[發明專利]基于全光纖光路的流式細胞儀

在審

• 申請號: 202010769940.2
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112964626A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 苑立波;楊世泰
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種基于全光纖光路的流式細胞儀。其特征是：它由流體控制系統、光源、流動池、激發光傳輸光纖、光纖固定塊、密封膠圈、散射光接收光纖、光纖波分復用器、光電探測器組成。所述系統中：流體控制系統將樣品注入流動池，形成單細胞流，激發光傳輸光纖將光束從光源引出，傳輸并照射于單細胞流上，前向散射光由前向散射光接收光纖收集，輸入到光電探測器，側向散射光由側向散射光接收光纖收集傳輸，經過光纖波分復用器，將不同波長的信號光分開后分別傳輸至不同的光電探測器檢測。本發明可用于細胞的自動檢測和分析。

(一)技術領域

本發明涉及的是一種基于全光纖光路的流式細胞儀，可用于細胞自動分析，屬于細胞檢測及分析技術領域。

(二)背景技術

流式細胞術是一種細胞分析技術，它在20世紀50年代首次被用于測量細胞體積，可在細胞隨快速流動的流體直線通過觀察孔時進行檢測。在流式細胞儀中，溶液中的細胞以每秒10,000個細胞(或更多)的速度通過儀器的激光束，進而對細胞進行檢測。如今的流式細胞儀具有更多的可檢測熒光參數(從1或2 至最多30個左右)，可同時測量同一個細胞上的所有這些參數。流式細胞術速度快且具有單細胞水平檢測能力，可為細胞生物學家提供統計學功能，能夠快速分析和表征數百萬個細胞。

流式細胞儀主要由流體系統、光學系統和光電處理系統三個部分組成。流體系統是流式細胞儀的命脈。它負責將核心流中的細胞以單列的形式對齊，并將其傳遞到檢測點以進行數據收集。如果樣品進樣不一致和細胞對齊不正確，則會導致很大的數據擴散，從而降低數據的可信度。傳統的流體系統主要采用噴嘴 (也叫流體室)噴射出由鞘液和樣品流一起組成的單細胞流，然后空間激光照射在單細胞流上，通過對前向散射光、側向散射光的收集和分光，再經由光電探測系統處理分析，得到細胞的統計學數據。

傳統的流式細胞儀采用空間光路，其對光路的穩定性要求高，需要對光路進行精密調節，并且光學元件受震動、溫度、濕度等外界環境的干擾大。并且，這些空間光學元件的體積大，組裝方式不夠靈活。更為重要的是，傳統的空間光路系統采用的是顯微物鏡作為收光介質，物鏡的體積較大，這限制了物鏡的使用數量和光路集成。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種基于全光纖光路的流式細胞儀。

本發明的目的是這樣實現的：

一種基于全光纖光路的流式細胞儀。如圖1，它由流體控制系統1、光源3、流動池2、激發光傳輸光纖4、光纖固定塊5、密封膠圈6、散射光接收光纖 7-1/7-2、光纖波分復用器9、光電探測器8-1/8-2/8-3組成。所述系統中：(1)光纖固定塊5的中間有微孔，流動池2可穿過微孔；(2)光纖固定塊的四周有微孔，用于固定激發光傳輸光纖和散射光接收光纖，并且所固定光纖的纖端均正對于流動池的中心；(3)密封膠圈6用于密封光纖固定塊5與流動池2間的間隙，保證間隙內干燥，防止光纖端霉化；(4)散射光接收光纖包含前向散射光接收光纖7-1和側向散射光接收光纖7-2，前向散射光接收光纖7-1和激發光傳輸光纖4共線固定于光纖固定塊5上，側向散射光接收光纖7-2和激發光傳輸光纖4呈90度固定于光纖固定塊5上；(5)流體控制系統1將樣品注入流動池，形成單細胞流 10，激發光傳輸光纖4將光束從光源3引出，傳輸并照射于單細胞流10上，前向散射光由前向散射光接收光纖7-1收集，輸入到光電探測器8-1，側向散射光由側向散射光接收光纖7-2收集傳輸，經過光纖波分復用器9，將不同波長的信號光分開后分別傳輸至不同的光電探測器8-2/8-3檢測。

如圖3所示，為了實現光源能量高效耦合進光纖，在激發光傳輸光纖4 的輸入端可以使用自聚焦透鏡12實現模場匹配。

如圖4所示，為了實現光源能量高效耦合進光纖，也可以通過熱擴散技術在光纖端直接制備光纖內的模場轉換透鏡4-1，實現光源3輸出向激發光傳輸光纖4內的高效耦合。

為了使激發光束和流動池2內的單細胞流10有效相互作用，需要對激發光傳輸光纖4輸出的光束進行整形，使輸出的光束為準直的橢圓光束。整形的方法可以有兩種：