[实用新型]一种激光共焦扫描仪

说明书

本实用新型属于一种分析检测仪器，尤其涉及一种应用于分子细胞生物学及生物基因检测等领域的激光共焦扫描仪。

在激光共焦扫描仪中，其中一个关键技术是将激发光与样品反射(或激发荧光)的被测光分离的分光技术。在现有技术中，大多采用半透半反镜，如专利申请号为98111188.2中介绍的实施例；或采用双色反射镜，如专利号为ZL00220101.1中介绍的实施例，上述两种结构都存在其不足之处。采用半透半反镜的缺点在后一专利(ZL00220101.1)中已经阐述，由于它对反射光和透射光都有50％的衰减，所以总的效率低于25％，带来了效率低，噪声大的不足之处，应用在生物医学的荧光分析中效果较差。而双色反射镜只不过比半透半反镜在分光选择性方面的性能上稍有改进，但由于加工工艺复杂，通带和阻带不可能做得很窄，分光不干净，在被测荧光中仍有相当成分的激发光，加大了背景噪声，降低了灵敏度。在光学结构中，我们知道，提高反射率，就会降低透光率，而提高透过率，又必然降低反射率，这是难以协调的一对矛盾，常常会制约这类仪器的性能。

本实用新型的目的是，提供一种新的激光共焦扫描仪，用小直径的激光全反镜替代传统的半透半反镜或双色反射镜，获得较高激光反射率和荧光透过率，从而大大提高效率和信噪比。

本实用新型是这样实现的，一种激光共焦扫描仪，包括扫描平台、激光器、显微物镜、荧光全反镜、干涉滤波片、聚焦透镜、针孔和光电倍增管、图象采集器、计算机检测系统，以及受计算机检测系统控制并对扫描平台进行驱动控制的驱动器，其特征在于，激光共焦扫描仪进一步包括激光全反镜，激光全反镜放置于荧光全反镜与显微物镜之间，且位于激光器出射光路上。

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型激光共焦扫描仪的结构示意图。

请参看图1，该激光共焦扫描仪包括激光器1、激光全反镜2、显微物镜3、待测样品4、X-Y扫描平台5、荧光全反镜6、干涉滤波片7、聚焦透镜8、针孔9、光电倍增管10、图象采集器11、计算机控制系统12和驱动器13。从前半部分的光学图示中可以看出，激光器1发出激光束的直径为1mm，入射到一小直径的激光全反镜2上，该激光全反镜2与激光器的入射光成0°～90°之间的一定夹角，通常取为45°，还可以是其他角度。该全反射镜2的直径仅比激光束直径略大一点，约为2mm。该激光束被全反射，然后透过一个显微物镜3聚焦到样品4上，样品4放在一个二维高速机械扫描平台5上，该平台的结构及工作原理可以参见同一申请人的另一申请(专利申请号为01239336.3)。自样品4反射的激光大部分是通过显微物镜3沿路返回到激光全反射镜2上，然后又被反射回到激光器1。只有当被激发的荧光形成各个方向散射，经大孔径物镜进行汇聚，成为平行光，除了被激光全反射镜2遮挡的一小部分外，其余大部分荧光无阻挡地到达直径为30mm的荧光全反射镜6上，经该镜反射后，被反射光继续透过一个干涉滤波片7，进一步滤除杂散光的干扰(该干涉滤波片7以透光率为主)然后经过一个聚焦透镜8汇聚，从一个共焦针孔9滤除非焦平面象，再进入光电倍增管10转换成电信号，通过图象采集器11采集该电信号，然后经放大后送至激光共焦扫描仪的计算机控制系统12中进行采集处理。同时，计算机控制系统12通过驱动器13同步控制二维扫描平台作高速二维扫描运动，即可得到二维扫描图象。如果在扫描平台上再增加一个Z轴扫描，则可得到三维扫描的层析立体图象。在后半部分中光电倍增管10、计算机控制系统12和驱动器13的电路连接为已有技术，驱动器13与扫描平台5之间的结构关系可以参见上述专利申请中的实施例。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：1)由于采用了全反射镜代替传统半透半反镜或双色反射镜，其反射率可达99.5％～99.7％，比半反镜提高了近一倍，大大提高了激光器的使用效率，节省了激光器的能量。比如原来要用20mW的激光器，现只需约10mW，具有较大的商业价值。2)大大提高了透光率。由于全反射经的直径很小，除了被其遮挡的一小部分一个外，其余绝大部分都毫无阻挡地通过，使荧光增强，提高了灵敏度。3)由于激发光大部分被全反射镜全反射，背景噪声大大降低，改善了信噪比，提高了检测的准确性和分辨率。全反镜比半透半反镜和双色反射镜加工简单，成本低廉。可广泛应用于生物医学、遗传工程、农业以及材料学和金属表面分析检测等领域。