CN106906132A - 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法 - Google Patents

数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106906132A
CN106906132A CN201710170141.1A CN201710170141A CN106906132A CN 106906132 A CN106906132 A CN 106906132A CN 201710170141 A CN201710170141 A CN 201710170141A CN 106906132 A CN106906132 A CN 106906132A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
sample droplet
optical
light sources
droplet
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
CN201710170141.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106906132B (zh
Inventor
张道森
关烨峰
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.)
Guangdong Yongnuo Medical Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Guangdong Shunde Industrial Design Institute
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 Guangdong Shunde Industrial Design Institute filed Critical Guangdong Shunde Industrial Design Institute
Priority to CN201710170141.1A priority Critical patent/CN106906132B/zh
Publication of CN106906132A publication Critical patent/CN106906132A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106906132B publication Critical patent/CN106906132B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法。该装置用于检测样品微滴，包括样品传送机构、激发光光源机构、光学检测机构、输入显示机构及控制机构；该样品传送机构具有用于传送该样品微滴的传送微通道以及设于其一端仅供单排该样品微滴通过的检测微通道；该激发光光源机构具有用于激发该样品微滴产生光信号的激发光光源；该光学检测机构具有用于收集和转换该样品微滴中光信号的光纤光谱仪；该输入显示机构用于设定或显示该样品微滴在该样品传送机构中的通过速度、该激发光光源的发光强度及该样品微滴的光谱数据；该控制机构用于控制该样品微滴在该样品传送机构中的通过速度及该激发光光源的发光强度。该装置的机构简便及检测准确度高。

Description

数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法
技术领域
本发明涉及聚合酶链式反应检测技术领域，特别是涉及一种数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法。
背景技术
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种体外扩增特定核酸的分子生物学技术，具有特异性强、灵敏度高、高效快捷、操作简单等突出优点。其中，数字PCR(Digital Polymerase Chain Reaction,dPCR)是第三代PCR技术，数字PCR是将含有引物、模板、荧光探针、聚合酶等组份的PCR反应体系分成众多微小的、独立的反应单元。每个反应单元尽可能包含一个核酸模板，经过PCR扩增反应后，对每个反应单元的荧光信号进行检测并统计分析，实现核酸的绝对定量分析。
根据反应单元形成的不同方式，数字PCR主要分为微孔板式数字PCR、集成流体芯片式数字PCR和微滴式数字PCR三类。其中，微滴式数字PCR是对样品进行微滴化处理，即将含有核酸分子的反应体系形成上万个纳升级的微滴，每个微滴都作为一个独立的PCR反应单元。微滴式数字PCR与其他两种数字PCR技术相比，微滴反应单元体积更小，通量更高，使用成本较低，具有较好好的市场发展前景。
传统技术中微滴式数字PCR光学检测装置，主要由激发光源、样品微通道和弱光探测器等几个机构组成，探测到的光信号包括荧光信号和散射光信号等，需要使用多个探测器检测，光信号收集光路比较复杂，增加了机构的不稳定性。此外，微滴式数字PCR中会使用到多种荧光探针，进行多重PCR，需要多种激发光源和多窗口荧光信号检测，不同荧光探针之间、荧光与激发光源之间的光信号会相互干扰，目标荧光的真实强度很难测出，检测准确度低。
发明内容
基于此，有必要提供一种机构简便及检测准确度高的数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法。
一种数字聚合酶链式反应光学检测装置，用于检测样品微滴，包括样品传送机构、激发光光源机构、光学检测机构、输入显示机构及控制机构；
所述样品传送机构具有用于传送所述样品微滴的传送微通道以及仅供单排所述样品微滴通过的检测微通道，所述检测微通道设于所述传送微通道的一端且与所述传送微通道连通，所述样品传送机构在检测微通道段设有光学检测窗口；
所述激发光光源机构具有用于激发所述样品微滴产生光信号的激发光光源；
所述光学检测机构具有用于收集和转换所述样品微滴中光信号的光纤光谱仪；
所述输入显示机构用于设定或显示所述样品微滴在所述样品传送机构中的通过速度、所述激发光光源的发光强度及所述样品微滴的光谱数据；
所述控制机构用于控制所述样品微滴在所述样品传送机构中的通过速度及所述激发光光源的发光强度；
所述激发光光源通过所述光学检测窗口照射所述检测微通道中依次逐个通过的所述样品微滴，激发出所述样品微滴产生光信号，所述光纤光谱仪通过所述光学检测窗口将收集到的所述光信号转换为数字信号传输到所述控制机构进行分析，最后在所述输入显示机构上显示所述样品微滴的光谱数据。
在其中一个实施例中，所述传送微通道的另一端设有用于供所述样品微滴进入的进样微通道。
在其中一个实施例中，所述样品传送机构为微流控芯片或毛细管。
在其中一个实施例中，所述激发光光源有两个，分别为第一激发光光源和第二激发光光源，所述激发光光源机构还包括二向色镜和聚焦透镜，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源先经所述二向色镜合束，再经所述聚焦透镜汇聚后通过所述光学检测窗口投射至所述样品微滴。
在其中一个实施例中，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源均为激光光源。
在其中一个实施例中，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源均为单色LED光源，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源前均设有窄带滤光片，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源先经所述窄带滤光片处理后通过所述二向色镜合束，再经所述聚焦透镜汇聚后通过所述光学检测窗口投射至所述样品微滴。
在其中一个实施例中，所述光学检测机构还包括收集透镜，所述收集透镜用于收集所述样品微滴的光学信号，并将收集的所述样品微滴的光学信号传输到所述光纤光谱仪。
在其中一个实施例中，所述光学检测机构还包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于将所述收集透镜收集到的光学信号处理后再传输到所述光纤光谱仪。
在其中一个实施例中，所述激发光光源发出的光垂直投射至所述检测微通道，所述光纤光谱仪从垂直于所述检测微通道的方向上收集所述光信号。
本发明先通过输入显示机构设定所述样品微滴在所述样品传送机构中的通过速度及所述激发光光源的发光强度，样品微滴进入样品传送机构，控制机构能够控制样品微滴的流速，使样品微滴分开，样品微滴单排依次逐个通过检测微通道的光学检测窗口，同时控制机构控制样品微滴通过光学检测窗口的速度，使样品微滴的移动速度与光谱采集速度保持一致。当样品微滴通过光学检测窗口时，激发光光源机构中的激发光光源照射样品微滴，激发样品微滴产生光信号，如荧光信号和散射光信号，光学检测机构中的光纤光谱仪收集样品微滴的光信号，并将光信号转化为数字信号，记录成光谱图，并将光谱图信息传输到控制机构，控制机构通过分析光谱图中荧光光谱和散射光光谱的波峰数量以及强度信号，统计出样品微滴的总数量和目标样品微滴数量，得到样品微滴的所需数据信息并显示在输入显示机构上。
本发明采用光纤光谱仪检测分析数字聚合酶链式反应中的样品微滴，使用一个光纤光谱仪可以同时检测反应体系中散射光信号和多个荧光探针的荧光信号，相对于传统技术的多通道检测系统，本发明的光信号收集光路单一简单，整套装置的结构简便，稳定性较高，该装置的制造成本低；该装置在检测分析样品微滴的过程中光纤光谱仪可以同时分辨出荧光探针、荧光和激发光光源之间的光信号，该装置的抗扰动能力强，检测准确度高。
此外，还有必要提供一种数字聚合酶链式反应的光学检测方法。
一种数字聚合酶链式反应光学检测方法，使用上述任一项所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置检测所述样品微滴，所述荧光数字聚合酶链式反应检测方法包括如下步骤：
所述控制机构控制所述样品微滴逐个依次通过所述检测微通道的光学检测窗口，所述激发光光源照射所述样品微滴，激发出所述样品微滴中的光信号；
所述光纤光谱仪将收集到的所述光信号转换为数字信号，再将数字信号记录成光谱图，并将所述光谱图信息传输到所述控制机构；
所述控制机构根据获得的所述样品微滴的光谱图，通过峰值分割得到散射光波峰数量，再利用多峰拟合方法：微滴光谱S＝散射光光谱F1+荧光光谱F2+散射光光谱F3+荧光光谱F4，计算出拟合后的荧光光谱强度，得到结果并在所述输入显示机构上显示。
本发明而采用光纤光谱仪探测光谱的方式，可以同时检测反应体系中散射光信号和多个荧光探针的荧光信号。控制机构根据获得样品微滴光谱图信息，通过峰值分割得到散射光波峰数量，再利用多峰拟合方法：微滴光谱S＝散射光光谱F1+荧光光谱F2+散射光光谱F3+荧光光谱F4，计算出拟合后的荧光光谱强度，即最接近该探针的真实荧光强度，从而可以利用多峰拟合获取荧光强度的真实值。本发明通过利用光谱分割和多峰拟合，对样品微滴的数量以及微滴荧光强度分析精确度高。
附图说明
图1为一实施方式的数字聚合酶链式反应光学检测装置的主要结构示意图；
图2为一实施方式的数字聚合酶链式反应光学检测装置的具体结构示意图；
图3为一实施方式的数字聚合酶链式反应光学检测方法的多峰拟合示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1和图2所示，一实施方式的数字聚合酶链式反应光学检测装置10用于检测样品微滴20，包括样品传送机构100、激发光光源机构200、光学检测机构300、输入显示机构400及控制机构500。
样品传送机构100包括传送微通道(图未示)和检测微通道(图未示)，传送微通道用于传送样品微滴20，检测微通道用于检测通过的单排样品微滴20，检测微通道设于传送微通道的一端且与传送微通道连通，检测微通道段还设有光学检测窗口(图未示)。其中，检测微通道的直径比较细，与样品微滴20的直径相当，保证样品微滴20能够依次逐个通过检测微通道的光学检测窗口，且在检测微通道不会产生形变。可选地，样品传送机构100为微流控芯片或毛细管。
在其中一个实施方式中，传送微通道的另一端还设有用于供该样品微滴20进入的进样微通道(图未示)。进样微通道的直径可以较粗，保证能够进入和储存大量样品微滴20。
激发光光源机构200具有激发光光源210和230，主要用于激发样品微滴20产生光信号。
激发光光源210和230可以为激光光源，也可以为单色LED光源。当激发光光源210和230为单色LED光源时，需要对光束先进行准直整形处理，同时光源前可以使用窄带滤光片220和240，通过设置窄带滤光片220和240能够最大限度的接近染料最佳激发波长，同时避免光源对探测荧光的干扰。
激发光光源210和230可以为一种光源，也可以为多种光源。具体地，激发光光源210和230的使用数量要与样品微滴20中包含荧光探针的种类保持一致。当激发光光源210和230采用单个光源时，要保证这个波长的光源能同时激发样品微滴20中的所有荧光探针。当激发光光源210和230采用多种光源时，光源的中心波长要与荧光光谱的波峰位置区分开来，避免散射光对计算荧光真实强度产生影响。
在其中一个实施方式中，样品微滴20有两种荧光探针，分别是第一荧光探针(图未示)和第二荧光探针(图未示)，相对应地激发光光源机构200设有两个激发光光源210和230，分别为第一激发光光源210和第二激发光光源230，该第一激发光光源210用于激发第一荧光探针，该第二激发光光源220用于激发第二荧光探针。第一激发光光源210和第二激发光光源230均为单色LED光源。
可选地，当第一荧光探针的荧光峰值波长比第二荧光探针的峰值波长短时，第二激发光光源230的中心波长要在第一荧光探针和第二荧光探针的荧光峰值波长之间，第一激发光光源210的中心波长要小于第一荧光探针的荧光峰值波长，以避免第二激发光光源230引起的散射光对第一荧光探针的荧光峰值波长的干扰。
在其中一个实施方式中，第一激发光光源210和第二激发光光源220可以根据实际检测的样品微滴20中的荧光探针调换，荧光探针也可以根据第一激发光光源210和第二激发光光源220的波长范围进行替换。
在其中一个实施方式中，第一激发光光源210前设有窄带滤光片220，第二激发光光源230前设有窄带滤光片240。激发光光源机构200还包括二向色镜250和聚焦透镜260。第一激发光光源210经过窄带滤光片220处理及第二激发光光源230经过窄带滤光片230处理后，通过二向色镜250合束处理，再经过聚焦透镜260汇聚后通过该光学检测窗口投射至检测通道中的样品微滴20。可选地，该激发光光源经过聚焦透镜260汇聚后的光垂直投射至该检测微通道中的样品微滴20。
可选地，聚焦透镜260的聚焦光斑的大小要略小于微滴直径，避免聚集光斑过大同时照射到两个样品微滴20而引起的干扰。进一步可选地，聚焦透镜260可以为物镜，也可以选择数值孔径NA较大的非球面镜。
在其中一个实施方式中，光学检测机构300具有光纤光谱仪340，光纤光谱仪340用于收集和转换该样品微滴20中的光信号。可选地，光学检测机构300还包括收集透镜310、陷波滤光片320和330，收集透镜310可以较好的收集样品微滴20的光信号，如荧光信号和散射光信号。进一步可选地，收集透镜310可以为物镜，也可以为数值孔径NA较大的非球面镜。
由于散射光信号的强度要高于荧光信号的强度，收集透镜310收集的光信号在耦合到光纤光谱仪340前，需要设有两个陷波滤光片320和330。陷波滤光片320和330分别对第一激发光光源210和第二激发光光源220的散射光信号进行衰减，对第一荧光探针和第二荧光探针的荧光强度没有衰减，保证透过的散射光强度和最强荧光强度一致，方便波峰的分割。陷波滤光片320和330将处理的散射光信号和荧光信号耦合到光纤中并传输到光纤光谱仪340，光纤光谱仪340对散色光信号和荧光信号的光谱进行检测并转化为光谱数字信号。
光纤光谱仪340的扫描范围是可以调整的，能够覆盖探针荧光信号和散射光信号的光谱范围，同时光谱采集速度和样品微滴20的流动速度保持一致，保证每一个样品微滴20在通过光学检测窗口的过程中，能够完成整个图谱的采集以及数据的传输。
可选地，该光学检测机构300中的收集透镜310从垂直于该检测微通道的方向上收集该光信号，同时也垂直于激发光光源经过聚焦透镜260汇聚后的光垂直投射至该检测微通道的光路。此时，侧向散射光的强度相对较小。
输入显示机构400用于设定或显示该样品微滴在该样品传送机构中的通过速度、该激发光光源的发光强度及该样品微滴的光谱数据。可选的，输入显示机构400可为工控机或触摸显示屏等设备。
控制机构500用于控制该样品微滴20在该样品传送机构100中的通过速度。可选地，控制机构500具有设在传送微通道和检测微通道之间的流速控制机构(图未示)，流速控制机构可以是一个阀门，也可以是流体控制机构，用于保证样品微滴20能够依次逐个通过光学检测窗口，同时也可以调整样品微滴20通过光学检测窗口的速度，用于保证两个样品微滴20之间的间距至少在一个样品微滴20直径以上。
控制机构500还可以控制激发光光源机构200中激发光光源的发光频率，也可以通过控制激发光光源机构200中激发光光源的发光强度来调整散射光信号的强度和荧光信号强度。可选地，控制结构500可以控制激发光光源机构200中激发光光源的发光频率，样品微滴20的流速以及光纤探测器340的扫描速度，使它们保持同步协调，更精确的检测分析样品微滴20。
控制机构500还可以对经光学检测机构300传输的光谱图信号进行分析，分割波峰，提取峰值强度，统计出微滴的总数和目标微滴的数量，并计算出目标核酸的浓度。
激发光光源通过该光学检测窗口照射该检测微通道中依次逐个通过的该样品微滴20，激发出该样品微滴20产生光信号，该光纤光谱仪340通过该光学检测窗口将收集到的该光信号转换为数字信号传输到该控制机构500进行分析，最后在该输入显示机构400上显示该样品微滴20的光谱数据。
本发明先通过输入显示机构400设定该样品微滴20在该样品传送机构100中的通过速度及该激发光光源的发光强度，样品微滴20进入样品传送机构100，控制机构500能够控制样品微滴20的流速，使样品微滴20分开，保证样品微滴20单排依次逐个通过检测微通道的光学检测窗口，同时控制机构500控制样品微滴20通过光学检测窗口的速度，使样品微滴20的移动速度与光谱采集速度保持一致。当样品微滴20通过光学检测窗口时，激发光光源机构200中的激发光光源210或230照射样品微滴20，激发样品微滴20产生光信号，如荧光信号和散射光信号，光学检测机构300中的光纤光谱仪340收集样品微滴20的光信号，并将光信号转化为数字信号，记录成光谱图，并将光谱图信息传输到控制机构500，控制机构500通过分析光谱图中荧光光谱和散射光光谱的波峰数量以及强度信号，统计出样品微滴20的总数量和目标样品微滴数量，得到样品微滴20的所需数据信息并显示在输入显示机构400上。
本发明采用光纤光谱仪340检测分析数字聚合酶链式反应中的样品微滴20，使用一个光纤光谱仪340就可以同时检测反应体系中散射光信号和多个荧光探针的荧光信号，相对于传统技术的多通道检测系统，本发明的光信号收集光路单一简单，整套装置的结构简便，稳定性较高，制造成本低；本发明在检测分析样品微滴20的过程中，光纤光谱仪可以同时分辨出荧光探针、荧光和激发光光源之间的光信号，本发明的抗扰动能力强，检测准确度高。
此外，还有必要提供一种数字聚合酶链式反应的光学检测方法。
一种数字聚合酶链式反应光学检测方法，使用该数字聚合酶链式反应光学检测装置10检测该样品微滴20，该荧光数字聚合酶链式反应检测方法包括如下步骤：
该控制机构500控制该样品微滴20逐个依次通过该检测微通道的光学检测窗口，该激发光光源照射该样品微滴20，激发出该样品微滴中20的光信号；
该光纤光谱仪340将收集到的该光信号转换为数字信号，再将数字信号记录成光谱图，并将该光谱图信息传输到该控制机构500；
该控制机构500根据获得的该样品微滴的光谱图，通过峰值分割得到散射光波峰数量，再利用多峰拟合方法：微滴光谱S＝散射光光谱F1+荧光光谱F2+散射光光谱F3+荧光光谱F4，计算出拟合后的荧光光谱强度，得到结果并在该输入显示机构400上显示。
荧光信号的光谱波长范围比较宽，当多种荧光信号混在一起的光谱在提取峰值时，会因为光谱部分叠加，而导致得到的峰值比真实的峰值要高。
如，一种光谱是一个单峰曲线，可以由一个多项式近似拟合，
F(x)＝k+k2x+k2x2+···+knxn，x∈[a,b]。
整条谱线是由n种光谱组合而成，即由n个单峰曲线组成，
F＝F1(x1)+F2(x2)+···+Fn(xn)，xn∈[an,bn]，其中各个单峰相互独立，分别拟合每个单峰曲线，然后组合一起就构成整条谱线。
如图3所示，该条谱线由4种光谱组成，且4种光谱都是独立的，有4个谱峰，每个峰都可以用多项式F(x)去近似拟合。F1(x1)、F2(x2)、F3(x3)和F4(x4)相互独立，该条谱线就可以用S＝F1+F2+F3+F4表示，实线是得到的光谱曲线，虚线就是拟合出来的单峰曲线。
F1(x1)、F2(x2)、F3(x3)和F4(x4)相互独立，由各自单峰曲线计算出的峰值，接近真实峰值，就会避免叠加产生的干扰。
在制图与数据分析软件Origin和部分光谱分析软件中的工具箱中有多峰曲线拟合的具体实施方法，本发明中的多峰曲线拟合具体实施方法法也适用于上述工具。
本发明采用光纤光谱仪330探测光谱的方式，可以同时检测反应体系中散射光信号和多个荧光探针的荧光信号。控制机构500根据获得样品微滴光谱图信息，通过峰值分割得到散射光波峰数量，再利用多峰拟合方法：微滴光谱S＝散射光光谱F1+荧光光谱F2+散射光光谱F3+荧光光谱F4，计算出拟合后的荧光光谱强度，即最接近该探针的真实荧光强度，从而可以利用多峰拟合获取荧光强度的真实值。通过利用本发明中的光谱分割和多峰拟合，对样品微滴20的数量以及微滴荧光强度分析精确度较高。
以上该实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上该实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数字聚合酶链式反应光学检测装置，用于检测样品微滴，其特征在于，包括样品传送机构、激发光光源机构、光学检测机构、输入显示机构及控制机构；
所述样品传送机构具有用于传送所述样品微滴的传送微通道以及仅供单排所述样品微滴通过的检测微通道，所述检测微通道设于所述传送微通道的一端且与所述传送微通道连通，所述样品传送机构在检测微通道段设有光学检测窗口；
所述激发光光源机构具有用于激发所述样品微滴产生光信号的激发光光源；
所述光学检测机构具有用于收集和转换所述样品微滴中光信号的光纤光谱仪；
所述输入显示机构用于设定或显示所述样品微滴在所述样品传送机构中的通过速度、所述激发光光源的发光强度及所述样品微滴的光谱数据；
所述控制机构用于控制所述样品微滴在所述样品传送机构中的通过速度及所述激发光光源的发光强度；
所述激发光光源通过所述光学检测窗口照射所述检测微通道中依次逐个通过的所述样品微滴，激发出所述样品微滴产生光信号，所述光纤光谱仪通过所述光学检测窗口将收集到的所述光信号转换为数字信号传输到所述控制机构进行分析，最后在所述输入显示机构上显示所述样品微滴的光谱数据。
2.根据权利要求1所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述传送微通道的另一端设有用于供所述样品微滴进入的进样微通道。
3.根据权利要求1或2所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述样品传送机构为微流控芯片或毛细管。
4.根据权利要求1所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述激发光光源有两个，分别为第一激发光光源和第二激发光光源，所述激发光光源机构还包括二向色镜和聚焦透镜，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源先经所述二向色镜合束，再经所述聚焦透镜汇聚后通过所述光学检测窗口投射至所述样品微滴。
5.根据权利要求4所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源均为激光光源。
6.根据权利要求4所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述第一激发光光源和第二激发光光源均为单色LED光源，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源前均设有窄带滤光片，所述第一激发光光源和所述第二激发光光源先经所述窄带滤光片处理后通过所述二向色镜合束，再经所述聚焦透镜汇聚后通过所述光学检测窗口投射至所述样品微滴。
7.根据权利要求1所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述光学检测机构还包括收集透镜，所述收集透镜用于收集所述样品微滴的光学信号，并将收集的所述样品微滴的光学信号传输到所述光纤光谱仪。
8.根据权利要求7所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述光学检测机构还包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于将所述收集透镜收集到的光学信号处理后再传输到所述光纤光谱仪。
9.根据权利要求1所述的数字聚合酶链式反应光学检测装置，其特征在于，所述激发光光源发出的光垂直投射至所述检测微通道，所述光纤光谱仪从垂直于所述检测微通道的方向上收集所述光信号。
10.一种数字聚合酶链式反应光学检测方法，其特征在于，使用如权利要求1-9中任一项所述数字聚合酶链式反应光学检测装置检测所述样品微滴，所述荧光数字聚合酶链式反应检测方法包括如下步骤：
所述控制机构控制所述样品微滴逐个依次通过所述检测微通道的光学检测窗口，所述激发光光源照射所述样品微滴，激发出所述样品微滴中的光信号；
所述光纤光谱仪将收集到的所述光信号转换为数字信号，再将数字信号记录成光谱图，并将所述光谱图信息传输到所述控制机构；
所述控制机构根据获得的所述样品微滴的光谱图，通过峰值分割得到散射光波峰数量，再利用多峰拟合方法：微滴光谱S＝散射光光谱F1+荧光光谱F2+散射光光谱F3+荧光光谱F4，计算出拟合后的荧光光谱强度，并在所述输入显示机构上显示。
CN201710170141.1A 2017-03-21 2017-03-21 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法 Active CN106906132B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710170141.1A CN106906132B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710170141.1A CN106906132B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106906132A true CN106906132A (zh) 2017-06-30
CN106906132B CN106906132B (zh) 2018-06-29

Family

ID=59194532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710170141.1A Active CN106906132B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106906132B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860701A (zh) * 2017-12-22 2018-03-30 广东顺德墨赛生物科技有限公司 微滴式进样荧光检测控制系统
CN108913565A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 苏州索真生物技术有限公司 多通道微流控光学检测系统
CN112397152A (zh) * 2019-08-11 2021-02-23 克雷多诊断生物医学私人有限公司 分析系统及其分析方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203432903U (zh) * 2013-09-26 2014-02-12 青岛科技大学 双波长水下荧光探测装置
CN104388307A (zh) * 2014-11-24 2015-03-04 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种液滴式样品荧光检测系统和方法
CN104502315A (zh) * 2014-12-02 2015-04-08 中国科学院半导体研究所 一种微区荧光扫描测量系统
CN105861299A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 微滴式数字pcr荧光检测系统和荧光检测装置
CN106010954A (zh) * 2016-05-05 2016-10-12 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 新型微滴式数字pcr光学检测系统、装置及方法
CN106198468A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 桂林理工大学 一种单液滴情况下电化学‑荧光联用检测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203432903U (zh) * 2013-09-26 2014-02-12 青岛科技大学 双波长水下荧光探测装置
CN104388307A (zh) * 2014-11-24 2015-03-04 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种液滴式样品荧光检测系统和方法
CN104502315A (zh) * 2014-12-02 2015-04-08 中国科学院半导体研究所 一种微区荧光扫描测量系统
CN105861299A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 微滴式数字pcr荧光检测系统和荧光检测装置
CN106010954A (zh) * 2016-05-05 2016-10-12 广东顺德工业设计研究院(广东顺德创新设计研究院) 新型微滴式数字pcr光学检测系统、装置及方法
CN106198468A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 桂林理工大学 一种单液滴情况下电化学‑荧光联用检测方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860701A (zh) * 2017-12-22 2018-03-30 广东顺德墨赛生物科技有限公司 微滴式进样荧光检测控制系统
CN108913565A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 苏州索真生物技术有限公司 多通道微流控光学检测系统
CN108913565B (zh) * 2018-08-01 2021-07-02 苏州索真生物技术有限公司 多通道微流控光学检测系统
CN112397152A (zh) * 2019-08-11 2021-02-23 克雷多诊断生物医学私人有限公司 分析系统及其分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106906132B (zh) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4071298A (en) Laser Raman/fluorescent device for analyzing airborne particles
US20220082489A1 (en) Methods and apparatus for full spectrum flow cytometer
US20170038299A1 (en) Online process monitoring
CN107290265B (zh) 超宽光谱多通道激光流式细胞仪
CN105861299A (zh) 微滴式数字pcr荧光检测系统和荧光检测装置
CN106906132B (zh) 数字聚合酶链式反应光学检测装置及方法
US7772579B2 (en) Method and apparatus for simultaneously measuring a three dimensional position of a particle in a flow
EP3339834B1 (en) Flow cytometer with multiple intensity peak design
CN106010954A (zh) 新型微滴式数字pcr光学检测系统、装置及方法
US6384914B1 (en) Method for optical detection of analyte molecules in a natural biological medium
CN110514575A (zh) 量子点编码微球的解码装置及方法
Swanson et al. Development and characterization of an inexpensive single-particle fluorescence spectrometer for bioaerosol monitoring
US11768147B2 (en) Quantum flow cytometer
EP4187229A1 (en) Information processing system and information processing method
JP2023527306A (ja) レーザービームの強度プロファイルを変調するための方法及びそのシステム
CN107727725A (zh) 一种用于微区物质精细分析的行星车舱内探测系统
Sivaprakasam et al. Classification and selective collection of individual aerosol particles using laser-induced fluorescence
CN207336366U (zh) 一种基于数字微镜的icp-aes色散检测装置
CN108865650A (zh) 微流控液滴散射光和荧光计数芯片
CN101845951B (zh) 用超声分子束快速分析钻井液组分的方法
CN100587472C (zh) 用于在具有重叠谱的材料之间进行辨别的方法和系统
EP1649266A1 (en) Method and system for distinguishing between materials having overlapping spectra
RU2801057C1 (ru) Оптический экспресс-анализатор биопатогенных субмикронных частиц со встроенной калибровкой
US20230160807A1 (en) Integrated Flow Cytometry Data Quality Control
US20240027448A1 (en) B cell monitoring reagent panel and reagent kit for analyzing b cell subsets in anti-cd20 treated autoimmune patients

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180904

Address after: 528300 Beijiao town Design District, Shunde, Foshan, Guangdong, Beijiao town hall 1, two, 7, 705-2, Research Institute building.

Patentee after: Guangdong Shunde Yong noo Biological Technology Co., Ltd.

Address before: 528300 Beijiao Town, Shunde District, Foshan, Guangdong, Guangdong industrial design city two phase B2 area three layer

Patentee before: GUANGDONG SHUNDE INDUSTRIAL DESIGN INSTITUTE (GUANGDONG SHUNDE INNOVATIVE DESIGN INSTITUTE)

TR01 Transfer of patent right
CP03 Change of name, title or address

Address after: 528000 8th floor, No.82, Gongbao West Road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee after: Guangdong Yongnuo Medical Technology Co., Ltd.

Address before: 528300 Room 705-2, 7th Floor, Research Institute Building, No. 1 Sanle Road North, Beijiao Town Design City, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: Guangdong Shunde Yong noo Biological Technology Co., Ltd.

CP03 Change of name, title or address