[发明专利]用于光学测量试样中核酸的荧光的装置及该装置的使用

说明书

技术领域

本发明涉及试样的荧光测量。具体地，本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于光学测量试样的荧光的装置。更具体地，本发明涉及试样中核酸的荧光测量。

背景技术

标准的PCR(聚合酶链式反应)在本领域中是众所周知的，用来扩增DNA的靶向序列，不过也可能用于扩增RNA。利用标准的PCR，能够在使用琼脂糖凝胶的链式反应的末尾检测到扩增的DNA序列。作为替代，各种基于荧光染料的方法是已知的，其中可以通过在反应过程中实时地光学荧光测量来进行试样中扩增的DNA序列的检测和/或定量。换句话说，在每个PCR循环测量试样中扩增的DNA序列。这种形式的PCR被称为定量PCR(QPCR)或实时PCR。与这些方法一起使用的荧光染料的示例是Sybr Green、EvaGreen或FRET型含荧光团的DNA探针，比如TaqMan。这些染料通常插入或仅结合双链DNA(dsDNA)即PCR循环的产物，这导致染料的荧光。因此，反应过程中DNA产物的增加导致在每个循环增加荧光强度。这种增加可以采用荧光检测器进行测量，从而允许DNA浓度通过与标准试样稀释比较而得以定量。所得到的测量数据可以按对数尺度相对循环的数量进行绘制，并且可以由计算机软件对扩增的DNA的相对或绝对定量进行分析。实时PCR还可用于检测和定量试样中的DNA，以确定这些试样中特定DNA序列的存在和数量。

类似的基于荧光染料的方法可以用在解链曲线分析(MCA)中，其是加热过程中双链DNA的解离特性的评估，即相对于温度的扩增DNA的解离的测量。

用于执行PCR的装置被称为热循环仪，用于在实时/定性PCR过程中或解链曲线分析过程中执行试样中DNA的光学荧光测量的装置通常被称为“光学型”热循环仪。

这些“光学型”热循环仪包括分别用于在实时/定性PCR的循环过程中交替地加热和冷却试样或用于在解链曲线分析过程中加热试样的装置，再加上用于激发试样中荧光染料的至少一个激发光源以及用于测量由激发时染料所发出的荧光的至少一个光学荧光检测器。用于加热和冷却试样的装置可以有利地包括珀耳帖(Peltier)装置，以便于试样的快速的温度变化。同样由于采用标准的热循环仪，热盖用来在热循环过程中尽量减少试样蒸发。

在用于与标准塑料试样管比如通常用于DNA分析的标准塑料微离心试样管一起使用的现有光学型热循环仪中，激发光源和光学荧光检测器都设置在用于该装置的铰链盖中的试样管的孔之上。在这些循环仪中，染料的激发与荧光的检测通过试样管的顶部开口被执行。然而在使用加热盖时，盖必须是穿孔的或部分透明的，用于通过激发光和荧光，这增加了该装置的复杂性。此外，这种配置遭遇所谓的光学对准的变化，即相对于试样孔或试样管的激发光源和光学荧光检测器的位置偏差，其可能例如是由可动盖的容差引起的。

在具有用于将激发光源或光学检测器系统或这两者定位在包含开放试样管的试样孔之上的运动部件的热循环仪中，光学对准的变化是很典型的。例如，这样的热循环仪公开在WO2010/118541A1中，其中包括激发光源和检测器的光学单元相对于每个都包含试样的试样室旋转。在具有用于将试样管移入和移出处理及测量位置的机动可动托盘的热循环仪中，光学对准的变化也是很典型的。

一些现有技术的光学型热循环仪需要将试样放置在专用的定制的试样室中，并且不允许测量常规试样管例如用于DNA分析的标准塑料微离心试样管中的试样。

US6515743B1公开了一种根据权利要求1的前序部分所述的扫描器型装置，用于通过酶反应测量荧光反应产物。该装置包括多个试样孔，每个试样孔用于接收由透明材料制成的直立试样管并包含试样。试样孔设置在具有驱动单元的圆弧上，用于旋转该弧并且将试样孔依次移动到单个激发光源的附近。激发光源引导激发光束穿过试样管之一的侧壁。该装置还包括至少一个光学荧光检测器，用于捕获从试样之一发射的穿过试样管底部的荧光。该试样管的底部与荧光检测器之间的光学路径包括光导，其具有置于圆弧的旋转中心轴线上的发射端。

发明内容

本发明之一个目的是提供用于光学测量试样中核酸的荧光的一种装置及一种方法，其可避免光学对准的任何变化。本发明之另一目的是提供用于光学测量试样中核酸的荧光的一种装置及方法，其允许使用常规的试样管，特别是标准的微离心管。本发明之另一目的是提供用于光学测量试样中核酸的荧光的一种装置，从而使荧光的激发和检测都不从试样之上进行，从而便于很容易地接近试样孔，去除为了光学传输在盖中的穿孔或透明窗口的要求，以及用于利用其它装置而不是热盖来防止试样蒸发的可能性。