CN110184167A - 核酸扩增检测设备及系统 - Google Patents

Abstract

一种核酸扩增检测设备及系统，涉及核酸检测设备领域。核酸扩增检测设备适用于与微流控芯片配合使用，其包括固定架、光学模块、底座和驱动机构，固定架布置有安装区，安装区具有贯穿固定架且与微流控芯片的反应池对应的检测孔；光学模块用于产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号；驱动机构固定于底座且与固定架连接，用于驱动固定架沿第一预设方向和第二预设方向移动。检测过程中微流控芯片与固定架保持相对静止，设置于微流控芯片的样本也保持相对静止，此时即使反应池互相连通，也可以降低现有的“可能存在反应池之间交叉污染的弊端”的问题的产生。同时，能够对微流控芯片的每个反应池进行逐步扫描，保证数据的准确性。

Description

核酸扩增检测设备及系统

技术领域

本申请涉及核酸检测设备领域，具体而言，涉及一种核酸扩增检测设备及系统。

背景技术

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的微流控芯片上，自动完成分析的全过程。微流控检测微流控芯片一般具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体积小和便于携带等优点，因此特别适合发展床边(POC)诊断，具有简化诊断流程、提高医疗结果的巨大潜力。

核酸扩增是一大类技术方法的总称，目前包括常规PCR(变温扩增方法)、实时荧光PCR、等温扩增显色检测、等温核酸扩增技术等。当前核酸扩增检测设备普遍存在通量底、体积大、操作复杂、检测时间长和价格昂贵等特点。

现有的核酸扩增检测设备，微流控芯片的反应池相通的，随着离心和加热反应的作用，可能会存在反应池之间交叉污染的弊端。

发明内容

本申请提供一种核酸扩增检测设备及系统，以改善上述问题。

根据本申请第一方面实施例的核酸扩增检测设备，适用于与微流控芯片配合使用。该核酸扩增检测设备包括固定架、光学模块、底座以及驱动机构。

其中，固定架定义有互相垂直的第一预设方向以及第二预设方向，固定架布置有用于安装微流控芯片的安装区，安装区具有贯穿固定架且与微流控芯片的反应池对应的检测孔。光学模块用于产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号。驱动机构固定于底座且与固定架连接，用于驱动固定架沿第一预设方向和第二预设方向移动，使检测孔经过检测光束。

根据本申请提供的基于微流控芯片的核酸扩增检测设备，采用固定架沿第一预设方向和第二预设方向直线运动的移动的方式替换现有的离心方式(离心方式会产生离心力)，微流控芯片与固定架保持相对静止，反应池内样本保持相对静止状态，因此，即使此时微流控芯片的反应池相通的，也会降低现有的“可能存在反应池之间交叉污染的弊端”的问题的产生。同时，能够对微流控芯片的每个反应池进行逐步扫描，这样可保证每个反应池数据的准确性。光学模块用于产生预设指向的检测光束，也即是说，整个的检测过程中光学模块为固定不动的状态，保证荧光信号的稳定性，进一步与移动方式配合，保证每个反应池数据的准确性。

另外，根据本申请实施例的核酸扩增检测设备还具有如下附加的技术特征：

结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构。

其中，第一驱动机构包括：第一固定板、与固定架连接的第一滑块、以及设置于第一固定板的第一步进电机，第一步进电机与第一滑块传动连接，用于驱动第一滑块沿第一预设方向往复运动。

第二驱动机构包括：固定于底座的第二固定板、与第一固定板连接的第二滑块，以及设置于第二固定板的第二步进电机，第二步进电机与第二滑块传动连接，用于驱动第二滑块沿第二预设方向往复运动。

通过第一驱动机构以及第二驱动机构的设置，实现驱动机构驱动固定架沿第一预设方向和第二预设方向直线移动的功能，同时能够实现固定架悬空设置，保证检测孔能够经过检测光束以及保证移动的过程中的平稳性。

可选地，第一驱动机构包括限位板、电机驱动板、光电开关以及限位片。

其中，限位板固定于第一固定板，第一步进电机固定于限位板，电机驱动板与第一步进电机连接，控制第一步进电机的运动；光电开关设置于限位板并形成用于获得光信号的光电开关感应区，光电开关与电机驱动板连接；限位片设置于第一滑块且突出于第一滑块，以使第一滑块与限位板抵靠时，限位片位于光电开关感应区并遮挡光信号。

通过第一光电开关与限位片的配合，当限位片位于光电开关感应区并遮挡光信号时，第一光电开关识别第一滑块与限位板抵靠的初始位置，此时，第一光电开关将识别初始位置的信息传输至第一电机驱动板，第一电机驱动板控制第一步进电机的步数确定第一预设方向最大行程，实现第一滑块在第一预设方向上的往复运动，对反应池进行逐步扫描，同时通过第一光电开关与限位片的配合，可以精准的控制移动的行程，防止因无法识别初始位置使移动行程过大导致的例如第一滑块与限位板撞击，撞击力影响反应池内样本产生剧烈移动可能导致的反应池之间交叉污染的弊端。

结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，光学模块包括激发光源、发射光路、接收光路以及以及接收光路传输的荧光以获得荧光信号的探测器。

其中，发射光路包括：依次设置的第一聚光镜、激发滤光片、第一凸透镜、第二凸透镜、二向色镜以及前聚焦镜；其中，第一聚光镜用于接收激发光源发出的激发光并准直后发射至激发滤光片，激发滤光片将激发光过滤成准单色光后经第一凸透镜再次聚焦以变为平行光，平行光经第二凸透镜后得到准直光斑，准直光斑经二向色镜反射至前聚焦镜，并经前聚焦镜聚焦以形成检测光束。

可选地，接收光路包括依次设置的反射镜、荧光滤光片以及后聚焦镜；其中，反射镜用于接收反应池受检测光束激发产生并顺次经前聚焦镜、二向色镜处理后的荧光，反射镜反射的荧光经荧光滤光片过滤后，经后聚焦镜聚焦于探测器的接收窗口。

通过发射光路以及接收光路的限定，能够保证产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号，在满足较高的分辨率的条件下，简化了系统的结构，压缩了物像距离。发射光路可实现准直，从而简化前、后聚焦镜。

结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，核酸扩增检测设备包括温控机构，温控机构具有加热面，温控机构与安装区间隔设置，以使加热面与安装区共同形成用于容纳微流控芯片的腔体，当微流控芯片安装于安装区时，加热面能够与微流控芯片背离反应池的一侧接触加热。

接触加热的方式不仅使加热效率更高，同时，相比于直接接触加热反应池(此处也包括加热反应通道)或空气加热的方式，本申请采用的是先利用加热面热传导加热微流控芯片，微流控芯片利用其含有的热量热传导加热反应池，因此对于反应池的加热更为均匀，保证了微流控芯片上的反应池的温度的一致性。

结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，温控机构包括固定于固定架的加热单元，加热单元包括具有加热面的第一加热块、第二加热块、以及制冷片。

其中，第一加热块背离加热面的一侧设有第一凹槽；第二加热块与第一加热块导热连接且互相贴合，以使第一凹槽与第一加热块形成安装腔；制冷片安装于安装腔内，且制冷片的冷端与第二加热块贴合且导热连接，制冷片的热端与第一加热块贴合且导热连接。

可选地，温控机构还包括温度传感器，温度传感器部分或全部设置于第一加热块。

通过温度传感器的设置，可以实时获得加热面的温度，便于控制制冷片的制热温度。

可选地，温控机构还包括温度保护开关，温度保护开关部分或全部的设置于第一加热块，制冷片经温度保护开关电连接有电源。

通过温度保护开关的设置，当第一加热块和第二加热块的温度过高时，断开制冷片与电源，防止温度过高。

结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，核酸扩增检测设备包括：处理器以及与处理器连接的显示屏；

其中，处理器与光学模块连接，用于接收荧光信号并生成实时荧光检测信号，并通过显示屏显示实时荧光检测信号，处理器与驱动机构连接，用于控制驱动机构沿第一预设方向和第二预设方向移动。

根据本申请第二方面实施例的一种核酸扩增检测系统，其包括微流控芯片，以及本申请第一方面实施例提供的核酸扩增检测设备，微流控芯片安装于固定架，微流控芯片的反应池沿第一预设方向和/或第二预设方向布置。

根据本申请实施例的核酸扩增检测系统，利用如上的核酸扩增检测设备，沿第一预设方向和第二预设方向直线运动时，微流控芯片与固定架保持相对静止，因此，即使此时微流控芯片的反应池相通的，也会降低现有的“可能存在反应池之间交叉污染的弊端”的问题的产生。同时，能够对微流控芯片的每个反应池进行逐步扫描，这样可保证每个反应池数据的准确性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例1提供的核酸扩增检测设备的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例1提供的核酸扩增检测设备的爆炸图；

图3为本申请实施例1提供的核酸扩增检测设备的原理示意图；

图4为本申请实施例1提供的固定架的结构示意图；

图5为本申请实施例1提供的光学模块的光学示意图；

图6为本申请实施例1提供的光学模块的结构示意图；

图7为本申请实施例1提供的驱动机构的结构示意图；

图8为本申请实施例1提供的第一驱动机构的爆炸图；

图9为本申请实施例1提供的温控机构的爆炸图；

图10为本申请实施例1提供的加热单元的爆炸图；

图11为本申请实施例1提供的核酸扩增检测设备的第二视角的结构示意图。

图标：10-核酸扩增检测设备；100-固定架；101-第二凹槽；103-安装区；104-检测孔；105-第一开口；106-定位固定结构；1061-定位凸起；1063-弹片；1065-承载槽；110-光学模块；111-激发光源；1131-第一聚光镜；1133-激发滤光片；1135-第一凸透镜；1136-第二凸透镜；1137-二向色镜；1138-前聚焦镜；1151-反射镜；1153-荧光滤光片；1155-后聚焦镜；117-探测器；118-光学主体盒；120-驱动机构；121-第一驱动机构；1211-第一固定板；1212-第一滑块；1214-第一步进电机；1215-光轴；1217-轴承固定板；1218-同步轮；1219-传送带；1220-电机固定板；1221-直线轴承；1223-压板；1224-限位板；1225-电机驱动板；1226-光电开关；1227-限位片；1228-光电开关感应区；123-第二驱动机构；1231-第二固定板；1233-第二滑块；1235-第二步进电机；130-温控机构；131-加热单元；1311-第一加热块；1313-第二加热块；1315-制冷片；1316-第一凹槽；133-温度传感器；1331-第一安装槽；134-温度保护开关；1341-第二安装槽；135-第一散热组；1351-第一风扇架；1353-进风口；1355-第一风扇；137-第二散热组；1371-第二风扇架；1373-第二风扇；140-电源滤波器；150-壳体；151-上壳壁；1531-底座；1533-第一侧板；154-散热孔；155-USB接口；156-网口接口；157-弹性缓冲件；158-第二开口；159-舱门；160-处理器；171-支架；170-显示屏；20-微流控芯片。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

实施例1

请参阅图1、图2以及图3，本申请提供一种核酸扩增检测设备10，用于与微流控芯片20配合使用，基于微流控芯片20进行核酸扩增检测，避免了现有核酸扩增过程中，例如PCR管频繁开盖繁琐的操作，检测时间短，检测成本底，同时有效的减少污染。

核酸扩增检测设备10包括固定架100、光学模块110、底座1531、驱动机构120、处理器160、以及与处理器160连接的显示屏170。

其中，固定架100用于安装微流控芯片20。

具体地，请参阅图5，固定架100定义有互相垂直的第一预设方向(以X表示)以及第二预设方向(以Y表示)，固定架100布置有用于安装微流控芯片20的安装区103，安装区103具有贯穿固定架100且与微流控芯片20的反应池对应的检测孔104。

需说明的是，第一预设方向以及第二预设方向互相垂直。同时为了便于描述，固定架100定义有第三预设方向(以Z表示)，第三预设方向、第一预设方向以及第二预设方向互相垂直，此时，检测孔104沿第三预设方向贯穿固定架100。

其中，固定架100在水平面的投影例如为矩形。

可选地，固定架100沿第三预设方向具有相对的顶面以及底面，此处的顶面是指使用状态中，固定架100位于远离底座1531的一侧。顶面开设有第二凹槽101，其中，安装区103设置于第二凹槽101的底壁。安装区103的数量可以为一个或多个，当安装区103的数量为多个时，多个安装区103沿第二预设方向间隔排列，同时，可选地，每个安装区103呈条状，每个条状的安装区103沿第一预设方向延伸。

为了便于将微流控芯片20安装于安装区103，第二凹槽101沿第一预设方向的两侧壁或背离第一侧板1533的一侧壁设有第一开口105，第一开口105与第二凹槽101连通，进而经第一开口105能够将微流控芯片20安装或拆离安装区103。

可选地，请继续参阅图4，安装区103设有定位固定结构106，定位固定结构106包括定位凸起1061、弹片1063。微流控芯片20设有与定位凸起1061配合的定位槽，进而有效定位且进行位置导向，保证检测孔104与反应池的位置对应。其中，定位凸起1061例如为卡簧。

弹片1063能够在第一预设方向的力的作用下，能够沿第一预设方向收缩以及扩展，在第三预设方向产生形变，用于承载微流控芯片20，并且对微流控芯片20具有向上的推力，其中，弹片1063为弧形，其向背离安装区103的一侧突出，便于微流控芯片20经第一开口105插入以及拔出，便于安装以及拆卸。

可选地，安装区103设有承载槽1065，弹片1063嵌设于承载槽1065内，且弹片1063沿第一预设方向的第一端固定于承载槽1065，第二端滑动设置于承载槽1065，且弹片1063突出于承载槽1065用于承载微流控芯片20，其中，弹片1063呈自然状态时，第二端与承载槽1065之间具有活动间隙，用于提供第二端向背离第一端的一侧运动的空间。

微流控芯片20的反应池可以为多个，且微流控芯片20的反应池沿第一预设方向和/或第二预设方向排布。例如多个反应池沿第一预设方向间隔排布；或多个反应池沿第二预设方向间隔排布；或多个反应池沿第一预设方向、第二预设方向间隔排布，具体例如呈矩形阵列排布。

其中，检测孔104可以与反应池一一对应，也可以为一个检测孔104对应多个反应池，例如检测孔104的数量与微流控芯片20的数量对应，此时，该检测孔104沿多个反应池的排布方向延伸，例如当多个反应池沿第一预设方向间隔排布，检测孔104为条形孔，同时条形孔的截面的长度方向与第一预设方向平行，进而当该微流控芯片20安装于安装区103时，该微流控芯片20的反应池均位于该微流控芯片20对应的检测孔104的范围内，使经过检测孔104的检测光束能够照射到每一个反应池。

同时，为了避免反应池之间交叉污染，微流控芯片20的可包括多个独立的通道，每个通道设有反应池，反应池预埋有引物。

其中，为了实现同一样品的批量测试，例如微流控芯片20具有32个预埋有引物的反应池，引物为能产生荧光信号的标准质控品指标核酸探针，用于对核酸特异性检测识别结果进行有效性指示。针对不同检测要求，预埋有引物的反应池的数量可针对不同的检测项目定制，引物也可根据实际的需求进行设定。为了便于操作，可选地，每个通道的进样口可汇集于总进样口。

荧光方法的检测灵敏度高，因此本申请中，核酸扩增检测设备10采用实时荧光对核酸扩增进行实时检测，其中，光学模块110用于产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号，换言之，光学模块110的位置保持固定，保证荧光信号的稳定性，提高检测的精准性。此处的样本为预埋有引物的反应池。

具体地，光学模块110固定在底座1531，用于保证整个的检测过程中光学模块110为固定不动的状态，保证荧光信号的稳定性。

请参阅图1、图5以及图6，其中，光学模块110包括：激发光源111、发射光路、接收光路、用于接收光路传输的荧光以获得荧光信号的探测器117。

激发光源111与处理器160连接，处理器160控制激发光源111发出激发光。其中，激发光源111为冷光源，例如LED光源，避免热量积累，同时，不需要额外设置风扇散热。

探测器117与处理器160连接，用于接收荧光信号并生成实时荧光检测信号，处理器160与显示屏170连接，因此可通过显示屏170显示经处理器160获得的实时荧光检测信号。

其中，探测器117为光电倍增管，利用光电倍增管接收荧光信号，具有极高灵敏度和响应速度快的特点，并且光电倍增管的应用保证了设备的精度和可靠性。由于光电倍增管为精密的光学元件，因此将探测器117固定于底座1531，可保证在整个的检测过程中其均为固定不动的状态，保证探测器117接收荧光信号的稳定性。

可选地，请参阅图5，发射光路包括：依次设置的第一聚光镜1131、激发滤光片1133、第一凸透镜1135、第二凸透镜1136、二向色镜1137以及前聚焦镜1138。其中，第一聚光镜1131用于接收激发光源111发出的激发光并准直后发射至激发滤光片1133，激发滤光片1133将激发光过滤成准单色光后经第一凸透镜1135再次聚焦以变为平行光，平行光经第二凸透镜1136后得到准直光斑，准直光斑经二向色镜1137反射至前聚焦镜1138，并经前聚焦镜1138聚焦以形成检测光束。接收光路包括：依次设置的反射镜1151、荧光滤光片1153以及后聚焦镜1155；反射镜1151用于接收反应池受检测光束激发产生并顺次经前聚焦镜1138、二向色镜1137处理后的荧光，反射镜1151反射的荧光经荧光滤光片1153过滤后，经后聚焦镜1155聚焦于探测器117的接收窗口。

发射光路可实现准直，通过发射光路以及接收光路的限定，能够保证产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号，在满足较高的分辨率的条件下，简化了系统的结构，压缩了物像距离。

光学模块110还包括光学主体盒118，发射光路、接收光路设置于光学主体盒118内，用于获得预设指向的检测光束。

请参阅图2以及图6，光学主体盒118例如采用螺栓固定于底座1531，激发光源111与探测器117均与光学主体盒118连接，其中，探测器117设置于激发光源111靠近底座1531的一侧，同时探测器117与底座1531之间具有间隙，也即是探测器117通过光学主体盒118与底座1531连接且悬空于底座1531的上方，一方面节省空间，另一方面相比于探测器117直接与底座1531连接，可降低因底座1531振动使的探测器117移位导致的测量结果不精准的问题。其中，图6中以箭头表示光线的方向。

综上，固定架100悬空且位于光学模块110的上方(光学模块110远离底座1531的一侧)，使检测光束沿第三预设方向，从下至上(从靠近底座1531的一侧至靠近上壳壁151的一侧)经过检测孔104。

需注意的是，可通过光学模块110获得的光路的信号值大小来确认微流控芯片20是否安装至固定架100，没有微流控芯片20时信号值很小，有微流控芯片20时信号值大。

驱动机构120用于与固定架100连接，保证固定架100悬空且位于光学模块110的上方，保证检测光束可以通过检测孔104发送至反应池内的引物。

具体地，驱动机构120固定于底座1531且与固定架100连接，用于驱动固定架100沿第一预设方向和/或第二预设方向移动，使检测孔104经过检测光束。

采用固定架100沿第一预设方向和第二预设方向移动的方式替换现有的离心方式，微流控芯片20与固定架100保持相对静止，因此，即使此时微流控芯片20的反应池相通的，由于缺少离心力的作用，也会降低现有的“可能存在反应池之间交叉污染的弊端”的问题的产生。同时，能够对微流控芯片20的每个反应池进行逐步扫描，这样可保证每个反应池数据的准确性。

请参阅图7以及图8，其中，驱动机构120包括第一驱动机构121以及第二驱动机构123。

第一驱动机构121包括：第一固定板1211、与固定架100连接的第一滑块1212、以及设置于固定板的第一步进电机1214，第一步进电机1214与第一滑块1212传动连接，用于驱动第一滑块1212沿第一预设方向往复运动；第二驱动机构123包括：固定于底座1531的第二固定板1231、与第一固定板1211连接的第二滑块1233，以及设置于第二固定板1231的第二步进电机1235，第二步进电机1235与第二滑块1233传动连接，用于驱动第二滑块1233沿第二预设方向往复运动。

通过第一驱动机构121以及第二驱动机构123的设置，实现驱动机构120驱动固定架100沿第一预设方向和第二预设方向移动的功能。换言之，第一驱动机构121以及第二驱动机构123沿第三预设方向分布，并且具有一定的高度，进而实现固定架100悬空设置。

其中，第一驱动机构121与第二驱动机构123的设置方式相同，因此以下仅具体描述第一驱动机构121的具体结构，第二驱动机构123的具体结构在此不做赘述。

具体地，请参阅图7以及图8，第一驱动机构121还包括光轴1215、轴承固定板1217、同步轮1218以及电机固定板1220。

轴承固定板1217与电机固定板1220沿第一预设方向间隔设置于第一固定板1211，且轴承固定板1217与电机固定板1220分别设置于第一固定板1211背离承载板的一侧，其中，第一步进电机1214设置于电机固定板1220，同步轮1218可转动的设置于轴承固定板1217，第一步进电机1214与同步轮1218通过传送带1219实现带连接，以使同步轮1218与第一步进电机1214同步转动。其中，同步轮1218还可以采用可转动的设置于轴承固定板1217的轴承替代，在此不做赘述。

光轴1215沿第一预设方向设置，且光轴1215的一端与轴承固定板1217连接，另一端与电机固定板1220连接，第一滑块1212滑动设置于光轴1215，以使第一滑块1212能够沿第一预设方向做直线运动。其中，光轴1215的数量可以为一个或多个，在此不做限定。

第一滑块1212滑动设置于光轴1215的方式例如为：第一滑块1212经直线轴承1221滑动设置于光轴1215的方式，也可以为第一滑块1212直接套设于光轴1215，为了减少磨损，可选为前一种方式。

其中，第一滑块1212固定于传送带1219，以使第一滑块1212与传送带1219同步运动，在传送带1219的驱动下，实现第一滑块1212沿第一预设方向往复直线运动的目标。其中，第一滑块1212固定于传送带1219的方式，例如采用压板1223将传送带1219压铆在第一滑块1212，也可以采用第一滑块1212例如粘合等方式直接固定于传送带1219。

其中，为了减少摩擦力，第一滑块1212与第一固定板1211之间具有一定的空隙，也即是，第一滑块1212悬空于第一固定板1211。

除上述组件以外，可选地，第一驱动机构121还包括：限位板1224、电机驱动板1225、光电开关1226和限位片1227。

其中，限位板1224固定于第一固定板1211，第一步进电机1214固定于限位板1224；电机驱动板1225与第一步进电机1214连接，控制第一步进电机1214的运动，此处的运动包括例如控制第一步进电机1214的步数以及行程；光电开关1226设置于限位板1224并形成用于获得光信号的光电开关1226感应区，光电开关1226与电机驱动板1225连接；限位片1227设置于第一滑块1212且突出于第一滑块1212，以使第一滑块1212与限位板1224抵靠时，限位片1227位于光电开关1226感应区并遮挡光信号。

电机驱动板1225与控制器连接，用于控制第一驱动机构121沿第一预设方向移动。

其中，光电开关1226用于检测限位片1227的有无，限位片1227位于光电开关1226感应区并遮挡光信号时，检测到限位片1227的存在，其设置方式可参考相关技术。通过光电开关1226与限位片1227的配合，当限位片1227位于光电开关1226感应区并遮挡光信号时，光电开关1226检测到限位片1227的存在，也即是识别第一滑块1212与限位板1224抵靠的初始位置，此时，光电开关1226将识别初始位置的信息传输至电机驱动板1225，电机驱动板1225控制第一步进电机1214的步数确定第一预设方向最大行程，实现第一滑块1212在第一预设方向上的往复运动。

可选地，光电开关1226设置于限位板1224远离底座1531的一侧，其中，光电开关1226可以为对射式光电开关1226，也可以为缝隙光电开关1226，例如U型、C型等。本实施例中采用U型缝隙光电开关1226，此时，光电开关1226感应区是指U型缝隙光电开关1226的发射器与接受器之间的缝隙，其中，限位片1227在第一步进电机1214的驱动下，可沿第一预设方向插入该缝隙中且与光电开关1226不接触，遮蔽光信号。

核酸扩增需要在适宜的温度条件下进行，因此，温控机构130用于保证核酸扩增反应所需的温度。

其中，温控机构130具有加热面，温控机构130与安装区103间隔设置，以使加热面与安装区103共同形成用于容纳微流控芯片20的腔体，当微流控芯片20安装于安装区103时，加热面能够与微流控芯片20背离反应池的一侧接触加热。

接触加热的方式不仅使加热效率更高，同时，相比于直接接触加热反应池(此处也包括加热反应通道)的方式，本申请采用的是先利用加热面热传导加热微流控芯片20，微流控芯片20利用其含有的热量热传导加热反应池，因此对于反应池的加热更为均匀，保证了微流控芯片20上的反应池的温度的一致性。同时，弹片1063的设置，可以保证微流控芯片20与加热面的紧密接触，提高导热效率。

可选地，请参阅图2以及图9以及图10，温控机构130包括固定于固定架100的加热单元131，加热单元131包括第一加热块1311、第二加热块1313以及制冷片1315。

其中，第一加热块1311具有加热面，第一加热块1311背离加热面的一侧设有第一凹槽1316；第二加热块1313与第一加热块1311导热连接且互相贴合，以使第一凹槽1316与第一加热块1311形成密闭的安装腔；制冷片1315安装于安装腔内，且制冷片1315的冷端与第二加热块1313贴合且导热连接，制冷片1315的热端与第一加热块1311贴合且导热连接。

同时，沿第三预设方向，加热单元131位于固定架100远离底座1531的一侧。

加热单元131固定于固定架100可保证加热过程中，保证加热面与微流控芯片20的接触处的稳定性，保证接触加热的稳定性。

其中，加热单元131可以采用第一加热块1311通过螺栓或粘接剂固定于固定架100。可选地，第二加热块1313通过螺栓固定于固定架100的顶面，第一加热块1311嵌设于第一凹槽1316内，为了保证加热效果，第一加热块1311紧密的嵌设于第一凹槽1316内，进而使加热面与第一凹槽1316形成安装腔。

其中，第一加热块1311和第二加热块1313之间可以通过导热胶粘接，也可以通过螺栓连接，保证二者连接的稳定性。

可选地，制冷片1315与控制器连接，控制器控制制冷片1315的加热温度。

可选地，温控机构130还包括温度传感器133，温度传感器133部分或全部设置于第一加热块1311。通过温度传感器133的设置，可以实时获得加热面的温度，便于控制制冷片1315的制热温度。其中，温度传感器133与控制器连接，控制器获得温度并将该温度显示于显示屏170上，便于直观获得。

其中，第一加热块1311与第二加热块1313的连接处设有第一安装槽1331，温度传感器133嵌设于第一安装槽1331，也即是温度传感器133部分设置于第一加热块1311。

可选地，温控机构130还包括温度保护开关134，温度保护开关134部分或全部的设置于第一加热块1311，制冷片1315经温度保护开关134电连接有电源(图未示)。

可选地，第一加热块1311与第二加热块1313的连接处设有第二安装槽1341，温度保护开关134嵌设于第二安装槽1341，也即是温度传感器133部分设置于第一加热块1311。

通过温度保护开关134的设置，当第一加热块1311和第二加热块1313的温度过高时，断开制冷片1315与电源，防止温度过高。

需要说明的是，电源可以为蓄电池等，本实施例中，电源为外接电源，因此，请参阅图11，核酸扩增检测设备10设有插座(图未示)以及与插座导线连接的电源滤波器140，电源滤波器140设置于底座1531，电源滤波器140与处理器160、显示屏170、驱动机构120、光学模块110以及温控机构130均电连接，通过外接电源为各部件供电。

可选地，请继续参阅图2、图9以及图10，温控机构130包括第一散热组135和第二散热组137。

其中，第一散热组135包括第一风扇架1351以及第一风扇1355，其中，第一风扇架1351与固定架100的顶面连接，并且第一风扇架1351与固定架100之间形成安装空间，加热单元131位于安装空间内并与第一风扇架1351之间具有空气间隙，换言之，加热单元131中的各组件与第一风扇架1351不接触。

第一风扇架1351背离固定架100的一侧具有进风口1353，进风口1353与安装空间连通。第一风扇1355安装于第一风扇架1351背离第二加热块1313的一侧，进而将第一风扇1355转动时，将产生的风经进风口1353吹送至第二加热块1313，进行散热。

第二散热组137包括第二风扇架1371以及第二风扇1373，其中，第二风扇架1371与底座1531连接，第二风扇架1371与底座1531之间形成腔体，第二风扇1373安装于第二风扇架1371背离底座1531的一侧，其中，第二风扇架1371背离底座1531的一侧设有风口，换言之第二风扇1373安装于第二风扇架1371并位于风口，用于在第二风扇1373转动时，将产生的风吹送至固定架100的靠近底座1531的一侧，进行散热。其中，底座1531对应第二风扇架1371的位置可设有散热孔154，散热孔154将大气与腔体连通，腔体可具有与容纳腔连通的换气口。

为了防止落灰，核酸扩增检测设备10还包括壳体150，壳体150包括上壳壁151和下壳壁，上壳壁151与下壳壁连接并形成容纳腔(图未示)，其中，固定架100、光学模块110、驱动机构120、温控机构130、处理器160均位于容纳腔内。

上壳壁151与下壳壁的连接的连接方式可以为铆接、焊接等，也可以为可拆卸连接，为了便于维修，上壳壁151与下壳壁可拆卸连接，可拆卸连接的方式例如为卡接、螺栓连接等。

其中，下壳壁可以仅由底座1531构成，本实施例中，请参阅图1以及图11，下壳壁还包括与底座1531连接的第一侧板1533，第一侧板1533位于底座1531远离弹性缓冲层的一侧，以使的截面呈“L”型。换言之，下壳壁由底座1531与第一侧板1533共同构成。此时，处理器160设置于第一侧板1533，并且位于容纳腔内，提高第一侧板1533的利用度。

可选地，第一侧板1533和/或底座1531均具有散热区，散热区也可以设有多个连通大气和容纳腔的散热孔154，对于容纳腔内的热空气进行散热，其中，多个散热孔154可以呈阵列分布。例如，底座1531对应电源滤波器140的安装位置可设有多个散热孔154，每个散热孔154连通大气和容纳腔，同时第一侧板1533设有散热区。

可选地，处理器160设置于第一侧板1533，便于拆装，布线合理。

可选地，第一侧板1533设有USB接口155和/或网口接口156，USB接口155和/或网口接口156间隔设置，本实施例中，第一侧板1533设有USB接口155和网口接口156。

其中，USB接口155与处理器160连接，从而处理器160通过USB接口155实现数据的导入导出功能。网口与处理器160连接，从而处理器160通过网口可通过网线实现联网功能。

由于核酸扩增检测设备10运行过程中，会产生振动，因此，在底座1531的远离容纳腔的一侧可设置弹性缓冲件157，例如设置多个橡胶地脚，用于承载核酸扩增检测设备10并减振。

由于实际的使用过程中，微流控芯片20位于安装腔内，因此，为了便于将微流控芯片20安装或拆离安装区103，第一开口105设置于第二凹槽101沿第一预设方向背离第一侧板1533的一侧壁，同时，上壳壁151对应固定架100的位置开设有第二开口158以及用于关闭第二开口158的舱门159。

其中，上壳壁151对应固定架100的位置是指：沿第一预设方向，固定架100在上壳壁151的投影，可选地，沿第一预设方向，固定架100沿第二预设方向的移动范围在上壳壁151的投影，该设置条件下，无论固定架100停在哪，在打开舱门159后，均可进行安装微流控芯片20。可选地，安装口的面积大于固定架100在上壳壁151的投影。

其中，舱门159与安装口的配合关系有多种，例如卡接、螺纹连接等，可选地，舱门159的一端与上壳壁151铰接，另一端与上壳壁151可拆卸连接，例如卡接等，进而将舱门159关闭，实现使用前，打开舱门159，可直接将微流控芯片20安装于安装区103，同时，关闭舱门159进行核酸扩增以及检测，以及检测完成后，重新打开舱门159，取出微流控芯片20。

上壳壁151设有通孔，显示屏170经通孔安装于上壳壁151，便于观察结果。同时，由于显示屏170与处理器160通过导线连接，在维修的过程中，分离上壳壁151与后，不会对显示屏170与处理器160之间的电路产生影响。其中，可选地，显示屏170为触摸屏，可通过其触摸键以及内部软件进行相关参数的调整。

可选地，底座1531设有支架171，显示屏170固定于支架171，并且具体例如，支架171位于底座1531远离第一侧板1533的方向，且显示屏170倾斜设置。显示屏170与通孔的孔壁紧密接触，有效防止落灰。同时，第一侧板1533与支架171之间也具有足够的空间安装各组件。

可选地，显示屏170的周边可以卡接于通孔的内壁，便于拆卸安装。其中，支架171与底座1531之间形成安装间隙，其中，固定架100、光学模块110的全部或部分可设于该安装间隙中，有效提高空间的利用度以及结构紧凑性。

需注意的是，上壳壁151也可以根据需求设置散热孔154，在此不做赘述。

核酸扩增检测设备10的工作流程如下：

检测时将舱门159打开，将微流控芯片20插入固定架100并经定位固定结构106固定于固定架100，关闭舱门159，通过显示屏170设定参数设备开始检测。检测过程中，处理器160控制温控机构130加热，使微流控芯片20中的样本与微流控芯片20内的预埋引物发生扩增反应，控制器控制激发光源111产生激发光，控制器控制驱动机构120驱动固定架100沿第一预设方向和第二预设方向移动，使检测孔104经过检测光束，逐步对应每个反应池进行激发，激发光通过反射镜1151传送到光电倍增管内，由光电倍增管接收到的荧光信号传送到处理器160并显示在显示屏170内，由内部处理器160软件生成数据从而判定检测结果。

实施例2

本申请提供一种核酸扩增检测系统(图未示)，其包括实施例1中提供的核酸扩增检测设备以及与其配合使用的微流控芯片，其中，微流控芯片安装于固定架，微流控芯片的反应池沿第一预设方向和/或第二预设方向布置。

微流控芯片安装于固定架方式请参阅实施例1，在此不做赘述。

综上，本申请核酸扩增检测设备及系统，采用固定架沿第一预设方向和第二预设方向直线运动的移动的方式替换现有的离心方式(离心方式会产生离心力)，微流控芯片与固定架保持相对静止，反应池内样本保持相对静止状态，因此，即使此时微流控芯片的反应池相通的，也会降低现有的“可能存在反应池之间交叉污染的弊端”的问题的产生。同时，能够对微流控芯片的每个反应池进行逐步扫描，这样可保证每个反应池数据的准确性。光学模块用于产生预设指向的检测光束，也即是说，整个的检测过程中光学模块为固定不动的状态，保证荧光信号的稳定性，进一步与移动方式配合，保证每个反应池数据的准确性。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核酸扩增检测设备，适用于与微流控芯片配合使用，其特征在于，包括：

固定架，所述固定架定义有互相垂直的第一预设方向以及第二预设方向，所述固定架布置有用于安装所述微流控芯片的安装区，所述安装区具有贯穿所述固定架且与所述微流控芯片的反应池对应的检测孔；

光学模块，用于产生预设指向的检测光束以对样本进行检测，并获得荧光信号；

底座；

驱动机构，固定于底座且与所述固定架连接，用于驱动所述固定架沿所述第一预设方向和第二预设方向移动，使所述检测孔经过所述检测光束。

2.根据权利要求1所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述驱动机构包括：

第一驱动机构包括：第一固定板、与所述固定架连接的第一滑块、以及设置于所述第一固定板的第一步进电机，所述第一步进电机与所述第一滑块传动连接，用于驱动所述第一滑块沿第一预设方向往复运动；

第二驱动机构，包括：固定于底座的第二固定板、与第一固定板连接的第二滑块，以及设置于第二固定板的第二步进电机，所述第二步进电机与所述第二滑块传动连接，用于驱动所述第二滑块沿第二预设方向往复运动。

3.根据权利要求2所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

限位板，固定于第一固定板，所述第一步进电机固定于所述限位板；

电机驱动板，与第一步进电机连接，控制第一步进电机的运动；

光电开关，设置于所述限位板并形成用于获得光信号的光电开关感应区，光电开关与电机驱动板连接；

限位片，设置于所述第一滑块且突出于所述第一滑块，以使所述第一滑块与所述限位板抵靠时，所述限位片位于所述光电开关感应区并遮挡所述光信号。

4.根据权利要求1所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述光学模块包括：激发光源；

发射光路，包括：依次设置的第一聚光镜、激发滤光片、第一凸透镜、第二凸透镜、二向色镜以及前聚焦镜；

其中，所述第一聚光镜用于接收激发光源发出的激发光并准直后发射至所述激发滤光片，所述激发滤光片将激发光过滤成准单色光后经第一凸透镜再次聚焦以变为平行光，所述平行光经第二凸透镜后得到准直光斑，所述准直光斑经所述二向色镜反射至前聚焦镜，并经前聚焦镜聚焦以形成所述检测光束；

接收光路；

以及探测器，接收所述接收光路传输的荧光以获得荧光信号。

5.根据权利要求4所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，

所述接收光路包括依次设置的反射镜、荧光滤光片以及后聚焦镜；

其中，所述反射镜用于接收反应池受所述检测光束激发产生并顺次经前聚焦镜、二向色镜处理后的荧光，所述反射镜反射的荧光经荧光滤光片过滤后，经后聚焦镜聚焦于所述探测器的接收窗口。

6.根据权利要求1所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述核酸扩增检测设备包括温控机构，所述温控机构具有加热面，所述温控机构与所述安装区间隔设置，以使加热面与所述安装区共同形成用于容纳所述微流控芯片的腔体，当所述微流控芯片安装于所述安装区时，所述加热面能够与所述微流控芯片背离所述反应池的一侧接触加热。

7.根据权利要求6所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述温控机构包括固定于固定架的加热单元，所述加热单元包括：

具有加热面的第一加热块，所述第一加热块背离所述加热面的一侧设有第一凹槽；

第二加热块，与所述第一加热块导热连接且互相贴合，以使所述第一凹槽与所述第一加热块形成安装腔；

以及制冷片，安装于所述安装腔内，且所述制冷片的冷端与所述第二加热块贴合且导热连接，所述制冷片的热端与所述第一加热块贴合且导热连接。

8.根据权利要求7所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，所述温控机构还包括温度传感器，所述温度传感器部分或全部设置于所述第一加热块；

可选地，所述温控机构还包括温度保护开关，所述温度保护开关部分或全部的设置于所述第一加热块，所述制冷片经所述温度保护开关电连接有电源。

9.根据权利要求1所述的核酸扩增检测设备，其特征在于，包括：处理器，以及与处理器连接的显示屏；

处理器与光学模块连接，用于接收所述荧光信号并生成实时荧光检测信号，并通过所述显示屏显示实时荧光检测信号，所述处理器与驱动机构连接，用于控制所述驱动机构沿所述第一预设方向和第二预设方向移动。

10.一种核酸扩增检测系统，其特征在于，包括微流控芯片，以及如权利要求1-9任意一项所述的核酸扩增检测设备，所述微流控芯片安装于所述固定架，所述微流控芯片的反应池沿第一预设方向和/或第二预设方向布置。