荧光探测器、探测阵列以及制备荧光探测器的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010265090.2 (22)申请日 2020.04.07 (71)申请人 光越科技 （深圳） 有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙华区观澜街 道桂香社区观澜桂花路201号六韬城 工业园(综合楼)202及 （综合楼） 301 (72)发明人 陆众张峰龙跃金韦琪 陆海龙苏习明 (74)专利代理机构 深圳鼎合诚知识产权代理有 限公司 44281 代理人 郭燕彭家恩 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G02B 6/06(2006.01) (。

2、54)发明名称 一种荧光探测器、 探测阵列以及制备荧光探 测器的方法 (57)摘要 本发明涉及荧光探测技术领域， 具体涉及一 种荧光探测器、 探测阵列以及制备荧光探测器的 方法， 该荧光探测器包括用于收集荧光的荧光收 集器， 其采用多根光纤制成， 该荧光收集器包括 采集端和探测端， 荧光采集器从的采集端到探测 端呈渐缩状， 使得采集端的端面面积大于探测端 的端面面积， 采集端用于采集荧光信号， 被采集 的荧光信号在荧光探测器中传输时被汇集到探 测端。 再经过荧光探测电路探测将探测端汇集后 的荧光信号转换成对应的电信号， 本申请的荧光 探测器具有灵敏度高、 采集角度广以及响应时间 短的优点。 本。

3、申请提供的荧光探测阵列可以探测 广角度和大范围内的荧光信号， 并且可以采集到 各个波长范围内的荧光信号。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 111413306 A 2020.07.14 CN 111413306 A 1.一种荧光探测器,其特征在于， 所述荧光探测器包括用于收集荧光的荧光收集器， 其 采用多根光纤制成； 所述荧光收集器包括采集端和探测端， 所述荧光采集器从所述的采集端到探测端呈渐 缩状， 使得所述采集端的端面面积大于所述探测端的端面面积， 所述采集端用于采集荧光 信号， 被采集的荧光信号在所述荧光探测器中传输时被汇集到所述探测端。 2.如权利要求1所述的荧光探测器， 其。

4、特征在于， 所述荧光探测器为圆锥状或者圆台 状。 3.如权利要求1所述的荧光探测器， 其特征在于， 所述荧光探测器还包括设置在所述探 测端的端面上的滤波片， 用于滤除采用到的干扰光信号， 使得荧光通过。 4.如权利要求3所述的荧光探测器， 其特征在于， 所述荧光探测器还包括设置在所述荧 光收集器的探测端的荧光探测电路， 用于探测被所述荧光收集器的探测端汇集后的荧光信 号， 并将所述荧光信号转换成对应的电信号。 5.如权利要求4所述的荧光探测器， 其特征在于， 所述荧光探测电路包括敏感元件和与 该敏感元件电连接的的采集电路； 所述敏感元件设置在所述荧光收集器的探测端， 用于将所述荧光信号转换成电。

5、信号， 所述采集电路用于采集所述电信号。 6.如权利要求5所述的荧光探测器， 其特征在于， 所述敏感元件设置距离所述荧光收集 器的探测端0.5mm处。 7.如权利要求5所述的荧光探测器， 其特征在于， 还包括包围在所述荧光收集器和敏感 元件外的密封壳体。 8.一种荧光探测阵列， 其特征在于， 包括多个如权利要求1-7任一项所述的荧光探测 器， 所述多个荧光探测器紧密排列， 使得所述多个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同 一平面上， 并且相邻两个荧光收集器的侧面紧密接触。 9.一种荧光探测阵列， 其特征在于， 包括六个如权利要求3-7任一项所述的荧光探测 器， 所述六个荧光探测器紧密排列， 使得。

6、该六个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同一 平面上， 并且相邻两个荧光收集器的侧面紧密接触； 所述六个荧光收集器的探测端上的滤波片的分别选用波长范围为43030nm、 490 30nm、 55030nm、 61030nm、 67030nm及73030nm的滤波片。 10.一种用于制备如权利要求1-7任一项所述的荧光探测器的方法， 其特征在于， 包括： 采用多根光纤依次经过规则排列、 加热、 加压融合、 扭转和拉伸制成渐缩状的荧光采集器， 使得其采集端的端面面积大于其探测端的端面面积。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111413306 A 2 一种荧光探测器、 探测阵列以及制备荧光探测器的方。

7、法 技术领域 0001 本发明涉及荧光探测技术领域， 具体涉及一种荧光探测器、 探测阵列以及制备荧 光探测器的方法。 背景技术 0002 荧光， 是一种光致发光的冷光， 是发光材料的属性。 当某种常温物质经某种波长的 入射光(通常是紫外线或X射线)照射时， 吸收光能后进入激发态， 并且立即激发并发出并入 射光的波长长的出射光， 这种出射光的被称为 “荧光” ， 通常波长在可见光波段， 即波长范围 为400-760nm。 0003 荧光在我们日常生活中的应用非常广泛， 如照明使用的荧光灯、 做记号用的荧光 笔、 DNA检测中的荧光标志等。 在很多领域， 荧光探测也成为重要的检测方式之一， 如在油。

8、气 勘探中用荧光分析来鉴定岩样中是否含油； 在免疫荧光检查中对抗体进行荧光标记及检测 来确定抗原的分布位置等， 因而荧光探测技术是一种非常实用且有前景的光学检测手段， 将会在生物学、 医学、 材料学等研究领域及临床医学诊断方面产生重要的影响。 0004 目前， 市场上的荧光探测器主要存在两种类型， 一种是采用相机来对不同波长的 荧光信息进行检测， 相机检测的空间范围较大， 但灵敏度较低， 由于荧光信号较弱、 寿命短 暂， 相机检测接收的响应过程缓慢， 采集时间长。 另一种是采用多光纤传导的检测方法， 响 应较快， 但检测的空间范围较小， 即采集角度小， 采集到的强度小， 对光电探测器的需求较 。

9、高。 发明内容 0005 为了解决现有技术中的荧光探测器采集角度小、 响应时间久和灵敏度低的技术问 题， 本申请提供以下技术方案。 0006 一种荧光探测器,所述荧光探测器包括用于收集荧光的荧光收集器， 其采用多根 光纤制成； 0007 所述荧光收集器包括采集端和探测端， 所述荧光采集器从所述的采集端到探测端 呈渐缩状， 使得所述采集端的端面面积大于所述探测端的端面面积， 所述采集端用于采集 荧光信号， 被采集的荧光信号在所述荧光探测器中传输时被汇集到所述探测端。 0008 优选的， 所述荧光探测器为圆锥状或者圆台状。 0009 在一种实施例中， 所述荧光探测器还包括设置在所述探测端的端面上的。

10、滤波片， 用于滤除采用到的干扰光信号， 使得荧光通过。 0010 在一种实施例中， 所述荧光探测器还包括设置在所述荧光收集器的探测端的荧光 探测电路， 用于探测被所述荧光收集器的探测端汇集后的荧光信号， 并将所述荧光信号转 换成对应的电信号。 0011 在一种实施例中， 所述荧光探测电路包括敏感元件和与该敏感元件电连接的的采 集电路； 说明书 1/4 页 3 CN 111413306 A 3 0012 所述敏感元件设置在所述荧光收集器的探测端， 用于将所述荧光信号转换成电信 号， 所述采集电路用于采集所述电信号。 0013 在一种实施例中， 所述敏感元件设置距离所述荧光收集器的探测端0.5mm。

11、处。 0014 在一种实施例中， 还包括包围在所述荧光收集器和敏感元件外的密封壳体。 0015 一种荧光探测阵列， 包括多个如上所述的荧光探测器， 所述多个荧光探测器紧密 排列， 使得所述多个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同一平面上， 并且相邻两个荧光 收集器的侧面紧密接触。 0016 一种荧光探测阵列， 包括六个如上所述的荧光探测器， 所述六个荧光探测器紧密 排列， 使得该六个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同一平面上， 并且相邻两个荧光收 集器的侧面紧密接触； 0017 所述六个荧光收集器的探测端上的滤波片的分别选用波长范围为43030nm、 490 30nm、 55030nm、 610。

12、30nm、 67030nm及73030nm的滤波片。 0018 一种用于制备如上所述的荧光探测器的方法， 该方法包括： 采用多根光纤依次经 过规则排列、 加热、 加压融合、 扭转和拉伸制成渐缩状的荧光采集器， 使得其采集端的端面 面积大于其探测端的端面面积。 0019 依据上述实施例的荧光探测器， 其荧光收集器的采集端面积较大， 可以采集大范 围和大角度内的荧光信号， 采集的经过信号经过光纤传输并且收集汇集在探测端， 再经过 荧光探测电路探测将探测端汇集后的荧光信号转换成对应的电信号， 本实施例的荧光探测 器和现有技术的相比具有灵敏度高、 采集角度广以及响应时间短的优点。 另外， 本实施例的 。

13、荧光探测阵列可以探测广角度和大范围内的荧光信号， 并且可以采集到各个波长范围内的 荧光信号， 具有采集精度高、 覆盖范围广的优点。 附图说明 0020 图1为本申请实施例的荧光收集器正视图； 0021 图2为本申请实施例的荧光收集器俯视图； 0022 图3为本申请实施例的荧光探测器结构示意图； 0023 图4为本申请实施例荧光探测阵列俯视图； 0024 图5为本申请实施例荧光探测阵列正视图； 0025 图6为本申请实施例荧光探测阵列后视图。 具体实施方式 0026 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。 其中不同实施方式 中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。 在以下的实施方。

14、式中， 很多细节描述是为了 使得本申请能被更好的理解。 然而， 本领域技术人员可以毫不费力的认识到， 其中部分特征 在不同情况下是可以省略的， 或者可以由其他元件、 材料、 方法所替代。 在某些情况下， 本申 请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述， 这是为了避免本申请的核心部分被过 多的描述所淹没， 而对于本领域技术人员而言， 详细描述这些相关操作并不是必要的， 他们 根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。 0027 另外， 说明书中所描述的特点、 操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各 说明书 2/4 页 4 CN 111413306 A 4 种实施方式。

15、。 同时， 方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易 见的方式进行顺序调换或调整。 因此， 说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一 个实施例， 并不意味着是必须的顺序， 除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。 0028 在本发明实施例提供的荧光探测器， 其包括用于收集荧光的荧光收集器， 该荧光 收集器采用多根光纤制成， 具有传输速度快、 灵敏度高和传输时信号损失小的优点。 该其荧 光收集器的采集端面积较大， 可以采集大范围和大角度内的荧光信号， 采集的经过信号经 过光纤传输并且收集汇集在探测端， 再经过荧光探测电路探测将探测端汇集后的荧光信号 转换成对应的电信号， 本。

16、实施例的荧光探测器和现有技术的相比具有灵敏度高、 采集角度 广以及响应时间段的优点。 另外， 本发明的荧光探测阵列包括多个荧光探测器， 可以探测广 角度和大范围内的荧光信号， 并且可以采集到各个波长范围内的荧光信号， 具有采集精度 高、 覆盖范围广的优点。 0029 实施例一： 0030 请参考图1和图2， 本实施例的荧光探测器包括用于收集荧光的荧光收集器01， 其 采用多根光纤制成， 该荧光收集器01包括采集端011和探测端012， 该荧光采集器01的采集 端011到探测端012呈渐缩状， 使得采集端011的横截面积大于探测端的横截面积， 采集端 011用于采集大角度和大范围内的荧光信号， 。

17、当荧光照射到采集端011的横截面上被采集， 被采集的荧光信号在荧光探测器中传输时被汇集到探测端012， 这样荧光信号在光纤中传 输时遵循全发射原理， 因此在传输时无损失、 透过率高且响应快， 被汇集在探测端012。 0031 本实施例中的荧光收集器01呈圆台状(也可以看成是圆锥状)， 其采集端011的横 截面积大于探测端012的横截面积， 且其采集端011靠近端部处基本成圆柱状， 然后依次渐 缩次形成探测端012， 其采集端011和探测端012的端面。 在其他实施例中， 该荧光收集器01 还可以设置成多棱台状， 或者其他的渐缩形状， 也可以实现对大角度和大面积荧光信号的 采集。 0032 其中。

18、， 该荧光探测器还包括设置在探测端012的端面上的滤波片11， 滤波片11用于 滤除采用到的其他干扰光信号， 使得只有荧光通过， 这样使得采集的精度更高。 滤波片11的 大小和探测端012的端面大小相同， 贴合在探测端012的端面上。 0033 进一步的， 本实施例的荧光探测器还包括设置在荧光收集器01的探测端012的荧 光探测电路21， 荧光探测电路21用于探测被荧光收集器的探测端汇集后的荧光信号， 并将 荧光信号转换成对应的电信号。 0034 具体的， 如图3， 本实施例的荧光探测电路21包括敏感元件211和与该敏感元件211 电连接的的采集电路， 敏感元件设置在荧光收集器01的探测端01。

19、2， 用于将荧光信号转换成 电信号， 采集电路用于采集转换后的电信号， 发送给计算机进行处理。 0035 具体的， 本实施例中的敏感元件211设置距离荧光收集器01的探测端012下方 0.5mm处， 采集电路包括电路板(图中未标出)， 电路板上引出正极引脚212和负极引脚213， 正极引脚212和负极引脚213和敏感元件211电连接， 用于向其供电， 同时接收电信号。 0036 进一步的， 该荧光探测器还包括包围在荧光收集器01和敏感元件211外的密封壳 体31， 由于荧光收集器01和敏感元件211都是容易受到损坏和影响的材料， 因此通过密封壳 体31进行密封， 防止灰尘进入， 本实施例的密封。

20、壳体31采用玻璃壳体。 0037 该荧光探测器通电后， 荧光探测电路21工作， 敏感元件211将荧光收集器01采集的 说明书 3/4 页 5 CN 111413306 A 5 光信号转换成电信号。 荧光收集器01的探测端012贴合滤波片11， 在滤波片11下方约0.5mm 处放置荧光探测电路21， 在通过密封壳体31将荧光收集器01和敏感元件211密封组成荧光 探测器。 密封壳体31通过胶水或热源紧贴在荧光收集器01和荧光探测电路21上， 保证系统 工作稳定。 荧光收集器01采集空间中的荧光信号， 经过光纤全反射传输到贴合在探测端012 的滤波片11， 滤波片11过滤掉不需要的荧光， 选择通过。

21、波长范围为43030nm的荧光， 然后 通过荧光探测电路21的敏感元件211将荧光信号转换成电信号， 最后再经计算机处理， 这样 就完成了荧光光锥探测器的工作。 0038 实施例二 0039 本实施例提供一种荧光探测阵列， 其包括多个如实施例一提供的荧光探测器， 多 个荧光探测器紧密且整齐排列， 使得多个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同一平面 上， 并且相邻两个荧光收集器的侧面紧密接触， 这样可以探测广角度和大范围内的荧光信 号， 并且可以采集到各个波长范围内的荧光信号， 具有采集精度高、 覆盖范围广的优点。 0040 其中， 多个荧光探测器的荧光收集器的探测端上设置的滤波片的滤波波长范围不。

22、 同， 这样可以对不同波长范围的荧光进行采集， 既能够增加每个光波的光强， 又能够缩小探 头的尺寸。 0041 需要说明的是， 荧光探测阵列中的多个荧光收集器的排列方式可以根据需要有多 种形式， 例如以其中一个为圆心， 其余的呈圆周型排列在四周的， 或者排成几排， 每排有多 个的方式排列。 0042 实施例三 0043 本实施例提供一种荧光探测阵列， 如图4-6， 其包括六个如实施例一提供的荧光探 测器， 六个荧光探测器的荧光收集器分别如图3中的标号为01、 02、 03、 04、 05和06所对应的， 该六个荧光探测器紧密排列， 使得该六个荧光探测器的荧光收集器的采集端在同一平面 上， 六个。

23、荧光探测器排成两排， 每排三个， 并且相邻两个荧光收集器的侧面紧密接触。 六个 荧光收集器的探测端上的滤波片的分别选用波长范围为43030nm、 49030nm、 550 30nm、 61030nm、 67030nm及73030nm的滤波片， 这样就能采集到较大波长范围内的荧 光。 如图5和图6中， 标号分别为11、 12、 13、 14、 15、 16的滤波片， 其波长范围分别为430 30nm、 49030nm、 55030nm、 61030nm、 67030nm及73030nm。 0044 实施例四 0045 本实施例提供一种制备如实施例一的荧光探测器的方法， 该方法包括： 采用多根 光。

24、纤依次经过规则排列、 加热、 加压融合、 扭转和拉伸制成渐缩状的荧光采集器， ， 成型的荧 光探测器呈锥形， 得其采集端的端面面积大于其探测端的端面面积， 该类型的荧光探测器 具有采集角度广、 高透过率且损耗低的优点。 0046 以上应用了具体个例对本发明进行阐述， 只是用于帮助理解本发明， 并不用以限 制本发明。 对于本发明所属技术领域的技术人员， 依据本发明的思想， 还可以做出若干简单 推演、 变形或替换。 说明书 4/4 页 6 CN 111413306 A 6 图1 图2 说明书附图 1/3 页 7 CN 111413306 A 7 图3 图4 说明书附图 2/3 页 8 CN 111413306 A 8 图5 图6 说明书附图 3/3 页 9 CN 111413306 A 9 。