[實用新型]一種用于基因測序儀的光學系統

有效

• 申請號: 201720333150.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206607236U
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 楊斌;姜鶴鳴;溫欣;蘇澤宇;梁元慶;黃燕樵;劉健
• 申請（專利權）人: 深圳華大智造科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;G01N21/64
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司44281
• 代理人: 孫銀行,彭家恩

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，尤其涉及一種用于基因測序儀的光學系統。

背景技術

核酸測序/基因測序(包括DNA測序和RNA測序)是研究核酸的重要方法之一。DNA測序(DNA sequencing，或譯DNA定序)是指分析特定DNA片段的堿基序列，也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)與鳥嘌呤(G)的排列方式。同理，RNA測序是指分析特定RNA片段的堿基序列，也就是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)的排列方式。

目前普遍使用熒光標記的方法進行基因測序，基因測序儀中需要設置光學系統用于激發熒光標記物并采集這些熒光標記物所發射出的熒光信號(熒光信號為光線)，但是現有的基因測序儀光學系統結構復雜，因此導致調試非常不便，而且還具有成本高等不足。

現有技術一般使用一種熒光信號代表一種堿基，四種堿基就需要四種熒光。實現激發和檢測四種熒光的光學系統結構復雜，因此導致調試非常不便，而且還具有成本高等的不足。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、易于調試、準確度高的用于基因測序儀的光學系統。

本實用新型通過如下技術方案實現：

一種用于基因測序儀的光學系統，用于激發基因測序芯片上的熒光標記物并采集該熒光標記物發射的熒光信號，包括：

激光器，用于依次間隔發射兩種不同波長的用于激發上述熒光標記物的激發光；

耦合器，用于準直上述激發光；

第一二向色鏡，用于反射上述激發光并容許上述熒光信號透過；

顯微物鏡，用于將上述激發光匯聚照射于上述熒光標記物上并匯聚上述熒光信號，與筒鏡配合將熒光信號成像在相機上；

第二二向色鏡，用于容許上述熒光信號透過并用于配合自動對焦模塊進行對焦；

筒鏡，用于與上述顯微物鏡配合匯聚上述熒光信號以進行曝光成像；

相機(CCD)，用于曝光以拍到所需的熒光照片；

其中，上述筒鏡，設于上述第二二向色鏡和上述相機之間。

進一步地，還包括：

平面反射鏡，設于上述第二二向色鏡和上述筒鏡之間，用于改變透過上述第二二向色鏡的熒光信號的光路方向。

進一步地，還包括：

第一濾光片，設于上述耦合器和上述第一二向色鏡之間，用于過濾激光波長，截止不需要的激光波段；

第二濾光片，設于上述第二二向色鏡和上述筒鏡之間，用于過濾光線，允許熒光波段透過，截止不需要的激光背景光。

進一步地，還包括：

平面反射鏡，設于上述第二二向色鏡和上述筒鏡之間，用于改變透過上述第二二向色鏡的熒光信號的光路方向；

第一濾光片，設于上述耦合器和上述第一二向色鏡之間，用于過濾激光波長，截止不需要的激光波段；

第二濾光片，設于上述第二二向色鏡和上述平面反射鏡之間，用于過濾光線，允許熒光波段透過，截止不需要的激光背景光。

進一步地，兩種不同波長的激發光分別是位于520～535nm和635～645nm兩個波段范圍的光波。

進一步地，上述顯微物鏡的焦距為10mm，數值孔徑為0.75。

進一步地，上述基因測序芯片上固定有DNA納米球，每個上述DNA納米球成像到上述相機芯片的大小為2×2像素。

進一步地，上述光學系統的放大倍率為12.22倍。

本實用新型的光學系統中的激光器能夠依次間隔發射(分時發射)兩種不同波長的激發光，同時基因測序芯片上四種堿基僅使用兩種熒光標記物進行標記，激發光激發兩種熒光標記物產生兩種波長的熒光，通過分時發射產生的兩種熒光波長的組合，能夠區分四種堿基，能夠高效率實現對樣品的熒光激發和檢測成像，從而實現基因的測序過程，并且只使用一個相機，光路有很大的簡化，光路調整簡便，也較大的降低了成本。

此外，光學系統中采用激光器作為激發光源，在功率密度、光束質量、波長的純凈度方面有比較大的優勢。另外，光學系統采用濾光片組，分別有對應的通過波長和截止波長，保證激發光順利到達樣品而在相機前被截止，熒光順利到達相機并被檢測到。

本基因測序儀光學系統通過特有的設計實現了將一個DNA納米球產生的熒光信號成像在2×2像素范圍內。通過對相機分辨率及像素大小的選擇，實現了每張圖片可以拍攝約1M的DNA納米球。大大提高了測序通量。

附圖說明

圖1為本實用新型的用于基因測序儀的光學系統第一種實施方式的示意圖；