[实用新型]荧光定量聚合酶链反应诊断仪

说明书

本实用新型是生物、医学领域用于定量分析聚合酶链反应(PCR)原始靶基因浓度的装置。

在本实用新型作出前，还没有全自动定量检测聚合酶链反应原始靶基因的仪器。传统的方法是先将靶基因置于由微机自动控制电路控制加热和制冷的热循环装置，完成PCR要求的变性、复性和延伸，使靶基因被扩增数百万倍。然后再将扩增产物进行凝胶电泳来判断是否具有欲检测的靶基因。由于PCR扩增的效率很高，极少量的靶基因和大量的靶基因被同时扩增最终达到饱和，在电泳检测时的结果是一样的，因此这种方法只能获得特定基因是否存在的定性结果，而无法对其数量或浓度定量检测，另外这种方法由于在操作过程中需要将检测样本转移，因此容易受环境的污染而造成结果的不准确(假阳性和假阴性)。同时还存在操作过程复杂，检测时间长等缺点。

本实用新型的目的是提供一种能自动、快速完成对靶基因的定量检测，并在整个检测过程中不受环境污染的荧光定量聚合酶链反应诊断仪。

本实用新型的技术解决方案是：利用控制电路在控制热循环装置对靶基因扩增的同时对被测反应物的荧光信号强度进行检测，由于荧光信号强度与靶基因的浓度是成比例关系的，因此检测荧光强度就能知道特定基因的数量或浓度(单位容积内的数量)。

整个装置包括置于箱体内的热循环装置，荧光检测装置、控制电路和置于箱体外的计算机，所说的热循环装置包括具有一排插孔的变温金属模块、与变温金属模块紧贴的热电制冷器，设在热电制冷器旁的散热器、风扇和插放在插孔中的试管，试管上盖有带加热器的热盖，在热盖、散热器和变温金属模块中分别设有温度传感器；

荧光检测装置包括位于变温金属模块下方的与金属模块上的一排插孔平行，并由步进电机带动来回移动的同步带，固定在同步带上的壳体，壳体上设有位置传感器，壳体顶端有孔，自顶端孔而下依次设有透镜，与轴线呈45°倾角的二向分色镜，与轴线垂直的横杆及光电倍增管，横杆贯穿于壳体相对两壁，该横杆随壳体来回移动，其二端与箱体上的定位板撞击作水平滑动，在横杆上设有若干不同波长的滤光片，在壳体内位于横杆上方设有激发光源、滤光片、透镜，光源发出的光经滤光片、透镜水平照射到二向分色镜上；

控制电路包括通过接口与外设计算机相连的微处理器，分别将来自变温金属模块温度传感器和光电倍增管的输出信号转换成数字信号输给微处理器的A/D转换器，输入端与微处理器相连，输出与热电制冷器电连接的用于使电压换向的固态换向桥，输入端与温度传感器相连，输出与热盖上加热器和风扇相连的温度控制电路以及开关电源，开关电源与微处理器相连，其输出电压分别输给固态换向桥，温度控制电路及步进电机驱动器，微处理器输出的驱动信号输入步进电机驱动器，位置传感器的输出信号输入微处理器。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

图1是本实用新型的荧光定量聚合酶链反应诊断仪的示意图；

图2是热循环装置示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是控制电路构成框图；

图5是控制电路的固态换向桥一种具体电路实例；

图6是控制电路中的开关电源的具体电路实例；

图7是温度控制电路的具体电路实例。

参照图1，本实用新型的荧光定量聚合酶链反应诊断仪包括置于箱体V内的热循环装置I，荧光检测装置II、控制电路III和置于箱体外的计算机IV，其荧光检测装置位于热循环装置的下方。热循环装置和荧光检测装置的结构见图2、图3所示。

所说的热循环装置I包括具有一排插孔21的变温金属模块4、与变温金属模块4紧贴的热电制冷器3，设在热电制冷器3旁的散热器2、风扇1和插放在插孔21中的用于盛放反应物的试管5，在试管5的上方盖有防止试管内反应物蒸发的带加热器的热盖6，在热盖6、散热器2中分别设有温度传感器7，在变温金属模块4中设有温度传感器8；使用时，用若干个试管盛放已知浓度的标准反应物，在其余试管中盛放被测反应物，并在反应物中加入荧光剂。