或更多，例如40个或更多，例如50个或更多，例如60个或更多，例如70个或更多，例如80个或更多，例如90个或更多，例如100个或更多，例如150个或更多，例如200个或更多，例如250个或更多，例如500个或更多，例如750个或更多，并且包括向光电检测器施加1000个或更多不同的电压。在一些实施方案中，增加施加到每个光电检测器的电压。在其他实施方案中，降低施加到每个光电检测器的电压。对于每个后续时间间隔，施加到每个光电检测器的电压可以改变5％或更多，例如改变10％或更多，例如改变25％或更多，例如改变50％或更多，例如改变75％或更多，例如改变90％或更多，并且包括改变100％或更多。在某些实例中，施加到每个光电检测器的电压变化1.5倍或更多，例如变化2倍或更多，例如变化3倍或更多，例如变化4倍或更多，并且包括变化5倍或更多。在一些实施方案中，所施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。在一些实例中，所施加电压的增加通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算。在某些实例中，基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算所施加电压的增加。在某些实例中，如果经计算的偏置电压超过预定的阈值，则它将回落到该阈值，使得可以减轻过冲(overshooting)。
图1B描绘了根据某些实施方案的用于确定施加到光电检测器的所施加电压的增加的流程图。在步骤120确定根据本公开的方法待施加到光电检测器的电压的增加。在一些实例中，所施加电压的增加通过施加到光电检测器的两个最接近电压之间的线性外推来确定(120a)，例如之前的两个电压增加，或者通过局部近似光电检测器(120b)的电压曲线的多项式函数来确定。在一些实例中，将由光电检测器在施加电压下生成的数据信号与光电检测器的基线噪声进行比较(步骤123)。在由光电检测器在施加电压下产生的基线噪声大于预定的阈值(例如，来自通过光源的照射的经生成的数据信号)的情况下，可以停止数据采集(步骤121)。在施加电压下的基线噪声保持小于预定的阈值的情况下，电压的增加被施加到光电检测器(步骤122)，并且可以用于计算所施加电压的下一次增加。
在某些实施方案中，方法包括确定由每个光电检测器在多个不同的施加电压中的每个电压下产生的基线噪声。在一些实例中，由每个光电检测器产生的基线噪声被确定为在所施加电压下大于预定的阈值，例如大0.001％或更多，例如大0.005％或更多，例如大0.01％或更多，例如大0.05％或更多，例如大0.1％或更多，例如大0.5％或更多，例如大1％或更多，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多，例如大10％或更多，例如大15％或更多，例如大25％或更多并且包括大50％或更多。在某些实例中，当基线噪声大于预定的阈值时，例如当基线噪声比预定的阈值大1％或更多时，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多，并且包括当基线噪声被预定的阈值大10％或更多时，输出数据信号在施加电压下从光电检测器丢弃。在某些实施方案中，如果测量到基线噪声高于预定的阈值，则可以停止确定光电检测器通道中的光电检测器增益。在某些实例中，还实现了最大增益的经验界限，使得一旦增益超过该界限，就可以停止确定光电检测器通道中的光电检测器增益。
在一些实例中，在多个增加的施加电压下用光源照射光电检测器。取决于光电检测器的类型(例如光电倍增管、雪崩光电二极管等，如下所述)，所施加电压可以增加0.001％或更多，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括增加50％或更多的增量。在某些实例中，所施加电压增加2倍或更多，例如增加3倍或更多，例如增加5倍或更多，并且包括增加10倍或更多。在一些实施方案中，在主题方法中施加到每个光电检测器的电压增加0.0001mV或更多，例如增加0.0005mV或更多，例如增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加2mV或更多，例如增加3mV或更多，例如增加4mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加75mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加750mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，例如5000mV或更多并且包括增加10000mV或更多。
在一些实例中，方法包括当施加到每个光电检测器的电压正在改变时(例如，当施加到每个光电检测器的电压正在增加时)，保持通过光源对光检测系统中的每个光电检测器的照射。在其他情况下，方法包括在施加到光电检测器的电压正在改变的持续时间内停止通过光源对光检测系统中的一个或多个光电检测器的照射(例如，通过关闭光源或通过例如用斩波器、光束阻挡器(beam stop)等阻挡光源)。可以使用任何方便的方案来提供间歇照射，例如用于打开和关闭光源的电子开关，例如由计算机控制并基于数据信号(例如，接收或输入的数据信号)触发的开关。在一些实施方案中，用于改变施加到每个光电检测器的所施加电压的时间间隔可以是0.001ms或更长，例如0.005ms或更长，例如0.01ms或更长，例如0.05ms或更长，例如0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1ms或更长，例如2ms或更长，例如3ms或更长，例如4ms或更长，例如5ms或更长，例如6ms或更长，例如7ms或更长，例如8ms或更长，例如9ms或更长并且包括10ms或更长。例如，用光源照射多个光电检测器的每个预定时间间隔之间的时间段可以为0.001ms至25ms，例如0.005ms至20ms，例如0.01ms至15ms，例如0.05ms至10ms并且包括0.1ms至5ms。在某些实施方案中，方法包括在每个施加电压下从背景数据信号确定每个光电检测器的一个或多个噪声参数，例如2个或更多噪声参数，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，并且包括在每个施加电压下从背景数据信号确定每个光电检测器的250个或更多噪声参数。
本公开的方法还包括用光检测系统中的每个光电检测器在每个施加电压下检测光。用于实施主题方法的光电检测器可以是任何方便的光检测方案，包括但不限于光电传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强型电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、测照射热计、热电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、光电倍增管(PMT)、硅光电倍增器(SiPM)、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管及其组合以及其他光电检测器。在某些实施方案中，光电检测器是光电倍增管，例如每个区域的有效检测表面积范围为0.01cm2至10cm2，例如0.05cm2至9cm2，例如from，例如0.1cm2至8cm2，例如0.5cm2至7cm2并且包括1cm2至5cm2的光电倍增管。
在实施方案中，光可以由光电检测器在一个或多个波长下测量，例如在2个或更多波长下，例如在5个或更多不同波长下，例如在10个或更多不同波长下，例如在25个或更多不同波长下，例如在50个或更多不同波长下，例如在100个或更多不同波长下，例如在200个或更多不同波长下，例如在300个或更多不同波长下，并且包括在400个或更多不同波长下测量光。在一些实施方案中，方法包括测量在一定波长范围(例如，200nm-1500nm)内的光。例如，方法可以包括收集在200nm–1500nm的一个或多个波长范围内的光谱。在其他实施方案中，方法包括测量一个或多个特定波长的光。例如，可以在450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm及其任何组合中的一个或多个处测量光。
光可以连续地或以离散的间隔测量。在一些实例中，感兴趣的检测器被配置成连续地进行光的测量。在其他情况下，感兴趣的检测器被配置成以离散的间隔进行测量，例如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒并且包括每1000毫秒或者一些其他间隔测量光。
来自光源的光的测量可以在每个离散的时间间隔期间进行一次或多次，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如5次或更多次并且包括10次或更多次。在一些实施方案中，方法包括针对在每个施加电压下的多个光强度从光电检测器生成一个或多个输出数据信号，例如2个或更多数据信号，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，并且包括在每个检测器增益设置下250个或更多数据信号。在一些实施方案中，方法包括确定在每个施加电压下来自光电检测器的光照射数据信号的平均值。在某些实例中，方法包括在每个施加电压下确定来自光检测系统中的每个光检测器的光照射数据信号的平均值和标准偏差值。
在一些实施方案中，方法包括对来自光检测系统中的每个被照射的光电检测器的输出数据信号进行积分。在一些实施方案中，对来自每个光电检测器的输出数据信号进行积分包括在每个离散照射间隔的持续时间的10％或更多上对输出数据信号进行积分，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，并且包括在每个离散照射间隔的持续时间的99％上对数据信号进行积分。在一些实施方案中，根据主题方法，来自光检测系统中的每个光电检测器的输出数据信号在每个离散照射时间间隔的整个持续时间内被积分。
在一些实施方案中，方法包括增加光检测系统中的每个光电检测器的电压，直到一个或多个光电检测器饱和。术语“饱和”在本文中以其常规含义使用，是指通过光电检测器的检测的上限，其中输出数据信号响应于增加的光照射强度或施加电压表现出很少或没有变化。在某些实例中，当光电检测器处于其最大检测极限时，光电检测器饱和。在其他情况下，当光电检测器被设置为其最大施加电压设置时，光电检测器饱和。根据某些实施方案的方法包括基于输出数据信号来确定光检测系统的一个或多个光电检测器饱和。例如，根据光检测系统中的光电检测器的数量，可以确定两个或更多光电检测器饱和，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，并且包括确定光检测系统中的100个或更多光电检测器饱和。在某些实例中，方法包括确定在施加电压设置下饱和的光电检测器的百分比，例如1％或更多，例如2％或更多，例如3％或更多，例如4％或更多，例如5％或更多，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，并且包括确定光检测系统中的90％或更多的光电检测器在施加电压设置下饱和。在某些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号被丢弃。
在一些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，光源的强度可以被降低到较低的强度。在一些实施方案中，光源的强度可以从第一强度降低到第二较低强度，其中光源的强度被降低1％或更多，例如降低2％或更多，例如降低3％或更多，例如降低4％或更多，例如降低5％或更多，例如降低6％或更多，例如降低7％或更多，例如降低8％或更多，例如降低9％或更多，例如降低10％或更多，例如降低20％或更多，例如降低30％或更多，例如降低40％或更多，例如降低50％或更多，例如降低60％或更多，例如降低70％或更多，例如降低80％或更多，例如降低90％或更多，并且包括将光源的强度降低95％或更多。在某些实例中，光源的强度被降低99％或更多。在一些实例中，光源的强度被降低1.5倍或更多，例如降低2倍或更多，例如降低3倍或更多，例如降低4倍或更多，例如降低5倍或更多，例如降低6倍或更多，例如降低7倍或更多，例如降低8倍或更多，例如降低9倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低15倍或更多，例如降低20倍或更多，例如降低25倍或更多，例如降低50倍或更多，并且包括将光源的强度降低100倍或更多。
在一些实施方案中，方法包括将通过光源的照射的强度降低到较低的强度(如上所述)，以较低的强度照射光电检测器，并且在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。在一些实例中，在2个或更多不同的施加电压下以较低的强度照射光电检测器，例如3个或更多不同电压，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，并且包括25个或更多不同电压。在一些实例中，在多个增加的施加电压下以较低的强度照射光电检测器，例如其中施加电压可以增加0.001％或更多，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括增加50％或更多。
在一些实施方案中，方法包括以较低的强度照射光电检测器，直到一个或多个光电检测器饱和。在这些实施方案中，方法可以包括重复该照射循环(即，确定一个或多个光电检测器饱和，降低光源的照射强度并以降低的照射强度在增加的施加电压下照射光电检测器直到一个或多个光电检测器饱和)一次或多次，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如4次或更多次，例如5次或更多次，例如6次或更多次，例如7次或更多次，例如8次或更多次，例如9次或更多次并且包括10次或更多次。在某些实例中，为被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子。在某些实例中，基于光源的一个或多个参数(例如在不同发射波长下的强度变化或光电检测器的光谱灵敏度)为每个光电检测器计算不同的比例因子。在一些实施方案中，方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，并且包括10个或更多不同的施加电压。在一些实例中，方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。例如，可以确定经计算的增益在光电检测器通道的噪声水平内，在不同的施加电压之间呈现非单调变化。在某些实例中，方法包括当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时，丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号。
在一些实施方案中，方法包括以增加的电压为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压。在某些实施方案中，方法包括重复每个照射循环，直到光检测系统中预定数量的光电检测器达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号。在一些实例中，重复照射循环，直到5％或更多的光电检测器达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如60％或更多，例如70％或更多，例如80％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多，例如97％或更多，例如99％或更多，并且包括光检测系统中99.9％或更多的光电检测器已经达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号的情况。在某些实施方案中，方法包括重复照射循环，直到光检测系统中的所有(即100％)光检测器已经达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值。在一些情况喜爱，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号。在一些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。在某些实例中，方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到无法识别参考增益控制。
图1C描绘了根据某些实施方案的用于确定多个光电检测器的光电检测器增益的流程图。参考电压V0被施加到光检测系统中的每个光电检测器，并且为每个光电检测器生成参考数据信号S0。每个光电检测器的电压被增加到电压Vi，并且光源(例如，LED)被设置为强度j。如上所述，为光源设置的初始强度j在某些情况下是光源的最低强度(例如，LED的最低强度设置)，使得平均荧光(MFI)大于光检测系统中的所有光电检测器的背景。每个光电检测器同时被设置为强度j的光源照射，并且为光检测系统中设置为电压Vi的每个光电检测器生成输出数据信号Si。在一些实施方案中，每个光电检测器的电压增加数倍(即，Vi+1、Vi+2…Vn)并由且设置为强度j的光源照射，在每个光电检测器电压设置(即Si+1、Si+2…Sn)下生成输出数据信号。当光检测系统中的一个或多个光电检测器被确定为处于饱和或接近饱和时，来自饱和的光电检测器的输出数据信号可以被丢弃。在一些实施方案中，光源的强度被降低，例如降低因子n到强度j/n。光检测系统中的光电检测器以增加的电压被照射，并且被设置为降低的光强度j/n的光源照射，以生成输出数据信号。在某些实例中，为通过以降低的光强度j/n照射光电检测器而生成的输出数据信号计算比例因子。重复对光检测系统的光电检测器的照射，直到一个或多个光电检测器达到最大电压设置。在一些实例中，还可以基于以下中的一项或多项来停止数据采集：1)为每个光电检测器确定最大光电检测器增益；2)由一个或多个光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值；3)达到来自光源的最小光强度；4)一个或多个光电检测器的生成的输出数据信号非单调地变化；5)已经达到增益迭代的最大次数；6)无法识别参考增益控制；以及7)增益与电压曲线的拼接比(stitching ratio)与系统设置不一致。
针对多个施加电压中的每个生成来自光电检测器的输出数据信号。在一些实施方案中，将针对多个施加电压的生成的输出数据信号与在每个施加电压下的参考数据信号进行比较。在一些实施方案中，方法还包括计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比。在一些实例中，通过将输出数据信号相对于参考数据信号进行归一化来计算每个检测器在每个施加电压下的光电检测器增益。在某些实例中，根据下式在每个电压下计算每个光电检测器的增益：
1)在参考电压下的增益(G0)，V0＝在参考电压V0下获得的输出数据信号S0除以在参考电压V0下获得的输出数据信号S0＝1。(即G0＝1)
2)在电压V1下的增益(G1)(其中V1>V0)＝在电压V1下获得的输出数据信号S1除以在施加电压V1下获得的输出数据信号S0＝S1/S0。
(即G1＝S1/S0)
3)在电压V2下的增益(G2)(其中V2>V1)＝在电压V2下获得的输出数据信号S2除以在施加电压V2下获得的输出数据信号S0＝S2/S0。
(即G2＝S2/S0)
4)在电压Vn+1下的增益(Gn+1)(其中Vn+1>Vn)＝在电压Vn+1下获得的输出数据信号Sn+1除以在施加电压Vn+1下获得的输出数据信号S0＝Sn+1/S0。(即Gn+1＝Sn+1/S0)
5)在光电检测器最大电压Vmax下的增益(Gmax)＝在光电检测器最大电压Vmax下获得的输出数据信号Smax除以在光电检测器最大电压Vmax下获得的输出数据信号S0＝Smax/S0。(即Gmax＝Smax/S0)。
在某些实例中，为光检测系统中的每个光电检测器绘制经计算的光电检测器增益与电压比。在一些实例中，经绘制的增益与电压比包括在确定光检测系统中的一个或多个光电检测器饱和之前每个光电检测器在每个施加电压下的增益。在其他情况下，经绘制的增益与电压比包括在光检测系统中的一个或多个光电检测器饱和之后每个光电检测器在每个施加电压下的增益，例如通过使用上述计算的缩放因子对增益与电压比进行后处理拼接。在某些实施方案中，绘制光检测系统中每个光电检测器的增益与电压比可以是全自动的，使得校准和确定每个光电检测器的增益几乎不需要人工干预或通过用户的手动输入。
图2描绘了根据某些实施方案的光电检测器的输出数据信号相对于电压的绘图。参考数据信号So在设定为0伏的参考电压V0处绘制。随着施加到光电检测器的电压增加(即，Vi+1、Vi+2…Vn)，光电检测器被照射以生成输出数据信号(即Si+1，Si+2…Sn)增加，直到光电检测器对于用于照射光电检测器的光源的强度j饱和(超过检测器范围)。在一些实例中，光源的强度降低到降低的强度j/n，并且用设置在降低的强度j/n的光源照射光电检测器以生成输出数据信号。光电检测器的电压增加，直到光电检测器再次饱和或者其中达到最大施加电压。计算通过以降低的强度j/n照射光电检测器生成的输出数据信号的比例因子(α)，并且用于完成高于光电检测器的饱和水平的输出数据信号相对于电压曲线。
图3描绘了根据某些实施方案的光电检测器的增益与电压的绘图。如上所述，参考电压V0被施加到光电检测器，并且在参考电压V0处生成参考数据信号So。在参考电压V0下的增益(G0)＝在参考电压V0下获得的输出数据信号S0除以在参考电压V0下获得的输出数据信号S0＝1。(即G0＝1)。在增加的电压(V1、V2,…Vmax)下，生成输出数据信号(S1、S2,…Smax)，并且通过将在每个施加电压下的输出信号Sn除以参考输出数据信号S0(S1/S0、S2/S0、…Smax/S0)来计算增益。
在某些实施方案中，产生目标光电检测器增益所需的施加电压由计算的增益与电压比的曲线确定。在一些实例中，方法包括通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压。为了在某些情况下控制不准确性，实施一种过程来迭代地测量两个先前测量的偏置电压的中点处的增益，直到从插值中导出的增益接近于测量的增益，并且差值在精度规格内。
在一些实施方案中，方法包括基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异。在一些实例中，一个或多个光电检测器的灵敏度被确定为与光检测系统中的光电检测器的平均灵敏度相差5％或更多，例如相差10％或更多，例如相差15％或更多，例如相差20％或更多，例如相差25％或更多，例如相差50％或更多，例如相差75％或更多并且包括相差90％或更多。在一些实例中，一个或多个光电检测器的输出信号幅度被确定为与光检测系统中的光电检测器的平均输出信号幅度相差5％或更多，例如相差10％或更多，例如相差15％或更多，例如相差20％或更多，例如相差25％或更多，例如相差50％或更多，例如相差75％或更多并且包括相差90％或更多。在一些实例中，方法包括基于光电检测器的经绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器。在一些实施方案中，方法包括将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压。
用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的系统
本公开的方面还包括具有光源和包括多个光电检测器的光检测系统的系统(例如，粒子分析仪)。在一些实施方案中，主题系统被配置为确定光检测系统中的每个光检测器的优化的检测器增益。在一些实施方案中，主题系统提供用于识别光检测系统中的一个或多个光电检测器是否发生故障或需要校准。在某些实例中，系统提供光检测系统中的多个光电检测器的同时参数表征，例如通过并行识别多个光电检测器的增益与电压曲线。在一些实例中，同时表征可以提供光电检测器之间的一致性和光检测系统的提高的灵敏度。
根据某些实施方案的系统包括光源、具有多个光电检测器的光检测系统(例如，位于粒子分析仪的外壳中)和处理器，所述处理器包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时使得处理器向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号，在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器，在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，并且基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个施加电压下光电检测器的增益。
在实施方案中，系统被配置为向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压，并且在每个参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号。在一些实例中，施加的参考电压是可以施加到生成可测量输出数据信号的光电检测器的最低施加电压。在某些实例中，生成的参考数据信号是背景数据信号。在一些实施方案中，该系统包括处理器，所述处理器包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时使得处理器将参考电压施加到光检测系统中的两个或更多光电检测器，并且为光电检测器生成参考数据信号，例如将参考电压施加到3个或更多光电检测器，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，并且包括向光检测系统的250个或更多光检测器施加参考电压并且为每个光检测器生成参考数据信号。例如，系统可以被配置为向光检测系统中的5％或更多的光电检测器施加参考电压，例如10％或更多，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多并且包括光检测系统中的97％或更多的光电检测器，并且为每个光电检测器生成参考数据信号。在某些实施方案中，系统被配置为向光检测系统中的所有光电检测器施加参考电压，并且为每个光电检测器生成参考数据信号。
在一些实施方案中，存储器包括施加参考电压的指令，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。在一些实例中，生成的参考数据信号比分离指数大至少1％或更多，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多，例如大10％或更多，例如大15％或更多，例如大20％或更多，例如大25％或更多，例如大50％或更多，例如大75％或更多并且包括大90％或更多。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，存储器包括确定多个光电检测器中的一个或多个的不同分离指数的指令，例如2个或更多，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多并且包括10个或更多。在某些实例中，存储器包括确定多个光电检测器中的5％或更多的不同分离指数的指令，例如10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，并且包括多个光电检测器中的90％或更多。在某些实例中，存储器包括为多个光电检测器中的每个确定不同分离指数的指令。在某些实例中，存储器包括确定单个分离指数的指令和应用于多个光电检测器中的每个的指令。在某些实例中，存储器包括确定分离指数的指令，所述分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。
在某些实施方案中，存储器包括用于递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器通道中的光电检测器噪声区分开来的指令。在一些实例中，存储器包括将参考电压递增地增加0.001％或更多直到所生成的参考数据信号可与光电检测器噪声区分开来的指令，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括将参考电压递增地增加50％或更多，直到所生成的参考数据信号可与光电检测器噪声区分开来。例如，存储器包括以0.0001mV或更多的增量增加参考电压直到所生成的参考数据信号可与该光电检测器通道中的光电检测器噪声区分开来的指令，例如增加0.0005mV或更多，例如增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加2mV或更多，例如增加3mV或更多，例如增加4mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加75mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加750mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，例如5000mV或更多并且包括增加10000mV或更多。在某些实施方案中，如果增益控制超过预定的阈值并且仍然没有找到与噪声的足够分离，则存储器包括停止确定一个或多个光电检测器通道的光电检测器增益的指令。
在实施方案中，系统包括用于在多个施加电压下照射光电检测器的光源。在一些实例中，用光源同时照射多个光电检测器。在其他情况下，用光源顺序照射多个光电检测器。光源可以包括激光和非激光光源。在某些实施方案中，光源是非激光光源，例如发射特定波长或窄范围波长的窄带光源。在一些实例中，窄带光源发射具有窄范围波长的光，例如如50nm或更小，例如40nm或更小，例如30nm或更小，例如25nm或更小，例如20nm或更小，例如15nm或更小，例如10nm或更小，例如5nm或更小，例如2nm或更小，并且包括发射特定波长的光(即单色光)的光源。可以采用任何方便的窄带光源方案，例如窄波长LED。
在其他实施方案中，光源是宽带光源，例如耦合到一个或多个光学带通滤波器、衍射光栅、单色仪或其任何组合的宽带光源。在一些实例中，宽带光源发射具有宽范围波长的光，例如如跨度为50nm或更多，例如100nm或更多，例如150nm或更多，例如200nm或更多，例如250nm或更多，例如300nm或更多，例如350nm或更多，例如400nm或更多，并且包括跨度500nm或更多。例如，一种合适的宽带光源发射具有200nm至1500nm的波长的光。合适的宽带光源的另一个实例包括发射具有400nm至1000nm的波长的光的光源。可以采用任何方便的宽带光源方案，例如卤素灯、氘弧光灯、氙弧光灯、稳定的光纤耦合宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超照射发光二极管、半导体发光二极管、宽光谱LED白光源、多LED集成白光源以及其他宽带光源或其任何组合。在某些实施方案中，光源包括红外LED的阵列。在一些实施方案中，光源包括一个或多个具有低变化系数(cv)的LED。在一些实例中，LED具有25％或更小，例如20％或更小，例如15％或更小，例如10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.4％或更小，例如0.3％或更小，例如0.2％或更小，例如0.1％或更小，例如0.05％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小的变化系数，并且包括LED具有0.0001％或更小的变化系数的情况。
在一些实施方案中，光源包括一个或多个脉冲光源(例如脉冲LED光源)，例如其中光以预定的时间间隔发射，每个时间间隔具有预定的照射持续时间(即脉冲宽度)。在某些实施方案中，脉冲光源被配置成用周期性闪光照射光电检测器。例如，每个光脉冲的频率可以是0.0001kHz或更多，例如0.0005kHz或更多，例如0.001kHz或更多，例如0.005kHz或更多，例如0.01kHz或更多，例如0.05kHz或更多，例如0.1kHz或更多，例如0.5kHz或更多，例如1kHz或更多，例如2.5kHz或更多，例如5kHz或更多，例如10kHz或更多，例如25kHz或更多，例如50kHz或更多并且包括100kHz或更多。在某些实例中，通过光源的脉冲照射的频率范围为0.00001kHz至1000kHz，例如0.00005kHz至900kHz，例如0.0001kHz至800kHz，例如0.0005kHz至700kHz，例如0.001kHz至600kHz，例如0.005kHz至500kHz，例如0.01kHz至400kHz，例如0.05kHz至300kHz，例如0.1kHz至200kHz并且包括1kHz至100kHz。每个光脉冲的光照射的持续时间(即脉冲宽度)可以变化并且可以是0.000001ms或更多，例如0.000005ms或更多，例如0.00001ms或更多，例如0.00005ms或更多，例如0.0001ms或更多，例如0.0005ms或更多，例如0.001ms或更多，例如0.005ms或更多，例如0.01ms或更多，例如0.05ms或更多，例如0.1ms或更多，例如0.5ms或更多，例如1ms或更多，例如2ms或更多，例如3ms或更多，例如4ms或更多，例如5ms或更多，例如10ms或更多，例如25ms或更多，例如50ms或更多，例如100ms或更多并且包括500ms或更多。例如，光照射的持续时间可以在0.000001ms至1000ms，例如0.000005ms至950ms，例如0.00001ms至900ms，例如0.00005ms至850ms，例如0.0001ms至800ms，例如0.0005ms至750ms，例如0.001ms至700ms，例如0.005ms至650ms，例如0.01ms至600ms，例如0.05ms至550ms，例如0.1ms至500ms，例如0.5ms至450ms，例如1ms至400ms，例如5ms至350ms的范围内并且包括10ms至300ms。
在某些实施方案中，光源是连续波光源。在一些实施方案中，连续光源发射非脉冲的照射或非频闪照射。在某些实施方案中，连续光源提供基本上恒定的发射的光强度。例如，连续光源可以在照射的时间间隔期间提供变化10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小的发射的光强度，并且包括在照射的时间间隔期间发射的光强度变化0.000001％或更小的情况。光输出的强度可以用任何方便的方案来测量，包括但不限于扫描狭缝轮廓仪、电荷耦合器件(CCD，例如增强型电荷耦合器件ICCD)、定位传感器、功率传感器(例如热电堆功率传感器)、光功率传感器、能量计、数字激光光度计、激光二极管检测器以及其他类型的光电检测器。
在某些实施方案中，光源是激光器，例如脉冲激光器或连续波激光器。例如，激光器可以是二极管激光器，例如紫外二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在其他实施方案中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在一些实例中，激光器是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他情况下，主题系统包括染料激光器，例如芪激光器、香豆素激光器或罗丹明激光器。在其他情况下，感兴趣的激光器包括金属蒸汽激光器，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器、氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他情况下，主题系统包括固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、二氧化二钇激光器或铈掺杂的激光器及其组合。
在一些实施方案中，光源是窄带光源。在一些实例中，光源是输出200nm至1500nm，例如250nm至1250nm，例如300nm至1000nm，例如350nm至900nm并且包括400nm至800nm的特定波长的光源。在某些实施方案中，连续波光源发射具有365nm、385nm、405nm、460nm、490nm、525nm、550nm、580nm、635nm、660nm、740nm、770nm或850nm的波长的光。
光源可以被定位在距离光检测系统的光检测器的任何合适的距离，例如在0.001mm或更多，例如0.005mm或更多，例如0.01mm或更多，例如0.05mm或更多，例如0.1mm或更多，例如0.5mm或更多，例如1mm或更多，例如5mm或更多，例如10mm或更多，例如25mm或更多的距离并且包括在100mm或更多的距离。此外，光源可以以任何合适的角度定位，例如以与光检测系统的光电检测器成一定角度定位，例如10°至90°，例如15°至85°，例如20°至80°，例如25°至75°，并且包括30°至60°，例如以90°的角度。
在一些实施方案中，系统包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行处理器使得处理器在每个施加电压下用光源照射多个光电检测器持续预定的时间间隔。在一些实施方案中，存储器包括用于以0.1ms或更长的离散时间间隔在每个施加电压下照射多个光电检测器的指令，例如持续0.5ms或更多，例如持续1.0ms或更多，例如持续5ms或更多，例如持续10ms或更多，例如持续20ms或更多，例如持续30ms或更多，例如持续40ms或更多，例如持续50ms或更多，例如持续60ms或更多，例如持续70ms或更多，例如持续80ms或更多，例如持续90ms或更多并且包括持续100ms或更多。在某些实施方案中，用于照射多个光电检测器的每个预定的时间间隔是相同的持续时间。在其他实施方案中，用于在每个施加电压下照射多个光电检测器的预定时间间隔是不同的。
在某些实施方案中，存储器包括用于在多个离散的时间间隔内在多个电压下用光源照射光电检测器的指令，例如3个或更多不同的电压，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如75个或更多，并且包括100个或更多不同的电压。在一些实施方案中，存储器包括用于在照射间隔期间向每个光电检测器施加电压的指令，所述电压在每个预定的时间间隔的持续时间内基本上恒定，例如其中施加到光电检测器的电压变化10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更少，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，并且包括其中存储器包括用于在预定时间间隔的持续时间内向光电检测器施加变化0.000001％或更小的电压的指令。
在一些实施方案中，系统包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时使得处理器在每个离散的照射间隔之后改变施加到每个光电检测器的电压。在一些实施方案中，存储器包括用于向光电检测器施加5个或更多不同电压的指令，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如30个或更多，例如35个或更多，例如40个或更多，例如50个或更多，例如60个或更多，例如70个或更多，例如80个或更多，例如90个或更多，例如100个或更多，例如150个或更多，例如200个或更多，例如250个或更多，例如500个或更多，例如750个或更多，并且包括向光电检测器施加1000个或更多不同的电压。在一些实施方案中，存储器包括用于在每个离散的照射间隔之后增加施加到每个光电检测器的电压的指令。在其他实施方案中，存储器包括用于在每个离散的照射间隔之后降低施加到每个光电检测器的电压的指令。在某些实例中，存储器包括用于在每个离散的照射间隔之后对于每个后续时间间隔将施加到每个光电检测器的电压改变5％或更多的指令，例如改变10％或更多，例如改变25％或更多，例如改变50％或更多，例如改变75％或更多，例如改变90％或更多，并且包括改变100％或更多。在某些实例中，施加到每个光电检测器的电压变化1.5倍或更多，例如变化2倍或更多，例如变化3倍或更多，例如变化4倍或更多，并且包括变化5倍或更多。在一些实施方案中，存储器包括基于施加到光电检测器的两个最接近的电压来确定所施加电压的增加的指令。在一些实例中，存储器包括通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算施加电压的增加的指令。在某些实例中，存储器包括基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算施加电压的增加的指令。在某些实例中，存储器包括指令，如果经计算的偏置电压超过预定的阈值，则它将回落到该阈值，使得可以减轻过冲。
在某些实施方案中，存储器包括用于确定由每个光电检测器在多个不同的施加电压中的每个电压下产生的基线噪声的指令。在一些实例中，由每个光电检测器产生的基线噪声被确定为在所施加电压下大于预定的阈值，例如大0.001％或更多，例如大0.005％或更多，例如大0.01％或更多，例如大0.05％或更多，例如大0.1％或更多，例如大0.5％或更多，例如大1％或更多，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多，例如大10％或更多，例如大15％或更多，例如大25％或更多并且包括大50％或更多。在某些实例中，存储器包括当基线噪声大于预定的阈值时，例如当基线噪声比预定的阈值大1％或更多时，例如大2％或更多，例如大3％或更多，例如大4％或更多，例如大5％或更多，并且包括当基线噪声被预定的阈值大10％或更多时，丢弃来自在施加电压下的光电检测器的输出数据信号的指令。在某些实施方案中，如果测量到基线噪声高于预定的阈值，则存储器包括可以停止确定光电检测器通道中的光电检测器增益的指令。在某些实例中，还实现了最大增益的经验界限，使得一旦增益超过该界限，就可以停止确定光电检测器通道中的光电检测器增益。
在一些实例中，存储器包括用于在多个增加的施加电压下用光源照射光电检测器的指令。取决于光电检测器的类型(例如光电倍增管、雪崩光电二极管等，如下所述)，所施加电压可以增加0.001％或更多，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括增加50％或更多的增量。在某些实例中，存储器包括用于将所施加电压增加2倍或更多，例如增加3倍或更多，例如增加5倍或更多，并且包括增加10倍或更多的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于将施加到每个光电检测器的电压增加0.0001mV或更多的指令，例如增加0.0005mV或更多，例如增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加2mV或更多，例如增加3mV或更多，例如增加4mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加75mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加750mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，例如5000mV或更多并且包括增加10000mV或更多。
在一些实施方案中，存储器包括用于当施加到每个光电检测器的电压正在改变时(例如，当施加到每个光电检测器的电压正在增加时)保持通过光源对光检测系统中的每个光电检测器的照射的指令。在其他情况下，存储器包括用于在施加到光电检测器的电压正在改变的持续时间内停止通过光源对光检测系统中的一个或多个光电检测器的照射(例如，通过关闭光源或通过例如用斩波器、光束阻挡器(beam stop)等阻挡光源)的指令。系统可以包括任何方便的方案以提供间歇照射，例如用于打开和关闭光源的电子开关，例如由计算机控制并基于数据信号(例如，接收或输入的数据信号)触发的开关。在一些实施方案中，用于改变施加到每个光电检测器的所施加电压的时间间隔可以是0.001ms或更长，例如0.005ms或更长，例如0.01ms或更长，例如0.05ms或更长，例如0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1ms或更长，例如2ms或更长，例如3ms或更长，例如4ms或更长，例如5ms或更长，例如6ms或更长，例如7ms或更长，例如8ms或更长，例如9ms或更长并且包括10ms或更长。例如，用光源照射多个光电检测器的每个预定时间间隔之间的时间段可以为0.001ms至25ms，例如0.005ms至20ms，例如0.01ms至15ms，例如0.05ms至10ms并且包括0.1ms至5ms。在某些实施方案中，存储器包括用于在每个施加电压下从背景数据信号确定每个光电检测器的一个或多个噪声参数的指令，例如2个或更多噪声参数，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，例如100个或更多，并且包括在每个施加电压下来自背景数据信号的每个光电检测器的250个或更多噪声参数。
光检测系统的光电检测器可以是任何方便的光检测方案，包括但不限于光电传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强型电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、测照射热计、热电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、光电倍增管(PMT)、硅光电倍增器(SiPM)、光电晶体管、量子点光电导体或光电二极管及其组合以及其他光电检测器。在某些实施方案中，光电检测器是光电倍增管，例如每个区域的有效检测表面积范围为0.01cm2至10cm2，例如0.05cm2至9cm2，例如from，例如0.1cm2至8cm2，例如0.5cm2至7cm2并且包括1cm2至5cm2的光电倍增管。
在一些实施方案中，光检测系统包括多个光电检测器，例如2个或更多光电检测器，例如5个或更多光电检测器，例如10个或更多光电检测器，例如25个或更多光电检测器，例如50个或更多光电检测器，例如100个或更多光电检测器，并且包括1000个或更多光电检测器。在一些实施方案中，光检测系统还包括多个放大器，其中每个放大器与至少一个光电检测器电通信，例如2个或更多放大器，例如5个或更多放大器，例如10个或更多放大器，例如25个或更多放大器，例如50个或更多放大器，例如100个或更多放大器，并且包括1000个或更多放大器。在某些实施方案中，光检测系统包括光电检测器阵列。在一些实例中，光检测系统包括具有N个光电检测器的光电检测器阵列和具有M个放大器的放大器部件，其中N是4到10000的整数，并且M是4到10000的整数。在某些实例中，阵列中光电检测器的数量与放大器的数量相同(即N等于M)。在其他情况下，阵列中光电检测器的数量大于放大器的数量(即N大于M)。在其他情况下，阵列中光电检测器的数量少于放大器的数量(即N小于M)。
在实施方案中，光电检测器可以被配置成在一个或多个波长下检测光，例如在2个或更多波长下，例如在5个或更多不同波长下，例如在10个或更多不同波长下，例如在25个或更多不同波长下，例如在50个或更多不同波长下，例如在100个或更多不同波长下，例如在200个或更多不同波长下，例如在300个或更多不同波长下，并且包括在400个或更多不同波长下测量光。在一些实施方案中，光电检测器测量在一定波长范围(例如，200nm-1500nm)内的光。例如，光电检测器可以收集在200nm–1500nm的一个或多个波长范围内的光谱。在其他实施方案中，光电检测器可以测量一个或多个特定波长的光。例如，可以在450nm、518nm、519nm、561nm、578nm、605nm、607nm、625nm、650nm、660nm、667nm、670nm、668nm、695nm、710nm、723nm、780nm、785nm、647nm、617nm及其任何组合中的一个或多个处测量光。
在一些实施方案中，系统包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行时使得处理器对来自光检测系统中的每个被照射的光电检测器的输出数据信号进行积分。在一些实施方案中，存储器包括用于在每个离散照射间隔的持续时间的10％或更多上对来自每个光电检测器的输出数据信号进行积分的指令，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，并且包括在每个离散照射间隔的持续时间的99％上对数据信号进行积分。在一些实施方案中，存储器包括用于在通过光源的照射的每个离散时间间隔的整个持续时间内对来自光检测系统中的每个光检测器的输出数据信号进行积分的指令。
在一些实施方案中，存储器包括用于增加光检测系统中的每个光电检测器的电压，直到一个或多个光电检测器饱和的指令。如上所述，术语“饱和”在本文中以其常规含义使用，是指通过光电检测器的检测的上限，其中输出数据信号响应于增加的光照射强度或施加电压表现出很少或没有变化。在某些实例中，当光电检测器处于其最大检测极限时，光电检测器饱和。在其他情况下，当光电检测器被设置为其最大施加电压设置时，光电检测器饱和。根据某些实施方案的存储器包括用于基于输出数据信号来确定光检测系统的一个或多个光电检测器饱和的指令。例如，根据光检测系统中的光电检测器的数量，可以确定两个或更多光电检测器饱和，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如25个或更多，例如50个或更多，并且包括确定光检测系统中的100个或更多光电检测器饱和。在某些实例中，存储器包括用于确定在施加电压设置下饱和的光电检测器的百分比的指令，例如1％或更多，例如2％或更多，例如3％或更多，例如4％或更多，例如5％或更多，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，并且包括确定光检测系统中的90％或更多的光电检测器在施加电压设置下饱和。在某些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，存储器包括用于丢弃饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，当一个或多个光电检测器被确定为饱和时，存储器包括用于将光源的强度降低到较低的强度的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于将光源的强度从第一强度降低到第二较低强度的指令，其中光源的强度被降低1％或更多，例如降低2％或更多，例如降低3％或更多，例如降低4％或更多，例如降低5％或更多，例如降低6％或更多，例如降低7％或更多，例如降低8％或更多，例如降低9％或更多，例如降低10％或更多，例如降低20％或更多，例如降低30％或更多，例如降低40％或更多，例如降低50％或更多，例如降低60％或更多，例如降低70％或更多，例如降低80％或更多，例如降低90％或更多，并且包括将光源的强度降低95％或更多。在某些实例中，存储器包括用于将光源的强度降低99％或更多的指令。在一些实例中，存储器包括用于将光源的强度降低1.5倍或更多的指令，例如降低2倍或更多，例如降低3倍或更多，例如降低4倍或更多，例如降低5倍或更多，例如降低6倍或更多，例如降低7倍或更多，例如降低8倍或更多，例如降低9倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低15倍或更多，例如降低20倍或更多，例如降低25倍或更多，例如降低50倍或更多，并且包括降低100倍或更多。
在一些实施方案中，存储器包括用于包括将通过光源的照射的强度降低到较低的强度(如上所述)的指令、用于以较低的强度照射光电检测器的指令，以及用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的指令。在一些实例中，存储器包括用于在2个或更多不同的施加电压下以较低的强度照射光电检测器的指令，例如3个或更多不同电压，例如4个或更多，例如5个或更多，例如6个或更多，例如7个或更多，例如8个或更多，例如9个或更多，例如10个或更多，例如15个或更多，例如20个或更多，并且包括25个或更多不同电压。在一些实例中，存储器包括用于在多个增加的施加电压下以较低的强度照射光电检测器的指令，例如其中施加电压可以增加0.001％或更多，例如增加0.005％或更多，例如增加0.01％或更多，例如增加0.05％或更多，例如增加0.1％或更多，例如增加0.5％或更多，例如增加1％或更多，例如增加2％或更多，例如增加3％或更多，例如增加4％或更多，例如增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加15％或更多，例如增加25％或更多，并且包括增加50％或更多。
在一些实施方案中，系统包括可操作地耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由处理器执行使得处理器以较低的强度照射光电检测器，直到一个或多个光电检测器饱和。在这些实施方案中，存储器可以包括用于重复该照射循环(即，用于确定一个或多个光电检测器饱和的指令、用于降低光源的照射强度的指令以及用于以降低的照射强度在增加的施加电压下照射光电检测器直到一个或多个光电检测器饱和的指令)一次或多次的指令，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如4次或更多次，例如5次或更多次，例如6次或更多次，例如7次或更多次，例如8次或更多次，例如9次或更多次并且包括10次或更多次。在某些实例中，存储器可以包括用于为被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子的指令。在某些实例中，基于光源的一个或多个参数(例如在不同发射波长下的强度变化或光电检测器的光谱灵敏度)为每个光电检测器计算不同的比例因子。在一些实施方案中，存储器可以包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化的指令，例如3个或更多，例如4个或更多，例如5个或更多，并且包括10个或更多不同的施加电压。在一些实例中，存储器包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。例如，可以确定经计算的增益在光电检测器通道的噪声水平内，在不同的施加电压之间呈现非单调变化。在某些实例中，存储器包括用于当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，存储器包括用于以增加的电压为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压的指令。在某些实施方案中，存储器包括用于重复每个照射循环，直到光检测系统中预定数量的光电检测器达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号的指令。在一些实例中，存储器包括用于重复照射循环，直到5％或更多的光电检测器达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号的指令，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如60％或更多，例如70％或更多，例如80％或更多，例如90％或更多，例如95％或更多，例如97％或更多，例如99％或更多，并且包括光检测系统中99.9％或更多的光电检测器已经达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号的情况。在某些实施方案中，存储器包括用于重复照射循环，直到光检测系统中的所有(即100％)光检测器已经达到最大施加电压或呈现饱和的输出数据信号的指令。在一些实例中，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益的指令。在一些实例中，存储器包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值的指令。在一些情况喜爱，存储器包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号的指令。在一些实例中，存储器包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。在某些实例中，存储器包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到无法识别参考增益控制的指令。
针对多个施加电压中的每个生成来自光电检测器的输出数据信号。在一些实施方案中，存储器包括用于将针对多个施加电压的生成的输出数据信号与在每个施加电压下的参考数据信号进行比较的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比的指令。在一些实例中，通过将输出数据信号相对于参考数据信号进行归一化来计算每个检测器在每个施加电压下的光电检测器增益。在某些实例中，存储器包括用于根据下式在每个电压下计算每个光电检测器的增益的指令：
6)在参考电压下的增益(G0)，V0＝在参考电压V0下获得的输出数据信号S0除以在参考电压V0下获得的输出数据信号S0＝1。(即G0＝1)
7)在电压V1下的增益(G1)(其中V1>V0)＝在电压V1下获得的输出数据信号S1除以在施加电压V1下获得的输出数据信号S0＝S1/S0。
(即G1＝S1/S0)
8)在电压V2下的增益(G2)(其中V2>V1)＝在电压V2下获得的输出数据信号S2除以在施加电压V2下获得的输出数据信号S0＝S2/S0。
(即G2＝S2/S0)
9)在电压Vn+1下的增益(Gn+1)(其中Vn+1>Vn)＝在电压Vn+1下获得的输出数据信号Sn+1除以在施加电压Vn+1下获得的输出数据信号S0＝Sn+1/S0。(即Gn+1＝Sn+1/S0)
10)在光电检测器最大电压Vmax下的增益(Gmax)＝在光电检测器最大电压Vmax下获得的输出数据信号Smax除以在光电检测器最大电压Vmax下获得的输出数据信号S0＝Smax/S0。(即Gmax＝Smax/S0)。
在某些实例中，存储器包括用于为光检测系统中的每个光电检测器绘制经计算的光电检测器增益与电压比的指令。在一些实例中，经绘制的增益与电压比包括在确定光检测系统中的一个或多个光电检测器饱和之前每个光电检测器在每个施加电压下的增益。在其他情况下，经绘制的增益与电压比包括在光检测系统中的一个或多个光电检测器饱和之后每个光电检测器在每个施加电压下的增益，例如通过使用上述计算的缩放因子对增益与电压比进行后处理拼接。在一些实例中，存储器包括用于在提供不正确的测量的拼接比率或与一个或多个处理器设置不一致时停止后处理拼接的指令。
在某些实施方案中，存储器包括用于从经计算的增益与电压比的曲线确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。在一些实例中，存储器包括用于通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。为了在某些情况下控制不准确性，实施一种过程来迭代地测量两个先前测量的偏置电压的中点处的增益，直到从插值中导出的增益接近于测量的增益，并且差值在精度规格内。
在一些实施方案中，存储器包括用于基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异的指令。在一些实例中，存储器包括用于确定一个或多个光电检测器的灵敏度与光检测系统中的光电检测器的平均灵敏度相差5％或更多的指令，例如相差10％或更多，例如相差15％或更多，例如相差20％或更多，例如相差25％或更多，例如相差50％或更多，例如相差75％或更多并且包括相差90％或更多。在一些实例中，存储器包括用于确定一个或多个光电检测器的输出信号幅度与光检测系统中的光电检测器的平均输出信号幅度相差5％或更多的指令，例如相差10％或更多，例如相差15％或更多，例如相差20％或更多，例如相差25％或更多，例如相差50％或更多，例如相差75％或更多并且包括相差90％或更多。在一些实例中，存储器包括用于基于光电检测器的经绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器的指令。在一些实施方案中，存储器包括用于将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压的指令。
在某些实施方案中，具有如上所述的多个光电检测器的光检测系统是粒子分析仪(例如粒子分选机)的一部分或位于粒子分析仪(例如粒子分选机)中。在某些实施方案中，主题系统是流式细胞术系统，其包括作为光检测系统的一部分的光电二极管和放大器部件，用于检测由流动流中的样品发出的光。合适的流式细胞术系统可以包括但不限于在Ormerod(编辑)，《流式细胞术：一种实用的方法(Flow Cytometry:A PracticalApproach)》,牛津大学出版社(Oxford Univ.Press)(1997)；Jaroszeski等人(编辑)、《流式细胞术方案(Flow Cytometry Protocols)》、分子生物学方法(Methods in MolecularBiology)No.91,Humana出版社(1997)；《实用流式细胞术(Practical Flow Cytometry)》，第3版，Wiley-Liss(1995)；Virgo等人(2012)《临床生物化学年鉴(Ann Clin Biochem)》.Jan；49(pt1):17-28；Linden等人,《血栓形成和止血研讨会(Semin Throm Hemost.)》2004年10月；30(5):502-11；Alison等人,《病理学杂志(J Pathol)》,2010年12月；222(4):335-344；和Herbig等人,(2007)《治疗药物载体系统的评论(Crit Rev Ther Drug CarrierSyst.)》24(3):203-255中描述的那些；它们的公开内容通过引用并入本文。在某些实例中，感兴趣的流式细胞术系统包括BD Biosciences FACSCantoTM流式细胞仪、BD BiosciencesFACSCantoTMII流式细胞仪、BD AccuriTM流式细胞仪、BD AccuriTM C6Plus流式细胞仪、BDBiosciences FACSCelestaTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSLyricTM流式细胞仪、BDBiosciences FACSVerseTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSymphonyTM流式细胞仪、BDBiosciences LSRFortessaTM流式细胞仪、BD Biosciences LSRFortessaTM X-20流式细胞仪、BD Biosciences FACSPrestoTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSViaTM流式细胞仪和BD Biosciences FACSCaliburTM细胞分选器、BD Biosciences FACSCountTM细胞分选器、BD Biosciences FACSLyricTM细胞分选器、BD Biosciences ViaTM细胞分选器、BDBiosciences InfluxTM细胞分选器、BD Biosciences JazzTM细胞分选器、BD BiosciencesAriaTM细胞分选器、BD Biosciences FACSAriaTMII细胞分选器、BD BiosciencesFACSAriaTMIII细胞分选器、BD Biosciences FACSAriaTMFusion细胞分选器和BDBiosciences FACSMelodyTM细胞分选器、BD Biosciences FACSymphonyTM S6细胞分选器等。
在一些实施方案中，主题系统是流式细胞术系统，例如在美国专利号10,663,476；10,620,111；10,613,017；10,605,713；10,585,031；10,578,542；10,578,469；10,481,074；10,302,545；10,145,793；10,113,967；10,006,852；9,952,076；9,933,341；9,726,527；9,453,789；9,200,334；9,097,640；9,095,494；9,092,034；8,975,595；8,753,573；8,233,146；8,140,300；7,544,326；7,201,875；7,129,505；6,821,740；6,813,017；6,809,804；6,372,506；5,700,692；5,643,796；5,627,040；5,620,842；5,602,039；4,987,086；4,498,766中描述的那些；它们的公开内容通过引用以其整体并入本文。
在一些实施方案中，主题系统是粒子分选系统，所述粒子分选系统被配置为利用封闭的粒子分选模块对粒子进行分选，例如在美国专利公开第2017/0299493号(其公开内容通过引用并入本文)中描述的那些粒子分选系统。在某些实施方案中，使用具有多个分选决策单元的分选决策模块对样品的粒子(例如细胞)进行分选，例如在美国专利公开第2020/0256781号(其公开内容通过引用并入本文)中所述的那些分选决策单元。在一些实施方案中，主题系统包括具有偏转板的粒子分选模块，如2017年3月28日提交的美国专利公开第2017/0299493号(其公开内容通过引用并入本文)中所述。
在某些实例中，本发明的流式细胞术系统被配置成用于通过使用射频标记发射(FIRE)的荧光成像对流动流中的粒子进行成像，例如在Diebold等人，《自然光子学(NaturePhotonics)》Vol.7(10)；806-810(2013)中描述的以及在美国专利号9,423,353；9,784,661；9,983,132；10,006,852；10,078,045；10,036,699；10,222,316；10,288,546；10,324,019；10,408,758；10,451,538；10,620,111；和美国专利公开号2017/0133857；2017/0328826；2017/0350803；2018/0275042；2019/0376895和2019/0376894中描述的那些，它们的公开内容通过引用并入本文。
在一些实施方案中，系统是粒子分析仪，其中粒子分析系统401(图4A)可以用于分析和表征粒子，有或没有将粒子物理分选到收集容器中。图4A示出了用于基于计算的样品分析和粒子表征的粒子分析系统的功能框图。在一些实施方案中，粒子分析系统401是流动系统。图4A所示的粒子分析系统401可以被配置成全部或部分执行例如本文所述的方法。粒子分析系统401包括流体学系统402。流体学系统402可以包括样品管405和样品管内的移动流体柱，或者与样品管405和样品管内的移动流体柱耦合，其中样品的粒子403(例如细胞)沿着公共样品路径409移动。
粒子分析系统401包括检测系统404，该检测系统404被配置为当每个粒子沿着公共样品路径通过一个或多个检测站时从每个粒子收集信号。检测站408通常是指公共样品路径的监测区域407。在一些实施方式中，检测可以包括在粒子403穿过监测区域407时检测光或粒子403的一种或多种其他性质。在图4A中，示出了具有一个监测区域407的一个检测站408。粒子分析系统401的一些实施方式可以包括多个检测站。此外，一些检测站可以监测多于一个区域。
每个信号被分配信号值以形成每个粒子的数据点。如上所述，该数据可以被称为事件数据。数据点可以是多维数据点，包括为粒子测量的相应性质的值。检测系统404被配置成在第一时间间隔中收集一系列此类数据点。
粒子分析系统401还可以包括控制系统306。控制系统406可以包括一个或多个处理器、振幅控制电路和/或频率控制电路。所示的控制系统可以在操作上与流体学系统402相关联。控制系统可以被配置成基于泊松分布和由检测系统404在第一时间间隔期间收集的数据点的数量来生成第一时间间隔的至少一部分的计算的信号频率。控制系统406可以进一步被配置成基于第一时间间隔的部分中的数据点的数量来生成实验信号频率。控制系统406还可以将实验信号频率与计算的信号频率或预定的信号频率进行比较。
图4B示出了根据本发明的说明性实施方案的用于流式细胞术的系统400。系统400包括流式细胞仪410、控制器/处理器490和存储器495。流式细胞仪410包括一个或多个激发激光器415a-415c、聚焦透镜420、流动室425、前向散射检测器430、侧向散射检测器435、荧光收集透镜440、一个或多个分束器445a-445g、一个或多个带通滤波器450a-450e、一个或多个长通(“LP”)滤波器455a-455b以及一个或多个荧光电检测器460a-460f。
激发激光器115a-c发射激光束形式的光。在图4B的示例性系统中，从激发激光器415a-415c发射的激光束的波长分别为488nm、633nm和325nm。激光束首先被引导通过一个或多个分束器445a和445b。分束器445a透射488nm的光并反射633nm的光。分束器445b透射紫外光(波长在10至400nm范围内的光)并且反射488nm和633nm的光。
激光束然后被引导到聚焦透镜420，该聚焦透镜420将光束聚焦到流动室425内的流体流的样品的粒子所在的部分上。流动室是流体学系统的一部分，该流体学系统将流中的粒子(通常一次一个粒子)引导至聚焦的激光束以用于查询。流动室可以包括台式细胞仪中的流动池或空气中流动细胞仪中的喷嘴尖端。
来自激光束的光通过衍射、折射、反射、散射和吸收与样品中的粒子相互作用，并根据粒子的特性(例如粒子的尺寸、内部结构和附着于粒子或天然存在于粒子上或粒子中的一种或多种荧光分子的存在)以各种不同的波长重新发射。荧光发射以及衍射光、折射光、反射光和散射光可以通过分束器445a-445g、带通滤波器450a-450e、长通滤波器455a-455b和荧光收集透镜440中的一个或多个被路由到前向散射检测器430、侧向散射检测器435和一个或多个荧光电检测器460a-460f中的一个或多个。
荧光收集透镜440收集从粒子-激光束相互作用中发出的光，并且将该光导向一个或多个分束器和滤波器。带通滤波器(例如带通滤波器450a-450e)允许窄范围的波长通过滤波器。例如，带通滤波器450a是510/20滤波器。第一个数字代表光谱带的中心。第二个数字提供了光谱带的范围。因此，510/20滤波器在光谱带的中心的每一侧延伸10nm，或从500nm到520nm。短通滤波器传输波长等于或短于规定的波长的光。长通滤波器(例如长通滤波器455a-455b)透射波长等于或长于规定波长的光的光。例如，长通滤波器455a(其是670nm的长通滤波器)透射等于或长于670nm的光。通常选择滤波器来优化检测器对特定荧光染料的特异性。可以配置滤波器，使得传输到检测器的光的光谱带接近荧光染料的发射峰。
分束器将不同波长的光以不同的方向引导。分束器可以通过滤波器性质(例如短通和长通)来表征。例如，分束器445g是620SP分束器，这意味着分束器445g透射波长为620nm或更短的光，并且在不同方向上反射波长大于620nm的光。在一个实施方案中，分束器445a-445g可以包括光学反射镜，例如二向色镜(dichroic mirror)。
前向散射检测器430被定位成稍微偏离穿过流动池的直接光束的轴线，并且被配置成检测衍射光，即主要在前向方向上跨过或绕过粒子的激发光。由前向散射检测器检测到的光强度取决于粒子的整体尺寸。前向散射检测器可以包括光电二极管。侧向散射检测器435被配置成检测来自粒子的表面和内部结构的折射和反射光，并且倾向于随着结构的粒子复杂性的增加而增加。可以由一个或多个荧光电检测器460a-460f来检测来自与粒子相关联的荧光分子的荧光发射。侧向散射检测器435和荧光电检测器可以包括光电倍增管。在前向散射检测器430、侧向散射检测器435和荧光电检测器处检测到的信号可以被检测器转换成电信号(电压)。该数据可以提供关于样品的信息。
本领域技术人员将认识到，根据本发明的实施方案的流式细胞仪不限于图4B描绘的流式细胞仪，而是可以包括本领域中已知的任何流式细胞仪。例如，流式细胞仪可以在各种波长和各种不同配置下具有任何数量的激光器、分束器、滤波器和检测器。
在操作中，细胞仪的操作由控制器/处理器490控制，并且来自检测器的测量数据可以存储在存储器495中并由控制器/处理器490处理。虽然没有明确示出，但是控制器/处理器190被耦合到检测器以接收来自检测器的输出信号，并且还可以被耦合到流式细胞仪400的电气和机电部件以控制激光器、流体流动参数等。在系统中还可以提供输入/输出(I/O)能力497。存储器495、控制器/处理器490和I/O 497可以完全作为流式细胞仪410的组成部分提供。在此类实施方案中，显示器也可以形成I/O能力497的一部分，用于向细胞仪400的用户呈现实验数据。可替代地，存储器495和控制器/处理器490以及I/O能力中的一些或全部可以是诸如通用计算机的一个或多个外部设备的一部分。在一些实施方案中，存储器495和控制器/处理器490中的一些或全部可以与细胞仪410无线或有线通信。控制器/处理器490结合存储器495和I/O 497可以被配置成执行与流式细胞仪实验的准备和分析相关的各种功能。
图4B所示的系统包括六个不同的检测器，这些检测器检测如由从流动池425到每个检测器的光束路径中的滤波器和/或分路器的配置所定义的六个不同波长带(在本文中，对于给定的检测器，其可以称为“滤波器窗口”)中的荧光。用于流式细胞仪实验的不同荧光分子将在其自身的特征波长带中发光。用于实验的特定荧光标记物及其相关的荧光发射带可以被选择为通常与检测器的滤波器窗口一致。然而，随着提供了更多的检测器，并且使用了更多的标记物，滤波器窗口和荧光发射光谱之间的完美对应是不可能的。通常确实，尽管特定荧光分子的发射光谱的峰值可能位于一个特定检测器的滤波器窗口内，但该标记物的一些发射光谱也将与一个或多个其他检测器的滤波器窗口重叠。这可以被称为溢出(spillover)。I/O497可以被配置为接收关于流式细胞仪实验的数据，该流式细胞仪实验具有一组荧光标记物和具有多个标志物的多个细胞群，每个细胞群具有多个标志物的子集。I/O 497还可以被配置为接收将一个或多个标志物分配给一个或多个细胞群的生物数据、标志物密度数据、发射光谱数据、将标记物分配给一个或多个标志物的数据以及细胞仪配置数据。流式细胞仪实验数据例如标记物光谱特性和流式细胞仪配置数据也可以存储在存储器495中。控制器/处理器490可以被配置为评估标记物到标志物的一个或多个分配。
图5示出了用于分析和显示生物事件的粒子分析仪控制系统(例如分析控制器500)的一个实例的功能框图。分析控制器500可以被配置为实施用于控制生物事件的图形显示的各种过程。
粒子分析仪或分选系统502可以被配置成获取生物事件数据。例如，流式细胞仪可以生成流式细胞术事件数据。粒子分析仪502可以被配置为向分析控制器500提供生物事件数据。在粒子分析仪或分选系统502和分析控制器500之间可以包括数据通信通道。生物事件数据可以经由数据通信通道被提供给分析控制器500。
分析控制器500可以被配置成从粒子分析仪或分选系统502接收生物事件数据。从粒子分析仪或分选系统502接收的生物事件数据可以包括流式细胞术事件数据。分析控制器500可以被配置为向显示设备506提供包括生物事件数据的第一绘图的图形显示。例如，分析控制器500还可以被配置为将感兴趣的区域呈现为由显示设备506显示的生物事件数据群体周围的门，覆盖在第一绘图上。在一些实施方案中，门可以是绘制在单参数直方图或双变量图上的一个或多个感兴趣的图形区域的逻辑组合。在一些实施方案中，显示器可以用于显示粒子参数或饱和的检测器数据。
分析控制器500可以进一步被配置为在门内的显示设备506上显示生物事件数据，不同于门外的生物事件数据中的其他事件。例如，分析控制器500可以被配置为使得包含在门内的生物事件数据的颜色与门外的生物事件数据的颜色不同。显示设备506可以被实施为监视器、平板电脑、智能手机或被配置成呈现图形界面的其他电子设备。
分析控制器500可以被配置为从第一输入设备接收识别门的门选择信号。例如，第一输入设备可以被实施为鼠标510。鼠标510可以向分析控制器500发起门选择信号，识别待在显示设备506上显示或经由显示设备506操作的门(例如，当光标位于期望的门上或期望的门内时，通过在期望的门上或在期望的门中点击)。在一些实施方式中，第一设备可以被实施为键盘508或用于向分析控制器500提供输入信号的其他设备，例如触摸屏、触笔、光学检测器或语音识别系统。一些输入设备可以包括多种输入功能。在此类实现方式中，输入功能每个都可以被认为是输入设备。例如，如图5所示，鼠标510可以包括鼠标右键和鼠标左键，它们中的每个都可以生成触发事件。
触发事件可以导致分析控制器500改变显示数据的方式、数据的哪些部分实际显示在显示设备506上，和/或提供输入以进行进一步处理，例如选择感兴趣的群体用于粒子分选。
在一些实施方案中，分析控制器500可以被配置成检测何时通过鼠标510启动门选择。分析控制器500可以进一步被配置为自动修改绘图可视化以促进门控过程。该修改可以基于由分析控制器500接收的生物事件数据的特定分布。
分析控制器500可以连接到存储设备504。存储设备504可以被配置为接收和存储来自分析控制器500的生物事件数据。存储设备504还可以被配置为接收和存储来自分析控制器500的流式细胞术事件数据。存储设备504可以进一步被配置成允许通过分析控制器500检索生物事件数据，例如流式细胞术事件数据。
显示设备506可以被配置成从分析控制器500接收显示数据。显示数据可以包括生物事件数据的绘图和概述绘图的部分的门。显示设备506可以进一步被配置成根据从分析控制器500接收的输入并结合来自粒子分析仪502、存储设备504、键盘508和/或鼠标510的输入来改变所呈现的信息。
在一些实施方式中，分析控制器500可以生成用户界面以接收用于分选的示例性事件。例如，用户界面可以包括用于接收示例性事件或示例性图像的控件(control)。示例性事件或图像或示例性门可以在收集样品的事件数据之前提供，或者基于样品的一部分的初始事件集提供。
图6A是根据本文呈现的一个实施方案的粒子分选系统600(例如，粒子分析仪或分选系统502)的示意图。在一些实施方案中，粒子分选系统600是细胞分选系统。如图6A所示，液滴形成换能器602(例如压电振荡器)被耦合到流体导管601，该流体导管601可以耦合到喷嘴603、可以包括喷嘴603或者可以是喷嘴603。在流体导管601内，鞘液604流体动力学地将包含粒子609的样品流体606聚焦到移动的流体柱608(例如流)中。在移动的流体柱608内，粒子609(例如，细胞)被排成一列以跨过由照射源612(例如，激光器)照射的监测区域611(例如，激光流相交的地方)。液滴形成换能器602的振动导致移动的流体柱608分裂成多个液滴610，其中一些液滴包含粒子609。
在操作中，检测站614(例如，事件检测器)识别感兴趣的粒子(或感兴趣的细胞)何时跨过监测区域611。检测站614馈送到定时电路628中，定时电路628又馈送到闪光充电电路630中。在由定时液滴延迟(Δt)通知的液滴中断点处，可以向移动的流体柱608施加闪光充电，使得感兴趣的液滴携带电荷。感兴趣的液滴可以包括一个或多个待分选的粒子或细胞。然后，可以通过激活偏转板(未示出)将带电的液滴偏转到例如收集管或多孔或微孔样品板的容器中来分选带电的液滴，其中孔或微孔可以与特别感兴趣的液滴相关联。如图6A所示，液滴可以收集在排放容器638中。
检测系统616(例如，液滴边界检测器)用于在感兴趣的粒子经过监测区域611时自动确定液滴驱动信号的相位。示例性的液滴边界检测器描述在美国专利第7,679,039号(其通过引用以其整体并入本文)中。检测系统616允许仪器精确地计算每个检测到的粒子在液滴中的位置。检测系统616可以馈送到振幅信号620和/或相位信号618中，该振幅信号620和/或相位信号618又馈送到(经由放大器622)振幅控制电路626和/或频率控制电路624中。振幅控制电路626和/或频率控制电路624又控制液滴形成换能器602。振幅控制电路626和/或频率控制电路624可以包含在控制系统中。
在一些实施方式中，分拣电子设备(例如，检测系统616、检测站614和处理器640)可以与被配置成存储检测到的事件和基于检测到的事件的分选决策的存储器耦合。分选决策可以包含在粒子的事件数据中。在一些实施方式中，检测系统616和检测站614可以被实施为单个检测单元或被通信耦合，使得事件测量结果可以由检测系统616或检测站614之一收集并提供给非收集元件。
图6B是根据本文呈现的一个实施方案的粒子分选系统的示意图。图6B所示的粒子分选系统600包括偏转板652和654。电荷可以经由倒钩中的流充电线施加。这生成了包含用于分析的粒子610的液滴流610。可以用一个或多个光源(例如激光器)照射粒子以生成光散射和荧光信息。例如通过分选电子设备或其他检测系统(在图6B中未示出)来分析粒子的信息。偏转板652和654可以被独立控制以吸引或排斥带电的液滴，从而将液滴朝向目的收集容器(例如672、674、676或678中的一个)引导。如图6B所示，可以控制偏转板652和654以将粒子沿着第一路径662朝向容器674引导或沿着第二路径668朝向容器678引导。如果粒子不是感兴趣的(例如，在规定的分选范围内不显示散射或照明信息)，则偏转板可以允许粒子继续沿着流动路径664行进。此类不带电的液滴可以例如经由抽吸器670进入废物容器。
可以包括分选电子设备以启动测量值的收集、接收粒子的荧光信号并且确定如何调节偏转板以引起粒子的分选。图6B所示的实施方案的示例性实施方式包括由美国BD公司(Becton、Dickinson和Company)(新泽西州富兰克林湖(Franklin Lakes、NJ))商业提供的BD FACSAriaTM系列流式细胞仪。
计算机控制的系统
本公开的方面进一步包括计算机控制的系统，其中该系统进一步包括用于完全自动化或部分自动化的一个或多个计算机。在一些实施方案中，系统包括具有其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质的计算机，其中计算机程序在被加载到计算机上时包括用于向光检测系统中的每个光电检测器施加参考电压的指令、用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的指令、用于在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器的指令、用于在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的指令，以及用于基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同施加电压中的每个电压下的光电检测器的增益的指令。
在一些实施方案中，计算机程序包括用于向每个光电检测器施加参考电压的指令和用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的指令。在一些实施方案中，计算机程序包括用于在光电检测器的操作电压范围内确定来自每个光电检测器的背景信号的指令，例如在每个光电检测器的整个操作电压范围内确定光电检测器的背景数据信号。在一些实施方案中，计算机程序包括用于施加参考电压的指令，该参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，计算机程序包括用于确定每个光电检测器的分离指数的指令。在某些实例中，分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。在某些实施方案中，计算机程序包括用于递增地增加所施加的参考电压直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来的指令。
在一些实施方案中，计算机程序包括将光电检测器设置为不同电压的指令和用光源照射光电检测器的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于同时照射多个光电检测器的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于顺序照射多个光电检测器的指令。在某些实例中，计算机程序包括用于增加施加到每个光电检测器的电压的指令，例如将施加电压增加到5个或更多不同的电压，例如10个或更多并且包括20个或更多不同的电压。在每个照射循环之后，光检测系统中的每个光电检测器的电压增加可以相同，或者对于一个或多个光电检测器，电压增加可以不同。在一些实施方案中，施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。在一些实例中，计算机程序包括用于通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算施加的增加的指令。在某些实例中，计算机程序包括用于基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算施加电压的增加的指令。在某些实施方案中，计算机程序包括用于确定由每个光电检测器在多个不同施加电压中的每个电压下产生的基线噪声的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于确定由每个光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定阈值的指令。在某些实例中，计算机程序包括用于当基线噪声大于预定的阈值时丢弃在施加电压下来自光电检测器的输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，计算机程序包括用于增加光检测系统中的每个光电检测器的电压直到一个或多个光电检测器饱和的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于确定一个或多个光电检测器的输出数据信号饱和的指令。在某些实例中，计算机程序包括丢弃来自被确定为饱和的光电检测器的一个或多个输出数据信号的指令。在一些实施方案中，计算机程序包括降低光源的强度的指令，例如响应于确定一个或多个光电检测器饱和。在一些实例中，计算机程序包括将光源的强度降低5％或更多的指令，例如10％或更多并包括50％或更多。在一些实例中，计算机程序包括用于将光源的强度降低1.5倍或更多的指令，例如2倍或更多，例如降低3倍或更多，例如降低4倍或更多，例如降低5倍或更多，例如降低6倍或更多，例如降低7倍或更多，例如降低8倍或更多，例如降低9倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低15倍或更多，例如降低20倍或更多，例如降低25倍或更多，例如降低50倍或更多，并且包括将光源的强度降低100倍或更多。在某些实施方案中，计算机程序包括将光源的强度降低到较低的强度的指令、以较低的强度照射光电检测器的指令以及在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于在增加的施加电压下为每个光电检测器生成在降低的照射强度下的输出数据信号的指令。在某些实例中，计算机程序包括为被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子的指令。在一些实施方案中，计算机程序包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。在某些实例中，计算机程序包括用于当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号的指令。
在一些实施方案中，计算机程序包括在递增的电压下为多个光电检测器中的每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定阈值的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的指令。
在一些实施方案中，计算机程序包括用于计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于通过将输出数据信号相对于参考数据信号归一化来计算每个光电检测器在每个施加电压下的光电检测器增益的指令。在某些实例中，计算机程序包括用于绘制光检测系统中的每个光检测器的经计算的光检测器增益与电压比的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于基于光电检测器的所绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器的指令。在一些实施方案中，计算机程序包括用于将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压的指令。在某些实施方案中，计算机程序包括用于从经计算的增益与电压比的曲线确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。在一些实例中，计算机程序包括用于通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的指令。
在实施方案中，系统包括输入模块、处理模块和输出模块。主题系统可以包括硬件部件和软件部件两者，其中硬件部件可以采用一个或多个平台的形式，例如服务器的形式，使得功能元件，即系统的执行特定任务(例如管理信息的输入和输出、处理信息等)的那些元件可以通过在系统所代表的一个或多个计算机平台上和跨过该一个或更多计算机平台执行软件应用来实施。
系统可以包括显示器和操作者输入设备。操作者输入设备可以是例如键盘、鼠标等。处理模块包括处理器，该处理器可以访问其上存储有用于执行主题方法的步骤的指令的存储器。处理模块可以包括操作系统、图形用户界面(GUI)控制器、系统存储器、存储器存储设备和输入输出控制器、高速缓冲存储器、数据备份单元和许多其他设备。处理器可以是商业上可获得的处理器，或者它可以是可用的或将要可用的其他处理器之一。处理器执行操作系统，并且操作系统以熟知的方式与固件和硬件接口，并且有助于处理器协调和执行各种计算机程序的功能，这些计算机程序可以用各种编程语言(例如Java、Perl、C++、其他高级或低级语言及其组合)编写，如本领域中已知的。操作系统通常与处理器协作，协调并执行计算机的其他部件的功能。操作系统还根据已知技术提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。处理器可以是任何合适的模拟或数字系统。在一些实施方案中，处理器包括模拟电子器件，该模拟电子器件允许用户基于第一光信号和第二光信号手动地将光源与流动流对准。在一些实施方案中，处理器包括提供反馈控制(例如如负反馈控制)的模拟电子器件。
系统存储器可以是各种已知或未来的存储器存储设备中的任何一种。实例包括任何通常可用的随机存取存储器(RAM)、磁介质(例如常驻硬盘或磁带)、光学介质(例如读写光盘)、闪速存储器设备或其他存储器存储设备。存储器存储设备可以是各种已知或未来的设备中的任何一种，包括光盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器存储设备通常从程序存储介质(未示出)读取和/或向该程序存储介质写入，所述程序存储介质例如分别是光盘、磁带、可移动硬盘或软盘。这些程序存储介质中的任何一种，或者现在使用的或以后可能开发的其他介质，都可以被认为是计算机程序产品。如将理解的，这些程序存储介质通常存储计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序(也称为计算机控制逻辑)通常存储在系统存储器和/或与存储器存储设备结合使用的程序存储设备中。
在一些实施方案中，描述了一种计算机程序产品，包括其中存储有控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)的计算机可用介质。控制逻辑当由计算机的处理器执行时使得处理器执行本文描述的功能。在其他实施方案中，一些功能主要使用例如硬件状态机在硬件中实现。硬件状态机的实现以便执行本文所描述的功能对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
存储器可以是处理器可以在其中存储和检索数据的任何合适的设备，例如磁学、光学或固态存储设备(包括磁盘或光盘或磁带或RAM，或任何其他合适的设备，固定的或便携式的)。处理器可以包括通用数字微处理器，该通用数字微处理器由携带必要程序代码的计算机可读介质适当地编程。程序可以通过通信通道被远程地提供给处理器，或者使用与存储器相关联的那些设备中的任何一个预先保存在计算机程序产品(例如存储器或一些其他便携式或固定的计算机可读存储介质)中。例如，磁盘或光盘可以承载程序，并且可以由盘写入器/读取器读取。本发明的系统还包括例如以计算机程序产品形式的程序、用于实践如上所述的方法的算法。根据本发明的程序可以记录在计算机可读介质(例如可以由计算机直接读取和访问的任何介质)上。此类介质包括但不限于：磁存储介质，例如软盘、硬盘存储介质和磁带；光学存储介质，例如CD-ROM；电存储介质，例如RAM和ROM；便携式闪速驱动器；以及这些类别的混合，例如磁存储介质/光学存储介质。
处理器还可以访问通信通道以与远程位置的用户通信。远程位置意指用户不直接与系统接触，而是将输入信息从外部设备中继到输入管理器，所述外部设备例如连接到广域网(“WAN”)、电话网络、卫星网络或任何其他合适的通信通道的计算机，包括移动电话(即智能电话)。
在一些实施方案中，根据本公开的系统可以被配置成包括通信接口。在一些实施方案中，通信接口包括用于与网络和/或另一设备通信的接收器和/或发射器。通信接口可以被配置成用于有线或无线通信，包括但不限于射频(RF)通信(例如，射频识别(RFID)、Zigbee通信协议、WiFi、红外、无线通用串行总线(USB)、超宽带(UWB)、通信协议和蜂窝通信，例如码分多址(CDMA)或全球移动通信系统(GSM)。
在一个实施方案中，通信接口被配置为包括一个或多个通信端口，例如物理端口或接口，例如USB端口、RS-232端口或任何其他合适的电连接端口，以允许主题系统和其他外部设备之间的数据通信，所述外部设备例如被配置成用于类似的补充数据通信的计算机终端(例如，在医生的办公室或在医院环境中)。
在一个实施方案中，通信接口被配置成用于红外通信、通信或任何其他合适的无线通信协议，以使主题系统能够与其他设备，例如计算机终端和/或网络、支持通信的移动电话、个人数字助理或用户可以结合使用的任何其他通信设备通信。
在一个实施方案中，通信接口被配置为通过蜂窝电话网络、短消息服务(SMS)、与连接到互联网的局域网(LAN)上的个人计算机(PC)的无线连接或者在WiFi热点处与互联网的WiFi连接来提供利用互联网协议(IP)的数据传输的连接。
在一个实施方案中，主题系统被配置为经由通信接口与服务器设备无线通信，例如使用例如802.11或RF协议或IrDA红外协议的通用标准。服务器设备可以是另一个便携式设备，例如智能电话、个人数字助理(PDA)或笔记本电脑；或者更大的设备，例如台式计算机、电器等。在一些实施方案中，服务器设备具有显示器，例如液晶显示器(LCD)，以及输入设备，例如按钮、键盘、鼠标或触摸屏。
在一些实施方案中，通信接口被配置为使用上述通信协议和/或机制中的一个或多个与网络或服务器设备自动或半自动地传送存储在主题系统中的数据，例如存储在任选的数据存储单元中的数据。
输出控制器可以包括用于向用户呈现信息的各种已知显示设备中的任何一种的控制器，无论用户是人还是机器，无论是本地的还是远程的。如果显示设备之一提供视觉信息，则该信息通常可以在逻辑上和/或在物理上被组织为图像元素的阵列。图形用户界面(GUI)控制器可以包括多种已知或未来的软件程序中的任何一种，用于在系统和用户之间提供图形输入和输出界面，并且用于处理用户输入。计算机的功能元件可以经由系统总线相互通信。这些通信中的一些可以在替代实施方案中使用网络或其他类型的远程通信来实现。输出管理器还可以根据已知技术例如通过互联网、电话或卫星网络向远程位置的用户提供由处理模块生成的信息。通过输出管理器的数据的呈现可以根据各种已知技术来实现。作为一些实例，数据可以包括SQL、HTML或XML文档、电子邮件或其他文件，或者其他形式的数据。数据可以包括互联网URL地址，使得用户可以从远程源检索另外的SQL、HTML、XML或其他文档或数据。主题系统中存在的一个或多个平台可以是任何类型的已知计算机平台或将来要开发的类型，尽管它们通常将属于通常被称为服务器的一类计算机。然而，它们也可以是主机架计算机、工作站或其他计算机类型。它们可以经由任何已知或未来类型的电缆或包括无线系统在内的其他通信系统(联网或以其他方式)连接。它们可以位于同一位置，或者它们可以在物理上分开。可能取决于所选择的计算机平台的类型和/或构造，可以在任何计算机平台上采用各种操作系统。合适的操作系统包括WindowsWindows XP、Windows 7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64 Unix、SGI IRIX、Siemens Reliant Unix等。
图7描绘了根据某些实施方案的示例性的计算设备700的总体架构。图7中描绘的计算设备700的总体架构包括计算机硬件和软件部件的布置。计算设备700可以包括比图7所示的元件更多(或更小)的元件。然而，没有必要为了提供能够实现的公开内容而示出所有这些通常常规的元件。如所示出的，计算设备700包括处理单元710、网络接口720、计算机可读介质驱动器730、输入/输出设备接口740、显示器750和输入设备760，所有这些都可以通过通信总线彼此通信。网络接口720可以提供到一个或多个网络或计算系统的连接。处理单元710因此可以经由网络从其他计算系统或服务器接收信息和指令。处理单元710还可以与存储器770通信以及从存储器770通信，并且进一步经由输入/输出设备接口740为任选的显示器750提供输出信息。输入/输出设备接口740还可以接受来自任选的输入设备760的输入，所述任选的输入设备760例如键盘、鼠标、数字笔、麦克风、触摸屏、手势识别系统、语音识别系统、游戏手柄、加速度计、陀螺仪或其他输入设备。
存储器770可以包含计算机程序指令(在一些实施方案中被分组为模块或部件)，处理单元710执行这些计算机程序指令以便实施一个或多个实施方案。存储器770通常包括RAM、ROM和/或其他持久性计算机可读介质、辅助性计算机可读介质或非暂时性计算机可读介质。存储器770可以存储操作系统772，该操作系统772提供计算机程序指令供处理单元710在计算设备700的一般管理和操作中使用。存储器770可以进一步包括用于实施本公开的各方面的计算机程序指令和其他信息。
用于确定光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的非暂时性计算机可读存储介质
本公开的各方面进一步包括具有用于实践主题方法的指令的非暂时性计算机可读存储介质。可以在一台或多台计算机上使用计算机可读存储介质，用于实践本文所述的方法的系统的完全自动化或部分自动化。在某些实施方案中，根据本文描述的方法的指令可以以“编程”的形式被编码到计算机可读介质上，其中如本文使用的术语““计算机可读介质”是指参与向计算机提供指令和数据以用于执行和处理的任何非暂时性存储介质。合适的非暂时性存储介质的实例包括软盘、硬盘、光盘、磁-光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM、DVD-ROM、蓝光光盘、固态硬盘和网络附加存储(NAS)，无论此类设备是在计算机内部还是在计算机外部。包含信息的文件可以“存储”在计算机可读介质上，其中“存储”意味着记录信息，使得它可以在以后由计算机访问和检索。本文描述的计算机实现的方法可以使用可以以任何数量的计算机编程语言中的一种或多种编写的程序来执行。此类语言包括例如Java(Sun Microsystems公司、加利福尼亚州圣克拉拉(Santa Clara、CA))、Visual Basic(Microsoft公司、华盛顿州雷德蒙(Redmond、WA))和C++(AT&T公司，新泽西州贝德明斯特(Bedminster、NJ))以及任何许多其他语言。
在一些实施方案中，感兴趣的计算机可读存储介质包括存储在其上的计算机程序，其中计算机程序在被加载到计算机上时包括指令，所述指令具有用于将参考电压施加到光检测系统中的每个光电检测器的算法、用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的算法、用于在多个不同施加电压下用光源照射光电检测器的算法、用于在多个不同电压的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法，以及用于基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同施加电压中的每个电压下的光电检测器的增益的算法。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于向每个光电检测器施加参考电压的算法和用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在光电检测器的操作电压范围内确定来自每个光电检测器的背景信号的算法，例如在每个光电检测器的整个操作电压范围内确定光电检测器的背景数据信号。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于施加参考电压的算法，该参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。在一些实例中，分离指数是来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定每个光电检测器的分离指数的算法。在某些实例中，分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数，例如光源的照射强度或输出光谱。在某些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于递增地增加所施加的参考电压直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来的算法。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光电检测器设置为不同电压的算法和用于用光源照射光电检测器的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于同时照射多个光电检测器的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于顺序照射多个光电检测器的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于增加施加到每个光电检测器的电压的算法，例如将施加电压增加到5个或更多不同电压，例如10个或更多并包括20个或更多不同电压。在每个照射循环之后，对于光检测系统中的每个光电检测器，电压增加可以相同，或者对于一个或多个光电检测器，电压增加可以不同。在一些实施方案中，施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算施加电压的增加的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算所施加电压的增加的算法。在某些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定由每个光电检测器在多个不同施加电压中的每个电压下产生的基线噪声的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定由每个光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定阈值的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于当基线噪声大于预定的阈值时，丢弃在所施加电压下来自光电检测器的输出数据信号的算法。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于增加光检测系统中的每个光电检测器的电压直到一个或多个光电检测器饱和的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定一个或多个光电检测器的输出数据信号饱和的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于丢弃来自被确定为饱和的光电检测器的一个或多个输出数据信号的算法。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于降低光源的强度的算法，例如响应于确定一个或多个光电检测器饱和。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低5％或更多的算法，例如10％或更多并且包括50％或更多。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低1.5倍或更多的算法，例如2倍或更多，例如降低3倍或更多，例如降低4倍或更多，例如降低5倍或更多，例如降低6倍或更多，例如降低7倍或更多，例如降低8倍或更多，例如降低9倍或更多，例如降低10倍或更多，例如降低15倍或更多，例如降低20倍或更多，例如降低25倍或更多，例如降低50倍或更多，并且包括将光源的强度降低100倍或更多。在某些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低到较低的强度的算法、用于以较低的强度照射光电检测器的算法以及用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在增加的施加电压下为每个光电检测器生成在降低的照射强度下的输出数据信号的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号的比例因子的算法。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定光电检测器的经计算增的益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时，丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号的算法。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在增加的电压下为多个光电检测器中的每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的算法。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的光电检测器增益与电压比的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于通过将输出数据信号相对于参考数据信号归一化来计算每个光电检测器在每个施加电压下的光电检测器增益的算法。在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于为光检测系统中的每个光检测器绘制经计算的光检测器增益与电压比的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于基于每个光电检测器的经绘制的增益与电压比来确定光检测系统中的光电检测器之间的差异的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于基于光电检测器的经绘制的增益与电压比来识别光检测系统中的故障的(或不起作用的)光电检测器的算法。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将粒子分析仪的光检测系统中的一个或多个光电检测器调整到生成具有最高信噪比的输出数据信号的检测器电压的算法。在某些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于从经计算的增益与电压比的曲线确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的算法。在一些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定产生目标光电检测器增益所需的施加电压的算法。
非暂时性计算机可读存储介质可以在具有显示器和操作者输入设备的一个或多个计算机系统上使用。操作者输入设备可以是例如键盘、鼠标等。处理模块包括处理器，所述处理器能够访问其上存储有用于执行主题方法的步骤的指令的存储器。处理模块可以包括操作系统、图形用户界面(GUI)控制器、系统存储器、存储器存储设备和输入输出控制器、高速缓冲存储器、数据备份单元和许多其他设备。处理器可以是商业上可获得的处理器，或者它可以是可用的或将要可用的其他处理器之一。处理器执行操作系统，并且操作系统以熟知的方式与固件和硬件接口，并且有助于处理器协调和执行各种计算机程序的功能，所述计算机程序可以以各种编程语言(例如Java、Perl、C++、其他高级或低级语言以及其组合)编写，如本领域中已知的。操作系统通常与处理器协作，协调并执行计算机的其他部件的功能。操作系统还根据已知技术提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。
套件(kit)
本公开的各方面进一步包括套件，其中套件包括在本文中描述的光检测系统的一个或多个部件。在一些实施方案中，套件包括多个光电检测器和用于主题系统的程序，例如以计算机可读介质的形式(例如，闪存驱动器、USB存储器、光盘、DVD、蓝光光盘等)或用于从互联网web协议或云服务器下载程序的指令。套件还可以包括光学调节部件，例如透镜、反射镜、滤波器、光纤、波长分离器、针孔、狭缝、准直协议及其组合。
套件可以进一步包括用于实施主题方法的指令。这些指令可以以多种形式存在于主题套件中，其中的一种或多种可以存在于套件中。这些指令可以存在的一种形式是作为印刷的信息存在于合适的介质或基底(例如，其上印刷有信息的一张或多张纸)上、套件的包装中、包装插入物中等。这些指令的另一种形式是其上记录有信息的计算机可读介质，例如磁盘、光盘(CD)、便携式闪存驱动器等。可能存在的这些指令的另一种形式是网站地址，该网站地址可以用于经由互联网访问经移除的站点的信息。
效用
主题方法、系统和计算机系统发现在期望校准或优化光检测系统的光电检测器的各种应用中的用途，例如光电检测器被同时校准或优化的情况。主题方法和系统还发现在具有多个光电检测器的光检测系统中的用途，这些光电检测器用于分析和分选流体介质中的样品(例如生物样品)中的粒子组分。本公开还发现在流式细胞仪中的用途，其中期望提供这样的流式细胞仪，该流式细胞仪在细胞分选期间具有改进的细胞分选精度、增强的粒子收集、降低的能量消耗、粒子充电效率、更精确的粒子充电和增强的粒子偏转。在实施方案中，本公开减少了在用流式细胞仪进行样品分析期间对用户输入或手动调整的需求。在某些实施方案中，主题方法和系统提供了全自动方案，使得在使用期间对流式细胞仪的调整几乎不需要人工输入(如果有的话)。
尽管有所附的权利要求，本公开也由以下条款限定：
1.一种用于确定粒子分析仪的光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法，所述方法包括：
向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压；
在所述参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号；
在多个不同的施加电压下用光源照射所述光电检测器；
在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号，计算在多个不同的施加电压中的每个电压下光电检测器的增益。
2.根据条款1所述的方法，其中所述方法包括施加参考电压，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。
3.根据条款2所述的方法，其中所述分离指数包括来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。
4.根据条款2-3中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定每个光电检测器的分离指数。
5.根据条款4所述的方法，其中所述分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数。
6.根据条款5所述的方法，其中所述光源的一个或多个参数包括照射强度和光谱。
7.根据条款2-6中任一项所述的方法，其中所述方法包括递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来。
8.根据条款1-7中任一项所述的方法，其中所述方法包括用光源同时照射多个光电检测器。
9.根据条款1-8中任一项所述的方法，其中在多个增加的施加电压下用光源照射光电检测器。
10.根据条款9所述的方法，其中施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。
11.根据条款10所述的方法，其中施加电压的每次增加通过从施加到光电检测器的两个最接近电压的线性外推来计算。
12.根据条款10所述的方法，其中施加电压的每次增加都基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算。
13.根据条款1-7中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定由每个光电检测器在多个不同施加电压中的每个电压下产生的基线噪声。
14.根据条款13所述的方法，其中所述方法进一步包括确定由光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定的阈值。
15.根据条款14所述的方法，其中所述方法进一步包括当基线噪声大于预定的阈值时，丢弃在所施加电压下来自光电检测器的输出数据信号。
16.根据条款8-15中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括确定一个或多个光电检测器的所生成的输出数据信号是饱和的。
17.根据条款16所述的方法，其中所述方法进一步包括丢弃来自被确定为饱和的一个或多个光电检测器的所生成的输出数据信号。
18.根据条款16-17中任一项所述的方法，其中所述方法包括将光源的强度从第一强度降低到第二强度。
19.根据条款17所述的方法，其中所述方法包括：
用第二强度的光源照射光电检测器；和
在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。
20.根据条款18-19中任一项所述的方法，其中所述光源的强度降低2倍或更多。
21.根据条款18-19中任一项所述的方法，其中所述光源的强度降低10倍或更多。
22.根据条款18-19中任一项所述的方法，其中所述光源的强度降低20倍或更多。
23.根据条款16-22中任一项所述的方法，其中所述方法包括计算被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号的比例因子。
24.根据条款1-23中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化。
25.根据条款1-23中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
26.根据条款25所述的方法，其中所述方法进一步包括当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时，丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号。
27.根据条款1-26中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定一个或多个光电检测器被设置为最大电压。
28.根据条款1-27中任一项所述的方法，其中所述方法包括在增加的电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压。
29.根据条款1-27中任一项所述的方法，其中所述方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益。
30.根据条款1-27中任一项所述的方法，其中所述方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值。
31.根据条款1-27中任一项所述的方法，其中所述方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号。
32.根据条款1-27中任一项所述的方法，其中所述方法包括在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
33.根据条款1-32中任一项所述的方法，其中所述方法包括计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的增益与电压比。
34.根据条款32所述的方法，其中所述方法包括为光检测系统中的每个光检测器绘制经计算的增益与电压比。
35.根据条款34所述的方法，其中所述方法进一步包括确定施加到光电检测器的产生目标光电检测器增益的电压。
36.根据条款35所述的方法，其中通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来确定施加到光电检测器以产生目标光电检测器增益的电压。
37.根据条款1-36中任一项所述的方法，其中所述光电检测器包括光电倍增管(PMT)。
38.根据条款1-36中任一项所述的方法，其中所述光电检测器包括雪崩光电二极管(APD)。
39.根据条款1-38中任一项所述的方法，其中所述光源是脉冲光源。
40.根据条款1-38中任一项所述的方法，其中所述光源是连续波光源。
41.根据条款1-40中任一项所述的方法，其中所述光源包括发光二极管(LED)。
42.根据条款41所述的方法，其中所述光源包括一个或多个发光二极管，每个发光二极管包括低变化系数。
43.根据条款42所述的方法，其中每个发光二极管的变化系数为5％或更小。
44.根据条款1-43中任一项所述的方法，其中所述粒子分析仪被并入到流式细胞仪中。
45.根据条款1-44中任一项所述的方法，其中所述光检测系统的光检测器位于粒子分析仪中，以检测来自流动流中的粒子的光。
46.一种粒子分析仪，包括：
光源；
光检测系统，所述光检测系统被定位在所述粒子分析仪的外壳中，所述光检测系统包括多个光电检测器；和
处理器，所述处理器包括可操作地耦合到所述处理器的存储器，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器：
向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压；
在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号；
在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器；
在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号计算在多个不同的施加电压中的每个电压下光电检测器的增益。
47.根据条款46所述的粒子分析仪，其中所述粒子分析仪被并入到流式细胞仪中。
48.根据条款46-47中任一项所述的粒子分析仪，其中所述多个光电检测器被定位在粒子分析仪中，以检测来自流动流中的粒子的光。
49.根据条款46-48中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器用所述光源同时照射所述多个光电检测器。
50.根据条款46-48中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器施加参考电压，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。
51.根据条款50所述的粒子分析仪，其中所述分离指数包括来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。
52.根据条款50-51中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定每个光电检测器的分离指数。
53.根据条款52所述的粒子分析仪，其中分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和光源的一个或多个参数。
54.根据条款53所述的粒子分析仪，其中所述光源的一个或多个参数包括照射强度和光谱。
55.根据条款50-54中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来。
56.根据条款46-55中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在多个增加的施加电压下照射所述多个光电检测器。
57.根据条款56所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定一个或多个所述光电检测器的所生成的输出数据信号是饱和的。
58.根据条款57所述的粒子分析仪，其中施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。
59.根据条款57所述的粒子分析仪，其中施加电压的每次增加通过从施加到光电检测器的两个最接近的电压进行线性外推来计算。
60.根据条款57所述的粒子分析仪，其中施加电压的每次增加都基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算。
61.根据条款46-60中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定在多个不同的施加电压的每个电压下由每个光电检测器产生的基线噪声。
62.根据条款61所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定由光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定的阈值。
63.根据条款62所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时，使得所述处理器当所述基线噪声大于预定的阈值时丢弃在施加电压下来自所述光电检测器的输出数据信号。
64.根据条款46-63中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器丢弃来自被确定为饱和的一个或多个光电检测器的所生成的输出数据信号。
65.根据条款46-64中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器将所述光源的强度从第一强度降低到第二强度。
66.根据条款65所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器:
用第二强度的光源照射光电检测器；和
在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。
67.根据条款65-66中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器将所述光源的强度降低2倍或更多。
68.根据条款65-66中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器将所述光源的强度降低10倍或更多。
69.根据条款65-66中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器将所述光源的强度降低20倍或更多。
70.根据条款46-69中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器计算被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号的比例因子。
71.根据条款46-70中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化。
72.根据条款46-70中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
73.根据条款72所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时，使得所述处理器当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号。
74.根据条款46-73中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定所述光电检测器中的一个或多个被设置为最大电压。
75.根据条款46-74中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在增加的电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到所述光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压。
76.根据条款46-75中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益。
77.根据条款46-75中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值。
78.根据条款46-75中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到可以施加最小强度的光源来生成大于所述光电检测器的基线噪声的输出信号。
79.根据条款46-75中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
80.根据条款46-79中任一项所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器为所述光检测系统中的每个光检测器计算在多个电压下的增益与电压比。
81.根据条款80所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器为所述光检测系统中的每个光检测器绘制经计算的增益与电压比。
82.根据条款81所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定施加到所述光电检测器的产生目标光电检测器增益的电压。
83.根据条款82所述的粒子分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器确定施加到所述光电检测器的电压，以通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来产生目标光电检测器增益。
84.根据条款46-83中任一项所述的粒子分析仪，其中所述光电检测器包括光电倍增管(PMT)。
85.根据条款46-83中任一项所述的粒子分析仪，其中所述光电检测器包括雪崩光电二极管(APD)。
86.根据条款46-85中任一项所述的粒子分析仪，其中所述光源是脉冲光源。
87.根据条款46-85中任一项所述的粒子分析仪，其中所述光源是连续波光源。
88.根据条款46-87中任一项所述的粒子分析仪，其中所述光源包括发光二极管(LED)。
89.根据条款88所述的粒子分析仪，其中所述光源包括一个或多个发光二极管，每个发光二极管包括低变化系数。
90.根据条款89所述的粒子分析仪，其中每个发光二极管的变化系数为5％或更小。
91.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括存储在其上的指令，所述指令用于确定粒子分析仪的光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益，所述指令包括：
用于向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压的算法；
用于在参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的算法；
在多个不同的施加电压下用光源照射光电检测器的算法；
用于在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的输出数据信号和参考数据信号来计算在多个不同的施加电压中的每个电压下光电检测器的增益的算法。
92.根据条款91所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于施加参考电压的算法，所述参考电压的量足以生成比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。
93.根据条款92所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述分离指数包括来自每个光电检测器的数据信号的平均值之间的差值，所述差值由标准误差平方和的平方根归一化。
94.根据条款92-93中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定每个光电检测器的分离指数的算法。
95.根据条款94所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述分离指数基于来自每个光电检测器的背景数据信号和所述光源的一个或多个参数。
96.根据条款95所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源的一个或多个参数包括照射强度和光谱。
97.根据条款92-96中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于递增地增加所施加的参考电压直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的光电检测器噪声区分开来的算法。
98.根据条款91所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于用所述光源同时照射所述多个光电检测器的算法。
99.根据条款91-92中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个增加的施加电压下照射所述多个光电检测器的算法。
100.根据条款99所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中施加电压的每次增加都基于施加到光电检测器的两个最接近的电压。
101.根据条款100所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所施加电压的每次增加通过从施加到光电检测器的两个最接近的电压进行线性外推来计算。
102.根据条款100所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所施加电压的每次增加都是基于局部近似光电检测器的电压曲线的多项式函数来计算。
103.根据条款91-97中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定由每个光电检测器在多个不同的施加电压中的每个电压下产生的基线噪声的算法。
104.根据条款103所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定由光电检测器产生的基线噪声在施加电压下大于预定的阈值的算法。
105.根据条款104所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于当基线噪声大于预定的阈值时丢弃在所施加电压下来自光电检测器的输出数据信号的算法。
106.根据条款91-105中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定一个或多个光电检测器的所生成的输出数据信号饱和的算法。
107.根据条款106所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于丢弃来自被确定为饱和的一个或多个光电检测器的所生成的输出数据信号的算法。
108.根据条款106-107中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度从第一强度降低到第二强度的算法。
109.根据条款108所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括：
用于用第二强度的光源照射光电检测器的算法；和
用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法。
110.根据条款108-109中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低2倍或更多的算法。
111.根据条款108-109中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低10倍或更多的算法。
112.根据条款108-109中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于将光源的强度降低20倍或更多的算法。
113.根据条款106-112中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算被确定为未饱和的光电检测器的所生成的输出数据信号的比例因子的算法。
114.根据条款91-113中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化的算法。
115.根据条款91-113中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的算法。
116.根据条款115所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于当光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化时丢弃来自光电检测器的一个或多个输出数据信号的算法。
117.根据条款91-116中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定光电检测器中的一个或多个被设置为最大电压的算法。
118.根据条款91-117中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在增加的电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到光检测系统中的所有光电检测器都被设置为最大电压的算法。
119.根据条款91-117中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到为每个光电检测器确定最大光电检测器增益的算法。
120.根据条款91-117中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值的算法。
121.根据条款91-117中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到可以施加最小强度的光源来生成大于光电检测器的基线噪声的输出信号的算法。
122.根据条款91-117中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号直到光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化的算法。
123.根据条款91-122中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算光检测系统中的每个光电检测器在多个电压下的增益与电压比的算法。
124.根据条款123所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于绘制光检测系统中的每个光电检测器的经计算的增益与电压比的算法。
125.根据条款124所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定施加到光电检测器的产生目标光电检测器增益的电压的算法。
126.根据条款125所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定施加到光电检测器的电压以通过对经计算的增益与电压比的曲线进行插值来产生目标光电检测器增益的算法。
尽管为了清楚理解的目的，已经通过图示和实例的方式对前述发明进行了一些详细描述，但是鉴于本发明的教导，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以对其进行某些改变和修改。
相应地，上文仅说明了本发明的原理。应该理解，本领域技术人员将能够设计出多种布置，尽管这样的布置没有在这里明确地描述或示出，但体现了本发明的原理并且被包括在本发明的精神和范围内。此外，本文记载的所有示例和条件性语言主要意图帮助读者理解本发明的原理和发明人为推进现有技术而贡献的概念，并且应被解释为不限于这些具体描述的示例。此外，本文记载的本发明的原理、方面、和实施方式以及其具体示例的所有陈述意图涵盖其结构和功能的等同物。另外，意图在于这样的等同物包括当前已知的等同物和未来所发展的等同物，即，执行相同功能的发展的任何元件，而不论结构如何。此外，本文公开的任何内容都不旨在奉献给公众，无论此类公开是否在权利要求中明确陈述。
因此，本发明的范围不意图限于在此示出和描述的示例性实施方式。相反，本发明的范围和精神由所附权利要求来体现。在权利要求中，仅当在权利要求中的此类限制的开头引用确切短语“用于……的装置”或确切短语“用于……的步骤”时，35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)被明确定义为被援引用于权利要求中的限制；如果在权利要求的限制中没有使用此类精确短语，则35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)未被援引。
Claims (15)
1.一种用于确定粒子分析仪的光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益的方法，所述方法包括：
向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压；
在所述参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号；
在多个不同的施加电压下用光源照射所述光电检测器；
在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的所述输出数据信号和所述参考数据信号来计算在所述多个不同的施加电压中的每个电压下所述光电检测器的增益。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括施加参考电压，所述参考电压的量足以产生比来自每个光电检测器的光电检测器噪声大预定的分离指数的参考数据信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括递增地增加所施加的参考电压，直到所生成的参考数据信号可与每个光电检测器的所述光电检测器噪声区分开来。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在多个增加的施加电压下用所述光源照射光电检测器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中施加电压的每次增加都基于施加到所述光电检测器的两个最接近的电压。
6.根据权利要求4-5中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括确定所述光电检测器中的一个或多个的所述生成的输出数据信号饱和。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述光源的强度从第一强度降低到第二强度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法包括：
用第二强度的光源照射所述光电检测器；和
在多个不同的施加电压下为每个光电检测器生成输出数据信号。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的方法，其中所述光源的强度降低20倍或更多。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其中所述方法包括为被确定为未饱和的所述光电检测器的所生成的输出数据信号计算比例因子。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间单调地变化。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述方法包括在增加的电压下为每个光电检测器生成输出数据信号，直到以下中的一项或多项：
所述光检测系统中的所有所述光电检测器被设置为最大电压；
为每个光电检测器确定最大光电检测器增益；
由光电检测器产生的基线噪声大于预定的阈值；
可以施加最小强度的光源来产生大于所述光电检测器的所述基线噪声的输出信号；和
光电检测器的经计算的增益在两个或更多不同的施加电压之间非单调地变化。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述方法包括计算所述光检测系统中每个光电检测器在多个电压下的增益与电压比。
14.一种粒子分析仪，包括：
光源；
光检测系统，所述光检测系统被定位在所述粒子分析仪的外壳中，所述光检测系统包括多个光电检测器；和
处理器，所述处理器包括可操作地耦合到所述处理器的存储器，其中所述存储器包括存储在其上的指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述处理器：
向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压；
在所述参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号；
在多个不同的施加电压下用光源照射所述光电检测器；
在多个不同电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的所述输出数据信号和参考数据信号，来计算在所述多个不同的施加电压中的每个电压下所述光电检测器的增益。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括存储在其上的指令，所述指令用于确定粒子分析仪的光检测系统中的多个光电检测器的光电检测器增益，所述指令包括：
用于向所述光检测系统中的每个光检测器施加参考电压的算法；
用于在所述参考电压下为每个光电检测器生成参考数据信号的算法；
在多个不同的施加电压下用光源照射所述光电检测器的算法；
用于在多个不同的电压中的每个电压下为每个光电检测器生成输出数据信号的算法；和
基于在每个施加电压下每个光电检测器的所述输出数据信号和参考数据信号来计算在所述多个不同的施加电压中的每个电压下所述光电检测器的增益的算法。
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| PB01 | Publication |