一种同轴光纤荧光基因检测装置

技术领域

本发明涉及基因检测装置技术领域，特别是涉及一种同轴光纤荧光基因检测装置。

背景技术

当下在司法鉴定身份识别、法医的罪犯DNA鉴定、临床基因变异检测的金标准方法是核酸的毛细管电泳短片段(STR)分析，该方法是要把不同靶点的引物标记上不同的染料，然后把多种标记了荧光染料的PCR引物混合扩增，扩增后的产物经过变性后上毛细管电泳基因分析仪进行电泳后荧光分析从而确定样品的原始信息。现有商用的毛细管电泳基因分析仪，荧光的检测的光路是是靠多个光学镜头组合，最后信号收集位于毛细管的另一侧90°或180°的位置，这种光路设计易受环境及仪器移动的影响而跑偏。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种同轴光纤荧光基因检测装置，用于解决现有技术中荧光检测光路通过多个光学镜头组合容易受到环境影响的问题。本发明通过在毛细管原检测窗处打一个通孔，再将多模光纤引入孔内，激光发射的光直接通过多模光纤照射到毛细管电泳区，从而使得荧光染料被激发产生特异性的发射荧光，该荧光靠近多模光纤的部分直接通过多模光纤传回波长分离器，靠近毛细管另一侧的部分经过聚焦镜聚焦后也通过该多模光纤回传到波长分离器中，波长分离器将特定波长的荧光直接传给检测器，从而实现荧光信号的检测与收集；整个检测过程中避免使用多个光学镜头组合，同轴光纤荧光基因检测装置在移动的过程中也不会影响检测光路的稳定性，并且可以用于小型化、微型化的基因检测装置中，可以使得基因检测装置的体积小便于携带，从而可以用于现场检测基因。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种同轴光纤荧光基因检测装置，所述同轴光纤荧光基因检测装置包括：

样品池，所述样品池与同轴光纤荧光检测装置的进样端通过第一段毛细管连接，所述同轴光纤荧光检测装置的出样端与缓冲槽通过第二段毛细管连接，所述第一段毛细管与高压电场的负极端连接，所述第二段毛细管与高压电场的正极端连接；所述第二段毛细管上安装有电泳凝胶注射器；

所述同轴光纤荧光检测装置包括第三段毛细管，所述第三段毛细管的进样端与所述第一段毛细管连通，所述第三段毛细管的出样端与所述第二段毛细管连通；所述第三段毛细管上设置有检测窗，所述检测窗上设置有通孔，多模光纤贯穿所述通孔，所述多模光纤与波长分离器连接，所述波长分离器均与激光器和检测器连接；所述检测窗的对侧设置有聚焦镜。

通过在毛细管原检测窗处打一个通孔，再将多模光纤引入孔内，激光发射的光直接通过多模光纤照射到毛细管电泳区，从而使得荧光染料被激发产生特异性的发射荧光，该荧光靠近多模光纤的部分直接通过多模光纤传回波长分离器，靠近毛细管另一侧的部分经过聚焦镜聚焦后也通过该多模光纤回传到波长分离器中，波长分离器将特定波长的荧光直接传给检测器，从而实现荧光信号的检测与收集；整个检测过程中避免使用多个光学镜头组合，同轴光纤荧光基因检测装置在移动的过程中也不会影响检测光路的稳定性，并且可以用于小型化、微型化的基因检测装置中，可以使得基因检测装置的体积小便于携带，从而可以用于现场检测基因。

通过胶水粘接与片基固定，实现密封和支撑，将多模光纤引入孔内。光路通过光学来实现，只有波长分束。

于本发明的一实施例中，所述电泳凝胶注射器安装在所述第二段毛细管与所述高压电场的连接处和所述同轴光纤荧光检测装置之间。

于本发明的一实施例中，所述通孔的直径为50～75μm；所述多模光纤引入通孔内的距离为30～50μm。

在毛细管原检测窗处打一个50～75μm的通孔，将多模光纤引入孔内30～50μm，整个检测过程中避免使用多个光学镜头组合，同轴光纤荧光基因检测装置在移动的过程中也不会影响检测光路的稳定性，并且可以用于小型化、微型化的基因检测装置中，可以使得基因检测装置的体积小便于携带，从而可以用于现场检测基因。

于本发明的一实施例中，所述波长分离器的激光入口端与所述激光器连接，所述波长分离器的激光出口端与所述波长分离器的荧光入口端相同，所述波长分离器的荧光出口端与所述检测器连接。

荧光染料被激发产生特异性的发射荧光，该荧光靠近多模光纤的部分直接通过多模光纤传回波长分离器，靠近毛细管另一侧的部分经过聚焦镜聚焦后也通过该多模光纤回传到波长分离器中，波长分离器将特定波长的荧光直接传给检测器，从而实现荧光信号的检测与收集。通过波长分离器从而将激光和发射荧光分离，在同一个多模光纤中实现不同的光信号传输，避免使用多个光学镜头组合，提高了检测光路的稳定性。

于本发明的一实施例中，所述激光器的激光波长为488nm。

于本发明的一实施例中，所述检测器为CCD(电荷耦合器件)检测器或CWDM(粗波分复用器)检测器。

如上所述，本发明的一种同轴光纤荧光基因检测装置，具有以下有益效果：通过在毛细管原检测窗处打一个通孔，再将多模光纤引入孔内，激光发射的光直接通过多模光纤照射到毛细管电泳区，从而使得荧光染料被激发产生特异性的发射荧光，该荧光靠近多模光纤的部分直接通过多模光纤传回波长分离器，靠近毛细管另一侧的部分经过聚焦镜聚焦后也通过该多模光纤回传到波长分离器中，波长分离器将特定波长的荧光直接传给检测器，从而实现荧光信号的检测与收集；整个检测过程中避免使用多个光学镜头组合，同轴光纤荧光基因检测装置在移动的过程中也不会影响检测光路的稳定性，并且可以用于小型化、微型化的基因检测装置中，可以使得基因检测装置的体积小便于携带，从而可以用于现场检测基因。

附图说明

图1显示为本发明实施例中一种同轴光纤荧光基因检测装置的整体示意图。

图2显示为本发明实施例中一种同轴光纤荧光基因检测装置的同轴光纤荧光检测装置示意图。

图3显示为本发明实施例中一种同轴光纤荧光基因检测装置的波长分离器中激发起发射的激光路线示意图。

图4显示为本发明实施例中一种同轴光纤荧光基因检测装置的波长分离器中检测器检测到的荧光路线示意图。

元件标号说明

1-样品池；2-同轴光纤荧光检测装置，201-第三段毛细管，202-检测窗，203-多模光纤，204-波长分离器，205-聚焦镜，206-激光器，207-检测器；3-第一段毛细管；4-缓冲槽；5-第二段毛细管；6-高压电场；7-电泳凝胶注射器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种同轴光纤荧光基因检测装置，所述同轴光纤荧光基因检测装置包括：

请参阅图1，样品池1，所述样品池1与同轴光纤荧光检测装置2的进样端通过第一段毛细管3连接，所述同轴光纤荧光检测装置2的出样端与缓冲槽4通过第二段毛细管5连接，所述第一段毛细管3与高压电场6的负极端连接，所述第二段毛细管5与高压电场6的正极端连接；电泳凝胶注射器7安装在所述第二段毛细管5与所述高压电场6的连接处和所述同轴光纤荧光检测装置2之间；

请参阅图2，所述同轴光纤荧光检测装置2包括第三段毛细管201，所述第三段毛细管201的进样端与所述第一段毛细管3连通，所述第三段毛细管201的出样端与所述第二段毛细管5连通；所述第三段毛细管201上设置有检测窗202，所述检测窗202上设置有通孔，多模光纤203贯穿所述通孔，所述多模光纤203与波长分离器204连接，请参阅图3和图4，所述波长分离器204的激光入口端与所述激光器206连接，所述波长分离器204的激光出口端与所述波长分离器204的荧光入口端相同，所述波长分离器204的荧光出口端与所述检测器207连接；所述检测窗202的对侧设置有聚焦镜205；

所述通孔的直径为50～75μm；所述多模光纤203引入通孔内的距离为30～50μm；所述激光器206的激光波长为488nm；所述检测器207为CCD检测器。

工作过程：已经标记好荧光染料的核酸片段溶液放置到样品池1里，待检测的样品即核酸本身带有负电荷，第二段毛细管5在电泳前通过注射器灌入电泳凝胶；样品端通过加高压电场6将核酸样品吸入第一段毛细管3；在高压电场6下，核酸由负极向正极泳动，泳动的速度与核酸的分子大小成反比，经过一段时间的泳动后，约10～30分钟，不同大小的核酸就会根据分子的大小分开，形成特异性的区带，当这些区带经过检测窗202时，标记好的荧光染料就会在激光激发的情况下，发出特异性的荧光颜色，这些荧光被同轴光纤检测装置收集并传至CCD检测器，通过分析荧光颜色即可知道检测样品的情况。

检测过程：不同片段大小的核酸在泳动过程中会逐一通过检测窗202，当带有荧光染料的核酸片段经过泳动到检测窗202时，其标记的荧光在激光器206的激光激发下，会发出特异性的荧光，该特异性荧光由光纤传至CCD检测器，并由CCD检测并收集。

装置原理：在毛细管原检测窗202处打一个50～75μm的通孔，将多模光纤203引入孔内30～50μm，激光发射的光直接通过多模光纤203照射到毛细管电泳区，从而使得荧光染料被激发产生特异性的发射荧光，该荧光靠近多模光纤203的部分直接通过多模光纤203传回波长分离器204，靠近毛细管另一侧的部分经过聚焦镜205聚焦后也通过该多模光纤203回传到波长分离器204中，波长分离器204将特定波长的荧光直接传给检测器207，从而实现荧光信号的检测与收集。

实施例2

请参阅图1，本发明提供一种同轴光纤荧光基因检测装置，所述同轴光纤荧光基因检测装置包括：

请参阅图1，样品池1，所述样品池1与同轴光纤荧光检测装置2的进样端通过第一段毛细管3连接，所述同轴光纤荧光检测装置2的出样端与缓冲槽4通过第二段毛细管5连接，所述第一段毛细管3与高压电场6的负极端连接，所述第二段毛细管5与高压电场6的正极端连接；电泳凝胶注射器7安装在所述第二段毛细管5与所述高压电场6的连接处和所述同轴光纤荧光检测装置2之间；

请参阅图2，所述同轴光纤荧光检测装置2包括第三段毛细管201，所述第三段毛细管201的进样端与所述第一段毛细管3连通，所述第三段毛细管201的出样端与所述第二段毛细管5连通；所述第三段毛细管201上设置有检测窗202，所述检测窗202上设置有通孔，多模光纤203贯穿所述通孔，所述多模光纤203与波长分离器204连接，请参阅图3和图4，所述波长分离器204的激光入口端与所述激光器206连接，所述波长分离器204的激光出口端与所述波长分离器204的荧光入口端相同，所述波长分离器204的荧光出口端与所述检测器207连接；所述检测窗202的对侧设置有聚焦镜205；

所述通孔的直径为50～75μm；所述多模光纤203引入通孔内的距离为30～50μm；所述激光器206的激光波长为488nm；所述检测器207为CWDM检测器。

工作过程和检测过程与实施例1相似。装置原理与实施例1相同。

综上所述，本发明整个检测过程中避免使用多个光学镜头组合，同轴光纤荧光基因检测装置在移动的过程中也不会影响检测光路的稳定性，并且可以用于小型化、微型化的基因检测装置中，可以使得基因检测装置的体积小便于携带，从而可以用于现场检测基因。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。