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原文传递分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测方法与装置

专利名称：	分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测方法与装置
摘要：	本发明属于化学物质检测技术领域，可用于对物质的化学成分进行高灵敏度探测鉴别。本发明使用分光瞳光路和多个探测器同时探测不同波长下的荧光寿命及光谱信息。分光瞳光路设计有效分开荧光激发和收集光路，可屏蔽光路中其他光学元件自身激发出来的自发荧光信号，提高系统的信噪比，能对微弱的自发荧光光谱及荧光寿命进行高灵敏度的探测，具有探测精度高，探测速度快的特点。本发明的提出为待测物质荧光寿命及荧光光谱的高灵敏度便捷测量提供了可行途径，将在生物学、医学、材料科学等研究领域及临床医学诊断方面具有重要应用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	杨佳苗
发明人：	杨佳苗;龚雷;李静伟
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201810452892.7
公开号：	CN110487756A
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	201702 上海市青浦区徐泾镇联民路877弄13号1201室
主权项：	1.分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，包括脉冲激光光源，其特征在于：包括扩束镜、照明光瞳、收集光瞳、物镜、一号反射镜、分立荧光光谱及荧光寿命探测系统、信号采集器以及计算机；其中，在物镜的光瞳面上放置照明光瞳和收集光瞳；扩束镜、照明光瞳和物镜依次位于脉冲激光光源的光束出射方向上，扩束镜将脉冲激光光源发出的脉冲激光进行扩束，照明光瞳与脉冲激光光源同轴；一号反射镜位于收集光瞳之后，分立荧光光谱及荧光寿命探测系统位于一号反射镜的反射方向上，用于探测N个不同中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息；信号采集器将分立荧光光谱及荧光寿命探测系统测得的N个不同中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息转化后传输给计算机，由所述计算机分析得到不同波长对应的荧光寿命及相对荧光强度谱。 2.根据权利要求1所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：所述分立荧光光谱及荧光寿命探测系统包括（N-1）个二向色分光镜、N个窄带滤光片、N个光强传感器：由（N-1）个二向色分光镜将从待测样品激发出来的荧光光束进行（N-1）次分光，得到N路不同波长带的荧光光束；所述N路不同波长带的荧光光束分别经N个窄带滤光片滤光后由N个光强传感器探测接收，得到N个不同中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息；各窄带滤光片对应的中心波长为λn，带通宽度为δλn，其中，n=1, 2, …, N。 3.根据权利要求2所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：在所述N个光强传感器前分别加上会聚透镜和针孔：针孔放置在会聚透镜的焦点位置处，会聚透镜将各不同中心波长对应的荧光光束会聚后通过针孔进行空间滤波，由各光强传感器分别探测滤波后的荧光光强信息。 4.根据权利要求2或3所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：用多光强传感器组替代所述使用的N个光强传感器：多光强传感器组由N个光强传感器组成，用多光强传感器组中的各光强传感器分别探测得到对应中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息。 5.根据权利要求1所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：所述分立荧光光谱及荧光寿命探测系统包括（N-1）个二向色分光镜、N个窄带滤光片、N个光纤聚焦透镜、N个具有不同延时时间的光纤延时线以及（N+1）号光强传感器：由所述（N-1）个二向色分光镜将从待测样品激发出来的荧光光束进行（N-1）次分光，得到N路不同波长带的荧光光束；所述N路不同波长带的荧光光束分别经N个窄带滤光片滤光后由N个光纤聚焦透镜耦合进入N个具有不同延时时间的光纤延时线；经过光纤延时线延时后的N路荧光在光纤延时线末端合成输出，由光强传感器探测接收；此时不同中心波长对应的荧光将在不同时刻到达光强传感器，根据不同的时段将不同中心波长下的荧光信息分开。 6.根据权利要求1所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：所述分立荧光光谱及荧光寿命探测系统包括一个滤光片转轮和（N+1）号光强传感器：所述滤光片转轮上由N个具有不同中心波长的窄带滤光片组成，滤光片转轮每转动一下，脉冲激光光源发出一个脉冲激光，从待测样品激发出来的荧光光束透过对应中心波长下的窄带滤光片，光强传感器测得相应中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息；滤光片转轮转动N次后可以得到N个不同中心波长对应的随时间变化的窄带荧光光强信息。 7.根据权利要求6所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：在所述光强传感器前加上会聚透镜和针孔：针孔放置在会聚透镜的焦点位置处，所述会聚透镜将滤光片转轮滤得的荧光光束会聚后通过针孔进行空间滤波，由光强传感器探测滤波后的荧光光强信息。 8.根据权利要求1所述的分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：将待测样品放置在二维平移台上：由二维平移台对待测样品进行二维扫描，测得待测样品不同位置处激发出来的不同波长对应的荧光寿命及相对荧光强度谱信息，进而得到待测样品二维荧光寿命及荧光强度谱分布。 9.分光瞳分立荧光光谱及荧光寿命探测方法，其特征在于： (a)在物镜的光瞳面上放置照明光瞳和收集光瞳，脉冲激光器发出的脉冲激光束经过扩束镜扩束后透过照明光瞳，由物镜会聚照射在待测样品上并激发出荧光； (b)从待测样品激发出来的荧光通过所述物镜和收集光瞳后由一号反射镜反射进入分立荧光光谱及荧光寿命探测系统，得到不同中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息； (c)对采集得到的不同中心波长下随时间变化的窄带荧光光强信息进行数据分析后得到不同波长对应的荧光寿命及相对荧光强度谱； (d)通过待测样品在不同波长下的荧光寿命及相对荧光强度谱信息鉴别所述待测样品的化学成分。 10.根据权利要求9所述的多探测器分立荧光光谱及荧光寿命探测方法，其特征在于：所述步骤(d)中鉴别待测样品的化学成分时：通过待测样品在不同波长下的荧光寿命对所述待测样品的化学成分进行鉴别。
所属类别：	发明专利