專利名稱：微裝配成像流式細(xì)胞儀的制作方法
微裝配成像流式細(xì)胞儀本申請為2011年3月3日提交的、標(biāo)題為“Microassembled Imaging FlowCytometer”的第13/039，990號美國專利申請的PCT申請，并且要求于2010年3月15日提交的、標(biāo)題為 “Microassembled Confocal Imaging Flow Cytometer，，的第 61/314，056 號美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
細(xì)胞計(jì)量術(shù)是涉及生物細(xì)胞的計(jì)數(shù)和表征的技術(shù)專業(yè)。圖I示出了用于執(zhí)行被稱為成像流式細(xì)胞計(jì)量術(shù)的技術(shù)的系統(tǒng)的簡化圖。在成像流式細(xì)胞計(jì)量術(shù)的基本形式中，細(xì)胞101懸浮在流體中并在狹窄的透明管102內(nèi)單行(single-file)夾帶。該夾帶可以通過包括流體動(dòng)力聚焦的幾種方法中的任一種來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)每個(gè)細(xì)胞101經(jīng)過測量位置時(shí)，光源103照射每個(gè)細(xì)胞101。光源103可以例如為激光器。來自光源103的光因正被測量的細(xì)胞101而散射。部分光105被物鏡106聚集并被重導(dǎo)向以在光傳感器107處形成圖像。光 傳感器107可以例如為顯微鏡或攝像裝置的部件。各種光學(xué)部件可以與物鏡106協(xié)作將光105導(dǎo)向傳感器107，例如包括部分反射鏡108和附加透鏡109。來自傳感器107的輸出信號被發(fā)送至處理單元110，該處理單元110可以存儲并分析這些信號以識別與每個(gè)細(xì)胞有關(guān)的信息，例如細(xì)胞的大小和與細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些信息。在一些應(yīng)用中，會(huì)期望緊湊型細(xì)胞計(jì)量系統(tǒng)，例如用于便攜式使用、或用于在小診所中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞篩選。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，一種微裝配成像細(xì)胞儀包括經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置、光源以及聚焦元件。該聚焦元件將來自光源的光聚焦為在感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)，以使得細(xì)胞在穿過感測位置時(shí)被一個(gè)或多個(gè)聚焦照射點(diǎn)照射。該細(xì)胞儀還包括陣列光傳感器和聚光透鏡(collection lens)，該聚光透鏡將從細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上。在一些實(shí)施例中，微裝配成像細(xì)胞儀還包括流道(flow channel),細(xì)胞通過該流道被流動(dòng)流體輸送，該流道至少部分地被壁限界，該壁的至少一部分基本上是透明的。相對運(yùn)動(dòng)可以至少部分地由細(xì)胞的移動(dòng)產(chǎn)生。相對運(yùn)動(dòng)可以至少部分地由細(xì)胞儀的一部分的移動(dòng)產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，細(xì)胞附于載片，其中，相對運(yùn)動(dòng)至少部分地由載片的移動(dòng)產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，從感測位置的一側(cè)執(zhí)行對細(xì)胞的照射，并且從感測位置的同一側(cè)執(zhí)行對從細(xì)胞發(fā)出的光的感測。在一些實(shí)施例中，從感測位置的一側(cè)執(zhí)行對細(xì)胞的照射，并且從感測位置的不同側(cè)執(zhí)行從細(xì)胞發(fā)出的光的感測。聚焦元件可以包括具有球面的微透鏡的陣列。聚焦元件可以包括具有非球面的微透鏡的陣列。聚焦元件可以包括至少一個(gè)衍射元件。光源可以包括激光器。在一些實(shí)施例中，陣列光傳感器包括像素的陣列并產(chǎn)生表示落在像素上的光的強(qiáng)度和分布的信號，并且該細(xì)胞儀還包括至少部分地基于信號來構(gòu)建細(xì)胞的數(shù)字圖像的處理單元。在一些實(shí)施例中，處理單元部分地通過對在不同時(shí)間從細(xì)胞的不同部分取得的光強(qiáng)度讀數(shù)進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)來構(gòu)建細(xì)胞的數(shù)字圖像。在一些實(shí)施例中，至少部分地基于細(xì)胞穿過感測位置的速度來執(zhí)行對在不同時(shí)間從細(xì)胞的不同部分取得的光強(qiáng)度讀數(shù)的關(guān)聯(lián)。聚焦元件可以包括微透鏡的線性陣列。聚焦元件可以包括微透鏡的二維陣列。陣列光傳感器可以包括像素的線性陣列。陣列光傳感器可以包括像素的二維陣列。在一些實(shí)施例中，微裝配成像細(xì)胞儀還包括在感測位置與陣列光傳感器之間的至少一個(gè)光濾波器。在一些實(shí)施例中，陣列光傳感器包括選自以下組的至少一個(gè)傳感器該組包括電荷耦合器件傳感器、電子倍增電荷耦合器件傳感器、雪崩光電二極管傳感器、光電倍增管以及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。在一些實(shí)施例中，多個(gè)聚焦照射點(diǎn)形成聚焦照射點(diǎn)的陣列，該陣列相對于細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和感測位置而歪斜。微裝配成像細(xì)胞儀還可以包括接近陣列光傳感器的光學(xué)元件，該光學(xué)元件將微裝配成像細(xì)胞儀配置為基本上共焦。光學(xué)元件可以包括微孔(microaperture)的陣列。光學(xué)元件可以包括光纖束。在一些實(shí)施例中，聚光透鏡聚集并重新聚焦從細(xì)胞通過熒光發(fā)出的光。根據(jù)另一方面，一種執(zhí)行細(xì)胞計(jì)量術(shù)的方法包括使用光源來產(chǎn)生光束；將來自光束的光聚焦為在經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)；以及將從細(xì)胞 發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上。該方法還包括從陣列光傳感器產(chǎn)生表示落在陣列光傳感器上的光的強(qiáng)度和分布的信號；以及使用處理單元來至少部分地基于來自陣列光傳感器的信號構(gòu)建細(xì)胞的數(shù)字圖像。該方法還可以包括將信號轉(zhuǎn)換為表示落在陣列光傳感器上的光的圖案的數(shù)值。在一些實(shí)施例中，構(gòu)建細(xì)胞的數(shù)字圖像還包括取得落在陣列光傳感器上的光的一系列時(shí)序讀數(shù)；對應(yīng)于各個(gè)聚焦照射點(diǎn)單獨(dú)地跟蹤來自陣列光傳感器的光讀數(shù)；以及至少部分地基于已知的系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)、細(xì)胞的行進(jìn)速度以及取得光讀數(shù)的頻率來對單獨(dú)的光讀數(shù)進(jìn)行空間校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，該方法還包括對從細(xì)胞發(fā)出的光進(jìn)行濾波，以選擇性地阻擋由光源發(fā)射的波長的光并選擇性地使從細(xì)胞通過熒光發(fā)出的波長的光通過。在一些實(shí)施例中，該方法還包括設(shè)置接近陣列光傳感器的光學(xué)元件，該光學(xué)元件將微裝配成像細(xì)胞儀配置為基本上共焦。根據(jù)另一方面，微裝配成像細(xì)胞儀包括經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置、光源以及聚焦元件。該聚焦元件將來自光源的光聚焦為在感測位置處的多條聚焦照射線，以使得細(xì)胞在穿過感測位置時(shí)被一條或多條聚焦照射線照射。微裝配成像細(xì)胞儀還包括光傳感器以及聚光透鏡，該聚光透鏡將從細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上。該光傳感器可以包括像素的陣列。根據(jù)另一方面，微裝配成像細(xì)胞儀包括經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置、光源以及聚焦元件。該聚焦元件將來自光源的光聚焦為在感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)或線，以使得細(xì)胞在穿過感測位置時(shí)被一個(gè)或多個(gè)聚焦照射點(diǎn)或線照射。微裝配成像細(xì)胞儀還包括陣列光傳感器；聚光透鏡，將從細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上；處理單元，分析來自光傳感器的信號以對細(xì)胞進(jìn)行歸類；以及分選機(jī)構(gòu)，將所歸類的細(xì)胞引導(dǎo)至至少兩個(gè)收集通道中的一個(gè)。


圖I示出了用于執(zhí)行成像流式細(xì)胞計(jì)量術(shù)的系統(tǒng)的簡化圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微裝配成像細(xì)胞儀的示意斜視圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、圖2的微裝配成像細(xì)胞儀的一部分的正交視圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、圖2的示例微裝配成像細(xì)胞儀示例的一部分的不意頂視圖。圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、在圖2的微裝配成像細(xì)胞儀的不同感測器位置處所取得的光讀數(shù)如何根據(jù)時(shí)間改變。圖5B示出了在空間校準(zhǔn)后的圖5A的軌跡。圖6示出了根據(jù)圖5A和圖5B的數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)字圖像。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微裝配共焦成像細(xì)胞儀。圖8示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配共焦成像細(xì)胞儀。 圖9示出了根據(jù)又一些其他實(shí)施例的微裝配成像細(xì)胞儀。圖10示出了圖9的微裝配成像細(xì)胞儀中的一些部件的歪斜的效果。圖11示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配成像細(xì)胞儀，其中從感測位置的同一側(cè)照射并感測細(xì)胞。圖12示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、圖12的系統(tǒng)的正交視圖。圖14示出了可以由一個(gè)細(xì)胞穿過圖12的系統(tǒng)的感測區(qū)域產(chǎn)生的一系列光強(qiáng)度讀數(shù)。圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、與分選機(jī)構(gòu)耦接的檢測和分析系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微裝配成像細(xì)胞儀200的示意斜視圖。圖2不一定是按比例繪制的，并且為了清楚，可以省略或簡化一些部分。為了本公開的目的，術(shù)語“微裝配”意味著使用如下部件、設(shè)備以及技術(shù)來裝配這些部件、設(shè)備和技術(shù)使得能夠?qū)ρb配公差(assembly tolerance)比可利用傳統(tǒng)機(jī)械工具和裝配技術(shù)實(shí)現(xiàn)的裝配公差小得多的非常小的結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配。例如，各部件可以具有功能特征或大約5至100微米的尺寸，并且可以使用被專門設(shè)計(jì)成操作裝配公差為大約O. I到10微米的小部件的設(shè)備來將這些部件裝配在一起。微裝配技術(shù)可以縮短另外相隔較遠(yuǎn)的光學(xué)或機(jī)械部件的間距，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)集成和并行。微裝配的成像細(xì)胞儀200包括流道(flow channel) 201,細(xì)胞通過該流道在流動(dòng)的流體中被輸送。流道201被壁202限界，該壁202的至少一部分基本上是透明的。該系統(tǒng)還包括光源203，該光源203產(chǎn)生用于照射細(xì)胞101的光束204。光束204優(yōu)選地為相干光束，因此，光源203便利地為激光器。聚焦元件205接收來自光源203的光并將光聚焦為在流道201內(nèi)的感測位置207處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)206。由于細(xì)胞101流過流道201，感測位置207和細(xì)胞101經(jīng)歷相對運(yùn)動(dòng)。在任一時(shí)間，細(xì)胞101在穿過感測位置207時(shí)可以被一個(gè)或多個(gè)照射點(diǎn)206照射。在示例系統(tǒng)200中，聚焦元件205包括微透鏡205A的二維陣列,但是可以使用其他種類的聚焦元件。例如，聚焦元件205可以為菲涅爾波帶片陣列、原始納米孔陣列的透射或反射全息圖、或另一種聚焦元件。每個(gè)微透鏡205A可以產(chǎn)生照射點(diǎn)206(為了清楚，在圖2中僅示出兩個(gè)照射點(diǎn)206。)感測位置207可以基本上是平坦的，并由聚焦照射點(diǎn)206的軌跡限定。
當(dāng)細(xì)胞101遇到一個(gè)聚焦照射點(diǎn)時(shí)，光208從細(xì)胞101發(fā)出。例如，細(xì)胞101可以標(biāo)記有在被來自光束204的聚焦光激勵(lì)時(shí)通過熒光發(fā)出光的熒光團(tuán)。替選地，微裝配成像細(xì)胞儀200可以使用從細(xì)胞101散射的光來執(zhí)行細(xì)胞101的直接成像。從細(xì)胞101發(fā)出的光208中的至少一部分被聚光透鏡209聚集并重新聚焦到陣列光傳感器210上。(在圖2中用虛線示出了其他光束214，該其他光束214表示當(dāng)細(xì)胞101處于流道201中的不同位置時(shí)可以從細(xì)胞101發(fā)出的光。)諸如濾波器211的一個(gè)或多個(gè)濾波器可以放置在感測位置207與陣列光傳感器210之間。例如，濾波器211可以存在于流道201與透鏡209之間、透鏡209與陣列光傳感器210之間、或者透鏡209的元件之間(在透鏡209包括多個(gè)元件的情況下)。例如，濾波器211可以選擇性地阻擋由光源203發(fā)射的波長的光，并且選擇性地使從細(xì)胞101通過熒光發(fā)出的波長的光通過，使得到達(dá)陣列光傳感器210的光基本上全部通過熒光產(chǎn)生。例如，陣列光傳感器210可以是數(shù)字?jǐn)z像裝置的部件，并且可以包括光敏元件的有序陣列，其中光敏元件可以稱為像 素。陣列光傳感器210可能在未示出的其他電子設(shè)備的控制下產(chǎn)生表示在給定的曝光時(shí)間內(nèi)落在每個(gè)像素上的光的強(qiáng)度的信號。從而，這些信號表不在曝光期間落在陣列光傳感器210上的光的強(qiáng)度和分布。這些信號可以被傳送212至處理單元213以進(jìn)行存儲、分析或顯示?？梢岳缡褂媚?shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)來將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以存在于系統(tǒng)中的任意便利位置。處理單元213可以包括微處理器和其他電子部件，并且可以例如為被專門編程為對來自陣列光傳感器210的信號執(zhí)行各種分析的通用計(jì)算機(jī)。如將在稍后進(jìn)行更詳細(xì)說明的，處理單元213可以收集按時(shí)間間隔所取得的來自陣列光傳感器210的一系列數(shù)字圖像，并且可以根據(jù)該系列圖像構(gòu)建細(xì)胞101的圖像。圖3示出了如沿著圖2中示出的Y方向看到的、示例性微裝配成像細(xì)胞儀200的一部分的正交視圖。微透鏡205A接收光束204。微透鏡205A可以具有球面(S卩，每個(gè)透鏡的曲面可以是球面的一部分)，或者為了獲得非常小的點(diǎn)大小和高分辨率，微透鏡205A可以優(yōu)選地具有非球面。已知用于構(gòu)造包括非球面微透鏡的微透鏡的陣列的技術(shù)。例如參見Hongmin Kim, Gibong Jeong, Young-Joo Kim, and Shinill Kang, “Design and Fabricationof Aspheric Microlens Array for Optical Read-OnIy-Memory Card System，，, JapaneseJournal of Applied Physics, Vol. 45，No. 8B, 2006，pp. 6708-6712,其全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。微透鏡205A的大小和間距可以為任意可使用的值，但是優(yōu)選地，微透鏡205A的中心可以相隔5到20微米之間。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，每個(gè)微透鏡205A可以具有大約15微米的直徑，并且微透鏡205A可以相隔大約15微米來密集地壓緊。優(yōu)選地，使微透鏡205A之間的任何間隙都不透光，以使得通過聚焦元件205的任何光通過一個(gè)微透鏡205A的聚焦表面。從聚焦元件205到感測位置207的距離可以例如為大約10到100微米，并且優(yōu)選地小于50微米。根據(jù)最終所得到的圖像的期望像素密度，實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括比所示出的微透鏡更多或更少的微透鏡。在一些實(shí)施例中，可以使用大約200個(gè)微透鏡。每個(gè)微透鏡205聚焦光束204的一部分，使得在感測位置處產(chǎn)生多個(gè)聚焦照射點(diǎn)206。感測位置207優(yōu)選地在流道201的中心附近，并且在細(xì)胞101穿過流道201時(shí)，流道201優(yōu)選地將細(xì)胞101約束成包圍感測位置207。雖然系統(tǒng)200可以適于表征各種細(xì)胞并且以任何適當(dāng)?shù)乃俣裙ぷ?，但是典型?xì)胞101可以為大約10到20微米寬，并且可以以例如每秒I到50毫米的速度穿過流道201。系統(tǒng)的采樣分辨率由獲得數(shù)字圖像的速度以及細(xì)胞101穿過流道201的速率來確定。該系統(tǒng)的光學(xué)分辨率主要按照聚焦照射點(diǎn)206的大小來設(shè)定。非球面微透鏡205A能夠?qū)崿F(xiàn)大小為O. 5微米或更小的焦點(diǎn)。從細(xì)胞101發(fā)出的光208被聚光透鏡209聚集并且被重新聚焦到陣列光傳感器210上。雖然在圖3中將聚光透鏡209描繪為簡單的雙凸透鏡，但是可以使用任何適合的透鏡配置，包括平凸透鏡、凹凸透鏡、多元透鏡或其他種類的透鏡。由于系統(tǒng)的光學(xué)分辨率主要按照聚焦照射點(diǎn)206的大小來設(shè)定，因此，聚光透鏡209的性能可以不是關(guān)鍵的，只要來自各種微透鏡205A的光被導(dǎo)向陣列光傳感器210的表面上的分立且可辨別的池。處理單元213可以僅僅對來自傳感器210的幾個(gè)相鄰像素的讀數(shù)進(jìn)行求和以估計(jì)從任何特定的聚焦照射點(diǎn)206發(fā)出的光208的強(qiáng)度。在圖3所示的系統(tǒng)中，聚光透鏡209被配置用于進(jìn)行單位放大，但是這不是要求。聚光透鏡209可以被配置為將聚焦照射點(diǎn)206的較大或較小的圖像投射到陣列光傳感器210上。在一些實(shí)施例中，聚光透鏡209可以投射與單位放大圖像相比放大了 2X到5X的圖像。從流道201到陣列光傳感器210的距離可以為任何適當(dāng) 的距離，但可以為例如大約5毫米到15毫米。陣列光傳感器210可以是能夠單獨(dú)地讀取來自各種微透鏡205A的光的強(qiáng)度的任何適當(dāng)種類的光傳感器。例如，陣列光傳感器210可以為電荷耦合器件(CCD)傳感器。在(XD傳感器中,光敏位點(diǎn)(photosensitive site)的陣列被制造在半導(dǎo)體襯底上。這些位點(diǎn)具有如下特性電子以與落在位點(diǎn)上的光的強(qiáng)度成比例的速度累積在該位點(diǎn)中。為了取得圖像，位點(diǎn)被明亮化且曝光了特定的曝光時(shí)間。在曝光時(shí)間過去之后，來自光敏位點(diǎn)的電子被轉(zhuǎn)移到CCD存儲寄存器中。于是，每個(gè)寄存器中的電子的數(shù)量大致上與在曝光期間落在對應(yīng)光敏位點(diǎn)上的光量成比例。來自存儲位點(diǎn)的電荷被轉(zhuǎn)移出裝置，并且通常各自轉(zhuǎn)換為電壓，例如使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器又將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)值。最終所得到的數(shù)值的陣列可以稱為數(shù)字圖像。在細(xì)胞計(jì)量系統(tǒng)200的情況下，數(shù)字圖像表示在曝光時(shí)間內(nèi)落在陣列光傳感器210上的光的圖案。也可以在本發(fā)明的實(shí)施例中使用其他種類的陣列光傳感器，尤其是最近被開發(fā)用于高敏應(yīng)用的傳感器。例如，陣列光傳感器210可以包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器、電子倍增電荷耦合器件(EMCCD)傳感器、雪崩光電二極管(APD)傳感器、光電倍增管(PMT)、或者APD或PMT的陣列。也可以使用多個(gè)傳感器。例如，每個(gè)微透鏡205A可以使用一個(gè)離散傳感器。如果存在濾波器211，則濾波器211可以例如為通過選擇性地涂覆透明襯底而形成的二向色濾光器，以使得僅特定的一個(gè)或多個(gè)波長帶的光容易地通過濾波器211，而其他波長的光基本上被濾波器211阻擋。在使用細(xì)胞計(jì)量系統(tǒng)200來測量從細(xì)胞101通過熒光發(fā)出的光時(shí)，濾波器211尤其有用。濾波器211可以被配置為基本上阻擋光束204中所包含的波長的光，而使細(xì)胞101中的熒光團(tuán)發(fā)出熒光的波長帶的光基本上通過。由于微透鏡205A的間距可與細(xì)胞101的大小相比較，所以聚焦元件205可以相對于細(xì)胞101與感測位置207之間的運(yùn)動(dòng)而歪斜，以確保細(xì)胞101在經(jīng)過感測位置207時(shí)被聚焦照射點(diǎn)206很好地覆蓋。圖4示出了如從圖2中所示的Z方向看到的、陣列光傳感器210的表面的示意頂視圖，其中細(xì)胞101和聚焦照射點(diǎn)206重疊以示出使聚焦照射點(diǎn)206的陣列相對于流道201歪斜的效果。如可以在圖4的示例中看到的，即使聚焦照射點(diǎn)206相對于彼此間隔相對寬(對應(yīng)于微透鏡205A的間距)，細(xì)胞101也將在穿過流道201時(shí)遇到九個(gè)不同的聚焦照射點(diǎn)。這九個(gè)點(diǎn)將描繪跨越細(xì)胞101的間隔較近的路徑A-I，使得細(xì)胞101在其穿過期間被很好地覆蓋。為了構(gòu)建細(xì)胞101的數(shù)字圖像，系統(tǒng)200取得落在陣列光傳感器210上的光的一系列時(shí)序讀數(shù)。陣列光傳感器210上與各個(gè)聚焦照射點(diǎn)206對應(yīng)的位置被識別并被單獨(dú)地跟蹤。圖5A示出了在細(xì)胞101穿過流道201時(shí)在與路徑A-I對應(yīng)的傳感器位置處的光讀數(shù)會(huì)如何根據(jù)時(shí)間改變。如可以看到的，細(xì)胞101首先沿著路徑G遭遇照射，并且逐漸地在后續(xù)時(shí)間沿著其他路徑遭遇照射，其中，路徑F為接收光的最后路徑。由于已知系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)和細(xì)胞101的行進(jìn)速度，并且已知取得讀數(shù)的頻率，因此沿著路徑A-G所取得的光強(qiáng)度軌跡可以被空間校準(zhǔn)以形成細(xì)胞101的數(shù)字圖像。圖5B中示出了空間校準(zhǔn)軌跡。然后，可以將空間校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組合成細(xì)胞101的數(shù)字圖像，如圖6所示，其中，較高的光強(qiáng)度相比于較低的光強(qiáng)度以較淺的灰色陰影來示出。當(dāng)然，根據(jù)其他實(shí)施例的細(xì)胞儀可以使用不同數(shù)量的聚焦照射點(diǎn)206，并且可以產(chǎn)生分辨率比圖6所示的分辨率更高的圖像。 在該示例中，從細(xì)胞101上的特定位置通過熒光發(fā)出的較多的光產(chǎn)生較高光強(qiáng)度信號，從而細(xì)胞的帶有較多熒光團(tuán)的部分在圖6中被示為較淺。如果期望，該關(guān)系可以反轉(zhuǎn)，使得細(xì)胞101的發(fā)出較多光的部分在最終所得到的數(shù)字圖像中被示為較深。如果系統(tǒng)200用于以包含在光束204中的光波長直接成像(沒有利用熒光)，那么細(xì)胞101可以被認(rèn)為將陰影投影在陣列光傳感器210上，從而細(xì)胞101的較密集部分會(huì)產(chǎn)生到達(dá)陣列光傳感器210的較少光。在一些實(shí)施例中，微裝配成像細(xì)胞儀可以包括在陣列光傳感器210附近的光學(xué)元件，該光學(xué)元件將系統(tǒng)配置為基本上共焦。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀700。系統(tǒng)700的幾個(gè)部件與上面討論的系統(tǒng)200的幾個(gè)部件相似，并且被賦予與系統(tǒng)200中的這幾個(gè)部件相同的附圖標(biāo)記。通過在陣列光傳感器210附近添加光纖束701，系統(tǒng)700被配置為基本上共焦。優(yōu)選地，除允許光進(jìn)入的狹窄部分之外，光纖束701中的各光纖的頂端702被配置為不透光或反光。例如，光纖中的部分可以涂覆有鋁或金，其被鍍了 100納米到200納米厚。然后，光纖將允許進(jìn)入的光導(dǎo)向陣列光傳感器210。因此，光纖的端部702以類似于孔板的方式起作用，以優(yōu)先允許從感測位置207發(fā)出的光進(jìn)入并優(yōu)先阻止從其他軸向位置發(fā)出的光進(jìn)入。例如，從在感測位置207處的照射點(diǎn)206發(fā)出并通過透鏡209成像的光跟隨諸如光線錐706的光線束，并且在其到達(dá)一條光纖701的頂面時(shí)被緊密聚焦，從而通過光纖而允許進(jìn)入。從在感測位置207下方的位置發(fā)出的光可以按照類似于光線錐703的光線錐發(fā)散，以被透鏡209會(huì)聚成例如光線錐705的光線錐。光線錐705在其到達(dá)光纖701時(shí)未會(huì)聚成緊密點(diǎn)，因此，被光纖端部的不透光部分阻止大部分進(jìn)入。類似地，從感測位置207上面發(fā)出的光將在其到達(dá)光纖207時(shí)會(huì)聚并且重新發(fā)散，因此，也被光纖701阻止大部分進(jìn)入。因此，系統(tǒng)700優(yōu)先使從感測位置207發(fā)出的光通過并且優(yōu)先阻擋從其他軸向位置發(fā)出的一些光。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀800。系統(tǒng)800的幾個(gè)部件與上面討論的系統(tǒng)200的幾個(gè)部件相似，并且被賦予與系統(tǒng)200中的這幾個(gè)部件相同的附圖標(biāo)記。另外，另一個(gè)光學(xué)部件即孔板801被設(shè)置在陣列光傳感器210的表面附近。除了孔802的陣列之外，孔板801基本上不透光。每個(gè)孔802對應(yīng)于一個(gè)微透鏡205A，并且被校準(zhǔn)以允許從對應(yīng)的聚焦照射點(diǎn)206發(fā)出的光通過。光學(xué)元件801將系統(tǒng)800配置為基本上共焦。也就是說，孔802具有阻擋來自軸向位置的光而不是感測位置中的光的效果。例如，光線束803從正好在感測位置207下方的位置804發(fā)出。最終所得到的光被聚光透鏡209重新聚焦成另一個(gè)光線束805，該光線束805比源自感測位置207的光線錐806更慢地會(huì)聚。因此，光線束805被一個(gè)孔802部分地阻擋，由陰影區(qū)域807來表示。由于系統(tǒng)800優(yōu)先使從感測位置207發(fā)出的光通過并且優(yōu)先阻擋從其他軸向位置發(fā)出的一些光，所以該系統(tǒng)可以相比于未被配置為基本上共焦的系統(tǒng)產(chǎn)生更高對比度或分辨率的圖像。理想地，孔板801放置在透鏡209的焦點(diǎn)位置處，以使得孔802能夠非常小并且有效地區(qū)分從感測位置207發(fā)出的光和從軸向位置而不是感測位置207處發(fā)出的光。于是，源自一個(gè)聚焦照射點(diǎn)206的每個(gè)射線束在其到達(dá)陣列光傳感器210時(shí)可以略微發(fā)散，并且處理單元可以通過對來自陣列光傳感器210的幾個(gè)像素的讀數(shù)進(jìn)行求和來估計(jì)每個(gè)光線束的強(qiáng)度。
圖9示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀900。在該實(shí)施例中，替代微透鏡的二維陣列，使用了微透鏡205A的線性陣列901。優(yōu)選地，微透鏡陣列901相對于流道201歪斜。相應(yīng)地，線性陣列光傳感器902被設(shè)置，并且也優(yōu)選地相對于流道201歪斜，且與微透鏡陣列901校準(zhǔn)。線性陣列光傳感器902可以包括任何適當(dāng)種類的傳感器，包 括CXD傳感器、EMCXD傳感器、APD、PMT、CMOS傳感器或另一種傳感器。圖10示出了雖然由微透鏡陣列901提供的聚焦照射點(diǎn)206可以間隔相對寬，但是歪斜的布置確保了穿過流道201的細(xì)胞101在其穿過期間將被很好地覆蓋并且相對密集地成像。系統(tǒng)900對細(xì)胞101的數(shù)字圖像的構(gòu)建與以上參照圖4-6所述的構(gòu)建類似。系統(tǒng)900還可以包括將系統(tǒng)900配置為基本上共焦的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件，并且可以感測從細(xì)胞101通過熒光發(fā)出的光，或者可以執(zhí)行直接成像。圖11示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀1100。盡管上述系統(tǒng)200從感測位置207的相對側(cè)照射并感測細(xì)胞，但是微裝配成像細(xì)胞儀1100從感測位置207的同一側(cè)照射并感測細(xì)胞。在系統(tǒng)1100中，光束204被聚焦元件205聚焦為多個(gè)聚焦照射點(diǎn)206。聚焦元件205被示出為透鏡的陣列,但是可以為任何適合的聚焦元件。波長選擇反射鏡1101將光重新導(dǎo)向流道201，以使得聚焦照射點(diǎn)在感測位置207處。例如，反射鏡1101可以為被配置成使從光束204入射到其上的所有光基本上反射的分色鏡。光208從細(xì)胞101發(fā)出，并且發(fā)出的光208中的至少一部分被聚光透鏡209聚集并被重新聚焦。系統(tǒng)1100可以特別適合于使用通過熒光發(fā)出的光來使細(xì)胞成像，這是因?yàn)椴ㄩL選擇反射鏡1101可以被配置為使細(xì)胞101通過熒光發(fā)射光的波長帶內(nèi)的所有光基本上通過?？蛇x的附加濾波器211可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)聚焦在陣列光傳感器210上的聚集光208。陣列光傳感器210可以為二維陣列或線性陣列，并且可以包含任何適當(dāng)種類的光傳感器，包括CCD傳感器、EMCXD傳感器、APD、PMT、CMOS傳感器或另一種傳感器。系統(tǒng)1100可以包括將系統(tǒng)配置為基本上共焦的光學(xué)元件，例如具有孔802的孔板801或者光纖束。使用系統(tǒng)1100來構(gòu)建細(xì)胞101的數(shù)字圖像以與以上關(guān)于系統(tǒng)200描述并在圖4-6中示出的方式類似的方式進(jìn)行。圖12示出了根據(jù)其他實(shí)施例的微裝配共焦成像流式細(xì)胞儀1200。系統(tǒng)1200的幾個(gè)部件與上述系統(tǒng)200中的幾個(gè)部件相似，并且被賦予與系統(tǒng)200中的這幾個(gè)部件相同的附圖標(biāo)記。諸如細(xì)胞101的細(xì)胞穿過被壁200限界的流道201。光源203產(chǎn)生光束204。光源203可以例如為激光器。聚焦元件1201接收來自光源203的光并且使該光聚焦。與系統(tǒng)200的聚焦元件205相比，聚焦元件1201為將來自光束204的光聚焦為多條線(諸如，在感測位置207處或附近照射細(xì)胞的照射線1202)的柱面透鏡1201A的陣列或另一種光學(xué)部件。從細(xì)胞通過散射或熒光發(fā)出的光被聚光透鏡209聚集并被重新聚焦在孔板1203處?？装?203包括被校準(zhǔn)以接收來自照射線1202的聚焦光的一系列窄縫隙1204。因此，該系統(tǒng)是共焦的，這是由于該系統(tǒng)趨于抑制從遠(yuǎn)離感測位置207的Z軸位置發(fā)出的光。通過孔板1203的光到達(dá)光傳感器210。(為了清楚，已從圖12中略去可選的濾波器。)光傳感器210產(chǎn)生表示落在傳感器上的光的強(qiáng)度的信號，并且這些信號可以被傳送212至處理單元213以進(jìn)行存儲、分析或顯示。雖然示出了系統(tǒng)1200產(chǎn)生相互足夠近的照射線1201以使得幾條線可以同時(shí)落在單個(gè)細(xì)胞上，但是這不是要求，實(shí)際上，優(yōu)選的是聚焦元件1201產(chǎn)生間隔比細(xì)胞的期望大小更大的照射線。由于細(xì)胞在流道201中通常彼此間隔較寬，具有間隔較寬的照射線1202可以導(dǎo)致在任何一次僅從一條照射線和到達(dá)傳感器210的一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生光。在該布置中， 傳感器210可以被簡化，并且甚至可以為測量光強(qiáng)度但不包括像素陣列的簡單的光電二極管、光電倍增管或其他種類的傳感器。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)1200的正交視圖。如可以看到的，縫隙1204將系統(tǒng)配置為共焦，例如，阻止源于偏離感測位置207的位置的光線束1302的部分1301進(jìn)入。圖13還示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)1200的另一方面。流道201相對于感測位置207傾斜。在圖13中，該傾斜用角度Θ示出，為了清楚說明，該角度Θ與實(shí)際應(yīng)用相比可能被放大。流道201相對于感測位置207的傾斜與系統(tǒng)1200的共焦方面結(jié)合產(chǎn)生以池1303為例的、落在傳感器210上的光的每個(gè)長方形池，其基本上源自相對于細(xì)胞101唯一的Z軸位置。圖14示出了可以由一個(gè)細(xì)胞101穿過系統(tǒng)1200的感測區(qū)域207而產(chǎn)生的一系列光強(qiáng)度讀數(shù)。這些讀數(shù)是按時(shí)序取得的，所以每個(gè)讀數(shù)均表示在特定時(shí)間從細(xì)胞101發(fā)出的光的強(qiáng)度，其對應(yīng)于細(xì)胞101的特定的X軸位置，并且也對應(yīng)細(xì)胞內(nèi)的特定X軸位置。例如，可以足夠頻繁地取得讀數(shù)以使得在讀數(shù)之間細(xì)胞101行進(jìn)O. 25到O. 5微米。由于流道201傾斜，所以每個(gè)讀數(shù)還對應(yīng)于細(xì)胞內(nèi)的特定的Z軸位置。圖14可以表示從細(xì)胞101通過熒光發(fā)出的光的測量結(jié)果，這是因?yàn)樵诩?xì)胞101位于照射線之間的時(shí)間內(nèi)，記錄了非常低的照射水平。在圖14的假設(shè)示例中，在細(xì)胞101的細(xì)胞核穿過一條照射線1201時(shí)獲得最高強(qiáng)度讀數(shù)。即使傳感器210是沒有像素的單個(gè)傳感器，所組合的讀數(shù)也能給出與細(xì)胞101的結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息，至少在X-Z橫截面上。如果傳感器210確實(shí)包括各像素的陣列，那么也可得到與細(xì)胞的Y方向結(jié)構(gòu)有關(guān)的一些結(jié)構(gòu)信息。在使用多色熒光成像的一些成像應(yīng)用中，期望針對每種熒光色提供單獨(dú)的檢測器。雖然在系統(tǒng)1200中僅示出了六個(gè)柱面透鏡1201A，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將認(rèn)識到可以使用其他數(shù)量。例如，可以產(chǎn)生多達(dá)20到100條照射線。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以使用大約40個(gè)柱面透鏡，每個(gè)柱面透鏡均具有大約25微米的半徑(50微米的寬度)，從而感測區(qū)域207在X方向上為大約2毫米長。如果流道201具有大約50微米的高度，那么流道201相對于感測位置207的優(yōu)選傾斜約為Θ =50/2000=0. 025弧度。根據(jù)流道的高度以及所使用的微透鏡的數(shù)量和大小，其他適當(dāng)?shù)膬A斜角是可能的。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將認(rèn)識到還可以構(gòu)造如下系統(tǒng)該系統(tǒng)使用類似于聚焦元件1201的聚焦元件來在感測位置207處形成照射線，并且還從同一側(cè)照射并感測細(xì)胞，這與在圖9所示的系統(tǒng)900中實(shí)現(xiàn)照射和感測的方式類似。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，可以使用由處理單元213執(zhí)行的分析的結(jié)果來對細(xì)胞進(jìn)行分選。例如，處理單元213可以分析由傳感器210或902產(chǎn)生的信號以確定特定細(xì)胞是否為循環(huán)腫瘤細(xì)胞。循環(huán)腫瘤細(xì)胞可以通過細(xì)胞大小、細(xì)胞核大小以及核質(zhì)比的具體測量結(jié)果來表征，使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)可檢測以上全部。檢測和分析系統(tǒng)可以與分選機(jī)構(gòu)結(jié)合以隔離滿足特定檢測標(biāo)準(zhǔn)的特定細(xì)胞。圖15中示出了這樣的系統(tǒng)，使用系統(tǒng)1200作為示例檢測裝置。基于對特定細(xì)胞的分析，處理單元213能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行歸類并且將信號發(fā)送1501到分選單元1502，該分選單元1502將每個(gè)細(xì)胞導(dǎo)向用于收集的兩個(gè)通道1503、1504之一。例如,分選單兀1502可以包括用于對各細(xì)胞的路徑重導(dǎo)向的壓電或光學(xué)力元件。 雖然本發(fā)明的實(shí)施例已被示為掃描被限制在線性管中的細(xì)胞，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明的實(shí)施例可以用在使用各種細(xì)胞傳遞技術(shù)中的任一種的系統(tǒng)中，其中細(xì)胞傳遞技術(shù)包括電泳、壓力驅(qū)動(dòng)流、光鑷、電動(dòng)平移臺等。細(xì)胞可以作為有效載荷用油乳劑、用電潤濕致動(dòng)液滴、或者通過利用磁珠標(biāo)記協(xié)助的磁輸送來傳送?？梢酝ㄟ^承載細(xì)胞的載片的機(jī)械移動(dòng)、通過細(xì)胞儀的部件在細(xì)胞保持靜止時(shí)的移動(dòng)、或者通過在細(xì)胞和細(xì)胞儀部件以不同速度或在不同方向上移動(dòng)時(shí)的相對運(yùn)動(dòng)，提供細(xì)胞與感測位置之間的相對運(yùn)動(dòng)。權(quán)利要求不受所使用的細(xì)胞傳遞方法限制。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“一個(gè)(a或an)”是指“一個(gè)或多個(gè)”。當(dāng)介紹對步驟或元件的敘述時(shí)，術(shù)語“包括(comprise)”及其變形(諸如，“包括(comprise和comprising)”)是指添加另外的步驟或元件是可選的并且不被排除在外。為了清楚和理解的目的，現(xiàn)在已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)行一定的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種微裝配成像細(xì)胞儀，包括 感測位置，經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)； 光源； 聚焦元件，所述聚焦元件將來自所述光源的光聚焦為在所述感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)，以使得所述細(xì)胞在穿過所述感測位置時(shí)被一個(gè)或多個(gè)所述聚焦照射點(diǎn)照射； 陣列光傳感器；以及 聚光透鏡，將從所述細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到所述陣列光傳感器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，還包括流道，所述細(xì)胞通過所述流道被流動(dòng)流體輸送，所述流道至少部分地被壁限界，所述壁的至少一部分基本上是透明的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述相對運(yùn)動(dòng)至少部分地由所述細(xì)胞的移動(dòng)產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述相對運(yùn)動(dòng)至少部分地由所述細(xì)胞儀的一部分的移動(dòng)產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述細(xì)胞附于載片，并且所述相對運(yùn)動(dòng)至少部分地由所述載片的移動(dòng)產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，從所述感測位置的一側(cè)執(zhí)行對所述細(xì)胞的照射，并且從所述感測位置的同一側(cè)執(zhí)行對從所述細(xì)胞發(fā)出的光的感測。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，從所述感測位置的一側(cè)執(zhí)行對所述細(xì)胞的照射，并且從所述感測位置的不同側(cè)執(zhí)行對從所述細(xì)胞發(fā)出的光的感測。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚焦元件包括具有球面的微透鏡的陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚焦元件包括具有非球面的微透鏡的陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚焦元件包括至少一個(gè)衍射元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述光源包括激光器。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述陣列光傳感器包括像素的陣列并產(chǎn)生表示落在所述像素上的光的強(qiáng)度和分布的信號，所述細(xì)胞儀還包括至少部分地基于所述信號來構(gòu)建所述細(xì)胞的數(shù)字圖像的處理單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述處理單元部分地通過對在不同時(shí)間從所述細(xì)胞的不同部分取得的光強(qiáng)度讀數(shù)進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)來構(gòu)建所述細(xì)胞的數(shù)字圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，至少部分地基于所述細(xì)胞穿過所述感測位置的速度來執(zhí)行對在不同時(shí)間從所述細(xì)胞的不同部分取得的光強(qiáng)度讀數(shù)的關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚焦元件包括微透鏡的線性陣列。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚焦元件包括微透鏡的二維陣列。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述陣列光傳感器包括像素的線性陣列。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述陣列光傳感器包括像素的二維陣列。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，還包括在所述感測位置與所述陣列光傳感器之間的至少一個(gè)光學(xué)濾波器。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述陣列光傳感器包括選自以下組的至少一個(gè)傳感器該組包括電荷耦合器件傳感器、電子倍增電荷耦合器件傳感器、雪崩光電二極管傳感器、光電倍增管以及互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述多個(gè)聚焦照射點(diǎn)形成聚焦照射點(diǎn)的陣列，所述陣列相對于所述細(xì)胞和所述感測位置的運(yùn)動(dòng)而歪斜。
22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，還包括接近所述陣列光傳感器的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件將所述微裝配成像細(xì)胞儀配置為基本上共焦。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述光學(xué)元件包括微孔的陣列。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述光學(xué)元件包括光纖束。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述聚光透鏡聚集并重新聚焦從所述細(xì)胞通過熒光發(fā)出的光。
26.一種執(zhí)行細(xì)胞計(jì)量術(shù)的方法，所述方法包括 使用光源來產(chǎn)生光束； 將來自所述光束的光聚焦為在經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置處的多個(gè)聚焦照射占. 將從所述細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上； 從所述陣列光傳感器產(chǎn)生表不落在所述陣列光傳感器上的光的強(qiáng)度和分布的信號；以及 使用處理單元來至少部分地基于來自所述陣列光傳感器的信號構(gòu)建所述細(xì)胞的數(shù)字圖像。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括將所述信號轉(zhuǎn)換為表示落在所述陣列光傳感器上的光的圖案的數(shù)值。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，構(gòu)建所述細(xì)胞的數(shù)字圖像還包括 取得落在所述陣列光傳感器上的光的一系列時(shí)序讀數(shù)； 對應(yīng)于各個(gè)所述聚焦照射點(diǎn)單獨(dú)地跟蹤來自所述陣列光傳感器的光讀數(shù)；以及至少部分地基于已知的系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)、所述細(xì)胞的行進(jìn)速度以及取得所述光讀數(shù)的頻率來對單獨(dú)的所述光讀數(shù)進(jìn)行空間校準(zhǔn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括對從所述細(xì)胞發(fā)出的光進(jìn)行濾波，以選擇性地阻擋由所述光源發(fā)射的波長的光并選擇地使從所述細(xì)胞通過熒光發(fā)出的波長的光通過。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括設(shè)置接近所述陣列光傳感器的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件將所述微裝配成像細(xì)胞儀配置為基本上共焦。
31.一種微裝配成像細(xì)胞儀，包括 感測位置，經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)；光源； 聚焦元件，所述聚焦元件將來自所述光源的光聚焦為在所述感測位置處的多條聚焦照射線，以使得所述細(xì)胞在穿過所述感測位置時(shí)被一條或多條所述聚焦照射線照射； 光傳感器；以及 聚光透鏡，將從所述細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到陣列光傳感器上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的微裝配成像細(xì)胞儀，其中，所述光傳感器包括像素的陣列。
33.一種微裝配成像細(xì)胞儀，包括 感測位置，經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)； 光源； 聚焦元件，所述聚焦元件將來自所述光源的光聚焦為在所述感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)或線，以使得所述細(xì)胞在穿過所述感測位置時(shí)被一個(gè)或多個(gè)所述聚焦照射點(diǎn)或線照射； 陣列光傳感器； 聚光透鏡，將從所述細(xì)胞發(fā)出的光聚集并重新聚焦到所述陣列光傳感器上； 處理單元，分析來自所述光傳感器的信號以對細(xì)胞進(jìn)行歸類；以及 分選機(jī)構(gòu)，將所歸類的細(xì)胞導(dǎo)向至少兩個(gè)收集通道之一。
全文摘要
微裝配成像細(xì)胞儀包括經(jīng)歷與細(xì)胞的相對運(yùn)動(dòng)的感測位置。來自光源的光被聚焦元件聚焦為在感測位置處的多個(gè)聚焦照射點(diǎn)或線，從而在細(xì)胞穿過感測位置時(shí)照射細(xì)胞。聚光透鏡聚集從細(xì)胞發(fā)出的光并將所聚集的光重新聚焦到陣列光傳感器上。聚焦元件可以包括具有球面或非球面的微透鏡的陣列。系統(tǒng)可以包括處理單元，該處理單元至少部分地基于由陣列光傳感器產(chǎn)生的信號來構(gòu)建細(xì)胞的數(shù)字圖像，其中信號表示落在陣列光傳感器上的光的強(qiáng)度和分布。該系統(tǒng)可以使用從細(xì)胞通過熒光發(fā)出的光來表征細(xì)胞。
文檔編號G01N15/14GK102906557SQ201180013809
公開日2013年1月30日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者衡欣 申請人:伯樂實(shí)驗(yàn)室有限公司