一種後置成像攔光片的螢光信號激發與檢測裝置的製作方法
2023-07-04 08:49:26 1
專利名稱：一種後置成像攔光片的螢光信號激發與檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及螢光光信號檢測裝置，特別適用於流式細胞術螢光信號檢測裝置。
技術背景流式細胞術主要採取激發光激發樣品顆粒產生螢光，然後通過顯微放大裝置把螢光信號匯聚到螢光檢測裝置，進行螢光信號檢測，對通過流動樣品室的樣品顆粒產生螢光的強弱和持續的時間等信息進行綜合分析判斷，從而實現識別和計數。該裝置由激發光發生器、流動樣品室、激發光發生器與流體樣品室之間設置的透鏡或光攔片、螢光檢測裝置、 螢光檢測裝置與樣品室之間設置的顯微放大裝置組成。樣品顆粒的直徑一般為微米量級， 而一般的激發光的光斑直徑為毫米量級，甚至釐米量級，通常進行整形處理，激發光光斑的線度仍然大大超過樣品顆粒尺寸，當樣品達到一定的濃度時，激發光同時照射到多個樣品的機會大大增加。當激發光同時照射到多個樣品時，多個樣品將同時受激發出螢光信號，螢光檢測系統檢測到的信號將是多個樣品顆粒的螢光信號，而不是單個樣品的，導致信號檢測分析系統對樣品顆粒形狀種類的誤判，無法正確識別樣品和正確記數。另外，當樣品濃度不高時，激發光照射在單個樣品上，同樣由於激發光光斑的線度將大大超過樣品尺寸，整個藻體同時產生螢光，檢測到這樣的螢光信號，系統無法識別顆粒的形狀。為了解決上述問題，當前流式細胞系統為了獲取樣品顆粒信息如藻體形狀，往往使用透鏡系統把激發光束整型成扁長的橢圓型光斑或者使用狹縫光攔片把激發光攔成細長條形光斑。光斑水平方向尺寸遠遠大於樣品尺寸，豎直方向光斑尺寸遠小於樣品尺寸。當激發光照射到樣品顆粒上時，由於螢光壽命一般在納秒量級，只有被照射的部分產生螢光， 其他部分不發光，因而，螢光檢測裝置檢測到的信息來自於產生螢光的長條形光帶。當藻體從激發光細長條形光斑穿越過程中，隨著激發光照射的藻體位置的變化，螢光光帶面積也一直變化，一方面，光帶的面積大小由激發光豎直方向的尺寸和樣品與狹縫長度相同方向的尺寸決定；另一方面，螢光信號的大小與光帶面積和光強有關，因此螢光檢測裝置獲得的信號也相應地變化，根據信號的形狀即可判斷藻體的形狀。但是，這種做法也存在不少弊端。用透鏡系統把激發光束整成扁長的橢圓型光斑的方法使用的透鏡系統往往尺度較大，不利於系統的小型化，而且透鏡系統的成本往往較高，調校聚焦精度要求高，從而增加了系統的設計製造成本。使用光攔片把激發光攔成長條形光斑的辦法看起來簡單易行，但由於流式細胞系統檢測微米量級樣品時，光攔片的狹縫寬度必須小於樣品的尺寸，微米量級的狹縫光攔片現有的加工工藝難以製作，即便付出很高的代價做出微米量級的狹縫寬度光攔片，容易發生衍射，不同級的衍射光帶激發的螢光對系統造成較大幹擾。
發明內容本實用新型的目的是克服現有的流式細胞系統的激發光整型系統的缺點，提供一
3種後置成像攔光片的螢光信號激發與檢測裝置，該裝置不僅能有效分辨樣品的形狀，而且製造成本低、體積小、製作工藝簡單、使用方便。本實用新型的方案是包括激發光發生器、流動樣品室玻璃管、顯微放大裝置、後置視場光攔片、螢光檢測裝置，其特徵在於長條形透光狹縫光攔片設置在顯微放大裝置的像方空間像平面或者與像平面距離小於五分之一的像距位置，光攔片垂直於顯微放大裝置的光軸，長條形透光狹縫的長度方向和樣品流動方向垂直，寬度方向和樣品流動方向相同， 長條形透光狹縫的長度大於樣品所成的像的尺寸，並且不小於顯微放大裝置的像方視場寬度，長條形透光狹縫的寬度小於樣品所成的像的尺寸。本實用新型的優點是可以在只移位設置簡單長條形狹縫光攔片的條件下檢測螢光信號，獲取樣品的形狀信息，長條形狹縫的平板光攔片製作工藝性好成本低。可以有效避免過於細小的光攔狹縫產生的衍射效應。提高信噪比。
附圖為本實用新型結構示意圖。圖中1.激發光發生器；2.激發光光束；3.透明流動樣品室；4.待測樣品顆粒； 5.顯微放大裝置；6.平板光攔的不透光部分；7.平板光攔的長條形透光狹縫；8.樣品顆粒所成的螢光圖像；9.經過平板狹縫光攔攔光後被螢光檢測裝置檢測的螢光；10.螢光檢測
直ο
具體實施方式
本實用新型不對激發光進行整形或稍微整形，使激發光光斑尺寸仍然大於樣品尺寸，同時照射在整個樣品上，激發出螢光。在顯微放大裝置像方空間的像平面或者與像平面距離小於五分之一的像距位置設置一個長條形狹縫的平板光攔薄片，光攔面垂直於顯微放大裝置的光軸，只有狹縫透光，其他部位做消雜光處理，以減小雜散光。狹縫的長度方向和樣品流動方向垂直，寬度方向和樣品流動方向相同。狹縫的長度大於樣品所成的像的尺寸並且不小於顯微系統的視場寬度，狹縫的寬度小於樣品所成的像的尺寸。流式細胞系統的顯微系統的放大倍率往往較大，因此狹縫設在像平面附近寬度也可以較大，後置光攔片的狹縫的寬度等於前置的激發光光攔片的狹縫的寬度乘以顯微系統的放大倍率，因此可以有效避免激發光光攔狹縫產生的衍射效應。當被激發出螢光的樣品被顯微放大裝置成像時， 整個樣品的像落在像方光攔處，但只有透過狹縫的長條形螢光信號被探測。當流動的樣品的像從光攔狹縫通過時，一方面，長條形螢光信號的面積由光攔狹縫的寬度和落在狹縫上的樣品所成的像的長度決定，另一方面，螢光信號的大小由光帶的面積和光強決定，所以， 螢光檢測裝置獲得的信號也相應地變化，根據信號的形狀即可判斷藻體的形狀。參見附圖激發光發生器(1)產生激發光光束O)，並照射在透明流動樣品室(3) 上，透明流動樣品室C3)為無色透明材料製成的方形導管，流液在透明流動樣品室C3)中流動，待測樣品顆粒隨著流液流動，激發光光束( 照射在整個待測樣品(4)上，待測樣品(4)被激發出螢光，經過顯微放大裝置( 成像後，待測樣品(4)所成的螢光圖像(8)落在狹縫光攔的不透光部分(6)和長條形透光狹縫(7)上。落在透光狹縫(7)上的螢光可以穿過透光狹縫(7)而被其後的螢光檢測裝置(10)接收，所以產生信號的只有穿過透光狹縫(7)並進入探測器的長條螢光帶(9)。在待測樣品(4)從透明流動樣品室玻璃管C3)上端流下的過程中，所成的螢光圖像(8)也從光攔的上端移動到下端，落在透光狹縫(7)上的螢光圖像(8)不斷改變，從而使被檢測的螢光(9)的面積大小不斷改變，最終，通過獲取的信號可以相應的分析出待測樣品的形狀，從而實現對樣品顆粒的識別和計數。
權利要求1. 一種後置成像攔光片的螢光信號激發與檢測裝置，包括激發光發生器(1)、流動樣品室C3)、顯微放大裝置( 、光攔片、螢光檢測裝置(10)，其特徵在於長條形透光狹縫(7) 光攔片設置在顯微放大裝置( 像方空間的像平面或者與像平面距離小於五分之一的像距位置，光攔片垂直於顯微放大裝置( 的光軸，長條形透光狹縫(7)的長度方向和樣品流動方向垂直，寬度方向和樣品流動方向相同，長條形透光狹縫(7)的長度大於樣品所成的像的尺寸，並且不小於顯微放大裝置(5)的像方視場寬度，長條形透光狹縫(7)的寬度小於樣品所成的像的尺寸。
專利摘要一種後置成像攔光片的螢光信號激發與檢測裝置，涉及螢光光信號檢測裝置。裝置包括激發光發生器、流動樣品室、顯微放大裝置、光欄片、螢光檢測裝置，其特徵在於長條形狹縫光攔片設置在顯微放大裝置像方空間的像平面附近，光攔片垂直於顯微放大裝置的光軸，狹縫的長度方向和樣品流動方向垂直，寬度方向和樣品流動方向相同，狹縫的長度大於樣品所成的像的尺寸，並且不小於顯微放大裝置的視場寬度，狹縫的寬度大小小於樣品所成的像的尺寸。優點是可以在只移位設置簡單長條形狹縫的平板光攔的條件下檢測螢光信號，獲取樣品的形狀信息，長條形狹縫的平板光攔薄製作工藝性好成本低。可以有效避免激發光光攔狹縫產生的衍射效應。提高信噪比。
文檔編號G01N15/10GK201993297SQ200920181499
公開日2011年9月28日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者卓金寨, 張萬禎, 王敏 申請人:福建師範大學