[发明专利]基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法

说明书

本发明提供基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法，方法包括步骤：将制成的细胞标本悬液和鞘液分别导入样品管模块和鞘液管模块；流动室模块随喷嘴超声振荡器模块振荡，细胞悬液柱断裂成一连串均匀稳定的液滴从喷嘴滴出；细胞液滴受激光照射产生荧光信号，经过信号处理后，由计算机模块记录每一个脉冲事件；细胞液滴加入正电荷后，经过静电场模块发生偏转，完成对细胞的分选。本发明基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法，充分发挥了SiPM得高探测效率、体积小等优势，有效提高了流式细胞仪对积弱荧光信号的检测效率，利于流式细胞仪的进一步小型化，实现对细胞进行更加精确的计数与分析。具有低成本、多信息量、效率高、精度高和易于小型化等特点。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法。

背景技术

流式细胞仪(flow cytometry，FCM)是对高速直线流动的细胞或生物微粒进行快速定量测定和分析的仪器，主要包括样品的液流技术、细胞的计数和分选技术，计算机对数据的采集和分析技术等。流式细胞仪以流式细胞术为理论基础，是流体力学、激光技术、电子工程学、分子免疫学、细胞荧光化学和计算机等学科知识综合运用的结晶。流式细胞术是一种自动分析和分选细胞或亚细胞的技术。其特点是:测量速度快、被测群体大、可进行多参数测量，即对同一个细胞做有关物理、生物化学特性的多参数测量，且在统计学上有效。

硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，SiPM)，HAMAMATSU根据原理叫做MPPC(multi-pixel photon counter)是一种新型的光电探测器件，由工作在盖革模式的雪崩二极管阵列组成，具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。它发明于二十世纪九十年代末，广泛应用于高能物理及核医学(PET)等领域，最近几年来在核医学领域发展迅速，被广泛认为是可以未来极微弱光探测器的发展方向。

因流式细胞仪需检测的都是极弱光信号，探测器性能是影响检测能力的核心部件，早期产品主要采用光电倍增管(PMT)作为光电检测器件，而随着SiPM的出现和快速发展，越来越多的厂商选择使用SiPM作为流式细胞仪的光电检测器件。这是因为SiPM有媲美PMT的性能，却具有更多PMT无法比拟的优异特性。首先SiPM具有单光子级的灵敏度，比PMT更高的探测效率，皮秒级的响应速度和百万级以上内部增益，而这些都是在仅仅25-30v的工作电压下获得，低工作电压，高增益，使得SiPM的外围电路非常简单，大大提升了易用性。其次SiPM非常轻薄紧凑，体积不足普通PMT的百分之一，利于小型化。最后SiPM具有远低于PMT的价格，可大幅降低探测器成本，对于多通道流式细胞仪来说更为明显。分析细胞的浓度或细胞亚群浓度统称为绝对计数，通过对细胞绝对计数才能确定培养细胞的密度，这对细胞培养中细胞状态监测、生物工程学研究等都有很重要意义。

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明专利提出了基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法，采用SiPM作为光电检测器件，不仅利于流式细胞仪小型化，并且有效提高了流式细胞仪对荧光的检测效率。通过设置多个荧光检测通道，对待测细胞的计数与分析提供更多的信息。该发明具有低成本、多信息量、效率高、精度高和易于小型化等特点。

发明内容

本发明的目的是提供基于SiPM的流式细胞仪及细胞计数方法，通过设置多个检测通道采用高效率的SiPM光电探测器对荧光信号进行检测，实现对细胞的精确计数与分析。

基于SiPM的流式细胞仪，其特征在于：包括包以下模块：流动室模块、激光聚集模块、探测光路模块、信号处理模块、细胞分选模块；

所述流动室模块，用于鞘液流与样品流压力差达到一定程度时，鞘液流裹挟着样品流迫使细胞有序地排列成单列；流动室模块包括样品管模块、鞘液管模块、喷嘴超声振荡器模块；

所述激光聚集模块，用于使单个细胞流经激光检测区受到激发光源均匀充分的照射；激光聚集模块包括激光模块、光路整形模块；