DE112021004082T5

DE112021004082T5 - Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021004082T5
Application number: DE112021004082.0T
Authority: DE
Inventors: Jibin YU; Jun Dai; Xiaohu Yang; Panpan Ma
Original assignee: Suzhou Gendx Biotech Co Ltd
Current assignee: Suzhou Gendx Biotech Co Ltd
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2023-06-01
Also published as: WO2022126899A1

Abstract

Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, umfassend ein Laserlichtquellenmodul (1) und ein Probenpoolmodul (2) zum Laden einer Probe. Durch die Verwendung eines Lasers als Anregungslichtquelle wird der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe vergrößert, wodurch der optische Weg vergrößert wird. Die Intensität des optischen Signals wird erhöht, um die Detektionsempfindlichkeit und -genauigkeit zu verbessern, wodurch eine stabile Signaldetektion erreicht wird. Laser mit unterschiedlichen Kanälen können ausgetauscht werden, um eine Mehrkanaldetektion verschiedener Proben zu erreichen. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung ist miniaturisiert und tragbar mit niedrigen Kosten, schneller Detektionsgeschwindigkeit, großem Volumen des Detektionsreagenzrohrs, großer Reagenzmenge, hohem Fluoreszenzdetektionssignalwert, stabilem Detektionsergebnis, hoher Genauigkeit, großem Detektionsbereich und vielen detektierbaren fluoreszierenden Substanzen, was das praktische Anwendungsgebiet der Fluoreszenzdetektion ohne professionellen Betrieb erhöht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, insbesondere auf eine durch einen Laser angeregte Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, insbesondere eine durch einen Laser angeregte Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Analysieren des Nukleinsäuregehalts in einer Probe.
STAND DER TECHNIK
Gegenwärtig werden üblicherweise LED-Lampen, Halogenlampen, Xenonlampen usw. als Lichtquellen für Anregungsvorrichtungen in PCR-Instrumenten zur quantitativen Analyse von Nukleinsäuren verwendet. LED-Licht hat einen großen Divergenzwinkel, eine instabile Helligkeit, eine schwache Helligkeit, eine inkonsistente Wellenlänge, eine unzureichende Lichtreinheit, eine starke Streulichtinterferenz und ein schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis. Daher sind mehrere Lichtkalibrierungen erforderlich, was dazu führt, dass das verschiedene komplexe und anspruchsvolle Hilfszubehör bei der Auslegung der Anregungsvorrichtung und der Empfangsvorrichtung hinzugefügt werden muss. Wenn teure Filter und Lichtsensorsignalmultiplikationsunterstützung erforderlich sind, stellt die Instabilität der Helligkeit der LED-Lichtquelle hohe Anforderungen an optoelektronische Ingenieure bei der Auswahl des Stromversorgungsmodus der Lichtquelle. Die schwache Helligkeit der LED bewirkt, dass das von der Anregungsvorrichtung emittierten Anregungslicht nicht stark genug ist, was zu einer komplizierten PD-Empfangsvorrichtung und einem schwachen effektiven Signal führt. Elektroniker müssen diesen Teil des effektiven Signals auch extrahieren und verstärken. Das extrahierte effektive verstärkte Signal kann nicht verzerrt werden, da sonst die Schwierigkeit des Schaltungsentwurfs stark zunimmt. Zum Beispiel gibt es in einem PCR-Instrument, das mit einer gewöhnlichen LED als Anregungsvorrichtung ausgestattet ist, einen Plankonvexspiegel und einen Plankonvexspiegel, zwei Doppelkonvexspiegel und einen Filter in der Anregungsvorrichtung. Während der Montage wird die Lichtintensität durch Reihenfolge und Richtung erhöht. Die optische Signalempfangsvorrichtung besteht ebenfalls aus einer Vielzahl von Plankonvexspiegeln, Doppelkonvexspiegeln und optischen Filtern. Effektive Signale können nicht erkannt werden, wenn die Reihenfolge und die Richtung falsch sind. Halogenlampen, Xenonlampen usw. haben auch große Nachteile als Lichtquellen für Anregungsvorrichtungen. Zum Beispiel erhöht sich die elektrische Leistung, die aufgrund des großen Lichtvolumens verbraucht werden muss, und die Lichtwärme ist hoch, um eine Wärmeableitungsvorrichtung hinzuzufügen, und der Divergenzwinkel des Lichts ist groß und erfordert auch eine Lichtkalibrierung. Diese Nachteile machen eine Miniaturisierung des Instruments unmöglich. Obwohl Laser als Anregungsquelle in einer kleinen Anzahl von Literatur- oder Patentberichten verwendet werden, um PCR-Instrumente wie ABI 7900HT quantitative Fluoreszenz-PCR-Instrumente herzustellen. Stickstoffionenlaser sind teuer und haben eine einzige Wellenlänge, so dass sie im Wesentlichen auf dem Markt eliminiert wurden.
Gewöhnliche quantitative Fluoreszenz-PCR-Instrumente oder fluoreszierende Instrumente mit konstanter Temperatur erfordern sehr komplexe und präzise optische Signalfilter- und Signalverstärkungsprozesse und erfordern teure optische Signalerfassungselemente oder - geräte. Die Verwendung herkömmlicher optischer Komponenten, komplexer Heizelemente usw. führt zu einer unzureichenden Integration bestehender PCR-Fluoreszenzdetektionsinstrumente. Die Anzahl der Lichtquellen und Detektoren ist groß, so dass der Unterschied zwischen mehreren Lichtquellen und Detektoren die Konsistenz der Detektionsergebnisse beeinflusst. Offline-Geräte und -Ressourcen sind erforderlich, die Geräte sind groß und teuer. Die Präzision und Komplexität herkömmlicher Geräte erfordert komplexe Parametereinstellungen und den Betrieb professioneller Inspektoren, was die Universalität der Anwendung einschränkt und es schwierig macht, routinemäßige Inspektionen an öffentlichen Orten und zu Hause zu erreichen.
Dies erfordert Änderungen an bestehenden Nukleinsäureamplifikationsgeräten, um die Detektionsempfindlichkeit zu verbessern und gleichzeitig die Geräteinstrumente zu minimieren oder zu miniaturisieren.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Um die obigen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung bereit. In der Vorrichtung wird ein Laser als Anregungsquelle verwendet, um das Probenvolumen zu vergrößern und den Laser die Probe bestrahlen zu lassen, wodurch der Weg der vom Laser durchdrungenen Probe auf einen bestimmten Bereich verlängert wird. Mehr fluoreszierende Reagenzien werden angeregt, um Fluoreszenz zu erzeugen, wodurch die Detektionsempfindlichkeit verbessert wird.
In einigen bevorzugten Verfahren beträgt der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe nicht weniger als 3,7 mm, wodurch der optische Weg des Lasers in der Probe erhöht wird. In einigen Fällen enthält die Probe Nukleinsäure, die amplifiziert wurde. Gleichzeitig enthält die Probe auch fluoreszierende Substanzen, um die Nukleinsäuremenge in der Probe anzuzeigen. Auf diese Weise erzeugt der Laser während des Eindringens in die Probe mehr Transmission und Brechung, wodurch mehr fluoreszierende Substanzen angeregt werden, um Fluoreszenz zu erzeugen. Die Intensität des optischen Signals wird stark erhöht, um die Detektionsempfindlichkeit und -genauigkeit stark zu verbessern und eine stabile Signaldetektion zu erreichen. Zusätzlich können Laser mit verschiedenen Kanälen ausgetauscht werden, um eine Mehrkanaldetektion verschiedener Proben zu erreichen. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorteile der Miniaturisierung, der Tragbarkeit und der niedrigen Kosten auf und kann für die Detektion in der Öffentlichkeit und zu Hause verwendet werden, so dass eine genaue Detektion von Nukleinsäuren unter begrenztem Fachwissen und experimenteller Ausrüstung realisiert werden kann.
Das Forscherteam stellte überraschend fest, dass der Laser beim Eindringen in die Probe mehr Transmission und Brechung erzeugen kann, wenn der Laser eine bestimmte Dicke erreicht oder der Wegabstand des Lasers in der Probe vergrößert wird. Der optische Weg des Lasers in der Probe wird signifikant erhöht, wodurch mehr fluoreszierende Substanzen angeregt werden, um Fluoreszenz zu erzeugen. Die Empfindlichkeit der Fluoreszenzdetektion von Nukleinsäuresubstanzen kann stark verbessert werden, um den Messbereich zu erweitern. Das miniaturisierte und vereinfachte Design von Nukleinsäureamplifikationsgeräten, wie z. B. PCR-Instrumenten, kann realisiert werden. Mit anderen Worten, der Abstand, um den Laser durch eine bestimmte Dicke der Lösung hindurchgehen zu lassen oder um den Laser in die Flüssigkeit eindringen und durch die Flüssigkeit hindurchgehen zu lassen, nimmt zu. Die Lösung enthält die zu testende Probe und die fluoreszierende Substanz, so dass eine hochempfindliche Detektion des Fluoreszenzgehalts erreicht werden kann, wodurch die entsprechende Nukleinsäuresubstanz mit hoher Empfindlichkeit detektiert werden kann. Nukleinsäuresubstanz ist jede ähnliche Nukleinsäure, wie RNA, DNA oder ihre Derivate, Hybridketten und dergleichen.
Für die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Volumen der Vorrichtung verringert und die Ausnutzung des Innenraums der Vorrichtung wird verbessert. Die LED-Anregungsquelle wurde in eine Laseranregung geändert und das Reagenzrohr wurde auf das 2,5 bis 10-fache des allgemeinen PCR-Instruments auf dem Markt verstärkt. Die Menge an Reagenzien wird ebenfalls stark um das 5 bis 10-fache erhöht, was die Intensität des optischen Signals stark erhöht, wodurch die Tragbarkeit und die niedrigen Kosten der Vorrichtung wirklich realisiert werden.
Einerseits stellt die vorliegende Erfindung eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung bereit, umfassend ein Laserlichtquellenmodul und ein Probenpoolmodul zum Laden einer Probe, wobei das Laserlichtquellenmodul zum Emittieren eines Lasers verwendet wird, so dass der emittierte Laser zum Durchdringen der Probe in dem Probenpoolmodul verwendet wird, um die in der Probe enthaltene fluoreszierende Substanz innerhalb des durchdrungenen Wegabstands zur Emission von Fluoreszenz anzuregen.
Es ist verständlich, dass ein solches Gerät nicht notwendigerweise Proben enthält. Wenn das Probenpoolmodul zum Zeitpunkt der Detektion eine Probe enthält, nimmt die Probe ein bestimmtes Volumen in dem Probenpool ein, so dass der Laser durch das Probenvolumen hindurchgehen kann. Dadurch wird die fluoreszierende Substanz in der Probe angeregt, Fluoreszenz zu emittieren.
Der Dispersionswinkel des Lasers ist klein und das Licht wird fast parallel emittiert. Aufgrund der hohen Helligkeit und der guten Monochromatizität kann es auch ohne zusätzliche Filter ausgestattet werden. Die Interferenz ist gering und das optische Signal-Rausch-Verhältnis ist gut, so dass es den signifikanten Vorteil einer hohen Empfindlichkeit aufweist. Durch die Verwendung eines Lasers als Aktuator kann die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung eine einfachere Struktur, eine bequeme Montage und einen Preisvorteil aufweisen.
Die Probe liegt hier im Allgemeinen in flüssiger Form oder flüssigem Zustand vor. Diese Flüssigkeiten im flüssigen Zustand müssen ein bestimmtes Volumen im Behälter einnehmen. Die Form dieses Volumens wird durch die Form des Behälters bestimmt. Wenn daher die Form des Behälters bestimmt wird, bestimmt der Eintrittsmodus des Lasers den Abstand des Lasers durch die Probe. Der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe bezieht sich auf die Länge der Probe, wenn sie durch den Laser hindurchgeht, insbesondere in vielen Fällen. Wenn die Probe vertikal angeordnet ist und der Laser von der Seite eintrifft, entspricht die Dicke, die er durchläuft, dem Durchmesser des Probenbehälters. Wenn die Probe vertikal angeordnet ist und der Laser von unten eintrifft, entspricht die Dicke, die er durchläuft, der Höhe der Probe innerhalb des Behälters. Wenn die Probe schräg angeordnet ist und der Laser von der Seite eintrifft, entspricht die Dicke, die er durchläuft, der Länge einer schrägen Linie, die durch die Probe verläuft. Wenn das Probenvolumen klein ist und fast auf dem Boden des Behälters gekachelt ist, kann der Laser, wenn er von der Seite der Probe eintrifft, durch die Oberflächenschicht der Probe hindurchgehen, und die Länge des Weges, durch den er hindurchgeht, ist die Dicke. Der sogenannte Abstand bezieht sich auf die Länge oder den Abstand zwischen dem Lasereintritt in die Flüssigkeit und dem Austritt aus der Flüssigkeit oder dem zurückgelegten Weg. Hierunter kann die Länge des Weges verstanden werden, den der Laser in der Flüssigkeit zurücklegt.
Ferner ist vorgesehen, dass der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul nicht weniger als 3,7 mm beträgt.
Gleichzeitig stellte das Forscherteam fest, dass Laser als Aktuator verwendet wurden. Wenn der Laser die Probe bis zu einer Dicke von 3,7 mm oder mehr durchdringt, kann der Laser während des Eindringens der Probe mehr Transmission und Brechung erzeugen, was die Empfindlichkeit der Fluoreszenzdetektion von Nukleinsäuresubstanzen stark verbessern und den Messbereich erweitern kann, wodurch das miniaturisierte und vereinfachte Design des PCR-Instruments wirklich realisiert wird.
Ferner ist vorgesehen, dass der optische Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul vorzugsweise 3,7 mm bis 15 mm beträgt.
In einigen Fällen ist vorgesehen, dass die Dicke der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul 3,7 mm oder mehr als 3,7 mm beträgt. In einigen Fällen ist vorgesehen, dass die Länge oder der Abstand des Weges durch die Flüssigkeit weniger als 15 mm beträgt.
Ferner ist vorgesehen, dass der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul 6 mm bis 10 mm beträgt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Probe in dem Probenpoolmodul in einem laserdurchlässigen Probenbehälter angeordnet ist.
Ferner ist vorgesehen, dass das Probenpoolmodul einen oder mehrere Probenbehälter enthalten kann.
Ferner ist vorgesehen, dass ein transparentes Zentrifugalrohr in dem Probenbehälter angeordnet ist.
Ferner ist vorgesehen, dass die Spezifikation des Probenbehälters 0,5 ml bis 5 ml beträgt.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird hauptsächlich zum Detektieren des Zielnukleinsäuregehalts in der Probe verwendet. Die zu detektierende Probe muss bei konstanter Temperatur amplifiziert werden. Das Amplifikationssystem umfasst eine fluoreszierende Sonde. Daher verwendet der Probenbehälter ein transparentes Zentrifugalrohr mit gewöhnlichen Spezifikationen, das leicht auf dem Markt erhältlich ist, einschließlich 0,5 ml bis 5 ml.
Ferner ist vorgesehen, dass die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls 5 bis 500 mW beträgt. Die Emissionsleistung des Lasers hängt von der Intensität des emittierten Laserlichts und auch von der Eindringdistanz in die Flüssigkeit ab, um durch Fluoreszenzanregung Fluoreszenz zu emittieren. Es ist verständlich, dass der Abstand, in dem der Laser in die Flüssigkeit eindringt, in direktem Zusammenhang mit der emittierten Fluoreszenz steht, wenn die Leistung auf einen bestimmten Bereich festgelegt ist. Wenn sich die Leistung innerhalb eines bestimmten Bereichs ändert, ändert sich natürlich auch die Laserintensität.
Daher stellt die vorliegende Erfindung andererseits eine Nukleinsäuredetektionsvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung ein Laserlichtquellenmodul, ein Fluoreszenzdetektionsmodul und ein Probenpoolmodul umfasst, wobei das Probenpoolmodul zum Laden einer Probe verwendet wird, die Nukleinsäuren enthält, wobei die Probe eine fluoreszierende Substanz zum Anzeigen der Menge der Zielnukleinsäure enthält, wobei das Laserlichtquellenmodul zum Emittieren eines Lasers verwendet wird, so dass der emittierte Laser während des Eindringens in die Probe Transmission und Brechung erzeugt, wodurch mehr fluoreszierende Substanzen angeregt werden, Fluoreszenz zu emittieren.
In einigen Fällen ist vorgesehen, dass die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls 1 bis 10000 mW, 1 bis 1000 mW, 5 bis 500 mW oder 50 bis 200 mW beträgt. Wenn das Volumen der Probe bestimmt wird, kann die Intensität des Lasers durch Ändern der Anregungsleistung verändert werden, so dass die Intensität der Anregung der fluoreszierenden Substanz durch die fluoreszierende Substanz erreicht wird. In einigen Fällen wird der Laser durch den Dickenabstand der flüssigen Probe geleitet, so dass mehr Fluoreszenz angeregt wird, um Fluoreszenz zu emittieren, wenn die Anregungsleistung bestimmt wird.
Wenn ein transparentes Zentrifugalrohr von 0,5 ml bis 5 ml verwendet wird, beträgt das Probenvolumen in dem transparenten Zentrifugalrohr 0,05 ml bis 2,5 ml. Wenn die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls 100 mW beträgt, kann die Dicke der vom Laser durchdrungenen Probe im Bereich von 3,7 mm bis 15 mm gehalten werden, wodurch eine stabile Signaldetektion erreicht wird.
Ferner ist vorgesehen, dass die Spezifikation des Probenbehälters 0,5 ml bis 2 ml beträgt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Spezifikation des Probenbehälters 0,5 ml bis 1,5 ml beträgt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Anzahl der transparenten Zentrifugalrohre 1 ist und die Spezifikation 1,5 ml beträgt, wobei das Probenvolumen in dem Rohr 0,05 ml bis 1,2 ml beträgt.
Wenn der Reagenzglasbehälter vorzugsweise ein transparentes Zentrifugalrohr mit einer Spezifikation von 1,5 ml ist und das Probenvolumen in dem Rohr 0,05 ml bis 1,2 ml beträgt, ist der Detektionseffekt besser und die Genauigkeit und Empfindlichkeit sind höher.
Gemäß der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird jeweils nur eine kleine Anzahl von Proben gemessen, wie zum Beispiel nur eine Probe, zwei Proben, drei Proben und vier Proben. Anders als die Hochdurchsatzdetektion, die derzeit auf dem Markt verfolgt wird, konzentriert es sich auf ein kleineres und bequemeres Design, wodurch eine Fluoreszenzdetektion vor Ort jederzeit und überall realisiert wird. Die Detektionszeit einer einzelnen Probe bei der Endpunktmethode beträgt weniger als 5 Sekunden. Die Mehrfachdetektion kann durch Austausch der Probe erfolgen, was die Anzahl der detektierten Proben nicht begrenzt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Probe eine Zielnukleinsäure enthält, wobei die Zielnukleinsäure ein amplifiziertes Amplifikationsprodukt oder eine gereinigte einzelsträngige oder doppelsträngige DNA oder einzelsträngige RNA oder eine künstlich synthetische DNA oder RNA ist.
Ferner ist vorgesehen, dass die fluoreszierende Substanz als Markierungssubstanz verwendet wird, um die Menge oder den Gehalt der Nukleinsäuresubstanz in der Probe anzuzeigen.
Ferner ist vorgesehen, dass die fluoreszierende Substanz in der Nukleinsäuresequenz enthalten ist, um die Menge der Zielnukleinsäure anzuzeigen.
Ferner ist vorgesehen, dass das Probenpoolmodul einen Probenbehälter und einen Reaktionsblock mit konstanter Temperatur umfasst, wobei der Probenbehälter in den Reaktionsblock mit konstanter Temperatur geladen werden kann. Der Reaktionsblock mit konstanter Temperatur ist mit einer Basis zum Befestigen eines transparenten Zentrifugalrohrs ausgestattet. Basen mit unterschiedlichen Spezifikationen werden zusammen mit Probenbehältern mit unterschiedlichen Spezifikationen verwendet. Die Verwendung von Probenbehältern mit unterschiedlichen Spezifikationen kann durch Austausch der Basen realisiert werden.
Ferner ist vorgesehen, dass der Reaktionsblock mit konstanter Temperatur zum isothermischen Amplifizieren von in der Probe enthaltener Nukleinsäure verwendet werden kann.
Ferner ist vorgesehen, dass das transparente Zentrifugalrohr in dem Reaktionsblock mit konstanter Temperatur installiert werden kann, so dass die Probe durch den Reaktionsblock mit konstanter Temperatur gesteuert wird, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Heizstab innerhalb des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur zur Temperatursteuerung installiert werden.
Ferner ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul austauschbar ist, um Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren.
Durch Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen können verschiedene fluoreszierende Substanzen angeregt werden, Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren. Die Detektion der Fluoreszenz der jeweiligen Wellenlänge kann durch Ersetzen von Lasern unterschiedlicher Wellenlängen erreicht werden. Eine Vollspektrum-Fluoreszenzdetektion kann in der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
Ferner ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul einen oder mehrere Laser umfassen kann, wobei die verschiedenen Laser verwendet werden, um Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren, um Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen anzuregen.
Ferner ist vorgesehen, dass der Laser einen Laserkopf und einen Installationsbehälter des Laserkopfs umfasst, wobei der Laserkopf auf dem Installationsbehälter des Laserkopfs installiert ist.
Mehrere Laser können in Kombination verwendet werden, um die Detektionsgenauigkeit weiter sicherzustellen.
Die freie Umwandlungskombination zwischen den Gerätekanälen wird durch Ersetzen des Lasers oder Hinzufügen des Lasers erreicht, was mehr Komfort für die genaue Detektion bietet. Ferner ist vorgesehen, dass die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch ein Fluoreszenzdetektionsmodul umfasst, wobei das Fluoreszenzdetektionsmodul zum Empfangen von Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen und zum Umwandeln in ein elektrisches Signal nach dem Empfang des optischen Signals und zum weiteren Umwandeln in ein digitales Signal verwendet wird.
Ferner ist vorgesehen, dass das Fluoreszenzdetektionsmodul einen oder mehrere Empfänger zum Empfangen von Fluoreszenz mit verschiedenen Wellenlängen enthält, wobei der Empfänger und der Laser in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind.
Ferner ist vorgesehen, dass der Empfänger einen Installationsblock der Signalübertragungsplatine und eine Signalempfangsplatine umfasst.
Ferner ist vorgesehen, dass ein Filter vor dem lichtdurchlässigen Loch der Signalempfangsplatine installiert werden kann, um das Interferenzlicht herauszufiltern.
Ferner ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul 1 bis 4 Laser umfasst, wobei das Fluoreszenzdetektionsmodul 1 bis 4 Empfänger entsprechend umfasst. 1 oder 2 bis 4 Kombinationen von 1 bis 4 Lasern können gleichzeitig eingeschaltet und verwendet werden, und 1 oder 2 bis 4 Kombinationen von Empfängern können gleichzeitig eingeschaltet werden.
Ferner ist vorgesehen, dass die Rückseite und die rechte Seite des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur mit lichtdurchlässigen Löchern versehen sind. Der Laser befindet sich auf einer Seite des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur. Der Strahl tritt direkt von dem lichtdurchlässigen Loch des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur in das Innere des transparenten Zentrifugalrohrs ein. Das fluoreszierende Reagenz emittiert Fluoreszenz nach Anregung der Lichtquelle. Der Installationsblock der Signalübertragungsplatine ist mit der Signalempfangsplatine verbunden und befindet sich auf der anderen Seite des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur und ist mit dem Laser in einem Winkel von 90 Grad angeordnet. Der Installationsblock der Signalübertragungsplatine und die Signalempfangsplatine sind mit lichtdurchlässigen Löchern versehen.
Ferner ist vorgesehen, dass die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch eine Hauptsteuerplatine umfasst, wobei die Hauptsteuerplatine zum Umwandeln eines optischen Signals in ein elektrisches Signal, zum anschließenden Übertragen an einen Anzeigebildschirm und zum Ausgeben eines digitalen Signals verwendet wird.
Andererseits stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbessern der Empfindlichkeit einer Fluoreszenzdetektionsvorrichtung bereit, wobei ein Laser als Anregungslichtquelle in der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung verwendet wird, so dass die Empfindlichkeit der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung durch Vergrößerung des Wegabstands der vom Laser durchdrungenen Probe erhöht wird, wobei die Probe eine Zielnukleinsäure und eine fluoreszierende Substanz zum Markieren der Menge der Zielnukleinsäure enthält.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen:

1. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Größe, ein geringes Gewicht, eine regelmäßige Form und ein bequemes Tragen auf als der auf dem Markt übliche Fluoreszenzdetektor.
2. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Detektionsgenauigkeit, einen breiten Detektionsbereich und eine unbegrenzte Anzahl von Detektionen auf, wodurch die Detektionseffizienz verbessert wird, der Anwendungsumgebungsbereich der Fluoreszenzdetektion erhöht wird und die Tragbarkeit der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung verbessert wird.
3. Laser mit unterschiedlichen Anregungswellenlängen können ausgetauscht oder mehrere Laser konfiguriert und nach Bedarf kombiniert und verwendet werden. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen breiten Detektionsbereich und eine große Anzahl von detektierbaren fluoreszierenden Substanzen auf, wodurch eine Vollspektrumdetektion realisiert wird.
4. Das Reagenzrohr ist groß und das Reagenzrohr wird um das 2,5 bis 10-fache vergrößert, so dass die Reagenzmenge ebenfalls um das 5 bis 10-fache erhöht wird. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein großes Volumen der detektierbaren Probe, ein starkes Fluoreszenzdetektionssignal, eine gute Stabilität und einen genauen Detektionseffekt auf.
5. Die Detektionsgeschwindigkeit ist schnell. Die Detektionszeit einer einzelnen Probe bei der Endpunktmethode beträgt nur 5 Sekunden und die Anzahl von Detektionen ist nicht begrenzt.
6. Es sind keine komplizierten Parametereinstellungen erforderlich. Die Detektionsergebnisse können ausgelesen werden, indem das Reagenzrohr direkt in den Probenpool gelegt wird.
7. Aufgrund der großen Laserleistung und der Zunahme des optischen Weges im Reagenz bringt es vorteilhafte Wirkungen mit sich. Daher ist kein präziser und teurer optischer Sensor erforderlich, und ein hoher Empfindlichkeitseffekt kann auch durch photoelektrische Verstärkung und präzise Berechnung erreicht werden, was die Kosten stark reduziert, das Instrumentenvolumen auf die Größe des Apfels reduziert werden kann und die Stabilität stark verbessert wird.

Ausführliche Beschreibung
Die Struktur oder die technische Terminologie, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden nachstehend weiter erläutert. Wenn nicht ausdrücklich angegeben, wird es in Übereinstimmung mit den allgemeinen Begriffen in diesem Bereich verstanden und interpretiert. Diese Anweisungen veranschaulichen nur beispielhaft, wie die Art und Weise, in der die vorliegende Erfindung implementiert wird, implementiert wird, was keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen kann. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und ausgedrückt.
Detektion
Detektion bedeutet, das Vorhandensein oder Fehlen einer Substanz oder eines Materials zu untersuchen oder zu testen. Die Substanzen oder Materialien sind beispielsweise, aber nicht beschränkt auf chemische Substanzen, organische Verbindungen, anorganische Verbindungen, Metaboliten, Arzneimittel oder Arzneimittelmetaboliten, organische Gewebe oder organische Gewebemetaboliten, Nukleinsäuren, Proteine oder Polymere. Darüber hinaus kann die Detektion auch die Menge der getesteten Substanz oder des getesteten Materials angeben. Der Test bezeichnet auch Immunoassays, chemische Tests, Enzymtests usw.
Probe
Die Proben, die von der Detektionsvorrichtung verwendet werden, umfassen biologische Flüssigkeiten. Der Anfangszustand der Probe kann flüssig, fest oder halbfest sein. Feste oder halbfeste Proben können durch jede geeignete Methode in flüssige Proben umgewandelt werden, wie Mischen, Zerkleinern, Einweichen, Inkubation, Auflösung, enzymatische Hydrolyse usw. und dann in den Sammelhohlraum gegossen werden. Das Testelement wird verwendet, um festzustellen, ob die Probe den Analyten enthält. Die Proben können von Menschen, Tieren, Pflanzen, der Natur usw. entnommen werden. Proben, die aus Menschen entnommen werden, können beispielsweise flüssige Proben wie Blut, Serum, Urin, zerebrospinale Flüssigkeit, Schweiß, Lymphflüssigkeit, Speichel, Magensaft und feste oder halbfeste Proben wie Kot, Haar, Keratin, Zahnstein, Finger/Zehennägel sein. Proben, die aus Pflanzen entnommen werden, können beispielsweise feste Proben wie Wurzeln, Stängel und Blätter und flüssige oder halbfeste Proben wie Gewebeflüssigkeiten und Zellflüssigkeiten sein, die aus Wurzeln, Stängeln und Blättern hergestellt werden. Proben, die aus Natur entnommen werden, können beispielsweise flüssige Proben wie Regenwasser, Flusswasser, Meerwasser, Grundwasser und feste oder halbfeste Proben wie Boden, Gestein, Erz und Öl sein.
In einigen Fällen ist die Probe gemäß der vorliegenden Erfindung eine flüssige Probe.
In einigen Fällen ist die Probe gemäß der vorliegenden Erfindung eine flüssige Probe, die eine fluoreszierende Substanz enthält.
Ferner ist die Probe gemäß der vorliegenden Erfindung eine flüssige Probe, die durch Nukleinsäure amplifiziert wird, wobei die Probe die zu detektierende Nukleinsäuresubstanz enthält, wobei das Amplifikationssystem eine fluoreszierende Sonde umfasst, wobei die fluoreszierende Sonde als Markersubstanz verwendet wird, die den Gehalt der Nukleinsäuresubstanz in der Probe anzeigt. Die Amplifikation der hier genannten fluoreszierenden Nukleinsäure kann nach Abschluss der Amplifikationsreaktion oder direkt nach der Amplifikationsreaktion der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Die Detektion erfolgte direkt nach der Amplifikationsreaktion. Natürlich kann es auch in jedem Stadium vor, während und nach der Nukleinsäureamplifikation detektiert oder getestet werden. Die Nukleinsäuresubstanz kann hier die detektierte Zielnukleinsäure sein. Nukleinsäure kann RNA oder DNA sein. Der spezifische Gehalt der Nukleinsäuresubstanz, beispielsweise die Kopienzahl, wird durch fluoreszenzmarkierte Substanzen dargestellt.
Jede Technik, die hier die Nukleinsäureamplifikation ermöglicht, ist ein spezifisches Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie die Nukleinsäureamplifikation im Temperaturvariablenmodus, wie die PCR-Amplifikation, die sich insbesondere in der Amplifikation von Fluoreszenz-PCR und digitaler PCR widerspiegelt, sowie die isotherme oder thermostatische Nukleinsäureamplifikation wie LAMP, RPA, TMA, RCA, NEAR, ERA und die Amplifikation von Spaltenzymen und so weiter.
Testvorrichtung
Die Testvorrichtung umfasst im Allgemeinen ein Testelement. Ein sogenanntes Testelement bezieht sich auf ein Bauteil, das die zu analysierende Substanz in der zu testenden Probe detektieren kann. Die Detektion der zu analysierenden Substanz durch das Testelement kann auf beliebigen technischen Prinzipien beruhen, wie Immunologie, Chemie, Elektrizität, Optik, Molekularwissenschaft, Physik usw. Das Testelement der vorliegenden Erfindung kann eine oder eine Kombination von zwei oder mehr Testelementen sein. Das Testelement hat einen Detektionsbereich zum Anzeigen der Detektionsergebnisse. Nach der Detektion zeigt der Detektionsbereich die Detektionsergebnisse an.
Die Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Detektieren von Fluoreszenzwerten. Die Detektionsvorrichtung ist eine Vorrichtung zum Detektieren der Intensität der Fluoreszenz und umfasst natürlich auch Komponenten zum Umwandeln eines optischen Signals in ein digitales Signal. Ferner ist die Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zum Detektieren des Zielnukleinsäuregehalts in der Probe.
Fluoreszenzdetektor
Der Fluoreszenzdetektor ist ein Detektor, der üblicherweise in Hochdruckflüssigkeitschromatographen verwendet wird und die Chromatographie mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Wenn die Probenkomponente Fluoreszenzeigenschaften aufweist, kann sie nachgewiesen werden.
Aus der Perspektive des Elektronenübergangs bedeutet Fluoreszenz, dass einige Elektronen im Atom vom niedrigsten Schwingungsenergieniveau im Grundzustand zu höheren Schwingungsenergieniveaus übergehen, nachdem einige Substanzen Licht mit der gleichen charakteristischen Frequenz wie ihre eigenen absorbiert haben. Elektronen treffen in ähnlichen Molekülen oder anderen Molekülen und verbrauchen eine beträchtliche Menge an Energie, wodurch sie im angeregten Zustand des ersten Elektrons auf das niedrigste Schwingungsenergieniveau fallen. Diese Form des Energietransfers wird als strahlungsfreier Übergang bezeichnet. Vom niedrigsten Schwingungsenergieniveau bis zu einigen verschiedenen Energieniveaus im Grundzustand wird gleichzeitig eine Art Licht emittiert, das niedriger als die ursprünglich absorbierte Frequenz und länger als die Welle ist, nämlich Fluoreszenz. Das von der Verbindung absorbierte Licht wird Anregungslicht genannt, und die erzeugte Fluoreszenz wird emittiertes Licht genannt. Die Wellenlänge der Fluoreszenz ist immer länger als die Wellenlänge des vom Molekül absorbierten ultravioletten Lichts, normalerweise im sichtbaren Bereich. Die Art der Fluoreszenz hängt eng mit der Molekülstruktur zusammen. Moleküle mit unterschiedlichen Strukturen können nach Anregung keine Fluoreszenz emittieren. Fluoreszenz beinhaltet zwei Prozesse wie Absorption und Emission von Licht. Daher hat jede fluoreszierende Verbindung zwei charakteristische Spektren: Anregungsspektrum und Emissionsspektrum.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fluoreszenzdetektor, der Fluoreszenz durch Laseranregung einer fluoreszierenden Substanz emittiert.
Anregungsspektrum
Fluoreszenz gehört zur Photolumineszenz. Die geeignete Wellenlänge des Anregungslichts muss ausgewählt werden, um die Detektion zu erleichtern. Die Anregungswellenlänge kann durch das Anregungsspektrum der fluoreszierenden Verbindung bestimmt werden. Das spezifische Detektionsverfahren des Anregungsspektrums besteht darin, die fluoreszierende Verbindung durch Abtasten des Anregungsmonochromators mit einfallendem Licht verschiedener Wellenlängen anzuregen. Die erzeugte Fluoreszenz wird von einem Lichtdetektionselement durch einen Emissionsmonochromator fester Wellenlänge detektiert. Schließlich ist die Beziehungskurve zwischen der Fluoreszenzintensität und der Anregungswellenlänge das Anregungsspektrum. Bei der maximalen Wellenlänge der Anregungsspektrumskurve ist die Anzahl der Moleküle im angeregten Zustand am größten, d.h. die absorbierte Lichtenergie ist auch am größten, und es kann die stärkste Fluoreszenz erzeugt werden. Unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit sollte für die Bestimmung die maximale Anregungswellenlänge gewählt werden.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet einen Laser als Anregungslicht, und das Anregungsspektrum ist die emittierte Laserwellenlänge.
Emissionsspektrum
Das Fluoreszenzspektrum bezieht sich im Allgemeinen nur auf das Fluoreszenzemissionsspektrum. Es ist eine Kurve der Änderung der Fluoreszenzintensität, die durch Wellenlängenabtastung des Emissionsmonochromators mit der Fluoreszenzwellenlänge erhalten wird, wenn die Wellenlänge des Anregungsmonochromators festgelegt ist. Fluoreszenzspektren können verwendet werden, um fluoreszierende Substanzen zu identifizieren und als Grundlage für die Auswahl geeigneter Messwellenlängen während der Fluoreszenzmessung zu verwenden.
Aufgrund der Eigenschaften des Fluoreszenzmessgeräts ändern sich außerdem die Energieverteilung der Lichtquelle, die Durchlässigkeit des Monochromators und die Reaktion des Detektors mit der Wellenlänge. Daher erhält dieselbe Verbindung unterschiedliche Spektren auf verschiedenen Instrumenten, und es gibt keine Analogie zueinander. Dieses Spektrum wird als scheinbares Spektrum bezeichnet. Wenn dieselbe Verbindung Fluoreszenzspektren mit den gleichen Eigenschaften an verschiedenen Instrumenten erhalten kann, müssen die obigen Eigenschaften des Instruments korrigiert werden. Das korrigierte Spektrum wird als echtes Fluoreszenzspektrum bezeichnet.
Anregungswellenlänge und Emissionswellenlänge sind notwendige Parameter für die Fluoreszenzdetektion. Die Auswahl der geeigneten Anregungswellenlänge und Emissionswellenlänge ist wichtig für die Empfindlichkeit und Selektivität der Detektion, insbesondere kann die Detektionsempfindlichkeit stark verbessert werden.
Quantitativer Fluoreszenz-PCR-Detektor
Der quantitative Fluoreszenz-PCR-Detektor bezieht sich auf ein Instrument zum Markieren und Verfolgen von PCR-Produkten und zum Überwachen des Reaktionsprozesses in Echtzeit durch fluoreszierende Farbstoffe oder fluoreszenzmarkierte spezifische Sonden. In Kombination mit der entsprechenden Software können die Produkte qualitativ und quantitativ analysiert werden, um die Anfangskonzentration der zu detektierenden Probenvorlage zu berechnen. Eine fluoreszierende Gruppe wird dem PCR-Reaktionssystem zugesetzt, um den gesamten PCR-Prozess in Echtzeit durch die Akkumulation von fluoreszierenden Signalen zu überwachen.
Schließlich wird die unbekannte Vorlage quantitativ durch Standardkurven analysiert, einschließlich fluoreszierender Farbstoffe wie fluoreszierende Sonden TaqMan oder SYBR Green I. Die Häufigkeit bestimmter Gene oder Arten kann durch PCR relativ quantifiziert werden. Die Reaktion der Genexpression auf die Behandlung wird durch Vergleich verschiedener Behandlungen oder Unterschiede wie Genkopienzahl und Expression zwischen Proben untersucht. Gleichzeitig können Informationen wie die PCR-Amplifikationseffizienz erhalten werden.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch ein Heizmodul zum Steuern der Temperatur der Probe, das hauptsächlich zum isothermen Amplifizieren von Nukleinsäuren verwendet wird, die in der Probe enthalten sind. Gleichzeitig enthält das Amplifikationssystem der Probe eine fluoreszierende Sonde. Die fluoreszierende Sonde enthält eine fluoreszierende Gruppe und eine Löschgruppe.
Fluoreszierende Sonde
Es gibt eine Klasse von fluoreszierenden Molekülen mit charakteristischer Fluoreszenz im ultraviolett-sichtbar-nahen Infrarotbereich. Die fluoreszierenden Eigenschaften (Anregungs- und Emissionswellenlängen, Intensität, Lebensdauer, Polarisation usw.) können empfindlich mit den Eigenschaften der Umgebung wie Polarität, Brechungsindex, Viskosität usw. geändert werden. Zur Untersuchung der Eigenschaften und des Verhaltens von makromolekularen Substanzen können niedermolekulare Substanzen verwendet werden, die eine oder mehrere fluoreszierenden Eigenschaften aufgrund nicht-kovalenter Wechselwirkungen mit Nukleinsäuren (DNA oder RNA), Proteinen oder anderen makromolekularen Strukturen verändern.
Die in quantitativen Fluoreszenz-PCR-Instrumenten verwendeten fluoreszierenden Chemikalien können in zwei Typen unterteilt werden: fluoreszierende Sonden und fluoreszierende Farbstoffe. Während der PCR-Amplifikation wird eine spezifische fluoreszierende Sonde hinzugefügt, während ein Primerpaar hinzugefügt wird. Die Sonde ist eine Oligonucleosäure, und eine Reporterfluoreszenzgruppe und eine Löschfluoreszenzgruppe sind jeweils an beiden Enden markiert. Bei intakter Sonde wird das von der Reportergruppe emittierte Fluoreszenzsignal von der Löschgruppe absorbiert. Während der PCR-Amplifikation wird die 5'-3'-Exonuklease-Aktivität des Taq-Enzyms durch die Sondenenzymverdau abgebaut, um die Reporterfluoreszenzgruppe von der Löschfluoreszenzgruppe zu trennen, so dass das Fluoreszenzüberwachungssystem das Fluoreszenzsignal empfangen kann. Das heißt, jedes Mal, wenn ein DNA-Strang amplifiziert wird, wird ein fluoreszierendes Molekül gebildet, wodurch die Akkumulation von Fluoreszenzsignalen vollständig mit der Bildung von PCR-Produkten synchronisiert wird.
Es wird am häufigsten zum Markieren von Antigenen oder Antikörpern in Fluoreszenz-Immunoassays verwendet und kann auch zum Nachweis mikroskopischer Eigenschaften von Mikroumgebungen wie Tensidmizellen, bimolekularen Membranen und proteinaktiven Stellen verwendet werden. Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass die Sonde einen großen molaren Absorptionskoeffizienten und eine hohe Fluoreszenzquantenausbeute aufweist. Die Fluoreszenzemissionswellenlänge ist langwellig und weist eine große Stokes-Verschiebung auf. Bei Anwendung im Immunoassay sollte die Bindung an Antigene oder Antikörper deren Aktivität nicht beeinträchtigen.
Es kann auch verwendet werden, um zu bestimmende Nucleotidsäure-Fragmente zu markieren, um die Menge an Nukleinsäure spezifisch und quantitativ detektieren.
Häufig verwendete fluoreszierende Sonden umfassen Fluoresceinsonden, anorganische Ionenfluoreszenzsonden, fluoreszierende Quantenpunkte, molekulare Beacons und dergleichen. Neben der quantitativen Analyse von Nukleinsäuren und Proteinen haben fluoreszierende Sonden ein breites Anwendungsspektrum bei der Färbung von Nukleinsäuren, der DNA-Elektrophorese, der molekularen Hybridisierung von Nukleinsäuren, der quantitativen PCR-Technologie und der DNA-Sequenzierung.
Ein Laser wird als Anregungslicht in der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Wenn in einigen Ausführungsbeispielen die Anregungswellenlänge des Lasers 450 bis 490 nm beträgt, beträgt die detektierte Fluoreszenzemissionswellenlänge 515 bis 530 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen FAM, SYBR Green I und dergleichen. Wenn die Anregungswellenlänge des Lasers 500 bis 535 nm beträgt, beträgt die detektierte Fluoreszenzemissionswellenlänge 560 bis 580 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen VIC, HEX, JOE, TAMRA, TET, Cy3 und dergleichen. Wenn die Anregungswellenlänge des Lasers 555 bis 585 nm beträgt, beträgt die detektierte Fluoreszenzemissionswellenlänge 610 bis 650 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen ROX, TEXAS-Red und dergleichen. Wenn die Anregungswellenlänge des Lasers 620 bis 650 nm beträgt, beträgt die detektierte Fluoreszenzemissionswellenlänge 675 bis 730 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen Cy5 und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann eine freie Umwandlungskombination zwischen Instrumentenkanälen durch Ersetzen eines Lasers oder Hinzufügen eines Lasers realisiert werden, wodurch eine Vollspektrum-Fluoreszenzdetektion realisiert wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm der Struktur einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1.
2 ist ein schematisches Diagramm der strukturellen Aufteilung einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1.
3 ist eine physische Aufnahme einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1.
4 ist eine Vergleichsaufnahme von Proben mit den gleichen 0,2 ml im Ausführungsbeispiel 3, die im 0,2 ml, 0,5 ml bzw. 1,5 ml transparenten Zentrifugalrohr enthalten sind.
5 ist ein Scan-Ergebnis einer Echtzeitkurve eines Mycoplasma-Detektionsreagenzes durch eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung im Ausführungsbeispiel 7.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Detail in Kombination mit den Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die folgenden Ausführungsbeispiele darauf abzielen, das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, ohne eine begrenzende Wirkung auf sie zu haben. Die Rohmaterialien und Vorrichtungen, die in den spezifischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind bekannte Produkte, die durch den Kauf kommerziell erhältlicher Produkte erhalten werden.
Ausführungsbeispiel 1
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1, 2 und 3 gezeigt. 1 ist ein schematisches Diagramm der Struktur einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung. 2 ist ein schematisches Diagramm der strukturellen Aufteilung einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung. 3 ist eine physische Aufnahme einer hergestellten tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung.
Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Laserlichtquellenmodul 1 und ein Probenpoolmodul 2, wobei das Laserlichtquellenmodul 1 zum Emittieren eines Lasers verwendet wird, wobei der Laser auf eine Probe in dem Probenpoolmodul 2 einwirkt, um die in der Probe enthaltene fluoreszierende Substanz zur Emission von Fluoreszenz anzuregen, wobei der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul 2 nicht weniger als 3,7 mm beträgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul 2 3,7 mm bis 15 mm beträgt.
Gemäß der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Laser von der Seite angeregt. Daher bezieht sich der hier erwähnte Abstand auf die maximale Länge, in die der Laser eindringt, wenn die Probe in den Behälter geladen wird, was dem maximalen Durchmesser entspricht. Die hier genannte Probe bezieht sich auf eine Nukleinsäure-PCR-Amplifikation oder eine isotherme Amplifikationsprobe, die eine fluoreszierende Substanz enthält.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Probe in dem Probenpoolmodul 2 in einem transparenten Zentrifugalrohr 3 angeordnet ist, wobei die Spezifikation des transparenten Zentrifugalrohrs 3 0,5 ml bis 5 ml beträgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls 2 5 bis 500 mW beträgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Probenpoolmodul 2 nur ein transparentes Zentrifugalrohr 3 umfasst, wobei das Probenvolumen in dem transparenten Zentrifugalrohr 3 0,05 ml bis 5 ml beträgt. Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konzentriert sich auf ein kleineres und bequemeres Design, wodurch eine Fluoreszenzdetektion vor Ort jederzeit und überall realisiert wird. Die Detektionszeit einer einzelnen Probe bei der Endpunktmethode beträgt weniger als 5 Sekunden. Die Mehrfachdetektion kann durch Austausch der Probe erfolgen, was die Anzahl der detektierten Proben nicht begrenzt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Probenpoolmodul 2 ein transparentes Zentrifugalrohr 3, eine transparente Zentrifugalrohrabdeckung 4 und einen Reaktionsblock mit konstanter Temperatur 5 umfasst, wobei das transparente Zentrifugalrohr 3 in den Reaktionsblock 5 mit konstanter Temperatur geladen werden kann, wobei die transparente Zentrifugalrohrabdeckung 4 über dem transparenten Zentrifugalrohr 3 abgedeckt ist. Eine Basis, die der Spezifikation des transparenten Zentrifugalrohrs 3 entspricht, kann in dem Reaktionsblock 5 mit konstanter Temperatur angeordnet sein, um das transparente Zentrifugalrohr 3 zu befestigen. Die Spezifikationen der Basis können ausgetauscht werden, so dass sie auf transparente Zentrifugalrohre 3 unterschiedlicher Spezifikationen angewendet werden können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Reaktionsblock 5 mit konstanter Temperatur zum isothermischen Amplifizieren von in der Probe enthaltener Nukleinsäure verwendet werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das transparente Zentrifugalrohr 3 in dem Reaktionsblock 5 mit konstanter Temperatur installiert werden kann, so dass die Probe durch den Reaktionsblock 5 mit konstanter Temperatur gesteuert wird, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Heizstab innerhalb des Reaktionsblocks 5 mit konstanter Temperatur zur Temperatursteuerung installiert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur Laser 6 sein kann, wobei der Laser 6 einen Laserkopf 7 und einen Installationsbehälter 8 des Laserkopfs umfasst, wobei der Laserkopf 7 auf dem Installationsbehälter 8 des Laserkopfs installiert ist. Der Laser 6 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist austauschbar, um Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren, wodurch verschiedene fluoreszierende Substanzen angeregt werden können, Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren. Die Detektion der Fluoreszenz der jeweiligen Wellenlänge kann durch Ersetzen von Lasern unterschiedlicher Wellenlängen erreicht werden. Eine Vollspektrum-Fluoreszenzdetektion kann in der vorliegenden Erfindung realisiert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul 1 auch einen oder mehrere Laser 6 umfassen kann, wobei die verschiedenen Laser 6 verwendet werden, um Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren, um Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen anzuregen. Mehrere Laser können kombiniert und verwendet werden, um die Detektionsgenauigkeit weiter sicherzustellen. Die freie Umwandlungskombination zwischen den Gerätekanälen wird durch Ersetzen des Lasers 6 oder Hinzufügen des Lasers 6 erreicht, was mehr Komfort für die genaue Detektion bietet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch ein Fluoreszenzdetektionsmodul 9 umfasst, wobei das Fluoreszenzdetektionsmodul 9 einen oder mehrere Empfänger 10 zum Empfangen von Fluoreszenz mit verschiedenen Wellenlängen enthält, wobei der Empfänger 10 und der Laser 6 in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Empfänger 10 einen Installationsblock 11 der Signalübertragungsplatine und eine Signalempfangsplatine 12 umfasst.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Filter 13 vor dem lichtdurchlässigen Loch der Signalempfangsplatine 12 installiert werden kann, um das Interferenzlicht herauszufiltern.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Laserlichtquellenmodul 1 1 bis 4 Laser 6 umfasst, wobei das Fluoreszenzdetektionsmodul 9 1 bis 4 Empfänger 10 entsprechend umfasst. 1 oder 2 bis 4 Kombinationen von 1 bis 4 Lasern 6 können gleichzeitig eingeschaltet und verwendet werden, und 1 oder 2 bis 4 Kombinationen von Empfängern 10 können gleichzeitig eingeschaltet werden.
In einigen Fällen ist die Position des Lasers 6 parallel zu dem Empfänger 10 auf der rechten Seite des Probenpoolmoduls 2, wodurch die Raumausnutzung der Vorrichtung weiter erhöht und die Lichtinterferenz verringert wird.
In einigen Fällen sind der Laser 6 und der Empfänger 10 gleichzeitig an zwei Positionen installiert, wodurch der Fluoreszenzdetektionskanal erhöht wird und der Detektionsbereich und die Arten von Proben erhöht werden. Zum Beispiel sind der Laser 6 und der Empfänger 10 gleichzeitig an den vier Seiten des Probenpoolmoduls 2 installiert, so dass das Laserlichtquellenmodul 1 vier Laser 6 und vier Empfänger 10 umfassen kann.
Vorzugsweise, wenn vier Laser 6 enthalten sind, beträgt die Anregungswellenlänge des ersten Lasers 6 450 bis 490 nm. Die Detektionswellenlänge beträgt 515 bis 530 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen FAM, SYBR Green I und dergleichen. Die Anregungswellenlänge des zweiten Lasers 6 beträgt 500 bis 535 nm. Die Detektionswellenlänge beträgt 560 bis 580 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen VIC, HEX, JOE, TAMRA, TET, Cy3 und dergleichen. Die Anregungswellenlänge des dritten Lasers 6 beträgt 555 bis 585 nm. Die Detektionswellenlänge beträgt 610 bis 650 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen ROX, TEXAS-Red und dergleichen. Die Anregungswellenlänge des vierten Lasers 6 beträgt 620 bis 650 nm. Die Detektionswellenlänge beträgt 675 bis 730 nm. Detektierbare fluoreszierende Substanzen umfassen Cy5 und dergleichen. In der vorliegenden Erfindung kann eine freie Umwandlungskombination zwischen Instrumentenkanälen durch Ersetzen eines Lasers 6 oder Hinzufügen eines Lasers 6 realisiert werden. Durch gleichzeitiges Hinzufügen von zwei Aktuatoren 6 und Empfänger 10 zu dem Probenpoolmodul 2 kann eine Vollspektrum-Fluoreszenzdetektion realisiert werden (Beispiel 1: Erster und zweiter Aktuator 6 und Empfänger 10 werden gleichzeitig auf dem Probenpoolmodul 2 hinzugefügt. Beispiel 2: Erster und dritter Aktuator 6 und Empfänger 10 werden gleichzeitig auf dem Probenpoolmodul 2 hinzugefügt, und so kann es mehrere Kombinationen geben).
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Rückseite und die rechte Seite des Reaktionsblocks 5 mit konstanter Temperatur mit lichtdurchlässigen Löchern 14 versehen sind. Der Laser 6 befindet sich auf einer Seite des Reaktionsblocks 5 mit konstanter Temperatur. Der Strahl tritt direkt von dem lichtdurchlässigen Loch des Reaktionsblocks 5 mit konstanter Temperatur in das Innere des transparenten Zentrifugalrohrs 3 ein. Das fluoreszierende Reagenz emittiert Fluoreszenz nach Anregung der Lichtquelle. Der Installationsblock 11 der Signalübertragungsplatine ist mit der Signalempfangsplatine 12 verbunden und befindet sich auf der anderen Seite des Reaktionsblocks 5 mit konstanter Temperatur und ist mit dem Laser in einem Winkel von 90 Grad angeordnet. Der Installationsblock 11 der Signalübertragungsplatine und die Signalempfangsplatine 12 sind mit lichtdurchlässigen Löchern 14 versehen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch eine Hauptsteuerplatine 15 und eine Basis 16 umfasst, wobei die Hauptsteuerplatine zum Umwandeln eines optischen Signals in ein elektrisches Signal, zum anschließenden Übertragen an einen Anzeigebildschirm und zum Ausgeben eines digitalen Signals verwendet wird.
Wenn die Detektion durch eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, wird der Laser von der Seite angeregt. Wenn das transparente Zentrifugalrohr mit einem normalen Probenvolumen ausgestattet ist, dringt der Laser in die Dicke der Probe ein und entspricht dem Durchmesser des PCR-Rohrs.
Ausführungsbeispiel 2
Einfluss des unterschiedlichen Probenvolumens auf die Detektionsergebnisse
Die zu detektierenden Proben mit einem Volumen von 0,025 ml, 0,05 ml, 0,1 ml, 0,2 ml, 0,4 ml, 0,8 ml bzw. 1,2 ml, die die Amplifikation abgeschlossen haben, werden in 1,5 ml Reagenzrohr geladen. Die Detektion wird getrennt durch eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt. Die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls beträgt 100 mW. Wenn der Laser von der Seite angeregt wird, wird der Einfluss des gleichen Probenvolumens auf die Detektionsergebnisse untersucht, wenn es in Reagenzrohr unterschiedlicher Spezifikationen geladen wird.
Der spezifische experimentelle Prozess ist wie folgt:

Das Amplifikationsreaktionssystem wird formuliert: 60 mM Trimethylaminomethan-Essigsäurepuffer (pH 8,0), 100 mM Kaliumacetat, 3mM Dithiothritol, 5% Polyethylenglykol (20000), 2mM ATP, 20mM Kreatinphosphat, 420nM Primermischung (Upstream-Primersequenz, 5'-AATTTGTGCGAGTAAACCTATGTAGCAGCAGAG-3'; Downstream-Primersequenz, 5'-TTCCTTCTAAGCTCTGCAGCTTCATTCATCATC-3'), 200nM fluoreszierende Sonde (Die Sondensequenz ist 5'-AAAATGTCGGGAGCTGAACATATGGAAGG(FAM-dT)(THF)T(BHQldT)GAGCGAGTGCT-3'(C3-SPACER)), 100 ng/µl Kreatinkinase, 600 ng/µl Phagen-gp32-Protein, 150 ng/µl Phage uvsX-Protein, 25 ng/µl Phage uvsY-Protein, 80 ng/µl großes Fragment der Klenow-Polymerase (exo-), 50 ng/µl Exonuklease III, 450 µM dNTP-Primermischung, 14 mM Magnesiumacetat, 1000 Kopien der positiven Plasmidvorlage.

Die obige Reaktion wird zu einem 1 ml-System formuliert, und insgesamt werden 3 Rohren mit einem Gesamtvolumen von 3 ml hergestellt, vollständig oszilliert und gemischt und kurzzeitig zentrifugiert. Es wird in einen Wasserbadtopf gegeben, 30 Minuten bei 37 °C reagiert und 5 Minuten bei 80 °C reagiert, um die Enzymkomponente in der Reaktionskomponente zu inaktivieren, so dass die Reaktion vollständig beendet wird. Die fluoreszierende Sonde wird bei THF geschnitten, so dass das fluoreszierende Signal aufgrund des Verlusts der Löschwirkung freigesetzt wird. Um die Homogenität des fluoreszierenden Reagenzes sicherzustellen, wird die obige Reaktionslösung in ein 5 ml Zentrifugalrohr gemischt und vollständig gemischt. 0,025 ml, 0,05 ml, 0,1 ml, 0,2 ml, 0,4 ml, 0,8 ml bzw. 1,2 ml Reaktionslösung werden in ein transparentes Zentrifugalrohr mit 1,5 ml Spezifikation gegeben. Das geteilte transparente Zentrifugalrohr wird in einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 gelegt. Die Position des Probenpoolmoduls 2 wird gleichzeitig eingestellt, um sicherzustellen, dass die Emissionsposition und die Detektionsposition des Lasers durch die zentrale Position des Reagenzzentrums gehen. Die Temperatur wird auf 37 °C eingestellt, um die Fluoreszenzwerte abzulesen.
Wenn sich Proben mit unterschiedlichen Volumina in einem 1,5 ml transparenten Zentrifugalrohr befinden, wird der Laser in der Mitte der Reagenzprobe bestrahlt. Wenn das Probenvolumen von 0,025 ml auf 0,8 ml zunimmt, nimmt der durchschnittliche Wegabstand, der vom Laser durchdrungen wird, von 3 mm auf 10,09 mm zu. Zu diesem Zeitpunkt nimmt mit zunehmendem Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe auch die Gesamtmenge der angeregten fluoreszierenden Substanzen sequentiell zu, wodurch mehr Fluoreszenz emittiert wird. Wenn das Probenvolumen von 0,8 ml bis 1,2 ml beträgt, insbesondere wenn die Probe von 1,0 ml auf 1,2 ml vergrößert wird, nimmt der Durchmesser nicht weiter zu, da das obere Ende des Zentrifugalrohrs zylindrisch ist. Daher verlangsamt sich auch der durchschnittliche Wegabstand, die durch den Laser durchdrungen wird, und die Wachstumsrate des optischen Weges verlangsamt sich ebenfalls. Selbst wenn das Probenvolumen weiter zunimmt, nimmt der Wegabstand, der durch den Laser durchdrungen wird, aufgrund des konstanten Durchmessers nicht mehr zu und die Wachstumsrate des optischen Weges ist nicht mehr offensichtlich. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Empfindlichkeit weiter verbessert werden muss, ist es notwendig, ein größeres Zentrifugalrohr zu ersetzen, um den Wegabstand, der durch den Laser durchdrungen wird, weiter zu erhöhen, wodurch der optische Weg weiter erhöht wird.

Die experimentellen Daten des Instruments sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Detektionsergebnisse verschiedener Volumenproben in 1,5 ml transparenten Zentrifugalrohren

Spezifikation des transparenten Zentrifugenrohr s (ml)	Probenvolumen (ml)	Maximaler Wegabstand, der vom Laser durchdrungen wird (Durchmesser in mm)	Fluoreszenzwert
1,5	0,025	3	3670
1,5	0,05	5,28	6046
1,5	0,1	6,87	9692
1,5	0,2	7,81	15514
1,5	0,4	8,76	23663
1,5	0,8	10,09	25617
1,5	1,2	10,22	25798

Aus den Detektionsergebnissen in Tabelle 1 ist ersichtlich:

Wenn ein transparentes Zentrifugalrohr mit einer Spezifikation von 1,5 ml verwendet wird, wenn das Probenvolumen 0,025 ml beträgt, ist die Probe, die durch den Laser durchdrungen wird, klein und die Dicke ist klein, und der Wegabstand, der durch den Laser durchdrungen wird, beträgt 3 mm. Zu diesem Zeitpunkt ist die Transmission und Brechung, wenn der Laser eindringt, sehr gering, der optische Weg ist klein und der gemessene Fluoreszenzwert ist ebenfalls klein. Wenn diese Volumenreaktion verwendet wird, ist es leicht, Fehler in den Detektionsergebnissen zu verursachen.

Wenn das Probenvolumen 0,05 ml bis 0,4 ml beträgt, wird der Durchmesser von unten nach oben allmählich größer, da der Boden des transparenten Zentrifugalrohrs konisch ist, der Wegabstand der Probe in dem transparenten Zentrifugalrohr, der durch den Laser durchdrungen wird, nimmt von 5 mm auf 10 mm zu, der optische Weg nimmt allmählich zu und der gemessene Fluoreszenzwert nimmt ebenfalls schnell von 6046 auf 23663 zu, was fast viermal zunimmt, und die Detektionsempfindlichkeit ist signifikant erhöht.
Wenn das Probenvolumen 0,8 ml bis 1,2 ml beträgt, beträgt der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe 10,09 bis 10,22 mm. Zu diesem Zeitpunkt verlangsamt sich aufgrund der Begrenzung der Form des oberen Endes des Zentrifugalrohrs die Zunahme des Wegabstands, der durch den Laser durchdrungen wird, und die Zunahme des optischen Weges verlangsamt sich, so dass der Trend des gemessenen Fluoreszenzwerts signifikant verlangsamt wird und der Einfluss auf das Detektionsergebnis nicht offensichtlich ist.
Es ist ersichtlich, dass mit der Zunahme des Probenvolumens auch die Dicke des Laserdurchdringens zunimmt, so dass die Transmission und Brechung des Lasers in der Probe vollständiger ist, wodurch mehr fluoreszierende Substanzen angeregt werden, Fluoreszenz zu emittieren, wodurch der gemessene Fluoreszenzwert signifikant erhöht wird, wodurch die Detektionsempfindlichkeit verbessert wird.
Die Dicke, in die die Probenflüssigkeit hier durch den Laser eindringt, bezieht sich auf die Länge des Weges, auf dem das Licht, das durch den Laser erzeugt wird, durch die flüssige Probe fließt, zum Beispiel kann die Länge des Weges nicht weniger als 3 mm, nicht weniger als 4 mm, nicht weniger als 5 mm, nicht weniger als 6 mm, nicht weniger als 8 mm, nicht weniger als 9 mm, nicht weniger als 10 mm betragen. In einigen Fällen kann, wenn die Dicke der Flüssigkeit konstant ist, die Intensität des Lasers erhöht werden, um die Detektionsempfindlichkeit zu verbessern. In einigen Fällen wird die Länge des Weges des Lasers durch die flüssige Probe zusammen mit der Intensität des Lasers eingestellt, um das Detektionsergebnis zu erreichen. Der Weg kann hier auch so verstanden werden, dass, nachdem der Laser durch die flüssige Probe gegangen ist, das Licht, das durch den Laser erzeugt wird, wiederholt durch die flüssige Probe gebrochen und reflektiert wird. Natürlich ist es auch verständlich, dass ein oder mehrere Laserstrahlen gleichzeitig durch die flüssige Probe hindurchgehen, was die Länge des Weges durch die Flüssigkeit erheblich verlängert.
Ausführungsbeispiel 3
Einfluss des optischen Durchdringungsweges verschiedener Reagenzien mit demselben Volumen auf die Detektionsergebnisse
Dieser Implementierungsfall untersucht den Unterschied in den Fluoreszenzwerten von fluoreszierenden Reagenzien mit der gleichen Konzentration und dem gleichen Volumen bei verschiedenen durchdringenden optischen Wegen. Das 0,2 ml Reagenz in Ausführungsbeispiel 2 wird mit einem Mikropipette in ein 0,2 ml PCR-Reagenzrohr, ein 0,5 ml transparentes Zentrifugalrohr bzw. ein 1,5 ml transparentes Zentrifugalrohr gegeben. Die Detektion wird getrennt durch eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt. Die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls ist auf 50 mW eingestellt. Wenn der Laser von der Seite angeregt wird, wird gleichzeitig die Position des Probenpoolmoduls 2 eingestellt, um sicherzustellen, dass die Emissionsposition und die Detektionsposition des Lasers durch die zentrale Position des Reagenzzentrums gehen. Die Temperatur wird auf 55 °C eingestellt, wie in 4 dargestellt. Von links nach rechts befinden sich 0,2 ml PCR-Reagenzrohr, 0,5 ml transparentes Zentrifugalrohr und 1,5 ml transparentes Zentrifugalrohr. Zur gleichen Zeit werden 0,2 ml Proben geladen, und der Wegabstand, der vom Laser durchdrungen wurde, entspricht seinem Durchmesser. Der Einfluss des gleichen Probenvolumens in Reagenzrohren unterschiedlicher Spezifikationen auf die Detektionsergebnisse wird untersucht.
Die Proben mit der gleichen Konzentration haben ein Probenvolumen von 0,2 ml und sind in Behältern mit einem Volumen von 0,2 ml, 0,5 ml bzw. 1,5 ml verpackt. Wenn der Laser von der Seite beleuchtet wird, wird der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe hauptsächlich durch die Form des Behälters bestimmt, in dem sich die Probe befindet. 4 zeigt, dass der Weg, der durch den Laser durchdrungen wird, etwa 4,2, 5,1 bzw. 7,8 mm beträgt, da das Behältervolumen 0,2 ml beträgt. Das heißt, wenn das Volumen des Behälters zunimmt, nimmt der Wegabstand des Laserdurchdringens der Probe allmählich zu, und die erzeugte Transmission und Brechung sind ebenfalls stark, was eine stärkere Fluoreszenz für die Anregung von mehr fluoreszierenden Substanzen erzeugt.

Die vom Instrument gemessenen experimentellen Daten sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Detektionsergebnisse verschiedener Volumenproben in 1,5 ml transparenten Zentrifugalrohren

Spezifikation des transparenten Zentrifugenroh rs (ml)	Probenvolumen (ml)	Wegabstand, der vom Laser durchdrungen wird (Durchmesser in mm)	Fluoreszenzwert
0,2 ml	0,2	4,2	1013
0,2 ml	0,2	4,2	1013
0,5 ml	0,2	5,1	1965
1,5 ml	0,2	7,8	3842

Aus den Detektionsergebnissen von Tabelle 2 ist ersichtlich, dass bei der gleichen Konzentration und dem gleichen Volumen, je länger der optische Weg des vom Laser durchdrungenen Reagenzes ist, mehr Brechung erzeugt wird, je mehr angeregte fluoreszierende Substanzen angeregt werden und je stärker die detektierte Fluoreszenzintensität ist. Daher hat die Änderung der Fluoreszenzintensität eine geringere Korrelation mit dem Probenvolumen und eine größere Korrelation mit dem Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe.
Ausführungsbeispiel 4
Einfluss der Verdünnung des fluoreszierenden Reagenzes auf die Detektionsergebnisse
Bei der quantitativen Nukleinsäure-Fluoreszenz-PCR treten häufig Fälle von Zielproben mit niedriger Konzentration auf. Die Fluoreszenzintensität, die durch die Templatprobe mit niedriger Konzentration nach der Amplifikation erzeugt wird, ist ebenfalls gering. Bei einem bestimmten Reagenzvolumen kann die resultierende Fluoreszenzintensität nicht mehr detektiert werden, wenn die Probenkonzentration bis zu einer bestimmten Grenze reicht, was auch die Amplifikationsempfindlichkeit der Reagenz- und Instrumentenkombination bestimmt. Das heißt, je empfindlicher das Instrument gegenüber Fluoreszenzsignaländerungen ist, desto höher ist die Empfindlichkeit des Detektionsreagenzes und des Instruments gegenüber der Probe. Der Testzweck der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, die Fluoreszenzintensität, die bei kleinen Volumina nicht durch begrenzte Verdünnung des Reagenzes bis zur Grenzkonzentration detektiert werden kann, durch Erhöhen des Volumens und der Reagenzdicke erneut zu detektieren, um zu bestätigen, dass die Empfindlichkeit des Reagenzes gegenüber der Probe nach einer Erhöhung des Reagenzvolumens oder der Reagenzdicke erhöht wird.
Das 0,5 ml Reagenz nach der Reaktion in dem Experiment in Ausführungsbeispiel 2 wird 10 mal mit Wasser verdünnt und in 5 ml transparentes Zentrifugalrohr gemäß Tabelle 2 geladen, und in insgesamt 8 Rohren geteilt. Ein 5 ml transparentes Zentrifugalrohr wird durch eine tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 verwendet. Die Laseremissionsleistung des Laserlichtquellenmoduls beträgt 300 mW. Wenn der Laser von der Seite angeregt wird, wird gleichzeitig die Position des Probenpoolmoduls 2 eingestellt, um sicherzustellen, dass die Emissionsposition und die Detektionsposition des Lasers durch die zentrale Position des Reagenzzentrums gehen und getrennt detektiert werden. Der Einfluss niedriger Fluoreszenzkonzentrationen auf das Detektionsergebnis bei unterschiedlichen Volumina und optischen Wegen der Reagenzien wird untersucht. Die Temperatur wird auf 37 °C eingestellt.
Wenn sich die gleiche Probe mit unterschiedlichen Volumina in einem 5 ml transparenten Zentrifugalrohr befindet, ist der Wegabstand des Laserdurchdringens unterschiedlich. Der maximale Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe entspricht dem Durchmesser des Zentrifugalrohrs, in dem sich der höchste Flüssigkeitsstand der Probe befindet. Wenn das Probenvolumen von 0,025 ml auf 1,6 ml zunimmt, nimmt der Durchmesser des Zentrifugalrohrs am höchsten Flüssigkeitsstand von 3,9 mm auf 14,3 mm zu. Das heißt, der maximale Wegabstand, der vom Laser durchdrungen wird, wird von 3,9 mm auf 14,3 mm erhöht. Zu diesem Zeitpunkt, wenn der Abstand zwischen dem Durchdringungsweg der Probe zunimmt, nehmen auch die erzeugte Transmission und Brechung schnell zu, und der optische Weg nimmt schnell zu, so dass die angeregte fluoreszierende Substanz in der Probe ebenfalls schnell zunimmt. Wenn das Probenvolumen 1,6 ml bis 3,2 ml beträgt, nimmt der Durchmesser nicht weiter zu, da das obere Ende des Zentrifugalrohrs zylindrisch ist. Somit wird der Wegabstand, der durch den Laser durchdrungen wird, nicht mehr größer und der optische Weg nimmt nicht mehr weiter zu, so dass die angeregte fluoreszierende Substanz in der Probe nicht mehr weiter zunimmt.

Die experimentellen Daten der Instrumententests sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Detektionsergebnisse der Probenverdünnung mit verschiedenen Vielfachen in 5 ml transparenten Zentrifugalrohren

Probenvolumen (ml)	Dicke des Laserdurchdringens (Durchmesser in mm)	Fluoreszenzlesewert
0,025	3,9	0
0,05	6,5	0
0,1	9,1	0
0,2	9,8	91
0,4	10,4	1253
0,8	12,4	3515
1,6	14,3	5036
3,2	14,3	5273

Aus den Detektionsergebnissen in Tabelle 3 ist ersichtlich:

Wenn die fluoreszierende Substanz des fluoreszierenden Reagenzes stark reduziert ist, können Reagenzien mit kleinem Volumen oder kleinem optischen Weg nicht durch Fluoreszenzlesewerte detektiert werden. Wenn das Reagenzvolumen allmählich erhöht wird, nimmt der Wegabstand, in den die Probe durch den Laser eindringt, kontinuierlich zu, wodurch der optische Weg schnell erhöht wird, wodurch die Transmission und Brechung des Lasers in der Probe vollständiger werden kann. Dadurch werden mehr fluoreszierende Substanzen angeregt, um Fluoreszenz zu emittieren, so dass der gemessene Fluoreszenzwert allmählich detektiert wird und signifikant mit der Zunahme des Reagenzvolumens oder des optischen Weges zunimmt, wodurch die Detektionsempfindlichkeit verbessert wird.

Ausführungsbeispiel 5
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zur LAMP-Amplifikation

Die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung in dem Ausführungsbeispiel 1 wird für die LAMP-Amplifikationsreaktion verwendet. Das Endvolumen des Reagenzes für jede Reaktion beträgt 0,25 ml. Die Reaktionsbedingungen werden unter Bezugnahme auf Schritt 2 in dem Ausführungsbeispiel 2 von ZL201310368890 amplifiziert. Die Flüssigkeit wird mit Paraffinöl versiegelt, um die Bildung von Aerosolen zu verhindern. Die Temperatur wird auf 61 °C eingestellt und die Reaktion dauert 30 Minuten. Nach der Reaktion wird der Sybr Green I-Farbstoff mit einer Endkonzentration von 1x für das Endpunkt-Scan-Verfahren erhöht und der Unterschied zwischen den negativen und positiven Werten werde aufgezeichnet. Tabelle 4 Endpunktdetektionsergebnisse negativer und positiver Proben in LAMP-Amplifikationsexperimenten

Endpunktfluoreszenzwert der negativen Probe		Endpunktfluoreszenzwert der positiven Probe
Negative Probe 1	0	Positive Probe 1	35784
Negative Probe 2	0	Positive Probe 2	55482
Negative Probe 3	15	Positive Probe 3	36845
Negative Probe 4	0	Positive Probe 4	21856
Negative Probe 5	0	Positive Probe 5	47524
Negative Probe 6	47	Positive Probe 6	34558
Negative Probe 7	0	Positive Probe 7	56874
Negative Probe 8	0	Positive Probe 8	38697

Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass die Fluoreszenzwerte der amplifizierten Produkte der negativen Probe und der positiven Probe sehr unterschiedlich sind und signifikant zwischen dem Negativ und dem Positiv unterschieden werden können. Zur gleichen Zeit wird der UV-Beobachtungsvergleich gemäß Schritt 3 in dem Ausführungsbeispiel 2 des Referenzpatents verwendet. Es wurde festgestellt, dass die negativen und positiven Ergebnisse mit den Testergebnissen dieses Instruments übereinstimmten. Das heißt: Die Farbe der Verdünnung des LAMP-Amplifikationsprodukts der positiven Probe ändert sich von orange zu grün, während das negative Ergebnis orange bleibt.
Der obige Fall zeigt, dass die bestimmte Fluoreszenzvorrichtung verwendet werden kann, um die negative und positive qualitative Detektion der Probe nach der LAMP-Amplifikation zu bestimmen.
Ausführungsbeispiel 6
Vergleich der Detektionsergebnisse zwischen einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung und einem PCR-Fluoreszenzdetektionsinstrument
In diesem Ausführungsbeispiel werden zwei traditionelle quantitative Fluoreszenz-PCR-Instrumente auf dem Markt ausgewählt (Suzhou Yarui Technology Co., Ltd., Modell: MA-6000, Die Kombination von LED mit Filter und Linse wird als Anregungsquelle verwendet; American Bio-Rad, Modell: CFX MiniOpticon System). Die Glühtemperatur wird auf 54 °C für 30 s pro Zyklus eingestellt, und die Gesamtreaktion wird auf 40 Zyklen eingestellt. Andere Instrumente sind ebenfalls routinemäßig eingestellt und helfen bei der Beurteilung der Amplifikation spezifischer Produkte durch Schmelzkurven. Die bidirektionalen Primer werden als MPP-1QF: 5' ACAAATAAGTGGAGGTAAAGC 3';MPP-1QR: 5' TGTCTGACTGCGAGAATAA 3' verwendet. Die Amplifikation wird unter Verwendung eines fluoreszierenden quantitativen vorgemischten PCR-Reagenzes der AceQqPCR SYBR Green Master Mix(Low ROX Premixed) mit der Art.-Nr.: Q131-02 Farbstoffmethode von Nanjing Noweizan Biotechnology Co., Ltd. durchgeführt. Die Formulierungsreaktion bezieht sich auf die Anweisungen des Kits. Das Reaktionssystem wird mit der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 für das amplifizierte Produkt von 25 ul pro Rohr verglichen. Die Fluoreszenzintensität des amplifizierten Produkts wird verglichen und detektiert.
Nach der Optimierung früherer Experimente beträgt die minimale Detektionslinie des Q-PCR-Reagenzes 5 Kopien/Reaktion, die negative Kontrolle ist eine flache Linie und es tritt keine Fluoreszenzamplifikationskurve auf. Das Experiment wird mit einer Probenkonzentration von 5 Kopien/Reaktion durchgeführt. 16 Reaktionen, 8 positive Kontrollwiederholungen und 8 negative Kontrollwiederholungen werden an jedem Instrument getestet. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die beiden Instrumente 8 positive Ergebnisse detektieren können und die Schmelzkurve ein einzelner Peak ist. Die Ergebnisse sind normal, das Negativ ist normal und es tritt keine Amplifikationskurve auf.

Vergleichsexperimente von tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtungen: Aufgrund des großen Volumens, das in der Fluoreszenzvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden das oben amplifizierte Produkt und die positiven und negativen Ergebnisse desselben Instruments nach der Amplifikation zu dem gleichen 1,5 ml transparenten Zentrifugalrohr gemischt und der Fluoreszenzwert des großen Systems wird gemessen. Die Detektionsergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5 Detektionsergebnisse der gleichen Probe durch verschiedene PCR-Fluoreszenzdetektionsinstrumente

Pro be	Fluoreszenzwert des Yarui MA-6000 PCR-Fluoreszenzdetektionsin struments	Fluoreszenzwert der tragbaren Fluoreszenzdete ktionsvorrichtun g	Bio-Rad, CFX MiniOpticon System	Fluoreszenzwert der tragbaren Fluoreszenzdete ktionsvorrichtun g
Ne gati ve Vo rla ge	1700 (8 negative Mittelwerte)	186	Relativer Log-Wert: 0,01 (Durchschnitt)	245
Pos itiv e Vo rla ge	7500 (8 positive Mittelwerte)	12079	Relativer Log-Wert: 1 (Durchschnitt)	13520

Aus den Detektionsergebnissen von Tabelle 5 ist ersichtlich, dass das Produkt, das durch das herkömmliche quantitative Fluoreszenz-PCR-Instrument amplifiziert wurde, einen signifikanten Unterschied in den Fluoreszenzsignalwerten durch Detektion der tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nach der Volumenverstärkung der Probe detektieren kann.
Zur gleichen Zeit, um die Ergebnisse weiter zu verifizieren, kann ein positives Amplifikationsprodukt, das durch ein isothermes Amplifikationsreagens detektiert werden kann, wenn ein quantitatives Fluoreszenz-PCR-Instrument als ein Amplifikator mit konstanter Temperatur verwendet wird. Der Fluoreszenzunterschied zwischen negativen und positiven Amplifikationsprodukten wird auch durch die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach dem Mischen detektiert. Es zeigt, dass bei Verwendung als Amplifikation mit konstanter Temperatur der Fluoreszenzdetektionseffekt des quantitativen Fluoreszenz-PCR-Instruments durch Vergrößern des Volumens des Amplifikationsreagenzes erreicht werden kann.
Ausführungsbeispiel 7
Echtzeit-Kurvenabtastung mit einer tragbaren Fluoreszenzdetektionsvorrichtung in Kombination mit Mycoplasma-Detektionsreagenz
Unter Bezugnahme auf die Patentanmeldung 202010160768.0 wird die verwendete Primersonde durch 2'-O-methyl-Modifikation modifiziert. Die Sondensequenz fügt FAM an 5 Enden und BHQ1 an 3 Enden hinzu.
Upstream-Primersequenz mMPF:5'-TAATACTAATGAGTCGAGGA mCmUmU mA TT mG G mA mA mG-3';
Downstream-Primersequenz mMPR:5'-CAGCGACAGAGTCACCAAACAA mA mAAmCmG A mC mA-3';
Sondensequenz IDMPBP:5'-FAM-CTGCGTATmUmU C mC TACCA mA mAmGmGmC TACGCAG-BHQ1-3';

Darunter enthält das Reaktionsrohr eine Reaktionsendkonzentration von 0,5 uM in den Upstream-Primern und eine Reaktionsendkonzentration von 0,2 uM in den Downstream-Primern. 500 Kopien von Mycoplasma pneumoniae werden zu dem hergestellten Reaktionsrohr zugegeben, und 1 ul wird zu jeder Reaktion zugegeben. Die Endkonzentration des Puffers für die Reaktion ist in Tabelle 6 dargestellt: Tabelle 6 Endkonzentration des Puffers für die Reaktion

Element	Konzentration/Dosierung
pH8,0 Tris-Cl	50 mM
Tritonx-100	0,1%
DTT (Dithiothreitol)	2 mM
Twain 20	0,05%
Trehalose	10 mM
Cyclodextrin	0,1%
Natriumsulfat	20 mM
CsCl	5 mM
Nt. BstNBI	1 ug
Bst DNA-Polymerase (exo-) Mutante	15 ug

Zusätzlich wird die Endkonzentration von dNTPs 0,4 mM zugegeben. Die Endkonzentration von Manganionen beträgt 2 mM. Das endgültige Reaktionsvolumen beträgt 0,3 ml. Das Enzym wird zum Rohrdeckel gegeben, der Deckel wird aufgeschraubt, umgedreht geschüttelt und gemischt und in einen Thermostatoszillator gegeben. Die Temperatur ist auf 55 °C eingestellt und 30 s bei 2000 UPM/min oszilliert und dann auf die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 übertragen. Die Reaktion wird etwa 10 Minuten lang bei 55 °C fortgesetzt, und der Fluoreszenzsignalwert wird alle 6 s erfasst. Die Ergebnisse sind in 5 gezeigt. Wenn der Endpunkt-Scan-Wert niedriger als 1000 ist, wird er als negativ beurteilt, und wenn der Endpunkt-Scan-Wert höher als 2000 ist, wird er als positiv beurteilt.
Ausführungsbeispiel 8

Empfindlichkeitsbestätigung der Endpunkt-Scan-Methode durch tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung in Kombination mit Mycoplasma-Detektionsreagenz Gemäß dem Experiment von Ausführungsbeispiel 7 wird die Sonde durch ein Roxfluoreszenzmarkiertes Reagenz ersetzt, und die anderen Reaktionsbedingungen von mMPBP-R:5'-Rox-CTGCGTATmUmU C mC TACCA mA mAmGmGmC TACGCAG-BHQ2-3' sind konsistent. Die Probe verwendet roh lysierte genomische DNA von Mycoplasma pneumoniae aus oralen Abstrichen. Nachdem die Probenkonzentration durch herkömmliche quantitative Fluoreszenz-PCR bestätigt worden war, wird die positive Probe mit einer negativen roh lysierten Probe auf eine Konzentration von 400 Kopien in ml Probe verdünnt. Zu jeder Reaktion werden 0,25 ml Proben für insgesamt 100 Kopien zugegeben, und das Gesamtreaktionssystem beträgt immer noch 0,3 ml. 20 Experimente werden jeweils wiederholt, und der Endpunktwert wurde durch Endpunkt-Scan-Methode bestätigt. Dementsprechend wird die Anregungswellenlänge der Fluoreszenzvorrichtung durch einen Laser von etwa 585 nm ersetzt, und die Detektionswellenlänge wird durch einen entsprechenden Filter von etwa 625 nm und einen optischen Signaldetektor ersetzt. Gemäß den Daten, die während einer großen Anzahl von vorherigen Experimenten erhalten wurden, wird bestimmt, dass der Endpunkt-Scan-Wert negativ ist, wenn er weniger als 1000 beträgt, und dass der Endpunkt-Scan-Wert positiv ist, wenn er höher als 1500 beträgt. Die Detektionsempfindlichkeit des Mycoplasma-Detektionsreagenzes wird unter Verwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7 Fluoreszenz-Scan-Ergebnisse von Mycoplasma-Detektionsreagenz

Fluoreszenzscan-Ergebnisse von positiven Amplifikationsreagenzien
Wiederhol ung 1	5722	Wiederhol ung 6	1895	Wiederhol ung 11	5549	Wiederhol ung 16	4906
Wiederhol ung 2	5200	Wiederhol ung 7	4058	Wiederhol ung 12	2897	Wiederhol ung 17	7478
Wiederhol ung 3	5455	Wiederhol ung 8	5743	Wiederhol ung 13	8419	Wiederhol ung 18	9260
Wiederhol ung 4	2756	Wiederhol ung 9	5303	Wiederhol ung 14	5907	Wiederhol ung 19	5252
Wiederhol ung 5	2198	Wiederhol ung 10	5209	Wiederhol ung 15	5223	Wiederhol ung 20	8609

Fluoreszenzscan-Ergebnisse von negativen Kontrollamplifikationsreagenzien
Wiederhol ung 1	0	Wiederhol ung 6	0	Wiederhol ung 11	0	Wiederhol ung 16	0
Wiederhol ung 2	0	Wiederhol ung 7	0	Wiederhol ung 12	145	Wiederhol ung 17	0
Wiederhol ung 3	12	Wiederhol ung 8	0	Wiederhol ung 13	0	Wiederhol ung 18	0
Wiederhol ung 4	0	Wiederhol ung 9	0	Wiederhol ung 14	0	Wiederhol ung 19	0
Wiederhol ung 5	0	Wiederhol ung 10	53	Wiederhol ung 15	0	Wiederhol ung 20	0

Die obigen experimentellen Ergebnisse zeigen, dass unter der Prämisse voreingestellter negativer und positiver Beurteilungskriterien alle 20 positiven Proben der patentierten Erfindungsvorrichtung als positiv detektiert werden können. Im Fall der Verstärkung des Reaktionsvolumens kann die Detektionsempfindlichkeit des Detektionsreagenzes den allgemeinen Industriedetektionsstandard (400-1000 Kopien/ml) der Empfindlichkeit der herkömmlichen quantitativen Fluoreszenz-PCR erreichen. Bei Verwendung dieser Lösung ist keine Probenextraktion erforderlich. Das Einsatzszenario ist extrem flexibel und einfach zu bedienen, was eine effektive Lösung für die zukünftige POCT-Felddetektion von Nukleinsäuren darstellt.
Aufgrund der Detektion des Nukleinsäuregehalts kann der Nukleinsäuregehalt in der Probe niedrig sein. Zu diesem Zeitpunkt ist es schwierig, die Genauigkeit bei Detektion durch ein geringes Probenvolumen sicherzustellen. Daher wird der Laser als Anregungsquelle verwendet, um die Dicke der Probe, die durch den Laser durchdrungen wird, zu erhöhen, was die Detektionsempfindlichkeit und -genauigkeit signifikant verbessern kann. Um die Miniaturisierung und Bequemlichkeit der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung zu realisieren, muss ein Laser als Anregungslichtquelle verwendet werden. Gleichzeitig ist es notwendig sicherzustellen, dass das Probenvolumen zunimmt und die Dicke der Probe, die durch den Laser durchdrungen wird, zunimmt, um eine stabile Signaldetektion zu erreichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung wie oben offenbart ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann sie gemäß ihrem medizinischen Anwendungsbereich erweitert werden. Jeder Fachmann kann verschiedene Änderungen und Modifikationen vornehmen, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher unterliegt der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung dem durch die Ansprüche definierten Umfang.

Claims

Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, umfassend ein Laserlichtquellenmodul und ein Probenpoolmodul zum Laden einer Probe, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlichtquellenmodul zum Emittieren eines Lasers verwendet wird, so dass der emittierte Laser zum Durchdringen der Probe in dem Probenpoolmodul verwendet wird, um die in der Probe enthaltene fluoreszierende Substanz innerhalb des durchdrungenen Wegabstands zur Emission von Fluoreszenz anzuregen.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe eine Zielnukleinsäure enthält, wobei die Zielnukleinsäure ein amplifiziertes Amplifikationsprodukt oder eine gereinigte einzelsträngige oder doppelsträngige DNA oder einzelsträngige RNA oder eine künstlich synthetische DNA oder RNA ist.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszierende Substanz als Markierungssubstanz verwendet wird, um die Menge oder den Gehalt der Nukleinsäuresubstanz in der Probe anzuzeigen.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszierende Substanz in der Nukleinsäuresequenz enthalten ist, um die Menge der Zielnukleinsäure anzuzeigen.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegabstand der vom Laser durchdrungenen Probe in dem Probenpoolmodul nicht weniger als 3,7 mm, vorzugsweise 3,7 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt 6 bis 10 mm beträgt.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in dem Probenpoolmodul in einem laserdurchlässigen Probenbehälter angeordnet ist.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenpoolmodul einen oder mehrere Probenbehälter enthalten kann.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spezifikation des Probenbehälters 0,5 ml bis 5 ml, vorzugsweise 0,5 ml bis 2 ml, besonders bevorzugt 0,5 ml bis 1,5 ml beträgt.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlichtquellenmodul austauschbar ist, um Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen zu emittieren, wobei die tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch ein Fluoreszenzdetektionsmodul umfasst, wobei das Fluoreszenzdetektionsmodul zum Empfangen von Fluoreszenz mit unterschiedlichen Wellenlängen und zum Umwandeln in ein elektrisches Signal nach dem Empfang des optischen Signals und zum weiteren Umwandeln in ein digitales Signal verwendet wird.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Reaktionsblock mit konstanter Temperatur und ein Detektionsmodul zum Steuern der Probentemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlichtquellenmodul und das Detektionsmodul jeweils auf beiden Seiten des Probenpoolmoduls angeordnet sind.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenpoolmodul auch einen Probenbehälter umfasst, wobei der Probenbehälter in einem Reaktionsblock mit konstanter Temperatur installiert ist, wobei der Probenbehälter einen Reaktionsbecher und eine Reaktionsbecherabdeckung umfasst.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsblock mit konstanter Temperatur mit einer zum Probenbehälter passenden Basis versehen ist, wobei die Öffnung des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur nach oben gerichtet ist, so dass der Probenbehälter von oben nach unten in die Basis des Reaktionsblocks mit konstanter Temperatur eingeführt wird.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsblock mit konstanter Temperatur mit einem lichtdurchlässigen Loch zum Durchlaufen eines Lasers oder einer Fluoreszenz versehen ist.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlichtquellenmodul und das Detektionsmodul jeweils auf beiden Seiten des Probenpoolmoduls angeordnet sind und in einem Winkel von 90 Grad angeordnet sind.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser einen Laserkopf und einen Installationsbehälter des Laserkopfs umfasst.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionsmodul einen Empfänger zum Empfangen von Fluoreszenz umfasst, wobei der Empfänger einen Installationsblock der Signalübertragungsplatine und eine Signalempfangsplatine umfasst.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlichtquellenmodul 1 bis 4 Laser umfasst, wobei das Detektionsmodul 1 bis 4 Empfänger entsprechend umfasst.
Tragbare Fluoreszenzdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluoreszenzdetektionsvorrichtung auch eine Hauptsteuerplatine und eine Basis umfasst, wobei die Hauptsteuerplatine zum Umwandeln eines optischen Signals in ein elektrisches Signal, zum anschließenden Übertragen an einen Anzeigebildschirm und zum Ausgeben eines digitalen Signals verwendet wird.
Verfahren zum Verbessern der Empfindlichkeit einer Fluoreszenzdetektionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laser als Anregungslichtquelle in der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung verwendet wird, so dass die Empfindlichkeit der Fluoreszenzdetektionsvorrichtung durch Vergrößerung des Wegabstands der vom Laser durchdrungenen Probe erhöht wird, wobei die Probe eine Zielnukleinsäure und eine fluoreszierende Substanz zum Markieren der Menge der Zielnukleinsäure enthält.