一種流式細(xì)胞儀激發(fā)光源系統(tǒng)及校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域，具體涉及一種流式細(xì)胞儀激發(fā)光源系統(tǒng)及校正方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 流式細(xì)胞儀是一種可以對(duì)細(xì)胞，或者一些特殊微粒(如聚苯乙烯微球）的特性(如 大小、折射率、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等)進(jìn)行快速分析的儀器。在含有細(xì)胞的樣本被鞘液壓 縮聚焦，進(jìn)入流體池中后形成層流，細(xì)胞被壓縮在樣本流線上，一個(gè)一個(gè)地通過激光光斑， 使用探測(cè)器在光軸方向的前方和光軸的90°方向測(cè)試細(xì)胞經(jīng)過激光光斑產(chǎn)生的散射光，以 及所攜帶的熒光染料產(chǎn)生的特異性熒光，從而測(cè)試細(xì)胞的一些特性。
[0003] 流式細(xì)胞儀要求測(cè)量結(jié)果的分布小于均值的2%(國(guó)家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY-T 0588)。 激光的光強(qiáng)是呈高斯分布的，光強(qiáng)隨著離光斑中心的距離增加而下降的非?？欤虼肆魇?細(xì)胞儀測(cè)試過程中，必須首先保證光斑的中心能打在細(xì)胞上，才能保證測(cè)量結(jié)果的一致性。 另外激光的強(qiáng)度一致性要求非常高，穩(wěn)定性要達(dá)到1%，才能保證測(cè)量結(jié)果的。
[0004] 所以，為了保證光斑中心能夠打在細(xì)胞上，現(xiàn)有技術(shù)中提供了一些應(yīng)用于流式細(xì) 胞儀的光斑位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法，例如，專利EP0696731B1介紹了一種小型化且低成本的細(xì) 胞分析儀，其前向光照射在5個(gè)探測(cè)器上，通過其差分，信號(hào)指示光斑是否已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)。該專利 可以實(shí)現(xiàn)二維方向的光斑對(duì)準(zhǔn)，但是還存在以下兩個(gè)問題：1)該專利的探測(cè)器屬于特殊形 狀的探測(cè)器，需要定制，價(jià)格昂貴;2)該專利只能粗略的估計(jì)位置的偏移，并不能給出一個(gè) 相對(duì)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)量，需要特別有經(jīng)驗(yàn)的工程師人工進(jìn)行調(diào)節(jié)才能完成，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié) 對(duì)準(zhǔn)，且因人工調(diào)節(jié)其對(duì)準(zhǔn)精度較差。專利CN200810066065.0介紹了 一種前向散射光信號(hào) 探測(cè)裝置與方法及細(xì)胞或粒子分析儀，其特點(diǎn)是前向采用了一維陣列探測(cè)器，從而通過光 斑至少照射其中的三個(gè)探測(cè)器，來判斷光斑位置是否對(duì)準(zhǔn)。該專利存在著以下問題：1)該專 利只能實(shí)現(xiàn)一維方向的光斑對(duì)準(zhǔn)，對(duì)于平行于流體的方向，是沒有辦法對(duì)準(zhǔn)的；2)該專利同 樣不能給出一個(gè)比較準(zhǔn)確的，量化的量來校準(zhǔn)光斑。所以也存在對(duì)準(zhǔn)精度較差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的光斑中心與目標(biāo)之間的對(duì) 準(zhǔn)精度差的缺陷。
[0006] 為此，本發(fā)明的一種流式細(xì)胞儀激發(fā)光源系統(tǒng)，包括：
[0007] 光源，用于發(fā)射激發(fā)光；
[0008] 調(diào)節(jié)裝置，與反饋控制裝置連接，用于接收所述光源發(fā)出的激發(fā)光并根據(jù)來自于 所述反饋控制裝置的控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述激發(fā)光的傳播方向后出射；
[0009] 分光及檢測(cè)裝置，與所述反饋控制裝置連接，用于將所述調(diào)節(jié)裝置出射的光分成 兩束，檢測(cè)一束光的光強(qiáng)和光斑位置并將包含光強(qiáng)和光斑位置信息的信號(hào)傳輸給所述反饋 控制裝置，出射另一束光；
[0010] 整形及聚焦裝置，用于將所述分光及檢測(cè)裝置出射的光進(jìn)行整形并聚焦出射到目 標(biāo)上；
[0011] 反饋控制裝置，用于接收所述分光及檢測(cè)裝置傳輸?shù)陌鈴?qiáng)和光斑位置信息的 信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)計(jì)算出調(diào)節(jié)量和光強(qiáng)修正量，將包含所述調(diào)節(jié)量的控制信號(hào)傳輸給所 述調(diào)節(jié)裝置。
[0012] 優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)裝置包括反射鏡和動(dòng)作機(jī)構(gòu)；
[0013] 所述光源發(fā)出的激發(fā)光照射到所述反射鏡后，經(jīng)所述反射鏡反射后出射；
[0014] 所述動(dòng)作機(jī)構(gòu)，與所述反饋控制裝置連接，用于根據(jù)來自于所述反饋控制裝置的 控制信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)所述反射鏡反射光線的角度。
[0015] 優(yōu)選地，所述分光及檢測(cè)裝置包括分光鏡和光電傳感器；
[0016] 所述調(diào)節(jié)裝置出射的光照射到所述分光鏡后，一束反射光被所述光電傳感器所接 收，另一束透射光出射；
[0017] 所述光電傳感器，與所述反饋控制裝置連接，用于檢測(cè)光強(qiáng)和光斑位置信息并將 其傳輸給所述反饋控制裝置。
[0018] 優(yōu)選地，所述光電傳感器為二維位置靈敏硅探測(cè)器。
[0019] 優(yōu)選地，所述分光及檢測(cè)裝置還包括窄帶濾光片；
[0020] 所述窄帶濾光片，位于所述分光鏡和光電傳感器之間，用于僅供與所述激發(fā)光對(duì) 應(yīng)波長(zhǎng)的光透射通過。
[0021 ]優(yōu)選地，所述整形及聚焦裝置包括第一柱面鏡和第二柱面鏡；
[0022] 所述第一柱面鏡和第二柱面鏡沿光傳播方向順序排布。
[0023] 本發(fā)明的一種用于上述的流式細(xì)胞儀激發(fā)光源系統(tǒng)的校正方法，包括以下步驟：
[0024] 反饋控制裝置接收分光及檢測(cè)裝置傳輸?shù)陌?dāng)前的光強(qiáng)I和光斑位置(x，y)信 息的信號(hào)；
[0025] 反饋控制裝置判斷距離值r是否小于預(yù)設(shè)值，其中，r .= ^(χ - x0)2 + (y - y0)2, (X〇，y〇)表示在整形及聚焦裝置出射的光聚焦照射到目標(biāo)上的情況下分光及檢測(cè)裝置檢測(cè) 到的光斑中心位置；
[0026] 當(dāng)距離值r小于預(yù)設(shè)值時(shí)，反饋控制裝置將包含調(diào)節(jié)量為0的控制信號(hào)傳輸給調(diào)節(jié) 裝置。
[0027] 優(yōu)選地，還包括以下步驟：
[0028]當(dāng)距離值r大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)，重復(fù)進(jìn)行反饋控制裝置將包含調(diào)節(jié)量為(x-xo， y-y〇)的控制信號(hào)傳輸給調(diào)節(jié)裝置，待調(diào)節(jié)裝置根據(jù)調(diào)節(jié)量(xny-yo)進(jìn)行調(diào)節(jié)后，反饋控 制裝置接收分光及檢測(cè)裝置傳輸?shù)陌{(diào)節(jié)后的光強(qiáng)和光斑位置信息的信號(hào)，直至距離值 小于預(yù)設(shè)值為止。
[0029] 優(yōu)選地，還包括以下步驟：
[0030] 反饋控制裝置計(jì)算出光強(qiáng)修正量f，其中，Ιο表示在整形及聚焦裝置出射的光聚焦 照射到目標(biāo)上的情況下分光及檢測(cè)裝置檢測(cè)到的光強(qiáng)。
[0031] 本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] 1.本發(fā)明實(shí)施例提供的流式細(xì)胞儀激發(fā)光源系統(tǒng)，通過分光及檢測(cè)裝置檢測(cè)出兩 束光中的一束光的光強(qiáng)和光斑位置并將其傳輸給反饋控制裝置，反饋控制裝置從而可以直 接計(jì)算出光斑偏離量，即計(jì)算出使光斑中心與目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)量，然后輸出給調(diào)節(jié)裝置進(jìn) 行相應(yīng)地調(diào)節(jié)，以改變經(jīng)調(diào)節(jié)裝置后出射的激發(fā)光的傳播方向，克服光斑的偏離，實(shí)現(xiàn)了光 斑位置的自動(dòng)校準(zhǔn)，從而提高了光斑中心與目標(biāo)之間的對(duì)準(zhǔn)精度。反饋控制裝置還可以根 據(jù)接收到的光強(qiáng)計(jì)算出光強(qiáng)修正量，從而可以補(bǔ)償因激發(fā)光光強(qiáng)不同而導(dǎo)致相同樣本產(chǎn)生 不同的測(cè)量結(jié)果的問題，有效提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)也可以在不降低測(cè)量精度的 前提下，采用光強(qiáng)穩(wěn)定度稍差、較為低端的激光器，從而有效降低成本。
[0033] 2.本發(fā)明實(shí)施例提供的校正方法，通過設(shè)置調(diào)節(jié)量為(X-XQ，y-yo)和預(yù)設(shè)判別標(biāo) 準(zhǔn)，由于具有量化的位置偏移指標(biāo)和明確的判別標(biāo)準(zhǔn)，所以可以通過不太復(fù)雜的算法，就能 實(shí)現(xiàn)光斑的自動(dòng)校準(zhǔn)，提高光斑中心與目標(biāo)之間的對(duì)準(zhǔn)精度。
[0034] 3.本發(fā)明實(shí)施例提供的校正方法，通過設(shè)置計(jì)算光強(qiáng)修正量f，從而可以補(bǔ)償因激 發(fā)光光強(qiáng)不同而導(dǎo)致相同樣本產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果的問題，有效提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確 性，同時(shí)也可以在不降低測(cè)量精度的前提下，采用光強(qiáng)穩(wěn)定度稍差、較為低端的激光器，從 而有效降低成本。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】描 述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí) 施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，