[發明專利]一種實時熒光定量PCR檢測系統

無效

• 申請號: 201310044780.5
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103091298A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 陳延平;李純彬;馬雄
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及PCR檢測，尤其是涉及一種實時熒光定量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。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熒光時，光學傳感器(PMT,PD,CCD等)采集到熒光強度信號并傳送到計算機進行實時數據顯示和分析。

傳統的實時熒光定量PCR儀（如中國專利200810120084.7）采用掃描方式獲得試劑的熒光信號，這種檢測方式具有以下缺點：1）熒光檢測模塊不固定，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復雜，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，不利于小型化。

此外，目前主流定量PCR檢測系統的多波長掃描工作模式是:采用激發光濾鏡輪和熒光濾鏡輪。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熒光濾光片。在此模式下，濾鏡輪的重復定位精度受運動機構限制，其可靠性由于運動而降低。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的多波長熒光檢測方法及裝置，實現了多波長熒光實時同步檢測。類似的還有中國專利200680019254.1和200410066294.4。美國專利US20110151550A1發明了一種能同時采集530-710nm波長范圍熒光信號的檢測系統，該系統能精確檢測出6種不同波長熒光信號，可操作性好，但該系統所用光學透鏡、濾光片和PMT數量多，結構復雜且成本高。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熒光檢測方法，無法對孔板上的所有樣品同時進行實時熒光檢測。如要獲得所有樣品的熒光信號，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，且機械結構復雜，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熒光檢測成像的一種實時熒光定量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、多通帶熒光濾光片、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，所述熒光濾光片為多通帶熒光濾光片；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、熒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，余下通帶的光作為熒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并穿過所述透鏡組，照射到被檢樣品，被檢樣品中的熒光基團受激產生的熒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，多通帶熒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熒光濾光片，經過所述多通帶熒光濾光片進一步濾除背景光，多通帶熒光進入所述彩色面陣探測器,最后將所述彩色面陣探測器檢測的熒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熒光檢測。

所述光源可采用鹵鎢燈或LED陣列等。

所述彩色面陣光電探測器可采用彩色CCD相機或彩色CMOS相機等。

所述通帶的數目可為≥2。

所述多通帶熒光濾光片前可依次設有多通帶二向色鏡和反射鏡組，所述反射鏡組可采用棱鏡，或反射鏡片，或棱鏡和反射鏡片構成。

以下是信息處理的算法原理：