多色荧光激发及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多色荧光激发及检测装置，包含至少一发光模块、卡匣、液态镜片模块及至少一检测模块。发光模块提供具有特定波长范围的照明光。卡匣包含检测芯片，检测芯片包含多个检测槽，环绕设置于检测芯片的外围，每一检测槽内容置对应的荧光试样，且检测槽包含第一壁面及第二壁面。照明光穿透第一壁面以照射检测槽内的荧光试样，并激发荧光试样以产生荧光信号穿透第二壁面。液态镜片模块包含至少一液态镜片贴附设置于第二壁面上，当荧光信号穿透第二壁面及液态镜片时可被增强。检测模块接收增强后的荧光信号，并将之转换为电信号。

【技术实现步骤摘要】
多色荧光激发及检测装置
本专利技术涉及一种荧光检测装置，尤其涉及一种具有液态镜片模块的多色荧光激发及检测装置。
技术介绍
为了根据不同需求而取得大量特定片段的DNA的方式在近几年来蓬勃发展，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)即为其中一种最经济且快速的技术，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，例如遗传鉴定的选择性DNA分离、分析考古学中的古代DNA的法学分析、基因检测及组织类型的医学应用、医院及研究机构的传染病的快速及准确的诊断、食品安全的环境危害检验以及用于调查罪犯的基因指纹等。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，称为等温扩增方式(isothermalamplificationmethod)。其中，光学装置乃是qPCR检测技术中检测特定核酸片段发出的荧光所不可或缺的工具，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。另一种替代的等温扩增方式则是无须采用热循环控制，而是仰赖利用体内DNA/RNA合成机制的蛋白质，并由酵素活性主导。因此，微小化的等温系统具有设计简单及能量消耗低的优点。目前有多种分析复杂度(多种酵素或引子)、检测灵敏度及专一性可接受的等温扩增方式被发展出来，包括核酸序列依赖性扩增技术(nucleicacidsequence-basedamplification,NASBA)、链置换扩增技术(stranddisplacementamplification,SDA)、解旋酶扩增技术(helicase-dependentamplification,HAD)、环型等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)、重组酶聚合酶扩增技术(recombinasepolymeraseamplification,RPA)及切口酶扩增技术(nickingenzymeamplificationreaction,NEAR)。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。利用单色光源配上一组滤镜及光学组件，即可轻易应用于单色的荧光探针。然而，大部分现有的荧光检测系统皆具有体积大、结构复杂及成本高的缺陷。再者，大多数荧光检测系统产生的荧光信号具有较低的信噪比(Signal-to-Noiseratio,SNR)。目前可携式等温扩增方法的荧光检测装置设计仍落后于其生化技术发展。由于等温扩增对于试样的纯化度具有较高的容忍度，市场上大部分的等温平台着眼于创造具有稳定温度的环境及具有中高通量(throughput)的检测方法。更重要的是，大多数应用等温扩增的装置较偏爱于移动检测环境中，故系统需要具有高度集成度，因此，大多数现行的光学组件设计虽然已经被广泛的运用，但并不适合应用等温扩增的装置。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种多色荧光激发及检测装置，通过液态镜片模块将荧光信号集中汇聚至检测模块，以获得高信噪比，缩小整体体积及重量，并且以较低成本提供可携式等温PCR系统较好的性能，并且可允许检测槽的偏差。本专利技术的另一目的在于提供一种多色荧光激发及检测装置，具有紧密的光学结构以避免对位及组合的困难，并具有高效能、坚固结构，以避免光传送所造成的损失并保持高的信噪比。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种多色荧光激发及检测装置，包含至少一发光模块、卡匣、液态镜片模块及至少一检测模块。每一该发光模块提供具有特定波长范围的照明光。卡匣包含检测芯片，检测芯片包含多个检测槽，环绕设置于检测芯片的外围，其中每一检测槽内容置对应的荧光试样，且每一检测槽包含第一壁面及第二壁面，其中照明光穿透第一壁面以照射检测槽内的荧光试样，并激发荧光试样以产生荧光信号穿透第二壁面。液态镜片模块包含至少一液态镜片贴附设置于第二壁面上，以使荧光信号穿透第二壁面及液态镜片时增强荧光信号。至少一检测模块接收增强后的荧光信号，并转换荧光信号为电信号。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供一种多色荧光激发及检测装置，此多色荧光激发及检测装置可应用于许多利用荧光染剂作为介质的领域，如qPCR、等温PCR、荧光显微镜、荧光光谱等领域。本专利技术的多色荧光激发及检测装置集合了发光模块、卡匣及检测模块于单一装置中，使得本专利技术的多色荧光激发及检测装置具有紧密的结构、较小的体积以及较轻的重量的优势。附图说明图1为本专利技术的一实施例的使用多色荧光激发及检测装置的核酸分析设备的结构示意图。图2为图1所示的核酸分析设备于槽体开启时的结构示意图。图3为本专利技术较佳实施例的多色荧光激发及检测装置的结构示意图。图4为图3所示的多色荧光激发及检测装置的部分放大结构示意图。图5为图4所示的检测槽及液态镜片模块的结构示意图。图6显示荧光染剂FAM的激发光谱。图7显示荧光染剂Cy5的发射光谱。附图标记如下：100：核酸分析设备1：槽体11：顶部槽体12：底部槽体121：腔室13：铰链14：容置空间2：流体输送单元3：温度控制单元4：旋转驱动单元5：液态镜片模块51：液态镜片511：第二镜片512：液体层513：第三镜片52：第一镜片6：卡匣61：试剂储存本体62：检测芯片625：检测槽623：第一壁面621：第二壁面622：第三壁面624：第四壁面63：第一通道64：第二通道65：开口7：发光模块71：光源72：第一滤波器73：第一针孔8：检测模块81：第二滤波器82：检测器83：第二针孔9：多色荧光激发及检测装置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方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非限制本专利技术。本专利技术提供一种适用于核酸分析设备的多色荧光激发及检测装置。更进一步说明，本专利技术的多色荧光激发及检测装置所适用的核酸分析设备集合了流体输送单元、温度控制单元、旋转驱动单元及多色荧光激发及检测装置于单一装置上，故在单一装置上可实时进行核酸分析以达到试样纯化、核酸萃取、核酸扩散以及核酸检测的功能。图1为本专利技术的一实施例的使用多色荧光激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多色荧光激发及检测装置，包括：/n至少一发光模块，提供具有特定波长范围的一照明光；/n一卡匣，包含一检测芯片，该检测芯片包含多个检测槽，环绕设置于该检测芯片的外围，其中每一该检测槽内容置对应的一荧光试样，且每一该检测槽包含一第一壁面及一第二壁面，其中该照明光穿透该第一壁面以照射该检测槽内的该荧光试样，并激发该荧光试样以产生一荧光信号穿透该第二壁面；/n一液态镜片模块，包含至少一液态镜片贴附设置于该第二壁面上，以使该荧光信号穿透该第二壁面及该液态镜片时增强该荧光信号；以及/n至少一检测模块，接收增强后的该荧光信号，并转换该荧光信号为一电信号。/n

【技术特征摘要】
20190108 SG 10201900172R1.一种多色荧光激发及检测装置，包括：
至少一发光模块，提供具有特定波长范围的一照明光；
一卡匣，包含一检测芯片，该检测芯片包含多个检测槽，环绕设置于该检测芯片的外围，其中每一该检测槽内容置对应的一荧光试样，且每一该检测槽包含一第一壁面及一第二壁面，其中该照明光穿透该第一壁面以照射该检测槽内的该荧光试样，并激发该荧光试样以产生一荧光信号穿透该第二壁面；
一液态镜片模块，包含至少一液态镜片贴附设置于该第二壁面上，以使该荧光信号穿透该第二壁面及该液态镜片时增强该荧光信号；以及
至少一检测模块，接收增强后的该荧光信号，并转换该荧光信号为一电信号。


2.如权利要求1所述的多色荧光激发及检测装置，其中该发光模块相邻设置于该第一壁面，且该发光模块的光轴对位于该第一壁面，以及该检测模块相邻设置于该第二壁面，且该检测模块的光轴对位于该第二壁面。


3.如权利要求1所述的多色荧光激发及检测装置，其中该液态镜片模块还包含一第一镜片，该第一镜片贴附于该第一壁面上，且为一聚光透镜。


4.如权利要求1所述的多色荧光激发及检测装置，其中该液态镜片模块还包含一第二镜片、一液体层及一第三镜片，其中该液体层夹设于该第二镜片及该第三镜片之间。


5.如权利要求4所述的多色荧光激发及检测装置，其中该液体层为填充油，且该第二镜片及该第三镜片的表面由可变形膜所构成。


6.如权利要求5所述的多色荧光激发及检测装置，其中该液体层填充油的折射率为1.46，且其与该匣体的材料的折射率具有0.05以上的差异。


7.如权利要求1所述的多色荧光激发及检测装置，其中该第一壁面为一底壁面，该第二壁面为一前壁面。


8.如权利要求7所述的多色荧光激发及检测装置，其中每一该检测槽还包含一第三壁面、一第四壁面、一第五壁面及一第六壁面，其中该第三壁面相对于该第一壁面，该第二壁面相对于该第四壁面，该第五壁面相对于该第六壁面，其中该第三壁面为一上壁面，该第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勃，游杰颖，梁骞，
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