吸收光谱扫描流动血细胞计数的制作方法_2

文档序号:9842618阅读:来源:国知局
量最小化。
[0019] 在另一个实施例中,多个宽波段探测器被用来测量在粒子穿过探测区域时从由连 续光谱激发束激发的粒子的发射。每个探测通道(由探测器测量的频率范围)被选择为使得 每个通道在激发光谱的至少一部分之外,使得连续的探测通道交错,每个通道以更长的波 长开始并且激发光的光谱有少许重叠。
[0020] 使用交错探测通道的实施例优选地与经可调谐地过滤的激发光一起使得能够在 于激发光的光谱的一部分重叠的波长中探测粒子发射。随着粒子移动通过探测区域并且由 逐渐更长的波长照射,测量波长比激发光的波长更长的测量光的探测通道可以被用来探测 粒子发射。当激发光波长在扫描期间变长,使得其余探测通道重叠时,由于由激发光引起的 干涉,探测通道对于测量发射不再有用。此时,由一个或多个剩余探测通道探测发射。类似 地,当激发光波长在扫描期间变长,使得其与第二探测通道重叠时,由于由激发光引起的干 涉,该探测通道对于测量发射不再有用,并且发射由一个或多个剩余探测通道探测。最终探 测通道优选地使用长通滤波器测量比最长激发波长更长的全部波长。
[0021] 在另一个实施例中,多个带通滤波器被用来测量来自于在粒子穿过探测区域时由 连续光谱激发束激发的粒子的发射。每个探测通道(由探测器测量的频率范围)被选择为使 得探测通道不重叠。优选地,每个探测通道将会大致对应于被用于标记粒子的荧光染料的 激发光谱极值,使得每个探测通道主要测量来自于一个染料的发射。这使得能够相对独立 地测量用于标记多个被标记粒子的每种染料的激发光谱。
[0022] 在另一个方面,本发明提供了使用本发明的仪器分析荧光粒子的方法。
[0023] 本发明和仪器可以被用来分析由一个或多个染料标记的粒子。对于被单染料染色 的粒子,例如通过将所测量的激发光谱与在先测量的来自于用于试验的染料的激发光谱匹 配,可以从激发光谱模式识别染料。对于被多种染料染色的粒子,例如通过将所测量的激发 光谱与在先测量的激发光谱的组合匹配,可以从激发光谱模式识别染料。各种已知的"拟合 优度"算法适合于将所测量的光谱与已知光谱的组合匹配。
【附图说明】
[0024]图1A、图1B和图1C描绘了本发明的流动式粒子分析仪的实施例的光学系统的元件 的示意性表示。
[0025]图2A、图2B和图2C描绘了荧光粒子穿过流动通道以及照明粒子的激发光。
[0026]图3A、图3B和图3C描绘了本发明的流动式粒子分析仪的另一个实施例的光学系统 的元件的示意性表示。
[0027]图4A、图4B、图4C和图4D描绘了荧光粒子穿过流动通道以及照明粒子的激发光。 [0028]图5描绘了荧光粒子的激发和发射光谱、用于激发粒子的激发光源的光谱以及用 于探测粒子发射的探测通道之间的关系。
[0029]图6描绘了荧光粒子的激发和发射光谱、用于激发粒子的激发光源的光谱以及用 于探测粒子发射的两个重叠(交错)的探测通道之间的关系。
[0030] 图7描绘了荧光粒子的激发和发射光谱、用于激发粒子的激发光源的光谱以及用 于探测粒子发射的两个不重叠的探测通道之间的关系,其中每个探测通道被选择来近似地 对应于不同染料的激发极值(maxima) 〇
【具体实施方式】
[0031] 为了清楚提供以下的定义。除非特殊指明,全部的术语按照本领域中常用的那样 使用。这里上文和下文引用的全部相关文件通过引用结合到这里。
[0032] "流动式粒子分析仪"被用在这里指示通过将粒子穿过一个或多个光学探测器来 分析悬浮在流动流体流中的粒子的任何仪器,并且例如包括分析或分类流动血细胞计数 器、血液学分析仪和细胞计数器。包括粒子的流体流(流动流)通常穿过光学小管(cuvette) 中的通道,在其中执行光学分析,但是光学分析可以对于从喷嘴喷射的空气中的流体流进 行。小管和通道的至少一部分(优选地全部)是光学透明的,以使得能够进行流体流内的粒 子的光学探测。例如,在典型流动血细胞计数器中,光学探测是通过使用来自小管外侧的激 发光激发荧光地标记的粒子来进行的,并且来自粒子的荧光发射是使用定位在小管外侧的 光电探测器检测的。小管的光学透明的部分可以由任何合适的材料制成,包括熔融硅、石 英、光学玻璃或光学梯度塑料。
[0033] 如这里所使用的,"系统"和"仪器"意图包括硬件(例如,机械和电子器件)和相关 软件(例如,计算机程序)组件。
[0034] 如这里所使用的,光电探测器广义地表示光电探测器本身以及任何相关的光学 和/或电子器件。例如,信号放大(光电探测器增益)可以由光电探测器单独提供或者由放大 光电探测器的输出的分离信号放大器提供。由光电探测器测量的光可以通过使用滤波器、 反射镜、透镜或其他光学器件来限制。由于这个原因,"光电探测器"被用在这里单独指示光 电探测器或者指示伴随一个或多个信号放大器和光学器件的光电探测器,如果存在的话。
[0035] "探测器通道"、"探测通道"或"通道"指的是由特定光电探测器检测的波长的范 围。所探测的波长的范围通常使用频率相关滤波器和/或分光反射镜来确定,如本领域中已 知的。为了清楚,术语"通道"在这里的使用与流动血细胞计数器领域中的次级使用不同,以 表示可以由单个探测器探测的强度值的范围的离散细分。
[0036] 在一些实施例中,使用单个探测器通道,其中,探测器通道由带通滤波器或由长通 滤波器限定,其中带通滤波器传输两个阈值波长之间的波长的光,并且长通滤波器仅传输 比某阈值波长更长的波长的光。
[0037] 在其他实施例中,由长通滤波器限定的多个探测器通道被使用,其中每个长通滤 波器传输比不同阈值波长更长的波长的光,使得探测器通道部分重叠。
[0038] 在其他实施例中,由带通滤波器限定的多个不重叠探测器通道被使用,以有助于 多个光谱不同的荧光染料的独立测量。染料和探测器通道被选择,使得每个染料的发射极 值尽可能地在不同的探测器通道内,即,使得每个染料与被优化来探测来自该染料的光的 探测器通道匹配。然而,由于其发射光谱的宽度,来自于给定染料的光可能在一个或多个其 他探测器通道中发射。在除了最接近地匹配染料的发射极值的探测器通道之外的探测器通 道内由染料发射的光在这里被称作为"溢出(spillover)"。最接近地匹配染料的发射极值 的探测器通道在这里参照给定染料被称作为染料探测通道或主要通道。全部的其他探测器 通道参照给定染料被称作为溢出通道或次级通道。染料及其染料探测通道将会被称作为 "相应的"或"匹配的"。参照探测通道,对应于探测通道的染料被称作为主要染料;向探测通 道内发射溢出的其他燃料被称作为次级染料。
[0039] 如这里所使用的,术语"粒子"指的是合成粒子(诸如微粒子或珠子)以及从生物源 得到的粒子(诸如真核细胞、细菌、病毒或高分子)二者。如这里所使用的,粒子的"布居"指 的是相对于待测量的参数表现出基本相同的光学特性的粒子的组,诸如相同类型的细胞 (细胞布居)或者在实际制造公差内具有相同尺寸、形状和成分的合成珠子。
[0040] 荧光粒子在这里被用于表现出可检测的荧光的任何粒子。粒子可以是固有的荧光 的,或者可以包括一个或多个荧光染料。例如,细胞通常使用结合到细胞子部分的染料-抗 体结合物(conjugate)由一个或多个焚光染料标记,以能够进行检测和分析,并且被标记的 细胞是荧光粒子的示例。
[0041] 这里使用的术语"MFI"表示荧光粒子的布局的平均或中值荧光强度。将会理解可 以使用布居荧光的其他统计测量结果,诸如截断的平均荧光或截断的中值荧光。
[0042] 光谱指的是在白光(或宽光谱光源)的光束诸如通过穿过棱镜而被散射时形成的 颜色的连续波,因此其成分波长按照顺序排列。参照这里使用的宽光谱或白光激发源,诸如 该光激光器,光谱指的是由激发源发射的波长(颜色)的连续光谱。如这里使用的"激发源" 指的是发光组件(诸如激光器)以及任何相关光束成形或滤波组件(如果存在的话)。由激发 源发射的波长的范围整体可以被相对于由发光组件单独发射的波长的范围调整或限制。例 如,由白光激光器发射的光谱可以被以未经调整的形式使用,或者该光谱可以由适当的滤 波来限制,以提供在期望波长范围的光谱。
[0043] 以下提供了在可见光谱内波长和颜色的大致对应关系的表格。
[0044] 颜色/波长的表格
[0047]白光激发源
[0048]如这里所使用的,"白光激发源"指的是发射宽波段的、基本准直的光的光源。本发 明中优选使用的白光激发源是超连续白光激光器。
[0049] 超连续白光激光器可以例如从Fianium有限公司(英国,南安普顿)买到。其示例包 括FemtoPower FP1060和FP532、Fianium SC450、Fianium SC450-8-VE超连续激光器。 Fianium SC450具有5W的总激光输出,并且具有从约450到2000nm的大的发射范围。Fianium SC450-8-VE超连续激光器在单模光束中具有8W的总光学功率以及在可见波长范围中超出 1.5W的光学功率。
[0050] 超连续白光激光器的附加示例包括提供400-2400M1单模光谱的SuperK EXTREME Supercontinuum Fiber Laser Series(NKT Photonics A/S,Birkerod,Denmark)以及提供 约450到2000nm光谱
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