[發(fā)明專(zhuān)利]一種生物熒光模擬裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011636148.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112625892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鴻飛;徐昇;王尚君;惠文珊;李鳳嬌;陳琳;姜智能;王軍超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)院;產(chǎn)越（上海）電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/34
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/34;C12M1/36;C12Q1/686;G01M11/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種生物熒光模擬裝置，其特征在于，包括光學(xué)探頭板和與所述光學(xué)探頭板配套的控制電路；

所述光學(xué)探頭板包括測(cè)溫?zé)晒馓筋^和設(shè)有所述控制電路的控制電路板；所述測(cè)溫?zé)晒馓筋^溫度傳感器和用于生成熒光的光學(xué)組件；

所述控制電路分別與所述光學(xué)組件和所述溫度傳感器連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器采集到的溫度以及當(dāng)前溫度的循環(huán)次數(shù)控制所述光學(xué)組件的發(fā)光亮度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述光學(xué)組件包括從下至上依次設(shè)置的發(fā)光板、光學(xué)透鏡、濾光片和漫反射片；

所述控制電路包括微處理器、與所述微處理器信號(hào)連接的發(fā)光板驅(qū)動(dòng)模塊、存儲(chǔ)模塊和電源管理模塊；

所述發(fā)光板驅(qū)動(dòng)模塊與所述發(fā)光板連接；所述微處理器內(nèi)預(yù)設(shè)有預(yù)設(shè)Ct值，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)Ct值和所述溫度傳感器采集到的溫度以及當(dāng)前溫度的循環(huán)次數(shù)，控制所述發(fā)光板驅(qū)動(dòng)模塊輸出對(duì)應(yīng)電流，從而控制所述發(fā)光板的發(fā)光亮度；Ct值為qPCR擴(kuò)增過(guò)程中起始模板擴(kuò)增達(dá)到一定產(chǎn)物量時(shí)所對(duì)應(yīng)的循環(huán)數(shù)；

所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)產(chǎn)品相關(guān)的信息、配置參數(shù)、工作數(shù)據(jù)；

所述電源管理模塊用于將主電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)各個(gè)模塊所需的電壓，給各個(gè)模塊供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述測(cè)溫?zé)晒馓筋^包括用于固定所述溫度傳感器和所述光學(xué)組件的殼體；

所述殼體采用遮光性材料，包括主體結(jié)構(gòu)和探頭部分；

所述主體結(jié)構(gòu)為中空的圓筒形，頂端設(shè)置有所述漫反射片，側(cè)壁中部上從下到上依次開(kāi)設(shè)有LED槽、透鏡槽和濾光片槽；所述LED槽用于安裝所述發(fā)光板；所述透鏡槽用于安裝所述光學(xué)透鏡；所述濾光片槽用于安裝所述濾光片；

所述探頭部分為金屬結(jié)構(gòu)，所述金屬結(jié)構(gòu)為圓錐形的中空腔體結(jié)構(gòu)，且所述溫度傳感器設(shè)置于所述金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部；

所述探頭部分的上端設(shè)置有螺桿，所述主體部件的內(nèi)壁下端設(shè)置有與所述螺桿相適配的螺紋，所述探頭部分和所述主體構(gòu)件通過(guò)所述螺桿和螺紋相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述主體結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有探頭固定凸起和缺口；

所述探頭固定凸起用于將所述主體結(jié)構(gòu)固定在所述控制電路板上；

所述控制電路板通過(guò)穿過(guò)所述缺口的導(dǎo)線與所述溫度傳感器、所述發(fā)光板連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述電路控制板的邊緣設(shè)有qPCR的排線接口、電源接口以及通信接口；

所述光學(xué)探頭板還包括設(shè)有測(cè)溫?zé)晒馓筋^孔位的上蓋板。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述發(fā)光板為白色發(fā)光板或綠色發(fā)光板或紅色發(fā)光板；

所述濾光片為窄帶濾光片，且所述濾光片的中心波長(zhǎng)與熒光染料的發(fā)射熒光波長(zhǎng)一致。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述濾光片的中心波長(zhǎng)范圍至少包括以下范圍之一：515-530nm、560-580nm、610-650nm、675-730nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述微處理器包括MCU芯片和外圍電路，所述外圍電路包括電源芯片、晶體振蕩器、電阻、無(wú)線通訊組件和電容；

所述MCU芯片為具有無(wú)線通訊功能的MCU芯片，所述無(wú)線通訊組件還包括天線。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物熒光模擬裝置，其特征在于，所述發(fā)光板驅(qū)動(dòng)模塊包括高精度的電壓基準(zhǔn)源、DAC轉(zhuǎn)換器和可變恒流源；每一個(gè)所述發(fā)光板都由一個(gè)獨(dú)立的所述發(fā)光板驅(qū)動(dòng)模塊控制；

在所述微處理器的控制下，所述DAC轉(zhuǎn)換器輸出模擬電壓給所述可變恒流源，從而控制所述可變恒流源輸出多檔位線性連續(xù)可調(diào)的電流，從而控制所述發(fā)光板的發(fā)光亮度。

10.一種生物熒光模擬方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的生物熒光模擬裝置，包括以下步驟：

通過(guò)上位機(jī)在控制電路上設(shè)定預(yù)設(shè)Ct值；

通過(guò)溫度傳感器采集溫度以及當(dāng)前溫度的循環(huán)次數(shù)；

根據(jù)所述溫度傳感器采集到的溫度以及當(dāng)前溫度的循環(huán)次數(shù)通過(guò)所述控制電路控制光學(xué)組件在qPCR儀的每個(gè)溫度循環(huán)周期按所述預(yù)設(shè)Ct值對(duì)應(yīng)的亮度值驅(qū)動(dòng)光學(xué)組件發(fā)光；

通過(guò)將qPCR儀讀到的每個(gè)通道的Ct值與所述預(yù)設(shè)Ct值對(duì)比，得到qPCR儀測(cè)試的準(zhǔn)確性，從而完成qPCR儀光學(xué)特性的計(jì)量校準(zhǔn)。