CN210243499U - 一种多色荧光检测用转盘采集测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多色荧光检测用转盘采集测量系统，包括检测板组和检测转盘，检测板组上设置有多个试剂槽，检测板组上还设置有热循环装置，检测转盘通过多个玻璃光纤与试剂槽连接，检测转盘上设置有旋转检测的光源镜筒和光电二极管检测镜筒，两者相互配合，通过将光源从对应的试剂槽连接的两个玻璃光纤进行入射和接收，达到一个试剂槽检测的目的，旋转移动至下一个试剂槽连接的两个玻璃光纤进行入射和接收，依次旋转采集检测，完成多色荧光检测目的。本实用新型结构简单，成本适中，并且检测稳定性好，精度高。

Description

一种多色荧光检测用转盘采集测量系统

技术领域

本实用新型涉及PCR检测技术领域，具体涉及一种多色荧光检测用转盘采集测量系统。

背景技术

传统的PCR设备只能检测一种波长的发射光，但实际应用中可能一种试剂中可能包含了多种波长的发射光，这时就需要多通道的荧光检测系统来匹配该种试剂，在试剂高低温变换做PCR反应时，分子链会结合多种波段的Tag的因子做发射光，机器在低温降火过程后再去检测这些基因片段，从而达到多种病毒基因的同时检测，大大减轻了检测时间，提高了工作人员工作效率。

为了达到多通道效果，现有技术主要有两种：

侧壁通过光纤将激发光导入，发射光通过光纤导出，激发端使用光源加滤镜轮的结构或者直接使用全波段的卤素灯光源，发射端使用CCD加滤镜轮的结构，这种结构主要每个孔的采集差异取决于光纤端面的平整度差异，另外滤镜轮的切换方式会将整个机器的体积变得很大，而且每次切换中中心点不一致也会影响最终的检测结果。

侧壁采光使用光纤，差异主要来自于光纤一致性和运动切换机构。两者共同的问题就是CCD的质量完全影响着整个实验检测结果，而且好的CCD造价都比较昂贵。

因此，上述两种方式总结有以下缺陷：

1、使用CCD相机，成本高，安装复杂。

2、使用光纤将光源的光导入到试管槽，再从试管槽将光导出到接收端，光源处和接收处都使用滤镜轮切换波段，光纤的差异性以及滤镜轮切换的方式会导致每个孔检测出来的差异性很大。

3、光源处的滤光片切换以及光纤的差异性会导致每次采光时导入到试剂槽亮度都不一样，从而导致荧光曲线波折。

4、CCD加光纤的方式，不仅将结构变得更加复杂，安装工艺以及成本都增加了。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多色荧光检测用转盘采集测量系统，结构简单，成本适中，并且检测稳定性好，精度高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多色荧光检测用转盘采集测量系统，包括检测板组和检测转盘，所述检测板组上设置有多个试剂槽，所述检测板组上还设置有热循环装置，所述检测转盘通过多个玻璃光纤与试剂槽连接；

所述检测转盘包括光纤固定盘和镜筒转盘，所述镜筒转盘设置在光纤固定盘内并通过旋转电机带动转动，所述光纤固定盘表面开设有多个沿周向设置的外圆孔和多个沿周向设置的内圆孔，所述外圆孔和内圆孔数量相等且一一对应设置；所述镜筒转盘上设置有多个沿周向设置的光源镜筒和多个沿周向设置的光电二极管检测镜筒，所述光源镜筒和光电二极管检测镜筒数量相等且一一对应设置，两个对应设置的外圆孔和内圆孔与两个对应设置的光源镜筒和光电二极管检测镜筒配合连接；

所述光源镜筒包括第一壳体以及依次排列设置在第一壳体内的第一透镜、第一窄带滤光片、第二透镜和LED光源；

所述光电二极管检测镜筒包括第二壳体以及依次排列设置在第二壳体内的第三透镜、第二窄带滤光片、第四透镜和光电检测器；

所述试剂槽上设置有入射孔和发射孔，所述入射孔和发射孔与对应的外圆孔和内圆孔之间通过两个玻璃光纤联通，所述玻璃光纤的两个端部均设置有光纤接头，所述光纤接头为凸台状且内部设置有台阶孔，所述玻璃光纤的端部伸入台阶孔的大端内固定。

作为优选地，所述第一壳体和第二壳体结构一致均包括左半壳和右半壳，所述左半壳和右半壳内均设置有配合卡设的卡槽，所述左半壳和右半壳的外表面上均设置有安装支耳，所述支耳通过螺钉锁固在镜筒转盘上；

所述第一壳体和第二壳体为长方体结构。

作为优选地，所述第一壳体和第二壳体对应的镜筒转盘上设置有安装槽，所述第一壳体和第二壳体的部分嵌入安装槽内设置，所述安装槽的夹角处设置有C型避让部。

作为优选地，所述镜筒转盘周边的光纤固定盘上设置有侧挡边。

作为优选地，所述镜筒转盘位于光纤固定盘一侧的表面上还设置有阻挡环，所述阻挡环用于阻隔外圆孔和内圆孔。

作为优选地，所述阻挡环对应的光纤固定盘上设置有环形槽，所述阻挡环伸入环形槽内设置，所述外圆孔和内圆孔分别设置在环形槽的内侧和外侧。

作为优选地，所述光源镜筒和光电二极管检测镜筒的数量均为4。

作为优选地，所述检测板组包括多个并列设置的条状模块组成，所述条状模块上设置有多个试剂槽。

作为优选地，所述热循环装置包括依次设置的制冷片、散热片和风扇，所述制冷片数量与条状模块一致且贴合连接在条状模块底部。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型的多色荧光检测用转盘采集测量系统，激发光路紧凑精简式的光路结构，多个光源镜筒和多个PD镜筒安装在同一个转盘上，节省了光学元件，减少了成本和生产工序；

2)本实用新型的多色荧光检测用转盘采集测量系统，接收光路采用了透镜聚集的方式来提高荧光的强度，保证检测的灵敏度。

3)本实用新型的多色荧光检测用转盘采集测量系统，激发光路和接收光路采用采用不同的路，保证了二者之间的独立性，互不干扰；

4)本实用新型的多色荧光检测用转盘采集测量系统，使用了精密的窄带滤光片去除杂光的影响，保证的实验的准确性和真实性，多种波段的光可以同时采集，达到采集时间最短，就算多色数量再多，采集时间也就是电机转一圈的时间。

5)本实用新型的多色荧光检测用转盘采集测量系统，光纤端头的使用使得安装便捷的同时也能缩小不同样品孔之间由于光纤安装位置带来的差异，从而保证光纤安装位置的一致性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的检测转盘使用时的示意图；

图3是本实用新型检测转盘接光纤处的示意图；

图4是本实用新型检测板组连接光纤时的示意图；

图5是本实用新型光纤接头部分示意图；

图6是本实用新型光源镜筒结构分解图；

图7是本实用新型检测转盘的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1至图6所示，本说明一较佳实施例所述的一种多色荧光检测用转盘采集测量系统，包括检测板组1和检测转盘2，检测板组上设置有多个试剂槽3，检测板组上还设置有热循环装置4，检测转盘通过多个玻璃光纤5与试剂槽连接；图1中示出了一个试剂槽通过两根玻璃光纤与检测转盘连接的情况，因此每个试剂槽均需要两根玻璃光纤与检测转盘连接。热循环装置保证试剂能够高低温变换。耐高温的玻璃光纤代替传统的塑料光纤，提高使用寿命。

具体的，检测转盘包括光纤固定盘6和镜筒转盘7，镜筒转盘设置在光纤固定盘内并通过旋转电机8带动转动，光纤固定盘表面开设有多个沿周向设置的外圆孔9和多个沿周向设置的内圆孔10，外圆孔和内圆孔数量相等且一一对应设置，在安装玻璃光纤后，一个外圆孔、一个内圆孔以及一个试剂槽配合形成一个C型回路；镜筒转盘上设置有多个沿周向设置的光源镜筒11和多个沿周向设置的光电二极管检测镜筒12，光源镜筒和光电二极管检测镜筒数量相等且一一对应设置，两个对应设置的外圆孔和内圆孔与两个对应设置的光源镜筒和光电二极管检测镜筒配合连接，光源镜筒和光电二极管检测镜筒与C型回路形成一端激发、一端接收的效果；

其中，光源镜筒包括第一壳体以及依次排列设置在第一壳体内的第一透镜13、第一窄带滤光片14、第二透镜15和LED光源16；光电二极管检测镜筒包括第二壳体以及依次排列设置在第二壳体内的第三透镜、第二窄带滤光片、第四透镜和光电检测器；光电二极管检测镜筒与光源镜筒的区别在于一个为LED光源进行光源发射，另一个为光电检测器进行激发后光的接收检测。

采用大功率的LED光源作为激发光源端，光电检测器为PD光电二极管并作为发射光检测端，光源镜筒依次为LED光源发光，第二透镜将散射的光准直聚拢变平行，平行光经过第一窄带滤光片过滤掉杂光，过滤后的光再经过第一透镜聚焦将光能量最大化后照射到玻璃光纤上，玻璃光纤将光导入到试剂槽内，试剂槽内的试剂被激发光激发后再发射出另一种波长的光，激发后的发射光经玻璃光纤传导后再经过第三透镜将光聚拢变平行光，再经过第二窄带滤光片后经过第四透镜将光聚焦后照射到PD光电二极管上，达到高精度检测的效果，该过程为一种波长的一个试剂槽的工作流程，由于设计了光纤固定盘和镜筒转盘，光纤固定盘设有内圈和外圈，有多少试剂槽就在每个圈上就有多少个圆孔，即为外圆孔和内圆孔，内圈可以为光源镜筒对应的内圆孔，外圈为光电二极管检测镜筒对应的外圆孔，也可以反过来，每个镜筒对应一个圆孔，在电机驱动转盘转动过程中光源镜筒一直为通电亮的状态，这样可以直接转弯一圈的同时光源镜筒也将每个孔都点亮，光源镜筒点亮的同时与其相对应波长的光电二极管检测镜筒也在接收同一个孔发射出的光，因此是同步的，多色采集时相当于在内圈安装多个光源镜筒，与其相对的在外圈就安装多个光电二极管检测镜筒，转动一圈的过程中多种波段的光源镜筒同时在点亮状态，相对的多个光电二极管检测镜筒也一直处于接收光状态，但对应的孔是不同的，这样可以达到多波段同时采光且互不影响的效果。

因此具有以下优点：具有激发光路紧凑精简式的光路结构，多个光源镜筒和多个光电二极管检测镜筒安装在同一个转盘上，节省了光学元件，减少了成本和生产工序；接收光路采用了透镜聚集的方式来提高荧光的强度，保证检测的灵敏度。激发光路和接收光路采用不同的路，保证了二者之间的独立性，互不干扰；并且都使用了精密的窄带滤光片去除杂光的影响，保证的实验的准确性和真实性，多种波段的光可以同时采集，达到采集时间最短，就算多色数量再多，采集时间也就是电机转一圈的时间。

为了进一步提高检测的精度，试剂槽上设置有入射孔和发射孔，入射孔和发射孔与对应的外圆孔和内圆孔之间通过两个玻璃光纤联通，独立的两个玻璃光纤传导光的方式保证俩种光束之间相互不干扰，荧光波动最小，玻璃光纤的两个端部均设置有光纤接头17，光纤接头为凸台状且内部设置有台阶孔18，玻璃光纤的端部伸入台阶孔的大端内固定，台阶孔的设置，使得玻璃光纤具有校对居中的效果，光纤端头便于安装的同时也能缩小不同样品孔之间的由于光纤带来的差异，从而保证光纤安装位置的一致性。

为了提高镜筒结构的安装便捷度和精度，将第一壳体和第二壳体结构设置为一致且均包括左半壳19和右半壳20，左半壳和右半壳内均设置有配合卡设的卡槽21，左半壳和右半壳的外表面上均设置有安装支耳22，支耳通过螺钉锁固在镜筒转盘上；左半壳和右半壳对合在一起即可通过两者的卡槽配合将需要卡设的部件固定，结构简单，组装便捷，并且能够保证相对位置精度。左半壳和右半壳可以通过螺钉锁固在一起。第一壳体和第二壳体为长方体结构，可以开模或者直接电解制作，方便安装和固定。在第一壳体和第二壳体对应的镜筒转盘上设置有安装槽23，第一壳体和第二壳体的部分嵌入安装槽内设置，安装槽的夹角处设置有C型避让部，在安装时，直接将第一壳体和第二壳体放置在对应的安装槽内即可，水平方向上被安装槽限位，而在纵向上则由安装支耳限位，因此安装难度低，并且有效保障镜筒的安装位置，提高检测精度。

光源镜筒和光电二极管检测镜筒的数量均为4，从设备体积以及用时和能耗出发考虑，上述数量的配合是最为经济的。

上述的检测板组包括多个并列设置的条状模块27组成，条状模块上设置有多个试剂槽。热循环装置包括依次设置的制冷片28、散热片29和风扇，制冷片数量与条状模块一致且贴合连接在条状模块底部，每个制冷片均可以单独控制温度，因此可以有效的实现温度梯度变化控制。

参照图7所示，镜筒转盘周边的光纤固定盘上设置有侧挡边24，防止外部的光源对系统检测时造成干扰。在镜筒转盘位于光纤固定盘一侧的表面上还设置有阻挡环25，阻挡环用于阻隔外圆孔和内圆孔，由于镜筒转盘需要旋转，因此与外圆孔和内圆孔之间无法密封连接，存在间隙，通过阻挡环可以降低光纤的干扰，提高精度。

为了杜绝干扰，可以在阻挡环对应的光纤固定盘上设置环形槽26，阻挡环伸入环形槽内设置，外圆孔和内圆孔分别设置在环形槽的内侧和外侧，通过嵌入式的设置隔离，达到完全阻隔光线的效果。

以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，包括检测板组和检测转盘，所述检测板组上设置有多个试剂槽，所述检测板组上还设置有热循环装置，所述检测转盘通过多个玻璃光纤与试剂槽连接；

所述检测转盘包括光纤固定盘和镜筒转盘，所述镜筒转盘设置在光纤固定盘内并通过旋转电机带动转动，所述光纤固定盘表面开设有多个沿周向设置的外圆孔和多个沿周向设置的内圆孔，所述外圆孔和内圆孔数量相等且一一对应设置；所述镜筒转盘上设置有多个沿周向设置的光源镜筒和多个沿周向设置的光电二极管检测镜筒，所述光源镜筒和光电二极管检测镜筒数量相等且一一对应设置，两个对应设置的外圆孔和内圆孔与两个对应设置的光源镜筒和光电二极管检测镜筒配合连接；

所述光源镜筒包括第一壳体以及依次排列设置在第一壳体内的第一透镜、第一窄带滤光片、第二透镜和LED光源；

所述光电二极管检测镜筒包括第二壳体以及依次排列设置在第二壳体内的第三透镜、第二窄带滤光片、第四透镜和光电检测器；

所述试剂槽上设置有入射孔和发射孔，所述入射孔和发射孔与对应的外圆孔和内圆孔之间通过两个玻璃光纤联通，所述玻璃光纤的两个端部均设置有光纤接头，所述光纤接头为凸台状且内部设置有台阶孔，所述玻璃光纤的端部伸入台阶孔的大端内固定。

2.如权利要求1所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述第一壳体和第二壳体结构一致均包括左半壳和右半壳，所述左半壳和右半壳内均设置有配合卡设的卡槽，所述左半壳和右半壳的外表面上均设置有安装支耳，所述支耳通过螺钉锁固在镜筒转盘上；

所述第一壳体和第二壳体为长方体结构。

3.如权利要求2所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述第一壳体和第二壳体对应的镜筒转盘上设置有安装槽，所述第一壳体和第二壳体的部分嵌入安装槽内设置，所述安装槽的夹角处设置有C型避让部。

4.如权利要求1所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述镜筒转盘周边的光纤固定盘上设置有侧挡边。

5.如权利要求1所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述镜筒转盘位于光纤固定盘一侧的表面上还设置有阻挡环，所述阻挡环用于阻隔外圆孔和内圆孔。

6.如权利要求5所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述阻挡环对应的光纤固定盘上设置有环形槽，所述阻挡环伸入环形槽内设置，所述外圆孔和内圆孔分别设置在环形槽的内侧和外侧。

7.如权利要求1所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述光源镜筒和光电二极管检测镜筒的数量均为4。

8.如权利要求1所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述检测板组包括多个并列设置的条状模块组成，所述条状模块上设置有多个试剂槽。

9.如权利要求8所述的多色荧光检测用转盘采集测量系统，其特征在于，所述热循环装置包括依次设置的制冷片、散热片和风扇，所述制冷片数量与条状模块一致且贴合连接在条状模块底部。

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