一种光斑的检测方法及检测装置与流程

1.本技术涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种光斑的检测方法及检测装置。


背景技术：

2.流式细胞仪是一种利用激光激发荧光，通过收集荧光量多少来定量检测目标细胞数量的一种体外生物检测仪器；在多色流式细胞仪中，流式池中心各色激光光斑的大小和位置决定着流式细胞仪的分辨率和灵敏度，以及荧光激发强度及侧向光路收集效率。因此确定各色激光在流式池中作用区域的光斑大小和位置是极其重要的。
3.相关技术中，因为流式细胞仪的光学模块中流式池部件空间狭小，用辅助设备直接去检测流式池中心光斑大小及位置是极其困难的，通常采用光学系统整体测试指标来间接反映流式池中心光斑大小及位置，因为这种方法还存在其他变量在里面，无法完整正确的反映流式池中心光斑大小及位置，所以检测效果不佳；还有一种方式通过前向散射探头收集前向散射信号，读取信号大小和时间来判断光斑大小。但是因为前向散射探测板为带通滤光片，此种方式只能测量一种激光的光斑，无法实现多色激光光斑位置测试，限制了应用范围。另一种方式测量光斑位置就是通过辅助设备如光学检测成像系统，需要高精密的ccd成像镜头作为检测工具，直接去观察光斑在流式池中的位置，相对精度高。但是系统复杂，成本高。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种光斑的检测方法及检测装置，通过采集未经滤光的前向散射光，实现可接收宽波段的光波信号特性应用在多色流式细胞仪的光斑大小和位置的测量。
5.本技术的目的采用以下技术方案实现：
6.第一方面，本技术提供了一种光斑的检测方法，向流式池的待测液中发射激光；采集流式池的未经滤光的前向散射光，并将所采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。该技术方案的有益效果在于，一方面，通过对未经滤光的前向散射光的采集实现了可接收光波信号的波段宽度，另一方面，通过对脉冲信号的分析实现了对宽波段的光波信号进行光斑大小和位置的测量。
7.在一些可选的实施例中，分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光的光斑大小和位置，包括：根据所述脉冲信号的脉冲宽带确定所述光斑大小。该技术方案的有益效果在于，利用脉冲宽带确定光斑大小，从而更加便于显示和技术。
8.在一些可选的实施例中，分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光的光斑大小和位置，包括：根据相邻的脉冲信号的间隔时间确定所述光斑的位置。该技术方案的有益效果在于，利用间隔时间确定光斑的相对位置，从而使计算更加简单，且显示更加方面。
9.在一些可选的实施例中，所述方法还包括：调节激光对所述待测液的照射位置，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的目标位置；调节对所述待测液的聚焦程度，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的尺寸。该技术方案的有益效果在于，通过调节照射位置，从而实现对待激发的光斑的选择。
10.第二方面，本技术提供了一种光斑的检测装置，用于对流式池的多色激光光斑进行检测，包括：采集模块，所述采集模块被构造成用于采集激光照射流式池的待测液的前向散射光；转化模块，所述转化模块被构造成用于将所述采集模块采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；处理模块，所述处理模块被构造成用于分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。
11.在一些可选的实施例中，所述采集模块为无滤光片的光电传感器，所述转化模块为放大电路板，所述无滤光片的光电传感器与所述放大电路板电连接。该技术方案的有益效果在于，通过无滤光片的光电传感器实现对未经滤光的前向散射光的采集。
12.在一些可选的实施例中，还包括接线端，所述接线端与所述转化模块电连接，且与所述处理模块插接电连接。该技术方案的有益效果在于，通过接线端实现和各种类型的处理模块进行连接，且易于安装。
13.在一些可选的实施例中，所述处理模块为上位机、示波器或流式细胞仪的采集板，用于监测所述多色激光光斑的大小和相对位置。该技术方案的有益效果在于，通过多种类型的处理模块实现对光斑的监测更加具有适用性。
14.在一些可选的实施例中，还包括：反光镜，所述反光镜被构造成用于调节激光对所述待测液的照射位置，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的目标位置。该技术方案的有益效果在于，通过对反光镜的调节控制，从而使对照射位置的调节更加方便。
15.在一些可选的实施例中，还包括：汇聚透镜，所述汇聚透镜被构造成用于调节对所述待测液的聚焦程度，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的尺寸。该技术方案的有益效果在于，通过对汇聚透镜的调节控制，从而使对聚焦程度的调节更加方便。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
17.图1是本技术实施例提供的一种光斑的检测方法的流程示意图；
18.图2是本技术实施例提供的一种分析脉冲信号的流程示意图；
19.图3是本技术实施例提供的另一种光斑的检测方法的流程示意图；
20.图4是本技术实施例提供的另一种光斑的检测方法的流程示意图；
21.图5是本技术实施例提供的前向散射光的示意图；
22.图6是本技术实施例提供的一种光斑的检测装置一个视角的结构示意图；
23.图7是本技术实施例提供的一种光斑的检测装置另一视角的结构示意图。
24.附图标记：100、无滤光片的光电传感器；200、发大电路板；300、接线端。
具体实施方式
25.下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施
例。
26.参见图1，本技术实施例提供了一种光斑的检测方法，方法包括步骤s101～s103。
27.步骤s101：向流式池的待测液中发射激光。具体地，待测液是在流式池中心的单个细胞的悬液，且为了保证液流是稳液，一般限制液流速度小于10m/s。且流式细胞仪系统中的被检细胞上会标记特异性荧光染料，并在受到激发后产生并发射的荧光波长，也形成了各种颜色的激光光斑。采用激光作为激发光源，保证其具有更好的单色性与激发效率。
28.步骤s102：采集流式池的未经滤光的前向散射光，并将所采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号。具体地，细胞在液柱中与激光束相交时向周围360
°
立体角方向散射的光线信号，它的强弱与细胞的大小、形状、胞内颗粒折射等有关，主要分为前向散射光和侧向散射光。前向散射光：激光束照射细胞时，光以相对轴较小角度(0.5
°
～10
°
)向前方散射的讯号用于检测细胞等粒子的表面属性，信号强弱与细胞体积大小成正比。
29.步骤s103：分析前向散射光所对应的脉冲信号，确定前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。具体地，因为前向散射信号反映出经过流式池中心粒子的散射光信号，示波器采集脉冲信号时间宽度跟粒子通过光斑的时间相等。当同一粒子依次通过多色激光在流式池内的光斑，其对应产生前向脉冲信号，且脉冲信号的最高强度位置就相当于流式池内的光斑的中心位置，通过测量相邻脉冲强度的最高位置的时间间隔就可以确定相邻光斑的间隔距离。
30.本技术实施例的上述方法，一方面，通过对未经滤光的前向散射光的采集实现了可接收光波信号的波段宽度，另一方面，通过对脉冲信号的分析实现了对宽波段的光波信号进行光斑大小和位置的测量。
31.在具体实施中，参见图2，步骤s103可以包括s201～s202。
32.步骤s201：根据脉冲信号的脉冲宽带确定光斑大小。具体地，在知道流式池中心流速后，根据测量前向散射脉冲信号大小可以推出光斑大小为：d
光斑
＝vt
1-d
粒子
。其中，v为流速；t1为脉冲宽度。参考图5，采集到的一个光斑的上下两次的前向散射光其实是两个光粒子中心位置之间的间距，因此在此间距的基础上减去一个光粒子的直径就可以得到光斑的直径。
33.步骤s202：根据相邻的脉冲信号的间隔时间确定光斑的相对位置。具体地，根据已知上样等效速度，也就是流式池中心待测液的流速，也是待测液中的每个细胞的流速。因此多色激光光斑相对位置：l＝vt2。v为流速，t2为脉冲间隔时间。
34.本技术实施例的上述方法中的步骤，利用脉冲宽带确定光斑大小，利用间隔时间确定光斑的相对位置，从而使计算更加简单，且显示更加方面。
35.参考图3，本技术实施例还提供了一种光斑的检测方法，包括步骤s101～s104。
36.步骤s104：调节激光对待测液的照射位置，以调整激光照射待测液的多色激光光斑的目标位置。具体地，待测液是上下排列的单个细胞的悬液，因此可以在待测液中上下调节来选择所要激发的位置。
37.本技术实施例的上述方法，通过调节照射位置，从而实现对待激发的光斑的选择。
38.参考图4，本技术实施例还提供了一种光斑的检测方法，包括步骤s101～s103、s105。
39.步骤s105：调节对待测液的聚焦程度，以调整激光照射待测液的多色激光光斑的
尺寸。具体地，对待测液的聚焦程度也可以是光照到待测液之间的距离，距离越小所形成的光斑就越大。
40.本技术实施例的上述方法，通过调节聚焦程度，从而实现对待激发的光斑整体尺寸的选择。
41.参见图6和图7，本技术实施例还提供了一种光斑的检测装置，其具体实现方式与上述光斑的检测方法的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
42.用于对流式池的多色激光光斑进行检测，包括：采集模块，采集模块被构造成用于采集激光照射流式池的待测液的前向散射光；转化模块，转化模块被构造成用于将采集模块采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；处理模块，处理模块被构造成用于分析前向散射光所对应的脉冲信号，确定前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。具体地，以无滤光片的光电传感器100作为采集模块对准流式细胞仪的前向散射光；当流式细胞仪匀速上样标准尺寸粒子时，通过fgpa(field programmable gate array，现场可编程逻辑门阵列)板卡采集无滤光片的光电传感器100的光信号，并上传到上位机的监视器上以进行显示。
43.参考图6和图7，在一些可选的实施例中，采集模块为无滤光片的光电传感器100，转化模块为放大电路板200，无滤光片的光电传感器100与放大电路板200电连接。具体地，无滤光片的光电传感器100固定在放大电路板200上，连接线将放大电路板200与流式细胞仪系统的采集板卡fpga板连接，通过上位机软件监测光斑大小和位置。该技术方案的有益效果在于，通过无滤光片的光电传感器100实现对未经滤光的前向散射光的采集。
44.参考图7，在一些可选的实施例中，光斑的检测装置还包括接线端300，接线端300与转化模块电连接，且与处理模块插接电连接。具体地，流式细胞仪系统的采集板卡fpga板可以通过接线端300和放大电路板200进行连接。该技术方案的有益效果在于，通过接线端实现和各种类型的处理模块进行连接，且易于安装。
45.参考图7，在一些可选的实施例中，处理模块为上位机、示波器或流式细胞仪的采集板，用于监测光斑的大小和相对位置。具体地，上位机、示波器或流式细胞仪的采集板都可以通过接线端300和放大电路板200进行连接。该技术方案的有益效果在于，通过多种类型的处理模块实现对光斑的监测更加具有适用性。
46.在一些可选的实施例中，光斑的检测装置还包括：反光镜，反光镜被构造成用于调节激光对待测液的照射位置，以调整激光照射待测液的多色激光光斑的目标位置。具体地，通过上下调整激光反射镜来实现对多色激光光斑位置的目标调整。该技术方案的有益效果在于，通过对反光镜的调节控制，从而使对照射位置的调节更加方便。
47.在一些可选的实施例中，光斑的检测装置还包括：汇聚透镜，汇聚透镜被构造成用于调节对待测液的聚焦程度，以调整激光照射待测液的多色激光光斑的尺寸。具体地，流式池的间距实现对激光在流式池内光斑大小的目标调整。该技术方案的有益效果在于，通过对汇聚透镜的调节控制，从而使对聚焦程度的调节更加方便。
48.本技术从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其设置有的实用进步性，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本技术以上的说明及附图，仅为本技术的较佳实施例而已，并非以此局限本技术，因此，凡一切与本技术构造，装置，特征等近似、
雷同的，即凡依本技术专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本技术的专利申请保护的范围之内。

技术特征：
1.一种光斑的检测方法，其特征在于，包括：向流式池的待测液中发射激光；采集流式池的未经滤光的前向散射光，并将所采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。2.根据权利要求1所述检测方法，其特征在于，分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光的光斑大小和位置，包括：根据所述脉冲信号的脉冲宽带确定所述光斑大小。3.根据权利要求1所述检测方法，其特征在于，分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光的光斑大小和位置，包括：根据相邻的脉冲信号的间隔时间确定所述光斑的位置。4.根据权利要求1所述检测方法，其特征在于，所述方法还包括：调节激光对所述待测液的照射位置，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的目标位置；调节对所述待测液的聚焦程度，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的尺寸。5.一种光斑的检测装置，用于对流式池的多色激光光斑进行检测，其特征在于，包括：采集模块，所述采集模块被构造成用于采集激光照射流式池的待测液的前向散射光；转化模块，所述转化模块被构造成用于将所述采集模块采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；处理模块，所述处理模块被构造成用于分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。6.根据权利要求5所述检测装置，其特征在于，所述采集模块为无滤光片的光电传感器，所述转化模块为放大电路板，所述无滤光片的光电传感器与所述放大电路板电连接。7.根据权利要求5所述检测装置，其特征在于，还包括接线端，所述接线端与所述转化模块电连接，且与所述处理模块插接电连接。8.根据权利要求5所述检测装置，其特征在于，所述处理模块为上位机、示波器或流式细胞仪的采集板，用于监测所述多色激光光斑的大小和相对位置。9.根据权利要求5所述检测装置，其特征在于，还包括：反光镜，所述反光镜被构造成用于调节激光对所述待测液的照射位置，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的目标位置。10.根据权利要求5所述检测装置，其特征在于，还包括：汇聚透镜，所述汇聚透镜被构造成用于调节对所述待测液的聚焦程度，以调整激光照射所述待测液的所述多色激光光斑的尺寸。

技术总结
本申请提供了一种光斑的检测方法及检测装置，该光斑的检测方法包括：向流式池的待测液中发射激光；采集流式池的未经滤光的前向散射光，并将所采集的前向散射光转化为相对应的脉冲信号；分析所述前向散射光所对应的脉冲信号，确定所述前向散射光中形成的多色激光光斑的光斑大小和位置。一方面，通过对未经滤光的前向散射光的采集实现了可接收光波信号的波段宽度，另一方面，通过对脉冲信号的分析实现了对宽波段的光波信号进行光斑大小和位置的测量。测量。测量。


技术研发人员：董晓轩
受保护的技术使用者：常州必达科生物科技有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/8