一种led光源耦合集成模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED光源耦合技术领域，公开了一种LED光源耦合方法，具体涉及一种 用于生化检测的LED光源耦合集成模块。
【背景技术】
[0002] 发光二极管简称为LED，由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。它是 半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当 给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结 附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材 料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放 出的能量越多，则发出的光的波长越短。LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命 长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛 应用于各种指示、显示、装饰、背光源、特殊检测等领域。
[0003] 微流控芯片是将样本预处理、混合、反应、分离和检测等操作单元集成在一个或多 个芯片中的微分析系统，可使分析全过程自动完成，以代替传统的实验室工作。微流控芯片 具有样品用量少、操作简单且可多次使用，并能在较短的时间内精确完成从样品制备到结 果显示的全过程，能有效地克服传统的实验室工作中手工操作带来的实验误差。
[0004] 现在用于微流控芯片生化检测的LED光源，常规是4-5颗单色光阵列方式，只能实 现单波长检测，检测项目少，且不能消除光源波动带来的影响，限制了微流控芯片在生化检 测中的应用。
[0005] 专利CN201075029Y公开了一种单光源单光路双波长检测装置，主要是通过光束整 形器将光源发出的连续光变为平行光照射到检测池上，经过检测池的检测光照射到分光棱 镜上，变为两束平行光，分别经过两块滤光片后照射到两个相应的光路检测器上，该检测装 置结构简单，抗干扰能力比双光路双波长检测器好，但可实现的检测波长受到滤光片的限 制，检测范围有限。
【发明内容】
[0006] 为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种LED光源耦合集成模块，包括LED光 源主体、至少2种单色光LED、分光片、光源输出通道，所述的LED光源主体设置有光源输出通 道，光源从所述的单色光LED发射出，通过分光片耦合后形成复色光，经光源输出通道输出。
[0007] 本发明还一方面具体提供一种LED光源耦合集成模块，该模块中包括LED光源主 体、至少2种单色光LED、分光片、光源驱动板、光源输出通道，所述的LED光源主体两侧设置 光源驱动板，轴线位置设置有固定板与光源输出端形成的光源输出通道，所述的固定板上 开设有供单色光LED发射光线透入的贯穿孔，所述的单色光LED分为两列，分别固定在LED光 源主体中的光源驱动板和固定板之间，所述的分光片分布在光源输出通道的固定板之间。
[0008] 本发明所述的一种LED光源耦合集成模块中，所述的贯穿孔等距离同轴分布。
[0009] 本发明所述的一种LED光源耦合集成模块中，包含2-10种单色光LED，优选包括4-9 种单色光LED，所述的单色光LED选自波长为320-900nm的单色光，自光源输出端起，按波长 大小顺序排列在LED光源主体两侧，优选按波长从小到大的顺序排列在LED光源主体两侧。
[0010] 本发明所述的一种LED光源耦合集成模块中，所述的分光片与单色光LED相对应， 选自320-900分光片，入射角45°，所述分光片选自金属膜分光片和介质膜分光片，优选介质 膜分光片。单色光LED发出的光由对应的贯穿孔射入后，与相应的分光片呈45°角，经分光片 反射后的光线指向光源输出端。以340分光片为例，小于340nm的入射光被反射，大于340-800nm的入射光透射，其他类推。
[0011] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的单色光LED有9种，其发射的光波长分别 为340、405、450、505、546、600、660、700、800nm，自光源输出端起，9种单色光LED按波长从小 到大的顺序排列在LED光源主体两侧；所述的分光片自靠近光源输出端依次为340、405、 450、505、546、600、660、700、800介质膜分光片，入射角为45°。
[0012] 本发明所述的一种LED光源耦合集成模块中，用于微流控芯片生化检测时采用后 分光方式。
[0013] 本发明所述的一种LED光源耦合集成模块密封在暗盒内，由恒流脉冲驱动。优选 的，所述的恒流脉冲的条件为:正向脉冲时间为1 〇ys，脉冲占空比为1 %。
[0014] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的一种LED光源耦合集成模块密封在黑色 Ρ0Μ中，但LED光源耦合集成模块的密封暗盒并不限于黑色Ρ0Μ，还可以采用其他等效材料， 如黑色ABS、黑色PE、发黑氧化铝合金等。
[0015] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的光源驱动板下方可设散热板，将LED发光 产生的热量及时有效地散去。
[0016] 本发明的另一方面是提供了所述的一种LED光源耦合集成模块在微流控芯片生化 检测中的应用。所述的一种LED光源耦合集成模块的工作原理为:光源驱动板提供恒流脉冲 信号，单色光LED开启，发射出的光线经分光片耦合后形成复色光输出，通过微流控芯片，即 形成检测光束通过比色样品，检测样品的吸光度。本发明提供的一种LED光源耦合集成模块 可满足用户至少5年的使用需求。
[0017] 本发明的另一方面是提供了一种生化分析装置，包括至少一个检测槽的微流控芯 片，将光照射在芯片检测槽中的光源部、用于接受透过检测槽光的探测部;其中，所述光源 部包括本发明所述的用于芯片检测的LED光源耦合集成模块。优选的，本发明所述的生化分 析装置可以为便携式生化分析装置，例如专利CN104833812A中描述。
[0018] 本发明的另一方面是提供一种耦合复色光多波长生化检测方法，利用本发明所述 的一种LED光源耦合集成模块和微流控芯片，将样品放置于微流控芯片，使用所述的LED光 源耦合集成模块产生耦合复色光照射样品，由检测器检测多种波长的吸光度，根据朗伯-比 耳定律计算被测物质的浓度。
[0019] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的耦合复色光多波长生化检测方法为耦合 复色光双波长检测，将样品放置于微流控芯片，使用所述的LED光源耦合集成模块产生复色 光照射样品，由检测器检测两种波长的吸光度，根据朗伯-比耳定律计算被测物质的浓度。
[0020] 在本发明的一个【具体实施方式】中，所述的耦合复色光多波长生化检测方法为耦合 复色光三波长检测，将样品放置于微流控芯片，使用所述的LED光源耦合集成模块产生复色 光照射样品，由检测器检测三种波长的吸光度，根据朗伯-比耳定律计算被测物质的浓度。
[0021] 本发明的另一方面是提供一种LED光源耦合集成模块在制备生化检测仪器中的应 用。
[0022] 本发明提供的一种LED光源耦合集成模块，结构简单，将单色光耦合形成复色光 后，可检测项目多，可实现多波长检测，可消除光源波动带来的影响，恒流脉冲驱动时单位 面积内光强值稳定，确保了检测结果的准确和稳定，减小了光源对于微流控芯片在生化检 测领域中的应用限制。本发明利用上述LED光源耦合集成模块提供了一种耦合复色光多波 长检测方法，可提高样品检测结果的精确度和稳定性，也可同时实现对共存组分不分离定 性定量检测，有效排除干扰组分的影响或同时测定混合物样品中多种待测物质的浓度，省 时省力，降低了噪声，精简了分析检测的步骤，提高了分析检测的精确度和效率。
【附图说明】
[0023] 图1所示为本发明实施例1提供的一种LED光源耦合集成模块的结构示意图；其中， 1-LED光源主体，2-单色光LED，3-分光片，4-光源驱动板，5-光源输出通道。
[0024] 图2所示为本发明实施例2提供的耦合复色光三波长检测Ca2+小球的吸光度-浓度 标准曲线。
[0025] 图3所示为本发明实施例2提供的耦合复色光三波长检测Ca2+小球浓度的线性