一种荧光定量分析装置及方法

技术领域

本申请涉及荧光检验领域，尤其涉及一种荧光定量分析装置及方法。

背景技术

当前荧光定量分析装置均采用激发光源照射在具有荧光素的被检测目标物上，荧光素产生和激发光源不同波长的发射光，经过发射光滤光片被接收器接收，由于发射光强弱与发射光强弱呈严格正相关，接收器根据对发射光的定量分析即可推导出被检测目标物的含量。如图1所示，这种传统方式激发光源和发射光呈垂直布局，经过二色镜半反射后垂直打在被检测目标物上，事实上形成激发光与发射光同轴的检测环境；发射光被检测到的时候，激发光与发射光同轴，利用滤光片将激发光和发射光区分开，并对发射光做定量分析。

然而，这种传统方式存在二色镜对激发光的发射和对发射光的透过效率问题；也存在由于激发光与发射光同轴，激发光会干扰发射光检测的问题；更存在激发光因同轴打在被检测目标物时，目标物承载基板自发荧光和被检测目标物中其他物质荧光混杂在发射光中干扰定量检测的问题。故此，亟需一种能够降低荧光检测过程中本底及反应物中的其他发光物质对荧光定量分析的干扰，提升荧光定量分析的准确性的方案。

发明内容

本申请提供一种荧光定量分析装置，以使得本申请的荧光定量分析装置可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物的基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性。

第一方面，本申请提供了一种荧光定量分析装置，所述装置包括：激发光源、接收器、激发光滤光片和发射滤光片；

所述激发光滤光片位于所述激发光源与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述激发光源所发射的激发光的经过所述激发光滤光片；

所述发射滤光片位于所述接收器与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述接收器所接收的发射光经过所述发射滤光片；

所述激发光源，用于响应于发射指令，发射激发光；

所述接收器，用于接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

第二方面，本申请提供了一种荧光定量分析方法，所述方法应用于第一方面中任一所述的荧光定量分析装置，所述方法包括：

响应于发射指令，控制激发光源发射激发光，且所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物；

控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动；

若所述被检测目标物运动至与接收器相对应的位置，控制所述接收器接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光；

根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

第三方面，本申请提供了一种荧光定量分析设备，所述设备包括：

第一控制单元，用于响应于发射指令，控制激发光源发射激发光，且所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物；

第二控制单元，用于控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动；

第三控制单元，用于若所述被检测目标物运动至与接收器相对应的位置，控制所述接收器接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光；

分析单元，用于根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

第四方面，本申请提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第二方面中任一所述的方法。

第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如第二方面中任一所述的方法。

由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种荧光定量分析装置，所述装置包括：激发光源、接收器、激发光滤光片和发射滤光片；所述激发光滤光片位于所述激发光源与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述激发光源所发射的激发光的经过所述激发光滤光片；所述发射滤光片位于所述接收器与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述接收器所接收的发射光经过所述发射滤光片；所述激发光源，用于响应于发射指令，发射激发光；所述接收器，用于接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。与现有技术相比，由于本申请中的荧光定量分析装置在荧光定量分析的过程中不需要二色镜便可以实现荧光定量分析，故本申请中的荧光定量分析装置取消二色镜，这样可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物的基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性。

上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有技术荧光定量分析装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种荧光定量分析装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种荧光定量分析方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例提供的一种荧光定量分析设备的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图，详细说明本申请的各种非限制性实施方式。

参见图2，示出了本申请实施例中的一种荧光定量分析装置。在本实施例中，所述荧光定量分析装置包括：激发光源、接收器、激发光滤光片和发射滤光片。

在本实施例的一种实现方式中，所述激发光源与所述接收器可以设置在被检测目标物的运动轨迹的同一侧。需要说明的是，在一种实现方式中，所述被检测目标物的运动轨迹的运动方向为由所述激发光源至所述接收器的方向，也就是说，被检测目标物是由激发光源朝向接收器的方向所运动的，即被检测目标物先经过激发光源再经过接收器。在一种实现方式中，所述被检测目标物是以同一方向的预设速度沿着目标运动方向运动的，举例来说，被检测目标物的运动速度设置在0-2m/s之间，所述目标运动方向可以为由所述激发光源至所述接收器的方向，此时，所述被检测目标物的运动轨迹为一条直线，所述激发光源与所述接收器可以设置在被检测目标物的运动轨迹的上侧或者下侧。

在本实施例的一种实现方式中，所述激发光源所发射的激发光可以与所述接收器所接收的发射光可以为平行的两束光线。具体地，所述激发光源所发射的激发光的运动方向可以与所述被检测目标物的运动轨迹相垂直；和/或，所述接收器所接收的发射光的运动方向可以与所述被检测目标物的运动轨迹相垂直。需要说明的是，在一种实现方式中，所述激发光源所发射的激发光的运动方向与所述接收器所接收的发射光的运动方向可以为相反的。这样，与现有技术相比，由于本申请将激发光源和发射光接收器设置在被检测目标物的运动轨迹的同一侧，且所述激发光源所发射的激发光与所述接收器所接收的发射光为平行的两束光线，故本申请中的荧光定量分析装置不需要二色镜，这样可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物的基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性。需要说明的是，在本实施例的其他实现方式中，所述激发光源所发射的激发光可以与所述接收器所接收的发射光可以为非平行的两束光线，例如可以之间存在夹角的，举例来说，可以为非平行的两束光线(比如非垂直的两束光线或者垂直的两束光线)。

在一种实现方式中，所述激发光源可以与所述接收器为平行设置。可以理解为，所述激发光源、所述接收器分别与被检测目标物的运动轨迹之间的垂直距离是相同的。

在一种实现方式中，所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离，且所述预设距离为根据所述被检测目标物的荧光持续时间所确定的。需要强调的是，所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离需要保证，被检测目标物从激发光源对应的位置移动到接收器对应的位置的时间小于被检测目标物的荧光持续时间，这样，可以有效的避免了现有技术中激发光和发射光同轴带来的干扰问题。

在本实施例中，所述激发光滤光片位于所述激发光源与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述激发光源所发射的激发光的经过所述激发光滤光片，具体地，所述激发光滤光片可以与所述激发光源垂直设置，且所述激发光滤光片位于所述激发光源与所述被检测目标物的运动轨迹之间。所述发射滤光片位于所述接收器与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述接收器所接收的发射光经过所述发射滤光片，具体地，所述发射滤光片可以与所述接收器垂直设置，且所述发射滤光片位于所述接收器与所述被检测目标物的运动轨迹之间。需要说明的是，在一种实现方式中，所述激发光滤光片和所述发射滤光片可以为平行设置，可以理解为，所述激发光滤光片、所述发射滤光片分别与被检测目标物的运动轨迹之间的垂直距离是相同的。

在本实施例中，所述激发光源，可以用于响应于发射指令，发射激发光，也就是说，激发光源接收到发射指令时，可以发射激发光，以便被检测目标物能接收到该激发光照射。

所述接收器，用于接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。由于荧光素受激发光照射后任能持续产生一定时间T1的荧光(典型时间是ms级别，取决于荧光素材质)，而非荧光素在不受激发光照射时不产生荧光，故被检测目标物能接收到该激发光照射之后，被检测目标物移动到接收器对应的位置时，接收器可以接收到被检测目标物所产生的发射光，接收器便可以接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。这样，本申请所提供的荧光定量分析装置取消二色镜，将激发光源和发射光接收通道(即接收器)一样垂直放置并错开一小段距离，合理安排位差时间和荧光素荧光持续时间的关系，可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性，进而接收器检测的信号原始噪声降低了，定量分析时光强度和被检测目标物浓度相关性更好。需要说明的是，检测目标物基板是指进行承载荧光素，并进行免疫反应的底板，即带有荧光素的物质，可以在基板上进行免疫反应。

由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种荧光定量分析装置，所述装置包括：激发光源、接收器、激发光滤光片和发射滤光片；所述激发光源与所述接收器设置在被检测目标物的运动轨迹的同一侧，且所述激发光源所发射的激发光与所述接收器所接收的发射光为平行的两束光线；所述激发光滤光片位于所述激发光源与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述激发光源所发射的激发光的经过所述激发光滤光片；所述发射滤光片位于所述接收器与所述被检测目标物的运动轨迹之间，且所述接收器所接收的发射光经过所述发射滤光片；所述激发光源，用于响应于发射指令，发射激发光；所述接收器，用于接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。与现有技术相比，由于本申请中的荧光定量分析装置取消二色镜，并将激发光源和发射光接收器设置在被检测目标物的运动轨迹的同一侧，且所述激发光源所发射的激发光与所述接收器所接收的发射光为平行的两束光线，这样可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物的基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性。

相应地，本实施例针对图2对应的荧光定量分析装置，还提供了一种所述荧光定量分析装置的使用方法，即应用于上述提及的荧光定量分析装置的一种荧光定量分析方法。如图3所示，所述方法包括：

S301：响应于发射指令，控制激发光源发射激发光，且所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物。

在本实施例中，当用户执行发射操作(比如触发预设按键)时，可以生成发射指令，则可以响应于该发射指令，启动激发光源并控制激发光源发射激发光，以便所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物，以使得所述被检测目标物中的荧光素受激发光照射后任能持续产生一定时间的荧光。

S302：控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动。

在被检测目标物受到所述激发光的照射之后，控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动。其中，所述目标运动方向为由所述激发光源至所述接收器的方向。

一种实现方式中，所述被检测目标物是以同一方向的预设速度沿着目标运动方向运动的，举例来说，被检测目标物的运动速度设置在0-2m/s之间，此时，所述被检测目标物的运动轨迹为一条直线，所述激发光源与所述接收器可以设置在被检测目标物的运动轨迹的上侧或者下侧。

S303：若所述被检测目标物运动至与接收器相对应的位置，控制所述接收器接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光；

S304：根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

当被检测目标物运动至接收器相对应的位置，例如，如图2所示，当接收器位于被检测目标物的上侧时，若被检测目标物移动到接收器正下方时，所述接收器可以接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光。这样，接收器可以接收到被检测目标物所产生的发射光，即接收器便可以接收所述被检测目标物发射的发射光，并根据所述发射光对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。这样，本申请所提供的荧光定量分析装置取消二色镜，将激发光源和发射光接收通道(即接收器)一样垂直放置并错开一小段距离，合理安排位差时间和荧光素荧光持续时间的关系，可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性，进而接收器检测的信号原始噪声降低了，定量分析时光强度和被检测目标物浓度相关性更好。需要说明的是，检测目标物基板是指进行承载荧光素，并进行免疫反应的底板，即带有荧光素的物质，可以在基板上进行免疫反应。

需要说明的是，在本实施例的一种实现方式中，荧光定量分析装置中还可以包括处理器，可以由处理器根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

在一种实现方式中，所述根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析，可以包括：

根据所述预设速度、所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离以及所述发射光的光强，确定所述被检测目标物中的荧光素的数量。

具体地，可以根据预设速度、所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离计算被检测目标物中荧光素的荧光光强衰减量，再根据被检测目标物中荧光素的荧光光强衰减量以及所述发射光的光强，确定所述被检测目标物中的荧光素的数量。

需要说明的是，在本实施例的一种实现方式中，所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离，且所述预设距离为根据所述被检测目标物的荧光持续时间所确定的。

由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种荧光定量分析方法，所述方法包括：响应于发射指令，控制激发光源发射激发光，且所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物；控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动；若所述被检测目标物运动至与接收器相对应的位置，控制所述接收器接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光；根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。与现有技术相比，由于本申请中的荧光定量分析方法取消二色镜，并将激发光源和发射光接收器设置在被检测目标物的运动轨迹的同一侧，且所述激发光源所发射的激发光与所述接收器所接收的发射光为平行的两束光线，这样可以有效避免二色镜反射和透射效率、被检测目标物的基板自荧光、被检测目标物中其他荧光物质干扰的问题，从而提高荧光定量检测的准确性。

如图4所示，为本申请所述一种荧光定量分析设备的一个具体实施例。本实施例所述设备，即用于执行上述实施例所述荧光定量分析方法的实体设备。其技术方案本质上与上述实施例一致，上述实施例中的相应描述同样适用于本实施例中。本实施例中所述荧光定量分析设备包括：

第一控制单元401，用于响应于发射指令，控制激发光源发射激发光，且所述激发光通过激发光滤光片照射到被检测目标物；

第二控制单元402，用于控制所述被检测目标物以预设速度沿着目标运动方向运动；

第三控制单元403，用于若所述被检测目标物运动至与接收器相对应的位置，控制所述接收器接收由所述被检测目标物发射且经过发射滤光片的发射光；

分析单元404，用于根据所述接收器所接收到的发射光，对所述被检测目标物中的荧光素进行定量分析。

可选的，所述目标运动方向为由所述激发光源至所述接收器的方向。

可选的，所述分析单元，具体用于：

根据所述预设速度、所述激发光源与所述接收器之间间隔预设距离以及所述发射光的光强，确定所述被检测目标物中的荧光素的数量。

图5是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放执行指令。具体地，执行指令即可被执行的计算机程序。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供执行指令和数据。

在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成荧光定量分析装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本申请任一实施例中提供的荧光定量分析方法。

上述如本申请图3所示实施例提供的荧光定量分析装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例还提出了一种可读介质，该可读存储介质存储有执行指令，存储的执行指令被电子设备的处理器执行时，能够使该电子设备执行本申请任一实施例中提供的荧光定量分析方法，并具体用于执行上述荧光定量分析的方法。

前述各个实施例中所述的电子设备可以为计算机。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。