CN110161003B - 光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统 - Google Patents

Abstract

一种光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统，光学检测装置包括驱动件、多个检测卡盒及多个光学检测模块，所述驱动件用于将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。上述光学检测装置，通过设置多个光学检测模块，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过驱动件将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。

Description

光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统

技术领域

本申请涉及光学检测技术领域，特别是涉及一种光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。PCR技术主要过程是，通过人类合成的一小断单链DNA片段，也叫做引物，与模板DNA特定的区域特异性结合，进而以四种dNTP为底物，通过DNA聚合酶沿着引物和模板形成的双链部分的3’端开始，聚合形成DNA片段实现DNA体外扩增的过程。PCR主要由变性阶段(90℃-96℃)、退火阶段(25℃-65℃)、延伸阶段(70℃-75℃)三个基本反应步骤构成。

实时荧光定量PCR技术(Real-time Quantitative PCR Detecting System，qPCR)，是在常规PCR基础上加入相应的荧光染料或荧光标记探针，在PCR反应过程中通过荧光信号变化，对整个PCR进程进行实时检测，以荧光化学物质监测每次PCR循环后的产物的总量的方法，对待测样品中特定的DNA序列进行定量分析的方法。荧光定量PCR仪是应用qPCR技术进行实时检测的反应仪器，一般由热循环系统、荧光实时检测系统来保证仪器功能。荧光定量PCR仪主要由加热制冷循环模块、微弱荧光检测光学模块、电路控制模块、计算机及其处理软件组成。其中加热制冷循环模块通过空气浴、水浴、金属浴等形式实现PCR的温度循环；微弱荧光检光学测模块主要由光源部分、光路、光电传感器、控制部分所组成。

然而，现有的荧光定量PCR仪在进行光学检测中，一般都是利用单一光源加滤光片和转盘来解决多波长激发荧光的问题，然后利用多个光纤或者机械臂的方式来实现对多样本的荧光采集。这种设计仪器结构复杂，实现困难，控制对象多，仪器大而笨重。滤光片寿命较短，容易发生损坏多光纤也容易发生混乱。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构较为简单、能够适用于多个波长检测的光学检测装置及实时荧光定量核酸扩增检测系统。

一种光学检测装置，包括驱动件、多个检测卡盒及多个光学检测模块，所述驱动件用于将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括旋转电机及转盘，所述旋转电机的旋转轴连接所述转盘，多个所述检测卡盒分布在所述转盘的以所述旋转轴为中心的同一圆周上，所述转盘用于在所述旋转电机的旋转轴的带动下旋转，以将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括机械臂，所述机械臂用于将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。

上述光学检测装置，通过设置多个光学检测模块，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过驱动件将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。

一种光学检测装置，包括：支撑组件、驱动件、反应组件及光学检测组件；

所述支撑组件包括顶板、底板及连接杆，所述顶板通过所述连接杆连接并支撑在所述底板上，所述顶板上开设有安装孔及若干光学通孔，若干所述光学通孔围绕所述安装孔设置；

所述驱动件包括旋转电机、连接轴及转盘，所述旋转电机设置于所述底板上，所述连接轴的第一端连接所述旋转电机的旋转轴，所述连接轴的第二端穿过所述安装孔并连接所述转盘，所述旋转电机的旋转轴通过所述连接轴带动所述转盘转动；

所述反应组件包括若干检测卡盒，各所述检测卡盒连接所述转盘，且若干所述检测卡盒以所述连接轴为中心呈中心对称分布；所述检测卡盒上开设有若干反应腔室，且各所述反应腔室位于以所述连接轴的中心为圆心的圆周线上；

所述光学检测组件包括若干光学检测模块，各所述光学检测模块均设置于所述顶板靠近所述底板的一面上，若干所述光学通孔的中心位于同一以所述连接轴为圆心的圆周线上；各所述光学通孔的中心与各所述反应腔室的中心位于同一圆周上；各所述光学检测模块的出光检测口与各所述光学通孔一一对应。

在其中一个实施例中，所述光学检测模块包括光源控制板、发射透镜、发光滤光片、二向色镜、出射透镜、接收滤光片、接收透镜及接收电路板；所述光源控制板上设置有光源，所述接收电路板上设置有光电传感器；

所述光源发出的光线顺序经过发射透镜和发光滤光片后射向所述二向色镜，经所述二向色镜反射后射向所述出射透镜；经由所述出射透镜后穿过所述光学通孔射向所述反应腔室；

所述反应腔室中的反应物经所述光源的光激发发出荧光，所述荧光顺序经过所述光学通孔和所述出射透镜后射向所述二向色镜，经由所述二向色镜反射后射向所述接收滤光片，经过所述接收滤光片后射向所述接收透镜，由所述接收透镜将所述荧光聚焦至所述光电传感器上。

在其中一个实施例中，所述支撑组件还包括安装板及若干支撑杆，所述安装板通过若干所述支撑杆连接并安装在所述底板上，所述旋转电机固定于所述安装板上。

在其中一个实施例中，所述安装板上还开设有穿设孔，所述旋转电机固定于所述安装板邻近所述底板的一面上，所述旋转电机的旋转轴穿过所述穿设孔并连接所述连接轴。

在其中一个实施例中，所述检测卡盒为PCR微流控芯片。

在其中一个实施例中，所述检测卡盒上于若干反应腔室沿靠近连接轴的一侧开设有通风孔。

在其中一个实施例中，所述转盘上开设有若干芯片安装槽，各所述检测卡盒一一对应安装于各所述芯片安装槽内。

一种实时荧光定量核酸扩增检测系统，包括如上任一实施例中所述的光学检测装置

上述光学检测装置，由于采用了多个光学检测模块，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过控制旋转电机将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。

附图说明

图1为一实施例的光学检测装置的结构示意图；

图2为一实施例的光学检测装置的顶板的结构示意图；

图3为一实施例的光学检测装置的结构示意图；

图4为一实施例的光学检测装置的检测卡盒的结构示意图；

图5为一实施例的光学检测装置的光学检测模块的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施例中，一种光学检测装置，包括驱动件、多个检测卡盒及多个光学检测模块，所述驱动件用于将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。上述光学检测装置，通过设置多个光学检测模块，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过驱动件将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。例如，所述驱动件包括旋转电机及转盘，所述旋转电机的旋转轴连接所述转盘，多个所述检测卡盒分布在所述转盘的以所述旋转轴为中心的同一圆周上，所述转盘用于在所述旋转电机的旋转轴的带动下旋转，以将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。例如，所述驱动件包括机械臂，所述机械臂用于将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测。

需要说明的是，本申请的检测卡盒，可以提前将检测卡盒进行qPCR反应完成之后进行检测，也可以直接将检测卡盒优选为微流控芯片，尤其是PCR微流控芯片，实时反应后进行检测。

需要说明的是，本发明的目的是提供一种简单、紧凑的多波长多样本的PCR实时荧光检测系统，或者说，应用于多波长多样本的PCR实时荧光检测的光学检测装置，其实现方式结构紧凑，易于制造，检测精度高。本发明利用分布式的光学检测模块，可以转动的反应腔室，实现对多波长多样本的实时检测。本发明主要是把光学检测部分集成到一个单个的模块上，形成光学检测模块，然后多个光学检测模块按照设计预期进行分布式排列，样本反应区域，即检测卡盒上的反应腔室按照预期也进行分布式排列。多波长测量就可以用多个光学模块进行检测，每一个样本反应区域都可以运动到任何一个光学检测模块对准，从而可以实现每一个反应区域的多波长测量，从而实现多样本多波长的检测系统。样本反应区域即检测卡盒上的反应腔室，优选的，为PCR微流控芯片上的反应腔室。样本控制部分主要是由样本反应区域，该区域样本反应腔室可以是圆形分布的，也可以是方形分布的，或者是扇形分布的，可以是金属材质的，也可以是塑料材质的；运动控制机构即为驱动件，运动控制机构主要是旋转电机或者机械臂的形式。例如若反应腔室是圆形分布或者是扇形分布，可以是旋转电机使整个反应腔室做转动来实现每个腔室的多波长测量；若是方形或者其他形式的分布，可以用机械臂的形式使反应腔室在平面任意移动，实现每个腔室的多波长测量。样本控制部分即为检测卡盒，优选的，检测卡盒为微流控芯片，更优选的，检测卡盒为PCR微流控芯片。运动控制机构即为驱动件。本发明很容易实现对某个样本的多波长测量，本系统中要增加可测量的波长也很简单，只要增加一个光学检测模块即可，扩展性和兼容性很好，可以随意根据检测需要扩展光学检测模块。样本区域的运动是跟光学检测模块独立的，因而增加样本数量或者改变样本区域的分布形式，不会对光学测量有任何影响，因此可以增加任意的样本数量，实现多样本的测量。

本申请下面继续以驱动件包括旋转电机及转盘的方式进行举例说明。

一实施例中，一种光学检测装置，包括：支撑组件、驱动件、反应组件及光学检测组件；所述支撑组件包括顶板、底板及连接杆，所述顶板通过所述连接杆连接并支撑在所述底板上，所述顶板上开设有安装孔及若干光学通孔，若干所述光学通孔围绕所述安装孔设置；所述驱动件包括旋转电机、连接轴及转盘，所述旋转电机设置于所述底板上，所述连接轴的第一端连接所述旋转电机的旋转轴，所述连接轴的第二端穿过所述安装孔并连接所述转盘，所述旋转电机的旋转轴通过所述连接轴带动所述转盘转动；所述反应组件包括若干检测卡盒，各所述检测卡盒连接所述转盘，且若干所述检测卡盒以所述连接轴为中心呈圆形间隔分布；所述检测卡盒上开设有若干反应腔室，且若干所述反应腔室位于同一以所述连接轴为中心的圆周线上；所述光学检测组件包括若干光学检测模块，各所述光学检测模块均设置于所述顶板靠近所述底板的一面上，若干所述光学通孔位于同一以所述连接轴为中心的圆周线上；各所述光学通孔与各所述反应腔室位于同一圆周上；各所述光学检测模块的出光检测口与各所述光学通孔一一对应。例如，一种光学检测装置，包括：支撑组件、驱动件、反应组件及光学检测组件；所述支撑组件包括顶板、底板及连接杆，所述顶板通过所述连接杆连接并支撑在所述底板上，所述顶板上开设有安装孔及若干光学通孔，若干所述光学通孔围绕所述安装孔设置；所述驱动件包括旋转电机、连接轴及转盘，所述旋转电机设置于所述底板上，所述连接轴的第一端连接所述旋转电机的旋转轴，所述连接轴的第二端穿过所述安装孔并连接所述转盘，所述旋转电机的旋转轴通过所述连接轴带动所述转盘转动；所述反应组件包括若干检测卡盒，各所述检测卡盒连接所述转盘，且若干所述检测卡盒以所述连接轴为中心呈中心对称分布；所述检测卡盒上开设有若干反应腔室，且各所述反应腔室位于以所述连接轴的中心为圆心的圆周线上；所述光学检测组件包括若干光学检测模块，各所述光学检测模块均设置于所述顶板靠近所述底板的一面上，若干所述光学通孔的中心位于同一以所述连接轴为圆心的圆周线上；各所述光学通孔的中心与各所述反应腔室的中心位于同一圆周上；各所述光学检测模块的出光检测口与各所述光学通孔一一对应。例如，检测卡盒的中心可以理解为几何中心。

为了进一步说明上述光学检测装置，又一个例子是，请参阅图1，光学检测装置包括支撑组件100、驱动件200、反应组件300及光学检测组件400；所述支撑组件100主要提供整体支撑及安装作用。所述驱动件200连接所述支撑组件100，所述驱动件用于提供驱动作用。所述反应组件300连接所述驱动组件200，所述反应组件用作生化反应用，例如，PCR反应使用。所述光学检测组件400连接所述支撑组件100，所述光学检测组件400用于对反应组件300中的反应物提供光学检测。

支撑组件100包括顶板110、底板120及连接杆130，所述顶板110通过所述连接杆130连接并支撑在所述底板120上，或者说，连接杆的一端连接所述顶板，连接杆的另一端连接所述底板，且顶板位于底板上方。再如，设置若干连接杆，一具体实施例中，设置四个连接杆，四个连接杆分别位于所述底板或者所述顶板的四个边角位置处。请参阅图2，所述顶板110上开设有安装孔111及若干光学通孔112，若干所述光学通孔112围绕所述安装孔111设置。所述安装孔用于安装通过驱动件的驱动轴，具体到本实施例中，为驱动件中的连接轴。所述光学通孔用于便于光学检测组件通过所述光学通孔对反应组件中的反应物进行光学检测。

请结合图3至图5，所述驱动件200包括旋转电机210、连接轴220及转盘230，所述旋转电机设置于所述底板120上，当然，实施应用中，也可以将旋转电机设置于所述顶板上，需要说明的是，设置于顶板上也应当理解为与本申请相同或者基本相同的技术手段。所述连接轴220的第一端连接所述旋转电机210的旋转轴，所述连接轴220的第二端穿过所述安装孔111并连接所述转盘230，所述旋转电机210的旋转轴通过所述连接轴220带动所述转盘230转动；或者说，所述连接轴用于在所述旋转电机的旋转轴的带动下带动所述转盘转动。为了较好地安装旋转电机，例如，请参阅图3，所述支撑组件100还包括安装板140及若干支撑杆150，所述安装板140通过若干所述支撑杆150连接并安装在所述底板120上，且所述安装板140位于所述底板120与所述顶板110之间，所述旋转电机210固定于所述安装板140上。再如，所述安装板140上还开设有穿设孔，所述旋转电机210固定于所述安装板140邻近所述底板120的一面上，所述旋转电机210的旋转轴穿过所述穿设孔并连接所述连接轴220。如此，能够较好地安装旋转电机。

请参阅图1及图4，反应组件300包括若干检测卡盒310，各所述检测卡盒310连接所述转盘230，且若干所述检测卡盒310以所述连接轴220为中心呈圆形间隔分布；所述检测卡盒310上开设有若干反应腔室311，且若干所述反应腔室311位于同一以所述连接轴220为中心的圆周线上；需要说明的是，检测卡盒为现有技术。例如，所述检测卡盒为微流控芯片。例如，所述微流控芯片为PCR微流控芯片。PCR微流控芯片如何进行实现PCR反应，请参考现有技术，本申请在此不再赘述。微流控芯片的各反应腔室分别用于进行PCR反应。需要说明的是，本申请中如前所述的以连接轴为中心，也可以理解为以连接轴的转动轴线为中心。例如，所述微流控芯片310上于若干反应腔室沿靠近连接轴的一侧开设有通风孔312，如此，通过设置通风孔，便于微流控芯片对PCR反应的升降温控制。为了较好地将微流控芯片安装连接在转盘上，例如，所述转盘上开设有若干芯片安装槽，各所述微流控芯片一一对应安装于各所述芯片安装槽内。例如，微流控芯片呈扇形结构。例如，所述微流控芯片上还开设有挡槽，所述转盘于所述安装槽的侧壁凸设有挡块，所述挡块与所述挡槽相对应，以将所述微流控芯片限位在所述安装槽内。

请参阅图3，光学检测组件400包括若干光学检测模块410，各所述光学检测模块410均设置于所述顶板110靠近所述底板120的一面上，若干所述光学通孔112位于同一以所述连接轴220为中心的圆周线上；各所述光学通孔112与各所述反应腔室311位于同一圆周上；各所述光学检测模块410的出光检测口与各所述光学通孔112一一对应，或者说，所述光学检测模块的出光检测口与其对应的光学通孔相对齐，如此，便于光学检测模块的出光检测口通过所述光学通孔对所述检测卡盒的反应腔室进行光学检测。

上述光学检测装置，由于采用了多个光学检测模块410，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过控制旋转电机将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。

在其中一个实施例中，所述光学检测模块410包括光源控制板411、发射透镜412、发光滤光片413、二向色镜414、出射透镜415、接收滤光片416、接收透镜417及接收电路板418；所述光源控制板411上设置有光源，所述接收电路板419上设置有光电传感器；所述光源发出的光线顺序经过发射透镜412和发光滤光片413后射向所述二向色镜414，经所述二向色镜414反射后射向所述出射透镜415；经由所述出射透镜415后穿过所述光学通孔112射向所述反应腔室311；

所述反应腔室311中的反应物经所述光源的光激发发出荧光，所述荧光顺序经过所述光学通孔112和所述出射透镜415后射向所述二向色镜414，经由所述二向色镜414反射后射向所述接收滤光片416，经过所述接收滤光片417后射向所述接收透镜417，由所述接收透镜417将所述荧光聚焦至所述光电传感器上。所述光电传感器对接受到的荧光进行光学分析并转换成为光电信号，然后对光电信号进行分析即可获取相应的数据分析结果。如此，能够较好地进行荧光定量分析。

需要说明的是，如上所说的光学检测模块的出光检测口，即为出射透镜415一侧的出口。再如，所述光学检测模块410包括套筒410a、光源控制板411、发射透镜412、发光滤光片413、二向色镜414、出射透镜415、接收滤光片416、接收透镜417及接收电路板418；所述光源控制板411、所述发射透镜412、所述发光滤光片413、所述二向色镜414、所述出射透镜415、所述接收滤光片416、所述接收透镜417及所述接收电路板418均设置于所述套筒410内；所述套筒整体呈T字形结构，或者呈类似T字形结构，所述套筒具有第一端、第二端及第三端，所述套筒的第一端和第二端平行，所述套筒的第三端分别垂直于其第一端和第二端，所述二向色镜位于所述套筒的第一端、第二端及第三端的连接位置处，所述光源控制板411、发射透镜412及发光滤光片413位于所述套筒的第三端，所述出射透镜415位于所述套筒的第一端，所述接收滤光片416、所述接收透镜417及所述接收电路板418位于所述套筒的第二端。如此，能够较好地进行光学检测。需要说明的是，套筒的第一端也可以理解为出射光路套筒，套筒的第二端也可以理解为接收光路套筒，套筒的第三端也可以理解为发射光路套筒。发射光路套筒主要功能是LED光源以及发射透镜和发射滤光片的安装和固定，光源控制板还用于外接控制电路。出射光路套筒主要是出射透镜，保证光源的光能聚焦到反应腔室。接收光路套筒主要是透镜和滤光片，确保通过光学通孔的荧光能够到达接收电路；接收电路板还用于跟外部信号处理接口连接。光源控制板对光源亮度进行控制；发射透镜用于使光源的光经过该透镜变成平行光，此平行光再经过二向色镜，传到出射透镜上，经出射透镜聚焦到反应腔室上；反应腔室中的反应物经此光源的光激发出荧光，该荧光再经过出射透镜打到二向色镜上，荧光经过二向色镜在经过接收滤光片，打到接收透镜；此荧光经过透镜聚焦到接收电路板上面的光电传感器，进行光电信号的转换。

上述光学检测装置，由于采用了多个光学检测模块410，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过控制旋转电机将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。

需要说明的是，本发明的目的是提供一种简单、紧凑的多波长多样本的PCR实时荧光检测系统，或者说，应用于多波长多样本的PCR实时荧光检测的光学检测装置，其实现方式结构紧凑，易于制造，检测精度高。本发明利用分布式的光学检测模块，可以转动的反应腔室，实现对多波长多样本的实时检测。本发明主要是把光学检测部分集成到一个单个的模块上，形成光学检测模块，然后多个光学检测模块按照设计预期进行分布式排列，样本反应区域，即微流控芯片上的反应腔室按照预期也进行分布式排列。多波长测量就可以用多个光学模块进行检测，每一个样本反应区域都可以运动到任何一个光学检测模块对准，从而可以实现每一个反应区域的多波长测量，从而实现多样本多波长的检测系统。样本反应区域即微流控芯片上的反应腔室。

样本控制部分主要是由样本反应区域，该区域样本反应腔室可以是圆形分布的，也可以是方形分布的，或者是扇形分布的，可以是金属材质的，也可以是塑料材质的；运动控制机构即为驱动件，运动控制机构主要是电机或者机械臂的形式。例如若反应腔室是圆形分布或者是扇形分布，可以是电机使整个反应腔室做转动来实现每个腔室的多波长测量；若是方形或者其他形式的分布，可以用机械臂的形式使反应腔室在平面任意移动，实现每个腔室的多波长测量。样本控制部分即为微流控芯片。运动控制机构即为驱动件。

本发明很容易实现对某个样本的多波长测量，本系统中要增加可测量的波长也很简单，只要增加一个光学检测模块即可，扩展性和兼容性很好，可以随意根据检测需要扩展光学检测模块。

样本区域的运动是跟光学检测模块独立的，因而增加样本数量或者改变样本区域的分布形式，不会对光学测量有任何影响，因此可以增加任意的样本数量，实现多样本的测量。

具体实施例中，驱动件采用旋转电机时，旋转电机主要作用是旋转，带动若干个微流控芯片一起转动；光学检测模块通过顶板固定在微流控芯片中反应腔室的正下方，通过顶板上的镂空的光学通孔进行实现光学检测。当反应腔室随着电机转动时，微流控芯片中的每个反应腔室都可以依次经过下方的每个光学模块；确保每一个样本都可以经过光学通道。

一具体实施例中，反应组件包括8个样本反应模块，每个反应模块上有若干个反应腔室，每个模块上有通风孔方便做PCR反应。样本反应模块即为微流控芯片。

上述所说组成了一种能够实现多波长多样本测量的qPCR系统。一种分布式的光学测量系统，由若干个功能完整、独立的光学模块按照样本分布排列，能独立工作也能联合工作的系统。一种样本反应腔室分布及其控制系统，通过运动机构确保每一个反应腔室都能够运动到每一个光学模块附近进行光学测量。一种PCR反应系统，结合上述的光学测量系统和样本反应腔室及其控制系统，实现了在PCR反应过程中对多样本、多波长的系统实现过程。

本发明还提供一种实时荧光定量核酸扩增检测系统，包括如上任一实施例中所述的光学检测装置。

上述实时荧光定量核酸扩增检测系统采用上述光学检测装置，通过设置多个光学检测模块，应用中，多个光学检测模块可以采用不同的波长，如此，当需要采用对应的波长对检测卡盒进行检测时，通过驱动件将单个所述检测卡盒的反应腔室移动至其中一个所述光学检测模块的出光检测口上，能够根据检测需要对多个检测卡盒分别进行不同的波长检测；进而能够适用于多个波长检测。相对于现有利用单一光源加滤光片和转盘来进行多波长检测的方式，本申请的光学检测装置采用多个光学检测模块，可以分别对应不同的波长，进而整体结构较为简单，容易实现。

为了进一步说明上述微流控芯片；本申请还提供一种微流控芯片。例如，一种微流控芯片，微流控芯片具有旋转中心，微流控芯片包括芯片基体，以及设置于芯片基体中的加样孔、加样腔、出气口、样本富集腔、废液腔、稀释裂解腔、虹吸管道、加样腔流通管道、裂解腔流通管道、气体流通管道、样品输出管道、试剂分发管道、出气管道与多个反应腔室；废液腔包括第一废液腔及第二废液腔；加样孔分别连通外部及加样腔，且加样腔通过加样腔流通管道连通样本富集腔；样本富集腔通过裂解腔流通管道连通第一废液腔，样本富集腔还于其远离旋转中心的底部位置处通过样品输出管道连通稀释裂解腔；稀释裂解腔顺序通过虹吸管道及试剂分发管道分别连通各反应腔室及第二废液腔；第一废液腔通过气体流通管道连通第二废液腔；出气口连通外部设置，出气口还通过出气管道连通一废液腔，且废液腔的与出气口相连通的位置较出气口更为远离旋转中心。上述微流控芯片，适用于离心微流控分析，样本的富集、裂解、裂解后稀释以及等量分发、多腔室的PCR扩增都得以顺序实现，能够实现免核酸纯化分子诊断功能，一方面出气口连通一废液腔且通过该废液腔连通另一废液腔，可根据需求调整出气口的位置，另一方面通过设计虹吸管道巧妙地利用了毛细力与离心力的相对关系，形成了调控阀以控制液体流入试剂分发管道，利用PCR扩增技术应用于离心微流控技术实现基于PCR扩增的分子诊断，整个反应过程处于密闭的微流控芯片中，实现了随时随地快速检测的分子诊断效果。本实施例中的反应腔室用于PCR扩增用。当然需要说明的是，本申请的微流控芯片不局限于此，也可以才有现有技术中能够进行检测的PCR微流控芯片。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：

支撑组件，所述支撑组件包括顶板、底板及连接杆，所述顶板通过所述连接杆连接并支撑在所述底板上，所述顶板上开设有安装孔及若干光学通孔，若干所述光学通孔围绕所述安装孔设置；

驱动件，所述驱动件包括旋转电机、连接轴及转盘，所述旋转电机设置于所述底板上，所述连接轴的第一端连接所述旋转电机的旋转轴，所述连接轴的第二端穿过所述安装孔并连接所述转盘，所述旋转电机的旋转轴通过所述连接轴带动所述转盘转动；所述驱动件还包括机械臂，所述机械臂用于将单个所述检测卡盒的反应腔室在平面任意移动至其中任一个所述光学检测模块的出光检测口上，以使所述光学检测模块对所述检测卡盒进行光学检测；

反应组件，所述反应组件包括若干检测卡盒，各所述检测卡盒连接所述转盘，且若干所述检测卡盒以所述连接轴的中心呈中心对称分布；所述检测卡盒上开设有若干反应腔室，且各所述反应腔室的中心位于以所述连接轴的中心为圆心的圆周线上；其中，所述检测卡盒上于若干反应腔室沿靠近连接轴的一侧开设有通风孔，所述检测卡盒为PCR微流控芯片，所述检测卡盒的反应腔室为PCR微流控芯片上的反应腔室；其中，微流控芯片具有旋转中心，微流控芯片包括芯片基体，以及设置于芯片基体中的加样孔、加样腔、出气口、样本富集腔、废液腔、稀释裂解腔、虹吸管道、加样腔流通管道、裂解腔流通管道、气体流通管道、样品输出管道、试剂分发管道、出气管道与多个反应腔室；废液腔包括第一废液腔及第二废液腔；加样孔分别连通外部及加样腔，且加样腔通过加样腔流通管道连通样本富集腔；样本富集腔通过裂解腔流通管道连通第一废液腔，样本富集腔还于其远离旋转中心的底部位置处通过样品输出管道连通稀释裂解腔；稀释裂解腔顺序通过虹吸管道及试剂分发管道分别连通各反应腔室及第二废液腔；第一废液腔通过气体流通管道连通第二废液腔；出气口连通外部设置，出气口还通过出气管道连通一废液腔，且废液腔的与出气口相连通的位置较出气口更为远离旋转中心；

光学检测组件，所述光学检测组件包括若干光学检测模块，各所述光学检测模块均设置于所述顶板靠近所述底板的一面上，若干所述光学通孔的中心位于同一以所述连接轴的中心为圆心的圆周线上；各所述光学通孔的中心与各所述反应腔室的中心位于同一圆周上；各所述光学检测模块的出光检测口与各所述光学通孔一一对应；

所述支撑组件还包括安装板及若干支撑杆，所述安装板通过若干所述支撑杆连接并安装在所述底板上，所述旋转电机固定于所述安装板上；

所述安装板上还开设有穿设孔，所述旋转电机固定于所述安装板邻近所述底板的一面上，所述旋转电机的旋转轴穿过所述穿设孔并连接所述连接轴；

所述转盘上开设有若干芯片安装槽，各所述检测卡盒一一对应安装于各所述芯片安装槽内。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述光学检测模块包括光源控制板、发射透镜、发光滤光片、二向色镜、出射透镜、接收滤光片、接收透镜及接收电路板；所述光源控制板上设置有光源，所述接收电路板上设置有光电传感器；

所述光源发出的光线顺序经过发射透镜和发光滤光片后射向所述二向色镜，经所述二向色镜反射后射向所述出射透镜，通过所述出射透镜后穿过对应的所述光学通孔射向所述反应腔室；

所述反应腔室中的反应物经所述光源的光激发发出荧光，所述荧光顺序经过所述光学通孔和所述出射透镜后射向所述二向色镜，经由所述二向色镜反射后射向所述接收滤光片，经过所述接收滤光片后射向所述接收透镜，由所述接收透镜将所述荧光聚焦至所述光电传感器上。

3.一种实时荧光定量核酸扩增检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至2任一项中所述的光学检测装置。

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