6中，在二维扫描振镜6中二次反射后经由扫描透镜7聚焦到带有荧光标记物的被测微孔滤膜8表面;激发的荧光依次经由扫描透镜7汇聚，二维扫描振镜6反射，二向分色镜5透射，第二组滤光片42的过滤，透镜9的汇聚，最终经由第二光阑10形成的共焦孔空间过滤后，投射到光电探测器11中，投射到光电探测器11中光信号经所述光电探测器11转换为模拟电信号，并进行信号的初步放大。
[0030]所述控制单元包括二维振镜控制卡12、数据采集卡13和终端控制器14;所述控制单元用于控制所述二维扫描振镜6和所述扫描透镜7的摆动、被测微孔滤膜8表面荧光信号的采集和信号的A/D转换及处理;所述终端控制器14设定所述二维扫描振镜6和所述扫描透镜7扫描的具体波形、频率、幅值以及数据采集卡13的采样率，从而控制所述数据采集卡13、所述二维扫描振镜6和所述扫描透镜7同步工作;所述数据采集卡13完成对所述光电探测器11输出模拟电信号转换为数字电信号，并将数据传输给终端控制器14进行处理，进行二维图像还原，显示生成目标完整图像。
[0031]利用本发明检测系统完成对荧光微球和大肠杆菌的快速扫描检测，获得检测图像，具体检测步骤如下:
[0032]选取荧光标记物SYT09标记细菌溶液，在常温下进行避光孵化后，用孔径0.4um的黑色、低背景荧光滤膜作为被测微孔滤膜8进行过滤，截留大肠杆菌与该滤膜8上，对于荧光微球同样操作，而后把该滤膜8置于检测系统的平台中，如图1所示。其检测流程如图2所示，终端控制器14(PC机)控制激光器I点亮，发射488nm波长的激光，激光经准直镜准直后，形成平行光，在扩束镜2中，根据公式d = 0.61 Af/D，λ代表入射激光波长，D代表光束直径，d代表光斑直径，f代表焦距，对光束进行扩束，扩大三倍光束直径，而后通过第一光阑3，限制进入的杂散光，在通过中心波长为488nm的第一组滤光片41，对入射光进行过滤，而后经水平光轴成45°放置的二向分色片5进行反射，进入二维扫描振镜6中，其中的X轴振镜通过快速摆动，以50HZ频率，幅值0.4V，三角波形进行运动，把入射光反射入Y轴振镜中，Y轴振镜以
0.05HZ，幅值0.4V，三角波形进行运动，同时数据采集卡13的采样率设置为400K，光束随后通过扫描透镜7进行汇聚，汇聚成光斑大小为9um大小的艾里斑，从而形成扫描线图，如图3所示，焦平面位于25.9mm处，激光激发生物样品后，生物分子光吸收后进行能级跃迀，释放出荧光，荧光通过扫描透镜7进行收集，而后通过原光路双振镜(即二维扫描振镜6)，反射进入二向分色镜5，透过二向分色镜5，经第二组滤光片42过滤，透镜9汇聚，而后通过由第二光阑10形成的共焦孔，该共焦孔可以保证其他杂散光信号在穿过针孔时会被挡住，而后荧光被光电倍增管11接收，并把光信号转化为模拟电信号，并进行信号的放大，放大后的模拟电信号，通过数据采集卡13的输入端接收，把模拟电信号转换为数字电信号，通过LABVIEW程序进行信号的采集及保存。而后在PC机14中进行信号的处理，包括滤波，阈值算法等，最终完成微生物样本的计数及二维图像的显示，检测所获得的荧光微球图和大肠杆菌图分别如图4和图5所示。
[0033]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种痕量微生物快速检测系统，包括扫描单元和控制单元，其特征在于: 所述扫描光路单元包括激光器(I)、扩束镜(2)、第一光澜(3)、第一组滤光片(41)、第二组滤光片(42)、二向分色镜(5)、二维扫描振镜(6)、扫描透镜(7)、透镜(9)、第二光阑(10)和光电探测器(11);所述激光器(I)的波长与被测微生物所使用的荧光标记物相匹配;激光束经所述扩束镜(2)扩束及所述扫描透镜(7)聚焦后，形成的聚焦光斑直径为5-20μπι;所述二向分色镜(5)在光路中呈45°设置，所述二向分色镜(5)对激光束的反射率大于90 %，所述二向分色镜(5)对激发产生的焚光透射率大于90% ；所述二维扫描振镜(6)的光出射口相对所述扫描透镜(7)的入光口之间的距离小于20mm;所述扫描透镜(7)的焦距大于1mm;所述第二光阑(10)位于所述透镜(9)的后焦平面上，所述第二光阑(10)的直径小于ΙΟΟμπι; 所述扫描光路单元用于对入射激光的过滤、光束的聚焦、光斑的移动、入射激光及荧光信号的分离、光电信号的转化;所述扫描光路单元中，激光器(I)发出的入射激光通过一准直镜进行激光准直形成平行光，再依次经扩束镜(2)进行扩束，由第一组滤光片(41)过滤，由二向分色镜(5)反射到二维扫描振镜(6)中，在二维扫描振镜(6)中二次反射后经由扫描透镜(7)聚焦到带有荧光标记物的被测微孔滤膜(8)表面;激发的荧光依次经由扫描透镜(7)汇聚、二维扫描振镜(6)反射、二向分色镜(5)透射、第二组滤光片(42)的过滤、透镜(9)的汇聚，最终经由第二光阑(10)形成的共焦孔过滤后，投射到光电探测器(11)中，投射到光电探测器(11)中光信号经所述光电探测器(11)转换为模拟电信号； 所述控制单元包括二维振镜控制卡(12)、数据采集卡(13)和终端控制器(14);所述控制单元用于控制所述二维扫描振镜(6)和所述扫描透镜(7)的摆动、被测微孔滤膜(8)表面荧光信号的采集和信号的A/D转换及处理;所述终端控制器(14)设定所述二维扫描振镜(6)和所述扫描透镜(7)扫描的具体波形、频率、幅值以及数据采集卡(13)的采样率，从而控制所述数据采集卡(13)、所述二维扫描振镜(6)和所述扫描透镜(7)同步工作;所述数据采集卡(13)完成对所述光电探测器(11)输出模拟电信号转换为数字电信号，并将数据传输给终端控制器(14)进行处理，最终显示微生物样本的二维图像。2.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述激光器(I)的激光波长范围为200?900nm。3.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述扫描光路单元中，激光束经所述扩束镜(2)扩束及所述扫描透镜(7)聚焦后，形成的聚焦光斑直径为5-10μπι。4.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述扫描光路单元中，所述二维扫描振镜(6)的光出射口相对所述扫描透镜(7)的入光口之间的距离小于I Omm。5.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述扫描光路单元中，所述扫描透镜焦距大于15mm。6.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述扫描光路单元中，所述光电探测器(11)为光电二极管或光电倍增管。7.根据权利要求1所述痕量微生物快速检测系统，其中，所述扫描光路单元中，所述扩束镜(2)用于对光束进行扩束，光斑直径d = 0.6 Uf/D，其中，λ代表入射激光波长，D代表光束直径，f代表焦距。
【专利摘要】本发明公开了一种痕量微生物快速检测系统，包括扫描单元和控制单元，扫描光路单元包括激光器、扩束镜、第一光澜、第一组滤光片、第二组滤光片、二向分色镜、二维扫描振镜、扫描透镜、透镜、第二光阑和光电探测器；扫描光路单元用于对入射激光的过滤、光束的聚焦、光斑的移动、入射激光及荧光信号的分离、光电信号的转化；控制单元包括二维振镜控制卡、数据采集卡和终端控制器；数据采集卡完成对光电探测器输出模拟电信号转换为数字电信号，并将数据传输给终端控制器进行处理，最终实现二维图像的显示。本发明主要用于对微孔滤膜表面附着的荧光染色的微生物个体进行检测计数，实现对痕量微生物的快速扫描检测。
【IPC分类】G01N21/64
【公开号】CN105675553
【申请号】CN201510932041
【发明人】李抄, 毛佳文, 陈锋, 顾彪, 吴太虎, 杜耀华, 李玲君
【申请人】中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月14日