CN211871974U - 一种数字pcr光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字PCR光学系统，包括工业相机和高分辨率成像镜头，所述的高分辨率成像镜头固定在工业相机下方，在高分辨率成像镜头的下方安装多通道旋转盘，多通道旋转盘的上面搭载不同规格的滤光片，多通道旋转盘由电机控制旋转来实现切换不同的通道，多通道旋转盘的下方安装有照明部分，成像部分和照明部分由二向色镜合并在一起，形成同轴光路，并由镜筒支架进行固定，镜筒支架下方设有观测用的载物台。本实用新型定制化设计的高分辨率成像镜头，使得采集到的数据更加准确，相机拍摄的图像清晰度更高，从根本上提高了数字PCR的计算准确性。

Description

一种数字PCR光学系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体是一种数字PCR光学系统。

背景技术

聚合酶链式反应（Ploymerase Chain Reaction，PCR）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。数字PCR是第三代PCR技术，是一种可以绝对定量DNA浓度的方法，该技术灵敏度高、特异性强、检测通量高、定量准确，可广泛应用于临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达、环境微生物检测和下一代测序等方面。

数字PCR技术将PCR反应体系分割成上万个微小的反应体系，进行PCR反应后，通过光学系统读取所有微反应体系中的荧光信号，通过荧光信号的强度判断阳性反应和阴性反应，从而计算出原始样本中标记DNA分子的浓度。清晰准确的光学图像是数字PCR定量计算的基础。数字PCR的光学系统需要：1. 分辨率足够识别每个微反应体系，目前市场上的数字PCR的单个微反应体系的直径约为50-110微米；2.光学均匀性要好，尤其是四周和中间的光学情况要完全一致，边缘无畸变等情况；3. 视场最好足够大，可以一次性覆盖数字PCR的所有微反应体系，避免因为视场不够需要拍多张图进行拼接导致的拍照和计算效率下降，且如果视场不够，整个系统需要配置额外的机械件，增加了系统复杂性。目前市场上的产品光学系统分辨率会根据数字PCR芯片的观测需求做不同调整，在光学视场方面，大多数厂家因为芯片面积较大，光学视场无法全覆盖，多采取增加额外机械件，进行多张图片拼接的方式进行图像采集，系统较庞杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数字PCR光学系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种数字PCR光学系统，包括工业相机和高分辨率成像镜头，所述的高分辨率成像镜头固定在工业相机下方，在高分辨率成像镜头的下方安装多通道旋转盘，多通道旋转盘的上面搭载不同规格的滤光片，多通道旋转盘由电机控制旋转来实现切换不同的通道，多通道旋转盘的下方安装有照明部分，成像部分和照明部分由二向色镜合并在一起，形成同轴光路，并由镜筒支架进行固定，镜筒支架下方设有观测用的载物台。

作为本实用新型的进一步方案：所述高分辨率成像镜头和工业相机之间螺纹连接。

作为本实用新型的进一步方案：所述照明部分由散热片和照明模块组成。

作为本实用新型的进一步方案：所述电机为直流电机。

作为本实用新型的进一步方案：还包括用于给电机和照明模块供电的电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）定制化设计的高分辨率成像镜头，使得采集到的数据更加准确，相机拍摄的图像清晰度更高，从根本上提高了数字PCR的计算准确性。（2）通过定制化设计的准直匀光照明模块，实现对被测样品的高效率均匀照明，提高了因照明不均匀而造成的检测误差。（3）同轴光学系统应用在全自动数字PCR阅读分析仪上面能够大大缩小产品的体积，并且能够消除非同轴系统中由于角度带来的检测误差，使测量精度更高，测量更加准确。（4）通过转盘来实现滤光片的切换，进而实现多通道的测量。使产品能够以简单的结构实现多通道的检测功能。

附图说明

图1为本实用新型应用于全自动数字PCR阅读分析仪的光学模块的总体结构。

图2为本实用新型应用于全自动数字PCR阅读分析仪的光学模块的详细结构示意图。

图中：1-工业相机、2-高分辨率成像镜头、3-电机、4-多通道旋转盘、5-散热片、6-照明模块、7-二向色镜、8-套筒支架、9-载物台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种全自动数字PCR阅读分析系统的光学模块，包括工业相机1，所述的高分辨率成像镜头2通过螺纹固定在工业相机1下方。在高分辨率成像镜头2的下方安装多通道旋转盘4。多通道旋转盘4的上面搭载不同规格的滤光片，实现多通道滤光作用。多通道旋转盘由电机3控制旋转来实现切换不同的通道。系统的照明部分由散热片5和照明模块6组成。成像部分和照明部分由二向色镜7合并在一起，形成同轴光路，并由镜筒支架8进行固定。在系统的最下方是观测用的载物台9。

在全自动数字PCR阅读分析仪中，PCR系统打开光学模块中的照明模块6的开关，照明模块6中的LED通过模块光学透镜的准直和匀光，再通过二向色镜7的反射，最终均匀的照射在被测样品表面。被照射后被测样品会发出不同波长的荧光，荧光通过镜筒支架8后透过二向色镜7打在多通道旋转盘4搭载的滤光片上，滤除特定波长的光。全自动数字PCR系统通过控制电机3来实现滤光片的切换，进而实现不同通道波长的检测。在被测样品发出的光通过滤光片后进入高分辨率成像镜头2中，最后成像在工业相机1的CMOS上。工业相机1将采集到得图像传回，并进行图像解析，完成样本的检测。

实施例2：在实施例1的基础上，电机3为直流电机。还包括用于给电机3和照明模块6供电的电源。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种数字PCR光学系统，包括工业相机（1）和高分辨率成像镜头（2），其特征在于，所述的高分辨率成像镜头（2）固定在工业相机（1）下方，在高分辨率成像镜头（2）的下方安装多通道旋转盘（4），多通道旋转盘（4）的上面搭载不同规格的滤光片，多通道旋转盘（4）由电机（3）控制旋转来实现切换不同的通道，多通道旋转盘（4）的下方安装有照明部分，成像部分和照明部分由二向色镜（7）合并在一起，形成同轴光路，并由镜筒支架（8）进行固定，镜筒支架（8）下方设有观测用的载物台（9）。

2.根据权利要求1所述的一种数字PCR光学系统，其特征在于，所述高分辨率成像镜头（2）和工业相机（1）之间螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种数字PCR光学系统，其特征在于，所述照明部分由散热片（5）和照明模块（6）组成。

4.根据权利要求1所述的一种数字PCR光学系统，其特征在于，所述电机（3）为直流电机。

5.根据权利要求4所述的一种数字PCR光学系统，其特征在于，还包括用于给电机（3）和照明模块（6）供电的电源。

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