鞘流阻抗计数装置和检测方法与流程

1.本发明涉及血细胞分析技术领域，特别是涉及血细胞分析仪的鞘流阻抗计数装置和检测方法。


背景技术：

2.血常规是临床上常见的化验项目之一，可以发现许多疾病的早期迹象，诊断是否贫血、是否有血液疾病、脊髓造血功能是否正常等。血液主要有红细胞、白细胞、血小板这三类细胞，其中白细胞体积大、数量少，可以起到吞噬细菌、防疫疾病的作用，是人体的免疫细胞。目前白细胞的检测主要是五分类技术，即把白细胞分为淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞、中性粒细胞五类，并对这五类细胞分别计数。
3.现有五分类仪器中，大多是通过激光散射来确定细胞种类、通过阻抗来进行各类细胞计数。如，在血液样本流外包裹一层鞘液，对外层鞘液流加速使内层样本流压缩聚焦至特定目标长度，从而内层样本流粒子逐一通过指定测试区域，每个粒子通过测试区域时产生电压脉冲从而获得该粒子的阻抗数据，另外该粒子被激光照射并获得对应的光散射信号，根据阻抗数据和光散射信号即可统计出样本流中五类细胞的数量。
4.然而，现有五分类仪器在使用时存在样本聚焦长度达不到目标要求、聚焦样本流不稳定、聚焦速度过慢等问题，导致计数准确性差、计数耗时过长。另外，样本废液的回流等也会影响计数的准确性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，提供一种聚焦样本流快速稳定、计数准确的鞘流阻抗计数装置以及应用该装置的鞘流阻抗检测方法。
6.本发明提供一种鞘流阻抗计数装置，包括样本针、鞘流前池和鞘流后池，所述样本针用于向所述鞘流前池输送检测样本，所述鞘流前池和鞘流后池之间设有宝石孔，鞘液包裹所述检测样本并经由所述宝石孔流向所述鞘流后池，所述样本针的前端插入至所述鞘流前池，所述样本针的中心轴与所述宝石孔的中心轴同轴设置且两者的偏差在预设范围内。
7.进一步地，所述样本针的中心轴与所述宝石孔的中心轴的偏差小于或等于0.5mm。
8.进一步地，所述鞘流前池靠近所述宝石孔的一侧形成加速区，所述加速区朝向所述宝石孔的方向呈收缩状，所述样本针的前端伸入至所述加速区中。
9.进一步地，所述加速区在所述宝石孔的轴向方向上的长度为l0，所述样本针的前端伸入至所述加速区的长度为l1，l1与l0的比值为0.1～0.8。
10.进一步地，所述鞘流前池的加速区的收缩角为20～80
°
。
11.进一步地，所述样本针的前端呈锥形，所述前端的外壁面与端面倒圆角，所述倒圆角的半径不超过所述样本针的壁厚的一半。
12.进一步地，所述鞘流前池和鞘流后池的内腔容积均为0.5～4ml。
13.进一步地，所述鞘流后池设有废液收集管，所述废液收集管与所述宝石孔同轴设
置。
14.进一步地，所述鞘流前池设置有倾斜的前池冲洗口，所述前池冲洗口的中心轴与所述宝石孔的中心轴的交点位于所述宝石孔的后方。
15.进一步地，所述鞘流后池设置有倾斜的后池冲洗口，所述后池冲洗口的中心轴对准所述宝石孔面向所述鞘流后池一侧的中心。
16.进一步地，所述鞘流前池的顶部与底部分别设置有鞘液入口和前池冲洗口，所述鞘流后池的顶部与底部分别设置有废液出口和后池冲洗口，所述鞘液入口和废液出口竖直设置，所述前池冲洗口和后池冲洗口倾斜设置。
17.进一步地，所述鞘液入口、前池冲洗口、废液出口以及后池冲洗口的中心轴位于同一竖直面。
18.本发明还提供一种鞘流阻抗检测方法，所述检测方法包括以下步骤：向鞘流前池注入样本液和鞘液，鞘流包裹样本液中的粒子使样本液粒子逐一排队通过宝石孔实现样本液粒子的计数；收集并排出经过宝石孔流入至鞘流后池的样本液与鞘液的混合废液；以及，冲洗鞘流前池、鞘流后池和宝石孔。
19.相较于现有技术，本发明鞘流阻抗计数装置通过样本针、宝石孔的同轴设置以及尺寸、间隔的设计等，使用该装置进行鞘流阻检测时，鞘液聚焦并包覆于样本上，快速形成长度适当且稳定的样本流，有利于包裹鞘液的粒子逐一有序排列通过宝石孔，同时避免通过宝石孔后粒子回流，形成稳定无干扰的脉冲信号，保证计数的准确性。
附图说明
20.图1为本发明鞘流阻抗计数装置一实施例的结构示意图。
21.图2与图1类似，示意出前池冲洗口、后池冲洗口与宝石孔的中心轴的相对倾斜关系。
22.图3为图1所示鞘流阻抗计数装置的样本针的结构示意图。
具体实施方式
23.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本发明的一个或多个实施例，以使得本发明所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。
24.本发明附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.本发明提供一种鞘流阻抗计数装置，可以应用于血细胞分析仪中，对血液中的白细胞进行五分类检测。如图1所示，根据本发明的一具体实施例的鞘流阻抗计数装置包括样本针10、鞘流前池20以及鞘流后池30。
26.所述样本针10用于向鞘流前池20输送检测样本，如血液样本等。样本针10为细长结构，其前端伸入至鞘流前池20一定长度；尾端伸出鞘流前池20与样本注射仪器等连接。所述鞘流前池20用于注入并暂存注入的鞘液，鞘流后池30用于收集并暂存样本废液，鞘流前池20和鞘流后池30之间设置有宝石孔40。鞘液一般为电解质溶液，可以导电。鞘液注入鞘流前池20的速度大于检测样本通过样本针10推入的速度，在鞘液的聚焦作用下，检测样本中的粒子呈单列逐个间隔排布并被鞘液包裹，顺次通过宝石孔40流向鞘流后池30，在通过宝石孔40时不同的粒子产生不同的电阻抗信号。
27.所述宝石孔40的孔径为50～70μm，略大于样本流中粒子的尺寸，使得包裹了鞘液的样本流粒子一个一个顺次通过宝石孔40而流向鞘流后池30。宝石孔40可以是独立元件，夹置于鞘流前池20和鞘流后池30之间并正在鞘流前池20、鞘流后池30相对应的位置开口；或者，宝石孔40可以由鞘流前池20和/或鞘流后池30在相对应的位置开设的微孔构成。图示实施例中，宝石孔40的中心轴沿水平方向横向延伸。较佳地，鞘流前池20、鞘流后池30的内腔容积均为0.5～4ml，优选地为1～2ml，即避免内腔容积过小导致鞘流不稳定，也避免内腔容积过大造成冲洗上的浪费。
28.图示实施例中，样本针10横向设置，其中心轴沿水平方向延伸并与宝石孔40的中心轴重合，确保样本流能顺利地通过宝石孔40流向鞘流后池30。鞘流后池30插接有废液收集管32，废液收集管32与宝石孔40同轴设置并在轴向上间隔有小的距离，样本流以4～5m/s的速快流出宝石孔，基本以线性流动的方式进入相对应的废液收集管32并向外排出，避免样本废液向宝石孔40回流而干扰计数。应当理解地，由于元件公差的存在，在装配后样本针10的中心轴和宝石孔40的中心轴可能存在微小的预设偏差，所述预设偏差控制在0.5mm以内，优选地在0.2mm以内。类似地，废液收集管32的中心轴和宝石孔40的中心轴也可能存在微小的偏差。
29.如图1中虚线框所示，鞘流前池20在其靠近宝石孔40的一侧(即图示的右侧)形成加速区22，加速区22朝向宝石孔40的方向呈收缩状，形成节流加速效果，使包裹样本流的鞘液逐级加速并逐级压缩样本流，实现样本流粒子逐一排队进入宝石孔40。加速区22的收缩角，即鞘流前池20对应加速区22的内壁面相对于宝石孔40的中心轴的倾角α为20～80
°
，优选地为30～60
°
左右，在具体实施例中加速区22的收缩角α可以是30
°
、45
°
、60
°
等。加速区22的收缩角越大则截面的变化越大，对流过的流体的节流效果越强，但过于剧烈的收缩会导致加速区22在样本流的流向上的长度l0过窄，影响鞘流的形成与稳定，在具体实施时可以根据血液样本推入的速度具体设计。
30.所述样本针10的前端伸入至加速区22中，样本针10的前端端面与宝石孔40间隔有小的距离。如图1所示，样本针10的前端伸入加速区22的长度l1与加速区22的长度l0的比值为0.1～0.8，即l1/l0＝0.1～0.8，优选地为0.5。样本针10与宝石孔40的间隔距离l2，l2＝l0-l1，直接影响鞘流形成时间、鞘流宽度以及鞘流稳定性，优选地血样样本推入的速度为1～6m/s。血样样本推入的速度慢，可以适当减小间隔距离l2；反之，血样样本推入的速度快，则可以适当加大间隔距离l2。
31.在一具体实施例中，血样样本推入的速度为5.8m/s左右，加速区22的长度l0在2.5mm左右，样本针10的前端伸入加速区22的长度l1约为加速区22的长度l0的40％，l1约为0.9mm、l2约为1.6mm，确保鞘液逐级加速并逐级压缩样本流的效果。如图3所示，样本针10的
前端呈锥形，样本针10的前端外壁面相对于样本针10的中心轴形成有倾斜角θ，倾斜角θ一般不超过5
°
。另外，样本针10的前端端面与外壁面之间倒圆角，有利于鞘液对样本流的收缩聚焦。倒圆角的半径约为样本针壁厚的一半，如样本针10的壁厚为0.2mm，则倒圆角的大小不超过0.1mm。
32.所述鞘流前池20的顶部设置鞘液入口24，鞘液入口24可直接地或者通过软管等间接地与鞘液注射仪器等连接，以向鞘流前池20内注入鞘液。图示实施例中，鞘液入口24竖直设置，其中心轴沿纵向延伸，与宝石孔40的中心轴相垂直。所述鞘流前池20的底部设置前池冲洗口26，前池冲洗口26可以通过软管等连接清洗仪器以注入清洗液冲洗宝石孔40。如图2所示，前池冲洗口26倾斜设置，其中心轴与宝石孔40的中心轴的交点位于宝石孔40的后方，即位于鞘流后池30所在的位置，冲洗宝石孔40后的清洗废液可以顺着鞘流前池20流向鞘液入口24并向外排出。另外，所述鞘液入口24还可作为清洗过程中的排气口。
33.所述鞘流后池30的底部设置后池冲洗口34，后池冲洗口34可以通过软管等连接清洗仪器以注入清洗液冲洗宝石孔40。如图2所示，后池冲洗口34倾斜设置，其中心轴线对准宝石孔40面向鞘流后池30一侧的中心，可以清除掉堵塞在宝石孔40处的粒子。所述鞘流后池30的顶部设置废液出口36，用于冲洗后清洗废液的排出以及清洗过程中的排气。图示实施例中，废液出口36竖直设置，其中心轴沿纵向延伸，与宝石孔40的中心轴向垂直。较佳地，所述鞘液入口24、废液出口36、前池冲洗口26以及后池冲洗口34的中心轴位于同一竖直面，使得气泡等可以直接流向鞘液入口24和废液出口36，避免气泡在鞘流前池20、鞘流后池30盘旋。
34.本发明鞘流阻抗计数装置通过样本针10、宝石孔40的同轴设置以及尺寸、间隔的设计等，鞘液聚焦并包覆于样本上，快速形成长度适当且稳定的样本流，有利于包裹鞘液的粒子逐一有序排列通过宝石孔40，同时避免通过宝石孔40后粒子回流，形成稳定无干扰的脉冲信号，保证计数的准确性。另外，鞘流阻抗计数装置使用一定时长后，宝石孔40前后池可能产生气泡，宝石孔40也可能出现污染需要冲洗，本发明在鞘流前池20、鞘流后池30上设置冲洗口26、34并根据宝石孔40设置冲洗口26、34的倾斜角度，使清洗液直接冲洗宝石孔40，同时利用鞘液入口24和废液出口36排气排污，保证整个计数装置的洁净，也在一定程度上保证了计数的准确性。
35.本发明还提供一种使用上述鞘流阻抗计数装置进行的鞘流阻抗检测方法，首先通过样本针10向鞘流前池20中输入样本液、通过鞘液入口24向鞘流前池20中输入鞘液，由于样本液流速与鞘液流速之间有速度差，样本液与鞘液将形成层流，样本液宽度被逐级压缩、样本液中的粒子间距也被逐级拉开，被鞘流包裹着的样本液中的粒子将逐一排队通过宝石孔40实现样本液粒子计数。之后，流过宝石孔40的样本液与鞘液的混合废液被废液收集管收集并排出。最后，将稀释液通过前池冲洗口26、后池冲洗口24对鞘流前池20、鞘流后池30及宝石孔40进行冲洗，检测流程结束。
36.需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。