本发明涉及化学发光免疫检测设备技术领域，特别是涉及自校准的弱光检测装置。
背景技术：
化学发光免疫检测属于弱光检测范畴，环境的温度变化往往会使弱光检测装置产生温度漂移等问题，导致弱光检测装置对同一标准信号光的响应不一致。此外，由于器件老化等因素也会导致弱光检测装置的响应发生变化。传统的弱光检测装置为了解决温漂和老化等问题大多采用复杂的校准光路系统，如各种反射镜、分光镜、滤光片等，一些校准光学系统采用多片平面反射镜，反射光的角度变化是反射镜角度变化的2倍，对于微弱光检测装置，其微小的变化将对光子数发生较大的变化，这将直接影响校准的准确性，而且，这类装置结构复杂、成本高、装配和调试要求高、批量生产效率低，并且复杂的结构增加其不稳定性的风险系数。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述问题，提供一种自校准的弱光检测装置，其具有能很好提高校准的稳定性，并且结构简单，保证了稳定性及其性能的基础上节约了成本的特点。
一种自校准的弱光检测装置，包括：
箱体，箱体包括参考室、前置室及连通前置室的检测室；
信号光学系统，信号光学系统包括信号光收集器和光子计数模块，信号光收集器和光子计数模块沿信号光的发射方向依次设置，信号光收集器设于前置室，光子计数模块设于检测室；及
参考光学系统，参考光学系统用于信号光学系统的校准，参考光学系统包括漫反射腔、设于漫反射腔内的参考光源与光电探测器、电连接参考光源与光电探测器的光电控制板及连通光子计数模块与漫反射腔的光阑，光电控制板电连接光子计数模块；漫反射腔、参考光源、光电探测器及光电控制板安装于参考室，光阑连通检测室与参考室，参考光源的光线在漫反射腔体内漫反射后通过光阑进入信号光学系统，并投射至光子计数模块。
上述自校准的弱光检测装置，检测时，箱体与读数室连通实现密闭，外界的光无法透入箱体内，避免外界光线的干扰；通过光电控制板可控制参考光源的输出光强，参考光源发出的光线经过在漫反射腔内的漫反射，部分光线被光电探测器检测到，小部分的光线通过光阑投射至光子计数模块，被光子计数模块检测出光信号；特定光强的参考光源的光线通过光阑的光信号是可以定量的，其通过光阑的光信号不受外界因素干扰，光电探测器接收的光信号与透过光阑的被光子计数模块接收的光信号成正比，这样参考光源被光子计数模块接收的光信号可通过光电探测器间接准确测量；设未漂移前，x光强的参考光源的光电探测器接收的光信号与透过光阑的被光子计数模块接收的光信号的比值为s0，当光子计数模块发生温度漂移后，通过光电控制板控制参考光源的输出光强为x光强，测得光电探测器接收的光信号与透过光阑的被光子计数模块接收的光信号的比值为s1，跟未漂移前的s0作比较，得出校准因子f，在实测反应物时，根据校准因子f对光子计数模块进行补偿，即对实测光信号进行校准计算，得出准确的反应容器内的反应物光信号，达到自校准的效果；自校准的输出光是一种漫反射光，而不是直射光，能很好提高校准光源的稳定性，并且结构简单，保证了稳定性及其性能的基础上大大节约了装置的成本。
在其中一个实施例中，漫反射腔内设有挡光装置和通光通道，参考光源的光线透过通光通道进入光阑。
在其中一个实施例中，光阑的直径为1～10mm。
在其中一个实施例中，漫反射腔为方形腔体。
在其中一个实施例中，参考光源与光电探测器安装于漫反射腔中的同一侧，光阑位于与参考光源相对的一侧。
在其中一个实施例中，参考光源采用led灯或oled灯。
在其中一个实施例中，光电探测器为光电二极管或雪崩光电二极管。
在其中一个实施例中，信号光收集器为单个凸透镜。
在其中一个实施例中，光子计数模块包括光子计数板及安装于光子计数板的检测器。
在其中一个实施例中，检测器为光电倍增管。
附图说明
图1为本发明自校准的弱光检测装置的一较佳实施例的示意图；
图2为图1自校准的弱光检测装置沿a-a方向的剖视图；
图3为图2自校准的弱光检测装置中的含有参考光学系统的局部示意图；
图4为图2自校准的弱光检测装置的b部分的放大示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1至图4，为本发明一较佳实施例的自校准的弱光检测装置100，应用于化学发光免疫检测，应用时自校准的弱光检测装置100光学连通于读数室内的可产生光学信号的反应容器。在一个实施例中，一旦反应容器进入读数室，设置在反应容器附近的快门关闭，遮蔽反应容器周围的环境光。在一个实施例中，反应容器设置于盘体的孔位上，可随盘体转动，盘体位于一容置体内，盘体和容置体一起构成读数室。读数时，反应容器随盘体转动到读数工位。本领域技术人员可以理解，反应容器内的光学信号由反应容器内的反应物发生化学发光发应产生，比如直接发光类化合物吖啶酯在相应的预激发液和激发液中发生的化学发光反应，化学发光底物螺旋金刚烷及其衍生物在碱性磷酸酶催化下的化学发光反应等。
所述自校准的弱光检测装置100包括箱体10、安装于箱体10内的信号光学系统20与参考光学系统30，箱体10主要用于遮挡外界的环境光，信号光学系统20用于收集信号光并转化成电信号，参考光学系统30提供校准用的标准光源，用于信号光学系统20的漂移校准，以调整检测结果，从而使检测结果更准确。
如图2所示，箱体10包括前置室11、连通前置室11的检测室12及连通信号光学系统20的参考室13，前置室11邻近并连通读数室(图未示)。
如图2所示，信号光学系统20包括信号光收集器21和光子计数模块22，信号光收集器21和光子计数模块22沿信号光的发射方向依次设置，信号光收集器21设于前置室11，光子计数模块22设于检测室12。测试反应容器内的光信号时，反应容器放置于读数室，反应容器内的反应物发生化学反应向周围发出光信号，其中，靠近信号光收集器21的一面形成发光面，发光面通过信号光收集器21成像于光子计数模块22的感光面上，成像面大小正好覆盖感光面，或者，成像面略小于感光面，让非发光面以外的杂散光无法进入光子计数模块22，从而降低干扰光或背景光干扰。可以理解，信号光收集器21在前置室11的位置可活动调节，即可调节信号光收集器21相对于光子计数模块22的距离，使成像面更好地覆盖感光面，噪声干扰降到最低。
一个实施例中，信号光收集器21为单个凸透镜，凸透镜有聚集光线的作用，可以收集发光面的光线成像投射在光子计数模块22的感光面上，且凸透镜的焦距固定，易于调节成像。此外，单个凸透镜还可进一步精简装置的结构和节约成本。一些实施例中，信号光收集器21还可以是由多个凸透镜组成的透镜组、凸透镜和凹透镜组成的透镜组或者光纤等，亦能获得较好的收集光线并成像于光子计数模块22的感光面的效果。
一个实施例中，光子计数模块22包括检测器23，检测器23可以为工作在计数模式下的端窗型光电倍增管(photomultipliertube，缩写pmt)或类似的能将微弱光信号转换成电信号的器件，光电倍增管具有高灵敏度，且响应速度快，可快速地获得测量结果。进一步地，光子计数模块22还可包括光子计数板24。检测器23通过安装座安装在光子计数板24上，光子计数板24上还设有分压电路、高压模块、高增益信号放大器、鉴别器、预分频器、数据处理器等。本领域技术人员可以理解，在其他实施例中，根据电路板的功能划分，光子计数板24可能不止一块，比如可以两块或以上，多块直接通过电线连通。从预分频器的输出连接到用于光子脉冲计数的数据处理器，一些实施例中，预分频器还具有脉冲整形的作用，使脉冲信号更理想。光信号，比如从参考光学系统30、反应容器内反应液产生的发射光信号可以照射到检测器23上。
如图2所示，参考光学系统30包括漫反射腔31、设于漫反射腔31内的参考光源32与光电探测器33、电连接参考光源32与光电探测器33的光电控制板34及连通信号光学系统20与漫反射腔31的光阑35，光电控制板34电连接光子计数模块22，主要用于控制和监控参考光源32的发光强度。漫反射腔31、参考光源32、光电探测器33及光电控制板34均安装于参考室13，参考室13通过光阑35连通信号光学系统20，参考光源32的光线在漫反射腔体31内漫反射后通过光阑35进入信号光学系统20，并投射至光子计数模块22的感光面上，被光子计数模块22检测到。
一个实施例中，漫反射腔31为柱形腔体，柱形腔体中的相邻的内侧壁相互垂直，使漫反射的光线获得多次折射和反射，增加光程，获得多种不同光程的漫反射光线，这样可以使从漫反射腔31的出射光更均匀和随机，提高光学系统对制造变异的容忍度。
一个实施例中，参考光源32与光电探测器33安装于漫反射腔31中的同一侧，光电探测器33在光电控制板34上的安装高度低于参考光源32，这样可以最大限度减少参考光源32的直射光投射到光电探测器33上，有效提高光电探测器33对参考光源32安装定位差异的容忍度。
一个实施例中，光阑35位于与参考光源32相对的一侧，可获得较长的光程，进一步减弱投射至光阑35的光线的光强。
一个实施例中，为了进一步减弱进入光阑35的参考光，漫反射腔31内设有挡光装置36。比如在漫反射腔31的靠近光阑35的一侧设有挡光装置36，挡光装置36的上方设有通光通道37，参考光源32的部分光线经过漫反射后透过通光通道37进入光阑35，然后投射至光子计数模块22。一个实施例中，挡光装置36为一竖板，用于遮挡参考光源32的直射光线进入光阑35，确保通过光阑35的光都是漫反射光，避免透过光阑35投射至光子计数模块22的光信号过大而损坏光子计数模块22。本领域技术人员可以理解，挡光装置36还可以是其它结构，只要能遮挡参考光源32的直射光线进入光阑36即可。通光通道37可以由挡光装置36与漫反射腔31之间形成，比如挡光装置36侧面和漫反射腔31的腔壁之间形成通光通道37；也可以设置在挡光装置36上，比如在挡光装置36上开设通光通道37，通光通道37可以为通光缝隙或者孔隙。
一个实施例中，漫反射腔31的内壁涂设有漫反射涂层，或者设有雾面玻璃，以获得较好的漫反射效果。
参考光源32发射的参考光的光谱基本匹配光子计数模块22探测的信号光的光谱特性，这样可以最大限度地降低由于各种pmt变化的光谱响应而导致的检测差异的可能性。
一个实施例中，参考光源32为绿色光，比如当信号光为反应容器内螺旋金刚烷及其衍生物发生化学反应产生的发光信号。参考光源32还可以为蓝色光，比如当信号光为反应容器内吖啶酯发生化学反应产生的发光信号。较优地，参考光源32采用led灯或oled灯，led灯和oled灯易于控制，发光稳定，可作为标准光源使用，且均为面发光，光线比较均匀，漫反射效果较好，避免光线过于集中而大部分光线往同一方向反射，违背了漫反射的初衷。
一个实施例中，为了使结构更简单紧凑，光阑35为设于检测室12的侧壁上的圆形小孔，光阑35连通检测室12与参考室13，参考光源32的光线在漫反射腔31内漫反射后通过光阑35进入信号光学系统20，并投射至光子计数模块22。
一个实施例中，参考光还可以经过信号光收集器21，然后投射至检测器23上，此时，光阑35可以是前置室11的侧壁上的圆形开孔，还可以校正信号光收集器21对信号光采集的影响，光阑35连通前置室与参考室，参考光源32的光线在漫反射腔31内漫反射后通过光阑35进入信号光学系统20，并投射至光子计数模块22。
一个实施例中，光阑35为圆形小孔，圆孔的直径为1～10mm，例如可以为，但不限于1mm、2mm、3.5mm、4mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm等，可准确控制参考光源32透过光阑35的光信号，同时获得较好的减弱后的参考光投射至光子计数模块22。在其他实施例中，光阑35还可以是任何在光学系统中对光束起着限制作用的实体，如设有透光孔的硬质不透光材料等。光阑35的设置可以保证最终只有很小部分的参考光源32的发射光投射至光子计数模块22，避免超过光子计数模块22的测量范围，甚至导致器件损坏。此外，进出光阑35的参考光都是随机的漫反射光，避免了参考光源32的发射光直接入射到光子计数模块22的检测器上，可以有效减少参考光源32的安装位置变化对校准结果造成的不准确。
通过漫反射腔31和光阑35对参考光源32发射光的改变和衰减，不仅避免了现有技术中扩散板、衰减片、反射镜等各种光学器件的使用，精简了结构，节约了成本，还可以提高自校准的弱光检测装置100对生产制造过程中的变异的容忍度，即本发明弱光检测装置100对参考光源32的装配精度要求不高。
一个实施例中，光电探测器33为光电二极管(pd，photodiode)或雪崩光电二极管(apd，avalanchephotodiode)，或者其它类似的能把光信号转换为电信号的器件。光电探测器33用于监测和反馈调节参考光源32的发光强度变化。
参考光学系统30用于对信号光学系统20的校准，通过光电控制板34反馈和控制调节参考光源32的输出光强，参考光源32发出的光线经过在漫反射腔31内的漫反射后，部分光线被光电探测器33检测到，小部分的光线通过光阑35投射至光子计数模块22。根据光阑35和漫反射腔31的结构特性，特定光强的参考光源32的光线通过光阑35的光信号是可以定量的，其通过光阑35的光信号不受外界因素干扰，光电探测器33接收的光信号与透过光阑35的被光子计数模块22接收的光信号成正比，如此，参考光源32被光子计数模块22接收的光信号可同时通过光电探测器33间接准确测量。
例如：设未漂移前，x光强的参考光源，光电探测器33接收的光信号与透过光阑35的被光子计数模块22接收的光信号的比值为s0。当光子计数模块22发生漂移后，通过光电控制板34控制参考光源32的输出光强为x光强，测得光电探测器33接收的光信号与透过光阑35的被光子计数模块22接收的光信号的比值为s1，跟未漂移前的s0作比较，得出校准因子f。
获得校准因子f后，再进行实测反应容器内的反应物，将装有反应物的反应容器置于读数室，测得反应物的光信号z，根据校准因子f对光子计数模块22进行补偿，即对光信号z进行校准计算，得出准确的反应容器内的反应物光信号，达到自校准的效果。
需要说明的是，校准和检测时，箱体10与读数室连通实现密闭，外界的光无法透入箱体10内，避免外界光线的干扰。
本发明自校准的弱光检测装置100，信号光学系统20与参考光学系统30结合，降低了光子计数模块22受各种因素影响而导致测量数据不准确的概率。参考光学系统30采用类积分球结构，输出光是一种漫反射光，而不是直射光，能很好提高参考光源的稳定性，不需要复杂的光学器件，提高校准精度的同时缩减了复杂的结构，提高其稳定性，并且结构简单，体重小，生产制造要求低，保证了稳定性及其性能的基础上大大节约了装置的成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。