[实用新型]基于微流体透镜的流式细胞仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成型光学器件，属于一种流式细胞仪，尤其是应用焦距与焦斑动态可调的微流体透镜的流式细胞仪。

背景技术

流式细胞仪由于其可移植性、小尺寸、方便处理以及大规模生产潜在的成本控制等有点，在生物医学领域有着巨大的发展潜力。目前流式细胞仪上大多使用光纤或者波导将光束聚焦至检测区域。然而这种做法只有较小的数值孔径，影响检测的准确性，并且这种设计方案在一定程度上影响了“芯片实验室”的集成。J.Godin等人将一个微流体透镜集成在流式细胞仪中(Jessica Godin；Victor Lien；and Yu-Hwa Lo,Demonstration of two-dimensional fluidic lens for integration into microfluidic flow cytometers,APPLIED PHYSICS LETTERS 89,061106(2006)；即Jessica Godin；Victor Lien；和Yu-Hwa Lo,用于集成微流体流式细胞仪的二维流体透镜实例,应用物理学报89,061106(2006))，提供了一种简单、紧密、耗费少的片上检测系统。然而该系统以及大部分系统只能提供一个固定大小的焦斑，在对不同种类(大小)细胞检测时，精确度不高。

发明内容

为了克服已有流式细胞仪的动态检测能力较弱、适用性较差的不足，本实用新型提供一种动态检测能力较强、适用性良好的基于微流体透镜的流式细胞仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于微流体透镜的流式细胞仪，包括细胞通道和波导，所述流式细胞仪还包括微流体透镜，所述细胞通道和波导之间布置所述微流体透镜；所述流体微透镜包括微腔、芯层流道、包层流道和出口流道，所述包层流道和所述微腔的进口的周围一圈均连通，所述芯层流道与芯层入口连通，所述芯层入口的内径比所述微腔的内径小，且所述芯层入口与所述微腔在同一根轴线上，所述芯层入口的出口处与所述包层流道连通且正对所述微腔的进口，所述微腔的出口与所述出口流道连通。

进一步，所述包层流道含2个流道，通过圆角设计将芯层包裹，且所述包层流道与所述微腔的轴线呈相互垂直布置。

再进一步，所述流体微透镜与细胞通道之间的距离为150～250μm，该范围内，焦斑以及焦距都有良好的动态调节能力。

本实用新型的技术构思为：渐变折射率流体微透镜(L-GRIN)基于不同折射率层流的扩散和对流原理工作，而不是依赖于固定的液-液曲面，因此不需要高层流速度，并且微透镜是通过动态调节流体条件，而非改变微透镜表面曲率来实现折射率渐变，因此其光学特性可以实时调节。从原理上，本实用新型能够通过2个包层流道流速以及溶液质量分数的调节，从而对光束的光斑以及焦距在2个维度上实现了动态调节。

本实用新型的有益效果主要表现在：增强流式细胞仪的集成度，根据检测需求动态调整焦距、焦斑，以达到更精确检测目的。

附图说明

图1是本实用新型将微流体透镜用于流式细胞仪光检测系统的整体结构示意图。

图2即图1中的L-GRIN结构示意图。

图3是本实用新型腔体示意图，图中标识了等效芯层入口以及包层入口。

图4是特定流速下的腔内折射率分布图。

图5是图4下折射率分布的聚焦图。

图6是相同流速条件下，不同溶液质量分数下的聚焦图。

图7是相同溶液质量分数下，不同流速情况焦斑大小图。

图8是不同流速下(即不同焦斑大小时)，在200μm处聚焦所对应的溶液质量分数图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1和图2，一种基于微流体透镜的流式细胞仪，包括细胞通道6和波导7，所述流式细胞仪还包括微流体透镜8，所述细胞通道6和波导7之间布置所述微流体透镜8；所述流体微透镜8包括微腔、芯层流道、包层流道和出口流道，所述包层流道和所述微腔的进口的周围一圈均连通，所述芯层流道与芯层入口连通，所述芯层入口的内径比所述微腔的内径小，且所述芯层入口与所述微腔在同一根轴线上，所述芯层入口的出口处与所述包层流道连通且正对所述微腔的进口，所述微腔的出口与所述出口流道连通。

进一步，所述包层流道含2个流道，通过圆角设计将芯层包裹，且所述包层流道与所述微腔的轴线呈相互垂直布置。