用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統，在其Y型光纖的公共端設有自聚焦光纖；第一聚焦透鏡用于將激發光源發出的激發光轉換成平行光；平面反光鏡用于將平行光反射至第二聚焦透鏡；第一濾鏡輪用于將經第二聚焦透鏡聚焦后的光線進行濾光以得到單色光；Y型光纖用于先將單色光經由其輸入端傳輸到自聚焦光纖后照射到反應樣品池以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光、后再將經過自聚焦光纖的熒光傳輸到該Y型光纖的輸出端；物鏡用于對由Y型光纖的輸出端出射的熒光進行聚焦；第二濾鏡輪用于將經物鏡聚焦的熒光進行濾光后發射到光電檢測器。本實用新型專利技術可有效提高熒光檢測靈敏度，實現微弱光的測量。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及生物學和醫學檢測儀器，具體涉及一種能夠有效減少光能損失的定量PCR儀的熒光檢測光學系統。
技術介紹
現有技術中，用于定量PCR儀熒光檢測裝置一般由光學系統、信號處理系統和數據顯示系統組成。如圖1所示，從傳統的光學系統結構可以看出，由激發光源11發射的激發光經過第一聚焦透鏡12轉變成平行光，所述平行光經過二向分光鏡13反射后由第二聚焦透鏡14聚焦到反應樣品池，反應樣品池中的反應樣品在激發光的作用下發出熒光，所述熒光經過第二聚焦透鏡14轉換成平行光后依次透過二向分光鏡13和濾鏡輪17后由光電檢測器18接收，光電檢測器18可將接收到的熒光信號轉換成電流信號輸出。在系統光的傳播過程中光能勢必會有所減少；另外，當激發光照射到反應樣品池時，光由空氣照射到反應試劑液面會發生部分反射現象，同理當激發熒光由試劑液面折射到空氣中時也會發生部分反射現象，因此會大大減少可檢測熒光信號強度，影響熒光系統的檢測靈敏度。此外，由于現有的定量PCR儀熒光檢測光學系統多由透鏡、反射鏡、棱鏡等各種光學元件組成，要求一定的機械結構輔助固定，加工有一定的難度，儀器穩定性難以提高，對環境要求苛刻，系統對熒光的現場檢測有一定的限制，從而局限了其應用范圍。另外，傳統的光學系統是從基座的上部將激發光照射到樣品池反應樣品內，然后再從基座的上部接收由反應管瞬間激發的熒光實現檢測，在這個激發光傳輸、發射熒光接收過程中，系統對光能損耗大、集光能力欠佳，傳輸效率差，導致光測靈敏度降低。
技術實現思路
針對現有的定量PCR儀熒光檢測光學系統的上述缺點，本技術的目的在于提供一種基于Y型光纖的熒光檢測光學系統，可有效提高熒光檢測靈敏度，實現微弱光的測量。為實現上述目的，本技術所采取的技術方案是該用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統包括激發光源、第一聚焦透鏡、平面反光鏡、第二聚焦透鏡、第一濾鏡輪、Y型光纖、物鏡、第二濾鏡輪和光電檢測器，所述Y型光纖的公共端設有自聚焦光纖；所述第一聚焦透鏡用于將所述激發光源發出的激發光轉換成平行光；所述平面反光鏡用于將所述平行光反射至第二聚焦透鏡；所述第一濾鏡輪用于將經第二聚焦透鏡聚焦后的光線進行濾光以得到單色光；所述Y型光纖用于先將所述單色光經由其輸入端傳輸到自聚焦光纖后照射到反應樣品池以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光、后再將經過自聚焦光纖的所述熒光傳輸到該Y型光纖的輸出端；所述物鏡用于對由Y型光纖的輸出端出射的熒光進行聚焦；所述第二濾鏡輪用于將經所述物鏡聚焦的熒光進行濾光后發射到所述光電檢測器。進一步地，本技術所述光電檢測器為光電倍增管，可將接收到的熒光信號轉換成電流信號輸出。與現有技術相比，本技術的優點是(1)本技術結構簡單合理，性能穩定可靠。(2)本技術采用Y型光纖代替傳統的透鏡、反射鏡等復雜的光學系統，作為激發光和發射光傳導通路使光能損失減少，集光能力增強，提高光信號檢測的準確度和可靠度， 由于采用光纖的傳導形式避免了復雜的光學結構，進一步減小了儀器體積和重量。(3)本技術系統引進光纖技術，可以實現激發光源、樣品池和發射熒光檢測器的分離，尤其適合應用在遠距離熒光檢測現場；而Y型光纖是光纖的一種常用結構形式，具有堅實耐用、穩定性高、吸收損耗和反射損耗低等特點，能夠滿足定量PCR儀對檢測光路的設計要求。附圖說明圖1是傳統的熒光檢測光學系統結構示意圖；圖2是本技術熒光檢測光學系統的結構示意圖。具體實施方式本技術的光學系統結構示意圖如圖2所示，它主要包括激發光源1、第一聚焦透鏡2、平面反光鏡3、第二聚焦透鏡4、第一濾鏡輪5、Y型光纖6、物鏡8、第二濾鏡輪9和光電檢測器10，并且，Y型光纖6的公共端設有自聚焦光纖7，自聚焦光纖束7可導入到反應樣品池的反應樣品內。其中，光電檢測器10優選光電倍增管以進一步提高光檢測靈敏度。 本技術光學系統中，由激發光源1發出的激發光經過第一聚焦透鏡2轉變成平行光；平行光經由平面反光鏡3反射至第二聚焦透鏡5，經第二聚焦透鏡5聚焦后的光線經過第一濾鏡輪5的濾光片進行濾光以得到單色光；單色光經Y型光纖6的輸入端到達自聚焦光纖 7后，再照射到置于自聚焦光纖7下的反應樣品池上，以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光；熒光再經自聚焦光纖7到達Y型光纖6的輸出端，后依次通過物鏡8聚焦和第二濾鏡輪 9的濾光片濾光，最后由光電檢測器10接收并將熒光信號轉換成電流信號輸出。本技術采用Y型光纖代替了傳統的光學傳輸回路，有效降低了光在傳播過程中的損耗，并利用將光纖公共端導入樣品反應試管的方法減少光能在不同介質中傳播所造成的損失，大大提高了系統檢測熒光的靈敏度。光纖技術的引進，還可以實現激發光源、樣品池和發射熒光檢測器的分離，更適合應用在遠距離熒光檢測現場，擴大了本技術的應用范圍。另外，系統中可通過濾鏡輪選擇不同的濾光片來實現不同波長熒光信號的檢測。本技術通過對傳統的光學系統進行改進，采用Y型光纖作為激發光和發射光的傳輸介質，并將Y型光纖公共端作為可移動檢測端，對減少光能損失、提高檢測靈敏度具有良好的效果。同時本技術由于光纖的引入簡化了系統結構，也降低了制造成本，具有很好的應用價值。權利要求1.一種用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統，其特征是包括激發光源(1)、第一聚焦透鏡(2)、平面反光鏡(3)、第二聚焦透鏡(4)、第一濾鏡輪(5)、Y型光纖(6)、物鏡(8)、第二濾鏡輪(9)和光電檢測器(10)，所述Y型光纖(6)的公共端設有自聚焦光纖(7);所述第一聚焦透鏡(2 )用于將所述激發光源(1)發出的激發光轉換成平行光；所述平面反光鏡(3 )用于將所述平行光反射至第二聚焦透鏡；所述第一濾鏡輪(5)用于將經第二聚焦透鏡(4) 聚焦后的光線進行濾光以得到單色光；所述Y型光纖(6)用于先將所述單色光經由其輸入端傳輸到自聚焦光纖(7)后照射到反應樣品池以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光、后再將經過自聚焦光纖(7)的所述熒光傳輸到該Y型光纖(6)的輸出端；所述物鏡(8)用于對由Y型光纖(6)的輸出端出射的熒光進行聚焦；所述第二濾鏡輪(9)用于將經所述物鏡(8) 聚焦的熒光進行濾光后發射到所述光電檢測器(10 )。2.根據權利要求1所述的用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統，其特征是所述光電檢測器(10)為光電倍增管。專利摘要本技術公開一種用于定量PCR儀熒光檢測的光學系統，在其Y型光纖的公共端設有自聚焦光纖；第一聚焦透鏡用于將激發光源發出的激發光轉換成平行光；平面反光鏡用于將平行光反射至第二聚焦透鏡；第一濾鏡輪用于將經第二聚焦透鏡聚焦后的光線進行濾光以得到單色光；Y型光纖用于先將單色光經由其輸入端傳輸到自聚焦光纖后照射到反應樣品池以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光、后再將經過自聚焦光纖的熒光傳輸到該Y型光纖的輸出端；物鏡用于對由Y型光纖的輸出端出射的熒光進行聚焦；第二濾鏡輪用于將經物鏡聚焦的熒光進行濾光后發射到光電檢測器。本技術可有效提高熒光檢測靈敏度，實現微弱光的測量。文檔編號G01N21/01GK202057580SQ201120121899公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月23日 優先權日2011年4月23日專利技術者劉浩, 毛賀, 胡本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．　一種用于定量ＰＣＲ儀熒光檢測的光學系統，其特征是：包括激發光源（１）、第一聚焦透鏡（２）、平面反光鏡（３）、第二聚焦透鏡（４）、第一濾鏡輪（５）、Ｙ型光纖（６）、物鏡（８）、第二濾鏡輪（９）和光電檢測器（１０），所述Ｙ型光纖（６）的公共端設有自聚焦光纖（７）；所述第一聚焦透鏡（２）用于將所述激發光源（１）發出的激發光轉換成平行光；所述平面反光鏡（３）用于將所述平行光反射至第二聚焦透鏡（４）；所述第一濾鏡輪（５）用于將經第二聚焦透鏡（４）聚焦后的光線進行濾光以得到單色光；所述Ｙ型光纖（６）用于先將所述單色光經由其輸入端傳輸到自聚焦光纖（７）后照射到反應樣品池以使反應樣品池中的反應樣品發出熒光、后再將經過自聚焦光纖（７）的所述熒光傳輸到該Ｙ型光纖（６）的輸出端；所述物鏡（８）用于對由Ｙ型光纖（６）的輸出端出射的熒光進行聚焦；所述第二濾鏡輪（９）用于將經所述物鏡（８）聚焦的熒光進行濾光后發射到所述光電檢測器（１０）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳章位，毛賀，黃靖，鐘珂珂，胡科偉，劉浩，
申請(專利權)人：浙江大學，杭州碩通科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：86