CN114134037B - Pcr扩增温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PCR扩增温度控制装置，包括温控组件，所述温控组件包括导热块，所述导热块上构造有用于放置细锥管的锥度孔，所述导热块的相对的第一侧与第二侧分别各设置一个加热制冷元件，所述加热制冷元件能够在控制电路板的控制下对所述导热块的所述第一侧及第二侧加热或者制冷。本发明，与现有技术中的温控组件相较，能够同时对细锥管的相对两侧同时加热或者制冷，从而提高温度升降速率，快速稳定的到达设定的目标温度，提高PCR扩增工作效率。
Description
技术领域
本发明属于PCR检测技术领域，具体涉及一种PCR扩增温度控制装置。
背景技术
PCR扩增技术是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温(经常是60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72℃左右)，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。所以，基于PCR扩增技术制造的仪器，都少不了温度控制系统。在PCR扩增中，需要温度控制系统控制温度在高温与低温之间频繁进行转换，因此对于温度的升降速率的要求很高。目前用于该领域的温度控制系统，由于采用从EP管底部加热的方式，EP管一般是锥形的，下小上大，所以受热面积有限，为了提升温度的升降速率，就需要提高加热制冷元件的功率，增加了设备的能耗和体积，对于多通道的温度控制系统，目前都采用整体式的，多个通道温度同步变化，要想使多个通道温度达到一致，这无疑给装置制造调试增加了难度，而且多个通道同时开始，同时结束，不够灵活，不能做到样本随到随时开始。
近几年随着科学技术的发展医疗器械等领域对仪器设备的速度、大小都有了更高的要求，从而也促使体外诊断设备进一步向小型化和快速化方向发展。而在DNA检测领域，PCR扩增是其中重要的一个环节，而温度控制系统是PCR扩增的核心部件，要想提高相关仪器设备的检测速度，缩小仪器设备的体积，同时增加其检测灵活性，开发一种快速温度控制系统是必然的。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种PCR扩增温度控制装置，能够同时对细锥管的相对两侧同时加热或者制冷，从而提高温度升降速率，快速稳定的到达设定的目标温度，提高PCR扩增工作效。
为了解决上述问题，本发明提供一种PCR扩增温度控制装置，包括温控组件，所述温控组件包括导热块，所述导热块上构造有用于放置细锥管的锥度孔，所述导热块的相对的第一侧与第二侧分别各设置一个加热制冷元件，所述加热制冷元件能够在控制电路板的控制下对所述导热块的所述第一侧及第二侧加热或者制冷。
在一些实施方式中，所述导热块具有相对的第三侧与第四侧，所述第三侧和/或所述第四侧具有朝向所述锥度孔一侧凹进的第一凹槽。
在一些实施方式中，所述第三侧的外侧以及所述第四侧的外侧分别设有侧板，所述导热块与所述侧板之间通过凹凸结构形成定位以使两个所述侧板对所述导热块形成夹持。
在一些实施方式中，两个所述加热制冷元件的外侧分别对应设有第一夹板、第二夹板，所述第一夹板、第二夹板通过螺纹连接件将所述导热块、两个侧板连接为一个整体。
在一些实施方式中，所述导热块上还构造有第二凹槽，第一温度检测元件装设于所述第二凹槽中；和/或，所述控制电路板上具有温度熔断器。
在一些实施方式中，所述PCR扩增温度控制装置还包括散热片，所述散热片上具有安装槽，所述温控组件设于所述安装槽内且所述第一夹板与所述第二夹板与所述安装槽的槽壁接触。
在一些实施方式中，所述温控组件具有多个，多个所述温控组件可拆卸地连接于所述安装槽内；和/或，邻近所述散热片还设有风扇。
在一些实施方式中，所述散热片包括相互镜像的第一散热片及第二散热片，其中所述第一散热片上构造有第三凹槽，所述第二散热片上构造有第四凹槽，所述第三凹槽与所述第四凹槽相对组装后形成所述安装槽。
在一些实施方式中，所述第一散热片远离所述第二散热片的一侧具有第一散热齿片，和/或，所述第二散热片远离所述第一散热片的一侧具有第二散热齿片。
在一些实施方式中，所述第一散热片、第二散热片中的一个上构造有第五凹槽，第二温度检测元件装设于所述第五凹槽内。
本发明提供的一种PCR扩增温度控制装置，与现有技术中的温控组件相较，能够同时对细锥管的相对两侧同时加热或者制冷，从而提高温度升降速率，快速稳定的到达设定的目标温度，提高PCR扩增工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例的PCR扩增温度控制装置的立体结构示意图；
图2为图1中的PCR扩增温度控制装置在一视角下的拆解结构示意图；
图3为图1中的PCR扩增温度控制装置在另一视角下的拆解结构示意；
图4为图1中的温控组件的立体结构示意图；
图5为图4中的温控组件在一视角下的拆解结构示意图；
图6为图4中的温控组件在另一视角下的拆解结构示意图；
图7为图6中的导热块的立体结构示意图；
图8为图6中的侧板的立体结构示意图；
图9为细锥管与导热块装配后的内部结构示意图。
附图标记表示为：
1、温控组件；11、控制电路板；111、温度熔断器；112、接头；12、第一夹板；13、第二夹板；14、侧板；141、第六凹槽；142、第一连接孔；15、加热制冷元件；16、导热块；161、第一凸起；162、第二凹槽；163、锥度孔；164、第一凹槽；17、螺纹连接件；18、第一温度检测元件；2、第一散热片；21、第二连接孔；22、第三凹槽；23、第一散热齿片；3、第二散热片；31、第五凹槽；32、第四凹槽；33、第二散热齿片；4、风扇；5、第二温度检测元件；6、细锥管。
具体实施方式
结合参见图1及图9所示，根据本发明的实施例，提供一种PCR扩增温度控制装置，包括温控组件1，所述温控组件1包括导热块16，所述导热块16上构造有用于放置细锥管6的锥度孔163，所述导热块16的相对的第一侧与第二侧分别各设置一个加热制冷元件15，所述加热制冷元件15能够在控制电路板11的控制下对所述导热块16的所述第一侧及第二侧加热或者制冷。该技术方案中，与现有技术中的温控组件相较，能够同时对细锥管6的相对两侧同时加热或者制冷，从而提高温度升降速率，快速稳定的到达设定的目标温度，提高PCR扩增工作效率。
在一些实施方式中，所述导热块16具有相对的第三侧与第四侧，所述第三侧和/或所述第四侧具有朝向所述锥度孔163一侧凹进的第一凹槽164。通过在所述导热块16的第三侧及第四侧设置所述第一凹槽164的方式进而掏空所述导热块16的实体结构，减小所述导热块16的质量和热惯性，使其温度可以更快的升降和快速的稳定。需要说明的是，所述锥度孔163的锥度与所述细锥管6的锥度相匹配，以使两者之间紧密贴合，进而使细锥管6的受热更加均匀。
在一些实施方式中，所述第三侧的外侧以及所述第四侧的外侧分别设有侧板14，所述导热块16与所述侧板14之间通过凹凸结构形成定位以使两个所述侧板14对所述导热块16形成夹持，具体的，所述凹凸结构例如包括设置在所述导热块16的第三侧及第四侧的第一凸起161及设置于所述侧板14上的第六凹槽141。相适应的，两个所述加热制冷元件15的外侧分别对应设有第一夹板12、第二夹板13，所述第一夹板12、第二夹板13通过螺纹连接件17将所述导热块16、两个侧板14连接为一个整体，通过这种拼装的方式能够保证所述加热制冷元件15与所述导热块16的两个侧面紧密贴合，进而保证较高的导热效率。
进一步的，为了使所述加热制冷元件15与所述导热块16、所述第一夹板12和所述第二夹板13表面充分接触，所述加热制冷元件15表面贴有导热薄膜或涂抹导热物质。具体的，导热薄膜为铜箔，铝箔、锡箔等中的一种，导热物质为导热硅脂、导热硅胶中的一种。
在一些实施方式中，所述导热块16上还构造有第二凹槽162，第一温度检测元件18装设于所述第二凹槽162中，用于实时检测所述导热块16的温度变化，所述加热制冷元件15和所示第一温度检测元件18的引线连接于所述控制电路板11，由所述控制电路板11上的接头112引出连接于外部电路。本实例中，将所述控制电路板11与所述温控组件1结合为一整体，通过插拔接头112将引线引出，很好的实现了模块化，极大的方便了所述温控组件1的更换和后期维修。
所述侧板14的上表面构造有第一连接孔142，可将所述的控制电路板11固定在所述侧板14的上方，所述的控制电路板11上连接有一温度熔断器111，所述温度熔断器111紧贴所述第一夹板12外表面，所述温度熔断器111用于保护所述温控组件1，当所述温控组件1的温度超过所述温度熔断器111的上限温度时，所述温度熔断器111内部会断开，切断对加热制冷元件15的供电。
在一些实施方式中，所述PCR扩增温度控制装置还包括散热片，所述散热片上具有安装槽，所述温控组件1设于所述安装槽内且所述第一夹板12与所述第二夹板13与所述安装槽的槽壁接触，能够满足所述加热制冷元件15的热交换需求，提升调温速率。邻近所述散热片还设有风扇4，具体的，所述风扇4通过一定的方式安置于所述第一散热片2和所述第二散热片3的两端，用于调控所述第一散热片2和所述第二散热片3的温度，可以理解的，也可以在所述第一散热片2和所述第二散热片3周边的任何位置放置多个所述风扇4。
在一些实施方式中，所述温控组件1具有多个，多个所述温控组件1可拆卸地连接于所述安装槽内，从而能够根据项目的需要对温控组件1的采用个数进行增减，而各个所述温控组件1的温控相互独立，互不影响，整个结构紧凑，使PCR扩增温控做到样本随到随时开始，操作更加灵活。
在一些实施方式中，所述散热片包括相互镜像的第一散热片2及第二散热片3，其中所述第一散热片2上构造有第三凹槽22，所述第二散热片3上构造有第四凹槽32，所述第三凹槽22与所述第四凹槽32相对组装后形成所述安装槽，所述第一散热片2与所述第二散热片3相对结合通过螺钉固定。优选地，在所述第一散热片2的第三凹槽22的一表面构造有多个第二连接孔21，多个所述温控组件1通过所述的第二连接孔21固定在所述第三凹槽22中。
在一些实施方式中，所述第一散热片2远离所述第二散热片3的一侧具有第一散热齿片23，和/或，所述第二散热片3远离所述第一散热片2的一侧具有第二散热齿片33，以增大所述第一散热片2和所述第二散热片3与外部空气的接触面积，提高换热效率。在一些实施方式中，所述第一散热片2、第二散热片3中的一个上构造有第五凹槽31，所述第二温度检测元件5装设于所述第五凹槽31内，用于实时监控所述第一散热片2和所述第二散热片3的温度。可以理解的，也可以在所述第一散热片2的任何位置构造槽孔，用于安置所述的第二温度检测元件5。
具体的，当所述加热制冷元件15通电时，所述加热制冷元件15的两个表面，一面表现为高温，一面表现为低温，当调换所述加热制冷元件15的供电极性，所述加热制冷元件15的两个表面温度表现也调换，原先表现为高温的表面现在表现为低温，原先表现为低温的表面现在表现为高温。当所述细锥管6需要升温时，给所述加热制冷元件15通电，使其与所述导热块16紧贴的表面表现为热面，热量通过所述导热块16传导给所述细锥管6，使其温度迅速升高。当所述细锥管6需要降温时，给所述加热制冷元件15通电，使其与所述导热块16紧贴的表面表现为冷面，与所述第一夹板12和所述第二夹板13紧贴的表面表现为热面，热量通过所述第一夹板12、第二夹板13、第一散热片2和第二散热片3将热量传导到外界空气中，所述风扇4可以加快热量传导，使所述加热制冷元件15的热面温度降低，同时所述加热制冷元件15的冷面的温度会变得更低，通过所述导热块16，快速降低所述细锥管6的温度。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PCR扩增温度控制装置，其特征在于，包括温控组件(1)，所述温控组件(1)包括导热块(16)，所述导热块(16)上构造有用于放置细锥管(6)的锥度孔(163)，所述导热块(16)的相对的第一侧与第二侧分别各设置一个加热制冷元件(15)，所述加热制冷元件(15)能够在控制电路板(11)的控制下对所述导热块(16)的所述第一侧及第二侧加热或者制冷，所述导热块(16)的所述锥度孔(163)的数量为一个。
2.根据权利要求1所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述导热块(16)具有相对的第三侧与第四侧，所述第三侧和/或所述第四侧具有朝向所述锥度孔(163)一侧凹进的第一凹槽(164)。
3.根据权利要求2所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述第三侧的外侧以及所述第四侧的外侧分别设有侧板(14)，所述导热块(16)与所述侧板之间通过凹凸结构形成定位以使两个所述侧板(14)对所述导热块(16)形成夹持。
4.根据权利要求3所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，两个所述加热制冷元件(15)的外侧分别对应设有第一夹板(12)、第二夹板(13)，所述第一夹板(12)、第二夹板(13)通过螺纹连接件(17)将所述导热块(16)、两个侧板(14)连接为一个整体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述导热块(16)上还构造有第二凹槽(162)，第一温度检测元件(18)装设于所述第二凹槽(162)中；和/或，所述控制电路板(11)上具有温度熔断器(111)。
6.根据权利要求4所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，还包括散热片，所述散热片上具有安装槽，所述温控组件(1)设于所述安装槽内且所述第一夹板(12)与所述第二夹板(13)与所述安装槽的槽壁接触。
7.根据权利要求6所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述温控组件(1)具有多个，多个所述温控组件(1)可拆卸地连接于所述安装槽内；和/或，邻近所述散热片还设有风扇(4)。
8.根据权利要求6所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述散热片包括相互镜像的第一散热片(2)及第二散热片(3)，其中所述第一散热片(2)上构造有第三凹槽(22)，所述第二散热片(3)上构造有第四凹槽(32)，所述第三凹槽(22)与所述第四凹槽(32)相对组装后形成所述安装槽。
9.根据权利要求8所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述第一散热片(2)远离所述第二散热片(3)的一侧具有第一散热齿片(23)，和/或，所述第二散热片(3)远离所述第一散热片(2)的一侧具有第二散热齿片(33)。
10.根据权利要求8所述的PCR扩增温度控制装置，其特征在于，所述第一散热片(2)、第二散热片(3)中的一个上构造有第五凹槽(31)，第二温度检测元件(5)装设于所述第五凹槽(31)内。
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