一种微滴式数字PCR光路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微滴式数字PCR光路系统，包括激发光路及检测光路，所述激发光路包括至少一个光源，每个光源均通过第一光纤进行传输，所述第一光纤连接有第一波分复用器，第一波分复用器的输出端连接一根第二光纤，所述检测光路包括第三光纤及第四光纤，所述第四光纤的数量与第一光纤的数量一致，所述第三光纤连接有第二波分复用器，第二波分复用器的输出端分别连接第四光纤，第四光纤的末端分别连接pmt探测器。本发明专利技术结构简单、多通道间无串扰。多通道间无串扰。多通道间无串扰。

【技术实现步骤摘要】
一种微滴式数字PCR光路系统


[0001]本专利技术涉及一种PCR技术，特别涉及一种微滴式数字PCR光路系统。

技术介绍

[0002]微液滴数字PCR(droplet digital polymerase chain reaction，ddPCR)是一种单分子水平的核酸定量分析技术，在精准医学和临床诊断中有着广泛的应用。借助液滴微流控技术，ddPCR将传统的PCR反应混合溶液分成数万个纳升级别的微液滴(每个微液滴作为一个独立的反应单元，其中包含0或1个核酸分子)，含有目标核酸分子的液滴在PCR扩增后会呈现出较强的荧光信号。通过荧光检测，根据荧光强度对微液滴进行阴性或阳性的分类和计数，即可判断出含有目标核酸分子的液滴数量和比例。最后，根据阳性微液滴个数和统计学分析(泊松分布原理)，对检测样本中的目标核酸分子的进行绝对定量检测。
[0003]微滴数字PCR的技术路线分为显微成像法和流式检测法两种。
[0004]显微成像法的液滴检测方式一般采用显微镜、CCD摄像机、照明光源等，在实验过程中，首先将经过检测区域到的液体通过显微镜放大成像，然后通过摄像装置拍摄才能得到液滴图像，之后针对得到的图像处理分析，就可以对管路中微液滴进行检测计量。该方法的优势在于：1)单层平铺微液滴阵列适用于利用阵列化光电传感器进行大面积图像化荧光成像检测，具有较高的检测速度和检测通量；2)利用连续荧光成像检测可以实时监测微液滴的PCR扩增状态，实现微液滴qPCR检测，具有较高的灵敏度和特异性；3)通过增加激发光源和滤光片，可以实现多重数字PCR(4重以上)；4)微液滴生成，PCR扩增以及微液滴荧光成像检测一体化完成，不存在微液滴损失和交叉污染的可能性；5)单层平铺的微液滴具有较大的温控面积和较小的热惯量，可以实现快速PCR温控循环。缺点是：检测过程中生成大量微液滴图像，处理麻烦；受图像传感器的频率、曝光性能，应用范围有限，适用于较低流速、较小流量的微液滴检测。
[0005]流式检测技术路线利用流式检测技术逐个读取每个微液滴的荧光强度，利用系统软件自动判别阴/阳性微液滴并对阴/阳性微液滴的数量进行计数，然后根据阳性微液滴的比例和泊松分布统计原理计算目标核酸的绝对拷贝数。现有的流式检测光路一般采用滤光片和二向色镜分列组合的方式实现多路的检测，此种方法需要考虑光源的准直和杂光的消除、需要精确定位各个光学元件的空间布局、难以杜绝通道间串扰，多重通道的扩展也比较复杂和困难。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种微滴式数字PCR光路系统，该光路系统结构简单、多通道间无串扰。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种微滴式数字PCR光路系统，包括激发光路及检测光路，所述激发光路包括至少一个光源，每个光源均通过第一光纤进行传输，所述第一光纤连接有第一波分复用器，第一波分复用器的输出端连接一根第二光纤；
[0008]所述检测光路包括第三光纤及第四光纤，所述第四光纤的数量与第一光纤的数量一致，所述第三光纤连接有第二波分复用器，第二波分复用器的输出端分别连接第四光纤，第四光纤的末端分别连接pmt探测器。
[0009]可选的，所述第一光纤连接有耦合器，所述耦合器为一进两出光耦合器，所述第一光纤具有两段，两段第一光纤分别连接在耦合器的输入端及其中一个输出端，所述耦合器的另一输出端连接第五光纤，第五光纤的末端连接光电探测器。
[0010]可选的，在所述耦合器的两个输出端中，第一光纤连接的端口输出功率是光源输出功率的95％，第五光纤连接的端口输出功率是光源输出功率的5％。
[0011]采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0012]1、采用全光纤光路，可任意摆放，便于安装，适应不同的外形结构和狭窄空间；
[0013]2、光线均在光纤中传播，通道之间采用波分复用器进行冷接，无泄露，利用率高，通道之间无串扰。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0017]如图1所示，本专利技术公开了一种微滴式数字PCR光路系统，该光路系统用于向微液滴发射激发光以及收集微液滴再受激发光激发后产生的荧光信息。光路系统包括激发光路及检测光路，其中，激发光路包括至少一个光源1，当光源1的数量是一个时，即为单通道检测，当光源1的数量为多个时，即为多通道检测。在本专利技术中，每个光源1均通过第一光纤2进行传输，第一光纤2连接有第一波分复用器3，第一波分复用器3的输出端连接一根第二光纤4。检测光路包括第三光纤5及第四光纤6，第四光纤6的数量与第一光纤2的数量一致，第三光纤5连接有第二波分复用器7，第二波分复用器7的输出端分别连接第四光纤6，第四光纤6的末端分别连接pmt探测器8，pmt探测器8用于检测荧光信号。
[0018]在第一波分复用器3与微流道9之间还设有光学元件，具体为第一球面透镜10与柱透镜11，从第一波分复用器3出来的光束经第一球面透镜10进行准直，再经过柱透镜11在一个方向进行聚焦，形成与微流道9正交的一字型光斑。在第二波分复用器7与微流道9之间也设有光学原件，具体为滤光片12、第二球面透镜13以及第三球面透镜14，微流道9中被激发出的荧光，经滤光片12过滤杂散光后，通过第二球面透镜13准直，第三球面透镜聚焦后，耦合到第二波分复用器7中进行光传输。
[0019]在本专利技术中，第一光纤2连接有耦合器15，耦合器15为一进两出光耦合器，第一光纤2分为两段，两段第一光纤2分别连接在耦合器15的输入端及其中一个输出端，耦合器15的另一输出端连接第五光纤16，第五光纤16的末端连接光电探测器17，光电探测器17可对
光源1的稳定性进行实时监控，在耦合器15的两个输出端中，第一光纤2连接的端口输出功率是光源1输出功率的95％，第五光纤16连接的端口输出功率是光源输出功率的5％。光源1可采用半导体激光器、光纤激光器、固体激光器、染料激光器、气体激光器中的任意一种，或者采用非光纤输出的其它光源，例如led灯、卤素灯、氙灯、汞灯或其它类型的发光体。当光路为多通道光路时，光源1的波长各不相同，且在点亮光源1时，分时对光源1进行点亮，使各个光源1的波形交错，防止通道串扰。
[0020]以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的专利技术范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述专利技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微滴式数字PCR光路系统，其特征在于，包括激发光路及检测光路，所述激发光路包括至少一个光源，每个光源均通过第一光纤进行传输，所述第一光纤连接有第一波分复用器，第一波分复用器的输出端连接一根第二光纤；所述检测光路包括第三光纤及第四光纤，所述第四光纤的数量与第一光纤的数量一致，所述第三光纤连接有第二波分复用器，第二波分复用器的输出端分别连接第四光纤，第四光纤的末端分别连接pmt探测器。2.根据权利要求1所述的微滴式数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴超，薛涛，丁明珠，贾璇，苏世超，
申请(专利权)人：安徽皖仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：