CN220099014U - 一种crispr核酸生物传感器的实时荧光检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪，包括进水管、滤光板、活动卡槽、水温探头、温度显示器、槽体和光源，该槽体呈顶部开口、四周封闭的中空状，槽体的底部设置有凹槽，光源可拆卸设置于该凹槽内，该光源能够激发荧光信号；所述活动卡槽上能够放置待检测的反应管，活动卡槽的上方设置滤光板，且滤光板能够遮盖住活动卡槽和活动卡槽上的反应管，该滤光板能够检测光源的荧光信号。本实时荧光检测仪基于CRISPR核酸生物传感原理实现了即时检测，是一套造价低、便携性好、可裸眼实时观察荧光结果的设备，可在非实验室环境下实现对核酸检测的实时结果可视化，且具有造价低廉、便于携带、易于操作的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于分子检测设备技术领域，尤其是一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪。
背景技术
CRISPR Cas12系统、Cas13系统和Cas14系统在识别和切割靶标核酸后，激活Cas酶切割淬灭荧光探针的附带活性，从而产生荧光信号，通过对荧光信号的检测即可得到待测样品的核酸检测结果。蓝光仪、多功能酶标仪和实时荧光定量PCR仪是目前检测CRISPR核酸生物传感器荧光信号的主要手段。多功能酶标仪和实时荧光定量PCR仪虽然支持CRISPR反应条件下(35℃～42℃)的实时荧光检测，但仪器精密，不宜搬运且价格昂贵，还需要配备电脑和相应的软件才能实现对荧光信号的实时检测。蓝光仪具有造价低、便携性好、荧光结果裸眼可见的优势，可用于基于CRISPR核酸生物传感原理的即时检测(POCT)，但蓝光仪不具备温控功能，只能对终止后的反应进行检测，无法获得检测效率数据，检测时间也不灵活，需要预实验对检测时间进行摸索。
因此，亟需一种或多种新的相关设备。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪，所述实时荧光检测仪包括进水管、滤光板、活动卡槽、水温探头、温度显示器、槽体和光源，所述槽体沿水平方向设置，该槽体呈顶部开口、四周封闭的中空状，槽体的底部设置有凹槽，该凹槽沿纵向设置，所述光源可拆卸设置于该凹槽内，该光源能够激发荧光信号；
所述槽体与进水管、活动卡槽、温度显示器相连接设置，所述进水管设置于槽体顶部，该进水管的输入端能够输入水，该进水管的输出端与槽体的中空内部相通设置，水能够通过进水管注入到槽体的中空内部；
所述温度显示器设置于槽体外侧，水温探头的一端与温度显示器相连接设置，该水温探头的另一端延伸设置于槽体的中空内部，当水温探头与中空内部的水相接触设置时，水温探头能够检测槽体内水的温度，温度显示器能够实时显示中空内部内水的温度；
所述活动卡槽设置于槽体的顶部开口上，该活动卡槽上能够可拆卸放置待检测的反应管，设置于活动卡槽中的反应管的中下部能够设置于槽体的中空内部且与槽体内的水相接触设置；所述活动卡槽的上方设置滤光板，该滤光板与槽体、活动卡槽可拆卸相连接设置，且滤光板能够遮盖住活动卡槽和活动卡槽上的反应管，该滤光板能够检测光源的荧光信号；
所述槽体的材质为防水透明材质。
进一步地，所述光源为蓝光灯。
进一步地，所述光源为470nm LED灯。
进一步地，所述滤光板为580nm的橘黄色滤光片。
进一步地，所述槽体内水的温度设置为40℃。
进一步地，所述槽体的材质为透明塑料或PVC板。
进一步地，所述活动卡槽包括板体和反应管安装孔，板体沿水平方向设置，该板体上均布间隔设置多个反应管安装孔，反应管安装孔与反应管相匹配设置，反应管能够与反应管安装孔可拆卸安装在一起，反应管通过反应管安装孔与板体可拆卸相连接设置。
进一步地，所述实时荧光检测仪还包括暗箱，该暗箱可拆卸设置于滤光板、活动卡槽的上方，暗箱的顶部设置有观察孔，暗箱的底部开口、内部呈中空状，暗箱的下底面盖合设置于槽体的顶部上表面上。
本实用新型取得的优点和效果是：
1、本实时荧光检测仪包括进水管、滤光板、活动卡槽、温度显示器、槽体和光源，通过进水管向槽体的中空内部注入适合温度的温水后，形成嵌合式水浴槽，为反应提供孵育环境，将荧光信号激发光源和检测滤光片嵌合到孵育器上，使反应结果可被裸眼实时观察，大幅度降低实时检测荧光信号的仪器成本和时间成本，另外，基于CRISPR核酸生物传感原理实现了即时检测(POCT)，是一套造价低、便携性好、可裸眼实时观察荧光结果的设备，可在非实验室环境下实现对核酸检测的实时结果可视化，且具有造价低廉、便于携带、易于操作的特点。槽体的材质为防水透明材质，便于操作和观察，同时也便于光源发出的荧光信号能够透过槽体进行相关检测等，保证了检测的顺利进行。
2、本实时荧光检测仪光源为蓝光灯，蓝色光源安全，对眼部没有伤害，蓝光灯能够配合橘黄色滤光片，可肉眼观察FAM探针产生的荧光，一般蓝光灯需插电220v电压；通过覆盖橘黄色滤光片能够屏蔽多余蓝光，从而实现发射波长的肉眼可见；以40℃温水为反应热源，热源易获取、安全、环保、可循环使用。
3、本实时荧光检测仪活动卡槽包括板体和反应管安装孔，反应管安装孔与反应管相匹配设置，反应管能够与反应管安装孔可拆卸安装在一起，反应管通过反应管安装孔与板体可拆卸相连接设置。本检测仪的活动卡槽的结构简单，制作、安装及使用方便、快捷，给使用带来了极大的便利，也提高了检测效率。
4、本实时荧光检测仪包括暗箱，暗箱的设置，更好地观察荧光结果或拍照，可通过覆盖暗箱，通过暗箱上的小孔进行观察或拍照，使得检测结果更精确。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构连接主视图(省略暗箱)；
图2为图1的俯视示意图；
图3为本实用新型的一种结构连接主视图；
图4为本实用新型中使用荧光定量PCR仪(Bio-RAD)每5分钟检测一次FAM荧光信号，激发波长485nm，收集波长535nm，并以无靶标dsDNA的反应为阴性对照(-)图；
图5为本实用新型中使用470nm LED灯激发，并于580nm橘黄色滤光片后观察的终反应结果图。
具体实施方式
下面结合通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
本实用新型中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本实用新型中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本实用新型所用各物质质量均为常规使用质量。本实用新型中未详细描述的结构、连接关系等，可以理解为本领域的常规技术手段。
一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪，如图1至图3所示，所述实时荧光检测仪包括进水管1、滤光板2、活动卡槽3、水温探头4、温度显示器5、槽体6和光源7，所述槽体沿水平方向设置，该槽体呈顶部开口、四周封闭的中空状，槽体的底部设置有凹槽(图中未标号)，该凹槽沿纵向设置，所述光源可拆卸设置于该凹槽内，该光源能够激发荧光信号；
所述槽体与进水管、活动卡槽、温度显示器相连接设置，所述进水管设置于槽体顶部，该进水管的输入端能够输入水，该进水管的输出端与槽体的中空内部相通设置，水能够通过进水管注入到槽体的中空内部；
所述温度显示器设置于槽体外侧，水温探头的一端与温度显示器相连接设置，该水温探头的另一端延伸设置于槽体的中空内部，当水温探头与中空内部的水相接触设置时，水温探头能够检测槽体内水的温度，温度显示器能够实时显示中空内部内水的温度；
所述活动卡槽设置于槽体的顶部开口上，该活动卡槽上能够可拆卸放置待检测的反应管9，设置于活动卡槽中的反应管的中下部能够设置于槽体的中空内部且与槽体内的水相接触设置；所述活动卡槽的上方设置滤光板，该滤光板与槽体、活动卡槽可拆卸相连接设置，且滤光板能够遮盖住活动卡槽和活动卡槽上的反应管，该滤光板能够检测光源的荧光信号；
所述槽体的材质为防水透明材质，例如透明塑料、PVC板等。
本实时荧光检测仪包括进水管、滤光板、活动卡槽、温度显示器、槽体和光源，通过进水管向槽体的中空内部注入适合温度的温水后，形成嵌合式水浴槽，为反应提供孵育环境，将荧光信号激发光源和检测滤光片嵌合到孵育器上，使反应结果可被裸眼实时观察，大幅度降低实时检测荧光信号的仪器成本和时间成本，另外，基于CRISPR核酸生物传感原理实现了即时检测(POCT)，是一套造价低、便携性好、可裸眼实时观察荧光结果的设备，可在非实验室环境下实现对核酸检测的实时结果可视化，且具有造价低廉、便于携带、易于操作的特点。槽体的材质为防水透明材质，便于操作和观察，同时也便于光源发出的荧光信号能够透过槽体进行相关检测等，保证了检测的顺利进行。
在本实施例中，所述光源为蓝光灯，蓝色光源安全，对眼部没有伤害，蓝光灯能够配合橘黄色滤光片，可肉眼观察FAM探针产生的荧光，一般蓝光灯需插电220v电压。
较优地，所述光源为470nm LED灯。
较优地，所述滤光板为580nm的橘黄色滤光片，通过覆盖橘黄色滤光片能够屏蔽多余蓝光，从而实现发射波长的肉眼可见。
较优地，所述槽体内水的温度设置为40℃，以40℃温水为反应热源，热源易获取、安全、环保、可循环使用。
在本实施例中，所述活动卡槽包括板体(图中未标号)和反应管安装孔10，板体沿水平方向设置，该板体上均布间隔设置多个反应管安装孔，反应管安装孔与反应管相匹配设置，反应管能够与反应管安装孔可拆卸安装在一起，反应管通过反应管安装孔与板体可拆卸相连接设置。本检测仪的活动卡槽的结构简单，制作、安装及使用方便、快捷，给使用带来了极大的便利，也提高了检测效率。
在本实施例中，所述实时荧光检测仪还包括暗箱8，该暗箱可拆卸设置于滤光板、活动卡槽的上方，暗箱的顶部设置有观察孔(图中未示出)，暗箱的底部开口、内部呈中空状，暗箱的下底面盖合设置于槽体的顶部上表面上。暗箱的设置，更好地观察荧光结果或拍照，可通过覆盖暗箱，通过暗箱上的小孔进行观察或拍照，使得检测结果更精确。
本实用新型实时荧光检测仪的一种检测原理和步骤可以如下：
a)通过进水管向槽体的中空内部注入42℃温水，直至淹没水温探头，打开温度显示器，实时检测水温，反应时水温控制在35℃～42℃；
b)将基于CRISPR核酸生物传感器的核酸检测反应管置于活动卡槽上，反应管的中下部要置于槽体的温水中，确保反应管内的试剂部分完全没入温水、管盖置于温水上方，利用此嵌合式水浴槽为反应提供孵育环境。
c)如果在反应中，水温降低至35℃以下，可通过向进水管中缓缓加入热水来提升槽体的中空内部中的水温；
d)盖上滤光片，打开光源(如蓝光灯)，利用光源(如蓝光灯(470nm LED))为荧光检测提供激发光源，并通过滤光片屏蔽多余蓝光从而实现发射波长的肉眼可见。
e)为更好地观察荧光结果或拍照，可通过覆盖暗箱，通过暗箱上的小孔进行观察或拍照。
利用本实用新型实时荧光检测仪进行的相关检测：
在30℃～42℃范围内，CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测。阳性(+)反应体系中含有50nM FnCas12a酶，500nM crRNA，50nM靶标dsDNA(PCR产物)，500nM荧光检测探针(FAM-N5-BHQ1)和10U RNase抑制剂(TaKaRa)，1xCas酶反应缓冲液，终体积为20μL。
具体的检测结果如图4和图5所示，从图中可以看出，2小时内，30.0℃～42.0℃的孵育温度对阴性(-)无影响，没有荧光信号被检测到(图4)或被肉眼观察到(图5)；在给出(组分比)条件下，30.0℃孵育5分钟，即可获得阳性(+)荧光信号，信号强度比背景阴性(-)信号强度高200倍(图4)，2小时后，阳性(+)荧光信号可达背景阴性(-)信号强度的7000倍(图4)，且此荧光信号通过蓝光激活后肉眼可见(图5)；
通过对荧光信号的动态检测发现，在30.0℃～39.7℃温度区间内，相同孵育时间下，温度越高，阳性(+)荧光信号越强，检测效率越高(图4)；39.7℃～42.0℃温度区间内，温度对阳性(+)荧光信号的影响不显著；
为确保靶标分子被CRISPR核酸生物传感器检出后的荧光信号能被即时、快速的观察到，本发明推荐温度为35.0℃～42.0℃。
尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (8)
1.一种CRISPR核酸生物传感器的实时荧光检测仪，其特征在于：所述实时荧光检测仪包括进水管、滤光板、活动卡槽、水温探头、温度显示器、槽体和光源，所述槽体沿水平方向设置，该槽体呈顶部开口、四周封闭的中空状，槽体的底部设置有凹槽，该凹槽沿纵向设置，所述光源可拆卸设置于该凹槽内，该光源能够激发荧光信号；
所述槽体与进水管、活动卡槽、温度显示器相连接设置，所述进水管设置于槽体顶部，该进水管的输入端能够输入水，该进水管的输出端与槽体的中空内部相通设置，水能够通过进水管注入到槽体的中空内部；
所述温度显示器设置于槽体外侧，水温探头的一端与温度显示器相连接设置，该水温探头的另一端延伸设置于槽体的中空内部，当水温探头与中空内部的水相接触设置时，水温探头能够检测槽体内水的温度，温度显示器能够实时显示中空内部内水的温度；
所述活动卡槽设置于槽体的顶部开口上，该活动卡槽上能够可拆卸放置待检测的反应管，设置于活动卡槽中的反应管的中下部能够设置于槽体的中空内部且与槽体内的水相接触设置；所述活动卡槽的上方设置滤光板，该滤光板与槽体、活动卡槽可拆卸相连接设置，且滤光板能够遮盖住活动卡槽和活动卡槽上的反应管，该滤光板能够检测光源的荧光信号；
所述槽体的材质为防水透明材质。
2.根据权利要求1所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述光源为蓝光灯。
3.根据权利要求1所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述光源为470nm LED灯。
4.根据权利要求1所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述滤光板为580nm的橘黄色滤光片。
5.根据权利要求1所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述槽体内水的温度设置为40℃。
6.根据权利要求1所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述槽体的材质为透明塑料或PVC板。
7.根据权利要求1至6任一项所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述活动卡槽包括板体和反应管安装孔，板体沿水平方向设置，该板体上均布间隔设置多个反应管安装孔，反应管安装孔与反应管相匹配设置，反应管能够与反应管安装孔可拆卸安装在一起，反应管通过反应管安装孔与板体可拆卸相连接设置。
8.根据权利要求7所述的实时荧光检测仪，其特征在于：所述实时荧光检测仪还包括暗箱，该暗箱可拆卸设置于滤光板、活动卡槽的上方，暗箱的顶部设置有观察孔，暗箱的底部开口、内部呈中空状，暗箱的下底面盖合设置于槽体的顶部上表面上。
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