CN115161187B - 多通道荧光检测装置及pcr仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道荧光检测装置及PCR仪，该多通道荧光检测装置包括：激发光单元、发射光单元、旋转驱动机构和荧光接收单元，激发光单元包括激发光转轮和多个激发光镜片模块，发射光单元包括发射光转轮和多个发射光镜片模块；激发光转轮与发射光转轮同轴设置，激发光转轮和发射光转轮均与旋转驱动机构连接，并能各自旋转以带动激发光镜片模块与发射光镜片模块一一组合；平行光经激发光镜片模块反射后发射至耗材管中的待测样本以激发出荧光，激发出的荧光穿过激发光镜片模块，经发射光镜片模块过滤后进入荧光接收单元，解决了现有技术中的荧光检测仪器所提供的荧光检测通道较少，切换不同的荧光检测通道时操作比较繁琐的技术问题。

Description

多通道荧光检测装置及PCR仪

技术领域

本发明涉及荧光检测的技术领域，尤其涉及一种多通道荧光检测装置及PCR仪。

背景技术

荧光检测仪器中，激发光镜片与发射光镜片相配合，来完成荧光激发与荧光信号的采集。激发光镜片需要与激发光的波长相适配，发射光镜片需要与激发光激发出的荧光的波长相适配，一组激发光镜片与发射光镜片组合形成一个荧光检测通道，目前，荧光检测仪器通常只能提供单一荧光检测通道，所能进行检测的目标靶基因的种类较少，对于部分可以提供多个荧光检测通道的荧光检测仪器来说，荧光检测仪器本身的结构复杂，如要切换不同的荧光检测通道，操作比较繁琐，影响了检测效率和检测精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道荧光检测装置及PCR仪，以解决现有技术中的荧光检测仪器所提供的荧光检测通道较少，切换不同的荧光检测通道时操作比较繁琐的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种多通道荧光检测装置，包括：激发光单元、发射光单元、旋转驱动机构和荧光接收单元，所述激发光单元包括激发光转轮和多个激发光镜片模块，多个所述激发光镜片模块呈圆周分布地固定于所述激发光转轮上；所述发射光单元包括发射光转轮和多个发射光镜片模块，多个所述发射光镜片模块呈圆周分布地固定于所述发射光转轮上；

所述激发光转轮与所述发射光转轮沿纵向分布且同轴设置，所述激发光转轮和所述发射光转轮均与所述旋转驱动机构连接，并能各自旋转以带动所述激发光镜片模块与所述发射光镜片模块一一组合；

平行光经所述激发光镜片模块反射后向远离所述激发光转轮的方向发射至耗材管中的待测样本以激发出荧光，激发出的荧光沿指向所述发射光转轮的方向发射并穿过所述激发光镜片模块，激发出的荧光经所述发射光镜片模块过滤后进入所述荧光接收单元。

在优选的实施方式中，所述旋转驱动机构包括沿纵向分布的第一电机和第二电机，所述第一电机的转轴与所述发射光转轮连接，所述第一电机的转轴为空心轴，所述第二电机的转轴贯穿所述第一电机的转轴且与所述激发光转轮连接。

在优选的实施方式中，所述激发光转轮上圆周设置有多个光路通道，所述光路通道包括径向通道和第一纵向通道，所述第一纵向通道沿所述激发光转轮的纵向设置并贯穿所述激发光转轮，多个所述激发光镜片模块一一对应地安装于所述光路通道内；

所述发射光转轮上圆周设置有多个第二纵向通道，所述第二纵向通道沿所述发射光转轮的纵向设置，所述第二纵向通道与所述第一纵向通道相连通，所述发射光镜片模块一一对应地安装于所述第二纵向通道内。

在优选的实施方式中，所述激发光镜片模块包括激发光滤光片和激发光二向色镜，所述激发光滤光片设置于所述径向通道内并垂直于所述径向通道，所述激发光二向色镜设置于所述径向通道与所述第一纵向通道的连接处，且所述激发光二向色镜与所述激发光滤光片的夹角为45°；所述发射光镜片模块包括发射光滤光片，所述发射光滤光片设于所述第二纵向通道内并垂直于所述第二纵向通道。

在优选的实施方式中，所述激发光转轮包括底座和固接于所述底座的避光盖，所述避光盖上圆周设置有多个第一压接部和多个第二压接部，所述激发光二向色镜和所述激发光滤光片均设置于所述底座内，所述第一压接部通过第一缓冲硅胶垫与所述激发光二向色镜的上端抵接，所述第二压接部通过第二缓冲硅胶垫与所述激发光滤光片的上端抵接。

在优选的实施方式中，所述多通道荧光检测装置还包括凸透镜，所述凸透镜设置于所述激发光转轮远离所述发射光转轮的一侧，并且，所述凸透镜与所述第一纵向通道相对。

在优选的实施方式中，所述多通道荧光检测装置还包括避光罩，所述避光罩覆盖所述激发光转轮和所述发射光转轮，所述凸透镜固定于所述避光罩上。

在优选的实施方式中，所述激发光转轮上设置有挡片，所述避光罩上设置有与所述挡片相配合的第一位置传感器，所述挡片转动至所述第一位置传感器处时，所述激发光转轮归于零位。

在优选的实施方式中，所述荧光接收单元包括荧光信号接收板和汇聚透镜，所述荧光信号接收板设置在所述发射光镜片模块下方，所述汇聚透镜设置于所述发射光镜片模块与所述荧光信号接收板之间。

在优选的实施方式中，所述多通道荧光检测装置还包括光源总成，所述光源总成设置于所述激发光转轮的所述径向通道的旁侧，所述光源总成提供平行光，所述平行光沿平行于所述径向通道的方向入射至所述径向通道内。

在优选的实施方式中，所述光源总成包括全反射镜、至少一个长波通二向色镜和至少两个LED灯，所述全反射镜和所述长波通二向色镜均设置在所述径向通道的旁侧，并与所述径向通道的夹角为45°，所述LED灯设置在所述全反射镜和所述长波通二向色镜的一侧，所述LED灯出射的光照射至所述全反射镜或所述长波通二向色镜后经反射以沿平行于所述径向通道的方向入射至所述径向通道内。

本发明提供一种PCR仪，包括：温控装置和上述的多通道荧光检测装置，所述温控装置中的耗材管中装有待测样本，所述耗材管设置在所述激发光转轮远离所述发射光转轮的一侧。

本发明的特点及优点是：

平行光进入激发光转轮，经由激发光镜片模块反射至耗材管中的待测样本，并激发出相应波长的荧光；荧光经激发光镜片模块透射后，进入发射光转轮，再经发射光镜片模块打到荧光接收单元上。荧光接收单元可将光信号转换成电信号，转换后的电信号再输出至外围仪器设备，完成了荧光信号的采集。激发光转轮和发射光转轮分别作圆周运动，以切换激发光镜片模块与发射光镜片模块的组合，从而形成不同的荧光检测通道，实现荧光检测过程中的不同的荧光检测通道的切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的多通道荧光检测装置的一个角度的结构示意图；

图2为本发明提供的多通道荧光检测装置的分解示意图；

图3为本发明提供的多通道荧光检测装置的另一个角度的结构示意图；

图4为图3去掉避光罩的多通道荧光检测装置的结构示意图；

图5为本发明提供的多通道荧光检测装置的剖视图；

图6为本发明提供的多通道荧光检测装置中的旋转驱动机构的剖视图；

图7为本发明提供的多通道荧光检测装置中的旋转驱动机构与激发光转轮和发射光转轮的连接结构剖视图；

图8为本发明提供的多通道荧光检测装置中的旋转驱动机构与激发光转轮和发射光转轮的连接结构图；

图9为本发明提供的多通道荧光检测装置的光路图；

图10为本发明提供的多通道荧光检测装置中的激发光转轮的俯视示意图；

图11为本发明提供的多通道荧光检测装置中的激发光转轮的剖视图；

图12为本发明提供的多通道荧光检测装置中的激发光转轮的结构示意图；

图13为本发明提供的多通道荧光检测装置中的激发光转轮的避光盖的结构示意图；

图14为本发明提供的多通道荧光检测装置中的激发光转轮的底座的结构示意图；

图15为本发明提供的多通道荧光检测装置中的发射光转轮的俯视示意图；

图16为本发明提供的多通道荧光检测装置中的发射光转轮的结构示意图；

图17为本发明提供的多通道荧光检测装置中的光源总成的结构示意图。

附图标号说明：

100、激发光单元；10、激发光转轮；1、光路通道；11、第一纵向通道；12、径向通道；

20、激发光镜片模块；21、激发光滤光片；22、激发光二向色镜；

31、底座；32、避光盖；321、第一压接部；322、第二压接部；323、第一缓冲硅胶垫；324、第二缓冲硅胶垫；33、连接孔；34、第二中心安装孔；

341、第一安装腔；342、第二安装腔；

351、第一圆孔；352、第二圆孔；353、第三圆孔；354、第四圆孔；355、第五圆孔；

400、发射光单元；40、发射光转轮；41、第二纵向通道；42、检测用通孔；44、连接柱；45、第一中心安装孔；

43、发射光镜片模块；431、发射光滤光片；

50、旋转驱动机构；

51、第一电机；511、第一转轴；

52、第二电机；521、第二转轴；

60、荧光接收单元；

611、荧光信号接收板；612、接收器；

62、汇聚透镜；

70、光源总成；71、全反射镜；72、长波通二向色镜；73、LED灯；731、第一LED灯；732、第二LED灯；74、聚焦透镜；75、焊接底座；76、光源总成电源控制板；77、出光孔；

81、避光罩；82、支撑座；

83、挡片；84、第一位置传感器；

85、凸透镜；

900、耗材管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

第一方面

本发明提供了一种多通道荧光检测装置，如图2所示，该多通道荧光检测装置包括：激发光单元100、发射光单元400、旋转驱动机构50和荧光接收单元60。其中，如图10所示，激发光单元100包括激发光转轮10和多个激发光镜片模块20，多个激发光镜片模块20呈圆周分布地固定于激发光转轮10上；如图15所示，发射光单元400包括发射光转轮40和多个发射光镜片模块43，多个发射光镜片模块43呈圆周分布地固定于发射光转轮40上；如图9所示，平行光经激发光镜片模块20反射后向远离激发光转轮10的方向发射至耗材管900中的待测样本以激发出荧光，激发出的荧光沿指向发射光转轮40的方向穿过激发光镜片模块20，并经发射光镜片模块43过滤后进入荧光接收单元60；激发光转轮10和发射光转轮40分别与旋转驱动机构50连接，并能各自旋转以带动激发光镜片模块20与发射光镜片模块43一一组合。

平行光进入激发光转轮10，经由激发光镜片模块20反射至耗材管900中的待测样本，并激发出相应波长的荧光，荧光经激发光镜片模块20透射后，进入发射光转轮40，再经发射光镜片模块43打到荧光接收单元60上。荧光接收单元60可将光信号转换成电信号，转换后的电信号再输出至外围仪器设备，完成荧光信号的采集。激发光转轮10和发射光转轮40分别作圆周运动，以切换激发光镜片模块20与发射光镜片模块43的组合，从而形成不同的荧光检测通道，实现荧光检测过程中的不同的荧光检测通道的切换，不仅结构简单，荧光检测通道的切换也更为便捷。

其中，平行光可以来源于卤素灯、钨灯或其他光源，具体的平行光的来源将在下文中进行介绍。

在一种可能的实现方式中，如图11所示，激发光转轮10上圆周设置有多个光路通道1，光路通道1包括第一纵向通道11和径向通道12，第一纵向通道11沿激发光转轮10的纵向设置并贯穿激发光转轮10，多个激发光镜片模块20一一对应地安装于光路通道1内，具体的，如图11所示，激发光镜片模块20包括激发光滤光片21和激发光二向色镜22，激发光滤光片21设置于径向通道12内并垂直于径向通道12，激发光二向色镜22设置于径向通道12与第一纵向通道11的连接处，且激发光二向色镜22与激发光滤光片21的夹角为45°；激发光二向色镜22可以为长波通型，由激发光滤光片21将入射的平行光过滤成所需的窄带光谱，过滤后的平行光射到激发光二向色镜22的入射面，经激发光二向色镜22反射至耗材管900中的待测样本中，从而激发出相应波长的荧光，激发出的荧光向激发光二向色镜22传播并透射过激发光二向色镜22，并继续向发射光镜片模块43发射。

在一种可能的实现方式中，如图7所示，发射光转轮40上圆周设置有多个第二纵向通道41，第二纵向通道41沿发射光转轮40的纵向设置，第二纵向通道41与第一纵向通道11相连通，发射光镜片模块43一一对应地安装于第二纵向通道41内，具体的，如图7和图16所示，发射光镜片模块43包括发射光滤光片431，发射光滤光片431设于第二纵向通道41内并垂直于第二纵向通道41，如图9所示，从耗材管900中的待测样本激发出的荧光向激发光二向色镜22传播并透射过激发光二向色镜22，并继续向发射光滤光片431发射，发射光滤光片431用于将荧光过滤成窄带光谱，荧光经发射光滤光片431过滤后打到荧光接收单元60上。

如图8所示，激发光单元100与发射光单元400可以沿纵向分布。发明人对发射光转轮40与激发光转轮10的布置形式作了进一步的改进：如图2-图5所示，发射光转轮40与激发光转轮10沿纵向分布且同轴，便于对各个激发光镜片模块20与发射光镜片模块43进行切换与组合。具体的，如图11和图12所示，激发光转轮10包括底座31和固接于底座31的避光盖32，避光盖32与底座31之间可以通过螺钉紧固，激发光转轮10的底座31上设置有连接孔33，如图16所示，发射光转轮40上设置有连接柱44，连接柱44可转动地安装于连接孔33中，有利于使发射光转轮40与激发光转轮10之间的相对转动更加平稳顺畅，当激发光转轮10与发射光转轮40分别在旋转驱动机构50的驱动下各自独立转动时，激发光镜片模块20与发射光镜片模块43一一组合，从而形成不同的荧光检测通道，以满足多靶标检测的需求。

在一些实施方式中，如图6和图7所示，旋转驱动机构50包括沿纵向分布的第一电机51和第二电机52，第一电机51与第二电机52采用多层同轴叠式结构，第一电机51具有第一转轴511，如图7所示，发射光转轮40设置有第一中心安装孔45，第一转轴511紧固于发射光转轮40的第一中心安装孔45；第二电机52具有第二转轴521，激发光转轮10设置有第二中心安装孔34，第二转轴521紧固于激发光转轮10的第二中心安装孔34。第一电机51通过第一转轴511驱动发射光转轮40旋转，第二电机52通过第二转轴521驱动激发光转轮10旋转，实现分别控制激发光转轮10和发射光转轮40转动。第一电机51与第二电机52沿纵向分布，第一转轴511采用空心结构，第二转轴521穿设于第一转轴511中，实现发射光转轮40与激发光转轮10同轴连接，发射光转轮40与激发光转轮10为同轴叠式结构，可分别作圆周运动，并通过各自的圆周运动切换激发光镜片模块20与发射光镜片模块43的组合，从而形成不同的荧光检测通道，实现荧光检测过程中的不同的荧光检测通道的切换。

在一种可能的实施方式中，如图11-图14所示，避光盖32上圆周设置有第一压接部321，激发光二向色镜22设置于底座31内，第一压接部321通过第一缓冲硅胶垫323与激发光二向色镜22的上端抵接。进一步地，避光盖32上圆周还设置有第二压接部322，激发光滤光片21设置于底座31内，第二压接部322通过第二缓冲硅胶垫324与激发光滤光片21的上端抵接，从而将激发光滤光片21和激发光二向色镜22通过缓冲硅胶垫压紧在底座31内部。避光盖32同时与激发光滤光片21和激发光二向色镜22相配合，以将激发光滤光片21和激发光二向色镜22固定到底座31上，有利于提高激发光滤光片21与激发光二向色镜22之间的位置精度，保障两者之间的稳定性。

进一步地，如图12-图14所示，第一压接部321为第一凸起，底座31上对应第一凸起设有与第一凸起相适配的第一安装腔341，第二压接部322为第二凸起，底座31上对应第二凸起设有第二安装腔342，避光盖32与底座31连接时，第一凸起和第二凸起分别嵌设在第一安装腔341和第二安装腔342内并分别与激发光二向色镜22的上端和激发光滤光片21的上端抵接。

在一实施方式中，如图11-图14所示，第一凸起和第一安装腔341均为等腰直角三角形状，激发光二向色镜22贴设在第一安装腔341的斜面上，第一凸起嵌设在第一安装腔341内时，第一凸起的斜面与第一安装腔341的斜面相抵接以压紧激发光二向色镜22。

在一实施方式中，如图11-图14所示，第二凸起和第二安装腔342均为长方体状，激发光滤光片21沿第二安装腔342的高度方向设置在第二安装腔342内，第二凸起嵌设在第二安装腔342内时，第二凸起与激发光滤光片21的上端抵接以将激发光滤光片21压紧在第二安装腔342内。

如图12和图13所示，第一压接部321上的斜面上设有第一圆孔351，第一压接部321的外侧面设有第二圆孔352，避光盖32上方设有第三圆孔353，底座31的外侧面设有第四圆孔354，径向通道12为第四圆孔354、第二圆孔352和第一圆孔351所限定的光路通道，底座31的第二安装腔342内设有与第二圆孔352相应的圆孔，以供平行光顺利通过径向通道12并经激发光二向色镜22反射至第一纵向通道11内；第一纵向通道11为第一圆孔351和第三圆孔353所限定出的光路通道，如图14所示，第一安装腔341的斜面上设有与第一圆孔351相应的第五圆孔355，当平行光穿过第一圆孔351后照射至激发光二向色镜22，经激发光二向色镜22反射后穿过第一圆孔351和第三圆孔353到达耗材管900中的待测样本以激发出荧光，激发出的荧光又依次穿过第三圆孔353、第一圆孔351、激发光二向色镜22和第五圆孔355，并照射至发射光滤光片431，最终进入荧光接收单元60。

如图9所示，荧光接收单元60包括荧光信号接收板611和汇聚透镜62，荧光信号接收板611设置在发射光镜片模块43下方，汇聚透镜62设置于发射光滤光片431与荧光信号接收板611之间。发射光滤光片431将荧光过滤成窄带光谱，再经由汇聚透镜62汇聚成类点光源打到荧光信号接收板611的接收器612的受光面上。接收器612为光敏元器件，可将光信号转换成电信号，转换后的电信号再由荧光信号接收板611输出至外围仪器设备，完成了荧光信号的采集。具体的，接收器612可以为PD（PhotoDiode，光电二极管）、MPPC（Multi-PixelPhoton Counter，硅光电倍增管）或PMT（photomultiplier tube，光电倍增管）等。激发光滤光片21的中心与发射光滤光片431的中心均位于第一纵向通道11的轴心，并且发射光滤光片431与第一纵向通道11同轴。

激发光滤光片21与激发光二向色镜22的种类与数量可根据实际荧光检测的需要自由组合。激发光镜片模块20还可以采用分体式模块结构，可将激发光滤光片21与激发光二向色镜22安装至分体式盒体，再将分体式盒体安装至激发光转轮10的圆盘上，通过采用分体式结构，方便激发光镜片模块20的安装和调整。

如图4所示，该多通道荧光检测装置还包括支撑座82，支撑座82设置在旋转驱动机构50上，并与旋转驱动机构50连接，用于为发射光单元400和激发光单元100提供安装空间，发射光单元400安装于支撑座82上，激发光单元100可转动地安装于发射光单元400上。

如图4和图5所示，在一些实施方式中，该多通道荧光检测装置还包括凸透镜85，凸透镜85设置于激发光转轮10远离发射光转轮40的一侧，并且，凸透镜85与第一纵向通道11相对。当激发光从激发光二向色镜22反射后，刚好反射至凸透镜85并通过凸透镜85汇聚后再照射到待测样本，对待测样本进行激发。一方面，使激发光出射后在凸透镜85的焦点处汇聚成一个小光斑，以更集中的光能量照射待测样本使其发射荧光；另一方面，受激发光照射的待测样本发出的发射光（也就是上文描述的荧光），透过凸透镜85后向激发光二向色镜22传播，凸透镜85对发射光起到汇聚作用。如图1-图3所示，该多通道荧光检测装置还包括避光罩81，避光罩81覆盖激发光转轮10和发射光转轮40，凸透镜85固定于避光罩81上，避光罩81可以防止环境光线进入荧光检测通道，对荧光检测结果的准确性造成干扰。

在一些实施方式中，如图3、图4和图15所示，激发光转轮10上设置有挡片83，避光罩81上设置有与挡片83相配合的第一位置传感器84，挡片83转动至第一位置传感器84处时，激发光转轮归于零位，具体的，当激发光转轮10转动时，挡片83随着转动，当转动至第一位置传感器84的正下方时，激发光转轮10的该位置为零位，也就是激发光转轮10的初始位置，通过设置挡片83与第一位置传感器84的目的在于，便于快速、准确地使激发光转轮10进行回位，处于初始位置。工作时，旋转驱动机构50带动激发光转轮10旋转至零位，再在零位根据荧光信号采集的需要，将激发光转轮10精确转动至检测位置进行检测，也就是使激发光转轮10的径向通道12刚好处于平行光的入射方向。第一位置传感器84可以为光电开关、霍尔传感器或机械触点传感器，相应地，挡片83可以为光耦挡片等。如图15所示，发射光转轮40上设置有检测用通孔42，发射光转轮40上的检测用通孔42可以与发射光转轮40下方的第二位置传感器（图中未示出）配合，用于检测发射光转轮40的零点位置。检测用通孔42可以为通光孔，第二位置传感器相应地为光电开关。

如图2-图5所示，该多通道荧光检测装置还包括光源总成70，光源总成70设置于激发光转轮10的径向通道12的旁侧，光源总成70提供平行光，该平行光用作荧光检测时的激发光，平行光沿平行于径向通道12的方向入射至径向通道12内。发明人对光源总成70的结构做了改进：如图9和图17所示，光源总成70包括全反射镜71、至少一个长波通二向色镜72和至少两个LED灯73，全反射镜71和长波通二向色镜72均设置在径向通道12的旁侧，并与径向通道12的夹角为45°，LED灯73设置在全反射镜71和长波通二向色镜72的一侧，LED灯73出射的光照射至全反射镜71或长波通二向色镜72后经反射以沿平行于径向通道12的方向入射至径向通道12内。具体的，第一LED灯731发光，由全反射镜71全发射，并穿透长波通二向色镜72，第二LED灯732发光，由与其对应的长波通二向色镜72全发射，最终第一LED灯731发出的光和第二LED灯732发出的光汇聚后形成激发光，激发光发射出光源总成70进入径向通道12；对于有多个长波通二向色镜72和多个LED灯73的情况，LED灯73发光，由与其对应的长波通二向色镜72全发射，并穿透前方的长波通二向色镜72，最终汇聚后形成激发光发射出光源总成70。优选地，全反射镜71与LED灯73之间设置有聚焦透镜74，长波通二向色镜72与LED灯73也设置有聚焦透镜74，LED灯73发出的光经由聚焦透镜74汇聚成平行光。

光源总成70中的长波通二向色镜72及LED灯73的数量根据实际的检测需要来进行配置。

例如，如图17所示的光源总成70，LED灯73的数目为2，光源可覆盖的光谱范围可达360nm~700nm。具体的，第一LED灯731可以采用白光LED，用于提供400nm-700nm仿自然光谱，经由聚焦透镜74聚焦成平行光，此束平行光由全反射镜71反射，再从长波通二向色镜72透射出来，由出光孔77射出，第二LED灯732可以采用短波LED，用于提供小于400nm波长的光，经由聚焦透镜74聚焦成平行光，此束平行光由长波通二向色镜72反射，由出光孔77射出，最终，由出光孔77出射的激发光光谱范围可达360nm~700nm，该光源总成70可以满足不同的荧光波长检测需求，同时具有光源发热量小、功耗小的特点，结构小巧，维护简单，性能可靠。

光源总成70还包括焊接底座75和光源总成电源控制板76，光源总成电源控制板76控制各个LED灯73发光。

如图9所示，光源总成70发射的激发光，进入激发光转轮10，经由激发光滤光片21将激发光过滤成所需的窄带光谱，射到激发光二向色镜22的入射面，经激发光二向色镜22反射至耗材管900中的待测样本中，并激发出相应波长的荧光，激发出的荧光经由激发光二向色镜22透射后，进入发射光转轮40，发射光滤光片431将荧光过滤成窄带光谱，再经由汇聚透镜62汇聚成类点光源，打到荧光信号接收板611的接收器612的受光面上。

激发光转轮10上的激发光镜片模块20的数量可以根据实际需求来设置。激发光转轮10上集成有n（n≥1）组激发光镜片模块20，每组激发光镜片模块20分别包括激发光滤光片21和激发光二向色镜22，各组激发光镜片模块20围绕激发光转轮10的轴心作周向分布。发射光转轮40上的发射光镜片模块43的数量可以根据实际需求来设置。发射光转轮40上集成有p（p≥1）组发射光镜片模块43，各组发射光镜片模块43分别包括p种发射光滤光片431，各发射光镜片模块43围绕发射光转轮40的轴心作周向分布。

在一实施例中，n=6，p=6，其实际选用的光谱波段如表1所示。

表1：激发光镜片模块20与发射光镜片模块43的光谱波段

根据荧光物质类型，用户可灵活选取荧光检测通道，控制电路根据上位机选取的荧光检测通道，通过旋转驱动机构50驱动旋转激发光转轮10和发射光转轮40进行转动，以实现荧光检测通道的光路组合。n=6，p=6的情况下，光路组合方式有以下36种组合，如表2所示。

表2：激发光镜片模块20与发射光镜片模块43的光路组合方式

实际的基于荧光定量的生物化学反应所涉及的荧光物质，从其发射荧光的原理上考虑，只有短波段激发，长波段发射的情况，所以表2中的36种组合，有Ch1~Ch21可用，故可以提供符合荧光发光原理的21种组合通道，可以满足荧光定量PCR实验中绝大部分的荧光检测需求。

第二方面

本发明提供了一种PCR仪，包括：温控装置和上述的多通道荧光检测装置，温控装置中的耗材管900中装有待测样本，耗材管900设置在激发光转轮10远离发射光转轮40的一侧。该PCR仪具有上述多通道荧光检测通道的全部特征和有益效果，在此不再赘述。待测样本盛放在耗材管900中，该PCR仪工作时，耗材管900保持固定，通过转动发射光转轮40与激发光转轮10，实现选取合适的荧光检测通道对待测样本进行荧光定性定量检测、分析。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多通道荧光检测装置，其特征在于，包括：激发光单元、发射光单元、旋转驱动机构和荧光接收单元，所述激发光单元包括激发光转轮和多个激发光镜片模块，多个所述激发光镜片模块呈圆周分布地固定于所述激发光转轮上；所述发射光单元包括发射光转轮和多个发射光镜片模块，多个所述发射光镜片模块呈圆周分布地固定于所述发射光转轮上，所述荧光接收单元包括荧光信号接收板；

所述激发光转轮与所述发射光转轮沿纵向分布且同轴设置，所述激发光转轮和所述发射光转轮均与所述旋转驱动机构连接，并能各自旋转以带动所述激发光镜片模块与所述发射光镜片模块一一组合；

平行光经所述激发光镜片模块反射后向远离所述激发光转轮的方向发射至耗材管中的待测样本以激发出荧光，激发出的荧光沿指向所述发射光转轮的方向发射并穿过所述激发光镜片模块，激发出的荧光经所述发射光镜片模块过滤后进入所述荧光接收单元的所述荧光信号接收板的接收器上，其中，所述接收器包括光电二极管；

所述激发光镜片模块包括激发光滤光片和激发光二向色镜；

所述激发光转轮包括底座和固接于所述底座的避光盖，所述避光盖上圆周设置有多个第一凸起和多个第二凸起，所述激发光二向色镜和所述激发光滤光片均设置于所述底座内，所述第一凸起通过第一缓冲硅胶垫与所述激发光二向色镜的上端抵接，所述第二凸起通过第二缓冲硅胶垫与所述激发光滤光片的上端抵接；

所述底座上对应所述第一凸起设有与所述第一凸起相适配的第一安装腔，所述底座上对应所述第二凸起设有第二安装腔，所述避光盖与所述底座连接时，所述第一凸起和所述第二凸起分别嵌设在所述第一安装腔和所述第二安装腔内并分别与所述激发光二向色镜的上端和所述激发光滤光片的上端抵接；

其中，所述第一凸起和所述第一安装腔均为等腰直角三角形状，所述激发光二向色镜贴设在所述第一安装腔的斜面上，所述第一凸起嵌设在所述第一安装腔内时，所述第一凸起的斜面与所述第一安装腔的斜面相抵接以压紧所述激发光二向色镜；

所述第二凸起和所述第二安装腔均为长方体状，所述激发光滤光片沿所述第二安装腔的高度方向设置在所述第二安装腔内，所述第二凸起嵌设在所述第二安装腔内时，所述第二凸起与所述激发光滤光片的上端抵接以将所述激发光滤光片压紧在所述第二安装腔内；

所述底座设置有连接孔，所述发射光转轮上设置有可转动地安装于所述连接孔中的连接柱；

所述第一凸起上的斜面上设有第一圆孔，所述第一凸起的外侧面设有第二圆孔，所述避光盖上方设有第三圆孔，所述底座的外侧面设有第四圆孔，所述第二安装腔内设有与所述第二圆孔相应的圆孔，所述第一安装腔的斜面上设有与所述第一圆孔相应的第五圆孔；所述旋转驱动机构包括沿纵向分布的第一电机和第二电机，所述第一电机的转轴与所述发射光转轮连接，所述第一电机的转轴为空心轴，所述第二电机的转轴贯穿所述第一电机的转轴且与所述激发光转轮连接；

所述第一电机的转轴直接与所述发射光转轮连接，所述第二电机的转轴直接与所述激发光转轮连接。

2.根据权利要求1所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述激发光转轮上圆周设置有多个光路通道，所述光路通道包括径向通道和第一纵向通道，所述第一纵向通道沿所述激发光转轮的纵向设置并贯穿所述激发光转轮，多个所述激发光镜片模块一一对应地安装于所述光路通道内；

所述发射光转轮上圆周设置有多个第二纵向通道，所述第二纵向通道沿所述发射光转轮的纵向设置，所述第二纵向通道与所述第一纵向通道相连通，所述发射光镜片模块一一对应地安装于所述第二纵向通道内。

3.根据权利要求2所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述激发光滤光片设置于所述径向通道内并垂直于所述径向通道，所述激发光二向色镜设置于所述径向通道与所述第一纵向通道的连接处，且所述激发光二向色镜与所述激发光滤光片的夹角为45°；

所述发射光镜片模块包括发射光滤光片，所述发射光滤光片设于所述第二纵向通道内并垂直于所述第二纵向通道。

4.根据权利要求2所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述多通道荧光检测装置还包括凸透镜，所述凸透镜设置于所述激发光转轮远离所述发射光转轮的一侧，并且，所述凸透镜与所述第一纵向通道相对。

5.根据权利要求4所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述多通道荧光检测装置还包括避光罩，所述避光罩覆盖所述激发光转轮和所述发射光转轮，所述凸透镜固定于所述避光罩上。

6.根据权利要求5所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述激发光转轮上设置有挡片，所述避光罩上设置有与所述挡片相配合的第一位置传感器，所述挡片转动至所述第一位置传感器处时，所述激发光转轮归于零位。

7.根据权利要求1所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述荧光接收单元还包括汇聚透镜，所述荧光信号接收板设置在所述发射光镜片模块下方，所述汇聚透镜设置于所述发射光镜片模块与所述荧光信号接收板之间。

8.根据权利要求2所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述多通道荧光检测装置还包括光源总成，所述光源总成设置于所述激发光转轮的所述径向通道的旁侧，所述光源总成提供所述平行光，所述平行光沿平行于所述径向通道的方向入射至所述径向通道内。

9.根据权利要求8所述的多通道荧光检测装置，其特征在于，所述光源总成包括全反射镜、至少一个长波通二向色镜和至少两个LED灯，所述全反射镜和所述长波通二向色镜均设置在所述径向通道的旁侧，并与所述径向通道的夹角为45°，所述LED灯设置在所述全反射镜和所述长波通二向色镜的一侧，所述LED灯出射的光照射至所述全反射镜或所述长波通二向色镜后经反射以沿平行于所述径向通道的方向入射至所述径向通道内。

10.一种PCR仪，其特征在于，包括：温控装置和如权利要求1-9中任一项所述的多通道荧光检测装置，所述温控装置中的耗材管中装有待测样本，所述耗材管设置在所述激发光转轮远离所述发射光转轮的一侧。

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