本实用新型涉及PCR检测装置技术领域，具体的说涉及一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪。
背景技术：
在分子生物学领域，PCR 反应是常用的实验技术，PCR 反应即聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)，是体外酶促合成特异 DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温重组及适温延伸组成一个周期，重复循环该周期，使目的 DNA 得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点，它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析还可用于疾病的诊断。实时荧光定量PCR （Quantitative Real-time PCR）是一种在DNA扩增反应中，以荧光化学物质测每次聚合酶链式反应（PCR）循环后产物总量的方法，通过内参或者外参法对待测样品中的特定DNA序列进行定量分析的方法。
传统的荧光探测装置的PCR仪，由于激发光源从试剂管顶部照射，激发出的荧光需要反射到顶部进行探测，因此试剂管顶部设置有热盖，且必须使用顶部高透明的试剂管或试剂板，为避免激发光路与荧光光路相互干涉，需使用分光镜等光学元件，整个光路设计比较复杂，体积较大，成本昂贵；此外，检测操作复杂。鉴于此公开号为CN103820306的专利提供一种了解决方案，在插槽本体上开设数个用于放置 PCR 反应管的插孔，插孔为沿竖直方向的通孔，并且插槽本体的侧面具有与插孔一一对应且相互连通的通光孔，通过插槽侧面的各个通光孔的激发光来激发 PCR 反应管内反应液的荧光，这样就可以将PCR仪器的光源设置在插槽的侧面，而不需要将激发光源设置在插槽的顶部避免了激发光路与荧光光路相互干涉，简化了光路的设计，同时，检测操作简单方便。但现有激发光路多采准直匀光方案进行设计，需要使用大量的透镜或反射镜，其光路设计复杂，成本高、装配难度高。
有鉴于此，如何优化光学系统设计，特别是激发光路设计，降低光学系统成本、降低装配难度就成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题在于：怎样提供一种结构简单、便于实现的光学系统，优化激发光路结构及工艺、降低PCR仪成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案。
一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪，包括箱体，设置在所述箱体内的试剂槽，所述试剂槽上设有用于放置PCR反应管的插孔，所述插孔为沿竖直方向的通孔，所述试剂槽的侧面具有与所述插孔垂直正对且相互连通的通光孔，还包括置于所述插孔下方镜头朝向所述插孔的摄像头组件和设置于所述通光孔前端正对所述通光孔的LED灯，其特征在于，所述LED灯与所述通光孔之间间隔设置有激发滤光片与散射片。
这样，本实用新型提供的PCR仪的激发光路由LED、激发滤光片和散射片构成，LED灯向通光孔方向发出的光经激发滤光片过滤后得到需要的指定波段的光，后经散射片匀光即可得到均匀的激发光，达到传统的准直匀光方案相同的激发效果；该光路其使用的光学元件少，其结构简单，成本相对于采用数量较多的光学透镜或反射镜构成的准直匀光方案低。可以理解的是，将散射片与激发滤光片交换位置也可亦实现上述方案，达到简化光路的作用。
作为优化，所述LED灯与所述通光孔之间依次设置有所述激发滤光片和所述散射片，所述散射片与所述通光孔之间设有导光柱。
这样，导光柱可以提高经过散射片到达试剂槽插孔的激发光的光强，且更聚光。LED灯发出的光先经过激发滤光片就可以直接得到所需波段的光，在激发滤光片的选用方面结合选定的LED灯和所需波段激发光可直接选定。
作为优化，所述LED灯为炮弹型LED灯。
这样，炮弹型LED灯具有指向性，LED发出的光绝大部分能通过激发滤镜和散射片，插孔端光功率相同的情况下炮弹型LED较小的功率即能满足要求，大大降低了LED选型和驱动电路设计难度。
作为优选，所述摄像头组件包括定焦镜头、发射滤镜与PCBA。
这样，采用定焦镜头代替现有PCR仪使用的普通的广角镜头，避免了荧光成像图片的畸变，大大提高了图片的成像质量，解决了边沿孔的成像畸变问题。
作为优化，所述摄像头组件的定焦镜头下端通过镜头安装座与箱体的基板连接，所述镜头安装座置于所述基板上方，所述基板与所述镜头安装座沿所述插孔轴线垂直方向设置，所述基板与所述镜头安装座设置于所述试剂槽下方，所述定焦镜头与所述镜头安装座之间通过螺纹连接，所述定焦镜头与所述镜头安装座连接处设有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述定焦镜头周向的外螺纹连接，所述锁紧螺母一端面与所述镜头安装座朝向所述定焦镜头上端的一侧面贴合。
这样，定焦镜头与镜头安装座通过螺纹连接，可以实现定焦镜头的快速更换和调节定焦镜头相对镜头安装座的伸出的高度，实现焦距的调节，锁紧螺母的设置防止定焦镜头与所述镜头安装座螺纹连接松动，实现锁紧。
作为优选，所述定焦镜头上端设置有端盖，所述端盖沿所述定焦镜头轴向设有透光孔，所述透光孔在远离所述定焦镜头一侧设置有玻璃板。
这样，端盖可以起到遮光作用，防止环境光产生干扰，玻璃板透光，设置在镜头上方，可以起到防尘，保护镜头的作用。
作为优选，所述端盖与所述定焦镜头通过连接座连接，所述连接座下端的周向内表面与所述定焦镜头螺纹连接，所述连接座上端的周向外表面与端盖螺纹连接，所述端盖与所述定焦镜头间设置固定块，所述固定块两端面分别与所述定焦镜头朝向所述插孔一侧的端面和所述端盖上用于与所述连接座上端周向外表面连接的内螺孔的底面贴合，所述固定块上设有与所述透光孔同轴的光通道，所述光通道上设有发射滤镜。
这样，发射滤镜的设置可以滤掉荧光之外的干扰光，连接座的设置使得端盖连接尺寸不受定焦镜头的连接尺寸限制，减少端盖设计加工难度。
作为优化，所述固定块与所述端盖内螺孔螺纹连接。
这样，将固定块和内螺孔通过螺纹连接，可先将其装配为模块，模块安装和更换更为便捷。
作为优选，，所述摄像头为COMS摄像头，所述镜头安装座与所述基板之间设有安装板，所述基板上开设凹槽，所述COMS摄像头的PCBA安装于所述安装板靠近所述基板一侧，所述COMS摄像头的PCBA置于所述凹槽内。
这样，将带有COMS的PCBA置于基板的凹槽内使得整个装置结构紧凑， COSM的PCBA处于凹槽构成的密闭腔体内不易被损坏，同时，安装板与镜头安装座位置可以调整，摄像头组件调测更为方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪激发光路部分的结构示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪荧光光路部分的结构示意图。
其中，1为LED灯、2为激发滤光片、3为散射片、4为导光柱、5为定焦镜头、6为镜头安装座、7为锁紧螺母、8为连接座、9为固定块、10为发射滤镜、11为端盖、12为玻璃板、13为安装板、14为PCBA、15为箱体、16为PCR反应管、17为试剂槽、18为基板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作在本实施例中详细说明。
请参阅图1至图3，图1为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪的结构示意图，图2为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪激发光路部分的结构示意图，图3为本实用新型实施例一提供的一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪荧光光路部分的结构示意图。
本实用新型提供了一种90度LED垂直照明荧光定量PCR仪，包括箱体15，设置在箱体15内的试剂槽17，试剂槽17上设有放置PCR反应管16的插孔，插孔为沿竖直方向的通孔，试剂槽17的侧面具有与插孔对应且相互连通的通光孔，还包括置于插孔下方镜头朝向插孔的摄像头和设置于通光孔前端正对通光孔的LED灯1，LED灯1为炮弹型LED灯，LED灯1与通光孔之间间隔设置有激发滤光片2与散射片3。在本实施例中将具发光角度较小的炮弹型LED灯作为激发光源，具体的选用发光角度为20度的炮弹型LED灯，其灯头朝向通光孔，炮弹型LED灯发出的光经过激发滤光片2得到一定波段的光，再经过散射片3匀光得到需要的均匀的激发光。可以理解的是LED灯1采用非炮弹型LED及将激发滤光片2与散射片3交换位置也可得到均匀的激发光。炮弹型LED灯设在灯座内，灯座朝向通光孔一侧设有凸台，灯前座上设有与凸台配合凹槽，激发滤光片2与散射片3被压在凸台与凹槽之间定位，灯前座内设通孔以便激发光通过。
本实施例提供荧光定量PCR仪，由LED灯1、激发滤光片2和散射片3组成激发光路，可得到均匀的激发光，达到传统的准直匀光方案相同的激发效果；其使用的光学元件少、结构简单，相对于现有技术使用多光学元件构成匀光准直激发、成本低、装配更方便、更易实现。
在本实施例中， LED灯1与通光孔之间依次设置有激发滤光片2和散射片3，散射片3与通光孔之间设有导光柱4。导光柱4提高到达插孔端激发光的光强、且具备一定聚光性，达到更优的激发效果。导光柱4设置在灯前座与灯前座压块之间，灯前座压块朝向与通光孔一侧端面靠近通光孔端面，激发光路处于灯座，灯前座，灯前座压块内部的孔形成的光通道中，避免的环境光的引入对激发光和激发荧光造成干扰。LED灯1发出的光先经过激发滤光片2就可以直接得到所需波段的光，在激发滤光片的选用方面结合选定LED灯1和所需波段的激发光可直接选定。
在本实施例中，摄像头组件包括定焦镜头5、发射滤镜10与PCBA14。定焦镜头5代替现有PCR仪中使用的普通的广角镜头，避免了荧光成像图片的畸变，大大提高了图片的成像质量，解决了边沿孔的成像畸变问题。发射滤镜的设置可以滤掉荧光之外的干扰光。
在本实施例中，定焦镜头5下端通过镜头安装座6与箱体15的基板18连接，镜头安装座6置于基板18上方，基板18与镜头安装座6沿插孔轴线垂直方向设置，基板18与镜头安装座6设置于试剂槽17下方，定焦镜头5与镜头安装座6之间通过螺纹连接，定焦镜头5与镜头安装座6连接处设有锁紧螺母7，锁紧螺母7与所述定焦镜头5周向的外螺纹连接，锁紧螺母7一端面与镜头安装座6朝向定焦镜头5的一侧面贴合。本实施例中箱体15为长方体，18为箱体竖直方向上底板，试剂槽17与箱体的顶板相连，基板18上连接有镜头安装座6，镜头安装座6通过螺钉紧固在基板18上，镜头安装座6上设有螺纹孔与定焦镜头5连接，将定焦镜头5旋入或拧出镜头安装座6上螺纹孔可以控制定焦镜头5镜面与PCR反应管16竖直方向的距离，实现了焦距的调节。螺纹安装结构也便于拆卸。定焦镜头5还设有锁紧螺母7，其在调节完成后实现定焦镜头5镜头安装座6之间的紧固连接，防止螺纹连接松动。
在本实施例中，定焦镜头5朝向插孔一侧设置有端盖11，端盖11沿定焦镜头5轴向设有透光孔，透光孔在透光孔远离定焦镜头5一侧设置有玻璃板12。端盖11与定焦镜头5通过连接座8连接，连接座8下端的周向内表面与定焦镜头5螺纹连接，连接座8上端的周向外表面与端盖11螺纹连接，端盖11与定焦镜头5间设置固定块9，固定块9两端面分别与定焦镜头5朝向插孔一侧的端面和端盖11上用于与连接座8上端周向外表面连接的内螺孔的底面贴合，固定块9上设有与透光孔同轴的光通道，光通道上设有发射滤镜10。端盖11实现了定焦镜头5镜面的保护，玻璃板12可以起到防尘的作用，同时端盖11还可起到遮光的作用的，将定焦镜头5的轴向以外方向的来光隔绝，减小环境光的干扰。连接座8的设置使得端盖11的尺寸不受定焦镜头的连接尺寸限制，减少端盖的设计加工难度，将固定块9压在端盖11和定焦镜头5之间，其上设有发射滤镜10，发射滤镜10用于过滤荧光之外的干扰光，这样接收光路结构更为紧凑，同时可以对发射滤镜10起到保护、避免损伤。
在本实施例中，固定块9与端盖11螺纹连接。将固定块9装上发射滤镜10后，通过螺纹与端盖11连接，将端盖11和固定块9、发射滤镜10构成一个整体，便于装配，亦可防止由于端盖11与定焦镜头5之间的连接不紧密导致的固定块9松动，损坏发射滤镜10。
在本实施例中，摄像头为COMS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）摄像头，镜头安装座6与基板18之间设有安装板13，基板18上开设凹槽，COMS摄像头的PCBA14安装于安装板6靠近基板18一侧，COMS摄像头的PCBA14置于凹槽内。COMS摄像头采用CMOS图像传感器的摄像头，该相对于CCD(Charge Coupled Device)摄像头的成本低，整合度高、运用广泛。COMS摄像头的PCBA14通过螺钉与安装板13连接，并处于基板18的凹槽内，这样设计使得PCBA14处于凹槽和安装板13构成的空腔内，不易被损坏，整个装置结构紧凑，同时，安装板与镜头安装座位置可以调整，摄像头组件调测更为方便。