一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统，包括阵列式反应芯片，荧光检测系统，控制监测终端；所述荧光检测系统包括成像设备，安装架，激发光源，可控温度台；所述安装架顶面设有视窗玻璃片，所述激发光源置于安装架一侧，所激发光源前方设有滤光片Ⅱ，所述滤光片Ⅱ前方设有准直透镜；所述安装架内部设有二向色镜，所述二向色镜与准直透镜的夹角为45

【技术实现步骤摘要】
一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统


[0001]本技术属于检测设备及方法，具体是涉及一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统。

技术介绍

[0002]传统病菌的检测中，基因扩增产物的荧光检测技术融汇了基因特异性扩增、 DNA杂交的特异性和光谱灵敏特异的优点，直接探测基因扩增产物的荧光，不需要做分离、衍生等后处理或另外检测，完全闭管操作。利用探针或引物修饰等途径，可以引入四氯荧光素(TET)、羧基荧光素(FAM)、六氯
‑6‑
甲基荧光素(HEX)、羧基
‑
4',5'
‑
二氯
‑
2',7'
‑
二甲氧基荧光素(JOE)、羧基四甲基罗丹明 (TAMRA)等荧光基团。实时荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase chainreaction,PCR)(Quantitative Real
‑
time PCR)技术在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。荧光检测仪器透过PCR管壁能直接检测到荧光信号的波长和强度变化。荧光定量PCR法检测目标核酸可起到全封闭自动化检测，但是仪器昂贵，操作场地要求要求，检测成本高，限制了核酸检测的现场应用。
[0003]除了需要热循环的PCR技术，基因等温扩增技术也引入荧光探针，对基因的扩增过程或产物进行监测或检测。目前的基因扩增荧光检测方法多以实时检测荧光信号为主，具有激发光、发射光检测器和信号处理器，需要复杂的信号处理器和软件，不能便携和进行现场操作。如果对扩增产物进行终端检测，目前大多采用紫外手电筒或蓝光切胶仪等进行可视化成像检测，尚无完整的集基因扩增和荧光检测为一体的便携式可视化成像系统，不能完成病菌的现场快速检测。

技术实现思路

[0004]为了弥补上述现有技术的不足，本技术提出一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统，完整的集核酸扩增和荧光检测为一体，便携、并能进行现场操作，大大降低了基因扩增荧光检测的时间和检测成本，有效节省人力和物力。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统，包括阵列式反应芯片，荧光检测系统，控制监测终端；其技术要点是：所述荧光检测系统包括成像设备，安装架，激发光源，可控温度台；
[0006]所述安装架一侧下部设有样品放置窗，所述安装架顶面设有视窗玻璃片，所述视窗玻璃片的透光度大于90％，厚度为0.5
‑
2mm；所述视窗玻璃片下方设有滤光片Ⅰ，所述滤光片Ⅰ波长为515
‑
560nm；
[0007]所述激发光源置于安装架一侧，所述激发光源包括LED面阵列和LED阵列控制器，所述LED阵列波长范围为420
‑
488nm；
[0008]所述激发光源的LED面阵列前方设有滤光片Ⅱ，所述滤光片Ⅱ前方设有准直透镜，所述准直透镜为平凸透镜，所述准直透镜的焦距和准直透镜至LED阵列的距离相等；
[0009]所述安装架内部设有二向色镜，所述二向色镜与准直透镜的夹角为45
°
；所述二向色镜的波长为495nm或565nm；
[0010]所述可控温度台置于安装架底部，所述阵列式反应芯片置于可控温度台上方；
[0011]所述阵列式反应芯片由三层组成，从下至上依次为导热底层、反应中层、透光上盖，所述反应中层设有多个反应孔，所述底层材质为玻璃或有机玻璃；反应中层材质为硅烷化处理后的聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷。
[0012]进一步的，所述可控温度台包括加热台、温度传感器、加热元件、PID控制器、直流电源和固态继电器；所述加热台置于加热元件上方，所述温度传感器插入加热台内，所述温度传感器与PID控制器连接，所述固态继电器连接PID控制器、加热元件、直流电源。
[0013]进一步的，成像系统由相机和镜头组成，位于视窗玻璃片上方，通过调节镜头焦距，使反应芯片位于镜头焦点上，通过相机拍摄反应芯片反应孔中的检测荧光物质的图像。
[0014]进一步的，控制监测终端为电脑或可移动式终端计算机。
[0015]本技术的有益效果：
[0016](1)传统PCR
‑
凝胶电泳检测需要对PCR产物进行额外的电泳检测，所需时间长，且存在加样错误或污染的风险。实时荧光PCR，需要复杂的数据采集组件，对发射光进行复杂计算，仪器成本高。采用本检测方法，可实现扩增与可视化成像同时进行，省略了扩增后再检测的时间，避免了吸取扩增产物可能带来的潜在污染。
[0017](2)本专利技术采用的等温扩增技术，在38℃即可进行，且可同时观察扩增情况，一组样品30分钟左右，可观察到阳性样品足够强的荧光图像。
附图说明
[0018]图1为本可视化成像系统的结构示意图；
[0019]图2为本可视化成像系统的结构示意图的原理图；
[0020]图3为阵列式反应芯片的结构示意图；
[0021]图4为反应物添加图；
[0022]图5为LED阵列的结构示意图；
[0023]图6为可控温度台的结构示意图。
[0024]图1
‑
图6中，各结构的具体名称为：阵列式反应芯片1，导热底层1
‑
1，反应中层1
‑
2，透光上盖1
‑
3，荧光检测系统2，控制监测终端3，成像设备4，安装架5，激发光源6，LED面阵列6
‑
1，LED阵列控制器6
‑
2，样品放置窗7，视窗玻璃片8，滤光片Ⅰ9，滤光片Ⅱ10，准直透镜11，二向色镜12，可控温度台 13，加热台13
‑
1，温度传感器13
‑
2，加热元件13
‑
3，PID控制器13
‑
4，直流电源13
‑
5，固态继电器13
‑
6。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和实施例可以具体说明本专利技术的技术方案，但并不构成对本专利技术的保护范围的限制。
[0026]实施例1一种用于基因扩增荧光检测的可视化成像系统
[0027]见图1
‑
5，本实施例的具体结构为一种用于基因扩增荧光检测的可视化成像系统，包括阵列式反应芯片1，荧光检测系统2，控制监测终端3；
[0028]所述荧光检测系统2包括成像设备4，安装架5，激发光源6，可控温度台 13；
[0029]所述安装架5一侧下部设有样品放置窗7，所述安装架5顶面设有视窗玻璃片8，视窗玻璃片的透光度为90％以上，减少荧光信号的损失，厚度为0.5
‑
2mm，具有一定的强度，用于保护内部的其它光学器件，所述视窗玻璃片8下方设有滤光片Ⅰ9，所述滤光片Ⅰ9参数范围为515
‑
560n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于基因扩增荧光检测的便携式可视化成像系统，包括阵列式反应芯片，荧光检测系统，控制监测终端；其特征是：所述荧光检测系统包括成像设备，安装架，激发光源，可控温度台；所述安装架一侧下部设有样品放置窗，所述安装架顶面设有视窗玻璃片，所述视窗玻璃片的透光度大于90%，厚度为0.5
‑
2mm；所述视窗玻璃片下方设有滤光片Ⅰ，所述滤光片Ⅰ波长为515
‑
560 nm；所述激发光源置于安装架一侧，所述激发光源包括LED面阵列和LED阵列控制器，所述LED阵列波长范围为420
‑
488 nm；所述激发光源的LED面阵列前方设有滤光片Ⅱ，所述滤光片Ⅱ前方设有准直透镜，所述准直透镜为平凸透镜，所述准直透镜的焦距和准直透镜至LED阵列的距离相等；所述安装架内部设有二向色镜，所述二向色镜与准直透镜的夹角为45
°
；所述二向色镜的波长为4...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷荣，吴品珊，张永江，
申请(专利权)人：中国检验检疫科学研究院，
类型：新型
国别省市：