[發明專利]一種結合量子點熒光與多光譜相機的高通量檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201810576788.9
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108801995A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 王劍平;陸湛;酈超杰;李延斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/84
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種結合量子點熒光與多光譜相機的高通量檢測裝置與方法。電源模塊放置于箱體底部，架空支架位于電源模塊上方并且固定于箱體底部，控制電路板位于架空支架上并與電源模塊通過導線電氣連接，光源匯聚塊位于控制電路板上并通過連接銅柱螺栓與控制電路板和架空支架的四個角固定連接，多光譜相機模塊位于控制電路板上且位于光源匯聚塊內部，試管放置臺通過箱體內壁的工型槽固定于箱體內頂面。本發明針對常用量子點熒光標記定量檢測生化樣品的方法，提出以多光譜相機作為熒光信號采集器件，并設計相應儀器裝置，實現了多目標多樣品的同時檢測，同時實現了檢測過程的自動化。

技術領域

本發明涉及生化樣品檢測儀器領域，尤其是涉及了一種結合量子點熒光標記方法與多光譜相機實現多目標多樣品用于生化檢測的裝置與方法。

背景技術

在生化檢測領域，基于光學原理的方法占據了重要位置。迄今為止，已有大量使用吸收、散射、表面等離子體共振、熒光等多種光學方法用于對蛋白質、核酸等生物目標檢測的文獻發表，表現出了相比于其他方法的獨有特點。其中，基于熒光的檢測方法具有靈敏度高、特異性好以及檢測快速等優點，據報道有優于其他方法的檢測限。然而這種方法的檢測效果極大的依賴所使用的熒光素的性質，傳統的有機熒光染料由于熒光壽命較短和激發光發射光之間的距離過近造成的互相干擾，使得熒光檢測方法一直對檢測裝置有極高的性能要求，這也使得該種檢測方法的成本居高不下。

量子點作為一種新興的熒光標記材料，有許多突出優點。首先，這種材料的發射光具有尺寸相關的特性，即可以通過人工調制合成時的尺寸，改變發射光的波長；其次，量子點往往具有較大的斯托克斯位移，即激發光與發射光之間的波長距離較大，不易互相干擾；另外，量子點具有較寬的激發光譜和較窄的發射光譜，這種特性使得利用單一激發光源激發多種不同發射波長量子點然后同時進行檢測，也就是多種目標物的同時檢測成為可能；最后，量子點有大大超過傳統有機熒光染料的熒光壽命與量子效率，對于檢測裝置的性能要求大大降低。

廣泛應用于生化實驗室的熒光檢測儀器，以熒光儀、酶標儀為代表。這些裝置針對實驗室應用設計，體積龐大，價格高昂。得益于量子點較高的量子效率，Xu等(2015)使用微型光譜儀對量子點標記的四種食源性病菌進行熒光檢測，在光學檢測上避免了運動部件的使用，最后取得較好結果。Wang等(2016)隨后基于此完成一種基于量子點熒光標記的便攜式生化快速檢測系統的設計。然而該系統體積仍然較大，且需要使用電機實現檢測樣品的切換，容易引入新的系統誤差，在野外運輸現場使用時存在可靠性隱患。

綜上，現有的針對量子點熒光標記的便攜式檢測裝置仍然相對匱乏。傳統熒光檢測裝置一般用于實驗室用途，體積大造價高；現有的新設計檢測裝置，由于運動部件的存在，整體體積、質量仍然較大，耗電量較高，且在搬運過程中有可靠性隱患，對于現場使用仍然較為困難。

發明內容

本發明的目的，在于針對現有技術的不足，提供一種使用多光譜相機作為檢測裝置，以量子點為標記物，基于熒光分析方法，結合機械電子與軟件控制技術，實現多目標多樣品同時檢測的便攜式裝置與檢測方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案主要包含：

一、一種結合量子點熒光與多光譜相機的高通量檢測裝置：

裝置包括箱體和安裝在箱體內的電源模塊、架空支架、控制電路板、光源匯聚塊、多光譜相機模塊和試管放置臺，電源模塊放置于箱體底部，架空支架位于電源模塊上方并且固定于箱體底部，控制電路板位于架空支架上并與電源模塊通過導線電氣連接，光源匯聚塊位于控制電路板上并通過連接銅柱螺栓與控制電路板和架空支架的四個角固定連接，多光譜相機模塊位于控制電路板上且位于光源匯聚塊內部，試管放置臺通過箱體內壁的工型槽固定于箱體內頂面。