一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，包括皮秒脉冲激光光源系统、暗箱系统、荧光寿命成像的采集系统，所述皮秒脉冲激光光源系统被配置为产生激发光；所述荧光寿命成像的采集系统为时间相关单光子计数荧光寿命成像的采集系统，包括光电阴极、微通道板、位敏阳极和集成外设；其中，微通道板位于光电阴极和位敏阳极之间。荧光寿命成像的采集系统通过时间相关单光子计数法进行十万次以上的重复检测，实现了荧光寿命曲线的绘制，从而提高了基因芯片杂交结果的检出灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪
本技术涉及生物芯片检测仪器领域，特别涉及一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，该检测仪采用了对包括核酸的探针芯片杂交进行检测的方法。本技术还特别涉及一种体外诊断检测仪器，属于体外诊断检测仪器中的时间分辨荧光检测分析仪器，同时涉及分子诊断检测仪器中的分子生物信息分析处理系统。
技术介绍
生物芯片技术已经广泛应用于临床疾病诊断、健康管理、药物研究开发、动植物检疫、食品检测、环境监测、科学研究、法医学检测等众多领域，有广阔的应用前景，市场需求量非常大。基因芯片是生物芯片中的一类，是通过在基因芯片的基片上定植一系列的序列已知探针而制备，可用于特定标记核酸的杂交检测，能通过识别检测与信息处理来报告检测对象中核酸信息。当前基因芯片杂交结果的检测方法主要以荧光强度检测为主，都是使用带通滤光片将激发光折射到探针上的标记荧光物质并激发荧光物质发出荧光，荧光再通过带通滤光片进入检测器完成荧光成像，由于激发光与荧光同时存在于探针上，必然会有激发光对荧光成像结果造成背景干扰。在荧光成像时，由于有背景荧光干扰常常会形成假阴性，尤其是对于样品中含量较少的肿瘤核酸成份，其荧光信号弱，利用荧光强度成像法不容易检出，会造成疾病的延误治疗，还可能会造成无法挽回的生命损失。有效降低基因芯片检测时的背景干扰，提高基因芯片的检测结果准确率，对基于基因芯片的疾病筛查意义重大。因此需要对上述问题做出改善。
技术实现思路
本技术旨在提供一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，以至少部分地解决上述问题。本技术的另一目的是提供一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，克服样品荧光信号弱带来的假阴性结果，以提高基因芯片的监测结果准确率。本技术的再一目的是提供一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，克服荧光强度成像中受背景干扰造成的弱信号检出困难的内在不足。本技术的技术方案是：一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，所述检测仪包括皮秒脉冲激光光源系统、荧光寿命成像的采集系统以及暗箱系统；所述皮秒脉冲激光光源系统被配置为产生激发光；所述荧光寿命成像的采集系统为时间相关单光子计数（Time-CorrelatedSinglePhotonCounting，TCSPC）荧光寿命成像的采集系统，包括光电阴极、微通道板（Microchannelplate，MCP）、位敏阳极和集成外设；其中，微通道板位于光电阴极和位敏阳极之间。根据本技术的一个优选实施例，所述暗箱系统包括暗箱和阻止光反射材料，所述阻止光反射材料设置在暗箱的内表面上。根据本技术的一个优选实施例，所述集成外设主要包括时幅转换器(Timetoamplitudeconverter,TAC)、模数转换器(Analogtodigitalconverter,ADC)、电源供应和参考信号恒比鉴别器(Constantfractiondiscriminator,CFD)。集成外设可以通过TCSPC法检测形成基因芯片上每个带有荧光标记基团的探针位置的荧光寿命曲线，用于区别区分阳性结果与阴性结果。根据本技术的一个优选实施例，所述位敏阳极设置在微通道板的下部。微通道板是一种大面阵的高空间分辨的电子倍增探测器，可以实现非常高的时间分辨信号，所述位敏阳极可以是交叉条阳极，微通道板配合交叉条阳极可以同时获得时间分辨信号与位置分辨信号；根据本技术的一个优选实施例，所述微通道板的检测范围大于基因芯片，因此微通道板的检测视野范围包括了整个基因芯片，能够在同一时间点对基因芯片上所有带有荧光标记基团的探针进行检测，实现对基因芯片上所有带有荧光标记基团的探针同时检测，从而能够完成全部探针的荧光寿命成像检测。根据本技术的一个优选实施例，所述微通道板的通道孔径小于带有荧光标记基团的探针的点径直径，能够有效提高探针边界，提高灵敏度，从而准确测定每个阳性探针的精准位置。根据本技术的一个优选实施例，所述位敏阳极的下部设置有微通道板的阳极封端。根据本技术的一个优选实施例，所述光电阴极、微通道板、和位敏阳极嵌合在暗箱的下部。根据本技术的一个优选实施例，所述光电阴极为半透明光阴极。根据本技术的一个优选实施例，所述皮秒脉冲激光光源系统包括皮秒脉冲激光器、脉冲激光器光纤和激光光束扩束器。根据本技术的一个优选实施例，所述皮秒脉冲激光器的一端利用脉冲激光器光纤与荧光寿命成像的采集系统的集成外设相连，所述皮秒脉冲激光器的另一端利用脉冲激光器光纤与激光光束扩束器相连。根据本技术的一个优选实施例，所述激光光束扩束器嵌合在暗箱的上部。本技术的有益效果是:本检测仪利用TCSPC法进行自动检测，其突出优点是灵敏度高、测量结果准确、系统误差小，使用效果好。本检测仪通过TCSPC法进行自动检测，通过是否能够形成荧光寿命曲线（能够形成荧光寿命曲线的为阳性结果）来有效区分阳性结果与阴性结果，其突出优点是提高弱杂交结果的检测能力，避免假阴性。本检测仪不仅在TCSPC法检测过程中，需要调节样品的荧光强度，确保每次激发后最多只有一个荧光光子到达终止光电倍增管，而且暗箱内部铺设的阻止光反射材料可以部分或完全吸收背景荧光，从而双重减少了背景荧光的干扰，解决了背景荧光干扰形成的假阴性问题。本检测仪不仅在TCSPC法检测过程中，所述微通道板的检测范围大于基因芯片，因此微通道板的检测视野范围包括了整个基因芯片，能够在同一时间点对基因芯片上所有带有荧光标记基团的探针进行检测，实现对基因芯片上所有带有荧光标记基团的探针同时检测，从而能够完成全部探针的荧光寿命成像检测。本检测仪不仅在TCSPC法检测过程中，所述微通道板的通道孔径小于带有荧光标记基团的探针的点径直径，能够有效提高探针边界，提高灵敏度，从而准确测定每个阳性探针的精准位置。本检测仪结构简单，使用时直接将基因芯片直接放置在封装式微通道板的透过窗上利用TCSPC法进行自动检测，操作方便。附图说明图1一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪的结构示意图。图中：1、脉冲激光器光纤；2、激光光束扩束器；3、基因芯片的基片；4、带有荧光标记基团的探针；5、封装式微通道板的透过窗；6、光电阴极；7、微通道板；8、位敏阳极；9、微通道板的阳极封端；10、暗箱；11、阻止光反射材料；12、输出电缆；13、集成外设；14、皮秒脉冲激光器。具体实施方式下面结合附图详细描述本公开的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。本技术提供了一种基于荧光寿命成像的基因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述检测仪包括：/n皮秒脉冲激光光源系统，所述皮秒脉冲激光光源系统被配置为产生激发光；/n荧光寿命成像的采集系统；以及/n暗箱系统；/n其中，所述荧光寿命成像的采集系统为时间相关单光子计数荧光寿命成像的采集系统，包括光电阴极（6）、微通道板（7）、位敏阳极（8）和集成外设（13）；/n其中，所述微通道板（7）位于光电阴极（6）和位敏阳极（8）之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述检测仪包括：
皮秒脉冲激光光源系统，所述皮秒脉冲激光光源系统被配置为产生激发光；
荧光寿命成像的采集系统；以及
暗箱系统；
其中，所述荧光寿命成像的采集系统为时间相关单光子计数荧光寿命成像的采集系统，包括光电阴极（6）、微通道板（7）、位敏阳极（8）和集成外设（13）；
其中，所述微通道板（7）位于光电阴极（6）和位敏阳极（8）之间。


2.根据权利要求1所述的基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述暗箱系统包括暗箱（10）和阻止光反射材料（11），所述阻止光反射材料（11）设置在暗箱（10）的内表面上。


3.根据权利要求1所述的基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述集成外设（13）包括时幅转换器、模数转换器、电源供应和参考信号恒比鉴别器。


4.根据权利要求1所述的基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述位敏阳极（8）设置在微通道板（7）的下部。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于荧光寿命成像的基因芯片杂交结果检测仪，其特征在于，所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：华子昂，刘宝全，竹添，朱美瑛，万君兴，张建，李娜，
申请(专利权)人：北京百奥纳芯生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11