[發明專利]應用于成像流式細胞儀的側向散射光模擬裝置

在審

• 申請號: 201410837724.1
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104535298A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 藺春波;咸競天;張雪鵬;趙建;孫強
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及精密測量和探測領域，具體涉及成像流式細胞儀醫療儀器領域的側向散射光模擬裝置。

背景技術

在微觀成像領域，特別是在需要探測對象速度等參數的時候，由于存在樣本制備，環境條件等限制，無法直接提供現實的條件，需要給系統其它部分提供模擬條件，比如在成像流式細胞儀系統中。

現有的成像流式細胞儀系統可分為液流系統，光學系統，電子系統三部分組成。液流系統利用水力聚焦原理，驅動鞘液包裹著樣品通過流動室；光學系統將收集到側向散射光和熒光傳遞給調焦測速系統和TDI成像系統；調焦測速系統利用光柵調制側向散射光，計算出離焦量和目標運動速度；目標運動速度作為速度反饋提供液流系統，作為行頻率參數提供給TDI成像系統。

在現有成像流式細胞儀系統中，為了能實現調焦測速算法，需要液流系統和照明系統為光學系統和調焦測速系統提供運動目標；為了能夠驗證調焦測速算法的有效性，需要明確當前目標的運動速度和目標相對顯微物鏡的離焦量。利用現有的成像流式細胞儀的照明系統，液流系統和光學系統去驗證調焦測速算法，不僅購買儀器成本高，儀器部分模塊單獨工作的可行性也需要驗證；設計獨立的照明系統，液流系統和光學系統來驗證調焦測速算法，利用國內技術，獨立設計尚有一定的難度。

由于調焦測速系統無法驗證有效性，無法提供速度反饋，急需一套能提供已知運動速度的微觀運動對象對液流中的微觀物體(如細胞)進行模擬。

發明內容

本發明為解決采用現有成像流式細胞儀系統中的液流系統和光學系統去驗證調焦測速算法，存在購買儀器成本高，且儀器部分模塊單獨工作的可行性也需要驗證等問題，提供一種應用于流式細胞儀調焦測速算法的側向散射光模擬裝置。

應用于成像流式細胞儀的側向散射光模擬裝置，該裝置包括依次放置在光?學平臺上的發光機構、光強分布調整機構、散射體機構和運動機構；所述發光機構發出的光線經光強分布調整機構調整后由散射體機構增強光線的發散性，調整運動機構的擋光頻率，實現模擬流式細胞儀運動樣品散射側向散射光。

所述的發光機構包括電源、發光體、濾光片機構和遮光機構；所述濾光片機構由濾光片、濾光片切換機構和濾光片夾持機構組成；所述濾光片切換機構固定在濾光片夾持機構上，發光體發出的光線經濾光片切換機構上的濾光片后通過遮光機構上的透光孔進入光強分布調整機構。

所述的光強分布調整機構包括柱鏡和柱鏡夾持機構；通過柱鏡夾持機構調整柱鏡，使柱鏡的軸線與發光機構發出的光線垂直，經柱鏡出射柱狀光斑進入散射體機構；所述散射體機構包括散射體、散射體夾持機構和位移臺；散射體固定在散射體夾持機構上，通過位移臺控制散射體夾持機構移動。

所述柱鏡的軸向尺寸大于遮光機構的透光孔直徑，所述散射體高度與柱鏡的軸向尺寸相同，散射體的寬度大于柱鏡的寬度。

所述運動機構由驅動機構和遮光板組成，所述遮光板的幾何中心打孔，且遮光板上刻有透光和不透光相間的條紋，所述遮光板固定在驅動機構的驅動軸上，驅動軸的軸向作為遮光板的法線方向，使驅動軸與經過散射體機構散射的光線傳輸方向平行。所述遮光板為圓形，透光條紋的長度為L，L＝R₂-R₁，所述R₂為透光條紋距離遮光板中心的最大距離，R₁為透光條紋距離遮光板中心的最小距離，透光條紋寬度d₆，d₆＝d₃，d₃為通過柱鏡后光斑的寬度；在遮光板轉動過程中，透光條紋所在直線與柱狀光斑相交時間內，該透光條紋都能夠與柱狀光斑相交，即相交點距離遮光板圓心的距離d₇滿足條件：R₁<d₇<R₂。

本發明的有益效果：本發明設計的一種應用于流式細胞儀調焦測速算法的側向散射光模擬裝置，可以模擬流式細胞儀樣品散射側向散射光的現象，為調焦測速算法提供運動目標。本裝置利用光強分布調整機構和運動機構，規范側向散射光成像光斑的形狀，尺寸，以及運動方向，完成不同尺寸，不同速度的運動目標模擬。本發明的側向散射光模擬裝置的運動機構可以提供透光和不透光周期變換的光通路，運動機構光通路與散射體出射光相交；運動機構提供的透光部分的尺寸可調；光通路周期變化頻率可調。本發明可以有可以在無法提供成像流式細胞儀液流驅動系統的前提下，完成對自動調焦和速度測量算法的?驗證。

附圖說明