專利名稱：實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法及光路系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物學及醫學的檢測，具體涉及一種實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法及光路系統。
背景技術：
傳統的熒光定量基因擴增儀熒光光信號檢測方法是將光源經光路系統后從檢測樣品基座的上部并通過樣品管頂蓋照射到樣品管內，請先參閱圖1所示，光信號經過樣品管10中的被測樣品后再從基座中的樣品管上部返回到其后的光路元件和光信號傳感器，以此來實現瞬間的熒光實時檢測。當入射光在經過樣品管10上的頂蓋101時，由于頂蓋101上表面呈弧狀會引發光路混亂，若要減少這一現象勢必要提高樣品管及頂蓋的質量要求；另外由于光線從樣品管上部返回，增加了返回光在空氣介質中的光路路徑，且易發生光散射和光強度衰減較大的現象，最后導致檢測靈敏度偏低，成本居高不下。針對上述問題，中國專利申請號為01245825.2公開了一種定量基因擴增儀的熒光檢測系統，在該篇文獻中，光路系統中包含光源、透鏡、濾光片、雙向鏡、入射多芯光纖束，在光路系統中，改變了樣品管的入射光和返回光的路徑，將光纖束直接從樣品管10的底部或側部導入個樣品管中的被測樣品。該文獻所揭示的技術方案對上述問題雖然在一定程度上有所解決，但不可避免地仍存在以下問題a光路系統設計仍較復雜，檢測靈敏度偏低，成本仍然較高；b，從被測樣品返回的光線仍然經過同一光纖束，存在入射光線和返回光線之間的相互干擾，影響最終的檢測靈敏度。

發明內容
針對現有的基因擴增儀的熒光檢測系統存在的上述問題，本發明提供一種實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法及光路系統。
為了解決上述問題，本發明采用如下技術方案，本發明的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法表述如下該方法使用普通光源作為光源；
光源發出的光線經過聚焦、濾光后通一入射多芯光纖束入射至被測樣品；使入射至被測樣品的光激發被測樣品發射熒光；被測樣品發射的光線再進入另一出射多芯光纖束；使經過出射多芯光纖束后的光信號再進行濾光、聚焦于光檢測器上。
本發明的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統表述如下該光路系統包括光源、前后透鏡、前后光學濾光片、入射多芯光纖束、出射多芯光纖束，光源后設置前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束、出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片，光源發出的光通過前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束后進入被測樣品，被測樣品被激發的熒光通過出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片聚焦于光檢測器上。
由于本發明采用使光源發出的光線經過聚焦、濾光后通一入射多芯光纖束入射至被測樣品，入射至被測樣品的光激發被測樣品發出熒光；被測樣品發出的熒光再進入另一出射多芯光纖束，經過出射多芯光纖束后的光信號再進行濾光、聚焦于光檢測器上的光信號檢測方法；同時依據本發明的方法設計了相應的光路系統，在光源后設置前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束、出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片，光源發出的光通過前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束后進入被測樣品，被測樣品被激發的熒光通過出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片聚焦于光檢測器。與傳統的基因擴增儀熒光光信號檢測以及中國專利申請號01245825.2所公開的基因擴增儀的熒光檢測光路系統相比，本發明具有如下優點，光路系統設計簡單，省卻了雙向鏡以及鹵素燈的采用降低了光路系統及整機的成本價格；減少了光路系統中的光路混亂和光信號的衰減，同時也減少了被測樣品的入射光線和返回光線之間的相互干擾；檢測靈敏度有所提高。


圖1為傳統的基因擴增儀中，光線入射樣品和光線返回示意圖。
圖2為傳統的基因擴增儀的光路系統原理示意圖。
圖3為本發明的方法中，光線入射樣品以及光線返回示意圖。
圖4為本發明的光路系統原理示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖4并結合圖3所示，本發明的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法使用普通光源作為光源1；光源1發出的光線經過聚焦、濾光后通一入射多芯光纖束4入射至被測樣品管10中的被測樣品；使入射至被測樣品的光激發被測樣品發出熒光；被測樣品發出的光線再進入另一出射多芯光纖束5；使經過出射多芯光纖束5后的光信號再進行濾光、聚焦于光檢測器8上。
將所述的入射多芯光纖束4的出射端延伸至被測樣品管10的側壁，以使經過入射多芯光纖束后的光線到被測樣品的光路為最短；將所述的出射多芯光纖束5的入射端與被測樣品管10的側壁相抵靠，以使經過被測樣品后的光線到出射多芯光纖束的光路為最短。
在檢測光信號時采用電荷耦合器或光電倍增管8來采集被測樣品發出的光信號，電荷耦合器或光電倍增管8將光信號轉換為電信號送至后一級的計算機處理成所需要的數據。
請繼續參閱圖4所示，實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統包括光源1、前后透鏡2、6、前后光學濾光片3、7、入射多芯光纖束4、出射多芯光纖束5，光源1后設置前透鏡2、前光學濾光片3、入射多芯光纖束4、出射多芯光纖束5、后透鏡6、后光學濾光片7，光源1發出的光通過前透鏡2、前光學濾光片3、入射多芯光纖束4后進入被測樣品管10中的被測樣品，被測樣品被激發的熒光通過出射多芯光纖束5、后透鏡6、后光學濾光片7聚焦于電荷耦合器或光電倍增管8上。
在該實施例中，所述的光源1為一鹵素燈、發光二極管(LED)激光光源。
所述的入射多芯光纖束2和出射多芯光纖束5均為九十六芯光纖束，但不限于九十六芯光纖束。
所述的前后透鏡2、6可為透鏡組或單片鏡。
所述的入射多芯光纖束4與出射多芯光纖束5處于同一個平面。
當光源1發出的光經過前透鏡2聚焦后，再經過光學濾光片3濾光，然后進入入射多芯光纖束4，多芯光纖束4將經過濾光后的光直接射向被測樣品管4中的被測樣品，并使其激發熒光，被測樣品發出的熒光又經過出射多芯光纖束5、后透鏡6、后光學濾光片7，然后，經過濾光后的光直接聚焦于電荷耦合器8上成像，最后，通過計算機9處理成所需數據。
一般來說，實際的實時熒光定量基因擴增儀包括光路系統、光檢測系統、數據處理系統和顯示系統，被測樣品在擴增儀中進行測試時，通常都是批量測試，例如，被測樣品管裝置于一個96×0.2ml標準樣品板上，也就是說，該標準樣品板上有96個樣品管，為了便于整批測試，在光路系統中采用了入射多芯光纖束2和出射多芯光纖束5均為九十六芯光纖束，入射多芯光纖束2和出射多芯光纖束5中的每一芯光纖束對應于96×0.2ml標準樣品板上的相應的一個樣品管，相應地，電荷耦合器8也為一陣列器件，接收出射多芯光纖束5中的每一根光纖所發出的光信號后成像，并將其轉換為數據形式傳遞給后一級的計算機9進行處理，由此，即可在瞬間(數秒)同步完成對樣品板中的96個被測樣品管內的樣品的寡核苷酸計聚合酶鏈式反應(PCR polerasechain reaction)過程中的實時熒光定量檢測工作。
出于對被測樣品所發出的熒光能有效地采集，將入射多芯光纖束4與出射多芯光纖束5處于同一個平面。
而光源1的鹵素燈的采用，能有效地降低光路系統的成本。
為了將本發明便于與中國專利申請號01245825.2中的光路作對比，在本發明的說明書中，引用了該文獻公開的附圖，在圖2中，光源-1、濾光片-2、雙向鏡-3、光纖束-4、樣品管10、濾光片-7、透鏡-8、9，電荷耦合器件(CCD)-8，計算機-9。
權利要求
1.一種實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法，其特征在于該方法使用普通光源作為光源；光源發出的光線經過聚焦、濾光后通一入射多芯光纖束入射至被測樣品；使入射至被測樣品的光激發被測樣品發射熒光；被測樣品發射的光線再進入另一出射多芯光纖束；使經過出射多芯光纖束后的光信號再進行濾光、聚焦于光檢測器上。
2.如權利要求1所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法，其特征在于將所述的入射多芯光纖束的出射端延伸至被測樣品管的側壁，以使經過入射多芯光纖束后的光線到被測樣品的光路為最短；將所述的出射多芯光纖束的入射端與被測樣品管的側壁相抵靠，以使經過被測樣品后的光線到出射多芯光纖束的光路為最短。
3.如權利要求1所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法，其特征在于在檢測光信號時采用電荷耦合器或光電倍增管來采集被測樣品發出的光信號。
4.一種實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于該光路系統包括光源、前后透鏡、前后光學濾光片、入射多芯光纖束、出射多芯光纖束，光源后設置前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束、出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片，光源發出的光通過前透鏡、前光學濾光片、入射多芯光纖束后進入被測樣品，被測樣品被激發的熒光通過出射多芯光纖束、后透鏡、后光學濾光片聚焦于光檢測器上。
5.如權利要求4所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于所述的光源為鹵素燈、發光二極管或激光光源。
6.如權利要求4所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于所述的入射多芯光纖束和出射多芯光纖束均為九十六芯光纖束。
7.如權利要求4所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于所述的前后透鏡可為透鏡組或單片鏡。
8.如權利要求4所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于所述的入射多芯光纖束與出射多芯光纖束處于同一個平面。
9.如權利要求4所述的實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測光路系統，其特征在于所述的光檢測器為電荷耦合器或光電倍增管。
全文摘要
本發明公開了一種實時熒光定量基因擴增儀的光信號檢測方法及光路系統,該方法使檢測光源經過聚焦、濾光后通一入射多芯光纖束入射至被測樣品,入射至被測樣品的光激發被測樣品發出熒光;被測樣品發出的熒光再進入另一出射多芯光纖束,經過出射多芯光纖束后的光信號再進行濾光、聚焦于光檢測器上的光信號檢測方法;依據本發明的方法設計了相應的光路系統,與傳統的基因擴增儀的光路系統相比,本發明具有如下優點,光路系統設計簡單,降低了光路系統及整機的成本價格;減少了光路系統中光信號的衰減,也減少了被測樣品的入射和返回光線之間的相互干擾;檢測靈敏度有所提高。
文檔編號G01N21/64GK1354361SQ0113916
公開日2002年6月19日 申請日期2001年12月24日 優先權日2001年12月24日
發明者吳元民, 張凱, 羅氏立格, 聶曉峰 申請人:上海楓嶺生物技術有限公司