應(yīng)用于pcr儀的側(cè)發(fā)光光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于PCR儀的側(cè)發(fā)光光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在分子生物學(xué)領(lǐng)域，PCR反應(yīng)是常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，PCR反應(yīng)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain React1n, PCR),是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法，由高溫變性、低溫重組及適溫延伸組成一個(gè)周期，重復(fù)循環(huán)該周期，使目的DNA得以迅速擴(kuò)增，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、省時(shí)等特點(diǎn)，它不僅可用于基因分離、克隆和核酸序列分析等基礎(chǔ)研究，還可用于疾病的診斷。
[0003]實(shí)現(xiàn)熒光實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)的儀器為熒光實(shí)時(shí)定量PCR儀，常用的PCR儀，例如，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN 201785391 U，工作原理為:光源燈由頂部發(fā)出激發(fā)光，通過(guò)濾鏡等光學(xué)組塊到達(dá)具有樣品的96孔板上，樣品中發(fā)射的熒光按照原路返回，在雙色鏡處，由于波長(zhǎng)與入射光不同，因此，可以透過(guò)該鏡到達(dá)濾鏡輪，濾鏡輪是可以旋轉(zhuǎn)選擇不同濾鏡的一個(gè)部件，可以使特定波長(zhǎng)的光通過(guò)，從而達(dá)到區(qū)分產(chǎn)物的目的，通過(guò)濾鏡輪的熒光經(jīng)過(guò)多元鏡后被儀器自帶的光學(xué)接收系統(tǒng)捕捉，熒光PCR常見(jiàn)的有攝像頭，PMT (光電倍增管)接收檢測(cè)方式，從而產(chǎn)生一個(gè)熒光信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算分析。
[0004]常用的PCR儀的光學(xué)系統(tǒng)位于頂部，所以分析用的試劑管和試劑板均必須要滿(mǎn)足頂部高透光度的條件，光路設(shè)計(jì)復(fù)雜，另外，加上激發(fā)光源與攝像頭垂直，從而在一定程度上，光源與光學(xué)檢測(cè)器件之間的距離需要滿(mǎn)足一定條件，從而一方面局限了 PCR儀的體積，占用空間較大，另一方面，對(duì)零件的位置要求精度過(guò)高；再者，光學(xué)系統(tǒng)的激發(fā)光源為試劑板的上方，重新添加試劑時(shí)必須移動(dòng)光學(xué)激發(fā)裝置才能添加試劑，而目前的光學(xué)激發(fā)裝置與支架為鉸鏈連接，然而反復(fù)彎折鉸鏈對(duì)光路的高精度路徑及其不利，因此，通常在長(zhǎng)時(shí)間使用之后需要對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行輔助修正，才能滿(mǎn)足高精度的要求，維護(hù)成本高、壽命短；還有，現(xiàn)有的PCR儀的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)鏡片暴露于自然環(huán)境中，易受到空氣中的粉塵和其他顆粒物的污染，光學(xué)路徑復(fù)雜，零件加工難度大，儀器頻繁使用后，需要定期對(duì)儀器進(jìn)行清潔保養(yǎng)，然后再對(duì)光學(xué)系統(tǒng)重新校準(zhǔn)，使用成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有的PCR儀光路設(shè)計(jì)復(fù)雜，零件位置精度高，使用及維護(hù)成本高，保養(yǎng)困難的缺點(diǎn)，提供一種光路簡(jiǎn)單、工藝要求低、體積小、免維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)且成本低的應(yīng)用于PCR儀的側(cè)發(fā)光光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:應(yīng)用于PCR儀的側(cè)發(fā)光光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括激發(fā)光系統(tǒng)、導(dǎo)光槽、熒光接收檢測(cè)系統(tǒng)和水平設(shè)置的固定板；
[0007]激發(fā)光系統(tǒng)包括光學(xué)固定座、光源燈和導(dǎo)光柱，光學(xué)固定座與固定板連接，光源燈和導(dǎo)光柱均位于光學(xué)固定座內(nèi)，且光源燈、導(dǎo)光柱均與固定板平行；
[0008]導(dǎo)光槽的底端設(shè)有開(kāi)口且導(dǎo)光槽與固定板豎直連接，導(dǎo)光槽的側(cè)部開(kāi)設(shè)有與導(dǎo)光柱連通的通孔，導(dǎo)光槽內(nèi)豎直設(shè)有試劑管；
[0009]光源燈與導(dǎo)光槽通孔之間設(shè)有激發(fā)濾光鏡；
[0010]熒光接收檢測(cè)系統(tǒng)包括豎直位于導(dǎo)光槽下方的攝像頭，攝像頭與導(dǎo)光槽之間設(shè)有接收濾光鏡。
[0011]采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的應(yīng)用于PCR儀的側(cè)發(fā)光光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括激發(fā)光系統(tǒng)、導(dǎo)光槽、熒光接收檢測(cè)系統(tǒng)和水平設(shè)置的固定板，固定板起固定作用。激發(fā)光系統(tǒng)包括光學(xué)固定座、光源燈和導(dǎo)光柱，光學(xué)固定座與固定板連接，光源燈和導(dǎo)光柱均位于光學(xué)固定座內(nèi)，且光源燈、導(dǎo)光柱均與固定板平行；光源和導(dǎo)光柱位于封閉的光學(xué)固定座內(nèi)，給予光源燈封閉的光路，避免雜亂光路出現(xiàn)，另外，光源燈和導(dǎo)光柱位于光學(xué)固定座內(nèi)，免受外界粉塵等雜質(zhì)的污染，從而可避免維修；光源燈與導(dǎo)光柱均與固定板平行，保證光路的走向。
[0012]導(dǎo)光槽的底端設(shè)有開(kāi)口且導(dǎo)光槽與固定板豎直連接，導(dǎo)光槽的側(cè)部開(kāi)設(shè)有與導(dǎo)光柱連通的通孔，導(dǎo)光槽內(nèi)豎直設(shè)有試劑管；導(dǎo)光槽一方面用于放置試劑管，另一方面導(dǎo)光槽側(cè)部開(kāi)設(shè)的通孔用于將接收并將光源激發(fā)的光線引導(dǎo)至試劑管。
[0013]光源燈與導(dǎo)光槽通孔之間設(shè)有激發(fā)濾光鏡；激發(fā)濾光鏡用于過(guò)濾光源激發(fā)的光線中的雜光，從而選取所需的激發(fā)波段。
[0014]熒光接收檢測(cè)系統(tǒng)包括豎直位于導(dǎo)光槽下方的攝像頭，攝像頭與導(dǎo)光槽之間設(shè)有接收濾光鏡；攝像頭用于取得放置于導(dǎo)光槽內(nèi)的試劑管中的試劑發(fā)出的熒光信號(hào)，接收濾光鏡則用于過(guò)濾除試劑管發(fā)出的熒光信號(hào)之外的雜光信號(hào)，使得攝像頭獲取圖像，保存當(dāng)前試劑管中的真實(shí)熒光數(shù)據(jù)。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理為:位于導(dǎo)光槽側(cè)面的光學(xué)固定座內(nèi)的光源燈發(fā)射光線，光線經(jīng)過(guò)激發(fā)濾光鏡過(guò)濾，由導(dǎo)光柱將所需的激發(fā)光傳遞至與其垂直的導(dǎo)光槽內(nèi)，從而放置于導(dǎo)光槽內(nèi)的透明試劑管從側(cè)面接收到激發(fā)光，試劑管內(nèi)的熒光反應(yīng)液接收到激發(fā)光，發(fā)出熒光，熒光再由透明試劑管的底部通過(guò)導(dǎo)光槽的底部開(kāi)口經(jīng)過(guò)接收濾光鏡的過(guò)濾垂直攝入攝像頭，攝像頭采集數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析，得到熒光檢測(cè)信息。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:第一，本實(shí)用新型的激發(fā)光系統(tǒng)為激發(fā)光、激發(fā)濾光鏡、導(dǎo)光柱、試劑位于同一直線；試劑發(fā)射光，接收濾光鏡、攝像頭位于同一直線，較頂部垂直激發(fā)光系統(tǒng)來(lái)講光路簡(jiǎn)單。
[0017]第二，由于從試劑管的側(cè)面激發(fā)光源，因此，可免除對(duì)試劑管和試劑板頂部高透光材料的要求，拓寬了試劑管和試劑板頂部密封材料的選擇面，使得試劑管和試劑板的設(shè)計(jì)選材更為靈活，工藝要求降低。
[0018]第三，與現(xiàn)有的頂部垂直激發(fā)光源的檢測(cè)系統(tǒng)相比，側(cè)面激發(fā)光源可以在一定程度上可減少設(shè)備高度，從而可減小體積，使得產(chǎn)品便于攜帶。
[0019]第四，側(cè)面激發(fā)光源，添加試劑時(shí)，與現(xiàn)有的頂部激發(fā)光源的相比，免于在加試劑時(shí)反復(fù)移動(dòng)激發(fā)光源裝置造成的損壞，本實(shí)用新型的側(cè)面激發(fā)光源無(wú)需移動(dòng)，即使在長(zhǎng)時(shí)間頻繁使用的前提下，也無(wú)需對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行校正，降低維護(hù)成本，延長(zhǎng)使用壽命，在持續(xù)使用過(guò)程中，其光學(xué)性能保持一致，穩(wěn)定性強(qiáng)。
[0020]第五，本實(shí)用新型的側(cè)面激發(fā)光源的激發(fā)光光源、激發(fā)濾光鏡，導(dǎo)光柱被內(nèi)置在光學(xué)固定座中，無(wú)暴露，不易接觸空氣中的灰塵和其他對(duì)光學(xué)有影響的顆粒物，避免受到污染而對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生影響，使得光學(xué)系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。
[0021]進(jìn)一步，所述的接收濾光鏡替換為接收濾光膜；所述的激發(fā)濾光鏡替換為激發(fā)濾光膜。將接收濾光鏡和激發(fā)濾光鏡替換為接收濾光膜和激發(fā)濾光膜同樣可實(shí)現(xiàn)過(guò)濾光的效果O
[0022]進(jìn)一步，所述的激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜位于光源與導(dǎo)光柱之間或者位于導(dǎo)光柱內(nèi)。光源激發(fā)光后經(jīng)過(guò)激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜的過(guò)濾，過(guò)濾后的激發(fā)光照射到導(dǎo)光槽內(nèi)的試劑管中，因此，無(wú)論激發(fā)濾光鏡或激發(fā)濾光膜位于光源與導(dǎo)光柱之間還是位于導(dǎo)光柱內(nèi)，只要保證激發(fā)光在進(jìn)入導(dǎo)光槽內(nèi)的試劑管之前進(jìn)行過(guò)濾即可實(shí)現(xiàn)，使用時(shí)，激發(fā)濾光鏡安裝于導(dǎo)光柱之間或者安裝于導(dǎo)光柱內(nèi)即可，激發(fā)濾光膜則需要涂覆于透光基材上再安裝即可。
[0023]進(jìn)一步，所述的光學(xué)固定座包括光學(xué)母座和光學(xué)母座延長(zhǎng)器，光源燈位于光學(xué)母座內(nèi)，導(dǎo)光柱位于光學(xué)母座延長(zhǎng)器內(nèi)，光學(xué)母座與光學(xué)母座延長(zhǎng)座可拆卸連接，激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜位于光學(xué)母座和光學(xué)母座延長(zhǎng)器之間。光學(xué)固定座由兩段、即光學(xué)母座和光學(xué)母座延長(zhǎng)器連接而成，激發(fā)濾光鏡安裝于兩者之間，而激發(fā)濾光膜則需要涂覆于透光基材上再安裝，方便拆卸更換激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜，過(guò)濾無(wú)效波段的光，使有效波段的光激活DNA靶上的熒光基團(tuán)，且可根據(jù)實(shí)際情況更換光學(xué)母座延長(zhǎng)器的長(zhǎng)度，以使用不同需求，操作更方便，維護(hù)更方便。
[0024]進(jìn)一步，所述的激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜位于光學(xué)母座內(nèi)的端部。拆卸后易更換光學(xué)母座延長(zhǎng)器，激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜也方便取出更換。
[0025]進(jìn)一步，所述的激發(fā)濾光鏡或激發(fā)濾光膜位于光學(xué)母座延長(zhǎng)器內(nèi)的端部。同樣的道理，激發(fā)濾光鏡或者激發(fā)濾光膜安裝于光學(xué)母座延長(zhǎng)器內(nèi)的端部同樣方便取出更換。
[0026]進(jìn)一步，所述的光源燈為L(zhǎng)ED燈、鹵鎢燈或者鹵素?zé)簟ED是英文light emittingd1de (發(fā)光二極管)的縮寫(xiě)，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，用銀膠或白膠固化到支架上，然后用銀線或金線連接芯片和電路板，然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，最后安裝外殼，所以LED燈的抗震性能好。鹵鶴燈(halogen lamp)是填