CN102507448A - 生化分析仪的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种生化分析仪的检测系统，包括同轴依次排列的光源、准直镜、聚焦镜、孔径光阑、全息凹面光栅，其中反应杯可放置于所述准直镜与所述聚焦镜之间；所述生化分析仪的检测系统还包括与所述全息凹面光栅倾斜相对的分光光栅及设于所述分光光栅远离所述全息凹面光栅的一侧的光电检测器，所述全息凹面光栅的入射光与反射光之间的夹角为锐角，且所述反射光经过所述分光光栅后被所述光电检测器接收。上述生化分析仪的检测系统采用分光光栅对全息凹面光栅色散后的光谱进一步地分光，将杂散光及多余波长光线过滤掉，从而提高检测精度。本发明还提供一种生化分析仪的检测方法。

Description

生化分析仪的检测系统及检测方法

【技术领域】

本发明涉及一种生化分析仪，特别是涉及一种生化分析仪的检测系统及检测方法。

【背景技术】

生化分析仪是一种医院临床用常规分析仪器，其主要用于测定人体液中的各种生化指标，如血常规、心肌酶谱、血糖血脂、肝功、肾功、免疫球蛋白等常规生化指标。生化分析仪的测量生化指标功能是基于朗伯-比尔定律的光电比色法而实现的，而自动生化分析仪的核心部分是分光光度计，可见，对于自动生化分析仪而言，其内的分光光度计性能会直接影响整个仪器的性能指标，甚至结构。

目前，传统的生化分析仪的检测系统具有两种结构的光学系统，一种是滤光片式光学系统，另一种是光栅式光学系统。滤光片式光学系统同轴排列有光源、准直系统、滤光片、聚焦系统、探测器、滤光片的稳定性事仪器性能的关键。当处于单波长工作情况下，滤光片可固定不变，但是，由于使用单波长，分析项目的数量受到了限制。然而，如果使用多波长，则光学系统中边需要配有滤光片的切换机构，这样会使得仪器的结构变得复杂，可靠性下降。光栅式光学系统同轴排列有光源、准直系统、单色仪、聚焦系统、探测器。然而，在光栅式光学系统中，经过单色仪的光栅后的光束，直接透过聚焦系统的透镜后，而进入探测器，其杂散光较多，且存在多余波长光线，导致检测的精度较低。

【发明内容】

鉴于上述状况，有必要提供一种检测精度较高的生化分析仪的检测系统及检测方法。

一种生化分析仪的检测系统，包括同轴依次排列的光源、准直镜、聚焦镜、孔径光阑、全息凹面光栅，其中反应杯可放置于所述准直镜与所述聚焦镜之间；所述生化分析仪的检测系统还包括与所述全息凹面光栅倾斜相对的分光光栅及设于所述分光光栅远离所述全息凹面光栅的一侧的光电检测器，所述全息凹面光栅的入射光与反射光之间的夹角为锐角，且所述反射光经过所述分光光栅后被所述光电检测器接收。

进一步地，所述光源为卤灯或LED。

进一步地，所述分光光栅的透射光的波长为340纳米、374纳米、405纳米、457纳米、490纳米、506纳米、523纳米、540纳米、572纳米、605纳米、637纳米、670纳米、700纳米、748纳米、794纳米、854纳米中的至少一种。

进一步地，所述准直镜为凸透镜组。

进一步地，所述聚焦镜为凸透镜组。

进一步地，还包括罩于所述光源上的反射罩，所述反射罩将所述的光源发出的光线会聚后朝向所述准直镜射出。

进一步地，所述光电检测器为硅光电二极管阵列。

进一步地，所述硅光电二极管阵列的间距不等距，且根据光线的波长而调整。

一种生化分析仪的检测方法，包括如下步骤：

提供一束准直的光束；

将所述光束照射于盛装有待测液的反应杯；

透过所述反应杯的光束经过聚焦镜再次聚焦；

透过所述聚焦镜后的光束经过孔径光阑筛选；

筛选后的光束照射到全息凹面光栅的反射面上，并经过所述全息凹面光栅反射至分光光栅上；及

透过所述分光光栅后的光束被光电检测器接收。

进一步地，所述提供一束准直的光束的步骤进一步包括：

光源发出的光束经过反射罩反射后会聚；

会聚后的光束经过准直镜后进行聚焦，以形成所述准直的光束。

上述生化分析仪的检测系统采用分光光栅对全息凹面光栅色散后的光谱进一步地分光，将杂散光及多余波长光线过滤掉，从而提高检测精度。

进一步地，分光光栅及光电检测器位于准直镜、聚焦镜的光轴的一侧，从而使的上述生化分析仪的检测系统的结构更加紧凑，利于小型化。

【附图说明】

图1为本发明较佳实施方式的生化分析仪的检测系统的示意图；

图2为本发明较佳实施方式的生化分析仪的检测方法的流程图；

图3为图2所示生化分析仪的检测方法的步骤一的流程图。

【具体实施方式】

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明较佳实施方式的生化分析仪的检测系统100包括光源110、反射罩120、准直镜130、聚焦镜140、孔径光阑150、全息凹面光栅160、分光光栅170及光电检测器180。光源110、准直镜130、聚焦镜140、孔径光阑150、全息凹面光栅160同轴依次排列。反应杯101用于盛装待检测液，其放置于准直镜130与聚焦镜140之间。反射罩120罩于光源110上，反射罩120将的光源110发出的光线会聚后朝向准直镜130射出。

分光光栅170与全息凹面光栅160倾斜相对。光电检测器180设于分光光栅170远离全息凹面光栅160的一侧，全息凹面光栅160的入射光与反射光之间的夹角为锐角，且反射光经过分光光栅170后被光电检测器180接收。

其中，全息凹面光栅160的反射光位于其光轴的一侧。若入射光为多波长的光束，则所有的反射光线均位于光轴的一侧，至使所有的反射光均可照射到分光光栅170上。

光源110为卤灯或LED。较佳地，光源110为白光LED，白光LED可激发发出的光谱曲线，其中原波长大约在460纳米左右，另外，还激发出其他光谱曲线，这样白光LED发出的光谱就是由两条曲线相加而得到的光谱，可以满足一定测量范围生化分析仪的测量需求。当采用卤灯为光源110时，由于卤灯发出的光线较为发散，因此，经过反射罩120反射后，会聚成一束光束。

在本实施方式中，准直镜130、聚焦镜140均为由两个凸透镜组成的凸透镜组，用于将发散的光束进行聚焦。准直镜130、聚焦镜140均可由K9玻璃制成。

孔径光阑150的结构与现有的孔径光阑的结构一样，在此不再赘述。孔径光阑150用于将多余的光线屏蔽掉，使经过孔径光阑150后的光束呈一条直线射出。

全息凹面光栅160的结构与现有的全息凹面光栅的结构一样，在此不再赘述。多波长的光束照射到全息凹面光栅160的反射面，反射面为弧形，经过反射面的光线会色散开，其中不同波长的光线的反射角也不同。

分光光栅170用于对全息凹面光栅160色散后的光束进一步过滤，将杂散光及多余波长光线过滤掉。具体在本实施方式中，分光光栅170的透射光的波长为340纳米、374纳米、405纳米、457纳米、490纳米、506纳米、523纳米、540纳米、572纳米、605纳米、637纳米、670纳米、700纳米、748纳米、794纳米、854纳米中的至少一种。

光电检测器180可以为单个硅光二极管或硅光电二极管阵列。具体在本实施方式中，光电检测器180为硅光电二极管阵列。为了准确接收不同波长的光线，硅光电二极管阵列的间距不等距，且根据光线的波长而调整。例如，当经过分光光栅170过滤的多波长光线束的波长为340纳米、405纳米、510纳米、546纳米、578纳米、630纳米时，硅光电二极管阵列的线元数为6，其间距可依次选择为d1＝4.33毫米、d2＝7毫米、d3＝4.33毫米、d4＝2.4毫米、d5＝4.33毫米、d5＝2.13毫米、d6＝3.47毫米。

上述生化分析仪的检测系统100采用分光光栅170对全息凹面光栅160色散后的光谱进一步地分光，以将杂散光及多余波长光线过滤掉，从而提高检测精度。

进一步地，分光光栅170及光电检测器180位于准直镜130、聚焦镜140的光轴的一侧，从而使得上述生化分析仪的检测系统100的结构更加紧凑，利于小型化。

并且，由于上述生化分析仪的检测系统100采用了全息凹面光栅160及硅光电二极管阵列式的光电检测器180，以使上述生化分析仪的检测系统100不仅可应用于单波长探测，还可以应用于多波长的探测。

另外，本发明还提供一种对应于上述生化分析仪的检测系统100的检测方法。

请参阅图2，本发明较佳实施方式的生化分析仪的检测方法，包括如下步骤：

步骤S201，提供一束准直的光束；

步骤S202，将光束照射于盛装有待测液的反应杯；

步骤S203，透过反应杯的光束经过聚焦镜再次聚焦；

步骤S204，透过聚焦镜后的光束经过孔径光阑筛选；

步骤S205，筛选后的光束照射到全息凹面光栅的反射面上，并经过全息凹面光栅反射至分光光栅上；

步骤S206，透过分光光栅后的光束被光电检测器接收。

请参阅图3，当所采用光源为发散光源时，步骤S201进一步包括如下步骤：

步骤S2011，光源发出的光束经过反射罩反射后会聚；

步骤S2012，会聚后的光束经过准直镜后进行聚焦，形成准直的光束。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种生化分析仪的检测系统，包括同轴依次排列的光源、准直镜、聚焦镜、孔径光阑、全息凹面光栅，其中反应杯可放置于所述准直镜与所述聚焦镜之间，其特征在于，还包括与所述全息凹面光栅倾斜相对的分光光栅及设于所述分光光栅远离所述全息凹面光栅的一侧的光电检测器，所述全息凹面光栅的入射光与反射光之间的夹角为锐角，且所述反射光经过所述分光光栅后被所述光电检测器接收。

2.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述光源为卤灯或LED。

3.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述分光光栅的透射光的波长为340纳米、374纳米、405纳米、457纳米、490纳米、506纳米、523纳米、540纳米、572纳米、605纳米、637纳米、670纳米、700纳米、748纳米、794纳米、854纳米中的至少一种。

4.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述准直镜为凸透镜组。

5.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述聚焦镜为凸透镜组。

6.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，还包括罩于所述光源上的反射罩，所述反射罩将所述的光源发出的光线会聚后朝向所述准直镜射出。

7.如权利要求1所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述光电检测器为硅光电二极管阵列。

8.如权利要求7所述的生化分析仪的检测系统，其特征在于，所述硅光电二极管阵列的间距不等距，且根据光线的波长而调整。

9.一种生化分析仪的检测方法，包括如下步骤：

提供一束准直的光束；

将所述光束照射于盛装有待测液的反应杯；

透过所述反应杯的光束经过聚焦镜再次聚焦；

透过所述聚焦镜后的光束经过孔径光阑筛选；

筛选后的光束照射到全息凹面光栅的反射面上，并经过所述全息凹面光栅反射至分光光栅上；及

透过所述分光光栅后的光束被光电检测器接收。

10.如权利要求9所述的生化分析仪的检测方法，其特征在于，所述提供一束准直的光束的步骤进一步包括：

光源发出的光束经过反射罩反射后会聚；

会聚后的光束经过准直镜后进行聚焦，以形成所述准直的光束。

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