一种多变量反应动力学实时检测仪装置及检测方法与流程

文档序号:21584666发布日期:2020-07-24 16:25阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于,包括:检测器以及计算机,所述检测器与所述计算机通信连接;所述检测器包括外壳、主控电路板以及检测结构;所述主控电路板、所述检测结构安装于所述外壳内,所述检测结构与所述主控电路板通信连接;所述外壳内安装有安装座,所述安装座上设有试管安装孔,用以安装反应试管;所述检测结构安装于所述试管安装孔的外周;

所述检测结构包括激发光源、温控组件以及光电探测组件;所述激发光源安装于所述试管安装孔的上方或下方,对着所述试管安装孔,所述试管安装孔与所述激发光源之间安装有第一光源滤光片,所述温控组件包括上加热器和下加热器,所述上加热器安装于所述试管安装孔的上端,所述下加热器安装于所述试管安装孔的下端,所述上加热器和所述下加热器均包围在所述反应试管的外周;

所述光电探测组件包括光电探测器、固体光导以及第二光源滤光片,所述光电探测器、所述固体光导以及第二光源滤光片均安装于所述试管安装孔的同一侧;所述固体光导位于所述试管安装孔与所述光电探测器之间,所述第二光源滤光片位于所述固体光导和所述光电探测器之间;所述激发光源点亮时间在1毫秒至1000毫秒之间调整,且所述激发光源每次点亮的间隔周期在1秒至5分钟之间,所述光电探测组件采集光信号在所述激发光源点亮过程中完成;所述第一光源滤光片和所述第二光源滤光片限制部分波长的光通过;

所述主控电路板包括mcu模块、光温控制模块以及光信号放大模块;所述光信号放大模块与所述mcu模块通信连接,所述mcu模块与所述光温控制模块通信连接;所述激发光源以及所述温控组件均与所述光温控制模块通信连接,所述光电探测组件与所述光信号放大模块通信连接;

所述计算机包括用户介面,用户通过所述用户介面输入变量参数,可实时监测决定于温度、时间或所述反应试管中的空间位置的光信号;所述用户界面设定所述上加热器及所述下加热器的工作温度,所述激发光源发光的时间及周期,并选择性的打开所述光电探测器实现对某一波段的光信号的采集;所述检测器启动工作后,所述用户界面能显示实时反馈的温度和时间对应的信息;同时实时显示实时反馈的光信号强度和时间对应的信息。

2.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述上加热器和所述下加热器可调节所述反应试管的温度,加热所述反应试管,使所述反应试管内液体升温至100℃或降温至室温,并通过温差促进或防止液体对流。

3.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述光电探测器通过光信号监测所述反应试管中的液体随温度和时间改变的化学反应或生物化学反应。

4.如权利要求3所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述检测仪装置通过反应动力学实时监测,确定样品中靶分子的量、结构特征或生物化学活性。

5.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述光电探测组件包括两个光电探测器、两个光源滤光片以及两个固体光导,一个所述光电探测器、一个所述光源滤光片以及一个所述固体光导为一组,分成两组,相对地设置在所述试管安装孔的两侧,且两个所述固体光导位于所述上加热器和所述下加热器之间。

6.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述光电探测组件包括两组上光电探测组件以及两组下光电探测组件;两组所述上光电探测组件相对地设置在所述试管安装孔的上端两侧,两组所述下光电探测组件相对地设置在所述试管安装孔的下端两侧;每一组所述上光电探测组件包括上光电探测器、上固体光导、第二光源滤光片,所述上固体光导位于所述上加热器的下方,且所述上固体光导位于所述试管安装孔与所述上光电探测器之间,所述第二光源滤光片位于所述上固体光导和所述上光电探测器之间;

每一组所述下光电探测组件包括下光电探测器、第三光源滤光片和下固体光导,所述下固体光导位于所述下加热器的上方,且所述下固体光导位于所述试管安装孔与所述下光电探测器之间,所述第三光源滤光片位于所述下固体光导和所述下光电探测器之间。

7.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述光电探测组件包括一组上光电探测组件和一组下光电探测组件;所述上光电探测组件和所述下光电探测组件均设置在所述试管安装孔的同一侧;

或所述光电探测组件包括一组上光电探测组件和一组下光电探测组件;所述上光电探测组件和所述下光电探测组件分别设置在所述试管安装孔的两侧;

所述上光电探测组件包括上光电探测器、上固体光导、第二光源滤光片,所述上固体光导位于所述上加热器的下方,且所述上固体光导位于所述试管安装孔与所述上光电探测器之间,所述第二光源滤光片位于所述上固体光导和所述上光电探测器之间;

所述下光电探测组件包括下光电探测器、第三光源滤光片和下固体光导,所述下固体光导位于所述下加热器的上方,且所述下固体光导位于所述试管安装孔与所述下光电探测器之间,所述第三光源滤光片位于所述下固体光导和所述下光电探测器之间。

8.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述光电探测组件包括两组上光电探测组件以及一组下光电探测组件;两组所述上光电探测组件相对地设置在所述试管安装孔的上端两侧,所述下光电探测组件设置在所述试管安装孔下端的其中一侧;

或所述光电探测组件包括一组上光电探测组件以及两组下光电探测组件;所述上光电探测组件设置在所述试管安装孔上端的其中一侧,两组所述下光电探测组件相对地设置在所述试管安装孔的下端两侧;

所述上光电探测组件包括上光电探测器、上固体光导、第二光源滤光片,所述上固体光导位于所述上加热器的下方,且所述上固体光导位于所述试管安装孔与所述上光电探测器之间,所述第二光源滤光片位于所述上固体光导和所述上光电探测器之间;

所述下光电探测组件包括下光电探测器、第三光源滤光片和下固体光导,所述下固体光导位于所述下加热器的上方,且所述下固体光导位于所述试管安装孔与所述下光电探测器之间,所述第三光源滤光片位于所述下固体光导和所述下光电探测器之间。

9.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:在使用时所述试管安装孔倾斜的角度范围为5°-45°。

10.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述下加热器包括下加热板和安装在所述下加热板上的下加热环,所述下加热环与所述反应试管为热膨胀可逆性锁紧接触。

11.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述固体光导可镀滤光膜,能对入射光起到全透射或部分透射或选择性透射的作用,且所述固体光导为柱形或方形。

12.如权利要求1所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述第一光源滤光片和所述第二光源滤光片和所述第三光源滤光片为无机玻璃,有机玻璃或石英,且所述第一光源滤光片和所述第二光源滤光片和所述第三光源滤光片的表面可镀滤光膜,包括具有低通,高通或带通的性能。

13.如权利要求1至12任一项所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述检测仪装置通过检测化学发光,电化学发光,微粒体发光和荧光,用于进行酶催化反应动力学分析、分子构象和构型分析。

14.如权利要求1所述的所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述计算机安装于所述外壳内或所述外壳外。

15.如权利要求1所述的所述的多变量反应动力学实时检测仪装置,其特征在于:所述主控电路板与所述安装座之间的距离≤100mm。

16.一种检测方法,其特征在于,使用如权利要求6-8任一项所述的检测仪装置,包括以下步骤:

在反应试管中加入反应溶液,把封闭的反应试管置于试管安装孔中,通过上加热器和下加热器加热所述反应试管中的反应溶液,使所述反应试管中的反应溶液的上下温差≥5℃,使得溶液循环,混合或静止;

启动计算机实时监测程序,实时记录并输出反应结果;

根据反应结果进行医疗诊断或生物样品检测或绘制相关信息的区域分布图。

17.如权利要求16所述的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

首先在反应试管中加入反应液,所述反应液含有混合后的核酸样品、用于核酸扩增的化学试剂和核酸荧光染料或荧光标记分子探针,当核酸样品为rna时,先将rna转录成互补dna;

然后使用恒温扩增或变温扩增的酶促方法进行核酸样品扩增,在变温核酸扩增过程中,控制液体在45℃至98℃之间的温度循环;当光电探测组件检测到核酸荧光染料或荧光标记分子探针的信号时,此时,扩增反应所产生的荧光信号强度与扩增的dna产物量成比例。

18.如权利要求17所述检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

当核酸扩增反应完成后,反应试管底部溶液温度降低至核酸溶解温度点之下时,此时大部分dna分子结合成为双链分子并与核酸荧光染料结合放出较强的荧光,控制上加热器和下加热器开始以慢速加热,并通过计算机记录时间和温度变量;在调节温度变量时,通过下光电探测器或上光电探测器实时记录光信号的变化,并通过计算机显示温度与荧光信号的关系;随着温度的升高,双链dna分子会溶解成单链分子,使得荧光量减少,通过计算机进行数据处理,测得被扩增双链dna分子的溶解点或溶解曲线。

19.如权利要求17所述检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

当核酸扩增反应完成后,保持反应试管底部溶液的温度在90℃至98℃以上并通过上加热器把上端液体温度升高至不超过95℃,此时大部分双链dna分子溶解成单链dna分子,然后控制上加热器和下加热器开始以慢速降温,并通过计算机记录时间和温度变量;在调节温度变量时,通过下光电探测器或上光电探测器实时记录光信号的变化,并通过计算机显示温度与荧光信号的关系;随着温度的降低,单链dna分子会结合成双链分子,使得荧光量增加,通过计算机进行数据处理,测得被扩增dna分子的溶解点或溶解曲线。


技术总结
本发明提供一种多变量反应动力学实时检测仪装置及检测方法,其中,检测仪装置包括检测器以及计算机;其中,检测器与计算机通信连接。检测器包括外壳、主控电路板、检测结构;主控电路板、检测结构均安装于外壳内,且检测结构与主控电路板通信连接。本发明的多变量反应动力学实时检测仪装置及检测方法可以实时读取试管内与温度、时间和空间变量相关的光信号,并通过计算机实时显示结果,更快速地得到反应结果,实时了解反应的过程,有效提高分析效率。

技术研发人员:吴景洪;苏星;马骏;张代化;苏成宽;苏卫;吴开原
受保护的技术使用者:星源智(珠海)生物科技有限公司
技术研发日:2020.04.09
技术公布日:2020.07.24
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