本實(shí)用新型屬于基因檢測領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增儀的光學(xué)檢測裝置。

背景技術(shù)：

核酸檢測較其他檢測病原微生物檢測法具有靈敏度高，特異性好，窗口期短，檢測時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。目前病原微生物核酸檢測方法主要有聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction，PCR)，滾環(huán)擴(kuò)增技術(shù)以及環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增等。其中，PCR技術(shù)最為普遍，其中又以實(shí)時(shí)熒光PCR(Real-time PCR)技術(shù)最為常用，PCR是一種根據(jù)生物體內(nèi)DNA復(fù)制性質(zhì)而設(shè)計(jì)的體外快速擴(kuò)增特定DNA序列的技術(shù)。PCR反應(yīng)體系主要由核酸引物、4種dNTP、DNA聚合酶、模板DNA和PCR反應(yīng)緩沖液體系組成。實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)是指在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán)，利用DNA擴(kuò)增過程中熒光信號的積累實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)PCR進(jìn)程，最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對未知模板進(jìn)行定量分析的方法。與普通的PCR相比，實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、重復(fù)性好、定量準(zhǔn)確、速度快、全封閉反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了PCR的定量分析。這種技術(shù)具有靈敏度高，特異性好等特點(diǎn)，但是需要比較昂貴的實(shí)時(shí)熒光PCR儀，尤其是采用了多光源、多檢測器、光開關(guān)或者復(fù)雜機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)的PCR儀，例如多光源PCR儀，其為每個(gè)樣品提供獨(dú)立的光源，對于常用的96或384個(gè)樣本來說，就要設(shè)置相應(yīng)的96或384個(gè)光源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修和使用成本太高，限制了應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于基因檢測的實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增儀的光學(xué)檢測裝置，該光學(xué)檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于維修，能夠快速實(shí)時(shí)的對基因進(jìn)行定量分析。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

具體地，本實(shí)用新型提供一種實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增儀的光學(xué)檢測裝置，包括：用于發(fā)出激發(fā)光的發(fā)光模塊、掃描模塊以及用于接收熒光的檢測模塊；

所述發(fā)光模塊包括相鄰設(shè)置的光源、光圈、第一濾光片和反射鏡，所述激發(fā)光從光源發(fā)出，依次經(jīng)過光圈、第一濾光片和反射鏡后入射到所述掃描模塊；

所述掃描模塊包括折射板、控制器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和物鏡，所述物鏡置于樣本底座的正上方，所述折射板置于所述物鏡的上方，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)折射板轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制器與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通信連接，所述激發(fā)光經(jīng)過反射鏡反射后入射到所述折射板；

所述檢測模塊包括光電探測器、光開關(guān)陣列和光纖束，所述光纖束包括多根與所述樣本底座中的多個(gè)板孔一一對應(yīng)的光纖，所述光纖用于將所述板孔中樣本反應(yīng)管發(fā)出的熒光傳輸至所述光電探測器，所述光開關(guān)陣列與光纖束相連的，用于對光纖中的熒光傳輸進(jìn)行控制；

所述控制器與所述光開關(guān)陣列通信連接。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)，所述控制器用于向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令，步進(jìn)電機(jī)用于根據(jù)所述指令帶動(dòng)折射板以折射板的水平軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述折射板繞其水平軸在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述角度為折射板的法線與豎直方向的夾角角度，所述角度為0-25度。

優(yōu)選地，所述檢測模塊還包括第二濾光片，所述第一濾光片和第二濾光片均為可調(diào)濾光片，分別用于對激發(fā)光和熒光進(jìn)行濾光。

優(yōu)選地，所述多根光纖均包括光纖接頭，所述光纖接頭用于將光纖固定于樣本底座的板孔中，所述光纖接頭通過螺紋結(jié)構(gòu)固定在樣本底座的板孔中。

優(yōu)選地，所述光纖接頭位于所述板孔中，使光纖與樣本反應(yīng)管的側(cè)壁相對，采集從所述側(cè)壁發(fā)出的熒光。

優(yōu)選地，所述折射板為玻璃平板、塑料或樹脂平板。

優(yōu)選地，折射板的上下表面均鍍有增透膜。

優(yōu)選地，所述光源為激光器、氙燈、LED或鹵素?zé)簟?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

①整體裝置僅需要控制折射板一個(gè)動(dòng)件的移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)光束掃描，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于維護(hù)；

②無需針對反應(yīng)管數(shù)量一一設(shè)置獨(dú)立的光源，僅用一個(gè)光源即可實(shí)現(xiàn)全板激發(fā)，完成熒光PCR測量，因此裝置的通用性較強(qiáng)；

③采用了反應(yīng)管側(cè)向熒光采集的方式，提高了測量的靈敏度和準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型光學(xué)檢測裝置的折射板的工作原理示意圖；以及

圖3為本實(shí)用新型光學(xué)檢測裝置的熒光采集部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

具體地，如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種實(shí)時(shí)熒光PCR擴(kuò)增儀的光學(xué)檢測裝置，包括：用于發(fā)出激發(fā)光的發(fā)光模塊、掃描模塊以及用于接收熒光的檢測模塊；其中，發(fā)光模塊包括相鄰設(shè)置的光源10、光圈11、第一濾光片12和反射鏡13；掃描模塊包括控制器20、折射板21、物鏡22和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23，物鏡22置于樣本底座50的正上方，折射板置于物鏡22的上方，優(yōu)選的，光源為激光器、氙燈、LED或鹵素?zé)?，折射板為玻璃平板、塑料平板或樹脂平板，或者其他透明材料板，并且，為了不減弱光強(qiáng)，優(yōu)選的，折射板的上下表面均鍍有增透膜，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23用于驅(qū)動(dòng)折射板轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器20與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23通信連接，優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)，控制器20向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)指令帶動(dòng)折射板以折射板的水平軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；檢測模塊包括光電探測器30、光開關(guān)陣列34和光纖束33，光纖束33包括多根與樣本底座50中的多個(gè)板孔一一對應(yīng)的光纖，光纖用于將板孔中樣本發(fā)出的熒光傳輸至光電探測器，光開關(guān)陣列與光纖束相連的，用于對每根光纖中的熒光傳輸進(jìn)行控制；控制器與光開關(guān)陣列通信連接，用于控制光開關(guān)陣列的通斷。為提高測量效果，優(yōu)選的，檢測模塊包括第二濾光片31，第一濾光片12和第二濾光片31均為可調(diào)濾光片，第一濾光片12和第二濾光片31分別用于對激發(fā)光和熒光進(jìn)行濾光。

如圖1-3所示，激發(fā)光從光源10發(fā)出，依次經(jīng)過光圈11、第一濾光片12和反射鏡13后入射到掃描模塊的折射板21。激發(fā)光從折射板21的上表面入射，經(jīng)過折射板的折射后從折射板的下表面出射，出射光02(從折射板下表面出射的激發(fā)光)與入射光01(從折射板上表面入射的激發(fā)光)平行，但二者之間產(chǎn)生了水平方向上的平移，隨著入射角θ的變化，平移量L隨著變化，入射光01始終保持為垂直方向，隨著折射板的轉(zhuǎn)動(dòng)，入射角在不斷的變化，因此出射光相對于入射光不斷的發(fā)生平移，這樣就實(shí)現(xiàn)了出射光在水平面內(nèi)的掃描動(dòng)作。優(yōu)選的，由于入射角在25度以內(nèi)變化時(shí)，平移量保持與入射角的線性變化關(guān)系，因此，折射板繞其水平軸旋轉(zhuǎn)的角度優(yōu)選限定在±25度以內(nèi)。

如圖1-3所示，樣本底座50包括多個(gè)板孔，例如可以是96孔(如常用的8×12)，每個(gè)板孔中都可以容納一支反應(yīng)管51，待測樣本容置于反應(yīng)管中，出射光02經(jīng)過物鏡22聚焦后，形成了照射在反應(yīng)管51內(nèi)的激發(fā)光03，在激發(fā)光03的作用下，隨著PCR循環(huán)，反應(yīng)管中的樣本發(fā)出熒光04，該熒光被位于反應(yīng)管側(cè)壁的光纖所接收，光纖再將該熒光傳輸至光電探測器30。優(yōu)選的，光線束中的多根光纖均包括光纖接頭32，光纖接頭是光纖的末端裝置，光纖接頭用于將光纖固定于樣本底座的板孔中，光纖接頭通過諸如螺紋等結(jié)構(gòu)固定在樣本底座的板孔中，光纖接頭31固定于板孔中時(shí)，能夠使其所固定的光纖的入射端面與反應(yīng)管51的側(cè)壁相對，以便光纖采集從側(cè)壁發(fā)出的熒光。隨著折射板的轉(zhuǎn)動(dòng)，出射光02在水平面內(nèi)掃描，出射光經(jīng)過物鏡22聚焦后形成的激發(fā)光03對反應(yīng)管51進(jìn)行水平掃描，采用逐行掃描的形式，最終完成對整板即所有反應(yīng)管的掃描工作。控制器一方面控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23帶動(dòng)折射板21進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激發(fā)光03對反應(yīng)管51的逐行掃描，另一方面還控制光開關(guān)陣列34，使光開關(guān)陣列34對激發(fā)光03正在掃描的那行反應(yīng)管51相對應(yīng)的光纖按一定的順序?qū)ǎM(jìn)而將這些光纖檢測到的熒光依次傳輸給光電探測器進(jìn)行測量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

整體裝置僅需要控制折射板一個(gè)動(dòng)件的移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)光束掃描，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易于維護(hù)；無需針對反應(yīng)管數(shù)量一一設(shè)置獨(dú)立的光源，僅用一個(gè)光源即可實(shí)現(xiàn)全板激發(fā)，完成熒光PCR測量，因此裝置的通用性較強(qiáng)；采用了反應(yīng)管側(cè)向熒光采集的方式，提高了測量的靈敏度和準(zhǔn)確度。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。