用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪的制作方法

1.本实用新型涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪。


背景技术：

2.在血细胞分析仪中，通常采用激光散射和荧光染色法对血细胞进行分类和计数，即激光器发出的激光经过透镜准直聚焦后照射到流动室内荧光标记的血细胞，从而产生前向散射光、侧向散射光和侧向荧光，其中前向散射光反应细胞体积大小，侧向散射光反应细胞内的复杂程度，侧向荧光反应细胞内核酸含量。然而，由于需要将流动室偏转设置以使流动室表面的反射光不会返回至激光器中，使得现有的流动室内的散射光及荧光无法被全部收集，而使得光学检测系统的检测能力低。
3.鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪，旨在解决流动室内的散射光及荧光无法被全部收集而影响检测能力的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件、流动室及光检测组件，所述前光组件包括沿第一方向间隔设置的激光器、准直镜及整形透镜部件，所述准直镜用于将所述激光器发出的激光准直为平行光束，所述整形透镜部件用于将所述平行光束整形聚焦为第一光束，所述流动室位于所述整形透镜部件远离所述准直镜的一侧，并具有用于供所述血细胞沿第二方向流过的通道，所述第二方向与所述第一方向不一致，所述血细胞经过荧光染色处理，所述第一光束照射所述通道内的所述血细胞所产生的散射光及照射所述荧光染色的血细胞后产生的荧光，所述散射光包括沿所述第一方向传播的第一散射光和沿所述第二方向传播的第二散射光，所述光检测组件包括侧光收集件，所述侧光收集件用于收集所述第二散射光和所述荧光，且所述光检测组件用于检测所述第一散射光、所述第二散射光及所述荧光，所述侧光收集件具有入光轴，所述流动室具有出光轴，所述入光轴与所述出光轴同轴设置。
6.优选地，所述光检测组件还包括第一检测部件、分光件、第二检测部件及第三检测部件，所述第一检测部件设于所述流动室远离所述整形透镜部件的一侧，并用于检测所述第一散射光，所述流动室、所述侧光收集件、所述分光件及所述第三检测部件依次沿所述第二方向间隔设置，所述分光件用于分离所述第二散射光和所述荧光，所述第二检测部件用于检测所述第二散射光，所述第三检测部件与所述分光件对应设置并用于检测所述荧光。
7.优选地，所述入光轴和所述出光轴均沿所述第二方向延伸设置。
8.优选地，所述出光轴与所述第二方向之间的夹角范围为1
°
～3
°
；或者，
9.所述流动室面向所述激光器的一侧设有镀膜层，所述镀膜层的表面反射率均小于
或等于0.5％。
10.优选地，所述第一光束投射至所述通道上的光斑沿所述第二方向的尺寸为5um～20um，沿第三方向的尺寸大于150um，其中，所述第一方向、所述第三方向及所述第二方向相互垂直。
11.优选地，所述第一光束投射至所述通道上的光斑沿所述第二方向的尺寸为8um～15um。
12.优选地，所述整形透镜部件包括沿所述第一方向间隔设置的第一透光镜和第二透光镜，所述第一透光镜和所述第二透光镜依次用于将所述平行光束整形聚焦为所述第一光束；所述第一透光镜和所述第二透光镜中的其中一者为球面镜，另一者为柱面镜。
13.优选地，所述准直镜、所述第一透光镜及所述第二透光镜面向所述激光器的一侧的表面反射率均小于或等于0.5％。
14.优选地，所述第一检测部件包括间隔设置的第一光阑和第一光电探测器，所述第一光阑设有供所述第一散射光穿过的第一过孔，所述第一光阑还设有沿所述第二方向延伸的挡光条，所述挡光条位于所述第一过孔的中部，所述挡光条用于遮挡所述第一散射光，所述第一光电探测器用于将所述第一散射光转为电信号。
15.优选地，在所述第一光阑与所述第一光电探测器之间的间距小于1mm时，所述第一光电探测器的接收面积大于7mm2；
16.在所述第一光阑与所述第一光电探测器之间的间距为1mm～3mm时，所述第一光电探测器的接收面积大于9mm2。
17.优选地，所述第二检测部件包括对应设置的第二光阑和第二光电探测器，所述第二光阑设有供所述第二散射光穿过的第二过孔，所述第二光电探测器用于将所述第二散射光转为电信号；
18.所述第三检测部件包括第三光阑、滤光片及荧光探测器，所述第三光阑设有供所述荧光穿过的第三过孔，所述滤光片用于对所述荧光以外的杂散光进行过滤，所述荧光探测器用于将过滤的所述荧光转为电信号。
19.优选地，所述第二过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为1mm～5mm；和/或，
20.所述第三过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为0.5mm～4.5mm。
21.优选地，所述第二过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为1mm～3mm；和/或，
22.所述第三过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为0.5mm～2.5mm。
23.另外，本实用新型还提出一种血细胞分析仪，所述血细胞分析仪包括如上所述的用于分析血细胞的光学检测系统。
24.本实用新型技术方案中，用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件、流动室及光检测组件，前光组件包括沿第一方向间隔设置的激光器、准直镜及整形透镜部件，准直镜用于将激光器发出的激光准直为平行光束，整形透镜部件用于将平行光束整形聚焦为第一光束，流动室位于整形透镜部件远离准直镜的一侧，并具有用于供血细胞沿第二方向流过的通道，所述第二方向与所述第一方向不一致，血细胞经过荧光染色处理，第一光束照射通道内的血细胞所产生的散射光及照射荧光染色处理的血细胞后产生的荧光，散射光包括沿第一方向传播的第一散射光和沿第二方向传播的第二散射光，光检测组件包括侧光收集件，侧光收集件用于收集第二散射光和荧光，且光检测组件用于检测第一散射光、第二散射
光及荧光，侧光收集件具有入光轴，流动室具有出光轴，入光轴与出光轴同轴设置，当流动室偏转放置时，可保证流动室表面反射光偏移而不被返回至激光器中，此时，侧光收集件也进行相同角度的偏转放置，使得流动室与侧光收集件同轴放置，从而使得第二散散光和荧光不会偏离出侧光收集件的收集范围，即第二散射光和荧光均能被完整收集，可提高检测组件的分辨能力，光学检测系统整体检测能力。本实用新型用于分析血细胞的光学检测系统可收集全部散射光及荧光，可提高检测组件的分辨能力，光学检测系统整体检测能力。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本实用新型一实施例中光学检测系统的示意图；
27.图2为本实用新型另一实施例中光学检测系统的示意图；
28.图3为本实用新型一实施例中第一光阑的结构示意图；
29.图4为本实用新型一实施例中侧光收集件与流动室不同轴的结构示意图；
30.图5为本实用新型另一实施例中侧光收集件与流动室同轴的结构示意图；
31.图6为本实用新型又一实施例中侧光收集件与流动室同轴的结构示意图。
32.附图标号说明：
[0033][0034][0035]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0038]
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0039]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0040]
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0041]
本实用新型提出用于分析血细胞的光学检测系统及血细胞分析仪，旨在解决流动室内的散射光及荧光无法被全部收集而影响检测能力的问题。
[0042]
请参照图1，用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件1、流动室2 及光检测组件3，前光组件1包括沿第一方向间隔设置的激光器11、准直镜 12及整形透镜部件13，准直镜12用于将激光器11发出的激光准直为平行光束，整形透镜部件13用于将平行光束整形聚焦为第一光束，流动室2位于整形透镜部件13远离准直镜12的一侧，并具有用于供血细胞沿第二方向流过的通道21，第二方向与第一方向不一致，血细胞经过荧光染色处理，第一光束照射通道21内的血细胞所产生的散射光及照射荧光染色的血细胞后产生的荧光，散射光包括沿第一方向传播的第一散射光和沿第二方向传播的第二散射光，光检测组件3包括侧光收集件32，侧光收集件32用于收集第二散射光及照射荧光剂所产生的荧光，且光检测组件3用于检测第一散射光、第二散射光及荧光，侧光收集件32具有入光轴321，流动室2具有出光轴22，入光轴321与出光轴22同轴设置。第一方向见图1中z方向，第二方向见图1中 y方向。
[0043]
本实用新型的用于分析血细胞的光学检测系统包括前光组件1、流动室2 及光检测组件3，光检测组件3包括第一检测部件31、侧光收集件32、分光件33、第二检测部件34及第三检测部件35，散射光包括沿第一方向传播的第一散射光和沿第二方向传播的第二散射光，第一检测部件31设于流动室2 远离整形透镜部件13的一侧，并用于检测第一散射光，流动室2、侧光收集件32、分光件33及第三检测部件35依次沿第二方向间隔设置，侧光收集件 32用于收集第二散射光和荧光，分光件33用于将第二散射光和荧光分离，第二检测部件34
用于检测第二散射光，第三检测部件35与分光件33对应设置并用于检测荧光。当第一光束照射至通道21内的血细胞表面产生散射光，散射光沿第一方向传播形成第一散射光，沿第二方向传播形成第二散射光，设于流动室2远离整形透镜部件13的一侧的第一检测部件31检测第一散射光；位于流动室2侧向的侧光收集件32收集第二散射光和经过荧光染色处理的血细胞所发出的荧光，分光件33如二色镜，将第二散射光和荧光分离，即荧光透射二色镜，第二散射光被二色镜反射，第二检测部件34检测第二散射光，与分光件33对应设置第三检测部件35检测荧光。
[0044]
在一实施例中，请结合图4至图6所示，侧光收集件32具有入光轴321，流动室2具有出光轴22，入光轴321与出光轴22同轴设置。当流动室2偏转放置时，可保证流动室2表面反射光偏移而不被返回至激光器11中，此时，侧光收集件32也进行相同角度的偏转放置，使得流动室2与侧光收集件32 同轴放置，从而使得第二散散光和荧光不会偏离出侧光收集件32的收集范围，即第二散射光和荧光均能被完整收集，可提高检测组件的分辨能力，光学检测系统整体检测能力。
[0045]
其中，第一光束投射至通道21上的光斑沿第二方向的尺寸为5um ～20um，沿第三方向的尺寸大于150um，其中，第一方向、第三方向及第二方向相互垂直。第一光束投射至通道21上的光斑沿第二方向的尺寸为5um、 15um、20um，沿第三方向的尺寸大于150um，其中，第三方向与第二方向相互垂直，当流动室2内的血细胞逐个通过检测区域时，该光斑尺寸能够保证在第三方向上覆盖整个流动室2，第二方向上只照射单个细胞。其中，第三方向见图1中x方向。为了能够更准确地照射到血细胞上，第一光束投射至通道上的光斑沿第二方向的尺寸为8um～15um，如8um、9um、10um、11um、 12um、13um、14um、15um等。
[0046]
进一步地，为了实现多种功能，整形透镜部件13包括沿第一方向间隔设置的第一透光镜131和第二透光镜132，第一透光镜131和第二透光镜132依次用于将平行光束整形聚焦为第一光束，第一透光镜131和第二透光镜132 中的其中一者为球面镜，另一者为柱面镜。整形透镜部件13包括球面镜和柱面镜，球面镜和柱面镜沿第一方向依次排列，球面镜靠近准直透镜设置，柱面镜靠近流动室2设置，平行光束入射到整形透镜部件13，其中球面镜对光斑在第二方向和第三方向进行整形汇聚，柱面镜对光斑在第二方向或第三方向进行单独整形汇聚，从而可使得汇聚在通道21处的第一光束照射单个血细胞所产生的散射光能够被检测组件检测到。由于柱面镜的加工难度大于球面镜的加工难度，将第一透光镜131和第二透光镜132中的一个设为球面镜，另一个设为柱面镜，可降低成本，而且，还可缩短整形透镜部件13的光路。
[0047]
另外，在上述的实施例中，准直镜12、第一透光镜131及第二透光镜132 面向激光器11的一侧的表面反射率均小于或等于0.5％。为了提高激光经过前光组件1的透射率，减少反射光，准直镜12、第一透光镜131及第二透光镜132面向激光器11的一侧的表面反射率不大于0.5％，优选的不大于0.1％，更优选的，不大于0.05％；而且，由于第一透光镜131和第二透光镜132中的一个为球面镜，球面镜的入射面为凸面，当入射光垂直入射到凸面时，凸面会将光反射到其他角度，从而不会原路返回至激光器11的光源中，提高光源的稳定性。
[0048]
进一步地，第一检测部件31包括间隔设置的第一光阑311和第一光电探测器312，第一光阑311设有供第一散射光穿过的第一过孔3111，第一光阑 311还设有沿第二方向延伸的挡光条3112，挡光条3112位于第一过孔3111 的中部，挡光条3112用于遮挡第一散射
光，第一光电探测器312用于将第一散射光转为电信号。挡光条3112可为黑色条，也可为黑色丝印层，位于第一过孔3111的中部，可遮挡第一散射光的光斑中心，从而可使得第一光电探测器312探测到的散射光信号不会受到中心光斑的影响，保证信号处于不饱和状态，第一过孔3111还可对散射光进行选择接收，实现血细胞的分类。第一光阑311接收的角度范围为1
°‑5°
，或为1
°‑9°
。并且，第一检测部件31与流动室2之间省略聚焦透镜组，从而减小光路长度，降低成本。另外，第一光电探测器312的探测面形状可以为圆形、正方形或长方形。
[0049]
进一步地，在一实施例中，在第一光阑311与第一光电探测器之间的间距小于1mm时，第一光电探测器的接收面积大于7mm2。在第一光阑311与第一光电探测器之间的间距小于1mm时，为保证能够完全接收经过第一光阑 311的散射光，第一光电探测器的接收面积大于7mm2。通过增加第一光电探测器的面积，可大幅度缩短光路，减小光学系统体积，节约成本。
[0050]
在另一实施例中，在第一光阑311与第一光电探测器之间的间距为 1mm～3mm时，第一光电探测器的接收面积大于9mm2。在第一光阑311与第一光电探测器之间的间距为1mm～3mm时，为保证能够完全接收经过第一光阑311的散射光，第一光电探测器的接收面积大于9mm2。通过增加第一光电探测器的面积，可大幅度缩短光路，减小光学系统体积，节约成本。
[0051]
另外，请结合图3所示，在一实施例中，第二检测部件34包括对应设置的第二光阑341和第二光电探测器342，第二光阑341设有供第二散射光穿过的第二过孔，第二光电探测器342用于将第二散射光转为电信号。第二光阑 341遮挡第二散射光的外周光斑，第二散射光的中心光斑穿过第二过孔，第二光电探测器342将穿过第二过孔的第二散射光转为电信号，第二光阑341可有效过滤掉第二散射光的杂散光，同时保证第二散射光的有效光信号透过第二过孔。
[0052]
在另一实施例中，第三检测部件35包括第三光阑351、滤光片352及荧光探测器353，第三光阑351设有供荧光穿过的第三过孔，滤光片352用于对荧光以外的杂散光进行过滤，荧光探测器353用于将过滤的荧光转为电信号。荧光穿过第三光阑351，到达滤光片352，滤光片352可对荧光以外的杂散光进行进一步过滤，最终入射到荧光探测器上，荧光探测器353将过滤后的荧光转换为电信号进行处理。
[0053]
其中，在一实施例中，第二过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为1mm～5mm。在另一实施例中，第三过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围为0.5mm～4.5mm。第二过孔呈圆孔状，且直径尺寸范围可以是1mm～3mm，如1mm、2mm、3mm，也可以是4mm、5mm，从而可对第二散射光进行有效过滤；第三过孔呈圆孔状，且直径尺寸可在0.5mm～2.5mm，如0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm 等，也可以是3mm、3.5mm、4mm、4.5mm等，从而可有效屏蔽荧光中的杂散光。
[0054]
进一步地，请结合图2、图6所示，入光轴321和出光轴22均沿第二方向延伸设置。当流动室2无需偏转放置时，即流动室2的出光轴22沿第二方向延伸设置，便于光学检测系统的设计与制造，为了使得入光轴321和出光轴22同轴设置，入光轴321也沿第二方向延伸设置。
[0055]
进一步地，出光轴22与第二方向之间的夹角范围为1
°
～3
°
。为了保证流动室2表面反射光不会返回激光器11中，流动室2组件8采用偏转的放置方式，偏转角度范围1～7
°
，如1
°
、2
°
、3
°
、4
°
、5
°
、6
°
，而且，需要说明的是，流动室2的偏转方向不受限制。
[0056]
流动室2面向激光器11的一侧设有镀膜层，镀膜层的表面反射率均小于或等于0.5％。流动室2面向激光器11的一侧可进行镀膜处理，减少激光入射到流动室2表面时产生的反射光，镀膜层的反射率不大于0.5％，如0.1％、 0.05％。
[0057]
另外，本实用新型还提出一种血细胞分析仪，血细胞分析仪包括如上所述的用于分析血细胞的光学检测系统。该血细胞分析仪中用于分析血细胞的光学检测系统的具体结构参照上述实施例，由于本血细胞分析仪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0058]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。