CN112432934B - 发射光检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发射光检测方法，该发射光检测方法包括：若干激发光源按照预设方式照射待检测物质，用以激发待检测物质，以使发射光检测装置检测待检测物质产生的发射光；待检测物质包含荧光基团，用以在激发光的激发下产生发射光；发射光检测装置设置在发射光的光路上，捕捉并检测发射光；在同一检测过程中，每个激发光源按照预设的M个测试周期发出激发光，每个激发光顺次完成M个测试周期的激发，并，发射光检测装置在预设的M个测试周期内获取每个激发光激发出的相应的发射光。本发明实施例提供的发射光检测方法具有多个激发光源，可以同时进行检测，发射光检测装置连续获取发射光的强度，实验效率高，方便高效。

Description

发射光检测方法
技术领域
本发明涉及生物检测领域，尤其涉及一种发射光检测方法。
背景技术
近年来，荧光分析技术已广泛应用于科研与生产中，荧光分析技术是指一定波长的激发光装置照射在待检测物质上，待检测物质中的原子或是分子吸收激发光的能量，就会产生跃迁。发生跃迁后的原子或分子极其不稳定，会随时回归基态的稳定状态，由跃迁状态回归基态会释放能量，也就是分子和原子会产生荧光现象。通过光谱仪对荧光信息进行抓取并分析，从而获取待检测物质中含有何种物质。这种技术应用在生物医学领域中的核酸检测，用于对待检测的样品进行荧光检测，进而得到样品中的荧光强度信息，作为实验数据进行相应的判断。
所有的荧光检测分析均包括激发光装置和发射光检测装置，发射光检测装置根据检测到的曲线来对待检测物质进行分析，相关技术中每次进行荧光检测分析时只用单一激发光源，单一荧光基团，发射光检测装置每次只检测一种出射光，实验效率低下。
发明内容
为此，本发明提供一种发射光检测方法，用以解决现有技术中的实验效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种发射光检测方法，包括：
若干激发光源按照预设方式照射待检测物质，用以激发所述待检测物质，以使发射光检测装置检测所述待检测物质产生的发射光；
所述待检测物质包含荧光基团，用以在激发光的激发下产生发射光；
发射光检测装置设置在所述发射光的光路上，捕捉并检测所述发射光；
在同一检测过程中，每个所述激发光源按照预设的M个测试周期发出激发光，每个所述激发光顺次完成M个测试周期的激发，并，所述发射光检测装置在预设的M个测试周期内获取每个所述激发光激发出的相应的发射光；
设定激发光强度曲线f1(i，Q1 i)，发射光强度曲线f2(i，Q2i)，i表示第i个激发光源，Q1 i表示对应的激发光强度，Q2i表示对应的发射光强度；
在M个测试周期内，分别获取所述激发光强度曲线f1和所述发射光强度曲线f2，并，判断二者是否重合，若重合则所述待检测物质无靶标物质，否则，存在靶标物质。
进一步地，所述待检测物质设置在芯片装置内，所述激发光源设置在激发光模块内，所述激发光模块还包括滤光片、光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器，若干光源依次经过滤光片、光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器后，形成所述激发光源，所述光源为LED灯或LD灯，所述激发光模块还包括PCB板，用以承载所述LED灯或LD灯，LED灯或LD灯设置在所述PCB板的一侧。
进一步地，设定光强标准误差d,在M个测试周期内的每个周期中，分别获取激发光强度曲线和所述发射光强度曲线，并在每个周期内的第t时刻，计算Q1t i和Q2t i的正差值，若所述正差值小于所述光强标准误差，则表示所述待检测物质无靶标物质，否则存在靶标物质。
进一步地，在M个测试周期内，每个所述测试周期包括T个时间点，在M*T个时间点内，若有M*T/2个时刻的正差值大于光强标准误差，则重新进行测试；若有M*T/2个时刻的正差值小于等于光强标准误差，则可以对实验数据进行分析判断。
进一步地，在所述滤光片上设置有第一光强度感应器，检测经过所述滤光片的激发光强度；在所述光纤准直器上设置有第二光强度感应器，检测经过所述光纤准直器的激发光强度；
控制单元，其设置在PCB板上，分别与所述第一光强度感应器和所述第二光强度感应器连接，所述控制单元根据耦合效率对所述激发光的强度进行补偿；
对于任意波长的激发光，经过所述滤光片的激发光强度为K1 i，经过所述光纤准直器的激发光强度为K2i，所述光纤耦合器的耦合效率为K2i/K1 i，所述控制单元内设置有耦合效率矩阵K(K1,K2,K3)和强度补偿矩阵B(L1,L2,L3)，其中K1表示第一耦合效率，K2表示第二耦合效率，K3表示第三耦合效率，L1表示第一光强度,L2表示第二光强度,L3表示第三光强度，若所述耦合效率为第一耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L1作为强度补偿；若所述耦合效率为第二耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L2作为强度补偿；若所述耦合效率为第三耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L3作为强度补偿。
进一步地，对于任意激发光进行强度补偿的过程中，每个所述激发光源模块设定对应的单一波长矩阵G1，设定第一LED灯经过滤光后输出第一波长d1，第二LED灯经过滤光后输出第二波长d2，第三LED灯经过滤光后输出第三波长d3，第N LED灯经过滤光后输出第三波长dn；设定单一波长矩阵G1包括G1(i,d i)，其中，i为序号，d i表示对应的某个LED灯的激发光源波长，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测。
进一步地，所述激发光模块根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测，所述发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定；所述LED灯设置有5个或8个。
进一步地，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，根据第一LED灯确定双波长矩阵中的第二LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj),第一LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q2，以对结果进行判定；所述待检测物质设置有若干个。
进一步地，根据该对应的最佳单一波长dk，定为第二LED灯，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第三LED灯，第二LED灯的波长大于第三LED灯波长，设定(dki,dkj),第三LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q3，以对结果进行判定；所述测试周期M为40个。
进一步地，在实际使用时，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测；在该过程中，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定；根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第二LED灯，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第一LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第三LED灯，第三LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj,dkm),第一LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，第三LED灯的激发光为dkm，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q31，以对结果进行判定；在判定时，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，则确定第二LED灯，第三LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第一LED灯，其激发光波长为dki，第二LED灯的激发光为dkj，第三LED灯的激发光为dkm，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q32，以对结果进行判定；在判定时，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第三LED灯，则确定第一LED灯，第二LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第三LED灯，其激发光波长为dkm，第二LED灯的激发光为dkj，第一LED灯的激发光为dki，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q33，以对结果进行判定；所述发射光检测装置为光谱传感器。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在M个测试周期内，每个激发光源顺次照射所述待检测物质，并且在M个测试周期内获取相应的发射光，通过对比激发光强度和发射光强度，就可以对待检测物质进行判断，进而得到检测结果。采用本发明实施例提供的发射光检测方法具有多个激发光源，同时进行检测，发射光检测装置连续获取发射光的强度，实验效率高，方便高效。
尤其，通过对于耦合效率的改变而对激光强度进行补偿，且根据耦合效率的大小适应性补偿强度，使得激发光源发出的强度基本一致，不会因为耦合效率低而大大降低光强度，也不会因为耦合效率高而使激光强度过高。
尤其，本发明通过采用最佳波长，以及与最佳波长不相近的两种波长的双波长矩阵组，分别进行检测，获取最佳的荧光检测效果，尤其，在设定LED灯组数目较多时，每个LED灯的激发光范围较窄，通过采用多种LED灯激发光同时检测，获得最佳的荧光检测效果。
尤其，本发明设定三波长比较方式，通过设定最佳波长，并以此为参考量，采用多种波长组合方式进行检测，将三波长检测荧光信息Q31、荧光信息Q32、荧光信息Q33以及荧光信息Q1进行比对，获取最佳荧光检测结果。具体而言，本发明还可以顺次采用单一波长矩阵，双波长矩阵，以及三波长矩阵，分别进行荧光检测，并分别进行比较，以获取最佳检测结果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发射光检测方法所使用的装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的发射光检测方法的检测数据参考图；
图3为本发明实施例提供的发射光检测方法的检测数据参考图；
图4为本发明实施例的激发光源的调控装置整体结构示意图；
图5为本发明实施例的激发光源的调控装置激发光源的结构示意图；
图6为本发明实施例的激发光源的调控装置激发光源的外部结构示意图；
图7为本发明实施例的激发光源的调控装置整体芯片装置的爆炸结构示意图；
图8为本发明实施例的激发光源的调控装置整体加样层的结构示意图；
图9为本发明实施例的激发光源的调控装置整体加样层的管路层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，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，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，本发明实施例提供的发射光检测方法所应用的装置包括：若干激发光源11、待检测物质21、发射光检测装置31，所述激发光源11照射所述待检测物质21，用以激发所述待检测物质21，以使所述发射光检测装置31检测所述待检测物质产生的发射光；所述待检测物质21包含荧光基团，用以在激发光的激发下产生发射光；所述发射光检测装置31设置在所述发射光的光路上，用以捕捉并检测所述发射光；在同一检测过程中，每个所述激发光源按照预设的M个测试周期发出激发光，每个所述激发光顺次完成M个测试周期的激发，并，所述发射光检测装置31在预设的M个测试周期内获取每个所述激发光相应的发射光。
具体而言，在图1中示出了光路图，而激发光的光路和发射光的光路采用不同的箭头进行了表示，以示两种光的不同。
具体地，本领域技术人员可以理解的是发射光检测装置31的作用是捕捉并检测发射光，在实际应用过程中，发射光检测装置31捕捉到的可以是单一的反射光，还可以是发射光和激发光的叠加，本领域技术人员可以理解的是，若是想得到单一的反射光，需要利用滤镜滤除掉激发光，在发射光的光路上可以设置滤镜，也可以在发射光检测装置的前端设置该滤镜，或是集成在发射光检测装置内，以使发射光检测装置可以得到单纯的发射光，而且单一的发射光为荧光，强度较小，不便于检测，因此通常发射光检测装置检测到的为发射光和激发光的叠加。
具体地，本发明实施例应用在核酸检测上，在检测过程中，待检测物质可以是核酸，若核酸中包含靶标病原体，对应的待检测物质置于检测芯片上，利用激发光源照射，实现PCR扩增，扩增反应后得到的荧光检测结果，则会出现两个荧光强度峰值，待检测物质中可以包括一个荧光基团，也可以包括多个荧光基团，待检测物质可以是一种还可以是多种，在此不做限制。在核酸中存在靶标病原体的情况下，淬灭基团和荧光基团随PCR扩增而分离，使得荧光基团产生的荧光不能被淬灭基团所吸收，故而产生发射光。如图2所示，图2中的两条曲线均为发射光，待检测物质中均存在目标物质，在实际应用中，如果没有检测到目标物质则为直线。可以看出，发射光检测装置31所得到的发射光曲线，就可以直接判定出待检测物质中是否包含目标物质。
通常情况下，荧光基团和淬灭基团同时存在，以水质检测为例进行说明，当水质正常，不含有微生物的情况下，荧光基团产生的荧光可以被淬灭基团所吸收；但是水中存在微生物的情况下，淬灭基团和荧光基团分离，使得荧光基团产生的荧光不能被淬灭基团所吸收，故而产生发射光。
本发明实施例提供的发射光检测方法，在M个测试周期内，每个激发光源顺次照射所述待检测物质，并且在M个测试周期内获取相应的发射光，通过对比激发光强度和发射光强度，就可以对待检测物质进行判断，进而得到检测结果。采用本发明实施例提供的发射光检测方法具有多个激发光源，依次进行检测。发射光检测装置连续获取发射光的强度，实验效率高，方便高效。
具体而言，激发光源为不同波段的激发光，可选波长范围依次为：395nm～415nm、478nm～498nm、525nm～545nm、540nm～560nm、585nm～605nm、633nm～653nm、670nm～690nm，激发光源可以是单一波段的光，也可以是白光经过滤波片获取得到，在此不做限制。
本领域技术人员可以理解的是，作为一个可选的实现方式，本发明实施例提供的发射光检测方法所应用的装置还包括若干光源；所述光源依次经过滤光片、光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器后，形成所述激发光源。每个光源通过滤光片光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器后形成具有特定波长的光，该光源可以作为激发光。采用上述方法得到的激发光简单方便，便于搭建激发光的光路结构。
在实际检测过程中，设定激发光强度曲线f1(i，Q1 i)，发射光强度曲线f2(i，Q2i)，i表示第i个激发光源，Q1 i表示对应的激发光强度，Q2i表示对应的发射光强度；在M个测试周期内，分别获取所述激发光强度曲线f1和所述发射光强度曲线f2，并，判断二者是否重合，若重合则所述待检测物质无微生物或靶标病原体；否则，存在微生物或靶标病原体。待检测物是水，可以检测水中是否含有微生物；若待检测物是核酸，则可以检测其内是否包含靶标物质。
具体而言，待检测物质为水，当需要检测水中是否具有微生物时，若水中没有微生物，激发光强度曲线f1和发射光强度曲线f2完全重合，在实际应用过程中，若在发射光检测装置中发现，发射光的强度曲线和激发光强度曲线完全重合，则表示水中没有微生物。若激发光强度曲线f1和发射光强度曲线f2不重合，则水中具含有微生物，如图3所示。水中没有微生物，则检测时只能检到激发光，无发射光；存在微生物时则有两个峰值，通过判断激发光强度曲线和发射光强度曲线，使得对待检测物质的判断变得十分容易且可视化，方便直观。
具体而言，本领域技术人员可以理解的是，在实际操作过程中，为了进一步提高对待检测物质的判断结果的容错率，可以采用设定光强标准误差d的方法，具体而言，在M个测试周期内的每个周期中，分别获取激发光强度曲线和所述激发光及发射光强度曲线，并在每个周期内的第t时刻，计算Q1t i和Q2t i的正差值，若所述正差值小于所述光强标准误差，则表示所述待检测物质不含微生物或靶标病原体，否则待检测物质中存在微生物或靶标病原体。
进一步具体而言，对于实时荧光定量PCR反应，激发光强度是不变的，发射光强度在每个采样周期内可能发生变化，发生变化则说明存在靶标病原体。
在实际应用过程中，为了对检测结果的判断更为准确，还可以采用重新测试的方法，当出现数据偏差较大的情况下，可能是光路结构或是其他人为因素导致检测结果失去参考价值，此时可以重新进行测试，具体方法为在M个测试周期内，每个所述测试周期包括T个时间点，在M*T个时间点内，若有M*T/2个时刻的正差值大于光强标准误差，则重新进行测试。
具体而言，所述光源为LED灯或LD灯。LED灯具有启动时间短、亮度高、能耗低、体积小、寿命长、安全性高、成本低等优点，在照明领域获得了广泛的应用。且目前多种颜色的单色高效能LED灯的制造技术已经成熟并广泛应用。LED光源驱动电压低(2～5V)、体积小、输出光强稳定，便于分析仪器的小型化。
具体地，所述光源设置有5个或8个。本发明实施例的LED灯设置为8个或是5个，或者，其他任意数量，以能够尽可能多的形成各种色光、各种不同波长的光为准。在实际应用过程中可选的激发光可以有5个或是8个，具体的排列方式可以是上3下2，或是分为三行，上3中3下2的方式，还可以是其他的排列方式，通过选择多个波段的激发光，使得波段的覆盖范围有所增加，检测的波段范围增加，便于找到更合适的波段范围，进而得到最佳的检测效果。
所述待检测物质设置有若干个。具体的，在实际应用过程中，待检测物质可以为多个，通过旋转的方式一一进行检测，无需再次搭建光路结构，大大提高了实验效率，节约时间。
具体地，在上述实施例中的测试周期M为40个。测试周期的数量决定测试精度，在具体操作过程中，选择40个测试周期，对待检测物质按照周期进行检测，便于对所得检测结果按周期进行分析判断，对所有检测周期内的检测结果进行分析判断，提高检测结果的准确性，降低偶然性。
所述发射光检测装置为光谱传感器。本领域技术人员可以理解的是，在实际应用过程中，发射光检测装置可以是光谱传感器，也可以是其他可以对发射光进行检测的光学仪器，采用光谱传感器便于捕获发射光并对发射光进行光谱分析，进而得到判断结果，简单便捷，易于实现。
下面将结合具体的实现方式进行说明，本发明实施例的目的是检测N种荧光基团Fi(i＝1,2,…,N)发出的荧光Emi(i＝1,2,…,N)强度随时间的变化，其中N∈[2,7]。
在完整检测时间共计M个时间周期的每个周期中，通过电路控制依次打开LD或LED光源Si(i＝1,2,…,N)，经过光纤耦合、合束及准直等步骤后，会依次发射出激发光Exi(i＝1,2,…,N)。
在激发光Exi(i＝1,2,…,N)的轮流辐照下，对应的荧光基团Fi(i＝1,2,…,N)会放出发射光Emi(i＝1,2,…,N)，并轮流被光谱仪传感器检测到。
根据在M个时间周期内采集的发射光数组Emi,j(i＝1,2,…N,j＝1,2,…,M)，可得到N种荧光基团Fi所标记的靶标Ti，其含量随时间的变化趋势或规律，从而揭示背后发生的生物、化学反应过程。
对于每个特定的i，在Si开启时，因只关注荧光探针Fi的发射光Emi，故只读取光谱仪传感器全波长数据中λi处的信号强度Emi，这样便可减少不同通道的荧光干扰。
Si(i＝1,2,…,N)的可选波长范围依次为：395～415、478～498、525～545、540～560、585～605、633～653、670～690nm。
请参阅图4所示，其为本发明实施例的激发光源的调控装置整体结构示意图；图5为本发明实施例的激发光源的调控装置正视结构示意图；本实施例系统包括芯片装置30、激发光模块6、温控模块4以及发射光检测装置5，所述激发光模块6发出预设波长的激发光至所述芯片装置，发生反应后，通过发射光检测装置5获取荧光信息完成检测，所述温控模块4控制所述芯片装置内的温度，以使得芯片装置内的试剂达到最佳的反应状态。在本实施例中在进行扩增反应时，所述发射光检测装置设置在所述芯片装置的反应仓上方。
参阅图5所示，其为本发明实施例的激发光源的调控装置激发光源的结构示意图；图6为本发明实施例的激发光源的调控装置激发光源的外部结构示意图；本实施例的激发光模块6采用体积较小的发光模块，通过采用开关对激发源模块中的激发光源进行切换，以产生不同波长的激发光。激发光模块6包括PCB板61，用以承载LED光源或LD光源，还可以是其他光源，LED光源设置在PCB板的一侧，在实施例中，LED光源包括若干设置的LED灯62，在每个LED灯的前端设置一滤光片63，在LED灯发光后通过滤光片滤光得到预设波长的激发光；在每一所述滤光片的光束的输出端设置有一光纤耦合器64，每一光纤耦合器64分别与一光纤65耦合，通过光纤耦合器64将对应波长的激发光耦合于光纤中，并通过光纤传输；还包括光纤合束器66，其将各个光纤按预设方式排列合束为一体，在所述光纤合束器66的输出端还设置有光纤准直器67，用以将光纤内的激发光转变成准直光。
具体而言，本发明实施例在对各个光纤耦合时，可以采用熔化拉伸工艺制作，以将各根光纤耦合完整。
在光纤耦合过程中，所述滤光片上设置有第一光强度感应器，用以检测经过所述滤光片的激发光强度，所述光纤准直器上设置有第二光强度感应器，用以检测经过所述光纤准直器的激发光强度；
控制单元，其设置在PCB板上，分别与所述第一光强度感应器和所述第二光强度感应器连接，所述控制单元根据耦合效率对所述激发光的强度进行补偿；对于任意波长的激发光，经过所述滤光片的激发光强度为K1 i，经过所述光纤准直器的激发光强度为K2i，所述光纤耦合器的耦合效率为K2i/K1 i，所述控制单元内设置有耦合效率矩阵K(K1,K2,K3)和强度补偿矩阵B(L1,L2,L3)，其中K1表示第一耦合效率，K2表示第二耦合效率，K3表示第三耦合效率，L1表示第一光强度,L2表示第二光强度,L3表示第三光强度，若所述耦合效率为第一耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L1作为强度补偿；若所述耦合效率为第二耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L2作为强度补偿；若所述耦合效率为第三耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L3作为强度补偿。
具体而言，本发明实施例中的中控单元内可以作为本发明实施例中的发射光检测方法的执行主体，而激发光强度曲线以及发射光强度曲线的对比是可以在中控单元内完成的，也可以是在发射光检测装置内完成，在此不做特别限制，以实际实现为准。
具体而言，本发明实施例通过对于耦合效率的改变而对激光强度进行补偿，且根据耦合效率的大小适应性补偿强度，使得激发光源发出的强度基本一致，不会因为耦合效率低而大大降低光强度，也不会因为耦合效率高而使激光强度过高。
具体而言，本发明实施例的LED灯设置为8个，或者，其他任意数量，以能够尽可能多的形成各种色光、各种不同波长的光为准。本领域技术人员可以理解的是，本发明中的LED灯还可以采用LD等进行替换，还可以是其他节能灯，在此不做限制。
具体而言，本发明实施例的各个LED灯均通过开关控制，能够分别断开，或者通过预设的开关控制多个不同的LED灯打开，以同时提供多种不同的波长，使得荧光检测达到最佳的激发效果。相应的LED灯开关可设置在PCB板上或者通过远程控制。
具体而言，本发明实施例在实际使用时，对于特定的某一LED灯以及对应的一束光纤，由于LED灯光的光发出后，经过滤光片滤光后，其波长均在预设范围内，因此，对于特定的某一芯片荧光检测过程，将对应的LED灯打开，光束经过滤光及传输后激发芯片反应，完成试验过程。相较于传统的通过转动激发光滤光片色轮和发射光色轮的方式，本实施例激发光模块在切换光路时，不需要机械转动，以及重新矫正光路，只需开关控制不同LED灯工作即可，因此，大大减少了生物检测系统的体积，同时，不需要重复矫正光路，大大提升了测试精度。
具体而言，本发明实施例的激发光模块设置在外壳68内，用以对其内的LED灯及光纤进行保护，相应的，在外壳68的底部设置底板69，用以承载或者支撑壳体。
具体而言，本发明实施例在实际使用时，经过光强度补偿后的任意光源，对于光强度补偿可以在开关处进行调节，具体可以改变led的电源功率，还可以是在光的传播过程中进行补偿，在此不做限制，本领域技术人员可以根据需要实现光强度即可，LED灯组上设置若干LED灯以对对应的滤光片，针对每个激发光源模块设定对应的单一波长矩阵G1，设定第一LED灯经过滤光后，也即第一光纤束的输出第一波长d1，第二LED灯经过滤光后，也即第二光纤束的输出第二波长d2，第三LED灯经过滤光后，也即第三光纤束的输出第三波长d3，第NLED灯经过滤光后，也即第N光纤束的输出第n波长dn。在本实施例中，设定单一波长矩阵G1包括G1(i,d i)，其中，i为序号，d i表示对应的某个LED灯的激发光源波长。在实际使用时，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测。本实施例可根据多个单一波长的芯片检测需求，筛选不同的单一波长；也可以采用多个波长，完成统一芯片检测过程。
具体而言，本发明实施例在实际使用时，在采用LED灯进行检测时，可同时采用两种波长光进行检测，并且，设定双波长矩阵G2(d i，dj)，其中d i表示其中一LED灯激发光的波长，dj表示其中另一LED灯激发光的波长，并且，在确定各个波长时，对于每一组波长d i<dj，每组波长为波段非最接近的两种激发光波长，双波长矩阵按照对应的波长由短到长顺次排列。在实际使用时，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测；在该过程中，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定。然后，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，根据第一LED灯确定双波长矩阵中的第二LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj),第一LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q2，以对结果进行判定。然后，根据该对应的最佳单一波长dk，定为第二LED灯，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第三LED灯，第二LED灯的波长大于第三LED灯波长，设定(dki,dkj),第三LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q3，以对结果进行判定。
具体而言，将获得的荧光信息Q1、荧光信息Q2、荧光信息Q3分别进行比较确定最佳的荧光检测结果。
具体而言，本发明通过采用最佳波长，以及与最佳波长不相近的两种波长的双波长矩阵组，分别进行检测，获取最佳的荧光检测效果，尤其，在设定LED灯组数目较多时，每个LED灯的激发光范围较窄，通过采用多种LED灯激发光同时检测，获得最佳的荧光检测效果。
具体而言，本发明还设定三波长矩阵G3(d i，dj，dm)，d i、dj、dm分别表示对应的LED灯激发光的波长，在确定各个波长时，对于每一组波长d i<dj<dm，每组波长为波段非最接近的三种激发光波长，按照对应的波长由短到长顺次排列。
具体而言，在实际使用时，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测；在该过程中，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定。然后，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第二LED灯，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第一LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第三LED灯，第三LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj,dkm),第一LED灯的激发光为dki，第二LED灯的激发光为dkj，第三LED灯的激发光为dkm，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q31，以对结果进行判定。将三波长检测荧光信息Q31与荧光信息Q1进行比对，确定最佳的荧光效果。
在具体判定时，还可根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，则确定第二LED灯，第三LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第一LED灯，其激发光波长为dki，第二LED灯的激发光为dkj，第三LED灯的激发光为dkm，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q32，以对结果进行判定。
在具体判定时，还可根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第三LED灯，则确定第一LED灯，第二LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第三LED灯，其激发光波长为dkm，第二LED灯的激发光为dkj，第一LED灯的激发光为dki，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q33，以对结果进行判定。
将三波长检测荧光信息Q31、荧光信息Q32、荧光信息Q33以及荧光信息Q1进行比对，获取最佳荧光检测结果。
具体而言，本发明还可以顺次采用单一波长矩阵，双波长矩阵，以及三波长矩阵，分别进行荧光检测，并分别进行比较，以获取最佳检测结果。
参阅图7所示，其为本发明实施例的芯片装置的示意图，本实施例的芯片装置包括设置在最上端的加样层3、设置在加样层3下侧的垫片2、设置在垫片2下侧的管路层101，以及设置在最下侧的密封膜104，其中，所述加样层3上侧设置有加样孔302，用以向芯片内添加样品，注入芯片内的样品经过提取、纯化、扩增发生反应。其中，本实施例的加样层与管路层通过卡条304与设置在管路层101侧部的限位架106活动连接，相应的，在限位架106的内侧设置有第一卡槽107，第一卡槽通过卡条相互配合连接，以实现加样层和管路层的相对位置切换和固定。其中，密封膜粘贴在管路层101的下侧，以实现密封。
继续参阅图7所示，本实施例的第一卡槽107的下侧的限位架侧面上还设置有第二卡槽109，相应的，垫片2的侧壁上还设置有第二卡条(图中未示出)，通过第二卡条与第二卡槽的相互配合连接，以实现垫片与管路层101的滑动连接，两者能够相对位置切换以及固定。本发明实施例的垫片2的下侧还设置有第一滑轨202，相应的，在管路层101的上侧面设置有第二滑槽108，第一滑轨202通过与第二滑槽108配合连接，以实现垫片与管路层101的滑动连接，两者能够相对位置切换以及固定。本实施例的第二滑槽108设置在管路层上的限位架106的内侧。所述垫片2的端部设置若干相间排列的凹口与凸起，其中，所述第一滑轨202设置在最外侧凸起的底面上。
继续参阅图7所示，本实施例的加样孔上设置有加样孔盖303，用以进行密封。在加样层和管路层还设置卡扣结构，在加样层的一侧设置有第一卡扣301，第一卡扣301的下侧伸出端伸出所述加样层的底端，在将加样层和管路层配合安装在一起后，通过第一卡扣卡接在管路层的侧面上，以防止加样层和管路层分离。本实施例的管路层上设置有两个第一单阀102，用以分别向管路中注入样品及反应试剂；在管路层上还设置有双阀103，用以注入试剂及样品，双阀103通过管路与扩增仓112连通，结合图5所示，在所述垫片2的两侧还设置有把手201，方便对芯片装置进行提取。在本发明实施例中，所述扩增仓设置在管路层的边缘，并且，扩增仓为半椭圆形结构，既能够使反应试剂反应，又能够在使用时，能够通过凸出的半椭圆形结构实现方便定位及安装。
继续参阅图7所示，本实施例的管路层上设置有一排刺针105，通过在抽取垫片后，将刺针与加样层内的试剂连通，试剂中标记的荧光序列与对应位置的核酸刺针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。在所述刺针的外侧还设置有一挡板，其在加样层与管路层配合时，起到阻挡及定位作用。
具体而言，在本发明实施例中，在加样状态时，所述加样层内设置有若干组试剂管，所述加样层3通过其上的卡条304与第一卡槽107卡接，在初始安装状态时，加样层3自上而下与管路层101配合，通过垫片2将刺针与试剂管内的试剂隔离，防止在运输过程中的振动造成刺针与试剂混合，避免刺破。在需要进行试验时，将垫片2沿第二滑槽108向外抽出，垫片2沿第二滑槽向外抽出后，向下按压加样层3，使得加样层上的卡条304与第二卡槽109卡接，此时，设置在管路层上的刺针与加样层的试剂混合，将试剂引入管路层内进行测定。
具体而言，本发明通过设置垫片结构，使得芯片装置能够在储存试剂，运输过程中，完好保存，在使用时，只需将垫片抽出，即能够将试剂引入管路层中。
参阅图8所示，其为本发明实施例的加样层的结构示意图；在本实施例的加样孔302的下方为加样仓，加样仓能够连接一装载试剂的试剂管，在加样仓的下部设置有试剂出口312，在试剂出口312与加样仓之间设置有密封结构，用以进行密封。在所述加样仓的一侧还设置有加压结构，其包括管壁305，在管壁内部设置有活塞308，活塞308向加样仓移动，推动其内的试剂向试剂出口流出；在所述活塞308的活塞杆端部设置有密封圈311，用以进行密封。
继续参阅图8所示，本实施例的活塞杆上还设置有螺帽307，通过与螺帽307螺纹连接，实现相对旋转运动，相应的，在活塞杆的一端设置有输出结构，如气缸，油缸，也可通过转动输出结构连接活塞杆，如电机、丝杠，此时，活塞杆做旋转运动，只需能够推动试剂向试剂出口流出即可。相应的，在螺帽的外侧套设有一导向套306，管壁内侧设置有相应的轴肩，用以对导向套306进行定位及固定；在导向套306的两端外侧还设置有卡环314，用以卡住相应的导向套306。在导向套306的外侧还设置有护套309，用以对活塞杆、螺帽、以及导向套进行保护。在对管路层进行试剂注射时，通过活塞向加样仓移动，增加其内的压力，以推动试剂向试剂出口流动，实现注入试剂，而在实际应用过程中，为了配合试剂的注入，提高试剂注入效率，还可以通过其他试剂管的向外吸，配合当前实际管的向内推，实现试剂的高效注入。结合图4所示，本发明实施例设置若干组试剂管，在本实施例中，设置五组试剂管，向管路层施加试剂，试剂可以是裂解液、洗脱液或清洗液等，能够大大提高使用效率。
继续参阅图8所示，在加样层下方设置第二卡扣310，第二卡扣设置在与第一卡扣相对的一侧面上，来防止加样层滑动。
参阅图9所示，其为本发明实施例的管路层的结构示意图，本实施例的管路层设置有所述扩增仓112、第一缓冲仓110、第二缓冲仓111以及对样品进行纯化的纯化仓114，其中，双阀的第一端通过第一管路118、第二管路115与纯化仓114连接；双阀的第二端与第二缓冲仓111连通，第二缓冲仓111通过管路与第一缓冲仓110连接，第一缓冲仓和第二缓冲仓之间的管路上还设置有一管路分支，该管路分支上设置有第二单阀，该管路分支另一端连接在所述纯化仓114上，第一缓冲仓通过第三管道116、第四管道117与纯化仓114连接；在管路层上还设置有若干连接孔119，以进行连接。
具体而言，所述第一管路118包括竖向管路与横向管路，通过长距离输送洗脱后的核酸物质进入扩增仓，第二管路115包括竖向管路与横向管路，其一端与纯化仓连接，另一端与第一管路连为一体。
具体而言，所述第三管路116，其为多向弯折管，其一端与第一缓冲仓连接，另一端与第一进液口连接；所述第四管路117的一端与第一进液口连接，另一端与纯化仓连接，在第四管路117上还设置有进样口口与第一单阀。
具体而言，进样口用以加入样品，第一进液口用以加入裂解液，然后打开第一单阀，使得样品和裂解液进行在混合反应，在混合过程中，可以利用与样品口连接的活塞杆和与第一进液口连接的活塞杆进行推吸操作，实现样品与裂解液的充分混合，生成第一反应物，第一反应物为液体，所述液体通过第四管路117进入所述纯化仓内，纯化仓内置磁珠，纯化仓是进行核酸提取和纯化的反应仓，然后关闭第一单阀，打开第二单阀，向所述第二进液口注入第二试剂，第二试剂为清洗液，所述第二试剂经过第二试剂口连接的管路进入所述纯化仓内，对纯化仓内的物质进行清洗，向第三进液口注入第三试剂，第三试剂为清洗液，所述第三试剂经过所述与其连接的管路进入所述纯化仓内，对纯化仓内的核酸物质进行再次清洗，向第四进液口注入第四试剂，第四试剂为洗脱液，所述第四试剂经过与其连接的管路进入所述纯化仓内，并将纯化仓内的核酸物质由其设置的磁珠上洗脱，得到核酸物质，将所述核酸物质经过第一管路115和第二管路118引入所述扩增仓内，以进行扩增反应。本发明在对管路层进行试剂注射时，通过活塞向加样仓移动，增加其内的压力，以推动试剂向试剂出口流动，实现试剂或样品的注入；本发明设置若干组活塞结构，定时向管路层施加样品或者试剂，能够大大提高使用效率。所述扩增仓设置在管路层的边缘，并且，扩增仓为半椭圆形结构，既能够使反应试剂反应，又能够在使用时，能够通过凸出的半椭圆形结构实现方便定位及安装。
尤其，本发明设置垫片及相关连接结构，一方面能够使得加样层与管路层之间能够完好的连接，避免产生震动，另一方面能够使得刺针具有较好的放置空间，垫片以及加样层滑动安装，方便拆卸。在初始安装状态时，加样层自上而下与管路层配合，通过垫片将刺针与试剂管内的试剂隔离，防止在运输过程中的振动造成刺针与试剂混合，避免刺破。在需要进行试验时，将垫片沿第二滑槽向外抽出，垫片沿第二滑槽向外抽出后，向下按压加样层，使得加样层上的卡条与第二卡槽卡接，此时，设置在管路层上的刺针与加样层的试剂混合，将试剂引入光路层内进行测定。本发明通过设置垫片结构，使得芯片装置能够在储存试剂，运输过程中，完好保存，在使用时，只需将垫片抽出，即能够将试剂引入管路层中。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发射光检测方法，其特征在于，包括：
若干激发光源按照预设方式照射待检测物质，用以激发所述待检测物质，以使发射光检测装置检测所述待检测物质产生的发射光；
所述待检测物质包含荧光基团，用以在激发光的激发下产生发射光；
发射光检测装置设置在所述发射光的光路上，捕捉并检测所述发射光；
在同一检测过程中，每个所述激发光源按照预设的M个测试周期发出激发光，其中，在M个测试周期的每个测试周期中，每个所述激发光顺次完成激发，并，所述发射光检测装置在预设的M个测试周期内获取每个所述激发光激发出的相应的发射光；
设定激发光强度曲线f1(i，Q1i)，发射光强度曲线f2(i，Q2i)，i表示第i个激发光源，Q1i表示对应的激发光强度，Q2i表示对应的发射光强度；
在M个测试周期内，分别获取所述激发光强度曲线f1和所述发射光强度曲线f2，并，判断二者是否重合，若重合则所述待检测物质无靶标物质，否则，存在靶标物质。
2.根据权利要求1所述的发射光检测方法，其特征在于，所述待检测物质设置在芯片装置内，所述激发光源设置在激发光模块内，所述激发光模块还包括滤光片、光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器，若干光源依次经过滤光片、光纤耦合器、光纤、光纤合束器以及光纤准直器后，形成所述激发光源，所述光源为LED灯或LD灯，所述激发光模块还包括PCB板，用以承载所述LED灯或LD灯，LED灯或LD灯设置在所述PCB板的一侧。
3.根据权利要求2所述的发射光检测方法，其特征在于，设定光强标准误差d,在M个测试周期内的每个周期中，分别获取激发光强度曲线和所述发射光强度曲线，并在每个周期内的第t时刻，计算Q1ti和Q2ti的正差值，若所述正差值小于所述光强标准误差，则表示所述待检测物质无靶标物质，否则存在靶标物质。
4.根据权利要求3所述的发射光检测方法，其特征在于，在M个测试周期内，每个所述测试周期包括T个时间点，在M*T个时间点内，若有M*T/2个时刻的正差值大于光强标准误差，则重新进行测试；若有M*T/2个时刻的正差值小于等于光强标准误差，则可以对实验数据进行分析判断。
5.根据权利要求4所述的发射光检测方法，其特征在于，在所述滤光片上设置有第一光强度感应器，检测经过所述滤光片的激发光强度；在所述光纤准直器上设置有第二光强度感应器，检测经过所述光纤准直器的激发光强度；
控制单元，其设置在PCB板上，分别与所述第一光强度感应器和所述第二光强度感应器连接，所述控制单元根据耦合效率对所述激发光的强度进行补偿；
对于任意波长的激发光，经过所述滤光片的激发光强度为K1i，经过所述光纤准直器的激发光强度为K2i，所述光纤耦合器的耦合效率为K2i/K1i，所述控制单元内设置有耦合效率矩阵K(K1,K2,K3)和强度补偿矩阵B(L1,L2,L3)，其中K1表示第一耦合效率，K2表示第二耦合效率，K3表示第三耦合效率，L1表示第一光强度,L2表示第二光强度,L3表示第三光强度，若所述耦合效率为第一耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L1作为强度补偿；若所述耦合效率为第二耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L2作为强度补偿；若所述耦合效率为第三耦合效率，则从所述强度补偿矩阵中选择L3作为强度补偿。
6.根据权利要求5所述的发射光检测方法，其特征在于，对于任意激发光进行强度补偿的过程中，每个所述激发光模块设定对应的单一波长矩阵G1，设定第一LED灯经过滤光后输出第一波长d1，第二LED灯经过滤光后输出第二波长d2，第三LED灯经过滤光后输出第三波长d3，第N LED灯经过滤光后输出第N波长dn；设定单一波长矩阵G1包括G1(i,di)，其中，i为序号，di表示对应的某个LED灯的激发光源波长，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测。
7.根据权利要求6所述的发射光检测方法，其特征在于，所述激发光模块根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测，所述发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定；所述LED灯设置有5个或8个。
8.根据权利要求7所述的发射光检测方法，其特征在于，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，根据第一LED灯确定双波长矩阵中的第二LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj),第一LED灯的激发光波长为dki，第二LED灯的激发光波长为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q2，以对结果进行判定；所述待检测物质设置有若干个。
9.根据权利要求8所述的发射光检测方法，其特征在于，根据该对应的最佳单一波长dk，定为第二LED灯，根据第二LED灯确定双波长矩阵中的第三LED灯，第二LED灯的波长大于第三LED灯波长，设定(dki,dkj),第三LED灯的激发光波长为dki，第二LED灯的激发光波长为dkj，同时采用两种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q3，以对结果进行判定；所述测试周期M为40个。
10.根据权利要求9所述的发射光检测方法，其特征在于，在实际使用时，根据预设检测试剂要求，确定对应的最佳单一波长dk,确定对应的LED灯，打开对应的LED灯开关，并在该LED灯的激发光的作用下，完成检测；在该过程中，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q1，以对结果进行判定；根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第二LED灯，根据第二LED灯确定三波长矩阵中的第一LED灯，第二LED灯的波长大于第一LED灯波长，根据第二LED灯确定三波长矩阵中的第三LED灯，第三LED灯的波长大于第一LED灯波长，设定(dki,dkj,dkm),第一LED灯的激发光波长为dki，第二LED灯的激发光波长为dkj，第三LED灯的激发光波长为dkm，在确定三波长矩阵的各个波长时，每组波长为波段非最接近的三种激发光波长，三种激发光波长按照对应的波长由短到长顺次排列，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q31，以对结果进行判定；在判定时，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第一LED灯，则确定第二LED灯，第三LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第一LED灯，其激发光波长为dki，第二LED灯的激发光波长为dkj，第三LED灯的激发光波长为dkm，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q32，以对结果进行判定；在判定时，根据该对应的最佳单一波长dk，设定为第三LED灯，则确定第一LED灯，第二LED灯，设定(dki,dkj,dkm),最佳单一波长dk对应的为第三LED灯，其激发光波长为dkm，第二LED灯的激发光波长为dkj，第一LED灯的激发光波长为dki，同时采用三种波长激发光对芯片进行检测，发射光检测装置获取对应的荧光信息Q33，以对结果进行判定；所述发射光检测装置为光谱传感器。
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