Детектор флуоресценции проточного цитофлуориметра Советский патент 1985 года по МПК G01N21/64 

I1 Изобретение относится к области автоматизации цитологических исследований с использованием проточных цитофлуориметров, у которых струя воды (или физиологического раствора) несущая анализируемые клетки, с боль шой скоростью вьтускается из форсунки в воздух. Известен детектор, предназначенный для светосбора от различных источников cBiETa, в том числе и флуоресценции, состоящий из полуэллиптического отражателя (напротив плоского зеркала). Источник света установлен в фокусе полуэллиптического отражателя lj . Однако при такой конструкции возникает многократное отражение лучей, непопадающих прямо в объектив детектора, что приводит к нарушению круговой симметрии светосбора в плоскости, перпендикулярной струе.По этой же причине не обеспечивается полная нейтрализация флуктуации светосбора, вызванных отклонением клетки по сечению струи. Кроме того изготовление эллиптических оптических поверхностей представляет большие трудности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является детектор флуоресценции проточного цитофлуориметра с выходом струи клеточ ной суспензии в воздух, состоящий из объектива, светофильтров, диафраг мы, фотоприемника, расположенных последовательно, и сферического вогнутого зеркала, фокус которого находит .ся на линии, совпадающей с направлением оптической оси объектива .Причем Сферическое вогнутое зеркало расположено напротив объектива. Подобная конструкция детектора позволяет в значительной степени нейтрализовать наибольшую компоненту флуктуации светового сигнала, вызываемых отклонением клеток от оси струи в направлениях оси объектива (усреднение светового сигнала), и почти вдвое увеличить светосилу детектора 2 . Однако при известной кoнdтpyкции нет нейтрализации флуктуации свето.вого сигнала, обусловленного отклонениями клеток от центра (оси) струи не по оси объектива, а в направлениях, не охватьшаемых сферичес ким вогнутым зеркалом, что ухудша(ST разрешения детектора. 1 Целью изобретения является улучшение разрешения детектора. Поставленная цель достигается тем что в детектор флуоресценции проточного цитофлуориметра с выходом струи клеточной суспензии в воздух, состоящем из объектива, светофильтров, диафрагмы, фотоприемника, расположенных последовательно, и сферического вогнутого зеркала, фокус которого находится на линии, совпадающей с направлением оптической оси объектива, дополнительно введено плоское зеркало с отверстием в центре, расположенное на выходе сферического вогнутого зеркала под углом к направлению течения струи, а сферическое вогнутое зеркало вьтолнено в виде кольцевого сегмента и расположено концентрично направлению течения струи в плоскости, перпендикулярно ей. Сущность изобретения заключается в полном устранении зависимости амплитуды сигнала флуоресценции от местоположения клетки в сечении струи путем усреднения светосбора от вспышек флуоресценции по углу lITb плоскости, перпендикулярной струе. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Детектор содержит кольцевой сегмент 1 сферического вогнутого зерка-ла, вспомогательное плоское зеркало 2 с отверстием в центре, струю 3, несущую клетки, объектив 4, светоф|Ильтры 5, диафрагму 6, фотоприемник 7. На чертеже также обозначены луч 8 лазера, источник 9 вспышек флуоресценции, изображение флуоресцирующего объекта 10. Детектор работает следующим образом. Свет вспьш1ки флуоресценции, возникающей в точке 9 в результате пересечения клеткой луча лазера, попадает на кольцевой сегмент 1 вогнутого сферического зеркала и с помощью вспомогательного плоского зеркгша 2 направляется в объектив 4 оптической схемы детектора. После цветовой и пространственной фильтрации на фильтгpax 5 и диафрагме 6, собранный сегментом 1 свет преобразуется в электрический импульс фотоприемником 7. Кольцевой сегмент 1 вогнутого сферического зеркала усредняет свет вспышки флуоресценции по всем углам 2Т

3

в плоскости, перпендикулярной направлению течения струи, и это по зволяет полностью нейтрализовать флуктуации световых импульсов, обусловленных отклонениями траекторий клеток от оси струи. При этом, если угол сбора света ot сегментом будет таким же, как в известном устройстве, то светосбор, обеспечиваемый сегментом, будет более чем в 3 раза превышать светосбор известного детектора.

Улучшение разрешения флуорес- . центного детектора проточного фпуориметра имеет большое значение для качества цитологических исследований. Например улучшение разрешения

ют 17 до 7% уже позволяет раздельно наблюдать распределение ДНК в хромо33511

сомах млекопитающих. Независимость разрешения от величины распада клеточной суспензии (а от расхода ее зависит амплитуда отклонения клеток 5 от центра струи) позволяет существенно повысить расход (подачу) исследуемых клеток, что резко повышает производительность установки по анализу клеточных популяций. Производительность установки особенно важна при

режиме поклеточной сортировки in vitro. Кроме того, независимость разрешения от величины расхода клеточной суспензии существенно повышает стабильность разрешения. Стабильность разрешения является важным фактором в исI

следованиях, где измеряемым параметром является именно ширина пика исследуемой клетки.

ДЕТЕКТОР ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ПРОТОЧНОГО 1ЩТОФЛУОРИМЕТРА с выходом струи клеточной суспензии в воздух, состоящий из объектива, светофильтров, диафрагмы, фотоприемника, распол сженных последовательно, и сферического вогнутого зеркала, фокус которого находится на линии, совпадающей с направлением оптической оси объектива, отличающийс я тем, что, с целью улучшения разрешения детектора, в него-дополнительно введено тшоское зеркало с отверстием в центре, расположен ое на выходе сферического вогнутого зеркала под углом к направлению течения струи, а сферическое вогнутое зеркало выполнено в виде кольцевого сегмента и расположено концентрично , направлению течения струи в плоскости, перпендикулярной ей. СО д U1