用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置，其中检测机构包括至少一个激发模块组，每个激发模块组包括两个激发模块，激发模块组能够提供两种波长的激发光；激发光纤，与激发模块组连接，激发光纤能够将激发光传输到至少一个反应试管，每个反应试管均接收两种波长的激发光；接收光纤，能够收集并传输反应试管的荧光信号；至少一个接收模块组，与接收光纤连接，每个接收模块组包括两个接收模块，以分别接收来自同一个反应试管的两种波长的荧光信号，并将荧光信号转换为电信号输出；检测机构分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

Detection mechanism for polymerase chain reaction and polymerase chain reaction device

The invention relates to a detection mechanism for polymerase chain reaction and polymerase chain reaction device, wherein the detection mechanism comprises at least one excitation module, each module group includes two excitation excitation module, excitation module group can provide two kinds of wavelength of the excitation light; the excitation fiber, connected with the excitation module, can stimulate fiber the excitation light transmission to at least one reaction tube, each reaction tube receives two wavelength excitation light; can receive optical fiber fluorescence signal collecting and transmitting reaction tube; at least one receiving module group is connected with the receiving fiber, each receiving module group comprises two receiving module, to receive two fluorescence signal respectively a wavelength from the same reaction tube, and the fluorescence signal is converted into electric signal; detection mechanism in different time on the reaction tube into Line detection and multiplexing the receiving module group to obtain output results.

【技术实现步骤摘要】
用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置
本专利技术涉及生物医学工程
，尤其涉及一种用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置。
技术介绍
聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction，PCR)是一种分子生物学技术，用于扩增特定的DNA片段。聚合酶链式反应一般需要对反应混合物，在2个或3个温度之间，进行重复的热循环步骤。作为分子生物学中最重要的技术手段之一，PCR技术自诞生到现在，在生命医学领域发挥了巨大的作用。PCR技术具有灵敏度高、特异性好的特点，尤其是荧光定量PCR技术能够对检测样品的原始浓度进行定量，为疾病诊断提供重要的临床检验信息。PCR为一种周期性的基因扩增反应，每个扩增周期包括DNA变性、退火、及延伸三个阶段，且每个阶段需要不同的温度条件，三个阶段构成一个完整的热循环周期。PCR所需的周期性反应温度条件往往由专业的PCR基因扩增仪来提供。PCR基因扩增仪通过复杂的软硬件设计来提供、并实时切换PCR所需的三个反应温度。在不同反应温度间的相互切换过程中，受仪器升降温速率的限制，不同反应阶段间的过渡过程往往需要较长时间，这使得PCR反应时间平均达到了1.5～2.5个小时。作为一种新型PCR扩增技术，对流PCR依靠一个或者二个恒定的反应温度，在反应试管两端建立了稳定的温度梯度，基于热流体动力学原理，反应试管内产生了周期性运动流场，使得扩增样品在温度不同的试管两端间往复运动，由此获得了PCR扩增所需的温度条件。但目前，现有的对流PCR的反应装置还不能对样品扩增过程中的荧光信号实现实时检测，这严重影响了对检测时间的控制，使得PCR扩增技术的总耗时始终无法降低到理想数值；检测设备的器件繁多，结构复杂，检测成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置，以实现对荧光信号的实时检测。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于聚合酶链式反应的检测机构，包括：至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；激发光纤，与所述激发模块组连接，所述激发光纤能够将所述激发光传输到至少一个反应试管，每个所述反应试管均接收两种波长的激发光；接收光纤，能够收集并传输所述反应试管的荧光信号；至少一个接收模块组，与所述接收光纤连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块，以分别接收来自同一个所述反应试管的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；所述检测机构分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。进一步地，每个所述激发模块均包括激发光源和前向光学单元，所述激发光源经由所述前向光学单元向所述激发光纤传输所述激发光，每个所述激发光源能够提供一种波长的激发光，并通过所述激发光纤分别传输至所述反应试管。进一步地，所述前向光学单元包括透镜和激发滤光片，所述透镜位于靠近所述激发光源的一侧。进一步地，每个所述接收模块均包括后向光学单元和光电传感器，所述后向光学单元用于将所述荧光信号传输至所述光电传感器，所述光电传感器用于将所述荧光信号转换为电信号输出。进一步地，所述后向光学单元包括聚焦透镜和接收滤光片，所述聚焦透镜位于靠近所述接收光纤的一侧。进一步地，所述激发光纤与其相对应的所述接收光纤之间互成90度光学角度。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种聚合酶链式反应装置，包括上述的用于聚合酶链式反应的检测机构。进一步地，还包括上位机人机交互子系统、下位机控制子系统、加热模块和遮光模块，其中：所述上位机人机交互子系统与所述下位机控制子系统数据连接，所述上位机人机交互子系统用于提供人机交互界面，并接收操作人员的输入指令；所述下位机控制子系统用于根据所述上位机人机交互子系统所接收的输入指令，控制所述加热模块的温度；所述加热模块能够为实现对流式聚合酶链式反应提供相应的加热温度；所述遮光模块用于遮挡进入所述反应试管的光线。进一步地，所述遮光模块包括上遮光盖与下遮光门，所述上遮光盖用于遮挡外界可见光，所述下遮光门包括弹性件，所述弹性件能够使得所述下遮光门在正常情况下为关闭状态；在所述反应试管插入反应孔位的过程中，所述下遮光门能够阻挡可见光进入所述反应试管。进一步地，所述加热模块包括高温加热子单元、低温加热子单元和隔热子单元，其中所述高温加热子单元、所述低温加热子单元和所述隔热子单元的中心部分能够形成反应孔位，以插入所述反应试管，所述高温加热子单元位于所述低温加热子单元的下方，所述隔热子单元位于所述高温加热子单元和所述低温加热子单元之间，用于防止所述低温加热子单元吸收所述高温加热子单元的辐射热量。进一步地，所述高温加热子单元包括下层加热橡胶、下层导热模块和下层测温传感器，所述下层加热橡胶位于所述下层导热模块的侧面，所述下层导热模块能够将所述下层加热橡胶产生的热量传递至所述反应试管的下部；所述低温加热子单元包括上层加热橡胶、上层导热模块和上层测温传感器，所述上层加热橡胶位于所述上层导热模块的侧面，所述上层导热模块能够将所述上层加热橡胶产生的热量传递至所述反应试管的上部。进一步地，所述高温加热子单元还包括与所述下位机控制子系统连接的下层测温传感器，用于将测量的所述高温加热子单元的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统；所述低温加热子单元还包括与所述下位机控制子系统连接的上层测温传感器，用于将测量的所述低温加热子单元的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统；所述下位机控制子系统能够接收所述下层测温传感器和所述上层测温传感器的温度信号，并根据所述温度信号与所述上位机人机交互子系统所接收的输入指令所设定温度之间的差值调整所述加热模块的加热温度。基于上述技术方案，本专利技术的检测机构设有至少一个激发模块组，每个激发模块组包括两个激发模块，这至少两个激发模块能够提供两种波长的激发光，激发光纤将两种波长的激发光传输到对应的反应试管，每个反应试管均接收两种波长的激发光，反应试管中的荧光染料被激发光照射之后发出荧光信号，然后经接收光纤传输至至少一个接收模块组，每个接收模块组接收来自于同一个反应试管的两种波长的荧光信号，并将其转化为电信号输出。该检测机构可以采用双波长检测，不论激发模块和反应试管的个数为多少，均可通过分时复用的原则，利用至少一个接收模块组即可完成对多个反应试管的同时检测。当反应试管为两个及以上时，分时是指对两个及以上反应试管进行分时检测；复用是指多个反应试管在不同时刻可以共用接收模块组，这样可实现对接收模块组的重复利用，显著减少了检测模块的器件数量，降低了模块的复杂度和成本；共用接收模块还有利于确保检测结果的一致性；另外，该检测机构可允许多个反应试管循环检测，实现对荧光信号的实时检测，随到随检，缩短了检测时间。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术用于聚合酶链式反应的检测机构一个实施例的结构示意图。图2为本专利技术聚合酶链式反应装置一个实施例的结构示意图。图3为本专利技术一个独立反应孔位的一个实施例的结构示意图。图4为本专利技术加热模块一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，包括：至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块(31)，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；激发光纤(32)，与所述激发模块组连接，所述激发光纤(32)能够将所述激发光传输到至少一个反应试管(5)，每个所述反应试管(5)均接收两种波长的激发光；接收光纤(33)，能够收集并传输所述反应试管(5)的荧光信号；至少一个接收模块组，与所述接收光纤(33)连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块(34)，以分别接收来自同一个所述反应试管(5)的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；所述检测机构(3)分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，包括：至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块(31)，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；激发光纤(32)，与所述激发模块组连接，所述激发光纤(32)能够将所述激发光传输到至少一个反应试管(5)，每个所述反应试管(5)均接收两种波长的激发光；接收光纤(33)，能够收集并传输所述反应试管(5)的荧光信号；至少一个接收模块组，与所述接收光纤(33)连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块(34)，以分别接收来自同一个所述反应试管(5)的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；所述检测机构(3)分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。2.根据权利要求1所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，每个所述激发模块(31)均包括激发光源(311)和前向光学单元(312)，所述激发光源(311)经由所述前向光学单元(312)向所述激发光纤(32)传输所述激发光，每个所述激发光源(311)能够提供一种波长的激发光，并通过所述激发光纤(32)分别传输至所述反应试管(5)。3.根据权利要求2所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，所述前向光学单元(312)包括透镜和激发滤光片，所述透镜位于靠近所述激发光源(311)的一侧。4.根据权利要求1所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，每个所述接收模块(34)均包括后向光学单元(341)和光电传感器(342)，所述后向光学单元(341)用于将所述荧光信号传输至所述光电传感器(342)，所述光电传感器(342)用于将所述荧光信号转换为电信号输出。5.根据权利要求4所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，所述后向光学单元(341)包括聚焦透镜和接收滤光片，所述聚焦透镜位于靠近所述接收光纤(33)的一侧。6.根据权利要求1所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)，其特征在于，所述激发光纤(32)与其相对应的所述接收光纤(33)之间互成90度光学角度。7.一种聚合酶链式反应装置，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的用于聚合酶链式反应的检测机构(3)。8.根据权利要求7所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，还包括上位机人机交互子系统(1)、下位机控制子系统(2)、加热模块(4)和遮光模块(6)，其中：所述上位机人机交互子系统(1)与所述下位机控制子系统(2)数据连接，所述上位机人机交互子系统(1)用于提供人机交互界面，并接收操作人员的输入指令；所述下位机控制子系统(2)用于根据所述上位机人机交互子系统(1)所接收的输入指令，控制所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宪波，叶祥忠，葛胜祥，张师音，高鹏飞，阳勇良，夏宁邵，
申请(专利权)人：北京万泰生物药业股份有限公司，北京化工大学，厦门大学，
类型：发明
国别省市：北京,11