集成紧凑细胞分选仪的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36175670发布日期:2023-11-25 01:52阅读:5336来源:国知局
集成紧凑细胞分选仪的制作方法
集成紧凑细胞分选仪
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求由发明人
glen krueger
等人于
2021
年4月
07
日提交的题为“integrated compact cellsorter”的美国
(us)
临时专利申请
no.63/172,072
的权益,出于所有意图和目的作为参考引入本文

本专利申请要求由发明人
glen krueger
等人于
2021
年4月
08
日提交的题为“integrated air filtering and conditioning of droplet chamber in a compact cell sorter”的美国
(us)
临时专利申请
no.63/172,330
的权益,出于所有意图和目的作为参考引入本文

本专利申请要求由发明人
glen krueger
等人于
2021
年4月
07
日提交的题为“integrated air filtering and conditioning of droplet chamber in a compact cell sorter”的美国
(us)
临时专利申请
no.63/258,065
的权益,出于所有意图和目的作为参考引入本文

本专利申请要求由发明人
babak honaryar
等人于
2021
年2月
05
日提交的题为“loading system with magnetically coupled sample mover for flow cytometry and cell sorter systems”的美国
(us)
临时专利申请
no.63/146,562
的权益,出于所有意图和目的作为参考引入本文

技术领域
3.本发明的实施方式总体上涉及细胞分选仪系统



背景技术:

4.流式细胞仪和细胞分选涉及流体流中携带的测试样品的细胞或颗粒的光学测量

细胞分选进一步将所选择的关注的细胞分选到不同的容器
(
例如,测试管
)
中以供进一步使用
(
例如,测试
)
或计数

实现这些任务的实验室仪器称为流式细胞仪和细胞分选仪,也称为分选流式细胞仪

5.通常,外部支持设备连接到流式细胞仪或细胞分选仪,以安全地操作它们,从而确保不将危险的分子或生物细胞释放到实验室中

在其它情况下,待测分子或生物细胞的温度需要保持在范围内

外部支持设备通常连接到流式细胞仪或细胞分选仪,以维持不损害分子或细胞的可接受温度范围

然而,外部支持设备带来了额外的成本,包括金钱,占用了实验室中的可用于其它实验室设备或附加流式细胞仪或细胞分选仪的空间

6.期望希望减少流式细胞仪
/
细胞分选仪的占地面积,从而较多的流式细胞仪
/
细胞分选仪可以放置在实验室中和桌面上

因此,需要较紧凑的集成流式细胞仪和细胞分选仪来改进现有系统



技术实现要素:

7.实施方式由权利要求最佳概括

然而,这里提供了一些实施方式的概述

8.提供了一种用于流式细胞仪或细胞分选的系统

该系统包括:流控系统,其在压力下使鞘流体和样品生物流体流动,所述流控系统包括消除所述鞘流体中的气泡的气泡去除器;流通池,其与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体,其中,样品生物流体与细胞
或颗粒一起流动通过所述流通池以被所述鞘流体包围,转换为液滴并被选择性地充电以供分选;在所述流通池下方的偏转室,所述偏转室用于接收从所述流通池出来的样品生物流体和鞘流体的液滴,所述偏转室用于基于所述液滴的选择性充电来沿一个或更多个偏转路径选择性地偏转所述液滴中的一个或更多个;以及微滴沉积单元
(ddu)
系统,其与所述偏转室连通以将具有所述一个或更多个生物细胞或颗粒的所述样品生物流体的流中的经选择性偏转的液滴接收到一个或更多个容器中

9.在一个实施方式中,所述流通池包括与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体的流通池本体,所述流通池本体具有装配在排放
(
充电
)
端口中以选择性地接收电荷以对微滴充电的导电软管,所述流通池本体具有带有圆筒部分和漏斗部分的腔室,所述漏斗部分形成离开底侧开口的被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流;联接到该流通池本体的液滴驱动组件,该液滴驱动组件包括玻璃样品注射管
(sit)
,该玻璃样品注射管插入该流通池本体的腔室中并且具有位于该腔室的漏斗部分中的第一端,该玻璃样品注射管具有第二端,该第二端与该流控系统连通地联接以接收该样品流体并且将该样品流体注入该腔室的漏斗部分中;以及联接到所述流通池本体的基部的小杯
(cuvette)
,所述小杯具有邻近所述流通池本体的底侧开口的流动通道,所述小杯从所述底侧开口接收被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,小杯对光是透明的,并允许样品流体在流动通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定样品流体中的多种不同类型的细胞或颗粒

10.在一个实施方式中,所述流通池包括以下各项:流通池本体,该流通池本体被联接在该液滴驱动组件周围以从该样品注射管接收该样品流体,该流通池本体与该流控系统连通地联接以接收该鞘流体,该流通池本体具有组合的充电端口和排放端口以对该样品流体中的微滴充电并且排放鞘流体,该流通池本体具有漏斗部分以形成离开开口的被该鞘流体包围的该样品流体的流体流;以及联接到所述流通池本体的基部的小杯,所述小杯具有通道,所述通道接收从所述开口出来的被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,所述小杯对光是透明的,并且允许所述样品流体在所述通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定其中的多种不同类型的细胞或颗粒

11.在一个实施方式中,所述流通池还包括以下各项:选择性地与所述小杯接合的喷嘴组件,所述喷嘴组件具有喷嘴和围绕所述喷嘴的o形环,所述o形环选择性地压靠所述小杯的围绕所述通道的表面,所述喷嘴从所述小杯接收样品流并形成从所述喷嘴组件出来的样品液滴;滑动地联接到所述流通池本体的托架组件,所述托架组件滑动地接纳所述喷嘴组件;以及联动部,所述联动部可枢转地联接到所述托架组件和所述流通池本体,所述联动部包括杠杆臂,所述杠杆臂选择性地将所述喷嘴与所述小杯接合以接收流体流,并且选择性地将所述喷嘴与所述小杯脱离以修理或更换所述喷嘴

12.在一个实施方式中,所述流通池还包括以下各项:一杠杆铰链,该杠杆铰链被形成为静态地联接到该流通池本体;可旋转地联接到所述杠杆铰链的托架释放杆;以及两个杠杆臂,所述两个杠杆臂可旋转地联接到所述托架释放杆和所述托架组件的托架板,其中,所述两个杠杆臂

所述托架板

所述托架释放杆和所述杠杆铰链具有运动联动部,所述运动联动部使所述托架组件能够保持沿所述中央轴线的竖直运动

13.在一个实施方式中,所述流通池还包括以下各项:喷嘴组件,该喷嘴组件具有以下各项:喷嘴柄,该喷嘴柄具有本体,所述本体具有抓持端和喷嘴端,所述本体具有在所述喷
嘴端附近的顶表面与底表面之间的通孔,在该顶表面中的部分压盖围绕该通孔延伸,该部分压盖具有从该通孔向外延伸至该喷嘴柄的喷嘴端的槽缝;喷嘴插入件,该喷嘴插入件被定位在该喷嘴柄的本体的该通孔的一部分中,该喷嘴插入件具有圆形本体,该圆形本体具有与该通孔同心的中央喷嘴孔口以使样品流体的液滴流动,以及在从该圆形本体延伸出来的顶表面中的倾斜环;垫圈,该垫圈被定位在该部分压盖中抵靠该喷嘴插入件的倾斜环,其中一部分在该喷嘴插入件的顶表面和该喷嘴柄的顶表面上方延伸,该垫圈用于提供围绕该中央喷嘴孔口的密封;并且其中,从该部分压盖延伸至该喷嘴端的该槽缝有助于去除所述垫圈

14.在一个实施方式中,
ddu
系统包括以下各项:壳体或壳部,该壳体具有被该壳体的边缘围绕的开放面,该壳体形成容纳室的一部分,该壳体具有与该偏转室对齐的一个顶侧开口以将该样品生物流体的流中的经选择性偏转的液滴接收到该容纳室中的一个或更多个容器中;围绕该壳体的边缘安装的密封件;联接到该壳体的底部部分的一个或更多个铰链;以及门,所述门联接到所述一个或更多个铰链以使所述门围绕所述一个或更多个铰链枢转,所述门在被关闭时压靠所述密封件并使所述容纳室与外部环境隔绝

15.在一个实施方式中,
ddu
系统包括以下各项:电磁锁,包括安装到壳体的至少一个电磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭且至少一个电磁体通电时,金属闩锁被吸引到至少一个电磁体

16.在一个实施方式中,
ddu
系统包括磁性锁,该磁性锁包括安装到壳体的至少一个磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭时金属闩锁被吸引到至少一个磁体

17.在一个实施方式中,
ddu
系统包括分选收集保持件,用于将一个或更多个测试管保持在相应的一个或更多个偏转路径中,以将样品生物流体和鞘流体的液滴收集在一个或更多个测试管中

18.在一个实施方式中,
ddu
系统包括板引导件,该板引导件具有通道,该通道允许偏转路径将样品生物流体和鞘流体的液滴收集到井板中的多个井中的一个井中

19.在一个实施方式中,该系统还包括激发光学系统,该激发光学系统包括多个激发通道,各个激发通道具有不同激光装置和一个或更多个光学元件,以将不同激光引导到沿流通池的流动通道中的线间隔开的光学探询区域

20.在一个实施方式中,该系统还包括以下各项:包括第一激发通道的激发光学系统,所述第一激发通道具有发射第一激光以撞击附着于第一荧光染料的细胞或颗粒的第一激光装置;以及第二激发通道,所述第二激发通道具有发射第二激光以撞击附着于第二荧光染料的细胞或颗粒的第二激光装置

21.在一个实施方式中,该系统还包括发射光学系统,该发射光学系统包括多个探测器阵列,各个探测器阵列被配置成用于接收对应于被不同激光撞击的细胞或颗粒的光

22.在一个实施方式中,该系统还包括发射光学系统,该发射光学系统包括多个探测器阵列,各个探测器阵列具有一个或更多个光学元件以将荧光或散射光
(
侧向和前向散射光
)
引导到各种电光探测器

23.公开了一种流式细胞仪或细胞分选仪系统

该系统包括:流控系统,所述流控系统在压力下使鞘流体和样品流体流动,所述流控系统包括消除所述鞘流体中的气泡的气泡去除器;流通池,其与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体,其中样品流体与细胞或颗
粒一起流过所述流通池以被所述鞘流体包围

所述流通池包括以下各项:包括样品注射管
(sit)
的液滴驱动组件,所述样品注射管与所述流控系统连通地联接以接收所述样品流体;流通池本体,该流通池本体被联接在该液滴驱动组件周围以从该样品注射管接收该样品流体,该流通池本体与该流控系统连通地联接以接收鞘流体,该流通池本体具有充电端口以对该样品流体的微滴进行充电,该流通池本体具有漏斗部分以形成从开口出来的被该鞘流体包围的该样品流体的流体流;以及联接到所述流通池本体的基部的小杯,所述小杯具有通道,所述通道接收从所述开口出来的被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,所述小杯对光是透明的,并且允许所述样品流体在所述通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定其中的多种不同类型的细胞或颗粒

24.在一个实施方式中,流通池本体由不透明
(
例如黑色
)
材料形成,以减少环境光朝向光探测器的背景光反射

25.在一个实施方式中,流通池本体的不透明材料还减少激光朝向光探测器的反射

26.在一个实施方式中,不透明材料是黑色聚合物

27.在一个实施方式中,气泡去除器是除气器

28.在一个实施方式中,样品注射管是玻璃样品注射管

29.在一个实施方式中,流通池还包括选择性地与小杯接合的喷嘴组件,该喷嘴组件具有喷嘴和围绕喷嘴的o形环,该o形环选择性地压在围绕通道的小杯的表面上,喷嘴接收来自小杯的样品流并形成从喷嘴组件出来的样品液滴

30.在一个实施方式中,所述流通池还包括以下各项:滑动地联接到所述流通池本体的托架组件,所述托架组件滑动地接纳所述喷嘴组件;以及联动部,所述联动部可枢转地联接到所述托架组件和所述流通池本体,所述联动部包括杠杆臂,所述杠杆臂选择性地使所述喷嘴与所述小杯接合以接收流体流,并且选择性地使所述喷嘴与所述小杯脱离以修理或更换所述喷嘴

31.在一个实施方式中,该系统是流式细胞仪,并且小杯对光是透明的,从而允许样品流体在流动通道中经受所述多个不同激光器的探询,以进一步确定样品流体中的多种不同类型的细胞或颗粒的计数

32.在一个实施方式中,系统是细胞分选仪,小杯对光是透明的,允许样品流体在流动通道中经受所述多个不同激光器的探询,以进一步将样品流体中的多种不同类型的细胞或颗粒分选到不同的管或井中

33.提供了一种用于流式细胞仪或细胞分选仪的流通池本体

所述流通池本体包括以下各项:具有顶侧,底侧,左侧,右侧,前侧和后侧的三维不透明
(
例如黑色
)
聚合物本体

所述不透明聚合物本体包括以下各项:顶侧,所述顶侧通向腔室以接纳包括样品注射管
(sit)
的液滴驱动组件,其中所述腔室具有上圆筒部分和下漏斗部分;两个或更多个相对的顶侧开口,所述顶侧开口接纳螺纹插入件以接合两个或更多个螺纹螺栓,从而保持所述液滴驱动组件的联接到所述流通池本体的顶侧的毂;左侧端口,该左侧端口邻近该腔室的下漏斗部分的顶部而通向该腔室中,该左侧端口用于流体流入或流出该腔室;右侧端口,该右侧端口邻近该腔室的下漏斗部分的顶部而通向腔室,该右侧端口用于使流体流出或流入该腔室中;底侧,所述底侧通向所述腔室以允许流体流离开所述腔室和所述流通池本体;并且其中,该腔室的下漏斗部分形成流出该底侧开口的流体流

34.在一个实施方式中,不透明本体还包括两个或更多个前侧螺纹开口,以接合两个或更多个螺纹紧固件,从而保持联接到流通池本体的前侧的直线滑轨,其中,直线滑轨滑动地接合喷嘴托架组件

35.在一个实施方式中,两个或更多个前侧螺纹开口中的各前侧螺纹开口接纳螺纹插入件以接合两个或更多个螺纹紧固件

36.在一个实施方式中,在流通池本体的前侧,支架可枢转地联接到联动部的杠杆臂,以相对于流通池本体直线地上下移动喷嘴托架组件

37.在一个实施方式中,两个或更多个前侧螺纹开口中的各前侧螺纹开口接纳螺纹插入件以接合两个或更多个螺纹螺栓

38.在一个实施方式中,不透明本体还包括在两个或更多个前侧螺纹开口上方的浅椭圆形开口,以接纳弹簧加载棘爪的端部,该弹簧加载棘爪的相反端滑动地接合杠杆臂的后侧,以保持选定的位置

39.在一个实施方式中,不透明本体还包括在底侧中的袋开口,以接纳小杯并提供小杯中的流动通道的左侧视图和右侧视图,以及围绕底侧开口的圆形压盖,以接纳o形环,该o形环联接到不透明本体的底侧和小杯并且联接在不透明本体的底侧与小杯之间,以围绕底侧开口进行密封并迫使流体进入小杯中的流动通道

40.在一个实施方式中,不透明本体中的袋开口还包括上部拱形切口,以通过不透明本体的前侧接纳显微镜测试仪器,以观察小杯中的流动通道

41.在一个实施方式中,不透明本体还包括到通向侧的两个或更多个前侧通孔开口以接纳两个或更多个螺栓,从而将物镜组件联接到流通池本体

42.在一个实施方式中,不透明本体还包括通向后侧的两个或更多个前侧通孔开口以接纳两个或更多个螺栓,从而将用于释放杆的支架连接到流通池本体

43.在一个实施方式中,通向不透明本体的腔室的左侧端口是用于将鞘流体接收到腔室中的鞘入口端口,而通向不透明本体的腔室的右侧端口是用于将鞘流体从腔室排放并对微滴充电的排放和充电端口

44.在一个实施方式中,不透明本体对于可见光是不透明的,并且吸收和
/
或避免可见光反射或漏光

45.在一个实施方式中,不透明本体还对紫外光是不透明的,并且吸收和
/
或避免紫外光反射或漏光

46.在一个实施方式中,右侧端口开口是带螺纹的,以接合用于流体流出或流入腔室的导电螺纹软管配件,其选择性地从分选控制器接收电荷,以选择性地对样品流体的液滴充电

47.在一个实施方式中,左侧端口开口是带螺纹的,以接合用于流体流入或流出腔室的螺纹端口配件

48.提供了一种用于流式细胞仪或细胞分选仪系统的子系统

子系统包括:托架组件,该托架组件包括具有通孔的安装件,其中,该安装件被形成为配准喷嘴组件,该喷嘴组件具有带有中央喷嘴孔口的喷嘴插入件,其中,垫圈被联接在该喷嘴插入件的周边周围,并且其中,该安装件配准该喷嘴组件,使得该中央喷嘴孔口和该安装件的通孔沿着中央轴线是同心的;所述托架组件还包括静态地连接到所述支架的托架板,使得所述托架板使所述支架
能够沿所述中央轴线竖直运动,其中,所述支架将所述喷嘴组件上的所述垫圈压靠在小杯的下侧,并且其中,所述小杯形成为具有朝向所述支架的下侧和联接到流通池本体的基部的上侧

49.在一个实施方式中,该子系统还包括以下各项:杠杆铰链,该杠杆铰链被形成为静态地联接到该流通池本体;可旋转地联接到所述杠杆铰链的托架释放杆;以及两个杠杆臂,所述两个杠杆臂可旋转地联接到所述托架释放杆并且联接到所述托架组件的所述托架板,其中,所述两个杠杆臂

所述托架板

所述托架释放杆和所述杠杆铰链具有运动联动部,所述运动联动部使得所述托架组件的所述安装件能够保持沿所述中央轴线的竖直运动

50.在一个实施方式中,两个杠杆臂可以包括左杠杆臂和右杠杆臂,左杠杆臂的一端可旋转地连接到托架释放杆的左侧,另一端可旋转地连接到托架板的左侧,右杠杆臂的一端可旋转地连接到托架释放杆的右侧,另一端可旋转地连接到托架板的右侧

51.在一个实施方式中,托架释放杆是通过按使得运动联动部联动安装件朝向小杯的下侧向上移动的方式移动托架释放杆来接合的,并且当托架释放件被接合时,垫圈压靠小杯以形成小杯与喷嘴插入件之间的密封

52.在一个实施方式中,托架释放杆是通过按使得运动联动部致使安装件向下移动离开小杯的下侧的方式移动托架释放杆而脱离的,并且当托架释放件被脱离时,安装件被定位成配准或去配准喷嘴组件

53.在一个实施方式中,左杠杆臂包括使左杠杆臂向托架板施加左力的左弹簧,并且右杠杆臂包括使右杠杆臂向托架板施加右力的右弹簧

54.在一个实施方式中,当托架释放杆被接合时,左力和右力组合以使喷嘴组件上的垫圈向小杯施加压力,其中可经由左弹簧和右弹簧调整该压力

55.在一个实施方式中,当垫圈与小杯之间的压力在公差内一致地精确时

56.在一个实施方式中,运动联动部具有足够高的精度,使得沿中央轴线的竖直运动在公差内是精确的

57.在一个实施方式中,垫圈被压靠于小杯,以形成小杯与喷嘴插入件之间的密封,并且该密封足以防止从小杯和喷嘴插入件外部的接触表面流出流通池本体的误置液体

58.在一个实施方式中,安装件

托架板

杠杆铰链

托架释放杆和两个杠杆臂各自包括耐腐蚀金属
(
例如,不锈钢

钛等
)。
59.在一个实施方式中,喷嘴柄组件的喷嘴柄具有从左侧和右侧延伸的相反的侧轨,并且安装件具有左侧和右侧滑槽,以使喷嘴柄的侧轨能够滑入和滑出安装件

60.在一个实施方式中,安装件的通孔的周边包括形成为与喷嘴组件的喷嘴柄的左端表面形成左点接触的左凸块,以及形成为与喷嘴组件的喷嘴柄的右端表面形成右点接触的右凸块

61.在一个实施方式中,左点接触和第二点接触在圆的圆周上,并且该圆与喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔同心

62.在一个实施方式中,第一点接触和第二点接触与安装件保持配准,使得喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔沿中央轴线在公差内保持同心

63.在一个实施方式中,流通池本体联接有物镜,并且小杯垫圈将物镜密封到小杯的后侧

64.提供了流式细胞仪或细胞分选仪系统

该系统包括:与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体的流通池,其中样品流体与细胞或颗粒一起流动通过所述流通池以被所述鞘流体包围,所述流通池包括围绕所述液滴驱动组件联接以从所述样品注射管接收所述样品流体的流通池本体,所述流通池本体与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体,所述流通池本体具有用于选择性地对所述样品流体的微滴充电的充电端口,所述流通池本体具有漏斗部分以形成由所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,所述流体流离开开口;联接至该流通池本体的基部的小杯,该小杯具有通道,该通道用于接收从该开口出来的被该鞘流体包围的该样品流体的流体流,所述小杯对光是透明的并且允许该样品流体在该通道中经受多个不同激光器的探询以确定其中的多种不同类型的细胞或颗粒;以及喷嘴组件,所述喷嘴组件选择性地与所述小杯接合,所述喷嘴组件具有喷嘴和围绕所述喷嘴的o形环,所述o形环选择性地压靠所述小杯的围绕所述通道的面,所述喷嘴从所述小杯接收所述样品流并形成从所述喷嘴组件出来的样品液滴

65.在一个实施方式中,该系统还包括在压力下使鞘流体和样品流体流动的流控系统,该流控系统包括消除鞘流体中气泡的气泡去除器

66.在一个实施方式中,流通池还包括液滴驱动组件,该液滴驱动组件包括样品注射管
(sit)
,样品注射管与流控系统连通地联接以接收样品流体

67.在一个实施方式中,该流通池还包括滑动地联接到该流通池本体的托架组件,该托架组件滑动地接纳该喷嘴组件;以及联动部,所述联动部可枢转地联接到所述托架组件和所述流通池本体,所述联动部包括杠杆臂,所述杠杆臂选择性地将所述喷嘴与所述小杯接合以接收流体流,并且选择性地将所述喷嘴与所述小杯脱离以修理或更换喷嘴

68.在一个实施方式中,该系统还包括杠杆铰链,该杠杆铰链被形成为静态地联接到该流通池本体;可旋转地联接到所述杠杆铰链的托架释放杆;以及两个杠杆臂,所述两个杠杆臂可旋转地联接到所述托架释放杆和所述托架组件的托架板,其中,所述两个杠杆臂

所述托架板

所述托架释放杆和所述杠杆铰链具有运动联动部,所述运动联动部使所述托架组件能够保持沿所述中央轴线的竖直运动

69.在一个实施方式中,两个杠杆臂包括左杠杆臂和右杠杆臂,左杠杆臂的一端可旋转地连接到托架释放杆的左侧,另一端可旋转地连接到托架板的左侧,右杠杆臂的一端可旋转地连接到托架释放杆的右侧,另一端可旋转地连接到托架板的右侧

70.在一个实施方式中,所述托架释放杆是通过按使得所述运动联动部致使所述安装件朝向所述小杯的所述下侧向上移动的方式移动所述托架释放杆而接合的,并且
71.当所述托架释放件被接合时,所述垫圈压靠所述小杯以形成所述小杯与所述喷嘴插入件之间的密封

72.所述托架释放杆是通过按使得所述运动联动部致使所述安装件向下移动离开所述小杯的所述下侧的方式移动所述托架释放杆而脱离的,并且
73.当所述托架释放件被脱离时,所述安装件被定位成配准或去配准所述喷嘴组件

74.在一个实施方式中,左杠杆臂包括使左杠杆臂向托架板施加左力的左弹簧,并且右杠杆臂包括使右杠杆臂向托架板施加右力的右弹簧

75.在一个实施方式中,当托架释放杆被接合时,左力和右力组合以使喷嘴组件上的垫圈向小杯施加压力,其中可经由左弹簧和右弹簧调整该压力

76.在一个实施方式中,垫圈与小杯之间的压力在公差内一致地精确

77.在一个实施方式中,运动联动部具有足够高的精度,使得沿中央轴线的竖直运动在公差内是精确的

78.在一个实施方式中,垫圈被压靠于小杯以形成小杯与喷嘴插入件之间的密封,并且该密封足以防止从小杯和喷嘴插入件外部的接触表面流出流通池本体的误置液体

79.在一个实施方式中,安装件,托架板,杠杆铰链,托架释放杆和两个杠杆臂各自包括耐腐蚀金属
(
例如,不锈钢

钛等
)。
80.在一个实施方式中,喷嘴柄组件的喷嘴柄具有从左侧和右侧延伸的相反的侧轨,并且安装件具有左侧和右侧滑槽,以使喷嘴柄的侧轨能够滑入和滑出安装件

81.在一个实施方式中,安装件的通孔的周边包括形成为与喷嘴组件的喷嘴柄的左端表面形成左点接触的左凸块,以及形成为与喷嘴组件的喷嘴柄的右端表面形成右点接触的右凸块

82.在一个实施方式中,左点接触和第二点接触在圆的圆周上,并且该圆与喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔同心

83.在一个实施方式中,第一点接触和第二点接触与安装件保持配准,使得喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔沿中央轴线在公差内保持同心

84.在一个实施方式中,流通池本体联接有物镜,并且小杯垫圈将物镜密封到小杯的后侧

85.提供了一种用于细胞分选仪系统的喷嘴组件

该喷嘴组件包括以下各项:喷嘴柄,该喷嘴柄具有本体,所述本体具有抓持端和喷嘴端,所述本体具有在所述喷嘴端附近的顶表面与底表面之间的通孔,在该顶表面中的部分压盖围绕该通孔延伸,该部分压盖具有从该通孔向外延伸至该喷嘴柄的喷嘴端的槽缝;喷嘴插入件,该喷嘴插入件被定位在该喷嘴柄的本体的该通孔的一部分中,该喷嘴插入件具有圆形本体,该圆形本体具有与该通孔同心的中央喷嘴孔口以使样品流体的液滴流动,以及在从该圆形本体延伸出来的顶表面中的倾斜环;垫圈,该垫圈被定位在该部分压盖中抵靠该喷嘴插入件的倾斜环,其中,一部分在该喷嘴插入件的顶表面和该喷嘴柄的顶表面上方延伸,该垫圈用于提供围绕该中央喷嘴孔口的密封;并且其中,从该部分压盖延伸至该喷嘴端的该槽缝有助于去除该垫圈

86.在一个实施方式中,部分压盖具有穿过槽缝的圆形形状,并且垫圈是具有在喷嘴柄和喷嘴插入件的顶表面上方延伸的部分的o形环

87.在一个实施方式中,喷嘴柄中的槽缝通过使得使用者能够使用手指或工具提起垫圈而有助于去除和更换垫圈

88.在一个实施方式中,喷嘴柄被形成为被滑动并配准到具有通孔的安装件上

89.在一个实施方式中,通过将喷嘴柄定位成使得喷嘴插入件的中央喷嘴孔口与安装件的通孔沿中央轴线同心来完成喷嘴柄的配准

90.在一个实施方式中,喷嘴柄的本体的下部具有从左侧和右侧延伸以滑入和滑出安装件中的左侧和右侧槽缝的相反的侧轨

91.在一个实施方式中,喷嘴柄的喷嘴端被形成为与安装件上的第一凸块形成第一点接触,并与安装件上的第二凸块形成第二点接触,其中第一点接触和第二点接触在通孔的周边上

92.在一个实施方式中,第一点接触和第二点接触在圆的圆周上,并且该圆与喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔同心

93.在一个实施方式中,第一点接触和第二点接触与安装件保持配准,使得喷嘴插入件的中央喷嘴孔口和安装件的通孔在公差内保持同心

94.在一个实施方式中,安装件使得喷嘴组件能够朝向联接到流通池本体的基部的小杯向上进行竖直运动,并且朝向小杯的运动将垫圈的一部分定位成压靠小杯的面,以提供围绕喷嘴插入件的密封

95.在一个实施方式中,喷嘴插入件的中央喷嘴孔口可接收来自小杯中的流动通道的样品流并形成离开喷嘴插入件并穿过安装件中的通孔的样品液滴

96.在一个实施方式中,喷嘴插入件包括陶瓷

97.在一个实施方式中,喷嘴柄包括聚醚醚酮
(peek)。
98.在一个实施方式中,垫圈包括乙烯丙烯二烯单体
(epdm)
橡胶

99.提供了流式细胞仪或细胞分选仪系统

该系统包括:流控系统,所述流控系统在压力下使鞘流体和样品流体流动,所述流控系统包括消除所述鞘流体中的气泡的气泡去除器;以及与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体的流通池,其中样品流体与细胞或颗粒一起流动通过所述流通池以被所述鞘流体包围

所述流通池包括以下各项:与所述流控系统连通地联接以接收所述鞘流体的流通池本体,所述流通池本体具有用于选择性地对样品流体的微滴充电的充电端口,所述流通池本体具有腔室,所述腔室具有圆筒部分和漏斗部分,所述漏斗部分形成从底侧开口出来的被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流;联接到该流通池本体的液滴驱动组件,该液滴驱动组件包括玻璃样品注射管
(sit)
,该玻璃样品注射管插入该流通池本体的腔室中并且具有位于该腔室的漏斗部分中的第一端,该玻璃样品注射管具有第二端,该第二端与该流控系统连通地联接以接收该样品流体并且将该样品流体注入该腔室的漏斗部分中;以及联接到所述流通池本体的基部的小杯,所述小杯具有邻近所述流通池本体的底侧开口的流动通道,所述小杯从所述底侧开口接收被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,小杯对光是透明的,并允许样品流体在流动通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定样品流体中的多种不同类型的细胞或颗粒

100.在一个实施方式中,位于腔室的漏斗部分中的玻璃样品注射管的第一端被斜切,以允许样品流体以稳定的方式流出并与鞘流体合并

101.在一个实施方式中,液滴驱动组件还包括围绕玻璃样品注射管密封的o形环

102.在一个实施方式中,玻璃样品注射管的外径在
2.05
毫米至
3.18
毫米的范围内,开口的内径在
0.17
毫米至
0.45
毫米的范围内,总长度不超过
70
毫米,以提供足够的刚度以避免在安装和使用过程中断裂

103.在一个实施方式中,液滴驱动组件还包括低成本的标准现成的o形环,以密封在玻璃样品注射管周围,该o形环具有在
2.0
毫米至
3.0
毫米范围内的未拉伸的内径,该内径依赖于玻璃样品注射管的外径,或者仅足够小以提供在玻璃样品注射管周围的密封接触

104.在一个实施方式中,流通池还包括喷嘴组件,该喷嘴组件包括与小杯相邻的喷嘴,该喷嘴具有与穿过小杯中的流动通道的轴线同心的流动通道,以接纳喷嘴,从而形成流出流通池的样品流体和鞘流体的液滴

105.在一个实施方式中,该系统还包括在流通池下方的偏转室,以接收流出流通池的
样品流体和鞘流体的液滴,偏转室沿一个或更多个偏转路径偏转一个或更多个液滴

106.在一个实施方式中,该系统还包括分选收集保持件,用于将一个或更多个测试管保持在相应的一个或更多个偏转路径中,以将样品流体和鞘流体的液滴收集在一个或更多个测试管中

107.在一个实施方式中,该系统还包括板引导件,该板引导件具有允许一个偏转路径将样品流体和鞘流体的液滴收集到井板中的多个井中的一个井中的通道

108.提供了一种用于流式细胞仪或细胞分选仪系统的液滴驱动组件

液滴驱动组件包括以下部件:外金属
(
压电
)
毂,该外金属毂具有穿过延伸的中空圆形插头从顶部延伸到底部的中央开口;绝缘间隔件,所述绝缘间隔件在所述延伸的中空圆形插头上方延伸直到所述外金属毂的基部中的凸缘;中空压电圆筒形换能器,该中空压电圆筒形换能器具有一个第一端,该第一端被联接在该延伸的中空圆形插头上直到绝缘间隔件,该中空压电圆筒形换能器的内部端子被联接到该延伸的中空圆形插头以形成与该外金属毂的电连接;绝缘圆筒形密封基部,其具有联接到所述中空压电圆筒形换能器的第二端中的延伸的中空圆形插头,所述绝缘圆筒形密封基部具有围绕与所述延伸的中空圆形插头相反的通孔的压盖环,所述绝缘圆筒形密封基部具有围绕外圆柱形表面的槽;中空圆筒形玻璃样品注射管
(sit)
,其具有第一端,该第一端插入并穿过外金属
(
压电
)
毂中的中央开口

中空压电圆筒形换能器和绝缘圆筒形密封基部中的通孔;第一密封o形环,该第一密封o形环围绕该绝缘圆筒形密封底座的外圆柱形表面安装在该槽中,该第一密封o形环接合圆筒形腔室的圆筒形壁以将流体密封远离该中空压电圆筒形换能器;以及第二密封o形环,所述第二密封o形环围绕所述中空圆筒形玻璃样品注射管
(sit)
安装在所述绝缘圆筒形密封基部中的所述压盖环中,以将流体密封远离所述中空压电圆筒形换能器

109.在一个实施方式中,各个延伸的中空圆形插头包括多个脊,以将粘性胶保持在圆形插头和中空压电圆筒形换能器的内表面之间

110.在一个实施方式中,液滴驱动组件还包括与中空圆筒形玻璃样品注射管
(sit)
的第一端连通地联接的样品输入端口,样品输入端口接收包括多个细胞或颗粒的样品流体以流过中空圆筒形玻璃样品注射管
(sit)。
111.在一个实施方式中,中空圆筒形玻璃样品注射管
(sit)
的第一端被斜切以允许样品流体以稳定的方式流出并与鞘流体合并

112.在一个实施方式中,该外金属毂中的中央开口的壁是部分带螺纹的并且该组件还包括以下各项:中空
peek
套管
(sit
壳体隔离件
)
,其具有在外金属
(
压电
)
毂的中央开口中的玻璃
sit
的第二端上方的顶部凸缘以隔离玻璃
sit
;在该玻璃
sit
的第二端上的第三密封o形环,该第三密封o形环与该中空
peek
套管的顶部凸缘对接;以及管适配件
(sit

)
,所述管适配件在第一端具有开口以接纳玻璃
sit
的第二端,所述管适配件还在第一端具有外螺纹以接合外金属
(
压电
)
毂的中央开口中的内螺纹,从而将第三密封o形环压靠在顶部凸缘上,以围绕玻璃
sit
进行密封并将玻璃
sit
保持在其中的适当位置,所述管适配件具有在与第一端相反的第二端处的内部母配件

113.在一个实施方式中,管适配件的内部母配件适于接收具有围绕管路
(tubing)
的套圈的管路

114.在一个实施方式中,液滴驱动器的内部母螺纹部分可以接纳公螺纹管适配件,该
公螺纹管适配件具有集成的或分离的套圈

115.在一个实施方式中,外金属
(
压电
)
毂还具有围绕中央开口的两个或更多个通孔,以接收螺栓或螺钉,从而将液滴驱动组件连接到流通池本体

116.在一个实施方式中,该外金属
(
压电
)
毂还具有通向底开口的侧开口,并且该液滴驱动组件还包括以下各项:安装在所述侧开口中并且联接到所述外金属毂的电插孔,所述电插孔具有通过穿过所述底开口的电导线电联接到所述中空压电圆筒形换能器的外部端子的端子

117.在一个实施方式中,第一密封o形环

第二密封o形环和第三密封o形环是橡胶o形环

在另一实施方式中,第一密封o形环

第二密封o形环和第三密封o形环是硅o形环

附图说明
118.在附图的图中以示例而非限制的方式示出了各种实施方式

119.图
1a
是细胞分选仪系统
(
分选流式细胞仪系统
)
的基本构思图,并且示出了流式细胞仪系统

120.图
1b
是紧凑细胞分选仪系统的前视图,其各个门处于关闭状态

121.图
1c
是紧凑细胞分选仪系统的前视图,其各个门处于打开状态

122.图
2a
至图
2b
是紧凑细胞分选仪系统的微滴沉积单元
(ddu)
的视图,其中
ddu
门和样品输入门打开

123.图
3a
至图
3b
是紧凑细胞分选仪系统的流控系统中的流控桶的视图

124.图
4a
至图
4g
是紧凑细胞分选仪系统的流控系统中的流通池的视图

125.图
4h
是紧凑细胞分选仪系统的流通池的分解图

126.图
4i
是图
4h
所示的流通池的喷嘴托架组件的分解图

127.图
4j
至图
4m
例示了用于托架联动部的左和右弹簧加载杠杆臂的实例的不同视图

128.图
5a
至图
5b
是分别例示随着杠杆升高和降低,流通池的托架运动的侧视图

129.图
6a
至图
6b
是分别例示随着杠杆升高和降低,流通池的托架运动的截面图

130.图
7a
是紧凑细胞分选仪系统的流通池中的喷嘴组件的透视图

131.图
7b
至图
7d
是紧凑细胞分选系统的流通池中的喷嘴组件的分解图

132.图
7e
是喷嘴组件的截面图

133.图
7f
是喷嘴组件的截面图的一部分的放大图

134.图
8a
是喷嘴组件与紧凑细胞分选仪系统的流通池的接合
/
脱离的视图

135.图
8b
至图
8c
是流通池的透视图,例示了随着杠杆臂枢转,托架和喷嘴组件向下和向上的运动

136.图
9a
是喷嘴组件与流通池的喷嘴安装件的接合
/
脱离的透视图

137.图
9b
至图
9c
是随着杠杆臂枢转,向上移动以接合小杯的对准的喷嘴组件的透视图

138.图
10a
是喷嘴组件与流通池的喷嘴安装件的接合
/
脱离的截面图

139.图
10b
至图
10c
是随着杠杆臂枢转,对准的喷嘴组件向上移动以接合测试管的截面图

140.图
11a
至图
11b
是喷嘴组件与流通池的喷嘴安装件的接合
/
脱离的截面图

141.图
11c
是与流通池的喷嘴安装件对准的喷嘴组件的透视图

142.图
11d
是与流通池的喷嘴安装件对准的喷嘴组件的端部的放大截面图

143.图
11e
是具有两个点的圆,例示了与流通池的喷嘴安装件对准的喷嘴组件的端部的接触点

144.图
12a
至图
12b
是流通池本体的透视图

145.图
12c
至图
12i
分别是流通池本体的左视图

后视图

前视图

右视图

截面图

底视图和顶视图

146.图
13a
至图
13b
是例示黑色流通池本体的益处的图

147.图
14a
至图
14b
是具有玻璃样品输入管
(sit)
的液滴驱动组件的透视图,该
sit
可插入紧凑细胞分选仪系统的流通池本体中

148.图
14c
是具有玻璃样品输入管
(sit)
的液滴驱动组件的截面图,该
sit
可插入紧凑细胞分选仪系统的流通池本体中

149.图
15
是具有玻璃样品输入管
(sit)
的液滴驱动组件的分解图,该
sit
可插入紧凑细胞分选仪系统的流通池本体中

150.图
16a
是紧凑细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的前视图,其中去除了盖

151.图
16b
是紧凑细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的侧视图

152.图
16c
至图
16d
是紧凑细胞分选仪系统的分选系统的偏转单元的前截面图,例示了管分选收集保持件于板引导件之间的区别

153.图
17a
至图
17c
是紧凑细胞分选仪系统的样品输入站
(sis)
的视图

154.图
18
是紧凑细胞分选仪系统的流控系统的示意图

155.图
19
是紧凑细胞分选仪系统的样品输入站
(sis)
的压力室和系统的示意图

156.将认识到,一些或所有附图是出于说明的目的,而不一定描绘所示元件的实际相对尺寸或位置

提供附图是为了说明一个或更多个实施方式,并清楚地理解它们不用于限制权利要求的范围或含义

具体实施方式
157.在以下实施方式的详细描述中,阐述了许多具体细节

然而,对于本领域技术人员显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践这些实施方式

在其它情况下,没有详细描述公知的方法

处理

组件和电路,以免不必要地模糊实施方式的各方面

本说明书的各部分是出于组织的目的而提供的

然而,许多细节和优点适用于多个部分

158.系统概述
159.图
1a
是细胞分选仪系统
(
分选流式细胞仪
)10
的基本构思图

系统
10
的五个主要子系统包括激发光学系统
12、
流控系统
14、
发射光学系统
16、
采集系统
18
和分析系统
20。
流控系统
14
可以包括样品加载系统
(
未示出
)、
探询系统
28、
细胞分选系统
33
和液滴接收系统
29。
通常,“系统”和“子系统”包括
(


机械和机电
)
硬件设备

软件设备或其组合

160.激发光学系统
12
包括例如多个
(
例如2至5个
)
激发通道
22a

22n
,各个激发通道
22a

22n
具有不同激光装置
23a

23n
和一个或更多个光学元件
24

26
,以将不同激光引导至沿流通池
28
的流动通道
27
中的线间隔开的光学探询区域
30a

30n。
一个或更多个光学元件
24

26
中的一个或更多个的示例性光学元件包括光学棱镜和光学透镜

激发光学系统
12
照射流通池
28
中的光学探询区域
30。
流控系统
14
携带被鞘流体包围的流体样品
32
通过流通池
/
流动通道中的多个光学探询区域
30a

30n
中的各光学探询区域

161.发射光学系统
16
包括多个探测器阵列
42a

42n
,各个探测器阵列例如包括一个或更多个光学元件
40
,诸如光纤和一个或更多个透镜,以将荧光和
/

(





)
散射光引导到各种电光探测器
(
换能器
)
,包括各个阵列中的侧散射
(ssc)
通道探测器和多个
(
例如
16、32、48、64

)
荧光波长范围光学探测器

例如接收第一波长范围的荧光的第一荧光光探测器
(fl1)、
接收第二波长范围的荧光的第二荧光光探测器
(fl2)、
接收第三波长范围的荧光的第三荧光光探测器
(fl3)
,接收第四波长范围的荧光的第四荧光光探测器
(fl4)、
接收第五波长范围的荧光的第五荧光光探测器
(fl5)
依此类推到接收第n波长范围的荧光的第n荧光光学探测器
(fln)。
探测器阵列
42a

42n
中的各探测器阵列接收对应于被撞击的细胞
/
颗粒和
/
或一种或更多种荧光染料的光,所述荧光染料附着到探测器阵列
42a

42n
上并由相应的多个激光器
23a

23n
中的各激光器由沿着流通池
28
的流动通道
27
的探询区域
/

30a

30n
中的不同激光激发

发射光学系统
16
收集从通过的细胞
/
颗粒和
/
或附着到细胞
/
颗粒的荧光染料发射或散射的光子

发射光学系统
16
将这些收集的光子引导并会聚到各个探测器阵列中的电光探测器
ssc、fl1、fl2、fl3、fl4

fl5
上,例如通过光纤
(
光纤
)
线缆
39、
一个或更多个透镜
40
以及一个或更多个反射镜
/
滤光器
41。
电光探测器
ssc
是探测从细胞
/
颗粒散射的光的侧散射通道探测器

电光探测器
fl1、fl2、fl3、fl4

fl5
是荧光探测器,可以包括带通或长通滤波器,以探测来自不同激光激发的不同荧光染料的特定的和不同的荧光波长范围

各个电光探测器将光子转换成电脉冲并将电脉冲发送到采集
(
电子
)
系统
18。
162.对于各个探测器阵列
42a

42n
,采集
(
电子
)
系统
18
包括一个或更多个模数转换器
47a

47n
和一个或更多个数字存储装置
48a

48n
,其可以提供光谱数据信号的多个探测器通道
(
例如,
16、32、48

64
个通道
)。
光谱数据信号可以是经信号处理的
(
例如,由
a/d
数字化
)
和时间戳的,并且由打包器
52
一起打包成对应于样品中的各个细胞
/
颗粒的数据包
)。
各个细胞
/
颗粒的这些数据包可以由采集
(
电子
)
系统
18
发送到分析系统
20
,以供进一步信号处理
(
例如,从时域转换
/
变换到波长域
)
和整体分析

另选地,或者结合地,来自被探测的各个通道的加时间戳的数字光谱数据信号可以被直接发送到分析系统
20
以供信号处理

163.分析系统
20
包括处理器

存储器和数据存储部,以存储与样品中探测到的细胞
/
颗粒相关的加时间戳的数字光谱数据的数据包

分析系统
20
还包括具有由处理器执行的指令的软件,以将数据从时域转换
/
变换为波长
/
频域中的数据,并将数据拼接
/
合并在一起,以提供由不同激光激发并由探测器阵列感测的细胞
/
颗粒
/
染料的总光谱

通过附着于其上的一种或更多种荧光染料探测细胞
/
颗粒的类型,可以在由流式细胞仪和
/
或细胞分选仪处理的样品中进行细胞
/
颗粒的计数

164.在一些情况下,期望用细胞分选仪
(
分选流式细胞仪
)
来分选出样品中的细胞以供进一步分析

因此,光谱数据信号也可以由采集
(
电子
)
系统
18
中的实时分选控制器
50
处理,并用于控制分选系统
33
以将细胞或颗粒分选到一个或更多个测试管
34


在这种情况下,分选系统
33
与采集
(
电子
)
系统
18
的实时分选控制器
50
通信,以接收控制信号

不是测试管
34
,光谱数据信号也可以由采集
(
电子
)
系统
18
的实时分选控制器
50
处理,并用于控制分选系统
33
和微滴沉积系统
29
两者,以将细胞或颗粒分选到移动捕捉盘
/
板的井
35


在这种情况下,微滴沉积系统
29
和分选系统
33
两者都与采集
(
电子
)
系统
18
通信以接收控制信号


另一实施方式中,分析系统
20
可以通过分析光谱数据信号来生成这些控制信号,以分选出不同的细胞
/
分子,并控制分选系统
33
和微滴沉积系统
29
以将具有细胞
/
颗粒的样品液滴捕捉到捕捉盘
/
板中的多个井中的一个或更多个井
35


165.由
david vrane

2017

11

19
日提交的名称为“flow cytometery system with stepper flow control valve”的美国专利申请
no.15/817,277
,现在授权为美国专利
no.10871438
;由
ming yan
等人在
2017
年7月
25
日提交的名称为“compact detection module for flow cytometers”的美国专利申请
no.15/659,610
;以及由
mingyan
等人在
2018
年3月
30
日提交的名称为“compact multi-color flow cytometer having compact detection module”的美国专利申请
no.15/942,430
,其每一个公开了示例性流式细胞仪系统和子系统,所有这些出于所有意图和目的通过引用并入本文


2016
年6月
19
日授予给
wenbin jiang
的名称为“rapid single cell based parallel biological cell sorter”的第
9,934,511
号专利公开了一种细胞分选仪系统,其出于所有意图和目的通过引用并入本文

166.紧凑细胞分选仪
167.图
1b
例示了集成紧凑细胞分选仪系统
100
的前视图

集成紧凑细胞分选仪系统
100
包括底盘
/
框架
101(
参见图
1c)
以支撑细胞分选仪的各种系统和子系统

流控面板
/

102、
流通池门
111、
微滴沉积单元
(ddu)

112
和样品输入门
113
可枢转地联接到底座
/
框架
101
,以覆盖和密封细胞分选仪系统的各个腔室

一个或更多个侧板
114
用于以较固定的方式覆盖底盘
/
框架的其它部分和其中的子系统

流控输入
/
输出面板
104
将细胞分选仪系统
100
连接到外部流体容器和外部气源,例如压缩空气源

168.现在参照图
1c
,示出了集成复杂细胞分选仪系统
100
的前视图,其中去除了打开的门和面板

集成紧凑细胞分选仪系统
100
的流控面板
/

102、
流通池门
111、ddu

112
和样品输入门
113
绕铰链枢转到打开位置,以揭示细胞分选仪系统的各种系统和子系统

集成紧凑细胞分选仪系统
100
包括流控桶
120(

18
的流控系统
1800
的一部分
)、
偏转室
(
单元
)122、
流通池
124、
样品压力室
126、
微滴沉积单元
(ddu)
室或收集室
128、
样品输入站
(sis)130
和分选收集摄像头
132。
样品输入门
113
具有窗口
134
,如果样品管安装在
sis130
中,通过该窗口可以观察样品管
。ddu

112
具有分选收集摄像头
132
,该分选收集摄像头
132
可以观察从偏转室
122
中的槽缝落下并落入
ddu

128
中以通过测试管或井板中的井收集的左和右偏转液滴

169.流控桶
120(

18
的流控系统
1800
的一部分
)
包括消除鞘流体中的气泡的气泡去除器

流控桶
120
参照图
3a
至图
3b
进一步讨论

流控系统
1800(
在图
18
中讨论
)
处于压力下以使鞘流体和样品生物流体流动

170.流通池
124
与流控桶
120
连通地联接以接收鞘流体

样品生物流体与细胞或颗粒一起流过流通池
124
以被鞘流体包围

流通池
124
参照图
4a
至图
4g
进一步讨论

171.偏转室
122
位于流通池
124
的下方,以接收流出流通池
124
的样品生物流体和鞘流体的液滴

偏转室
122
选择性地使一个或更多个带电液滴沿一个或更多个偏转路径偏转离开中心流路径

偏转室
122
参照图
16a
至图
16b
进一步讨论

172.微滴沉积单元
(ddu)

/
系统
128
与偏转室
122
连通,以将具有一种或更多种生物细胞或颗粒的样品生物流体的流中的选择性偏转的液滴接收到一个或更多个容器中
。ddu

128
参照图
2a
至图
2b
进一步讨论

173.在一个实施方式中,流通池
124
包括与流控系统连通地联接以接收鞘流体的流通池本体,该流通池本体具有用于对微滴充电的充电端口,该流通池本体具有带有圆筒部分和漏斗部分的腔室,该漏斗部分形成从底侧开口出来的被鞘流体包围的样品流体的流体流;联接到该流通池本体的液滴驱动组件,该液滴驱动组件包括玻璃样品注射管
(sit)
,该玻璃样品注射管插入该流通池本体的腔室中并且具有位于该腔室的漏斗部分中的第一端,该玻璃样品注射管具有第二端,该第二端与该流控系统连通地联接以接收样品流体并且将该样品流体注入该腔室的漏斗部分中;以及联接到流通池本体的基部的小杯,该小杯具有邻近所述流通池本体的底侧开口的流动通道,所述小杯从所述底侧开口接收被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,小杯对光是透明的,并允许样品流体在流动通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定样品流体中的多种不同类型的细胞或颗粒

174.在一个实施方式中,流通池
124
包括以下各项:流通池本体,该流通池本体被联接在该液滴驱动组件周围以从该样品注射管接收该样品流体,该流通池本体与该流控系统连通地联接以接收该鞘流体,该流通池本体具有充电端口以对微滴进行充电,该流通池本体具有漏斗部分以形成从开口出来的被该鞘流体包围的该样品流体的流体流;以及联接到所述流通池本体的基部的小杯,所述小杯具有通道,所述通道接收从所述开口出来的被所述鞘流体包围的所述样品流体的流体流,所述小杯对光是透明的,并且允许所述样品流体在所述通道中经受所述多个不同激光器的探询,以确定其中的多种不同类型的细胞或颗粒

175.在一个实施方式中,该流通池
124
还包括以下各项:选择性地与所述小杯接合的喷嘴组件,所述喷嘴组件具有喷嘴和围绕所述喷嘴的o形环,所述o形环选择性地压靠所述小杯的围绕所述通道的表面,所述喷嘴从所述小杯接收样品流并形成从所述喷嘴组件出来的样品液滴;滑动地联接到所述流通池本体的托架组件,所述托架组件滑动地接纳所述喷嘴组件;以及联动部,所述联动部可枢转地联接到所述托架组件和所述流通池本体,所述联动部包括杠杆臂,所述杠杆臂选择性地将所述喷嘴与所述小杯接合以接收流体流,并且选择性地将所述喷嘴与所述小杯脱离以修理或更换所述喷嘴

176.在一个实施方式中,该流通池
124
还包括以下各项:杠杆铰链,该杠杆铰链被形成为静态地联接到该流通池本体;可旋转地联接到所述杠杆铰链的托架释放杆;以及两个杠杆臂,所述两个杠杆臂可旋转地联接到所述托架释放杆和所述托架组件的托架板,其中,所述两个杠杆臂

所述托架板

所述托架释放杆和所述杠杆铰链具有运动联动部,所述运动联动部使所述托架组件能够保持沿所述中央轴线的竖直运动

177.在一个实施方式中,该流通池
124
还包括以下各项:喷嘴组件,该喷嘴组件具有以下各项:喷嘴柄,该喷嘴柄具有本体,所述本体具有抓持端和喷嘴端,该本体具有在该喷嘴端附近的顶表面与底表面之间的通孔,在该顶表面中的部分压盖围绕该通孔延伸,该部分压盖具有从该通孔向外延伸至该喷嘴柄的喷嘴端的槽缝;喷嘴插入件,该喷嘴插入件被定位在该喷嘴柄的本体的该通孔的一部分中,该喷嘴插入件具有圆形本体,该圆形本体具有与该通孔同心的中央喷嘴孔口以使样品流体的液滴流动,以及具有在从该圆形本体延伸出来的顶表面中的倾斜环;垫圈,该垫圈被定位在该部分压盖中抵靠该喷嘴插入件的倾斜环,其中,一部分在该喷嘴插入件的顶表面和该喷嘴柄的顶表面上方延伸,该垫圈用于提供围绕该中央喷嘴孔口的密封;并且其中,从该部分压盖延伸至该喷嘴端的该槽缝有助于去除
该垫圈

178.在一个实施方式中,
ddu
系统
128
包括以下各项:壳体或壳部,其具有被该壳体的边缘围绕的开放面,该壳体形成容纳室的一部分,该壳体具有与该偏转室对齐的顶侧开口以将该样品生物流体的流中的这些选择性偏转的液滴接收到该容纳室中的一个或更多个容器中

围绕该壳体的边缘安装的密封件

联接到该壳体的底部部分的一个或更多个铰链,以及门,所述门联接到所述一个或更多个铰链以使所述门围绕所述一个或更多个铰链枢转,所述门在被关闭时压靠所述密封件并使所述容纳室与外部环境隔绝

179.在一个实施方式中,
ddu
系统
128
包括以下各项:电磁锁,其包括安装到壳体的至少一个电磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭且至少一个电磁体通电时,金属闩锁被吸引到该至少一个电磁体

180.在一个实施方式中,
ddu
系统
128
包括磁性锁,该磁性锁包括安装到壳体的至少一个磁体和联接到门的内表面的金属闩锁,其中,当门被关闭时金属闩锁被吸引到该至少一个磁体

181.ddu

182.图
2a
例示了偏转室
122
的一部分,其门
222
打开

细胞分选仪
100

ddu

128
可见,其中门
112

113
枢转到打开位置
。ddu

128
的后壁
208
中的开口示出了安装在通向空调室的通道内的输入空气过滤器
204i
和输出空气过滤器
204o。
在壁
208
后面是一个或更多个风扇和至少一个加热
/
空调元件,以迫使空气通过空气过滤器并保持
sis130
中的样品和
ddu

128
中的经分选的细胞
/
分子的期望温度范围

183.分离板
206

ddu

128
的基部,其将分离板下面的驱动机构与
ddu

128
分离

在分离板
206
下面是磁控制机构,用于控制图
2b
所示的磁联接圆盘
(puck)210
的运动


babak honaryar
等人于
2021
年2月5日提交的名称为“loading system with magnetically coupled sample mover for flow cytometry and cell sorter systems”的美国临时专利申请
no.63/146,562
公开了一种用于
ddu
室和磁联接圆盘
210
的磁加载系统,在此通过引用将其引入

磁联接圆盘
210
的运动由磁加载系统在分离板
206
下面控制

184.图
2b
例示了密封件
212
,其沿
ddu

128
和样品输入站
130
的边缘安装,以在
ddu

112
和样品门
113
关闭时提供空气阻性密封
。ddu

112
具有搁架
133(
在图
1c
中示出
)
,当被关闭时,搁架
133
向下压在顶部密封部分
212t


密封件
212
的其它部分,例如底部部分
212b
和侧部
212s、212l
,被门
112

113
推上并被向上挤压在
ddu

128
的边缘上

当门被关闭时,
ddu

128
与放置细胞分选仪
100
的环境
(
例如实验室
)
的周围空气隔离

此外,
ddu

128

sis130
处于来自真空的负压下,以另外帮助防止细胞
/
分子
/
气体逸出细胞分选仪进入环境
(
例如实验室
)
的周围空气中

185.ddu

112
和样品输入门
113
提供良好的密封以将
ddu

128
与流式细胞仪
/
细胞分选仪
100
的其它部分以及周围环境隔离


ddu

128
中分选和捕捉的样品液滴可能期望温度受控的环境来维持它们

此外,所捕捉的细胞可能是不希望成为气溶胶并逸出到环境中的病原体

因此,利用磁加载系统和密封门,细胞分选仪可以为
ddu

128
提供集成过滤系统和温度受控的环境

186.流控桶
187.图
3a
至图
3b
例示了作为细胞分选仪系统
100
的流控系统的一部分的流控桶
120

各个视图


18
例示了流体桶
120
中的元件的示意图

188.在图
3b
中,流体桶
120
包括分别控制样品流体和鞘流体的流体压力的样品调节器
301
和鞘调节器
302。
流控桶
120
还包括除气器开关
304
和除气器泵
305
,以提供空气压力,使得除气器
306
可从鞘流体中去除气泡

流控桶还包括抽吸泵
310
,以通过废料输出端口
334
从细胞分选仪系统向外部抽吸废料

阀歧管
312
包括控制流体系统的多个阀,以及样品换能器
315
和鞘换能器
316。
流体输入
/
输出面板
104
包括供应空气输入
331、
鞘空气输出
332、
鞘流体输入
333
和废料输出
334。
鞘流体
333
在进入流式细胞仪系统
120
之前流过鞘过滤器
320。
流体桶包括控制样品压力室的打开压力的压力开关

抽吸泵保持阀歧管
312
下方的容器中的真空

189.流通池组件
190.图
4a
至图
4g
例示了流通池组件
124
的各种视图和部件

在图
4a
中,流通池
124
具有到金属表面的接地连接
400。
这是为了保护样品流体不受偏转单元产生的电荷的影响,并除去可能已经存在的电荷

191.现在参照图
4b
,流通池
124
包括液滴驱动组件
402、
喷嘴组件
450
和喷嘴托架组件
442、
流通池联动部
440
的托架释放杆
441。
流通池
124
具有多个光学部件,包括液滴摄像头
412、
液滴选通组件
411、
前向散射组件
413
和最终会聚透镜
414。
最终会聚透镜
414
可由最终会聚调整件
415
来会聚

液滴驱动组件
402
具有样品输入端口
408
以接收运送样品流体的软管或管道

192.现在参照图
4c
,其示出了用于流通池
124
的流体端口

流通池
124
通过样品输入端口
408
接收样品流体

流通池
124
通过鞘输入端口
418
接收鞘流体

流通池
124
用鞘流体包围样品流体流

流通池
124
包括螺纹连接到流通池本体
404
的排放端口
(
参见图
12c
中的右侧端口
1256)
中的导电排放端口配件
419
,以从流通池内的腔室排出流体,并将电荷施加到具有细胞
/
颗粒的样品流体的液滴上

导线和软管两者都连接到导电排放端口配件
419。
电导线与分选控制器通信以接收与液滴同步的信号

随着时间的推移,信号可以是地

一个或更多个正电荷电压电平
(
例如,
150

300)、
或一个或更多个负电荷电压电平
(
例如,-150、-300)
,以分别保持液滴不带电,使液滴带正电,或带负电

193.现在参照图
4d
,其示出了流通池
124
的侧截面

流通池
124
包括流通池本体
404、
液滴驱动组件
402、
小杯
406、
联动组件
440、
托架组件
442
和具有喷嘴
704
的喷嘴组件
450。
联动组件
440
包括托架释放杆
441
,其枢转以相对于小杯
406
上下运动喷嘴组件

液滴驱动组件
402
包括样品注射管
422。
194.来自一个或更多个激光器的激光被送入小杯的流动通道中的一个或更多个探询区域,以激发流动的细胞
/
颗粒和
/
或附着于其上的经过的一个或更多个荧光染料标记物

流通池
124
还包括一个或更多个物镜
460a

460b
,以在一侧捕捉来自细胞
/
颗粒和
/
或附着到细胞
/
颗粒的一种或更多种荧光染料的光
(
例如反射光

散射光

荧光
)。
在相反侧,一个或更多个物镜
460a

460b
可以将捕捉的光发射到光纤线缆中

195.现在参照图
4e
,示出了流通池
124
的前截面图

流通池
124
包括用于接纳液滴驱动组件
402
的流通池本体
404。
喷嘴组件
450
滑入联接到托架组件的安装件
452


样品注射管
422
优选地由玻璃形成,以避免在用于液滴充电时存在鞘流体中的电流和用于液滴分离时存在液滴驱动器的振动的情况下的表面蚀刻,这可能导致泄漏

液滴驱动组件
402
包括样品
输入端口
408
以接收样品流体

196.现在参照图
4f
,示出了切穿具有导电软管配件
419
的排放端口
/
充电端口以及具有其软管配件
418
的鞘入口端口的流动池
124
的截面图

样品注射管
422
在流通池本体
404
内的腔室中居中

流通池
124
包括用于一个或更多个物镜的后会聚调整件
463。
197.图
4g
例示了流通池
124
的侧视图

所示的物镜
460a

460b
的中心光轴排成一行,以接收仅来自小杯的光

物镜安装件
461
确保物镜
460a

460b
保持对齐

流通池本体
404
是不透明的,使得来自诸如环境的其它源的光不被物镜
460a

460b
捕捉

198.喷嘴组件
450
滑入和滑出安装件
452
,以维修或修理喷嘴组件的部件或更换喷嘴中不同直径的开口

喷嘴组件的喷嘴接收来自小杯的流体样品流,并形成液滴,该液滴优选地具有分别用于分选出来的单个细胞
/
颗粒

199.流通池联动部和喷嘴托架
200.图
4h
至图
4l
例示了用于细胞分选仪系统
100
的流通池组件
124
的流通池联动部
440
和喷嘴托架组件
442
的各种视图和部件


5a
至图
5b
和图
6a
至图
6b
分别例示了流通池组件
124
的侧视图和截面图,以示出流通池联动部
440
和喷嘴托架组件
442
的操作

201.现在参照图
4h
,其示出了流通池
124
的分解图

流通池
124
包括流通池联动部
440
和喷嘴托架组件
442。
喷嘴组件
450
滑入和滑出安装件
452。
喷嘴托架组件
442
的分解图如图
4i
所示

202.流通池联动部
440
包括托架杠杆
441、
左弹簧加载杠杆臂
444l
和右弹簧加载杠杆臂
444r、
喷嘴托架组件
442
,其通过可枢转的轴
445a

445c
在枢转点处可枢转地联接在一起

各个可枢转的轴
445a

445c
可以包括沿着杠杆臂和可枢转的开口
447a、447c

447f
之间的轴的垫圈

各个可枢转的轴
445a

445c
通过弹性挡圈
(
保持紧固件
)449
保持在可枢转的开口内

203.托架杠杆
441
由位于从杠杆延伸的突起中的枢转点开口
447b
处的轴
445c
可枢转地安装到联动铰链支架
443
的臂中的一对枢转点开口
447c


204.在左杠杆臂
444l
和右杠杆臂
444r
中的各杠杆臂中的顶枢转点开口
447d
由在枢转点开口
447a
的轴
445a
可枢转地联接到杠杆
441。
在左杠杆臂
444l
和右杠杆臂
444r
中的中的各杠杆臂的底枢转点开口
447e
由在枢转点开口
447f
的可枢转的轴
445b
可枢转地联接到喷嘴托架组件
442。
喷嘴托架组件
442
可滑动地联接到直线滑轨
446
,该直线滑轨
446
通过一个或更多个紧固件
(
例如,螺纹螺钉或螺栓
)
安装到流通池本体
404。
205.在操作中,托架杠杆
441
绕枢转点开口
447b
枢转,从而在杠杆臂
444l

444r
的顶部通过在枢转点开口
447a、447d
的轴
445a
上升或下降

这通过杠杆臂在底枢转点开口
447e
处转变为直线运动

通过穿过杠杆臂
444l

444r
中的底枢转开口
447e
和喷嘴托架组件
442
中的枢转开口
447f
的轴
445b
,杠杆臂中的直线运动被转换成托架组件
442
中的直线运动

随着喷嘴组件
450
滑入安装件
452
中,托架组件
442
可向上提升和向下降低喷嘴组件以与小杯
406
接合和脱离

206.杠杆臂
444l

444r
在上部和下部之间被弹簧加载,以确保在喷嘴组件
450
上向上施加适当的力

这确保了挤压o形环以适当地密封小杯
406
的表面

207.流通池联动部
440
可通过铰链支架
443
向上和向下调整

铰链支架
443
在安装到流通池
404
的凸缘的相反侧具有细长开口
460
的对

螺钉或螺栓对
(
未示出
)
穿过细长开口
460
插入到流通池
404
中的螺纹开口中

细长开口
460
允许支架
443
在被松开时围绕该对螺钉或螺栓上下运动

支架
443
的运动向上或向下调整包括托架组件
442
在内的整个流通池联动部
440。
208.流通池联动部
440
还包括弹簧加载的杠杆棘爪
461
,杠杆棘爪的一个端部插入到流通池
404
中的开口中,其可抵靠弹簧
427
联接
(
参见图
4d)。
如图
4d
所示,杠杆棘爪
461
的相反端向上抵靠杠杆铰链
441
中的后侧凸轮
425
,以将流通池联动部
440
保持在向上位置或向下位置

209.现在参照图
4i
,其示出了喷嘴托架组件
442
的分解图

喷嘴托架组件
442
包括装配在一起的托架板
465、
直线承座
464、
喷嘴安装件
452、
夹板
466、
平垫圈
467、
锁紧垫圈
468、
螺纹螺栓
469
和对齐管
470。
螺纹螺栓
469
插入穿过锁紧垫圈
468、
平垫圈
467、
穿过夹板
466
中的孔
471c、
喷嘴安装件
452
中的孔
471d、
以及对齐管
470
的内部中空圆筒

螺栓
469
的螺纹拧入或旋入托架板
465
的基部中的螺纹孔
471e
中,以保持安装件
452
联接到板

诸如金属螺钉的紧固件穿过托架板
465
前部中的多个通孔
471a
插入,并拧入直线承座
464
中的螺纹孔
471b
中,以将板和承座联接在一起

210.直线承座
464
包括位于后侧的一对导轨
474
,以沿着图
4h
所示的直线滑轨
446
滑动

托架板
465
的前侧包括可枢转的开口
447f
以接纳轴
445b。
托架板的矩形部分从板的前表面伸出以形成可枢转的开口
447f。
211.为了使托架组件
442
电接地,联接到地线的地线接线片
479
通过紧固件安装到托架板
465
的前中心部分附近

212.现在参照图
4j
至图
4m
,其示出了杠杆臂
444l

444r
的各种视图

各个杠杆臂
444l

444r
可以包括至少一个小的侧切口,以允许杠杆臂经过轴
445c
的端部

各杠杆臂还可以包括与该侧切口相邻的后侧切口

213.图
4j
例示了各杠杆臂
444l

444r
中的后凹口
474。
后凹口为支架
443
安装螺钉头提供间隙

214.图
4k
例示了各个杠杆臂的弹簧加载组件


4k
进一步例示了通孔
447d

447e。
螺栓
480
将弹簧
476
和各个杠杆臂弹簧的上部和下部保持在一起

螺栓
480
包括具有较小螺纹部分
479
的轴
477
,该较小螺纹部分向上拧入上部中的螺纹开口
478
中,直到较大的轴抵靠在该上部的下表面向上

215.如图
4l
所示,螺栓
480
的轴插入并穿过弹簧进入下部端部的开口
481。
螺栓
480
可具有六角头

套管头

螺钉头或其它类型的头部,该头部可通过插入端部的开口
481
中的工具旋转,以到达开口中的头部深处

216.弹簧
476
在一个端部压靠螺栓
480
的头部,并在相反端压靠下部中的开口
481
的底部

因此,杠杆臂的下部和上部可被稍微拉开并拉紧直到弹簧被完全压缩

弹簧对凸轮提供张力以帮助保持托架释放杆
441
和托架组件的位置

217.现在参照图
5a
至图
5b
,流动池联动部
440
中的运动被示出为在托架释放杆
441
的控制下

在释放杆
441
的向上位置,喷嘴托架组件
442
处于其最高位置,使得喷嘴组件
450
接合小杯
406。
在该最高位置,杠杆臂
444l

444r
处于基本垂直的位置

释放杆
441
中的凸轮通过来自棘爪的摩擦保持在直立位置

向下按压释放杆
441
使杠杆臂
444l

444r
一起平行枢转离开流通池本体
404
,并允许喷嘴托架组件
442
在导轨中向下滑动

喷嘴托架组件
442
的这种
下降使喷嘴组件
450
与小杯
406
脱离

218.如在图
5b
中可见,托架释放杆
441
绕杠杆铰链
/
支架
443
中的轴
445c
枢转

杠杆臂
444l

444r
的下端绕托架组件
442
的托架板中的轴
445b
枢转

杠杆臂的上端绕释放杆
441
中的轴
445a
枢转

释放杆的
l
形将杠杆臂
444l

444r
推出并相对于流通池本体
404
稍微向下

219.图
6a
至图
6b
较好地示出了喷嘴组件与小杯
406
的脱离

在图
6a
中,释放杆
441
处于其向上位置

杠杆臂
444l

444r(
参见图
5a)
处于其向上的竖直位置

喷嘴组件
450
处于接合小杯
406
的向上位置

喷嘴组件
450
的o形环密封件被压靠在小杯
406
上以围绕喷嘴密封

220.在图
6b
中,释放杆
441
处于其较低位置,杠杆臂枢转离开流通池本体
404
,并且托架组件与喷嘴组件
450
一起处于较低位置

因此,喷嘴组件
450
与小杯
406
脱离

示出了喷嘴组件
450
和小杯
406
之间的间隙
602。
在该降低的位置,喷嘴组件
450
可滑出并且滑离托架组件
442
的安装件
452。
221.喷嘴组件
222.现在参照图
7a
至图
7f
,其示出了喷嘴组件
450
的各种视图


7b
至图
7d
示出了喷嘴组件
450
的各种分解图


7a
和图
7e
至图
7f
示出了喷嘴组件
450
的各种组装视图

223.喷嘴组件
450
包括三维本体
702、
陶瓷喷嘴
704、
可更换的o形环
706
和部分压盖开口
708。
部分压盖开口
708
是垫圈形开口,其在后端包括槽缝
710
,用于通过手指甲或小工具容易地去除o形环

尽管具有槽缝
710
,但当压靠小杯时,部分压盖开口
708
中的o形环
706
仍可提供围绕喷嘴
704
的能够承受高压的密封

三维本体
702
的截面总体上具有顶部部分

在顶部部分下面的中段部分和在顶部部分和中段部分下面的基部部分

三维本体
702
还包括位于基部部分中的沿着左侧和右侧的左轨道
714l
和右轨道
714r。
224.三维本体
702
是细长的,并且在前端通过在顶部部分

中段部分和底部部分的左缺口
712l
和右缺口
712r
提供柄

在与前端相对的后端处,三维本体
702
在基部部分中提供鼻形或弧形止挡件
716
以形成两个接触点

鼻形或弓形挡块
716
从基部向上延伸穿过中部直到主体的顶部

顶部部分的端部
718
在鼻形或拱形止挡件
716
上方稍微向外延伸,以确保o形环在部分压盖中具有足够的支撑以密封小杯

因为其提供了柄,所以三维本体
702
在本文中可以被称为喷嘴柄
702。
225.如图
7d
所示,三维本体
702
包括从部分压盖
708
的基部开始的通孔
720
,该通孔
720
具有用于接收喷嘴
704
的上接纳部分
720u
和用于允许液滴流过而不与侧壁干涉的下液滴通道部分
720l。
226.三维本体
702
由高性能工程热塑性聚合物形成,例如聚芳醚酮
(polyaryletherketone

paek)
族中的聚醚醚酮
(polyether-ether-keytone

peek)
,以提供机械强度以及高温和耐化学性

三维本体
702
通常以低公差形成

该低公差允许喷嘴组件容易地滑入和滑出安装件中的引导件

低公差还提供了与安装件的稍微倾斜的摩擦配合,并允许轻微的枢转运动,以从止动件
716
处的两个止动点清除碎屑

可以使用其它热塑性聚合物以低成本和低公差形成三维本体
702。
227.压盖和喷嘴的尺寸
(
例如,直径

深度
)
和形状允许低成本的标准橡胶o形环用作可更换的o形环
706。o
形环可以由乙烯丙烯二烯单体
(ethylene propylene diene monomer

epdm)(
一种合成橡胶
)
形成,对各种环境因素具有良好的耐受性

在另选实施方式中,o形环可由硅橡胶或天然橡胶形成

228.喷嘴
704
优选为由陶瓷材料形成的陶瓷喷嘴,其具有绝缘的电特性以避免转移到样品流体滴的电荷在到达偏转单元之前接地

如图
7c
至图
7f
所示,喷嘴
704
的顶部具有倾斜环
724
,以在部分压盖的深度上适当地接纳和保持o形环的圆形截面

喷嘴
704
的顶部具有液滴入口
734
,其通向喷嘴中稍大直径的液滴通道
735。
当喷嘴
704
摩擦配合到本体
702
的接纳部分
720u
中时,喷嘴
704
的喷嘴通道
735
与延伸本体
702
的宽度的通孔
720
的稍大直径的液滴通道
720l
连通

229.图
7e
和图
7f
例示了如何将喷嘴
704
和o形环
706
组装到喷嘴组件的本体
702
中的通孔和部分压盖开口中
。o
形环
706
通过喷嘴
704
顶部中的倾斜环
724
保持在部分压盖开口
708


230.喷嘴组件
450
选择性地滑动联接到喷嘴安装件
452
中以及从喷嘴安装件
452
脱离

喷嘴组件
450
的喷嘴主体与喷嘴安装件
452
之间的公差为大约
0.25
微米以上,以用于松配合

其不是紧配合

这允许喷嘴组件
450
绕穿过喷嘴孔口的轴线稍微枢转

松配合促进清除喷嘴安装件的鼻部和接纳部之间的碎屑,以使喷嘴孔与小杯
406
中的流体流动通道正确配准

231.小杯
406
可以由一片或多片光学级石英形成,以接收激光并允许反射光

散射光

荧光被捕捉

232.样品微滴可以通过安装在流通池的排放
/
充电端口中的导电主机配件来充电

因此,喷嘴组件必须由非导电或由绝缘材料形成,以避免通过到托架组件的地路径的电荷损失

喷嘴安装件
452
和喷嘴托架组件
442
电接地,以将带电微滴与喷嘴安装件下方的偏转板上的电荷屏蔽开

233.图
8a
至图
8b、

9a
至图
9b、

10a
至图
10b
和图
11a
至图
11b
例示了将喷嘴组件
450
滑入和滑出流通池
124
中的托架组件
442
的喷嘴安装件
452
的视图

这允许维护喷嘴组件
450
,包括更换其o形环密封件

234.假定喷嘴组件
450
被推入安装件
452
中的槽缝
910


首先,如图
9a
至图
9b
中较好地示出的,喷嘴组件
450
的底部导轨
714l

714r
排列并分别插入安装件
452
中的导轨开口
914l

914r


喷嘴组件
450
被尽可能远地推入槽缝
910
内的安装件中,使得本体
702
的鼻形止动件
716
接合槽缝
910
中的安装件的端壁

235.在细胞分选仪
(
分选流式细胞仪
)
的操作中,具有已标记的细胞
/
颗粒的样品液滴的流从
sit
流入流通池本体,然后流入小杯
406
的流动通道
906
,以供由激光器和探测器进行分析

如果喷嘴组件
450
适当地在安装件
452
中对齐,例如如图
10b
中的轴线
1000
所示,则来自小杯
406
中的流动通道的液滴流由喷嘴组件的喷嘴中的开口接收

安装件
452
具有在槽缝
910
中的开口
916
,其允许从喷嘴组件
450
的喷嘴中的开口接收的液滴流穿过

因此,期望实现喷嘴组件
450
在安装件
452
中的正确对齐

236.在图
11a
中,喷嘴组件
450
准备好被插入安装件
452
的槽缝
910


安装件
452
包括形成在槽缝
910
的端壁中的一对凸块
1101

1102。
喷嘴组件
450
被尽可能远地推入槽缝
910
中,使得本体
702
的鼻形止挡件
716
接合凸块
1101

1102。
237.在图
11b
至图
11c
中,喷嘴组件
450
完全插入安装件
452
的槽缝
910


喷嘴组件
450
的喷嘴中的开口沿轴线
1100
与小杯
406
中的流动通道对齐

优选地,喷嘴组件的喷嘴中的开口沿轴线
1100
与安装件
452
中的开口
906
同心

然而,碎屑可能进入喷嘴组件与安装件之间,
使得喷嘴中的开口的中心偏离安装件中的开口
906
的中心

因为小杯中的流动通道的中心与安装件中的开口的中心对齐,所以流动通道的中心也可由碎屑而偏离喷嘴组件中的喷嘴的开口的中心

期望解决碎片和孔中心的失对齐

238.图
11d
例示了与安装件
452
接合的喷嘴组件
450
的本体
402
的鼻形止挡件
716
的放大截面图

喷嘴组件
450
的喷嘴沿轴线
1100
与小杯
406
中的流动通道对齐

喷嘴组件
450
的本体
702
中的鼻形止动件
716
抵靠安装件
452
中的凸块
1101

1102
,形成两个接触点

有时碎屑会进入两个接触点之间

鼻形止挡件
716
和安装件
452
中的凸块的设计允许清除碎屑

随着喷嘴组件
450
被推入槽缝
910
中,左右指握件
712l

712r
促使得使用者使喷嘴组件
450
绕轴线
1100
枢转,以帮助清除任何碎屑

239.图
11e
示意性地例示了喷嘴组件
450
的本体
702
的鼻形止动件
716
和在形成圆
1110
的安装件
452
中的槽缝
910
的端部处的凸块
1101

1102
之间的两点接触
1111

1112。
安装件
452
中的喷嘴组件的本体
702
的松动允许喷嘴组件绕轴线
1100
稍微枢转,并且允许鼻形止动件
716
将碎屑研磨离开与凸块的两个接触点

这确保喷嘴中的开口沿轴线
1100
与小杯
406
中的流动通道较对齐

240.另选地,假定喷嘴组件
450
被从安装件
452
中拉出槽缝
910
以进行维护

使用者将两个手指挤入本体
702
的左和右手指握件
712l

712r
中,并将喷嘴组件
450
拉出,使其从槽缝
910
中滑出并离开安装件
452。
241.图
8b
至图
8c、

9b
至图
9c
和图
10b
至图
10c
例示了安装件
452
中的喷嘴组件
450
如何由流通池联动部
440
和托架组件
442
来升高和降低,以分别将喷嘴组件
450
的o形环密封件向上压靠小杯
406
和从小杯
406
上移开

242.在图
8b、

9b
和图
10b
中,接合在托架组件
442
的安装件
452
中的释放杆
441
和喷嘴组件
450
处于降低位置

在降低位置,在小杯
406
与喷嘴组件
450
之间存在间隙
602
,如图
9b
和图
10b
所示

为了使喷嘴组件
450
与小杯
406
接合,使用者提起释放杆
441
使其绕轴
445c
枢转

这使得联动部组件
440
绕轴
445b
向前枢转到流通池本体中,并在杠杆臂
444l

444r
和托架组件
442
上提升

随着喷嘴组件
450
安装在托架组件
442
的安装件
452
中,喷嘴组件与托架组件一起被提升

243.在图
8c、

9c
和图
10c
中,接合在安装件
452
中的释放杆
441
和喷嘴组件
450
处于升高或上部位置

喷嘴组件与小杯
406
之间的间隙
602
显著减小,并迫使喷嘴组件的o形环密封件向上围绕流动通道
906
抵靠小杯
406
的基部

244.弹簧加载的棘爪滑动地接合释放杆
441
的后侧凸轮
425
,以保持联动部

托架组件和喷嘴组件的选定位置

从释放杆
441
的下部位置到上部位置,弹簧加载的棘爪
461
骑在后侧凸轮
425
的下部上并抵靠在后侧凸轮的上部,如图
4d
所示

在后侧凸轮
425
的下部和上部之间是凸起,该凸起与轴
445c
的径向距离大于凸轮下部的该径向距离

凸轮的上部与轴的径向距离可以类似于或小于凸起与轴的径向距离

因此,在释放杆处于上部位置的情况下,棘爪
461
后面的压缩弹簧
427
被压缩得较多并且对凸轮
425
施加较大的力

棘爪和凸轮上部上的弹簧力有助于将释放杆保持在上部位置

使用者向下推动释放杆
441
以克服该力以及由上部中的弹簧加载棘爪施加的摩擦,并将凸轮移动到下部,从而致动联动部
440
,以降低托架
442
和喷嘴组件
450。
245.为了使喷嘴组件
450
与小杯
406
脱离,使用者z释放杆
441shang
向下推,使其绕轴
445c
枢转

这使得联动部组件
440
绕轴
445b
从流通池本体向前枢转离开,并且放下杠杆臂
444l
和杠杆臂
444r
和托架组件
442。
随着喷嘴组件
450
被安装在托架组件
442
的安装件
452
中,喷嘴组件与托架组件一起下降

因此,在降低的位置,大的间隙
602
形成在小杯
406
与喷嘴组件
450
之间,以允许喷嘴组件
450
从安装件
452
滑出而不损坏小杯
406。
随着喷嘴组件
450
滑出并离开安装件,新的喷嘴组件可安装在其位置上和
/
或可对使用过的喷嘴组件进行维护并在完成时重新安装

246.流通池本体
247.图
12a

12f
例示了流通池本体
404
的各种视图


13a

13b
例示了由不透明材料形成的流通池本体
404
的优点

根据一些实施方式,形成流通池本体的大部分的不透明材料是由不透明聚合物制成的,该不透明聚合物具有实心三维主体,其被机械加工成具有开口和腔的期望形状

在一些实施方式中,不透明聚合物是黑色聚合物

248.所述流通池本体具有顶侧

底侧

左侧

右侧

前后侧

在顶侧,流通池本体包括通向流通池本体
404
的腔室
1250
的顶部腔室开口
1200。
如图
12g
所示,腔室
1250
包括上圆筒部分
1252
和下漏斗部分
1253。
在顶侧,流通池本体还包括一个或更多个顶侧母螺纹开口
(
螺纹孔开口
)1202a

1202b
,以接纳一个或更多个公螺纹紧固件
(
例如,螺纹螺钉或螺纹螺栓
)
,以将液滴驱动组件的毂联接到流通池本体

但是对于毂,液滴驱动组件
(
包括样品注射管
)
通过顶部开口
1200
安装到腔室
1250


流通池本体从液滴驱动组件的样品注射管接收样品流体

249.在一侧
(
例如左侧
)
,流通池本体包括输入端口
1254
,其与细胞仪的流控系统连通地联接以接收鞘流体

输入端口接纳软管配件
418
,如图
4c
所示

输入端口
1254
在邻近下漏斗部分
1253
的顶部处提供进入腔室的上部
1252
的开口

250.在相反侧
(
例如右侧
)
,流通池本体包括与输入端口
1254
成一直线的输出端口
1256。
输出端口
1256
接纳导电软管配件
419
,如图
4c
所示

导电软管配件
419
由金属形成,从而可以由分选控制器与其进行电连接

通过这种电连接和导电软管配件,该分选控制器可将正电荷或负电荷赋予鞘流体,电荷借助于鞘流体
(
盐水
)
的导电性传递到喷嘴产生的微滴

分选控制器还可以将导电软管配件保持在地信号电平,使得没有电荷施加到鞘流体,并且从喷嘴出来的液滴不被赋予电荷

液滴驱动组件
402
的金属毂在流通池本体上方接地,而喷嘴组件
450
的金属喷嘴安装件在流通池本体下方接地,以避免改变由排放
/
充电端口中的导电软管配件
419
添加到液滴的电荷

期望尽可能多地保持由配件
419
转移到液滴的电荷
(
如果有的话
)
,从而使其适当地到达流通池
124
下方的偏转单元

251.类似于输入端口,输出端口
1256
类似地在邻近下漏斗部分
1253
的顶部提供进入腔室的上部
1252
的开口

输出端口
1256
可以将鞘流体排出到废料容器

在启动时,输出端口
1256
与输入端口
1254
结合使用,以启动鞘流体在下部腔室中循环,从而消除否则可能干扰样品流的气泡

252.腔室
1250
的漏斗部分
1253
形成由鞘流体包围的样品流体的流体流,并引导样品流体通过下部腔室开口
1255
离开腔室

鞘流体和样品流体的压力被独立地控制,以实现由鞘流体包围的样品流体离开腔室
1250
并进入小杯
406
的流动通道
906
的期望流量

253.为了支持联动部
440
和托架组件
442
的运动,流通池本体
404
可包括位于前侧的槽缝
1210
中的多个螺纹开口
1202c

1202e
,如图
12e
最佳所示

螺纹开口
1202c

1202e
可接纳
穿过直线滑轨
446
中的孔的螺纹紧固件,以将其安装到流通池本体的前侧

直线滑轨
446
用于允许喷嘴托架组件
442
相对于释放杆
441
和联动部
440
上下滑动

流通池本体还可以包括位于前侧中的浅椭圆形开口
1211
以接纳弹簧
427
和用于保持释放杆
441、
联动部

托架组件和喷嘴组件的位置的棘爪
461(
弹簧加载棘爪
)。
该孔或开口
1211
是椭圆形的,以允许弹簧和棘爪上下运动,同时调节铰链支架
443
的位置

254.在前侧和后侧,流通池本体可包括靠近左侧和右侧的通孔
1203c

1203f
,以接纳具有螺纹轴的螺纹紧固件,螺纹轴从前侧延伸穿过流通池本体并进入物镜安装件的螺纹孔中

顶部两个通孔
1203a

1203b
用于将铰链支架
443
安装到流通池本体的前部

螺纹紧固件的螺纹轴穿过铰链支架
443
的基部的左侧和右侧中的通孔
460
插入,并拧入安装在流通池本体中的孔
1203a

1203b
中的螺纹插入件中

在另选实施方式中,顶部两个通孔
1203a

1203b
可以是螺纹开口,而不是使用螺纹插入件

255.从左侧到右侧,在流通池本体的后侧中的开口或袋
1260
形成在流通池本体
404



1260
接纳小杯
406
,使得流动通道
906
与来自腔室
1250
中的底部开口
1255
的液滴流对齐

螺纹侧开口
1258
接纳具有软尼龙尖端的螺纹固定螺钉,以压靠小杯
406
的侧面并将其保持在安装在通向流通池本体的开口
1260
内的适当位置

256.对于大部分,小杯
406
在正面被流通池
404
的不透明本体和安装在安装件中的托架组件和喷嘴组件隐藏


1260
具有开放左侧和开放右侧,其允许来自一个或更多个激光器的激光进入小杯的侧面并撞击在流动通道中流动的细胞
/
颗粒

激光可以在一侧注入小杯中,并由光纤或前向散射探测器在相反侧收集

257.流通池本体
404
的基部或底侧具有从前到后的大切口
(
袋开口
)1261
,其从前到后通向小切口
(
上拱形切口
)1262。
因为小杯被相当好地隐藏,所以小切口
1262
允许显微镜测试仪器通过流通池本体的前侧插入,以从流动组件
124
的前侧观察小杯
406
中的流动通道

258.流通池本体的基部中的大切口
1261
允许喷嘴组件
450
安装到小杯
406
下面的安装件
452


大切口
1261
还允许喷嘴组件
450
通过联动部
450
和位于流通池本体和小杯下方的托架组件上下运动

259.流通池本体中的通孔
1203c

1203f
允许螺纹紧固件
(
例如,螺栓或螺钉
)
的轴从前侧和后侧穿过并旋入流通池本体后面的细胞分选仪或透镜组件的框架中的螺纹孔中

也就是说,螺纹螺栓将流通池本体
404
直接或间接地联接到细胞分选仪的框架上

可将流通池本体的前表面向后切割,使得紧固件的头部在流通池本体的主前表面下方

260.在一些实施方式中,流通池本体
404
中的螺纹开口
(
统称为螺纹开口
1202)
中的一些或全部可以包括母螺纹插入件,该母螺纹插入件安装到流通池本体中的孔中以形成螺纹开口并接纳公螺纹紧固件

螺纹开口的一些组可以具有与螺纹开口的其它组相似的尺寸或不同的尺寸

在这种情况下,各种螺纹紧固件的尺寸将不同

261.图
13a
示出了由非不透明或稍微反射的材料形成的流通池本体
1304a。
激光器
1301
产生激光,该激光用于激发附着于细胞的荧光染料或照射细胞本身以确定细胞的某些特性

激光主要被引导到流动通道
1314a
中的探询区域,以撞击样品中经过的细胞
/
颗粒

探测器
1302
用于探测由受激染料发出的和
/
或从流动通道
1314a
中的细胞反射或散射的荧光波长作为光信号
1350。
遗憾地,一部分激光可能撞击非不透明的流通池本体
1304a
,并可被漏光引导

作为光噪声反射或偏转返回
1340l
朝向探测器
1302。
额外的光噪声降低了希望捕捉
和分析的荧光
(
或细胞散射的光
)
在探测器
1302
处的信噪比

环境光源
1303l

1303r
还可以降低非不透明流通池本体
1304a
周围的探测器
1302
处的信噪比

262.进入探测器
1302
的另一光噪声源可以是环境光

左环境光源
1303l
发射光,该光撞击非不透明流通池本体
1304a
并被引导

偏转或反射到探测器
1302
中作为光噪声
1340a。
类似地,右环境光源
1303r
发射光,该光可以撞击非不透明流通池本体
1304a
,并作为光噪声
1341
偏转或反射到探测器
1302
中作为光噪声
1340a。
因此,来自环境光源的环境光也可以作为光噪声从非不透明流通池本体
1304a
偏转或反射,并降低探测器
1302
处的信噪比

263.图
13b
示出了由不很好地偏转或反射光的不透明材料形成的流通池本体
1304b。
由激光器
1301
产生的激光的可能偏离并撞击不透明流通池本体
1304b
的部分通常不被引导

反射或偏转到探测器
1302。
类似地,来自环境光源
1303l

1303r
的可能散射并撞击不透明流通池本体
1304b
的环境光通常不被引导

反射或偏转到探测器
1302。
264.不透明的流通池本体
1304b
有利地减少了背景光并避免了光噪声源漏光进入细胞分选仪的探测器

来自期望捕捉和分析的荧光
(
或来自细胞的散射光
)
的光信号
1350
享有比光噪声大的信号强度

因此,与图
13a
所示的流通池本体
1304a
周围的探测器
1302
相比,流通池本体
1304b
周围的探测器
1302
享有改进的信噪比

265.液滴驱动组件
266.图
14a
至图
14c
和图
15
例示了液滴驱动组件
402
的视图

流通池
124
的液滴驱动组件
402
与流控系统的样品输入站
130
连通以接收样品流体

管路将流通池和样品输入站连通地联接在一起

通常,液滴驱动组件
402
在一端通过样品输入端口
408
接收加压的样品流体

在相反端,液滴驱动组件
402
形成从样品注射管
(sit)422
出来的样品流体流

267.如图
15
所示,液滴驱动组件
402
包括样品输入端口
408、
样品注射管
(sit)422、
外金属毂
1402、
电插孔
1404、
绝缘间隔件
1500、
中空压电圆筒形换能器
1406、
绝缘圆筒形密封基部
1408、
第一密封o形环
1410
和第二密封o形环
1502。
这些部件围绕外金属毂
1402
组装在一起

进入
sit 422
的样品输入端口
408
可包括具有或不具有集成套圈的公螺母
1510、
管适配件
1512、
一个或更多个套圈
(
如果公螺母不包括集成套圈
)、
第三密封o形环
1513
和中空
peek
套管
1514。
公螺母
1510、
管适配件
1512
和套圈接纳中空管路
(
参见图
1c)
并将其连接到液滴驱动组件以接收样品流体

268.如图
14c
所示,样品输入端口
408
具有中心通道
1450
,通过该中心通道接纳管路

中心通道
1450
以进入中心部分
1452
的倾斜开口
1451
开始,并以比中心部分稍窄的端部部分
1453
结束

端部部分
1453
可允许管路的端部插入到
sit 422
的上端中

中心通道
1450
由旋入管适配件
1512
中的公螺母
1510
形成

管适配件
1512
包括在一端上的公螺纹以螺纹接合毂
1402
中的开口
1520
中的螺纹

管适配件
1512
具有在下端的与中心通道
1450
连通的下开口

管适配件的下开口接纳
sit 422
的顶端

269.具有顶部凸缘的中空
peek
套管
(sit
壳体隔离件
)1514

sit 422
的顶端上滑动

套管的顶部凸缘接合毂
1402
的中央开口
1520
中的基部

套管使玻璃
sit
与金属毂
1402
电绝缘

第三密封o形环
1513

sit 422
的上端上滑动,并与套管
1514
的顶部凸缘对接

管适配件
1512
具有在其下端的外螺纹,以接合毂的中央开口
1520
中的内螺纹

当管适配件
1512
被旋入毂中时,其将第三密封o形环
1513
压靠在套管
1514
的顶部凸缘上,以围绕玻璃
sit
密封并将玻璃
sit
保持就位

管适配件具有在与下端相反的顶端的内部母配件
(
螺纹
)
以接合公螺

1510。
公螺母具有在外表面中的通孔开口和公螺纹以接合管适配件

中空管路可以通过公螺母中的通孔开口插入,其端部稍延伸超过公螺母的端部

套圈可以集成到公螺母
1510


另选地,在中空管路稍延伸超过公螺母的端部的情况下,可在中空管路的该端部上添加套圈

在任一情况下,套圈被接纳并接合管适配件

270.如图
14c
和图
15
所示,外金属
(
压电
)

1402
具有中央开口
1520
,该中央开口
1520
从顶部延伸到底部并穿过凸缘
1521
并穿过延伸的中空圆形插头
1522。
外金属毂中的中央开口
1520
的壁部分地带有螺纹以接纳样品输入端口
408
的部件和
sit 422
的上端


1402
可还包括螺纹侧端口
1523
以及多个螺栓通孔
1524a

1524b
,螺纹侧端口
1523
接纳电插孔
1404
,多个螺栓通孔
1524a

1524b
接纳多个紧固件以将液滴驱动组件的毂安装和联接到流通池本体
404。
271.如图
4d
至图
4g
以及图
12g
所示,在毂
1402
下面的液滴驱动组件的下部插入到流通池本体
404
的腔室
1250


如图
4e
至图
4f
所示,当液滴驱动组件
402
安装到流通池本体
404
中时,样品注射管
422
的下端
1401
位于腔室
1250
的漏斗部分
1253


液滴驱动组件
402
的绝缘圆筒形密封基部
1408
位于腔室的上部
1252
中,正好在腔室中的输入端口
1254
上方

利用o形环
1410、1502
,绝缘圆筒形密封基部
1408
密封流通池本体的腔室
1250
,使得防止鞘流体和样品流体到达中空压电圆筒形换能器
1406
,并且使电插孔
1404
提供的电源和地端子短接

绝缘间隔件
1500
在延伸的中空圆形插头
1522
上延伸直到外金属毂
1402
的基部中的凸缘
1521。
这有助于防止压电圆筒形换能器
1406
短接到地,毂通过电插孔
1404
联接到地

272.中空压电圆筒形换能器
1406
具有中空上端,该中空上端在毂的延伸中空圆形插头
1522
上方联接直到绝缘间隔件
1500。
中空压电圆筒形换能器具有内部端子,该内部端子可联接到延伸的中空圆形插头
1522
,并形成到外金属毂
1402
的第一电连接,并通过电插孔
1404
接地

在一端联接到插孔
1404
的电源端子的导线
1400
连接到中空压电圆筒形换能器
1406
的第二
(
外部
)
端子

如从图
15
最佳看到,绝缘圆筒形密封基部
1408
具有延伸的中空圆形插头
1580
,其联接到中空压电圆筒形换能器
1406
的下端

中空压电圆筒形换能器的中空端粘合到延伸的中空圆形插头
1522、1580。
各个延伸的圆形插头
1522、1580
各自包括多个脊,以将粘性胶保持在圆形插头与中空压电圆筒形换能器的内表面之间

273.绝缘圆筒形密封基部
1408
具有围绕外圆柱形表面的环形槽
1581。
如图
4e
至图
4d
所示,环形槽
1581
接纳外o形环
1410
以密封腔室的圆筒形壁

该密封防止流体向上围绕中空压电圆筒形换能器外部周围流入腔室中

绝缘圆筒形密封基部
1408
具有通孔
1583
接纳
sit 422
的一部分

绝缘圆筒形密封基部
1408
还具有压盖环
1582
,该压盖环
1582
在通孔
1583
的内圆柱形表面中的靠近与插头
1580
相反的下端

压盖环
1582
接纳内o形环
1502
以密封
sit 422
周围,如图
14c
所示

该密封防止流体通过通孔
1583
向上流入中空压电圆筒形换能器的内部

274.当组装在一起时,中空压电圆筒形换能器
1406
围绕
sit 422
的一部分来安装

具有细胞
/
颗粒的样品流体在
sit 422
的中空中心圆筒内流动

当由来自电子系统的交流
(ac)
信号
(
振幅和频率可选择
)
激励时,中空压电圆筒形换能器
1406
基于
ac
信号的频率和振幅振动

振动被联接到绝缘圆筒形密封基部
1408
中,使得样品流体接收声能,该声能有助于将样品流体转换成在单行线路中从喷嘴散布出的小液滴流

理想地,各个液滴具有单个细胞
/
颗粒,但是关注的细胞
/
颗粒的尺寸可以变化

喷嘴中开口的直径

鞘压力和流体粘度可以改
变液滴的尺寸和它们的产生频率

对于给定的鞘流体压力,
ac
信号频率和振幅可以被设置用于谐振,在谐振中微滴形成是稳定的并且产生期望的液滴尺寸

喷嘴组件可以容易地换入和换出,以获得不同直径的喷嘴开口

275.样品注射管
(sit)422
具有下端,该下端插入并穿过外金属
(
压电
)
毂中的中央开口
1520、
中空压电圆筒形换能器
1406
的中心和绝缘圆筒形密封基部
1581
中的通孔
1583。
如图
14a
至图
14c
所示,样品注射管
(sit)422
的下端延伸出绝缘圆筒形密封基部
1408
中的通孔
1583
,以将样品流体注射到流通池本体中的腔室
1250
的漏斗部分
1253

。sit 422
的上端与样品输入端口
408
和管路连通以接收样品流体流

276.sit 422
是由中空圆筒形玻璃管形成的中空圆筒形玻璃
sit
,具有约
2.00
毫米
(
例如,在
2.05
毫米至
3.18
毫米之间
)
的最小外径和约
0.17
毫米
(
例如,在
0.17
毫米至
0.45
毫米之间
)
的内径

玻璃
sit
的最小直径大于不锈钢
sit
的最小直径

玻璃
sit
的总长度不超过
70
毫米,以提供足够的刚度并避免在安装和使用过程中断裂
。sit 422
的端部
1401
的外边缘被倒角或斜切,以允许样品流体流以稳定的方式与鞘流体合并

277.o
形环密封件
1502
可以是用于密封玻璃样品注射管
422
周围的低成本标准现成o形环

在一些实施方式中,o形环密封件具有
2.0
毫米至
3.0
毫米范围内的未拉伸内径,这依赖于玻璃样品注射管的外径
。o
型环密封件小到足以在下部中空圆形插头下面的玻璃样品注射管周围提供密封接触

278.玻璃
sit 422
具有许多优于不锈钢
sit
的优点

在o形环密封件周围存在电荷和振动的情况下,不锈钢
sit
会被化学物质蚀刻,使得其会允许流体泄漏通过并损坏与压电晶体相关联的电子器件

在不锈钢
sit
周围经常使用两个o形环密封件,以试图在不锈钢被蚀刻时提高可靠性

玻璃
sit 422
在其o形环密封件周围存在电荷和振动的情况下不会被化学品蚀刻

因此,与具有不锈钢
sit
的液滴驱动器相比,具有玻璃
sit 422
的液滴驱动器较可靠并且需要较少维护

仅在玻璃
sit
周围需要单个o形环密封件

此外,当与玻璃
sit
一起使用时,单个o形环密封件可以是低成本的标准尺寸o形环

玻璃
sit
的制造和更换也比不锈钢
sit
成本低

279.偏转室
280.在流通池的喷嘴组件中,喷嘴将样品流体破碎成微滴

在中心流中具有关注细胞的液滴通过使液滴偏离中心流而被分选出来

液滴被充电,从而它们可以被偏转室
(
单元
)122
中的充电偏转板偏转离开中心流

可以通过
ddu
将具有关注细胞的液滴收集到单独的容器
(
测试管


)
中,以供在实验室中进一步测试

281.图
16a
至图
16b
例示了流通池
124
的喷嘴组件
450
下方的偏转
(
偏转
)
单元
122。
因此,偏转单元与流通池
124
连通以接收在中心流中的样品生物流体的多个液滴

偏转单元
122
的后部安装到轨道上,使得其可以从一侧到另一侧水平调整

282.偏转单元
122
包括具有门
1601
的壳体
1600
,门
1601
通过多个铰链
1602a

1602b
可枢转地联接到壳体


1601
包括紧固件
(
例如,锁扣
)
,该紧固件可以接合闩锁以保持门抵靠壳体牢固地关闭

壳体
1600
具有向上通向偏转室
1611
的偏转锥体切口
1610。
密封件
1604
位于围绕偏转锥体切口
1610
和偏转室
1611
的通道中,门
1610
压靠在该通道上

这将样品液滴被密封在切口和腔室内,因此它们不会释放到周围空气中

283.左静电荷
(
偏转
)

1615l
和右静电荷
(
偏转
)

1615r
安装在偏转锥体切口
1610
中,
并且在锥体中从上到下逐渐地彼此分开

向左静电荷板
1615l
施加左高压电荷,向右静电荷板
1615r
施加相反极性的右高压电荷,以施加微滴经过的静电荷场

如果要通过将液滴移离液滴中心流而对液滴进行分选,则由安装在排放
/
充电端口中的导电软管配件和来自分选控制器的电荷信号将正电荷或负电荷同步地施加到液滴上

如果微滴不带电
(
接地
)
,则它们保留在中心流中

只有当通过将电荷信号
(
正或负
)
施加到流通池上的电荷端口而使微滴带电时,液滴才会在其通过由静电荷板形成的静电荷场时发生偏转

偏转的程度依赖于由左和右静电充电板赋予的静电荷场的大小以及由充电端口赋予微滴的电荷的极性和大小

284.例如,左静电充电板可以负
2000
伏充电,而右静电充电板可以正
2000
伏充电,以在它们之间提供
4000
伏的静电场

在样品中的一类微滴期间,静电充电板上的电压保持恒定

然后,微滴可以被选择性地瞬时充电
(
通过将电荷施加到流通池上的充电
/
排放端口中的导电软管配件
)
,以实现离开中心的期望偏转

因此,施加到与各个流路径相关联的池的电压的精确大小和极性将依赖于使微滴进入接收容器所需的偏转的所需方向和大小

因此,围绕中心流路径形成多个
(
例如,
2、3、4、5、6

)
左偏转流路径和多个
(
例如,
2、3、4、5、6

)
右偏转流路径

本文为了简化说明,我们在本文将它们统称为左流路径
(
左流
)
和右流路径
(
右流
)。
285.壳体
1600
的后侧具有侧激光窗口和流摄像头窗口
1606。
由激光器
1608
产生的侧激光通过侧激光窗口被引导到偏转腔
1611


激光器
1608
在侧激光窗口后面的位置可以由激光器位置调整器
1618
调整

前后调整该侧激光以撞击生物流体的液滴,从而感测液滴的路径位置

流摄像头
1607
安装在壳体外部,与流摄像头窗口
1606
成一直线并在其后面,以观察液滴并确定它们是在中心流路径

左偏转流路径还是右偏转流路径中

流摄像头
1607
向分选控制器提供反馈机制,以确保电荷板上的电荷适合于使液滴偏转到左偏转流路径和右偏转流路径

以及均匀带电
(
或不带电
)
以在偏转单元
122
内部的中心流路径中掉落

286.抽吸井
(

)1650
在偏转室
1611
的基部处,该抽吸井
(

)1650
具有排放部以将液滴抽吸到废料管线中离开细胞分选仪

在偏转室的基部的桶的前面和下面是水平液滴槽
1625。
在腔室
1611
内,左可枢转侧流溢流口
1620l、
非可枢转中心收集器
1620c
和右可枢转侧流溢流口
1620r
沿驱动轴
1622
安装在偏转室的桶中

非可枢转中心收集器
1620c
围绕在左右可枢转侧流溢流口之间的驱动轴,但不被驱动轴驱动

左可枢转侧流溢流口和右可枢转侧流溢流口与驱动轴一起在升高位置和降低位置之间枢转

非可枢转中心收集器
1620c
是非可枢转的,并且不管怎样都保持在固定的旋转位置,但是可以自由地随溢流口左右移动

偏转且未被侧流溢流口
1620l

1620r
或中心收集器
1620c
捕捉的液滴可通过液滴槽
1625
从偏转单元
122
落下

287.在没有被偏转板偏转的情况下,来自喷嘴组件的液滴中心流通过偏转锥
1610
落入偏转室
1611
,并被中心收集器
1620c
捕捉

中心收集器
1620c
和侧流溢流口
1620l

1620r
,当处于降低位置时,类似于引导样品流体液滴流动的雨水槽动作

中心收集器
1620c
将其捕捉的液滴引导到桶
1650
中,以作为废料向下抽吸到排放部
1652


在降低的位置中,左可枢转侧流溢流口
1620l
和右可枢转侧流溢流口
1620r
捕捉偏离中心流的液滴,并通过通道将它们捕捉的液滴引导到桶
1650
中,以作为废料向下抽吸到排放部
1652


如图
16b
所示,桶
1650
中的液滴可通过真空沿排放部
1652
被向下抽吸并通过废料口
1654
离开

288.在升高位置,左可枢转侧流溢流口
1620l
和右可枢转侧流溢流口
1620r
不捕捉任何
液滴

当左

右可枢转侧流溢流口处于升高位置并且选定的液滴作为偏转的液滴偏转离开中心流时,那些偏转的样品流体液滴的掉落经过侧流溢流口并且通过壳体
1600
的基部中的液滴槽
1625。
偏转的液滴通过液滴槽
1625
以在偏转单元
122
下方的
ddu

128
中被收集

289.在紧急的分选仪关闭的情况下,分选仪
100
将轴和侧流溢流口枢转到降低的位置中,使得它们和中央非可枢转抽吸器
1620c
捕捉由喷嘴组件
450
形成的样品流体的所有液滴,无论是否偏转,并且将液滴引导到桶
1652
中,用于沿着排放部向下抽吸并且离开废料端口

290.驱动轴
1622
的端部延伸到腔室
1611
之外

溢流口皮带轮
1623
安装到轴
1622
的一个端部
(
例如,右端
)
附近

可逆电动机轴连同具有适当尺寸的驱动皮带轮

皮带
1624
安装在驱动滑轮和溢流口滑轮之间,以响应于可逆电动机的旋转而使轴枢转,并升高或降低侧流溢流口

291.偏转单元
(
腔室
)122
可水平调整

如图
16c
至图
16d
所示,偏转单元
122
可滑动地安装到轨道
1626
上,并可从一侧到另一侧水平调整,以将其位置调整到在顶部开口
1603
处进入的液滴的中心流路径

偏转单元
122
可以水平调整,使得当液滴进入偏转锥体切口
1610
时,液滴的中心流在左电荷板
1615l
与右电荷板
1615r
之间选择性地定位
(
等距或其他期望方式
)。
292.因为液滴可以被初始充电并且充电板可以不相等地影响进入的液滴,所以左可枢转侧流溢流口
1620l、
中央非可枢转抽吸器
1620c
和右可枢转侧流溢流口
1620r
可以一起从一侧到另一侧一起水平调整

提供了图
16c
至图
16d
中所示的调整旋钮
1627
,以沿着驱动轴
1622
一起水平调整这些溢流口
1620l

1620r
和中央抽吸器
1620c
的位置

因此,在没有电荷使液滴流偏转的情况下,中央非可枢转抽吸器
1620c
可以在样品流体的液滴的中央流的下方居中,并具有调整以将它们引导到桶中并沿着排放部向下,以通过废料出口从细胞分选仪抽吸出去

293.如本文所述的,偏转的液滴通过壳体
1600
中的液滴槽
1625
,以收集在偏转单元
122
下方的液滴收集室
128


液滴收集室
128
中的收集保留器
1632
联接到偏转单元
122
的壳体
1600
的基部

分选收集保持件
1630
可以滑入液滴收集室
128
中的收集保留器
1632


多个测试管
34
,例如如图
1a
所示,可以插入分选收集保持件
1630
的开口
1631
中,以接收由细胞分选仪分选出来的液滴

如图
16b
所示,开口
1631
与液滴槽
1625
对齐
(
在深度上从前到后
)
,使得安装在其中的测试管可以捕捉样品流体的液滴

294.在一个或更多个左偏转流路径中的液滴可以被接收在测试管中的中心偏左侧

一个或更多个右偏转流路径中的液滴可被接收在测试管中的中心偏右侧


16c
例示了联接到壳体
1600
的基部的四管分选收集保持件
1652
,其具有四个开口
1653
以保持四个测试管,两个测试管接收两个左偏转流路径中的液滴,两个测试管接收在两个右偏转流路径中的液滴

295.图
16d
例示了板引导件
1642
,而不是管收集保留器

板引导件
1642
具有流路径开口
1643
,选定的液滴在流路径开口
1643
中落下穿过并且离开板引导件

如图
1a
所示,具有多个井的板
35
通过加载系统在板引导件的下面来回移动,以将液滴捕捉到一个或更多个井中

板可具有多个井
(
例如
32

64

)
,其中捕捉具有不同类型的细胞
/
颗粒的液滴

移动该板以将选定的井与路径开口
1643
下方对齐,以接收具有所需细胞
/
颗粒的样品流体液滴

296.样品输入站
297.现在参照图
17a
至图
17c
,其示出了样品输入站
(sis)130。
样品输入站
(sis)130
包括具有腔室本体
1712
的可移动压力室
(
压力缸
)126
,腔室本体
1712
通过由一对导杆
1750
引导的螺纹驱动机构
1750
上下运动
。sis130
还包括但不限于抽吸器
1720、
管保持件
1722
和搅动台
1724。
298.图
17a
至图
17b
例示了样品输入站
(sis)130
的压力室
(
压力缸
)126
的打开位置

相反,图
17c
例示了压力室
(
压力缸
)126
的关闭位置

如图
17b
所示,腔室
1712
被向下驱动到搅动台
1724
上方的关闭位置

顶部开关
1902
和底部开关
1903(
参见图
19)
用于感测腔室本体
1712
的两个位置
(
打开和关闭
)(
螺纹驱动机构
1750
可以在这两个位置上运行
)
,并且感测其应当停止的点

299.样品测试管
(
例如,荧光激活细胞分选
(facs)

)
可以安装在管保持件
1722


细胞滤出器可用于过滤出某些类型的细胞

可移动压力室
(
压力缸
)126
包括样品输入管
1912
,当其被下降到关闭位置时,样品输入管
1912
可插入到测试管中

在下一测试管上重新使用样品输入管之前,可以用流体如水或鞘液来冲洗样品输入管
1912。
在可移动压力室
(
压力缸
)126
处于向下位置的情况下,可移动压力室
(
压力缸
)126
中的空气可被加压以迫使样品流体进入样品输入管
1912。
300.如图
17c
所示,驱动机构
1750
包括与平台
1753
中的母螺纹螺母接合的公螺纹导螺杆
1754。
平台
1753
在底部借助于单个导杆和基部板联接到腔室本体
1712
,以在驱动机构启动时升高和降低压力室
(
压力缸
)126。
平台
1753
包括位于一对上部导杆
1755
上的一对开口,以保持平台的定向并将其向上和向下引导

如图
17a
所示,从动皮带轮
1751
安装在螺纹驱动机构
1750
的螺纹导螺杆的端部附近

连续
(
圆形
)
皮带
1752
安装到从动皮带轮
1751


在皮带
1752
的相反端,在系统
100
的后部,驱动皮带轮连接到可逆电动机的轴,以转动皮带和皮带轮
1751
,从而转动螺纹导螺杆
1754
,直到到达顶部和底部开关

腔室本体
1712
的底基部通过单个导杆连接到螺母平台
1753。
螺纹导螺杆
1754
连接到该螺母平台

腔室本体
1712
的底部开放端部联接到密封环
1713
,以帮助围绕搅动台及其o形环密封腔室

301.sis130
还包括抽吸器
1720
,以将气溶胶和流体作为废料从测试管中排出
。sis130
还包括管保持件
1722、
搅动台
1724
和一对安装在基部
1721
上的导杆
1726。
搅动台
1724
具有o形密封圈
1726
,以密封腔室本体
(
压力缸
)1712
的圆筒形壁的内表面

顾名思义,搅动台
1724
可以旋转以搅动测试管支架
1722
中的测试管和测试管中具有细胞
/
颗粒的任何样品流体

302.ddu

128

sis130
位于由系统
100
的壳体形成的同一腔中

腔中的空气可被调节到期望的温度并被过滤以避免污染

一个或更多个风扇和至少一个加热
/
空调元件迫使空气通过空气过滤器并保持
sis130
中的样品和
ddu

128
中的分选的细胞
/
分子的期望的温度范围

为了避免收集干扰液滴,输入气流较靠近
sis130
来进入共享腔
。ddu

128

sis130
处于来自真空的负压下,以另外帮助防止细胞
/
分子
/
气体逸出细胞分选仪而进入环境的周围空气中

303.图
18
是在用于鞘流体的开始流路径
1802
的操作期间的中央源基于压力的细胞仪流控系统
1800
的示意图

压力室
126
经由压力阀
p2
和流量计
1802
联接到流通池
124。
304.图
19
是压力室
126
的示意图

压力室
126
包括但不限于以下被联接的部件:样品输入站
130、
空气入口
/
通气端口
1904、
样品注射管
(sit)1912、
外径
(od)
冲洗端口
1906、
腔室本

1908、
吸气器夹管阀
1910
,步进式搅动器
1924、sit
抽吸器
1934、
样品夹管阀
p2
和流量计
1802。
开关
1902、1903
用于感测腔室
1908
的两个位置
(
打开和关闭
)。
开关
1935
用于感测
sit
抽吸器
1934
的位置,以从样品测试管中排出液体

305.优点
306.细胞分选仪
100、
其组件和子组件具有许多优点

细胞分选仪
100
被设计成与较低成本的部件
(
例如,
peek
喷嘴本体

标准o形环密封件

较少的部件
)
一起使用,使得购买和维护成本较低

由于与流体较好的隔离
(
例如玻璃
sit、
加载系统
)
,细胞分选仪
100
被设计成需要较少的维护和较少的服务呼叫

一些维护已经变得较容易执行
(
例如,喷嘴o形环密封件的更换
)
,使得可以自行执行维护

因此,预期细胞分选仪
100
的维护成本较低

307.本公开考虑了其他实施方式或目的

应当理解,本发明的实施方式可以通过除所描述的实施方式之外的其他方式来实践,在本说明书中呈现这些实施方式是出于说明而非限制的目的

说明书和附图不旨在限制本专利文件的排除范围

应当注意,本说明书中讨论的特定实施方式的各种等同物也可以由所要求保护的本发明来实现

也就是说,虽然已经描述了本发明的具体实施方式,但是很明显,根据前面的描述,许多替换,修改,置换和变化将变得显而易见

因此,所要求保护的发明旨在包含落入所附权利要求的范围内的所有这些替换,修改和变化

产品

处理或方法与一个或更多个所描述的示例性实施方式存在差异的事实并不意味着该产品或处理在所附权利要求的范围
(
文字范围和
/
或其他法律上认可的范围
)
之外

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