[发明专利]用于流式细胞术中的离轴照射的系统、设备以及方法

说明书

一种流式细胞仪，其包括激光束，所述激光束从光与流体交叉的正交平面以15°‑70°、可选地30°的角度轰击样品流。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月10日提交的标题为“SYSTEM,APPARATUS AND METHOD FOROFF AXIS ILLUMINATION IN FLOW CYTOMETRY”的美国临时申请第62/695,937号的优先权，所述美国临时申请的全部内容通过引用全文并入本文中。

技术领域

本公开技术涉及流式细胞术。更特别地，在一个实施例中，本公开技术涉及流式细胞术中的离轴照射以及对散射光和荧光的捕获。

背景技术

流式细胞术在单个颗粒(通常是细胞)在流体流中流动通过光束时测量和分析所述单个颗粒的多种物理特性。所测量的特性包含颗粒的相对大小、相对粒度或内部复杂度、以及相对荧光强度。颗粒流延展，以使得颗粒迅速相继地一个接一个穿过光束。在一个示例中，以1-10m/s的速度行进的每秒100-10,000个颗粒以10μm的核心被包含在100μm流中。每当颗粒穿过所述束时，光都会感应小的光学信号。放置一个或多个检测器，以使得其观察激光路径和细胞轨迹相交处的点。检测器可以登记不同颜色和/或不同偏振的散射和荧光信号。所述信号提供对存在于样品中的细胞的数量和类型的指示。

流式细胞术通常被用来对血细胞进行计数和分析。该技术在HIV诊断以及血癌的分类中起到关键作用。它也是重要的研究工具。近年来，流式细胞术已经被成功用于分析海水和淡水样品中的浮游生物。

在比如图1中所示的某些现有技术的布置中，照射光14与颗粒20的轨迹正交。在这些仪器中，检测器(多个检测器)22也与颗粒路径正交。在美国专利第9,453,789号中公开一种这样的布置，所述美国专利通过引用并入本文中。当沿着正交轴线照射流式细胞仪的流时，需要用遮挡条24遮住检测器22，以消除来自光束的光以及其散射/反射。这使检测器22的有用的孔径26变窄或受到限制。不能完全地消除散射，从而导致背景信号噪声。

在比如图2中所示的某些其它现有技术的布置中，检测器122a、122b检测沿着行进方向发射的光。根据Muriella等人的专利(比如美国专利第5,475,487号，其通过引用并入本文中)以及van den Engh等人的专利(比如美国公开第2014/0320861号，其通过引用并入本文中)，为了保有检测器122a、122b的整个孔径126a、126b，检测器122a、122b可以沿着液体射流的轴线放置(比如放置在激光/射流交叉位置的上方和下方)。在这种情况下，所收集的光通过液体射流内部的内部反射到达检测器。很少使用这种方法。

图1和图2的上述布置已经是存在约五十(50)年的大多数技术的标准。正交布置便于光学设计。在所有部件均沿着正交路径运动时，最容易设计、制造以及调节使光学部件运动和对准的机构(例如，将光束(多个光束)聚焦的透镜、将检测器聚焦至测量领域上的机构、以及其它调节机构)。

发明内容

尽管常规的流式细胞术具有许多优点，但是对于正交光学几何结构而言存在至少一个大的缺点。在现有技术中，激光被样品流散射。由于两者为正交的，所以散射位于围绕流体流的平面中。在现有技术中，同一平面还具有检测器和其它光路径。如果未进行任何测量，则散射光将进入检测器。由于散射明显比颗粒所产生的信号更亮，所以检测器将被蒙蔽。因此，具有正交光学几何结构的所有仪器需要遮盖散射光的散射条以及阻挡不期望颜色的滤光器。设计和调节散射条或遮罩是精细的技术并且极大地影响散射信号的质量。当使用多个激光束时，这尤其成问题。对散射遮罩的较差的调节导致众多实验室的非常不同的数据。另外，来自样品流的散射的光被引导至周围，并且可能从测量区域逃出，从而使技术人员暴露至散射的激光。

由于这些原因，常规的流式细胞术需要改进以克服现有技术的上述和其它缺陷。本公开技术解决并且修正了现有技术的上述和其它问题。