CN112683741A - 一种颗粒分析设备及颗粒分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颗粒分析设备及颗粒分析方法。该颗粒分析设备包括:探测光产生模块、液流模块、第一探测模块和第二探测模块;其中,液流模块包括缓冲区和流动区,缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,流动区用于接收由缓冲区流出的待测样本;探测光产生模块用于产生探测光,并将所述探测光照射到所述缓冲区和流动区的待测颗粒上;所述第一探测模块用于对所述缓冲区中的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布;所述第二探测模块用于对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。本发明实施例实现了对小颗粒尺寸的检测,增大了设备的测量范围。
Description
技术领域
本发明实施例涉及颗粒分析技术,尤其涉及一种颗粒分析设备及颗粒分析方法。
背景技术
流式细胞仪属于典型的颗粒分选设备,该设备依赖于液体流动流中的细胞或其他颗粒的流动确定所研究的颗粒的一个或多个特征。例如,将包含细胞的液体样品以快速移动的液体流通过流式细胞仪,使得每个细胞连续地并且一次一个通过感测区域,当每个细胞通过感测区域时,如果探测光束指向感测区域,则细胞在穿过其中时散射该光线。此外,探测光束的激发能量可以激发标记细胞发出荧光,通过检测该荧光可以识别特定标记的细胞。
目前市面绝大部分的流式细胞仪,能够观察到的微粒粒径均在0.2um以上,主要为0.5um以上,如BD FACSAria III系列;也有个别的产品能够达到70nm的检测灵敏度,如Apogee公司的MicroPlus设备,通过提高信噪比的方式保证较高的测量灵敏度,然而该设备的测量范围较小。另外,由于基于米散射或瑞利散射的直接散射探测,碎片等背景噪声难以在信号提取中过滤掉,因此现有技术中没有相应设备能够精确测量小颗粒的尺寸,如细菌,囊泡,大病毒等在50nm以下的颗粒。
发明内容
本发明提供一种颗粒分析设备及颗粒分析方法,以实现对小颗粒尺寸的检测,增大设备的测量范围。
第一方面,本发明实施例提供了一种颗粒分析设备,该设备包括:
探测光产生模块、液流模块、第一探测模块和第二探测模块;其中,所述液流模块包括缓冲区和流动区,所述缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,所述流动区用于接收由所述缓冲区流出的待测样本;
所述探测光产生模块用于产生探测光,并将所述探测光照射到所述缓冲区和流动区的所述待测颗粒上;
所述第一探测模块用于对所述缓冲区中的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布;
所述第二探测模块用于对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。
可选的,所述颗粒分析设备还包括:
流量控制模块,所述流量控制模块用于控制所述待测样本在所述缓冲区内的流动速度,使所述缓冲区中的所述待测样本近似静止。
可选的,所述流量控制模块用于控制每分钟由所述缓冲区流出的待测样本的体积与所述缓冲区中待测样本的体积的比值a,使所述比值a的取值范围为1/5≤a≤1/200。
可选的,所述探测光产生模块包括光线发射单元以及分光单元;
所述分光单元用于将所述光线发射单元发射的探测光分光为第一探测光和第二探测光,并将所述第一探测光投射到所述缓冲区,将所述第二探测光投射到所述流动区。
可选的,所述第一探测模块包括第一光学单元和第一探测单元;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒被所述第一探测光照射后产生的所述散射光,并将所述散射光引入所述第一探测单元;
所述第一探测单元用于探测所述散射光,并对所述散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
可选的,所述第一探测单元包括第一探测器和第一相关器;
所述第一探测器用于探测所述缓冲区的中所述待测颗粒的单束散射光;
所述第一相关器用于根据所述第一探测器的探测结果对所述单束散射光进行自相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
可选的,所述第一探测单元包括第二探测器、第三探测器和第二相关器;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒的单束散射光,将所述单束散射光分光为第一散射光和第二散射光,并将所述第一散射光和所述第二散射光分别引入所述第二探测器和所述第三探测器;
所述第二探测器用于探测所述第一散射光;
所述第三探测器用于探测所述第二散射光;
所述第二相关器用于根据所述第二探测器和所述第三探测器的探测结果对所述第一散射光和所述第二散射光进行互相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
可选的,所述分光单元还用于将所述第一探测光分光为第一子探测光和第二子探测光,并将所述第一子探测光和所述第二子探测光会聚后投射到所述缓冲区。
可选的,所述第一探测单元包括第四探测器、第五探测器和第三相关器;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒被所述第一子探测光和所述第二子探测光照射后产生的第三散射光和第四散射光,并将所述第三散射光和所述第四散射光分别引入所述第四探测器和所述第五探测器;
所述第四探测器用于探测所述第三散射光;
所述第五探测器用于探测所述第四散射光;
所述第三相关器用于根据所述第四探测器和所述第五探测器的探测结果对所述第三散射光和所述第四散射光进行互相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
可选的,所述第一光学单元可以用于接收与所述第一探测光的入射方向呈70-110度的散射光。
可选的,所述第二探测模块包括第二光学单元和第二探测单元;
所述第二光学单元用于将所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的散射光和荧光引入所述第二探测单元;
第二探测单元用于对所述散射光信号和所述荧光信号进行分析。
第二方面,本发明实施例还提供一种颗粒分析方法,该方法包括:
颗粒分析设备的液流模块包括缓冲区和流动区,所述缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,所述流动区用于接收由所述缓冲区流出的待测样本;
所述颗粒分析方法包括:
对所述缓冲区中的所述待测颗粒被探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布;
对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。
本发明实施例的颗粒分析设备通过增加缓冲区和第一探测模块,第一探测模块对缓冲区中待测颗粒的散射光进行相关性分析,可以探测到小至0.2nm的颗粒的尺寸,且通过第二探测模块对高速流动的待测颗粒进行散射光探测和荧光探测,可以实现待测样本的荧光探测和较大颗粒的尺寸和复杂度探测,无需采用更长的光子累积时间和减小探测体积,即无需对设备原有的第二探测模块的参数进行调整,即可实现对小颗粒的尺寸探测,保证了设备具有较大的测量范围以及较高的探测效率,本实施例提供的颗粒分析设备能够对0.2nm-100um范围内的所有微粒进行测量和分析,即下至病毒,上至细胞,全生物微粒的精确测量和分析。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种颗粒分析设备的示意图;
图2是本发明实施例提供的又一种颗粒分析设备的示意图;
图3是本发明实施例提供的又一种颗粒分析设备的示意图;
图4是本发明实施例提供的又一种颗粒分析设备的示意图;
图5是本发明实施例提供的又一种颗粒分析设备的示意图;
图6是本发明实施例提供的又一种颗粒分析设备的示意图;
图7是本发明实施例提供的一种颗粒分析方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本实施例提供了一种颗粒分析设备,图1是本发明实施例提供的一种颗粒分析设备的示意图,参考图1,该颗粒分析设备包括:
探测光产生模块10、液流模块20、第一探测模块30和第二探测模块40;其中,液流模块20包括缓冲区21和流动区22,缓冲区21用于容纳包含有待测颗粒210的待测样本,流动区22用于接收由缓冲区21流出的待测样本;
探测光产生模块10用于产生探测光,并将探测光照射到缓冲区21和流动区22的待测颗粒210上;
第一探测模块30用于对缓冲区21中的待测颗粒210被探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定待测颗粒210的尺寸分布;
第二探测模块40用于对流动区22中流动的待测颗粒210被探测光照射后产生的光信号进行分析。
其中,该探测光可以为卤素光或激光等,同一探测光产生模块10可以产生至少一种波长的探测光,示例性的,探测光产生模块10还可以同时产生多种波长的激光,如分别为488nm、355nm、640nm等的激光。待测颗粒210可以是细胞,细菌等微小物质。探测光产生模块10产生的探测光一方面照射到缓冲区21,缓冲区21的待测颗粒210对探测光进行散射,第一探测模块30接收散射光后,通过对散射光进行相关性分析,确定缓冲区21中待测样本中待测颗粒的尺寸分布情况。具体地,第一探测模块30可以根据动态光散射法对散射光进行相关性分析,由于动态光散射法能够测量0.2nm-500nm的颗粒的粒径及其分布,因此通过第一探测模块30可以测量直径为0.2nm-500nm的颗粒的尺寸。
同时,缓冲区21的待测样本流入流动区22,待测颗粒210被流动区22聚集在狭窄的区域内,每次仅有一个颗粒经过流动区22的探测光照射区,探测光照射到流动区22中高速流动的待测颗粒210上,待测颗粒210被探测光照射后,产生散射光和荧光,散射光和荧光被第二探测模块40接收。第二探测模块40通过对荧光进行分析可以得到所有待测颗粒的荧光标记信息,通过对该散射光进行分析,可以得到可以确定较大颗粒的尺寸以及复杂度信息,示例性的通过第二探测模块40可以探测到直径为0.5um-100um的粒子的尺寸和复杂度信息。
具体的,发明人通过实验得到,若要通过第二探测模块40探测小颗粒尺寸,一般采用如下措施:1)减小探测体积的方式,如轴流直径设置为1.4um,探测光光斑直径设置为16um,但是这样无法测量相对较大的颗粒,如大于2um的细胞,使得设备的测量范围较小;2)采用更长的光子累积时间,如待测颗粒210接受的照射时间为0.2-2ms,100-200events/s,鞘液速度设置为1.2-2.5cm/sec,样本液流量为1-5nL/min,这样设置使得设备的探测效率极其低下。
本实施例的颗粒分析设备通过增加缓冲区21和第一探测模块30,第一探测模块30对缓冲区21中待测颗粒210的散射光进行相关性分析,可以探测到小至0.2nm的颗粒的尺寸,且通过第二探测模块40对高速流动的待测颗粒210进行散射光探测和荧光探测,可以实现待测样本的荧光探测和较大颗粒的尺寸和复杂度探测,无需采用更长的光子累积时间和减小探测体积,即无需对设备原有的第二探测模块40的参数进行调整,即可实现对小颗粒的尺寸探测,保证了设备具有较大的测量范围以及较高的探测效率,本实施例提供的颗粒分析设备能够对0.2nm-100um范围内的所有微粒进行测量和分析,即下至病毒,上至细胞,全生物微粒的精确测量和分析。
需要说明的是,本实施例仅示例性的示出第一探测模块30根据动态光散射法对待测颗粒210被探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定待测颗粒210的尺寸分布,并非对本发明的限定,在其他实施方式中,第一探测模块30还可以采用其他方法对散射光进行分析,示例性的还可以采用静态光散射法对散射光进行相关性分析。
另外,为了保证缓冲区21中的待测颗粒21进行充分的布朗运动,保证对缓冲区21产生的散射光进行相关性分析的准确性,可以设置缓冲区21的结构为入口和出口的横截面积均小于缓冲区21主体部分的横截面积,使缓冲区21中的待测样本单位时间内变化的体积较小,从而使待测样本近似静止。
图2是本发明实施例提供的另一种颗粒分析设备的示意图,可选的,参考图2,该设备还包括:
流量控制模块50,流量控制模块50用于控制待测样本在缓冲区21内的流动的速度,使缓冲区21中的待测样本近似静止。
具体的,流量控制模块50可以根据缓冲区21中待测样本的体积调整待测样本的流入和流出的速度,以使单位时间内缓冲区21中待测样本的体积变化对缓冲区21中待测样本的状态影响较小,使得缓冲区21中待测样本相对静止,使待测样本能够进行充分的布朗运动,提高动态光散射测量法的准确性,从而提高待测颗粒210的尺寸测量精度。
可选的,流量控制模块50用于控制每分钟由缓冲区21流出的待测样本的体积小于缓冲区21中待测样本的体积的比值a,使所述比值a的取值范围为1/5≤a≤1/200。
这样设置,保证了缓冲区21中的待测样本能够处于近似静止状态,使待测样本能够进行充分的布朗运动,并且缓冲区21中待测样本的流动状态为层流状态,提高动态光散射测量法的准确性,提高待测颗粒210的尺寸测量精度。优选的,a=1/100,这样设置在保证待测样本充分进行布朗运动的同时,保证待测样本具有较高的流出速度,从而保证具有较高的检测速度。
另外,若缓冲区21中持续加入待测样本,则流量控制模块50还用于控制待测样本由缓冲区21中流出的速度等于待测样本加入缓冲区21的速度,使缓冲区21中待测样本处于平衡状态。
本实施例对流量控制模块50的具体形式以及具体结构并不做具体限定,只要能实现对缓冲区21中待测样本的流出速度进行限定即可,示例性的流量控制模块50可以包括流量控制阀。
可选的,参考图2,第一探测模块30包括第一光学单元31和第一探测单元32;
第一光学单元31用于接收缓冲区21的中待测颗粒被探测光照射后产生的散射光,并将散射光引入第一探测单元32;
第一探测单元32用于探测散射光,并对散射光进行相关性分析,确定待测颗粒210的尺寸分布。
其中,第一光学单元31可以为引导光纤或者光学透镜等元件,只要能将散射光引导进入第一探测单元32即可,本实施例并不做具体限定。第一探测单元32可以根据动态光散射法对散射光进行相关性分析,确定待测颗粒210的尺寸分布。
图3是本发明实施例提供的另一种颗粒分析设备的示意图,可选的,参考图3,探测光产生模块10包括光线发射单元11以及分光单元12;
分光单元12用于将光线发射单元11发射的探测光分光为第一探测光和第二探测光;
第一探测光用于照射缓冲区21;
第二探测光用于照射流动区22。
具体的,光线发射单元11可选为激光器,用于产生至少一种波长的入射激光。分光单元12可以采用光学镜头,也可以采用光纤,或者采用光纤和光学镜头结合的方式,本实施例并不做具体限定。
其中,第一光学单元31可以获取与第一探测光垂直的散射光,并将该散射光引入第一探测单元32。由于动态光散射的测量角度以与探测光入射方向呈90度最佳,这样设置,可以提高第一探测单元32的探测精度,提高待测颗粒210的尺寸测量精度。
需要说明的是,第一探测单元31并不仅限于接收与第一探测光垂直的散射光,具体的接收方向可以综合考虑设备的空间布局以及动态光散射的测量角度,可以在与第一探测光入射方向呈0-180度的散射光中选取任意方向的散射光,示例性的第一探测单元31可以接收与第一探测光的入射方向呈70-110度的散射光。
另外,需要说明的是,当采用单光束自相关动态光散射法和单光束互相关动态光散射法测量待测颗粒210的尺寸时,第一探测光为单束探测光。图4是本发明实施例提供的另一种颗粒分析设备的示意图,示例性的,分光单元12可以采用如图4所示的形式,即分光单元12包括第一分光镜121和第一反射镜122,光线发射单元11发出的光经第一分光镜121后,一路光经过第一反射镜122照射到缓冲区21,一路照射到流动区22。
下面就单光束自相关动态光散射法和单光束互相关动态光散射法分别进行说明:
采用单光束自相关动态光散射法测量待测颗粒210的尺寸时,可选的,参考图3,第一探测单元32包括第一探测器321和第一相关器322;
第一探测器321用于探测缓冲区21的中待测颗粒210的单束散射光;
第一相关器322用于根据第一探测器321的探测结果对单束散射光进行自相关分析,确定待测颗粒210的尺寸分布。
具体的,斯托克斯-爱因斯坦方程定义了布朗运动速度与待测颗粒210大小之间的关系满足下式:
D=kT/3ηπd;
其中,D为颗粒在液体中的扩散系数,k为波尔兹曼常数,T为绝对温度,d为待测颗粒210的直径,η为液体的粘度。
在自相关动态光散射法中,散射光的光强I(t)的时间自相关函数为:
R(τ)=[I(t)I*(t+τ)]=A+Be-2Γτ=A+Be-2Dk^2τ;
其中,A为自相关函数的基线,B是指数衰减函数的系数,Γ为强度自相关曲线的衰减率,I(t)为t时刻的散射光光强,I*(t+τ)为t+τ时刻的散射光光强。
具体的,第一探测器321可以用于探测单束散射光的光强,并将该光强发送到第一相关器322。第一相关器322根据自相关动态光散射法得到待测颗粒210的直径的分布情况。通过自相关动态光散射测量法能够测量0.2nm-500nm的颗粒的粒径及其分布,实现了对小颗粒的尺寸测量。
本设备的结构简单,通过增加缓冲区21和第一探测模块30,结合设备原有的流动区22和第二探测模块400,能够覆盖直径为0.2nm-100um范围内的所有颗粒的测量,即实现下至病毒,上至细胞,全生物微粒的测量和分析。
另外,为保证自相关动态光散射的测量有效性,光学厚度H=ξL<0.1最为适宜,此时光散射以单散射为主。其中ξ为介质(待测样本)的浊度,L为探测光透过介质(待测样本)的距离。因此,自相关动态光散射法测量稀溶液中待测颗粒210的尺寸分布时精度较高。可以确定ξ和L的具体数值,并根据ξ和L确定缓冲区21的具体形状以及待测样本的浓度等。
采用单光束互相关动态光散射法测量待测颗粒210的尺寸时,可选的,参考图4,第一探测单元32包括第二探测器323、第三探测器324和第二相关器327;
第一光学单元31用于接收缓冲区21的中待测颗粒210的单束散射光,将单束散射光分光为第一散射光和第二散射光,并将第一散射光和第二散射光分别引入第二探测器323和第三探测器324;
第二探测器323用于探测第一散射光;
第三探测器324用于探测第二散射光;
第二相关器327用于根据第二探测器323和第三探测器324的探测结果对第一散射光和第二散射光进行互相关分析,确定待测颗粒的尺寸分布。
其中,在单光束互相关动态光散射法中,归一化散射光强的互相关函数CAB(τ)为延时τ的指数函数:
CAB(τ)=<IA(t)IB(t+τ)>/(<IA(t)><IB(t)>)=1+βexp(-Γτ)=1+βexp(-Dk2τ)。
其中,IA(t)和IB(t)分别为在t时刻的第一散射光和第二散射光的光强,IB(t+τ)为t+τ时刻第二散射光的光强,β为约束信噪比的相干系数,Γ为衰减线宽。
具体的,可以通过第二探测器323探测第一散射光的光强,通过第三探测器324探测第二散射光的光强,并分别将探测到的光强发送到第二相关器327,第二相关器327根据单光束互相关动态光散射法确定待测颗粒210的尺寸。通过单光束互相关动态光散射测量法能够测量0.2nm-500nm的颗粒的粒径及其分布。
另外,采用单光束互相关动态光散射的测量时,即使在光学厚度H=ξL>0.1也能有效测量。无论光散射是单散射还是多重散射,单光束互相关动态光散射均能有效过滤噪声,因此采用单光束互相关动态光散射法测量待测颗粒210尺寸时,具有较高的尺寸测量精度,可测量浓度较高的溶液,且设备结构相对简单。
当采用双光束互相光动态光散射法测量待测颗粒210的尺寸时,图5是本发明实施例提供的另一种颗粒分析设备的示意图。可选的,参考图5,分光单元12还用于将第一探测光分光为第一子探测光和第二子探测光。
示例性的,参考图5,分光单元12可以包括第一分光镜121、第一反射镜122、第二分光镜123、第二反射镜124和透镜125。
具体的,光线发射单元11发出的光经过第一分光镜121后,一路光照射到流动区22。另一路光经过第一反射镜122后,照射到第二分光镜123上分成两束光,两束光中一束光直接照射到透镜125,另一束经第二反射镜124后照射到透镜125,两束光经透镜125会聚后照射到缓冲区21。
可选的,参考图5,第一探测单元32包括第四探测器325、第五探测器326和第三相关器328;
第一光学单元31用于接收缓冲区21的中待测颗粒的第三散射光和第四散射光,并将第三散射光和第四散射光分别引入第四探测器325和第五探测器326;
第四探测器325用于探测第三散射光;
第五探测器326用于探测第四散射光;
第三相关器328用于根据第四探测器325和第五探测器326的探测结果对第三散射光和第四散射光进行互相关分析,确定待测颗粒210的尺寸分布。
其中,在双光束互相关动态光散射法中,归一化散射光强的互相关函数GAB(τ)为延时τ的指数函数:
CAB(τ)=<IA(t)IB(t+τ)>/(<IA(t)><IB(t)>)=IAIB(1+β|S(k,τ)|2)=IAIB(1+βexp(-Dk2τ));
其中,IA和IB分别为t时刻的第三散射光和第四散射光的平均散射光强(包括单散射和多散射),IB(t+τ)为t+τ时刻第四散射光的平均光强,S(k,τ)为动态结构因子,β为约束信噪比的相干系数。
具体的,可以通过第四探测器325探测第三散射光的光强,通过第五探测器326探测第四散射光的光强,并分别将探测到的光强发送到第三相关器328,第三相关器328根据单光束互相关动态光散射法确定待测颗粒210的尺寸。通过互相关动态光散射测量法能能够测量0.2nm-500nm的颗粒的粒径及其分布。
另外,双光束互相关动态光散射的测量时,即使在光学厚度H=ξL>0.1也能有效测量。无论光散射是单散射还是多重散射,双光束互相关动态光散射均能有效过滤噪声,其具有更高的尺寸测量精度,且可测量高浓度的溶液。
图6是本发明实施例提供的另一种颗粒分析设备的示意图,可选的,参考图6,第二探测模块40包括第二光学单元41和第二探测单元42;
第二光学单元41用于将待测颗粒210被探测光照射后产生的散射光和荧光引入第二探测单元42;
第二探测单元42用于对所述散射光信号和所述荧光信号进行分析。
可选的,第二光学单元41为引导光纤。具体的,第二光学单元41采用引导光纤可有效降低分选设备的体积,且提高光信号传输效率,从而提高信号探测精度,提高分选准确率。另外,第二光学单元41还可以采用光学透镜或采用光学透镜与光纤结合。
本实施例还提供了一种颗粒分析方法,颗粒分析设备的液流模块包括缓冲区和流动区,所述缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,所述流动区用于接收由所述缓冲区流出的待测样本;
图7是本发明实施例提供的一种颗粒分析方法的示意图,参考图7,该颗粒分析方法包括:
步骤610、对缓冲区中的待测颗粒被探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
步骤620、对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。
本实施例提供的颗粒分析方法与本发明任意实施例提供的颗粒分析设备属于相同的发明构思,具有相应的有益效果,未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的颗粒分析设备。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种颗粒分析设备,其特征在于,包括:
探测光产生模块、液流模块、第一探测模块和第二探测模块;其中,所述液流模块包括缓冲区和流动区,所述缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,所述流动区用于接收由所述缓冲区流出的待测样本;
所述探测光产生模块用于产生探测光,并将所述探测光照射到所述缓冲区和流动区的所述待测颗粒上;
所述第一探测模块用于对所述缓冲区中的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布;
所述第二探测模块用于对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。
2.根据权利要求1所述的颗粒分析设备,其特征在于,还包括:
流量控制模块,所述流量控制模块用于控制所述待测样本在所述缓冲区内的流动速度,使所述缓冲区中的所述待测样本近似静止。
3.根据权利要求2所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述流量控制模块用于控制每分钟由所述缓冲区流出的待测样本的体积与所述缓冲区中待测样本的体积的比值a,使所述比值a的取值范围为1/5≤a≤1/200。
4.根据权利要求1所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述探测光产生模块包括光线发射单元以及分光单元;
所述分光单元用于将所述光线发射单元发射的探测光分光为第一探测光和第二探测光,并将所述第一探测光投射到所述缓冲区,将所述第二探测光投射到所述流动区。
5.根据权利要求4所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第一探测模块包括第一光学单元和第一探测单元;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒被所述第一探测光照射后产生的所述散射光,并将所述散射光引入所述第一探测单元;
所述第一探测单元用于探测所述散射光,并对所述散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
6.根据权利要求5所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第一探测单元包括第一探测器和第一相关器;
所述第一探测器用于探测所述缓冲区的中所述待测颗粒的单束散射光;
所述第一相关器用于根据所述第一探测器的探测结果对所述单束散射光进行自相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
7.根据权利要求5所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第一探测单元包括第二探测器、第三探测器和第二相关器;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒的单束散射光,将所述单束散射光分光为第一散射光和第二散射光,并将所述第一散射光和所述第二散射光分别引入所述第二探测器和所述第三探测器;
所述第二探测器用于探测所述第一散射光;
所述第三探测器用于探测所述第二散射光;
所述第二相关器用于根据所述第二探测器和所述第三探测器的探测结果对所述第一散射光和所述第二散射光进行互相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
8.根据权利要求5所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述分光单元还用于将所述第一探测光分光为第一子探测光和第二子探测光,并将所述第一子探测光和所述第二子探测光会聚后投射到所述缓冲区。
9.根据权利要求8所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第一探测单元包括第四探测器、第五探测器和第三相关器;
所述第一光学单元用于接收所述缓冲区的中所述待测颗粒被所述第一子探测光和所述第二子探测光照射后产生的第三散射光和第四散射光,并将所述第三散射光和所述第四散射光分别引入所述第四探测器和所述第五探测器;
所述第四探测器用于探测所述第三散射光;
所述第五探测器用于探测所述第四散射光;
所述第三相关器用于根据所述第四探测器和所述第五探测器的探测结果对所述第三散射光和所述第四散射光进行互相关分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布。
10.根据权利要求5所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第一光学单元可以用于接收与所述第一探测光的入射方向呈70-110度的散射光。
11.根据权利要求1所述的颗粒分析设备,其特征在于:
所述第二探测模块包括第二光学单元和第二探测单元;
所述第二光学单元用于将所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的散射光和荧光引入所述第二探测单元;
第二探测单元用于对所述散射光信号和所述荧光信号进行分析。
12.一种颗粒分析方法,其特征在于,包括:
颗粒分析设备的液流模块包括缓冲区和流动区,所述缓冲区用于容纳包含有待测颗粒的待测样本,所述流动区用于接收由所述缓冲区流出的待测样本;
所述颗粒分析方法包括:
对所述缓冲区中的所述待测颗粒被探测光照射后产生的散射光进行相关性分析,确定所述待测颗粒的尺寸分布;
对所述流动区中流动的所述待测颗粒被所述探测光照射后产生的光信号进行分析。
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CN202011522573.2A CN112683741A (zh) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | 一种颗粒分析设备及颗粒分析方法 |
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