專利名稱：基因芯片時間分辨熒光檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測裝置，尤其是一種應(yīng)用于基因芯片的檢測裝置，屬于生物信息檢測技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的基因芯片掃描檢測裝置主要由以下幾部分組成基片載體平臺，光學(xué)檢測模塊(光源，濾色片、分束鏡、二向色鏡、準直鏡、檢測器)、數(shù)據(jù)采集板、控制模塊、主機等，其相互之間構(gòu)成類似普通熒光檢測鏡的光路關(guān)系。其存在的主要問題是容易受背景噪音的影響，靈敏度欠佳。
為了達到以上目的，本實用新型的基因芯片時間分辨熒光檢測裝置主要由機架(1)、支撐平臺(2)、平臺傳動機構(gòu)(3、4)、光學(xué)檢測單元、光電信號處理單元組成，其中支撐平臺(2)通過平臺傳動機構(gòu)(3、4)與機架(1)銜接，光學(xué)檢測單元由檢測光源(7)、傳光器件(9)、以及安裝在檢測頭(10)上的準直鏡(12)、熒光鏡頭(14)和至少一組二向色鏡(13)、針孔(15)、濾色片(17)、光電接受器(16)構(gòu)成，所述光電信號處理單元由模/數(shù)(A/D)采集板(19)和控制主機構(gòu)成，其相互之間的連接關(guān)系或位置關(guān)系為傳光器件(9)耦合固定在機架(1)上的檢測光源(7)和固定在檢測頭(10)一側(cè)的準直鏡(12)，熒光鏡頭(14)固定于檢測頭(10)的下端，對著支撐平臺(2)，與準直鏡(12)的光路成直角，二相色鏡(13)位于熒光鏡頭(14)和與之垂直的光路交匯處，針孔(15)位于熒光鏡頭(14)與光電接受器(16)之間的光路上，其前面裝有濾色片(17)，光電接受器(16)通過電纜(18)與模/數(shù)(A/D)采集板(19)、進而與控制主機連接。
檢測時，將經(jīng)過雜交反應(yīng)并清洗干凈的基因芯片放在支撐平臺上，檢測光源發(fā)出的光經(jīng)傳光器件進入檢測頭，該入射光線經(jīng)過準直鏡、二向色鏡和熒光鏡頭聚焦到支撐平臺上的芯片表面，平臺傳動機構(gòu)可以調(diào)節(jié)芯片與熒光鏡頭的相對位置。結(jié)果，在探針上的帶有時間分辨熒光染料靶分子被入射光激發(fā)，熒光和反射的激發(fā)光都由熒光鏡頭收集到檢測光路，該光路上的二向色鏡使熒光信號通過，而將反射的激發(fā)光信號阻斷，從而將兩者分開，此外，該光路上濾色鏡后的針孔可以將離焦的噪聲信號去掉，從而提高信噪比。最終僅熒光信號經(jīng)過二向色鏡、濾色片和針孔，進入光電接受器，再由光電接受器將信號由電纜輸入模/數(shù)采集板，進而輸入控制主機由軟件進行處理。
不難看出，本實用新型采取了二向色鏡分光以及針孔去除離焦噪聲的措施，因此，明顯減少了背景噪音干擾、提高了檢測裝置的靈敏度。


圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1——機架，2——X-Y支撐平臺，3——開合螺母，4——滾珠絲杠，5——導(dǎo)軌，6——步進電機，7——激光器，8——光纖入口，9——光纖，10——檢測頭，11——光纖出口，12——準直鏡，13——二向色鏡，14—熒光鏡頭，15——針孔，16——光電倍增管，17——濾色片，18——電纜，19——模/數(shù)采集板，20——芯片盒，21——芯片。
本實施例檢測裝置的激光器7發(fā)出的激光由光纖9傳進入檢測頭10，該入射光線經(jīng)過準直鏡12、二向色鏡13和熒光鏡頭14聚焦到X-Y支撐平臺2上的芯片21表面。芯片表面雜交點被激發(fā)產(chǎn)生熒光信號，此熒光信號由熒光鏡頭14收集。為了對不同波長的熒光進行收集，熒光信號分別經(jīng)二向色鏡，通過上、中、下三組不同的濾色鏡17以及各濾色鏡之后的針孔15，由光電倍增管16收集，再由各自的電纜18輸入模/數(shù)采集板19，最終輸入外接控制主機，由軟件進行處理后顯示。
在上述過程中，二向色鏡可以使熒光信號通過，而將反射的激發(fā)光信號阻斷，從而將兩者分開；而各濾色鏡后的焦面附近的針孔可以將離焦的噪聲信號去掉，因此本實施例的檢測裝置背景噪音小，靈敏度和信噪比高，并且其工作效率高、線性范圍寬。
除上述實施例外，本實用新型還可以有許多變化。例如，實際制造時，光電接受器可以是光電二極管、雪崩光電管、光電倍增管、CCD(電荷耦合器件)等；光源可以是激光光源、弧光光源、熱絲光源、半導(dǎo)體發(fā)光管等；光源的光譜可以是單譜線、或多譜線或連續(xù)譜線；采用微細加工技術(shù)的集成化的基因芯片與檢測一體或獨立芯片和檢測裝置等等。這些均為本專利申請所要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種基因芯片時間分辨熒光檢測裝置，由機架(1)、支撐平臺(2)、平臺傳動機構(gòu)(3、4)、光學(xué)檢測單元、光電信號處理單元組成，所述支撐平臺(2)通過平臺傳動機構(gòu)(3、4)與機架(1)銜接，其特征在于所述光學(xué)檢測單元由檢測光源(7)、傳光器件(9)、以及安裝在檢測頭(10)上的準直鏡(12)、熒光鏡頭(14)和至少一組二向色鏡(13)、針孔(15)、濾色片(17)、光電接受器(16)構(gòu)成，所述光電信號處理單元由模/數(shù)(A/D)采集板(19)和控制主機構(gòu)成，其相互之間的連接關(guān)系或位置關(guān)系為傳光器件(9)耦合固定在機架(1)上的檢測光源(7)和固定在檢測頭(10)一側(cè)的準直鏡(12)，熒光鏡頭(14)固定于檢測頭(10)的下端，對著支撐平臺(2)，與準直鏡(12)的光路成直角，二相色鏡(13)位于熒光鏡頭(14)和與之垂直的光路交匯處，針孔(15)位于熒光鏡頭(14)與光電接受器(16)之間的光路上，其前面裝有濾色片(17)，光電接受器(16)通過電纜(18)與模/數(shù)(A/D)采集板(19)、進而與控制主機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基因芯片時間分辨熒光檢測裝置，其特征在于含有三組二向色鏡(13)、針孔(15)、濾色片(17)和光電倍增管(16)，三個二相色鏡(13)分別位于熒光鏡頭(14)和與之垂直的準直鏡(12)光路交匯處，以及熒光鏡頭(14)和與之垂直的另二條檢測光路交匯處，三個針孔(15)分別位于熒光鏡頭(14)與三只光電倍增管(16)之間光路的焦面附近，其前面分別裝有不同的濾色片(17)，三只光電倍增管(16)分別通過電纜(18)與模/數(shù)(A/D)采集板(19)、進而與外部的控制主機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基因芯片時間分辨熒光檢測裝置，其特征在于所述平臺傳動機構(gòu)由開合螺母(3)、步進電機(6)驅(qū)動的滾珠絲桿(4)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基因芯片時間分辨熒光檢測裝置，其特征在于所述光電接受器可以是光電二極管、雪崩光電管、光電倍增管、或CCD(電荷耦合器件)；所述光源可以是激光光源、弧光光源、熱絲光源或半導(dǎo)體發(fā)光管；所述光源的光譜可以是單譜線、或多譜線或連續(xù)譜線。
專利摘要本實用新型公開了一種基因芯片時間分辨熒光檢測方法及檢測裝置,屬于生物信息檢測技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由機架、支撐平臺、平臺傳動機構(gòu)、光學(xué)檢測單元、光電信號處理單元組成。傳光器件耦合固定在機架上的檢測光源和固定在檢測頭一側(cè)的準直鏡,熒光鏡頭固定于檢測頭的下端,對著支撐平臺,與準直鏡的光路成直角,二相色鏡位于熒光鏡頭和與之垂直的光路交匯處,針孔位于熒光鏡頭與光電接受器之間的光路上,其前面裝有濾色片,光電接受器通過電纜與模/數(shù)(A/D)采集板、進而與控制主機連接。該檢測裝置集時間熒光分辨技術(shù)、基因芯片檢測技術(shù)、生物信息技術(shù)于一體的多功能儀器,具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、線性范圍寬、標記物保存時期長等優(yōu)點。
文檔編號C12Q1/68GK2511687SQ012631
公開日2002年9月18日 申請日期2001年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月9日
發(fā)明者陸祖宏, 朱紀軍, 張?zhí)? 孫曉如, 陳揚 申請人:張?zhí)? 孫曉如