一種粒子成像室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及影像式粒子分析儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種粒子成像室。
【背景技術(shù)】
[0002] 分析液體樣本中的粒子，最有效的方法是使液體樣本中的粒子從一個狹窄的通道 流過，同時在這個狹窄的粒子通道上通過顯微成像系統(tǒng)采集粒子的特征信息。目前，顯微成 像系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，且處于不斷上升提高的階段；為了得到準(zhǔn)確的特征信息，在成像 室內(nèi)形成穩(wěn)定的、很薄的平面流技術(shù)顯得格外重要。
[0003] 樣本中的粒子在通道內(nèi)流動時，處于中心處的粒子流速最快，緊貼通道壁面處的 流速最低，其余位置的流速根據(jù)距離中心處位置的不同而呈拋物線規(guī)律；不在中心位置的 粒子與周圍液體流速不一致，在流動過程中會造成翻滾現(xiàn)象，導(dǎo)致粒子圖像存在彎折、堆 積、卷曲等缺陷。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種粒子成像室，旨在解決現(xiàn) 有技術(shù)中待成像的樣本中的粒子無法在成像室內(nèi)形成穩(wěn)定的、很薄的平面流的缺陷。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種粒子成像室，其中，包括依次設(shè)置的用于注入鞘液及樣本液體、且使鞘液具有相同 的注入速度的整流腔部件，用于從對所述整流腔部件流出的鞘液進(jìn)行第一次加速的加速腔 部件，用于對從所述加速腔部件中流出的鞘液在包裹從整流腔部件直接注入的樣本液體后 進(jìn)行第二次加速的聚焦腔部件，及用于通過腔外設(shè)置的顯微成像系統(tǒng)對從所述聚焦腔部件 流出的包裹著樣本液體的鞘液進(jìn)行圖像采集的識別腔部件。
[0007] 所述粒子成像室，其中，所述整流腔部件包括： 對稱式整流腔； 套設(shè)在所述對稱式整流腔上的樣本針座； 設(shè)置在所述的對稱式整流腔入口處的排氣座； 垂直設(shè)置在所述排氣座的側(cè)壁上第一排氣接頭及第二排氣接頭； 垂直設(shè)置在所述排氣座頂端、貫穿所述排氣座并延伸至聚焦腔部件的樣本針； 設(shè)置在所述樣本針座的側(cè)壁上、貫穿所述樣本針座并延伸至對稱式整流腔的鞘液入口 管。
[0008] 所述粒子成像室，其中，所述第一排氣接頭與所述第二水平接頭在水平方向上呈 90°夾角，且在豎直方向上不處于同一高度。
[0009] 所述粒子成像室，其中，所述加速腔部件的長度為5mm-15mm。
[0010] 所述粒子成像室，其中，所述聚焦腔部件的側(cè)面壁厚為0-2mm，且其河道寬度為 〇-6mm〇
[0011] 所述粒子成像室，其中，所述識別腔部件包括： 對稱式識別腔； 設(shè)置在所述對稱式識別腔出口處的排廢液座； 設(shè)置在所述排廢液座上的排廢液接頭。
[0012] 所述粒子成像室，其中，所述對稱式識別腔的前表面和后表面上均設(shè)置有至少2 個標(biāo)記點(diǎn)。
[0013] 所述粒子成像室，其中，所述對稱式識別腔的前表面的四個頂角中的兩個相對的 對角上分別設(shè)置有第一標(biāo)記點(diǎn)及第二標(biāo)記點(diǎn)。
[0014] 所述粒子成像室，其中，所述對稱式識別腔的后表面的四個頂角中的兩個相對的 對角上分別設(shè)置有第三標(biāo)記點(diǎn)及第四標(biāo)記點(diǎn)。
[0015] 所述粒子成像室，其中，所述標(biāo)記點(diǎn)由4個高度不同的方形區(qū)域組成，且每一方形 區(qū)域的幾何中心處設(shè)置有十字線。
[0016] 有益效果：本發(fā)明所述的粒子成像室，可用于影像式粒子分析儀，包括依次設(shè)置 的整流腔部件、加速腔部件、聚焦腔部件及識別腔部件。所述粒子成像室輸入樣本液體和 鞘液，其中鞘液在通過所述粒子成像室的腔體后能夠?qū)颖疽后w的截面厚度進(jìn)行壓縮，使 其達(dá)到理想厚度后拍照分類；并且可提高樣本液體內(nèi)粒子的運(yùn)動姿態(tài)穩(wěn)定性，特別是對不 規(guī)則形狀粒子運(yùn)動姿態(tài)穩(wěn)定性的提高，從而提高自動分類識別的成功率及分析結(jié)果的準(zhǔn)確 性。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述的粒子成像室的區(qū)域劃分示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明所述的粒子成像室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3為非對稱流道的示意圖。
[0020] 圖4a為本發(fā)明所述的粒子成像室中對稱式識別腔的前表面上標(biāo)記點(diǎn)的示意圖。
[0021] 圖4b為本發(fā)明所述的粒子成像室中對稱式識別腔的后表面上標(biāo)記點(diǎn)的示意圖。
[0022] 圖5為本發(fā)明所述的粒子成像室中標(biāo)記點(diǎn)的示意圖。
[0023] 圖6為聚焦腔部件中不同鞘流池寬度對樣本液體的層流寬度影響的模擬仿真結(jié) 果曲線圖。
[0024] 圖7為不同加速腔部件長度模擬仿真結(jié)果曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明提供一種粒子成像室，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明 確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026] 請參見圖1，其為本發(fā)明所述的粒子成像室的區(qū)域劃分示意圖。如圖1所示，所 述粒子成像室包括依次設(shè)置的用于注入鞘液及樣本液體、且使鞘液具有相同的注入速度的 整流腔部件1〇〇,用于從對所述整流腔部件1〇〇流出的鞘液進(jìn)行第一次加速的加速腔部件 200,用于對從所述加速腔部件200中流出的鞘液在包裹從整流腔部件100直接注入的樣本 液體后進(jìn)行第二次加速的聚焦腔部件300,及用于通過腔外設(shè)置的顯微成像系統(tǒng)對從所述 聚焦腔部件300流出的包裹著樣本液體的鞘液進(jìn)行圖像采集的識別腔部件400。
[0027] 進(jìn)一步的，請?jiān)賲⒖紙D2,其為本發(fā)明所述的粒子成像室的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所 示，所述整流腔部件1〇〇包括： 對稱式整流腔110 ; 套設(shè)在所述對稱式整流腔上的樣本針座120 ; 設(shè)置在所述的對稱式整流腔入口處的排氣座130 ; 垂直設(shè)置在所述排氣座130的側(cè)壁上第一排氣接頭140及第二排氣接頭150 ; 垂直設(shè)置在所述排氣座130頂端、貫穿所述排氣座130并延伸至聚焦腔部件300的樣 本針160 ; 設(shè)置在所述樣本針座120的側(cè)壁上、貫穿所述樣本針座120并延伸至對稱式整流腔110 的鞘液入口管170。
[0028] 具體實(shí)施時，所述對稱式整流腔110的腔體內(nèi)為圓柱形通壁面，還包括樣本液引 導(dǎo)區(qū)（圖中未標(biāo)出）。可見，所述的整流腔部件100上設(shè)置有鞘液入口管170,其為單一的鞘 液輸入口，當(dāng)鞘液注入到對稱式整流腔110的圓柱形腔體后，經(jīng)過樣本針座120集合位置均 布的兩孔輸入鞘液，使得兩孔鞘液具有相同的注入速度進(jìn)入加速腔部件200。
[0029] 更具體的，鞘液從鞘液入口管170注入對稱式整流腔110,以相同流量從兩孔注入 加速腔部件200,經(jīng)過加速進(jìn)入聚焦腔部件300進(jìn)行第二次加速，樣本液體通過樣本針160 進(jìn)入聚焦腔部件300,具有相同速度的鞘液分別從兩側(cè)在聚焦腔部件300夾著樣本液體向 前流動，經(jīng)過識別腔部件400,并從識別腔部件400的輸出端流出。
[0030] 進(jìn)一步的，如圖1和圖2所示，所述的加速腔部件200,具有呈對稱分布的加速 腔體，輸入和輸出端之間輪廓由圓弧和直線直接連接起來（即包括曲線加速面和直線整流 面)，流體(本發(fā)明中的流體是指鞘液及樣本液體)通過加速腔部件200由腔體截面積變化進(jìn) 行壓縮，實(shí)現(xiàn)第一次加速后輸出更加穩(wěn)定的流體進(jìn)入聚焦腔部件300。
[0031] 進(jìn)一步的，如圖1和圖2所示，所述的聚焦腔部件300呈對稱分布，聚焦腔部件300 的輸入端與加速腔部件200的輸出端相連，通過流體截面積的再次變化對鞘液層流厚度進(jìn) 行壓縮，且聚焦腔部件300中聚焦腔兩側(cè)的鞘液流速相同，使樣樣本針160中流出的樣本層 流兩側(cè)壓力相同，進(jìn)而保證樣本層流位于整個層流的中間，便于接下來的拍照識別。具體實(shí) 施時，樣本針160輸出口位于二次加速的起始端，具有相同速度的鞘液夾著樣本液體前行， 樣本液體從樣本針160的輸出口中流出的速度與鞘液速度不同。
[0032] 進(jìn)一步的，如圖1和圖2所示，所述的識別腔部件400,包括：對稱式識別腔410;設(shè) 置在所述對稱式識別腔410出口處的排廢液座420 ;設(shè)置在所述排廢液座420上的排廢液 接頭430。所述對稱式識別腔410呈對稱分布，分別與聚焦腔部件300中聚焦腔的輸出端和 排廢液座420的輸入端相連，當(dāng)鞘液包裹下的樣本液體的層流以一定的速度勻速經(jīng)過對稱 式識別腔410時，置于識別腔部件400外部的顯微成像系統(tǒng)進(jìn)行拍照，并對圖像進(jìn)行分析、 歸類、處理。
[0033] 本發(fā)明的粒子成像室中，要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是使樣本液體中的樣本粒子以合適的 位置、合適的速度出現(xiàn)在顯微成像系統(tǒng)的鏡頭前，使顯微成像系統(tǒng)能夠采集到清晰合適的 粒子圖像。
[0034] 在本發(fā)明所述的粒子成像室中，為了使樣本液體在聚焦腔部件300中盡量位于層 流中心位置，一種方式是聚焦腔部件300內(nèi)采用非對稱的流道，如圖3所示，調(diào)整樣本液體 10在進(jìn)入流道時的中心位置，使其靠近平直壁面一側(cè)。另一種方式是聚焦腔部件300內(nèi)采 用結(jié)構(gòu)完全對稱的流道，如圖4所示，樣本液體10兩側(cè)的鞘液20流速相同，使樣本液體10 的層流位于流道中心位置。
[0035] 如圖3所示，對于聚焦腔部件300中腔體為非對稱結(jié)構(gòu)的粒子成像室，如果將樣本 液體10的輸入端放在流道的中心位置，鞘液20在靠近平面壁面的的流速高，傾斜壁面附近 的鞘液20流速低，對靠近傾斜壁面的液體產(chǎn)生一定的壓迫，不能使樣本液體10中的樣本粒 子進(jìn)入對稱式識別腔410后處在流道的中心位置，使得樣本液體10的流動層流位置出現(xiàn)偏 差，偏向靠近傾斜壁面?zhèn)取?br>[0036] 對于聚焦腔部件300中腔體為對稱結(jié)構(gòu)的粒子成像室，由于其結(jié)構(gòu)的對稱性，在 不考慮重力的情況下，鞘液20和樣本液體10的受力狀態(tài)仍然具有對稱性，液體粘度參數(shù)的 變化可以改變液體內(nèi)部剪切力，但是流體受力仍然呈對稱性，因此樣本液體10的層流位于 流道中心位置的特性不會受到影響。
[0037] 對于樣本液體10中粒子在對稱式識別腔410不能處在焦平面位置，導(dǎo)致不能成像 的問題，引起這種現(xiàn)象的原因是位于樣本液體10的層流兩側(cè)的鞘液20速度不同。當(dāng)使鞘 液20具有單一的注入速度，整流腔部件100中的鞘液20具有單一的注入口，保證進(jìn)入聚焦 腔部件300中鞘流池的鞘液20具有相同的速度，使樣本液體10中的樣本粒子進(jìn)入對稱式 識別腔410時在通道的中心位置。通過上述調(diào)整方式，無論鞘液20的物理性質(zhì)變化，樣本 液體20的物理性質(zhì)變化，都不會對對稱式識別腔410內(nèi)的層流產(chǎn)生偏離的作用。
[0038] 為了確保樣本液體10的層流位于流道中心位置，樣本針160兩側(cè)的鞘液輸出口尺 寸要相同，加工精度要保證。如果一側(cè)的鞘液入口比另一側(cè)大，鞘液的注入流量就會增加， 導(dǎo)致在識別腔部件400這一側(cè)的鞘液流量增加，樣本液體的層流偏離中心聚焦