一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測領(lǐng)域，具體設(shè)及一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的 快速檢測方法的專用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水稻是世界=大主要糧食作物之一，中國作為世界上最大的水稻生產(chǎn)地，有75% 的水稻受水稻懼蟲蟲害影響，每年對(duì)水稻生產(chǎn)造成巨大危害。因此，培育抗懼蟲水稻品種， 對(duì)于提高水稻穩(wěn)產(chǎn)性和保護(hù)生態(tài)環(huán)境都具有十分重要的意義。種植轉(zhuǎn)化基因的抗懼蟲水 稻可W使水稻產(chǎn)量增加8%并減少80%的殺蟲劑用量，使1. 1億水稻種植戶直接受益，帶來 每年40億美元的收益。綜合各國的檢測方法目前轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的檢測方法主要有兩大類：蛋 白質(zhì)檢測和DNA檢測，包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR)，核酸印記 法（southern blot)，氣才目質(zhì)譜法（gas chromatography and mass spectrometry，GC/MS)， 酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay, ELISA),蛋白質(zhì)印記法（Western blot),生物傳感器炬iosensor)等。但是該些理化學(xué)分析法存在實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜耗時(shí)長、檢 測成本高W及易于造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)，難W滿足目前流通市場上大樣本快速鑒別的需 要。因此，建立關(guān)于轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)品快速、低成本的檢測方法顯得尤為重要。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 發(fā)明目的；為了解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測技術(shù)存在的實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜耗時(shí)長、檢測 成本高W及易于造成環(huán)境污染等等的一系列的問題，本實(shí)用新型提供一種轉(zhuǎn)基因水稻種子 及其親本快速檢測方法的專用裝置，克服常規(guī)物理化學(xué)檢測方法的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因水 稻種子及其親本低成本快速檢測。
[0004] 技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0005] 一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，包括PC機(jī)、顯微拉曼探 測裝置和福射源；所述的PC機(jī)通過USB總線與顯微拉曼探測裝置相連；所述的福射源為全 固態(tài)半導(dǎo)體激光器，為顯微拉曼探測裝置提供福射。
[0006] 所述的顯微拉曼探測裝置包括物鏡、粗調(diào)微調(diào)張力器、載物臺(tái)、萊卡顯微鏡、濾光 器、色散系統(tǒng)和TE探測器；所述的粗調(diào)微調(diào)張力器與載物臺(tái)相連，在載物臺(tái)上方設(shè)置全固 態(tài)半導(dǎo)體激光器，在載物臺(tái)于全固態(tài)半導(dǎo)體激光器之間設(shè)置物鏡，所述的萊卡顯微鏡依次 通過濾光器、色散系統(tǒng)與TE探測器相連。
[0007] 所述的全固態(tài)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生福射源，輸出功率0?lOOmW，功率可在0-100% 內(nèi)可調(diào)，具有雙激發(fā)波長；532皿和785 + 0. 05皿，單模激光帶寬可達(dá)0. 01皿，激光束通過 50X的物鏡聚焦到樣本的表面，曝光時(shí)間Wns，激光強(qiáng)度是0. 5mv。
[000引所述的載物臺(tái)橫向空間分辨率為4um，縱向空間分辨率為加m。
[0009] 所述的萊卡顯微鏡的鏡頭采用Leica TCS SP8STED 3X顯微鏡頭。
[0010] 所述的TE探測器采用TE致冷薄型背照式線性娃基CCD陣列探測器，探測器光柵 刻線密度為15001/mm，分辨率為2cm-i，采集波數(shù)范圍為；200-3400cm-i。
[0011] -種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法，包括如下步驟：
[0012] 步驟1，將轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本樣本固定在載物臺(tái)上，采用全固態(tài)半導(dǎo)體激光 器產(chǎn)生福射源，通過顯微拉曼探測裝置獲取轉(zhuǎn)基因水稻及其親本的拉曼光譜信息；建立轉(zhuǎn) 基因水稻及其親本拉曼光譜數(shù)據(jù)庫；
[0013] 步驟2,對(duì)采集到的原始轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的拉曼波譜信息進(jìn)行歸一化和 中屯、化處理；
[0014] 步驟3,運(yùn)用核主成分分析方法計(jì)算步驟2處理后的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本拉 曼波譜信息的核主成分；
[0015] 步驟4,運(yùn)用大間隔最近鄰分析方法將步驟3提取到的核主成分映射到高維特征 空間中，在核空間中獲得轉(zhuǎn)基因水稻及其親本樣本空間分布屬性；
[0016] 步驟5,對(duì)于待測轉(zhuǎn)基因水稻及其親本種子樣本，依次通過步驟1-4,將待測樣本 的拉曼波譜映射到先驗(yàn)高維特征空間中，在高維特征空間中運(yùn)用K最近鄰分析方法，根據(jù) 待測樣本與數(shù)據(jù)庫樣本核空間的相對(duì)空間度量來估測轉(zhuǎn)基因水稻種子樣本的類別。
[0017] 步驟2中，通過歸一化處理，把數(shù)據(jù)映射到[-1,1]范圍內(nèi)處理，歸一化處理算法 為：
[001 引
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征在于，包括PC機(jī)、 顯微拉曼探測裝置和福射源；所述的PC機(jī)通過USB總線與顯微拉曼探測裝置相連；所述的 福射源為全固態(tài)半導(dǎo)體激光器，為顯微拉曼探測裝置提供福射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征 在于，所述的顯微拉曼探測裝置包括物鏡、粗調(diào)微調(diào)張力器、載物臺(tái)、萊卡顯微鏡、濾光器、 色散系統(tǒng)和TE探測器；所述的粗調(diào)微調(diào)張力器與載物臺(tái)相連，在載物臺(tái)上方設(shè)置全固態(tài)半 導(dǎo)體激光器，在載物臺(tái)于全固態(tài)半導(dǎo)體激光器之間設(shè)置物鏡，所述的萊卡顯微鏡依次通過 濾光器、色散系統(tǒng)與TE探測器相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征 在于，所述的全固態(tài)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生福射源，輸出功率0?lOOmW，功率可在0-100%內(nèi)可 調(diào)，具有雙激發(fā)波長；532nm和785 + 0. 05nm，單模激光帶寬可達(dá)0. Olnm，激光束通過50X的 物鏡聚焦到樣本的表面，曝光時(shí)間50ns，激光強(qiáng)度是0. 5mv。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征 在于，所述的載物臺(tái)橫向空間分辨率為4um，縱向空間分辨率為5um。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征 在于，所述的萊卡顯微鏡的鏡頭采用Leica TCS SP8 STED 3X顯微鏡頭。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本快速檢測方法的專用裝置，其特征 在于，所述的TE探測器采用TE致冷薄型背照式線性娃基CCD陣列探測器，探測器光柵刻線 密度為15001/mm，分辨率為2cm-i，采集波數(shù)范圍為；200-3400cm-i。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測方法的專用裝置，包括PC機(jī)、顯微拉曼探測裝置和輻射源；所述的PC機(jī)通過USB總線與顯微拉曼探測裝置相連；所述的輻射源為全固態(tài)半導(dǎo)體激光器，為顯微拉曼探測裝置提供輻射。本實(shí)用新型的專用裝置，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)巧妙，檢測過程簡單，檢測效率高，不會(huì)造成環(huán)境污染，大大降低了檢測成本。建立的轉(zhuǎn)基因水稻種子及其親本的快速檢測模型識(shí)別精度達(dá)到86%，識(shí)別精度高，因此具有良好的應(yīng)用前景和可觀的市場價(jià)值。
【IPC分類】G01N21-65
【公開號(hào)】CN204287046
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420801518
【發(fā)明人】林萍, 陳永明, 胡國文
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日