[发明专利]具有可移除光学模块的多重荧光检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及化验系统，以及更具体地涉及用于使用荧光染料来检测多个目标种的技术。

背景技术

经常使用光学盘系统来执行多种生物、化学或生物化学化验。在典型的系统中，使用可旋转盘作为用于存储和处理流体样本，例如血液、血浆、血清、尿或其他流体的介质。

分析的一种类型是聚合酶链反应(PCR)，该聚合酶链反应经常被用于核酸序列分析。特别地，PCR经常被用于DNA序列测定、克隆、遗传作图以及其他形式的核酸序列分析。

通常，PCR依赖DNA复制酶的能力，以在高温下保持稳定。在PCR中具有三个主要步骤：变性、退火和延伸。在变性期间，在大约94℃下对液体样品进行加热。在这个处理期间，双链DNA“熔解”成单链DNA，并且所有酶促反应停止。在退火期间，将单链DNA冷却到大约54℃。在这个温度，引物(primer)结合或“退火”到DNA链的端部。在延伸期间，将样品加热到75℃。在这个温度下，核苷酸添加到引物，并且最终形成DNA模板的互补副本。

设计了许多现有的PCR仪器来实时地在PCR期间确定特定DNA和RNA序列的水平。很多仪器是基于对于荧光染料的使用的。具体地，很多传统的实时PCR仪器检测在PCR产品的扩增期间按比例生成的荧光信号。

传统的实时PCR仪器使用用于检测不同荧光染料的不同方法。例如，一些传统的PCR仪器将白光源和滤光轮结合，用于在光谱上分辨每个染料。白光源是钨卤素灯泡，具有最多几千小时的寿命。滤光轮是容易磨损的典型复杂的机电部件。

发明内容

通常，本发明涉及用于在实时PCR(聚合酶链反应)期间检测多个目标种的技术，在这里指的是多重PCR。具体地，多重荧光检测装置被描述为包括多个光学模块。可以对每个光学模块进行优化，用于检测在分离波长带处的各个荧光染料。换句话说，光学模块可以被用来询问在不同波长处的多个平行反应。这些反应可以例如在旋转盘的单个处理腔(例如井)中发生。此外，可以移除每个光学模块来快速改变装置的检测性能。

利用多引脚光纤束，可以将多个光学模块光学耦合到单个检测器。以这种方式，通过使用多个光学模块和单个检测器可以获得复用，该单个检测器例如光电倍增管。在每个模块中的光学元件可以被选择为使得灵敏度最大以及使得光谱串扰的量最小，该光谱串扰也就是来自另一光学模块上的一种染料的信号。

在一个实施例中，装置包括用来旋转具有每个保持各个样品和多个荧光染料的多个处理腔的盘的电机、多个光学模块和壳体，以及具有适用于容纳光学模块的多个区域(location)的壳体，其中，每个光学模块包括被选择用于不同染料的光源以及用来捕捉从盘发射的荧光的透镜的光通道。

在另一实施例中，系统包括数据采集装置。该系统进一步包括耦合到数据采集装置的检测装置，其中，检测装置包括旋转盘的电机、多个光学模块以及壳体，该盘具有每个保持各个样品和多个荧光染料的多个处理腔，而壳体具有适用于容纳光学模块的多个区域，其中，每个光学模块包括具有被选择用于不同染料的的光源和用来捕捉从盘发射的荧光的透镜的光通道。

在附加的实施例中，一种方法包括：旋转具有多个处理腔的盘，每个处理腔具有多个种，这些种在不同波长处发射荧光；利用多个光束来激励盘，从而产生多个发射的荧光束；利用多个不同的光学模块来捕捉荧光束，其中，光学模块被光学配置用于不同波长，将多个不同模块包含在壳体内。

本发明可以提供一个或多个优点。例如，模块化设计可以允许本领域技术人员来根据正在执行的特定反应来快速和有效率地交换检测模块。此外，本领域技术人员可以选择被光学优化用于不同反应的检测模块。进一步地，可以在实时的、多重PCR装置中安装和利用检测模块的不同组合。

在装置能够执行实时PCR的同时，该装置还能够在发生任何类型的生物反应时对该生物反应进行分析。该装置能够独立地或作为选择的组地调节每个反应的温度，并且该装置能够通过在两个腔之间包括阀来支持反应的多个阶段。通过使用对阀传输能量脉冲的激光，从而在反应期间打开该阀。

在一些实施例中，该装置可以是便携式的，以允许在遥远区域或临时实验室中进行操作。该装置可以包括用于实时分析反应的数据采集计算机，或该装置可以通过有线或无线通信接口将数据通信到另一装置。

在附图和以下的描述中阐述本发明的一个或多个实施例的细节。根据描述和附图以及权利要求，本发明的其他特征、目标和优点是显而易见的。

附图说明

图1是示出多重荧光检测装置的示例性实施例的框图。