用于表征和量化微粒样本的图像细胞仪的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及表征和量化微粒样本的图像细胞仪。根据本发明，提供了用于捕获和分析样本在动量域中的图像细胞仪。该细胞仪设置有：光源，用于使用光束来照射样本；光学变换系统，其沿光束传播方向布置在样本之后以用于生成在空间平面中的傅里叶变换；光传感器阵列；以及空间选择滤波器，其相对于光学系统布置成使得将傅里叶变换成像在光传感器阵列上。
【专利说明】
用于表征和量化微粒样本的图像细胞仪
技术领域
[0001] 本发明设及光学装置，更具体地设及图像细胞仪。
【背景技术】
[0002] 当将光学技术应用于检测生物样本和致病样本中的微量微粒时，光学技术可W是 非常有用的。更具体地，在大实验室和诊所中，光学显微技术也广泛地用于与巧光标记法结 合W用于对微粒(细胞、微生物等)进行高分辨率成像。由于市售的巧光显微镜具有繁重复 杂的组件并且由高成本的光学元件形成，所W市售的巧光显微镜是体积庞大且昂贵的。在 过去的几年中，已经致力于寻找下述更紧凑且价格低廉的成像解决方案来满足市场需求： 使用基于电荷禪合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器阵列的低成本成像技 术。
[0003] 流式细胞测量术是众所周知的基于激光的巧光技术，近年来，该技术得到了显著 的发展和创新。运个分析实验室技术可W快速地且非常容易地测量与单细胞和微粒有关的 不同的参数。使用电荷禪合装置（CCD)的进展在下述方面具有大的潜力：通过使用较便 宜一-便宜高达两个数量级一一的发光二极管来替换昂贵的激光光源并且使用较简单且 更经济的接近度检测方案来替换精密的显微技术来降低价格。运些装置已知为图像细胞仪 (I-CYT)并且可W通过在计算机屏幕上进行直接细胞成像而容易地被操作。与流式细胞测 量术不同，I-CYT不是通过使用激光器逐个地照射细胞来工作，而是通过对单个图片中的数 W千计的细胞进行成像和分析来工作。出于运些原因，I-CYT逐渐进入市场，运是因为I-CYT 与传统的流式细胞测量术提供相似的特征和有益效果，但是却具有较低的成本。专利US 8， 866,063和US 7,872,796公开了一种使用图像传感器的显微镜系统(运也同样适用于图像 细胞仪），该显微镜系统检测作为样本在空间域(已知为真实空间或坐标空间）中的复制品 的图像。然而，检测空间域中的图像意味着在空间分辨率、视场(F0V)和景深(D0F)之间进行 权衡。光学显微镜系统的分辨率受(光源的波长λ的阶数的)衍射极限的限制。在US 7,872， 796中，使用小透镜阵列来增大装置的D0F。然而，F0V仍然受系统中的显微镜物镜的限制；因 此，使用US 7，872，796中所公开的装置可W潜在地实现λ/2分辨率，但是F0V减小。专利US 8,866,063描述了下述装置，该装置通过使用被配置成沿至少两个方向扫描样本的照明光 源W及捕获多个扫描位置处的图像而具有提高的F0V。然而，D0F受限制并且所提出的增大 F0V的解决方案意味着要进行冗长的计算W根据所捕获的多个图像来重建样本;其还需要 繁重的机械调节来提供光源扫描。
【发明内容】
[0004] 本发明在包含空间频率信息的平面中捕获和分析样本在空间频率域(也已知为动 量域或傅里叶域)的图像。然后，可W通过傅里叶分析来重建真实(空间）图像。在下文中，将 使用术语"频率"来替代"空间频率"。
[0005] 为此，本发明设置有:光源，用于使用光束来照射样本;光学变换系统，其沿光束传 播方向被布置在样本之后w用于生成在空间平面中的傅里叶变换;光传感器阵列；w及空 间选择滤波器，其相对于光学变换系统被布置使得将傅里叶变换成像在光传感器阵列上。
[0006] 假定通过频率域而非空间域中的数据来取回样本信息，则本发明能够：由于大F0V 与D0F结合因此能够在单次捕获中对大体积(从1毫升至10毫升)进行分析；自动地且准确地 估计微粒的浓度；W及鉴于尺寸和复杂性(吸收性)来区分种群。另外，使用所公开的系统， 在选择合适的光传感器阵列的情况下，针对大视场而言，空间分辨率可W达到亚微米分辨 率，而运不需要任何机械调节或复杂的计算。
【附图说明】
[0007] 附有一组附图来完成描述并且提供对本发明的更好的理解。所述附图示出了本发 明的优选实施方式，本发明的优选实施方式不应当理解为限制本发明的范围，而是仅作为 可W如何实施本发明的示例。
[000引图1示出了本发明的一般实现。
[0009] 图2示出了使用光学透镜作为0TS的一个实施方式。
[0010] 图3示出了在本发明中用作空间选择滤波器的微型透镜阵列。
[0011] 图4示出了作为空间选择滤波器的吸收性聚合物掩模。
[0012] 图5示出了使用巧光滤波器的一个实施方式。
[0013] 图6示出了根据本发明的使用反射滤波器的巧光细胞仪的另一实施方式。
[0014] 图7示出了 W某一角度布置光源W避免使用滤波器的一个实施方式。
[0015] 图8示出了使用双频带巧光带通滤波器的一个实施方式。
[0016] 图9示意性示出了数据如何被处理。
[0017] 图10示出了本发明中所使用的微型透镜阵列。
[0018] 图11示出了本发明中所使用的吸收性聚合物掩模。
[0019]图12示出了根据图3的证明是扩大的装置F0V的实施方式的原始捕获。
[0020] 图13示出了不管样本至0TS的距离如何而均从样本取回相同的数据，从而提供大 的装置D0F能力毫米）。
[0021] 图14示出了通过处理使用图3的实施方式捕获的两种不同的微生物的样本体积而 获取的图。
[0022] 图15示出了通过处理具有使用图3的实施方式捕获的混合种群的微生物的水样本 而获取的图。
[0023] 图16示出了通过处理图14的使用与FITC结合的抗E.coli抗体标记并且使用图5的 实施方式捕获的水样本而获取的图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明如下那样进行。由光源照射样本。针对给定的样本体积而言，所述体积与光 源的相互作用导致发射宽频带的频率。发射处理是不相干的，因此，强度相加并且不引起干 设效应。样本被布置在光学变换系统(0TS)之前并且接近光学变换系统。因为0TS使得能够 取回通过样本体积与光束之间的相互作用而生成的光束的傅里叶变换，所WOTS是关键部 件。可能的0TS的示例为透镜、曲率半径等于透镜的焦距的二倍的曲面镜或者针孔。
[0025] 最后，在OTS之后适于实现与样本相互作用的光束的傅里叶变换的距离处布置空 间选择滤波器。通过使用空间选择滤波器的子结构进行采样入射光束沿XY平面被分割成多 个区域，从而创建一组子图像。换言之，频率信息选择性地包括在子图像中。空间采样包括 由空间选择滤波器产生并且由对应的光传感器检测的子图像。传感器阵列被定位在空间选 择滤波器之后并且接近于空间选择滤波器。所得到的图像是所有的子图像的组合，每个子 图像包括在与样本体积相互作用之后的光束的傅里叶变换的一部分。对所得到的运些子图 像的强度分布的测量意味着了解样本能量频谱的知识。
[0026] 0TS的优选实施方式是汇聚透镜。如将要阐述的那样，运样的透镜实质上进行二维 傅里叶变换。假定下述一般几何结构：由振幅A的正常入射的平面波照射被定位在透镜之前 的样本。由tA来表示样本的振幅透射率。在运种情况下，离开样本并且入射在透镜上的光束 可W描述为：
[0027] UL(x,y)=A · tA(x，y)
[0028] 由于镜片而造成的透镜对入射光束的作用可W由下式描述：
[0029] ti(x,y) = e邱[-j ·化/2 · f) · (χ2+γ2)]
[0030] 因此，透镜之后的振幅分布成为：
[0031] 化'（x,y)=UL(x,y) · exp[-j ·化/2 · f) · (χ2+γ2)]
[0032] 使用菲涅尔衍射公式，可W找到距透镜为距离ζ处的分布化(u，v)。化(u，v) = {exp
[j · (k/(2 · Z)) · (u2+v2)] · (l/(j · λ · Z)) · JTUiXx'y) · exp[-j ·化/2 · f) · (χ2+γ2)]
[0033] · exp[ j ·化/(2 · z)) · (χ2+γ2)] . exp[-j . (2η/(λ · z)) · (X · u+y · v)]dxdy
[0034] 因此，场分布化(u，v)与由具有平方律相位因子的透镜孔径对向的入射场的二维 傅里叶变换成比例，并且光在坐标(u，v)处的振幅和相位与输入光谱在频率(ιι/(λ?·)，ν/(λ f))处的振幅和相位有关。
[0035] 假定汇聚透镜具有焦距吁"。假定样本体积受来自光源的正常入射的光束均匀地 照射。在透镜之后，复杂的场分布与透镜孔径内的二维傅里叶变换成比例。然后，可W根据 所测量的频率(f' =υ/(λ . f))处的傅里叶分量的振幅和相位来重建已经经过样本体积的 光场在空间域中的振幅和相位。因此，可W根据在0TS之后所测量的功率(能量)分布取回样 本信息。假定W下更具体的几何结构：由正常入射的校准光来照射被定位在汇聚透镜前方 (接近于汇聚透镜）的距离"d"--其中，"d"远远小于?'一-处的输入样本体积。在汇聚透 镜之后距离吁"处对在样本体积之后的光束的傅里叶变换进行成像。
[0036] 针对针孔而言，从空间域至频率域的变换如W下那样进行：
[0037] 入射在孔径[A(x)]上的光的平面波将在图像平面上产生A(x)的傅里叶变换。特别 地，假定衍射孔径为圆形而非矩形，W及假定孔径的半径为W。因此，如果q是孔径的平面内 的半径坐标，则tA(q) = circ(q/w)。圆对称的问题建议将傅里叶变换重新写为傅里叶贝塞 尔(Four i er-Bes S e 1)变换。夫巧禾费(Rraunhof er)衍射图案中的振幅分布为：
[003引 U(;r)=A · e邱[j · k · Z] · e邱[j · k · r~2/(化）]· (1/(j · λ)) · [2 · Ji化.￥· r/z)/(k · w · r/z)]
[0039] 其中，Ji为第一阶的贝塞尔函数。
[0040] 当镜的曲率半径等于透镜的焦距(f)的二倍时，曲面镜等同于透镜。
[0041] 当已经借助于0TS对光信号进行变换时，借助于空间滤波器来选择图像。运样的滤 波器的示例为孔径、微型透镜阵列和吸收性聚合物掩模，即由能够对入射光束进行空间滤 波的若干孔径构造的二维阵列型结构。每个孔径选择保留与其振幅和相位二者有关的信息 的入射光束的部分。在对由光传感器阵列检测到的图像进行合适的数据处理之后，从而可 W取回在空间选择滤波器之后检测到的光信号中包括的样本信息。已知多个二维阵列型结 构符合空间选择滤波要求W实现所公开的发明。在多个二维阵列型结构中，构成传输井阵 列的微型透镜阵列和吸收性聚合物掩模被认为是本发明的优选解决方案。符合本说明书的 透镜阵列、聚合物掩模或任何其他结构的间距会限定由光传感器阵列捕获的子图像的周期 性。微型透镜、井或等同物的孔径会限定空间选择滤波器的空间滤波能力。
[0042] 在微型透镜阵列配置的情况下，通过每个微型透镜的角孔径(Nm)来限定滤波能 力：
[0043]
[0044] 在等式中，吁m"表示每个微型透镜的焦距W及"Dm"表示每个微型透镜的直径。
[0045] 微型透镜是小透镜，通常具有小于1毫米(mm)并且通常小至10微米(μπι)的直径。一 般的微型透镜可W是具有用于折射光的一个球形凸面和一个平面表面的单个元件。由于微 型透镜如此小，因此支承微型透镜的基板通常比透镜厚。更复杂的透镜可W使用非球面表 面，W及其他透镜可W使用若干层光学材料来获得所设计的性能。微型透镜阵列包含在支 承基板上形成一维阵列或二维阵列的多个微型透镜。如果各个透镜都具有圆形孔径并且不 允许交叠，则可W将他们W六边形阵列形式布置W获得对基板的最大覆盖。然而，在透镜之 间仍然会存在间隙，所述间隙仅可W通过制作具有非圆形孔径的微型透镜来减小。使用光 学传感器阵列，非常小的透镜系统用于将光聚焦并且集中到光电二极管表面上而不是使光 落到像素装置的非光敏区域上。填充因子是有效折射面积（即将光引导至检测表面的面积 与由微型透镜阵列占据的总的连续面积）的比率。微型透镜阵列作用为扫描显微镜物镜经 过体积样本的光学傅里叶变换的点的阵列。
[0046] 在吸收性聚合物掩模的情况下，可W将滤波效应描述为如下：
[0047]
[004引在等式中，"dm"表示掩模孔径元件的直径，表示掩模的高度W及角 巧（Κφη,")表示与入射光束的空间频率固有地联系的、相对于法线的接收角。
[0049] 吸收性聚合物掩模为具有W下间距的井阵列，该间距与微型透镜阵列的间距相 等，但是井阵列的孔径小于透镜的直径（1%至30%)，从而提供鲁棒的结构。掩模的高度限 定滤波能力。所述高度应当在避免混叠和欠采样两者的范围内；所述高度应当优选地导致 掩模的高度与井孔径之间的高宽比(AR=Lm/cU)为从1至10,其等于从6度至45度的接收角。6 度W下的接收角会导致对光学信号欠采样并且因此没有足够的信息进行样本恢复，而高于 45度的接收角会导致严重不利的混叠。掩模越厚（高度增大），结构选择性越高。然而，在高 选择性与会导致信息的缺失的对信号的欠采样之间存在折衷。
[0050] 最后，借助于光传感器阵列来检测所得到的图像。运样的阵列的示例是CCD、常规 的移动电话或任何其他便携式装置中的相机等。
[0051]数据取回是基于傅里叶光学原理的;通过W下等式来给出所检测的图案强度：
[0化2]
[0053] 在二维几何结构的情况下，运表示空间频率分布。图像的中屯、是零空间频率W及 其他强度点(ηλΖι?·〇)中的每个强度点表示所捕获的信号的谐波。
[0054] 子图像中的每个子图像包含关于样本体积的统计参数如微粒尺寸和复杂性，W进 一步允许对微粒进行计数。复杂性和尺寸信息可W被配对成分散图W将结果呈现给用户。 所述分散图将允许区分单个样本体积内的多种微粒。复杂性参数指对样本的吸收率的度 量，即由样本吸收了多少入射光束。
[0055] W下参照附图示出了不同的实施方式。
[0056] 图1示出了本发明的一般示意图，包括：波长频带受限光源(Α1)、光学变换系统 (0TSKB1)、空间选择滤波器(B2)W及光传感器阵列(Α2)。该附图还指示样本(C1)在装置内 的位置。样本要被布置在光源与0TS之间。
[0057] 在图2中，光学透镜用作OTS(Bll)。空间选择滤波器(B2)被布置在透镜的角频率平 面处，并且样本体积(C1)被布置在0TS透镜附近。
[0058] 图3示出了将使用用作空间选择滤波器和光学透镜的微型透镜阵列来将光源聚焦 到样本上W改善照明的实施方式。聚焦光学透镜(例如，焦距为50mm)(B3)将波长频带受限 L邸光源(A1)聚焦到样本体积的区域上，所得到的光束通过OTS(Bl)收集。离开0TS的光束入 射到微型透镜阵列(B21)上，该微型透镜阵列(B21)使通过OTS(Bl)生成的空间傅里叶变换 分量分解。所述阵列可W具有lOmmX 10mm阵列的面积，其中，针对总共1111个微型透镜的间 距为300ymW及厚度为1.2mm。光传感器阵列(A2)可W是商业上可购得的W下CMOS图像传感 器:使用拜耳滤波器技术，尺寸为5.70mm X 4.28mm，W及间距为2.2皿。
[0059] 图4示出了本发明的使用吸收性聚合物掩模替代微型透镜阵列W防止或至少降低 在检测到的信号中的混叠效应的另一实施方式。装置中的其他部件与图2的实施方式中的 部件相同。吸收性聚合物掩模可W是测量由直径为250ymW及间距为300μπι的二维孔径阵列 构成的10 mm X 10 mm X 6 mm (ΧΥ Ζ)的结构。所得到的总体结构是由1111个不同孔径构成的， 1111个不同的孔径中的每个孔径对光传感器阵列上的入射光束独立地进行采样。
[0060] 图5示出了使用巧光滤波器的一个实施方式。适当的巧光滤波器衰减(吸收)累浦 光并且允许巧光信号透过。运对系统引入了另外的特殊性程度，尤其当尺寸和/或复杂性不 足W对微粒进行区分时。已经证实图1中所描述的系统对尺寸小至3um差异的微粒进行区 分。然而，要分析的许多生物样本可能具有相等尺寸的若干微生物。在运种情形下，标记并 且添加图5的巧光滤波器使得能够区分目标微生物。聚焦光学透镜(B3K例如，焦距为50mm) 将波长频带受限LED光源(A1)聚焦到样本体积(C2)的区域上。运个样本体积生成通过0TS (B1)收集的巧光光束(C3)。剩余的累浦信号被巧光滤波器(B4)衰减(过滤），从而仅剩下通 过空间选择滤波器(B2)并且被光传感器阵列(A2)检测的巧光发射。
[0061] 图6示出了使用反射滤波器(B5)来抑制在样本体积之后剩余的累浦光束的另一实 施方式。在巧光检测的情况下对累浦的去除尤其重要。如果累浦被去除多于巧光信号，则可 W不需要巧光过滤器。巧光发射是全方位的，因此，即使一些巧光信号会被反射滤波器反 射，足够的巧光强度也会到达光传感器阵列(A2)W根据捕获来取回样本信息。
[0062] 在图7的实施方式中，入射累浦光束W-定角度进入样本体积。从而可W避免使用 滤波器。
[0063] 图8示出了多巧光（双巧光U-CYT配置。光源(A1)表示一个或两个波长频带受限 L邸光源。使用了双频带巧光带通滤波器(B6)代替图5中的巧光滤波器。更具体地，该系统可 W适用于使用中屯、在激励峰内的单个Lm)光源W及524皿/676皿双频带巧光带通滤波器来 分析用FITC(激励波长和发射波长分别为495nm和51化m)和化rCP(激励波长和发射波长分 别为470nm和670nm)巧光标记的样本体积。通过使用彩色图像传感器并且针对每个发射波 长从对应的颜色通道取回数据来在传感器处使信息单体化。因为现在可W通过复杂性、尺 寸和巧光发射来对微粒进行分类，所W运对系统引入另一特殊性。
[0064] 针对巧光信号所述的可W适用于自发体巧光几何体。运意味着在运种情况下累浦 从微粒直接诱导巧光W进行检测而不需要巧光标记。运是因为来自标记的巧光附着于微粒 而来自微粒自身的自发体巧光来自同一样本体积区，因此可W W相同的方式处理信号并且 因此可W应用本发明。
[0065] 本发明的可操作性允许使用标准光学腔、比色皿和流控装置(没有移动部件的装 置)来分配体积样本。光学腔或比色皿是下述小管:横截面为圆形或方形，在一端密封，由塑 料、玻璃或烙融石英（用于UV光）制成并且被设计成容置用于实验的样本。在速度比高精度 更重要的快速分析时通常使用一次性塑料比色皿。
[0066] 此外，原始样本可W在使用标准浓缩过滤器被浓缩的同时被过滤和提纯。微粒浓 缩器是一次性的，仅单独使用具有用于浓缩和/或提纯生物样本的聚合物膜的超过滤装置。 本发明对微粒的数量的光信号响应是线性的，因此当使用浓缩装置来更好的测量真实的微 粒浓度时，本发明需要单值校正因子。
[0067] 图9示出了光学数据处理。如果样本体积(C1)被布置在OTS(Bl)附近，则在距(B1) 的距离(B8)处傅立叶光学原理成立，该位置已知为空间频率平面或傅立叶平面，所接收的 信号(C4)将与对通过OTS(Bl)收集的输入光束的傅立叶变换等同。通过在所述点(B8)处布 置空间选择滤波器(B2)，将生成空间傅立叶变换的若干子图像，若干子图像中的每个子图 像与滤波器的一个子结构对应。在传感器(A2)处捕获由上述子图像组成的完整图像。
[0068] 图10中示出本发明的一个实施方式中使用的微型透镜阵列（B21)的示意图。 (B211)指阵列沿一个方向的全尺寸，（B212)指沿正交方向的尺寸，（B213)指示阵列的厚度 W及(B214)是透镜之间的间距。对于图2的优选实施方式而言，微型透镜阵列沿(B211)的长 度为10mm，沿（212)的长度为10mm，厚度(B213)为1.2mmW及间距(B214)为300皿，运形成具 有总共1111个微型透镜的阵列。
[0069] 图11中示出在本发明的一个实施方式中所使用的吸收性聚合物掩模(B22)的示意 图。（B221)指沿方向X和方向Y的全尺寸，（B222)指沿正交的Z方向的尺寸，（B223)指示掩模 的孔径之间的间距W及(B224)是所述孔径的直径。对于图3的优选实施方式而言，吸收性聚 合物掩模沿(B221)的长度为10mm，沿(B222)的长度为6mm，间距(B223)为300ymW及孔径尺 寸(B224)为250μπι，运形成具有总共1111个孔径的结构。
[0070] 图12示出了根据图3的证明是扩大的装置F0V的实施方式的原始捕获。在用于成像 应用的现有技术包括光场显微技术的情况下，F0V取决于装置中使用的显微镜物镜。例如， 对于16倍物镜透镜而言，FOV是1.3mm2。在本发明中，样本被布置在捕获傅立叶变换的透镜 之后并且非常靠近捕获傅立叶变换的透镜。因此，系统中的放大因子是近似为1。因此，样本 捕获的面积等于成像在传感器上的面积即5.70mm X 4.28mm = 24.39mm2，从而获得大的F0V = 24.39mm2。相比而言，在现有技术中，捕获真实空间中的图像意味着样本必须远离透镜布 置，并且因此大于1的放大因子减小了有效视场。
[0071] 在图13中，5μπι微粒的样本在距0TS的若干距离处被捕获并且被处理W取回样本尺 寸和复杂性信息。所示出的结果图指示不管样本距0TS的距离如何均从样本取回相同的数 据，从而证明大的装置D0F能力对微粒的检测在取回的尺寸和复杂性信息方面是 重复的。
[0072] 图14示出了通过处理使用图3的实施方式捕获的两个样本体积而获取的分散图， 其中，OTS(Bl)是如图2中所示的光学透镜(B11)。捕获和处理了两者都在憐酸盐缓冲盐水 (PBS)中稀释的浓度为104CFU/ml的大肠杆菌的样本化.coli)W及具有相似浓度的酿酒酵 母(S.cerevisiae)的样本。已知E.coli的微生物具有2皿的平均尺寸，而S.cerevisiae具有 5皿的平均尺寸。该图显示了在所分析的体积样本内的微粒的复杂性(水平轴)和尺寸(垂直 轴）。从图中明显的是不同的微生物可W按照从捕获的信号中取回的其尺寸和复杂性参数 而被检测、表征和区分。
[0073] 图15示出了通过处理使用图3的实施方式所捕获的被污染的水样本而获取的分散 图。样本初始具有未知的各种微生物。为了确保E.coli的存在，将被稀释在具有与异硫氯酸 巧光素(FITC)巧光标记物结合的抗E.coli抗体的PBS中的1ml的104C即/ml浓度的E.coli添 加至2ml的被污染的水样本中。运个过程确保巧光标记所添加的10化即/ml浓度的E.coli。 结果图示出了与样本的完整微生物负载对应的信息。
[0074] 图16示出了与相同样本对应的分散图，运次是使用图5的实施方式捕获的。在运种 情况下，仅取回了与发射FITC的E.coli微生物对应的数据。
[0075] 在本文中，术语"包括"及其派生词（如"包含"等）不应当理解为具有在排他的意 义，也就是说，运些术语不应当被理解为排除所描述的和所限定的内容可W包括另外的元 件/步骤等的可能性。
[0076] 另一方面，本发明显然不限于本文所描述的一个或更多个具体实施方案，而且本 发明还涵盖可W由任何本领域技术人员考虑到的本发明的如在权利要求中所限定的一般 范围内的(例如，关于材料、尺寸、部件、配置等的选择的)任何变型。
【主权项】
1. 一种用于表征和量化微粒样本的图像细胞仪，包括： 光源，用于生成输入光束，所述输入光束被引导朝向所述样本以使得在所述光束经过 所述样本之后生成真实空间中的光信号； 光学变换系统，其布置在所述样本之后以用于生成所述光信号在空间频率域中的傅里 叶变换； 空间选择滤波器，其布置在所述光学变换系统的多个焦点处，其中，所述焦点是来自所 述样本上的点的光线汇聚的点；以及 光传感器阵列，其布置在所述焦点处以用于检测所成像的傅里叶变换。2. 根据权利要求1所述的细胞仪，其中，所述光学变换系统是光学透镜、曲面镜或针孔。3. 根据权利要求1或2所述的细胞仪，其中，所述空间选择滤波器是微型透镜的阵列。4. 根据权利要求3所述的细胞仪，其中，所述微型透镜是直径小于1毫米优选地10微米 的小透镜，以在支承基板上形成二维阵列。5. 根据权利要求1或2所述的细胞仪，其中，所述空间选择滤波器是吸收性聚合物掩模。6. 根据权利要求5所述的细胞仪，其中，所述吸收性聚合物掩模具有深度小于1毫米优 选地10微米的间距的井，其中，所述井的孔径比间距小1%至30%。7. 根据权利要求5或6所述的细胞仪，其中，所述掩模的高度在1毫米与10毫米之间。8. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，其中，所述光传感器阵列包括:二维光电 二极管阵列，用于使得所述光信号数字化;以及处理装置，用于取回表示所述样本的信息。9. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，包括在所述样本之后的辅助光学透镜， 以将所述光信号聚焦至所述传感器阵列上。10. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，进一步包括布置在所述样本与所述光 学变换系统之间的荧光带通滤波器。11. 根据权利要求10所述的细胞仪，其中，所述荧光滤波器是多频带荧光带通滤波器。12. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，其中，所述光传感器阵列包括移动装置 如移动电话、智能电话、智能平板电脑或网络摄像机的图像传感器。13. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，其中，所述样本容器是光学透明腔、比 色皿或微流控装置。14. 根据前述权利要求中任一项所述的细胞仪，其中，所述样本体积使用微粒过滤器和 浓缩器装置来适配。
【文档编号】G01N15/14GK106066315SQ201610261912
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月25日 公开号201610261912.3, CN 106066315 A, CN 106066315A, CN 201610261912, CN-A-106066315, CN106066315 A, CN106066315A, CN201610261912, CN201610261912.3
【发明人】瓦莱里奥·普鲁内里, 马克·霍夫雷, 朱安·米格尔·佩雷斯罗萨斯
【申请人】光子科学研究所基金会, 加泰罗尼亚高等研究院