CN110804679B - 一种核酸扩增仪调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核酸扩增仪的调节方法，其包括：步骤1、向第一反应腔内注入核酸；步骤2、加热装置工作，以使所述第一反应腔内的核酸受热分裂，第一控制阀打通，以使分裂后的核酸经由导流管道进入第二反应腔；步骤3、输出物控制阀打开，以使输出物储存仓中的中间物流入所述第二反应腔中；步骤4、所述控制器控制散热装置开始工作以对所述第二反应腔进行降温；步骤5、所述第二反应腔内的加热装置开始工作，所述控制器控制第二控制阀打开，同时所述控制器还控制泵体工作，以将所述第二反应腔内的核酸输送回所述第一反应腔中；步骤6、设定所述步骤1到所述步骤5为一个循环反应，重复该循环反应20‑30次。

Description

一种核酸扩增仪调节方法

技术领域

本发明总地涉及核酸扩增仪，且更具体地涉及一种核酸扩增仪的调节方法。

背景技术

核酸扩增是一大类技术方法的总称，目前包括常规PCR、实时荧光PCR、等温核酸扩增技术等，核酸扩增在分子生物学中非常有用且在生物学、治疗学、诊断学、法医学和研究的每个方面都具有广泛的适用性。通常地，使用一种或多种引物从起始模板产生扩增子，其中扩增子相应于或互补于从其产生所述扩增子的模板。多重扩增还可使过程简化并减少费用。

现有的核酸扩增仪智能化程度不高，在核酸扩增过程中，对于引物、缓冲液和dNTP等成分的添加，均需要工作人员手动加入；同时，在核酸扩增过程中，往往需要使扩增核酸多次，每一次核酸扩增过程中对温度的控制都有要求，且这些操作都需要人工进行，费时费力，不利于生产和研究；为此，本发明提供了一种核酸扩增仪调节方法，以至少部分的解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种核酸扩增仪的调节方法，包括：

步骤1、向第一反应腔内注入核酸；

步骤2、加热装置工作，以使所述第一反应腔内的核酸受热变性，第一温度传感器组开始对所述第一反应腔中的温度进行检测，当所述第一温度传感器组第一次检测到所述第一反应腔内的温度处于85℃-95℃时，控制器开始计时，所述控制器计时5-8分钟后第一控制阀打通，以使变性后的核酸经由导流管道进入第二反应腔；

步骤3、第二液位传感器组开始对所述第二反应腔中的液位高度进行检测，当所述第二液位传感器组测得的实时液位高度符合第一液位标准值时，中间物输出装置开始工作，输出物控制阀打开，以使输出物储存仓中的中间物流入所述第二反应腔中，所述输出物储存仓中存有引物、缓冲液和dNTP；

步骤4、所述第二液位传感器组继续保持对所述第二反应腔中的液位高度进行检测，当所述第二液位传感器组测得的实时液位高度符合第二液位标准值时，所述控制器控制散热装置开始工作以对所述第二反应腔进行降温；

步骤5、第二温度传感器组开始工作，当所述第二温度传感器组第一次检测到所述第二反应腔内的温度降到50℃时，所述第二反应腔内的加热装置开始工作，所述加热装置和所述散热装置共同工作以维持所述第二反应腔内的温度为45℃-55℃；

当所述第二温度传感器组第一次检测到所述第二反应腔内的温度降到50℃时，所述控制器开始计时，计时1-3分钟后所述控制器控制第二控制阀打开，同时所述控制器还控制泵体工作，以将所述第二反应腔内的核酸输送回所述第一反应腔中；

步骤6、设定所述步骤1到所述步骤5为一个循环反应，重复该循环反应20-30次。

进一步地，所述导流管道连接所述第一反应腔和所述第二反应腔，所述第一控制阀和所述中间物输出装置均设置在所述导流管道上，所述第一反应腔和所述第二反应腔中分别设置在所述第一反应罐和所述第二反应罐中；

其中，所述第一反应腔的水平高度高于所述第二反应腔的水平高度；所述导流管道具有一定坡度的设置在所述第一反应腔和所述第二反应腔之间，以使所述第一反应腔内的溶液在重力的作用下可通过所述导流管道进入所述第二反应腔中；

所述第一反应罐和所述第二反应罐的顶部均设有通风口，所述通风口上装有所述散热装置；所述第一反应罐的底部设有连通所述第一反应腔的输入端，所述第二反应罐底部设有连通所述第二反应腔的输出端；

所述第一反应罐和所述第二反应罐内均设有加热装置，所述第一反应罐内的所述加热装置设置在由所述第一反应腔外表面和所述第一反应罐内表面围城的空隙区间内；所述第二反应罐内的所述加热装置设置在由所述第二反应腔外表面和所述第二反应罐内表面围城的空隙区间内；

所述回流管道连接所述第一反应腔和所述第二反应腔，所述第二反应腔内的物料通过所述回流管道返回所述第一反应腔；所述回流管道上设有的装置包括：泵体，第二控制阀和限流阀，在由物料从所述第二反应腔流向所述第一反应腔的方向上，所述回流管道上安装的装置的排列顺序依次为：所述第二控制阀、所述泵体、所述限流阀；

其中，所述第二控制阀设置在所述回流管道与所述第二反应腔的接口附近，用以控制所述第二反应腔与所述回流管道的通断，所述泵体用以将所述回流管道内的物料输送到所述第一反应腔中，所述限流阀用以控制所述回流管道内物料的流速。

进一步地，所述散热装置包括散热挡片和散热风机，所述散热挡片包括固定片，转动柱和转动片；

其中，所述散热挡片设置在所述散热风机下方，所述固定片和所述转动片分别与所述转动柱相连，在所述散热风机不工作时，所述固定片和所述转动片可完全遮挡住所述通风口，以防止灰尘进入所述第一反应腔和所述第二反应腔，当所述散热风机工作时，所述控制器控制所述转动柱转动，所述转动片在所述转动柱的带动下转动，进而使所述第二反应腔与所述散热风机连通，所述控制器控制所述散热风机工作以对所述第二反应腔进行降温。

进一步地，所述散热挡片上设有通气孔，以使所述第一反应罐和所述第二反应罐上的大气压强始终与外界相同。

进一步地，所述加热装置包括至少两台加热灯和灯具控制组，所述灯具控制组电连接所述加热灯，所述灯具控制组用以控制所述加热灯的加热功率，所述加热灯竖直设置在空隙区间中，且环绕在所述第一反应腔和第二反应腔周围。

进一步地，所述第一反应罐和所述第二反应罐中均设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、转轴和搅拌片，所述搅拌片设置在所述转轴上，所述电机驱动所述转轴转动，进而使所述搅拌片对所述第一反应腔和所述第二反应腔内的物料进行搅拌。

进一步地，控制系统包括控制组和被控元件，所述控制组包括所述控制器和人机交互面板，所述被控元件分别与所述控制器电连接，所述被控元件包括所述第一温度传感器组，所述第二温度传感器组，所述第一流速传感器组、所述第二流速传感器组、所述第三流速传感器组、第一液位传感器组、所述第二液位传感器组、所述灯具控制装置、所述散热风机、所述第一控制阀、所述泵体、所述第二控制阀、所述限流阀、所述转动柱和所述输出物控制阀；

其中，所述第一温度传感器组设置在所述第一反应腔内，以检测所述第一反应腔内的实时温度T1；所述第二温度传感器组设置在所述第二反应腔内，以检测所述第二反应腔内的实时温度T2；所述第一流速传感器组设置在所述导流管道上，且设置在所述中间物输出装置前端，以检测从所述第一反应腔流出的物料的实时流速V1；所述第二流速传感器组设置在所述输出控制管道上，以检测中间物的实时流速V2；所述第三流速传感器组设置在所述回流管道上，以检测从所述第二反应腔内的流出的物料的实时流速V3；所述第一液位传感器组设置在所述第一反应腔内，以检测所述第一反应腔的实时液位高度H1；所述第二液位传感器组设置在所述第二反应腔内，以检测所述第二反应腔的实时液位高度H2。

进一步地，所述控制器中储存的液位数值包括：

所述第一液位标准值H11、H12、H13，依次类推直到第20-30个标准液位值；

所述第二液位标准值H21、H22、H23，依次类推直到第20-30个标准液位值；

极限液位H0；

其中，第一液位标准值的计算方法包括：H11＝H10-Δ1，H1n＝H2(n-1)-Δ1-Δ2，Δ1为物料流经所述导流管道的损失，Δ2为物料流经所述回流管道的损失，n为大于等于2的正整数；

第二液位标准值的计算方法包括：H2n＝H1n+G，G为流入所述第二反应腔的所述中间物的液位高度，n为大于等于1的正整数。

进一步地，当所述第一液位传感器组检测出的实时液位H1或所述第二液位传感器组检测出的实时液位H2超过极限液位H0时，反应停止，所述第一反应腔和所述第二反应腔内的物料通过所述输出端离开所述核酸扩增仪。

进一步地，所述控制器还对所述导流管道、所述输出控制管道和所述回流管道的流量进行计算，流量计算公式如下：

其中，S为管道的横截面积，V为物料的实时流速，T为流过管道的时间；

将所述导流管道的横截面积S1，所述第一流速传感器组所测的实时流速V1和物料经过所述第一流速传感器组的时间T1代入流量计算公式，以计算出第一流量Q1；

将所述输出控制管道的横截面积S2，所述第二流速传感器组所测的实时流速V2和物料经过所述第二流速传感器组的时间T2代入流量计算公式，以计算出第二流量Q2；

将所述回流管道的横截面积S3，所述第三流速传感器组所测的实时流速V3和物料经过所述第三流速传感器组的时间T3代入流量计算公式，以计算出第三流量Q3；

工作人员通过检测第一流量Q1、第二流量Q2和第三流量Q3以判断所述核酸扩增仪的工作状态，检测公式包括：k(Q1+Q2)＝Q3，k为反应系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明相较于现有的扩增仪设备设有第一反应腔和第二反应腔，核酸从第一反应腔至第二反应腔，并从第二反应腔再次回到第一反应腔为一个循环，在控制器的作用下核酸可不断重复上述循环操作，在这中间，控制器通过控制中间物输出装置周期性的向第二反应腔输送引物、缓冲液和dNTP等成分，以保证扩增反应可以持续进行。

进一步地，与核酸一起在第一反应腔和第二反应腔一起循环的仅有用于分解核酸的酶，这些用于分解核酸的酶仅当第一反应腔室内提供了合适的温度时才会对核酸进行分解；中间物输出装置设置在连接第一反应罐和第二反应罐的引流管道上，每进行一个核酸扩增反应循环时，中间物输出装置就会提供本次扩增反应循环所需的物料，以保证所有的核酸的扩增都在第二反应腔中完成，进而使第一反应腔和第二反应腔都保持特定的温度，其中，第一反应腔保持核酸分解酶的最佳活性温度，第二反应腔保持核酸聚合酶的最佳活性温度。

进一步地，每个反应腔中设有的散热风机和加热装置可一起工作，以控制反应腔的的温度，提高了温控的灵敏性。

进一步地，所述控制器还对所述导流管道、所述输出控制管道和所述回流管道的流量进行计算，流量计算公式如下：

其中，S为管道的横截面积，V为物料的实时流速，T为流过管道的时间；

将所述导流管道的横截面积S1，所述第一流速传感器组所测的实时流速V1和物料经过所述第一流速传感器组的时间T1代入流量计算公式，以计算出第一流量Q1；

将所述输出控制管道的横截面积S2，所述第二流速传感器组所测的实时流速V2和物料经过所述第二流速传感器组的时间T2代入流量计算公式，以计算出第二流量Q2；

将所述回流管道的横截面积S3，所述第三流速传感器组所测的实时流速V3和物料经过所述第三流速传感器组的时间T3代入流量计算公式，以计算出第三流量Q3；

工作人员通过检测第一流量Q1、第二流量Q2和第三流量Q3以判断所述核酸扩增仪的工作状态，检测公式包括：k(Q1+Q2)＝Q3，k为反应系数。

进一步地，本发明还可以设有控制面板，控制面板和控制器上均可设置信号收发装置，以使控制面板和控制器接入局域网或者互联网，控制面板通过互联网通信即可远端控制控制器的工作。

进一步地，本发明所述的加热装置包括多台加热灯，这些加热灯的工作模式包括全部工作模式和部分工作模式，提高了扩增仪的实用性。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为本发明所述的核酸扩增仪的主视结构示意图；

图2为本发明所述的核酸扩增仪的俯视结构示意图；

图3为图1中所述的加热装置的结构示意图；

图4为图1中所述的搅拌装置的结构示意图；

图5为图1中所述的散热挡片的结构示意图；

图6为图5的主视结构示意图；

图7为本发明所述的控制系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：第一反应罐 2：第二反应罐

3：导流管道 4：第一控制阀

5：中间物输出装置 6：回流管道

7：泵体 8：第二控制阀

9：限流阀 10：控制器

11：第一反应腔 12：输入端

13：散热装置

141：转轴 142：搅拌片

143：电机 131：散热挡片

132：散热风机 1311：固定片

1312：转动柱 1313：转动片

1511：第一加热灯 1512：第二加热灯

1513：第三加灯 1514：第四加热灯

1511’：第五加热灯 1512’：第六加热灯

1513’：第七加热灯 1514’：第八加热灯

152：灯具控制装置 21：第二反应腔

22：输出端 51：输出物储存仓

52：输出物控制阀 53：输出控制管道

101：第一温度传感器组 102：第二温度传感器组

103：第一流速传感器组 104：第二流速传感器组

105：第三流速传感器组 106：第一液位传感器组

107：第二液位传感器组

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参阅图1和图2所示，其为本发明所述的核酸扩增仪，其包括第一反应罐1，第二反应罐2，导流管道3，第一控制阀4，中间物输出装置5；导流管道3连接第一反应罐1和第二反应罐2，第一控制阀4和中间物输出装置5均设置在导流管道3上；其中，第一反应罐1和第二反应罐2中分别设有第一反应腔11和第二反应腔21，第一反应腔11和第二反应腔12之间通过导流管道3连通，且第一反应腔11的水平高度高于第二反应腔12的水平高度，即导流管道3具有一定坡度的设置在第一反应腔11和第二反应腔21之间，以使第一反应腔11内的溶液仅在重力的作用下可通过导流管道3进入第二反应腔21中。第一反应罐1顶部设有通风口，通风口上装有散热装置13；第一反应罐1和第二反应罐2内均设有加热装置15，第一反应罐1内的加热装置15设置在由第一反应腔11外表面和第一反应罐1内表面围城的空隙区间内；第二反应罐2内的加热装置15设置在由第二反应腔21外表面和第二反应罐2内表面围城的空隙区间内；回流管道6连接第一反应罐1和第二反应罐2，第二反应腔21内的物料可通过回流管道6返回第一反应腔11；在回流管道6上设有泵体7，第二控制阀8和限流阀9，在由物料从所述第二反应罐流向所述第一反应罐的方向上，回流管道6上安装的装置排列顺序依次为：第二控制阀8、泵体7、限流阀9；其中，第二控制阀8设置在回流管道6与第二反应腔21的接口附近，用以控制第二反应腔21与回流管道6的通断，泵体7用以将回流管道6内的物料输送到第一反应腔11中，限流阀9用以控制回流管道6内物料的流速。

具体而言，中间物输出装置5包括输出物储存仓51、输出控制阀52和输出控制管道53；输出物储存仓51通过输出控制管道53与导流管道3连通，输出控制阀52设置在输出控制管道53上。

在本发明的一些实施例中，第一反应罐1的底部设有延伸到第一反应腔11中部的搅拌装置；第二反应罐2中设置的散热装置和搅拌装置与第一反应罐1的类似，故本发明在下文中仅对第一反应罐1中的散热装置13和搅拌装置加以详细说明。第一反应罐1的底部设有连通第一反应腔11的输入端12，第二反应罐2底部设有连通第二反应腔21的输出端22。搅拌装置包括电机143、转轴141和搅拌片142，搅拌片142设置在转轴141上，电机143驱动转轴141转动，进而使搅拌片142对第一反应腔11内的物料进行搅拌。

结合图4所示，在本发明的一些实施例中，第一反应罐中还可以设有可驱动第一反应腔11旋转的电机143’，电机143’与反应腔11通过转轴141’相连，电机143’驱动转轴141’旋转以达到对第一反应腔11的搅拌效果。

结合图3所示，加热装置15包括多台加热灯，这些加热灯竖直设置在第一反应罐1中，且呈环状分布在第一反应腔11周围；在本发明所述的实施例中，加热装置15包括第一加热灯1511、第二加热灯1512、第三加灯1513、第四加热灯1514、第五加热灯1511’、第六加热灯1512’、第七加热灯1513’、第八加热灯1514’和灯具控制装置152；在本发明的一些实施例中加热装置15有两种工作方式：(1)灯具控制装置152控制第一加热灯1511、第三加灯1513、第五加热灯1511’和第七加热灯1513’工作，其余加热灯不工作。(2)灯具控制装置152控制全部加热灯工作。显而易见，本发明中加热装置15的不同工作模式旨使加热效率不同，本领域所述技术人员可以理解的是，本发明所述每台的加热灯的加热功率都是可以调节的，在所有的加热灯加热功率一致的前提下，上述工作方式(2)的加热效率明显大于工作方式(1)的加热效率。安装在第二反应罐2中的加热装置15与第一反应罐1中的加热装置相同，本发明在此不做过多赘述。

结合图5和图6所示，散热装置13包括散热挡片131和散热风机132，散热挡片131包括固定片1311，转动柱1312和转动片1313；散热挡片131设置在散热风机132下方，固定片1311和转动片1313分别与转动柱1312相连上，其中在散热风机132不工作时，固定片1311和转动片1313可完全遮挡住通风口，防止灰尘进入第一反应腔11，当散热风机132工作时，转动片1313在转动柱1312的带动下转动，进而使第一反应腔11与散热风机132连通。

具体而言，固定片1311一端与转动柱1312相连，另一端固定在第一反应腔11的内壁上，转动片1313与部分可转动的转动柱1312’连接，当收到转动指令时，转动片1313在转动柱1312’的带动下转动。

在本发明的一些实施例中，本发明在散热挡片131上还设有通气孔，以保证第一反应罐1和第二反应罐2上的大气压强始终与外界相同。

结合图7所示，本发明设有控制系统，用以解决现有的核酸扩增过程中手段繁琐，核酸扩增效率低，智能化程度低的问题。控制系统包括控制组和被控元件。其中，控制组包括控制器10和控制面板(图中未示出)，控制器10和控制面板可以设置在本发明所述的核酸扩增仪上，也可以设置在其它利于工作人员控制的地方，控制器10电连接控制面板。在本发明的一些实施例中，控制面板和控制器10上还可以设有信号收发装置，以使控制面板和控制器10接入局域网或者互联网。控制器10可设置在核酸扩增仪上，控制面板通过互联网通信即可远程控制控制器10的工作。被控元件分别与控制器10电连接，被控元件包括第一温度传感器组101，第二温度传感器组102，第一流速传感器组103、第二流速传感器组104、第三流速传感器组105、第一液位传感器组106、第二液位传感器组107、灯具控制装置152、散热风机132、第一控制阀4、泵体7、第二控制阀8、限流阀9、转动柱1312、电动机143和输出物控制阀52。

具体而言，第一温度传感器组101设置在第一反应腔11内，以检测第一反应腔11内的实时温度T1；第二温度传感器组102设置在第二反应腔内，以检测第二反应腔21内的实时温度T2；第一流速传感器组103设置在导流管道3上，且设置在中间物输出装置5前端，以检测从第一反应腔11流出的物料的实时流速V1；第二流速传感器组设置104在输出控制管道53上，以检测中间物的实时流速V2；第三流速传感器组105设置在回流管道6上，以检测从第二反应腔21内的流出的物料的实时流速V3；第一液位传感器组106设置在第一反应腔11内，以检测第一反应腔11的实时液位高度H1；第二液位传感器组107设置在第二反应腔21内，以检测第二反应腔21的实时液位高度H2。本发明中所述的传感器组可以是一个传感器，也可以包括多个同样的传感器，这些传感器按一定的阵列分布，传感器组得出的数值为这些传感器所测出数值的平均值。

继续参阅图1、图2和图7所示，本发明提供了一种核酸扩增仪的调节方法，该方法包括：

步骤1、向第一反应腔11内注入核酸；

步骤2、加热装置工作，以使第一反应腔11内的核酸受热变性，第一温度传感器组开始对第一反应腔11中的温度进行检测，当第一温度传感器组101第一次检测到第一反应腔11内的温度处于85℃-95℃时，控制器10开始计时，控制器10计时5-8分钟后第一控制阀4打通，以使变性后的核酸经由导流管道3进入第二反应腔21；

步骤3、第二液位传感器组107开始对所述第二反应腔中的液位高度进行检测，当第二液位传感器组107测得的实时液位高度H2符合第一液位标准值时，中间物输出装置5开始工作，输出物控制阀52打开，以使输出物储存仓51中的中间物流入第二反应腔21中，输出物储存仓51中存有引物、缓冲液和dNTP；

步骤4、第二液位传感器组107继续保持对第二反应腔21中的液位高度进行检测，当第二液位传感器组107测得的实时液位高度H2符合第二液位标准值时，控制器10控制散热装置开始工作以对第二反应腔21进行降温；

步骤5、第二温度传感器组101开始工作，当第二温度传感器组101第一次检测到第二反应腔21内的温度降到50℃时，第二反应腔21内的加热装置开始工作，加热装置和散热装置13共同工作以维持第二反应腔21内的温度为45℃-55℃；

当第二温度传感器组102第一次检测到第二反应腔21内的温度降到50℃时，控制器10开始计时，计时1-3分钟后控制器10控制第二控制阀8打开，同时控制器10还控制泵体7工作，以将第二反应腔21内的核酸输送回第一反应腔11中；

步骤6、设定所述步骤1到所述步骤5为一个循环反应，重复该循环反应20-30次。进一步地，所述控制器中储存的液位数值包括：

具体而言，控制器10中储存的液位数值包括：

第一液位标准值H11、H12、H13，依次类推直到第20-30个标准液位值；

第二液位标准值H21、H22、H23，依次类推直到第20-30个标准液位值；

极限液位H0；

其中，第一液位标准值的计算方法包括：H11＝H10-Δ1，H1n＝H2(n-1)-Δ1-Δ2，Δ1为物料流经导流管道3的损失，Δ2为物料流经回流管道6的损失，n为大于等于2的正整数；

第二液位标准值的计算方法包括：H2n＝H1n+G，G为流入第二反应腔21的中间物的液位高度，n为大于等于1的正整数。

当第一液位传感器106检测出的实时液位H1或第二液位传感器107检测出的实时液位H2超过极限液位H0时，反应停止，第一反应腔11和第二反应腔21内的物料通过输出端22离开所述核酸扩增仪。

进一步地，控制器10还对导流管道3、输出控制管道53和回流管道6的流量进行计算，流量计算公式如下：

其中，S为管道的横截面积，V为物料的实时流速，T为流过管道的时间；

将导流管道3的横截面积S1，第一流速传感器组103所测的实时流速V1和物料经过第一流速传感器组103的时间T1代入流量计算公式，以计算出第一流量Q1；

将输出控制管道53的横截面积S2，第二流速传感器组104所测的实时流速V2和物料经过第二流速传感器组104的时间T2代入流量计算公式，以计算出第二流量Q2；

将回流管道6的横截面积S3，第三流速传感器组105所测的实时流速V3和物料经过第三流速传感器组105的时间T3代入流量计算公式，以计算出第三流量Q3；

工作人员通过检测第一流量Q1、第二流量Q2和第三流量Q3以判断所述核酸扩增仪的工作状态，检测公式包括：k(Q1+Q2)＝Q3，k为反应系数。

具体而言，第一反应腔11内还可存有未分裂的核酸和用于将核酸解离成单链的酶。在本发明的一些实施例中，第一反应腔11内存有三磷酸脱氧核苷酸，用于使核酸解离成单链，在第一反应腔室内存有足量的三磷酸脱氧核苷酸，以保证这些核苷酸足以使核酸分裂20至30次。

具体而言，当中间物输出装置5开始工作时；控制器10控制输出物控制阀52打开，以使输出物储存仓51中的中间物流入第二反应腔21中；输出物储存仓51中存有引物、缓冲液和dNTP；在本发明的一些实施例中，引物主要是TaqDNA聚合酶酶，缓冲液包括KCI，Mg²⁺，明胶，非离子去污剂等成分，dNTP包括：dATP、dTTP、dGTP和dCTP。

具体而言，输出物储存仓51中每次进入第二反应腔21中的中间物是由第一液位标准值决定的，控制器10根据第一液位标准值H11、H12、H13，依次类推直到第20-30个标准液位值的数值计算出流入第二反应腔21的中间物的具体量，进而计算出相应的中间物液位高度G。

在本发明的一些实施例中，为了提升引物的工作效果，还提供了一种第二反应腔21的温度控制方式，该方式包括：在散热风机132和加热装置的共同作用下，进行降升温控制，每次降低1℃，直至降到45℃后散热风机132停止工作；温度逐渐回升后再重复进行降升温控制操作2-3遍。

具体而言，当第二温度传感器组102第一次测得的实时温度T2为55℃时，控制器10控制散热风机132工作，当散热风机132把第二反应腔21内的实时温度降至54℃时，散热风机132停止工作5-10秒钟，再继续工作，如此循环直至第二反应腔21内的实时温度T2降至45℃时，散热风机132彻底停止工作，控制器10控制加热装置进行升温操作。当第二温度传感器组102测得的实时温度T2为55℃时，停止升温，此时再次启动散热风机132继续上述降温操作；散热风机132和加热装置执行上述操作2-3个循环，进而提升引物的工作效果。

在本发明的一些实施例中，混合物中还包括TaqDNA聚合酶的单克隆抗体，当第二反应腔21内的温度上升到将此抗体变性灭活前，抗体中和TaqDNA聚合酶活性，待温度上升到足够高时，抗体失活，扩增反应开始。

在本发明的一些实施例中，输入端12和输出端22上也设有控制阀门，且输入端12可与核酸原料罐相连，输出端22与核酸生成罐相连，且此时系统的控制器10和控制面板均接入互联网，工作人员只需提前将核酸原料放入核酸原料罐内储藏，即可随时随地控制整个核酸扩增的过程。

本领域所属技术人员可以理解的是，这里的控制面板既可以是工业上用于人机交互的控制面板，也可以是手机，电脑，平板电脑等其它电子设备。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，包括：

步骤1、向第一反应腔内注入核酸；

步骤2、加热装置工作，以使所述第一反应腔内的核酸受热变性，第一温度传感器组开始对所述第一反应腔中的温度进行检测，当所述第一温度传感器组第一次检测到所述第一反应腔内的温度处于85℃-95℃时，控制器开始计时，所述控制器计时5-8分钟后第一控制阀打通，以使变性后的核酸经由导流管道进入第二反应腔；

步骤3、第二液位传感器组开始对所述第二反应腔中的液位高度进行检测，当所述第二液位传感器组测得的实时液位高度符合第一液位标准值时，中间物输出装置开始工作，输出物控制阀打开，以使输出物储存仓中的中间物流入所述第二反应腔中，所述输出物储存仓中存有引物、缓冲液和dNTP；

步骤4、所述第二液位传感器组继续保持对所述第二反应腔中的液位高度进行检测，当所述第二液位传感器组测得的实时液位高度符合第二液位标准值时，所述控制器控制散热装置开始工作以对所述第二反应腔进行降温；

步骤5、第二温度传感器组开始工作，当所述第二温度传感器组第一次检测到所述第二反应腔内的温度降到50℃时，所述第二反应腔内的加热装置开始工作，所述加热装置和所述散热装置共同工作以维持所述第二反应腔内的温度为45℃-55℃；

当所述第二温度传感器组第一次检测到所述第二反应腔内的温度降到50℃时，所述控制器开始计时，计时1-3分钟后所述控制器控制第二控制阀打开，同时所述控制器还控制泵体工作，以将所述第二反应腔内的核酸输送回所述第一反应腔中；

步骤6、设定所述步骤1到所述步骤5为一个循环反应，重复该循环反应20-30次。

2.根据权利要求1所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述导流管道连接所述第一反应腔和所述第二反应腔，所述第一控制阀和所述中间物输出装置均设置在所述导流管道上，所述第一反应腔和所述第二反应腔分别设置在第一反应罐和第二反应罐中；

其中，所述第一反应腔的水平高度高于所述第二反应腔的水平高度；所述导流管道具有一定坡度的设置在所述第一反应腔和所述第二反应腔之间，以使所述第一反应腔内的溶液在重力的作用下可通过所述导流管道进入所述第二反应腔中；

所述第一反应罐和所述第二反应罐的顶部均设有通风口，所述通风口上装有所述散热装置；所述第一反应罐的底部设有连通所述第一反应腔的输入端，所述第二反应罐底部设有连通所述第二反应腔的输出端；

所述第一反应罐和所述第二反应罐内均设有加热装置，所述第一反应罐内的所述加热装置设置在由所述第一反应腔外表面和所述第一反应罐内表面围成的空隙区间内；所述第二反应罐内的所述加热装置设置在由所述第二反应腔外表面和所述第二反应罐内表面围成的空隙区间内；

回流管道连接所述第一反应腔和所述第二反应腔，所述第二反应腔内的物料通过所述回流管道返回所述第一反应腔；所述回流管道上设有的装置包括：泵体，第二控制阀和限流阀，在由物料从所述第二反应腔流向所述第一反应腔的方向上，所述回流管道上安装的装置的排列顺序依次为：所述第二控制阀、所述泵体、所述限流阀；

其中，所述第二控制阀设置在所述回流管道与所述第二反应腔的接口附近，用以控制所述第二反应腔与所述回流管道的通断，所述泵体用以将所述回流管道内的物料输送到所述第一反应腔中，所述限流阀用以控制所述回流管道内物料的流速。

3.根据权利要求2所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述散热装置包括散热挡片和散热风机，所述散热挡片包括固定片，转动柱和转动片；

其中，所述散热挡片设置在所述散热风机下方，所述固定片和所述转动片分别与所述转动柱相连，在所述散热风机不工作时，所述固定片和所述转动片可完全遮挡住所述通风口，以防止灰尘进入所述第一反应腔和所述第二反应腔，当所述散热风机工作时，所述控制器控制所述转动柱转动，所述转动片在所述转动柱的带动下转动，以使所述第二反应腔与所述散热风机连通，所述控制器控制所述散热风机工作以对所述第二反应腔进行降温。

4.根据权利要求3所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述散热挡片上设有通气孔，以使所述第一反应罐和所述第二反应罐上的大气压强始终与外界相同。

5.根据权利要求2所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述加热装置包括至少两台加热灯和灯具控制组，所述灯具控制组电连接所述加热灯，所述灯具控制组用以控制所述加热灯的加热功率，所述加热灯竖直设置在空隙区间中，且环绕在所述第一反应腔和第二反应腔周围。

6.根据权利要求2所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述第一反应罐和所述第二反应罐中均设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、转轴和搅拌片，所述搅拌片设置在所述转轴上，所述电机驱动所述转轴转动，以使所述搅拌片对所述第一反应腔和所述第二反应腔内的物料进行搅拌。

7.根据权利要求3或5所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述核酸扩增仪的控制系统包括控制组和被控元件，所述控制组包括所述控制器和人机交互面板，所述被控元件分别与所述控制器电连接，所述被控元件包括所述第一温度传感器组，所述第二温度传感器组，第一流速传感器组、第二流速传感器组、第三流速传感器组、第一液位传感器、所述第二液位传感器组、灯具控制装置、散热风机、所述第一控制阀、所述泵体、所述第二控制阀、所述限流阀、转动柱和所述输出物控制阀；

其中，所述第一温度传感器组设置在所述第一反应腔内，以检测所述第一反应腔内的实时温度T1；所述第二温度传感器组设置在所述第二反应腔内，以检测所述第二反应腔内的实时温度T2；所述第一流速传感器组设置在所述导流管道上，且设置在所述中间物输出装置前端，以检测从所述第一反应腔流出的物料的实时流速V1；所述第二流速传感器组设置在所述输出控制管道上，以检测中间物的实时流速V2；所述第三流速传感器组设置在所述回流管道上，以检测从所述第二反应腔内的流出的物料的实时流速V3；所述第一液位传感器组设置在所述第一反应腔内，以检测所述第一反应腔的实时液位高度H1；所述第二液位传感器组设置在所述第二反应腔内，以检测所述第二反应腔的实时液位高度H2。

8.根据权利要求7所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述控制器中储存的液位数值包括：

所述第一液位标准值H11、H12、H13，依次类推直到第20-30个标准液位值；

所述第二液位标准值H21、H22、H23，依次类推直到第20-30个标准液位值；

极限液位H0；

其中，第一液位标准值的计算方法包括：H11＝H10-Δ1，H1n＝H2(n-1)-Δ1-Δ2，Δ1为物料流经所述导流管道的损失，Δ2为物料流经所述回流管道的损失，n为大于等于2的正整数；

第二液位标准值的计算方法包括：H2n＝H1n+G，G为流入所述第二反应腔的所述中间物的液位高度，n为大于等于1的正整数。

9.根据权利要求8所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，当所述第一液位传感器组检测出的实时液位H1或所述第二液位传感器组检测出的实时液位H2超过极限液位H0时，反应停止，所述第一反应腔和所述第二反应腔内的物料通过所述输出端离开所述核酸扩增仪。

10.根据权利要求7所述的核酸扩增仪的调节方法，其特征在于，所述控制器还对所述导流管道、所述输出控制管道和所述回流管道的流量进行计算，流量计算公式如下：

其中，S为管道的横截面积，V为物料的实时流速，T为流过管道的时间；

将所述导流管道的横截面积S1，所述第一流速传感器组所测的实时流速V1和物料经过所述第一流速传感器组的时间T1代入流量计算公式，以计算出第一流量Q1；

将所述输出控制管道的横截面积S2，所述第二流速传感器组所测的实时流速V2和物料经过所述第二流速传感器组的时间T2代入流量计算公式，以计算出第二流量Q2；

将所述回流管道的横截面积S3，所述第三流速传感器组所测的实时流速V3和物料经过所述第三流速传感器组的时间T3代入流量计算公式，以计算出第三流量Q3；

工作人员通过检测第一流量Q1、第二流量Q2和第三流量Q3以判断所述核酸扩增仪的工作状态，检测公式包括：k(Q1+Q2)＝Q3，k为反应系数。

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