用于流式細(xì)胞術(shù)的流動(dòng)速率平衡、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的鞘遞送系統(tǒng)的制作方法【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明揭示一種使用鞘流體到加壓內(nèi)部貯存器(104)中的連續(xù)流動(dòng)的鞘遞送系統(tǒng)(100)，所述連續(xù)流動(dòng)實(shí)質(zhì)上匹配鞘流體穿過(guò)流式細(xì)胞儀的噴嘴(112)的流出。維持所述鞘流體(142、144)的實(shí)質(zhì)上恒定液位(145)。如果所述鞘流體液位降到所要液位以下，或升到所要液位以上，那么使用阻尼控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到所述所要液位。另外，控制所述加壓內(nèi)部容器中的空氣壓力，使得可在不停止所述鞘遞送系統(tǒng)的情況下移除外部鞘容器(102)且用額外鞘流體再填充所述外部鞘容器。由小滴相機(jī)(114)檢測(cè)壓力差，所述小滴相機(jī)測(cè)量小滴斷點(diǎn)以確定所述噴嘴中的所述鞘流體的壓力?！緦?zhuān)利說(shuō)明】用于流式細(xì)胞術(shù)的流動(dòng)速率平衡、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的鞘遞送系統(tǒng)[0001]相關(guān)串請(qǐng)案的交叉參考[0002]本申請(qǐng)案基于2012年6月14日提出申請(qǐng)、標(biāo)題為“用于流式細(xì)胞術(shù)的流動(dòng)速率平衡、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的鞘遞送系統(tǒng)(FlowRateBalance,DynamicallyAdjustableSheathDeliverySystemforFlowCytometry)”的序列號(hào)為61/659，528的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案且主張其優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)案針對(duì)其所揭示及教示的所有內(nèi)容以引用方式明確地并入本文中。【
背景技術(shù)：
】[0003]流式細(xì)胞儀是用于分析及分選流體流中的各種類(lèi)型的粒子的有用裝置。這些細(xì)胞及粒子可為經(jīng)收集用于分析及/或分離的生物或物理樣本?；旌纤鰳颖九c用于輸送所述粒子穿過(guò)所述流式細(xì)胞儀的鞘流體。所述粒子可包括生物細(xì)胞、校準(zhǔn)珠、物理樣本粒子或所關(guān)注的其它粒子。這些粒子的分選及分析可將有價(jià)值信息提供給研宄者及臨床醫(yī)生兩者。另外，所分選粒子可用于各種目的以實(shí)現(xiàn)多種多樣的所要結(jié)果?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明的實(shí)施例因此可包括一種控制流式細(xì)胞儀中的加壓容器中的鞘流體的壓力的方法，所述方法包括:將所述鞘流體從外部容器連續(xù)地抽送到所述加壓容器中以嘗試維持所述加壓貯存器中的實(shí)質(zhì)上恒定鞘流體液位以使得鞘流體流動(dòng)到所述加壓貯存器中的流入速率實(shí)質(zhì)上等于所述鞘流體從所述加壓貯存器流出的流出速率；每當(dāng)所述實(shí)質(zhì)上恒定鞘流體液位改變時(shí)調(diào)整所述鞘流體流動(dòng)到所述加壓貯存器中的所述流入速率。[0005]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種在連續(xù)地操作流式細(xì)胞儀中的鞘流體系統(tǒng)時(shí)替換外部鞘容器的方法，所述方法包括:使流動(dòng)穿過(guò)噴嘴的鞘流體的內(nèi)部貯存器的輸出流動(dòng)速率與鞘流體從所述外部鞘容器到所述內(nèi)部鞘容器的輸入流動(dòng)的輸入流動(dòng)速率實(shí)質(zhì)上匹配以實(shí)質(zhì)上維持所述內(nèi)部貯存器中的鞘流體的預(yù)選液位；在移除所述外部鞘容器時(shí)停止所述鞘流體的所述輸入流動(dòng)；在停止所述鞘流體的所述輸入流動(dòng)時(shí)增加所述內(nèi)部貯存器中的空氣壓力以實(shí)質(zhì)上維持穿過(guò)所述噴嘴的所述鞘流體上的恒定壓力；替換所述外部鞘容器；以大于所述輸出流動(dòng)速率的輸入流動(dòng)速率將鞘流體從所述外部鞘容器抽送到所述內(nèi)部貯存器直到所述內(nèi)部貯存器中的所述鞘流體達(dá)到所述預(yù)選液位為止；在所述內(nèi)部貯存器經(jīng)填充到所述預(yù)選液位時(shí)減小所述內(nèi)部貯存器中的所述空氣壓力以維持流動(dòng)穿過(guò)所述噴嘴的所述鞘流體上的實(shí)質(zhì)上恒定壓力。[0006]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種用于以實(shí)質(zhì)上恒定壓力在流式細(xì)胞儀中供應(yīng)鞘流體的鞘流體系統(tǒng)，所述鞘流體系統(tǒng)包括:內(nèi)部加壓鞘流體貯存器，其將所述鞘流體供應(yīng)到噴嘴；外部鞘流體容器，其將所述鞘流體供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器，且可經(jīng)移除以用于將所述鞘流體再供應(yīng)到所述鞘容器；泵，其通過(guò)以下方式將所述鞘流體從所述外部鞘流體容器連續(xù)地供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體容器以使所述內(nèi)部加壓貯存器中的所述鞘流體的液位維持實(shí)質(zhì)上恒定:使所述鞘流體從所述外部鞘流體容器到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的流入速率與所述鞘流體從所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的流出速率實(shí)質(zhì)上匹配，除非已移除所述外部鞘流體容器以用于再供應(yīng)所述鞘流體；壓縮器，其供應(yīng)壓縮氣體源；空氣調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)壓縮空氣，連接到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器以將經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器；空氣壓力控制器，其控制所述經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣，且每當(dāng)所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器中的所述鞘流體的所述液位降到預(yù)選液位以下時(shí)增加所述經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣的壓力，且每當(dāng)所述液位增加時(shí)減小所述壓力，以便維持退出所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的所述鞘流體的實(shí)質(zhì)上恒定壓力及實(shí)質(zhì)上恒定速度?！緦?zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】[0007]圖1是鞘遞送系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性圖解說(shuō)明。[0008]圖2是圖解說(shuō)明用于維持實(shí)質(zhì)上恒定鞘高度的過(guò)程的流程圖。[0009]圖3圖解說(shuō)明指示流的速度的來(lái)自所述流的小滴的斷點(diǎn)的圖像?！揪唧w實(shí)施方式】[0010]圖1是鞘遞送系統(tǒng)100的示意性圖解說(shuō)明。鞘遞送系統(tǒng)100包含將鞘流體提供到內(nèi)部加壓貯存器104的外部鞘容器102。如下文所揭示，可在不停止鞘遞送系統(tǒng)100的操作同時(shí)維持經(jīng)遞送穿過(guò)噴嘴112的鞘流體上的實(shí)質(zhì)上恒定壓力的情況下由用戶移除外部鞘容器102且再填充或替換所述外部鞘容器。[0011]為使流式細(xì)胞儀恰當(dāng)?shù)夭僮?，穿過(guò)噴嘴112的流126具有一致速度(此取決于鞘遞送管124中的鞘流體144的壓力)是重要的。否則，必須連續(xù)地校準(zhǔn)流式細(xì)胞儀。在流式細(xì)胞儀中供應(yīng)鞘流體的一些系統(tǒng)已利用大罐來(lái)避免在需要額外鞘流體時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的問(wèn)題。這些大罐是沉重且昂貴的。此外，在操作期間這些大罐中的流體高度的改變導(dǎo)致滿容器與幾乎空容器之間的相當(dāng)大的壓力改變。供應(yīng)到噴嘴的流體的壓力為由罐中的加壓空氣供應(yīng)的壓力及由罐中的流體的高度供應(yīng)的壓力。在一些系統(tǒng)中，流體的液位可在滿容器與幾乎空容器之間改變多達(dá)十二英寸。此為大約0.5psi的改變。如果鞘壓力為大約30psi，那么由流體產(chǎn)生的壓力的改變可為多達(dá)遞送到噴嘴的鞘流體的壓力的1.7%改變。另外，將加壓空氣供應(yīng)到罐的空氣調(diào)節(jié)器可隨時(shí)間漂移，且加壓罐中的空氣壓力可改變，此還改變遞送到噴嘴的鞘流體的壓力。一些系統(tǒng)已利用外部鞘容器及用以將鞘流體抽送到內(nèi)部加壓室中的泵以供在短操作周期期間使用。然而，在此填充程序期間必須停止此些系統(tǒng)，此導(dǎo)致短運(yùn)行時(shí)間且可使系統(tǒng)的重新校準(zhǔn)成為必需。這些系統(tǒng)還由于內(nèi)部容器中的鞘流體的深度的改變而不計(jì)及噴嘴中的鞘流體的壓力的改變。其它系統(tǒng)已嘗試通過(guò)使用內(nèi)部容器中接通及關(guān)斷泵的浮動(dòng)開(kāi)關(guān)以當(dāng)液位在內(nèi)部容器中下降預(yù)定量時(shí)允許來(lái)自外部鞘貯存器的鞘流體流動(dòng)到內(nèi)部容器中而解決短運(yùn)行時(shí)間問(wèn)題。然而，此仍由于內(nèi)部容器中的液位差(作為泵的不連續(xù)操作的結(jié)果)而導(dǎo)致流動(dòng)穿過(guò)噴嘴的鞘流體的壓力的間歇突然改變。[0012]圖1的實(shí)施例使用鞘流體從外部鞘容器102到加壓內(nèi)部貯存器104中的連續(xù)流動(dòng)來(lái)操作。以實(shí)質(zhì)上匹配鞘流體144穿過(guò)噴嘴112的流出的速率抽送由外部鞘容器102提供的鞘流體。另外，如果鞘流體的液位145由于流動(dòng)速率不匹配而在加壓內(nèi)部容器中下降，那么緩慢地改變鞘流體的流入以彌補(bǔ)加壓內(nèi)部容器104中的鞘流體144的液位145的改變。通過(guò)使用實(shí)質(zhì)上匹配鞘流體142穿過(guò)噴嘴112的流出的鞘流體142從外部鞘容器102的連續(xù)流入，不會(huì)發(fā)生噴嘴112中的鞘流體144的壓力的間歇變化。[0013]緊緊地控制及阻尼用于使到加壓內(nèi)部貯存器104的輸入與到噴嘴112的流出之間的流動(dòng)速率匹配的過(guò)程的控制環(huán)路(圖2)，以使得來(lái)自鞘流體144的液位145的壓力改變可以忽略。另外，對(duì)加壓空氣146的控制進(jìn)一步減少流動(dòng)穿過(guò)噴嘴112的鞘流體144的壓力的變化，如下文更詳細(xì)地描述。[0014]圖1的實(shí)施例中所圖解說(shuō)明的系統(tǒng)可利用單獨(dú)地控制內(nèi)部容器104中的鞘流體144的液位145及由壓縮器118及空氣調(diào)節(jié)器108供應(yīng)的加壓空氣146的空氣壓力的兩個(gè)控制系統(tǒng)。利用這兩個(gè)控制系統(tǒng)，可將鞘流體的實(shí)質(zhì)上一致壓力提供到噴嘴112。由于兩個(gè)控制回路利用來(lái)自不同源(也就是，鞘流體144的液位145及鞘流體流126的速度)的反饋，因此兩個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)工作以將鞘流體的實(shí)質(zhì)上恒定壓力自動(dòng)提供到噴嘴112?？稍诤愣ɑA(chǔ)上與液位控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)地或僅在存在外部鞘容器的熱交換時(shí)使用控制加壓內(nèi)部貯存器中的空氣壓力的控制系統(tǒng)，如下文更詳細(xì)地闡釋。[0015]如圖1中所圖解說(shuō)明，鞘泵106將鞘流體142抽送到加壓內(nèi)部貯存器104中以提供加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的供應(yīng)。空氣調(diào)節(jié)器108將經(jīng)調(diào)節(jié)空氣120提供到加壓內(nèi)部貯存器104以產(chǎn)生加壓內(nèi)部貯存器104中的加壓空氣146的供應(yīng)。加壓空氣管140將加壓空氣從空氣調(diào)節(jié)器108遞送到加壓內(nèi)部貯存器104。壓縮器118將壓縮空氣119提供到空氣調(diào)節(jié)器108。鞘供應(yīng)管134將鞘流體142供應(yīng)到鞘泵106。加壓鞘管136將鞘流體從鞘泵106提供到加壓內(nèi)部貯存器104。液位控制器/監(jiān)視器110包括產(chǎn)生施加到鞘泵106的泵速度控制132的電子控制器。液位控制器/監(jiān)視器110從液位傳感器138接收液位傳感器信號(hào)111。液位傳感器138可包括任何類(lèi)型的液位傳感器。如圖1的實(shí)施例中所圖解說(shuō)明，液位傳感器138包括安置于加壓內(nèi)部貯存器104的底部處的超聲波檢測(cè)器，所述超聲波檢測(cè)器以0.5毫米分辨率測(cè)量加壓內(nèi)部容器104中的鞘流體144的高度。將由液位傳感器138產(chǎn)生的液位傳感器信號(hào)111施加到液位控制器/監(jiān)視器110，液位控制器/監(jiān)視器110經(jīng)由泵控制速度信號(hào)132控制鞘泵106從而以關(guān)于圖2所描述的方式維持加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的實(shí)質(zhì)上恒定液位。[0016]圖1中所圖解說(shuō)明的鞘咽喉管122從加壓內(nèi)部貯存器104的底部提供加壓鞘流體144且通過(guò)鞘遞送管124將加壓流體遞送到噴嘴112。在一個(gè)實(shí)例中，加壓空氣146可加壓到為大約30psi的大約兩個(gè)大氣壓。將加壓空氣146的壓力與鞘流體144的壓力(其取決于加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的液位145)相加。以整數(shù)表示，一個(gè)大氣壓是大約15psi。以整數(shù)表示，鞘流體144提供鞘流體144的深度的大約l/2psi/英寸的壓力。因此，鞘遞送管124中的鞘流體144的壓力為加壓空氣146的壓力加上由鞘流體144根據(jù)加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的液位145減去流體高度的任何改變而形成的壓力。[0017]可通過(guò)仔細(xì)地維持加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的實(shí)質(zhì)上恒定液位145而且維持加壓空氣146的實(shí)質(zhì)上恒定壓力而實(shí)現(xiàn)圖1的鞘遞送管124中的鞘流體144的實(shí)質(zhì)上恒定壓力?？諝鈮毫刂破?16產(chǎn)生操作空氣調(diào)節(jié)器108的空氣壓力控制電壓130。經(jīng)調(diào)節(jié)空氣120經(jīng)由加壓空氣管140供應(yīng)到加壓內(nèi)部貯存器108。小滴相機(jī)114確定流的底部的位置(其對(duì)應(yīng)于從流126變成液滴128的小滴的斷點(diǎn)的位置)。如關(guān)于圖3更詳細(xì)地闡釋?zhuān)旱?28的斷點(diǎn)的位置指示流126的速度，所述速度取決于遞送到噴嘴112的鞘流體144的壓力。小滴相機(jī)114將圖形數(shù)據(jù)提供到空氣壓力控制器116，空氣壓力控制器116處理所述圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生空氣壓力控制電壓130?？諝鈮毫刂破?16產(chǎn)生空氣壓力控制電壓130以補(bǔ)償歸因于空氣調(diào)節(jié)器108及壓縮器118的操作的漂移的加壓空氣146的空氣壓力的漂移，如關(guān)于圖3更詳細(xì)地闡釋。[0018]還如圖1中所圖解說(shuō)明，三通閥148連接到加壓鞘管136。在正常操作期間，三通閥148致使來(lái)自外部鞘容器102的鞘流體142經(jīng)由加壓鞘管136經(jīng)引導(dǎo)到加壓內(nèi)部貯存器104中。然而，可在鞘供應(yīng)管中形成氣泡，從而造成鞘泵106中的氣塞。當(dāng)空氣泡進(jìn)入鞘供應(yīng)管134時(shí)可形成鞘泵106的氣塞。當(dāng)在關(guān)于圖3更詳細(xì)地描述的稱為“熱交換”的過(guò)程期間從系統(tǒng)移除外部鞘容器102且用鞘流體142再填充所述外部鞘容器或用填充容器替換外部鞘容器102時(shí)可發(fā)生此情況。由于鞘泵106正將鞘流體142抽送到具有大約2個(gè)大氣壓的壓力的加壓內(nèi)部貯存器104中，因此從鞘供應(yīng)管134進(jìn)入鞘泵106的任何空氣泡可容易地形成鞘泵106中的氣塞。為了清除氣塞，切換三通閥148，以使得將來(lái)自鞘泵的流體引導(dǎo)到在周?chē)髿鈮毫ο碌膹U物處理裝置150中。鞘泵106具有充足電力以通過(guò)將鞘流體142抽送到周?chē)鷫毫U物處理裝置150中而清除氣塞，但可不具有充足電力以將氣塞清除到多個(gè)大氣壓加壓空氣146中。因此，通過(guò)將鞘泵106的輸出引導(dǎo)到周?chē)髿鈮毫?，可清除氣塞。[0019]而且，如圖1中所圖解說(shuō)明，如果液位控制器/監(jiān)視器從液位傳感器138接收指示加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的液位145正以比應(yīng)被液位傳感器138所觀察到的(為正操作鞘泵106的速率)多的速率下降的液位傳感器信號(hào)111，那么激活三通閥148以清除氣塞。換言之，向鞘泵106提供為操作鞘泵106的全電壓的百分比的電壓的泵速度控制132。泵速度控制132的電壓與液位傳感器信號(hào)111的比較可指示氣塞可存在于鞘泵106中，鞘泵106可用于觸發(fā)液位控制器/監(jiān)視器110以產(chǎn)生清洗控制信號(hào)152。[0020]圖2是圖解說(shuō)明用于維持鞘流體144的實(shí)質(zhì)上恒定液位145的過(guò)程的流程圖200。在步驟202處，過(guò)程開(kāi)始。在步驟204處，將內(nèi)部貯存器抽送或排放到預(yù)選液位，例如300毫升。在鞘流體144穿過(guò)噴嘴112的流動(dòng)的操作開(kāi)始之前發(fā)生此。在步驟206處，啟動(dòng)鞘泵106且啟動(dòng)壓縮器118，以將加壓空氣146的水平提高所要預(yù)設(shè)置水平。此時(shí)，流體鞘144開(kāi)始流動(dòng)穿過(guò)噴嘴。幾乎同時(shí)，在步驟208處，在鞘流體144的選定液位145及加壓空氣146的空氣壓力下基于噴嘴的經(jīng)驗(yàn)得出的流動(dòng)速率而將鞘泵106設(shè)置為默認(rèn)泵速度。在一個(gè)實(shí)例中，在300毫升的液位及30psi的壓力下將穿過(guò)噴嘴112的流動(dòng)速率估計(jì)為8毫升/分鐘。選擇默認(rèn)泵速度以嘗試匹配穿過(guò)噴嘴的流動(dòng)速率，也就是，8毫升/分鐘。在那方面，可收集關(guān)于噴嘴112的流動(dòng)速率的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，可使用最初估計(jì)由噴嘴112遞送的鞘流體的量的其它方式以將默認(rèn)泵流動(dòng)速率設(shè)置為實(shí)質(zhì)上匹配穿過(guò)噴嘴112的鞘流體的流動(dòng)速率。[0021]在圖2的步驟208處設(shè)置默認(rèn)泵速度的過(guò)程涉及方程式I的使用。[0022]泵控制百分比=(泵速率*與泵操作相關(guān)的常數(shù))+泵的偏移電壓。[0023](方程式I)[0024]泵控制百分比為泵的全操作的百分比。關(guān)于泵的操作范圍，大多數(shù)泵具有對(duì)所施加電壓電平的線性響應(yīng)。然而，大多數(shù)泵具有偏移電壓。所述偏移電壓為泵開(kāi)始操作且抽送流體的電壓。舉例來(lái)說(shuō)，圖1的實(shí)施例中所利用的鞘泵106直到泵的全操作電壓的10%施加到所述泵才開(kāi)始抽送。舉例來(lái)說(shuō)，在圖1的實(shí)施例的實(shí)例中，鞘泵106的全操作電壓為5伏特。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定當(dāng)0.5伏特施加到鞘泵106時(shí)鞘泵106開(kāi)始抽送流體。0.5伏特的電壓為致使鞘泵106以全容量操作的5伏特的10%。因此，鞘泵106的偏移為10%。從0.5伏特到5.0伏特，鞘泵106的輸出與電壓實(shí)質(zhì)上線性相關(guān)。由于此線性關(guān)系，因此方程式I可與標(biāo)準(zhǔn)方程式2相關(guān)。[0025]y=mx+b(方程式2)[0026]在方程式2中，b為據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定為10%的偏移。圖1的鞘泵106的曲線的斜率(m)還可據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定且在一個(gè)實(shí)例中依據(jù)通過(guò)操作鞘泵106而收集的數(shù)據(jù)求出為1.25。此產(chǎn)生方程式3，其是依據(jù)用于圖1的實(shí)施例的鞘泵106的所收集經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)形成的。[0027]泵控制百分比=1.25*泵流動(dòng)速率+10(方程式3)[0028]依據(jù)方程式3，可確定8毫升/分鐘的初始默認(rèn)泵流動(dòng)速率產(chǎn)生20%的泵控制百分比(其等于應(yīng)施加到鞘泵106的I伏特)。其它泵具有不同特性且必須針對(duì)每一泵收集經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以驗(yàn)證方程式3。然而，可假定來(lái)自相同制造商的具有相同型號(hào)的泵可具有非常類(lèi)似的操作特性，以使得方程式3對(duì)于相同制造及型號(hào)泵最可能是有效的。初始默認(rèn)泵浮動(dòng)速率通?？捎糜跒橄嗤圃旒靶吞?hào)的泵，以使得不必針對(duì)每一泵收集經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。[0029]在圖2的步驟210處，使過(guò)程延遲預(yù)設(shè)置周期，舉例來(lái)說(shuō)，5.0秒。此延遲用于允許流動(dòng)速率穩(wěn)定化。在步驟212處測(cè)量加壓內(nèi)部貯存器104中的鞘流體144的液位145。在一個(gè)實(shí)施例中，為抑制鞘流體144的液位145的讀數(shù)中的噪聲，采用液位傳感器138的42個(gè)讀數(shù)，丟棄最低五個(gè)及最高五個(gè)讀數(shù)且剩余32個(gè)讀數(shù)的平均值用作鞘流體的液位145。此過(guò)程移除噪聲及異常讀數(shù)。在已測(cè)量液位之后，在步驟214處系統(tǒng)延遲第二預(yù)定時(shí)間周期。圖1的實(shí)施例中所圖解說(shuō)明的系統(tǒng)延遲30秒的第二時(shí)間周期。此延遲稍微有些大量以使得可觀察到鞘流體144的液位145的趨勢(shì)。在第二預(yù)定時(shí)間周期結(jié)束時(shí)，在步驟216處測(cè)量鞘流體的新液位145。在步驟218處，計(jì)算新泵速度。為了計(jì)算新泵速度，必須計(jì)算流體的差動(dòng)實(shí)際流出。假定液位已減小，那么方程式4如下計(jì)算差動(dòng)實(shí)際流出:[0030]差動(dòng)實(shí)際流出=泵速率+液位減小*2(方程式4)[0031]液位減小乘以2，這是因?yàn)樵?0秒周期內(nèi)發(fā)生流體液位的改變，且在每分鐘基礎(chǔ)上指示數(shù)據(jù)。[0032]舉例來(lái)說(shuō)，如果將初始泵速度設(shè)置為8毫升/分鐘且液位在30秒延遲周期中減小0.25毫升，那么在所述周期期間的真正差動(dòng)流出為8.5毫升/分鐘，其經(jīng)計(jì)算為:[0033]差動(dòng)實(shí)際流出=8.0(泵速率)+0.25(液位減小)*2=8.5[0034](方程式5)[0035]新泵速度為經(jīng)計(jì)算以緩慢地減小鞘流體144的液位145與所要液位的差的經(jīng)修改泵速度。為了計(jì)算新泵速度，應(yīng)使用方程式6:[0036]新泵速度=差動(dòng)實(shí)際流出+誤差/2(方程式6)[0037]所述誤差經(jīng)計(jì)算為所要液位減去新液位之間的差。如果所要液位為300毫升且新液位為299毫升，那么所述誤差等于I毫升。系統(tǒng)嘗試在2分鐘的周期內(nèi)返回到新液位，盡管取樣速率為每30秒。所述內(nèi)容解釋方程式6中的“2”。在每30秒周期結(jié)束時(shí)，基于將使新液位在2分鐘周期內(nèi)返回到所要液位的泵速度而計(jì)算新泵速度。以此方式，新泵速度的目標(biāo)將不被超越且適當(dāng)?shù)刈枘峥刂葡到y(tǒng)以提供將緩慢地返回到所要液位的新泵速度。在上文給出的實(shí)例中，理想液位低I毫升，其為誤差。誤差I(lǐng)毫升除以2分鐘等于0.5毫升/分鐘。將這些值插入于方程式6中:[0038]新泵速度=8.5+0.5=9.0毫升/分鐘(方程式7)[0039]接著使用泵控制方程式(方程式3)將9.0毫升/分鐘轉(zhuǎn)換為泵控制百分比。在此情形中:[0040]泵控制百分比=1.25X9.0+10=21.25%(方程式8)[0041]如下給出施加到泵的實(shí)際電壓:[0042]施加到泵的電壓=21.25%Χ5.0伏特=1.0625伏特(方程式9)[0043]圖2的過(guò)程接著返回到步驟210且延遲第一預(yù)設(shè)置周期。[0044]當(dāng)然，可使用其它類(lèi)型的控制器，例如標(biāo)準(zhǔn)PID控制器。比例積分微分控制器(PID控制器)使用廣泛用于工業(yè)控制系統(tǒng)中的通用控制反饋。PID控制器計(jì)算誤差值作為所量測(cè)過(guò)程變量與所要設(shè)置點(diǎn)之間的差。所述控制器嘗試通過(guò)調(diào)整過(guò)程控制輸入而使誤差最小化。PID控制器計(jì)算涉及包括比例、積分及微分值的三個(gè)單獨(dú)參數(shù)。啟發(fā)式地，可用時(shí)間表示這些值，其中P取決于目前錯(cuò)誤，I取決于過(guò)去錯(cuò)誤的積累且D為基于當(dāng)前改變速率而對(duì)未來(lái)錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)。這三個(gè)值的加權(quán)和用于調(diào)整過(guò)程(在此情形中，施加到鞘泵108的電壓)。PID控制器的準(zhǔn)確度非常依賴PID值中的每一者的加權(quán)。[0045]圖3圖解說(shuō)明分別為小滴310、314、318與流309、312、316的斷點(diǎn)的圖像302、304、306，所述圖像由相機(jī)114拍攝且經(jīng)發(fā)送到空氣壓力控制器116。如圖3中所圖解說(shuō)明，圖像302展示小滴310在參考線308處從流309斷開(kāi)。參考線308被認(rèn)為由流309產(chǎn)生的所要流速度的參考。由圖像304圖解說(shuō)明較慢速度流312(此為流312的壓力減小的結(jié)果)，以使得小滴314與流312的斷點(diǎn)在參考線308上面一較高位置處。圖像306展示具有較高速度的流316(此為對(duì)流316的較高壓力的結(jié)果)，從而導(dǎo)致小滴318在參考線308下面的較低點(diǎn)處從流316斷開(kāi)。照此，可通過(guò)識(shí)別小滴與流的斷點(diǎn)而確定流的速度及流上的所得壓力。如上文所描述，空氣調(diào)節(jié)器108設(shè)置加壓內(nèi)部貯存器104中的加壓空氣146的壓力。由于空氣調(diào)節(jié)器可趨于在操作期間隨時(shí)間且隨溫度漂移，因此小滴相機(jī)114可用于基于流的速度(如由小滴相機(jī)114提供的圖像302、304、306所指示)而準(zhǔn)確地確定是否存在空氣壓力的改變。相對(duì)于用于形成小滴的壓電振動(dòng)器(未展示)的符號(hào)波具有固定相位的閃光燈可與小滴相機(jī)114一起使用，如圖3中所圖解說(shuō)明?？諝鈮毫刂破?16通過(guò)存儲(chǔ)參考線308的位置來(lái)操作。當(dāng)流的底部移動(dòng)到參考線308以下(如由較高速度流312所指示)時(shí)，存在壓力增加且加壓空氣146的壓力減小0.0lpsi/秒。同樣地，如果流的底部移動(dòng)到參考線308以上，那么加壓空氣146的壓力增加0.0lpsi/秒。這些改變?yōu)椴桓旧细淖儔毫Φ募訅嚎諝?46的緩慢移動(dòng)改變，其可對(duì)分選過(guò)程產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)然，可使用包含不同值的其它類(lèi)型的控制器。舉例來(lái)說(shuō)，可使用PID控制器來(lái)計(jì)算空氣壓力的適當(dāng)改變。[0046]由于圖1的實(shí)施例能夠控制加壓空氣146的壓力，因此可在不停止圖1的鞘遞送系統(tǒng)100的情況下移除外部鞘容器102且再填充所述外部鞘容器。移除外部鞘容器102以用于再填充稱為熱交換模式，這是因?yàn)榍柿黧w系統(tǒng)繼續(xù)操作。在熱交換模式中，完全停止鞘泵106達(dá)移除圖1的鞘遞送系統(tǒng)100中的外部鞘容器102、再填充外部鞘容器102且替換外部鞘容器102所花費(fèi)的時(shí)間周期。鞘遞送系統(tǒng)100的用戶移除外部鞘容器102且填充所述外部容器或用填充有鞘流體的新外部容器替換所述外部容器。在8毫升/分鐘的平均流出的情況下，在熱交換模式期間，鞘流體液位將在內(nèi)部加壓容器中緩慢地減小。通過(guò)增加加壓空氣146的壓力而補(bǔ)償來(lái)自鞘流體144的壓力的改變。在熱交換模式期間的鞘流體的較低壓力檢測(cè)為較慢速度圖像304。當(dāng)檢測(cè)到較慢速度圖像304時(shí)，空氣壓力控制器116通過(guò)將空氣壓力控制電壓130施加到空氣調(diào)節(jié)器108而繼續(xù)以0.0lpsi/秒的速率增加空氣壓力。內(nèi)部加壓鞘流體貯存器中的空氣壓力繼續(xù)增加直到鞘流體的新瓶子或鞘流體142的經(jīng)再填充瓶子放置于鞘遞送系統(tǒng)100中為止。一旦重新附接新瓶子，用戶便可退出熱交換模式。那時(shí)，重新啟動(dòng)鞘泵106，且以上文所陳述的方式以通過(guò)控制器/監(jiān)視器110的液位計(jì)算的速率將鞘流體142抽送到加壓內(nèi)部貯存器104中。當(dāng)鞘流體進(jìn)入加壓內(nèi)部貯存器104時(shí)，空氣壓力控制器116緩慢地減小內(nèi)部貯存器104中的加壓空氣146的壓力以維持行進(jìn)穿過(guò)噴嘴112的退出內(nèi)部貯存器104的鞘流體144上的實(shí)質(zhì)上恒定壓力。以此方式，在對(duì)穩(wěn)定分類(lèi)的要求內(nèi)仔細(xì)地調(diào)節(jié)流動(dòng)穿過(guò)噴嘴112的鞘流體144的鞘壓力以提供實(shí)質(zhì)上恒定壓力。[0047]已出于圖解說(shuō)明及描述目的呈現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的前述描述。其并不打算為窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式，且鑒于上文教示可做出其它修改及變化。選擇及描述所述實(shí)施例以便最好地闡釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用以借此使其他所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠以適合于所構(gòu)想的特定使用的各種實(shí)施例及各種修改來(lái)最好地利用本發(fā)明。既定將所附權(quán)利要求書(shū)解釋為包含本發(fā)明的其它替代實(shí)施例，惟在由現(xiàn)有技術(shù)限制的情況下除外?！緳?quán)利要求】1.一種控制流式細(xì)胞儀中的加壓容器中的鞘流體的壓力的方法，其包括:將所述鞘流體從外部容器連續(xù)地抽送到所述加壓容器中以維持所述加壓貯存器中的實(shí)質(zhì)上恒定鞘流體液位，使得鞘流體流動(dòng)到所述加壓貯存器中的流入速率實(shí)質(zhì)上等于所述鞘流體從所述加壓貯存器流出的流出速率；每當(dāng)所述實(shí)質(zhì)上恒定鞘流體液位改變時(shí)調(diào)整所述鞘流體流動(dòng)到所述加壓貯存器中的所述流入速率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)整所述鞘流入速率的過(guò)程是響應(yīng)于阻尼反饋控制環(huán)路而執(zhí)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)整所述流入速率的過(guò)程是響應(yīng)于比例積分微分控制器而執(zhí)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述維持實(shí)質(zhì)上恒定鞘流體液位的過(guò)程包括:通過(guò)估計(jì)所述鞘流體從所述內(nèi)部貯存器流出的所述流出速率而設(shè)置默認(rèn)流入速率。5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括:檢測(cè)小滴與退出所述流式細(xì)胞儀的噴嘴的所述鞘流體的流分離所在的斷點(diǎn)的垂直位置；將所述垂直位置與所要垂直位置進(jìn)行比較；調(diào)整所述加壓貯存器中的壓力以致使所述斷點(diǎn)的所述垂直位置實(shí)質(zhì)上匹配所述所要垂直位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述檢測(cè)斷點(diǎn)的垂直位置的過(guò)程包括:使用小滴相機(jī)來(lái)記錄所述流的圖像。7.一種在連續(xù)地操作流式細(xì)胞儀中的鞘流體系統(tǒng)時(shí)替換外部鞘容器的方法，其包括:使流動(dòng)穿過(guò)噴嘴的鞘流體的內(nèi)部貯存器的輸出流動(dòng)速率與鞘流體從所述外部鞘容器到所述內(nèi)部鞘容器的輸入流動(dòng)的輸入流動(dòng)速率實(shí)質(zhì)上匹配以實(shí)質(zhì)上維持所述內(nèi)部貯存器中的鞘流體的預(yù)選液位；在移除所述外部鞘容器時(shí)停止所述鞘流體的所述輸入流動(dòng)；在停止所述鞘流體的所述輸入流動(dòng)時(shí)增加所述內(nèi)部貯存器中的空氣壓力以實(shí)質(zhì)上維持穿過(guò)所述噴嘴的所述鞘流體上的恒定壓力；替換所述外部鞘容器；以大于所述輸出流動(dòng)速率的輸入流動(dòng)速率將鞘流體從所述外部鞘容器抽送到所述內(nèi)部貯存器直到所述內(nèi)部貯存器中的所述鞘流體達(dá)到所述預(yù)選液位為止；在所述內(nèi)部貯存器被填充到所述預(yù)選液位時(shí)減小所述內(nèi)部貯存器中的所述空氣壓力以維持流動(dòng)穿過(guò)所述噴嘴的所述鞘流體上的實(shí)質(zhì)上恒定壓力。8.一種用于以實(shí)質(zhì)上恒定壓力在流式細(xì)胞儀中供應(yīng)鞘流體的鞘流體系統(tǒng)，其包括:內(nèi)部加壓鞘流體貯存器，其將所述鞘流體供應(yīng)到噴嘴；外部鞘流體容器，其將所述鞘流體供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器，且可經(jīng)移除以將所述鞘流體再供應(yīng)到所述鞘容器；泵，其通過(guò)以下方式將所述鞘流體從所述外部鞘流體容器連續(xù)地供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體容器以使所述內(nèi)部加壓貯存器中的所述鞘流體的液位維持實(shí)質(zhì)上恒定:使所述鞘流體從所述外部鞘流體容器到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的流入速率與所述鞘流體從所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的流出速率實(shí)質(zhì)上匹配，除非所述外部鞘流體容器已經(jīng)移除以再供應(yīng)所述鞘流體；壓縮器，其供應(yīng)壓縮空氣源；空氣調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)所述壓縮空氣，連接到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器以將經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣供應(yīng)到所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器；空氣壓力控制器，其控制所述經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣，且每當(dāng)所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器中的所述鞘流體的所述液位降到預(yù)選液位以下時(shí)增加所述經(jīng)調(diào)節(jié)加壓空氣的壓力，且每當(dāng)所述液位增加時(shí)減小所述壓力，以便維持退出所述內(nèi)部加壓鞘流體貯存器的所述鞘流體的實(shí)質(zhì)上恒定壓力及實(shí)質(zhì)上恒定速度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鞘流體系統(tǒng)，其中所述外部鞘流體容器包括預(yù)先封裝的鞘流體的瓶子，所述瓶子可用預(yù)先封裝的鞘流體的另一瓶子替換。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鞘流體系統(tǒng)，其中所述外部鞘流體容器包括可用鞘流體再填充的可再填充鞘流體容器?！疚臋n編號(hào)】G01N15/14GK104520691SQ201380030535【公開(kāi)日】2015年4月15日申請(qǐng)日期:2013年6月14日優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日【發(fā)明者】丹尼爾·N·?？怂?內(nèi)森·邁克爾·加斯基爾-?？怂股暾?qǐng)人:生物輻射實(shí)驗(yàn)室股份有限公司