[發明專利]一種便攜式熒光定量PCR檢測儀

在審

• 申請號: 201410198605.6
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN105092543A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 丁志敏;方文磊;徐才;湯新闖
• 申請（專利權）人: 紹興安尼特微電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及一種便攜式熒光定量PCR檢測儀，屬于生物學和醫學檢測領域。

背景技術

聚合酶鏈式反應(PCR)是一種分子生物學技術，用于放大擴增特定的DNA片段。實時熒光定量PCR技術，是指在PCR反應體系中加入熒光基團，利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程，最后通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法。

目前，市面上的熒光定量PCR檢測儀，各個產品之間最大的不同在于光學激發和檢測模塊，這些產品主要存在以下不足：

1．有些熒光定量PCR檢測儀使用光電二極管作為探測器，每個光電二極管一次只能檢測一個樣品，所以需要通過機械掃描的方式掃描所有樣品，這些機械裝置的存在增加了體積和功耗降低了可靠性，更重要的是不同樣品有檢測時間差，影響實驗精度，如BIO-RAD公司的CFX96Touch熒光定量PCR儀；

2.有些熒光定量PCR檢測儀的光路設計非常復雜，這就增加了產品的體積和成本，降低了可靠性，如Biometra公司的TOpticalThermocycler熒光定量PCR儀；

3.有些熒光定量PCR檢測儀通過在光路中增加可轉動的激發光濾光片色輪和發射光濾光片色輪，達到多光路檢測的目的，這些機械裝置的存在增加了功耗降低了可靠性，如Roche公司的LightCycler480熒光定量PCR儀；

4.此外，目前市場上的絕大部分熒光定量PCR檢測儀是用于實驗室檢測的中大型機器，價格昂貴，便攜性差，使用者必須將制備好的樣品拿到實驗室中進行檢測，這種方式影響了一些突發性疾病的快速診斷。

有鑒于此，本發明人對此進行研究，專門開發出一種便攜式熒光定量PCR檢測儀，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的是提供一種可進行多光譜通道多樣品同時檢測、無機械移動裝置、檢測靈活且成本低的便攜式熒光定量PCR檢測儀。

為了實現上述目的，本發明的解決方案是：

一種便攜式熒光定量PCR檢測儀，包括光學激發單元、光學檢測單元和溫度控制單元，其中所述光學激發單元包括若干個光源，設置在各個光源出光方向上的激發光濾光片，以及與光源射出的激發光呈傾斜設置的全反射鏡；所述溫度控制單元包括用于放置PCR試管的反應池、設置在PCR試管頂部的熱蓋、設置在PCR試管底部的加熱/制冷片、設置在加熱/制冷片下方的散熱部件，以及用于調節熱蓋和加熱/制冷片溫度高低的溫度控制電路；所述光學檢測單元包括若干個分光片、濾光片、成像傳感器，以及用于控制光學成像的檢測電路。光源發出的光經過激發光濾光片后成特定波長的激發光，再經過全反射鏡反射后射入PCR試管中，激發光照射試劑中的熒光物質產生發射光，一部分發射光通過反應池的側面開孔進入光學檢測單元，最后經過光學檢測單元的分光、濾光后在相應的成像傳感器上成像。

作為優選，上述光源包括反光杯和安裝在反光杯中心的單色LED，光源采用單色LED，與傳統的鹵鎢燈相比具有發熱少，波長利用率高，體積小，壽命長的優點，而采用反光杯可保證LED光源能量得到最高效的利用，同時也可保證激發光保持準直均勻。

為保證光源的均勻性，作為優選，所述熒光定量PCR檢測儀的光源與PCR試管之間的光路上進一步安裝有陣列透鏡組，通過陣列透鏡組可以使整束光線在各個部位的亮度都相對一致。

作為優選，上述激發光濾光片采用中心波長在400~650nm的帶通濾光片。

作為優選，所述全反射鏡與水平方向呈傾斜設置，使激發光經全反射后，垂直射入PCR試管中，保證全反射后的激發光與發射光呈一定角度，從而減小發射光背景噪聲。為了減少激發光與發射光之間的干擾，激發光光路與發射光光路最好成一定角度，而直角的干擾最小，使用全反光鏡可在保證發射光光路最佳角度的前提下最有效的利用空間，做到整機小型化。

作為優選，所述光學檢測單元設有多個檢測光路，每個檢測光路依次有對應波長的分光片、濾光片、透鏡和成像傳感器等組成，從多個PCR試管射出的發射光進入光學檢測單元后，先經過第一分光片進行分光，分出的第一束特定波長的光束射入對應的第一濾光片和第一透鏡，最后在第一成像傳感器上成像，余下的發射光再經過第二分光片進行二次分光，分出第二束特定波長的光射入對應的第二濾光片和第二透鏡，最后在第二成像傳感器上成像，按上述方法依次分光，直至最后一路光束在最后一個成像傳感器上成像。