专利名称：基于led光源的积分球式荧光检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光学和生物技术交叉领域，涉及一种荧光检测装置，尤其是一种基于 LED光源的积分球式荧光检测装置。
背景技术：
在荧光检测仪器中理想化的激发光源应具备①足够的强度；②在所需光谱范围 内有连续的光谱；③其强度与波长无关，即光源的输出应是连续平滑等强度的辐射；④光 强要稳定。但是实际上，符合这些条件的光源并不存在。而荧光检测仪器是一种高灵敏度 的分析仪器，虽然可以通过提高仪器的增益或放大倍数来获取可观测的信号，但是激发光 源的不稳定则会影响到荧光的强度，从而无法获取可靠的光谱数据。目前，荧光仪器的激发光源多采用氙灯、汞灯、钨灯和激光器。氙灯、汞灯和钨灯都 是早期荧光仪器广泛使用的光源，而且在各种波段都有辐射，但是在不同的波段输出信号 强度不同，需要在其后加入单色器和滤光片。激光器是目前高性能荧光仪器主要使用的光 源，单波长的激光器，能激发高强度的光源，且单色性好，没有杂散光，可调谐的激光器能弥 补单色激光器只有一种波长光的不足，能够在几种波长下转换，但是波长选择范围小，且价 格及其昂贵。

发明内容
为了克服现有的荧光检测设备中激发光源发光强度不稳定，单色性差的不足，本 发明提供一种基于LED光源的积分球式荧光检测装置。该装置在较低成本下，能提供光谱 范围较窄的单色光，有效地提高激发光源的稳定性和辐射强度。本发明是通过下述的技术 方案实现的基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括LED、第一窄带滤光片、第一底座、第 二窄带滤光片、第二底座、积分球、样品支架、光电倍增管和光纤。积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对 应该通孔外设置第一底座，所述的第一底座为一端开放、另一端封闭的筒形结构，第一底座 的封闭端中心处设置有LED，LED的出射光正对球心；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座 的开放端；积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，所述的 第二底座为两端开放的圆筒，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管，光 电倍增管的正对球心设置；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。所述的样品支架包括支撑杆、托盘和定位盘，多根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平面的轴线对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积 分球之间，并与定位盘平行设置；所述的定位盘的中心处开有定位孔。所述的托盘对应定位 孔处为一凹面。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是1、采用单色LED提供光源，能有效地保证激发光源的单一性和高辐射强度，再加 入窄带滤波片，能滤去杂散光，使光源保持在较窄的波长范围内。2、采用激发光源与积分球相连接的结构，能够使激发光辐射更加平滑，减少了激 发光源的不稳定对于样本的影响。3、采用光电倍增管与积分球在顶部相连接的方式，从而使试管中的样品所产生的 荧光直接射入光电倍增管中。4、采用单色LED、窄带滤光片、积分球和光电倍增管等部件，能有效的降低仪器成 本，且省略了电源装置和单色器，减小了荧光检测装置的体积，提高仪器的性价比。5、采用光电倍增管和光谱测试仪等检测设备，能使激发的荧光检测结果更加精 确，光电倍增管能接受光强信号，通过后续放大电路能有效地测出荧光光强，而荧光光谱仪 则能检测荧光的各种参数。


图1为本发明的结构示意图；图2为检测过程中光纤走向示意图；图3为光电倍增管后续电路框图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。如1图所示，基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括单色LED6、第一窄带滤 光片7、第一底座5、第二窄带滤光片4、第二底座3、积分球8、样品支架10、光电倍增管2和 光纤1。积分球8斜向设置，积分球8内设置样品支架10，积分球8的最大水平截面处开有 第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座5，第一底座5为一端开放、另一端封闭 的筒形结构，第一底座5的封闭端中心处没置有单色LED6，LED的出射光正对球心；第一窄 带滤光片7设置在靠近第一底座5的开放端；积分球8的正上方开有第二圆形通孔，积分球8对应该通孔外设置第二底座3，第 二底座3为两端开放的圆筒，第二底座3的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管2， 光电倍增管2的正对球心设置；第二窄带滤光片7设置在靠近积分球的另一端；光纤1贯穿积分球8并设置在光电倍增管2附近，光纤1的一端与积分球8内侧 壁齐平，用于感应积分球内的荧光，另一端接荧光光谱仪11。样品支架10包括支撑杆、托盘和定位盘，四根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平 面的轴线对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积分球 之间，并与定位盘平行设置。定位盘的中心处开有定位孔，用于放置样品试管9，托盘对应定 位孔处为一凹面。如图2所示，本发明进行检测的具体步骤为打开积分球，将待测的样品试管放入 定位孔中，由托盘支撑。LED发出的光线通过第一窄带滤光片滤去杂散光之后进入积分球， 经过多次漫反射使光线的光强达到均勻的分布。当均勻的光线照射到样品试管上后，激发了荧光物质，使之产生荧光。样品产生的荧光通过第二窄带滤光片照射到与积分球第二通 光孔相连接的光电倍增管。因光电倍增管安放于试管的顶部，所以荧光将不会受积分球漫 反射的影响，直接进入光电倍增管，再通过光电倍增管后续电路(如图3所示)的驱动电 路模块、微电流/电压转换电路模块、信号调理电路模块、负高压模块和输出电路模块作用 后，读出光强的信号。在光电倍增管的旁侧连接有光纤，通过光纤与光谱测试仪连接后，用 于检测荧光的光谱范围。
权利要求
基于LED光源的积分球式荧光检测装置，包括积分球、LED、第一窄带滤光片、第一底座、第二窄带滤光片、第二底座、样品支架、光电倍增管和光纤，其特征在于积分球斜向设置，积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座，所述的第一底座为一端开放、另一端封闭的筒形结构，第一底座的封闭端中心处设置有LED，LED的出射光正对球心；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座的开放端；积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，所述的第二底座为两端开放的圆筒，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管，光电倍增管的正对球心设置；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。
2.根据权利要求1所述的基于LED光源的积分球式荧光检测装置，其特征在于所述 的样品支架包括支撑杆、托盘和定位盘，多根高度相同的支撑杆围绕垂直于水平面的轴线 对称设置，定位盘位于支撑杆顶端所围合成的平面内，托盘位于定位盘和积分球之间，并与 定位盘平行设置；所述的定位盘的中心处开有定位孔，所述的托盘对应定位孔处为一凹面。
全文摘要
本发明涉及一种基于LED光源的积分球式荧光检测装置。现有的检测装置发光不稳定，影响荧光强度的检测。本发明中积分球内设置样品支架，积分球的最大水平截面处开有第一圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第一底座，第一底座的封闭端中心处设置有LED；第一窄带滤光片设置在靠近第一底座的开放端；积分球的正上方开有第二圆形通孔，积分球对应该通孔外设置第二底座，第二底座的远离积分球的一端中心处设置有光电倍增管；第二窄带滤光片设置在靠近积分球的另一端；光纤贯穿积分球设置，光纤的一端与积分球内侧壁齐平，另一端接荧光光谱仪。本发明能有效地保证激发光源的单一性和高辐射强度，使光源保持在较窄的波长范围内。
文档编号G01N21/64GK101825571SQ20101017618
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者孔明, 汪晨, 程琦, 赵军 申请人:中国计量学院