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光纤耦合激光器如何提高流式细胞仪的性能

导读: 目前市场上的流式细胞仪主要采用的是空间光学系统和光纤耦合系统两种光学系统设计方式。

  在基因学研究这一领域,像DNA和血液分析过程,主要用到的分析技术是流式细胞分析技术。用于该技术研究的设备主要为流式细胞仪,流式细胞仪主核心设计为光学系统设计。目前市场上的流式细胞仪主要采用的是空间光学系统和光纤耦合系统两种光学系统设计方式。

  空间光光学系统的流式细胞仪:

  传统的流式细胞仪使用的是一些透镜、滤波片和显微镜等元件组成的空间光系统传输激光打到流式细胞上。这样就要求很长的光路设计,受到激光本身的抖动的影响很大,一个开放式的光路很容易受到温度的影响,从而会造成打到样品上的光会有偏动,指向稳定性不够好。这样整个设备很容易受物理撞击和环境温度和就刚本身产生的热量的影响。由于整个光路的复杂,做出的整套设备的体积也会较大。

  光纤耦合系统流式细胞仪:

  为了能够实现对微生物的筛选、基因表达等更高的要求,使用单模光纤耦合系统把激光传输到样品上的方式,具有更好的激光稳定性、图像分辨率,并且减小了设备的体积和增强了设备的牢固性。使用光纤耦合的方式,使得激光具有非常好的指向稳定性,目前市场上做的最好的可以达到1μrad/°C。使用光纤的话,可以使激光源产生的热量远离流式细胞,使设备的布局更灵活。由于光路是固定的,且跟激光器是独立的,在维修的时候,就不必花很长时间去调整光路。

  相比于使用空间光光学系统,光纤耦合系统具有如下优点:

  1. 光束指向稳定性好;

  2. 图像分辨率高;

  3. 受环境温度和物理撞击的影响小;

  4. 生产出的设备体积小,灵活性大;

  5. 维修方便;

  6. 由于其具有非常好的光束指向稳定性和高分辨率的图像,从而可以用于筛选更微小的生物,进行更深入的研究。

  在流式细胞计数中,目前主要存在两大挑战:

  1. 把聚焦的光束打到一个流动的,且小于100um宽的样品上。为了从流动的目标上得到有意义的数据,这样就必须保证探测器和光源具有非常好的稳定性,它们两个中任何一个有移动的话,都会产生图像抖动和降低分辨率。

  2. 定位由多束光打在流式细胞上的平行光点,并且分离这些点而防止在探测器通道产生的串扰。

 

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