一種流式儀器及其液路系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流式儀器及其液路系統(tǒng)，液路系統(tǒng)包括流動室、樣本提供裝置、廢液池、鞘液池、負壓源、定量裝置和樣本流流量監(jiān)測裝置，負壓源、廢液池和流動室依次連通，負壓源為流動室提供相對于樣本提供裝置的負壓，使樣本在負壓的作用下流向流動室，樣本流流量監(jiān)測裝置監(jiān)測樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號，根據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)定量裝置輸送的鞘液流量。本發(fā)明既能提供對粒子的持續(xù)絕對計數(shù)功能，又不需要額外加入標準粒子，也不需要采用定量泵多次推樣。
【專利說明】一種流式儀器及其液路系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粒子分析領(lǐng)域，尤其涉及一種流式儀器及其液路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]流式儀器通常用于微小粒子的分析和統(tǒng)計，在醫(yī)療領(lǐng)域，流式儀器也稱為流式細胞分析儀，用于對細胞進行分類和計數(shù)，因此通常要求得出被收集細胞的采集總數(shù)，但有些情況下用戶需要得出樣本中的被收集細胞的濃度信息，因此要求流式儀器在使用過程中對部分樣本需要進行絕對計數(shù)，以得出被收集細胞的濃度信息，而對其余大部分樣本需要的是非絕對計數(shù)(即普通測量)，以滿足對被收集細胞的采集總數(shù)的需求。
[0003]為使流式儀器既能滿足被收集細胞采集總數(shù)的要求，又能實現(xiàn)對樣本的絕對計數(shù)功能，目前流式儀器有兩種方案:一種為絕對體積計量方案；另一種為加入已知濃度的標準粒子測量方案。
[0004]對于絕對體積計量方案，其主要是通過流式儀器的器部件定量的方法，例如定量泵等，明確知道被測樣本的體積，然后將測得的被收集細胞的個數(shù)除以被測樣本的體積，即可得到被收集細胞的濃度信息，達到絕對計數(shù)的目的。
[0005]對于另一種方案，流式儀器中沒有定量的器部件，當用戶需要對樣本進行絕對計數(shù)時，即向樣本中加入已知濃度的標準粒子，這種方案需要借助已知濃度的標準粒子與已知體積的樣本混合，樣本混合液內(nèi)的標準粒子濃度可以計算得出。將樣本混合液通過流式儀器進行測量，可測出標準粒子個數(shù)和被收集細胞的個數(shù)，根據(jù)標準粒子個數(shù)可反算出被測體積量，然后將測得的被收集細胞的個數(shù)除以樣本混合液的被測體積量，即可得到被收集細胞的濃度信息，達絕對計數(shù)的目的。這種方案需要借助已知濃度標準微粒反算樣本體積的方法需要用戶額外精確配出標準粒子的濃度，對用戶要求較高，使用不方便，而且增加了用戶的使用成本。而絕對體積計量方法需要采用定量泵快推樣本，由于每次定量的體積是有限的，如果再考慮到被檢測細胞采集總數(shù)的需求，通常測量一個樣本需要多次推樣，而每次推樣定量泵都需要重新吸樣然后再推樣，這樣導致樣本測量中出現(xiàn)測量間斷問題，延長了測量時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種流式儀器及其液路系統(tǒng)，既能提供對粒子的絕對計數(shù)功能，又不需要額外加入標準粒子，也不需要采用定量泵多次推樣。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種流式儀器，包括液路系統(tǒng)、光學檢測系統(tǒng)和控制器，所述液路系統(tǒng)用于提供被測樣本流、鞘液和收集檢測后的廢液，所述光學檢測系統(tǒng)用于提供照射樣本流的光束，并獲取樣本流經(jīng)光束照射后的信息，所述液路系統(tǒng)包括:
[0008]流動室，用于容納鞘液裹挾著樣本流通過，并為樣本流提供被光照射的場所；
[0009]樣本提供裝置，其連通到流動室，用于從被測樣本管中吸取樣本；
[0010]廢液池，其連通到流動室，用于接收從流動室流出的廢液；[0011]負壓源，用于為流動室提供相對于樣本提供裝置的負壓，使樣本提供裝置在負壓的作用下將樣本輸送到流動室；
[0012]鞘液池，其連通到流動室，用于將鞘液輸送到流動室；
[0013]定量裝置，所述定量裝置設(shè)置在鞘液池和流動室之間的管路上，用于從鞘液池中獲取鞘液并按照設(shè)定的鞘液流量向流動室輸送鞘液；
[0014]樣本流流量監(jiān)測裝置，其用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號；
[0015]所述控制器接收所述反饋信號，并根據(jù)所述反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸出的鞘
液流量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供一種流式儀器的液路系統(tǒng)，包括:
[0017]流動室，用于容納鞘液裹挾著樣本流通過，并為樣本流提供被光照射的場所；
[0018]樣本提供裝置，其連通到流動室，用于從被測樣本管中吸取樣本；
[0019]廢液池，其連通到流動室，用于接收從流動室流出的廢液；
[0020]負壓源，用于為流動室提供相對于樣本提供裝置的負壓，使樣本提供裝置在負壓的作用下從被測樣本管中吸取樣本并將樣本輸送到流動室；
[0021]鞘液池，其連通到流動室，用于將鞘液輸送到流動室；
[0022]定量裝置，所述定量裝置設(shè)置在鞘液池和流動室之間的管路上，用于從鞘液池中獲取鞘液并按照設(shè)定的鞘液流量向流動室輸送鞘液；
[0023]樣本流流量監(jiān)測裝置，其用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號，所述反饋信號用于調(diào)節(jié)定量裝置輸出的鞘液流量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本申請一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本申請一種實施例的系統(tǒng)控制原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0027]絕對計數(shù)是指為了獲得被收集細胞的濃度信息而進行的檢測，這種檢測中需要得到被收集細胞的個數(shù)和檢測用的樣本體積。在本申請實施例中，對樣本的流量進行精確定量，根據(jù)樣本的流量和時間精確定量出樣本的體積，從而實現(xiàn)了絕對計數(shù)。本申請實施例在進行絕對計數(shù)測量時，無需額外加入標準粒子，也無需采用定量裝置來確定樣本體積，而是采用持續(xù)、穩(wěn)定的樣本流來進行測量，因此可對樣本進行持續(xù)測量，不存在因定量裝置反復吸樣和推樣所帶來的中斷測試的問題和樣本利用率不高的問題。
[0028]本申請實施例中，持續(xù)、穩(wěn)定的樣本流通過在流動室中形成相對于樣本提供裝置的穩(wěn)定的負壓來實現(xiàn)，即樣本進入流動室的動力是流動室相對于樣本提供裝置的負壓。本申請中的負壓并非特指低于大氣壓的壓力，而是相對負壓，即空間A的壓力低于空間B的壓力時，稱空間A具有相對于空間B的負壓,至于空間A和空間B的壓力值,可以是低于大氣壓的壓力值，也可以是高于大氣壓的壓力值。若在測量過程中流動室相對于樣本提供裝置的負壓穩(wěn)定不變，則進入流動室的樣本流量也會保持不變，樣本流量與測量時間之積就是被測樣本的體積。在該段時間里收集到的“被收集細胞”總數(shù)除以被測樣本的體積即是該種“被收集細胞”的濃度。
[0029]根據(jù)以上原理，流式儀器包括液路系統(tǒng)、光學檢測系統(tǒng)和控制器，液路系統(tǒng)用于提供被測樣本流、鞘液和收集檢測后的廢液，光學檢測系統(tǒng)用于提供照射樣本流的光束，并獲取樣本流經(jīng)光束照射后的信息，控制器用于控制流式儀器各部分的動作。
[0030]請參考圖1，在圖1所示的實施例中，液路系統(tǒng)包括流動室6、樣本提供裝置、樣本流流量監(jiān)測裝置、鞘液模塊、廢液模塊和負壓源13。流動室6用于容納鞘液裹挾著樣本流通過，并為樣本流提供被光照射的場所；樣本提供裝置連通到流動室6，用于從被測樣本管中吸取樣本；鞘液模塊連通到流動室，用于將一定流量的鞘液穩(wěn)定地輸送到流動室，包裹樣本液，并形成穩(wěn)定的樣本流。廢液模塊連通到流動室，用于收集測量過程中從流動室流出的廢液。負壓源13為流動室提供相對于樣本提供裝置的動力，使流動室的壓力低于樣本提供裝置的壓力，給樣本進入流動室提供動力。樣本流流量監(jiān)測裝置用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號。光學檢測系統(tǒng)14設(shè)置在流動室6相對的兩側(cè)，用于發(fā)射光束并接收經(jīng)樣本作用后的光信號。
[0031]樣本提供裝置可采用采樣針，采樣針15 —端連通到流動室6，另一端可插入被測樣本試管4中，流動室通常為一個具有微孔的結(jié)構(gòu)，鞘液裹挾著樣本液從微孔通過。
[0032]在一種實施例中，廢液模塊包括廢液池9，廢液池9通過管道連通到流動室6，接收從流動室流出的廢液；負壓源13通過管道連通到廢液池9，為廢液池9提供相對于流動室6的負壓，即使廢液池9的壓力低于流動室6的壓力，使廢液從流動室流向廢液池，且負壓源13提供的負壓在抵消廢液流出流動室造成的壓力損失后在流動室6內(nèi)形成相對于采樣針15的吸樣端的負壓，使采樣針15在負壓的作用下從樣本試管4中吸取樣本液并將樣本液輸送到流動室6中。在一具體實例中，廢液模塊還包括廢液泵10和廢液桶11，當廢液池9收集滿或收集的廢液量達到一定量后，廢液泵10將廢液從廢液池9中抽出，排出到廢液桶11中，并且廢液池中的負壓也可由廢液泵提供，測量開始前廢液泵將廢液池抽成相對于流動室6的負壓，測量過程中，廢液泵持續(xù)排走流入廢液池中的廢液，使廢液池中的負壓保持恒定。在另一具體實例中，廢液模塊還包括負壓調(diào)節(jié)閥12、第一控制閥8和第二控制閥7，負壓調(diào)節(jié)閥12設(shè)置在負壓源13和廢液池9之間的管路上，用于調(diào)節(jié)廢液池的負壓，第一控制閥8設(shè)置在負壓調(diào)節(jié)閥12和廢液池9之間的管路上，第二控制閥7設(shè)置在廢液池9和流動室6之間的管路上，第一控制閥8和第二控制閥7可控地在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間進行切換，其開關(guān)狀態(tài)可由控制器(圖中未示出)控制，第一控制閥8和第二控制閥7例如可選用電磁閥或其它電控制的閥。當然，第一控制閥8和第二控制閥7的開關(guān)狀態(tài)也可由手動控制。
[0033]鞘液模塊包括鞘液池I和定量裝置2，鞘液池I通過管道連通到流動室6，定量裝置2設(shè)置在鞘液池I和流動室6之間的管路上，用于從鞘液池I中獲取鞘液并按照設(shè)定的鞘液流量向流動室6輸送鞘液。定量裝置2可以采用定量泵或其可確定輸送量的裝置，定量泵為既可以精確定量又可以持續(xù)運轉(zhuǎn)的泵，如:蠕動泵，柱塞泵，注射器泵等。
[0034]樣本流流量監(jiān)測裝置用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號，所述反饋信號用于調(diào)節(jié)定量裝置輸出的鞘液流量的反饋信號。本實施例中，樣本流流量監(jiān)測裝置采用壓力傳感器5，壓力傳感器5設(shè)置在流動室6附近，用于檢測流動室內(nèi)的壓力并輸出壓力反饋信號，例如可將壓力傳感器5固定在流動室6處(例如的室壁上、入口或出口等地方)或放置在流動室6的周圍某個位置。為使測得的值更能真實反映流動室中的壓力，壓力傳感器5的位置可盡可能接近流動室6。
[0035]控制器(圖中未示出)分別與控制閥(7、8)、定量裝置2和壓力傳感器5信號連接，例如控制器通過有線或無線的方式分別和控制閥(7、8)、定量裝置2和壓力傳感器5連接。壓力傳感器5將檢測的壓力反饋信號(即壓力值)傳輸給控制器，控制器根據(jù)壓力反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸送的鞘液流量。
[0036]本實施例的檢測和控制原理如下:
[0037]實現(xiàn)精確計數(shù)的關(guān)鍵是樣本流量在測量過程中保持不變，也就是保持流動室6相對于樣本提供裝置的負壓穩(wěn)定，流動室6中的負壓可由壓力傳感器5檢測得到。測試過程中，廢液池9中的負壓保持不變，流動室6中的負壓若發(fā)生變化，則通過調(diào)節(jié)定量裝置2的流量，可改變廢液流經(jīng)流動室6中消耗的壓力，從而使流動室6中的負壓保持穩(wěn)定。其控制原理如圖2所示。
[0038]負壓源工作在廢液池的液面上方產(chǎn)生負壓，廢液池中的負壓抵消廢液流出流動室的壓力損失之后會在流動室中產(chǎn)生一個負壓，該負壓使樣本流入流動室。流動室中的負壓與廢液池中的負壓并不完全相同，流動室中的負壓會受流入流動室的樣本液流量和鞘液流量之和的影響，由于鞘液并非依靠負壓流入流動室，所以流動室中的負壓變化不會影響鞘液流量，但流動室中的負壓變化會影響樣本液的流量。因此通過壓力傳感器檢測流動室中的壓力大小，并將該壓力值傳送給控制器，控制器根據(jù)該壓力值調(diào)節(jié)定量裝置設(shè)定的鞘液流量，改變樣本液流量和鞘液流量之和造成的壓力損失，使流動室中的壓力保持穩(wěn)定。當壓力傳感器檢測到流動室中的負壓變小時，鞘液定量裝置減小鞘液流量，當壓力傳感器檢測到負壓增大時，鞘液定量裝置增大鞘液流量。該控制過程可由PID控制實現(xiàn)。
[0039]以下說明本實施例的工作過程。
[0040]I)測量流程:測量開始時，打開定量裝置2，同時打開控制閥7和8，定量裝置2輸送鞘液進入流動室6，廢液池9中充滿恒定壓力的負壓，提供廢液流出流動室6的動力，廢液池9中的負壓抵消廢液流出流動室的壓力損失之后會在流動室6中產(chǎn)生一個負壓提供樣本進入流動室的動力，在該負壓的作用下，樣本試管4中的樣本進入流動室6。樣本進入流動室后在銷液的包裹下流出流動室6最后收集在廢液池9中。光學系統(tǒng)14探測流過流動室6的樣本流信息，獲得樣本的前向信號、側(cè)向信號和熒光信號，通過后端信號處理、計算輸出最終結(jié)果。
[0041]2)廢液排放流程:測量結(jié)束后同時關(guān)閉控制閥7、8和定量裝置2 ;然后開啟廢液泵10將廢液池中的廢液排出儀器外。廢液排除完畢后，關(guān)閉廢液泵10，打開第一控制閥8，使廢液池中的負壓達到負壓調(diào)節(jié)閥12設(shè)定的壓力。
[0042]本實施例通過負壓源在流動室中產(chǎn)生負壓，為樣本進入流動室提供動力，通過壓力傳感器監(jiān)測流動室內(nèi)的壓力，并將監(jiān)測結(jié)果作為反饋控制鞘液的流量，從而使流動室內(nèi)維持穩(wěn)定的壓力，樣本維持穩(wěn)定的流量，儀器可對樣本進行持續(xù)測量。測量結(jié)束后根據(jù)樣本的流量和檢測時間可計算出檢測用樣本的體積，將統(tǒng)計出的被測粒子的個數(shù)除以檢測用樣本的體積，即可得到該被測粒子的濃度信息，實現(xiàn)該被測粒子的絕對計算。可見本實施例中在不需要加入標準粒子、不需要采用定量裝置來確定檢測用樣本的體積的情況下實現(xiàn)了對樣本的絕對計數(shù)。
[0043]在另外的實施例中，負壓源13還可以直接連通到流動室6，為流動室6提供負壓，是流動室6的壓力低于采樣針15的吸樣端的壓力。
[0044]在另一實施例中，請繼續(xù)參考圖1，鞘液模塊包括鞘液池1、定量裝置2和脈沖消除器3，定量裝置2為定量泵，脈沖消除器3用于減小或消除壓力波動，脈沖消除器3設(shè)置在定量泵和流動室6之間的管路上，用于減小或消除定量泵工作時帶來的壓力波動。
[0045]樣本流流量監(jiān)測裝置除了采用壓力傳感器外，在某些實施例中，樣本流流量監(jiān)測裝置還可采用流量傳感器，流量傳感器設(shè)置在樣本提供裝置和流動室之間的管路上，且流量傳感器的輸出端與控制器連接，將檢測的流量反饋信號傳輸給控制器，控制器根據(jù)流量反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸送的鞘液流量。
[0046]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實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)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流式儀器，包括液路系統(tǒng)、光學檢測系統(tǒng)和控制器，所述液路系統(tǒng)用于提供被測樣本流、鞘液和收集檢測后的廢液，所述光學檢測系統(tǒng)用于提供照射樣本流的光束，并獲取樣本流經(jīng)光束照射后的信息，其特征在于，所述液路系統(tǒng)包括: 流動室，用于容納鞘液裹挾著樣本流通過，并為樣本流提供被光照射的場所； 樣本提供裝置，其連通到流動室，用于從被測樣本管中吸取樣本； 廢液池，其連通到流動室，用于接收從流動室流出的廢液； 負壓源，用于為流動室提供相對于樣本提供裝置的負壓，使樣本提供裝置在負壓的作用下將樣本輸送到流動室； 鞘液池，其連通到流動室，用于將鞘液輸送到流動室； 定量裝置，所述定量裝置設(shè)置在鞘液池和流動室之間的管路上，用于從鞘液池中獲取鞘液并按照設(shè)定的鞘液流量向流動室輸送鞘液； 樣本流流量監(jiān)測裝置，其用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號； 所述控制器接收所述反饋信號，并根據(jù)所述反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸出的鞘液流量。
2.如權(quán)利要求1所述的流式儀器，其特征在于，所述負壓源連通到廢液池，用于為廢液池提供相對于流動室的負壓，使廢液從流動室流向廢液池，且所述負壓源提供的負壓在抵消廢液流出流動室造成的壓力損失后在流動室內(nèi)形成相對于樣本提供裝置的負壓。
3.如權(quán)利要求1或2所述的流式儀器，其特征在于，所述樣本流流量監(jiān)測裝置為壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置在流動室附近，所述壓力傳感器與控制器連接，將檢測的壓力反饋信號傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)壓力反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸出的鞘液流量。
4.如權(quán)利要求1所述的流式儀器，其特征在于，所述樣本流流量監(jiān)測裝置為流量傳感器，所述流量傳感器設(shè)置在樣本提供裝置和流動室之間的管路上，所述流量傳感器與控制器連接，將檢測的流量反饋信號傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)流量反饋信號控制定量裝置調(diào)節(jié)輸出的鞘液流量。
5.如權(quán)利要求1所述的流式儀器，其特征在于，還包括負壓調(diào)節(jié)閥、第一控制閥和第二控制閥，所述負壓調(diào)節(jié)閥設(shè)置在負壓源和廢液池之間的管路上，用于調(diào)節(jié)廢液池的負壓，所述第一控制閥設(shè)置在負壓調(diào)節(jié)閥和廢液池之間的管路上，所述第二控制閥設(shè)置在廢液池和流動室之間的管路上，所述控制器控制第一控制閥和第二控制閥在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間進行切換。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的流式儀器，其特征在于，所述定量裝置為定量泵，所述流式儀器還包括用于減小或消除壓力波動的脈沖消除器，所述脈沖消除器設(shè)置在定量泵和流動室之間的管路上。
7.一種流式儀器的液路系統(tǒng)，其特征在于包括: 流動室，用于容納鞘液裹挾著樣本流通過，并為樣本流提供被光照射的場所； 樣本提供裝置，其連通到流動室，用于從被測樣本管中吸取樣本； 廢液池，其連通到流動室，用于接收從流動室流出的廢液； 負壓源，用于為流動室提供相對于樣本提供裝置的負壓，使樣本提供裝置在負壓的作用下從被測樣本管中吸取樣本并將樣本輸送到流動室；鞘液池，其連通到流動室，用于將鞘液輸送到流動室； 定量裝置，所述定量裝置設(shè)置在鞘液池和流動室之間的管路上，用于從鞘液池中獲取鞘液并按照設(shè)定的鞘液流量向流動室輸送鞘液； 樣本流流量監(jiān)測裝置，其用于監(jiān)測樣本提供裝置向流動室輸送的樣本流的流量，實時輸出反映樣本流流量變化的反饋信號，所述反饋信號用于調(diào)節(jié)定量裝置輸出的鞘液流量。
8.如權(quán)利要求7所述的液路系統(tǒng)，其特征在于，所述負壓源連通到廢液池，用于為廢液池提供相對于流動室的負壓，使廢液從流動室流向廢液池，且所述負壓源提供的負壓在抵消廢液流出流動室造成的壓力損失后在流動室內(nèi)形成相對于樣本提供裝置的負壓。
9.如權(quán)利要求7所述的液路系統(tǒng)，其特征在于，所述樣本流流量監(jiān)測裝置為壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)置在流動室附近，用于檢測流動室內(nèi)的壓力并輸出壓力反饋信號；或者所述樣本流流量監(jiān)測裝置為流量傳感器，所述流量傳感器設(shè)置在樣本提供裝置和流動室之間的管路上，用于檢 測樣本流的流量并輸出流量反饋信號。
10.如權(quán)利要求7-9任一項所述的液路系統(tǒng)，其特征在于，所述流式儀器還包括用于減小或消除壓力波動的脈沖消除器，所述脈沖消除器設(shè)置在定量裝置和流動室之間的管路上。
【文檔編號】G01N15/10GK103575633SQ201210284806
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月10日
【發(fā)明者】閆寶華, 廖垂鑫, 李為公, 閆華文, 郭文恒 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司, 北京深邁瑞醫(yī)療電子技術(shù)研究院有限公司