CN101825571A - 基于led光源的积分球式荧光检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于LED光源的积分球式荧光检测装置。现有的检测装置发光不稳定，影响荧光强度的检测。本发明中积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座，第一底座的封闭端中心处设置有LED；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座的开放端；积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。本发明能有效地保证激发光源的单一性和高辐射强度，使光源保持在较窄的波长范围内。

Description

基于LED光源的积分球式荧光检测装置
技术领域
本发明属于光学和生物技术交叉领域，涉及一种荧光检测装置，尤其是一种基于LED光源的积分球式荧光检测装置。
背景技术
在荧光检测仪器中理想化的激发光源应具备：①足够的强度；②在所需光谱范围内有连续的光谱；③其强度与波长无关，即光源的输出应是连续平滑等强度的辐射；④光强要稳定。但是实际上，符合这些条件的光源并不存在。而荧光检测仪器是一种高灵敏度的分析仪器，虽然可以通过提高仪器的增益或放大倍数来获取可观测的信号，但是激发光源的不稳定则会影响到荧光的强度，从而无法获取可靠的光谱数据。
目前，荧光仪器的激发光源多采用氙灯、汞灯、钨灯和激光器。氙灯、汞灯和钨灯都是早期荧光仪器广泛使用的光源，而且在各种波段都有辐射，但是在不同的波段输出信号强度不同，需要在其后加入单色器和滤光片。激光器是目前高性能荧光仪器主要使用的光源，单波长的激光器，能激发高强度的光源，且单色性好，没有杂散光，可调谐的激光器能弥补单色激光器只有一种波长光的不足，能够在几种波长下转换，但是波长选择范围小，且价格及其昂贵。
发明内容
为了克服现有的荧光检测设备中激发光源发光强度不稳定，单色性差的不足，本发明提供一种基于LED光源的积分球式荧光检测装置。该装置在较低成本下，能提供光谱范围较窄的单色光，有效地提高激发光源的稳定性和辐射强度。本发明是通过下述的技术方案实现的：
基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括LED、第一窄带滤光片、第一底座、第二窄带滤光片、第二底座、积分球、样品支架、光电倍增管和光纤。
积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座，所述的第一底座为一端开放、另一端封闭的筒形结构，第一底座的封闭端中心处设置有LED，LED的出射光正对球心；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座的开放端；
积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，所述的第二底座为两端开放的圆筒，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管，光电倍增管的正对球心设置；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；
光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。
所述的样品支架包括支撑杆、托盘和定位盘，多根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平面的轴线对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积分球之间，并与定位盘平行设置；所述的定位盘的中心处开有定位孔。所述的托盘对应定位孔处为一凹面。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：
1、采用单色LED提供光源，能有效地保证激发光源的单一性和高辐射强度，再加入窄带滤波片，能滤去杂散光，使光源保持在较窄的波长范围内。
2、采用激发光源与积分球相连接的结构，能够使激发光辐射更加平滑，减少了激发光源的不稳定对于样本的影响。
3、采用光电倍增管与积分球在顶部相连接的方式，从而使试管中的样品所产生的荧光直接射入光电倍增管中。
4、采用单色LED、窄带滤光片、积分球和光电倍增管等部件，能有效的降低仪器成本，且省略了电源装置和单色器，减小了荧光检测装置的体积，提高仪器的性价比。
5、采用光电倍增管和光谱测试仪等检测设备，能使激发的荧光检测结果更加精确，光电倍增管能接受光强信号，通过后续放大电路能有效地测出荧光光强，而荧光光谱仪则能检测荧光的各种参数。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为检测过程中光纤走向示意图；
图3为光电倍增管后续电路框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如1图所示，基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括单色LED6、第一窄带滤光片7、第一底座5、第二窄带滤光片4、第二底座3、积分球8、样品支架10、光电倍增管2和光纤1。
积分球8斜向设置，积分球8内设置样品支架10，积分球8的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座5，第一底座5为一端开放、另一端封闭的筒形结构，第一底座5的封闭端中心处没置有单色LED6，LED的出射光正对球心；第一窄带滤光片7设置在靠近第一底座5的开放端；
积分球8的正上方开有第二圆形通孔，积分球8对应该通孔外设置第二底座3，第二底座3为两端开放的圆筒，第二底座3的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管2，光电倍增管2的正对球心设置；第二窄带滤光片7设置在靠近积分球的另一端；
光纤1贯穿积分球8并设置在光电倍增管2附近，光纤1的一端与积分球8内侧壁齐平，用于感应积分球内的荧光，另一端接荧光光谱仪11。
样品支架10包括支撑杆、托盘和定位盘，四根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平面的轴线对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积分球之间，并与定位盘平行设置。定位盘的中心处开有定位孔，用于放置样品试管9，托盘对应定位孔处为一凹面。
如图2所示，本发明进行检测的具体步骤为：打开积分球，将待测的样品试管放入定位孔中，由托盘支撑。LED发出的光线通过第一窄带滤光片滤去杂散光之后进入积分球，经过多次漫反射使光线的光强达到均匀的分布。当均匀的光线照射到样品试管上后，激发了荧光物质，使之产生荧光。样品产生的荧光通过第二窄带滤光片照射到与积分球第二通光孔相连接的光电倍增管。因光电倍增管安放于试管的顶部，所以荧光将不会受积分球漫反射的影响，直接进入光电倍增管，再通过光电倍增管后续电路(如图3所示)的驱动电路模块、微电流/电压转换电路模块、信号调理电路模块、负高压模块和输出电路模块作用后，读出光强的信号。在光电倍增管的旁侧连接有光纤，通过光纤与光谱测试仪连接后，用于检测荧光的光谱范围。

Claims (2)

1.基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括积分球、LED、第一窄带滤光片、第一底座、第二窄带滤光片、第二底座、样品支架、光电倍增管和光纤，其特征在于：
积分球斜向设置，积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座，所述的第一底座为一端开放、另一端封闭的筒形结构，第一底座的封闭端中心处设置有LED，LED的出射光正对球心；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座的开放端；
积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，所述的第二底座为两端开放的圆筒，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管，光电倍增管的正对球心设置；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；
光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。
2.根据权利要求1所述的基于LED光源的积分球式荧光检测装置，其特征在于：所述的样品支架包括支撑杆、托盘和定位盘，多根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平面的轴线对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积分球之间，并与定位盘平行设置；所述的定位盘的中心处开有定位孔，所述的托盘对应定位孔处为一凹面。
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