前向散射光探测系统、流式细胞仪和测量细胞直径的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种前向散射光探测系统、流式细胞仪和测量细胞直径的方法。前向散射光探测系统包括用于发射光线的激光器，在光线的传递路径上依次设置有将光线聚焦形成光斑的聚光元件、将光线改变为平行光的第一透镜和探测接收到的光强的第一探测器，液流系统位于聚光元件和第一透镜之间，还包括遮挡元件，设置为：在液流系统内的细胞未移动经过光斑的横向中心线时使第一探测器探测的光强为第一稳定值，细胞的移动方向垂直于横向中心线，在细胞开始经过横向中心线到完全离开横向中心线的时间内，使第一探测器探测的光强为小于第一稳定值的第二稳定值。本发明专利技术提供的前向散射光探测系统、流式细胞仪和测量细胞直径的方法，能够精确测量细胞尺寸。

Forward scattering light detection system, flow cytometry and method of measuring cell diameter

【技术实现步骤摘要】
前向散射光探测系统、流式细胞仪和测量细胞直径的方法
本专利技术涉及医疗仪器领域，特别涉及一种前向散射光探测系统、流式细胞仪和测量细胞直径的方法。
技术介绍
流式细胞仪技术是细胞分析的一种非常重要的方法，它已被广泛应用于临床医学、细胞学、生物学、制药学等领域。流式细胞仪是用激光或者氙灯逐个照射到细胞上，细胞对光进行散射以及发射荧光，通过对散射光和荧光的分析对细胞进行分析和分类，它具有检测速度快、检测参数多、分选纯度大等优点。目前的流式细胞仪主要检测三个参数，细胞对照射光线的前向散射光、侧向散射光和荧光，其中前向散射光和细胞的大小、细胞折射率和细胞表面活性有关，侧向散射光和细胞内部的复杂程度有关，用不同的荧光剂对不同细胞进行标定，可以区分出各类细胞。在现有技术中，主要通过对前向散射光的光强值来判断细胞的尺寸，用于细胞的初选，细胞尺寸越大前向散射光的强度越强，细胞尺寸越小，前向散射光的强度越弱，由于细胞本身的折射率以及细胞表面的活性也会影响前向散射光的强度，所以仅通过前向散射光的光强来判断细胞的尺寸并不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的无法精确测量细胞尺寸的问题，提供了一种前向散射光探测系统，该前向散射光探测系统能够精确测量细胞尺寸。本专利技术的另一目的是为了提供一种包括上述前向散射光探测系统的流式细胞仪。本专利技术的再一目的是为了提供一种测量细胞直径的方法。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种前向散射光探测系统，用于流式细胞仪，包括用于发射光线的激光器，在所述光线的传递路径上依次设置有用于将所述光线聚焦形成光斑的聚光元件、用于将所述光线改变为平行光的第一透镜和用于探测接收到的光强的第一探测器，所述流式细胞仪的液流系统位于所述聚光元件和所述第一透镜之间，所述前向散射光探测系统还包括遮挡元件，所述遮挡元件设置为：在所述液流系统内的细胞未移动经过所述光斑的横向中心线时，使所述第一探测器探测的光强为第一稳定值，所述细胞的移动方向垂直于所述横向中心线，在所述细胞开始经过所述横向中心线到完全离开所述横向中心线的时间内，使所述第一探测器探测的光强为小于所述第一稳定值的第二稳定值。在一些实施例中，所述遮挡元件包括第一遮挡板和第二遮挡板，所述第二遮挡板在所述第一透镜和所述第一探测器之间靠近所述第一探测器设置，所述第一遮挡板设置在所述第二遮挡板和所述液流系统之间，所述第一遮挡板上设置有正对所述横向中心线的第一狭缝，所述第二遮挡板上设置有正对所述横向中心线的第二狭缝，且所述第二狭缝的沿着所述细胞的移动方向的宽度小于或等于所述第一狭缝的沿着所述细胞的移动方向的宽度且大于所述光线的波长。在一些实施例中，所述第一遮挡板设置在所述液流系统和所述第一透镜之间，且所述第一狭缝位于所述第一透镜的焦点处。在一些实施例中，所述第一遮挡板设置在所述第一透镜和所述第二遮挡板之间。在一些实施例中，所述聚光元件包括沿着所述光线的传递路径设置的用于横向聚焦所述光线的第一柱透镜和用于竖向聚焦所述光线以形成所述光斑的第二柱透镜。本专利技术第二方面提供一种流式细胞仪，包括液流系统、光线探测系统以及上述的前向散射光探测系统，所述光线探测系统用于探测侧向散射光和荧光。在一些实施例中，所述液流系统包括能够通入靶液的柱形稳流腔、连接在所述柱形稳流腔底部的锥形汇流腔以及与所述锥形汇流腔的出口连接的毛细管，所述毛细管穿过所述前向散射光探测系统的激光器发射的光线设置，所述柱形稳流腔内设有能够通入细胞悬液且出口与所述锥形汇流腔连通的样品通道。在一些实施例中，所述光线探测系统包括用于将所述光线经过所述液流系统后的所述侧向散射光和所述荧光改变为平行光的第二透镜以及设置在所述第二透镜下游的用于探测所述侧向散射光的第一探测支路和用于探测所述荧光的第二探测支路。在一些实施例中，所述第一探测支路包括第一二向色镜、第三透镜和第二探测器，所述第一二向色镜用于将经过所述第二透镜后的所述平行光中的所述侧向散射光反射到所述第三透镜，所述第二探测器用于接收经过所述第三透镜会聚后的所述侧向散射光；和/或，所述第二探测支路包括第二二向色镜、第四透镜和第三探测器，所述第二二向色镜用于将经过所述第二透镜后的平行光线中的所述荧光反射到所述第四透镜，所述第三探测器用于接收经过所述第四透镜进行会聚后的所述荧光。在一些实施例中，所述流式细胞仪包括细胞分选系统，包括设置在所述液流系统的出液口处的用于对一部分所述细胞施加正电压或负电压的充电装置以及在所述充电装置下方相对间隔设置的第一偏转板和第二偏转板，所述第一偏转板下方设置有用于接收带正电的所述细胞的第一容器，所述第二偏转板下方设置有用于接收带负电的所述细胞的第二容器，所述第一容器和所述第二容器之间设置有位于所述出液口下方的用于接收未带电的另一部分所述细胞的第三容器。本专利技术第三方面提供一种测量细胞直径的方法，包括：获取细胞移动通过光斑的垂直于所述细胞的移动方向的横向中心线的时间；获取所述细胞移动通过所述横向中心线的速度；通过获取的所述时间和所述速度计算所述细胞的直径。在一些实施例中，在所述细胞未经过所述横向中心线时探测的光强为第一稳定值，在所述细胞开始经过所述横向中心线到完全离开所述横向中心线的时间内探测的所述光强为小于所述第一稳定值的第二稳定值，所述获取细胞移动通过光斑的横向中心线的时间包括：记录探测到的所述光强从所述第一稳定值切换为所述第二稳定值的第一时刻；记录探测到的所述光强从所述第二稳定值切换为所述第一稳定值的第二时刻；将所述第二时刻减去所述第一时刻以获得所述细胞移动通过所述光斑的横向中心线的时间。在一些实施例中，采用上述的流式细胞仪获取所述细胞移动通过所述横向中心线的时间和速度。在上述技术方案中，由于遮挡元件设置为在液流系统内的细胞未经过光斑的横向中心线时使第一探测器探测的光强为第一稳定值，在细胞开始经过横向中心线到完全离开横向中心线的时间内，使第一探测器探测的光强为小于第一稳定值的第二稳定值，这样第二稳定值持续的时间即为细胞穿过光斑的横向中心线的时间，再配合细胞的运动速度，即可推算出细胞的尺寸，与传统流式细胞仪相比，避免了在测定细胞尺寸时受细胞折射率和细胞活性影响的问题，从而达到精确测量细胞尺寸的效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。图1为本专利技术第一种实施方式的前向散射光探测系统的结构示意图；图2为图1的前向散射光探测系统的局部结构图；图3-图8为细胞经过图2所示的结构的过程的视图；图9为本专利技术第二种实施方式的前向散射光探测系统的局部结构图；图10-图15为细胞经过图9所示的结构的过程的视图；图16为本专利技术优选实施方式的流式细胞仪的结构示意图。附图标记：1-激光器；2-聚光元件；3-第一透镜；4-第一探测器；51-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前向散射光探测系统，用于流式细胞仪，其特征在于，包括用于发射光线的激光器(1)，在所述光线的传递路径上依次设置有用于将所述光线聚焦形成光斑的聚光元件(2)、用于将所述光线改变为平行光的第一透镜(3)和用于探测接收到的光强的第一探测器(4)，所述流式细胞仪的液流系统位于所述聚光元件(2)和所述第一透镜(3)之间，所述前向散射光探测系统还包括遮挡元件，所述遮挡元件设置为：在所述液流系统内的细胞(C)未移动经过所述光斑的横向中心线(Z)时，使所述第一探测器(4)探测的光强为第一稳定值，所述细胞(C)的移动方向垂直于所述横向中心线(Z)，在所述细胞(C)开始经过所述横向中心线(Z)到完全离开所述横向中心线(Z)的时间内，使所述第一探测器(4)探测的光强为小于所述第一稳定值的第二稳定值。

【技术特征摘要】
1.一种前向散射光探测系统，用于流式细胞仪，其特征在于，包括用于发射光线的激光器(1)，在所述光线的传递路径上依次设置有用于将所述光线聚焦形成光斑的聚光元件(2)、用于将所述光线改变为平行光的第一透镜(3)和用于探测接收到的光强的第一探测器(4)，所述流式细胞仪的液流系统位于所述聚光元件(2)和所述第一透镜(3)之间，所述前向散射光探测系统还包括遮挡元件，所述遮挡元件设置为：在所述液流系统内的细胞(C)未移动经过所述光斑的横向中心线(Z)时，使所述第一探测器(4)探测的光强为第一稳定值，所述细胞(C)的移动方向垂直于所述横向中心线(Z)，在所述细胞(C)开始经过所述横向中心线(Z)到完全离开所述横向中心线(Z)的时间内，使所述第一探测器(4)探测的光强为小于所述第一稳定值的第二稳定值。2.根据权利要求1所述的前向散射光探测系统，其特征在于，所述遮挡元件包括第一遮挡板(51)和第二遮挡板(52)，所述第二遮挡板(52)在所述第一透镜(3)和所述第一探测器(4)之间靠近所述第一探测器(4)设置，所述第一遮挡板(51)设置在所述第二遮挡板(52)和所述液流系统之间，所述第一遮挡板(51)上设置有正对所述横向中心线(Z)的第一狭缝(X1)，所述第二遮挡板(52)上设置有正对所述横向中心线(Z)的第二狭缝(X2)，且所述第二狭缝(X2)的沿着所述细胞(C)的移动方向的宽度小于或等于所述第一狭缝(X1)的沿着所述细胞(C)的移动方向的宽度且大于所述光线的波长。3.根据权利要求2所述的前向散射光探测系统，其特征在于，所述第一遮挡板(51)设置在所述液流系统和所述第一透镜(3)之间，且所述第一狭缝(X1)位于所述第一透镜(3)的焦点处。4.根据权利要求2所述的前向散射光探测系统，其特征在于，所述第一遮挡板(51)设置在所述第一透镜(3)和所述第二遮挡板(52)之间。5.根据权利要求1-4中任一项所述的前向散射光探测系统，其特征在于，所述聚光元件(2)包括沿着所述光线的传递路径设置的用于横向聚焦所述光线的第一柱透镜和用于竖向聚焦所述光线以形成所述光斑的第二柱透镜。6.一种流式细胞仪，其特征在于，包括液流系统(10)、光线探测系统(20)以及根据权利要求1-5中任一项所述的前向散射光探测系统(30)，所述光线探测系统(20)用于探测侧向散射光和荧光。7.根据权利要求6所述的流式细胞仪，其特征在于，所述液流系统(10)包括能够通入靶液的柱形稳流腔(101)、连接在所述柱形稳流腔(101)底部的锥形汇流腔(102)以及与所述锥形汇流腔(102)的出口连接的毛细管(103)，所述毛细管(103)穿过所述前向散射光探测系统(30)的激光器(1)发射的光线设置，所述柱形稳流腔(101)内设有能够通入细胞(C)悬液且出口与所述锥形汇流腔(102)连通的样品通道(104)。8.根据权利要求6所述的流式细胞仪，其特征在于，所述光线探...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小丽，
申请(专利权)人：合肥京东方光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34