一种流式细胞仪的稳定液路系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112730204 A(43)申请公布日 2021.04.30

(21)申请号 202011590320.9(22)申请日 2020.12.29

(71)申请人 青岛瑞斯凯尔生物科技有限公司

地址 266000 山东省青岛市崂山区株洲路

168号(72)发明人 强茂　徐艳艳　王硕硕　彭永毅　

孙谧　(74)专利代理机构 青岛科通知桥知识产权代理

事务所(普通合伙) 37273

代理人 雷丽(51)Int.Cl.

G01N 15/14(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图1页

CN 112730204 A(54)发明名称

一种流式细胞仪的稳定液路系统(57)摘要

本发明公开了一种流式细胞仪的稳定液路系统，涉及细胞检测仪器技术领域，包括流动室、鞘液桶、样品管以及废液桶，流动室通过第一废液流路与废液桶连接，样品管通过上样针、样品

样品管通过第二流路以及进样针与流动室连接，

废液流路与废液桶连接，还包括至少一个鞘液稳定室，鞘液稳压室可以控制和监控液路中的压力，鞘液桶通过第一鞘液流路连接鞘液稳定室，经稳定后的鞘液经过第二鞘液流路与流动室连接；本发明具有鞘液和样品稳流、液路中气泡处理、残留样品清洗以及液路状态实时监控和处理等功能，为流式细胞仪的样品检测提供了稳定的液路环境，样品进样采取蠕动泵驱动方式，简化了进样装置，方便清洗，减少样品用量，并可以实现绝对计数功能。

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1.一种流式细胞仪的稳定液路系统，包括流动室、鞘液桶、样品管以及废液桶，所述流动室通过第一废液流路与所述废液桶连接，所述样品管通过上样针、样品流路以及进样针与所述流动室连接，所述样品管通过第二废液流路与所述废液桶连接，其特征在于：还包括至少一个鞘液稳定室，所述鞘液桶通过第一鞘液流路连接所述鞘液稳定室，经稳定后的鞘液经过第二鞘液流路与所述流动室连接；

所述第一废液流路由所述流动室朝向所述废液桶方向依次设置有第一压力传感器、气泡检测器以及第一单向阀；

所述样品流路由所述样品管朝向所述流动室方向依次设置有振动电机、样品泵以及第一液流阻尼器；

所述第二废液流路由所述样品管朝向所述废液桶方向依次设置有第二单向阀以及废液泵，所述废液泵之后的所述第二废液流路部分接入所述第一单向阀之后的第一废液流路中；

所述第一鞘液流路由所述鞘液桶朝向所述鞘液稳定室方向依次设置有过滤器、鞘液泵以及第三单向阀；

所述第二鞘液流路由所述鞘液稳定室朝向所述流动室方向依次设置有第一电磁阀以及第二液流阻尼器；

所述流动室还连接有第一稳压气路，所述第一稳压气路由所述流动室朝向外部依次连接有第四单向阀、第一空气压缩泵以及第一空气滤网。

2.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述鞘液稳压室的个数为两个，两个所述鞘液稳压室之间通过稳压流路连接，所述稳压流路中沿鞘液供给方向依次连接有第二电磁阀和第三液流阻尼器。

3.根据权利要求2所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述鞘液稳压室连接有第二稳压气路，所述第二稳压气路由所述鞘液稳压室朝向外部依次连接有第五单向阀、第二空气压缩泵和第二空气滤网；所述鞘液稳压室还连接有第三稳压气路，所述第三稳压气路由所述鞘液稳压室朝向外部依次连接有第三电磁阀和第三空气滤网；所述鞘液稳压室还连接有第二压力传感器。

4.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述鞘液桶还连接有第四空气滤网。

5.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述鞘液桶内壁设置有鞘液桶下限液位传感器，所述第一鞘液流路在所述鞘液桶中的位置低于所述鞘液桶下限液位传感器；

所述鞘液稳压室内壁设置有稳压室上限液位传感器和稳压室下限液位传感器，所述第一鞘液流路在所述鞘液稳压室中的位置高于所述稳压室上限液位传感器，所述第二鞘液流路在所述鞘液稳压室中的位置低于所述稳压室下限液位传感器；

所述废液桶中设置有废液桶上限液位传感器，所述第一废液流路在所述废液桶中的高度高于所述废液桶上限液位传感器。

6.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述样品泵及所述鞘液泵为蠕动泵。

7.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述第一液流阻尼

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器、所述第二液流阻尼器及所述第三液流阻尼器均为膜片式过脉冲液流阻尼器。

8.根据权利要求1所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：所述气泡检测器为超声波气泡传感器。

9.根据权利要求1‑8任一项所述的流式细胞仪的稳定液路系统，其特征在于：还包括中心控制器，所述中心控制器的输入端与所述第一压力传感器、气泡检测器、第二压力传感器、鞘液桶下限液位传感器、鞘液稳压室上限液位传感器、鞘液稳压室下限液位传感器以及所述废液桶上限液位传感器通过数字模拟信号连接；所述中心控制器的输出端与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一空气压缩泵、第二空气压缩泵、鞘液泵、样品泵、振动电机及所述废液泵通过数字模拟信号连接。

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一种流式细胞仪的稳定液路系统

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技术领域

[0001]本发明涉及细胞检测仪器技术领域，尤其涉及一种流式细胞仪的稳定液路系统。背景技术

[0002]流式细胞仪是一种对悬液中处于高速、直线流动的单细胞或其他颗粒，通过检测散射光信号和荧光信号，实现高速逐一多参数定量分析的临床检验分析仪器。液路系统是该仪器的重要组成部分，其主要目的是使包含被测样品(细胞或微球)的样本液在鞘液的包裹下，形成稳定的层流，稳定地流过激光聚焦光斑并内激发出荧光，荧光被探测系统接收并作进一步数据分析，从而得到样本信息。液路系统的稳定性将直接影响细胞/微球通过流动室检测区域的位置及时间，进而影响散射光及荧光信号的强度及光脉冲持续时间，并最终影响检测的准确性。目前流式细胞仪多采用空气压缩泵压缩空气，利用稳定压力的压缩空气传输鞘液，并通过压力调节器使得整个鞘液和样品液流的压力维持恒定，从而在流动室鞘液形成定常流，样品也在稳定气压的作用下匀速地流到流动室中，并在鞘液层流环包下稳定聚焦。然而空气压缩驱动样品流需要密闭的样品室，操作复杂，残留难以清洗而且样品消耗量大，难以准确对微量样品进行检测。因此，人们需要有一种液流稳定、操作简便的流式细胞仪，同时兼具自动排除气泡、自动清洗残留样品的功能。发明内容

[0003]为解决上述技术问题，包括流动本发明公开了一种流式细胞仪的稳定液路系统，室、鞘液桶、样品管以及废液桶，所述流动室通过第一废液流路与所述废液桶连接，所述样品管通过上样针、样品流路以及进样针与所述流动室连接，所述样品管通过第二废液流路与所述废液桶连接，还包括至少一个鞘液稳定室，所述鞘液桶通过第一鞘液流路连接所述鞘液稳定室，经稳定后的鞘液经过第二鞘液流路与所述流动室连接；

[0004]所述第一废液流路由所述流动室朝向所述废液桶方向依次设置有第一压力传感器、气泡检测器以及第一单向阀；

[0005]所述样品流路由所述样品管朝向所述流动室方向依次设置有振动电机、样品泵以及第一液流阻尼器；

[0006]所述第二废液流路由所述样品管朝向所述废液桶方向依次设置有第二单向阀以及废液泵，所述废液泵之后的所述第二废液流路部分接入所述第一单向阀之后的第一废液流路中；

[0007]所述第一鞘液流路由所述鞘液桶朝向所述鞘液稳定室方向依次设置有过滤器、鞘液泵以及第三单向阀；

[0008]所述第二鞘液流路由所述鞘液稳定室朝向所述流动室方向依次设置有第一电磁阀以及第二液流阻尼器；

[0009]所述流动室还连接有第一稳压气路，所述第一稳压气路由所述流动室朝向外部依次连接有第四单向阀、第一空气压缩泵以及第一空气滤网。

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作为本发明技术方案的进一步优化，所述鞘液稳压室的个数为两个，两个所述鞘

液稳压室之间通过稳压流路连接，所述稳压流路中沿鞘液供给方向依次连接有第二电磁阀和第三液流阻尼器。

[0011]作为本发明技术方案的进一步优化，所述鞘液稳压室连接有第二稳压气路，所述第二稳压气路由所述鞘液稳压室朝向外部依次连接有第五单向阀、第二空气压缩泵和第二空气滤网；所述鞘液稳压室还连接有第三稳压气路，所述第三稳压气路由所述鞘液稳压室朝向外部依次连接有第三电磁阀和第三空气滤网；所述鞘液稳压室还连接有第二压力传感器。

[0012]作为本发明技术方案的进一步优化，所述鞘液桶还连接有第四空气滤网。[0013]作为本发明技术方案的进一步优化，所述鞘液桶内壁设置有鞘液桶下限液位传感器，所述第一鞘液流路在所述鞘液桶中的位置低于所述鞘液桶下限液位传感器；所述鞘液稳压室内壁设置有稳压室上限液位传感器和稳压室下限液位传感器，所述第一鞘液流路在

所述第二鞘液流路在所述鞘液所述鞘液稳压室中的位置高于所述稳压室上限液位传感器，

稳压室中的位置低于所述稳压室下限液位传感器；所述废液桶中设置有废液桶上限液位传感器，所述第一废液流路在所述废液桶中的高度高于所述废液桶上限液位传感器。[0014]作为本发明技术方案的进一步优化，所述样品泵及所述鞘液泵为蠕动泵。[0015]作为本发明技术方案的进一步优化，所述第一液流阻尼器、所述第二液流阻尼器及所述第三液流阻尼器均为膜片式过脉冲液流阻尼器。[0016]作为本发明技术方案的进一步优化，所述气泡检测器为超声波气泡传感器。[0017]作为本发明技术方案的进一步优化，液路系统还包括中心控制器，所述中心控制器的输入端与所述第一压力传感器、气泡检测器、第二压力传感器、鞘液桶下限液位传感器、鞘液稳压室上限液位传感器、鞘液稳压室下限液位传感器以及所述废液桶上限液位传感器通过数字模拟信号连接；所述中心控制器的输出端与所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一空气压缩泵、第二空气压缩泵、鞘液泵、样品泵、振动电机及所述废液泵通过数字模拟信号连接。

[0018]本发明的有益效果是：[0019]1、本发明具有鞘液和样品稳流、液路中气泡处理、残留样品清洗以及液路状态实时监控和处理等功能，为流式细胞仪的样品检测提供了稳定的液路环境。[0020]2、样品进样采取蠕动泵驱动方式，简化了进样装置，方便清洗，减少样品用量，并可以实现绝对计数功能。[0021]3、至少一个鞘液稳压室可以控制和监控液路中的压力，可以获得更加稳定的鞘液流。

[0022]4、采用样品泵反转来实现样品管路的清洗功能，使得样品流路的管壁清洗更加彻底有效，降低了样品堵塞管路的可能性，同时提高了检测精度。[0023]5、上样针处设置有振动电机，可以在上样前振动上样针使得样品管中的样品充分混匀，有利于样品的均匀性。[0024]6、结构简单、成本低。本发明的零部件均为通用性较强且较为常用的零部件，方便更换，维护及维修成本低。

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附图说明

[0025]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026]图1为本发明的结构示意图。[0027]图2为本发明中的控制原理图。[0028]附图标记：[0029]100‑流动室；110‑第一废液流路；111‑第一压力传感器；112气泡检测器；113‑第一单向阀；120‑第一稳压气路；121‑第四单向阀；122‑第一空气压缩泵；123‑第一空气滤网；200‑鞘液桶；201‑鞘液桶下限液位传感器；202‑第四空气滤网；210‑第一鞘液流路；211‑过滤器；212‑鞘液泵；213‑第三单向阀；220‑第二鞘液流路；221‑第一电磁阀；222‑第二鞘液阻尼器；300‑样品管；301‑振动电机；302‑上样针；310‑样品流路；311‑进样针；312‑样品泵；313‑第一液流阻尼器；320‑第二废液流路；321‑第二单向阀；322‑废液泵；400‑废液桶；401‑废液桶上限液位传感器；500‑鞘液稳定室；501‑第二压力传感器；502‑稳压室上限液位传感器；503‑稳压室下限液位传感器；510‑稳压流路；511‑第二电磁阀；512‑第三液流阻尼；520‑第二稳压气路；521‑第五单向阀；522‑第二空气压缩泵；523‑第二空气滤网；530‑第三稳压气路；531‑第三电磁阀；532‑第三空气滤网；600‑中心控制器。具体实施方式

[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0031]需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0032]在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义

或一体连接；可以是机械连接，也可以理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，

是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0033]另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。[0034]如图1所示，本发明公开了一种流式细胞仪的稳定液路系统，包括流动室100、鞘液桶200、样品管300以及废液桶400，该液路系统还包括至少一个鞘液稳定室500，在本实施例中优选的，鞘液稳压室500的个数为两个，两个鞘液稳压室500之间通过稳压流路510连接，鞘液桶200通过第一鞘液流路210连接鞘液稳定室500，经两次稳定后的鞘液经过第二鞘液流路220与流动室100连接；样品管300通过上样针302、样品流路310以及进样针311与流动室100连接，在这样的液路系统下，样品管中的样液在液路系统的作用下，被鞘液包裹起来，聚焦形成层流，稳定的流过流动室中的待检区，经过数据分析进而得到样本信息，流动室

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100通过第一废液流路110与废液桶400连接，检测后的废液通过第一废液流路即进入废液桶中。[0035]第一鞘液流路210由鞘液桶200朝向鞘液稳定室500方向依次设置有过滤器211、鞘液泵212以及第三单向阀213；鞘液泵212可将经过过滤器的纯净鞘液泵入第一鞘液流路210中；鞘液桶400还连接有第四空气滤网202，保证在鞘液供给过程中进入鞘液桶中的气体为纯净无杂质气体。

[0036]第一鞘液流路210的另一端伸入第一鞘液稳压室中进行第一步稳压，鞘液稳压室通过控制内部压力的恒定来调整输出液流的稳定性，鞘液稳压室连接有第二稳压气路520，第二稳压气路520由鞘液稳压室500朝向外部依次连接有第五单向阀521、第二空气压缩泵522和第二空气滤网523；鞘液稳压室500还连接有第三稳压气路530，第三稳压气路530由鞘液稳压室500朝向外部依次连接有第三电磁阀531和第三空气滤网532；鞘液稳压室500还连接有第二压力传感器501。当第二压力传感器检测到鞘液稳压室中的压力超出设定值时，可

则可打开第三电磁阀531将多余的气体放出；当检测到鞘液稳压室中的压力值低于设定时，

启动第二空气压缩泵向室内泵入气体直至达到设定值，第五单向阀521可防止压缩空气对空气压缩泵产生破坏作用，第二空气滤网523和第三空气滤网532可保证在气体交换的过程中不会向鞘液稳压室中带入外部杂质，保证鞘液的纯度。

[0037]经过第一次稳压的鞘液通过稳压流路510流向第二鞘液稳压室，稳压流路中沿鞘液供给方向依次连接有第二电磁阀511和第三液流阻尼器512，第三液流阻尼器可有效地消

此处减流体脉动，增加流体的稳定性，第二鞘液稳压室的工作原理同第一鞘液稳压室相同，

不再赘述，经过两次稳压的鞘液经第二鞘液流路220流向流动室，第二鞘液流路220沿鞘液供给方向依次设置有第一电磁阀221以及第二液流阻尼器222，第二液流阻尼器进一步地消减流体中可能会残存的液流脉动，保证进入流动室的为流量及流速稳定的鞘液。[0038]样品管300通过上样针302、样品流路310以及进样针311与流动室100连接，样品流路310由样品管300朝向流动室100方向依次设置有振动电机301、样品泵312以及第一液流阻尼器313，振动电机301可以在上样前对样品管300中的样品进行混匀，样品泵312可将样液泵入样品流路310中，第一液流阻尼器313的设置可以有效地消减样品流路310中的液流脉动，保证进入流动室100的为流量及流速稳定的样液。

[0039]流动室100通过第一废液流路110与废液桶400连接，第一废液流路110由流动室100朝向废液桶400方向依次设置有第一压力传感器111、气泡检测器112以及第一单向阀113；流动室100还连接有第一稳压气路120，第一稳压气路120由流动室100朝向外部依次连接有第四单向阀121、第一空气压缩泵122以及第一空气滤网123，第一压力传感器可以对流动室100中的压力进行监测及监控，气泡检测器可对流动室100中的气泡进行监测，优选的，气泡检测器112为超声波气泡传感器，第一废液管路中的液体来自于流动室，因此可通过检测第一废液管路中的气泡情况间接地反应流动室中是否存在气泡，在没有混气泡的正常情况下，流动室100中的液体密度相对稳定，超声波在液体中顺利地传输到接收端，接收端得到的信号几乎没有大的畸变，若流动的液体中有大小不等的气泡，液体的密度将降低，超声波在传播路径上还会被空气泡散射，与正常情况下相比，接收端接收到的能量将衰减，信号波形也将产生畸变，幅值变小，其衰减程度及时间也会与气泡大小、形状和气泡的多少有关。当检测到气泡后，此时第一空气压缩泵122通过第一稳压气路120向流动室100内充气，

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将流动室内的液体全部排空后，再进行样品鞘液的上样，即可将流动室100内滞留的小气泡排出。

[0040]样品管300通过第二废液流路320与废液桶400连接，第二废液流路320由样品管300朝向废液桶400方向依次设置有第二单向阀321以及废液泵322，废液泵322之后的第二废液流路320的部分接入第一单向阀113之后的第一废液流路110中。[0041]优选的，样品泵312及鞘液泵212为蠕动泵，简化了进样装置，可减少样品的用量并可实现绝对计数功能。[0042]优选的，第一液流阻尼器313、第二液流阻尼器222及第三液流阻尼512器均为膜片式过脉冲液流阻尼器。[0043]优选的，如图2所示，该液路系统还包括中心控制器600，中心控制器600的输入端与第一压力传感器111、气泡检测器112、第二压力传感器501、鞘液桶下限液位传感器201、鞘液稳压室上限液位传感器502、鞘液稳压室下限液位传感器503以及废液桶上限液位传感器401通过数字模拟信号连接；中心控制器600的输出端与第一电磁阀221、第二电磁阀511、第三电磁阀531、第一空气压缩泵122、第二空气压缩泵522、鞘液泵212、样品泵312、振动电机301及废液泵322通过数字模拟信号连接。[0044]在实际使用中，在检测之前需要清洗样品流路，此时可在样品管中放入去离子水，通过控制器600开启流路清洗功能，此时样品泵将去离子水泵入样品流路、上样针及进样针中进行清洗，之后样品泵反转，废液泵开启，此时即可完成样品流路的清洗，进样时，通过中心控制器600给出进样信号，鞘液桶200中的鞘液沿第一鞘液流路210进入鞘液稳压室500进行压力稳定，经过稳压后的鞘液经第二鞘液流路220进入流动室100，同步地，样品管300中的样品液通过样品流路进入流动室，被鞘液包裹起来，聚焦形成层流，稳定的流过流动室中的待检区，检测完成后的混合液经第一废液流路进入废液桶。[0045]鞘液桶200内壁设置有鞘液桶下限液位传感器201，第一鞘液流路210在鞘液桶200中的位置低于鞘液桶下限液位传感器201，当鞘液桶中的鞘液液面低于鞘液桶下限液位传感器时需要进行鞘液补充，此时鞘液桶下限液位传感器将信号传送给中心控制器600，中心控制器关闭流路中的所有程序，之后可通过手动或其他装备进行鞘液补充。

[0046]鞘液稳压室500内壁设置有稳压室上限液位传感器502和稳压室下限液位传感器503，第一鞘液流路210在鞘液稳压室500中的位置高于稳压室上限液位传感器502，第二鞘液流路220在鞘液稳压室500中的位置低于稳压室下限液位传感器503，当鞘液稳压室中500中的液面高度低于稳压室下限液位传感器后将信号反馈给中心控制器，此时中心控制器可开启鞘液泵，向稳压室中补充鞘液，当补充鞘液的液面高度高于稳压室上限液位传感器502后，中心控制器600将控制关闭鞘液泵212。[0047]当设置有两个鞘液稳压室时，稳压流路510在连接第一鞘液流路的鞘液稳压室中的位置低于该鞘液稳压室中的下限液位传感器的高度，稳压流路510在连接有第二鞘液流路的鞘液稳压室中的位置高于该鞘液稳压室中的上限液位传感器的高度，以保证连续供液。

[0048]废液桶400中设置有废液桶上限液位传感器401，第一废液流路110在废液桶400中的高度高于废液桶上限液位传感器401，当废液桶中废液的液面高度超出废液桶上限液位传感器后将信号反馈给中心控制器，中心控制器关闭流路中的所有程序，之后可通过手动

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或使用其他装备清空废液。

[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

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图1

图2

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