CN220340054U - 一种圆盘式多通道光学检测系统 - Google Patents

Abstract

一种圆盘式多通道光学检测系统，属于荧光检测设备技术领域。本实用新型解决了现有的多通道荧光检测装置存在的多个荧光检测通道之间的切换操作较为繁琐以及易出现荧光串扰的问题。上盘与下盘对接形成多个独立的荧光检测通道，进样转轮同时穿装在上盘及下盘内，电机输出轴与进样转轮同轴固接，多个荧光检测通道沿进样转轮周向布置，进样转轮上开设有若干试管槽及若干检测孔，若干检测孔与若干试管槽的侧壁对应连通。通过电机直接控制进样转轮转动，进而直接控制装有样本的试管槽进行位置移动，省去复杂的传动组件，节省了空间和成本；不必频繁调整光学元件位置，有效简化了不同荧光检测通道对不同待测样本的荧光检测，进一步提高了检测效率。

Description

一种圆盘式多通道光学检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种圆盘式多通道光学检测系统，属于荧光检测设备技术领域。

背景技术

荧光检测是一种自然发光反应，通过荧光素酶与 ATP进行反应，可检测人体细胞、细菌、霉菌、食物残渣，在15秒钟内得到反应结果。光照度通过专用设备进行测量，并以数字形式予以表示，在1975年首先被应用到食品工业中，在1985年在化妆品制造业中得到应用。

现有的荧光检测装置多采用单通道的光学系统对目标样本进行检测，如公开号为CN217237745U的实用新型专利《一种荧光检测装置》，包括：LED激发装置、PD接收装置和样品采集平台；LED激发装置中相应LED发光机构发出对应波段的光，依次经射出透镜组、射出圆柱透镜照射在样品采集平台的样品上，被测光依次经射入圆柱透镜、射入透镜组照射在PD接收装置中各PD光电采集机构上，以对该被测光进行检测。但是该种单通道检测装置一次仅能实现一个荧光染料的检测，检测效率极低。

为了提高检测效率，现有技术中还出现了能提供多个荧光检测通道的荧光检测仪器，但是由于现有的该类型的荧光检测仪器本身结构复杂，多个荧光检测通道之间的切换操作较为繁琐，严重影响了检测效率和检测精度。

若采用一个光源激发所有荧光通道，会使得光源的光谱利用率较低，即大部分光能量会作为背景干扰，影响信号采集。

一些装置需要运动机构的驱动来实现不同荧光通道的切换，不同荧光通道之间存在比较明显的荧光串扰现象，影响了荧光的检测效果，存在改进空间；另外还有一些能够实现多通道荧光检测通道设备，需要通过调节光学元件的角度来实现不同荧光通道的切换，导致光路对应调节操作繁琐、效率低，且极易出现荧光串扰现象，影响荧光的检测效果。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有的多通道荧光检测装置存在的多个荧光检测通道之间的切换操作较为繁琐以及易出现荧光串扰的问题，进而提供了一种圆盘式多通道光学检测系统。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种圆盘式多通道光学检测系统，包括上盘、下盘、进样转轮及电机，其中上盘与下盘对接形成多个独立的荧光检测通道，进样转轮同时穿装在上盘及下盘内，电机穿过上盘或下盘并与进样转轮同轴固接，多个荧光检测通道沿进样转轮周向布置，进样转轮上开设有若干试管槽，且进样转轮上沿其周向加工有若干检测孔，若干检测孔与若干试管槽的侧壁对应连通设置，多个荧光检测通道与其同等数量的检测孔对应布置，上盘上与下盘相对接的一面以及下盘上与上盘相对接的一面均加工有若干凹槽，上盘与下盘对接后，各凹槽对应拼接形成多个独立的荧光检测通道，各待测样本之间以及各荧光检测通道之间均为实体结构。

进一步地，进样转轮为圆柱形结构，若干试管槽呈环形分布且均平行于电机输出轴设置。

进一步地，每个荧光检测通道均包括激发光路及发射光路，其中激发光路包括依次布置的激发光单元、准直透镜、第一滤光片、二向色镜及第一聚焦透镜，发射光路包括依次布置的第二滤光片、第二聚焦透镜及光电探测器。

进一步地，激发光路与发射光路垂直相交，准直透镜的轴线与第二聚焦透镜的轴线之间相互垂直，二向色镜与准直透镜的轴线之间的夹角以及二向色镜与第二聚焦透镜的轴线之间的夹角均为45°。

进一步地，若干第一聚焦透镜对应与其相等数量的若干检测孔正对设置。

进一步地，荧光检测通道的数量为四个。

进一步地，试管槽的数量为八个。

进一步地，试管槽的底部为渐缩弧形结构。

进一步地，检测孔开设在进样转轮的中部。

进一步地，检测孔为椭圆形孔。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

通过电机直接控制进样转轮转动，进而直接控制装有样本的试管槽进行位置移动，省去了复杂的传动组件，有效节省了空间和成本；不必频繁调整光学元件位置，有效简化了不同荧光检测通道对不同待测样本的荧光检测，从而进一步提高了检测效率。

各待测样本之间以及各荧光检测通道之间均为实体结构，能够避免通道之间的波长干扰，有效减少了荧光串扰现象。

通过本实用新型的圆盘式多通道光学检测系统，可以一次性实现多个样本的检测，大大提高了检测效率。

通过荧光染料的不同更改各荧光检测通道内的激发光路与发射光路配置，通过转动电机可以在不同的荧光检测通道以及不同的样本之间切换，从而可同时实现不同荧光检测通道对待测样本的荧光检测，能够有效提高检测效率。

通过本实用新型的圆盘式多通道光学检测系统，能够同时对多个样品或多种荧光染料进行检测，结构简单，成本低廉，且更便携，检测效率更高，并能有效避免通道之间的波长干扰。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸示意图；

图2为本实用新型的主视示意图；

图3为上盘的第一立体结构示意图；

图4为上盘的第二立体结构示意图；

图5为下盘的第一立体结构示意图；

图6为下盘的第二立体结构示意图；

图7为下盘的俯视示意图；

图8为进样转轮的第一立体结构示意图；

图9为进样转轮的第二立体结构示意图。

图中：

1、上盘；2、下盘；3、进样转轮；31、试管槽；32、检测孔；4、电机；5、荧光检测通道；51、激发光路；511、激发光单元；512、准直透镜；514、二向色镜；515、第一聚焦透镜；52、发射光路；521、第二滤光片；522、第二聚焦透镜；523、光电探测器。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1~9说明本实施方式，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型关于“左”、“右”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”“顶部”“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，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述的结构必须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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种圆盘式多通道光学检测系统，包括上盘1、下盘2、进样转轮3及电机4，其中上盘1与下盘2对接形成多个独立的荧光检测通道5，进样转轮3同时穿装在上盘1及下盘2内，电机4穿过上盘1或下盘2并与进样转轮3同轴固接，多个荧光检测通道5沿进样转轮3周向布置，进样转轮3上开设有若干试管槽31，且进样转轮3上沿其周向加工有若干检测孔32，若干检测孔32与若干试管槽31的侧壁对应连通设置，多个荧光检测通道5与其同等数量的检测孔32对应布置。

每个试管槽31均沿进样转轮3轴向开设且若干试管槽31沿周向均布。

正常使用时，进样转轮3放置在下盘2中，步进电机4的输出轴插入进样转轮3中，控制进样转轮3旋转使其进行不同通道检测，上盘1与下盘2紧密合起，从而形成一个圆盘式多通道光学检测系统。

通过电机4直接控制进样转轮3转动，进而直接控制装有样本的试管槽31进行位置移动，省去了复杂的传动组件，有效节省了空间和成本；不必频繁调整光学元件位置，有效简化了不同荧光检测通道5对不同待测样本的荧光检测，从而进一步提高了检测效率。

电机4可以固装在下盘上，电机的输出轴穿过下盘2与进样转轮3固接。

上盘1上与下盘2相对接的一面以及下盘2上与上盘1相对接的一面均加工有若干凹槽，上盘1与下盘2对接后，各凹槽对应拼接形成多个独立的荧光检测通道5，各待测样本之间以及各荧光检测通道5之间均为实体结构，即每个荧光检测通道5外侧均为实体结构，使得操作时除了系统内的激发光和发射光，再无其它光源，系统整体相当于暗室操作，能够避免通道之间的波长干扰，有效减少了荧光串扰现象。

上盘1的若干凹槽深度与下盘2的若干凹槽深度可以相同设置，也可以不同设置，只要上盘1与下盘2合并对接之后，能够形成荧光检测通道5且各荧光检测通道5之间通过上盘1及下盘2的实体结构隔开即可。

通过本实用新型的圆盘式多通道光学检测系统，可以一次性实现多个样本的检测，大大提高了检测效率。

荧光检测通道5的数量可以与试管槽31的数量相同设置，也可以少于试管槽31的数量设置。当荧光检测通道5的数量与试管槽31的数量相同时，二者的位置一一对应设置。

通过荧光染料的不同更改各荧光检测通道5内的激发光路51与发射光路52配置，通过转动电机4可以在不同的荧光检测通道5以及不同的样本之间切换，从而可同时实现不同荧光检测通道5对待测样本的荧光检测，能够有效提高检测效率。

进样转轮3为圆柱形结构，若干试管槽31呈环形分布且均平行于电机4输出轴设置。如此设计，通过将试管槽31平行于电机4输出轴设置，当电机4转动时，带动进样转轮3同轴转动，进而使得若干试管槽31作沿周向的移动，便于不同的荧光检测通道5及不同的样本之间的切换。

每个荧光检测通道5均包括激发光路51及发射光路52，其中激发光路51包括依次布置的激发光单元511、准直透镜512、第一滤光片、二向色镜514及第一聚焦透镜515，发射光路52包括依次布置的第二滤光片521、第二聚焦透镜522及光电探测器523。

多个荧光检测通道5的激发光路51与发射光路52相同设置。所述激发光路51用于产生激发光并使激发光入射进样转轮3，所述发射光路52用于检测反射射出的发射光。

所述激发光路51中：

所述激发光单元511为LED、汞灯、氙灯、激光器、发光二极管等，LED作为冷光源，具有响应速度快、强度稳定、能耗低及单色性好的优点，具体选择根据使用的荧光染料激发波长来决定。

准直透镜512用于将激发光单元511产生的激发原光转换为激发平行光；

第一滤光片用于过滤经准直透镜512转换得到的激发平行光，得到单色的激发光。

二向色镜514起到反射作用，使激发光充分投射到进样转轮3中的试管上。

第一聚焦透镜515用于聚焦经二向色镜514反射过来的激发光。

所述发射光路52中：

第二滤光片521用于经激发光激发出来的发射光，得到单色发射光；

第二聚焦透镜522用于聚焦经第二滤光片521过滤后得到的单色发射光；

光电探测器523用于检测经第二聚焦透镜522聚焦的单色发射光。

当激发光照射在被荧光染料标记的菌群时，使荧光素中原本处于基态的原子向激发态进行跃迁，产生比激发光波长更长的荧光，荧光最终被光电探测器523采集。光电探测器523是一种基于光电效应将荧光信号转化为电信号的器件。目前常用荧光信号检测的光电转换器件主要有光电倍增管(PMT)、光电二极管(PD)和电荷耦合器件(CCD)等。

激发光单元511产生激发光，经过准直透镜512和第一滤光片，在二向色镜514上将激发光反射，通过第一聚焦透镜515，最终照射到进样转轮3中的试管上，激发出试管内荧光染料的发射光后，发射光通过第二滤光片521和第二聚焦透镜522，最终到达光电探测器523。

激发光路51与发射光路52垂直相交，准直透镜512的轴线与第二聚焦透镜522的轴线之间相互垂直，二向色镜514与准直透镜512的轴线之间的夹角以及二向色镜514与第二聚焦透镜522的轴线之间的夹角均为45°。

若干第一聚焦透镜515对应与其相等数量的若干检测孔32正对设置。如此设计，保证激发光顺利照射到待检测样品所在试管上。

荧光检测通道5的数量为四个。

进样转轮3上开设的试管槽31数量为八个。

试管槽31的底部为渐缩弧形结构。如此设计，便于实现试管的快速插装与拿取，同时，试管放置在试管槽31内后，电机转动时试管可以保持稳定。

检测孔32开设在进样转轮3的中部。如此设计，进样转轮3的一端部插装在上盘1内，另一端部插装在下盘2内，通过将检测孔32开设在进样转轮3的中部，进一步保证激发光顺利照射到待检测样品所在试管上。

检测孔32为椭圆形孔。如此设计，将检测孔32设置为椭圆形孔可以便于检查试管槽的内部空间，便于对试管槽的内部进行清理，安装拆卸试管更方便；另外，使激发光最大程度地照射在样品上以激发出更多发射光，减小误差；椭圆形孔在设计上更灵活，能够更好地适应不同试管及待测样品的要求，提供更广泛的检测范围。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：包括上盘（1）、下盘（2）、进样转轮（3）及电机（4），其中上盘（1）与下盘（2）对接形成多个独立的荧光检测通道（5），进样转轮（3）同时穿装在上盘（1）及下盘（2）内，电机（4）穿过上盘（1）或下盘（2）并与进样转轮（3）同轴固接，多个荧光检测通道（5）沿进样转轮（3）周向布置，进样转轮（3）上开设有若干试管槽（31），且进样转轮（3）上沿其周向加工有若干检测孔（32），若干检测孔（32）与若干试管槽（31）的侧壁对应连通设置，多个荧光检测通道（5）与其同等数量的检测孔（32）对应布置，上盘（1）上与下盘（2）相对接的一面以及下盘（2）上与上盘（1）相对接的一面均加工有若干凹槽，上盘（1）与下盘（2）对接后，各凹槽对应拼接形成多个独立的荧光检测通道（5），各待测样本之间以及各荧光检测通道（5）之间均为实体结构。

2.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：进样转轮（3）为圆柱形结构，若干试管槽（31）呈环形分布且均平行于电机（4）输出轴设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：每个荧光检测通道（5）均包括激发光路（51）及发射光路（52），其中激发光路（51）包括依次布置的激发光单元（511）、准直透镜（512）、第一滤光片、二向色镜（514）及第一聚焦透镜（515），发射光路（52）包括依次布置的第二滤光片（521）、第二聚焦透镜（522）及光电探测器（523）。

4.根据权利要求3所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：激发光路（51）与发射光路（52）垂直相交，准直透镜（512）的轴线与第二聚焦透镜（522）的轴线之间相互垂直，二向色镜（514）与准直透镜（512）的轴线之间的夹角以及二向色镜（514）与第二聚焦透镜（522）的轴线之间的夹角均为45°。

5.根据权利要求3所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：若干第一聚焦透镜（515）对应与其相等数量的若干检测孔（32）正对设置。

6.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：荧光检测通道（5）的数量为四个。

7.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：试管槽（31）的数量为八个。

8.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：试管槽（31）的底部为渐缩弧形结构。

9.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：检测孔（32）开设在进样转轮（3）的中部。

10.根据权利要求1所述的一种圆盘式多通道光学检测系统，其特征在于：检测孔（32）为椭圆形孔。