CN110174352A - 一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，包括：密封壳体、检测镜头、激发分光组件、发射分光组件、光路转折组件；激发分光组件设置在检测镜头的正上方，中心位于激发光传输光纤中心所在的光轴上，包括激发光纤固定接口、准直镜片、激发二向色镜、激发二向色镜固定架；发射分光组件设置在激发分光组件的上方，中心位于发射荧光传输光纤所在光轴上，包括发射光纤固定接口、光耦合透镜、发射二向色镜、发射二向色镜固定架；光路转折组件设置在发射分光组件的上方，中心位于反射荧光传输光纤所在光轴上，包括反射光纤固定接口、光耦合透镜、反射镜、反射镜固定架；该装置可直接在酶标仪上更换，实现时间分辨检测功能，有效降低测试成本。
Description
技术领域
本发明属于均相时间分辨荧光分析技术领域，涉及全自动多功能酶标仪中的光路检测装置，具体涉及一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置。
背景技术
HTRF(均相时间分辨荧光)是用来检测均相体系中待测物的一种最常用的方法，是用来研究药物靶标的理想的平台。该技术结合了荧光共振能量转移(FRET)和时间分辨荧光技术(TRF)。
荧光共振能量转移(FRET)，利用两种荧光基团的能量转移，这两种荧光基团分别称为能量供体(Donor)和能量受体(Acceptor)，能量供体被外来光源激发(例如氙灯或激光)，如果它与能量受体比较接近，可以将能量共振转移到能量受体上，使其受到激发，发出特定波长的发射光。
时间分辨荧光(TRF)，它用镧系元素标记抗原或抗体，根据镧系元素螯合物的发光特点，用时间分辨技术测量荧光，同时检测波长和时间两个参数进行信号分辨，可有效地排除非特异荧光的干扰，极大地提高了分析灵敏度。
在TR-FRET实验中，采用双波长检测能够显著减小缓冲液和培养基的干扰，最终的信号跟产物形成的量成比例。这种结合将TRF的低背景特点和FRET的均相实验方式融合在一起，使得HTRF技术拥有实验方式灵活，并且具有更高的灵敏度、更大的通量，实验结果的准确可靠等优势。
多功能酶标仪又称多功能微孔板检测仪，可对以微孔板为体系的实验提供多种不同模式的检测。现有一些中高端多功能酶标仪还可完成“时间分辨荧光”、“荧光偏振”、“荧光共振能量转移”等高级荧光检测实验。光路检测装置是多功能酶标仪系统上的关键装置之一，直接影响到仪器的检测能力。现有时间分辨荧光检测光路结构复杂，光源和光电倍增管等部分与检测光路均集成在一块(参见中国专利CN 104198450 B、CN 106290289A)，成为专门用于时间分辨检测的仪器，功能相对单一。多功能酶标仪使用时一般也需要专用的时间分辨检测仪来完成对应的测试，这种方式需要人工分别完成孵育与测试的操作，增加了仪器的采购成本与人力成本，同时也容易对测试的重复性、准确性造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，以解决现有均相时间分辨光路检测装置结构复杂，功能单一，酶标仪检测时需要专用的时间分辨检测仪来完成对应的测试，测试成本高，重复性和准确性差的技术问题。
为实现上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，包括：密封壳体、检测镜头、激发分光组件、发射分光组件、光路转折组件；所述检测镜头一端安装在密封壳体内，另一端延伸到密封壳体外侧；
所述激发分光组件设置在检测镜头的正上方，中心位于激发光传输光纤中心所在的光轴上，包括激发光纤固定接口、准直镜片、激发二向色镜、激发二向色镜固定架；所述激发光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述准直镜片安装在密封壳体的内侧壁上；所述激发二向色镜通过激发二向色镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，激发二向色镜表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且激发二向色镜中心点位于准直透镜的轴线上；
所述发射分光组件设置在激发分光组件的上方，中心位于发射荧光传输光纤所在光轴上，包括发射光纤固定接口、光耦合透镜、发射二向色镜、发射二向色镜固定架；所述发射光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述光耦合透镜安装在密封壳体的内侧壁上；所述发射二向色镜通过发射二向色镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，发射二向色镜表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且发射二向色镜中心点位于光耦合透镜的轴线上；
所述光路转折组件设置在发射分光组件的上方，中心位于反射荧光传输光纤所在光轴上，包括反射光纤固定接口、光耦合透镜、反射镜、反射镜固定架；所述反射光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述光耦合透镜安装在密封壳体的内侧；所述反射镜通过反射镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，反射镜的反光面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且反射镜中心点位于光耦合透镜的轴线上。
作为本发明的优选，在所述密封壳体内还安装有传动装置，传动装置与检测镜头连接，用来调节检测镜头与酶标板之间的距离。
作为本发明的优选，所述检测镜头中心与激发二向色镜、发射二向色镜、反射镜中心位于同一轴线上，检测镜头使用石英镜片，检测时检测镜头位于待检测酶标板正上方。
作为本发明的优选，所述激发光纤固定接口通过光纤与光源模块上的光源接口连接；所述发射光纤固定接口通过光纤与检测模块上的光电倍增管接口连接；所述反射光纤固定接口通过光纤与另一个检测模块上的光电倍增管接口连接；所述光源模块包括脉冲氙灯或连续发光的卤钨灯、滤光片或激发单色器；所述检测模块包括光电倍增管、滤光片或发射单色器。
作为本发明的进一步优选，所述传动装置包括手动旋钮、与手动旋钮连接的丝杠、与丝杆连接在丝杆上能够进行上下往复运动的第一连接件、与第一连接件固定连接的第二连接件，所述检测镜头安装固定在第二连接件上。
作为本发明的进一步优选，两个检测模块上的滤光片为不同波段的滤光片，实现不同波段荧光的检测。
作为本发明的更进一步优选，所述传动装置还包括导轨，所述第二连接件安装在导轨上。
本发明的优点及积极效果是：
(1)本发明提供的光路检测装置采用模块化设计，这种设计方式可直接在全自动多功能酶标仪上更换光学检测装置来实现时间分辨检测功能，而不需要单独购置专用测试仪器，能够有效降低测试成本。
(2)本发明提供的光路结构简单，能够有效提高测试准确度，改善测试重复性。
(3)本发明采用了均相时间分辨荧光检测的双波长检测的方式，这种方式能够显著减小缓冲液和培养基的干扰，最终的信号跟产物形成的量成比例。
(4)本发明提供的用于多功能酶标仪上的光路检测装置可直接使用标准的96孔酶标板，模块设计巧妙、结构简单、可实现全自动孵育和测试、成本低、检测重复性好、准确度高，适于大规模推广应用。
附图说明
图1是本发明光路检测装置的结构示意图。
图2是本发明光路检测装置的内部结构图。
图3是本发明传动装置与检测镜头的连接示意图。
图4是酶标仪的结构示意图。
图5是酶标仪的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参阅图1、图2，本发明提供的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，包括：密封壳体2、检测镜头1、激发分光组件3、发射分光组件4、光路转折组件5；所述检测镜头1一端安装在密封壳体内，另一端延伸到密封壳体外侧；
所述激发分光组件3设置在检测镜头1的正上方，中心位于激发光传输光纤中心所在的光轴上，包括激发光纤固定接口31、准直镜片32、激发二向色镜33、激发二向色镜固定架34；所述激发光纤固定接口31设置在密封壳体2的外侧，激发光纤固定接口31通过石英光纤束或液芯光纤与光源模块上的光源接口连接；所述准直镜片32安装在密封壳体的内侧壁上；所述激发二向色镜33通过激发二向色镜固定架34与密封壳体2保持相对位置固定，激发二向色镜33表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且激发二向色镜中心点位于准直透镜的轴线上；
所述发射分光组件4设置在激发分光组件3的上方，中心位于发射荧光传输光纤所在光轴上，包括发射光纤固定接口41、光耦合透镜42、发射二向色镜43、发射二向色镜固定架44；所述发射光纤固定接口41设置在密封壳体2的外侧，发射光纤固定接口41通过石英光纤束或液芯光纤与检测模块上的光电倍增管接口连接；所述光耦合透镜42安装在密封壳体2的内侧壁上；所述发射二向色镜43通过发射二向色镜固定架44与密封壳体2保持相对位置固定，发射二向色镜43表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且发射二向色镜中心点位于光耦合透镜42的轴线上；
所述光路转折组件5设置在发射分光组件4的上方，中心位于反射荧光传输光纤所在光轴上，包括反射光纤固定接口51、光耦合透镜52、反射镜53、反射镜固定架54；所述反射光纤固定接口51通过石英光纤束或液芯光纤与另一个检测模块上的光电倍增管接口连接；所述光耦合透镜52安装在密封壳体2的内侧；所述反射镜53通过反射镜固定架54与密封壳体2保持相对位置固定，反射镜53的反光面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且反射镜中心点位于光耦合透镜52的轴线上。
参阅图2、图3，在所述密封壳体2内还安装有传动装置21，传动装置21与检测镜头1连接，用来调节检测镜头与酶标板之间的距离。所述传动装置21包括手动旋钮211、与手动旋钮连接的丝杠212、与丝杆连接在丝杆上能够进行上下往复运动的第一连接件213、与第一连接件固定连接的第二连接件214、导轨215；其中，所述手动旋钮安装在密封壳体2的外侧；所述导轨安装在密封壳体内，第二连接件安装在导轨上，利用导轨起到导向作用；所述检测镜头1安装固定在第二连接件214上；转动手动旋钮，使丝杠带动第一连接件上下往复运动，第一连接件带动第二连接件沿导轨进行上下往复运动，第二连接件进而带动检测镜筒上下往复运动。
进一步的，所述检测镜头1中心与激发二向色镜、发射二向色镜、反射镜中心位于同一轴线上，检测镜头使用石英镜片，镜片数量可以是一片或多片，检测时检测镜头位于待检测酶标板正上方；所述激发二向色镜固定架34、发射二向色镜固定架44、反射镜固定架54均为内部中空的结构。
参阅图4、图5，将本发明的光路检测装置与酶标仪6的光源模块、检测模块连接时，光路检测装置下侧的检测透镜1插入酶标仪检测镜头接口62，检测时通过酶标仪内部的酶标板支架61移动实现镜头对准酶标板中的各个孔位，对各个孔位检测；激发分光组件3中的激发光纤固定接口31通过石英光纤束或液芯光纤与光源模块的光源接口71相连；发射分光组件4中的发射光纤固定接口41和光路转折组件5中的光纤固定接口41分别通过石英光纤束或液芯光纤与检测模块中的光电倍增管接口81、光电倍增管接口83连接，从而使均相时间分辨光路检测装置与多功能酶标仪6的光路相连接；其中，所述光源模块包括脉冲氙灯72或连续发光的卤钨灯、滤光片或激发单色器；所述检测模块包括光电倍增管82、滤光片或发射单色器。
在酶标仪通过均相时间分辨光路检测装置测试时，首先将光源模块中的滤光片转轮旋转到对应滤光片所在的位置，酶标板固定槽61将待测酶标板移动到检测镜头插孔62下方。光源模块中的脉冲氙灯发出的脉冲信号经过滤光片(设置在光源接口内部，320nm波段)后，得到中心波长320nm的激发光，激发光再由光源接口71进入石英光纤束或液芯光纤，通过石英光纤束或液芯光纤传输进入激发光纤固定接口31，进入检测装置后经准直透镜32准直，再由激发二向色镜反射后，由检测镜头1将激发光汇聚到待测酶标板对应孔位的试剂表面激发对应波长的荧光。
在均相时间分辨检测中，当被测试剂中生物分子相互作用导致两个荧光基团接近时，激发时被穴状化合物捕获的部分能量释放，发射波长为620nm；另一部分能量转移到受体上，发生荧光共振能量转移，发射波长为655nm，所以试剂被激发后会发出中心波长为620nm和655nm的两种不同波长的荧光。
根据时间分辨检测方式，在激发光停止后荧光还会持续一定时间，在激发光停止后检测荧光强度能够去除激发光影响。荧光通过检测透镜1进入光路检测装置，折射通过激发二向色镜33后到达发射二向色镜43，两种波长的荧光发生分离，中心波长为620nm的荧光由发射二向色镜反射，经光耦合透镜42耦合后进入发射光纤固定接口41，经过发射光纤固定接口41进入石英光纤束或液芯光纤，之后传输进入光电倍增管接口81，再由光电倍增管接口81内置620nm波段滤光片滤光后进入对应的光电倍增管，实现620nm波段荧光检测；中心波长为655nm的荧光由发射二向色镜折射，到达反射镜53，经光耦合透镜52耦合后进入反射光纤固定接口51，经过反射光纤固定接口51进入石英光纤束或液芯光纤，之后传输进入第二个光电倍增管接口83，再由光电倍增管接口83内置655nm波段滤光片滤光后进入对应的光电倍增管，实现655nm波段荧光检测。
待测试完成后，移动酶标板至下一个待测孔位，重复上述过程就可以通过多功能酶标仪实现均相时间分辨的全自动测试。由此可见，上述的采用模块化设计的均相时间分辨光路检测装置结构简单、可更换，能够实现均相时间分辨检测的全自动化测试。
Claims (7)
1.一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，包括：密封壳体、检测镜头、激发分光组件、发射分光组件、光路转折组件；所述检测镜头一端安装在密封壳体内，另一端延伸到密封壳体外侧；
所述激发分光组件设置在检测镜头的正上方，中心位于激发光传输光纤中心所在的光轴上，包括激发光纤固定接口、准直镜片、激发二向色镜、激发二向色镜固定架；所述激发光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述准直镜片安装在密封壳体的内侧壁上；所述激发二向色镜通过激发二向色镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，激发二向色镜表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且激发二向色镜中心点位于准直透镜的轴线上；
所述发射分光组件设置在激发分光组件的上方，中心位于发射荧光传输光纤所在光轴上，包括发射光纤固定接口、光耦合透镜、发射二向色镜、发射二向色镜固定架；所述发射光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述光耦合透镜安装在密封壳体的内侧壁上；所述发射二向色镜通过发射二向色镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，发射二向色镜表面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且发射二向色镜中心点位于光耦合透镜的轴线上；
所述光路转折组件设置在发射分光组件的上方，中心位于反射荧光传输光纤所在光轴上，包括反射光纤固定接口、光耦合透镜、反射镜、反射镜固定架；所述反射光纤固定接口设置在密封壳体的外侧；所述光耦合透镜安装在密封壳体的内侧；所述反射镜通过反射镜固定架与密封壳体保持相对位置固定，反射镜的反光面与检测镜头中心轴线夹角为45°，且反射镜中心点位于光耦合透镜的轴线上。
2.权利要求1所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，在所述密封壳体内还安装有传动装置，传动装置与检测镜头连接，用来调节检测镜头与酶标板之间的距离。
3.权利要求1所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，所述检测镜头中心与激发二向色镜、发射二向色镜、反射镜中心位于同一轴线上，检测镜头使用石英镜片，检测时检测镜头位于待检测酶标板正上方。
4.权利要求1所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，所述激发光纤固定接口通过光纤与光源模块上的光源接口连接；所述发射光纤固定接口通过光纤与检测模块上的光电倍增管接口连接；所述反射光纤固定接口通过光纤与另一个检测模块上的光电倍增管接口连接；所述光源模块包括脉冲氙灯或连续发光的卤钨灯、滤光片或激发单色器；所述检测模块包括光电倍增管、滤光片或发射单色器。
5.权利要求2所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，所述传动装置包括手动旋钮、与手动旋钮连接的丝杠、与丝杆连接在丝杆上能够进行上下往复运动的第一连接件、与第一连接件固定连接的第二连接件，所述检测镜头安装固定在第二连接件上。
6.权利要求4所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，两个检测模块上的滤光片为不同波段的滤光片，实现不同波段荧光的检测。
7.权利要求5所述的一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置，其特征在于，所述传动装置还包括导轨，所述第二连接件安装在导轨上。
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| CN201910293283.6A Pending CN110174352A (zh) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | 一种用于多功能酶标仪上的均相时间分辨光路检测装置 |
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649410A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-13 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 用于多波长时间分辨荧光测量装置的入光源镜筒装置 |
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-
2019
- 2019-04-12 CN CN201910293283.6A patent/CN110174352A/zh active Pending
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