CN116583735A - 用于表征和编码光检测***的方法和*** - Google Patents

用于表征和编码光检测***的方法和*** Download PDF

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皮特·马赫
什列亚斯·巴班
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Becton Dickinson and Co
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Abstract

本公开的各个方面包括用于确定光电检测器(例如，在颗粒分析仪中的光电检测器)参数的方法。根据某些实施例的方法包括在第一预定时间间隔用光电检测器检测来自光源的光；用所述光电检测器检测阶跃信号，该阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；在第二预定时间间隔检测来自光源的光；在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对数据信号进行积分；以及基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数。还描述了具有光源和用于实践本主题的方法的光电检测器的***(例如，颗粒分析仪)。还提供了非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有用于根据本主题的方法确定光电检测器的参数的指令。

Description

用于表征和编码光检测***的方法和***
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2020年10月30日提交的美国临时专利申请NO.63/107,701的优先权，其公开内容通过全文引用并入本文。
引言
对生物体液中的分析物进行表征已经成为医学诊断和评估患者整体健康状况的重要组成部分。检测生物体液(例如人血或血液衍生物)中的分析物能够提供可以在患有各种疾病的患者的治疗方案的确定过程中发挥作用的结果。
流式细胞术是一种用于表征和经常分选生物材料的技术，例如对血液样本中的细胞或其他类型的生物样本或化学样本中感兴趣的颗粒进行表征和分选。流式细胞仪通常包括用于接收液体样本(例如血液样本)的样本储液器和含有鞘液的鞘储液器。流式细胞仪将液体样本中的颗粒(包括细胞)作为细胞流传输到流动单元，同时还将鞘液引导至流动单元。为了表征流动流中的成分，在查询点处用光照射流动流。流动流中材料的变化，例如形态或荧光标记的存在，可能引起光电检测器所检测到的观察光发生变化，这些变化使表征和分离变为可能。
流式细胞仪仪器使用各种光学检测器，例如光电二极管(PD)、光电倍增管(PMT)和雪崩光电二极管(APD)，以检测研究样本的光子发射。这些检测器对入射光的响应不仅因光电检测器的类型而异，而且在同一类型光电检测器的多个样本内也不同。此外，部分检测器(例如APD)具有高度非线性特性。
因此，需要为流式细胞仪创建检测器响应曲线，以便能够测量每个检测器对光的响应的线性度，并且能够校准由于检测器增益调整(例如光电倍增管上的电压调整，或雪崩光电二极管的增益)而检测到的信号响应，以便能够针对不同的用户面板优化***灵敏度。传统上，这是通过使用具有已知散射分布(例如不同尺寸)和荧光染色强度的荧光滴并测量来自检测器的信号来完成的。检测器增益也进行了调整，以探索已知的标准颗粒的增益响应。
最近，已经开始使用LED技术来产生已知强度分布的闪光以表征流式细胞仪检测***的部件。当脉冲超过检测***的触发阈值时，这些脉冲会在检测***中生成检测“事件”。然后能够对脉冲的高度、面积和宽度以及事件的时间戳进行测量。在这些情况下中，LED闪光灯由一个或更多个LED(可能以不同的光谱分布进行发射)组成，这些LED照射到细胞仪的检测***光学元件中。这些闪光将穿过光纤、滤光片和反射镜，并在光电二极管、光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD)处被检测。可以控制由LED产生的闪光的强度，以及LED闪光器的发生频率、闪光持续时间和总发射光谱。
发明内容
本发明的实施例提供了结合数据流编码来使用对LED闪烁率的时间间隔的控制以增加可靠性并减少基于LED的协议的时间的方法。如以下更详细地描述的，根据某些实施例的本主题方法能够实时确定并校准光电检测器对光照射的响应线性度和对检测器增益的调整。本文所述的方法提供了光电检测器响应和灵敏度的更精确和一致的表征。在一些实施例中，能够在没有进一步用户干预的情况下，确定和校准光电检测器的参数。在某些实施例中，能够在不使用校准珠或发光控制颗粒的情况下，实时确定和校准光电检测器的参数。
本公开的各个方面包括用于确定光电检测器(例如，在颗粒分析仪中的光电检测器)参数的方法。根据某些实施例的方法包括：在第一预定时间间隔用光电检测器检测来自光源的光；用光电检测器检测阶跃信号，该阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；在第二预定时间间隔检测来自光源的光；在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对数据信号进行积分；以及基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。在实施例中，第一预定时间间隔的持续时间可以与第二预定时间间隔的持续时间相同或不同。
在一些实施例中，阶跃信号指示光源的光强度的变化。在部分例子中，强度的变化是指光源光强度的降低。在其他例子中，强度的变化是指光源光强度的增加。在其它实施例中，阶跃信号指示光源的光的光谱参数的变化。在部分例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长发生变化。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量增加。在某些例子中，光的波长数量增加包括光源发射的光谱宽度的增加。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量减少。在某些例子中，光的波长数量减少包括光源发射的光谱宽度的减少。
在一些实施例中，光源是发光二极管(LED)。在部分例子中，发光二极管是连续波发光二极管。在其他例子中，发光二极管是脉冲发光二极管。在一些实施例中，光源包括一个或更多个单色发光二极管。在其它实施例中，光源包括一个或更多个多色发光二极管。在其他实施例中，光源包括多个发光二极管。
在部分例子中，阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在某些例子中，阶跃信号包括检测来自光源的光脉冲。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的增加。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的降低。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的增加。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的减少。在某些例子中，阶跃信号包括检测来自光源的光的缺失(absence of light)。
在一些实施例中，阶跃信号指示光电检测器的检测器增益的变化。在部分例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益的降低。在其他例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益的增加。在某些实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光脉冲频率的变化的阶跃信号指示。在其它实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光的缺失的阶跃信号指示。
在一些实施例中，将标签信号***到一个或更多个预定时间间隔的数据信号中。在部分例子中，标签信号是调频数据信号，其可以在每个预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分期间被检测和处理。在某些实施例中，指示光源或光电检测器的参数变化的阶跃信号是被***到一个或更多个预定时间间隔的测量数据信号中的标签信号。
在某些实施例中，方法包括在第一预定时间间隔之前，检测来自光源的光之前检测同步信号。在一些实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有预定的脉冲频率的光。在其它实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有超过预定的强度阈值的强度的光。在其他实施例中，同步信号包括检测来自光源的处于最大的光强度的光。
在一些实施例中，方法包括在多个预定时间间隔检测来自光源的光。在部分例子中，光源的强度在每个预定时间间隔后增加(即，第二照射强度大于第一照射强度)。在每个光强度下，光电检测器对来自光源的光进行检测的时间间隔可以变化。在部分例子中，各个时间间隔是相同的。在其他例子中，各个时间间隔是不同的。
在实施例中，方法包括在一段时间内对来自光电检测器的数据信号进行积分，该时间段至少包括在每个不同光强度下的照射时间间隔。在一些实施例中，在某一时间段内对来自光电检测器的数据信号进行积分，该时间段包括光源以第一强度照射光电检测器的第一时间间隔和光源以第二强度照射光电检测器的第二时间间隔。在其他实施例中，在包括多个时间间隔的时间段内对来自光电检测器的数据信号进行积分，其中，光源在所述多个时间间隔中的每一个期间以增加的光强度照射光电检测器。
在某些实施例中，对来自光电检测器的数据信号进行积分包括计算该时间段内的信号幅值。在部分例子中，计算信号幅值包括计算中值信号幅值。在某些例子中，方法还包括将计算出的信号幅值与光源的光强度进行比较。基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出的信号幅值与光源的光强度之间的比较，计算光电检测器的参数。例如，方法可以包括确定光电检测器的参数(例如检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比或每单位输出的光电子数)。可以在光电检测器的工作电压范围内确定检测器参数，例如在光电检测器的整个工作电压范围内确定光电检测器的参数。在某些实施例中，光电检测器位于颗粒分析仪中，例如其中光电检测器是颗粒分析仪的光检测模块的一部分。在部分例子中，颗粒分析仪被结合到流式细胞仪中，其中光电检测器对流动流中的颗粒发出的光进行检测。
本公开的各个方面还包括具有光源、光电检测器和处理器的***，其中光电检测器被配置为在第一预定时间间隔中检测来自光源的光、检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号、在第二预定时间间隔中检测来自光源的光，处理器具有可操作耦合到该处理器的存储器，存储器包括存储在其上的指令，当该指令被处理器执行时，使处理器在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分，并基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。在一些实施例中，该***是颗粒分析仪。在某些情况下，光电检测器是颗粒分析仪的光检测模块的一部分。在部分例子中，该颗粒分析仪被结合到流式细胞仪中。
在一些实施例中，光源是发光二极管(LED)。在部分例子中，发光二极管是连续波发光二极管。在其他例子中，发光二极管是脉冲发光二极管。在一些实施例中，光源包括一个或更多个单色发光二极管。在其它实施例中，光源包括一个或更多个多色发光二极管。在其他实施例中，光源包括多个发光二极管。
在实施例中，光检测***包括光电检测器。在部分例子中，光电检测器是光电倍增管。在其他例子中，光电检测器是光电二极管。在其他例子中，光电检测器是雪崩光电二极管。在某些例子中，光电检测器包括一个或更多个放大器组件、例如跨阻放大器。
感兴趣的***包括处理器，处理器具有可操作耦合到该处理器的存储器，存储器包括存储在其上的指令，当该指令被处理器执行时，使处理器检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号。在部分例子中，阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在某些例子中，阶跃信号包括检测来自光源的光脉冲。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的增加。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的降低。在其它例子中，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的增加。在其它例子中，阶跃信号包括包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的减少。在某些例子中，阶跃信号包括检测来自光源的光的缺失。
在一些实施例中，阶跃信号是光电检测器的检测器增益的变化。在部分例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益的降低。在其他例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益的增加。在某些实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光脉冲频率的变化的阶跃信号指示。在其它实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光的缺失的阶跃信号指示。
在一些实例中，存储器包括用于在多个预定时间间隔检测来自光源的光的指令。在部分例子中，光源的强度在每个预定时间间隔后增加。在每个光强度下，光电检测器对来自光源的光进行检测的时间间隔可以变化。在部分例子中，各个时间间隔是相同的。在其他例子中，各个时间间隔是不同的。在这些例子中，存储器包括用于在包括所述多个照射时间间隔的时间段内对来自光电检测器的数据信号进行积分的指令。
在一些实施例中，存储器包括用于检测指示来自光源的光强度变化的阶跃信号的指令。在部分例子中，强度的变化是指光源的光强度的降低。在其他例子中，强度的变化是指光源的光强度的增加。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示来自光源的光的光谱参数变化的阶跃信号的指令。在部分例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长的变化。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量的增加。在某些例子中，光的波长数量增加包括光源发射的光谱宽度的增加。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量的减少。在某些例子中，光的波长数量减少包括光源发射的光谱宽度的减少。
在一些实施例中，存储器包括用于检测被***到一个或更多个预定时间间隔的数据信号中的标签信号的指令。在部分例子中，标签信号是调频数据信号，其可以在每个预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分期间被检测和处理。
在某些实施例中，存储器包括用于检测同步信号的指令。在一些实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光具有预定的脉冲频率的同步信号的指令。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光具有超过预定强度阈值的强度的同步信号的指令。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光处于最大光强度的同步信号的指令。
在一些实施例中，存储器包括存储在其上的用于对来自光电检测器的数据信号进行积分的指令。在一些实施例中，存储器包括用于计算光电检测器在每个时间间隔的信号幅值的指令。在其它实施例中，存储器包括用于计算中值信号幅值的指令。在某些实施例中，存储器包括用于对计算出的信号幅值与每个预定时间间隔的照射强度进行比较的指令。
在实施例中，***包括可操作耦合到处理器的存储器，其中该存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时，使处理器基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出的信号幅值与光源的光强度之间的比较，来确定光电检测器的参数。例如，存储器可以包括用于确定检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比或每单位输出的光电子数的指令。本主题***可以被配置成在光电检测器的工作电压范围内确定检测器参数，例如在光电检测器的整个工作电压范围内确定检测器参数。
本公开的各个方面还包括用于确定光电检测器的一个或更多个参数的非暂时性计算机可读存储介质。在实施例中，该非暂时性计算机可读存储介质包括：用于在颗粒分析仪中用光电检测器在第一预定时间间隔中检测来自光源的光的算法；用于检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号的算法；用于在第二预定时间间隔中用光电检测器检测来自光源的光的算法；用于在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分的算法；以及用于基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数的算法。
在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个预定时间间隔检测来自光源的光的算法。在部分例子中，光源的强度在每个预定时间间隔后增加。在每个光强度下，光电检测器对来自光源的光进行检测的时间间隔可以变化。在部分例子中，各个时间间隔是相同的。在其他例子中，各个时间间隔是不同的。在这些颗粒中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在包括多个照射时间间隔的时间段对来自光电检测器的数据信号进行积分的算法。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测指示来自光源的光强度变化的阶跃信号的算法。在部分例子中，强度的变化是指光源光强度的降低。在其他例子中，强度的变化是指光源光强度的增加。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示来自光源的光的光谱参数变化的阶跃信号的指令。在部分例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长发生变化。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量增加。在某些例子中，光的波长数量增加包括光源发射的光谱宽度的增加。在其他例子中，光谱参数的变化是指光源发出的光的波长数量减少。在某些例子中，光的波长数量减少包括光源发射的光谱宽度的减少。
在部分例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测来自光源的光脉冲。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的增加。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲频率的降低。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的增加。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测与在第一预定时间间隔期间检测到的来自光源的光脉冲相比光脉冲持续时间的减少。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测来自光源的光的缺失。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测指示光电检测器增益变化的阶跃信号的算法。在部分例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益降低。在其他例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益增加。在某些实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光脉冲频率的变化的阶跃信号指示。在其它实施例中，检测器增益的变化由包括来自光源的光的缺失的阶跃信号指示。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测被***到一个或更多个预定时间间隔的数据信号中的标签信号的算法。在部分例子中，标签信号是调频数据信号，其可以在每个预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分期间被检测和处理。
在某些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在第一预定时间间隔之前，在检测来自光源的光之前检测同步信号的算法。在一些实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有预定的脉冲频率的光。在其它实施例中，同步信号包括检测来自光源的光具有超过预定的强度阈值的强度的光。在其他实施例中，同步信号包括检测来自光源的处于最大的光强度的光。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算信号幅值的算法。在部分例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算中值信号幅值的算法。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将计算出的信号幅值与光源的光强度进行比较的算法。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出的信号幅值与光源的光强度之间的比较来确定光电检测器的参数的算法。例如，非暂时性计算机可读存储介质可以包括用于确定检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比或每单位输出的光电子数的算法。非暂时性计算机可读存储介质可以包括用于在光电检测器的工作电压范围内确定检测器参数的算法，例如在光电检测器的整个工作电压范围内确定光电检测器的参数。
附图说明
当结合附图阅读时，可以从以下详细描述获得对本发明的最佳理解。附图中包括以下图片：
图1A描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲频率的变化，该变化指示光源的光强度的变化。
图1B描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲持续时间的变化，该变化指示光源的光强度的变化。
图1C描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲频率的变化，该变化指示光电检测器的检测器增益的变化。
图1D描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲持续时间的变化，该变化指示光电检测器的检测器增益的变化。
图2A和图2B描绘了根据某些实施例检测阶跃信号以指示光源的参数或光电检测器的参数的变化。图2A描述了检测阶跃信号，其中光电检测器检测到的光的脉冲频率发生变化。图2B描绘了未检测到光信号的阶跃信号。
图3A至图3C描绘了根据某些实施例确定光电检测器的一个或更多个参数的流程图。
图4A描绘了根据某些实施例的颗粒分析***的功能框图。图4B描绘了根据某些实施例的流式细胞仪。
图5描绘了根据某些实施例的颗粒分析仪控制***的示例的功能框图。
图6描绘了根据某些实施例的计算***的框图。
具体实施方式
本公开的各个方面包括用于确定光电检测器(例如，在颗粒分析仪中的光电检测器)参数的方法。根据某些实施例的方法包括：在第一预定时间间隔用光电检测器检测来自光源的光；用光电检测器检测阶跃信号，该阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；在第二预定时间间隔检测来自光源的光；在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对数据信号进行积分；以及基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。本文还描述了具有光源和用于实践本主题的方法的光电检测器的***(例如，颗粒分析仪)。本文还提供了其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，这些指令用于根据本主题的方法确定光电检测器的参数。
在对本发明进行更详细的描述之前，应当理解，本发明并不限于所描述的特定实施例，因此其当然可以变化。还应理解，本文使用的术语仅用于描述特定的实施例，而不旨在作为限制，因为本发明的范围将仅受所附权利要求的限制。
在提供值范围的情况下，应当理解，除非上下文另有明确规定，否则在该范围的上限与下限之间的直至其下限单位的十分之一的每个中间值以及在规定范围内的任何其他规定值或中间值都包含在本发明中。这些较小范围的上限和下限可以独立地包含在该较小范围内，并且也包含在本发明中，但受所述范围内任何明确排除限制的约束。如果所述范围包括一个界限或两个界限，则不包括其中一个或两个界限的范围也包括在本发明中。
本文为表示某些范围，会在其数值前面加上术语“大约”。在本文中，术语“大约”用于为其前面的确切数字以及接近或近似术语之前的数字提供字面支持。在确定数字是否接近或近似特定的引用数字时，接近或近似的未引用数字可以是一个数字，该数字在它出现的上下文中提供了与特定的引用数字基本等价的数字。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。尽管也能使用与本文所述相似或等效的任何方法和材料来实践或测试本发明，但是现在仅对具有代表性的说明性方法和材料进行描述。
说明书中所引用的所有出版物和专利均通过引用并入本文，就如同每个单独的出版物或专利都被明确且单独地通过引用并入本文，以对与引用出版物相关的方法和/或材料进行公开和描述。对任一出版物的引用都是因为其在提交日之前所公开，因此不应被解释为承认本发明无权凭借在先发明而早于此类出版物。此外，所提供的出版日期可能与实际出版日期不同，这可能需要单独确认。
需要注意的是，除非上下文另有明确规定，否则如本文和所附权利要求中使用的单数形式“一”、“该”和“所述”包括复数指代物。还应注意，可以起草权利要求以排除任何可选元素。因此，本声明旨在作为在叙述权利要求要素或使用“否定”限制时使用“只”、“仅”等排他性术语的先行基础。
在阅读本公开时，本领域技术人员会明白，本文所描述和使用的每个单个实施例都具有分立的组件和特征，这些组件和特征可以很容易地与其它几个实施例中的任何一个的特征分离或组合，而不会脱离本发明的范围或精神。任何所描述的方法都能按照所描述的事件的顺序或任何其他逻辑上可行的顺序来执行。
尽管出于语法流畅性的目的已经或将通过功能解释来描述设备和方法，但应明确理解，除非根据35U.S.C.§112进行了明确表述，否则不应将权利要求解释为必须以任何方式受到“手段”或“步骤”的限制，而应在等同司法原则下赋予权利要求书所提供的定义的全部含义和等同物，并且在根据35U.S.C.§112对权利要求作出明确表述的情况下，根据35U.S.C.§112赋予其全部的法定等同物。
如上所述，本公开提供了用于确定光电检测器(例如，颗粒分析仪的光电检测器)的一个或更多个参数的方法和***。在进一步描述本公开的实施例中，首先详细地描述了本主题方法，该方法包括：在第一预定时间间隔用光电检测器检测来自光源的光；检测阶跃信号，该阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；在第二预定时间间隔检测光；在某一时间段对来自光电检测器的数据信号进行积分。接下来，描述了具有光源和用于实践本主题的方法的光电检测器的***(例如，颗粒分析仪)。还提供了其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，这些指令用于根据本主题的方法确定光电检测器的参数。
用于确定光电检测器的参数的方法
本公开的各个方面包括用于确定光电检测器(例如，在颗粒分析仪中的光电检测器)参数的方法。在实践本主题的方法时，用光源照射光电检测器并在第一预定时间间隔检测光，由光电检测器检测阶跃信号，并在第二预定时间间隔检测来自光源的光。如下文中的详细描述，根据某些实施例的主题方法可以提供光电探测器对光照射的响应线性度的实时确定和校准以及对检测器增益的调整。本文所述的方法提供了光电检测器响应和灵敏度的更精确和一致的表征。在一些实施例中，可以在没有用户进一步干预的情况下确定并校准光电检测器的参数。在某些实施例中，能够在不使用校准珠或发光控制颗粒的情况下，实时确定并校准光电检测器的参数。
在一些实施例中，光电检测器被脉冲光源照射一个或更多个预定时间间隔。在本文中，术语“脉冲光源”是指常规意义上的以预定的时间间隔发射光的光源，每个时间间隔具有预定的照射持续时间(即脉冲宽度)。在某些实施例中，脉冲光源被配置为用周期性闪光照射光电检测器。例如，每个光脉冲的频率可以为0.0001kHz或更高，例如0.0005kHz或更高，例如0.001kHz或更高，例如0.005kHz或更高，例如0.01kHz或更高，例如0.05kHz或更高，例如0.1kHz或更高，例如0.5kHz或更高，例如1kHz或更高，例如2.5kHz或更高，例如5kHz或更高，例如10kHz或更高，例如25kHz或更高，例如50kHz或更高，以及包括100kHz或更高。在某些例子中，光源的脉冲照射频率范围为从0.00001kHz至1000kHz，例如从0.00005kHz到900kHz，例如从0.0001kHz到800kHz，例如从0.0005kHz到700kHz，例如从0.001kHz到600kHz，例如从0.005kHz到500kHz，例如从0.01kHz到400kHz，例如从0.05kHz到300kHz，例如从0.1kHz到200kHz，以及包括从1kHz到100kHz。每个光脉冲的光照持续时间(即脉冲宽度)可以变化，并且可以为0.000001ms或更长，例如0.000005ms或更长，例如0.00001ms或更长，例如0.00005ms或更长，例如0.0001ms或更长，例如0.0005ms或更长，例如0.001ms或更长，例如0.005ms或更长，例如0.01ms或更长，例如0.05ms或更长，例如0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1ms或更长，例如2ms或更长，例如3ms或更长，例如4ms或更长，例如5ms或更长，例如10ms或更长，例如25ms或更长，例如50ms或更长，例如100ms或更长，以及包括500ms或更长。例如，光照射的持续时间可以为从0.000001ms到1000ms，例如从0.000005ms到950ms，例如从0.00001ms到900ms，例如从0.00005ms到850ms，例如从0.0001ms到800ms，例如从0.0005ms到750ms，例如从0.001ms到700ms，例如从0.005ms到650ms，例如从0.01ms到600ms，例如从0.05ms到550ms，例如从0.1ms到500ms，例如从0.5ms到450ms，例如从1ms到400ms，例如从5ms到350ms，以及包括从10ms到300ms。
在某些实施例中，光电检测器被连续波光源照射一个或更多个预定时间间隔。在本文中，术语“连续波光源”是指常规意义上的提供不间断光通量并保持光电检测器的照射几乎没有或者没有不希望的光强度变化的光源。在一些实施例中，连续光源发出非脉冲或非频闪照射。在某些实施例中，连续光源提供基本恒定的发射光强度。例如，在照射的时间间隔，连续光源可以提供变化很小的发射光强度，该变化为10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，以及包括0.000001％或更小。能够使用任何方便的方案来测量光输出的强度，包括但不限于扫描狭缝轮廓仪、电荷耦合器件CCD(例如增强型电荷耦合器件ICCD)、定位传感器、功率传感器(如热电堆功率传感器)、光功率传感器、能量计、数字激光光度计、激光二极管检测器、其他类型的光电检测器等。
在实施例中，光源可以是任何方便的光源，并且可以包括激光光源和非激光光源。在某些实施例中，光源是非激光光源，例如发射特定波长或窄范围波长的窄带光源。在部分例子中，窄带光源发射具有窄波长范围的光，例如50nm或更窄，例如40nm或更窄，例如30nm或更窄，例如25nm或更窄，例如20nm或更窄，例如15nm或更窄，例如10nm或更窄，例如5nm或更窄，例如2nm或更窄，并且包括发射特定波长的光(即单色光)的光源。可以采用任何方便的窄带光源方案，例如窄波长LED。
在其他实施例中，光源为宽带光源，例如耦合到一个或更多个光学带通滤光片、衍射光栅、单色器或其任意组合的宽带光源。在部分例子中，宽带光源发射具有宽波长范围的光，例如，跨越50nm或更宽，例如100nm或更宽，例如150nm或更宽大，例如200nm或更宽，例如250nm或更宽，例如300nm或更宽，例如350nm或更宽，例如400nm或更宽，以及包括跨越500nm或更宽。例如，一种合适的宽带光源所发射的光的波长为从200nm到1500nm。合适的宽带光源的另一个示例是发射的光的波长为从400nm至1000nm的光源。可以采用任何方便的宽带光源方案，例如卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定的光纤耦合宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超发光二极管、半导体发光二极管、广谱LED白光源、多LED集成白光源、以及其他宽带光源或其任意组合。在某些实施例中，光源包括LED阵列。在某些例子中，光源包括多个单色发光二极管，其中每个单色发光二极管输出具有不同波长的光。在部分例子中，光源包括多个多色发光二极管，这些多色发光二极管输出具有预定光谱宽度的光，例如其中所述多个多色发光二极管共同输出的光的光谱宽度范围为从200nm到1500nm，例如从225nm到1475nm，例如从250nm到1450nm，例如从275nm到1425nm，例如从300nm到1400nm，例如从325nm到1375nm，例如从350nm到1350nm，例如从375nm到1325nm，例如从400nm到1300nm，例如从425nm到1275nm，例如从450nm到1250nm，例如从475nm到1225nm，以及包括从500nm到1200nm。
在某些实施例中，光源是激光器，例如脉冲激光器或连续波激光器。例如，激光器可以是二极管激光器，例如紫外二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在其它实施例中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在部分例子中，激光器是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮气激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他例子中，本主题***包括染料激光器，例如二苯乙烯、香豆素或罗丹明激光器。在其他例子中，感兴趣的激光器包括金属蒸气激光器，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器，氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他例子中，本主题***包括固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、镱2O3激光器或铈掺杂激光器及其组合。
在一些实施例中，光源为窄带宽光源。在部分例子中，光源是输出特定波长的光源，该特定波长为从200nm到1500nm，例如从250nm到1250nm，例如从300nm到1000nm，例如从350nm到900nm，以及包括从400nm到800nm。在某些实施例中，连续波光源发射波长为365nm、385nm、405nm、460nm、490nm、525nm、550nm、580nm、635nm、660nm、740nm、770nm或850nm的光。
在一些实施例中，光源发射具有重叠的波长的光，例如其中光源的一个或更多个组件的输出光谱重叠1nm或更多，例如重叠2nm或更多，例如重叠3nm或更多，例如重叠4nm或更多，例如重叠5nm或更多，例如重叠6nm或更多，例如重叠7nm或更多，例如重叠8nm或更多，例如重叠9nm或更多，例如重叠10nm或更多，以及包括重叠20nm或更多。在一些实施例中，光源发出的光的波长没有重叠。例如，光源的输出光谱可以相隔1nm或更多，例如相隔2nm或更多，例如相隔3nm或更多，例如相隔4nm或更多，例如相隔5nm或更多，例如相隔6nm或更多，例如相隔7nm或更多，例如相隔8nm或更多，例如相隔9nm或更多，例如相隔10nm或更多，以及包括相隔20nm或更多。
光源可以在任何合适的距离处照射光电检测器，例如在0.001mm或更大的距离处，例如0.005mm或更大，例如0.01mm或更大，例如0.05mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如5mm或更大，例如10mm或更大，例如25mm或更大，以及包括在100mm或更大的距离处。此外，可以以任何合适的角度照射光电检测器，例如该照射角度的范围为从10°至90°，例如从15°到85°，例如从20°到80°，例如从25°到75°，以及包括从30°到60°，例如在90°。
在实践本主题方法时，光电检测器被光源照射两个或更多个离散时间间隔。在本文中，术语“离散时间间隔”是指常规意义上的用光源照射光电检测器预定的持续时间后紧跟一段时间，在这段时间内光源或检测器的参数发生变化，在这段时间后是随后的离散照射时间间隔。在一些实施例中，方法包括以离散时间间隔照射光电检测器，该离散时间间隔独立地为0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1.0ms或更长，例如5ms或更长，例如10ms或更长，例如20ms或更长，例如30ms或更长，例如40ms或更长，例如50ms或更长，例如60ms或更长，例如70ms或更长，例如80ms或更长，例如90ms或更长，以及包括100ms或更长。在某些实施例中，用于照射光电检测器的每个预定时间间隔的持续时间是相同的。例如，根据本主题方法的每个预定时间间隔可以为50ms。在其它实施例中，每个预定的时间间隔是不同的。在某些实施例中，方法包括在多个离散时间间隔用光源照射光电检测器，例如在3个或更多个离散时间间隔，例如4个或更多个，例如5个或更多个，例如6个或更多个，例如7个或更多个，例如8个或更多个，例如9个或更多个，例如10个或更多个，例如15个或更多个，例如20个或更多个，例如25个或更多个，例如50个或更多个，例如75个或更多个，以及包括100个或更多个离散时间间隔。在一些实施例中，所述多个时间间隔中的每一个的持续时间是相同的。在其它实施例中，所述多个时间间隔中的每一个的持续时间是不同的。在其它实施例中，一些时间间隔的持续时间是相同的，而一些时间间隔的持续时间是不同的。
在一些实施例中，光源的照射强度在每个预定时间间隔的持续时间内基本上是恒定的，例如其中照射强度的变化为10％或更小，例如9％或更低，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，以及包括光源的照射强度在每个预定时间间隔的持续时间内变化0.000001％或更小。
在实践本主题方法时，光源或光电检测器的参数可以在每个离散照射间隔后改变。在实施例中，方法包括用光电检测器检测阶跃信号，其中阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数已经改变。在部分例子中，阶跃信号包括光源照射的光频率的变化。在一些实施例中，光源是连续波光源，并且阶跃信号包括用一个或更多个光脉冲照射光源。例如，当光电检测器在预定的时间间隔被连续光源照射时，阶跃信号可以包括用2个或更多个光脉冲(例如3个或更多个脉冲，例如4个或更多个脉冲，例如5个或更多个脉冲，例如6个或更多个脉冲，例如7个或更多个脉冲，例如8个或更多个脉冲，例如9个或更多个脉冲，以及包括10个或更多个脉冲)照射光源，以指示光源的参数或光电检测器的参数在下一个预定时间间隔的变化。
在其他实施例中，光电检测器在预定的时间间隔被脉冲光源照射，并且阶跃信号包括光源的光脉冲频率的变化。在某些例子中，光脉冲的频率增加，例如频率增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括光脉冲的频率增大到5倍或更多。例如，光脉冲的频率可以增加0.0001kHz或更多，例如增加0.0005kHz或更多，例如增加0.001kHz或更多，例如增加0.005kHz或更多，例如增加0.01kHz或更多，例如增加0.05kHz或更多，例如增加0.1kHz或更多，例如增加0.5kHz或更多，例如增加1kHz或更多，例如增加2.5kHz或更多，例如增加5kHz或更多，例如增加10kHz或更多，例如增加25kHz或更多，例如增加50kHz或更多，以及包括光脉冲的频率增加100kHz或更多。在其它例子中，阶跃信号包括光源的光脉冲频率的降低，例如频率降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括光脉冲频率到1/5或更少。例如，光脉冲的频率可以降低0.0001kHz或更多，例如降低0.0005kHz或更多，例如降低0.001kHz或更多，例如降低0.005kHz或更多，例如降低0.01kHz或更多，例如降低0.05kHz或更多，例如降低0.1kHz或更多，例如降低0.5kHz或更多，例如降低1kHz或更多，例如降低2.5kHz或更多，例如降低5kHz或更多，例如降低10kHz或更多，例如降低25kHz或更多，例如降低50kHz或更多，以及包括光脉冲的频率降低100kHz或更多。
在一些实施例中，阶跃信号包括光源的光脉冲持续时间的变化。在部分例子中，光脉冲的持续时间增加，例如持续时间增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括使光脉冲的持续时间增大到5倍或更多。例如，光脉冲的持续时间可以增加0.0001ms或更长，例如增加0.0005ms或更长，例如增加0.001ms或更长，例如增加0.005ms或更长，例如增加0.01ms或更长，例如增加0.05ms或更长，例如增加0.1ms或更长，例如增加0.5ms或更长，例如增加1ms或更长，例如增加2.5ms或更长，例如增加5ms或更长，例如增加10ms或更长，例如增加25ms或更长，例如增加50ms或更长，以及包括使光脉冲的持续时间增加100ms或更长。在其它例子中，阶跃信号包括光源的光脉冲持续时间的减少，例如持续时间减少5％或更多，例如减少10％或更多，例如减少25％或更多，例如减少50％或更多，例如减少75％或更多，例如减少90％或更多，例如减少95％或更多，例如减少到2/3或更少，例如减少到1/2或更少，例如减少到1/3或更少，例如减少到1/4或更少，以及包括使光脉冲持续时间减少到1/5或更少。例如，光脉冲的持续时间可以减少0.0001ms或更多，例如减少0.0005ms或更多，例如减少0.001ms或更长，例如减少0.005ms或更长，例如减少0.01ms或更长，例如减少0.05ms或更长，例如减少0.1ms或更长，例如减少0.5ms或更长，例如减少1ms或更长，例如减少2.5ms或更长，例如减少5ms或更长，例如减少10ms或更长，例如减少25ms或更长，例如减少50ms或更长，以及包括使光脉冲的持续时间减少100ms或更长。
图1A描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲频率的变化，该变化指示光源的光强度的变化。在第一照射间隔，光电检测器被脉冲频率为v1(照射脉冲之间的时间为t1)的光照射。检测到具有不同脉冲频率v2(照射脉冲之间的时间为t2)的阶跃信号。在该实施例中，阶跃信号指示光源的强度增加，并且光电检测器在第二照射间隔期间检测到具有脉冲频率v3(照射脉冲之间的时间为t3)的光。
图1B描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲持续时间的变化，该变化指示光源的光强度的变化。在第一照射间隔，光电检测器被脉冲持续时间为t1的光照射。检测到具有不同脉冲持续时间t2的阶跃信号。在该实施例中，阶跃信号指示光源的强度增加，并且光电检测器在第二照射间隔期间检测到具有脉冲持续时间t3的光。
图1C描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲频率的变化，该变化指示光电检测器的检测器增益的变化。用具有脉冲频率为v1(照射脉冲之间的时间为t1)的光照射设置在第一检测器增益电压V1处的光电检测器。检测到具有不同脉冲频率v2(照射脉冲之间的时间为t2)的阶跃信号，表明光电检测器增益已更改为电压V2。用具有脉冲频率为v3(照射脉冲之间的时间为t3)的光源照射设置在检测器增益V2处的光电检测器。
图1D描绘了根据某些实施例检测阶跃信号，该阶跃信号包括脉冲持续时间的变化，该变化指示光电检测器的检测器增益的变化。用具有脉冲持续时间为t1的光照射设置在第一检测器增益电压V1处的光电检测器。检测到具有不同脉冲持续时间t2的阶跃信号，表明光电检测器增益已更改为电压V2。用具有脉冲持续时间为t3的光源照射设置在检测器增益V2处的光电检测器。
在某些实施例中，阶跃信号包括检测来自光源的光的缺失。“光的缺失”是指光电检测器检测到的光量无法与本主题***(在下文详细描述)的一个或更多个组件产生的背景噪声(例如来自光电检测器或光源的电子噪声)区分开来。在部分例子中，光源不发射光并且光电检测器也检测不到光量。在其他例子中，光源发出的光量低于光电检测器的检测阈值，并且无法将光信号与背景噪声区分开。
图2A和图2B描绘了根据某些实施例检测阶跃信号以指示光源参数或光电检测器参数的变化。图2A描绘了一种阶跃信号，其中光电检测器检测到的光的脉冲频率发生变化以指示光源参数的变化(例如，光强度的增加)或光电检测器参数的变化(例如，检测器增益电压的增加)。图2B描绘了一种阶跃信号，其中没有检测到光信号以指示光源的参数或光电检测器的参数的变化。
阶跃信号的持续时间可以变化，例如本主题方法中的每个阶跃信号可以为0.000001ms或更长，例如0.000005ms或更长，例如0.00001ms或更长，例如0.00005ms或更长，例如0.0001ms或更长，例如0.0005ms或更长，例如0.001ms或更长，例如0.005ms以上，例如0.01ms或更长，例如0.05ms或更长，例如0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1ms或更长，例如2ms或更长，例如3ms或更长，例如4ms或更长，例如5ms或更长，例如10ms或更长，例如25ms或更长，例如50ms或更长，例如100ms或更长，以及包括500ms或更长。例如，阶跃信号的持续时间可以为从0.000001ms到1000ms，例如从0.000005ms到950ms，例如从0.00001ms到900ms，例如从0.00005ms到850ms，例如从0.0001ms到800ms，例如从0.0005ms到750ms，例如从0.001ms到700ms，例如从0.005ms到650ms，例如从0.01ms到600ms，例如从0.05ms到550ms，例如从0.1ms到500ms，例如从0.5ms到450ms，例如从1ms到400ms，例如从5ms到350ms，以及包括从10ms到300ms。
在一些实施例中，阶跃信号指示光源的光强度的变化。在部分例子中，强度的变化是光源光强度的降低。例如，阶跃信号可以指示光源强度的降低，例如光源发出的光的强度降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括降低到1/5或更少。在其他例子中，强度的变化是光源光强度的增加。例如，阶跃信号可以指示光源强度的增加，例如光源发出的光的强度增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。
在其它实施例中，阶跃信号指示来自光源的光的光谱参数的变化。在部分例子中，光谱参数的变化是光源发出的光的波长的变化。在一个示例中，光源是单色光源，并且阶跃信号指示来自光源的光从第一波长变化为第二波长。在另一示例中，光源包括多个单色光源，并且阶跃信号指示所述多个单色光源的多个光波长的变化，例如光波长的变化是所述多个光源中的5％或更多，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如60％或更多，例如70％或更多，例如80％或更多，例如90％或更多，甚至包括来自所述多个光源的所有光波长都发生变化。
在其他例子中，光谱参数的变化是光源发出的光波长数量的变化。例如，光谱参数的变化可以包括光源发出的波长数量的增加。在某些例子中，光源发出的波长数量可以增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加20％或更多，例如增加30％或更多，例如增加40％或更多，例如增加50％或更多，例如增加60％或更多，例如增加70％或更多，例如增加80％或更多，例如增加90％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，例如增大到5倍或更多，以及包括增大到10倍或更多。在其它实施例中，光谱参数的变化包括光源发出的波长数量的减少。在某些例子中，光源发出的波长数量可以减少5％或更多，例如减少10％或更多，例如减少20％或更多，例如减少30％或更多，例如减少40％或更多，例如减少50％或更多，例如减少60％或更多，例如减少70％或更多，例如减少80％或更多，例如减少90％或更多，例如减少到2/3或更少，例如减少到1/2或更少，例如减少到1/3或更少，例如减少到1/4或更少，例如减少到1/5或更少，以及包括减少到1/10或更少。
在一些实施例中，光源发出的光的波长数量的变化包括光源发出的光谱宽度的变化。在部分例子中，光源发出的光谱宽度可以增加5nm或更多，例如增加10nm或更多，例如增加25nm或更多，例如增加50nm或更多，例如增加100nm或更多，例如增加250nm或更多，以及包括增加500nm或更多。在其它例子中，光源发出的光谱宽度可以减小5nm或更多，例如减少10nm或更多，例如减少25nm或更多，例如减少50nm或更多，例如减少100nm或更多，例如减少250nm或更多，以及包括减少500nm或更多。
在这些实施例中，可以通过任何方便的方案来改变光源发出的波长的数量(例如，光谱宽度)。在一些实施例中，通过改变光源中单色光发射器(例如，单波长LED或激光器)的数量来改变光源发出的波长的数量。例如，可以打开或关闭光源的一个或更多个单色光发射器(例如LED)以改变光源发出的光的波长数量。在其它实施例中，可以改变光电检测器检测到的波长数量，例如通过使用带通滤光片、截止滤光片或二向色镜。在其它实施例中，可以使用单色器、棱镜或衍射光栅来改变光电检测器检测到的波长数量。
在一些实施例中，阶跃信号指示光电检测器的参数的变化。在某些实施例中，该参数是检测器增益的变化。在部分例子中，检测器增益的变化是光电检测器的检测器增益的降低。例如，阶跃信号可以指示光电检测器的检测器增益的降低，例如光电检测器的检测器增益降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括降低到1/5或更少。在某些例子中，阶跃信号指示检测器增益降低0.001mV或更多，例如降低0.005mV或更多，例如降低0.01mV或更多，例如降低0.05mV或更多，例如降低0.1mV或更多，例如降低0.5mV或更多，例如降低1mV或更多，例如降低5mV或更多，例如降低10mV或更多，例如降低25mV或更多，例如降低50mV或更多，例如降低100mV或更多，例如降低250mV或更多，例如降低500mV或更多，例如降低1000mV或更多，例如降低2500mV或更多，以及降低5000mV或更多。在某些实施例中，阶跃信号指示检测器增益降低1V或更多，例如降低2V或更多，例如降低5V或更多，例如降低10V或更多，例如降低25V或更多，例如降低50V或更多，例如降低100V或更多，例如降低200V或更多，例如降低300V或更多，例如降低400V或更多，例如降低500V或更多，以及包括降低600V或更多。
在其他实施例中，阶跃信号指示光电检测器的检测器增益的增加，例如光电检测器的检测器增益增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。在某些例子中，阶跃信号指示检测器增益增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，以及包括增加5000mV或更多。在某些实施例中，阶跃信号表示检测器增益增加1V或更多，例如增加2V或更多，例如增加5V或更高，例如增加10V或更多，例如增加25V或更多，例如增加50V或更多，例如增加100V或更多，例如增加200V或更多，例如增加300V或更多，例如增加400V或更多，例如增加500V或更多，以及包括增加600V或更多。
在实践根据一些实施例的主题方法中，光源的强度在每个离散照射间隔后发生改变。在一些实施例中，光源的照射强度增加。在其它实施例中，光源的强度降低。在每个随后的时间间隔，用于照射光电检测器的光的强度可以改变5％或更多，例如改变10％或更多，例如改变25％或更多，例如改变50％或更多，例如改变75％或更多，例如改变90％或更多，以及包括改变100％或更多。在某些例子中，光的强度变化为1.5倍或更多，例如2倍或更多，例如3倍或更多，例如4倍或更多，以及包括5倍或更多。在一些实施例中，方法包括增加每个后续时间间隔中的光强度，例如使每个后续时间间隔中的光强度增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，以及包括增加100％或更多。在其它实施例中，方法包括使每个后续时间间隔中的光强度增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。
在一些实施例中，本主题方法包括多个离散照射间隔，每个离散间隔可以被上述阶跃信号隔开。换言之，在另一个离散照射间隔开始之前检测到阶跃信号。在一些实施例中，阶跃信号指示光源的参数(例如，波长范围或强度)或光电检测器的参数(例如，检测器增益)在每个离散照射间隔之间的变化。在其他实施例中，阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数没有变化。在一些实施例中，方法包括在每2个或更多个离散照射间隔之后检测阶跃信号，例如在每3个或更多个离散照射间隔之后，例如在每4个或更多个离散照射间隔之后，例如在每5个或更多个离散照射间隔之后，以及包括在每10个或更多个离散照射间隔之后。在某些实施例中，所述多个离散照射间隔被阶跃信号随机分开(即，阶跃信号之间没有规则图案的离散照射间隔)。
在一些实施例中，标签信号被***到一个或更多个预定时间间隔的数据信号中。在部分例子中，标签信号是调频数据信号，在光电检测器的数据信号积分期间，可以在每个预定时间间隔中对该调频数据信号进行检测和处理。可以在一个或更多个预定时间间隔的任何时间点***标签信号，例如将标签信号***到每个预定时间间隔的数据信号采集开始处。在其它实施例中，将标签信号***到每个预定时间间隔的数据信号采集结束处。在其他实施例中，将标签信号***到某一时间点处，该时间点为预定时间间隔的10％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，以及包括75％或更多。在实施例中，标签信号可以是预定时间间隔的唯一标识符。例如，标签信号可以指示用于确定光电检测器的一个或更多个参数的特定检测器增益或光源强度阶跃。在某些实施例中，指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号(如上所述)正是***到一个或更多个预定时间间隔的测量数据信号中的标签信号。
在某些实施例中，方法包括在第一离散照射时间间隔之前，在检测来自光源的光之前检测同步信号。在一些实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有预定脉冲频率的光。在其它实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有超过预定强度阈值的强度的光。在其他实施例中，同步信号包括检测来自光源的处于最大光强度的光。
如上所述，本公开的方法包括用光电检测器检测光。用于实践本主题方法的光电检测器可以是任何方便的光检测方案，包括但不限于光电传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热计、热释电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或量子点光电二极管和其组合、以及其他光电检测器。在某些实施例中，光电检测器是光电倍增管，例如具有有效检测表面积区域的光电倍增管，例如每个区域的范围为从0.01cm2到10cm2，例如从0.05cm2到9cm2，例如从0.1cm2到8cm2，例如从0.5cm2到7cm2并且包括从1cm2到5cm2。
在本公开的实施例中，可以在一个或更多个波长下用光电检测器测量光，例如在2个或更多个波长下，例如在5个或更多个不同的波长下，例如在10个或更多个不同的波长下，例如在25个或更多个不同的波长下，例如在50个或更多个不同的波长下，例如在100个或更多个不同的波长下，例如在200个或更多个不同的波长下，例如在300个或更多个不同的波长下以及包括在400个或更多个不同的波长下测量来自流动流中颗粒的光。
在实施例中，可以对光进行连续测量或以离散间隔进行测量。在部分例子中，感兴趣的检测器被配置为对光进行连续测量。在其他例子中，感兴趣的检测器被配置为以离散间隔进行测量，例如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒以及包括每1000毫秒或以其他间隔对光进行测量。
在每个离散时间间隔，可以对来自光源的光进行一次或更多次测量，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如5次或更多次，以及包括10次或更多次。在某些实施例中，光电检测器对来自光源的光测量2次或更多次，并在某些例子中对数据进行平均。
图3A描绘了根据某些实施例确定光电检测器的一个或更多个参数的流程图。在步骤301中，光电检测器检测同步信号。在一些实施例中，光电检测器所检测到的同步信号包括检测光源的强度超过预定阈值的光。在某些例子中，所检测到的同步信号是光源的以最大强度工作的光。在步骤302中，光电检测器被第一光强度的光源照射第一预定离散时间间隔。在步骤303中，检测到阶跃信号。在部分例子中，阶跃信号包括检测具有某一脉冲频率的光，该脉冲频率不同于在步骤302中用于照射光电检测器的光的脉冲频率。例如，在第一时间间隔期间可以用第一频率照射光电检测器，而阶跃信号包括检测频率不同于第一频率(例如，频率更大)的光。在其它例子中，在第一时间间隔期间可以用连续波光源照射光电检测器，而阶跃信号包括检测脉冲光。在步骤304中，光电检测器被第二光强度的光源照射第二预定离散时间间隔。在步骤305中，在包括至少一部分第一时间间隔和第二时间间隔的时间段内对来自光电检测器的数据信号进行积分。在步骤306中基于积分的数据信号来计算来自光电检测器的信号幅值。在步骤307中使用计算出的信号幅值确定一个或更多个参数，例如将计算出的信号幅值与每个照射间隔期间的光强度进行比较。例如，使用计算出的信号幅值与每个照射间隔期间的光强度的比较能够确定最小检测阈值307a、最大检测阈值307b、检测器灵敏度307c、检测器动态范围307d、检测器信噪比307e或每单位输出的光电子数307f。
图3B描绘了根据某些实施例确定用于颗粒分析仪的光电检测器的参数的流程图。在步骤311中，***被配置为指示光源照射光电检测器以产生光信号。在步骤312中，光源在多个阶跃递增的光强度和光电检测器的电压增益上照射光电检测器，以确定光电检测器的参数。在步骤312中，每个照射周期可以包括指示光源强度的变化或光电检测器的检测器增益的变化的阶跃信号。该阶跃信号可以是如上所述的光源脉冲频率的变化。该***(如下文的详细描述)包括具有存储器的处理器，该存储器具有用于对每个照射周期和确定的光电检测器的参数进行分析(步骤313)的软件指令。可以对一个或更多个照射步骤进行重复执行或重新采集，以优化光电检测器的所需参数(例如，光电检测器灵敏度、检测器动态范围或检测器信噪比)。
图3C描绘了根据某些实施例确定颗粒分析仪的光电检测器的参数的流程图。将光电检测器(例如，雪崩光电二极管APD)的检测器增益设置为第一电压电平，并将光源(LED)设置为第一频率，该第一频率与第一检测器增益设置同步。光电检测器从光源检测到同步信号并启动数据采集。光源被编程为包括强度的变化(例如，强度的逐步增加)。光强度的变化以及光脉冲频率的变化被编码为阶跃信号。然后，光源在预定的持续时间段内照射光电检测器，以检测编程的阶跃信号。改变光源的强度，光电检测器在预定的时间间隔对光源在新强度下的光进行检测。可以在多个光强度下重复这些步骤1次或更多次，例如2次或更多次、3次或更多次、4次或更多次、5次或更多次、10次或更多次、25次或更多次以及包括在所需数量的光强度下重复这些步骤50次或更多次。上述每个步骤都可以在不同的检测器增益下重复。在一些实施例中，在光电检测器的整个工作电压范围内重复图3C中描述的步骤。可以基于在多个光强度和测量的检测器增益上采集到的数据信号来确定光电检测器的参数。
在实施例中，方法包括对来自光电检测器的数据信号进行积分。在一些实施例中，对来自光电检测器的数据信号进行积分包括在每个离散照射间隔的持续时间的10％或更多时间内对数据信号进行积分，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，以及包括在每个离散照射间隔的持续时间的99％以上的时间内对数据信号进行积分。在一些实施例中，根据本主题方法在每个离照射时间间隔的整个持续时间内对来自光电检测器的数据信号进行积分。
在一些实施例中，方法包括在某一时间段上对来自光电检测器的数据信号进行积分，该时间段包括以每个不同的光强度照射的至少每个离散时间间隔。例如，当光电检测器被光源照射超过50个或更多个离散间隔时，方法包括在某一时间段上对来自光电检测器的数据信号进行积分，该时间段包括这50个离散时间间隔的持续时间的至少一部分。在一些实施例中，方法包括在某一时间段上对来自光电检测器的数据信号进行积分，该时间段包括根据本主题方法照射光电检测器之前的持续时间，以便测量光电检测器信号的噪声分量。在这些实施例中，方法包括在照射光电检测器之前的0.001ms或更早的时间对来自光电检测器的数据信号进行积分，例如早0.005ms或更长时间，例如早0.01ms或更长时间，例如早0.05ms或更长时间，例如早0.1ms或更长时间，例如早0.5ms或更长时间，例如早1ms或更长时间，例如早2ms或更长时间，例如早3ms或更长时间，例如早4ms或更长时间，例如早5ms或更长时间，例如早10ms或更长时间，例如早25ms或更长时间，例如早50ms或更长时间，例如早100ms或更长时间，以及包括在照射光电检测器之前的250ms或更早的时间。在其他实施例中，方法包括在最后的离散照射时间间隔之后对来自光电检测器的数据信号进行积分，例如晚0.005ms或更长时间，例如晚0.01ms或更长时间，例如晚0.05ms或更长时间，例如晚0.1ms或更长时间，例如晚0.5ms或更长时间，例如晚1ms或更长时间，例如晚2ms或更长时间，例如晚3ms或更长时间，例如晚4ms或更长时间，例如晚5ms或更长时间，例如晚10ms或更长时间，例如晚25ms或更长时间，例如晚50ms或更长时间，例如晚100ms或更长时间，以及包括晚250ms或更长时间。
在某些实施例中，对来自光电检测器的数据信号进行积分包括计算该段时间内的信号幅值。在部分例子中，计算信号幅值包括计算中值信号幅值。在某些例子中，方法还包括将计算出的信号幅值与光源的光强度进行比较。基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出的信号幅值与光源的光强度之间的比较，计算光电检测器的参数。例如，方法可以包括为光电检测器确定参数，例如确定最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度(即检测器输出与检测器输入的比值)、检测器动态范围(从最小检测阈值到最大检测阈值的检测器信号范围)、检测器信噪比或每单位输出的光电子数。
可以在光电检测器的工作电压范围内确定各个检测器参数。在一些实施例中，参数是基于在光电检测器的工作电压的10％或更多上计算出的信号幅值确定的，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，以及99％或更多。在某些例子中，可以在光电检测器的整个工作电压范围内确定各个参数。
在某些例子中，可以基于一个或更多个计算出的信号幅值或者计算出的信号幅值与每个离散时间间隔的照射强度之间的比较来调整光电检测器的参数。在本文中，术语“调整”是指常规意义上的改变光电检测器的一个或更多个功能参数。例如，对光电检测器的调整可以包括增加或减少光电检测器的电压增益。在某些实施例中，基于计算出的信号幅值或者计算出的信号幅值与每个感兴趣的离散时间间隔的照射强度之间的比较来调整光电检测器的一个或更多个参数可以是全自动化的，使得所做的调整几乎不需要用户的人工干预或手动输入。
用于确定光电检测器的参数的***
本公开的各个方面还包括具有光源和光电检测器的***，其中光电检测器被配置为在预定时间间隔以不同的照射强度检测来自光源的光。在实施例中，***包括光源、光电检测器和处理器，其中光电检测器被配置为在第一预定时间间隔检测来自光源的光、检测指示光源的参数变化或光电检测器的参数变化的阶跃信号、在第二预定时间间隔检测来自光源的光，处理器具有可操作耦合到该处理器的存储器，使得存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时，使处理器在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分，并基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。
在一些实施例中，***被配置为在一个或更多个预定时间间隔用脉冲光源照射光电检测器。在实施例中，光源可以是任何方便的光源，并且可以包括激光光源和非激光光源。在某些实施例中，光源是非激光光源，例如发射特定波长或窄范围波长的窄带光源。在部分例子中，窄带光源发射具有窄波长范围的光，例如50nm或更窄，例如40nm或更窄，例如30nm或更窄，例如25nm或更窄，例如20nm或更窄，例如15nm或更窄，例如10nm或更窄，例如5nm或更窄，例如2nm或更窄，并且包括发射特定波长光(即单色光)的光源。可以采用任何方便的窄带光源方案，例如窄波长LED。
在其他实施例中，光源为宽带光源，例如耦合到一个或更多个光学带通滤光片、衍射光栅、单色器或其任意组合的宽带光源。在部分例子中，宽带光源发射具有宽波长范围的光，例如，跨越50nm或更宽，例如100nm或更宽，例如150nm或更宽大，例如200nm或更宽，例如250nm或更宽，例如300nm或更宽，例如350nm或更宽，例如400nm或更宽，以及包括跨越500nm或更宽。例如，一个合适的宽带光源所发射的光的波长为从200nm到1500nm。合适的宽带光源的另一个示例是发射的光的波长为从400nm至1000nm的光源。可以采用任何方便的宽带光源方案，例如卤素灯、氘弧灯、氙弧灯、稳定光纤耦合宽带光源、具有连续光谱的宽带LED、超发光二极管、半导体发光二极管、广谱LED白光源、多LED集成白光源、以及其他宽带光源或其任意组合。在某些实施例中，光源包括LED阵列。在某些例子中，光源包括多个单色发光二极管，其中每个单色发光二极管输出具有不同波长的光。在部分例子中，光源包括多个多色发光二极管，这些多色发光二极管输出具有预定光谱宽度的光，例如其中所述多个多色发光二极管共同输出的光的光谱宽度范围为从200nm到1500nm，例如从225nm到1475nm，例如从250nm到1450nm，例如从275nm到1425nm，例如从300nm到1400nm，例如从325nm到1375nm，例如从350nm到1350nm，例如从375nm到1325nm，例如从400nm到1300nm，例如从425nm到1275nm，例如从450nm到1250nm，例如从475nm到1225nm，以及包括从500nm到1200nm。
在某些实施例中，光源是激光器，例如脉冲激光器或连续波激光器。例如，激光器可以是二极管激光器，例如紫外二极管激光器、可见光二极管激光器和近红外二极管激光器。在其它实施例中，激光器可以是氦氖(HeNe)激光器。在部分例子中中，激光器是气体激光器，例如氦氖激光器、氩激光器、氪激光器、氙激光器、氮气激光器、CO2激光器、CO激光器、氩氟(ArF)准分子激光器、氪氟(KrF)准分子激光器、氙氯(XeCl)准分子激光器或氙氟(XeF)准分子激光器或其组合。在其他例子中，本主题***包括染料激光器，例如二苯乙烯、香豆素或罗丹明激光器。在其他例子中，感兴趣的激光器包括金属蒸气激光器，例如氦镉(HeCd)激光器、氦汞(HeHg)激光器、氦硒(HeSe)激光器、氦银(HeAg)激光器、锶激光器，氖铜(NeCu)激光器、铜激光器或金激光器及其组合。在其他例子中，本主题***包括固态激光器，例如红宝石激光器、Nd:YAG激光器、NdCrYAG激光器、Er:YAG激光器、Nd:YLF激光器、Nd:YVO4激光器、Nd:YCa4O(BO3)3激光器、Nd:YCOB激光器、钛蓝宝石激光器、铥YAG激光器、镱YAG激光器、镱2O3激光器或铈掺杂激光器及其组合。
在一些实施例中，光源为脉冲光源。如上所述，在本文中术语“脉冲光源”是指常规意义上的以预定的时间间隔发射光的光源，每个时间间隔具有预定的照射持续时间(即脉冲宽度)。在某些实施例中，脉冲光源被配置为用周期性闪光照射光电检测器。例如，每个光脉冲的频率可以为0.0001kHz或更高，例如0.0005kHz或更高，例如0.001kHz或更高，例如0.005kHz或更高，例如0.01kHz或更高，例如0.05kHz或更高，例如0.1kHz或更高，例如0.5kHz或更高，例如1kHz或更高，例如2.5kHz或更高，例如5kHz或更高，例如10kHz或更高，例如25kHz或更高，例如50kHz或更高，以及包括100kHz或更高。在某些例子中，光源的脉冲照射频率范围为从0.00001kHz至1000kHz，例如从0.00005kHz到900kHz，例如从0.0001kHz到800kHz，例如从0.0005kHz到700kHz，例如从0.001kHz到600kHz，例如从0.005kHz到500kHz，例如从0.01kHz到400kHz，例如从0.05kHz到300kHz，例如从0.1kHz到200kHz，以及包括从1kHz到100kHz。每个光脉冲的光照持续时间(即脉冲宽度)可以变化，并且可以为0.000001ms或更长，例如0.000005ms或更长，例如0.00001ms或更长，例如0.00005ms或更长，例如0.0001ms或更长，例如0.0005ms或更长，例如0.001ms或更长，例如0.005ms或更长，例如0.01ms或更长，例如0.05ms或更长，例如0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1ms或更长，例如2ms或更长，例如3ms或更长，例如4ms或更长，例如5ms或更长，例如10ms或更长，例如25ms或更长，例如50ms或更长，例如100ms或更长，以及包括500ms或更长。例如，光照射的持续时间可以为从0.000001ms到1000ms，例如从0.000005ms到950ms，例如从0.00001ms到900ms，例如从0.00005ms到850ms，例如从0.0001ms到800ms，例如从0.0005ms到750ms，例如从0.001ms到700ms，例如从0.005ms到650ms，例如从0.01ms到600ms，例如从0.05ms到550ms，例如从0.1ms到500ms，例如从0.5ms到450ms，例如从1ms到400ms，例如从5ms到350ms，以及包括从10ms到300ms。
在某些实施例中，光源为连续波光源。术语“连续波光源”是指提供不间断光通量并保持光电检测器的照射几乎没有或没有不期望的光强度变化的光源。在一些实施例中，连续光源发出非脉冲或非频闪照射。在某些实施例中，连续光源提供基本恒定的发射光强度。例如，在照射的时间间隔，连续光源可以提供变化很小的发射光强度，该变化为10％或更小，例如9％或更小，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，以及包括0.000001％或更小。
在一些实施例中，光源为窄带宽光源。在部分例子中，光源是输出特定波长的光源，该特定波长为从200nm到1500nm，例如从250nm到1250nm，例如从300nm到1000nm，例如从350nm到900nm，以及包括从400nm到800nm。在某些实施例中，连续波光源发射波长为365nm、385nm、405nm、460nm、490nm、525nm、550nm、580nm、635nm、660nm、740nm、770nm或850nm的光。
在一些实施例中，光源发出的光具有重叠的波长，例如其中光源的一个或更多个组件的输出光谱重叠1nm或更多，例如重叠2nm或更多，例如重叠3nm或更多，例如重叠4nm或更多，例如重叠5nm或更多，例如重叠6nm或更多，例如重叠7nm或更多，例如重叠8nm或更多，例如重叠9nm或更多，例如重叠10nm或更多，以及包括重叠20nm或更多。在一些实施例中，光源发出的光的波长没有重叠。例如，光源的输出光谱可以相隔1nm或更多，例如相隔2nm或更多，例如相隔3nm或更多，例如相隔4nm或更多，例如相隔5nm或更多，例如相隔6nm或更多，例如相隔7nm或更多，例如相隔8nm或更多，例如相隔9nm或更多，例如相隔10nm或更多，以及包括相隔20nm或更多。
在感兴趣的***中，光源可以位于距离照射光电检测器任何合适的距离处，例如在0.001mm或更大的距离处，例如0.005mm或更大，例如0.01mm或更大，例如0.05mm或更大，例如0.1mm或更大，例如0.5mm或更大，例如1mm或更大，例如5mm或更大，例如10mm或更大，例如25mm或更大，以及包括在100mm或更大的距离处。此外，光电检测器可以与光源成任何合适的角度定位，例如10°至90°范围内的角度，例如15°到85°，例如20°到80°，例如25°到75°，以及包括30°到60°，例如在90°。
根据某些实施例的光源还可以包括一个或更多个光学调整组件。在本文中，术语“光学调整”是指常规意义上的能够改变照射的空间宽度或改变光源照射的其它特性(例如，照射方向、波长、光束宽度、光束强度和焦斑)的任意设备。光学调整方案可以是用来调整光源的一个或更多个特性的任何方便的设备，包括但不限于透镜、反射镜、滤光片、光纤、波长分离器、针孔、狭缝、准直协议及其组合。在某些实施例中，感兴趣的***包括一个或更多个聚焦透镜。在示例中该聚焦透镜可以是非放大透镜。在另一示例中，该聚焦透镜是放大透镜。在其它实施例中，感兴趣的***包括一个或更多个反射镜。在其它实施例中，感兴趣的***包括光纤。
当光学调整组件被配置为移动时，可以将光学调整组件配置为连续移动或以离散间隔移动。在一些实施例中，光学调整组件连续移动。在其他实施例中，光学调节组件以离散间隔移动，例如以0.01μm或更大的增量移动，例如0.05μm或更大，例如0.1μm或更大，例如0.5μm或更大，例如1μm或更大，例如10μm或更大，例如100μm或更大，例如500μm或更大，例如1mm或更大，例如5mm或更大，例如10mm或更大，以及包括25mm或更大的增量。
可以采用任何位移方案来使光学调整组件结构移动，例如耦合到可移动支撑平台或直接与电机驱动的平移平台、丝杠平移组件、齿轮传动平移设备耦合，这些电机是例如步进电机、伺服电机、无刷电机、有刷直流电机、微步进驱动电机、高分辨率步进电机等。
本主题***的光电检测器可以是任何方便的光检测方案，包括但不限于光电传感器或光电检测器，例如有源像素传感器(APS)、象限光电二极管、图像传感器、电荷耦合器件(CCD)、增强电荷耦合器件(ICCD)、发光二极管、光子计数器、辐射热计、热释电检测器、光敏电阻、光伏电池、光电二极管、光电倍增管、光电晶体管、量子点光电导体或量子点光电二极管和其组合、以及其他光电检测器。在某些实施例中，光电检测器是光电倍增管，光电倍增管是具有有效检测表面积区域的光电倍增管，例如每个区域的范围为从0.01cm2到10cm2，例如从0.05cm2到9cm2，例如从0.1cm2到8cm2，例如从0.5cm2到7cm2并且包括从1cm2到5cm2。
在本公开的实施例中，光电检测器可以被配置成为检测一个或更多个波长的光，例如2个或更多个波长，例如5个或更多个不同的波长，例如在10个或更多个不同的波长，例如25个或更多个不同的波长，例如50个或更多个不同的波长，例如100个或更多个不同的波长，例如200个或更多个不同的波长，例如300个或更多个不同的波长以及包括测量400个或更多个不同波长的光。
在实施例中，光电检测器可以被配置成对光进行连续测量或以离散间隔进行测量。在部分例子中，感兴趣的检测器被配置为对光进行连续测量。在其他例子中，感兴趣的检测器被配置为以离散间隔进行测量，例如每0.001毫秒、每0.01毫秒、每0.1毫秒、每1毫秒、每10毫秒、每100毫秒以及包括每1000毫秒或以其他间隔对光进行测量。
光电检测器可以被配置成在每个离散时间间隔对来自光源的光进行一次或更多次测量，例如2次或更多次，例如3次或更多次，例如5次或更多次，以及包括10次或更多次。在某些实施例中，光电检测器对来自光源的光测量2次或更多次，并在某些例子中对数据进行平均。
在一些实施例中，光源被配置为照射两个或更多个离散时间间隔，每个时间间隔具有不同的照射强度。在一些实施例中，光源被配置为以特定强度照射一定时间间隔，该时间间隔为为0.1ms或更长，例如0.5ms或更长，例如1.0ms或更长，例如5ms或更长，例如10ms或更长，例如20ms或更长，例如30ms或更长，例如40ms或更长，例如50ms或更长，例如60ms或更长，例如70ms或更长，例如80ms或更长，例如90ms或更长，以及包括100ms或更长。例如，光源可被配置为以特定光强度照射50ms。
在某些实施例中，用于照射光电检测器的每个预定时间间隔的持续时间是相同的。在其它实施例中，每个预定的时间间隔是不同的。在某些实施例中，***被配置成在多个离散时间间隔用光源照射光电检测器，例如在3个或更多个离散时间间隔，例如4个或更多个，例如5个或更多个，例如6个或更多个，例如7个或更多个，例如8个或更多个，例如9个或更多个，例如10个或更多个，例如15个或更多个，例如20个或更多个，例如25个或更多个，例如50个或更多个，例如75个或更多个，以及包括在100个或更多个离散时间间隔。在一些实施例中，所述多个时间间隔中的每一个的持续时间是相同的。在其它实施例中，所述多个时间间隔中的每一个的持续时间是不同的。在其它实施例中，一些时间间隔的持续时间是相同的，而一些时间间隔的持续时间是不同的。
在一些实施例中，光源的照射强度在每个预定时间间隔的持续时间内基本上是恒定的，例如其中照射强度的变化为10％或更小，例如9％或更低，例如8％或更小，例如7％或更小，例如6％或更小，例如5％或更小，例如4％或更小，例如3％或更小，例如2％或更小，例如1％或更小，例如0.5％或更小，例如0.1％或更小，例如0.01％或更小，例如0.001％或更小，例如0.0001％或更小，例如0.00001％或更小，以及包括0.000001％或更小。
感兴趣的***包括处理器，该处理器具有可操作耦合到处理器的存储器，存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时使处理器检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号。在部分例子中，该阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在一些实施例中，该光源是连续波光源，并且该阶跃信号包括一个或更多个光脉冲。
在一些实施例中，阶跃信号包括光源的光脉冲频率的变化。在部分例子中，光脉冲的频率增加，例如频率增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。例如，光脉冲的频率可以增加0.0001kHz或更多，例如增加0.0005kHz或更多，例如增加0.001kHz或更多，例如增加0.005kHz或更多，例如增加0.01kHz或更多，例如增加0.05kHz或更多，例如增加0.1kHz或更多，例如通过0.5kHz或更多，例如增加1kHz或更多，例如增加2.5kHz或更多，例如增加5kHz或更多，例如增加10kHz或更多，例如增加25kHz或更多，例如增加50kHz或更多，以及包括光脉冲频率增加100kHz或更多。在其它例子中，阶跃信号包括光源的光脉冲频率的降低，例如频率降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括光脉冲频率降低到1/5或更少。例如，光脉冲的频率可以降低0.0001kHz或更多，例如降低0.0005kHz或更多，例如降低0.001kHz或更多，例如降低0.005kHz或更多，例如降低0.01kHz或更多，例如降低0.05kHz或更多，例如降低0.1kHz或更多，例如降低0.5kHz或更多，例如降低1kHz或更多，例如降低2.5kHz或更多，例如降低5kHz或更多，例如降低10kHz或更多，例如降低25kHz或更多，例如降低50kHz或更多，以及包括光脉冲的频率降低100kHz或更多。
在一些实施例中，阶跃信号包括光源的光脉冲持续时间的改变。在部分例子中，光脉冲的持续时间增加，例如持续时间增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括使光脉冲的持续时间增大到5倍或更多。例如，光脉冲持续时间可以增加0.0001ms或更长，例如增加0.0005ms或更长，例如增加0.001ms或更长，例如增加0.005ms或更长，例如增加0.01ms或更长，例如增加0.05ms或更长，例如增加0.1ms或更长，例如增加0.5ms或更长，例如增加1ms或更长，例如增加2.5ms或更长，例如增加5ms或更长，例如增加10ms或更长，例如增加25ms或更长，例如增加50ms或更长，以及包括光脉冲的持续时间增加100ms或更长。在其它例子中，阶跃信号包括光源的光脉冲持续时间的减少，例如持续时间减少5％或更多，例如减少10％或更多，例如减少25％或更多，例如减少50％或更多，例如减少75％或更多，例如减少90％或更多，例如减少95％或更多，例如减少到2/3或更少，例如减少到1/2或更少，例如减少到1/3或更少，例如减少到1/4或更少，以及包括使光脉冲持续时间减少到1/5或更少。例如，光脉冲持续时间可以减少0.0001ms或更多，例如减少0.0005ms或更多，例如减少0.001ms或更长，例如减少0.005ms或更长，例如减少0.01ms或更长，例如减少0.05ms或更长，例如减少0.1ms或更长，例如减少0.5ms或更长，例如减少1ms或更长，例如减少2.5ms或更长，例如减少5ms或更长，例如减少10ms或更长，例如减少25ms或更长，例如减少50ms或更长，以及包括光脉冲持续时间减少100ms或更长。在某些实施例中，阶跃信号表示来自光源的光的缺失。
在一些实施例中，阶跃信号指示光源的光强度的变化。在部分例子中，强度的变化是光源的光强度的降低。例如，阶跃信号可以指示光源强度的降低，例如光源发出的光的强度降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括降低到1/5或更少。在其他例子中，强度的变化是光源的光强度的增加。例如，阶跃信号可以指示光源强度的增加，例如光源发出的光的强度增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。
在其它实施例中，阶跃信号指示光源发出的光的光谱参数的变化。在部分例子中，光谱参数的变化是光源发出的光的波长的变化。在一个示例中，光源是单色光源，并且阶跃信号指示来自光源的光从第一波长的光变化为第二波长的光。在另一示例中，光源包括多个单色光源，并且阶跃信号指示所述多个单色光源的多个光波长的变化，例如光波长发生变化的是所述多个光源中的5％或更多，例如10％或更多，例如20％或更多，例如30％或更多，例如40％或更多，例如50％或更多，例如60％或更多，例如70％或更多，例如80％或更多，例如90％或更多，甚至包括来自所述多个光源的所有光波长都发生变化。
在其他例子中，光谱参数的变化是光源发出的光的波长数量的变化。例如，光谱参数的变化可以包括光源发出的波长数量的增加。在某些例子中，光源发出的波长数量可以增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加20％或更多，例如增加30％或更多，例如增加40％或更多，例如增加50％或更多，例如增加60％或更多，例如增加70％或更多，例如增加80％或更多，例如增加90％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，例如增大到5倍或更多，以及包括增大到10倍或更多。在其它实施例中，光谱参数的变化包括光源发出的波长数量的减少。在某些例子中，光源发出的波长数量可以减少5％或更多，例如减少10％或更多，例如减少20％或更多，例如减少30％或更多，例如减少40％或更多，例如减少50％或更多，例如减少60％或更多，例如减少70％或更多，例如减少80％或更多，例如减少90％或更多，例如减少到2/3或更少，例如减少到1/2或更少，例如减少到1/3或更少，例如减少到1/4或更少，例如减少到1/5或更少，以及包括减少到1/10或更少。
在一些实施例中，光源发出的光的波长数量的变化包括光源发出的光谱宽度的变化。在部分例子中，光源发出的光谱宽度可以增加5nm或更多，例如增加10nm或更多，例如增加25nm或更多，例如增加50nm或更多，例如增加100nm或更多，例如增加250nm或更多，以及包括增加500nm或更多。在其它例子中，光源发出的光谱宽度可以减小5nm或更多，例如减少10nm或更多，例如减少25nm或更多，例如减少50nm或更多，例如减少100nm或更多，例如减少250nm或更多，以及包括减少500nm或更多。
在一些实施例中，阶跃信号指示光电检测器的参数的变化。在某些实施例中，该参数是光电检测器的检测器增益的变化。在部分例子中，检测器增益的变化是光电检测器的检测器增益的降低。例如，阶跃信号可以指示光电检测器的检测器增益的降低，例如光电检测器的检测器增益降低5％或更多，例如降低10％或更多，例如降低25％或更多，例如降低50％或更多，例如降低75％或更多，例如降低90％或更多，例如降低95％或更多，例如降低到2/3或更少，例如降低到1/2或更少，例如降低到1/3或更少，例如降低到1/4或更少，以及包括降低到1/5或更少。在某些例子中，阶跃信号指示检测器增益降低0.001mV或更多，例如降低0.005mV或更多，例如降低0.01mV或更多，例如降低0.05mV或更多，例如降低0.1mV或更多，例如降低0.5mV或更多，例如降低1mV或更多，例如降低5mV或更多，例如降低10mV或更多，例如降低25mV或更多，例如降低50mV或更多，例如降低100mV或更多，例如降低250mV或更多，例如降低500mV或更多，例如降低1000mV或更多，例如降低2500mV或更多，以及降低5000mV或更多。在某些实施例中，阶跃信号指示检测器增益降低1V或更多，例如降低2V或更多，例如降低5V或更多，例如降低10V或更多，例如降低25V或更多，例如降低50V或更多，例如降低100V或更多，例如降低200V或更多，例如降低300V或更多，例如降低400V或更多，例如降低500V或更多，以及包括降低600V或更多。
在其他实施例中，阶跃信号指示光电检测器的检测器增益的增加，例如光电检测器的检测器增益增加5％或更多，例如增加10％或更多，例如增加25％或更多，例如增加50％或更多，例如增加75％或更多，例如增加90％或更多，例如增加95％或更多，例如增大到1.5倍或更多，例如增大到2倍或更多，例如增大到3倍或更多，例如增大到4倍或更多，以及包括增大到5倍或更多。在某些例子中，阶跃信号指示检测器增益增加0.001mV或更多，例如增加0.005mV或更多，例如增加0.01mV或更多，例如增加0.05mV或更多，例如增加0.1mV或更多，例如增加0.5mV或更多，例如增加1mV或更多，例如增加5mV或更多，例如增加10mV或更多，例如增加25mV或更多，例如增加50mV或更多，例如增加100mV或更多，例如增加250mV或更多，例如增加500mV或更多，例如增加1000mV或更多，例如增加2500mV或更多，以及包括增加5000mV或更多。在某些实施例中，阶跃信号表示检测器增益增加1V或更多，例如增加2V或更多，例如增加5V或更高，例如增加10V或更多，例如增加25V或更多，例如增加50V或更多，例如增加100V或更多，例如增加200V或更多，例如增加300V或更多，例如增加400V或更多，例如增加500V或更多，以及包括增加600V或更多。
在某些实施例中，存储器包括用于检测同步信号的指令。在一些实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光具有预定的脉冲频率的同步信号的指令。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光具有超过预定的强度阈值的强度的同步信号的指令。在其它实施例中，存储器包括用于检测指示检测到来自光源的光处于最大光强度的同步信号的指令。
在实施例中，***还包括处理器，该处理器具有可操作耦合到处理器的存储器，存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时使处理器：在至少包括离散照射间隔的每一个的一部分的时间段上对光电检测器的数据信号进行积分，并基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。在某些实施例中，存储器包括指令，当这些指令被处理器执行时使处理器计算中值信号幅值。在某些实施例中，***包括处理器，该处理器具有可操作耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时使处理器比较计算出的信号幅值与光源的光强度。
在一些实施例中，***包括处理器，该处理器具有可操作耦合到处理器的存储器，其中存储器包括存储在其上的指令，当这些指令被处理器执行时使处理器比较计算出的信号幅值与光源的光强度。基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出信号幅值与光源的光强度之间的比较，感兴趣的***包括具有用于计算光电检测器的参数的指令的存储器。例如，存储器可以包括用于确定光电检测器的参数的指令，该参数为例如最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度(即检测器输出与检测器输入的比值)、检测器动态范围(从最小检测阈值到最大检测阈值的检测器信号范围)、检测器信噪比或每单位输出的光电子数。在一些实施例中，存储器包括用于在光电探测器的工作电压范围内确定光电探测器的参数的指令。在某些实施例中，存储器包括用于计算光电检测器在某一工作电压下的参数的指令，该工作电压为超过光电检测器工作电压的10％或更多，例如15％或更多，例如20％或更多，例如25％或更多，例如50％或更多，例如75％或更多，例如90％或更多，以及99％或更多。在某些例子中，存储器包括用于在光电检测器的整个工作电压范围内计算光电检测器的信号幅值的指令。
在某些实施例中，光电检测器是位于颗粒分析仪(例如颗粒分选机)中的光电检测器。在某些实施例中，本主题***是流式细胞术***，其包括作为光检测***的一部分的光电检测器，用于检测流动流中的样本发出的光。合适的流式细胞术***可以包括但不限于Ormerod(ed.),Flow Cytometry:A Practical Approach,Oxford Univ.Press(1997)、Jaroszeski et al.(eds.),Flow Cytometry Protocols,Methods in Molecular BiologyNo.91,Hμmμmana Press 10(1997)、Practical Flow Cytometry,3rd ed.,Wiley-Liss(1995)；Virgo,et al.(2012)Ann Clin Biochem.Jan；49(pt 1):17-28、Linden,et.al.,Semin Throm Hemost.2004Oct；30(5):502-11、Alison,et al.J Pathol,2010Dec；222(4):335-344以及Herbig,et al.(2007)Crit Rev Ther Drug Carrier Syst.24(3):203-255中所描述的流式细胞术***，这些出版物的公开内容通过引用并入本文。在某些例子中，感兴趣的流式细胞术***包括BD Biosciences FACSCantoTM II流式细胞仪、BD AccuriTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSCelestaTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSLyricTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSVerseTM流式细胞仪、BD Biosciences FACSymphonyTM流式细胞仪、BD Biosciences LSRFortessaTM流式细胞仪、BD Biosciences LSRFortessTM X-20流式细胞仪和BD Biosciences 20FACSCaliburTM细胞分选仪、BD Biosciences FACSCountTM细胞分选仪、BD Biosciences FACSLyricTM细胞分选仪、BD Biosciences ViaTM细胞分选仪、BD Biosciences InfluxTM细胞分选仪、BD Biosciences JazzTM细胞分选仪、BDBiosciences AriaTM细胞分选仪、BD Biosciences FACSMelodyTM细胞分选仪等。
在一些实施例中，主题颗粒分选***是流式细胞术***，例如美国专利No.10,006,852、No.9,952,076、No.9,933,341、No.9,784,661、No.9,726,527、No.9,453,789、No.9,200,334、No.9,097,640、No.9,095,494、No.9,092,034、No.8,975,595、No.8,753,57、No.8,233,146、No.8,140,300、No.7,544,326、No.7,201,875、No.7,129,505、No.6,821,740、No.6,813,017、No.6,809,804、No.6,372,506、No.5,700,692、No.5,643,796、No.5,627,040、No.5,620,842、No.5,602,039中所描述的那些流式细胞术***，这些专利的公开内容通过全文引用并入本文。
在某些实施例中，本主题***是具有激发模块的流式细胞术***，该激发模块使用射频复用激发来生成多个频移光束。在某些例子中，本主题***是美国专利No.9,423,353和No.9,784,661及美国专利公开No.2017/0133857和No.2017/0350803中所描述的流式细胞术***，这些专利和专利公开通过引用并入本文。
在一些实施例中，本主题***是颗粒分选***，其被配置为使用封闭的颗粒分选模块对颗粒进行分选，例如在2017年3月28日提交的美国专利公开No.2017/0299493中描述的颗粒分选***，该专利公开通过引用并入本文。在某些实施例中，使用具有多个排序决策单元的排序决策模块对样本的颗粒(例如细胞)进行排序，例如在2019年2月8日提交的美国临时专利申请No.62/803,264中描述的排序决策单元，该临时专利申请通过引用并入本文。在一些实施例中，用于分选样本成分的方法包括使用具有偏转板的颗粒分选模块对颗粒(例如，生物样本中的细胞)进行分选，如2017年3月28日提交的美国专利公开No.2017/0299493中所述的，该专利公开通过引用并入本文。
在一些实施例中，***是颗粒分析仪，其中颗粒分析***401(图4A)能被用来分析和表征颗粒，无论是否物理地将颗粒分选到收集容器中。图4A示出基于计算进行样本分析和颗粒表征的颗粒分析***的功能框图。在一些实施例中，颗粒分析***401是流动***。图4A所示的颗粒分析***401能被配置成执行本文所描述的全部方法或部分方法。颗粒分析***401包括流体***402。流体***402能够包括或耦合到样本管405和样本管内的移动流体柱，样本的颗粒403(例如细胞)在样本管405中沿公共样本路径409移动。
颗粒分析***401包括检测***404，检测***404被配置成当各个颗粒沿公共样本路径通过一个或更多个检测站时从每个颗粒收集信号。检测站408通常是指公共样本路径的监测区域407。在部分实现中，检测能够包括当颗粒403通过监测区域407时检测光或检测颗粒的一种或更多种其它特性。在图4A中示出了具有一个监测区域407的检测站408。颗粒分析***401的部分实现能够包括多个检测站。此外，一些检测站能监测多个区域。
每个信号被分配一个信号值，以形成每个颗粒的一个数据点。如上所述，此数据可称为事件数据。数据点能够是多维数据点，该多维数据点包括所测量的颗粒的各个特性的值。检测***404被配置成在第一时间间隔连续收集一连串这样的数据点。
颗粒分析***401还能包括控制***406。控制***406能够包括一个或更多个处理器、幅值控制电路和/或频率控制电路。所示的控制***能与流体***402操作关联。控制***能被配置成基于泊松分布和检测***404在第一时间间隔收集的数据点数量在第一时间间隔的至少一部分内生成计算出的信号频率。控制***406还能被配置成基于第一时间间隔的该部分中的数据点数量生成实验信号频率。控制***406还可以将实验信号频率和计算出的信号频率或预定信号频率进行比较。
图4B示出了根据本发明的说明性实施例的用于流式细胞术的***400。***400包括流式细胞仪410、控制器/处理器490和存储器495。流式细胞仪410包括一个或更多个激发激光器415a-415c、聚焦透镜420、流动室425、前向散射检测器430、侧向散射检测器435、荧光收集透镜440、一个或更多个分束器445a-445g、一个或更多个带通滤光片450a-450e、一个或更多个长通(“LP”)滤光片455a-455b、以及一个或更多个荧光检测器460a-460f。
激发激光器115a-c以激光束的形式发射光线。在图4B的示例***中，激发激光器415a-415c发射的激光束的波长分别为488nm、633nm和325nm。首先，引导激光束穿过分束器445a和445b中的一个或更多个。分束器445a透射488nm的光并反射633nm的光。分束器445b透射紫外光(波长范围为10至400nm的光)并反射488nm和633nm的光。
然后，将激光束引导至聚焦透镜420，聚焦透镜420将光束聚焦到流动室425内样本颗粒所在的流体流部分。流动室是流体***的一部分，流体***将流中的颗粒(通常一次一个)引导到聚焦的激光束进行查询。流动室能够包括台式细胞仪中的流动池或空气流细胞仪中的喷嘴尖端。
来自激光束的光通过衍射、折射、反射、散射和吸收与样本中的颗粒相互作用，并根据颗粒的特性(例如其尺寸、内部结构以及附着在或天然存在于颗粒上或颗粒中的一种或更多种荧光分子的存在)在不同波长下再发射。荧光发射以及衍射光、折射光、反射光和散射光可以通过分束器445a-445g、带通滤光片450a-450e、长通滤光片455a-455b和荧光收集透镜440中的一个或更多个被导向至前向散射检测器430、侧向散射检测器435和一个或更多个荧光检测器460a-460f中的一个或更多个。
荧光收集透镜440收集从颗粒-激光束相互作用发出的光，并将该光导向一个或更多个分束器和滤光片(带通滤光片，例如带通滤光片450a-450e)，使得窄范围的波长通过滤光片。例如，带通滤光片450a是510/20滤光片。第一个数字表示光谱带的中心，第二个数字提供光谱带的范围。因此，510/20滤光片在光谱带中心的每一侧延伸10nm，或从500nm延伸到520nm。短通滤光片透射波长等于或小于指定波长的光。长通滤光片，例如长通滤光片455a-455b，透射波长等于或大于指定波长的光。例如，作为670nm长通滤光片的长通滤光片455a透射波长等于或大于670nm的光。通常选择滤光片以优化检测器对特定荧光染料的特异性。滤光片能被配置为使得传输到检测器的光的光谱带接近荧光染料的发射峰值。
分束器将不同波长的光导向不同的方向。能够通过诸如短通和长通之类的滤光片特性来表征分束器。例如，分束器445g是620SP分束器，这意味着分束器455g透射620nm或更短波长的光，并将大于620nm波长的光发射到不同的方向上。在一个实施例中，分束器445a-445g能够包括光学反射镜，例如二向色镜。
前向散射检测器430的位置稍微偏离穿过流动池的直射光束的轴线，并且被配置成检测衍射光，即主要沿着向前方向穿过或围绕颗粒传播的激发光。前向散射检测器所检测到的光的强度取决于颗粒的整体大小。前向散射检测器能够包括光电二极管。侧向散射检测器435被配置成检测来自颗粒表面和内部结构的折射光和反射光，并且倾向于随着颗粒结构复杂性的增加而增加。能通过一个或更多个荧光检测器460a-460f来检测与颗粒相关的荧光分子的荧光发射。侧向散射检测器435和荧光检测器能够包括光电倍增管。在前向散射检测器430、侧向散射检测器435和荧光检测器处检测到的信号能被检测器转换为电子信号(电压)。此数据能够提供有关样本的信息。
本领域技术人员将认识到，根据本发明的实施例的流式细胞仪不限于图4B所示的流式细胞仪，而是能够包括本领域已知的任何流式细胞仪。例如，流式细胞仪可以具有任意数量的具有不同的波长和各种不同配置的激光器、分束器、滤光片和检测器。
在操作中，细胞仪操作由控制器/处理器490控制，并且来自检测器的测量数据能够储存在存储器495中并被控制器/处理器490处理。尽管未明确示出，但控制器/处理器190耦合到检测器以接收来自检测器的输出信号，并且还可以耦合到流式细胞仪400的电气和机电组件以控制激光器、流体流动参数等。还可以在***中提供输入/输出(I/O)功能497。存储器495、控制器/处理器490和I/O 497可以整体作为流式细胞仪410的组成部分来提供。在这样的实施例中，显示器也可以构成用于向细胞仪400的用户呈现实验数据的I/O功能497的一部分。或者，存储器495和控制器/处理器490以及I/O功能中的一些或全部可以是一个或更多个外部设备(例如通用计算机)的一部分。在一些实施例中，存储器495和控制器/处理器490中的部分或全部能够与细胞仪410进行无线通信或有线通信。控制器/处理器490与存储器495和I/O 497一起能够被配置成执行与流式细胞仪实验的准备和分析相关的各种功能。
图4所示的***包括六个不同的检测器，其检测由从流动池425到每个检测器的光束路径中的滤光片和/或分束器的配置所定义的六个不同波长带(此处可称为给定检测器的“滤光片窗口”)中的荧光。用于流式细胞仪实验的不同荧光分子会发出其自身的特征波长带的光。用于实验的特定荧光标记及其相关的荧光发射带可以被选择为通常与检测器的滤光片窗口重合。然而，随着提供更多的检测器，以及使用更多的标签，滤光片窗口和荧光发射光谱之间的完美对应变得不可能。一般来说，尽管特定荧光分子的发射光谱峰值可能位于某一特定检测器的滤光片窗口内，但该标签的一些发射光谱也会与一个或更多个其他检测器的滤光片窗口重叠。可以将此称为溢出。I/O 497能被配置成接收关于流式细胞仪实验的数据，该实验具有一组荧光标记和具有多个标记物的多个细胞群，每个细胞群具有多个标记物的子集。I/O 497还能被配置成接收将一个或更多个标记物分配给一个或更多个细胞群的生物学数据、标记物密度数据、发射光谱数据、将标签分配给一个或更多个标记物的数据和细胞仪配置数据。流式细胞仪实验数据，例如标签光谱特性和流式细胞仪配置数据也能储存在存储器495中。控制器/处理器490能被配置成评估标签到标记的一个或更多个分配。
图5示出了用于分析和显示生物事件的示例颗粒分析仪控制***(例如分析控制器500)的功能框图。分析控制器500能被配置成实现用于控制生物事件的图形显示的各种过程。
颗粒分析仪502能被配置成采集生物事件数据。例如，流式细胞仪能够生成流式细胞术事件数据。颗粒分析仪502能被配置成向分析控制器500提供生物事件数据。颗粒分析仪502和分析控制器500之间能够包括数据通信通道。能够通过数据通信通道向分析控制器500提供生物事件数据。
分析控制器500能被配置成从颗粒分析仪502接收生物事件数据。从颗粒分析仪502接收的生物事件数据能够包括流式细胞术事件数据。分析控制器500能被配置成向显示设备506提供包括生物事件数据的第一绘图的图形显示。分析控制器500还能被配置成将感兴趣区域呈现为围绕由显示设备506所显示的生物事件数据群体的门，例如叠加在第一绘图上。在一些实施例中，该门可以是绘制在单参数直方图或双变量图上的一个或更多个感兴趣图形区域的逻辑组合。在一些实施例中，显示器能用来显示颗粒参数或饱和检测器数据。
分析控制器500还能被配置成在显示设备506上将生物事件数据中与门外的其他事件不同的生物事件数据显示在门内。例如，分析控制器500能被配置成对门内的生物事件数据的颜色进行渲染，以区别于门外的生物事件数据的颜色。显示设备1006能实现为监视器、平板电脑、智能手机或其它被配置成呈现图形界面的电子设备。
分析控制器500能被配置成从第一输入设备接收识别门的门选择信号。例如，第一输入设备能实现为鼠标510。鼠标510能够向分析控制器500发起门选择信号，以识别要显示在显示设备506上或通过显示设备506进行操纵的门(例如，当光标定位在那里时，通过在期望的门上或门内单击)。在部分实现中，第一输入设备能实现为用于向分析控制器500提供输入信号的键盘508或其它装置，例如触摸屏、手写笔、光学检测器或语音识别***。一些输入设备能够包含多个输入功能。在此类实现中，每个输入功能都会被视为一个输入设备。例如，如图5所示，鼠标510能够包括鼠标右键和鼠标左键，它们能够各自生成触发事件。
触发事件会使分析控制器500改变数据的显示方式、数据的哪些部分实际显示在显示设备506上、和/或为后续处理提供输入，例如选择感兴趣的群体进行颗粒分类。
在一些实施例中，分析控制器500能被配置成检测鼠标510何时启动门选择。分析控制器500还能被配置成自动修改可视化图以方便门选过程。该修改能基于分析控制器500接收到的生物事件数据的特定分布来实现。
分析控制器500能连接到存储设备504。存储设备504能被配置成从分析控制器500接收并存储生物事件数据。存储设备504还能被配置成从分析控制器500接收并存储流式细胞术事件数据。存储设备504还能被配置成允许分析控制器500检索数据，例如检索流式细胞仪事件数据。
显示设备506能被配置成从分析控制器500接收显示数据。显示数据能够包括生物事件数据的绘图和概述绘图部分的门。显示设备506还能被配置成根据从分析控制器500接收到的输入并结合来自颗粒分析仪502、存储设备504、键盘508和/或鼠标510的输入来改变所呈现的信息。
在一些实施方式中，分析控制器500能够生成用户界面以接收用于分类的示例事件。例如，用户界面能够包括用于接收示例事件或示例图像的控件。能够在收集样本的事件数据之前提供示例事件或示例图像或示例门，或者基于样本部分的初始事件集提供示例事件或示例图像或示例门。
计算机控制***
本公开的各个方面还包括计算机控制***，其中该***还包括用于完全自动化或部分自动化的一个或更多个计算机。在一些实施例中，***包括具有计算机可读存储介质的计算机，在计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中计算机程序在加载到计算机上时包括用于以下操作的指令：在第一预定时间间隔中用颗粒分析仪中的光电检测器检测来自光源的光；检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号；在第二预定时间间隔中用光电检测器检测来自光源的光；在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分；以及基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数。
在实施例中，***包括输入模块、处理模块和输出模块。本主题***可以包括硬件组件和软件组件，其中硬件组件可以采用一个或更多个平台的形式，例如，以服务器的形式，使得执行特定任务(例如管理信息的输入和输出、处理信息等)的功能要素可以通过在代表***的一个或更多个计算机平台上或跨平台执行软件应用程序来实现。
***可以包括显示器和操作员输入设备。操作员输入设备可以是例如键盘、鼠标等。处理模块包括能够访问存储器的处理器，该存储器上存储有用于执行本主题方法的步骤的指令。处理模块可以包括操作***、图形用户接口(GUI)控制器、***存储器、存储器存储设备和输入输出控制器、高速缓存、数据备份单元和许多其他设备。处理器可以是市售处理器，也可以是已经或将要变得可用的其它处理器之一。处理器执行操作***，而操作***以众所周知的方式与固件和硬件交互并帮助处理器协调和执行各种计算机程序的功能，这些计算机程序可以是用各种编程语言编写的，例如本领域所熟知的Java、Perl、C++、其他高级或低级语言、以及它们的组合。操作***通常与处理器协作，协调并执行计算机其他组件的功能。操作***还提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、内存管理以及通信控制和相关服务，所有这些都符合已知技术。处理器可以是任何合适的模拟***或数字***。在一些实施例中，处理器包括模拟电子器件，该模拟电子器件允许用户基于第一光信号和第二光信号手动使光源与流动流对齐。在一些实施例中，处理器包括提供反馈控制(例如负反馈控制)的模拟电子器件。
***存储器可以是各种已知或将来的存储器存储设备中的任何一种。其示例包括任何常用的随机存取存储器(RAM)、磁性介质(如常驻硬盘或磁带)、光学介质(例如读写光盘)、闪存设备或其他存储器存储设备。存储器存储设备可以是各种已知或将来设备中的任何一种，包括光盘驱动器、磁带驱动器、可移动硬盘驱动器或软盘驱动器。这种类型的存储器存储设备通常读取程序存储介质(未示出)和/或写入程序存储介质，例如光盘、磁带、可移动硬盘或软盘。这些程序存储介质中的任何一种，或现在正在使用或以后将要开发的其他介质，都可以被视为计算机程序产品。如将要理解的，这些程序存储介质通常存储计算机软件程序和/或数据。计算机软件程序，也被称为计算机控制逻辑，通常被存储在***存储器中和/或被存储在与存储器存储设备一起使用的程序存储设备中。
在一些实施例中，所描述的计算机程序产品包括计算机可用介质，该计算机可用介质具有存储在其中的控制逻辑(计算机软件程序，包括程序代码)。当控制逻辑被计算机的处理器执行时，会使处理器执行本文所述的功能。在其他实施例中，部分功能主要在硬件中实现，例如硬件状态机。用于执行本文所述的功能的硬件状态机的实现对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
存储器可以是处理器能在其中存储和检索数据的任何合适的设备，例如磁性、光学或固态存储设备(包括磁盘或光盘或磁带或RAM，或任何其他合适的设备，固定式或便携式)。处理器可以包括通用数字微处理器，该通用数字微处理器根据携带必要程序代码的计算机可读介质被适当地编程。能够通过通信通道将编程远程提供给处理器，或者使用与存储器连接的任何设备将预先保存在计算机程序产品(例如存储器或部分其他便携式或固定式计算机可读存储介质)中的编程提供给处理器。例如，磁盘或光盘可以携带编程，并且能够被磁盘写入器/读取器读取。本发明的***还包括用于实践上述方法的编程(例如，以计算机程序产品的形式存在)、算法。根据本发明的编程能被记录在计算机可读介质上，例如，任何能被计算机直接读取和访问的介质。此类介质包括但不限于：磁性存储介质，例如软盘、硬盘存储介质和磁带；光学存储介质，例如CD-ROM；电存储介质，例如RAM和ROM；便携式闪存驱动器；以及这些类别的混合体，例如磁性/光学存储介质。
处理器还可以访问通信通道以与远程位置的用户进行通信。远程位置是指用户与***不直接接触并将输入信息从外部设备中继到输入管理器，该外部设备是例如连接到广域网(“WAN”)、电话网络、卫星网络或任何其他合适的通信信道的计算机，包括移动电话(即智能手机)。
在一些实施例中，根据本公开的***可以被配置成包括通信接口。在一些实施例中，该通信接口包括用来与网络和/或另一设备通信的接收器和/或发送器。该通信接口能被配置为进行有线通信或无线通信，包括但不限于射频RF通信(例如，射频识别RFID)、Zigbee通信协议、WiFi、红外、无线通用串行总线USB、超宽带UWB、通信协议和蜂窝通信(例如码分多址CDMA或全球移动通信***GSM)。
在一个实施例中，该通信接口被配置成包括一个或更多个通信端口，例如物理端口或诸如USB端口、RS-232端口或任何其他合适的电气连接端口的接口，以允许在本主题***与其它外部设备之间进行数据通信，这些外部设备是被配置为用于类似互补数据通信的计算机终端(例如，在医生办公室或医院环境中)。
在一个实施例中，该通信接口被配置为红外通信、通信或任何其他合适的无线通信协议，以使本主题***能够与其它设备进行通信，所述其他设备包括：计算机终端和/或网络、支持通信的移动电话、个人数字助理或用户可以结合使用的任何其它通信设备。
在一个实施例中，该通信接口被配置为通过手机网络、短消息服务(SMS)、与连接到互联网的局域网(LAN)上的个人计算机(PC)连接的无线连接、或在WiFi热点处提供与互联网连接的WiFi连接，以利用因特网协议(IP)提供数据传输连接。
在一个实施例中，本主题***被配置成通过通信接口与服务器设备进行无线通信，例如，使用诸如802.11或RF协议的通用标准，或IrDA红外协议。服务器设备可以是另一便携式设备，例如智能手机、个人数字助理(PDA)或笔记本电脑；或较大的设备，如台式计算机、电器等。在一些实施例中，服务器设备具有显示器，例如液晶显示器(LCD)，以及输入设备，例如按钮、键盘、鼠标或触摸屏。
在一个实施例中，本主题***被配置成通过通信接口与服务器设备进行无线通信，例如，使用诸如802.11或RF协议或IrDA红外协议之类的通用标准。服务器设备可以是另一便携式设备，例如智能手机、个人数字助理(PDA)或笔记本电脑；或较大的设备，如台式计算机、电器等。在一些实施例中，服务器设备具有显示器(例如液晶显示器LCD)和输入设备(例如按钮、键盘、鼠标或触摸屏)。
在一些实施例中，通信接口被配置成使用上述一个或更多个通信协议和/或机制与网络或服务器设备自动或半自动地通信存储在本主题***(例如，可选的数据存储单元)中的数据。
输出控制器可以包括用于向用户呈现信息的各种已知显示设备中的任何一种的控制器，无论该用户是人还是机器，无论是本地的还是远程的。如果其中一个显示设备提供视觉信息，则通常可以在逻辑上和/或在物理上将该信息组织为图像元素的阵列。图形用户接口(GUI)控制器可以包括各种已知或未来的软件程序中的任何一种，用于在***和用户之间提供图形输入和输出接口并用于处理用户输入。计算机的功能元件可以通过***总线相互通信。在替代实施例中，这些通信中的一些可以使用网络或其他类型的远程通信来完成。输出管理器也可以根据已知技术，将处理模块生成的信息提供给远程位置的用户，例如，通过因特网、电话或卫星网络。输出管理器的数据表示可以按照各种已知技术来实现。作为部分示例，数据可以包括SQL、HTML或XML文档、电子邮件或其它文件，或其他形式的数据。该数据可以包括因特网URL地址，以便用户可以从远程源检索其他SQL、HTML、XML或其他文档或数据。在本主题***中存在的一个或更多个平台可以是任何类型的已知计算机平台或将来要开发的类型。尽管它们通常属于被称为服务器的一类计算机，但是它们也可以是大型计算机、工作站或其他计算机类型。它们可以通过任何已知或未来类型的电缆或其他通信***(包括无线***)连接，无论是联网的还是其他的。它们可以位于同一地点，也可以在物理上分开。在任意计算机平台上可以采用各种操作***，这可能取决于所选计算机平台的类型和/或结构。合适的操作***包括Windows 10、Windows NT、Windows XP、Windows7、Windows 8、iOS、Sun Solaris、Linux、OS/400、Compaq Tru64 Unix、SGI IRIX、SiemensReliant Unix等。
图6描绘了根据某些实施例的示例计算设备600的通用体系架构。图6所描绘的计算设备600的通用体系架构包括计算机硬件和软件组件的布置。计算设备600可以包括比图6所示的那些更多(或更少)的元件。但是，没有必要显示所有这些通常常规的元素以提供使能的公开。如图所示，计算设备600包括处理单元610、网络接口620、计算机可读介质驱动器630、输入/输出设备接口640、显示器650和输入设备660，所有的这些组件都可以通过通信总线相互通信。网络接口620可以提供与一个或更多个网络或计算***的连接。处理单元610因此可以通过网络从其它计算***或服务接收信息和指令。处理单元610还可以与存储器670通信，并通过输入/输出设备接口640进一步为可选的显示器650提供输出信息。输入/输出设备接口640还可以接收来自可选输入设备660(例如键盘、鼠标、数字笔、麦克风、触摸屏、手势识别***、语音识别***、游戏手柄、加速度计、陀螺仪或其它输入设备)的输入。
存储器670可以包含处理单元610执行以实现一个或更多个实施例的计算机程序指令(在一些实施例中被分组为模块或组件)。存储器670通常包括RAM、ROM和/或其它持久性、辅助性或非暂时性计算机可读介质。存储器670可以储存操作***672，操作***672提供计算机程序指令以供处理单元610在计算设备600的一般管理和操作中使用。存储器670还可以包括用于实现本公开的各个方面的计算机程序指令和其它信息。
计算机可读存储介质
本公开的各个方面还包括具有用于实践本主题方法的指令的非暂时性计算机可读存储介质。可以在一台或更多台计算机上使用计算机可读存储介质，以实现用于实践本文所述方法的***的完全自动化或部分自动化。在某些实施例中，根据本文所述的方法的指令能够以“编程”的形式编码到计算机可读介质上，其中本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向计算机提供指令和数据以供执行和处理的任何非暂时性存储介质。合适的非暂时性存储介质的示例包括软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM、DVD-ROM、蓝光磁盘、固态磁盘和网络附加存储(NAS)，无论这些设备是在计算机内部还是在外部。包含信息的文件能够“存储”在计算机可读介质上，其中“存储”意味着记录信息，以便以后计算机可以访问和检索。能够使用编程来实现本文所述的计算机实现方法，该编程能够使用任意数量的计算机编程语言中的一种或更多种来编写。例如，这些语言包括Java(Sun Microsystems，Inc.，Santa Clara，CA)、Visual Basic(Microsoft Corp.，Redmond，WA)和C++(AT&T Corp.、Bedminster，NJ)以及许多其他语言。
在一些实施例中，感兴趣的计算机可读存储介质包括存储在其上的计算机程序，其中计算机程序在加载到计算机上时包括具有以下算法的指令：用于在第一预定时间间隔使用颗粒分析仪中的光电检测器检测来自光源的光的算法；用于检测指示光源的参数或光电检测器的参数变化的阶跃信号的算法；用于在第二预定时间间隔使用光电检测器检测来自光源的光的算法；用于在第一预定时间间隔和第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分的算法；以及用于基于积分的数据信号确定光电检测器的一个或更多个参数的算法。
在某些实例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在多个预定时间间隔检测来自光源的光的算法。在部分例子中，光源的强度在每个预定时间间隔之后增加。在每个光强度下，光电检测器检测来自光源的光的时间间隔可以变化。在部分例子中，每个时间间隔是相同的。在其他例子中，每个时间间隔是不同的。在这些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在包括多个照射时间间隔的时间段内对来自光电检测器的数据信号进行积分的算法。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号指示来自光源的光强度的变化。在部分例子中，强度的变化是光源光强度的降低。在其他例子中，强度的变化是光源光强度的增加。在其它实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号指示来自光源的光的光谱参数的变化。在部分例子中，光谱参数的变化是光源发出的光的波长的变化。在其他例子中，光谱参数的变化是光源发出的光波长数量的增加。在某些例子中，光波长数量的增加包括光源发射的光谱宽度的增加。在其他例子中，光谱参数的变化是光源发出的光波长数量的减少。在某些例子中，光波长数量的减少包括光源发射的光谱宽度的减少。
在部分例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测来自光源的光脉冲。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测光脉冲的频率相较于在第一预定时间间隔检测到的来自光源的光脉冲的增加。在其它例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测光脉冲的频率相较于在第一预定时间间隔检测到的来自光源的光脉冲的降低。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测阶跃信号的算法，该阶跃信号包括检测来自光源的光的缺失。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于检测指示光电检测器增益变化的阶跃信号的算法。在部分例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益降低。在其他例子中，检测器增益的变化是指光电检测器的检测器增益增加。在某些实施例中，检测器增益的变化由阶跃信号指示，该阶跃信号包括来自光源的光脉冲频率的变化。在其它实施例中，检测器增益的变化由阶跃信号指示，该阶跃信号包括来自光源的光的缺失。
在某些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于在第一预定时间间隔之前，检测来自光源的光之前检测同步信号的算法。在一些实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有预定的脉冲频率的光。在其它实施例中，同步信号包括检测来自光源的具有超过预定的强度阈值的强度的光。在其他实施例中，同步信号包括检测来自光源的处于最大光强度的光。
在一些实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算信号幅值的算法。在部分例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于计算中值信号幅值的算法。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于将计算出的信号幅值与光源的光强度进行比较的算法。在某些例子中，非暂时性计算机可读存储介质包括用于基于一个或更多个计算出的信号幅值以及计算出的信号幅值与光源的光强度之间的比较来确定光电检测器的参数的算法。例如，非暂时性计算机可读存储介质可以包括用于确定检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比或每单位输出的光电子数的算法。非暂时性计算机可读存储介质可以包括用于在光电检测器的工作电压范围内确定检测器参数的算法，例如其中在光电检测器的整个工作电压范围内确定光电检测器的参数。
非暂时性计算机可读存储介质可用于具有显示器和操作员输入设备的一个或更多个计算机***。操作员输入设备可以是，例如键盘、鼠标等。处理模块包括处理器，该处理器可以访问其上存储有用于执行本方法的步骤的指令的存储器。处理模块可以包括操作***、图形用户接口(GUI)控制器、***存储器、存储器存储设备和输入输出控制器、高速缓冲存储器、数据备份单元以及许多其他设备。处理器可以是市售处理器，也可以是现在或将来可用的其他处理器之一。处理器执行操作***，而操作***以众所周知的方式与固件和硬件协作并帮助处理器协调和执行各种计算机程序的功能，这些计算机程序可以用各种编程语言来编写，例如Java、Perl、C++、其他高级语言或低级语言，以及它们的组合。操作***通常与处理器协作，协调并执行计算机的其他部件的功能。操作***通常与处理器合作，协调并执行计算机其他组件的功能。操作***还提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、内存管理以及通信控制和相关服务，所有这些都符合已知技术。
套件
还提供了包含本主题***的一个或更多个部件的套件。根据某些实施例的套件包括一个或更多个光源，例如窄带发光二极管和光电检测器(例如光电倍增管)，其中需要分析光电检测器的一个或更多个参数。套件还可以包括光学调节组件，例如透镜、反射镜、滤光片、光纤、波长分离器、针孔、狭缝、准直协议及其组合。
除了上述部件之外，(在某些实施例中)本主题套件还可以包括用于实践本主题方法的指令。这些指令可以以多种形式存在于本主题套件中，其中的一种或更多种可以存在于套件中。这些指令的一种存在形式可以是在合适的介质或基底上打印信息，例如，在其上打印信息的一张或多张纸，套件包装，包装插页等等。这些指令的另一种存在形式是记录有信息的计算机可读介质，例如软盘、光盘(CD)、便携式闪存驱动器等。这些指令的另一种可能的存在形式是网站地址，可以通过互联网使用该网站地址访问已删除站点上的信息。
实际应用
本主题的方法、***和计算机***可用于需要对光电检测器进行校准或优化的各种应用中，例如在颗粒分析仪中。本主题方法和***还可用于光电检测器，以用于对流体介质(例如生物样本)中样本的颗粒成分进行分析和分选。本公开可用在流式细胞术中以在细胞分选期间提供流式细胞仪，该流式细胞仪具有改进的细胞分选精度、增强的颗粒收集、降低的能耗、颗粒充电效率、更准确的颗粒充电和增强的颗粒偏转能力。在实施例中，本公开减少了在使用流式细胞仪对样本进行分析期间对用户输入或手动调整的需求。在某些实施例中，本主题方法和***提供了全自动方案，使得在使用过程中对流式细胞仪的调整几乎不需要人工输入。
尽管有所附权利要求，但本公开也可以由以下条款定义：
1.一种方法，包括：
在第一预定时间间隔用颗粒分析仪中的光电检测器检测来自光源的光；
用所述光电检测器检测阶跃信号，其中所述阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；
在第二预定时间间隔用所述光电检测器检测来自光源的光；
在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分；和
基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数。
2.根据条款1所述的方法，其中所述光源的参数为来自光源的光强度。
3.根据条款1所述的方法，其中所述光源的参数为来自光源的光谱。
4.根据条款1-3中任一项所述的方法，其中所述光源包括一个或更多个发光二极管。
5.根据条款4所述的方法，其中所述光源包括多个单色发光二极管。
6.根据条款4所述的方法，其中所述光源包括多个多色发光二极管。
7.根据条款1-6中任一项所述的方法，其中检测阶跃信号指示所述光源的光强度的变化。
8.根据条款7所述的方法，其中检测阶跃信号指示所述光源的光强度从第一强度增加到第二强度。
9.根据条款7-8中任一项所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
10.根据条款7-8中任一项所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
11.根据条款7-8中任一项所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
12.根据条款1-6中任一项所述的方法，其中检测阶跃信号指示所述光电检测器的检测器增益从第一检测器增益到第二检测器增益的变化。
13.根据条款12所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
14.根据条款13所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
15.根据条款12所述的方法，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
16.根据条款1-15中任一项所述的方法，其中所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔具有相同的持续时间。
17.根据条款1-16中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述第一预定时间间隔之前检测同步信号。
18.根据条款17所述的方法，其中所述同步信号包括检测来自光源的处于最大光强度的光。
19.根据条款1-18中任一项所述的方法，其中所述方法包括检测被***到所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔中的一个或更多个的数据信号中的标签信号。
20.根据条款19所述的方法，其中所述标签信号包括调频数据信号。
21.根据条款1-20中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述第一预定时间间隔之前将所述光电检测器设置为预定检测器增益。
22.根据条款1-21中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定所述光电检测器的一个或更多个参数，所述一个或更多个参数选自：检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比和每单位输出的光电子数。
23.根据条款1-22中任一项所述的方法，其中在所述光电检测器的工作电压范围内确定所述光电检测器的参数。
24.根据条款23所述的方法，其中在所述光电检测器的整个工作电压范围内确定所述光电检测器的参数。
25.根据条款1-24中任一项所述的方法，还包括基于所确定的参数计算所述光电检测器的最佳检测器增益。
26.根据条款1-25中任一项所述的方法，其中所述光电检测器位于流式细胞仪中。
27.根据条款26所述的方法，其中所述流式细胞仪包括用于在流动流中传播颗粒的流动池。
28.一种颗粒分析仪，包括：
光源；
位于所述颗粒分析仪的壳体中的光检测***，该光检测***包括光电检测器，光电检测器被配置为：
在第一预定时间间隔检测来自光源的光；
检测阶跃信号，其中所述阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；
在第二预定时间间隔检测来自光源的光；和
处理器，其包括可操作耦合到该处理器的存储器，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器：
在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分；和
基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数。
29.根据条款28所述的颗粒分析仪，其中所述颗粒分析仪结合到流式细胞仪中。
30.根据条款28-29中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光源的参数为光源的光强度。
31.根据条款28-29中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光源的参数为光源的光谱。
32.根据条款28-31中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光源包括一个或更多个发光二极管。
33.根据条款32所述的颗粒分析仪，其中所述光源包括多个单色发光二极管。
34.根据条款33所述的颗粒分析仪，其中所述光源包括多个多色发光二极管。
35.根据条款28-34中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号指示所述光源的光强度的变化。
36.根据条款35所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号指示所述光源的光强度从第一强度增加到第二强度。
37.根据条款35-36中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
38.根据条款35-36中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
39.根据条款35-36中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
40.根据条款28-34中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号指示所述光电检测器的检测器增益从第一检测器增益到第二检测器增益的变化。
41.根据条款40所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
42.根据条款41所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
43.根据条款42所述的颗粒分析仪，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
44.根据条款28-43中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔具有相同的持续时间。
45.根据条款28-44中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光电检测器还被配置为在所述第一预定时间间隔之前检测同步信号。
46.根据条款45所述的颗粒分析仪，其中所述同步信号包括检测来自光源的处于最大光强度的光。
47.根据条款28-46中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器检测被***到所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔中的一个或更多个的数据信号中的标签信号。
48.根据条款47所述的颗粒分析仪，其中所述标签信号包括调频数据信号。
49.根据条款28-48中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器在所述第一预定时间间隔之前将所述光电检测器设置为预定检测器增益。
50.根据条款28-49中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器确定所述光电检测器的一个或更多个参数，所述一个或更多个参数选自检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比和每单位输出的光电子数。
51.根据条款28-50中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器在所述光电检测器的工作电压范围内确定所述光电检测器的参数。
52.根据条款51所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器在所述光电检测器的整个工作电压范围内确定所述光电检测器的参数。
53.根据条款28-52中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述处理器执行指令时，使所述处理器基于所确定的参数计算所述光电检测器的最佳检测器增益。
54.根据条款28-53中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光电检测器包括光电倍增管。
55.根据条款28-53中任一项所述的颗粒分析仪，其中所述光电检测器包括雪崩光电二极管。
56.一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括存储在其上的指令，所述指令包括：
在第一预定时间间隔用颗粒分析仪中的光电检测器检测来自光源的光的算法；
用所述光电检测器检测阶跃信号的算法，其中所述阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；
在第二预定时间间隔用所述光电检测器检测来自光源的光的算法；
在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分的算法；和
基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数的算法。
57.根据条款56所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源参数为光源的光强度。
58.根据条款56所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源参数为光源的光谱。
59.根据条款56-58中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源包括一个或更多个发光二极管。
60.根据条款59所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源包括多个单色发光二极管。
61.根据条款59所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述光源包括多个多色发光二极管。
62.根据条款56-61中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号指示所述光源的光强度的变化。
63.根据条款62所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号指示所述光源的光强度从第一强度增加到第二强度。
64.根据条款62-63中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
65.根据条款62-63中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
66.根据条款62-63中任一项所诉的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
67.根据条款56-61中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中检测所述阶跃信号指示所述光电检测器的检测器增益从第一检测器增益到第二检测器增益的变化。
68.根据条款67所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲频率的变化。
69.根据条款67所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光脉冲持续时间的变化。
70.根据条款67所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述阶跃信号包括来自所述光源的光的缺失。
71.根据条款56-70中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔具有相同的持续时间。
72.根据条款56-71中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括用于在所述第一预定时间间隔之前检测同步信号的算法。
73.根据条款62所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述同步信号包括检测来自光源的处于最大光强度的光。
74.根据条款56-73中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括用于检测被***到所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔中的一个或更多个的数据信号中的标签信号的算法。
75.根据条款74所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述标签信号包括调频数据信号。
76.根据条款56-73中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括用于在所述第一预定时间间隔之前将所述光电检测器设置为预定检测器增益的算法。
77.根据条款56-76中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于确定所述光电检测器的一个或更多个参数算法，所述一个或更多个参数选自检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比和每单位输出的光电子数。
78.根据条款56-77中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在所述光电检测器的工作电压范围内确定所述光电检测器的参数的算法。
79.根据条款78所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于在所述光电检测器的整个工作电压范围内确定所述光电检测器的参数的算法。
80.根据条款56-79中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述非暂时性计算机可读存储介质还包括用于基于所确定的参数计算所述光电检测器的最佳检测器增益的算法。
尽管为了便于理解，已经通过说明和示例的方式对前述发明进行了一些详细描述，但对于本领域的普通技术人员来说，在不偏离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以根据本发明的教导很容易地对其做出某些变更和修改。
因此，上述内容仅用来说明本发明的原理。应当理解，本领域技术人员将能够设计出各种布置，尽管未在本文中明确描述或示出，但这些布置体现了本发明的原理并且包括在其精神和范围内。此外，本文引用的所有示例和条件语言主要旨在帮助读者理解本发明的原则以及发明人为促进技术发展而贡献的概念，这些原则和概念并不限于所具体引用的示例和状况。此外，本文所列举的本发明的原则、方面和实施例的所有陈述以及它们的具体实例，旨在包括其结构和功能等同物。此外，这些等同物既包括目前已知的等同物，也包括将来开发的等同物，即开发的任何执行相同功能的元素，而不管其结构如何。此外，本文所披露的任何内容均无意专门向公众开放，无论是否在权利要求中明确引用此类公开。
因此，本发明的范围不限于本文所示和所描述的示例性实施例。相反，本发明的范围和精神体现在所附的权利要求中。在权利要求书中，35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)被明确定义为仅当权利要求书的此类限制的开头使用了确切短语“用于……的装置”或确切短语“用于……步骤”时，才援引权利要求中的限制；如果在权利要求中的限制中没有使用该确切短语，则不援引35U.S.C.§112(f)或35U.S.C.§112(6)条。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
在第一预定时间间隔用颗粒分析仪中的光电检测器检测来自光源的光；
用所述光电检测器检测阶跃信号，其中所述阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；
在第二预定时间间隔用所述光电检测器检测来自光源的光；
在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分；和
基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光源的参数为来自光源的光强度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述光源的参数为来自光源的光谱。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述光源包括一个或更多个发光二极管。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光源包括多个单色发光二极管或多个多色发光二极管。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中检测所述阶跃信号指示来自所述光源的光强度的变化或指示所述光电检测器的检测器增益从第一检测器增益到第二检测器增益的变化。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔具有相同的持续时间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述第一预定时间间隔之前检测同步信号。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述方法包括检测被***到所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔中的一个或更多个的数据信号中的标签信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述标签信号包括调频数据信号。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述第一预定时间间隔之前将所述光电检测器设置为预定检测器增益。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述方法包括确定所述光电检测器的一个或更多个参数，所述一个或更多个参数选自：检测器灵敏度、最小检测阈值、最大检测阈值、检测器灵敏度、检测器动态范围、检测器信噪比和每单位输出的光电子数。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，还包括基于所确定的参数计算所述光电检测器的最佳检测器增益。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述光电检测器位于流式细胞仪中。
15.一种颗粒分析仪，包括：
光源；
位于所述颗粒分析仪的壳体中的光检测***，所述光检测***包括光电检测器，光电检测器被配置为：
在第一预定时间间隔检测来自光源的光；
检测阶跃信号，其中所述阶跃信号指示光源的参数或光电检测器的参数的变化；
在第二预定时间间隔检测来自光源的光；和
处理器，其包括可操作耦合到所述处理器的存储器，其中所述存储器包括存储在其上的指令，当所述指令被所述处理器执行时，使所述处理器：
在所述第一预定时间间隔和所述第二预定时间间隔对来自光电检测器的数据信号进行积分；和
基于积分的数据信号确定所述光电检测器的一个或更多个参数。
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