[其他]粒子产生的电脉冲的剪辑方法与装置

说明书

本发明涉及到利用“排除方法”来剪辑电脉冲，更具体地说，本发明涉及到要在粒子分析器产生的作为粒子分析结果的大量电脉冲中排除某些电脉冲。正如遍布世界的第2，656，508号美国专利和几个序号顺序连接的改进专利中所揭示的那样，这类装置中的一种通用型的装置采用库尔特（Coulter）检测原理。采用库尔特检测原理的产品已由许多公司制造和销售，主要的一家公司是库尔特电子公司（Coulter Electronics Inc），这些产品用商标COULTER COUNTER和COULTER来鉴别。

按照库尔特检测原理，当悬浮于电解液中的微观粒子通过与此粒子大小相近的电场微区时，在此电场周围的电解液的阻抗就会产生瞬变。此阻抗的变化把一些激励的能转移到相连的电路中去，同时产生一个电信号。在大量的生物学和工业的应用中，把这种信号作为粒子体积的一种合情合理的准确的表示法已经得到承认。实施第2，656，508号美国专利的装置已在生物流质、工业的粉尘和泥浆等方面用来计量粒子数和测量粒子的大小。

在商品化的库尔特（COULTER）粒子分析器中微小电场都是通过微小又很准确的园柱体通道或微孔，在二部分液体之间形成的，正如众所周知的那样，所研究的粒子悬浮于二部分液体之间。应用分别置于二部分液体内的两个电极将电激励能送到这两部分液体中来，小孔是在两部分液体间的绝缘壁上。悬浮是因携带着流动性粒子流过小孔而引起的，并且当粒子通过小孔时，由于它们各自引起的阻抗的瞬变就产生了许多电信号。电场集中在小孔处，通常随悬浮体的实际流动形成了流过小孔的电流。

通过计量所产生的信号个数可以计量通过小孔的粒子数。通过鉴别各种不同的脉冲的幅度，就能研究粒子的大小。

检测小孔通常是很短的，其长度等于或小于其直径。如果脉冲幅度峰值是由电场中处在孔长一半处的粒子（粒子是沿孔的轴线路径流动）产生的，则根据脉冲幅度的峰值可以得出最佳的粒子大小-体积的信息。当电场中的粒子处在孔长一半处时，脉冲峰值为最佳峰值的原因是这个位置离小孔进出口的距离最远、电场最均匀、对通过小孔的所有其它路径而言其电流分布也最均匀。在小孔的进出口，孔边处的电流密度较大，而相应地在孔轴上的电流密度较小。这一点可以解释为除了轴向路径以外的其它电流路径都是在孔内轴线以外的地方，并且笔直向前。由于进出口处轴线上的电流密度较小，所以导致轴线上的粒子所产生的瞬时信号要比粒子在其它路径进入和离开小孔时产生的瞬时信号小。换句话说，在小孔边角处的电流密度要大于轴线上的电流密度。

在轴线上通过的粒子产生最佳脉冲的另一个原因是当液体通过小孔轴心时，它不需改变方向，所以在轴线路径上电解液流动的速度也是粒子的速度，它稍大于靠近孔边路径或离开中心位置的路径上的流动速度。由于轴线被具有相同速度、运动着的液膜所包围，所以轴线上流动的阻力最小。这样，粒子流过小孔通道的持续时间可以说明粒子是否沿着原来的轴线路径。如果脉冲持续时间用作鉴别的基础，用接收到的是在轴线路径上通过的，还是在靠近轴线路径上通过的“粒子产生的电脉冲”就能建立起判据。根据这种分析，就可将所有其它路径上的脉冲都排除掉。这种排除方法称为“剪辑”。在美国专利第3，700，867、3，701，029、3，710，263、3，710，264和3，783，390号中已设计和示范出几种这样的剪辑电路。使用这种剪辑方法的商用COULTER    COUNTER分析器已出售了多年，并且具有明显的优点，胜过那些缺乏剪辑特性的类似分析器。

第3，668，531号和第3，863，160号美国专利中讨论了“粒子产生的脉冲”的中心脉冲幅度的定位问题并提出了解决问题的办法。在第3，863，159号美国专利中提出了当粒子通过孔径中非均匀电场部分时，“粒子产生的脉冲”的幅度修正问题。

尽管上述先有技术具有一些优点，但在它们的实施和设计构思中还需进行某些折衷。一些商品化的脉持剪辑电路利用脉冲序列的前几个脉冲的持续时间作为建立标称合格脉冲的基础数据。因此，如果这前几个脉冲主要是由远离孔轴的路径通过小孔的粒子所产生，那么它们的持续时间就会过长。还有，如果粒子的密度低，则持续时间太长，不是得不出统计上有效的剪辑判据，就是判据无法从充分的数据为基准。上述的这些电路和这种设计准则的其它电路就会丢掉实际上是有用的脉冲而接受过多不合格的脉冲。当粒子大小的范围很窄（例如红血球或白血球细胞）时，这种情况的发生可能是极少的，但是当粒子大小的范围很宽（象在工业上的粒子分析中的那些粒子）时，就会存在更大的问题。