[发明专利]补偿用于流式细胞仪的静电分选器中的颗粒轨迹的变化的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及流式细胞仪系统及其子系统，具体地，针对的是新的、改良的用于其的信号处理和控制机构，其被操作为监控流体传输腔内的颗粒感应区域中穿过的颗粒(例如，血细胞)的存在，并产生输出脉冲，该输出脉冲的宽度表示轨迹和当颗粒穿过流体传输腔时它在颗粒感应区域内的时间长度。然后根据颗粒所经过的颗粒流体传输腔的连续时间延迟区域的几何参数对输出脉冲进行处理，以得到从颗粒的感应到包含颗粒的流体液滴将从载运流体断开的时间之间的组合时间延迟。采用组合时间延迟以精确地确定当液滴从载运流体断开时颗粒被可控充电的时间。 

背景技术

流式细胞仪是通常在医疗产业中作为疾病的诊断和治疗的辅助，被用来分析病人体液中的颗粒(例如，血细胞)的仪器。作为不用于限制的实例，在化疗治疗期间，这样的仪器可以被用来从已经在化疗之前从病人的骨髓中取出的一些血液中分选并收集健康的血细胞(干细胞)。一旦化疗疗程结束，所收集的这些细胞被再注入到病人体内，以促进移植(migration)和健康的血细胞再生。 

根据流式细胞仪的惯用操作，将被分析的颗粒，诸如离心处理过的血样的血细胞，从贮藏容器被注入穿过载运流体传输腔的(加压过的)连续的或者不间断的载运流体(例如，盐水)的液流，在载运流体传输腔中单个颗粒被感应并被包含在从离开流体传输腔的流体液流断开的液滴中。图1显示了“石英感应(SENSE IN QUARTZ)”流式细胞仪系统的流体传输腔10的一部分，如图1中用图解法图示的，包含颗粒的载运流体11及其环绕鞘流体层12沿着轴流方向13从流体流动腔10的相对宽的直径部14通向直径减小的出口15。 

已经被引进腔的上游区域21的运载颗粒的流体11，与诸如一个或多个激光器30的光照明子系统发射的输出(激光)光束31在颗粒感应区域22相交。光检测器子系统32的一个或多个感应器光学上被定位在激光输出光束31被载运流体液流阻断之后的路径中。光检测子系统被放置在接收通过载运流体液流的内含物(内部的颗粒/细胞)调制的光的位置，被调制的光典型地包括从细胞反射出的光、被细胞阻断的光的阻断以及从附着在细胞上的荧光染料抗体发射的光。 

颗粒感应区域22的下游是流体液流收缩区域23，其中载运流体液流的横截面及其环绕鞘减小或者被压缩，以使载运流体以相对于它在腔内穿行的速度更高的速度通过出口孔或者开口15离开腔，并进入空气间层出口区域24。从该位置开始，其横截面显著地小于它穿过流体传输腔期间并且使其大小合适容纳单个颗粒的被压缩的流体液流，继续通过液滴分离及充电区域25，在该区域当该液滴适当地从液流11分离或断开时，电荷被有选择地施加于液滴。 

传统的如图1所示类型的石英感应技术系统合并有在颗粒在感应区域22中被感应并被分析的时间和在下游充电及液滴分离区域25中施加液滴分选电荷的时间之间固定的时间延迟时段。固定延迟的使用构成了充电/分选操作中的误差来源，这是由于以下事实，因为并不是所有的颗粒都以相同的轨迹穿过流体腔，所以并不是所有的颗粒以同样的有效速度沿着流体的传输方向行进。 

更具体的是，在腔内部确定的流通常能够在一定程度上被描述为抛物线流。在区域21内的抛物线流中，相对于更靠近腔壁行进的那些颗粒，沿着中心轴流动的颗粒之间存在相互关系。这些颗粒将以它们各自的(基于抛物线分布的)速度继续，除非受到外部影响的作用。当通过几何形状的改变，诸如出口15，使流体流动受力时，产生这样的影响。刚好在开口的上游，存在相对于截面积变化的流动收缩以及颗粒随后的加速。取决于其中颗粒在流体液流中流动，此加速不是均匀的，因此引起颗粒更大的加速，借此以比在腔的感应区域22中所发生的更快的速率分离颗粒。一旦流动离开受出口影响的区域，在区域24，可以假定速度为恒定值，以致没有颗粒的进一步分离。 

图2显示了沿着载运流体通道的轴13行进的第一颗粒A，以及当穿过流体传输腔时从轴13偏移一定距离的第二颗粒B，参照图2可以容易地理解速度和轨迹的差异。叠加在图2的流体传输腔示意图上的是一组显示与颗粒相对于流体传输轴13的不同位置相关联的三个不同的速度的实例的速度分布图。在所图解的实例中，在区域21内部，颗粒A具有由速度矢量(箭头41)表示的速度V₁A，其与通过腔的上游部分的载运流体的行进速度的通常的抛物线速度分布图的峰值一致。