[实用新型]微粒扫描仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粒子计数仪，该仪器利用高分辨率扫描仪检测经过浓缩处理的含粒子溶液(或者悬液)，通过对扫描图像进行分析来获得粒子数量和形态信息。此计数仪可检测溶液中的各种微小粒子，特别是细胞的检测。该仪器适用于食品、饮料、水、药品的污染检测领域，也可用于细胞培养研究、发酵工业和环境检测等领域。

背景技术

细胞计数作为一种检测样品中细胞浓度的分析方法广泛应用于科研、生产、环保和卫生领域，对细胞的直接计数包括以下几种方法：显微镜直接观察法、电阻计数法、流式细胞计数法。

显微镜观察具有直观的优点，但是受视野的限制，观察范围非常有限，尽管利用数码照相技术实现了多视野、多次采样，但是依然不能实现对样品的全检测，只能选择样品局部作为代表，而且多视野的重复操作也增加了检测的复杂性。

电阻计数和流式计数可以对样品进行全检测，但是样品量都很小(通常在0.1ml以下)，为了达到精度要求，需要样品中细胞浓度较高，单个样品检测的细胞总数通常在10000以上。而且这两种仪器的造价也非常昂贵，都在二、三十万元甚至100万以上。

通常情况下，食品、药品、水的卫生标准都很高，如：“GB 19298-2003瓶(桶)装饮用水卫生标准”中，菌落总数不超过50个/ml，霉菌和酵母均不超过10个/ml。由于溶液中细胞浓度极低，以上提到的各种设备都无法完成直接检测，目前都采用扩增培养产生菌落的平板计数法。平板计数法结果准确，但是检测时间太长，需要2-4天。这种方法显然无法满足快速生产领域的需求，特别对那些保鲜期短的产品，直接造成巨大的库存压力。

发明内容

显微观察是一种准确的方法，只要能实现快速大范围的观察，就能实现快速准确的检测。

在扫描设备中，应用于文稿、胶片扫描的办公扫描仪，可快速扫描A4幅面(长29.7cm，宽21cm)。而且扫描仪的光学分辨率达到9600dpi，即能分辨1/9600英寸或2.65微米的对象。而且随着相关技术发展，完全可能达到1微米甚至更高的分辨精度。

对于大小在几微米到几十个微米的细胞，我们就可以将细胞液膜当作“文稿”或者“胶片”，进行扫描，获得液膜图像，对图像进行分析，可实现计数。用这种方法计数，要求液膜的厚度与细胞粒度相当，即液膜至少达到100微米，则1毫升溶液形成的液膜面积达到100平方厘米，若以9600dpi或更高分辨率扫描，则获得的数据以及形成的图像是非常巨大的。用目前通常的电脑扫描，扫描需要数十分钟，甚至几个小时，数据分析难度也很大。若能对溶液进行浓缩，减小扫描面积，则可加快检测速度。

因此，本文提出一种新的粒子计数方法：将欲检测的溶液加载到一平台，加载时，尽量将溶液限定在较小的范围内；然后将该溶液进行干燥浓缩处理，使之形成一更薄的膜；再用高分辨率扫描仪对浓缩后的样品膜进行扫描，形成图像；对图像进行分析，实现计数和形态统计。

为实现以上过程，特别设计一种新的扫描仪，该扫描仪除了包括：光源、载物台、光成像系统、光电转换器、电脑及其软件外，还需要一个干燥单元，用于将载物台上的液体进行浓缩。

仪器所使用的光源可以是线光源，它可以逐行扫描照射载物台上欲检测样品所在区域；仪器的光源也可以是均匀的面光源，它可以同时覆盖照射载物台上欲检测样品所在区域。

仪器的光成像系统是相对载物台可移动的，使得欲检测样品区域可连续实现成像。也就是说，载物台可以固定，而光成像系统移动；或者光成像系统固定而载物台移动。

仪器所用光源可以是白光或其他可见光，光成像系统接收的光可以是光源照射样品后的反射光，也可以是光源照射样品的透射光。即光源和光成像系统可以在载物台的同侧，进行反射扫描；光源和成像系统也可以分布在载物台的两侧，进行透射式扫描。

仪器的光源也可以是用于激发待检测样品产生荧光的紫外光或者特定波长可见光。这种情况下，光成像系统同样可以与光源在载物台的同侧或两侧，即进行反射式扫描或透射式扫描。

在进行透射式扫描时，载物台应该是透明的，而且在用到紫外光源时，载物台还应该是能透射紫外线的石英玻璃或特定树脂。

仪器的光成像系统至少包括一个透镜，它也可以附加若干用于导光的反射镜，也可附加若干缩放透镜，以提高系统的分辨率。

仪器的干燥单元可以是与载物台直接接触的电热器件，或者载物台本身就是一个电热器件；干燥单元也可以是一个热吹风，利用干燥的空气对样品溶液进行干燥；干燥单元还可以是热辐射灯，特别是红外加热灯；干燥单元也可以是以上3种加热方式的组合。