一种多通道荧光PCR检测系统及多通道荧光检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多通道荧光PCR检测系统及多通道荧光检测方法，适用于对加入多种荧光基团的PCR反应体系进行检测，检测系统包括两个以上荧光检测模块，每个荧光检测模块包括光源、透镜、第一滤光片、二向色镜、出光窗口、第二滤光片及成像模块，各个荧光检测模块被配置为在外力驱动下逐个移动至各自的出光窗口与PCR反应体系相对的位置，以得到该荧光基团对应通道的PCR反应体系的完整图像；不同的荧光检测模块适配不同种类的荧光基团：不同的荧光检测模块中的第一滤光片/第二滤光片/二向色镜对应不同的第一波段范围/第二波段范围/带通范围。本发明专利技术设置多个荧光检测模块，依次对PCR反应体系的全部反应腔室进行逐个荧光通道的信号采集。号采集。号采集。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道荧光PCR检测系统及多通道荧光检测方法


[0001]本专利技术涉及荧光检测领域，尤其涉及一种多通道荧光PCR检测系统及多通道荧光检测方法。

技术介绍

[0002]在微流控芯片上进行荧光定量聚合酶链式反应（QPCR）过程中，通常芯片上会包含多个（几个到几千个）PCR反应腔室，每个反应腔室会包含多种荧光染料。若采用一个光源激发所有荧光通道，会使得光源的光谱利用率较低，即大部分光能量会作为背景干扰，影响信号采集。因此，多通道的PCR检测技术成为研究方向。
[0003]现有技术中，比如公开号为CN 108181239A的中国专利申请提出了一种多通道荧光定量PCR仪的光学系统，装有样品的容器被放置在矩阵排列的孔载板上，采用多个不同的LED光源，按照需求将入光口对准其中一个LED光源，利用光纤进光端头来传导激发光给其中一个容器，并利用光纤出光端头向成像传感器返回该容器内的样品受激发后的发射光，通过切换不同的LED光源来实现切换激发不同的荧光基团，但是，阵列式的样品需要扫描透镜阵列采用行扫描或列扫描的方式完成载板的检测，造成PCR检测过程耗时很长。
[0004]再比如公开号为CN 109085148A的中国专利申请提出了一种多通道荧光检测光学系统，其周向设置多个光学检测通道，利用转动检测通道一周，可以使待测试剂能够完成多个光学检测通道的检测，同样的问题在于，每次单个光学检测通道对准一个检测孔，样品需要周向转动扫描的方式完成多个检测孔的多通道检测，由于周向长度有限，因此对应限制了检测孔的数量，即使将周向调整变大，则周向上多个检测孔的PCR检测因需要遍历各个检测通道而导致过程耗时很长。
[0005]综上，传统的多通道荧光PCR检测技术为设置多个光学检测通道来与检测样本中单个检测孔/容器单元对应，无论是单次启动一个检测通道，还是多个检测通道与检测样本一一对应并同时启动检测，都需要检测样本的多个（多至上千）检测孔单元均遍历各个通道的检测后，才完成一轮PCR检测，传统的微型光学检测装置每次只能收集一个或少量多个反应腔室的荧光信号，造成PCR过程耗时很长，无法满足市场快检的需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种对PCR反应体系完整成像的多通道荧光PCR检测系统，支持多种不同的荧光染料。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种多通道荧光PCR检测系统，适用于对加入多种荧光基团的PCR反应体系进行检测，所述检测系统包括两个以上荧光检测模块，每个荧光检测模块包括光源、透镜、第一滤光片、二向色镜、出光窗口、第二滤光片及成像模块，其中，所述第一滤光片设置在所述透镜与二向色镜之间，所述第一滤光片被配置为使所述光源射出的并经过透镜的光中第一波段范围的光通过；所述第二滤光片设置在所述二向色镜与成像模块之间；
各个荧光检测模块被配置为在外力驱动下逐个移动至各自的出光窗口与所述PCR反应体系相对的位置，所述二向色镜被配置为使通过所述第一滤光片的光反射，且反射的光穿过所述出光窗口以激发所述PCR反应体系中的其中一种荧光基团；所述二向色镜还被配置为使该荧光基团被激发出的荧光通过，所述第二滤光片被配置为使透过所述二向色镜的光中的第二波段范围的光通过，所述成像模块被配置为接收通过所述第二滤光片的光以得到该荧光基团对应的通道图像；每个荧光检测模块被配置为收集PCR反应体系的全部反应腔的荧光信号，不同的荧光检测模块适配不同种类的荧光基团，包括：不同的荧光检测模块中的第一滤光片对应不同的第一波段范围，不同的荧光检测模块中的第二滤光片对应不同的第二波段范围，不同的荧光检测模块中的二向色镜对应不同的带通范围。
[0008]进一步地，所述成像模块包括成像镜头和成像传感器，所述荧光检测模块被配置为与所述PCR反应体系的间距可调，以使所述PCR反应体系同时位于穿过所述出光窗口的光线范围内以及所述成像镜头的视场范围内。
[0009]进一步地，自所述二向色镜反射的光束发散角与所述成像镜头的视场角的比例范围为0.9:1至1.1:1。
[0010]进一步地，自所述二向色镜反射的光束发散角与所述成像镜头的视场角相等，且所述成像镜头的视场不受所述出光窗口干涉。
[0011]进一步地，所述成像镜头相对于所述出光窗口的高度被配置为满足所述成像镜头的中心到所述出光窗口两侧的虚拟射线间的夹角与所述成像镜头的视场角的比例范围为0.95:1至1.05:1；和/或，所述透镜、二向色镜相对于透镜的位置被配置为满足受所述二向色镜反射的光束穿过所述出光窗口的面积与出光窗口的本体面积的比例范围为0.95:1至1:1。
[0012]进一步地，多个荧光检测模块并排设置，在外力驱动下，所述荧光检测模块作直线运动；或者，多个荧光检测模块沿圆周设置，在外力驱动下，所述荧光检测模块绕圆心作转动。
[0013]进一步地，多通道荧光PCR检测系统还包括上座体和下座体，其中，所述下座体上设有与多个荧光检测模块一一对应的第一通道，所述上座体上设有与多个荧光检测模块一一对应的第二通道；所述上座体与下座体上设有相互配合的倾斜面，所述荧光检测模块的二向色镜设置在所述倾斜面上，且各个荧光检测模块的二向色镜分别设置在对应的第一通道与第二通道的交汇处。
[0014]进一步地，所述荧光检测模块的第一滤光片设置在所述第一通道上远离倾斜面的通道口，所述荧光检测模块的第二滤光片设置在所述第二通道上远离倾斜面的通道口；所述成像模块设置在所述上座体的上方，所述PCR反应体系设置在所述下座体的下方，所述光源、透镜设置在所述第一滤光片上远离下座体的一侧。
[0015]进一步地，所述第一通道的通道口设有与第一滤光片相适配的插槽，所述第二通道的通道口设有与第二滤光片相适配的插槽，所述第一滤光片、第二滤光片被配置为与插槽可插拔连接。
[0016]进一步地，所述光源为LED二极管，且其数量为一个；和/或，
所述透镜为球透镜。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种PCR系统，包括PCR反应体系及如上所述的多通道荧光PCR检测系统。
[0018]根据本专利技术的再一方面，提供了一种基于如上所述的多通道荧光PCR检测系统的多通道荧光PCR检测方法，包括以下步骤：根据PCR反应体系加入的多种荧光基团，选择多组具有相应滤光波段范围的第一滤光片和第二滤光片，以及具有相应带通范围的二向色镜；将选定的荧光检测模块依次移动至与PCR反应体系相对的位置，打开光源，利用成像模块对PCR反应体系进行成像，得到多个通道图像。
[0019]进一步地，在移动荧光检测模块之前还包括：调节所述荧光检测模块与所述PCR反应体系的间距，以使所述PCR反应体系同时位于穿过出光窗口的光线范围内以及成像模块的成像镜头的视场范围内。
[0020]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下：a. 设置多个荧光检测模块，以支持包含多种荧光染料的PCR检测；b. 每个荧光检测模块单次对PCR反应体系的全部反应腔室进行单光源的荧光激发和单通道的荧光成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道荧光PCR检测系统，其特征在于，适用于对加入多种荧光基团的PCR反应体系进行检测，所述检测系统包括两个以上荧光检测模块（2），每个荧光检测模块（2）包括光源（205）、透镜（203）、第一滤光片（201）、二向色镜（200）、出光窗口、第二滤光片（212）及成像模块（21），其中，所述第一滤光片（201）设置在所述透镜（203）与二向色镜（200）之间，所述第一滤光片（201）被配置为使所述光源（205）射出的并经过透镜（203）的光中第一波段范围的光通过；所述第二滤光片（212）设置在所述二向色镜（200）与成像模块（21）之间；各个荧光检测模块（2）被配置为在外力驱动下逐个移动至各自的出光窗口与所述PCR反应体系相对的位置，所述二向色镜（200）被配置为使通过所述第一滤光片（201）的光反射，且反射的光穿过所述出光窗口以激发所述PCR反应体系中的其中一种荧光基团；所述二向色镜（200）还被配置为使该荧光基团被激发出的荧光通过，所述第二滤光片（212）被配置为使透过所述二向色镜（200）的光中的第二波段范围的光通过，所述成像模块（21）被配置为接收通过所述第二滤光片（212）的光以得到该荧光基团对应的通道图像；每个荧光检测模块（2）被配置为收集PCR反应体系的全部反应腔的荧光信号，不同的荧光检测模块（2）适配不同种类的荧光基团，包括：不同的荧光检测模块中的第一滤光片（201）对应不同的第一波段范围，不同的荧光检测模块中的第二滤光片（212）对应不同的第二波段范围，不同的荧光检测模块中的二向色镜（200）对应不同的带通范围。2.根据权利要求1所述的多通道荧光PCR检测系统，其特征在于，所述成像模块（21）包括成像镜头（210）和成像传感器（211），所述荧光检测模块（2）被配置为与所述PCR反应体系的间距可调，以使所述PCR反应体系同时位于穿过所述出光窗口的光线范围内以及所述成像镜头（210）的视场范围内。3.根据权利要求2所述的多通道荧光PCR检测系统，其特征在于，自所述二向色镜（200）反射的光束发散角与所述成像镜头（210）的视场角的比例范围为0.9:1至1.1:1。4.根据权利要求2所述的多通道荧光PCR检测系统，其特征在于，自所述二向色镜（200）反射的光束发散角与所述成像镜头（210）的视场角相等，且所述成像镜头（210）的视场不受所述出光窗口干涉。5.根据权利要求2所述的多通道荧光PCR检测系统，其特征在于，所述成像镜头（210）相对于所述出光窗口的高度被配置为满足所述成像镜头的中心到所述出光窗口两侧的虚拟射线间的夹角与所述成像镜头（210）的视场角的比例范围为0.95:1至1.05:1；和/或，所述透镜（203）、二向色镜（200）相对于透镜（203）的位置被配置为满足受所述二向色...

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊杰，周朋，郭琦，
申请(专利权)人：翊新诊断技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：