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一種基于白光led的三色熒光檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于白光LED的三色熒光檢測儀，采用白光LED作為激發(fā)光源，經(jīng)光束雜散光濾除及整形組準(zhǔn)直得到光亮度均勻的圓形平行光束，通過第一濾色鏡組、分色濾色鏡組、聚焦透鏡組和第二濾色鏡組所組成的分光光路，實(shí)現(xiàn)窄帶激發(fā)光照射檢測樣本，光電倍增管探測面接受濾除雜光后的窄帶熒光信號(hào)。本熒光檢測裝置以光二極管采樣光源光強(qiáng)為檢測樣本信號(hào)參比，可以同時(shí)檢測FITC，Cy3+，Cy5+三種熒光染料的熒光檢測裝置，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，具有體積小、功耗低、靈敏度高和便攜化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對檢測樣本熒光強(qiáng)度的半定量分析，檢測靈敏度可以達(dá)到2.5pg/ml熒光素鈉標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】—種基于白光LED的三色熒光檢測儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域的熒光檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光檢測主要用于生化分析，尤其分子生物學(xué)的熒光信號(hào)檢測。當(dāng)某些物質(zhì)被可見光或者紫外光照射而激發(fā)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比激發(fā)光波長較長的發(fā)射光，通過測量熒光強(qiáng)度以及光譜范圍可以定性和定量分析某種物質(zhì)中的成分。
[0003]1852年，Stokes闡明了熒光發(fā)射機(jī)制:特定波長的光子碰撞到分子上，分子吸收光子，能量升高但不穩(wěn)定，一般要通過釋放吸收的能量回到基態(tài)，當(dāng)激發(fā)態(tài)分子以光子形式向周圍輻射能量而回到基態(tài)時(shí)，其所發(fā)出的光就稱為熒光。
[0004]熒光產(chǎn)生的條件是分子必須在吸收一定頻率范圍的激發(fā)光后，通過振動(dòng)馳豫回到第一激發(fā)態(tài)的最低能級(jí)，由此向下的輻射躍遷才可能產(chǎn)生熒光。因此，產(chǎn)生熒光的首要條件就是激發(fā)光的頻率必須與分子的特征頻率相一致，其次就是該分子必須具有一定程度的熒光效率。
[0005]熒光效率，也稱熒光量子產(chǎn)率，它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的本領(lǐng)，在相同強(qiáng)度的激發(fā)光下，熒光分子的量子效率越高，發(fā)射的熒光也就越強(qiáng)。其定義為物質(zhì)吸光后發(fā)射的熒光光子數(shù)與吸收的激發(fā)光的光子數(shù)之比，即:
rnnnfilの—發(fā)射的光子數(shù)_」ト醒_子數(shù)
[0007]熒光物質(zhì)所發(fā)射的熒光強(qiáng)度與很多因素有關(guān)，包括環(huán)境因素(如溫度、PH值、離子強(qiáng)度、與其它分子的共價(jià)耦合等)，特別是下面幾個(gè)因素:
[0008]I)激發(fā)光的強(qiáng)度。一般情況下，激發(fā)光的強(qiáng)度越大，熒光的強(qiáng)度也越大，兩者在一定范圍內(nèi)是線性關(guān)系。但在高強(qiáng)度激發(fā)光較長時(shí)間的照射下，會(huì)引起熒光物質(zhì)發(fā)生一定程度的光漂白(Photo bleaching)現(xiàn)象或光損傷現(xiàn)象(Photo destruction),反而降低了突光的強(qiáng)度。
[0009]2)量子效率。在相同強(qiáng)度的激發(fā)光下,突光分子的量子效率越聞,發(fā)射的突光也就越強(qiáng)。
[0010]3)吸光系數(shù)。在相同強(qiáng)度的激發(fā)光下，熒光物質(zhì)的吸光系數(shù)越大，發(fā)射的熒光越強(qiáng)。
[0011]4)熒光物質(zhì)的染色濃度。當(dāng)熒光物質(zhì)的染色濃度較低吋，熒光強(qiáng)度與染色濃度基本上是線性關(guān)系，當(dāng)染色濃度較高時(shí)，突光物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)粹滅(Quenching)現(xiàn)象,反而降低了熒光的強(qiáng)度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]技術(shù)問題:本實(shí)用新型提供ー種應(yīng)用于生物分析的、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功耗低、靈敏度高和可便攜化基于白光LED的三色熒光檢測儀，，可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境或現(xiàn)場檢測下，實(shí)現(xiàn)對檢測樣本熒光強(qiáng)度的半定量分析。
[0013]技術(shù)方案:本實(shí)用新型的一種基于白光LED的三色熒光檢測儀，包括沿入射光路依次設(shè)置的白光LED光源組、光束雜散光濾除及整形組、第一濾色鏡組、分色鏡組、聚焦透鏡組、位于反射光路上的第二濾色鏡組和光電倍增管組件，白光LED光源組和光束雜散光濾除及整形組置于遮光蓋中，白光LED光源組、光束雜散光濾除及整形組、第一濾色鏡組的光軸和分色鏡組入射光軸重合，聚焦透鏡組位于分色鏡組一側(cè)的出射光路上，第二濾色鏡組和光電倍增管組件依次設(shè)置在分色鏡組另一側(cè)的出射光路上，聚焦透鏡組和第二濾色鏡組的光軸、光電倍增管組件的入射窗口中心均與分色鏡組的發(fā)射光軸重合。
[0014]本實(shí)用新型中，白光LED光源組包括半球形白光LED、準(zhǔn)直平凸透鏡、45°反射型分光鏡、聚焦透鏡和光電二極管，準(zhǔn)直平凸透鏡設(shè)置在半球形白光LED的發(fā)射光出射方向，45°反射型分光鏡的入射光軸與準(zhǔn)直平凸透鏡的光軸重合，聚焦透鏡和光電二極管依次設(shè)置在45°反射型分光鏡反射方向下方，并且聚焦透鏡和光電二極管的光軸均與45°反射型分光鏡的反射光軸重合。
[0015]本實(shí)用新型中，光束雜散光濾除及整形組包括數(shù)值孔徑為0.4~0.5、共光軸的第一凸透鏡和第二凸透鏡、位于第一凸透鏡和第二凸透鏡之間的小孔光闌，第一凸透鏡和第二凸透鏡的數(shù)值孔徑相同且焦點(diǎn)重合，小孔光闌設(shè)置在第一凸透鏡和第二凸透鏡的光軸上，且小孔光闌的中心與第一凸透鏡和第二凸透鏡的焦點(diǎn)重合。
[0016]本實(shí)用新型中，第一濾色鏡組包括支架、設(shè)置在支架上的第一濾色鏡盤、第一步進(jìn)電機(jī)和第一光電開關(guān)，第一濾色鏡盤上距中心等距設(shè)置三片第一濾色鏡，三片第一濾色鏡分別對467~498nm，513~556nm，604~644nm波段的激發(fā)光濾除雜光，第一步進(jìn)電機(jī)與第一濾色鏡盤連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同波段第一濾色鏡的選擇，第一光電開關(guān)用于識(shí)別第一濾色鏡盤的位置。
[0017]本實(shí)用新型中，分色鏡組包括支架、設(shè)置在支架上的三孔分色鏡盤、第二步進(jìn)電機(jī)和第二光電開關(guān)，三孔分色鏡盤上距中心等距設(shè)置三片分色鏡，三片分色鏡的透射光波截止波長分別為506nm，562nm, 660nm,第二步進(jìn)電機(jī)與三孔分色鏡盤連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同分色鏡的選擇，第二光電開關(guān)用于識(shí)別三孔分色鏡盤的位置。
[0018]本實(shí)用新型中，聚焦透鏡組包括與入射光成45°設(shè)置的反光鏡、位于反光鏡下方焦距為l(T50mm的第三凸透鏡和控制第三凸透鏡上下位移的步進(jìn)電機(jī)，第三凸透鏡的光軸與反光鏡的反射光方向重合，第三凸透鏡在步進(jìn)電機(jī)的控制下能夠沿光軸方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對焦。
[0019]本實(shí)用新型中，第二濾色鏡組包括支架、設(shè)置在支架上的第二濾色鏡盤、第三步進(jìn)電機(jī)和第三光電開關(guān)，第二濾色鏡盤上距中心等距設(shè)置三片第二濾色鏡，三片第二濾色鏡分別對513~556nm，57(T613nm，672~712nm波段的發(fā)射光濾除雜光，第三步進(jìn)電機(jī)與第二濾色鏡盤連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同波段第二濾色鏡的選擇，第三光電開關(guān)用于識(shí)別第二濾色鏡盤的位置。
[0020]本實(shí)用新型熒光檢測儀的一個(gè)具體實(shí)施例中，激發(fā)光源采用恒流電路供電，用96孔板作為熒光檢測樣本的載體，光電倍增管采集生物樣本被激發(fā)產(chǎn)生的熒光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，同時(shí)光電二極管實(shí)時(shí)米集半球形白光LED光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),上述電壓信號(hào)經(jīng)低通濾波器后作為差分放大器的輸入，經(jīng)差分放大器處理輸出的信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理単元對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一定濾波算法處理，得到用于實(shí)驗(yàn)分析的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測信號(hào)判定方法進(jìn)ー步分析，以數(shù)據(jù)或圖表的形式顯示檢測結(jié)果，完成對生物樣品的檢測。
[0021]有益效果:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、本熒光檢測儀采用LED作為激發(fā)光源，恒流源電路供電，確保激發(fā)光源實(shí)時(shí)光強(qiáng)的穩(wěn)定，光強(qiáng)波動(dòng)范圍在0.5%以下。對比采用激光器或鹵鎢燈作為光源，LED具有體積小、功耗低、發(fā)光效率高、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，減小了光源產(chǎn)生的熱量和配套裝置的體積，從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)緊湊的光路，為整個(gè)的系統(tǒng)的微型化和便攜化打下基礎(chǔ)。相比較光源采樣反饋電路的延遲效應(yīng)，恒流源硬件電路自主反饋調(diào)節(jié)，其輸出電流恒定，保證激發(fā)光源實(shí)時(shí)光強(qiáng)的穩(wěn)定。
[0023]2、由于LED的光衰和上述光強(qiáng)波動(dòng)，光電倍增管采集的樣本熒光信號(hào)值也會(huì)隨之波動(dòng)，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏可行度和可比性。本熒光檢測儀采用高靈敏度光電ニ極管對光源采樣，其輸出電壓信號(hào)作為光電倍増管的輸出電壓信號(hào)的參比，通過后續(xù)硬件路和算法的處理，排除光強(qiáng)波動(dòng)對檢測結(jié)果的影響，確保實(shí)驗(yàn)樣本的檢測結(jié)果具有可量化和可比性。
[0024]3、本熒光檢測儀采用步進(jìn)電機(jī)控制第三凸透鏡沿光軸方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對樣本進(jìn)行自動(dòng)聚焦，檢測時(shí)采用軟件算法控制電機(jī)運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)聚焦，確保檢測儀對于不同體積量的樣本具有通用性。
[0025]4、本熒光檢測儀采用96孔板作為檢測樣本的載體，可實(shí)現(xiàn)一次性對96孔樣本掃描檢測，確保其具有高通量的特點(diǎn)。
[0026]5、本熒光檢測儀采用結(jié)構(gòu)緊湊的光路和機(jī)械設(shè)計(jì)，整個(gè)裝置長寬高分別為30cm、30cm、15cm，重量為4kg，克服了現(xiàn)有熒光檢測類儀器大型笨重的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)儀器的微型化和便攜化，不但適用于實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下檢測，而且可用于現(xiàn)場檢測。用于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具有高靈敏度、低成本的特點(diǎn)，推動(dòng)了其微型化和便攜化的發(fā)展，填補(bǔ)了生物醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域的空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型白光LED的三色熒光檢測儀俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為白光LED光源組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3為光束雜散光濾除及整形組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為第一濾色鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5為分色鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖6為聚焦透鏡組側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖7為第二濾色鏡組示意圖。
[0034]圖8為本實(shí)用新型裝置的光源采樣和電源電路示意圖
[0035]圖中有:白光LED光源組1、光束雜散光濾除及整形組2、第一濾色鏡組3、分色鏡組4、聚焦透鏡組5、第二濾色鏡組6、光電倍增管組件7、底板8、遮光蓋9、上蓋板10、半球形白光LED11、準(zhǔn)直平凸透鏡12、45°反射型分光鏡13、光電ニ極管14、聚焦透鏡15、第一凸透鏡21、第二凸透鏡22、小孔光闌23、第一濾色鏡盤31、第一步進(jìn)電機(jī)32、第一光電開關(guān)33、第一濾色鏡34、支架35，分色鏡盤41、第二步進(jìn)電機(jī)42、第二光電開關(guān)43、分色鏡44、反光鏡51、第三凸透鏡52、步進(jìn)電機(jī)53、第二濾色鏡盤61、第三步進(jìn)電機(jī)62、第三光電開關(guān)63、第二濾色鏡64。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步具體說明。
[0037]參閱圖1，本實(shí)用新型的基于白光LED的三色熒光檢測儀，包括沿入射光路依次設(shè)置的白光LED光源組1、光束雜散光濾除及整形組2、第一濾色鏡組3、分色鏡組4、聚焦透鏡組5、位于反射光路上的第二濾色鏡組6和光電倍增管組件7，，還包括底板8、遮光蓋9和上蓋板10。白光LED光源組I和光束雜散光濾除及整形組2置于遮光蓋9中，白光LED光源組1、光束雜散光濾除及整形組2、第一濾色鏡組3的光軸和分色鏡組4入射光軸重合，聚焦透鏡組5位于分色鏡組一側(cè)的出射光路上，第二濾色鏡組6和光電倍增管組7件依次設(shè)置在分色鏡組4另一側(cè)的出射光路上，聚焦透鏡組5和第二濾色鏡組6的光軸、光電倍增管組件7的入射窗口中心均與分色鏡組4的發(fā)射光軸重合。
[0038]本實(shí)用新型的基于白光LED的三色熒光檢測儀中，由白光LED光源組I發(fā)射出準(zhǔn)直的白光，白光光束經(jīng)光束雜散光濾除及整形組2后，得到光亮度均勻的圓形平行光束；該光束經(jīng)過第一濾色鏡組3濾波后，透過相應(yīng)波段的激發(fā)光；分色濾色鏡組4鏡面與入射光呈45°角放置，對入射角度為45°的激發(fā)光高反，熒光高透；上述激發(fā)光投射到分色濾色鏡組4后，被反射到聚焦透鏡組5，由聚焦透鏡組5聚焦到待檢測的含有熒光染料標(biāo)記的生物樣品池；樣品受激發(fā)光照射后產(chǎn)生的熒光，經(jīng)過聚焦透鏡組5原路返回至分色鏡組4處，熒光透過分色鏡組4，混雜的激發(fā)光被反射至光源方向；透過的熒光經(jīng)第二濾色鏡組6，進(jìn)一步對雜光進(jìn)行濾除，得到有效的窄帶熒光信號(hào)；該熒光信號(hào)照射到光電倍增管組件7的探測面上，由光電倍增管將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。同時(shí)光電二極管14采集半球形白光LED 11被45°反射型分光鏡13反射的光強(qiáng),轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。上述電壓信號(hào)經(jīng)低通濾波器后作為差分放大器的輸入，經(jīng)差分放大器處理輸出的信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理單兀對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一定濾波算法處理，得到用于實(shí)驗(yàn)分析的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測信號(hào)判定方法進(jìn)一步分析，以數(shù)據(jù)或圖表的形式顯示檢測結(jié)果，完成對生物樣品的檢測。【具體實(shí)施方式】如下:
[0039]第一步，將白光LED光源組1、光束雜散光濾除及整形組2、第一濾色鏡組3、分色鏡組4、聚焦透鏡組5、第二濾色鏡組6、光電倍增管組件7均固定在底板8上，保證白光LED光源組I的光軸、光束雜散光濾除及整形組2的光軸、第一濾色鏡組3光軸和分色鏡組4入射光軸重合，保證聚焦透鏡組5的光軸、分色鏡組4反射光軸、第二濾色鏡組6光軸和光電倍增管組件7光軸重合。
[0040]第二步，白光LED光源組I發(fā)射準(zhǔn)直的白光，白光經(jīng)過光束雜散光濾除及整形組2后，得到光強(qiáng)分布均勻的圓形光束，遮光蓋9與底板8配合，將白光LED光源組I和雜散光濾除及整形組2罩住，圓形光束由遮光蓋9的圓孔射出。
[0041]第三步，出射光束經(jīng)過第一濾色鏡組3后，經(jīng)過濾波得到相應(yīng)波段的激發(fā)光，投射到分色鏡組4后，分色鏡組4中三片分色鏡44的鏡面與入射光呈45°角放置，三片分色鏡44的透射光波截止波長分別為506nm, 562nm, 660nm,小于該截止波長的就全反射,等于大于截止波長的就透射。分色鏡組4對入射角度為45°的激發(fā)光高反，熒光高透，激發(fā)光透射到聚焦透鏡組5，由聚焦透鏡組5將激發(fā)光聚焦到待檢測的含有熒光染料標(biāo)記的生物樣本表面。
[0042]第四步，樣本受激發(fā)光照射后，產(chǎn)生熒光，再經(jīng)過聚焦透鏡組5原路返回至分色鏡組4處，初步濾除激發(fā)光，熒光透過分色鏡組4，再經(jīng)第二濾色鏡組6，進(jìn)ー步對熒光中雜光濾除，得到有效的熒光信號(hào)，有效的熒光信號(hào)照射到光電倍增管組7的探測面上。
[0043]第五步，計(jì)算機(jī)軟件通過串ロ通信的方式發(fā)送指令至微控制器，一方面經(jīng)硬件電路控制第一濾色鏡組3、第二濾色鏡組6和分色鏡組4的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇實(shí)驗(yàn)所需的鏡片組合；另一方經(jīng)硬件電路控制白光LED光源組1、光電倍增管組7的開啟，白光LED光源組I光強(qiáng)，可編程放大器的放大倍數(shù)以及生物樣本的讀取次數(shù)等實(shí)驗(yàn)參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需要，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和配置相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對特定生物樣本，特定檢測條件的熒光檢測。
[0044]第六步，由恒流源電路為白光LED光源組I提供電源，保證激發(fā)光源實(shí)時(shí)光強(qiáng)的穩(wěn)定。光電倍增管采集生物樣本被激發(fā)產(chǎn)生的熒光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，同時(shí)光電ニ極管實(shí)時(shí)采集半球形白光LED光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，上述電壓信號(hào)經(jīng)低通濾波器后作為差分放大器的輸入，經(jīng)差分放大器處理輸出的信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，微處理単元對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一定濾波算法處理，得到用于實(shí)驗(yàn)分析的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)檢測信號(hào)判定方法進(jìn)一歩分析，以數(shù)據(jù)或圖表的形式顯示檢測結(jié)果，完成對生物樣品的檢測。
[0045]下面通過具體實(shí)施例進(jìn)ー步介紹本實(shí)用新型裝置:
[0046]白光LED光源組I中的LED為半球形白光LED，發(fā)光功率為3W，其準(zhǔn)直透鏡的焦距為12.7mm，直徑為12.7mm，反射鏡的反射率為4%，光電ニ極管的光敏面積為3.6mmX 3.6mm;光束雜散光濾除及整形組2中的兩個(gè)凸透鏡的焦距均為為20mm，直徑為12.7mm，小孔光闌的小孔直徑為Imm;第一濾色鏡組3的三個(gè)濾波片直徑均為12mm，濾波范圍分別為467?498nm，513?556nm，604?644nm ;分射鏡組4的三個(gè)分色片直徑均為15臟，分光截止光波長分別為506nm,562nm,660nm ;第二濾色鏡組6的三個(gè)濾波片直徑均為12mm,濾波范圍分別為513?556nm，57(T613nm，672?712nm ;聚焦透鏡組5的反射鏡直徑為14mm的金屬銀反射鏡，聚焦透鏡的直徑為12.7mm，焦距為12.7mm ;光電倍增管組7中的PMT型號(hào)為CR194。參照上述實(shí)施方式，檢測靈敏度可以達(dá)到2.5pg/ml熒光素鈉(標(biāo)準(zhǔn))。
【權(quán)利要求】
1.一種基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，該檢測儀包括沿入射光路依次設(shè)置的白光LED光源組(1)、光束雜散光濾除及整形組(2)、第一濾色鏡組(3)、分色鏡組(4)、聚焦透鏡組(5)、位于反射光路上的第二濾色鏡組(6)和光電倍增管組件(7)，所述白光LED光源組(1)和光束雜散光濾除及整形組(2)置于遮光蓋(9)中，白光LED光源組(1)、光束雜散光濾除及整形組(2)、第一濾色鏡組(3)的光軸和分色鏡組(4)入射光軸重合，所述聚焦透鏡組(5)位于分色鏡組(4) 一側(cè)的出射光路上，第二濾色鏡組(6)和光電倍增管組件(7)依次設(shè)置在分色鏡組(4)另一側(cè)的出射光路上，聚焦透鏡組(5)和第二濾色鏡組(6)的光軸、光電倍增管組件(7)的入射窗口中心均與分色鏡組(4)的發(fā)射光軸重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述白光LED光源組(1)包括半球形白光LED (11)、準(zhǔn)直平凸透鏡(12)、45°反射型分光鏡(13)、光電二極管(14)和聚焦透鏡(15)，所述準(zhǔn)直平凸透鏡(12)設(shè)置在半球形白光LED (11)的發(fā)射光出射方向，45°反射型分光鏡(13)的入射光軸與準(zhǔn)直平凸透鏡(12)的光軸重合，聚焦透鏡(15)和光電二極管(14)依次設(shè)置在45°反射型分光鏡(13)反射方向下方,并且聚焦透鏡(15)和光電二極管(14)的光軸均與45°反射型分光鏡(13)的反射光軸重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述光束雜散光濾除及整形組(2)包括數(shù)值孔徑為0.4~0.5、共光軸的第一凸透鏡(21)和第二凸透鏡(22)、位于所述第一凸透鏡(21)和第二凸透鏡(22)之間的小孔光闌(23)，所述第一凸透鏡(21)和第二凸透鏡(22)的數(shù)值孔徑相同且焦點(diǎn)重合，小孔光闌(23)設(shè)置在第一凸透鏡(21)和第二凸透鏡(22)的光軸上，且小孔光闌(23)的中心與第一凸透鏡(21)和第二凸透鏡(22)的焦點(diǎn)重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述第一濾色鏡組(3)包括支架、設(shè)置在所述支架上的第一濾色鏡盤(31)、第一步進(jìn)電機(jī)(32)和第一光電開關(guān)(33)，所述第一濾色鏡盤(31)上距中心等距設(shè)置三片第一濾色鏡(34)，所述三片第一濾色鏡(34)分別對467~498nm，513~556nm，604~644nm波段的激發(fā)光濾除雜光，所述第一步進(jìn)電機(jī)(32)與第一濾色鏡盤(31)連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同波段第一濾色鏡(34)的選擇，所述第一光電開關(guān)(33)用于識(shí)別第一濾色鏡盤(31)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述分色鏡組(4)包括支架、設(shè)置在所述支架上的三孔分色鏡盤(41)、第二步進(jìn)電機(jī)(42)和第二光電開關(guān)(43)，所述三孔分色鏡盤(41)上距中心等距設(shè)置三片分色鏡(44)，所述三片分色鏡(44 )的透射光波截止波長分別為506nm，562nm, 660nm,所述第二步進(jìn)電機(jī)(42 )與三孔分色鏡盤(41)連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同分色鏡(44)的選擇，所述第二光電開關(guān)(33)用于識(shí)別三孔分色鏡盤(41)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述聚焦透鏡組(5)包括與入射光成45°設(shè)置的反光鏡(51)、位于反光鏡(51)下方焦距為l(T50mm的第三凸透鏡(52)和控制第三凸透鏡上下位移的步進(jìn)電機(jī)(53)，所述第三凸透鏡(52)的光軸與反光鏡(51)的反射光方向重合，第三凸透鏡(52)在步進(jìn)電機(jī)(53)的控制下能夠沿光軸方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對焦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于白光LED的三色熒光檢測儀，其特征在于，所述第二濾色鏡組(6)包括支架、設(shè)置在所述支架上的第二濾色鏡盤(61)、第三步進(jìn)電機(jī)(62)和第三光電開關(guān)(63)，所述第二濾色鏡盤(61)上距中心等距設(shè)置三片第二濾色鏡(64)，所述三片第二濾色鏡(64)分別對513~556nm，57(T613nm，672~712nm波段的發(fā)射光濾除雜光，所述第三步進(jìn)電機(jī)(62)與第二濾色鏡盤(61)連接并用于驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對不同波段第二濾色鏡(64)的選擇，所述第三`光電開關(guān)(63)用于識(shí)別第二濾色鏡盤(61)的位置。
【文檔編號(hào)】G01N21/01GK203443886SQ201320588902
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】何農(nóng)躍, 夏云, 王煒, 李智洋, 馬嫚, 谷鵬陽 申請人:東南大學(xué)