CN220166185U - 一种pcr检测仪用多通道荧光检测单元及pcr检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元，包括光源、激发滤光片和光电传感器，激发滤光片用于从光源发射的光中过滤出具有设定波长的光，光电传感器用于采集被测试剂经具有设定波长的光照射后产生的荧光；还包括设置于激发滤光片与被测试剂之间的一分N多模激发光纤以及设置于被测试剂与光电传感器之间的多模采集光纤；一分N多模激发光纤用于将一路具有设定波长的光分为N路且一一对应照射至N份被测试剂，多模采集光纤用于将荧光传导至光电传感器。还公开了安装有上述荧光检测单元的PCR检测仪。应用本实用新型能够在单次检测过程中同时对多份被测试剂进行荧光检测，大大提升了检测效率。

Description

一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元及PCR检测仪

技术领域

本实用新型属于生物检测设备领域，尤其涉及一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元及PCR检测仪。

背景技术

聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，其是生物检测中最常使用到的检测手段。应用上述检测手段进行检测的过程中，在完成扩增阶段的操作后，还需要使用荧光检测法对被测试剂进行照射并采集被测试剂经照射后产生的荧光，通过对荧光的分析得出检测结论。

相关技术中PCR检测仪内部一般会设置配套的荧光检测单元，该荧光检测单元包括光源、滤光片和光电传感器，光源发出的光经过滤光片过滤后得到具有设定波长的光，该具有设定波长的光对被测试剂照射后即可产生荧光，光电传感器采集上述的荧光后就能够分析得出检测结果。但相关技术中的荧光检测单元均为单通道，只具有一组光源和对应设置的一组光电传感器，也即在单次检测操作中只能对一份被测试剂进行检测，完成后再对下一份试剂进行检测，检测效率很低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一，为此，本实用新型采用如下技术方案：一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元，用于对被测试剂进行荧光检测，包括光源、激发滤光片和光电传感器，所述激发滤光片用于从光源发射的光中过滤出具有设定波长的光，所述光电传感器用于采集被测试剂经具有设定波长的光照射后产生的荧光；该荧光检测单元还包括：一分N多模激发光纤，其设置于所述激发滤光片与被测试剂之间，所述一分N多模激发光纤用于将一路具有设定波长的光分为N路且一一对应照射至N份被测试剂；以及，多模采集光纤，其设置于所述被测试剂与光电传感器之间，所述多模采集光纤用于将所述荧光传导至光电传感器；所述光源和一分N多模激发光纤均设置有m组，所述多模采集光纤和光电传感器均设置有m*N组，其中，m≥1，N≥2。

本实用新型具有以下有益效果：以m为1时为例，通过设置一分N多模激发光纤，将经过过滤得到的一路具有设定波长的光分为N路具有设定波长的光，从而能够同时对N份被测试剂进行照射。在得到相应的荧光后，再通过对应设置的N条多模采集光纤和N组光电传感器一一对应地采集荧光。也即应用该荧光检测单元能够同时至少对N分被测试剂进行照射、采集操作，大大提升检测效率。另外，还能够通过增加光源的组数进一步提升检测效率。

优选的，该荧光检测单元还包括主壳体，所述主壳体内形成有m条激发光通道和m*N条采集光通道；所述激发光通道具有入射口和出射口；所述光源位于所述入射口处，所述激发滤光片设置在激发光通道内；所述一分N多模激发光纤具有一个总端部和N个分端部，所述一分N多模激发光纤的总端部设置在所述出射口处；所述采集光通道具有采集口和导出口；所述多模采集光纤的一端设置在所述采集口处，所述光电传感器位于所述导出口处。通过设置上述主壳体可适配安装光源、光电传感器、一分N多模激发光纤和多模采集光纤。

优选的，该荧光检测单元还包括设置在所述主壳体上的电路控制板，所述光源和光电传感器均电连接设置在所述电路控制板上。通过设置电路控制板能够便于对光源和光电转换器进行控制，同时便于电信号的采集与分析。

优选的，所述主壳体具有安装面，所述入射口和导出口均位于所述安装面上，所述主壳体上设置有遮光罩，所述遮光罩与安装面之间形成遮光腔室，所述电路控制板设置在所述遮光腔室内。通过设置遮光罩可避免内部的光向外扩散，也避免外部的光照射至激发光通道或采集光通道内，防止对检测结果产生负面影响，提高检测准确度。

优选的，每组所述光源设置有t个，其中，t≥2；每条所述激发光通道和每条采集光通道均包括汇总通道和t段与所述汇总通道导通的分支通道，并且所述分支通道相对汇总通道倾斜设置；每段所述分支通道与所述汇总通道的连通处均设置有二向色镜，所述二向色镜与所述分支通道及汇总通道均相对倾斜设置，位于所述激发光通道内的二向色镜为所述激发滤光片。增加每组光源的数量，这样能够在单次检测中通过不同的光源提供不同波长的光，从而在单次检测中使得每份被测试剂均能够被照射产生多种荧光，相对应的，能够实现多目标的检测。

优选的，沿远离所述出射口的方向，t个位于所述激发光通道内的二向色镜的截止波长逐渐增大；沿远离所述采集口的方向，t个位于所述采集光通道内的二向色镜的截止波长逐渐增大。二向色镜的工作原理为：对于波长小于截止波长的光几乎全部反射，而对于波长大于截止波长的光几乎全部透射。因此通过上述设置，在单次检测过程中，能够实现t种不同波段的光同时通过一分N多模激发光纤被分为N份的目的。

优选的，所述光源为LED灯，沿远离所述出射口的方向，t个所述LED灯的发光中心波长逐渐增大。

优选的，所述主壳体分别设置有第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽与所述激发光通道连通，所述第二安装槽与所述采集光通道连通；所述第一安装槽和第二安装槽内均插拔设置有安装框，所述安装框上设置有所述二向色镜。这样设置便于二向色镜与主壳体的装配操作。

优选的，所述光源与位于激发光通道内的二向色镜之间设置有聚光透镜，位于所述采集光通道内的二向色镜与光电传感器之间也设置有聚光透镜。设置聚光透镜能够尽可能地将光聚集，避免光的强度不足影响检测结果。

本实用新型还采用了如下技术方案：一种PCR检测仪，包括用于盛装被测试剂的试管，还包括如上述技术方案中任一项所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，所述试管设置有m*N个；所述试管设置有激发孔和采集孔，所述一分N多模激发光纤具有一个总端部和N个分端部，所述分端部一一对应地设置在所述激发孔内，所述多模采集光纤的端部一一对应设置在所述采集孔内。由于该PCR检测仪器安装有上述荧光检测单元，在使用时能够同时对多份被测试剂进行检测，大大提升了检测效率。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元的结构示意图一；

图2是实施例一中荧光检测单元的结构示意图二；

图3是实施例一中荧光检测单元的爆炸图一；

图4是实施例一中荧光检测单元的爆炸图二；

图5是实施例一中主壳体的结构示意图；

图6是实施例一中主壳体的爆炸图；

图7是实施例一中主壳体的俯视图；

图8是图7中A-A方向的剖视图；

图9是图7中B-B方向的剖视图。

其中：1.光源，2.光电传感器，3.一分二多模激发光纤，4.多模采集光纤，5.主壳体，50.激发光通道，500.入射口，501.出射口，51.采集光通道，510.采集口，511.导出口，52.安装面，53.第一安装槽，54.第二安装槽，55.安装框，6.电路控制板，7.二向色镜，8.聚光透镜，9.遮光罩。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例。

实施例一：本实施例提供了一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元，用于对被测试剂进行荧光检测。如图1、图2、图3和图4中所示，该荧光检测单元包括光源1、激发滤光片和光电传感器2，其中，激发滤光片用于从光源1发射的光中过滤出具有设定波长的光，光电传感器2用于采集被测试剂经具有设定波长的光照射后产生的荧光。荧光检测是针对特定的细胞、细菌、病毒等检测目标，使用光对被测试剂进行照射，再对照射后产生的荧光进行分析的检测方法，因此上述的设定波长的光是指根据具体的检测目标而进行设定、筛选得到的用于照射被测试剂的光。本实施例中该荧光检测单元还包括一分二多模激发光纤3和多模采集光纤4，其中，一分二多模激发光纤3设置于激发滤光片与被测试剂之间，一分二多模激发光纤3用于将一路具有设定波长的光分为二路且一一对应照射至二份被测试剂。多模采集光纤4设置于被测试剂与光电传感器2之间，多模采集光纤4用于将荧光传导至光电传感器2。

该荧光检测单元通过设置一分二多模激发光纤3，将经过过滤得到的一路具有设定波长的光分为二路具有设定波长的光，从而能够同时对二份被测试剂进行照射。在得到相应的荧光后，再通过对应设置的二条多模采集光纤4和两组光电传感器2一一对应地采集荧光。也即应用该荧光检测单元能够同时至少对二份被测试剂进行照射、采集操作，大大提升检测效率。另外，还能够通过增加光源1的组数进一步提升检测效率。本实施例中光源1和一分二多模激发光纤3均设置有一组，相应的，多模采集光纤4和光电传感器2均设置有两组。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以将一分二多模激发光纤3设置为一分N多模激发光纤(N≥3)。另外，也可以将光源1和一分N多模激发光纤均设置为m组(m≥2)，相应的，多模采集光纤4和光电传感器2均设置有m*N组。

结合图5、图6、图7、图8和图9中所示，本实施例中该荧光检测单元还包括主壳体5，主壳体5内形成有一条激发光通道50和两条采集光通道51，可以理解的是，激发光通道50和采集光通道51的数量均需要与光源1的组数相适配。其中，激发光通道50具有入射口500和出射口501，采集光通道51具有采集口510和导出口511，在装配时，光源1位于入射口500处，光电传感器2位于导出口511处。一分二多模激发光纤3具有一个总端部和两个分端部，一分二多模激发光纤3的总端部设置在出射口501处，多模采集光纤4的一端设置在采集口510处。可以理解的是，一分二多模激发光纤3的分端部用于连接至被测试剂处以将具有设定波长的光导向被测试剂，而多模采集光纤4的另一端连接至被测试剂处以采集被测试剂经照射后产生的荧光。另外，激发滤光片设置在激发光通道50内。通过设置上述主壳体5可适配安装光源1、光电传感器2、一分二多模激发光纤3和多模采集光纤4。

该荧光检测单元还包括设置在主壳体5上的电路控制板6，光源1和光电传感器2均电连接设置在电路控制板6上，通过设置电路控制板6能够便于对光源1和光电转换器进行控制，同时便于电信号的采集与分析。结合图3和图4中所示，本实施例中电路控制板6设置有两块，两块电路控制板6上下平行且间隔的设置，并且电连接在一起，这样设置通过增加一定厚度的方式能够减小整个荧光检测单元的体积。在装配时，将设置在电路控制板6上的光源1伸入至主壳体5上的入射口500内，同时设置在电路控制板6上的光电传感器2伸入至主壳体5上的导出口511内。使用限位销将电路控制板6定位在主壳体5上，或者使用螺钉将电路控制板6螺接至主壳体5上。

为避免光源1发出的光向外部扩散，同时为了防止外部的光射入主壳体5内，本实施例中的主壳体5具有安装面52，入射口500和导出口511均位于安装面52上，同时在主壳体5上设置有遮光罩9，遮光罩9与安装面52之间形成遮光腔室，电路控制板6设置在遮光腔室内。这样能够防止对检测结果产生负面影响，提高检测准确度。

本实施例中使用LED灯作为光源1，如前所述，本实施例中的光源1设置有一组，为了进一步提升检测效率，本实施例中这一组光源1设置有四个LED灯。荧光检测过程中，有时对于一份被测试剂而言，可能需要进行多种检测目标的检测，例如一位患者由于出现感冒症状而进行抽血检查，对于一份血液被测试剂而言，需要对其进行多种不同病毒(也即前述的检测目标)的检测，以确认患者感染了哪种病毒，这样能够大大减少患者的抽血量同时缩短检测时间。为实现上述目的，就需要在单次检测中使用不同波段的具有设定波长的光对同一份被测试剂进行照射。本实施例中设置四个LED灯，每个LED灯的中心波长均不同，从每个LED灯发射的光中过滤得到的具有设定波长的光就处于不同的波段，进而能够在单次检测中就实现多种检测目标的检测。本实施例中每条激发光通道50和每条采集光通道51均包括汇总通道和四段与汇总通道导通的分支通道，并且分支通道相对汇总通道倾斜设置；每段分支通道与汇总通道的连通处均设置有二向色镜7，二向色镜7与分支通道及汇总通道均相对倾斜设置，位于激发光通道50内的二向色镜7为激发滤光片。具体到本实施例中，分支通道与汇总通道垂直设置，二向色镜7与分支通道及汇总通道均呈45°设置。

可以理解的是，在其它的实施方式中，每组光源1中也可以仅设置一个LED灯，也即单次检测中，仅对一个检测目标进行检测，这样依旧能够在单次检测中同时对N份被测试剂进行检测，相比于现有技术仍能够大大提升检测效率。在该种情况下，激发滤光片既可以选用二向色镜7，也可以选用具有滤光作用的普通透镜，且在多模采集光纤4与光电传感器2之间无需设置二向色镜7。而采用本实施例中单组光源1中设置四个LED灯的方式，能够在单次检测中进一步增加对每份被测试剂的检测目标，从而进一步提升检测效率。当然，每组光源1中LED灯的数量也可以设置为其它数量。

本实施例中，沿远离出射口501的方向，四个LED灯的发光中心波长逐渐增大。沿远离出射口501的方向，四个位于激发光通道50内的二向色镜7的截止波长逐渐增大；沿远离采集口510的方向，四个位于采集光通道51内的二向色镜7的截止波长逐渐增大。二向色镜7的工作原理为：对于波长小于截止波长的光几乎全部反射，而对于波长大于截止波长的光几乎全部透射。因此经过上述设置，远离出射口501的LED灯发射较大波长的光，经过远离出射口501的二向色镜7的反射，该较大波长的光部分向前能够透射过靠近出射口501的二向色镜7，从而不同波段的具有设定波长的光均能够进入到一分N多模激发光纤内。

结合图6、图8和图9中所示，为便于二向色镜7的装配，本实施例中在主壳体5上分别设置有第一安装槽53和第二安装槽54，其中，第一安装槽53与激发光通道50连通，第二安装槽54与采集光通道51连通。第一安装槽53和第二安装槽54内均插拔设置有安装框55，安装框55上设置有二向色镜7，这样在需要安装、检查、更换二向色镜7时，仅需将安装框55拉出即可进行操作，非常方便。具体的，将二向色镜7嵌合卡入在安装框55上设置的槽内。

另外，本实施例中还在光源1与位于激发光通道50内的二向色镜7之间设置有聚光透镜8，另外在位于采集光通道51内的二向色镜7与光电传感器2之间也设置有聚光透镜8。设置聚光透镜8能够尽可能地将光聚集，避免光的强度不足影响检测结果。

实施例二：本实施例提供了一种PCR检测仪，该PCR检测仪包括用于盛装被测试剂的试管，还包括如上述实施例提供的荧光检测单元。其中，试管设置有两个，每个试管均设置有激发孔和采集孔，一分二多模激发光纤3的分端部一一对应地设置在激发孔内，多模采集光纤4的端部一一对应设置在采集孔内。应用该PCR检测仪时，光源1发射的光经过二向色镜7的过滤得到具有设定波长的光，通过一分二多模激发光纤3将一路具有设定波长的光分为两路具有设定波长的光。从而能够同时对两份被测试剂进行照射，相应的，两份被测试剂经过照射后产生两组荧光，通过两组多模采集光纤4一一对应采集所述的荧光，并一一对应传导至光电传感器2，也即两组光电传感器2同步对两组被测试剂产生的荧光进行采集。应用该PCR检测仪能够大大提升检测效率。

在本实用新型中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种PCR检测仪用多通道荧光检测单元，用于对被测试剂进行荧光检测，包括光源(1)、激发滤光片和光电传感器(2)，所述激发滤光片用于从光源(1)发射的光中过滤出具有设定波长的光，所述光电传感器(2)用于采集被测试剂经所述具有设定波长的光照射后产生的荧光；

其特征在于，该荧光检测单元还包括：

一分N多模激发光纤，其设置于所述激发滤光片与被测试剂之间，所述一分N多模激发光纤用于将一路所述具有设定波长的光分为N路且一一对应照射至N份被测试剂；以及，

多模采集光纤(4)，其设置于所述被测试剂与光电传感器(2)之间，所述多模采集光纤(4)用于将所述荧光传导至光电传感器(2)；

其中，所述光源(1)和一分N多模激发光纤均设置有m组，所述多模采集光纤(4)和光电传感器(2)均设置有m*N组，其中，m≥1，N≥2。

2.如权利要求1所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，该荧光检测单元还包括主壳体(5)，所述主壳体(5)内形成有m条激发光通道(50)和m*N条采集光通道(51)；

所述激发光通道(50)具有入射口(500)和出射口(501)；所述光源(1)位于所述入射口(500)处，所述激发滤光片设置在激发光通道(50)内；所述一分N多模激发光纤具有一个总端部和N个分端部，所述一分N多模激发光纤的总端部设置在所述出射口(501)处；

所述采集光通道(51)具有采集口(510)和导出口(511)；所述多模采集光纤(4)的一端设置在所述采集口(510)处，所述光电传感器(2)位于所述导出口(511)处。

3.如权利要求2所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，该荧光检测单元还包括设置在所述主壳体(5)上的电路控制板(6)，所述光源(1)和光电传感器(2)均电连接设置在所述电路控制板(6)上。

4.如权利要求3所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，所述主壳体(5)具有安装面(52)，所述入射口(500)和导出口(511)均位于所述安装面(52)上，所述主壳体(5)上设置有遮光罩(9)，所述遮光罩(9)与安装面(52)之间形成遮光腔室，所述电路控制板(6)设置在所述遮光腔室内。

5.如权利要求2所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，每组所述光源(1)设置有t个，其中，t≥2；

每条所述激发光通道(50)和每条采集光通道(51)均包括汇总通道和t段与所述汇总通道导通的分支通道，并且所述分支通道相对汇总通道倾斜设置；

每段所述分支通道与所述汇总通道的连通处均设置有二向色镜(7)，所述二向色镜(7)与所述分支通道及汇总通道均相对倾斜设置，位于所述激发光通道(50)内的二向色镜(7)为所述激发滤光片。

6.如权利要求5所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，沿远离所述出射口(501)的方向，t个位于所述激发光通道(50)内的二向色镜(7)的截止波长逐渐增大；

沿远离所述采集口(510)的方向，t个位于所述采集光通道(51)内的二向色镜(7)的截止波长逐渐增大。

7.如权利要求5或6所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，所述光源(1)为LED灯，沿远离所述出射口(501)的方向，t个所述LED灯的发光中心波长逐渐增大。

8.如权利要求5所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，所述主壳体(5)分别设置有第一安装槽(53)和第二安装槽(54)，所述第一安装槽(53)与所述激发光通道(50)连通，所述第二安装槽(54)与所述采集光通道(51)连通；

所述第一安装槽(53)和第二安装槽(54)内均插拔设置有安装框(55)，所述安装框(55)上设置有所述二向色镜(7)。

9.如权利要求5所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，其特征在于，所述光源(1)与位于激发光通道(50)内的二向色镜(7)之间设置有聚光透镜(8)，位于所述采集光通道(51)内的二向色镜(7)与光电传感器(2)之间也设置有聚光透镜(8)。

10.一种PCR检测仪，包括用于盛装被测试剂的试管，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的PCR检测仪用多通道荧光检测单元，所述试管设置有m*N个；

所述试管设置有激发孔和采集孔，所述一分N多模激发光纤具有一个总端部和N个分端部，所述分端部一一对应地设置在所述激发孔内，所述多模采集光纤(4)的端部一一对应设置在所述采集孔内。