CN219907656U - 一种用于分子诊断设备的荧光检测机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，包括同步旋转的盘状激发滤光片支架和盘状发射滤光片支架；盘状激发滤光片支架的一侧固定LED电路板，LED电路板上均匀布置多个LED灯；盘状激发滤光片支架上均匀布置多个激发滤光片，一个激发滤光片对应一个LED灯；盘状激发滤光片支架的另一侧，由上至下依次固定激发透镜组和激发光纤；盘状发射滤光片支架的一侧固定感光元件，盘状发射滤光片支架上均匀布置多个发射滤光片；盘状发射滤光片支架的另一侧，由下至上依次固定发射透镜组和发射光纤，并正对感光元件。本实用新型通过激发光纤和发射光纤对扩增腔内的反应体系进行实时荧光检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于分子诊断设备的荧光检测机构。
背景技术
分子诊断是体外诊断的重要分支。PCR(polymerasechainreaction，聚合酶链式反应)技术是分子诊断技术中心应用最为广泛的技术之一。PCR技术包含复杂的处理流程，包括试剂制备、核酸提取、核酸扩增、结果分析等。传统PCR存在如下痛点：(1)实验室场地要求高，为避免样本污染，样本制备、试剂制备、核酸提取、核酸扩增四个环节必须严格分区，四个分区内的气压逐渐降低，实验室内人流和物流路线也需要严格遵守规定；(2)人员操作要求高，分子诊断检测人员需具备一定的专业技能，持证上岗；(3)成本高，分子诊断流程涉及多种专用设备，成本昂贵。
微流控技术指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流控技术可将检测过程集中在厘米至微米级的芯片上，使整个检测实现微型化和自动化，从而大大降低检测过程对场地、人员和设备的要求，实现“样本进、结果出”的一步法检测。微流控装置被称为微流控芯片。
PCR检测对场地、人员、设备有很高的要求，微流控技术可以有效实现检测的集成化和自动化，因此，微流控技术成为分子诊断领域一条很有前景的技术路线。
美国专利US8673238B2公开了Cepheid公司的GeneXpert分子诊断试剂盒和专门对该试剂盒进行全自动分析的测试仪器，是一个典型分子诊断微流控产品，该专利公开了试剂盒内部分为多个腔室，中间的腔室设计一个可以上下移动的活塞。通过试剂盒底部的一个旋转阀，可将中间的活塞腔室分别与四周的试剂腔室连通，从而实现试剂的流动控制。在试剂盒后部设计有一个反应管，提取好的核酸和PCR试剂的混合液打入反应管，实现核酸扩增。但是该试剂盒结构复杂，有多个密封环节，尤其是旋转阀，需要实现运动密封，对生产工艺有很高的要求。
美国专利US8940526B2公开了BioFire公司的FilmArray微流控芯片，该专利对同一个血液样品进行一次测试便可以检测24种病原体，该专利具体公开了芯片分为上面的储液管部分和下面的反应层部分。储液管部分预置冻干试剂，芯片使用时再加入溶解液复融，且样本需要预处理后向微流控芯片加入样本溶液。反应层部分采用柔性袋实现细胞裂解区、核酸纯化区、扩增区的分区设计，液体在不同区之间流动是通过设备内的气囊挤压实现。该微流控芯片材料成本低，但加工难度较大。另外该专利柔性膜难以实现精确定位，且气囊挤压存在死角，因此芯片内部试剂无法精确控制，会存在死角，试剂总用量较大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，以解决现有技术中分子诊断设备对微流控芯片的扩增腔荧光检测的技术问题。
本实用新型提供的技术方案如下：
本实用新型的一个目的在于提供一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，所述荧光检测机构包括盘状激发滤光片支架和盘状发射滤光片支架；所述盘状激发滤光片支架和所述盘状发射滤光片支架被配置为同步旋转；
所述盘状激发滤光片支架的一侧固定LED电路板，所述LED电路板上均匀布置多个LED灯；所述盘状激发滤光片支架上均匀布置多个激发滤光片，其中，一个所述激发滤光片对应一个所述LED灯；
所述盘状激发滤光片支架的另一侧，由上至下依次固定有激发透镜组和激发光纤，所述激发透镜组的光轴和所述激发光纤的光轴同轴；
所述盘状发射滤光片支架的一侧固定感光元件，所述盘状发射滤光片支架上均匀布置多个发射滤光片；
所述盘状发射滤光片支架的另一侧，由下至上依次固定有发射透镜组和发射光纤，所述发射透镜组的光轴和所述发射光纤的光轴同轴，所述发射透镜组正对所述感光元件。
在一个较佳的实施例中，所述荧光检测机构还包括步进电机，所述步进电机包括第一输出轴和第二输出轴；
所述第一输出轴固定盘状激发滤光片支架，所述第二输出轴固定盘状发射滤光片支架；
所述步进电机旋转，带动所述盘状激发滤光片支架和所述盘状发射滤光片支架同步旋转。
在一个较佳的实施例中，所述荧光检测机构还包括电子滑环和激发电路板；
所述激发电路板通过所述电子滑环与所述LED电路板电气连接。
在一个较佳的实施例中，所述激发电路板与所述荧光检测机构的壳体固定，所述电子滑环安装在所述LED电路板的一侧，所述LED电路板和所述电子滑环随所述盘状激发滤光片支架一同旋转。
在一个较佳的实施例中，所述荧光检测机构还包括感光电路板，所述感光元件与所述感光电路板固定，所述感光电路板与所述荧光检测机构的壳体固定。
在一个较佳的实施例中，所述激发透镜组和所述激发光纤与所述荧光检测机构的壳体固定。
在一个较佳的实施例中，所述发射透镜组和所述发射光纤与所述荧光检测机构的壳体固定。
本实用新型上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
本实用新型提供一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，通过激发光纤和发射光纤对扩增腔内的反应体系进行实时荧光检测，从而对反应体系内的核酸进行定量。
本实用新型提供一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，盘状激发滤光片支架上均匀布置多个激发滤光片，盘状发射滤光片支架上均匀布置多个发射滤光片，可对多种扩增产物进行特异性检测，支持多重荧光检测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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是本实用新型荧光检测机构的示意图。
图2是本实用新型荧光检测机构的内部示意图。
图3是本实用新型荧光检测机构的剖面图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的器件或者物件涵盖出现在该词后面列举的器件或者物件及其等同，而不排除其他器件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
需要说明的是，本实用新型中使用的“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
结合图1至图3，根据本实用新型的实施例提供一种用于分子诊断设备的荧光检测机构1，用于对微流控芯片的扩增腔内的扩增产物进行荧光定量检测。
荧光检测机构1包括步进电机109、盘状激发滤光片支架103和盘状发射滤光片支架112。步进电机109包括第一输出轴116和第二输出轴117，第一输出轴116固定盘状激发滤光片支架103，第二输出轴117固定盘状发射滤光片支架112。
当步进电机109旋转时，带动盘状激发滤光片支架103和盘状发射滤光片支架112同步旋转，如图2所示。
盘状激发滤光片支架103的一侧固定LED电路板104，LED电路板104上均匀布置多个LED灯105。盘状激发滤光片支架103上均匀布置多个激发滤光片106，其中，一个激发滤光片106对应一个LED灯105。
盘状激发滤光片支架103的另一侧，由上至下依次固定有激发透镜组107和激发光纤108，激发透镜组107的光轴和激发光纤108的光轴同轴。激发透镜组107和激发光纤108与荧光检测机构1的壳体K固定。
盘状发射滤光片支架112的一侧固定感光元件114，盘状发射滤光片支架112上均匀布置多个发射滤光片113。
盘状发射滤光片支架112的另一侧，由下至上依次固定有发射透镜组111和发射光纤110，发射透镜组111的光轴和发射光纤110的光轴同轴，发射透镜组111正对感光元件114。发射透镜组111和发射光纤110与荧光检测机构1的壳体K固定。
盘状激发滤光片支架103和盘状发射滤光片支架112被配置为同步旋转，使多个LED灯105和多个激发滤光片106的光轴，循环对准激发透镜组107和激发光纤108的光轴，并且使多个发射滤光片113的光轴，循环对准发射透镜组111和发射光纤110的光轴。
当一对LED灯105和激发滤光片106的光轴，对准激发透镜组107和激发光纤108的光轴时，一个发射滤光片113的光轴对准发射透镜组111和发射光纤110的光轴。
根据本实用新型的实施例，荧光检测机构1还包括激发电路板101、电子滑环102和感光电路板115。激发电路板101与荧光检测机17的壳体K固定，在LED电路板104一侧安装电子滑环102，当步进电机109旋转时，LED电路板104和电子滑环102随盘状激发滤光片支架103一同旋转。具体地，电子滑环102的转子与盘状激发滤光片支架103固定，电子滑环102的转子随盘状激发滤光片支架103一同旋转。
激发电路板101通过电子滑环102与LED电路板7104电气连接。具体地，激发电路板101电气连接电子滑环102的入线端(电子滑环102的入线端连接电子滑环102的定子)，LED电路板104电气连接电子滑环102的出线端(电子滑环102的出线端连接电子滑环102的转子)。激发电路板101产生恒定电流输入电子滑环102的入线端，通过电子滑环102的出线端给LED电路板104供电，使LED灯105点亮。
本实用新型采用电子滑环102，使LED电路板104和LED灯105任意角度旋转的同时保持与激发电路板101电气链接。
根据本实用新型的实施例，感光元件114与感光电路板115固定，感光元件114和感光电路板115与荧光检测机构7的壳体K固定。
激发光纤108和发射光纤110，连接至微流控芯片并对准微流控芯片的扩增腔。特定波长的激发光通过激发光纤108射入微流控芯片的扩增腔内，扩增产物被激发荧光激发，继而发射出另一特定波长的发射荧光，发射荧光经发射光纤110进入荧光检测机构1，被感光元件114测定发射荧光的光强。在激发荧光光强一定的前体下，发射荧光的光强与扩增腔内的反应体系内的扩增产物浓度正相关，从而对反应体系内的核酸进行定量。
本实用新型一对LED灯105和激发滤光片106可产生某一特定波长的激发荧光。当步进电机109旋转，带动盘状激发滤光片支架103旋转，盘状激发滤光片支架103带动LED电路板104旋转至某一对LED灯105和激发滤光片106的光轴线，同激发透镜组107和激发光纤108的光轴线重合时，激发荧光经激发透镜组107聚焦于激发光纤108的端面。激发荧光经激发光纤108传输至微流控芯片的扩增腔，对反应体系内的扩增产物进行荧光激发。
盘状激发滤光片支架103随步进电机109旋转的同时，盘状发射滤光片支架112和发射滤光片113同步旋转。当某一对LED灯105和激发滤光片106与激发透镜组107和激发光纤108的光轴同轴时，存在一个发射滤光片113与发射透镜组111和发射光纤110的光轴同轴，并正对感光元件114。微流控芯片的扩增腔内的发射荧光经发射光纤110传输至荧光检测机构1，经发射透镜组111扩束后，摄入感光元件114进行光强测定。
步进电机109旋转一个角度，使得一对LED灯105和激发滤光片106与激发透镜组107和激发光纤108的光轴同轴，且一个发射滤光片113与发射透镜组111和发射光纤110的光轴同轴。激发滤光片106和发射滤光片113的通带波长与反应体系内扩增产物的荧光光谱相对应，从而对微流控芯片的扩增腔内的扩增产物进行特异性检测。本实用新型盘状激发滤光片支架103上均匀布置多个激发滤光片106，盘状发射滤光片支架112上均匀布置多个发射滤光片113，可对多种扩增产物进行特异性检测。
有以下几点需要说明：
(1)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本实用新型的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的器件被称作位于另一器件“上”或“下”时，该器件可以“直接”位于另一器件“上”或“下”或者可以存在中间器件。
(3)在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于分子诊断设备的荧光检测机构，其特征在于，包括盘状激发滤光片支架和盘状发射滤光片支架；所述盘状激发滤光片支架和所述盘状发射滤光片支架被配置为同步旋转；
所述盘状激发滤光片支架的一侧固定LED电路板，所述LED电路板上均匀布置多个LED灯；所述盘状激发滤光片支架上均匀布置多个激发滤光片，其中，一个所述激发滤光片对应一个所述LED灯；
所述盘状激发滤光片支架的另一侧，由上至下依次固定有激发透镜组和激发光纤，所述激发透镜组的光轴和所述激发光纤的光轴同轴；
所述盘状发射滤光片支架的一侧固定感光元件，所述盘状发射滤光片支架上均匀布置多个发射滤光片；
所述盘状发射滤光片支架的另一侧，由下至上依次固定有发射透镜组和发射光纤，所述发射透镜组的光轴和所述发射光纤的光轴同轴，所述发射透镜组正对所述感光元件。
2.根据权利要求1所述的荧光检测机构，其特征在于，所述荧光检测机构还包括步进电机，所述步进电机包括第一输出轴和第二输出轴；
所述第一输出轴固定盘状激发滤光片支架，所述第二输出轴固定盘状发射滤光片支架；
所述步进电机旋转，带动所述盘状激发滤光片支架和所述盘状发射滤光片支架同步旋转。
3.根据权利要求1所述的荧光检测机构，其特征在于，所述荧光检测机构还包括电子滑环和激发电路板；
所述激发电路板通过所述电子滑环与所述LED电路板电气连接。
4.根据权利要求3所述的荧光检测机构，其特征在于，所述激发电路板与所述荧光检测机构的壳体固定，所述电子滑环安装在所述LED电路板的一侧，所述LED电路板和所述电子滑环随所述盘状激发滤光片支架一同旋转。
5.根据权利要求1所述的荧光检测机构，其特征在于，所述荧光检测机构还包括感光电路板，所述感光元件与所述感光电路板固定，所述感光电路板与所述荧光检测机构的壳体固定。
6.根据权利要求1所述的荧光检测机构，其特征在于，所述激发透镜组和所述激发光纤与所述荧光检测机构的壳体固定。
7.根据权利要求1所述的荧光检测机构，其特征在于，所述发射透镜组和所述发射光纤与所述荧光检测机构的壳体固定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |