可携式多色荧光检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可携式多色荧光检测装置包含：多个荧光试样管、发光模块及检测模块。每一个该荧光试样管容纳一荧光混合物。发光模块包含至少两个光源及合光棱镜，合光棱镜用以将至少两个光源所发射的不同频率的光束组合成合光光束，合光光束平行地朝多个荧光试样管照射，以激发荧光混合物产生荧光。检测模块包含多个光纤束及成像单元，每一个光纤束连接其所对应的荧光试样管，其中荧光通过光纤束传递至成像单元，并通过成像单元将之转换为电子信号。

Portable Multicolor Fluorescence Detection Device

【技术实现步骤摘要】
可携式多色荧光检测装置
本专利技术涉及一种荧光检测装置，特别涉及一种具高信噪比的可携式多色荧光检测装置。
技术介绍
近年来，针对不同的目的而欲有效地获取大量DNA特定片段的需求正在蓬勃发展。而在现存所有的DNA定序技术中，聚合酶连锁反应(Polymerasechainreaction，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技术可应用在多种领域，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指纹鉴定等。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，通常采用荧光染剂检测技术。在特定波长的光源照射目标核酸之后，核酸的DNA结合染剂或荧光素结合探针将发生反应，并发出荧光信号。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，称为实时定量PCR(realtimequantitativePCR)或定量PCR(quantitativePCR，qPCR)。相较于传统PCR技术，也就是所谓的终点PCR检测(end-pointPCRdetection)，qPCR为具有较高灵敏度及较佳准确性的早期PCR检测(early-phasePCRdetection)。也因此，光学装置乃是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，此光学装置必须提供光源以在特定波长激发荧光探针，且同时检测从探针发出的荧光信号。荧光检测系统已在诸多领域中成熟发展，例如荧光光谱和荧光显微镜的应用。单色光源阵列配上一组滤光片及光学组件即可轻易应用于特定的荧光探针。然而，若需应用于多色光源的荧光检测，则需搭配更多组滤光片及光学组件，如此将导致检测装置的整体体积庞大，难以微型化。因此，目前开发用于可携式的多色荧光检测装置仍有其困难，且除了体积尺寸及重量考虑之外，其为了所欲实现的高信噪比(signal-to-noiseratio，SNR)所耗费的成本亦须一并考虑。有鉴于前述需求和问题，实有必要针对PCR、qPCR、或是相关生物检测应用提供一种具高信噪比的可携式多色荧光检测装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具高信噪比的可携式多色荧光检测装置，可减小装置的尺寸及重量，且仍然提供优异性能于较低成本的可携式荧光检测装置。为达上述目的，本专利技术的一个较广义实施方式为提供一种可携式多色荧光检测装置，包含：多个荧光试样管、发光模块及检测模块。每一个该荧光试样管容纳一荧光混合物。发光模块包含至少两个光源及合光棱镜，合光棱镜用以将至少两个光源所发射的不同频率的光束组合成合光光束，合光光束平行地朝多个荧光试样管照射，以激发荧光混合物产生荧光。检测模块包含多个光纤束及成像单元，每一个光纤束连接其所对应的荧光试样管，其中荧光通过光纤束传递至成像单元，并通过成像单元将之转换为电子信号。在一实施例中，发光模块还包括至少两个滤光片，且每一个滤光片与其所对应的光源对应设置。在一实施例中，滤光片为一激发滤光片。在一实施例中，滤光片为一固定带通滤光片。在一实施例中，合光棱镜为一立方棱镜。在一实施例中，合光棱镜为一菲利浦合光棱镜，且菲利浦合光棱镜包括多个棱镜。在一实施例中，发光模块还包括一光束整形模块，光束整形模块设置于合光棱镜及多个荧光试样管之间。在一实施例中，光束整形模块还包括一光束整形组件及一圆柱透镜。在一实施例中，光束整形组件包括两个复眼透镜阵列。在一实施例中，光束整形组件为一非球面整形组件，且圆柱透镜为一菲涅尔透镜。在一实施例中，可携式多色荧光检测装置还包括一支撑座以容设多个荧光试样管。在一实施例中，支撑座包括一加热槽，供多个荧光试样管容设于其中。在一实施例中，多个荧光试样管通过与加热槽的热接触，以加热或冷却。在一实施例中，支撑座具有多个光学透孔，光学透孔设置于加热槽的正面及背面。在一实施例中，多个荧光试样管应用于一封闭式流体回路系统。在一实施例中，成像单元包括多个成像透镜、多个成像滤光片以及多个转换器，每一个成像透镜用以将其对应的光纤束所接收的荧光传递至转换器，且每一个成像滤光片均夹设于成像透镜及转换器之间。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种可携式多色荧光检测装置，包含多个荧光试样管、发光模块及检测模块，检测模块包含多个光纤束及成像单元，每一个光纤束连接其所对应的荧光试样管，发光模块照射荧光试剂产生的荧光经由光纤束传递至成像单元，并通过成像单元将之转换为电子信号。本专利技术精心设计的光学结构使发光模块及检测模块的尺寸小型化，也降低了成本，但仍然提供令人信服的高信噪比(SNR)。因此，本专利技术的可携式多色荧光检测装置的相关组件和结构实现了光学系统的精简化。附图说明图1显示本专利技术较佳实施例的可携式多色荧光检测装置的结构示意图。图2显示本专利技术较佳实施例的合光棱镜将不同频率光束合成一信道输出的光径。图3A至图3D显示本专利技术其他较佳实施例的合光棱镜的示意图。图4显示图3B的合光光径。图5A显示本专利技术第一较佳实施例的光束整形模块的光径。图5B显示本专利技术第二较佳实施例的光束整形模块的光径。图6显示本专利技术较佳实施例的支撑座的外观示意图。图7A显示本专利技术较佳实施例的光纤束的外观示意图。图7B显示光纤束的不同端点的剖面结构示意图。图8显示荧光染剂FITC的激发光谱。图9显示荧光染剂Cy5的发射光谱。附图标记说明：1：可携式多色荧光检测装置10：荧光试样管10a：输入通道10b：输出通道11：发光模块12：检测模块2：光源20：第一光源21：第二光源22：第三光源200、200’：红光光束210、210’：蓝光光束220、220’：绿光光束230、230'：合光光束3、30、31、32、31’、32'：滤光片4、41、42、43、44：合光棱镜4a：长波滤光片4b：短波滤光片41a、41b、42a、42b、42c、43a、43b、43c、43d、43e、44a、44b、44c、44d、44e、44f：棱镜420：第一滤光片421：第二滤光片5、5’：光束整形模块51：光束整形组件51’：非球面整形组件51a：第一复眼透镜阵列51b：第二复眼透镜阵列52：圆柱透镜52'：菲涅尔透镜500、500’：线形光束6：支撑座61：加热槽62：光学透孔7：光纤束7a、7b：光纤70、70'：输入端71、71'：输出端8：成像单元81：成像透镜82：成像滤光片83：转换器具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术提供一种可携式多色荧光检测装置，其为一种可照射于多个荧光试样管的荧光混合物以成像的光学模块。更具体而言，本专利技术，的可携式多色荧光检测装置可同时分析多个实时产生的qPCR扩增样品，并通过其荧光强度的成像，以作为多个所述荧光试样管中特定标靶交互作用的测量依据。图1显示本专利技术较佳实施例的可携式多色荧光检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可携式多色荧光检测装置，包含：多个荧光试样管，每一个该荧光试样管容纳一荧光混合物；一发光模块，包含至少两个光源及一合光棱镜，该合光棱镜用以将至少两个所述光源所发射的不同频率的光束组合成一合光光束，该合光光束平行地朝多个所述荧光试样管照射，以激发该荧光混合物产生一荧光；以及一检测模块，包含多个光纤束及一成像单元，每一个该光纤束连接其所对应的该荧光试样管；其中，该荧光通过该光纤束传递至该成像单元，并通过该成像单元将之转换为一电子信号。

【技术特征摘要】
2018.03.02 SG 10201801853W1.一种可携式多色荧光检测装置，包含：多个荧光试样管，每一个该荧光试样管容纳一荧光混合物；一发光模块，包含至少两个光源及一合光棱镜，该合光棱镜用以将至少两个所述光源所发射的不同频率的光束组合成一合光光束，该合光光束平行地朝多个所述荧光试样管照射，以激发该荧光混合物产生一荧光；以及一检测模块，包含多个光纤束及一成像单元，每一个该光纤束连接其所对应的该荧光试样管；其中，该荧光通过该光纤束传递至该成像单元，并通过该成像单元将之转换为一电子信号。2.如权利要求1所述的可携式多色荧光检测装置，其中该发光模块还包括至少两个滤光片，且每一个该滤光片与其所对应的该光源对应设置。3.如权利要求2所述的可携式多色荧光检测装置，其中该滤光片为一激发滤光片。4.如权利要求2所述的可携式多色荧光检测装置，其中该滤光片为一固定带通滤光片。5.如权利要求1所述的可携式多色荧光检测装置，其中该合光棱镜为一立方棱镜。6.如权利要求1所述的可携式多色荧光检测装置，其中该合光棱镜为一菲利浦合光棱镜，且该菲利浦合光棱镜包括多个棱镜。7.如权利要求1所述的可携式多色荧光检测装置，其中该发光模块还包括一光束整形模块，该光束整形模块设置于该合光...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勃，游杰颖，纪洁生，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG