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原文传递用于流式细胞仪的光学检测系统、流式细胞仪系统及其使用方法

专利名称：	用于流式细胞仪的光学检测系统、流式细胞仪系统及其使用方法
摘要：	一种光学引擎，用于台式流式细胞仪，该光学引擎具有一组激光器，每个激光器沿x轴水平聚焦到相同的水平位置，沿流动池的相同激发平面沿y轴垂直聚焦到不同的垂直位置，一组光学器件，根据激发荧光的不同激光，将相同波长范围的荧光分离到收集光学器件的焦平面中的不同位置；以及检测器，选择性地从不同的位置检测光，从而根据不同的激光器激发在相同波长范围内发射的荧光之间的区分。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	美国艾森生物科学公司
发明人：	李楠;孔令波;吴健;程婷婷;青扬德;王小波
专利状态：	有效
申请日期：	2017-07-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201780056896.7
公开号：	CN110121643A
代理机构：	南京苏创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨勇
分类号：	G01N15/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种用于台式流式细胞仪的光学引擎，该光学引擎包括： a)一组激光器，每个激光器调谐到适合激发荧光分子的波长，其中来自每个激光器的光沿x轴水平聚焦到相同的水平位置，并沿相同的激发平面沿y轴垂直聚焦到不同的垂直位置，其中沿激发平面的相同水平位置与通过流式细胞仪的流动池的流动路径相交； b)一组光学器件，包括用于收集从流动池发射的荧光的收集光学器件和将来自流动池的发射的荧光过滤到不同的波长范围的过滤光学器件，其中该组光学器件根据激发荧光的不同激光器，进一步将收集光学器件的焦平面中相同波长范围的荧光分离到不同的位置；以及 c)检测器，其选择性地检测来自不同位置的光，从而区分在该组激光器内通过不同激光器激发的相同波长范围内发射的荧光，并将光转换成电信号。 2.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，该组激光器包括两个、三个、四个或五个单独的激光器，每个激光器被调谐到不同的波长并且被引导到激发平面的不同垂直位置，从而沿流动池分别提供两个、三个、四个或五个不同的垂直位置。 3.根据权利要求2所述的光学引擎，其中，所述流动池中的垂直位置分隔开60至120μm。 4.根据权利要求3所述的光学引擎，其中，所述流动池中的垂直位置分隔开约80μm。 5.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述收集光学器件包括半球透镜，后面是两组双合透镜。 6.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述过滤光学器件包括二向色反射镜和/或带通过滤器。 7.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述过滤光学器件过滤选自由780/60nm、615/20nm、530/43nm、445/45nm、586/20、661/20、697/58和725/40nm组成的组中的一个或多个波长范围。 8.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述收集光学器件的焦平面中的不同位置与相邻位置分隔开1毫米至4毫米，可选地2至3毫米。 9.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述收集光学器件的焦平面中的不同位置与所述收集光学器件的焦平面内的相邻位置分隔开1至4毫米。 10.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，该组光学器件还包括透镜，用于将来自所述收集光学器件的焦平面中的每个不同位置的光束扩展为大约1mm到大约3mm的尺寸，其中每个源自荧光的光束由单个激光器激发。 11.根据权利要求1所述的光学引擎，其中，所述检测器为多像素光子计数器(MPPC)或硅光电倍增器。 12.根据权利要求11所述的光学引擎，其中，所述MPPC以高于3个十进位的线性动态范围操作。 13.根据权利要求12所述的光学引擎，其中，所述MPPC以高于4个十进位的线性动态范围操作。 14.根据权利要求11所述的光学引擎，其中，MPPC的数字输出值根据校准因子校正。 15.根据权利要求14所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过半个十进位。 16.根据权利要求14所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过一个十进位。 17.根据权利要求14所述的光学引擎，其中，所述校准因子将MPPC的线性动态范围改进超过一个半十进位。 18.根据权利要求14所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过两个十进位。 19.根据权利要求1所述的光学引擎，还包括前向散射(FSC)检测器、FSC聚焦透镜和遮蔽条。 20.根据权利要求19所述的光学引擎，其中，所述遮蔽条是菱形的，或具有矩形形状，其水平尺寸等于或大于其垂直尺寸。 21.根据权利要求19所述的光学引擎，其中，所述遮蔽条的周长遵循光强度分布图的轮廓，可选地在0.1％的轮廓线内。 22.根据权利要求21所述的光学引擎，其中，所述遮蔽条阻挡99％的未散射光，防止FSC检测器的检测。 23.根据权利要求1所述的光学引擎，还包括：外壳，其配置为容纳光学引擎组件，所述光学引擎组件包括该组激光器，用于将激光束聚焦到激发平面的光学器件，所述收集光学器件，所述过滤光学器件和所述检测器，其中配置相同的外壳用于不同激光器、透镜、反射镜、过滤器和检测器的可互换性。 24.根据权利要求1所述的光学引擎，还包括所述流动池。 25.一种流式细胞仪，包括： a)根据权利要求1所述的光学引擎； b)流动池；和 c)与用于抽吸和输送细胞悬浮液通过流动池的抽吸针流体连通的泵。 26.根据权利要求25所述的流式细胞仪，其特征还在于： a)该组激光器包括两个、三个、四个或五个激光器，每个激光器调谐到不同的波长并聚焦到沿流动池的不同垂直位置；和 b)该组光学器件在空间上区分在分别由两个、三个、四个或五个不同的激光器中的每一个分别激发的相同波长范围内的过滤荧光。 27.一种流式细胞分析系统，包括： a)根据权利要求25所述的流式细胞仪；和 b)计算机，其可操作地加载有开发的流式细胞分析软件以获取和分析流式细胞分析数据。 28.根据权利要求27所述的流式细胞分析系统，其中，所述软件提供编程以执行以下功能： a)从每个检测器获取荧光通道的数据，其中由不同检测器收集的荧光信号被转换成不同的数据系列，对应于在不同垂直位置的由激光器激发的荧光； b)生成显示所获取数据的各种图的图形用户界面(GUI)，其中GUI还包括与比较图相邻的补偿滚动条，以调整一个或多个通道之间的光谱重叠的补偿；和 c)将获取的数据保存到数据文件中。 29.一种流式细胞分析方法，包括： a)提供根据权利要求27所述的流式细胞分析系统； b)用多个荧光标记标记细胞悬浮液； c)通过流动通道泵送细胞悬浮液； d)收集流式细胞分析数据；和 e)分析流式细胞分析数据以确定样品细胞上或样品细胞中多个荧光标记中的一个或多个的存在、不存在或丰度。 30.一种用于台式流式细胞仪的光学引擎，该光学引擎包括： a)激光器，调谐到适合于激发荧光分子的波长，其中来自激光器的光沿x轴水平聚焦到水平位置并沿激发平面沿y轴垂直聚焦到垂直位置，其中沿激发平面的水平位置与通过流式细胞仪的流动池的流动路径相交； b)一组光学器件，包括用于收集从流动池发射的荧光的收集光学器件和将收集的荧光从流动池过滤到不同的波长范围的过滤光学器件，从而提供不同的荧光通道；和 c)每个荧光通道处的MPPC检测器，用于检测荧光并将光转换为电信号。 31.根据权利要求30所述的光学引擎，还包括至少1到4个另外的激光器，其中每个激光器沿y轴垂直聚焦到沿相同激发平面的不同垂直位置，进一步，其中该组光学器件将来自流动池发射的荧光分隔开进入不同的荧光通道，其中每个通道的特征在于不同的波长范围和激发各自的荧光的不同的激光器。 32.根据权利要求30所述的光学引擎，其中，所述MPPC以高于3个十进位的线性动态范围操作。 33.根据权利要求32所述的光学引擎，其中，所述MPPC以高于4个十进位的线性动态范围操作。 34.根据权利要求30所述的光学引擎，其中，MPPC的数字输出值根据校准因子校正。 35.根据权利要求34所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过半个十进位。 36.根据权利要求35所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过一个十进位。 37.根据权利要求36所述的光学引擎，其中，校准因子将MPPC的线性动态范围赶紧超过一个半十进位。 38.根据权利要求37所述的光学引擎，其中，所述校准因子将所述MPPC的线性动态范围改进超过两个十进位。 39.一种流式细胞仪，包括： a)根据权利要求30所述的光学引擎； b)流动池；和 c)与用于抽吸和输送细胞悬浮液通过流动池的抽吸针流体连通的泵。 40.根据权利要求39所述的流式细胞仪，其特征还在于： a)该组激光器包括两个、三个、四个或五个激光器，每个激光器调谐到不同的波长并聚焦到沿流动池的不同垂直位置；和 b)该组光学器件在空间上区分在由两个、三个、四个或五个不同的激光器中的每一个激发的相同波长范围内的过滤荧光。 41.一种流式细胞分析系统，包括： c)根据权利要求39所述的流式细胞仪；和 d)计算机，其可操作地加载有开发的流式细胞分析软件以获取和分析流式细胞分析数据。 42.根据权利要求41所述的流式细胞分析系统，其中，所述软件提供编程以执行以下功能： a)从每个检测器获取荧光通道的数据，其中由不同检测器收集的荧光信号被转换成不同的数据系列，对应于在不同垂直位置的由激光器激发的荧光； b)生成显示所获取数据的各种图的图形用户界面(GUI)，其中GUI还包括与比较图相邻的补偿滚动条，以调整一个或多个通道之间的光谱重叠的补偿； c)将获取的数据保存到数据文件中。 43.一种流式细胞分析方法，包括： a)提供根据权利要求40所述的流式细胞分析系统； b)用多个荧光标记标记细胞悬浮液； c)通过流动通道泵送细胞悬浮液； d)收集流式细胞分析数据；和 e)分析流式细胞分析数据以确定样品细胞上或样品细胞中多个荧光标记中的一个或多个的存在、不存在或丰度。
所属类别：	发明专利