CN211856359U - 一种双排扫描式荧光检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双排扫描式荧光检测装置包括安装架，用于固定多个样品，多个样品呈两排，且错开设置；检测机构，包括支架、光源、激发滤光片、光纤、发射滤光片和检测器，光源、激发滤光片、光纤、发射滤光片和检测器安装在支架上，光纤呈人字型，包括第一端、第二端和第三端，第一端朝向安装架设置，第二端和激发滤光片相对设置，且第二端和光源分别位于激发滤光片的两侧，第三端和发射滤光片相对设置，且第三端和检测器分别位于发射滤光片的两侧；移动机构，与检测机构传动连接，用于带动检测机构沿着多个样品的排列方向移动，相对现有技术，有效减少成本，并且防止因光纤过长，弯曲过大影响效率，而影响荧光信号的收集效率。

Description

一种双排扫描式荧光检测装置

技术领域

本实用新型涉及荧光检测技术领域，尤其涉及一种双排扫描式荧光检测装置。

背景技术

聚合酶连锁反应(Polymerase chain reaction，PCR)即为其中一种经济且快速的技术，可在短时间内获得十亿拷贝的特定DNA片段。PCR技术多种领域蓬勃发展，例如遗传鉴定的选择性DNA分离、考古学中古代DNA的取证分析、遗传检测和组织分类的医学应用、医院和研究机构的传染病特殊诊断、对食品安全的环境危害的监控以及调查罪犯的遗传鉴定等。对于PCR技术，仅需要血液或组织中的少量DNA样品。通过将荧光染剂加入核酸溶液，则扩增的DNA片段即可通过荧光分子的协助来检测。

为了同时检测和分析一批生物样品中目标核酸的存在，通常采用荧光探针或荧光染料(二者常用的荧光基团有FAM，TET，VIC，HEX。)检测技术。在特定波长的光源照射目标核酸之后，核酸的DNA结合荧光探针发生反应，并发出荧光信号，该荧光信号即代表有目标核酸的存在。此技术已被应用于新式PCR技术，称为即时定量PCR(real time quantitativePCR)或定量PCR(quantitative PCR，qPCR)。相较于传统PCR技术，也就是所谓的终端PCR检测(end-point PCR detection)，qPCR为具有较高灵敏度及较佳准确性的先期PCR检测(early-phase PCR detection)。也因此，光学装置是qPCR检测技术所不可或缺的工具用以检测由特定核酸片段发射出的荧光，此光学装置需要光源以在特定波长激发荧光探针，且同时检测从荧光探针发出的荧光信号。

现有技术中已知有大量荧光检测装置用于对荧光信号进行成像，其中，光源依次经激发滤光片和二向分色镜，直至对样品进行荧光激发，然后样品荧光依次经发射滤光片和二向分色镜，直至由检测器进行荧光信号采集，检测器可分析荧光信号，得到确定目标核酸是否存在，但是，光源通过二向色镜的过程中激发光源和荧光都有一定程度衰减，另外光源到样品以及样品发出的荧光到检测器都有一定距离，而光源和荧光发出的光都有较大的发射角，虽然可以设置透镜进行汇聚，但是传播过程中光的损失依然很大。

其次，现有的双排DNA扩增荧光检测装置采用多路光纤，多路检测进行荧光采集，其光纤数量及检测光路都比较复杂，且光纤多采用单根长光纤进行导光，其光通量较小，且光纤都有很大程度的弯曲，大大减小了影响荧光信号。再者，现有双排扫描式DNA扩增荧光检测装置，一般采用并列式，需从两侧分别采集荧光，因此需要两套荧光光路系统，增加了使用成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种实现双排样品在单侧同时采集荧光信号，结构简单，且具有优异的信噪比，适用于低成本的等温PCR系统或qPCR系统的双排扫描式荧光检测装置，包括：

安装架，用于固定多个样品，多个样品呈两排，且错开设置；

检测机构，包括支架、光源、激发滤光片、光纤、发射滤光片和检测器，光源、所述激发滤光片、所述光纤、所述发射滤光片和所述检测器安装在所述支架上，所述光纤呈人字型，包括第一端、第二端和第三端，所述第一端朝向所述安装架设置，所述第二端和所述激发滤光片相对设置，且所述第二端和所述光源分别位于所述激发滤光片的两侧，所述第三端和所述发射滤光片相对设置，且所述第三端和所述检测器分别位于所述发射滤光片的两侧；

移动机构，与所述检测机构传动连接，用于带动所述检测机构沿着多个样品的排列方向移动。

可选择地，所述支架上设置有第一安装孔和第二安装孔，所述光源和所述激发滤光片安装在所述第一安装孔内，所述发射滤光片和所述检测器安装在所述第二安装孔内，所述光纤的第二端延伸到所述第一安装孔内，与所述激发滤光片相对设置，所述光纤的第三端延伸到所述第二安装孔内，与所述发射滤光片相对设置。

可选择地，所述安装架上设置有放置所述样品的套孔，以及设置有与所述光纤的第一端配合的导光孔，每个所述套孔分别对应连通一个所述导光孔。

可选择地，所述检测机构还包括导光棒，所述导光棒设置在远离所述光纤的样品对应的所述导光孔内。

可选择地，还包括第二固定座，所述移动机构安装在所述第二固定座上。

可选择地，所述第二固定座包括一个安装板和两个支板，两个所述支板分别支撑所述安装板，且分别设置在所述安装板长度方向的两侧。

可选择地，所述移动机构包括导轨和电机，所述导轨设置在所述支架和所述安装板之间，所述导轨的轴线方向与多个样品的排列方向相平行，所述电机安装在所述安装板上，与所述支架传动连接。

可选择地，所述移动机构还包括两个同步轮和一个同步带，一个所述同步轮与所述电机的输出轴传动连接，另一个所述同步轮转动设置在所述安装板上，两个所述同步轮和所述同步带传动配合，所述同步带和所述支架连接。

可选择地，所述移动机构还包括连接板，所述连接板设置在所述支架和所述导轨之间，所述连接板和所述同步带卡接。

可选择地，所述电机和所述支板位于所述安装板的同一侧。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种双排扫描式荧光检测装置，通过采用呈人字型的光纤，不需要折弯即可将光源及荧光直接引导到最接近样品/检测器的位置，不需透镜等收集光路直接对样品进行检测。

通过将样品呈两排，且错开设置，这样，当移动机构带动检测机构沿着多个待荧光检测的样品的排列方向移动时，检测机构能够对两排的所有的样品进行荧光检测，相对现有技术中每排试管对应设置一个检测机构，有效减少成本，并且防止因光纤过长，弯曲过大影响效率，而影响荧光信号的收集效率。

通过在在远离光纤的样品对应的导光孔内设置导光棒，有效提高的荧光收集效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种双排扫描式荧光检测装置的立体图；

图2为图1所示的一种双排扫描式荧光检测装置的主视图；

图3为图2中沿A-A向剖视图。

图中：100双排扫描式荧光检测装置、110安装架、111套孔、112导光孔、113开孔、120检测机构、121支架、1211第一安装孔、1212第二安装孔、122光源、123激发滤光片、124光纤、1241第一端、1242第二端、1243第三端、125发射滤光片、126检测器、127导光棒、130移动机构、131导轨、132电机、133同步带、134同步轮、135连接板、140第一固定座、150固定板、160第二固定座、161安装板、162支板、200样品。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1至图3所示，所述双排扫描式荧光检测装置100包括：

安装架110，用于固定多个待荧光检测的样品200，多个待荧光检测的样品200呈两排，且错开设置；

检测机构120，包括支架121、光源122、激发滤光片123、光纤124、发射滤光片125和检测器126，光源122、激发滤光片123、光纤124、发射滤光片125和检测器126安装在支架122上，光纤124呈人字型，包括第一端1241、第二端1242和第三端1243，第一端1241朝向安装架110设置，第二端1242和第三端1243朝向安装架110的相反侧设置，第二端1242和激发滤光片123相对设置，且第二端1242和光源122分别位于激发滤光片123的两侧，第三端1243和发射滤光片125相对设置，且第三端1243和检测器126分别位于发射滤光片125的两侧；

移动机构130，与检测机构123传动连接，用于带动检测机构123沿着多个待荧光检测的样品200的排列方向移动。

待荧光检测的样品200包括血液或组织中的DNA取样，并封装在试管中样品，安装架110上设置有放置试管的套孔111，以及设置有与光纤124的第一端1241配合的导光孔112，每个套孔111分别对应连通一个导光孔112，当试管放置到套孔111内部时，光纤124的第一端1241通过导光孔112，可对位于套孔111内样品进行荧光检测。

套孔111的数量为多个，多个套孔111呈两排，且错开设置，这样，放置在安装架110多个试管就呈两排，且错开设置。具体地，位于第一排的一个试管，其设置有位于第二排的相邻的两个试管之间，进而实现两排试管的错开设置。这样，当移动机构130带动检测机构120沿着多个待荧光检测的样品200的排列方向移动时，检测机构120能够对两排的所有的样品进行荧光检测，相对现有技术中每排试管对应设置一个检测机构120，有效减少成本，并且防止因光纤过长，弯曲过大影响效率，而影响荧光信号的收集效率。

检测机构120检测时，首先通过移动机构130带动其光纤124的第一端1241与一个导光孔112对应，然后光源122发出激发光，光源122可为LED灯，激发光通过激发滤光片123过滤掉不需要的杂散光，随后通过光纤124进入导光孔112内，激发样品，样品收到激发后，发出荧光，荧光通过光纤124进入发射滤光片125，由发射滤光片125过滤不需要的散光，最后由检测器126进行荧光检测。相对于现有技术，光纤124采用呈人字型，且长度仅为60mm的线束替代，不需要折弯即可将光源及荧光直接引导到最接近样品/检测器的位置，不需透镜等收集光路直接对样品进行检测。

如图3所示，支架121上设置有第一安装孔1211和第二安装孔1212，第一安装孔1211和第二安装孔1212相互独立设置，其中，光源122和激发滤光片123安装在第一安装孔1211内，发射滤光片125和检测器126安装在第二安装孔1212内，光纤124的第二端1242延伸到第一安装孔1211内，与激发滤光片123相对设置，光纤124的第三端1243延伸到第二安装孔1212内，与发射滤光片125相对设置。

如图1和图3所示，安装架110朝向光纤124的一侧设置有用于第一端1241伸入的开孔113，导光孔112设置在开孔113内。开孔113沿着样品200的排列方向设置，这样，光纤124的第一端1241在开孔113内移动，可对每个样品200进行荧光检测。

如图3所示，所述检测机构120还包括导光棒127，导光棒127设置在远离光纤124的样品200对应的导光孔112内。具体地，样品200呈两排，包括与光纤124相邻的第一排样品200，和远离光纤124的第二排样品200，该第二排样品200与光纤124之间的距离较远，通过在第二排样品200对应的导光孔112内设置导光棒127，有效提高第二排样品200的荧光收集效率。

如图1和图3所示，所述双排扫描式荧光检测装置100还包括第一固定座140，安装架110安装在第一固定座140上，安装架110和第一固定座140之间还设置有固定板150。

所述双排扫描式荧光检测装置100还包括第二固定座160，移动机构130安装在第二固定座160上。参考图1，第二固定座160包括一个安装板161和两个支板162，两个支板162分别支撑安装板161，且分别设置在安装板161长度方向的两侧。

如图1和图3所示，移动机构130安装在安装板161上，包括导轨131和电机132，导轨131设置在支架121和安装板161之间，导轨131的轴线方向与多个待荧光检测的样品200的排列方向相平行，电机132安装在安装板161上，与支架121传动连接，用于带动检测机构123沿着多个待荧光检测的样品200的排列方向移动。

如图1和图3所示，电机132和支架121之间通过同步带133传动连接，具体地，移动机构130还包括两个同步轮134和一个同步带133，同步带133和支架121连接，并且同步带133和两个同步轮134传动配合，其中一个同步轮134与电机132的输出轴传动连接，另一个同步轮134转动设置在安装板161上，这样，电机132带动其连接的同步轮134转动后，带动同步带133转动，使得检测机构123沿着多个待荧光检测的样品200的排列方向移动。

进一步地，电机132和支板162位于安装板161的同一侧，即电机132和支板162位于安装板161的下侧，电机132的输出轴穿过安装板161，与位于安装板161上侧的同步带133传动连接。

如图1所示，移动机构130还包括连接板135，连接板135设置在支架121和导轨131之间，连接板135和同步带133卡接，通过电机132带动，可使卡接在同步带133上的连接板135，以及连接连接板135检测机构123沿着多个待荧光检测的样品200的排列方向移动。

综上所述，光纤采用短小设计，且使用角度小，无折弯，提高了光通量并减少光损失；取消了现有荧光检测结构中的二向分色镜、准直透镜、汇聚透镜等光学元器件，即精简的结构，不仅节约了成本，还实现高信噪比的荧光采集的目的。采用扫描方式采集，所有配合的孔采用一套采集系统，孔间差异小，结构简单，成本低。样品错开位置排列，不仅节约空间，还能够在单侧同时采集两排样品的荧光信号；通过设置导光棒，大大提高了荧光采集效率。

如果需要多种类型的荧光信号采集，只需增加检测机构120即可，检测机构120设置不同波长的LED灯和激发滤光片和发射滤光片。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其他实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，包括：

安装架，用于固定多个样品，多个样品呈两排，且错开设置；

检测机构，包括支架、光源、激发滤光片、光纤、发射滤光片和检测器，光源、所述激发滤光片、所述光纤、所述发射滤光片和所述检测器安装在所述支架上，所述光纤呈人字型，包括第一端、第二端和第三端，所述第一端朝向所述安装架设置，所述第二端和所述激发滤光片相对设置，且所述第二端和所述光源分别位于所述激发滤光片的两侧，所述第三端和所述发射滤光片相对设置，且所述第三端和所述检测器分别位于所述发射滤光片的两侧；

移动机构，与所述检测机构传动连接，用于带动所述检测机构沿着多个样品的排列方向移动。

2.根据权利要求1所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述支架上设置有第一安装孔和第二安装孔，所述光源和所述激发滤光片安装在所述第一安装孔内，所述发射滤光片和所述检测器安装在所述第二安装孔内，所述光纤的第二端延伸到所述第一安装孔内，与所述激发滤光片相对设置，所述光纤的第三端延伸到所述第二安装孔内，与所述发射滤光片相对设置。

3.根据权利要求1所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述安装架上设置有放置所述样品的套孔，以及设置有与所述光纤的第一端配合的导光孔，每个所述套孔分别对应连通一个所述导光孔。

4.根据权利要求3所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述检测机构还包括导光棒，所述导光棒设置在远离所述光纤的样品对应的所述导光孔内。

5.根据权利要求1所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，还包括第二固定座，所述移动机构安装在所述第二固定座上。

6.根据权利要求5所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述第二固定座包括一个安装板和两个支板，两个所述支板分别支撑所述安装板，且分别设置在所述安装板长度方向的两侧。

7.根据权利要求6所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述移动机构包括导轨和电机，所述导轨设置在所述支架和所述安装板之间，所述导轨的轴线方向与多个样品的排列方向相平行，所述电机安装在所述安装板上，与所述支架传动连接。

8.根据权利要求7所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述移动机构还包括两个同步轮和一个同步带，一个所述同步轮与所述电机的输出轴传动连接，另一个所述同步轮转动设置在所述安装板上，两个所述同步轮和所述同步带传动配合，所述同步带和所述支架连接。

9.根据权利要求8所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述移动机构还包括连接板，所述连接板设置在所述支架和所述导轨之间，所述连接板和所述同步带卡接。

10.根据权利要求7所述的双排扫描式荧光检测装置，其特征在于，所述电机和所述支板位于所述安装板的同一侧。

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