粒子分析仪、恒温反应系统及方法

摘要

本发明公开了一种恒温反应系统，包括：用于为反应物提供反应场所的反应池；用于输送荧光染料的染料管，所述染料管的一端与反应池连通；恒温控制装置，所述恒温控制装置、反应池和染料管经配置使所述恒温控制装置控制所述反应池和染料管的温度为设定温度。本发明对进入反应池前的荧光染料按照设定温度进行恒温控制，从而延长了染料的加热或降温时间，使染料的温度更趋近于设定的温度，降低了对环境温度对染料的影响，最终使测量结果的准确性和稳定性得以提高。

权利要求

1.一种恒温反应系统,其特征在于包括：

用于为反应物提供反应场所的反应池；

用于将荧光染料输送到反应池的染料管，所述染料管的一端与反应池连通；

恒温控制装置，所述恒温控制装置、反应池和染料管经配置使所述恒温控制装置控制所述反应池和染料管的温度为设定温度。

2.如权利要求1所述的恒温反应系统，其特征在于：所述恒温控制装置包括温度控制电路、温度传感器和变温器，所述温度传感器和变温器分别和温度控制电路相连，所述温度传感器用于感应所述反应池的温度，所述温度控制电路响应温度传感器的输出，控制变温器改变温度，所述变温器与所述反应池接触并与反应池之间进行热交换，所述染料管与反应池接触并使染料与反应池之间进行热交换。

3.如权利要求2所述的恒温反应系统，其特征在于：所述反应池包括主板和位于主板内部的至少一个孵育池，所述主板的外壁向内设有凹槽，所述染料管容纳于所述凹槽内，所述染料管的一端与孵育池连通。

4.如权利要求3所述的恒温反应系统，其特征在于：所述凹槽为曲线状，所述凹槽的一端延伸到所述主板的外壁的边缘，另一端延伸到所述染料管与孵育池的连通处。

5.如权利要求3或4所述的恒温反应系统，其特征在于：还包括用于将所述染料管固定在所述凹槽内的压环。

6.如权利要求2所述的恒温反应系统，其特征在于：所述反应池包括主板和位于主板内部的至少一个孵育池，在所述主板的板壁内开有通道，所述染料管容纳于所述通道内，所述染料管的一端与孵育池连通。

7.如权利要求1所述的恒温反应系统，其特征在于：所述恒温控制装置包括用于控制所述反应池温度的第一恒温控制装置和用于控制所述染料管温度的第二恒温控制装置。

8.如权利要求1所述的恒温反应系统，其特征在于：所述恒温控制装置包括温度控制电路、温度传感器和恒温箱，所述温度传感器和恒温箱分别和温度控制电路相连，所述温度控制电路响应温度传感器的输出，控制恒温箱改变温度，所述反应池和染料管位于恒温箱内。

9.一种恒温反应方法，其特征在于包括：对进入反应池之前的荧光染料进行恒温控制的步骤。

10.如权利要求9所述的恒温反应方法，其特征在于：对进入反应池之前的荧光染料进行恒温控制步骤包括：采用同一恒温控制装置控制进入反应池之前的荧光染料和反应池的温度为设定温度。

11.如权利要求9所述的恒温反应方法，其特征在于：对进入反应池之前的荧光染料进行恒温控制步骤包括：采用独立的恒温控制装置控制所述荧光染料的温度为设定温度。

12.如权利要求10所述的恒温反应方法，其特征在于：采用同一恒温控制装置控制进入反应池之前的荧光染料和反应池的温度为设定温度步骤包括：恒温控制装置控制所述反应池的温度为设定温度；

使用于将荧光染料输送到反应池的染料管与反应池之间进行热交换。

13.一种粒子分析仪，包括流动室，其特征在于还包括如权利要求1至8中任一项所述的恒温反应系统，所述恒温反应系统的输出口与流动室的入口连通，用于将被检测物输送到流动室。

说明书

粒子分析仪、恒温反应系统及方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及一种粒子分析仪，尤其涉及粒子分析仪的试剂的恒温反应系统及方法。【背景技术】

[0002] 目前常见的粒子分析仪(例如细胞分析仪)是基于流式细胞检测技术来对粒子进行分类统计的，以血液细胞分析仪为例，此血液细胞分析仪中，在血液进入流动室通过流式细胞技术检测前需和试剂进行恒温条件下的反应，其中有一种试剂为荧光染料，用于对血细胞进行染色，在检测中通过光学探测系统探测出荧光信号以便确定细胞核酸量。但这种荧光染料对于温度比较敏感，一般荧光物质的溶液随着温度的降低而荧光效率增强，荧光强度增加。当温度上升时荧光强度下降，主要原因是分子内部能量的转换作用随温度的升高而加快，同时激发分子和溶剂分子之间发生某些可逆的光化学反应。因此要使荧光信号稳定，在荧光染料和血细胞反应时必须进行恒温控制。现有技术中虽然有在反应池中对荧光染料和血细胞反应时进行恒温控制，但最终的测试结果在准确性方面仍有待改进。【发明内容】

[0003] 本发明要解决的主要技术问题是，提供一种粒子分析仪、恒温反应系统及方法，通过对进入反应池前的荧光染料采取改进措施，减少环境温度对测量结果的影响，提高测量结果的准确性和稳定性。

[0004] 根据本发明的一方面，提供一种恒温反应系统，包括：用于为反应物提供反应场所的反应池；用于将荧光染料输送到反应池的染料管，所述染料管的一端与反应池连通，将染料送进反应池内部；恒温控制装置，所述恒温控制装置、反应池和染料管经配置使所述恒温控制装置控制所述反应池和染料管的温度为设定温度。

[0005] 根据本发明的另一方面，提供一种恒温反应方法，包括对进入反应池之前的荧光染料进行恒温控制的步骤。

[0006] 根据本发明的再一方面，提供一种粒子分析仪，包括流动室及上述恒温反应系统，所述恒温反应系统的输出口与流动室的入口连通，用于将被检测物输送到流动室。

[0007] 本发明的有益效果是：本发明不但对反应池按照设定温度进行恒温控制，尽量使反应池内的反应物在设定温度下进行反应，还对进入反应池前的荧光染料按照设定温度进行恒温控制，从而延长了染料的加热或降温时间，使染料的温度更趋近于设定的温度，降低了环境温度对染料的影响，最终使测量结果的准确性和稳定性得以提高。【附图说明】

[0008] 图1为对进入反应池前的染料没有进行温控的散点图；

[0009] 图2为对进入反应池前的染料进行温控后的散点图；

[0010] 图3为本发明一种实施例中恒温反应系统的结构示意图；

[0011] 图4为一种实施例中恒温控制装置电路示意图；

[0012] 图5为一种实施例中恒温控制装置控制原理图；

[0013] 图6为本发明另一种实施例中的恒温反应系统的结构示意图之一；

[0014] 图7为本发明另一种实施例中的恒温反应系统的结构示意图之二；

[0015] 图8为本发明另一种实施例中染料管和染料压环的配合结构示意图。【具体实施方式】

[0016] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0017] 在一种实施例中，恒温反应系统包括反应池、染料管和恒温控制装置，反应池为反应物(例如试剂和血细胞)提供恒温反应场所，一般包括主板和孵育池，孵育池是位于主板内部，例如将独立的孵育池安装在主板的空腔内或者主板空腔直接作为孵育池，孵育池可以有一个或多个，孵育池可以为柱状、球状或椭球状。主板主要用于为反应物的反应提供恒温环境，孵育池为反应物提供反应场所；染料管用于输送荧光染料，其一端与反应池连通，用于将染料输送到反应池内，具体可通过穿过主板的管道使染料流入至少一个孵育池内与其它反应物(例如其它试剂或血液)进行混合、反应；恒温控制装置用于控制温度，通过将恒温控制装置、反应池和染料管进行配置，以使恒温控制装置控制反应池和染料管的温度为设定温度。

[0018] 本实施例中，不但对反应池按照设定温度进行恒温控制，尽量使反应池内的反应物在设定温度下进行反应，还对进入反应池前的荧光染料(即染料管中的染料)按照设定温度进行恒温控制，从而得到了以下效果：延长了染料的加热或降温时间，使染料的温度更趋近于设定的温度，从而降低了环境温度对染料的影响，最终使测量结果的准确性和稳定性得以提高。温控效果可以参看图1和图2，其中横坐标为侧散方向，纵坐标为荧光方向，侧散反映细胞的复杂程度，荧光反映细胞核酸量。图1为染料进入反应池前无温控措施所测得同一支血的散点图，左右两个图的环境温度不同，右图的环境温度高于左图的环境温度，因染料进入反应池前无温控措施，所以其温度会受到环境温度的影响，由图1知荧光方向随反应池前染料温度的上升而下降。图2为染料进入反应池前有温控措施所测得同一支血的散点图，左右两个图的环境温度不同，右图的环境温度高于左图的环境温度，因染料进入反应池前有温控措施，所以其温度受环境温度的影响减小，从而减小荧光方向因反应池前染料温度的变化而产生的变化量。

[0019] 对进入反应池前的染料进行恒温控制时，可以采用一个独立的恒温控制装置控制染料管的温度为设定温度，再采用另一独立的恒温控制装置控制反应池的温度为设定温度，即恒温控制装置包括第一恒温控制装置和第二恒温控制装置，第一恒温控制装置用于控制反应池的温度，第二恒温控制装置用于控制染料管的温度。

[0020] 对进入反应池前的染料进行恒温控制时，也可以采用同一套恒温控制装置控制进入反应池之前的荧光染料(即染料管)和反应池的温度为设定温度。

[0021] 下面以采用同一套恒温控制装置对染料管和反应池进行温控为例进行说明。

[0022] 请参考图3，在一种具体的实施例中，恒温控制装置控制反应池的温度为设定温度；并使用于输送荧光染料到反应池的染料管与反应池之间进行热交换。反应池包括主板1和位于主板1内的至少一个孵育池3，试剂通过穿过主板1的管道13进入孵育池并通过穿过主板1的管道14输出。对于血液细胞分析仪，反应池为试剂和血细胞的反应提供恒温反应环境，因此必须对反应池进行恒温控制。本实施例中，恒温控制装置包括温度控制电路、温度传感器和变温器，如图4所示，温度传感器8和变温器5、6分别和温度控制电路10相连，温度传感器8安装在主板1上，例如可贴附在主板1的外壁或插入主板1的内部，用于感应反应池的温度，温度控制电路10响应温度传感器8的输出，控制变温器5、6的电功率，使变温器5、6改变温度，温度开关9用于过温保护，当温度高于或低于某温度阈值时，控制变温器5、6通电或断电，从而使其达到设定温度。在图3所示的实施例中，变温器5、6与反应池的主板1接触并与主板1之间进行热交换，再使染料管与反应池接触并使染料管中的染料与反应池之间进行热交换，从而达到染料管与反应池共用同一套恒温控制装置。例如在主板1中开设通孔，染料管插入通孔内，然后再通过进入孵育池的管道进入孵育池，从而使染料和反应池之间进行热交换，实现对进入反应池之前的染料的恒温控制。为延长染料的温控时间，可使通孔为曲线状，增加染料流经的路程。

[0023] 如图5所示为第一恒温控制装置的温控原理，采用PID闭环控制方式，将目标温度与从温度传感器从被控对象11获得的实际温度值作为增量式PID控制器12的输入，经过控制器12解算获得相对于目前实际温度控制增量。将温度控制转化为加热时间控制，最终实现对被控对象11的温度闭环控制。

[0024] 使染料管与反应池接触并使染料与反应池之间进行热交换的另一种实施例如图6、7所示，主板1的外壁向内设有凹槽15，凹槽15的一端延伸到所述主板1外壁的边缘，另一端延伸到染料管4与孵育池的连通处，染料管4从主板1外壁的边缘的凹槽15进入，容纳于所述凹槽15内，另一端从凹槽15内穿出并与连通孵育池的管道连接，使位于凹槽15内的一段染料管4与主板1接触，与主板之间进行热量交换，从而使染料和反应池之间进行热交换，实现对进入反应池前的染料的恒温控制。为延长染料的温控时间，可使凹槽为曲线状，例如将凹槽制作成字母“U”或“R”状，以增加染料流经的路程。在进一步改进的实施例中，还包括用于将染料管4固定在凹槽内的压环2，如图6、7所示，染料管4经压环2固定到反应池主板1上，染料管4和孵育池3连通，压环2内的染料管处在反应池温度控制内。图
8为染料管4穿过压环2的图示。由于压环2除了固定染料管外，还起到了热传递的作用(例如，将反应池主板热量传递到染料管以加热染料)。因此可以采用具有较高导热系数的金属材料，例如铝、铝合金、铜或银。染料管与压环、凹槽之间涂抹导热材料，例如导热硅脂，增强它们之间的换热能力。

[0025] 被加热的染料体积V由染料管的截面积S和被固定在反应池主板上的染料管长度L决定的。关系式为V＝SL。

[0026] 在恒温反应系统中，体积为V的染料进入反应池主板上的染料管后，变温器通过反应池主板与染料之间进行热交换。

[0027] 对染料管和反应池的温度控制可以是通过加热染料管和反应池使其达到设定温度，也可以是通过对染料管和反应池降温使其达到设定温度。因此上述实施例中，变温器5、6可以是加热装置，也可以是制冷装置。加热装置可以贴附在主板表面的加热片、加热膜，或加热棒等。

[0028] 上述实施例中，反应池主板在温控结构中主要传递热量，因此可以采用具有较高导热系数的金属材料，例如铝、铜或银。染料管也采用具有较高导热系数的材料，以提高热交换率。试剂和血细胞在恒温的孵育池内反应，因此孵育池应具有较好的化学稳定性，可以选择金属、塑料、陶瓷等具有较高的化学稳定性材料，例如金属方面可以用钛、不锈钢等。

[0029] 上述实施例中，反应池还可以采用一体式结构，即在主板中设置一个或多个空腔作为孵育池，在主板壁上开设不同的通孔供反应物输入和输出，例如将染料管的一端和染料进料通孔连通，将染料输送进孵育池，如图3所示。

[0030] 在某些实施例中，为了进一步保持反应池的温度，在主板的外侧或加热片、加热膜外侧还包覆有隔热层7，如图3、7所示，隔热层7用于阻碍反应池和外界的热交换。例如将隔热层7粘接在反应池主板1的四周，包裹着加热膜，降低了加热膜向外界环境的散热量，提高了加热效率，同时也降低了主板1向外界环境的散热量。

[0031] 采用同一套恒温控制装置对染料管和反应池进行温控的另外的实施例可以是：恒温控制装置包括温度控制电路、温度传感器和恒温箱，温度传感器和恒温箱分别和温度控制电路相连，温度控制电路响应温度传感器的输出，控制恒温箱改变温度，并且将反应池和染料管放置于恒温箱内，恒温箱可以是气箱，以温度比较均匀的空气浴来控制反应池和染料管的温度；也可以是水箱，通过水浴实现对反应池和染料管的恒温控制。

[0032] 本发明在染料从染料容器流出后到进入孵育池之前对染料进行恒温控制，使染料的温度尽量接近设定温度，减少环境温度对染料的影响。

[0033] 可将上述任一种实施例应用于各种粒子分析仪中，包括细胞分析仪等。粒子分析仪包括流动室和恒温反应系统，恒温反应系统的输出口与流动室的入口连通，用于将被检测物输送到流动室进行检测。检测结果输出到处理器进行分析统计。

[0034] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。