CN115032180A - 荧光探测器的校准方法及荧光探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及荧光探测器的校准，特别涉及荧光探测器的校准方法及荧光探测器。荧光探测器的校准方法包括以下步骤：步骤一、使用待校准荧光探测器检测校准用样品，得到检测值a；步骤二，若检测值a＞设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；若检测值a＜设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式增加激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b。荧光探测器能够根据检测值调整荧光探测器的激发光源，使激发光源的光强降低或增加；上述方案能够解决现有的荧光探测器校准时装配调试困难、CV值不易控制的问题。

Description

荧光探测器的校准方法及荧光探测器

技术领域

本发明涉及荧光探测器的校准，特别涉及荧光探测器的校准方法及荧光探测器。

背景技术

荧光免疫检测技术是目前生物医学检验中常用的快速检测技术，主要优点是特异性强、灵敏度高、速度快等。其基本原理是将荧光的敏感可测性与抗原抗体高度的特异性反应相结合，用荧光素标记Ab（抗体）或Ag（抗原），与待测标本中相应的Ag或Ab结合，通过检测荧光，确定标本中有无相应的Ab或Ag。荧光物质在特定波长的激发光作用下，能够吸收光能进入激发态，以电磁辐射形式释放之前吸收的光能，产生荧光。特异性荧光可以直接用，也可以用光电转换器接收转化为电信号后再进一步处理，可准确、灵敏、快速地定位检测出某些微量或超微量物质，广泛应用于医学、生物学、环境保护等多个领域。

现有的荧光探测器如公开号为CN207850924U的中国专利文献中公开的一种荧光探测器，包括机箱单元和光路系统，光路系统设置在机箱单元内，包括激发光源和CCD数据采集模块，还包括二向色镜，二向色镜的一侧设有激发光路，另一侧设有接收光路和采样凸透镜。激发光路上设有光阑和激发滤光片，光阑用于控制光束通过量以得到细的激发光束，激发滤光片用于过滤激发光中的杂光。接收光路上设有发射滤光片和接收侧凸透镜。

但是，实际生产中，光学探测器的特点是对光学元件的加工精度以及装配精度要求普遍较高，受元器件加工精度以及装配精度等因素的影响，即使是对同一试剂条进行检测，不同的荧光探测器照射到试剂条处的激发光强度差别较大（激发光强度小会导致荧光不能被充分激发），即使激发出的荧光强度相同，同等强度的荧光在CCD数据采集模块采集到的强度也会有较大差别，这样就会影响批产的CV值（变异系数，对于标准试剂条，荧光探测器的CV值越小越好，CV值越小，说明仪器校正的精度越高）。目前进行批量生产时，通常会适当提高元器件加工精度，并辅以人工修磨元器件进行调试的手段，以保证多个探测器之间的检测结果一致性，但是该种方式装配调试困难大，成本高。

公开号为CN108535471A的中国专利文献公开了一种免疫荧光检测光路机构、免疫荧光检测仪及其校准方法，将使用时朝向待测样本的聚焦透镜组件设置为可轴向调节位置的方式来降低对对元器件制造精度的要求，同时降低装配调试难度，以达到降装配成本和调试成本的目的。但是，上述专利文献中的方案需要设置精密的驱动机构来控制聚焦透镜组件的位置，零部件成本较高，并且驱动机构需要占用一定空间，导致荧光探测器的尺寸较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种荧光探测器，解决现有的荧光探测器校准时装配调试困难、CV值不易控制的问题。本发明的目的是提供一种荧光探测器的校准方法，能够方便地实现荧光探测器的校准和CV值控制。

本发明中荧光探测器的校准方法采用如下技术方案：

荧光探测器的校准方法，包括以下步骤：

步骤一、使用待校准荧光探测器检测校准用样品，根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a；

步骤二，若检测值a＞设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；

若检测值a＜设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式增加激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；

所述设定值b为小于标准检测值c的值，标准检测值c为校准用样品被完全激发时应当检测到的检测值。

有益效果：采用上述技术方案，根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，即可使检测得到的检测值等于设定值，从而使各荧光探测器具有一致的检测结果，保证批产的CV值，与现有技术中提高元器件加工精度、并辅以人工修磨元器件进行调试的方式，以及调整聚焦透镜组件位置的方式相比，仅通过软件控制即可实现校准，校准更加容易，有利于减低成本，并且能够避免设置驱动机构来控制聚焦透镜组件的位置存在的零部件成本高、空间占用大的问题。

作为一种优选的技术方案：调整激发光源的光强之前，保证所述激发光源在校准用样品处的光强＜校准用样品被完全激发时所需的光强。

有益效果：采用上述技术方案有利于在调整激发光源的光强时灵活采用增加光强或降低光强的调整方式，操作更方便，更容易满足不同荧光探测器的CV值控制需求。

作为一种优选的技术方案：0.85×标准检测值c＜设定值b＜0.95×标准检测值c。

有益效果：采用上述技术方案能够较好地保证对赝品的激发，同时又便于顺利地对激发光源的亮度进行增减调节。

作为一种优选的技术方案：所述设定值b＝0.9×标准检测值c。

作为一种优选的技术方案：

标准检测值c由以下方式获得：

设置标准荧光探测器，标准荧光探测器与待校准荧光探测器的结构相同，且零部件加工精度和装配精度均满足设计精度要求；

使用该标准荧光探测器对校准用样品进行检测，使校准用样品被完全激发，得到的检测值即标准检测值c。

有益效果：采用上述技术方案能够使标准检测值c与待校准荧光探测器更加匹配，有利于使待校准荧光探测器更好地达到设计性能。

本发明中荧光探测器采用如下技术方案：

荧光探测器，包括：

二向色镜，二向色镜的两侧分别设有激发光源和CCD数据采集模块；

控制装置，与激发光源和CCD数据采集模块连接；

在使用待校准荧光探测器检测校准用样品时：

若根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a＞设定值b，所述控制装置能够调整荧光探测器的激发光源，使激发光源的光强降低；

若检测值a＜设定值b，所述控制装置能够调整荧光探测器的激发光源，使激发光源的光强升高。

有益效果：采用上述技术方案，根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，即可使检测得到的检测值等于设定值，从而使各荧光探测器具有一致的检测结果，保证批产的CV值，与现有技术中提高元器件加工精度、并辅以人工修磨元器件进行调试的方式，以及调整聚焦透镜组件位置的方式相比，仅通过软件控制即可实现校准，校准更加容易，有利于减低成本，并且能够避免设置驱动机构来控制聚焦透镜组件的位置存在的零部件成本高、空间占用大的问题。

作为一种优选的技术方案：所述激发光源在校准用样品处的光强能够被调整为小于校准用样品被完全激发时所需的光强。

有益效果：采用上述技术方案有利于在调整激发光源的光强时灵活采用增加光强或降低光强的调整方式，操作更方便，更容易满足不同荧光探测器的CV值控制需求。

附图说明

图1是本发明中一种荧光探测器的实施例1的结构示意图；

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：11、二向色镜；21、激发光源；22、激发侧凸透镜；31、接收侧凸透镜；32、CCD数据采集模块；41、样品侧凸透镜；42、狭缝元件；51、校准用样品；61、控制装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中荧光探测器的实施例1：

如图1所示，荧光探测器包括壳体（图中未示出），壳体内设有光路系统和控制装置61。光路系统包括二向色镜11，二向色镜11的一侧设有激发光源21、激发侧凸透镜22，激发侧凸透镜22位于激发光路上，构成激发光路的一部分，供激发光通过；二向色镜11的另一侧设有接收侧凸透镜31和CCD数据采集模块32，接收侧凸透镜31位于接收光路上，构成接收光路的一部分。

二向色镜11设有CCD数据采集模块32的一侧还设有样品侧凸透镜41和狭缝元件42，样品侧凸透镜41使用时朝向校准用样品51，狭缝元件42设置在样品侧凸透镜41背向二向色镜11的一侧，用于形成狭缝，狭缝元件42起光束整形作用，避免外界杂光进入检测光路，用于匹配试剂条上的检测线和质控线，有利于提高检测精度。狭缝元件42设置在荧光探测器的靠近校准用样品51处，便于装配调节。

二向色镜11到校准用样品51的光路是激发光和荧光共用光路。

荧光探测器装配完成后需要进行校准，并实现批产中的CV值控制。首先，批产时，严格控制首套荧光探测器产品的零部件加工精度和装配精度，使零部件加工精度和装配精度均满足设计精度要求，例如，装配时通过修磨来保证装配精度。然后，将该套荧光探测器作为标准荧光探测器，标准荧光探测器与待校准荧光探测器的结构相同，使用该标准荧光探测器对作为校准用样品的标准试剂条进行检测，增大激发光源亮度，使校准用样品被完全激发，得到的检测值即标准检测值c。其中，标准试剂条是滴加有一定浓度的样品的试剂条，对于不同浓度的待测样本，标准试剂条具有特定的荧光检测值。例如2g/ml的样本对应有一个荧光检测值、3g/ml的样本对应有另一个荧光检测值。但是，校准用样品仅用于实现其余批产产品的校准以控制CV值，因此其浓度并不会影响校准后的产品的检测结果。

校准其余荧光探测器时，将作为校准用样品的标准试剂条放在待校准荧光探测器的样品承载部位，激发光源21出射的紫外激发光束经二向色镜11、样品侧凸透镜41以及狭缝元件42后会聚于作为校准用样品51处，校准用样品51中附有的荧光剂被单色的紫外光激发，辐射荧光，荧光透过狭缝元件42、样品侧凸透镜41、二向色镜11后，经接收侧凸透镜31会聚并滤掉除荧光外的激发光后照射到CCD数据采集模块32上，CCD数据采集模块32将接收到的光信号转变成电信号，并传输给控制装置61，得到检测值a。控制装置61根据检测值a，依据内嵌算法向激发光源21输出功率调节信号，调整光源的光强，形成闭环控制。具体地，若检测值a＞设定值b，使激发光源的光强降低，直至CCD数据采集模块的检测值＝设定值b；若检测值a＜设定值b，使激发光源的光强升高，直至CCD数据采集模块的检测值＝设定值b。本实施例中，设定值b=0.9×标准检测值c，控制装置61采用微处理器。在其他实施例中，也可以将其他荧光探测器检测标准试剂条时得到的检测值确定为设定值b。

为了便于各个不同荧光探测器针对同一校准用样品的检测结果一致性，所述激发光源在校准用样品处的光强能够被调整为小于校准用样品被完全激发时所需的光强。例如，可以使用光强检测装置对校准用样品处的光强进行检测。调整激发光源的光强之前，首先使所述激发光源在校准用样品处的光强＜校准用样品被完全激发时所需的光强，这样，检测校准用样品时，根据检测结果，既可以通过降低激发光源的光强使检测得到的检测值＝设定值b，也可以通过增加激发光源的光强使检测得到的检测值＝设定值b。另外，以校准用样品被完全激发时应当检测到的标准检测值为c，所述设定值b＜标准检测值c。

本发明中荧光探测器的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述激发光源在校准用样品处的光强能够被调整为小于校准用样品被完全激发时所需的光强；而本实施例中，检测校准用样品之前，激发光源在校准用样品处的光强能够被调整为大于校准用样品被完全激发时所需的光强，此时可以通过使激发光源的光强降低来调整检测值a。

本发明中荧光探测器的校准方法的实施例1：

所述校准方法包括以下步骤：

步骤一、使用光强检测装置对校准用样品处的光强进行检测，保证校准前所述激发光源在校准用样品处的光强＜校准用样品被完全激发时所需的光强；

然后，选用标准试剂条作为校准用样品，使用待校准荧光探测器检测校准用样品，根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a；所述CCD数据采集模块与荧光探测器的控制装置连接；

步骤二，校准时，以校准用样品被完全激发时应当检测到的标准检测值为c，选取小于准检测值c的目标值作为设定值b；本实施例中，设定值b=0.9×标准检测值c。

若检测值a＞设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；

若检测值a＜设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式增加激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b。

所述设定值b为小于标准检测值c的值，标准检测值c为校准用样品被完全激发时应当检测到的检测值。

上述标准检测值c由以下方式获得：

首先，批产时，严格控制首套荧光探测器产品的零部件加工精度和装配精度，使零部件加工精度和装配精度均满足设计精度要求，例如，装配时通过修磨来保证装配精度。然后，将该套荧光探测器作为标准荧光探测器，标准荧光探测器与待校准荧光探测器的结构相同，使用该标准荧光探测器对作为校准用样品的标准试剂条进行检测，增大激发光源亮度，使校准用样品被完全激发，得到的检测值即标准检测值c。其中，标准试剂条是滴加有一定浓度的样品的试剂条，对于不同浓度的待测样本，标准试剂条具有特定的荧光检测值。

按照上述校准方法，对批产的各待校准荧光探测器使用同一校准用样品或特性相同的校准用样品进行检测，即可保证批产的CV值。

本发明中荧光探测器的校准方法的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述激发光源在校准用样品处的光强被调整为小于校准用样品被完全激发时所需的光强；而本实施例中，检测校准用样品之前，激发光源在校准用样品处的光强被调整为大于校准用样品被完全激发时所需的光强，此时可以通过使激发光源的光强降低来调整检测值a。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.荧光探测器的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、使用待校准荧光探测器检测校准用样品，根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a；

步骤二，若检测值a＞设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式降低激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；

若检测值a＜设定值b，根据检测值，通过待校准荧光探测器的控制装置以闭环方式增加激发光源的光强，使检测得到的检测值＝设定值b；

所述设定值b为小于标准检测值c的值，标准检测值c为校准用样品被完全激发时应当检测到的检测值。

2.根据权利要求1所述的荧光探测器的校准方法，其特征在于，调整激发光源的光强之前，保证所述激发光源在校准用样品处的光强＜校准用样品被完全激发时所需的光强。

3.根据权利要求1或2所述的荧光探测器的校准方法，其特征在于，0.85×标准检测值c＜设定值b＜0.95×标准检测值c。

4.根据权利要求3所述的荧光探测器的校准方法，其特征在于，所述设定值b＝0.9×标准检测值c。

5.根据权利要求1或2所述的荧光探测器的校准方法，其特征在于，标准检测值c由以下方式获得：

设置标准荧光探测器，标准荧光探测器与待校准荧光探测器的结构相同，且零部件加工精度和装配精度均满足设计精度要求；

使用该标准荧光探测器对校准用样品进行检测，使校准用样品被完全激发，得到的检测值即标准检测值c。

6.荧光探测器，包括：

二向色镜（11），二向色镜（11）的两侧分别设有激发光源（21）和CCD数据采集模块（32）；

控制装置（61），与激发光源（21）和CCD数据采集模块（32）连接；

其特征在于，

在使用待校准荧光探测器检测校准用样品时：

若根据CCD数据采集模块采集到的荧光信号得到检测值a＞设定值b，所述控制装置（61）能够调整荧光探测器的激发光源，使激发光源的光强降低；

若检测值a＜设定值b，所述控制装置（61）能够调整荧光探测器的激发光源，使激发光源的光强升高。

7.根据权利要求6所述的荧光探测器，其特征在于，所述激发光源在校准用样品处的光强能够被调整为小于校准用样品被完全激发时所需的光强。

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