CN117070336A - 一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及生物检测技术领域，特别涉及一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统。该系统包括：底座，支架、芯片固定结构、光学检测结构和驱动结构；支架固定于底座上；芯片固定结构固定于支架；光学检测结构用于获取样品芯片的目标荧光信息；驱动结构的固定部连接于底座，驱动结构的移动部连接于光学检测结构；驱动结构用于驱动光学检测结构在芯片固定结构与底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使光学检测结构能够获取目标荧光信息。如此实现了自动化检测，提高了检测自由度，使得荧光检测系统可以检测多种类型的样品芯片；通过将光学检测结构设置于芯片固定结构和底座之间，使得荧光检测系统的结构更加紧凑，减小了荧光检测系统的体积。
Description
技术领域
本申请涉及生物检测技术领域，特别涉及一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统。
背景技术
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一种可以实现核酸序列在体外扩增的生物学技术，通过该PCR技术，操作者可以对感兴趣的目标核酸序列的特异性靶标进行检测。
随着PCR技术的应用领域越来越广泛，例如，应用于逐癌症早检、病毒传染病检测、突变基因检测等领域，常规的PCR技术的灵敏度已无法满足需求。因此，在传统PCR技术的基础之上，人们发展了数字聚合酶链式反应，即数字PCR技术。数字PCR技术是一种核酸分子绝对定量技术，可直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的绝对定量，其比传统PCR技术的检测灵敏度高了1～2个数量级。其中，采用油包水的液滴形式作为微小反应单元的液滴数字PCR技术(droplet digital Polymerase Chain Reaction，ddPCR)被广泛应用。
针对待检测的样品芯片中样品的目标核酸序列的特异性靶标进行检测包括：将样品芯片进行荧光激发后，获取样品芯片的目标荧光信息，并基于目标荧光信息进行定量分析。现有技术中通常采用荧光显微镜平台系统快速观察与拍摄样品芯片的荧光图片(即获取目标荧光信息)，随后根据拍摄的荧光图片对样品芯片中的样品进行定量分析。
但是，现有的荧光显微镜平台系统往往需要人为的操控调试以获得样品芯片的荧光图片，耗费人力和时间，限制了数字PCR技术的应用范围；另外，现有的荧光显微镜平台系统的内部结构设计不合理，使得荧光显微镜平台系统的体积较大，且该系统通常仅是针对特定的样品芯片进行检测，所以该系统中光学检测结构移动的自由度较低。
因此，亟需提供一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，以实现自动化检测、减小系统体积和提高检测自由度。
发明内容
本申请实施例提供了一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，以实现自动化检测、减小系统体积和提高检测自由度。具体的，该系统包括底座，支架、芯片固定结构、光学检测结构和驱动结构。其中支架固定于底座上；芯片固定结构固定于支架；光学检测结构用于获取样品芯片的目标荧光信息；驱动结构的固定部连接于底座，驱动结构的移动部连接于光学检测结构；驱动结构用于驱动光学检测结构在芯片固定结构与底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使光学检测结构能够获取目标荧光信息。通过设置驱动结构，实现自动化检测；通过将光学检测结构设置于芯片固定结构和底座之间，使得荧光检测系统的结构更加紧凑，减小了系统体积，尤其是降低了系统的高度；通过设置驱动结构驱动光学检测结构至少在非共面的三轴方向移动，提高检测自由度，使得荧光检测系统可以检测多种类型的样品芯片。
本申请的实施方式提供一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，该系统包括：
底座，支架、芯片固定结构、光学检测结构和驱动结构；
支架固定于底座上，并向远离底座的方向延伸；
芯片固定结构固定于支架，用于固定样品芯片；
光学检测结构用于获取样品芯片的目标荧光信息；
驱动结构的固定部连接于底座，驱动结构的移动部连接于光学检测结构；驱动结构用于驱动光学检测结构在芯片固定结构与底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使光学检测结构能够获取目标荧光信息。
进一步的，上述光学检测结构包括光源结构和图像采集结构；
光源结构包括多个光源装置和光路调节装置；多个光源装置用于发射不同颜色的光束；光路调节装置用于调节光束沿着特定方向照射进图像采集结构；光束用于激发样品芯片发射目标荧光；
图像采集结构用于将光束照射至样品芯片，并收集目标荧光，以获取样品芯片的目标荧光信息。
进一步的，上述光路调节装置包括与多个光源装置中至少一个光源装置对应的二向色镜；二向色镜用于基于光束的颜色，将二向色镜对应的光源装置发射的光束反射至图像采集结构。
进一步的，上述多个光源装置中每个光源装置包括发光二极管灯、第一聚焦透镜和第一滤光片；
第一聚焦透镜用于聚焦发光二极管灯发出的光；第一滤光片用于过滤发光二极管灯发出的光。
进一步的，上述第一滤光片设置于发光二极管灯的表面；或第一滤光片设置于第一聚焦透镜远离发光二极管灯的一侧。
进一步的，上述图像采集结构包括半透半反分光镜、全反射镜、物镜、第二聚焦透镜，第二滤光片和图像传感器；物镜设置于芯片固定结构和底座之间；全反射镜设置于物镜和底座之间；
光束经过半透半反分光镜和全反射镜反射进物镜，经过物镜并照射至样品芯片；
目标荧光经过物镜、全反射镜、半透半反分光镜、第二聚焦透镜和第二滤光片进入图像传感器；第二滤光片用于过滤不同于光束颜色的光；半透半反分光镜可以透过目标荧光。
进一步的，上述半透半反分光镜与全反射镜之间的光束以及物镜和第二滤光片之间的目标荧光，均平行于底座的延伸面。
进一步的，上述多个光源装置中的一个光源装置发射的光束沿着特定方向。
进一步的，上述二向色镜的个数为多个，多个二向色镜沿着特定方向顺序排列；多个光源装置中与二向色镜对应的光源装置向对应的二向色镜发射的光束垂直于特定方向。
进一步的，上述系统还包括上位机，上位机用于控制光学检测结构和驱动结构。
本申请实施例提供了一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，以实现自动化检测、减小系统的体积和提高检测自由度。具体的，该系统包括底座，支架、芯片固定结构、光学检测结构和驱动结构。其中支架固定于底座上；芯片固定结构固定于支架；光学检测结构用于获取样品芯片的目标荧光信息；驱动结构的固定部连接于底座，驱动结构的移动部连接于光学检测结构；驱动结构用于驱动光学检测结构在芯片固定结构与底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使光学检测结构能够获取目标荧光信息。通过设置驱动结构，实现自动化检测；通过将光学检测结构设置于芯片固定结构和底座之间，使得荧光检测系统的结构更加紧凑，减小了系统的体积，尤其是降低了系统的高度；通过设置驱动结构驱动光学检测结构至少在非共面的三轴方向移动，提高检测自由度，使得上述系统可以检测多种类型的样品芯片。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统的原理示意图；
图2是本申请实施例提供的一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种光源装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种光学检测结构的结构示意图。
附图中标号的含义为：
1-底座；
2-支架；
3-芯片固定结构；
4-光学检测结构，41-光源结构，411-光源装置，4111-发光二极管灯，4112-第一聚焦透镜和4113-第一滤光片，412-光路调节装置，42-图像采集结构，421-半透半反分光镜，422-全反射镜，423-物镜，424-第二聚焦透镜，425-第二滤光片，426-图像传感器；
5-驱动结构；
6-避光罩壳。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，下面进行详细介绍。
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统的原理示意图；图2是本申请实施例提供的一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统的结构示意图。
数字聚合酶链式反应的荧光检测系统包括图2所示的底座1、支架2、芯片固定结构3、光学检测结构4和驱动结构5。其中，支架2固定于底座1上，并向远离底座1的方向延伸；芯片固定结构3固定于支架2，用于固定样品芯片；光学检测结构4用于获取样品芯片的目标荧光信息；驱动结构5的固定部连接于底座1，驱动结构5的移动部连接于光学检测结构4；驱动结构5用于驱动光学检测结构4在芯片固定结构3与底座1之间至少沿着非共面的三轴方向(如图1所示的三轴方向)移动，以使光学检测结构4能够获取目标荧光信息。其中，上述各方向的移动精度范围可以为1um-10um。上述图2所示的支架2通过壳体实现，该壳体与底座1构成容纳光学检测结构4和驱动结构5的腔体；芯片固定结构3固定于壳体的顶部窗口，并且在壳体的顶部安装避光罩壳6，避光罩壳6用于密闭壳体，在上述腔体中形成暗场空间。
例如，目标荧光信息包括样品芯片中的液滴在受到光学检测结构4的光源激发后，液滴发射目标荧光，光学检测结构4收集目标荧光，可以得到目标荧光信息。
在一些实施例中，上述系统不包括图1所示的驱动结构5，使得需要人为的操控调试以获得样品芯片内液滴的目标荧光信息，耗费人力和时间。在一些实施例中，图1所示的光学检测结构4设置于芯片固定结构3的上方，使得系统的体积增加；上述驱动结构5驱动光学检测结构4在水平方向上移动(具有水平方向的自由度)，从芯片固定结构3的上方扫描芯片固定结构3上的样品芯片，以获得目标荧光信息，使得光学检测结构4受到自由度的限制，仅仅能够检测特定的样品芯片。
基于上述问题，如图1所示，上述本申请提供的数字聚合酶链式反应的荧光检测系统中，通过设置驱动结构5，实现自动化检测；通过将光学检测结构4设置于芯片固定结构3和底座1之间(即驱动结构5驱动光学检测结构4在芯片固定结构3与底座1之间移动)，使得系统的结构更加紧凑，减小了系统的体积，尤其是降低了系统的高度；通过设置驱动结构5驱动光学检测结构4至少在非共面的三轴方向移动，提高检测自由度，使得系统可以检测多种类型的样品芯片。
一些可选的实施例中，驱动结构5具有至少三轴方向上的自动化、可控的移动功能，从而可以实现对样品芯片内液滴成像的自动对焦及定位。
本申请的数字聚合酶链式反应的荧光检测系统可以兼容用户定制化的数字PCR芯片(即样品芯片)，适用于但不限于数字PCR液滴芯片，如微阵列或微腔结构的数字PCR芯片也同样适用于本申请的数字聚合酶链式反应的荧光检测系统。
一些可选的实施例中，如图2所示，芯片固定结构3中设置有透明结构(如透明的玻璃基底)，样品芯片安装于为透明结构，如此，处于芯片固定结构3下方(底座1和芯片固定结构3之间)的光学检测结构4可以观察透明的样品芯片的内部液滴的情况。
进一步的，芯片固定结构3通过个性化的设计和加工定制，可以匹配适当大小和数量的样品芯片。例如，在芯片固定结构3上设置镂空卡槽，以装载多片载玻片大小的样品芯片。例如，该样品芯片大小为76mm*26mm，样品芯片为数字PCR液滴芯片时，单个样品芯片可观察的液滴区域面积为74mm*24mm，样品芯片内液滴直径范围为50um-150um，总液滴数目在20000-100000个，样品芯片内微滴化的数字PCR核酸扩增反应液保持单层的紧密排布。样品芯片为微腔阵列或微腔结构的数字PCR芯片时，单个反应阵列或微腔优选的直径范围为100um-300um。
一些可选的实施例中，通过改变芯片固定结构3上用于固定样品芯片的镂空卡槽的槽口，实现高通量的样品芯片数据的读出。
一些可选的实施例中，数字聚合酶链式反应的荧光检测系统还包括上位机，上位机用于控制光学检测结构4和驱动结构5。例如，上位机可以通过有线方式(如USB)或无线方式(如蓝牙)与光学检测结构4和驱动结构5连接，以实现数据交互。通过上位机可以控制光学检测结构4的光源，以及获取和分析光学检测结构4得到的目标荧光信号。
一些可选的实施例中，上述上位机对光学检测结构4和驱动结构5的控制单元分别集成于光学检测结构4和/或驱动结构5。如此，实现上述系统的一体化，实现对样品芯片的即时检测诊断(point-of-caretesting，POCT)。
，图4是本申请实施例提供的一种光学检测结构的结构示意图。一些可选的实施例中，如图1和图4所示，光学检测结构4包括光源结构41和图像采集结构42。光源结构41包括多个光源装置411和光路调节装置412；多个光源装置411用于发射不同颜色的光束；光路调节装置412用于调节光束沿着特定方向照射进图像采集结构42；光束用于激发样品芯片发射目标荧光；图像采集结构42用于将光束照射至样品芯片，并收集目标荧光，以获取样品芯片的目标荧光信息。
本实施例中，通过光源结构41发射不同颜色的光束，以激发常用的生物荧光检测探针(即荧光基团)，图像采集结构42对样品芯片内多种荧光信号的图像结果进行自动化的捕获和存储，从而可以实现对生物核酸多靶标(即生物荧光检测探针所标识的生物核酸)绝对定量的快速分析，提高了分析数字PCR检测结果的效率。光源结构41以及图像采集结构42均装配并固定在驱动结构5移动部，驱动结构5移动部设置于用于导向上述三轴方向的三轴平台之上，使得光源结构41和图像采集结构42同步稳定移动。其中通过图像采集结构42采集的图像包括明场下的图像和暗场下的图像，明场下的图像和暗场下的图像用于记录并观察液滴尺寸、数目信息以及各液滴的具体位置。
进一步的，图像采集结构42为不透光的黑色模组，以减少杂散光对收集目标荧光的影响。
可选的，光源装置411的个数为3个，3个光源装置411发射出的单色光分别为蓝光、绿光和红光，3种颜色的光分别激发荧光基团FAM(6-carboxy-fluorescein，6-羧基荧光素)、HEX(hexachloroflurescein，六氯-6-甲基荧光素)和CY5。
一些可选的实施例中，光路调节装置412包括滤光片转盘，通过旋转滤光片转盘实现不同第一滤光片4113进入光路，从而得到不同颜色的光束。
一些可选的实施例中，上述光路调节装置412包括与多个光源装置411中至少一个光源装置411对应的二向色镜；二向色镜用于基于光束的颜色，将二向色镜对应的光源装置411发射的光束反射至图像采集结构42。如此，无需通过复杂的机械结构(如滤光片转盘)来得到不同颜色的光束，降低了上述系统的复杂程度，降低了成本；并且光源结构41是可拆卸和替换的，可以适应用户定制化的多种颜色荧光信号检测的需求。
一些可选的实施例中，多个光源装置411中每个光源装置411包括发光二极管灯4111、第一聚焦透镜4112和第一滤光片4113；第一聚焦透镜4112用于聚焦发光二极管灯4111发出的光；第一滤光片4113用于过滤发光二极管灯4111发出的光。例如，第一滤光片4113为单色窄带滤光片。
本实施例中，采用发光二极管灯4111，使得发射光源的功耗低；且发光二极管灯提供光源，对样品芯片内视野范围内的光照更加均匀，使得样品芯片内样品的成像质量高。另外，通过上述上位机控制光源结构41的光源装置411，可以实现不同颜色的光二极管灯交替点亮，提高对样品芯片的检测效率。
一些可选的实施例中，第一滤光片4113设置于发光二极管灯4111的表面；或第一滤光片4113设置于第一聚焦透镜4112远离发光二极管灯4111的一侧。例如，第一滤光片4113为发光二极管灯4111的表面的滤光膜。例如，上述3个第一滤光片4113的中心波长分别为485nm，534nm和649nm，各波长分别对应激发荧光基团FAM、HEX和CY53。如3个第一滤光片4113分别是蓝光光路窄带滤光片(470nm±30nm)、绿光光路窄带滤光片(540nm±10nm)以及红光光路窄带滤光片(640nm±30nm)。
本实施例中，第一滤光片4113的设置靠近发光二极管灯4111，使得发光二极管灯4111的光源被充分利用，且保证了滤光效果。
一些可选的实施例中，图1和图4所示的图像采集结构42包括半透半反分光镜421、全反射镜422、物镜423、第二聚焦透镜424，第二滤光片425和图像传感器426；物镜423设置于芯片固定结构3和底座1之间；全反射镜422设置于物镜423和底座1之间；光束经过半透半反分光镜421和全反射镜422反射进物镜423，经过物镜423并照射至样品芯片；目标荧光经过物镜423、全反射镜422、半透半反分光镜421、第二聚焦透镜424和第二滤光片425进入图像传感器426；第二滤光片425用于过滤不同于光束颜色的光；半透半反分光镜421可以透过目标荧光。其中，如图4所示，第二滤光片425与第二聚焦透镜424之间可以设置全反射镜(未标号)，以实现将经过第二聚焦透镜424的目标荧光反射进入第二滤光片425。
例如，该第二滤光片425为多带通滤光片，可以通过特定波长范围的荧光，如多带通滤光片对应的特定波长范围包括515nm±15nm，590nm±30nm，以及700nm±40nm。上述物镜423的倍率可以为2X，4X，5X或10X；第二聚焦透镜424焦距为3cm-8cm；图像传感器426获得的图像为灰度图像，其采集图像的曝光时间可人工调节设置，如可调节的范围为1ms-5s。
如此，光源装置411仅需一个第一滤光片4113，即可得到一定颜色的光，其能至少透过各颜色光束对应的目标荧光。并且，上述光源结构41和图像采集结构42内部结构的设置，使得光源结构41发射的光束和目标荧光以同轴且反向的方式在图像采集结构42内部传输。由于物镜与样品的间距很小，因此较为分散的目标荧光能够有效的被收集进入光学检测结构4中的检测光路，并与上述光束反向同轴传输，保证了光学检测结构4中光路的准直性，使得所采集的荧光图像拥有优良的均匀性，并且荧光图像中阴阳性液滴的对比度将更加明显。
一些可选的实施例中，半透半反分光镜421与全反射镜422之间的光束以及物镜423和第二滤光片425之间的目标荧光，均平行于底座1的延伸面。如此，可以减小图像采集结构42的体积，进而减小系统的体积。
一些可选的实施例中，多个光源装置411中的一个光源装置411发射的光束沿着特定方向。如此，通过直接设置沿着特定方向发射光束的光源装置411，可以减少二向色镜的数量，并且减小光源结构41的体积，进而减小系统的体积。
一些可选的实施例中，二向色镜的个数为多个，多个二向色镜沿着特定方向顺序排列；多个光源装置411中与二向色镜对应的光源装置411向对应的二向色镜发射的光束垂直于特定方向。如此，便于安装二向色镜和光源装置411，并且可以减小光源结构41的体积，进而减小系统的体积。
图3是本申请实施例提供的一种光源结构的结构示意图。例如，如图4所示，上述特定方向为底座的宽度方向，对于光源结构41内的二向色镜(即412)，从远离图像采集结构一端至靠近图像采集结构一端依次间隔并倾斜设置，位于远离图像采集结构一端的二向色镜将透过从其远离图像采集结构一侧入射的光束(即沿着特定方向的光束)，反射光源装置412从二向色镜靠近图像采集结构一侧入射的光束。半透半反分光镜421设置于光源结构41靠近图像采集结构一侧，实现将光束并入整个光学检测结构4的光路之中，光束通过一个倾斜的全反射镜422直接经过物镜423并照射至待测的样品芯片下表面，对样品芯片内的样品进行荧光激发，如此可以实现多种颜色荧光的激发。
下面以数字PCR液滴芯片为例，对数字聚合酶链式反应的荧光检测系统的操作步骤进行简要介绍。
首先，设计并完成数字PCR液滴芯片实验。例如，数字PCR液滴芯片可以将数字PCR核酸扩增反应液以油包水的微滴形式储存，总液滴数目在20000-100000个，液滴大小为50um-150um，并且，数字PCR液滴芯片中微滴化的数字PCR核酸扩增反应液应保持单层的紧密排布。
接着，将多片数字PCR液滴芯片放置于芯片固定结构3上，通过驱动结构5将光学检测结构4在三轴方向移动，对数字PCR液滴芯片内液滴进行自动化对焦和定位，并使得物镜423处于初始位置，能够观察并捕获液滴的荧光信息。
具体的，当找到数字PCR液滴芯片内清晰的液滴形貌图像时，驱动结构5驱动光学检测结构4在二维平面内移动，实现对数字PCR液滴芯片内所有视野下液滴的图像采集，可用于后续的图像拼接和具体的靶标拷贝数浓度计算。根据数字PCR液滴芯片的尺寸及液滴储存区域的大小，设置初始拍摄位置、后续二维图像扫描的距离间隔以及单片数字PCR液滴芯片的扫描次数。可以将数字PCR液滴芯片在水平方向上任意区域进行扫描检测，单次扫描面积为0.3cm2-1 cm2，通过对数字PCR液滴芯片水平方向上的多次扫描以及荧光图像的连续获取，能够实现对单片或多片数字PCR液滴芯片内所有液滴的荧光信号的捕获。
若数字PCR液滴芯片内的液滴未保持单层排布的状态，芯片固定结构3纵轴方向将不被固定，通过找到每层液滴的焦平面以实现多层液滴在明场暗场下形貌图像的观察及记录。但是多层重叠液滴的荧光信息无法用于后续图像分析及反应结果的计算。
然后，上位机通过控制各色发光二极管灯4111的开关以实现各种颜色荧光信号的激发。
最后，上位机对单个数字PCR液滴芯片多区域的荧光发射信号以图像形式进行收集并进行拼接，从而实现对单个数字PCR液滴芯片内所有液滴荧光信号的图像信息收集。如此，通过不断地扫描数字PCR液滴芯片不同区域，可获得大面积高通量的数字PCR液滴图像信息，以进行后续的定量分析。
具体的，上位机通过数字PCR液滴芯片的分析软件实现对荧光信号图像的处理，随后对荧光图像的拼接以实现单片液滴芯片内所有液滴荧光信号的采集及记录，最终可用于后续数字PCR液滴芯片反应结果的计算与统计。
本申请实施例提供的一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统包括底座1、支架2、芯片固定结构3、光学检测结构4和驱动结构5。支架固定于底座上，并向远离底座的方向延伸；芯片固定结构固定于支架，用于固定样品芯片；光学检测结构用于获取样品芯片的目标荧光信息；驱动结构的固定部连接于底座，驱动结构的移动部连接于光学检测结构；驱动结构用于驱动光学检测结构在芯片固定结构与底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使光学检测结构能够获取目标荧光信息。通过设置驱动结构5，实现自动化检测；通过将光学检测结构4设置于芯片固定结构3和底座1之间，使得系统的结构更加紧凑，减小了系统的体积，尤其是降低了系统的高度；通过设置驱动结构5驱动光学检测结构4至少在非共面的三轴方向移动，提高检测自由度，使得系统可以检测多种类型的样品芯片。本申请的系统具有检测速度快、检测精准的特点，保证样品芯片内样品的稳定性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所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申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
Claims (10)
1.一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统，其特征在于，所述系统包括：
底座，支架、芯片固定结构、光学检测结构和驱动结构；
所述支架固定于所述底座上，并向远离所述底座的方向延伸；
所述芯片固定结构固定于所述支架，用于固定样品芯片；
所述光学检测结构用于获取所述样品芯片的目标荧光信息；
所述驱动结构的固定部连接于所述底座，所述驱动结构的移动部连接于所述光学检测结构；所述驱动结构用于驱动所述光学检测结构在所述芯片固定结构与所述底座之间至少沿着非共面的三轴方向移动，以使所述光学检测结构能够获取所述目标荧光信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学检测结构包括光源结构和图像采集结构；
所述光源结构包括多个光源装置和光路调节装置；所述多个光源装置用于发射不同颜色的光束；所述光路调节装置用于调节所述光束沿着特定方向照射进所述图像采集结构；所述光束用于激发所述样品芯片发射目标荧光；
所述图像采集结构用于将所述光束照射至所述样品芯片，并收集所述目标荧光，以获取所述样品芯片的所述目标荧光信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光路调节装置包括与所述多个光源装置中至少一个光源装置对应的二向色镜；所述二向色镜用于基于所述光束的颜色，将所述二向色镜对应的所述光源装置发射的所述光束反射至所述图像采集结构。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个光源装置中每个光源装置包括发光二极管灯、第一聚焦透镜和第一滤光片；
所述第一聚焦透镜用于聚焦所述发光二极管灯发出的光；所述第一滤光片用于过滤所述发光二极管灯发出的光。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一滤光片设置于所述发光二极管灯的表面；或所述第一滤光片设置于所述第一聚焦透镜远离所述发光二极管灯的一侧。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述图像采集结构包括半透半反分光镜、全反射镜、物镜、第二聚焦透镜，第二滤光片和图像传感器；所述物镜设置于所述芯片固定结构和所述底座之间；所述全反射镜设置于所述物镜和所述底座之间；
所述光束经过所述半透半反分光镜和所述全反射镜反射进所述物镜，经过所述物镜并照射至所述样品芯片；
所述目标荧光经过所述物镜、所述全反射镜、所述半透半反分光镜、所述第二聚焦透镜和所述第二滤光片进入所述图像传感器；所述第二滤光片用于过滤不同于所述光束颜色的光；所述半透半反分光镜可以透过所述目标荧光。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述半透半反分光镜与所述全反射镜之间的所述光束以及所述物镜和所述第二滤光片之间的所述目标荧光，均平行于所述底座的延伸面。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个光源装置中的一个光源装置发射的所述光束沿着所述特定方向。
9.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述二向色镜的个数为多个，多个所述二向色镜沿着所述特定方向顺序排列；所述多个光源装置中与所述二向色镜对应的光源装置向对应的所述二向色镜发射的所述光束垂直于所述特定方向。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机，所述上位机用于控制所述光学检测结构和所述驱动结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210498634.9A CN117070336A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210498634.9A CN117070336A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117070336A true CN117070336A (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=88718065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210498634.9A Pending CN117070336A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种数字聚合酶链式反应的荧光检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117070336A (zh) |
-
2022
- 2022-05-09 CN CN202210498634.9A patent/CN117070336A/zh active Pending
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