一种大面积荧光成像检测装置制造方法及图纸

本申请公开了一种大面积荧光成像检测装置，包括荧光激发光路、激发光反射光路以及荧光投射光路，荧光激发光路包括依次设置的激发光源组件、准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜；激发光反射光路包括依次设置的限光孔板和载物台；荧光投射光路包括依次设置的限光孔板、二向色镜、荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器；射入二向色镜的光线与二向色镜镜面呈45°±10°角，通过二向色镜反射的光线与载物台法线呈0±10°角；激发光反射光路与荧光投射光路同轴。本申请公开的大面积荧光成像检测装置具有体积小、成本低、操作简单、光源能量利用率高的特点，针对生物芯片、数字PCR单层平铺微液滴阵列等实现大面积荧光成像检测。

【技术实现步骤摘要】
一种大面积荧光成像检测装置
本申请涉及分子生物学、生物医学荧光成像检测
，特别是涉及一种大面积荧光成像检测装置。
技术介绍
微液滴式数字PCR(dropletdigitalpolymerasechainreaction，ddPCR)技术是一种对核酸分子进行绝对定量的方法。相较于定量PCR(quantitativePCR,qPCR)，其在精密度、准确度和灵敏度方面具有无与伦比的优势；同时ddPCR消除了对定量标准曲线的依赖，提高了对扩增抑制物的耐受能力；因此，ddPCR被称作第三代PCR技术。ddPCR的工作原理是在PCR扩增前对反应液进行微滴化处理，即将含有核酸模板的反应液分散成数万个纳升级的微液滴，每个微液滴不含或含有一至数个待检核酸靶分子，且每个微液滴都作为一个独立的PCR反应单元。经PCR扩增后，含有待检核酸靶分子的微液滴产生荧光信号，不含待检核酸靶分子的微液滴不产生荧光信号。最终根据泊松分布原理以及阳性微液滴的比例，计算出待检核酸靶分子的起始浓度或拷贝数。利用现有商品化微液滴式数字PCR装置检测样品中目标核酸的步骤如下：1)制备ddPCR反应液，将ddPCR反应液加入微液滴生成卡；2)制备微液滴，目标核酸随机分布到各个微液滴内；3)封膜后进行常规PCR扩增；4)利用流式检测技术逐个读取每个微液滴的荧光强度；5)利用系统软件自动判别阴/阳性微液滴并对阴/阳性微液滴的数量进行计数，然后根据阳性微液滴的比例和泊松分布统计原理计算目标核酸的绝对拷贝数。其中，现有微液滴荧光检测技术存在以下问题：1)利用流式检测技术逐个读取每个微液滴的荧光强度，速度慢，耗时长，通量低；2)流式检测技术的光路硬件复杂，难以实现多重数字PCR检测(4重以上)；3)流式检测技术检测微液滴终点荧光强度，不能实现微液滴qPCR检测；4)微液滴的两次转移过程(生成的微液滴转移至PCR仪中和PCR反应后微液滴转移至流式检测仪中)导致微液滴损失；5)装有微液滴的离心管开盖次数多，可能引起交叉污染。为解决上述问题，本领域技术人员开发了单层平铺微液滴阵列数字PCR技术，如中国专利CN104450891A中公开了一种利用交界面垂直振动法生成在平底容器底部单层平铺微液滴阵列的方法。该技术方法具有以下优势：1)单层平铺微液滴阵列适用于利用阵列化光电传感器进行大面积图像化荧光成像检测，具有较高的检测速度和检测通量；2)利用连续荧光成像检测可以实时监测微液滴的PCR扩增状态，实现微液滴qPCR检测，具有较高的灵敏度和特异性；3)通过增加激发光源和滤光片，可以实现多重数字PCR(4重以上)；4)微液滴生成，PCR扩增以及微液滴荧光成像检测一体化完成，不存在微液滴损失和交叉污染的可能性；5)单层平铺的微液滴具有较大的温控面积和较小的热惯量，可以实现快速PCR温控循环。为了利用单层平铺微液滴阵列进行目标核酸检测，一方面需要对微液滴进行温控循环扩增，另一方面需要对单层平铺微液滴阵列进行荧光激发和荧光成像检测。另外，为提高成像检测效率，单层平铺微液滴阵列或荧光成像检测装置需要进行一维或二维的运动，以便通过扫描方式进行大面积荧光图像采集。但现有的荧光成像检测装置如荧光显微镜等，无法满足上述检测要求。
技术实现思路
针对上述问题，本申请公开了一种大面积荧光成像检测装置。本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种设置有反射镜的荧光成像检测装置，减小了所述荧光检测装置的体积，同时缩短了所述光学成像镜头与所述载物台的距离，提高了荧光收光效率。本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种设置有限光孔板的荧光成像检测装置，限制激发光只激发荧光成像区域，避免了其它区域由于长时间激发光曝光所导致的荧光猝灭。本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种设置有温控循环的载物台的荧光成像检测装置，实现单层平铺微液滴阵列实时温控循环操作的同时对其进行实时荧光成像检测。本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种光路硬件简单的荧光成像检测装置，能够集成多色复合光源或多个单色光源、激发光滤光片组件以及荧光滤光片组件，实现多重数字PCR检测(4重以上)。本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种设置有运动装置的荧光成像检测装置，所述运动装置能够带动所述载物台或所述光路系统在至少一个运动自由度方向上运动，实现单层平铺微液滴阵列大面积荧光成像检测。为实现上述目的，本申请采取以下技术方案：1、一种大面积荧光成像检测装置，其特征在于，包括荧光激发光机构、激发光反射机构以及荧光投射机构，其中，所述荧光激发光机构包括依次设置的激发光源组件、准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，所述激发光源组件发射出的光线依次经过准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，形成荧光激发光路；所述激发光反射机构包括依次设置的限光孔板和载物台，由所述二向色镜射出的光线经过所述限光孔板以及所述载物台形成激发光反射光路；所述荧光投射机构包括依次设置的荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器；由所述载物台反射后的光线经过所述限光孔板、二向色镜、荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器形成荧光投射光路；射入所述二向色镜的光线与所述二向色镜镜面呈45°±10°角，通过所述二向色镜反射的光线与所述载物台法线呈0±10°角；所述激发光反射光路与荧光投射光路同轴。2、根据项1所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜位于所述激发光滤光片组件与二向色镜之间；由所述激发光滤光片组件射出的光线，经过所述反射镜，射向所述二向色镜。3、根据项2所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，所述激发光源组件发出的光线与所述反射镜镜面呈45°±10°角；所述反射镜与所述二向色镜平行设置；所述反射镜为平面反射镜。4、根据项1或2所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，所述激发光滤光片组件包括第一电机、第一转盘以及激发光滤光片，所述第一电机与所述第一转盘连接，所述激发光滤光片设置于所述第一转盘上。5、根据项4所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，以所述第一转盘的中心为对称中心，在所述第一转盘上均匀地设置有一个或两个以上第一安装孔，所述第一安装孔内设置有所述激发光滤光片；所述激发光滤光片带外抑制OD≥5。6、根据项1或2所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，所述激发光源组件包括第二电机、第二转盘以及激发光源，所述第二电机与所述第二转盘连接，所述激发光滤设置于所述第二转盘上。7、根据项6所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，以所述第二转盘的中心为对称中心，在所述第二转盘上均匀地设置有两个以上的第二安装孔，所述第二安装孔内设置有所述激发光源；所述激发光源为单色光源、宽谱光源或多色复合光源中的一种或两种以上。8、根据项1或2所述的大面积荧光成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积荧光成像检测装置，其特征在于，包括荧光激发光机构、激发光反射机构以及荧光投射机构，其中，/n所述荧光激发光机构包括依次设置的激发光源组件、准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，所述激发光源组件发射出的光线依次经过准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，形成荧光激发光路；/n所述激发光反射机构包括依次设置的限光孔板和载物台，由所述二向色镜射出的光线经过所述限光孔板以及所述载物台形成激发光反射光路；/n所述荧光投射机构包括依次设置的荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器；由所述载物台反射后的光线经过所述限光孔板、所述二向色镜、荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器形成荧光投射光路；/n射入所述二向色镜的光线与所述二向色镜镜面呈45°±10°角，通过所述二向色镜反射的光线与所述载物台法线呈0±10°角；/n所述激发光反射光路与荧光投射光路同轴。/n

【技术特征摘要】
20190917 CN 20191087655211.一种大面积荧光成像检测装置，其特征在于，包括荧光激发光机构、激发光反射机构以及荧光投射机构，其中，
所述荧光激发光机构包括依次设置的激发光源组件、准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，所述激发光源组件发射出的光线依次经过准直透镜组、激发光滤光片组件和二向色镜，形成荧光激发光路；
所述激发光反射机构包括依次设置的限光孔板和载物台，由所述二向色镜射出的光线经过所述限光孔板以及所述载物台形成激发光反射光路；
所述荧光投射机构包括依次设置的荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器；由所述载物台反射后的光线经过所述限光孔板、所述二向色镜、荧光滤光片组件、光学成像镜头和图像传感器形成荧光投射光路；
射入所述二向色镜的光线与所述二向色镜镜面呈45°±10°角，通过所述二向色镜反射的光线与所述载物台法线呈0±10°角；
所述激发光反射光路与荧光投射光路同轴。


2.根据权利要求1所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜位于所述激发光滤光片组件与二向色镜之间；由所述激发光滤光片组件射出的光线，经过所述反射镜，射向所述二向色镜。


3.根据权利要求2所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，所述激发光源组件发出的光线与所述反射镜镜面呈45°±10°角；
所述反射镜与所述二向色镜平行设置；
所述反射镜为平面反射镜。


4.根据权利要求1或2所述的大面积荧光成像检测装置，其特征在于，所述激发光滤光片组件包括第一电机、第一转盘以及激发光滤光片，所述第一电机与所述第一转盘连接，所述激发光滤光片设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁蓉蓉，
申请(专利权)人：北京达微生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11