CN115296135A - 一种用于细胞分选仪的激光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于细胞分选仪的激光装置，包括滤光部、第一激光发生器和若干个光接收器；滤光部两端均为开口，一端为出光口，另一端与第一激光发生器连接；滤光部内设置有若干个沿直线分布的二向色镜，二向色镜与滤光部的底面的呈锐角且具有分光膜的一面朝向远离第一激光发生器的方向；光接收器分别与二向色镜一一对应，光接收器设置于滤光部的顶部且连通至二向色镜的分光膜。激光装置既能够发出激发光，同时也能够以相同的结构进行荧光信号的接收，将激发光路和接收光路结合在一个装置上，从而让细胞分选仪的激光装置能够更加小型化。
Description
技术领域
本发明涉及细胞分选仪领域，更具体地，涉及一种用于细胞分选仪的激光装置。
背景技术
细胞分选仪是把一种细胞从多细胞样品中分离出来，具体的方式如现有的基于SiPM的流式细胞仪，其包括流动室模块、激光聚集模块、探测光路模块、信号处理模块、细胞分选模块；流动室模块喷出的细胞液滴流向检测区，激光聚集模块发出照射在检测区。当有液滴落下暴露在激光束时，带有荧光标记的的细胞受到激光激发，释放出一定波长的荧光信号。荧光信号形成的光束能够进入探测光路模块，并且通过探测光路模块的SiPM模块将荧光信号转化为电流信号，信号处理模块对电信号处理后传输至细胞分选模块，完成细胞的分选。
但是在上述的方案中，激光聚集模块和探测光路模块是分开的，不利于细胞分选仪的小型化。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中激光聚集模块和探测光路模块分开设置的问题，提供一种用于细胞分选仪的激光装置，将激发光和接收的荧光两种不同形式的光路整合在一起。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于细胞分选仪的激光装置，包括滤光部、第一激光发生器和若干个光接收器；所述滤光部两端均为开口，一端为出光口，另一端与所述第一激光发生器连接；所述滤光部内设置有若干个沿直线分布的二向色镜，所述二向色镜与所述滤光部的底面的夹角呈锐角且具有分光膜的一面朝向远离所述第一激光发生器的方向；所述光接收器分别与所述二向色镜一一对应，所述光接收器设置于所述滤光部的顶部且连通至所述二向色镜的分光膜。
在上述的技术方案中，将该装置用于细胞分选仪时，第一激光发生器发出的光束依次经过二向色镜后从出光口射出，然后射向细胞液滴，细胞液滴被光束激发后发出荧光信号。荧光信号遵循光传播的原则，因此能够从出光口进入至滤光部内，荧光信号通过二向色镜的分光作用，一部分被反射至光接收器，一部分穿过二向色镜继续传递至下一个二向色镜或到达滤光部的末端。光接收器将接收的光信号转换为电信号。
优选的，所述二向色镜设置有三个，分别为第一二向色镜、第二二向色镜和第三二向色镜，所述光接收器设置有三个，分别为第一光接收器、第二光接收器和第三光接收器。第一二向色镜将光信号反射至第一光接收器，第二二向色镜将光信号反射至第二光接收器，第三二向色镜将光信号反射至第三接收器，光信号可沿着第一二向色镜、第二二向色镜和第三二向色镜逐级传递，可以收集三种不同波长的光信号进行细胞分选。
优选的，所述滤光部内还设置有第四二向色镜，所述滤光部的顶部设置有并列分布的第二激光发生器和第三激光发生器，所述第二激光发生器和所述第三激光发生器连通至所述第四二向色镜的分光膜处。第二激光发生器和第三激光发生器发出的光束通过第四二向色镜的作用反射至滤光部的出光口，与第一激光发生器的光束一起照向细胞液滴，能够让三种激光同时激发细胞的荧光信号。将三种不同的染色体同染在同一个细胞上，这个细胞就是拥有三种不同的染色，激发光器将三种不同的光束变成一束光给到细胞液滴上，同时激发三种不同的荧光信号反馈。
优选的，所述第一光接收器接收波长为580-620nm的光信号，所述第二光接收器接收波长为505-545nm的光信号，所述第三光接收器接收波长为430-470nm的光信号；所述第一二向色镜的分光膜反射波长大于550nm的光信号，第二二向色镜的分光膜反射波长大于505nm的光信号，所述第三二向色镜的分光膜反射波长大于427nm的光信号；所述第一激光发生器发出波长为350-390nm的紫光。通过对三个光接收器和对应的二向色镜进行配置，让荧光信号依次穿过第一二向色镜、第二二向色镜和第三二向色镜的时候，不同波长的光信号能够被对应的光接收器接收，不会出现有光信号遗漏的问题。
优选的，所述第四二向色镜位于所述第二二向色镜和所述第三二向色镜之间，所述第四二向色镜的分光膜反射波长大于475nm的光信号；所述第二激光发生器发出波长为455-492nm的光信号，所述第三激光发生器发出波长为532-561nm的光信号。通过对第二激光发生器、第三激光发生器和第四二向色镜的配置，让第二激光发生器、第三激光发生器发出的光束能够被反射至出光口，同时不会影响荧光信号按照波长被逐级接收。
优选的，所述光接收器和所述滤光部之间均设置有窄带滤镜。可以使相当窄的一波长范围内的光通过，提高了荧光信号的纯度和强度，因而每个光接收器只有一种指定波长的荧光信号进入而被检测，使光谱带宽接近荧光染料的发射峰值。
优选的，所述第一二向色镜、所述第二二向色镜、所述第三二向色镜和所述第四二向色镜与所述滤光部的底面的夹角为45度。让三个激光发生器发出的光束和荧光信号形成的光束能够平行，减少互相之间的影响。
优选的，所述第二激光发生器和第三激光发生器的中心对准所述第四二向色镜的中心，所述第一激光发生器发出的光束穿过第四二向色镜的中心；三个激光发生器的光束都经过第四二向色镜的中心，令其能够合并为共线的光束，避免因为光束之间的距离导致细胞轮流被单个光束激发而不是同时被三个光束激发。所述激光发生器的中心偏离与之对应的所述二向色镜的中心。三个光接收器接收光信号的光路不会与激光发生器的光束共线，而是平行，降低两个光路之间的互相影响。
优选的，所述滤光部的出光口处安装有转向部；所述转向部设置有与所述滤光部连通的进光口和垂直于所述进光口的出口，所述转向部内设置有用于将光束反射至所述出口的转向镜。所述转向镜与所述二向色镜的朝向相反。通过转向部的作用能够让光束进行转向，让激光装置的安装排布更加方便。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：激光装置既能够发出激发光，同时也能够以相同的结构进行荧光信号的接收，将激发光路和接收光路结合在一个装置上，从而让细胞分选仪的激光装置能够更加小型化。
附图说明
图1为本发明的一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例1的结构示意图；
图2为本发明的一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例2的结构示意图；
图3为本发明的一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1所示为一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例1，包括滤光部1、第一激光发生器2和若干个光接收器3；滤光部1两端均为开口，一端为出光口，另一端与第一激光发生器2连接；滤光部1内设置有若干个沿直线分布的二向色镜4，二向色镜4与滤光部1的底面的夹角呈45度锐角且具有分光膜的一面朝向远离第一激光发生器2的方向；光接收器3分别与二向色镜4一一对应，光接收器3设置于滤光部1的顶部且连通至二向色镜4的分光膜。
在本实施例中，二向色镜4设置有三个，分别为第一二向色镜401、第二二向色镜402和第三二向色镜403，光接收器3设置有三个，分别为第一光接收器301、第二光接收器302和第三光接收器303。第一二向色镜401将光信号反射至第一光接收器301，第二二向色镜402将光信号反射至第二光接收器302，第三二向色镜403将光信号反射至第三接收器，光信号可沿着第一二向色镜401、第二二向色镜402和第三二向色镜403逐级传递，可以收集三种不同波长的光信号进行细胞分选。
具体的，第一光接收器301接收波长为580-620nm的光信号，第二光接收器302接收波长为505-545nm的光信号，第三光接收器303接收波长为430-470nm的光信号；第一二向色镜401的分光膜反射波长大于550nm的光信号，第二二向色镜402的分光膜反射波长大于505nm的光信号，第三二向色镜403的分光膜反射波长大于427nm的光信号；第一激光发生器2发出波长为350-390nm的紫光。通过对三个光接收器3和对应的二向色镜4进行配置，让荧光信号依次穿过第一二向色镜401、第二二向色镜402和第三二向色镜403的时候，不同波长的光信号能够被对应的光接收器3接收，不会出现有光信号遗漏的问题。
进一步的，光接收器3和滤光部1之间均设置有窄带滤镜7。可以使相当窄的一波长范围内的光通过，提高了荧光信号的纯度和强度，因而每个光接收器3只有一种指定波长的荧光信号进入而被检测，使光谱带宽接近荧光染料的发射峰值。第一光接收器301对应的窄带滤镜7仅允许波长为580-620nm的光信号通过，第二光接收器302对应的窄带滤镜7仅允许波长为505-545nm的光信号通过，第三光接收器303对应的窄带滤镜7仅允许波长为430-470nm的光信号通过。
本实施例的工作原理或工作流程：将该装置用于细胞分选仪时，第一激光发生器2发出的光束依次经过三个二向色镜4后从出光口射出，然后射向细胞液滴，细胞液滴被光束激发后发出荧光信号。荧光信号遵循光传播的原则，因此能够从出光口进入至滤光部1内，荧光信号通过二向色镜4的分光作用，波长大于550的光信号被反射至第一光接收器301处，并先经过窄带滤镜7作用，第一光接收器301接收波长为550-580的光信号，其余波长的光信号穿过第一二向色镜401并到达第二二向色镜402，并基于上述类似的原理，第二光接收器302接收波长为505-545nm的光信号，以此类推，第三光接收器303接收波长为430-470nm的光信号。光接收器3将接收的光信号转换为电信号。图中带箭头的虚线表示光束的方向。
本实施例中，光接收器3均为光电倍增管。
本实施例的有益效果：激光装置既能够发出激发光，同时也能够以相同的结构进行荧光信号的接收，将激发光路和接收光路结合在一个装置上，从而让细胞分选仪的激光装置能够更加小型化。
实施例2
如图3所示为一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例2，在实施例1的基础上，与实施例1的区别在于，如图2所示，滤光部1内还设置有第四二向色镜404，滤光部1的顶部设置有并列分布的第二激光发生器5和第三激光发生器6，第二激光发生器5和第三激光发生器6连通至第四二向色镜404的分光膜处。第二激光发生器5和第三激光发生器6发出的光束通过第四二向色镜404的作用反射至滤光部1的出光口，与第一激光发生器2的光束一起照向细胞液滴，能够让三种激光同时激发细胞的荧光信号。第四二向色镜404位于第二二向色镜402和第三二向色镜403之间，第四二向色镜404的分光膜反射波长大于475nm的光信号；第二激光发生器5发出波长为455-492nm的光信号，第三激光发生器6发出波长为532-561nm的光信号。通过对第二激光发生器5、第三激光发生器6和第四二向色镜404的配置，让第二激光发生器5、第三激光发生器6发出的光束能够被反射至出光口，同时不会影响荧光信号按照波长被逐级接收。
进一步的，第二激光发生器5和第三激光发生器6的中心对准第四二向色镜404的中心，第一激光发生器2发出的光束穿过第四二向色镜404的中心；三个激光发生器的光束都经过第四二向色镜404的中心，令其能够合并为共线的光束，避免因为光束之间的距离导致细胞轮流被单个光束激发而不是同时被三个光束激发。激光发生器的中心偏离与之对应的二向色镜4的中心。三个光接收器3接收光信号的光路不会与激光发生器的光束共线，而是平行，降低两个光路之间的互相影响。
在本实施例中，第二激光发生器5和第三激光发生器6连接多波长合束激光器，通过多波长合束激光器将两束不同波长的激光合束后再发射到第四二向色镜404上，由于多波长合束激光器的合束效果会随着合并的激光束增加而降低，表现为激光束为发散而导致不稳定。因为本实施例中，使用多波长合束激光器合并两个激光束，然后通过二向色镜的作用，第一激光发生器2和波长合束激光器发出的光束都经过第四二向色镜404的中心，进而实现将三个激光束进行合并并且光束不会发散。
本实施例的其余工作原理和效果与实施例1一致。
实施例3
一种用于细胞分选仪的激光装置的实施例3，基于上述实施例1或2，与实施例1或2的区别在于，如图3所示，滤光部1的出光口处安装有转向部8；转向部8设置有与滤光部1连通的进光口和垂直于进光口的出口，转向部8内设置有用于将光束反射至出口的转向镜801。转向镜801与二向色镜4的朝向相反。通过转向部8的作用能够让光束进行转向，让激光装置的安装排布更加方便。
本实施例的其余特征和工作原理与实施例1或实施例2一致。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，包括滤光部（1）、第一激光发生器（2）和若干个光接收器（3）；所述滤光部（1）两端均为开口，一端为出光口，另一端与所述第一激光发生器（2）连接；所述滤光部（1）内设置有若干个沿直线分布的二向色镜（4），所述二向色镜（4）与所述滤光部（1）的底面的夹角呈锐角且具有分光膜的一面朝向远离所述第一激光发生器（2）的方向；所述光接收器（3）分别与所述二向色镜（4）一一对应，所述光接收器（3）设置于所述滤光部（1）的顶部且连通至所述二向色镜（4）的分光膜。
2.根据权利要求1所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述二向色镜（4）设置有三个，分别为第一二向色镜（401）、第二二向色镜（402）和第三二向色镜（403），所述光接收器（3）设置有三个，分别为第一光接收器（301）、第二光接收器（302）和第三光接收器（303）。
3.根据权利要求2所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述滤光部（1）内还设置有第四二向色镜（404），所述滤光部（1）的顶部设置有并列分布的第二激光发生器（5）和第三激光发生器（6），所述第二激光发生器（5）和所述第三激光发生器（6）连通至所述第四二向色镜（404）的分光膜处。
4.根据权利要求3所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述第一二向色镜（401）的分光膜反射波长大于550nm的光信号，第二二向色镜（402）的分光膜反射波长大于505nm的光信号，所述第三二向色镜（403）的分光膜反射波长大于427nm的光信号；所述第一激光发生器（2）发出波长为350-390nm的紫光。
5.根据权利要求4所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述第四二向色镜（404）位于所述第二二向色镜（402）和所述第三二向色镜（403）之间，所述第四二向色镜（404）的分光膜反射波长大于475nm的光信号；所述第二激光发生器（5）发出波长为455-492nm的光信号，所述第三激光发生器（6）发出波长为532-561nm的光信号。
6.根据权利要求4所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述光接收器（3）和所述滤光部（1）之间均设置有窄带滤镜（7）。
7.根据权利要求3所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述第一二向色镜（401）、所述第二二向色镜（402）、所述第三二向色镜（403）和所述第四二向色镜（404）与所述滤光部（1）的底面的夹角为45度。
8.根据权利要求7所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述第二激光发生器（5）和第三激光发生器（6）的中心对准所述第四二向色镜（404）的中心，所述第一激光发生器（2）发出的光束穿过第四二向色镜（404）的中心；所述激光发生器的中心偏离与之对应的所述二向色镜（4）的中心。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述滤光部（1）的出光口处安装有转向部（8）；所述转向部（8）设置有与所述滤光部（1）连通的进光口和垂直于所述进光口的出口，所述转向部（8）内设置有用于将光束反射至所述出口的转向镜（801）。
10.根据权利要求9所述的一种用于细胞分选仪的激光装置，其特征在于，所述转向镜（801）与所述二向色镜（4）的朝向相反。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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