一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，包括流動(dòng)室、樣品管路、鞘液管路、廢液管路和氣體管路。待測(cè)樣品由小流量蠕動(dòng)泵運(yùn)送，經(jīng)脈動(dòng)緩沖器后進(jìn)入流動(dòng)室；鞘液由大流量蠕動(dòng)泵或者隔膜泵運(yùn)送，經(jīng)囊式濾芯和脈動(dòng)緩沖器后單邊或?qū)ΨQ進(jìn)入流動(dòng)室；微型氣泵經(jīng)由單向閥連接到流動(dòng)室，實(shí)現(xiàn)排除管路氣泡的功能。流動(dòng)室出口處安裝壓力傳感器，監(jiān)測(cè)壓力變化和異常。液位傳感器置于鞘液池和廢液池內(nèi)設(shè)置液位警戒。濾網(wǎng)安裝于鞘液池和微型氣泵大氣連通處以防雜質(zhì)進(jìn)入。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摒棄了傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀中使用的空氣壓縮泵，清洗方便，且具有排氣泡功能，可滿足流式細(xì)胞儀小型化的應(yīng)用需求。
【專利說(shuō)明】一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及細(xì)胞檢測(cè)及分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]流式細(xì)胞儀(flow cytometer)是能夠?qū)μ幵诳焖倭鲃?dòng)狀態(tài)中的細(xì)胞或生物顆粒進(jìn)行多參數(shù)、定量分析或分選的儀器，已被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)等領(lǐng)域，被譽(yù)為細(xì)胞生物實(shí)驗(yàn)室的CT。作為流式細(xì)胞儀重要組成部分之一的液路系統(tǒng)，其作用是采用流體動(dòng)力原理對(duì)待檢測(cè)細(xì)胞或顆粒進(jìn)行位置聚焦，使其逐個(gè)通過(guò)激光檢測(cè)區(qū)域。待測(cè)細(xì)胞被制備成單個(gè)細(xì)胞懸液，經(jīng)熒光染料標(biāo)記后置入樣品管中，在泵送壓力下進(jìn)入流動(dòng)室形成樣品流；鞘液是輔助樣品流被正常檢測(cè)的基質(zhì)液，其包裹在樣品流的周圍，使其保持處于流動(dòng)室的中心位置以保證檢測(cè)精確性，同時(shí)防止樣品流中細(xì)胞靠近噴孔壁而堵塞噴孔。樣品和鞘液在流動(dòng)室中匯合后排出流動(dòng)室形成廢液。
[0003]在以往的流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)中，真空泵常常被用作整個(gè)液路系統(tǒng)的動(dòng)力源，再輔以電磁閥、單向閥以及壓力平衡裝置，即可完成樣品、鞘液的輸送以及廢液的排放(US5395588，US4844610，EP0478392 )。由于液路系統(tǒng)的阻尼較大，對(duì)真空泵的輸出功率提出了一定的要求，導(dǎo)致所使用真空泵的體積較大且較重，增加了整個(gè)儀器的體積和重量。而又有一些流式細(xì)胞儀的專利中提出使用注射泵輔以多路電磁閥進(jìn)行樣品的輸送(US8394326，CN101451989)，該方式驅(qū)動(dòng)的樣品流速穩(wěn)定性好，減輕了真空泵的負(fù)擔(dān)。但是，待測(cè)樣品會(huì)進(jìn)入注射泵泵腔以及電磁閥的縫隙中，不易清洗，導(dǎo)致不同樣品之間的交叉污染較嚴(yán)重，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。近期，關(guān)于流式細(xì)胞儀的專利中提出使用兩個(gè)蠕動(dòng)泵進(jìn)行鞘液和廢液的運(yùn)輸，利用二者產(chǎn)生的壓力差來(lái)驅(qū)動(dòng)樣品流動(dòng)(US7981661，US8187888)。這種方法在減小儀器體積和重量方面有很好的效果，但一方面樣品管路不易清洗，另一方面專利對(duì)流體管路中可能產(chǎn)生的氣泡問(wèn)題沒(méi)有提出相應(yīng)的解決方案，而氣泡的存在往往是影響檢測(cè)精度的重要因素，也極有可能直接導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種小型流式細(xì)胞儀的液路系統(tǒng)，能夠減小現(xiàn)有流式細(xì)胞儀的體積和重量，尤其適用于小型流式細(xì)胞儀，使得樣品在鞘液的包裹下以一定的速度和分布寬度通過(guò)激光檢測(cè)區(qū)。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)排氣泡的功能，以及不同樣品之間的清洗功能，提高檢測(cè)精度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，包括樣品管路、鞘液管路、廢液管路和氣體管路； 所述樣品管路上依次 安裝有進(jìn)樣針、樣品泵和吸樣針；
所述鞘液管路的一端連接流動(dòng)室并穿過(guò)所述流動(dòng)室，所述鞘液管路的另一端連接鞘液池，所述鞘液管路上安裝有囊式濾芯，所述鞘液池的底部安裝有第一液位傳感器，所述鞘液池與大氣連通的出口處安裝有第一濾網(wǎng)。
[0006]所述廢液管路連接所述流動(dòng)室的出口和廢液池，所述廢液池的頂部安裝有第二液位傳感器。
[0007]所述氣體管路的兩端連接單向閥和微型氣泵，所述氣體管路通過(guò)所述單向閥連接所述鞘液管路。
[0008]所述樣品管路串接所述樣品泵和樣品脈動(dòng)緩沖器，所述鞘液管路串接所述囊式濾芯和鞘液脈動(dòng)緩沖器，所述流動(dòng)室的出口處安裝壓力傳感器，所述微型氣泵與大氣連通的出口處安裝有第二濾網(wǎng)。
所述樣品泵為小流量螺動(dòng)泵，流量范圍在1-200 μ L/min ;所述鞘液泵為大流量螺動(dòng)泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ;所述鞘液脈動(dòng)緩沖器采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動(dòng)緩沖器采用內(nèi)徑較細(xì)的直通管路，內(nèi)徑小于250 μ m,或者若干個(gè)彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述彈性管道夾持器包括卡座和彈性臂。
[0009]所述廢液管路中或所述鞘液管路中安裝有鞘液泵。
[0010]所述氣體管路垂直于所述流動(dòng)室的正對(duì)面或垂直于所述流動(dòng)室的右側(cè)面。
[0011]所述氣體管路垂直于所述流動(dòng)室的正對(duì)面時(shí)，鞘液管路分為兩個(gè)分支連接到流動(dòng)室，且與所述氣體管路成90度。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、由于采用蠕動(dòng)泵作為樣品泵，隔膜泵作為鞘液泵，流式細(xì)胞儀的體積和重量大大減
小;
2、采用微型氣泵來(lái)實(shí)現(xiàn)排氣泡功能，解決了氣泡可能帶來(lái)的檢測(cè)誤差或錯(cuò)誤問(wèn)題；
3、采用樣品泵反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品管路的清洗功能，使得樣品流路的管壁清洗更加徹底有效，降低了樣品堵塞管路的可能性，同時(shí)提高了檢測(cè)精度；
4、提出的(微)流量脈動(dòng)緩沖器，也就是彈性管道夾持器，亦能夠使用在其他的流體系統(tǒng)中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖2為實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖3為實(shí)施例3的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖4為實(shí)施例4的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖5為本發(fā)明的控制圖；
圖6為彈性管道夾持器的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、流動(dòng)室，2、進(jìn)樣針，3、激光檢測(cè)區(qū)，4、樣品管路，5、樣品脈動(dòng)緩沖器，6、樣品泵,7、吸樣針,8、上樣試管,9、鞘液池，1001、第一液位傳感器,1002、第二液位傳感器，1101、第一濾網(wǎng)，1102、第二濾網(wǎng)，12、鞘液泵，13、囊式濾芯，14、鞘液脈動(dòng)緩沖器，15、鞘液管路，16、單向閥，17、氣體管路，18、微型氣泵，19、壓力傳感器，20、廢液管路，21、廢液池，30、卡座，31、彈性臂。
【具體實(shí)施方式】[0015]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
參照?qǐng)D1所示，一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，使得樣品在鞘液的包裹下以一定的速度和分布寬度通過(guò)激光檢測(cè)區(qū)3，包括樣品管路4、鞘液管路15、廢液管路20和氣體管路17 ；
所述樣品管路4上依次安裝有進(jìn)樣針2、樣品泵6、吸樣針7 ；
所述鞘液管路15的一端連接流動(dòng)室I并穿過(guò)所述流動(dòng)室1，所述鞘液管路15的另一端連接鞘液池9，所述鞘液管路15上安裝有囊式濾芯13和鞘液泵12，所述鞘液池9的底部安裝有第一液位傳感器1001，所述鞘液池9與大氣連通的出口處安裝有第一濾網(wǎng)1101 ；所述廢液管路20連接所述流動(dòng)室I的出口和廢液池21，所述廢液池21的頂部安裝有第二液位傳感器1002 ；
所述氣體管路17的兩端連接單向閥16和微型氣泵18，所述氣體管路17通過(guò)所述單向閥16連接所述鞘液管路15。
[0017]所述樣品泵6為小流量蠕動(dòng)泵，流量范圍在1-200 μ L/min ;所述鞘液泵12為大流量蠕動(dòng)泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ； 由鞘液泵12驅(qū)動(dòng)鞘液經(jīng)由鞘液管路15進(jìn)入流動(dòng)室形成鞘液流，囊式濾芯13用來(lái)過(guò)濾鞘液中的雜質(zhì)，同時(shí)會(huì)對(duì)鞘液的脈動(dòng)具備一定的緩沖作用。
[0018]單向閥16的作用是阻止液體進(jìn)入微型氣泵18內(nèi)。由于操作不當(dāng)或其他偶然因素，流動(dòng)室I內(nèi)滯留小氣泡，會(huì)極大的影響檢測(cè)準(zhǔn)確性，因此發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，需要施行排氣泡功能。此時(shí)，微型氣泵18通過(guò)氣體管路17對(duì)鞘液管路15以及流動(dòng)室I內(nèi)充氣，將流動(dòng)室內(nèi)的液體全部排空后，再進(jìn)行樣品鞘液的上樣，即可將流動(dòng)室內(nèi)滯留的小氣泡排出。
[0019]液位傳感器1001和1002監(jiān)測(cè)液位，在鞘液將要用盡和廢液將要積滿時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，由主控制器實(shí)現(xiàn)報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉所有泵，提醒使用者添加鞘液或者清除廢液。濾網(wǎng)1101用來(lái)隔離外界雜質(zhì)，以防其落入鞘液池。
[0020]如圖5所示，控制方式如下:運(yùn)行指令發(fā)出時(shí)，主控制器開(kāi)啟樣品泵6和鞘液泵12 ;停止指令發(fā)出時(shí)，主控制器關(guān)閉樣品泵6和鞘液泵12。流速調(diào)節(jié)指令發(fā)出時(shí)，主控制器改變樣品泵6的調(diào)速控制電壓。
[0021]在不同的樣品上樣之間，需要執(zhí)行清洗功能，首先需要將前一個(gè)待測(cè)樣品管取下，放置一個(gè)空的廢液樣品管，執(zhí)行清洗指令，主控制器開(kāi)啟樣品泵6的反轉(zhuǎn)模式，開(kāi)啟鞘液泵12，對(duì)整個(gè)流體管路進(jìn)行清洗，樣品管路內(nèi)的廢液流入廢液樣品管中。執(zhí)行幾分鐘后停止。上樣清水，執(zhí)行運(yùn)行，稍等后停止，即可上樣下一個(gè)待測(cè)樣品。
[0022]執(zhí)行排氣泡指令時(shí)，使用清水上樣，由主控制器發(fā)出命令開(kāi)啟微型氣泵18，維持?jǐn)?shù)秒后關(guān)閉氣泵18，再開(kāi)啟樣品泵6和鞘液泵12，維持?jǐn)?shù)秒后關(guān)閉樣品泵6和鞘液泵12。
[0023]鞘液液位傳感器或者廢液液位傳感器發(fā)出信號(hào)時(shí)，由主控制器控制蜂鳴器產(chǎn)生液位報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉所有泵。
實(shí)施例2
如圖2所示，所述樣品管路4串接所述樣品泵6和樣品脈動(dòng)緩沖器5，所述鞘液管路15串接所述囊式濾芯13、鞘液泵12和鞘液脈動(dòng)緩沖器14，所述流動(dòng)室I的出口處安裝壓力傳感器19，所述微型氣泵18與大氣連通的出口處安裝有第二濾網(wǎng)1102。[0024]所述鞘液脈動(dòng)緩沖器14采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動(dòng)緩沖器5采用內(nèi)徑較細(xì)的直通管路，內(nèi)徑小于250 μ m,或者若干個(gè)彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述彈性管道夾持器包括卡座30和彈性臂31，如圖6所示。
[0025]由于樣品流量為10 μ L/min-60 μ L/min,現(xiàn)有的脈動(dòng)緩沖器對(duì)于如此微小的流量沒(méi)有作用，且樣品本身的液量較少，不能在緩沖器中有太多的樣品滯留。彈性管道夾持器既可以平滑脈動(dòng)，又可以減小管路實(shí)體積而避免樣品浪費(fèi)。其本質(zhì)是將部分樣品管路4夾扁，如圖5所示，使其內(nèi)徑變小，增加流阻，減小流體脈動(dòng)?，F(xiàn)有的流式細(xì)胞儀樣品管路內(nèi)徑為180 μ m-250 μ m,要制造內(nèi)徑更小的流體管路難度較大，采用管道夾持器可有效降低成本。鞘液脈動(dòng)緩沖器14用來(lái)平滑鞘液運(yùn)送時(shí)的流量脈動(dòng)。
[0026]壓力傳感器19主要用來(lái)監(jiān)測(cè)管路堵塞或者大氣泡帶來(lái)的壓力異常。壓力傳感器19輸出異常信號(hào)時(shí)，由主控制器產(chǎn)生壓力報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉所有泵，然后執(zhí)行排氣泡命令。若執(zhí)行若干次排氣泡后壓力依然異常，則應(yīng)為管道堵塞，可執(zhí)行清洗功能。
[0027]濾網(wǎng)1102用來(lái)隔離大氣中的雜質(zhì)，以防其進(jìn)入流動(dòng)室I擾動(dòng)流路。
[0028]實(shí)施例3
如圖3所示，鞘液泵12置于廢液管路20中，充當(dāng)廢液泵驅(qū)動(dòng)樣品和鞘液混合后的廢液流入廢液池。由鞘液泵12和樣品泵6的壓力差驅(qū)動(dòng)鞘液的流動(dòng)。
[0029]實(shí)施例4
如圖4所示，在流動(dòng)室I上開(kāi)設(shè)三個(gè)進(jìn)口，位置互為90°，位置相互對(duì)稱的兩個(gè)進(jìn)口連接在一起并連接鞘液管路15，剩下的出口通過(guò)鞘液管路15連接單向閥16，單向閥16通過(guò)氣體管路連接微型氣泵18。采用鞘液的對(duì)稱進(jìn)樣方式可以減少鞘液?jiǎn)芜呥M(jìn)樣對(duì)進(jìn)樣針2所形成的沖擊，減少進(jìn)樣針出樣口位移而帶來(lái)的測(cè)量誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:包括樣品管路(4)、鞘液管路(15)、廢液管路(20)和氣體管路(17)； 所述樣品管路(4)上依次安裝有進(jìn)樣針(2)、樣品泵(6)和吸樣針(7); 所述鞘液管路(15)的一端連接流動(dòng)室(I)并穿過(guò)所述流動(dòng)室(I )，所述鞘液管路(15)的另一端連接鞘液池(9)，所述鞘液管路(15)上安裝有囊式濾芯(13)，所述鞘液池(9)的底部安裝有第一液位傳感器(1001)，所述鞘液池(9)與大氣連通的出口處安裝有第一濾網(wǎng)(1101); 所述廢液管路(20 )連接所述流動(dòng)室(I)的出口和廢液池(21)，所述廢液池(21)的頂部安裝有第二液位傳感器(1002); 所述氣體管路(17)的兩端連接單向閥(16)和微型氣泵(18)，所述氣體管路(17)通過(guò)所述單向閥(16 )連接所述鞘液管路(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述樣品管路(4)串接所述樣品泵(6)和樣品脈動(dòng)緩沖器(5)，所述鞘液管路(15)串接所述囊式濾芯(13)和鞘液脈動(dòng)緩沖器(14)，所述流動(dòng)室(I)的出口處安裝壓力傳感器(19)，所述微型氣泵(18)與大氣連通的出口處安裝有第二濾網(wǎng)(1102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述樣品泵(6)為小流量蠕動(dòng)泵，流量范圍在1-200μ L/min ;所述鞘液泵(12)為大流量蠕動(dòng)泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ;所述鞘液脈動(dòng)緩沖器(14)采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動(dòng)緩沖器(5)采用內(nèi)徑較細(xì)的直通管路，內(nèi)徑小于250 μ m，或者若干個(gè)彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述彈性管道夾持器包括卡座(30)和彈性臂(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述廢液管路(20)中或所述鞘液管路(15)中安裝有鞘液泵(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體管路(17)垂直于所述流動(dòng)室(I)的正對(duì)面或垂直于所述流動(dòng)室(I)的右側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型流式細(xì)胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體管路(17)垂直于所述流動(dòng)室(I)的正對(duì)面時(shí)，鞘液管路(15)分為兩個(gè)分支連接到流動(dòng)室(I )，且與所述氣體管路(17)成90度。
【文檔編號(hào)】G01N15/14GK103837462SQ201410074073
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】馬玉婷, 裴智果, 陳忠祥, 鐘金鳳, 王策, 武曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所