流式细胞术检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种流式细胞术检测装置及方法和二元光学器件在流式细胞术检测或制备流式细胞术检测装置中的用途。所述流式细胞术检测装置包括：光斑形成组件，所述光斑形成组件被配置为适于在流道中线上形成至少两个光斑。本发明专利技术实施例所提出的流式细胞术检测装置能够实现对生物微粒速度的准确测定，单微粒分辨力和对微弱信号的检测力强，检测结果稳定性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微光学检测
，具体地，本专利技术涉及流式细胞术检测装置、流式细胞术检测方法以及二元光学器件在流式细胞术检测或制备流式细胞术检测装置中的用途。
技术介绍
流式细胞术可用于检测经过荧光标记的细胞、胚胎、RNA、DNA、蛋白质颗粒、微生物、病毒等生物微粒。检测中，流式细胞术需要借助于经过整形的激光光斑照射在位于液流中心的生物微粒上，生物微粒在激光光斑的激发下发出散射光和荧光。这些散射光和荧光信号被光电倍增管、光电二极管等光电转换器件收集，再经过检测系统分析，从而得出生物微粒的物理和化学信息，如细胞尺寸、表面粒度、抗原信息等。基于流式细胞术的检测原理，激光光斑的形状和质量是影响检测灵敏度、单个微粒分辨力的关键因素。目前，商用流式细胞仪一般利用两个柱透镜把高斯激光整形为椭圆形的高斯光斑，椭圆形光斑的短轴平行于生物微粒的流向、长轴垂直于生物微粒的流向，以提高对单个生物微粒的分辨力、同时防止对生物微粒的漏检。然而，流式细胞术检测装置仍有进一步开发和改进。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下问题和事实的发现而提出的：目前商用流式细胞仪检测的稳定性和对单个生物微粒的分辨力难以进一步提高，难以实现高速和高通量检测，并且无法满足对生物微粒的测速要求。专利技术人通过研究发现，造成上述问题的关键在于目前商用流式细胞仪椭圆形光斑内光能分布不均匀，生物微粒通过光斑的相对位置发生改变时，其输出的光学信号会随之发生改变，并且椭圆光斑为高斯分布时，光斑的边界不清晰，同时，单个光斑无法满足对每个生物微粒的实时测速要求。本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出了利用具备表面微结构的二元光学器件来实现光斑整形，进而在输出平面上实现具有如下特点的光斑：光斑边界锐利，光斑内光能均匀分布，能够实现对生物微粒的高通量测定；光斑由二个以上的图形组成，能够实现对每个生物微粒的速度实时测定；光斑可由多个不同尺寸的图形组成，能够兼顾单微粒分辨力和微弱信号检测。进而，在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种流式细胞术检测装置。根据本专利技术的实施例，包括：光斑形成组件，所述光斑形成组件被配置为适于在流道中线上形成至少两个光斑。本专利技术实施例所提出的流式细胞术检测装置能够实现对生物微粒速度的准确测定，单微粒分辨力和对微弱信号的检测力强。根据本专利技术的实施例，上述流式细胞术检测装置还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述光斑形成组件为二元光学器件。二元光学器件使得本专利技术实施例的流式细胞术检测装置的检测稳定性、单微粒分辨力和对微弱信号检测能力进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述至少两个光斑分别独立地为矩形。矩形光斑使得本专利技术实施例的流式细胞术检测装置的检测稳定性、单微粒分辨力和高速和高通量检测效率进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述至少两个光斑间隔设置，并且所述矩形的中轴线位于所述流道中线上。上述矩形光斑的设置使得细胞术检测装置的检测灵敏度进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述至少两个光斑的长边长度均为10～100微米，所述至少两个光斑的两端光斑的短边长度是基于待测样品的尺寸确定的。矩形光斑的长边长度为10～100微米可最大限度的避免对生物微粒样品的漏检。两端光斑的短边长度是基于待测样品的尺寸确定的，可进一步提高对单个生物微粒样品的分辨力。根据本专利技术的实施例，所述至少两个光斑的的两端光斑分别具有相同的尺寸，并且所述至少两个光斑的长边长度相等。进而，本专利技术实施例的流式细胞检测装置在数据处理中可通过加权平均等数据处理方法提高测试的准确度。根据本专利技术的实施例，所述至少两个光斑的幅值方差小于10％，光斑的光强相等。进而，本专利技术实施例的流式细胞检测装置在数据处理中可通过加权平均等数据处理方法提高测试的准确度。根据本专利技术的实施例，至少两个光斑的光强的均匀性高于80％，光强分布均匀，进一步提高了流式细胞术检测装置的准确度和灵敏度。根据本专利技术的实施例，所述流式细胞术检测装置包括：沿着入射激光的光路，依次设置有激光器、扩束镜、所述光斑形成组件、第一小孔光阑和第一聚焦透镜；沿着前向散射激光的光路，依次设置有挡光片、第一滤光镜和第一光电传感器；沿着侧向散射激光的光路，依次设置有第二滤光镜和第二光电传感器；沿着被激发荧光的光路，依次设置有第二聚焦透镜和多路荧光检测装置，其中，所述多路荧光检测装置包括二向色镜、第二小孔光阑、第三滤光镜和第三光电传感器；以及沿着观察光路，依次设置有图像光感器、第四滤光镜和第三聚焦透镜。本专利技术实施例的流式细胞术检测装置在上述组件组成下，操作简便，其检测的稳定性、准确性、单微粒分辨力和高速和高通量检测效率进一步提高。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种流式细胞术检测方法。根据本专利技术的实施例，所述检测方法包括：在流道中线上形成至少两个光斑，其中，所述至少两个光斑是如前所定义的。本专利技术实施例所提出的流式细胞术检测方法可准确测定生物微粒待测样品的速度，检测结果的稳定性高，可兼顾单微粒分辨力和对微弱信号的检测。根据本专利技术的实施例，上述流式细胞术检测方法还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述方法是利用前面所述的流式细胞术检测装置进行的。如前所述，本专利技术实施例的流式细胞术检测装置具有检测结果稳定性高、对单微粒的分辨力强以及对微弱信号的检测能力强的特点，进而本专利技术实施例的检测方法采用本专利技术实施例的流式细胞术检测装置对生物微粒待测样品进行检测，其检测结果的稳定性、对单微粒的分辨力和对微弱信号的检测能力进一步提高。在本专利技术的第三方面，本专利技术提出了二元光学器件在流式细胞术检测或制备流式细胞术检测装置中的用途。根据本专利技术的实施例，二元光学器件应用在流式细胞术检测或制备流式细胞术检测装置，该检测方法或装置可准确测定生物微粒的速度，对生物微粒的检测结果的稳定性高，对单微粒的分辨力和对微弱信号的检测能力高。根据本专利技术的实施例，上述二元光学器件在流式细胞术检测或制备流式细胞术检测装置中的用途还可以进一步包括如下附加技术特征至少之一：根据本专利技术的实施例，所述二元光学器件对入射激光的相位进行调制。利用二元光学器件对入射激光的相位进行调制，对生物微粒的速度测定准确性进一步提高，对生物微粒的检测结果的稳定性和对单微粒的分辨力和对微弱信号的检测能力进一步提高。根据本专利技术的实施例，所述二元光学器件的材料选自石英、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯的至少之一。选择上述的材料的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流式细胞术检测装置，其特征在于，包括：光斑形成组件，所述光斑形成组件被配置为适于在流道中线上形成至少两个光斑。

【技术特征摘要】
1.一种流式细胞术检测装置，其特征在于，包括：
光斑形成组件，所述光斑形成组件被配置为适于在流道中线上形成至少两个光斑。
2.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述光斑形成组件为二
元光学器件。
3.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑分别
独立地为矩形。
4.根据权利要求3所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑间隔
设置，并且所述矩形的中轴线位于所述流道中线上。
5.根据权利要求4所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑的长
边长度均为10～100微米，所述至少两个光斑的两端光斑的短边长度是基于待测样品的尺寸
确定的。
6.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑的两
端光斑分别具有相同的尺寸，并且所述至少两个光斑的长边长度相等。
7.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑的幅
值均方差小于10％。
8.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，所述至少两个光斑的光
强的均匀性高于80％。
9.根据权利要求1所述的流式细胞术检测装置，其特征在于，
沿着入射激光的光路，依次设置有激光器、扩束镜、所述光斑形成组件、第一小孔光
阑和第一聚焦透镜；
沿着前向散射激光的光路，依次设置有挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤政，赵精晶，李滨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11