[發明專利]一種實時檢測核酸解鏈溫度的光學系統及實現方法

有效

• 申請號: 201910180403.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN110068536B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 王凱歌;陸瑤;孫聃
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

本發明公開了一種實時檢測核酸解鏈溫度的光學系統及實現方法，其中系統包括：光學顯微鏡；光學顯微鏡的一側設置有光源，另一側通過光纖連接有光纖光譜儀，光纖光譜儀與計算機連接；光學顯微鏡的物鏡下方置有用于固化待測樣品的基底，基底固定在一個溫控臺上，通過溫控臺對樣品保溫；位于所述溫控臺的一側設置有用于向基底上注射配對樣品的微流泵；所述光源發出的光線經由光學顯微鏡的物鏡照射在待測樣品及基底上，光線在基底的上表面和下表面反射產生的光束形成干涉，干涉光匯聚于光學顯微鏡的物鏡上，經由光纖傳遞給光纖光譜儀轉換后，將轉換信息傳遞給計算機，計算機對轉換信息進行分析并輸出光譜數據，從光譜數據中得到核酸的解鏈溫度。

技術領域

本發明涉及反射干涉光譜、溫控、微流控以及分析領域，具體涉及一種實時檢測核酸解鏈溫度的光學系統及實現方法。

背景技術

光學相關檢測方法具有速度快、靈敏度高、非破壞性檢測微小樣品優點，使其廣泛應用于生物分子相互作用的檢測中。其中，DNA序列和寡核苷酸片段的檢測已廣泛應用于醫學診斷，生物學研究，食品工業監測和環境監測等許多領域。但不同序列的核酸分子雜交具有不同的解鏈溫度，所以準確地確定寡核苷酸雜交的Tm將更具有現實意義和實用價值。

目前，在國內外都有利用光學手段方法來對核酸解鏈溫度進行分析的報道，Darby課題組利用熒光標記的方法得到了不同鏈體的DNA分子的解鏈溫度，該方案的缺點是需要對DNA分子進行標記，實驗結果不精確，而且無法實時監測到DNA分子的解鏈溫度(Darby,R.A.J.,et al.,High throughput measurement of duplex,triplex and quadruplexmelting curves using molecular beacons and a LightCycler.Nucleic AcidsResearch,2002.30(9):p.e39)；Robert Miller課題組利用表面等離子體共振通過對不同DNA探針解鏈溫度的分析，可以對植物病毒進行快速檢測和鑒定，該方案的缺點是由于該表面等離子體光學裝置對溫度比較敏感，所以檢測結果不精確，抗干擾能力較差(Zhou,J.C.,et al.,Immobilization-mediated reduction in melting temperatures of DNA–DNAand DNA–RNA hybrids:Immobilized DNA probe hybridization studied bySPR.ColloidsSurfaces A PhysicochemicalEngineering Aspects,2015.481:p.72-79)；此外，Florian Prol課題組利用反射干涉光譜系統的和復合平板基底相結合的光學裝置來檢測DNA分子的解鏈溫度，該方案的缺點是生物傳感芯片的穩定性差，檢測結果不精確(F.,et al.,Label-free characterisation of oligonucleotide hybridisationusing reflectometric interference spectroscopy.AnalyticalBioanalyticalChemistry,2005.382(8):p.1889-1894)。上述光學方法在對核酸解鏈溫度的檢測中，存在需要標記樣品，抗干擾能力差，無法對核酸解鏈溫度進行實時快速精確的檢測。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種實時檢測核酸解鏈溫度的光學系統及實現方法。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種實時檢測核酸解鏈溫度的光學系統，包括：

光學顯微鏡；光學顯微鏡的一側設置有光源，另一側通過光纖連接有光纖光譜儀，光纖光譜儀與計算機連接；

光學顯微鏡的物鏡下方置有用于固化待測樣品的基底，基底固定在一個溫控臺上，通過溫控臺調整待測樣品的溫度；

位于所述溫控臺的一側設置有用于向基底上注射配對樣品的微流泵；