[实用新型]一种用于基因测序仪的光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种用于基因测序仪的光学系统。

背景技术

核酸测序/基因测序(包括DNA测序和RNA测序)是研究核酸的重要方法之一。DNA测序(DNA sequencing，或译DNA定序)是指分析特定DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)的排列方式。同理，RNA测序是指分析特定RNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)的排列方式。

目前普遍使用荧光标记的方法进行基因测序，基因测序仪中需要设置光学系统用于激发荧光标记物并采集这些荧光标记物所发射出的荧光信号(荧光信号为光线)，但是现有的基因测序仪光学系统结构复杂，因此导致调试非常不便，而且还具有成本高等不足。

现有技术一般使用一种荧光信号代表一种碱基，四种碱基就需要四种荧光。实现激发和检测四种荧光的光学系统结构复杂，因此导致调试非常不便，而且还具有成本高等的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、易于调试、准确度高的用于基因测序仪的光学系统。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种用于基因测序仪的光学系统，用于激发基因测序芯片上的荧光标记物并采集该荧光标记物发射的荧光信号，包括：

激光器，用于依次间隔发射两种不同波长的用于激发上述荧光标记物的激发光；

耦合器，用于准直上述激发光；

第一二向色镜，用于反射上述激发光并容许上述荧光信号透过；

显微物镜，用于将上述激发光汇聚照射于上述荧光标记物上并汇聚上述荧光信号，与筒镜配合将荧光信号成像在相机上；

第二二向色镜，用于容许上述荧光信号透过并用于配合自动对焦模块进行对焦；

筒镜，用于与上述显微物镜配合汇聚上述荧光信号以进行曝光成像；

相机(CCD)，用于曝光以拍到所需的荧光照片；

其中，上述筒镜，设于上述第二二向色镜和上述相机之间。

进一步地，还包括：

平面反射镜，设于上述第二二向色镜和上述筒镜之间，用于改变透过上述第二二向色镜的荧光信号的光路方向。

进一步地，还包括：

第一滤光片，设于上述耦合器和上述第一二向色镜之间，用于过滤激光波长，截止不需要的激光波段；

第二滤光片，设于上述第二二向色镜和上述筒镜之间，用于过滤光线，允许荧光波段透过，截止不需要的激光背景光。

进一步地，还包括：

平面反射镜，设于上述第二二向色镜和上述筒镜之间，用于改变透过上述第二二向色镜的荧光信号的光路方向；

第一滤光片，设于上述耦合器和上述第一二向色镜之间，用于过滤激光波长，截止不需要的激光波段；

第二滤光片，设于上述第二二向色镜和上述平面反射镜之间，用于过滤光线，允许荧光波段透过，截止不需要的激光背景光。

进一步地，两种不同波长的激发光分别是位于520～535nm和635～645nm两个波段范围的光波。

进一步地，上述显微物镜的焦距为10mm，数值孔径为0.75。

进一步地，上述基因测序芯片上固定有DNA纳米球，每个上述DNA纳米球成像到上述相机芯片的大小为2×2像素。

进一步地，上述光学系统的放大倍率为12.22倍。

本实用新型的光学系统中的激光器能够依次间隔发射(分时发射)两种不同波长的激发光，同时基因测序芯片上四种碱基仅使用两种荧光标记物进行标记，激发光激发两种荧光标记物产生两种波长的荧光，通过分时发射产生的两种荧光波长的组合，能够区分四种碱基，能够高效率实现对样品的荧光激发和检测成像，从而实现基因的测序过程，并且只使用一个相机，光路有很大的简化，光路调整简便，也较大的降低了成本。

此外，光学系统中采用激光器作为激发光源，在功率密度、光束质量、波长的纯净度方面有比较大的优势。另外，光学系统采用滤光片组，分别有对应的通过波长和截止波长，保证激发光顺利到达样品而在相机前被截止，荧光顺利到达相机并被检测到。

本基因测序仪光学系统通过特有的设计实现了将一个DNA纳米球产生的荧光信号成像在2×2像素范围内。通过对相机分辨率及像素大小的选择，实现了每张图片可以拍摄约1M的DNA纳米球。大大提高了测序通量。

附图说明

图1为本实用新型的用于基因测序仪的光学系统第一种实施方式的示意图；