CCD生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置及其工作方法與流程

技術領域：

本發明涉及一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置及其工作方法。

背景技術：
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專利（申請號：cn201610597471.4）提出一種大功率led的微陣列芯片熒光檢測方法，其特征在于通過設計的環形led照明陣列對生物芯片進行激發，然后采用ccd相機采集發射的熒光。專利（申請號：cn02252864.4）提出一種具有均勻照明系統的ccd生物芯片檢測儀的設計，通過光學元件將氙燈發出的白光過濾成平行的單色光，隨后將其斜入射到生物芯片上激發熒光染料，再用ccd相機捕獲發射的熒光。

生物芯片技術是生命科學領域中迅速崛起的一項高新技術，它以玻片、硅片或尼龍等為載體，在其表面高密度地排列大量的生物材料，實現對dna、蛋白質、細胞以及其他生物組分的準確、快速、并行和大信息量的檢測與分析，可廣泛應用于藥物研究、疾病診斷、基因結構與功能研究等領域。生物芯片的熒光檢測目前主流的檢測方式有兩種：一種是基于光電倍增管的激光共聚焦的方式，另一種是高壓氙氣燈、汞燈或大功率led結合ccd的成像方式。其中，ccd成像方式通過將光源過濾成窄帶波長范圍，照射到芯片的大面積區域并使熒光標記物受激產生熒光，再經過ccd相機曝光收集，具有結構簡單，檢測速度快的優點。

但是ccd成像方式存在一個問題，那就是由于高強度的光源一次性照射生物芯片上，使得光路系統上殘留大量的雜散光，而只要很少的雜散光進入ccd相機就能將生物芯片上發射出來的熒光淹沒。因此本發明提出一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光的設計，可明顯消除光路系統上的雜散光。

技術實現要素：
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本發明的目的在于針對以上不足之處，提供一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置及其工作方法，結構設計合理，能明顯消除光路系統上的雜散光。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置，包括從下往上依次設置的消光暗室、限光裝置、光闌以及消光器，所述消光暗室的上端設置有一可向外抽出并用于放置生物芯片的托盤，所述托盤的下側設置有向外側延伸的擋光階梯，所述擋光階梯的下側設有鋪設在消光暗室下端側壁及底面的吸光材料；所述限光裝置包括一罩設在消光暗室上端的密封罩，所述密封罩的側面傾斜設置有限光塊，所述限光塊的中部開設有以利于激發光源的光線直射到托盤上生物芯片的通孔；所述光闌設置在密封罩的上端且位于托盤的正上方；所述消光器包括一軸線與光闌的軸線重合的消光圓筒，所述消光圓筒的上端與ccd相機連接，消光圓筒的內側壁設置消光螺紋。

進一步的，所述吸光材料為深黑色吸光絨布。

進一步的，所述消光暗室的上端設有一滑槽，所述滑槽與托盤滑動連接，滑槽的開口位于消光暗室的前側面上端；所述托盤的中部開設有一以利光線穿過的透光口，所述透光口的前后兩端中部對稱設置有一用于放置生物芯片的定位凹部。

進一步的，所述密封罩的上端左右兩側均為向內傾斜的斜面，所述斜面用于安裝限光塊，所述限光塊的中部開設有一用于安裝激發光源的圓柱形安裝凹槽，所述安裝凹槽的兩側分別設置有一圓弧形凹部；所述通孔設置在安裝凹槽的中部，通孔為方形狀，通孔的側壁設置有內螺紋。

進一步的，所述光闌呈圓柱形，光闌的中部開設有一方形狀的透光孔。

進一步的，所述透光孔的尺寸與生物芯片上微陣列點陣的尺寸相同。

進一步的，所述消光螺紋的頂端呈30°的尖銳狀。

本發明一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置的工作方法，工作時：將生物芯片放置在托盤上，激發光源發射激發光，限光塊先對激發光中輻射角較大的雜散光進行限制，接著雜散光透過生物芯片后到達消光暗室內部，消光暗室內的雜散光經過吸光材料吸收以及擋光階梯的遮擋后向上反射，向上反射的雜散光依次經過光闌的遮擋、消光器的消光后進入ccd相機，實現消除光路系統上的雜散光。

與現有技術相比，本發明具有以下效果：本發明結構設計合理，可明顯消除光路系統中的雜散光，解決在熒光掃描儀檢測中雜散光極易將熒光淹沒的問題，而且還能提高掃描儀檢測的信噪比與靈敏度，降低儀器對于濾光片性能的嚴苛要求，從而縮減購買濾光片的成本。

附圖說明：

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是限光塊的結構示意圖；

圖3是本發明實施例的工作流程圖。

圖中：

1-消光暗室；101-擋光階梯；102-吸光材料；2-限光裝置；201-密封罩；202-限光塊；203-安裝凹槽；204-圓弧形凹部；205-通孔；206-內螺紋；3-光闌；301-透光孔；4-消光器；401-消光圓筒；402-消光螺紋；5-托盤；501-透光口；502-定位凹部。

具體實施方式:

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1-3所示，本發明一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置，包括從下往上依次設置的消光暗室1、限光裝置2、光闌3以及消光器4，所述消光暗室1的上端設置有一可向外抽出并用于放置生物芯片的托盤5，所述托盤5的下側設置有向外側延伸的擋光階梯101，所述擋光階梯101的下側設有鋪設在消光暗室1下端側壁及底面的吸光材料102；所述限光裝置2包括一罩設在消光暗室1上端的密封罩201，所述密封罩201的側面傾斜設置有限光塊202，所述限光塊202的中部開設有以利于激發光源的光線直射到托盤5上生物芯片的通孔205；所述光闌3設置在密封罩1的上端且位于托盤5的正上方；所述消光器4包括一軸線與光闌3的軸線重合的消光圓筒401，所述消光圓筒401的上端與ccd相機連接，消光圓筒401的內側壁設置消光螺紋402；工作時，限光塊202先對激發光源中大輻射角的雜散光進行限制，雜散光透過生物芯片進入消光暗室1內，消光暗室1吸收雜散光，接著雜散光依次經過光闌3的遮擋、消光器4的吸收，完成光路系統上雜散光的消除。

本實施例中，所述吸光材料102為深黑色吸光絨布，吸光效果良好。

本實施例中，所述消光暗室1的上端設有一滑槽，所述滑槽與托盤5滑動連接，滑槽的開口位于消光暗室1的前側面上端；所述托盤5的中部開設有一以利光線穿過的透光口501，所述透光口501的前后兩端中部對稱設置有一用于放置生物芯片的定位凹部502。

本實施例中，所述密封罩201的上端左右兩側均為向內傾斜的斜面，所述斜面用于安裝限光塊202，所述限光塊202的中部開設有一用于安裝激發光源的圓柱形安裝凹槽203，所述安裝凹槽203的兩側分別設置有一圓弧形凹部204，保證激發光源準確、可靠的安裝；所述通孔205設置在安裝凹槽203的中部，通孔205為方形狀，通孔205的側壁設置有內螺紋206，內螺紋206的設置，可防止激發光產生干涉現象，便于最終在ccd圖像中呈現亮暗相間的條文。

所述通孔的尺寸依據所使用的激發光源的光輻角設定，以保證通孔的大小能避免大輻射角的光線進入光路，使得激發光剛好只照射在生物芯片的有效區域。

本實施例中，所述光闌3呈圓柱形，光闌3的中部開設有一方形狀的透光孔301，所述透光孔301的尺寸與生物芯片上微陣列點陣的尺寸相同。

本實施例中，所述消光螺紋402的頂端呈30°的尖銳狀，便于更好的消光。

具體實施過程：將生物芯片放置在托盤5上，ccd相機與消光器4連接，激發光源安裝在限光塊202上；激發光源發射激發光，限光塊202先對激發光中輻射角較大的雜散光進行限制，接著雜散光透過生物芯片后到達消光暗室1內部，消光暗室1內的雜散光經過吸光材料102吸收以及擋光階梯101的遮擋后向上反射，向上反射的雜散光依次經過光闌3的遮擋、消光器4的消光后進入ccd相機，實現消除光路系統上的雜散光。

本發明一種ccd生物芯片熒光掃描儀的消雜散光裝置的工作方法，工作時：將生物芯片放置在托盤5上，激發光源發射激發光，限光塊202先對激發光中輻射角較大的雜散光進行限制，接著雜散光透過生物芯片后到達消光暗室1內部，消光暗室1內的雜散光經過吸光材料102吸收以及擋光階梯101的遮擋后向上反射，向上反射的雜散光依次經過光闌3的遮擋、消光器4的消光后進入ccd相機，實現消除光路系統上的雜散光。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。