[實用新型]智能手機寬場熒光成像器

有效

• 申請號: 201520180632.0
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN204439554U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 章春筍;邢達;舒博文
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿;付茵茵

技術領域

本實用新型屬于體外分子診斷技術領域，特別涉及一種手持式POCT流式基因分析系統中的智能手機寬場熒光成像。

背景技術

POCT(point?of?care?testing)一般稱為即時檢驗，是體外診斷(IVD)的一個細分行業，其憑借便捷、快速的優勢，可實現在患者身邊快速取得診斷結果，成為近年來快速發展的一個新興領域。目前正在發展的POCT依據其技術特性主要劃分為三代：以快速診斷試紙(如血糖試紙條、早孕試紙條等)為基礎的第一代POCT，以卡盒式核酸擴增為基礎的第二代POCT，以智能手機的應用為基礎的第三代POCT。相比于前兩代POCT，第三代POCT由于其具備高靈敏高特異的多參數定量的檢測能力和更加集成便攜、操作簡便、用戶友好等諸多潛在優勢，已成為體外即時檢測領域的最前沿技術。

在第三代POCT基因分析類儀器中，普遍采用基于微流控技術的核酸擴增方法作為核心技術來實現具備上述特征的快速分子診斷。然而，目前發展中的這類POCT基因分析系統包括基于時域聚合酶鏈式反應(PCR)類的系統和基于等溫擴增類的系統，由于其各自技術的固有特點，兩類技術均存在著一些制約瓶頸。時域PCR類：其實質相當于傳統熱循環的微型化，其熱循環需要精確重復的升或降溫而且熱元件(或結構)存在自身熱慣性，這些因素通常會導致大量時間和能量的無效消耗、溫度控制復雜性、成本的上升、熱設計上的笨重。等溫擴增類：一方面，其擴增過程無需熱循環，其檢測的靈敏度、準確性和可定量性極其依賴于擴增過程在時間上的持續，通常只能針對具體樣品的反應體系建立與之對應的時間持續標度，缺乏普適性，因而存在實際操作困難；另一方面，擴增產物的可靠檢測比較困難，目前其擴增產物主要依賴終點檢測(如電泳等)，雖然可以通過監測擴增過程中的熒光或溶液濁度等信號的累積來進行定量檢測，但卻犧牲了其檢測的特異性，因為任何非特異性或附生型的產物也能累積上述檢測信號，因此這類定量檢測存在假陽性風險。作為一種微流控核酸擴增新技術，空域PCR利用“空間交換時間”讓樣品反應液反復通過兩或?三個恒溫區來實現PCR所需的熱循環，消除了精確反復升降溫的需求，避免了熱系統自身的熱滯，在熱循環速度、系統能耗、溫度控制和整體尺寸等方面具有顯著優勢，但目前基于該技術的基因分析裝置尚未達到面向POCT應用階段，主要表現為：(1)集成度不足，仍然依賴笨重的離線設備和資源，如：泵源、溫度控制系統、計算機、臺式檢測器和電源等；(2)功能單一，大多僅具有核酸擴增功能，缺乏關鍵性的在線分析能力包括實時定量檢測和產物鑒別。顯然，目前已發展的第三代POCT基因分析類儀器仍存在一些不便和缺陷，亟待加以進一步發展和改進。

為此，需要發明一種手持式POCT流式基因分析系統，克服現有POCT基因分析儀器在分析速度、多元與定量檢測、能源消耗、便攜性和操作簡便等方面的缺陷與不足，使其秉承POCT理念，具有體積小巧便攜，操作簡便直觀，可現場化使用、成本低等優點且具備高速高靈敏高特異性擴增、實時定量檢測、多元核酸鑒別和同時多批次樣品分析等能力，使之適用于更廣泛的應用場合。該手持式POCT流式基因分析系統主要包括熱梯度微反應器、智能手機寬場熒光成像器、微流體驅動器、電子控制系統和充電電池組。本實用新型的智能手機寬場熒光成像器即為其中的一部分。

實用新型內容

針對現有技術中存在的技術問題，本實用新型的目的是：提供一種體積小巧的基于第三代POCT理念的智能手機寬場熒光成像器。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

智能手機寬場熒光成像器，包括：1.帶有攝像頭的智能手機，2.出射光可激發熒光的熒光激發光源，3.使得熒光激發光源的出射光垂直轉向并且使得被激發的熒光沿熒光的原傳播方向穿過的二向色性濾光片，4.光闌，5.發射濾片；攝像頭、發射濾片、二向色性濾光片、光闌從上往下依次設置；發射濾片、光闌相互平行，且均與二向色性濾光片成45度角；熒光激發光源的出射光與二向色性濾光片成45度角。采用這種結構后，結構簡單，體積小巧，可應用于手持式便攜設備。

進一步，熒光激發光源包括沿著光的傳播方向依次設置的LED燈、聚光透鏡、激發濾片。采用這種結構后，結構簡單，操作方便，可發出能夠激發熒?光的特定波長的光線。

進一步，LED燈為LED面光源。采用這種結構后，在特定激發面上形成光強足夠強、照射面積足夠大、光強分布足夠均勻的激發光斑，避免分立多個LED組合激發光源(如環形LED陣列光源)而帶來的因LED位置、發光效率以及工作狀態等差異造成激發光斑光強分布的不均勻與不可控。