本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及一種生物檢測方法。
背景技術：
將DNA聚合酶引入PCR的步驟是：DNA反應液放在試管中，裝有反應液的試管放在反應室的PCR模塊各孔中，基因擴增過程由控制程序自動完成。到目前為止，國內外學者在控制程序上主要利用自動控制技術對PCR模塊的溫度變化進行控制，Stephanie J. Culler課題組利用PCR設備分析了基因的內在結構表達，但多數研究成果集中在改進PCR技術和提高PCR設備的某些指標。E.T. Lagally 早在2001年采用提高升降溫速率的方法對DNA擴增過程進行了研究，Grover J.和 Juncosa R.D于2008年對常規(guī)PCR設備的升降速率進行了研究， T.M.H. Lee 等采用數字化控制方式提高了PCR的反應控制精度。在PCR的臨床應用中，一個普遍存在的問題是：位于模塊各孔試管中的DNA反應液的狀態(tài)隨反應階段的不同而發(fā)生變化，在這個過程中，DNA的化學鍵不斷斷裂或生成，伴隨著的吸、放熱狀態(tài)也不同，如何分析這些狀態(tài)變化規(guī)律，對提高DNA擴增質量和對放在模塊各孔中試管反應液的溫度變化進行精確控制有直接影響，現(xiàn)有技術裝置操作復雜，系統(tǒng)運行安全可靠性低，現(xiàn)有技術對檢測效果不理想，應用在實際工程中有一定的局限性。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術的不足，提出了一種生物檢測方法，所述方法利用光纖布拉格光柵傳感器及其分布特性模型，利用此特性對DNA反應液的數據規(guī)律進行采集和分析，分析DNA擴增的熱傳遞規(guī)律。
本發(fā)明的技術方案為：一種生物檢測方法，所述檢測方法利用光纖布拉格光柵傳感器、常規(guī)的鉑電阻傳感器和流程檢測模塊在DNA擴增模塊上建立檢測系統(tǒng)，所述DNA擴增模塊呈平面形狀，位于一個密閉的反應空間里，其上部設置有反應孔，所述檢測系統(tǒng)包括光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)和鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)，所述光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)包含光纖布拉格光柵傳感器和信號解調系統(tǒng)，所述光纖布拉格光柵傳感器包括傳感探頭，所述信號解調系統(tǒng)與所述傳感探頭相連接，把所述傳感探頭插入所述反應孔中，鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)包括控制單元和鉑電阻傳感器，所述控制單元與鉑電阻傳感器相連接，把所述鉑電阻傳感器緊密設置在DNA擴增模塊的下部，所述流程檢測模塊通過接口模塊與所述光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)和鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)相連接，測試步驟如下：
1）啟動鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)，利用控制單元接收鉑電阻傳感器傳送來的溫度值，經過模數轉化后轉變成溫度控制數據，傳給流程檢測模塊；
2）啟動光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)，把布拉格光柵傳感器傳來的數據經過信號解調系統(tǒng)后，轉變成反應室數據，傳給流程檢測模；
3）流程檢測模塊把溫度控制數據和反應室數據經過歸一化處理后，建立一一對應關系數據模型；
4）依據已經建立的數據模型嗎，流程檢測模塊確定DNA反應階段及相關邊界條件，綜合計算，并根據布拉格傳感器的數據判定是吸熱還是放熱過程并進行修正，計算采集在化學鍵的斷裂或生成過程中反應液的熱流變化，轉換的熱焓值分析溫度變化和熱流密度。
5）依據第4步的數據構建DNA反應數據模擬模型。
所述鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)包含三路檢測信號，每路包含一個鉑電阻傳感器。
所述DNA擴增模塊上設有96個反應孔。
本發(fā)明具有如下有益效果
1) 本發(fā)明采用依據數據模擬模型構建數據控制模型，模擬DNA整個擴增過程，揭示對DNA樣本的影響因素，為揭示DNA內部反應的客觀規(guī)律提供依據 。
2) 本發(fā)明建立光纖布拉格光柵隨溫度變化的分布特性，揭示DNA 擴增階段的吸放熱規(guī)律，揭示DNA內部反應的客觀規(guī)律，提供一整套光纖布拉格光柵隨溫度變化的理論技術基礎數據。
3) 本發(fā)明建立了建立DNA擴增過程切實可行的數據采集方式。
4）本發(fā)明揭示了DNA的反應規(guī)律，將有利于PCR設備的可開發(fā)，市場前景和社會效益巨大。
具體實施方式
本發(fā)明利用光纖布拉格光柵傳感器、常規(guī)的鉑電阻傳感器和流程檢測模塊在DNA擴增模塊上建立檢測系統(tǒng)，所述DNA擴增模塊呈平面形狀，位于一個密閉的反應空間里，其上部設置有反應孔，通常所述DNA擴增模塊上設有96個反應孔。所述檢測系統(tǒng)包括光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)和鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)，所述光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)包含光纖布拉格光柵傳感器和信號解調系統(tǒng)，所述光纖布拉格光柵傳感器包括傳感探頭，所述信號解調系統(tǒng)與所述傳感探頭相連接，把若干個所述傳感探頭分別插入所述96個反應孔的某些孔中，傳感器檢測子系統(tǒng)包括控制單元和鉑電阻傳感器，所述控制單元與鉑電阻傳感器相連接，包含三路檢測信號，每路包含一個鉑電阻傳感器。把所述鉑電阻傳感器緊密設置在DNA擴增模塊的下部，所述流程檢測模塊通過接口模塊與所述光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)和鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)相連接。
利用所述光纖布拉格光柵傳感器檢測溫度時，根據耦合模理論，光纖布拉格光柵的中心反射波長可以表示為
（1）
式中為導模的有效折射率，為光柵的周期。由(1)式可以看出，中心反射波長與有效折射率和光柵周期有關；
當光柵受到溫度的變化影響時，其有效折射率和光柵周期會隨之變化，從而反射波長也會發(fā)生變化，關系式為：
把上式代入（1）得到
（2）
由熱膨脹效應引起的光柵周期變化式和熱光系數引起有效折射率變化式分別為：
其中和分別為光纖的熱膨脹系數和熱光系數。
把上述兩式代入（2）式可得：
令
則上式可以寫為：
（3）
通常光纖的中心反射波長=1200 nm，溫度靈敏度系數kT=7.5 x 10-6/C, 因此，是溫度的函數。公式（3）對某溫度是線性關系，但當溫度變化較大時，上述的線性公式表現(xiàn)出非線性特征。溫度靈敏度系數較大的聚合材料，kT=87 x 10-6/C，此時，=9.88，即，對于每度的空間分辨率在0-9.88之間。
本發(fā)明采用96孔的常規(guī)模塊單元，數據控制單元分三路布置傳感器組，每路設置四個模塊傳感器，用于進行試驗控制數據采集單元，可以在條件許可的情況下，在模塊上部的反應孔空隙中與模塊傳感器的對應位置布置12個反應室內模塊傳感器，簡稱反應室傳感器，用于采集模塊溫度的均一和均衡性，建立起來的數據采集單元用于對實驗系統(tǒng)進行數據分析，并做為布拉格光柵數據采集系統(tǒng)的輔助基礎數據。
假設模塊傳感器為Aij（i=1-3，j=1-4），反應室傳感器為Wij（i=1-3，j=1-4），
其中，Aij（i=1-3，j=1，2）和Wij（i=1-3，j=1-4）均為模擬量，設模擬量轉為數據量（十進制溫度值）的函數為G，通過實驗和耦合計算后可得：在任一時刻t，其模塊傳感器獲得的溫度數據為：
Tij（t）= （4）
其中，i=1-3，j=1-4，上式表示的是自動控制系統(tǒng)加載的某個測試點的實際溫度值。
在任一時刻t，光纖的值是不斷變化的，依據測量的DNA樣本的DNA反應液的數據，依據（3）式可得：
（5）
從（5）式可知，在t時刻局部區(qū)間（）內的DNA反應液的溫度變化量能夠依據布拉格光柵的解調設備通過計算而求出，而在任一t時刻溫度值可以由模塊溫度的三路傳感器聯(lián)合計算。
于是，在任一時刻t0，其自動控制系統(tǒng)加載的實際溫度數據可由（4）式計算得出，
Tij（t0）=
其中，i=1-3，j=1-4。
從上面的分析可知，到t0時刻為止的局部區(qū)間內，其反應室內的相對應的測試點的實際溫度的變化量可由（5）式計算得出：
經過（4）式和（5）式的比較，可以精確計算出在任一t0時刻，DNA反應室內反應液的精確溫度變化值，即，
（6）
從（6）式可以推算出DNA反應液在反應過程中的吸熱和放熱的具體規(guī)律，并可以依據上述公式精確模擬出DNA生物反應特性，進而建立DNA反應的數據模型，依據取得的數據Tij（t），通過與的對比即可確定DNA反應階段和吸放熱狀態(tài)。
測試步驟如下：
1）啟動鉑電阻傳感器檢測子系統(tǒng)，利用控制單元接收鉑電阻傳感器傳送來的溫度值，經過模數轉化后轉變成溫度控制數據，傳給流程檢測模塊；
2）啟動光纖布拉格光柵檢測子系統(tǒng)，把布拉格光柵傳感器傳來的數據經過信號解調系統(tǒng)后，轉變成反應室數據，傳給流程檢測模；
3）流程檢測模塊把溫度控制數據和反應室數據經過歸一化處理后，建立一一對應關系數據模型；
4）依據已經建立的數據模型嗎，流程檢測模塊確定DNA反應階段及相關邊界條件，綜合計算，并根據布拉格傳感器的數據判定是吸熱還是放熱過程并進行修正，計算采集在化學鍵的斷裂或生成過程中反應液的熱流變化，轉換的熱焓值分析溫度變化和熱流密度。
5）依據第4步的數據構建DNA反應數據模擬模型。