CN1846126B - 基于发光二极管的测量系统 - Google Patents

基于发光二极管的测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1846126B
CN1846126B CN2004800224685A CN200480022468A CN1846126B CN 1846126 B CN1846126 B CN 1846126B CN 2004800224685 A CN2004800224685 A CN 2004800224685A CN 200480022468 A CN200480022468 A CN 200480022468A CN 1846126 B CN1846126 B CN 1846126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
irradiation
microsphere
array
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2004800224685A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1846126A (zh
Inventor
W·D·罗斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luminex Corp
Original Assignee
Luminex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luminex Corp filed Critical Luminex Corp
Publication of CN1846126A publication Critical patent/CN1846126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1846126B publication Critical patent/CN1846126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1434—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its optical arrangement

Abstract

提供了各种基于发光二极管(LED)的测量系统和方法。一种系统包括沿着试样(10)的流动路径(20)排列的一个或多个LED(14，16，18)的阵列。该阵列配置成在试样沿着流动路径移动时照射试样。该系统也包括配置成探测由阵列照射试样产生的光的一个或多个探测器(24)。一种方法包括在沿着微球体的流动路径的不同位置照射微球体。该方法也包括探测由照射产生的光以产生对应于在不同位置的照射的分立的输出信号。该方法还包括组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的信噪比更大的信噪比的单个输出信号。

Description

基于发光二极管的测量系统
技术领域
本发明一般涉及基于发光二极管的测量系统。某些实施例涉及包括沿着微球体或其它荧光发射样品的流动路径排列的一个或多个发光二极管的测量系统。
背景技术
通常，当聚苯乙烯珠或细胞(cell)直线地通过流量室时，流量细胞计提供由激光对它们激发的荧光强度的测量。然而，流量细胞计也可用来提供对其它粒子的一种或多种特性的测量。一些系统被配置成对由与激发源成90或180度处的粒子散射的光能级进行测量、对用来确定作为粒子“身份”的分类的荧光进行两种或多种测量，以及进行人们称为“信息(reporter)”的附加测量，这些测量通常被用来验证感兴趣的化学反应。荧光测量中的每一种以不同的波长进行。
通常用在流量细胞计中的一种激发激光器是532纳米固态激光器。这样的激光器趋向于具有比较大的光束直径(例如，约0.3mm)。透镜系统可被用来把激光器的光束直径减少至具有约75μm×25μm的侧向直径的椭圆点。该椭圆点位于光学传感器的探测窗口内。但是，对532nm激光器而言有几个缺点。例如，532nm激光器很昂贵(例如，每台约5500美元)，消耗巨大的电能，以及产生大量的热。
用在市场上可得到的流量细胞计的另一种激光器是氩离子488nm激光器。然而，对这种激光器而言也有几个缺点。例如，它比较大(例如，占地约几立方英尺)，要求大电源，以及需要有强制空冷以维持稳定性。还有其它较小的和较便宜的激光器在市场上可以得到。但是，这些激光器通常不适合于流量细胞计。例如，染料激光器作为适合的光源在基于流量细胞计的测量系统中使用时烧坏的太快。此外，He-Cd激光器用于流量细胞计测量噪声会太大。
此外，激光二极管的光束外形与标准的氩离子激光器的光束外形相比较相对不均匀。由于荧光测量实质上取决于粒子和细胞中的均匀的激发，不均匀性对流量分析器呈现出巨大的障碍。通过使用诸如棱镜扩束器、波束成形扩束器和微棱镜阵列的波束成形光学装置把波束外形中的外部峰向中央引导，来光学地校正波束已经作了一些尝试。但是，这样的光学装置较为昂贵并且增加了流量细胞计的制造复杂性。此外，即使在使用昂贵的和复杂的光束成形光学装置时，所得到的光束外形仍不能够令人满意(例如，流动路径两端能量强度有10％到15％的变化)。
因此，把比上述激光器更便宜、消耗更少能量的、产生更少热量的、尺寸更小的、具有更长使用寿命的和/或更弱的激发源提供给基于测量系统的流量细胞计是有利的。该激发源最好同样具有适合于流量细胞计型测量的波长。
发明内容
本发明涉及包括作为有效的激发源的几个便宜的发光二极管(LEDs)的测量系统。通过以阵列形式排列多个LED片并沿着生成的电脉冲的长度进行积分，可以提高信噪(S/N)比以使荧光测量成为可能。例如，当生成的电脉冲正比于LED片的数量被延长时，由数字信号处理器或另一种处理器积分的信号的S/N比得到增加，使得便宜的LED成为对当前使用在测量系统中的更昂贵的二极管激光器的有效替代物。此外，多个LED线性阵列可用来为了用相同波长的任何一种更多光(例如，在一个阵列上提供增加的亮度)照射试管的长度，用来用多个波长同时照射试样，或者这二者。
一个具体的实施例涉及包括沿着试样的流动路径排列的LED阵列的测量系统。该阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时照射试样。该测量系统也包括一个或多个配置成探测由阵列对试样的照射产生的光。该试样可包括我微球体。此外，该系统可配置成如流量细胞计型测量系统。
阵列的分立的LED可被配置成用近似相同的波长或多个波长的光照射试样。此外，阵列的分立的LED被配置成在沿着流动路径的不同位置照射试样。此外，阵列的分立的LED以几乎直线的排列设置以使分立的LED被配置成在近似相同的照射角度照射试样。此外，阵列的分立的LED可以被放置成使间隙安排在分立的LED的有效区域之间，并使阵列被进一步配置成在试样沿着流动路径移动时用一系列离散的光脉冲照射试样。
在另一个实施例中，阵列的分立的发光二极管被设置在二维阵列中以使分立的LED的第一部分被配置成在沿着流动路径的不同位置以近似相同的照射角度照射试样，并且使分立的LED的第二部分被配置成在沿着流动路径的不同位置中的一个位置以不同的照射角度照射试样。在再一个实施例中，阵列的分立的LED被配置成在沿着流动路径的单个位置照射试样。在一个这样的实施例中，分立的LED被进一步配置成用实质上相同波长的光在单个位置照射试样。在不同的这样的实施例中，分立的LED被进一步配置成用不同波长的光在单个位置照射试样
在一些实施例中，系统也可包括一个或多个附加的LED阵列。阵列和一个或多个附加的阵列沿着流动路径的不同部分排列。在一个这样的实施例中，一个或多个附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时用不同于该阵列的波长的光的波长的光照射试样。在另一个这样的实施例中，一个或多个附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时以不同于阵列的照射角度的照射角度照射试样。
在不同的实施例中，该阵列和一个或多个附加的阵列可沿着流动路径的相同部分排列。在这样的实施例中，一个或多个附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时用不同于该阵列的波长的光的波长的光照射试样。在另一个这样的实施例中，一个或多个附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时以不同于阵列的照射角度的照射角度照射试样。
一个或多个探测器被配置成产生表示由照射试样产生的光的输出信号。在这样的实施例中，系统可包括处理器。处理器可配置成把对应于试样的单个微球体的输出信号组合成具有比每个输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号。在另一个这样的实施例中，处理器可配置成把对应于试样的单个微球体的输出信号组合成具有比每个输出信号的脉冲长度更长的脉冲长度的单个输出信号。在这个实施例中，单个输出信号的脉冲长度近似地正比于产生所述的每一输出信号的阵列中的发光二极管的数量。
在一个实施例中，系统可包括配置成把来自LED的光定向在流动路径上的一个或多个透镜。在另一个实施例中，系统包括配置成会聚由照射产生的光并将会聚光充分定向在一个或多个探测器的感光表面的整个区域上的一个或多个透镜。在一些实施例中，系统可包括配置成会聚由照射产生的光并将会聚光直接地定向在一个或多个探测器的感光表面上的一个或多个透镜。在其它实施例中，系统可包括配置成会聚由照射产生的光并使用一条或多条光纤电缆将会聚光间接地定向在一个或多个探测器的感光表面上的一个或多个透镜。
在实施例中，由照射产生的光包括由试样发射的荧光。在不同的实施例中，由照射产生的光包括由试样散射的光。在再一个实施例中，由照射产生的光可包括由试样发射的荧光和由试样散射的光。在一些实施例中，系统可包括配置成在试样沿着流动路径移动时照射试样的另外的光源。在这样的实施例中，由阵列照射试样产生的光可包括由试样发射的荧光，由另外的光源照射试样产生的光可包括由试样散射的光。上述的每一个系统的实施例可进一步配置成在此描述的那样。
另一个实施例涉及包括在沿着微球体的流动路径的不同位置照射微球体的测量方法。该方法也包括探测由照射微球体产生的光以产生对应于在不同位置照射微球体的分立的输出信号。此外，该方法包括组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号。该单个输出信号也具有比每个分立的输出信号的脉冲长度更大的脉冲长度。
在一个实施例中，照射微球体包括用一个或多个沿着微球体的流动路径排列的LED阵列照射微球体。一个或多个阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。在一些实施例中，照射微球体包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同的位置照射微球体。在另一个实施例中，照射微球体包括在不同位置以近似相同的照射角度照射微球体。在附加的实施例中，照射微球体包括用一系列离散的光脉冲在不同的位置照射微球体。
在另一个实施例中，照射微球体可以包括用多个分立的LED以多个照射角度在不同位置中的一个位置照射微球体。在一个这样的实施例中，多个分立的LED产生实质上波长相同的光。在不同的这样的实施例中，多个分立的LED产生不同波长的光。
在实施例中，不同的位置可以沿着流动路径的第一部分安排。在这样的实施例中，照射微球体可包括用第一波长的光在不同的位置照射微球体。该方法还可包括用不同于第一波长的光的第二波长的光在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外位置照射微球体。在不同的这样的实施例中，照射微球体可包括以第一照射的角度在不同的位置照射微球体，并且该方法可包括用不同于第一照射角的第二照射角在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外位置照射微球体。
在一些实施例中，照射微球体可包括用配置成产生具有不同波长的光的两个或两个以上的LED阵列在不同的位置照射微球体。在另一个实施例中，照射微球体可包括用以不同的照射角度的排列的两个或两个以上的LED阵列在不同的位置照射微球体。在这样的实施例中，两个或两个以上的阵列可配置成用以每个不同的照射角度用不同波长的光照射微球体。
在再一个实施例中，探测光可包括用一个或多个探测器探测由照射微球体产生的光。在另外的实施例中，该方法可包括会聚由照射微球体产生的光和把会聚光直接地定向在一个或多个探测器的感光表面上。一个或多个探测器如上文所描述的那样探测光。在另一个实施例中，该方法可包括会聚由照射微球体产生的光和使用一条或多条光纤电缆把会聚光间接地定向在一个或多个探测器的感光表面上。在这个实施例中，一个或多个探测器也如上文所描述的那样探测光。
在一个实施例中，由照射微球体产生的光可包括由微球体发射的荧光。在不同的实施例中，由照射微球体产生的光可包括由微球体散射的光。在再一个实施例中，由照射微球体产生的光可包括有微球体发射的荧光和由微球体散射的光。上述方法实施例中的每一个可包括在此描述的任何其它步骤。
一个附加的实施例涉及计算机实施的方法。该方法包括组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号。该单个输出信号也具有比每个分立的输出信号的脉冲长度更大的脉冲长度。分立的输出信号对应于由沿着微球体的流动路径在不同的位置照射微球体产生的光。
在一个实施例中，照射可包括通过沿着微球体的流动路径排列的LED的阵列的的照射。该阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。在另一个实施例中，分立的输出信号由一个或多个探测器产生。
在另外的实施例中，照射包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同位置照射。在另一个实施例中，照射可包括以近似相同的照射角度在不同位置的照射。在一些实施例中，照射包括使用近似相同的波长的光以不同的角度在不同的位置的照射。在其它实施例中，照射包括使用不同波长的光以不同的照射角度在不同的位置的照射。在再一个实施例中，照射包括一系列离散的光脉冲。
在一个实施例中，由照射产生的光包括由微球体发射的荧光。在另一个实施例中，由照射产生的光包括由微球体散射的光。在不同的实施例中，由照射产生的光包括由微球体发射的荧光和由微球体散射的光。上面描述的方法的每个实施例可包括在此描述的任何其它步骤。
附图说明
本发明的其它目的和优点在阅读下面的详细说明和参照附图时将变得更加明显，其中：
图1是示出由可以是配置成探测由用3个LED片照射激发的来自微球体的荧光发射的探测器产生的一系列脉冲的一个例子的示意图；以及
图2-8是示出基于发光二极管的测量系统的各种实施例的示意图。
虽然本发明能容许各种修改和替换形式，但其特定实施例在附图中用示例的方式被示出并将在此做详细描述。然而，应当理解，附图和对其详细说明的目的不在于把本发明限制成所揭示的特定形式，而相反，本发明覆盖了落入由附属的权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替换物。
具体实施方式
尽管在此描述的实施例与微球体或聚苯乙烯珠有关，应理解该测量系统和方法也可使用微粒、珠、微珠、胶乳粒子、胶乳珠、荧光珠、荧光粒子、彩色粒子、彩色珠和细胞。微球体可用作分子反应的载色剂。适当的微球体、珠和粒子的例子在Fulton的第5,736,330号美国专利，Chandler等人的第5,981,180号美国专利，Fulton的第6,057,107号美国专利，Chandler的第6,268,222号美国专利，Chandler的第6,449,562号美国专利，Chandler等人的第6,514,295号美国专利，Chandler等人的第6,524,793号美国专利和Chandler等人的第6,528,165号美国专利中示出，其通过引用犹如全部被给出而包括在此。在此描述的测量系统和方法也可使用在这些专利中描述的任何微球体、珠和粒子。此外，用于在流量细胞计中的微球体可从诸如德克萨斯州奥斯汀的Luminex有限公司的制造商处获得。术语“试样”和“微球体”在此被互换使用。
此外，尽管在此描述的实施例与发光二极管(LED)有关，应理解在此描述的方法和系统也可使用其它光源，尤其是使用具有较低能量密度和低能耗的便宜的小光源。
LED技术的最新发展已经生产出光强度比以前可得到的单元大大增加的便宜器件。其能量密度比二极管激光器的能量密度还要低数十倍。如果单个LED在流量细胞计中被用作激发源，来自珠的合成的荧光信噪比(S/N)不会超过系统中光电探测器的探测界限。因此，流量细胞计型测量不可能将单个LED用作激发源。
一种可能的想法是通过组合为LED器件的二维矩阵和把它们成像成单个75μm×25μm的点有可能克服较低能量密度，该尺寸是当前用在流量细胞计系统中的点尺寸。然而，由于单个透镜系统的众所周知的光学特性，在成像平面的能量密度不能超过源的能量密度的。因此，使用传统的单个透镜系统，不可能组合多个LED的输出功率以增加在成像平面的能量密度(超过单个LED的能量密度)。
虽然使用具有LED的二维矩阵的简单透镜设计不可能获得激光的能量密度，流量细胞计的几何结构把它自己变成获得比通过使用作为照射源的单个LED片所得到的S/N比更高的另一种结构。
在流量细胞计中，荧光地加标记的聚苯乙烯珠流经流量室(例如，在垂直方向)并通过探测窗口。在聚苯乙烯流经探测窗口时光源照射它们。照射可以使聚苯乙烯珠发射具有一种或多种波长或波长谱带的的荧光。由聚苯乙烯珠发射的荧光使用一个和多个透镜聚焦在光电探测器上。光电探测器的输出电流正比于入射在其上的荧光并产生电流脉冲。该电流脉冲可以转换成电压脉冲，低通滤波，并然后通过A/D转换器被数字化。诸如数字处理器(DSP)的处理器对该脉冲下面(under)的区域进行积分以提供表示荧光的幅度的数字。
因为噪声是随机函数，通过积分，故它的效应随脉冲长度延长而衰减。因此，如果脉冲能够加宽，光探测器输出的S/N比将增加。因为通过这种机理增大S/N比，在保持相同幅度和整个系统增益的同时，该系统将从激发源要求越来越小的能量密度以产生可测量的荧光读数。
如前所述，聚苯乙烯珠以沿着流动路径的大体直线方向(例如，垂直地)流经流量细胞计。因此，多个LED片能够沿着试样的流动路径排列以在试样沿着流动路径移动时照射它们。在一些实施例中，LED阵列可以用近似线性的布局设置以致分立的LED以实质上相同的照射角度照射试样。阵列的分立的LED可以为一次测量(例如，一次荧光测量)提供照明。用此方式，用于单次测量的珠照明时间正比于阵列中LED片的数量而延长。如果可以包括一个或多透镜的透镜系统，把探测窗口的几乎全部长度聚焦于光学探测器或探测器的感光表面上，那么，由探测器探测到的脉冲将近似地正比于阵列中分立的LED的数量被有益地延长，分立的LED产生所述的每一个输出信号，而输出信号组合成微球体的单个输出信号。
LED片很可能在它们的有效区域之间具有较小的间隙，并在阵列长度两端产生一系列光脉冲。因此，如图1所示，在图1中三个LED片的活动区域仅用于例示目的被示出，在一时间阶段，试样将经历一系列离散的光脉冲，每个光脉冲由阵列的不同分立的LED产生。应当理解，在阵列中的LED片的数量可大不相同，例如，从两个LED片到四个或更多个LED片。在加工电子设备中光学装置的下游的低通滤波器将有助于平滑脉冲之间的波谷，但是只要它是基本上不随时间变化的，复合脉冲的最终形状是不重要的。在仪器校正过程中进行的信号积分可用来使脉冲形状正常化。此外，重要的是注意，由于在流动路径的照射区域之间的间隙比较小，试样的微球体将几乎得不到从一个被照射的区域转换或混和到下一个被照射区域的机会。这样，能够相对地确定组合起来产生高S/N比脉冲的分立脉冲对应于单个微球体。
当选择阵列的LED数量时有几个要考虑的方面。例如，流动路径的照射区域的放大倍数最好会产生适合于光电探测器的有效区域的图形。此外，流动路径的照射区域的放大倍数可以近似地匹配探测器的感光区域的面积以使脉冲的长度被延长到其最大而没有损耗。例如，与单个球面镜不同，可以使用一组柱面透镜以加宽图像带以使它几乎充满探测器的整个感光区域。
另一个要被考虑的因素是数字化装置的能力。更重要的是，对数字化的脉冲进行积分的处理器或测量系统的DSP的处理功率和存储容量，在选择阵列的LED的数量时要加以考虑。最好是，用LED的阵列照射试样产生的脉冲足够小以使它能够被处理器适当地操纵。此外，在微球体之间的统计间距也要被考虑。然而，对用在流量细胞计型测量系统中使用的典型的间距来说，统计间距可以不是一个因素。最后，由探测器(背景)累积的杂散光经随着探测器感光区域的增加而增加。
图2-8是示出基于LED的测量系统的各种实施例的局部横截面侧视图。注意图2-8没有按比例画出。特别是，图形的一些元件的比例被大大放大以强调元件的特征。同样要注意的是图2-8没有以相同的比例绘出。在为类似配置的一个以上的图中示出的元件已经使用相同的标号表示。为了清楚起见，测量系统的一些元件诸如液压泵未包括在图中。
图2示出了基于LED的测量系统的一个实施例。如在图2中示出，微球体10通过液压泵(未示出)可被输送到试管12中。试管提供了通过其进行微球体的测量的探测窗口。在一个例子中，试管可以是诸如在标准的流量细胞计中使用的标准的石英试管。但是，任何其它类型的观察或输送室也可被用来输送用于分析的试样。例如，液压泵可以是注射泵。液压泵可以从试样液体容器(未示出)抽出包含微球体的试样液体并在试管的大约收缩成颈状的区域把一滴试样液体输送进鞘液的液流中。试管收缩成颈状的区域是类似于沙漏的下半部的试管部分。
试样液体中的微球体通过液体泵的末端出来，并包盖在鞘液中。相对于试管的较大部分的收缩成颈状的区域的缩小的横截面使鞘液加速。结果，试样液体和鞘液的汇合形成同轴的、双组分流体，而试样流体形成流体的内部组分。鞘液延长了试样液体从而使包含在其中的微球体在它们到达LED14、16和18的焦点区时实质上成单行地流动。此外，尽管在图2中示出的系统包括3个LED，应当理解系统可以包括任何其它合适的数量的LED。
LED14、16和18沿着试样的流动路径以阵列排列。LED的阵列被配置成当试样沿着流动路径移动时照射试样。如图2中示出，LED可以用实质上线性排列的方式设置，以使分立的LED以近似相同的照射角度各自照射试样。如图2中进一步示出，LED可以被排列以使微球体被每个LED在不同的时间照射。每一LED可以用具有近似相同的波长或相同范围的波长的光照射微球体。例如，每一LED可配置成用蓝光照射微球体。例如，由LED发射的光的波长或波长范围可以依赖正在被测量的试样的类型和/或与试样相关联的材料(例如，粘合到试样微球体的表面的材料)而变化。例如，在不同的实施例中，LED14、16和18被配置成发射绿光。
在一些实施例中，系统包括配置成把来自LED的光指向(例如，聚焦)微球体或流动路径的一个或多个透镜。例如，一个或多个透镜可包括配置成把来自多个LED的光指向(例如，聚焦)微球体或流动路径上的单球面镜19。在另一个例子中，排列在单个复合透镜中的两个或多个透镜可被用来把来自LED的光指向微球体或流动路径上。在再一个例子中，如在图4所示，柱面透镜组21可以被配置成把来自多个LED的光指向(例如，聚焦)微球体或流动路径上。该组的每个柱面透镜可以与LED中一个相耦合。一个或多个透镜也可包括在现有技术中公知的任何其它合适的透镜。
如图2-4中示出，由于通过照明的激发引起的由微球体散射的光或由微球体发射的荧光通过透镜22被会聚。在图2-4中示出的实施例中，由于通过LED14、16和18中的每一个的照明引起的由微球体散射或发射的光被单个透镜会聚。在一个实施例中，单个透镜是球面镜。在一些实施例中，该透镜可以仅包括一个透镜。或者，该透镜可以是复合透镜。尽管在图2-4中示出的透镜22是折射光学组件，应当理解该透镜可以用不同类型的光定向组件(例如反射、反射折射的等)来代替。
如上所述，LED照明可被用于由微球体发射的荧光和由微球体散射的光二者的测量。在一个这样的实施例中，用相对于LED排列在合适的位置的不同探测器(诸如在图6中示出的和在下面进一步描述的那些探测器)可以同时进行测量。在另一个实施例中，多个LED阵列可用来进行不同的测量。多个LED阵列的一个这样的例子在此做进一步描述。在不同的实施例中，不同(例如，非LED)光源(未示出)可用来为试样的光散射测量提供照明。用于散射测量的光源可包括在现有技术中已知的任何合适的光源。此外，依赖试样的散射特性(例如，微球体的折射系数)，使用比LED具有更高能量密度的单个光源是有利的，以使散射光具有足够的强度以产生满足要求的输出信号。
透镜22被配置成把会聚的光定向在探测器24的感光面上。在一些实施例中，透镜可以被配置成把光聚焦在探测器的感光面上(例如，如同以物镜的方式)。在其它实施例中，透镜可以被配置成把光在探测器的感光表面上成像(例如，如同以成像透镜的方式)。在一个实施例中，探测器可以是光电倍增管、光电二极管、感光元件的线性阵列、诸如电荷耦合器件(CCD)摄像机或延时积分(TDI)摄像机的感光元件的二维阵列，或现有技术中已知的任何其它合适的探测器。另一种方法是经由一条或多条光纤电缆(未示出)把来自试管或透镜22的光间接地耦合到远程定位的光学探测器。
探测器的输出信号可以如在此描述地被处理。例如，系统可以包括如在此描述一样配置的处理器(未在图2中示出)。在一些实施例中，输出信号可以被处理以确定微球体的身份。或者，输出信号可以被处理成确定有关在微球体的表面发生的反应的信息或有关与微球体相关联的一种或多种材料的信息。在图2-4中示出的系统可以被进一步配置成如在此描述的。
在一些实施例中，系统可包括包含设置在二维阵列中的分立的LED的LED阵列。在这样的阵列中，分立的发光二极管的第一部分可以被配置成在沿着流动路径的不同位置以近似相同的照射角度照射试样。分立的发光二极管的第二部分可以被配置成在沿着流动路径的不同位置中的一个以不同的照射角度照射试样。
例如，如图4中所示，二维阵列包括被配置成在沿着流动路径的不同位置以近似相同的照射角度照射试样LED14、16和18。此外，该阵列包括被配置成在沿着流动路径的不同位置中的一个(或单一位置)以不同的照射角度照射试样LED18、18a和18b。换言之，LED18、18a和18b被安排在沿着系统的z轴的不同位置。系统也可包括被被配置成在沿着流动路径的不同位置中的其它位置以不同的照射角度照射试样的其它LED(未示出)。尽管在图4中示出的z轴为大体直线的，但是，例如，LED在任何x平面的位置可根据试管的外部直径和/或形状(例如，正方形、矩形、圆形等)而变化。
如在图4中示出，沿着y轴排列的二维阵列的分立的LED被各自耦合到被配置成把光聚焦到沿着Y轴的不同位置的分立的透镜21中的一个(或透镜微阵列的一个)。此外，沿着z轴排列的所有3个光源被各自耦合到一个或多个分立的透镜以使来自光源的光被定向到沿着流动路径组合的单个位置。沿着z轴的每个LED的波长可以相同以提供增加的功率，或者不同用于以一个以上的不同波长同时照射。注意尽管在图4中示出的系统包括在二维阵列中沿着y轴以及z轴排列的LED，作为替换该系统可包括如图2和3中示出的仅沿着y轴排列的LED或仅沿着z轴排列的LED。
在图5中示出的不同实施例中，由于分立的LED14、16和18的照射由微球体散射或发射的光可以被透镜26、28和30分开地会聚。换言之，每一透镜最好是会聚由阵列的仅一个LED照射试样产生的光。在一个实施例中，透镜26、28和30可以是柱面透镜。但是，透镜26、28和30也可以是现有技术中已知的其它合适的透镜。在一些实施例中，透镜26、28和30可以具有实质上相同的特性。或者，透镜26、28和30可具有不同的特性，这取决于例如探测器24的特性而不同。透镜26、28和30可以直接或间接地(例如，经由光纤电缆)把会聚的光定向(例如，聚焦、成像等)在探测器24的感光表面上。因此，系统可以包括光学地耦合到一个探测器的一个以上的会聚透镜。
此外，透镜26、28和30可以把会聚光定向在探测器24的感光表面的不同区域上。此外，透镜26、28和30可以把会聚光定向在小于探测器24的感光表面的全部区域的区域上。但是，这些透镜最好把会聚光聚焦在近似等于探测器的感光表面的全部区域的区域上。照这样，脉冲长度对给定的探测器而言可以被延长到近似于它的最大值，从而尽可能地增加S/N比。在图5中示出的系统可以进一步配置成如在此描述的。
在图6中示出的另一个实施例中，由LED14、16和18中的每一个的照射使微球体散射或发射的光可以被透镜26、28和30分开地会聚。透镜26、28和30可以配置成如上述描述的那样。由每一透镜会聚的光可以定向(例如，聚焦、成像等)在不同探测器的感光表面上。例如，由透镜26会聚的光可以直接或间接地(例如，经由光纤电缆)定向(例如，聚焦、成像等)在探测器32的感光表面上，由透镜28会聚的光可以直接或间接地(例如，经由不同光纤电缆)定向(例如，聚焦、成像等)在探测器34的感光表面上，由透镜30会聚的光可以直接或间接地(例如，经由另一不同的光纤电缆)定向(例如，聚焦、成像等)在探测器36的感光表面上。探测器32、34和36的整个感光区域可以比图2-5中示出的探测器24的感光区域小。这样，由探测器32、34和36产生的信号可包括更小的杂散光或背景噪声。如此，通过使用一个以上的探测器可以增加整个S/N比。此外，透镜可以透镜把会聚光定向在近似等于探测器的感光表面的全部区域的区域上。如此，脉冲长度对给定的系统可以被延伸至近似其最大值，从而尽可能地增加S/N比。在图6中示出的系统可进一步配置成如下所描述的那样。
图7还示出了基于LED的测量系统的另一个实施例。在这个实施例中，系统可以被配置成用不同波长的光照射微球体。例如，系统可包括一个以上的LED阵列。在一个实施例中，系统包括包含LED38、40和42的第一LED阵列。此外，该系统可包括包含LED44、46和48的第二LED阵列。尽管包括3个LED的每一阵列被作为例子示出，应当理解每个阵列的LED的数量可以依赖例如LED的强度或试样的特性而变化。此外，尽管示出了包括两个LED阵列的系统，应当理解系统可以包括两个以上的LED阵列。
第一LED阵列被配置成用光的第一波长或第一多元波长照射微球体。第二LED阵列被配置成用第二波长或第二多元波长的光照射微球体。第二波长不同于第一波长。例如，第二波长可以包含蓝光，第一波长可以包含绿光。如此，在一次测量过程中可以用光的不同波长照射微球体。取决于用来激发微球体的光的不同波长，微球体可发射不同类型的荧光。因此，测量系统能够在一次测量过程中进行多次测量。如此，系统的测量能量和灵敏度随着LED阵列的数量的增加而提高。
在图7中示出的系统也可被配置成以使由于LED38、40、42、44、46和48中的每一个的照射而由微球体散射或发射的光可以被透镜50、52、54、56、58和60分开地会聚。在一个实施例中，透镜50、52、54、56、58和60可以是柱面透镜。但是，这些透镜也可以是现有技术中已知的任何其它合适的透镜。透镜50、52、54、56、58和60可以直接或间接地(例如，经由光纤电缆)把会聚的光定向(例如，聚焦、成像等)在探测器62、64、66、68、70和72的感光表面上。如此，每一透镜可以光学地耦合到不同的探测器上。在一个替换实施例中，每一透镜可以把会聚光聚焦在一个探测器的的感光表面上(未示出)。不同的探测器或单个探测器可以如上面描述的那样被配置。在另一个实施例中，透镜50、52、54、56、58和60可以用单个透镜来替代，这个透镜可如上面描述的那样来配置。单个透镜可以配置成直接或间接地(例如，经由光纤电缆)把会聚的光聚焦在单个探测器或多个探测器上。在不同的实施例中，透镜50、52和54可以用一个透镜来替代，并且透镜56、58和60可以用另一个透镜来替代。以这样的方式，每个LED的阵列可以包括它自己的会聚透镜。
尽管在图7中示出的LED的阵列被相对紧密地排列在一起以建立近似连续的照射或探测窗口，应当理解LED阵列可以沿着流动路径被间隔开。此外，如图7中所示，两个LED阵列可以被配置成以近似相同的方向(例如，近似相同的照射角)来照射微球体。或者，两个LED阵列可以被配置成在不同方向(例如，不同的照射角)照射微球体。以这样的方式，LED阵列在环绕试管的周长彼此隔开。在这个例子中，LED阵列也可以沿着流动路径彼此隔开或沿着流动路径彼此不隔开。例如，LED阵列可配置成在流动期间在同一时间从不同的方向照射微球体。或者，LED的子集在流动期间在不同的时间从不同的方向照射微球体。在图7中示出的系统可以如在此描述的那样被进一步配置。
图8示出了沿着通过微球体10流经的试管12的横截面的平面的基于LED的测量系统的实施例。因此，LED阵列只有一个LED在图8中示出。此外，应当理解在图8中示出的探测系统如上文所述那样可以包括一个或多个探测器。此外，应当理解一个或多个透镜(未示出)可以如上述那样被光学地耦合到每一个探测系统。以类似方式，应当理解一个或多个透镜(未示出)可以如上述的那样被光学地耦合到阵列中的每一个LED。LED74和LED74作为其一部分的阵列也可被配置成如上文所述的那样。
从微球体向前散射的光通过折叠式反射镜或任何其它合适的光定向部件可以指向探测系统76。或者，探测系统76可以直接设置在向前散射的光路中。以此方式，折叠式反射镜或其它光导向组件可不包括在此系统中。在一个实施例中，如图8中所示，向前散射的光可以是由微球体以从LED74照射的方向成约180度角而散射的光。向前散射的光的角度可以不是从LED照射的方向正好成180度，以使来自光源的入射光不入射在探测系统的感光区域上。例如，向前散射的光可以是由微球体以从照射方向成小于或大于180度的角度而散射的光(例如，在约170度、约175度、约185度或约190度角而散射的光)。
由微球体以从LED照射的方向成约90度角而散射和/或发射的光也可以被会聚。在一个实施例中，这个散射光通过一个或多个分光镜可以被分成一个以上的光束。例如，以从LED的方向成约90度角而散射的光通过分光镜82可以被分成两束不同的光束。这两束不同的光束通过分光镜84和86又被分开以产生四束不同的光束。分光镜82、84和86可以包括现有技术中已知的诸如分色镜的适当的分光镜。
每束光可以被定向到不同的探测系统，该探测系统可以包括一个或多个探测器。例如，四束光中的一束可以被定向到探测系统88。探测系统88可以被配置成探测由微球体散射的光。其它三束光可被定向到探测系统90、92和94。探测系统90、92和94可以被配置成探测由微球体发射的荧光。。每一个探测系统可以配置成探测不同波长或不同波长范围的荧光。例如，一种探测系统可以配置成探测绿荧光。另一种探测系统被配置成探测桔黄荧光。还一种探测系统配置成探测红荧光。
在一些实施例中，滤谱器96、98和100可以被分别耦合到每一个探测系统。滤谱器可被配置成阻挡除探测系统配置成探测的那些波长之外的荧光。另一个实施例(未示出)将使用一个或多个光纤电缆以将发射的荧光定向到一个或多个探测器。在多波长LED被用作沿着珠或粒子的流动路径的激发源的情况下，单个探测器或探测系统通过使用多个光纤对每个分立的区域成像能够被用于每个对应发射波长。在图8中示出的测量系统可进一步配置成如在此描述的那样。
探测器的输出电流正比于入射在它上面的荧光并导致电流脉冲。电流脉冲可转换成电压脉冲，低通滤波，然后由A/D转换器进行数字化。诸如DSP的处理器102对脉冲下的区域求积分以提供代表荧光幅度的数值。此外，处理器可执行在此描述的其它功能(例如，组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号)。如图8中示出，处理器102经由传输介质104可被耦合到探测器88。处理器102也可经由传输介质104和诸如A/D转换器的一个或多个其它组件(未示出)间接地耦合到探测器88。处理器可以用相似的方式耦合到系统的其它部件。
在其中LED阵列能够用来替代目前在系统中使用的激发源或光源的测量系统的另外的例子在Chandler等人的第5,981,180号美国专利，Chandler的第6,046,807号美国专利，Chandler的第6,139,800号美国专利，Chandler的第6,366,354号美国专利，Chandler的第6,411,904号美国专利，Chandler等人的第6,449,562号美国专利，Chandler等人的第6,524,793号美国专利中示出，其通过引用犹如全部被给出而包括在此。在此描述的测量系统也可以如在这些专利中所描述的那样被进一步配置。
在上文中描述的各种测量系统实施例可用来执行各种测量方法。在一个实施例中，测量方法包括在沿着微球体的流动路径的不同位置照射微球体。该方法也包括探测由照射微球体产生的光以产生对应于在不同位置照射微球体的分立的输出信号。此外，该方法包括组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号。该单个输出信号也具有比每个分立的输出信号的脉冲长度更大的脉冲长度。
在一个实施例中，照射微球体可包括用一个或多个沿着微球体的流动路径排列的LED阵列照射微球体。一个或多个阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。在一些实施例中，照射微球体包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同的位置照射微球体。在另一个实施例中，照射微球体包括在不同位置以近似相同的照射角度照射微球体。在附加的实施例中，照射微球体包括用一系列离散的光脉冲在不同的位置照射微球体。
在一些实施例中，照射微球体可以包括用多个分立的LED以多个照射角度在不同位置中的一个位置照射微球体。在一个这样的实施例中，多个分立的LED产生实质上波长相同的光。在不同的这样的实施例中，多个分立的LED产生不同波长的光。以此方式，可以用不同波长的光或相同波长的光在不同的照射角度实质上同时地照射微球体。
在实施例中，不同的位置可以沿着流动路径的第一部分安排。在这样的实施例中，照射微球体可包括用光的第一波长在不同的位置照射微球体。该方法还可包括用不同于光的第一波长的光的第二波长在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外位置照射微球体。在不同的这样的实施例中，照射微球体可包括以第一照射的角度在不同的位置照射微球体，并且该方法可包括用不同于第一照射角的第二照射角在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外位置照射微球体。
在一些实施例中，照射微球体可包括用配置成产生具有不同波长的光的两个或两个以上的LED阵列在不同的位置照射微球体。在另一个实施例中，照射微球体可包括用以不同的照射角度的排列的两个或两个以上的LED阵列在不同的位置照射微球体。在这样的实施例中，两个或两个以上的阵列可配置成用以每个不同的照射角度用不同波长的光或以每个不同的照射角度用实质上相同的波长的光照射微球体。
在再一个实施例中，探测光可包括用一个或多个探测器探测由照射微球体产生的光。在另外的实施例中，该方法可包括会聚由照射微球体产生的光和把会聚光直接地定向在一个或多个探测器的感光表面上。一个或多个探测器如上文所描述的那样探测光。在另一个实施例中，该方法可包括会聚由照射微球体产生的光和使用一条或多条光纤电缆把会聚光间接地定向在一个或多个探测器的感光表面上。在这个实施例中，一个或多个探测器也如上文所描述的那样探测光。
在一个实施例中，由照射微球体产生的光可包括由微球体发射的荧光。在不同的实施例中，由照射微球体产生的光可包括由微球体散射的光。在再一个实施例中，由照射微球体产生的光可包括有微球体发射的荧光和由微球体散射的光。方法实施例中的每一个可包括在此描述的任何其它步骤。
一个附加的实施例涉及由在此描述的各种测量系统执行的计算机实施的方法。例如，该方法可以通过在图8中示出的处理器102执行。该方法包括组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的S/N比更大的S/N比的单个输出信号。该单个输出信号也具有比每个分立的输出信号的脉冲长度更大的脉冲长度。分立的输出信号对应于由沿着微球体的流动路径在不同的位置照射微球体产生的光。
在一个实施例中，照射可包括通过沿着微球体的流动路径排列的LED的阵列的照射。该阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。在另一个实施例中，分立的输出信号由一个或多个探测器产生。
在另外的实施例中，照射包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同位置照射。在另一个实施例中，照射可包括以近似相同的照射角度在不同位置的照射。在再一个实施例中，照射可包括使用近似相同的波长的光以不同的角度在不同的位置的照射。在不同的实施例中，照射包括使用不同波长的光以不同的照射角度在不同的位置的照射。在再一个实施例中，照射包括一系列离散的光脉冲。
在一个实施例中，由照射产生的光包括由微球体发射的荧光。在另一个实施例中，由照射产生的光包括由微球体散射的光。在不同的实施例中，由照射产生的光包括由微球体发射的荧光和由微球体散射的光。上面描述的计算机实施的信号积分方法的每个实施例可包括在此描述的任何其它步骤。
诸如那些在此描述的程序指令实施方法可以在载体介质上发送或存储在载体介质中。载体介质可以是诸如导线、电缆、或无线传输线路的传输介质，或沿着这样的导线、电缆或线路传播的信号。载体介质也可以是诸如只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘、或磁带的存储介质。
在一个实施例中，处理器可以被配置成根据上面的实施例执行程序指令以执行计算机实施的方法。该处理器可以采用不同形式，包括使用数字信号处理芯片或现场可编程门阵列的专用处理板、个人计算机系统、主机计算机系统、工作站、网络设备、因特网设备、个人数字助理(“PDA”)、电视系统或其它设备。通常，术语“计算机系统”可以广义地定义成包括具有一个或多个数字信号处理元件或其它处理元件的任何设备。
程序指令可以用任何不同的方式被执行，其中包括基于步骤的技术，基于组件的技术，和/或面向对象的技术。例如，使用ActiveX控件、C++对象、JavaBeans、微软基础类(“MFC”)或其它技术或方法，可以如期望的那样执行程序指令。在应用FPGA的情况下，使用诸如VHDL的高级语言可以用于设计嵌入设备内的信号处理电路。
对那些由此公开受益的那些本领域技术人员来说应当理解，本发明旨在提供基于发光二极管的测量系统的方法。根据本说明书，本发明的各方面的修改和替换实施例对那些本领域技术人员将是显而易见的。因此，本说明书仅被解释为示例性的并且目的是用于教授本领域的那些技术人员执行本发明的一般方式。
要理解的是在此示出和描述的本发明的形式被认为作为目前较佳的实施例。对在此示出的和描述的元件和材料可以被替代，部件和过程可以被改变，本发明的某些特征可以被单独利用，所有这些对在从本发明的说明书受益之后的本领域的一个技术人员而言是显而易见的。在不背离如在后面的权利要求书中描述的本发明的精神和范围下，可以在在此描述的元件中做出改变。

Claims (51)

1.一种流量细胞计，包括：
沿着包括微球体的试样的流动路径排列的发光二极管的阵列，其中所述阵列中的分立的发光二极管被配置成在微球体沿着流动路径移动时在沿着流动路径的不同位置照射所述试样的微球体；
配置成探测由所述阵列照射微球体产生的光的一个以上探测器，其中由照射产生的光包括由所述微球体发射的荧光，并且所述一个以上探测器进一步配置成产生表示在不同位置照射微球体产生的光的多个分立的输出信号；以及
处理器，配置成从所述一个以上探测器接收所述多个分立的输出信号并把所述多个分立的输出信号组合成具有比分立的输出信号中的每一个的信噪比更大的信噪比的单个输出信号。
2.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，所述阵列的分立的发光二极管配置成用近似相同的波长的或多个波长的光照射试样。
3.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，所述阵列的分立的发光二极管以大体线性的排列设置以使分立的发光二极管被配置成以近似相同的照射角度照射试样。
4.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，所述阵列的分立的发光二极管以二维阵列方式设置以使：
分立的发光二极管的第一部分被配置成沿着平行于所述流动路径的轴，其中所述第一部分被配置成在沿着流动路径的不同位置以近似相同的照射角度照射微球体；并且
分立的发光二极管的第二部分被配置成沿着垂直于所述流动路径的轴，其中所述第二部分被配置成在沿着流动路径的单个位置以不同的照射角度照射微球体。
5.如权利要求4所述的流量细胞计，其特征在于，所述分立的发光二极管的第二部分被进一步配置成用实质上相同的波长的光在单个位置照射微球体。
6.如权利要求4所述的流量细胞计，其特征在于，所述分立的发光二极管的第二部分被进一步配置成用不同波长的光在单个位置照射微球体。
7.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，所述阵列的分立的发光二极管被设置成使间隙沿着微球体的流动路径安排在分立的发光二极管之间，并且使所述阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时用一系列离散的光脉冲照射微球体。
8.如权利要求1所述的流量细胞计，还包括一个以上附加的发光二极管的阵列，其特征在于，所述阵列和一个以上所述的附加的阵列沿着流动路径的不同部分排列。
9.如权利要求8所述的流量细胞计，其特征在于，一个以上所述的附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时用不同于所述阵列的波长的光的波长的光照射试样。
10.如权利要求8所述的流量细胞计，其特征在于，一个以上所述的附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时以不同于所述阵列的照射角度的照射角度照射试样。
11.如权利要求1所述的流量细胞计，还包括一个以上附加的发光二极管的阵列，其特征在于，所述阵列和一个以上所述的附加的发光二极管阵列沿着流动路径的相同部分排列。
12.如权利要求11所述的流量细胞计，其特征在于，一个以上所述的附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时用不同于所述阵列的波长的光的波长的光照射试样。
13.如权利要求11所述的流量细胞计，其特征在于，一个以上所述的附加的阵列被配置成在试样沿着流动路径移动时以不同于所述阵列的照射角度的照射角度照射试样。
14.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，所述处理器配置成把对应于单个微球体的多个输出信号组合成具有比分立的输出信号中的每一个的脉冲长度更大的脉冲长度的单个输出信号。
15.如权利要求14所述的流量细胞计，其特征在于，单个输出信号的脉冲长度近似地正比于产生所述每一输出信号的阵列中分立的发光二极管的数量。
16.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，还包括配置成把来自分立的发光二极管的光之间定向在流动路径上的一个以上透镜。
17.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，还包括配置成会聚由照射产生的光和把会聚光大体定向在一个以上探测器的感光表面的整个区域上的一个以上透镜。
18.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，还包括配置成会聚由照射产生的光和把会聚光直接定向在一个以上探测器感光表面上的一个以上透镜。
19.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，还包括配置成会聚由照射产生的光和使用一条以上光纤电缆把会聚光间接定向在一个以上探测器感光表面上的一个以上透镜。
20.如权利要求1所述的流量细胞计，其特征在于，由照射产生的光包括由微球体散射的光。
21.如权利要求1所述的流量细胞计，还包括配置成在试样沿着流动路径移动时照射试样的另外的光源，其特征在于，由所述另外的光源照射试样产生的光包括由试样散射的光。
22.一种测量方法，包括：
用两个以上发光二极管的阵列在沿着微球体的流动路径的不同位置照射微球体，所述发光二极管沿所述流动路径并接近于所述不同位置间隔设置；
探测由所述照射产生的光以产生对应于在不同的位置的所述照射的分立的输出信号；
组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的信噪比更高的信噪比的单个输出信号，其中被组合的分立的输出信号由一个以上的探测器产生；以及
处理所述单个输出信号以确定所探测的光的幅度。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用沿着微球体的流动路径排列的一个以上发光二极管阵列照射微球体，以及其中一个以上所述阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同的位置照射微球体。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括以近似相同的照射角度在不同的位置照射微球体。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用一系列离散的脉冲在不同的位置照射微球体。
27.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用多个分立的发光二极管以多个照射角度在不同位置中的一个位置照射微球体。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述多个分立的发光二极管产生实质上相同的波长的光。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述多个分立的发光二极管产生不同波长的光。
30.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的不同位置沿着流动路径轴线的第一部分排列，其中所述照射包括用第一波长的光在不同的位置照射微球体，该方法还包括用不同于第一波长的光的第二波长的光在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外的位置照射微球体。
31.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的不同位置沿着流动路径轴线的第一部分排列，其中所述照射包括以第一照射角度在不同的位置照射微球体，该方法还包括以不同于第一照射角度的第二照射角度在沿着微球体的流动路径的第二部分的另外的位置照射微球体。
32.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用配置成产生具有不同波长的光的两个以上发光二极管的阵列在不同的位置照射微球体。
33.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用以不同的照射角度排列的两个以上发光二极管的阵列在不同的位置照射微球体。
34.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述照射包括用以不同的照射角度排列的两个以上发光二极管的阵列在不同的位置照射微球体，其中所述两个以上阵列配置成用不同波长的光以不同照射角度的每一个照射角度照射微球体。
35.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述单个输出信号具有比每个分立的输出信号的脉冲长度更长的脉冲长度。
36.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括会聚由所述照射产生的光及把会聚光直接定向在一个以上的所述探测器的感光表面上，其中一个以上的所述探测器进行所述探测。
37.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括会聚由所述照射产生的光及使用一条以上光纤电缆把会聚光间接定向在一个以上的所述探测器的感光表面上，其中一个以上的所述探测器进行所述探测。
38.如权利要求22所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体发射的荧光。
39.如权利要求22所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体散射的光。
40.如权利要求22所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体产发射的荧光和由微球体散射的光。
41.一种计算机实施的方法，包括：
组合分立的输出信号以产生具有比分立的输出信号的信噪比更大的信噪比的单个输出信号，其中所述分立的输出信号对应于由沿着微球体的流动路径在不同的位置照射微球体产生的光，以及其中所述的分立输出信号由一个以上的探测器产生；以及
处理所述单个输出信号以确定所述光的幅度。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括通过沿着微球体的流动路径排列的LED的阵列的照射，其中所述阵列被配置成在微球体沿着流动路径移动时照射微球体。
43.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括用近似相同的波长或多个波长的光在不同位置的照射。
44.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括以近似相同的照射角度在不同位置的照射。
45.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括使用近似相同的波长的光以不同的角度在不同的位置的照射。
46.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括使用不同波长的光以不同的照射角度在不同的位置的照射。
47.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述照射包括一系列离散的光脉冲。
48.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述单个输出信号具有比每一所述分立的输出信号的脉冲长度更长的脉冲长度。
49.如权利要求41所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体发射的荧光。
50.如权利要求41所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体散射的光。
51.如权利要求41所述的方法，其特征在于，由所述照射产生的光包括由微球体发射的荧光和由微球体散射的光。
CN2004800224685A 2003-08-05 2004-08-03 基于发光二极管的测量系统 Active CN1846126B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49268603P 2003-08-05 2003-08-05
US60/492,686 2003-08-05
US10/896,181 US7692773B2 (en) 2003-08-05 2004-07-21 Light emitting diode based measurement systems
US10/896,181 2004-07-21
PCT/US2004/024987 WO2005017498A1 (en) 2003-08-05 2004-08-03 Light emitting diode based measurement systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1846126A CN1846126A (zh) 2006-10-11
CN1846126B true CN1846126B (zh) 2011-05-11

Family

ID=34118978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004800224685A Active CN1846126B (zh) 2003-08-05 2004-08-03 基于发光二极管的测量系统

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7692773B2 (zh)
EP (1) EP1660864B1 (zh)
JP (1) JP4468953B2 (zh)
KR (1) KR20060132545A (zh)
CN (1) CN1846126B (zh)
CA (1) CA2534859A1 (zh)
HK (1) HK1097594A1 (zh)
WO (1) WO2005017498A1 (zh)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050100191A1 (en) * 2003-11-11 2005-05-12 Harbach Andrew P. Imaging system and method for monitoring an eye
US7477363B2 (en) * 2004-04-08 2009-01-13 Nihon Kohden Corporation Flow cytometer
US8428054B2 (en) * 2005-11-14 2013-04-23 Lantronix, Inc. Daisy chaining device servers via ethernet
US7547904B2 (en) * 2005-12-22 2009-06-16 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photon energies emanating from channels or moving objects
US7358476B2 (en) * 2005-12-22 2008-04-15 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photons from objects in channels
US7738084B1 (en) * 2006-09-29 2010-06-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Fiber optic liquid mass flow sensor and method
WO2008043383A1 (de) * 2006-10-12 2008-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur bildaufnahme von partikeln für die automatische erkennung
US7799575B2 (en) * 2006-11-07 2010-09-21 Genetix Limited Flow cytometers
US20080206804A1 (en) * 2007-01-19 2008-08-28 The General Hospital Corporation Arrangements and methods for multidimensional multiplexed luminescence imaging and diagnosis
US8821799B2 (en) 2007-01-26 2014-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system implementing spatially modulated excitation or emission for particle characterization with enhanced sensitivity
US9164037B2 (en) 2007-01-26 2015-10-20 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system for evaluation of signals received from spatially modulated excitation and emission to accurately determine particle positions and distances
US7817276B2 (en) * 2007-02-05 2010-10-19 Palo Alto Research Center Incorporated Distinguishing objects
CA2699319A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-26 Luminex Corporation Systems, storage mediums, and methods for identifying particles in flow
US8154724B2 (en) 2007-12-04 2012-04-10 Particle Measuring Systems, Inc. Two-dimensional optical imaging methods and systems for particle detection
US8629981B2 (en) 2008-02-01 2014-01-14 Palo Alto Research Center Incorporated Analyzers with time variation based on color-coded spatial modulation
US20090225319A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 California Institute Of Technology Methods of using optofluidic microscope devices
JP4600573B2 (ja) * 2008-05-29 2010-12-15 ソニー株式会社 光学的測定装置、並びに光検出器の波長校正方法及び光学的測定方法
WO2010068670A1 (en) 2008-12-09 2010-06-17 Advanced Analytical Technologies, Inc. Capillary electrophoresis fluorescent detection system
JP5321260B2 (ja) * 2009-06-11 2013-10-23 ソニー株式会社 光学的測定装置、並びにフローサイトメーター及び光学的測定方法
US8610085B2 (en) * 2009-08-20 2013-12-17 Bio-Rad Laboratories, Inc. High-speed cellular cross sectional imaging
JP5534214B2 (ja) * 2009-10-05 2014-06-25 ベイバイオサイエンス株式会社 フローサイトメータおよびフローサイトメトリ方法
WO2011119678A2 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 California Institute Of Technology Super resolution optofluidic microscopes for 2d and 3d imaging
WO2012021587A2 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Rait Securities, Llc System and method for electronic trading of financial instruments
US8570500B2 (en) 2010-08-20 2013-10-29 Stratedigm, Inc. Detector arrangement for a flow cytometry system
US9029800B2 (en) 2011-08-09 2015-05-12 Palo Alto Research Center Incorporated Compact analyzer with spatial modulation and multiple intensity modulated excitation sources
US8723140B2 (en) 2011-08-09 2014-05-13 Palo Alto Research Center Incorporated Particle analyzer with spatial modulation and long lifetime bioprobes
JP5932626B2 (ja) * 2012-03-16 2016-06-08 本田技研工業株式会社 ３次元空間の粒子画像流速測定装置
US9194786B2 (en) * 2012-08-01 2015-11-24 Owl biomedical, Inc. Particle manipulation system with cytometric capability
CN105021578B (zh) * 2014-04-15 2019-04-19 杭州微瑞科技有限公司 流体荧光定量检测装置及方法
EP3029646B1 (de) * 2014-12-01 2019-01-30 Siemens Schweiz AG Streulichtrauchmelder mit einer zweifarbigen Leuchtdiode
WO2016118333A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-28 Stratedigm, Inc. Systems and methods for detecting a particle
US10422782B2 (en) * 2015-08-03 2019-09-24 Field Water Testing, Llc Apparatus, system, and method for water contaminant testing
CN105158146B (zh) * 2015-08-20 2018-05-15 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种流式细胞仪与dpcr仪用可寻址led照射阵列
DE102015216841A1 (de) 2015-09-03 2017-03-09 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung und Verfahren zur optischen Stimulation einer optisch aktivierbaren biologischen Probe
CN113702269B (zh) * 2016-01-21 2024-04-09 东京毅力科创株式会社 药液供给装置和涂敷显影系统
WO2018054852A1 (en) * 2016-09-22 2018-03-29 Imec Vzw Particle detection using thin lenses
CN107991221A (zh) * 2017-12-01 2018-05-04 天津大学 光纤式微颗粒检测与计数方法及系统
DE102020200193A1 (de) 2020-01-09 2021-07-15 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Anordnung zur optischen Vorkonditionierung einer optisch aktivierbaren biologischen Probe
DE102020104638A1 (de) * 2020-02-21 2021-08-26 Technische Universität Braunschweig Partikeldetektionseinrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Partikeldetektionseinrichtung und Computerprogramm
DE102020122192A1 (de) * 2020-08-25 2022-03-03 Technische Universität Braunschweig Partikeldetektionseinrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Partikeldetektionseinrichtung und Computerprogramm
US11835441B2 (en) * 2020-11-20 2023-12-05 Industrial Technology Research Institute Sample classification device, sample classification system, and sample classification method

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687327A (en) 1985-02-25 1987-08-18 The Dow Chemical Company Oil mist monitor
US5365084A (en) 1991-02-20 1994-11-15 Pressco Technology, Inc. Video inspection system employing multiple spectrum LED illumination
US5784154A (en) * 1992-01-13 1998-07-21 Anthony R. Torres Electrophoresis separation in a capillary passage
US5701172A (en) * 1995-06-07 1997-12-23 Gas Research Institute Optical flowmeter
US5981180A (en) 1995-10-11 1999-11-09 Luminex Corporation Multiplexed analysis of clinical specimens apparatus and methods
WO1997014028A2 (en) 1995-10-11 1997-04-17 Luminex Corporation Multiplexed analysis of clinical specimens apparatus and method
US5736330A (en) 1995-10-11 1998-04-07 Luminex Corporation Method and compositions for flow cytometric determination of DNA sequences
US6449562B1 (en) 1996-10-10 2002-09-10 Luminex Corporation Multiplexed analysis of clinical specimens apparatus and method
US6139800A (en) 1997-06-23 2000-10-31 Luminex Corporation Interlaced lasers for multiple fluorescence measurement
US5867257A (en) * 1997-07-29 1999-02-02 Mcdonnell Douglas Corporation Battlefield personnel threat detection system and operating method therefor
HUP0003986A3 (en) 1997-10-14 2001-04-28 Luminex Corp Austin Precision fluorescently dyed particles and methods of making and using same
ATE239801T1 (de) 1998-01-22 2003-05-15 Luminex Corp Mikropartikel mit multiplen fluoreszenz-signalen
WO1999042809A1 (en) 1998-02-20 1999-08-26 Sanguinex Cell analysis methods and apparatus
JP3946444B2 (ja) 1998-05-14 2007-07-18 ルミネックス コーポレイション フローサイトメータのデッドタイムをゼロにする構成および方法
CA2331896C (en) 1998-05-14 2009-09-15 Luminex Corporation Diode laser based measurement apparatus
US6249341B1 (en) 1999-01-25 2001-06-19 Amnis Corporation Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells
EP1208382B1 (en) 1999-08-17 2006-04-26 Luminex Corporation Encapsulation of fluorescent particles
US6778263B2 (en) * 2000-08-25 2004-08-17 Amnis Corporation Methods of calibrating an imaging system using calibration beads
US6591003B2 (en) 2001-03-28 2003-07-08 Visiongate, Inc. Optical tomography of small moving objects using time delay and integration imaging
US6992771B2 (en) 2001-11-28 2006-01-31 Battelle Memorial Institute Systems and techniques for detecting the presence of foreign material
US6847899B2 (en) * 2002-04-26 2005-01-25 Dean Allgeyer, M.D., Inc. Device and method for qualitative and quantitative determination of intravenous fluid components
WO2005047907A1 (en) * 2003-10-14 2005-05-26 Trex Enterprises Corporation Optical flow monitor
US7126695B2 (en) * 2003-10-10 2006-10-24 The Boeing Company Heterodyne frequency modulated signal demodulator and method of operating the same
WO2009046548A2 (en) 2008-12-15 2009-04-16 Michael Herbert Williamson Method and assembly using emitting dioded (leds) for plant-growing

Also Published As

Publication number Publication date
CA2534859A1 (en) 2005-02-24
CN1846126A (zh) 2006-10-11
US7692773B2 (en) 2010-04-06
EP1660864B1 (en) 2015-10-07
US20050030519A1 (en) 2005-02-10
KR20060132545A (ko) 2006-12-21
HK1097594A1 (en) 2007-06-29
WO2005017498A1 (en) 2005-02-24
WO2005017498B1 (en) 2006-06-01
EP1660864A1 (en) 2006-05-31
JP4468953B2 (ja) 2010-05-26
JP2007501394A (ja) 2007-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1846126B (zh) 基于发光二极管的测量系统
US11002659B2 (en) Optical detector for a particle sorting system
CA1117310A (en) Parabolic cell analyzer
US4273443A (en) Method and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems
US20090059207A1 (en) Method and device for measuring photoluminescence, absorption and diffraction of microscopic objects in a fluid
CN101726461A (zh) 光学测量设备
JP2003530568A (ja) 試料の蛍光を検出するための方法および装置
US20060134775A1 (en) Systems, illumination subsystems, and methods for increasing fluorescence emitted by a fluorophore
CN107003239A (zh) 自触发流式细胞计数仪
US20200033192A1 (en) Method and Apparatus of Filtering Light Using a Spectrometer Enhanced with Additional Spectral Filters with Optical Analysis of Fluorescence and Scattered Light from Particles Suspended in a Liquid Medium Using Confocal and Non Confocal Illumination and Imaging
US20200408665A1 (en) Optical flow cytometer for epi fluorescence measurement
US20210239590A1 (en) Apparatus and Method for Cyclic Flow Cytometry Using Particularized Cell Identification
GB2041516A (en) Methods and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems
US8716026B2 (en) Methods and systems for determining composition and completion of an experiment
WO2023276298A1 (ja) 生体試料分析システム、情報処理装置、情報処理方法及び生体試料分析方法
CN112683758A (zh) 一种颗粒分析方法、装置及颗粒分选设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1097594

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1097594

Country of ref document: HK