CN107941771A - 一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置 - Google Patents

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巩燕
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Abstract

本发明公开了一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体中集成设置了激光器、光学检测箱和能够为激光器提供电源的电路单元，由激光器发射的红外光经过光学检测箱中的二向色性滤光片滤过杂波后到达待测上转换荧光试纸条，激发层析上转换荧光试纸条上的上转换荧光颗粒，产生可见光，可见光在经过二向色性滤光片时，会被垂直反射，经过红外滤光片后进入聚焦透镜，红外滤光片可以减小激发光对于拍照结果的影响。使用者，从观察孔中可以直接观察获取试纸的显色结果。该装置整体结构紧凑，装置无需外接电源，可连续进行上百个样本的检测，方便使用者随时随地进行上转换荧光层析试纸的定量检测。

Description

一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置
技术领域
本发明属于生物医疗器械技术领域，具体涉及一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置。
背景技术
上转换荧光是一种反斯托克斯发光，它可由波长为980nm的近红外光激发，发出可见光，即吸收低能量的长波长光子，发射出高能量的短波长光子。因此，与传统的荧光检测技术相比，上转换荧光检测技术具有灵敏度高、光学稳定性好、无淬灭、无自荧光、无背景光干扰、不损伤组织等优势。目前，上转换荧光材料已被广泛用于生物成像、药物缓释等生物医学领域。同时，以上转换荧光作显色标记物的层析试纸也应运而生。层析试纸本身具有便携、快速、成本低廉等特点，进一步与信噪比很高的上转换颗粒相结合，使得该试纸在疾病诊断、食品安全和环境监测领域等的应用更加广泛，显示出成为快速检测主流平台的趋势。
但是，目前对于上转换荧光层析试纸的检测，必须配合荧光激发和定量读取装置才能进行。目前，市面上还没有专门用于上转换荧光试纸条检测的便携式仪器。研究人员通常自行搭建上转换荧光层析试纸检测平台，但搭建的检测平台占地空间大，且需手动调节激发光与检测部件，功能、操作等控制分散，操作繁琐，因此很难保证检测平台的重复性和稳定性。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，该装置结构设计合理，操作便捷，重复性高，占地空间小。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体内设有激光器、光学检测箱及为激光器供电的电路单元；
光学检测箱的一端与激光器相连，另一端设有能够插放待测上转换荧光试纸条的插孔，下壳体侧壁上与该插孔对应位置处开设试纸插口；上壳体上表面开设有观察孔，当上壳体和下壳体盖合时，观察孔与聚焦透镜所处位置对应；
在光学检测箱顶部设有聚焦透镜，在光学检测箱内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜下方，二向色性滤光片倾斜设置在激发器发出激光的光路上，使激光到达待测上转换荧光试纸条上发射的可见光在经过该二向色性滤光片时能够垂直于水平面反射，进入光学检测箱顶部的聚焦透镜。
优选地，所述激发器能够发射波长为980nm的红外光。
优选地，所述二向色性滤光片能够透过波长大于800nm的光。
优选地，所述电路单元包括可充电电池、电路板及稳压器，电路板分别与激光器和稳压器相连，稳压器与可充电电池相连。
优选地，还包括设置在下壳体上用于控制激光器工作状态的电源开关。
优选地，上壳体和下壳体四周通过螺钉攻丝固定。
优选地，该激发装置的长为170～185mm，宽为80～95mm，高为50～70mm。
优选地，还包括能够通过观察孔采集检测结果的图像读取装置。
优选地，所述图像读取装置为手机、照相机或CCD。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体和下壳体，在下壳体中集成设置了激光器、光学检测箱和能够为激光器提供电源的电路单元，由激光器发射的红外光经过光学检测箱中的二向色性滤光片滤过杂波后到达待测上转换荧光试纸条，激发层析上转换荧光试纸条上的上转换荧光颗粒，产生可见光，可见光在经过二向色性滤光片时，会被垂直反射，经过红外滤光片后进入聚焦透镜，红外滤光片可以减小激发光对于拍照结果的影响。使用者，从观察孔中可以直接观察获取试纸的显色结果。该装置整体结构紧凑，装置无需外接电源，下壳体内设置的电路单元可连续进行上百个样本的检测，方便使用者随时随地进行上转换荧光层析试纸的定量检测。整个装置实现了上转换荧光激发和读取的集成化，只需将待测层析试纸条插入，按下电源开关即可，操作十分便捷，无需专业技术人员。同时，该装置可对市面上所有的上转换荧光层析试纸进行激发和读取，具有普适性和通用性。
进一步地，装置长为170～185mm，宽为80～95mm，高为50～70mm，只有手掌大小，方便携带，随时随地都可以进行检测。
进一步地，电路单元包括可充电电池、电路板及稳压器，电路板分别与激光器和稳压器相连，稳压器与可充电电池相连，可充电电池使用方便，无需外接电源。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1为上壳体；2为下壳体；3为光学检测箱；4为激光器；5为聚焦透镜；6为试纸插口；7为电路板；8为可充电电池；9为稳压器；10为电源开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明公开的一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，包括可拆卸相连的上壳体1和下壳体2，在下壳体2内设有激光器4、光学检测箱3及为激光器4供电的电路单元；
光学检测箱3的一端与激光器4相连，另一端设有能够插放待测上转换荧光试纸条的插孔，下壳体侧壁上与该插孔对应位置处开设用于插入上转换荧光试纸条的试纸插口6；在光学检测箱3顶部设有聚焦透镜5，在光学检测箱3内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜5下方，二向色性滤光片倾斜设置在激发器4发出激光的光路上，使激光到达待测上转换荧光试纸条上发射的可见光在经过该二向色性滤光片时能够垂直于水平面反射，进入光学检测箱3顶部的聚焦透镜5；
上壳体1上表面开设有观察孔，当上壳体1和下壳体2盖合时，观察孔与聚焦透镜5所处位置对应。
优选地，二向色性滤光片倾斜设置的角度为45°。
还包括能够通过观察孔采集检测结果的图像读取装置。所述图像读取装置为手机、照相机或CCD。
所述激发器4能够发射波长为980nm的红外光；所述二向色性滤光片能够透过波长大于800nm的光，所述红外滤光片能够过滤波长为980nm的红外光。
所述电路单元包括可充电电池8、电路板7及稳压器9，电路板7分别与激光器4和稳压器9相连，稳压器9与可充电电池8相连。还包括设置在下壳体2上用于控制激光器4工作状态的电源开关10。电路单元由可充电电池8驱动，保证检测装置的正常运行。通过电源开关10控制激光器4的开启和关闭，并且配合稳压器9一起使用，使得激光器在工作时电压稳定，从而保证发出的激光性能稳定，重复性高，准确性好。
优选地，该激发装置的长为170～185mm，宽为80～95mm，高为50～70mm。装置只有手掌大小，非常便携，方便操作者携带，随时随地都可以进行检测。
优选地，上壳体1和下壳体2四周通过螺钉攻丝固定。
本发明的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，在使用时：
由激光器4发出980nm的近红外光，经由二向色性滤光片后到达待检测的上转换荧光层析试纸，该二向色性滤光片能在输出同等强度激光的同时极大地滤除激光器4对荧光信号的杂光干扰。经过过滤的激光激发层析试纸上的上转换荧光颗粒，产生可见光，可见光在经过二向色性滤光片时，会被垂直反射，经过红外滤光片后进入聚焦透镜5，进而再被图像读取装置捕获，红外滤光片可以减小激发光对于拍照结果的影响。上转换荧光层析试纸可通过试纸插口6插入光学检测箱3，整个系统经过优化整合，结构精巧，空间紧凑。电路系统由一个可充电电池8驱动，保证检测装置的正常运行。该系统包括电路板7、稳压器9和电源开关10组成，通过电源开关10控制激光器4的开启和关闭，并且配合稳压器9一起使用，使得激光器在工作时电压稳定，从而保证发出的激光性能稳定，重复性高，准确性好。
综上所述，本发明公开的模块化上转换荧光层析试纸激发装置具有以下优势：
1、整体结构紧凑，装置只有手掌大小，非常便携；
2、装置无需外接电源，可充电电池可连续进行上百个样本的检测，方便使用者随时随地进行上转换荧光层析试纸的定量检测；
3、整个装置实现了上转换荧光激发和读取的集成化，任何人只需将待测层析试纸条插入，按下电源开关即可，操作十分便捷，无需专业技术人员；
4、该装置可对市面上所有的上转换荧光层析试纸进行激发和读取，具有普适性和通用性。

Claims (10)

1.一种模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，包括可拆卸相连的上壳体(1)和下壳体(2)，在下壳体(2)内设有激光器(4)、光学检测箱(3)及为激光器(4)供电的电路单元；
光学检测箱(3)的一端与激光器(4)相连，另一端设有能够插放待测上转换荧光试纸条的插孔，下壳体侧壁上与该插孔对应位置处开设试纸插口(6)；上壳体(1)上表面开设有观察孔，当上壳体(1)和下壳体(2)盖合时，观察孔与聚焦透镜(5)所处位置对应；
在光学检测箱(3)顶部设有聚焦透镜(5)，在光学检测箱(3)内设有一个二向色性滤光片和一个红外滤光片，红外滤光片设置在聚焦透镜(5)下方，二向色性滤光片倾斜设置在激发器(4)发出激光的光路上，使激光到达待测上转换荧光试纸条上发射的可见光在经过该二向色性滤光片时能够垂直于水平面反射，进入光学检测箱(3)顶部的聚焦透镜(5)。
2.根据权利要求1所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，所述激发器(4)能够发射波长为980nm的红外光。
3.根据权利要求1所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，所述二向色性滤光片能够透过波长大于800nm的光，所述红外滤光片能够过滤波长为980nm的红外光。
4.根据权利要求1所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，二向色性滤光片倾斜设置的角度为45°。
5.根据权利要求1所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，所述电路单元包括可充电电池(8)、电路板(7)及稳压器(9)，电路板(7)分别与激光器(4)和稳压器(9)相连，稳压器(9)与可充电电池(8)相连。
6.根据权利要求5所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，还包括设置在下壳体(2)上用于控制激光器(4)工作状态的电源开关(10)。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，上壳体(1)和下壳体(2)四周通过螺钉攻丝固定。
8.根据权利要求1～6中任意一项所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，该激发装置的长为170～185mm，宽为80～95mm，高为50～70mm。
9.根据权利要求1～6中任意一项所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，还包括能够通过观察孔采集检测结果的图像读取装置。
10.根据权利要求9所述的模块化上转换荧光层析试纸激发装置，其特征在于，所述图像读取装置为手机、照相机或CCD。
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