[发明专利]一种用于提高荧光检测器信噪比的二色曲面反光镜结构

说明书

本发明提供一种用于提高荧光检测器信噪比的二色曲面反光镜结构。该反光镜是由在凹面上镀制了一层二色膜的凹面球透镜与透镜后紧贴的光吸收盒组成。该反光镜仅反射荧光(反射率大于85％)，很少反射激发光(反射率小于5％)，而未被反射的激发光则穿过二色球面反射镜到达光吸收盒，在盒内进行充分地散射吸收，从而解决了荧光与激发光杂散光一起被反射的问题，进一步提高了检测器的信噪比。

技术领域

本发明专利涉及荧光检测器用反光镜结构，更具体地说，涉及一种提高荧光检测器信噪比的二色曲面反光镜结构。

背景技术

荧光检测器是一种超高灵敏检测器，在超痕量分子水平的检测中有着重要地位。检测器的灵敏度是衡量其性能的重要参数之一，检测器的荧光收集效率越大，灵敏度越大。从原理上讲，激发光照射的激发区域所产生的荧光是空间立体发散的，检测器只能收集其中很小一部分角度的荧光，因此荧光的收集效率很低。为了提高荧光的收集效率，人们将反光镜型结构安排在收集光路中，使检测器收到来自更广角度的荧光。如美国专利6184990在荧光收集光路中采用了球面反光镜，其球心与检测窗口重合。该位置产生的荧光经球面反光镜的反射与聚拢，使检测器额外收集到来自球面覆盖的立体角的荧光，荧光的收集效率增大；Meng Li等， Electrophoresis 2013,34,3163–3170在毛细管检测窗口的背面镀制一层银镜反射膜，将背离检测方向发散的荧光反射检测方向，提高了荧光的收集效率。

但人们在提高检测器灵敏度时，忽略了反射镜型结构对检测器信噪比的影响。检测器的信噪比同样是衡量其检性能的重要参数之一，检测器的荧光收集效率越大，杂散光信号越小，信噪比越大。一般来说，激发光强度为荧光强度的10⁸～10⁹倍左右，而一般滤光片的截止滤为6左右，因此系统内的滤光片无法将检测到的激发光杂散光滤除干净，而残存的激发光强度对超痕量分析检测的信噪比有着致命影响。而目前所有反光镜型结构都会在反射荧光的同时，一并反射来激发光光源的杂散光，使荧光收集效率增大的同时，杂散光信号也增强，对信噪比不利。因此，兼顾荧光收集效率的同时，解决杂散光一并被反射的问题，从而提高检测器的信噪比，是一个重要问题。

发明内容

针对上述问题，为改进现有技术的不足，本发明提供一种用于荧光检测器的二色曲面反光镜结构。具体的，该反光镜是由在凹面上镀制了一层二色膜的凹面球透镜、与透镜后紧贴的光吸收盒组成。该反光镜仅反射荧光(反射率大于85％)，很少反射激发光(反射率小于5％)，而未被反射的激发光则穿过二色球面反射镜到达光吸收盒，在盒内进行充分地散射吸收，从而解决了荧光与激发光杂散光一起被反射的问题，提高了检测器的信噪比。

本发明的技术方案是：

一种用于提高荧光检测器信噪比的二色曲面反光镜结构，由二色曲面反光镜和光吸收盒组成，二色曲面反光镜的主体为曲面凹透镜，其凹面镀有二色膜且面朝检测方向，远离凹面的另一面设有光吸收盒；

所述光吸收盒为一密闭容器，其一侧壁面上开设有作为光入口的通孔，通孔的形状及大小与二色曲面反光镜四周边缘相匹配，通孔与二色曲面反光镜外侧边缘相吻合，光吸收盒的通孔与二色曲面反光镜四周边缘紧密抵接，在二色曲面反光镜上设计有孔使光通过，孔的位置，形状及大小与光吸收盒光入口的通孔相匹配。

检测点、激发点与二色膜依次排列在二色曲面反光镜的同侧，当激发光照射激发点，二色膜可同时收到来自激发点产生的荧光与激发光杂散光，其中荧光被二色膜反射并聚拢回到检测点方向，激发光杂散光被二色膜透过并穿过曲面凹透镜，最终困于其后方的光吸收盒内，进行充分地散射吸收。

所述曲面凹透镜的材料为光学玻璃，其曲面选用球缺面、椭球缺面或抛物缺面。

所述二色膜采用二向色性短波通滤光膜；该膜对长波长的荧光的反射率大于85％，对短波长的激发光的透过率大于95％、反射率小于5％。