CN219320093U - 荧光检测光路装置及荧光检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种荧光检测光路装置及荧光检测设备。荧光检测光路装置包括荧光激发器及荧光发射器。荧光激发器包括第一壳、至少两种光源以及第一光学镜片组。第一壳具有一出光侧，出光侧设有出光口。各激发光源设于第一壳内，朝向出光侧布置且用于发射不同波长的激发光。第一光学镜片组设于第一壳内，包括多个光学镜片，各激发光源发射的激发光途经至少部分光学镜片后从出光口射出。荧光发射器用于采集并检测激发光所激发产生的荧光。上述荧光检测光路装置产生的激发光会受到第一光学镜片组中至少部分光学镜片的引导，并最终由同一出光口射出。因此，本荧光检测光路装置借助于若干光学镜片，无需移动组件就可以实现至少两个通道的荧光检测。

Description

荧光检测光路装置及荧光检测设备

技术领域

本实用新型涉及分子检测技术领域，特别是涉及一种荧光检测光路装置及荧光检测设备。

背景技术

PCR技术是一种在生物体外放大扩增特定DNA序列的分子生物学技术。PCR技术具有特异性强、灵敏度高、纯度要求低以及简便、快速的特点，因而被广泛应用于分子生物学检测及分析。

实时荧光定量PCR分析是通过检测扩增产物量与初始靶基因量直接相关而进行定量分析。荧光定量PCR技术根据化学原理可以分为探针类和非探针类。探针类荧光定量PCR技术主要是利用与靶序列特异杂交的探针来指示扩增产物的增加；非探针类荧光定量PCR技术主要通过荧光染料来指示产物的增加。无论是探针类荧光定量PCR技术还是非探针类荧光定量PCR技术，都保证荧光信号的增加与PCR反应产物的增加完全同步；两者检测的都是扩增产物的增加量。

传统技术中，为了对同一样品中不同目标基因的检测，通常需要借助于不同的单通道检测装置或具有两个及以上通道的多通道检测装置，通过移动光学模块或样品以扫描的形式实现多通道检测；或采用光源及探测器不动，滤光片转动形式达到多通道检测的目的。无论是上述何种方式，都需要配置移动机构，这无疑提高了整个装置的体积与复杂性，移动机构也会在长途运输与长期的使用中，为整个装置的可靠性带来隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种不需要移动结构即可实现不同通道检测的荧光检测光路装置及荧光检测设备。

一种荧光检测光路装置，所述荧光检测光路装置包括：

荧光激发器，包括：

第一壳，具有一出光侧，所述出光侧的一处开设有出光口；

至少两种激发光源，设于所述第一壳内，各所述激发光源朝向所述出光侧布置且用于发射不同波长的激发光；

第一光学镜片组，设于所述第一壳内，包括多个光学镜片，各所述激发光源发射的所述激发光途经至少部分所述光学镜片后从所述出光口射出；及(半透半反色镜、受控改变光学性质，根据所启用的，通道问题)

荧光发射器，用于采集并检测所述激发光所激发产生的荧光。

上述荧光检测光路装置，具有至少两个能够发射不同激发光的激发光源，每种激发光源参与形成一种激发通道。当需要切换不同激发通道进行检测时，在不移动荧光激发器的前提下，只需选择性地启动相应激发光源，其产生的激发光会受到第一光学镜片组中至少部分光学镜片的引导，最终由同一出光口射出。因此，本荧光检测光路装置借助于若干光学镜片，无需移动组件就可以实现至少两个通道的荧光检测。此外，全部的光源朝向同一侧布置，便于自动化生产安装，降低装配与校准角度的难度。

在其中一个实施例中，所述至少两种激发光源包括第一激发光源和第二激发光源，所述出光口布置于所述第一激发光源的朝向方向上；所述第二激发光源在所述出光侧的正投影与所述出光口相错开；

所述第一激发光源被配置为自身所发射的第一激发光沿激发主光路传播，所述激发主光路上布置有所述光学镜片，所述第一激发光途经所述激发主光路上的所述光学镜片透射后经所述出光口射出，位于所述激发主光路的所述光学镜片包括至少一个激发主二向色镜；

所述第二激发光源被配置为自身所发射的第二激发光经一所述光学镜片反射至所述激发主二向色镜，而后经所述激发主二向色镜反射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

在其中一个实施例中，所述激发光源还包括第三激发光源，在所述出光侧的正投影，所述第二激发光源位于第三激发光源和所述第一激发光源之间；

将所述第二激发光反射至所述激发主二向色镜的所述光学镜片为激发辅二向色镜；

所述第三激发光源被配置为自身所发射的第三激发光经一所述光学镜片反射至所述激发辅二向色镜，并经所述激发辅二向色镜透射至所述激发主二向色镜，而后经所述激发主二向色镜反射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

在其中一个实施例中，所述激发光源还包括第四激发光源，在所述出光侧的正投影，所述第一激发光源位于所述第二激发光源和所述第四激发光源之间；

所述激发主二向色镜包括第一激发主二向色镜和第二激发主二向色镜，在所述激发主光路上，所述第一激发主二向色镜位于所述第二激发主二向色镜靠近所述第一激发光源的一侧；

所述第二激发光所经过所述的激发主二向色镜为所述第二激发主二向色镜；

所述第四激发光源被配置为自身所发射的第四激发光经一所述光学镜片反射至所述第一激发主二向色镜，并经所述第一激发主二向色镜反射至所述第二激发主二向色镜，而后经所述第二激发主二向色镜透射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

在其中一个实施例中，所述第一激发光源为黄绿光LED或白光LED，所述第二激发光源为绿光LED，所述第三激发光源为蓝光LED，所述第四激发光源为红光LED。

在其中一个实施例中，所述荧光激发器还包括聚焦镜片，所述聚焦镜片设置于所述出光口，所述聚焦镜片为柱面镜，用于将透射自身的激发光聚焦成线光源射出。

在其中一个实施例中，所述荧光检测光路装置还包括用于容纳待检测反应物的反应池，所述反应池位于所述荧光激发器与所述荧光发射器之间，所述反应池具有首尾顺次连接的四个侧壁，相邻的所述侧壁相互垂直，相对的所述侧壁相互平行，所述激发光垂直透过其中一个所述侧壁并照向与其相对的另一所述侧壁，且照射范围的宽度小于或等于所述侧壁的宽度；

所述荧光发射器采集所述荧光的方向垂直于所述激发光的照射方向。

在其中一个实施例中，所述第一壳包括光源基座及镜片基座，各所述激发光源安装于所述光源基座；

所述镜片基座开设有插槽，所述第一光学镜片组的各所述光学镜片通过所述插槽安装于所述镜片基座。

在其中一个实施例中，所述第一光学镜片组还包括第一滤光片，所述第一滤光片设于所述激发光源与所述光学镜片之间，第一滤光片的中心波长在激发光源的主波长附近，带宽为15nm-25nm。

在其中一个实施例中，所述荧光发射器包括：

第二壳，具有一进光侧，所述进光侧设有进光口，所述进光口用于通过各所述激发光源发射的激发光所产生的荧光；

至少两种探测器，设于所述第二壳内，所述至少两种探测器分别用于接收并检测所述至少两个所述激发光源所对应的荧光；以及

第二光学镜片组，设于所述第二壳内，包括多个光学镜片，各所述荧光途经至少部分所述光学镜片到达对应的所述探测器。

在其中一个实施例中，所述至少两种探测器包括第一探测器和第二探测器，所述进光口布置于所述第一探测器的朝向方向上；所述第二探测器在所述进光侧的正投影与所述进光口相错开；

所述第一探测器用于接收并检测第一荧光，所述第一荧光通过所述进光口沿发射主光路传播，所述发射主光路上布置有所述光学镜片，所述第一荧光途经所述发射主光路上的所述光学镜片透射后到达所述第一探测器，位于所述发射主光路的所述光学镜片包括至少一个发射主二向色镜；

所述第二探测器用于接收并检测第二荧光，所述第二荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述发射主二向色镜反射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第二探测器。

在其中一个实施例中，所述探测器还包括第三探测器，在所述进光侧的正投影，所述第二探测器位于所述第一探测器和所述第三探测器之间；

将所述第二荧光反射到达所述第二探测器的所述光学镜片为发射辅二向色镜；

所述第三探测器用于接收并检测第三荧光，所述第三荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述发射主二向色镜反射至所述发射辅二向色镜，并经所述发射辅二向色镜透射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第三探测器。

在其中一个实施例中，所述探测器还包括第四探测器，在所述进光侧的正投影，所述第一探测器位于所述第二探测器和所述第四探测器之间；

所述发射主二向色镜包括第一发射主二向色镜和第二发射主二向色镜，在所述发射主光路上，所述第二发射主二向色镜位于所述第一发射主二向色镜靠近所述进光口的一侧；

所述第二荧光所经过所述的发射主二向色镜为所述第二发射主二向色镜；

所述第四探测器用于接收并检测第四荧光，所述第四荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述第二发射主二向色镜透射到达所述第一发射主二向色镜，并经所述第一发射主二向色镜反射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第四探测器。

一种荧光检测设备，包括上述的荧光检测光路装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中荧光检测光路装置的结构示意图；

图2为图1所示的荧光检测光路装置中荧光激发器的结构示意图；

图3为图2所示的荧光激发器的拆解示意图；

图4为图2所示的荧光激发器内第一激发通道中的光路示意图；

图5为图2所示的荧光激发器内第二激发通道中的光路示意图；

图6为图2所示的荧光激发器内第三激发通道中的光路示意图；

图7为图2所示的荧光激发器内第四激发通道中的光路示意图；

图8为图1所示的荧光检测光路装置的另一角度结构示意图；

图9为图1所示的荧光检测光路装置中荧光激发器的拆解示意图；

图10为图1所示的荧光检测光路装置中荧光激发器的另一角度的拆解示意图；

图11为图9所示的荧光发射器内第一发射通道中的光路示意图；

图12为图9所示的荧光发射器内第二发射通道中的光路示意图；

图13为图9所示的荧光发射器内第三发射通道中的光路示意图；

图14为图9所示的荧光发射器内第四发射通道中的光路示意图。

附图标记说明；100、荧光检测光路装置；10、荧光激发器；11、第一壳；111、光源基座；113、镜片基座；115、第一盖板；13、激发光源；131、第一激发光源；132、第二激发光源；133、第三激发光源；134、第四激发光源；136、PCB板；15、第一光学镜片组；151、激发主二向色镜；1511、第一激发主二向色镜；1512、第二激发主二向色镜；153、激发辅二向色镜；155、第三激发光学镜片；157、第四激发光学镜片；17、第一滤光片；19、聚焦镜片；30、荧光发射器；31、第二壳；311、发射器基座；313、第二盖板；33、探测器；331、第一探测器；332、第二探测器；333、第三探测器；334、第四探测器；35、第二光学镜片组；351、发射主二向色镜；3511、第一发射主二向色镜；3512、第二发射主二向色镜；353、发射辅二向色镜；355、第三发射光学镜片；357、第四发射光学镜片；36、准直镜片；37、第二滤光片；38、透镜；39、有色玻璃滤片；50、反应管；C、出光侧；O、出光口；R、反应池；P、插槽；J、进光侧；I、进光口。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3，本实用新型一实施例提供了一种荧光检测光路装置100，包括荧光激发器10及荧光发射器30。荧光激发器10包括第一壳11、至少两种激发光源13以及第一光学镜片组15。第一壳11具有一出光侧C，出光侧C设有出光口O。各激发光源13设于第一壳11内，朝向出光侧C布置且用于发射不同波长的激发光。第一光学镜片组15设于第一壳11内，包括多个光学镜片，各激发光源13发射的激发光途经至少部分光学镜片后从出光口O射出。荧光发射器30用于采集并检测激发光所激发产生的荧光。

总体来讲，荧光发射器30内的激发光源13发射的激发光能够自第一壳11的出光口O射出。使用时，出光口O朝向装载有待检测反应物的试管、反应池R等，从出光口O射出的激发光对添加有荧光物质的反应物进行照射，以激发其产生荧光。激发产生的荧光则被发射器采集检测，最终得到测量数据。

第一壳11大体为立方体结构，其中一个侧面为出光侧C，并仅在出光侧C保留一个出光口O。各激发光源13能够独立发射不同波长的激发光，且所朝方向相互平行，均面向出光侧C，故各激发光源13所产生的激发光的初始方向相同。其中，不同激发光源13与第一光学镜片组15及出光口O配合形成不同的激发通道，基于此荧光检测光路装置100能够实现至少双通道的荧光检测。

第一光学镜片组15具有引导激发光传播的作用，对于不直接朝向出光口O的激发光源13来讲，第一光学镜片组15可以改变其产生的激发光传播路径，使其最终能够同样地从出光口O射出。第一光学镜片组15所包含的光学镜片包括但不限于二向色镜、反射镜或电致变色光学器件等等，其引导激发光传播的方式包括允许其透射、反射或折射等等。

上述荧光检测光路装置100，具有至少两个能够发射不同激发光的激发光源13，每种激发光源13参与形成一种激发通道。当需要切换不同激发通道进行检测时，在不移动荧光激发器10的前提下，只需选择性地启动相应激发光源13，其产生的激发光会受到第一光学镜片组15中至少部分光学镜片的引导，并最终由同一出光口O射出。因此，本荧光检测光路装置100借助于若干光学镜片，无需移动组件就可以实现至少两个通道的荧光检测。此外，全部的光源朝向同一侧布置，便于自动化生产安装，降低装配与校准角度的难度。

请一并参阅图4及图5，进一步地，至少两种激发光源13包括第一激发光源131和第二激发光源132，出光口O布置于第一激发光源131的朝向方向上。第二激发光源132在出光侧C的正投影与出光口O相错开。第一激发光源131被配置为自身所发射的第一激发光沿激发主光路传播，激发主光路上布置有光学镜片，第一激发光途经激发主光路上的光学镜片透射后经出光口O射出，位于激发主光路的光学镜片包括至少一个激发主二向色镜151。第二激发光源132被配置为自身所发射的第二激发光经一光学镜片反射至激发主二向色镜151，而后经激发主二向色镜151反射后沿激发主光路朝向出光口O射出。

第一激发光源131直接朝向出光口O，第二激发光源132的朝向则与第一激发光源131的朝向平行而与出光口O错开。激发主光路是由第一激发光源131沿朝向指向出光口O的路径，第一激发光源131发射的第一激发光能够完全沿主光路传播至出光口O射出。其中，激发主光路上布置有光学镜片，第一激发光在透射激发主光路上的光学镜片时可能因折射而轻微偏移，但透射后方向不发生改变地继续沿激发主光路传播。第一激发光可直接沿激发主光路从出光口O射出，而由于第二激发光源132与出光口O错开，沿直线传播无法到达出关口，所以第二激发光需要先沿与激发主光路相交的方向传递至激发主光路后，再沿激发主光路传播经出光口O射出。第二激发光源132可代表一类激发光源13，此类激发光源13在朝向上与出光口O错开，需经第一光学镜片组15改变传播路径至沿激发主光路传播，以经出光口O射出。

由上可知，位于激发主光路上的光学镜片全部应当具有能够允许激发光透射的功能，以使沿激发主光路传播的激发光能够在途经时直接透过，至少部分应当具有能够反射激发光的功能，以改变沿激发主光路外传播而来的激发光的方向，使其能够沿激发主光路传播。显然地，位于激发主光路的至少部分光学镜片能够对不同的激发光分别产生透射功能及反射功能，二向色镜能够根据波长的差异而有区分性地对不同的激发光表现为透射或反射而满足这一要求，因此，位于激发主光路的光学镜片包括至少一个激发主二向色镜151。除二向色镜外，还可以选用电致变色光学器件，通过电控的方法，根据启动的激发光源13不同，改变路径上电致变色光学器件的反射率与透过率，达到同样的目的。而对于只发挥反射功能、改变激发光传播方向的光学镜片，其既可以为反光镜，也可以为二向色镜等等。

请一并参阅图6，更进一步地，激发光源13还包括第三激发光源133，在出光侧C的正投影，第二激发光源132位于第三激发光源133和第一激发光源131之间，换言之，第三激发光源133位于第二激发光源132远离第一激发光源131的一侧。前述将第二激发光反射至激发主二向色镜151的光学镜片为激发辅二向色镜153。第三激发光源133被配置为自身所发射的第三激发光经一光学镜片(第三激发光学镜片155)反射至激发辅二向色镜153，并经激发辅二向色镜153透射至激发主二向色镜151，而后经激发主二向色镜151反射后沿激发主光路朝向出光口O射出。

第三激发光源133同样与出光口O错开，而需要先传递至激发主光路再反射沿主光路经出光口O射出。而为了简化结构，避免引入过多的光学镜片，由同一片激发主二向色镜151承担将第二激发光与第三激发光反射至沿激发主光路传播的作用。因此，第三激发光与第二激发光在激发主二向色镜151上的入射角与反射角基本一致，而想获得基本一致的入射角，第三激发光需要穿过前述用于反射第二激发光至激发主二向色镜151的光学镜片，因此该光学镜片为同样为二向色镜的激发辅二向色镜153。

请一并参阅图7，更进一步地，激发光源13还包括第四激发光源134，在出光侧C的正投影，第一激发光源131位于第二激发光源132和第四激发光源134之间，换言之，第四激发光源134和第二激发光源132分别位于第一激发光源131的两侧。激发主二向色镜151包括第一激发主二向色镜1511和第二激发主二向色镜1512，在激发主光路上，第一激发主二向色镜1511位于第二激发主二向色镜1512的靠近第一激发光源131的一侧，也就是第一激发主二向色镜1511位于第二激发主二向色镜1512的上游。其中，上游指的是在激发光传播方向上的上游。第二激发光所经过的激发主二向色镜151为第二激发主二向色镜1512。第四激发光源134被配置为自身所发射的第四激发光经一光学镜片(第四激发光学镜片157)反射至第一激发主二向色镜1511，并经第一激发主二向色镜1511反射至第二激发主二向色镜1512，而后经第二激发主二向色镜1512透射后沿激发主光路朝向出光口O射出。

与前述类似，第四激发光源134同样需要先传递至激发主光路再反射沿主光路经出光口O射出。为减小第四激发光的光程，第四激发光源134被就近布置与靠近激发主光路的位置。第四激发光被一光学镜片发射至第一激发主二向色镜1511后，被第一激发主二向色镜1511反射至沿激发主光路传播而透过第二激发主二向色镜1512朝向出光口O射出。

由于第一激发主二向色镜1511位于第二激发主二向色镜1512的上游，其更加远离出光侧C，与位于第一激发主二向色镜1511上游的第一激发光源131及第四激发光源134相比，处第二激发主二向色镜1512上游的第二激发光源132及第三激发光源133布置位置更加靠近出光侧C以减小光程。

作为具有四个激发光源13能够形成四个激发通道的荧光激发器10，其工作原理为：第三激发光源133、第二激发光源132、第一激发光源131以及第四激发光源134顺次排布，第一光学镜片组15包括布置于第一激发光源131朝向上的第一激发主二向色镜1511和第二激发主二向色镜1512、布置于第二激发光源132朝向上的激发辅二向色镜153、布置于第三激发光源133朝向上的第三激发光学镜片155以及布置于第四激发光源134朝向上的第四激发光学镜片157。其中，第三激发光学镜片155和第四激发光学镜片157仅承担反射功能，可以为二向色镜，也可以为反射镜等。第三激发光学镜片155、激发辅二向色镜153以及第二激发主二向色镜1512沿与各激发光源13朝向相交的第一方向(对应于图4中X方向)顺次布置，第一激发主二向色镜1511位于第二激发主二向色镜1512远离出光侧C的上游，并与第四激发光学镜片157沿第一方向顺次布置。

请再次参阅图4，对于通过第一激发光的第一激发通道，第一激发光沿激发主光路依次透射第一激发主二向色镜1511和第二激发主二向色镜1512后，经出光口O射出。

请再次参阅图5，对于通过第二激发光的第二激发通道，第二激发光沿朝向传播至被激发辅二向色镜153沿第一方向反射到达第二激发主二向色镜1512，后经第二激发主二向色镜1512反射至沿激发主光路传播，并经光口射出。

请再次参阅图6，对于通过第三激发光的第三激发通道，第三激发光沿朝向传播至被第三激发光学镜片155沿第一方向反射透过激发辅二向色镜153到达第二激发主二向色镜1512，后经第二激发主二向色镜1512反射至沿激发主光路传播，并经光口射出。

请再次参阅图7，对于通过第四激发光的第四激发通道，第四激发光沿朝向传播至被第四激发光学镜片157沿第一方向反射到达第一激发主二向色镜1511，后经第一激发主二向色镜1511反射至沿激发主光路传播，透过第二激发主二向色镜1512并经光口射出。

由于二向色镜具有选择透过性，因此其本身也能够进一步对激发光进行过滤，降低噪声背景，对于经过两片二向色镜的透射的第三激发光和第四激发光来说，效果更为明显。

为尽量缩短光程，第一方向与各激发光源13的朝向垂直，各光学镜片与各激发光源13的朝向夹角为45°。其中，第一通道光程最短，第三通道光程最长，基于此第一通道可以用于布置更容易衰减的激发光。

在一具体实施例中，第一激发光源131为黄绿光LED(light-emitting diode，发光二极管)或白光LED，第二激发光源132为绿光LED，第三激发光源133为蓝光LED，第四激发光源134为红光LED，对应的四个激发通道分别为ROX激发通道、HEX/VIC激发通道、FAM激发通道以及CY5激发通道，分别用于激发ROX、HEX/VIC、FAM以及CY5染料，而激发光源13的主波长也是由这四种染料的荧光激发光谱主波长而定。相应地，激发辅二向色镜153能够允许蓝光透过，而反射绿光，第一激发主二向色镜1511能够允许黄绿光、白光透过，而反射红光，第二激发主二向色镜1512能够允许黄绿光、白光、红光透过，而反射蓝光及绿光。在其它一些实施例中，还可以根据需要选择合适的激发光种类与布置顺序，相应地选择合适参数的各二向色镜，使其长短通特性能够符合引导各类激发光的要求。其中，位于两侧的第三激发光源133或第四激发光源134优选为蓝光LED，形成FAM光源，以利用二向色镜对其进行过滤。

进一步地，荧光激发器10还包括至少两种第一滤光片17，各第一滤光片17对应设于一激发光源13与第一光学镜片组15之间，且均为带通滤光片。激发光源13发射的激发光透射第一滤光片17后到达第一光学镜片组15。第一滤光片17的中心波长在激发光源13的主波长附近，带宽为15nm-25nm。具体地，第一滤光片17的带宽可以为15nm、18nm、20nm、23nm以及25nm等。第一滤光片17的加入有助于提高激发光的波长的准确率。

更进一步地，荧光激发器10还包括准直器，准直器布置于激发光源13与第一滤光片17之间，激发光源13的发射的激发光先经准直器实现准直，准直后的光束发散角在±3°之间。准直器可以使LED自带的圆头注塑帽，也可以是额外添加光学镜片。

第一激发光源131为580nm左右的黄光LED，第一激发光经准直后，光谱经一片第一滤光片17带通滤光后为570nm-590nm带光。第二激发光源132为530nm左右的绿光LED，第二激发光经准直后，光谱经一片第一滤光片17带通滤光后为520nm-540nm带光。第三激发光源133为470nm左右的蓝光LED，第三激发光经准直后，光谱经一片第一滤光片17带通滤光后为460nm-480nm带光。第四激发光源134为630nm左右的红光LED，第四激发光经准直后，光谱经一片第一滤光片17带通滤光后为620nm-640nm带光。第三激发光学镜片155与第四激发光学镜片157均为二向色镜。根据激发光的波长，结合二向色镜的长短通特性，选择合适的第一激发主二向色镜1511、第二激发主二向色镜1512、激发辅二向色镜153、第三激发光学镜片155以及第四激发光学镜片157，以满足各类激发光透射或反射的要求。第一激发主二向色镜1511优选为短通二向色镜，第二激发主二向色镜1512优选为长通二向色镜，激发辅二向色镜153优选为短通二向色镜，第三激发光学镜片155优选为短通二向色镜，第四激发光学镜片157优选为长通二向色镜。

请再次参阅图3，在一些实施例中，第一壳11包括光源基座111及镜片基座113，各激发光源13安装于光源基座111。镜片基座113开设有插槽P，第一光学镜片组15的各光学镜片通过插槽P安装于镜片基座113。光学镜片可自上而下插入插槽P。

将激发光源13与光学镜片分开装配有利于提高生产效率。光源基座111上形成有与出光侧C间距不同安装台阶，与出光侧C之间距离不同第二激发光源132及第三激发光源133与第一激发光源131及第四激发光源134安装于不同安装台阶。LED的PCB板136安装于基座背向激发光源13的一侧。

第一壳11还包括第一盖板115，当光源基座111和镜片基座113分别完成装配后，将两者拼装并盖上第一盖板115，即可形成完整的第一壳11，并在第一壳11内形成仅留有一个出光口O的暗室。优选地，镜片基座113还在不同激发光源13之间形成更隔断，以避免不同波长的光之间发生串色。

在一些实施例中，荧光激发器10还包括聚焦镜片19，聚焦镜片19设置于出光口O，聚焦镜片19为柱面镜，用于将透射自身的激发光聚焦成线光源射出。聚焦成线光源的激发光射出后照向待检测的反应物。

请一并参阅图8，进一步地，荧光检测光路装置100还包括用于容纳待检测反应物的反应池R，反应池R位于荧光激发器10与荧光发射器30之间，反应池R具有首尾顺次连接的四个侧壁，相邻的侧壁相互垂直，相对的侧壁相互平行，激发光垂直透过其中一个侧壁并照向与其相对的另一侧壁，且照射范围的宽度小于或等于侧壁的宽度。荧光发射器30采集荧光的方向垂直于激发光的照射方向。

更进一步地，荧光检测光路装置100还包括位于荧光激发器10与荧光发射器30之间的反应管50，反应池R开设于反应管50上，且反应池R位于出光口O的朝向上。反应池R的四个侧壁呈矩形排布，侧壁的宽度也就等于与其相邻的两个侧壁之间的间距。

被聚焦镜片19聚焦成线光源的激发光会在其照射的侧壁上形成一条线光斑，线光斑完全落入侧壁范围内。在照射向与该侧壁相对的侧壁的过程中，会不断激发反应池R内的荧光物质而产生荧光。如此，对激发光的利用十分充分，只需少量的待检测反应物(例如25μL-50μL)即能达到检测标准。

荧光发射器30采集荧光的方向与激发光的照射方向垂直，能够避免激发光直接进入荧光发射器30，降低其对荧光发射器30的检测荧光的背景干扰。而激发光的照射范围小于其照射的侧壁的宽度，也就是小于与其照射的侧壁相邻的两个相对的侧壁，因此激发光不会照射在这两个侧壁上而被其反射产生其它方向的激发光，进一步降低了激发光对荧光的背景干扰。

请一并参阅图9及图10，在一些实施例中，荧光发射器30包括第二壳31、至少两种探测器33以及第二光学镜片组35。第二壳31具有一进光侧J，进光侧J设有进光口I，进光口I用于通过各激发光源13发射的激发光所产生的荧光。至少两种探测器33设于第二壳31内，至少两种探测器33分别用于接收并检测至少两个激发光源13所对应的荧光。第二光学镜片组35设于第二壳31内，包括多个光学镜片，各荧光途经至少部分光学镜片到达对应的探测器33。

荧光在荧光发射器30内的传播与激发光在荧光激发器10内的传播基本类似，主要区别在于两者传播方向不同，不同的激发光由不同激发光源13产生经第一光学镜片组15引导并由出光口O射出，不同的荧光由进光口I采集经第二光学镜片组35引导到达不同探测器33。

探测器33能够接受荧光信号，转化成相应线性度的光电流、该光电流经处理转换为电压输出；该电压信号经AD转换输出的数值可量化原始荧光值。

具体地，第二壳31具有发射器基座311及第二盖板313，发射器基座311开设有用于安装探测器33与第二光学镜片组35的安装槽，光学镜片可自上而下插入安装槽，将第二盖板313盖合在发射器基座311上后，第二壳31内形成仅在进光侧J留有一进光口I的暗室，并在不同的探测器33之间形成良好的隔断，避免串色。

请一并参阅图11及图12，在一些实施例中，至少两种探测器33包括第一探测器331和第二探测器332，进光口I布置于第一探测器331的朝向方向上。第二探测器332在进光侧J的正投影与进光口I相错开。第一探测器331用于接收并检测第一荧光，第一荧光通过进光口I沿发射主光路传播，发射主光路上布置有光学镜片，第一荧光途经发射主光路上的光学镜片透射后到达第一探测器331，位于发射主光路的光学镜片包括至少一个发射主二向色镜351。第二探测器332用于接收并检测第二荧光，第二荧光通过进光口I沿发射主光路经发射主二向色镜351反射至另一光学镜片，而后经该光学镜片反射到达第二探测器332。

请一并参阅图13，进一步地，探测器33还包括第三探测器333，在进光侧J的正投影，第二探测器332位于第一探测器331和第三探测器333之间，换言之，第三探测器333位于第二探测器332远离第一探测器331的一侧。将第二荧光反射到达第二探测器332的光学镜片为发射辅二向色镜353。第三探测器333用于接收并检测第三荧光，第三荧光通过进光口I沿发射主光路经发射主二向色镜351反射至发射辅二向色镜353，并经发射辅二向色镜353透射至另一光学镜片(第三发射光学镜片355)，而后经该光学镜片反射到达第三探测器333。

请一并参阅图14，探测器33还包括第四探测器334，在进光侧J的正投影，第一探测器331位于第二探测器332和第四探测器334之间，换言之，第四探测器334和第二探测器332分别位于第一探测器331的两侧。发射主二向色镜351包括第一发射主二向色镜3511和第二发射主二向色镜3512，在发射主光路上，第二发射主二向色镜3512位于第一发射主二向色镜3511靠近进光口I的一侧，也就是第二发射主二向色镜3512位于第一发射主二向色镜3511的上游，其中，上游指的是在荧光传播方向上的上游。第二荧光所经过的发射主二向色镜351为第二发射主二向色镜3512。第四探测器334用于接收并检测第四荧光，第四荧光通过进光口I沿发射主光路经第二发射主二向色镜3512透射到达第一发射主二向色镜3511，并经第一发射主二向色镜3511反射至另一光学镜片(第四发射光学镜片357)，而后经该光学镜片反射到达第四探测器334。

作为具有四个探测器33能够形成四个发射通道的荧光发射器30，其工作原理为：第三探测器333、第二探测器332、第一探测器331以及第四探测器334顺次排布，第二光学镜片组35包括布置于第一探测器331朝向上的第一发射主二向色镜3511和第二发射主二向色镜3512、布置于第二探测器332朝向上的发射辅二向色镜353、布置于第三探测器333朝向上的第三发射光学镜片355以及布置于第四探测器334朝向上的第四发射光学镜片357。其中，第三发射光学镜片355和第四发射光学镜片357仅承担反射功能，可以为二向色镜，也可以为反射镜等。第三发射光学镜片355、发射辅二向色镜353以及第二发射主二向色镜3512沿与各探测器33朝向相交的第二方向(对应于图11中Y方向)顺次布置，第一发射主二向色镜3511位于第二发射主二向色镜3512远离进光侧J的下游，并与第四发射光学镜片357沿第二方向顺次布置。

请再次参阅图11，对于通过第一荧光的第一发射通道，第一荧光通过进光口I并沿发射主光路依次透射第一发射主二向色镜3511和第二发射主二向色镜3512后到达第一探测器331。

请再次参阅图12，对于通过第二荧光的第二发射通道，第二荧光通过进光口I并沿发射主光路传播至被第二发射主二向色镜3512沿第二方向反射到达发射辅二向色镜353，后经发射辅二向色镜353反射到达第二探测器332。

请再次参阅图13，对于通过第三荧光的第三发射通道，第三荧光通过进光口I并沿发射主光路传播至被第二发射主二向色镜3512沿第二方向反射透过发射辅二向色镜353到达第三发射光学镜片355，后经第三发射光学镜片355反射至沿发射到达第三探测器333。

请再次参阅图14，对于通过第四荧光的第四发射通道，第四荧光通过进光口I并沿发射主光路传播透过第二发射主二向色镜3512到达第一发射主二向色镜3511，并被第一发射主二向色镜3511沿第二方向反射至第四发射光学镜片357，后经第四发射光学镜片357反射到达第四探测器334。同样地，第二方向优选为与各探测器33的朝向垂直。

进一步地，荧光发射器30具有用于准直的准直镜片36，准直镜片36为柱面镜，各探测器33与第二光学镜片组35之间还设有第二滤光片37、透镜38以及有色玻璃滤片39。荧光依次通过第二滤光片37带通滤光、透镜38聚光以及有色玻璃滤片39过滤后到达探测器33。

在一具体实施例中，第一发射通道为ROX发射通道，第二发射通道为HEX/VIC发射通道，第三发射通道为FAM发射通道，第四发射通道为CY5发射通道，并分别用于检测ROX、HEX/VIC、FAM以及CY5染料被激发产生的荧光，而第二滤光片37中心波长也是由这四种染料的荧光发射光谱主波长而定，带宽为15nm-25nm。具体地，第二滤光片37的带宽可以为15nm、18nm、20nm、23nm以及25nm等。

上述荧光检测光路装置100，荧光激发器10内四个激发光源13能够发射不同波长的激发光，任意一个激发光源13发射的激发光均根据其波长，被光学镜片选择性地透射或反射而最终从固定的出光口O被聚焦镜片19聚焦成线光源射出。发射光聚焦形成的线光源垂直于反应池R侧壁射入反应池R，激发反应池R内的荧光物质，荧光物质产生的荧光被荧光发射器30沿垂直的方向采集。经进光口I进入的荧光再次被光学镜片根据其波长选择性地透射或反射，以射向相应的探测器33，被探测器33检测并最终以信号的形式输出，以便检测人员获取。

本实用新型还提供了一种荧光检测设备，包括上述的荧光检测光路装置100。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种荧光检测光路装置，其特征在于，所述荧光检测光路装置包括：

荧光激发器，包括：

第一壳，具有一出光侧，所述出光侧的一处开设有出光口；

至少两种激发光源，设于所述第一壳内，各所述激发光源朝向所述出光侧布置且用于发射不同波长的激发光；

第一光学镜片组，设于所述第一壳内，包括多个光学镜片，各所述激发光源发射的所述激发光途经至少部分所述光学镜片后从所述出光口射出；及

荧光发射器，用于采集并检测所述激发光所激发产生的荧光。

2.根据权利要求1所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种激发光源包括第一激发光源和第二激发光源，所述出光口布置于所述第一激发光源的朝向方向上；所述第二激发光源在所述出光侧的正投影与所述出光口相错开；

所述第一激发光源被配置为自身所发射的第一激发光沿激发主光路传播，所述激发主光路上布置有所述光学镜片，所述第一激发光途经所述激发主光路上的所述光学镜片透射后经所述出光口射出，位于所述激发主光路的所述光学镜片包括至少一个激发主二向色镜；

所述第二激发光源被配置为自身所发射的第二激发光经一所述光学镜片反射至所述激发主二向色镜，而后经所述激发主二向色镜反射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

3.根据权利要求2所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种激发光源还包括第三激发光源，在所述出光侧的正投影，所述第二激发光源位于第三激发光源和所述第一激发光源之间；

将所述第二激发光反射至所述激发主二向色镜的所述光学镜片为激发辅二向色镜；

所述第三激发光源被配置为自身所发射的第三激发光经一所述光学镜片反射至所述激发辅二向色镜，并经所述激发辅二向色镜透射至所述激发主二向色镜，而后经所述激发主二向色镜反射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

4.根据权利要求3所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种激发光源还包括第四激发光源，在所述出光侧的正投影，所述第一激发光源位于所述第二激发光源和所述第四激发光源之间；

所述激发主二向色镜包括第一激发主二向色镜和第二激发主二向色镜，在所述激发主光路上，所述第一激发主二向色镜位于所述第二激发主二向色镜靠近所述第一激发光源的一侧；

所述第二激发光所经过所述的激发主二向色镜为所述第二激发主二向色镜；

所述第四激发光源被配置为自身所发射的第四激发光经一所述光学镜片反射至所述第一激发主二向色镜，并经所述第一激发主二向色镜反射至所述第二激发主二向色镜，而后经所述第二激发主二向色镜透射后沿所述激发主光路朝向所述出光口射出。

5.根据权利要求4所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述第一激发光源为黄绿光LED或白光LED，所述第二激发光源为绿光LED，所述第三激发光源为蓝光LED，所述第四激发光源为红光LED。

6.根据权利要求1所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述荧光激发器还包括聚焦镜片，所述聚焦镜片设置于所述出光口，所述聚焦镜片为柱面镜，用于将透射自身的激发光聚焦成线光源射出。

7.根据权利要求6所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述荧光检测光路装置还包括用于容纳待检测反应物的反应池，所述反应池位于所述荧光激发器与所述荧光发射器之间，所述反应池具有首尾顺次连接的四个侧壁，相邻的所述侧壁相互垂直，相对的所述侧壁相互平行，所述激发光垂直透过其中一个所述侧壁并照向与其相对的另一所述侧壁，且照射范围的宽度小于或等于所述侧壁的宽度；

所述荧光发射器采集所述荧光的方向垂直于所述激发光的照射方向。

8.根据权利要求1所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述第一壳包括光源基座及镜片基座，各所述激发光源安装于所述光源基座；

所述镜片基座开设有插槽，所述第一光学镜片组的各所述光学镜片通过所述插槽安装于所述镜片基座。

9.根据权利要求1所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述荧光激发器还包括至少两种第一滤光片，各所述第一滤光片对应设于一所述激发光源与所述第一光学镜片组之间。

10.根据权利要求1-9任一项所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述荧光发射器包括：

第二壳，具有一进光侧，所述进光侧设有进光口，所述进光口用于通过各所述激发光源发射的激发光所产生的荧光；

至少两种探测器，设于所述第二壳内，所述至少两种探测器分别用于接收并检测所述至少两个所述激发光源所对应的荧光；以及

第二光学镜片组，设于所述第二壳内，包括多个光学镜片，各所述荧光途经至少部分所述光学镜片到达对应的所述探测器。

11.根据权利要求10所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种探测器包括第一探测器和第二探测器，所述进光口布置于所述第一探测器的朝向方向上；所述第二探测器在所述进光侧的正投影与所述进光口相错开；

所述第一探测器用于接收并检测第一荧光，所述第一荧光通过所述进光口沿发射主光路传播，所述发射主光路上布置有所述光学镜片，所述第一荧光途经所述发射主光路上的所述光学镜片透射后到达所述第一探测器，位于所述发射主光路的所述光学镜片包括至少一个发射主二向色镜；

所述第二探测器用于接收并检测第二荧光，所述第二荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述发射主二向色镜反射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第二探测器。

12.根据权利要求11所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种探测器还包括第三探测器，在所述进光侧的正投影，所述第二探测器位于所述第一探测器和所述第三探测器之间；

将所述第二荧光反射到达所述第二探测器的所述光学镜片为发射辅二向色镜；

所述第三探测器用于接收并检测第三荧光，所述第三荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述发射主二向色镜反射至所述发射辅二向色镜，并经所述发射辅二向色镜透射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第三探测器。

13.根据权利要求12所述的荧光检测光路装置，其特征在于，所述至少两种探测器还包括第四探测器，在所述进光侧的正投影，所述第一探测器位于所述第二探测器和所述第四探测器之间；

所述发射主二向色镜包括第一发射主二向色镜和第二发射主二向色镜，在所述发射主光路上，所述第二发射主二向色镜位于所述第一发射主二向色镜靠近所述进光口的一侧；

所述第二荧光所经过所述的发射主二向色镜为所述第二发射主二向色镜；

所述第四探测器用于接收并检测第四荧光，所述第四荧光通过所述进光口沿所述发射主光路经所述第二发射主二向色镜透射到达所述第一发射主二向色镜，并经所述第一发射主二向色镜反射至另一所述光学镜片，而后经所述光学镜片反射到达所述第四探测器。

14.一种荧光检测设备，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的荧光检测光路装置。

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