CN110042150A - 一种核酸恒温扩增实时分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种核酸恒温扩增实时分析装置，通过隔热板将温育器和实时荧光读数器隔离。通过多路光纤将温育器中样本试管位上的观测孔分别和实时荧光读数器中的激发光源和荧光接收光电传感器连接。通过电动装置使得激发光源依次向各路光纤中发出激发光束，从而实现对多个被检测样本的实时荧光读数。本发明将样本观测孔和激发光源以及荧光接收光电传感器通过光纤连接，减少了荧光的损失，提高了检测的灵敏度。采用了隔热板，有效解决了现有产品中温育器高温状态下对读数器精度影响的问题。通过移动激发光源实现对多个被检测样本的监测，摆脱了试管尺寸的限制，在相同空间内可实现对更多样本的实时监测。

Description

一种核酸恒温扩增实时分析装置
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种核酸恒温扩增分析仪。
背景技术
实时荧光核酸恒温扩增检测技术(Simultaneous Amplification and Testing，简称SAT)是将新一代的核酸恒温扩增技术和实时荧光检测技术相结合的一种新型核酸检测技术。该技术具有高灵敏度、高特异性、低污染、反应稳定等优点。在生命科学，医学研究，分子诊断、食品安全检验等领域的应用有巨大的市场前景。
实时荧光核酸恒温扩增检测实验中用到的恒温扩增分析仪主要有两大功能模块组成，一个是温育器，一个是实时荧光读数器。前者实现在恒定温度下对被检测样本的加热保温，确保核酸的持续扩增。后者实现对扩增核酸数量的实时监测，通过被检测样本中荧光强度的变化来判读实验的结果。
目前市场上的相关产品，温育器中有若干个样本试管位，被检测样本放置在试管中，试管被放置到样本试管位中加热，实时荧光读数器安装在温育器下端，通过样本试管位下端开放式的孔，对被检测样本进行实时监测。为提高实时荧光读数器的灵敏度，读数器要尽可能安装在被检测样本附近，也就是温育器的附近，否则距离越远，读数器接收到的荧光强度就越弱，读数器灵敏度就越低。而温育器通常要加热到60摄氏度以上，高温会对读数器中用到的光电传感器等高灵敏度电子器件产生很大的负面影响。特别是在长时间内连续做多个实验的情况下，严重影响恒温扩增分析仪的重复检测精度。另外，为了对多个样本进行实时监测，实时荧光读数器被安装在电动装置上，电动装置需要反复做往返直线运动。由于被检测样本是放置在试管中的，试管的尺寸决定了样本试管位之间的距离比较大，如果要增加同时监测的样本数量，就要增大整个装置的体积并且增加电动装置的复杂度，从而导致大幅提高产品的制造成本。
发明内容
本发明就是针对上述不足，提供一种核酸恒温扩增实时分析装置，通过隔热板将温育器和实时荧光读数器隔离。通过多路光纤将温育器中样本试管位上的观测孔分别和实时荧光读数器中的激发光源和荧光接收光电传感器连接。通过电动装置使得激发光源依次向各路光纤中发出激发光束，从而实现对多个被检测样本的实时荧光读数。本装置由于将样本观测孔和激发光源以及荧光接收光电传感器通过光纤连接，减少了荧光的损失，从而提高了检测的灵敏度。由于采用了隔热板，有效解决了现有产品中温育器高温状态下对读数器精度影响的问题。由于通过移动激发光源实现对多个被检测样本的监测，摆脱了试管尺寸的限制，在相同空间内可实现对更多样本的实时监测。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种核酸恒温扩增实时分析装置，包括温育器和实时荧光读数器，所述温育器和所述实时荧光读数器通过隔热板隔离。多路光纤通过所述隔热板上的小孔将所述温育器中样本试管位上的观测孔分别和所述实时荧光读数器中的激发光源和荧光接收光电传感器连接。所述实时荧光读数器中安装有电动装置，所述电动装置上安装有所述激发光源，所述激发光源可以向所述多路光纤中发出激发光束，激发光通过光纤传导照射到被检测样本后，样本中的荧光物质发出荧光，该荧光通过所述多路光纤反馈到所述实时荧光读数器中的荧光接收光电传感器上。所述荧光接收光电传感器安装在控制器上，所述控制器将光信号转化为电信号，进一步信号放大和模数转换后，将荧光读数信息传输到与所述控制器连接的计算机中，计算机将荧光读数信息以图形的方式显示给实验操作者。所述控制器同时具备控制所述电动装置的功能以及驱动激发光源的功能。
本发明的有益效果是：
解决了开放式样本观测孔损失荧光信号的问题，提高了实时荧光读数器的灵敏度；解决了温育器高温状态下对荧光读数器精度影响的问题，提高了样本检测重复性精度；规避了试管尺寸的限制，在相同空间内可实现对更多样本的实时监测，增加产品通量的同时降低了制造成本。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述隔热板可以是一个封闭盒体结构，其中安装实时荧光读数器。
采用上述进一步方案的有益效果是：封闭的盒体可以更好地隔绝温育器辐射出的高温，同时封闭的盒体可以隔绝外界环境中自然光对实时荧光读数器中光电传感器的干扰，进一步提高荧光检测的灵敏度。
进一步，所述多路光纤可以由多个Y型分叉光纤组成，每一个Y型分叉光纤对应一个样本检测观测孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过简单增加或减少Y型分叉光纤就可以灵活增加或减少被检测样本数量，有效降低了光路制造成本和维护成本。
进一步，在实时荧光读数器一侧安装有风冷装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过风冷装置对实时荧光读数器中的控制器降温，进一步降低工作环境温度升高对重复检测精度的影响。
进一步，所述多路光纤的入射光一端都依次安装在光纤架上。
采用上述进一步方案的有益效果是：对多路光纤进行有效位置约束的同时减小了激发光源移动的范围，进而减小整个装置的体积。
进一步，所述激发光源的出光口安装有遮光罩。
采用上述进一步方案的有益效果是：进一步减小工作环境中的背景光对检测精度的影响，进一步提高检测灵敏度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的光纤连接示意图；；
在图1中，1、底座，2、温育器，3、激发光纤架，4、立柱，5、隔热板，6、导轨，7、滑块，8、丝杠电机，9、丝杠电机座，10、控制器，11、激发光源，12、激发光源座，13、风冷装置，14、Y型分叉光纤，15、遮光罩
在图2中，141、探测端子，142、激发光源端子，143、接收端子
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2所示，一种核酸恒温扩增实时分析装置，包括底座1，所述底座1上安装有立柱4，所述立柱4上安装有温育器2，所述温育器2中的样本试管孔底部与探测端子141连接，所述探测端子141与Y型分叉光纤14的一端连接。所述底座1上安装有隔热板5。所述隔热板5上有若干小孔，可以通过对应数量的Y型分叉光纤14。所述底座1上安装有控制器10，所述控制器10通过USB接口与计算机连接，所述控制器10上安装有光电传感器和接收端子143，所述接收端子143与所述Y型分叉光纤14的一端连接。所述控制器10通过电缆与激发光源11连接。所述底座1上安装有丝杠电机座9，所述丝杠电机座9上安装有丝杠电机8。所述底座1上安装有导轨6，所述导轨6上安装有滑块7，所述滑块7上安装有激发光源座12，所述有激发光源座12上安装有激发光源11。
具体的，所述若干个Y型分叉光纤14的探测端分别连接到对应的若干个样本试管孔上的所述探测端子141上，激发端分别连接到所述激发光纤架3上的若干个所述激发光源端子142上，接收端汇聚到所述接收端子143上。
具体的，所述底座1上安装有风冷装置13，所述风冷装置13正对所述控制器10安装。
具体的，所述底座1上安装有激发光纤架3，所述激发光纤架3与激发光源端子142连接，所述激发光源端子142与所述Y型分叉光纤14的一端连接。
具体的，所述激发光源11的出光口安装有遮光罩15。
本发明具体操作过程如下：
1，所述控制器10驱动所述丝杠电机8转动，所述丝杠电机8推动所述激发光源座12及滑块7沿导轨6方向运动，并使得所述激发光源11停止在所述激发光纤架3上的第一个孔位置。
2，所述控制器10驱动所述激发光源11发出激光。
3，激光经过所述Y型分叉光纤14后照射到所述温育器2中的第一个样本试管孔中的被检测样本上，激发样本中的物质发出荧光。
4，样本中被激发的荧光经过所述Y型分叉光纤14，到达接收端并被所述控制器10上的光电传感器感应。所述控制器10将感应到的光信号处理后通过USB接口发送给计算机。计算机通过适配的软件将实时监测结果反馈给操作者。
5，重复步骤1到步骤4，使得激发光源11依次对所述激发光纤架3上的若干个孔进行照射，完成对温育器中的若干个被检测样本的实时监测，直到完成整个检测实验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：包括温育器和实时荧光读数器，所述温育器和所述实时荧光读数器通过隔热板隔离。多路光纤通过所述隔热板上的小孔将所述温育器中样本试管位上的观测孔分别和所述实时荧光读数器中的激发光源和荧光接收光电传感器连接。所述实时荧光读数器中安装有电动装置，所述电动装置上安装有所述激发光源，所述激发光源可以向所述多路光纤中发出激发光束，激发光通过光纤传导照射到被检测样本后，样本中的荧光物质发出荧光，该荧光通过所述多路光纤反馈到所述实时荧光读数器中的荧光接收光电传感器上。所述荧光接收光电传感器安装在控制器上，所述控制器将光信号处理后传输到与所述控制器连接的计算机中。所述控制器同时具备控制所述电动装置的功能以及驱动激发光源的功能。
2.根据权利要求1所述的一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：所述隔热板可以是一个封闭盒体结构，其中安装实时荧光读数器。
3.根据权利要求1所述的一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：所述多路光纤由多个Y型分叉光纤组成，每一个Y型分叉光纤对应一个样本检测观测孔。
4.根据权利要求1所述的一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：在实时荧光读数器一侧安装有风冷装置。
5.根据权利要求1所述的一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：所述多路光纤的入射光一端都依次安装在光纤架上。
6.根据权利要求1所述的一种核酸恒温扩增实时分析装置，其特征在于：所述激发光源的出光口安装有遮光罩。
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