CN104630057B - 一种全自动热循环仪热盖 - Google Patents

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples

Abstract

本发明涉及一种全自动的热循环仪热盖，推进板移动时，导板和热盖支撑板带动加热盖板同时沿着热循环仪侧板上的沟槽和凸台移动；当导板移动到沟槽和凸台坡段时，限位传感器检测到推进板的极限位置，发出信号，控制装置接收信号停止电机转动，推进板，导板，热盖支撑板均停止移动；而坡段的沟槽和凸台使得导板会下压弹簧，弹簧对热盖支撑板产生下压力，从而使与热盖支撑板相固定的加热盖板下压；当加热盖板受到阻力是，又会给弹簧一个反弹力，在这一动态过程中，通过弹簧弹力的自动调节，加热盖板自适应最佳的下压力，保证加热盖板对96孔板或PCR管的压力适中。

Description

一种全自动热循环仪热盖
技术领域
本发明涉及一种全自动热循环仪热盖，适用于自动化的生化检测系统中，属于生物学、医学检测等领域。
背景技术
在热循环仪出现之前，聚合酶链式反应(PCR)是一个费力的过程。随着帕尔贴模块、专用耗材连同酶技术的发展(如热启动功能)共同促进了PCR技术和热循环仪的巨大改进和发展，使得PCR反应更易进行。目前的热循环仪结构中，热盖是极其重要的一部分。与样品容器接触的平顶盖会被热盖加热到至少高于最高反应温度5℃以上，以保证样品不会在样品容器盖的内面上冷凝。并且热循环仪在使用的时候，都需要调节热盖的下压力，以保证试管底部和仪器的样品座接触一致，保证各个试管的底部和样品座热量传递的有效性和一致性。不同实验，试管因为粗细和长度的不一致，热盖的行程需要重新调节，要求热盖的可调性能要好，上下调节的同时，要有良好的压力控制功能，避免无限制的向下加压而使试管变形。传统的热循环仪的热盖大都是手动控制，如ABI-Veriti梯度PCR仪，用户在实验过程中打开热盖，偶尔会不小心触碰到热盖加热面而烫伤。并且，要实现全自动的高通量核酸检测，PCR过程必不可少，而传统的热循环仪由于受到热盖的限制不易集成到高通量核酸检测系统中去。因此，针对以上现状，为了确保实验者的安全，方便热循环仪集成到高通量核酸检测系统中，本发明设计一种全自动热循环仪热盖。
发明内容
本发明目的是提供一种全自动热循环仪热盖，一种结构简单，易于装配，操作方便安全的热盖。
本发明的技术方案是：一种全自动热循环仪热盖，包括底板，驱动组件，支撑组件和加热盖板；所述底板上设置有两条相互平行的滑动导轨；所述驱动组件包括驱动电机、螺纹丝杆，所述驱动电机设置于底板端部、两条滑动导轨中间；
所述支撑组件包括导板、推进板、热盖支撑板，所述推进板一侧连接有可与螺纹丝杆连接的竖直挡板和与滑动导轨嵌套配置的滑动导槽，所述螺纹丝杆一端连接驱动电机、一端连接竖直挡板，通过螺纹丝杠的转动使得推进板通过与之相连的滑动导槽在滑动导轨上向前滑动而移动；同时，推进板两侧一前一后的位置固定有突出的薄片，与设置于滑动导轨两侧一前一后位置安装的限位传感器配合限位，控制热盖开合；
所述导板为U型结构，反向架设于推进板上方；且推进板与导板横向无移动、纵向可移动式固定连接；
所述加热盖板上面紧贴电热膜和传感器的组合膜，组合膜上面放置有与加热盖板固定连接的热盖支撑板，所述热盖支撑板设置于推进板下方；
所述热盖支撑板上均匀固定有n个圆形支撑柱，每个支撑柱上套有弹簧，弹簧在支撑板上面；所述推进板上有n个圆形孔和n个支撑柱的位置匹配，孔径比支撑柱略大；所述支撑柱和弹簧通过推进板上圆形孔穿过推进板；所述导板上也有n个圆形孔和支撑柱的位置匹配，孔径大小比支撑柱大，但比弹簧孔径小；导板通过其上的圆形孔从支撑柱的顶部套入，顶部用螺丝固定锁死；
所述导板的两侧下端各开设有一圆形孔，螺钉穿过圆形孔用与之匹配的螺母与导板固定；螺母与热循环仪的侧边板相连；热循环仪的两侧板不完全平整，两侧板上各开有一沟槽，沟槽下面有一可架设导板侧板的凸台；导板上与穿过圆形孔的螺钉匹配的螺母嵌入沟槽中，可在沟槽中移动；沟槽的形状和凸台的形状都有一平直段和一小坡段，且导板移动到小坡段滑下坡段时，会压缩热盖支撑板上的弹簧，弹簧会产生向下的压力而下压热盖支撑板和加热盖板，从而加热盖板会下压，实现热盖闭合。
进一步的，包括热盖固定板，所述热盖支撑板为L形结构，加热盖板嵌套放置于热盖支撑板的L形凹面内，组合成长方体结构，所述热盖支撑板呈L形突出的一侧有两个插鞘可插入加热盖板侧面上的两孔，使得热盖支撑板和加热盖板结合固定在一起，热盖支撑板另一侧通过螺丝与热盖固定板固定连接，确保加热盖板和热盖支撑板固定稳固。
进一步的，所述导板的两侧各开有m个通孔，每侧的m个通孔通过螺钉与一连接件相连，且所述连接件又与推进板固定连接，通孔的形状使得螺钉将导板和连接件横向固定无移动，而纵向可移动。
进一步的，所述底板上设置有用于固定驱动电机的电机支架，驱动电机固定于电机支架上。
进一步的，所述推进板底部设置有限位柱，限定热盖最大下压和上升的位置。
进一步的，所述n为2-6。
本发明的有益效果是：当推进板移动时，导板同时沿着热循环仪的两侧板上的沟槽和凸台移动。当移到沟槽和凸台坡段部分的时候，推进板上的突出薄片被限位传感器检测到，检测信号通过控制装置使电机停止转动。导板滑上或者滑下坡段时，通过放松和压缩支撑柱上的弹簧来抬高和下压加热盖板。当加热盖板下压受到阻力过大时，加热盖板和热盖支撑板会产生向上的反弹力，这一动态过程中，加热盖板可自适应最佳的下压力。四个支撑柱的位置和弹簧弹力大小可以确保加热盖板各部分的受力均匀。推进板通过连接件与导板上的三个通孔通过螺钉连接，螺钉可以沿着通孔向上移动而且不能横向移动，所以推进板可以保持水平方向，不变形下压。整体结构形成一种结构简单，易于装配，操作方便安全的全自动热循环仪热盖。
附图说明
图1热盖与热循环仪整体结合图；
图2热盖结构图；
图3热盖仰视图；
图4热盖俯视图；
图5热盖推进板结构图；
图6热盖导板结构图；
图7热循环仪侧板结构图。
其中：101-热循环仪侧板，102-通风孔，103-侧板凸台，104-侧板沟槽，105-沟槽平直段，106-沟槽坡段，107-凸台平直段，108-凸台坡段，200-热循环仪热盖，201-导板，202-推进板，203-螺纹丝杠，204-驱动电机，205-底板，206-电机支架，207-滑动导轨，208-滑动导槽，209-支撑柱，210-热盖开限位传感器，211-热盖关限位传感器，212-加热盖板，213-限位柱，214-热盖支撑板，215-弹簧，216-热盖固定板，217-导板通孔，218-导板和推进板连接件，301-触摸屏。
具体实施方式
下面结合实施例和附图1-7对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
本实施案例结合整个的PCR热循环仪，通过一个PCR扩增实验操作来说明。实验开始，热循环仪上电，触摸屏301初始化，点击触摸屏上的热盖开命令按钮，若全自动热循环仪热盖200原本是开的状态，则驱动电机204不工作，用户将装有待扩增样本的96孔板或独立的PCR管放入热阱中。点击热盖关命令按钮，驱动电机204转动，带动螺纹丝杠203转动。螺纹丝杠203与推进板202相连，螺纹丝杠203的转动使得推进板通过与之相连的滑动导槽208在滑动导轨207上向前滑动而移动。由于推进板202与热盖支撑板214和加热盖板212通过支撑柱209连接，又与导板201通过连接件218连接，故当推进板202移动时，同时带动导板201同时沿着热循环仪的两侧板101上的沟槽104和凸台103移动。当移到侧板沟槽104和凸台103坡段106，108的时候，推进板202上的突出薄片(未标出)被热盖关限位传感器211检测到，并发出信号，控制装置收到信号控制驱动电机204停止转动。导板201在滑下坡段106，108时，会压缩支撑柱209上的弹簧215，弹簧215会产生向下的压力而下压热盖支撑板214和加热盖板212，从而加热盖板212会下压96孔板或PCR管。当加热盖板212下压到一定程度时会受到阻力，阻力过大时，加热盖板212和热盖支撑214板会产生向上的反弹力，在这一动态过程中，热盖可自适应最佳的下压力。四个支撑柱209的位置和弹簧215弹力大小可以确保热加热盖板212各部分的受力均匀。推进板底部设置有限位柱，限定热盖最大下压和上升的位置。推进板202通过连接件218与导板201上的三个通孔217通过螺钉连接，螺钉可以沿着通孔217向上移动而且不能横向移动，所以推进板202可以保持水平方向，不变形下压。整个关加热盖板212的过程中，推进板202主要控制加热盖板212的水平移动，导板201，侧板沟槽104和凸台103主要控制加热盖板212的上下移动。整个热循环仪热盖200关闭后，用户可以在触摸屏上设定实验参数，如扩增循环温度，温度保持时间，循环数等。设定完成后点击运行按钮，实验开始进行。实验结束后，用户可以点击热盖开命令按钮，热循环仪热盖200开的动作过程与其关的动作反向，当推进板202上的突出薄片(未标出)被热盖开限位传感器210检测到时，驱动电机204停止，热循环仪热盖200完全打开。用户可以取出扩增好的样本进行下游的检测或杂交实验。
整个的实验过程中热盖的动作完全通过点击触摸屏上的按钮来完成，实验安全，方便，并且实验效果优良。

Claims (6)

1.一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：包括底板，驱动组件，支撑组件和加热盖板；所述底板上设置有两条相互平行的滑动导轨；所述驱动组件包括驱动电机、螺纹丝杆，所述驱动电机设置于底板端部、两条滑动导轨中间；
所述支撑组件包括导板、推进板、热盖支撑板，所述推进板一侧连接有与螺纹丝杆连接的竖直挡板和与滑动导轨嵌套配置的滑动导槽，所述螺纹丝杆一端连接驱动电机、一端连接竖直挡板，通过螺纹丝杠的转动使得推进板通过与之相连的滑动导槽在滑动导轨上向前滑动而移动；同时，推进板两侧一前一后的位置固定有突出的薄片，与设置于滑动导轨两侧一前一后位置安装的限位传感器配合限位，控制热盖开合；
所述导板为U型结构，反向架设于推进板上方；且推进板与导板横向无移动、纵向可移动式固定连接；
所述加热盖板上面紧贴电热膜和传感器的组合膜，组合膜上面放置有与加热盖板固定连接的热盖支撑板，所述热盖支撑板设置于推进板下方；
所述热盖支撑板上均匀固定有n个圆形支撑柱，每个支撑柱上套有弹簧，弹簧在支撑板上面；所述推进板上有n个圆形孔和n个支撑柱的位置匹配，孔径比支撑柱略大；所述支撑柱和弹簧通过推进板上圆形孔穿过推进板；所述导板上也有n个圆形孔和支撑柱的位置匹配，孔径大小比支撑柱大，但比弹簧孔径小；导板通过其上的圆形孔从支撑柱的顶部套入，顶部用螺丝固定锁死；
所述导板的两侧下端各开设有一圆形孔，螺钉穿过圆形孔用与之匹配的螺母与导板固定；螺母与热循环仪的侧边板相连；热循环仪的两侧板不完全平整，两侧板上各开有一沟槽，沟槽下面有一架设导板侧板的凸台；导板上与穿过圆形孔的螺钉匹配的螺母嵌入沟槽中，可在沟槽中移动；沟槽的形状和凸台的形状都有一平直段和一小坡段，且导板移动到小坡段滑下坡段时，会压缩热盖支撑板上的弹簧，弹簧会产生向下的压力而下压热盖支撑板和加热盖板，从而加热盖板会下压，实现热盖闭合。
2.根据权利要求1所述的一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：包括热盖固定板，所述热盖支撑板为L形结构，加热盖板嵌套放置于热盖支撑板的L形凹面内，组合成长方体结构，所述热盖支撑板呈L形突出的一侧有两个插鞘插入加热盖板侧面上的两孔，热盖支撑板另一侧通过螺丝与热盖固定板固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：所述导板的两侧各开有三个通孔，每侧的三个通孔通过螺钉与一连接件相连，且所述连接件又与推进板固定连接，通孔的形状使得螺钉将导板和连接件横向固定无移动，而纵向可移动。
4.根据权利要求1所述的一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：所述底板上设置有用于固定驱动电机的电机支架，驱动电机固定于电机支架上。
5.根据权利要求1所述的一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：所述推进板底部设置有限位柱。
6.根据权利要求1所述的一种全自动热循环仪热盖，其特征在于：所述n为2-6。
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