CN206710274U - 分光盒及细胞分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分光盒，包括基座和设置在基座上的准直透镜、至少两个二向色镜、至少两个带通滤光片、至少两个聚焦镜和至少两个探测器。通过在基座上设置至少两个通道，并使二向色镜、带通滤光片、聚焦镜和探测器对应设置在这些通道中，可用于采集激光光源生成的荧光光束集合，具有结构紧凑、集成度高的特点。本实用新型还提供一种具有上述分光盒的细胞分析仪。

Description

分光盒及细胞分析仪

技术领域

本实用新型涉及生化检测领域，特别是涉及一种应用于细胞分析仪中对荧光进行收集的分光盒，以及具有该分光盒的细胞分析仪。

背景技术

流式细胞仪，是一种对单细胞或其他生物粒子进行分析的检测设备，可以高速分析成千上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数。其检测过程大致为：整形后的激光束照射到流式细胞仪的检测区，依次通过检测区的经过荧光处理的样本细胞在激光束的照射下产生荧光，荧光信号被收集，并依次经过准直透镜、二色镜、带通滤光片，从而按波长区域划分并被会聚到各个光电探测器，光电探测器收集的各波长区域的荧光信号能反应出细胞的特异性，从而实现对样本细胞的定性和定量分析。

现有的流式细胞仪中通常设有两到三个激光源，流式细胞仪中为每一激光源配备了相应的分光盒，准直透镜、二色镜、带通滤光片等器件设置在分光盒中，激光源发出的激光束依次经过分光盒中的准直透镜、二色镜、带通滤光片。也就是说，现有的流式细胞仪需要根据激光源的数量配备相同数量的分光盒，由此导致体积较大。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的流式细胞仪体积大的问题，提供一种具有更高整合度的分光盒，以及采用上述分光盒的细胞分析仪。

一种分光盒，包括：

基座，具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上开设有呈夹角设置的至少两个通道，每一通道的底部开设有贯穿第二表面的至少两个间隔排布的通孔；

镜筒，与基座固定连接；

准直透镜，设置在所述镜筒内；

至少两个二向色镜，设置在通道中且每一个二向色镜对应一通孔设置；

至少两个带通滤光片，设置在通道中且每一个带通滤光片对应一通孔设置；

至少两个聚焦镜，每一聚焦镜对应设置在一通孔内；及

至少两个探测器，设置在第二表面且每一探测器对应一通孔设置；

其中所述准直透镜用于将荧光光束集合分离成各自分散的荧光光束至对应的通道中，且每一荧光光束依次经过二向色镜、带通滤光片、聚焦镜并到达相应的探测器。

在其中一个实施例中，还包括至少两个固定条和至少两个固定架，固定条设置在第一表面且每一固定条对应一通道设置，所述固定架固定在固定条上，所述二向色镜固定在固定架上。

在其中一个实施例中，所述固定架呈楔形，固定架上设有贯穿两个楔面的开口，所述二向色镜固定在其中一个楔面上并对应所述开口的端部。

在其中一个实施例中，所述固定架的底面设有装配孔，所述固定架与固定条通过紧固件穿设装配孔连接固定。

在其中一个实施例中，还包括至少两个固定板，每一固定板设置在对应一通道底部，且固定板上开设与通孔一一对应的固定孔，所述带通滤光片设置在所述固定孔处。

在其中一个实施例中，所述第二表面于通孔处设有同轴设置的第一台阶孔，所述聚焦镜设置在第一台阶孔处。

在其中一个实施例中，所述第一台阶孔处还进一步形成同轴设置的第二台阶孔，所述探测器设置在第二台阶孔处。

在其中一个实施例中，所述探测器为雪崩二极管。

在其中一个实施例中，所述至少两个通道中任意相邻两个之间的夹角为5～15°。

一种细胞分析仪，包含上述任意一种的分光盒。

上述分光盒和细胞分析仪可用于采集多个激光光源生成的荧光光束，具有结构紧凑、集成度高的特点。

进一步地，上述分光盒可避免采用光纤传输，从而免除光纤材料自发荧光带来对检测结果的影响。此外，分光盒的检测通道扩展便利，且滤光等光学元件更换容易。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的分光盒的立体结构示意图。

图2为图1所示分光盒的分解示意图。

图3为图2所示分光盒中的固定架的结构示意图。

图4为图1所示分光盒的剖视示意图。

图5为多个激光源对应的荧光光束按角度分开的示意图。

具体实施方式

本实用新型一实施例提供的一种分光盒应用于细胞分析仪(例如可以是流式细胞仪)中对激光光束照射待检测细胞后生成的荧光进行收集。如图1和图2所示，一实施例中的分光盒包括基座10、镜筒20、准直透镜21、至少两个二向色镜30、至少两个带通滤光片40、至少两个聚焦镜50和至少两个探测器60，镜筒20、准直透镜21、二向色镜30、带通滤光片40、聚焦镜50和探测器60均安装在基座10上。其中在多个激光束照射待检测细胞后，利用准直透镜21可得到多个分开的荧光束，每一荧光束再经过相应的二向色镜30、带通滤光片40和聚焦镜50，可到达探测器60，每一探测器60接收到相应光谱范围的荧光信号，用于分析细胞特性。

所述基座10大致呈块状结构。所述基座10具有相对的第一表面11和第二表面12，第一表面11和第二表面12相互平行。第一表面11上开设有呈夹角设置的至少两个通道，通道用于供荧光穿射。本实施例中具体为三个通道，分别是第一通道101、第二通道102、第三通道103。第二通道102位于第一通道101和第三通道103之间。第一通道101、第二通道102、第三通道103由第一表面11向第二表面12凹陷形成。第一通道101、第二通道102、第三通道103的一端交汇，另一端呈发散辐射状分开。第一通道101、第二通道102、第三通道103中任意两个相邻的通道之间的夹角可以是5～15°。第一通道101、第二通道102、第三通道103交汇的一端处对应镜筒20的安装位置。

第一通道101、第二通道102、第三通道103的底部开设有贯穿第二表面12的若干间隔排布的通孔104，这些通孔104用作收集荧光的通路。二向色镜30、带通滤光片40、聚焦镜50和探测器60均对应通孔104设置。一实施例中，每一个通道内开设间隔排布的六个通孔104。通孔104的数量可以根据所需采集的荧光信号的数量而定。

镜筒20固定安装在基座10的一侧。镜筒20大致呈圆筒状，并在一端处弯折延伸出安装臂22，通过在安装臂22和基座10的所述一侧上均设装配孔，可借助螺钉等紧固件穿设这些装配孔以将镜筒20固定在基座10上。

准直透镜21设置在所述镜筒20内。在所述分光盒应用至流式细胞仪中时，所述准直透镜21用于将至少两个激光光束照射细胞所得的荧光光斑分成各自分散的荧光光束，并使每一荧光光束沿基座10的第一表面11上的相应一通道内行进，相应通道内的荧光光束再经二向色镜30、带通滤光片40、聚焦镜50而被探测器60接收。准直透镜21可以是一个，也可以是多个，根据荧光光束的数量和需要分散的角度等光学条件而定。

二向色镜30设置在通道中。该实施例中，第一通道101、第二通道102、第三通道103内各设置六个二向色镜30，每一个二向色镜30对应一通孔104设置。二向色镜30沿着通道的延伸方向设置，在同一通道内的二向色镜30用于将荧光光束中的部分波长的光束透过，而将另一部分波长的光束折射至通孔104内，使这些折射后的光束再经过相应的带通滤光片40、聚焦镜50最终被探测器60接收。

一实施例中，二向色镜30通过固定条31和固定架32固定在基座10上，其中固定条31直接固定在基座10上，固定架32与固定条31连接，二向色镜30再设置在固定架32上。固定条31的数量跟通道的数量匹配，固定条31设置在基座10的第一表面11上，且每一固定条31对应一通道设置。可在固定条31和基座10上开设相应的连接孔，并通过螺接等方式将固定条31固定在基座10的第一表面11上。固定条31固定后，覆盖了相应的通道。

同时参考图2和图3，所述固定架32呈楔形。固定架32包括第一楔面321、第二楔面322及底面323，其中底面323用于与固定条31连接，第一楔面321和第二楔面322均位于通道内，且与行进在通道内的荧光光束相交。第一楔面321与通孔104的轴心、准直透镜21的光轴均斜交，第二楔面322与通孔104的轴心平行。固定架32上设有贯穿第一楔面321、第二楔面322的开口324，所述二向色镜30固定在第一楔面321上并对应所述开口324的端部。经二向色镜30折射后的荧光光束进入通孔104内，而透过二向色镜30后的荧光光束可通过该开口324穿射固定架32并在通道内继续行进，到达通道内的下一个二向色镜30和固定架32。

在一实施例中，第一楔面321上可设置台阶用于固定二向色镜30。

固定架32的底面323上设有装配孔325，同时参考图4，固定架32可通过销33等紧固件穿设装配孔325而与固定条31固定连接。

同时参考图2和图4，所述带通滤光片40设置在通道中且每一个带通滤光片40对应一通孔104设置。该实施例中，每一通道内设置六个带通滤光片40。

进一步地，带通滤光片40通过固定板41设置在基座10上。固定板41的数量与通道的数量匹配，每一固定板41设置在对应一通道底部。固定板41可以通过螺接等方式与基座10固定连接。固定板41上开设多个与通孔104一一对应的固定孔410，所述带通滤光片40设置在所述固定孔410处。带通滤光片40可将到达通孔104内的荧光光束分离出某一波段的荧光。

通过固定板41将相应的一个通道内的所有带通滤光片40固定在基座10上，可以便于带通滤光片40的更换与安装。

每一聚焦镜50对应设置在一通孔104内。一实施例中，所述第二表面12于通孔104处设有同轴设置的第一台阶孔105，所述聚焦镜50设置在第一台阶孔105处。聚焦镜50用于对经带通滤光片40分离的荧光进行整形。

探测器60设置在第二表面12且每一探测器60对应一通孔104设置。一实施例中，所述第一台阶孔105处还进一步形成同轴设置的第二台阶孔106，所述探测器60设置在第二台阶孔106处。探测器60用于接收经聚焦镜50整形后的荧光信号，以此用于分析细胞特性。

一实施例中，所述探测器60为雪崩二极管。雪崩二极管相较于光电倍增管等具有体积更小、成本更低的优势。

以下结合图4和图5对上述分光盒的工作过程作出说明。上述分光盒应用在例如是流式细胞仪中时，流式细胞仪中的三个激光源通过检测区生成的光斑，通过准直透镜21后，形成三束分离的荧光光束，每束荧光光束按角度分开，即第一荧光光束a、第二荧光光束b、第三荧光光束c。第一荧光光束a、第二荧光光束b、第三荧光光束c分别进入基座10内的第一通道101、第二通道102、第三通道103进行传输。图4所示为沿第二通道102的截面示意构造，其中虚线表示第二荧光光束b。荧光光束先后经过相应的二向色镜30、带通滤光片40、聚焦镜50后被探测器60接收。各个荧光光束在物理上被隔离到不同的通道内，互不影响。且各个荧光光束通过一个分光盒即可完成收集处理，无需为每一荧光光束相应配备一个分光盒，因而可使流式细胞仪的体积减小。

一实施例中，以所述准直透镜21的光轴方向为长度方向，以所述通孔104的轴向方向为宽度方向，以垂直于上述两个方向的方向为高度方向，所述分光盒的长宽高尺寸为100*63*38mm，整体体积紧凑。若实际应用中的通道数更少，那么该分光盒的结构可以设计得更小，集成化更高。

上述的分光盒将激光光源经过检测区后生成的光斑通过准直透镜21形成荧光光束，相较于传统的使光斑汇聚在光纤内传输，上述分光盒无需采用光纤，可以避免光纤材料自发荧光带来对检测结果的影响。

此外，通过固定条31、固定架32和固定板41可以灵活地更换二向色镜30和带通滤光片40，而且可在基座10上增设相应的通道和通孔即可完成荧光信号的采集通道的扩展。

本实用新型还提供一种细胞分析仪，例如可以是流式细胞仪，其应用了上述任意一种的分光盒。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种分光盒，其特征在于包括：

基座，具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上开设有呈夹角设置的至少两个通道，每一通道的底部开设有贯穿第二表面的至少两个间隔排布的通孔；

镜筒，与基座固定连接；

准直透镜，设置在所述镜筒内；

至少两个二向色镜，设置在通道中且每一个二向色镜对应一通孔设置；

至少两个带通滤光片，设置在通道中且每一个带通滤光片对应一通孔设置；

至少两个聚焦镜，每一聚焦镜对应设置在一通孔内；及

至少两个探测器，设置在第二表面且每一探测器对应一通孔设置；

其中所述准直透镜用于将荧光光束集合分离成各自分散的荧光光束至对应的通道中，且每一荧光光束依次经过二向色镜、带通滤光片、聚焦镜并到达相应的探测器。

2.根据权利要求1所述的分光盒，其特征在于，还包括至少两个固定条和至少两个固定架，固定条设置在第一表面且每一固定条对应一通道设置，所述固定架固定在固定条上，所述二向色镜固定在固定架上。

3.根据权利要求2所述的分光盒，其特征在于，所述固定架呈楔形，固定架上设有贯穿两个楔面的开口，所述二向色镜固定在其中一个楔面上并对应所述开口的端部。

4.根据权利要求3所述的分光盒，其特征在于，所述固定架的底面设有装配孔，所述固定架与固定条通过紧固件穿设装配孔连接固定。

5.根据权利要求1所述的分光盒，其特征在于，还包括至少两个固定板，每一固定板设置在对应一通道底部，且固定板上开设与通孔一一对应的固定孔，所述带通滤光片设置在所述固定孔处。

6.根据权利要求1所述的分光盒，其特征在于，所述第二表面于通孔处设有同轴设置的第一台阶孔，所述聚焦镜设置在第一台阶孔处。

7.根据权利要求6所述的分光盒，其特征在于，所述第一台阶孔处还进一步形成同轴设置的第二台阶孔，所述探测器设置在第二台阶孔处。

8.根据权利要求1所述的分光盒，其特征在于，所述探测器为雪崩二极管。

9.根据权利要求1所述的分光盒，其特征在于，所述至少两个通道中任意相邻两个之间的夹角为5～15°。

10.一种细胞分析仪，其特征在于包含权利要求1-9中任意一项所述的分光盒。