基于多色上转换荧光编码微球的成像系统及多重检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多色上转换荧光编码微球的成像系统及多重检测方法，包括：激光激发子系统、样品台、信息采集子系统以及处理子系统；激光激发子系统包括可见光激发器和近红外光激发器；可见光激发器用于激发样品台上待测生物样本中标记物的荧光信号；近红外光激发器用于激发待测生物样本中编码微球的上转换荧光信号；信息采集子系统，设置在样品台的下方，用于采集标记物的荧光信号以及编码微球的上转换荧光信号并生成对应的定量图像和定性图像；处理子系统，与信息采集子系统连接，基于定量图像和定性图像对待测生物样本进行定量和定性检测。本发明专利技术能够实现生物样本的快速多重检测。多重检测。多重检测。

【技术实现步骤摘要】
基于多色上转换荧光编码微球的成像系统及多重检测方法


[0001]本专利技术涉及荧光成像及多重检测
，特别是涉及一种基于多色上转换荧光编码微球的成像系统及多重检测方法。

技术介绍

[0002]对生物因子的多重分析检测可以在更短的时间内获取更多信息，随着对多重分析需求的不断增加，需要更加简单、灵敏和经济高效的多重检测方法。目前的主流技术是液体芯片技术，其使用传统流式细胞仪等检测仪器并具有较高的检测精度，具有在单位体积内能够提供更多分析识别位点的优势，在生物多重检测领域具有更广阔的应用前景。
[0003]具体来说，液体芯片是在微球内部装入精确比例的不同发射波长的荧光材料，使每组编码微球具有唯一的光谱编码，用以对分析物进行测定。荧光编码的数量随着不同发光颜色和强度的变化呈现指数倍增长。而且可以在编码微球表面偶联抗体或者DNA探针，在编码波长区外另一波长激发下发光的荧光报告分子标记目标抗原或DNA来进行检测，从而实现其高度集成的在线多重检测。
[0004]多重检测在保证准确性的前提下追求编码数量最大化与检测方法最简化。现有的技术存在以下问题：(1)目前荧光编码材料主要是有机荧光染料和量子点。在构建多色荧光编码的过程中，荧光染料和不同量子点材料的发射峰均有重叠现象，限制了其荧光编码的数量。(2)现在基于流式分析的液体芯片技术对设备要求高，流式细胞仪体积大，结构复杂且价格昂贵，不够便携(3)使用流式分析的液体芯片技术需对每个微球进行逐一扫描，对单个样本的分析需要较长时间，检测速度和检测效率有待提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于多色上转换荧光编码微球的成像系统及多重检测方法，以实现生物样本的快速多重检测。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于多色上转换荧光编码微球的成像系统，包括：激光激发子系统、样品台、信息采集子系统以及处理子系统；
[0008]所述激光激发子系统包括可见光激发器和近红外光激发器，所述可见光激光器为定量检测的激发光源，所述近红外激光器为定性检测的激发光源；
[0009]所述可见光激发器，设置在所述样品台的上方，用于激发所述样品台上待测生物样本中标记物的荧光信号；所述近红外光激发器，设置在所述样品台的侧面，用于激发所述待测生物样本中编码微球的上转换荧光信号；
[0010]所述信息采集子系统，设置在所述样品台的下方，用于采集所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号并生成对应的定量图像和定性图像；
[0011]处理子系统，与所述信息采集子系统连接，基于所述定量图像和所述定性图像对所述待测生物样本进行定量和定性检测。
[0012]可选地，所述激光激发子系统还包括：
[0013]激光滤光片，设置在所述可见光激发器的出射光路上，用于选择性的透过可见光激光器发出的可见光；
[0014]透镜，设置在所述近红外光激发器的出射光路上，用于对所述近红外光激发器发出的近红外光进行透射；
[0015]二向色镜，设置在所述透镜的透射光路上，用于对透射的红外光进行反射；
[0016]物镜，设置在所述二向色镜的反射光路上，用于将反射后的红外光聚焦到所述待测生物样本上。
[0017]可选地，所述信息采集子系统包括：
[0018]透镜组，设置在所述二向色镜的透射光路上，用于对所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号进行透射；
[0019]发射滤光片转盘，设置在所述透镜组的透射光路上，用于选择性的透过所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号；
[0020]高反射镜，设置在所述发射滤光片转盘的透射光路上，用于对透射的荧光信号进行反射；
[0021]相机模组，设置在所述高反射镜的反射光路上，用于对透射的荧光信号进行成像，得到对应的定量图像和定性图像。
[0022]可选地，所述发射滤光片转盘含有多个发射光滤光片；所述激发滤光片和所述发射光滤光片采用短通滤光片、带通滤光片或长通滤光片。
[0023]可选地，还包括：白光光源，设置在所述样品台的上方，用于提供照明光源。
[0024]可选地，所述可见光激光器采用波长为400nm
‑
700nm的激光器；所述近红外激光器采用中心波长为700nm
‑
1550nm的激光器；所述白光光源采用汞灯、LED灯或卤素灯。
[0025]可选地，所述相机模组采用CMOS检测器；二向色镜采用短通二向色镜。
[0026]本专利技术还提供了一种基于多色上转换荧光编码微球的多重检测方法，所述方法应用于上述成像系统，所述方法包括：
[0027]制备待测生物样本；
[0028]通过所述成像系统获取所述待测生物样本中的标记物的荧光信号以及编码微球的上转换荧光信号，并生成对应的定量图像和定性图像；
[0029]对所述定量图像和所述定性图像进行处理，得到所述待测生物样本的生物分子的数量和类别。
[0030]可选地，所述制备待测生物样本，具体包括：
[0031]在多种上转换荧光编码微球表面偶联不同的抗体或者DNA探针，然后加入待测生物样本进行孵育，利用抗体抗原特异性结合或DNA碱基互补原理杂交，加入荧光标记的检测抗体或DNA再进行反应。
[0032]可选地，所述待测生物样本包括全血或血浆。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]1)本专利技术通过时序切换近红外光激发器、可见光激发器和白光光源，实现同一样本同一位置的同一视角的显微成像，最终同时实现对多色编码微球的解码及检测信号的高灵敏度成像，从而实现同时对多种生物分子的快速检测。
[0035]2)本专利技术设计近红外光与可见光从样品台两侧激发，激光激发子系统中所有光学元件不用切换，检测结果更准确、重复性更高，避免元件经常切换造成的系统磨损和数据误差。
[0036]3)本专利技术采用相机模组的彩色拍照式数据采集，效率更高、速度更快、结果更准确，可避免点扫描式的耗时、位置抖动、数据不准确等缺点。
[0037]4)本专利技术利用近红外光激发下上转换荧光信噪比高、噪音低的特点，获得高灵敏和颜色分辨的成像，从而实现对编码微球的多重解码。同时通过可见光激光对生物样品标记信号进行荧光成像，从而实现对目标生物大分子，包括且不限于蛋白及核酸等的测定及分析。将荧光成像与上转换成像相结合，从而获得相同微球的定性及荧光信号定量图。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术提供的基于多色上转换荧光编码微球的成像系统的结构示意图；
[0040]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多色上转换荧光编码微球的成像系统，其特征在于，包括：激光激发子系统、样品台、信息采集子系统以及处理子系统；所述激光激发子系统包括可见光激发器和近红外光激发器，所述可见光激光器为定量检测的激发光源，所述近红外激光器为定性检测的激发光源；所述可见光激发器，设置在所述样品台的上方，用于激发所述样品台上待测生物样本中标记物的荧光信号；所述近红外光激发器，设置在所述样品台的侧面，用于激发所述待测生物样本中编码微球的上转换荧光信号；所述信息采集子系统，设置在所述样品台的下方，用于采集所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号并生成对应的定量图像和定性图像；处理子系统，与所述信息采集子系统连接，基于所述定量图像和所述定性图像对所述待测生物样本进行定量和定性检测。2.根据权利要求1所述的基于多色上转换荧光编码微球的成像系统，其特征在于，所述激光激发子系统还包括：激光滤光片，设置在所述可见光激发器的出射光路上，用于选择性的透过可见光激光器发出的可见光；透镜，设置在所述近红外光激发器的出射光路上，用于对所述近红外光激发器发出的近红外光进行透射；二向色镜，设置在所述透镜的透射光路上，用于对透射的红外光进行反射；物镜，设置在所述二向色镜的反射光路上，用于将反射后的红外光聚焦到所述待测生物样本上。3.根据权利要求2所述的基于多色上转换荧光编码微球的成像系统，其特征在于，所述信息采集子系统包括：透镜组，设置在所述二向色镜的透射光路上，用于对所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号进行透射；发射滤光片转盘，设置在所述透镜组的透射光路上，用于选择性的透过所述标记物的荧光信号以及所述编码微球的上转换荧光信号；高反射镜，设置在所述发射滤光片转盘的透射光路上，用于对透射的荧光信号进行反射；相机模组，设置在所述高反射镜的反射光路上，用于对透射的荧光信号进行成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凡，
申请(专利权)人：江苏稀捷生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：