[发明专利]锁相检测装置及相应的核酸检测设备

说明书

本发明涉及一种锁相检测装置，其包括激励源模块和探测模块，激励源模块包括用于生成设定波形的周期性信号的信号发生器和激光器；探测模块包括依次级联的光电探头、放大电路、滤波电路和测频锁相放大器；光电探头用于探测扩增反应室的光信号；所述测频锁相放大器用于在其内部生成分别具有不同预定相位的多个参比信号，基于被测信号与这些参比信号的相关性对被测信号进行高精度快速频谱分析，进而在估测频率范围内搜索到被测信号的准确频点，再根据所得到的频点计算出被测信号的相位和幅值；并且所述激励源模块与所述测频锁相放大器电学上分离。本发明还提供了相应的核酸检测设备。本发明可以帮助对样本的检测结果进行早期预判，从而缩短检测时间。

技术领域

本发明涉及微弱信号探测、荧光探测、核酸检测、气溶胶检测等技术领域，具体地说，本发明涉及一种微弱信号锁相检测装置及相应的核酸检测设备。

背景技术

核酸检测是目前用于检测新冠病毒和确诊新冠肺炎(COVID-19)的主要方法。用于识别新冠病毒的核酸检测方法主要包括两类，一类是测序法，另一类是RT-PCR法。测序法通常耗时1-2天，而RT-PCR法一般不少于3-6小时。可以看出，目前的核酸检测方案耗时过长，尚难以满足疫情精准防控的需要。并且，这两种目前在用方法必需由医护人员对患者或疑似患者进行取样，取样过程中医护人员面临巨大的感染风险。下文中将对这些现存问题做更具体地阐述。

测序法是指对样本中所提取的核酸进行基因组测序，通过测序结果来识别样本中是否含有病毒颗粒。相比RT-PCR法，测序法通常需要较长的时间，难以实现新冠病毒的快速检测。RT-PCR的全称为Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction。RT指反转录，又称为逆转录。PCR指聚合酶链式扩增。RT-PCR法是将RNA的反转录和cDNA的聚合酶链式扩增（即PCR）相结合的技术。首先经反转录酶的作用，从RNA合成cDNA，再以cDNA为模板，在DNA聚合酶作用下扩增合成目的片段。RT-PCR技术灵敏而且用途广泛，目前已用于检测细胞中基因表达水平、细胞中RNA病毒的含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。新冠病毒属于RNA病毒，因此可将RT-PCR法用于新冠病毒的检测。

进一步地，荧光定量PCR是一种在DNA扩增反应中，以荧光化学物质测定聚合酶链式反应（即PCR）循环后产物总量的方法。传统定量PCR方法包括内参照法和竞争法。内参照法的原理如下：在不同的PCR反应管中加入已定量的内标和引物，内标用基因工程方法合成，而上游引物用荧光标记，下游引物不标记。在模板扩增的同时，内标也被扩增。在PCR产物中，由于内标与靶模板的长度不同，二者的扩增产物可用电泳或高效液相分离开来，分别测定其荧光强度，以内标为对照定量待检测模板。竞争法的原理如下：选择由突变克隆产生的含有一个新内切位点的外源竞争性模板。在同一反应管中，待测样品与竞争模板用同一对引物同时扩增（其中一个引物为荧光标记）。扩增后用内切酶消化PCR产物，竞争性模板的产物被酶解为两个片段，而待测模板不被酶切，可通过电泳或高效液相将两种产物分开，分别测定荧光强度，根据已知模板推测未知模板的起始拷贝数。上述两种传统定量PCR方法中， DNA（或逆转录得到的cDNA）扩增反应耗时较长，均难以实现对病毒的快速识别，难以满足疫情精准防控的需要。