一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀的製作方法

2023-05-30 02:25:56

專利名稱：一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學，尤其涉及白細胞分類計數儀。
背景技術：
傳統的流式細胞儀已廣泛應用於白細胞分類計數領域。這樣的白細胞分類計數儀主要由照明單元、鞘流池單元、壓力液路單元和信號處理單元組成。其中照明單元將光源(一般為雷射)發出的光準直整形後，變成橫截面為橢圓型的光斑，照射至鞘流池。鞘流池提供了一個光學檢測區域，在該區域中，利用鞘流原理將白細胞樣本攜裹在鞘流中，使白細胞逐個通過該區域。通過該區域的細胞被照明單元照亮後，在全空域發出散射光；信號處理單元按照散射光角度的不同收集散射光信息，並轉換為電信號。這些電信號經甄別、處理、分析後可形成直觀的一維直方圖或者二維散點圖，從而得到白細胞的分類和計數信息。現有技術中，如圖I所示，通常的白細胞計數儀都需要將光源11發出的光經過一·個光學系統12、13聚焦在鞘流池2的中心區域。在垂直於光路的平面上形成一個橢圓型光斑。通常光源為雷射，其光束截面上的能量密度分布為高斯型的，而不是均勻分布。由此引發的問題是，如圖2所示，當鞘流池中的鞘流和樣本流因為各種微小擾動出現不穩定(這種擾動通常都是存在的)，樣本流就會偏離光斑中心，照明單元在該處的能量密度遠小於在光斑中心處的能量密度，所以，即使同樣的樣本在出現上述不穩定時，因為照射強度不同，會發出不同大小的散射光。這種不同大小的散射光被收集、處理，就會誤判為不同的樣本，大樣本可能被誤判為小樣本，就會使系統輸出的一維直方圖或者二維散點圖對樣本的分類界限不清晰，給白細胞計數帶來誤差。

發明內容
本發明的目的在於提供一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，所述的白細胞分類計數儀通過雷射整形系統使照射光斑在長徑和短徑方向上均勻化，消除或者減小了因樣本位置偏差引起的照射強度不一致，避免了信號處理中可能出現的樣本信息誤判。本發明中的使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，包括雷射整形照明單元、樣本處理輸送單元和後續信號處理單元，其中，
所述的雷射整形照明單元包括雷射器和雷射整形模塊，所述的雷射整形模塊對雷射器發出的雷射進行準直、均勻、匯聚整形處理；
所述的樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊，並與鞘流池連接，使得包含被測白細胞的樣本液被鞘液攜裹著流經鞘流池；
所述的雷射整形照明單元產生的光斑照射在鞘流池中通過的樣本液上；
所述的後續信號處理單元包括光信號處理模塊、光電轉換模塊、電信號處理模塊，所述後續信號處理單元接收鞘流池輸出的散射光，並使用光電探測器件，如光電池、光電二極體等，進行光電轉換，對獲得的電信號進行相應處理；
其特徵在於所述的邀光整形模塊至少包括一片準直均勻透鏡對雷射器發出的高斯光束進行準直和均勻化處理，所述的準直均勻透鏡的數值孔徑至少為0. 5。所述的準直均勻透鏡是偶次高次非球面透鏡。所述的準直均勻透鏡的鏡面形狀採用下式表示
權利要求
1.一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，包括雷射整形照明單元、樣本處理輸送單元和後續信號處理單元，其中， 所述的雷射整形照明單元包括雷射器和雷射整形模塊，所述的雷射整形模塊對雷射器發出的雷射進行準直、均勻、匯聚整形處理； 所述的樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊，並與鞘流池連接，使得包含被測白細胞的樣本液被鞘液攜裹著流經鞘流池； 所述的雷射整形照明單元產生的光斑照射在鞘流池中通過的樣本液上； 所述的後續信號處理單元包括光信號處理模塊、光電轉換模塊、電信號處理模塊，所述後續信號處理單元接收鞘流池輸出的散射光，並使用光電探測器件進行光電轉換，對獲得的電信號進行相應處理； 其特徵在於所述的雷射整形模塊至少包括一片準直均勻透鏡對雷射器發出的高斯光束進行準直和均勻化處理，所述的準直均勻透鏡的數值孔徑至少為0. 5。
2.根據權利要求I所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的準直均勻透鏡是偶次高次非球面透鏡。
3.根據權利要求I所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的準直均勻透鏡的鏡面形狀採用下式表示
4.根據權利要求I或2或3所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的雷射整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑照射於鞘流池中的樣本流上，所述橢圓短徑略大於攜裹在樣本流中的細胞直徑，一般為12±2um，所述的橢圓長徑略大於鞘流池內液流通道直徑或者邊長。
5.根據權利要求I或2或3或4所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的雷射整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，其中橢圓短徑方向與鞘流池中的液體流動方向一致，長徑方向與液體流向垂直，同時垂直於光束傳播方向。
6.根據權利要求I或2或3或4所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的雷射整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，在橢圓長徑方向上，雷射能量分布均勻，光斑中心處與距光斑中心30um處光能量密度差異不超過20%。
7.根據權利要求I或2或3或4所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的雷射整形照明單元輸出橫截面為橢圓的光斑，在橢圓短徑方向上，雷射能量分布均勻，光斑中心處與距光斑中心5um處光能量密度差異不超過20%。
8.根據權利要求I或2或3或4所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊和鞘流池，並有機相連，其中， 所述的氣壓傳輸控制模塊提供0. 014±0. 003MPa的鞘液壓力，使得鞘液高速穩定通過鞘流池； 所述的液體傳輸控制模塊將處理後的樣本輸送至鞘流池，並使鞘液攜裹著樣本流通過鞘流池； 所述的鞘流池內部液體通路橫截面為圓形或者正方形，其直徑或者邊長小於0. 3_。
9.根據權利要求I或2或3或4所述的一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的後續信號處理單元包括光信號處理模塊、光電轉換模塊、電信號處理模塊，並依次相連，其中， 所述的光信號處理模塊收集樣本發出的散射光，準直後按照不同的散射角度進行分光，之後分別進行匯聚，射入光電轉換模塊； 所述的光電轉換模塊至少包括光電池或者光電二極體等光電轉換元件，將入射的光信號轉換成電信號； 所述的電信號處理模塊提取上述電信號中的峰值或脈衝寬度信息，甄別篩選後進行計數、分類，形成二位散點圖或者一維直方圖。
10.根據權利要求9所述的白細胞分類計數儀，其特徵在於所述的光信號處理模塊至少包括一片數值孔徑大於0. 5的收集準直透鏡，所述的收集準直透鏡為偶次高次非球面鏡。
全文摘要
本發明涉及一種使用偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，屬於光學。偶次高次非球面雷射整形系統的白細胞分類計數儀，包括雷射整形照明單元、樣本處理輸送單元和後續信號處理單元。雷射整形模塊至少包括一片準直均勻透鏡對雷射器發出的高斯光束進行準直和均勻化處理，樣本處理輸送單元包括氣壓傳輸控制模塊、液體傳輸控制模塊和鞘流池，後續信號處理單元包括光信號處理模塊、光電轉換模塊、電信號處理模塊。本發明的有益效果為對雷射器發出的高斯光束進行準直的同時，將光束橫截面上按高斯形狀分布的光能量密度調整為近平坦分布，減少了散射光強度偏差，降低後續信號處理過程中的誤判和分類界限不清楚等問題。
文檔編號G01N15/14GK102680379SQ201210176278
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者丁立明, 宋潔, 朱海波, 韓闖 申請人:長春迪瑞醫療科技股份有限公司