脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置、方法和細(xì)胞分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及細(xì)胞分析儀器領(lǐng)域，具體涉及一種脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置、方法和細(xì)胞分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]流式細(xì)胞儀(Flow Cytometer)是一種可以對處在快速、直線、流動狀態(tài)中的單細(xì)胞或生物顆粒進(jìn)行多參數(shù)、快速定量分析，同時對特定群體加以分選的現(xiàn)代細(xì)胞分析儀器。
[0003]如圖1所示，在流式細(xì)胞儀中，液路單元將待測的經(jīng)過熒光染色后的細(xì)胞制成懸液，通過液體的壓力差別將待測樣本快速平穩(wěn)地注入流動室，通過液流的鞘流技術(shù)將待測細(xì)胞在鞘液的包裹下單行排列，依次通過流式細(xì)胞儀的檢測區(qū)域。系統(tǒng)通常以紅藍(lán)兩路或多路激光作為發(fā)光源，經(jīng)過聚焦整形后的光束，垂直照射在樣品流上，被熒光染色的細(xì)胞在激光束的照射下，產(chǎn)生前向、側(cè)向散射光和多種突光信號，反映了細(xì)胞的各種特征信息，通過利用光電轉(zhuǎn)換電路(光電二極管或光電倍增管)將光信號轉(zhuǎn)換成脈沖電信號，通過數(shù)據(jù)處理單元對放大的脈沖電信號進(jìn)行分析，就可以得到細(xì)胞分類和數(shù)目等信息，通過主控單元送到PC上來進(jìn)行顯示。
[0004]具體地，當(dāng)有一個粒子或細(xì)胞通過流動室中的細(xì)胞檢測區(qū)時，將在各個數(shù)據(jù)通道產(chǎn)生一組脈沖數(shù)據(jù)，稱之為一個事件(event)。其中光信號的強(qiáng)度決定了脈沖的高度，粒子在激光束中的行走時間決定了脈沖的寬度，因此粒子或細(xì)胞產(chǎn)生的散射光或熒光總量決定了脈沖面積(強(qiáng)度和時間)。脈沖的高度、面積等信息可在數(shù)據(jù)處理單元通過脈沖識別算法來實現(xiàn)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，脈沖識別通常采用閾值法，在用戶選定的參考通道根據(jù)用戶設(shè)定的閾值檢出一個脈沖的起始和結(jié)束，起始點和結(jié)束點之間時間的寬度為時間窗W。脈沖的脈沖幅值，即高度H，為時間窗內(nèi)最大的數(shù)據(jù)點值減去基線值(即圖2中所示波形左邊的實線部分)，為了在計算脈沖面積時不遺漏閾值(即圖2中所示的虛線)以下基線以上的部分(如圖2中所示的圓形圈選部分)，需要將時間窗在脈沖起始點和結(jié)束點前后進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，前后擴(kuò)展的時間稱為擴(kuò)展時間窗E。
[0006]如圖1所示，現(xiàn)有的一種流式細(xì)胞儀具有8個數(shù)據(jù)通道，其中有6個藍(lán)光通道(如圖1所示的FSC、SSC、FL1、FL2、FL3和FL5通道)，2個紅光通道(如圖1所示的FL4和FL6通道)，紅色激光器和藍(lán)色激光器通過透鏡會聚到流動室檢測區(qū)域的兩個光斑之間會有200um左右的距離，當(dāng)粒子或細(xì)胞隨液流經(jīng)過照射區(qū)時，先后經(jīng)過藍(lán)光和紅光光斑，從而使得紅光通道的脈沖數(shù)據(jù)與藍(lán)光通道脈沖數(shù)據(jù)之間會有一定時間間隔的延遲，具體延遲時間受液體流速和激光器距離等因素影響。流式細(xì)胞儀中液流的流速通常在6m/s左右，因此，紅光通道和藍(lán)光通道的延遲時間通常在幾十微秒，如圖3所示。在脈沖計算過程中，為了得到同一個粒子或細(xì)胞在各個通道的特征信息，需要精確得到同一個粒子或細(xì)胞產(chǎn)生的脈沖信息在不同數(shù)據(jù)通道的延遲時間。
[0007]目前對于細(xì)胞分析系統(tǒng)中不同激光脈沖數(shù)據(jù)通道之間的脈沖延遲時間，通常根據(jù)不同激光器光斑之間的距離和樣本流速來計算得到不同數(shù)據(jù)通道間的延時參數(shù)，在啟動測量前將不同的脈沖延遲參數(shù)寫入脈沖計算單元的延遲電路中，延遲電路根據(jù)脈沖延遲參數(shù)對不同數(shù)據(jù)通道的脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲，對齊不同脈沖數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)后進(jìn)行脈沖計算，得到同一個粒子在各個通道的特征信息。
[0008]然而，這種處理方式明顯具有以下缺陷:
[0009]1、針對流速波動引入的擴(kuò)展窗會由于不同流速產(chǎn)生不同的波動，沿用固定的擴(kuò)展窗存在一定缺陷；
[0010]2、該處理方式未考慮溫度等環(huán)境因素對脈沖延遲時間造成的影響，經(jīng)測試，不同溫度下，脈沖延遲的變化量不容忽視；
[0011]3、如果綜合考慮上述兩個因素的影響，擴(kuò)展窗的設(shè)置值會比較大，擴(kuò)展窗不斷增力口，會導(dǎo)致納入?yún)?shù)計算的點數(shù)增多，引入更多的噪聲點，影響計算結(jié)果；同時，擴(kuò)展窗重疊會導(dǎo)致粒子的丟棄，如果脈沖識別的擴(kuò)展窗太大，會導(dǎo)致脈沖丟棄率上升，最高脈沖計算速度同時受到影響；
[0012]4、實際工作過程中，儀器由于溫度變化造成激光器光斑距離漂移，液路流速波動等因素會引起延時參數(shù)的波動，默認(rèn)固定延遲參數(shù)很難校準(zhǔn)的比較精確，因此，會導(dǎo)致計算結(jié)果出現(xiàn)一定程度的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中各種因素引起的脈沖延遲波動，提供一種脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置、方法和細(xì)胞分析儀，更好的解決脈沖識別過程中由于不同因素引起的脈沖延遲參數(shù)波動造成的計算結(jié)果偏差。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0015]一種脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)方法，用于對細(xì)胞分析儀中的基準(zhǔn)激光器和非基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲進(jìn)行校準(zhǔn)，包括:
[0016]獲取細(xì)胞分析儀的工作環(huán)境參數(shù)；
[0017]根據(jù)獲取的工作環(huán)境參數(shù)，向細(xì)胞分析儀提供相同工作環(huán)境條件下非基準(zhǔn)激光器與基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲粗校準(zhǔn)值；
[0018]將脈沖延遲粗校準(zhǔn)值疊加到非基準(zhǔn)激光器的各數(shù)據(jù)通道的脈沖信號上。
[0019]一種脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置，用于對細(xì)胞分析儀中的基準(zhǔn)激光器和非基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲進(jìn)行校準(zhǔn)，包括:
[0020]環(huán)境監(jiān)控單元，用于獲取細(xì)胞分析儀的工作環(huán)境參數(shù)，發(fā)送給主控單元；
[0021]主控單元，用于向細(xì)胞分析儀提供非基準(zhǔn)激光器與基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲校準(zhǔn)值；
[0022]所述主控單元包括粗校準(zhǔn)值存儲模塊，用于存儲預(yù)先在各種不同工作環(huán)境條件下測得的非基準(zhǔn)激光器與基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲參數(shù)，還用于根據(jù)環(huán)境監(jiān)控單元獲取的工作環(huán)境參數(shù)，通過匹配查詢，獲取相同工作環(huán)境條件下的脈沖延遲參數(shù)，作為非基準(zhǔn)激光器與基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲粗校準(zhǔn)值，提供給細(xì)胞分析儀。
[0023]一種具有脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)功能的細(xì)胞分析儀，包括以上所述的脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置，還包括機(jī)箱以及安裝于機(jī)箱內(nèi)的液路單元、脈沖識別計算單元和多個激光器；
[0024]所述脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置的環(huán)境監(jiān)控單元連接于機(jī)箱、液路單元或激光器上；
[0025]所述多個激光器中的一個為基準(zhǔn)激光器，其余為非基準(zhǔn)激光器；
[0026]所述脈沖識別計算單元與脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置的主控單元連接，用于對每個激光器的多個數(shù)據(jù)通道進(jìn)行脈沖識別以輸出脈沖信號；還用于將主控單元提供的非基準(zhǔn)激光器與基準(zhǔn)激光器之間的脈沖延遲粗校準(zhǔn)值疊加到非基準(zhǔn)激光器的各數(shù)據(jù)通道的脈沖信號上。
[0027]本發(fā)明提供的脈沖延遲自適應(yīng)校準(zhǔn)裝置、方法和細(xì)胞分析儀，通過自適應(yīng)校準(zhǔn)方法，精確地找出多通道脈沖信號的延遲時間，每一個脈沖信號都帶有了一個精確的脈沖延遲校準(zhǔn)值，利用這個脈沖延遲校準(zhǔn)值就可以找出多通道脈沖信號的一一對應(yīng)關(guān)系，不需要在流式細(xì)胞儀中增加脈沖延時電路以使多通道脈沖信號的延時物理對齊，省去了脈沖延時電路部分的硬件資源。同時，脈沖經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的不經(jīng)過延時對齊的原始波形數(shù)據(jù)可以得到完好的保存，能夠更方便地支持后續(xù)的數(shù)據(jù)分析與比對。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下