[發(fā)明專利]一種使用偶次高次非球面激光整形系統(tǒng)的白細胞分類計數(shù)儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210176278.5
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102680379A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 宋潔;朱海波;丁立明;韓闖
• 申請（專利權(quán)）人: 長春迪瑞醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及光學，尤其涉及白細胞分類計數(shù)儀。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的流式細胞儀已廣泛應用于白細胞分類計數(shù)領域。這樣的白細胞分類計數(shù)儀主要由照明單元、鞘流池單元、壓力液路單元和信號處理單元組成。其中照明單元將光源（一般為激光）發(fā)出的光準直整形后，變成橫截面為橢圓型的光斑，照射至鞘流池。鞘流池提供了一個光學檢測區(qū)域，在該區(qū)域中，利用鞘流原理將白細胞樣本攜裹在鞘流中，使白細胞逐個通過該區(qū)域。通過該區(qū)域的細胞被照明單元照亮后，在全空域發(fā)出散射光；信號處理單元按照散射光角度的不同收集散射光信息，并轉(zhuǎn)換為電信號。這些電信號經(jīng)甄別、處理、分析后可形成直觀的一維直方圖或者二維散點圖，從而得到白細胞的分類和計數(shù)信息。

現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，通常的白細胞計數(shù)儀都需要將光源11發(fā)出的光經(jīng)過一個光學系統(tǒng)12、13聚焦在鞘流池2的中心區(qū)域。在垂直于光路的平面上形成一個橢圓型光斑。通常光源為激光，其光束截面上的能量密度分布為高斯型的，而不是均勻分布。

由此引發(fā)的問題是，如圖2所示，當鞘流池中的鞘流和樣本流因為各種微小擾動出現(xiàn)不穩(wěn)定（這種擾動通常都是存在的），樣本流就會偏離光斑中心，照明單元在該處的能量密度遠小于在光斑中心處的能量密度，所以，即使同樣的樣本在出現(xiàn)上述不穩(wěn)定時，因為照射強度不同，會發(fā)出不同大小的散射光。這種不同大小的散射光被收集、處理，就會誤判為不同的樣本，大樣本可能被誤判為小樣本，就會使系統(tǒng)輸出的一維直方圖或者二維散點圖對樣本的分類界限不清晰，給白細胞計數(shù)帶來誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用偶次高次非球面激光整形系統(tǒng)的白細胞分類計數(shù)儀，所述的白細胞分類計數(shù)儀通過激光整形系統(tǒng)使照射光斑在長徑和短徑方向上均勻化，消除或者減小了因樣本位置偏差引起的照射強度不一致，避免了信號處理中可能出現(xiàn)的樣本信息誤判。

本發(fā)明中的使用偶次高次非球面激光整形系統(tǒng)的白細胞分類計數(shù)儀，包括激光整形照明單元、樣本處理輸送單元和后續(xù)信號處理單元，其中，

所述的激光整形照明單元包括激光器和激光整形模塊，所述的激光整形模塊對激光器發(fā)出的激光進行準直、均勻、匯聚整形處理；

所述的樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊，并與鞘流池連接，使得包含被測白細胞的樣本液被鞘液攜裹著流經(jīng)鞘流池；

所述的激光整形照明單元產(chǎn)生的光斑照射在鞘流池中通過的樣本液上；

所述的后續(xù)信號處理單元包括光信號處理模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、電信號處理模塊，所述后續(xù)信號處理單元接收鞘流池輸出的散射光，并使用光電探測器件，如光電池、光電二極管等，進行光電轉(zhuǎn)換，對獲得的電信號進行相應處理；

其特征在于：所述的激光整形模塊至少包括一片準直均勻透鏡對激光器發(fā)出的高斯光束進行準直和均勻化處理，所述的準直均勻透鏡的數(shù)值孔徑至少為0.5。

所述的準直均勻透鏡是偶次高次非球面透鏡。

所述的準直均勻透鏡的鏡面形狀采用下式表示：

其中c為曲率，z為鏡面上截面相對與定點的軸向距離，k為二次常數(shù)，r為截面上點的孔徑高，所述的準直均勻透鏡包括至少2個鏡面，其中第一鏡面為激光光束入射面。所述2個鏡面的參數(shù)如下：

所述的激光整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑照射于鞘流池中的樣本流上，所述橢圓短徑略大于攜裹在樣本流中的細胞直徑，一般為12±2um，所述的橢圓長徑略大于鞘流池內(nèi)液流通道直徑或者邊長。

所述的激光整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，其中橢圓短徑方向與鞘流池中的液體流動方向一致，長徑方向與液體流向垂直，同時垂直于光束傳播方向。

所述的激光整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，在橢圓長徑方向上，激光能量分布均勻，光斑中心處與距光斑中心30um處光能量密度差異不超過20%。

所述的激光整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，在橢圓短徑方向上，激光能量分布均勻，光斑中心處與距光斑中心5um處光能量密度差異不超過20%。

所述的樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊和鞘流池，并有機相連，其中，

所述的氣壓傳輸控制模塊提供0.14±0.03MPa的鞘液壓力，使得鞘液高速穩(wěn)定通過鞘流池；

所述的液體傳輸控制模塊將處理后的樣本輸送至鞘流池，并使鞘液攜裹著樣本劉通過鞘流池；

所述的鞘流池內(nèi)部液體通路橫截面為圓形或者正方形，其直徑或者邊長小于0.3mm。