一种多通道酶免酶标仪的光路系统的制作方法

1.本发明涉及一种多通道酶免酶标仪的光路系统，属于医疗器械技术领域。


背景技术：

2.目前传统的酶标仪光路大多使用卤钨灯光源或者led光源，通过光纤传输或者直接投射大光斑，这种光源的波长都是宽光谱，需要加滤光片来得到需要的激发光，通常首先采用一个大功率的卤素灯激发光，然后将光束通过光纤进行分流传导到样本区域进行照射，但这种方式对光源的功率要求较高，需要大功率的光源才能实现，而且卤素灯使用一段时间后光照强度会衰减，需要进行定期更换，比较麻烦，结构复杂，检测效率低。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种多通道酶免酶标仪的光路系统，结构简单，成本低并且检测效率高。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多通道酶免酶标仪的光路系统，包括光路系统及检测系统，所述光路系统包括依次布置的激发光源、光纤、均匀光棒、光束扩增系统、平凸透镜及多孔板，所述激发光源发射的光束在经过所述光纤耦合后，射入所述均匀光棒内，经过所述均匀光棒后再通过所述光束扩增系统进行扩增，经过扩增的光束透过所述平凸透镜后，射向所述多孔板，所述平凸透镜的平面侧靠近所述光束扩增系统一侧布置；所述光束透过所述多孔板上的溶液进入所述检测系统。
5.本发明的有益效果是：激发光源发出光束，光束沿光纤传输并经过光纤耦合后射入均匀光棒，光束在均匀光棒内得到匀化；经过均匀光棒后再通过光束扩增系统进行扩增，增大光束的辐射范围，使光束能够覆盖整个多孔板，无需切换多孔板位置，一次完成整个多孔板数据读取，提高读取效率；经过扩增的光束由平凸透镜的平面侧穿入，凸面侧穿出，使光束垂直射向多孔板，经过多孔板对光束的筛选，光束进入检测系统完成光信号采集并计算结果，结构简单，成本低并且检测效率高。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，所述检测系统为光电池电路板，所述光束透过所述多孔板上的溶液后辐射在所述光电池电路板上，通过所述光电池电路板上光电转换模块计算检测结果。
8.采用上述进一步方案的有益效果是：光电池电路板上的光电转换模块运算效率高，计算速度快。
9.进一步，所述均匀光棒为长方体形状，并且所述均匀光棒的横截面的长宽比与所述多孔板的长宽比一致，使光束能够覆盖整个所述多孔板。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：均匀光棒为长方体形状，均匀光棒的横截面的长宽比与多孔板的长宽比相同，能够获得矩形光斑，光束在经过光束扩增系统后能够以最小的放大比例覆盖整个多孔板，降低激发光源发光功率的要求，可选用小功率光源进行工作，简化结构、节约成本。
11.进一步，所述激发光源包括多组光束二极管，所述光束二极管的组数与所述酶标仪的不同波长通道数一致，多组所述光束二极管发射的光束的波长依次递增或递减。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：光束二极管波长短，强度高，无需加滤光片，简化激发光源结构、使用寿命长，代替大功率光源，节约成本；光束二极管的组数与酶标仪的不同波长通道数一致，多组光束二极管发射的光束的波长依次递增或递减，满足酶标仪的多通道多波长需求。
13.进一步，所述光束二极管包括壳体及安装在所述壳体内依次同轴设置的光束二极管本体、非球面透镜及光纤插芯，所述光纤插芯位于所述壳体外的一端与所述光纤连通，多组所述光束二极管本体发出的光束在所述光纤远离所述光纤插芯的一端耦合。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：同轴设置使光束二极管本体发出的光束通过非球面透镜后与光纤插芯耦合，耦合后能够最大限度的减少光能量的散失与消耗；光纤耦合后方便与均匀光棒连通。
15.进一步，所述光纤包括多根单芯光纤，多根所述单芯光纤的一端分别与多个所述光纤插芯一一对应连接，另一端合束为一根多芯光纤，所述多芯光纤与所述均匀光棒连通。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：单芯光纤连通光束二极管和均匀光棒，进行光信号的传输；多根单芯光纤能够合束成多芯光纤，方便与均匀光棒连通。
17.进一步，所述单芯光纤为多模光纤，其芯径为105～600μm。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：多模光纤传输速度快、效率高、耐久性好；多模光纤的芯径优选为350μm。
19.进一步，所述多芯光纤靠近所述均匀光棒的一端的端面做成sma905接头，所述多芯光纤的数值孔径范围为0.22～0.26μm。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：sma905接头方便与均匀光棒连通，并且传输速度快；多芯光纤的数值孔径优选为0.24μm。
21.进一步，所述光束扩增系统包括第一扩增透镜和第二扩增透镜，所述第一扩增透镜、所述第二扩增透镜、所述均匀光棒和所述平凸透镜同轴布置。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：同轴布置能够使光束形成的光斑对称，以最小的扩展面积覆盖整个多孔板。
附图说明
23.图1为本发明一种多通道酶免酶标仪的光路系统工作示意图；
24.图2为本发明一种多通道酶免酶标仪的光路系统激发光源与光纤结构示意图；
25.图3为本发明一种多通道酶免酶标仪的光路系统中光束二极管的结构示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1-检测系统、2-光纤、201-单芯光纤、202-多芯光纤、3-均匀光棒、4-光束扩增系统、401-第一扩增透镜、402-第二扩增透镜、5-平凸透镜、6-多孔板、7-光束二极管、701-壳体、702-光束二极管本体、703-非球面透镜、704-光纤插芯、8-sma905接头。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并
非用于限定本发明的范围。
29.本发明的目的是提供一种多通道酶免酶标仪的光路系统，以解决现有技术存在的问题，结构简单，成本低并且检测效率高。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.本发明提供一种多通道酶免酶标仪的光路系统，本发明一具体实施例中，如图1～3所示，包括光路系统及检测系统1，光路系统包括依次布置的激发光源、光纤2、均匀光棒3、光束扩增系统4、平凸透镜5及多孔板6，激发光源发射的光束在经过光纤2耦合后，射入均匀光棒3内，经过均匀光棒3后再通过光束扩增系统4进行扩增，经过扩增的光束透过平凸透镜5后，射向多孔板6，平凸透镜5的平面侧靠近光束扩增系统4一侧布置；光束透过多孔板6上的溶液进入检测系统1。
32.本发明提供一种多通道酶免酶标仪的光路系统，激发光源发出光束，光束沿光纤2传输并经过光纤2耦合后射入均匀光棒3，光束在均匀光棒3内得到匀化；经过均匀光棒3后再通过光束扩增系统4进行扩增，增大光束的辐射范围，使光束能够覆盖整个多孔板6，无需切换多孔板6位置，一次完成整个多孔板6数据读取，提高读取效率；经过扩增的光束由平凸透镜5的平面侧穿入，凸面侧穿出，使光束垂直射向多孔板6，经过多孔板6对光束的筛选，光束进入检测系统1完成光信号采集并计算结果，结构简单，成本低并且检测效率高。
33.优选的，平凸透镜5的材质均为h-k9l玻璃，折射效果好；多孔板6可采用96微孔板。
34.本发明一具体实施例中，检测系统1为光电池电路板，光束透过多孔板6上的溶液后辐射在光电池电路板上，通过光电池电路板上光电转换模块计算检测结果，光电池电路板上的光电转换模块运算效率高，计算速度快。
35.本发明一具体实施例中，均匀光棒3为长方体形状，并且均匀光棒3的横截面的长宽比与多孔板6的长宽比一致，能够获得矩形光斑，光束能够覆盖整个多孔板6，光束在经过光束扩增系统4后能够以最小的放大比例覆盖整个多孔板6，降低激发光源发光功率的要求，可选用小功率光源进行工作，简化结构、节约成本。
36.优选的，均匀光棒3为实心长方体形状，其材质为h-k9l玻璃，传输效果好，对光束均匀效果好。
37.本发明一具体实施例中，激发光源包括多组光束二极管7，光束二极管7波长短，强度高，无需加滤光片，简化激发光源结构、使用寿命长，代替大功率光源，节约成本；光束二极管7的组数与酶标仪的不同波长通道数一致，多组光束二极管7发射的光束的波长依次递增或递减，满足酶标仪的多通道多波长需求。
38.例如目前酶标仪常用波长为405nm、450nm、492nm和630nm，就选择波长为405nm、450nm、492nm和630nm的光束二极管7作为激发光源，依次按照从小到大的顺序将光束二极管7进行安装，通过控制各光束二极管7的明灭来实现光路的切换。
39.优选的，光束二极管7功率大于100mw，激光的波长范围变窄，在激发光源中，无需再安装滤光片，简化了激发光源系统的结构，节约成本。
40.本发明一具体实施例中，光束二极管7包括壳体701及安装在壳体701内依次同轴设置的光束二极管本体702、非球面透镜703及光纤插芯704，光纤插芯704位于壳体701外的一端与光纤2连通，多组光束二极管本体702发出的光束在光纤2远离光纤插芯704的一端耦
合。
41.同轴设置使光束二极管本体702发出的光束通过非球面透镜703后与光纤插芯704耦合，耦合后能够最大限度的减少光能量的散失与消耗；光纤2耦合后方便与均匀光棒3连通。
42.优选的，光纤插芯704采用氧化锆材料制成，氧化锆的折射率大，大大减少了光能量传输过程中的损耗。
43.本发明一具体实施例中，光纤2包括多根单芯光纤201，多根单芯光纤201的一端分别与多个光纤插芯704一一对应连接，另一端合束为一根多芯光纤202，多芯光纤202与均匀光棒3连通。
44.单芯光纤201连通光束二极管7和均匀光棒3，进行光信号的传输；多根单芯光纤201能够合束成多芯光纤202，方便与均匀光棒3连通。
45.本发明一具体实施例中，单芯光纤201为多模光纤，多模光纤传输速度快、效率高、耐久性好；其芯径为105～600μm。
46.多模光纤的芯径优选为350μm。
47.本发明一具体实施例中，多芯光纤202靠近均匀光棒3的一端的端面做成sma905接头8，多芯光纤202的数值孔径范围为0.22～0.26μm。
48.sma905接头8方便与均匀光棒3连通，并且传输速度快；多芯光纤202的数值孔径优选为0.24μm。
49.本发明一具体实施例中，光束扩增系统4包括第一扩增透镜401和第二扩增透镜402，第一扩增透镜401、第二扩增透镜402、均匀光棒3和平凸透镜5同轴布置。
50.同轴布置能够使光束形成的光斑对称，以最小的扩展面积覆盖整个多孔板6。
51.本发明实施例一种多通道酶免酶标仪的光路系统，工作过程如下：
52.光束二极管7发出光束，光束经过非球面透镜703射入光纤插芯704中，光束由光纤插芯704通过多模光纤继续传输，多根多模光纤耦合成多芯光纤202，多芯光纤202端部做成sma905接头8与均匀光棒3连通，光束进入均匀光棒3被均匀化，均匀化的光束从均匀光棒3射出后先后通过第一扩增透镜401和第二扩增透镜402的扩增后，增大了辐射面积，再通过平凸透镜5使光束垂直于多孔板6射出，光束透过多孔板6上的溶液，光束进入检测系统1完成光信号采集并计算结果。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，包括光路系统及检测系统(1)，所述光路系统包括依次布置的激发光源、光纤(2)、均匀光棒(3)、光束扩增系统(4)、平凸透镜(5)及多孔板(6)，所述激发光源发射的光束在经过所述光纤(2)耦合后，射入所述均匀光棒(3)内，经过所述均匀光棒(3)后再通过所述光束扩增系统(4)进行扩增，经过扩增的光束透过所述平凸透镜(5)后，射向所述多孔板(6)，所述平凸透镜(5)的平面侧靠近所述光束扩增系统(4)一侧布置；所述光束透过所述多孔板(6)上的溶液进入所述检测系统(1)。2.根据权利要求1所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述检测系统(1)为光电池电路板，所述光束透过所述多孔板(6)上的溶液后辐射在所述光电池电路板上，通过所述光电池电路板上光电转换模块计算检测结果。3.根据权利要求1所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述均匀光棒(3)为长方体形状，并且所述均匀光棒(3)的横截面的长宽比与所述多孔板(6)的长宽比一致，使光束能够覆盖整个所述多孔板(6)。4.根据权利要求1所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述激发光源包括多组光束二极管(7)，所述光束二极管(7)的组数与所述酶标仪的不同波长通道数一致，多组所述光束二极管(7)发射的光束的波长依次递增或递减。5.根据权利要求4所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述光束二极管(7)包括壳体(701)及安装在所述壳体(701)内依次同轴设置的光束二极管本体(702)、非球面透镜(703)及光纤插芯(704)，所述光纤插芯(704)位于所述壳体(701)外的一端与所述光纤(2)连通，多组所述光束二极管本体(702)发出的光束在所述光纤(2)远离所述光纤插芯(704)的一端耦合。6.根据权利要求5所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述光纤(2)包括多根单芯光纤(201)，多根所述单芯光纤(201)的一端分别与多个所述光纤插芯(704)一一对应连接，另一端合束为一根多芯光纤(202)，所述多芯光纤(202)与所述均匀光棒(3)连通。7.根据权利要求6所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述单芯光纤(201)为多模光纤，其芯径为105～600μm。8.根据权利要求6所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述多芯光纤(202)靠近所述均匀光棒(3)的一端的端面做成sma905接头(8)，所述多芯光纤(202)的数值孔径范围为0.22～0.26μm。9.根据权利要求1至8任一项所述一种多通道酶免酶标仪的光路系统，其特征在于，所述光束扩增系统包括第一扩增透镜(401)和第二扩增透镜(402)，所述第一扩增透镜(401)、所述第二扩增透镜(402)、所述均匀光棒(3)和所述平凸透镜(5)同轴布置。

技术总结
本发明涉及一种多通道酶免酶标仪光路系统，包括光路系统及检测系统，光路系统包括依次布置的激发光源、光纤、均匀光棒、光束扩增系统、平凸透镜及多孔板，激发光源发射的光束在经过光纤耦合后，射入均匀光棒内，经过均匀光棒后再通过光束扩增系统进行扩增，经过扩增的光束透过平凸透镜后，射向多孔板，平凸透镜的平面侧靠近光束扩增系统一侧布置；光束透过多孔板上的溶液进入检测系统。本发明提供的一种多通道酶免酶标仪光路系统，结构简单，成本低并且检测效率高。并且检测效率高。并且检测效率高。


技术研发人员：王波 马云胜 谢清华 温英利
受保护的技术使用者：山东博科生物产业有限公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/3/7