[发明专利]离心式PCR分析仪

说明书

技术领域：

本发明是生物、医学领域用于分析聚合酶链反应(PCR)原始靶基因浓度的仪器。

背景技术：

本发明做出前，还没有检测与分析聚合酶链反应原始靶基因浓度的离心式分析仪器。传统的方法是先将靶基因置于标准的48孔或者96孔的加热/制冷热循环装置，完成PCR要求的变性、复性和延伸，使靶基因扩增数百万倍，然后对产物进行荧光检测，判断是否具有某种靶基因。这种方法有如下缺点：第一：荧光检测模块不固定，电机带动光纤探头运动，在进行扫描的同时，光纤的震动会影响光路的稳定，从而影响检测精确度；第二：仪器扫描部分机械结构复杂，成本高、质量大。扫描探头在电机的带动下，在X和Y方向上扫描，需要两个电机协同工作，不利于小型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种能完成对靶基因检测的离心式PCR分析仪。通过创新的离心式设计与光路固定方法，实现了产品小型化，避免了机械振动带来的检测误差。

本发明的技术方案是：在利用DSP电路控制变温金属模块对靶基因进行扩增的同时，对被测反应物发出的荧光进行检测。

一种离心式PCR分析仪，其特征在于，包括光学检测模块，离心式热循环模块，DSP控制电路和计算机；光学检测模块固定在离心式热循环模块的上方，光学检测模块、离心式热循环模块分别连接DSP控制电路，然后传送至计算机；

所述的离心式热循环模块包括变温金属体，变温金属体上方设有均匀分布的插孔，插放在插孔中的试管，试管上盖有热盖，贴在变温金属体内侧的半导体加热片，在变温金属体和热盖上都设有温度传感器；变温金属体下面设有驱动轮，驱动轮通过同步带连接步进电机；步进电机、温度传感器分别连接DSP控制电路；

步进电机正反向转动带动同步带，进而带动变温金属体下面的驱动轮，从而控制变温金属体顺时针和逆时针的转动；

所说的光学检测模块自上而下依次设有激发光源，滤光片，透镜，与水平方向呈45度角的二向分色镜，激发物镜，且上述激发光源，滤光片，透镜，与水平方向呈45度角的二向分色镜，激发物镜均与试管在同一竖直轴线上；在二向分色镜所在的水平轴线上，依次设有窄带滤光片，接收物镜，针孔，光电倍增管；光电倍增管连接DSP控制电路。

DSP控制电路包括通过接口与PC相连的DSP控制器(TMS320F2812)，通过DSP的A/D转换模块，分别将来自步进电机、温度传感器和光电倍增管的输出信号转换成数字信号。DSP输出的驱动信号输入步进电机驱动器，控制电机运动；DSP输出的温度控制信号，调节半导体加热片的温度；DSP输出的增益控制信号，调节光电倍增管的放大倍数。

本发明实现了产品小型化，避免了机械振动带来的检测误差。同时，成本的降低有利于这种先进检测技术的推广，满足社区医疗与远郊区县卫生部门的检测需求。

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步详细描述：

图1是本发明的离心式PCR分析仪的框图；

图2是离心式热循环模块的示意图；

图3是光学检测模块示意图；

具体实施方式

参照图1，本发明的离心式PCR分析仪包括光学检测模块，离心式热循环模块，DSP控制电路和计算机。其光学检测模块固定在离心式热循环模块的上方，检测到的信号送入DSP控制电路进行数据处理，然后传送至计算机分析与显示。离心式热循环模块和光学检测模块的结构如图2、图3所示。

所述的光学检测模块自上而下依次设有激发光源，滤光片，透镜，与水平方向呈45度角的二向分色镜，激发物镜，且上述激发光源，滤光片，透镜，与水平方向呈45度角的二向分色镜，激发物镜均与试管在同一竖直轴线上。在二向分色镜所在的水平轴线上，依次是窄带滤光片，接收物镜，针孔，光电倍增管，采集电信号的DSP。采用LED作为激发光源，既满足光源要求又降低成本，减轻产品重量，适用于便携设备。激发光源发出的激发光通过滤光片成为特定波长(532nm)的单色光，再由透镜汇集为平行光照射在二向分色镜上，再通过激发物镜汇聚到试管，使试管内的反应物在激发光的作用下发出荧光，荧光通过激发物镜照射在二向分色镜上，经过二向分色镜的透射与反射，再由窄带滤光片过滤成为特定波长(570nm)的单色光，再通过接收物镜与针孔汇聚，被光电倍增管接收变为电信号传输给DSP。