[发明专利]荧光检测系统和细胞分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及粒子分析领域，尤其涉及粒子分析中用于收集荧光的光学系统。

背景技术

在医疗和生物领域，通常采用流式细胞分析仪来统计和分析细胞、DNA、蛋白和各种酶等微小粒子，流式细胞分析及流式细胞术，是一种在功能水平上对单细胞或其他生物粒子进行定量分析和分选的检测手段，可以高速分析成千上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数。流式细胞分析仪将待检测粒子采用荧光试剂进行染色，使粒子裹挟在鞘液中形成样本流经过检测区，对流过检测区的待检测粒子照射激光，不同种类的待检测粒子发出不同波长的荧光，采用光学检测系统收集这些荧光，用荧光作为识别来统计和分析不同种类的粒子。因此，光学检测系统收集到这些荧光后，需要将荧光分成不同的感兴趣波长。目前通常采用二色镜和滤波片来区分不同的荧光波长，其工作过程如图1所示：激光束经过整形后照射到样本流上，依次通过检测区10的粒子M在激光束的照射下产生微弱的荧光，通过荧光检测系统11收集和检测荧光，首先通过物镜111收集荧光，然后经过二色镜112a、113a和带通滤光片112b、113b和114b对荧光进行按波长区域划分，再通过PMT(光电倍增管)112c、113c和114c收集各波长的荧光信号。因为不同荧光对应波长不同，为了检测准确性一般对二色镜、带通滤光片的镀膜参数要求很高，比如一般要达到OD5级以上的窄带滤光片(比如510～535nm)，需要多层镀膜才能符合要求，所以流式中用到的滤光片镀膜难度大、成本高，而且滤光片批次之间参数存在差异，这会对仪器的一致性、准确性带来较大影响；此外，采用这种滤光片、二色镜组合的方式来收集各通道荧光信号，一旦滤光片、二色镜组合固定，就无法更换滤光片，粒子所发出的荧光波段就不能调整，对于更高需求的用户来说缺少灵活性，用户不能随意选择感兴趣的荧光波段。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种荧光检测系统和细胞分析仪，可将收集的荧光信号划分出不同波长的荧光，并且在荧光波段发生变化时，不需要变更荧光检测系统的结构。

根据本发明的一方面，提供一种荧光检测系统，用于流式细胞分析仪中对经过检测区的粒子经激光照射后发出的荧光进行收集，所述荧光检测系统包括：

荧光收集物镜，其具有入射面和出射面，所述入射面面向发出荧光的区域，所述出射面出射经荧光收集物镜准直的平行光；

分光镜，用于将入射的混合荧光按照波长划分，并出射不同荧光波长的平行光；所述分光镜包括第一对双棱镜组合，所述第一对双棱镜组合包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜包括第一入射面和第一出射面，所述第一入射面位于荧光收集物镜出射的平行光的光路上，荧光收集物镜准直的平行光入射到第一入射面，所述第二棱镜包括第二入射面和第二出射面，所述第二出射面与所述荧光收集物镜的光轴垂直，所述第一棱镜被布置为使入射的平行光经过第一棱镜和第二棱镜折射后划分成若干组与所述入射的平行光平行的不同荧光波长的平行光从第二出射面出射；

探测器组，包括若干探测器，所述探测器包括光敏面，所述探测器对应棱镜划分出的荧光波长而设置，所述探测器用于接收荧光信号，并将荧光信号转换为电信号；

荧光传输通道，包括若干子通道，所述子通道对应分光镜划分出的荧光波长而设置，所述子通道包括荧光射入口和荧光射出口，所述荧光射入口位于分光镜出射的与该子通道对应的荧光波长的平行光的光路上，所述荧光射出口设置在对应的探测器的光敏面前方。

本发明还提供一种细胞分析仪，包括：激光发射源；流动室，所述流动室包括供样本流流过的检测区，所述激光发射源发出的激光束照射到检测区；和上述的荧光检测系统，所述荧光收集物镜的入射面紧贴所述流动室的外壁。

当一束包含各个波长的荧光信号通过本发明的分光镜后出射，各波长的荧光将按空间依次排列开，实现了平行光进平行光出的分光功能，不需要改变分光镜的结构就能达到改变各通道荧光信号波段的效果，可灵活适应用户对波段的需求，而且方便后续各通道荧光的收集，荧光检测系统的荧光通道数目也可以根据实际需要进行灵活调整，整体结构简洁紧凑，相比滤光片组的结构具有更好的成本优势、工艺性和一致性。

附图说明

图1为一种用于流式细胞仪的荧光检测系统的结构示意图；

图2为一种流式细胞仪荧光检测部分的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中荧光检测系统的结构示意图；

图4为本发明一种具体实例中荧光检测系统的结构示意图；

图5为入射角和折射角的关系示意图；

图6为本发明一种实施例中两个棱镜的位置示意图；