一种基于激光自混合反馈干涉的单个流动颗粒探测方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110987770A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911084111.4(22)申请日2019.11.07(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人赵宇张晨陈涛(74)专利代理机构北京荟英捷创知识产权代理事务所(普通合伙)11726代理人左文(51)Int.Cl.G01N15/14(2006.01)G01N15/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于激光自混合反馈干涉的单个流动颗粒探测方法及系统(57)摘要本发明提供了一种基于激光自混合反馈干涉技术的单个流颗粒探测方法及系统，利用激光照射到检测样本颗粒后形成的散射反馈光重新收集到激光腔内与腔内固有光形成混合干涉光，进而采集混合干涉光并计算器平均信号频谱，通过观测自混合干涉信号频谱上的多普勒频移信号分布和预设的理论值进行对比，进而确定是否探测到单个预期种类流动颗粒。CN110987770ACN110987770A权利要求书1/2页1.一种基于激光自混合反馈干涉的单个流动颗粒探测方法，包括：(1)激光器发射照射光聚焦照射流动颗粒检测区域；(2)所述检测区域内的流动颗粒散射所述照射光形成散射光；(3)将所述散射光收集进所述激光器与所述照射光进行混合干涉，形成混合干涉光；(4)采集所述混合干涉光并转换为电信号，并在预定时间间隔t内以预定频率对所述电信号进行实时连续采样并计算平均信号频谱，作为第一平均信号频谱；(5)提取所述平均信号频谱上的多普勒频移信号峰值以及频移信号分布形状特征参数，并将其与预设的理论值范围相比较，若位于所述预设的理论值范围则认定所述散射光由单个流动颗粒所产生，进而确定探测到单个流动颗粒。2.根据权利要求1所述的单个流动颗粒探测方法，其特征在于：所述步骤(4)为：采集所述混合干涉光并转换为所述电信号，将所述电信号进行滤波降噪处理后，在所述预定时间间隔t内，以所述预定频率对所述电信号进行信号采样，以及对采样到的信号进行放大和快速傅里叶变换后，计算所述平均信号频谱。3.根据权利要求1或2所述的单个流动颗粒探测方法，其特征在于：在所述步骤(5)包括：(5-1)紧接着重复所述步骤(4)，将此时计算的平均信号频谱作为第二平均信号频谱；(5-2)分别提取所述第二、第一平均信号频谱上的多普勒频移信号峰值以及频移信号分布形状特征参数并做差值，判断：若所述差值大于等于一预设的目标颗粒差值阈值，则确定所述探测到的流动颗粒为所述目标颗粒，并进入步骤(5-3)；若所述差值小于所述预设的目标颗粒差值阈值，则确定所述探测到的流动颗粒不属于所述目标颗粒；(5-3)将所述差值进一步与所述预设的理论值范围相比较，若位于所述预设的理论值范围则认定所述散射光由单个流动颗粒所产生，进而确定探测到单个流动的所述目标颗粒。4.一种基于激光自混合反馈干涉的单个流动颗粒探测系统，所述探测系统应用如权利要求1-3中任一所述的单个流动颗粒探测方法，所述探测系统包括流体系统、光电系统和数据信号采集处理系统，其中：所述流体系统，用于供待探测的流动颗粒在其中流动，所述流动颗粒检测区域形成于所述流体系统；所述光电系统，用于向所述流动颗粒检测区域发射所述照射光，以及收集所述散射光并形成所述混合干涉光；数据信号采集处理系统，用于对所述混合干涉光进行所述信号采样并计算所述平均信号频谱，进而提取所述平均信号频谱上的多普勒频移信号峰值以及频移信号分布形状特征参数，以认定所述散射光是否由单个流动颗粒所产生，进而确定是否探测到单个流动颗粒，以及颗粒分类识别。5.根据权利要求4所述的单个流动颗粒探测系统，其特征在于：所述流体系统包括：流动颗粒通道以供待探测的流动颗粒在其中流动，所述流动颗粒通道的壁的至少一部分为透明或半透明，所述流动颗粒检测区域位于所述流动颗粒通道的壁为透明或半透明的部分。2CN110987770A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的单个流动颗粒探测系统，其特征在于：所述流动颗粒为生物细胞，所述流体系统还包括：流体动力学聚焦管道和推进泵；所述流体动力学聚焦管道包括：若干所述生物细胞的样品液供应通道，以及若干鞘液供应通道；所述若干样品液供应通道和所述若干鞘液供应通道的上游端开口共同或分别与所述推进泵连接，所述推进泵推动相应通道中的液体向下游流动；所述若干样品液供应通道和所述若干鞘液供应通道的下游端开口共同连接至所述流动颗粒通道的上游端开口。7.根据权利要求6所述的单个流动颗粒探测系统，其特征在于：所述鞘液供应通道的个数为偶数个，并且相对于所述若干样品液供应通道呈对称分布。8.根据权利要求4-7任一所述的单个流动颗粒探测系统，其特征在于：所述