[发明专利]一种荧光检测器

说明书

本发明提供一种荧光检测器，包括激发光源、激发滤光片、第一二向色镜、第一汇聚透镜、检测池、曲面反光镜、第二二向色镜、光阱、发射滤光片和光电探测器；该荧光检测器采用共线式光路结构，由一块曲面反光镜收集并反射荧光与未利用的激发光，并通过荧光发射光路上的第二二向色镜以及其后的光阱消除荧光中掺杂的激发光和杂散光，从而在确保了激发光的二次利用以及荧光的高效收集的前提下，避免了被曲面反光镜反射进荧光发射光路的激发光和杂散光对检测信噪比造成的不利影响，可使检测信噪比提高4倍以上。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种荧光检测器。

背景技术

荧光检测器是一种兼具高选择性以及超高的灵敏度检测器，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，为了提高灵敏度，人们通常从增大激发光强度、提高荧光收集效率的角度对荧光检测器进行优化。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，人们将曲面反光镜类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，另外，对于采用共线式光路结构的荧光检测器而言，收集光路上的反光镜还可以将透过检测池的激发光再反射回检测池，提高激发光的利用率。如专利US6184990B1在荧光光路中设置了一块球面反光镜，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，提高了荧光的收集效率。

但在检测光路中使用反光镜类结构增加检测灵敏度的同时，人们往往忽略了这一类结构对检测信噪比的负面影响，信噪比是反应检测系统灵敏度的关键参数，对于荧光检测器而言，一般激发光利用率越高、荧光收集效率越高、背景杂散光越少，信噪比就越大。但由于滤光片的截止深度是有限的，难以避免杂散光进入光电探测器，造成背景信号增强，降低了信噪比，而在系统中增加反光镜类装置时，会有更多的激发光被反射到荧光光路，使得添加反光镜类装置对系统整体的灵敏度提升不够显著。为了避免杂散光进入荧光光路，专利CN109387490A提出了采用二色镀膜的曲面反光镜代替全反射曲面反光镜的方法，保证了荧光收集效率的同时防止了激发光与荧光一同被反射，但由于激发光经过一次样品池后被直接被透过，损失了相当一部分“未被二次利用”的激发光，对信噪比的提高也造成了一定不利的影响。因此，在保证激发光利用率以及荧光收集率的同时，避免激发光、杂散光被光电探测器收集是进一步提高检测器信噪比的关键问题。

发明内容

根据上述提出的现有荧光检测技术由于激发光经过一次样品池后被直接被透过，损失了相当一部分“未被二次利用”的激发光，对信噪比的提高也造成了一定不利的影响的技术问题，而提供一种荧光检测器。本发明采用共线式光路结构，由一块曲面反光镜收集并反射荧光与未利用的激发光，并通过荧光发射光路上的二向色镜以及其后的光阱消除进入荧光发射光路的激发光和杂散光，从而既保证了激发光的充分利用以及荧光的高效收集，又避免了被曲面反光镜反射进荧光发射光路的激发光和杂散光对检测信噪比造成的不利影响。荧光和激发光均被曲面反光镜原路返回，实现“二次激发+二次收集”作用，使得荧光信号提高4.5倍以上；采用第二二向色镜将激发光有效地透过，大幅度降低背景杂散光，使得背景基线水平维持不变，从而使检测信噪比提高4倍左右。

本发明采用的技术手段如下：

一种荧光检测器，采用共线式光路结构，包括：

激发光路，与荧光发射光路互成180°，所述激发光路上依次设有激发光源、激发滤光片和第一二向色镜；所述激发光源发出的激发光经所述激发滤光片后射入所述第一二向色镜，激发光被所述第一二向色镜反射后进入荧光收集光路，所述第一二向色镜同时能透过荧光且与所述激发光路夹角呈45°；