CN107449716A - 一种流式细胞仪的分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流式细胞仪的分选装置，包括：石英杯，设置在流式细胞仪的样品进样孔的下方，且设置在流式细胞仪的激发光源的出光口的一侧，其中石英杯设有处于样品进样孔下方的开孔腔体；喷嘴，设置在石英杯的下方，其中喷嘴设有处于石英杯的开孔腔体下方的入口孔和与入口孔连通的出口孔；其中，入口孔的内径比出口孔的内径大。通过上述方式，本发明所提供的分选装置能够降低包含细胞的鞘液流经喷嘴的流速变化，降低了对细胞的损伤，以提高流式分选后细胞的活性。
Description
技术领域
本发明涉及流式细胞仪技术领域，特别是涉及一种流式细胞仪的分选装置。
背景技术
流式细胞仪是用于识别不同类型的细胞及类似小颗粒物质的仪器。常规的流式细胞仪含透明的流动室(Flow cell)，通常为石英杯，方形结构，两端出口。不含细胞的鞘液和细胞悬液在压力下从石英杯入口注入石英杯，不含细胞的鞘液包裹着细胞悬液，通过流体动力学原理使细胞悬液成一股细流约束在石英杯的纵轴上，并与细胞悬液一起流过石英杯，从出口流出。细胞悬液在鞘液的约束下，细胞逐一排列，流经石英杯的细胞检测区时，每个细胞被聚焦的激发光(比如，激光)激发而发出光信号。细胞被激发光照射后发出的光信号特征可反映细胞的形态、密度、大小、生物学特征等。
具有分选功能的流式细胞仪还可以依据检测的细胞或颗粒的特性而将特定的细胞或颗粒分选出来做进一步的研究，包括培养、形态分析、测序或功能实验等。
具体地，如图1所示，具有分选功能的石英杯式流式细胞仪，常规的分选部件包含石英杯14和喷嘴16，喷嘴16有一定厚度，含入口孔和出口孔，两者连通形成垂直通道19，喷嘴16与石英杯14的底部紧密结合，喷嘴16的入口孔与石英杯14底部的出口连通。压电
装置震动石英杯，包含细胞的鞘液从喷嘴16流出，在喷嘴16下方一定距离断成一连串均匀的液滴。理想情况下，每个液滴只含有一个细胞，这个细胞通过石英杯14的检测区时已被检测识别。如果要通过静电的方式把目的细胞分选出来，包含目的细胞的液滴必须被充电。石英杯14中包含电位可迅速改变的充电原件，目的细胞通过喷嘴16到达液滴断点时，包含目的细胞的液滴被充电。在喷嘴16下方一定距离有两个或更多保持恒定电位差的偏转板。偏转板形成静电电场可使含目的细胞的充电液滴偏转，落入下方的收集装置中，从而将目的细胞分选出来。
然而，分选后细胞的活性状态关系到后续实验的效果或成败。其中影响分选活性的影响因素之一为分选时细胞流速极剧变化对细胞的损伤。假设石英杯14腔体中细胞的流速为V1，喷嘴16入口孔到出口孔之前的细胞流速为V2，喷嘴出口孔细胞的流速为V3，现有的分选装置中，由于喷嘴16的入口孔和出口孔的两者连通形成垂直通道19，V2＝V3，细胞流速的变化ΔV＝V2-V1，对现有的分选装置而言，V2和V1为固定值，使得包含细胞13的鞘液流过喷嘴16的瞬间，流速变化相对较大，容易对流经的细胞13造成比较大的损伤，严重影响分选后细胞的活性状态。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种流式细胞仪的分选装置，能够降低包含细胞的鞘液流经喷嘴的流速变化，降低了对细胞的损伤。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种流式细胞仪的分选装置，包括：石英杯，设置在流式细胞仪的样品进样孔的下方，且设置在流式细胞仪的激发光源的出光口的一侧，其中石英杯设有处于样品进样孔下方的开孔腔体；喷嘴，设置在石英杯的下方，其中喷嘴设有处于石英杯的开孔腔体下方的入口孔和与入口孔连通的出口孔；其中，入口孔的内径比出口孔的内径大。
其中，喷嘴的入口孔和出口孔之间制成内壁光滑的呈漏斗状的通道。
其中，喷嘴的出口孔的直径为50μm、70μm、85μm、100μm、130μm或200μm。
其中，喷嘴和石英杯之间设置有密封圈。
其中，石英杯的开孔腔体的截面呈圆形状，且喷嘴的入口孔的内径小于或等于石英杯的开孔腔体的截面的内径。
其中，密封圈的内径等于或略大于石英杯的开孔腔体的截面的内径。
其中，石英杯的开孔腔体的截面呈矩形或方形，且喷嘴的入口孔的内径小于或等于石英杯的开孔腔体的截面的长度。
其中，密封圈的内径等于或略大于石英杯的开孔腔体的截面的长度。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所公开了的流式细胞仪的分选装置包括：石英杯，设置在流式细胞仪的样品进样孔的下方，且设置在流式细胞仪的激发光源的出光口的一侧，其中石英杯设有处于样品进样孔下方的开孔腔体；喷嘴，设置在石英杯的下方，其中喷嘴设有处于石英杯的开孔腔体下方的入口孔和与入口孔连通的出口孔；其中，入口孔的内径比出口孔的内径大。通过上述方式，本发明所提供的分选装置能够降低包含细胞的鞘液流经喷嘴的流速变化，降低了对细胞的损伤。
附图说明
图1是传统流式细胞仪的分选装置的剖切结构示意图；
图2是本发明流式细胞仪的分选装置的第一剖切结构示意图；
图3是本发明流式细胞仪的分选装置的第二横截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开一种流式细胞仪，该流式细胞仪包括分选装置。如图2-3所示，图2是本发明流式细胞仪的分选装置的第一剖切结构示意图；图3是本发明流式细胞仪的分选装置的第二横截面结构示意图。该分选装置包括石英杯14和喷嘴16。
石英杯14设置在流式细胞仪的样品进样孔11的下方，且石英杯14设置在流式细胞仪的激发光源20的出光口的一侧。其中石英杯14设有处于样品进样孔11下方的开孔腔体141，而包含细胞的鞘液流经开孔腔体141。应理解，从激发光源20的出光口所发射的光线照射在开孔腔体141内，以对开孔腔体141内的细胞进行检测识别，以进行分选细胞。
喷嘴16设置在石英杯14的下方，其中喷嘴16设有处于石英杯14的开孔腔体141下方的入口孔18和与入口孔18连通的出口孔191。
在本实施例中，入口孔18和出口孔191的截面呈圆形状，且入口孔18的内径比出口孔191的内径大。
进一步的，喷嘴16的入口孔18和出口孔191之间制成内壁光滑的呈漏斗状的通道，包含细胞的鞘液从石英杯14的开孔腔体141流入喷嘴16呈漏斗状的通道时，通道的截面积逐渐变小，假设石英杯腔体中细胞的流速为V1，喷嘴16入口孔到出口孔之前的细胞流速为V2，喷嘴出口孔细胞的流速为V3，细胞流速的变化ΔV＝V2-V1，在本发明中，V1为固定值，V2为在V1和V3之间连续变化的值，因此包含细胞的鞘液的流经喷嘴时流动加速度变化小，从而对细胞的损伤降低。
在本实施例中，喷嘴16的出口孔191的直径为50μm(微米)、70μm、85μm、100μm、130μm或200μm，应理解，本发明并不限定喷嘴16的出口孔191的直径为50μm、70μm、85μm、100μm、130μm或200μm，在其他实施例中，喷嘴16的出口孔191还可以为其他尺寸，具体根据实际情况而定。
值得注意的是，对于人类的头发，通常直径在60μm以下称为细发，60～90μm为普通发，90μm以上为粗发，黄种人的头发一般比较粗，普通为80～90μm。而在现有的分选装置中，如图1所示，现有的喷嘴16的入口孔和出口孔的直径相等，且现有的喷嘴16的入口孔和出口孔的直径本身就很细，即现有的喷嘴16的入口孔和出口孔的直径处于微米级别，对现有的喷嘴16的入口孔和出口孔的直径的改造需要付出很大创造劳动力的。而为了降低对流经喷嘴16内的细胞13造成损伤，本发明进一步在微米级别的喷嘴腔体内进行改造，这是需要付出极大的精力及创造思维的；再者，喷嘴16的出口孔191的尺寸朝远离石英杯14的方向逐渐变小会对流经喷嘴16的细胞降低损伤。
进一步的，喷嘴16和石英杯14之间设置有密封圈15。喷嘴16和石英杯14两者通过密封圈15紧密连接，达到密封效果。
在本实施例中，石英杯14的开孔腔体141的截面呈正方形，且喷嘴16的入口孔18的内径小于或等于石英杯14的开孔腔体141的截面的长度。
应理解，在其他实施例中，石英杯的开孔腔体141的截面呈矩形状，且喷嘴16的入口孔18的内径小于或等于石英杯的开孔腔体141的截面的内径。其中密封圈15的内径等于或略大于石英杯14的开孔腔体141的截面的内径长度。应理解，石英杯的开孔腔体141的截面也可以呈圆形状、椭圆状或其他形状。
进一步的，密封圈15的内径等于或略大于石英杯14的开孔腔体141的截面的长度。
应理解，在其他实施例中，石英杯的开孔腔体141可呈圆台状设置，开孔腔体141靠近样品进样孔11的一端的内径比开孔腔体141靠近喷嘴16的另一端的内径大，这样能够降石英杯14内包含细胞13的鞘液对喷嘴16的呈漏斗状的通道产生较小的压力。
本实施例通过扩大喷嘴16的入口孔18的孔径，可以使喷嘴16的入口孔18的孔径范围扩大至石英杯14的开孔腔体141的底部开口的边界点，使喷嘴16的入口孔18孔径等于石英杯14的开孔腔体141的底部开口的边长。在喷嘴16允许的厚度内，入口孔18和出口孔191之间制成内壁光滑的漏斗状结构的通道，当包含细胞的鞘液从样品进样孔11注入石英杯14的开孔腔体141时，当包含细胞的鞘液列队通过石英杯14的检测区的激发光源20照射激发，包含细胞的鞘液从石英杯14通过喷嘴16的入口孔18，流经喷嘴16内的呈漏斗状的通道后，从出口孔191流出，由于包含细胞的鞘液从石英杯14至出口孔191，呈漏斗状的通道的截面积逐渐变小，使细胞流速逐渐增大，细胞不会产生极剧的流速变化，大大降低了对细胞的损伤，以提高流式分选后细胞的活性。
应理解，在其他实施例中，为了降低石英杯14内包含细胞13的鞘液对呈漏斗状的通道的压力，优选在石英杯14的开孔腔体141设置有至少一层网板，该网板设有至少一开孔，至少一开孔与细胞流经至喷嘴16的路径对应，可以使细胞从网板的开孔流经至喷嘴16内，而该网板未设有开孔的区域也设置有小网孔，可以流经鞘液，但会对鞘液产生阻力，从而可以通过设置网板达到降低鞘液的流速的作用。或者在其他实施例中，石英杯14的开孔腔体141的边缘间隔设有多个凸起，可通过该多个凸起对鞘液产生阻力，以达到降低鞘液的流速的作用。又或者在其他实施例中，在石英杯14的开孔腔体141的边缘间隔设有多个挡板，可通过多个挡板对鞘液产生阻力，以达到降低鞘液的流速的作用。当然，还可以在其他实施例中，可以同时在石英杯14的开孔腔体141的边缘间隔设有多个挡板和多个挡板，多个挡板朝向样品进样孔11，可通过凸起和挡板共同对鞘液产生阻力，以达到降低鞘液的流速的作用。
综上，本发明所公开了的流式细胞仪的分选装置包括：石英杯，设置在流式细胞仪的样品进样孔的下方，且设置在流式细胞仪的激发光源的出光口的一侧，其中石英杯设有处于样品进样孔下方的开孔腔体；喷嘴，设置在石英杯的下方，其中喷嘴设有处于石英杯的开孔腔体下方的入口孔和与入口孔连通的出口孔；其中，入口孔的内径比出口孔的内径大。通过上述方式，本发明所提供的分选装置能够降低包含细胞的鞘液流经喷嘴的流速变化，降低了对细胞的损伤。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种流式细胞仪的分选装置，其特征在于，包括：
石英杯，设置在所述流式细胞仪的样品进样孔的下方，且设置在所述流式细胞仪的激发光源的出光口的一侧，其中所述石英杯设有处于所述样品进样孔下方的开孔腔体；
喷嘴，设置在所述石英杯的下方，其中所述喷嘴设有处于所述石英杯的开孔腔体下方的入口孔和与所述入口孔连通的出口孔；
其中，所述入口孔的内径比所述出口孔的内径大。
2.根据权利要求1所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述喷嘴的入口孔和出口孔之间制成内壁光滑的呈漏斗状的通道。
3.根据权利要求1所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述喷嘴的出口孔的直径为50μm、70μm、85μm、100μm、130μm或200μm。
4.根据权利要求1所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述喷嘴和所述石英杯之间设置有密封圈。
5.根据权利要求4所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述石英杯的开孔腔体的截面呈圆形状，且所述喷嘴的入口孔的内径小于或等于所述石英杯的开孔腔体的截面的内径。
6.根据权利要求5所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述密封圈的内径等于或略大于所述石英杯的开孔腔体的截面的内径。
7.根据权利要求4所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述石英杯的开孔腔体的截面呈矩形或方形，且所述喷嘴的入口孔的内径小于或等于所述石英杯的开孔腔体的截面的长度。
8.根据权利要求7所述的流式细胞仪的分选装置，其特征在于，所述密封圈的内径等于或略大于所述石英杯的开孔腔体的截面的长度。
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