CN107043697A - 一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器 - Google Patents

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Abstract

一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，包括温控模块、运动模块、荧光检测模块、控制电路板、主控计算机、电源和芯片，温控模块设有加热器件和至少两个的芯片插槽，芯片插在芯片插槽内；运动模块包括直线运动组件、电机及驱动器组件；荧光检测模块包括均设在所述直线运动组件上的激发光源组件和摄像组件，激发光源组件和摄像组件由电机及驱动器组件驱动沿着直线运动组件往复运动，所述激发光源组件和摄像组件均对准芯片的同一区域；控制电路板分别与温控模块、激发光源组件、电机及驱动器组件和主控计算机连接，主控计算机分别与电源、摄像组件连接，本发明小巧便携、低能耗，能完成多人份多指标的核酸检测。

Description

一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器
技术领域
本发明涉及核酸扩增检测技术领域，尤其涉及一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器。
背景技术
实时荧光定量PCR在核酸检测中使用非常普遍，传统的检测方式是对八联排PCR管或者96孔板进行升降温并实时检测荧光，整个仪器的功耗较高，而且仪器也难以小型化。而近年来逐渐普及的恒温扩增法为低功耗提供了一个选择，另外，微流控芯片的应用则为核酸检测提供了一个新的平台，其使用便捷、小巧、多指标的优点使得仪器的革新成为可能，但是集成了微流控芯片和恒温扩增，并且还能同时检测多个通道的芯片的仪器的目前在国内市场上非常少，而这一点这对于多人份的检测来说是非常有用的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，提供一种小型化的、低功耗的、多人份多指标的实时荧光核酸检测仪器。
本发明是这样实现的：一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，包括温控模块、运动模块、荧光检测模块、控制电路板、主控计算机、电源和芯片，其中：
所述温控模块设有加热器件和至少两个的芯片插槽，所述芯片插在芯片插槽内；
所述运动模块包括直线运动组件、电机及驱动器组件；
所述荧光检测模块包括激发光源组件和摄像组件，所述激发光源组件和摄像组件均设在所述直线运动组件上，所述激发光源组件和摄像组件由电机及驱动器组件驱动沿着直线运动组件往复运动，所述激发光源组件和摄像组件均对准芯片的同一区域；
所述控制电路板分别与温控模块、激发光源组件、电机及驱动器组件和主控计算机连接，所述主控计算机分别与电源、摄像组件连接。
本发明的工作原理为芯片内的样品在一定的温度下进行扩增，同时利用摄像组件对荧光信号进行实时检测，检测到的信号由主控计算机进行处理，形成检测结果，另外，摄像组件和激发光源组件安装在直线运动组件上，在各个芯片间来回扫描，这样就能实现多个芯片的检测。所述激发光源组件的作用就是发出光，照射在芯片的样品上，产生可以被摄像组件捕捉到的荧光信号。
使用时，先将装载有样品的芯片放在芯片插槽内，温控模块以一定的温度对芯片进行加热，使样品发生扩增反应；同时，激发光源组件对芯片发射光，摄像组件对样品产生的荧光信号进行实时监测，检测到的信号传导到主控计算机中进行处理。摄像组件和激发光源组件是安装在直线运动组件上的，由电机及驱动器组件驱动进行往复运动，完成对多个芯片的扫描、检测工作。
采用上述技术方案，可以同时对多人份多指标的样品进行恒温扩增核酸检测，所述温控组件的温度可以通过主控计算机来设置，本发明的结构模块简单，将芯片、恒温扩增核酸检测仪器集成为一个仪器，减少了操作步骤，减少了能耗，并且能对多人份多指标的样品进行检测，是一种小巧、低能耗，高效率的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器。
作为本发明的进一步改进，还包括电源接口、网口、USB接口、触控显示屏和开关，所述电源接口与电源连接，所述主控计算机分别与网口、USB接口和触控显示屏连接，所述开关与控制电路板连接。
采用上述技术方案，使所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的功能更加完善，用户可以通过触控显示屏对检测条件进行设置或者及时了解检测数据。电源接口接通外部电源，提供电源动力。
作为本发明的进一步改进，所述温控模块还包括导流罩及风扇组件、导热板、散热片、温度传感器，所述芯片与导热板贴合，所述导热板与加热器件、所述加热器件与散热片均紧贴设置，所述温度传感器设在导热板内部。
采用上述技术方案，所述温控模块的结构紧凑，温度传导效率高。
作为本发明的进一步改进，所述温控模块还包括温度保护开关和弹簧片，所述温度保护开关设在导热板内部，所述弹簧片设在所述芯片插槽上并与芯片接触。
采用上述技术方案，所述温控模块的结构紧凑，温度传导效率高，所述温度开关在导热板温度超出设定范围时报警，通过温度保护开关保证了样品的恒温扩增反应顺利地进行。
作为本发明的进一步改进，所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器包括顶板、活动盖、底板和侧壁，所述顶板与底板通过侧壁连接，所述活动盖设在顶板上，所述芯片插槽设在活动盖下方，所述触控显示屏设在底板上，所述USB接口和开关均设在侧壁上，所述侧壁包括与侧壁活动连接的后面板，所述电源接口和网口均设在后面板上。
采用上述技术方案，所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的结构紧凑，小巧便携。所述电源接口和网口均设在后面板上，方便维修时候的拆卸。
作为本发明的进一步改进，所述摄像组件包括摄像头和镜头。所述摄像头是指图像传感器，包括CCD传感器或者CMOS传感器，所述镜头连接在摄像头的前方，所述激发光源组件和镜头均对准芯片的同一区域，以便实时监测荧光信号。
作为本发明的进一步改进，所述芯片为微流控芯片。微流控芯片是以微机电加工技术为基础，由微管路在芯片上形成网络，以可控微流体贯穿整个系统并完成各种生物和化学过程的一种技术，是一种小巧、高效，价格成本低的检测芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用上述技术方案，可以同时对多人份多指标的样品进行恒温扩增核酸检测，所述温控组件的温度可以通过主控计算机来设置，本发明的结构模块简单，将芯片、恒温扩增核酸检测仪器集成为一个仪器，减少了操作步骤，减少了能耗，并且能对多人份多指标的样品进行检测，是一种小巧便携、低能耗，高效率的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器。
附图说明
图1是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的结构示意图。
图2是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的立体结构图。
图3是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的结构爆炸图。
图4是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
图5是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
图6是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
图7是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
图8是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
图9是本发明提供的一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的局部结构图。
附图说明：1-温控模块，11-加热器件，12-芯片插槽，13-导流罩及风扇组件，14-导热板，15-散热片，16-温度传感器，17-温度保护开关，18-弹簧片，2-控制电路板，21-开关，3-主控计算机，31-网口，32-USB接口，33-触控显示屏，4-电源，41-电源接口，5-芯片，61-直线运动组件，62-电机及驱动器组件，71-激发光源组件，72-摄像组件，721-摄像头，722-镜头，81-顶板，810-活动盖,82-底板，83-侧壁，830-后面板。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1-图9所示，一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，包括温控模块1、运动模块、荧光检测模块、控制电路板2、主控计算机3、电源4和芯片5，其中：
所述温控模块1设有加热器件11和至少两个的芯片插槽12，所述芯片5插在芯片插槽12内；
所述运动模块包括直线运动组件61、电机及驱动器组件62，所示直线运动组件61与温控模块1平行安装；
所述荧光检测模块包括激发光源组件71和摄像组件72，所述激发光源组件71和摄像组件72均设在所述直线运动组件61上，所述激发光源组件71和摄像组件72由电机及驱动器组件62驱动沿着直线运动组件61往复运动，所述激发光源组件71和摄像组件72均对准芯片5的同一区域；
所述控制电路板2分别与温控模块1、激发光源组件71、电机及驱动器组件62和主控计算机3连接，并由控制电路板2进行控制。所述主控计算机3和电源4连接，所述主控计算机3与摄像组件72连接。
本发明的工作原理为芯片5内的样品在一定的温度下进行扩增，同时利用摄像组件72对荧光信号进行实时检测，检测到的信号由主控计算机3进行处理，形成检测结果，另外，摄像组件72和激发光源组件71安装在直线运动组件61上，在各个芯片5间来回扫描，这样就能实现多个芯片5的检测。所述激发光源组件71的作用就是发出光，照射在芯片5的样品上，产生可以被摄像组件72捕捉到的荧光信号。
使用时，先将装载有样品的芯片5放在芯片插槽12内，温控模块1以一定的温度对芯片5进行加热，使样品发生扩增反应；同时，激发光源组件71对芯片5发射光，摄像组件72对样品产生的荧光信号进行实时监测，检测到的信号传导到主控计算机3中进行处理。摄像组件72和激发光源组件71是安装在直线运动组件61上的，由电机及驱动器组件62驱动进行往复运动，完成对多个芯片5的扫描、检测工作。
采用上述技术方案，可以同时对多人份多指标的样品进行恒温扩增核酸检测，所述温控组件的温度可以通过主控计算机3来设置，本发明的结构模块简单，将芯片5、恒温扩增核酸检测仪器集成为一个仪器，减少了操作步骤，减少了能耗，并且能对多人份多指标的样品进行检测，是一种小巧、低能耗，高效率的多通道芯片5恒温扩增核酸检测仪器。
进一步的，如图1、图5所示，还包括电源4、接口41、网口31、USB接口32、触控显示屏33和开关21，所述电源接口41与电源4连接，所述主控计算机3分别与网口31、USB接口32和触控显示屏33连接，所述开关21与控制电路板2连接。采用上述技术方案，使所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的功能更加完善，用户可以通过触控显示屏33对检测条件进行设置或者及时了解检测数据。电源接口41接通外部电源，提供电源动力。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2-图5所示，所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器包括顶板81、活动盖810、底板82和侧壁83，所述顶板81与底板82通过侧壁83连接，所述活动盖810设在顶板81上，所述芯片插槽12设在活动盖810下方，所述触控显示屏33设在顶板81上，所述USB接口32和开关21均设在侧壁83上，所述侧壁83包括与侧壁83活动连接的后面板830，所述电源接口41和网口31均设在后面板830上。
采用上述技术方案，所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器的结构紧凑，小巧便携。所述电源接口41和网口31均设在后面板830上，方便维修时候的拆卸。在仪器工作时，活动盖810盖上以免外界的环境光影响检测结果，在取放芯片5时可以打开活动盖。
进一步的，如图8所示，所述温控模块1还包括导流罩及风扇组件13、导热板14、散热片15和温度传感器16，所述芯片5与导热板14贴合，所述导热板14与加热器件11、所述加热器件11与散热片15均紧贴设置，所述温度传感器16设在导热板14内部。
为了导热良好，加热器件11的一面紧贴导热板，加热器件11的另一面紧贴散热片15，导流罩及风扇13用于给散热片15散热。采用上述技术方案，所述温控模块1的结构紧凑，温度传导效率高。
进一步的，如图8、图9所示，进一步的，所述温控模块1还包括温度保护开关17和弹簧片18，所述温度保护开关设在导热板内部，所述弹簧片设在所述芯片插槽12上并与芯片5接触。
弹簧片用于提供压紧力，用于保证芯片插槽12中的芯片5紧贴着导热板。采用上述技术方案，所述温控模块1的结构紧凑，温度传导效率高，通过温度保护开关保证了样品的恒温扩增反应顺利地进行。
进一步的，所述摄像组件72包括摄像头721和镜头722。
所述摄像头721是指图像传感器，包括CCD传感器或者CMOS传感器，所述镜头722连接在摄像头的前方，所述激发光源组件71和镜头均对准芯片5的同一区域，以便实时监测荧光信号。
进一步的，所述芯片5为微流控芯片。微流控芯片是以微机电加工技术为基础，由微管路在芯片5上形成网络，以可控微流体贯穿整个系统并完成各种生物和化学过程的一种技术，是一种小巧、高效，价格成本低的检测芯片。
采用上述技术方案，可以同时对多人份多指标的样品进行恒温扩增核酸检测，所述温控组件的温度可以通过主控计算机来设置，本发明的结构模块简单，将芯片、恒温扩增核酸检测仪器集成为一个仪器，减少了操作步骤，减少了能耗，并且能对多人份多指标的样品进行检测，是一种小巧便携、低能耗，高效率的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，包括温控模块、运动模块、荧光检测模块、控制电路板、主控计算机、电源和芯片，其中：
所述温控模块设有加热器件和至少两个的芯片插槽，所述芯片插在芯片插槽内；
所述运动模块包括直线运动组件、电机及驱动器组件；
所述荧光检测模块包括激发光源组件和摄像组件，所述激发光源组件和摄像组件均设在所述直线运动组件上，所述激发光源组件和摄像组件由电机及驱动器组件驱动沿着直线运动组件往复运动，所述激发光源组件和摄像组件均对准芯片的同一区域；
所述控制电路板分别与温控模块、激发光源组件、电机及驱动器组件和主控计算机连接，所述主控计算机分别与电源、摄像组件连接。
2.根据权利要求1所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，还包括电源接口、网口、USB接口、触控显示屏和开关，所述电源接口与电源连接，所述主控计算机分别与网口、USB接口和触控显示屏连接，所述开关与控制电路板连接。
3.根据权利要求2所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，所述温控模块还包括导流罩及风扇组件、导热板、散热片、温度传感器，所述芯片与导热板贴合，所述导热板与加热器件、所述加热器件与散热片均紧贴设置，所述温度传感器设在导热板内部。
4.根据权利要求3所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，所述温控模块还包括温度保护开关和弹簧片，所述温度保护开关设在导热板内部，所述弹簧片设在所述芯片插槽上并与芯片接触。
5.根据权利要求4所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，所述多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器包括顶板、活动盖、底板和侧壁，所述顶板与底板通过侧壁连接，所述活动盖设在顶板上，所述芯片插槽设在活动盖下方，所述触控显示屏设在底板上，所述USB接口和开关均设在侧壁上，所述侧壁包括与侧壁活动连接的后面板，所述电源接口和网口均设在后面板上。
6.根据权利要求4所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，所述摄像组件包括摄像头和镜头。
7.根据权利要求4所述的多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，其特征在于，所述芯片为微流控芯片。
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