CN111272724B - 一种荧光检测光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及荧光检测领域，公开一种荧光检测光学系统。所述荧光检测光学系统包括载物台、光路模块和调节机构，载物台用于放置待检测样本，载物台设置有检测通道；光路模块用于激发并检测待检测样本的荧光信号，光路模块内设置有检测光路，检测光路与检测通道连通；调节机构包括第一调节组件和第二调节组件，第一调节组件用于调节待检测样本与检测通道对准，第二调节组件用于调节待检测样本与检测光路的聚焦点重合。本发明提供的荧光检测光学系统，样本位置校准简便精确，光路结构简单，光路布局合理紧凑，易于实现小型化及模块化。

Description

一种荧光检测光学系统
技术领域
本发明涉及荧光检测领域，尤其涉及一种荧光检测光学系统。
背景技术
生物芯片技术是利用微加工技术并结合有关的化学合成技术，将大量探针分子固定于载体上制得生物芯片，探针分子与以示踪物标记的样品分子进行杂交反应，通过检测分析示踪物信号的分布及强弱，得到靶分子的序列和数量等信息。示踪物信号的检测是生物芯片技术的重要组成部分，决定了生物芯片技术的快速性和准确性，目前，普遍使用荧光物质作为示踪物。在荧光检测方法中，携带荧光材料的碱基与样本的基因材料结合，当被激发光源激发时荧光材料发射特定颜色的光，获得相应的荧光图像供后续分析。
但是，现有的荧光检测光学系统，光路结构复杂庞大，样本位置不易对准相应的检测通道和光路聚焦点。
发明内容
基于以上问题，本发明的目的在于提供一种荧光检测光学系统，光路结构简单，易于校准样本位置。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种荧光检测光学系统，包括：
载物台，用于放置待检测样本，所述载物台设置有检测通道；
光路模块，用于激发并检测所述待检测样本的荧光信号，所述光路模块内设置有检测光路，所述检测光路与所述检测通道连通；
调节机构，包括第一调节组件和第二调节组件，所述第一调节组件用于调节所述待检测样本与所述检测通道对准，所述第二调节组件用于调节所述待检测样本与所述检测光路的聚焦点重合。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述载物台包括支撑底板、基座和滑座，所述检测通道设置于所述支撑底板上，所述基座通过转动销轴与所述支撑底板连接，所述滑座沿高度方向滑动设置于所述基座上，所述待检测样本放置于所述滑座上。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述第一调节组件包括沿水平方向设置的第一螺杆，所述支撑底板上设置有固定座，所述第一螺杆螺纹连接于所述固定座上，所述第一螺杆的末端抵靠于所述基座上，所述固定座与所述基座之间设置有第一预紧拉簧，通过旋拧所述第一螺杆使所述基座绕所述转动销轴相对所述支撑底板转动，以使所述待检测样本与所述检测通道对准。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述第二调节组件包括沿竖直方向设置的第二螺杆，所述第二螺杆螺纹连接于所述滑座上，所述第二螺杆的末端抵靠于所述基座上，所述滑座与所述基座之间设置有第二预紧拉簧，通过旋拧所述第二螺杆使所述滑座沿高度方向相对所述基座滑动，以使所述待检测样本与所述检测光路的聚焦点重合。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述光路模块包括光源、第一分光镜和第一透镜，所述光源发射的光线经由所述第一分光镜反射至所述第一透镜，并通过所述第一透镜和所述检测通道聚焦于所述待检测样本上，以激发所述待检测样本的荧光。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述光路模块还包括滤光盒和第一荧光检测器，所述滤光盒内设置有第二分光镜和第一滤光片，荧光经由所述第一透镜和所述第一分光镜传播至所述第二分光镜，所述第二分光镜将第一预设波长范围的荧光反射至所述第一滤光片，第一预设波长范围的荧光通过所述第一滤光片过滤后进入所述第一荧光检测器。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述第一滤光片与所述第一荧光检测器之间设置有第二透镜。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述光路模块还包括第二荧光检测器，所述滤光盒内还设置有第二滤光片，所述第二分光镜将第二预设波长范围的荧光反射至所述第二滤光片，第二预设波长范围的荧光通过所述第二滤光片过滤后进入所述第二荧光检测器。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述第二滤光片与所述第二荧光检测器之间设置有第三透镜。
作为本发明的荧光检测光学系统的优选方案，所述光路模块还包括第一光路块和第二光路块，所述第一光路块和所述第二光路块拼合形成所述检测光路。
本发明的有益效果为：
本发明提供的荧光检测光学系统，将待检测样本放置于载物台上，载物台设置有检测通道，通过光路模块激发并检测待检测样本的荧光信号，光路模块内设置有检测光路，检测光路与检测通道连通，通过第一调节组件调节待检测样本与检测通道对准，通过第二调节组件调节待检测样本与检测光路的聚焦点重合。本发明提供的荧光检测光学系统，样本位置校准简便精确，光路结构简单，光路布局合理紧凑，易于实现小型化及模块化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的荧光检测光学系统的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的荧光检测光学系统中载物台和调节机构的分解示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的荧光检测光学系统(隐去第二光路块)的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的荧光检测光学系统中滤光盒的剖视图；
图5是本发明具体实施方式提供的荧光检测光学系统中光路模块的原理示意图。
图中：
1-载物台；2-光路模块；3-调节机构；
11-支撑底板；111-检测通道；112-固定座；
12-基座；121-导轨；122-滑块；13-滑座；131-螺母固定部；14-转动销轴；
15-压板；
201-第一光路块；202-第二光路块；203-检测光路；
21-光源；22-第一分光镜；23-第一透镜；24-滤光盒；25-第一荧光检测器；
26-第二荧光检测器；27-第二透镜；28-第三透镜；
241-第二分光镜；242-第一滤光片；243-第二滤光片；244-外壳体；
31-第一调节组件；32-第二调节组件；
311-第一螺杆；312-第一旋钮；313-第一预紧拉簧；
321-第二螺杆；322-第二旋钮；323-第二预紧拉簧；
100-待检测样本。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供一种荧光检测光学系统，用于检测生物基因样本的荧光信号。如图1-图3所示，该荧光检测光学系统包括载物台1、光路模块2和调节机构3。
其中，载物台1用于放置待检测样本100，载物台1设置有检测通道111。光路模块2用于激发并检测待检测样本100的荧光信号，光路模块2内设置有检测光路203(如图3所示)，检测光路203与检测通道111连通。在本实施例中，光路模块2包括第一光路块201和第二光路块202，第一光路块201和第二光路块202拼合形成检测光路203，检测光路203与检测通道111同轴线设置。
调节机构3包括第一调节组件31和第二调节组件32，第一调节组件31用于调节待检测样本100与检测通道111对准，第二调节组件32用于调节待检测样本100与检测光路203的聚焦点重合。将待检测样本100放置于载物台1上，通过光路模块2激发并检测待检测样本100的荧光信号，通过第一调节组件31调节待检测样本100与检测通道111对准，通过第二调节组件32调节待检测样本100与检测光路203的聚焦点重合，样本位置校准简便精确，光路结构简单，光路布局合理紧凑，易于实现小型化及模块化。
为方便放置待检测样本100，可选地，如图2所示，载物台1包括支撑底板11、基座12和滑座13，检测通道111设置于支撑底板11上，基座12通过转动销轴14(如图2所示)与支撑底板11连接，滑座13沿高度方向滑动设置于基座12上，待检测样本100放置于滑座13上。在本实施例中，基座12上设置有导轨121，导轨121上滑动配合有滑块122，滑块122与滑座13固定连接，实现滑座13沿高度方向在基座12上滑动。载物台1还包括压板15，压板15具有弹性，压板15将待检测样本100压紧于滑座13上，防止待检测样本100在检测过程中晃动影响检测结果。
为方便手动调节，可选地，第一调节组件31包括沿水平方向设置的第一螺杆311，支撑底板11上设置有固定座112，第一螺杆311螺纹连接于固定座112上，第一螺杆311的末端抵靠于基座12上，固定座112与基座12之间设置有第一预紧拉簧313，第一预紧拉簧313对基座12绕转动销轴14相对支撑底板11转动提供预紧力，通过旋拧第一螺杆311使基座12绕转动销轴14相对支撑底板11转动，以使待检测样本100与检测通道111对准。第一螺杆311正向旋拧时，对基座12产生主动推力，该主动推力大于第一预紧拉簧313的预紧力，使基座12绕转动销轴14相对支撑底板11正向转动；第一螺杆311反向转动时，上述主动推力变为被动支撑力，在第一预紧拉簧313的预紧力作用下，基座12绕转动销轴14相对支撑底板11反向转动。在本实施例中，第一调节组件31还包括第一旋钮312，第一旋钮312与第一螺杆311一体成型，方便操作人员操作，可以在第一旋钮312上设置刻度线，便于实现精细调节。第一螺杆311上还可以设置锁紧螺母，便于保持当前旋拧位置。
为方便手动调节，可选地，第二调节组件32包括沿竖直方向设置的第二螺杆321，第二螺杆321螺纹连接于滑座13上，第二螺杆321的末端抵靠于基座12上，滑座13与基座12之间设置有第二预紧拉簧323，第二预紧拉簧323对滑座13相对基座12滑动提供预紧力，通过旋拧第二螺杆321使滑座13沿高度方向相对基座12滑动，以使待检测样本100与检测光路203的聚焦点重合。第二螺杆321正向旋拧时，对滑座13产生主动推力，该主动推力大于第二预紧拉簧323的预紧力，使滑座13相对基座12向上滑动；第二螺杆321反向转动时，上述主动推力变为被动支撑力，在第二预紧拉簧323的预紧力作用下，滑座13相对基座12向下滑动。在本实施例中，第二调节组件32还包括第二旋钮322，第二旋钮322与第二螺杆321一体成型，方便操作人员操作，可以在第二旋钮322上设置刻度线，便于实现精细调节。滑座13上设置有螺母固定部131，第二螺杆321与螺母固定部131螺纹连接。第二螺杆321上还可以设置锁紧螺母，便于保持当前旋拧位置。
为实现光路模块2激发待检测样本100荧光信号的功能，可选地，如图3-图5所示，光路模块2包括光源21、第一分光镜22和第一透镜23，光源21发射的光线经由第一分光镜22反射至第一透镜23，并通过第一透镜23和检测通道111聚焦于待检测样本100上，以激发待检测样本100的荧光。在本实施例中，光源21设置于检测光路203的一侧，第一分光镜22倾斜设置，第一透镜23通过相应的定位环安装于检测光路203中，光路布局合理紧凑，减少占用空间。
为实现光路模块2检测待检测样本100荧光信号的功能，可选地，光路模块2还包括滤光盒24和第一荧光检测器25，滤光盒24内设置有第二分光镜241和第一滤光片242，荧光经由第一透镜23和第一分光镜22传播至第二分光镜241，第二分光镜241将第一预设波长范围的荧光反射至第一滤光片242，第一预设波长范围的荧光通过第一滤光片242过滤后进入第一荧光检测器25。为方便第一荧光检测器25接收荧光信号，可选地，第一滤光片242与第一荧光检测器25之间设置有第二透镜27，第二透镜27通过相应的定位环安装于检测光路203中。第一荧光检测器25能够将荧光信号转换为电信号供后续分析使用，此为现有技术，在此不再赘述。
为完善光路模块2检测待检测样本100荧光信号的功能，可选地，光路模块2还包括第二荧光检测器26，滤光盒24内还设置有第二滤光片243，第二分光镜241将第二预设波长范围的荧光反射至第二滤光片243，第二预设波长范围的荧光通过第二滤光片243过滤后进入第二荧光检测器26。在本实施例中，滤光盒24包括外壳体244，第二分光镜241、第一滤光片242和第二滤光片243分别卡设于外壳体244上，第二分光镜241倾斜设置，第一滤光片242和第二滤光片243互相垂直。为方便第二荧光检测器26接收荧光信号，可选地，第二滤光片243与第二荧光检测器26之间设置有第三透镜28，第三透镜28通过相应的定位环安装于检测光路203中。第二荧光检测器26能够将荧光信号转换为电信号供后续分析使用，此为现有技术，在此不再赘述。
本实施例提供的荧光检测光学系统，工作流程大致如下：首先，将待检测样本100通过压板15压紧于滑座13上，通过旋拧第一螺杆311使基座12绕转动销轴14为轴转动，进而使待检测样本100与检测通道111对准，保持第一螺杆311当前旋拧位置；其次，通过旋拧第二螺杆321使滑座13相对基座12升降，进而使待检测样本100与检测光路203的聚焦点重合，保持第二螺杆321当前旋拧位置；然后，光源21发射的光线经由第一分光镜22反射至第一透镜23，并通过第一透镜23和检测通道111聚焦于待检测样本100上，以激发待检测样本100的荧光，荧光经由第一透镜23和第一分光镜22传播至第二分光镜241，第二分光镜241将第一预设波长范围的荧光反射至第一滤光片242，第一预设波长范围的荧光通过第一滤光片242过滤后进入第一荧光检测器25；最后，第二分光镜241将第二预设波长范围的荧光反射至第二滤光片243，第二预设波长范围的荧光通过第二滤光片243过滤后进入第二荧光检测器26。
本实施例提供的荧光检测光学系统，样本位置校准简便精确，光路结构简单，光路布局合理紧凑，易于实现小型化及模块化。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种荧光检测光学系统，其特征在于，包括：
载物台(1)，用于放置待检测样本(100)，所述载物台(1)设置有检测通道(111)；
光路模块(2)，用于激发并检测所述待检测样本(100)的荧光信号，所述光路模块(2)内设置有检测光路(203)，所述检测光路(203)与所述检测通道(111)连通；
调节机构(3)，包括第一调节组件(31)和第二调节组件(32)，所述第一调节组件(31)用于调节所述待检测样本(100)与所述检测通道(111)对准，所述第二调节组件(32)用于调节所述待检测样本(100)与所述检测光路(203)的聚焦点重合；
所述载物台(1)包括支撑底板(11)、基座(12)和滑座(13)，所述检测通道(111)设置于所述支撑底板(11)上，所述基座(12)通过转动销轴(14)与所述支撑底板(11)连接，所述滑座(13)沿高度方向滑动设置于所述基座(12)上，所述待检测样本(100)放置于所述滑座(13)上；
所述第一调节组件(31)包括沿水平方向设置的第一螺杆(311)，所述支撑底板(11)上设置有固定座(112)，所述第一螺杆(311)螺纹连接于所述固定座(112)上，所述第一螺杆(311)的末端抵靠于所述基座(12)上，所述固定座(112)与所述基座(12)之间设置有第一预紧拉簧(313)，通过旋拧所述第一螺杆(311)使所述基座(12)绕所述转动销轴(15)相对所述支撑底板(11)转动，以使所述待检测样本(100)与所述检测通道(111)对准，所述第一调节组件(31)还包括第一旋钮(312)，所述第一旋钮(312)与所述第一螺杆(311)一体成型，所述第一旋钮(312)上设置刻度线，所述第一螺杆(311)上设置锁紧螺母；
所述第二调节组件(32)包括沿竖直方向设置的第二螺杆(321)，所述第二螺杆(321)螺纹连接于所述滑座(13)上，所述第二螺杆(321)的末端抵靠于所述基座(12)上，所述滑座(13)与所述基座(12)之间设置有第二预紧拉簧(323)，通过旋拧所述第二螺杆(321)使所述滑座(13)沿高度方向相对所述基座(12)滑动，以使所述待检测样本(100)与所述检测光路(203)的聚焦点重合，所述第二调节组件(32)还包括第二旋钮(322)，所述第二旋钮(322)与所述第二螺杆(321)一体成型，所述第二旋钮322上设置刻度线，所述滑座(13)上设置有螺母固定部(131)，所述第二螺杆(321)与所述螺母固定部(131)螺纹连接，所述第二螺杆(321)上设置锁紧螺母。
2.根据权利要求1所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述光路模块(2)包括光源(21)、第一分光镜(22)和第一透镜(23)，所述光源(21)发射的光线经由所述第一分光镜(22)反射至所述第一透镜(23)，并通过所述第一透镜(23)和所述检测通道(111)聚焦于所述待检测样本(100)上，以激发所述待检测样本(100)的荧光。
3.根据权利要求2所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述光路模块(2)还包括滤光盒(24)和第一荧光检测器(25)，所述滤光盒(24)内设置有第二分光镜(241)和第一滤光片(242)，荧光经由所述第一透镜(23)和所述第一分光镜(22)传播至所述第二分光镜(241)，所述第二分光镜(241)将第一预设波长范围的荧光反射至所述第一滤光片(242)，第一预设波长范围的荧光通过所述第一滤光片(242)过滤后进入所述第一荧光检测器(25)。
4.根据权利要求3所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述第一滤光片(242)与所述第一荧光检测器(25)之间设置有第二透镜(27)。
5.根据权利要求3所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述光路模块(2)还包括第二荧光检测器(26)，所述滤光盒(24)内还设置有第二滤光片(243)，所述第二分光镜(241)将第二预设波长范围的荧光反射至所述第二滤光片(243)，第二预设波长范围的荧光通过所述第二滤光片(243)过滤后进入所述第二荧光检测器(26)。
6.根据权利要求5所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述第二滤光片(243)与所述第二荧光检测器(26)之间设置有第三透镜(28)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的荧光检测光学系统，其特征在于，所述光路模块(2)还包括第一光路块(201)和第二光路块(202)，所述第一光路块(201)和所述第二光路块(202)拼合形成所述检测光路(203)。
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