一种免疫荧光光电信号检测装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械体外诊断(IVD)技术领域，特别涉及一种免疫荧光光电信号检测装置及方法。

背景技术

现有技术提供的免疫荧光光电检测模组，因为光路设计的原因，其在激发光源端的光斑多为圆形或者偏椭圆的大光斑，去照射测试试纸来激发荧光。这种大光斑，在实际的仪器数据检测应用中，会产生很多问题，影响到读取模组的检测精度和工作可靠性，具体说明如下：

激发光源的光斑过大，能量不能有效集中，造成激发光源能量消耗大，利用率偏低。

激发光源的光斑过大，为了确保低浓度端荧光信号能够有效激发，必须提高LED光源的激发光强，也就是需要提高LED光源的驱动电流，LED长时间高功率情况下工作，LED会严重发热，导致激发光源衰减，从而导致激发的荧光信号减弱和不稳定，最终影响了荧光检测仪器数据读取的可靠性、稳定性和检测精度。

激发光源的光斑过大，会在有些测试带(T)和控制带(C)距离比较靠近的测试试纸，特别多联检项目中，同时激发两个条带的荧光信号，使得不同条带间荧光信号的重叠，造成信号的失真，抬高了检测信号的本底，特别是低浓度端信号的有效性和准确性受到严重影响。

发明内容

本发明提供一种免疫荧光光电信号检测装置及方法，解决了由于激发光斑过大造成的最终数据不稳定、不精确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种免疫荧光光电信号检测装置，包括：光源发生装置1、光阑2、准直透镜3、柱面镜4、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7；

所述光源发生装置1、光阑2、准直透镜3和柱面镜4和二向色镜5依次同轴设置，所述二向色镜5的镜面与所述柱面镜4镜面呈45度角；

所述二向色镜5、所述物镜端聚光透镜6和测试试纸7依次垂直设置在所述同轴方向上。

优选的，所述光阑2靠近准直透镜3的面设置成大倒角。

优选的，所述光源发生装置1中设有铜基板。

优选的，还包括滤光片8、目镜端聚光透镜9和接收组件10；

所述二向色镜5、滤光片8、目镜聚光透镜和接收组件10依次垂直设置所述同轴方向上。

优选的，所述光源发生装置1、光阑2、准直透镜3和柱面镜4和二向色镜5依次设置在第一直线轴上；

所述接收组件10、目镜端聚光透镜9、滤光片8、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7依次设置在第二直线轴上；

所述第一直线轴与第二直线轴垂直，所述二向色镜5设置在第一直线轴和第二直线轴交接处。

优选的，还包括信号侦测控制板，所述信号侦测控制板与所述接收组件10连接。

一种免疫荧光光电信号检测方法，包括上述任一所述的免疫荧光光电信号检测装置，具体步骤如下：

S1、所述光源发生装置1产生激发光源射向所述光阑2；

S2、所述光阑2过滤掉激发光源周边的杂散光并形成点光源射向所述准直透镜3；

S3、所述准直透镜3对点光源进行准直，形成近直线柱状光源并射向所述柱面镜4；

S4、所述柱面镜4将所述近直线柱状光源聚集形成长圆形的椭圆光斑并射向二向色镜5；

S5、所述二向色镜5将所述椭圆形光斑反射至所述物镜端聚光透镜6；

S6、所述物镜端聚光透镜6对所述椭圆形光斑进行聚焦，射向测试试纸7；

S7、所述测试试纸7接收聚焦后的椭圆形光斑，在测试试纸7上形成一个细小条状光斑；

S8、所述测试试纸7在细小条状光斑的照射下，在试纸的反应区(T带和C带位置)发生免疫反应的荧光物质受到激发而产生荧光，形成第一荧光信号并射向所述物镜端聚光透镜6；

S9、所述物镜端聚光透镜6对第一荧光信号进行收集后形成第二荧光信号并射向二向色镜5；

S10、所述二向色镜5将收集的第二荧光信号进行高透，并射向滤光片8；

S11、所述滤光片8对高透的第二荧光信号进行过滤，形成第三荧光信号并射向所述目镜端聚光透镜9；

S12、所述目镜端聚光透镜9对第三荧光信号进行聚焦形成第四荧光信号并射向接收组件10；

S13、所述接收组件10采集并读取所述第四荧光信号，并将读取结果传输至信号侦测控制板；

S14、所述信号侦测控制板对读取结果进行算法处理，并输出有效的信号数据。

通过实施以上技术方案，具有以下技术效果：本发明提供的免疫荧光光电信号检测装置及方法，通过设置光阑和柱面镜，将激发光源形成细小条状光斑，大幅提升了检测的灵敏度和准确度，提高了检测的有效性和可靠性，同时，也确保了荧光光电信号检测模块可以长时间有效和稳定的工作。

附图说明

图1为本发明提供的一种免疫荧光光电信号检测装置的结构示意图；

图2为为发明提供的光阑的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。

实施例一

如图1所示，可以理解，本实施例提供的一种免疫荧光光电信号检测装置，包括：光源发生装置1、光阑2、准直透镜3、柱面镜4、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7；所述光源发生装置1、光阑2、准直透镜3和柱面镜4和二向色镜5依次同轴设置，所述二向色镜5的镜面与所述柱面镜4镜面呈45度角；所述二向色镜5、所述物镜端聚光透镜6和测试试纸7依次垂直设置在所述同轴方向上。所述光阑2靠近准直透镜3的面设置成大倒角，所述光源发生装置1中设有铜基板。

在本实施例中，光源发生装置1、光阑2、准直透镜3、柱面镜4、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7共同组成免疫荧光光电信号检测的激发端，光源依次通过上述装置，所述光源发生装置1产生光源，在本实施例中，所述光源发生装置1为LED，优选波束角度较小的LED光源，尽量从光源保证能量集中，光功率选择1W左右，确保能够提供足够的激发光源强度，另外，本实施例主要配合使用激发波长为365nm和发射波长612nm的荧光标记物，在其他实施例中同样适配其它波长的光源组合，用于扫描式的荧光数据读取；因为LED长时间工作，会产生发热，那么该LED光源采用了导热系数3.0的铜基板，高导热系数，改善了LED的散热。在其他实施例中，所述光源发生装置1也可以采用其他光源装置。

所述光阑2能过滤光源中的杂散光，为实现点光源做基础，在本实施例中，为有效过滤掉杂散光，如图2所示，所述光阑2参数设置如下：微小孔径＝0.6mm；小孔在离开光源面采用大倒角；孔壁壁厚<0.15mm；外观亚黑氧化，并喷砂180目。在其他实施例中，也可以根据实际使用情况修改参数。LED光源多为发散性光源，能量无法有效集中，本实施例中使用所述准直透镜3，可以确保LED光源高效的聚集，并输出稳定的近直线柱状光源，为后续实现细小条状光斑提供了可靠的光源输出。本实施例采用的LED光源准直透镜4可以有效避免了在激发光斑周围光晕的形成，从而避免了杂散的激发荧光信号。

所述柱面镜4的重要功能就是将准直透镜3输出的近直线柱状光源的整形成长圆形的椭圆光斑，通过所述二向色镜5将所有长圆形椭圆光斑反射至所述物镜端聚光透镜6，在激发焦点位置形成细小条状光斑，实现了激发光源能量高效集中，然后在测试试纸7的上表面聚焦生成一个细小条状光斑(3*1mm左右)，这个细小条状光斑也是本发明的核心所在。在现有设计中，为了实现条状光斑，会在本实施例柱面镜4的位置，使用一个开孔成条状的光栅来代替柱面镜，或者在入射光源光路上开一个条状的槽型小孔，整形光源，此时在激发焦点位置形成了条状光斑，但是光栅或者槽型小孔阻滞大部分光源的通过，造成光功率急剧衰减和损失，导致激发能量严重不足，无法高效率激发荧光，而且在读取低端数据和高端数据时，分别率严重不足，无法识别。而本实施例采用的是光学镜片聚光的方式，形成最终的细小条状光斑。

本实施例中的荧光光电信号检测装置主要针对使用镧系元素Eu

实施例二

如图1所示，本实施例提供的一种免疫荧光光电信号检测装置，还包括滤光片8、目镜端聚光透镜9和接收组件10；所述二向色镜5、滤光片8、目镜聚光透镜和接收组件10依次垂直设置所述同轴方向上。所述光源发生装置1、光阑2、准直透镜3和柱面镜4和二向色镜5依次设置在第一直线轴上；所述接收组件10、目镜端聚光透镜9、滤光片8、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7依次设置在第二直线轴上；所述第一直线轴与第二直线轴垂直，所述二向色镜5设置在第一直线轴和第二直线轴交接处。还包括信号侦测控制板，所述信号侦测控制板与所述接收组件10连接。

在本实施例中，所述测试试纸7、物镜端聚光透镜6、二向色镜5、滤光片8、目镜端聚光透镜9、接收组件10以及信号侦测控制板共同组成免疫荧光光电信号检测的接收端，在所述测试试纸7上，由细小条状光斑激发荧光物质产生的荧光信号通过所述物镜端聚光透镜6收集以及所述二向色镜5高透，然后，通过滤光片8的过滤，最后到达所述目镜端聚光透镜9，再通过所述目镜端聚光透镜9聚焦到所述接收组件10，荧光信号被接收组件10采集读取，最后，所述信号侦测控制板再通过对采集的荧光信号进行算法处理，并输出有效的信号数据，至此免疫荧光光电检测数据读取模块的工作完成。

实施例三

如图1所示，本实施例提供的一种免疫荧光光电信号检测方法，包括上述任一实施例提供的免疫荧光光电信号检测装置，其步骤如下：

S1、所述光源发生装置1产生激发光源射向所述光阑2；

S2、所述光阑2过滤掉激发光源周边的杂散光并形成点光源射向所述准直透镜3；

S3、所述准直透镜3对点光源进行准直，形成近直线柱状光源并射向所述柱面镜4；

S4、所述柱面镜4将所述近直线柱状光源聚集形成长圆形的椭圆光斑并射向二向色镜5；

S5、所述二向色镜5将所述椭圆形光斑反射至所述物镜端聚光透镜6；

S6、所述物镜端聚光透镜6对所述椭圆形光斑进行聚焦，射向测试试纸7；

S7、所述测试试纸7接收聚焦后的椭圆形光斑，在测试试纸7上形成一个细小条状的光斑；

S8、所述测试试纸7在细小条状光斑的照射下，在试纸的反应区(T带和C带位置)发生免疫反应的荧光物质受到激发而产生荧光，形成第一荧光信号并射向所述物镜端聚光透镜6；

S9、所述物镜端聚光透镜6对第一荧光信号进行收集后形成第二荧光信号并射向二向色镜5；

S10、所述二向色镜5将收集的第二荧光信号进行高透，并射向滤光片8；

S11、所述滤光片8对高透的第二荧光信号进行过滤，形成第三荧光信号并射向所述目镜端聚光透镜9；

S12、所述目镜端聚光透镜9对第三荧光信号进行聚焦形成第四荧光信号并射向接收组件10；

S13、所述接收组件10采集并读取所述第四荧光信号，并将读取结果传输至信号侦测控制板；

S14、所述信号侦测控制板对读取结果进行算法处理，并输出有效的信号数据。

在本实施例中，光源发生装置1、光阑2、准直透镜3、柱面镜4、二向色镜5、物镜端聚光透镜6和测试试纸7共同组成免疫荧光光电信号检测的激发端；所述光源发生装置1在控制板驱动下产生激发光源(本实施例中的光源发生装置1为LED光源，由于LED长时间工作，会产生发热，那么该LED光源采用了导热系数3.0的铜基板，改善了LED的散热)，光源通过所述光阑2过滤掉LED光源周边的杂散光源并形成点光源，之后通过准直透镜3对激发光源进行准直，准直后的近直线柱状激发光源再通过柱面镜4，将激发光源整形成长圆形的椭圆光斑，然后通过二向色镜5高反和物镜端聚光透镜6聚焦，在测试试纸7的上表面聚焦生成一个细小条状光斑(3*1mm左右)，这个细小条状光斑也是本发明专利核心所在。

所述测试试纸7、物镜端聚光透镜6、二向色镜5、滤光片8、目镜端聚光透镜9、接收组件10以及信号侦测控制板共同组成免疫荧光光电信号检测的接收端，在所述测试试纸7上产生的细小条状光斑激发产生的荧光通过所述物镜端聚光透镜6收集以及所述二向色镜5高透，然后，通过滤光片8的过滤，最后到达所述目镜端聚光透镜9，再通过所述目镜端聚光镜聚焦到所述接收组件10，荧光信号被接收组件10采集读取，最后，所述信号侦测控制板再通过对采集的荧光信号进行算法处理，并输出有效的信号数据，至此免疫荧光光电检测数据读取模块的工作完成。

以上对本发明实施例所提供的一种免疫荧光光电信号检测装置及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。