CN206095942U - 一种poct荧光定量分析仪的光路系统及poct荧光定量分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种POCT荧光定量分析仪的光路系统及POCT荧光定量分析仪，光路系统包括激发光源、用于调整激发光源发出的光的光斑大小的光源整形光路及荧光接收光路，光路系统还包括转动设置的二向分光镜，二向分光镜用于反射经光源整形光路后的光且透射荧光，激发光源发出的光经光源整形光路后照射到二向分光镜，二向分光镜将经光源整形光路后的光反射到试纸条的检测线以激发检测线上的荧光，荧光被二向分光镜透射后被荧光接收光路接收，二向分光镜的转动使光能够反射到试纸条的不同检测线上。本实用新型的光路系统采用转动设置的二向分光镜，实现对试纸条上的检测线进行逐条顺序扫描检测，简洁化了光学扫描机构的结构设计，避免了较复杂的直线传动扫描方法。

Description

一种POCT荧光定量分析仪的光路系统及POCT荧光定量分析仪

技术领域

本实用新型具有涉及一种POCT荧光定量分析仪的光路系统，应用于POCT荧光定量分析仪。

背景技术

POCT荧光定量分析仪中的光路系统由激发光源（激光或LED发光二极管）、激发光斑整形调节光路、荧光接收耦合光路、接收传感器组成。激发光源的光斑整形为一定尺寸的光斑，光斑覆盖试纸条检测线区域，检测线上荧光被激发，经过滤光和聚焦后，被光电传感器如PD、APD或CCD传感器接收。现有技术中，对于试纸条的生物检测应用，通常包含多条检测线区域，不同的检测线检测不同的生物学应用指标，为了依次检测每条检测线，采用传动机构拖动光源或者试纸条直线运动来完成逐条扫描。为实现更多检测线的扫描，需要增加直线移动行程，仪器空间体积在仪器定型后难以直接进行硬件扩展。

如中国专利CN204882561U公开了一种荧光免疫定量分析仪的信号采集装置，该装置包括机座以及安装在机座上的工作台、激发光照射装置和反射荧光接收装置，工作台上可移动放置有荧光免疫试剂条。当需要改变检测区域时，需采用传动机构拖动试剂条。

综上所述，现有的POCT光路设计有如下缺点：1）传动行程约束了生物应用检测线数目，同时仪器无法灵活升级扩展。2）直线传动的光学系统难以使仪器更加小型化和便捷化，传动机构繁琐较复杂。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的POCT荧光定量分析仪的光路系统。

本实用新型还提供一种POCT荧光定量分析仪。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种POCT荧光定量分析仪的光路系统，包括激发光源、用于调整所述激发光源发出的光的光斑大小的光源整形光路及荧光接收光路，所述光路系统还包括转动设置的二向分光镜，所述二向分光镜用于反射经所述光源整形光路后的光且透射荧光，所述激发光源发出的光经所述光源整形光路后照射到所述二向分光镜，所述二向分光镜将经所述光源整形光路后的光反射到试纸条的检测线以激发所述检测线上的荧光，所述荧光被所述二向分光镜透射后被所述荧光接收光路接收，所述二向分光镜的转动使光能够反射到所述试纸条的不同检测线上。

优选地，所述光路系统还包括电机，所述二向分光镜与所述电机的电机轴相连且由所述电机驱动转动。

更优选地，所述光路系统还包括与所述电机电连接且控制所述电机转动以控制所述二向分光镜转动角度的控制机构。

优选地，所述光源整形光路包括依次设置的准直镜和狭缝装置，所述准直镜设置在所述激发光源发出的光线的前方，所述激发光源发出的光经所述准直镜整形为平行光束，所述平行光束经所述狭缝装置调整光的光斑大小。

更优选地，所述光源整形光路还包括反射镜，经所述狭缝装置调整后的光先照射到所述反射镜上，然后由所述反射镜反射到所述二向分光镜上。

具体地，经所述狭缝装置调整后的光线与所述反射镜的反射面的夹角为45°。

更优选地，所述光源整形光路还包括设置在所述激发光源和准直镜之间的第一滤光片。

优选地，所述荧光接收光路包括依次设置的第二滤光片、聚焦镜和光电探测器，经所述二向分光镜透射后的荧光依次经所述第二滤光片、聚焦镜进入所述光电探测器进行光电转换。

更优选地，所述光电探测器为PMT光电倍增管、APD雪崩光电二极管或无内部增益的PD光电管二极管。

优选地，所述激发光源为激光器或LED发光二极管。

本实用新型采取的另一技术方案是：一种POCT荧光定量分析仪，其包含有上述光路系统。

由于上述技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的光路系统采用转动设置的二向分光镜，实现对试纸条上的检测线进行逐条顺序扫描检测，简洁化了光学扫描机构，避免了较复杂的直线传动扫描方法。无需修改硬件仪器，只需升级软件便可兼容更多的生物学检测应用。

附图说明

图1为本实用新型POCT荧光定量分析仪的光路系统的结构示意图；

图中：1、激发光源；2、第一滤光片；3、准直镜；4、狭缝装置；5、反射镜；6、二向分光镜；7、第二滤光片；8、聚焦镜；9、光电探测器；10、试纸条。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步描述。

一种POCT荧光定量分析仪，其包含有光路系统，如附图1所示，该光路系统，包括激发光源1、用于调整激发光源1发出的光的光斑大小的光源整形光路及荧光接收光路，该光路系统还包括转动设置的二向分光镜6及电机，二向分光镜6用于反射经光源整形光路后的光且透射荧光，激发光源1发出的光经光源整形光路后照射到二向分光镜6，二向分光镜6将经光源整形光路后的光反射到试纸条10的检测线上以激发检测线上的荧光，荧光被二向分光镜6透射后被荧光接收光路接收，二向分光镜6的转动使光能够反射到试纸条10的不同检测线上。

二向分光镜6与电机的电机轴相连且由电机驱动转动，该光路系统还包括与电机电连接且控制电机转动以控制二向分光镜6转动角度的控制机构。

该光源整形光路包括依次设置的准直镜3、狭缝装置4和反射镜5，准直镜3设置在激发光源1发出的光线的前方，经狭缝装置4调整后的光线与反射镜5的反射面的夹角为45°。激发光源1发出的光经准直镜3整形为平行光束，平行光束经狭缝装置4调整光的光斑大小，经狭缝装置4调整后的光照射到反射镜5上，然后由反射镜5反射到二向分光镜6上。

二向分光镜6的转动轴心线与反射镜5反射到二向分光镜6上的光线相垂直。

激发光源1为激光器或LED发光二极管，本实用新型光路系统的光源整形光路还可包括第一滤光片2，该第一滤光片2为可选部件，由所采用的光源类型决定，如果光源为激光，其发射波长范围较窄，不需要进行额外滤光，则不需要该滤光片。若光源为LED发光二极管，其发射波长范围较宽，需要进一步滤光将光源波谱范围缩小，则需要增加该滤光片。

该荧光接收光路包括依次设置的第二滤光片7、聚焦镜8和光电探测器9，经二向分光镜6透射后的荧光依次经第二滤光片7、聚焦镜8进入光电探测器9进行光电转换。

光电探测器9可以为PMT光电倍增管、APD雪崩光电二极管或无内部增益的PD光电管二极管。

本实用新型光路系统的工作原理如下：

激发光源1通常是激光器或LED发光二极管，经过第一滤光片2将光源进一步提纯，准直后通过狭缝装置4后输出所需要尺寸的光斑，然后经过45°放置角度的反射镜5将光斑反射到二向分光镜6上，二向分光镜6将光源整形的激发光斑反射到试纸条10的检测线，检测线上的荧光被激发发射出荧光信号，荧光信号被二向分光镜6透射后经过第二滤光片7和聚焦镜8进入光电探测器9进行光电转换为可被检测和分析的电子信号。

其中，二向分光镜6安装在旋转电机轴上，电机旋转预定的角度，整形后的激发光斑经过二向分光镜6进行反射照射到试纸条10上的检测区域，二向分光镜6所安装在的电机轴每转动固定角度，激发光斑偏转相同的角度对准入射到试纸条10检测区域内第一条检测线，检测完该检测线激发的荧光信号后，电机轴驱动二向分光镜6旋转，扫描到下一条检测线，然后进行该条检测线的受激荧光信号接收，如此逐条对检测线顺序扫描检测。

其中，准直镜3用于将光源发射光束整形为平行光束，以适应后面对光束反射传输路径的要求-反射传输之前需要进行光准直。准直之后的光源光束比最终所需的激发光斑要大，而且激发光斑通常根据试纸条10上检测区域的刻度线尺寸大小来定义大小，通过调换不同尺寸的狭缝，而形成所需尺寸的激发光斑。通过固定尺寸的狭缝之后的激发光束，由反射镜5和二向分光镜6两次反射入射到试纸条10检测区域。

其中，试纸条10检测区域中的荧光分子被激发后的荧光投射经过二向分光镜6，由第二滤光片7进行本底背景光的滤除，然后经过聚焦镜8整形为适应光电探测器9感光窗口的尺寸，由光电探测器9进行光电信号转换，该光电探测器9通常是PMT光电倍增管、或者是APD雪崩光电二极管，亦或者是无内部增益的PD光电管二极管。

综上所述，本实用新型光路系统具有如下优点：

1）通过使用转动设置的二向分光镜及其他部件配合的这种新的偏转传动光学设计系统，满足小体积的同时，兼容更多检测线（生物检测指标）的应用需求。

2）应用在分析仪上使得分析仪体积更小，无传动机构磨损，直接采用电机的旋转运动。

3）无需丝杆传动或皮带轮传动，传动机构成本大大降低。

4）无中间传动环节，直接传动精度和效率更高。

5）创新性的无需升级硬件，通过升级软件更可对仪器进行升级兼容更多的指标检测。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种POCT荧光定量分析仪的光路系统，包括激发光源、用于调整所述激发光源发出的光的光斑大小的光源整形光路及荧光接收光路，其特征在于：所述光路系统还包括转动设置的二向分光镜，所述二向分光镜用于反射经所述光源整形光路后的光且透射荧光，所述激发光源发出的光经所述光源整形光路后照射到所述二向分光镜，所述二向分光镜将经所述光源整形光路后的光反射到试纸条的检测线以激发所述检测线上的荧光，所述荧光被所述二向分光镜透射后被所述荧光接收光路接收，所述二向分光镜的转动使光能够反射到所述试纸条的不同检测线上。

2.根据权利要求1所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光路系统还包括电机，所述二向分光镜与所述电机的电机轴相连且由所述电机驱动转动。

3.根据权利要求2所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光路系统还包括与所述电机电连接且控制所述电机转动以控制所述二向分光镜转动角度的控制机构。

4.根据权利要求1所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光源整形光路包括依次设置的准直镜和狭缝装置，所述准直镜设置在所述激发光源发出的光线的前方，所述激发光源发出的光经所述准直镜整形为平行光束，所述平行光束经所述狭缝装置调整光的光斑大小。

5.根据权利要求4所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光源整形光路还包括反射镜，经所述狭缝装置调整后的光先照射到所述反射镜上，然后由所述反射镜反射到所述二向分光镜上。

6.根据权利要求5所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：经所述狭缝装置调整后的光线与所述反射镜的反射面的夹角为45°。

7.根据权利要求4所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光源整形光路还包括设置在所述激发光源和准直镜之间的第一滤光片。

8.根据权利要求1所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述荧光接收光路包括依次设置的第二滤光片、聚焦镜和光电探测器，经所述二向分光镜透射后的荧光依次经所述第二滤光片、聚焦镜进入所述光电探测器进行光电转换。

9.根据权利要求8所述的POCT荧光定量分析仪的光路系统，其特征在于：所述光电探测器为PMT光电倍增管、APD雪崩光电二极管或无内部增益的PD光电管二极管。

10.一种POCT荧光定量分析仪，其包含有光路系统，其特征在于，所述光路系统为权利要求1~9中任一项权利要求所述的光路系统。