微流控芯片荧光检测光学装置制造方法及图纸

一种微流控芯片荧光检测光学装置，包括光源、滤光片、半透半反镜、物镜组、光电倍增管，该检测光学装置的构成包括：检测光路、信息采集接口和控制接口。本发明专利技术装置适用范围广，调整灵活，物镜组与微流控芯片的微管道自动对焦，数据处理都由计算机自动完成，速度快、精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微流控芯片的荧光检测，特别是一种具有自动对焦功能的微流控芯片荧光检测光学装置。
技术介绍
目前微流控芯片广泛应用在各个领域，包括医疗诊断、环境保护、药物筛选、基因测序等，用于对DNA、多肽、蛋白质等生物大分子进行高速、高效分离或处理。荧光检测是测定微流控芯片经系统处理后有关组分的组成及其含量的重要手段之一。现有微流控芯片荧光检测光学装置的基本原理是激光器产生的激光经过一个滤光片变成近似单色光；此单色光经过半透半反镜、物镜照射到芯片的微管道中；该管道中的荧光物质在激光的照射下获得能量后激发出一定波长的荧光。所激发的荧光再经过物镜、半透半反镜，透射后经滤光片将非激发光波长的光过滤掉，激发光再经光阑由光电倍增管收集，经放大后将光信号转变成电信号，由计算机处理。现有的用于微流控芯片荧光检测装置，如加拿大Albert公司生产的微流控芯片分析仪、安吉伦公司生产的2100型生物分析仪等，其基本原理同上所述。存在的主要缺点有(1)为了使芯片微管道中的荧光染料经激光激发后，激发光能经过光路被光电倍增管收集，被检测芯片的微管道必须处在物镜的焦点上。为了适应不同类型的芯片，现有微流控芯片荧光检测仪微管道定位采用手动方式，通过手工来移动芯片，这要求操作者有一定的经验，需要花费很长的时间；(2)用于激发光的激光波长固定在一个波长，不能自由更换，限制了荧光染料的选择；(3)光路系统中物镜组位置固定，不能根据激发光波长调整物镜组的工作距离，限制了检测的灵敏度；(4)光阑大小固定，不能根据需要调整光阑大小，限制了检测的灵敏度。
技术实现思路
为了克服上述缺点，方便仪器的使用，提高仪器的灵敏度，本专利技术提供一种具备自动对焦功能的微流控芯片荧光检测光学装置，本专利技术还提供了用于这种荧光检测光学装置的信息处理系统。本专利技术提供的检测装置包括检测光路、信号采集接口和控制接口。本专利技术的技术解决方案如下一种微流控芯片荧光检测光学装置，包括光源、滤光片、半透半反镜、物镜组、光电倍增管，特征在于其构成包括①检测光路沿光源发出光束的前进方向同轴地依次是第一透镜组、第一滤光片、第二透镜组、半透半反镜，该半透半反镜与上述光束成45°放置，在该半透半反镜的反射光束方向是物镜组和供微流控芯片放置的芯片平台，由微流控芯片反射的光束激发荧光光束透过所述半透半反镜对该透射光方向是具有切换开关的反射镜和CCD探测器，在所述反射镜的反射光路上依次是第二滤光片，第三透镜组，光阑和光电倍增管； ②信息采集接口所述光电倍增管的输出端经放大电路、模数转换器和RS232接口与计算机相连，所述的CCD探测器经图像采集卡与所述的计算机相连；③控制接口所述计算机的输出端经RS232接口、数模转换器、伺服电机驱动芯片平台运动，实施待测微流控芯片的微管道与激发光束的自动对焦。所述的微流控芯片荧光检测光学装置中的光源是由同光轴的白光光源和激光光源组成，而且该激光光源可输出多种波长的激光。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的检测光路1所有光学元件都安置在相应的卡槽中，该卡槽具有相应光学元件的装卸构件。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的物镜组与其支架通过螺纹连接，依靠螺纹旋转，调节物镜组的焦距。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的反射镜的转换开关为绕轴旋转拨动开关或平行移动式开关，可将反射镜移入、移出光路，实现反射镜的切换。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的光阑的光阑孔径是可根据需要进行调整。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的芯片平台的移动精度优于1μm。所述的微流控芯片荧光检测光学装置中采用的计算机具有数据采集处理程序和芯片自动对焦程序。本专利技术微流控芯片荧光检测光学装置的特点和优点1.本专利技术装置的光源是多波长激光光源，必要时还可以更换，可以根据待测定的微流控芯片所需要的激光波长来选定，本专利技术装置的波长使用范围更宽广，使用灵活；2.本专利技术装置的检测光路中所有的光学镜片都安置在相应的卡槽里，可随时根据需要来更换，位置也是可调的，因而提高了装置检测的灵活性；3.所述的物镜组的焦距是可调的，光电倍增管和CCD的位置也是可调的，光阑的孔径是可调的，微调范围为2μm～28μm；4.本专利技术微流控芯片微管道与物镜组的对焦空径由计算机控制伺服电机驱动芯片平台来实现，克服了手动对焦的人为因素的影响，而且速度快，精度高，误差＜1μm。总之，本专利技术装置适用范围广，调整灵活，物镜组与微流控芯片的微管道自动对焦，数据处理都由计算机自动完成。附图说明图1是本专利技术微流控芯片荧光检测光学装置结构框图；图2是本专利技术装置检测光路结构示意图；图3是本专利技术装置计算机控制芯片平台驱动示意图；图4是本专利技术微流控芯片微管道与物镜组自动对焦定位的流程图。1-检测光路 101-激光光源 102-第一透镜组103-第一滤光片 104-第二透镜组105-半透半反镜106-物镜组 107-反射镜108-第二滤光片109-第三透镜组 110-光阑 111-光电倍增管112-CCD探测器 2-放大电路 3-模数转换器 4-计算机41-图象采集卡42-RS232接口 5-数模转换器6-伺服电机 7-芯片平台61-伺服电机驱动器62-芯片平台移动机构具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1和图2，本专利技术是一种微流控芯片荧光检测光学装置，其构成包括①检测光路1沿光源101发出光束的前进方向同光轴O1O1’的依次是第一透镜组102、第一滤光片103、第二透镜组104、半透半反镜105，该半透半反镜105与上述光束成45°放置，在该半透半反镜105的反射光束方向是物镜组106和供微流控芯片8放置的芯片平台7，由微流控芯片8反射的光束透过所述半透半反镜105，在该透射光方向是具有切换开关的反射镜107和CCD探测器112，在所述反射镜107的反射光路上依次是第二滤光片108、第三透镜组109、光阑110和光电倍增管111，且同光轴O2O2；②信息采集接口所述光电倍增管111的输出端经放大电路2、模数转换器3和RS232接口42与计算机4相连，所述的CCD112经图像采集卡41与所述的计算机4相连；③控制接口所述计算机4的输出端经RS232接口42、数模转换器5、伺服电机6驱动芯片平台7运动，实施待测微流控芯片8的微管道与物镜组106的自动对焦。所述的微流控芯片荧光检测光学装置中的激光光源是一多波长激光器并根据需要选择波长或进行更换。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的检测光路1所有光学元件都安置在相应的卡槽中，该卡槽具有相应的装卸构件。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的物镜组106与其支架通过螺纹连接，该物镜组106的焦距是可调的。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的反射镜107的转换开关为绕轴旋转拨动开关或平行移动式开关。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的光阑110的光阑孔大小是可调的。所述的微流控芯片荧光检测光学装置的芯片平台7的移动精度优于1μm。所述的微流控芯片荧光检测光学装置中采用的计算机4具有数据采集处理程序和芯片自动对焦程序。本专利技术装置的工作过程包括1.根据需要调整本专利技术装置的各元部件；2.自动对焦利用转换开关将反光镜107移开，光源101的白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控芯片荧光检测光学装置，包括光源（１０１）、滤光片（１０３）、半透半反镜（１０５）、物镜组（１０６）、光电倍增管（１１１），特征在于其构成是：①检测光路（１）：沿光源（１０１）发出光束的前进方向同轴地依次是第一透镜组（１０２ ）、第一滤光片（１０３）、第二透镜组（１０４）、半透半反镜（１０５），该半透半反镜（１０５）与上述光束成４５°放置，在该半透半反镜（１０５）的反射光束方向是物镜组（１０６）和供微流控芯片（８）放置的芯片平台（７），由微流控芯片（８）反射的光束透过所述半透半反境（１０５），在该透射光方向是具有切换开关的反射镜（１０７）和ＣＣＤ探测器（１１２），在所述反射镜（１０７）的反射光路上依次是第二滤光片（１０８），第三透镜组（１０９），光阑（１１０）和光电倍增管（１１１）；②信息 采集接口：所述光电倍增管（１１１）的输出端经放大电路（２）、模数转换器（３）和ＲＳ２３２接口（４２）与计算机（４）相连，所述的ＣＣＤ探测器（１１２）经图像采集卡（４１）与所述的计算机（４）相连；③控制接口：所述计算机（４）的输出端经 ＲＳ２３２接口（４２）、数模转换器（５）、伺服电机（６）驱动芯片平台（７）运动，实施待测微流控芯片（８）的微管道与激发光束的自动对焦。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永生，李汪根，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]