一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置
阅读：1022发布：2020-05-28
专利汇可以提供一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种流式细胞仪散射光和 荧光 检测装置，具有中心 波长 为638mm和488mm的两个固体 激光器 ，光斑整形模 块 将两个固体激光器发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑，调节两个光斑的焦距以使光斑 能量 的最高处照射流动室中的样品细胞，改变所述流动室中样品细胞的流速以及照射时间，从而改变检测 频率 、脉冲 信号 的频率和持续时间，然后分别对前向散射光、侧向散射光及荧光进行整形和检测，采用双激光，能激发更多种类的样品，整体光路分布简单明了，占用空间较小，能够将激光光束更好的压缩成椭圆形光斑，并且接收到的散射光和荧 光信号 都是转换成 电压 信号输出，电压信号相比较而言更方便快捷被采集处理，使后续的 数据处理 分析更精确。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置专利的具体信息内容。
1.一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，包括：
光源，所述光源包括两个具有不同设定中心波长的固体激光器；
光斑整形模块，位于所述光源下方，用于将两个固体激光器发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑；
流动室，用于设置样品细胞，所述椭圆形光斑逐一照射单向排列的样品细胞后形成散射光和荧光，所述散射光包括前向散射光和侧向散射光，所述前向散射光和所述侧向散射光之间构成一直角；
前向散射光整形模块及前向散射光检测电路，所述前向散射光整形模块将第一设定范围内的前向散射光聚焦后入射至所述前向散射光检测电路，所述前向散射光检测电路对所述聚焦后的前向散射光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取；
侧向散射光及荧光整形模块及侧向散射光及荧光检测电路，所述侧向散射光及荧光整形模块将第二设定范围内的侧向散射光及荧光聚焦后入射至所述侧向散射光及荧光检测电路，所述侧向散射光及荧光检测电路对所述聚焦后的侧向散射光及荧光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取。
2.如权利要求1所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，两个所述固体激光器并排排列，所述光斑整形模块包括反光镜、合光镜及聚焦透镜，所述反光镜及所述合光镜分别位于所述两个所述固体激光器的下方，所述反光镜将一个所述固体激光器发出的光束反射至所述合光镜，所述合光镜将两个所述固体激光器发出的光束入射至所述聚焦透镜，所述聚焦透镜将两个光束压缩成所述设定尺寸的两个椭圆形光斑。
3.如权利要求1所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，所述前向散射光整形模块包括沿正向光路设置的第一光阑、前向聚光镜及第一带通滤光片，所述前向散射光检测电路包括顺次连接的光电二极管探测器、第一I/V转换电路、第一信号放大调理电路及第一模数转换电路。
4.如权利要求1所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，所述侧向散射光及荧光整形模块包括第一侧向光路、第二侧向光路、第三侧向光路及第四侧向光路，所述第一侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第二二向色分光片、第二光阑及第二带通滤光片，所述第二侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第二二向色分光片及第三带通滤光片，所述第三侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第三二向色分光片、第四二向色分光片、第四带通滤光片及第五带通滤光片，所述第四侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第三二向色分光片、第五二向色分光片、第六带通滤光片及第七带通滤光片。
5.如权利要求4所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，所述侧向散射光及荧光检测电路包括第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管、第四光电倍增管、第五光电倍增管、第六光电倍增管及与6个光电倍增管连接的第二I/V转换电路、第二信号放大调理电路及第二模数转换电路，所述第一光电倍增管沿着所述第一侧向光路设置且位于所述第二带通滤光片后方，所述第二光电倍增管沿着所述第二侧向光路设置且位于所述第三带通滤光片后方，所述第三光电倍增管和第四光电倍增管沿着所述第三侧向光路设置且位于所述第四带通滤光片和第五带通滤光片后方，所述第五光电倍增管和第六光电倍增管沿着所述第四侧向光路设置且位于所述第六带通滤光片和第七带通滤光片后方。
6.如权利要求1所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置，其特征在于，两个所述固体激光器的设定中心波长分别为638mm和488mm。
一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及细胞检测技术领域，尤其涉及一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置方法。
背景技术
[0002] 流式细胞仪是一种集激光技术、流体力学技术、光电测量技术、电子计算机技术、细胞荧光化学技术和细胞免疫技术为一体的新型高科技仪器，同时具有分析和分选细胞的功能。对悬液中的处于高速、直线流动的单细胞或其他颗粒，经过探测区域时所产生的散射光和标记荧光进行收集和测量，实现高速逐一的多参数定量分析。在细胞生物学、细胞动力学、免疫学、血液学及肿瘤学等领域具有广泛的应用。
[0003] 流式细胞仪完成了对细胞被激发后的前向散射光、侧向散射光以及荧光信号的接收，并且进行光电转换以及对转换后的脉冲电信号进行识别处理，传输至上位机进行分析处理。流式细胞仪的光信号检测至关重要，将影响能否完全地激发细胞细胞，激发的光信号是否完全被获取；有些光信号采集系统设计不当可能会流式细胞仪是一种集激光技术、流体力学技术、光电测量技术、电子计算机技术、细胞荧光化学技术和细胞免疫技术为一体的新型高科技仪器，同时具有分析和分选细胞的功能。对悬液中的处于高速、直线流动的单细胞或其他颗粒，经过探测区域时所产生的散射光和标记荧光进行收集和测量，实现高速逐一的多参数定量分析。在细胞生物学、细胞动力学、免疫学、血液学及肿瘤学等领域具有广泛的应用。
[0004] 流式细胞仪完成了对细胞被激发后的前向散射光、侧向散射光以及荧光信号的接收，并且进行光电转换以及对转换后的脉冲电信号进行识别处理，传输至上位机进行分析处理。流式细胞仪的光信号检测至关重要，将影响能否完全地激发细胞细胞，激发的光信号是否完全被获取；有些光信号采集系统设计不当可能会受自然光的影响，导致本底信号的存在，将会影响信号的采集精度；过于复杂的光路耗费成本而且占用空间，容易积累更多灰尘，给后续维修检查带来不便。
[0005] 探测器接收到的侧向散射光和荧光信号都是转换成电流信号输出，电压信号相比较而言更方便快捷被采集处理，所以需要进行I/V变换，但是I/V转换后的电压信号比较微弱，不利于采集，需要对其进行放大到一定可接收处理的范围大小，以便后续的采集与控制运算。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置，能激发更多种类的样品细胞，整体光路分布简单明了，占用空间较小，能够将激光光束更好的压缩成椭圆形光斑。
[0007] 为了达到上述目的，本实用新型提供了一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置，包括：
[0009] 光斑整形模块，位于所述光源下方，用于将两个固体激光器发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑；
[0010] 流动室，用于设置样品细胞，所述椭圆形光斑逐一照射单向排列的样品细胞后形成散射光和荧光，所述散射光包括前向散射光和侧向散射光，所述前向散射光和所述侧向散射光之间构成一直角；
[0011] 前向散射光整形模块及前向散射光检测电路，所述前向散射光整形模块将第一设定范围内的前向散射光聚焦后入射至所述前向散射光检测电路，所述前向散射光检测电路对所述聚焦后的前向散射光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取；
[0012] 侧向散射光及荧光整形模块及侧向散射光及荧光检测电路，所述侧向散射光及荧光整形模块将第二设定范围内的侧向散射光及荧光聚焦后入射至所述侧向散射光及荧光检测电路，所述侧向散射光及荧光检测电路对所述聚焦后的侧向散射光及荧光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取。
[0013] 可选的，两个所述固体激光器并排排列，所述光斑整形模块包括反光镜、合光镜及聚焦透镜，所述反光镜及所述合光镜分别位于所述两个所述固体激光器的下方，所述反光镜将一个所述固体激光器发出的光束反射至所述合光镜，所述合光镜将两个所述固体激光器发出的光束入射至所述聚焦透镜，所述聚焦透镜将两个光束压缩成所述设定尺寸的两个椭圆形光斑。
[0014] 可选的，所述前向散射光整形模块包括沿正向光路设置的第一光阑、前向聚光镜及第一带通滤光片，所述前向散射光检测电路包括顺次连接的光电二极管探测器、第一I/V转换电路、第一信号放大调理电路及第一模数转换电路。
[0015] 可选的，所述侧向散射光及荧光整形模块包括第一侧向光路、第二侧向光路、第三侧向光路及第四侧向光路，所述第一侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第二二向色分光片、第二光阑及第二带通滤光片，所述第二侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第二二向色分光片及第三带通滤光片，所述第三侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第三二向色分光片、第四二向色分光片、第四带通滤光片及第五带通滤光片，所述第四侧向光路上顺次设置有侧向聚光镜组、第一二向色分光片、第三二向色分光片、第五二向色分光片、第六带通滤光片及第七带通滤光片。
[0016] 可选的，所述侧向散射光及荧光检测电路包括第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管、第四光电倍增管、第五光电倍增管、第六光电倍增管及与6个光电倍增管连接的第二I/V转换电路、第二信号放大调理电路及第二模数转换电路，所述第一光电倍增管沿着所述第一侧向光路设置且位于所述第二带通滤光片后方，所述第二光电倍增管沿着所述第二侧向光路设置且位于所述第三带通滤光片后方，所述第三光电倍增管和第四光电倍增管沿着所述第三侧向光路设置且位于所述第四带通滤光片和第五带通滤光片后方，所述第五光电倍增管和第六光电倍增管沿着所述第四侧向光路设置且位于所述第六带通滤光片和第七带通滤光片后方。
[0017] 可选的，两个所述固体激光器的设定中心波长分别为638mm和488mm。
[0018] 本实用新型还提供了一种利用所述的流式细胞仪散射光和荧光检测装置执行流式细胞仪散射光和荧光检测的方法，包括：
[0019] 两个固体激光器发出光束到达光斑整形模块，所述光斑整形模块对两个光束进行压缩以得到两个设定尺寸的椭圆形光斑；
[0020] 调节两个光斑的焦距以使光斑能量的最高处照射流动室中的样品细胞；
[0021] 改变所述流动室中样品细胞的流速以及照射时间，从而改变检测频率、脉冲信号的频率和持续时间；
[0022] 前向散射光整形模块及前向散射光检测电路对前向散射光进行整形和检测，侧向散射光及荧光整形模块及侧向散射光及荧光检测电路对侧向散射光及荧光进行整形和检测。
[0023] 可选的，两个椭圆形光斑上下排列，光斑的聚焦点在水平方向的距离小于 10微米，在竖直方向的距离介于80微米-100微米。
[0024] 在本实用新型提供的流式细胞仪散射光和荧光检测装置中，光源包括两个固体激光器，光斑整形模块将两个固体激光器发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑，调节两个光斑的焦距以使光斑能量的最高处照射流动室中的样品细胞；改变所述流动室中样品细胞的流速以及照射时间，从而改变检测频率、脉冲信号的频率和持续时间；前向散射光整形模块及前向散射光检测电路对前向散射光进行整形和检测，侧向散射光及荧光整形模块及侧向散射光及荧光检测电路对侧向散射光及荧光进行整形和检测，采用双激光，能激发更多种类的样品，整体光路分布简单明了，占用空间较小，能够将激光光束更好的压缩成椭圆形光斑，并且接收到的散射光和荧光信号都是转换成电压信号输出，电压信号相比较而言更方便快捷被采集处理，使后续的数据处理分析更精确。附图说明
[0026] 图2为本实用新型实施例提供的流式细胞仪散射光和荧光检测装置的结构示意图；
[0027] 图3为本实用新型实施例提供的前向散射光检测电路的结构框图；
[0028] 图4为本实用新型实施例提供的侧向散射光及荧光检测电路的结构框图；
[0030] 图6为本实用新型实施例提供的第一I/V转换电路的电路图；
[0031] 图7为本实用新型实施例提供的第一信号放大调理电路的电路图；
[0032] 图8为本实用新型实施例提供的红色激光光斑的强度分布截面图；
[0033] 图9为本实用新型实施例提供的红色激光光斑的长轴方向光强分布曲线图；
[0034] 其中，附图标记为：
[0035] 1-光源；11-固体激光器；2-光斑整形模块；21-反光镜；22-合光镜；23-聚焦透镜；3-流动室；4-前向散射光整形模块；41-第一光阑；42-前向聚光镜；43- 第一带通滤光片；5-侧向散射光及荧光整形模块；51-侧向聚光镜组；521-第一二向色分光片；522-第二二向色分光片；523-第三二向色分光片；524-第四二向色分光片；525-第五二向色分光片；53-第二光阑；541-第二带通滤光片；542- 第三带通滤光片；543-第四带通滤光片；544-第五带通滤光片；545-第六带通滤光片；546-第七带通滤光片；6-前向散射光检测模块；61-光电二极管探测器； 62-第一I/V转换电路；63-第一信号放大调理电路；64-第一模数转换电路；7- 侧向散射光及荧光检测电路；71-第一光电倍增管；72-第二光电倍增管；73-第三光电倍增管；
74-第四光电倍增管；75-第五光电倍增管；76-第六光电倍增管； 77-第二I/V转换电路；78-第二信号放大调理电路；79-第二模数转换电路；
74-第四光电倍增管；75-第五光电倍增管；76-第六光电倍增管； 77-第二I/V转换电路；78-第二信号放大调理电路；79-第二模数转换电路；
[0036] Q1-正向光路；P1-第一侧向光路；P2-第二侧向光路；P3-第三侧向光路；P4- 第四侧向光路。
具体实施方式
[0037] 下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0038] 如图1及图2所示，本实施例提供了一种流式细胞仪散射光和荧光检测装置，包括如下结构：
[0039] 光源1，所述光源1包括中心波长为638mm和488mm的两个固体激光器 11，两个所述固体激光器11并排排列，采用双激光器能够激发更多不同类型的样本细胞，使得仪器检测种类更多。
[0040] 光斑整形模块2，位于所述光源1下方，用于将两个固体激光器11发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑。其中，所述光斑整形模块2包括反光镜21、合光镜22及聚焦透镜23，所述反光镜21及所述合光镜22分别位于所述两个所述固体激光器11的下方，所述反光镜21将一个所述固体激光器11 发出的光束反射至所述合光镜22，所述合光镜22将两个所述固体激光器11发出的光束入射至所述聚焦透镜23，所述聚焦透镜23将两个光束压缩成所述设定尺寸的两个椭圆形光斑。因为采用了特制双激光器，内置准直整形透镜组，所以光斑整形模块2可以只用一片聚焦透镜23将激光器发出的两个光束压缩成一定尺寸的椭圆形光斑，采用这样的设计可以节约光路空间以及减少镜片组合生成的误差，确保了所得光斑的精准度。
[0041] 流动室3，用于设置样品细胞，样品细胞在鞘液的包裹下，样品细胞单向排列流过鞘流器并且细胞逐一经过椭圆形光斑产生散射光和荧光，所述散射光包括前向散射光和侧向散射光，所述前向散射光和所述侧向散射光之间构成一直角。
[0042] 如图3所示，前向散射光整形模块4及前向散射光检测电路设置在激光光束方向，所述前向散射光整形模块4将第一设定范围内的前向散射光聚焦后入射至所述前向散射光检测电路，所述前向散射光检测电路对所述聚焦后的前向散射光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取。具体的，所述前向散射光整形模块4包括沿正向光路Q1设置的第一光阑41、前向聚光镜42及第一带通滤光片43，所述前向散射光检测电路包括顺次连接的光电二极管探测器61、第一I/V转换电路62、第一信号放大调理电路63及第一模数转换电路64。
[0043] 如图4所示，侧向散射光及荧光整形模块5及侧向散射光及荧光检测电路7 设置在非前向角检测区，用于根据波长的不同将侧向散射光以及荧光进行分光处理，所述侧向散射光及荧光整形模块5将第二设定范围内的侧向散射光及荧光聚焦后入射至所述侧向散射光及荧光检测电路7，所述侧向散射光及荧光检测电路7对所述聚焦后的侧向散射光及荧光顺次进行光电转换、I/V转换、放大调理、数模转换及脉冲参数提取。具体的，所述侧向散射光及荧光整形模块5包括第一侧向光路P1、第二侧向光路P2、第三侧向光路P3及第四侧向光路P4，所述第一侧向光路P1上顺次设置有侧向聚光镜组51、第一二向色分光片521、第二二向色分光片522、第二光阑53及第二带通滤光片541，所述第二侧向光路P2上顺次设置有侧向聚光镜组51、第一二向色分光片521、第二二向色分光片522及第三带通滤光片542，所述第三侧向光路P3上顺次设置有侧向聚光镜组51、第一二向色分光片521、第三二向色分光片523、第四二向色分光片524、第四带通滤光片543及第五带通滤光片544，所述第四侧向光路P4上顺次设置有侧向聚光镜组51、第一二向色分光片521、第三二向色分光片523、第五二向色分光片525、第六带通滤光片545及第七带通滤光片546。所述侧向散射光及荧光检测电路
7包括第一光电倍增管71、第二光电倍增管72、第三光电倍增管、第四光电倍增管74、第五光电倍增管75、第六光电倍增管76及与6个光电倍增管连接的第二I/V转换电路77、第二信号放大调理电路78及第二模数转换电路79，所述第一光电倍增管71沿着所述第一侧向光路P1设置且位于所述第二带通滤光片541后方，所述第二光电倍增管72沿着所述第二侧向光路P2设置且位于所述第三带通滤光片542后方，所述第三光电倍增管73和第四光电倍增管74沿着所述第三侧向光路P3设置且位于所述第四带通滤光片543和第五带通滤光片544后方，所述第五光电倍增管75和第六光电倍增管76沿着所述第四侧向光路P4设置且位于所述第六带通滤光片545和第七带通滤光片546。
7包括第一光电倍增管71、第二光电倍增管72、第三光电倍增管、第四光电倍增管74、第五光电倍增管75、第六光电倍增管76及与6个光电倍增管连接的第二I/V转换电路77、第二信号放大调理电路78及第二模数转换电路79，所述第一光电倍增管71沿着所述第一侧向光路P1设置且位于所述第二带通滤光片541后方，所述第二光电倍增管72沿着所述第二侧向光路P2设置且位于所述第三带通滤光片542后方，所述第三光电倍增管73和第四光电倍增管74沿着所述第三侧向光路P3设置且位于所述第四带通滤光片543和第五带通滤光片544后方，所述第五光电倍增管75和第六光电倍增管76沿着所述第四侧向光路P4设置且位于所述第六带通滤光片545和第七带通滤光片546。
[0044] 整个光路外部采用黑色金属屏蔽罩，避免外界杂散光和电磁干扰对散射光及荧光等有效信号产生影响。
[0045] 如图5所示，本实施例中，所述前向散射光检测电路对脉宽为4us左右的前向散射光脉冲信号进行处理，所述光电二极管探测器61选用的是西门子公司的 BPW21型号，运放放大器采用的是ADI公司的AD8034型号，反馈电阻RF取 18K，电容CF取33pF，C2、C4取0.1μF，C3、C5取10μF，R4取4.7KΩ，C6取 3.3pF，R5取4.7nF，C7取4.7nF，R8取1KΩ，R9取100KΩ，R10、R11取4.7KΩ。
[0046] 所述第一I/V转换电路62如图6所示，所述前向散射光检测电路采用控制简单、动态范围大和线性度好的反向放大电路作为次级放大电路，在进行I/V 转换的同时还能对信号进行放大。电阻R2和电阻R3在电源给运放U1供电的时候能消除电源纹波，电容C2和电容C3并联,电容C4和电容C5并联，作为去耦电容，起到降低源阻抗、降低电源噪声、增加运放稳定性的作用。U2电路中的电容C6和电阻R5并联构成一个低通滤波器起到了抑制高频干扰的作用。U3 运放所在电路起到了放大效果，U4运放所在电路作为电压跟随器，可以提高电路负载能力，防止电流过大电压下降。在后续应用中，如果U3运放所在电路中R6不焊上，R7取0欧姆，那U3所在电路可以用作电压跟随器。同理，U5 运放所在电路与U3运放所在电路做用类似，U6运放所在电路与U4运放所在电路作用类似。电阻R8提供过流保护，用以保护电路。无样品细胞通过时，激光光束和自然光形成的杂光也会通过光电二极管探测器61产生一定的电流，转换之后形成电压，这就是本底电压，电容C7可以消除本底电压，使采集电压更精确。电阻R9为隔直电容C7提供充放电的电流通路。
[0047] 如图5所示，反相放大电路中反馈电容CF与反馈电阻RF并联，用以补偿放大器反相节点的寄生电容，进而保持稳定性。CF的计算公式如下：
[0048]
[0049] 其中，fu为运放的增益带宽积。
[0050] 所述运算放大器采用的是互阻型放大器，运放的增益带宽积由反馈电阻 RF、总输入电容CI、和I/V转换信号带宽f1共同决定，其计算公式如下：
[0051]
[0052] 其中，ft为运放的最小单位增益带宽积(实际增益带宽积必须大于ft)，RF为反馈电阻，CI为运放求和点的总电容(运放共模输入电容CM+运放差模输入电容 CD+光电二极管结电容CS)。
[0053] 如图7所示，所述第一信号放大调理电路63包括程控放大电路和差分放大电路。所述程控放大电路通过调节数模转换器(DAC)内部的阻抗以调节放大倍率。具体的，所述数模转换器(DAC)内部结构实质是电阻网络，当上位机对 DAC进行配置时，实质上就是配置DAC内部不同的电阻组合，将DAC内部电阻与运放组合在一起构成反向放大电路，通过配置DAC，可以改变放大倍数，即可以实现上位机对底层模拟放大电路的增益可调的效果。U10所在差分放大电路本身放大系数为1，目的是利用差分原理减少由传输线和连接器引入的共模噪声，电容C8和电容C9起到了隔直流的作用，电阻R16、电阻R17和电容 C10起到了给ADC提供驱动电压的作用，电阻R18和电容C11、电阻R19和电容C12组合成RC滤波电路，提高了信号采集的精确度。所述RC低通滤波电路起到耦合隔离、滤波的作用，细胞脉冲电信号经过放大、调理输出给ADC进行模数转换。在每一路样品细胞脉冲电信号中，测试样本中含有各种各样体积大小的微粒，也就是流动时中的有着很多种不同种类的细胞，所述程控放大电路的增益可调，能更好的区分各种动态范围甚至更大动态范围里的微粒或者细胞。所述差分放大电路能较好的消除电路产生的共模噪声，所述滤波电路将驱动电路与ADC保持开关隔离，并且还限制驱动电路的宽带噪声，后续可以识别到淹没于噪声之中的小信号，提升了信号采集的精准性。
[0054] 进一步，根据多级放大电路的原理，本实用新型中的前向散射光检测电路的噪声主要是第一I/V转换电路62引入的，主要噪声源是运算放大电路的输入电压噪声和反馈电阻噪声，RF的电阻热噪声在整个电路的输出等效噪声为：
[0055]
[0056] 其中，K表示玻尔兹曼常数(K＝1.38*10-23J/K)；T表示绝对温度，单位开尔文；fH为整个电路的信号带宽；G表示信号调理电路的增益。
[0057] 运算放大器的输入电压噪声在整个电路的输出等效噪声为：
[0058]
[0059] 其中，Vn表示运算放大器的输入电压噪声，则电路输出总均方根噪声为：
[0060]
[0061] 从以上分析可知：整个电路的主要噪声来自于运放的噪声电压，选型的时候要选择电压噪声更低的运放；其次，来自于I/V转换电路中的反馈电阻RF以及调理电路中的反馈电阻R5，所以在满足带宽要求的情况下，尽量增大RF，减小R7；最后，系统带宽对整个检测电路噪声影响特别大，随着系统带宽的增加，噪声会显著增长，所以系统带宽满足系统要求就行，不需要太大。
[0062] 进一步，分析各级电路模块的信号带宽，可以对整个电路的带宽进行评估，根据多级放大电路频响的上限截止频率计算公式：
[0063]
[0064] 多级放大电路频响的下限截止频率计算公式：
[0065]
[0066] 计算整个散射光检测电路的信号上限截止频率为3.58MHZ，下限截止频率为2.4KHZ，电路的带宽为2.4KHZ～3.58MHZ，即为宽动态范围，满足光学信号检测的设计要求。
[0067] 综上，本实施例提供的种流式细胞仪散射光及荧光检测装置能够有效地检测微弱光信号，在设计电路时，能够通过控制相关参数，实现低噪声、宽动态范围，从而实现对光信号更精确的测量。
[0068] 基于此，本实施例还提供了一种利用所述流式细胞仪散射光和荧光检测装置执行流式细胞仪散射光和荧光检测的方法，包括：
[0069] 步骤S1：两个固体激光器发出光束到达光斑整形模块2，所述光斑整形模块2对两个光束进行压缩以得到两个设定尺寸的椭圆形光斑。
[0070] 请参阅图8及图9，其为红色激光光斑的强度分布截面图及红光椭圆形光斑长轴方向光强分布曲线图，从图8中可见，红色激光光斑是一个长轴为80微米左右、短轴为10微米左右的椭圆，椭圆形光斑越靠近中心位置能量越强，从图 9中可见，红色激光光斑长轴方向光强呈高斯分布，红色激光中心光强最强，细胞微粒从红色激光光斑中心经过时能够被完全激发，由于蓝光激光器所形成的激光光斑与红光激光器形成的激光光斑原理特性一致，两个激光光斑上下分布，可以激发不同类型的细胞。
[0071] 步骤S2：两个椭圆形光斑上下排列，光斑的聚焦点在水平方向的距离小于 10微米，在竖直方向的距离介于80微米-100微米，调整两个椭圆形光斑的焦距使流动室3中的样品细胞从光斑能量最强处经过，然后改变流动室3中样品细胞的流速以及激光照射的时间，从而改变样品细胞检测的频率、脉冲信号的频率和持续时间；
[0072] 步骤S3：前向散射光整形模块4对前向散射光进行整形等处理，并将聚焦后的光束传输到前向散射光检测电路，前向散射光检测电路实现对前向散射光的光电转换、I/V转换、调理放大、模数转换及提取参数等处理，识别脉冲信号的峰值、宽度及面积。
[0073] 侧向散射光及荧光整形模块5对侧向散射光及荧光进行整形等处理，并将聚焦后的光束进行分光以根据波长的不同将侧向散射光以及荧光进行分光处理，并将分光后的光束传输至相对应的光电倍增管，实现对侧向散射光及荧光的光电转换、I/V转换、调节放大、模数转换及参数提取等处理，识别脉冲信号的峰值、宽度及面积。
[0074] 综上，在本实用新型实施例提供的流式细胞仪散射光和荧光检测装置中，光源包括中心波长为638mm和488mm的两个固体激光器11，光斑整形模块2 将两个固体激光器11发出的光束压缩为一设定尺寸的两个椭圆形光斑，调节两个光斑的焦距以使光斑能量的最高处照射流动室3中的样品细胞；改变所述流动室3中样品细胞的流速以及照射时间，从而改变检测频率、脉冲信号的频率和持续时间；前向散射光整形模块4及前向散射光检测电路对前向散射光进行整形和检测，侧向散射光及荧光整形模块5及侧向散射光及荧光检测电路7对侧向散射光及荧光进行整形和检测，采用双激光，能激发更多种类的样品，整体光路分布简单明了，占用空间较小，能够将激光光束更好的压缩成椭圆形光斑，并且接收到的散射光和荧光信号都是转换成电压信号输出，电压信号相比较而言更方便快捷被采集处理，使后续的数据处理分析更精确。
[0075] 上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
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