CN111693413A - 变量光栅微信号分离装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变量光栅微信号分离装置及其制造方法，所述分离装置包括毛细管、激发光源和信号接收器，所述毛细管位于所述激发光源与信号接收器之间，所述毛细管的外表面设有光栅套，所述光栅套为吸光材料；所述光栅套有两个，分别为第一光栅套和第二光栅套，所述第一光栅套和第二光栅套之间有间隙，所述间隙的宽度大于或等于毛细管中单个待检测物质颗粒的尺寸，且小于两个待检测物质颗粒的尺寸；所述第一光栅套和第二光栅套远离所述间隙的一端均在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头所覆区域之外；所述分离装置的制造方法是借助间隙生成器在第一光栅套和第二光栅套之间形成间隙。本发明可有效减少待测样本中信号的叠加，提高了检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物工程样品检测领域，特别是涉及一种变量光栅微信号分离装置及其制造方法。
背景技术
在对生物样品进行检测时，信号接收器会同时一次性接收到多个流经毛细管中的样本颗粒或者基因片段所产生的信号，这些信号强度会进行叠加，从而影响对信号的准确判断。目前已有通过芯片方式来解决该问题的研究，通过在芯片上做很小的用于放置一个个样本颗粒或基因片段的流道，以期达到对样本颗粒和基因片段进行单个检测的目的，但该方式工艺难度较大，实施不便。因此，就需要研制其他能达到分离单个样本颗粒信号的装置和方法。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种变量光栅微信号分离装置及其制造方法，通过该分离装置可有效减少样本中信号的叠加，提高了检测的准确性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种变量光栅微信号分离装置，包括毛细管、激发光源和信号接收器，所述毛细管位于所述激发光源与信号接收器之间，所述信号接收器的光接收镜头与激发光源的发射头相对应，所述毛细管的外表面设有光栅套，所述光栅套覆盖在所述毛细管上，所述光栅套为吸光材料；所述光栅套有两个，分别为第一光栅套和第二光栅套，所述第一光栅套和第二光栅套之间有间隙，所述间隙的宽度大于或等于毛细管中单个待检测物质颗粒的尺寸，且小于两个待检测物质颗粒的尺寸之和；所述第一光栅套远离第二光栅套的一端在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头所覆区域之外，所述第二光栅套远离所述第一光栅套的一端在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头所附区域之外。
于本发明一实施例中，所述第一光栅套和第二光栅套的长度之和大于所述光接收镜头的直径。
于本发明一实施例中，所述第一光栅和第二光栅为中空套筒结构，通过胶粘方式固定在所述毛细管的外表面。
于本发明一实施例中，所述第一光栅和第二光栅为涂层，直接涂覆在所述毛细管的外表面。
于本发明一实施例中，所述吸光材料为黑色吸光材料。
于本发明一实施例中，所述第一光栅套和第二光栅套之间的间隙正对着所述光接收镜头的正中央。
于本发明一实施例中，所述第一光栅套和第二光栅套的长度均大于所述光接收镜头直径的1/2。
于本发明一实施例中，所述分离装置还包括毛细管支架，所述毛细管支架位于所述毛细管的两端，所述毛细管固定于所述毛细管支架上。
一种所述的变量光栅微信号分离装置的制造方法，首先选择一个间隙生成器，将间隙生成器装在所述毛细管上，保证所述间隙生成器所在的平面与所述毛细管之间垂直；然后，将所述第一光栅套和第二光栅套分别覆盖在所述间隙生成器两侧的毛细管表面；最后，去除所述间隙生成器。
于本发明一实施例中，所述间隙生成器为薄膜。
本技术方案具有以下有益效果：
通过在信号接收器的光接收镜头处的毛细管上设置两个光栅套，根据需要选择第一光栅套和第二光栅套之间的间隙大小，从而实现对流经毛细管中的样本颗粒或基因片段的每一个都进行单独检测，避免了一次性有多个样本颗粒或基因片段流经光接收镜头覆盖视野之内而同时产生多个微信号，避免了这些同时产生的信号之间的叠加，从而提高了对样本检测的准确度。本发明所述的微信号分离装置制造方便，工艺可控，且通过对第一光栅套和第二光栅套之间间隙的调整可适应于检测多种大小的样本颗粒或基因片段。
附图说明
图1是本发明一实施例中对样本进行检测时的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1的截面结构示意图；
图4是图3中B处的放大图。
附图标记说明：毛细管100，激发光源1，信号接收器2，间隙101，待检测物质111，发射头10，光接收镜头20，光栅套3，第一光栅套31，第二光栅套32。
具体实施方式
下面结合实施例及附图1至4对本发明作进一步描述。
一种变量光栅微信号分离装置，如图1所示，包括毛细管100、激发光源1和信号接收器2，所述毛细管100位于所述激发光源1与信号接收器2之间，所述毛细管100的一侧设置有激发光源1，所述激发光源1的发射头10用于发出激发光，所发出的激发光透过透明的毛细管100，打到流经毛细管100中的待检测物质111上，待检测物质111为样本颗粒或基因片段，由若干颗粒或者基因片段组成，其发出的荧光信号再次穿透透明毛细管100、进入位于毛细管100另一侧的信号接收器2。所述信号接收器2具有伸至所述毛细管100表面处的光接收镜头20，荧光信号通过光接收镜头20接收到信号接收器2。所述光接收镜头20与发射头10位于同一轴线，以保证信号接收的全面准确。
本实施例中，所述毛细管100的外表面设有光栅套3，如图1-2所示，所述光栅套覆盖在所述毛细管100上，所述光栅套3为黑色吸光套筒，胶粘方式固定在所述毛细管100的外表面；在其他实施例中，所述光栅套3还可以是直接涂覆在毛细管100表面的吸光涂层。所述光栅套3有两个，分别为第一光栅套31和第二光栅套32，所述第一光栅套31和第二光栅套32之间有间隙101，如图2所示。将所述毛细管100的轴向方向定义为所述间隙101的宽度方向。为了实现对每一个待检测物质111的所有颗粒的单独检测，所述间隙101的宽度大于或等于毛细管100中单个待检测物质颗粒的尺寸，且小于两个待检测物质颗粒的尺寸之和。在实际应用中，间隙的宽度允许一定的宽容度，即所述间隙的宽度理论上大于一定比例的待检测物质颗粒的尺寸、小于一定范围内两个待检测物质颗粒的尺寸之和即可，这样可兼顾检测效果和工艺制造。同时，所述第一光栅套31远离第二光栅套32的一端在所述毛细管100上延伸至所述光接收镜头20所覆区域之外，所述第二光栅套32远离所述第一光栅套31的一端在所述毛细管100上延伸至所述光接收镜头20所附区域之外，从而保证只有位于第一光栅套31和第二光栅套32间隙101中的那个待检测物质111能够得到激发光、产生微信号，而位于光栅套中的待检测物质111则没有光达到上面，从而不会有微信号生成。
进一步，所述第一光栅套31和第二光栅套32的长度之和大于所述光接收镜头20的直径。从而当所述第一光栅套31和第二光栅套32套在毛细管100上时，能够遮挡住除在毛细管100上所留间隙101部分对应的光接收镜头20部分外的所有的光接收镜头20感光区域，如图2所示，避免多余微信号进入光接收镜头20。
进一步，所述第一光栅套31和第二光栅套32之间的间隙正对着所述光接收镜头20的正中央，即在所述毛细管100上所留的、用于透过样本颗粒或基因片段所产生荧光的间隙101，位于所述信号接收器2的光接收镜头20正中央，从而保证了信号采集的准确度。此时，位于间隙两侧的所述第一光栅套31和第二光栅套32的长度均大于所述光接收镜头20直径的1/2，即通过将所述第一光栅套31和第二光栅套32远离所述光接收镜头20正中央的一端均在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头20所覆区域之外，从而有效遮盖住所述光接收镜头20，避免流经光接收镜头20所覆区域下的其他的待检测物质111产生的荧光信号进入光接收镜头20，即有效屏蔽了其他信号，只唯一允许位于间隙处的那一样本颗粒或基因片段所产生的单一荧光信号进入光接收镜头20。
同时，所述第一光栅套31和第二光栅套32的圆柱表面会有效反射杂散光，如图4所示，从而减少了杂散信号的干扰，提高了信噪比，就会得到较稳定的信号源，不仅准确度、重复性及灵敏度都能得以相应提高，也使得对信号的处理变得简易。因此，通过设置特定结构的光栅套3结构极大优化了对待检测物质的检测过程，获得了更真实的检测结果。
进一步，所述毛细管支架(未示出)位于所述毛细管100的两端，用于将所述毛细管100固定住，保持所述毛细管100的“直度”。
本发明通过在毛细管100表面设置可变的光栅套3的结构来解决信号的准确性问题，相较于目前工艺复杂的测序芯片而言，在保证了检测准确率的同时，极大简化了工艺，降低了制造成本，同时在适用性上更广泛灵活，可方便地满足多种尺寸的待检测颗粒或基因片段的检测。
一种变量光栅微信号分离装置的制造方法：首先，选择一个间隙生成器，在显微尺度上将间隙生成器套在所述毛细管100上，保证所述间隙生成器所在的平面垂直于所述毛细管100；然后，将所述第一光栅套31和第二光栅套32分别套在所述间隙生成器两侧的毛细管100上，使所述第一光栅套31和第二光栅套32均紧贴所述间隙生成器；最后，去除所述间隙生成器，就得到可调的光栅分离装置。本实施例中，所选择的间隙生成器为薄膜，可根据待测样本颗粒或基因片段的尺寸大小选择不同厚度的薄膜。
上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而并非是对本发明进行限制，在本发明构思和权利要求保护范围内对本发明做出的任何不付出创造性劳动的改变和替换，皆落入本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种变量光栅微信号分离装置，包括毛细管、激发光源和信号接收器，所述毛细管位于所述激发光源与信号接收器之间，所述信号接收器的光接收镜头与激发光源的发射头相对应，其特征在于，所述毛细管的外表面设有光栅套，所述光栅套覆盖在所述毛细管上，所述光栅套为吸光材料；所述光栅套有两个，分别为第一光栅套和第二光栅套，所述第一光栅套和第二光栅套之间有间隙，所述间隙的宽度大于或等于毛细管中单个待检测物质颗粒的尺寸，且小于两个待检测物质颗粒的尺寸之和；所述第一光栅套远离第二光栅套的一端在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头所覆区域之外，所述第二光栅套远离所述第一光栅套的一端在所述毛细管上延伸至所述光接收镜头所附区域之外。
2.根据权利要求1所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述第一光栅套和第二光栅套的长度之和大于所述光接收镜头的直径。
3.根据权利要求1所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅为中空套筒结构，通过胶粘方式固定在所述毛细管的外表面。
4.根据权利要求1所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅为涂层，直接涂覆在所述毛细管的外表面。
5.根据权利要求1所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述吸光材料为黑色吸光材料。
6.根据权利要求1至5任一项所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述第一光栅套和第二光栅套之间的间隙正对着所述光接收镜头的正中央。
7.根据权利要求6所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述第一光栅套和第二光栅套的长度均大于所述光接收镜头直径的1/2。
8.根据权利要求1至5任一项所述的变量光栅微信号分离装置，其特征在于，所述分离装置还包括毛细管支架，所述毛细管支架位于所述毛细管的两端，所述毛细管固定于所述毛细管支架上。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的变量光栅微信号分离装置的制造方法，其特征在于，首先选择一个间隙生成器，将间隙生成器装在所述毛细管上，保证所述间隙生成器所在的平面与所述毛细管之间垂直；然后，将所述第一光栅套和第二光栅套分别覆盖在所述间隙生成器两侧的毛细管表面；最后，去除所述间隙生成器。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述间隙生成器为薄膜。
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