一种快速、多通道实时荧光定量检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物分子荧光检测领域，特别是一种快速、多通道实时荧光定量检测装置，主要应用于96孔PCR反应板或酶标板的荧光定量检测。
【背景技术】
[0002]实时荧光定量检测系统，可以有效地实现实时定量检测PCR(Polymerase ChainReact1n,聚合酶链式反应)，其具有特异性好、零度高、线性关系好、线性范围宽、操作简单、安全、自动化程度高、无污染、检测速度快、高通量等优点，在疾病防治、转基因检测、医学检验、优生优育等领域有着广泛的应用前景。目前常用的实时荧光定量检测方法主要是将激发光源照射到荧光物质上，通过激发光照射荧光物质，使得荧光物质电子发生能级跃迀，不稳定的跃迀电子回到基态发射出荧光。由于不同的荧光物质有不同的激发波长和荧光波长，使用的不同的激发光波长就可以激发不同的荧光物质产生特定荧光，通过不同荧光物质与不同PCR反应产物结合的特异性，实现不同目标PCR反应产物的荧光定量检测。在每一次PCR反应结束后，检测荧光物质发射出来的荧光强度来间接得到荧光物质的浓度，而荧光物质浓度与PCR反应产物浓度成正比，因此由荧光物质浓度即可检测PCR反应产物浓度。
[0003]为实现多通道、快速、准确的实时荧光定量，通常采用的方法有单波长激发多波长检测以及多波长激发多波长检测，常用的光路结构主要是共聚焦形式，探测器件一般采用增益较大的光电倍增管。由于单波长激发波谱响应窄，某些波长荧光激发效率低，在多波长检测中受到很多限制，而多波长激发可以保证不同荧光的激发效率。但目前的多波长激发检测方法需要设置不同的传动机构以实现不同波长的转换，同时由于光电倍增管每次只能检测一个目标，所以也需要增加传动结构或者开关结构实现不同通道的选择，加入的大量传动机构或者开关结构，破坏了系统的稳定性，其检测精度与检测速度在一定程度上互相制约。因此，简化多通道检测系统的结构是实现快速准确定量检测的发展方向。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种简易的实现多波长激发、多波长检测，且整体性更优化的实时荧光定量检测装置。
[0005]为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种快速、多通道实时荧光定量检测装置，包括多波长的激发光发射系统、分束光纤、同轴光纤、透镜线阵列、荧光调制系统和光电倍增管；其中所述激发光发射系统包括激光器阵列、激发光准直透镜、激发光滤光镜轮和激发光耦合透镜；所述同轴光纤由两层光纤包裹组成，外层光纤环状排列并包裹内层光纤，同轴光纤用以实现激发光的传导以及荧光的传导；所述荧光调制系统包括荧光光纤束、荧光准直透镜、荧光滤光镜轮、汇聚透镜和空间光调制器；所述空间光调制器中包括孔阵列，所述孔阵列的排布方式与所述荧光光纤束的排列方式对应，其功能在于可以同时实现荧光光纤束中对应光纤的选通以及滤除杂散光，通过在空间光调制器中载入孔阵列图像，实现不同通道光纤的通光与阻绝光。
[0007]所述激光器阵列产生的连续激发光经激发光准直透镜准直后通过激发光滤光镜轮，由激发光滤光镜轮滤光形成窄波段的单色激发光出射；出射激发光经激发光耦合透镜均匀分入若干条分束光纤中，再分别导入相应数量同轴光纤的内层光纤中；激发光自若干同轴光纤出射后分别经过透镜线阵列中相应数量的透镜单元汇聚到对应待检目标物上，待检目标物激发的荧光再经过透镜线阵列分别收集导入同轴光纤的外层光纤中，所述荧光经相应数量的荧光光纤束传导至荧光准直透镜，出射荧光通过荧光滤光镜轮后由汇聚透镜汇聚照射到空间光调制器上，被空间光调制器选通的光纤中的荧光进入光电倍增管进行检测。
[0008]优选的，所述激光器阵列由若干不同波长的激光器组成，激发光输出的波长范围为270nm-750nm，激发光出射面位于激发光准直透镜的焦面上，准直得到平行光。
[0009]进一步优选的，所述激发光滤光镜轮由单色滤光片组成，其滤光片数量与所述激光器阵列中的激光器数量相同。
[0010]优选的，所述分束光纤耦合断面位于激发光汇聚透镜的焦面上。
[0011]优选的，所述透镜线阵列中的透镜单元呈线状排列，其数值孔径不小于0.2，焦距不小于11mnin
[0012]优选的，所述荧光准直透镜由单个或多个透镜组成，所述荧光光纤束出射端面位于荧光准直透镜焦面上，出射光准直得到平行光。
[0013]优选的，所述荧光滤光镜轮由1、2、4、6或8个单色滤光片环状排列组成。
[0014]优选的，所述空间光调制器位于汇聚透镜焦面上。
[0015]优选的，所述分束光纤和同轴光纤均为IXN光纤结构；所述荧光光纤束为N合束光纤，可由N根单光纤经过外包层包覆而成，其中光纤之间呈规律排布；所述透镜线阵列由I XN透镜单元组成；其中N彡2 ;
[0016]进一步优选的，所述N为8。
[0017]本技术方案原理为:
[0018]多个光源产生不同波长的光，波长范围涵盖270nm-750nm，经过准直透镜形成准直光束，然后透过由高质量的滤光镜组成的激发光滤光镜轮形成窄波段的单色激发光，最后通过激发光耦合透镜耦合进入分束光纤。不同光源可匹配相应波长的滤光片，与滤光镜轮组成一体的转换装置，通过光源和滤光镜的变换可以实现不同波长的激发光耦合进入分束光纤。
[0019]透镜线阵列由IXN个透镜元组成，可以同时实现N个目标试剂孔的激发和荧光收集，通过一维位移装置驱动试剂孔板平移可以完成整板试剂孔的检测。
[0020]与透镜线阵列对应的I XN同轴光纤阵列，其由内外两层光纤包裹而成，内层完成激发光传导，外层完成单独对应检测目标的荧光收集传导。激发光从光纤内层出射经过透镜线阵列汇聚照射到检测目标，荧光经过透镜线阵列收集进入光纤外层。
[0021]荧光光纤束出射的荧光经过准直透镜准直，然后通过荧光滤光镜形成窄带荧光，同时滤除其他背景杂散光，经汇聚透镜汇聚后照射到空间光调制器上，在空间光调制器上形成一个与荧光光纤束光纤排布对应的点光斑阵列。空间光调制器位于汇聚透镜焦面上，空间光调制器同时完成小孔滤波和光开关选择的双重功能。空间光调制器通过快速变换调制方式，实现不同光点的通光和阻绝光，实现快速控制不同目标荧光进入光电倍增管进行检测的目的。
[0022]本发明技术方案具有以下优点:
[0023]1.本发明使用的透镜线阵列可以同时实现多个96孔PCR反应板或酶标板试剂孔的检测，减少了平移维度，简化了系统结构，增强了系统整体性，提高了系统精度，同时避免了光纤过多使得系统过于繁杂、难于维修的缺点；
[0024]2.本发明使用同轴光纤，避免了光在空气介质中传导所带来的问题，使系统更趋稳定紧凑，区别于传统方式中需要设置二向色镜来分离激发光和荧光的方法，简化了系统；
[0025]3.使用空间光调制器，同时实现了小孔滤波和光开关选通的功能，将传统结构独立的两个器件合并成一个，极大地简化了系统结构，同时通过光调制代替了传统的机械控制，提尚了检测速度；
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例实时荧光定量检测装置结构立体图。
[0027]其中: