本發(fā)明具有涉及一種POCT熒光定量分析儀的光路系統(tǒng)，應(yīng)用于POCT熒光定量分析儀，本發(fā)明還涉及一種分析方法。

背景技術(shù)：

POCT熒光定量分析儀中的光路系統(tǒng)由激發(fā)光源（激光或LED發(fā)光二極管）、激發(fā)光斑整形調(diào)節(jié)光路、熒光接收耦合光路、接收傳感器組成。激發(fā)光源的光斑整形為一定尺寸的光斑，光斑覆蓋試紙條檢測線區(qū)域，檢測線上熒光被激發(fā)，經(jīng)過濾光和聚焦后，被光電傳感器如PD、APD或CCD傳感器接收。現(xiàn)有技術(shù)中，對于試紙條的生物檢測應(yīng)用，通常包含多條檢測線區(qū)域，不同的檢測線檢測不同的生物學(xué)應(yīng)用指標(biāo)，為了依次檢測每條檢測線，采用傳動機(jī)構(gòu)拖動光源或者試紙條直線運動來完成逐條掃描。為實現(xiàn)更多檢測線的掃描，需要增加直線移動行程，儀器空間體積在儀器定型后難以直接進(jìn)行硬件擴(kuò)展。

如中國專利CN204882561U公開了一種熒光免疫定量分析儀的信號采集裝置，該裝置包括機(jī)座以及安裝在機(jī)座上的工作臺、激發(fā)光照射裝置和反射熒光接收裝置，工作臺上可移動放置有熒光免疫試劑條。當(dāng)需要改變檢測區(qū)域時，需采用傳動機(jī)構(gòu)拖動試劑條。

綜上所述，現(xiàn)有的POCT光路設(shè)計有如下缺點：1）傳動行程約束了生物應(yīng)用檢測線數(shù)目，同時儀器無法靈活升級擴(kuò)展。2）直線傳動的光學(xué)系統(tǒng)難以使儀器更加小型化和便捷化，傳動機(jī)構(gòu)繁瑣較復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改進(jìn)的POCT熒光定量分析儀的光路系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種POCT熒光定量分析儀及分析方法。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種POCT熒光定量分析儀的光路系統(tǒng)，包括激發(fā)光源、用于調(diào)整所述激發(fā)光源發(fā)出的光的光斑大小的光源整形光路及熒光接收光路，所述光路系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)動設(shè)置的二向分光鏡，所述二向分光鏡用于反射經(jīng)所述光源整形光路后的光且透射熒光，所述激發(fā)光源發(fā)出的光經(jīng)所述光源整形光路后照射到所述二向分光鏡，所述二向分光鏡將經(jīng)所述光源整形光路后的光反射到試紙條的檢測線以激發(fā)所述檢測線上的熒光，所述熒光被所述二向分光鏡透射后被所述熒光接收光路接收，所述二向分光鏡的轉(zhuǎn)動使光能夠反射到所述試紙條的不同檢測線上。

優(yōu)選地，所述光路系統(tǒng)還包括電機(jī)，所述二向分光鏡與所述電機(jī)的電機(jī)軸相連且由所述電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動。

更優(yōu)選地，所述光路系統(tǒng)還包括與所述電機(jī)電連接且控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動以控制所述二向分光鏡轉(zhuǎn)動角度的控制機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述光源整形光路包括依次設(shè)置的準(zhǔn)直鏡和狹縫裝置，所述準(zhǔn)直鏡設(shè)置在所述激發(fā)光源發(fā)出的光線的前方，所述激發(fā)光源發(fā)出的光經(jīng)所述準(zhǔn)直鏡整形為平行光束，所述平行光束經(jīng)所述狹縫裝置調(diào)整光的光斑大小。

更優(yōu)選地，所述光源整形光路還包括反射鏡，經(jīng)所述狹縫裝置調(diào)整后的光先照射到所述反射鏡上，然后由所述反射鏡反射到所述二向分光鏡上。

具體地，經(jīng)所述狹縫裝置調(diào)整后的光線與所述反射鏡的反射面的夾角為45°。

更優(yōu)選地，所述光源整形光路還包括設(shè)置在所述激發(fā)光源和準(zhǔn)直鏡之間的第一濾光片。

優(yōu)選地，所述熒光接收光路包括依次設(shè)置的第二濾光片、聚焦鏡和光電探測器，經(jīng)所述二向分光鏡透射后的熒光依次經(jīng)所述第二濾光片、聚焦鏡進(jìn)入所述光電探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

更優(yōu)選地，所述光電探測器為PMT光電倍增管、APD雪崩光電二極管或無內(nèi)部增益的PD光電管二極管。

優(yōu)選地，所述激發(fā)光源為激光器或LED發(fā)光二極管。

本發(fā)明采取的另一技術(shù)方案是：一種POCT熒光定量分析儀，其包含有上述光路系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的又一技術(shù)方案是：一種熒光定量分析方法，所述分析方法采用上述POCT熒光定量分析儀，包括以下步驟：將試紙條固定在工作臺面上，控制激發(fā)光源發(fā)光，所述激發(fā)光源發(fā)出的光經(jīng)所述光源整形光路調(diào)整光的光斑的大小，然后照射到二向分光鏡，經(jīng)所述二向分光鏡反射到試紙條的檢測線以激發(fā)所述檢測線上的熒光，熒光被所述二向分光鏡透射后被熒光接收光路接收，轉(zhuǎn)換為可被檢測和分析的電子信號；當(dāng)需檢測所述試紙條上的其他檢測線時，轉(zhuǎn)動所述二向分光鏡使光反射到所述試紙條上的所述其他檢測線以激發(fā)所述其他檢測線上的熒光。

由于上述技術(shù)方案的實施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明的光路系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)動設(shè)置的二向分光鏡，實現(xiàn)對試紙條上的檢測線進(jìn)行逐條順序掃描檢測，簡潔化了光學(xué)掃描機(jī)構(gòu)，避免了較復(fù)雜的直線傳動掃描方法。無需修改硬件儀器，只需升級軟件便可兼容更多的生物學(xué)檢測應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明POCT熒光定量分析儀的光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、激發(fā)光源；2、第一濾光片；3、準(zhǔn)直鏡；4、狹縫裝置；5、反射鏡；6、二向分光鏡；7、第二濾光片；8、聚焦鏡；9、光電探測器；10、試紙條。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

一種POCT熒光定量分析儀，其包含有光路系統(tǒng)，如附圖1所示，該光路系統(tǒng)，包括激發(fā)光源1、用于調(diào)整激發(fā)光源1發(fā)出的光的光斑大小的光源整形光路及熒光接收光路，該光路系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)動設(shè)置的二向分光鏡6及電機(jī)，二向分光鏡6用于反射經(jīng)光源整形光路后的光且透射熒光，激發(fā)光源1發(fā)出的光經(jīng)光源整形光路后照射到二向分光鏡6，二向分光鏡6將經(jīng)光源整形光路后的光反射到試紙條10的檢測線上以激發(fā)檢測線上的熒光，熒光被二向分光鏡6透射后被熒光接收光路接收，二向分光鏡6的轉(zhuǎn)動使光能夠反射到試紙條10的不同檢測線上。

二向分光鏡6與電機(jī)的電機(jī)軸相連且由電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，該光路系統(tǒng)還包括與電機(jī)電連接且控制電機(jī)轉(zhuǎn)動以控制二向分光鏡6轉(zhuǎn)動角度的控制機(jī)構(gòu)。

該光源整形光路包括依次設(shè)置的準(zhǔn)直鏡3、狹縫裝置4和反射鏡5，準(zhǔn)直鏡3設(shè)置在激發(fā)光源1發(fā)出的光線的前方，經(jīng)狹縫裝置4調(diào)整后的光線與反射鏡5的反射面的夾角為45°。激發(fā)光源1發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直鏡3整形為平行光束，平行光束經(jīng)狹縫裝置4調(diào)整光的光斑大小，經(jīng)狹縫裝置4調(diào)整后的光照射到反射鏡5上，然后由反射鏡5反射到二向分光鏡6上。

二向分光鏡6的轉(zhuǎn)動軸心線與反射鏡5反射到二向分光鏡6上的光線相垂直。

激發(fā)光源1為激光器或LED發(fā)光二極管，本發(fā)明光路系統(tǒng)的光源整形光路還可包括第一濾光片2，該第一濾光片2為可選部件，由所采用的光源類型決定，如果光源為激光，其發(fā)射波長范圍較窄，不需要進(jìn)行額外濾光，則不需要該濾光片。若光源為LED發(fā)光二極管，其發(fā)射波長范圍較寬，需要進(jìn)一步濾光將光源波譜范圍縮小，則需要增加該濾光片。

該熒光接收光路包括依次設(shè)置的第二濾光片7、聚焦鏡8和光電探測器9，經(jīng)二向分光鏡6透射后的熒光依次經(jīng)第二濾光片7、聚焦鏡8進(jìn)入光電探測器9進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

光電探測器9可以為PMT光電倍增管、APD雪崩光電二極管或無內(nèi)部增益的PD光電管二極管。

本發(fā)明光路系統(tǒng)的工作原理如下：

激發(fā)光源1通常是激光器或LED發(fā)光二極管，經(jīng)過第一濾光片2將光源進(jìn)一步提純，準(zhǔn)直后通過狹縫裝置4后輸出所需要尺寸的光斑，然后經(jīng)過45°放置角度的反射鏡5將光斑反射到二向分光鏡6上，二向分光鏡6將光源整形的激發(fā)光斑反射到試紙條10的檢測線，檢測線上的熒光被激發(fā)發(fā)射出熒光信號，熒光信號被二向分光鏡6透射后經(jīng)過第二濾光片7和聚焦鏡8進(jìn)入光電探測器9進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為可被檢測和分析的電子信號。

其中，二向分光鏡6安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度，整形后的激發(fā)光斑經(jīng)過二向分光鏡6進(jìn)行反射照射到試紙條10上的檢測區(qū)域，二向分光鏡6所安裝在的電機(jī)軸每轉(zhuǎn)動固定角度，激發(fā)光斑偏轉(zhuǎn)相同的角度對準(zhǔn)入射到試紙條10檢測區(qū)域內(nèi)第一條檢測線，檢測完該檢測線激發(fā)的熒光信號后，電機(jī)軸驅(qū)動二向分光鏡6旋轉(zhuǎn)，掃描到下一條檢測線，然后進(jìn)行該條檢測線的受激熒光信號接收，如此逐條對檢測線順序掃描檢測。

其中，準(zhǔn)直鏡3用于將光源發(fā)射光束整形為平行光束，以適應(yīng)后面對光束反射傳輸路徑的要求-反射傳輸之前需要進(jìn)行光準(zhǔn)直。準(zhǔn)直之后的光源光束比最終所需的激發(fā)光斑要大，而且激發(fā)光斑通常根據(jù)試紙條10上檢測區(qū)域的刻度線尺寸大小來定義大小，通過調(diào)換不同尺寸的狹縫，而形成所需尺寸的激發(fā)光斑。通過固定尺寸的狹縫之后的激發(fā)光束，由反射鏡5和二向分光鏡6兩次反射入射到試紙條10檢測區(qū)域。

其中，試紙條10檢測區(qū)域中的熒光分子被激發(fā)后的熒光投射經(jīng)過二向分光鏡6，由第二濾光片7進(jìn)行本底背景光的濾除，然后經(jīng)過聚焦鏡8整形為適應(yīng)光電探測器9感光窗口的尺寸，由光電探測器9進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，該光電探測器9通常是PMT光電倍增管、或者是APD雪崩光電二極管，亦或者是無內(nèi)部增益的PD光電管二極管。

一種熒光定量分析方法，包括以下步驟：

將試紙條10固定在工作臺面上，控制激發(fā)光源1發(fā)光，光經(jīng)準(zhǔn)直鏡3后通過狹縫裝置4后輸出所需要尺寸的光斑，然后經(jīng)反射鏡5將光斑反射到二向分光鏡6上，二向分光鏡6將光反射到試紙條10的檢測線，檢測線上的熒光被激發(fā)發(fā)射出熒光，熒光被二向分光鏡6透射后依次經(jīng)第二濾光片7和聚焦鏡8進(jìn)入光電探測器9進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為可被檢測和分析的電子信號。當(dāng)需檢測試紙條10上的下一條檢測線時，控制電機(jī)工作，驅(qū)動二向分光鏡6轉(zhuǎn)動一定角度，使光掃描到下一條檢測線，然后進(jìn)行該條檢測線的受激熒光信號接收，如此逐條對檢測線順序掃描檢測。

綜上所述，本發(fā)明POCT熒光定量分析儀的光路系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1）通過使用轉(zhuǎn)動設(shè)置的二向分光鏡及其他部件配合的這種新的偏轉(zhuǎn)傳動光學(xué)設(shè)計系統(tǒng)，滿足小體積的同時，兼容更多檢測線（生物檢測指標(biāo)）的應(yīng)用需求。

2）應(yīng)用在分析儀上使得分析儀體積更小，無傳動機(jī)構(gòu)磨損，直接采用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動。

3）無需絲桿傳動或皮帶輪傳動，傳動機(jī)構(gòu)成本大大降低。

4）無中間傳動環(huán)節(jié)，直接傳動精度和效率更高。

以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。