一种光斑整形组件及背向光谱探测系统技术方案

本发明专利技术公开一种光斑整形组件及背向光谱探测系统，光斑整形组件用于对自激光器出射的探测激光进行整形，光斑整形组件包括预整形组件、分光元件以及整形组件；预整形组件用于对应激光器的激光出射端设置，以对自激光出射端出射的探测激光进行预整形处理；分光元件设于预整形组件的出光侧，其反光侧朝向预整形组件设置，用以反射自预整形组件的出光侧出射的所述探测激光；整形组件包括第一整形部，第一整形部用于设于分光元件的反光侧与微流体芯片之间，用以将自分光元件的反光侧反射的探测激光进行整形并射至微流体芯片，以在微流体芯片的流道内产生平顶光斑；如此，能够增大微粒照射面积并提升光信号响应的一致性，从而提高检测结果的准确性。测结果的准确性。测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种光斑整形组件及背向光谱探测系统


[0001]本专利技术涉及细胞检测
，尤其是一种光斑整形组件及背向光谱探测系统。

技术介绍

[0002]在进行单细胞文库制备过程中，需要对细胞悬浮液中的细胞进行筛选，以选出能够进行文库制备的目标细胞。现有技术通过激光照射微流体芯片并在微流体芯片上产生聚焦光斑，当微流体芯片内的细胞在流经聚焦光斑时，会发出光信号，并被光学探测器捕获，以此来检测出目标细胞；但由于激光器出射的激光多为高斯光束，聚焦在微流体芯片上时产生的是微小的圆形高斯光斑，当细胞或者微球的流通路径发生偏差时，激光无法照射细胞或者微球，也就使得光学探测器无法准确捕获光信号，从而导致检测失败。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种光斑整形组件及背向光谱探测系统，旨在解决因激光的光线只能在微流体芯片上产生微小的光点，而导致光学探测器无法捕获流通路径发生偏移的细胞或者微球反射的光信号，从而导致检测失败的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种光斑整形组件，所述光斑整形组件用于对自激光器出射的探测激光进行整形，所述光斑整形组件包括：
[0005]预整形组件，用于对应激光器的激光出射端设置，以对自激光出射端出射的探测激光进行预整形处理；
[0006]分光元件，设于所述预整形组件的出光侧，其反光侧朝向所述预整形组件设置，用以反射自所述预整形组件的出光侧出射的所述探测激光；以及，
[0007]整形组件，包括第一整形部，所述第一整形部用于设于所述分光元件的反光侧与微流体芯片之间，用以将自所述分光元件的反光侧反射的探测激光进行整形并射至微流体芯片，以在微流体芯片的流道内产生平顶光斑。
[0008]可选地，所述预整形组件包括：
[0009]匀光元件，设于所述激光出射端与所述分光元件之间，所述匀光元件的入光侧用以朝向所述激光出射端设置，以对自所述激光出射端出射的所述探测激光进行匀光处理；以及，
[0010]两个透镜，设于所述匀光元件的出光侧与所述分光元件之间，且在自所述匀光元件指向所述分光元件的方向上，所述两个透镜间隔并排设置。
[0011]可选地，所述两个透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第二透镜和所述第一透镜并排间隔设于所述匀光元件与所述分光元件之间，且所述第二透镜处于所述第一透镜朝向所述分光元件的一侧，其中：
[0012]所述第一透镜为正焦度的平凸透镜或者双胶合透镜；和/或，
[0013]所述第二透镜为正焦度的平凸透镜或者双胶合透镜。
[0014]可选地，所述匀光元件包括阵列设置的多个微镜单元，或者，所述匀光元件包括工
程散射片。
[0015]可选地，所述分光元件包括分光镜或者二向色镜。
[0016]可选地，所述整形组件还包括第二整形部，其中：
[0017]所述第一整形部用于设于所述分光元件的出光侧与微流体芯片之间；
[0018]所述第二整形部用于处于微流体芯片的流道的内壁。
[0019]可选地，所述第一整形部包括显微物镜。
[0020]可选地，所述第二整形部包括凹凸端面，所述凹凸端面用于成型于微流体芯片的流道的内壁，或者，
[0021]所述第二整形部包括磨砂薄膜，所述磨砂薄膜用于贴覆于微流体芯片的流道的内壁。
[0022]本专利技术还提供一种背向光谱探测系统，所述背向光谱探测系统包括：
[0023]激光器，用于处于微流体芯片的上方，所述激光器具有沿横向设置的激光出射端，用于使得自所述激光出射端出射的探测激光具有沿横向延伸的传输路径；
[0024]光斑整形组件，所述光斑整形组件的预整形组件和分光元件分别与所述激光器在横向上间隔并排设置，且所述预整形组件处于所述分光元件和所述激光器之间，所述光斑整形组件的第一整形部用于处于所述分光元件和微流体芯片之间；以及，
[0025]光探测组件，设于所述分光元件的上方且对应所述分光元件的透光侧设置，用于接收自微流体芯片的微粒发出、并经由所述分光元件的透光侧射出的散射光或者荧光；
[0026]其中，所述光斑整形组件为上述的光斑整形组件。
[0027]可选地，所述光探测组件包括：
[0028]光探测器，所述光探测器设于所述分光元件的上方，所述光探测器的激光接收端用以朝向所述分光元件的透光侧设置；以及，
[0029]滤光片，设于所述光探测器的激光接收端与所述分光元件的透光侧之间
[0030]本专利技术的技术方案中，所述光斑整形组件包括预整形组件、分光元件以及整形组件；自激光器的激光出射端出射的探测激光能够形成圆形高斯光斑，探测激光在经过所述预整形组件的预整形后，射至所述分光元件的反光侧，被所述分光元件反射至所述第一整形部，探测激光经过第一整形部的整形后，被传输至微流体芯片上，以在微流体芯片的流道内产生平顶光斑；需要说明的是，在圆形高斯光斑轮廓中，中间位置的光强高于应用要求的强度阈值，两翼位置的光强低于应用要求的强度阈值；当微粒流经中间位置时，微粒能够背向散射相应强度的激光或发射荧光并被捕获，从而使得微粒被检测到；当微粒的流经路径发生偏移时，微粒不被激光照射，或者，微粒流经两翼位置导致微粒受到光照强度弱，从而导致微粒不能够背向散射相应强度的激光或发射荧光并被捕获，从而使得微粒不能被检测到；在平顶光斑的轮廓中，光斑各处的光强均匀，当微粒的流经路径发生偏移时，光斑各处的光均能照射到微粒上，并使得微粒能够背向散射相应强度的激光或发射荧光并被捕获，从而使得微粒被检测到，如此设置，能够提高检测结果的准确性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术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
专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术提供的背向光谱探测系统一实施例的结构示意图；
[0033]图2为图1中的微流体芯片的截面图；
[0034]图3为激光(整形前)形成的光斑在焦平面的横向强度模拟分布；
[0035]图4为激光(整形后)形成的光斑在焦平面的横向强度模拟分布。
[0036]本专利技术提供的实施例附图标号说明：
[0037]标号名称标号名称100背向光谱探测系统131第一整形部1光斑整形组件132第二整形部11预整形组件2激光器111匀光元件3光探测组件112第一透镜31光探测器113第二透镜32滤光片12分光元件200微流体芯片13整形组件
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[0038]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光斑整形组件，其特征在于，所述光斑整形组件用于对自激光器出射的探测激光进行整形，所述光斑整形组件包括：预整形组件，用于对应激光器的激光出射端设置，以对自激光出射端出射的探测激光进行预整形处理；分光元件，设于所述预整形组件的出光侧，其反光侧朝向所述预整形组件设置，用以反射自所述预整形组件的出光侧出射的所述探测激光；以及，整形组件，包括第一整形部，所述第一整形部用于设于所述分光元件的反光侧与微流体芯片之间，用以将自所述分光元件的反光侧反射的探测激光进行整形并射至微流体芯片，以在微流体芯片的流道内产生平顶光斑。2.根据权利要求1所述的光斑整形组件，其特征在于，所述预整形组件包括：匀光元件，设于所述激光出射端与所述分光元件之间，所述匀光元件的入光侧用以朝向所述激光出射端设置，以对自所述激光出射端出射的所述探测激光进行匀光处理；以及，两个透镜，设于所述匀光元件的出光侧与所述分光元件之间，且在自所述匀光元件指向所述分光元件的方向上，所述两个透镜间隔并排设置。3.根据权利要求2所述的光斑整形组件，其特征在于，所述两个透镜包括第一透镜和第二透镜，所述第二透镜和所述第一透镜并排间隔设于所述匀光元件与所述分光元件之间，且所述第二透镜处于所述第一透镜朝向所述分光元件的一侧，其中：所述第一透镜为正焦度的平凸透镜或者双胶合透镜；和/或，所述第二透镜为正焦度的平凸透镜或者双胶合透镜。4.根据权利要求2所述的光斑整形组件，其特征在于，所述匀光元件包括阵列设置的多个微镜单元，或者，所述匀光元件包括工程散射片。5.根据权利要求1所述的光斑整形组件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢承，魏清泉，焦少灼，李宗文，
申请(专利权)人：北京寻因生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：