CN117836428A - 进行定量聚合酶链反应的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于进行定量聚合酶链反应(qPCR)的示例方法及系统。一示例系统(100)可包括第一照明子系统(110)与第二照明子系统(120)。第一照明子系统(110)包括第一光源(111)，其配置成以第一光照射试管(140)中的包括样品(142)、荧光染料及纳米颗粒(143)的qPCR测试溶液(141)，以增加qPCR测试溶液(141)的温度。第二照明子系统(120)包括光检测器(124)，其配置成在qPCR的第一个热循环中检测由荧光染料发出的荧光量。第一照明子系统(110)配置成在第一个热循环之后的qPCR的任何热循环中基于根据荧光量确定的一个或多个热传输参数在一段时间内关闭第一光源(111)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年7月8日提交的美国临时申请No.63/219,810的权益，该临时申请通过引用全部被并入。
背景技术
定量聚合酶链反应(qPCR)是一种操作，通过该操作可以实时地测定脱氧核糖核酸(DNA)目标区域的量，且广泛应用于各种微生物制剂的检测与定量。
常规qPCR由热循环仪进行。热循环仪包括具有一个或多个孔的热块。各孔配置成容纳包括从患者收集的样品的试管。
为了进行qPCR，热循环仪配置成通过将热块加热至较高预定义温度(例如，约90至99摄氏度)来在第一段时间内将试管加热至该较高预定义温度，并且然后通过将热块冷却至较低预定义温度(例如，约50至70摄氏度)来在第二段时间内将试管冷却至该较低预定义温度。在第一段时间内将试管的温度增加至较高预定义温度且然后在第二段时间内将试管的温度降低至较低预定义温度的循环被称为热循环。
然而，加热与冷却热块需要大量的时间。例如，完成40个qPCR热循环通常需要约4小时。长期以来一直都有在显著缩短的时间段内完成qPCR的需求。
发明内容
在本公开的实例中，提供配置成进行qPCR的系统。所述系统可以包括第一照明子系统与第二照明子系统。第一照明子系统包括第一光源，该第一光源配置成以第一光照射试管中的包括样品、荧光染料及纳米颗粒的qPCR测试溶液，以增加qPCR测试溶液的温度。第二照明子系统包括光检测器，该光检测器配置成在qPCR的第一个热循环中检测由荧光染料发出的荧光量。第一照明子系统配置成在第一个热循环之后的qPCR的任何热循环中基于根据荧光量确定的一个或多个热传输参数在一段时间内关闭第一光源。
在本公开的实例中，提供进行qPCR的方法。在qPCR的第一个热循环中，所述方法可以包括基于由包括在试管中的qPCR测试溶液中的荧光染料发出的荧光量确定一或多个热传输参数；以及基于所述一个或多个热传输参数，确定开启第一光源的第一持续时间、关闭该第一光源的第二持续时间、该第一光源的第一功率及该第一光源的第二功率，其中所述第一光源配置成以第一光照射进一步包含纳米颗粒与样品的qPCR测试溶液。
附图说明
本公开的前述与其他特征将根据结合附图考虑的下列描述与所附权利要求而变得更加明显。这些附图仅描绘根据本公开的数个实施例，因此不应被视为对其范围的限制。通过使用附图，将以额外特殊性与细节描述本公开。
图1图示根据本公开的一些实施例的配置成进行qPCR的系统100的透视图。
图2为根据本公开的一些实施例的用于进行qPCR的方法200的流程图。
图3为显示根据本公开的一些实施例的时间、温度、热循环及检测到的荧光量之间的关系300的图表。
图4为显示根据本公开的一些实施例的时间、温度、热循环及检测到的荧光量之间的关系400的图表。
图5为配置成进行本公开的各种实施例的计算装置500的图示。
图6为用于实施本公开的各种实施例的计算机程序产品600的说明性实施例的方框图。
具体实施方式
在下列详述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文中另有规定，否则相似的符号典型地标识相似的组件，且相同的数字典型地标识相同的组件。详述与附图中所述的说明性实施例并非意味着限制。在不背离这里所呈现主题的精神或范围的情况下，可使用其他实施例，并可进行其他改变。将容易理解的是，如本文中通常描述的及附图中图示的本公开的各方面可以以各种各样不同的配置被排列、取代、组合及设计，所有这些在本文中皆被明确考虑。
图1图示根据本公开的一些实施例的配置成进行qPCR的系统100的透视图。系统100包括第一照明子系统110与第二照明子系统120。此外，系统100也配置成接收试管140。试管140配置成容纳qPCR测试溶液141、从患者收集的样品142及纳米颗粒143。样品142与纳米颗粒143分散于qPCR测试溶液141中。纳米颗粒143的一些实例可为金属，例如金、银等。系统100可以耦接至计算装置160，该计算装置可在系统100外部或作为系统100的一部分。计算装置160配置有可执行指令，用于接收与处理来自系统100的信息并发出对系统100的指令。计算装置160的一些实例在没有限制的情况下可以为嵌入式系统、移动装置、计算机系统等。
在一些实施例中，样品142包括患者的双链脱氧核糖核酸(DNA)序列。针对被特定病毒(例如，冠状病毒)感染的患者，所述DNA序列包括与所述病毒相关联的双链DNA目标区域。相比之下，针对未被所述病毒感染的患者，所述DNA序列不包括这种双链DNA目标区域。双链DNA目标区域包括第一单链DNA序列与第二单链DNA序列。第一单链DNA序列与第二单链DNA序列彼此盘绕。
在一些实施例中，qPCR测试溶液141包括第一DNA引物与第二DNA引物(图1中未明确显示所述引物)。第一DNA引物为与双链DNA目标区域的第一单链DNA序列的末端互补的单链DNA序列。同样地，第二DNA引物为与双链DNA目标区域的第二单链DNA序列的末端互补的另一单链DNA序列。
在一些实施例中，第一照明子系统110包括第一光源111。第一光源111配置成照射纳米颗粒143以在纳米颗粒143上引发等离激元能量的产生，使得该等离激元能量在第一段时间内将qPCR测试溶液141与样品142加热至较高预定义温度(例如，约90至99摄氏度)。在较高预定义温度下，双链DNA目标区域被变性以形成双链DNA目标区域的第一单链DNA序列与双链DNA目标区域的第二单链DNA序列。在一些实施例中，第一光源111为红外光源，例如红外发光二极管。
在一些实施例中，第一照明子系统110任选地包括透镜112。透镜112配置成促进将由第一光源111发出的光聚焦到纳米颗粒143上。
在一些实施例中，系统100可以包括任选的冷却系统130。在第一段时间之后，冷却系统130配置成在第二段时间内将qPCR测试溶液141、样品142及纳米颗粒143冷却至较低预定义温度(例如，约50至70摄氏度)。冷却系统130可以包括风扇。在较低预定义温度下，第一引物与第二引物可以分别耦接至双链DNA目标区域的第一与第二单链DNA序列的末端。替代地，qPCR测试溶液141、样品142及纳米颗粒143可以自然地被冷却至较低预定义温度而不使用冷却系统130。
在一些实施例中，qPCR测试溶液141进一步包括DNA构建块，这些DNA构建块配置成在降低的温度下分别从第一与第二引物延伸单链DNA序列。因此，形成包括DNA目标区域的两个新的双链DNA序列。在此热循环中，DNA目标区域的数量加倍(即，从1至2)。
在一些实施例中，qPCR测试溶液141进一步包括荧光染料，该荧光染料配置成耦接至双链DNA目标区域。荧光染料可以被包括在引物中。因此，在引物能够耦接至双链DNA目标区域(其对应于来自被病毒感染的患者的样品)的单链DNA序列的场景中，双链DNA目标区域的数量以及引物与包括在引物中的荧光染料将呈指数加倍。因此，由荧光染料发出的荧光量也将增加。
在一些实施例中，第二照明子系统120包括第二光源121、双色镜122、反射器123及光检测器124。第二光源121配置成产生及发出具有比荧光波长更短的波长的光(例如，蓝光)。第二光源121可以为蓝色发光电二极管。光可以沿着第一光路127通过双色镜122、光学元件125与126从第二光源121被引导至qPCR测试溶液141、样品142及纳米颗粒143。双色镜122配置成阻断具有较短波长的光通过，但允许具有较长波长的光通过。光学元件125与126为任选的，且可以包括透镜及/或光导。第一光路127可以任选地包括第一滤色片151。第一滤色片151配置成滤除具有荧光波长的光。例如，第一滤色片151可以配置成滤除绿光。
在一些实施例中，包括在qPCR测试溶液141中的荧光染料配置成吸收由第二光源121发出的光并发出具有较长波长的荧光量(例如，绿光)。发出的荧光可以沿着第二光路128行进。更具体而言，发出的荧光可以由光学元件126被引导至双色镜122。如所讨论的，双色镜122配置成允许具有较长波长的光(例如，发出的荧光)通过。然后，发出的荧光由反射器123通过光学元件129被反射至光检测器124。光学元件129可以为任选的并包括透镜/光导。第二光路128也可以任选地包括第二滤色片152。第二滤色片152配置成滤除具有第二光源121的波长的光。例如，第二滤色片152可以配置成滤除蓝光。
在一些实施例中，光检测器124配置成将荧光量转换成电信号以用于进一步处理。例如，光检测器124可以为光电二极管。在一些实施例中，较高荧光量可以产生较强电信号，这些电信号对应于当患者被病毒感染时双链DNA目标区域的呈指数增加的数量。
常规地，如上面所讨论，qPCR测试溶液141与样品142的较高与较低预定义温度由热循环仪精确地控制。热循环仪配置成控制热块容纳试管140的温度，以将qPCR测试溶液141与样品142加热与冷却至较高与较低预定义温度。
应当注意，系统100不包括常规热块。代替地，系统100配置成使用由纳米颗粒143产生的等离激元能量以将qPCR测试溶液141与样品142加热。qPCR测试溶液141与样品142可以在无冷却系统130的情况下自然冷却或由冷却系统130冷却。系统100的实施例支持用于控制qPCR测试溶液141与样品142的温度的创新方法。
在一些实施例中，qPCR测试溶液141与样品142的温度可以通过开启第一光源111以增加温度、将第一光源111的功率调整为第一功率以便将温度维持在较高预定义温度的持续时间、关闭第一光源111以减少温度及将第一光源111的功率调整为第二功率以便将温度维持在较低预定义温度的持续时间来进行控制。持续时间与调整的功率可以基于由qPCR测试溶液141中的荧光染料发出的荧光量与qPCR的第一个热循环中的样品142的估计温度之间的关系来确定。下面描述确定持续时间与功率的细节。
一般而言，qPCR样品的温度变化率可以被描述为
其中T为样品142的估计温度，t为时间，α为由样品142与样品142的环境确定的热传导系数，TEnv为环境温度，且P为内部热源(例如，纳米颗粒143)的功率。更具体而言，可以将P估计为光源功率PLight(例如，第一光源111的功率)与光热转换系数β的乘积。
在一些实施例中，方程式(1)为一阶常微分方程，只要给定初始条件，可以获得在任何t时的样品142的估计温度T(即，在t＝0时的样品142的温度)。此外，基于方程式(1)，也可以计算TEnv、PLight及达到特定估计温度T的持续时间。尽管如此，热传输参数、例如热传导系数α与光热转换系数β通常未知，且这些热传输参数可能因样品而异。
在一些实施例中，通过测量由qPCR测试溶液141中的荧光染料发出的荧光量如何在qPCR的第一个热循环中随着时间而变化，可以获得α与β的值。例如，在qPCR的第一个热循环中，qPCR测试溶液与样品142从15至25摄氏度的室温被加热至90摄氏度。在15至35摄氏度的温度范围下，观察到包括在qPCR测试溶液141中的荧光染料(例如，SYBR Green)发出大量的荧光。此外，由荧光染料在相应温度下发出的荧光量之间的关系在样品之间高度一致。在整个本公开中，此关系被称为“荧光-温度关系”。
尽管15至35摄氏度的温度范围不在进行qPCR的温度范围内(即，介于较高预定义温度(例如90摄氏度)与较低预定义温度(例如60摄氏度)之间的温度)，但是在15至35摄氏度的温度范围内的荧光-温度关系足以确定上述α与β的值。
在一些实施例中，方程式(1)可以被重写为
在一些实施例中，T为样品142的估计温度，t为时间，TEnv为环境温度，且PLight为第一光源111的光源功率。通过开启第一光源111以在各个时间点将样品142加热并在各个时间点记录温度，可以基于时间点及在所述时间点的相应温度获得dT/dt对T-TEnv的图。基于方程式(2)，所述图的线性回归的正切为-α，且其与y轴的相交为βPLight。因此，当PLight为已知时，可以获得α与β的值。
在获得α与β的情况下，用于计算作为t的函数的温度T所需的信息足够了。鉴于α、β、TEnv及PLight现在都是已知的常数，方程式(2)为一阶常微分方程，其具有的解为：
其中A为要由初始条件确定的常数。假设样品142在t＝0时的估计温度为环境温度TEnv，则A等于-βPLight/α，且方程式(3)可以被重写为：
在一些实施例中，基于通过温度计对样品142的温度的实际测量，估计温度T(t)与实际测量的温度之间的均方差仅为约1至2摄氏度。此差异对于测量较高预定义温度与较低预定义温度以进行qPCR是可接收的。因此，基于上述方程式计算的估计温度T(t)可以被视为qPCR中的样品142的温度。
在一些实施例中，基于方程式(4)，可以从方程式(4)的反函数方程式(5)推导出针对样品142开启第一光源111以达到特定温度(例如，较高预定义温度)的持续时间：
在一些实施例中，可以从方程式(5)推导出方程式(6)。方程式(6)可以将针对样品142开启第一光源111以将其温度从任意温度Ta(例如，较低预定义温度，例如60摄氏度)增加至另一任意温度Tb(例如，较高预定义温度，例如90摄氏度)的持续时间计算为：
同样地，若样品142的温度应从Tb下降至Ta，则第一光源111(即，PLight＝0)可以被关闭并保持关闭一持续时间，如下列方程式(7)所示。
在一些其他实施例中，一旦达到温度，通过如下简单地使方程式(2)等于0，就可以推导出将样品142保持在该温度下的功率：
那么将样品142保持在所述温度下的第一光源111的功率为：
因此，将样品142保持在较高预定义温度下的第一光源111的功率为且将样品142保持在较低预定义温度下的第一光源111的功率为
在一些实施例中，通过将样品142加热一段时间tHeating(Ta→Tb)以便样品142的温度可以从60摄氏度的较低预定义温度被增加至90摄氏度的较高预定义温度，通过基于PLight(Tb)调整第一光源111的功率来将样品142保持在较高预定义温度下，将样品142冷却一段时间tCooling(Tb→Ta)以便样品142的温度可以从较高预定义温度被减少至较低预定义温度并通过基于PLight(Ta)调整第一光源111的功率来将样品142保持在较低预定义温度下，可以完成在第一个热循环之后的qPCR的任何热循环。
图2为根据本公开的一些实施例的用于进行qPCR的方法200的流程图。方法200可以包括由一或多个方框所说明的一个或多个操作、功能或动作。尽管本文中所述的方法200的方框及其他方法按顺序说明，但是这些方框也可以平行进行，或以与本文中所述的那些顺序不同的顺序进行。并且，各个方框可以被组合成更少的方框、分成额外的方框或基于所期望的实施而被取消。方法200可以在方框210中开始。
在一些实施例中，在方框210“基于第一个热循环中的荧光-温度关系确定热传输参数”中，如上面所讨论的并结合图1，在基于方程式(1)与(2)的第一个热循环中，计算装置160配置成确定热传输参数α与β。方框210之后可以为方框220。
在一些实施例中，在方框220“基于热传输参数确定第一持续时间、第二持续时间、第一功率及第二功率”中，如上面所讨论的并结合图1，计算装置160配置成基于方程式(6)确定针对qPCR测试溶液141与样品142开启第一光源111以将qPCR测试溶液141与样品142的温度从任意温度Ta(例如，较低预定义温度，例如60摄氏度)增加至另一任意温度Tb(例如，较高预定义温度，例如90摄氏度)的第一持续时间。同样地，计算装置160配置成基于方程式(7)确定针对qPCR测试溶液141与样品142关闭第一光源111以将qPCR测试溶液141与样品142的温度从任意温度Tb(例如，较高预定义温度，例如90摄氏度)减少至另一任意温度Ta(例如，较低预定义温度，例如60摄氏度)的第二持续时间。此外，计算装置160配置成基于方程式(8)确定将qPCR测试溶液141与样品142保持在较高预定义温度下的第一光源111的第一功率及将qPCR测试溶液141与样品142保持在较低预定义温度下的第一光源111的第二功率。在一些实施例中，方框210与220在具有多个热循环(例如，40个热循环)的qPCR的第一个热循环中进行。方框220之后可以为方框230。
在一些实施例中，在方框230“在第一持续时间内开启第一光源”中，结合图1，针对第一个热循环之后的任何热循环(例如，第二个热循环)，计算装置160配置成在方框220中所确定的第一持续时间内开启第一光源111。因此，qPCR测试溶液141与样品142的温度可以从任意温度Ta(例如，较低预定义温度，例如60摄氏度)被增加至另一任意温度Tb(例如，较高预定义温度，例如90摄氏度)。方框230之后可以为方框240。
在一些实施例中，在方框240“将第一光源的功率调整为第一功率”中，结合图1，针对第一个热循环之后的任何热循环(例如，第二个热循环)，计算装置160配置成将第一光源111的功率调整为方框220中所确定的第一功率。在一些实施例中，计算装置160配置成将一定量的电流施加至第一光源111，产生第一功率(例如，以毫瓦(mW)为单位)。因此，qPCR测试溶液141与样品142的温度可以被保持在Tb(例如，较高预定义温度，例如90摄氏度)。方框240之后可以为方框250。
在一些实施例中，在方框250“在第二持续时间内关闭第一光源”中，结合图1，针对第一个热循环之后的任何热循环(例如，第二个热循环)，计算装置160配置成在方框220中所确定的第二持续时间内关闭第一光源111。第一光源111的该关闭可以导致qPCR测试溶液141与样品142的温度从Tb被减少至Ta。方框250之后可以为方框260。
在一些实施例中，在方框260“将第一光源的功率调整为第二功率”中，结合图1，针对第一个热循环之后的任何热循环(例如，第二个热循环)，计算装置160配置成将第一光源111的功率调整为方框220中所确定的第二功率。在一些实施例中，计算装置160配置成将另一量的电流施加至第一光源111，产生第二功率(例如，以毫瓦(mW)为单位)。第一光源111的功率的该调整可以将qPCR测试溶液141与样品142的温度维持在Ta。可以进行方框230、240、250及260以完成在第一个热循环之后的qPCR的热循环。在一些实施例中，方框260可以针对qPCR的下一个热循环被循环回到方框230。可以针对所需数量的热循环重复方框230、240、250及260，以进行qPCR(例如，39个热循环)。不同于常规的热块方法，根据本公开的一些实施例进行40个热循环(即，对应于方框210与220的第一个热循环及对应于方框230、240、250及260的39个热循环)的qPCR可以仅需要10至20分钟。
图3为显示根据本公开的一些实施例的时间、温度、热循环及检测到的荧光量之间的关系300的图表。
在一些实施例中，关系300可以包括第一曲线310与第二曲线320。结合图1，第一曲线310代表样品142的估计温度与进行qPCR的持续时间之间的关系。在一些实施例中，第一曲线310包括多个尖峰311。各尖峰311代表热循环。
在一些实施例中，第二曲线320代表荧光量与进行qPCR的持续时间之间的关系。
第二曲线320包括代表荧光量的各个尖峰。结合图1，第二曲线320中的荧光量的变化表明DNA目标区域的数量呈指数加倍且样品142是从被病毒感染的患者收集的。第二曲线320包括显示最大荧光量的尖峰321。在一些实施例中，在显示最小荧光量的最后一个尖峰与显示最大荧光量的第一个尖峰中间的尖峰322可以被确定为样品142的qPCR反应速率达到阈值的点。对应于此尖峰322的热循环尖峰311可以被称为阈值循环(Ct)。
图4为显示根据本公开的一些实施例的时间、温度、热循环及检测到的荧光量之间的关系400的图表。
在一些实施例中，关系400可以包括第一曲线410与第二曲线420。结合图1，第一曲线410代表样品142的估计温度与进行qPCR的持续时间之间的关系。在一些实施例中，第一曲线410包括多个尖峰411。各尖峰411代表热循环。
在一些实施例中，第二曲线420代表荧光量与进行qPCR的持续时间之间的关系。
第二曲线420包括代表荧光量的各个尖峰。结合图1，第二曲线420中的荧光量的非常少的变化表明DNA目标区域的数量未呈指数加倍且样品142是从未被病毒感染的患者收集的。
图5为配置成进行本公开的各种实施例的计算装置500的图示。在一些实施例中，计算装置500可以对应于图1的计算装置160。值得注意的是，本文中所述的计算装置为说明性的，且任何其他技术上可行的配置皆落入本公开的范围内。
如所显示的，计算装置500在没有限制的情况下包括互连(总线)540，其连接处理单元550、耦接至输入/输出(I/O)装置580的输入/输出(I/O)装置接口560、内存510、存储器530及网络接口570。处理单元550可以为任何合适的处理器，该处理器被实施为中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、任何其他类型的处理单元、或不同处理单元的组合、例如配置成结合GPU或数字信号处理器(DSP)操作的CPU。一般而言，处理单元550可以为能够处理数据及/或执行软件应用程序(包括与方法200一致的过程511)的任何技术上可行的硬件单元。
I/O装置580可以包括能够提供输入的装置，例如键盘、鼠标、触摸敏感屏幕等，以及能够提供输出的装置，例如显示器装置等。此外，I/O装置580可以包括能够接收输入与提供输出的装置，例如触摸屏、通用串行总线(USB)端口等。I/O装置580可以配置成从计算装置500的终端用户接收各种类型的输入，并且也将各种类型的输出提供给计算装置500的终端用户，例如显示的数字图像或数字视频在一些实施例中，I/O装置580中的一个或多个配置成将计算装置500耦接至网络。
内存510可以包括随机存取存储器(RAM)模块、闪存单元或任何其他类型的内存单元或其组合。处理单元550、I/O装置接口560及网络接口570配置成从内存510读取数据及将数据写入内存510。内存510包括可以由处理器550执行的各种软件程序。
图6为用于实施本公开的各种实施例的计算机程序产品600的说明性实施例的方框图。计算机程序产品600可以包括信号承载介质604。信号承载介质604可以包括一或多组的可执行指令602，其在由例如计算装置的处理器执行时，可以至少提供上面关于方法200所述的功能。
在一些实施方案中，信号承载介质604可以包括非暂时性计算机可读介质608，例如，但不限于，硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、内存、固态驱动器等。在一些实施方案中，信号承载介质604可以包括可记录介质610，例如，但不限于，内存、读/写(R/W)CD、R/WDVD、固态驱动器等。在一些实施方案中，信号承载介质604可以包括通信媒介606，例如，但不限于，数字及/或模拟通信媒介(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。计算机程序产品600可以被记录在非暂时性计算机可读介质608或另一类似的记录介质610上。
从前述内容中，将理解的是，本公开的各种实施例已在本文中为了说明的目的进行描述，且可以在不背离本公开的范围与精神的情况下进行各种修改。因此，本文中公开的各种实施例并非旨在限制，而通过下列权利要求指示真实的范围与精神。
Claims (20)
1.一种配置成进行定量聚合酶链反应(qPCR)的系统，该系统包括：
第一照明子系统，该第一照明子系统包括第一光源，其中该第一光源配置成以第一光照射试管中的包括样品、荧光染料及纳米颗粒的qPCR测试溶液，以增加该qPCR测试溶液的温度；以及
第二照明子系统，该第二照明子系统包括光检测器，该光检测器配置成在该qPCR的第一个热循环中检测由该荧光染料发出的荧光量，
其中该第一照明子系统配置成在该第一个热循环之后的该qPCR的任何热循环中基于根据该荧光量确定的一个或多个热传输参数在一段时间内关闭该第一光源。。
2.如权利要求1所述的系统，其中该第二照明子系统进一步包含第二光源，该第二光源配置成以第二光照射该qPCR测试溶液。
3.如权利要求2所述的系统，进一步包括双色镜，该双色镜配置成将来自该第二光源的该第二光反射至该qPCR测试溶液。
4.如权利要求3所述的系统，其中该双色镜配置成允许由该荧光染料发出的荧光通过该双色镜。
5.如权利要求2所述的系统，进一步包括第一滤色片，该第一滤色片配置成滤除具有荧光的波长的光，其中该第一滤色片位于从第二光源至该qPCR测试溶液的第一光路上。
6.如权利要求5所述的系统，进一步包括第二滤色片，该第二滤色片配置成滤除具有该第二光源的波长的光，其中该第二滤色片位于从该qPCR测试溶液至该光检测器的第二光路上。
7.如权利要求1所述的系统，进一步包括冷却子系统，该冷却子系统配置成减少该样品的温度。
8.一种用于进行定量聚合酶链反应(qPCR)的方法，该方法包括：
在进行该qPCR的第一个热循环中：
基于由包含在试管中的qPCR测试溶液中的荧光染料发出的荧光量确定一个或多个热传输参数；以及
基于所述一个或多个热传输参数，确定开启第一光源的第一持续时间、关闭该第一光源的第二持续时间、该第一光源的第一功率及该第一光源的第二功率，其中该第一光源配置成以第一光照射进一步包含纳米颗粒与样品的该qPCR测试溶液。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
在该第一个热循环之后的进行该qPCR的热循环中：
在该第一持续时间内开启该第一光源以用该第一光源照射该qPCR测试溶液；
将该第一光源的功率调整为该第一功率；
在该第二持续时间内关闭该第一光源；以及
将该第一光源的功率调整为该第二功率。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括通过在该第一持续时间内开启该第一光源以用该第一光源照射该qPCR测试溶液，将该样品的温度从用于在该热循环中进行该qPCR的较低预定义温度增加至用于在该热循环中进行该qPCR的较高预定义温度。
11.如权利要求9所述的方法，进一步包括通过将该第一光源的功率调整为该第一功率，将该样品的温度维持在用于在该热循环中进行该qPCR的较高预定义温度。
12.如权利要求9所述的方法，进一步包括通过在该第二持续时间内关闭该第一光源，将该样品的温度从用于在该热循环中进行该qPCR的较高预定义温度减少至用于在该热循环中进行该qPCR的较低预定义温度。
13.如权利要求9所述的方法，进一步包括通过将该第一光源的功率调整为该第二功率，将该样品的温度维持在用于在该热循环中进行qPCR的较低预定义温度。
14.如权利要求9所述的方法，进一步包括针对在该第一个热循环之后的进行该qPCR的多个热循环重复在该第一持续时间内开启该第一光源以用该第一光源照射该qPCR测试溶液；将该第一光源的功率调整为该第一功率；在该第二持续时间内关闭该第一光源；以及将该第一光源的功率调整为该第二功率以。
15.一种非暂时性计算机可读介质，包含一组指令，其响应于通过计算装置的处理器的执行，导致该计算装置进行定量聚合酶链反应(qPCR)，其中该方法包括：
在进行该qPCR的第一个热循环中：
基于由包含在试管中的qPCR测试溶液中的荧光染料发出的荧光量确定一个或多个热传输参数；以及
基于所述一个或多个热传输参数，确定开启第一光源的第一持续时间、关闭该第一光源的第二持续时间、该第一光源的第一功率及该第一光源的第二功率，其中该第一光源配置成以第一光照射进一步包含纳米颗粒与样品的该qPCR测试溶液。
16.如权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中该方法进一步包括：
在该第一个热循环之后的进行该qPCR的热循环中：
在该第一持续时间内开启该第一光源以用该第一光源照射该qPCR测试溶液；
将该第一光源的功率调整为该第一功率；
在该第二持续时间内关闭该第一光源；以及
将该第一光源的功率调整为该第二功率。
17.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中该方法进一步包括通过在该第一持续时间内开启该第一光源以用该第一光源照射该qPCR测试溶液，将该样品的温度从用于在该热循环中进行该qPCR的较低预定义温度增加至用于在该热循环中进行该qPCR的较高预定义温度。
18.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中该方法进一步包括基于将该第一光源的功率调整为该第一功率，将该样品的温度维持在用于在该热循环中进行qPCR的较高预定义温度。
19.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中该方法进一步包括通过在该第二持续时间内关闭该第一光源，将该样品的温度从用于在该热循环中进行该qPCR的较高预定义温度减少至用于在该热循环中进行该qPCR的较低预定义温度。
20.权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中该方法进一步包括通过将该第一光源的功率调整为该第二功率，将包含在该qPCR测试溶液中的样品的温度维持在用于在该热循环中进行qPCR的较低预定义温度。
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