[发明专利]基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置及方法

权利要求书

1.基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，包括：

光片发生单元，所述光片发生单元将激光光束均匀激发在样本控制单元均匀流动的待测样本，待测样本的二维光散射图像和荧光图像由图像采集单元捕获，交由成像分析单元进行数据分析，实现尺寸鉴别、荧光分析和粒子计数。

2.如权利要求1所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，所述光片发生单元，包括：依次连接的激光器、柱面透镜以及第一物镜；激光器发射圆柱状光束，经过柱面透镜调制光束宽度，然后经过第一物镜进一步聚焦，产生微米级厚度的照明光片。

3.如权利要求1所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，所述样本控制单元，包括：样本流动腔室，所述样本流动腔室内设有待测样本，所述样本流动腔室通过第一细软管与注射器出口连接，所述注射器的活塞柄与注射泵连接，所述注射器向样本流动腔室内注射液体；所述样本流动腔室通过第二细软管与废液杯连接。

4.如权利要求1所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，所述图像采集单元，包括：第二物镜，所述第二物镜与二向色镜连接，所述二向色镜通过第一CMOS探测器与成像分析单元连接，所述二向色镜还通过带通滤光片与第二CMOS探测器连接，所述第二CMOS探测器与成像分析单元连接。

5.如权利要求1所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，所述图像采集单元，具有二维光散射成像和荧光成像两种工作模式，样本被激发后，通过第二物镜捕获分布于空间的散射光和荧光，再经过二向色镜将二维散射光和荧光分开；

在二维光散射成像光路下，被捕获的散射光投射到第一CMOS探测器平面，第一CMOS探测器记录该样本的二维光散射图像；

在荧光成像光路下，捕获的荧光透过带通滤光片，进一步滤除荧光中混合的散射光，最后由第二CMOS探测器记录样本的荧光图像。

6.如权利要求1所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测装置，其特征是，所述成像分析单元，包括Mie光散射模型模拟模块和不同模态图像对应分析模块；所述Mie光散射模型模拟模块，根据Mie光散射理论模型，实现对微粒的二维光散射模拟；所述不同模态图像对应分析模块，将采集到的视频结果拆分为图像帧，根据颗粒的二维光散射图像和荧光图像的对应关系，确定颗粒的种类及其尺寸，并实现颗粒计数。

7.基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测方法，其特征是，包括：

启动光片发生单元中的激光器，激光器发射圆柱状光束，经过柱面透镜调制光束宽度，然后经过第一物镜进一步聚焦，产生照明光片；

照明光片激发样本流动腔室内悬液中的待测样本，来自单个颗粒的散射光分布于三维空间，调整第二物镜与待测样本之间的距离，随后移除带通滤光片，检测两个CMOS成像数据，使得两个CMOS探测器呈现单个微粒的二维光散射图样且成像视野相同；

第二物镜采集设定角度范围内的散射光和荧光，通过二向色镜将散射光与荧光分开，分开后的散射光由第一CMOS探测器采集，记录该样本的二维光散射图样；再加入带通滤光片，分开后的荧光通过带通滤光片再一次滤除散射光的干扰，得到纯净的荧光，纯净的荧光由第二个CMOS探测器采集，记录该样本的荧光图像；

将两个CMOS探测器捕获的二维光散射图样与荧光图像，输入至成像分析单元，进行图像处理和样本识别及计数。

8.如权利要求7所述的基于二维光散射的单颗粒多模态流式成像检测方法，其特征是，所述方法，还包括：

选用截面为方形的毛细玻璃管作为样本流动腔室；毛细玻璃管一端通过细软管连接注射器，另一端通过细软管导入废液杯，承接废液。