[发明专利]用于流式细胞术的轴向光损失传感器系统

说明书

相关申请的交叉引用

按照美国法典第35篇第119条(e)款，本申请要求2011年4月26日提交的美国临时专利申请序列号61/479,244的申请日的优先权；所述申请的公开内容通过引用并入本文。

介绍

流式细胞仪是用于对悬浮在一股流体中的微观颗粒进行计数、检查以及分选的强大工具。在流式细胞仪中，从来自由聚焦激光射束所激发的细胞和其它小颗粒的荧光和/或散射光得到信号。具体来说，光散射广泛用于对在调查中的颗粒的尺寸、折射率以及复杂性进行表征。例如，前向散射(FSC)，即在几乎平行于激发激光传播的方向(例如，约1°至约20°)上的由颗粒所散射的光，与颗粒的尺寸近似地成比例。例如，侧向散射(SSC)，即与激光传播成约90°被散射的光，与颗粒的内部结构有关。在流式细胞术应用中经常使用的另一个参数是轴向光损失(ALL)或消光，其被测量为由于受颗粒的散射和吸收，激光功率沿其传播方向的减小。

在所谓的点图中的SSC和FSC的组合提供将颗粒细胞(粒细胞)与单细胞核细胞(淋巴细胞和单核细胞)区分开的强大工具，在所述点图中，针对每个颗粒绘示出前向散射相对侧向散射的强度。SSC和FSC二者是“零背景”信号，意思是在没有散射中心时，很少的光撞击在被定位以检测这些信号的光检测器上。SSC和FSC因此广泛用于商业流式细胞仪仪器中。然而，由于不完全的溶解/洗涤周期或可能遇到的某些细胞生理机能，在样品中经常存在大量的细胞碎片。所述碎片经常阻止使用SSC-FSC点图对白细胞(WBC)的清晰表征。参见图1。

在20世纪80年代后期，曾提议用轴向光损失来代替FSC以用于白细胞(WBC)与碎片的分离(参见Stewart,C.C.等，Cytometry10，第426页，1989)。如图2中所示，在流式细胞仪中所使用的聚焦激光射束在远场中快速地发散。为监测沿激光传播方向的轴向光损失，将针孔掩膜放置在激光射束路径中，以使得仅沿光轴传播的光被放置在所述针孔后面的光检测器检测到。使用专门设计的流式细胞仪，Stewart等使用不同类型的溶解/洗涤的和溶解/未洗涤的血样、用ALL演示WBC与碎片的清晰分离。然而，由于专用仪器构造，这种途径在商业仪器中的复制是困难并且昂贵的(参见Steinkamp,JA.Cytometry4，第83页，1983)。

将WBC与碎片区别开的另一种途径是对存在于所有WBC中而不是碎片中的CD45标记染色。CD45+细胞的识别提供WBC与碎片的清晰划分。然而，染色法测定比散射图测定更加昂贵并且费时。因此，FSC和SSC依然是在大多数流式细胞术应用中用于将WBC与碎片区分开的主导工具。

概述

本发明的方面提供用于轴向光损失(ALL)的测量的简单实现方式，其中，这种实现方式与SSC结合允许流式细胞术应用中WBC与碎片的改进的分离。本发明的实施方案在对被广泛接受的使用FSC和SSC的流式细胞术实验方案的影响最小的情况下实施简单的ALL。例如，与采用常规针孔掩膜的那些系统相比，本发明的实施方案在测量ALL中提供提高的分辨率。

在一个实施方案中，双狭缝光掩膜代替常规针孔光掩膜被放置在轴向光损失光检测器的前面。因为在远场处的激光强度分布是在焦点处的那个强度的傅里叶变换，通过双狭缝的光因此源自具有图5中的曲线501所指示的强度图样的聚焦激光射束的一部分。所述图样类似于基于杨氏双狭缝实验的信号。与图5中的曲线501相反，曲线501指示激光射束在与单狭缝(类似于在常规ALL检测器中所使用的那些)相匹配的焦点处的强度分布。与常规针孔掩膜相比，双狭缝掩膜提供在焦斑处的更精细的分辨率。

在本发明的一个实现方式中，并行电线连接并且彼此机械分离的两个矩形光电二极管被用于FSC检测。通过介于两个FSC光电二极管之间的间隙的激光由双狭缝遮蔽。通过所述掩膜的光然后撞击在ALL检测器上。

当基于本发明的所得的未洗涤白细胞(WBC)的SSC-ALL点图与在相同条件下使用常规针孔掩膜所获得的类似的点图相比时，很显然：从双狭缝掩膜所获得的结果提供WBC亚群的最佳分辨率。

附图简述

并入本文的附图形成本说明书的一部分。与本书面说明一起，所述附图进一步用于解释具有根据本发明的轴向光损失传感器系统的流式细胞仪的原理，并且使得相关领域中的技术人员能够对所述流式细胞仪进行制造和使用。

图1是示出使用前向散射对比侧向散射的细胞表征的点图。

图2是示出使用针孔掩膜对流体流进行激光照射以及所得到的发散射束的示意图。

图3示出流式细胞仪系统的示意图。