專利名稱：熒光檢測(cè)系統(tǒng)和細(xì)胞分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粒子分析領(lǐng)域，尤其涉及粒子分析中用于收集熒光的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療和生物領(lǐng)域，通常采用流式細(xì)胞分析儀來(lái)統(tǒng)計(jì)和分析細(xì)胞、DNA、蛋白和各種酶等微小粒子，流式細(xì)胞分析及流式細(xì)胞術(shù)，是一種在功能水平上對(duì)單細(xì)胞或其他生物粒子進(jìn)行定量分析和分選的檢測(cè)手段，可以高速分析成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，并能同時(shí)從一個(gè)細(xì)胞中測(cè)得多個(gè)參數(shù)。流式細(xì)胞分析儀將待檢測(cè)粒子采用熒光試劑進(jìn)行染色，使粒子裹挾在鞘液中形成樣本流經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)，對(duì)流過(guò)檢測(cè)區(qū)的待檢測(cè)粒子照射激光，不同種類的待檢測(cè)粒子發(fā)出不同波長(zhǎng)的熒光，采用光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)收集這些熒光，用熒光作為識(shí)別來(lái)統(tǒng)計(jì)和分析不同種類的粒子。因此，光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)收集到這些熒光后，需要將熒光分成不同的感興趣波長(zhǎng)。目前通常采用二色鏡和濾波片來(lái)區(qū)分不同的熒光波長(zhǎng)，其工作過(guò)程如圖1所示:激光束經(jīng)過(guò)整形后照射到樣本流上，依次通過(guò)檢測(cè)區(qū)10的粒子M在激光束的照射下產(chǎn)生微弱的熒光，通過(guò)熒光檢測(cè)系統(tǒng)11收集和檢測(cè)熒光，首先通過(guò)物鏡111收集熒光，然后經(jīng)過(guò)二色鏡112a、113a和帶通濾光片112b、113b和114b對(duì)熒光進(jìn)行按波長(zhǎng)區(qū)域劃分，再通過(guò)PMT (光電倍增管)112c、113c和114c收集各波長(zhǎng)的熒光信號(hào)。因?yàn)椴煌瑹晒鈱?duì)應(yīng)波長(zhǎng)不同，為了檢測(cè)準(zhǔn)確性一般對(duì)二色鏡、帶通濾光片的鍍膜參數(shù)要求很高，比如一般要達(dá)到0D5級(jí)以上的窄帶濾光片(比如510 535nm)，需要多層鍍膜才能符合要求，所以流式中用到的濾光片鍍膜難度大、成本高，而且濾光片批次之間參數(shù)存在差異，這會(huì)對(duì)儀器的一致性、準(zhǔn)確性帶來(lái)較大影響；此外，采用這種濾光片、二色鏡組合的方式來(lái)收集各通道熒光信號(hào)，一旦濾光片、二色鏡組合固定，就無(wú)法更換濾光片，粒子所發(fā)出的熒光波段就不能調(diào)整，對(duì)于更高需求的用戶來(lái)說(shuō)缺少靈活性，用戶不能隨意選擇感興趣的熒光波段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是，提供一種熒光檢測(cè)系統(tǒng)和細(xì)胞分析儀，可將收集的熒光信號(hào)劃分出不同波長(zhǎng)的熒光，并且在熒光波段發(fā)生變化時(shí)，不需要變更熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種熒光檢測(cè)系統(tǒng)，用于流式細(xì)胞分析儀中對(duì)經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)的粒子經(jīng)激光照射后發(fā)出的熒光進(jìn)行收集，所述熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括:熒光收集物鏡，其具有入射面和出射面，所述入射面面向發(fā)出熒光的區(qū)域，所述出射面出射經(jīng)熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光；分光鏡，用于將入射的混合熒光按照波長(zhǎng)劃分，并出射不同熒光波長(zhǎng)的平行光；所述分光鏡包括第一對(duì)雙棱鏡組合，所述第一對(duì)雙棱鏡組合包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡包括第一入射面和第一出射面，所述第一入射面位于熒光收集物鏡出射的平行光的光路上，熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光入射到第一入射面，所述第二棱鏡包括第二入射面和第二出射面，所述第二出射面與所述熒光收集物鏡的光軸垂直，所述第一棱鏡被布置為使入射的平行光經(jīng)過(guò)第一棱鏡和第二棱鏡折射后劃分成若干組與所述入射的平行光平行的不同熒光波長(zhǎng)的平行光從第二出射面出射；探測(cè)器組，包括若干探測(cè)器，所述探測(cè)器包括光敏面，所述探測(cè)器對(duì)應(yīng)棱鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置，所述探測(cè)器用于接收熒光信號(hào)，并將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；熒光傳輸通道，包括若干子通道，所述子通道對(duì)應(yīng)分光鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置，所述子通道包括熒光射入口和熒光射出口，所述熒光射入口位于分光鏡出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光的光路上，所述熒光射出口設(shè)置在對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的光敏面前方。本發(fā)明還提供一種細(xì)胞分析儀，包括:激光發(fā)射源；流動(dòng)室，所述流動(dòng)室包括供樣本流流過(guò)的檢測(cè)區(qū)，所述激光發(fā)射源發(fā)出的激光束照射到檢測(cè)區(qū)；和上述的熒光檢測(cè)系統(tǒng)，所述熒光收集物鏡的入射面緊貼所述流動(dòng)室的外壁。當(dāng)一束包含各個(gè)波長(zhǎng)的熒光信號(hào)通過(guò)本發(fā)明的分光鏡后出射，各波長(zhǎng)的熒光將按空間依次排列開(kāi)，實(shí)現(xiàn)了平行光進(jìn)平行光出的分光功能，不需要改變分光鏡的結(jié)構(gòu)就能達(dá)到改變各通道熒光信號(hào)波段的效果，可靈活適應(yīng)用戶對(duì)波段的需求，而且方便后續(xù)各通道熒光的收集，熒光檢測(cè)系統(tǒng)的熒光通道數(shù)目也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活調(diào)整，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，相比濾光片組的結(jié)構(gòu)具有更好的成本優(yōu)勢(shì)、工藝性和一致性。


圖1為一種用于流式細(xì)胞儀的熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種流式細(xì)胞儀熒光檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種具體實(shí)例中熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為入射角和折射角的關(guān)系示意圖；圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例中兩個(gè)棱鏡的位置不意圖；圖7為本發(fā)明另一種具體實(shí)例中突光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；圖8為本發(fā)明一種具體實(shí)例中熒光收集物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明另一種具體實(shí)例中熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。首先對(duì)棱鏡進(jìn)行解釋，棱鏡泛指一種由兩兩相交但彼此均不平行的平面圍成的透明物體，光線從一個(gè)面入射從另外一個(gè)面出射，入射面和出射面之間具有一定的角度，而棱邊可以不限于三個(gè)，比如截掉一個(gè)角就成為四條邊等。本發(fā)明的核心是提出一種采用雙棱鏡來(lái)分光的熒光檢測(cè)系統(tǒng)，該熒光檢測(cè)系統(tǒng)利用了棱鏡材料對(duì)0.5 0.9 μ m光波長(zhǎng)具有色散分光功能，同時(shí)采用雙棱鏡的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了平行光輸入平行光輸出并使光束的光斑被倍增放大。當(dāng)一束包含各個(gè)波長(zhǎng)的熒光信號(hào)通過(guò)該熒光檢測(cè)系統(tǒng)出射后，各波長(zhǎng)的熒光將按空間依次排列開(kāi)，然后在需要收集的波長(zhǎng)位置依次放上熒光傳輸裝置，將各通道的熒光信號(hào)傳送到各自的探測(cè)器。下面以該熒光檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于細(xì)胞分析儀為例進(jìn)行說(shuō)明，但并不局限于在細(xì)胞分析儀中的應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的熒光檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可將本發(fā)明還可用于類似有熒光分光、檢測(cè)需求的領(lǐng)域。請(qǐng)參考圖2，細(xì)胞分析儀包括流動(dòng)室20、激光發(fā)射源22和熒光檢測(cè)系統(tǒng)23，貫穿流動(dòng)室20設(shè)有小孔21，激光發(fā)射源22將激光進(jìn)行整形后照射到流動(dòng)室20的檢測(cè)區(qū)，待檢測(cè)粒子由鞘液裹挾著形成樣本流以一定速度流過(guò)小孔21的檢測(cè)區(qū)，小孔21的尺寸設(shè)置使得粒子單個(gè)或單層通過(guò)，以便接受激光的照射。粒子被事先染色，粒子在經(jīng)激光照射后發(fā)出熒光，熒光檢測(cè)系統(tǒng)23用于收集并檢測(cè)這些熒光，熒光檢測(cè)系統(tǒng)23的檢測(cè)結(jié)果送到分析裝置24，分析裝置24對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，例如統(tǒng)計(jì)各種粒子的數(shù)量、統(tǒng)計(jì)各種粒子的分布圖等。在一實(shí)施例中，熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，包括熒光收集物鏡31、分光鏡32、熒光傳輸通道30和探測(cè)器組36。熒光收集物鏡31具有入射面和出射面，所述入射面面向發(fā)出熒光的區(qū)域，所述出射面出射經(jīng)熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光。為了更好的收集熒光，熒光收集物鏡31的入射面靠近所述流動(dòng)室的外壁，例如緊貼流動(dòng)室的外壁或與流動(dòng)室的外壁之間只有很小間距。分光鏡用于將入射的混合熒光按照波長(zhǎng)劃分，并出射不同熒光波長(zhǎng)的平行光。熒光傳輸通道30用于將分光鏡32出射的平行光耦合到探測(cè)器組36，探測(cè)器組36用于將感應(yīng)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)并傳輸給后續(xù)的分析裝置。在一種具體實(shí)例中，分光鏡32包括第一對(duì)雙棱鏡組合，第一對(duì)雙棱鏡組合包括第一棱鏡321和第二棱鏡322，所述第一棱鏡321包括第一入射面321a和第一出射面321b，所述第一入射面321a位于突光收集物鏡31出射的平行光31a的光路上,第二棱鏡322包括第二入射面322a和第二出射面322b，所述第一棱鏡321和第二棱鏡322被布置為使入射的平行光經(jīng)過(guò)第一棱鏡321和第二棱鏡322折射后從第二出射面322b出射，出射的光被劃分成若干組不同熒光波長(zhǎng)的平行光32a，這些不同熒光波長(zhǎng)的平行光32a與入射到第一棱鏡321的平行光31a平行，從而使分光鏡32將入射的混合熒光劃分成若干組不同波長(zhǎng)的熒光出射。對(duì)應(yīng)于分光鏡32出射的不同的突光波長(zhǎng),突光傳輸通道和探測(cè)器組也劃分成若干通道。熒光傳輸通道30包括若干子通道，每一子通道對(duì)應(yīng)分光鏡劃分出的一段一段的熒光波長(zhǎng)段而設(shè)置，每一子通道包括突光射入口和突光射出口，所述突光射入口位于分光鏡出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光32a的光路上，所述熒光射出口設(shè)置在對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的光敏面前方。探測(cè)器組36也包括若干探測(cè)器，每個(gè)探測(cè)器對(duì)應(yīng)分光鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置，探測(cè)器的光敏面設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的子通道的熒光射出口出射的光的光路上。分光鏡32中的第一棱鏡321和第二棱鏡322的材質(zhì)對(duì)0.5-0.9 μ m的光波長(zhǎng)具有色散分光功能，棱鏡的阿貝數(shù)小，光譜經(jīng)棱鏡按波長(zhǎng)分離的尺度越大，為獲得比較好的分光效果，第一棱鏡和第二棱鏡的材質(zhì)可選擇色散率小于30的材質(zhì),在一種具體實(shí)例中，第一棱鏡和第二棱鏡的材質(zhì)選擇折射率為1.78，阿貝數(shù)為25.76的材質(zhì)，例如ZF13玻璃。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到還可以采用其他玻璃或樹(shù)脂材質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)
0.5-0.9 μ m的熒光的分光功能。在一種具體實(shí)例中，第一棱鏡321和第二棱鏡322的位置設(shè)置如圖4所示，其放置方法和放置位置如下:米用頂角相同的兩個(gè)棱鏡，即第一入射面321a和第一出射面321b的夾角a2與第二入射面322a和第二出射面322b的夾角al相等，且都為銳角，第一出射面與第二入射面的夾角也為銳角，第二出射面322b的棱邊垂直于熒光收集物鏡31的光軸，即第二出射面322b與所述熒光收集物鏡31的光軸垂直，本實(shí)施例中，入射平行光31a與熒光收集物鏡31的光軸平行，這種垂直設(shè)計(jì)使棱鏡容易安裝并方便熒光的檢測(cè)。在如圖4所不的實(shí)施例中，第一棱鏡321和第二棱鏡322為直角棱鏡,第一棱鏡321和第二棱鏡322的出射面的棱邊都為直角棱邊。首先將第二出射面322b的棱邊垂直于熒光收集物鏡31的光軸，第二棱鏡322的頂角朝上，將第二棱鏡322的位置固定，使第一棱鏡321的位置低于第二棱鏡322的位置,且使第一棱鏡321的頂角朝下,移動(dòng)和繞第一棱鏡321的頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)第一棱鏡321，使第一棱鏡321的第一出射面321b的棱邊中點(diǎn)和第二入射面322a的棱邊中點(diǎn)的距離、以及第一出射面321b的棱邊與入射平行光31a的垂直線的夾角a滿足一定的條件。本實(shí)施例中，第一棱鏡的角al和第二棱鏡的角a2都等于29.52度，夾角a等于34.5度。請(qǐng)參考圖5和6說(shuō)明如何設(shè)置第一棱鏡321的位置。如圖5所不，設(shè)入射角度為I，透射角度為T(mén)，空氣折射率為nl，棱鏡折射率為n2，則有:nl*sinl = n2*sinT ---------------(I)如圖6所示，雙棱鏡alblcl、a2b2c2是兩個(gè)完全相同的三棱鏡，以第二棱鏡alblcl為基準(zhǔn)，其棱邊albl邊與圖中標(biāo)出的Y軸重合，即棱邊albl邊垂直于雙棱鏡的入射平行光31a，其中頂角為al，底角分別為bl和cl，當(dāng)頂角al確定以后，bl、cl的角度可以為符合三角形內(nèi)角和的各種角度，不一定bl為直角。

分析入射光線EO與出射光線DZ的關(guān)系，根據(jù)光路可逆原理，假如光線從ZD入射，那么光線從OE出射，這兩條光線所成的角度只與頂角al及棱鏡的折射率n2有關(guān)；ZD到OE經(jīng)過(guò)兩個(gè)面的折射，即:折射面alcl和折射面albl，光線從折射面albl垂直入射時(shí)，出射光與入射光共線，當(dāng)光線經(jīng)過(guò)折射面alcl時(shí)，遵循公式(I)。根據(jù)圖中所示，入射光線EO與出射光線DZ所成的角度為:T = 90-Z COB = al----------------------------------(2)則:Z EOD = Z E0cl+90+T = (90-1) +90+T-----------------(3)由公式(I)、(2)和(3)得到:ZEOD = 180+a^arcsin (Ii2^sina1Zn1)----------------(4)同樣道理，將第一棱鏡a2b2c2放置到一定的角度，一定的位置，使入射光線和出射光線所成的角度與第二棱鏡alblcl的角度大小相同，即:Z EOD = Z GFE設(shè)0(Xo，Yo)、E(Xe, Ye)點(diǎn)分別是兩塊棱鏡棱邊的中點(diǎn)，當(dāng)先確定棱鏡alblcl位置后，棱鏡a2b2c2只需滿足如下關(guān)系即可:Xe = Xo_0E*cos 廣 EODYe = Yo_0E*sin 廣 EOD當(dāng)滿足以上條件時(shí)，第一出射面的棱邊與入射平行光的垂直線的夾角a為:Za = arcsin (Ii2^sina1Zn1) -H1----------------(5)其中，nl、n2分別為空氣和棱鏡的折射率，B1為兩棱鏡入射面和出射面的夾角，即棱鏡的頂角。根據(jù)公式(5)，只要棱鏡的頂角和棱鏡的材質(zhì)確定(即折射率n2確定)，即可求出第一出射面的棱邊與入射平行光的垂直線的夾角a，以及第一出射面的棱邊中點(diǎn)和第二入射面的棱邊中點(diǎn)的距離，從而使第一棱鏡的位置得以固定。至于第一棱鏡和第二棱鏡的出射面的棱邊是否為直角邊并不重要，當(dāng)頂角B1確定后，其它角可根據(jù)多邊形的內(nèi)角和公式確定。在一實(shí)施例中，考慮到透射率因素，棱鏡的頂角B1可選為30°左右的角。在上述實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖3、4，熒光傳輸通道30包括若干子通道，每個(gè)子通道又包括聚焦透鏡組33、光纖組34和準(zhǔn)直透鏡組35，例如第一子通道包括聚焦透鏡33a、光纖34a和準(zhǔn)直透鏡35a，聚焦透鏡33a位于分光鏡32出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光32a的光路上,所述光纖34a的光線入射端位于聚焦透鏡33a的焦點(diǎn)處,所述光纖34a的光線出射端位于準(zhǔn)直透鏡35a的焦點(diǎn)處。探測(cè)器組36也對(duì)應(yīng)棱鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置若干探測(cè)器，每個(gè)探測(cè)器的光敏面設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的子通道的準(zhǔn)直透鏡出射的平行光的光路上，位于經(jīng)聚焦透鏡出射的光焦點(diǎn)附近且使光斑尺寸小于光敏面面積的位置上。本實(shí)施例的熒光檢測(cè)系統(tǒng)收集熒光的過(guò)程如下:流動(dòng)室中的樣本粒子M受激后發(fā)出熒光，由熒光收集物鏡將光束變成準(zhǔn)直平行光束，熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光31a入射到第一棱鏡321的第一入射面321a，平行光束通過(guò)第一雙棱鏡的色散將光線按波長(zhǎng)長(zhǎng)短自下而上空間分開(kāi)(長(zhǎng)波長(zhǎng)熒光在下側(cè)，短波長(zhǎng)熒光在上側(cè))，并入射到第二棱鏡322的第一入射面322a，依照上述雙棱鏡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按波長(zhǎng)色散開(kāi)來(lái)的散射光經(jīng)第二棱鏡322進(jìn)一步折射和色散，一方面保證了出射光線也為平行光束，另一方面對(duì)入射光束具有倍增作用，再將聚焦鏡組33放置在對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)位置將所需要收集的該波長(zhǎng)的熒光聚焦耦合入光纖組34，通過(guò)光纖準(zhǔn)直鏡組35將熒光信號(hào)送到相應(yīng)的探測(cè)器組36接收。本實(shí)施例的熒光檢測(cè)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):待檢測(cè)粒子在檢測(cè)前需要經(jīng)過(guò)染色，粒子經(jīng)過(guò)流動(dòng)室經(jīng)受激光照射后發(fā)出的熒光的波段與其事先的染色有關(guān)，現(xiàn)有技術(shù)中采用的二色鏡和濾光片組合的分光方案因是針對(duì)特定的熒光波長(zhǎng)，當(dāng)染色改變而使熒光檢測(cè)系統(tǒng)收集的熒光波段也發(fā)生改變時(shí)，必須改變?yōu)V光片才能實(shí)現(xiàn)劃分熒光波長(zhǎng)的功能。而本實(shí)施例采用基于雙棱鏡的分光結(jié)構(gòu)，不管粒子發(fā)出的熒光波段如何變化，都能針對(duì)0.5-0.9um波段的所有熒光實(shí)現(xiàn)按波長(zhǎng)劃分的分光功能。采集熒光的通道數(shù)也可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行增減，可以支持從1-10個(gè)熒光通道收集信號(hào)，只需增加相應(yīng)的聚焦鏡組33、光纖組34、光纖準(zhǔn)直鏡組35及探測(cè)器36的數(shù)目即可。對(duì)于采用棱鏡分光，通常采用單棱鏡實(shí)現(xiàn)分光功能，但單棱鏡的出射光將隨波長(zhǎng)呈一定的發(fā)散角度，本實(shí)施例采用雙棱鏡進(jìn)行分光，并通過(guò)對(duì)雙棱鏡的位置設(shè)置，使雙棱鏡實(shí)現(xiàn)平行光進(jìn)平行光出的功能，有利于后續(xù)通道對(duì)各波長(zhǎng)的熒光進(jìn)行收集和傳輸，保證了收集到的熒光信號(hào)的強(qiáng)度，同時(shí)也降低了后續(xù)熒光傳輸通道的設(shè)計(jì)難度。由于單棱鏡對(duì)出射的光具有發(fā)散作用，所以對(duì)光束具有放大光斑的作用。本實(shí)施例采用雙棱鏡后，對(duì)光束進(jìn)行進(jìn)一步放大，增大了光斑和相鄰波長(zhǎng)之間的距離，方便后續(xù)熒光傳輸通道的設(shè)計(jì)，避免使子通道的放置位置擁擠，從而方便各子通道的放置，同時(shí)將各波長(zhǎng)的熒光分離開(kāi)可避免不同波長(zhǎng)熒光之間的干擾。并且通過(guò)調(diào)整第一棱鏡的出射面的棱邊與收集物鏡光軸的垂直線之間的角度和/或第一棱鏡的入射角度還可以對(duì)各波長(zhǎng)的出射位置進(jìn)行調(diào)制，從而通過(guò)調(diào)整雙棱鏡的結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)各波長(zhǎng)按空間分開(kāi)的程度。平行光從左側(cè)熒光收集物鏡出射，其光束口徑較小，通過(guò)棱鏡組后，如圖3所示在平行紙面的上下方向都得到了倍增放大，而且是按照波長(zhǎng)排列，從上到下順序?yàn)閺亩滩ㄩL(zhǎng)到長(zhǎng)波長(zhǎng)，且各個(gè)波長(zhǎng)的出射光線平行于入射光線；棱鏡的單方向倍增放大光束可以由以下公式計(jì)算得到。如圖5所示，設(shè)入射角度為I，出射角度為T(mén)，空氣折射率為nl，棱鏡折射率為n2，則符合公式⑴:nl 氺 sinl = n2 氺 sinT -------------------------(I)設(shè)光束的倍增率為Y，則有:
權(quán)利要求
1.一種熒光檢測(cè)系統(tǒng)，用于對(duì)經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)的粒子經(jīng)激光照射后發(fā)出的熒光進(jìn)行收集，其特征在于，所述熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括: 熒光收集物鏡，其具有入射面和出射面，所述入射面面向發(fā)出熒光的區(qū)域，所述出射面出射經(jīng)熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光； 分光鏡，用于將入射的混合熒光按照波長(zhǎng)劃分，并出射不同熒光波長(zhǎng)的平行光；所述分光鏡包括第一對(duì)雙棱鏡組合，所述第一對(duì)雙棱鏡組合包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡包括第一入射面和第一出射面，所述第一入射面位于熒光收集物鏡出射的平行光的光路上，熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光入射到第一入射面，所述第二棱鏡包括第二入射面和第二出射面，所述第二出射面與所述熒光收集物鏡的光軸垂直，所述第一棱鏡被布置為使入射的平行光經(jīng)過(guò)第一棱鏡和第二棱鏡折射后劃分成若干組與所述入射的平行光平行的不同熒光波長(zhǎng)的平行光從第二出射面出射； 探測(cè)器組，包括若干探測(cè)器，所述探測(cè)器包括光敏面，所述探測(cè)器對(duì)應(yīng)棱鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置，所述探測(cè)器用于接收熒光信號(hào)，并將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 熒光傳輸通道，包括若干子通道，所述子通道對(duì)應(yīng)分光鏡劃分出的熒光波長(zhǎng)而設(shè)置，所述子通道包括熒光射入口和熒光射出口，所述熒光射入口位于分光鏡出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光的光路上，所述熒光射出口設(shè)置在對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的光敏面前方。
2.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一棱鏡和第二棱鏡的材質(zhì)阿貝數(shù)小于30。
3.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一棱鏡和第二棱鏡的材料折射率為1.78，阿貝數(shù)為25.76。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一棱鏡和第二棱鏡相同，所述第一入射面和第一出射面的夾角與第二入射面和第二出射面的夾角相等且為銳角，所述第一出射面與第二入射面的夾角為銳角，所述第一出射面的棱邊中點(diǎn)和第二入射面的棱邊中點(diǎn)的距離滿足以下關(guān)系式:Xe = Xo-OE^cos 廣 EODYe = Yo-0E*sin Z EOD 廣 EOD = 180+afarcsin (r^sina 其中，0(Χο，Υο)為第二入射面的棱邊中點(diǎn)，E(Xe，Ye)為第一出射面的棱邊中點(diǎn)，OE為第一出射面的棱邊中點(diǎn)到第二入射面的棱邊中點(diǎn)的距離，Z EOD為第二棱鏡的入射光線和出射光線的夾角，nl、n2分別為空氣和棱鏡的折射率，&1為第二棱鏡的第二入射面和第二出射面的夾角。
5.按權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一棱鏡的位置低于第二棱鏡的位置，所述第一出射面的棱邊與入射平行光的垂直線的夾角滿足以下條件: Za = arcsin (r^sina 其中，a為第一出射面的棱邊與入射平行光的垂直線的夾角。
6.按權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述ai等于29.52°，所述a等于34.5°。
7.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分光鏡包括至少兩個(gè)相同的第一對(duì)雙棱鏡組，其中后一個(gè)第一對(duì)雙棱鏡組的入射面位于前一個(gè)第一對(duì)雙棱鏡組的出射的平行光光路上。
8.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一入射面和/或第二出射面的外表面鍍有增透膜。
9.按權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光傳輸通道的子通道包括聚焦透鏡、光纖和準(zhǔn)直透鏡，所述聚焦透鏡位于分光鏡出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光的光路上，所述光纖的光線入射端位于聚焦透鏡的焦點(diǎn)處，所述光纖的光線出射端位于準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)處。
10.按權(quán)利要求1 至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光傳輸通道的子通道包括反射鏡和聚焦透鏡，反射鏡位于分光鏡出射的與該子通道對(duì)應(yīng)的熒光波長(zhǎng)的平行光的光路上，將入射的平行光反射到聚焦透鏡上，所述探測(cè)器的光敏面位于其所對(duì)應(yīng)的子通道的經(jīng)聚焦透鏡出射的光焦點(diǎn)附近且使光斑尺寸小于光敏面面積的位置。
11.按權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光收集物鏡包括順序設(shè)置的同光軸的一平凸透鏡、一凸透鏡和一膠合透鏡。
12.一種細(xì)胞分析儀,包括: 激光發(fā)射源； 流動(dòng)室，所述流動(dòng)室包括供樣本流流過(guò)的檢測(cè)區(qū)，所述激光發(fā)射源發(fā)出的激光束照射到檢測(cè)區(qū)；其特征在于還包括: 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的熒光檢測(cè)系統(tǒng)，所述熒光收集物鏡的入射面緊貼所述流動(dòng)室的外壁。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熒光檢測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)用該熒光檢測(cè)系統(tǒng)的細(xì)胞分析儀，該熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括熒光收集物鏡、分光鏡、熒光傳輸通道和探測(cè)器組，分光鏡包括第一對(duì)雙棱鏡組合，所述第一對(duì)雙棱鏡組合包括第一棱鏡和第二棱鏡，熒光收集物鏡準(zhǔn)直的平行光入射到第一棱鏡的第一入射面，第二棱鏡的第二出射面與所述熒光收集物鏡的光軸垂直，第一棱鏡被布置為使入射的平行光經(jīng)過(guò)第一棱鏡和第二棱鏡折射后劃分成若干組與所述入射的平行光平行的不同熒光波長(zhǎng)的平行光從第二出射面出射。本發(fā)明可靈活適應(yīng)用戶對(duì)波段的需求，而且方便后續(xù)各通道熒光的收集，熒光檢測(cè)系統(tǒng)的熒光通道數(shù)目也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活調(diào)整。
文檔編號(hào)G01N15/00GK103091211SQ201110343990
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者梁敏勇, 史宏偉, 安棟梁 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司, 北京深邁瑞醫(yī)療電子技術(shù)研究院有限公司