用于流式细胞仪的外部流体系统

文档序号:24045 发布日期:2021-09-21 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 用于流式细胞仪的外部流体系统 (External fluidic system for flow cytometer ) 是由 熊帆 爱德华·马奎特 布莱恩·D·霍尔 米歇尔·斯科特 马修·亚历山大 于 2019-12-06 设计创作,主要内容包括:提供了一种外部流体系统及其操作方法。流体系统可以在运行时热插拔连接到基于流式细胞仪的系统,以通过仅对基于流式细胞仪的系统进行最小的更改来扩展基于流式细胞仪的系统的鞘液或废液存储能力。外部流体系统可以包括泵和配置为操作外部流体系统的控制器,使得鞘液从外部流体系统供应到基于流式细胞仪的系统,或者从基于流式细胞仪的系统中提取废液并提供给外部流体系统。(An external fluid system and a method of operating the same are provided. The fluidic system can be hot-swappable to a flow cytometer based system in operation to extend the sheath fluid or waste fluid storage capacity of the flow cytometer based system with only minimal modifications to the flow cytometer based system. The external fluidic system can include a pump and a controller configured to operate the external fluidic system such that the sheath fluid is supplied to the flow cytometer based system from the external fluidic system or waste fluid is extracted from the flow cytometer based system and provided to the external fluidic system.)

用于流式细胞仪的外部流体系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月10日提交的美国专利申请序列号16/214,674的优先权,其全部内容通过引用合并至本文。

背景技术

流式细胞仪可用于分析具有细胞或颗粒的样品流体,并鉴定包含在流体中的细胞或颗粒的特性。这些细胞或颗粒可以是被收集用于分析和/或分离的生物样品或物理样品。将样品与鞘液混合以通过流式细胞仪输送细胞或颗粒。所述颗粒可以包括生物细胞、校准微珠、物理样品颗粒或感兴趣的其他颗粒。

图1示出了典型的流式细胞仪的示意图。参照图1,流体通常通过流动室(例如小喷嘴),从而产生窄的流体流。当样品流中的细胞和颗粒等通过时,诸如激光束的光束照亮样品流中的细胞和颗粒等。光检测器和颜色检测器1和2被定位以检测散射光和荧光。该信息由计算机收集,然后由流式细胞仪使用以识别流体中的颗粒或颗粒特性。图2示出了流式细胞仪的流动室的流体动力学聚焦过程。当鞘液通过流动室的流体动力学聚焦区域时,在流式细胞仪系统中会产生一组颗粒,以进行分析和表征。鞘液通常是缓冲盐水或去离子(DI)水,但鞘液也可以是任何合适的流体,从而以流体动力学方式聚焦样品流体。

随着流式细胞仪系统变得更小和更便携,鞘液容器和废液容器也相应地变得更小且更便携。结果,便携式流式细胞仪系统可能会在实验过程中耗尽鞘液的供应或使废物容器满溢。而重新填充或更换鞘液容器以及排空废物容器需要花费一定的时间和精力,用户必须连续地暂停实验,以确保鞘液不会完全耗尽以及废物容器不会满溢。如果鞘液容器变空,则可能会损害从鞘液用尽之时起或鞘液用尽前后采集的数据。因此,用户通常将不得不提供新的样本材料并进行新的实验,以确保数据的准确性。同样,如果废物容器溢流,则用户无疑将不得不暂停实验以清洁和消毒该区域。由于流式细胞仪分析的样品从相对良性到不太良性变化,因此,废物容器的溢流会导致严重的延误以及甚至危险的情况。

发明内容

鉴于相关技术中的问题,需要一种改进的流式细胞仪系统,其适于在运行期间确定鞘液或废液的体积并且可以扩大鞘液或废液的储存能力,而不会造成正在运行的流式细胞仪系统的正常操作的任何中断。

本发明的实施方式提供了用于将外部流体系统连接到现有的基于流式细胞仪的系统(例如,作为热插拔选项)的系统和方法,以通过仅对基于流式细胞仪的系统进行最小的改变来扩展基于流式细胞仪的系统的储存能力。

在一个实施方式中,流体系统可以包括:容器;管件,其被配置为能够连接到基于流式细胞仪的系统;第二泵;测量装置;以及与第二泵和测量装置可操作地通信的控制器。流体系统的控制器可以被配置为操作流体系统,以向基于流式细胞仪的系统供应流体或从基于流式细胞仪的系统提取流体。鞘液或废液的流动可以在流体系统和基于流式细胞仪的系统的内部废液系统之间自动切换,而不会造成正在运行的基于流式细胞仪的系统的正常操作的任何中断。

在另一个实施方式中,提供了一种使用流体系统的方法。流体系统可以包括将流体系统连接至具有第一泵的基于流式细胞仪的系统的管件、测量装置、第二泵以及与第二泵和测量装置可操作地通信的控制器。容器容纳第一流体,该第一流体是流到基于流式细胞仪的系统的鞘液或从基于流式细胞仪的系统流出的废液。该方法包括:当第一流体是鞘液时,由控制器操作流体系统以将第一流体从容器供应到基于流式细胞仪的系统,并且当第一流体是废液时,由控制器操作流体系统以从基于流式细胞仪的系统提取第一流体并将其提供给容器。

在另一个实施方式中,用于细胞/颗粒表征或分离的系统可以包括:包括第一泵的流式细胞仪;与流式细胞仪可操作地连通的流体系统。该流体系统可以包括:容器;连接到流式细胞仪的管件;第二泵;测量装置;以及与第二泵和测量装置可操作地通信的控制器,其中控制器被配置为基于流式细胞仪的状况来操作流体系统。

在一些实施方式中,测量装置测量容器中的鞘液或废液的性质,并将测量结果传输至控制器。控制器确定所接收的测量结果是否大于或等于预定阈值,并根据确定结果来调整第二泵的操作条件以引导流体流动方向。

在某些实施方式中,流体系统独立于与基于流式细胞仪的系统的任何信号通信来执行其功能。在替代实施方式中,流体系统基于与基于流式细胞仪的系统的信号通信来执行其功能。

附图说明

图1是现有技术的流式细胞仪系统的示意图。

图2是在现有技术的流式细胞仪系统中产生单流的细胞/颗粒的流体动力学聚焦过程的示意图。

图3是根据本发明的实施方式的连接至基于流式细胞仪的系统的内部废液系统的外部废液系统的示意图。

图4是示出根据本发明的实施方式的图3中示出的废液系统的操作的流程图。

图5是根据本发明的实施方式的连接至基于流式细胞仪的系统的内部鞘液系统的外部鞘液系统的示意图。

图6是示出根据本发明的实施方式的图5中示出的鞘液系统的操作的流程图。

图7是根据本发明的实施方式的控制面板的用户界面的示意图。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及有利的外部流体系统,操作该外部流体系统的方法以及使用该外部流体系统的方法。外部流体系统可以很容易地连接到现有的流式细胞仪系统,以通过仅对现有的流式细胞仪系统进行最小的改动来扩展现有的流式细胞仪系统的流体储存能力。

在一些实施方式中,外部流体系统可以被配置为和/或用于提取废液。参照图3,用于废物提取的外部废液系统200可以包括:外部废物泵210,其从现有的基于流式细胞仪的系统的可选的内部废液系统100中提取废液,并将提取的废液泵送进入通过可选阀230连接到外部废物泵210的散装容器220;压力传感器250,其连接到外部废物泵210和阀230之间的连接管以感测散装容器220的压力;平台/负荷传感器225,其连接到散装容器220以测量散装容器220所容纳的流体的主要参数(如体积);浮子传感器280,其连接到散装容器220以测量散装容器220容纳的流体的第二参数(如液位);以及动力/控制单元260,其与外部废物泵210、压力传感器250、浮子传感器280和平台/负荷传感器225连接以实现外部废液系统200的控制功能。外部废液系统200可包括连接到散装容器220以过滤散装容器220的排气的排气过滤器240和连接到外部废液系统200以向外部废液系统200供电的电源(未示出)。外部废液系统200可以包括连接管和/或诸如干断连接器270之类的联接器,以连接到现有的基于流式细胞仪的系统,但也可以替代地连接到任何合适的系统。

外部废液系统200能够连接到的现有的基于流式细胞仪的系统可以包括内部废液系统100。内部废液系统100(如果存在)可以包括内部废物排空泵110,以从包含由基于流式细胞仪的系统的操作产生的废液的内部废物瓶120提取废液,并将提取的废液泵送到内部散装废物槽140中。内部废物阀130(例如,可控制废物进入哪个内部废物槽的废物阀,例如,Bio-Rad ZE5系统中的1/2阀)和内部废物三通连接器150设置在内部废物排空泵110和内部散装废物槽140之间。外部废液系统200可以通过内部废物三通连接器150连接到内部废液系统100。

散装容器220可用于容纳由基于流式细胞仪的系统产生的废液,并用作内部废液系统100的内部散装废物槽140之外的额外存储,从而当外部废液系统200连接到基于流式细胞仪的系统时,扩大基于流式细胞仪的系统储存废液的能力。散装容器220可以是例如容积大约为20L的通风罐,并且散装容器220可以替代地是任何容量的任何合适的容器。

另外,外部废液系统200可以用于提取除废液之外的流体。例如,在基于流式细胞仪的系统的分析操作完成之后,外部废物泵210可用于从内部废液系统100的漂白剂容器中将漂白剂提取到散装容器220中。作为另一示例,在基于流式细胞仪的系统的分析操作完成之后,外部废物泵210可以从基于流式细胞仪的系统的清洁剂容器中提取清洁剂(例如洗涤剂或抗微生物剂)到散装容器220中。

外部废物泵210可以是蠕动泵或可替代地任何其他合适类型的泵。外部废物泵210可具有已知的流速与泵速之比,使得外部废物泵210的速度的控制对应于废液的流速的控制。

再次参考图3,阀230在一端处连接外部废物泵210,在另一端处连接散装容器220,并起到促进废液流的控制的作用。可选阀230可以是止回阀,例如弹簧加载的止回阀,但是可以替代地可以是任何合适的阀,例如旁通阀、节流阀和/或截止阀。

平台/负荷传感器225是用于测量由散装容器220容纳的废液的主要参数的测量装置。参考图3,平台/负荷传感器225优选地布置成使得其不直接接触散装容器220中的废液。在一个实施方式中,平台/负荷传感器225包括一个或多个设置在散装容器220上或其附近的电容式传感器。电容式传感器可以感测:(1)散装容器220的离散存在或不存在;(2)散装容器220中废液的离散存在或不存在;或(3)散装容器220中废液的容量。可替代地,平台/负荷传感器225可包括一个或多个传感器,以测量废液的重量、光学性质、声学性质等,然后基于测量结果计算散装容器220中的废液的体积。

如图3所示,浮子传感器280测量由散装容器220容纳的废液的第二参数(例如液位),并且连接至动力/控制单元260。如果平台/负荷传感器225失效,则动力/控制单元260可以基于由浮子传感器280提供的液位的测量结果来确定散装容器220是满的,以便停止散装容器220的溢流。换句话说,浮子传感器280可以作为平台/负荷传感器225的主传感器之外的备用传感器运行,以抑制或防止可能包括生物危害(例如,大玻璃瓶)的废液从散装容器220溢流。图3示出的压力传感器250测量散装容器220的压力并将测量结果提供给动力/控制单元260,从而允许动力/控制单元260检测散装容器220的压力是否超过预定阈值(例如,达到可能会导致爆炸或其他安全问题的足够高的水平)。如果压力确实超过了预定阈值,则外部废物泵的运行可能会暂停或关闭。

外部废液系统200的动力/控制单元260可以连接到外部废物泵210、压力传感器250、浮子传感器280和平台/负荷传感器225。在一个实施方式中,动力/控制单元260设置或调整外部废物泵210的泵速,以便设置或调整从基于流式细胞仪的系统到外部废液系统200的废液的流速。可替代地,动力/控制单元260可以设置或调整除泵速之外的外部废物泵210的操作参数,例如功率、压力或泵压头等,以设置或调整从基于流式细胞仪的系统到外部废液系统200的废液的流速。

动力/控制单元260可以包括比例积分微分(PID)控制器,但是可以替代地是比例积分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例(P)控制器或任何其他合适类型的控制器。动力/控制单元260可以包括用于接收输入的输入设备,该输入设备包括键盘、鼠标、触摸面板用户界面或其他类型的合适的输入设备。另外,动力/控制单元260可以包括显示设备,该显示设备包括显示屏、打印机或其他类型的合适的显示设备,用于显示动力/控制单元260的输出信号以供用户观看。因此,用户可以通过输入设备将诸如预定的泵速值之类的命令输入发送至动力/控制单元260。当从用户接收到命令输入时,动力/控制单元260设置或调整外部废液系统200的外部废物泵210,以在用户请求的预定泵速值下操作。

在另一个实施方式中,用户可以将通过输入设备输入的命令发送到动力/控制单元260,以请求动力/控制单元260自动确定外部废物泵210运行的最佳泵速,以实现使基于流式细胞仪的系统的废液通过内部废物三通连接器150流到外部废液系统200的散装容器220的目标。

图4是配置图3的外部废液系统200以将废液从基于流式细胞仪的系统提取到外部废液系统200的示例过程的流程图。参考图4,在步骤S100,当基于流式细胞仪的系统在分析样本的正常条件下运行时,动力/控制单元260启动包括外部废物泵210的外部废液系统200。

接下来,在步骤S200,动力/控制单元260响应于来自用户的输入,将外部废物泵210设置为以高于内部废液系统100的内部废物排空泵110的泵速的泵速运行,或者可替代地,自动确定外部废物泵210运行的最佳泵速。

接下来,在步骤S300,外部废物泵210以在步骤S200中设置的泵速运行。因为将外部废物泵210的泵速设置为高于内部废物排空泵110的泵速,所以在外部废液系统200和内部废液系统100之间产生压力差,从而使得基于流式细胞仪的系统的废液流至外部废液系统200的散装容器220。

例如,外部废物泵210和内部废物排空泵110可以在0-100%的相同泵速范围内的泵速下同时运行。当内部废物排空泵110在基于流式细胞仪的系统的正常运行状态下以泵速范围的20%运行并且在某些特殊运行条件下以泵速范围的50%运行时,动力/控制单元260可以设置或调节外部废物泵210,以使其以大于泵速范围的50%的泵速运行。

由于内部废物排空泵110和外部废物泵210并行运行并且彼此竞争,因此当外部废物泵210以高于内部废物排空泵110的泵速运行时,产生净吸力并将其施加到通向内部散装废物槽140的管件,从而将基于流式细胞仪的系统产生的废液吸出,通过内部废液系统100的内部废物三通连接器150流向外部废液系统200的散装容器220。

接下来,在步骤S400,具有一个或多个传感器的平台/负荷传感器225感测或测量散装容器220中的废液的体积,浮子传感器280可测量废液的液位,压力传感器250可以测量散装容器220的压力。将体积、废液液位和压力的测量结果传输到动力/控制单元260。在某些情况下,仅进行一个测量(例如,平台/负荷传感器225测得的体积),并且如果测量值超出正常运行范围则将其发送出去。在某些情况下,仅进行两个测量(例如,平台/负荷传感器225测得的体积以及浮子传感器280测得的废液液位或压力传感器250测得的散装容器压力之一),并且如果任何一个测量值超出正常运行范围,则将其发送出去。

接下来,在步骤S500,动力/控制单元260在接收到测量结果时确定废液的体积是否大于或等于预定阈值。如果确定所测量的体积大于或等于预定阈值,则为了避免散装容器220的溢流,在步骤S600,动力/控制单元260暂停或关闭外部废物泵210的运行。结果,没有泵与正在运行的内部废物排空泵110竞争。因此,外部废液系统200和内部废液系统100之间的净吸力导致基于流式细胞仪的系统的废液仅流向内部废液系统100的内部散装废物槽140,而不流到外部废液系统200。

如果在步骤S500中确定所测量的体积小于预定阈值,则在步骤S510,动力/控制单元260确定废液的液位是否大于或等于液位的预定阈值或散装容器220的压力是否大于或等于压力的预定阈值。如果确定所测量的液位大于或等于预定的液位阈值或所测量的压力大于或等于预定的压力阈值,则为了避免散装容器220的溢流或避免在散装容器220中发生危险状况,在步骤S600,动力/控制单元260暂停或关闭外部废物泵210的运行。在一些情况下,仅进行这些测量中的一项;如果测量值超过阈值,则运行可能会停止,并且此时可无需执行其他测量。

另一方面,如果在步骤S510中确定所测量的液位小于预定液位阈值并且所测量的压力小于预定压力阈值,则在可选步骤S520,计算所测量的体积与预定的体积阈值之间的差,并将该差与预定的增量(delta)值进行比较。在可选步骤S540,如果确定该差大于或等于预定增量值,则动力/控制单元260降低外部废物泵210的泵速,以减少废液向外部的废液系统200的流入并同时向用户发出警报信号,预报散装容器220处的溢流。如果在可选步骤S520中确定该差小于预定增量值,则在步骤S560,动力/控制单元260将外部废物泵210保持在设定的泵速下运行,直到测量结果大于或等于预定阈值为止。

可替代地,在步骤S510,如果确定测量的液位小于预定的液位阈值并且测量的压力小于预定的压力阈值,并且如果可选步骤S520和S540未被执行,则在步骤S560,动力/控制单元260可以保持外部废物泵210以设定的泵速运行,直到测量结果大于或等于预定阈值为止。在一个实施方式中,外部废液系统200独立于来自基于流式细胞仪的系统的任何信号/输入而运行。换句话说,在外部废液系统200与基于流式细胞仪的系统之间没有故意的信号通信。即使系统已连接并且至少通过管件(或其他连接装置)处于可操作的通信或运行状态,系统之间也没有故意发送或接收信号(例如,电/电子信号、磁信号、光信号、压力信号、气动信号或应变信号)。因此,外部废液系统200执行其功能而不与基于流式细胞仪的系统进行任何信号通信。

在另一个实施方式中,外部废液系统200可以与基于流式细胞仪的系统进行信号通信来操作。换句话说,外部废液系统200响应于来自现有的基于流式细胞仪的系统的输入或请求信号并通过将输出或反馈信号传输至现有的基于流式细胞仪的系统来执行其功能。

图5是根据本发明实施方式的连接至基于流式细胞仪的系统的(可选的)内部鞘液系统的外部鞘液系统的示意图。参照图5,用于供应鞘液的外部鞘液系统500可以包括:外部鞘泵510,其将鞘液供应至现有的基于流式细胞仪的系统的(可选的)内部鞘液系统400,并将鞘液从通过可选的阀530连接到外部鞘泵510的散装容器520泵送;压力传感器550,其连接到外部鞘泵510和阀530之间的连接管,以感测外部鞘泵510的压力;平台/负荷传感器525,其连接到散装容器520,用于测量散装容器520所容纳的流体的参数;动力/控制单元560,其连接到外部鞘泵510、压力传感器550和平台/负荷传感器525,以实现外部鞘液系统500的控制功能。

外部鞘液系统500包括压力调节器(未示出)或电源(未示出),所述电源连接至外部鞘液系统500以向外部鞘液系统500供应动力。图5的外部鞘液系统500可以包括连接管和/或诸如干断连接器570的连接器,以连接至现有的基于流式细胞仪的系统,但也可以替代地连接至任何合适的系统。

外部鞘液系统500能够连接到的现有的基于流式细胞仪的系统可以包括内部鞘液系统400。内部鞘液系统400是可选的,尽管内部散装鞘罐440通常在大多数情况下存在。内部鞘液系统400(如果存在)包括内部鞘泵410,以将鞘液从内部散装鞘罐440供应到内部鞘瓶420。内部鞘阀430(例如,可以控制鞘液被引导至哪个内部鞘罐的鞘液阀,例如Bio-RadZE5系统中的1/2阀)、内部鞘三通连接器450和外部源阀455可以设置在内部鞘泵410和内部散装鞘罐440之间。外部鞘液系统500可以通过内部鞘三通连接器450和外部源阀455连接到内部鞘液系统400。

当内部散装鞘罐440中的鞘液的液位低于预定液位(例如,小于半满)时,外部源阀455可以被构造成允许内部散装鞘罐440被散装容器520填充;当内部散装鞘罐440中的鞘液的液位达到某个预定液位(例如75%满)时,外部源阀455可以被配置为关闭,以停止从散装容器520填充内部散装鞘罐440。散装容器520可用于容纳供应到基于流式细胞仪的系统的鞘液,并用作内部鞘液系统400的内部散装鞘罐440之外的额外存储,从而当将外部鞘液系统500连接到基于流式细胞仪的系统时,增大了基于流式细胞仪的系统的用于存储鞘液的能力。散装容器520可以是例如容积约为20L的罐,并且散装容器520可以替代地是具有任何容量的任何合适的容器。

另外,外部鞘液系统500可以用于供应除鞘液以外的流体。例如,在基于流式细胞仪的系统的分析操作完成之后,外部鞘泵510可以用于从散装容器520向内部鞘液系统400的漂白容器供应漂白剂。作为另一个示例,在基于流式细胞仪的系统的分析操作完成之后,外部鞘泵510可以将清洁剂(例如去污剂或抗微生物剂)从散装容器520供应到基于流式细胞仪的系统的清洁剂容器。

外部鞘泵510可以是蠕动泵或可替代地任何其他合适类型的泵。外部鞘泵510可以具有已知的流速与泵速之比,使得外部鞘泵510的速度的控制对应于鞘液的流速的控制。

再次参考图5,阀530在一端连接外部鞘泵510而在另一端连接散装容器520,并起到促进对鞘液流的控制的作用。可选阀530可以是止回阀,例如弹簧加载的止回阀,但是可替代地可以是任何合适的阀,例如旁通阀、节流阀和/或截止阀。

平台/负荷传感器525是用于测量由散装容器520容纳的鞘液的参数的测量装置。平台/负荷传感器525可以布置成不与散装容器520中的鞘液直接接触。在一个实施方式中,平台/负荷传感器525包括一个或多个设置在散装容器520之上或附近的电容传感器。电容传感器可以感测:(1)散装容器520的离散存在或不存在;(2)在散装容器520中鞘液的离散存在或不存在;或(3)散装容器520中鞘液的容量或液位。可替代地,平台/负荷传感器525可包括一个或多个传感器,以测量鞘液的重量、光学性质、声学性质等,然后基于该测量结果计算散装容器520中的鞘液的体积或液位。

外部鞘液系统500的动力/控制单元560可以连接到外部鞘泵510、压力传感器550和平台/负荷传感器525。在一个实施方式中,动力/控制单元560设置或调节外部鞘泵510的泵速,以设置或调节从外部鞘液系统500供应到基于流式细胞仪的系统的鞘液的流速。可替代地,动力/控制单元560可以设置或调节外部鞘泵510的除泵速之外的操作参数,例如功率、压力或泵压头等,用于设置或调节从外部废液系统500提供给基于流式细胞仪的系统的鞘液的流速。

动力/控制单元560可以包括比例积分微分(PID)控制器,但是可替代地可以是比例积分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例(P)控制器或任何其他合适类型的控制器。动力/控制单元560可以包括用于接收输入的输入设备,包括键盘、鼠标、触摸面板用户界面或其他类型的合适的输入设备。另外,动力/控制单元560可以包括用于显示动力/控制单元560的输出信号以供用户观看的显示设备,包括显示屏、打印机或其他类型的合适的显示设备。因此,用户可以通过输入设备将诸如预定的泵速值之类的命令输入发送至动力/控制单元560。当接收到来自用户的命令输入时,动力/控制单元560设置或调整外部鞘液系统500的外部鞘泵510,以在用户请求的预定泵速值下运行。

在另一个实施方式中,用户可以通过输入设备将命令输入发送到动力/控制单元560,以请求动力/控制单元560自动确定外部鞘泵510运行的最佳泵速,以实现将鞘液从外部鞘液系统500的散装容器520通过内部鞘三通连接器450供应给基于流式细胞仪的系统的目的。

当基于流式细胞仪的系统在分析样品的正常条件下运行时,内部鞘泵410继续运行以将鞘液从内部散装鞘罐440供应到内部鞘瓶420。当内部散装鞘罐440中的鞘液的液位下降到第一预定液位以下(例如,50%满)时,外部源阀455被配置成打开,从而导致图5中所示的外部鞘液系统500将鞘液从散装容器520供应到基于流式细胞仪的系统。

图6是配置外部鞘液系统500以将鞘液供应至基于流式细胞仪的系统的示例过程的流程图。参照图6,在步骤S700,当动力/控制单元560感测到外部源阀455打开导致外部鞘液系统500的压力改变时,动力/控制单元560启动外部鞘泵510。

接下来,在步骤S800,动力/控制单元560将外部鞘泵510设置为以一个泵速运行,以响应于输入产生充分高于内部鞘液系统400的压力的外部鞘液系统500的压力,或者可替代地,自动确定外部鞘泵510运行的最佳泵速。

接下来,在步骤S900,外部鞘泵510以在步骤S800设定的泵速运转。由于外部鞘液系统500和内部鞘液系统400之间的足够高的压力差,容纳在散装容器520中的鞘液被泵送到内部散装鞘罐440。

接下来,在步骤S1000,具有一个或多个传感器的平台/负荷传感器525感应或测量散装容器520中的鞘液的体积,并且压力传感器550感应或测量外部鞘液系统500的压力。体积和压力的测量结果被发送到动力/控制单元560。

接下来,在步骤S1100,动力/控制单元560在接收到测量结果时确定所测量的体积是否小于预定的体积阈值。如果确定所测量的体积小于该体积的预定阈值,则为了避免从空的散装容器520泵送,在步骤S1200,动力/控制单元560暂停或关闭外部鞘泵510的运行。结果,没有外部鞘液流到内部散装鞘罐440。因此,基于流式细胞仪的系统继续与内部鞘液系统400一起运行,使得鞘液仅从内部鞘液系统400的内部散装鞘罐440供应,而不从外部鞘液系统500供应。如果在步骤S1100中确定所测量的体积大于或等于该体积的预定阈值,则,在步骤S1150,动力/控制单元560确定所测量的压力是否大于该压力的预定阈值。

在内部鞘液系统400中,当内部散装鞘罐440中的鞘液的液位达到大于第一预定液位的第二预定液位(例如75%充满)时,外部源阀455被配置为关闭。在步骤S1150,当动力/控制单元560感测到外部源阀455关闭而导致外部鞘液系统500的压力上升到大于该压力的预定阈值的液位时,为了避免泵由于外部鞘液系统500中的泄漏状况而无效运行,在步骤S1160,动力/控制单元560暂停外部鞘泵510的运行,并且仅在确定测量的压力小于或等于压力的预定阈值时才重新打开外部鞘泵510。另一方面,如果在步骤S1150中确定所测量的压力小于或等于该压力的预定阈值,则动力/控制单元560将外部鞘泵510保持在设定的泵速下运行。

重复通过启动和暂停外部鞘泵510来用散装容器520的鞘液填充内部散装鞘罐440的过程,直到散装容器520中的鞘液的体积小于该体积的预定阈值为止(例如,直到散装容器520变空)。在一个实施方式中,外部鞘液系统500独立于来自基于流式细胞仪的系统的任何信号/输入而运行。换句话说,在外部鞘液系统500与基于流式细胞仪的系统之间没有故意的信号通信。即使系统已连接并且至少通过管件(或其他连接装置)处于可操作的通信或运行状态,系统之间也没有故意发送或接收信号(例如,电/电子信号、磁信号、光信号、压力信号、气动信号或应变信号)。因此,外部鞘液系统500执行其功能而不会与基于流式细胞仪的系统进行任何信号通信。

在另一个实施方式中,外部鞘液系统500可以利用与基于流式细胞仪的系统的信号通信来操作。换句话说,外部鞘液系统500响应于来自现有的基于流式细胞仪的系统的输入或请求信号并通过将输出或反馈信号传输至现有的基于流式细胞仪的系统来执行其功能。

在一些实施方式中,可以在各种部件上使用不同的色帽,以帮助容易地区分彼此不同的容器(例如,散装容器、内部散装鞘罐等)和/或彼此不同的阀或泵。

图7提供了本发明的某些实施方式的控制面板(例如,机电控制开关)的用户界面的图示。应当理解,图7所示的用户界面仅用于说明性目的,不应被解释为意图限制外部流体系统或基于流式细胞仪的系统如何以及以何种方式执行其功能。

如图7所示,控制面板的用户界面可以包括:系统打开/关闭按钮,用于打开或关闭外部废物泵或外部鞘泵;系统运行LED,指示上述泵的状态,其中当系统运行LED亮起时,表示泵打开并正在运行;系统停止LED,指示泵的状态,其中当系统停止LED点亮时,表明泵已停止。此外,控制面板的用户界面可以包括静音警报按钮,当其被按下然后立即释放,会使得指示外部流体系统的危险状况(例如,散装容器充满废液)的警报被沉默。此外,当静音警报按钮被按下并长时间保持(例如5秒)时,则可以调节警报声音的音量。例如,当按下静音警报按钮并保持5秒钟以上时,警报声音的音量会增加,直到达到最大音量为止。如果在达到最大音量后按住静音警报按钮并保持5秒钟以上,则可以使警报声静音或使音量逐渐减小直至静音。可区分的色帽可用于控制面板用户界面的按钮,以区分这些按钮的不同功能。

控制面板的用户界面还可以包括满LED指示器(例如,当用于容纳废液的散装容器已满时,对于外部鞘液系统,该指示器可以为绿色,对于外部废液系统,该指示器可以变为红色并闪烁)。可以包括一个空LED(例如,当用于容纳鞘液的散装容器为空时,对于外部废液系统,该LED可以是绿色,对于外部鞘液系统,该LED可以变成红色并闪烁)。也可以包括一组液位LED,指示散装容器中包含的流体的不同液位(例如1/4满、1/2满或3/4满)。

此外,控制面板的用户界面可以包括一个或多个隐藏按钮,其未被标记或以其他方式标记,并且旨在仅授权人员能够访问用于服务使用。隐藏的按钮之一可以是空的校准按钮,用于在维修时校准空的散装容器。例如,当按下空校准按钮并保持5秒钟以上时,空散装容器的某些参数值将存储在控制器板(例如,微控制器或FPGA控制器)的闪存之类的存储设备中。另一个隐藏按钮可以是用于校准充满的散装容器的充满校准按钮。例如,当按下充满校准按钮并保持5秒钟以上时,可以将充满的散装容器的某些参数值存储在控制器板(例如,微控制器或FPGA控制器)的闪存之类的存储设备中。

本文描述的方法和过程可以体现为代码和/或数据。本文描述的软件代码和数据可以存储在一个或多个机器可读介质(例如,计算机可读介质)上,该机器可读介质可以包括可以存储代码和/或数据以供计算机系统使用的任何设备或介质。当计算机系统和/或处理器读取并执行存储在计算机可读介质上的代码和/或数据时,计算机系统和/或处理器执行具体化为存储在计算机可读存储介质内的数据结构和代码的方法和过程。

本领域技术人员应当理解,计算机可读介质包括可用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块和计算系统/环境所使用的其他数据)的可移除和不可移除的结构/设备。计算机可读介质包括但不限于易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM、DRAM、SRAM);非易失性存储器,例如闪存,各种只读存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM),磁和铁磁/铁电存储器(MRAM、FeRAM)以及磁和光存储设备(硬盘驱动器、磁带、CD、DVD);网络设备;或现在已知或以后开发的能够存储计算机可读信息/数据的其他介质。计算机可读介质不应被理解或解释为包括任何传播的信号。本发明的计算机可读介质可以是例如光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、闪存设备、易失性存储器或硬盘驱动器(HDD),例如外部HDD或计算设备的HDD,但是实施方式不限于此。计算设备可以是例如笔记本电脑、台式计算机、服务器、手机或平板电脑,但是实施方式不限于此。

本发明包括但不限于以下示例性实施方式。

实施方式1.一种能够与主系统连接的流体系统,该流体系统包括:

一个(至少一个)容器;

一个(至少一个)管件,该管件被配置为能够被连接(或连接)到主系统上;

第二泵;

测量装置;和

控制器,其与第二泵和测量装置可操作地通信。

实施方式2.根据实施方式1所述的流体系统,其中主系统包括基于流式细胞仪的系统,并且其中流体系统进行配置,使得在运行中:

容器容纳第一流体,该第一流体是流到基于流式细胞仪的系统的鞘液或从基于流式细胞仪的系统流出的废液。

实施方式3.根据实施方式2所述的流体系统,其中主系统包括基于流式细胞仪的系统,并且其中流体系统进行配置,使得在运行中:

操作第二泵,从而当第一流体是鞘液时,将第一流体从容器供应到基于流式细胞仪的系统,并且当第一流体是废液时,从基于流式细胞仪的系统中提取第一流体并将其提供给容器。

实施方式4.根据实施方式2-3中任一项所述的流体系统,其中流体系统进行配置,使得在运行中:

测量装置测量容器中的第一流体的性质,并将测量结果发送至控制器。

实施方式5.根据实施方式4所述的流体系统,其中流体系统进行配置,使得在运行中:

当接收到测量结果时,控制器确定测量结果是否大于或等于预定阈值。

实施方式6.根据实施方式5所述的流体系统,其中流体系统进行配置,使得在运行中:当控制器确定测量结果大于或等于预定阈值时,如果第一流体是鞘液,则控制器调整第二泵的运行状态以暂停或停止将第一流体从容器供应到基于流式细胞仪的系统,如果第一流体是废液,则控制器调整第二泵的运行状态以暂停或停止从基于流式细胞仪的系统中提取第一流体并将其提供给容器。

实施方式7.根据实施方式5-6中任一项所述的流体系统,其中系统进行配置,使得在运行中:当控制器确定测量结果小于预定阈值时,控制器保持第二泵的运行条件不变。

实施方式8.根据实施方式1-7中的任一项所述的流体系统,其中主系统包括具有第一泵的基于流式细胞仪的系统,并且其中,通过控制器对流体系统的操作包括:当容器容纳从基于流式细胞仪的系统流出的废液时,通过控制器设定或调节第二泵,从而以高于第一泵运行的泵速的泵速运行。

实施方式9.根据实施方式1-8中任一项所述的流体系统,其中主系统包括基于流式细胞仪的系统,并且其中控制器被配置为根据基于流式细胞仪的系统的状况来执行流体系统的操作,而无需与基于流式细胞仪的系统进行任何信号通信。

实施方式10.根据实施方式1-9中任一项所述的流体系统,其中主系统包括基于流式细胞仪的系统,并且其中该流体系统被配置为在运行时热插拔连接至基于流式细胞仪的系统。

实施方式11.一种使用流体系统的方法,该流体系统包括一个(至少一个)容器、将该流体系统连接至具有第一泵的基于流式细胞仪的系统的一个(至少一个)管件、测量装置、第二泵以及与第二泵和测量装置可操作地通信的控制器,

其中容器容纳第一流体,第一流体是流至基于流式细胞仪的系统的鞘液或从基于流式细胞仪的系统流出的废液,且

其中,该方法包括:

当第一流体是鞘液时,由控制器操作的流体系统将第一流体从容器供应至基于流式细胞仪的系统,并当第一流体是废液时,由控制器操作的流体系统从基于流式细胞仪的系统中提取第一流体并将其提供给容器。

实施方式12.根据实施方式11所述的方法,还包括:

通过测量装置测量容器中的第一流体的性质,并将测量结果传输至控制器;和

控制器确定接收到的测量结果是否大于或等于预定阈值。

实施方式13.根据实施方式12所述的方法,还包括:

当控制器确定测量结果大于或等于预定阈值时,由控制器调节第二泵的运行状态,从而当第一流体是鞘液时,暂停或停止将第一流体从容器供应到基于流式细胞仪的系统中,当第一流体是废液时,暂停或停止从基于流式细胞仪的系统中提取第一流体并将其提供给容器。

实施方式14.根据实施方式12-13中任一项所述的方法,还包括:

当控制器确定测量结果小于预定阈值时,通过控制器保持第二泵的运行条件不变。

实施方式15.根据实施方式11-14中任一项所述的方法,其中操作流体系统包括:当容器中装有从基于流式细胞仪的系统流出的废液时,由控制器设置或调节第二泵,以使其以高于第一泵运行的泵速的泵速运行。

实施方式16.根据实施方式11-15中任一项所述的方法,其中第二泵的操作由控制器执行,而无需与基于流式细胞仪的系统进行任何信号通信。

实施方式17.根据实施方式11-16中任一项所述的方法,其中流体系统被配置为在运行时热插拔连接到基于流式细胞仪的系统。

实施方式18.一种用于细胞/颗粒表征或分离的系统,所述系统包括:

流式细胞仪,其包括第一泵;和

流体系统,其与流式细胞仪可操作连通,

其中流体系统包括:

一个(至少一个)容器;

连接至流式细胞仪的一个(至少一个)管件;

第二泵;

测量装置;和

控制器,其与第二泵和测量装置可操作地通信,其中控制器被配置为基于流式细胞仪的状况来操作流体系统。

实施方式19.根据实施方式18所述的系统,其中所述流体系统进行配置,使得在运行中:

容器容纳第一流体,第一流体是流到流式细胞仪的鞘液或从流式细胞仪流出的废液。

实施方式20.根据实施方式19所述的系统,其中,所述流体系统进行配置,使得在运行中:

当第一流体是鞘液时,第二泵被操作以将第一流体从容器供应到流式细胞仪,并且当第一流体是废液时,第二泵被操作以从流式细胞仪提取第一流体并将其提供到容器。

实施方式21.根据实施方式19-20中的任一项所述的系统,其中所述流体系统进行配置,使得在运行中:

测量装置测量容器中的第一流体的性质,并将测量结果发送至控制器。

实施方式22.根据实施方式21所述的系统,其中所述流体系统进行配置,使得在运行中:

当接收到测量结果时,控制器确定测量结果是否大于或等于预定阈值。

实施方式23.根据实施方式22所述的系统,其中所述流体系统进行配置,使得在运行中:当控制器确定测量结果大于或等于预定阈值时,控制器调整第二泵的运行条件,从而当第一流体是鞘液时,暂停或停止将第一流体从容器供应到流式细胞仪,并且当第一流体为废液时,暂停或停止从流式细胞仪提取第一流体并将其提供到容器。

实施方式24.根据实施方式22-23中任一项所述的系统,其中所述流体系统进行配置,使得在运行中:当控制器确定测量结果小于预定阈值时,控制器保持第二泵的运行条件不变。

实施方式25.根据实施方式18-24中任一项所述的系统,其中由控制器基于流式细胞仪的状况对流体系统的操作包括:当容器包含从基于流式细胞仪的系统流出的废液时,由控制器设置或调节第二泵,以使其在高于第一泵运行的泵速的泵速下运行。

实施方式26.根据实施方式18-25中任一项所述的系统,其中控制器进行配置,以基于与基于流式细胞仪的系统的信号通信来执行所述流体系统的操作。

实施方式27.根据实施方式18-26中任一项所述的方法,其中所述流体系统被配置为在运行时热插拔连接至流式细胞仪系统。

实施方式28.根据实施方式1-10中任一项所述的流体系统,其中由控制器根据基于流式细胞仪的系统的状况对流体系统的操作包括:当容器包含流到基于流式细胞仪的系统的鞘液时,由控制器根据基于流式细胞仪的系统的压力设置或调节流体系统的压力。

实施方式29.根据实施方式11-17中任一项所述的方法,其中根据基于流式细胞仪的系统的状况来操作流体系统包括:当容器包含流到基于流式细胞仪的系统的鞘液时,由控制器根据基于流式细胞仪的系统的压力来设置或调节流体系统的压力。

实施方式30.根据实施方式18-27中任一项所述的系统,其中由控制器根据基于流式细胞仪的系统的状况对流体系统的操作包括:当容器包含流到基于流式细胞仪的系统的鞘液时,由控制器根据基于流式细胞仪的系统的压力设置或调节流体系统的压力。

在许多实施方式中,外部流体系统可包括一个或多个鞘液容器,一个或多个废液容器,或任何数量的废液容器和鞘液容器的组合。

在某些实施方式中,外部流体系统可以包括附加控制功能,包括但不限于:

(1)根据用户的输入、散装容器的液位指示、压力水平和/或错误操作的指示(例如传感器没有正确安装)来控制外部废物泵或外部鞘泵;

(2)当散装废物容器装满或散装鞘容器为空时,向用户报警;

(3)在一段时间后或响应于用户的输入,通过暂时停止警报或调整警报的音量来控制警报;

(4)用LED显示器显示散装容器的液位信息,并在散装废物容器装满或散装鞘容器为空时,使LED闪烁;

(5)校准平台/负荷传感器的传感器;和/或

(6)如果发生错误的操作,则在控制面板上显示错误代码。

外部流体系统可以进一步包括大容量存储设备,该大容量存储设备能够存储和访问软件指令和/或数据以执行上述某些方法和过程。在一个替代实施方式中,上述方法和过程可以通过硬件实现来执行,所述硬件实现包括但不限于:专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)以及现在已知的或以后发展的其他可编程逻辑设备。

当如本发明的实施方式所示的外部流体系统连接到现有的基于流式细胞仪的系统时,可以容易地将现有的基于流式细胞仪的系统的废物存储或鞘存储的总容量扩展到超过其设计的最大容量。而且,外部流体系统可以热插入对样品进行分析的现有的基于流式细胞仪的系统中或者从对样品进行分析的现有的基于流式细胞仪的系统中热拔出。因为外部流体系统可以在不从现有的基于流式细胞仪的系统接收故意信号或向其发送故意信号的情况下运行,所以现有的基于流式细胞仪的系统的组件、结构、连接、控制程序、软件程序/数据均不需要更改或重新配置。因此,外部流体系统可以作为热插拔连接选项连接到正在运行的基于流式细胞仪的系统,而不会中断基于流式细胞仪的系统的运行。此外,由于外部流体系统是能够与现有的基于流式细胞仪的系统连接的独立系统,因此需要最少的维护和保养工作,使其非常适合于商业应用。

如流式细胞术领域的技术人员可从前面的详细描述以及附图和权利要求书中认识到的,在不背离所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下,可以对本发明的实施方式进行修改和改变。

本文所参考或引用的所有专利、专利申请、临时申请和出版物,都通过引用整体(包括所有附图和表格)并入本文,只要它们不与本说明书的明确教导相抵触即可。

应当理解,本文描述的示例和实施方式仅用于说明目的,鉴于其的各种修改或改变将被建议给本领域技术人员,并且将被包括在本申请的精神和范围之内。

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