熒光分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種熒光分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生態(tài)環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，近年來(lái)關(guān)于環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的問(wèn)題已備受矚目，各類(lèi)分析儀器顯然在其中充當(dāng)著不可或缺的角色。
[0003]在各類(lèi)分析儀器中，尤以熒光分析器，因其檢測(cè)靈敏度相對(duì)較高、選擇性較廣、且具有很高的響應(yīng)穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，而得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在浮游生物的分類(lèi)及濃度檢測(cè)上的應(yīng)用。
[0004]如圖1所示，目前，熒光分析器主要由四個(gè)基本部件組成:光源、樣品池、單雙色系統(tǒng)及檢測(cè)器。光源經(jīng)單雙色系統(tǒng)形成單色激發(fā)光路至樣品池，樣品池內(nèi)的樣品發(fā)出熒光被收集導(dǎo)入檢測(cè)器，而與檢測(cè)器連接的信號(hào)記錄儀則主要用于記錄分析。其中，單雙色系統(tǒng)通常都包括單色器或者濾光片、透鏡。
[0005]但是，在熒光分析儀內(nèi)頻繁地使用透鏡或者濾光片尚存在如下一些缺陷:
[0006](I)透鏡:透鏡的基本參數(shù)為焦距、數(shù)值孔徑與工作距離。普通透鏡的反射損失比較大，尤其是對(duì)于使用多個(gè)透鏡的熒光分析儀，反射損失的累加會(huì)嚴(yán)重降低光通量，在玻璃與空氣之間涂上折射率介于二者的涂層(例如MgF2)，雖然反射損失可以大大減少，但是反射損失越小的透鏡，其價(jià)格也越昂貴。而且采用多透鏡的熒光分析儀，其結(jié)構(gòu)極其繁瑣，且透鏡的焦距校準(zhǔn)也比較麻煩，多束光聚集時(shí)的反射損失會(huì)進(jìn)一步降低光通量。同時(shí)，由于該種熒光分析儀需要通電使用，所以不可避免會(huì)發(fā)生電磁干擾，降低了系統(tǒng)的抗噪能力。
[0007](2)濾光片:如果采用吸收型濾光片(例如有色玻璃、晶體、燒結(jié)物或薄膜)進(jìn)行吸收，這類(lèi)濾光片雖然使用方便、價(jià)格較低、且對(duì)于入射光的角度要求不高，但是透過(guò)率相對(duì)較低；而另一類(lèi)干涉濾光片，雖然透過(guò)率相對(duì)較高、透過(guò)波長(zhǎng)譜帶較窄，但是價(jià)格較貴，且最大透過(guò)波長(zhǎng)會(huì)隨入射光的改變而改變。
[0008]此外，在檢測(cè)目標(biāo)活性物質(zhì)含量很低時(shí)，物質(zhì)檢測(cè)容易被成分復(fù)雜的基質(zhì)所干擾，而導(dǎo)致熒光分析儀的靈敏度相對(duì)不夠。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種熒光分析儀，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的熒光分析儀普遍使用多個(gè)透鏡或?yàn)V光片，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁干擾、抗噪能力差的問(wèn)題，以及相對(duì)檢測(cè)目標(biāo)活性物質(zhì)含量很低時(shí)靈敏度不夠的問(wèn)題。
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0011]本實(shí)用新型提供一種熒光分析儀，包括信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)、光源、樣品池、檢測(cè)器及光纖傳輸系統(tǒng)，其中，信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)用于產(chǎn)生一電流信號(hào)；光源用于根據(jù)所述信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生的電流信號(hào)誘發(fā)出一激發(fā)光；樣品池用于根據(jù)所述光源產(chǎn)生的激發(fā)光對(duì)其中的樣品激發(fā)出一熒光；檢測(cè)器用于將所述樣品池產(chǎn)生的熒光轉(zhuǎn)化為可供檢測(cè)的電信號(hào)；及光纖傳輸系統(tǒng)用于傳輸所述光源產(chǎn)生的激發(fā)光至所述樣品池，并傳輸所述樣品池產(chǎn)生的熒光至所述檢測(cè)器。
[0012]優(yōu)選地，所述信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器及電流發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生一周期性變化的波形信號(hào)，所述電流發(fā)生器用于根據(jù)所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的波形信號(hào)產(chǎn)生所述電流信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述信號(hào)發(fā)生器為正弦信號(hào)發(fā)生器。
[0014]優(yōu)選地，所述光源為陣列發(fā)光二極管。
[0015]優(yōu)選地，所述檢測(cè)器包括光電轉(zhuǎn)換器件及信號(hào)處理電路，所述光電轉(zhuǎn)換器件用于將所述樣品池產(chǎn)生的熒光轉(zhuǎn)化為所述電信號(hào)，所述信號(hào)處理電路用于將所述電信號(hào)放大后輸出。
[0016]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器件為光電倍增管，所述信號(hào)處理電路為跨阻放大器。
[0017]優(yōu)選地，所述熒光分析儀還包括一濾光片，所述樣品池產(chǎn)生的熒光經(jīng)所述濾光片后，傳輸至所述光電轉(zhuǎn)換器件
[0018]優(yōu)選地，所述光纖傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射光纖組及收集光纖，所述發(fā)射光纖組用于傳輸所述光源產(chǎn)生的激發(fā)光至所述樣品池，所述收集光纖用于傳輸所述樣品池產(chǎn)生的熒光至所述檢測(cè)器。
[0019]優(yōu)選地，所述發(fā)射光纖組包括三接收光纖、光纖耦合器、一傳輸光纖以及一設(shè)置于所述傳輸光纖末端的探頭，該三接收光纖在接收到所述光源產(chǎn)生的激發(fā)光后，通過(guò)光纖耦合器耦合成一束光傳輸至所述傳輸光纖，并通過(guò)所述探頭傳輸至所述樣品池內(nèi)。
[0020]優(yōu)選地，所述熒光分析儀還包括采集卡，其連接在所述檢測(cè)器與一信號(hào)記錄儀之間，用于采集所述檢測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)，并將其傳輸至所述信號(hào)記錄儀。
[0021]由以上本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可見(jiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的熒光分析儀，具有以下有益效果:通過(guò)在熒光分析儀內(nèi)設(shè)置信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)及發(fā)射光纖組，以及在信號(hào)記錄儀內(nèi)設(shè)置鎖相放大器，使得該熒光分析儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、光路穩(wěn)定、無(wú)電磁干擾、抗噪能力強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的熒光分析儀的基本部件示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型的熒光分析儀的基本部件示意圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的熒光分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光纖傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型的熒光分析儀的檢測(cè)光譜圖。
[0028]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0029]100、熒光分析儀；1、信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)；11、信號(hào)發(fā)生器；12、電流發(fā)生器；2、光源；3、光纖傳輸系統(tǒng)；31、發(fā)射光纖組；311、接收光纖；312、光纖親合；313、傳輸光纖；314、探頭；32、收集光纖；4、樣品池；41、樣品；5、檢測(cè)器；51、光電轉(zhuǎn)換器件；52、信號(hào)處理電路；6、米集卡；7、信號(hào)記錄儀；71、鎖相放大器；8、濾光片。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施例中的技術(shù)方案予以進(jìn)一步地詳盡說(shuō)明。
[0031]請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型提供的一種熒光分析儀100包括:信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)1、光源2、樣品池4、檢測(cè)器5及光纖傳輸系統(tǒng)3。其中，信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)I用于產(chǎn)生一電流信號(hào)。光源2用于根據(jù)信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)I產(chǎn)生的電流信號(hào)誘發(fā)出一激發(fā)光。樣品池4用于根據(jù)光源2產(chǎn)生的激發(fā)光對(duì)其中的樣品激發(fā)出一熒光。檢測(cè)器5用于將樣品池4產(chǎn)生的熒光轉(zhuǎn)化為可供檢測(cè)的電信號(hào)。光纖傳輸系統(tǒng)3用于傳輸光源2產(chǎn)生的激發(fā)光至樣品池4，并傳輸樣品池4產(chǎn)生的熒光至檢測(cè)器5。
[0032]在一實(shí)施例中，光源2為陣列發(fā)光二極管，尤其是具有藍(lán)、綠、琥珀三色光束的LED陣列。
[0033]此外，檢測(cè)器5連接有一信號(hào)記錄儀7，該信號(hào)記錄儀7主要用于對(duì)檢測(cè)器5產(chǎn)生的可供檢測(cè)的電信號(hào)進(jìn)行記錄分析。在不同實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需要，例如對(duì)檢測(cè)精度、檢測(cè)速度等的要求，信號(hào)記錄儀7可以是計(jì)算機(jī)或中央處理器等終端設(shè)備，也可以是MCU芯片、FPGA芯片或DSP芯片等數(shù)字處理器芯片。
[0034]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的熒光分析儀100的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]如圖3所示，在本實(shí)施例中，信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)I包括信號(hào)發(fā)生器11及電流發(fā)生器12。其中，信號(hào)發(fā)生器11用于產(chǎn)生一周期性變化的波形信號(hào)，電流發(fā)生器12用于根據(jù)信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的波形信號(hào)產(chǎn)生電流信號(hào)。
[0036]具體地，信號(hào)發(fā)生器11為正弦信號(hào)發(fā)生器，可用于產(chǎn)生頻率為1000Hz的正弦波形信號(hào)。
[0037]電流發(fā)生器12為精密恒流驅(qū)動(dòng)電路，可根據(jù)信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的波形信號(hào)產(chǎn)生與其頻率相同且具有一定相位關(guān)系的電流信號(hào)，以進(jìn)一步誘發(fā)光源2產(chǎn)生相同周期性變化的激發(fā)光。
[0038]通過(guò)信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)1，使得光源2產(chǎn)生的激發(fā)光的幅度會(huì)跟隨信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的波形信號(hào)的幅度變化，進(jìn)而使得樣品池4產(chǎn)生的熒光也會(huì)跟隨信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的波形信號(hào)的幅度而變化。由于上述三種信號(hào)具有相同的周期性的幅度變化，因此可以降低其他不具有相同幅度變化的雜散光對(duì)系統(tǒng)的干擾，從而提高信噪比，提高系統(tǒng)的抗噪能力。
[0039]檢測(cè)器5包括光電轉(zhuǎn)換器件51及信號(hào)處理電路52。其中，光電轉(zhuǎn)換器件51用于將樣品池4產(chǎn)生的熒光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，信號(hào)處理電路52用于將該電信號(hào)放大后輸出。
[0040]具體地，光電轉(zhuǎn)換器件51為光電倍增管，信號(hào)處理電路52為跨阻放大器。通過(guò)跨阻放大器對(duì)電信號(hào)的調(diào)制及放大，提高了熒光分析