一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，包括加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)對反應(yīng)試劑進(jìn)行非接觸式加熱，檢測系統(tǒng)用于檢測反應(yīng)結(jié)果，冷卻系統(tǒng)對反應(yīng)試劑進(jìn)行冷卻。加熱系統(tǒng)的加熱源發(fā)出加熱波直接或間接作用于反應(yīng)試劑上。激勵波通過第二濾光器篩選后通過第二透鏡收集，經(jīng)過收集后的激勵波作用于反應(yīng)試劑上。被激發(fā)后的反應(yīng)試劑發(fā)出熒光，第三透鏡收集熒光并經(jīng)第三濾光器篩選后傳輸至檢測器，檢測器檢測被篩選后的熒光，根據(jù)實驗結(jié)果分析判斷。該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀易于攜帶，且進(jìn)行實驗時不需要在專門的實驗室中操作，所以能夠滿足現(xiàn)場快速檢驗檢疫、應(yīng)急檢測等場合的應(yīng)用。
【專利說明】一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及聚合酶鏈反應(yīng)用裝置，特別是涉及一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在分子生物學(xué)領(lǐng)域，聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)已得到普遍認(rèn)可，是一種探索DNA的具有高可靠性的有效手段。樣品中的DNA在試劑配合下，在特定溫度程序下進(jìn)行溫度循環(huán)反應(yīng)，在短時間內(nèi)可獲得2的N次方數(shù)量的片段擴增，使得檢測非常靈敏。
[0003]熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測設(shè)備作為分子生物學(xué)領(lǐng)域的一種主流技術(shù)和設(shè)備也已經(jīng)普及應(yīng)用，極大推動了分子生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步，為人類健康與安全作出了貢獻(xiàn)。
[0004]現(xiàn)有的定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測系統(tǒng)和設(shè)備存在幾方面的不足，影響了在現(xiàn)場快速檢驗檢疫、應(yīng)急檢測等場合的應(yīng)用:
[0005]I)通常帶半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量大。
[0006]2)通常適合于大體積、高質(zhì)量樣品的檢測。
[0007]3)通常需要復(fù)雜的配置過程，并在專門的聚合酶鏈反應(yīng)實驗室中進(jìn)行。
實用新型內(nèi)容
[0008]基于此，有必要針對上述問題，提供一種可以實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢驗檢疫、應(yīng)急檢測的便攜式的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀。
[0009]一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，包括加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括激勵模塊和檢測模塊，所述加熱系統(tǒng)采取非接觸方式對反應(yīng)試劑進(jìn)行加熱，所述加熱系統(tǒng)包括加熱源，所述加熱源發(fā)出加熱波，所述加熱波作用于反應(yīng)試劑上，所述激勵模塊包括激勵源、第二濾光器和第二透鏡，所述激勵源發(fā)出激勵波，所述激勵波經(jīng)過所述第二濾光器篩選，所述第二透鏡收集經(jīng)過篩選后的激勵波并作用在反應(yīng)試劑上以使反應(yīng)試劑激發(fā)出熒光，所述檢測模塊包括第三濾光器、第三透鏡和檢測器，所述第三透鏡收集所述熒光并經(jīng)所述第三濾光器篩選后傳輸至所述檢測器。
[0010]在其中一個實施例中,所述聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀還包括容納反應(yīng)試劑的可插拔聚合酶鏈反應(yīng)板。
[0011]在其中一個實施例中，所述加熱系統(tǒng)位于所述聚合酶鏈反應(yīng)板下方，所述加熱源是紅外輻射熱源。
[0012]在其中一個實施例中，所述加熱系統(tǒng)位于所述聚合酶鏈反應(yīng)板上方，所述加熱系統(tǒng)還包括第一濾光器和第一透鏡，所述第一濾光器對所述加熱波進(jìn)行篩選，所述第一透鏡收集經(jīng)過篩選后的加熱波并作用在反應(yīng)試劑上，所述加熱源為加熱光源，所述激勵源為激勵光源。
[0013]在其中一個實施例中，所述第一濾光器為濾光片，所述第一透鏡為聚焦光學(xué)器件。
[0014]在其中一個實施例中，所述第二濾光器為濾光片，所述第二透鏡為聚焦光學(xué)器件。
[0015]在其中一個實施例中，所述第三濾光器為濾光片，所述第三透鏡為聚焦光學(xué)器件，所述檢測器為光學(xué)檢測器。
[0016]在其中一個實施例中，所述加熱源為微波加熱源或磁能加熱源，所述加熱波與所述激勵波的波長不重復(fù)。
[0017]在其中一個實施例中，所述冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)機。
[0018]在其中一個實施例中，所述聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀還包括一個溫度檢測機構(gòu)，所述溫度檢測機構(gòu)通過紅外檢測方式檢測。
[0019]上述聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，包括加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)對反應(yīng)試劑進(jìn)行加熱，而檢測系統(tǒng)用于檢測反應(yīng)結(jié)果，冷卻系統(tǒng)對反應(yīng)試劑進(jìn)行冷卻。加熱系統(tǒng)的加熱源直接或者間接作用于反應(yīng)試劑上使得反應(yīng)試劑開始反應(yīng)。激勵波通過第二濾光器篩選后通過第二透鏡收集，經(jīng)過收集后的激勵波作用于反應(yīng)試劑上，被激勵波激發(fā)后的反應(yīng)試劑產(chǎn)生熒光，所述熒光被第三透鏡收集后被第三濾光器篩選，檢測器檢測被篩選后的熒光，從而根據(jù)實驗結(jié)果分析判斷。該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀易于攜帶，且進(jìn)行實驗時不需要在專門的實驗室中操作，所以能夠滿足現(xiàn)場快速檢驗檢疫、應(yīng)急檢測等場合的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為實施方式一的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀原理示意圖；
[0021]圖2為聚合酶鏈反應(yīng)板的俯視圖；
[0022]圖3為實施方式二的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0024]請參照圖1和圖2，其為本實用新型的第一【具體實施方式】:
[0025]請參照圖1，本實用新型的一個實施方式提供一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100。該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100包括加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)均位于聚合酶鏈反應(yīng)板140上方，而冷卻系統(tǒng)位于聚合酶鏈反應(yīng)板140的下方。當(dāng)加熱系統(tǒng)位于聚合酶鏈反應(yīng)板140上方時，在加熱線路中采用第一濾光器、第一透鏡來防止加熱波114影響檢測系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)采取非接觸方式對反應(yīng)試劑142進(jìn)行加熱，加熱后的反應(yīng)試劑142開始進(jìn)行實驗反應(yīng)，通過檢測系統(tǒng)對實驗反應(yīng)后的反應(yīng)試劑142進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果與已知濃度的參考物進(jìn)行對比分析，從而得出結(jié)論。冷卻系統(tǒng)用于對反應(yīng)試劑142進(jìn)行冷卻，本實施方式中采用風(fēng)機吹風(fēng)的方式，在其他實施方式中還可以采用貼裝半導(dǎo)體制冷器等方式來實現(xiàn)，此處不做具體限定。加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的配合，能夠穩(wěn)定的控制反應(yīng)試劑142的溫度。檢測系統(tǒng)包括有激勵模塊和檢測模塊，該激勵模塊作為發(fā)射端，檢測模塊則作為與發(fā)射端相對應(yīng)的接收端。
[0026]加熱系統(tǒng)采取非接觸方式進(jìn)行加熱，即加熱系統(tǒng)的加熱線路中的各元件采用非電連接方式相互作用。加熱系統(tǒng)上的加熱線路包括加熱源111、第一濾光器112和第一透鏡113，該三個器件采用非電連接方式，實現(xiàn)非接觸式加熱。第一濾光器112的作用是篩選出所需波段的加熱波114，第一透鏡113的作用是收集通過了第一濾光器112篩選的加熱波114，其加熱原理是采用特定波長的加熱波114對反應(yīng)試劑142進(jìn)行加熱。加熱源111發(fā)出的加熱波114通過第一濾光器112篩選后通過第一透鏡113進(jìn)行收集，通過了第一透鏡113收集后的加熱波114作用于反應(yīng)試劑142上。
[0027]在本實施方式中，加熱源111為光源，第一濾光器112是濾光片，第一透鏡113是聚焦光學(xué)器件。光源發(fā)出的光波照射在濾光片上，該濾光片的作用是供實驗所需波段的光波透過，透過濾光片的光波照射在聚焦光學(xué)器件上，被聚焦光學(xué)器件聚焦收集后照射在反應(yīng)試劑142上進(jìn)行加熱。在其他實施方式中，加熱源還可以是微波加熱源、磁能加熱源等，第一濾光器112和第一透鏡113根據(jù)加熱源111做出適應(yīng)性變化，只要第一濾光器112可以篩選出該波段的加熱波114，第一透鏡113可以收集透過第一濾光器112的加熱波114即可，此處不做具體限定。加熱源111的選擇原則是檢測器133對該加熱源111不敏感，且該加熱源111不會激發(fā)反應(yīng)試劑142。
[0028]激勵模塊上的激勵線路包括激勵源121、第二濾光器122和第二透鏡123，第二濾光器122的作用是篩選出所需波段的激勵波124，第二透鏡123的作用是收集通過了第二濾光器122篩選的激勵波124。其激發(fā)原理是采用特定波長的激勵波124來激發(fā)反應(yīng)試劑142，使得被激發(fā)后的反應(yīng)試劑142發(fā)出熒光134。激勵模塊用于激發(fā)反應(yīng)試劑142，檢測模塊用于接收并檢測反應(yīng)試劑142所發(fā)出的熒光134。激勵源121發(fā)出的激勵波124通過第二濾光器122篩選后通過第二透鏡123進(jìn)行收集，通過了第二透鏡123收集后的激勵波124作用于反應(yīng)試劑142上。在本實施方式中,激勵波121為激勵光源,第二濾光器122為濾光片，第二透鏡123為聚焦光學(xué)器件。激勵光源照射在濾光片上，該濾光片的作用是供實驗所需波段的激勵光波透過，該透過第二濾光器122的激勵光波的波段與透過第一濾光器112的光波的波段不相重合。透過濾光片的激勵光波照射在聚焦光學(xué)器件上，聚焦光學(xué)器件收集照射在其上的激勵光波后照射在反應(yīng)試劑142上，從而激發(fā)反應(yīng)試劑142發(fā)出熒光134。在其他實施方式中，激勵源121還可以是微波激勵源、磁能激勵源等，只要能夠起到激發(fā)反應(yīng)試劑142的作用即可。第二濾光器122和第二透鏡123跟隨激勵源121的變化而對應(yīng)改變，只要可以滿足其對應(yīng)的作用即可，此處不做具體限定。
[0029]檢測模塊上的熒光線路包括第三透鏡131、第三濾光器132和檢測器133，第三透鏡131的作用是收集反應(yīng)試劑142被激發(fā)后所發(fā)出的熒光134，第三濾光器132的作用是獲取收集后的熒光134中所需波段的熒光134。在本實施方式中，第三透鏡131是聚焦光學(xué)器件，第三濾光器132是濾光片，檢測器133是光學(xué)檢測器。反應(yīng)試劑142被激發(fā)后會發(fā)出熒光134，該熒光134被聚焦光學(xué)器件所收集并照射在濾光片上，濾光片的作用是供透過實驗所需波段的熒光134透過而過濾掉其他波段的熒光134，光學(xué)檢測器檢測透過濾光片的熒光134，對比已知濃度的參考物與被測樣品的聚合酶鏈反應(yīng)信息，可以判斷用品中DNA或RNA原始片段的數(shù)量，即實現(xiàn)定性或定量化檢測結(jié)果。
[0030]請參照圖2,該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100還包括可插拔的聚合酶鏈反應(yīng)板140。該聚合酶鏈反應(yīng)板140上開設(shè)有若干個承載反應(yīng)試劑142的孔141，該孔141內(nèi)預(yù)裝有試劑和反應(yīng)材料。液體試劑通常采用覆膜方式制作，固態(tài)試劑通常采用凍干等工藝制作，然后用涂覆的方式固定于孔141內(nèi)，用戶只需添加樣品和/或水即可完成反應(yīng)試劑142的配制，從而提高工作效率。該聚合酶鏈反應(yīng)板140上還貼或者印刷有試劑相關(guān)信息的條碼或者二維碼144，使用時聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100上專門的編碼閱讀器自動獲取其信息并用于聚合酶鏈反應(yīng)參數(shù)的設(shè)置和檢測結(jié)果自動分析、診斷。
[0031]聚合酶鏈反應(yīng)板140上設(shè)有特殊的油膜或者透明的特種封閉材料145，使得聚合酶鏈反應(yīng)全部在封閉體內(nèi)進(jìn)行，同時加熱線路、激勵線路和熒光線路均能透過密封材料進(jìn)行檢測，使得高濃度實驗擴增產(chǎn)物不被擴展和泄漏。在其他實施方式中，還可以采用貼膜技術(shù)實現(xiàn)試劑封閉，使得應(yīng)急現(xiàn)場也能進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)而不必送達(dá)專門的聚合酶鏈反應(yīng)實驗室進(jìn)行實驗，從而適應(yīng)和滿足了現(xiàn)場快速聚合酶鏈反應(yīng)定量檢測的需要。當(dāng)聚合酶鏈反應(yīng)板140插入到聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100上時，可同時進(jìn)行多個樣品的聚合酶鏈反應(yīng)和檢測。
[0032]聚合酶鏈反應(yīng)板140上還設(shè)有定位機構(gòu)143，該定位機構(gòu)143用于指示該聚合酶鏈反應(yīng)板140于聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100上的插拔方向，可以防止聚合酶鏈反應(yīng)板140被錯位、旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)。
[0033]聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀100上還設(shè)有溫度檢測機構(gòu)，該溫度檢測機構(gòu)采用的是紅外檢測方式，在其他實施方式中，還可以采用微波方式、光波方式或者磁能方式等非接觸式的方式進(jìn)行溫度檢測。采用特定波長光源的光學(xué)聚焦方式對孔141中的反應(yīng)試劑142進(jìn)行加熱控制，冷卻系統(tǒng)上采用風(fēng)機向模塊中吹風(fēng)的方式進(jìn)行冷卻，并以非接觸方式檢測聚合酶鏈反應(yīng)板140的溫度，三者協(xié)調(diào)工作形成穩(wěn)定的溫度控制。
[0034]請參照圖3，其為本實用新型的第二【具體實施方式】:
[0035]本實施方式與實施方式一的區(qū)別在于，本實施方式提供一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀200。該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀200上的加熱系統(tǒng)位于聚合酶鏈反應(yīng)板240的下方，直接對聚合酶鏈反應(yīng)板240加熱，聚合酶鏈反應(yīng)板240將熱量傳遞給反應(yīng)試劑242，從而實現(xiàn)對反應(yīng)試劑242的間接加熱。該加熱系統(tǒng)的加熱源211為紅外輻射熱源，且該紅外輻射熱源的作用范圍不會到達(dá)聚合酶鏈反應(yīng)板240上方，因此紅外輻射熱源不會影響到檢測系統(tǒng)的正常工作。為了確保紅外輻射熱源的作用范圍不會到達(dá)聚合酶鏈反應(yīng)板240的上方，可以采用非透明材料制成聚合酶鏈反應(yīng)板240，利用聚合酶鏈反應(yīng)板240的非透明性，使紅外輻射熱源發(fā)出的紅外輻射波214不影響聚合酶鏈反應(yīng)板240上方的檢測系統(tǒng)。在其他實施方式中，還可以采用其他方式來防止紅外輻射波214影響聚合酶鏈反應(yīng)板240上方的檢測系統(tǒng)，例如采取在紅外輻射熱源與聚合酶鏈反應(yīng)板240之間添置擋板等方式，此處不做具體限定。
[0036]該聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀主要由加熱線路、激勵線路和熒光線路組成。加熱線路中的加熱波采用非接觸方式對反應(yīng)試劑進(jìn)行加熱，激勵線路主要選取特定波長的激勵波采用聚焦方式激發(fā)反應(yīng)試劑，而熒光線路主要是收集、檢測反應(yīng)試劑所發(fā)出的熒光中的特定波長的熒光。整個聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀上可以形成一組或多組這樣的檢測通道，從而實現(xiàn)多色檢測應(yīng)用。主機的供電是交流市電或者電池，其整機是可便攜的，適用于床邊診斷儀器、檢驗檢疫、法醫(yī)刑偵、戰(zhàn)場應(yīng)急檢測和快速定性定量檢測等場合。
[0037]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，包括加熱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括激勵模塊和檢測模塊，所述加熱系統(tǒng)采取非接觸方式對反應(yīng)試劑進(jìn)行加熱，所述加熱系統(tǒng)包括加熱源，所述加熱源發(fā)出加熱波，所述加熱波作用于反應(yīng)試劑上，所述激勵模塊包括激勵源、第二濾光器和第二透鏡，所述激勵源發(fā)出激勵波，所述激勵波經(jīng)過所述第二濾光器篩選，所述第二透鏡收集經(jīng)過篩選后的激勵波并作用在反應(yīng)試劑上以使反應(yīng)試劑激發(fā)出熒光，所述檢測模塊包括第三濾光器、第三透鏡和檢測器，所述第三透鏡收集所述熒光并經(jīng)所述第三濾光器篩選后傳輸至所述檢測器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀還包括容納反應(yīng)試劑的可插拔聚合酶鏈反應(yīng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)位于所述聚合酶鏈反應(yīng)板下方，所述加熱源是紅外輻射熱源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)位于所述聚合酶鏈反應(yīng)板上方，所述加熱系統(tǒng)還包括第一濾光器和第一透鏡，所述第一濾光器對所述加熱波進(jìn)行篩選，所述第一透鏡收集經(jīng)過篩選后的加熱波并作用在反應(yīng)試劑上，所述加熱源為加熱光源，所述激勵源為激勵光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述第一濾光器為濾光片，所述第一透鏡為聚焦光學(xué)器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述第二濾光器為濾光片，所述第二透鏡為聚焦光學(xué)器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述第三濾光器為濾光片，所述第三透鏡為聚焦光學(xué)器件，所述檢測器為光學(xué)檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述加熱源為微波加熱源或磁能加熱源，所述加熱波與所述激勵波的波長不重復(fù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀，其特征在于，所述聚合酶鏈反應(yīng)檢測儀還包括一個溫度檢測機構(gòu)，所述溫度檢測機構(gòu)通過紅外檢測方式檢測。
【文檔編號】C12M1/34GK203613195SQ201320824092
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】劉志華, 聶尚海, 申躍華 申請人:蘇州東勝興業(yè)科學(xué)儀器有限公司