【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光检测，具体涉及一种快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统及方法。
技术介绍
1、pcr(polymerase chain reaction)技术即聚合酶链式反应，是指在dna(deoxyribonucleic acid)聚合酶的作用下，以母链dna为模板，以特异性引物为延伸起点，通过变性、退火、延伸(按半保留复制机制进行延伸)等步骤，体外复制出与母链模板dna互补的子链dna的过程。
2、pcr由变性—退火—延伸三个基本反应步骤构成:①模板dna的变性:模板dna经加热至94℃左右一定时间后，使模板dna双链(或经pcr扩增形成的dna双链)解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备。②模板dna与引物的退火:模板dna(或经pcr扩增形成的dna)经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板dna单链的互补序列配对结合。③引物的延伸:dna模板单链(或经pcr扩增形成的dna单链)与引物结合物后，温度上升至72℃左右，在taqdna聚合酶(thermus aquaticus deoxyribonucleic acidpolymerase)的作用下，以dntp(deoxyribonucleoside triphosphate)为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板dna链(或经pcr扩增形成的dna链)互补的半保留复制链。重复循环变性--退火--延伸三过程获得更多的“半保留复制链”，这种新链又可成为下次循环的模板。经过多次循环，可以将dn
3、定量pcr(quantitative pcr)技术(也称为实时pcr,real-time pcr)是指在pcr反应体系中加入荧光基团，使荧光基团与目标dna建立一定的对应关系，利用荧光信号累积实时监测整个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。在pcr反应过程中通过荧光染料或荧光标记的探针，对pcr产物进行实时标记，再由光学检测系统检测到荧光信号，荧光信号反应了实时的扩增产物dna的含量，由此可以通过标准曲线法求得原始dna浓度，从而到达相对定量的效果。现有市面上的荧光定量pcr仪的温控系统基本都是基于帕尔贴(peltier)半导体的升降温，半导体加热器的升降温的速度较慢，导致整个dna扩增时间比较长，而且需要专门的散热风扇，结构比较大，温控复杂。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统，该系统能够快速完成pcr变性，退火，延伸三个过程，实现快速dna的扩增，大大缩减了检测时间，从而显著提高检测效率，检测结果更加准确。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统，包括试剂容纳装置、荧光温度检测子系统、荧光dna浓度检测子系统、加热装置和冷却装置；所述荧光温度检测子系统包括温度检测激发光源和温度检测荧光探测器，所述荧光dna浓度检测子系统包括dna浓度检测激发光源和dna浓度检测荧光探测器；所述温度检测激发光源和dna浓度检测激发光源发出的光通过对应的波长合波模块合波到一个光路，通过二向色镜反射到试剂容纳装置的试剂上，试剂里荧光物质发出的荧光通过二向色镜与对应的波长分波模块，将不同波长的荧光分别照射到各自对应的荧光探测器上；所述加热装置用于给试剂容纳装置加热；所述冷却装置用于对试剂容纳装置降温冷却。
4、优选地，所述试剂容纳装置与冷却装置为相互移动设置；所述试剂容纳装置上下可升降安装在冷却装置上方，冷却装置内设有用于降温的冷却液；或者冷却装置上下可升降安装在试剂容纳装置的下方，冷却装置内设有用于降温的冷却液；或者冷却装置固定安装在试剂容纳装置下方，冷却装置内设有用于吹风冷却的风扇。
5、优选地，所述加热装置采用激光加热装置。
6、相应的，基于上述的快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统，本专利技术还提出了一种定量pcr荧光检测方法，包括以下步骤：
7、s1.使用加热装置，通过激光给试剂容纳装置中试剂快速加热；
8、s2.使用荧光温度检测子系统通过检测荧光光谱形貌或者荧光强度与温度之间的特征关系来进行测温；
9、s3.试剂快速升到变性温度后，启动冷却装置，使试剂迅速降到退火温度，再用加热装置再次加热试剂到达延伸温度，快速完成pcr变性，退火，延伸这三个过程，实现dna的扩增以及试剂的快速升降温的目的；
10、s4.使用荧光dna浓度检测子系统检测dna含量；
11、s5.循环上述步骤s1至s4的过程，实时检测pcr试管中扩增产物dna的含量，达到定量检测的目的。
12、进一步地，步骤s2中利用荧光光谱形貌与温度的特征关系来测温，具体包括以下步骤：
13、1)在低温tl与高温th范围内，设置m个温度点，则：
14、tk＝tl+(k-1)(th-tl)/(m-1) (k＝1,2,...,m) (5)
15、2)利用半导体制冷器对试剂容纳装置中试剂加热冷却，使得试剂温度控制在tk附近；
16、3)打开温度检测激发光源，通过温度检测荧光探测器接收到该温度tk下的荧光强度if(λ(2),λ(0),tk)，if(λ(1),λ(0),tk)；
17、4)得到温度tk时的荧光形貌比：
18、if(λ(2),λ(0),tk)/if(λ(1),λ(0),tk) (6)；
19、在温度tk下，以上荧光形貌比是个恒定值；
20、5)设置另一个温度tk，重复以上步骤2)至4)，直到公式(5)中温度组的所有温度，以及公式(6)中所有荧光形貌比测试计算完成；
21、6)利用步骤5)测试的所有温度和所有荧光形貌比，进而得到荧光形貌比与温度的特征关系曲线；
22、7)对于未知温度t，通过测量计算荧光形貌比
23、if(λ(2),λ(0),t)/if(λ(1),λ(0),t)，对照荧光形貌比与温度的特征关系曲线，即可检测这个未知温度t。
24、步骤s2中利用荧光强度与温度的特征关系来测温，具体包括以下步骤：
25、①选用装有固定容量试剂的某一型号的试剂容纳装置，用标准温度传感器测量试剂的标定温度t0；
26、②打开温度检测激发光源，通过温度检测荧光探测器接收到该温度t0下的荧光强度if(λ(2),本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速升降温与快速测温的定量PCR荧光检测系统，其特征在于：包括试剂容纳装置、荧光温度检测子系统、荧光DNA浓度检测子系统、加热装置和冷却装置；所述荧光温度检测子系统包括温度检测激发光源和温度检测荧光探测器，所述荧光DNA浓度检测子系统包括DNA浓度检测激发光源和DNA浓度检测荧光探测器；所述温度检测激发光源和DNA浓度检测激发光源发出的光通过对应的波长合波模块合波到一个光路，通过二向色镜反射到试剂容纳装置的试剂上，试剂里荧光物质发出的荧光通过二向色镜与对应的波长分波模块，将不同波长的荧光分别照射到各自对应的荧光探测器上；所述加热装置用于给试剂容纳装置加热；所述冷却装置用于对试剂容纳装置降温冷却。
2.根据权利要求1所述的快速升降温与快速测温的定量PCR荧光检测系统，其特征在于：所述试剂容纳装置与冷却装置为相互移动设置；所述试剂容纳装置上下可升降安装在冷却装置上方，冷却装置内设有用于降温的冷却液；或者冷却装置上下可升降安装在试剂容纳装置的下方，冷却装置内设有用于降温的冷却液；或者冷却装置固定安装在试剂容纳装置下方，冷却装置内设有用于吹风冷却的风扇。
4.基于权利要求3所述的快速升降温与快速测温的定量PCR荧光检测系统实现的定量PCR荧光检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的定量PCR荧光检测方法，其特征在于：步骤S2中利用荧光光谱形貌与温度的特征关系来测温，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的定量PCR荧光检测方法，其特征在于：步骤S2中利用荧光强度与温度的特征关系来测温，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统，其特征在于：包括试剂容纳装置、荧光温度检测子系统、荧光dna浓度检测子系统、加热装置和冷却装置；所述荧光温度检测子系统包括温度检测激发光源和温度检测荧光探测器，所述荧光dna浓度检测子系统包括dna浓度检测激发光源和dna浓度检测荧光探测器；所述温度检测激发光源和dna浓度检测激发光源发出的光通过对应的波长合波模块合波到一个光路，通过二向色镜反射到试剂容纳装置的试剂上，试剂里荧光物质发出的荧光通过二向色镜与对应的波长分波模块，将不同波长的荧光分别照射到各自对应的荧光探测器上；所述加热装置用于给试剂容纳装置加热；所述冷却装置用于对试剂容纳装置降温冷却。
2.根据权利要求1所述的快速升降温与快速测温的定量pcr荧光检测系统，其特征在于：所述试剂容纳装置与冷却装置为相互移动设置；所述试剂容纳装...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，丁大路，周立新，沈金熙，丁大威，江蓉芝，金灵燕，吕品晶，
申请(专利权)人：上海爱德赞医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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