CN108982431B - 在线荧光检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线荧光检测装置，所述在线荧光检测装置包括第一激发单元、信号检测单元及信号分析单元，所述第一激发单元用于激发第一微流控芯片通道产生荧光、并将所述荧光发送至所述信号检测单元，所述信号检测单元用于将所述荧光转换为电信号后发送至所述信号分析单元，所述信号分析单元用于对所述电信号进行分析。整个在线荧光检测装置结构简单，能够提升紧凑度、降低复杂度及成本。

Description

在线荧光检测装置

技术领域

本发明涉及生物样品在线检测技术领域，尤其涉及一种在线荧光检测装置。

背景技术

借助微液滴技术可实现细胞在单个液滴空间内独立培养。为了实现对液滴内细胞的快速在线分析，通常采用荧光检测的方法。激发光通过物镜汇聚对微液滴进行照射，细胞中的荧光标记受激发产生荧光，通过检测细胞产生的荧光及其强度来判断是否含有细胞以及细胞的数量，从而实现对细胞的快速定量分析。现有的荧光检测装置结构复杂，所需要的电子元件比较多。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种在线荧光检测装置，所述在线荧光检测装置结构简单，能够提升紧凑度、降低复杂度及成本。

本发明提出的具体技术方案为：提供一种在线荧光检测装置，所述在线荧光检测装置包括第一激发单元、信号检测单元及信号分析单元，所述第一激发单元用于激发第一微流控芯片通道产生荧光、并将所述荧光发送至所述信号检测单元，所述信号检测单元用于将所述荧光转换为电信号后发送至所述信号分析单元，所述信号分析单元用于对所述电信号进行分析。

进一步地，所述第一激发单元包括第一光发射单元、第一透镜、第一分色镜、第二透镜，所述第一透镜位于所述第一发射单元与所述第一分色镜之间，所述第二透镜位于所述第一分色镜的反射光路上，所述信号检测单元位于所述第一分色镜的透射光路上。

进一步地，所述信号检测单元包括第二分色镜、第一滤光片、第二滤光片、第三透镜、第四透镜、第一信号转换器及第二信号转换器，所述第二分色镜位于所述第一分色镜的透射光路上，所述第一滤光片、第三透镜和第一信号转换器依次远离所述第二分色镜位于所述第二分色镜的反射光路上，所述第二滤光片、第四透镜和第二信号转换器依次远离所述第二分色镜位于所述第二分色镜的透射光路上，所述第一信号转换器和所述第二信号转换器分别连接至所述信号分析单元。

进一步地，所述信号检测单元还包括第三分色镜、第三滤光片、第五透镜及第三信号转换器，所述第三分色镜位于所述第二分色镜的透射光路上，所述第三滤光片、第五透镜和第三信号转换器依次远离所述第三分色镜位于所述第三分色镜的反射光路上，所述第二滤光片、第四透镜和第二信号转换器依次远离所述第三分色镜位于所述第三分色镜的透射光路上，所述第三信号转换器连接至所述信号分析单元。

进一步地，所述在线荧光检测装置还包括第一成像单元，所述第一成像单元用于获取所述第一微流控芯片通道的图像并将所述图像发送至所述信号分析单元进行显示。

进一步地，所述第一成像单元包括第一光源、第四分色镜、第四滤光片、第六透镜及第一图像获取器，所述第四分色镜位于所述第一分色镜的透射光路上，所述第四滤光片、第六透镜和第一图像获取器依次远离所述第四分色镜位于所述第四分色镜的透射光路上，所述第一图像获取器连接至所述信号分析单元，所述信号检测单元位于所述第四分色镜的反射光路上，所述第一光源用于照射所述第一微流控芯片通道产生图像信息。

进一步地，所述在线荧光检测装置还包括第二激发单元和反射单元，所述第二激发单元用于激发第二微流控芯片通道产生荧光，所述反射单元用于分别将所述第一微流控芯片通道产生的荧光和所述第二微流控芯片通道产生的荧光发射至所述信号检测单元。

进一步地，所述第二激发单元包括第二光发射单元、第七透镜、第五分色镜、第八透镜，所述第七透镜位于所述第二发射单元与所述第五分色镜之间，所述第八透镜位于所述第五分色镜的反射光路上，所述反射单元位于所述第五分色镜的透射光路上。

进一步地，所述在线荧光检测装置还包括第二成像单元，所述第二成像单元用于获取所述第二微流控芯片通道的图像并将所述图像发送至所述信号分析单元进行显示。

进一步地，所述第二成像单元包括第二光源、第六分色镜、第五滤光片、第九透镜及第二图像获取器，所述第六分色镜位于所述第五分色镜的透射光路上，所述第五滤光片、第九透镜和第二图像获取器依次远离所述第六分色镜位于所述第六分色镜的透射光路上，所述第二图像获取器连接至所述信号分析单元，所述反射单元位于所述第六分色镜的反射光路上，所述第二光源用于照射所述第二微流控芯片通道产生图像信息。

本发明提供的在线荧光检测装置包括第一激发单元、信号检测单元及信号分析单元，所述第一激发单元激发第一微流控芯片通道产生荧光并将所述荧光发送至所述信号检测单元，所述信号检测单元将所述荧光转换为电信号后发送至所述信号分析单元，所述信号分析单元对所述电信号进行分析得出生物样品的信息，整个在线荧光检测装置提升了紧凑度、降低了复杂度及成本。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1为实施例一的在线荧光检测装置的结构示意图；

图2为实施例二的在线荧光检测装置的结构示意图；

图3为实施例三的在线荧光检测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为局限于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

实施例一

参照图1，本实施例提供的在线荧光检测装置包括第一激发单元1、信号检测单元2及信号分析单元3。第一激发单元1用于激发第一微流控芯片通道4产生荧光并将荧光发送至信号检测单元2，信号检测单元2用于将荧光转换为电信号后发送至信号分析单元3，信号分析单元3用于对电信号进行分析，以获得生物样品的信息，其中，生物样品的信息包括样品中是否含有细胞以及细胞的数量，从而实现对细胞的快速定量分析。本实施例中的信号分析单元3为电脑。

具体的，第一激发单元1包括第一光发射单元11、第一透镜12、第一分色镜13、第二透镜14。第一透镜12位于第一发射单元11与第一分色镜13之间，第二透镜14位于第一分色镜13的反射光路上，信号检测单元2位于第一分色镜13的透射光路上。第一光发射单元11为半导体光纤激光器，第一透镜12为平凸镜，其突出的方向朝向第一分色镜13，第二透镜14为凸透镜。第一分色镜13为二向分色镜，第一分色镜13能够将第一光发射单元11发射的光进行反射。

信号检测单元2包括第二分色镜21、第一滤光片22、第二滤光片23、第三透镜24、第四透镜25、第一信号转换器26及第二信号转换器27。第二分色镜21位于第一分色镜13的透射光路上，第一滤光片22、第三透镜24和第一信号转换器26依次远离第二分色镜21位于第二分色镜21的反射光路上。第二滤光片23、第四透镜25和第二信号转换器27依次远离第二分色镜21位于第二分色镜21的透射光路上，第一信号转换器26和第二信号转换器27分别连接至信号分析单元3。

第二分色镜21为二向色镜，其能够将入射光束分成两个具有更窄的波段的光束。第一滤光片22和第二滤光片23为窄带带通滤光片，第三透镜24和第四透镜25均为凸透镜，第一信号转换器26和第二信号转换器27为光电倍增管，用于将光信号转换为电信号。

为了能够对更多波段的光束进行检测，信号检测单元2还包括第三分色镜20、第三滤光片28、第五透镜29及第三信号转换器100。第三分色镜20位于第二分色镜21的透射光路上，第三滤光片28、第五透镜29和第三信号转换器100依次远离第三分色镜20位于第三分色镜20的反射光路上，第二滤光片23、第四透镜25和第二信号转换器27依次远离第三分色镜20位于第三分色镜20的透射光路上，第三信号转换器100连接至信号分析单元3。

第三分色镜20为二向色镜，其能够将入射光束分成两个具有更窄的波段的光束。第三滤光片28为窄带带通滤光片，第五透镜29为凸透镜，第三信号转换器100为光电倍增管，用于将光信号转换为电信号。

第一光发射单元11发射的光经过第一透镜12后汇聚到第一分色镜13上，第一分色镜13将汇聚的光束反射至第二透镜14，经过第二透镜14的光束形成平行光斑汇聚在第一微流控芯片通道4的检测区域并激发第一微流控芯片通道4的检测区域中带有荧光标记的细胞产生荧光。细胞产生的荧光经过第二透镜14后以近似平行的光束出射，出射后的光束被第一分色镜13透射再依次经过第二分色镜21、第三分色镜20分成三个具有更窄的波段的光束，其中一个光束通过第一滤光片22进行滤光后经过第三透镜24聚焦到第一信号转换器26上，第一信号转换器26将光信号转换为电信号后发送给信号分析单元3。其中一个光束通过第三滤光片28进行滤光后经过第五透镜29聚焦到第三信号转换器100上，第三信号转换器100将光信号转换为电信号后发送给信号分析单元3。其中一个光束通过第二滤光片23进行滤光后经过第四透镜25聚焦到第二信号转换器27上，第二信号转换器27将光信号转换为电信号后发送给信号分析单元3。

本实施例中的在线荧光检测装置通过第一分色镜13可以将激发光和荧光进行区分，然后通过第二分色镜21、第三分色镜20可以对三个波段的荧光进行检测。当然，本实施例中可以通过设置更多的分色镜来对更多波段的荧光进行检测，这里不做限定。

实施例二

参照图2，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的在线荧光检测装置还包括第一成像单元5。第一成像单元5用于获取第一微流控芯片通道4的图像并将图像发送至信号分析单元3进行显示。

具体的，第一成像单元5包括第一光源51、第四分色镜52、第四滤光片53、第六透镜54及第一图像获取器55。第四分色镜52位于第一分色镜13的透射光路上，第四滤光片53、第六透镜54和第一图像获取器55依次远离第四分色镜52位于第四分色镜52的透射光路上，第一图像获取器55连接至信号分析单元3，信号检测单元2位于第四分色镜52的反射光路上即第二分色镜21位于第四分色镜52的反射光路上，第一光源51用于照射第一微流控芯片通道4产生图像信息。

第一光源51为环绕第二透镜14设置的环形LED照明器，第四分色镜52为二向色镜，第四分色镜52能够将第一分色镜13透射的荧光反射至第二分色镜21上并将第一分色镜13透射的可见光透射至第四滤光片53上，其中，本实施例中的第一光源51发出的光为红光即可见光。第六透镜54为凸透镜，其用于将经过第四滤光片53滤光后的光束聚焦到第一图像获取器55上，第一图像获取器55为摄像机，其用于获取第一微流控芯片通道4的图像并将获取的图像发送给信号分析单元3进行显示。

本实施例增加了第一成像单元5，通过第一成像单元5可以对第一微流控芯片通道4的检测区域进行成像并通过信号分析单元3显示，从而为光路调整和样品操控提供辅助和监测功能。

实施例三

参照图3，本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例中的在线荧光检测装置还包括第二激发单元6、反射单元7和第二成像单元9。第二激发单元6用于激发第二微流控芯片通道8产生荧光，反射单元7用于分别将第一微流控芯片通道4产生的荧光和第二微流控芯片通道8产生的荧光发射至信号检测单元2，第二成像单元9用于获取第二微流控芯片通道8的图像并将所述图像发送至信号分析单元3进行显示。本实施例中的反射单元7为三棱镜。

具体的，第二激发单元6包括第二光发射单元61、第七透镜62、第五分色镜63、第八透镜64。第七透镜62位于第二发射单元61与第五分色镜63之间，第八透镜64位于第五分色镜63的反射光路上。第二光发射单元61为半导体光纤激光器，第七透镜62为平凸镜，其突出的方向朝向第五分色镜63，第八透镜64为凸透镜。第五分色镜63为二向分色镜，第五分色镜63能够将第二光发射单元61发射的光进行反射。

第二成像单元9包括第二光源91、第六分色镜92、第五滤光片93、第九透镜94及第二图像获取器95。第六分色镜92位于第五分色镜63的透射光路上，第五滤光片93、第九透镜94和第二图像获取器95依次远离第六分色镜92位于第六分色镜92的透射光路上，第二图像获取器95连接至信号分析单元3，反射单元7位于第六分色镜92的反射光路上，第二光源91用于照射第二微流控芯片通道8产生图像信息。

第二光源91为环绕第八透镜64设置的环形LED照明器，第六分色镜92为二向色镜，第六分色镜92能够将第五分色镜63透射的荧光反射至反射单元7上并将第五分色镜63透射的可见光透射至第五滤光片93上，其中，本实施例中的第二光源91发出的光为红光即可见光。第九透镜94为凸透镜，其用于将经过第五滤光片93滤光后的光束聚焦到第二图像获取器95上，第二图像获取器95为摄像机，其用于获取第二微流控芯片通道8的图像并将获取的图像发送给信号分析单元3进行显示。

本实施例中的在线荧光检测装置还包括第一物镜101、第二物镜102、第三物镜103、第六滤光片104、第一光阑10、第二光阑105和第三光阑106。第一光阑10和第二物镜102依次远离第四分色镜52位于第四分色镜52和反射单元7之间，第三光阑106和第一物镜101依次远离第六分色镜92位于第六分色镜92和反射单元7之间，第三物镜103、第六滤光片104和第二光阑105依次远离反射单元7位于反射单元7与第二分色镜21之间。第一物镜101和第二物镜102用于对光线进行汇聚，第三物镜103用于对光线进行准直。第一微流控芯片通道4、第二微流控芯片通道8产生的荧光分别通过第四分色镜52、第六分色镜92反射至反射单元7上，反射单元7再将反射到其上的光线反射至信号检测单元2。

本实施例通过第一激发单元1和第二激发单元6可以分别对第一微流控芯片通道4和第二微流控芯片通道8的检测区域中的细胞进行定量分析，从而实现细胞分选检测和细胞进化培养双通道的共光路多光谱检测。

本实施例通过第一成像单元5和第二成像单元9可以分别对第一微流控芯片通道4和第二微流控芯片通道8的检测区域进行成像并通过信号分析单元3显示，从而为光路调整和样品操控提供辅助和监测功能。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种在线荧光检测装置，其特征在于，包括第一激发单元、信号检测单元及信号分析单元，所述第一激发单元用于激发第一微流控芯片通道产生荧光、并将所述荧光发送至所述信号检测单元，所述信号检测单元用于将所述荧光转换为电信号后发送至所述信号分析单元，所述信号分析单元用于对所述电信号进行分析；所述第一激发单元包括第一光发射单元、第一透镜、第一分色镜、第二透镜，所述第一透镜位于所述第一光发射单元与所述第一分色镜之间，所述第二透镜位于所述第一分色镜的反射光路上，所述信号检测单元位于所述第一分色镜的透射光路上；所述在线荧光检测装置还包括第一成像单元，所述第一成像单元用于获取所述第一微流控芯片通道的图像并将所述图像发送至所述信号分析单元进行显示，所述第一成像单元包括第一光源、第四分色镜、第四滤光片、第六透镜及第一图像获取器，所述第四分色镜位于所述第一分色镜的透射光路上，所述第四滤光片、第六透镜和第一图像获取器依次远离所述第四分色镜位于所述第四分色镜的透射光路上，所述第一图像获取器连接至所述信号分析单元，所述信号检测单元位于所述第四分色镜的反射光路上，所述第一光源用于照射所述第一微流控芯片通道产生图像信息，所述第一光源为环绕第二透镜设置的环形LED照明器；

所述信号检测单元包括第二分色镜、第一滤光片、第二滤光片、第三透镜、第四透镜、第一信号转换器及第二信号转换器；

所述在线荧光检测装置还包括第二激发单元、反射单元、第二成像单元，所述第二激发单元用于激发第二微流控芯片通道产生荧光，所述反射单元用于分别将所述第一微流控芯片通道产生的荧光和所述第二微流控芯片通道产生的荧光发射至所述信号检测单元，所述第二成像单元用于获取所述第二微流控芯片通道的图像并将所述图像发送至所述信号分析单元进行显示；

所述在线荧光检测装置还包括第一物镜、第二物镜、第三物镜、第六滤光片、第一光阑、第二光阑和第三光阑；第一光阑和第二物镜依次远离第四分色镜位于第四分色镜和反射单元之间，第三光阑和第一物镜依次远离第二成像单元且位于所述第二成像单元和所述反射单元之间，第三物镜、第六滤光片和第二光阑依次远离反射单元位于反射单元与第二分色镜之间；第一物镜和第二物镜用于对光线进行汇聚，第三物镜用于对光线进行准直；第一微流控芯片通道、第二微流控芯片通道产生的荧光分别反射至反射单元上，反射单元再将反射到其上的光线反射至信号检测单元；

所述第二激发单元包括第二光发射单元、第七透镜、第五分色镜、第八透镜，所述第七透镜位于所述第二光发射单元与所述第五分色镜之间，所述第八透镜位于所述第五分色镜的反射光路上，所述反射单元位于所述第五分色镜的透射光路上；

所述第二成像单元包括第二光源、第六分色镜、第五滤光片、第九透镜及第二图像获取器，所述第六分色镜位于所述第五分色镜的透射光路上，所述第五滤光片、第九透镜和第二图像获取器依次远离所述第六分色镜位于所述第六分色镜的透射光路上，所述第二图像获取器连接至所述信号分析单元，所述反射单元位于所述第六分色镜的反射光路上，所述第二光源用于照射所述第二微流控芯片通道产生图像信息。

2.根据权利要求1所述的在线荧光检测装置，其特征在于，所述第二分色镜位于所述第一分色镜的透射光路上，所述第一滤光片、第三透镜和第一信号转换器依次远离所述第二分色镜位于所述第二分色镜的反射光路上，所述第二滤光片、第四透镜和第二信号转换器依次远离所述第二分色镜位于所述第二分色镜的透射光路上，所述第一信号转换器和所述第二信号转换器分别连接至所述信号分析单元。

3.根据权利要求2所述的在线荧光检测装置，其特征在于，所述信号检测单元还包括第三分色镜、第三滤光片、第五透镜及第三信号转换器，所述第三分色镜位于所述第二分色镜的透射光路上，所述第三滤光片、第五透镜和第三信号转换器依次远离所述第三分色镜位于所述第三分色镜的反射光路上，所述第二滤光片、第四透镜和第二信号转换器依次远离所述第三分色镜位于所述第三分色镜的透射光路上，所述第三信号转换器连接至所述信号分析单元。

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