CN107653187A - 随机pcr系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随机PCR系统，包括电控系统、PCR温控系统、光学激发检测系统；PCR温控系统包括多个独立的样品杯反应仓，所述样品杯反应仓由设置在仓室内的温控装置和接纳PCR反应容器的插槽构成；光学激发检测系统由承载盘、光学激发装置和光学检测装置构成；承载盘由定盘和动盘构成，动盘上设置有多个用于接收入射光和出射光的光接收单元，每个光接收单元分别通过入射光纤和出射光纤与对应的一个插槽构成入射光路和出射光路；光学激发装置和光学检测装置设置在定盘上。本发明优点是在保证灵活性的同时，一个光学激发检测系统极大的节省了光学系统的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及临床PCR检测，尤其是涉及随机PCR系统。
背景技术
PCR系统，是一种在DNA扩增反应中,以荧光化学物质检测每次聚合酶链式反应(PCR：Polymerase Chain Reaction)循环后产物总量的方法。PCR系统则是用来提供不同温度条件及监测循环过程的荧光的平台，与实时设备相连通过计算机收集荧光数据，荧光数据通过开发的实时分析软件以图表的形式显示，原始荧光数据被绘制成荧光强度相对于循环数的图表用于进行分析。
随着PCR技术在临床上的普及和PCR检测项目的拓展，临床对PCR检测的灵活性开始有一定需求。目前的PCR仪主要有两种，一种为多孔（96孔）PCR仪，多个样本槽共用温升降系统和光学激发检测系统，其存在同一次扩增反应需要程序一致的缺陷，无法灵活应用；另一种为单孔模块化PCR仪，每一个样本槽均有独立的温升降控制和光学激发检测系统，具备了极大的灵活性，但同时也由于每一个样本槽均配置一个光学激发和检测系统，而PCR仪的主要制造成本在于光学激发和检测系统，这就导致现有的PCR仪制造成本高昂。
发明内容
本发明目的在于提供一种随机PCR系统，实现随机检测及降低制造成本。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的随机PCR系统，包括电控系统、PCR温控系统、光学激发检测系统；所述PCR温控系统包括多个独立的样品杯反应仓，所述样品杯反应仓由设置在仓室内的温控装置和接纳PCR反应容器的插槽构成；所述光学激发检测系统由承载盘、光学激发装置和光学检测装置构成；所述承载盘由定盘和由步进电机驱动的动盘构成，所述定盘上设置有多个用于接收入射光和出射光的光接收单元，每个所述光接收单元分别通过入射光纤和出射光纤与对应的一个所述插槽构成入射光路和出射光路；所述光学激发装置和光学检测装置设置在所述动盘上，光学激发装置由光源、入射光第一透镜、入射滤光片和入射光第二透镜构成；光学检测装置由出射光第一透镜、出射滤光片、出射光第二透镜和光学检测元件构成。
所述温控装置由固定在所述仓室内的涡轮风扇、固定在所述插槽壁上的电加热元件和温度传感器组成。
所述涡轮风扇的出风口对着所述插槽壁设置，所述电加热元件固定在插槽的底壁，所述温度传感器固定在插槽的侧壁。
所述电加热元件为陶瓷加热片、帕尔贴或螺旋电阻丝。
所述光学激发装置的光源为LED、卤钨灯、激光或固态光源。
所述光学检测元件为光电二极管、光电倍增管、CCD或基于CPM的光学检测元器件。
本发明优点在于由多个独立温控制的样品杯反应仓和一个光学激发检测系统组成，因此，使得每个样品杯反应仓可以提供不同的温度变化环境，为需要不同温度变化环境的样本进行扩增提供了条件，在保证灵活性的同时，一个光学激发检测系统也极大的节省了光学系统的制造成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述的样品杯反应仓的结构示意图。
图3是本发明所述光学激发装置的结构示意图。
图4是本发明所述光学检测装置的结构示意图。
图5是本发明所述光学激发检测系统的光学简图。
图6是本发明的控制电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-5所示，本发明所述的随机PCR系统，包括电控系统、PCR温控系统、光学激发检测系统； PCR温控系统包括十个（当然，根据需要可以增加）独立的样品杯反应仓1，样品杯反应仓1由设置在仓室2内的温控装置和接纳PCR反应容器3的插槽4构成；温控装置由固定在仓室2内的涡轮风扇5、固定在插槽4底壁上的陶瓷加热片6（或帕尔贴、螺旋电阻丝等电加热元件）、和固定在插槽4侧壁上的温度传感器7组成，涡轮风扇5的出风口对着插槽壁设置。
如图2、3、4所示，光学激发检测系统由承载盘、光学激发装置8和光学检测装置9构成；承载盘由定盘10和由步进电机11驱动的动盘12构成；定盘10和动盘12同轴线设置，定盘10上设置有多个用于接收入射光和出射光的入射光接收单元13、出射光接收单元14，每个入射光接收单元13分别通过入射光纤15与对应的一个插槽4构成入射光路，每个出射光接收单元14分别通过出射光纤16与对应的一个插槽4构成出射光路。
光学激发装置8和光学检测装置9设置在动盘12上，如图3、4、5所示，光学激发装置8由光源17、入射光第一凸透镜18、入射滤光片19和入射光第二凸透镜20构成；光学检测装置9由出射光第一凸透镜21、出射滤光片22、出射光第二凸透镜23和光学检测元件24构成。
光源17选择LED，也可选择卤钨灯、激光或固态光源；光源17的颜色根据需要可选择多种；光学检测元件24选择光电二极管、光电倍增管、CCD或基于CPM的光学检测元器件。
设置在动盘12上的光学激发装置8和光学检测装置9 可以设置多对，每一对光学激发装置8的光源17颜色不同，例如为六对，这样，当需要不同颜色光源时，即可方便地选择满足所需光源17颜色的光学激发装置8。
如图6所示，本发明的控制电路原理描述如下：
MCU的电源由24V经过转换电路提供；CAN收发器通过CAN电平转换再到CAN接口，负责与主机进行CAN通信；UART通过串口转换芯片再到RS232接口，负责与主机的串行通信；两路温度传感器接口，一个接负载模块的温度传感器，一个接环境温度传感器；IO输出控制，利用PWM输出，进行电机驱动的开关占空比的控制，并且具有电流换向控制，负载电压的输入端口范围是12~24V，输出端接加热/制冷负载。
Claims (6)
1.一种随机PCR系统，包括电控系统、PCR温控系统、光学激发检测系统；其特征在于：所述PCR温控系统包括多个独立的样品杯反应仓，所述样品杯反应仓由设置在仓室内的温控装置和接纳PCR反应容器的插槽构成；所述光学激发检测系统由承载盘、光学激发装置和光学检测装置构成；所述承载盘由定盘和由步进电机驱动的动盘构成，所述定盘上设置有多个用于接收入射光和出射光的光接收单元，每个所述光接收单元分别通过入射光纤和出射光纤与对应的一个所述插槽构成入射光路和出射光路；所述光学激发装置和光学检测装置设置在所述动盘上，光学激发装置由光源、入射光第一透镜、入射滤光片和入射光第二透镜构成；光学检测装置由出射光第一透镜、出射滤光片、出射光第二透镜和光学检测元件构成。
2.根据权利要求1所述的随机PCR系统，其特征在于：所述温控装置由固定在所述仓室内的涡轮风扇、固定在所述插槽壁上的电加热元件和温度传感器组成。
3.根据权利要求2所述的随机PCR系统，其特征在于：所述涡轮风扇的出风口对着所述插槽壁设置，所述电加热元件固定在插槽的底壁，所述温度传感器固定在插槽的侧壁。
4.根据权利要求1所述的随机PCR系统，其特征在于：所述电加热元件为陶瓷加热片、帕尔贴或螺旋电阻丝。
5.根据权利要求1所述的随机PCR系统，其特征在于：所述光学激发装置的光源为LED、卤钨灯、激光或固态光源。
6.根据权利要求1所述的随机PCR系统，其特征在于：所述光学检测元件为光电二极管、光电倍增管、CCD或基于CPM的光学检测元器件。
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