專利名稱：一種實(shí)時(shí)熒光定量pcr激發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是一種基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波 長(zhǎng)熒光激發(fā)及檢測(cè)(聲光可調(diào)諧、液晶可調(diào)諧)的定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)工作原理是使反應(yīng)物在特定的變性溫度、復(fù)性溫度和
延伸溫度之間進(jìn)行溫度循環(huán)，將靶DNA進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)倍的擴(kuò)增；同時(shí)通過(guò)使用不同波長(zhǎng)的激
發(fā)光(多激發(fā))或單一波長(zhǎng)的激發(fā)光(單激發(fā))照射試管，當(dāng)試管中的試劑被激發(fā)出熒光
時(shí)，通過(guò)光學(xué)傳感器采集到熒光強(qiáng)度信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析。 目前主流的實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)(包括單色檢測(cè)、雙色檢測(cè)和多色檢測(cè)方
式)主要通過(guò)采用不同波長(zhǎng)濾光片(濾光片輪)或者光柵進(jìn)行分色以實(shí)現(xiàn)激發(fā)及檢測(cè)。 —種簡(jiǎn)單的利用濾光片(濾光片輪)進(jìn)行進(jìn)行熒光激發(fā)檢測(cè)方式主要工作過(guò)程如
下由卣鎢燈發(fā)光進(jìn)行熒光激發(fā)，激發(fā)出的熒光通過(guò)光學(xué)濾鏡到達(dá)CCD進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)濾輪
進(jìn)行多種熒光染料的區(qū)分。而更為精確的利用濾光片進(jìn)行分色或單色檢測(cè)的方式為L(zhǎng)ED發(fā)
射的光通過(guò)透鏡聚焦成平行光再利用二向分色鏡反射波長(zhǎng)小于一定值的光通過(guò)透鏡聚焦
于試管上進(jìn)行激發(fā)；激發(fā)出的熒光通過(guò)透鏡照射在二向色鏡上，透過(guò)波長(zhǎng)大于一定值的光，
再由濾光片過(guò)濾成單色光由光電倍增管進(jìn)行檢測(cè)。這兩種激發(fā)檢測(cè)方式的共同點(diǎn)在于同樣
利用的是濾光片對(duì)某種波長(zhǎng)光的濾過(guò)特性，一旦濾光片的中心波長(zhǎng)固定，檢測(cè)的試劑類型
等就相對(duì)固定，若需要應(yīng)用其他波長(zhǎng)的光進(jìn)行激發(fā)檢測(cè)就需要更換濾光片。 利用光柵進(jìn)行分光分色檢測(cè)的主要利用單色激光器作為激發(fā)，通過(guò)520 660nm
光柵實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光同時(shí)分色同時(shí)利用CCD攝像進(jìn)行熒光成像檢測(cè)。該方法與傳統(tǒng)濾鏡及
光電倍增管的檢測(cè)方式相比優(yōu)勢(shì)在于更新熒光化學(xué)時(shí)無(wú)需更換硬件設(shè)備。但該方式存在光
柵制作難度大、存在旁瓣影響檢測(cè)精度、利用率低等較大缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于可調(diào)諧濾光 片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)激發(fā)檢測(cè)且無(wú) 機(jī)械切換或機(jī)械動(dòng)作，通過(guò)波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備可方便的實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)的激發(fā)及檢測(cè)。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案 —種基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)及檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)，其特征在 于，該系統(tǒng)包括 由光源、聚光裝置和第一可調(diào)濾光片組成的熒光激發(fā)模塊； 由第二可調(diào)濾光片、光檢測(cè)器和光電轉(zhuǎn)換裝置組成的熒光檢測(cè)模塊； 由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備及主控計(jì)算機(jī)組成的控制單元；其中，波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備用于調(diào)節(jié)第
一可調(diào)諧濾光片和第二可調(diào)諧濾光片的濾過(guò)波長(zhǎng)； 由反應(yīng)試管、金屬溫塊及恒溫?zé)嵘w組成的熱循環(huán)系統(tǒng)；
熱循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)入射光纖與第一可調(diào)濾光片連通，通過(guò)出射光纖與第二可調(diào)濾光 片連通； 主控計(jì)算機(jī)分別與光源、光電轉(zhuǎn)換裝置以及波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備連接； 光源發(fā)出的激發(fā)光，聚光裝置通過(guò)聚光后進(jìn)入第一可調(diào)濾光片，第一可調(diào)濾光片
的波長(zhǎng)由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備進(jìn)行調(diào)諧，然后通過(guò)入射光纖到達(dá)置于金屬溫塊中的反應(yīng)試管進(jìn)行
熒光激發(fā)，激發(fā)出的熒光由出射光纖經(jīng)過(guò)第二可調(diào)諧濾光片后濾去激發(fā)光成分及其他干擾
信號(hào)后，傳輸至光檢測(cè)器并由光電轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸至
主控計(jì)算機(jī)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 所述的第一可調(diào)諧濾光片和第二可調(diào)諧濾光片的濾過(guò)波長(zhǎng)，通過(guò)波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備的 波長(zhǎng)調(diào)諧范圍是從可見(jiàn)光到紅外區(qū)400nm 800nm的波長(zhǎng)，而無(wú)需更換濾光片。以滿足實(shí) 驗(yàn)要求。 本發(fā)明的第一可調(diào)諧濾光片和第二可調(diào)諧濾光片選擇可編程調(diào)諧濾光片。如聲光 可調(diào)諧濾光片或液晶可調(diào)諧濾光片，實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)激發(fā)及檢測(cè)。通過(guò)調(diào)整聲光可調(diào)濾光片 外加射頻的頻率可從復(fù)合光(如白光)中特異性的透過(guò)某一波長(zhǎng)的光，達(dá)到濾光效果。該 方法調(diào)諧范圍寬，且濾光譜線窄。另一種液晶可調(diào)濾光片利用液晶的電光效應(yīng)，通過(guò)液晶濾 光片所加電壓的改變實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧，可在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)連續(xù)光譜調(diào)諧。 本發(fā)明的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)，調(diào)諧 光單色性好，譜線最窄可達(dá)1納米。 本發(fā)明和現(xiàn)有的實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)可替代傳統(tǒng)濾光輪和衍射光柵，且具有量輕、小巧、對(duì)振動(dòng)不靈敏的優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)
分色檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)可動(dòng)部件，更易于維護(hù)和操作。 (2)可調(diào)諧濾光片進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧時(shí)，不需更換濾光片，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性高；通過(guò)改 變外加射頻頻率進(jìn)行聲光可調(diào)諧濾光片波長(zhǎng)調(diào)諧或改變外加電壓實(shí)現(xiàn)液晶可調(diào)諧濾光片 波長(zhǎng)調(diào)諧可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)連續(xù)調(diào)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試劑選擇范圍更寬。 (3)利用電子方法進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧，調(diào)諧速度快，可達(dá)微秒量級(jí)；調(diào)諧范圍很寬，可 覆蓋可見(jiàn)光至紅外區(qū)；濾光譜線窄，最小可達(dá)lnm。 (4)可方便的實(shí)現(xiàn)單色激發(fā)單色檢測(cè)，也可實(shí)現(xiàn)多色激發(fā)多色檢測(cè)而不需添加更 多光學(xué)組件。


圖1是本發(fā)明的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 示意圖。 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D，本發(fā)明的一種基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)及檢測(cè)的定量PCR 系統(tǒng)，包括 由光源1、聚光裝置2以及可調(diào)濾光片I (標(biāo)號(hào)3)組成的熒光激發(fā)模塊； 由可調(diào)濾光片II (標(biāo)號(hào)5)、光檢測(cè)器7及光電轉(zhuǎn)換裝置8組成的熒光檢測(cè)模塊；
由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備9及主控計(jì)算機(jī)10組成的控制單元；其中波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備9用于調(diào) 節(jié)可調(diào)諧濾光片I和可調(diào)諧濾光片II的濾過(guò)波長(zhǎng)； 由反應(yīng)試管12、金屬溫塊14及恒溫?zé)嵘w13組成的熱循環(huán)系統(tǒng)11 ; 熱循環(huán)系統(tǒng)11通過(guò)入射光纖4與第一可調(diào)濾光片3連通，通過(guò)出射光纖6與第二
可調(diào)濾光片5連通； 光源1發(fā)出的激發(fā)光由聚光裝置2通過(guò)聚光后進(jìn)入可調(diào)諧濾光片I，可調(diào)諧濾光片 I的波長(zhǎng)由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備9進(jìn)行調(diào)諧，然后通過(guò)入射光纖4到達(dá)置于溫塊11中的反應(yīng)試管 12進(jìn)行熒光激發(fā)。 激發(fā)出的熒光由出射光纖6經(jīng)過(guò)可調(diào)諧濾光片II后濾去激發(fā)光成分及其他干擾 信號(hào)后，傳輸至光檢測(cè)器7并由光電轉(zhuǎn)換裝置8進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸 至主控計(jì)算機(jī)10并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?？烧{(diào)諧濾光片(I、II)的濾過(guò)波長(zhǎng)可通過(guò)波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備 (9)進(jìn)行調(diào)節(jié)以使其滿足實(shí)驗(yàn)要求。 可調(diào)濾光片1、可調(diào)濾光片II與波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備9配套設(shè)置，可調(diào)濾光片1、可調(diào)濾 光片II可選用可編程調(diào)諧濾光片，例如，聲光可調(diào)濾光片或液晶可調(diào)濾光片。聲光可調(diào)濾 光片通過(guò)改變加載在濾光片上的射頻信號(hào)改變其通過(guò)的波長(zhǎng)；而液晶濾光片則利用了液晶 的電光效應(yīng)，通過(guò)改變外加電壓實(shí)現(xiàn)連續(xù)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)。 本發(fā)明的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)及檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)，通過(guò)可 調(diào)諧濾光片對(duì)入射激發(fā)光波長(zhǎng)進(jìn)行選擇，可實(shí)現(xiàn)單色激發(fā)和多波長(zhǎng)連續(xù)激發(fā)。檢測(cè)過(guò)程中 通過(guò)可調(diào)諧濾光片波長(zhǎng)調(diào)諧選擇性的只通過(guò)熒光而濾去激發(fā)光和其他干擾，使得檢測(cè)結(jié)果 更為精確。采用的可調(diào)諧濾光片無(wú)需更換濾光片也無(wú)機(jī)械操作或可動(dòng)部件，系統(tǒng)穩(wěn)定性更 高且易于操作。
權(quán)利要求
一種基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)及檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括由光源(1)、聚光裝置(2)和第一可調(diào)濾光片(3)組成的熒光激發(fā)模塊；由第二可調(diào)濾光片(5)、光檢測(cè)器(7)和光電轉(zhuǎn)換裝置(8)組成的熒光檢測(cè)模塊；由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備(9)及主控計(jì)算機(jī)(10)組成的控制單元；其中，波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備(9)用于調(diào)節(jié)第一可調(diào)諧濾光片(3)和第二可調(diào)諧濾光片(5)的濾過(guò)波長(zhǎng)；由反應(yīng)試管(12)、金屬溫塊(14)及恒溫?zé)嵘w(13)組成的熱循環(huán)系統(tǒng)(11)；熱循環(huán)系統(tǒng)(11)通過(guò)入射光纖(4)與第一可調(diào)濾光片(3)連通，通過(guò)出射光纖(6)與第二可調(diào)濾光片(5)連通；主控計(jì)算機(jī)(10)分別與光源(1)、光電轉(zhuǎn)換裝置(8)以及波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備(9)連接；光源(1)發(fā)出的激發(fā)光，通過(guò)聚光裝置(2)聚光后進(jìn)入第一可調(diào)濾光片(3)，第一可調(diào)濾光片(3)的波長(zhǎng)由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備(9)進(jìn)行調(diào)諧，然后通過(guò)入射光纖(4)到達(dá)置于金屬溫塊(11)中的反應(yīng)試管(12)進(jìn)行熒光激發(fā)，激發(fā)出的熒光由出射光纖(6)經(jīng)過(guò)第二可調(diào)諧濾光片(5)后濾去激發(fā)光成分及其他干擾信號(hào)后，傳輸至光檢測(cè)器(7)并由光電轉(zhuǎn)換裝置(8)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸至主控計(jì)算機(jī)(10)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)， 其特征在于，所述的第一可調(diào)諧濾光片(3)和第二可調(diào)諧濾光片(5)的濾過(guò)波長(zhǎng)，通過(guò)波長(zhǎng) 調(diào)諧設(shè)備(9)的波長(zhǎng)調(diào)諧范圍是從可見(jiàn)光到紅外區(qū)400nm 800nm的波長(zhǎng)，而無(wú)需更換濾 光片。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)， 其特征在于，所述的第一可調(diào)諧濾光片(3)和第二可調(diào)諧濾光片(5)選擇可編程調(diào)諧濾光 片。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR系統(tǒng)， 其特征在于，所述的可編程調(diào)諧濾光片是基于聲光調(diào)諧的濾光片或者是基于液晶的波長(zhǎng)調(diào) 諧濾光片。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于可調(diào)諧濾光片實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)熒光激發(fā)檢測(cè)的定量PCR檢測(cè)系統(tǒng)，包括由光源、聚光裝置以及第一可調(diào)濾光片組成的熒光激發(fā)模塊；由第二可調(diào)濾光片、光檢測(cè)器及光電轉(zhuǎn)換裝置組成的熒光檢測(cè)模塊；由波長(zhǎng)調(diào)諧設(shè)備及主控計(jì)算機(jī)組成的控制單元；由反應(yīng)試管、金屬溫塊及恒溫?zé)嵘w組成的熱循環(huán)系統(tǒng)；激發(fā)光通過(guò)聚光后由可調(diào)諧濾光片進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，激發(fā)出的熒光經(jīng)過(guò)可調(diào)諧濾光片后濾去激發(fā)光成分及其他干擾信號(hào)后由光檢測(cè)裝置和光電轉(zhuǎn)換裝置傳輸至主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
文檔編號(hào)C12M1/34GK101699271SQ20091021860
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者劉慧仙, 李壯, 李明, 梁光勤, 臧留琴, 苗保剛 申請(qǐng)人:西安天隆科技有限公司