CN109085148A - 一种多通道荧光检测光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多通道荧光检测光学系统，该系统包括电机、旋转轴和光学检测装置；电机的输出端通过旋转轴固定连接光学检测装置，光学检测装置沿旋转轴对称设置有二个以上的光学检测通道；每一光学检测通道均包括LED激发光源、激发光滤光片、发射光滤光片、二向色分光片、透镜和光敏二极管，LED激发光源发出的单色光经激发光滤光片发射到二向色分光片，经二向色分光片反射的光经透镜聚焦待测样品，待测样品经激发产生的荧光经透镜收集后发射到二向色分光片，经二向色分光片透射的荧光经发射光滤光片发射到光敏二极管。本发明的光学检测通道采用光敏二极管进行荧光信号检测，成本较低，结构紧凑，可以应用于微型QPCR仪以及微型蛋白检测仪。

Description

一种多通道荧光检测光学系统
技术领域
本发明涉及一种荧光检测系统，特别是关于一种用于生物仪器基因检测以及蛋白质检测的多通道荧光检测光学系统。
背景技术
实时荧光定量PCR仪是目前生命科学研究的重要工具。它已在病原体检测，转基因食品检测，药物疗效研究，基因突变分析等方面得到了广泛应用。与传统的PCR仪相比，实时荧光定量PCR仪增加了光学激发与检测系统。DNA或RNA片段在扩增过程中荧光信号随之增强，通过检测扩增过程的荧光信号强度可以计算出原始样品的含量。
目前市场上的QPCR产品光学系统一般都包含激发光源，激发光路，激发滤光片，检测光路，发射滤光片，光电转换器件等部分。其中，光源部分很多使用白色LED或卤钨灯等宽光谱光源，虽然一个光源可以激发所有通道，但是它的光谱利用率很低，大部分光能量被发射掉，这些光会作为背景干扰，影响最终信号的采集。而且大部分QPCR产品的光学模块体积大，结构复杂，价格昂贵，只适用于实验室操作，产品不便携且通道数量少，扫描时间长。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单且成本较低的多通道荧光检测光学系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多通道荧光检测光学系统，其特征在于，该系统包括电机、旋转轴和光学检测装置；
所述电机的输出端通过所述旋转轴固定连接所述光学检测装置，所述光学检测装置沿所述旋转轴对称设置有二个以上的光学检测通道；
每一所述光学检测通道均包括LED激发光源、激发光滤光片、发射光滤光片、二向色分光片、透镜和光敏二极管，所述LED激发光源发出的单色光经所述激发光滤光片发射到所述二向色分光片，经所述二向色分光片反射的光经所述透镜聚焦待测样品，待测样品经激发产生的荧光经所述透镜收集后发射到所述二向色分光片，经所述二向色分光片透射的荧光经所述发射光滤光片发射到所述光敏二极管。
进一步地，所述光学检测装置还包括有一外壳，所述外壳顶部中心设置有用于插设所述旋转轴的通孔，所述旋转轴穿过所述通孔与所述外壳底部固定，所述外壳底部沿着旋转轴对称开设有与所述光学检测通道数量相对应的检测孔。
进一步地，每一所述光学检测通道的LED光源的波长均不相同，根据待测试剂的荧光标记物进行确定。
进一步地，所述光学检测通道的数量设置为四个。
进一步地，所述电机采用步进电机。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明包括电机、旋转轴和光学检测装置，电机的输出端通过旋转轴固定连接光学检测装置，光学检测装置沿旋转轴对称设置有二个以上的光学检测通道，由于本发明设置有多个光学检测通道，可以检测多种荧光物质，且每一光学检测通道均采用LED光源，有效提高了光谱利用率。2、现有的检测器大都采用CCD或PMT，体积较大，很难做到结构紧凑，本发明的光学检测通道采用光敏二极管进行荧光信号检测，成本较低，结构紧凑，可以应用于微型QPCR仪以及微型蛋白检测仪。
附图说明
图1是本发明的多通道荧光检测光学系统结构示意图；
图2是本发明的光学检测装置的光学检测通道A～D示意图，图(a)为步进电机初始的光学检测通道A～D位置示意图，图(b)是步进电机旋转90°的光学检测通道A～D位置示意图，图(c)是步进电机旋转180°的光学检测通道A～D位置示意图，图(d)是步进电机旋转270°的光学检测通道A～D位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1、图2所示，本发明提供的多通道荧光检测光学系统，包括步进电机1、旋转轴2和光学检测装置3，步进电机1的输出端通过旋转轴2固定连接光学检测装置3，其中，光学检测装置3沿旋转轴2对称设置有两个以上的光学检测通道，本实施例设置有四个光学检测通道A～D，以此为例，不限于此。
每一光学检测通道3均包括有LED激发光源31、激发光滤光片32、二向色分光片33、透镜34、发射光滤光片35和光敏二极管36。为了提高光谱利用率，LED激发光源31采用单色光进行荧光激发，LED激发光源31发出的单色光经激发光滤光片32后发射到二向色分光片33，经二向色分光片33反射的光经透镜34聚焦检测样品，检测样品经激发产生的荧光沿着原光路返回经透镜34收集并发射到二向色分光片33，经二向色分光片33透射的荧光经发射光滤光片35发射到光敏二极管36；其中，发射光滤光片35用于使激发光截止，使荧光信号通过，提高信噪比。
优选的，光学检测装置3还包括有一外壳37，外壳37顶部中心设置有用于插设旋转轴的通孔，旋转轴2穿过通孔与外壳37底部固定，外壳37底部沿着旋转轴2对称开设有四个检测孔，对应每一检测孔均相应设置有一光学检测通道3，光学检测通道3内所有光学器件均采用现有固定装置进行固定，具体结构不做限定，只要满足光路传播条件即可。
优选地，本发明还包括用于对光敏二极管37的输出电信号进行模数转换的模数转换电路，模数转换电路将得到数字信号通过USB接口输入到计算机进行处理得到检测样品的荧光标记物，计算机还用于控制步进电机1的工作。
优选地，每一光学检测通道3的LED光源31的波长均不相同，具体不做限定，可以根据检测试剂的荧光标记物进行确定。
如图2所示，本发明的多通道荧光检测光学系统使用时，将光学检测装置3的四个检测孔放置在装有待测试剂的容器上方，通过控制步进电机1带动光学检测装置3转动完成待测试剂的检测，步进电机1每次转动90度，转动四次后回到原位，使得每一待测试剂都能够完成四个光学检测通道的检测。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种多通道荧光检测光学系统，其特征在于，该系统包括电机、旋转轴和光学检测装置；
所述电机的输出端通过所述旋转轴固定连接所述光学检测装置，所述光学检测装置沿所述旋转轴对称设置有二个以上的光学检测通道；
每一所述光学检测通道均包括LED激发光源、激发光滤光片、发射光滤光片、二向色分光片、透镜和光敏二极管，所述LED激发光源发出的单色光经所述激发光滤光片发射到所述二向色分光片，经所述二向色分光片反射的光经所述透镜聚焦待测样品，待测样品经激发产生的荧光经所述透镜收集后发射到所述二向色分光片，经所述二向色分光片透射的荧光经所述发射光滤光片发射到所述光敏二极管。
2.根据权利要求1所述的多通道荧光检测光学系统，其特征在于，所述光学检测装置还包括有一外壳，所述外壳顶部中心设置有用于插设所述旋转轴的通孔，所述旋转轴穿过所述通孔与所述外壳底部固定，所述外壳底部沿着旋转轴对称开设有与所述光学检测通道数量相对应的检测孔。
3.根据权利要求1或2所述的多通道荧光检测光学系统，其特征在于，每一所述光学检测通道的LED光源的波长均不相同，根据待测试剂的荧光标记物进行确定。
4.根据权利要求1或2所述的多通道荧光检测光学系统，其特征在于，所述光学检测通道的数量设置为四个。
5.根据权利要求1或2所述的多通道荧光检测光学系统，其特征在于，所述电机采用步进电机。
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