描述了用于实时ＰＣＲ（聚合酶链反应）中多目标试样检测的技术。例如，一种系统包括一个数据获取装置和与所述数据获取装置连接的检测装置。所述检测装置包括一个具有多个处理室的旋转盘，这些处理室具有发射多个不同的波长的荧光的试样。所述检测装置还包括多个可拆卸的光学模块，它们的光学结构被构造成激发所述试样并且捕捉由这些试样发射出来的不同波长的荧光。与所述多个可拆卸光学模块连接的光纤束将所述荧光从所述光学模块传送到单个检测器。所述检测装置还包括一个用于加热旋转盘上的一个或多个处理室的加热元件。此外，所述检测装置可以通过利用激光加热分开处理室的阀来定位或选择性地打开这些阀，从而控制旋转盘中的流体的流动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及化验系统，并且更具体的是，本专利技术涉及用于加热流 体的技术，以用于使用荧光染料检测多目标试样。
技术介绍
经常使用光学盘系统来进行各种生物、化学或生物化学的化验。 在一个典型的系统中，将一个旋转圆盘作为用于存储或处理流体试样 的介质，试样例如血液、血浆、血清、尿液或其它流体。在一些情况 下，盘内的流体在处理过程中可能需要从一个位置移动到另一个位置。一种类型的分析是聚合酶链反应(PCR)，其经常用于核酸序列的分析。具体地说，PCR经常用于DNA序列、克隆、基因图谱和其它 形式的核酸序列分析。通常，PCR依赖于DNA复制酶在高温下保持稳定的能力。在PCR 中有3个主要步骤变性、退火和延伸。在变性过程中，液体试样在 大约94'C下被加热。在这个过程中，双链DNA"解链"打开，成为单 链DNA。在退火过程中，单链DNA被冷却到大约54°C。在这个温度 下，引物被结合或"退火"到要进行复制的DNA片段的末端。在延伸 过程中，试样被加热到75°C。在这个温度下，添加核苷酸的酶加入目 标序列中，并且最终形成了一个DNA模板的互补拷贝。新的DNA链 成为用于下一序列事件或"循环"的新目标。已经设计了许多仪器用来在实时PCR中确定试样中的具体DNA 和RNA序列的水平。许多仪器都是基于使用荧光染料。具体地说，许 多传统的实时PCR仪器都是检测在PCR产物扩增过程中的成比例产生的荧光信号。传统的实时PCR仪器使用不同的方法来检测不同的荧光染料。例 如， 一些传统的PCR仪器结合使用了具有滤光轮的白色光源来对每个 染料进行光谱分解。白色光源是卤钨灯泡，其最大寿命是几千小时。 滤光轮是典型的复杂而且容易磨损的机电零件。
技术实现思路
通常，本专利技术涉及用于在实时PCR (聚合酶链反应)中检测多目标试样的技术，在此称为多路PCR。具体地说，介绍了结合使用多个光学模块的多路荧光检测装置。每个光学模块都可以进行最优化，以 用来对在离散波段下的各个荧光染料进行检测。换句话说，这些光学模块可以用来询问(interrogate)不同波长下的多路的、并行的反应。 反应例如可以发生在旋转盘的单个的处理室(例如，阱)中。此外， 每个光学模块都可以是可拆卸的，以迅速改变装置的检测能力。多个光学模块可以通过一个多路光纤束而与一个单独的检测器相 耦合。以这种方式，通过使用多个光学模块和一个单独的检测器，例 如光电倍增管，可以实现多路效果。可以选择每个光学模块中的光学 元件，从而具有最大敏感度和最小光谱串扰量，即来自另一个光学模块上的一种染料的信号。这种检测装置还包括一个加热元件，用来加热旋转盘或选择性地 加热盘上的一个或多个处理室。加热元件包括一个能量源和一个反射 器，反射器用来将所发射的能量中的大部分引导到盘上的一个目标上。 反射器的椭圆形或球形表面可以反射来自卤素灯的光，其中该卤素灯 位于远离反射器轴线的位置。在一个实施例中， 一种装置包括一个旋转具有多个处理室的盘的 马达，其中一个或多个处理室包括一个试样， 一个发射电磁能量来加热一个或多个处理室的能量源，和一个反射器，该反射器包括球形反 射面和椭圆形反射面的组合，用来将部分电磁能量反射到盘上。在另一个实施例中， 一种系统包括一个数据获取装置。这种系统 还包括一个与数据获取装置连接的检测装置，其中检测装置包括一个 用来旋转具有多个处理室的盘的马达，其中一个或多个处理室包括一个试样， 一个发射电磁能量来加热多个一个或多个处理室的能量源， 和一个反射器，其包括球形反射面和椭圆形反射面的组合，用来将部 分电磁能量反射到盘上。在一个另外实施例中， 一种方法包括以下步骤旋转具有多个处 理室的盘，其中一个或多个处理室包括一个试样，发射电磁能量来加 热多个处理室，和用球形和椭圆形的反射面的组合来将部分电磁能量 反射到盘上。本专利技术可以提供一个或更多的优点。例如，反射器可将几乎100% 的发射能量导向到盘上。将所有的能量导向到盘可以提高加热效率， 减少加热时间和总体运行时间。而且，能量源不需要与盘或处理室物 理接触，这可以降低装置的复杂性和操作费用。由于装置可以实施实时PCR，因此这种装置可以在任何类型的生 物反应发生时对其进行分析。这种装置可以独立地或作为一个选择的 组来调整每个反应的温度，并且这种装置可以通过在两个或更多处理 室之间设置一个阀来支持多阶段的反应。在一些实施例中，装置可以是便携式而且坚固的，从而允许在边 远地区或临时实验室中操作。这种装置可以包括一个数据获取计算机, 用来对反应进行实时分析，或者这种装置可以通过有线或无线通信接 口而与其它装置进行数据通讯。本专利技术一个或更多实施例的细节将结合以下的附图和描述进行介 绍。本专利技术其它特征、目标和优点从以下的描述和附图以及权利要求 中将可以清楚地得出。附图说明图1是多路荧光检测装置的一个示例性实施例的方块图。图2是一个示例性的检测模块的示意图，该检测模块可以对应于图1所示的荧光检测装置的多个检测模块中的任何一个。图3是显示在装置内部的一组示例性的可拆卸的光学模块的正视图的透视图。图4是显示在装置壳体内部的一组示例性的可拆卸的光学模块的透视图。图5是显示一组示例性可拆卸光学模块的前侧视图的透视图，其中一个模块被移走，从而露出了模块的连接器。图6是一个示例性主要的可拆卸光学模块中的元件的透视图。 图7是在一个示例性辅助的可拆卸光学模块中的元件的透视图。 图8是一组在装置壳体内部的示例性的可拆卸光学模块的侧视图，其具有位于盘上的狭缝上的激光阀控制系统。图9A和9B显示了两个示例性盘的处理室和阀，这两个盘可用于将试样容纳在检测装置内部。图IO示例性地显示了一个偏离轴线的反射器内的加热元件。图11是一个示例性的由加热元件发射出来的光线的射线图，其反射打开的反射器，以用来加热盘。图12示例性地显示了一个位于轴线上的反射器内的加热元件。 图13是一个示例性的由加热元件发射出来的光线的射线图，其反射封闭的反射器，以用来加热盘。图14更加详细地图示了多路荧光检测装置的一个示例性实施例的方块图。图15是与光纤束的四个光纤相耦合的单个检测器的方块图。 图16是显示多路荧光检测装置的一个示例性操作过程的流程图。图17是显示用于检测装置的激光阀控制系统的示例性操作过程 的流程图。图18是控制一个加热元件的加热电路的方块图，加热元件用来加 热盘。图19是显示了用于加热电路的示例性操作过程的流程图，加热电 路用于加热盘。图20和21显示了通常使用可以用于多路PCR的荧光染料的吸收 光谱和发射光谱。图22A和22B显示了在PCR分析中使用单个检测器从两个示例 性检测模块中获取到的原始数据。图23显示了对时间偏差进行调整后的数据图。图24A和24B显示了从两个示例性检测模块中接收到的数据的检 测限(LOD)。具体实施方式图1的方块显示了一个多路荧光检测装置10的示例性实施例。在 这个实施例中，装置IO具有四个光学模块16，其为四个不同染料的光 学检测提供了四个"通道"。具体地说，装置IO具有四个光学模块16， 其可以在任何给定时间激发旋转盘13不同的区域，并且收集从染料发 射出来的具有不同波长的荧光能量。结果，模块16可以用于询问在试 样22中发生的多个的、并行的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检测装置，包括： 用以旋转具有多个处理室的盘的马达，其中一个或多个处理室包含试样； 被定向到所述盘、发射电磁能量的能量源；和 将电磁能量聚焦到所述盘的某个径向位置、用来加热所述处理室中的一个或多个的反射器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆D拜丁汉姆，彼得D陆德外斯，巴里W罗博莱，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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