CN115364918A - 基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，包括样本容纳器、控温板、中空储热器、升降装置和散热翅片；所述中空储热器的内部设有容纳腔，所述容纳腔内填充有体积小于所述容纳腔的固液相变金属，所述固液相变金属用于吸收所述样本容纳器的热量，所述固液相变金属吸热融化后变为液态，散热后由液态变为固态，所述中空储热器的底部还设有通孔。本发明将能够固液转化的液态金属与升降装置结合起来，利用升降装置来配合液态金属的固液转化过程，从而实现快速升温、降温，还能大大提升了控温板降温和升温的速率，减少控温板的能耗，比传统的金属直接导热升降温速度快、效率高。

Description

基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置

技术领域

本发明涉及聚合酶链式反应分析仪技术领域，具体为一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置。

背景技术

聚合酶链式反应是在生物体外酶促合成特定DNA或RNA，实现其扩增的一种方法。聚合酶链式反应按周期循环进行，每个周期包括高温变性、低温退火(复性)及适温延伸，温度的稳定性和准确性直接影响着聚合酶链式反应的结果。聚合酶链式反应分析仪能够模仿生物个体，为聚合酶链式反应提供所需的温度环境条件，聚合酶链式反应分析仪温度控制的动、稳态特性，包括温度的稳定性和均匀性，以及温度切换速率和最大超高温度等，直接影响到特定基因扩增的结果。

聚合酶链式反应分析仪包括两个模块，一个是温控模块，一个是光学检测模块，温控模块的主要作用是为待测样本进行聚合酶链式反应提供合适的温度环境，聚合酶链式反应简单说就是DNA的体外复制，DNA在高温时双链打开，在低温时复制，所以温控模块就是对待测样本进行升温-降温的循环处理，从而完成待测样本的多次复制。

目前当温控模块需要对待测样本进行降温处理时，通过金属实体或液态金属的导热特性将待测样本的热量全部传递到散热翅片，然后通过散热翅片将热量散布到环境中去。这种结构的降温速率较低，而且在下一次升温时，温控模块需要耗费大量的能耗将待测样本升温到预设温度（DNA双链可以打开的温度，通常在95℃），温控模块耗费的能耗较大。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，将能够固液转化的液态金属与升降装置结合起来，利用升降装置来配合液态金属的固液转化过程，从而实现快速升温、降温，还能大大提升了控温板降温和升温的速率，减少控温板的能耗。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，包括样本容纳器、控温板、中空储热器、升降装置和散热翅片；

所述样本容纳器位于所述控温板的顶部，所述控温板贴设于所述中空储热器的顶部；

所述中空储热器的内部设有容纳腔，所述容纳腔内填充有体积小于所述容纳腔的固液相变金属，所述固液相变金属用于吸收所述样本容纳器的热量融化后变为液态，散热后由液态变为固态，所述中空储热器的底部还设有通孔；

所述升降装置用于使液态的所述固液相变金属落入所述容纳腔的底部散热，还能够将固态的所述固液相变金属推送至所述容纳腔的顶部，所述升降装置包括隔板、步进电机，所述隔板安装于所述容纳腔内，所述隔板用于上升时将固态的所述固液相变金属推送至所述容纳腔的顶部，下降时降至液态的所述固液相变金属的下方，且所述隔板上开设有多个镂空孔和一个隔板螺纹孔，所述镂空孔用于使吸热融化的所述固液相变金属落入所述容纳腔的底部，所述步进电机的动力输出轴依次穿过所述通孔、所述隔板螺纹孔，并与所述隔板螺纹连接，用于驱动所述隔板沿所述动力输出轴的高度方向上升或下降；

所述散热翅片位于所述中空储热器的底部，所述散热翅片内设有安装槽，所述安装槽内安装有所述步进电机。

本发明另外提供一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，包括样本容纳器、控温板、中空储热器、升降装置和散热翅片；

所述样本容纳器位于所述控温板的顶部，所述控温板贴设于所述中空储热器的顶部；

所述中空储热器的内部设有容纳腔，所述容纳腔内填充有体积小于所述容纳腔的固液相变金属，所述固液相变金属用于在所述样本容纳器降温时，吸收所述样本容纳器的热量，并由固态转化为液态，在所述样本容纳器升温时，释放热量由液态转化为固态，所述中空储热器的底部还设有通孔；

所述升降装置包括挡板、隔板、步进电机，所述升降装置用于将所述固液相变金属推送至所述隔板上方，所述隔板安装于所述容纳腔内，所述隔板用于放置所述固液相变金属，且所述隔板上开设有多个镂空孔，所述镂空孔用于使吸热融化的所述固液相变金属落入所述隔板下方，所述挡板位于所述隔板的下方，所述挡板用于将液态的所述固液相变金属推送至所述隔板的上方，所述挡板上开设有至少一个挡板螺纹孔；

所述步进电机的动力输出轴依次穿过所述通孔、所述挡板螺纹孔，并与所述挡板螺纹连接，所述步进电机用于驱动所述挡板沿所述动力输出轴的高度方向上升或下降；

所述散热翅片位于所述中空储热器的底部，所述散热翅片内设有安装槽，所述安装槽内安装有所述步进电机。

进一步优选的，所述容纳腔的内壁上涂覆有防止与所述固液相变金属发生粘连的涂层。

进一步优选的，所述涂层为特氟龙涂层或聚四氟乙烯涂层。

进一步优选的，所述固液相变金属的熔点为60℃-95℃。

进一步优选的，所述固液相变金属包括铋、铟、锡、锌、金和银中的两种或两种以上。

进一步优选的，所述样本容纳器内设有空腔，所述空腔内填充有导热介质，所述样本容纳器上设有多个容纳孔,所述容纳孔由所述空腔包围而成。

进一步优选的，所述隔板焊接固定在所述容纳腔内；或者所述隔板的两侧设有凸块，所述容纳腔的侧壁上开设有与所述凸块相适配的凹槽，所述凸块插设在所述凹槽内。

本发明还提供一种采用基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，包括以下步骤：

S1，在容纳腔的中部设置隔板，固液相变金属初始为固态并位于所述隔板的上方，当控温板对样本容纳器内的待测样本进行降温处理时，固态的所述固液相变金属吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量后转化为液态，并通过所述隔板上的镂空孔落入到所述容纳腔的底部；

S2，在液态的所述固液相变金属全部转化为液态后且还未放热转变为固态前，步进电机驱动所述隔板移动至所述容纳腔的底部；

S3，落入到所述容纳腔的底部的液态的所述固液相变金属内的热量通过散热翅片散布到环境中后，液态的所述固液相变金属转化为固态，并位于所述隔板的上方；

S4，所述步进电机驱动所述隔板将固态的所述固液相变金属移动至所述容纳腔的顶部，等待下一次降温处理时吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量并转移热量。

本发明还另外提供一种采用基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，包括以下步骤：

S1，固液相变金属初始为固态并位于隔板的上方，将挡板下降至容纳腔的底部，当控温板对样本容纳器内的待测样本进行降温处理时，固态的所述固液相变金属吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量后转化为液态，并通过所述隔板上的镂空孔落入到底部的所述挡板上，液态的所述固液相变金属的一部分热量通过散热翅片散布到环境中，另一部分热量被储存在液态的所述固液相变金属内，使液态的所述固液相变金属不会转化为固态；

S2，当需要对所述样本容纳器内的待测样本进行升温处理时，步进电机驱动所述挡板移至与所述隔板相抵接，带动液态的所述固液相变金属透过所述镂空孔推送至所述隔板的上方，位于所述容纳腔的上方区域的液态的所述固液相变金属与所述控温板共同给所述样本容纳器内的待测样本提供热量，供热过程中，液态的所述固液相变金属散热转化为固态；

S3，所述步进电机驱动所述挡板移至所述容纳腔的底部，以等待下一次降温处理时所述固液相变金属吸热后转化为液态而落入到所述挡板上。

（三）有益效果

本发明提供了一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，具备以下有益效果：

1、本发明将能够固液转化的液态金属与升降装置结合起来，利用升降装置来配合液态金属的固液转化过程，从而实现快速升温、降温，还能大大提升了控温板降温和升温的速率，减少控温板的能耗，比传统的金属实体或液态金属直接导热升降温速度快、效率高。

2、本发明在中空储热器的容纳腔内设置固液相变金属，当升降装置包括隔板、步进电机时，在待测样本进行降温的过程中，固态的固液相变金属可以吸收来自样本容纳器内的待测样本的热量，从而由固态转化成液态，液态的固液相变金属通过隔板上的镂空孔落入到容纳腔的底部，进而通过与中空储热器连接的散热翅片将热量散布到环境中，散热后的固液相变金属转化为固态，配合隔板的升降运动可以使固态的固液相变金属被推送至容纳腔的顶部，在待测样本进行下一次的降温时进行吸热并转移热量，从而实现了温控装置的快速降温，大大提升了温控装置的降温速率。

3、本发明在中空储热器的容纳腔内设置固液相变金属，当升降装置包括挡板、隔板、步进电机时，在待测样本进行降温的过程中，固态的固液相变金属可以吸收来自样本容纳器内的待测样本的热量，从而由固态转化成液态，转化为液态的固液相变金属会通过隔板上的镂空孔掉落至挡板上，进而通过与中空储热器连接的散热翅片将一部分热量散布到环境中，一部分热量储存在固液相变金属中，在待测样本进行升温的过程中，通过挡板的上升将储存有热量的液态的固液相变金属推动至容纳腔顶部，液态的固液相变金属放热再配合控温板共同给样本容纳器中的待测样本供热，不仅大大提升了控温板的降温和升温的速率，还可以减少控温板的能耗。

4、本发明中散热翅片的一侧设有散热风扇，散热风扇可以对散热翅片进行辅助散热，从而提高散热翅片的散热速率。

5、本发明在中空储热器的内壁上涂覆有与固液相变金属不发生粘连的涂层，例如特氟龙涂层或聚四氟乙烯涂层，从而保证液态固液相变金属可以顺畅的被挡板推动上移至容纳腔的顶部。

6、本发明可以根据待测样本所需的升温和降温范围，将固液相变金属中的多种金属含量进行调整，确保对待测样本进行降温时能够从固态转化为液态，对待测样本进行升温时，能够从液态变为固态。

本发明附加的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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明实施例一隔板在中间位置的结构示意图；

图3是本发明实施例一隔板在底部位置的结构示意图；

图4是本发明实施例一隔板的结构示意图；

图5是本发明实施例一的流程框图；

图6是本发明实施例二的结构示意图；

图7是本发明实施例二的流程框图。

图中：1、样本容纳器；2、控温板；3、中空储热器；4、散热翅片；5、容纳腔；6、隔板；7、安装槽；8、步进电机；9、动力输出轴；10、通孔；11、空腔；12、容纳孔；13、散热风扇；14、镂空孔；15、隔板螺纹孔；16、挡板；17、挡板螺纹孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参阅图1-4，本发明提供了一种技术方案：一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，如图1和图2所示，包括样本容纳器1、控温板2、中空储热器3、升降装置和散热翅片4。其中，控温板2贴设于中空储热器3的顶部，样本容纳器1位于控温板2的顶部，散热翅片4位于中空储热器3的底部。控温板2用于对样本容纳器1内的待测样本进行升温和降温处理，当需要对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，控温板2会将来自样本容纳器1内的待测样本的热量传导至中空储热器3，中空储热器3会将热量进一步地全部传递到散热翅片4，然后通过散热翅片4将热量散布到环境中去。

下面对中空储热器3进行具体说明：

参阅图2-4，中空储热器3的内部设有容纳腔5，容纳腔5内填充有体积小于容纳腔5的固液相变金属（图中未示出），该固液相变金属是指可以在某一温度下吸热融化，在另一温度下放热凝固的金属，利用固液相变金属吸热后由固态转换成液态，放热后由液态转换成固态的特性，给样本容纳器1内的待测样本进行快速降温。

固液相变金属包括铋、铟、锡、锌、金和银中的两种或两种以上，固液相变金属为熔点可调的金属，可以根据待测样本所需的升温和降温范围，按照一定比例混合从而达到所需要的熔点。固液相变金属熔点优选为60℃-95℃之间，需要说明的是，上述范围并不是为了限制本发明的范围，只是为了更好的解释本发明的工作原理。

固液相变金属的体积小于容纳腔5的体积，可以是容纳腔5的一半甚至更少，也可以是大于容纳腔5的一半，当固液相变金属不填充满整个容纳腔5时，可以降低成本。

升降装置用于使液态的固液相变金属落入容纳腔5的底部散热，还能够将固态的固液相变金属推送至容纳腔5的顶部。具体的，如图2和图4所示，升降装置包括隔板6、步进电机8，隔板6安装于容纳腔5内，隔板6用于上升时将固态的固液相变金属推送至容纳腔5的顶部，下降时降至液态的固液相变金属的下方，隔板6上开设有多个镂空孔14和一个隔板螺纹孔15，镂空孔14用于使吸热融化的固液相变金属落入容纳腔5的底部，散热翅片4内设有安装槽7，安装槽7内安装有步进电机8，步进电机8的动力输出轴9与隔板6螺纹连接，使得隔板6可以沿动力输出轴9的高度方向上升或下降。具体的，中空储热器3的底部设有通孔10，步进电机8的动力输出轴9穿出安装槽7后，依次穿过通孔10、隔板螺纹孔15，从而与隔板6螺纹连接。当步进电机8转动时，带动动力输出轴9转动，动力输出轴9与隔板6螺纹连接，从而实现隔板6沿着动力输出轴9的高度方向上升或下降。

参阅图2-3，样本容纳器1内设有空腔11，空腔11内填充有导热介质，导热介质可以为液态金属、水、丙醇中的一种或几种。

参阅图2-3，样本容纳器1上设有多个容纳孔12，容纳孔12由空腔11包围而成，容纳孔12可以是杯状或柱状，容纳孔12用于放置与容纳孔12相适配的试剂管（图中未示出），试剂管用于盛放待测样本，容纳孔12的开口位置位于样本容纳器1的顶部，容纳孔12的底部位于空腔11内，容纳孔12的底部与样本容纳器1可以是抵接也可以是焊接。

参阅图2-3，控温板2为半导体制冷器，半导体制冷器包括第一端和第二端，其中，第一端与样本容纳器1的底部贴合连接，第二端与中空储热器3的顶部贴合连接。当对半导体制冷器通正向电流时，第一端制热，第二端制冷，相反，对半导体制冷器通反向电流时，第一端制冷，第二端制热。

参阅图2-3，散热翅片4连接有散热风扇13，可以对散热翅片4进行辅助散热，从而提高散热翅片4的散热速率。散热风扇13可以设置在散热翅片4的侧面或底部。

本实施例的实施原理：首先，将盛放待测样本的试剂管放置在容纳孔12内，然后启动控温板2，在升温时，控温板2通正向电流，控温板2的第一端制热，并将热量传递至样本容纳器1的底部，进而样本容器1的空腔11内的导热介质（以水为例）吸热，吸热后变为气态上升，上升到样本容纳器1的内部顶端时遇冷液化放热，从而将热量传递给容纳孔12，容纳孔12进一步将热量传递给试剂管和待测样本；在降温时，控温板2通反向电流，控温板2的第一端制冷，以吸收来自试剂管内的待测样本的热量，进而将热量转移到容纳腔5内，容纳腔5内的固液相变金属吸收热量，使得初始状态为固态，且位于隔板6的上方的固态固液相变金属在吸收热量后转化成液态，转化后，液态的固液相变金属通过隔板6上的镂空孔14落入到容纳腔5的底部，在液态固液相变金属全部转化为液态后且还未放热变为固态前，步进电机8驱动隔板6向下移动至容纳腔5的底部，将落入到容纳腔5的底部的液态固液相变金属置于隔板6上，液态的固液相变金属吸收的热量通过散热翅片4散布到环境中后，液态的固液相变金属会转化为固态，在下一次需要对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，通过步进电机8将隔板6上移，此时，位于隔板6上的固态固液相变金属也被移动至容纳腔5的上方区域，进行新一轮的吸收热量，吸热转化为液态后通过隔板6上的镂空孔14再次掉落至容纳腔5的底部，如此操作来实现对待测样本的升温-降温的处理。本装置通过固液相变金属的固液态转化和隔板6的升降配合来提高聚合酶链式反应分析仪温控装置的快速升温、快速降温，同时固液相变金属的使用量较少，可以节省成本。

参阅图5，本发明提供了一种采用基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，包括以下步骤：

S1，在容纳腔5的中部设置隔板6，固液相变金属初始为固态并位于隔板6的上方，当控温板2对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，固态的固液相变金属吸收来自样本容纳器1内的待测样本的热量后转化为液态，并通过隔板6上的镂空孔14落入到容纳腔5的底部；

S2，在液态的固液相变金属全部转化为液态后且还未放热转变为固态前，步进电机8驱动隔板6移动至容纳腔5的底部；

S3，落入到容纳腔5的底部的液态的固液相变金属内的热量通过散热翅片4散布到环境中后，液态的固液相变金属转化为固态，并位于隔板6的上方；

S4，步进电机8驱动隔板6将固态的固液相变金属移动至容纳腔5的顶部，等待下一次降温处理时吸收来自样本容纳器1内的待测样本的热量并转移热量。

实施例二

参阅图6，本发明提供了另一种技术方案：一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，如图6所示，包括样本容纳器1、控温板2、中空储热器3、升降装置和散热翅片4。其中，控温板2贴设于中空储热器3的顶部，样本容纳器1位于控温板2的顶部，散热翅片4位于中空储热器3的底部。控温板2用于对样本容纳器1内的待测样本进行升温和降温处理，当需要对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，控温板2会将来自样本容纳器1内的待测样本的热量传导至中空储热器3，中空储热器3会将部分热量传递到散热翅片4，然后通过散热翅片4将热量散布到环境中去，部分热量被储存在中空储热器3内，以为待测样本下一次升温时提供热量。

下面对中空储热器3进行具体说明：

参阅图6，中空储热器3的内部设有容纳腔5，容纳腔5内填充有熔点可调的固液相变金属（图中未示出），该固液相变金属是指可以在某一温度下吸热融化，在另一温度下放热凝固的金属，利用固液相变金属吸热后由固态转换成液态，放热后由液态转换成固态的特性，并配合挡板16的升降运动实现温控装置的快速升温、降温。

固液相变金属包括铋、铟、锡、锌、金和银中的两种或两种以上，按照一定比例混合从而达到所需要的熔点。固液相变金属为熔点可调的金属，熔点优选在60℃-95℃之间。固液相变金属的体积小于容纳腔5的体积，可以是容纳腔5的一半甚至更少，也可以是大于容纳腔5的一半，当固液相变金属不填充满整个容纳腔5时，可以降低成本。

如图6所示，升降装置包括挡板16、隔板6、步进电机8，隔板6安装于容纳腔5内，隔板6用于放置固液相变金属，且隔板6上开设有多个镂空孔14，镂空孔14用于使吸热融化的固液相变金属落入隔板6下方，挡板16位于隔板6的下方，挡板16用于将液态的固液相变金属推送至隔板6的上方，挡板16上开设有至少一个挡板螺纹孔17，散热翅片4内设有安装槽7，安装槽7内安装有步进电机8，步进电机8的动力输出轴9与挡板16螺纹连接，使得挡板16可以沿动力输出轴9的高度方向上升或下降。具体的，中空储热器3的底部设有通孔10，动力输出轴9依次穿过通孔10、挡板螺纹孔17，并与挡板16螺纹连接。当步进电机8转动时，带动动力输出轴9转动，从而带动与动力输出轴9螺纹连接的挡板16上升下降运动。

参阅图6，隔板6可以焊接固定在容纳腔5内，或者隔板6的两侧设有凸块，容纳腔5的侧壁上开设有与凸块相适配的凹槽，凸块插设在凹槽内，从而将隔板6固定在容纳腔5内。

参阅图6，在容纳腔5的内壁上涂覆有与固液相变金属不发生粘连的涂层，例如特氟龙涂层或聚四氟乙烯涂层，从而保证液态固液相变金属可以顺畅的被挡板16推动上移。

本实施例的实施原理：在控温板2对样本容纳器1进行降温处理时，控温板2通反向电流，控温板2的第一端制冷，此时固液相变金属为固态，并且位于隔板6的上方，此时固态固液相变金属会吸收来自样本容纳器1内的待测样本的热量和温控板2所产生的热量并储存热量，从而转化为液态，延长了温控板2的使用寿命并降低了温控板2的能耗。液态的固液相变金属通过隔板6上的镂空孔14落入到容纳腔5的底部，挡板16此时位于容纳腔5的底部，液态的固液相变金属落入到挡板16上，部分热量通过散热翅片4散布到环境中，部分热量被储存在液态固液相变金属内，保证液态固液相变金属不会转化为固态，当需要对样本容纳器1内的待测样本进行升温处理时，通过步进电机8将挡板16上移至与隔板6相抵接，此时，液态固液相变金属穿过镂空孔14也被移动至容纳腔5的上方区域，且控温板2通正向电流，控温板2的第一端制热，通过液态固液相变金属放热和控温板2制热共同给样本容纳器1内的待测样本提供热量，此时液态固液相变金属散热由液态转化为固态，需要说明的是，固液相变金属的常态为固态，挡板16与隔板6相抵后一段时间，固液相变金属会散热从而转化到固态；当再次需要对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，此时由于隔板6上的固液相变金属为固态，所以需要通过步进电机8将挡板16下移至容纳腔5的底部，以便固态的固液相变金属吸收来自样本容纳器1内的待测样本的热量后变为液态而掉落至容纳腔5底部的挡板16上，如此来实现对待测样本进行升温或降温的处理。本发明能够通过固液相变金属固液态转化和挡板16的升降配合来实现聚合酶链式反应分析温控装置的快速升温、快速降温，同时，借助固液相变金属储存的热量和控温板2共同来为待测样本的升温提供热量，使待测样本在进行降温处理过程中，原本要散布到环境中的热量可以被储存在固液相变金属中，从而在待测样本的下一次升温处理过程中被利用，极大地减少了控温板2的能耗，也提升了待测样本的升温速率。

参阅图7，本发明提供了一种采用基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，包括以下步骤：

S1，固液相变金属初始为固态并位于隔板6的上方，将挡板16下降至容纳腔5的底部，当控温板2对样本容纳器1内的待测样本进行降温处理时，固态的固液相变金属吸收来自样本容纳器1内的待测样本的热量后转化为液态，并通过隔板6上的镂空孔14落入到底部的挡板16上，液态的固液相变金属的一部分热量通过散热翅片4散布到环境中，另一部分热量被储存在液态的固液相变金属内，使液态的固液相变金属不会转化为固态；

S2，当需要对样本容纳器1内的待测样本进行升温处理时，步进电机8驱动挡板16移至与隔板6相抵接，带动液态的固液相变金属透过镂空孔14推送至隔板6的上方，位于容纳腔5的上方区域的液态的固液相变金属与控温板2共同给样本容纳器1内的待测样本提供热量，供热过程中，液态的固液相变金属散热转化为固态；

S3，步进电机8驱动挡板16移至容纳腔5的底部，以等待下一次降温处理时固液相变金属吸热后转化为液态而落入到挡板16上。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，包括样本容纳器、控温板、中空储热器、升降装置和散热翅片；

所述样本容纳器位于所述控温板的顶部，所述控温板贴设于所述中空储热器的顶部；

所述中空储热器的内部设有容纳腔，所述容纳腔内填充有体积小于所述容纳腔的固液相变金属，所述固液相变金属用于吸收所述样本容纳器的热量融化后变为液态，散热后由液态变为固态，所述中空储热器的底部还设有通孔；

所述升降装置用于使液态的所述固液相变金属落入所述容纳腔的底部散热，还能够将固态的所述固液相变金属推送至所述容纳腔的顶部，所述升降装置包括隔板、步进电机，所述隔板安装于所述容纳腔内，所述隔板用于上升时将固态的所述固液相变金属推送至所述容纳腔的顶部，下降时降至液态的所述固液相变金属的下方，且所述隔板上开设有多个镂空孔和一个隔板螺纹孔，所述镂空孔用于使吸热融化的所述固液相变金属落入所述容纳腔的底部，所述步进电机的动力输出轴依次穿过所述通孔、所述隔板螺纹孔，并与所述隔板螺纹连接，用于驱动所述隔板沿所述动力输出轴的高度方向上升或下降；

所述散热翅片位于所述中空储热器的底部，所述散热翅片内设有安装槽，所述安装槽内安装有所述步进电机。

2.一种基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，包括样本容纳器、控温板、中空储热器、升降装置和散热翅片；

所述样本容纳器位于所述控温板的顶部，所述控温板贴设于所述中空储热器的顶部；

所述中空储热器的内部设有容纳腔，所述容纳腔内填充有体积小于所述容纳腔的固液相变金属，所述固液相变金属用于在所述样本容纳器降温时，吸收所述样本容纳器的热量，并由固态转化为液态，在所述样本容纳器升温时，释放热量由液态转化为固态，所述中空储热器的底部还设有通孔；

所述升降装置包括挡板、隔板、步进电机，所述升降装置用于将所述固液相变金属推送至所述隔板上方，所述隔板安装于所述容纳腔内，所述隔板用于放置所述固液相变金属，且所述隔板上开设有多个镂空孔，所述镂空孔用于使吸热融化的所述固液相变金属落入所述隔板下方，所述挡板位于所述隔板的下方，所述挡板用于将液态的所述固液相变金属推送至所述隔板的上方，所述挡板上开设有至少一个挡板螺纹孔；

所述步进电机的动力输出轴依次穿过所述通孔、所述挡板螺纹孔，并与所述挡板螺纹连接，所述步进电机用于驱动所述挡板沿所述动力输出轴的高度方向上升或下降；

所述散热翅片位于所述中空储热器的底部，所述散热翅片内设有安装槽，所述安装槽内安装有所述步进电机。

3.根据权利要求1或2所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述容纳腔的内壁上涂覆有防止与所述固液相变金属发生粘连的涂层。

4.根据权利要求3所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述涂层为特氟龙涂层或聚四氟乙烯涂层。

5.根据权利要求1或2所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述固液相变金属的熔点为60℃-95℃。

6.根据权利要求1或2所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述固液相变金属包括铋、铟、锡、锌、金和银中的两种或两种以上。

7.根据权利要求1或2所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述样本容纳器内设有空腔，所述空腔内填充有导热介质，所述样本容纳器上设有多个容纳孔,所述容纳孔由所述空腔包围而成。

8.根据权利要求2所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置，其特征在于，所述隔板焊接固定在所述容纳腔内；或者所述隔板的两侧设有凸块，所述容纳腔的侧壁上开设有与所述凸块相适配的凹槽，所述凸块插设在所述凹槽内。

9.一种采用如权利要求1、3-7中任一项所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在容纳腔的中部设置隔板，固液相变金属初始为固态并位于所述隔板的上方，当控温板对样本容纳器内的待测样本进行降温处理时，固态的所述固液相变金属吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量后转化为液态，并通过所述隔板上的镂空孔落入到所述容纳腔的底部；

S2，在液态的所述固液相变金属全部转化为液态后且还未放热转变为固态前，步进电机驱动所述隔板移动至所述容纳腔的底部；

S3，落入到所述容纳腔的底部的液态的所述固液相变金属内的热量通过散热翅片散布到环境中后，液态的所述固液相变金属转化为固态，并位于所述隔板的上方；

S4，所述步进电机驱动所述隔板将固态的所述固液相变金属移动至所述容纳腔的顶部，等待下一次降温处理时吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量并转移热量。

10.一种采用如权利要求2-8中任一项所述的基于金属固液转化的聚合酶链式反应分析仪温控装置进行温控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，固液相变金属初始为固态并位于隔板的上方，将挡板下降至容纳腔的底部，当控温板对样本容纳器内的待测样本进行降温处理时，固态的所述固液相变金属吸收来自所述样本容纳器内的待测样本的热量后转化为液态，并通过所述隔板上的镂空孔落入到底部的所述挡板上，液态的所述固液相变金属的一部分热量通过散热翅片散布到环境中，另一部分热量被储存在液态的所述固液相变金属内，使液态的所述固液相变金属不会转化为固态；

S2，当需要对所述样本容纳器内的待测样本进行升温处理时，步进电机驱动所述挡板移至与所述隔板相抵接，带动液态的所述固液相变金属透过所述镂空孔推送至所述隔板的上方，位于所述容纳腔的上方区域的液态的所述固液相变金属与所述控温板共同给所述样本容纳器内的待测样本提供热量，供热过程中，液态的所述固液相变金属散热转化为固态；

S3，所述步进电机驱动所述挡板移至所述容纳腔的底部，以等待下一次降温处理时所述固液相变金属吸热后转化为液态而落入到所述挡板上。

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