一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀的製作方法
2023-05-18 01:53:31 2
專利名稱：一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及基因晶片掃描儀，特別涉及一種使兩束激發光束同步掃描基因晶片的雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀。
背景技術：
圖1為普通雙雷射共軛聚焦基因晶片掃描儀的示意圖。如圖1所示，來自不同雷射器(未畫出)的雷射束1照射至分色濾光片2上，由於分色濾光片2對雷射束1具有很強的反射作用，因此大部分雷射束1被反射至基因晶片3。基因晶片3在雷射束1的照射下產生受激螢光4(圖中以虛線表示)，由於分色濾光片2對受激螢光4具有很強的透射作用，因此這些大部分受激螢光4將透射過分色濾光片2並由光電傳感器5接收。通過對這些螢光信號進行分析處理即可獲得基因晶片的各種信息。
對於雙雷射共軛聚焦基因晶片掃描儀，當需要檢測基因晶片在兩種不同波長雷射束照射下產生的螢光信號時，如果用不同波長的雷射束先後掃描晶片，則存在如下的缺點。首先是由於要掃描兩次，所以掃描速度慢。其次是為了保證前後兩次掃描的重複性，對掃描精度的要求較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀，它可使兩束不同波長的雷射同時垂直投射到基因晶片的同一掃描單元上，而基因晶片受激產生的兩束不同波長的螢光信號被相應的光電傳感器同時接收。
本發明的上述目的通過以下技術方案實現一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀，包含發射不同波長雷射束的第一和第二雷射器，其出射光束互相垂直；位於不同波長雷射束交匯處並與兩束雷射束行進方向都呈45°夾角的第一分色濾光片，其通過使其中一束雷射束透射而使另一束雷射束反射形成同軸或近軸平行雷射束；位於所述同軸或近軸平行雷射束行進方向上的第二分色濾光片，其使同軸或近軸平行雷射束反射向基因晶片並使基因晶片產生的不同波長的受激螢光信號混合光束透射；位於所述螢光信號混合光束行進方向上的第三分色濾光片，其使具有其中一種波長的螢光信號反射而使具有另外一種波長的螢光信號透射；第一和第二螢光信號強度檢測單元，分別位於經所述第三分色濾光片透射和反射後的兩束螢光信號行進方向上。
比較好的是，在上述雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀中，所述第一和第二螢光信號強度檢測單元為光電傳感器並且以同步方式分別接收到所述透射和反射的螢光信號。
本發明採用分色濾光片技術使兩束雷射束形成同軸或近軸平行光束，並且使受激螢光信號混合光束分離為兩束螢光信號分別加以同步檢測。這種實現方式具有結構簡單、性能可靠等諸多優點。
圖1為普通雙雷射共軛聚焦基因晶片掃描儀的示意圖。
圖2為按照本發明較佳實施例的雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀的示意圖。
具體實施例方式
為了使兩束具有不同波長的雷射束能同時垂直投射到基因晶片的同一點上從而完成同步掃描，兩束雷射束必須形成同軸或近軸平行光束後再照射到基因晶片上。由於基因晶片產生的受激螢光信號為包含兩種波長的混合光束，因此還需要將混合光束有效地分離為兩束具有單一波長的螢光信號光束。
本發明採用分色濾光片來實現共軸雷射束的形成和螢光信號混合光束的分離，具體而言，一方面，通過選擇對於不同波長光束具有合適的反射或透射選擇性的分色濾光片，使某一波長的雷射束透過濾光片而使另一波長的雷射束被反射從而形成行進方向一致的共軸雷射束；另一方面，通過選擇對於不同波長光束具有合適的反射或透射選擇性的分色濾光片，使某一波長的螢光束透過濾光片而使另一波長的螢光束被反射從而將混合光束分離為不同行進方向的螢光束，因此可由兩個螢光檢測單元同時而獨立地進行強度檢測。
以下藉助附圖描述本發明的較佳實施例。
參見圖2，本發明的雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀包含發射不同波長雷射束的第一和第二雷射器21a和21b、第一分色濾光片22a、第二分色濾光片22b、第三分色濾光片22c、第一和第二螢光信號強度檢測單元23a和23b。
為了獲得共軸雷射束，第一和第二雷射器21a和21b的出射光束L1與L2互相垂直，而第一分色濾光片22a位於光束L1與L2的交匯處並與兩束光束的行進方向都呈45°的夾角。第二分色濾光片22a對於光束L1和L2具有很好的光學選擇性，其作用是使雷射束L1透射而使雷射束L2反射，由此使光束L1與L2沿L1的行進方向形成同軸或近軸平行雷射束L3。
第二分色濾光片22b位於同軸或近軸平行雷射束L3的行進方向上，而基因晶片位於其下方。該分色濾光片對同軸或近軸平行雷射束L3具有很好的反射性，因此絕大部分同軸或近軸平行光束L3被反射到基因晶片24上。基因晶片24在光束L3的照射下將產生兩種波長的受激螢光信號F1和F2，它們分別被光束L1和L2激發，抵達第二分色濾光片處的受激螢光信號F3實際上同時包含信號F1和F2，因此是混合光束。第二分色濾光片22b對螢光束F3具有很好的透射性，因此絕大部分螢光束F3穿過該分色濾光片。
第三分色濾光片22c位於螢光信號混合光束F3的行進方向上，它對螢光束F1具有很好的反射性而對螢光束F2具有很好的透射性，因此螢光信號F1被反射而改變行進方向，螢光信號F2則穿過該分色濾光片而繼續沿光束F3的行進方向前進，可見第三分色濾光片22c的作用是將螢光混合光束F3分離為兩束具有單一波長並且行進方向不同的光束F1和F2。
第一和第二螢光信號強度檢測單元23a和23b分別位於經第三分色濾光片分離後的螢光信號F1和F2的行進方向上，用來獨立和同時測量螢光信號F1和F2的強度。
在上述雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀中，第一和第二螢光信號強度檢測單元23a和23b可採用光電傳感器，它們通過光電轉換，將一定強度的光學信號轉換為具有相應強度的電學信號。
由上可見，在上述雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀中，第一、第二和第三分色濾光片22a～22c是實現雙雷射同步掃描和雙波段螢光信號同步接收的關鍵單元，它們構成了掃描儀中的同步光學系統。在基因晶片掃描儀中採用上述光學同步系統使得可同步獲得兩種不同波長的受激螢光信號，避免了非同步測量時因基因晶片本身及外界條件等變化帶來的測量誤差。
權利要求
1.一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀，其特徵在於，包含發射不同波長雷射束的第一和第二雷射器，其出射光束互相垂直；位於不同波長雷射束交匯處並與兩束雷射束行進方向都呈45°夾角的第一分色濾光片，其通過使其中一束雷射束透射而使另一束雷射束反射形成同軸或近軸平行雷射束；位於所述同軸或近軸平行雷射束行進方向上的第二分色濾光片，其使同軸或近軸平行雷射束反射向基因晶片並使基因晶片產生的不同波長的受激螢光信號混合光束透射；位於所述螢光信號混合光束行進方向上的第三分色濾光片，其使具有其中一種波長的螢光信號反射而使具有另外一種波長的螢光信號透射；第一和第二螢光信號強度檢測單元，分別位於經所述第三分色濾光片透射和反射後的兩束螢光信號行進方向上。
2.如權利要求1所述的雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀，其特徵在於，所述第一和第二螢光信號強度檢測單元為光電傳感器並且以同步方式分別接收到所述透射和反射的螢光信號。
全文摘要
一種雙雷射共軛聚焦基因晶片同步掃描儀，包含發射不同波長雷射束的第一和第二雷射器，其出射光束互相垂直；位於不同波長雷射束交匯處並與兩束雷射束行進方向都呈45°夾角的第一分色濾光片，其通過使其中一束雷射束透射而使另一束雷射束反射形成同軸或近軸平行雷射束；位於同軸或近軸平行雷射束行進方向上的第二分色濾光片，其使同軸或近軸平行雷射束反射向基因晶片並使基因晶片產生的不同波長的受激螢光信號混合光束透射；位於螢光信號混合光束行進方向上的第三分色濾光片，其使具有其中一種波長的螢光信號反射而使具有另外一種波長的螢光信號透射；第一和第二螢光信號強度檢測單元，分別位於經第三分色濾光片透射和反射後的兩束螢光信號行進方向上。
文檔編號G01N21/64GK1580744SQ0314194
公開日2005年2月16日 申請日期2003年7月30日 優先權日2003年7月30日
發明者馮哲民, 邵暉, 王鐵銘 申請人:上海愛普特儀器有限公司