本實(shí)用新型涉及生物芯片檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀。

背景技術(shù)：

數(shù)字PCR(Digital PCR，dPCR)是一種基于單分子PCR方法來進(jìn)行計(jì)數(shù)的核酸定量方法，是一種絕對(duì)定量的方法。主要采用當(dāng)前分析化學(xué)熱門研究領(lǐng)域的微流控或微滴化方法，將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應(yīng)器或微滴中，每個(gè)反應(yīng)器的核酸模板數(shù)少于或者等于1個(gè)。這樣經(jīng)過PCR循環(huán)之后，有核酸分子模板的反應(yīng)器就會(huì)給出熒光信號(hào)，沒有模板的反應(yīng)器就沒有熒光信號(hào)。根據(jù)相對(duì)比例和反應(yīng)器的體積，就可以推算出原始溶液的核酸濃度。與傳統(tǒng)定量PCR不同，數(shù)字PCR通過直接計(jì)數(shù)的方法，可以實(shí)現(xiàn)起始DNA模板的絕對(duì)定量。

借助微流控技術(shù)在微流體操控方面的優(yōu)勢(shì)，最近國際上已有多個(gè)研究小組和公司開發(fā)了基于微流控技術(shù)的數(shù)字PCR系統(tǒng)。比較典型的包括Fluidigm公司推出的基于微室型的BioMarkTM系統(tǒng)和Bio-Rad公司推出的基于液滴型的QX100TM系統(tǒng)。

微液滴技術(shù)是指利用不互溶相形成油包水或水包油的相對(duì)穩(wěn)定的獨(dú)立微體積液滴。乳化方式有多種，其中基于微流控芯片的液滴生成技術(shù)最近幾年得到快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于生物界和材料界，是一種非常重要的技術(shù)。其原理主要是通過兩相液流之間一定角度戶型擠壓作用下，其中一相連續(xù)液流斷裂形成液滴。目前常用的液滴制備方式有正交結(jié)構(gòu)(T-junction)和流式聚焦(Flow-focusing)等。這些方法整體設(shè)備的系統(tǒng)比較復(fù)雜，對(duì)流體控制系統(tǒng)的要求比較高。

目前，對(duì)于生物芯片的檢測(cè)主要有兩種方式，一種方式是通過熒光方法進(jìn)行檢測(cè)，這種檢測(cè)方式需要熒光分子對(duì)生物芯片進(jìn)行標(biāo)記；另一種檢測(cè)方式是通過生物芯片掃描儀對(duì)生物芯片進(jìn)行檢測(cè)。

公開號(hào)為CN103115901A的中國發(fā)明專利公開了一種基于共振光散射檢測(cè)生物芯片的裝置，包括光源驅(qū)動(dòng)器、光纖、激發(fā)光源、耦合透鏡組、生物芯片載物臺(tái)、光電傳感器、上位機(jī)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和多軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)；光源驅(qū)動(dòng)器控制激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光，激發(fā)光經(jīng)光纖輸出至耦合透鏡組并對(duì)其進(jìn)行光束整形并入射至生物芯片載物臺(tái)上，以入射角大于臨界角由生物芯片側(cè)邊入射，樣品受到激發(fā)光的激發(fā)后發(fā)生共振光散射，向外輻射特定波長(zhǎng)的共振散射光，共振散射光入射至光電傳感器中，上位機(jī)接收轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)并通過上位機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行采集分析，得到掃描圖像，上位機(jī)軟件控制多軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行并驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)，帶動(dòng)生物芯片載物臺(tái)移動(dòng)，對(duì)生物芯片的整個(gè)點(diǎn)樣區(qū)域進(jìn)行掃描。

目前生物芯片的種類繁多，有效區(qū)域尺寸不一，現(xiàn)有生物芯片成像裝置無法根據(jù)有效區(qū)域方便調(diào)節(jié)激發(fā)區(qū)域及成像范圍。一旦所要檢測(cè)的生物芯片大小發(fā)生變化，就需要更換合適的激發(fā)鏡頭和圖像傳感器，以使激發(fā)光源的激發(fā)區(qū)域適應(yīng)待檢測(cè)的生物芯片，以達(dá)到既覆蓋了生物芯片所有的待檢測(cè)范圍，同時(shí)又能夠使激發(fā)光源達(dá)到最銳利，同時(shí)在圖像傳感器上獲得最清晰的熒光圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠用于檢測(cè)多種不同波長(zhǎng)熒光的微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀。

一種微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀，包括載片臺(tái)、分光二色鏡頭、激發(fā)光組件和接收光組件，所述分光二色鏡頭具有接收激發(fā)光組件所發(fā)出激光的入射光口、向載物臺(tái)投射激發(fā)光和接收載物臺(tái)所發(fā)出熒光的雙向光出口、以及向接收光組件射出熒光的出射光口，所述分光二色鏡頭的數(shù)量為至少兩個(gè)，并且安裝在一轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，沿著轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向排列布置，不同的分光色鏡頭的入射光口處設(shè)有不同的激光濾光片。

分光二色鏡頭內(nèi)部設(shè)置有分光二色鏡(dichroic mirror)，分光二色鏡是一種干涉濾色鏡的組合，當(dāng)分光二色鏡相對(duì)于入射光束及發(fā)射光束傾斜45°角時(shí)，它反射短波長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng)，以90°角進(jìn)入樣品，同時(shí)透過長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)。

檢測(cè)時(shí)，打開該裝置電源，將待檢測(cè)的芯片放置于載片臺(tái)上，調(diào)整載片臺(tái)位置使芯片處于合適位置，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)選擇需要的分光二色鏡頭即根據(jù)芯片上反應(yīng)液所使用的熒光顏色來選擇合適的激光濾光片，然后，激發(fā)光組件發(fā)出的激光通過分光二色鏡頭上的激光濾光片，將多余波長(zhǎng)的光過濾掉，只留下需要波長(zhǎng)的激光，激光打到芯片上，反應(yīng)液中熒光基團(tuán)吸收激發(fā)光，釋放出發(fā)射光，發(fā)射光通過分光二色鏡頭到達(dá)接收光組件進(jìn)行成像。

所述載片臺(tái)設(shè)于分光二色鏡頭的正下方，所述接收光組件設(shè)于分光二色鏡頭的正上方，所述激發(fā)光組件設(shè)于分光二色鏡頭的側(cè)面。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的圓周面具有支撐分光二色鏡頭的環(huán)形承載板，所述環(huán)形承載板上具有與雙向光出口對(duì)應(yīng)的通孔，所述分光二色鏡頭上方設(shè)有與環(huán)形承載板配合夾緊它的壓板。

所述接收光組件包括物鏡單元、熒光濾光片以及成像單元，所述熒光濾光片具有多個(gè)，固定在一轉(zhuǎn)盤上，并沿著轉(zhuǎn)盤的圓周方向排列布置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤替換接收光組件中的熒光濾光片。

所述載片臺(tái)包括承載板以及位置調(diào)節(jié)裝置，所述位置調(diào)節(jié)裝置包括底座、第一滑座和第二滑座，所述第一滑座與底座之間設(shè)有第一水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，第二滑座和第一滑座之間設(shè)有第二水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的滑動(dòng)方向垂直，承載板設(shè)于第一滑座上。

所述承載板上設(shè)有限位槽。限位槽用于將芯片固定。

本實(shí)用新型微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀通過設(shè)置至少兩個(gè)分光二色鏡頭，并且安裝在一轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，沿著轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向排列布置，不同的分光色鏡頭的入射光口處設(shè)有不同的激光濾光片，使得可以根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)來調(diào)到需要的波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的激光濾光片，從而使得本實(shí)用新型微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀能夠方便地用于檢測(cè)不同熒光標(biāo)記的微滴式數(shù)字PCR生物芯片。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A局部放大圖；

圖3為本實(shí)用新型分光二色鏡頭與轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1～3所示，一種微滴式數(shù)字PCR芯片分析儀，包括載片臺(tái)1、分光二色鏡頭2、激發(fā)光組件3和接收光組件4。載片臺(tái)1設(shè)于分光二色鏡頭2的正下方，接收光組件4設(shè)于分光二色鏡頭2的正上方，激發(fā)光組件3設(shè)于分光二色鏡頭2的側(cè)面。

載片臺(tái)1包括承載板11以及位置調(diào)節(jié)裝置，所述位置調(diào)節(jié)裝置包括底座12、第一滑座13和第二滑座14，第一滑座13與底座12之間設(shè)有第一水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)15，第二滑座14和第一滑座13之間設(shè)有第二水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)16，第一水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)15和第二水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)16之間的滑動(dòng)方向垂直，承載板11設(shè)于第一滑座13上。承載板11上設(shè)有限位槽17。

分光二色鏡頭2具有接收激發(fā)光組件3所發(fā)出激光的入射光口21、向載物臺(tái)1投射激發(fā)和接收載物臺(tái)1所發(fā)出熒光的雙向光出口22、以及向接收光組件4射出熒光的出射光口23。分光二色鏡頭2的數(shù)量為至少兩個(gè)，并且安裝在一轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)25上，沿著轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向排列布置，不同的分光色鏡頭2的入射光口21處設(shè)有不同的激光濾光片24。分光二色鏡頭2內(nèi)部具有分光二色鏡29，分光二色鏡29放置角度與入射光、雙向光(激發(fā)光和發(fā)射光)和出射光均成45°角。

轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)25的圓周面具有支撐分光二色鏡頭2的環(huán)形承載板26，環(huán)形承載板26上具有與雙向光出口22對(duì)應(yīng)的通孔28，分光二色鏡頭2上方設(shè)有與環(huán)形承載板26配合夾緊它的壓板27。

接收光組件4包括物鏡單元41、熒光濾光片42以及成像單元44，熒光濾光片42具有多個(gè)，固定在一轉(zhuǎn)盤43上，并沿著轉(zhuǎn)盤43的圓周方向排列布置，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤43替換接收光組件4中的熒光濾光片42。

檢測(cè)時(shí)，首先打開激發(fā)光源進(jìn)行預(yù)熱，打開該裝置的電源，將待檢測(cè)的芯片放置于載片臺(tái)1的承載板11上，通過第一水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)15和第二水平滑動(dòng)機(jī)構(gòu)16在水平放上上調(diào)整承載板11的位置，使芯片處于合適位置，然后在豎直方向上調(diào)整物鏡單元41的位置使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)25選擇需要的分光二色鏡頭2，即根據(jù)芯片上反應(yīng)液所使用的熒光顏色來選擇合適的激光濾光片24，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤43選擇需要的熒光濾光片42，然后，激發(fā)光組件3發(fā)出的激光通過分光二色鏡頭2上的激光濾光片24，將多余波長(zhǎng)的光過濾掉，只留下需要波長(zhǎng)的激光即為激發(fā)光，短波長(zhǎng)的激發(fā)光打到分光二色鏡29上被反射，以90°角進(jìn)入芯片內(nèi)的樣品，激發(fā)熒光發(fā)光基團(tuán)發(fā)出發(fā)射光(熒光)，長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光從分光二色鏡29透射進(jìn)入接收光組件4，通過熒光濾光片42過濾掉不需要的波段后，到達(dá)成像單元44進(jìn)行成像。