CN211522208U - 一种实时数字rgb颜色成像定量pcr仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实时数字RGB颜色成像定量PCR仪。该数字RGB颜色成像定量PCR仪包括：用于控制PCR样品管的受热状态的热循环系统；包括照射到PCR样品的光源和RGB颜色检测器等成像装置对PCR样品的实时成像检测的RGB颜色检测系统；包括控制单元及对检测数据进行分析处理的上位机的控制系统。RGB颜色检查器由多个成列排布的颜色传感器、信号处理电路、单片机和显示屏构成。在光源的照射下，颜色传感器CCD或CMOS传感器或RGB三基色传感器感应PCR样品的颜色，产生的信号经过放大电路处理，进一步传输给单片机处理，通过显示屏显示检测分析结果。本实用新型能排除非特异性PCR产物对检测的干扰，并且可实时观察反应管中PCR扩增产物的增加情况，自动化程度高且测定结果可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于聚合酶链式反应检测技术领域，具体涉及一种实时数字RGB颜色成像 PCR仪。
背景技术
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种体外核酸扩增技术，具有高特异性、高灵敏度、简便快捷等特点。常用的PCR仪有两种：普通PCR仪和实时荧光定量PCR 仪。在普通PCR仪上只能进行目标核酸的PCR扩增，PCR扩增产物需要在别的仪器和装置(如凝胶电泳仪、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计、圆二色光谱仪、动态光散射仪和电化学工作站)上进行检测，PCR扩增和信号检测分别在两个仪器上完成。在实时荧光定量 PCR仪上能够同时进行目标核酸的PCR扩增和原位检测，获得PCR扩增产物的实时荧光信号并传输到计算机分析处理系统中，得出实时的量化结果输出。
RGB定义称之为红(Red)绿(Green)蓝(Blue)的三种基本颜色(三基色)，每种基本颜色定义成0至255的256个所谓强度等级，令R、G、B各自在红、绿、蓝的0至255的范围中取值，称有序三元数(r，g，b)的集合为色彩的RGB模式，即:
RGB模式＝{(r，g，b)|0≤r≤255,0≤g≤255,0≤b≤255}
这个模式共定义出256×256×256＝16777216种颜色，每种颜色用形式(r，g，b)表示，谈及色彩的RGB模式就是谈及这16777216种颜色。数字RGB色彩成像可以对样品进行实时成像，将PCR扩增技术和RGB颜色成像实现有效结合，有助于开发新型的实时定量PCR仪。
但是，目前尚未出现新的可以对样品进行实时成像的定量PCR仪。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，能排除非特异性PCR产物对检测的干扰，并且可实时观察样品管中PCR扩增产物的增加情况，自动化程度高且测定结果更可靠。
为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现：
一种实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其结构主要包括：
热循环系统，用于控制PCR样品管的受热状态；
RGB颜色检测系统，包括照射到PCR样品的光源和RGB颜色检测器等成像装置，获得PCR样品的实时数字RGB信号；以及
控制系统，包括控制单元及对检测数据进行分析处理的上位机，所述控制单元电连接所述上位机、热循环系统及所述RGB颜色检测系统。
作为优选，所述热循环系统包括对样品管进行加热或降温的加热模块及温度传感器。
作为优选，所述加热模块设置在所述样品池的底部，所述加热模块采用制冷片TE模块。
作为优选，所述制冷片TE模块上设置有TE温度传感器，所述TE温度传感器均电连接所述控制单元。
作为优选，所述RGB颜色检测器是颜色传感器(电荷藕合器件图像传感器CCD或CMOS 传感器，或RGB三基色传感器)、信号处理电路、单片机和显示屏构成。
作为优选，所述光源为LED灯。
作为优选，所述光源、PCR样品和颜色传感器(电荷藕合器件图像传感器CCD或CMOS传感器，或RGB三基色传感器)成90度或0度，确保光源的光不能直接进入颜色传感器。
作为优选，所述实时数字RGB颜色成像定量PCR仪可用交流电源或直流电源如电池供电，便于野外检测。
作为优选，所述实时数字RGB颜色成像定量PCR仪的信号输出为R值、G值、B值、 RGB总值、RGB平均值或RGB比值R/G、R/B或G/B随PCR时间或PCR循环数的变化曲线。
借由上述技术方案，本实用新型具有的有益效果是：
1)本实用新型的一种数字RGB定量PCR仪，利用控制单元在控制热循环系统对目标DNA扩增的同时，对试样的RGB信号强度进行检测。由于RGB信号与目标DNA的浓度是成比例关系的，因此检测RGB信号强度就能测定目标DNA的浓度。而且，只有特异性的PCR 产物才能引起RGB信号的变化，有效排除了非特异性PCR产物的干扰，保证测定结果的准确性。
2)本实用新型将PCR热循环系统、RGB检测部件和进行数据分析处理的上位机结合在一起，在一台仪器上实现PCR放大和RGB信号的实时监控，获得PCR扩增产物的实时RGB 信号并传输到计算机分析处理系统中，得出实时的量化结果输出，实现实时观察每一循环反应管中PCR扩增产物逐渐增加的情况，自动化程度高，测定结果可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实时数字RGB颜色成像定量PCR仪的系统连接框架图；
图2为本实用新型中RGB颜色检测系统的结构连接示意图；
图3为本实用新型实时数字RGB颜色成像定量PCR仪检测PCR样品的效果示意图；
其中：
1-外壳，2-温度传感器，3-加热模块，4-样品池，5-样品管，6-控制单元，7-RGB颜色检测器，8-光源，9-通讯接口，10-上位机，11-PCR样品，12-颜色传感器(CCD或CMOS传感器)，13-信号处理电路，14-单片机，15-显示屏。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
如图1-2所示，本实用新型的一种实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其结构主要包括：热循环系统、RGB颜色检测系统及控制系统。所述热循环系统用于控制PCR样品管5 的受热状态，包括对样品管5进行加热或降温的加热模块3及温度传感器2。
所述加热模块2采用制冷片TE模块并设置在所述样品池4的底部。所述制冷片TE模块上设置有TE温度传感器。所述TE温度传感器设置在样品池4的底部和制冷片TE模块之间，检测所述制冷片TE模块的温度。所述温度传感器2电连接所述控制单元6。
所述RGB颜色检测系统7包括照射到PCR样品11的光源8和RGB颜色检测器等成像装置对PCR样品的实时成像检测。
如图2所示，所述RGB颜色检测器7是由颜色传感器12(电荷藕合器件图像传感器CCD 或CMOS传感器，或RGB三基色传感器)、信号处理电路13、单片机14和显示屏15构成。
所述控制系统包括控制单元6及对检测数据进行分析处理的上位机10，所述控制单元6 电连接所述上位机10、热循环系统及所述RGB颜色检测系统，所述控制单元6还电连接有电源系统。
下面结合具体实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明：
实施例1
如图2所示，一种适用于本实用新型的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪中的RGB颜色检测系统。本实用新型的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪可用交流电源或直流电源如电池供电，便于野外检测。
该检测系统包括照明光源8、颜色传感器12(电荷藕合器件图像传感器CCD或CMOS传感器，或RGB三基色传感器)、信号处理电路13、单片机14和显示屏15。此处照明光源8 采用LED灯。
所述光源8、PCR样品11和颜色传感器12成90°或0°的角，确保光源8的光不能直接进入颜色传感器12。
所述光源8打开，颜色传感器12(电荷藕合器件图像传感器CCD或CMOS传感器，或RGB三基色传感器)感应PCR样品11的颜色，产生的信号经过放大电路13处理，进一步传输给单片机14处理，单片机14将处理结果及检测数据输送至上位机10，并通过显示屏15 显示检测分析结果。
如图3所示，信号输出为R值、G值、B值、RGB总值、RGB平均值或RGB比值(R/G、 R/B或G/B)随PCR时间或PCR循环数的变化曲线。
图3显示的是处理结果及检测数据的检测分析结果，可以看出，随着PCR循环数的增加 (PCR扩增产物的量不断增大)，RGB比值R/G不断减小，从而实现对目标核酸的定量分析。
本实施例所述实时数字RGB颜色成像定量PCR仪的其它结构参见现有技术。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于，其包括：
热循环系统，用于控制PCR样品管的受热状态；
RGB颜色检测系统，包括照射到PCR样品的光源和RGB颜色检测器成像装置对PCR样品的实时成像检测；
控制系统，包括控制单元及对检测数据进行分析处理的上位机，所述控制单元电连接所述上位机、热循环系统及所述RGB颜色检测系统。
2.如权利要求1所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述热循环系统包括对样品管进行加热或降温的加热模块及温度传感器。
3.如权利要求2所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述加热模块设置在样品池的底部，所述加热模块采用制冷片TE模块。
4.如权利要求3所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述制冷片TE模块上设置有TE温度传感器，所述TE温度传感器电连接所述控制单元。
5.如权利要求1所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述RGB颜色检测器是由颜色传感器、信号处理电路、单片机和显示屏构成。
6.如权利要求5所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述颜色传感器为电荷藕合器件图像传感器CCD或互补性氧化金属半导体CMOS，或RGB三基色传感器。
7.如权利要求1所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述光源为LED灯。
8.如权利要求5所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述光源、PCR样品和颜色传感器成90度或0度，确保光源的光不能直接进入颜色传感器。
9.如权利要求8所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：所述颜色传感器为电荷藕合器件图像传感器CCD或CMOS传感器，或RGB三基色传感器。
10.如权利要求1所述的实时数字RGB颜色成像定量PCR仪，其特征在于：用交流电源或直流电源电池供电，便于野外检测。
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| CN (1) | CN211522208U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117589739A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-23 | 广东医科大学 | 基于CRISPR Cas-便携式检测仪-智能手机的可视化定量检测平台及其应用 |
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2019
- 2019-11-11 CN CN201921942006.5U patent/CN211522208U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117589739A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-23 | 广东医科大学 | 基于CRISPR Cas-便携式检测仪-智能手机的可视化定量检测平台及其应用 |
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