CN109060738A - 一种多波长荧光即时检测仪及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多波长荧光即时检测仪及其检测方法，涉及医疗器械领域，多波长荧光即时检测仪包括具有容置槽的载卡舌、用于驱动所述载卡舌移动的驱动机构以及用于荧光检测的光路模块。光路模块通过若干个光源产生照射光，各照射光的波长均不相同，并经第一分色镜射向待检测样本从而产生荧光信号，各荧光信号的波长也不相同，各荧光信号通过第二分色镜形成多条荧光传送路径，部分荧光传送路径位于第二分色镜的反射光路上，部分荧光传送路径位于第二分色镜的透射光路上，最后通过相应的光学元件对不同波长的荧光进行接收。本发明实现了多波长荧光即时检测，提高检测效率和可靠性。

Description

一种多波长荧光即时检测仪及其检测方法
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种多波长荧光即时检测仪，还提供一种多波长荧光即时检测方法。
背景技术
干式荧光检测技术是近年来兴起的一种快速医疗检测技术，该技术是以干式荧光测试卡为载体，通过测量光路，条码识别器和测试平台的组合使用，来进行快速医疗检测的一种检测技术。该技术具有高灵敏度、选择性强、需样品量少和方法简单等优点，在医疗检测中的应用较广泛。
但是，常规的干式荧光免疫分析均以单一波长激发光照射，而对待检测样本进行多种波长激发光照射的需求逐渐增多，然而目前的多波长检测手段，都是通过切换滤光片组，重复几次检测过程，耗费耗时；且滤光片组需要重复定位，其定位精度会受到运动机构限制，其可靠性会由于运动而降低；并且，时间的延长，可能会引起试剂荧光衰减和降解，不利于检测。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多波长荧光即时检测仪，同时还提供一种多波长荧光即时检测方法，能够对待检测样本照射若干个不同波长的光源，使待检测样本激发产生出不同波长的荧光，并形成多条荧光传送路径，通过光学元件接收荧光信号。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种多波长荧光即时检测仪，其特征在于：包括
具有容置槽的载卡舌；
用于驱动所述载卡舌移动的驱动机构；以及
用于荧光检测的光路模块，所述光路模块包括具有若干条光源激发通道的光源激发组件、用于形成若干条荧光传送路径的滤色组件以及具有若干条荧光接收通道的荧光接收组件，所述光源激发组件包括第一分色镜以及用于产生照射光的若干个光源，所述第一分色镜布置在各所述光源的照射光路上，所述载卡舌通过所述驱动机构可移至所述第一分色镜的反射光路上，所述滤色组件布置在所述第一分色镜的透射光路上，所述滤色组件包括至少一个用于接收荧光信号的第二分色镜，所述荧光接收组件包括若干光学元件，各所述光学元件布置在所述第二分色镜的反射光路上和/或透射光路上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动机构包括导轨组件、可沿该导轨组件滑动的滑块以及通过皮带组件与该滑块连接的驱动电机，所述皮带组件包括安装在所述驱动电机驱动轴上的主动轮、与该主动轮相对设置的从动轮以及紧套所述主动轮和从动轮上的传动皮带，所述滑块与该传动皮带固接，所述载卡舌通过滑块连接板与所述滑块连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述载卡舌包括底壁、后侧壁、左侧壁以及右侧壁，所述左侧壁上沿和右侧壁上沿均具有朝内伸出的卡位部，所述底壁、左侧壁以及右侧壁均布置有导向部，所述左侧壁内侧和/或右侧壁内侧布置有第一弹性件，所述底壁顶部端面布置有第二弹性件。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括落卡机构，所述落卡机构包括挡卡板和落卡滑板,所述后侧壁布置有凹口，所述挡卡板包括固定部、连接部以及与该凹口相匹配的挡卡部，所述固定部与挡卡部之间具有供所述载卡舌通行的贯通区间。
作为上述技术方案的进一步改进，所述光源激发组件还包括用于会聚各所述光源照射光的合束镜，所述合束镜布置在相应所述光源和所述第一分色镜之间，所述合束镜和所述第一分色镜之间布置有准直透镜，部分所述光源和所述合束镜之间布置有第三分色镜，所述光源激发组件还包括布置在第一分色镜反射光路上的第一凸透镜。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二分色镜的数量为两个或两个以上，各所述第二分色镜依次排列，靠近所述第一分色镜的第二分色镜布置在所述第一分色镜的透射光路上，后一个所述第二分色镜布置在前一个所述第二分色镜的透射光路上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述荧光接收组件还包括将荧光信号聚集在相应所述光学元件上的若干个聚集透镜单元，各所述聚集透镜单元布置在所述光学元件与相应的第二分色镜之间，各所述聚集透镜单元均包括滤光镜和第二凸透镜，所述光学元件为光电倍增管。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括接收各所述光学元件信号的控制系统，该控制系统连接有热转印打印机和显示屏。
一种多波长荧光即时检测方法，使用权利要求所1至8任意一项所述的波长荧光即时检测仪，包括以下步骤：
S1，将待检测样本的载体插入载卡舌，并通过驱动机构将待检测样本移至光路模块的检测位置；
S2，通过多个光源发出若干个不同波长的照射光，经第一分色镜反射至待检测样本，激发产生若干个不同波长的荧光信号；
S3，通过至少一个第二分色镜反射和/或透射各荧光信号，将不同波长的各荧光信号予以分束；
S4，各光学元件分别接收分束后的荧光信号。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S2中，在第一分色镜和各光源之间布置有合束镜，通过合束镜将各光源的照射光会聚后以平行光形式射向第一分色镜。
本发明的有益效果是：本发明通过设计光路模组，待检测样本的载体通过载卡舌移至光路模组的检测口，而后通过若干个光源产生照射光，各照射光的波长均不相同，并经第一分色镜射向待检测样本从而产生荧光信号，各荧光信号的波长也不相同，各荧光信号通过第二分色镜形成多条荧光传送路径，部分荧光传送路径位于第二分色镜的反射光路上，部分荧光传送路径位于第二分色镜的透射光路上，最后通过相应的光学元件对不同波长的荧光进行接收。本发明能够对待检测样本发射多种波长的光源，激发出不同波长的荧光信号，形成多条荧光传送路径。本发明实现了多波长荧光即时同步检测，检测效率大大提高，另外，还通过减少待检测样本载体的运动时间，降低待检测样本物质衰减影响，提高多波长荧光检测的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是多波长荧光即时检测仪的结构示意图；
图2是多波长荧光即时检测仪的结构示意图，其中未显示上盖、热转印打印机以及显示屏；
图3是本发明中载卡舌、驱动机构、光路模块以及落卡机构的第一种视角装配示意图；
图4是本发明中载卡舌、驱动机构、光路模块以及落卡机构的第二种视角装配示意图；
图5是本发明中载卡舌的结构示意图；
图6是本发明中光路模块的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
图1和图2出示了本发明的结构示意图，一种多波长荧光即时检测仪包括底壳11、上壳12、载卡舌20、驱动机构以及光路模块60，底壳11和上壳12配合后形成各部件的安装空间。底壳11开有插入口15，操作者可通过该插入口15插入试剂卡50，试剂卡50置放在载卡舌20的容置槽内，试剂卡50作为待检测样本的载体。
结合图5，载卡舌20具有容置槽，具体而言，载卡舌20包括底壁21、后侧壁24、左侧壁22以及右侧壁23，各壁形成试剂卡50的容置槽，并且容置槽的宽度略大于试剂卡50的宽度，容置槽的高度大于试剂卡50的高度。左侧壁22和右侧壁23上沿具有朝内伸出的卡位部25，当试剂卡50插入后，卡合部25用于固定试剂卡顶部。底壁21、左侧壁22以及右侧壁23均布置有导向部26，底壁21前端设置斜面形成导向部25，左侧壁22和右侧壁23前端开有倒角形成到导向部26。左侧壁22内侧和/或右侧壁23内侧布置有第一弹性件，底壁21顶部端面布置有第二弹性件，第一弹性件和第二弹性件均为固定在载卡舌20的弹片，用于压触试剂卡50防止试剂卡50在移动过程中晃动。
结合图3和图4，驱动机构用于驱动载卡舌20移动的，具体而言，驱动机构包括导轨组件、可沿该导轨组件滑动的滑块32以及通过皮带组件与该滑块32连接的驱动电机33，导轨组件包括两条相互平行的导杆31，滑块32设有供相应导杆31穿过的滑孔，滑孔设有自润滑铜套，皮带组件包括安装在驱动电机33驱动轴上的主动轮、与该主动轮相对设置的从动轮以及紧套主动轮和从动轮上的传动皮带34，滑块32与该传动皮带34固接，载卡舌20通过滑块连接板35与滑块32连接。驱动电机33带动传动皮带运转，进而带动滑块32沿导杆31直线移动，与滑块32连接的载卡舌20可作直线移动，驱动电机33正反转可实现载卡舌20前后移动。本发明的“前”、“后”、“左”以及“右”是为了结合附图进行结构的描述，并不能理解为权利要求的限制。
在插入试剂卡50，驱动机构驱动载卡舌20后移，使试剂卡的待检测样本位于光路模块60的检测口下方。光路模块60用于荧光检测，具体而言，光路模组60包括光源激发组件、滤色组件以及荧光接收组件。
结合图6，光源激发组件具有若干条光源激发通道，具体而言，光源激发组件包括第一分色镜81以及用于产生照射光的若干个光源71，第一分色镜81布置在各光源71的照射光路上，光源激发组件还包括用于会聚各光源71照射光的合束镜72，合束镜72布置在相应光源71和第一分色镜81之间。本实施例中，如图1所示，光源71共有三个，各光源71为LED或激光器，其中两个光源71和合束镜72之间布置有第三分色镜83。进一步的，合束镜72和第一分色镜81之间布置有准直透镜73。图1所示，两个光源81发出的照射光通过第三分色镜83反射，照射到合束镜72相应的一个面上并反射，最后射向准直透镜73；另一个光源81发出的照射光直接照射到合束镜72相应的一个面并透射，再射向准直透镜73。本实施例的合束镜72为三棱柱状，其中两个面镀有膜，三个光源71发出的照射光波长均不相同，本领域技术人员可以通过选择相应的膜来控制会聚后照射光波长的范围，从而实现不同波长的光源激发通道。另外，光源激发组件还包括布置在第一分色镜81反射光路上的第一凸透镜74，具有不同波长的照射光经第一凸透镜74射向试剂卡50的待检测样本上，从而产生若干个荧光信号，各荧光信号的波长也不相同。本实施例中，三个不同波长的荧光信号经第一凸透镜74射向第一分色镜81并透射。
滤色组件用于形成若干条荧光传送路径，具体而言，滤色组件布置在第一分色镜81的透射光路上，滤色组件包括至少一个用于接收荧光信号的第二分色镜82。当激发待检测样本产生荧光信号的光源三个或三个以上时，可以理解为待检测样本产生了三个或三个以上不同波长的荧光信号，应当将第二分色镜82的数量设为两个或两个以上，其中各第二分色镜82依次排列，靠近第一分色镜81的第二分色镜82布置在第一分色镜81的透射光路上，后一个第二分色镜82布置在前一个第二分色镜82的透射光路上。结合图1，本实施例,光源71为三个，即待检测样本产生了三个不同波长的荧光信号，则选择两个第二分色镜82，如图1所示，两个第二分色镜82的反射光波长范围和透射光波长范围均不相同，且后一个第二分色镜82布置在前一个第二分色镜82的透射光路上，第一个第二分色镜82位于第一分色镜81的透射光路上，本领域技术人员可根据各荧光波长来进行选择第二分色镜的型号，具体型号在此不再赘述。本实施例中，其中一个荧光信号经第一个第二分色镜82反射形成一条荧光传送路径，其中一个荧光信号透过第一个第二分色镜82后再经第二个第二分色镜82反射形成另一条荧光传送路径，另外一个荧光信号透过第二个第二分色镜82后再经第二个第二分色镜82透射形成第三条荧光传送路径。
荧光接收组件具有若干条荧光接收通道，具体而言，荧光接收组件包括若干光学元件93，光学元件93为光电倍增管，各光学元件93布置在第二分色镜82的反射光路上和/或透射光路上。荧光接收组件还包括将荧光信号聚集在相应光学元件上的若干个聚集透镜单元，各聚集透镜单元布置在光学元件93与相应的第二分色镜82之间，各聚集透镜单元包括滤光镜91和第二凸透镜92。本实施例中，三个不同波长的荧光信号分别通过三条荧光传送路径射向相应的聚集透镜单元，即依次经过滤光镜91和第二凸透镜92，最后聚集在相应的光电倍增管，再分别转换成电信号。本实施例中，每个光学元件93和相应的聚集透镜单元形成一条荧光接收通道。
图6中，仅以三个不同波长的照射光为例，分别激发待检测样本产生三个不同波长的荧光信号。本领域技术人员可以对合束镜72进行优化，增加多个不同波长的发射光，激发多个不同波长的荧光信号，例如两个不同波长的照射光均位于合束镜72一面的照射光路上，只要这两个照射光的波长均在其反射光波长范围内，就可以形成反射光路。抑或者两个不同波长的照射光均位于合束镜72一面的照射光路上，只要这两种波长的照射光均在其透射光波长范围内，亦可形成透射光路。当然还可以对合束镜72的形状进行改变，最后合束成平行的照射光射向准直透镜，当然，在增加波段的荧光信号后，第二分色镜82和光学元件93也应相应增加，并且第二分色镜82的型号需根据各荧光波长进行选择。本发明中，多种波长的照射光可以同时或间隙射向待检测样本，激发不同波长的荧光用于检测，无需更换滤光片组，以及无需重复移动待检测样本，可实现多波长荧光即时检测，不仅提供检索速度，还提供检测的可靠性。
在检测完毕后，需要退出试剂卡50，本发明还包括落卡机构，具体而言，落卡机构包括挡卡板40和落卡滑板45,后侧壁24布置有凹口27，挡卡板40包括固定部41、连接部42以及与该凹口27相匹配的挡卡部43，固定部41与挡卡部43之间具有供载卡舌20通行的贯通区间44。驱动机构驱动载卡舌20后移，当载卡舌20后端移至挡卡部43处，挡卡部43下部位于凹口27处并顶触试剂卡50，当载卡舌20继续后移，挡卡部43挡住试剂卡50，使试剂卡50不随载卡舌20移动，但试剂卡50完全脱离载卡舌20时，试剂卡从落卡滑板45滑落。另外，底壳11安装有与落卡滑板45对应的卡仓门16，卡仓门16采用铰接方式安装在底壳11上，底壳11布置有用于抵压卡仓门16侧壁的卡紧部，保证卡仓门16关闭牢固。
本发明还包括接收各光学元件93信号的控制系统，该控制系统连接有热转印打印机13和显示屏14，热转印打印机13和显示屏14均设置在上壳12，控制系统根据各光学元件93信号进行计算处理，并将结果打印和显示。
本发明还提供一种多波长荧光即时检测方法，使用上述的波长荧光即时检测仪，包括以下步骤：
S1，将待检测样本的载体插入载卡舌20，并通过驱动机构将待检测样本移至光路模块60的检测位置；
S2，通过多个光源71发出若干个不同波长的照射光，经第一分色镜81反射至待检测样本，激发产生若干个不同波长的荧光信号；
S3，通过至少一个第二分色镜82反射和/或透射各荧光信号，将不同波长的各荧光信号予以分束；
S4，各光学元件93分别接收分束后的荧光信号。
进一步作为优选的实施方式，在步骤S2中，在第一分色镜81和各光源71之间布置有合束镜72，通过合束镜72将各光源71的照射光会聚后以平行光形式射向第一分色镜81。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种多波长荧光即时检测仪，其特征在于：包括
具有容置槽的载卡舌(20)；
用于驱动所述载卡舌(20)移动的驱动机构；以及
用于荧光检测的光路模块(60)，所述光路模块(60)包括具有若干条光源激发通道的光源激发组件、用于形成若干条荧光传送路径的滤色组件以及具有若干条荧光接收通道的荧光接收组件，所述光源激发组件包括第一分色镜(81)以及用于产生照射光的若干个光源(71)，所述第一分色镜(81)布置在各所述光源(71)的照射光路上，所述载卡舌(20)通过所述驱动机构可移至所述第一分色镜(81)的反射光路上，所述滤色组件布置在所述第一分色镜(81)的透射光路上，所述滤色组件包括至少一个用于接收荧光信号的第二分色镜(82)，所述荧光接收组件包括若干光学元件(93)，各所述光学元件(93)布置在所述第二分色镜(82)的反射光路上和/或透射光路上。
2.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：所述驱动机构包括导轨组件、可沿该导轨组件滑动的滑块(32)以及通过皮带组件与该滑块(32)连接的驱动电机(33)，所述皮带组件包括安装在所述驱动电机(33)驱动轴上的主动轮、与该主动轮相对设置的从动轮以及紧套所述主动轮和从动轮上的传动皮带(34)，所述滑块(32)与该传动皮带(34)固接，所述载卡舌(20)通过滑块连接板(35)与所述滑块(32)连接。
3.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：所述载卡舌(20)包括底壁(21)、后侧壁(24)、左侧壁(22)以及右侧壁(23)，所述左侧壁(22)上沿和所述右侧壁(23)上沿均具有朝内伸出的卡位部(25)，所述底壁(21)、左侧壁(22)以及右侧壁(23)均布置有导向部(26)，所述左侧壁(22)内侧和/或右侧壁(23)内侧布置有第一弹性件，所述底壁(21)顶部端面布置有第二弹性件。
4.根据权利要求3所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：还包括落卡机构，所述落卡机构包括挡卡板(40)和落卡滑板(45),所述后侧壁(24)布置有凹口(27)，所述挡卡板(40)包括固定部(41)、连接部(42)以及与该凹口(27)相匹配的挡卡部(43)，所述固定部(41)与挡卡部(43)之间具有供所述载卡舌(20)通行的贯通区间(44)。
5.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：所述光源激发组件还包括用于会聚各所述光源(71)照射光的合束镜(72)，所述合束镜(72)布置在相应所述光源(71)和所述第一分色镜(81)之间，所述合束镜(72)和所述第一分色镜(81)之间布置有准直透镜(73)，部分所述光源(71)和所述合束镜(72)之间布置有第三分色镜(83)，所述光源激发组件还包括布置在第一分色镜(81)反射光路上的第一凸透镜(74)。
6.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：所述第二分色镜(82)的数量为两个或两个以上，各所述第二分色镜(82)依次排列，靠近所述第一分色镜(81)的第二分色镜(82)布置在所述第一分色镜(81)的透射光路上，后一个所述第二分色镜(82)布置在前一个所述第二分色镜(82)的透射光路上。
7.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：所述荧光接收组件还包括将荧光信号聚集在相应所述光学元件上的若干个聚集透镜单元，各所述聚集透镜单元布置在所述光学元件(93)与相应的第二分色镜(82)之间，各所述聚集透镜单元均包括滤光镜(91)和第二凸透镜(92)，所述光学元件(93)为光电倍增管。
8.根据权利要求1所述的多波长荧光即时检测仪，其特征在于：还包括接收各所述光学元件(93)信号的控制系统，该控制系统连接有热转印打印机(13)和显示屏(14)。
9.一种多波长荧光即时检测方法，其特征在于，使用权利要求所1至8任意一项所述的波长荧光即时检测仪，包括以下步骤：
S1，将待检测样本的载体插入载卡舌(20)，并通过驱动机构将待检测样本移至光路模块(60)的检测位置；
S2，通过多个光源(71)发出若干个不同波长的照射光，经第一分色镜(81)反射至待检测样本，激发产生若干个不同波长的荧光信号；
S3，通过至少一个第二分色镜(82)反射和/或透射各荧光信号，将不同波长的各荧光信号予以分束；
S4，各光学元件(93)分别接收分束后的荧光信号。
10.根据权利要求9所述的多波长荧光即时检测方法，其特征在于：在步骤S2中，在第一分色镜(81)和各光源(71)之间布置有合束镜(72)，通过合束镜(72)将各光源(71)的照射光会聚后以平行光形式射向第一分色镜(81)。
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