CN106153537A - 一种胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置及其应用 - Google Patents

Abstract

一种胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置及其应用。本发明提出一种用于胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置，包括屏蔽盒、电路板、光学系统、放置光学系统的壳体；屏蔽盒由上壳和下壳通过压铆螺母组装而成；下壳上设置有出光孔；光学系统由接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜组成，光源放置在光阑的一侧，光阑和分光镜成45°角；接收器和光阑平行，接收器和反光镜成45°角；所述接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜固定在放置光学系统的壳体上，光学系统和放置光学系统的壳体放置在屏蔽盒内；电路板与光源连接。本发明提出的光学扫描装置，利用反光镜的设计使得光学扫描装置的体积得到了充分的减小。会聚透镜组和中继透镜组共用透镜使得资源得到充分利用，同样也减小了设备的体积。

Description

一种胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置及其应用

技术领域

本发明属于临床检测设备领域，具体涉及一种用于胶体金快速定量诊断的光学扫描装置。

背景技术

免疫层析法是目前生物医学检验中最常用的快速分析技术，其特点是方便快捷，成本低，可单份检测，可检测样本种类较多。免疫胶体金技术(Immune colloidal gold technique)是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体的免疫标记技术，英文缩写为：GICT。胶体金是由氯金酸(HAuCl₄)在还原剂作用下，聚合成为金颗粒，并处于稳定的胶体状态，称为胶体金。胶体金标记具有稳定性高、不需要显色剂等特点，适合长时间保存。

胶体金颗粒进行扫描获得胶体金可见光吸收光谱。在可见光范围内(400～700nm)对胶体金颗粒进行扫描获得胶体金可见光吸收光谱。3～20nm金颗粒在520nm处有吸收峰，随着粒子粒径的增长，会出现最大吸收波长红移及峰形展宽的现象。但是，传统的临床检测设备的光学扫描装置体积过大，从而导致整个检测设备的体积过大，不易于携带，占用过多空间，影响诊断效率。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种用于胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置。

本发明的第二个目的是提出所述光学扫描装置的应用。

实现本发明目的的技术方案为：

一种用于胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置，其特征在于，包括屏蔽盒、电路板、光学系统、放置光学系统的壳体；

所述屏蔽盒为长方体形状，由上壳和下壳通过压铆螺母组装而成；下壳上设置有出光孔；

所述光学系统由接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜组成，光源放置在光阑的一侧，光阑和分光镜成45°角；接收器和光阑平行，接收器和反光镜成45°角；所述接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜固定在放置光学系统的壳体上，光学系统和放置光学系统的壳体放置在屏蔽盒内；

电路板置于屏蔽盒内，所述电路板与接收器和光源连接。

其中，所述屏蔽盒为铝质。屏蔽盒下壳的内侧壁上设有一个出射反光镜支架，出射反光镜支架和屏蔽盒下壳的底面成45-50°角。优选为48-50°角。

反光镜支架的角度决定放在上面的出射反光镜的角度。本发明人经实验研究，确定该反光镜与屏蔽盒下壳的底面(图2之110所在平面)成48-50°角时可有效减少信噪比。

优选地，所述光学系统中，光阑和分光镜之间放置有第一透镜，所述第一透镜和光阑平行。

其中，所述分光镜和与屏蔽盒上的出光孔之间放置有第二透镜,第二透镜和分光镜成45°角，第二透镜和出光孔所在的平面(如附图5纸面所在的平面)垂直；分光镜位于第二透镜和反光镜之间，分光镜和反光镜平行(即，第一透镜和第二透镜垂直)。

其中，所述反光镜和接收器之间还放置有第三透镜，所述第三透镜和接收器平行。

其中，所述放置光学系统的壳体上设置有固定接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜的卡槽。所述放置光学系统的壳体可以为ABS塑料制成。

进一步地，所述放置光学系统的壳体上还设置有固定透镜的卡槽。

所述电路板还连接有用于探测所述光源的光强的探测器。

应用本发明所述的光学扫描装置进行胶体金标记的检测方法，用光源发射520-530nm的绿光，光阑位于光源后面，用于控制光斑的大小、形状。利用反光镜改变光路使得光源和接受器平行放置从而减小装置的体积。

其中，第一透镜和第二透镜组合为会聚透镜组，会聚透镜组将光源发出的光束的放大1倍。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的光学扫描装置，利用反光镜的设计使得光学扫描装置的体积得到了充分的减小。会聚透镜组和中继透镜组共用透镜使得资源得到充分利用，同样也减小了设备的体积。整个光学系统的反光镜设计方式以及铝制屏蔽盒，保证光源有效地用于胶体金检测，提高了设备的稳定性。

本申请合理地设计放置光线路径，基于塑料材质模压制得放置光学系统的壳体，能够准确控制本光学扫描装置的光路，有效地减少信噪比，提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明的光学扫描装置的立体图。

图2为铝制屏蔽盒下壳的底面正视图。

图3为是铝制屏蔽盒下壳的俯视图。

图4为铝制屏蔽盒上壳的立体图。

图5为本发明的光学扫描装置中光学系统的设置示意图。

图6为光阑的正视图。

图7为放置光学系统的壳体的俯视图。

图中，000是被测物质。

110是铝制屏蔽盒下壳的底面，120是铝制屏蔽盒下壳的顶，111是下壳第一组压铆螺母、112是下壳第二组压铆螺母，113是下壳固定孔，114是出射反光镜支架，121是出光孔。

200是铝制屏蔽盒上壳，201是上壳第一组压铆螺母，202是上壳第二组压铆螺母，203是上壳压铆螺母，204是上壳第一组固定孔，205是上壳第二组固定孔，206是导线孔。

300是光学系统，301光源，302是第一透镜，303是分光镜，304是第二透镜，320是中继透镜组，305是反光镜，306是第三透镜，307是接受器，310是会聚透镜组，330是光阑。

400是放置光学系统的壳体，401是凹槽，402是第一组壳体固定孔，403是第二组壳体固定孔，404是反光镜卡槽，405是分光镜卡槽，406是第二透镜卡槽，407是第三透镜卡槽、408是第一透镜卡槽，409是探测器卡槽，410是接收器卡槽，411是光源卡槽。

具体实施方式

现以以下实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种用于胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置，包括铝质的屏蔽盒、电路板、光学系统、放置光学系统的壳体400；

见图1，铝质屏蔽盒为长方体形状，由上壳和下壳通过压铆螺母组装而成。图2为铝制屏蔽盒下壳的底面110(底面是相对屏蔽盒内的一面)，下壳上设置有反光镜支架114；图3是铝制屏蔽盒下壳的顶120，下壳上设置有出光孔121；下壳固定孔113包括4个圆形固定孔和一个长方形固定孔，用于固定铝制屏蔽盒下壳和光学系统外壳。图4为铝制屏蔽盒上壳200的立体图，上壳的壳壁上设导线孔206用于导线穿过，将光学扫描装置内的电路板和外部相连以通信和提供能量。上壳第一组压铆螺母201、上壳第二组压铆螺母202用于固定光学扫描装置和外部结构。上壳压铆螺母203用于固定上壳和内部电路板。上壳第一组固定孔204用于和铝制屏蔽盒下壳包括压铆螺母111进行配合固定上下壳。上壳第二组固定孔205用于固定铝制屏蔽盒下壳以及固定光学扫描装置和外部驱动电机。电路板卡在铝制屏蔽盒上壳200和放置光学系统的壳体400中间。组装时把电路板放进上铝壳内然后再把光学系统壳体结构放进去。

见图5，光学系统300由接收器307、光源301、光阑330、反光镜305和分光镜303组成，光源301放置在光阑330的一侧，光阑330和分光镜303成45度角，光阑和分光镜之间放置有第一透镜302，且第一透镜302和光阑平行。分光镜303用于对经过会聚透镜301的520nm光束进行部分反射，以及对经过第二透镜304的520nm光束进行部分透射。利用分光镜可以充分利用分光镜到第二透镜304这段距离，从而增加空间利用率。

接收器307和光阑330平行，接收器307和反光镜305成45°角；反光镜和接收器之间放置第三透镜306，第三透镜和接收器平行。

分光镜与屏蔽盒上的出光孔121成45°角，分光镜303和出光孔121之间放置有第二透镜304，第二透镜304和出光孔121所在的平面(图5的纸面)垂直；分光镜303放置在第二透镜304和反光镜305之间，分光镜303和反光镜305平行。

第一透镜302和第二透镜304组合为会聚透镜组310，第二透镜304和第三透镜306组合为中继透镜组320。中继透镜组320将反射回去的光束聚焦到接收板307上。会聚透镜组和中继透镜组共用透镜304。会聚透镜组310将光源放大一倍。

第一透镜302位于光源301的出射光路上，用于会聚光源301所发出的光束，并使光束成平行光束。第二透镜304位于分光镜303的下方，且与第一透镜302成90°夹角，分光镜反射的光束经过第二透镜304后聚焦到被测物质000上。在第二透镜304和被测物质000之间放置有一个出射反光镜(图中未示出)，该反光镜放置于出射反光镜支架114内，出射反光镜支架114和屏蔽盒下壳的底面成45-50°角，控制从第二透镜304会聚的光束向下旋转90-100°(参见图5，旋转的角度是指与纸面的夹角)，使得光束能够通过铝制屏蔽盒上出光孔121会聚到被测物质表面。同时，被测物质000反射的光束经过第二透镜304，并使光束成平行光束。

光学系统和放置光学系统的壳体放置在屏蔽盒内；反光镜通过反光镜支架固定在屏蔽盒的下壳上。

电路板还连接有探测器，置于探测器卡槽409内，见图7，其与光源卡槽411之间有通道，可以探测光源的光强。

见图7，放置光学系统的壳体400上设置有固定光学系统的卡槽：包括凹槽401，第一组壳体固定孔402、第二组壳体固定孔403，反光镜卡槽404，分光镜卡槽405，透镜卡槽406，透镜卡槽407、408，探测器卡槽409，接收器卡槽410，光源卡槽411。放置光学系统的壳体400为ABS塑料制成。

凹槽401用于将从光源出射后透过分光镜的光束吸收，以减少该光束通过反射回到接收器。第一组壳体固定孔402、第二组壳体固定孔403用于将光学系统外壳封闭。反光镜卡槽404用于放置反光镜305。分光镜卡槽405用于放置分光镜303。第二透镜卡槽406用于放置第二透镜304。第三透镜卡槽407用于放置第三透镜306。第一透镜卡槽408用于放置第一透镜302。探测器卡槽409用于放置反馈光强的变化状况的探测器(探测器和电路板连接)。接收器卡槽410用于放置接受器307。光源卡槽411用于放置光源301以及光阑330。

反光镜305用于将经过被测物质反射回来的光束做90°旋转。该设计有益于减小扫描装置的体积。接收板307位于透镜306的焦点上用于接收被测物质反射回来的光束。光阑330用于控制入射光的大小和形状。光源经过光阑后变成长方形光斑。光阑正视图如图6所示。

实施例2：

应用实施例1的装置进行胶体金标记的检测，光源采用LED光源，发出绿光，光源的中心波长为520nm。第一透镜的材质为K9，第二透镜的材质为BaK2，第一透镜和第二透镜组合为会聚透镜组，会聚透镜组将光源发出的光束的放大1倍。光通过出光孔照射在被测物质000上，反射的光束经过透镜304，为接受器接受，得到光谱数据。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种胶体金免疫定量分析仪的光学扫描装置，其特征在于，包括屏蔽盒、电路板、光学系统、放置光学系统的壳体；

所述屏蔽盒为长方体形状，由上壳和下壳通过压铆螺母组装而成；下壳上设置有出光孔；

所述光学系统由接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜组成，光源放置在光阑的一侧，光阑和分光镜成45°角；接收器和光阑平行，接收器和反光镜成45°角；所述接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜固定在放置光学系统的壳体上，光学系统和放置光学系统的壳体放置在屏蔽盒内；电路板置于屏蔽盒内，所述电路板与接收器和光源连接。

2.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述屏蔽盒为铝质；屏蔽盒下壳的内侧壁上设有一个出射反光镜支架，反光镜支架和屏蔽盒下壳的底面成45-50°角，优选为48-50°角。

3.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述光学系统中，光阑和分光镜之间放置有第一透镜，所述第一透镜和光阑平行。

4.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述分光镜和与屏蔽盒上的出光孔之间放置有第二透镜,第二透镜和分光镜成45°角，第二透镜和出光孔所在的平面垂直；分光镜位于第二透镜和反光镜之间，分光镜和反光镜平行。

5.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述反光镜和接收器之间还放置有第三透镜，所述第三透镜和接收器平行。

6.根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述放置光学系统的壳体上设置有固定接收器、光源、光阑、反光镜和分光镜的卡槽。

7.根据权利要求6所述的光学扫描装置，其特征在于，所述放置光学系统的壳体上还设置有固定透镜的卡槽。

8.根据权利要求1-7任一所述的光学扫描装置，所述电路板还连接有用于探测所述光源的光强的探测器。

9.应用权利要求1-8任一所述的光学扫描装置进行胶体金标记的检测方法，其特征在于，用光源发射520-530nm的绿光，光阑位于光源后面，用于控制光斑的大小、形状。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，第一透镜和第二透镜组合为会聚透镜组，会聚透镜组将光源发出的光束的放大1倍。