CN206546319U - 一种用于流式细胞仪的光检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于流式细胞仪的光检测装置，涉及医疗检测仪器技术领域。本实用新型采用的技术方案是这样的：包括入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路；所述入射光路的主光轴与前向散射光探测光路的主光轴位于同一直线上；侧向散射光探测光路的主光轴与入射光路的主光轴垂直；入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路的交汇处有细胞流动室穿过；且细胞流动的方向与三支光路所在的公共平面垂直。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗检测仪器技术领域，特别是一种用于流式细胞仪的光检测装置。
背景技术
在流式细胞检测***中，液流***可将细胞颗粒排成一条线，经过整形后的光束照射在毛细管中的细胞上，每一个细胞都会有各个方向的散射光。在流式细胞检测中，主要探测前向小角度散射光和90°侧向散射光。
在细胞分子水平上通过激光可对单个细胞或其他生物粒子进行多参数、快速的定量分析。它可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数，具有速度快、精度高、准确性好的优点，是当代最先进的细胞定量分析技术之一。
流式细胞仪中细胞散射光的检测尤为重要，影响着整个仪器的检测精度。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：提供一种能同时准确测量前向散射光与90°侧向散射光的光检测装置。
本实用新型采用的技术方案是这样的：包括入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路；
所述入射光路的主光轴与前向散射光探测光路的主光轴位于同一直线上；
侧向散射光探测光路的主光轴与入射光路的主光轴垂直；
入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路的交汇处有细胞流动室穿过；且细胞流动的方向与三支光路所在的公共平面垂直。
进一步，所述入射光路包括反射镜及第一聚光元件；入射光路的主光轴即为第一聚光元件的主光轴；
所述反射镜的法线与光源出射光方向成45°夹角，且与第一聚光元件的主光轴也成45°夹角。
进一步，前向散射光探测光路包括顺序设置的第二聚光元件、光阑及第一光探测器；所述第二聚光元件的主光轴为前向光探测光路的主光轴；
第二聚光元件的主光轴过光阑最后到达第一光探测器。
进一步，所述第二聚光元件为双凸透镜。
进一步，所述光阑包括通孔以及设置于所述通孔中的遮光部件，所述遮光部件为十字形。
进一步，侧向散射光探测光路包括第三聚光元件及4个探测支路，每一探测支路探测的光的波长不同；第三聚光元件的主光轴为侧向散射光探测光路的主光轴。
进一步，每个探测支路包括顺序设置的滤波元件、聚光元件以及探测器，且滤波元件、探测器均位于聚光元件的主光轴上；不同探测支路中滤波元件过滤的波长范围不同；每个探测支路聚光元件的主光轴为该探测支路的主光轴。
进一步，侧向散射光探测光路包括4个分光元件，4个分光元件的截止波长不同；第一分光元件的法线与侧向散射光探测光路的主光轴成45°夹角；第一分光元件的透射光路与第一探测支路位于同一直线上，其余三个分光元件顺序布设于第一分光元件的反射光路的光轴上，且第一分光元件的反射光路的光轴与其余三个分光元件的法线均成45°夹角；
第二分光元件的反射光路与第二探测支路位于同一直线上；第三分光元件的反射光路与第三探测支路位于同一直线上；第四分光元件的反射光路与第四探测支路位于同一直线上。
进一步，第二探测支路、第三探测支路以及第四探测支路的主光轴均所述公共平面垂直。
进一步，探测支路的聚光元件为平凸透镜；第三聚光元件为非球面镜；分光元件为二向色分光镜。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型造价成本低廉，可用于定位较低的流式细胞仪，维护成本较低，可面向即时测试市场等，可填补国内较低定位市场的空白。
2、本实用新型在检测前向散射光时，使用光阑可挡去不需要的光信号，大大提高了前向散射光的检测精度。
3、本实用新型的侧向散射光探测光路可分别检测不同波长的侧向散射光，且使用三维空间元件排布设计可大大节省空间，为今后***升级提供更大可能性。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是本实用新型一个更具体的实施例的结构示意图。
图3为非球面镜的侧视图。
图4为光阑结构示意图。
图中标记：1为反射镜；2、3为柱透镜；4为毛细管；5为双凸透镜；6为光阑；7为非球面镜；8、11、13、15为二向色分光镜；9、12、14、16为滤波元件；10为平凸透镜。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型一个具体实施例包括：入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路。
所述入射光路的主光轴a与前向散射光探测光路的主光轴b位于同一直线上。
侧向散射光探测光路的主光轴c与入射光路的主光轴a垂直。
入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路的交汇处有细胞流动室穿过；且细胞流动的方向与三支光路所在的公共平面垂直。具体的，细胞流动室为毛细管，细胞在毛细管中流动。
激光经过入射光路打到细胞流动室上，经过散射后射向四面八方，前向散射光探测光路和侧向散射光探测光路分别接收经过细胞散射后的前向小角度散射光FSC及90°侧向散射光SSC。
优选的，侧向散射光探测光路包括第三聚光元件及4个探测支路，每一探测支路探测的光的波长不同；第三聚光元件的主光轴为侧向散射光探测光路的主光轴。SSC经过第三聚光元件后分别由4个探测支路接收。
参见图2，在一个更具体的实施例中，所述入射光路包括反射镜1及第一聚光元件。入射光路的主光轴即为第一聚光元件的主光轴。
所述反射镜1的法线与光源出射光方向成45°夹角，且与第一聚光元件的主光轴也成45°夹角。
这样做，可以将光源放置在反光镜的下方，光源的出射光达到反光镜1上，经过反射，呈90°射向第一聚光元件，光线汇聚后打到毛细管上。优选的，调节第一聚光元件与毛细管的间距，使到达毛细管的光斑符合流式细胞术的光斑尺寸。
第一聚光元件优选采用两个柱透镜2、3，调节柱透镜2的光学参数可以对光斑进行Y轴方向的整形，通过调整柱透镜2的坐标，可以将光斑在Y轴方向的大小进行调整。柱透镜3则可以对光斑进行Z轴方向的整形，通过调整柱透镜3的坐标，可以将光斑在Z轴方向的大小进行调整。调整好柱透镜2与柱透镜3的位置后，可将两者封装为一体，这样有利于产生更加稳定的毛细管入射光斑。
光斑照射在毛细管中，如果毛细管中有细胞通过则会产生细胞的FSC和SSC。
前向散射光探测光路的主光轴为X方向，本实施例中，前向散射光探测光路包括顺序设置的第二聚光元件5、光阑6及第一光探测器；所述第二聚光元件5的主光轴为前向光探测光路的主光轴。
第二聚光元件5的主光轴通过光阑最后到达第一光探测器。
所述第二聚光元件优选为双凸透镜，可以将前向小角度有用光信号聚焦。
光阑中的遮光部件用于遮挡透过第二聚光元件的直透光和细胞流动室的散射光。
因为光线（一般为激光）沿X方向透过毛细管后，会存在三种光：直透光、毛细管散射光和FSC。FSC的强度是远远小于直透光和毛细管散射光的，所以需要设计一种光阑来滤去直透光和毛细管散射光。本实施例通过计算机仿真可预先计算出直透光和毛细管散射光到达某处的光斑大小，根据所计算出的光斑大小来设计光阑中遮光部件的具体尺寸，便可滤去直透光和毛细管散射光，只留下FSC，随后FSC射入光探测器接收面。
如图4所示，本实施例采用的光阑包括通光孔，通光孔中设置有一十字形遮光部件。根据计算机仿真的光斑大小设计十字形遮光部件的两条边的宽度。
在侧向散射光探测光路的主光轴与Y轴平行，使用非球面镜7来实现第三聚光元件的功能，如图3所示，收集细胞侧向散射光SSC，与Y轴平行的SSC光束通过非球面镜后平行射入二向色分光镜8，其可透射的波长部分随后进入与Y轴平行的第一探测支路。
通过调节二向色分光镜8的放置角度，使其法线与侧向散射光探测光路的主光轴成45°，这样经过二向色分光镜8反射后的光路与X轴平行。
二向色分光镜11、13、15顺序布设于二向色分光镜8的反射光路的光轴上，且二向色分光镜8的反射光路的光轴与这三个二向色分光镜的法线均成45°夹角。
二向色分光镜11的反射光路与第二探测支路位于同一直线上，透射光路顺着二向色分光镜8的反射光路的光轴到达二向色分光镜13。二向色分光镜13的反射光路与第三探测支路位于同一直线上，透射光路继续顺着二向色分光镜8的反射光路的光轴到达二向色分光镜15，二向色分光镜15的反射光路与第四探测支路位于同一直线上。
四个二向色分光镜的截止波长不同，因此其可将不同截止波长的光信号一分为二，从而达到分别探测不同波长光信号的目的。
在其他实施例中，还可以使用其他具有分光功能的元件，并不局限于本实施例的二向色分光镜。
本实施例中每个探测支路的构造相同，现以第一探测支路为例进行介绍。其包括顺序设置的滤波元件、聚光元件以及探测器，探测支路聚光元件的主光轴为该探测支路的主光轴。
其中滤波元件9用于滤除除了第一探测支路检测的波长以外的其他波长的光从而得到该探测支路需要的波长的光。滤波元件9、探测器（图中未示出）均位于聚光元件的主光轴上。本实施例中采用的聚光元件为平凸透镜10。经过平凸透镜10之后，光线由平行光束聚焦后到达探测器上。
为了节约平面空间，在又一优选实施例中可以通过调节二向色分光镜11、13、15的倾斜方向，从而使得其反射光路的光轴均与前述的入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路所在的公共平面垂直。这样的设计可支持***升级，如还需要增加第五种甚至更多的波长的探测光路时，并不会扩大整个光检测电路所占用的空间。
本实施例中探测器可以是光电倍增管SPMT或者光电探测器Photo Detector。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，包括：入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路；
所述入射光路的主光轴与前向散射光探测光路的主光轴位于同一直线上；
侧向散射光探测光路的主光轴与入射光路的主光轴垂直；
入射光路、前向散射光探测光路及侧向散射光探测光路的交汇处有细胞流动室穿过；且细胞流动的方向与三支光路所在的公共平面垂直。
2.根据权利要求1所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，所述入射光路包括反射镜及第一聚光元件；入射光路的主光轴即为第一聚光元件的主光轴；
所述反射镜的法线与光源出射光方向成45°夹角，且与第一聚光元件的主光轴也成45°夹角。
3.根据权利要求1所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，前向散射光探测光路包括顺序设置的第二聚光元件、光阑及第一光探测器；所述第二聚光元件的主光轴为前向光探测光路的主光轴；
第二聚光元件的主光轴通过光阑最后到达第一光探测器。
4.根据权利要求3所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，所述第二聚光元件为双凸透镜。
5.根据权利要求3所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，所述光阑包括通孔以及设置于所述通孔中的遮光部件，所述遮光部件为十字形。
6.根据权利要求1所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，侧向散射光探测光路包括第三聚光元件及4个探测支路，每一探测支路探测的光的波长不同；第三聚光元件的主光轴为侧向散射光探测光路的主光轴。
7.根据权利要求6所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，每个探测支路包括顺序设置的滤波元件、聚光元件以及探测器，且滤波元件、探测器均位于聚光元件的主光轴上；不同探测支路中滤波元件过滤的波长范围不同；每个探测支路聚光元件的主光轴为该探测支路的主光轴。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，侧向散射光探测光路包括4个分光元件，4个分光元件的截止波长不同；第一分光元件的法线与侧向散射光探测光路的主光轴成45°夹角；第一分光元件的透射光路与第一探测支路位于同一直线上，其余三个分光元件顺序布设于第一分光元件的反射光路的光轴上，且第一分光元件的反射光路的光轴与其余三个分光元件的法线均成45°夹角；
第二分光元件的反射光路与第二探测支路位于同一直线上；第三分光元件的反射光路与第三探测支路位于同一直线上；第四分光元件的反射光路与第四探测支路位于同一直线上。
9.根据权利要求6所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，第二探测支路、第三探测支路以及第四探测支路的主光轴均所述公共平面垂直。
10.根据权利要求8所述的一种用于流式细胞仪的光检测装置，其特征在于，探测支路的聚光元件为平凸透镜；第三聚光元件为非球面镜；分光元件为二向色分光镜。
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| CN116008157A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-04-25 | 赛雷纳（中国）医疗科技有限公司 | 光路设备及流式细胞仪 |
| CN116908077A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-10-20 | 赛雷纳（中国）医疗科技有限公司 | 一种流式细胞仪及其控制方法 |
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| CN116908077B (zh) * | 2023-09-08 | 2023-11-24 | 赛雷纳（中国）医疗科技有限公司 | 一种流式细胞仪及其控制方法 |
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