[发明专利]毛细管电泳成像检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种检测系统。

背景技术

毛细管电泳是一种重要的分离检测技术。毛细管电泳结合筛分介质对于生物大分子，如DNA和蛋白质具有良好的分离能力，这是现代生命科学研究的重要基础之一。伴随着生命科学等领域的不断发展，对于毛细管电泳的应用需求也不断增加。其应用范围正从单纯的学术研究领域向着更多的实用领域扩展。

在毛细管电泳的各种检测技术中，诱导荧光检测是灵敏度最高的方式之一，特别适合生物大分子的检测。检测过程中，检测器件的检测宽度会使样品的电泳谱峰宽度大于实际的区带宽度，称为检测增宽。检测增宽降低了相邻电泳谱峰之间的分辨能力。诱导荧光检测通常采用光电倍增管(PMT)对荧光进行光强检测，光电倍增管的检测宽度取决于光敏面尺寸。由于光电倍增管的光敏面较大，限制了检测宽度的减小，从而限制了电泳分辨能力的提高。光电倍增管还存在价格偏贵、只能分辨光强、体积较大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种毛细管电泳成像检测系统，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

毛细管电泳成像检测系统，包括一毛细管电泳芯片、光源、光电检测器，所述光电检测器的信号输出端连接一用于数据接收、处理和控制的微型处理器系统，其特征在于，所述光电检测器包括一CCD图像传感器(电荷耦合器件)，所述CCD图像传感器的信号输出端连接所述微型处理器系统；

DNA样品从所述毛细管电泳芯片的起点进入，所述DNA样品中含有荧光物质。

含有荧光物质的DNA样品在光源的作用下被激发荧光，CCD图像传感器接收光信号，并将光信号转化成电信号，传送给微型处理器系统进行处理。CCD图像传感器的检测宽度取决于阵列中的单个像元的尺寸。本发明采用CCD图像传感器作为光电检测器，与传统的采用光电倍增管(PMT)的检测方式比较，大大减小了检测宽度，并且减少了整个系统的体积和重量，还具有成本低廉、检测出的电泳谱理想等显著优点。另外，采用CCD图像传感器不仅能分辨光强，还能分辨DNA片段的位置情况。

所述毛细管电泳芯片内含有筛分介质，筛分介质可以是凝胶。

所述CCD图像传感器可以采用一维的线阵CCD，也可以采用二维的面阵CCD。

所述CCD图像传感器含有至少三个像元，所述微型处理器系统将收到的至少三个所述像元所对应的信号进行叠加或取平均，以便消除杂波或干扰。

所述微型处理器系统取三个像元P1、P2、P3，P1距离所述毛细管电泳芯片起点最近，P3最远；三个像元P1、P2、P3相应的分离有效长度是L1、L2、L3，继而得到：L1＜L2＜L3；

在运行DNA样品的毛细管电泳和检测过程中，所述微型处理器系统收到每个像元的信号，所述微型处理器系统将每个像元的信号处理成一条横轴为时间轴、纵轴为光强的电泳谱，分别是F1、F2、F3，其中，同一种DNA片段的电泳谱峰在F1中出现得最早，在F3中出现得最晚；

以像元P2为基准进行修正，F1的横轴乘以修正系数(F2/F1)得到F1’，F2的横轴乘以修正系数(F2/F2)得到F2’，F3的横轴乘以修正系数(F2/F3)得到F3’，在F1’、F2’、F3’中，同一个DNA片段的电泳谱峰出现的位置是相同的；

对于F1’，以F2’时间轴的各时间点进行插值，即获得F1’在F2’时间轴的各时间点的数值，记为F1”。F1”的时间轴与F2’相同，而电泳谱的形状则与F1’相同；

同理，对F2’、F3’进行插值处理，得到F2”、F3”；

插值处理后，F1”、F2”、F3”的时间轴已统一，于是微型处理器系统对F1”、F2”、F3”进行叠加或求平均，得到信噪比提高的检测信号。

所述微型处理器系统连接一显示装置，并以电泳谱图表的方式显示。以便检测者更直观查看。

所述CCD图像传感器采用二维的面阵CCD时，垂直于所述毛细管电泳芯片的每一排像元作为一个大像元，一个大像元所含像元的信号采用上述方式进行叠加或取平均。上述设计，微型处理器系统对二维的面阵CCD的每一维进行了一次信号处理，这样得到的检测信号更为精确，电泳谱图更为理想。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明极大减小了毛细管电泳的检测增宽、减少了整个系统的体积和重量，还具有成本低廉、检测出的电泳谱峰理想等显著优点。另外，采用CCD图像传感器不仅能分辨光强，还能分辨DNA片段的位置情况。

附图说明