一種實時螢光定量pcr檢測系統的製作方法
2023-10-11 03:14:29 1
專利名稱：一種實時螢光定量pcr檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及PCR檢測，尤其是涉及一種實時螢光定量PCR檢測系統。
背景技術：
螢光定量PCR檢測系統工作原理是使反應物在指定的變性溫度、復性溫度和延伸溫度之間自動循環的儀器，通過變性、復性和延伸的溫度循環可在短時間內將靶DNA擴增數百萬倍。同時，通過使用不同波長的激發光照射試管，當試管中的試劑被激發出螢光時，光學傳感器(PMT，PD, CCD等)採集到螢光強度信號並傳送到計算機進行實時數據顯示和分析。傳統的實時螢光定量PCR儀(如中國專利200810120084.7)採用掃描方式獲得試劑的螢光信號，這種檢測方式具有以下缺點:1)螢光檢測模塊不固定，電機帶動光纖探頭運動，在進行掃描的同時，光纖的震動會影響光路的穩定，從而影響檢測精確度；2)儀器掃描部分機械結構複雜，成本高、質量大。掃描探頭在電機的帶動下，在X和Y方向上掃描，需要兩個電機協同工作，不利於小型化。此外，目前主流定量PCR檢測系統的多波長掃描工作模式是:採用激發光濾鏡輪和螢光濾鏡輪。使用步進電機，以機械傳動方式逐一選擇需要的激發光濾光片和多通帶螢光濾光片。在此模式下，濾鏡輪的重複定位精度受運動機構限制，其可靠性由於運動而降低。要實現多波長檢測，必須依次切換濾光片組，依次控制激發光，每次只有一種波長的發光工作，其總檢測時間相當長。中國專利200910153874.X提出了一種能實現實時同步檢測的定量PCR的多波長螢光檢測方法及裝置，實現了多波長螢光實時同步檢測。類似的還有中國專利 200680019254.1 和 200410066294.4。美國專利 US20110151550A1 發明了一種能同時採集530-710nm波長範圍螢光信號的檢測系統，該系統能精確檢測出6種不同波長螢光信號，可操作性好，但該系統所用光學透鏡、濾光片和PMT數量多，結構複雜且成本高。其光路結構簡圖如
圖1。以上幾個專利的共同特點是只能對同一管樣品進行多波長螢光檢測方法，無法對孔板上的所有樣品同時進行實時螢光檢測。如要獲得所有樣品的螢光信號，必須控制檢測裝置的移動，這種檢測方式所需實驗時間長，效率低，且機械結構複雜，成本高。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的上述缺陷，提供結構簡單、操作簡便、能同時對所有樣品進行螢光檢測成像的一種實時螢光定量PCR檢測系統。本發明設有光源、多通帶激發濾光片、多通帶二向色鏡、透鏡組、熱循環系統、多通帶螢光濾光片、彩色面陣光電探測器和信息分析處理單元；所述激發濾光片為多通帶激發濾光片，所述二向色鏡為多通帶二向色鏡，所述螢光濾光片為多通帶螢光濾光片；所述光源和激發濾光片設在與水平方向成45°的二向色鏡水平軸上，所述光源發出的光經激發濾光片射到二向色鏡上；所述透鏡組、螢光濾光片和彩色面陣光電探測器自下而上設在與水平方向成45°的二向色鏡的豎直軸線上，彩色面陣光電探測器與信息分析處理單元相連接。所述光源發出的光照射到所述多通帶激發濾光片，所述多通帶激發濾光片濾除通帶外的光，餘下通帶的光作為螢光物質的激發光照射到所述多通帶二向色鏡上，經所述多通帶二向色鏡反射，多通帶的激發光射入並穿過所述透鏡組，照射到被檢樣品，被檢樣品中的螢光基團受激產生的螢光經所述透鏡組照射到所述多通帶二向色鏡，所述多通帶二向色鏡初步濾除背景光，多通帶螢光和少量的背景光透過所述多通帶二向色鏡，照射到所述的多通帶螢光濾光片，經過所述多通帶螢光濾光片進一步濾除背景光，多通帶螢光進入所述彩色面陣探測器，最後將所述彩色面陣探測器檢測的螢光圖像送往所述信息分析處理單元進行分析處理，實現對整個孔板上的樣品同時進行多個波段的螢光檢測。所述光源可採用滷鎢燈或LED陣列等。所述彩色面陣光電探測器可採用彩色CCD相機或彩色CMOS相機等。所述通帶的數目可為彡2。所述多通帶螢光濾光片前可依次設有多通帶二向色鏡和反射鏡組，所述反射鏡組可採用稜鏡，或反射鏡片，或稜鏡和反射鏡片構成。以下是信息處理的 算法原理:假設所獲圖像的每個像素由紅(R)、綠(G)、藍(B)三基色組成，其灰度值為GK、Gg,Gb，波長為A^i=I, 2, 3)的光的強度為IM，aXi(i=l,2,3 ；X=R, G, B)為光電轉化係數，那麼6χ=αχι1λ1+αχ21λ2+αχ31λ3，即對於三基色彩色面陣探測器而言，可以用如下矩陣形式來描述圖片上每個像素的三基色灰度值:
權利要求
1.一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於設有光源、多通帶激發濾光片、多通帶二向色鏡、透鏡組、熱循環系統、多通帶螢光濾光片、彩色面陣光電探測器和信息分析處理單元； 所述激發濾光片為多通帶激發濾光片，所述二向色鏡為多通帶二向色鏡，所述螢光濾光片為多通帶螢光濾光片；所述光源和激發濾光片設在與水平方向成45°的二向色鏡水平軸上，所述光源發出的光經激發濾光片射到二向色鏡上；所述透鏡組、螢光濾光片和彩色面陣光電探測器自下而上設在與水平方向成45°的二向色鏡的豎直軸線上，彩色面陣光電探測器與信息分析處理單元相連接。
2.按權利要求1所述一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於所述光源採用滷鎢燈或LED陣列。
3.按權利要求1所述一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於所述彩色面陣光電探測器採用彩色CCD相機或彩色CMOS相機。
4.按權利要求1所述一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於所述通帶的數目為彡2。
5.按權利要求1所述一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於所述多通帶螢光濾光片前依次設有多通帶二向色鏡和反射鏡組。
6.按權利要求5所述一種實時螢光定量PCR檢測系統，其特徵在於所述反射鏡組採用稜鏡，或反射鏡片，或稜鏡和反 射鏡片構成。
全文摘要
一種實時螢光定量PCR檢測系統，涉及PCR檢測。提供結構簡單、操作簡便、能同時對所有樣品進行螢光檢測成像的一種實時螢光定量PCR檢測系統。設光源、多通帶激發濾光片、多通帶二向色鏡、透鏡組、熱循環系統、多通帶螢光濾光片、彩色面陣光電探測器和信息分析處理單元；所述激發濾光片為多通帶激發濾光片，二向色鏡為多通帶二向色鏡，螢光濾光片為多通帶螢光濾光片；所述光源和激發濾光片設在與水平方向成45°的二向色鏡水平軸上，所述光源發出的光經激發濾光片射到二向色鏡上；所述透鏡組、螢光濾光片和彩色面陣光電探測器自下而上設在與水平方向成45°的二向色鏡的豎直軸線上，彩色面陣光電探測器與信息分析處理單元相連接。
文檔編號G01N21/64GK103091298SQ201310044780
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者陳延平, 李純彬, 馬雄 申請人:廈門大學