(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210950413.0 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 合肥中科易康达生物医学有限公司 地址 236000 安徽省合肥市高新区习友路 与石莲南路交口西北角中科院 （合肥） 技术创新工程院研发楼5 07 (72)发明人 杨柯　朱灵　花昌义　潘井宇　 王明龙　朱灿灿　赵俊　邓国庆　 刘勇　 (74)专利代理 机构 合肥市浩智运专利代理事务 所(普通合伙) 34124 专利代理师 张景云 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种正交式荧 光检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种正交式荧光检测系统， 包 括旋转模块、 荧光检测模块、 光纤导光模块和电 路控制模块； 旋转模块包括支撑板， 荧光检测模 块包括壳体、 激发光源、 激发聚焦透镜、 收发聚焦 透镜、 发射聚焦透镜、 光电探测器和二向色镜， 光 纤导光模块包括多根光纤， 每根光纤的一端靠近 通孔设置并对准收发聚焦透镜， 另一端朝检测管 设置； 电路控制模块电连接所述旋转模块和荧光 检测模块。 本发明的优点在于， 该检测系统能够 实现至少两种不同波 段的荧光检测， 提高该系统 的检测通量； 同时还降低了激发光对光电探测器 接收荧光的干扰， 提高了系统的荧光接收效率， 进而提高了该系统的检测精度。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115236052 A 2022.10.25 CN 115236052 A 1.一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 包括旋转模块、 荧光检测模块、 光纤导光模 块和电路控制模块； 所述旋转模块包括旋转盘， 所述旋转盘上还固定多个荧 光检测模块； 所述荧光检测模块包括壳体、 激发光源、 激发聚焦透镜、 激发滤光片、 收发聚焦透镜、 发 射聚焦透镜、 发射滤光片、 光电探测 器和二向色镜， 所述壳体内腔呈正交式三通状， 所述激 发光源、 激发聚焦透镜和激发滤光片由上至下依 次设置在壳体顶部的一通处， 所述收发聚 焦透镜设置在壳体的二通入口处， 所述壳体的二通入口固定在旋转盘上， 所述发射聚焦透 镜、 发射滤光片和光电探测器依 次设置在壳体的三通入口处， 所述二向色镜设置在壳体内 腔三通正交处， 致使所述激发光源发射的激发光能够反射至收发聚焦透 镜； 所述旋转盘上靠近收发聚焦透镜的位置设置有与收发聚焦透镜数量对应的通孔， 所述 光纤导光模块包括多根光纤， 每根光纤的一端靠近通孔设置并对准收发聚焦透镜， 另一端 朝检测管设置； 所述电路控制模块电连接所述旋转模块和荧 光检测模块。 2.根据权利要求1所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述旋转模块还包括 支撑板、 旋转电机、 连接轴、 位置校准板和光电开关， 所述旋转盘能够转动的设置在支撑板 上， 所述旋转电机固定在支撑板上， 所述旋转电机输出端连接所述旋转盘， 驱动所述旋转电 机， 致使所述旋转盘在支撑板上转动， 所述位置校准板通过连接轴固定在壳体上， 靠近位置 校准板的边缘位置 设置有光电开关， 所述位置校准板的边缘设置有用于触发光电开关的狭 缝。 3.根据权利要求2所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述电路控制模块包 括位置校准电路系统和荧光采集电路系统， 所述位置校准电路系统固定在支撑板上， 所述 荧光采集电路系统固定在位置校准板上， 所述位置校准电路系统电连接所述旋转电机和光 电开关， 所述 荧光采集电路系统电连接所述激发光源和光电探测器。 4.根据权利要求1所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述光纤导光模块还 包括固定板， 所述固定板固定在支撑板上， 所述固定板上设置有与支撑板上通孔位置和数 量对应的安装孔， 所述 光纤远离检测管的一端固定在安装孔内。 5.根据权利要求1所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述激发光源为不同 波长的LED灯珠。 6.根据权利要求1所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述二向色镜呈45 ° 设置。 7.根据权利要求1所述的一种正交式荧光检测系统， 其特征在于： 所述荧光检测模块沿 圆周阵列式设置在旋转盘上。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115236052 A 2一种正交式荧光检测系统 技术领域 [0001]本发明涉及医疗仪器技 术领域， 具体为 一种正交式荧 光检测系统。 背景技术 [0002]自新型冠状病毒(COVID ‑19)在全球范围内爆发以来， 核酸检测技术(Nucleic   acid testing， NAT)因其具有检测速度快、 灵敏度高、 特异性好的优点， 而成为COVID ‑19检 测的主流方法， 并被社会各界人士所 熟知。 [0003]荧光定量PCR(qPCR)是最常用的核酸检测技术， 在分子诊断领域常将其作为核酸 检测技术的 “金标准”。 该方法通过使用荧光染料或荧光探针对目的核酸进行标记， 借助荧 光检测系统读取荧光强度信号， 由荧光强度信号的强弱实现核酸的定性或定量检测。 因此 荧光检测系统的性能将直接决定核酸检测的结果。 [0004]当前的核酸分析仪器， 荧光检测光路通常采用正交式、 斜射式或透射式的光学结 构， 其中以正交式光学结构使用最为普遍。 以正交式荧光检测光路为例， 主要器件包括： 激 发光源、 准直镜片组、 激发和发射滤光片、 二向色镜和光电探测器。 激发光源发出的宽带光 经准直镜片组的聚焦准直， 再经激发滤光片得到所需波段的激发光， 经二向色镜的反射， 照 射到放置在激发面上 的检测芯片内的反应液上， 激发出荧光。 荧光透过二向色镜和发射滤 光片被光电探测器接 收， 通过分析光电探测器接 收到的荧光信号的强弱， 得到核酸的扩增 结果。 [0005]这些光学结构的荧光检测光路， 导致当前的核酸分析仪器在设计时， 激发光源和 光电探测器与检测芯片距离较远， 这不仅增加了仪器的体积和结构设计的复杂性， 而且对 于激发光路而言， 由于激发光源 具有一定的发散角， 虽然设计了准直镜片组， 但是仍旧很难 保证检测芯片上激发光的强度和均匀性； 对于发射光路而言， 虽然有 滤光片滤除杂散光， 但 是光电探测器在采集荧光信号时仍旧极易受到杂散光的影响。 这些问题导致仪器的荧光激 发和收集的效率较低， 影响仪器的检测精度。 此外， 当前的核酸分析仪器的检测信号通量较 低， 这也对核酸分析仪器的应用场景造成了限制。 [0006]公开号为CN110846219A的中国发明专利公开了一种光纤传感微流控芯片核酸扩 增原位实时检测系统和方法， 该检测系统包括第一光纤传感器和第二光纤传感器， 所述第 一光纤传感器将激发光源发出 的激发光传输到微流控芯片， 用于荧光激发； 所述第二光纤 传感器收集微流控芯片处的荧光， 并将其传输到光谱采集处理显示模块， 实时显示荧光信 号变化。 [0007]公开号为CN110699249A的中国发明专利公开了一种核酸扩增仪， 该核酸扩增仪包 括拍摄和荧光模块， 所述拍摄包括镜头和相机， 用于核酸扩增后的拍摄； 所述荧光模块采用 正交式荧光检测结构， 包括激发光源、 旋转滤光片轮； 所述旋转滤光片轮包括滤光片转盘、 转盘动力装置， 通过转盘动力装置驱动滤光片转盘旋转切换荧光通道， 可针对六种以上不 同的荧光进行激发， 提升核酸扩增仪的检测通 量。 [0008]上述第一个专利使用光纤传输激发光和发射光， 降低了激发光源和光电探测器与说　明　书 1/5 页 3 CN 115236052 A 3