CN216712094U - 一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，包括光源模块、悬芯光纤恒温扩增模块、信号收集检测模块和温控模块；所述的光源模块包括激光器、光耦合透镜和实芯光纤，激光器发出的光源经过光耦合透镜耦合入实芯光纤，通过实芯光纤耦合入悬芯光纤恒温扩增模块；所述的温控模块包括温控探头和温控电路，温控探头设于中空恒温管和悬芯光纤之间的空间内，温控探头连接温控电路，温控电路连接加热丝；所述的悬芯光纤恒温扩增模块耦合连接信号收集检测模块。本实用新型采用新型的悬芯光纤做恒温扩增腔，并兼荧光信号收集传导器件，采用与之配套的加热元件，实现样品高效恒温扩增检测。

Description

一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统

技术领域

本实用新型涉及生物检测技术领域，具体涉及一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统。

背景技术

聚合酶链式反应 PCR（polymerasechainreaction）能实现待测生物分子核酸扩增进而实现超低浓度生物分子的高效准确快速检测识别。传统PCR技术包含三个步骤：DNA变性，淬灭和延伸，该技术需要升温降温等过程来实现，使检测过程繁杂，耗时长，检测准确度不高，而且基于传统PCR扩增技术的检测仪大都结构复杂，组件偏多，工艺偏于复杂，加工制造成本高。近年来迅猛发展起来的恒温扩增技术逐渐取代传统PCR扩增技术，核酸恒温扩增技术在技术和设备的要求上都比传统PCR扩增技术简单方便，无需多重变温过程，对目标物检测快速准确，无需应用高端设备，在临床和现场检测中都有广泛应用前景。

目前不论是传统PCR扩增还是恒温扩增检测技术，都借助荧光指示来检测核酸扩增数量。商业用的核酸扩增仪，基本是在独立的扩增腔里进行，激光光源经自由空间入射至样品，样品所产生荧光在所有方向全方位散射，而信号检测端只能对一个方向散射的荧光进行收集检测，这样收集到的样品荧光较弱，背景噪音大，荧光探测极限偏高，检测效率和准确性偏低，而且商业用核酸扩增检测用样品大多装入聚乙烯材料制成的器皿进行检测，该材料造成背景荧光很强，干扰样品荧光测量。

发明内容

针对目前核酸恒温扩增技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，采用新型的悬芯光纤做恒温扩增腔，并兼荧光信号收集传导器件，采用与之配套的加热元件，实现样品高效恒温扩增检测，避免出现上述的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：提供一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，包括光源模块、悬芯光纤恒温扩增模块、信号收集检测模块和温控模块；

所述的光源模块包括激光器、光耦合透镜和实芯光纤，激光器发出的光源经过光耦合透镜耦合入实芯光纤，通过实芯光纤耦合入悬芯光纤恒温扩增模块；

所述的悬芯光纤恒温扩增模块包括悬芯光纤、空心管、中空恒温管、核酸导入管和核酸导出管，悬芯光纤和空心管两两构成一组，分设于悬芯光纤的入射端和出射端，其中一组的空心管套接实芯光纤和悬芯光纤入射端，另一组的空心管套接实芯光纤和悬芯光纤出射端，实现实芯光纤和悬芯光纤入射端以及悬芯光纤出射端的耦合，核酸导入管连接于入射端的空心管，核酸导出管连接于出射端的空心管，实现核酸液体进入和流出悬芯光纤；中空恒温管套在两端空心管之间的悬芯光纤外围，中空恒温管内绕有加热丝；

所述的温控模块包括测温探头和温控电路，测温探头设于中空恒温管和悬芯光纤之间的空间内，测温探头连接温控电路，温控电路连接加热丝；

所述的悬芯光纤恒温扩增模块耦合连接信号收集检测模块。

作为本技术方案的优选，所述的温控模块和信号收集检测模块均和计算机连接。

作为本技术方案的优选，套接在空心管内的实芯光纤与悬芯光纤入射端及悬芯光纤出射端的端面距离≤0.5mm。

本实用新型和现有技术相比有以下优点：

（a）本实用新型采用悬芯光纤作为核酸扩增腔，悬芯光纤结构为光纤光芯通过三个极薄的支架连接于外层玻璃，在纤芯与外层玻璃间形成有三个空气孔腔；核酸扩增腔里的样品沿光纤充满悬芯光纤的孔腔室，输入的光沿悬芯光纤纤芯传导，极大提高了光源与样品的相互作用体积，可激发沿孔分布的核酸分子扩增所产生的荧光，同时沿整个光纤长度收集荧光信号并传导至光纤输出端，极大地提高样品的荧光信号及荧光收集效率，增加检测灵敏度。

（b）悬芯光纤的孔同时用作扩增腔体，荧光信号激发和收集体，省略额外的扩增腔体，降低成本，使仪器更紧凑。

（c）温控系统使管内光纤纤芯样品均匀受热，因腔室小，样品溶液少而升温快速，可提高核酸扩增的速度，并提高检测效率。

（d）光纤体积微小，易于实现核酸扩增的微小便携化。

附图说明

图1为本实用新型的悬芯光纤的横截面结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图（未画中空恒温管）。

图3为本实用新型的中空恒温管套接悬芯光纤的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做详细的说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供的一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，包括光源模块、悬芯光纤恒温扩增模块、信号收集检测模块8和温控模块。光源模块包括激光器1、光耦合透镜2和和实芯光纤3，光源经过光耦合透镜2耦合接入实芯光纤3，进而通过实芯光纤3耦合接入悬芯光纤恒温扩增模块；悬芯光纤恒温扩增模块包括悬芯光纤6、空心管5、中空恒温管9、核酸导入管4和核酸导出管7，实芯光纤3和空心管5两两构成一组，分设于悬芯光纤6的入射端和出射端，即悬芯光纤6的入射端设置实芯光纤3和空心管5，悬芯光纤6的出射端设置实芯光纤3和空心管5，悬芯光纤6入射端的空心管5套接实芯光纤3和悬芯光纤6入射端，悬芯光纤6出射端的空心管5套接实芯光纤3和悬芯光纤6出射端，实现实芯光纤3和悬芯光纤6入射端以及实芯光纤3和悬芯光纤6出射端之间的耦合，套接在空心管5内的实芯光纤3与悬芯光纤6入射端及悬芯光纤6出射端的端面距离≤0.5mm。核酸导入管4连接于入射端的空心管5，核酸导出管7连接于出射端的空心管5，实现核酸液体进入和流出悬芯光纤6；中空恒温管9套在两端空心管5之间的悬芯光纤6外围，中空恒温管9内绕有加热丝。温控模块包括测温探头10和温控电路，测温探头10设于中空恒温管9和悬芯光纤6之间的空间内，温控探头10连接温控电路，温控电路连接加热丝；悬芯光纤恒温扩增模块耦合连接信号收集检测模块8。

本实用新型在具体实施时，悬芯光纤6的纤芯通过极薄的支架连接于外层内壁上，悬芯光纤6具有空气孔，可以用做扩增样品腔室。当光耦合进悬芯光纤6纤芯时，就沿光纤芯传导。温控模块和信号收集检测模块8均和计算机连接。

本实用新型在具体使用时，光源发出的光通过光耦合透镜耦合进实芯光纤，入射光进一步耦合进悬芯光纤，样品通过核酸导入管，经套接实芯光纤和悬芯光纤的空心管，样品注满悬芯光纤，控制中空恒温管内的温度实现核酸扩增，核酸扩增所产生荧光由悬芯光纤纤芯收集。悬芯光纤收集沿光纤分布的核酸分子扩增所产生的荧光，并耦合至对接的实芯光纤，并由实芯光纤将收集传导的荧光进一步导入信号收集检测模块。同时测温探头实时读取腔室内的温度，通过温控电路控制腔室内的温度并维持恒温。温控模块和信号收集检测模块均接入计算机并由相应程序控制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，其特征在于：包括光源模块、悬芯光纤恒温扩增模块、信号收集检测模块和温控模块；

所述的光源模块包括激光器、光耦合透镜和实芯光纤，激光器发出的光源经过光耦合透镜耦合入实芯光纤，通过实芯光纤耦合入悬芯光纤恒温扩增模块；

所述的悬芯光纤恒温扩增模块包括悬芯光纤、空心管、中空恒温管、核酸导入管和核酸导出管，实芯光纤和空心管两两构成一组，分设于悬芯光纤的入射端和出射端，其中一组的空心管套接实芯光纤和悬芯光纤入射端，另一组的空心管套接实芯光纤和悬芯光纤出射端，实现实芯光纤和悬芯光纤入射端以及悬芯光纤出射端与实芯光纤的耦合，核酸导入管连接于入射端的空心管，核酸导出管连接于出射端的空心管，实现核酸液体进入和流出悬芯光纤；中空恒温管套在两端空心管之间的悬芯光纤外围，中空恒温管内绕有加热丝；

所述的温控模块包括温控探头和温控电路，温控探头设于中空恒温管和悬芯光纤之间的空间内，温控探头连接温控电路，温控电路连接加热丝；

所述的悬芯光纤恒温扩增模块耦合连接信号收集检测模块。

2.根据权利要求1所述的基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，其特征在于：所述的温控模块和信号收集检测模块均和计算机连接。

3.根据权利要求1所述的基于悬芯光纤的核酸恒温扩增检测系统，其特征在于：套接在空心管内的实芯光纤与悬芯光纤入射端及悬芯光纤出射端的端面距离≤0.5mm。

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