CN110628604A - 一种pcr模组可移动式荧光定量pcr仪、pcr仪集组及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PCR模组可移动式荧光定量PCR仪、PCR仪集组及方法，荧光定量PCR仪包括框体、检测模组、PCR模组和平移驱动机构；PCR模组包括控温组件、托块和热盖组件，平移驱动机构驱动PCR模组水平移动，从而使托块的多个内凹孔位依次移动到检测模组的正下方进行检测。检测模组采用固定式，有助于检测模组内部光路结构和检测器件保持在可靠稳定状态，相比检测模组移动式，寿命更长，能保持良好的检测精确度；采用PCR模组移动式，直接借助平移驱动机构实现PCR模组从框体内移出，方便操作人员取样和放样；采用PCR模组侧向移出式，方便多台荧光定量PCR仪的上下堆叠，大大节约了占用空间，也方便应用到到实验室全自动检测流水系统中。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物试验辅助器材，特别是一种PCR模组可移动式荧光定量PCR仪、PCR仪集组及用来检测靶分子在溶液中存在量的方法。
背景技术
荧光定量检测技术是指在PCR反应体系中加入荧光探针基团，利用荧光信号累积对目标被测物进行定量分析的方法。现有的荧光检测仪器的检测模组的布局主要有两种，一种是采用全覆盖矩阵式的多个检测头，在测试时依次点亮扫描，这种方式探头多，成本高，而且各探头间存在差异，太多的探头会造成检测误差大，影响实验对照效果；另外一种是采用检测模组移动式方式，在公开号为CN1820082A的专利文献中即公开了带有一个可移动的检测模件的荧光检测系统和方法，是采用移动机构带动检测模组在样品孔板上方移动，而顺次进行扫描，检测模组长期高频移动，会造成测试精度下降，寿命减小，且维修不方便，需要整体更换。
另外，由于在生物领域基因扩增定量是用以检测试验结果的基本手段，故在一般实验室中都需要配备多台荧光定量PCR仪，或者采购多台单体式PCR仪和荧光检测仪。而现有的荧光定量PCR仪都是采用上开盖式结构，多台荧光定量PCR仪只能并排排列，占用较多实验室空间。采用单体式PCR仪和荧光检测仪，则需要实验人员在PCR反应结束后再把样品从PCR仪移到荧光检测仪去进行检测，增加了实验操作步骤，且不方便在PCR反应中进行过程量的检测。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种PCR模组可移动式荧光定量PCR仪、PCR仪集组及用来检测靶分子在溶液中存在量的方法。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，包括：
框体；
检测模组，其固定安装在所述框体上，所述检测模组内包括激发光发生器和发射光检测器；
PCR模组，其可平移地安装在所述检测模组下方的框体上，所述PCR模组包括从下向上依次设置的控温组件、托块和热盖组件，所述托块上设有多个成矩形阵列分布的内凹孔位，所述热盖组件上设有与各内凹孔位对应的透光结构；
平移驱动机构，其驱动所述PCR模组水平移动，从而使所述托块的多个内凹孔位依次移动到所述检测模组的正下方，所述检测模组与处于其正下方的内凹孔位处于光学连通状态。
本发明相较于现有技术，检测模组采用固定式，由平移驱动机构驱动PCR模组移动来带动各个孔位移至检测模组下方进行检测，减少了检测模组上检测头的使用个数；检测模组采用固定式，有助于检测模组内部光路结构和检测器件保持在可靠稳定状态，相比检测模组移动式，寿命更长，能保持良好的检测精确度；采用PCR模组移动式，直接借助平移驱动机构实现PCR模组从框体内移出，方便操作人员取样和放样，提高便利性和安全性；采用PCR模组侧向移出式，方便多台荧光定量PCR仪的上下堆叠，大大节约了占用空间，也方便应用到到实验室全自动检测流水系统中。
进一步地，所述PCR模组经导轨安装在所述框体上,还包括用于检测PCR模组移动位置的位置检测器件。
采用上述优选的方案，提高移位精度。
进一步地，还包括一处于所述框体外部的样品取放工位，所述平移驱动机构带动PCR模组沿所述导轨平移到该样品取放工位。
采用上述优选的方案，借助同一平移驱动机构将PCR模组移出，以方便取样和放样，精简了结构，节约了制造成本。
进一步地，所述热盖组件铰接在所述控温组件的支承板上。
采用上述优选的方案，方便打开热盖组件，以取出样品。
进一步地，还包括用于控制热盖组件开闭的驱动机构。以方便实现自动控制。
进一步地，所述激发光发生器产生不同波长范围的光，所述发射光检测器检测不同波长范围的受激发而产生的荧光。
采用上述优选的方案，可以适配多种荧光探针，提高荧光检测能力。
进一步地，所述检测模组包括多个激发/检测单元，多个激发/检测单元成一列或多列排列，多个激发/检测单元排列方向与PCR模组的平移方向垂直设置，各个激发/检测单元之间排列间距与PCR模组托块上内凹孔位的间距相同。
采用上述优选的方案，可以根据样品量，设置合理数量的激发/检测单元，以兼顾制造成本和检测效率。
进一步地，所述检测模组包括一个激发/检测单元，所述检测模组内部还设有驱动所述激发/检测单元移动的机构，所述激发/检测单元移动的方向与PCR模组的平移方向相垂直。
采用上述优选的方案，采用集成扫描式模组，节省空间。
一种PCR仪集组，包括多个成上下堆叠设置的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪。
采用上述优选的方案，大大节约了实验室空间，提高实验室整洁度。
一种用来检测靶分子在溶液中存在量的方法，包括以下步骤：
步骤1，制备多个样品，每个样品包含适宜于结合到靶分子上的荧光探针；
步骤2，采用PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，把每个样品放置在托块上多个内凹孔位中相应的一个内凹孔位中；
步骤3，在PCR模组内激发反应；
步骤4，通过平移驱动机构驱动PCR模组移动，使多个放置有样品的内凹孔位依次通过检测模组的正下方，并作停留，在该停留期间，所述检测模组的激发光发生器和发射光检测器与多个内凹孔位的每个凹坑处于光学连通状态。
进一步地，所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位进行同步检测；或所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位按序依次进行检测。
采用同步检测方式可以提高检测效率；采用顺次检测方式可以防止孔位间的光线干扰，提高检测准确度；可以根据需求和条件进行合理选择。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明一种实施方式的结构示意图；
图3是本发明光路结构示意图；
图4是PCR仪集组的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
1-框体；2-检测模组；21-激发光发生器；22-发射光检测器；3-PCR模组；31-控温组件；32-托块；321-内凹孔位；33-热盖组件；4-导轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
如图1-3所示，一种PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，包括：
框体1(为了方便查看内部结构，省去了框体的部分结构)；
检测模组2，其固定安装在框体1上，检测模组2内包括激发光发生器21和发射光检测器22；
PCR模组3，其可平移地安装在检测模组2下方的框体1上，PCR模组3包括从下向上依次设置的控温组件31、托块32和热盖组件33，托块32上设有多个成矩形阵列分布的内凹孔位321，热盖组件33上设有与各内凹孔位321对应的透光结构；
平移驱动机构(图中未示出)，其驱动PCR模组3水平移动，从而使托块32的多个内凹孔位321依次移动到检测模组2的正下方，检测模组2与处于其正下方的内凹孔位处于光学连通状态。
采用上述技术方案的有益效果是：检测模组采用固定式，由平移驱动机构驱动PCR模组移动来带动各个孔位移至检测模组下方进行检测，减少了检测模组上检测头的使用个数；检测模组采用固定式，有助于检测模组内部光路结构和检测器件保持在可靠稳定状态，相比检测模组移动式，寿命更长，能保持良好的检测精确度；采用PCR模组移动式，直接借助平移驱动机构实现PCR模组从框体内移出，方便操作人员取样和放样，提高便利性和安全性；采用PCR模组侧向移出式，方便多台荧光定量PCR仪的上下堆叠，大大节约了占用空间，也方便应用到到实验室全自动检测流水系统中。
本发明中平移驱动机构可从现有技术中获得，如电机加丝杠传动机构、电机加传动带传动机构、电机加齿轮齿条传动机构等。检测模组中激发光发生器和发射光检测器也可从现有技术中获得，激发光发生器可采用LED、激光二极管、闪光灯等，发射光检测器可采用光电倍增管、CCD等，具体的荧光检测光路原理可从现有技术中获取，在本申请中不再赘述。
如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，PCR模组3经导轨4安装在框体1上,还包括用于检测PCR模组3移动位置的位置检测器件。采用上述技术方案的有益效果是：提高位置移动精度。
如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括一处于所述框体外部的样品取放工位，所述平移驱动机构带动PCR模组3沿导轨4平移到该样品取放工位。采用上述技术方案的有益效果是：借助同一平移驱动机构将PCR模组移出，以方便取样和放样，精简了结构，节约了制造成本。
如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，热盖组件33铰接在控温组件31的支承板上，方便打开热盖组件，以取出样品。
在本发明的另一些实施方式中，还包括用于控制热盖组件33开闭的驱动机构，具体可采用顶杆式驱动机构，如气动顶杆或电动推杆；或采用旋转式驱动机构，如电机配合减速传动机构。这样可以方便实现自动控制。
如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，激发光发生器21产生不同波长范围的光，发射光检测器22检测不同波长范围的受激发而产生的荧光。采用上述技术方案的有益效果是：可以适配多种荧光探针，提高荧光检测能力。
在本发明的另一些实施方式中，所述检测模组包括多个激发/检测单元，多个激发/检测单元成一列或多列排列，多个激发/检测单元排列方向与PCR模组的平移方向垂直设置，各个激发/检测单元之间排列间距与PCR模组托块上内凹孔位的间距相同。采用上述技术方案的有益效果是：可以根据样品量，设置合理数量的激发/检测单元，以兼顾制造成本和检测效率。
在本发明的另一些实施方式中，所述检测模组包括一个激发/检测单元，所述检测模组内部还设有驱动所述激发/检测单元移动的机构，所述激发/检测单元移动的方向与PCR模组的平移方向相垂直。可以从市场直接购置相关集成式CCD模组。采用上述技术方案的有益效果是：采用集成扫描式模组，节省空间。
如图4所示，一种PCR仪集组，包括多个成上下堆叠设置的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪。大大节约了实验室空间，提高实验室整洁度。
一种用来检测靶分子在溶液中存在量的方法，包括以下步骤：
步骤1，制备多个样品，每个样品包含适宜于结合到靶分子上的荧光探针；
步骤2，采用PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，把每个样品放置在托块上多个内凹孔位中相应的一个内凹孔位中；
步骤3，在PCR模组内激发反应；
步骤4，通过平移驱动机构驱动PCR模组移动，使多个放置有样品的内凹孔位依次通过检测模组的正下方，并作停留，在该停留期间，所述检测模组的激发光发生器和发射光检测器与多个内凹孔位的每个凹坑处于光学连通状态。
在本发明的另一些实施方式中，所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位进行同步检测；或所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位按序依次进行检测。采用同步检测方式可以提高检测效率；采用顺次检测方式可以防止孔位间的光线干扰，提高检测准确度；可以根据需求和条件进行合理选择。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，包括：
框体；
检测模组，其固定安装在所述框体上，所述检测模组内包括激发光发生器和发射光检测器；
PCR模组，其可平移地安装在所述检测模组下方的框体上，所述PCR模组包括从下向上依次设置的控温组件、托块和热盖组件，所述托块上设有多个成矩形阵列分布的内凹孔位，所述热盖组件上设有与各内凹孔位对应的透光结构；
平移驱动机构，其驱动所述PCR模组水平移动，从而使所述托块的多个内凹孔位依次移动到所述检测模组的正下方，所述检测模组与处于其正下方的内凹孔位处于光学连通状态。
2.根据权利要求1所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，所述PCR模组经导轨安装在所述框体上,还包括用于检测PCR模组移动位置的位置检测器件。
3.根据权利要求2所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，还包括一处于所述框体外部的样品取放工位，所述平移驱动机构带动PCR模组沿所述导轨平移到该样品取放工位。
4.根据权利要求3所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，所述热盖组件铰接在所述控温组件的支承板上。
5.根据权利要求1所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，所述激发光发生器产生不同波长范围的光，所述发射光检测器检测不同波长范围的受激发而产生的荧光。
6.根据权利要求1所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，所述检测模组包括多个激发/检测单元，多个激发/检测单元成一列或多列排列，多个激发/检测单元排列方向与PCR模组的平移方向垂直设置，各个激发/检测单元之间排列间距与PCR模组托块上内凹孔位的间距相同。
7.根据权利要求1所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，其特征在于，所述检测模组包括一个激发/检测单元，所述检测模组内部还设有驱动所述激发/检测单元移动的机构，所述激发/检测单元移动的方向与PCR模组的平移方向相垂直。
8.PCR仪集组，其特征在于，包括多个如权利要求1-7任一所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，多个PCR模组可移动式荧光定量PCR仪成上下堆叠设置。
9.用来检测靶分子在溶液中存在量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备多个样品，每个样品包含适宜于结合到靶分子上的荧光探针；
步骤2，采用如权利要求1-7任一所述的PCR模组可移动式荧光定量PCR仪，把每个样品放置在托块上多个内凹孔位中相应的一个内凹孔位中；
步骤3，在PCR模组内激发反应；
步骤4，通过平移驱动机构驱动PCR模组移动，使多个放置有样品的内凹孔位依次通过检测模组的正下方，并作停留，在该停留期间，所述检测模组的激发光发生器和发射光检测器与多个内凹孔位的每个凹坑处于光学连通状态。
10.根据权利要求9所述的用来检测靶分子在溶液中存在量的方法，其特征在于，所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位进行同步检测；或所述检测模组对其正下方的多个内凹孔位按序依次进行检测。
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