[发明专利]用于颗粒的光学检测系统

说明书

一种用于颗粒的光学检测系统和方法。在示例性实施例中，该系统可包括通道、配置成产生光的光源、以及配置成将光束聚焦在通道内的照射区域上的一个或多个光学元件。该系统还可以包括可操作地设置在光源和通道之间的光路中的掩模。掩模可以被配置为阻挡光束的一部分，从而产生阴影区域。该系统还可以包括检测器，该检测器被配置为通过与穿过照射区域的颗粒的相互作用来检测从光束偏转到阴影区域中的光。

优先权申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)基于并要求2015年12月30日提交的美国临时专利申请序列第62/273,362号的优先权权益，所述申请出于所有目的通过引用其整体并入本文。

其他材料的交叉引用

本申请通过出于所有目的引用以下材料的整体来结合这些材料：2010年7月8日公开的美国专利申请公开第2010/0173394A1号；以及Joseph R.Lakowicz的荧光光谱原理(PRINCIPLES OF FLUORESCENCE SPECTROSCOPY)(第2版，1999年)。

引言

在各种类型的测定中从颗粒检测信号。颗粒可以是固相颗粒(例如珠)、液相颗粒(液滴)或生物细胞等。在典型的测定中，用荧光染料标记颗粒。然后，当颗粒连续穿过检测体积时，从各个颗粒中检测荧光，在该检测体积中，荧光染料被激发以引起光发射。

仅仅荧光可能不足以精确检测每个颗粒的存在并表征颗粒的尺寸/形状。如在许多数字测定中，和/或当一些颗粒由于太大或太小或者具有异常形状而应该被忽略时，这个问题在每个颗粒具有高荧光或低荧光的混合的颗粒群中可能是显著的。因此，基于颗粒的测定的结果可能由于高估或低估检测到的颗粒的数量而偏离，从而无法排除不满足尺寸/形状标准的颗粒的荧光数据等。

已经开发了细胞分选仪器，其检测行进通过流动池的生物细胞的光散射和荧光。每个细胞散射光的能力允许检测细胞的存在，同时从细胞检测到的荧光信号提供进一步的表征。该仪器利用激光束照射流动池的一区域，并在流动池后面放置不透明的光阑。光阑阻挡光束的未偏转光，同时散射光绕过光阑并由位于光阑之外的散射检测器检测。具有长焦距的聚光器将激光束聚焦到流动池上，这使得落射荧光检测变得不切实际。相反，在垂直于(到流动池的激光束所遵循的)激发路径的方向上从流动池延伸的光路中收集并检测由荧光发出的光。

这些细胞分选仪器的设计具有各种缺点。例如，激光器很昂贵并且可能使得仪器对于典型的实验室而言难以承受。而且，流动池必须在三个侧面上是光学可接入的，这严重限制了用不同的流体构件替换流动池的选择。

发明内容

本公开提供了一种用于颗粒的光学检测系统和方法。在示例性实施例中，该系统可包括通道、配置成产生光的光源、以及配置成将光束聚焦在通道内的照射区域上的一个或多个光学元件。该系统还可以包括可操作地设置在光源和通道之间的光路中的掩模。掩模可以被配置为阻挡光束的一部分，从而产生阴影区域。该系统还可以包括检测器，该检测器被配置为通过与穿过照射区域的颗粒的相互作用来检测从光束偏转到阴影区域中的光。

附图说明

图1是根据本公开的方面的用于检测和表征诸如液滴的颗粒的示例性光学检测系统的示意图。

图2是大致沿图1的2-2线截取的图1的检测系统的狭缝形成光学元件的视图。

图3是图1的检测系统的局部视图，其在光束与流动通道相交以便产生照射区域(也称为检测体积)处截取。

图4是大致沿图1的4-4线截取的图1的检测系统的掩模的视图。

图5是根据本公开的方面的图1的检测系统的实施例的局部示意图，其中光束被点画以便示出掩模如何在光束中形成阴影区域。