CN115074236B - 用于pcr仪的温控装置、扩增设备和pcr仪 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于PCR仪的温控装置、扩增设备和PCR仪。温控装置包括：温控组件，包括用于容纳待测样本的多个反应腔，并且适于以可控的方式对待测样本的温度进行调节；以及相变储热组件，热耦合至温控组件，并且包括：散热体，由导热材料制成，并且具有介质腔以及与温控组件热接触的接触表面，介质腔容纳有相变材料，相变材料适于在预定温度下在液态和固态之间或者液态和气态之间转变；多个热管，布置在散热体中，并且位于介质腔和接触表面之间；散热翅片，布置在散热体上远离温控组件的一侧；以及风扇，耦合至散热风道的端壁并与进风口对齐，以使空气在散热翅片中沿预定方向流动。该温控装置能够提高温度均匀性的同时提高散热效率。

Description

用于PCR仪的温控装置、扩增设备和PCR仪

技术领域

本申请的示例实施例总体涉及PCR仪领域，特别地涉及用于PCR仪的温控装置、扩增设备和PCR仪。

背景技术

聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。PCR是分子生物学研究中的一种极其重要的工具。其已被世界各地实验室广泛使用，应用于多种多样的实验应用，如分子克隆、基因表达分析、基因分型、测序和突变。

普通PCR仪是利用PCR技术对特定的DNA片段进行体外扩增的一种仪器设备。具体而言，普通PCR仪主要是为特定的DNA片段进行体外扩增提供一种合适的温度环境，首先使DNA片段在体外高温（通常约90℃~95℃，又被称为变性温度）时变性，双链打开变成单链，进而使单链与引物在低温（通常约40℃~60℃，又被称为复性温度）时按碱基互补配对的原则结合，最后调整温度至DNA聚合酶最适反应温度（70℃~75℃，又被称为延伸温度），借助DNA聚合酶和碱基完成单链的合成形成互补链。普通PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度、复性温度、延伸温度之间很好地进行控制。

传统的PCR仪中的温控组件存在温度控制不均匀、温控持续时间不可靠以及散热效率低等问题，对PCR仪的可靠性和稳定性造成不利影响。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于PCR仪的温控装置、包括该温控装置的扩增设备及包括该扩增设备的PCR仪，以至少部分地解决传统的PCR仪中存在的上述问题和/或其他潜在问题。

在本申请的第一方面，提供了一种用于PCR仪的温控装置。所述温控装置包括：温控组件，包括用于容纳待测样本的多个反应腔，并且适于以可控的方式对所述待测样本的温度进行调节；以及相变储热组件，热耦合至所述温控组件，并且包括：散热体，由导热材料制成，并且具有介质腔以及与所述温控组件热接触的接触表面，所述介质腔容纳有相变材料，所述相变材料适于在预定温度下在液态和固态之间或者液态和气态之间转变；多个热管，被布置为在长度方向上至少跨所述多个反应腔而相互平行地布置在所述散热体中，并且位于所述介质腔和所述接触表面之间，在所述温控组件的宽度方向上，所述热管跨所述多个反应腔延伸；散热翅片，布置在所述散热体上远离所述温控组件的一侧，并且具有远离所散热体的末端以及在延伸方向的左右两个出口端；散热风道，包括端壁，所述端壁布置在所述散热翅片的末端并且具有进风口；以及风扇，耦合至所述端壁并与所述进风口对齐，以使得所述空气从所述进风口进入并沿所述散热翅片的延伸方向从所述散热翅片的左右两个出口端流出。

在根据本申请的实施例中，热管能够在温控组件进行制冷散热时，把热量在热管的轴向快速地散布开，避免热量堆积以及散热过程中散热体的温度梯度形成，提高温控散热体的散热效率。此外，通过使用相变材料，相变材料的相变过程中可以在温度不变的状态下储存大量的相变热。以此方式，能够在升温过程中提高升温效率，并在降温过程中降低热量的损失并由此提高热效率。此外，通过采用相变材料，还能够以更加可靠的方式调节升温和降温的温度以及作用时间，从而提高温控装置乃至整个PCR仪的可靠性。此外，散热风道的布置可使得空气流道短而通畅，出口端部的出风口左右对称布置，可使散热体整体的温度分布均匀，提升其散热效率。

在一些实施例中，散热翅片和所述散热体是一体成型的。这种方式可以进一步提高散热效率。

在一些实施例中，散热风道包括一对侧壁，连接所述端壁并平行于所述散热翅片的延伸方向而至少设置在所述散热翅片的外侧。

在一些实施例中，一对侧壁和所述端壁是一体成型的。以此方式，可以提高散热风道的强度的同时降低装配难度，提高装配效率。

在一些实施例中，散热体具有多个热管容纳腔，并且所述多个热管中的每个热管被容纳在对应的所述热管容纳腔中。

在一些实施例中，散热体包括连通孔，用于将所述介质腔和外界连通来便于填充所述相变材料；以及密封组件，布置在所述连通孔中，以用于密封所述连通孔。这种方式便于相变材料的加注和维护，从而提高温控装置的可维护性。

在一些实施例中，密封组件包括密封体，适于插入到所述连通孔中；密封帽；以及O型圈，围绕所述密封体而布置在所述密封帽和所述散热体之间和/或布置在所述连通孔中。

在一些实施例中，温控组件包括控温板，所述控温板采用封闭的中空结构，并且设置有所述多个反应腔；控温模块，用于以可控的方式对所述样本进行多个升温-降温循环；以及导热介质，设置在所述控温板和所述控温模块以及所述控温模块和所述相变储热组件之间。

在一些实施例中，温控装置还包括控制电路板，围绕所述温控组件而耦合至所述相变储热组件，并且电连接至所述控温模块，以对所述控温模块进行控制；以及压紧部件，围绕所述温控组件而耦合至所述相变储热组件，并且适于朝向所述相变储热组件按压所述温控组件的至少一部分，以将所述温控组件固定至所述相变储热组件，其中所述控温板的设置有所述多个反应腔的部分突出于所述压紧部件。

在一些实施例中，温控装置还包括：紧固件，用于耦合至所述压紧部件和所述相变储热组件中的至少一个，以将所述压紧部件耦合至所述相变储热组件。

在一些实施例中，温控装置还包括：密封圈，围绕所述温控组件而布置在所述控制电路板和所述相变储热组件之间。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种用于PCR仪的扩增设备。扩增设备包括根据上述第一方面所述的温控装置。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种PCR仪。该PCR仪包括根据上述第二方面所述的扩增设备。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本申请的一个实施例的用于PCR仪的温控装置的结构示意图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的用于PCR仪的温控装置的局部剖面示意图；

图3示出了根据本申请的一个实施例的温控组件的结构示意图；

图4示出了根据本申请的一个实施例的控温模块的结构示意图；

图5示出了根据本申请的一个实施例的相变储热组件的结构示意图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的相变储热组件的局部剖面示意图；以及

图7和图8示出了根据本申请的一个实施例的温控组件和相变储热组件组装在一起的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施例。虽然附图中显示了本申请的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。

PCR仪是利用PCR技术通过特定的DNA片段扩增来实现核酸检测、分子克隆、基因表达分析、基因分型、测序和突变等目的。如前文中所提到的，在扩增阶段，需要对变性温度、复性（退火）温度、延伸温度以及作用时间以及循环次数进行稳定可靠地控制。温度过高或不均匀，作用时间不够都会对实验结果有很大的影响。

目前，有的PCR仪能够同时扩增并检测多份样本。这些样本通常以m×n阵列（例如12×8阵列）的形式排布在温控组件的反应腔中。这种多样本检测的PCR仪能够高效地完成对样本的扩增和检测。然而，对于传统的PCR仪而言，由于与温控组件和散热组件在配置上的缺陷，造成了对多个样本进行扩增循环时，存在温控组件的温度梯度较大而导致的温度分布不均匀，由此造成多个样本中有的样本温度达不到或者高于所需的变性温度、复性（退火）温度、延伸温度。此外，传统的PCR仪在扩增阶段也不能对各个温度的作用时间进行可靠地控制。这些都对PCR仪的可靠性造成不利的影响。

根据本申请的实施例提供了一种用于PCR仪的温控装置100，以解决或者至少部分地解决传统的PCR仪的温控装置存在的上述问题或者其它潜在问题。图1示出了根据本申请实施例的温控装置100的立体视图，并且图2示出了温控装置100从底面观察时的部分剖面视图。

如图1和图2所示，总体上，根据本申请实施例的用于PCR仪的温控装置100包括温控组件101和相变储热组件102。图3示出了根据本申请实施例的示例性温控组件101的立体视图。从图3可以看出，该示例性温控组件101具有多个反应腔1011。多个反应腔1011能够与容纳待测样本的耗材嵌合，即，容纳待测样本的耗材的至少一部分的形状与反应腔1011的形状相匹配以能够被容纳在其中，从而能够以可控的方式对待测样本的温度进行调节。应当理解的是，图3示出了能够实施根据本申请实施例的技术方案中的温控组件101的一种示例性结构。其他具有多个反应腔1011并能够以可控方式对待待测样本的温度进行调节的任意适当的温控组件101都是可能的，在下文中将不再分别赘述。

要被容纳在多个反应腔1011的多个待测样本可以是经过分离提纯处理后并且容纳在诸如全裙板、半裙板、无裙板、八连排管等耗材中的样本。每个反应腔1011具有开口，并且可以具有与耗材的存放待测样本的容器相同或者相似的横截面形状，以便于用于容纳待测样本的容器的至少一部分被放置在其中。

如图3所示，在一些实施例中，温控组件101可以包括控温板1012、控温模块1013和导热介质1014。控温板1012采用封闭的中空结构。多个反应腔1011被形成在控温板1012中。中空结构的控温板1012可以采用具有优良热传递系数的材料制成。优良热传递系数的材料能够促进控温板1012的温度的均匀分布。此外，控温板1012的内壁可以设置有稀松毛细结构。稀松毛细结构是具有微尺寸（例如微米级）的具有规则或不规则图形的微结构，例如，稀松毛细结构可以包括直线、曲线形、多边形、圆形、椭圆形等形状的微结构沟槽或者是微结构凹坑或凸起等。稀松毛细结构一方面能够增加热接触面积来提高热传递效果，另一方面还能促进冷凝后的液态相变材料（例如液态水）的回流。在一些实施例中，稀松毛细结构在制造时可以通过喷洒铜粉等方式来实现。在一些替代的实施例中，稀松毛细结构也可以通过喷砂以及机加工的方式来实现。

中空结构的控温板1012可以具有开口，以便于能够通过开口将其中抽成真空状态，并且空腔中可以填充有在一定温度条件下可相变的介质（例如水、丙酮、液氨等）。控温模块1013通过导热介质1014耦合至控温板1012，以从控温板1012的底面对控温板1012进行加热。导热介质1014可以具有优良的热传递系数，例如导热介质1014可以包括但不限于：导热凝胶、导热碳膜和/或导热硅脂等。

当控温模块1013进行加热时，通过导热介质1014的热传递能够有效地使控温板1012的空腔内的可相变的介质被加热。以可相变的介质是水为例，水被加热后转换成水蒸气迅速上升至控温板1012内部的顶表面，并在其内壁的顶表面放热冷凝成液态水沿疏松毛细结构回流至控温板1012的空腔的下部。上述加热过程使得控温板1012的上壁迅速升温，也同时使反应腔1011的内壁升温。在可相变介质被加热的过程中，反应腔1011内的温度上升，同时温度传导至耗材内部的待测样本中，使之升温到变性温度，从而使待测样本完成DNA双链打开。同时，水蒸气在控温板1012空腔的内部上方被液化回流，从而使得控温板1012的空腔中的介质能够被循环使用。当控温模块1013进行降温时（降温到复性温度），待测样本完成复制。控温模块1013由此进行升温-降温的多次循环，便可以使待测样本完成多个循环的复制。

在一些实施例中，用于以可控方式对待测样本进行多个升温-降温循环的控温模块1013可以是多个帕尔贴元件构成的帕尔贴组。图4示出了帕尔贴组作为控温模块1013的示例，其中还示出了控温模块1013上下布置的导热介质1014。帕尔贴元件是利用了帕尔贴效应的板状部件。帕尔贴元件有两侧。对于本文而言，两侧分别对应于邻近控温板1012的一侧和邻近相变储热组件102的一侧。当直流电流流过设备时，它会将热量从一侧带到另一侧，从而使一侧变冷，而另一侧变热。例如，在升温循环时，可以使邻近控温板1012的一侧变热。在降温循环时，可以通反向电流或者不通电，从而使邻近相变储热组件102的一侧变热，而另一侧变冷。

应当理解的是，上文中控温模块1013采用帕尔贴组的实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。能够以可控方式对待测样本进行多个升温-降温循环的其他任意适当的控温模块1013也是可能的。例如，在一些实施例中，控温模块1013也可以采用电阻丝、陶瓷加热或微波等方式加热。下文中将主要以帕尔贴组作为控温模块1013的示例来描述根据本申请的发明构思。对于其他情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。

同时，结合图1、图3、图4和图5可知，邻近相变储热组件102一侧的导热介质1014具体被布置在控温模块1013和相变储热组件102之间。以此方式，在降温循环中，控温模块1013所传导的来自控温板1012以及耗材的热量可以被储存在相变储热组件102中，并在升温循环中，相变储热组件102内储存的热量被释放，用于为控温板1012提供一部分热源来进一步提高温控装置100的热效率。根据本申请实施例的相变储热组件102使用了热管1024和相变材料，能够进一步促进热量分布均匀并提高散热效率。

图5示出了相变储热组件102的立体示意图，图6示出了相变储热组件102的部分剖视图。图7示出了温控组件101和相变储热组件102固定在一起的示意图。如图5和图6结合图7所示，相变储热组件102包括具有介质腔1022的散热体1021和布置在散热体1021中的多个热管1024。散热体1021由导热材料制成。例如，在一些实施例中，散热体1021可以采用具有优良导热系数的材料（例如铜）制成。散热体1021具有用于容纳相变材料的介质腔1022。

介质腔1022可以通过任意适当的方式加工而成或者通过组装得到。例如，在一些实施例中，散热体1021可以由两个部分组装而成。介质腔1022可以在两个部分的至少一个中，通过将两个部分通过适当的方式组装在一起而形成内部的介质腔1022。例如，在一些实施例中，一个部分中具有介质腔1022的一部分，通过将两个部分组装在一起而形成介质腔1022。在一些替代的实施例中，介质腔1022也可以形成在其中一个部分中，而另一部分通过组装以类似于盖的方式而使介质腔1022形成封闭结构。组装方式包括但不限于：焊接、粘接、紧固件连接等方式。这些方式都可以在两个部分之间设置密封件来防止介质腔1022中的相变材料泄漏。

当然，应当理解的是，介质腔1022通过两个部分组装而成的实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。任意其他适当的形成方式也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，介质腔1022也可以通过铸造工艺或其他任意适当的制造工艺而一体成型。

在一些实施例中，为了便于加注相变材料，散热体1021还可以具有将介质腔1022与外界连通的连通孔1028以及布置在连通孔1028中的密封组件104，如图6和图7所示。在一些实施例中，密封组件104可以包括密封体1041、密封帽1042和O型圈1043。密封体1041和密封帽1042可以是一体成型的部件。密封体1041能够插入到连通孔1028中。密封帽1042位于连通孔1028外部，并且可以具有便于工具操作的槽或者接口等，以便于利用工具将密封体1041插入到连通孔1028中。O型圈1043可以位于密封帽1042和散热体1021之间。例如，在加注完相变材料后，可以通过旋拧密封帽1042的方式将密封体1041旋拧到连通孔1028中。随着不断旋拧，密封帽1042和散热体1021之间的O型圈1043会被压缩变形从而起到密封的作用。在一些实施例中，替代地或附加地，O型圈1043也可以位于密封体1041和连通孔1028之间来进一步提高密封性能。

介质腔1022中使用的相变材料能够在预定温度下在液态和固态之间转变。也就是说，相变材料可以是固液相变材料。材料的固液转换温度（相变温度）可以根据温控装置100的性能需要而确定，从而使得整个系统在PCR循环的降温过程中，相变材料吸热而从固态变为液态以存储热量。在PCR循环的升温过程中，相变材料放热而从液态变为固态。通过使用相变材料，相变材料的相变过程中可以在温度不变的状态下储存大量的相变热。以此方式，能够在升温过程中提高升温效率，并在降温过程中降低热量的损失并由此提高热效率。此外，通过采用相变材料，还能够以更加可靠的方式调节升温和降温的温度以及作用时间，从而提高温控装置100乃至整个PCR仪的可靠性。

在一些实施例中，相变材料可包含但不限于无机水合盐（例如：硫酸钠、醋酸钠、氯化钙、磷酸氢二钠等中的至少一项）和/或有机相变材料（例如石蜡、脂酸类、多元醇等的至少一项）。当然，应当理解的是，上述关于相变材料为固液相变材料的实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。其他任意适当的相变材料也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，相变介质214也可以是诸如水等的气液相变材料。

布置在散热体1021中的多个热管1024位于介质腔1022和接触表面1023之间，如图1、图6和图7所示。图7中示出了8根平行布置的热管1024。热管1024是一个被抽成真空的容器（一般为管型或其他形状）。热管一般划分为三部分：即蒸发段、绝热段和冷凝段。在热管1024的内壁上设有与内壁形状相一致的毛细管心。热管1024中容纳有相变工作介质。液相工作介质充满整个管心。当工作介质在蒸发段受热后开始蒸发，蒸汽带着汽化潜热被输送到另一端冷凝，并放出汽化潜热，然后靠毛细管心的毛细泵力的作用使冷凝液返回到蒸发段完成一个循环。利用这种方法，能够把热能高效率地从一端传至另一端，从而促进热管1024乃至整个散热体1021的热量分布均匀而减少梯度。

为了至少保持反应腔1011区域的温度均衡，多个热管1024在温控组件101的长度方向L上至少跨多个反应腔1011而相互平行地并且均匀布置在散热体1021中。对于长度方向L上的其他区域，在不会与其他部件（例如紧固件等）干涉的情况下，其他区域中的热管1024也可以被布置为与反应腔1011区域中的热管1024间隔一致。当然，在存在干涉部件的情况下，其他区域的热管1024也可以合理地设置而避开干涉部件。对于每个热管1024而言，每个热管1024的长度等于或者大于跨多个反应腔1011的区域的宽度。这样能够使得在整个反应腔1011区域降低温度梯度，保持温度均衡。

在一些实施例中，为了便于布置热管1024，可以在散热体1021中设置数目与热管1024的数量对应的多个热管容纳腔1027。在将热管1024设置在对应的热管容纳腔1027中之前，在一些实施例中，可以在热管1024周围设置导热介质1014，从而进一步促进热管1024与散热体1021之间的热传递。在一些实施例中，热管1024也可以通过冷缩的方式装配到对应的热管容纳腔1027中以实现热管1024与热管容纳腔1027的紧配合，来进一步利于两者之间的热传递。在一些替代的实施例中，热管1024也可以采用具有S结构的一根热管形成。

通过在邻近接触表面1023的位置设置热管1024，当控温模块1013进行制冷散热时，热管1024可以把热量在热管1024的轴向（即，热管1024的延伸方向）快速地散布开，避免热量堆积以及散热过程中散热体1021的温度梯度形成，提高整个温控装置100的散热效率。

为了进一步提高散热效果，相变储热组件102还包括散热翅片1025以及风扇1026。散热翅片1025位于散热体1021上远离温控组件101的一侧，并且包括沿一个方向延伸的多个翅片。散热翅片1025具有远离散热体1021的末端以及在延伸方向上的左右两个出口端。在一些实施例中，散热翅片1025和散热体1021可以是一体成型的。这样有利于进一步提高散热体1021到散热翅片1025的热传递。在一些替代的实施例中，散热翅片1025和散热体1021可以通过焊接、粘接以及紧固件连接等方式组装在一起。在这样的实施例中，散热翅片1025和散热体1021之间可以设置利于热传递的导热介质1014。

如图2所示，散热风道至少包括布置在散热翅片1025的末端的端壁1032。端壁1032具有进风口1033。风扇1026通过耦合到端壁1032上而间接地耦合至散热翅片1025，并且风扇1026的出风口与端壁1032上的进风口1033对齐。以此方式，可以使得风扇1026吹出的风从进风口1033进入，并经过散热翅片1025带走热量后从散热翅片1025延伸方向的左右两个出口端流出。这样设计的作用在于可以使温控装置100外部的冷空气在风扇1026的作用下从散热翅片1025的底部进入，在散热风道内部与散热翅片1025充分接触后从散热风道的左右两个出口端最终流出散热翅片1025。这样可使得空气流道短而通畅，散热风道的两个出口端左右对称布置，可使散热体1021整体的温度分布均匀，提升其散热效率。

在一些实施例中，散热风道还可以包括连接端壁1032的一对侧壁1031。也就是说，散热风道可以由一对侧壁1031和端壁1032围绕而成。侧壁1031平行于散热翅片1025的延伸方向而至少设置在散热翅片1025的外侧。例如，在一些实施例中，为了便于连接，如图1和图5所示，侧壁1031可以设置在散热翅片1025和散热体1021两者的外侧。端壁1032连接一对侧壁1031，并且布置在散热翅片1025的末端。在一些实施例中，散热风道的一对侧壁1031和端壁1032可以通过冲压钣金件或模制等方式一体成型。在一些替代的实施例中，散热风道也可以通过焊接、粘接、紧固件连接的方式将一对侧壁1031和端壁1032组装而成。

在一些实施例中，根据本申请实施例的温控装置100还包括控制电路板105。控制电路板105可以通过环绕温控组件101的方式而耦合至相变储热组件102，如图7和图8所示。以此方式，可以便于控制电路板105中的电子设备与控温模块1013的电连接。在一些实施例中，为了便于控制电路板105的稳固布置，可以在控制电路板105和相变储热组件102设置衬板，以防止控制电路板105在装配过程中发生损坏，从而提高整个装置的可靠性。

在一些实施例中，为了将温控组件101以及控制电路板105等耦合固定至相变储热组件102，温控装置100还可以包括压紧部件106。压紧部件106环绕温控组件101的至少一部分而耦合至相变储热组件102，如图7所示。在一些实施例中，压紧部件106可以是具有“口”形结构的部件，其中的中空部分能够至少使控温板1012的多个反应腔1011突出，以便于反应腔1011能够接触并支撑多个待测样本。同时，压紧部件106能够朝向相变储热组件102按压温控组件101，从而能够保持温控组件101和相变储热组件102之间的可靠热接触，来由此提高热效率。

在一些实施例中，压紧部件106可以通过一体制造的方式机加工而成，其可以包括与温控装置100配合的凸台等结构。在一些替代的实施例中，压紧部件106也可以包括多个分开的部件。例如，在一些实施例中，压紧部件106也可以包括多个长条形部件或者具有直角弯折的部件，通过将这些部件沿着控温板1012的边设置，同时固定地耦合在散热体1021上，来实现温控组件101与相变储热组件102的连接。以此方式，可以利于压紧部件106的制造和装配。

例如，在一些实施例中，压紧部件106以及控制电路板105、衬板（如有）的对应位置可以设置有耦合孔，散热体1021的对应位置可以设置有螺纹孔。通过将诸如螺栓等的紧固件插入到耦合孔并旋入到散热体1021的螺纹孔中，可以将压紧部件106朝向散热体1021按压，从而也将温控组件101朝向散热体1021按压，来由此实现散热体1021和温控组件101的可靠热接触。采用这种方式，可以简化装配，从而降低成本并提高装配效率。

当然，应当理解的是，上述通过压紧部件106将温控组件101和相变储热组件102装配在一起的实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。只要能够保证温控组件101和相变储热组件102的可靠热接触，两者之间采用任意适当的配合方式都是可能的。例如，在一些替代的实施例中，温控组件101、相变储热组件102以及控制电路板105也可以通过粘接等方式连接。

在一些实施例中，在控制电路板105或衬板（如有）以及相变储热组件102之间，可以设置有围绕温控组件101的密封圈107，如图7所示。该密封圈107可以保持温控组件101周围的热分布环境密封，以消除由于空气流动带走大部分热量而导致的控温不准或变温速率下降等问题，从而进一步提高温控装置100的可靠性。

根据本申请实施例的另一方面还提供了一种用于PCR仪的扩增设备。该扩增设备包括前文中所描述的根据本申请实施例的温控装置100。通过使用根据本申请实施例的温控装置100，能够提高温度和作用时间的控制精度，并提高散热效率，来由此提高扩增设备的可靠性。

此外，根据本申请的实施例的温控装置100还可以应用于各种PCR仪，以便在进行基因扩增时对反应耗材进行温度控制。应当理解，根据本申请的实施例的温控装置100也可以应用于其他生物化学反应的温度控制，本申请的实施例对此不做限制。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种用于PCR仪的温控装置，其特征在于，所述温控装置（100）包括：

温控组件（101），包括用于容纳待测样本的多个反应腔（1011），并且适于以可控的方式对所述待测样本的温度进行调节；以及

相变储热组件（102），热耦合至所述温控组件（101），并且包括：

散热体（1021），由导热材料制成，并且具有介质腔（1022）以及与所述温控组件（101）热接触的接触表面（1023），所述介质腔（1022）容纳有相变材料，所述相变材料适于在预定温度下在液态和固态之间或者液态和气态之间转变；

多个热管（1024），被布置为在所述温控组件（101）的长度方向（L）上至少跨所述多个反应腔（1011）而相互平行地布置在所述散热体（1021）中，并且位于所述介质腔（1022）和所述接触表面（1023）之间，在所述温控组件（101）的宽度方向（W）上，所述热管（1024）跨所述多个反应腔（1011）延伸；

散热翅片（1025），布置在所述散热体（1021）上远离所述温控组件（101）的一侧，并且具有远离所述散热体（1021）的末端以及在所述散热翅片（1025）的延伸方向上的两个出口端；

散热风道，包括端壁（1032），所述端壁（1032）布置在所述散热翅片（1025）的所述末端并且具有进风口（1033）；以及

风扇（1026），耦合至所述端壁（1032）并与所述进风口（1033）对齐，以使得从所述风扇（1026）吹出的空气从所述进风口（1033）进入并沿所述散热翅片（1025）的延伸方向从所述散热翅片（1025）的所述出口端流出。

2.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述散热风道还包括：

一对侧壁（1031），连接所述端壁（1032）并平行于所述散热翅片（1025）的延伸方向而至少设置在所述散热翅片（1025）的外侧。

3.根据权利要求2所述的温控装置，其特征在于，所述一对侧壁（1031）和所述端壁（1032）是一体成型的。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的温控装置，其特征在于，所述散热体（1021）具有多个热管容纳腔（1027），并且

所述多个热管（1024）中的每个热管（1024）被容纳在对应的所述热管容纳腔（1027）中。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的温控装置，其特征在于，所述散热体（1021）包括：

连通孔（1028），用于将所述介质腔（1022）和外界连通来便于填充所述相变材料；以及

密封组件（104），布置在所述连通孔（1028）中，以用于密封所述连通孔（1028）。

6.根据权利要求5所述的温控装置，其特征在于，所述密封组件（104）包括：

密封体（1041），适于插入到所述连通孔（1028）中；

密封帽（1042）；以及

O型圈（1043），围绕所述密封体（1041）而布置在所述密封帽（1042）和所述散热体（1021）之间和/或布置在所述连通孔（1028）中。

7.根据权利要求1-3和6中的任一项所述的温控装置，其特征在于，所述温控组件（101）包括：

控温板（1012），所述控温板具有封闭的中空结构，并且设置有所述多个反应腔（1011）；

控温模块（1013），用于以可控的方式对所述待测样本进行多个升温和降温循环；以及

导热介质（1014），设置在所述控温板（1012）和所述控温模块（1013）之间以及所述控温模块（1013）和所述相变储热组件（102）之间。

8.根据权利要求7所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置还包括：

控制电路板（105），围绕所述温控组件（101）而耦合至所述相变储热组件（102），并且电连接至所述控温模块（1013），以对所述控温模块（1013）进行控制；以及

压紧部件（106），围绕所述温控组件（101）而耦合至所述相变储热组件（102），并且适于朝向所述相变储热组件（102）按压所述温控组件（101）的至少一部分，以将所述温控组件（101）固定至所述相变储热组件（102），

其中所述控温板（1012）的设置有所述多个反应腔（1011）的部分突出于所述压紧部件（106）。

9.根据权利要求8所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置还包括：

紧固件，用于耦合至所述压紧部件（106）和所述相变储热组件（102）中的至少一个，以将所述压紧部件（106）耦合至所述相变储热组件（102）。

10.根据权利要求8所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置还包括：

密封圈（107），围绕所述温控组件（101）而布置在所述控制电路板（105）和所述相变储热组件（102）之间。

11.一种用于PCR仪的扩增设备，其特征在于，所述扩增设备包括：

根据权利要求1-10中任一项所述的温控装置。

12.一种PCR仪，其特征在于，所述PCR仪包括根据权利要求11所述的扩增设备。

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