一种全自动数字PCR阅读分析系统论文和设计-李睿文

全文摘要

本实用新型公开了一种全自动数字PCR阅读分析系统,包括仪器支架,所述仪器支架上侧放置有开关电源、计算主机、液晶显示屏、主机适配器、控制电路板、USBHUB以及光学模块,所述光学模块底部设有芯片抽屉,计算主机通过主机适配器供电,控制电路板通过USB接口和计算主机相连用以接收来自计算主机的命令进而控制光学模块进行光学成像,本实用新型采用嵌入式一体化设计,内置算法软件,可自动识别芯片并呈现可视化计算结果,无需手动导入结果,操作方便。内置软件系统,可对芯片结果进行分类管理,方便数据调取及对比分析。内置自主研发图像算法,可快速完成芯片阅读和分析(每张芯片从读取到出检测结果可在1.5min内完成)。

主设计要求

1.一种全自动数字PCR阅读分析系统,包括仪器支架(6),其特征在于,所述仪器支架(6)上侧放置有开关电源(7)、计算主机(4)、液晶显示屏(2)、主机适配器(5)、控制电路板(8)、USBHUB(10)以及光学模块(11),所述光学模块(11)底部设有芯片抽屉(9),计算主机(4)通过主机适配器(5)供电,控制电路板(8)通过USB接口和计算主机(4)相连用以接收来自计算主机(4)的命令进而控制光学模块(11)进行光学成像,所述USBHUB(10)通过USB接口和计算主机(4)相连用以扩展计算主机(4)的USB接口。

设计方案

1.一种全自动数字PCR阅读分析系统,包括仪器支架(6),其特征在于,所述仪器支架(6)上侧放置有开关电源(7)、计算主机(4)、液晶显示屏(2)、主机适配器(5)、控制电路板(8)、USB HUB(10)以及光学模块(11),所述光学模块(11)底部设有芯片抽屉(9),计算主机(4)通过主机适配器(5)供电,控制电路板(8)通过USB接口和计算主机(4)相连用以接收来自计算主机(4)的命令进而控制光学模块(11)进行光学成像,所述USB HUB(10)通过USB接口和计算主机(4)相连用以扩展计算主机(4)的USB接口。

2.根据权利要求1所述的一种全自动数字PCR阅读分析系统,其特征在于,所述开关电源(7)分别连接控制电路板(8)、光学模块(11)和液晶显示器(2)。

3.根据权利要求1所述的一种全自动数字PCR阅读分析系统,其特征在于,所述仪器支架(6)被仪器外壳(1)包裹。

4.根据权利要求1所述的一种全自动数字PCR阅读分析系统,其特征在于,所述液晶显示屏(2)通过HDMI线与计算主机(4)相连提供人机交互界面显示。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种全自动数字PCR阅读分析系统,其特征在于,所述光学模块(11)通过USB接口和计算主机(4)相连提供光学成像数据。

6.根据权利要求3所述的一种全自动数字PCR阅读分析系统,其特征在于,所述仪器外壳(1)的背面设置有电源插座(3)以连接外部电源。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分析系统,具体是一种全自动数字PCR阅读分析系统。

背景技术

聚合酶链式反应(Ploymerase Chain Reaction,PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术。1985年问世以来,PCR技术经历了定性(终点PCR)、相对定量(实时定量PCR,Real-time PCR,简称qPCR)和绝对定量(数字PCR,简称dPCR)三个阶段。作为第三代PCR技术,dPCR技术是一种定量的核酸检测技术,近年来迅猛发展。dPCR的核心是将DNA溶液分散至皮升至纳升的微量反应体系中,每个反应体系的DNA模板数至多1个,在PCR循环反应之后,根据发出荧光信号的微量反应体系所占有的比例来判定原始DNA浓度。dPCR不依赖于Ct值,不受扩增效率的影响,因此具有很好的准确度和重现性,可以实现绝对定量分析。该技术灵敏度高、特异性强、检测通量高、定量准确,可广泛应用于临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达、环境微生物检测和下一代测序等方面。

dPCR的核心是液滴分割技术,当前主要包括微流控和微腔式芯片等,液滴分割结束后进行PCR反应,然后利用阅读分析系统读取所有液滴中的荧光信号,通过荧光信号的强度判断阳性反应和阴性反应,根据阳性反应液滴数在总反应液滴数中的比例计算出原始样本中标记DNA分子的浓度。dPCR的分液数目直接决定了dPCR的检测精度。根据液滴分割方式的不同,dPCR阅读分析系统的结构有所不同。微流控dPCR借助液体流道形成上万个液滴,将扩增后的微流控孔板放入阅读分析系统中,经过约2.5小时的串行逐滴分析后,通过外接电脑对结果进行分析。此技术的代表公司有美国的Bio-rad公司,国内的新羿生物等。微腔式芯片将微孔反应单元集成在一个平面孔板上,扩增结束后,采用拍照的方式对孔板图形进行一步获取和分析,通过算法得到原始样本中的标记DNA浓度,每张芯片的阅读分析时间约为2-3min,目前,芯片式技术的代表公司有美国的Thermofisher公司。Thermofisher的阅读分析系统包括一个小型阅读仪和一个外接电脑分析系统,小型阅读仪中集成了光学系统,将芯片放入小型阅读仪中进行读取后,在外接电脑中在线导入读取结果,进行分析。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动数字PCR阅读分析系统,以给人们提供更好提出数字阅读分析服务。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种全自动数字PCR阅读分析系统,包括仪器支架,所述仪器支架上侧放置有开关电源、计算主机、液晶显示屏、主机适配器、控制电路板、USB HUB以及光学模块,所述光学模块底部设有芯片抽屉,计算主机通过主机适配器供电,控制电路板通过USB接口和计算主机相连用以接收来自计算主机的命令进而控制光学模块进行光学成像,所述USB HUB通过USB接口和计算主机相连用以扩展计算主机的USB接口。

作为本实用新型的进一步技术方案:所述开关电源分别连接控制电路板、光学模块和液晶显示器。

作为本实用新型的进一步技术方案:所述仪器支架被仪器外壳包裹。

作为本实用新型的进一步技术方案:所述液晶显示屏通过HDMI线与计算主机相连提供人机交互界面显示。

作为本实用新型的进一步技术方案:所述光学模块通过USB接口和计算主机相连提供光学成像数据。

作为本实用新型的进一步技术方案:所述仪器外壳的背面设置有电源插座以连接外部电源。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:(1)本实用新型采用嵌入式一体化设计,内置算法软件,可自动识别芯片并呈现可视化计算结果,无需手动导入结果,操作方便。(2)本实用新型内置软件系统,可对芯片结果进行分类管理,方便数据调取及对比分析。(3)本实用新型内置自主研发图像算法,可快速完成芯片阅读和分析(每张芯片从读取到出检测结果可在1.5min内完成)。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图。

图2为本实用新型一种全自动数字PCR阅读分析系统的控制和光学系统方框图。

图3为本实用新型一种全自动数字PCR阅读分析系统的阅读分析软件功能图。

图中:1-仪器外壳、2-液晶显示屏、3-电源插座、4-计算主机、5-主机适配器、6-仪器支架、7-开关电源、8-控制电路板、9-芯片抽屉、10-USB HUB、11-光学模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

实施例1:请参阅图1-3,一种全自动数字PCR阅读分析系统,包括仪器支架6,所述仪器支架6上侧放置有开关电源7、计算主机4、液晶显示屏2、主机适配器5、控制电路板8、USB HUB10以及光学模块11。所述光学模块11底部设有芯片抽屉9。所述仪器支架6被仪器外壳1包裹。

开关电源7用于为控制电路板8,光学模块11和液晶显示器2供电。所述计算主机4上安装有阅读分析软件并通过主机适配器5供电。所述液晶显示屏2通过HDMI线与计算主机4相连提供人机交互界面显示。所述控制电路板8通过USB接口和计算主机4相连用以接收来自计算主机4的命令进而控制光学模块11进行光学成像。所述USB HUB10通过USB接口和计算主机4相连用以扩展计算主机4的USB接口。所述光学模块11通过USB接口和计算主机4相连提供光学成像数据。所述光学模块11底部设有芯片抽屉9可以放置推入或取出待阅读的数字PCR芯片。所述仪器外壳1在背面设置有电源插座3以连接外部电源。

使用该系统时,只需将芯片放入芯片抽屉9,打开液晶显示屏2上的软件系统,即可进行阅读分析,分析结果会直接在显示在液晶显示屏2上的软件系统中,并可直接对显示结果进行分析,管理。

实施例2,在实施例1的基础上,参考图3,所述计算主机4上安装的阅读分析软件功能包括:芯片阅读控制、可视化交互分析、阅读结果管理功能。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

一种全自动数字PCR阅读分析系统论文和设计

相关信息详情

申请码:申请号:CN201921244021.2

申请日:2019-08-02

公开号:公开日:国家:CN

国家/省市:31(上海)

授权编号:CN209515197U

授权时间:20191018

主分类号:G16B 40/10

专利分类号:G16B40/10

范畴分类:申请人:臻准生物科技(上海)有限公司

第一申请人:臻准生物科技(上海)有限公司

申请人地址:200233 上海市徐汇区桂平路333号

发明人:李睿文;郭枫;宋亮亮

第一发明人:李睿文

当前权利人:臻准生物科技(上海)有限公司

代理人:李斌

代理机构:11797

代理机构编号:北京专赢专利代理有限公司 11797

优先权:关键词:当前状态:审核中

类型名称:外观设计

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