CN1580744A - 一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪 - Google Patents

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冯哲民
邵晖
王铁铭
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Abstract

一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪，包含：发射不同波长激光束的第一和第二激光器，其出射光束互相垂直；位于不同波长激光束交汇处并与两束激光束行进方向都呈45°夹角的第一分色滤光片，其通过使其中一束激光束透射而使另一束激光束反射形成同轴或近轴平行激光束；位于同轴或近轴平行激光束行进方向上的第二分色滤光片，其使同轴或近轴平行激光束反射向基因芯片并使基因芯片产生的不同波长的受激荧光信号混合光束透射；位于荧光信号混合光束行进方向上的第三分色滤光片，其使具有其中一种波长的荧光信号反射而使具有另外一种波长的荧光信号透射；第一和第二荧光信号强度检测单元，分别位于经第三分色滤光片透射和反射后的两束荧光信号行进方向上。

Description

一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪
技术领域
本发明涉及基因芯片扫描仪，特别涉及一种使两束激发光束同步扫描基因芯片的双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪。
背景技术
图1为普通双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪的示意图。如图1所示，来自不同激光器(未画出)的激光束1照射至分色滤光片2上，由于分色滤光片2对激光束1具有很强的反射作用，因此大部分激光束1被反射至基因芯片3。基因芯片3在激光束1的照射下产生受激荧光4(图中以虚线表示)，由于分色滤光片2对受激荧光4具有很强的透射作用，因此这些大部分受激荧光4将透射过分色滤光片2并由光电传感器5接收。通过对这些荧光信号进行分析处理即可获得基因芯片的各种信息。
对于双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪，当需要检测基因芯片在两种不同波长激光束照射下产生的荧光信号时，如果用不同波长的激光束先后扫描芯片，则存在如下的缺点。首先是由于要扫描两次，所以扫描速度慢。其次是为了保证前后两次扫描的重复性，对扫描精度的要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪，它可使两束不同波长的激光同时垂直投射到基因芯片的同一扫描单元上，而基因芯片受激产生的两束不同波长的荧光信号被相应的光电传感器同时接收。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪，包含：
发射不同波长激光束的第一和第二激光器，其出射光束互相垂直；
位于不同波长激光束交汇处并与两束激光束行进方向都呈45°夹角的第一分色滤光片，其通过使其中一束激光束透射而使另一束激光束反射形成同轴或近轴平行激光束；
位于所述同轴或近轴平行激光束行进方向上的第二分色滤光片，其使同轴或近轴平行激光束反射向基因芯片并使基因芯片产生的不同波长的受激荧光信号混合光束透射；
位于所述荧光信号混合光束行进方向上的第三分色滤光片，其使具有其中一种波长的荧光信号反射而使具有另外一种波长的荧光信号透射；
第一和第二荧光信号强度检测单元，分别位于经所述第三分色滤光片透射和反射后的两束荧光信号行进方向上。
比较好的是，在上述双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪中，所述第一和第二荧光信号强度检测单元为光电传感器并且以同步方式分别接收到所述透射和反射的荧光信号。
本发明采用分色滤光片技术使两束激光束形成同轴或近轴平行光束，并且使受激荧光信号混合光束分离为两束荧光信号分别加以同步检测。这种实现方式具有结构简单、性能可靠等诸多优点。
附图说明
图1为普通双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪的示意图。
图2为按照本发明较佳实施例的双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪的示意图。
具体实施方式
为了使两束具有不同波长的激光束能同时垂直投射到基因芯片的同一点上从而完成同步扫描，两束激光束必须形成同轴或近轴平行光束后再照射到基因芯片上。由于基因芯片产生的受激荧光信号为包含两种波长的混合光束，因此还需要将混合光束有效地分离为两束具有单一波长的荧光信号光束。
本发明采用分色滤光片来实现共轴激光束的形成和荧光信号混合光束的分离，具体而言，一方面，通过选择对于不同波长光束具有合适的反射或透射选择性的分色滤光片，使某一波长的激光束透过滤光片而使另一波长的激光束被反射从而形成行进方向一致的共轴激光束；另一方面，通过选择对于不同波长光束具有合适的反射或透射选择性的分色滤光片，使某一波长的荧光束透过滤光片而使另一波长的荧光束被反射从而将混合光束分离为不同行进方向的荧光束，因此可由两个荧光检测单元同时而独立地进行强度检测。
以下借助附图描述本发明的较佳实施例。
参见图2，本发明的双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪包含发射不同波长激光束的第一和第二激光器21a和21b、第一分色滤光片22a、第二分色滤光片22b、第三分色滤光片22c、第一和第二荧光信号强度检测单元23a和23b。
为了获得共轴激光束，第一和第二激光器21a和21b的出射光束L1与L2互相垂直，而第一分色滤光片22a位于光束L1与L2的交汇处并与两束光束的行进方向都呈45°的夹角。第二分色滤光片22a对于光束L1和L2具有很好的光学选择性，其作用是使激光束L1透射而使激光束L2反射，由此使光束L1与L2沿L1的行进方向形成同轴或近轴平行激光束L3。
第二分色滤光片22b位于同轴或近轴平行激光束L3的行进方向上，而基因芯片位于其下方。该分色滤光片对同轴或近轴平行激光束L3具有很好的反射性，因此绝大部分同轴或近轴平行光束L3被反射到基因芯片24上。基因芯片24在光束L3的照射下将产生两种波长的受激荧光信号F1和F2，它们分别被光束L1和L2激发，抵达第二分色滤光片处的受激荧光信号F3实际上同时包含信号F1和F2，因此是混合光束。第二分色滤光片22b对荧光束F3具有很好的透射性，因此绝大部分荧光束F3穿过该分色滤光片。
第三分色滤光片22c位于荧光信号混合光束F3的行进方向上，它对荧光束F1具有很好的反射性而对荧光束F2具有很好的透射性，因此荧光信号F1被反射而改变行进方向，荧光信号F2则穿过该分色滤光片而继续沿光束F3的行进方向前进，可见第三分色滤光片22c的作用是将荧光混合光束F3分离为两束具有单一波长并且行进方向不同的光束F1和F2。
第一和第二荧光信号强度检测单元23a和23b分别位于经第三分色滤光片分离后的荧光信号F1和F2的行进方向上，用来独立和同时测量荧光信号F1和F2的强度。
在上述双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪中，第一和第二荧光信号强度检测单元23a和23b可采用光电传感器，它们通过光电转换，将一定强度的光学信号转换为具有相应强度的电学信号。
由上可见，在上述双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪中，第一、第二和第三分色滤光片22a～22c是实现双激光同步扫描和双波段荧光信号同步接收的关键单元，它们构成了扫描仪中的同步光学系统。在基因芯片扫描仪中采用上述光学同步系统使得可同步获得两种不同波长的受激荧光信号，避免了非同步测量时因基因芯片本身及外界条件等变化带来的测量误差。

Claims (2)

1.一种双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪，其特征在于，包含：
发射不同波长激光束的第一和第二激光器，其出射光束互相垂直；
位于不同波长激光束交汇处并与两束激光束行进方向都呈45°夹角的第一分色滤光片，其通过使其中一束激光束透射而使另一束激光束反射形成同轴或近轴平行激光束；
位于所述同轴或近轴平行激光束行进方向上的第二分色滤光片，其使同轴或近轴平行激光束反射向基因芯片并使基因芯片产生的不同波长的受激荧光信号混合光束透射；
位于所述荧光信号混合光束行进方向上的第三分色滤光片，其使具有其中一种波长的荧光信号反射而使具有另外一种波长的荧光信号透射；
第一和第二荧光信号强度检测单元，分别位于经所述第三分色滤光片透射和反射后的两束荧光信号行进方向上。
2.如权利要求1所述的双激光共轭聚焦基因芯片同步扫描仪，其特征在于，所述第一和第二荧光信号强度检测单元为光电传感器并且以同步方式分别接收到所述透射和反射的荧光信号。
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