[发明专利]一种基于智能手机的多通道对流PCR扩增检测装置

说明书

本发明公开了一种基于智能手机的多通道对流PCR扩增检测装置，该装置包括加热单元、检测单元。加热单元包括：顶层加热模块、底层加热模块、顶层加热电阻膜、底层加热电阻膜、顶层温度检测元件、底层温度检测元件。通过加热单元为反应腔的上下端提供稳定的热源，使核酸模板参与对流PCR反应。控温模块实时采集温度数据，将数据信息传至智能手机，实现对流PCR扩增反应过程的温度监控。检测单元包括LED灯、光纤、激发光滤光片、接收光滤光片及智能手机。多通道CPCR扩增检测装置复杂度低，装置小巧便携，操作简单，借助智能手机降低了系统复杂度，缩短了检测时间，提高了对流PCR检测效率，为实现现场快速核酸诊断与分析打下了良好的基础。

技术领域

本发明涉及生命医学检测、诊断领域，尤其是涉及到应用于对流PCR扩增技术的分子诊断检测方法与装置。

背景技术

传统的PCR扩增方法往往需要对反应样品进行持续性的、周期性的升降温控制，由于各个模块的热惯性作用，导致各步反应之间的过渡过程时间较长，因此，PCR扩增所需的总时间往往较长。基于热对流原理的对流PCR(ConvectivePCR,CPCR)技术通过反应试剂的热对流过程来实现高效的热循环，因此，其所需的扩增反应时间显著少于传统PCR扩增反应。

传统的PCR扩增检测技术操作步骤繁多，系统复杂，检测成本高且仪器体积大，不利于PCR分子诊断方法的推广与应用。PCR检测方式既可以使用光电检测方法，也可以使用图像检测方法，本装置使用智能手机内置相机拍照，实现多个CPCR管的图像检测，将更加方便的实现多通道CPCR检测，降低检测复杂度，实现对流PCR的简易化、便携化。将智能手机整合到疾病检测中，既能够利用智能手机的内置摄像头实现检测信号的图像采集；同时，也能够依靠智能手机自身的软件平台来运行各类应用程序，实现系统控制与数据处理。与此同时，智能手机体积小巧，有利于实现检测装置的便携化。所以将基于智能手机的控制-检测模块，与对流PCR技术相互结合，构建便携式的核酸快速扩增检测装置，能够显著降低核酸扩增一体化系统的复杂度，提高核酸扩增的效率，为实现方便快捷、操作简单的一体化核酸诊断分析打下坚实的基础。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于智能手机的多通道CPCR扩增检测装置，该装置能够同时完成多个、多种核酸的CPCR扩增反应，并且使用的是利用智能手机内置摄像头拍照的图像检测方法，对多个CPCR管的图像拍照检测，将更加方便的实现多通道CPCR检测，降低检测复杂度，实现对流PCR的简易化、便携化，实现核酸扩增和检测的一体化操作，实现高通量核酸分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为基于智能手机的多通道CPCR扩增检测装置，该装置包括加热单元、检测单元。

加热单元包括：底层加热电阻膜7、底层加热模块8、顶层加热电阻膜9、顶层加热模块10、隔热模块11、底层测温元件12、顶层双侧测温元件13。底层加热电阻膜7紧贴在底层加热模块8底部，由底部支架3进行固定，对底层加热模块8进行加热，使之升温。顶层加热电阻膜9置于顶层加热模块10中圆形加热腔两侧的长方形加热板上，从两侧来给中间的圆形加热腔进行温度传导加热。底层测温元件12埋入底层加热模块中心位置，而顶层左右双侧测温元件13分别埋入顶层加热模块10的左右两侧长方形板中，由此实现上下两层温度的检测。

检测单元包括：LED灯4、LED灯罩模块5、LED灯入射孔6、接收光滤光片15、发射光滤光片16、智能手机17。LED灯4通过螺纹孔固定在底板上，上层固定发射光滤光片17，再通过LED灯罩模块5对LED灯实现聚光作用，光通过LED灯罩模块上的8孔通过8根光纤进行导光，传到LED灯光入射孔中，对CPCR反应试管14进行荧光照射。接收光滤光片15位于智能手机摄像头和CPCR反应试管14之间，实现对接受荧光的过滤，荧光照射后的CPCR反应试管反射光通过滤光片15进入智能手机17的摄像头中，智能手机17进行拍照采集图像，通过智能手机进行图像处理。