[發(fā)明專利]基于拉曼檢測的流動血細胞計數(shù)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580046623.1
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101103263A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設計）人: C·卡布斯;A·帕馬納布漢;B·S·弗里茨
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;G01N21/65
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;張志醒

技術領域

本發(fā)明通常涉及流動血細胞計數(shù)器，具體涉及使用表面增強拉曼光譜學識別正進行計數(shù)的樣品的移動式流動血細胞計數(shù)器。

背景技術

流動血細胞計數(shù)器是公知的測量細胞或微粒的某些物理和化學特征的工具，當細胞或微粒在懸浮液中移動并逐一通過感測點時，它通過感測細胞或微粒的某些光學特性來測量細胞或微粒的某些物理和化學特征。流動血細胞計數(shù)器廣泛用于生物和醫(yī)學領域。

在典型的流動血細胞計數(shù)器中，使用鞘液內(nèi)懸浮微粒的流體動力聚焦獲得單列微粒流。接著光束逐一詢問微粒。在大多數(shù)現(xiàn)代流動血細胞計數(shù)器中，光源是以特定波長發(fā)射相干光的激光器。各微粒與光束相互作用，通常各微粒產(chǎn)生的散射光和任何發(fā)射的熒光被收集。通過分析散射光，可確定例如細胞大小、形狀和內(nèi)部復雜性的物理特征。收集任何發(fā)射的熒光使得可通過熒光成分來檢測的任何細胞成分或功能能得到查驗。

傳統(tǒng)的流動血細胞計數(shù)器只檢測彈性散射光(也稱為“瑞利散射光”)，其中不含關于微粒的原子或分子結構的信息。盡管這種流動血細胞計數(shù)器可識別大小和形狀，但是它們不能區(qū)分大小相同、但存在化學差異的分子或細胞，除非分子或細胞已經(jīng)加上了熒光標記。

原則上，檢測非彈性散射光(還稱為“拉曼散射光”)將能夠進行細胞和分子的化學識別，因為各細胞或分子具有基于其化學結構的唯一的拉曼光譜。然而，拉曼散射的截面比瑞利散射的截面低大約15個數(shù)量級。這意味著在流動血細胞計數(shù)器中獲得單個微粒的拉曼光譜遠遠超出了實用范圍，因為缺少適當強的光源且缺少任何適當敏感的檢測器。然而，通過稱為表面增強拉曼散射的技術可顯著增加拉曼截面，該技術中將分子或微粒置于與適當粗糙化的貴金屬表面接觸或者與貴金屬膠態(tài)聚集體接觸。在正確的條件下，表面增強拉曼散射截面可接近熒光發(fā)射的截面。

對于流動血細胞計數(shù)器來說，為了能夠主要基于微粒的化學或分子結構識別單個微粒，需要這樣一種裝置及方法，該裝置及方法可讓微粒或細胞在血細胞計數(shù)器中處于產(chǎn)生足夠大的表面增強拉曼散射截面的狀況，使得當各微粒或細胞通過血細胞計數(shù)器感測點時可以從各微粒或細胞獲得拉曼光譜。這種系統(tǒng)將能夠單個地識別所有細胞或微粒，不管它們彼此在大小或形狀上如何相似，無需熒光標注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及使流動血細胞計數(shù)器能夠主要通過其化學或分子結構來識別單個微粒的方法和裝置。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，當微粒流過流動血細胞計數(shù)器中的感測點時，通過獲得微粒的拉曼光譜來完成化學識別，所述微粒可以是單獨的細胞或分子。微粒與適當?shù)馁F金屬膠體或膠態(tài)聚集體相締合，使得它們的拉曼散射截面被表面增強。接著通過能夠產(chǎn)生流體動力聚束液流(focused?flow?stream)的流體控制模塊將微粒設置成單列，并且當微粒流過感測點時，光源照射各微粒。因為拉曼截面被表面增強，所以光源可以是常規(guī)的激光器。收集由微粒非彈性散射(拉曼散射)的光并利用適當?shù)纳⒐鈱W元件和適當?shù)臋z測器來記錄表面增強拉曼光譜。接著可分析表面增強拉曼光譜，以根據(jù)分子結構來識別微粒。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過超聲波聲裂法使細胞微粒與金或銀膠粒相締合，與此同時在樣本制備容器中包含金或銀的膠態(tài)懸浮液。

以下，參照附圖對本發(fā)明的上述及其他方面進行更詳細的描述。

附圖說明

圖1是基于拉曼檢測的血細胞計數(shù)器的示范實施例的截面圖。

圖2是基于拉曼檢測的血細胞計數(shù)器的示范實施例的示意圖。

圖3是本發(fā)明的可拆卸筒的示范實施例的示意圖。

圖4是基于拉曼檢測的血細胞計數(shù)器的示范實施例的血細胞計數(shù)器液流通路的截面圖。

圖5是基于拉曼檢測的血細胞計數(shù)器的示范實施例的照明和檢測光學部件的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的基于拉曼的血細胞計數(shù)器通過將無損、分子專用的拉曼光譜學與流動血細胞計數(shù)器的順序觀察單個分子的能力相結合來逐一地對樣本內(nèi)已識別微粒進行計數(shù)。

實現(xiàn)基于拉曼的流動血細胞計數(shù)器的一個難點是拉曼散射具有非常低的截面，即在樣本上聚焦的光束中只有很小比率的光子被拉曼(非彈性)散射。然而，通過表面增強拉曼散射技術可增加樣本的有效拉曼截面，其中各分子與貴金屬膠體或膠態(tài)聚集體相締合。這種締合可以通過例如貴金屬膠態(tài)溶液中細胞的聲裂法處理來實現(xiàn)。

然后，可用流體動力聚焦的血細胞計數(shù)技術將制備的分子設置成單列，作為鞘液內(nèi)的核心液流流動，為通過光源的單獨詢問作準備。如下面詳細描述的，流體動力聚焦要求適當設計的通路中樣本和鞘液的精確泵送和控制。