(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210849997.2 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 之江实验室 地址 311100 浙江省杭州市余杭区中泰街 道之江实验室南湖总部 (72)发明人 张迪鸣　徐中原　吴越　杨文剑　 廖雨恒　张小玉　张云山　郭鑫羽　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 陈洁 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种单通道高通量全自动钙离子探针筛选 装置及方法 (57)摘要 本发明属于钙 离子荧光探针检测技术领域， 公开了一种单通道高通量全自动钙离子探针筛 选装置及方法， 包括移动模块， 光谱测量模块， 控 制电路模块和数据采集模块； 所述移动模块用于 搭载待测钙离子探针筛选溶液的样品孔位实现 二维方向精 准的移动和定位； 所述光谱测量单元 用于实现待测钙离子探针筛选样品溶液的荧光 光谱测量与采集； 所述控制电路模块用于控制 LED光源的恒流输出、 实现二维方向精确的移动 和定位； 所述数据采集模块用于实现待测钙离子 探针溶液的荧光光谱检测与数据的记录和保存。 本发明装置价格低廉， 能够全自动扫描、 检测、 记 录、 显示数据， 极大限度的节约了时间成本和人 力成本。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115266666 A 2022.11.01 CN 115266666 A 1.一种单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 包括移动模块， 光谱测 量模块， 控制电路模块和数据采集模块； 所述移动模块用于搭载待测钙离子探针筛选溶液 的样品孔位 实现二维方向精准的移动和定位； 所述光谱测量单元用于实现待测钙离子探针 筛选样品溶液的荧光光谱测量与采集； 所述控制电路模块用于控制LED光源的恒流输出、 实 现二维方向精确的移动和定位； 所述数据采集模块用于实现待测钙离子探针溶液的荧光光 谱检测与数据的记录和保存。 2.根据权利要求1所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 移动模块包括X轴移动单元和 Y轴移动单元， 所述X轴移动单元用于实现X轴方向的移动， 所 述Y轴移动单 元实现Y轴方向的移动。 3.根据权利要求2所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 X轴移动单元包括第一步进电机 （11） 、 第一滚 珠丝杠 （12） 和第一移动块 （13） ， 所述第一步进 电机 （11） 与第一滚珠丝杠 （12） 连接， 所述第一移动块 （13） 与第一滚珠丝杠 （12） 螺纹套接， 所述第一步进电机 （11） 转动带动第一滚珠丝杠 （20） 转动从而带动第一移动块 （13） 沿X轴方 向运动。 4.根据权利要求3所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 Y轴移动单元固定连接在X轴移动单元的第一移动块 （13） 上， 所述Y轴移动单元包括第二步 进电机 （21） 、 第二滚珠丝杠 （22） 和96孔板支架 （23） ， 所述第二步进电机 （21） 与第二滚珠丝 杠 （22） 连接， 所述96孔板支架 （23） 与第二滚珠丝杠 （22） 螺纹套接， 所述第二步进电机 （21） 转动带动第二滚珠丝杠 （22） 转动从而带动 （96） 孔板支架 （23） 沿Y轴方 向运动； 96孔板 （30） 固定安装在96孔板支 架 （23） 上， 所述96孔板 （3 0） 承载不同浓度的待测样品。 5.根据权利要求1所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 光谱测量模块包括蓝光LED （41） 、 第一准直镜 （42） 、 第一法兰盘 （43） 、 第一滤光片 （44） 、 第二 滤光片 （45） 、 第二法兰盘 （46） 、 第二准直镜 （47） 、 标准光纤 （48） 、 微型光谱仪 （49） 、 微型光谱 仪电源适配器 （50） ； 所述第一法兰盘 （43） 和第二法兰盘 （46） 固定连接在法兰盘支架 （60） 上， 所述第一法兰盘 （43） 的上端 连接第一准直镜 （42） ， 下端放置第一滤光片 （44） ， 所述蓝光 LED （41） 固定在第一准直镜 （42） 上方； 所述第二法兰盘 （46） 上端 连接第二滤光片 （45） 、 下端 放置第二准直镜 （47） ； 所述标准光纤 （48） 一端 连接第二准直镜 （47） 另一端 连接微型光谱仪 （49） ， 所述微型光谱仪 （49） 连接微型光谱仪电源适配器 （50） ， 微型光谱仪电源适配器 （50） 为微型光谱仪 （49） 提供 所需电源。 6.根据权利要求4所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 控制电路模块包括第一步进电机驱动器 （51） 、 第二步进电机驱动器 （52） 、 STM32单片机控制 板、 LED恒流控制板， 所述STM32单片机控制板与第一步进电机驱动器 （51） 、 第二步进电机驱 动器 （52） 电连接， 所述第一步进电机驱动器 （51） 、 第二步进电机驱动器 （52） 分别与第一步 进电机 （11） 、 第二步进电机 （21） 电连接， 所述STM32单片机控制板用于控制第一步进电机驱 动器 （51） 、 第二步进电机驱动器 （52） 的运行从而控制第一步进电机 （11） 、 第二步进电机 （21） 的启停,  所述LED恒流控制板与蓝光LED （41） 电连接， 用于控制蓝光LED （41） 的亮灭以 及亮度。 7.根据权利要求6所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 包括 24V电源 （31） ， 所述24V电源 （31） 连接第 一步进电机 （11） 、 第二步进电机 （21） 、 蓝光LED （41）权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115266666 A 2和控制电路模块， 为第一步进电机 （11） 、 第二步进电机 （21） 、 蓝光LED （41） 和控制电路模块 提供24V电源。 8.根据权利要求1所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置， 其特征在于， 所述 数据采集模块包括上位机， 所述控制电路模块 通过数据线与上位机连接， 建立数据通信。 9.一种利用如权利要求1 ‑8任一项所述的单通道高通量全自动钙离子探针筛选装置进 行全自动钙离 子探针筛选的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 准备步骤： 步骤1： 将24V电源 （31） 以及微型光谱仪电源适配器 （50） 通上电源后， 将控制电路模块 的数据线与装有上位机电脑相连接； 步骤2： 打开上位机， 打开与控制电路模块的通讯端口， 选择自动扫描模式； 步骤3： 将待测样品放入96孔板 （3 0） 中， 然后将96孔板 （3 0） 固定在96孔板支 架 （23） 中； 光源控制步骤： 在上位机上选择蓝光LED41亮度， 控制电路模块接收到蓝光LED （41） 亮 度指令后， 控制蓝光 LED41亮度， 点击开始自动检测； 移动步骤： 控制电路模块接收到自动 检测指令后， 控制电路模块将控制信号发送给X轴 移动单元， X轴移动单元带动96孔板支架 （23） 在X轴上移动， 控制电路模块将控制信号发送 给Y轴移动单 元， Y轴移动单 元将96孔板 （3 0） 的每个孔依次送到检测点， 并进行光谱检测； 检测步骤： 蓝光LED41发射蓝光经过第一准直镜 （42） 被集 中光束， 透过第一滤光片 （44） 产生中心波长为475nm， 带宽25nm  的蓝光， 照射到96孔板 （30） 中的钙 离子探针溶液， 荧光基 团受蓝光激发发生荧光效应， 发射出中心波长580nm左右的发射光， 经过第二滤光片 （45） 将 波长小于500nm的杂光过滤后， 再透过第二准直镜 （47） 集中发光光束， 经过标准光纤 （48） 被 收集到微型光谱仪 （49） 里， 最后在上位机里显示波形图， 并保存其数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115266666 A 3