本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置。

背景技術(shù)：

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一種分子生物學(xué)技術(shù)，用于擴(kuò)增特定的DNA片段。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一般需要對(duì)反應(yīng)混合物，在2個(gè)或3個(gè)溫度之間，進(jìn)行重復(fù)的熱循環(huán)步驟。

作為分子生物學(xué)中最重要的技術(shù)手段之一，PCR技術(shù)自誕生到現(xiàn)在，在生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。PCR技術(shù)具有靈敏度高、特異性好的特點(diǎn)，尤其是熒光定量PCR技術(shù)能夠?qū)z測(cè)樣品的原始濃度進(jìn)行定量，為疾病診斷提供重要的臨床檢驗(yàn)信息。PCR為一種周期性的基因擴(kuò)增反應(yīng)，每個(gè)擴(kuò)增周期包括DNA變性、退火、及延伸三個(gè)階段，且每個(gè)階段需要不同的溫度條件，三個(gè)階段構(gòu)成一個(gè)完整的熱循環(huán)周期。PCR所需的周期性反應(yīng)溫度條件往往由專業(yè)的PCR基因擴(kuò)增儀來提供。PCR基因擴(kuò)增儀通過復(fù)雜的軟硬件設(shè)計(jì)來提供、并實(shí)時(shí)切換PCR所需的三個(gè)反應(yīng)溫度。在不同反應(yīng)溫度間的相互切換過程中，受儀器升降溫速率的限制，不同反應(yīng)階段間的過渡過程往往需要較長(zhǎng)時(shí)間，這使得PCR反應(yīng)時(shí)間平均達(dá)到了1.5～2.5個(gè)小時(shí)。

作為一種新型PCR擴(kuò)增技術(shù)，對(duì)流PCR依靠一個(gè)或者二個(gè)恒定的反應(yīng)溫度，在反應(yīng)試管兩端建立了穩(wěn)定的溫度梯度，基于熱流體動(dòng)力學(xué)原理，反應(yīng)試管內(nèi)產(chǎn)生了周期性運(yùn)動(dòng)流場(chǎng)，使得擴(kuò)增樣品在溫度不同的試管兩端間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此獲得了PCR擴(kuò)增所需的溫度條件。

但目前，現(xiàn)有的對(duì)流PCR的反應(yīng)裝置還不能對(duì)樣品擴(kuò)增過程中的熒光信號(hào)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，這嚴(yán)重影響了對(duì)檢測(cè)時(shí)間的控制，使得 PCR擴(kuò)增技術(shù)的總耗時(shí)始終無法降低到理想數(shù)值；檢測(cè)設(shè)備的器件繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測(cè)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，包括：

至少一個(gè)激發(fā)模塊組，每個(gè)所述激發(fā)模塊組包括兩個(gè)激發(fā)模塊，所述激發(fā)模塊組能夠提供兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光；

激發(fā)光纖，與所述激發(fā)模塊組連接，所述激發(fā)光纖能夠?qū)⑺黾ぐl(fā)光傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)反應(yīng)試管，每個(gè)所述反應(yīng)試管均接收兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光；

接收光纖，能夠收集并傳輸所述反應(yīng)試管的熒光信號(hào)；

至少一個(gè)接收模塊組，與所述接收光纖連接，每個(gè)所述接收模塊組包括兩個(gè)接收模塊，以分別接收來自同一個(gè)所述反應(yīng)試管的兩種波長(zhǎng)的所述熒光信號(hào)，并將所述熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；

所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)分時(shí)地對(duì)所述反應(yīng)試管進(jìn)行檢測(cè)，并復(fù)用所述接收模塊組獲得輸出結(jié)果。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述激發(fā)模塊均包括激發(fā)光源和前向光學(xué)單元，所述激發(fā)光源經(jīng)由所述前向光學(xué)單元向所述激發(fā)光纖傳輸所述激發(fā)光，每個(gè)所述激發(fā)光源能夠提供一種波長(zhǎng)的激發(fā)光，并通過所述激發(fā)光纖分別傳輸至所述反應(yīng)試管。

進(jìn)一步地，所述前向光學(xué)單元包括透鏡和激發(fā)濾光片，所述透鏡位于靠近所述激發(fā)光源的一側(cè)。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述接收模塊均包括后向光學(xué)單元和光電傳感器，所述后向光學(xué)單元用于將所述熒光信號(hào)傳輸至所述光電傳感器，所述光電傳感器用于將所述熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

進(jìn)一步地，所述后向光學(xué)單元包括聚焦透鏡和接收濾光片，所述 聚焦透鏡位于靠近所述接收光纖的一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述激發(fā)光纖與其相對(duì)應(yīng)的所述接收光纖之間互成90度光學(xué)角度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，包括上述的用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，還包括上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)、下位機(jī)控制子系統(tǒng)、加熱模塊和遮光模塊，其中：

所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接，所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)用于提供人機(jī)交互界面，并接收操作人員的輸入指令；

所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)用于根據(jù)所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)所接收的輸入指令，控制所述加熱模塊的溫度；

所述加熱模塊能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)對(duì)流式聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供相應(yīng)的加熱溫度；

所述遮光模塊用于遮擋進(jìn)入所述反應(yīng)試管的光線。

進(jìn)一步地，所述遮光模塊包括上遮光蓋與下遮光門，所述上遮光蓋用于遮擋外界可見光，所述下遮光門包括彈性件，所述彈性件能夠使得所述下遮光門在正常情況下為關(guān)閉狀態(tài)；在所述反應(yīng)試管插入反應(yīng)孔位的過程中，所述下遮光門能夠阻擋可見光進(jìn)入所述反應(yīng)試管。

進(jìn)一步地，所述加熱模塊包括高溫加熱子單元、低溫加熱子單元和隔熱子單元，其中所述高溫加熱子單元、所述低溫加熱子單元和所述隔熱子單元的中心部分能夠形成反應(yīng)孔位，以插入所述反應(yīng)試管，所述高溫加熱子單元位于所述低溫加熱子單元的下方，所述隔熱子單元位于所述高溫加熱子單元和所述低溫加熱子單元之間，用于防止所述低溫加熱子單元吸收所述高溫加熱子單元的輻射熱量。

進(jìn)一步地，所述高溫加熱子單元包括下層加熱橡膠、下層導(dǎo)熱模塊和下層測(cè)溫傳感器，所述下層加熱橡膠位于所述下層導(dǎo)熱模塊的側(cè)面，所述下層導(dǎo)熱模塊能夠?qū)⑺鱿聦蛹訜嵯鹉z產(chǎn)生的熱量傳遞至所述反應(yīng)試管的下部；

所述低溫加熱子單元包括上層加熱橡膠、上層導(dǎo)熱模塊和上層測(cè)溫傳感器，所述上層加熱橡膠位于所述上層導(dǎo)熱模塊的側(cè)面，所述上層導(dǎo)熱模塊能夠?qū)⑺錾蠈蛹訜嵯鹉z產(chǎn)生的熱量傳遞至所述反應(yīng)試管的上部。

進(jìn)一步地，所述高溫加熱子單元還包括與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)連接的下層測(cè)溫傳感器，用于將測(cè)量的所述高溫加熱子單元的加熱溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并實(shí)時(shí)反饋給所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)；

所述低溫加熱子單元還包括與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)連接的上層測(cè)溫傳感器，用于將測(cè)量的所述低溫加熱子單元的加熱溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并實(shí)時(shí)反饋給所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)；

所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)能夠接收所述下層測(cè)溫傳感器和所述上層測(cè)溫傳感器的溫度信號(hào)，并根據(jù)所述溫度信號(hào)與所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)所接收的輸入指令所設(shè)定溫度之間的差值調(diào)整所述加熱模塊的加熱溫度。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)有至少一個(gè)激發(fā)模塊組，每個(gè)激發(fā)模塊組包括兩個(gè)激發(fā)模塊，這至少兩個(gè)激發(fā)模塊能夠提供兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光，激發(fā)光纖將兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的反應(yīng)試管，每個(gè)反應(yīng)試管均接收兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光，反應(yīng)試管中的熒光染料被激發(fā)光照射之后發(fā)出熒光信號(hào)，然后經(jīng)接收光纖傳輸至至少一個(gè)接收模塊組，每個(gè)接收模塊組接收來自于同一個(gè)反應(yīng)試管的兩種波長(zhǎng)的熒光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

該檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以采用雙波長(zhǎng)檢測(cè)，不論激發(fā)模塊和反應(yīng)試管的個(gè)數(shù)為多少，均可通過分時(shí)復(fù)用的原則，利用至少一個(gè)接收模塊組即可完成對(duì)多個(gè)反應(yīng)試管的同時(shí)檢測(cè)。當(dāng)反應(yīng)試管為兩個(gè)及以上時(shí)，分時(shí)是指對(duì)兩個(gè)及以上反應(yīng)試管進(jìn)行分時(shí)檢測(cè)；復(fù)用是指多個(gè)反應(yīng)試管在不同時(shí)刻可以共用接收模塊組，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)接收模塊組的重復(fù)利用，顯著減少了檢測(cè)模塊的器件數(shù)量，降低了模塊的復(fù)雜度和成本；共用接收模塊還有利于確保檢測(cè)結(jié)果的一致性；另外，該檢測(cè)機(jī)構(gòu)可允許多個(gè)反應(yīng)試管循環(huán)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，隨到隨檢，縮 短了檢測(cè)時(shí)間。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一個(gè)獨(dú)立反應(yīng)孔位的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明加熱模塊一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)，2-下位機(jī)控制子系統(tǒng)，3-檢測(cè)機(jī)構(gòu)，31-激發(fā)模塊，311-激發(fā)光源，312-前向光學(xué)單元，32-激發(fā)光纖，33-接收光纖，34-接收模塊，341-后向光學(xué)單元，342-光電傳感器，4-加熱模塊，41-低溫加熱子單元，42-高溫加熱子單元，43-隔熱子單元，411-上層加熱橡膠，412-上層測(cè)溫傳感器，413-上層導(dǎo)熱模塊，414-光纖固定孔，421-下層加熱橡膠，422-下層測(cè)溫傳感器，423-下層導(dǎo)熱模塊，5-反應(yīng)試管，6-遮光模塊，61-上遮光蓋，62-下遮光門。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或 位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，為本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)3包括：

至少一個(gè)激發(fā)模塊組，每個(gè)所述激發(fā)模塊組包括兩個(gè)激發(fā)模塊31，所述激發(fā)模塊組能夠提供兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光；

激發(fā)光纖32，與所述激發(fā)模塊組連接，所述激發(fā)光纖32能夠?qū)⑺黾ぐl(fā)光傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)反應(yīng)試管5，每個(gè)所述反應(yīng)試管5均接收兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光；

接收光纖33，能夠收集并傳輸所述反應(yīng)試管5的熒光信號(hào)；

至少一個(gè)接收模塊組，與所述接收光纖33連接，每個(gè)所述接收模塊組包括兩個(gè)接收模塊34，以分別接收來自同一個(gè)所述反應(yīng)試管5的兩種波長(zhǎng)的所述熒光信號(hào)，并將所述熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；

所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)3分時(shí)地對(duì)所述反應(yīng)試管進(jìn)行檢測(cè)，并復(fù)用所述接收模塊組獲得輸出結(jié)果。

上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)有至少一個(gè)激發(fā)模塊組，每個(gè)激發(fā)模塊組包括兩個(gè)激發(fā)模塊，這至少兩個(gè)激發(fā)模塊能夠提供兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光，激發(fā)光纖將兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的反應(yīng)試管，每個(gè)反應(yīng)試管均接收兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光，反應(yīng)試管中的熒光染料被激發(fā)光照射之后發(fā)出熒光信號(hào)，然后經(jīng)接收光纖傳輸至至少一個(gè)接收模塊組，每個(gè)接收模塊組接收來自于同一個(gè)反應(yīng)試管的兩種波長(zhǎng)的熒光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

該檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以采用雙波長(zhǎng)檢測(cè)，不論激發(fā)模塊和反應(yīng)試管的個(gè)數(shù)為多少，均可通過分時(shí)復(fù)用的原則，利用至少一個(gè)接收模塊組即可完成對(duì)多個(gè)反應(yīng)試管的同時(shí)檢測(cè)。當(dāng)反應(yīng)試管為兩個(gè)及以上時(shí)，分時(shí)是指對(duì)兩個(gè)及以上反應(yīng)試管進(jìn)行分時(shí)檢測(cè)；復(fù)用是指多個(gè)反應(yīng)試管在不同時(shí)刻可以共用接收模塊組，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)接收模塊組的重復(fù)利用， 顯著減少了檢測(cè)模塊的器件數(shù)量，降低了模塊的復(fù)雜度和成本；共用接收模塊還有利于確保檢測(cè)結(jié)果的一致性；另外，該檢測(cè)機(jī)構(gòu)可允許多個(gè)反應(yīng)試管循環(huán)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，隨到隨檢，縮短了檢測(cè)時(shí)間。

另外，當(dāng)激發(fā)模塊組包括兩個(gè)及以上時(shí)，每個(gè)激發(fā)模塊組所提供出的兩種波長(zhǎng)的激發(fā)光可以不同，即可以有兩種或兩種以上的波長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)反應(yīng)孔位上的反應(yīng)試管實(shí)施多波長(zhǎng)檢測(cè)。

激發(fā)模塊31的具體實(shí)現(xiàn)形式有多種選擇，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)所述激發(fā)模塊31均包括激發(fā)光源311和前向光學(xué)單元312，所述激發(fā)光源311經(jīng)由所述前向光學(xué)單元312向所述激發(fā)光纖32傳輸所述激發(fā)光，每個(gè)所述激發(fā)光源311能夠提供一種波長(zhǎng)的激發(fā)光，并通過所述激發(fā)光纖32分別傳輸至所述反應(yīng)試管5。

其中，所述激發(fā)光源311可以選為發(fā)光二極管(LED光源)，其體積小、電壓低、使用壽命長(zhǎng)，且可以回收再利用，不會(huì)造成污染。由多個(gè)LED光源構(gòu)成激發(fā)光整列，整列中的LED光源允許具有多個(gè)不同波長(zhǎng)，由多根并行分布的激發(fā)光纖32分別傳遞至多個(gè)反應(yīng)試管5的反應(yīng)孔位。

另外，所述前向光學(xué)單元312可以包括透鏡和激發(fā)濾光片，所述透鏡位于靠近所述激發(fā)光源311的一側(cè)。其中透鏡具有聚光的作用，激發(fā)濾光片能夠選擇特定波長(zhǎng)的激發(fā)光。

接收模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式也可以由較為靈活的選擇，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)所述接收模塊34均包括后向光學(xué)單元341和光電傳感器342，所述后向光學(xué)單元341用于將所述熒光信號(hào)傳輸至所述光電傳感器342，所述光電傳感器342用于將所述熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

其中，所述光電傳感器342可以為光電二極管，其線性好、噪聲較低，價(jià)格低廉，重量輕，且使用壽命長(zhǎng)。多個(gè)光電二極管可構(gòu)成光電傳感器整列，通過多根并行分布的接收光纖33接收來自多個(gè)反應(yīng)孔位的熒光信號(hào)，然后將采集到的熒光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并傳送給下位 機(jī)控制子系統(tǒng)2，由其進(jìn)行下一步的信號(hào)及數(shù)據(jù)處理。

另外，所述后向光學(xué)單元341包括聚焦透鏡和接收濾光片，所述聚焦透鏡位于靠近所述接收光纖33的一側(cè)。

為了獲取最優(yōu)的靈敏度與信噪比，所述激發(fā)光纖32與其相對(duì)應(yīng)的所述接收光纖33之間互成90度光學(xué)角度。

如圖2所示，本發(fā)明還提出一種聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，包括上述各實(shí)施例中所述的用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)3。

在一個(gè)實(shí)施例中，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置還可以包括上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1、下位機(jī)控制子系統(tǒng)2、加熱模塊4和遮光模塊6，其中：

所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2數(shù)據(jù)連接，所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1用于提供人機(jī)交互界面，并接收操作人員的輸入指令；

所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2用于根據(jù)所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1所接收的輸入指令，控制所述加熱模塊4的溫度；

所述加熱模塊4能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)對(duì)流式聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供相應(yīng)的加熱溫度；

所述遮光模塊6用于遮擋進(jìn)入所述反應(yīng)試管5的光線。

其中，上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1可以設(shè)置獨(dú)立處理器和觸控屏，一方面提供了友好的人機(jī)交互操作界面并根據(jù)用戶輸入指令控制下位機(jī)控制子系統(tǒng)2的運(yùn)行，另一方面還可對(duì)檢測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析與管理；下位機(jī)控制子系統(tǒng)2用于控制加熱模塊4的溫度，為CPCR(對(duì)流式聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))等溫?cái)U(kuò)增提供穩(wěn)定的反應(yīng)溫度；上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1與下位機(jī)控制子系統(tǒng)2之間可以通過串行接口或者USB接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。檢測(cè)機(jī)構(gòu)3與下位機(jī)控制子系統(tǒng)2相配合，實(shí)現(xiàn)CPCR等溫?cái)U(kuò)增過程中，熒光檢測(cè)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。

另外，遮光模塊6可以針對(duì)每個(gè)檢測(cè)孔位配置獨(dú)立的遮光子單元，克服檢測(cè)孔位間的相互影響，既支持批量檢測(cè)，也支持隨到隨檢。如圖3所示，所述遮光模塊6包括上遮光蓋61與下遮光門62，所述上遮光蓋61用于遮擋外界可見光，所述下遮光門62包括彈性件，所述 彈性件能夠使得所述下遮光門62在正常情況下為關(guān)閉狀態(tài)；在所述反應(yīng)試管5插入反應(yīng)孔位的過程中，所述下遮光門62能夠阻擋可見光進(jìn)入所述反應(yīng)試管5。

上遮光蓋61可以遮擋來自裝置外部的可見光。下遮光門62包括彈性部件，為一個(gè)彈簧門，由于受彈簧力拉扯作用，除非插入反應(yīng)試管5，該下遮光門62始終處于關(guān)閉狀態(tài)，因此，它能夠阻止儀器內(nèi)部的可見光進(jìn)入檢測(cè)孔位，更為重要的是，在上遮光蓋61打開后，插入反應(yīng)試管5前或者插入過程中，下遮光門62能夠遮擋可能進(jìn)入檢測(cè)孔位的可見光，這有效克服了隨到隨檢工作模式下，檢測(cè)孔位之間的相互干擾與影響。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)流式聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，加熱模塊4需要提供對(duì)流式的反應(yīng)溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，所述加熱模塊4包括高溫加熱子單元42、低溫加熱子單元41和隔熱子單元43，其中所述高溫加熱子單元42、所述低溫加熱子單元41和所述隔熱子單元43的中心部分能夠形成反應(yīng)孔位，以插入所述反應(yīng)試管5，所述高溫加熱子單元42位于所述低溫加熱子單元41的下方，所述隔熱子單元43位于所述高溫加熱子單元42和所述低溫加熱子單元41之間，用于防止所述低溫加熱子單元41吸收所述高溫加熱子單元42的輻射熱量。

其中，下位機(jī)控制子系統(tǒng)2中包括兩個(gè)溫度控制回路，分別控制加熱模塊4的高溫加熱子單元42與低溫加熱子單元41的反應(yīng)溫度。

隔熱子單元43的中部包括一個(gè)通孔，形成反應(yīng)孔位，使得反應(yīng)試管5能夠順利進(jìn)入高溫加熱子單元42和低溫加熱子單元41，隔熱子單元43將高溫加熱子單元42的輻射熱量導(dǎo)出到側(cè)面，再經(jīng)外部散熱片散發(fā)到環(huán)境中。

高溫加熱子單元42和低溫加熱子單元41的具體結(jié)構(gòu)可以為：所述高溫加熱子單元42包括下層加熱橡膠421、下層導(dǎo)熱模塊423和下層測(cè)溫傳感器422，所述下層加熱橡膠421位于所述下層導(dǎo)熱模塊423的側(cè)面，所述下層導(dǎo)熱模塊423能夠?qū)⑺鱿聦蛹訜嵯鹉z421產(chǎn)生的熱量傳遞至所述反應(yīng)試管5的下部；

所述低溫加熱子單元41包括上層加熱橡膠411、上層導(dǎo)熱模塊413和上層測(cè)溫傳感器412，所述上層加熱橡膠411位于所述上層導(dǎo)熱模塊413的側(cè)面，所述上層導(dǎo)熱模塊413能夠?qū)⑺錾蠈蛹訜嵯鹉z411產(chǎn)生的熱量傳遞至所述反應(yīng)試管5的上部。

加熱模塊4中，上層加熱橡膠411位于上層導(dǎo)熱模塊413的側(cè)面，下層加熱橡膠421位于下層導(dǎo)熱模塊423的側(cè)面，采用側(cè)面加熱的方式，可以降低高溫加熱子單元42和低溫加熱子單元41自身的熱負(fù)載；隔熱子單元43可以有效地克服高溫加熱子單元42對(duì)低溫加熱子單元41的影響，確保了等溫?cái)U(kuò)增效率。

另外，上層導(dǎo)熱模塊上可以設(shè)置光纖固定孔414，用于固定激發(fā)光纖32和接收光纖33。

為了實(shí)現(xiàn)更好的控制，所述高溫加熱子單元42還包括與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2連接的下層測(cè)溫傳感器422，用于將測(cè)量的所述高溫加熱子單元42的加熱溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并實(shí)時(shí)反饋給所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2；

所述低溫加熱子單元41還包括與所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2連接的上層測(cè)溫傳感器412，用于將測(cè)量的所述低溫加熱子單元41的加熱溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并實(shí)時(shí)反饋給所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2；

所述下位機(jī)控制子系統(tǒng)2能夠接收所述下層測(cè)溫傳感器422和所述上層測(cè)溫傳感器412的溫度信號(hào)，并根據(jù)所述溫度信號(hào)與所述上位機(jī)人機(jī)交互子系統(tǒng)1所接收的輸入指令所設(shè)定溫度之間的差值調(diào)整所述加熱模塊4的加熱溫度。

下位機(jī)控制子系統(tǒng)2根據(jù)下層測(cè)溫傳感器422和上層測(cè)溫傳感器412所檢測(cè)的實(shí)際溫度與初始設(shè)定溫度之間的差值，按照內(nèi)置的控制算法，分別調(diào)整輸出給高溫加熱子單元42和低溫加熱子單元41的驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅值，實(shí)現(xiàn)雙回路閉環(huán)溫度控制。

下面對(duì)本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行說明：

以8個(gè)反應(yīng)孔位數(shù)為例，高溫加熱子單元42與低溫加熱子單元 41分別包括8個(gè)相互對(duì)應(yīng)的上下層反應(yīng)孔位，兩者相互配合，允許同時(shí)進(jìn)行8個(gè)反應(yīng)試管5進(jìn)行的對(duì)流PCR等溫?cái)U(kuò)增。

反應(yīng)試管5內(nèi)的熒光染料波長(zhǎng)數(shù)為2個(gè)，1個(gè)激發(fā)光源311，經(jīng)由激發(fā)濾光片和透鏡構(gòu)成的前向光學(xué)單元312后，再經(jīng)激發(fā)光纖32傳輸?shù)?個(gè)反應(yīng)試管5。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)8個(gè)孔位的雙波長(zhǎng)檢測(cè)，由4個(gè)一種波長(zhǎng)發(fā)光二極管構(gòu)成一組(a組)，由4個(gè)另一種波長(zhǎng)發(fā)光二極管構(gòu)成另一組(b組)，共8個(gè)發(fā)光二極管及其對(duì)應(yīng)的前向光學(xué)單元312構(gòu)成了激發(fā)模塊組。

為了減少光電傳感器的數(shù)量，將來自4個(gè)反應(yīng)試管5的相同波長(zhǎng)熒光信號(hào)分別由4根獨(dú)立的接收光纖33收集，再經(jīng)由聚焦透鏡和接收濾光片構(gòu)成的后向光學(xué)單元341后，進(jìn)入到同一個(gè)光電二極管。4個(gè)光電二極管(PD1、PD2、PD3、PD4)均分為兩組(A組、B組)，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)熒光波長(zhǎng)。

熒光檢測(cè)過程中，激發(fā)子單元31與接收子單元32受下位機(jī)控制子系統(tǒng)2的邏輯控制，按照一定的分時(shí)復(fù)用原則，在某一個(gè)時(shí)刻，僅對(duì)單個(gè)反應(yīng)試管5，或者互不干涉的多個(gè)反應(yīng)試管5進(jìn)行雙波長(zhǎng)檢測(cè)。通過讓多個(gè)反應(yīng)試管5之間共享激發(fā)光源與光電二極管傳感器，顯著減少了熒光檢測(cè)機(jī)構(gòu)的器件數(shù)量，降低了模塊復(fù)雜度與成本，同時(shí)，共用檢測(cè)傳感器有利于確保檢測(cè)結(jié)果的一致性。

通過對(duì)本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置的多個(gè)實(shí)施例的說明，可以看到本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置實(shí)施例支持多種波長(zhǎng)熒光染料，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)時(shí)間短的特點(diǎn)，支持隨到隨檢的工作模式，為一種靈活度高、適用性廣、高效率的核酸診斷與分析裝置。

本發(fā)明用于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流式聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，與普通PCR技術(shù)相比，對(duì)流PCR依靠單一或者兩個(gè)恒定溫度作為反應(yīng)熱源，顯著簡(jiǎn)化了基因擴(kuò)增裝置的復(fù)雜度；同時(shí)，PCR擴(kuò)增所需的周期性熱循環(huán)通過反應(yīng)樣品在反應(yīng)試管內(nèi)的熱對(duì)流來實(shí)現(xiàn)，其熱循環(huán)周期時(shí)間要顯著小于普通PCR 熱循環(huán)周期時(shí)間，因此，對(duì)流PCR往往能夠在20-30分鐘內(nèi)完成。

與普通PCR相比，基于等溫反應(yīng)條件的對(duì)流PCR能夠顯著降低裝置復(fù)雜度與檢測(cè)成本，縮短檢測(cè)時(shí)間。實(shí)時(shí)對(duì)流PCR擴(kuò)增能夠?qū)悠窋U(kuò)增過程中的熒光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，判別檢測(cè)樣品的陰/陽性，甚至還可以實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。實(shí)時(shí)對(duì)流PCR擴(kuò)增省略了電泳檢測(cè)步驟，一方面有利于克服氣溶膠污染導(dǎo)致的假陽性，另一方面也進(jìn)一步縮短了檢測(cè)時(shí)間，在基于核酸診斷的疾病快速檢測(cè)領(lǐng)域具有良好的發(fā)展與應(yīng)用前景。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。