光学检测装置及应用其的蛋白检测装置

技术领域

本发明涉及生物检测领域，特别涉及到一种光学检测装置及应用其的蛋白检测装置。

背景技术

特定蛋白检测是近年来很热的临床检测项，包括CRP和SAA等，其检测原理都是光学比色法。

现有的检测装置一般包括光源与比色池，光源用于发射平行光束垂直入射比色池，导致部分平行光束在比色池的池壁被原路反射并重新入射到光源中，从而对光源造成损坏，影响光源的输出功率，进而影响检测的稳定性，且会减少光源寿命。

发明内容

本发明主要提供一种光学检测装置及应用其的蛋白检测装置。以解决现有技术中由于平行光束反射导致光源损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光学检测装置，所述检测装置包括光源与比色池，所述光源用于发射汇聚光束，所述比色池设置于所述汇聚光束的光路上且与所述汇聚光束的光轴呈倾斜设置。

根据本发明提供的一实施方式，所述检测装置还包括透射光采集器和/或散射光采集器，所述透射光采集器设置于所述汇聚光束的光轴上且用于采集经由所述比色池后透射的光束，所述散射光采集器的光采集通道与所述汇聚光束的光轴呈预设夹角且用于采集经由所述比色池后散射的光束。

根据本发明提供的一实施方式，所述检测装置还包括第一光阑，所述第一光阑包括有透射光孔，所述透射光孔设置于所述比色池与所述透射光采集器之间且位于所述汇聚光束的束腰位置。

根据本发明提供的一实施方式，所述透射光孔为圆形光孔，且所述透射光孔的直径与所述汇聚光束的束腰直径相等。

根据本发明提供的一实施方式，所述第一光阑还包括散射光孔，所述散射光孔设置于所述比色池与散射光采集器之间，且所述散射光孔为椭圆光孔。

根据本发明提供的一实施方式，所述光学检测装置还包括依次设置于所述透射光孔与透射光采集器之间的第一消光槽与第一透镜以及依次设置于所述散射光孔与散射光采集器之间的第二消光槽与第二透镜。

根据本发明提供的一实施方式，所述光学检测装置还包括依次设置于所述光源与所述比色池之间的第二光阑与第三光阑。

根据本发明提供的一实施方式，所述第二光阑的光孔孔径大于所述第三光阑的光孔孔径。

根据本发明提供的一实施方式，所述光学检测装置还包括基体，所述光源、比色池、透射光采集器以及散射光采集器均设置于所述基体上。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种蛋白检测装置，所述检测装置包括上述中任一项所述的光学检测装置。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过光源发射汇聚光束，使得入射比色池的大部分光束并非垂直入射，从而可以减少比色池对汇聚光束的原路反射，且进一步的通过将比色池与汇聚光束的光轴倾斜设置，可以进一步的减少比色池对汇聚光束的原路反射，进而减少由于比色池反射的光束进入到光源中，从而减少对光源的损耗，进而提高光源的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明提供的光学检测装置第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明提供的光学检测装置第二实施方式的结构示意图；

图3是本发明提供的光学检测装置第三实施方式的结构示意图；

图4是本发明提供的光学检测装置第四实施方式的结构示意图；

图5是本发明提供的光学检测装置第五实施方式的结构示意图；

图6是本发明提供的光学检测装置第六实施方式的结构示意图；

图7是本发明提供的光学检测装置第七实施方式的结构示意图。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请一并参阅图1-图7，本发明提供一种光学检测装置10，该光学检测装置10包括光源100与比色池200，光源100用于发射汇聚光束，比色池200则设置于汇聚光束的光路上，且与汇聚光束的光轴呈倾斜角设置。具体地，比色池200在朝向光源100一侧的入光侧壁210与汇聚光束的光轴呈倾斜角设置。

需要说明的是，图1所示的汇聚光束为截面示意的，在立体示意图中，汇聚光束的多条光束绕光轴进行汇聚。且具体的，光源10可以是可发射汇聚光束的独立光源，也可以是可发射平行光束的发光器与透镜的组合光源。

具体地，汇聚光束是指多条光线在传播的方向上会汇聚于一点或者汇聚于一个较小的区域，这个点或者这个区域则可以被称为汇聚光束的束腰位置。

如图1所示，在一具体实施例中，比色池200整体可以为规整的柱体，整个比色池200相对光轴呈倾斜角设置。

如图2所示，在另一具体实施例中，比色池200的入光侧壁210相对比色池200的底壁220具有一定的倾斜角，使得比色池200整体相对光轴水平放置的情况下，入光侧壁210与光轴呈倾斜角设置。

如图1和图2所示，倾斜的倾斜角度α大于或等于1°小于或等于5°。

上述实施例中，通过光源100发射汇聚光束，使得入射比色池200的大部分光束并非垂直入射，从而可以减少比色池200对汇聚光束的原路反射，且进一步的通过将比色池200与汇聚光束的光轴倾斜设置，可以进一步的减少比色池200对汇聚光束的原路反射，进而减少由于比色池200反射的光束进入到光源100中，从而减少对光源100的损耗，进而提高光源100的寿命。且进一步的，如果光束反射进入光源100中，会直接影响到光源100输出功率的稳定性，进而影响到整个检测结果的稳定性，本发明通过减少光束反射进入光源100，从而可以减少光束对光源100的影响，保证光源100持续输出稳定功率的光束，进而提高检测结果的稳定性。

请参阅图3，光学检测装置10还包括透射光采集器300和/散射光采集器400，具体可以只有透射光采集器300，也可以只有散射光采集器400或者透射光采集器300和散射光采集器400均有，这里不做具体限定。其中透射光采集器300设置于汇聚光束的光轴上且用于采集经由比色池200后透射的光束，并可以根据所采集到光束生成透射电信号。散射光采集器400的光采集通道与汇聚光束的光轴呈预设夹角且用于采集经由比色池200后散射的光束，可以根据所采集到光束生成散射电信号。

在具体场景中，对于比色池200中溶液的检测一般包括有散射法和透射法，其中散射法适用于溶液浓度较低的场景，透射法适用于溶液浓度较高的场景。

在具体实施例中，通过透射光采集器300所生成的透射光信号与散射光采集器400所生成的散射光信号分别获取到比色池200中溶液的透射浓度值与散射浓度值，并通过将透射浓度值与散射浓度值与预设浓度值比较，如果比预设浓度值高时，即溶液可以认为是高值，则采用透射浓度值为最终检测结果。如果比预设浓度值低时，即溶液可以认为是低值，则采用散射浓度值为最终检测结果。

上述实施例中，通过设置透射光采集器300用于采集经由比色池200后透射的光束与设置散射光采集器400用于采集经由比色池200后散射的光束，从而可以对比色池200的溶液进行透射浓度值和透射浓度值的检测，并进一步可以根据检测结果选择透射浓度值或散射浓度值作为最终检测结果，从而保证无论是高浓度溶液还是低浓度溶液，均可以保证为最优检测结果。

请参阅图4，光学检测装置10还包括有第一光阑500，第一光阑500包括透射光孔510，且该透射光孔510设置于比色池200与透射光采集器300之间且位于汇聚光束的束腰位置。

如图4所示，当汇聚光束入射比色池200后，一部分会直接透射比色池200并沿着原光路进行传输，一部分会由于比色池200的溶液而发生散射，对于透射光采集器300而言所需要采集的光束是直接透射比色池200的部分，并根据光束生成透射电信号，如果由于比色池200的内壁而发生散射的杂散光被透射光采集器300所采集，由于杂散光没有携带任何比色池200溶液的信号，则会影响到透射电信号的精确度并最终影响到检测结果。本发明通过采用汇聚光束并在汇聚光束的束腰位置设置透射光孔510，由于汇聚光束的光路到束腰位置的部分是逐渐变窄的，区别于平行光路而言，光路变窄意味更少杂散光可以与该光路并行，并进一步通过在束腰位置设置透射光孔510，使得只有沿着原汇聚光束的光路的光才可以穿过透射光孔510并被透射光采集器300所收集，并足以将大部分杂散光进行阻挡，从而可以减少透射光采集器300所采集的杂散光，极大的提高检测结果的精确度。

在具体实施例中，透射光孔510具体可以为圆形光孔，且该透射光孔510的直径与汇聚光束的束腰直径相等。

在其他实施例中，还可以根据透射光采集器300所需采集的光的光强对透射光孔510的直径进行缩小等。

在其他实施例中，还可以进一步根据装配公差将透射光孔510的直径进行增大等，这里均不作限定。

如图4所示，第一光阑500还包括散射光孔520，散射光孔520设置于比色池200与散射光采集器400之间，且散射光孔为椭圆光孔。其中散射光孔的长轴与散射光采集器400所需采集的散射光的上下限确定，散射光孔的短轴则与汇聚光束入射比色池200时的直径相等。

通过设置散射光孔520可以使通过散射光孔520进入到散射光采集器400的散射光满足一定角度的一致性，以提高检测结果的精确度。

如图5所示，光学检测装置10还包括第一消光槽(图未示)、第一透镜610、第二消光槽(图未示)以及第二透镜620。

其中第一消光槽与第一透镜610依次设置于透射光孔510与透射光采集器300之间，第一消光槽与第一透镜610配合进一步消除进入透射光采集器300的杂散光，且进一步的，通过设置第一透镜610还可以控制进入到透射光采集器300的光斑，即可以约束光斑的大小，以使得该光斑被透射光采集器300采集时具有更好的形状与大小。

第二消光槽与第二透镜620则依次设置于散射光孔520与散射光采集器400之间，第二消光槽与第二透镜620配合消除进入透射光采集器300的杂散光，并可以约束光斑的大小，以提高检测结果的精确度。

如图6所示，光学检测装置10还包括依次设置于光源100与比色池200之间的第二光阑710与第三光阑720。且第二光阑710的光孔孔径大于第三光阑720的光孔孔径。

在具体实施例中，第二光阑710的光孔与光源100的距离大于或等于5mm，小于或等于10mm。具体是与光源100的出光孔的距离大于或等于5mm，小于或等于10mm。具体可以是5mm、7mm或者10mm，这里不做具体限定。

第三光阑720的光孔与第二光阑710的光孔距离大于或等于30mm，小于或等于40mm；具体可以是30mm、35mm或者40mm，这里不做具体限定。比色池200与第三光阑720的光孔距离大于或等于2mm，小于或等于5mm。具体可以是2mm、4mm或者5mm，这里不做具体限定。

具体地，一方面通过第二光阑710的光孔孔径与第三光阑720的光孔孔径与汇聚光束的光路变化保持一致性而可以对汇聚光束进行约束。另一方面可以减少光源100本身或者光源100到第三光阑720之间的光腔所产生的杂散光的进入到比色池200中，且进一步由于第三光阑720的光孔孔径较小，还可以进一步减少比色池200与透射光采集器300等影响而反射回来的杂散光对光源100的影响，从而对光源100进行保护。

如图7所示，光学检测装置10还包括有基体800，其中光源100、比色池200、透射光采集器300以及散射光采集器400均设置于基体800上。在其他实施例中，光学检测装置10其他光学组件如第一光阑500、第二光阑710、第三光阑720、第一消光槽、第一透镜610、第二消光槽以及第二透镜620也均可以设置于基体800上，这里不做限定。

就光学检测装置10的整体结构进行一具体场景的说明：

光源100发射汇聚光束，汇聚光束依次通过第二光阑710与第三光阑720，第二光阑710与第三光阑720通过各自的光孔对汇聚光束进行约束，使得汇聚光束按照所需的截面大小入射到比色池200，由于比色池200与汇聚光束的光轴存在一定倾斜度，从而使得汇聚光束不易沿着原路反射回光源100，且部分往光源100方向反射的光束会被第二光阑710与第三光阑720进行阻挡，进而对光源100进行保护，入射到比色池100的汇聚光束部分会由于比色池100的内壁而发生散射而形成杂散光，部分直接透射比色池100形成透射光，部分由于比色池100中溶液的影响形成散射光。

其中，透射光依次通过第一光阑500的透射光孔510、第一消光槽以及第一透镜610进而被透射光采集器300所采集，具体的，一方面由于汇聚光束在传播过程中的光路是逐渐变窄的，因此可以减少与汇聚光束并行的杂散光以及散射光，并进而在汇聚光束的束腰位置设置透射光孔510，以保证只有与汇聚光束的光路重合的光束才可以透过透射光孔510，随后通过第一消光槽与第一透镜610配合进一步消除进入透射光采集器300的杂散光，并通过第一透镜610对光束进行约束，以使得被透射光采集器300采集时具有较好的形状与大小。上述结构中，一方面可以减少光束反射回光源100，从而对光源100进行保护，提高光源100所发射的汇聚光束的稳定性，进而提高检测效果，另一方面通过对杂散光等进行处理，以减少杂散光等进入到透射光采集器300，从而减少杂散光对检测的影响，从而提高检测效果。

散射光则依次通过第一光阑500的散射光孔520、第二消光槽以及第二透镜620进而被散射光采集器400所采集，通过散射光孔520可以保证进入散射光采集器400的散射光的角度一致性，并通过第二消光槽以及第二透镜620减少杂散光，从而也可以提高整个检测效果。

在具体实施例中，本发明还提供一种检测比色池200污染的方法。

S11，透射光采集器300采集光源100所发射的预设功率的光束经由比色池200的透射光，并根据透射光得到信号强度。

在具体场景中，在比色池200加入稀释液后，光源100发射光束至比色池200并穿过稀释液后，被透射光采集器300采集，并根据所采集到的透射光确定信号强度，如果该信号强度在第一预设范围内，则将此时光源100发射光束的功率作为预设功率。

待比色池200经过投入使用后，可以在比色池200加入稀释液，并通过光源100发射预设功率的光束，透射光采集器300采集到该预设功率的光束经由比色池200后的透射光，并根据透射光确定信号强度。

S12，判断信号强度的阈值范围，并根据所在的阈值范围确定检测结果。

在获取到信号强度后，可以判断该信号强度阈值范围，具体的，该阈值范围包括第一预设范围、第二预设范围以及第三预设范围。其中，第三预设范围为透射光采集器300所能获取的信号强度的总范围。第二预设范围在第三预设范围内且不与第三预设范围的上下限重合，第一预设范围则在第二预设范围内。

在具体实施例中，第一预设范围的集合可以表示为[C，D]，第二预设范围的集合可以表示为[E，F]，第三预设范围的集合可以表示为[A，B]。则A＜E≤C＜D≤F＜B。

如果信号强度在第一预设范围内，则可以代表比色池200清洁度较高。如果信号强度在第一预设范围外且在第二预设范围中，则代表比色池200已经被轻度污染，可以对比色池200执行自动化清洗维护。

进一步的，待对比色池200执行自动化清洗维护后重复S11的检测过程后，如果信号强度依然在第一预设范围外且在第二预设范围中，则代表该比色池200可能严重污染。

如果信号强度在第二预设范围外，则代表该比色池200可能严重污染。

通过上述实施例中，本发明能够对比色池200进行污染检测，以确定比色池200是否能够继续使用，从而不会影响到后续的检测结果。

在具体实施例中，本发明还提供一种光源100的方法。

在具体实施例中，可以通过透射光采集器300采集光源100所发射的预设功率的光束经由比色池200的透射光，并根据透射光得到信号强度。其中，比色池200没有放置溶液或者仅仅放置有稀释液。随后通过判断信号强度是否小于预设阈值，如果信号强度小于预设阈值，则代表光源100可能出现损坏，需要进行维修。

本发明还提供一种蛋白检测装置，该检测装置包括上述任一实施例中的光学检测装置。

具体地，蛋白检测装置可以用于根据透射光采集器300所生成的透射光信号与散射光采集器400所生成的散射光信号分别获取到比色池200中溶液的透射浓度值与散射浓度值，并通过将透射浓度值与散射浓度值与预设浓度值比较，如果比预设浓度值高时，即溶液可以认为是高值，则采用透射浓度值为最终检测结果。如果比预设浓度值低时，即溶液可以认为是低值，则采用散射浓度值为最终检测结果。

综上所述，本发明提供一种光学检测装置及应用其的蛋白检测装置。通过光源100发射汇聚光束，使得入射比色池200的大部分光束并非垂直入射，从而可以减少比色池200对汇聚光束的原路反射，且进一步的通过将比色池200与汇聚光束的光轴倾斜设置，可以进一步的减少比色池200对汇聚光束的原路反射，进而减少由于比色池200反射的光束进入到光源100中，从而减少对光源100的损耗，进而提高光源100的寿命。且进一步的，通过设置透射光采集器300用于采集经由比色池200后透射的汇聚光束与设置散射光采集器400用于采集经由比色池200后散射的汇聚光束，从而可以对比色池200的溶液进行透射浓度值和透射浓度值的检测，并进一步可以根据检测结果选择透射浓度值或散射浓度值作为最终检测结果，从而保证无论是高浓度溶液还是低浓度溶液，均可以保证为最优检测结果。且进一步的，通过采用汇聚光束并在汇聚光束的束腰位置设置透射光孔510，由于汇聚光束的光路到束腰位置的部分是逐渐变窄的，区别于平行光路而言，光路变窄意味更少杂散光可以与该光路并行，并进一步通过在束腰位置设置透射光孔510，使得只有沿着原汇聚光束的光路的光才可以穿过透射光孔510并被透射光采集器300所收集，并足以将大部分杂散光进行阻挡，从而可以减少透射光采集器300所采集的杂散光，极大的提高检测结果的精确度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。