射到達光學窗口處的柱透鏡(215),經(jīng)會聚照射到反應腔室(10)上;其中,555-593nm的波 段與ROX染料的峰值波段相匹配,綠色LED (100B)處理后的光與TAMRA的峰值波段相匹配, 藍色LED(IOOC)處理后的光與FAM染料的峰值波段相匹配,綠色LED(IOOD)處理后的光與 TET峰值波段相匹配。
[0024] 進一步地,優(yōu)選的是,所述光探測組件(48)具有一殼子(221),所述殼子(221)具 有上部殼子(234A)和下部殼子(234B)兩部分,且兩者互補配套;
[0025] 所述下部殼子(234B)有一個光學窗口(237),放置一個柱透鏡(232)或玻璃片或 者塑料片,用于會聚光線,使得從腔室(10)中出射的光能夠被探測器接收到;
[0026] 所述光學組件48還包括4個探測器,分別為第一探測器(102A),第二探測器 (102B),第三探測器(102C)和第四探測器(102D),用于探測從腔室(10)并被光學窗口 (237)接收到的發(fā)射光線;
[0027] 第一探測器(102A),第二探測器(102B),第三探測器(102C)和第四探測器(102D) 固定在下部殼子(234B)的凹槽中的,一端與導線(245)相連,電源通過導線來供電給探測 器。
[0028] 本發(fā)明采取了上述方案以后,能夠為每一種熒光染料提供了一個激發(fā)光波段,并 且每個波段是相互獨立的。多個激發(fā)波長確保了試劑中的多個分析物有不同的熒光對應。 而且,這個發(fā)明不用像轉(zhuǎn)盤或者濾光輪一樣移動部件就能允許同時、實時探測試劑中的多 個分析物。因為它不用移動任何部件,所以現(xiàn)在發(fā)明的系統(tǒng)損耗和保養(yǎng)要求都很低,可靠性 更尚。
[0029] 此外,該發(fā)明還利用反應物的快速準確的溫度變化克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點。這種 嚴格的溫度控制抑制了副反應的發(fā)生,比如形成不必要的氣泡以及在一定溫度下的降解組 件,這些都會影響到光學探測分析。因此,該系統(tǒng)適用于敏感的生物化學反應,比如聚合酶 鏈式反應,連接酶鏈反應,自主序列反應,酶動力學研宄,均勻的配體結(jié)合試驗和更多的要 復雜溫度變換的生物機械研宄。
[0030] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變 得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述,以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點更加明確。其 中,
[0032] 圖1是顯示了本發(fā)明中的反應容器的部分分解透視圖,圖中,反應室側(cè)壁被移除, 顯示了內(nèi)部的腔室。
[0033] 圖2A呈現(xiàn)的是4種熱反應中典型熒光染料的激發(fā)和發(fā)射譜;
[0034] 圖2B呈現(xiàn)的是4種熱反應中典型熒光染料的激發(fā)和發(fā)射譜;
[0035] 圖2C顯示的是過濾不同的綠色和藍色LED的輸出的影響,從而來提供不同的激發(fā) 波長;
[0036] 圖2D顯示的是濾光后的激發(fā)光照射到染料上產(chǎn)生的熒光的波長范圍;
[0037] 圖3是光激發(fā)組件的平面示意圖。
[0038] 圖4是光激發(fā)組件的立體示意圖。
[0039] 圖5是光探測組件的平面示意圖。
[0040] 圖6是光探測組件的立體示意圖;
[0041] 圖7是本發(fā)明熒光定量PCR激光探測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式,借此對本發(fā)明如何應用 技術(shù)手段來解決技術(shù)問題,并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明 的是,只要不構(gòu)成沖突,本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合, 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0043] 聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction),簡稱PCR,是一種分子生物學技 術(shù),用于放大特定的DNA片段。其中,熒光定量PCR(PCR)是一種在DNA擴增反應中,以熒 光化學物質(zhì)測每次聚合酶鏈式反應(PCR)循環(huán)后產(chǎn)物總量的方法。
[0044] 如圖1-圖7所示,圖1為反應室2的部分分解透視圖。反應室2包括一個用來放 置反應物的反應腔10。經(jīng)設計,反應室2對于反應物有極好的熱傳遞和光學視圖。其薄片 的形狀使得其與加熱模塊的接觸面積很大,溫度變化速度快,反應室2的壁18為腔室10提 供了光學窗口從而使得所有的反應物能夠被檢測。另外,反應室2還有個剛性構(gòu)架16來限 定腔室10的外圍。部件2還包括手握處6以及進樣口 4。部件12為反應器2的蓋子,它包 括一個塞子22,當插入通道8時會使得腔室10密封。
[0045] 圖2A和2B顯示的是4種熒光染料的激發(fā)和發(fā)射光譜。這些染料是標準的和 TaqMan?掘針使用的熒光染料。它們的縮略詞也是大家熟知的:FAM,TET,TAMRA和R0X。 雖然該方案的參考是四種熒光染料,但我們應該知道,當前的發(fā)明沒有被這幾種染料所限 制,該系統(tǒng)也有可能使用其他的熒光染料。技術(shù)上,熒光染料和反應物的化學反應是大家所 熟知的,不用進一步地討論了。
[0046] 如圖2A所示,4種熒光染料的激發(fā)光譜都是底部寬,頂部窄的。如圖2B所示,相應 的,其所對應的發(fā)射光譜也是底部寬,頂部窄。其中有一個很嚴重的問題,在不管是激發(fā)光 譜還是發(fā)射光譜中,這些熒光染料都有很大的重疊。這個重疊的特點使得當在使用多種熒 光染料進行檢測時,很難區(qū)分熒光信號是來自哪種熒光染料的。
[0047] 根據(jù)上述的發(fā)明,多光源被用來提供熒光染料多個波段的激發(fā)光。每種光源提供 與一種熒光染料峰值段波長相匹配的激發(fā)光。在該方案中,光源是藍色和綠色的LED。圖 2C展示的是過濾不同的綠色和藍色LED的輸出的影響,從而來提供不同的相互分離的激發(fā) 光。一般的藍色和綠色的LED在480nm到530nm間有大量的重疊。通過濾光片和二向色鏡 的光學設計,藍色LED過濾后的光在大約450nm到495nm之間,與FAM染料相匹配。綠色LED 第一個濾光后的波段在495到527nm之間,與TET染料匹配,第二個濾光后的波段在527到 555nm之間,與TAMRA染料匹配,第三個濾光后的波段在555到593nm之間,與ROX相匹配。
[0048] 圖2D顯示的是濾光后的激發(fā)光照射到染料上產(chǎn)生的熒光的波長范圍。如前面2B 中所示,濾光前熒光的發(fā)射譜有相當大的重疊,使得進行多種熒光染料檢測時比較困難。在 濾光后,這些熒光染料的發(fā)射光譜基本沒有重疊,檢測起來也很方便。
[0049] 圖3是光激發(fā)組件46的平面示意圖。光激發(fā)組件46是緊挨著反應室2放置的, 是為了提供激發(fā)光,使得激發(fā)光照射到腔室10中的反應物上。圖4是光激發(fā)組件46的立 體圖。如圖3和4,光激發(fā)組件46包括一個殼子219來放置裝配的各種組件。在該方案中, 殼子219是由220A,220B,220C幾個部分組成的。上部220A和下部220C通過螺絲結(jié)合在 一起,然后插在220B上。該方案中,部件219是多個部分組成的,而另個方案中,部件219 是一個整體來放置光學系統(tǒng)。
[0050] 殼子下部220C上有個光學窗口 235,在那里會放置一個柱透鏡來匯聚光線,從而 使得光線到達腔室10.大體上說,光學窗口 235是光激發(fā)組件46的一個開口來使激發(fā)光通 過照射到腔室10上。該方案中,在光學窗口上放置了一個透鏡來會聚光。
[0051] 光學組件46也包括4種光源,優(yōu)先選擇的是LED,4個光源分別編號是100A,100B, 100C和100D,這些光源是提供激發(fā)光束的。大體上講,每個光源可能是激光,燈泡或者一 個LED。在該方案