自动多通道类流式图像荧光分析系统的制作方法
【专利说明】自动多通道类流式图像荧光分析系统
[0001]本申请要求于2015年07月01日提交中国专利局、申请号为201510376530.0、发明名称为“集成式荧光激发光源装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
[0002]本实用新型涉及荧光分析技术领域，更为具体的说，涉及一种自动多通道类流式图像荧光分析系统。
【背景技术】
[0003]细胞分析在生物学基础研究和临床诊断应用中都具有非常重要的意义，细胞的分析和研究又细分为很多的方向和应用，从数量和性质的角度，可分为定性研究与定量研究。
[0004]现有技术中，对于细胞的定性研究，是从传统用显微镜观察和测量开始的，通过对细胞的大小、死活、形状、内部结构等通过光学可见的特征来进行细胞性质的判断。随着现代荧光标定和检测技术的发展，用荧光试剂对细胞或细胞内部特定组成目标进行染色，然后，采用荧光显微镜进行观察，这给细胞观察和分析增加了很多荧光属性指针，可以更深入和精确的对细胞性质进行分辨和判断。显微镜的放大倍数越大，定性研究可以越准确和深入。但同时的弊端是，单一视野能够观察到的数量就会越少，因此，为了比较准确的进行数量统计，需要借助血球计数板，在该计数板上预先用线条标刻了固定面积的区域，然后，通过不断移动显微镜的样品台，以实现多个视野对需要统计区域的全覆盖，然后，用人工计数统计的方法，统计出一定面积下的各种类型细胞的数量，再通过公式计算出浓度、比例等数量指标。这样的计数方法，操作复杂，耗时长、人工误差大，并且，无法实现对每个细胞的大小、荧光强度等特征进行精确分析。总体来说，荧光显微观察方法的长处是能够让细胞特征以可见的方式直接呈现，是对单个细胞及细胞内部特征进行定性观察和研究最基础和最重要的方法。但是，这一方法难以实现对大量样本的精确和快速分析，开展定量研究是这一方法的弱点和难点。
[0005]为解决快速细胞定量分析的难题，自20世纪30年代开始，科学家对细胞计数的方法进行了不懈的研究和改良，现在比较广泛应用的技术方案，是让细胞以单个的方式快速通过特定检测区域，以实现快速计数和分析。为了得到单个排列的细胞流，一种方法是采用细胞流通过比细胞直径略大的毛细管的方式来实现，这一方式的缺点是对不同大小的细胞需要更换相应的毛细管，对于大小不一和成团的细胞分析精度降低，目前这一方法在库尔特计数方法中仍然被广泛运用。另一种方法，是运用分层鞘流原理，用鞘液流来形成单个排列并快速通过的细胞流，流式细胞分析技术就是基于这一原理，并以此命名。这种形成快速流动的单细胞流的方法优势是可以确保在获得单个细胞信息的基础上，快速采集大量单细胞样本信息，并在此基础开展定量分析。但缺点也很明显，由于细胞的快速流动通过，这让采用显微镜方法进行可视观察分析难以实现，因此，不管是库尔特原理，还是流式细胞术，均是采集电子检测信号来进行分析和统计，这种方式下得出的细胞直径等指标，是通过电信号强弱、通过时间来进行模拟计算的，这种计算是否准确，最终还是要与显微镜检测的一致来进行评判。因此，这种模拟信号并不直观，也因为此，排除杂质干扰的能力也就有限。同时，用这种方法只能检测悬浮细胞，贴壁细胞无法采用这种方法进行检测。
[0006]综上所述，显微荧光观察和分析方法擅长细胞观察和定性研究，但对于大样本的分类、计数等定量分析是其弱点和难点。流式荧光分析方法的优势是快速实现对大量细胞样品、多种荧光特征信号的采集，基于密度函数概率分类分析原理，最终达到对样本的定性研究，这种方法的缺点是无法获得如显微镜观察下的单个细胞的成像，无法直接对单个细胞进行深入的观察研究和判断，其对细胞性质的判断是一种概率判断，而无法做到绝对判断。
[0007]因此，在细胞的分析过程中，如何解决显微镜方法难以大量采集样本并开展基于密度函数的类流式分析，是一项亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0008]有鉴于此，本实用新型提供了一种自动多通道类流式图像荧光分析系统，能够以显微成像技术为基础、快速采集和分析大量样品的成像信息，并采用密度函数的算法进行分析，以同时获得每个细胞的形态影像学分析结果和基于大样本量的密度函数的类流式数据分析结果。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下:
[0010]一种自动多通道类流式图像荧光分析系统，包括:集成式荧光激发光源装置、样品台装置、显微成像装置、自动控制系统和分析处理系统；其中:
[0011]所述自动控制系统分别与所述集成式荧光激发光源装置、样品台装置和显微成像装置相连，分别对所述集成式荧光激发光源装置、样品台装置和显微成像装置进行控制；
[0012]所述集成式荧光激发光源装置、样品台装置和显微成像装置构成显微光学系统；
[0013]所述分析处理系统与所述显微成像装置相连，对所显微成像装置采集的图像进行分析处理。
[0014]优选地，所述集成式荧光激发光源装置包括:光源架、I个垂直设置于光源架中心的透射明场光源装置及2个以上环绕光源架的中心倾斜设置于光源架上的荧光激发光源装置；
[0015]所述荧光激发光源装置所发光束与透射明场光源装置所发光束在某一位置形成交汇，所述荧光激发光源装置、所述透射明场光源装置均与所述自动控制系统相连接，透射明场光源装置与荧光激发光源装置通过所述自动控制系统控制，以实现单一光源顺序间隔开启和关闭、多种光源同时开启或关闭的不同光源组合，及实现光源光强可调整。
[0016]优选地，所述荧光激发光源装置与所述透射明场光源装置均位于所述样品台装置的上方，透射明场光源装置安装于所述光源架的中部，荧光激发光源装置以透射明场光源为中心环绕分布于透射明场光源装置的周围。
[0017]优选地，所述透射明场光源装置与所述荧光激发光源装置分别位于所述样品台装置的上下两侧，荧光激发光源装置环绕光源架的中心均匀分布于光源架的四周边缘。
[0018]优选地，所述集成式荧光激发光源装置还包括:光源调整架；
[0019]所述荧光激发光源装置固定安装于该光源调整架上，光源调整架的侧面设置有转轴，所述光源架对应于转轴设置有轴孔，转轴穿过轴孔与一调节螺母螺接，以实现对斜射的荧光激发光源装置的方向与位置的调节及固定。
[0020]优选地，所述荧光激发光源装置包括:
[0021]可调整固定架；
[0022]以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
[0023]其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
[0024]优选地，所述荧光激发光源装置包括:
[0025]可调整固定架；
[0026]以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
[0027]其中，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
[0028]优选地，所述聚光模组包括聚光透镜或透镜组。
[0029]优选地，所述单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠。
[0030]优选地，所述样品台装置包括:样品台、样品板和第一电机和第二电机；
[0031]所述样品板安装在所述样品台上；
[0032]所述第一电机和第二电机与所述自动控制系统连接，在所述自动控制系统的控制下驱动所述样品台完成X轴和Y轴移动，进行样品板中样品视野的自动更换。
[0033]优选地，所述样品板由两面透明玻片和间隔结构构成；
[0034]所述间隔结构在所述透明玻片中间形成独立固定距离的微缝槽，所述微缝槽的两端开有样品加注孔。
[0035]优选地，所述显微成像装置包括:物镜、镜筒、第三电机、发射光滤光模组和图像获取装置；其中:
[0036]所述物镜和图像获取装置分别固定于所述镜筒的两端；
[0037]所述发射滤光模组固定在所述镜筒上，位于所述物镜和所述图像获取装置之间；
[0038]所述图像获取装置与所述分析处理系统相连；
[0039]所述第三电机分别与所述镜筒和自动控制系统连接，在所述自动控制系统的控制下，带动所述镜筒和物镜上下移动，进行测量焦距的自动调节；
[0040]所述物镜用于放大预设检测区域值预设倍数；
[0041]所述发射滤光模组用于对所述预设检测区域内样品颗粒受所述荧光激发光激发后的荧光进行滤光处理；
[0042]所述图像获取装置用于获取放大至预设倍数后所述预设检测区域的图像，并将所述图像发送至所述分析处理系统进行分析处理。
[0043]优选地，所述发射光滤光模组包括:密封上盘、密封下盘、转盘、滤光片、滤光片卡环、转盘轴和第四电机；其中:
[0044]所述密封上盘和密封下盘固定于所述转盘中心的转盘轴两端；
[0045]所述滤光片通过滤光片卡环固定在所述转盘上；
[0046]所述第