[實用新型]一種基于底部掃描檢測的熒光定量PCR檢測系統

有效

• 申請號: 200820121744.9
• 申請日: 2008-07-18
• 公開（公告）號: CN201262610Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 劉志華;王勇;項偉平;王勤;李社剛
• 申請（專利權）人: 杭州博日科技有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;C12Q1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及熒光定量PCR檢測系統，尤其是基于底部掃描檢測的熒光定量PCR檢測系統。

背景技術

熒光定量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。

目前主流熒光定量PCR檢測系統包括自上而下依次裝置的可插放若干試管的變溫金屬模塊，半導體制冷器，散熱器件和風機。采用半導體制冷器變溫，使變溫金屬模塊的溫度按程序升溫和降溫，從而使放置于金屬模塊試管內的反應物按PCR所需溫度循環變化。

熒光定量PCR檢測系統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熒光時，光學傳感器(PMT、PD、CCD等)采集到熒光強度信號并及時傳送到計算機進行實時數據顯示和分析。

目前主流熒光定量PCR檢測系統(Real?time?PCR)的工作模式有：

(a)頂部檢測模式(見圖1)。大多數系統都采用此模式，其特征是：變溫金屬模塊底部是封閉的，激發光源都位于模塊上方，光學檢測器件也位于模塊上方，一般通過透鏡聚焦或以掃描方式采集數據。此模式下，可以使用通用的半導體制冷器、散熱器。但缺點是：由于塑料試管頂部不平整，常有蒸發和結露水汽停留和滴落，造成熒光信號突變和檢測重復性變差。同時從頂部檢測時，距離較遠，造成激發光變弱和信號變弱。

(b)側面檢測模式(見圖2)。個別系統采用此模式，其特征是：變溫金屬模塊底部是封閉的，激發光源從頂部入射或與熒光信號共用光纖，熒光信號通過模塊孔側面引出的光纖導光束來傳導。此模式下，塑料試管的影響可以降低，但光纖位于模塊側壁易被殘留物污染、磨損、斷裂，且難以清潔，使用受限且壽命縮短。信此模式下信號相對較弱，系統穩定性差。并且光纖埋設和維修十分困難。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種高靈敏度、高穩定性的基于底部掃描檢測的熒光定量PCR檢測系統。

本實用新型的基于底部掃描檢測的熒光定量PCR檢測系統，包括自上而下依次裝置成一整體的可插放若干試管的變溫金屬模塊，半導體制冷器和散熱器件，其特征是變溫金屬模塊的試管插孔為貫通變溫金屬模塊、半導體制冷器和散熱器件的通孔，散熱器件為熱管散熱器，熱管延伸至整體結構外側，延伸端連接散熱翅片，光電檢測器位于整體結構散熱器件的底部，由電機驅動掃描，從試管的底部檢測試劑熒光。

本實用新型的進一步特征是變溫金屬模塊底部具有環繞試管孔的環狀突起，熱管散熱器由銅塊和熱管構成，熱管一端埋入銅塊中，另一端向外引出至連接散熱翅片，銅塊上布有與試管孔一一對應的通孔，在銅塊上環繞試管孔有與變溫金屬模塊底部環狀突起對應的凹面，銅塊上方的突起部分與半導體制冷器連接，凹面通過設置在其上的耐溫密封圈或密封涂膠與變溫金屬模塊底部環狀突起連接，這樣既絕熱又氣密，可以防止低溫時空氣中水汽凝結而影響制冷器工作。

銅塊平面與半導體制冷器的熱面接觸，起到熱傳導和散熱的作用。

在變溫金屬模塊與半導體制冷器之間以及半導體制冷器與散熱器件之間具有傳熱介質。所說的傳熱介質可以是導熱固化膠或導熱相變材料或導熱石墨等。

為增強散熱效果，本實用新型的進一步特征是在散熱翅片上安裝風機。

本實用新型的有益效果在于：

1)由于熱管有著非常優良的熱傳導能力，熱管內部的液體工質能夠將來自制冷器的大量熱量傳導到兩側較遠的位置，并通過風冷散熱，下方留出的空間可以放置熒光檢測機構。本實用新型采用底部掃描，從試管的底部檢測試劑熒光，孔中不會殘留積液，消除了通常檢測模式下的空孔熒光背景問題，使得檢測結果更準確，并大大延長了變溫金屬模塊的使用壽命，同時使得清潔維護變得低成本和低風險。

2)采用底部掃描，可將光電檢測器與試管底部距離調節到最小，有利于提高激發光效率，獲得更高的熒光靈敏度和熒光信號強度，提高穩定性。

3)允許使用各類試管，不論高低、平頂或圓頂試管，還是裙板型試管都不受限制，均能獲得理想結果。避免了試管內液體蒸發和結露水汽停留和滴落造成的信號波動。

4)具有防冷凝水功能，允許變溫金屬模塊工作溫度長期運行低于或等于4℃，可實現試管中樣品低溫冷藏功能。

5)具有相對穩定的散熱環境，可以實現變溫金屬模塊的快速升降溫和精密溫度控制。

附圖說明

圖1是頂部檢測模式示意圖；

圖2是側面檢測模式示意圖；

圖3是基于底部掃描檢測的熒光定量PCR檢測系統示意圖；