微粒分析裝置與微粒分析方法
2023-05-27 16:03:46 3
微粒分析裝置與微粒分析方法
【專利摘要】本發明提供了微粒分析裝置與微粒分析方法，該微粒分析裝置包括：光照射單元，光照射單元包括發射具有不同波長的雷射束的多個光源，並且光照射單元被配置為使用雷射對流經通道的微粒進行照射；和光源驅動控制單元，光源驅動控制單元被配置為控制光照射單元中每個光源的光發射。光源驅動控制單元被配置為向每個光源提供第一電流，並且在提供第一電流的同時，以時間分割方式向每個光源提供第二電流。
【專利說明】微粒分析裝置與微粒分析方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2012年12月6日提交的日本優先專利申請JP2012-267648的優先權，其全部內容結合於此作為參考。
【背景技術】
[0003]本技術涉及用於光學檢測諸如微粒等樣本的一種微粒分析裝置和一種微粒分析方法。更具體地，本技術涉及使用多個光源的微粒分析裝置和一種微粒分子方法。
[0004]利用使用流動細胞計量術(流動細胞計)的光學測量方法來識別諸如微生物、核糖體等有關生物學的微粒。流動細胞計量術是一種分析技術，這種分析技術通過使用具有特定波長的雷射對以單向流經通道的微粒進行照射、並且對從微粒發射出的螢光和散光進行檢測來識別多個微粒之中的各個微粒。
[0005]此外，最近，通過使用多種螢光染料來塗敷微粒，並且然後，分離並且檢測從相應微粒發射的螢光，還可進行用於獲得關於每個微粒的多種信息的多色分析。已經設計出這樣一種流動細胞計(例如，涉及JP-A-2007-46947、JP-A-2009-270990和JP-A-2010-286381)，即能夠使用具有不同波長的多種雷射束對流經通道的微粒進行照射並且對從微粒發射的多種波長中的螢光進行檢測，從而進行該多色分析。
[0006]圖16是示意性地示出了 JP-A-2007-46947中所描述的傳統式流動細胞計配置的圖表。如圖16所示，JP-A-2007-46947中所描述的流動細胞計101主要由流動系統102、光學系統103、以及信號處理裝置104配置而成。此外，塗有螢光染料的細胞105在流動系統102的流動細胞中布置成一條線，並且通過光學系統103使用具有不同波長的多種雷射束對每個細胞105進行照射。
[0007]在這次操作過程中，從包括在調製器內的光源106a、106b和106c以預定時間段而非以彼此不同的階段發射彼此具有不同波長的多種雷射束。通過光導元件107沿著相同入射光程導向多種光束，並且將多種光束聚集在細胞105上。此外，通過半反射鏡、帶通濾波器等從細胞105發射的散光和螢光中分離出其相應的波長，並且由相應的PMT (光電倍增管)對散光和螢光進行檢測。
【發明內容】
[0008]然而，在傳統的流動細胞計中，因為來自非目標螢光染料的螢光洩漏到各個檢測器中，為了精確地進行分子，所以進行螢光校正時減去螢光重疊的部分。類似於JP-A-2009-270990中的測量方法，儘管通過使用其雷射光譜並不重疊的色素可消除螢光洩漏問題，然而，能夠選擇的色素有限。
[0009]另一方面，儘管JP-A-2007-46947描述的流動細胞計以預定時間段而非以彼此不同的階段發射多種光束，然而，在本方法中，由於交替重複地打開和關閉各種雷射，所以在發射之後會發生發射延遲現象和弛豫振蕩。例如，當重複地發射光，然後以幾百MHz的頻率熄滅時，由這種重複發射和熄滅導致的發射延遲的持續時間達到約幾納秒。尤其當在開啟與關閉之間迅速切換時，波長控制就變得非常困難。此外，如果發生雷射鬆弛振蕩現象，因為峰值不再恆定，所以有可能檢測出變化的值。在這種情況下，測量值的精確度降低。
[0010]根據本發明的實施方式，提供這樣一種微粒分析裝置和一種微粒分析方法，即，SP使當以多種螢光染料塗敷微粒時，微粒分析裝置和微粒分析方法也能夠精確地檢測從各種色素髮射的螢光。
[0011 ] 根據本發明的實施方式，提供一種微粒分析裝置，包括:光照射單元，光照射單元包括發射具有不同波長的雷射束的多個光源，並且光照射單元被配置為使用雷射對流經通道的微粒進行照射；和光源驅動控制單元，被配置為控制光照射單元中的每個光源的光發射。光源驅動控制單元被配置為向每個光源提供第一電流，並且在提供第一電流的同時以時間分割方式向每個光源提供第二電流。
[0012]第一電流可被設置為大於第二電流。
[0013]光源驅動控制單元針對每個光源可包括第一電流控制單元和第二電流控制單元，第一電流控制單元被配置為控制第一電流的供給；並且第二電流控制單元控制第二電流的供給。
[0014]光源驅動控制單元針對每個光源可包括功率自動控制電路和驅動電路。
[0015]微粒分析裝置可進一步包括被配置為對從使用雷射照射的微粒發出的光進行檢測的光檢測單元。光檢測單元至少包括:光分離光學系統，被配置為根據波長分離出從微粒發射的光；和多個光電檢測器，被配置為對通過光分離光學系統分離的光進行檢測。
[0016]光檢測單元針對各個光電檢測器可包括被配置為控制對檢測信號的獲取的檢測電路。
[0017]檢測電路可包括被配置為在校正模式與測量模式之間切換的開關。
[0018]微粒分析裝置可進一步包括:多個功率自動控制電路，被設置在光源驅動控制單元內；和定時生成電路，被配置為將定時信號輸出到設置在光檢測單元中的多個檢測電路。
[0019]根據本發明的實施方式，提供一種微粒分析方法，包括:從多個光源發射彼此具有不同波長的雷射束；使用各種雷射束對流經通道的微粒進行照射。通過將第一電流提供給每個光源並且在提供第一電流的同時以時間分割方式將第二電流提供給每個光源，用具有不同波長的多種雷射束以時間分割方式對微粒進行照射。
[0020]第一電流可被設置為大於第二電流。
[0021 ] 可分別獨立控制第一電流的供給和第二電流的供給。
[0022]微粒分析方法可進一步包括:根據波長對從使用雷射照射的微粒發射的光進行分離；並且使用多個光電檢測器對在光分離步驟中分離的光進行檢測。
[0023]光源的發射和光電檢測器的檢測可同步進行。
[0024]基於預先檢測的偏移數據可校正在檢測步驟中檢測的螢光數據。
[0025]根據本發明的一個或多個實施方式，因為在防止鬆弛振蕩和發射延遲的同時能夠抑制檢測的光束之間的幹擾，所以能夠對從各種色素髮射的螢光進行精確地檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是示出了根據本發明的第一實施方式的微粒分析裝置的配置的框圖；
[0027]圖2是圖1中示出的微粒分析裝置的整體電路圖；[0028]圖3是示出了圖1中所示的APC電路的配置的框圖；
[0029]圖4是示出了圖1中所示的驅動電路的配置的框圖；
[0030]圖5是示出了圖4中所示的驅動電路的電路圖；
[0031]圖6是示出了圖1中所示的檢測電路的配置的框圖；
[0032]圖7是示出了各個光源的光發射圖樣的示圖；
[0033]圖8是示出了定時信號圖樣的示圖；
[0034]圖9是檢測信號和樣本保持的定時圖；
[0035]圖1OA是通過根據本發明的實施方式的微粒分析方法獲得的螢光光譜，並且圖1OB是通過傳統方法獲得的螢光光譜。
[0036]圖1lA是示出了根據本發明的第一實施方式的微粒分析裝置中的雷射發射波形的示圖，並且圖1lB是示出了傳統裝置中雷射發射波形的示圖；
[0037]圖12是示出了根據本發明的第一實施方式的變形實施例的微粒分析裝置的配置的框圖；
[0038]圖13是示出了根據本發明的第二實施方式的微粒分析裝置中的檢測電路的配置的框圖；
[0039]圖14A是示出了在正常測量過程中光源發射圖樣的示圖，並且圖14B是此時的螢光光譜；
[0040]圖15A是示出了在校正值獲取過程中光源發射狀態的示圖，並且圖15B是此時的螢光光譜；並且
[0041]圖16是示意性地示出了 JP-A-2007-46947中所描述的傳統流動細胞計的配置的示圖。
【具體實施方式】
[0042]在下文中，將參照附圖詳細地描述根據本發明的優選實施方式。應注意，在本說明書和附圖中，具有大致相同功能和結構的結構元件以相同的參考標號表示，並且省去對這些結構元件的重複解釋。此外，將按照下列順序進行描述。
[0043]1.本發明的第一實施方式(以時間分割方式執行雷射照射的微粒分析裝置的實施例)
[0044]2.本發明的第一實施方式的變形實施例(包括螢光物鏡單元的微粒分析裝置的實施例)
[0045]3.本發明的第二實施方式(包括校正函數的微粒分析裝置的實施例)
[0046]〈1.本發明的第一實施方式〉
[0047](整體配置)
[0048]首先，將描述根據本發明的第一實施方式的微粒分析裝置。圖1是示出了根據本實施方式的微粒分析裝置的配置的框圖。圖2是該微粒分析裝置的整體電路圖。如圖1所示，根據本實施方式的微粒分析裝置I設置有光照射單元2和光源驅動控制單元2，光照射單元2使用雷射對以單向流經樣本通道的微粒10進行照射，並且光源驅動控制單元3控制光照射單兀2中每個光源的光發射。
[0049]微粒分析裝置I包括對從被照射有雷射的微粒10發射的螢光進行檢測的螢光檢測單元4。此外，微粒分析裝置I還可選擇性地設置有檢測非螢光的另一光檢測單元，諸如，檢測散光的散光檢測單元5。
[0050](光照射單元2)
[0051]例如，光照射單元2設置有光源單元21和物鏡單元23，光源單元21產生作為激勵光的雷射，並且物鏡單元23將由光源單元21產生的雷射聚集到微粒10中。光源單元21包括產生彼此具有不同波長的雷射束的多個光源。使用反光鏡、透鏡等聚集從每個光源發射的雷射，並且通過光纖22將雷射導向物鏡單元23。
[0052](光源驅動控制單元3)
[0053]光源驅動控制單元3控制內置於光源單元21中每個光源的光發射。例如，光源驅動控制單元3包括功率自動控制(APC)電路APC1-APC4和驅動電路D1-D4。
[0054]圖3是示出了 APC電路的配置的框圖。如圖3所示，各個APC電路APC1-APC4均分別設置有用於峰值信號和振幅信號的檢測電路、差分放大器電路、樣本保持(S/Η)電路、以及低通濾波器(LPF)電路。此外，各個PAC電路APC1-APC4均被配置成使得能夠獨立控制峰值電流和峰谷電流。
[0055]另一方面，圖4是示出了驅動電路的配置的框圖，並且圖5是電路圖。如圖4所示，各個驅動電路D1-D4均設置有電壓至電流變換電路、電流開關以及雷射驅動電路。此外，如圖5所示，雷射驅動電路的電流開關被共源共柵到耦合發射器電路的電晶體中的一個，並且電晶體Q4的集電極連接到耦合發射器的電路的集電極。
[0056]應注意，儘管圖1示出了設置有四個APC電路和四個驅動電路的情況，然而，本發明並不局限於此。可以基於光源的數量適當地對APC電路和驅動電路的數量進行調整。
[0057](光檢測單元)
[0058]螢光檢測單元4包括光分離單元41和多個光電檢測器(未示出)，光分離單元41根據波長分尚出從微粒10發射的突光；多個光電檢測器(未不出)對由光分尚單兀41等分離出螢光進行檢測。螢光檢測單元4中的光分離單元41包括波長濾波器、反射鏡等，從而使得僅檢測目標的波長入射到光電檢測器上。
[0059]另一方面，散光檢測單元5包括聚光透鏡單元51和光電檢測器，聚光透鏡單元51聚集從微粒10發射的散光，並且光電檢測器(未示出)對聚集的散光等進行檢測。散光檢測單元5中由聚光透鏡、反射鏡等配置的聚光透鏡單元51將來自微粒10的散光聚集到光電檢測器上。
[0060]此處，例如，設置在螢光檢測單元4和散光檢測單元5中的光電檢測器尅是rax稱合電荷裝置)、PMT (光電倍增管)等。
[0061]此外，控制由各個檢測器獲取檢測信號的檢測電路S1-S6設置在螢光檢測單元4和散光檢測單元5中。圖6是示出了檢測電路的配置的框圖。如圖6所示，在各個檢測電路S1-S6中，以該順序布置電流至電壓變換放大器、樣本保持(S/Η)電路、低通濾波器電路、以及模擬數字變換電路(ADC)。
[0062]此外，用於選擇被檢測的螢光(輸出激勵光的雷射)的開關(MPX)連接到樣本保持(S/Η)電路，並且將樣本時鐘輸入到模擬數字變換電路(ADC)。此外，在根據本實施方式的微粒分析裝置I中，由信息處理裝置等能夠控制光源選擇信號，從而使得能夠自由改變被檢測的螢光體的組合以及檢測電路S1-S6通道。[0063](定時生成電路6)
[0064]根據本實施方式的微粒分析裝置I還可包括將定時信號輸出到內置於光源驅動控制電路3的APC電路APC1-APC4以及內置於螢光檢測單元4的檢測電路S1-S6。
[0065]存在用於定時所使用的兩種類型的信號，即控制光源的開啟/關閉的信號和控制檢測電路S1-S6的樣本保持(S/Η)電路的信號。相應地，由定時生成電路6產生用於連續和間歇開啟每個光源的定時信號以及用於獲取檢測信號的定時信號。
[0066](操作)
[0067]然後，將描述微粒分析裝置I的操作，即，一種通過使用根據本實施方式的微粒分析裝置I對微粒10進行分析的方法。在根據本實施方式的微粒分析方法中，從多個光源發射彼此具有不同波長的雷射束，並且使用相應的雷射束對流經通道的微粒進行照射。在此次操作過程中，通過向每個光源提供第一電流並且在提供第一電流的同時以時間分割方式向每個光源提供第二電流，用具有不同波長的多種雷射束以時間分割方式對微粒10進行照射。
[0068]此處，在根據本實施方式的微粒分析方法中測量的「微粒10」的實施例可包括細胞、諸如微生物、核糖體等有關生物學的微粒、以及諸如乳膠粒、凝膠粒以及工業顆粒等人造顆粒。
[0069]此外，有關生物學的微粒還可以是形成各種細胞的染色體、核糖體、線粒體、細胞器官等。此外，細胞的實施例包括植物細胞、動物細胞、造血細胞等。更進一步，微生物的實施例包括諸如E大腸桿菌等細菌、諸如菸草花葉病毒等病毒、諸如酵母等真菌類。術語有關生物學微粒還包括諸如核酸、蛋白質及其複合物等有關生物學的聚合物。
[0070]另一方面，工業顆粒的實施例包括由有機聚合材料、無機材料以及金屬材料等形成的顆粒。作為有機聚合材料，可以使用聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯苯基、聚甲基異丁烯酸酯等。作為無機材料，可以使用玻璃、二氧化矽、磁性材料等。作為金屬材料，例如，可以使用金屬膠體、鋁等。應注意，儘管這些微粒的形狀通常是球形，然而，這些微粒可具有非球形形狀。此外，這些微粒的大小、質量等也不受特別地限制。
[0071]在根據本實施方式的微粒分析裝置I中，由定時生成電路6控制每個光源的發射定時。此外，當流經通道的微粒10進入雷射照射區域時，由於光的漫射並且由於螢光體，所以會改變雷射的波長。當以特定波長的光照射螢光體時，螢光體發射具有螢光體獨特的波長光譜的光。
[0072]在這點上，檢測電路S1-S6僅在特定光源發射光時獲取檢測信號。當從非檢測目標光源發射光時，檢測電路S1-S6保持之前獲取的信號電平。該信號符合將信號符合通過使信號經過低通濾波器(LPF)電路並且然後通過模擬數字變換電路轉換成數位訊號而移除的取樣頻率部分。
[0073]現在將描述內置於根據本實施方式的微粒分析裝置I的各個電路的操作。圖7是示出了相應光源的光發射圖樣的示圖。圖8是示出了定時信號圖樣的示圖。此外，圖9是檢測信號和樣本保持的定時圖。
[0074]將由光電檢測器電轉換的電信號(微小電流)作為雷射輸出監測信號輸入到光源驅動控制單元3中的各個APC電路APC1-APC4。此外，將雷射輸出監測信號經由電流至電壓變換(I/V)放大器輸入到兩個波形檢測電路。[0075]在峰值波形檢測電路中，對雷射輸出監測信號的峰值進行檢測。通過差分放大器電路對該峰值與設定的峰值進行比較。通過非常大的增益(錯誤信號放大)獲得和放大兩個值之間的差。在差分放大器電路，通過對設定值與檢測的光信號(雷射輸出監測信號)之間的比較信號進行放大來控制由雷射產生的光的功率。特別地，當返回的雷射輸出監測信號大於設定值時，光輸出則減少，並且當返回的雷射輸出監測信號小於設定值時，光輸出則增加。
[0076]此外，通過樣本保持(S/Η)電路暫時輸入放大的信號並且將該放大的信號保持為校正峰值。然後，將樣本保持(S/Η)電路的輸出輸入到通用放大器(驅動電路的電晶體Q4)以獲得峰值電流。
[0077]另一方面，在振幅檢測電路，對雷射輸出監測信號的振幅值進行檢測。在差分放大器電路，將檢測的峰谷電壓與設定峰值和設定峰谷值之間的差進行比較，並且其間的差作為脈衝振幅值的錯誤信號。此外，類似於峰值，通過非常大的增益(錯誤信號放大)對振幅值錯誤信號進行放大。通過樣本保持(S/Η)電路暫時輸入並且保持放大的信號為校正振幅值。然後，將樣本保持(S/Η)的輸出輸入到通用放大器(驅動電路的電晶體Q3)以獲得放大電路。
[0078]由峰值和峰谷值定義提供每個光源的脈衝電路。通過恆定的電流源來控制峰值電流(第一電流)。經由電晶體Q3提供峰谷電流(第二電流)，並且通過恆定的電流源來控制作為提供直流與電晶體Q3的電流之間的差的峰谷值。因此，能夠抑制雷射獨具的鬆弛振蕩和發射延遲。此外，在根據本實施方式的微粒分析方法中，因為獨立控制峰值電流和峰谷電流，所以能夠抑制溫度漂移。
[0079]應注意，儘管峰值電流和峰谷電流的值不受特別地限制，然而，就抑制光源的發射延遲和鬆弛振蕩而言，優選為連續供應的第一電流等於或者大於光源(雷射)振蕩的閥值電流。在這種情況下，將以時間分割方式提供的第二電流設定為小於連續提供第一電流的值。
[0080]此外，通過切換電晶體Ql和電晶體Q2可使由電晶體Q3產生的直流具有脈衝形狀。因為在驅動電路D1-D4中，耦合發射器的電路耦合在電晶體Q3與輸出端之間，所以通過交替地流入電晶體Ql和電晶體Q2能夠獲得脈衝形狀電流(與上述直流相同的值)。
[0081]通過使電晶體具有其相應基端之間的電位差能夠實現電晶體Ql與Q2之間的切換操作。例如，經由HF放大器可由脈衝信號源(定時生成器)切換和控制電晶體Ql和Q2。此夕卜，通過定時生成器來控制每個光源的發射定時。
[0082]因此，每個光源發射脈衝光，從而使得使用具有不同波長的多種雷射束以時間分割方式對微粒10進行照射。在此次操作過程中，如圖7所示，每個光源恆定地處於非常低的功率輸出(偏置功率，例如，lmW-2mW)，並且每個光源以充分大於偏置功率(峰值功率，例如，IOmff以上)的功率輸出來發射脈衝光。在這點，峰值功率值足以是偏置功率的兩倍以上，優選地，10倍以上，更優選地，50倍至100倍以上。該值支持螢光檢測過程中的串擾降低。
[0083]通過諸如CCD或者PMT來檢測從微粒10發射的散光和螢光，並且作為電流信號輸出。電流信號通過電流至電壓變換(Ι/v)放大器轉換成電壓信號並且輸入到樣本保持(S/H)電路中。在樣本保持(S/Η)電路，在激勵被檢測的螢光的光源開啟時間段內獲取信號電平，並且在其他光源開啟的時間段內存儲該電平。結果，獲得圖9中示出的螢光信號。
[0084]此外，在用於檢測根據本實施方式的微粒的方法中，通過在定時生成電路6產生定時信號，同時進行光源的光發射和光電檢測器的檢測。定時生成電路6將連續和間歇開啟每個光源的定時信號輸出到光源驅動控制單元3 (參照圖8)。此外，生成電路6將這樣一種定時信號輸出到螢光檢測單元4，這種定時信號僅在特定光源開啟是使檢測信號通過，並且在其他時間段內存儲信號電平，並且這種定時信號將從開啟光源時直至光達到檢測電路中相應光導檢測器為止的傳輸延遲時間考慮在內(參照圖8)。
[0085]圖1OA是通過根據本實施方式的微粒分析方法獲得的螢光光譜，並且圖1OB是通過傳統方法獲得的螢光光譜。就通過傳統方法在檢測電路S2獲得圖1OB中示出的螢光光譜的目標螢光而言，不一定是以虛線圍繞的部分中的光。然而，在使得同軸光學系統中所有光源同時發射光的傳統方法中，即使使用光學濾波器，也可能移除該部分中的光。
[0086]相反，在圖1OA中所示據本實施方式的方法獲得的螢光光譜中，能夠移除由檢測電路S3檢測的波段和由檢測電路S5檢測的波段的光。因此，使用根據本實施方式的微粒分析裝置1，能夠由檢測電路S2精確地檢測目標螢光。
[0087]在根據本實施方式的微粒分析裝置I中，因為使用具有不同波長的多種雷射束以時間分割方式對微粒進行照射，所以能夠抑制檢測的光束之間的幹擾。此外，通過以時間分割方式進行照射，光照射的總量減少，從而使得能夠減少對微粒和對塑料微通道的損傷。
[0088]此外，在根據本實施方式的微粒分析裝置I中，因為在提供第一電流的同時提供用於脈衝發射的第二電流，所以每個光源恆定地處於沒有完全關閉JP-A-2007-46947中所述裝置的狀態。圖1lA是示出了根據本實施方式的微粒分析裝置中的雷射發射波形的示圖，並且圖1lB是示出了傳統裝置中雷射發射波形的示圖。
[0089]如圖1lB所示，當使用傳統裝置以時間分割方式進行光照射時，因為重複地開啟和關閉光源，所以雷射的發射波形並不保持其脈衝寬度，並且該波形還扭曲。因此，該裝置並不適用於對流經通道的微粒的分析。相反，在根據本實施方式的微粒分析裝置I中，因為光源並不關閉並且處于振蕩狀態，所以電流波形的脈衝寬度保持為發射波形的脈衝寬度。從而能夠解決由鬆弛振蕩和發射延遲導致的各種問題，從而能夠對流經通道的微粒進行精確地分析。
[0090]〈2.本發明的第一實施方式的變形實施例〉
[0091](微粒分析裝置的整體配置)
[0092]然後，將描述根據本發明的第一實施方式的變形實施例的微粒分析裝置。圖12是示出了根據該變形實施例的微粒分析裝置的配置的框圖。在圖12中，與圖1中示出的微粒分析裝置的組成元件相同的組成元件以相同參考標號顯示，並且此處將省去其細節描述。
[0093]在圖1中示出的微粒分析裝置中，由內置於光照射單元2中的物鏡單元23聚集來自微粒10的螢光。然而，在根據變形實施例的微粒分析裝置11中，如圖12所示，獨立的物鏡單元42設置在螢光檢測單元14內。此外，由物鏡單元42聚集的螢光經由光學纖維等聚焦在光分離單元41上。
[0094]基於該配置，可以對用於檢測細胞複雜性的側散光成分進行檢測。因為檢測出的側散光量大於後面的散光，所以能夠檢測出具有高品質散光成分的信號。應注意，根據變形實施例的微粒分析裝置11的配置和優勢效果，而非上述所述的配置和優勢效果，與上述本發明的第一實施方式相同。
[0095]〈3.本發明的第二實施方式〉[0096]然後，將描述根據本發明的第二實施方式的微粒分析裝置。如上所述，當使得每個光源發射脈衝光時，如果峰值功率足夠大於偏置功率，則即使以時間分割方式進行光照射，也能夠減少檢測的螢光的串擾。然而，如果峰值功率不夠大，可以發生檢測的螢光的串擾。此外，當由於以低功率發射光的光源不發射脈衝光時，也可能發生偏移。
[0097]因此，在根據本實施方式的微粒分析裝置中，通過在光檢測單元中進行校正可以抑制串擾和偏置效果。例如，當特定光源LDi以峰值功率發射光時，其他光源以低輸出偏置功率發射光。由於激勵目標螢光的光源之外的光源也發射光，所以可發生偏移。因此，通過在光源(而非光源LDi)開啟時獲取突光信號,可以校正偏移。
[0098](檢測電路)
[0099]圖13是示出了根據本實施方式的微粒分析裝置中檢測電路的配置的框圖。如圖13所示，根據本實施方式的微粒分析裝置中的檢測電路包括連接到電流至電壓變換放大器的樣本保持(S/Η)電路和模擬開關。此外,樣本保持(S/Η)電路還連接到模擬開關，並且模擬開關經由低通濾波器連接到模擬數字變換電路。
[0100]此外，用於選擇被檢測的螢光(輸出激勵光的雷射)的開關(MPXI)連接到樣本保持(S/Η)電路。另一方面，用於選擇有源雷射的開關(MPX2)和校正模式(補償模式(輸入端連接到模擬開關。此外，檢測電路被配置為基於兩個開關(MPX1和MPX2)操作時在測量與校正之間切換。
[0101]具體地，在正常測量模式過程中，模擬開關選擇樣本保持(S/Η)電路側，從而使得從樣本保持(S/Η)的輸出發送到低通濾波器(LPF)電路。另一方面，在校正模式過程中，模擬開關選擇電流至電壓變換(I/V)放大器側，從而使得從電流至電壓變換(I/V)放大器的輸出被發送給低通濾波器(LPF)電路。
[0102](操作)
[0103]圖14A是示出了在常規測量過程中光源發射圖樣的示圖，並且圖14B是此時的螢光光譜。圖15A是示出了在校正值獲取過程中光源發射狀態的示圖，並且圖15B是此時的螢光光譜。當使用圖14A中示出的發射圖樣進行常規測量時，檢測的螢光光譜類似於圖14B中示出的螢光光譜。此外，當由光電檢測器PD2對由光源LD2激勵的螢光進行檢測時，例如，由光電檢測器PD2檢測的合成信號電平(It(rtal_PD2)以下列等式I表示。
[0104]ItOtal (@S2) — eI I 卜bias+e2.l2_peak+e3.l3_bias+e4.14-bias
[0105]應注意，I2_peak是由從光源LD2發射的雷射激勵的螢光，並且Ix_bias是由從光源LDx發射的雷射產生的光。此外，el至e4表不在各突光束的光電檢測器Η)2的傳輸波段中的螢光變換效率(波長平均值)。
[0106]此處，來自光源而非LD2的光是偏移成分(參考圖14Β)。因此，當進行校正時，如圖15Α所示，由光電檢測器PD2在僅光源LD2熄滅並且其他光源開啟的狀態下進行檢測。因此，能夠獲得圖15Β中所示的表示偏移成分的光譜。應注意，在校正過程中檢測的成分信號電平(Ittrtal-H12)以下列等式2表示。
[0107]I total (@S2) — eI I 卜 bias+e3.l3_bias+e4.14-bias
[0108]此外，如下列等式3所示，通過測定上述等式I與2之間的差可以提取已經移除偏移成分並且由此僅具有使用部分的信號。
[0109]I total (@S2)_I total (@S2) — θ2 12-peak[0110]此處，當校正模式(補償模式)設置為「L」時，檢測電路執行常規測量，並且當校正模式設置為「H」時，檢測電路執行上述偏移校正。在偏移校正過程中，模擬開關直接耦合到電流至電壓變換放大器。此外，在這種狀態下，數據(偏移數據值)被輸入和存儲在模擬數字變換電路中。其他光源也連續地執行該操作。另一方面，在常規測量過程中，模擬開關直接耦合到樣本保持(S/Η)電路，使用上述偏移數據值可進行計算處理並且校正獲得的數據。在下表中示出了每個光源的操作。應注意，當校正模式(補償模式)設置為「H」時，每個光源(LD)開啟。
【權利要求】
1.一種微粒分析裝置，包括: 光照射單元，包括發射具有不同波長的雷射束的多個光源，並且被配置為使用所述雷射對流經通道的微粒進行照射；以及 光源驅動控制單元，被配置為控制所述光照射單元中的每個光源的光發射， 其中，所述光源驅動控制單元被配置為向每個光源提供第一電流，並且在提供所述第一電流的同時，以時間分割方式向每個光源提供第二電流。
2.根據權利要求1所述的微粒分析裝置，其中，所述第一電流大於所述第二電流。
3.根據權利要求1所述的微粒分析裝置，其中，所述光源驅動控制單元針對每個光源包括被配置為控制所述第一電流的供給的第一電流控制單元和被配置為控制所述第二電流的供給的第二電流控制單元。
4.根據權利要求1所述的微粒分析裝置，其中，所述光源驅動控制單元針對每個光源包括功率自動控制電路和驅動電路。
5.根據權利要求1所述的微粒分析裝置，還包括: 光檢測單元，被配置為檢測從被照射有所述雷射的微粒發射的光； 其中，所述光檢測單元至少包括下列項: 光分離光學系統，被配置為根據波長分離出從所述微粒發射的光，以及 多個光電檢測器，被配置為檢測由所述光分離光學系統分離的光。
6.根據權利要求5所 述的微粒分析裝置，其中，所述光檢測單元針對每個光電檢測器包括被配置為控制檢測信號的獲取的檢測電路。
7.根據權利要求6所述的微粒分析裝置，其中，所述檢測電路包括被配置為在校正模式與測量模式之間切換的開關。
8.根據權利要求5所述的微粒分析裝置，還包括: 多個功率自動控制電路，被設置在所述光源驅動控制單元中；以及 定時生成電路，被配置為將定時信號輸出到設置在所述光檢測單元中的多個檢測電路。
9.根據權利要求1所述的微粒分析裝置，所述光照射單元還包括將由所述光源單元產生的雷射聚集到所述微粒上的物鏡單元。
10.一種微粒分析方法，包括: 從多個光源中發射彼此具有不同波長的雷射束；並且 利用每個雷射束照射流經通道的微粒， 其中，通過向每個光源提供第一電流並且在提供所述第一電流的同時以時間分割方式向每個光源提供第二電流，用具有不同波長的所述多個雷射束以時間分割方式對所述微粒進行照射。
11.根據權利要求10所述的微粒分析方法，其中，所述第一電流被設置為大於所述第二電流。
12.根據權利要求10所述的微粒分析方法，其中，分別且獨立地控制所述第一電流的供給和所述第二電流的供給。
13.根據權利要求10所述的微粒分析方法，還包括: 光分離步驟，根據波長分離出從被照射有雷射的所述微粒發射的光；並且檢測步驟，使用多個光電檢測器檢測在所述光分離步驟中分離出的光。
14.根據權利要求13所述的微粒分析方法，其中，所述光源的發射和所述光電檢測器的檢測同步進行。
15.根據權利要求13所述的微粒分析方法，其中，基於預先檢測的偏移數據對在所述檢測步驟中檢測的熒·光數據進行校正。
【文檔編號】G01N15/14GK103852408SQ201310628845
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2012年12月6日
【發明者】棚瀨廣宣 申請人:索尼公司