CN114317698A - 一种反射式pcr仪 - Google Patents

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贾玉昌
邵威源
单梦婷
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本发明公开了一种反射式PCR仪,涉及PCR检测设备技术领域,包括光源,光源下方设置有滤光组件,滤光组件下方设置反射片组,反射片组包括第一反射片和第二反射片,第一反射片与滤光组件之间设置有保护镜,第二反射片与滤光组件之间靠近低而反射片位置设置有样品台,样品台与滤光组件之间设置有会聚镜,滤光组件上方设置有CCD相机。本发明提供的一种反射式PCR仪在进行工作时,通过设置反射片组和滤光组件代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。

Description

一种反射式PCR仪
技术领域
本发明涉及PCR检测设备技术领域,尤其涉及一种反射式PCR仪。
背景技术
聚合酶链反应(PCR)作为分子生物学常用的分析手段已广泛的应用于科研及临床领域。 PCR后续大多采用电泳进行定性及半定量分析,由于无法定量分析及开盖可能造成污染,实时荧光定量PCR系统应运而生。目前市场上大部分的实时荧光定量PCR仪,都具有多色荧光通道,可以同时进行多重PCR及等位基因、SNP等分析,一次实验即得到所需的检测结果。采用多色检测的PCR仪一般包括多个检测光路,每个检测光路均包括激发光发生器、滤光片、激发端镜头、二向色镜、EP管端镜头、收集端滤光片、接收镜头及检测器件。一般这种结构有几种实现方式,一种是在接收端镜头和检测结构是各个通道分立的,这样不同的检测结构会有器件间的差异,另外会提高材料成本。二是采用同一个激发光源或检测器件,由于器件复用,不会存在器件差异,但光学镜头及结构的设计很容易出现光程差及光路间的交叉干扰,具体地,由于滤光片采用转轮选通结构,这样往往是成像的方式,96孔由于与激发光源及检测器件的光程差不同,带来的激发及接收效率也不同,会影响检测结果,而且由于常规的PCR仪其收集镜头往往采用平凸透镜,这样由于多个光路与平凸透镜的距离及位置不同,也会造成激发光强及收集效率的差异及相差;从光路交叉干扰来看,由于常用的QPCR 染料的光谱集中在500-700nm,在这个范围内集成5-6个光学通道,不可避免的会造成低波段光学通道的荧光收集滤光片光谱与其紧邻的高波段光学通道的激发光滤光片光谱存在交集的现象。且现有PCR检测设备需要使用二向色镜进行分光,由于二向色镜设计以及镀制过程较为复杂,导致设备整体体积较大不易移动等问题造成现有PCR设备成本居高不下。
现有公告号为CN212532961U的实用新型专利公开了一种荧光定量PCR光学激发装置及成像装置、荧光定量PCR仪,其中荧光定量PCR光学激发装置包括光源,该光源的出光方向上设有激发光滤光片和二向色镜,还包括设于激发光滤光片与二向色镜之间的光均匀化透镜组;所述光均匀化透镜组包括平行透镜、复眼透镜和积分透镜,激发光滤光片、平行透镜、复眼透镜、积分透镜、二向色镜沿光源的出光方向依次设置;所述光源为宽光谱光源。
上述技术方案提供了一种荧光定量PCR光学激发装置及成像装置、荧光定量PCR仪,实施方式如下:光源101发出的光经激发光滤光片102滤光。平行透镜1041对激发光滤光片102 的出射光进行平行和聚焦。复眼透镜1042对平行透镜1041的出射光进行均匀化处理。积分透镜1043对复眼透镜1042的出射光进行聚焦收缩。二向色镜103将积分透镜1043的出射光折射至样品区域4,从而在样品区域4获得照度均匀的激发光,对样品区域4进行均匀照明。样品区域4的试剂进行荧光发射,且发出的荧光经二向色镜103透射至荧光滤光片2。CCD相机301采集样品图像。CCD相机301采集的图像可直接利用现有技术进行分析,从而实现对样品的实时监测。能够在不同的光谱通道进行检测,使用寿命长,光源更换次数少。但仍需使用二向色镜,且不能解决二向色镜设计和镀制困难,设备体积较大,成本较高的技术问题。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的是提供一种反射式PCR仪,通过设置反射片组和滤光组件代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种反射式PCR仪,包括光源,所述光源下方设置有滤光组件,所述滤光组件下方设置反射片组,所述反射片组包括第一反射片和第二反射片,所述第一反射片与所述滤光组件之间设置有保护镜,所述第二反射片与所述滤光组件之间靠近低而反射片位置设置有样品台,所述样品台与所述滤光组件之间设置有会聚镜,所述滤光组件上方设置有CCD相机。
通过采用上述技术方案,本装置在使用时,将滤光组件调整至合适位置,调整完毕后,将需检测样品放置在样品台上,此时开启光源,光源所发出的光线第一次经过滤光组件后,经过保护镜对光线进行筛选,然后经过第一反射片和第二反射片,使光线调转180°向反方向射出,此时经过样品台照射在样品上,根据样品不同产生不同光束,后经过会聚镜会聚,第二次经过滤光组件后,于CCD相机呈像。通过设置反射片组和滤光组件代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。
本发明进一步设置为:所述滤光组件包括支撑盘,所述支撑盘上转动连接有激发滤光盘和发射滤光盘,所述激发滤光盘上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有激发滤光片,所述发射滤光盘上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有发射滤光片。
通过采用上述技术方案,可在不拆卸更换的情况下更换激发滤光片与发射滤光片使用。
本发明进一步设置为:所述保护镜位于激发滤光片正下方,与所述激发滤光盘呈偏心设置,所述会聚镜位于所述发射滤光片正下方,与所述发射滤光片呈偏心设置。
通过采用上述技术方案,激发滤光片与发射滤光片均呈转盘装偏心设置不会被驱动装置阻挡光线。
本发明进一步设置为:所述激发滤光盘底部与所述发射滤光盘底部均设置有转动装置,所述转动装置可保证所述激发滤光盘与所述发射滤光盘同步反向转动,且转动角度相同。
通过采用上述技术方案,可实现激发滤光片与发射滤光片成套使用。
本发明进一步设置为:所述转动装置包括设置于所述支撑盘下方的第一伺服电机、第二伺服电机和控制器,所述第一伺服电机用于驱动所述激发滤光盘转动,所述第二伺服电机用于驱动发射滤光片的转动,所述控制器用于控制所述第一伺服电机与所述第二伺服电机同步转动。
通过采用上述技术方案,可实现激发滤光盘和发射滤光盘同步转动,且可控制转动角度相同。
本发明进一步设置为:所述第一反射片与所述低而反射片均倾斜设置,且第一反射片与所述第二反射片倾斜角度均为45°。
通过采用上述技术方案,可在装置内部实现光线精准的偏转180度,且如此设置可减小整个装置体积,便于使用。
本发明进一步设置为:所述光源包括第一光源和第一光源,所述第一光源与所述第二光源前方均设置有激发滤光片,两个所述激发滤光片前方均设置有保护片,所述第一光源前方设置有反射镜,所述反射镜切斜45°设置,用于将第一光源发射出的水平光线反射为竖直向下的光线,所述第二光源前方设置有倾斜45°的两个反射片,远离所述保护片一侧的反射片正上方依次设置有样品台、会聚镜、发射滤光盘和CCD相机,所述发射滤光盘上圆周分布有若干发射滤光片。
通过采用上述技术方案,通过设置反射片组和滤光组件代替二向色镜,极大地节约了设备成本,完美解决了现有PCR仪成本极高的技术问题。
本发明进一步设置为:所述发射滤光盘底部连接有伺服电机,所述伺服电机一侧设置有控制器。
通过采用上述技术方案,可控制发射滤光盘转动从而使用不同的发射滤光片。
综上所述,本发明的有益技术效果为:
(1)通过设置反射片组和滤光组件代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。
(2)可在装置内部实现光线精准的偏转180度,且如此设置可减小整个装置体积,便于使用。
(3)可在不拆卸更换的情况下更换激发滤光片与发射滤光片使用。可实现激发滤光盘和发射滤光盘同步转动,且可控制转动角度相同。可实现激发滤光片与发射滤光片成套使用。
附图说明
图1是本发明实施例一的整体结构示意图;
图2是本发明实施例二的整体结构示意图。
附图标记:1、光源;2、滤光组件;3、反射片组;4、第一反射片;5、第二反射片;6、保护镜;7、样品台;8、会聚镜;9、CCD相机;10、支撑盘;11、激发滤光盘;12、发射滤光盘;13、激发滤光片;14、发射滤光片;15、第一伺服电机;16、第二伺服电机;17、第一光源;18、第二光源;19、保护片;20、反射镜。
具体实施方式
实施例一:
下面将结合实施例对本发明进行清楚、完整地描述。
参见附图1。一种反射式PCR仪,包括光源1,所述光源1下方设置有滤光组件2,所述滤光组件2下方设置反射片组3,所述反射片组3包括第一反射片4和第二反射片5,所述第一反射片4与所述滤光组件2之间设置有保护镜6,所述第二反射片5与所述滤光组件2之间靠近低而反射片位置设置有样品台7,所述样品台7与所述滤光组件2之间设置有会聚镜8,所述滤光组件2上方设置有CCD相机9。
所述滤光组件2包括支撑盘10,所述支撑盘10上转动连接有激发滤光盘11和发射滤光盘12,所述激发滤光盘11上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有激发滤光片13,所述发射滤光盘12上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有发射滤光片14。
所述保护镜6位于激发滤光片13正下方,与所述激发滤光盘11呈偏心设置,所述会聚镜8位于所述发射滤光片14正下方,与所述发射滤光片14呈偏心设置。所述激发滤光盘11底部与所述发射滤光盘12底部均设置有转动装置,所述转动装置可保证所述激发滤光盘11与所述发射滤光盘12同步反向转动,且转动角度相同。
所述转动装置包括设置于所述支撑盘10下方的第一伺服电机15、第二伺服电机16和控制器,所述第一伺服电机15用于驱动所述激发滤光盘11转动,所述第二伺服电机16用于驱动发射滤光片14的转动,所述控制器用于控制所述第一伺服电机15与所述第二伺服电机16 同步转动。所述第一反射片4与所述低而反射片均倾斜设置,且第一反射片4与所述第二反射片5倾斜角度均为45°。
本装置在工作时,首先调节滤光组件2,通过控制器调节第一伺服电机15和第二伺服电机16同时转动相同角度,将所需激发滤光片13和所对应的发射滤光片14调整至合适位置,调整完毕后,将需检测样品放置在样品台7上,并将样品台7放置到合适位置,此时开启光源1,光源1所发出的光线首先经过激发滤光片13,然后经过保护镜6对光线进行筛选,之后经过第一反射片4和第二反射片5,使光线调转180°向反方向射出,此时经过样品台7照射在样品上,根据样品不同产生不同光束,后经过会聚镜8会聚,经过发射滤光片14后,于CCD相机9呈像。通过设置反射片组3和滤光组件2代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。
实施例二:
结合附图2,所述光源1包括第一光源17和第二光源18,所述第一光源17与所述第二光源18前方均设置有激发滤光片13,两个所述激发滤光片13前方均设置有保护片19,所述第一光源17前方设置有反射镜20,所述反射镜20切斜45°设置,用于将第一光源17发射出的水平光线反射为竖直向下的光线,所述第二光源18前方设置有倾斜45°的两个反射片,远离所述保护片19一侧的反射片正上方依次设置有样品台7、会聚镜8、发射滤光盘12和 CCD相机9。所述发射滤光盘12底部连接有伺服电机,所述伺服电机一侧设置有控制器。
在本装置在工作时,第一光源17和第二光源18单独或同时发出光线,经过各自前方设置的激发滤光片13和保护片19,对光线进行处理,由第一光源17发射出的光线经过反射镜 20反射至反射片上,在经过反射片使光线调转180°向反方向射出,通过样品台7照射样品后,最后经过发射滤光片14与CCD相机9进行成像,第二光源18发射出的光线经过处理后,穿过第一个反射片后于第二个反射片处翻转90°射出,同样经过样品台7,最后经过发射滤光片14与CCD相机9进行成像。
本实施例的工作原理是:本装置在工作时,首先调节滤光组件2,通过控制器调节第一伺服电机15和第二伺服电机16同时转动相同角度,将所需激发滤光片13和所对应的发射滤光片14调整至合适位置,调整完毕后,将需检测样品放置在样品台7上,并将样品台7放置到合适位置,此时开启光源1,光源1所发出的光线首先经过激发滤光片13,然后经过保护镜6对光线进行筛选,之后经过第一反射片4和第二反射片5,使光线调转180°向反方向射出,此时经过样品台7照射在样品上,根据样品不同产生不同光束,后经过会聚镜8会聚,经过发射滤光片14后,于CCD相机9呈像。通过设置反射片组3和滤光组件2代替二向色镜,极大地节约了设备成本,且此种呈像方式可适用于较小空间中,完美解决了现有PCR仪体积较大且成本极高的技术问题。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种反射式PCR仪,其特征在于:包括光源(1),所述光源(1)下方设置有滤光组件(2),所述滤光组件(2)下方设置反射片组(3),所述反射片组(3)包括第一反射片(4)和第二反射片(5),所述第一反射片(4)与所述滤光组件(2)之间设置有保护镜(6),所述第二反射片(5)与所述滤光组件(2)之间靠近低而反射片位置设置有样品台(7),所述样品台(7)与所述滤光组件(2)之间设置有会聚镜(8),所述滤光组件(2)上方设置有CCD相机(9)。
2.根据权利要求1所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述滤光组件(2)包括支撑盘(10),所述支撑盘(10)上转动连接有激发滤光盘(11)和发射滤光盘(12),所述激发滤光盘(11)上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有激发滤光片(13),所述发射滤光盘(12)上开设有若干通孔,每一个通孔中均设置有发射滤光片(14)。
3.根据权利要求2所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述保护镜(6)位于激发滤光片(13)正下方,与所述激发滤光盘(11)呈偏心设置,所述会聚镜(8)位于所述发射滤光片(14)正下方,与所述发射滤光片(14)呈偏心设置。
4.根据权利要求3所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述激发滤光盘(11)底部与所述发射滤光盘(12)底部均设置有转动装置,所述转动装置可保证所述激发滤光盘(11)与所述发射滤光盘(12)同步反向转动,且转动角度相同。
5.根据权利要求4所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述转动装置包括设置于所述支撑盘(10)下方的第一伺服电机(15)、第二伺服电机(16)和控制器,所述第一伺服电机(15)用于驱动所述激发滤光盘(11)转动,所述第二伺服电机(16)用于驱动发射滤光片(14)的转动,所述控制器用于控制所述第一伺服电机(15)与所述第二伺服电机(16)同步转动。
6.根据权利要求1所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述第一反射片(4)与所述低而反射片均倾斜设置,且第一反射片(4)与所述第二反射片(5)倾斜角度均为45°。
7.根据权利要求1所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述光源(1)包括第一光源(17)和第二光源(18),所述第一光源(17)与所述第二光源(18)前方均设置有激发滤光片(13),两个所述激发滤光片(13)前方均设置有保护片(19),所述第一光源(17)前方设置有反射镜(20),所述反射镜(20)切斜45°设置,用于将第一光源(17)发射出的水平光线反射为竖直向下的光线,所述第二光源(18)前方设置有倾斜45°的两个反射片,远离所述保护片(19)一侧的反射片正上方依次设置有样品台(7)、会聚镜(8)、发射滤光盘(12)和CCD相机(9)。
8.根据权利要求7所述的一种反射式PCR仪,其特征在于:所述发射滤光盘(12)底部连接有伺服电机,所述伺服电机一侧设置有控制器。
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