[发明专利]基于全光纤光路的流式细胞仪

说明书

本发明提供的是一种基于全光纤光路的流式细胞仪。其特征是：它由流体控制系统、光源、流动池、激发光传输光纤、光纤固定块、密封胶圈、散射光接收光纤、光纤波分复用器、光电探测器组成。所述系统中：流体控制系统将样品注入流动池，形成单细胞流，激发光传输光纤将光束从光源引出，传输并照射于单细胞流上，前向散射光由前向散射光接收光纤收集，输入到光电探测器，侧向散射光由侧向散射光接收光纤收集传输，经过光纤波分复用器，将不同波长的信号光分开后分别传输至不同的光电探测器检测。本发明可用于细胞的自动检测和分析。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于全光纤光路的流式细胞仪，可用于细胞自动分析，属于细胞检测及分析技术领域。

(二)背景技术

流式细胞术是一种细胞分析技术，它在20世纪50年代首次被用于测量细胞体积，可在细胞随快速流动的流体直线通过观察孔时进行检测。在流式细胞仪中，溶液中的细胞以每秒10,000个细胞(或更多)的速度通过仪器的激光束，进而对细胞进行检测。如今的流式细胞仪具有更多的可检测荧光参数(从1或2 至最多30个左右)，可同时测量同一个细胞上的所有这些参数。流式细胞术速度快且具有单细胞水平检测能力，可为细胞生物学家提供统计学功能，能够快速分析和表征数百万个细胞。

流式细胞仪主要由流体系统、光学系统和光电处理系统三个部分组成。流体系统是流式细胞仪的命脉。它负责将核心流中的细胞以单列的形式对齐，并将其传递到检测点以进行数据收集。如果样品进样不一致和细胞对齐不正确，则会导致很大的数据扩散，从而降低数据的可信度。传统的流体系统主要采用喷嘴 (也叫流体室)喷射出由鞘液和样品流一起组成的单细胞流，然后空间激光照射在单细胞流上，通过对前向散射光、侧向散射光的收集和分光，再经由光电探测系统处理分析，得到细胞的统计学数据。

传统的流式细胞仪采用空间光路，其对光路的稳定性要求高，需要对光路进行精密调节，并且光学元件受震动、温度、湿度等外界环境的干扰大。并且，这些空间光学元件的体积大，组装方式不够灵活。更为重要的是，传统的空间光路系统采用的是显微物镜作为收光介质，物镜的体积较大，这限制了物镜的使用数量和光路集成。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全光纤光路的流式细胞仪。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于全光纤光路的流式细胞仪。如图1，它由流体控制系统1、光源3、流动池2、激发光传输光纤4、光纤固定块5、密封胶圈6、散射光接收光纤 7-1/7-2、光纤波分复用器9、光电探测器8-1/8-2/8-3组成。所述系统中：(1)光纤固定块5的中间有微孔，流动池2可穿过微孔；(2)光纤固定块的四周有微孔，用于固定激发光传输光纤和散射光接收光纤，并且所固定光纤的纤端均正对于流动池的中心；(3)密封胶圈6用于密封光纤固定块5与流动池2间的间隙，保证间隙内干燥，防止光纤端霉化；(4)散射光接收光纤包含前向散射光接收光纤7-1和侧向散射光接收光纤7-2，前向散射光接收光纤7-1和激发光传输光纤4共线固定于光纤固定块5上，侧向散射光接收光纤7-2和激发光传输光纤4呈90度固定于光纤固定块5上；(5)流体控制系统1将样品注入流动池，形成单细胞流 10，激发光传输光纤4将光束从光源3引出，传输并照射于单细胞流10上，前向散射光由前向散射光接收光纤7-1收集，输入到光电探测器8-1，侧向散射光由侧向散射光接收光纤7-2收集传输，经过光纤波分复用器9，将不同波长的信号光分开后分别传输至不同的光电探测器8-2/8-3检测。

如图3所示，为了实现光源能量高效耦合进光纤，在激发光传输光纤4 的输入端可以使用自聚焦透镜12实现模场匹配。

如图4所示，为了实现光源能量高效耦合进光纤，也可以通过热扩散技术在光纤端直接制备光纤内的模场转换透镜4-1，实现光源3输出向激发光传输光纤4内的高效耦合。

为了使激发光束和流动池2内的单细胞流10有效相互作用，需要对激发光传输光纤4输出的光束进行整形，使输出的光束为准直的椭圆光束。整形的方法可以有两种：