RU118064U1 - Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты - Google Patents
Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU118064U1 RU118064U1 RU2011143754/10U RU2011143754U RU118064U1 RU 118064 U1 RU118064 U1 RU 118064U1 RU 2011143754/10 U RU2011143754/10 U RU 2011143754/10U RU 2011143754 U RU2011143754 U RU 2011143754U RU 118064 U1 RU118064 U1 RU 118064U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- detector
- test tubes
- optical
- thermal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
1. Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты, содержащее термоциклер, включающий теплопроводящий элемент с расположенными в нем углублениями для пробирок с реакционными смесями, термокрышку и устройство автоматического управления температурным режимом, а также оптическую систему, включающую источник излучения, коаксиальный волоконно-оптический световод для передачи света возбуждения от источника к пробиркам с реакционными смесями и от пробирок к детектору для детектирования флуоресценции, множество световодов и детектор для детектирования флуоресценции, отличающееся тем, что оно снабжено оптическим коммутатором, связанным с устройством управления световыми потоками, при этом источник излучения и детектор соединены одним коаксиальным волоконно-оптическим световодом с коммутатором, а пробирки с реакционными смесями соединены с оптическим коммутатором множеством волоконно-оптических световодов, равным числу пробирок. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волоконно-оптические световоды выполнены из полимерного материала. ! 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что концы волоконно-оптических световодов, входящие в термокрышку, имеют тепловой контакт с охлаждающим радиатором, расположенным над термокрышкой.
Description
Настоящая полезная модель относится к приборам для качественного и количественного анализа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), в которых использован метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени и которые широко используются в медицинской практике и в исследовательских целях:
- при диагностике инфекционных, онкологических и генетических заболеваний человека и животных;
- при молекулярно-биологических исследованиях;
- при генетических исследованиях;
- при мониторинге экспрессии генов с диагностическими и исследовательскими целями и т.д.
Для реализации метода ПЦР разработаны и применяются устройства, объединяющие в себе термоциклер, осуществляющий проведение ПЦР, и флуоресцентный детектор, при помощи которого оценивается количество продукта на любой стадии реакции.
Известен прибор Real_Time PCR System Мх3000ТМ компании STRATAGENE, США (URL:
http://www.lajollaneuroscience.org/sr/homepage/microarray/PDFs_Excel/MX3000pBrochure.pdf.), в котором реализован принцип количественных исследований нуклеиновых кислот, основанный на регистрации продукта реакции непосредственно в ходе ПЦР. Прибор объединяет в себе термоциклер, осуществляющий проведение ПЦР, и флуоресцентный детектор. Прибор подключен к персональному компьютеру для конечной обработки полученных результатов. Термоциклер включает в себя пластину с 96 углублениями для пробирок с реакционными смесями. Свет возбуждения от источника излучения, в качестве которого используется галогеновая лампа, передается в каждую из 96 пробирок последовательно с помощью коаксиального волоконно-оптического световода. Свет излучения флуоресценции, последовательно излучаемый из каждой пробирки, возвращается обратно по коаксиальному волоконно-оптическому световоду, спектрально фильтруется и направляется в детектор (фотоэлектронный умножитель).
Описанное устройство обладает следующим основным недостатком: при перемещении световода между пробирками затрачивается значительное время, в течение которого не снимается сигнальная информация, при этом увеличивается время, затраченное на один цикл и на полный анализ.
Ближайшим из известных технических решений аналогичного назначения является устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты (патент на изобретение РФ №2418289, МПК G01N, 21/64, опубл. 10.05.2011, Бюл. №13).
Известное устройство содержит термоциклер 1 (фиг.1), включающий теплопроводящий элемент с расположенными в нем углублениями для пробирок с реакционными смесями 2 и термокрышку, оптическую систему 3, включающую источник излучения 4 и детектор флуоресценции 5, устройство автоматического управления температурным режимом 6 и персональный компьютер 7 с программным обеспечением.
Флуориметрический детектор 3 состоит из галогенной лампы 8, двух двухлинзовых конденсоров 9 и 10, между линзами которых установлены интерференционные светофильтры возбуждения 11 и эмиссии 12, коаксиальных световодных жгутов 13 и многоканального фотоприемника 14.
Источник излучения 4 через центральные волоконно-оптические световоды жгутов 13 передает свет возбуждения в пробирку. Внешний волоконно-оптический световод жгута 13 передает излучение флуоресценции из пробирок в детектор.
С каждым температурным циклом количество исследуемых фрагментов нуклеиновой кислоты увеличивается приблизительно в 2 раза. Пропорционально увеличиваются сигналы на выходе детектора флуоресценции. После выполнения до 40 температурных циклов интенсивность сигналов достаточна для получения результатов анализов.
Однако описанное устройство имеет следующие существенные недостатки:
- существующая схема требует применения множества сложных коаксиальных волоконно-оптических световодов, равного числу пробирок;
- в известном устройстве в качестве многоканального фотоприемника применен многоканальный фотоэлектронный умножитель ФЭУ, обладающий существенными недостатками по сравнению с одноканальным ФЭУ (в том числе сложность и высокая стоимость);
- световой поток от источника излучения распределяется сразу на все световоды, что понижает интенсивность возбуждающего излучения для каждой пробирки и ухудшает отношение сигнала к шуму.
Предлагаемая полезная модель решает задачу упрощения конструкции коаксиальных волоконно-оптических световодов, замену многоканального ФЭУ обычным одноканальным ФЭУ, увеличения интенсивности возбуждающего излучения для каждой пробирки и улучшение отношения сигнала к шуму.
Указанная задача решается за счет того, что в известное устройство, содержащее термоциклер, включающий теплопроводящий элемент с расположенными в нем углублениями для пробирок с реакционными смесями, термокрышку и устройство автоматического управления температурным режимом, а также оптическую систему, включающую источник излучения, коаксиальный волоконно-оптический световод для передачи света возбуждения от источника к пробиркам и от пробирок с реакционными смесями к детектору для детектирования флуоресценции, и детектор для детектирования флуоресценции, снабжено оптическим коммутатором, связанным с устройством управления световыми потоками, при этом источник излучения и детектор соединены с коммутатором одним волоконно-оптическим световодом, а пробирки с реакционными смесями соединены с оптическим коммутатором множеством световодов, равным числу пробирок.
Волоконно-оптические световоды могут быть выполнены из полимерного материала.
Концы световодов, входящие в термокрышку, имеют тепловой контакт с охлаждающим радиатором, расположенным над термокрышкой.
Полезная модель поясняется фиг.2, на которой представлена принципиальная схема заявляемого устройства для лабораторной и функциональной диагностики путем количественного анализа нуклеиновых кислот методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Предлагаемое устройство содержит термоциклер 1, включающий теплопроводящий элемент с расположенными в нем углублениями для пробирок 2 с реакционными смесями и термокрышку, оптическую систему 3, включающую источник излучения 4 и детектор флуоресценции 5, устройство автоматического управления температурным режимом 6, персональный компьютер 7 с программным обеспечением, оптический коммутатор 15, устройство управления световыми потоками 16, волоконно-оптические световоды 17 и охлаждающий радиатор 18.
Флуориметрический детектор 3 состоит из галогенной лампы 8, двух двухлинзовых конденсоров 9 и 10, между линзами которых установлены интерференционные светофильтры возбуждения 11 и эмиссии 12, световодного жгута 13 и одноканального фотоприемника 14.
Оптический коммутатор 15 содержит центральное зеркало 19, расположенное на оси вращения двигателя устройства управления световыми потоками 16, вращающегося зеркала 20, световая ось которого поочередно совпадает с каждым волоконно-оптическим световодом 17, и фокусирующую линзу 21.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. Источник излучения 4 через центральный волоконно-оптический световод 13 передает свет возбуждения на центральное зеркало 19 оптического коммутатора 15. Через фокусирующую линзу 21, вращающееся зеркало 20 и оптический световод 17 свет возбуждения подается на одну из пробирок 2 с реакционными смесями. Излучение флуоресценции одной из пробирок 2 передается в обратном направлении через оптический световод 17, оптический коммутатор 15, внешнюю часть волоконно-оптического световода 13 на вход одноканального фотоприемника 14. При каждом температурном цикле с помощью оптического коммутатора 15 и устройства управления световыми потоками происходит возбуждение и детектирования флуоресценции поочередно от каждой пробирки.
В предложенном устройстве нет необходимости использовать множество коаксиальных волоконно-оптических световодов, равное числу пробирок, используется только один коаксиальный волоконно-оптический световод.
В предложенном устройстве применен более простой и дешевый одноканальный фотоприемник (ФЭУ).
Световой поток от источника излучения полностью используется для возбуждения излучения для каждой пробирки с реакционными смесями, таким способом улучшается отношение сигнала к шуму. Интенсивность сигналов на выходе фотоприемника пропорциональна световому потоку от источника излучения и времени наблюдения. Например, при использовании в предложенном устройстве 32 пробирок, по сравнению с известным устройством приблизительно в 32 раза увеличивается световой поток от источника излучения и одновременно во столько же раз уменьшается время наблюдения. Поэтому интенсивность сигналов на выходе фотоприемника не изменяется. Однако при сокращении времени наблюдения в 32 раза шумы уменьшаются в √32=5,7 раз.
Выполнение волоконно-оптических световодов из полимерного материала позволяют снизить их стоимость. Использование охлаждающего радиатора при температуре, близкой к комнатной, исключает возможность разрушения световодов за счет перегрева от тепловой крышки.
Предложенные технические решения позволяют упростить конструкцию устройства, снизить себестоимость, повысить чувствительность устройства и тем самым добиться уменьшения необходимого для проведения ПЦР количество реакционной смеси.
Источники информации
1. Прибор Real_Time PCR System Мх3000ТМ компании STRATAGENE, США (URL: http://www.lajollaneuroscience.org/sr/homepage/microarray/PDFs_Excel/MX3000pBrochure.pdf.).
2. Патент на изобретение РФ №2418289, МПК G01N, 21/64, опубл. 10.05.2011, Бюл. №13. Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты (прототип).
Claims (3)
1. Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты, содержащее термоциклер, включающий теплопроводящий элемент с расположенными в нем углублениями для пробирок с реакционными смесями, термокрышку и устройство автоматического управления температурным режимом, а также оптическую систему, включающую источник излучения, коаксиальный волоконно-оптический световод для передачи света возбуждения от источника к пробиркам с реакционными смесями и от пробирок к детектору для детектирования флуоресценции, множество световодов и детектор для детектирования флуоресценции, отличающееся тем, что оно снабжено оптическим коммутатором, связанным с устройством управления световыми потоками, при этом источник излучения и детектор соединены одним коаксиальным волоконно-оптическим световодом с коммутатором, а пробирки с реакционными смесями соединены с оптическим коммутатором множеством волоконно-оптических световодов, равным числу пробирок.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что волоконно-оптические световоды выполнены из полимерного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143754/10U RU118064U1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143754/10U RU118064U1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU118064U1 true RU118064U1 (ru) | 2012-07-10 |
Family
ID=46849050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143754/10U RU118064U1 (ru) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU118064U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535333C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-12-10 | Мераб Георгиевич Чикобава | Устройство для полимеразной цепной реакции |
-
2011
- 2011-10-31 RU RU2011143754/10U patent/RU118064U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535333C1 (ru) * | 2013-05-31 | 2014-12-10 | Мераб Георгиевич Чикобава | Устройство для полимеразной цепной реакции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7352525B2 (ja) | 複数の蛍光源からの信号放出を検出するための装置 | |
WO2016124083A1 (zh) | 一种超小型化多通道实时荧光光谱检测装置 | |
CN104267009B (zh) | 六色实时荧光定量pcr分析仪 | |
JP2012514747A5 (ru) | ||
CN108642158A (zh) | 一种多通道点探测的pcr实时荧光检测系统 | |
CN106085842A (zh) | 一种高通量微流控芯片核酸扩增分析检测系统 | |
US10393659B2 (en) | Instrument and method for detecting analytes | |
CN204462019U (zh) | 一种超小型化多通道实时荧光光谱检测装置 | |
CN208517434U (zh) | 一种多通道点探测的pcr实时荧光检测系统 | |
RU118064U1 (ru) | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты | |
KR100818351B1 (ko) | 다채널 바이오 칩 스캐너 | |
RU2304277C2 (ru) | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты | |
RU2418289C1 (ru) | Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты | |
AU2019201976C1 (en) | Indexing signal detection module | |
CN211856359U (zh) | 一种双排扫描式荧光检测装置 | |
CN209778861U (zh) | 一种高效的用于MicroRNA的检测装置 | |
KR20210083489A (ko) | 현장형 분자진단 장치 및 기기에 사용 가능한 소형이며 저가의 형광 광학 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121101 |
|
BF1K | Cancelling a publication of earlier date [utility models] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |