[发明专利]基于直线扫描的荧光共聚焦检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直线扫描的荧光共聚焦检测装置。

背景技术

进入21世纪以来，生物芯片技术飞速发展，其高通量、微型化以及自动化的特点给相关的配套仪器提出了比较高的要求。共聚焦光学系统是指激发光聚焦在样本表面的同时使发射光汇聚在针孔上，通过针孔限制系统在样本表面的聚焦深度以降低背景光的信号强度，从而大大提高系统的信噪比和检测限。一般的共聚焦扫描显微镜通过光栅来扩大激发光的汇聚范围来对视场内的样本进行成像，然而受限于物镜及针孔的尺寸，其检测范围小，一般只能对单一样本进行分析，限制了其通量。由于生物芯片技术的发展需要有一种能进行高通量快速扫描的共聚焦系统以对生化样本进行高通量、快速以及准确的分析。对于现在需求量越来越大的高通量生化分析领域，一种能对在大范围内分布的样本进行一次性扫描检测的共聚焦检测系统将会具有很大的作用。另一方面，已有的共聚焦显微镜一般都只能进行单通道检测，对于高通量样本其需要手动调节对焦一个一个样本进行检测，这样一来检测速度很慢，无法体现出生物芯片技术高通量快速检测的特点，因此共焦显微镜并不适用于生物芯片的高通量分析。现在另一种常用的用于高通量检测的扫描仪是基于电荷耦合元件（CCD）进行检测的，其通过CCD直接对带有样本的整个表面进行成像以达到高通量检测的目的。由于其成像针对整个样本表面，因此可以进行高通量检测，但是这种检测方式的局限性也很明显：1、其不是共聚焦系统，信噪比并不理想，检测限较低；2、由于对整个平面进行成像，平面上没有荧光信号的点也会有比较多的杂散光干扰检测；3、需要一些软件来对采集到的图像进行分析提取出信号点，软件计算受限于计算机速度，因此在检测的时效性上有一定局限性。基于以上缺陷，需要通过扫描的方式将原有的共聚焦系统进行扩展，使其能够针对高通量样本进行快速分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于直线扫描的荧光共聚焦检测装置，本发明的检测装置是一种快速、高灵敏度的可对直线排布的样本进行同时分析检测的高通量的检测装置。

本发明所提供的一种基于直线扫描的荧光共聚焦检测装置，在1束激发光的光路上设置与光路呈135°的二向分色棱镜；所述激发光透射所述二向分色棱镜后的透射光的光路上设置与光路呈45°的直角棱镜；所述透射光经所述直角棱镜反射后入射至物镜，然后聚焦到样品上得到光信号；所述光信号经过所述物镜后依次经所述直角棱镜和所述二向分色镜反射，然后依次经透镜Ⅰ、针孔和透镜Ⅱ平行入射至光学检测器，得到样品的光学信号、光谱信号或光强信号；

所述直角棱镜和所述物镜均可沿所述激发光的入射方向做直线运动。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述物镜和所述直角棱镜均可固定于一个支架上，所述支架可沿所述激发光的入射方向做直线运动。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述支架设于直线电机上。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述激发光依次经反射镜Ⅰ和反射镜Ⅱ反射后入射至所述二向分色棱镜上，可用于调节激发光的入射位置以保证其与光轴重合。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述直线电机设于光路防震台上。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述光路防震台的两端设有限位开关，用以标识直线运动的起始端以及停止端。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述激发光由激发光源产生；

所述激发光源可为激光器、紫外灯、红外灯、汞灯和发光二极管中至少一种。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述激光器可为气体激光器、固体激光器、液体激光器或半导体激光器。

上述的荧光共聚焦检测装置中，所述光学检测器为光电倍增管（PMT）、电荷耦合元件（CCD）或光电二极管。

本发明具有如下优点：

1、本发明将传统的共聚焦系统与扫描平台结合起来，使得共聚焦系统能够进行大量样本的多通道扫描；

2、通过直线电机扫描平台进行扫描，能够提高检测频率和检测精度；

3、共聚焦系统能够对扫描平面的每个样本点进行单独成像而不是对整个平面进行成像，这样能够提高样本点处的检测灵敏度，同时可以排除样本点外的其余杂散信号的干扰。

附图说明

图1为本发明以物镜移动做共聚焦检测时的装置二维光路结构图，图中箭头表示光路传播方向和平动台运动方向。

图2为图1中所描述光路结构的实际构建的轴测图。

图3为图1中所描述光路结构的实际构建的俯视图。

图4为本发明用来形成物镜往复直线运动的平动台的轴测图。