核酸检测在传染性疾病的预防与诊断方面发挥着重要的作用,例如,自新型冠状病毒（SARS-CoV-2）肆虐以来,核酸检测结果已经成为发现并隔离被感染者以限制疫情的进一步扩大的重要依据之一。但由于传统核酸检测技术操作过程复杂且样本易受污染造成假阳性,使得核酸检测效率低、发放报告结果等待时间较长且无法向基层医疗单位大规模推广应用。为突破这一限制瓶颈,本人所在课题组研发设计了基于微流控的核酸现场快速检测仪器（iNAT）,完成“样本进,结果出”,实现即时检测、随地随检。本文以研发应用于iNAT的光路统为目标,从光学系统的设计实现、性能标定以及检测性能测试等三方面展开,主要包括:（1）基于iNAT的结构特点及小型化仪器使用需求,完成多通道光路模块的设计与搭建,主要包括激发光路、发射光路、多通道集成与切换装置和光电转换模块电路几个方面。在整体光路结构方面,采用了正交式光路结构以降低激发光对荧光采集的干扰;在光电转换模块设计了光电转换电路以及二级放大模块。此外,为实现多通道集成与切换,设计了多通道集成与切换装置并利用3D打印技术进行加工制作,最终完成对多个光学元件组装集成。（2）实现核酸检测系统光路性能的标定,完成对光路系统检出性能的测试。为了验证激发光路的准直性能,本文通过对激发光路出射光斑和出射角建立数学模型并进行Matlab数值分析,测试结果与Zemax仿真结果相适应,并搭建光学平台进行实验验证。其次对光强功率比校准和耦合光纤性能进行测试,通过调节光源驱动电流的功率比对多通道激发光强进行校准,系统能够标定出与商用检测仪器保持较为一致的分辨率。最后通过光谱仪对定制的线状光纤进行光损测试,发现光纤束光损较高,虽然能够满足荧光激发需求,但是接收光路的微弱荧光信号遭到削弱,所以在保证特殊线状出光要求的前提下,光纤束还有一定的优化空间。本文提出的标定光路性能的方法能够一定程度上反映出核酸检测仪器光路模块的性能优劣,为应用在核酸荧光检测场合下的光路模块的设计与优化提供了一种新思路。（3）根据核酸现场的快速检测要求,将多通道光路系统集成于仪器样机内进行测试。以FAM、HEX、ROX三个不同通道荧光染料进行浓度梯度检测,仪器线性度基本与商用荧光仪保持一致;其次通过多通道荧光串染实验,验证了待测通道染料只在相应的通道上产生较强的荧光,其他通道影响较小,具备多通道检测的可行性;最后完成了样本多通道实时荧光PCR重复性测试,实验结果表明,三个通道的多次重复性实验的检测结果均满足不大于3%的国家医药行业标准,说明系统重复性较好。总体而言,本文设计实现的光路系统能够顺利完成多通道核酸定量检测,在面向现场核酸快速检测的应用场景中,检测结果与目前的商用伯乐PCR仪器保持一致。