专利名称:整体式光学流动室和制造方法
技术领域:
本发明一般涉及用于对液体样品(例如,全血或其他颗粒悬浮液)中的形成体 (例如,细胞或其他小颗粒)的成分类型进行分类的设备和方法。更特别地,本发明涉及对通常在流式细胞仪(例如,血液学和荧光流式细胞仪器)中使用的这种类型的光学流动室的改进,流式细胞仪用于较佳地结合经由考尔特原理(Coulter Principle)获得的非光学参数通过各种光学传感手段来感应、分类和表征形成体。本发明进一步涉及对用于做出光学流动室的方法的改进,通过光学流动室,在整体式透明元件内提供多边形截面的流动通道。2.现有技术的讨论通常的做法是自动分析病人体液作为诊断病人的健康状态的帮助。这种分析典型地包括使这种体液的制备部分流过传感器以得到表征形成体中的成分的几个不同类型或亚群的某些参数,基于得到的参数对形成体的几个类型或亚群进行分类和计算,以及处理或关联结果信息以提供期望的诊断。例如,可以通过传统的自动血液分析仪和流式细胞仪经由血细胞中的表征来对全血完成这些任务。以上指出的类型的仪器的基本性能限制起源于将形成体特性传感成表征参数,表征参数用于将单独的形成体分配到具体亚群。对于许多应用,光学传感方法仅仅提供用于表征形成体的有效手段。在这些应用中,一部分制备样品在其流过形成在形成光电传感器的一部分的光学透明元件或流动室中的通道时,利用光辐射被探询。同样形成传感器的一部分的适当的光电检测器被定位以从被照射的形成体中检测各种光学参数,包括例如它的探询光束的光学吸光度、它处于不同波长的荧光、以及它在一个或多个角度范围之内的光散射效应。在这些只有光学的应用中,将理解流动室通道的物理范围可以是相对较大的,而不会不利地影响光学参数的确定。但是,在这种光学参数与同时确定的非光学参数相结合的其他细胞仪应用中,尤其是基于考尔特原理(下面论述)的那些细胞仪,流动室通道的横截面和长度必须被显著地限制以实现适当的信号强度。由于那时存在的光学感应方法的低灵敏度,W. H.考尔特发明了一种用于表征悬浮在液体中的微小的形成体的电子方法。目前众所周知的考尔特原理能够通过使电传导液中制备的样品部分流过同时具有电流的颗粒感应(或体积计)导管,来确定形成体的体积。颗粒悬浮液的电阻率不同于颗粒的电阻率,电对比度允许对经过体积计导管的颗粒进行计数和测量大小。虽然在考尔特的美国第2,656,508号专利中论述了其他几何结构,但是体积计导管通常是在薄的绝缘晶片中的圆柱状孔,导管的截面面积和长度确定了体积灵敏度、 重合体积和最大可通过的形成体尺寸;因而,导管直径典型地最多比要被分析的典型的形成体的直径大一个数量级。体积计导管在两个绝缘室之间仅形成流体通道,对包围导管的晶片材料的光学特征没有要求。典型地,直流电(DC)经由导管被提供,并且经由位于体积计导管的相对端部外侧的一对电极获得抵抗的考尔特体积(V)信号。但是,在W. H.考尔特和W.R.霍格的美国第3,502,974号专利中,包括至少一个交流电(AC)的激励电流经由导管被提供,从而允许通过形成体的通路确定由其调制引起的导管电流的电阻分量和电抗分量。当这种电流包括具有在射频(RF)范围(例如,23MHz)中的频率的一个电流时,各个分量允许形成体的体积(V)和导电性(C)的估算,并且电抗分量与电阻分量的比率被说成是形成体的“不透明度”。在普通转让的美国第6,2 ,652号专利(在下文中,‘652专利)中,揭示了一种设备,该设备可以提供来自单独的形成体的各种光学信号、考尔特V信号和考尔特C信号的同时获取,并且提供随后的基于其上的全血中的形成体亚群的分类。在'652专利中,较佳的流动室包括光学透明元件,光学透明元件具有正方形横截面的棱柱状外部封套,在各侧上测量大约4. 2毫米,并且具有大约6. 3毫米的长度。(如此处所使用的,措词“棱柱状” 指的是由三个以上的平面的相交侧面和一对多边形状的相对端部组成的任何三维图。此处使用的“多边形”指的是任何具有至少三个基本上直的侧面的封闭的平面图,以及此处使用的“平面”指的是具有显著地平坦的区域。)中心地位于棱柱状元件之内的是棱柱状体积计导管,棱柱状体积计导管具有在各个侧面上大约50微米的正方形横截面以及大约65微米的长度;导管的相对较小的横截面和长度对获得用于获取所述V和C信号的合理的体积灵敏度和重合体积来说是必需的。因而,所述导管和封套的各个横截面面积的比率近似是 0. 00014,壁厚大约是2. 075毫米。为了满意地限制光学信号的误差含量,棱柱状封套和导管的表面必须是基本上平行的,具有光学平面度。正方形/正方形截面的几何结构、壁厚、 壁表面平行度以及壁平坦度的这种组合难以实现。为了制造'652专利中描述的类型的棱柱状流动室,已经使用了相对复杂的平面化处理,其中例如,由二氧化硅(SiO2,通常称为石英)形成的四个透明板被抛光至预定厚度和光洁度,并且如图13中所示的被组装。在组装的过程中,一对所述板CCl和CC3通过另一对CC2和CC4被隔离以形成流动室30的两个壁,同时一对相等厚度的隔板被适当的隔离预定距离以使它们相对的边缘完成内部通道Z。较佳地,这些分离的补充元件具有适当的尺寸,并且通过熔合技术在它们的接触面被接合,以形成棱柱状杆,在该棱柱状杆中具有内部纵向延伸的期望的正方形横截面的直通道。然后,该杆被切割至期望的长度,例如,6. 3毫米,并且被抛光至期望的外部几何结构和尺寸以形成具有棱柱状封套的流动室,例如,图13 中具有4. 2毫米的平板至平板间距的相对侧面50。通过改变分离两个窗口的两个隔板的厚度和间距,已经做出这种流动室,这种流动室具有恒定的纵截面但不同的横截面的棱柱状流动通道,不同的横截面为正方形和矩形两者。棱柱状体积计导管,例如,上述50微米乘 50微米的正方形导管,通过从两端部钻孔出正方形通道至适当直径(例如,1. 25毫米)、在流动室的中间原位留下短长度(例如,65微米)的原始通道,而被形成在这种流动室中,流动室在各个端部处开口成与同轴于原始通道的圆锥体基本上相切90度并且与端部孔相连的小杯状凹口(例如,半径大约600微米)。结果的纵通道部是如此以至流体聚焦鞘液中的样品液体中心地经过流动室内的体积计导管。通过平面化处理做出的流动室的其他实施例已经适用于在所有的由贝克曼考尔特公司做出和出售的诸如XL和FC500研究分析仪的荧光流式细胞仪以及Altra 细胞分类器中起作用。(适合于在这些仪器中应用的并且通过本发明的方法做出的单件流动室在各个图9、10和11中被图示并且将作为实施例被论述。)
虽然已经通过上述平面化处理制出了有用的棱柱状流动室,但是被处理为包含体积计导管的可靠地起作用的流动室的成品率已经证明是非常低的,典型地小于1/3。对于经过有用的流动室的内部体积计导管Z的形成体(例如,图13中的BC2),经由两个窗口获取的光学信号可以是基本上可重复的(例如,图13中,由放置在窗口 CCl外侧以及光轴OA 上的传感器产生的正向散射(FQ信号与辐射光束B的入射窗口 CC3相对)。但是,那些经由包括隔板的两个壁而获取的光学信号(例如,图13中,经由CC2获取的荧光(F)信号和经由CC4获取的侧向散射(SQ信号)表现了在个案中激励光束位置的灵敏度和在结果的光学信号中的单元至单元的可变性两者。更重要地,通过平面化处理做出的流动室(例如, 图13中的流动室30)有以下故障模式的倾向第一,随着接合点的必然的故障,由于导管激励电流的RF分量,表征平面化方法的熔合接合点中的不均勻性和气穴导致了局部加热;第二,即使相对于光学激励的轴而系统地定位接合点,在RF暴露下表现长寿命的一些流动室在光学信号中显示了依赖于接合点的单元至单元的可变性;第三,当样品流动时,易于扩大的接合点瑕疵伴随有显著的循环压力;以及最后,如果允许剩余试剂蒸发,则在存储的设备中留下的流动室由于盐的结晶而易于沿着接合点而分离。 更复杂的生产过程同样已经被用于做出具有期望的几何结构和尺寸的棱柱状体积计导管的光学流动室,其中预定几何结构的不同透明固体被适当地组装。普通转让的美国第4,348,107号专利(在下文中,‘107专利)揭示了光学流动室,在光学流动室中, 具有较佳正方形横截面的体积计导管被包含在具有外部球面或其他的旋转表面的封套内。 (具有这个封套但通过本发明的方法做出的单件流动室在图12A、12B和12C中被图示并且将作为实施例被论述。)如在'107专利中所示,通过将透明材料(例如,石英)形成的四个补充的、截短的、基于正方形的棱锥体接合在一起,来做出这种流动室。来自各个棱锥体的顶端被抛光到计算的深度以产出期望的体积计导管的一个侧面,然后棱锥体被适当地组装以及粘附接合在一起,以使截短的顶端形成通畅的正方形棱柱状导管,接合的棱锥体的邻近面在导管的一个或两个端部形成锥形纵向的截面。虽然光学信号可以经由结果的棱柱状封套的平面壁来获取,但是较佳的是,然后'107专利中未详细说明的手段向流动室提供形成作为旋转表面的封套。允许经过导管的样品液体和流体聚焦鞘液耦合的延长部被密封到结果的流动室,其表面流动室通过由四个棱锥体的暴露的侧面形成的一个或两个途径被相交。‘107专利指出所述构造的光学和力学特征被证明是次优的,粘附接合可能发荧光或分离,但是'107专利没有提供替换的接合方法。理想化的'107流动室结构的光学特性与在正方形棱柱状封套中具有正方形横截面的流动室的光学特性的理论比较,由发明人和共同发明人之一在应用光学(Applied Optics) (26 =3244-3248,1987)中被公开;没有描述用于生产任一流动室结构的方法。发明人及其同事随后使用具有熔合在一起的四个棱锥体的'107流动室的实施例,验证了第二比较(血细胞计数(Cytometry) 20 =185-190, 1995)中一些理论判断,因而避免了所述粘附接合问题,以及验证了诸如在由贝克曼考尔特公司制造和出售的自动血液仪器中使用的整体式圆柱状流动室(下面论述);该出版物中的图2显示了在生产抛光的球形外部封套之后密封在塑料室的延长部之间的'107流动室,塑料室收容能够获取考尔特V和C信号的电极。如美国第4,673,288号和第4,818,103号专利中所揭示的,‘107专利中揭示的方法变化已经被用于提供棱柱状体积计导管,该棱柱状体积计导管在与正方形、五边形等本发明的范围内的结构相类似的形状的封套中具有三角形截面。为了允许通过显微镜物镜从这种三角形体积计导管中有效收集光学信号, 在美国专利申请2007/0085997中,随着通过被改进以便于经由其壁通过光辐射探询形成体的剩余的两个补充部件完成封套,薄的透明板(窗口)被一个截短的棱锥体代替;该方法在由贝克曼考尔特公司出售的Quanta 细胞仪中被实现。将理解,遭受与上述平面化处理中出现的那些缺点相同的缺点,在包括多个这种熔合元件的流动室中需要多个接合点。此外,从多个元件加工顶端、将元件组装在一起、以及使其接合以获得具有期望的导管尺寸的可重复的多边形导管的需求使得该方法成本更高,更不用说吸引人的作为生产过程。当棱柱面的数目增加时,该方法更加变得不利。当通过细胞仪技术表征不同类型的形成体时,重现需要是同时获取由形成体与一个或多个辐射源相互作用而产生的几个不同类型的光学信号,即,多波长荧光(F)信号、吸收㈧信号、以及诸如正向散射(FS)、侧向散射(SS)或反向散射(BS)信号的散射⑶信号的一些选择组合;在这种应用中,正方形/正方形棱柱状流动室上的四个外表面需要多个传感器经由复杂的光束分裂和/或波长区分光学装置观察探询地带,这除了增加成本之外,还带来校准及其他光学困难。通过增加更多的面到流动室的棱柱状封套和体积计导管, 可以处理该问题,由此流动室封套和内部导管两者可以具有五边形、六边形、七边形等的横截面,因此所关心的各个光学测量可以经由流动室的分离面做出。但是,特别地,如果为了结合到商业的细胞仪仪器中而做出相对较大数量的这种流动室,通过任何上述指出的常规技术制造这种棱柱状流动室将是很复杂的并且耗时的,以致是完全不切实际的。在玻璃加工技术中,从不同内外径的较大的预成型品中拉拔管是已知的,在内径和外径之间是几厘米厚的圆柱状壁。在拉拔操作期间,预成型品被加热到其韧性允许变形的预定温度,于是通常在垂直向下的方向上,以恒定且预定的速率,轴向地拉拔预成型品。 在该处理期间,随着原始的环形形状被基本上保持,预成型品的内外截面的直径被基本上缩小,这种形状是最低能量形状,并且预成型品的壁在厚度上被显著地缩小。拉拔处理已经适合于形成用于在生产单片(整体式)流动室时使用的厚壁的透明Si02管,单片(整体式)流动室例如,在如普通转让的美国第5,125,737号专利(在下文中,‘737专利)中描述的并且由贝克曼考尔特公司制造和出售的考尔特 LH750型号自动血液仪器中使用的流动室。在预成型品被拉拔至较佳内径(例如,50微米)之后,管被切割成较佳长度(例如,大约6毫米),并且适当的平板(例如,1毫米宽)被搭接在管的外圆柱状表面上,管的直径由于拉拔已经被缩小到大约3. 5毫米。该平板设置光学端口,通过该光学端口,辐射光束(例如,来自氦氖激光器)可以沿着直径被耦合到拉拔管中的中央圆柱状通道。通过从两端部钻孔至适当直径(例如,1.25毫米)、在流动室的中间的原位留下短长度(例如,65 微米)的原始通道,使圆柱状通道被部分地扩大,流动室在各个端部处开口成与同轴于原始通道的圆锥体基本上相切90度并且与端部孔相连的小杯状凹口(例如,半径大约600微米)。在使用中,处于如此形成的纵截面之中的原始通道的长度用作考尔特体积计导管,并且圆柱状孔与处于支撑结构的外部电极室连通,由此可以使得水力聚焦鞘液中的样品液体中心地经过体积计导管。当形成体经过体积计导管时,从电极获取考尔特V和C信号;同时, 当形成体经过圆柱状体积计导管之时,从单独的形成体中同时获取来自辐射光束的正向散射(FS)信号。上述类型的光学流动室,即,用无接合的单片透明材料做出的事实上整体式的流动室,内在地避免了包括补充几何结构的接合透明部件的合成流动室的上述许多限制和缺点。从这种流动室中获取的正向散射(re)信号在适当地与考尔特V和C信号相互关联的时候允许单独的形成体的可靠的区分和列举。但是,因为这种流动室的光学透明封套和中央的内部体积计导管两者基本上呈现环形的横截面,所以这种流动室的壁充当非轴对称的透镜,并且经由其获取的散射( 信号引起相当大的光学像差,该光学像差限制了对某些类型的形成体进行分类的能力。虽然通过在不同的波长增加荧光(F)信号,例如,通过用荧光染色或染色粒合成物(dye-bead coniugates)选择性地标记形成体,可以改进这种分类,但是这种F信号比各种散射信号更加不利地受光学像差的影响。因此,诸如在以上'652专利中揭示的正方形/正方形几何结构中,或对于美国专利申请2007/0085997所揭示的三角形体积计导管及其前身,多方面的努力已经集中到具有由平面壁围绕的棱柱状通道的流动室上,由此可以减少这种光学像差。但是,如所指出的,这两种流动室都难以通过使用常规的生产方法来生产,并且随着时间的流逝而易受损坏。因此,虽然已经提出了其它流动室, 在该流动室内可以对流过棱柱状通道的单独的形成体做出这种同时的光学测量、或光学和考尔特测量,但是没有人已经实施适合于这种应用的事实上整体式的(即无接合的单片) 流动室,或者为了这样做而能够提供技术揭示。
发明内容
鉴于上述讨论,本发明的目的是提供用于做出内部流动通道是棱柱状的光学流动室的改进的方法,提供制造的随时间的过去更少受到损坏的有用流动室的显著提高的产量的方法,以及提供能够更好地对各种类型的形成体进行分类的流动室的方法。本发明的另一个目的是提供真正整体式(无接合点)的光学流动室,在该光学流动室中,内部流动通道的横截面具有是多边形的横截面。本发明的又一个目的是提供用于使用光学流动室流动室地对各种类型的形成体进行分类的改进的方法,光学流动室具有至少三个平面窗口,可以经由平面窗口取得经过流动室的棱柱状通道的形成体的各种光学参数。本发明的又一个目的是提供用于使用光学流动室流动室地对各种类型的形成体进行分类的改进的方法,光学流动室具有至少三个平面窗口,可以经由平面窗口取得经过流动室的棱柱状通道的形成体的各种光学参数,并且在一部分通道中,考尔特体积(V)以及传导率(C)参数中的至少一个是可检测的。在此描述的并且要求权利的本发明是基于发现用于提供在内部通道和外部封套两者中具有圆柱状横截面的厚壁的流动室的管拉拔技术能够被适合于用以做出具有非圆形截面、较佳地为多边形截面的流动通道的整体式光学流动室。非常意外的,在加热和拉拔操作期间,能够维持中心地形成在圆柱状预成型品中的相对较大的通道的要求的非圆形(例如,多边形)截面的几何结构,在拉拔操作中,预成型品的通道的截面面积按照至少 1,000 1的系数被缩小,以产生诸如血细胞的形成体的血细胞分析所需要的尺寸的多边形的流动通道。做出上述类型的光学流动室的较佳方法包括加热和拉拔透明材料的预成型品的同步步骤,透明材料最佳的是合成的无定形二氧化硅(即,二氧化硅,SiO2)。预成型品包括这种材料的圆柱状管,圆柱状管具有中心的轴向延伸的通道,该通道呈现要求的多边形形状的基本上均勻的横截面,多边形形状例如三角形、矩形或六边形。不理想地,预成型品是经由上述平面化处理形成的适当尺寸的杆。预成型品较佳地具有形成在它的圆柱状外表面上的平板,这种平板基本上被形成为平行于通道的内部多边形横截面的平面表面中的一个。预成型品被加热到超过玻璃软化温度的预定温度,并且以控制的速率、在控制的时间以及以恒定的角取向被拉拔,由此在拉拔操作期间维持内部通道的多边形形状,维持外部平板和多边形流动通道的平面表面之间的平行性,以及实现冷却之后的要求的流动通道尺寸。在经拉拔的管状结构被冷却并且被切割成要求的长度之后,外表面上的平板被用作参考表面,由此光学平面表面可以以预定角度被重叠到所述平板并且平行于内部多边形流动通道的平面表面中的一个。通过使用第一光学表面作为参考表面,包括多个平面表面的封套被搭接在拉拔结构的外表面上,附加表面的角度相对于参考表面被测量,由此拉拔结构的外部封套能够被做成在形状上类似于内部通道的多边形截面,基本上与其同轴,并且具有基本上与其平行的侧面。替代地,包括非圆柱状旋转表面的封套可以在拉拔结构的外表面上被研磨和抛光,因此所述平板的剩余部分可以基本上平行于内部多边形流动通道的平面表面中的一个被重叠,从而在旋转表面中形成平面窗口。不理想地,预成型品的圆柱状外表面上的平板可以被省略,并且拉拔结构的外表面被重叠以提供例如较佳地基本上平行于内部多边形流动通道的平面表面中的一个延伸的平面参考表面,然后所述参考表面被用于在拉拔结构的外表面上重叠附加的平面表面,或以上述方式在旋转表面中形成平面窗口。根据本发明的另一个方面,改进的光学流动室被提供用于在流式细胞仪中使用, 流式细胞仪的类型适合于基于至少它们各自的光学特性来表征小颗粒。这种流动室包括光学透明材料的整体结构。较佳地,整体结构通过加热/拉拔处理被产生。这种整体结构的一部分限定了棱柱状通道,能够使得形成体在被经过该结构的光学辐射照射的同时经过棱柱状通道。这种流动通道的至少轴部分具有多边形形状的横截面,由此光学辐射进入流动通道以在该流动通道内照射形成体,并且由所述照射产生的光学辐射以不同的角度经由平面表面或经由与所述流动通道同轴的非圆柱状旋转表面从流动通道出射。较佳地,内部流动通道的多边形截面具有三个到八个侧面。在较佳的实施例中,整体结构的封套在形状上同样是棱柱状的,棱柱侧面的数量等于流动通道的侧面的数量并且基本上与此平行,由此提供多个平板窗口,辐射能够经由平板窗口进入和离开所述流动通道。替代地,为了使辐射能够用最小的偏差离开流动室,最小的偏差归因于在封套边界处的折射,包括非圆柱状旋转表面的封套可以在拉拔结构的外表面上被研磨和抛光,并且如果所述封套被提供基本上平行于内部多边形流动通道的一个平面表面的适当的平板,则辐射可以经由平面窗口被有利地耦合到流动通道。用于使用本发明的流动室来区分形成体的较佳的方法包括以下步骤(a)提供在此描述的类型的整体式流动室,整体式流动室具有多边形横截面的内部流动通道以及具有包括至少五个不连续的壁的封套;(b)使形成体经过多边形的流动通道,同时用经过一个这种壁的辐射光束照射这种形成体;(c)经由第二这种壁检测来自被照射的形成体的正向散射(FS)信号;(d)经由至少第三这种壁检测来自被照射的形成体的荧光(F)信号;(e)经由第四壁检测来自被照射的颗粒的侧向散射(SS)信号;和(f)经由第五这种壁检测来自被照射的形成体的反向散射(BQ信号。替代地,这种光学信号可以以相应的方式经由多个分开的传感器被获取,传感器被适当地定位在这种整体式流动室的周围,这种整体式流动室包括非圆柱状的旋转表面,而不是平面壁。较佳地,至少一些上述光学测量与在经过流动通道的被照射的形成体上同时做出的考尔特体积V和电导性C测量中的至少一个相结合,以对这种形成体进行分类。参考附图,本发明及其各种优点将从较佳实施例的随后的详细说明中被更好地理解。
图1是流式细胞仪的样品处理和数据获取部分的示意图,该流式细胞仪结合了按照本发明的方法构造和制造的四侧面整体式光学流动室的较佳实施例;图2是在图1的仪器中使用的光学流动室的立体图;图3和4图示了图2中显示的光学流动室的纵截面和横截面,图3包括流动室轴, 并且图4在平行于流动室端面的经过流动室的颗粒感应地带的平面中被取得;图5是整体式六侧面光学流动室的立体图,整体式六侧面光学流动室通过本发明的制造方法被容易地做出并且在图1的仪器的另一实施例中是有用的;图6图示了六边形的光学流动室和使用方式;图7是流式细胞仪的样品处理和数据获取部分的示意图,该流式细胞仪仅仅依靠形成体的光学特性来对形成体的亚群进行分类,其中从经过图6中图示的六边形的流动通道的形成体中获取辨别参数;图8A和8B图示了用于做出预成型品的较佳处理的两个步骤,该预成型品在本发明的制造方法中,即,用于产生本发明的整体式光学流动室的类型的制造方法中是有用的;图9至12A-12C图示了通过本发明的方法做出的整体式光学流动室的其他实施例;和图13图示了经过图2和9中的类型的在先技术的流动室的颗粒感应地带的截面图,图2的流动室由后者制造。
具体实施例方式流式细胞仪从包含各种形成体的病人体液的样品中获取诊断的重要数据,并且已经扩展了许多不同的实施例。所有都取决于流动室中的通道,这种样品可以在经历各种准备流程之后经过该流动室中的通道,并且可以在该流动室中的通道中感应形成体的各种特性,由此,在形成体中的几种类型的亚群可以被分类和计算,并且得到的参数被处理并关联以提供期望的诊断。如上所讨论的,结合了来自单独的形成体的光学和考尔特V和/或C 参数的同时获取的流式细胞仪,在它们的光学流动室的流动通道之内,需要具有相对较小的长度和横截面的压缩物(或体积计导管)。一个这种血液分析仪在以上指出的美国第 6,228,652号专利中被更完全地揭示,关于该美国第6,228,652号专利,当前共同发明人中的两个是共同发明人,并且其揭示的内容通过引用被结合在本文中。简要地,分析仪具有操作以自动感应、分类和计数病人体液的不同样品中包含的各种类型的形成体(例如,血细胞、血小板等等)并且报告它的结论的类型。现在参考附图,在附图中,为了清晰,所有的内部样品通路被放大显示并且相对于外部流动室封套是不成比例的,图1示意地图示了这种分析仪CA的样品处理和数据获取部分,分析仪CA与在先技术的分析仪的不同之处在于包括按照本发明构造和制造的改进的整体式光学流动室30(在图2中被更好地显示)。如图示,光学流动室30是分析仪的光电传感器组件T的中心部件,光电传感器组件T操作以在光学上和在电学上探询要被分析的病人样品中的每个形成体。病人样品(例如,全血样品WBS)在不同的试管或小瓶10中出现在分析仪前,试管或小瓶10通过样品传送器ST在仪器内移动。当这种小瓶呈现在抽吸式探针P前时,预定量的样品从每个小瓶中被吸出。每个吸出的样品通过常规的血液采样阀12被分割以产生多个等分试样(例如,A1-A;3),然后多个等分试样被分配到在分析仪的样品制备部件14内的不同的混合室(例如,MC1-MC3)。同时在混合室中,每个等分试样与一个或多个试剂(例如,R1-R7)混合,一个或多个试剂(例如,R1-R7)适合于选择性地与样品中的某些类型的形成体反应和/或稀释样品中的某些类型的形成体。样品制备部件14可以产生,例如,溶解着色样品,SL,显著地包括已经利用荧光染色被着色的白细胞和其他细胞(例如,有核的红细胞);稀释着色样品,SD,在高稀释悬浮液中包含所有血细胞类型,一些这种细胞(例如,网状红细胞亚型)利用荧光染色被着色;和溶解标记样品,ST,在悬浮液中显著地包括白细胞,包括已经例如经由单克隆抗体用荧光染料或荧光颗粒被着色或另外被标签的选择的白细胞(例如,CD4和CD8阳性细胞)。然后,通过计量机构16提供的精确计量体积的每个制备样品的通过常规的分配阀DV被选择,并且经由传感器部件18中的分析仪的光电传感器组件T的样品输入口 Pl被抽出(例如,通过计量泵MP1、MP2或MP3);并且,计量泵MP4和MP5分别将鞘液SF提供到传感器组件T的端口 P5以流体地集中流过流动室30的体积计导管Z的样品,并维持传感器组件T的盖元件34和35之内的室之间的预定压差。如将要论述的,当经由体积计导管Z单独地计量样品时,样品中的单独的形成体或其他颗粒的某些光学、物理和电特性被同时感应并且被转换成电信号。这种信号作为电脉冲出现,并且是例如通过考尔特原理确定的每个形成体的DC体积(V)和RF导电性(C)的参数,它的辐射吸光度(A)的参数,它的各种光散射(S)特性[即,正向散射(FS)、侧向散射 (SS)和/或反向散射(BS)]的参数,和处于不同波长的它的荧光特性(F)的参数。这种信号的各种组合通过常规的细胞仪部件被处理,以通过提供期望的诊断信息的算法提供适合于相互关联的信息,常规的细胞仪部件诸如'652专利中揭示的但未显示在图1中。光学流动室,例如,按照本发明的方法制造的图1中的流动室30,在仅仅略述的传感处理中构造了必要元件。制造流动室30的改进的方法使流动室30区别于在先技术的流动室,并且一般可被应用到广泛的各种光学流动室实施例。由无接合的(即,无缝的)整体式的透明材料制造的流动室30 —般包括内部通道,制备样品可以经由该内部通道被计量, 并且该内部通道具有适合于从这种样品中的形成体中获取光学参数的外部封套。如下面详细描述的,按照发明,所述整体式结构首先被制造为二氧化硅(SiO2,通常称为“石英”)或最佳的合成无定形二氧化硅的特大型的预成型品,因此内部通道通过三个以上的平面的表面被界定。然后,预成型品被加热到允许其韧性变形的预定温度,并且以恒定和预定的速率被轴向拉拔,由此,预成型品的横截面及其内部通道被缩小。已经发现,如果在这种拉拔操作期间,使得通道截面相对于特大型预成型品维持恒定的角取向,则在冷却拉拔结构上,通道的原始的非圆形的几何结构出乎意料地被保持在期望尺寸的基本上均勻的多边形横截面中,所述通道是基本上直线的并且处于棱柱状形状。在较佳实施例中,界定这种缩小的内部通道的平面表面具有在大约40和250微米之间测量的宽度(例如,如图4中所示的W); 如果光学参数可单独被用于表征和分类所关心的形状体,则流动通道宽度典型地是100微米以上,但是如果期望一个或多个考尔特参数,则流动通道宽度典型地是150微米以下。在随后的制造步骤中,这种拉拔结构的适当区段提供适合于特别应用的要求的外部封套,即, 包括平行于至少一些所述通道表面的多个平面的光学表面(例如,如图2至6和图9至11 中的),或形成非圆柱状旋转表面(例如,如图12A至12C中的)。如此被制造以提供期望要求的封套尺寸和光学光洁度的区段是非常适合于在仅仅依靠光学传感方法的流式细胞仪中用作流动室。如此做出的流动室的整体式本性克服了基于补充平面化板或截短固体的组装、通过上述在先技术处理制造的类似形状的多部件结构的光学多相性、损坏模式和制造缺点。为了限制与圆柱状整体式流动室有关的光学参数中的误差效果,内部通道的流动室封套和颗粒感应部分的共平面的横截面可以是具有基本上平行的侧面的几何相似的多边形,例如,在图2和3中,由光学上抛光的平面矩形表面50限定的封套的截面和通路32 的部分Z的截面两者都是基本上正方形,形成流动室30的壁的透明材料从而提供基本上均勻厚度的窗口,经过所述感应部分的形成体的光学参数可以经由该窗口被确定。在其中显示的实施例中,侧面50的宽度W较佳地在2和8毫米之间,该侧面的长度L典型地在5和 25毫米之间,并且通路32的部分Z的长度典型地在50和300微米之间。为了提供包括适合于从全血样品中的形成体中传感考尔特V和/或C参数的颗粒感应地带的较佳实施例, 通路32中的部分Z的每个通道侧面各自的宽度大约是50微米,从而在封套内对所述部分 Z提供大约2500平方微米的截面面积,封套的每个侧面50的各个宽度W大约是4. 2毫米, 以及每个侧面50的各个长度L大约是6. 3毫米。如图2和3所示,在流动室30的相对端部表面36之间延伸并且典型地与其纵轴A同轴的通路32,较佳地从所述内部棱柱状通道至端部表面36被扩大,以形成具有圆柱状孔M和旋转表面55的沙漏形状,旋转表面55提供从其到一部分原始通道的平滑过渡。原始通道的部分Z的较佳长度范围在通道侧面的宽度的大约1. 2到1. 4倍之间,或对于本较佳实施例在大约60和75微米之间,但是更大的长度可以有利于高样品流速。从而,原始通道的部分Z在通路32的轴中点的附近限定了均勻的多边形横截面的体积计导管,在体积计导管内,可以同时确定单独经过的形成体的考尔特V 和C参数以及各种光学A、S和F参数。如图1至4所示,光学辐射光束B经由形成在其平面侧面和流动室30的平面侧面50之间的一对窗口进出体积计导管Z,并且因此避免与上述整体式流动室的圆柱状表面有关的光学像差;在上述较佳实施例中,所述窗口的厚度是通道宽度的近似41倍,在其制造中使用的拉拔结构中需要大约通道宽度的57倍的最小的壁厚。图2和3中的流动室30的端部表面36被耦合到图1的盖元件34和35,盖元件34和 35经由它们的内部几何结构限定了室,要被分析的样品和用于经由所述颗粒感应地带Z流体聚焦或集中样品的鞘液SF两者可以经由室被耦合到通路32,并且通过随后的管路被适当地冲洗到废物区,从而制备用于分析不同样品的通路32。 如图1所示,盖元件34和35设置有多个端口 P1-P6,端口 P1-P6用来1)将要被分析的一个或多个制备的样品和鞘液引入到流动室30中,幻把离开的样品和鞘液排出到废物区,幻将盖34和35中的一个或两个内室冲洗成废物区,和4)对供应各种端口的原始管提供真空。端口 Pl被流体地耦合到计量部件16,并且用来将通过分配阀DV选择的样品 SL,Sd或&的计量的等分试样引入到管嘴56,用于注射到分析用的流动室30的通路32中, 如图3所示流动室。(当然,例如,经由'652专利的多端口管嘴的其他样品注射方法可以被用于其他实施例。)端口 P2也被流体地耦合到计量部件16,并且用来将计量体积的鞘液&引入到盖元件34中的室,这种液体用来流体聚焦或集中体积计导管Z中的样品。在图3中,样品引入管嘴56(仅被部分地显示)具有通道Cl,端口 Pl将通过图1的计量部件 16输送的精确计量体积的样品耦合到通道Cl中;所述通道用来朝向颗粒感应地带Z射出样品流。同时,已经进入室34的计量体积的鞘液S1在MP4的压力下并且经由端口 P2流过通路32。如图3所示,鞘液S1均勻地包围样品流,并且使得样品流过体积计导管Z的中心, 从而实现样品流的流体聚焦。当离开体积计导管Z时,样品和鞘液通过图1的样品出口管 58 (仅在图3中被部分地显示),从而防止再循环的形成体干扰考尔特DC体积(V)和RF导电性(C)的确定。在图3中,第一血细胞BCl在离开管嘴56中的通道之后被显示,第二血细胞BC2在体积计导管Z的中心和聚焦的激光光束B的路径中被显示,第三血细胞BC3在进入样品出口管58时被显示,样品出口管58经由图1中的端口 P4被连接到废物区。为了控制在盖35内的室中的流体压力并且从而控制样品在其离开通路32之后的流动,所述室被维持充满鞘液&,这种液体经由端口 P5进入并且经由端口 P4排放到废物区。继从每个样品中获取数据之后,通过用鞘液分别冲洗盖34和35中的室来制备用于随后的样品的传感器组件T,S1从MP4进入端口 P2并从端口 P3出去,以及&从MP5进入端口 P5并从端口 P6出去。如图1所示,在盖元件34和35中的内室内,是可连接到DC/RF电路41的各个内部电极40和38。这种电路的部件操作以(a)产生经由流动室30的通路32的DC和RF电流,和(b)在检测DC和RF电流的同时,检测由形成体通过颗粒感应地带Z而产生的各个DC 和RF电流中的调制,由此确定形成体的DC体积V以及其RF电导性C。如在'652专利中更完全描述的,DC/RF电路41包括DC电源、以RF频率操作的AC振荡器/检测器、耦合电路和前置放大器。如先前描述的,耦合电路线性地组合由DC电源和AC振荡器/检测器产生的电流,并将组合的电流施加到传感器组件T中的通路32的内容。较佳地,AC分量具有大约22. 5MHz的频率。当形成体连续经过体积计导管Z时,通路32的阻抗被改变,导致了与形成体的物理体积V(即,DC体积)有关的DC电流的调制和与细胞内部的电导性C有关的 RF电流的调制。耦合电路使调制电流分离,以便DC脉冲信号V被传送到DC前置放大器,并且调制的RF电流通过振荡器/检测器被检测,导致了被传送到RF前置放大器的脉冲信号 C。较佳地,考尔特V和C脉冲信号两者被耦合到仪器的分析部件,但是对于一些应用,只有一个这种信号可以是足够的。替代地,其他应用可以得益于在RF/DC电路41中包含的诸如这里描述的多个AC电路,每个AC电路以不同频率操作。当每个形成体经过图1至4中的体积计导管Z时,其通过经过由适当的激光器42 和光束状光学装置62提供的适当能量分布的聚焦的激光光束B而被照射。激光器42可以是任何适当类型的激光器中的一个,例如,二极管激光器,提供适合于应用的辐射,例如,如果主要关心散射(S)参数,则提供635到640nm波长范围中的辐射,或者如果还需要某些荧光(F)参数,则提供485到490nm波长范围中的辐射。通过每个形成体散射的辐射(光) 可以通过一个或多个光散射光电检测器(例如,LSD1-LSD3)被感应,并且如果有由形成体的荧光着色剂或者荧光标签由于被激光辐射激励而发射的任何荧光辐射,则可以通过一个或多个荧光检测器(例如,FD1-FD;3)被感应。在图3中显示的流动室30的纵截面中,所述激光光束B通过所述光束状光学装置被聚焦,以利用垂直于样品流动的椭圆形分布的长轴提供中心在体积计导管Z上的辐射的椭圆形双向高斯分布,但是构造成横穿所述导管提供均勻辐射强度的聚焦线的常规的光束状光学装置,在获取的光学参数中需要小的变化系数的应用中是较佳的。在图4中显示的流动室30的截面图中,这种光束进入体积计导管Z的前壁,遇到光学感应地带中的血细胞BC2,并且使得侧向散射辐射SS和荧光辐射F经过体积计导管Z的相对的侧壁,同时使得正向散射光FS和轴向吸收光A沿着光轴OA经过颗粒感应地带Z的后壁。如上所述,并且如'652专利中更完全地描述的,通过形成体从聚焦的激光光束B 散射的辐射(光)通过例如图1中的LSDl和LSD3的光散射光电检测器被检测,形成体在如图3和4所示的流动室30的颗粒感应Z内连续地经过这种光束。检测器LSDl被构造并定位,以检测称为中间角光散射(MALS)的在所述光束的轴的近似9度和41度之间的角度范围内在正向方向上散射的光。该检测器具有两个分立的感光区域OSl和0S2,以检测称为上中间角光散射(UMALS)的在大约21和41度之间的角度范围中的正向散射光,和称为下中间角光散射(LMALS)的在大约9和20度之间的角度范围中的正向散射光。因此,LSDl 提供三个正向散射(FS)信号,S卩,MALS, UMALS和LMALS。检测器LSD3被定位以检测经过流动室30的两个侧面中的一个侧面的在与光束B的轴基本上正交(即,在大约90度士大约10度)的方向上散射的光。检测器LSD3较佳地包括透镜85,透镜85收集侧向散射光并将侧向散射光引导在PIN 二极管0S5等等上,并提供一个侧散射(SQ信号。但是,进一步对于'652专利中的说明,LSDl还包括中心开口,从流动室30形成的激光光束和小于大约8度的光散射两者自由地经过该中心开口作为光束Bi。光电检测器LSD2被适当地定位在LSDl的后面并且具有两个分立的感光区域0S3和0S4,0S3和0S4被构造成检测称为低角度光散射(LALS)的在大约5. 1度的光散射,和称为轴光损失(ALL)的Bl中的近轴衰减。 因此,检测器LSD2提供用于分析的两个附加信号,即,称为LALS的第四FS信号,和称为ALL 的吸收(A)信号。当然,任何上述传感器可以被构造成响应其他角度范围内的辐射。同样, 当然,如果要求的话,类似于LSDl构造的并且适当地定位在光束状光学装置62和流动室30 之间的第四光电检测器将提供来自颗粒感应地带Z中的形成体的反向散射(BQ信号。在激光器42和光束状光学装置62之间,在光束状光学装置62和流动室30之间,以及在流动室 30和几个光电检测器之间的自由空间耦合被显示在图1中,但是,当然,在一些实施例中, 纤维光学耦合可以有利地替换在传感器部件18中的任何这种功能元件之间的这种自由空间耦合。当处于适当照射波长的光,激励处于一个或多个不同波长的荧光部分发光时,产生荧光辐射;如上所述,如在供常规的荧光流式细胞仪使用的样品制备流程中已知的,这种部分可以被附接到或插入到各种形成体中。如'652专利中更完全地描述的,通过平凸透镜51收集来自经过流动室30的颗粒感应地带Z中的上述辐射光束B的这种形成体的荧光辐射。透镜51被较佳地耦合(例如,通过适当折射率的并且具有最小荧光的光学胶合剂或凝胶)到流动室30的与通过LSD3检测侧向散射光的侧面相对的侧面,这种透镜用于将细胞感应地带外的荧光辐射光学耦合到第二透镜组件70,第二透镜组件70经由光束分裂
14二向色镜BSl和BS2以及带通滤波器71、72和73的网络将其传递到多个荧光检测器FD1、 FD2和FD3,荧光检测器可以是光电倍增管等等。如果辐射光束B来源于在例如488nm操作的激光器42,则所述网络例如可以被常规地设计成以最有效的方式将处于525nm、757nm和 695nm的光耦合到荧光检测器FD1-FD3。在常规方式中,每个荧光检测器根据在其前面的二向色镜和滤波器的光学特性检测处于这种预定波长范围之中的荧光辐射,并将所述辐射转换成相应的电信号。当然,光束分裂二向色镜和带通滤波器的网络可以被扩展,以允许附加的荧光检测器从颗粒感应地带Z中的形成体中提供处于附加波长的信号,或者在一些实施例中,纤维光学耦合可以有利地替换在传感器部件18中的任何光学元件之间的自由空间華禹合。 图5图示了适合于在图1的仪器的其他实施例中使用的另一个整体式光学流动室 30。如同图1的流动室30,图5的流动室30'由单件无缝透明材料制成,最佳地由合成无定形二氧化硅(SiO2)制成。由六个平面表面64界定的横截面的中央的颗粒感应地带Z' 沿着流动室30'的纵轴A'延伸大约70微米。流动室30'的封套在形式上也是棱柱状,由矩形形状的六个侧面60和一对六边形形状的相对的平面端部表面61被界定。较佳地,颗粒感应地带Z'的各个六边形横截面和流动室30'的封套的各个六边形横截面是基本上类似的并且同轴的,限定所述封套的侧面边界的六个平面表面60被布置成基本上分别平行于颗粒感应地带Z'的六个平面表面64。所述横截面被如此布置,预定等厚度的六个壁和形成的平板窗口被设置用于将辐射光束引入到颗粒感应地带Z'中,并且用于在与连续经过其的形成体相互作用之后耦合所述颗粒感应地带外的这种辐射。与对图1的流动室30 的端部表面36所描述的相类似,相对的平面端部表面61被耦合到支持射流电路中。在图 6中,显示了经过六侧面的光学流动室30”的样品通路的颗粒感应部分的横截面;因此,图 6同样表现了具有均勻棱柱状流动通道的纯光学流动室或者在一部分形成体积计导管的这种通道内能够获取光学参数和考尔特参数两者的光学流动室。这里,激光光束B经过窗口 Wl以照射在垂直于拉拔平面的方向上经过颗粒感应地带Z"的形成体FB。例如,通过图1 的光电检测器LSD2的0S4部分,从经过窗口 W2的部分吸收的光束B'的强度确定被照射的形成体FB的光束B的吸光度(A)。由被照射的形成体散射的正向光,经由窗口 W2和W4以两个不同的角度(LSI和LS2)被测量,例如,LS1,经由窗口 W2,通过图1的光电检测器LSDl 和LSD2的一个或多个感光区域0S1、0S2和0S3 ;和LS2,经由窗口 W4,通过图1的光电检测器LSD3的适当定位的感光区域0S1。可以经由一个或多个剩余的窗口 W3、W5和W6,通过对关于图1的实施例描述的荧光全部或部分复制图1的收集和波长间隔网络,测量以不同波长发射的荧光辐射。但是,在需要荧光测量的许多应用中,这种详细描述是不需要的,并且经由诸如图5和6中显示的流动室的内部感应地带和封套的附加侧面,通过专用窗口,可以分开地测量多个荧光参数。在这种实施例中,例如,通过图1的透镜51、透镜组件70、滤波器 73和荧光检测器FD3的适当位置复制,分别经由窗口 W3和W5测量Fl和F2,但是在光路中没有BSl和BS2。处于低反向散射角度的光被显示出射窗口 W6,但是,如果较佳的,可以经由该窗口通过复制图1的透镜51、透镜组件70、滤波器73和荧光检测器FD3测量处于第三波长的荧光辐射。为了明确仅仅依赖于光学参数的图示的一个这种实施例被图示在图7中, 其中从图1中重复的标号具有相同的含义并且具有其相关论述中表示的功能。在这种应用中,体积计导管的缺少使得足够的加速分析样品冲洗比较容易实现,因此,除了图1的考尔特感应电极38和40以及RF/DC电路41之外,传感器组件T的盖元件34和35中的第二鞘 S2、其泵MP5以及相关的端口 P3、P5和P6不出现在图7中。在后图中,来自激光器42和光束状光学装置62的激光激励光束B,或者它们的纤维耦合光束状同等物,进入六边形的整体式光流细胞30”的一个窗口,并且在通过棱柱状流动通道Z”中的形成体被散射之后离开与第一窗口相对的第二窗口。这种正向散射光通过为图1的实施例描述的光电检测器LSDl 和LSD2被截取,因此产生模拟的正向散射(F。信号。由形成体(图6中的Fl和F》上或者内的荧光部分发射的荧光辐射,通过被适当定位的光纤收集模块75和76中的至少一个, 经由第三窗口(图6中的W3或W5)被截取,并且经由光纤80被耦合到图7中的荧光检测器FD5-FD14 ;替代地,这种荧光截取和电信号转换可以利用诸如图1中图示的被适当定位以有效地收集发射的荧光的自由空间光耦合来完成。小角度侧向散射光(经由图6中的第四窗口 W4的LS2)可以通过被适当定位的图7的收集透镜85和光电检测器LSD3被截取, 用于通过后者的感光区域OS转换成侧向散射(SQ信号。类似地,小角度反向散射光(LS2, 经由图6中的第五窗口 W6)可以通过被适当定位的收集透镜(为了使混淆最小化,未显示) 和图7的光电检测器LSD4被截取,用于通过后者的感光区域0S6转换成侧向散射(SS)信号;如果较佳的,处于第三波长荧光辐射可以改为经由该窗口诸如上述的通过第三适当定位的荧光收集和传感布置被测量。当然,可以经由图6的窗口 W1,以与上述图1中的实施例大致一样的方式,直接测量反向散射光。对于需要传感考尔特参数的应用,流动室30”必须包括适当的通路,该通路包括为图5中的流动室30'显示的适当的孔M和旋转表面55 ’另外,传感器组件T'将需要图1的连接到DC/RF电路41的电极38和40、鞘S2和泵MP5,以及端口 P3、P5和P6 ;所有的所述部件起到为图1中图示的示范实施例进行描述的作用。当然,根据图7但适合于特别应用的实施例可以得益于具有比其中图示的六个窗口多或少的窗口,即,整体式光学流动室具有经过它们的样品通路和它们如描述的对准的封套的颗粒感应部分的类似的多边形横截面,但具有例如三个、五个、七个或八个窗口。虽然常规地组装平面化板或截短的棱锥体以提供如本段落中描述的光学流动室实际上将是不可能,但是对于纯光学传感器和组合的光学和考尔特传感器两者,整体式流动室事实上可以通过如下所述的玻璃拉拔技术而被提供。 为了参照图2-6制造上述类型的无缝的、整体式光学流动室,较佳的是使用改进型玻璃拉拔技术,该改进型玻璃拉拔技术目前用于产生诸如在由贝克曼考尔特公司做出并出售的考尔特 型号LH750的血液分析仪中使用的具有圆截面的流动通道的厚壁的圆柱状流动室。如在该应用的前言部分所指出的,在玻璃加工技术中,从各种内外径的较大的预成型品中拉拔圆柱状管是已知的,在内径和外径之间是几厘米厚的圆柱状壁。通过在由一种二氧化硅(Sit)》制成的第一管上滑过、加热并收缩第二较大的这种管(套筒管),并且将第二管熔合到第一管,来获得需要的壁厚,因此无缝地增大预成型品的壁厚;用适当增大内外径的附加套筒重复这种袖套步骤,直到如此形成的熔合结构具有需要的壁厚以在预成型品被拉拔之后产出要求的流动室壁厚,从而在冷却的拉拔后的整体结构中提供期望的截面面积。在拉拔处理期间,预成型品被加热到允许其韧性变形的预定温度,于是通常在常规的拉拔塔(drawing tower)中的垂直向下的方向上,以恒定且预定的速率,轴向地拉拔预成型品。在该处理期间,随着原始的圆形形状被基本上保持并且预成型品的壁在厚度上被显著地缩小,预成型品的内外截面的直径被基本上缩小。当然,拉拔处理还用于进一步改进在上述袖套处理期间形成的熔合界面的机械完整性,由此,产生的整体结构的机械特性严格地接近大块材料的机械特性,从大块材料中做出在这种处理中使用的各种管。圆截面的保持是相对简单的事情,因为这种截面是在这种预成型品拉拔处理中固有的最小能量形状。在这种拉拔处理期间维持非圆形截面,特别是维持根据需要的临界多边形的内部流动通道以产生上述光学流动室一点也不简单。 本发明的制造方法从生产适当的预成型品开始,在拉拔操作之后产出对颗粒感应地带期望的几何结构和足够的壁厚,以允许制造期望的流动室封套的预成型品。这种预成型品包括具有轴向延伸的通道的透明的硅质材料(例如,二氧化硅,或更佳的是合成无定形二氧化硅,SiO2)的管,该通道呈现期望的多边形形状,例如,三角形、矩形或六边形的基本上均勻的横截面。通过将适当横截面的心轴插入到硅质材料的管中,并且加热该管以使得其收缩在该心轴上,从而遍及如此形成的直线的内部通道使得该管呈现心轴形状,来实现所述通道横截面形状。如上所述,在预成型品已经被充分地拉拔以实现期望的内部通道的截面面积之后,预成型品的壁必须例如产出具有期望的壁(或窗口)厚的流动室封套。为了促进包括平面表面的封套的制造,在拉拔之前,通过更可取地具有在它的外表面上准备的至少一个参考平板,来完成预成型品,它的外表面基本上平行于限定它的内部通道的平面侧面中的一个。在拉拔之后,为了随后的需要提供和完成期望的流动室封套的常规机械加工操作,这种参考平板被用于对准被拉拔的结构,并且,如果考尔特V和/或C参数在流动室的颗粒感应地带中被同时获取,则为了通过考尔特原理充分地表征形成体,需要纵截 参照图8A和8B,有用的预成型品的生产需要机械加工成具有与期望的颗粒感应地带的横截面相类似的横截面的例如钢的适当的金属合金的心轴M,期望的颗粒感应地带例如在各个图1-4和图5中的Z或Z ‘。如图8A和8B中指出的,为了一些期望的几何结构, 在心轴M的转角上的小半径R'可能是有益的。然后,期望的硅质玻璃的圆柱状管Tl,最佳的是合成无定形二氧化硅的圆柱状管Tl,被适当地清洗,并且,如图8A所示,滑动到所述心轴上,然后,在其内具有心轴的管被安装在旋床上并且被旋转。如玻璃加工技术中已知的, 热量被施加到管直到玻璃达到它的软化温度,并且它的粘性在1 X IO6泊到60X IO6泊的范围之内,更佳的是它的粘性在3 X IO6泊和观X IO6泊之间,由此软化的管可以被收缩到心轴上,并且使得管的内部横截面呈现心轴的形状,如图8B所示。较佳地,在适当的冷却之后, 心轴从收缩的管中被去除,但是可以次佳地在随后的袖套处理的部分处理或全部处理期间被留在所述管中。预成型品的外部截面必须是足够的,在管被拉拔以提供期望的通道截面面积之后,可以制造期望的流动室封套,例如,在图6中,C”是在形成窗口 W1-W6的外表面的平板被抛光到经拉拔的预成型品的区段上之后,在流动室30”上留下有益的非锐角的最大截面面积的界限。为了实现必要的预成型品壁的厚度,较佳地与第一管具有相同的玻璃质材料的第二适当大小的玻璃管(套筒管)被滑过第一管,并且所述组合在旋床上被旋转并被加热以实现在上述范围内的粘性。处于这种粘性,第二管收缩到第一管上,并且硅质材料熔合在一起以形成具有较厚的壁的整体式管。根据需要重复这个处理以对期望的流动室实现需要的外部截面,在其上,熔合的结构被冷却。对于在各个图2和5中的流动室30和 30 ‘,较佳截面的预成型品比率(心轴面积/封套面积)在0. 4X 10_4和5. 1 X 10_4之间,并且最佳的是大约1.5X 10_4。对于上述示范的流动室,用于做出预成型品的管具有在2和40毫米之间的范围内或者较佳地在6到20毫米之间的内径(ID),和在6和55毫米之间或者较佳地在15到35毫米之间的范围外径(OD)。预成型品较佳地由二氧化硅管构成,二氧化硅管较佳地由通过化学气相淀积处理或溶胶凝胶处理合成的二氧化硅制成。二氧化硅的化学杂质水平较佳地小于^OOppm。在其他有利的特性当中,这种二氧化硅在250到400nm的波长范围中具有卓越的透射率,并且具有非常低的固有荧光。二氧化硅玻璃还可以包含添加剂,例如Ge、P、F、B、%或Ti。总的添加剂浓度按照重量计算可以改变到10%。这些添加剂对调整二氧化硅的例如折射率、吸光度、或荧光的光学特性以及诸如软化点、强度和应力分布的物理特性是有用的。与其他硅酸盐玻璃相比,合成制造的二氧化硅玻璃还具有非常好的化学阻力、低热膨胀系数和非常低的缺陷密度。与从其他玻璃类型制造的这种结构相比,由上述制造处理产生的经拉拔的二氧化硅结构具有优良的机械强度。当然,以上指出的比率和较佳的尺寸适合用于做出图2的整体式光学流动室30或图5中的整体式光学流动室30'的较佳处理,图2的整体式光学流动室30或图5中的整体式光学流动室30'分别具有大约50微米平板到平板的正方形或六边形的颗粒感应地带Z 或Z',具有在拉拔之后允许适当光洁度的壁厚。两个整体式流动室都提供封套,该封套包括具有4. 2毫米的相对的平板间距的光学抛光的平面表面,分别具有4. 2毫米和2. 4毫米的宽度和6. 3毫米的长度。两个流动室都已经被演示以在适用于图1的设备的适当的流动室组件中起作用。虽然这种流动室的颗粒感应地带和封套的各个侧面可以和示范的流动室的情况一样具有相同的宽度,即,所述截面是规则的,但是侧面可以在颗粒感应地带和封套侧面内在流动轴之间具有适合于实现期望的角度的或光路长度关系的宽度,由此可以提供对适当光学传感器的有效耦合。玻璃加工技术领域的技术人员可以修改这些教导以提供适合于其他想要的应用的感应地带和壁厚度。在这种整体式光学流动室中的较大的截面面积需要不同的比率和/或较大的预成型品0D,并且较厚的壁需要较大的预成型品0D。通过适当地修改比率和尺寸,可以形成具有在流式细胞仪中提供满意的光学数据(S和F)的截面面积在62,500平方微米以上的通道或者在常规的血液分析仪中提供可用的V、C和S数据的达到4. 5毫米的壁厚度的光学元件。在拉拔之前,较佳的是,上述预成型品的外表面具有通过常规研磨处理形成在其上的至少单个参考平板(例如,在拉拔之后产出宽度在大约1. 85毫米的平面),这种平面令人满意地是平行(例如,在近似1度之内)于内部平面中的一个;如果期望的话,这种附加的平板可以被研磨以平行于形成内部多边形通道的每个平面表面。然后,平板化的预成型品被定位在通过常规手段被加热到允许其粘性变形的预定软化温度的垂直拉拔塔上,并且在控制时间内,以较佳地在0. 05和2米/分钟之间的控制速率以及以恒定角取向,被垂直地向下拉拔,由此,在拉拔操作期间维持内部通道的多边形截面形状,并且在冷却的通道中实现缩小尺寸的期望的截面面积。在冷却经拉拔的管状结构并且将其切割到期望的长度之后,这种结构的外表面被搭接以提供附加的平面的参考表面,例如,较佳地基本上平行于内部流动通道的每个平板延伸,由此,拉拔结构的外表面将具有与内部通道的形状相似的多边形截面并且基本上与其同轴。注意,如图6所示,光学元件的所有原始的圆柱状表面C”不必要在平板化操作中被去除,即,可以不提供与一些内部流动通道平板相对应的外部平板, 或者对于一些窗口所需要的壁厚可以留下原始的预成型品表面的连接痕迹。替代地,预成型品可以被设计并且定大小,以便可以获得封套的期望的光学部分,同时有利地留下诸如此类痕迹尤其对于三角形和正方形流动室封套,事实上延伸到交叉点的平面表面形成足够的锐角,以便在正常处理期间经历边缘切片,因此,如根据本发明制造的图10中的流动室30和根据在先技术的平面化处理制造的图13中的流动室30的角所示,典型地成斜角。 如对图6中的流动室30”所示的,如果预成型品被设计成在磨光的流动室的转角处留下原始表面的小痕迹,则可以消除对这种斜角化步骤的需要。用于使用本发明的流动室来区分形成体的较佳的方法包括以下步骤(a)提供在本文中描述的类型的流动室,该流动室包括无接合的(即,无缝的)整体式透明材料,该透明材料包括多边形横截面的内部流动通道并且具有至少三个不连续的壁(窗口),可以经由壁来感应光学参数;(b)使形成体经过多边形流动通道,同时用经过一个这种壁的辐射光束照射这种形成体;和(c)经由另外两个壁检测被照射的形成体的不同的光学参数。更佳地,这种流动室具有至少五个不连续的壁(窗口),可以经由这些壁感应光学参数,并且当用经过第一壁的辐射光束在流动通道内照射形成体时,经由第二壁从被照射的形成体中检测正向散射辐射;经由第三壁从被照射的形成体中检测反向散射辐射;经由第四壁检测被照射的形成体的荧光特征;和经由第五壁从被照射的形成体中检测侧向散射辐射。较佳地,至少一些上述光学测量与在连续经过流动通道的被照射的形成体上同时做出的考尔特体积V和电导性C测量相结合,以区分这种形成体。从上述说明中,将理解,已经提供了新的和改进的光学流动室。由整体结构组成, 消除了多部件装置的所有以上指出的缺陷。由于消除了对通过装配补充部件做出的合成的流动室而言是固有的接合点,补充部件例如图13中的在先技术的流动室30中的CC1-CC4, 因此,在形成期望的流动室封套和适合于获取考尔特V和/或C参数的诸如图2中的Z或图5中的Z'的体积计导管的柱拉拔机械加工处理期间,显著地提高了产量。另外,在使用期间的毁坏率降低,并且形成体更容易被分类。此外,用于提供示范的流动室的制造方法通常可应用到广泛种类的光学流动室实施例的制造。图9是通过本发明的方法制造的并且在图1的仪器的实施例中是有用的整体式的四个侧面的光学流动室30的立体图,图1的仪器仅仅依靠形成体的光学特性来区分亚群, 其中从经过图4中图示的正方形流动通道并且连续经过激光光束B的形成体中获取识别参数。这种整体式流动室已经通过上述方法被做出,这种整体式流动室具有在它们的平面通道表面之间的47、52、65、75、100、140或250微米的正方形流动通道31,以及在平行于内部通道表面搭接的平面外表面50之间的宽度W为2. 4、3. 5或4. 2毫米的正方形封套;在端部表面36之间已经提供6. 3,9. 2或12. 5毫米的封套长度L。具有52乘52微米的通道尺寸以及4. 2毫米宽和6. 3毫米长的封套的一个这种流动室被进一步地处理成图2中的示范的流动室30,并且被用于最新采用的由贝克曼考尔特公司做出并出售的Unicel DxH血液分析仪。具有250乘250微米的通道尺寸以及4. 25毫米宽和12. 7毫米长的封套的另一个这种流动室已经在同样由贝克曼考尔特公司做出和出售的XL 荧光流式细胞仪中被试验性地演示。图10图示了经过由本发明的方法制造的并且在图1的仪器的实施例中是有用的整体式的四个侧面的光学流动室30的颗粒感应地带Z的截面图,图1的仪器仅仅依靠形成体(例如BC2)的光学特性来区分亚群,例如,由贝克曼考尔特公司做出和出售的FC500荧光流式细胞仪。在这个实施例中,从经过离开流动室轴定位的矩形流动通道的形成体中获取光学参数。在由外部平面表面50限定的流动室封套中,已经通过本发明的方法做出140 乘320微米的实验性的棱柱状通道140,外部平面表面50提供3. 6毫米宽的两个侧面和5. 0 毫米宽的两个侧面。在这种流动室中,薄的窗口允许用较小的收集光学装置收集由激光光束B激励的荧光辐射,直至由跨过玻璃/空气界面的折射率的差异确定的临界角,较小的收集光学装置诸如图1中的透镜51,具有比具有典型的流动室壁厚所需要的更低的成本。正向散射(FQ信号或其他光学参数[例如,第二荧光(^)信号或侧向散射(SQ信号]可以以常规的方式被获取。图11图示了经过整体式光学流动室30的喷射口 JA的纵截面,整体式光学流动室 30经由用于形成图2中的流动室30的体积计导管Z的方法从图9中的整体式流动室30中被制造。这个实施例在仅仅依靠连续经过激光光束B的形成体(例如,BC1-BC3)的光学特性根据它们的识别参数来区分和分类选择的亚群的流式细胞仪中是有用的。与图2中的项目相同地被标记的图11中的项目以相同的方式起作用,即,样品流74通过管嘴56中的通道Cl朝向JA被射出,并且如已经描述的,在通路33中被鞘液Sl包围。通路33与图2的通路32的不同之处在于具有经过上端部表面36的较长的孔54,因此形成喷射口 JA的部分原始的正方形通道被定位成接近于下端部表面36,下端部表面36不附接到仪器的射流器件。喷射口 JA是75乘75微米,在旋转表面55和57之间长大约500微米,并且在包括平面表面50的正方形封套内,平面表面50是2. 4毫米宽乘6毫米长。外部鞘和中心样品流的合成流76'经由喷射口 JA离开以在空气中形成射流。然后,包含期望的形成体的液滴可以以常规的方式,根据由常规的光学传感方法感应的参数被静电偏转。虽然激光光束B被显示为在喷射口 JA的上方贯穿样品流,但是这可以有利于在一些应用中经由包围如为图1 的仪器描述的喷射口的流动室壁耦合激光光束B,因此在喷射口本身内发生光学感应。图12A、12B和12C图示了通过研磨和抛光封套来制造的整体式光学流动室90的不同方面,封套具有中心的非圆柱状旋转表面96,较佳地与棱柱状流动通道93同轴;超出期望的旋转表面,去除材料以形成整体的支持圆柱92,同样与流动通道93的轴同轴。较佳地,如玻璃加工技术中已知的,在中心之间,通过安装通过上述方法做出的并且比流动室90 的期望的长度长的一段适当的拉拔结构,并且一旦表面96按要求被磨光就去除额外的长度以形成端部表面91,来产生所述表面。较佳地,如已经描述的,在拉拔预成型品之前,使得用于将激光光束耦合到流动通道93的感应部分99中的平板97成为参考平板,并且一旦产生表面96,但在任何额外的长度被去除以形成端部表面91之前,平板97提供光学抛光。 图12A是适合于在仅仅依靠光学参数来区分形成体类型的仪器中使用的这种流动室90的立体图。图12B图示了类似的光学流动室的轴向纵截面,该光学流动室包括中心的体积计导管,该体积计导管用于同时确定光学以及考尔特V和/或C特性两者;如做出的是图2中的伏特计导管Z,通路93'包括从端部表面91开始的孔94,以及在该图中从孔到体积计导管99的过渡旋转表面95。图12C是经过图12A或12B中的流动室的颗粒感应地带的横截面。激光光束B经由平板97进入流动室90,并且在颗粒感应地带99内与形成体相互作用。 由于在悬浮液和二氧化硅之间在折射率上相对较小的不匹配,因此通过形成体从激光光束 B散射的光,或者从用于标记形成体的一些种群的荧光部分发出的光,将就流动室而言被稍微偏离,该流动室具有封套,该封套包括横过图12A中的流动通道93的平面表面或图12B 的体积计导管99的平面窗口。但是,如图12C所示,这种光不会在经过由旋转表面96形成的封套时被折射偏离,然而,如图4、10和13所示,根据二氧化硅和空气之间在指标上相对较大的不匹配,类似地经过包括平面表面的封套的光被折射偏离。因而,诸如图12A和12B 中的流动室90提供了较大的收集效率、以及必须感应低光度的如此的优点。具有3. 2毫米半径的球状的旋转表面96和在端部表面91之间具有9. 5毫米长度的流动室已经通过本文中揭示的方法被制造。 如在本申请的前言部分中指出的,某些缺点在合成的光学流动室中是固有的,合成的光学流动室通过接合补充部件以实现具有感应颗粒特性的多边形横截面的流动通道或体积计导管而被做出。同样注意,当从特大型的预成型品中拉拔厚壁管时做出的具有圆柱状流动通道和同轴封套的整体式光学流动室如何避免这种缺点,但是如何引起经由包围颗粒感应地带的壁获取的光学参数中的误差。直接先于本段落的段落描述了本发明的流动室制造的方法如何避免合成的流动室的上述缺点以及如何减少圆柱状流动室的光学缺点。但是,存在于本文中描述的类型的真正整体式光学流动室包括的具有多边形截面的颗粒感应地带的进一步重要的优点。这些优点起源于接合点中的缺陷的消除,接合点用于组装具有非圆柱状流动通道或体积计导管的合成的流动室,诸如在'652专利或美国专利申请2007/0085997及其前身中所描述的。经由粘合剂的使用、使用化学试剂或焊料玻璃的低温玻璃粘结处理、或高温熔合处理,已经做出这种接合点,在高温熔合处理中,要被接合的补充部件的表面被放置得很近并且被充分加热以使得那些表面软化并且相互粘结。通过最初的两个方法形成的接合点显著地比通过补充部件的熔合形成的接合点不坚固,并且可以导致背景荧光,背景荧光干扰了通过经过结果的颗粒感应地带发出的弱的荧光辐射;另外, 粘结剂可以延伸或留下残余物超出意欲限定颗粒感应地带的转角几何结构的经机械加工的表面,从而在经过感应地带的流体流动中引起不可预知的单元到单元的变化性。替代地, 不充足的粘结剂可以不充分地填充在合成的流动室的相邻部件之间的间隙,在这种部件之间沿着意欲形成这些部件的转角的长度留下空的延伸。作用于非圆柱状流动通道的相邻表面的粘力结合,因此靠近转角的液体流动受到附加阻力,从而流动速度比靠近表面的中间部分时的减慢。因而,例如,在冲洗来自图2和3中的通路32的一个样品所需要的流动过渡期间、以及将不同的样品导入到图2和3中的通路32中的期间,在非圆柱状通道中近轴流动外的形成体受到低的流动速率,并且可以转移到这种流动通道的转角中。由于体积计导管的小尺寸以及在彻底冲洗它们时的较大的难度,所以当考尔特V和/或C参数被获取并且如上所述在图1仪器传感器组件T中需要附加的复杂性时,这个可能性是最麻烦的。 典型的形成体在尺寸上最多是几微米,因而可以在这种过渡期间在不完全的接合点中的这种空隙中被隔离。在恢复连续流动时,靠近通道转角引起低流动速率的粘性可能不足以将所有这类隔离的细胞清除出去,允许形成体的潜在的遗留物从一个样品进入到随后的样品之内。如果这种隔离的形成体具有稀有的细胞类型的诊断临界值,则其不会只从第一样品中缺少,但是可以出现在接着的正常样品中。误导的诊断信息可以由从两个样品中获取的参数的后续处理产生,因此,形成体从一个病人样品进入另一个病人样品的遗留物引起了严重的管理和责任影响。因为在冲洗感应考尔特V和/或C参数所需的小体积计导管过程中的困难(上述讨论的),使用包括这种导管和包含熔合接合点的合成的流动室的仪器易遭受后者的故障及其牵连。注意,关于上述整体式圆柱状流动室,容易地被形成,因为通道形状是作为拉拔操作需要而软化的玻璃的最小能量形状。在补充部件的接合期间也考虑最小能量,并且在环绕要被接合的表面以及意欲形成非圆柱状流动通道的表面的交叉点的过程中的熔合操作期间,引起最小能量考虑。因而,例如,在诸如'652专利中描述的实验性仪器中使用的流动室(例如,图13中的流动室30)中,两个隔板(例如,图13中的CC2和 CC4)的边缘被软化并且在玻璃块充分地软化以粘结要被接合的表面之前环绕隔板内的中心;这种环绕被指出用于图13中通过R”的CC4的一个这种边缘,但是适用于隔板CC2和 CC4的两个这种边缘。如图13中指出的,产生的体积计导管Z的截面不是真正矩形的,而是在邻近于两个窗口板(例如,图13中的CCl和CC3)并且从想要的转角向后延伸几微米的所述四个转角空隙处加强。远离流动通道并且沿着大部分流动室长度延伸15微米以上的空隙已经在所述'652仪器中使用的商用的平面化流动室中被注意到;这些空隙在两个隔板的两个转角处具有显而易见的几微米的半径。这种空隙携带上述用于形成体的潜在的遗留物。如图4所示,在本发明的真正整体式光学流动室中,最小能量考虑导致图2和3中的通路32的颗粒感应部分Z的转角具有内半径R和平面表面,通过平面表面,空隙和伴随的遗留物可以与伴随的管理和责任影响一起被消除。这种半径还减少了对引起通道径流缓慢的最差粘性负责的部分通道截面,从而当这种流动室被用于图1仪器时,还促进了在导入不同样品之前,冲洗一个分析样品中的形成体。 在参考某些较佳实施例的同时,已经详细描述了本发明。但是,将理解,在没有背离本发明精神以及由附上的权利要求书字面上限定的范围的情况下,可以做出各种改变和变形。例如,虽然较佳地通路32是中心的并且沿着光学元件30的纵轴A被定位,但是一些应用也受益于既不是中心的又不沿着所述轴的通路。例如,为了用于流式细胞仪,已经做出了整体式光学元件30,整体式光学元件30具有朝向一个壁偏移的矩形通路,以便通过具有可用的收集透镜的壁,提高荧光效率收集或更好地匹配光路长度。
权利要求
1.一种用于制造透明的整体式光学流动室的方法,所述整体式光学流动室是用于表征经过其的形成体的这种类型的光学流动室,所述光学流动室具有在其中形成的棱柱状内部流动通道,所述棱柱状内部流动通道由至少三个基本上交叉的平面表面所限定,由此所述光学流式通道具有在形状上基本上为多边形的横截面,其特征在于,所述方法包括以下步骤(a)提供包括厚壁玻璃管的整体式预成型品,所述厚壁玻璃管具有中心的经过其轴向延伸的棱柱状通道,所述通道基本上呈现一致的期望的多边形形状的横截面;(b)将所述预成型品加热到超过所述玻璃管的软化温度的预定温度;(c)以控制的速率,控制的时间以及恒定的角取向,轴向拉拔所述预成型品,以实现棱柱状通道的期望的横截面面积。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述玻璃管包括合成无定形二氧化硅。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括在步骤(b)之前将平板表面重叠到所述玻璃管的外表面上的步骤,所述平板表面基本上平行于限定所述棱柱状内部通道的平面表面中的一个。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,进一步包括在步骤(c)之后冷却所述预成型品、以及将经拉拔的预成型品的外表面上的所述平板表面用作参考表面,以在经拉拔的预成型品上产生与限定棱柱状通道的另一个平面表面相平行的附加的平板表面的步骤,由此经拉拔的结构的外表面可以被提供在形状上与内部棱柱状通道的至少一部分相类似并且基本上与其同轴的多边形截面。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括在经拉拔的结构的至少一部分外表面上形成非圆柱状的旋转表面的步骤。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,进一步包括在经拉拔的结构的至少一部分外表面上形成非圆柱状旋转表面,以使所述平板表面的剩余部分在旋转表面中提供平面窗口的步骤。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,玻璃预成型品中的轴向延伸通道的所述横截面面积在所述拉拔步骤期间以至少1000的系数被缩小。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下步骤做出所述整体式的预成型品 (a)将玻璃管滑动到具有期望的多边形截面的拉长的心轴上,所述管具有中心在纵轴上的圆形的同轴内外横截面,(b)将所述玻璃管和心轴组件加热到超过所述玻璃管的软化温度的温度,同时,关于所述管的所述纵轴旋转所述管和心轴组件,由此,所述管内部的横截面与所述心轴的多边形截面一致,并且所述管外部的截面基本上保持为圆的,以及(c)从所述管内部去除所述心轴。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,玻璃材料的附加管被滑动到在前的管上,以在加热和拉拔步骤之前增加所述预成型品的壁厚,以及在每个附加套筒被如此定位之后, 将所述结构加热到超过所述玻璃材料的所述软化温度,从而使所述套筒材料熔合在一起以形成整体结构。
10.一种在流式细胞仪中使用的光学流动室,其特征在于,所述流式细胞仪的类型适合于基于至少它们各自的光学特性来表征形成体,所述流动室包括光学透明材料的无缝的整体结构,一部分所述整体结构限定了棱柱状通道,能够使得形成体在经过棱柱状通道时被穿过所述结构的光学辐射照射,所述流动通道的至少轴部分具有多边形形状的横截面,由此穿过所述结构的光辐射能够在所述流动通道内照射形成体,以及由所述照射产生的光辐射经由限定所述棱柱状通道的不同的平面表面从所述流动通道离开。
11.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述光学透明材料包括合成无定形二氧化硅。
12.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述棱柱状通道具有三个到八个侧面。
13.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述整体结构的外部封套在形状上同样是棱柱状的,棱柱侧面的数量等于所述流动通道的侧面的数量并且基本上平行,由此提供了多个平板窗口,辐射能够经由所述平板窗口进入和离开所述流动通道。
14.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述整体结构的外部封套设置有与所述棱柱状通道的不同侧面平行的附加的平板侧面,从而提供了多个平板窗口,辐射能够经由所述平板窗口进入和离开所述流动通道。
15.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述整体结构的至少一部分外部封套在形状上是球状的,以使得辐射能够以归因于在所述封套边界处的折射的最小偏差离开所述流动室。
16.如权利要求10所述的光学流动室,其特征在于,所述整体结构通过加热/拉拔处理被产生。
17.一种用于对液体样品中的形成体进行分类的方法,其特征在于,包括以下步骤 (a)提供无缝的整体式光学流动室,所述光学流动室具有至少三个不连续的平面壁,所述平面壁限定了多边形截面的中心的流动通道;(b)使形成体依次经过所述流动通道,同时用经过一个这种壁的辐射光束照射这种形成体;(c)经由至少两个所述壁,检测被照射的形成体的不同的光学参数。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述整体式光学流动室具有至少五个不连续的平面壁,并且其中,来自所述被照射的形成体的正向散射辐射穿过两个所述壁被检测到,以及从所述被照射的形成体发出的荧光穿过另外两个所述壁被检测到。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述光散射和荧光测量与在依次经过所述流动通道的形成体上同时做出的考尔特体积V和/或电导性C测量相结合,以进一步对形成体进行分类。
20.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述光学流动室包括合成无定形二氧化娃。
全文摘要
一种适合于在流式细胞仪中使用的用于对形成体进行分类(例如,血细胞)的改进的光学流动室。用整体式的透明材料制造的改进的流动室具有多边形横截面的内部流动通道以及外部封套,通过该多边形横截面的内部流动通道,能够测量制备的样品,该外部封套适合于从这种样品中的形成体中获取光学参数。较佳地,这种流动室通过玻璃拉拔处理被形成,在玻璃拉拔处理中,具有期望的多边形截面形状的直线的内部通道的相对较大的玻璃预成型品被加热和拉拔,以实现期望的缩小尺寸的截面面积。同样揭示了用于使用本发明的流动室来对形成体进行分类的较佳的方法。
文档编号G01N15/02GK102282453SQ200980154493
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月12日 优先权日2008年11月14日
发明者何塞·M·卡诺, 卡洛斯·阿尔贝托·阿波尔达, 威廉·格里·格雷厄姆, 詹姆士·P·克拉金, 阿曼多·何塞·桑切斯, 马克·A·威尔士, 马歇尔·唐尼·格雷厄姆 申请人:贝克曼考尔特公司