专利名称：补偿用于流式细胞仪的静电分选器中的颗粒轨迹的变化的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般性地涉及流式细胞仪系统及其子系统，具体地，针对的是新的、改良的
用于其的信号处理和控制机构，其被操作为监控流体传输腔内的颗粒感应区域中穿过的颗 粒(例如，血细胞)的存在，并产生输出脉冲，该输出脉冲的宽度表示轨迹和当颗粒穿过 流体传输腔时它在颗粒感应区域内的时间长度。然后根据颗粒所经过的颗粒流体传输腔的 连续时间延迟区域的几何参数对输出脉冲进行处理，以得到从颗粒的感应到包含颗粒的流 体液滴将从载运流体断开的时间之间的组合时间延迟。采用组合时间延迟以精确地确定当 液滴从载运流体断开时颗粒被可控充电的时间。
背景技术：
流式细胞仪是通常在医疗产业中作为疾病的诊断和治疗的辅助，被用来分析病人体 液中的颗粒(例如，血细胞)的仪器。作为不用于限制的实例，在化疗治疗期间，这样的 仪器可以被用来从已经在化疗之前从病人的骨髓中取出的一些血液中分选并收集健康的 血细胞(干细胞)。 一旦化疗疗程结束，所收集的这些细胞被再注入到病人体内，以促进 移植(migration)和健康的血细胞再生。根据流式细胞仪的惯用操作，将被分析的颗粒，诸如离心处理过的血样的血细胞， 从贮藏容器被注入穿过载运流体传输腔的(加压过的)连续的或者不间断的载运流体(例 如，盐水)的液流，在载运流体传输腔中单个颗粒被感应并被包含在从离开流体传输腔的 流体液流断开的液滴中。图1显示了 "石英感应(SENSE IN QUARTZ)"流式细胞仪系统 的流体传输腔10的一部分，如图l中用图解法图示的，包含颗粒的载运流体ll及其环绕 鞘流体层12沿着轴流方向13从流体流动腔10的相对宽的直径部14通向直径减小的出口 15。已经被引进腔的上游区域21的运载颗粒的流体ll，与诸如一个或多个激光器30的 光照明子系统发射的输出(激光)光束31在颗粒感应区域22相交。光检测器子系统32 的一个或多个感应器光学上被定位在激光输出光束31被载运流体液流阻断之后的路径中。 光检测子系统被放置在接收通过载运流体液流的内含物(内部的颗粒/细胞)调制的光的位置，被调制的光典型地包括从细胞反射出的光、被细胞阻断的光的阻断以及从附着在细胞 上的荧光染料抗体发射的光。颗粒感应区域22的下游是流体液流收縮区域23，其中载运流体液流的横截面及其环 绕鞘减小或者被压縮，以使载运流体以相对于它在腔内穿行的速度更高的速度通过出口孔 或者开口 15离开腔，并进入空气间层出口区域24。从该位置开始，其横截面显著地小于 它穿过流体传输腔期间并且使其大小合适容纳单个颗粒的被压縮的流体液流，继续通过液 滴分离及充电区域25，在该区域当该液滴适当地从液流ll分离或断开时，电荷被有选择 地施加于液滴。传统的如图1所示类型的石英感应技术系统合并有在颗粒在感应区域22中被感应并 被分析的时间和在下游充电及液滴分离区域25中施加液滴分选电荷的时间之间固定的时 间延迟时段。固定延迟的使用构成了充电/分选操作中的误差来源，这是由于以下事实，因 为并不是所有的颗粒都以相同的轨迹穿过流体腔，所以并不是所有的颗粒以同样的有效速 度沿着流体的传输方向行进。更具体的是，在腔内部确定的流通常能够在一定程度上被描述为抛物线流。在区域 21内的抛物线流中，相对于更靠近腔壁行进的那些颗粒，沿着中心轴流动的颗粒之间存在 相互关系。这些颗粒将以它们各自的(基于抛物线分布的)速度继续，除非受到外部影响 的作用。当通过几何形状的改变，诸如出口 15，使流体流动受力时，产生这样的影响。刚 好在开口的上游，存在相对于截面积变化的流动收縮以及颗粒随后的加速。取决于其中颗 粒在流体液流中流动，此加速不是均匀的，因此引起颗粒更大的加速，借此以比在腔的感 应区域22中所发生的更快的速率分离颗粒。 一旦流动离开受出口影响的区域，在区域24， 可以假定速度为恒定值，以致没有颗粒的进一步分离。图2显示了沿着载运流体通道的轴13行进的第一颗粒A，以及当穿过流体传输腔时 从轴13偏移一定距离的第二颗粒B，参照图2可以容易地理解速度和轨迹的差异。叠加在 图2的流体传输腔示意图上的是一组显示与颗粒相对于流体传输轴13的不同位置相关联 的三个不同的速度的实例的速度分布图。在所图解的实例中，在区域21内部，颗粒A具 有由速度矢量(箭头41)表示的速度ViA，其与通过腔的上游部分的载运流体的行进速度 的通常的抛物线速度分布图的峰值一致。类似地，在区域21内部，(离轴)颗粒B具有由减小幅度的速度矢量(箭头42)表 示的速度V!B，其与沿着通过腔的载运流体的行进速度的速度分布图的减小的值一致。图 2还显示了在区域21内的另一个(离轴)速度V,C，其处于速度V,A和ViB之间，并且将与处于同轴颗粒A和离轴颗粒B之间的离轴颗粒(未显示)关联。
由图2可知，很明显更靠近轴13的颗粒在经过感应区域22时以更高的速度行进。 图2的速度分布图重叠还显示了当颗粒离开感应区域22并接近与出口 15靠近的加速区域 23时，包含颗粒的流体的速度必须增加以符合质量守恒。对于颗粒A，它的速度从感应区 域22中的值ViA开始沿着第一加速度分布图ftA增加到进口区域23到出口 15。此后，随 着颗粒A经过开口 15并以V2A的末速度穿过从紧临开口 15下游侧的区域24到下游区域 25的自由空间区域，颗粒A的速度沿着第二加速度分布图f2A(a)略微增加。同样地，颗粒 B的速度从在感应区域处的值沿着第一加速度分布图fiB(a)增加，在进口区域23到出 口 15处达到更高的速度。此后，随着颗粒B经过开口 15并穿过从紧临开口 15下游侧的 区域24到下游区域25的自由空间区域达到V2B的末速度，颗粒B的速度沿着第二加速度 分布图f2B(a)略微增加(加速)。从这些不同的速度分布图可以看出，颗粒A和B不同的轨迹导致不同的到达在出口 15的下游的区域25中施加液滴分选电荷的时间，以致固定的时间延迟将不能保证正确的 颗粒将被包含在被分选的液滴内。为了保持质量守恒，诸如颗粒B的离轴颗粒，当它接近 区域23时，必须经受比颗粒A的加速更快的加速，以致它将以流体液流的速度离开腔IO。 如果两个颗粒A和B同时处于感应区域22中，具有更高速度的同轴颗粒A，将先于更慢 的颗粒B离开腔，颗粒B必须在开口 15处离开腔时被加速到流体液流的速度。为处理该 问题，传统的系统分选一个以上液滴；随后，这减小了被分选的颗粒群的纯度并增加了颗 粒的稀度。
发明内容
根据本发明，如上所述，通过利用所测量的通过感应区域的颗粒的速度，连同其他
的分析参数，特别是经过载运流体流动腔的各个不同区域的几何参数，来获得补偿被分析
的颗粒的不同轨迹的被调整的延迟，从而使在传统的流式细胞仪分选机构中使用固定延迟
的缺点被有效地排除。下面将描述的，己知颗粒的相对速度允许计算颗粒到达腔的输出/
分选开口的预期时间，以及允许生成一组控制液滴充电时间的可变延迟。该延迟时段的可
变控制增加被分选的样本的纯度并减小样本的稀度。作为一个不用于限制的实例，使用一
束或多束激光束能够容易地测量颗粒的行进速度，并且确定散射脉冲之间的时间。此外，
飞行时间和脉冲宽度可以被用作将颗粒大小作为系数插入时间延迟算法中的附加参数。为此目的，本发明的信号处理系统包括诸如光检测器单元的颗粒感应器，该颗粒感
应器被操作为生成输出脉冲信号，该输出脉冲信号是当流体经过感应区域时，由载运流体内部的颗粒所产生的，作为颗粒和照明流体的激光束的相互作用的结果。脉冲信号被耦接 至数字信号处理器，数字信号处理执行包括分选延迟计算的指定脉冲评估程序，以便精确 地限定将被分选的包含颗粒的液滴将由下游充电圈可控充电的时间，此刻感兴趣的液滴从 已经离开流体流动腔的输出开口的液滴流断开。脉冲信号的宽度表现出流体流动通道内的颗粒的速度，并提供了颗粒的行进有多靠
近液流的轴的初始指示。在脉冲具有指定最小宽度的情形中，推断颗粒具有与穿过并离开 腔的液流的轴重合的轨迹并以最高的可能速度穿过系统。在这一情况下，感应颗粒和在出 口的下游位置选择性地分选颗粒之间的时间延迟将是最小的延迟。然而，包含在载运流体内的颗粒的轨迹可以被预期是变化的，这是由于以下事实， 当其沿从上游到下游方向前进穿过流体流动腔，从颗粒进入该腔的相对较宽的上游区域至 位于出口的收缩部时，穿过腔的流体流动路径的横截面发生变化。如此，离轴颗粒，将具 有比与穿过流动腔的轴重合的行进的颗粒的峰值速度矢量更小的速度矢量，以致由离轴颗 粒产生的感应器输出脉冲的宽度将比由在流体流动轴上行进的颗粒产生的感应器输出脉 冲的宽度更宽。被感应的信号是否表现出将被分选的颗粒通过信号分类步骤来确定，该步 骤采用一个或多个指定标准，诸如振幅，以识别与颗粒关联的脉冲，与颗粒关联的脉冲和 与噪声关联的脉冲相反。在代表颗粒的脉冲已经被检测到的情形中，执行分选延迟计算步 骤。脉冲宽度确定信息被测量并被应用至分选延迟计算。分选延迟计算步骤的输出是时间 延迟值，该时间延迟值将被用来控制电荷被施加至液滴充电圈借此对包含感兴趣的颗粒的 液滴充电的时间。根据本发明，分选延迟计算由分别与感兴趣的颗粒所经过的流动腔的不同区域关联 的多个分量组成。第一区域是颗粒感应区域，在颗粒感应区域中颗粒经由激光照明子系统 被感应到。感应器所产生的输出脉冲具有上升沿和下降沿，上升沿和下降沿限定与潜在的 感兴趣的颗粒相关联的脉冲的宽度。颗粒感应区域是流体流动腔的两个流体收縮区域的上 游，以致感兴趣的颗粒在感应区域具有某个恒定的速度。对于与流体流动的轴重合行进的颗粒，恒定的速度被限定在穿过流动腔的速度分布 图的峰值处。在分选时间延迟计算内，将被确定的第一分量是颗粒通过颗粒感应区域的宽 度所花费的时间。第二时间延迟分量是与颗粒从恒定速度感应区域到通向出口的第一加速区域的行进 相关联的时间延迟。因为在该区域内存在载运流体的收縮，因此当它接近出口时，颗粒将 经受加速。因此，颗粒穿越此距离所需要的时间等于该距离除以在该距离上的速度。因为颗粒在该区域内正经受加速，速度不是恒定值，有必要在颗粒感应区域的下游端的区域边 界和从此至出口的距离之间对加速度函数进行积分。加速度函数可以基于液流系统的几何 参数凭经验或者确定性地确定。存在穿过出口的颗粒的附加加速度，并且因此所关联的通 过时间被计算。 —旦颗粒己经离开开口，它以恒定的离开速度沿着液流的轴行进。从出口至液滴充 电位置的距离除以速度是组合时间延迟的最后的时间分量。换句话说，对于任意的颗粒A， 组合时间延迟TdA可以被定义为
<formula>formula see original document page 11</formula>
因此将理解的是，从颗粒A最初被感应到的瞬间直到颗粒到达出口的断开、充电下 游位置，存在等于如上所述递增的延迟分量的总和的组合延迟时间Td。该组合延迟时间被 用来使控制信号延迟施加至液滴电荷放大器，液滴电荷放大器的输出被耦接至围绕液滴序 列的行进路径的静电充电圈。充电圈被垂直地放置在流体腔出口的下游和关联的静电(相 反极性，高电压)偏转板组的上游，当被充电的液滴流向下行进时它们经过偏转板组之间， 被沿着分选路径分选到被分选的液滴收集容器，或者被允许未经分选地沿着独立的行进路 径进入放弃的或丢弃的废物容器。有利地，本发明的充电机构是动态的，它与流体流动腔内的液流内将被分选的颗粒 所处的位置适应。这用来增加被分选的样本的纯度并减少它的稀度。使用一束或多束激光 束并确定散射脉冲之间的时间可以容易地测量颗粒的行进速度。此外，飞行时间或者脉冲 宽度可以被用作将颗粒尺寸作为时间延迟计算中的系数插入的附加参数。
图1利用图表解释了传统的"石英感应"流式细胞仪系统的一部分；
图2显示了在图1的"石英感应"流式细胞仪系统上重叠的一组速度分布图；以及
图3利用图表解释了本发明的信号处理系统的实施例以及在其中容易地与参照图1 和2所描述的类型的传统的流式细胞仪流体流动腔对接的方式。
具体实施例方式在详细描述根据本发明的用于补偿具有静电分选器的流式细胞仪中颗粒轨迹的变化
的体系结构和方法之前，应该看到本发明主要在于传统的模拟电路与数字电路和组件的规
定的新颖配置。因此，这样的电路及组件的构造以及它们可以与细胞仪流体流动腔及关联的颗粒液滴充电单元对接的方式，大部分已经通过容易理解的示意性框图在其中显示，其 只显示了与本发明有关的特定方面，以免本文说明书使本领域技术人员非常容易了解的细 节使本公开模糊。如此，示意的框图主要意欲以方便的功能群显示本发明的各个实施例的 主要组件，借此能够更容易理解本发明。现在将注意力转向图3，其中图解了本发明的信号处理系统的实施例以及其中它与参 照图1和图2描述的传统流式细胞仪流体流动腔对接的方式。如其内所显示的，该系统包 括诸如光检测器单元的感应器201，其被操作为生成输出脉冲信号202，该输出脉冲信号 202是由载运流体204内部的颗粒203所产生的，作为颗粒和照明感应区域22的激光束的 相互作用的结果。脉冲被耦接至数字信号处理器200，数字信号处理器200执行包括分选 延迟计算的指定脉冲评估程序，以便精确地限定将被分选的包含颗粒的液滴将由下游充电 圈可控充电的时间，此刻感兴趣的液滴从已经离开流体流动腔的输出幵口 206的液滴流断 开。脉冲信号202的宽度表现出流体流动通道内的颗粒的速度，并提供了颗粒的行进有 多靠近液流的轴的初始指示。在脉冲具有指定最小宽度的情形中，该情形能够通过实验上 或者确定性地确定，推断颗粒具有与穿过并离开腔的液流的轴重合的轨迹(如上所述，将 对应于颗粒A)，并因此以最高的可能速度穿过系统。在这一情况下，感应颗粒和在出口 206的下游的位置205选择性地分选颗粒之间的时间延迟TdA将是最小的延迟。
然而，如上所述，包含在载运流体内的颗粒的轨迹可以被预期是变化的，这是由于 以下事实，当其沿从上游到下游方向前进穿过流体流动腔，从颗粒进入该腔的相对较宽的 上游区域21至位于出口 15的收縮部时，穿过腔10的流体流动路径的横截面发生变化。 如上面所指出的，并且如图2所示，诸如颗粒B的离轴颗粒，具有小于沿着轴穿过流动腔 13的颗粒A的峰值速度矢量41的速度矢量(42)，以致颗粒B所产生的感应器输出脉冲 的宽度将比颗粒A所产生的更宽。通过信号分类步骤221确定被感应的信号是否是表示将 被分选的颗粒。如果该步骤的答案是如222处所显示的"是"，执行将在下面进行描述的 分选延迟计算步骤212。脉冲宽度确定信息在211处被测量并被应用于分类延迟计算212。 分选延迟计算步骤的输出是时间延迟值，该时间延迟值将被用来控制电荷被施加至液滴充 电圈借此对包含感兴趣的颗粒的液滴充电的时间。根据本发明，分选延迟计算由分别与感兴趣的颗粒所经过的流动腔的不同区域关联 的多个分量组成。第一区域是感应区域22，在感应区域22处颗粒被激光照明子系统30感 应到。感应器201的输出脉冲产生上升沿和下降沿，上升沿和下降沿限定与潜在的感兴趣的颗粒相关联的脉冲的宽度。感应区域22是流体流动腔的两个流体收縮区域23和24的 上游，以致感兴趣的颗粒在区域22具有某个恒定的速度。对于颗粒A，恒定的速度是ViA (由图1中的箭头42表示)，并且被限定在(抛物线)速度分布图40的峰值处。在分选
时间延迟计算内，将被确定的第一分量是颗粒通过距离D2所花费的时间，距离D2对应于
穿过感应区域22的距离(D)。用于颗粒A的延迟分量被表示为时间延迟Td2A。第二时间延迟分量是与颗粒从感应区域22到第一加速区域23的行进相关联的时间
延迟。所关联的距离被表示为距离D3。因为在该区域内存在载运流体的收縮，因此当它接
近出口 15时，颗粒A将经受加速f1A(a)。因此，颗粒A穿越距离D3所需要的时间T化A
等于距离D3除以在该距离上的速度。因为颗粒A在该区域内正经受加速，速度不是恒定
值，有必要在距离D2和距离D3的下游端的区域边界之间对加速度函数fiA(a)进行积分。
加速度函数fiA(a)可以基于液流系统的几何参数凭经验或者确定性地确定。作为一个不用于限制的实例，在加速区域是流动的截面积的均匀对称减小时，加速
度函数将是能够凭经验或者使用数值流体流动模拟计算确定的恒定值(k)。在这种情况下 —般说来，颗粒A穿越区域22和23之间的距离所需要的时间Td23A可被定义为类似地，颗粒A穿越区域23和24之间的开口的长度所需要的时间Td34A可被定义 为
。3作为一个不用于限制的实例，在加速区域是流动的截面积的均匀对称减小时，加速 度函数将是能够凭经验或者使用数值流体流动模拟计算确定的恒定值(k)。在这种情况下
/2一 —旦颗粒已经离开开口 15，它以恒定的离开速度V2A沿着液流的轴行进。从出口至 液滴充电位置的距离D5除以该速度是颗粒行进距离D5所需要的时间T45A。
因此，可以看出，从颗粒A最初被感应器201感应到的时刻直到颗粒到达出口 206 的下游位置205，等于如上所述递增的延迟分量的总和的组合延迟时间TdA已经过去。该 组合延迟时间被用来使控制信号延迟施加至液滴电荷放大器207，其输出被耦接至围绕液 滴序列的行进路径的静电充电圈208。充电圈208可以包括金属圆筒，该金属圆筒被定位成围绕沿着液滴序列行进路径的位置，在液滴序列行进路径处单个液滴与液流分离，并且 通常是几个液滴的长度。充电圈被垂直地放置在流体腔出口 206的下游和关联的静电(相 反极性，高电压)偏转板209和210组的上游，当被充电的液滴流向下行进时它们经过偏 转板209和210之间，并且被沿着分选路径213分选到被分选的液滴收集容器214，或者 被允许未经分选地沿着独立的行进路径进入放弃的或丢弃的废物容器215。
换句话说，对于颗粒A，组合时间延迟TdA可以被定义为
<formula>formula see original document page 14</formula>
同样地，对于与颗粒A相比具有更低的初始速度的颗粒B的情况，从颗粒B被感应 器201感应到的瞬间直到颗粒B到达出口 206的下游位置205，等于如上所述的递增的延 迟分量的总和的组合延迟时间TdB已经过去。对于颗粒B，组合时间延迟TdB可以被定义 为
<formula>formula see original document page 14</formula>从图2的速度分布图可以看出，颗粒A被加速至它的最大速度穿过输出开口要大大 先于颗粒B加速到它的最大速度穿过输出开口所花费的时间。因此，颗粒A的从颗粒A 在感应区域22中被感应到直到它被充电圈208充电的组合延迟将比颗粒B的组合延迟要 更短。因此，要理解的是本发明的充电机构是动态的，它与流体流动腔内的液流内将被分 选的颗粒所处的位置相适应。如上所指出的，这用来增加被分选的样本的纯度并减少它的 稀度。使用一束或多束激光束并确定散射脉冲之间的时间可以容易地测量颗粒的行进速 度。此外，飞行时间或者脉冲宽度可以被用作将颗粒尺寸作为时间延迟计算中的系数插入 的附加参数。虽然我已经展示并描述了根据本发明的实施例，但是应当理解实施例不限于此并且 为本技术领域技术人员所知道的许多改变和变形例是可以被接受的，并且因此我不希望仅 限于本文所展示和描述的细节，而意欲涵盖所有这样的对于本领域普通技术人员是明显的 改变和变形例。
权利要求
1.一种控制液滴被可控充电并与载运流体断开的时间点的方法，该方法用于流式细胞仪，其特征在于，包含将被分选的颗粒的载运流体流过颗粒流体传输腔和液滴分选器，所述颗粒流体传输腔具有耦接至液滴生成器的输出开口，所述液滴生成器控制液滴被可控充电并与离开所述输出开口的所述载运流体断开的时间点，所述液滴分选器被操作为使得被选择的液滴偏转从而沿着被分选的液滴偏转路径被分选，与未被分选的液滴路径分离，未被分选的液滴流沿着所述未被分选的液滴路径行进，所述方法包括以下步骤(a)监控所述颗粒流体传输腔内的指定区域中穿过的颗粒的存在，并产生输出脉冲，所述输出脉冲的宽度表示当所述颗粒穿过所述颗粒流体传输腔时所述颗粒在所述指定区域内的时间长度；(b)根据所述颗粒流体传输腔的几何参数计算在当所述颗粒出现在所述指定区域内时所述颗粒在步骤(a)中被感应到的时间和包含所述颗粒的液滴将从所述载运流体断开的时间之间的组合时间延迟；以及(c)使用在步骤(b)中计算的所述组合时间延迟，当所述颗粒从所述载运流体断开时对所述颗粒进行可控充电。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括，根据所述颗粒流体传输腔的 连续区域的几何参数计算所述组合时间延迟，包含所述颗粒的载运流体经过所述颗粒流体 传输腔的所述连续区域。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括，计算作为与所述颗粒流体传 输腔的所述连续区域的几何参数关联的各个时间延迟的总和的所述组合时间延迟，包含所 述颗粒的载运流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在穿过所述颗粒流体传输腔中的所述连续 区域中的至少一个区域的过程中，所述载运流体内的颗粒经受加速，包含所述颗粒的载运 流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括，对于所述载运流体在其中经 受加速的所述颗粒流体传输腔的区域，通过在所述区域的相对端之间对加速度函数进行积分，计算所述组合时间延迟的各个时间延迟分量。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括，根据下述表达式计算包含在所述载运流体中的任意的颗粒a的组合时间延迟<formula>formula see original document page 3</formula>其中tda是组合时间延迟，d2是穿过所述指定区域的距离，是穿过所述指定区域的所述颗粒的速度； D3是所述指定区域和靠近所述输出开口的区域之间的距离；<formula>formula see original document page 3</formula>是所述颗粒a在所述指定区域和靠近所述输出开口的所述区域之间的速度 d4是穿过所述输出开口在靠近所述输出开口的所述区域和所述输出开口的下游位置 之间的距离，是穿过所述输出开口的所述颗粒a的速度，D5是从所述输出开口的所述下游位置到包含所述颗粒a的液滴被充电并与所述载运 流体分离的位置的距离，以及v2a是所述输出开口的所述下游颗粒的速度。
7. —种用于控制液滴被可控充电并与载运流体断开的时间点的细胞仪子系统，该系统 用于流式细胞仪，其特征在于，包含将被分选的颗粒的载运流体流过颗粒流体传输腔和液 滴分选器，所述颗粒流体传输腔具有耦接至液滴生成器的输出开口，所述液滴生成器控制 液滴被充电并与离开所述输出开口的所述载运流体断开的时间点，所述液滴分选器被操作 为使得被选择的液滴偏转从而沿着被分选的液滴偏转路径被分选，与未被分选的液滴路径 分离，未被分选的液滴流沿着所述未被分选的液滴路径行进，所述子系统包括颗粒感应器，被操作为监控所述颗粒流体传输腔内的指定区域中穿过的颗粒的存在，并产生输出脉冲，所述输出脉冲的宽度表示当所述颗粒穿过所述颗粒流体传输腔时所述颗粒在所述指定区域内的时间长度；信号处理器，被耦接以接收来自所述颗粒感应器的所述输出脉冲，并被操作为，根据 所述颗粒流体传输腔的几何参数计算在当所述颗粒出现在所述指定区域内时所述颗粒被 感应到的时间和包含所述颗粒的液滴将与所述载运流体断开的时间之间的组合时间延迟； 以及液滴充电器，被操作为，在由所述信号处理器计算的所述组合时间延迟的终点，对包 含所述颗粒的液滴进行可控充电。
8. 如权利要求7所述的细胞仪子系统，其特征在于，所述信号处理器被操作为，根据 所述颗粒流体传输腔的连续区域的几何参数计算所述组合时间延迟，包含所述颗粒的载运 流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
9. 如权利要求8所述的细胞仪子系统，其特征在于，所述信号处理器被操作为，计算作为与所颗粒流体传输腔的所述连续区域的几何参数关联的各个时间延迟的总和的所述 组合时间延迟，包含所述颗粒的载运流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
10. 如权利要求8所述的细胞仪子系统，其特征在于，在穿过所述颗粒流体传输腔中 的所述连续区域中的至少一个区域的过程中，所述载运流体内的颗粒经受加速，包含所述 颗粒的载运流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
11. 如权利要求10所述的细胞仪子系统，其特征在于，所述信号处理器被操作为，对 于所述载运流体在其中经受加速的所述颗粒流体传输腔的区域，通过在所述区域的相对端 之间对加速度函数进行积分，计算所述组合时间延迟的各个时间延迟分量。
12. 如权利要求7所述的细胞仪子系统，其特征在于，所述信号处理器被操作为根据 下述表达式，计算包含在所述载运流体中的任意的颗粒A的组合时间延迟其中TdA是组合时间延迟，D2是穿过所述指定区域的距离，是穿过所述指定区域的所述颗粒的速度;D3是所述指定区域和靠近所述输出开口的区域之间的距离;是所述颗粒A在所述指定区域和靠近所述输出开口的所述区域之间的速度；D4是穿过所述输出开口在靠近所述输出开口的所述区域和所述输出开口的下游位置之间的距离，是穿过所述输出开口的所述颗粒A的速度，D5是从所述输出开口的所述下游位置到包含所述颗粒A的液滴被充电并与所述载运流体分离的位置的距离，以及V2A是所述输出开口的所述下游颗粒的速度。
13. —种控制液滴被可控充电并与载运流体断开的时间点的方法，该方法用于流式细胞仪，其特征在于，包含将被分选的颗粒的载运流体流过颗粒流体传输腔和液滴分选器，所述颗粒流体传输腔具有耦接至液滴生成器的输出开口，所述液滴生成器控制液滴被可控充电并与离开所述输出开口的所述载运流体断开的时间点，所述液滴分选器被操作为使得被选择的液滴偏转从而沿着被分选的液滴偏转路径被分选，与未被分选的液滴路径分离，未被分选的液滴流沿着所述未被分选的液滴路径行进，所述方法包括以下步骤(a) 在所述颗粒传输至包含所述颗粒的液滴将被充电并与所述载运流体断开的点的过程中，计算将被分选的颗粒穿过所述颗粒流体传输腔的连续区域的行进时间；(b) 根据在步骤(a)中计算的所述行进时间，计算组合时间延迟；以及(c) 使用在步骤(b)中计算的所述组合时间延迟，在所述颗粒从所述载运流体断开时对所述颗粒进行可控充电。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括，根据所述颗粒流体传输腔的连续区域的几何参数计算所述行进时间，包含所述颗粒的载运流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在穿过所述颗粒流体传输腔中的所述连续区域中的至少一个区域的过程中，所述载运流体内的颗粒经受加速，包含所述颗粒的载运流体经过所述颗粒流体传输腔的所述连续区域。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括，对于所述载运流体在其中经受加速的所述颗粒流体传输腔的区域，通过在所述区域的相对端之间对加速度函数进行积分，计算所述组合时间延迟的各个时间延迟分量。
17. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括，根据下述表达式计算包含在所述载运流体中的任意的颗粒A的组合时间延迟<formula>formula see original document page 6</formula>化 A其中TdA是组合时间延迟，D2是穿过所述指定区域的距离，是穿过所述指定区域的所述颗粒的速度；D3是所述指定区域和靠近所述输出开口的区域之间的距离；是所述颗粒A在所述指定区域和靠近所述输出开口的所述区域之间的速度；D4是穿过所述输出开口在靠近所述输出开口的所述区域和所述输出开'口的下游位置之间的距离，是穿过所述输出开口的所述颗粒A的速度，D5是从所述输出开口的所述下游位置到包含所述颗粒A的液滴被充电并与所述载运流体分离的位置的距离，以及V2A是所述输出开口的所述下游颗粒的速度。
全文摘要
一种流式细胞仪子系统监控流体传输腔内部的颗粒感应区域中的穿过的颗粒(例如，血细胞)的存在，并产生输出脉冲，输出脉冲的宽度表示轨迹并表示当颗粒穿过流体传输腔时颗粒在颗粒感应区域内的时间长度。然后根据颗粒所经过的颗粒流体传输腔的连续的时间延迟区域的几何参数对输出脉冲进行处理，以得到从颗粒的感应到包含颗粒的流体液滴将与载流流体断开的时间之间的组合时间延迟。采用组合时间延迟以精确地确定当颗粒从载运流体断开时颗粒被可控充电的时间。
文档编号G01N21/78GK101675334SQ200880014963
公开日2010年3月17日 申请日期2008年5月15日 优先权日2007年5月23日
发明者埃里克·H·弗雷泽 申请人:贝克曼考尔特公司