一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统，包括光学激发检测扫描头、多孔防挥发加热盖和金属温块，金属温块上有可插放若干试管的孔，在金属温块的一侧，设有精密光学定位机构，在金属温块的下方依次设置有半导体制冷器、散热器、散热风扇、温块升降机构，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖上的孔位与金属温块的孔一一对应，光学激发检测扫描头由多级机械定位机构上的Y 轴高速伺服电机及传动机构以及X 轴高速伺服电机及传动机构驱动下，在金属温块的顶部运动，完成X、Y 两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。该系统激发效率高，检测荧光灵敏度高，检测结果更加精确，检测效率大大提高。
[0001] 荧光定量PCR 检测系统，尤其是基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统。
[0002] 实时荧光定量PCR 检测系统工作原理是使反应物在特定的变性温度、复性温度和延伸温度之间进行温度循环，将靶DNA 进行数百万倍的扩增；同时通过使用不同波长的激发光( 多激发) 或单一波长的激发光( 单激发) 照射试管，当试管中的试剂被激发出荧光时，通过光学传感器采集到荧光强度信号传送到计算机进行实时的数据分析。
[0003] 目前主流荧光定量PCR 检测系统的包括顶部激发检测、底部激发检测和顶部激发侧面检测模式。
[0004] (1) 底部激发检测模式需要在金属温块的底部加工通孔，并采用多孔的半导体制冷加热片，但器件加工难度较大，由于多孔半导体制冷加热片功率和工艺限制造成升降温速度慢、工艺复杂、故障率高等问题；[0005] (2) 侧面检测模式由于温块底部封闭，可采用成熟的大功率半导体制冷加热片，升降温速度快、扩增效率高，但侧面检测模式需要在温块中铺设光纤，光纤头易被污染，且难以清洁，维修困难。
[0006] (3) 传统的顶部检测模式温块底部封闭，可采用成熟的大功率半导体制冷加热片，升降温速度快、扩增效率高，采用双轴步进电机驱动激发检测头或采用冷态CCD 进行检测。
但步进电机驱动速度慢，检测效率低，尤其在多色实时定量PCR 检测时，采用此模式的四色/ 五色荧光定量PCR 仪器全色扫描时间目前均在10 几秒以上；采用冷态CCD 扫描速度快，单次扫描可达到1-3 秒，但由于器件本身特性导致稳定性差、成本高、故障率高；同时常规的顶部检测模式定位均采用定位销，由于定位精度低，导致光学激发检测的精度较低，一致性差。
发明内容[0007] 针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统，该系统扩增效率高、激发检测效率和精度高。
[0008] 为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
[0009] 一种基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统，包括光学激发检测扫描头、多孔防挥发加热盖和金属温块，金属温块上有可插放若干试管的孔，在金属温块的一侧，设有精密光学定位机构，在金属温块的下方依次设置有半导体制冷器、散热器、散热风扇、温块升降机构，其特征在于，所述的多孔防挥发加热盖上的孔位与金属温块的孔一一对应，光学激发检测扫描头由多级机械定位机构上的Y 轴高速伺服电机及传动机构以及X 轴高速伺服电机及传动机构驱动下，在金属温块的顶部运动，完成X、Y 两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。
[0010] 采用成熟的大功率半导体制冷片实现PCR 扩增温度循环控制，升降温速度快，扩增效率高。
[0011] 通过温块升降机构实现实验人员在金属温块插放待测若干试管后将金属温块上升到待测位置，由光学激发检测扫描头检测多孔防挥发加热盖间的恒压，并对待测若干试管进行多色光激发和荧光检测。
[0012] 为了实现光学检测的高精度，本发明通过多级机械定位机构进行粗定位，然后通过精密光学定位机构进行精确定位，精密光学定位机构通过光学激发检测扫描头检测定位光，通过分析计算确定定位中心，实现运动检测机构的精确定位。
[0013] 采用本发明激发效率高，检测荧光精度高，高速伺服电机的应用大大提高了激发和检测速度，使得检测结构更加准确，检测效率大大提高。
[0014] 现有的实时荧光定量PCR 检测系统相比，具有以下优点：
[0015] (1) 采用基于X、Y 两个方向高速伺服电机的顶部扫描，可采用成熟大功率半导体制冷片，升降温速度快，扩增效率高，扫描速度快、稳定性好，同时避免了常规顶部激发检测模式采用步进电机和CCD 的缺点。
[0016] (2) 采用多级机械定位机构与精密光学定位机构相结合的方式，实现顶部扫描运动机构与金属温块之间的精确定位，从而提高了激发检测的精度和一致性。
[0017] (3) 通过高速伺服电机的高速精确控制，实现了激发检测的高效率、高升降温速度和全色扫描时间的大幅度缩短，较目前主流多色实时定量PCR 时间缩短40％以上，大幅度的提高了实验效率。同时全色扫描时间的缩短对科研应用中熔解度分析具有重要的意义，具备更好的精度和反应速度。
附图说明[0018] 图1 是本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统结构示意图；[0019] 图2 是光学定位机构示意精密光学定位机构示意图；[0020] 图3 是高精确的光学定位分析精密光学定位机构定位分析图。
[0021] 以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式[0022] 参照图1、图2、图3，本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统，包括光学激发检测扫描头1、多孔防挥发加热盖2 和金属温块4，金属温块4 上有可插放若干试管的孔，在金属温块4 的一侧，设有精密光学定位机构3( 图2)，在金属温块4 的下方依次设置有半导体制冷器5、散热器6、散热风扇7、温块升降机构8，多孔防挥发加热盖2 上的孔位与金属温块4 插放若干试管的的孔一一对应，光学激发检测扫描头1 由多级机械定位机构9 上的Y 轴高速伺服电机及传动机构10 以及X 轴高速伺服电机及传动机构11 驱动下，在金属温块4 顶部( 即多孔防挥发加热盖2 上方) 运动，完成X、Y 两个方向的高速多色的光学激发和荧光检测。
[0023] 多孔防挥发加热盖2 上的孔与金属温块4 的孔一一对应，用于多孔防挥发加热盖2 上方的光学激发检测扫描头1 产生的激发光入射和荧光发射的光学通路。通过多级机械定位机构9 上的Y 轴高速伺服电机及传动机构10 以及X 轴高速伺服电机及传动机构11 与精密光学定位机构3 共同组成光学传动和定位机构，用于光学激发检测扫描头1 与金属温块4 之间进行精确定位( 图3)。
[0024] 半导体制冷器和散热器件实现PCR 扩增温度循环控制；温块升降机构8 用于在金属温块4 插放待测若干试管后将金属温块4 上升待测位置，由光学激发检测扫描头1 检测多孔防挥发加热盖2 间的恒压，并实现由基于顶部的光学激发检测扫描头1 对待测若干试管进行多色光激发和荧光检测。
[0025] 本发明的基于高速伺服电机和光定位的荧光定量PCR 检测系统，在X 轴和Y 轴高速伺服电机的驱动下进行各孔的光学激发与检测，防挥发加热盖采用多孔贯穿结构实现顶部的高速光学激发与检测；激发效率高，检测荧光灵敏度高，高速伺服电机的应用大大提高了激发和检测速度，使得检测结果更加精确，检测效率大大提高。在四色/ 五色多激发检测的配置下全色扫描时间可达到4 秒以内，比常规采用步进电机的方法激发检测速度提高一倍以上。
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