一种用于生物芯片的荧光检测系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于生物芯片的荧光检测系统，包括支架以及竖直设置在支架上的成像采集组件，所述成像采集组件下方设置有第一滤光片；所述第一滤光片下方设置有光源组件，所述光源组件包括光源转盘，光源转盘与成像采集组件同轴，光源转盘中心设置有白光光源；所述光源转盘上设置有若干对单色光源，每对单色光源关于光源转盘中心对称，单色光源的出光端指向白光光源正上方，所述单色光源的出光端设置有第二滤光片，所述单色光源与第二滤光片之间设置有匀光组件。本发明专利技术的优点在于：能够同时满足高光路均匀性、大检测视场和高分辨率等检测指标。指标。指标。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生物芯片的荧光检测系统


[0001]本专利技术涉及荧光检测领域，具体涉及一种用于生物芯片的荧光检测系统。

技术介绍

[0002]近年来，以数字PCR和数字ELISA为代表的单分子检测技术快速发展，靶标检测维度的变化对荧光检测系统的性能(如：更高的光路均匀性，更大的检测视场(参见例如王子程等人，应用于dPCR的大视场荧光显微检测系统的设计，光学设计，2021，第41卷第1期：6)，更高的分辨率等)提出了较高的要求。现有技术中，例如公开号为CN112345503A的中国专利技术专利申请公开了一种多重荧光检测装置，对准样品，包括：位于所述样品正上方，并对准所述样品的镜头；套在所述镜头周边，环形分布有多个发光点的环形照明装置；分别发出激光的多个激光光源；连接所述环形照明装置的各个发光点和各所述激光光源的光纤；位于所述镜头正上方，并对准所述镜头，用于收集荧光信号的相机；水平设置在所述相机和所述镜头之间，并且环形阵列地搭载有多个对应不同荧光物质发射波长的滤光片的滤光片轮；驱动所述滤光片轮转动而使得一个滤光片位于所述镜头正上方的电机。然而，目前大多数单分子检测设备中采用的荧光检测系统无法同时满足高光路均匀性、大检测视场和高分辨率等检测指标，任何一个短板都会直接影响核酸和蛋白单分子的检测灵敏度和定量准确性，极大地限制了单分子检测技术的发展和应用。因此，发展一种新的荧光检测系统具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于：
[0004]现有技术中单分子检测设备中采用的荧光检测系统无法同时满足高光路均匀性、大检测视场和高分辨率等检测指标的技术问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0006]一种用于生物芯片的荧光检测系统，包括支架以及竖直设置在支架上的成像采集组件，所述成像采集组件下方设置有第一滤光片；
[0007]所述第一滤光片下方设置有光源组件，所述光源组件包括光源转盘，光源转盘与成像采集组件同轴，光源转盘中心设置有白光光源；
[0008]所述光源转盘上设置有若干对单色光源，每对单色光源关于光源转盘中心对称，单色光源的出光端指向白光光源正上方，所述单色光源的出光端设置有第二滤光片，所述单色光源与第二滤光片之间设置有匀光组件。
[0009]本专利技术中的一种用于生物芯片的荧光检测系统在实际应用时，成像采集组件用于待检样品的成像和荧光信号的采集，第一滤光片能够过滤非特征波段的发射荧光，分离特征波段的发射荧光；白光光源能够提供待检样品聚焦成像的明场环境；单色光源则能够激发待检样品中的荧光物质，使其产生可被光学设备检测的荧光信号，匀光组件能够增强光信号的均匀性，提高光能利用率。本专利技术提供的一种用于生物芯片的荧光检测系统结构紧
凑，极大地降低了硬件的空间占用，为仪器便携化和小型化设计开发提供了有利条件；本专利技术提出的成像采集组件与白光光源、单色光源呈同轴交叉斜对射方案可以有效降低了光信号传输时的能量损失，有利于待检样品中微弱荧光信号的探测。利用白光光源照明辅助成像采集组件聚焦成像方案，可为待检样品中荧光信号的高精度捕捉提供有利条件。该系统能够同时满足高光路均匀性、大检测视场和高分辨率等检测指标。基于该系统可实现核酸或蛋白扩增生物芯片中荧光信号的有效检测。
[0010]优化的，还包括转动安装在支架上的滤光片转盘，支架上设置有能够驱动滤光片转盘转动的滤光片转盘驱动机构，所述第一滤光片设置在若干个，所有第一滤光片按照圆形阵列分布在滤光片转盘上，所述滤光片转盘驱动机构能够驱动滤光片转盘带动第一滤光片转动至所述成像采集组件下方；
[0011]所述滤光片转盘驱动机构采用电机，电机转轴竖直向下，滤光片转盘安装在电机转轴上。
[0012]实际应用时，电机驱动滤光片转盘转动，进而带动不同的第一滤光片转动至所述成像采集组件下方，能够满足多通道检测需求。
[0013]优化的，所述光源组件还包括光源转盘驱动机构，光源转盘驱动机构能够驱动光源转盘转动；
[0014]所述光源转盘驱动机构采用电机，电机转轴竖直向上且与所述成像采集组件同轴，所述光源转盘安装在电机转轴上。
[0015]优化的，所述光源转盘上设置有若干对固定座，每对固定座关于光源转盘中心对称，固定座内部沿其轴向贯通，所述固定座倾斜设置，所述单色光源设置在固定座下端，所述第二滤光片设置在固定座上端，所述匀光组件设置在固定座内部。
[0016]优化的，所述匀光组件包括沿单色光源出光方向依次设置的非球面透镜、复眼透镜、聚焦镜。
[0017]通过非球面透镜、复眼透镜、聚焦镜形成的匀光组件能够有效增强光信号的均匀性，提高光能利用率。
[0018]优化的，所述固定座下端设置有下固定座，所述单色光源、非球面透镜设置在下固定座上。
[0019]优化的，所述下固定座中设置有与固定座同轴的透光孔，所述透光孔位于单色光源与非球面透镜之间。
[0020]优化的，所述下固定座上端内部设置有下压圈，所述非球面透镜被下压圈压在下固定座中。
[0021]优化的，所述下固定座底部设置有散热组件；
[0022]所述散热组件包括若干个平行设置的散热翅片。
[0023]优化的，所述固定座上端设置有安装座，所述复眼透镜被安装座压在固定座内部，所述安装座上端内部设置有上压圈，所述聚焦镜、第二滤光片被上压圈压在安装座内部。
[0024]本专利技术的优点在于：
[0025]1.本专利技术中的一种用于生物芯片的荧光检测系统在实际应用时，成像采集组件用于待检样品的成像和荧光信号的采集，第一滤光片能够过滤非特征波段的发射荧光，分离特征波段的发射荧光；白光光源能够提供待检样品聚焦成像的明场环境；单色光源则能够
激发待检样品中的荧光物质，使其产生可被光学设备检测的荧光信号，匀光组件能够增强光信号的均匀性，提高光能利用率。本专利技术提供的一种用于生物芯片的荧光检测系统结构紧凑，极大地降低了硬件的空间占用，为仪器便携化和小型化设计开发提供了有利条件；本专利技术提出的成像采集组件与白光光源、单色光源呈同轴交叉斜对射方案可以有效降低了光信号传输时的能量损失，有利于待检样品中微弱荧光信号的探测。利用白光光源照明辅助成像采集组件聚焦成像方案，可为待检样品中荧光信号的高精度捕捉提供有利条件。该系统能够同时满足高光路均匀性、大检测视场和高分辨率等检测指标。基于该系统可实现核酸或蛋白扩增生物芯片中荧光信号的有效检测。
[0026]2.实际应用时，电机驱动滤光片转盘转动，进而带动不同的第一滤光片转动至所述成像采集组件下方，能够满足多通道检测需求。
[0027]3.通过非球面透镜、复眼透镜、聚焦镜形成的匀光组件能够有效增强光信号的均匀性，提高光能利用率。
附图说明
[0028]图1、2为本专利技术实施例中一种用于生物芯片的荧光检测系统不同视角的立体图(隐藏支架)；
[0029]图3为本专利技术实施例中一种用于生物芯片的荧光检测系统的主视图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物芯片的荧光检测系统，其特征在于：包括支架(1)以及竖直设置在支架(1)上的成像采集组件(2)，所述成像采集组件(2)下方设置有第一滤光片(3)；所述第一滤光片(3)下方设置有光源组件(4)，所述光源组件(4)包括光源转盘(41)，光源转盘(41)与成像采集组件(2)同轴，光源转盘(41)中心设置有白光光源(42)；所述光源转盘(41)上设置有若干对单色光源(43)，每对单色光源(43)关于光源转盘(41)中心对称，单色光源(43)的出光端指向白光光源(42)正上方，所述单色光源(43)的出光端设置有第二滤光片(44)，所述单色光源(43)与第二滤光片(44)之间设置有匀光组件(45)。2.根据权利要求1所述的一种用于生物芯片的荧光检测系统，其特征在于：还包括转动安装在支架(1)上的滤光片转盘(31)，支架(1)上设置有能够驱动滤光片转盘(31)转动的滤光片转盘驱动机构(32)，所述第一滤光片(3)设置在若干个，所有第一滤光片(3)按照圆形阵列分布在滤光片转盘(31)上，所述滤光片转盘驱动机构(32)能够驱动滤光片转盘(31)带动第一滤光片(3)转动至所述成像采集组件(2)下方；所述滤光片转盘驱动机构(32)采用电机，电机转轴竖直向下，滤光片转盘(31)安装在电机转轴上。3.根据权利要求1所述的一种用于生物芯片的荧光检测系统，其特征在于：所述光源组件(4)还包括光源转盘驱动机构(46)，光源转盘驱动机构(46)能够驱动光源转盘(41)转动；所述光源转盘驱动机构(46)采用电机，电机转轴竖直向上且与所述成像采集组件(2)同轴，所述光源转盘(41)安装在电机转轴上。4.根据权利要求1所述的一种用于生物芯片的荧光检测系统，其特征在于：所述光源转盘(41)上设置有若干对固定座(47...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，赵俊，朱灵，邓国庆，花昌义，杨柯，王明龙，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：