高集成、高测速、高精度,流式细胞分析仪如何做到性能MAX?

生命科学与医疗仪器仪表包括各种不同的系统,比如体外化学分析仪、流式细胞分析仪、输液泵、透析设备、呼吸器、导管等设备。其中流式细胞分析仪技术用于检测并测量细胞或粒子群的物理和化学特性。含有细胞或粒子的样本悬浮在液体中并注入流式细胞仪。在理想情况下,样本总每次有一个细胞一次流动通过激光束,散射光含有细胞及其组成部分的独有特性。细胞通常标有荧光标记,这样可先吸收光,然后以一段波长发射出去。数以万计的细胞可以被快速检测出,然后由计算机处理收集到的数据。

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流式细胞分析仪是一种基于光或阻抗的技术,用于细胞分类、生物标志物检测、蛋白质工程和血癌等健康疾病的诊断。流式细胞分析仪是一种复杂的系统,包括光学引擎(由光源和接收检测设备组成)、信号调理和处理、样本移动/流控系统、阻抗测量和处理、电源管理、环境监测和控制(温度、压力、湿度)以及用于信号分析的计算机。

流式细胞分析仪设计考虑和主要挑战

系统集成很复杂,因为流式细胞分析仪包含多种不同的技术,例如分光光度计、阻抗测量、流控和样本处理功能、信号调理和处理以及数据处理系统。

  • 测量速度非常重要:每秒1000至5000个细胞
  • 高精度,以检测液体中的细胞。可以区分开具有5%差异的两个细胞
  • 光学系统控制和精度是系统的关键要素

光学检测和激光控制

  • 光电二极管输入中的I/V转换器需要低偏置电流、高输入阻抗、低噪声、低失调运算放大器
  • 快速、高精度、同步采样ADC
  • 低噪声且稳定的高PSRR电源
  • 低噪声且稳定的激光源

温度控制对于细胞和测量极为重要

  • 细胞对温度波动很敏感
  • 反应速率对温度非常敏感
  • 一般温度范围是体温,精度最高为±0.1°C
  • 有时集成加热/冷却设备以便平稳地控制温度

自动控制是提高执行效率所必需的

  • 精确的步进和位置控制
  • 用于在仪器内移动和转移样本的电机运动控制
  • 精确的液位测量
  • 用于检测阻塞的压力检测
  • 精确快速的样本加载和清洁

数据处理和分类

  • 用于多通道数据处理的高速处理器
  • 用于加快复杂分析的DSP或FPGA
  • 尽可能快地提供检查报告