[发明专利]用于使用全内反射收集光的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及2013年4月26日提交的美国临时专利申请序列NO.61/816,288，该申请的公开内容通过引用结合于此。

背景技术

流式细胞术是用于基于诸如细胞表面标志物、DNA或其他细胞内容物的特性来表征和/或分选生物材料的技术。该技术可以用来记录分布和/或分选生物材料。感兴趣的生物材料典型地存在于水基溶液中(诸如，在电泳实验中的鞘液流检测中)，并且可以包括可检测的标记物(诸如，荧光染料)。在流式细胞术中，实验者在水性通道(aqueous channel)中在生物材料上发出一束或多束光，并且观察从样本散射和发射的光。材料(诸如，形态学或荧光标记)的变化可以引起所观察到的光的变化，并且这些变化允许期望的表征和分类。为了定量这些变化，必须收集光。期望收集尽可能多的光以便使工艺的速度和灵敏度最大化。

在先前使用的流式细胞仪中，典型地使用一种高数值孔径(NA)显微镜物镜或光纤观察到直角散射的光垂直于液体流动。最高品质的显微镜物镜具有0.6的“数值孔径”，这提供了2β＝37°(0.64弧度)的对极角(subtended polar angle)。与这种方法相关联的一些困难包括高NA透镜的非常有限的视野深度以及使该透镜的精确焦点与流动通道的辐照区域精确对准的必要性。其他方法包括收集来自流动通道内的光。这些方法可以破坏样本流动和/或污染样本。提供对来自流动通道的光的改进的收集并且使光收集最大化同时使对该流动通道的破坏最小化的方法和系统是感兴趣的。

发明内容

本公开的方面包括一种流动池喷嘴，流动池喷嘴被配置成通过全内反射向上游传播由流动流(flow stream)中的样本发射的光。根据某些实施例的流动池喷嘴包括喷嘴室，具有近端和远端；以及喷嘴孔，被定位在喷嘴室的远端处；其中流动池喷嘴被配置成通过全内反射朝着喷嘴室的近端传播从流动流中的样本发射的光穿过流动池喷嘴孔。

本公开的方面包括用于测量由流动流中的样本发射的光的系统。根据某些实施例的系统包括：光源；流动池喷嘴，被配置成通过全内反射向上游传播由流动流中的样本发射的光；以及检测器，用于测量由样本传播的光的一个或更多个波长。

在一些实施例中，描述了一种用于流式细胞仪的光学系统，该光学系统包括：喷嘴，包括喷嘴室和喷嘴孔；流动通道，被配置成从喷嘴孔流出并且具有探询区(interrogation zone)；辐照源，被配置成从特定方向在探询区中的流动通道处引导探测光束；以及透镜系统，被可操作地连接到喷嘴室并且被配置成收集从喷嘴孔发射的光。在一些实施例中，透镜系统可以包括被配置成准直发射光的两个或更多个透镜。透镜系统可以位于被可操作地连接到喷嘴的透镜壳体室中。在一些实施例中，透镜系统可以位于喷嘴室中。喷嘴室可以具有相对于流动通道在130度与140度之间的内部斜面。透镜系统可以正交于来自辐照源的探测光束而布置。发射光可以在探询区中产生并且在流动通道内通过内反射传输至喷嘴孔。

在一些实施例中，公开了一种用于流式细胞术的系统，该系统包括：喷嘴，具有喷嘴室和喷嘴孔；具有探询区的流动通道；以及辐照源，从特定方向在探询区中的流动通道处引导光束；透镜系统，被布置在喷嘴室中并且被配置成收集从喷嘴孔发射的光。喷嘴室可以包括一个或更多个流体端口。在一些实施例中，该系统可以包括样本注射管。在一些实施例中，该系统可以包括被布置在透镜系统之上的光检测系统。透镜系统可以包括一个或更多个透镜。喷嘴室可以具有内部斜面，并且内部斜面与流动通道之间的角度可以在130度与140度之间。本发明的喷嘴孔可以具有大于1mm的直径。喷嘴室可以在喷嘴孔处具有0.25mm或更小的壁厚。在一些实施例中，从喷嘴孔到透镜系统中的第一透镜的距离在2mm与100mm之间的范围内。

本公开的方面还包括用于测定样本的方法。根据某些实施例的方法包括：在探询场中使用光源辐照流动流中的样本；检测由流动流中的样本发射的光，其中检测到的光通过全内反射向上游传播穿过流动池喷嘴孔；以及在一个或更多个波长下测量检测到的光。在一些实施例中，公开了一种用于收集光的方法，其中该方法包括：辐照流动通道的探询区中的样本，其中辐照包括以基本上正交于流动通道的角度在探询区处引导光束；以及使用收集系统收集由样本发射的光，其中收集系统包括被布置在流动通道的喷嘴孔之上的透镜系统。在一些实施例中，样本被分选到两个或更多个收集容器中。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从以下详细描述更好地理解本发明。附图中包括以下图：