技术领域
[0001] 本
发明涉及流式细胞仪技术领域，尤其涉及的是一种使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统。
背景技术
[0002] 流式细胞技术是一种在液流系统中，快速测定单个细胞或细胞器的
生物学性质，并把特定的细胞或细胞器从群体中加以分类收集的技术。其特点是通过快速测定库尔特
电阻、
荧光、光散射和光吸收来定量测定细胞 DNA含量、细胞体积、
蛋白质含量、酶活性、细胞膜受体和表面
抗原等许多重要参数。根据这些参数将不同性质的细胞分开，以获得供生物学和医学研究用的纯细胞群体。
[0003] 血细胞被相应
试剂溶解或者
染色后，采用鞘流技术，使血细胞从鞘流池中依次一个接一个的排队通过。在细胞通过时，使用一个椭圆型的光斑照射细胞，光斑在细胞流向上的宽度应略大于细胞直径，以确保能够充分照明细胞，在垂直细胞流向上的长度应略大于鞘流宽度。它们会一个一个的通过激光照射区。当各种不同的细胞被激光照射时，其前向散射光，侧向散射光和侧向荧光的
信号都是不同的。利用这种不同，选择最能明显区分两种或者几种细胞的两路。
[0004] 细胞经过光斑照射时会产生散射光。小
角度散射光（2 8度）的强弱主要表征了细~胞的体积信息，大角度散射光（18 24度）的强弱则主要表征了细胞内部颗粒复杂度的信息。
~
由大小角度光强度构成二维
坐标系，则每一个通过的细胞将在坐标系内表征为一个点。多个细胞通过
检测区域后，就形成了散点图。
[0005] 目前，请参考图1，细胞大小角度的光学信息在实际测量中一般被分成两路信号以单独测量，而这两路信号一般是应用分光棱镜100来分开的。但是依据菲涅尔公式，光在
电介质分界面上反射与折射会跟入射角度不同而不同，即材料对p光和s光的透射度不同，这就导致了光线通过分光棱镜1中的晶体时，所携带的光学信号不能完全的被传递，会对需要测量的信号造成损失。
发明内容
[0007] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，旨在解决现有技术中使用分光棱镜对经细胞散射后的两路光线进行分光，所携带的光学信号不能完全的被传递，会对需要测量的信号造成损失，从而降低测试
精度的
缺陷。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] 一种使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，包括依次设置的照明单元、样本单元、信号收集单元及
信号处理单元；其中：
[0010] 所述照明单元，用于使光束横向汇聚至样本单元，并使光束纵向汇聚至信号收集单元中的条形光阑；
[0011] 所述样本单元，用于使样本中的细胞依次通过，并在照明单元发出的光束下产生多种角度的散射光；
[0012] 所述信号收集单元包括用于采集
指定角度的散射光并进行分光的积分球，及用于采集分光后的散射光的探测器；
[0013] 所述信号处理单元，用于接收探测器传输的散射光数据，并进行对应运算处理。
[0014] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述照明单元包括：
[0015] 激光管；
[0016] 光阑，用于将激光管发出的光束限定至指定光束孔径；
[0017] 整形透镜，用于将限定光束孔径后的光束进行整形；
[0018] 第一柱面镜，用于使光束横向汇聚至样本单元；
[0019] 第二柱面镜，用于使光束纵向汇聚至信号收集单元中的条形光阑。
[0020] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述整形透镜的面型曲线为球面或非球面，或者所述整形透镜的面型横截面曲线为球面或非球面。
[0021] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述激光管发出的光束经光阑限定光束孔径后，在样本单元中的细胞上形成椭圆形光斑，所述椭圆形光斑的长轴为80 280um，短轴为9 16um。~ ~
[0022] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述样本单元包括鞘流池，所述鞘流池内部液体通路横截面为圆形或正方形。
[0023] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述积分球上设置有正对样本单元以接收散射光入射的入射孔，用于使入射光中角度为2-8°的散射光射出的小角度通光孔，及用于使入射光中角度为18-22°的散射光经过漫反射后射出的大角度通光孔。
[0024] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述小角度通光孔的中
心轴与所述入射孔的中心轴在同一直线上，所述大角度通光孔的中心轴与所述小角度通光孔的中心轴垂直。
[0025] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述小角度通光孔的孔径2d*tan8°；其中，d等于样本单元与入射孔之间的直线距离。
[0026] 所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，其中，所述探测器包括小角度探测器及大角度探测器，其中所述小角度通光孔的出口处设置有所述小角度探测器，所述大角度通光孔的出口处设置有所述大角度探测器。
[0027] 有益效果：本发明采用积分球代替分光棱镜进行分光，可以有效避免晶体表面折射而造成的偏振效应使信号损失，从而提高测试的准确度。而且探测器与积分球直接相连，可以大大缩小整个光学系统的尺寸，减少收集镜的使用，更加节约成本。
附图说明
[0028] 图1为现有技术中使用分光棱镜的白细胞分类计数仪用光学系统的示意图。
[0029] 图2a为本发明所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统较佳
实施例的结构
框图。
[0030] 图2b为本发明所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统较佳实施例的示意图。
[0031] 图3为本发明所述激光管发出的光束在样本单元中的细胞上形成椭圆形光斑的示意图。
[0032] 图4为本发明所述激光管发出的光束在第二柱面镜上形成光斑的示意图。
具体实施方式
[0033] 本发明提供一种使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034] 请同时参见图2a和图2b，其中图2a为本发明所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统较佳实施例的结构框图，图2b为本发明所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统较佳实施例的示意图。所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，包括依次设置的照明单元200、样本单元300、信号收集单元400及信号处理单元500；其中：
[0035] 所述照明单元200，用于使光束横向汇聚至样本单元，并使光束纵向汇聚至信号收集单元中的条形光阑；
[0036] 所述样本单元300，用于使样本中的细胞依次通过，并在照明单元200发出的光束下产生多种角度的散射光；
[0037] 所述信号收集单元400包括用于采集指定角度的散射光并进行分光的积分球8，及用于采集分光后的散射光的探测器（图中未标出）；
[0038] 所述信号处理单元500，用于接收探测器传输的散射光数据，并进行对应运算处理。
[0039] 积分球8又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。
光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度
叠加而成的。其基本的工作原理为：光线由输入孔入射后，光线在球内部被均匀的反射及漫射，在球面上形成均匀的光强分布，因此输出孔所得到的光线为非常均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、以及极性都不会对输出的光强和均匀度造成影响。同时因为光线经过积分球内部的均匀分布后才射出，其输出强度与输入强度比大约为：光输出孔面积/积分球内部的表面积。使用积分球可有效降低测量时因探测器上的入射光源不均匀分布或光束偏移所造成的微小误差。
[0040] 本发明的实施例中，采用积分球8代替分光棱镜进行分光，可以有效避免晶体表面折射而造成的偏振效应使信号损失，从而提高测试的准确度。
[0041] 优选的，如图2b所示，所述照明单元200包括：
[0042] 激光管1；
[0043] 光阑2，用于将激光管1发出的光束限定至指定光束孔径；
[0044] 整形透镜3，用于将限定光束孔径后的光束进行整形；
[0045] 第一柱面镜4，用于使光束横向汇聚至样本单元；
[0046] 第二柱面镜5，用于使光束纵向汇聚至信号收集单元中的条形光阑。
[0047] 在具体实施时，所述激光管1的光源为10w，
波长635nm，其波长一定，发散角可以相同或者不同。 所述整形透镜3的面型曲线为球面或非球面，或者所述整形透镜3的面型横截面曲线为球面或非球面，用于对
激光器1发出的光束进行
准直、均匀、汇聚整形处理。所述激光管1发出的光束经光阑2限定光束孔径并通过第一柱面镜4后，在样本单元300中的细胞上形成椭圆形光斑，请参考图3，所述椭圆形光斑的长轴为80 280um，短轴为9 16um；最佳的，~ ~所述椭圆形光斑的长轴为110um，短轴为7um。所述激光管1在样本单元中的细胞上形成椭圆形光斑中，激光
能量分布均匀，椭圆形光斑中心处与距椭圆形光斑中心5um处光能量
密度差异不超过20%。
[0048] 优选的，如图2b所示，所述样本单元300包括鞘流池6，所述鞘流池6内部液体通路横截面为圆形或正方形，当鞘流池6内部液体通路横截面为圆形时其直径小于25um，当鞘流池6内部液体通路横截面为正方形时其边长小于25um。所述样本单元300除了包括鞘流池6以外，还包括注样针以及其他管路。其中只有鞘流池6在光路中，样本中的细胞会一个个的通过鞘流池6，照明单元200发出的光束会照射在鞘流池6的中央，并且在其中央聚焦。在鞘流池6中，鞘液携裹着样本中的每一细胞依次流过。
[0049] 进一步的，所述积分球8与所述鞘流池6之间还设置有条形光阑7，所述激光管1发出的光束经光阑2并通过第二柱面镜5后，在条形光阑7上也形成光斑，该光斑也为椭圆形，这也是照明单元200在光路中的第二个焦点，使光束在横轴方向进行聚焦。
[0050] 优选的，所述积分球8上设置有正对样本单元300以接收散射光入射的入射孔，用于使入射光中角度为2-8°的散射光射出的小角度通光孔，及用于使入射光中角度为18-22°的散射光经过漫反射后射出的大角度通光孔。
[0051] 其中，所述小角度通光孔的中心轴与所述入射孔的中心轴在同一直线上，所述大角度通光孔的中心轴与所述小角度通光孔的中心轴垂直。所述小角度通光孔的孔径2d*tan8°；其中，d等于样本单元300与入射孔之间的直线距离。
[0052] 所述探测器包括小角度探测器10及大角度探测器9，其中所述小角度通光孔的出口处设置有所述小角度探测器10，所述大角度通光孔的出口处设置有所述大角度探测器9。本发明中2-8°的散射光射出的小角度通光孔后，被小角度探测器10接收； 18-22°的散射光由积分球8内壁进行反射，被大角度探测器9接收。由于探测器与积分球8直接相连，可以大大缩小整个光学系统的尺寸，减少收集镜的使用，更加节约成本。
[0053] 综上所述，本发明所述使用积分球的白细胞分类计数仪用光学系统，包括依次设置的照明单元、样本单元、信号收集单元及信号处理单元；照明单元，用于使光束横向汇聚至样本单元，并使光束纵向汇聚至信号收集单元中的条形光阑；样本单元，用于使样本中的细胞依次通过，并在照明单元发出的光束下产生多种角度的散射光；信号收集单元包括用于采集指定角度的散射光并进行分光的积分球，及用于采集分光后的散射光的探测器；信号处理单元，用于接收探测器传输的散射光数据，并进行对应运算处理。本发明采用积分球进行分光，可有效避免晶体表面折射而造成的偏振效应使信号损失，从而提高测试准确度。而且探测器与积分球直接相连，可缩小整个光学系统的尺寸。
[0054] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附
权利要求的保护范围。
