CN104198392A - 一种基于led的数字聚合酶链式反应pcr多窗口多路检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法。该方法采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴可能发出的一种信号。由于数字PCR内液滴是有序的，因此每一个样品液滴内含有的多种信号都能被探测和准确统计。相比于多束激光探测同一个液滴的方法，本方法更简便易行，具有控制简单，成本低的特点，也作为插件和现有检测设备相结合，以提高医院日常血液检测的工作速度。

Description

一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法

技术领域

本发明属于微流控技术领域，特别涉及一种基于LED的数字聚合酶链式反应(PCR)多窗口多路检测方法。

背景技术

聚合酶链式反应(PCR)是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温(经常是60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72℃左右)，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。PCR仪实际就是一温控设备，能有效控制样品的变性温度，复性温度，延伸温度；在数字PCR仪中，样品是以液滴形式存在，所用试剂量更少(纳升)，试剂温度更容易均匀；在载流体带动下，样品往返于三个温度区间，实现其所含DNA的扩增。在PCR末端，沿着样品通道设有激光检测窗口，每一个液滴流经此窗口时，便可以检测其扩增结果。如果每一个液滴内含有多个指标等待检测，则在窗口处设置多束激光同时检测。该检测方法要求多个光源处于不同角度且要保持同步工作。迄今为止，现有技术中未见有沿着样品通道开设一系列窗口，每一个窗口均采用LED光检测的方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题：克服现有数字PCR多路检测技术的不足，提供一种基于LED的数字聚合酶链式反应(PCR)多窗口多路新检测方法，具有方便简单、成本低、检测通道数目无上限等特点，易于普及为产品。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，该方法采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴发出的信号。

根据所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，，该方法是在本发明的专用仪器基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测仪中通过如下步骤进行检测：

(1)在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)；

(2)每个检测窗口用单光源检测；

(3)检测光源为单色LED。

根据所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，其中所述的检测光源用波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm的单色光源。

专用于所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法的仪器，是在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)；每个检测窗口用单光源检测；检测光源为单色LED。

根据所述的一种专用仪器，其中所述检测窗口单光源检测为医学检测用的单色光源波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm，所述液滴特征尺寸为50μm，毛细管(2)的微通道内径特征尺寸为100μm。

采用LED为激光光源；沿着样品通道设置一系列检测窗口，每一窗口实现单光源检测。步骤如下：

(1)在数字PCR出口沿着通道设置多个检测窗口；

(2)每个窗口布置一个单色检测光源；

(3)每个检测光源均为LED光。

所述方案的液滴特征尺寸为纳升，通道特征尺寸为100μm；激发光光源为LED。

本发明提出沿着样品通道开设一系列窗口，每一个窗口均采用LED光检测。相比于多束激光同时检测一个位置，多个位置实施单窗口单光源的检测方法，要相对简单许多；由于液滴是有序排列的，一系列检测窗口同样可以检测到每一个液滴的多个指标。考虑到LED光源比激光光源成本低，本发明所提检测方法具有整体成本低、控制方案简单等优点。

本发明方法采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴可能发出的一种信号。由于数字PCR内液滴是有序的，因此每一个样品液滴内含有的多种信号都能被探测和准确统计。

本发明与现有多源同点检测技术相比，其优点在于：本发明可以采用LED光源且测量点数目无上限。本发明采用多点单光源串行检测，因此可以按要求设置任意数目的测点；而现有的单点多光源检测方法具有空间上的限制；而且在满足高精度生物检测前提下，可以采用LED这样的低成本光源，便于制作自动化程度高的低成本数字PCR检测系统。

附图说明

图1为本发明多点多路检测结构和方法示意图，其中，1-LED检测光柱；2-流体携带样品液滴流入探测去；3-样品液滴；

图2为本发明使用LED光源所采用的结构示意图，其中，1-LED光源；2-孔板；3-LED光柱。

具体实施方式

以下结合附图，用本发明的实施例来进一步说明本发明的实质性内容。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应不限于此，而且通过以下实施例对该领域的技术人员即可以实现本发明的全部内容。

实施例1

如图1所示，本发明基于数字PCR的多点多路检测流程示意图，也是本发明的一个实施流程示意图。

在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口看见液滴(3)；每个检测窗口用单光源检测；检测光源为单色LED。其中，多个检测光源位于通道上方；通道对应位置上的壁面为光学透明，窗口尺寸为液滴特征尺寸；通道下方为光电二极管(Photo-Diode)，产生的电信号导入后续的处理系统。所有部件均集成在一个平板上，最后封在一个机箱内。

本发明具体实施例是基本实施例的优选实施例，具体如下：

在数字PCR末端的通道上，开设多个透明窗口，窗口特征尺寸为液滴特征尺寸。每个窗口上方设置一束单色激发光源，下方设置相应的光电二极管。所产生的电信号导入后续的信息处理系统。所有部件均集成在一个平板上，最后封在一个机箱内。本发明的专用于一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法的仪器，是在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)，每个检测窗口用单光源检测，检测光源为单色LED，为医学检测用的单色光源波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm，所述液滴特征尺寸为50μm，毛细管(2)的微通道内径特征尺寸为100μm。

本发明的一种基于LED的数字PCR多窗口多路检测方法是采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴可能发出的一种信号。由于数字PCR内液滴是有序的，因此每一个样品液滴内含有的多种信号都能被探测和准确统计。相比于多束激光探测同一个液滴的方法，本方法更简便易型，具有控制简单，成本低的特点，也作为插件和现有检测设备相结合，以提高医院日常血液检测的工作速度。

本发明的，上述方法是在本发明的专用仪器基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测仪中，采用LED为激光光源；沿着样品通道设置一系列检测窗口，每一窗口实现单光源检测。通过如下步骤进行检测：

在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)；每个检测窗口用单光源检测；检测光源为单色LED光源，波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm，液滴特征尺寸为纳升，通道特征尺寸为100μm；激发光光源为LED。

与现有技术相比，本发明具备如下的优益性：

本发明提出沿着样品通道开设一系列窗口，每一个窗口均采用LED光检测。相比于多束激光同时检测一个位置，多个位置实施单窗口单光源的检测方法，要简单许多；由于液滴是有序排列的，一系列检测窗口同样可以检测到每一个液滴的多个指标。考虑到LED光源比激光光源成本低，本发明所提检测方法具有整体成本低、控制方案简单等优点。

本发明所提出的一种基于LED的数字聚合酶链式反应(PCR)多窗口多路新检测方法，具有简单易行、成本低的特点，也便于与现有高精度生物检测设备结合，进行联线测量。本发明方法采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴可能发出的一种信号。由于数字PCR内液滴是有序的，因此每一个样品液滴内含有的多种信号都能被探测和准确统计。

本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。

Claims (6)

1.一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，其特征在于，所述方法采用LED作为检测光源，在数字PCR完成聚合酶链式反应后的毛细管路末端，分段开设透明窗口，每一个波长的LED负责探测一个窗口，探测样品液滴发出的信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，其特征在于，所述方法是在本发明的专用仪器基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测仪中通过如下步骤进行检测：

(1)在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)；

(2)每个检测窗口用单光源检测；

(3)检测光源为单色LED。

3.根据权利要求1所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，其特征在于，所述的检测光源用波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm的单色光源。

4.根据权利要求2所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法，其特征在于，所述的检测光源用波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm的单色光源。

5.专用于权利要求1所述的一种基于LED的数字聚合酶链式反应PCR多窗口多路检测方法的仪器，其特征在于，在数字PCR末端的毛细管(2)上开设多个透明窗口(1)，每个窗口能看见液滴(3)，每个检测窗口用单光源检测，检测光源为单色LED。

6.根据权利要求5所述的一种专用仪器，其特征在于，所述检测窗口单光源检测为医学检测用的波长为0.62、0.58、0.52、0.47μm的单色光源，所述液滴特征尺寸为50μm，毛细管(2)的微通道内径特征尺寸为100μm。