[发明专利]一种用于微粒分析的自动化装置及方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及用于微粒分析的装置及方法。特别地，本发明涉及一种应用流式细胞分析技术，用于微粒分析的自动化装置及方法。

二、背景技术：

流式细胞分析技术(Flow Cytometry)应用流体动力学聚焦原理，使待分析的微粒排成一条线，逐个地流过聚焦的光检测区，被微粒散射的光和被激发出的荧光被多个探测器检测，经过信号处理和信息处理，实现针对目标物的分类和计数。

流式细胞分析技术被广泛地应用于各种微粒的分析。这里，微粒指人或其他动物、植物的各种细胞和各种人造微球，如有机材料或无机材料制成的微球，这些微球携带或包被标记物(如抗体或染料等)，用于特异性地识别和结合溶于人或其他动物的血清、体液中的各种生物分子，如蛋白质、抗原、核酸等，这些可溶性的生物分子是临床诊断的重要分析目标。

现在，流式细胞分析技术在实践中被广泛用于科研和临床诊断。如五分类血液分析仪可分析白细胞中的五大类细胞。结合各种抗体，流式细胞仪可分析携带特定抗原的特异性细胞，如淋巴细胞的各亚群和造血干细胞等。结合特异性染料，流式细胞术可分析核酸及特异性红细胞和血小板，如网织红细胞和有核红细胞等。近年来，流式细胞分析技术还被发展用于各种可溶性分子的分析，即液相芯片技术，其结合微球和标记物的技术，可用于核酸和肿瘤标志物等生物分子的高通量检测。

在临床诊断中，白细胞五分类分析是常用的检验项目，用于筛查病人感染细菌或病毒的情况。但淋巴细胞的亚群分析则能更深入地揭示人体免疫系统的病情，如相对或绝对计数淋巴细胞中T、B、NK各细胞亚群以及T淋巴细胞中的Helper和Suppressor亚类，对诊断和治疗人体免疫系统的疾病有重要的参考意义。

通常，淋巴细胞的亚群分析是用流式细胞仪检测的。由于装备了多种激光和探测器，流式细胞仪的功能十分强大，可用于分析很多种目标物；但常用的流式细胞仪在使用中也有许多不足之处：

a.分析测试前，样品的前处理通常十分繁复，往往是手工进行的，不仅耗时多，而且对操作者的技术要求较高，因此现在流式细胞仪主要用于科学研究和小批量的临床检验。若要进行大批量的样本分析，需要另外购置专门的样品前处理设备。

b.在流式细胞分析中，特异性抗体被广泛采用，用于识别特异性的细胞，如T淋巴细胞中的Helper和Suppressor亚类。但在精确的定量分析中，为了达到最佳的信噪比，抗体与待标记细胞的比例有一个最优的范围，如在分析T淋巴细胞亚类时，在加入的抗体数量一定时，要求白细胞的绝对浓度小于10*10e9/L，最优浓度为5*10e9/L；若超出这个最优的比例范围，需要对样本进行稀释，否则会对待测细胞的精确定量分析产生影响。因此，在用抗体标记细胞之前，需要人工或在血液分析仪上对待测细胞进行绝对浓度检测，以此计算出对样本进行稀释的倍数或需要使用的最优的抗体数量。

流式细胞分析中的上述问题，不仅针对淋巴细胞的亚群分析，也适用于其他细胞和生物样本的分析。

三、发明内容：

本发明的目的是为克服流式细胞分析中样品的前处理对人工和时间的消耗，以及需要额外的人工或自动化分析仪对待测细胞进行绝对浓度(个数/升)检测的问题，本发明提出了一种用于微粒分析的装置和方法，能够自动化地进行样品的前处理和分析，而且能够自适应地确定标记物与待标记物的最优比例。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明的装置包括样本前处理系统和流式细胞分析系统。样本前处理系统能够根据需要完成自动化的样本标记，而且能够完成自动化的全血样本的溶血和样本与试剂的反应。本发明的装置中的流式细胞分析系统包含流路子系统、光学子系统、信号处理子系统和信息处理子系统等，能够实现多个角度的散射光和多色荧光的测量。基于测量的多种信息，应用智能的信息处理和识别技术，完成针对目标物的分类和计数。在流路子系统中采用精密注射器等手段对参与反应的样本和试剂的用量，以及每次分析的量进行精确计量，因此流式细胞分析系统除了可以获得各种待测目标物的比例和计数的信息；还可根据参与反应的样本和试剂的用量以及每次分析的量，计算出某类待测目标物的绝对浓度(个数/升)。

为适应不同的检测种类和样本数量，本发明的装置中的样本前处理系统包含多个部件，包括溶血和细胞分类反应池、标记物贮存池、标记反应池、样本吸取针装置、标记物吸取针装置和样本进样位置。本发明的装置采用标准的微量离心管来贮存标记物。

为适应不同的检测种类和样本数量，本发明的装置可根据需要，灵活地设定不同的工作模式：