[發明專利]一種實時熒光定量采集信號濾波放大電路

在審

• 申請號: 202011090297.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112104331A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 周志圖
• 申請（專利權）人: 無錫百泰克生物技術有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/68;H03M1/12;H03G3/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明提出了一種實時熒光定量采集信號濾波放大電路，包括：硅光電傳感器、多階濾波放大電路和ADC模數轉換電路，輸出的數字信號能反應出特定DNA序列并進行定量分析；所述多階濾波放大電路包括多個濾波放大電路，所述濾波放大電路的輸出端連接下一個濾波放大電路的輸入端，下一個濾波放大電路的輸出端連接下下一個濾波放大電路的輸入端，以此類推構成多階濾波放大電路；每個所述濾波放大電路的輸出端均連接至ADC模數轉換電路，采用本發明的濾波放大電路，在擴增DNA的不同階段，可根據熒光信號的強弱，自動調節放大倍數和濾波效果，便于后續數據分析。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，具體涉及一種實時熒光定量采集信號濾波放大電路。

背景技術

實時熒光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)是一種在DNA擴增反應中，以熒光化學物質測每次聚合酶鏈式反應(PCR)循環后產物總量，通過內參或者外參法對待測樣品中的特定DNA序列進行定量分析的方法。Real-time PCR是在PCR擴增過程中，通過熒光信號，對PCR進程進行實時檢測。

PCR技術的基本原理類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性-退火-延伸三個基本反應步驟構成：①模板DNA的變性：模板DNA經加熱至93℃左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備；②模板DNA與引物的退火(復性)：模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；③引物的延伸：DNA模板-引物結合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基互補配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈，重復循環變性-退火-延伸三過程就可獲得更多的“半保留復制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。

由于熒光定量PCR需要采集微弱的熒光信號，在采集信號時，有許多干擾信號，把有效的熒光信號埋沒在其中，會造成熒光采集不準確，導致后續分析不準確，而且采集的效率不高，所需時間很長。在擴增的不同階段，熒光值大小變化范圍很大，對信號的放大和濾波有很高的要求。

目前，常采用的弱電信號的放大采集電路為：兩階放大濾波電路，其包括：前級放大電路、高通濾波器、后級放大電路，前級放大電路的輸出端連接高通濾波器的輸入端，高通濾波器的輸出端連接后級放大電路，但該濾波放大電路存在以下缺點：(1)對弱信號的放大濾波效果并不顯著；(2)熒光信號的采集效率不高，所需時間很長；(3)無法根據熒光信號的強弱來調節放大倍數和濾波效果。

發明內容

發明目的：為解決現有技術中熒光信號采集不準確、熒光信號采集效率不高、無法根據熒光信號的強弱來調節放大倍數和濾波效果等問題，提出了一種實時熒光定量采集信號濾波放大電路。

技術方案：本發明公開了一種實時熒光定量采集信號濾波放大電路，包括：

光電傳感器，用于采集熒光信號，并將采集到的熒光信號轉換為電信號；

多階濾波放大電路，用于根據進入該多階濾波放大電路的電信號自動調整信號放大倍數，輸出放大電信號；

ADC模數轉換電路，用于將滿足要求的放大電信號轉換成數字信號，使數字信號能反應出特定DNA序列并進行定量分析；

所述多階濾波放大電路包括多個濾波放大電路，所述濾波放大電路的輸出端連接下一個濾波放大電路的輸入端，下一個濾波放大電路的輸出端連接下下一個濾波放大電路的輸入端，以此類推構成多階濾波放大電路；

每個所述濾波放大電路的輸出端均連接至ADC模數轉換電路。