多信道荧光检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多信道荧光检测装置包含发光模块、加热槽、检测模块及传动模块。发光模块包含光源、不同类型激发滤光片及第一滚轮，激发滤光片允许特定带宽的光束通过，以激发目标荧光探针，第一滚轮承载激发滤光片。加热槽容置具有试样及目标荧光探针的PCR管件。检测模块包含不同类型发射滤光片、第二滚轮及光检测器，发射滤光片允许特定带宽的光束通过，第二滚轮承载发射滤光片，光检测器接收荧光信号并转换为电子信号。传动模块包含致动器，以同时驱动第一及第二滚轮的转动，借此切换及同步化激发滤光片与发射滤光片，以符合目标荧光探针的特定波长。

【技术实现步骤摘要】
多信道荧光检测装置
本专利技术涉及一种荧光检测装置，特别涉及一种多信道荧光检测装置。
技术介绍
为了因应不同需求而取得大量特定片段的DNA，科学家们一直致力找出有效率的方式来符合其目标，而聚合酶连锁反应(Polymerasechainreaction，PCR)即为其中一种经济且快速的技术，可在短时间内获得十亿拷贝的特定DNA片段。PCR技术可应用在多种领域，例如医院及生物研究机构的疾病诊断、细菌及病毒的鉴定、疾病、基因突变及癌症生物标记的检测及监控、环境危害的检验以及犯罪调查等。PCR技术只需要利用从血液或组织中萃取得到的小量DNA试样，并将荧光染剂加入核酸溶液中，即可通过荧光分子检测到扩增的DNA片段。染剂及荧光检测技术为一种被广泛利用的技术，用以同步检测及分析是否有目标核酸分子存在于一批次生物试样中。在特定波长的光激发下，当有荧光信号从具有DNA结合染剂或荧光结合探针的目标核酸分子发出时，此信号即代表有目标核酸分子的存在。此技术被应用在新式PCR技术，称为实时PCR(realtimePCR)或定量PCR(quantitativePCR，qPCR)。相较于传统PCR技术，也就是所谓的终点PCR检测(end-pointPCRdetection)，qPCR为具有较高灵敏度及较佳准确性的早期PCR检测(early-phasePCRdetection)。也因此，光学装置乃是qPCR检测技术所不可或缺的工具，此光学装置必须提供光源以在特定波长激发荧光探针，且同时检测从探针发出的荧光信号。荧光检测系统已在多种领域中成熟发展，例如荧光光谱及荧光显微镜的应用。利用单一白光光源配上一组滤镜及光学组件，即可轻易应用于单一颜色的荧光探针。然而，当一试验需要使用具有不同颜色的荧光探针，或是多重荧光探针以侧向配置进行检测时，将大大地增加了荧光检测装置的复杂度，且难以满足其需求。此外，即使满足了需求，市场上此种荧光检测装置皆体积庞大且笨重，且在光源、移动的PCR试样及检测器之间的误对位也是待解决的问题。因此，为了改善前述现有技艺的缺失，实有必要提供一种改良的荧光检测装置，以用于多色的qPCR应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多信道荧光检测装置，以减小装置的尺寸及重量，且仍然提供优异性能于多色的qPCR应用。为达到上述目的，本专利技术的一较广义实施例实施方式为提供一种多信道荧光检测装置，包含：一发光模块，包含至少一光源、多个不同类型的激发滤光片以及一第一滚轮，其中该光源提供一宽带照明，每一该激发滤光片可允许一特定带宽的光束通过，以激发一目标荧光探针，且该第一滚轮承载所述多个激发滤光片；多个加热槽，用以容置具有试样及该目标荧光探针的PCR管件；一检测模块，包含多个不同类型的发射滤光片、一第二滚轮以及至少一光检测器，其中每一该发射滤光片可允许一特定带宽的光束通过，该第二滚轮承载所述多个发射滤光片，且该光检测器接收荧光信号并将该荧光信号转换为电子信号；以及一传动模块，包含一致动器，是与该第一滚轮及该第二滚轮连接，以同时驱动该第一滚轮及该第二滚轮的转动，借此切换及同步化所述多个激发滤光片与所述多个发射滤光片，以符合该目标荧光探针的特定波长。在一实施例中，该光源为一白光发光二极管，该发光模块还包含至少一准直镜，设置于该光源及该激发滤光片之间。该发光模块还包含至少一会聚透镜，安装于该激发滤光片及该加热槽之间。该会聚透镜是安装于一透镜托架上，而该透镜托架是设置于该加热槽的基座上。该会聚透镜是一双凸透镜。在一实施例中，该激发滤光片及该发射滤光片为带通滤光片。在一实施例中，该发光模块还包含一支撑架及一控制电路板，该光源是安装于该控制电路板上，而该控制电路板是安装于该支撑架上。在一实施例中，每一该第一及第二滚轮承载多个滤光片托架，且相同类型的该激发滤光片或该发射滤光片是安装在同一个该滤光片托架中。每一该第一及第二滚轮的形状大致呈八角柱体。每一该第一及第二滚轮还包含设置于其侧板上的一定位杆。该传动装置还包含一定位板，其是架构于抵顶该第一及第二滚轮上的该定位杆，用以确保该第一及第二滚轮的初始位置。在一实施例中，该多个加热槽是呈线性排列，以进行批次试验。在一实施例中，该多信道荧光检测装置还包含一热电致冷加热器，用以加热该PCR管件。在一实施例中，该检测装置还包含至少一会聚透镜，安装于该加热槽及该发射滤光片之间。该检测装置还包含至少一会聚透镜，安装于该发射滤光片与该光检测器之间。在一实施例中，该检测模块还包含包覆该光检测器的一EMI屏蔽及接地结构。在一实施例中，该传动模块的该致动器为一步进马达，安装于该光源的后端。该步进马达一次是旋转45度。在一实施例中，该传动装置还包含一齿轮及一齿条。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的多信道荧光检测装置包含发光模块、加热模块、检测模块及传动模块。特别是，分别承载激发滤光片及发射滤光片的两滚轮的转动是被同时驱动，用来切换及同步化激发滤光片及发射滤光片，以符合目标荧光探针的特定波长。滚轮设计可确保切换不同滤光片的最小空间利用，而不会牺牲大量空间。滚轮设计亦提供批次试验中每一PCR生物试样的均匀照光，且滚轮误对位的容忍度也较现有技术宽松。此外，多年来步进马达技术已成熟发展，故此技术的采用是容易、节省成本及稳定的。又，当目标荧光探针改变时，模块化的滚轮设计也提供简单的方式来替换不同带通滤光片组。再者，激发及发射滤光片组的设计有助实现多色qPCR系统的小巧化，且根据本专利技术的构想，本专利技术系统可提供高信噪比，且在20nM的低浓度下，仍可以最小串扰效应来区别多种不同的荧光试样。此外，本专利技术所采用的光学组件的排列增进了光照的一致性，以及在小空间中收集荧光的能力。而且，由于光学组件的妥适排列，本专利技术系统可实现高信噪比，且荧光信号的检测性能仍相当优异。附图说明图1显示本专利技术较佳实施例的多信道荧光检测装置示意图。图2显示图1的多信道荧光检测装置的爆炸图。图3显示图1的多信道荧光检测装置的剖面图。图4显示发光模块的爆炸图。图5A显示准直镜的示意图。图5B显示光束行经准直镜的光径。图6显示四种目标荧光探针的激发光谱及四种激发滤光片的通带。图7显示加热模块的爆炸图。图8显示检测模块的爆炸图。图9显示四种目标荧光探针的发射光谱及四种发射滤光片的通带。图10显示传动模块的爆炸图。图11显示多信道荧光检测装置的光径。其中，附图标记说明如下：1：发光模块11：光源12：激发滤光片121：滤光片托架121a：面板121b：托架本体13：第一滚轮131：定位杆132：齿轮14：灯罩15：准直镜151a、151b、152a、152b、153a、153b：表面16：支撑架17：控制电路板18：会聚透镜2：加热模块21：加热单元22：加热槽221：针孔结构23：透镜托架3：检测模块31：发射滤光片311：滤光片托架311a：面板311b：托架本体32：第二滚轮321：齿轮33：光检测器34：半球面透镜35：双凸透镜36：EMI屏蔽及接地结构4：传动模块41：步进马达42：齿轮43：齿条44：定位板441：挡止部45：基座具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多信道荧光检测装置，包含：一发光模块，包含至少一光源、多个不同类型的激发滤光片以及一第一滚轮，其中该光源提供一宽带照明，每一该激发滤光片可允许一特定带宽的光束通过，以激发一目标荧光探针，且该第一滚轮承载所述多个激发滤光片；多个加热槽，用以容置具有试样及该目标荧光探针的PCR管件；一检测模块，包含多个不同类型的发射滤光片、一第二滚轮以及至少一光检测器，其中每一该发射滤光片可允许一特定带宽的光束通过，该第二滚轮承载所述多个发射滤光片，且该光检测器接收荧光信号并将该荧光信号转换为电子信号；以及一传动模块，包含一致动器，是与该第一滚轮及该第二滚轮连接，以同时驱动该第一滚轮及该第二滚轮的转动，借此切换及同步化所述多个激发滤光片与所述多个发射滤光片，以符合该目标荧光探针的特定波长。

【技术特征摘要】
2016.11.08 SG 10201609334W1.一种多信道荧光检测装置，包含：一发光模块，包含至少一光源、多个不同类型的激发滤光片以及一第一滚轮，其中该光源提供一宽带照明，每一该激发滤光片可允许一特定带宽的光束通过，以激发一目标荧光探针，且该第一滚轮承载所述多个激发滤光片；多个加热槽，用以容置具有试样及该目标荧光探针的PCR管件；一检测模块，包含多个不同类型的发射滤光片、一第二滚轮以及至少一光检测器，其中每一该发射滤光片可允许一特定带宽的光束通过，该第二滚轮承载所述多个发射滤光片，且该光检测器接收荧光信号并将该荧光信号转换为电子信号；以及一传动模块，包含一致动器，是与该第一滚轮及该第二滚轮连接，以同时驱动该第一滚轮及该第二滚轮的转动，借此切换及同步化所述多个激发滤光片与所述多个发射滤光片，以符合该目标荧光探针的特定波长。2.如权利要求1所述的多信道荧光检测装置，其中该光源为一白光发光二极管。3.如权利要求1所述的多信道荧光检测装置，其中该发光模块还包含至少一准直镜，设置于该光源及该激发滤光片之间。4.如权利要求1所述的多信道荧光检测装置，其中该激发滤光片及该发射滤光片为带通滤光片。5.如权利要求1所述的多信道荧光检测装置，其中该发光模块还包含一支撑架及一控制电路板，该光源是安装于该控制电路板上，而该控制电路板是安装于该支撑架上。6.如权利要求1所述的多信道荧光检测装置，其中该发光模块还包含至少一会聚透镜，安装于该激发滤光片及该加热槽之间。7.如权利要求6所述的多信道荧光检测装置，其中该会聚透镜是安装于一透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勃，黄菘斌，游杰颖，王卉，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG