CN206930585U - 一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，包括箱体和光路系统，箱体顶部设置有箱盖，底部设置有底座，底座上面安装有电机驱动器，电机驱动器一侧设置有直流电源，直流电源上方设置有风扇，风扇上面安装有隔板，隔板一侧设置有垂直支架，垂直支架上面安装有Z轴电移台，Z轴电移台上面安装有芯片支架，芯片支架上面安装有水平调节架，水平调节架上面安装有毛细管电泳芯片，毛细管电泳芯片上方设置有辅助光源，芯片支架下方设置有遮光罩，遮光罩内部设置有光路系统。有益效果在于：利用ARM9开发板控制整个检测系统，并在触摸屏上显示出视频图像和绘制荧光信号检测曲线，使系统脱离了计算机工作，极大地缩小了系统体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验器材领域，具体涉及一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置。
背景技术
毛细管电泳（Capillary Electrophoresis, CE）芯片是微流控生物芯片的一个重要组成部分，具有成本低、样品消耗量小、分析速度快、灵敏度高等优点。CE分析系统的检测方法主要有激光诱导荧光检测(Laser Induced Fluorescence, LIF)、化学发光检测、电化学检测、吸收光度检测和质谱检测等。根据光学系统的不同，LIF检测可分为共聚焦型和非共聚焦型。其中，共聚焦型是CE微芯片分析系统中最常用的类型，它主要由激发光源、光路系统、光电转换器件、信号处理系统等组成，其优点是对荧光与激发光、反射光和杂散光的分离更为有效，具有较高的灵敏度和信噪比。但是，大部分检测系统采用单片机和PC机来实现系统控制和荧光信号采集、显示等功能，结构复杂、体积庞大，不利于系统的整体微型化与便携化。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，包括箱体和光路系统，所述箱体顶部设置有箱盖，底部设置有底座，所述底座上面安装有电机驱动器，所述电机驱动器一侧设置有直流电源，所述直流电源上方设置有风扇，所述风扇上面安装有隔板，所述隔板一侧设置有垂直支架，所述垂直支架上面安装有Z轴电移台，所述Z轴电移台上面安装有芯片支架，所述芯片支架上面安装有水平调节架，所述水平调节架上面安装有毛细管电泳芯片，所述毛细管电泳芯片上方设置有辅助光源，所述芯片支架下方设置有遮光罩，所述遮光罩内部设置有所述光路系统，所述光路系统底部一侧设置有ARM9开发板，另一侧设置有扩展电路，所述箱体外侧安装有触摸屏。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述光路系统外部设置有光路开关，所述光路开关内部设置有通光孔，所述通光孔上端中间部位设置有二向色镜，顶部设置有显微镜物镜，所述通光孔底部设置有倾斜的反光镜B，所述反光镜B的一侧设置有聚焦透镜A，所述聚焦透镜A一侧设置有显微镜目镜，所述显微镜目镜一侧设置有截止滤光片，所述截止滤光片一侧设置有CMOS摄像头，与所述光路开关在同一水平面内的所述通光孔内依次设置有反光镜A、聚焦透镜B、针孔、窄带滤光片和光电倍增管，与所述二向色镜在同一水平面内的所述通光孔内一侧安装有扩束器和激光器。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述激光器为半导体泵浦固体绿光激光器，发射波长532nm，功率可调，最大发射功率50mW。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述二向色镜的截止波长为562nm，可反射激光信号并使荧光信号穿过。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述窄带滤光片的中心波长为578nm，峰值透射率大于50%，只允许荧光信号通过。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述截止滤光片只允许578nm及以上的光进入所述CMOS摄像头。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述辅助光源有8×12面阵的高亮白光二极管组成。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，所述毛细管电泳芯片为散热性能好的玻璃材质，且在玻璃基片上刻蚀有“十”字形通道以及直径为2mm的储液池，储液池包括样品液池、样品废液池、缓冲液池、缓冲废液池、检测区域、样品进样通道和样品分离通道。
有益效果在于：采用小型的所述CMOS摄像头观察样品在所述毛细管电泳芯片中的进样和分离过程，利用所述ARM9开发板控制整个检测系统，并在所述触摸屏上显示出视频图像和绘制荧光信号检测曲线，使系统脱离了计算机工作，极大地缩小了系统体积。
附图说明
图1是本实用新型所述一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置的主视图；
图2是本实用新型所述一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置的光路系统图；
图3是本实用新型所述一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置的荧光观察模式原理图；
图4是本实用新型所述一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置的荧光检测模式光路原理图。
附图标记说明如下：
1、箱盖；2、辅助光源；3、毛细管电泳芯片；4、水平调节架；5、芯片支架；6、遮光罩；7、光路系统；8、触摸屏；9、ARM9开发板；10、扩展电路；11、底座；12、电机驱动器；13、直流电源；14、风扇；15、隔板；16、垂直支架；17、Z轴电移台；18、箱体；19、显微镜物镜；20、二向色镜；21、通光孔；22、光路开关；23、反光镜A；24、反光镜B；25、聚焦透镜A；26、显微镜目镜；27、截止滤光片；28、CMOS摄像头；29、针孔；30、光电倍增管；31、窄带滤光片；32、聚焦透镜B；33、激光器；34、扩束器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1-图4所示，一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，包括箱体18和光路系统7，箱体18顶部设置有箱盖1，底部设置有底座11，底座11上面安装有电机驱动器12，电机驱动器12一侧设置有直流电源13，直流电源13上方设置有风扇14，风扇14用于散热，风扇14上面安装有隔板15，隔板15一侧设置有垂直支架16，垂直支架16上面安装有Z轴电移台17，Z轴电移台17上面安装有芯片支架5，芯片支架5上面安装有水平调节架4，水平调节架4上面安装有毛细管电泳芯片3，毛细管电泳芯片3上方设置有辅助光源2，芯片支架5下方设置有遮光罩6，遮光罩6用于遮光，遮光罩6内部设置有光路系统7，光路系统7底部一侧设置有ARM9开发板9，另一侧设置有扩展电路10，箱体18外侧安装有触摸屏8。
为了进一步提高激光诱导荧光检测装置的使用功能，光路系统7外部设置有光路开关22，光路开关22内部设置有通光孔21，通光孔21上端中间部位设置有二向色镜20，顶部设置有显微镜物镜19，通光孔21底部设置有倾斜的反光镜B 24，反光镜B 24的一侧设置有聚焦透镜A 25，聚焦透镜A 25一侧设置有显微镜目镜26，显微镜目镜26一侧设置有截止滤光片27，截止滤光片27用于滤除激光，保证采集到的图像有较高的亮度，截止滤光片27一侧设置有CMOS摄像头28，与光路开关22在同一水平面内的通光孔21内依次设置有反光镜A23、聚焦透镜B 32、针孔29、窄带滤光片31和光电倍增管30，与二向色镜20在同一水平面内的通光孔21内依次安装有扩束器34和激光器33，激光器33为半导体泵浦固体绿光激光器，发射波长532nm，功率可调，最大发射功率50mW，二向色镜20的截止波长为562nm，可反射激光信号并使荧光信号穿过，窄带滤光片31的中心波长为578nm，峰值透射率大于50%，只允许荧光信号通过，截止滤光片27只允许578nm及以上的光进入CMOS摄像头28，辅助光源2有8×12面阵的高亮白光二极管组成，毛细管电泳芯片3为散热性能好的玻璃材质，且在玻璃基片上刻蚀有“十”字形通道以及直径为2mm的储液池，储液池包括样品液池、样品废液池、缓冲液池、缓冲废液池、检测区域、样品进样通道和样品分离通道。
上述结构中，将适量的缓冲液加入毛细管电泳芯片3的储液池内，用显微镜目镜26观察通道内有无气泡存在，通过触摸屏8打开ARM9开发板9，进入应用程序用户界面，设置进样电压和分离电压；在水平调节架4上放置毛细管电泳芯片3，将系统调至芯片观察模式，手动调节Z轴电移台17，将毛细管电泳芯片3的检测点置于聚焦点，启动自动聚焦程序；打开光电倍增管30，将系统切换至光电倍增管30工作模式；打开高压电源，待其稳定后将控制模式设为外控，打开激光器33；用微量移液器取少量样品溶液滴入毛细管电泳芯片3的样品液池中，将4个电极插入4个储液池中；开启高压电源，运行荧光采集模块，对样品进样进行分离检测，在触摸屏8的液晶屏显示区域绘制检测曲线；检测过程完毕后保存曲线，关闭光电倍增管30、直流电源13和激光器33，关闭仪器电源，清洗毛细管电泳芯片3。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (8)
1.一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：包括箱体和光路系统，所述箱体顶部设置有箱盖，底部设置有底座，所述底座上面安装有电机驱动器，所述电机驱动器一侧设置有直流电源，所述直流电源上方设置有风扇，所述风扇上面安装有隔板，所述隔板一侧设置有垂直支架，所述垂直支架上面安装有Z轴电移台，所述Z轴电移台上面安装有芯片支架，所述芯片支架上面安装有水平调节架，所述水平调节架上面安装有毛细管电泳芯片，所述毛细管电泳芯片上方设置有辅助光源，所述芯片支架下方设置有遮光罩，所述遮光罩内部设置有所述光路系统，所述光路系统底部一侧设置有ARM9开发板，另一侧设置有扩展电路，所述箱体外侧安装有触摸屏。
2.根据权利要求1所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述光路系统外部设置有光路开关，所述光路开关内部设置有通光孔，所述通光孔上端中间部位设置有二向色镜，顶部设置有显微镜物镜，所述通光孔底部设置有倾斜的反光镜B，所述反光镜B的一侧设置有聚焦透镜A，所述聚焦透镜A一侧设置有显微镜目镜，所述显微镜目镜一侧设置有截止滤光片，所述截止滤光片一侧设置有CMOS摄像头，与所述光路开关在同一水平面内的所述通光孔内依次设置有反光镜A、聚焦透镜B、针孔、窄带滤光片和光电倍增管，与所述二向色镜在同一水平面内的所述通光孔内一侧安装有扩束器和激光器。
3.根据权利要求2所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述激光器为半导体泵浦固体绿光激光器，发射波长532nm，功率可调，最大发射功率50mW。
4.根据权利要求2所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述二向色镜的截止波长为562nm，可反射激光信号并使荧光信号穿过。
5.根据权利要求2所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述窄带滤光片的中心波长为578nm，峰值透射率大于50%，只允许荧光信号通过。
6.根据权利要求2所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述截止滤光片只允许578nm及以上的光进入所述CMOS摄像头。
7.根据权利要求1所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述辅助光源有8×12面阵的高亮白光二极管组成。
8.根据权利要求1所述的一种共聚焦式激光诱导荧光检测装置，其特征在于：所述毛细管电泳芯片为散热性能好的玻璃材质，且在玻璃基片上刻蚀有“十”字形通道以及直径为2mm的储液池，储液池包括样品液池、样品废液池、缓冲液池、缓冲废液池、检测区域、样品进样通道和样品分离通道。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180126 Termination date: 20190602 |
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