一種小型流式細胞儀液路系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型流式細胞儀液路系統(tǒng)，包括流動室、樣品管路、鞘液管路、廢液管路和氣體管路。待測樣品由小流量蠕動泵運送，經脈動緩沖器后進入流動室；鞘液由大流量蠕動泵或者隔膜泵運送，經囊式濾芯和脈動緩沖器后單邊或對稱進入流動室；微型氣泵經由單向閥連接到流動室，實現(xiàn)排除管路氣泡的功能。流動室出口處安裝壓力傳感器，監(jiān)測壓力變化和異常。液位傳感器置于鞘液池和廢液池內設置液位警戒。濾網安裝于鞘液池和微型氣泵大氣連通處以防雜質進入。本實用新型結構簡單，摒棄了傳統(tǒng)流式細胞儀中使用的空氣壓縮泵，清洗方便，且具有排氣泡功能，可滿足流式細胞儀小型化的應用需求。
【專利說明】一種小型流式細胞儀液路系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及細胞檢測及分析【技術領域】，具體涉及的是一種小型流式細胞儀液路系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]流式細胞儀(flow cytometer)是能夠對處在快速流動狀態(tài)中的細胞或生物顆粒進行多參數(shù)、定量分析或分選的儀器，已被廣泛應用于臨床醫(yī)學、細胞學、生物學、微生物學等領域，被譽為細胞生物實驗室的CT。作為流式細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力原理對待檢測細胞或顆粒進行位置聚焦，使其逐個通過激光檢測區(qū)域。待測細胞被制備成單個細胞懸液，經熒光染料標記后置入樣品管中，在泵送壓力下進入流動室形成樣品流；鞘液是輔助樣品流被正常檢測的基質液，其包裹在樣品流的周圍，使其保持處于流動室的中心位置以保證檢測精確性，同時防止樣品流中細胞靠近噴孔壁而堵塞噴孔。樣品和鞘液在流動室中匯合后排出流動室形成廢液。
[0003]在以往的流式細胞儀液路系統(tǒng)中，真空泵常常被用作整個液路系統(tǒng)的動力源，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，對真空泵的輸出功率提出了一定的要求，導致所使用真空泵的體積較大且較重，增加了整個儀器的體積和重量。而又有一些流式細胞儀的專利中提出使用注射泵輔以多路電磁閥進行樣品的輸送(US8394326，CN101451989)，該方式驅動的樣品流速穩(wěn)定性好，減輕了真空泵的負擔。但是，待測樣品會進入注射泵泵腔以及電磁閥的縫隙中，不易清洗，導致不同樣品之間的交叉污染較嚴重，影響測量準確性。近期，關于流式細胞儀的專利中提出使用兩個蠕動泵進行鞘液和廢液的運輸，利用二者產生的壓力差來驅動樣品流動(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，另一方面專利對流體管路中可能產生的氣泡問題沒有提出相應的解決方案，而氣泡的存在往往是影響檢測精度的重要因素，也極有可能直接導致結果錯誤。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種小型流式細胞儀的液路系統(tǒng)，能夠減小現(xiàn)有流式細胞儀的體積和重量，尤其適用于小型流式細胞儀，使得樣品在鞘液的包裹下以一定的速度和分布寬度通過激光檢測區(qū)。同時能夠實現(xiàn)排氣泡的功能，以及不同樣品之間的清洗功能，提高檢測精度。
[0005]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種小型流式細胞儀液路系統(tǒng)，包括樣品管路、鞘液管路、廢液管路和氣體管路；
[0007]所述樣品管路上依次安裝有進樣針、樣品泵和吸樣針；
[0008]所述鞘液管路的一端連接流動室并穿過所述流動室，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。
[0009]所述廢液管路連接所述流動室的出口和廢液池，所述廢液池的頂部安裝有第二液位傳感器。
[0010]所述氣體管路的兩端連接單向閥和微型氣泵，所述氣體管路通過所述單向閥連接所述鞘液管路。
[0011]所述樣品管路串接所述樣品泵和樣品脈動緩沖器，所述鞘液管路串接所述囊式濾芯和鞘液脈動緩沖器，所述流動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。
[0012]所述樣品泵為小流量螺動泵,流量范圍在1-200 μ L/min ;所述鞘液泵為大流量螺動泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ;所述鞘液脈動緩沖器采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動緩沖器采用內徑較細的直通管路，內徑小于250 μ m,或者若干個彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來實現(xiàn)，所述彈性管道夾持器包括卡座和彈性臂。
[0013]所述廢液管路中或所述鞘液管路中安裝有鞘液泵。
[0014]所述氣體管路垂直于所述流動室的正對面或垂直于所述流動室的右側面。
[0015]所述氣體管路垂直于所述流動室的正對面時，鞘液管路分為兩個分支連接到流動室，且與所述氣體管路成90度。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1、由于采用蠕動泵作為樣品泵，隔膜泵作為鞘液泵，流式細胞儀的體積和重量大大減小；
[0018]2、采用微型氣泵來實現(xiàn)排氣泡功能，解決了氣泡可能帶來的檢測誤差或錯誤問題；
[0019]3、采用樣品泵反轉來實現(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，同時提聞了檢測精度；
[0020]4、提出的(微)流量脈動緩沖器，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】

【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1的整體結構圖；
[0022]圖2為實施例2的整體結構圖；
[0023]圖3為實施例3的整體結構圖；
[0024]圖4為實施例4的整體結構圖；
[0025]圖5為本實用新型的控制圖；
[0026]圖6為彈性管道夾持器的結構圖。
[0027]圖中標號說明:1、流動室，2、進樣針，3、激光檢測區(qū)，4、樣品管路，5、樣品脈動緩沖器，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，1102、第二濾網，12、鞘液泵，13、囊式濾芯，14、鞘液脈動緩沖器，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。【具體實施方式】
[0028]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0029]實施例1
[0030]參照圖1所示，一種小型流式細胞儀液路系統(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激光檢測區(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 ；
[0031]所述樣品管路4上依次安裝有進樣針2、樣品泵6、吸樣針7 ；
[0032]所述鞘液管路15的一端連接流動室I并穿過所述流動室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1101 ；
[0033]所述廢液管路20連接所述流動室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 ；
[0034]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通過所述單向閥16連接所述鞘液管路15。
[0035]所述樣品泵6為小流量蠕動泵，流量范圍在1-200 μ L/min ;所述鞘液泵12為大流量蠕動泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ；
[0036]由鞘液泵12驅動鞘液經由鞘液管路15進入流動室形成鞘液流，囊式濾芯13用來過濾鞘液中的雜質，同時會對鞘液的脈動具備一定的緩沖作用。
[0037]單向閥16的作用是阻止液體進入微型氣泵18內。由于操作不當或其他偶然因素，流動室I內滯留小氣泡，會極大的影響檢測準確性，因此發(fā)現(xiàn)異常時，需要施行排氣泡功能。此時，微型氣泵18通過氣體管路17對鞘液管路15以及流動室I內充氣，將流動室內的液體全部排空后，再進行樣品鞘液的上樣，即可將流動室內滯留的小氣泡排出。
[0038]液位傳感器1001和1002監(jiān)測液位，在鞘液將要用盡和廢液將要積滿時產生信號，由主控制器實現(xiàn)報警，同時關閉所有泵，提醒使用者添加鞘液或者清除廢液。濾網1101用來隔離外界雜質，以防其落入鞘液池。
[0039]如圖5所示，控制方式如下:運行指令發(fā)出時，主控制器開啟樣品泵6和鞘液泵12 ;停止指令發(fā)出時，主控制器關閉樣品泵6和鞘液泵12。流速調節(jié)指令發(fā)出時，主控制器改變樣品泵6的調速控制電壓。
[0040]在不同的樣品上樣之間，需要執(zhí)行清洗功能，首先需要將前一個待測樣品管取下，放置一個空的廢液樣品管，執(zhí)行清洗指令，主控制器開啟樣品泵6的反轉模式，開啟鞘液泵12，對整個流體管路進行清洗，樣品管路內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)行運行，稍等后停止，即可上樣下一個待測樣品。
[0041]執(zhí)行排氣泡指令時，使用清水上樣，由主控制器發(fā)出命令開啟微型氣泵18，維持數(shù)秒后關閉氣泵18，再開啟樣品泵6和鞘液泵12，維持數(shù)秒后關閉樣品泵6和鞘液泵12。
[0042]鞘液液位傳感器或者廢液液位傳感器發(fā)出信號時，由主控制器控制蜂鳴器產生液位報警，同時關閉所有泵。
[0043]實施例2
[0044]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和鞘液脈動緩沖器14，所述流動室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1102。
[0045]所述鞘液脈動緩沖器14采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動緩沖器5采用內徑較細的直通管路，內徑小于250 μ m,或者若干個彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來實現(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。
[0046]由于樣品流量為10 μ L/min-60 μ L/min,現(xiàn)有的脈動緩沖器對于如此微小的流量沒有作用，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，又可以減小管路實體積而避免樣品浪費。其本質是將部分樣品管路4夾扁，如圖5所示，使其內徑變小，增加流阻，減小流體脈動?，F(xiàn)有的流式細胞儀樣品管路內徑為180 μ m-250 μ m,要制造內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。鞘液脈動緩沖器14用來平滑鞘液運送時的流量脈動。
[0047]壓力傳感器19主要用來監(jiān)測管路堵塞或者大氣泡帶來的壓力異常。壓力傳感器19輸出異常信號時，由主控制器產生壓力報警，同時關閉所有泵，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，則應為管道堵塞，可執(zhí)行清洗功能。
[0048]濾網1102用來隔離大氣中的雜質，以防其進入流動室I擾動流路。
[0049]實施例3
[0050]如圖3所示，鞘液泵12置于廢液管路20中，充當廢液泵驅動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的壓力差驅動鞘液的流動。
[0051]實施例4
[0052]如圖4所示，在流動室I上開設三個進口，位置互為90°，位置相互對稱的兩個進口連接在一起并連接鞘液管路15，剩下的出口通過鞘液管路15連接單向閥16，單向閥16通過氣體管路連接微型氣泵18。采用鞘液的對稱進樣方式可以減少鞘液單邊進樣對進樣針2所形成的沖擊，減少進樣針出樣口位移而帶來的測量誤差。
【權利要求】
1.一種小型流式細胞儀液路系統(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)的一端連接流動室(I)并穿過所述流動室(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(1101); 所述廢液管路(20 )連接所述流動室(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)通過所述單向閥(16 )連接所述鞘液管路(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的小型流式細胞儀液路系統(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)和鞘液脈動緩沖器(14)，所述流動室(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(1102)。
3.根據(jù)權利要求1所述的小型流式細胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述樣品泵(6)為小流量蠕動泵，流量范圍在1-200μ L/min ;所述鞘液泵(12)為大流量蠕動泵或隔膜泵，流量范圍在l_50mL/min ;所述鞘液脈動緩沖器(14)采用空氣式、氣囊式、膜片式脈沖阻尼器的一種，所述樣品脈動緩沖器(5)采用內徑較細的直通管路，內徑小于250 μ m，或者若干個彈性管道夾持器夾持樣品管路的方式來實現(xiàn)，所述彈性管道夾持器包括卡座(30)和彈性臂(31)。
4.根據(jù)權利要求1所述的小型流式細胞儀液路系統(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)權利要求1所述的小型流式細胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體管路(17)垂直于所述流動室(I)的正對面或垂直于所述流動室(I)的右側面。
6.根據(jù)權利要求5所述的小型流式細胞儀液路系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體管路(17)垂直于所述流動室(I)的正對面時，鞘液管路(15)分為兩個分支連接到流動室(I )，且與所述氣體管路(17)成90度。
【文檔編號】G01N15/14GK203772701SQ201420092446
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權日: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 申請人:中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所