CN117106581A - 荧光pcr检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种荧光PCR检测仪，涉及荧光检测技术领域。荧光PCR检测仪包括：加热台主体部及加热台分体部，加热台分体部可拆卸式连接于加热台主体部；加热模块，加热模块与加热台主体部连接；荧光信号检测模块，适于获取样品的荧光检测数据；图像采集模块，适于获取样品的荧光检测图像。本发明提供的荧光PCR检测仪，可以集加热检测反应、荧光成像可视化于一体，携带方便，使用灵活。
Description
技术领域
本发明涉及荧光检测技术领域，尤其涉及一种荧光PCR检测仪。
背景技术
PCR（聚合酶链反应）是一种用于扩增DNA片段的技术。通过温度控制进行反复的变性、引物结合和延伸步骤，PCR可以在短时间内扩增DNA模板，产生大量目标DNA。PCR广泛应用于基因测序、遗传学研究和疾病诊断等领域，具有高灵敏度和特异性，是分子生物学中的重要工具。
光成像可视化是一种利用荧光染料标记样品，使用摄像模块来显示荧光图像的技术。通过特定的波段的滤光片选择性地过滤和分离荧光光谱，由摄像模块进行拍照，图像可通过电脑或手机等显像设备进行实时显示和处理。荧光成像可视化技术在生命科学研究中起着重要作用，能够提供高信噪比、高分辨率的荧光图像，帮助研究人员观察和分析反应过程与对比反应结果，因此PCR仪器的荧光成像可视化研究十分有必要。
传统的仪器通常固定在工作台上，无法移动，需要人工搬运，在进行一些户外实验时，由于PCR仪器自身重量较大，长距离搬运非常不方便，不仅耗力而且存在摔落风险。现有仪器通常只具有PCR反应、检测或荧光图像获取的单一功能，无法在一个仪器上同时满足多种检测需求。
发明内容
为了解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本发明提供一种荧光PCR检测仪，可以集加热检测反应、荧光成像可视化于一体，携带方便，使用灵活。
本发明实施例提供一种荧光PCR检测仪，包括：
加热台主体部及加热台分体部，所述加热台分体部可拆卸式连接于所述加热台主体部；
加热模块，所述加热模块与所述加热台主体部连接；
荧光信号检测模块，适于获取样品的荧光检测数据；
图像采集模块，适于获取所述样品的荧光检测图像。
根据本发明实施例提供的荧光PCR检测仪，其加热台主体部与加热台分体部呈可拆卸式连接，加热台主体部与加热台分体部合体时，样品放置于合体后形成的加热台中的检测通道中，加热模块可以对样品进行加热，以便于样品可以产生扩增现象，荧光检测信号模块可以用于样品的荧光信号的检测，能够测量荧光信号的强度，并将其转换为数字输出信号，以提供准确的荧光检测数据；加热台主体部与加热台分体部分体时，可以采用图像采集模块对样品的荧光检测图像进行捕捉，拍下荧光检测图像并进行对应的处理与分析，也即，加热台主体部与加热台分体部在合体、分体两种状态下，可分别实现荧光检测数据的获取及荧光检测图像可视化的功能，功能集成化，携带方便，使用灵活，可满足多场景下的荧光检测。
根据本发明的一个实施例，所述加热台主体部上形成有主检测通道，所述加热台分体部上形成有适配于所述主检测通道的副检测通道；
所述主检测通道上形成有底孔，所述副检测通道上形成有前端孔；
所述底孔、所述主检测通道、所述副检测通道及所述前端孔贯通。
根据本发明的一个实施例，所述荧光信号检测模块包括光源及光敏传感器；
所述光源对应于所述底孔，所述光敏传感器对应于所述前端孔。
根据本发明的一个实施例，所述荧光信号检测模块还包括滤光片，所述滤光片对应于所述前端孔。
根据本发明的一个实施例，所述图像采集模块包括摄像机及滤光镜，所述滤光镜贴合于所述摄像机的镜头。
根据本发明的一个实施例，所述加热模块包括加热片、温控单元及温度传感器；
所述加热片贴合于所述加热台主体部，所述加热片与所述温控单元电连接，所述温度传感器与所述温控单元电连接。
根据本发明的一个实施例，所述加热片包括PTC半导体加热片。
根据本发明的一个实施例，所述荧光PCR检测仪还包括液压杆；
所述液压杆连接于所述加热台分体部。
根据本发明的一个实施例，所述荧光PCR检测仪还包括控制电路板，所述控制电路板与所述加热模块、所述荧光信号检测模块及所述图像采集模块电连接。
根据本发明的一个实施例，所述荧光PCR检测仪还包括底座及壳体；
所述加热台主体部、所述加热台分体部、所述加热模块及所述荧光信号检测模块均设置于所述底座；
所述图像采集模块设置于所述壳体；
所述底座与所述壳体螺栓连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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是本发明实施例提供的荧光PCR检测仪的结构示意图一；
图2是本发明实施例提供的荧光PCR检测仪的结构示意图二；
图3是本发明实施例提供的加热台主体部与加热台分体部的组合结构示意图；
图4是本发明实施例提供的加热台主体部与加热台分体部的分离结构示意图；
图5是图3所示的加热台主体部与加热台分体部的断面结构示意图。
附图标记：
10、加热台主体部；12、加热台分体部；14、主检测通道；16、副检测通道；18、底孔；20、前端孔；22、光源；24、光敏传感器；26、滤光片；28、图像采集模块；30、液压杆；32、控制电路板；34、底座；36、壳体；38、加热片；40、温控单元；42、温度传感器；44、滤光镜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图5所示，本发明实施例提供一种荧光PCR检测仪，包括：加热台主体部10及加热台分体部12，加热台分体部12可拆卸式连接于加热台主体部10；加热模块与加热台主体部10连接；荧光信号检测模块适于获取样品的荧光检测数据；图像采集模块28适于获取样品的荧光检测图像。
加热台主体部10与加热台分体部12可以在合体及分体之间切换，合体状态下，加热台主体部10与加热台分体部12合成一个完整的加热台，样品放置于加热台中的检测通道中，进行加热、扩增反应，并可以进行荧光反应。
根据本发明实施例提供的荧光PCR检测仪，其加热台主体部10与加热台分体部12呈可拆卸式连接，加热台主体部10与加热台分体部12合体时，样品放置于合体后形成的加热台中的检测通道中，加热模块可以对样品进行加热，以便于样品可以产生扩增现象，荧光检测信号模块可以用于样品的荧光信号的检测，能够测量荧光信号的强度，并将其转换为数字输出信号，以提供准确的荧光检测数据；加热台主体部10与加热台分体部12分体时，可以采用图像采集模块28对样品的荧光检测图像进行捕捉，拍下荧光检测图像并进行对应的处理与分析，也即，加热台主体部10与加热台分体部12在合体、分体两种状态下，可分别实现荧光检测数据的获取及荧光检测图像可视化的功能，功能集成化，携带方便，使用灵活，可满足多场景下的荧光检测。
如图1至图4所示，在本发明的实施例中，加热台主体部10上形成有主检测通道14，加热台分体部12上形成有适配于主检测通道14的副检测通道16；主检测通道14上形成有底孔18，副检测通道16上形成有前端孔20；底孔18、主检测通道14、副检测通道16及前端孔20贯通；荧光信号检测模块包括光源22及光敏传感器24；光源22对应于底孔18，光敏传感器24对应于前端孔20。加热台主体部10与加热台分体部12合体状态下，主检测通道14与副检测通道16合成完整的检测通道，检测通道内可以放置样品试管，并通过加热模块对样品进行加热，加热完成后，开启光源22，光源22通过底孔18向检测通道内的样品施加激发光，样品在激发光的作用下产生荧光反应，荧光反应的光线通过检测通道以及前端孔20传递至光敏传感器24上，光敏传感器24能够测量荧光信号的强度，并将其转换为数字输出信号，通过I2C接口与控制电路板32通信，具有较高的精确度和线性度，能够提供准确的光强检测数据。光敏传感器24可以固定在液压杆30上，与液压杆30通过螺纹连接，光敏传感器24可以与加热台分体部12通过卡扣固定连接。光源22可以采用LED光源。
加热台上可以设置多个检测通道，也可以称之为PCR管加热通道，通过加热台主体部10与加热台分体部12的组合与拆分实现多个PCR管同时加热、检测和获取荧光图像的功能。为了增强加热效果，加热台通常使用导热性好的铝合金材质；为了减少光源22的扩散影响，通常将铝合金黑色氧化。
如图5所示，在本发明的实施例中，荧光信号检测模块还包括滤光片26，滤光片26对应于前端孔20。具体地，沿着荧光光线的传递方向，滤光片26、光敏传感器24依次设置，滤光片26置于光敏传感器24的感光器件前部，滤光片26可以将不需要的干扰信号滤除，滤除后的光信号被光敏传感器24的感光器件接收。进一步地，滤光片26可以与光敏传感器24的感光器件共同置于前端孔20中，形成配合。
如图1至图2所示，在本发明的实施例中，图像采集模块28包括摄像机及滤光镜44，滤光镜44贴合于摄像机的镜头。摄像机的镜头正对于加热台，摄像机可以与控制电路板32配合用于荧光检测图像的捕捉，拍下荧光检测图像并进行对应的处理与分析。进一步地，摄像机的镜头可以拆卸、替换。
如图1至图2所示，在本发明的实施例中，加热模块包括加热片38、温控单元40及温度传感器42；加热片38贴合于加热台主体部10，加热片38与温控单元40电连接，温度传感器42与温控单元40电连接。加热片38与温控单元40以及温度传感器42共同用于PCR反应的温控，其中，加热片38可以采用PTC材料的半导体加热片，PTC通常是一种聚合物复合材料，其中掺杂了特定的添加剂，是一种利用正温度系数效应的电热元件，即PTC材料的电阻会随温度的升高而迅速增加，这种材料在室温下具有较低的电阻，但当加热片38表面温度升高时，PTC材料的电阻会迅速增加，从而限制电流通过，防止过热。这种加热片38温度响应快、功耗低、结构简单，温控单元40通过获得温度传感器42的温度数值来控制PTC半导体加热片的通断来控制加热台整体的温度。温度传感器42可以紧贴于加热台主体部10，以便准确测温。
如图3至图4所示，在本发明的实施例中，荧光PCR检测仪还包括液压杆30；液压杆30连接于加热台分体部12。通过控制液压杆30的伸缩可以灵活将加热台分体部12与加热台主体部10进行分离或者合体，自动化程度高、控制精准。
如图1至图2所示，在本发明的实施例中，荧光PCR检测仪还包括控制电路板32，控制电路板32与加热模块、荧光信号检测模块及图像采集模块28电连接。具体地，上述光源22、光敏传感器24、摄像机、加热片38、温控单元40及温度传感器42、液压杆30等部件均可以与控制电路板32实现电连接，控制电路板32可以生成对应于每一个部件的控制指令，以控制相应的部件执行动作。
进一步地，所述温控单元40与控制电路板32之间设有单路继电器；光源22与控制电路板32之间设有单路继电器。
如图1至图2所示，在本发明的实施例中，荧光PCR检测仪还包括底座34及壳体36；加热台主体部10、加热台分体部12、加热模块及荧光信号检测模块均设置于底座34；图像采集模块28设置于壳体36；底座34与壳体36螺栓连接。壳体36内形成容置空间，容置空间中放置有加热台主体部10、加热台分体部12、加热模块及荧光信号检测模块，还可以放置其他集成电路板等结构，壳体36可以起到防水、保护、绝缘的作用。
本发明实施例提供的荧光PCR检测仪，可以实现样品的扩增反应、荧光检测以及荧光图像获取的基本功能，且荧光PCR检测仪的体积进一步优化，便于远距离携带以及外出试验，极大降低了工作人员的劳动强度，降低了对试验环境的要求；另外，本发明实施例中的荧光PCR检测仪在集成了PCR仪器的加热、检测的功能基础上，通过加热台的分体及合体之间的切换，实现荧光图像可视化的功能，增加了试验准确性，使得荧光PCR检测仪的用途多样化。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种荧光PCR检测仪，其特征在于，包括：
加热台主体部（10）及加热台分体部（12），所述加热台分体部（12）可拆卸式连接于所述加热台主体部（10）；
加热模块，所述加热模块与所述加热台主体部（10）连接；
荧光信号检测模块，适于获取样品的荧光检测数据；
图像采集模块（28），适于获取所述样品的荧光检测图像。
2.根据权利要求1所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述加热台主体部（10）上形成有主检测通道（14），所述加热台分体部（12）上形成有适配于所述主检测通道（14）的副检测通道（16）；
所述主检测通道（14）上形成有底孔（18），所述副检测通道（16）上形成有前端孔（20）；
所述底孔（18）、所述主检测通道（14）、所述副检测通道（16）及所述前端孔（20）贯通。
3.根据权利要求2所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述荧光信号检测模块包括光源（22）及光敏传感器（24）；
所述光源（22）对应于所述底孔（18），所述光敏传感器（24）对应于所述前端孔（20）。
4.根据权利要求3所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述荧光信号检测模块还包括滤光片（26），所述滤光片（26）对应于所述前端孔（20）。
5.根据权利要求1所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述图像采集模块（28）包括摄像机及滤光镜（44），所述滤光镜（44）贴合于所述摄像机的镜头。
6.根据权利要求1所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述加热模块包括加热片（38）、温控单元（40）及温度传感器（42）；
所述加热片（38）贴合于所述加热台主体部（10），所述加热片（38）与所述温控单元（40）电连接，所述温度传感器（42）与所述温控单元（40）电连接。
7.根据权利要求6所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述加热片（38）包括PTC半导体加热片。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述荧光PCR检测仪还包括液压杆（30）；
所述液压杆（30）连接于所述加热台分体部（12）。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述荧光PCR检测仪还包括控制电路板（32），所述控制电路板（32）与所述加热模块、所述荧光信号检测模块及所述图像采集模块（28）电连接。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的荧光PCR检测仪，其特征在于，所述荧光PCR检测仪还包括底座（34）及壳体（36）；
所述加热台主体部（10）、所述加热台分体部（12）、所述加热模块及所述荧光信号检测模块均设置于所述底座（34）；
所述图像采集模块（28）设置于所述壳体（36）；
所述底座（34）与所述壳体（36）螺栓连接。
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