高灵敏度标记物自动激发和检测装置

技术领域

本发明涉及一种高灵敏度标记物自动激发和检测装置。

背景技术

体外诊断产品又称“IVD”，英文全名为“in vitro diagnostic products”，是将特定生物标志物进行标记后(例如将所要检测的抗体被酶标记/铁蛋白标记/胶体金标记)，然后再通过设备进行检测的一种技术。特定生物标志物一般是指可供客观测定和评价的一个普通生理或病理或治疗过程中的某种特征性的生化指标，通过对它的测定可以获知机体当前所处的生物学过程中的进程，检查一种疾病特异性的生物标志物，对于疾病的鉴定、早期诊断及预防、治疗过程中的监控可能起到帮助作用。但是现有的检测设备存在着结构复杂、自动化程度低的缺点，在使用过程中具有耗费人力和时间的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术中至少一个缺陷，本发明提供一种高灵敏度标记物自动激发和检测装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种高灵敏度标记物自动激发和检测装置，包括光源、反射镜片、图像获取装置、试剂盒移载机构以及控制系统；其中，反射镜片上设有激发光反射膜，以使得反射镜片能够反射光源发出光线中含有的标记物激发光线，且使得反射镜片能够允许光源发出光线中除标记物激发光线以外的光线透过；反射镜片设置在光源的出光光路上，以在光源发光时，反射镜片将标记物激发光反射到待检测物上；图像获取装置设置在标记物激发光的光路方向的反向延伸方向上，以使得当标记物激发光照射待检测物后，待检测物所反射的标记物响应光透过反射镜片后能够被图像获取装置获取；光源、图像获取装置以及试剂盒移载机构均与控制系统电控连接；试剂盒移载机构设置成在控制系统的指令下能够将多个试剂盒依次移动到标记物激发光的光路上，以使得控制系统能够分别针对单个试剂盒内待检测物的检测工作来指令光源和图像获取装置。

在使用时，将多份待检测物分别放置在多个试剂盒内，然后将多个试剂盒放置在试剂盒移载机构上，然后启动本发明，控制系统指令试剂盒移载机构将位于系统默认的第一位置上的试剂盒移动到标记物激发光的光路上；然后，控制系统指令开启光源和图像获取装置，光源发出光线中包含了标记物激发光线，反射镜片将标记物激发光反射到待检测物上，而且光源发出光线中除标记物激发光线以外的光线透过反射镜片，避免了杂光反射到待检测物上所产生的噪光干扰；然后待检测物发出标记物响应光，标记物响应光沿着标记物激发光的光路方向的反向延伸方向传播，由于标记物响应光的波长与标记物激发光不同，标记物响应光透过反射镜片后，被图像获取装置捕捉获取，图像获取装置获得含有标记物响应光光点数量以及分布位置的图像，完成对第一份待检测物的检测；第一份待检测物被检测完成后，控制系统再指令位于系统默认的第二位置上的试剂盒移动到标记物激发光的光路上，以完成对第二份待检测物的检测；以此类推，从而自动地完成多份待检测物的检测，以供计算机或者人工进行高精准度地分析，本发明还具有结构简单，成本低，以及自动化程度高的特点，节省了人力和检测时间，提高了工作效率。

在一些实施方式中，还包括第一凸透镜；第一凸透镜设置在标记物激发光的光路上。

这样，反射镜片所反射的多个入射角度不同的标记物激发光通过第一凸透镜的整理后，以平行光的形式照射到待检测物上，那么待检测物所反射的标记物响应光也以平行光的方式沿着与标记物激发光相反的方向射出，然后再通过第一凸透镜的整理后聚焦，避免了标记物响应光的流失，有利于图像获取装置获得更多的标记物响应光，从而可以获得更加清晰精确的图像。

在一些实施方式中，还包括第二凸透镜；第二凸透镜设置在标记物激发光的光路方向的反向延伸方向上。

这样，当标记物响应光通过第一凸透镜的整理后聚焦后，随着各方向上的标记物响应光的朝远离焦点的方向延伸，各方向上的标记物响应光会离焦分散，然后再通过第二凸透镜的整理后，各方向上的标记物响应光以平行光的形式照射到图像获取装置上，从而使得图像获取装置获得更加清晰精确的图像。

在一些实施方式中，还包括杂色滤光片，杂色滤光片设置在图像获取装置的入光侧。

这样，杂色滤光片过滤了标记物响应光中杂色，排除了杂色的干扰，从而使得图像获取装置获得更加清晰精确的图像。

在一些实施方式中，试剂盒移载机构包括试剂盒放置座和工位驱动结构；工位驱动结构设置成在控制系统的指令下驱动试剂盒放置座移动。

这样，可以将多份待检测物分别放置在具有多个孔位的标准孔板内，然后通过工位驱动结构在控制系统的指令下依次移动到标记物激发光的光路上进行检测。

在一些实施方式中，工位驱动结构包括第一方向移载机构和第二方向移载机构，第一方向移载机构设置在第二方向移载机构上，第二方向移载机构设置成用于驱动第一方向移载机构沿着第二方向移动，试剂盒放置座设置在第一方向移载机构上，第一方向移载机构设置成用于驱动试剂盒放置座沿着第一方向移动；第一方向与第二方向垂直设置。

这样，由于第一方向与第二方向垂直设置，那么由第一方向移载机构和第二方向移载机构所组成的移动轨迹能够覆盖平面坐标系，由于标准孔板上的多个孔位是平面整列排布的，那么在使用时，本发明的试剂盒移载机构的移动轨迹能够更好地与放置在试剂盒放置座的标准孔板的孔位排布方式相匹配。

在一些实施方式中，还包括支撑结构，第一凸透镜、反射镜片、杂色滤光片、第二凸透镜以及图像获取装置依次设置在支撑结构上；光源设置在支撑结构上，且光源设置在反射镜片旁侧。

在一些实施方式中，支撑结构上设有镜筒空间，第一凸透镜、反射镜片、杂色滤光片以及第二凸透镜依次设置镜筒空间内，图像获取装置密闭地设置在镜筒空间的尾端上；光源的出光部设置在镜筒空间的内壁上。

这样，通过将第一凸透镜、反射镜片、杂色滤光片以及第二凸透镜依次设置镜筒空间内，且图像获取装置密闭地设置在镜筒空间的尾端上，那么标记物激发光线和标记物响应光的传播可以不受外界杂光的干扰，有利于图像获取装置获得更加清晰精确的图像，同时，通过将光源的出光部设置在镜筒空间的内壁上，避免了在支撑结构的镜筒空间内设置开放窗口供光源所发出的光线进入，增强了镜筒空间的密闭性。

在一些实施方式中，还包括图像分析计算机，图像获取装置与图像分析计算机电信号连接。

这样，可以利用图像分析计算机来分析图像获取装置获得含有标记物响应光光点数量以及分布位置的图像，提高了工作效率。

在一些实施方式中，反射镜片为二相色镜。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的高灵敏度标记物自动激发和检测装置的结构示意图；

图2为图1所示高灵敏度标记物自动激发和检测装置中试剂盒移载机构的结构示意图；

图3为图1所示高灵敏度标记物自动激发和检测装置中光源、反射镜片以及图像获取装置的结构示意图；

图4为图3中光源、反射镜片以及图像获取装置设置在支撑结构后的示意图；

图5为图4的立体视角的示意图；

图6为图4剖面视图；

图7为图6中的第一凸透镜和第二凸透镜分别整理标记物激发光、标记物响应光的示意图；

图8为图4所示高灵敏度标记物自动激发和检测装置与96孔板配合工作的示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、光源；2、反射镜片；3、图像获取装置；4、待检测物；5、第一凸透镜；6、第二凸透镜；7、杂色滤光片；8、支撑结构；81、镜筒空间；9、96孔板、10、试剂盒移载机构；101、试剂盒放置座；1021、第一方向移载机构；1022、第二方向移载机构。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

参阅图1-7，本发明提供了一种高灵敏度标记物自动激发和检测装置，其包括光源1、反射镜片2、图像获取装置3、试剂盒移载机构10以及控制系统；其中，反射镜片2上设有激发光反射膜，以使得反射镜片2能够反射光源1发出光线中含有的标记物激发光线，且使得反射镜片2能够允许光源1发出光线中除标记物激发光线以外的光线透过；反射镜片2设置在光源1的出光光路上，以在光源1发光时，反射镜片2将标记物激发光反射到待检测物4上；图像获取装置3设置在标记物激发光的光路方向的反向延伸方向上，以使得当标记物激发光照射待检测物4后，待检测物4所反射的标记物响应光透过反射镜片2后能够被图像获取装置3获取；光源、图像获取装置以及试剂盒移载机构10均与控制系统电控连接；试剂盒移载机构10设置成在控制系统的指令下能够将多个试剂盒依次移动到标记物激发光的光路上，以使得控制系统能够分别针对单个试剂盒内待检测物的检测工作来指令光源和图像获取装置。详细地，在本实施例中，标记物激发光线是波长为980nm的红色激光，反射镜片2上设有激发光反射膜为增反膜，该激发光反射膜的厚度为980nm/(2n)，其中n为反射镜片2的折射率，那么该反射镜片2只对红色激光进行反射，光源1所发射的其他光线可以透过该反射镜片2而不被反射到待检测物4上。在本实施例中，标记物激发光线照射到待检测物4上后，待检测物4所反射的标记物响应光是波长为532nm的绿光。在其他实施例中，标记物激发光线的具体类型还可以根据待检测物4以及其对应的标记物的具体类型进行适宜性调整。在本实施例中，图像获取装置3为CCD。在其他实施例中，还可以以AMPPD-ALP(金刚烷-碱性磷酸酶)作为待检测物，cTnI(肌钙蛋白)作为标记物。

在使用时，将多份待检测物4分别放置在多个试剂盒内，然后将多个试剂盒放置在试剂盒移载机构10上，然后启动本发明，控制系统指令试剂盒移载机构10将位于系统默认的第一位置上的试剂盒移动到标记物激发光的光路上；然后，控制系统指令开启光源1和图像获取装置3，光源1发出光线中包含了标记物激发光线，反射镜片2将标记物激发光反射到待检测物4上，而且光源1发出光线中除标记物激发光线以外的光线透过反射镜片2，避免了杂光反射到待检测物4上所产生的噪光干扰；然后待检测物4发出标记物响应光，标记物响应光沿着标记物激发光的光路方向的反向延伸方向传播，由于标记物响应光的波长与标记物激发光不同，标记物响应光透过反射镜片2后，被图像获取装置3捕捉获取，图像获取装置3获得含有标记物响应光光点数量以及分布位置的图像，完成对第一份待检测物4的检测；第一份待检测物4被检测完成后，控制系统再指令位于系统默认的第二位置上的试剂盒移动到标记物激发光的光路上，以完成对第二份待检测物4的检测；以此类推，从而自动地完成多份待检测物4的检测，以供计算机或者人工进行高精准度地分析，本发明还具有结构简单，成本低，以及自动化程度高的特点，节省了人力和检测时间，提高了工作效率。

如图3、图6、图7所示，在本实施例中，还包括第一凸透镜5；第一凸透镜5设置在标记物激发光的光路上。这样，反射镜片2所反射的多个入射角度不同的标记物激发光通过第一凸透镜5的整理后，以平行光的形式照射到待检测物4上，那么待检测物4所反射的标记物响应光也以平行光的方式沿着与标记物激发光相反的方向射出，然后再通过第一凸透镜5的整理后聚焦，避免了标记物响应光的流失，有利于图像获取装置3获得更多的标记物响应光，从而可以获得更加清晰精确的图像。

如图3、图6、图7所示，进一步地，在本实施例中，还包括第二凸透镜6；第二凸透镜6设置在标记物激发光的光路方向的反向延伸方向上。这样，当标记物响应光通过第一凸透镜5的整理后聚焦后，随着各方向上的标记物响应光的朝远离焦点的方向延伸，各方向上的标记物响应光会离焦分散，然后再通过第二凸透镜6的整理后，各方向上的标记物响应光以平行光的形式照射到图像获取装置3上，从而使得图像获取装置3获得更加清晰精确的图像。

在本实施例中，还包括杂色滤光片7，杂色滤光片7设置在图像获取装置3的入光侧。详细地，在本实施例中，杂色滤光片7为蓝色滤光片。这样，杂色滤光片7过滤了标记物响应光中杂色，排除了杂色的干扰，从而使得图像获取装置3获得更加清晰精确的图像。

在本实施例中，光源1的出光光路相对于反射镜片2的法线方向倾斜设置，以使得标记物激发光线与光源1发出光线中除标记物激发光线以外的光线不光路重叠。

在本实施例中，光源1的出光光路与反射镜片2的法线方向的倾斜夹角为45°。

如图2所示，在本实施例中，试剂盒移载机构10包括试剂盒放置座101和工位驱动结构；工位驱动结构设置成在控制系统的指令下驱动试剂盒放置座101移动。在本实施例中，多个用于容纳待检测物的试剂盒集成为生物医药领域的标准件：96孔板9，96孔板9上的多个孔位即为多个试剂盒；如图8所示，多份待检测物4分别容纳在由透明光学材料制成的96孔板9的不同孔位内。这样，可以将多份待检测物4分别放置在具有多个孔位的标准孔板内，然后通过工位驱动结构在控制系统的指令下依次移动到标记物激发光的光路上进行检测。在其它实施方式中，也可以在试剂盒移载机构10上设置多个用于放置试剂盒的卡位，将多个试剂盒分别放置在卡位上，然后试剂盒移载机构10再按照控制系统的指令依次将不同的试剂盒移动到标记物激发光的光路上进行检测。

在本实施例中，工位驱动结构包括第一方向移载机构1021和第二方向移载机构1022，第一方向移载机构1021设置在第二方向移载机构1022上，第二方向移载机构1022设置成用于驱动第一方向移载机构1021沿着第二方向移动，试剂盒放置座101设置在第一方向移载机构1021上，第一方向移载机构1021设置成用于驱动试剂盒放置座101沿着第一方向移动；第一方向与第二方向垂直设置。这样，由于第一方向与第二方向垂直设置，那么由第一方向移载机构1021和第二方向移载机构1022所组成的移动轨迹能够覆盖平面坐标系，由于标准孔板上的多个孔位是平面整列排布的，那么在使用时，本发明的试剂盒移载机构10的移动轨迹能够更好地与放置在试剂盒放置座101的标准孔板的孔位排布方式相匹配。

在本实施例中，还包括支撑结构8，第一凸透镜5、反射镜片2、杂色滤光片7、第二凸透镜6以及图像获取装置3依次设置在支撑结构8上；光源1设置在支撑结构8上，且光源1设置在反射镜片2旁侧。这样，使得本发明具有结构紧凑的特点。

如图4～6所示，在本实施例中，支撑结构8上设有镜筒空间81，第一凸透镜5、反射镜片2、杂色滤光片7以及第二凸透镜6依次设置镜筒空间81内，图像获取装置3密闭地设置在镜筒空间81的尾端上；光源1的出光部设置在镜筒空间81的内壁上。这样，通过将第一凸透镜5、反射镜片2、杂色滤光片7以及第二凸透镜6依次设置镜筒空间81内，且图像获取装置3密闭地设置在镜筒空间81的尾端上，那么标记物激发光线和标记物响应光的传播可以不受外界杂光的干扰，有利于图像获取装置3获得更加清晰精确的图像，同时，通过将光源1的出光部设置在镜筒空间81的内壁上，避免了在支撑结构8的镜筒空间81内设置开放窗口供光源1所发出的光线进入，增强了镜筒空间81的密闭性。

在本实施例中，还包括图像分析计算机，图像获取装置3与图像分析计算机电信号连接。这样，可以利用图像分析计算机来分析图像获取装置3获得含有标记物响应光光点数量以及分布位置的图像，提高了工作效率。

在本实施例中，反射镜片2为二相色镜。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。