一种高倍率光学放大成像流式细胞仪制造技术

本发明专利技术涉及一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，包括提供照亮样本观测区域的明场照明单元；控制样本在观测区域内的位置和流动速度所需的样本控制单元；捕获样本观测区域内的样本图像并放大的图像放大采集单元；接收图像放大采集单元获取的图像进行图像处理与分类的成像分析单元；其中，图像放大采集单元包括位于样本观测区域一侧且沿同一轴线布置的成像物镜、第一套筒透镜、胶合透镜、第二套筒透镜和图像采集模块。通过选取不同放大倍数的成像物镜以及不同焦距的套筒透镜和胶合透镜形成组合，以多级放大的方式解决目前的成像流式细胞仪成像倍数局限于较低倍率放大的问题。仪成像倍数局限于较低倍率放大的问题。仪成像倍数局限于较低倍率放大的问题。

A high power optical amplification imaging flow cytometer

【技术实现步骤摘要】
一种高倍率光学放大成像流式细胞仪


[0001]本专利技术涉及细胞分析
，具体为一种高倍率光学放大成像流式细胞仪。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]流式细胞仪是一种用于测量细胞特征的仪器设备，能够检测包括细胞大小、细胞数量、细胞周期等细胞特征信息，也可以提供单个细胞的高度特异性信息。传统流式细胞仪的检测信息通常主要来自特异性荧光信号及非荧光散射信号，从而得到细胞大小、细胞数量、细胞周期等定量信息，是一种零分辨率的仪器，不能鉴别和检测出某一特定部位的核酸或蛋白的多少；同时，传统的流式细胞仪对细胞信息的检测需要荧光染色，用一定功率的激光激发后才能够收集所需信息(荧光标记)，进行荧光标记的步骤复杂繁琐，而且标记所用试剂的成本也较高，对细胞进行染色的操作也会对细胞的结构功能有一定损害或干扰，从而影响最终获取到的细胞特征信息。
[0004]而成像流式细胞仪在传统流式细胞仪基础上增加了成像的功能，在结构中增加高速相机，从而对检测样本进行成像。一般情况下，成像流式细胞仪可进行明场和荧光的成像。荧光成像仍需对样本进行荧光标记，荧光标记存在的问题已在前文提及不再赘述。
[0005]而在明场成像的情况下，由于具有高放大倍率的物镜一般为油浸物镜或水浸物镜，工作距离极短，需要进入样本进行观察，难以应用到流式系统中，因此现今的成像流式细胞仪的明场成像局限于较低倍数的放大(多为60倍)，难以达到更高倍数的放大。

技术实现思路
/>[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，通过选取不同放大倍数的成像物镜以及不同焦距的套筒透镜和胶合透镜形成组合，以多级放大的方式解决目前的成像流式细胞仪成像倍数局限于较低倍率放大的问题，能够达到100倍以上的光学放大。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，包括：
[0009]明场照明单元，提供照亮样本观测区域的明场；
[0010]样本控制单元，控制样本在观测区域内的位置和流动速度；
[0011]图像放大采集单元，捕获样本观测区域内的样本图像并放大；
[0012]成像分析单元，接收图像放大采集单元获取的图像进行图像处理与分类；
[0013]其中，图像放大采集单元包括位于样本观测区域一侧且沿同一轴线布置的成像物镜、第一套筒透镜、胶合透镜、第二套筒透镜和图像采集模块。
[0014]明场照明单元包括与明场光源和聚焦物镜；明场光源开启后提供发散的明场光，明场光通过聚焦物镜聚焦后照射于样本观测区域。
[0015]样本控制单元包括连接在三轴位移台上的鞘流器，鞘流器的鞘液入口和样本液入口分别连接注射泵，样本观测区域位于鞘流器中心。
[0016]图像采集模块为CMOS探测器。
[0017]第一套筒透镜与胶合透镜之间的距离为两者的焦距之和。
[0018]第二套筒透镜与图像采集模块之间的距离为第二套筒透镜的焦距。
[0019]样本被明场照亮后的图像被距离样本最近的成像物镜检测收集，依次经第一套筒物镜、胶合透镜和第二套筒透镜放大后传输给图像采集模块。
[0020]成像物镜和第一套筒透镜形成对样本图像的一次放大，胶合透镜与第二套筒透镜组成的透镜对形成对放大后图像的二次放大。
[0021]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0022]1、通过选取不同放大倍数的成像物镜以及不同焦距的套筒透镜和胶合透镜形成组合，以多级放大的方式解决目前的成像流式细胞仪成像倍数局限于较低倍率放大的问题。
[0023]2、采有模块化架构，可以根据需求调节模块构成，进而得到不同放大倍数的明场样本图像。
[0024]3、采用鞘流方法，样本液可以快速并依序通过检测区域，便于样本信号检测和成像。
[0025]4、能够支持无标记的方式，不需要对细胞进行染色的处理即可获得图像信息，能够快速得到未受侵入的样本的原图信息。
[0026]5、获取的图像能够利用机器学习的方法对无标记细胞的高倍率放大流式图像进行识别分类，具有自动处理的优势。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1是本专利技术一个或多个实施例提供的流式成像细胞仪整体结构示意图；
[0029]图2(a)
‑
图2(b)为采用本专利技术一个或多个实施例提供的流式成像细胞仪进行静态标定实验中的采集的图像；
[0030]图3(a)
‑
图3(b)为采用本专利技术一个或多个实施例提供的流式成像细胞仪进行3.89μm和4.19μm聚苯乙烯小球高倍率流式实验的视频截图；
[0031]图4(a)
‑
图4(b)为采用本专利技术一个或多个实施例提供的流式成像细胞仪进行正常髓系细胞和k562细胞的高倍率流式实验的视频截图；
[0032]图5(a)
‑
图5(b)为采用本专利技术一个或多个实施例提供的流式成像细胞仪进行训练后对新图像进行预测的正常髓系细胞和k562细胞的预测结果示意图；
[0033]图中：1、明场光源，2、聚焦物镜，3、鞘流器，4、成像物镜，5、第一套筒透镜，6、胶合透镜，7、第二套筒透镜，8、CMOS探测器，9、三轴位移台，10、第一注射泵，11、第二注射泵，12、数据分析系统。
具体实施方式
[0034]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0035]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0037]成像流式细胞仪，利用高速相机对流动的细胞样本进行成像，通过视频或图像的方式获取细胞样本的特征信息。
[0038]正如
技术介绍
中所描述的，成像流式细胞仪可进行明场和荧光的成像。荧光成像仍需对样本进行荧光标记，需要对细胞样本进行荧光染色，再使用一定功率的激光激发后才能够收集所需的细胞特征信息；荧光标记的步骤复杂繁琐，标记所用试剂的成本也较高，而且对细胞进行染色的操作也会对细胞的结构功能有一定损害或干扰，从而影响最终获取到的细胞特征信息；
[0039]而在明场成像的情况下，由于具有高放大倍率的物镜一般为油浸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，其特征在于：包括：明场照明单元，提供照亮样本观测区域的明场；样本控制单元，控制样本在观测区域内的位置和流动速度；图像放大采集单元，捕获样本观测区域内的样本图像并放大；成像分析单元，接收图像放大采集单元获取的图像进行图像处理与分类；其中，图像放大采集单元包括位于样本观测区域一侧且沿同一轴线布置的成像物镜、第一套筒透镜、胶合透镜、第二套筒透镜和图像采集模块。2.如权利要求1所述的一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，其特征在于：所述明场照明单元包括与明场光源和聚焦物镜。3.如权利要求2所述的一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，其特征在于：所述明场光源开启后提供发散的明场光，明场光通过聚焦物镜聚焦后照射于样本观测区域。4.如权利要求1所述的一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，其特征在于：所述样本控制单元包括连接在三轴位移台上的鞘流器。5.如权利要求4所述的一种高倍率光学放大成像流式细胞仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏绚涛，赵卓，李智，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：