一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统技术方案

本申请提供了一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统，利用超透镜和光源形成照明组件，减小照明组件的体积；而且，在探测组件中利用惠更斯超透镜替代大体积的远心套筒透镜，减小探测组件的体积，实现系统小型化；还可以考虑将惠更斯超透镜与滤光片封装在一起，可以进一步减小体积；由于超透镜量产成本低且一致性高，使得基于超透镜的高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统可以规模化生产。字微滴PCR荧光检测光片系统可以规模化生产。字微滴PCR荧光检测光片系统可以规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统


[0001]本申请涉及光片成像
，具体而言，涉及一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统。

技术介绍

[0002]目前，聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)技术是一种微量核酸分子检测技术。利用该PCR技术的高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统，作为一种斜置开顶式的光片系统(open
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sheet microscopy)，是针对大量数字微滴PCR荧光信号检测的显微成像系统。在高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统(在本文中可以简称为：PCR荧光检测光片系统)中，对样品进行照射的光学组件中使用了传统的光学透镜，由于传统的光学透镜需要多片，使整体体积较大，导致高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统很难量产。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本申请实施例的目的在于提供一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种基于超透镜的光片成像系统，用于对样品进行检测，包括：照明组件、探测组件和样品腔；
[0005]所述样品腔内容置有折射率匹配液，所述样品浸入在所述折射率匹配液内，其中，所述折射率匹配液的折射率与所述样品的折射率相同或相近；
[0006]在所述样品腔放置所述样品的平面内，所述照明组件的主光轴与所述探测组件的主光轴正交；
[0007]所述照明组件，包括：光源和超透镜；
[0008]所述超透镜，对所述光源发出的激发光束进行超衍射聚焦，形成贝塞尔光片，照射到所述样品上；
[0009]所述探测组件，获取所述样品中、被所述贝塞尔光片照射的平面形成的成像光束。
[0010]第二方面，本申请实施例还提供了一种PCR荧光检测光片系统，包括上述第一方面所述的基于超透镜的光片成像系统。
[0011]本申请实施例上述第一方面至第二方面提供的方案中，基于超透镜的光片成像系统中的样品腔内容置有折射率匹配液，样品浸入在所述折射率匹配液内，照明组件的主光轴与探测组件的主光轴正交，通过照明组件中设置的超透镜，对光源发出的激发光束进行超衍射聚焦，形成贝塞尔光片照射到样品上，对样品进行激发，与相关技术中高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统中使用传统的光学透镜组对样品进行照射的方式相比，利用超透镜替代了传统的光学透镜组，由于超透镜具有轻薄的特点，且量产一致性更高，在与传统的光学透镜能够实现相同性能的前提下，可以减小整个光片成像系统中使用的透镜数量，使光片成像系统的结构更紧凑，体积更小，为大规模生产便携式小体积的PCR荧光检测光片系
统提供了思路。
[0012]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1示出了本申请实施例所提供的一种基于超透镜的光片成像系统的结构示意图；
[0015]图2示出了本申请实施例所提供的照明组件的结构示意图；
[0016]图3示出了本申请实施例所提供的探测组件的结构示意图；
[0017]图4示出了本申请实施例所提供的包含多个结构单元的超透镜的示意图。
[0018]图标：100、样品腔；102、样品；104、光源；106、超透镜；108、玻璃外壳；110、样品夹持件；112、位移台；114、光学支杆；300、套筒；302、显微物镜；304、惠更斯超透镜；306、光阑；308、照相机；310、滤光片。
具体实施方式
[0019]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0020]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0022]目前，PCR技术是一种微量核酸分子检测技术。高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统是针对大量数字微滴PCR荧光信号检测的一种光学系统，是一种open
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sheet microscopy。在斜置开顶式光片系统中，照明光路斜45度向上，通过透镜对光束进行整形形成光片；探测光路斜45度向下，与照明光路正交，收集二维微滴荧光信号；通过扫描样品，获得样品的二维时序堆栈图；重构出三维图像后对图像进行处理，获取微滴荧光数量以完成信号检测。作为一种检测仪器，可量产、小型化、一致性高是其重要指标。
[0023]高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统的照明光路是基于传统的光学透镜对照明光束进行整形形成高斯光片，所需的光学透镜数目达5片；光学系统搭建在光学面包板上，面包板通过转接件、光学接杆等与水平光学平台连接固定。整个系统体积为300(毫米)mm*450mm*300mm。基于传统光学透镜构建的高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统体积大，照明光路和探测光路的搭建不具有大规模复制性，稳定性也不够高，作为仪器进行量产受限。
[0024]基于此，本申请以下实施例提出一种基于超透镜的光片成像系统和PCR荧光检测光片系统，利用超透镜和光源形成照明组件，减小照明组件的体积；而且，在探测组件中利用惠更斯超透镜替代大体积的远心套筒透镜，减小探测组件的体积，实现系统小型化；还可以考虑将惠更斯超透镜与滤光片封装在一起，以提高探测组件的成像质量；由于超透镜量产成本低且一致性高，使得基于超透镜的高通量数字微滴PCR荧光检测光片系统可以规模化生产。
[0025]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超透镜的光片成像系统，用于对样品进行检测，其特征在于，包括：照明组件、探测组件和样品腔；所述样品腔内容置有折射率匹配液，所述样品浸入在所述折射率匹配液内，其中，所述折射率匹配液的折射率与所述样品的折射率相同或相近；在所述样品腔放置所述样品的平面内，所述照明组件的主光轴与所述探测组件的主光轴正交；所述照明组件，包括：光源和超透镜；所述超透镜，对所述光源发出的激发光束进行超衍射聚焦，形成贝塞尔光片，照射到所述样品上；所述探测组件，获取所述样品中、被所述贝塞尔光片照射的平面形成的成像光束。2.根据权利要求1所述的基于超透镜的光片成像系统，其特征在于，所述照明组件，还包括：玻璃外壳；所述光源和所述超透镜设置在所述玻璃外壳内，所述玻璃外壳嵌入在所述样品腔上。3.根据权利要求1所述的基于超透镜的光片成像系统，其特征在于，所述超透镜，包括：基底和设置在所述基底上的多个纳米结构；所述多个纳米结构中的各纳米结构的相位使得所述超透镜具有圆锥面相位分布。4.根据权利要求3所述的基于超透镜的光片成像系统，其特征在于，所述超透镜的相位分布满足以下公式：其中，Φ
B
表示所述超透镜的相位分布；r表示所述超透镜上任一点距中心的径向距离；表示激发光束的波矢；λ表示激发光束的波长；R表示所述超透镜的最大口径；f表示所述最大口径对应的焦点位置。5.根据权利要求1所述的基于超透镜的光片成像系统，其特征在于，所述光源为垂直表面发射激光器VCSEL。6.根据权利要求1所述的基于超透镜的光片成像系统，其特征在于，所述探测组件，包括：套筒、显微物镜、惠更斯超透镜、光阑和照相机；所述显微物镜、所述惠更斯超透镜、所述光阑和所述照相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜雯，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：