血细胞分析仪的制作方法

本实用新型涉及血液分析技术领域，具体涉及一种血细胞分析仪。

背景技术：

无论在临床领域还是科学研究领域，如细胞等微小粒子分类的自动化检测都有着巨大的应用价值，例如作为粒子分析仪的血细胞分析仪通过对细胞的识别可输出人体血液样本中红细胞、白细胞和血小板的数量、体积等信息。

根据对粒子检测计数的原理不同，粒子分类方法通常可分为阻抗法和光散射法。

阻抗法基于库尔特原理，以血细胞分析仪为例，仪器通过测量悬浮在电解液中的血液细胞流过小孔时在小孔两端电极上的阻抗变化来对血细胞进行分析计数。探测通电的电极板之间的脉冲数量即为通过小孔的细胞数量，而脉冲的强度与细胞的体积成正比。通过信号识别与采集，加以特定的软件系统和分类算法既可对血液细胞数量和体积进行简单的分析。该方法最大不足在于仅能通过血细胞的大小对血细胞进行分群，白细胞分为淋巴细胞(lym)、单核细胞(mono)、中性粒细胞(neu)、嗜酸性粒细胞(eos)和嗜碱性粒细胞(baso)这五种。由于中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的体积相似，阻抗法无法测量这三种极具临床意义的细胞数量，因此采用阻抗法的血细胞分析仪一般称为三分群血细胞分析仪。

光散射法可以有效的避免阻抗法带来的不足，一般原理如下：血样准备单元将一定量的稀释后的样本与试剂发生作用后输送给流体单元，然后流体单元运输该作用后的样本给检测单元中的流动室，其中流动室提供一个光学检测区域，在这个区域中运用鞘流原理将血液细胞样本流包裹在鞘流中，使血液细胞逐个地通过检测通道，检测单元中的光源，通常是激光，提供一个照射光束照射到流动室的检测区域上，当细胞流过检测区的时候，照射光束照射到细胞上就会发生光散射等，通过对两个散射角范围内散射光的探测收集，并将光信号转换为电脉冲输出，最终根据脉冲的大小，在二维平面形成二维散点图。

其中低角度(las)散射光反映细胞体积大小，而中角度(mas)散射光反映细胞内部复杂度，并根据两个角度方向脉冲强度将每个测量细胞绘制在二维的散点图上。通常需要进行两次鞘流，第一次为diff(differential，白细胞分类)通道，该测量通道使用溶血剂处理样本，获得的diff散点图，在diff散点图中可将淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞核和嗜酸性粒细胞区分开。第二次为baso(basophilicgranulocyte，嗜碱性粒细胞)通道，在该通道的散点图中分出嗜碱性粒细胞与其他四种白细胞。运用这种检测原理的血细胞分析仪称为五分类血细胞分析仪。

现有的五分类血细胞分析仪，在流动室出射的散射光的光路上通常都设置有光阑，光阑的作用是通过自身通光孔的大小及形状来控制散射光的出射角度范围，但目前的光阑结构对光轴附近的光束难以起到很好的屏蔽效果，而光轴附近的光束强度较高，容易导致低角度散射信号过饱和。而且，目前的光阑结构无法滤除散射光在水平方向上的杂光，从而造成血细胞分析仪的检测结果不够准确。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种对血细胞分类更加准确的血细胞分析仪。

根据第一方面，一种实施例中提供一种血细胞分析仪,包括：

前光组件，用于提供照射血细胞的光束；

流动室，位于所述光束的光路上，所述流动室具有供所述血细胞流过且被所述光束照射的通道；以及

散射光收集组件，用于接收由所述流动室出射的散射光，所述散射光收集组件包括前向散射光收集装置；

所述前向散射光收集装置包括低角度光阑和中角度光阑，所述低角度光阑的第一通光孔位于与所述光束的光轴的夹角为第一角度范围的第一散射光的光路上，所述第一通光孔内设有与所述血细胞在所述流动室内流动方向平行的第一挡光条，所述第一挡光条与所述光束的光轴相交；

所述中角度光阑的第二通光孔位于与所述光束的光轴的夹角为第二角度范围的第二散射光的光路上；

所述第一通光孔与所述第二通光孔中的至少一者内设有第二挡光条，所述第二挡光条分别与所述第一挡光条以及所述光束的光轴垂直，所述第二挡光条自身或所述第二挡光条的延长线与所述光束的光轴相交；

所述第二角度范围大于所述第一角度范围。

进一步的，所述第一通光孔内设有所述第二挡光条，所述第二挡光条具有贯穿的缺口，所述第一挡光条穿过所述缺口，且所述第一挡光条与所述缺口的内壁之间具有间隙；或者

所述第一通光孔内设有所述第二挡光条，所述第一挡光条与所述第二挡光条连接且相交于所述光束的光轴处；或者

所述第二通光孔内设有所述第二挡光条，所述第二挡光条的延长线与所述光束的光轴相交；或者

所述第一通光孔与所述第二通光孔内均设有所述第二挡光条，所述第二挡光条具有贯穿的缺口，所述第一挡光条穿过所述缺口，且所述第一挡光条与所述缺口的内壁之间具有间隙；或者

所述第一通光孔与所述第二通光孔内均设有所述第二挡光条，所述第一挡光条与所述第二挡光条连接且相交于所述光束的光轴处。

进一步的，所述第一角度范围为1°～10°，所述第二角度范围为6°～20°，所述第一挡光条的宽度等于1°第一散射光的散射圆的直径。

进一步的，所述第一通光孔的形状由第一直边和所述第一角度范围中最大角第一散射光的散射圆弧围合形成；

所述第二通光孔的形状由第二直边、与所述第二直边相对的所述第二角度范围中最大角第二散射光的散射圆弧和与所述第二直边垂直的两平行边围合形成，所述第二直边与所述第二角度范围中最小角第二散射光的散射圆相切。

进一步的，所述前向散射光收集装置还包括光阑板，所述光阑板一体成型，且所述光阑板包括所述低角度光阑及所述中角度光阑。

进一步的，所述前向散射光收集装置还包括低角度光电感应装置及中角度光电感应装置，所述第一散射光从所述流动室直接到达所述低角度光阑处，并通过所述低角度光阑后直接到达所述低角度光电感应装置，所述第二散射光从所述流动室直接到达所述中角度光阑处，并通过所述中角度光阑后直接到达所述中角度光电感应装置。

进一步的，所述散射光收集组件还包括侧向散射光收集装置；

所述侧向散射光收集装置用于接收与所述光束的光轴的夹角为第三角度范围的第三散射光，所述第三角度范围大于所述第二角度范围。

进一步的，所述侧向散射光收集装置包括大角度光阑和大角度光电感应装置，所述第三散射光从所述流动室直接到达所述大角度光阑处，并通过所述大角度光阑后直接到达所述大角度光电感应装置。

进一步的，所述第三角度范围为22.3°～42°。

进一步的，所述散射光收集组件还包括：

荧光收集装置，用于接收与所述光束的光轴的夹角为第四角度范围的散射荧光；

所述第四角度范围为90°±24.5°；

所述荧光收集装置包括沿所述散射荧光的传播方向依次设置的收集透镜、荧光光阑及荧光感应装置，所述收集透镜用于收集由所述流动室出射的所述散射荧光。

上述血细胞分析仪在低角度光阑的第一通光孔上设有第一挡光条，第一挡光条与照射血细胞的光束的光轴相交，光轴上以及光轴附近的光线被第一挡光条有效遮挡，无法穿过低角度光阑，使得低角度光阑能够避免收集到的低角度散射光的光信号过饱和。

另外，血细胞分析仪还设置了第二挡光条，第二挡光条的延伸方向与第一挡光条的延伸方向以及光束的光轴垂直，且第二挡光条自身或其延长线与光束的光轴相交，因此，当第二挡光条设置在低角度光阑的第一通光孔内时，第二挡光条能够有效屏蔽第一散射光在水平方向的杂光，当第二挡光条设置在中角度光阑的第二通光孔内时，第二挡光条能够有效屏蔽第二散射光在水平方向的杂光，当第一通光孔与第二通光孔内均设有第二挡光条时，第二挡光条能够有效屏蔽第一散射光和第二散射光在水平方向的杂光。所以，第二挡光条能够提高前向散射光的信号质量。

通过上述光阑设计，既避免了收集的散射光的信号过强，又减少了干扰信号，大大提升了所收集血细胞的散射光的信号质量，使得血细胞分析仪能够更准确地对血细胞进行分类。

附图说明

图1为本申请一种实施例的血细胞分析仪中光学系统的光路图；

图2为本申请一种实施例的低、中角度光阑板的结构示意图；

图3为本申请另一种实施例的低、中角度光阑板的结构示意图；

图4为本申请又一种实施例的低、中角度光阑板的结构示意图；

图5为本申请又一种实施例的低、中角度光阑板的结构示意图；

图6为本申请又一种实施例的低、中角度光阑板的结构示意图；

图7为本申请一种实施例的diff通道的二维散点图；

图8为本申请一种实施例的ref通道的二维散点图；

图9为本申请一种实施例的baso通道的二维散点图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参照图1，本实施例提供了一种血细胞分析仪，包括前光组件100、流动室200和散射光收集组件。前光组件100用于提供照射血细胞的光束111，流动室200位于光束111的光路上，该光束111的中心轴线所在直线为光束111的光轴112。通常，流动室200是一个透明小室，透明小室内具有供血细胞流过并被光束111照射的通道210。待检测的血细胞被鞘液裹挟流经通道210时，照射在血细胞上的光束111发生光散射并经由流动室200出射，下文中将血细胞在流动室200内流动的方向记为竖直方向，与竖直方向垂直的面记为水平面。散射光收集组件用于接收由流动室200出射的散射光。

在一些实施例中，前光组件100包括激光器110、和沿激光器110发出光束111的光路依次设置的准直透镜120、第一柱面镜140和第二柱面镜150，激光器110可以是激光二极管。激光器110发出的光束111首先经准直透镜120后变为平行光，再经第一柱面镜140和第二柱面镜150的收集汇聚后，在流动室200处形成光斑。

在一些实施例中，第一柱面镜140和第二柱面镜150之间还设置了光隔离器130，光隔离器130是一种只允许单向光通过的无源光器件，在本实施例中只允许激光器110发出的光束111自准直透镜120射向第一柱面镜140、第二柱面镜150，从而抑制反馈光(反馈光主要来自于光隔离器130后面各光学元器件的反射)进入激光器110，防止激光器110输出功率产生波动。

散射光收集组件包括前向散射光收集装置300，前向散射光收集装置300包括低角度光阑310、中角度光阑320和光阑板350。在本实施例中，低角度光阑310和中角度光阑320整合在光阑板350上，即低角度光阑310和中角度光阑320位于同一块光阑板350上，且低角度光阑310、中角度光阑320、光阑板350作为一个整体一体成型。在其他实施例中，低角度光阑310和中角度光阑320也可以分开成型，分别连接在同一块光阑板350上。或者，在一些实施例中，分开成型的低角度光阑310和中角度光阑320也可以分别连接一块光阑板350。另外，低角度光阑310和中角度光阑320可以位于同一平面内，也可以位于不同平面内。

在流动室200后垂直光轴112的每个平面上，不同散射角在同一平面会形成不同直径的散射同心圆，光阑的作用就在于在自身所在的平面内，通过自身的通光孔控制入射光阑后散射光的角度范围。本实施例中，低角度光阑310的第一通光孔311位于与光束111的光轴112的夹角为第一角度范围的第一散射光111a的光路上，中角度光阑320的第二通光孔321位于与光束111的光轴112的夹角为第二角度范围的第二散射光111b的光路上，其中，第二角度范围大于第一角度范围，在本实施例中，第一角度范围为1°～10°，第二角度范围为6°～20°。

两光阑上通光孔的形状与尺寸根据其通过的对应角度范围的散射光和光阑到流动室200的距离而确定，在本实施例中，第一通光孔311的形状由第一直边312和第一角度范围中最大角第一散射光111a的散射圆弧313围合形成，其中第一直边312与第一角度范围中的x角度第一散射光111a的散射圆弧相切，x大于1°且小于10°，第一角度范围中最大角第一散射光111a的散射圆弧313即为10°第一散射光111a的散射圆弧，从而保证超过第一角度范围的散射光无法穿过低角度光阑310。在其他实施例中，第一通光孔311也可以是第一角度范围中最大角第一散射光111a的完整散射圆。第二通光孔321的形状由第二直边322、与第二直边322相对的第二角度范围中最大角第二散射光111b的散射圆弧323和与第二直边322垂直的两平行边324围合形成，第二直边322与第二角度范围中最小角第二散射光111b的散射圆相切。两平行边324之间的距离越大则穿过中角度光阑320的第二散射光111b越多，信号强度越大。在其他实施例中，第二角度范围中最大角第二散射光111b的散射圆弧323还可以与第二直边322直接连接，也即，两平行边324可以省略。

在本实施方式中，低角度光阑310通过第一直边312与中角度光阑320的第二直边322间隔开一定距离，从而能够有效区分低角度光阑310和中角度光阑320，以避免通过第一通光孔311的第一散射光111a与通过第二通光孔321的第二散射光111b之间相互影响，提高检测结果的准确性。

低角度光阑310的第一通光孔311内设有与血细胞在流动室200内流动方向平行的第一挡光条300a，第一挡光条300a与光束111的光轴112相交，第一挡光条300a的作用是遮挡光束111在光轴112和光轴112附近的光，因为在光轴112上，光束111的光强远大于细胞发出的散射光的强度，如果不对这部分的光束111进行遮蔽，很容易造成后续收集的光信号过饱和，从而使得细胞测定误差变大。第一挡光条300a的宽度根据第一角度范围中的最小角度确定，本实施例中，第一挡光条300a的宽度等于1°第一散射光111a散射圆的直径，从而遮蔽1°以下的第一散射光111a。

第一通光孔311内设有第二挡光条300b,第二挡光条300b分别与第一挡光条300a以及光束111的光轴112垂直，即平行于水平方向。

本实施例中,如图2所示,第二挡光条300b设于第一通光孔311内，第二通光孔321内不设置第二挡光条300b。第一挡光条300a与第二挡光条300b连接且相交于光束111的光轴112处,使得低角度光阑310能够滤除第一散射光111a在水平方向上的杂光。

如图3所示的另一些实施例中，与图2所示实施例的区别在于第一通光孔311内的第二挡光条300b并不与第一挡光条300a相连。第二挡光条300b具有贯穿的缺口314，第一挡光条300a穿过缺口314，且第一挡光条300a与缺口314的内壁之间具有间隙，在第一挡光条300a与第二挡光条300b相交处留出间隙可增加通过低角度光阑310的第一散射光111a，从而增大所收集到的第一散射光111a的光信号，本实施例中，低角度光阑310滤除第一散射光111a在水平方向上的杂光的同时，也保证了第一散射光111a的光信号的有效收集。

如图4所示的另一些实施例中，与图2所示实施例的区别在于除了第一通光孔311内设有第二挡光条300b外，第二通光孔321内也设有第二挡光条300b，第二通光孔321内的第二挡光条300b的延长线与光束111的光轴112相交。本实施例中，低角度光阑310能够滤除第一散射光111a在水平方向上的杂光，中角度光阑320能够滤除第二散射光111b在水平方向上的杂光。

如图5所示的另一些实施例中，与图3所示实施例的区别在于除了第一通光孔311内设有第二挡光条300b外，第二通光孔321内也设有第二挡光条300b，本实施例中，低角度光阑310能够滤除第一散射光111a在水平方向上的杂光，同时也保证了第一散射光111a的光信号的有效收集，而中角度光阑320能够滤除第二散射光111b在水平方向上的杂光。

如图6所示的另一些实施例中，第二挡光条300b设于第二通光孔321内，第一通光孔311内不设置第二挡光条300b，第二挡光条300b的延长线与光束111的光轴112相交。本实施例中，中角度光阑320能够滤除第二散射光111b在水平方向上的杂光。

上述各实施例中，第一挡光条300a能够对光轴112附近的光束111起到很好的屏蔽效果，而在第一通光孔311和/或第二通光孔321内的第二挡光条300b则能够滤除前向散射光在水平方向上的杂光，从而提升后续收集到的散射光信号的指令，使得血细胞分析仪对细胞的测定更为准确。

前向散射光收集装置300还包括低角度光电感应装置330及中角度光电感应装置340。两个光电感应装置可采用大靶面光电探测器对散射光进行收集，并且在流动室200与两个光电感应装置之间不再设置收集透镜，第一散射光111a从流动室200直接到达低角度光阑310处，并通过低角度光阑310后直接到达低角度光电感应装置330，第二散射光111b从流动室200直接到达中角度光阑320处，并通过中角度光阑320后直接到达中角度光电感应装置340。在一些实施例中，低角度光电感应装置330和中角度光电感应装置340也可以整合为一体，分别与其对应的低角度光阑310和中角度光阑320平行设置。

选用大靶面光电探测器的优点在于：与小靶面光电探测器相比，与光阑之间距离相同的情况下所能收集到的散射光更多，因此可以不再需要在光阑与光电感应装置之间设置收集透镜，从而缩短了光电感应装置与光阑之间的距离，降低了光学元件的使用成本，降低了血细胞分析仪的成本并缩小了体积。

在一些实施例中，血细胞分析仪还包括侧向散射光收集装置400。侧向散射光收集装置400用于接收与光束111的光轴112的夹角为第三角度范围的第三散射光111c，第三角度范围大于第二角度范围，在本实施例中，第三角度范围为22.3°～42°。侧向散射光收集装置400包括大角度光阑410和大角度光电感应装置420，第三散射光111c从流动室200直接到达大角度光阑410处，并通过大角度光阑410后直接到达大角度光电感应装置420。

通过侧向散射光收集装置400，能够收集大角度范围的散射光，获得更多的细胞信息，可提高血细胞分类的准确性。同样的，大角度光阑410也采用大靶面光电探测收集散射光，以降低成本，缩小体积。

在另一些实施例中，血细胞分析仪还包括荧光收集装置500，荧光收集装置500用于接收与光束111的光轴112的夹角为第四角度范围的散射荧光111d，例如，第四角度范围为90°±24.5°。本实施例中，荧光收集装置500包括沿散射荧光111d的传播方向依次设置的收集透镜510、荧光光阑520及荧光感应装置530，收集透镜510用于收集由流动室200出射的散射荧光111d。

通过增加荧光收集装置500，使得本实施例的血细胞分析仪具有两套测定方式，一是基于化学染色法，利用第一散射光111a、第二散射光111b和第三散射光111c的光信号可实现wbc五分类，二是基于荧光染色法，利用散射荧光111d与第一散射光111a的光信号，实现对ret(网织红细胞)和plt-o(血小板)的计数和分类。相比与采用荧光染色法进行分类的五分类血细胞分析仪而言成本较低，而相比于化学染色法进行分类的五分类血细胞分析仪而言，又能实现对ret、plt-o等参数进行准确计数和分类。

进一步的，通常的血细胞分析仪中，由于plt-o识别对信噪比要求高，若在收集散射光信号时不在光阑与光电感应装置之间设置收集透镜，容易造成因无法分离杂光与散射信号而造成分类不准确，但是本实施例中可以通过具有第二挡光条300b的低角度光阑310，减少第一散射光111a中的干扰信号，实现plt-o的准确分类。依照上述血细胞分析仪得到的diff通道的散点图可参照图7，ref通道的散点图可参照图8,baso通道的散点图可参照图9。

上述血细胞分析仪，首先，所获取的散射光的光信号质量更好，血细胞的测定能够更加准确；其次，能够准确地测定ret，plt-o等参数，最后，血细胞分析仪中的光路系统纵向尺寸小，且元件成本更低。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。