CN110108677A - 生物延迟发光探测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物延迟发光探测***，该***包括：激发光路；探测收集光路，探测收集光路包括：光子收集光路和单光子探测器；其中，光子收集光路用于接收由激发光路输出的激光照射至待测试物体，测试物体经该激光照射后发射的光子；单光子探测器与光子收集光路相连接，用于采集光子收集光路输出的光子。本发明中，采用了控制性能非常好的单光子探测器，其门控响应时间短，可在激发后马上开始测量延迟发光，保证了光子采集的准确性。且比之现有的PMT探测模式，采用单光子探测器就不需要庞大的冷却装置、高压控制电路等，因而能实现整个***的小型化，并具有可进行时间分辨的功能。

Description

生物延迟发光探测***

技术领域

本发明涉及生物延迟发光技术领域，具体而言，涉及一种生物延迟发光探测***。

背景技术

生物光子是指生物发射的波长范围为200nm-800nm的超弱光子。这些光子携带着生物分子组成和结构的信息，其对生物***内部的变化和外界环境的影响有很高的敏感性。目前对这些光子产生的机理有两种学说，一种是代谢氧自由基发光说，另一种是生物光子的量子相干理论，两种学说均能够解释一些相关现象，但是均没有将生物光子发射完全阐释清楚。总之，生物内部的多种分子和原子与这些光子的相互作用，因而生物光子具有较宽的分子光谱，新陈代谢、基因表达等基础的生物学过程变化都会引起生物光子发射的相关改变，因而生物光子与生命状态密切相关。

目前大多采用光电倍增管(Photomultiplier Tube，or PMT)采集生物超弱发光(Ultraweak Photon Emission，or UPE)和延迟发光(Delay Luminescence，or DL)，PMT的大感光阴极和低暗计数率适合UPE的采集。由于PMT控制性能差，当激发光束开启时必须关闭PMT，以免反射光线太强造成PMT的永久损毁，因而目前采用了一个机械或电子快门来阻挡激发时的发射光。然而，这些快门的响应时间在1ms以上，特别是人体的延迟发光时间非常短，经过1ms的衰减，其强度就已经低于开始的1/3，因而这种装置仅仅适合测量延迟发光时间长的植物。如果将PMT的第一打拿极用来控制PMT是否接受光子，其精度可达到10us，然而商用的PMT没有将打拿极外露给用户控制的，这样必须特制的PMT才能胜任。PMT需要比较庞大的冷却装置才能获得低的暗计数率，由于采用了冷却装置，电路须在冷却***之外，因而控制电路计数器等需要包含在另外模块内，因此结构庞大。

此外，参见图1，现有的激发光子***多采用暗箱式或和空腔式，暗箱1'的顶部设置光源2'和PMT3'，内部设置有样品盒4'，光源发出的光线5'照射至样品盒4'，但这适合测量植物、细胞等离体的生物物质，不适合对活动生物DL的激发。光纤适合采集活体生物各个部位的生物光子，但如果激发光和生物光子通过同一光纤(或一束光纤)，则激发后光纤的荧光也会收集到，这就降低了信噪比。参见图2，如果采用多根光纤对生物光子进行采集，其中激发光6'在中央，周围包括多根生物光子收集光纤7'，虽然可避免荧光的产生，但是采集信号的面积大大降低了，也会使得信噪比较低。此外，生物效应伴随的生物光子在生物个体的各部位，甚至不同的部位是关联的。生物光子在时间和空间上有强度、发光时间等参数的弱关联，或时间上的强关联，甚至存在纠缠光子，现有的***很难探测到关联事件。此外，DL比荧光发射的光子要弱的多，例如对于人体发光而言，约为100到几千个光子/每秒*每度立体角*每mm²，因此需要大面积的感光区域，但一般探测器噪声与感光面积成正比，如果增大感光区域的面积，探测器噪声也会增大。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种生物延迟发光探测***，旨在解决目前使用光电倍增管采集生物延迟发光响应时间长的问题。

本发明提出了一种生物延迟发光探测***，该***包括：激发光路；探测收集光路，探测收集光路包括：光子收集光路和单光子探测器；其中，光子收集光路用于接收激发光路输出的激光，并使该激光照射至待测试物体，以及输出待测试物体经该激光照射后发射的光子；单光子探测器与光子收集光路相连接，用于采集光子收集光路输出的光子。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，光子收集光路包括：汇聚装置，汇聚装置用于接收激发光路输出的激光，并使该激光照射至待测试物体，以及汇聚并输出待测试物体经该激光照射后发射的光子；聚焦装置，聚焦装置用于接收并聚焦收集汇聚装置输出的光子，并将经聚焦后的光子输出至单光子探测器。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，汇聚装置包括：一端开口的收集器，收集器具有一腔体，收集器的壁面开设有通孔，收集器用于使激发光路输出的激光经过通孔和收集器的开口照射至待测试物体；至少一个光子汇聚镜，至少一个光子汇聚镜沿待测试物体发射的光子的发射方向间隔设置于腔体内，至少一个光子汇聚镜用于使待测试物体发射的光子经过至少一个光子汇聚镜后汇聚。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，收集器的壁面设置有凸设部，通孔倾斜地贯穿于凸设部和收集器的壁面，并且，通孔沿从激发光路输出的激光的方向倾斜。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，聚焦组件包括：第一光纤，第一光纤的第一端位于腔体内，用于接收经至少一个光子汇聚镜输出的光子，第一光纤的第二端位于腔体外；第一聚焦器，第一聚焦器与第一光纤的第二端相连接，用于接收第一光纤输出的光子；第二光纤，第二光纤的第一端与第一聚焦器相连接，第二光纤的第二端与单光子探测器相连接，第二光纤用于接收第一聚焦器输出的光子，并将该光子输出至单光子探测器。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，激发光路包括：激光器；调平聚焦组件，调平聚焦组件用于接收激光器发射的激光，并对激光进行调平和聚焦，以及将经调平和聚焦后的激光输出至光子收集光路。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，调平聚焦组件包括：调平组件，调平组件用于接收并调平激光器发射的激光；第二聚焦器，第二聚焦器用于接收并聚焦调平组件输出的激光；第三光纤，第三光纤的一端与第二聚焦器相连接，第三光纤用于接收第二聚焦器输出的激光，并将该激光输出至光子收集光路。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，调平组件包括：第一反射镜，第一反射镜倾斜设置，并且，第一反射镜用于接收激光器发射的激光；第二反射镜，第二反射镜倾斜设置，并且，第二反射镜的倾斜方向与第一反射镜的倾斜方向相反，第二反射镜用于接收经第一反射镜反射的激光，并将该激光反射至第二聚焦器。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，调平组件包括：第一反射镜，第一反射镜倾斜设置，并且，第一反射镜接收激光器发射的激光；分束镜，分束镜倾斜设置，并且，分束镜的倾斜方向与第一反射镜的倾斜方向相反，分束镜用于接收经第一反射镜反射的激光，并将该激光分成至少两束分束激光；第二聚焦器、探测收集光路和分束激光的个数相等，各聚焦器一一对应地接收各分束激光，各探测收集光路一一对应地接收第二聚焦器聚输出的激光。

进一步地，上述生物延迟发光探测***中，激发光路还包括：光斑整形器，光斑整形器设置于激光器和调平聚焦组件之间，光斑整形器用于接收激光器发射的激光经并将该激光输出至调平聚焦组件。

进一步地，上述生物延迟发光探测***，还包括：电路控制***，电路控制***分别与激发光路和单光子探测器相连接，电路控制***用于控制激发光路输出激光和单光子探测器采集光子同步进行。

进一步地，上述生物延迟发光探测***，还包括：符合计数器，符合计数器与单光子探测器相连接，用于接收并计数符合单光子探测器输出的光子。

进一步地，上述生物延迟发光探测***，还包括：上位机，上位机与符合计数器相连接，用于接收并记录符合计数器输出的数据。

进一步地，上述生物延迟发光探测***，单光子探测器为单光子雪崩二极管探测器。

本发明中，单光子探测器内含计数器和门控电路，可以在需要时打开SPAD的采集电路，精度可达2us，响应时间短，不仅适用于植物，还特别适用于延迟发光非常短的生物，可在延迟发光衰减程度不大时就对光子进行采集，保证了光子采集的准确性。同时，单光子探测器不需要庞大的冷却装置即可获得较低的暗计数率，且单光子探测器能够小型化，从而减小了整个生物延迟发光探测***的体型。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中一种激发光子***的结构示意图；

图2为现有技术中另一种激发光子***的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的生物延迟发光探测***的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的生物延迟发光探测***具有多个探测收集光路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图3，图中示出了本实施例提供生物延迟发光探测***的优选结构。如图所示，该***包括：激发光路1和探测收集光路，探测收集光路包括光子收集光路2和单光子探测器3。其中，激发光路1输出激光，光子收集光路2接收激发光路1输出的激光，同时使该激光照射到待测试物体4上，例如，照射到人的手指上，待测试物体4经过激光的照射后会发射光子，光子收集光路2将待测试物体4发射的光子输出。单光子探测器3与光子收集光路2相连通，从而采集光子收集光路2输出的光子，具体实施时，单光子探测器3为单光子雪崩二极管探测器(SPDA)。

单光子探测器3内含计数器和门控电路，精度可达2us，控制性能非常好，门控响应时间短，可在激发后马上开始测量延迟发光，不仅适用于植物，还特别适用于延迟发光非常短的生物，可在延迟发光衰减程度不大时就对光子进行采集，保证了光子采集的准确性。同时，单光子探测器3不需要庞大的冷却装置即可获得较低的暗计数率，也不需要高压控制电路等结构，且单光子探测器3能够小型化，从而减小了整个生物延迟发光探测***的体型。

光子收集光路2包括：汇聚装置21和聚焦装置22。其中，汇聚装置21接收激发光路1输出的激光，同时使该激光照射到待测试物体4上，待测试物体4被激光照射后发射光子，汇聚装置21再对该光子进行汇聚，然后汇聚装置21将汇聚后的光子输出。聚焦装置22接收汇聚装置21输出的光子，并对该光子进行聚焦，然后将聚焦后的光子输出至单光子探测器3。激发光路1输出的激光先经过汇聚装置21进行汇聚，再经过聚焦装置22进行聚焦，从而提高单光子探测器3对光子的收集效率。

汇聚装置21包括：一端开口的收集器211和至少一个光子汇聚镜214。其中，待测试物体4贴合在收集器211的开口，该开口即为数据采集口，且收集器211具有一腔体212，这样收集器211就成为了具有腔体212的暗箱。收集器211的壁面开设有通孔213，激发光路1输出的激光经通孔213进入腔体212内，并经收集器211的开口直接且仅仅照射至待测试物体4。激光照射至待测试物体4后，待测试物体4发射出光子，沿着该光子的发射方向间隔设置有至少一个光子汇聚镜214，且各光子汇聚镜214均位于腔体212内，光子经过各光子汇聚镜214后被汇聚。聚焦装置22与单光子探测器3相连接，光子汇聚镜214输出的光子经聚焦装置22输出至单光子探测器3。具体实施时，腔体212内设置有一个光子汇聚镜214，光子汇聚镜214具有预设焦距，收集器211的开口到光子汇聚镜214的距离为预设焦距的2倍，同时，光子汇聚镜214到聚焦装置22的输入端的焦距为预设焦距的2倍，形成4f成像***，f为预设焦距，即收集器211的腔体212内使用二倍焦距成像方法，从而对光子进行汇聚。光子汇聚镜214可以为光学透镜。

收集器211的壁面设置有凸设部216，通孔213倾斜地贯穿于凸设部216和收集器211的壁面，从而与腔体212相连通，同时，通孔213的倾斜方向与激发光路1输出的激光的输出的方向一致，以保证激光在通孔213内直线传输。光子收集光路采用了显微物镜缩小成像***，即4f成像***，可以将光子采集发光面的孔径角增加20倍-60倍，光子采集发光面的面积增加400倍-3600倍，采集光子的孔径角达到2°-5°，大大提高了信噪比。

聚焦装置22包括：第一光纤221、第一聚焦器222和第二光纤223。其中，第一光纤221的第一端(图3所示的下端)位于腔体212内，且第一光纤221的第一端设置有探测光子的探头224，第一光纤221的第二端(图3所示的上端)位于腔体212外，即第一光纤221穿设于腔体212，光子汇聚镜214到探头224的焦距为预设焦距的2倍。第一聚焦器222与第一光纤221的第二端相连接，第二光纤223的第一端(图3所示的下端)也与第一聚焦器222相连接，第二光纤223的第二端(图3所示的上端)与单光子探测器3相连接。光子汇聚镜214输出的光子通过第一光纤221传输至第一聚焦器222，第一聚焦器222对光子进行聚焦，光子聚焦后经第二光纤223传输至单光子探测器3。第一聚焦器222可对光子进行聚焦，从而提高光子的收集效率。具体实施时，第一聚焦器222可以为放大倍数为40倍的第一显微镜头，也可以为按照实际应用需求更换为光学透镜***，达到光子的6cm-10cm汇聚作用；第一光纤221可以为芯径为6cm-10cm的液体光纤，液体光纤与4f成像***相配合，根据所选取的液体光纤芯经尺寸，可控制待测试物体4的收集光子的面积。第一聚焦器222和第二光纤223之间可设置有滤波片，用以获取特定波长的光子，也可用光谱仪或者单色仪来代替滤波片，从而对延迟发光的光子波长进行标定。

激发光路1包括：激光器11和调平聚焦组件12。其中，激光器11发射激光，调平聚焦组件12接收该激光，先对该激光进行调平，再对调平后的激光进行聚焦，最后将聚焦后的激光输出至光子出发***的收集器211。调平聚焦组件12对激光进行调平可保证激光在被调平聚焦组件12聚焦前呈水平状态，同时，调平聚焦组件12在激光射入收集器211之前对激光进行聚焦，可对激光进行放大聚焦，可进一步提高光子的收集效率。原则上可使用发射任意波长激光的激光器11，但对于动物体的延迟发光而言，单光子探测器3收集到的光中，波长在400nm-532nm之间的信号信噪比最佳，同时考虑到偏向红外波段的光更容易被动物体吸收，更容易传导至皮肤更深层，而波长400nm-532nm之间的光则更容易在皮肤表面激发表皮细胞的原子，因此相同的激光能量，波长400nm-532nm之间的光受激辐射信号更强，信噪比更好。另外，激光器11发出的是连续激光，激光器11选用的是半导体激光器。

调平聚焦组件12包括：调平组件121、第二聚焦器122和第三光纤123。其中，调平组件121接收激光器11发射的激光，并对该激光进行调平。调平后的激光输出至第二聚焦器122，第二聚焦器122对调平后的激光进行聚焦。第三光纤123的第一端(图3所示的上端)与第二聚焦器122相连接，第三光纤123的第二端(图3所示的下端)与收集器211的通孔213相对应，聚焦后的激光经过第三光纤123和通孔213射入收集器211的腔体212内。调平组件121可保证激光以水平的方式射入第二聚焦器122。具体实施时，第二聚焦器122可以为放大倍数为40倍的第二显微镜头，也可以为按照实际应用需求更换为光学透镜***，达到光子的汇聚作用。

调平组件121包括：第一反射镜124和第二反射镜125。其中，第一反射镜124和第二反射镜125均倾斜设置，且二者的倾斜方向相反。激光器11发射的激光经过第一反射镜124反射，并反射至第二反射镜125，再经第二反射镜125反射至第二聚焦器122。激光器11发射的激光经过第一反射镜124和第二反射镜125的两次反射，可充分保证激光的水平性。

参见图4，为了实现光子的多光路符合探测，可将调平组件121中的第二反射镜125更换为分束镜126，分束镜126和第一反射镜124的倾斜反向相反。激光器11发射的激光经过第一反射镜124反射，并反射至分束镜126，分束镜126可将激光平均分成至少两束分束激光。同时，第二聚焦器122、探测收集光路和分束激光的个数相等，各调平聚焦组件12一一对应地接收各分束激光，同时，各第二聚焦器122对各自接收的分束激光聚焦后输出，各探测收集光路再一一对应地接收各第二聚焦器122输出的激光，以实现进行多光路符合探测，这样可以同时采集生物，尤其是动物体的两个或多个相关部位的光子发射，测量光子的空间和时间的关联性，评估在时间上关联的光子是否处于量子纠缠态，从而确定不同探测点光子的相关性，并精确检测光子到达时间(皮秒的量级)。具体实施时，该生物延迟发光探测***可实现双路、四路、甚至更多光路的符合探测。与传统的PMT采集光子相比，多光路的符合探测时采用多个SPAD作为探测器，更易于对各光路之间的独立测量进行控制，从而使采集的光子光谱范围与生物光子更匹配。

激发光路1还包括：光斑整形器13，光斑整形器13设置在激光器11和调平组件121的第一反射镜124之间，激光器11发射的激光通过光斑整形器13进行简单整形，被调制成近圆形光斑，以避免选用激光器11型号不同，可能导致激光器11输出的激光光斑形状不同，整形后的激光输出至调平聚焦组件12的第一反射镜124。具体实施时，光斑整形器13可以为光阑，可通过多个光斑整形器13串联进行光斑整形。当然，如果激光器11已经严格对激光光斑进行内部整形，则不需要光路中的光斑整形器13。激光器11可以为发射连续激光的连续激光器。

该生物延迟发光探测***还包括：电路控制***5，电路控制***5的第一输出端与激发光路1的激光器11相连接，电路控制***5的第二输出端与单光子探测器3相连接，电路控制***5通过调节电脉冲信号，可以实现对激光脉宽的控制，同时同步触发单光子探测器3的探测门宽，保证了激光触发与单光子采集的同步性。激光器11为半导体激光器时，使用控制***5通过控制连续激光器通电的电脉冲来实现发射脉冲激光，可保证在不同的脉宽下，激光脉冲的瞬时功率均相同。如果需要激光脉冲的瞬时功率随激光脉宽的减小而增大，或者需要达到更小的激光脉宽，可根据实际需求情况将激光器11更换为可调Q的激光器，调Q指的是脉冲激光脉宽调制方式。但是，对于某些应用的探测，由于可调Q的激光器的泵浦激光的原理，当改变激光脉宽时，可能导致可调Q的激光器输出脉冲激光瞬时功率有所变化，所以可以在光阑和第一反射镜124之间设置斩波器，从而使得可调Q的激光器在改变脉宽时，输出脉冲激光瞬时功率保持不变。由于控制性能好，电路控制***5可控制激光器11激光触发和单光子探测器3采集光子同步进行，激发和采集光子的时间精度可以得到大大的提高，目前可做到1微秒的控制精度，且数据采集速度快：一次激发可以采集多次数据，目前可做到单次激发采集100次。单光子探测器3可由电路控制***5通过电流控制，实现脉冲激光激发时单光子探测器3不计数，脉冲激光停止时单光子探测器3开始计数工作，即下一个脉冲激光来了之前，光子收集光路2关闭，激光泵浦和光子采集交替进行。

该生物延迟发光探测***还包括：符合计数器6，符合计数器6与单光子探测器3相连接，可接收单光子探测器3输出的光子，并对接收到的光子进行计数符合。如果该***具有多光路的符合探测，则符合计数器6为多通道符合计数器，各探测收集光路的单光子探测器3统一连接到一个多通道符合计数器上，多通道符合计数器可以精确的测量设定时间内各个通道的光子数量，而且通过符合电路能够测量在设定时间窗口内各个通道光子到达的精确时间(ps量级)，从而使该探测***不但可以精确测量样本的延迟发光曲线，还可以精确获得这些光子的空间、时间的相关性。

该生物延迟发光探测***还包括：上位机7，上位机7与符合计数器6相连接，可接收符合计数器6输出的数据，并对该数据进行记录。具体实施时，上位机7为计算机***。

本实施例提供的生物延迟发光探测***的光路为：

使用半导体激光器发射波长为400nm的连续激光，激光功率为几十个毫瓦级，经光阑进行光斑整形后，由第一反射镜124和第二反射镜125进行光路调平，保证激光以水平方式射入第二显微镜头。激光由放大倍数为40倍的第二显微镜聚焦后导入第三光纤123，再经第三光纤123照射在待测试物体4上。待测试物体4的延迟发光在收集器211的腔体212内进行，待测试物体4发射的光子经光子汇聚镜214汇聚后经液体光纤导出，再经放大倍数为40倍的第一显微镜头聚焦，然后经第二光纤223导入至单光子探测器3，单光子探测器3对进行光子收集，然后再经符合计数器6进行计数符合，最终符合计数器6的数据导入计算机***进行数据记录。激光器11和单光子探测器3由电路控制***5进行控制，以保证激光触发与光子采集的同步性。

工作时，上位机7设定工作参数，然后启动电路控制***5，电路控制***5控制激发光路1的激光器11(或其它光源)发出脉冲光束，以激发处于多个数据采集口的生物样本；然后在激发光停止后的很短时间(微秒)内，各个探测收集光路的SPDA和多通道符合计数器进行光子计数和符合判别，并不断将采集的不同时间的光子计数数据和符合计数数据保存于上位机7里，数据采集结束后存入上位机7的磁盘中。

综上，单光子探测器3内含计数器和门控电路，可以在需要时打开SPAD的采集电路，精度可达2us，响应时间短，不仅适用于植物，还特别适用于延迟发光非常短的生物，例如人体，可在延迟发光衰减程度不大时就对光子进行采集，保证了光子采集的准确性。同时，单光子探测器3不需要庞大的冷却装置即可获得较低的暗计数率，且单光子探测器3能够小型化，从而减小了整个生物延迟发光探测***的体型。与传统的光电二极管(或雪崩二极管)、增强器(ICCD)和荧光检测***相比，本实施例提供的***的量子效率更高，采用单光子探测器3可获得更低的暗计数率，且光子收集光路采用了4f成像***，信噪比更好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种生物延迟发光探测***，其特征在于，包括：

激发光路(1)；

探测收集光路，所述探测收集光路包括：光子收集光路(2)和单光子探测器(3)；其中，

所述光子收集光路(2)用于接收所述激发光路(1)输出的激光，并使该激光照射至待测试物体(4)，以及输出所述待测试物体(4)经该激光照射后发射的光子；

所述单光子探测器(3)与所述光子收集光路(2)相连接，用于采集所述光子收集光路(2)输出的光子。

2.根据权利要求1所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述光子收集光路(2)包括：

汇聚装置(21)，所述汇聚装置(21)用于接收所述激发光路(1)输出的激光，并使该激光照射至所述待测试物体(4)，以及汇聚并输出所述待测试物体(4)经该激光照射后发射的光子；

聚焦装置(22)，所述聚焦装置(22)用于接收并聚焦所述收集汇聚装置(21)输出的光子，并将经聚焦后的光子输出至所述单光子探测器(3)。

3.根据权利要求2所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述汇聚装置(21)包括：

一端开口的收集器(211)，所述收集器(211)具有一腔体(212)，所述收集器(211)的壁面开设有通孔(213)，所述收集器(211)用于使所述激发光路(1)输出的激光经过所述通孔(213)和所述收集器(211)的开口照射至所述待测试物体(4)；

至少一个光子汇聚镜(214)，至少一个所述光子汇聚镜(214)沿所述待测试物体(4)发射的光子的发射方向间隔设置于所述腔体(212)内，至少一个所述光子汇聚镜(214)用于使所述待测试物体(4)发射的光子经过至少一个所述光子汇聚镜(214)后汇聚。

4.根据权利要求3所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，

所述收集器(211)的壁面设置有凸设部(216)，所述通孔(213)倾斜地贯穿于所述凸设部(216)和所述收集器(211)的壁面，并且，所述通孔(213)沿所述激发光路(1)输出的激光的方向倾斜。

5.根据权利要求3所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述聚焦装置(22)包括：

第一光纤(221)，所述第一光纤(221)的第一端位于所述腔体(212)内，用于接收经所述至少一个所述光子汇聚镜(214)输出的光子，所述第一光纤(217)的第二端位于所述腔体(212)外；

第一聚焦器(222)，所述第一聚焦器(222)与所述第一光纤(221)的第二端相连接，用于接收所述第一光纤(221)输出的光子；

第二光纤(223)，所述第二光纤(223)的第一端与所述第一聚焦器(222)相连接，所述第二光纤(223)的第二端与所述单光子探测器(3)相连接，所述第二光纤(223)用于接收所述第一聚焦器(222)输出的光子，并将该光子输出至所述单光子探测器(3)。

6.根据权利要求1所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述激发光路(1)包括：

激光器(11)；

调平聚焦组件(12)，所述调平聚焦组件(12)用于接收所述激光器(11)发射的激光，并对所述激光进行调平和聚焦，以及将经调平和聚焦后的激光输出至所述光子收集光路(2)。

7.根据权利要求6所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述调平聚焦组件(12)包括：

调平组件(121)，所述调平组件(121)用于接收并调平所述激光器(11)发射的激光；

第二聚焦器(122)，所述第二聚焦器(122)用于接收并聚焦所述调平组件(121)输出的激光；

第三光纤(123)，所述第三光纤(123)的一端与所述第二聚焦器(122)相连接，所述第三光纤(123)用于接收所述第二聚焦器(122)输出的激光，并将该激光输出至所述光子收集光路(2)。

8.根据权利要求7所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述调平组件(121)包括：

第一反射镜(124)，所述第一反射镜(124)倾斜设置，并且，所述第一反射镜(124)用于接收所述激光器(11)发射的激光；

第二反射镜(125)，所述第二反射镜(125)倾斜设置，并且，所述第二反射镜(125)的倾斜方向与所述第一反射镜(124)的倾斜方向相反，所述第二反射镜(125)用于接收经所述第一反射镜(124)反射的激光，并将该激光反射至所述第二聚焦器(122)。

9.根据权利要求7所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述调平组件(121)包括：

第一反射镜(124)，所述第一反射镜(124)倾斜设置，并且，所述第一反射镜(124)接收所述激光器(11)发射的激光；

分束镜(126)，所述分束镜(126)倾斜设置，并且，所述分束镜(126)的倾斜方向与所述第一反射镜(124)的倾斜方向相反，所述分束镜(126)用于接收经所述第一反射镜(124)反射的激光，并将该激光分成至少两束分束激光；

所述第二聚焦器(122)、所述探测收集光路和所述分束激光的个数相等，各所述聚焦器一一对应地接收各所述分束激光，各所述探测收集光路一一对应地接收所述第二聚焦器(122)聚输出的激光。

10.根据权利要求6所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，所述激发光路(1)还包括：

光斑整形器(13)，所述光斑整形器(13)设置于所述激光器(11)和所述调平聚焦组件(12)之间，所述光斑整形器(13)用于接收所述激光器(11)发射的激光经并将该激光输出至所述调平聚焦组件(12)。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，还包括：

电路控制***(5)，所述电路控制***(5)分别与所述激发光路(1)和所述单光子探测器(3)相连接，所述电路控制***(5)用于控制所述激发光路(1)输出激光和所述单光子探测器(3)采集光子同步进行。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，还包括：

符合计数器(6)，所述符合计数器(6)与所述单光子探测器(3)相连接，用于接收并计数符合所述单光子探测器(3)输出的光子。

13.根据权利要求12所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，还包括：

上位机(7)，所述上位机(7)与所述符合计数器(6)相连接，用于接收并记录所述符合计数器(6)输出的数据。

14.根据权利要求1-10中任一项所述的生物延迟发光探测***，其特征在于，

单光子探测器(3)为单光子雪崩二极管探测器。