[發(fā)明專(zhuān)利]流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610218106.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105717035B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤政;趙精晶;李濱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/14
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/14;G02B27/09
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

本發(fā)明提出了一種流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置及方法和二元光學(xué)器件在流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)或制備流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置中的用途。所述流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置包括：光斑形成組件，所述光斑形成組件被配置為適于在流道中線上形成至少兩個(gè)光斑。本發(fā)明實(shí)施例所提出的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物微粒速度的準(zhǔn)確測(cè)定，單微粒分辨力和對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)力強(qiáng)，檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置、流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)方法以及二元光學(xué)器件在流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)或制備流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置中的用途。

背景技術(shù)

流式細(xì)胞術(shù)可用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)熒光標(biāo)記的細(xì)胞、胚胎、RNA、DNA、蛋白質(zhì)顆粒、微生物、病毒等生物微粒。檢測(cè)中，流式細(xì)胞術(shù)需要借助于經(jīng)過(guò)整形的激光光斑照射在位于液流中心的生物微粒上，生物微粒在激光光斑的激發(fā)下發(fā)出散射光和熒光。這些散射光和熒光信號(hào)被光電倍增管、光電二極管等光電轉(zhuǎn)換器件收集，再經(jīng)過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)分析，從而得出生物微粒的物理和化學(xué)信息，如細(xì)胞尺寸、表面粒度、抗原信息等?；诹魇郊?xì)胞術(shù)的檢測(cè)原理，激光光斑的形狀和質(zhì)量是影響檢測(cè)靈敏度、單個(gè)微粒分辨力的關(guān)鍵因素。

目前，商用流式細(xì)胞儀一般利用兩個(gè)柱透鏡把高斯激光整形為橢圓形的高斯光斑，橢圓形光斑的短軸平行于生物微粒的流向、長(zhǎng)軸垂直于生物微粒的流向，以提高對(duì)單個(gè)生物微粒的分辨力、同時(shí)防止對(duì)生物微粒的漏檢。

然而，流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置仍有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)以下問(wèn)題和事實(shí)的發(fā)現(xiàn)而提出的：

目前商用流式細(xì)胞儀檢測(cè)的穩(wěn)定性和對(duì)單個(gè)生物微粒的分辨力難以進(jìn)一步提高，難以實(shí)現(xiàn)高速和高通量檢測(cè)，并且無(wú)法滿足對(duì)生物微粒的測(cè)速要求。發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，造成上述問(wèn)題的關(guān)鍵在于目前商用流式細(xì)胞儀橢圓形光斑內(nèi)光能分布不均勻，生物微粒通過(guò)光斑的相對(duì)位置發(fā)生改變時(shí)，其輸出的光學(xué)信號(hào)會(huì)隨之發(fā)生改變，并且橢圓光斑為高斯分布時(shí)，光斑的邊界不清晰，同時(shí)，單個(gè)光斑無(wú)法滿足對(duì)每個(gè)生物微粒的實(shí)時(shí)測(cè)速要求。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出了利用具備表面微結(jié)構(gòu)的二元光學(xué)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)光斑整形，進(jìn)而在輸出平面上實(shí)現(xiàn)具有如下特點(diǎn)的光斑：光斑邊界銳利，光斑內(nèi)光能均勻分布，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物微粒的高通量測(cè)定；光斑由二個(gè)以上的圖形組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)每個(gè)生物微粒的速度實(shí)時(shí)測(cè)定；光斑可由多個(gè)不同尺寸的圖形組成，能夠兼顧單微粒分辨力和微弱信號(hào)檢測(cè)。

進(jìn)而，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，包括：光斑形成組件，所述光斑形成組件被配置為適于在流道中線上形成至少兩個(gè)光斑。本發(fā)明實(shí)施例所提出的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物微粒速度的準(zhǔn)確測(cè)定，單微粒分辨力和對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)力強(qiáng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置還可以進(jìn)一步包括如下附加技術(shù)特征至少之一：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光斑形成組件為二元光學(xué)器件。二元光學(xué)器件使得本發(fā)明實(shí)施例的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)穩(wěn)定性、單微粒分辨力和對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)一步提高。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述至少兩個(gè)光斑分別獨(dú)立地為矩形。矩形光斑使得本發(fā)明實(shí)施例的流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)穩(wěn)定性、單微粒分辨力和高速和高通量檢測(cè)效率進(jìn)一步提高。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述至少兩個(gè)光斑間隔設(shè)置，并且所述矩形的中軸線位于所述流道中線上。上述矩形光斑的設(shè)置使得細(xì)胞術(shù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)靈敏度進(jìn)一步提高。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述至少兩個(gè)光斑的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度均為10～100微米，所述至少兩個(gè)光斑的兩端光斑的短邊長(zhǎng)度是基于待測(cè)樣品的尺寸確定的。矩形光斑的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為10～100微米可最大限度的避免對(duì)生物微粒樣品的漏檢。兩端光斑的短邊長(zhǎng)度是基于待測(cè)樣品的尺寸確定的，可進(jìn)一步提高對(duì)單個(gè)生物微粒樣品的分辨力。