恒溫?zé)晒?/span>PCR檢測(cè)儀的采光技術(shù)是實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增與熒光信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的核心環(huán)節(jié)，其核心目標(biāo)是精準(zhǔn)、高效地捕獲反應(yīng)體系中產(chǎn)生的熒光信號(hào)，同時(shí)避免背景干擾，確保檢測(cè)靈敏度與準(zhǔn)確性。該技術(shù)的設(shè)計(jì)圍繞光源選擇、光路傳導(dǎo)、熒光分離及信號(hào)采集四個(gè)關(guān)鍵層面展開，具體如下：

一、光源的選擇與優(yōu)化

恒溫?zé)晒?/span>PCR反應(yīng)中，熒光信號(hào)的激發(fā)依賴特定波長(zhǎng)的光源，光源的穩(wěn)定性和特異性直接影響信號(hào)質(zhì)量：

光源類型：主流恒溫?zé)晒?/span>PCR檢測(cè)儀多采用發(fā)光二極管（LED）作為激發(fā)光源。LED具有波長(zhǎng)單一、能量穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)且功耗低的特點(diǎn)，可針對(duì)不同熒光染料（如SYBR GreenⅠ、FAM、VIC等）匹配特定波長(zhǎng)（如490nm對(duì)應(yīng)FAM，530nm對(duì)應(yīng)VIC），避免非特異性激發(fā)導(dǎo)致的背景熒光干擾。部分高端設(shè)備會(huì)集成多波長(zhǎng)LED陣列，支持多重檢測(cè)（同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶標(biāo)），通過(guò)快速切換不同波長(zhǎng)光源，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同熒光基團(tuán)的精準(zhǔn)激發(fā)。

光路校準(zhǔn)：光源需通過(guò)透鏡或光纖進(jìn)行光束整形，確保光線均勻照射到反應(yīng)孔（如96孔板的每個(gè)孔），避免因光照強(qiáng)度不均導(dǎo)致的信號(hào)偏差。同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)光源功率，平衡激發(fā)效率與光漂白效應(yīng)（過(guò)度激發(fā)會(huì)導(dǎo)致熒光染料失效），通常采用脈沖式發(fā)光模式，在保證信號(hào)強(qiáng)度的同時(shí)減少對(duì)染料的損傷。

二、熒光信號(hào)的收集與分離

反應(yīng)體系中，熒光染料被激發(fā)后釋放的熒光信號(hào)強(qiáng)度與擴(kuò)增產(chǎn)物量正相關(guān)，需通過(guò)高效光路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的定向收集與特異性分離：

信號(hào)收集：在反應(yīng)孔上方或側(cè)面設(shè)置收集透鏡，將發(fā)散的熒光信號(hào)聚焦到后續(xù)光學(xué)組件（如濾光片或探測(cè)器）。部分設(shè)備采用“頂讀”設(shè)計(jì)（從反應(yīng)孔頂部采光），可減少孔壁反射光的干擾；“側(cè)讀”設(shè)計(jì)則適用于深孔板，通過(guò)避免液面反光提升信號(hào)穩(wěn)定性。

濾光系統(tǒng)：熒光信號(hào)中可能混雜未被吸收的激發(fā)光或其他波長(zhǎng)的雜散光，需通過(guò)濾光片組合進(jìn)行分離，其中，激發(fā)濾光片用于篩選特定波長(zhǎng)的激發(fā)光，發(fā)射濾光片則僅允許熒光染料的特征發(fā)射光通過(guò)（如FAM的發(fā)射波長(zhǎng)約520nm），二者配合實(shí)現(xiàn)“激發(fā)-發(fā)射”波長(zhǎng)的精準(zhǔn)匹配，很大限度排除背景干擾。對(duì)于多重檢測(cè)，會(huì)采用可切換的濾光片輪或光柵，快速切換不同波長(zhǎng)組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)熒光信號(hào)的分別采集。

三、信號(hào)探測(cè)與放大

經(jīng)分離后的熒光信號(hào)通常較弱，需通過(guò)高靈敏度探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并進(jìn)行放大處理：

探測(cè)器類型：主流采用光電倍增管（PMT）或電荷耦合器件（CCD）。PMT具有極高的光電轉(zhuǎn)換效率和信噪比，能捕捉微弱熒光信號(hào)，適合單通道或少量通道檢測(cè)；CCD為面陣探測(cè)器，可同時(shí)采集多孔信號(hào)（如96孔板的所有孔），檢測(cè)速度更快，且一致性更好，尤其適用于高通量檢測(cè)場(chǎng)景。

信號(hào)處理：探測(cè)器輸出的電信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)算法消除基線漂移（如初始循環(huán)的背景信號(hào)）和隨機(jī)噪聲（如電子干擾），并將信號(hào)強(qiáng)度與循環(huán)數(shù)關(guān)聯(lián)，生成擴(kuò)增曲線，為后續(xù)結(jié)果判讀提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

四、恒溫環(huán)境下的光路穩(wěn)定性保障

與傳統(tǒng)PCR不同，恒溫?zé)晒?/span>PCR（如LAMP技術(shù)）無(wú)需反復(fù)升降溫，反應(yīng)在恒定溫度下進(jìn)行，但其采光系統(tǒng)仍需適應(yīng)恒溫環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)：

抗干擾設(shè)計(jì)：反應(yīng)模塊的恒溫加熱（通常60-65℃）可能導(dǎo)致光路組件（如透鏡、濾光片）因熱脹冷縮產(chǎn)生微小位移，影響信號(hào)穩(wěn)定性，因此，設(shè)備會(huì)采用低熱膨脹系數(shù)的光學(xué)材料，并通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)固定光路組件，減少溫度波動(dòng)對(duì)光路的影響。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整：部分設(shè)備內(nèi)置溫度傳感器與光路反饋機(jī)制，當(dāng)檢測(cè)到溫度變化導(dǎo)致信號(hào)漂移時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)光源功率或探測(cè)器增益，確保信號(hào)采集的一致性。

恒溫?zé)晒?/span>PCR檢測(cè)儀的采光技術(shù)通過(guò)“精準(zhǔn)激發(fā)-高效收集-特異性分離-靈敏探測(cè)”的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微弱熒光信號(hào)的高保真捕獲，為核酸快速檢測(cè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，其核心在于平衡激發(fā)效率、信號(hào)純度與系統(tǒng)穩(wěn)定性，滿足不同場(chǎng)景下（如臨床診斷、現(xiàn)場(chǎng)快檢）對(duì)檢測(cè)靈敏度、速度和多重性的需求。

本文來(lái)源于深圳市芬析儀器制造有限公司http://mails.zo35.cn/