CN103033493B

CN103033493B - 一种可调谐荧光定量pcr检测系统

Info

Publication number: CN103033493B
Application number: CN201210529935.XA
Authority: CN
Inventors: 陈延平; 李纯彬; 马雄
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN103033493A

Abstract

一种可调谐荧光定量PCR检测系统，涉及一种PCR检测系统。设光源、激发滤光片、二向色镜、透镜组、热循环系统、可调谐滤光片、调谐控制单元、面阵探测器和信息分析处理单元；光源和激发滤光片设在与水平方向成45°的所述二向色镜的水平轴上，所述光源发出的光经激发滤光片射到二向色镜上；所述透镜组和热循环系统设在二向色镜的竖直轴上，激发光经透镜组入射到热循环系统；所述可调谐滤光片设在所述二向色镜的水平轴上或竖直轴上；所述面阵探测器的中心和可调谐滤光片的中心在同一直线上；所述调谐控制单元控制可调谐滤光片的转动；所述面阵探测器与信息分析处理单元相连接。结构简单、操作简便、能对所有样品进行多波长荧光检测成像。

Description

一种可调谐荧光定量PCR检测系统

技术领域

本发明涉及一种PCR检测系统，尤其是涉及能采集不同荧光染料受激发出荧光信号的一种可调谐荧光定量PCR检测系统。

背景技术

荧光定量PCR检测系统是使反应物在指定的变性温度、复性温度和延伸温度之间自动循环的仪器，通过变性、复性和延伸的温度循环可在短时间内将靶DNA扩增数百万倍。同时，通过使用不同波长的激发光照射试管，当试管中的试剂被激发出荧光时，光学传感器(PMT,PD,CCD等)采集到荧光强度信号并传送到计算机进行实时数据显示和分析。

传统的荧光定量PCR仪（如中国专利200810120084.7）采用扫描方式获得试剂的荧光信号，这种检测方式具存在以下缺点：

1）荧光检测模块不固定，电机带动光纤探头运动，在进行扫描的同时，光纤的震动会影响光路的稳定，从而影响检测精确度。

2）仪器扫描部分机械结构复杂，成本高、质量大，扫描探头在电机的带动下，在X和Y方向上扫描，需要两个电机协同工作，不利于小型化。

此外，目前的主流定量PCR检测系统的多波长扫描工作模式是：采用激发光滤镜轮和荧光滤镜轮，使用步进电机，以机械传动方式逐一选择需要的激发光滤光片和荧光滤光片。此模式下，要实现多波长检测，必须依次切换滤光片组，依次控制激发光，每次只有一种波长的发光工作，其总检测时间相当长。

中国专利200910153874.X提出了一种能实现实时同步检测的定量PCR多波长荧光检测方法及装置。类似的还有中国专利200680019254.1和200410066294.4，但以上3件专利的共同特点是只能对同一管样品进行多波长荧光检测方法，无法对孔板上的所有样品同时进行实时荧光检测。如要获得所有样品的荧光信号，必须控制检测装置的移动，这种检测方式所需实验时间长，效率低，且机械结构复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供结构简单、操作简便、能对所有样品进行多波长荧光检测成像的一种可调谐荧光定量PCR检测系统。

本发明设有光源、激发滤光片、二向色镜、透镜组、热循环系统、可调谐滤光片、调谐控制单元、面阵探测器和信息分析处理单元；

所述光源和激发滤光片设在与水平方向成45°的所述二向色镜的水平轴上，所述光源发出的光经激发滤光片射到二向色镜上；所述透镜组和热循环系统设在二向色镜的竖直轴上，激发光经透镜组入射到热循环系统；所述可调谐滤光片设在所述二向色镜的水平轴上或竖直轴上；所述面阵探测器的中心和可调谐滤光片的中心在同一直线上；所述调谐控制单元控制可调谐滤光片的转动；所述面阵探测器与信息分析处理单元相连接。

所述光源可采用卤钨灯或LED灯，所述可调谐滤光片的波长范围可为690～795nm，所述面阵探测器可采用黑白CCD相机或CMOS相机。

所述激发滤光片可采用多通带激发滤光片,所述二向色镜可采用多通带二向色镜。

与现有荧光定量PCR检测系统相比，本发明具有以下优点：

1)与传统滤镜轮系统相比，激发滤光片和二向色镜均处于固定状态，不需要动作，运动部件少，结构简单，操作简便；

2)实现对所有样品进行多波长荧光检测，检测效率大大提高；

3)所用的镜片量少，光路系统简单可靠，成本低，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成与光路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明实施例设有光源1、激发滤光片2、二向色镜3、透镜组4、热循环系统5、可调谐滤光片6、调谐控制单元7、面阵探测器8和信息分析处理单元9；

所述光源1和激发滤光片2设在与水平方向成45°的所述二向色镜3的水平轴上，所述光源1发出的光经激发滤光片2射到二向色镜3上；所述透镜组4和热循环系统5设在二向色镜3的竖直轴上,激发光经透镜组4入射到热循环系统5；所述可调谐滤光片6设在所述二向色镜3的水平轴上或竖直轴上；所述面阵探测器8的中心和可调谐滤光片6的中心在同一直线上；所述调谐控制单元7控制可调谐滤光片6的转动；所述面阵探测器8与信息分析处理单元9相连接。

所述激发滤光片2可采用多通带激发滤光片,所述二向色镜3可采用多通带二向色镜。

所述光源1发出的光照射到激发滤光片2上，所述激发滤光片2滤除通带外的光，通带内的光作为荧光物质的激发光通过激发滤光片2，照射到二向色镜3上，经二向色镜3反射，激发光经由所述透镜组4照射到被检样品，被检样品中的荧光基团受激产生的荧光经透镜组4照射到二向色镜3上，所述二向色镜3初步滤除背景光，荧光和少量的背景光透过二向色镜3照射到可调谐滤光片6是通过所述调谐控制单元7改变所述可调谐滤光片6的法线与入射荧光的夹角，使各通带荧光逐一地穿过所述可调谐滤光片6并进入所述面阵探测器8,所述面阵探测器8获得与各通带对应的图像，面阵探测器8的图像信号输出端接信息分析处理单元9输入端，由所述信息分析处理单元9对获得的各通带图像进行分析处理，从而实现对整个孔板上的样品进行多个波段的荧光检测。

所述光源1可采用卤钨灯或LED灯，所述激发滤光片2为三通带激发滤光片，所述二向色镜3为三通带二向色镜，所述可调谐滤光片6的波长范围为690～795nm，所述面阵探测器8为黑白CCD相机或CMOS相机。

所述卤钨灯1发射的光线透过所述激发滤光片2滤出三种波长光线射入到所述二向色镜3上，经所述二向色镜3反射的三种波长光线射入并穿过所述透镜组4射入被检样品中，被检样品中的荧光基团被激发产生的三种波长荧光经所述透镜组4射入到所述二向色镜3，穿过所述二向色镜3的三种荧光射向所述可调谐滤光片6，假设入射荧光与所述可调谐滤光片6法线夹角为0°时，所述可调谐滤光片6的中心波长为790nm，当入射荧光与所述可调谐滤光片6法线夹角为30°时，所述可调谐滤光片6的中心波长为745nm，当入射荧光与所述可调谐滤光片6法线夹角为45°时，所述可调谐滤光片6的中心波长为764nm，通过所述调谐控制单元7控制所述可调谐滤光片6法线与入射荧光的夹角分别为0°,30°,45°,则三种波长荧光逐一地穿过所述可调谐滤光片6并入射到所述黑白CCD相机8的接收端，所述面阵探测器8获得与各通带对应的多幅图像，并将图像送往所述信息分析处理单元9，由所述信息分析处理单元9对获得的图像进行分析处理，从而实现对整个孔板上的样品进行多个波段的荧光检测。

Claims

1.一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于设有光源、激发滤光片、二向色镜、透镜组、热循环系统、可调谐滤光片、调谐控制单元、面阵探测器和信息分析处理单元；

2.如权利要求1所述的一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于所述光源采用卤钨灯或LED灯。

3.如权利要求1所述的一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于所述可调谐滤光片的波长范围为690～795nm。

4.如权利要求1所述的一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于所述面阵探测器采用黑白CCD相机或CMOS相机。

5.如权利要求1所述的一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于所述激发滤光片采用多通带激发滤光片。

6.如权利要求1所述的一种可调谐荧光定量PCR检测系统，其特征在于所述二向色镜采用多通带二向色镜。