CN101698823A - 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统 - Google Patents

基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101698823A
CN101698823A CN200910218508A CN200910218508A CN101698823A CN 101698823 A CN101698823 A CN 101698823A CN 200910218508 A CN200910218508 A CN 200910218508A CN 200910218508 A CN200910218508 A CN 200910218508A CN 101698823 A CN101698823 A CN 101698823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal temperature
servo motor
speed servo
temperature piece
optical excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910218508A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101698823B (zh
Inventor
彭年才
李明
苗保刚
李壮
周成柱
刘慧仙
梁光勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Tianlong Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Tianlong Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Tianlong Science & Technology Co Ltd filed Critical Xi'an Tianlong Science & Technology Co Ltd
Priority to CN2009102185088A priority Critical patent/CN101698823B/zh
Publication of CN101698823A publication Critical patent/CN101698823A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101698823B publication Critical patent/CN101698823B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公了一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，包括光学激发检测扫描头、多孔防挥发加热盖和金属温块，金属温块上有可插放若干试管的孔，在金属温块的一侧，设有精密光学定位机构，在金属温块的下方依次设置有半导体制冷器、散热器、散热风扇、温块升降机构，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖上的孔位与金属温块的孔一一对应，光学激发检测扫描头由多级机械定位机构上的Y轴高速伺服电机及传动机构以及X轴高速伺服电机及传动机构驱动下，在金属温块的顶部运动，完成X、Y两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。该系统激发效率高，检测荧光灵敏度高，检测结果更加精确，检测效率大大提高。

Description

基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统
技术领域
本发明涉及荧光定量PCR检测系统，尤其是基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统。
背景技术
实时荧光定量PCR检测系统工作原理是使反应物在特定的变性温度、复性温度和延伸温度之间进行温度循环，将靶DNA进行数百万倍的扩增；同时通过使用不同波长的激发光(多激发)或单一波长的激发光(单激发)照射试管，当试管中的试剂被激发出荧光时，通过光学传感器采集到荧光强度信号传送到计算机进行实时的数据分析。
目前主流荧光定量PCR检测系统的包括顶部激发检测、底部激发检测和顶部激发侧面检测模式。
(1)底部激发检测模式需要在金属温块的底部加工通孔，并采用多孔的半导体制冷加热片，但器件加工难度较大，由于多孔半导体制冷加热片功率和工艺限制造成升降温速度慢、工艺复杂、故障率高等问题；
(2)侧面检测模式由于温块底部封闭，可采用成熟的大功率半导体制冷加热片，升降温速度快、扩增效率高，但侧面检测模式需要在温块中铺设光纤，光纤头易被污染，且难以清洁，维修困难。
(3)传统的顶部检测模式温块底部封闭，可采用成熟的大功率半导体制冷加热片，升降温速度快、扩增效率高，采用双轴步进电机驱动激发检测头或采用冷态CCD进行检测。但步进电机驱动速度慢，检测效率低，尤其在多色实时定量PCR检测时，采用此模式的四色/五色荧光定量PCR仪器全色扫描时间目前均在10几秒以上；采用冷态CCD扫描速度快，单次扫描可达到1-3秒，但由于器件本身特性导致稳定性差、成本高、故障率高；同时常规的顶部检测模式定位均采用定位销，由于定位精度低，导致光学激发检测的精度较低，一致性差。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，该系统扩增效率高、激发检测效率和精度高。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，包括光学激发检测扫描头、多孔防挥发加热盖和金属温块，金属温块上有可插放若干试管的孔，在金属温块的一侧，设有精密光学定位机构，在金属温块的下方依次设置有半导体制冷器、散热器、散热风扇、温块升降机构，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖上的孔位与金属温块的孔一一对应，光学激发检测扫描头由多级机械定位机构上的Y轴高速伺服电机及传动机构以及X轴高速伺服电机及传动机构驱动下，在金属温块的顶部运动，完成X、Y两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。
本发明可采用成熟的大功率半导体制冷片实现PCR扩增温度循环控制，升降温速度快，扩增效率高。
本发明通过温块升降机构实现实验人员在金属温块插放待测若干试管后将金属温块上升到待测位置，由光学激发检测扫描头检测多孔防挥发加热盖间的恒压，并对待测若干试管进行多色光激发和荧光检测。
为了实现光学检测的高精度，本发明通过多级机械定位机构进行粗定位，然后通过精密光学定位机构进行精确定位，精密光学定位机构通过光学激发检测扫描头检测定位光，通过分析计算确定定位中心，实现运动检测机构的精确定位。
采用本发明激发效率高，检测荧光精度高，高速伺服电机的应用大大提高了激发和检测速度，使得检测结构更加准确，检测效率大大提高。
本发明和现有的实时荧光定量PCR检测系统相比，具有以下优点：
(1)采用基于X、Y两个方向高速伺服电机的顶部扫描，可采用成熟大功率半导体制冷片，升降温速度快，扩增效率高，扫描速度快、稳定性好，同时避免了常规顶部激发检测模式采用步进电机和CCD的缺点。
(2)采用多级机械定位机构与精密光学定位机构相结合的方式，实现顶部扫描运动机构与金属温块之间的精确定位，从而提高了激发检测的精度和一致性。
(3)通过高速伺服电机的高速精确控制，实现了激发检测的高效率、高升降温速度和全色扫描时间的大幅度缩短，较目前主流多色实时定量PCR时间缩短40％以上，大幅度的提高了实验效率。同时全色扫描时间的缩短对科研应用中熔解度分析具有重要的意义，具备更好的精度和反应速度。
附图说明
图1是本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统结构示意图；
图2是光学定位机构示意精密光学定位机构示意图；
图3是高精确的光学定位分析精密光学定位机构定位分析图。
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
参照图1、图2、图3，本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，包括光学激发检测扫描头1、多孔防挥发加热盖2和金属温块4，金属温块4上有可插放若干试管的孔，在金属温块4的一侧，设有精密光学定位机构3(图2)，在金属温块4的下方依次设置有半导体制冷器5、散热器6、散热风扇7、温块升降机构8，多孔防挥发加热盖2上的孔位与金属温块4插放若干试管的的孔一一对应，光学激发检测扫描头1由多级机械定位机构9上的Y轴高速伺服电机及传动机构10以及X轴高速伺服电机及传动机构11驱动下，在金属温块4顶部(即多孔防挥发加热盖2上方)运动，完成X、Y两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。
多孔防挥发加热盖2上的孔与金属温块4的孔一一对应，用于多孔防挥发加热盖2上方的光学激发检测扫描头1产生的激发光入射和荧光发射的光学通路。通过多级机械定位机构9上的Y轴高速伺服电机及传动机构10以及X轴高速伺服电机及传动机构11与精密光学定位机构3共同组成光学传动和定位机构，用于光学激发检测扫描头1与金属温块4之间进行精确定位(图3)。
半导体制冷器和散热器件实现PCR扩增温度循环控制；温块升降机构8用于在金属温块4插放待测若干试管后将金属温块4上升待测位置，由光学激发检测扫描头1检测多孔防挥发加热盖2间的恒压，并实现由基于顶部的光学激发检测扫描头1对待测若干试管进行多色光激发和荧光检测。
本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，在X轴和Y轴高速伺服电机的驱动下进行各孔的光学激发与检测，防挥发加热盖采用多孔贯穿结构实现顶部的高速光学激发与检测；激发效率高，检测荧光灵敏度高，高速伺服电机的应用大大提高了激发和检测速度，使得检测结果更加精确，检测效率大大提高。在四色/五色多激发检测的配置下全色扫描时间可达到4秒以内，比常规采用步进电机的方法激发检测速度提高一倍以上。

Claims (4)

1.一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，包括光学激发检测扫描头(1)、多孔防挥发加热盖(2)和金属温块(4)，金属温块(4)上有可插放若干试管的孔，在金属温块(4)的一侧，设有精密光学定位机构(3)，在金属温块(4)的下方依次设置有半导体制冷器(5)、散热器(6)、散热风扇(7)、温块升降机构(8)，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖(2)上的孔位与金属温块(4)的孔一一对应，光学激发检测扫描头(1)由多级机械定位机构(9)上的Y轴高速伺服电机及传动机构(10)以及X轴高速伺服电机及传动机构(11)驱动下，在金属温块(4)的顶部运动，完成X、Y两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。
2.如权利要求1所述的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，其特征在于，所述的多级机械定位机构(9)上的Y轴高速伺服电机及传动机构(10)以及X轴高速伺服电机及传动机构(11)与精密光学定位机构(3)共同组成光学传动和定位机构，用于光学激发检测扫描头(1)与金属温块(4)之间进行精确定位。
3.如权利要求1所述的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖(2)上的孔与金属温块(4)插放若干试管的孔一一对应，用于多孔防挥发加热盖(2)上方的光学激发检测扫描头(1)产生的激发光入射和荧光发射的光学通路。
4.根据权利要求1所述的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR检测系统，其特征在于，所述的温块升降机构(8)用于在金属温块(4)插放待测若干试管后将金属温块(4)上升到待测位置，由光学激发检测扫描头(1)检测多孔防挥发加热盖(2)间的恒压，并对待测若干试管进行多色光激发和荧光检测。
CN2009102185088A 2009-10-23 2009-10-23 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统 Active CN101698823B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102185088A CN101698823B (zh) 2009-10-23 2009-10-23 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009102185088A CN101698823B (zh) 2009-10-23 2009-10-23 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101698823A true CN101698823A (zh) 2010-04-28
CN101698823B CN101698823B (zh) 2012-07-04

Family

ID=42147288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102185088A Active CN101698823B (zh) 2009-10-23 2009-10-23 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101698823B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102174386A (zh) * 2011-02-18 2011-09-07 张家林 窄长型热循环块的温控单元及热循环仪
CN102618439A (zh) * 2012-03-01 2012-08-01 胡惠平 基于封闭反应器的dna片段扩增和定量检测系统
CN103614291A (zh) * 2013-11-13 2014-03-05 戴小波 全自动荧光定量基因扩增仪
CN103752360A (zh) * 2013-12-30 2014-04-30 西安天隆科技有限公司 一种用于生物化学反应的热学模块
CN103969236A (zh) * 2014-05-07 2014-08-06 华中科技大学 一种便携式病原体检测仪
CN104120077A (zh) * 2014-08-03 2014-10-29 张金木 一种实时荧光dna扩增仪
CN105092543A (zh) * 2014-05-12 2015-11-25 绍兴安尼特微电子科技有限公司 一种便携式荧光定量pcr检测仪
CN105400691A (zh) * 2015-12-11 2016-03-16 舟山医院 一种多功能pcr仪
CN107653186A (zh) * 2017-09-15 2018-02-02 广东达元食品药品安全技术有限公司 一种便携式pcr仪
CN108587897A (zh) * 2018-05-03 2018-09-28 莫纳（苏州）生物科技有限公司 一种pcr扩增装置
CN111013688A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 深圳市刚竹医疗科技有限公司 qPCR模块及模块化的qPCR装置
CN113198360A (zh) * 2021-04-30 2021-08-03 重庆微浪自动化设备有限公司 震荡磁力设备及生物样品震荡吸磁方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201130152Y (zh) * 2007-12-21 2008-10-08 北京工业大学 荧光pcr微流控芯片微通道中微流体荧光测速控速装置
CN201262610Y (zh) * 2008-07-18 2009-06-24 杭州博日科技有限公司 一种基于底部扫描检测的荧光定量pcr检测系统

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102174386A (zh) * 2011-02-18 2011-09-07 张家林 窄长型热循环块的温控单元及热循环仪
CN102618439A (zh) * 2012-03-01 2012-08-01 胡惠平 基于封闭反应器的dna片段扩增和定量检测系统
CN102618439B (zh) * 2012-03-01 2014-06-04 胡惠平 基于封闭反应器的dna片段扩增和定量检测系统
CN103614291A (zh) * 2013-11-13 2014-03-05 戴小波 全自动荧光定量基因扩增仪
CN103752360B (zh) * 2013-12-30 2015-08-19 西安天隆科技有限公司 一种用于生物化学反应的热学模块
CN103752360A (zh) * 2013-12-30 2014-04-30 西安天隆科技有限公司 一种用于生物化学反应的热学模块
CN103969236A (zh) * 2014-05-07 2014-08-06 华中科技大学 一种便携式病原体检测仪
CN105092543A (zh) * 2014-05-12 2015-11-25 绍兴安尼特微电子科技有限公司 一种便携式荧光定量pcr检测仪
CN104120077A (zh) * 2014-08-03 2014-10-29 张金木 一种实时荧光dna扩增仪
CN105400691A (zh) * 2015-12-11 2016-03-16 舟山医院 一种多功能pcr仪
CN107653186A (zh) * 2017-09-15 2018-02-02 广东达元食品药品安全技术有限公司 一种便携式pcr仪
CN108587897A (zh) * 2018-05-03 2018-09-28 莫纳（苏州）生物科技有限公司 一种pcr扩增装置
CN108587897B (zh) * 2018-05-03 2021-08-10 莫纳（苏州）生物科技有限公司 一种pcr扩增装置
CN111013688A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 深圳市刚竹医疗科技有限公司 qPCR模块及模块化的qPCR装置
CN111013688B (zh) * 2019-12-06 2022-05-17 深圳市刚竹医疗科技有限公司 qPCR模块及模块化的qPCR装置
CN113198360A (zh) * 2021-04-30 2021-08-03 重庆微浪自动化设备有限公司 震荡磁力设备及生物样品震荡吸磁方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101698823B (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101698823B (zh) 基于高速伺服电机和光定位的荧光定量pcr检测系统
US11084039B2 (en) Microfluidic analysis system
CN102954954B (zh) 基于磁分离的多样本多位点高通量核酸分析系统
US7466908B1 (en) System for rapid nucleic acid amplification and detection
CN105359028A (zh) 用于基本同时地监测样品阵列中的样品的紧凑光学系统
CN106434330A (zh) 一种基于高效液滴微反应器的绝对定量数字核酸分析系统
CN102618439B (zh) 基于封闭反应器的dna片段扩增和定量检测系统
CN104130933A (zh) 一种荧光恒温pcr扩增仪
AU2009263158B2 (en) Thermal cycling reaction block and continuous real-time monitoring apparatus using the same
JPH0775544A (ja) 核酸増幅反応を実施する装置、化学連鎖反応を実施する装置、変性、アニーリングおよびエクステンションプロセスを包含する核酸増幅反応を同時に実施する装置、ならびに核酸増幅反応を実施する方法
CN1755371A (zh) 化学分析装置
KR100840949B1 (ko) 다중 채널 광학적 검출 시스템
CA3210271A1 (en) Droplet-based assay system
CN103115883A (zh) 微型生化检测仪样品检测系统
CN104893972B (zh) 一种高通量基因测序动态调度控制方法及系统装置
WO2013015057A1 (ja) 核酸検査装置
CN106929388A (zh) 一种实时荧光定量pcr仪
CN106442454A (zh) 荧光定量基因快速扩增检测装置和扩增检测方法
WO2008012703A1 (en) Radiation detectors using evanescent field excitation
CN105441321B (zh) 全自动一体化核酸分析仪
BRPI0718201A2 (pt) Sistema e método para detectar radiação
JP6371101B2 (ja) 核酸分析装置
CN111154623A (zh) 一种带振动功能的便携式对流pcr扩增检测装置
CN1321890A (zh) 核酸扩增基因芯片杂交检测仪
JP2010139491A (ja) 反応液温度測定方法、反応液温度測定装置、反応液温度調整装置及び遺伝子の増幅反応処理を行うための装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant