CN204556502U - 一种荧光成像分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种荧光成像分析系统，所述系统包括外壳、以及设置在外壳内部的至少一个激发装置以及成像装置。所述激发装置包括激发光源和激发滤光片；激发光源发出的光线经过激发滤光片形成单色的激发光照射到样品台，被检测物受激发后发出荧光；成像装置用于捕获透过滤光镜片的荧光并分析测定荧光物质的浓度。与现有技术比较，本实用新型系统在不需要设置昂贵的光栅和干涉滤色片以及不需要设置光电倍增管和测定电子线路的情况下能够得到可靠的检测结果，构造巧妙简单，制备成本低，适于广泛应用。
Description
技术领域
本实用新型属于生物学领域，具体涉及一种荧光成像分析系统。
背景技术
荧光染料泛指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。由于灵敏度高，操作方便，荧光染料逐渐取代了放射性同位素作为科研检测标记，其广泛应用于荧光免疫，荧光探针，细胞染色等。包括特异性的DNA染色，用于染色体分析、细胞周期、细胞凋亡等相关研究。另有很多核酸染料在多色染色系统中是非常有用的复染剂，可作为背景对照，标记细胞核使细胞内结构的空间关系一目了然。但是现有的荧光染料检测装置多倾向于高灵敏度、高精确度、高自动化，导致检测仪器结构复杂、成本高昂，同时仪器的使用维护要求较高，限制了荧光染料在检测上的应用。然而，荧光染料在生物学研究中的应用成果正在被推广到更广的日常应用领域，例如医学检验、食品检测等等。因此，亟需开发一种通用、廉价，同时具备足够检测精度和灵敏度的检测装置。
实用新型内容
本实用新型提出了一种荧光成像分析系统，其包括外壳、以及设置在外壳内部的至少一个激发装置和成像装置；其中，
所述外壳为封闭的中空壳体，其内部形成暗室，所述外壳的内部设置有样品台，用于放置携带荧光物质的被检测物；所述外壳上设置有透光孔，所述透光孔正对应于所述样品台的位置，通过透光孔可观测所述样品台；
所述激发装置设置在所述外壳的内部，其包括激发光源和激发滤光片；所述激发光源发出的光线经过所述激发滤光片形成单色的激发光照射到所述样品台；放置于所述样品台上的所述被检测物受激发后发出荧光；
所述成像装置包括滤光镜片和摄像单元；所述滤光镜片正对于所述透光孔设置，用于滤除透过所述透光孔的除了荧光之外的杂光，所述摄像单元正对于所述滤光镜片设置，用于捕获透过所述滤光镜片的荧光。所述成像装置可设置在所述外壳上的透光孔位置，正对于所述样品台。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述荧光物质包括但不限于荧光染料、荧光蛋白或其它任何受激发后会发生荧光的物质。
本实用新型荧光成像分析系统中，可根据被检测物含有的荧光物质的光学性能，来确定选择对应地设置所述激发光源、所述激发滤光片或所述滤光镜片。
根据不同激发需要进行选择不同的激发光源，同时要兼顾激发滤光片的截止波长。本实用新型荧光成像分析系统中，所述激发滤光片的截止波长为介于与所述荧光物质对应的激发波长与发射波长之间的波长数值范围，从而确保仅允许激发光透过所述激发滤光片，而由荧光物质生成的发射光不能透过该激发滤光片。例如，含有SYBR Green I+DNA溶液的荧光物质的被检测无，SYBR Green I的激发波长为497nm，所生成的激发光的发射波长为520nm。在荧光成像分析系统中，激发光源为蓝色LED灯，蓝光的波长为476-495nm；激发滤光片为ZB1型号，其透光光谱范围为300～500nm。该激发滤光片的截止波长介于激发波长与发射波长之间。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述激发光源包括但不限于LED光源以及任何适宜光源等。
在一个具体实施方案中，当荧光物质为绿色荧光物质时，所述激发光源的光谱范围为445～475nm；所述激发滤光片的透光光谱范围为325nm～500nm；所述滤光镜片的透光光谱范围为500nm～2500nm；或，
在另一个具体实施方案中，当荧光物质为红色荧光物质时，所述激发光源的光谱范围为585nm±29nm；所述激发滤光片的透光光谱为500nm～620nm；所述滤光镜片的透光光谱范围为620nm～2500nm；或，
在另一个具体实施方案中，当荧光物质为黄色荧光物质时，所述激发光源的光谱范围为531nm±40nm；所述激发滤光片的透光光谱为350nm～580nm；所述滤光镜片的透光光谱范围为580nm～2500nm；或，
在另一个具体实施方案中，当荧光物质为蓝色荧光物质时，所述激发光源的光谱范围为357nm±44nm；所述激发滤光片的透光光谱为280nm～410nm；所述滤光镜片的透光光谱范围为410nm～2500nm；或，
在其他实施方案中，可依据任何的荧光染料/荧光蛋白/或其它荧光物质的光学性能，对应地选择适宜光谱范围的激发光源、激发滤光片或滤光镜片。
在一实施例中选用波峰在453nm的LED灯作为激发光源。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述激发装置进一步设置有散射部件，其设置在所述激发光源和所述激发滤光片之间。所述激发光源发出的光线经过所述散射部件后形成均匀的光束照射到所述激发滤光片。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述散射部件为平面散射镜，所述激发光源发出的光线经所述平面散射镜形成均匀光束照射至所述激发滤光片，再照射到样品台上。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述散射部件还可以包括平面反射镜和弧面反射镜，所述平面反射镜用于将所述激发光源的光线反射至所述弧面反射镜，所述弧面反射镜形成均匀光束反射到所述激发滤光片，再照射到样品台上。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述样品台的底部设有滑轨，用于将所述样品台移出所述外壳。
本实用新型荧光成像分析系统中，“摄像单元”是指能捕获样品激发光的装置，例如，数码相机。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述成像装置进一步包括摄像分析单元，其与摄像单元连接，用于测定及分析所述荧光物质的浓度。在一具体实施方案中，所述摄像单元和所述摄像分析单元还可一体设置，其用于捕获荧光并测定及分析所捕获的荧光物质的浓度。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述摄像分析单元包括：
数字图像采集单元，其用于捕捉透过所述滤光镜片的荧光获得数字图像；
图像处理单元，其与数字图像采集单元连接，用于分析所述数字图像中的荧光数量等；
图像显示单元，其与所述图像处理单元连接，用于显示所述数字图像、荧光数量；以及，所述图像显示单元与图像处理单元进行互动操作等。
所述摄像分析单元进一步包括数据存储单元，其与所述图像处理单元连接，用于存储所述数字图像、荧光数量等信息。
本实用新型荧光成像分析系统中，所述激发光源为可调式激发光源，其包括至少一个以上的不同光谱范围的激发光源；所述激发滤光片为可调式激发滤光片，其包括至少一个以上的不同光谱范围的激发滤光片。在一具体实施方案中，将不同光谱范围的多个滤光片排列设置在卡槽或支架上，按实际情况需要，通过转动卡槽或支架可选择不同光谱范围的滤光片。所述可调式光源在荧光成像分析系统中的安装可参考现有技术的通常方法。
同样地，所述滤光镜片为可调式滤光镜片，其包括至少一个以上的不同光谱范围的滤光镜片。在一具体实施方案中，将不同光谱范围的多个滤光镜片设置在卡槽或支架上，按实际情况需要，通过转动卡槽或支架可选择不同光谱范围的。
本实用新型中，可调式激发滤光片、可调式滤光镜片等机械结构均可按现有通常技术设计，参考通常方法安装在荧光成像分析系统中。
本实用新型有益效果包括：
本实用新型中采用的激发光源具有多种优点：LED灯单色性比较好，波寛比较窄，且可选择性大。例如绿色荧光蛋白激发光波峰470nm，如果选用峰为475nm的LED灯，会有很小一部分光波长达到500nm，会漏过滤色镜片。为了避免影响测定，选用峰为453nm的LED灯就没有可以漏过滤色镜片的光。LED灯发光稳定，稳定的光源对于测定非常重要。且LED灯具有省电价廉等优点。
本实用新型采用优良的光学设计，首先，激发光的单色性，减少了例如用紫外光对样品的其他荧光的激发。其次，散射透光片的应用使样品台上光照均匀一致。本实用新型系统内部的黑箱设计，排除杂光的进入，所有这些设计为测定提供了非常好的光学环境。
本实用新型中，摄像分析部件中，利用数字图像采集单元获取的数字图像可利用图像处理单元进行实时读数并存储。与单一功能的摄像单元(如相机)相比较，利用摄像单元/部件和摄像分析单元/部件可同时获得荧光图像以及荧光物质的定量信息(例如，荧光物质的浓度)。此外，使用数字图像采集单元还可以记录动态的影像。
本实用新型中，LED光源和摄像识别系统所需电源电压低、能耗小，配合仪器内置锂电池可长时间在户外等没有电源的地方工作。
现有技术中的昂贵荧光仪器相比，本实用新型无需采用昂贵的光栅和干涉滤色片等，无需采用光电倍增管和测定电子线路等，且能实现极佳的定性及定量的检测效果。本实用新型荧光成像分析系统的结构设计精妙，构成简单，易于维护，配件易更换，成本低，适宜于广泛应用。
附图说明
图1是成像分析系统的结构示意图。
图2是另一实施例中成像分析系统的结构示意图。
图3是另一实施例中成像分析系统的结构示意图。
图4(a)是外壳的剖面图，图4(b)是外壳的外部视图。
图5是摄像分析单元的示意图。
图6是摄像分析单元内硬件电路的示意图。
图7是图像显示单元所显示的图像。
图8(a)是卡槽的示意图，图8(b)是拨盘的示意图。
图9是实施例1中本实用新型与现有技术所得数据的直线图。
图10是实施例3中不同浓度对应读数的散点图。
图11是一具体实施例中图像显示单元所显示的图像。
图12是一具体实施例中图像显示单元所显示的图像。
图13是该具体实施例中八联管中一个管位5次读数的平均值及标准误差
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。
如图1～10中，10-外壳，11-样品台，12-透光孔，13-滑轮，14-门，15-卡槽，16-拨盘20-激发装置，21-激发光源，22-散射部件，221-平面反射镜，222-弧面反射镜，23-激发滤光片，30-成像装置，31-滤光镜片，32-摄像单元，33-摄像分析单元，331-数字图像采集单元，332-图像处理单元，333-图像显示单元，334-数据存储单元。
如图1和图2所示，本实用新型荧光成像分析系统包括外壳10、设置在外壳10内部的至少一个激发装置20和成像装置30。
外壳10为封闭的中空壳体，其内部形成一个暗室，外壳10的内部设置有样品台11，用于放置携带荧光染料/荧光蛋白的被检测物；外壳10的表面设置有一个透光孔12，透光孔12正对于样品台11，用于观测样品台11。
参见图1，该具体实施例中激发装置20的数量为一个，该激发装置20设置在外壳10的内部，其包括激发光源21和激发滤光片23；激发光源21发出的光线经过激发滤光片23形成单色的激发光照射到样品台11，被检测物受激发后发出荧光。本实施例中，外壳10内部设置有激发装置20，激发装置20分别设置在透光孔12的两侧，其输出的单色激发光倾斜地照射在样品台11的被检测物上。参见图2，激发装置20的数量为两个，两个激发装置20对称地设置在外壳10的内部。本实用新型中的激发装置20的数量不限，包括1个、2个或多个，激发装置20的设置位置不限，可根据实际安装情况进行调整。
成像装置30正对于样品台11设置在外壳10的外部，其包括滤光镜片31和摄像单元32；滤光镜片31正对于透光孔12设置，用于滤除透过透光孔12的除了荧光之外的杂光，摄像单元32正对于滤光镜片31设置，用于捕捉透过滤光镜片31的荧光。常见绿色荧光染料的激发波长和荧光的发射波长参见以下表1。
表1.常见绿色荧光染料激发及发射波长
| 染料名称 | 激发波长(nm) | 发射波长(nm) |
| SYBR Green I/II | 497 | 520 |
| Gel Green | 500 | 520 |
| SYTO 13 | 488 | 509 |
| SYTO 16 | 488 | 518 |
| FITC(Cy3) | 490-495 | 525-530 |
| AlexaFluor | 495 | 519 |
| GFP | 483 | 509 |
| Calcein | 486 | 509 |
为了形成上述相应波长的激发光，需采用激发光源21和激发滤光片23形成相应波长范围的单色激发光。激发光源21采用LED光源，其光谱范围为445～475nm。激发光源21内部可设置有多组LED，包括蓝色LED、红色LED和白色LED等每组LED，各种颜色光源由不同的开关独立控制，从而选择不同波长范围的光源。例如，蓝色LED灯的中心波长为453nm，可适用于激发例如SRBY Breen I/II、SYTO 13、FITC(Cy3)、Calcein等绿色荧光染料/荧光蛋白GFP。
在对含有上述荧光染料/荧光蛋白的被检测物进行检测之前，需要按荧光染料/荧光蛋白或其它荧光物质来确定激发光源21、激发滤光片23和滤光镜片31的型号。具体而言，若针对绿色荧光物质，激发滤光片23的透光光谱范围为325nm～500nm，滤光镜片31的透光光谱范围为500nm～2500nm。例如，若激发光为蓝色激发光，蓝色波长为476-495nm，相应的滤光镜片31可选择的型号是JB470(λtj470±10nm)；若激发光为绿色激发光，绿光波长一般为495-570nm，相应的滤光镜片31可选择的型号是金黄色截止型玻璃(JB510，上海有机光学玻璃厂，λtj510±10nm)或JB490(λtj490±10nm)，可以滤除500nm以下波长的杂光，配合蓝色LED灯可用于检测绿色荧光染料/荧光蛋白；若激发光为黄色激发光，黄光波长一般为570-590nm，相应的滤光镜片31可选择的型号是CB565(λtj565±10nm)或CB580(λtj580±10nm)；红光波长为620-750nm，相应滤光片可选择HB610/620/630。
本实用新型中，荧光物质、激发光源、激发滤光片、滤光镜片之间的光学性能关系如以下表2所示。
表2荧光物质、激发光源、激发滤光片、滤光镜片之间的光学性能关系
如图2所示，激发光源21和激发滤光片23之间进一步设置有散射部件22，散射部件22为一平面反射镜，激发光源21发出的光线经过散射部件22后形成均匀的光束照射到激发滤光片23，从而生成均匀的激发光照射到样品台11，使其上部放置的被检测物受到各处光照强度均匀的照射。
本实用新型又一较佳实施例中，散射部件22为平面反射镜221和弧面反射镜222，如图3，平面反射镜221用于将激发光源21的光线反射至弧面反射镜222，弧面反射镜222形成均匀的光束反射到激发滤光片23。
如图4(a)和图4(b)所示，外壳10是一个封闭的暗室，为了方便放置被检测物于样品台11上，在外壳10的侧边开设有可开合的门14，样品台11的底部设有滑轮13，以及与滑轮13相互配合的滑槽(未图示)。样品台11利用滑轮13沿滑槽移动，可从该门14移出外壳10便于放置被检测物。当被放置了被检测物之后，再沿滑槽滑动至外壳10内部，关闭门使14得外壳10保持一个封闭的暗室。
如图5所示，成像装置30还包括摄像分析单元33。摄像分析单元33与摄像单元32连接，该摄像分析单元33用于捕捉荧光并测定及分析荧光物质包括荧光染料或荧光蛋白的浓度。参见图5，该摄像分析单元33包括数字图像采集单元331、图像处理单元332和图像显示单元333。数字图像采集单元331用于捕捉荧光获得数字图像。图像处理单元332与数字图像采集单元331连接，用于分析数字图像中的荧光数量。图像显示单元333与图像处理单元332连接，图像显示单元333可同时显示数字图像及其荧光数量。该摄像分析单元33中进一步设置数据存储单元334，数据存储单元334与图像处理单元332连接，用于存储已获得数字图像和荧光数量。
本实用新型较佳实施例中，数字图像采集单元331采用的是OV(Omni Vision)公司的OV7670。参阅图6，图像处理单元332采用ARM V7架构的STM32F103RCT6型号的微处理芯片，硬件平台是ALIENTEK MiniSTM32开发板，图像处理单元332控制OV 7670进行数字图像采集，并将采集的图像进行处理，得出数字图像中荧光物质的荧光数量。图像显示单元333为ALIENTEK 3.5寸TFT LCD模块。参见图7，图像显示单元333显示处理得到的数字图像和荧光数量(RGB值)，最终参照以前采集的样本读数，显示阴/阳性。数据存储单元334为Kingston4GB SD卡。
该摄像分析单元33与摄像单元32成一体设置，安装在外壳10的外部。开启摄像分析单元33后即可进入测量等待状态，按下“开始”按键即可进行自动测量，测量耗时大约3秒，测量完成后可以选择是否保存此次测量结果到数据存储单元334中，选“是”则会保存测量结果到Kingston 4GB SD卡中，之后进入下一次的测量等待状态；若对此次测量结果不满意，选“否”则放弃此次测量结果，摄像分析单元33自动进入下一次的测量等待状态。测量完成后，保存的测量结果可以从本装置的Kingston 4GB SD卡搜索到，并可以导入到其他任何存储设备上。
关于可调式激发光源，其包括至少一个不同光谱性能的LED光源，LED光源集成于激发激发装置20中，通过开关控制相应颜色LED光源的开启与关闭。
关于可调式激发滤光片，其利用卡槽15或拨盘16等方式对所需的激发滤光片进行调节。图8(a)显示的是卡槽式的可调式激发滤光片，替换时将激发滤光片从卡槽15中拔出，将所需的光谱范围的激发滤光片插入卡槽15中固定。图8(b)显示的是拨盘式的可调式激发滤光片，其将多个激发滤光片设置在圆形的拨盘16上，通过转轴等方式转动该拨盘16，将相应光谱范围的激发滤光片旋转到激发光源21的下方。可调式滤光镜片也同样利用卡槽15或拨盘16等方式实现。可调式激发滤光片、可调式滤光镜片的结构均可按现有技术设计。
实施例1
1.构建与培养携带有荧光蛋白表达载体的大肠杆菌，荧光蛋白的名称为GFP(绿色荧光蛋白)，395nm和475nm分别是最大和次大的激发波长。
2.激发光的定量测定：
步骤1：将已知浓度并梯度稀释的一系列携带荧光蛋白表达载体的大肠杆菌依次放置在样品台上，每次检测一个样品。被检测物携带荧光物质，将样品台放置于外壳内部；
步骤2：激发光源21为蓝色LED灯；激发滤光片23为ZB1型号，其透光光谱范围为300～500nm；滤光镜片31为JB510型号，其透光光谱范围为510nm±10nm～2500nm。按荧光物质的光学特性选择确定激发光源、激发滤光片和滤光镜片，将激发光源和激发滤光片设置在激发装置内，将滤光镜片设置在位于外壳上的通孔位置；
步骤3：开启激发光源，激发光源的光线透过激发滤光片形成单色的激发光，激发光照射在样品台上的被检测物上；被检测物中的荧光物质受激发光所激发生成荧光；
步骤4：滤光镜片滤除除了荧光之外的杂光，由摄像单元捕捉透过滤光镜片的荧光，得到荧光图像及荧光数值；
同时，将携带荧光蛋白表达载体的大肠杆菌放置在现有技术中的荧光分光光度仪中；选用的荧光分光光度计为Varian Cary Eclipse，采用的激发光为蓝色，波长范围为485nm±2.5nm。
3.定量数据与荧光分光光度计检测结果的相关性分析：
参见以下表3及图9，图9中的点表示不同浓度的绿色荧光蛋白，直线表示两种仪器读数间的线性回归关系，两种检测方法呈现出良好的相关性(R2＝0.98)。由此可见，本实用新型荧光成像分析系统的检测结果与现有装置具有相同线性关系，验证可有效应用于荧光检测实验。
表3：两种检测装置对荧光信号的检测值
实施例2
本实施例中利用了摄像单元32和摄像分析单元33。摄像单元32采用数码相机，利用与数码相机相连的摄像分析单元33进行实时测量分析。本实施例的目的是为了在比较大的浓度范围中测定了绿色荧光蛋白浓度与读数的关系。本实施例的测量条件、数码相机的拍摄条件(包括光圈和曝光时间)、绿色荧光蛋白种类及其相应的滤光片均与实施例1相同，其中用于测定实际浓度的线性回归方程由以上实施例1测得，线性回归方程为：y＝0.0532x+16.628，R2＝0.9803。若线性回归方程未知，则重复进行步骤2-4以绘制标准曲线得到线性回归方程。
本实施例调节绿色荧光蛋白浓度并测量不同浓度下的绿色荧光戴白的读数来验证浓度与读数的关系，具体过程如下：
步骤5：利用以上实施例1检测所得荧光数值与该大肠杆菌浓度绘制标准曲线，得到线性回归方程；
步骤6：将携带荧光物质且浓度未知的大肠杆菌质放置在样品台上，将样品台放置于外壳内部,重复步骤2-4得到该大肠杆菌的荧光图像及荧光数值。
步骤7：利用摄像分析单元33将所得荧光数值代入线性回归方程，计算该大肠杆菌的实际浓度。
通过以上步骤5～7，对不同浓度(GFP量)的被检测物进行成像分析，获得的数据如以下表4和图10所示。结果表明绿色荧光蛋白浓度与读数呈良好的线性关系。本实用新型荧光成像分析系统，在对每一种荧光染料进行测量之前需要进行线性测定，以确定不同荧光染料的线性范围。若是对于固定检测条件的荧光物质的常规检测，则步骤2-4在首次设定后不必调整，已经得到的线性回归方程也不必调整。
表4在相同拍摄条件绿色荧光蛋白读数与浓度的关系
| 读数 | 浓度 |
| 32 | 1 |
| 62 | 2 |
| 84 | 3 |
| 102 | 4 |
| 116 | 5 |
| 130 | 6 |
| 139 | 7 |
实施例3
本实施例中，采用摄像单元32以及高度集成化的摄像分析单元33来捕捉荧光并测定及分析荧光染料/荧光蛋白浓度。摄像单元32和摄像分析单元33成一体设置，替换了以往数码相机和计算机组合的工作方式。集成化一体化设置的摄像单元32以及摄像分析单元33，极大地减小本实用新型系统的体积和重量，满足其性能的前提下降低其制作成本，便于使用。
本实施例中采用SYBR Green I结合DNA发出荧光进行分析，将含有SYBR Green I+DNA溶液的eppendorf管放置在本实用新型荧光成像分析系统中。其中，激发光源21为蓝色LED灯；激发滤光片23为ZB1型号，其透光光谱范围为300～500nm；滤光镜片31为JB510型号，其透光光谱范围为510nm±10nm～2500nm；数字图像采集单元331采用的是OV(Omni Vision)公司的OV7670。图像处理单元332采用ARM V7架构的STM32F103RCT6型号的微处理芯片，硬件平台是ALIENTEK MiniSTM32开发板，图像处理单元332控制OV 7670进行数字图像采集，并将采集的图像进行处理，得出数字图像的平均RGB值，最终参照设定的样本读数MARK＝149，该RGB值高于MARK，显示阳性。图像显示单元333为ALIENTEK 3.5寸TFT LCD模块。图像显示单元333将处理得到的数字图像与RGB值显示。如图11所示，图中的高亮区域是被检测物中绿色荧光物质所产生的激发光，参照设定的样本读数“149”作为MARK，显示出检测结果的阴/阳性为阳性(图11中以yang！表示)。
实施例4
本实施例中，检测硬件平台同实施例3，采用SYBR Green I结合DNA发出荧光进行多样本分析。将含有SYBR Green I+DNA溶液的Eppendorf八联管放置在本实用新型荧光成像分析系统中。图像处理单元332将采集到的图像自动均分成8个部分，分别计算每个部分的荧光信号并给出荧光数值。如图12所示，图中的高亮区域是被检测物中绿色荧光物质所产生的激发光，参照设定的样本读数作为MARK，显示出检测结果的阴/阳性。对同一个八联管做5次重复读数，结果参见表5及图13，图13中的点表示八联管中一个管位5次读数的平均值，点上的刻线表示5次读数的标准误差。每个管位5次结果均为阳性，在定性分析中表现出良好的可重复性。
表5同一八联管5次读数结果统计
本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (12)
1.一种荧光成像分析系统，其特征在于，包括外壳(10)、至少一个激发装置(20)和成像装置(30)；
所述外壳(10)为封闭的中空壳体，其内部形成暗室，所述外壳(10)的内部设置有样品台(11)，用于放置携带荧光物质的被检测物；所述外壳(10)上设置有透光孔(12)，所述透光孔(12)正对于所述样品台(11)，用于观测所述样品台(11)；
所述激发装置(20)设置在所述外壳(10)的内部，其包括激发光源(21)和激发滤光片(23)；所述激发光源(21)发出的光线经过所述激发滤光片(23)形成单色的激发光照射到所述样品台(11)；所述被检测物受激发后发出荧光；
所述成像装置(30)包括滤光镜片(31)和摄像单元(32)；其中，所述滤光镜片(31)正对于所述透光孔(12)设置，用于滤除透过所述透光孔(12)的除了荧光之外的杂光；所述摄像单元(32)正对于所述滤光镜片(31)设置，用于捕获透过所述滤光镜片(31)的荧光。
2.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述荧光物质包括荧光染料、荧光蛋白。
3.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，根据所述荧光物质的光学性能来确定选择对应的所述激发光源(21)、所述激发滤光片(23)以及所述滤光镜片(31)；其中，所述激发滤光片(23)的截止波长介于所述荧光物质的激发波长与发射波长之间。
4.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，当荧光物质为绿色荧光物质时，所述激发光源(21)的光谱范围为445～475nm；所述激发滤光片(23)的透光光谱范围为325nm～500nm；所述滤光镜片(31)的透光光谱范围为500nm～2500nm；或，
当荧光物质为红色荧光物质时，所述激发光源(21)的光谱范围为585nm±29nm；所述激发滤光片(23)的透光光谱为500nm～620nm；所述滤光镜片(31)的透光光谱范围为620nm～2500nm；或，
当荧光物质为黄色荧光物质时，所述激发光源(21)的光谱范围为531nm±40nm；所述激发滤光片(23)的透光光谱为350nm～580nm；所述滤光镜片(31)的透光光谱范围为580nm～2500nm；或，
当荧光物质为蓝色荧光物质时，所述激发光源(21)的光谱范围为357nm±44nm；所述激发滤光片(23)的透光光谱为280nm～410nm；所述滤光镜片(31)的透光光谱范围为410nm～2500nm。
5.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述激发装置(20)中进一步设置散射部件(22)；所述激发光源(21)发出的光线经所述散射部件(22)后形成均匀光束，照射至所述激发滤光片(23)。
6.如权利要求5所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述散射部件(22)为平面散射镜。
7.如权利要求5所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述散射部件(22)包括平面反射镜(221)和弧面反射镜(222)，所述平面反射镜(221)用于将所述激发光源(21)的光线反射至所述弧面反射镜(222)，所述弧面反射镜(222)形成均匀的光束反射到所述激发滤光片(23)。
8.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述样品台(11)的底部设有滑轨，其用于将所述样品台(11)移出所述外壳(10)。
9.如权利要求1所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述成像装置(30)进一步包括摄像分析单元(33)，所述摄像分析单元(33)与所述摄像单元(32)连接，用于测定及分析所述荧光物质的浓度。
10.如权利要求9所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述摄像分析单元(33)包括：
数字图像采集单元(331)，其用于捕捉透过所述滤光镜片(31)的荧光获得数字图像；
图像处理单元(332)，其与所述数字图像采集单元(331)连接，用于分析所述数字图像中的荧光数量；
图像显示单元(333)，其与所述图像处理单元(332)连接，用于显示所述数字图像、荧光数量。
11.如权利要求10所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述摄像分析单元(33)进一步包括数据存储单元(334)，其与所述图像处理单元(332)连接，用于存储所述数字图像、荧光数量。
12.如权利要求10所述的荧光成像分析系统，其特征在于，所述激发光源(21)为可调式激发光源，其包括至少一个以上的不同光谱范围的激发光源；所述激发滤光片(23)为可调式激发滤光片，其包括至少一个以上的不同光谱范围的激发滤光片；所述滤光镜片(31)为可调式滤光镜片，其包括至少一个以上的不同光谱范围的滤光镜片。
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