CN109971643A - 便携式恒温扩增检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种便携式恒温扩增检测仪,涉及生物科学研究与应用技术领域。该便携式恒温扩增检测仪包括壳体以及内置于壳体的激光器、试管架、探测器、加热器和处理器;激光器、试管架和探测器依次间隔设置,激光器发出的入射光线穿过试管架上的试管后,其透射光线能够由探测器采集;加热器设置在试管架上,处理器与探测器电连接。本发明的便携式恒温扩增检测仪,通过探测激光器照射溶液后的吸收光或荧光信号随时间的变化,可对溶液中被测核酸样品进行定性和定量检测。
Description
技术领域
本发明涉及生物科学研究与应用技术领域,具体而言,涉及一种便携式恒温扩增检测仪。
背景技术
近年新发展起来的核酸等温扩增技术,无论是在实际操作还是仪器要求方面,都比PCR技术更为简单方便,它摆脱了对精良设备的依赖,在临床和现场快速诊断中显示了其良好的应用前景。在众多等温扩增技术中,环介导等温扩增目前已在一定范围内得到了应用,其他一些新发展起来的等温扩增技术,如链替代等温扩增、滚环等温扩增、依赖解旋酶等温扩增、依赖核酸序列等温扩增、单引物等温扩增和核酸快速等温检测放大等技术,也在不断发展与完善之中。
在核酸等温扩增过程中,待测试剂溶液会随着时间推移进行等温扩增反应。使用激光周期性照射溶液(采集周期默认为30秒,可手动调节),通过光电池检测激光穿过溶液后的激光强度,光电池可以把激光强度转化为电压,然后再通过AD转换器把模拟的电压值转换为数字量。
然而,受到检测设备和方法的水平制约,对被测物质结果的检测仍存在不少有待解决的不足:操作步骤繁复、检测效率低下、检测仪器结构复杂、成本高昂等。
所以,如何改进核酸恒温扩增检测仪器,提高效率、降低设备成本、简化设备结构是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式恒温扩增检测仪,以解决现有技术中的核酸扩增检测仪存在的操作步骤繁复、检测效率低下、检测仪器结构复杂、成本高昂等问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供的一种便携式恒温扩增检测仪,包括壳体以及内置于所述壳体的激光器、试管架、探测器、加热器和处理器;所述激光器、所述试管架和所述探测器依次间隔设置,所述激光器发出的入射光线穿过所述试管架上的试管后,其透射光线能够由所述探测器采集;所述加热器设置在所述试管架上,所述处理器与所述探测器电连接。
其中,激光器优选采用激光二极管。
在上述技术方案的基础上,进一步,所述探测器包括可见光探测器,所述可见光探测器与所述激光器分别位于所述试管架的左右两侧。
该技术方案的技术效果在于:可见光探测器用于探测溶液的吸光度,设置在激光器直射溶液的出射一端。其中,吸光度是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的以10为底的对数(即lg(I/O)),其中I为入射光强,O为透射光强,影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等。
需要说明的是,溶液在刚开始尚未反应时,入射光强约等于透射光强,因此采集前面n(小于10)次光强求平均,作为入射光强。所以,当激光器无需调整控制时,处理器只需要与探测器电连接即可;当激光器需要通过处理器调节时,可电连接处理器。
在上述技术方案的基础上,进一步,所述试管架上设置试管放置槽,所述试管放置槽的左侧设置入射孔,右侧设置第一出射孔。
该技术方案的技术效果在于:试管放置槽的设计,利于更稳固地存放试管,而入射孔和第一出射孔作为光线的通道,不仅有助于对准定位,也避免了光线的散射。
在上述任一技术方案的基础上,进一步,所述探测器包括荧光探测器,所述荧光探测器位于所述试管架的下方。
该技术方案的技术效果在于:荧光探测不要求光源直射探测器,故将荧光探测器设置于试管架的下方,同时,也缩小了整个检测仪的外形轮廓。
在上述技术方案的基础上,进一步,所述试管架上设置试管放置槽,所述试管放置槽的左侧设置入射孔,底部设置第二出射孔。
该技术方案的技术效果在于:同上原因,入射孔和第二出射孔作为光线的通道,不仅有助于对准定位,也避免了光线的散射。
在上述任一技术方案的基础上,进一步,所述试管放置槽的数量为多个,所述试管架呈长条状水平设置,多个所述试管放置槽沿所述试管架的长度方向均匀设置;所述激光器和所述探测器能够同步沿所述试管架的长度方向移动,使所述激光器的入射光线依次分别照射进全部所述试管放置槽。
该技术方案的技术效果在于:随着溶液的持续反应,透过溶液的激光强度是动态变化的。所以,多个试管设置成排,按顺序逐一照射溶液,并重复多次轮番测量,可获得多个溶液在各自的反应过程中的多组吸光度和荧光数据。其中,将激光器和探测器相对于试管架活动设置,能够避免溶液在反应过程中发生移动而影响检测结果。
或者,进一步,所述试管放置槽的数量为多个,所述试管架呈长条状水平设置,多个所述试管放置槽沿所述试管架的长度方向均匀设置;所述试管架能够相对于所述激光器和所述探测器平行移动,使所述激光器的入射光线依次分别照射进全部所述试管放置槽。
该技术方案的技术效果在于:同上原因,多个试管设置成排,按顺序逐一、照射溶液,并重复多次轮番测量,可获得多个溶液在各自的反应过程中的多组吸光度和荧光数据。其中,将试管架相对于激光器和探测器活动设置,能够避免激光器和探测器在活动过程中发生相对位移而影响检测结果。
在上述任一技术方案的基础上,进一步,还包括显示屏;所述显示屏设置于所述壳体,与所述处理器电连接。
该技术方案的技术效果在于:显示屏用于展示吸收光和荧光的探测数据,以便使用者即时获取实验结果。优选地,显示屏可铰接于壳体上。
在上述任一技术方案的基础上,进一步,还包括翻盖;所述翻盖设置于所述壳体,位于所述试管架的上方。
该技术方案的技术效果在于:翻盖设置在试管架的上方,方便在不打开壳体的情况下顺利放入和取出试管,提高了实验效率,并且不容易造成壳体内温度变化。
在上述任一技术方案的基础上,进一步,还包括散热孔;所述散热孔设置于所述壳体的侧壁。
该技术方案的技术效果在于:由于核酸扩增实验要求恒温条件,而壳体内设置了加热器。故,散热孔和加热器的组合结构,使产生热量的速率等于热量向外散发的速率时,能够满足恒温要求。
本发明具有如下有益效果:
本发明提供的便携式恒温扩增检测仪,通过探测激光器照射溶液后的吸收光或荧光信号随时间的变化,可对溶液中被测核酸样品进行定性和定量检测。
本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显,或通过本发明的具体实践可以了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案,下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪的外形图;
图2为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪的内部结构示意图;
图3为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪卸下可见光探测器和荧光探测器的内部结构示意图;
图4为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪另一角度的内部结构示意图;
图5为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪中试管架在试管放置槽轴线处的剖视图。
图标:1-壳体;2-激光器;3-试管架;4-可见光探测器;5-荧光探测器;6-处理器;7-试管放置槽;8-入射孔;9-第一出射孔;10-第二出射孔;11-显示屏;12-翻盖;13-散热孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一、现有技术说明:
在核酸等温扩增过程中,待测试剂溶液会随着时间推移进行等温扩增反应。使用激光周期性照射溶液(采集周期默认为30秒,可手动调节),通过光电池检测激光穿过溶液后的激光强度,光电池可以把激光强度转化为电压,然后再通过AD转换器把模拟的电压值转换为数字量。
然而,受到检测设备和方法的水平制约,对被测物质结果的检测仍存在不少有待解决的不足:操作步骤繁复、检测效率低下、检测仪器结构复杂、成本高昂等。
二、本发明技术方案概述:
本发明提供的便携式恒温扩增检测仪,包括壳体1以及内置于壳体1的激光器2、试管架3、探测器、加热器和处理器6;激光器2、试管架3和探测器依次间隔设置,激光器2发出的入射光线穿过试管架3上的试管后,其透射光线能够由探测器采集;加热器设置在试管架3上,处理器6与探测器电连接。
上述便携式恒温扩增检测仪的技术方案,能够较好地解决现有技术中的核酸扩增检测仪存在的操作步骤繁复、检测效率低下、检测仪器结构复杂、成本高昂等问题:通过探测激光器2照射溶液后的吸收光或荧光信号随时间的变化,可对溶液中被测核酸样品进行定性和定量检测。
三、本发明技术方案具体实施方式:
针对上述现有技术方案存在的技术问题,下面结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步的解释说明:
本实施例提供了一种便携式恒温扩增检测仪,其中:图1为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪的外形图;图2为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪的内部结构示意图;图3为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪卸下可见光探测器4和荧光探测器5的内部结构示意图;图4为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪另一角度的内部结构示意图;图5为本发明实施例提供的便携式恒温扩增检测仪中试管架3在试管放置槽7轴线处的剖视图。如图1、图2、图3、图4、图5所示,便携式恒温扩增检测仪包括壳体1以及内置于壳体1的激光器2、试管架3、探测器、加热器和处理器6;激光器2、试管架3和探测器依次间隔设置,激光器2发出的入射光线穿过试管架3上的试管后,其透射光线能够由探测器采集;加热器设置在试管架3上,处理器6与探测器电连接。其中,激光器2优选采用激光二极管。
在上述实施例的基础上,如图2、图4所示,进一步地,探测器包括可见光探测器4,可见光探测器4与激光器2分别位于试管架3的左右两侧。其中,可见光探测器4用于探测溶液的吸光度,设置在激光器2直射溶液的出射一端。其中,吸光度是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的以10为底的对数(即lg(I/O)),其中I为入射光强,O为透射光强,影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等。
需要说明的是,溶液在刚开始尚未反应时,入射光强约等于透射光强,因此采集前面n(小于10)次光强求平均,作为入射光强。所以,当激光器2无需调整控制时,处理器6只需要与探测器电连接即可;当激光器2需要通过处理器6调节时,可电连接处理器6。
在上述实施例的基础上,如图2、图3、图4所示,进一步地,试管架3上设置试管放置槽7,试管放置槽7的左侧设置入射孔8,右侧设置第一出射孔9。在该结构中,试管放置槽7的设计,利于更稳固地存放试管,而入射孔8和第一出射孔9作为光线的通道,不仅有助于对准定位,也避免了光线的散射。
在上述任一实施例的基础上,如图2、图4所示,进一步地,探测器包括荧光探测器5,荧光探测器5位于试管架3的下方。在该结构中,荧光探测不要求光源直射探测器,故将荧光探测器5设置于试管架3的下方,同时,也缩小了整个检测仪的外形轮廓。
在上述实施例的基础上,如图2、图4、图5所示,进一步地,试管架3上设置试管放置槽7,试管放置槽7的左侧设置入射孔8,底部设置第二出射孔10。同上原因,入射孔8和第二出射孔10作为光线的通道,不仅有助于对准定位,也避免了光线的散射。
在上述实施例的基础上,如图2、图3、图4所示,进一步地,试管放置槽7的数量为多个,试管架3呈长条状水平设置,多个试管放置槽7沿试管架3的长度方向均匀设置;激光器2和探测器能够同步沿试管架3的长度方向移动,使激光器2的入射光线依次分别照射进全部试管放置槽7。在该结构中,随着溶液的持续反应,透过溶液的激光强度是动态变化的。所以,多个试管设置成排,按顺序逐一、照射溶液,并重复多次轮番测量,可获得多个溶液在各自的反应过程中的多组吸光度和荧光数据。其中,将激光器2和探测器相对于试管架3活动设置,能够避免溶液在反应过程中发生移动而影响检测结果。
可选地,如图2、图3、图4所示,进一步地,试管放置槽7的数量为多个,试管架3呈长条状水平设置,多个试管放置槽7沿试管架3的长度方向均匀设置;试管架3能够相对于激光器2和探测器平行移动,使激光器2的入射光线依次分别照射进全部试管放置槽7。同上原因,多个试管设置成排,按顺序逐一、照射溶液,并重复多次轮番测量,可获得多个溶液在各自的反应过程中的多组吸光度和荧光数据。其中,将试管架3相对于激光器2和探测器活动设置,能够避免激光器2和探测器在活动过程中发生相对位移而影响检测结果。
在上述实施例的基础上,如图1所示,进一步地,还包括显示屏11;显示屏11设置于壳体1,与处理器6电连接。在该结构中,显示屏11用于展示吸收光和荧光的探测数据,以便使用者即时获取实验结果。优选地,显示屏11可铰接于壳体1上。
在上述实施例的基础上,如图1所示,进一步地,还包括翻盖12;翻盖12设置于壳体1,位于试管架3的上方。在该结构中,翻盖12设置在试管架3的上方,方便在不打开壳体1的情况下顺利放入和取出试管,提高了实验效率,并且不容易造成壳体1内温度变化。
在上述实施例的基础上,如图1所示,进一步地,还包括散热孔13;散热孔13设置于壳体1的侧壁。在该结构中,由于核酸扩增实验要求恒温条件,而壳体1内设置了加热器。故,散热孔13和加热器的组合结构,使产生热量的速率等于热量向外散发的速率时,能够满足恒温要求。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都能够以任意的组合方式来使用。另外,公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,包括壳体以及内置于所述壳体的激光器、试管架、探测器、加热器和处理器;
所述激光器、所述试管架和所述探测器依次间隔设置,所述激光器发出的入射光线穿过所述试管架上的试管后,其透射光线能够由所述探测器采集;
所述加热器设置在所述试管架上,所述处理器与所述探测器电连接。
2.根据权利要求1所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述探测器包括可见光探测器,所述可见光探测器与所述激光器分别位于所述试管架的左右两侧。
3.根据权利要求2所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述试管架上设置试管放置槽,所述试管放置槽的左侧设置入射孔,右侧设置第一出射孔。
4.根据权利要求1所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述探测器包括荧光探测器,所述荧光探测器位于所述试管架的下方。
5.根据权利要求4所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述试管架上设置试管放置槽,所述试管放置槽的左侧设置入射孔,底部设置第二出射孔。
6.根据权利要求3或5所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述试管放置槽的数量为多个,所述试管架呈长条状水平设置,多个所述试管放置槽沿所述试管架的长度方向均匀设置;
所述激光器和所述探测器能够同步沿所述试管架的长度方向移动,使所述激光器的入射光线依次分别照射进全部所述试管放置槽。
7.根据权利要求3或5所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,所述试管放置槽的数量为多个,所述试管架呈长条状水平设置,多个所述试管放置槽沿所述试管架的长度方向均匀设置;
所述试管架能够相对于所述激光器和所述探测器平行移动,使所述激光器的入射光线依次分别照射进全部所述试管放置槽。
8.根据权利要求3或5所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,还包括显示屏;所述显示屏设置于所述壳体,与所述处理器电连接。
9.根据权利要求3或5所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,还包括翻盖;所述翻盖设置于所述壳体,位于所述试管架的上方。
10.根据权利要求3或5所述的便携式恒温扩增检测仪,其特征在于,还包括散热孔;所述散热孔设置于所述壳体的侧壁。
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