鞘流阻抗法粒子分析仪的制作方法

专利名称：鞘流阻抗法粒子分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种鞘流阻抗法粒子分析仪，其可利用鞘流阻抗法进行 粒子数量、体积等的检测和分析以及其他应用。
背景技术：
利用鞘流阻抗法进行粒子数量以及体积检测可以追溯到1974年的美 国专利US3，793，587以及US 3,810,010。其共同的基本组成要素是前池、
后池、小孔、样本针、电极、检测电路；其中前、后池由小孔相连，样 本针与小孔同轴，其出口置于前池距离小孔很近的位置，以可向计数池 输入被检粒子悬浊液(称为样本流)，前、后池各自具有一个不含粒子 的导电液体源，其被称为前鞘流和后鞘流；前鞘流的压力等于样本流在 样本针出口处的压力，后鞘流的压力可远小于前两者的压力。
在鞘流阻抗法计数电路中，与髙电位相连的电极必须放置于前池、 后池中的一个中，该池简称为高电位池，零电位电极放置在另一池中， 简称为零电位池。为了使由髙电位流向零电位的电流全部从计数池小孔 流过，并保证不因存在其他电流的支路而引入干扰或降低传感器的灵敏 度，最好使高电位池与为其内部供应导电液体的所有液路的上游隔断， 以避免这些液体的上游与零电位相连而形成电流支路的可能。
美国专利US 4，070，617和US 4，198，160的鞘流驱动均采用液位差驱动 方式。美国专利US4，165，484则引入了外界压力源，其采用了气源驱动鞘 液储液池、鞘液储液池中的液体受压力驱使进而向计数池提供鞘液的方式。为了降低由储液池引入计数电路的干扰，美国专利US4，165，484的发 明者采用了在鞘液供给通道中串连毛细玻璃管的方法，从而增大该段液 路的电阻，以求起到电磁隔离作用。但是，在这种方式下，从鞘液储液 池到计数池的液路不可避免地充当了导电线路的作用，势必向计数池内 部引入电磁干扰信号，而这一信号将叠加在小孔阻抗信号上，从而使信 号识别变得困难。要想使干扰降低，必须选择又长又细的毛细玻璃管， 从而增加了应用风险；同时，为了减少干扰，还必须避免采用体积较小、 控制灵敏的电磁阀控制液路，从而为液路设计带来麻烦；而且，这种方 法中后鞘流的驱动压力较大，从而导致液体大量耗费。
美国专利US5，卯5，214采用"正压驱动"的方法驱动，其推动后鞘液 注入后池的动力来自于上游池中的正压，要保证该正压能够传递到后池 中，就必须保证沿途液路的密封以及液体的持续补给，因此很难保证不 将外界的干扰信号引入后池。美国专利US 6，卯9，269采用了将计数池置入 一个特制的屏蔽盒中的方法，从而起到了一定的屏蔽效果，但其并不能 防止样本进入后池后回流并产生假信号。

发明内容
为克服上述现有技术中的缺陷，本发明的一个目的在于提出一种鞘 流阻抗法粒子分析仪，其可确保该粒子分析仪在快速检测粒子的同时有 效降低信号噪声、提高粒子检测的灵敏度、并避免电磁噪声由后鞘流或 废液引入计数池。
本发明的另一个目的在于确保在粒子检测过程中后池鞘液由外向内 流动，从而防止样本液回流而接触池壁，并保持后池清洁，防止污染。
为达到上述目的，本发明提供了一种鞘流阻抗法粒子分析仪，其包 括计数池和计数电路，该计数池包括前池和后池，该前池包括粒子悬浊液入口和前鞘液入口，该后池包括后鞘液入口和废液出口，该前、后池 之间具有小孔，以提供前、后池之间的流体通路，该前、后池分别通过 电极与该计数电路相连，其中，该粒子分析仪还包括一个后鞘隔离池， 其上端一方面与大气相通、另一方面通过管路与一鞘液储液池(即鞘液 补给源)相连，其下端通过管路与该后池相连，该后鞘隔离池的底部存 储后鞘液，在非检测时段，可通过该鞘液储液池向该后鞘隔离池补给后
鞘液；在检测过程中，向该后鞘隔离池供给液体的液路被切断，并停止
由该鞘液储液池向该后鞘隔离池供给后鞘液，且后鞘隔离池中的后鞘液
向后池流动，大气可从其顶部的一个接口进入后鞘隔离池内补充，从而
形成隔离空气，以使连接后鞘隔离池的入口与出口的内部流体通路被空
气隔离，此外在检测过程中，该后鞘隔离池中的后鞘液的液位被保持为
始终高于该后池的液位。
优选的是，该后鞘隔离池的顶部具有两个接口，其中一个接口与一
个单向阀相连，该单向阀只允许流体由池内向池外流动，另一个接口与
一段管路相连，该管路具有两个分支， 一个分支与一鞘液补给源相连，
另一个分支与另一单向阀相连，该单向阀只允许流体由池外向池内流动,
且该单向阀位于所有液路的最髙位置。
通过这种方式，在该粒子分析仪的检测过程中，后鞘液向后池流动， 大气可从其顶部的一个接口进入后鞘隔离池内补充，从而可形成隔离空
气，以使连接后鞘隔离池的入口与出口的内部流体通路被空气隔离。在 空气流入池内的同时，可将其经过的管路中的液体挤入后鞘隔离池，并 使该段管路中形成气柱，以保证并增强空气隔离的效果；在检测过程之 外的时段，通过接口上游的另一支路可为该池补给液体，并将池内多余 的空气由另一接口的单向阀排出。该两个单向阀功能可自行实现，无需 额外控制，从而增强了系统的稳定性。另外，在检测过程中，该后鞘隔离池的内部不承受任何来自外界的液体补给，仅在标准大气压环境下、 在与上游补给源空气隔离的条件下执行向后池排入后鞘液的任务，此时 后鞘液在与后池的液位差或连同后池内部负压的作用下流入后池。在非 检测时段，该后鞘隔离池接受上游的后鞘液的补给，并储存，以备检测 时使用。
优选的是，该后鞘隔离池位于较该后池高的位置。
优选的是，该鞘流阻抗法粒子分析仪还包括一个废液隔离池，其位 于该后池的废液出口的下游，该废液隔离池的顶端与该废液出口相连， 该废液隔离池的底部与一废液池相连，该废液隔离池的顶端还与大气相 通，以使连接废液隔离池的入口与出口的内部流体通路被空气隔离。
优选的是，该废液隔离池位于较该后池低的位置，连接该废液出口 与该废液隔离池的管路的高度低于该后池的最高液面。
优选的是，该鞘流阻抗法粒子分析仪还包括一个限流管，其串联在 该后鞘隔离池与该后池之间的管路中，以限制后鞘液从该后鞘隔离池流 向该后池的速度，从而可降低后鞘液的使用量，大幅减小后鞘隔离池所 需的容积，进而减小后鞘隔离池的体积，使后鞘液由后鞘隔离池储存并 供给变得更加方便、可行，并可使最终从该废液出口流入该废液隔离池 的液体的流量只能形成间断的液滴，而不至形成连续流束，从而使该废 液隔离池的底部与顶部的液体之间通过空气隔离。
优选的是，该废液隔离池的上游设有一废液缓冲池，以使计数时产 生的较大流量的废液在废液缓冲池中临时存放，然后再排入该废液隔离 池。这样，当增大后鞘流流量导致废液无法以液滴形式直接排入废液隔 离池中时，可以保证隔离效果。
优选的是，该前池及其两个入口中的液体全部与一零电位电极相连， 该后池与一高电位电极相连，电流无法通过小孔以外的路径(如后鞘液上游)回到零电位，从而使小孔成为高电位电流至低电位电流的唯一路 径，该零电位电极和该高电位电极分别与该计数电路相连。
优选的是，该鞘流阻抗法粒子分析仪还包括一金属屏蔽盒，其自身接 地，该计数池、该后鞘隔离池、该废液隔离池均放置于其中。
优选的是，除了后鞘液、废液分别被后鞘隔离池、废液隔离池隔离以 及与大气相连的管路由空气阻断外，其余与计数池相连的管路、为后鞘 隔离池补给的管路、废液隔离池通往废液池的管路中的液体均与该屏蔽 盒相连，即电位为零。
优选的是，该前鞘液入口通过一管路与一鞘液储液池相连，该鞘液储 液池与一正压源相连，从而使前鞘液由正压源提供的气源驱动，该正压 源为鞘液储液池提供压力，进而向计数池提供前鞘流，从而为前鞘流施 加较大的压力，同时后池压力仅由后鞘隔离池中液体与后池液位差作用 或连同后池内部负压形成，故前后池的压差较大，由此使液体通过小孔 的速度加快，以实现快速检测。
优选的是，通过一样本针将粒子悬浊液引入该前池中，并通过一出口 管将废液引出该后池。
优选的是，该样本针位于该前池外的一端充当该粒子悬浊液入口，该 出口管位于该后池外的一端充当该废液出口 。
优选的是，在该鞘液储液池中存储用于补给的无粒子液体。
优选的是，该前鞘液和该后鞘液导电且不含粒子，其在检测过程中分 别在前、后池中形成前、后鞘流，含有待测粒子的粒子悬浊液在检测过 程中形成通过该小孔的样本流。
优选的是，该前池、该后池、该小孔均由绝缘材料形成。
优选的是，该小孔开设在一个圆柱形人造红宝石片上，其内径与深度
均小于100微米。
优选的是，在检测过程中，该后鞘隔离池中的后鞘液在与该后池的液 位差或连同该后池内部负压的作用下自动、连续地流入该后池。
优选的是，该废液缓冲池的底部与该废液隔离池的顶部通过一管路相 连，该管路的内径被限制为使废液以液滴的形式从该废液缓冲池逐渐排 入该废液隔离池。
优选的是，该废液缓冲池的底部与该废液隔离池的顶部通过一管路相 连，该管路上设有一阀，以在该阀的控制下将该废液缓冲池中的废液排 入该废液隔离池。
与现有技术相比，本发明的鞘流阻抗法粒子分析仪具有以下显著优
点
在本发明中，可通过正压预加液到后鞘隔离池，在检测计数过程中 加液停止，后鞘液与其上游液体补给源通过后鞘隔离池上部的空气隔离 开，后鞘液在重力或连同后池内部负压的作用下自动、连续地流入后池， 从而形成后鞘流。即在检测时，将切断向后鞘隔离池供给液体的液路，停 止由鞘液储液池向后鞘隔离池供给液体，避免在检测过程中发生后鞘隔 离池上部的补给液体与下部的后鞘液通过液体连接引入外界的干扰信号 的可能，保证空气隔离的有效性。此外，由于后鞘隔离池与废液隔离池
;空气隔开， l管路之间形
成气柱隔离，由此保证并增强了空气隔离的效果，确保了由高电位流向 零电位的电流全部从计数池的小孔流过，并保证不因存在其他电流的支 路而引入干扰或降低粒子分析仪的灵敏度，从而完全避免了后鞘流或废 液对电流的分流作用，并隔离了由后鞘流或废液引入的噪声。
另外，由于采用了在检测计数过程中使其中的后鞘液的液位被保持为 始终高于后池的液位的后鞘隔离池，使得本发明的粒子分析仪可在液位差作用下或连同后池内部负压的共同作用下向后池提供后鞘液，从而可 确保在粒子检测过程中样本液不至回流而接触池壁，并保持后池清洁， 防止污染。
此外，由于前池鞘液可由气源驱动，后池鞘液可由液位差或连同后 池内部负压驱动，因此前后池压差较大，从而可以快速地统计大量粒子。
另外，由于计数池、后鞘隔离池、废液隔离池均可置于屏蔽盒的内 部，从而可彻底排除后鞘流或废液从外界引入干扰的可能。


从下面结合附图所示的示范性实施例对本发明所做的进一步描述中 将可以更清楚地理解本发明的特征和优点，其中该示范性实施例仅以举 例的示出，其并不意味着对本发明的限制。
图l是本发明的一实施例的粒子分析仪的液路及信号检测电路的示
意图2是图1的等效电路的示意图3是屏蔽盒及内部组件的剖面图4是屏蔽盒的外观图5是仅依靠后池中小孔附近的流束周围区域产生负压驱动后鞘流
时样本液在出口管内发生回流的示意图6是同时依靠后池中小孔附近的流束周围区域产生负压以及液位
差驱动后鞘流的示意图7a、 7b是本发明的废液隔离池的两种变型实施方案的示意图。
具体实施例方式
如图l、 3所示，根据本发明的一示范性实施例的鞘流阻抗法粒子分 析仪包括计数池1和计数电路2。该计数池1包括前池3和后池4，该前池3 包括一个粒子悬浊液入口5 (由样本针18在计数池外的一端充当)和一个 前鞘液入口6，该后池4包括一个后鞘液入口7和一个废液出口8 (由出口 管13在计数池外的一端充当)；前、后鞘液导电且不含粒子，其在使用 过程中分别在前、后池中形成前、后鞘流9、 12;样本针18、出口管13的 材料为导电金属； 一个后鞘隔离池10位于较计数池1 (特别是后池4)高 的位置处，其在液位差ll和/或后池内部的负压作用下向后池提供后鞘流 12，并包裹从前池3流出的液体进入出口管13; —个废液隔离池25位于计 数池的下游，其高度(或水平位置)低于计数池l (特别是后池4)的内 部最高液面，且其下端与负压源39相通； 一个小孔14位于前、后池之间， 并提供前、后池之间唯一的流体通路；该计数电路2包括两个电极，其中 前池及其两个入口中的液体全部与零电位电极15相连，后池液体与高电 位电极16相连，前池3、后池4、小孔14均由绝缘材料形成，后鞘隔离池 10的与管路50相连的部分和其与接口23相连的部分之间绝缘，废液隔离 池25的与管路27相连的部分和其与管路36相连的部分之间绝缘，故电流 无法通过小孔以外的非流体介质(如池体)回到零电位，同时，连接后 鞘隔离池10的顶部接口与底部出口的内部流体通路被绝缘的空气隔离， 废液隔离池25亦如此(下文将详述)，从而使小孔14成为高电位电流至 低电位电流的唯一流体路径，两个电极均与信号处理单元17相连。
前池3、后池4的内部均为圆柱形(当然，根据需要，其也可以采取 其它形状)，其轴线与水平面共面，并与小孔14的轴线、样本针18的轴 线、出口管13共线；小孔14开设在一个圆柱形人造红宝石片上，其内径 与深度均小于100微米，该宝石片安装在前、后池之间；样本针18沿轴线 方向开设有通孔，从而为样本粒子悬浮液19注入计数池提供通路。
存在两个入口通向前池3的内部，其中一个为样本针18，另一个为前 鞘液入口6，前鞘液入口6与鞘液储液池20相连，正压源21为鞘液储液池 20提供压力，进而可向计数池1提供前鞘流9。
后鞘隔离池10的主体内部形成上部为圆柱体、下部为大致圆锥体的 封闭空腔，其具有沿竖直方向延伸的轴线，其顶部具有两个接口51、 52， 其中接口52与单向阀V9相连，阀V9只允许流体由后鞘隔离池内向后鞘隔 离池外流动，反向阻止；接口51与管路50相连，该管路具有两个分支管 路26、 53，分支管路26可到达鞘液储液池20，分支管路53与另一单向阀 V8相连，该阀以相反方式安装，只允许流体由后鞘隔离池外向后鞘隔离 池内流动，反向阻止，且该单向阀位于所有液路的最高位置；后鞘隔离 池10的底部存储后鞘液，检测时，大气可从单向阀V8、至管路53、至管 路50进入后鞘隔离池10内，空气流入后鞘隔离池内的同时，可很快地将 管路53、 50中的液体挤入后鞘隔离池10，使该段管路中形成气柱54，以 在后续的检测过程中保证并增强空气隔离的效果，后鞘隔离池的上部空 间中可形成隔离空气40。在检测过程之外的时段，接口51上游的另一支 路26可为该后鞘隔离池补给液体，并将后鞘隔离池内多余的空气由单向 阀V9排出。
两个单向阀V8、 V9功能可自行实现，无需额外控制，从而增强了系 统的稳定性。
在检测过程中，后鞘隔离池10的内部不承受任何来自外界的液体补 给，其仅在标准大气压环境下、在与上游鞘液储液池20中的液体由空气 隔离的条件下执行向后池4排入后鞘液的任务，此时后鞘液在与后池4液 位差或连同后池4内部负压的作用下流入后池4。在非检测时段，该后鞘 隔离池接受上游的后鞘液的补给，并储存，以备检测时使用。后鞘隔离
池的底部23与计数池的后池4相连，并位于较后池4高的位置，在计数过 程中，该后鞘隔离池中的液位始终高于后池4中的液位。
限流管24位于连接后鞘隔离池10与后池4的管路中，其作用是限制后 鞘隔离池10中的液体注入后池4的速度，降低后鞘液的使用量，从而大幅 减小后鞘隔离池10所需要的容积，进而减小后鞘隔离池10的体积，使后 鞘液由后鞘隔离池10储存并供给的方案变得更加方便、可行，同时控制 从出口管13流入废液隔离池25的液体的流量，以使其只能形成间断的液 滴，而不至形成连续流束，从而使废液隔离池25的底部与顶部的液体之 间由空气37隔离。
后鞘流12通过限流管24从后鞘隔离池10注入计数池的后池4，后鞘隔 离池10中的液体通过管路26、 50由鞘液储液池20提供补给。
出口管13为计数池的唯一出口 ，其在计数池1外侧的一端通过管路27 与废液隔离池25相连，管路27与废液隔离池25的水平位置(或高度)均 低于计数池l的内部最高液面。废液隔离池25与后鞘隔离池10的结构类 似，其顶端具有一个入口与出口管13相连， 一个气体出入口28与大气相 通，底部具有一个出口与载有负压的废液池30相连，故废液隔离池25中 没有液体累积。
除了以上所描述的实施方式外，本发明的废液隔离池的隔离效果也 可采用图7a、 7b所示的实施方案来实现。
具体地说，如图7a、 7b所示，废液隔离池25的上游均增设有废液缓 冲池251,该废液缓冲池251的顶部通过气体出入口28与大气相通并通过 管路与阀V5相连，该废液缓冲池251的底部通过管路361与废液隔离池25 的顶部相连，其中废液隔离池25的与管路361相连的部分和其与管路362 相连的部分之间绝缘，如此可以使计数时产生的较大流量的废液在废液 缓冲池251中临时存放，并将多余气体通过气体出入口28排出。废液缓冲池251的排空则可以通过限制或减小管路361的内径而使废液在重力作用 下以液滴321的形式逐渐排入废液隔离池25而实现，此时废液隔离池25的 上部将始终存在隔离空气371，如图7a所示；或者，可在管路361上加装 阀V51，并可同时省去废液隔离池25上方与大气相通的接口。通过这种方 式，在检测计数时，阀V51关闭，产生的较大流量的废液在废液缓冲池251 中临时存放，并将多余气体通过气体出入口28排出，废液隔离池25中的 空气371将其上游和下游的废液隔离开；在非计数期间，通过开启阀V51 来使废液缓冲池251中的废液在重力作用下排入废液隔离池25，空气将通 过废液缓冲池251顶部的气体出入口28进入而进行补充，并在废液缓冲池 251排空后通过管路361进入废液隔离池25，从而形成隔离空气371，此时 可不要求以液滴形式进行废液的排空，如图7b所示。
当增大后鞘流流量而导致废液无法以液滴形式直接排入废液隔离池 中时，上述两种备选方案可用来保证隔离效果。
如图4所示，屏蔽盒31为一个接地金属盒，计数池l、后鞘隔离池IO、 废液隔离池25均可放置于其中。如图2所示，除了后鞘流12、废液32分别 被后鞘隔离池IO、废液隔离池25隔离以及与大气相连的管路由空气阻断 (形成电流断路)夕卜，其余与计数池1相连的管路33、 34、 35、为后鞘隔 离池10补给的管路26、废液隔离池25通往废液池30的管路36中的液体均 与屏蔽盒31相连，即电位为零。
信号处理单元17为由计数池1构成的阻抗法传感器提供驱动信号，并 将微弱原始信号处理成满足A/D输入要求的信号，进而进行算法识别、计 数，该信号源自样本液中的粒子通过小孔时使小孔两端的电阻特性发生 变化而产生。在计数池中安装有两个电极15、 16，并与信号处理单元17 相连，其中高电位电极16与后池相连，零电位电极15与前池相连。
本发明的鞘流阻抗法粒子分析仪的在实施检测时的计数流程如下
首先按照预定的稀释比(如l: 1000)将被测粒子悬浮液稀释，以使 之成为样本液，并注入到预混池38中，然后打开阀V6、阀V7，由于有负 压源39作用于废液池，利用废液池30中的负压吸取样本液19，使其充满 管路35，接着关闭阀V6、阀V7，打开阀V1，利用正压源21由鞘液储液池 20向后鞘隔离池10补给液体，单向阀V8自动阻止液体进入支路53,同时 后鞘隔离池10上部的气体随液体的注入通过接口52、阀V9排出，在后鞘 隔离池10的液面未及池的顶部前将阀V1关掉，此时打开阀V5，后鞘隔离 池10中的液体即可通过限流管24向计数池1中流动，同时带动空气由阀 V8、沿管路53、 50流入后鞘隔离池，将原先管路中的液体挤入后鞘隔离 池，并在管路50中形成气柱54，从而使后鞘隔离池10与后鞘液供给管路 26由空气40或管路53、 50中的气柱54隔开。
此时后鞘流12已经形成，再打开阀V2，向前池3引入来自鞘液储液池 20的鞘液和正压，以使前池3的液体由小孔14向后池4流动，从而形成前 鞘流9。
此时打开阀V4，并控制电机41推动注射器42，以将管路35中的样本 液通过样本针18推入计数池1，样本液在样本针18的出口处开始在前鞘流 9的作用下收敛，逐步变细、加速，沿小孔14的轴线方向流动，并在前鞘 流9的包裹下从小孔14的中心通过，通过小孔14时为流速很高、直径小于 小孔14的流束43,流束43的直径可通过调节注射器驱动电机41的快慢令 其等同于一个被检粒子的直径，从而避免多个粒子同时通过小孔的可能。
由于待测粒子(如血细胞)为不良导体，当包含有待测粒子的样本 液43通过小孔14时，待测粒子取代导电液体，从而导致小孔的阻抗特性 发生变化，由于小孔14为高电位电流至低电位电流的唯一路径，故电极 15、 16之间的阻抗特性也相应发生变化，该变化在大小上正比于粒子的 体积，信号处理单元17将该变化转化为脉冲波形，通过分析脉冲波形的 大小与数量即可获得粒子的体积分布情况和粒子数量。
样本液43在前鞘流9的包裹下通过小孔14后进入后池4， 二者在已经 形成的后鞘流12的包裹下继续沿轴线流动，并进入出口管13，进入出口 管13的液体最终沿管路27流入废液隔离池25 。
从出口管13流入废液隔离池25的液体的流量可在限流管24的调节下 只形成间断的液滴32，而不至形成连续流束，从而使废液隔离池25的底 部与顶部的液体之间由空气37隔离。进入废液隔离池25的液体32在重力 作用下到达废液隔离池25的底部，并在底部受到负压源39的作用下流入 废液池30。
计数完毕后，保持后鞘流12向后池注入，令电机41停止推动注射器 42，停止样本流注入计数池l,之后关闭阀V2，停止向前池3供给前鞘流9， 最后关闭阀V5，停止向计数池1供给后鞘流12。之后执行清洗时序，以对 计数池l及与其相连的组件进行清洗。
然后关闭阀V4，打开阀V3，注射器驱动电机41反转，以使注射器42 从无粒子液体源44吸取满量程液体。
计数流程到此结束。
已经发现，为了实现鞘流阻抗法计数，需满足样本针18的入口压力 略大于前鞘液入口6的压力，以使样本液在前鞘流9的包裹下沿轴线通过 小孔14，并获得重复性较好、易识别的脉冲波形；同时，为了保证样本 液中的粒子通过小孔后不回旋而产生重复信号，并保持前、后池的池壁 清洁而不被样本液污染，故在后池4中增加后鞘流12，后鞘液入口7的压 力小于前鞘液入口6的压力，后鞘流12包裹着前鞘流9及样本流43进入出 口管13。
进一步地，希望样本粒子在短时间内通过更多的粒子，为此增加并
利用外界正压力源(即正压源21)为前鞘流9施加较大的压力，以使前后 池的压差较大，从而使液体通过小孔14的速度加快，由此每秒检测的粒 子数例如可以达到10k个以上。通过仿真及试验证明在提高前鞘流9的 压力的同时，后鞘流12的压力并不需要提高。实际上，越高的前后池压 力差，前池液体通过小孔14后的流速越大，并形成一股与小孔14同轴的 流束，而在后池中小孔14附近，如图5、 6所示，该流束周围区域45将产 生一个低于标准大气压的负压，并且压力差越大，进入后池4后产生的负 压也越大，后鞘流12在该压力与大气之间的压力差作用下可以自动流入 后池4，并实现包裹样本流43、前鞘流9以及防止其回流或污染后池的功 能。因此，本发明设计了一个上端与大气相通、下端与后池4相连的后鞘 隔离池IO，并在计数时保持其内部液位始终高于后池液位，从而可实现 后鞘流12的外部驱动。
同时，后鞘隔离池10与废液隔离池25将后池4通向后鞘液上游以及废 液下游的流体路径通过内部空气或管路50中的气柱54隔离开，从而避免 了后鞘流12或废液32对电流46的分流作用，提高了传感器的灵敏度，并 隔离了由后鞘流12或废液32引入的噪声。
进一步地，本发明还实现了后鞘流12可在计数过程中保持由外向内 地流入计数池的功能。为此，后鞘隔离池10的液位被抬高，从而产生液 位差ll，即使当小孔14没有液体高速通过因而在上述区域45中负压未形 成的情况下，仅依靠液位差ll的作用，依然有不含粒子的清洁液体由外 向内流入后池4，并从出口管13流出计数池1，从而防止了出口管13内被 污染的液体回旋到计数池造成污染的可能。
实际上，如图5、 6所示，即便添加了后鞘流12，样本流43的转向与 回流的现象并没有消失，它没有在后池4内发生，但带有粒子的样本流仍会在出口管内的某一位置47处发生转向并回流，而在折返途中遇到后鞘 流12而再次发生折返，以向计数池l外的方向流动。因此，出口管内壁48 是接触样本流且被样本液所污染的。如果后鞘隔离池10和计数池1的起始 液面相差太小，甚至位于计数池l的下方，在前述区域45产生的负压的持 续作用下就可能发生后鞘隔离池10的液面降至计数池1的液面以下的情 况，此时一旦通过小孔14的液体停止流动，负压消失，由于计数池l的液 位较高，则会发生计数池中的液体向后鞘隔离池10流动、并带动出口管 13内的液体回流至计数池1的情况，这种情况将造成后池4的污染，并影 响后续的计数性能，因此后鞘隔离池10中的液体不能仅靠前述区域45的 负压来驱动。所以，在该实施例中，使后鞘隔离池10位于较计数池1 (特 别是后池4)高的位置，其内部最低液面在计数过程中始终高于计数池I 内的最高液面，从而使得前述区域45的负压消失时，仍能够促使后鞘隔 离池10中的液体流入计数池1，从而保证后池4不被污染。
后鞘隔离池10的灌注在正压源21的驱动下由鞘液储液池20通过管 26、 50完成，在计数过程中，阀V1将关闭，从而切断后鞘流的供给管路 26，并使后鞘流供给管路26与后池4断开，以形成隔离空气40，并通过由 单向阀V8、管路53、 50进入后鞘隔离池10的空气形成隔离气柱54。在计 数以外的时间中可随时向后鞘隔离池10补充液体。
另外，如图3所示，上述后鞘隔离池IO、废液隔离池25可置于屏蔽盒 31的内部，从而彻底排除后鞘流12或废液32从外界引入干扰的可能。将 后池4作为高电位池，而将前池3作为零电位池，使小孔14成为两个电极 15、 16之间电流流动的唯一路径；同时，在屏蔽盒31中仅需一个阀V5控 制出口管13的通断，该阀V5例如为气动阀，故屏蔽盒31内没有引入任何 外来的电磁信号，从而可实现良好的电磁隔离效果。
本发明的鞘流阻抗法粒子分析仪可用于粒子数量、体积等的检测和 分析。例如，该鞘流阻抗法粒子分析仪可应用于血液细胞分析仪，以进 行体外诊断。在此情况下，该分析仪可检测的粒子包括血细胞或直径与 血细胞等数量级的可形成悬浮液的粒子。
虽然以上已经结合具体实施例对本发明进行了详细描述，很是，很 明显，以上描述以及在附图中示出的内容均应被理解为是示例性的，而 非意味着对本发明的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本 发明原理的基础上对其进行各种变型或修改。这些变型或修改均不脱离 本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种鞘流阻抗法粒子分析仪，其包括计数池和计数电路，该计数池包括前池和后池，该前池包括粒子悬浊液入口和前鞘液入口，该后池包括后鞘液入口和废液出口，该前、后池之间具有小孔，以提供前、后池之间的流体通路，该前、后池分别通过电极与该计数电路相连，其中，该粒子分析仪还包括一个后鞘隔离池，其上端一方面与大气相通、另一方面通过管路与一鞘液储液池相连，其下端通过管路与该后池相连，该后鞘隔离池的底部存储后鞘液，在非检测时段，可通过该鞘液储液池向该后鞘隔离池补给后鞘液；在检测过程中，向该后鞘隔离池供给液体的液路被切断，并停止由该鞘液储液池向该后鞘隔离池供给后鞘液，且后鞘隔离池中的后鞘液向后池流动，大气可从其顶部的一个接口进入后鞘隔离池内补充，从而形成隔离空气，以使连接后鞘隔离池的入口与出口的内部流体通路被空气隔离，此外在检测过程中，该后鞘隔离池中的后鞘液的液位被保持为始终高于该后池的液位。
2. 如权利要求l所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，该后 鞘隔离池的顶部具有两个接口，其中一个接口与一个单向阀相连，该单 向阀只允许流体由池内向池外流动，另一个接口与一段管路相连，该管 路具有两个分支， 一个分支与一鞘液补给源相连，另一个分支与另一单 向阀相连，该单向阀只允许流体由池外向池内流动，且该单向阔位于所 有液路的最高位置。
3. 如权利要求l所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，该后 鞘隔离池位于较该后池高的位置。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征 在于，还包括一个废液隔离池，其位于该后池的废液出口的下游，该废液隔离池的顶端与该废液出口相连，该废液隔离池的底部与一废液池相 连，该废液隔离池的顶端还与大气相通，以使连接废液隔离池的入口与 出口的内部流体通路被空气隔离。
5. 如权利要求4所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，该废 液隔离池位于较该后池低的位置，连接该废液出口与该废液隔离池的管 路的高度低于该后池的最高液面。
6. 如权利要求4所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，还包 括一个限流管，其串联在该后鞘隔离池与该后池之间的管路中，以限制 后鞘液从该后鞘隔离池流向该后池的速度，并可使最终从该废液出口流 入该废液隔离池的液体的流量只能形成间断的液滴，而不至形成连续流 束，从而使该废液隔离池的底部与顶部的液体之间通过空气隔离。
7. 如权利要求4所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，该废 液隔离池的上游设有一废液缓冲池，以使计数时产生的较大流量的废液 在该废液缓冲池中临时存放，然后再排入该废液隔离池。
8. 如权利要求l所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，该前 池及其两个入口中的液体全部与一零电位电极相连，该后池与一高电位 电极相连，电流无法通过小孔以外的路径回到零电位，从而使小孔成为 高电位电流至低电位电流的唯一路径，该零电位电极和该高电位电极分别与该计数电路相连。
9. 如权利要求4所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，还包括一个金属屏蔽盒，其自身接地，该计数池、该后鞘隔离池、该废液隔离 池均放置于其中。
10. 如权利要求9所述的鞘流阻抗法粒子分析仪，其特征在于，除了 后鞘液、废液分别被后鞘隔离池、废液隔离池隔离以及与大气相连的管路由空气阻断外，其余与计数池相连的管路、为后鞘隔离池补给的管路、 废液隔离池通往废液池的管路中的液体均与该屏蔽盒相连。
全文摘要
本发明提出一种鞘流阻抗法粒子分析仪，其包括计数池和计数电路，该计数池包括前池和后池，前池包括粒子悬浊液入口和前鞘液入口，后池包括后鞘液入口和废液出口，前、后池之间具有小孔，并分别通过电极与计数电路相连，该分析仪还包括一后鞘隔离池，其可使其底部存储的后鞘液在重力或连同后池内部负压的作用下自动、连续地流入后池，并使连接后鞘隔离池的入口与出口的内部流体通路被空气隔离。该分析仪还可包括一废液隔离池，其可通过内部空气使连接废液隔离池的入口与出口的内部流体通路隔断。本发明可防止样本液在检测过程中回流，并有效降低信号噪声、提高粒子检测的灵敏度、并避免电磁噪声由后鞘流或废液引入计数池。
文档编号G01N15/12GK101173887SQ200610161998
公开日2008年5月7日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年11月2日
发明者捷 祝, 成 罗, 彦 颜 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司