一种全内反射检测工作平台的使用方法与流程

本发明涉及一种一体机的工作平台及使用方法，更为具体地讲是属于医疗设备体外诊断领域的一种集成化全内反射微流控芯片检测一体机的检测工作平台的使用方法。

背景技术：

全内反射荧光显微术是近年来新兴的一种光学成像技术，它利用全内反射产生的渐逝场来照明样品，从而致使在百纳米级厚的光学薄层内的荧光团受到激发，荧光成像的信噪比很高。这种方法的成像装置简单，极易和其它成像技术、探测技术相结合。目前已成功的实现100 nm甚至更低的空间分辨率。而目前微流控芯片得到了迅速发展，而今天阻碍微流控技术发展的瓶颈仍然是应用方面的问题。全内反射光学检测技术就是一项符合与微流控芯片集成的光学检测技术，目前已经被细胞生物学家和神经科学家广泛应用，成为了细胞-基底接触区域内的丰富的细胞生命活动最强有力的探测方法。如细胞膜内蛋白质的动力学过程，基底附近的细胞骨架，细胞运动等。

全内反射荧光显微技术依赖于斜射光线在两种不同折射率光学介质表面产生的极浅的消逝波。该效应产生的条件是入射介质折射率大于折射介质，并且斜射照射到光学界面时入射角大于全反射临界角。其显微镜技术分为棱镜型和物镜型。对物镜型全内反射荧光显微技术，显微镜的物镜既作为收集样品荧光信号的接受器，同时又作为发生全反射的光学器件。因此，加工难度和生产成本，都比较高。为降低集成化全内反射微流控芯片检测一体机的制造成本，需要一种易于加工，构造简单，成本较低的全内反射检测工作平台及使用方法。

为解决一种集成化全内反射微流控芯片检测一体机的这一难题，需要我们提供一体机的倒置式检测工作平台的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供集成化全内反射微流控芯片检测一体机使用的检测工作平台及使用方法。

本发明的目的技术方案为：一种全内反射检测工作平台的使用方法，使用的工作平台由接收装置、载物台和全内反射棱镜组成，其特征在于：检测工作平台分为倒置式和正置式两种。倒置式为：接收装置安装在载物台下方的位置处，载物台下方的表面安装有独立、可拆卸的全内反射棱镜。此设计，避免了以往将待检测物与全内反射棱镜加工在一起，检测一次用掉一个全内反射棱镜，造成检测费用很高。现在设计将原来检测耗材的全内反射棱镜改为常用的部件，大大降低了加工和使用成本。在载物台上方的位置处安装有显微镜镜头装置。或正置式为：接收装置安装在载物台上方的位置处，载物台上方的表面安装有独立、可拆卸的全内反射棱镜，在载物台下方的位置处还安装有显微镜镜头装置。

所述接收装置在朝载物台方向的顶端，安装有透镜和滤光片，能够接收聚焦和筛选的全内反射荧光信号。所述载物台正中间部位是上下贯通的长方形的检测窗，在检测窗内边四周加工有上下活动的凸出的2mm~10mm宽0.35mm厚的芯片槽。芯片槽的作用在于面积小的芯片的放置承载作用，不至于掉下检测窗。以及对有凸出芯片底片的检测芯片的下降位置的限位作用，不至于检测芯片朝下凸出载物台的下表面超过检测芯片的1/2厚，保障检测芯片与全内反射棱镜固定后的稳定。放在芯片槽中的检测芯片通过长方形的检测窗长边两端头安装的芯片下卡具和芯片上卡具，能够将芯片液体检测区待检的一面朝上或朝下放置，且能平齐或凸出载物台的表面，满足实现与全内反射棱镜的紧密贴合。所述载物台下表面或上表面，在长方形的检测窗的长边两侧，加工有四个棱镜紧固装置。四个棱镜紧固装置通过拉伸紧固连杆，与载物台另一侧的表面上对应安装的四个棱镜卡具紧固器相连，夹紧固定载物台表面的全内反射棱镜。能够将全内反射用的高折射率全内反射棱镜的表平面与检测芯片的芯片液体检测区待检的一面紧贴在一起，保证全内反射光的产生。

所述载物台的两侧加工安装有左右传动装置和前后传动装置。所述芯片下卡具和芯片上卡具是由透明的材料加工的，保证了最大限度地不影响检测，起固定检测芯片的作用。芯片下卡具和芯片上卡具内部加工有电传操控的上下调整滑轨槽，检测芯片的芯片封装片能够插入上下调整滑轨槽中，上下调整高度。或者由于检测芯片面积太小，只能放入芯片槽中，芯片槽插入上下调整滑轨槽中，上下调整高度。芯片下卡具和芯片上卡具的紧固操作，能够通过电动自动化紧固。

其特征在于，使用的方法如下。

第一步，选择全内反射棱镜。根据需要检测的荧光波长，确定激发波长所对应的全内反射棱镜。

第二步，安装。先将检测芯片的芯片液体检测区待检面朝向载物台安装全内反射棱镜的一面，放置检测芯片于检测窗中，将芯片封装片的两头插入芯片卡具的上下调整滑轨槽中。或放置检测芯片于检测窗中的芯片槽中，将芯片槽的两头插入芯片卡具的上下调整滑轨槽中。将选择的全内反射棱镜通过四个棱镜紧固装置，安装在载物台上。

第三步，贴合。先通过棱镜卡具紧固器夹紧固定载物台表面的全内反射棱镜；再通过芯片下卡具和芯片上卡具内部电传操控的上下调整滑轨槽（17），上下调整检测芯片的高度，使全内反射棱镜的表平面与检测芯片的芯片液体检测区待检面紧贴在一起。

第四步，测定。调整激发光角度至激发光垂直进入全内反射棱镜侧面，并产生全反射，通过接收装置获取检测信号。全反射检测测定完后，升降载物台，用显微镜镜头装置检测检测芯片的芯片液体检测区。或者，全反射检测测定完后，先将全内反射棱镜拆除，将检测芯片翻面，使芯片液体检测区面朝向显微镜镜头装置，重新安装检测芯片。满足显微镜镜头装置的聚焦，进行常规荧光或相差影像信号的检测。

上述技术方案中，所述全内反射棱镜是由能与水溶液界面产生全内反射的高折射率材质加工的。此设计是与全内反射检测一体机配套，以用不同规格的全内反射棱镜的模块化设计，来降低全内反专用射镜头的高昂成本。所述全内反射棱镜呈顶面和底面正四方形，四个侧面呈梯形的棱台形状，棱台底面的边长小于长方形的检测窗的长边边长。边长大小设计目的在于全内反射棱镜和检测芯片的固定相互不影响。全内反射棱镜的棱台的倾斜角度分为多个规格。根据检测不同荧光的需要，全内反射的入射激发光的波长不同，因此，全内反射棱镜根据全内反射的入射激发光的波长，其棱台的倾斜角度分为多个规格，这样保证了入射光垂直进入全内反射棱镜的侧面。所述棱镜紧固装置与全内反射棱镜的底部四个棱角接触，棱镜紧固装置的接触面能够根据全内反射棱镜的四个棱的倾斜角度弹性变化，与全内反射棱镜的底部四个棱角紧密相贴。棱镜卡具紧固器是四个微型马达，通过机械传动能够伸缩棱镜紧固装置的长度。

上述技术方案中，所述显微镜镜头装置安装有不同倍数的物镜镜头、可见光及荧光发生器的光路和相应的滤光片，显微镜镜头装置按照倒置或正置荧光显微镜规格和物镜光路，安装有不同倍数的物镜镜头、可见光及荧光发生器的光路和相应的滤光片，具有荧光显微镜和相差显微镜功能，能够实现荧光显微镜和相差显微镜功能。所述接收装置是全内反射接收镜头，或是电荷耦合元件CCD、或是光电倍增管PMT。

本发明相对于现有技术具有如下优点。

（1）因为与本发明配套的一体机的全内反射激发光的激光发生器角度可调，不需要载物台的角度调整，大大减低了载物台的复杂程度和成本，同时，本发明采用使用不同规格的全内反射棱镜，来完成检测任务，能够快速地调整全内反射入射角，对检测芯片的适应性强。

（2）本发明检测平台能够用全内反射技术检测又能用常规显微镜检测，实现一机多用，一机联测多种不同的检测信号的要求。

附图说明

图1为本发明的一种倒置式型号的主视示意图。

图2为本发明图1倒置式载物台仰视示意图。

图3为本发明图1倒置式载物台俯视示意图。

图4为本发明倒置式载物台A-A截面剖视示意图。

图5为本发明的一种正置式型号的主视示意图。

图6为本发明图5正置式载物台俯视示意图。

图7为本发明正置式载物台A-A截面剖视示意图。

图8为本发明正置式载物台的芯片上卡具放大剖视示意图。

其中：1.接收装置；2.透镜和滤光片；3.芯片下卡具；4.左右传动装置；5.芯片上卡具；6.检测芯片；7.显微镜镜头装置；8.芯片液体检测区；9.载物台；10.前后传动装置；11.全内反射棱镜；12.芯片槽；13.棱镜紧固装置；14.棱镜卡具紧固器；15.拉伸紧固连杆；16检测窗；17.上下调整滑轨槽；18.芯片封装片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明加以说明。

参照图1至图8的形状结构，一种全内反射检测工作平台，由接收装置1、载物台9和全内反射棱镜11组成，其特征在于：检测工作平台分为倒置式和正置式两种。倒置式为：接收装置1安装在载物台9下方的位置处，载物台9下方的表面安装有独立、可拆卸的全内反射棱镜11；在载物台9上方的位置处安装有显微镜镜头装置7。或正置式为：接收装置1安装在载物台9上方的位置处，载物台9上方的表面安装有独立、可拆卸的全内反射棱镜11，在载物台9下方的位置处还安装有显微镜镜头装置。

所述接收装置1在朝载物台方向的顶端，安装有透镜和滤光片2，能够接收聚焦和筛选的全内反射荧光信号。所述载物台9正中间部位是上下贯通的长方形的检测窗16，在检测窗16内边四周加工有上下活动的凸出的2mm~10mm宽0.35mm厚的芯片槽12。放在芯片槽12中的检测芯片6通过长方形的检测窗16长边两端头安装的芯片下卡具3和芯片上卡具5，将芯片液体检测区8待检的一面朝上放置，或朝下放置，且能平齐或凸出载物台9的表面，满足于全内反射棱镜的紧密贴合。所述载物台9下表面或上表面，在长方形的检测窗16的长边两侧，加工有四个棱镜紧固装置13。四个棱镜紧固装置13通过拉伸紧固连杆15与载物台9另一侧表面对应加工安装的四个棱镜卡具紧固器14相连，夹紧固定载物台9表面的全内反射棱镜11。能够将高折射率的全内反射棱镜11的表平面与检测芯片6的芯片液体检测区8待检的一面紧贴在一起。

进一步的，所述载物台9的两侧加工安装有左右传动装置4和前后传动装置10。所述芯片下卡具3和芯片上卡具5是由透明的材料加工的，保证了最大限度地不影响检测，起固定检测芯片的作用。芯片下卡具3和芯片上卡具5内部加工有电传操控的上下调整滑轨槽17，检测芯片6的芯片封装片18能够插入上下调整滑轨槽17中，上下调整高度。或者由于检测芯片6面积太小，只能放入芯片槽12中，芯片槽12插入上下调整滑轨槽17中，上下调整高度。芯片下卡具3和芯片上卡具5的紧固操作，通过电动自动化紧固。

进一步的，所述全内反射棱镜11是由能与水溶液界面产生全内反射的高折射率材质加工的。所述全内反射棱镜11呈顶面和底面正四方形，四面呈梯形的棱台形状，底面边长小于长方形的检测窗16的长边边长。全内反射棱镜11的棱台的倾斜角度分为多个规格。所述棱镜紧固装置13与全内反射棱镜11的底部四个棱角接触，棱镜紧固装置13的接触面能够根据全内反射棱镜11的四个棱的倾斜角度弹性变化，与全内反射棱镜11的底部四个棱角紧密相贴。棱镜卡具紧固器14是四个微型马达，通过机械传动能够伸缩棱镜紧固装置13的长度。

进一步的，所述显微镜镜头装置7按照正置或倒置荧光显微镜规格和物镜光路，安装有不同倍数的物镜镜头、可见光及荧光发生器的光路和相应的滤光片，具有荧光显微镜和相差显微镜功能。所述接收装置1是全内反射接收镜头，或是电荷耦合元件CCD、或是光电倍增管PMT。

使用的方法如下。

第一步，选择全内反射棱镜11。根据需要检测的荧光波长，确定激发波长所对应的全内反射棱镜11。

第二步，安装。先将检测芯片6的芯片液体检测区8待检面朝向载物台9安装全内反射棱镜11的一面，放置检测芯片6于检测窗16中，将芯片封装片18的两头插入芯片卡具的上下调整滑轨槽17中。或放置检测芯片6于检测窗16中的芯片槽12中，将芯片槽12的两头插入芯片卡具的上下调整滑轨槽17中。将选择的全内反射棱镜11通过四个棱镜紧固装置13，安装在载物台9上。

第三步，贴合。先通过棱镜卡具紧固器14夹紧固定载物台9表面的全内反射棱镜11；再通过芯片下卡具3和芯片上卡具5内部电传操控的上下调整滑轨槽17，上下调整检测芯片6的高度，使全内反射棱镜11的表平面与检测芯片6的芯片液体检测区8待检面紧贴在一起。

第四步，测定。调整激发光角度至激发光垂直进入全内反射棱镜11侧面，并产生全反射，通过接收装置1获取检测信号。全反射检测测定完后，升降载物台9，用显微镜镜头装置7检测检测芯片6的芯片液体检测区8。或者，全反射检测测定完后，先将全内反射棱镜11拆除，将检测芯片6翻面，使芯片液体检测区8一面朝向显微镜镜头装置，重新安装检测芯片6。满足显微镜镜头装置7的聚焦，进行常规荧光或相差影像信号的检测。