[發明專利]一種共聚焦自動調節裝置

無效

• 申請號: 201410097519.6
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103837515A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 胡曉明;張鳳娟;李勤;曹群
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種共聚焦自動調節裝置，尤其是用于微流控芯片等采用共聚焦方式獲取待檢測樣品熒光信息的裝置，該裝置通過圖像傳感器獲得樣品區域的圖像及誘導熒光的光強信息調整裝置的相關參數，從而補償因待檢測樣品位置重復定位誤差造成的不利影響，保證檢測器的一致性。

背景技術

共聚焦熒光檢測技術是微流控芯片光學檢測技術中的一種常用技術，該技術利用光路焦點處的小孔有效防止雜質信號對微弱熒光信號的干擾，極大地提高了檢測器的靈敏度。然而，由于微流控芯片加工工藝的限制，微流控芯片的尺寸不可避免存在一定加工誤差，造成檢測窗口的位置隨之變動，進而限制了共聚焦檢測技術使用時的重復性與靈敏度。

因此，根據微流控芯片檢測窗口的三維位置自動調節檢測裝置的相關參數，對解決共聚焦熒光檢測的穩定性問題具有現實的意義。

發明內容

本發明目的是提供一種共聚焦自動調節裝置，根據所述的調節方法可完成共聚焦裝置的自動調節，解決微流控芯片等共聚焦檢測裝置的重復定位較差的問題。

本發明采用的裝置示意圖如圖1所示，包括（1）待檢測微流控芯片、（2）變焦物鏡、（3）二色鏡、（4）熒光濾色片、（5）二色鏡或分光透鏡、（6）變焦透鏡、（7）小孔、（8）光電探測器、（9）監控用透鏡組、（10）圖像傳感器、（11）激發光濾色片和（12）激發光源構成。

與傳統的共聚焦裝置相比，該裝置增加了（5）二色鏡或分光透鏡、（9）監控用透鏡組和（10）圖像傳感器作為位置調節反饋系統，可根據監測結果控制光學系統（2）變焦物鏡與（6）變焦透鏡的焦距變化。其中（5）既可為二色鏡，也可為分光透鏡，用于收集（12）激發光源的激發光照射在（1）待檢測微流控芯片的反射光信號，從而獲取聚焦光斑在檢測通道的位置及聚焦光斑的直徑大小，根據所獲得信息調整微流控芯片的二維水平位置，進而調節（2）變焦物鏡的焦距，使（12）激發光源在微流控芯片中的聚焦位置位于檢測通道的中心。

此外，該裝置采用（2）變焦物鏡作為系統物鏡，可根據檢測樣品的尺寸調整聚焦光斑的尺寸大小，提高裝置對檢測樣品的檢測體積，從而提高系統的使用范圍；也可降低系統對昂貴的壓電陶瓷位移臺的使用，降低共聚焦檢測器的使用成本。

附圖說明

為讓本發明的上述目的、特征和優點更能明顯易懂，下文特舉一實施例，并配合附圖，詳細說明如下：

圖1為系統結構圖。概要說明本發明的裝置的結構。包括（1）待檢測微流控芯片、（2）變焦物鏡、（3）二色鏡、（4）熒光濾色片、（5）二色鏡或分光透鏡、（6）變焦透鏡、（7）小孔、（8）光電探測器、（9）監控用透鏡組、（10）圖像傳感器、（11）激發光濾色片和（12）激發光源構成。

圖2為激發光源聚焦光斑與微流控芯片的水平相對位置示意圖，圖中（13）為聚焦光斑，（14）為微流控芯片的檢測溝道。圖2中自左而右分別為聚焦光斑偏左、居中及偏右的示意。裝置根據圖像采集獲得反饋參數，調節載物臺的水平方向移動使聚焦光斑照射在微流控芯片檢測通道的居中位置。

圖3為激發光源聚焦光斑與微流控芯片的垂直相對位置示意圖，圖中（15）為微流控芯片的上下表面。圖2中自左而右分別為聚焦光斑偏上、居中及偏下的示意。裝置根據圖像采集獲得反饋參數，調節（2）變焦物鏡和（6）變焦透鏡使聚焦光斑照射在微流控芯片檢測通道的垂直方向的居中位置。

具體實施方式

下面結合附圖與實例，對本發明做更進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，但不作為對本發明的限定。

將（1）待檢測微流控芯片放置在載物臺時，由于安裝誤差的因素，（12）激發光源經（2）變焦物鏡聚焦光斑的位置不能與檢測通道的中心位置重合，如圖2所示的左邊或右邊圖像所示，在沿光軸方向也不能與檢測通道的中心相重合，如圖3中的左邊或右邊圖像所示。

裝置啟動后，首先根據（9）監控用透鏡組及（10）圖像傳感器獲得的圖像在水平方向的移動載物臺，使聚焦光斑中心與微流控芯片檢測通道的中心對齊；然后調節（2）變焦物鏡的焦距大小，使微流控芯片的溝道邊緣成像最清晰；最后，調節（6）變焦透鏡的焦距使采集的信號強度最大。本發明不限定上述調節過程的調整順序，可根據實際情況操作改變。

為減小熒光的損失，（5）二色鏡或分光透鏡可在檢測熒光時通過機械裝置或其他裝置移除。