專利名稱：粒子分析儀、恒溫反應(yīng)系統(tǒng)及方法
粒子分析儀、恒溫反應(yīng)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粒子分析儀，尤其涉及粒子分析儀的試劑的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前常見的粒子分析儀(例如細(xì)胞分析儀)是基于流式細(xì)胞檢測技術(shù)來對粒子進(jìn) 行分類統(tǒng)計(jì)的，以血液細(xì)胞分析儀為例，此血液細(xì)胞分析儀中，在血液進(jìn)入流動(dòng)室通過流式 細(xì)胞技術(shù)檢測前需和試劑進(jìn)行恒溫條件下的反應(yīng)，其中有一種試劑為熒光染料，用于對血 細(xì)胞進(jìn)行染色，在檢測中通過光學(xué)探測系統(tǒng)探測出熒光信號以便確定細(xì)胞核酸量。但這種 熒光染料對于溫度比較敏感，一般熒光物質(zhì)的溶液隨著溫度的降低而熒光效率增強(qiáng)，熒光強(qiáng)度增加。當(dāng)溫度上升時(shí)熒光強(qiáng)度下降，主要原因是分子內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)換作用隨溫度的升 高而加快，同時(shí)激發(fā)分子和溶劑分子之間發(fā)生某些可逆的光化學(xué)反應(yīng)。因此要使熒光信號 穩(wěn)定，在熒光染料和血細(xì)胞反應(yīng)時(shí)必須進(jìn)行恒溫控制?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然有在反應(yīng)池中對熒 光染料和血細(xì)胞反應(yīng)時(shí)進(jìn)行恒溫控制，但最終的測試結(jié)果在準(zhǔn)確性方面仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種粒子分析儀、恒溫反應(yīng)系統(tǒng)及方法，通 過對進(jìn)入反應(yīng)池前的熒光染料采取改進(jìn)措施，減少環(huán)境溫度對測量結(jié)果的影響，提高測量 結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，包括用于為反應(yīng)物提供反應(yīng)場所 的反應(yīng)池；用于將熒光染料輸送到反應(yīng)池的染料管，所述染料管的一端與反應(yīng)池連通，將染 料送進(jìn)反應(yīng)池內(nèi)部；恒溫控制裝置，所述恒溫控制裝置、反應(yīng)池和染料管經(jīng)配置使所述恒溫 控制裝置控制所述反應(yīng)池和染料管的溫度為設(shè)定溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種恒溫反應(yīng)方法，包括對進(jìn)入反應(yīng)池之前的熒光 染料進(jìn)行恒溫控制的步驟。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種粒子分析儀，包括流動(dòng)室及上述恒溫反應(yīng)系統(tǒng)， 所述恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的輸出口與流動(dòng)室的入口連通，用于將被檢測物輸送到流動(dòng)室。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明不但對反應(yīng)池按照設(shè)定溫度進(jìn)行恒溫控制，盡量使 反應(yīng)池內(nèi)的反應(yīng)物在設(shè)定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，還對進(jìn)入反應(yīng)池前的熒光染料按照設(shè)定溫度進(jìn) 行恒溫控制，從而延長了染料的加熱或降溫時(shí)間，使染料的溫度更趨近于設(shè)定的溫度，降低 了環(huán)境溫度對染料的影響，最終使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性得以提高。

圖1為對進(jìn)入反應(yīng)池前的染料沒有進(jìn)行溫控的散點(diǎn)圖；圖2為對進(jìn)入反應(yīng)池前的染料進(jìn)行溫控后的散點(diǎn)圖；圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖4為一種實(shí)施例中恒溫控制裝置電路示意圖；圖5為一種實(shí)施例中恒溫控制裝置控制原理圖；圖6為本發(fā)明另一種實(shí)施例中的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖7為本發(fā)明另一種實(shí)施例中的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖8為本發(fā)明另一種實(shí)施例中染料管和染料壓環(huán)的配合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。在一種實(shí)施例中，恒溫反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)池、染料管和恒溫控制裝置，反應(yīng)池為反應(yīng)物(例如試劑和血細(xì)胞)提供恒溫反應(yīng)場所，一般包括主板和孵育池，孵育池是位于主板 內(nèi)部，例如將獨(dú)立的孵育池安裝在主板的空腔內(nèi)或者主板空腔直接作為孵育池，孵育池可以有一個(gè)或多個(gè)，孵育池可以為柱狀、球狀或橢球狀。主板主要用于為反應(yīng)物的反應(yīng)提供恒 溫環(huán)境，孵育池為反應(yīng)物提供反應(yīng)場所；染料管用于輸送熒光染料，其一端與反應(yīng)池連通， 用于將染料輸送到反應(yīng)池內(nèi)，具體可通過穿過主板的管道使染料流入至少一個(gè)孵育池內(nèi)與 其它反應(yīng)物(例如其它試劑或血液)進(jìn)行混合、反應(yīng)；恒溫控制裝置用于控制溫度，通過將 恒溫控制裝置、反應(yīng)池和染料管進(jìn)行配置，以使恒溫控制裝置控制反應(yīng)池和染料管的溫度 為設(shè)定溫度。本實(shí)施例中，不但對反應(yīng)池按照設(shè)定溫度進(jìn)行恒溫控制，盡量使反應(yīng)池內(nèi)的反應(yīng) 物在設(shè)定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，還對進(jìn)入反應(yīng)池前的熒光染料(即染料管中的染料)按照設(shè)定 溫度進(jìn)行恒溫控制，從而得到了以下效果延長了染料的加熱或降溫時(shí)間，使染料的溫度更 趨近于設(shè)定的溫度，從而降低了環(huán)境溫度對染料的影響，最終使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定 性得以提高。溫控效果可以參看圖1和圖2，其中橫坐標(biāo)為側(cè)散方向，縱坐標(biāo)為熒光方向，側(cè) 散反映細(xì)胞的復(fù)雜程度，熒光反映細(xì)胞核酸量。圖1為染料進(jìn)入反應(yīng)池前無溫控措施所測 得同一支血的散點(diǎn)圖，左右兩個(gè)圖的環(huán)境溫度不同，右圖的環(huán)境溫度高于左圖的環(huán)境溫度， 因染料進(jìn)入反應(yīng)池前無溫控措施，所以其溫度會受到環(huán)境溫度的影響，由圖1知熒光方向 隨反應(yīng)池前染料溫度的上升而下降。圖2為染料進(jìn)入反應(yīng)池前有溫控措施所測得同一支血 的散點(diǎn)圖，左右兩個(gè)圖的環(huán)境溫度不同，右圖的環(huán)境溫度高于左圖的環(huán)境溫度，因染料進(jìn)入 反應(yīng)池前有溫控措施，所以其溫度受環(huán)境溫度的影響減小，從而減小熒光方向因反應(yīng)池前 染料溫度的變化而產(chǎn)生的變化量。對進(jìn)入反應(yīng)池前的染料進(jìn)行恒溫控制時(shí)，可以采用一個(gè)獨(dú)立的恒溫控制裝置控制 染料管的溫度為設(shè)定溫度，再采用另一獨(dú)立的恒溫控制裝置控制反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫 度，即恒溫控制裝置包括第一恒溫控制裝置和第二恒溫控制裝置，第一恒溫控制裝置用于 控制反應(yīng)池的溫度，第二恒溫控制裝置用于控制染料管的溫度。對進(jìn)入反應(yīng)池前的染料進(jìn)行恒溫控制時(shí)，也可以采用同一套恒溫控制裝置控制進(jìn)入反應(yīng)池之前的熒光染料(即染料管)和反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫度。下面以采用同一套恒溫控制裝置對染料管和反應(yīng)池進(jìn)行溫控為例進(jìn)行說明。請參考圖3，在一種具體的實(shí)施例中，恒溫控制裝置控制反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫 度；并使用于輸送熒光染料到反應(yīng)池的染料管與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換。反應(yīng)池包括主板 1和位于主板1內(nèi)的至少一個(gè)孵育池3，試劑通過穿過主板1的管道13進(jìn)入孵育池并通過穿過主板1的管道14輸出。對于血液細(xì)胞分析儀，反應(yīng)池為試劑和血細(xì)胞的反應(yīng)提供恒溫反 應(yīng)環(huán)境，因此必須對反應(yīng)池進(jìn)行恒溫控制。本實(shí)施例中，恒溫控制裝置包括溫度控制電路、 溫度傳感器和變溫器，如圖4所示，溫度傳感器8和變溫器5、6分別和溫度控制電路10相 連，溫度傳感器8安裝在主板1上，例如可貼附在主板1的外壁或插入主板1的內(nèi)部，用于 感應(yīng)反應(yīng)池的溫度，溫度控制電路10響應(yīng)溫度傳感器8的輸出，控制變溫器5、6的電功率， 使變溫器5、6改變溫度，溫度開關(guān)9用于過溫保護(hù)，當(dāng)溫度高于或低于某溫度閾值時(shí)，控制 變溫器5、6通電或斷電，從而使其達(dá)到設(shè)定溫度。在圖3所示的實(shí)施例中，變溫器5、6與反 應(yīng)池的主板1接觸并與主板1之間進(jìn)行熱交換，再使染料管與反應(yīng)池接觸并使染料管中的 染料與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到染料管與反應(yīng)池共用同一套恒溫控制裝置。例如 在主板1中開設(shè)通孔，染料管插入通孔內(nèi)，然后再通過進(jìn)入孵育池的管道進(jìn)入孵育池，從而 使染料和反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)入反應(yīng)池之前的染料的恒溫控制。為延長染料 的溫控時(shí)間，可使通孔為曲線狀，增加染料流經(jīng)的路程。如圖5所示為第一恒溫控制裝置的溫控原理，采用PID閉環(huán)控制方式，將目標(biāo)溫度 與從溫度傳感器從被控對象11獲得的實(shí)際溫度值作為增量式PID控制器12的輸入，經(jīng)過 控制器12解算獲得相對于目前實(shí)際溫度控制增量。將溫度控制轉(zhuǎn)化為加熱時(shí)間控制，最終 實(shí)現(xiàn)對被控對象11的溫度閉環(huán)控制。使染料管與反應(yīng)池接觸并使染料與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換的另一種實(shí)施例如圖 6、7所示，主板1的外壁向內(nèi)設(shè)有凹槽15，凹槽15的一端延伸到所述主板1外壁的邊緣，另 一端延伸到染料管4與孵育池的連通處，染料管4從主板1外壁的邊緣的凹槽15進(jìn)入，容 納于所述凹槽15內(nèi)，另一端從凹槽15內(nèi)穿出并與連通孵育池的管道連接，使位于凹槽15 內(nèi)的一段染料管4與主板1接觸，與主板之間進(jìn)行熱量交換，從而使染料和反應(yīng)池之間進(jìn)行 熱交換，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)入反應(yīng)池前的染料的恒溫控制。為延長染料的溫控時(shí)間，可使凹槽為曲線 狀，例如將凹槽制作成字母“U”或“R”狀，以增加染料流經(jīng)的路程。在進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例 中，還包括用于將染料管4固定在凹槽內(nèi)的壓環(huán)2，如圖6、7所示，染料管4經(jīng)壓環(huán)2固定到 反應(yīng)池主板1上，染料管4和孵育池3連通，壓環(huán)2內(nèi)的染料管處在反應(yīng)池溫度控制內(nèi)。圖 8為染料管4穿過壓環(huán)2的圖示。由于壓環(huán)2除了固定染料管外，還起到了熱傳遞的作用 (例如，將反應(yīng)池主板熱量傳遞到染料管以加熱染料)。因此可以采用具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的 金屬材料，例如鋁、鋁合金、銅或銀。染料管與壓環(huán)、凹槽之間涂抹導(dǎo)熱材料，例如導(dǎo)熱硅脂， 增強(qiáng)它們之間的換熱能力。被加熱的染料體積V由染料管的截面積S和被固定在反應(yīng)池主板上的染料管長度L決定的。關(guān)系式為V = SL。在恒溫反應(yīng)系統(tǒng)中，體積為V的染料進(jìn)入反應(yīng)池主板上的染料管后，變溫器通過 反應(yīng)池主板與染料之間進(jìn)行熱交換。對染料管和反應(yīng)池的溫度控制可以是通過加熱染料管和反應(yīng)池使其達(dá)到設(shè)定溫 度，也可以是通過對染料管和反應(yīng)池降溫使其達(dá)到設(shè)定溫度。因此上述實(shí)施例中，變溫器5、 6可以是加熱裝置，也可以是制冷裝置。加熱裝置可以貼附在主板表面的加熱片、加熱膜，或 加熱棒等。上述實(shí)施例中，反應(yīng)池主板在溫控結(jié)構(gòu)中主要傳遞熱量，因此可以采用具有較高 導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材料，例如鋁、銅或銀。染料管也采用具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的材料，以提高熱交換率。試劑和血細(xì)胞在恒溫的孵育池內(nèi)反應(yīng)，因此孵育池應(yīng)具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以選擇金屬、塑料、陶瓷等具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性材料，例如金屬方面可以用鈦、不銹鋼等。上述實(shí)施例中，反應(yīng)池還可以采用一體式結(jié)構(gòu)，即在主板中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)空腔作為孵育池，在主板壁上開設(shè)不同的通孔供反應(yīng)物輸入和輸出，例如將染料管的一端和染 料進(jìn)料通孔連通，將染料輸送進(jìn)孵育池，如圖3所示。在某些實(shí)施例中，為了進(jìn)一步保持反應(yīng)池的溫度，在主板的外側(cè)或加熱片、加熱膜 外側(cè)還包覆有隔熱層7，如圖3、7所示，隔熱層7用于阻礙反應(yīng)池和外界的熱交換。例如將 隔熱層7粘接在反應(yīng)池主板1的四周，包裹著加熱膜，降低了加熱膜向外界環(huán)境的散熱量， 提高了加熱效率，同時(shí)也降低了主板1向外界環(huán)境的散熱量。采用同一套恒溫控制裝置對染料管和反應(yīng)池進(jìn)行溫控的另外的實(shí)施例可以是恒 溫控制裝置包括溫度控制電路、溫度傳感器和恒溫箱，溫度傳感器和恒溫箱分別和溫度控 制電路相連，溫度控制電路響應(yīng)溫度傳感器的輸出，控制恒溫箱改變溫度，并且將反應(yīng)池和 染料管放置于恒溫箱內(nèi)，恒溫箱可以是氣箱，以溫度比較均勻的空氣浴來控制反應(yīng)池和染 料管的溫度；也可以是水箱，通過水浴實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)池和染料管的恒溫控制。本發(fā)明在染料從染料容器流出后到進(jìn)入孵育池之前對染料進(jìn)行恒溫控制，使染料 的溫度盡量接近設(shè)定溫度，減少環(huán)境溫度對染料的影響?？蓪⑸鲜鋈我环N實(shí)施例應(yīng)用于各種粒子分析儀中，包括細(xì)胞分析儀等。粒子分析 儀包括流動(dòng)室和恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的輸出口與流動(dòng)室的入口連通，用于將被檢 測物輸送到流動(dòng)室進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果輸出到處理器進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于包括用于為反應(yīng)物提供反應(yīng)場所的反應(yīng)池；用于將熒光染料輸送到反應(yīng)池的染料管，所述染料管的一端與反應(yīng)池連通；恒溫控制裝置，所述恒溫控制裝置、反應(yīng)池和染料管經(jīng)配置使所述恒溫控制裝置控制所述反應(yīng)池和染料管的溫度為設(shè)定溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫控制裝置包括溫度控制 電路、溫度傳感器和變溫器，所述溫度傳感器和變溫器分別和溫度控制電路相連，所述溫度 傳感器用于感應(yīng)所述反應(yīng)池的溫度，所述溫度控制電路響應(yīng)溫度傳感器的輸出，控制變溫 器改變溫度，所述變溫器與所述反應(yīng)池接觸并與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換，所述染料管與反 應(yīng)池接觸并使染料與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求2所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)池包括主板和位于主板 內(nèi)部的至少一個(gè)孵育池，所述主板的外壁向內(nèi)設(shè)有凹槽，所述染料管容納于所述凹槽內(nèi)，所 述染料管的一端與孵育池連通。
4.如權(quán)利要求3所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述凹槽為曲線狀，所述凹槽的一 端延伸到所述主板的外壁的邊緣，另一端延伸到所述染料管與孵育池的連通處。
5.如權(quán)利要求3或4所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于還包括用于將所述染料管固 定在所述凹槽內(nèi)的壓環(huán)。
6.如權(quán)利要求2所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)池包括主板和位于主板 內(nèi)部的至少一個(gè)孵育池，在所述主板的板壁內(nèi)開有通道，所述染料管容納于所述通道內(nèi)，所 述染料管的一端與孵育池連通。
7.如權(quán)利要求1所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫控制裝置包括用于控制 所述反應(yīng)池溫度的第一恒溫控制裝置和用于控制所述染料管溫度的第二恒溫控制裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫控制裝置包括溫度控制 電路、溫度傳感器和恒溫箱，所述溫度傳感器和恒溫箱分別和溫度控制電路相連，所述溫度 控制電路響應(yīng)溫度傳感器的輸出，控制恒溫箱改變溫度，所述反應(yīng)池和染料管位于恒溫箱 內(nèi)。
9. 一種恒溫反應(yīng)方法，其特征在于包括對進(jìn)入反應(yīng)池之前的熒光染料進(jìn)行恒溫控制 的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的恒溫反應(yīng)方法，其特征在于對進(jìn)入反應(yīng)池之前的熒光染料進(jìn) 行恒溫控制步驟包括采用獨(dú)立的恒溫控制裝置控制所述熒光染料的溫度為設(shè)定溫度；或采用同一恒溫控制裝置控制進(jìn)入反應(yīng)池之前的熒光染料和反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫度。
11.如權(quán)利要求10所述的恒溫反應(yīng)方法，其特征在于采用同一恒溫控制裝置控制進(jìn) 入反應(yīng)池之前的熒光染料和反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫度步驟包括恒溫控制裝置控制所述反應(yīng)池的溫度為設(shè)定溫度；使用于將熒光染料輸送到反應(yīng)池的染料管與反應(yīng)池之間進(jìn)行熱交換。
12. —種粒子分析儀，包括流動(dòng)室，其特征在于還包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述 的恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，所述恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的輸出口與流動(dòng)室的入口連通，用于將被檢測物輸送 到流動(dòng)室。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種恒溫反應(yīng)系統(tǒng)，包括用于為反應(yīng)物提供反應(yīng)場所的反應(yīng)池；用于輸送熒光染料的染料管，所述染料管的一端與反應(yīng)池連通；恒溫控制裝置，所述恒溫控制裝置、反應(yīng)池和染料管經(jīng)配置使所述恒溫控制裝置控制所述反應(yīng)池和染料管的溫度為設(shè)定溫度。本發(fā)明對進(jìn)入反應(yīng)池前的熒光染料按照設(shè)定溫度進(jìn)行恒溫控制，從而延長了染料的加熱或降溫時(shí)間，使染料的溫度更趨近于設(shè)定的溫度，降低了對環(huán)境溫度對染料的影響，最終使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性得以提高。
文檔編號G01N21/64GK101799467SQ20091010540
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者楚建軍, 郭文恒, 閆寶華 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司