专利名称：实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法及光路系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物学及医学的检测，具体涉及一种实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法及光路系统。
背景技术：
传统的荧光定量基因扩增仪荧光光信号检测方法是将光源经光路系统后从检测样品基座的上部并通过样品管顶盖照射到样品管内，请先参阅图1所示，光信号经过样品管10中的被测样品后再从基座中的样品管上部返回到其后的光路元件和光信号传感器，以此来实现瞬间的荧光实时检测。当入射光在经过样品管10上的顶盖101时，由于顶盖101上表面呈弧状会引发光路混乱，若要减少这一现象势必要提高样品管及顶盖的质量要求；另外由于光线从样品管上部返回，增加了返回光在空气介质中的光路路径，且易发生光散射和光强度衰减较大的现象，最后导致检测灵敏度偏低，成本居高不下。针对上述问题，中国专利申请号为01245825.2公开了一种定量基因扩增仪的荧光检测系统，在该篇文献中，光路系统中包含光源、透镜、滤光片、双向镜、入射多芯光纤束，在光路系统中，改变了样品管的入射光和返回光的路径，将光纤束直接从样品管10的底部或侧部导入个样品管中的被测样品。该文献所揭示的技术方案对上述问题虽然在一定程度上有所解决，但不可避免地仍存在以下问题a光路系统设计仍较复杂，检测灵敏度偏低，成本仍然较高；b，从被测样品返回的光线仍然经过同一光纤束，存在入射光线和返回光线之间的相互干扰，影响最终的检测灵敏度。
发明内容
针对现有的基因扩增仪的荧光检测系统存在的上述问题，本发明提供一种实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法及光路系统。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案，本发明的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法表述如下该方法使用普通光源作为光源；
光源发出的光线经过聚焦、滤光后通一入射多芯光纤束入射至被测样品；使入射至被测样品的光激发被测样品发射荧光；被测样品发射的光线再进入另一出射多芯光纤束；使经过出射多芯光纤束后的光信号再进行滤光、聚焦于光检测器上。
本发明的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统表述如下该光路系统包括光源、前后透镜、前后光学滤光片、入射多芯光纤束、出射多芯光纤束，光源后设置前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束、出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片，光源发出的光通过前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束后进入被测样品，被测样品被激发的荧光通过出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片聚焦于光检测器上。
由于本发明采用使光源发出的光线经过聚焦、滤光后通一入射多芯光纤束入射至被测样品，入射至被测样品的光激发被测样品发出荧光；被测样品发出的荧光再进入另一出射多芯光纤束，经过出射多芯光纤束后的光信号再进行滤光、聚焦于光检测器上的光信号检测方法；同时依据本发明的方法设计了相应的光路系统，在光源后设置前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束、出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片，光源发出的光通过前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束后进入被测样品，被测样品被激发的荧光通过出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片聚焦于光检测器。与传统的基因扩增仪荧光光信号检测以及中国专利申请号01245825.2所公开的基因扩增仪的荧光检测光路系统相比，本发明具有如下优点，光路系统设计简单，省却了双向镜以及卤素灯的采用降低了光路系统及整机的成本价格；减少了光路系统中的光路混乱和光信号的衰减，同时也减少了被测样品的入射光线和返回光线之间的相互干扰；检测灵敏度有所提高。
图1为传统的基因扩增仪中，光线入射样品和光线返回示意图。
图2为传统的基因扩增仪的光路系统原理示意图。
图3为本发明的方法中，光线入射样品以及光线返回示意图。
图4为本发明的光路系统原理示意图。
具体实施例方式
请参阅图4并结合图3所示，本发明的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法使用普通光源作为光源1；光源1发出的光线经过聚焦、滤光后通一入射多芯光纤束4入射至被测样品管10中的被测样品；使入射至被测样品的光激发被测样品发出荧光；被测样品发出的光线再进入另一出射多芯光纤束5；使经过出射多芯光纤束5后的光信号再进行滤光、聚焦于光检测器8上。
将所述的入射多芯光纤束4的出射端延伸至被测样品管10的侧壁，以使经过入射多芯光纤束后的光线到被测样品的光路为最短；将所述的出射多芯光纤束5的入射端与被测样品管10的侧壁相抵靠，以使经过被测样品后的光线到出射多芯光纤束的光路为最短。
在检测光信号时采用电荷耦合器或光电倍增管8来采集被测样品发出的光信号，电荷耦合器或光电倍增管8将光信号转换为电信号送至后一级的计算机处理成所需要的数据。
请继续参阅图4所示，实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统包括光源1、前后透镜2、6、前后光学滤光片3、7、入射多芯光纤束4、出射多芯光纤束5，光源1后设置前透镜2、前光学滤光片3、入射多芯光纤束4、出射多芯光纤束5、后透镜6、后光学滤光片7，光源1发出的光通过前透镜2、前光学滤光片3、入射多芯光纤束4后进入被测样品管10中的被测样品，被测样品被激发的荧光通过出射多芯光纤束5、后透镜6、后光学滤光片7聚焦于电荷耦合器或光电倍增管8上。
在该实施例中，所述的光源1为一卤素灯、发光二极管(LED)激光光源。
所述的入射多芯光纤束2和出射多芯光纤束5均为九十六芯光纤束，但不限于九十六芯光纤束。
所述的前后透镜2、6可为透镜组或单片镜。
所述的入射多芯光纤束4与出射多芯光纤束5处于同一个平面。
当光源1发出的光经过前透镜2聚焦后，再经过光学滤光片3滤光，然后进入入射多芯光纤束4，多芯光纤束4将经过滤光后的光直接射向被测样品管4中的被测样品，并使其激发荧光，被测样品发出的荧光又经过出射多芯光纤束5、后透镜6、后光学滤光片7，然后，经过滤光后的光直接聚焦于电荷耦合器8上成像，最后，通过计算机9处理成所需数据。
一般来说，实际的实时荧光定量基因扩增仪包括光路系统、光检测系统、数据处理系统和显示系统，被测样品在扩增仪中进行测试时，通常都是批量测试，例如，被测样品管装置于一个96×0.2ml标准样品板上，也就是说，该标准样品板上有96个样品管，为了便于整批测试，在光路系统中采用了入射多芯光纤束2和出射多芯光纤束5均为九十六芯光纤束，入射多芯光纤束2和出射多芯光纤束5中的每一芯光纤束对应于96×0.2ml标准样品板上的相应的一个样品管，相应地，电荷耦合器8也为一阵列器件，接收出射多芯光纤束5中的每一根光纤所发出的光信号后成像，并将其转换为数据形式传递给后一级的计算机9进行处理，由此，即可在瞬间(数秒)同步完成对样品板中的96个被测样品管内的样品的寡核苷酸计聚合酶链式反应(PCR polerasechain reaction)过程中的实时荧光定量检测工作。
出于对被测样品所发出的荧光能有效地采集，将入射多芯光纤束4与出射多芯光纤束5处于同一个平面。
而光源1的卤素灯的采用，能有效地降低光路系统的成本。
为了将本发明便于与中国专利申请号01245825.2中的光路作对比，在本发明的说明书中，引用了该文献公开的附图，在图2中，光源-1、滤光片-2、双向镜-3、光纤束-4、样品管10、滤光片-7、透镜-8、9，电荷耦合器件(CCD)-8，计算机-9。
权利要求
1.一种实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法，其特征在于该方法使用普通光源作为光源；光源发出的光线经过聚焦、滤光后通一入射多芯光纤束入射至被测样品；使入射至被测样品的光激发被测样品发射荧光；被测样品发射的光线再进入另一出射多芯光纤束；使经过出射多芯光纤束后的光信号再进行滤光、聚焦于光检测器上。
2.如权利要求1所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法，其特征在于将所述的入射多芯光纤束的出射端延伸至被测样品管的侧壁，以使经过入射多芯光纤束后的光线到被测样品的光路为最短；将所述的出射多芯光纤束的入射端与被测样品管的侧壁相抵靠，以使经过被测样品后的光线到出射多芯光纤束的光路为最短。
3.如权利要求1所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法，其特征在于在检测光信号时采用电荷耦合器或光电倍增管来采集被测样品发出的光信号。
4.一种实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于该光路系统包括光源、前后透镜、前后光学滤光片、入射多芯光纤束、出射多芯光纤束，光源后设置前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束、出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片，光源发出的光通过前透镜、前光学滤光片、入射多芯光纤束后进入被测样品，被测样品被激发的荧光通过出射多芯光纤束、后透镜、后光学滤光片聚焦于光检测器上。
5.如权利要求4所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于所述的光源为卤素灯、发光二极管或激光光源。
6.如权利要求4所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于所述的入射多芯光纤束和出射多芯光纤束均为九十六芯光纤束。
7.如权利要求4所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于所述的前后透镜可为透镜组或单片镜。
8.如权利要求4所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于所述的入射多芯光纤束与出射多芯光纤束处于同一个平面。
9.如权利要求4所述的实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测光路系统，其特征在于所述的光检测器为电荷耦合器或光电倍增管。
全文摘要
本发明公开了一种实时荧光定量基因扩增仪的光信号检测方法及光路系统,该方法使检测光源经过聚焦、滤光后通一入射多芯光纤束入射至被测样品,入射至被测样品的光激发被测样品发出荧光;被测样品发出的荧光再进入另一出射多芯光纤束,经过出射多芯光纤束后的光信号再进行滤光、聚焦于光检测器上的光信号检测方法;依据本发明的方法设计了相应的光路系统,与传统的基因扩增仪的光路系统相比,本发明具有如下优点,光路系统设计简单,降低了光路系统及整机的成本价格;减少了光路系统中光信号的衰减,也减少了被测样品的入射和返回光线之间的相互干扰;检测灵敏度有所提高。
文档编号G01N21/64GK1354361SQ0113916
公开日2002年6月19日 申请日期2001年12月24日 优先权日2001年12月24日
发明者吴元民, 张凯, 罗氏立格, 聂晓峰 申请人:上海枫岭生物技术有限公司