专利名称：适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学检测系统，具体地说，是涉及一种自动血液分析仪中所使用的、可用来进行吸收光检测、荧光检测的光学检测系统。
背景技术：
目前，干式血细胞分析仪对人体血液中的红细胞、白细胞、血小板等含量进行检测时普遍采用离心式原理，即在含有相应的显色剂及荧光物质的检测管中加入待测人体血液，对检测管离心，血液中的不同物质成分实现分层，分别在检测管中分布到相应的区域内，不同区域显示着不同的颜色，从而通过吸收光检测方式以及荧光检测方式来对相应的待检测物质进行定量检测。
但是，在实际实施中发现，目前，没有可同时进行吸收光和荧光检测的设备，吸收光检测、荧光检测各自都需要单独的设备来进行，并且，已有的用于检测吸收光或者荧光的设备都是极其复杂的，另外，对于同一检测管而言，在进行完吸收光检测后，需要将其移动到进行荧光检测的设备上才能进行检测，而检测管被来回移动便会产生定位误差，影响检测结果的准确性，并且，移动需要浪费一定时间，从而吸收光检测与荧光检测不能同时进行，无法对同一时间内的各个待检测物质进行同时检测，无法为研究人员提供各个待检测物质在同一时间所表现出来的状态信息。发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统，该光学检测系统可进行吸收光检测和荧光检测。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
一种适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统，其特征在于它包括冷光源、 第一入射狭缝、第二入射狭缝、第一汇聚透镜、滤光片转换器、第三入射狭缝、光电探测器、 卤素灯、第一滤光片和第二汇聚透镜，该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器依次同轴设置在X轴上，该第一入射狭缝与该第二入射狭缝之间放置检测管，该第一汇聚透镜与该第三入射狭缝之间设置有该滤光片转换器，该卤素灯、该第一滤光片、该第二汇聚透镜依次同轴设置在Y轴上，其中
该检测管中装有待检测物质，该待检测物质包括通过吸收光检测方式检测的物质和/或通过荧光检测方式检测的物质；
该X轴与该检测管中通过吸收光检测方式检测的物质相对应设置，该Y轴与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质相对应设置，该商素灯、该第一滤光片、该第二汇聚透镜所处于的Y轴部分与该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器所处于的X轴部分之间形成一个锐角或直角，在该第二汇聚透镜、该第一滤光片和该卤素灯之中，该第二汇聚透镜距离该检测管最近；
该滤光片转换器上安装有第二滤光片和第三滤光片，其中当进行吸收光检测时，该滤光片转换器使得该第二滤光片处于该X轴上而与该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器同轴设置；当进行荧光检测时， 该滤光片转换器使得该第三滤光片处于该X轴上而与该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器同轴设置；
该冷光源发出的单色光的波长与该检测管中通过吸收光检测方式检测的物质所能吸收、透射的光的波长相应，该第二滤光片的中心波长与该冷光源发出的单色光的波长相应，该第一滤光片的中心波长与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质所需的激发光的波长相应，该第三滤光片的中心波长与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质对应激发出的荧光的波长相应。
本发明具有如下优点
与需要多套复杂光学系统才能进行吸收光和荧光检测相比，本发明的简单光路组成便可实现吸收光和荧光的检测，吸收光检测与荧光检测可前后连续进行，相隔时间极短， 可视为吸收光检测与荧光检测同时进行，故可得到反映检测管中通过吸收光检测方式检测的物质以及通过荧光检测方式检测的物质在同一时间内的状态，另外，在先后进行吸收光检测和荧光检测时，检测管不用移动位置，这样便避免了因检测管频繁更换检测位置造成的定位不准所带来的检测误差，使得检测结果准确性大大提高。
图1是本发明的组成示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统包括冷光源 101、第一入射狭缝102、第二入射狭缝103、第一汇聚透镜104、滤光片转换器105、第三入射狭缝106、光电探测器107、卤素灯108、第一滤光片109和第二汇聚透镜110，该冷光源101、 该第一入射狭缝102、该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、该第三入射狭缝106、该光电探测器107依次同轴设置在X轴201上，该第一入射狭缝102与该第二入射狭缝103之间放置检测管300，该第一汇聚透镜104与该第三入射狭缝106之间设置有该滤光片转换器 105，该卤素灯108、该第一滤光片109、该第二汇聚透镜110依次同轴设置在Y轴202上，其中
该检测管300中装有待检测物质，该待检测物质包括通过吸收光检测方式检测的物质和/或通过荧光检测方式检测的物质；
该X轴201与该检测管300中通过吸收光检测方式检测的物质相对应设置，换句话说，此处所谓的“相对应设置”应能实现从冷光源101发出的单色光经由第一入射狭缝 102后可照射在该通过吸收光检测方式检测的物质上；该Y轴202与该检测管300中通过荧光检测方式检测的物质相对应设置，换句话说，此处所谓的“相对应设置”应能实现从卤素灯108(复色光源)发出的复色光经由第一滤光片109、第二汇聚透镜110后发出的相应单色光可照射在该通过荧光检测方式检测的物质上；在实际应用中，可令X轴201贯穿检测管300的中心；该卤素灯108、该第一滤光片109、该第二汇聚透镜110所处于的Y轴部分与该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、该第三入射狭缝106、该光电探测器107所处于的X轴部分之间形成一个锐角或直角Φ (需要说明的是，形成一个钝角是不行的，因为那样的话，用于激发出荧光的光可能会直接照射到第二入射狭缝103上，从而需要另外设置更复杂的滤光等处理元件，不利检测)；在该第二汇聚透镜110、该第一滤光片109和该卤素灯 108之中，该第二汇聚透镜110距离该检测管300最近；
该滤光片转换器105上安装有第二滤光片和第三滤光片，其中当进行吸收光检测时，该滤光片转换器105使得该第二滤光片处于该X轴201上而与该冷光源101、该第一入射狭缝102、该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、该第三入射狭缝106、该光电探测器107同轴设置；当进行荧光检测时，该滤光片转换器105使得该第三滤光片处于该X轴 201上而与该冷光源101、该第一入射狭缝102、该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、 该第三入射狭缝106、该光电探测器107同轴设置；
该冷光源101发出的单色光的波长与该检测管300中通过吸收光检测方式检测的物质所能吸收、透射的光的波长相应，即该检测管300中通过吸收光检测方式检测的物质可以对该冷光源101发出的单色光产生吸收作用并可使得该单色光中未被吸收的部分透射过，该第二滤光片的中心波长与该冷光源101发出的单色光的波长相应，一般设置为该第二滤光片的中心波长与该冷光源101发出的单色光的波长相等即可，该第一滤光片109 的中心波长与该检测管300中通过荧光检测方式检测的物质所需的激发光的波长相应，一般设置为该第一滤光片109的中心波长与该检测管300中通过荧光检测方式检测的物质所需的激发光的波长相等即可，该第三滤光片的中心波长与该检测管300中通过荧光检测方式检测的物质对应激发出的荧光的波长相应，一般设置为该第三滤光片的中心波长与该检测管300中通过荧光检测方式检测的物质对应激发出的荧光的波长相等即可。
如图1所示，图中示出的是检测管300的上端面，在实际应用中，该检测管300可与第一入射狭缝102等元件同轴设置在X轴201上。在进行检测前，根据待检测物质，检测管300中已预先添加有相应的显色剂和荧光物质，当加入待测对象后，便对检测管300进行离心分层处理，使得通过吸收光检测方式检测的物质与通过荧光检测方式检测的物质实现分层而在该检测管300中处于不同区域(即处于不同部位)，也就是说，在进行吸收光检测或荧光检测时，图1中所放置的检测管300是已预先添加过显色剂、荧光物质并待加入待测对象后完成离心分层处理的检测管，检测管300内通过吸收光检测方式检测的物质和通过荧光检测方式检测的物质已经实现了分层且位置固定。
在实际应用中，该滤光片转换器105可为转盘，该转盘上安装有第二滤光片和第三滤光片(图中未示出)，其中当进行吸收光检测时，该第二滤光片通过该转盘上的旋转构件(图中未示出)旋转至该X轴201上而与该冷光源101、该第一入射狭缝102、该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、该第三入射狭缝106、该光电探测器107同轴设置；当进行荧光检测时，该第三滤光片通过该转盘上的旋转构件旋转至该X轴201上而与该冷光源 101、该第一入射狭缝102、该第二入射狭缝103、该第一汇聚透镜104、该第三入射狭缝106、 该光电探测器107同轴设置。
在实际应用中，Φ为锐角时，可设定为大于等于30度且小于90度。如图，Φ角是激发光与荧光的夹角，其主要是由检测管300的表面所确定，理论上角度Φ越小越好，但是 Φ角太小的话，第二入射狭缝103至光电探测器107这些设备的位置便不好布置，因此，在机械尺寸合理的情况下，可将Φ角设定为45度。另外，X轴201与Y轴202之间只要形成一个Φ角即可，X轴201与Y轴202所形成的平面位置可以是任意方位的，没有限制。
在本发明中，第一滤光片109、第二滤光片、第三滤光片可选为干涉滤光片，干涉滤光片只允许设定波长的光通过而滤掉其他波长的光，以提高光的单一性。例如，当进行荧光检测时，检测管300中通过荧光检测方式检测的物质被激发后所发出的荧光为单色光，不过由于有激发光的干扰，因此需要通过第三滤光片对激发光进行滤除，以保证荧光的纯度。 第一滤光片109是用于从卤素灯108发出的复色光中筛选出用于激发检测管300中通过荧光检测方式检测的物质发出荧光的光，而第二滤光片则是用于只允许冷光源101发出的单色光通过而滤掉其他波长的光，从而检测检测管300中通过吸收光检测方式检测的物质对冷光源101发出的光的吸收能力。
在本发明中，第一入射狭缝102、第二入射狭缝103、第三入射狭缝106可选为机械刀口狭缝，它们的作用都是用于调节相应单色光的纯度，以提高检测效果。
在实际应用中，可通过本发明同时进行吸收光和荧光的检测，当然，也可只通过本发明进行吸收光检测、荧光检测中的某一种检测。
例如，可通过本发明对人体血液中淋巴细胞和粒细胞的含量进行检测。在进行检测前，向已添加有相应显色剂和荧光物质(显色剂和荧光物质分别用来标记待测人体血液中的淋巴细胞、粒细胞)的检测管300中加入待测对象——待测人体血液，然后进行离心分层处理，这时检测管300中的待测人体血液便会分出几个区域，即几层，其中的两个区域内分别主要含有淋巴细胞、粒细胞。由于添加的显色剂的缘故，含有淋巴细胞的区域显示红色且对红光具有吸收作用。由于添加的荧光物质的缘故，含有粒细胞的区域会受蓝色激发光影响而产生蓝色荧光。也就是说，图1中的检测管300是其中盛有加入相应显色剂和荧光物质并进行离心分层处理的待测人体血液的检测管，待测人体血液即为待测对象，待测人体血液中含有待检测物质，其中通过吸收光检测方式检测的物质为待测人体血液中的淋巴细胞，通过荧光检测方式检测的物质为待测人体血液中的粒细胞。
相应地，对本发明中的元件进行如下选定选择发出波长为610hm红光的冷光源 101 ；第二滤光片的中心波长为610hm，用于只允许红光通过；第一滤光片109的中心波长为420nm，用于从复色光中筛选出蓝光；第三滤光片的中心波长为420nm，用于只允许蓝色荧光通过。并且，如图1，令X轴201与检测管300中含有淋巴细胞的区域相对应设置，令Y 轴202与检测管300中含有粒细胞的区域相对应设置，令Φ角为45度。
首先进行吸收光检测，将第二滤光片通过转盘上的旋转构件旋转至X轴201上，其与冷光源101、第一入射狭缝102、第二入射狭缝103、第一汇聚透镜104、第三入射狭缝106、 光电探测器107同轴，然后，由冷光源101发出红光，该红光经由第一入射狭缝102提高纯度后照射到检测管300中含有淋巴细胞的区域上(照射到检测管300上的光线为近似平行光)，被淋巴细胞吸收掉一部分而后透射过的余下红光依次经由第二入射狭缝103提高纯度、第一汇聚透镜104汇聚、第二滤光片滤除红光以外的杂散光、第三入射狭缝106再次提高红光纯度后，照射到光电探测器107上，由光电探测器107进行光强检测，实现红光吸收能力的检测，从而检测出待测人体血液中淋巴细胞的含量。
然后进行荧光检测，将第三滤光片通过转盘上的旋转构件旋转至X轴201上，其与冷光源101、第一入射狭缝102、第二入射狭缝103、第一汇聚透镜104、第三入射狭缝106、光电探测器107同轴，然后，由卤素灯108发出复色光，该复色光经由第一滤光片109后滤出用于激发检测管300中含有粒细胞的区域发出蓝色荧光的激发光——蓝光，然后该蓝光经由第二汇聚透镜110汇聚后照射到检测管300中含有粒细胞的区域上，激发该区域中的荧光物质发出蓝色荧光，由于激发的蓝色荧光是发散的(但发散角较小)，因此，该蓝色荧光可依次经由第二入射狭缝103提高纯度(从第二入射狭缝103射出的光线为近似平行光)、 第一汇聚透镜104汇聚、第三滤光片滤除蓝光以外的杂散光、第三入射狭缝106再次提高蓝光纯度后，照射到光电探测器107上，由光电探测器107进行光强检测，实现蓝色荧光激发能力的检测，从而检测出待测人体血液中粒细胞的含量。
从上述检测过程可以看出本发明具有如下优点
与需要多套复杂光学系统才能进行吸收光和荧光检测相比，本发明的简单光路组成便可实现吸收光和荧光的检测，吸收光检测与荧光检测可前后连续进行，相隔时间极短， 可视为吸收光检测与荧光检测同时进行，故可得到反映检测管中通过吸收光检测方式检测的物质以及通过荧光检测方式检测的物质在同一时间内的状态，另外，在先后进行吸收光检测和荧光检测时，检测管不用移动位置，这样便避免了因检测管频繁更换检测位置造成的定位不准所带来的检测误差，使得检测结果准确性大大提高。
上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、 简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统，其特征在于它包括冷光源、 第一入射狭缝、第二入射狭缝、第一汇聚透镜、滤光片转换器、第三入射狭缝、光电探测器、 卤素灯、第一滤光片和第二汇聚透镜，该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器依次同轴设置在X轴上，该第一入射狭缝与该第二入射狭缝之间放置检测管，该第一汇聚透镜与该第三入射狭缝之间设置有该滤光片转换器，该卤素灯、该第一滤光片、该第二汇聚透镜依次同轴设置在Y轴上，其中该检测管中装有待检测物质，该待检测物质包括通过吸收光检测方式检测的物质和/ 或通过荧光检测方式检测的物质；该X轴与该检测管中通过吸收光检测方式检测的物质相对应设置，该Y轴与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质相对应设置，该商素灯、该第一滤光片、该第二汇聚透镜所处于的Y轴部分与该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器所处于的X轴部分之间形成一个锐角或直角，在该第二汇聚透镜、该第一滤光片和该卤素灯之中，该第二汇聚透镜距离该检测管最近；该滤光片转换器上安装有第二滤光片和第三滤光片，其中当进行吸收光检测时，该滤光片转换器使得该第二滤光片处于该X轴上而与该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器同轴设置；当进行荧光检测时，该滤光片转换器使得该第三滤光片处于该X轴上而与该冷光源、该第一入射狭缝、该第二入射狭缝、该第一汇聚透镜、该第三入射狭缝、该光电探测器同轴设置；该冷光源发出的单色光的波长与该检测管中通过吸收光检测方式检测的物质所能吸收、透射的光的波长相应，该第二滤光片的中心波长与该冷光源发出的单色光的波长相应， 该第一滤光片的中心波长与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质所需的激发光的波长相应，该第三滤光片的中心波长与该检测管中通过荧光检测方式检测的物质对应激发出的荧光的波长相应。
2.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于所述锐角为大于等于30度且小于90度。
3.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于所述第一滤光片、所述第二滤光片、所述第三滤光片为干涉滤光片。
4.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于所述第一入射狭缝、所述第二入射狭缝、所述第三入射狭缝为机械刀口狭缝。
5.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于所述检测管中盛有加入相应显色剂和荧光物质并进行离心分层处理的待测人体血液， 所述通过吸收光检测方式检测的物质为待测人体血液中的淋巴细胞，所述通过荧光检测方式检测的物质为待测人体血液中的粒细胞。
6.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于所述滤光片转换器为转盘，该转盘上安装有所述第二滤光片和所述第三滤光片，其中 当进行吸收光检测时，所述第二滤光片通过该转盘上的旋转构件旋转至所述X轴上而与所述冷光源、第一入射狭缝、第二入射狭缝、第一汇聚透镜、第三入射狭缝、光电探测器同轴设置; 当进行荧光检测时，所述第三滤光片通过该转盘上的旋转构件旋转至所述X轴上而与所述冷光源、第一入射狭缝、第二入射狭缝、第一汇聚透镜、第三入射狭缝、光电探测器同轴设置。
全文摘要
本发明公开了一种适用于吸收光检测和荧光检测的光学检测系统，包括冷光源、第一、第二、第三入射狭缝、第一、第二汇聚透镜、滤光片转换器、光电探测器、卤素灯和第一滤光片，冷光源、第一入射狭缝、第二入射狭缝、第一汇聚透镜、第三入射狭缝、光电探测器依次同轴设置在X轴上，第一入射狭缝与第二入射狭缝之间放置装有待检测物质的检测管，第一汇聚透镜与第三入射狭缝之间设置安装有第二滤光片和第三滤光片的滤光片转换器，卤素灯、第一滤光片、第二汇聚透镜依次同轴设置在Y轴上。本发明可同时进行吸收光检测和荧光检测，在两种检测进行的过程中，检测管不用移动，通过本发明得到的检测结果准确性高。
文档编号G01N21/64GK102519881SQ201110449280
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者范宏艳 申请人:北京国科华仪科技有限公司