CN116536147A - Pcr检测设备 - Google Patents

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CN116536147A
CN116536147A CN202210092679.6A CN202210092679A CN116536147A CN 116536147 A CN116536147 A CN 116536147A CN 202210092679 A CN202210092679 A CN 202210092679A CN 116536147 A CN116536147 A CN 116536147A
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Jiaxing Aikono Biotechnology Co ltd
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Jiaxing Aikono Biotechnology Co ltd
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Abstract

本发明实施例公开一种PCR检测设备，包括：扩增模块和检测模块，扩增模块包括机架和多个反应单元，多个反应单元设置在机架上；检测模块包括光源和检测器件，光源相对于扩增模块可移动地设置，用于向多个反应单元射出激发光，检测器件固定设置在机架上，用于接收反应单元被激发光激发后而发出的荧光信号。通过将检测器件固定设置在扩增模块上，而光源相对于扩增模块可移动地设置，使得检测器件相对于扩增模块的反应单元是固定不动的，这样，反应单元被激发后而产生的荧光也会稳定地射入检测器件，从而荧光的光路更加稳定，显著提高了检测精度，避免了由于检测器件随动而引起的机械振动带来的检测误差。

Description

PCR检测设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种PCR检测装置。
背景技术
聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是分子诊断市场占有率很高的检测项目，广泛应用于遗传、基因筛查、肿瘤癌症等领域。其利用一段DNA或RNA为模板，在聚合酶和核苷酸底物共同参与下，将该段DNA或RNA扩增至足够数量，以便进行结构和功能分析。
然而，相关技术中PCR检测设备的检测精度还不理想，有待进一步提高。
发明内容
本发明实施例提供一种能够改善检测精度的PCR检测设备。
本发明实施例的PCR检测设备，包括：
扩增模块，包括机架和多个反应单元，多个所述反应单元设置在所述机架上；
检测模块，包括光源和检测器件，所述光源相对于所述扩增模块可移动地设置，用于向多个所述反应单元射出激发光，所述检测器件固定设置在所述机架上，用于接收所述反应单元被所述激发光激发后而发出的荧光信号。
根据本发明的一些实施方式，所述光源可移动地设置在所述反应单元的侧方，所述检测器件设置在所述反应单元的底部。
根据本发明的一些实施方式，多个所述反应单元沿第一方向并排设置；
所述光源的数量为多个，且多个所述光源沿着所述第一方向并排设置，并沿所述第一方向可移动地设置，以使各所述光源对各所述反应单元射出激发光。
根据本发明的一些实施方式，所述检测模块还包括第一镜片组和第二镜片组，所述第一镜片组与所述光源固定设置，所述第二镜片组与所述检测器件固定设置；
所述光源射出的激发光依次经过所述第一镜片组和第二镜片组射入所述反应单元，且所述反应单元经所述激发光激发后而产生的荧光再通过所述第二镜片组射入所述检测器件。
根据本发明的一些实施方式，所述第一镜片组包括第一聚光透镜和反射镜，所述激发光穿过所述第一聚光透镜，且经过所述反射镜的反射而射入所述第二镜片组；
其中，所述反射镜用于将所述激发光的传播方向改变90度。
根据本发明的一些实施方式，所述第二镜片组包括第二聚光透镜、第一二向色镜、第二二向色镜和第三聚光透镜，所述第一二向色镜用于接收所述反射镜反射的激发光并将所述激发光的传播方向改变90度，以射向所述反应单元，所述反应单元产生的荧光依次穿过所述第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜，并经第二二向色镜反射至所述检测器件。
根据本发明的一些实施方式，所述检测器件的数量为多个，且与多个所述反应单元的数量和位置对应设置；
所述第二镜片组包括第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜，所述第一二向色镜用于接收所述反射镜反射的激发光并将所述激发光的传播方向改变90度，以射向所述反应单元，所述反应单元产生的荧光依次穿过所述第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜而射入与该反应单元对应的所述检测器件。
根据本发明的一些实施方式，各所述反应单元包括管体和盖体，所述管体用于容纳样本液和试剂液，所述盖体可活动地连接于所述管体，用于封盖所述管体的开口；
所述PCR检测设备还包括压盖组件，用于驱动所述盖体封盖所述管体。
根据本发明的一些实施方式，所述压盖组件包括横梁、活动件和驱动机构，所述驱动机构设置在所述横梁上，且驱动连接于所述活动件，用于驱动所述活动件相对于所述横梁运动；
所述活动件向第二方向运动时，能够带动所述盖体由打开状态运动至中间状态；所述活动件向第三方向运动时，能够带动所述盖体由中间状态运动至封闭状态。
根据本发明的一些实施方式，所述活动件的一端设有卡接部，所述卡接部用于卡接处于封闭状态的所述盖体，以带动所述反应单元相对于所述机架运动。
根据本发明的一些实施方式，所述活动件还设有第一加热组件，用于加热处于封闭状态的所述盖体。
根据本发明的一些实施方式，所述压盖组件还包括缓冲件，用于缓冲所述活动件施加在所述盖体上的力。
根据本发明的一些实施方式，所述PCR检测设备还包括第二加热组件，用于加热所述反应单元，以使所述反应单元内的样品液和试剂液发生变性-退火-延伸反应。
根据本发明的一些实施方式，所述第二加热组件包括第一加热层、第二加热层和第三加热层，所述第二加热层设于所述第一加热层和所述第三加热层之间；
所述第一加热层的加热温度高于所述第三加热层的加热温度，所述第三加热层的加热温度高于所述第二加热层的加热温度。
根据本发明的一些实施方式，所述第一加热层的加热温度区间为90℃-97℃，所述第二加热层的加热温度区间为35℃-65℃，所述第三加热层的加热温度区间为70℃-75℃。
根据本发明的一些实施方式，相邻的加热层之间还设有隔热层。
根据本发明的一些实施方式，各所述加热层为半导体加热元件或聚酰亚胺加热膜。
根据本发明的一些实施方式，所述第二加热组件还包括控温装置，所述控温装置用于调节所述第一加热层的温度。
上述发明中的一个实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明实施例的PCR检测设备，检测模块包括光源和检测器件，通过将检测器件固定设置在扩增模块上，而光源相对于扩增模块可移动地设置，使得检测器件相对于扩增模块的反应单元是固定不动的，这样，反应单元被激发后而产生的荧光也会稳定地射入检测器件，从而荧光的光路更加稳定，显著提高了检测精度，避免了由于检测器件随动而引起的机械振动带来的检测误差。
附图说明
图1示出的是本发明实施例的PCR检测设备的结构示意图。
图2示出的是本发明第一实施例的扩增模块和检测模块的剖视图。
图3示出的是图2中的光路传播方向示意图。
图4示出的是本发明实施例的压盖组件的示意图。
图5示出的是本发明实施例的四联扩增管的结构示意图。
图6示出的是本发明第二实施例的扩增模块和检测模块的剖视图。
图7示出的是图6的光路传播方向示意图。
图8示出的是本发明另一实施例的光路传播方向示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、样本接收模块
2、裂解模块
3、核酸提取模块
4、扩增模块
41、机架
411、第一光通道
412、第二光通道
42、反应单元
421、管体
422、盖体
5、移液模块
6、检测模块
61、光源
611、激发光
612、荧光
62、检测器件
63、第一镜片组
631、第一聚光透镜
632、反射镜
633、滤光片
634、第四聚光透镜
64、第二镜片组
641、第二聚光透镜
642、第一二向色镜
643、第二二向色镜
644、第三聚光透镜
7、压盖组件
71、横梁
72、活动件
721、卡接部
73、驱动机构
8、第二加热组件
81、第一加热层
82、第二加热层
83、第三加热层
84、隔热层
D1、第一方向
D2、第二方向
D3、第三方向
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
如图1所示，图1示出的是本发明实施例的PCR检测设备的结构示意图。本发明实施例的PCR检测设备包括一个或多个样本接收模块1、一个或多个裂解模块2、一个或多个核酸提取模块3、一个或多个扩增模块4、移液模块5和检测模块6。移液模块5用于在各个模块之间转移样品。
可以理解的是，本发明实施例的PCR检测设备可以用于以下病原的检测：流感病毒、肠道病毒、乙肝病毒、丙肝病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、SARS病毒、塞卡病毒、布尼亚病毒、鼻病毒、呼吸核胞病毒、霍乱病毒等病毒性病原，或是结核杆菌、大肠杆菌、鲍曼不动杆菌、肺炎双球菌、乳酸链球菌、尿素生孢八叠球菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、炭疽芽孢杆菌、枯草杆菌、链杆菌、变形杆菌、霍乱弧菌、梅毒螺旋体等细菌性病原。
当然，还可以用于以下癌症的检测：胃癌、肝癌、肺癌、食管癌、子宫颈癌、乳腺癌、结肠癌、直肠癌、鼻咽癌、卵巢癌、肾癌、膀胱癌、甲状腺癌和皮肤癌等；从间叶组织如肌肉、脂肪、骨骼、血管、淋巴等长出来的恶性肿瘤，例如横纹肌肉瘤、平滑肌肉瘤、纤维肉瘤、脂肪肉瘤、骨肉瘤、软骨肉瘤、血管肉瘤、淋巴肉瘤等。另外还有例如白血病、霍奇金病、威尔姆氏瘤(肾母细胞瘤)、黑色素瘤、视网膜细胞瘤、精原细胞瘤、颗粒细胞瘤、枯根勃氏瘤、尤文氏瘤、恶性血管内皮细胞瘤或乳房派杰氏病。
本发明实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
样本接收模块1用于接收样本或样本容器。
可以理解的是，本发明实施例中的样本可以是任何用途所用的任何含有核酸的样本，包括但不限于用于人类基因的遗传测试和各种传染性疾病的临床测试。核酸样品可来自于任何来源，例如样品可以是与其天然环境所相分离并包含多核苷酸的生物材料。样品可由纯化的或分离的多核苷酸组成，或可包含生物样品例如包含多核苷酸的组织样品、生物流体样品或细胞样品。生物流体包括但不限于血液、血浆、痰液、尿、脑脊液、灌洗液样品。核酸样品可来自于植物、动物、细菌或病毒来源。样品可获得自不同来源，包括但不限于来自不同个体、相同或不同个体的不同发育阶段、不同患病个体(如患有癌症或怀疑患有遗传病症的个体)、正常个体、相同或不同个体的不同疾病阶段、进行了不同疾病处理的个体、处于不同环境因素的个体、或具有易患病体质的个体、或暴露于传染性疾病介质(如HIV)的个体的样品。
可以理解的是，样本容器可以是样品管。样品管可以是采血管或BD样本管。采血管的类型可以是12/13X75mm玻璃采血管、12/13X75mm塑料采血管、13X100mm采血管、16X75mm采血管、16X100mm采血管等。BD样本管的规格可以是16X100mm。
需要说明的是，对于无需额外添加稀释液的样本，样品管内的最少上样量为500ul，对于需要使用稀释液(或样本量少)的样本，样品管内的最少上样量为100ul，但不以此为限。
在一实施方式中，样本管还附有条码。条码可通过外置(例如采用手持式实验室(检验科)信息系统)扫描、内置扫描器或仪器内置自动扫描装置扫描，由此记录并监控所检测的样本。
在本实施例中，样本接收模块1的数量为12组，但不以此为限。
裂解模块2用于裂解样品的细胞以使得被细胞膜包被的核酸被释放。
可以理解的是，本发明实施例的裂解模块2可采用裂解剂、酶、超声或物理研磨的方式裂解样本。
裂解剂可以包括各种表面活性剂如SDS、Triton X、NP-40等，以及其它化学试剂如缓冲剂、蛋白酶抑制剂、还原剂等，其主要功能为：(1)利用去污剂破坏脂质双分子层，破裂细胞；(2)溶解蛋白；(3)促进蛋白变性；(4)抑制蛋白酶和核酸酶的活性。
酶可为各种裂解细胞壁或细胞膜中成分的酶，例如Labiase裂解酶、溶葡球菌酶、鸡蛋蛋白来源溶菌酶、人源溶菌酶、消色肽酶、球孢链霉菌源变溶菌素、金黄色葡萄球菌源α-溶血素、几丁质酶、立枯丝核菌源裂解酶、藤黄节杆菌源裂解酶、哈茨木霉源裂解酶、酿脓链球菌源链球菌溶血素O、破伤风杆菌源破伤风菌溶血素等。
超声裂解是利用超声加热的方法将胞破碎。然而，这种处理容易导致DNA的断裂，所以应设定好超声时间和间隙时间，以避免破坏目标DNA。
物理研磨是指将具有一定硬度的细小微粒，即研磨微粒，例如玻璃珠或瓷珠，与样本一起涡旋振荡进行机械破碎。其利用研磨微粒的快速运动撞击样本细胞从而机械破碎裂解样本细胞。
在本实施例中，裂解模块2的数量可以为12组，且分别与12组样本接收模块1的位置对应设置，但不以此为限。
核酸提取模块3用于将经过裂解的样品中的核酸分离和获得其核酸。
核酸提取模块3通过核酸结合、清洗和洗脱步骤来提取核酸，其中需要加入核酸结合、核酸清洗和核酸洗脱试剂(包括核酸提取磁珠、清洗液、洗脱液等)。核酸结合、核酸清洗和核酸洗脱试剂也可以含有所述试剂的核酸结合试剂盒(如核酸结合试剂条)方式提供。
在本实施例中，核酸提取模块3的数量可以为12组，且分别与12组样本接收模块1和裂解模块2的位置对应设置，但不以此为限。
扩增模块4用于将样品中的核酸扩增。在一实施方式中，经过提取核酸后，可通过移液模块5将核酸提取模块3中的核酸转移至扩增模块4。
扩增模块4为适合以任何方式进行核酸扩增的模块，包括但不限于各种恒温扩增或PCR，例如qPCR(荧光定量PCR)、RT-PCR、热启动PCR、巢式PCR、多重PCR、复原条件PCR、dsRNA合成、COLD-PCR、数字PCR等。优选地，扩增模块4配置为适用于DNA和RNA的荧光定量PCR。
在一实施方式中，扩增模块4为4-16组，优选为12组，该12组扩增模块4沿直线并排排列。并且，该12组扩增模块4分别与12组样本接收模块1、裂解模块2、核酸提取模块3的位置对应设置，但不以此为限。
在一实施方式中，每个扩增模块4包括多个反应单元42。每个反应单元42可以为核酸扩增隔室，该核酸扩增隔室用以容纳样品液和试剂液。当然，每个反应单元42也可以为核酸扩增容器，例如扩增管。各扩增模块4的反应单元42的数量可以为4个，但不以此为限。
可以理解的是，移液模块5可将试剂液分配至扩增模块4的反应单元42中。其中，试剂液可以包括引物、荧光基团等，这样，试剂液与样品液充分混合，使得扩增模块4中的样品液能够依次发生变性-退火-延伸反应，以实现扩增。
移液模块5可以将指定的试剂液分配至单一的反应单元42中，也可以将指定的试剂液分配至多个反应单元42中。举例来说，当反应单元42为4个，且每个反应单元42需要加入试剂液10ul时，则移液模块5一次可吸取试剂液50ul,并依次连续分配至4个反应单元42中。
需要说明的是，扩增模块4还具有加热组件，用于加热反应单元42，以使反应单元42内的试剂液和样品液发生扩增反应。
待扩增反应完毕后，检测模块6对反应单元42进行检测。具体来说，检测模块6的光源能够发生激发光，激发光照射在反应单元42，而使荧光基团被激发而发出荧光，激发出的荧光会再射向检测模块6的检测器件62，最终获得荧光信号。
如图2和图3所示，图2示出的是本发明第一实施例的扩增模块4和检测模块6的剖视图。图3示出的是图2中的光路传播方向示意图。
本发明实施例的扩增模块4，包括机架41和多个反应单元42，多个反应单元42设置在机架41上。检测模块6包括光源61和检测器件62，光源61相对于扩增模块4可移动地设置，用于向多个反应单元42射出激发光611，检测器件62固定设置在机架41上，用于接收反应单元42被激发光611激发后而发出的荧光信号。
本发明实施例的PCR检测设备，检测模块6包括光源61和检测器件62，通过将检测器件62固定设置在扩增模块4上，而光源61相对于扩增模块4可移动地设置，使得检测器件62相对于扩增模块4的反应单元42是固定不动的，这样，反应单元42被激发后而产生的荧光612也会稳定地射入检测器件62，从而使荧光612的传播光路更加稳定，显著提高了检测精度，避免了由于检测器件62随动而引起的机械振动带来的检测误差。
可以理解的是，光源61相对于扩增模块4的移动可以通过电机驱动。具体来说，电机设置在扩增模块4的机架41上，并通过传动机构连动于光源61，使得光源61可移动地设置在机架41上，进而能够对多个反应单元42射出激发光611。传动机构可以是传动带，但不以此为限，例如还可以是齿轮齿条机构、链轮链条机构等。
当然，还可以采用设置一单独的移动机构，用以带动光源61相对于扩增模块4产生移动。该移动机构可以不与扩增模块4直接连接。
光源61可移动地设置在反应单元42的侧方，检测器件62设置在反应单元42的底部。具体来说，反应单元42可以为扩增管。光源61可移动地设置在扩增管的管壁外，检测器件62设置在扩增管的底部。
在PCR检测设备一体化设计的背景下，将检测器件62设置在反应单元42的底部，可充分利用反应单元42底部的剩余空间，而不会占用其他模块的空间，这样使得各个功能组件尽可能实现模块化，提高了空间利用率。
多个反应单元42沿第一方向D1并排设置。光源61的数量为多个，且多个光源61沿着第一方向D1并排设置，并沿第一方向D1可移动地设置，以使各光源61对各反应单元42射出激发光611。
可以理解的是，光源61的数量可以为4个，且各光源61所发出的激发光611的颜色不同。其中激发光611的颜色可以是红色、绿色、粉色、紫色、桔色、粉红色等。反应单元42的数量也可以为4个，且沿第一方向D1并排设置。
移液模块5可将一份样品分配至4个反应单元42中，在4个光源61均开启的状态下，通过4个光源61分别照射4个反应单元42内的样品液和试剂液的情况下，可对每个反应单元42内的4个靶标进行检测，其中，各个反应单元42中的试剂液是不同的。这样，共可形成16个靶标。此外，还可针对不同疾病的检测需求对每次的检测靶标数量进行灵活调整，通过调整每组扩增模块4的参与扩增反应的反应单元42的数量以及光源61的开启数量，能够在最少1个、最多16个靶标的范围内进行灵活选择。
可以理解的是，光源61的移动路径可以是直线的，也可以是曲线的。
请继续参阅图3，检测模块6还包括第一镜片组63和第二镜片组64，第一镜片组63与光源61固定设置，第二镜片组64与检测器件62固定设置。光源61射出的激发光611依次经过第一镜片组63和第二镜片组64射入反应单元42，且反应单元42经激发光611激发后而产生的荧光612再通过第二镜片组64射入检测器件62。
第一镜片组63包括第一聚光透镜631、滤光片633和反射镜632，其中滤光片633可以为多通带滤光片。激发光611依次经过第一聚光透镜631、滤光片633和反射镜632射入第二镜片组64。其中，反射镜632用于将激发光611的传播方向改变90度，第一聚光透镜631用于将光源61发出的散射光转变为平行光。
第二镜片组64包括第二聚光透镜641、第一二向色镜642、第二二向色镜643和第三聚光透镜644，第一二向色镜642用于将激发光611的传播方向改变90度，以射向反应单元42，反应单元42产生的荧光612依次穿过第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644，并经第二二向色镜643反射至检测器件62。第二聚光透镜641用于将第一二向色镜642反射来的平行光聚焦在反应单元42上，第三聚光透镜644用于将荧光聚焦在第二二向色镜643。
由光源61发出的激发光611首先依次穿过第一聚光透镜631、滤光片633，接着经过反射镜632的反射射向第一二向色镜642，第一二向色镜642将激发光611的传播方向改变90度之后穿过第二聚光透镜641射向反应单元42，经过第二聚光透镜641聚光后射入反应单元42的底部。反应单元42被激发光611激发后产生的荧光612再次穿过第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644后射向第二二向色镜643，最终经过第二二向色镜643反射至检测器件62。
在一实施方式中，第二二向色镜643相对于第一二向色镜642绕竖直轴线旋转90度设置。这样，经由第二二向色镜643反射进入检测器件62的荧光612的传播方向与经由反射镜632射入第一二向色镜642的激发光611的传播方向相互垂直。
在一实施方式中，机架41具有第一光通道411和多个第二光通道412，多个第二光通道412的一端分别与第一光通道411连通，多个第二光通道412的另一端朝向反应单元42的底部。第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644均设置在第二光通道412内，第二二向色镜643设置在第一光通道411内。
如图2所示，在本实施例中，检测模块6包括一个第一镜片组63和多个第二镜片组64，多个第二镜片组64分别与多个反应单元42的位置对应设置，且多个第二镜片组64的多个第二聚光透镜641分别设置在多个第二光通道412内，多个第一二向色镜642分别设置在多个第二光通道412内，多个第三聚光透镜644分别设置在多个第二光通道412内，多个第二二向色镜643均设置在第一光通道411内。
这样，由于第一镜片组63与光源61的位置相对固定，故当光源61和第一镜片组63相对于扩增模块4沿第一方向D1移动时，光源61射出的激发光611通过第一镜片组63能够分别射向多个第二镜片组64，并通过第二镜片组64的作用射向多个反应单元42而激发出多束荧光612，多束荧光612最终射向检测器件62，以使检测器件62获得荧光信号。
可以理解的是，检测器件62的数量可以是一个，该检测器件62设置在第二光通道412的一端，通过调整各第二二向色镜643的反射角度，使得多个反应单元42产生的多束荧光612均能够射向同一个检测器件62。
当然，检测器件62的数量也可以是两个，且分别设置在第二光通道412的两端，通过调整各第二二向色镜643的反射角度，以使一部分的反应单元42产生的荧光612能够射向其中一个检测器件62，而另一部分反应单元42产生的荧光612射向另一个检测器件62。
可以理解的是，光源61可以为LED，检测器件62可以为任意光电探测器件，如硅光电倍增管(MPPC)等。
如图4和图5所示，图4示出的是本发明实施例的压盖组件7的示意图。图5示出的是本发明实施例的四联扩增管的结构示意图。各反应单元42包括管体421和盖体422，管体421用于容纳样本液和试剂液，盖体422可活动地连接于管体421，用于封盖管体421的开口；PCR检测设备还包括压盖组件7，用于带动盖体422封盖管体421。
可以理解的是，在PCR反应中，样品的扩增反应须在封闭的环境下进行。通过设置压盖组件7，以将盖体422封盖管体421，以防止扩增时液体的蒸发和气泡产生，影响反应精确性。
压盖组件7包括横梁71、活动件72和驱动机构73，驱动机构73设置在横梁71上，且驱动连接于活动件72，用于驱动活动件72相对于横梁71运动。活动件72向第二方向D2运动时，能够带动盖体422由打开状态运动至中间状态；活动件72向第三方向D3运动时，能够带动盖体422由中间状态运动至封闭状态。驱动机构73可以为电机。
在本实施例中，在未进行扩增反应之前，盖体422相对于管体421处于打开状态，这样方便移液模块5将样品液和试剂液转移至管体421内。需要封盖时，通过驱动机构73带动活动件72向上运动(第二方向D2)，从而将处于打开状态的盖体422慢慢抬起，直至盖体422处于一中间状态。在中间状态，盖体422相对于管体421呈角度设置。当盖体422抬起至中间状态后，驱动机构73停止工作，活动件72不再继续带动盖体422相对于管体421运动。之后，扩增模块4逐渐向压盖组件7靠近，当多个反应单元42移动至活动件72的正下方时，驱动机构73再次工作，以驱动活动件72向下运动(第三方向D3)，从而将盖体422封盖在管体421上。
活动件72还还设有第一加热组件，用于加热处于封闭状态的盖体422。
可以理解的是，在PCR反应中，各加热区间加热时，反应单元42内部的样品液和试剂液容易因加热而蒸发，从而在盖体422内表面形成液滴。通过设置第一加热组件，能够有效避免盖体422内液滴凝结。
第一加热组件可以为半导体加热元件或聚酰亚胺加热膜，但不以此为限。
压盖组件7还包括缓冲件，用于缓冲活动件72施加在盖体422上的力。举例来说，缓冲件可以设置在活动件72朝向反应组件的一侧，当活动件72向下运动挤压盖体422时，缓冲件是位于活动件72和盖体422之间，这样可缓冲活动件72对盖体422的冲击力，避免损坏盖体422。
缓冲件还可以设置在驱动机构73和活动件72之间，例如设置在驱动机构73的动力输出端和活动件72之间。当活动件72向下运动挤压盖体422时，缓冲件同样可提供缓冲力。
请继续参阅图4，活动件72的一端设有卡接部721，卡接部721用于卡接处于封闭状态的盖体422，以带动反应单元42相对于机架41运动。
具体来说，当活动件72将盖体422封盖在管体421之后，通过控制扩增模块4与活动件72的水平相对位置，便能够将卡接部721卡接于盖体422的下底面。此时，当反应单元42需要在不同温度区间进行扩增反应时，即可控制驱动机构73工作而驱动活动件72上下运动，进而带动反应单元42在不同温度区间来回运动。
可以理解的是，卡接部721的数量与扩增模块4的数量对应设置。例如，在本实施例中，卡接部721为12个，分别与12组扩增模块4的四联扩增管对应。
请返回参阅图2，PCR检测设备还包括第二加热组件8，用于加热反应单元42，以使反应单元42内的样品液和试剂液发生变性-退火-延伸反应。
第二加热组件8包括第一加热层81、第二加热层82和第三加热层83，第二加热层82设于第一加热层81和第三加热层83之间。第一加热层81、第二加热层82和第三加热层83沿着扩增管的轴向依次设置，且第一加热层81靠近扩增管的管口，第三加热层83靠近扩增管的底部。
第一加热层81的加热温度高于第三加热层83的加热温度，第三加热层83的加热温度高于第二加热层82的加热温度。第一加热层81的加热温度区间为90℃-97℃，第二加热层82的加热温度区间为35℃-65℃，第三加热层83的加热温度区间为70℃-75℃。
上述的三个加热层的加热温度区间分别对应扩增反应的三个反应变性-退火-延伸，也就是说，当进行变性反应时，将反应单元42的样品液和试剂液移动至第一加热层81所覆盖的区域，当进行退火反应时，将反应单元42继续向下移动，直至将样品液和试剂液移动到第二加热层82所覆盖的区域，当进行延伸反应时，将反应单元42的样品液和试剂液移动到第三加热层83所覆盖的区域。这样，扩增反应进行到哪个反应步骤，就将反应单元42移动至该反应步骤对应的加热层，避免了现有技术中需要重复进行大温度范围的温度升降，需要温控时间较长的问题。
需要说明的是，每个加热层均连接有与该加热层对应的控温装置，该控温装置可调节加热层的温度，使得当反应单元42在第一加热层81所覆盖的区域完成变性反应后，且反应单元42向第二加热层82移动时，该控温装置即可对第一加热层81进行冷却，使得第一加热层81的温度降至第二加热层82所对应加热温度区间35℃-65℃。这样，反应单元42移动至第二加热层82所覆盖的区域后，第一加热层81的温度降低，不会影响退火反应。
另外，当反应单元42依次通过第一加热层81、第二加热层82和第三加热层83所覆盖的区域后，即完成了一次循环反应。当进行第二次循环反应之前，即反应单元42即将从第三加热层83移动至第一加热层81之前，控温装置可对第一加热层81进行升温，直至温度达到90℃-97℃，之后重复上述的步骤，即可完成第二次循环反应。以此类推，反应单元42可进行40个循环反应。
呈上所述，活动件72的卡接部721即可带动反应单元42相对于机架41移动，即在不同的加热层之间往复移动。
相邻的加热层之间还设有隔热层84。具体来说，第一加热层81和第二加热层82之间设有隔热层84，第二加热层82和第三加热层83之间设有隔热层84。相邻的加热层之间还设有隔热层84，隔热层84将不同的加热层间隔开，避免了不同加热层之间存在的热交换现象，这有利于精确控制不同加热区域的加热温度。
此外，在不同的第二加热组件8之间也可设置隔热层84，避免不同的加热组件之间的热交换，保证各个加热组件的温控独立性。
可以理解的是，各加热层可以为半导体加热元件或聚酰亚胺加热膜。半导体加热元件如帕尔贴。
如图6和图7所示，图6示出的是本发明第二实施例的扩增模块4和检测模块6的剖视图。图7示出的是图6的光路传播方向示意图。第二实施例与上述实施例的相同之处不再赘述，其不同之处在于：
本发明第二实施例的检测器件62的数量为多个，且多个检测器件62均设置在第一光通道411内，并与多个反应单元42的数量和位置对应设置。同时，多个检测器件62的位置与多个第二光通道412的位置对应设置。第二镜片组64包括第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644，第一二向色镜642用于将激发光的传播方向改变90度，以射向反应单元42，反应单元42产生的荧光依次穿过第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644而射入与该反应单元42对应的检测器件62。
具体来说，由光源61发出的激发光首先依次穿过第一聚光透镜631、滤光片633，接着经过反射镜632的反射射向第一二向色镜642，第一二向色镜642将激发光的传播方向改变90度之后穿过第二聚光透镜641射向反应单元42，经过第二聚光透镜641聚光后射入反应单元42的底部。反应单元42被激发光激发后产生的荧光再次穿过第二聚光透镜641、第一二向色镜642和第三聚光透镜644后射向与该反应单元42对应的检测器件62。
如图8所示，图8示出的是本发明另一实施例的光路传播方向示意图。本实施例的管路传播方向与上述实施例的相同之处不再赘述，其不同之处在于：由光源61发出的激发光首先依次穿过第一聚光透镜631、滤光片633和第四聚光透镜634后，由反应单元42的侧方射入反应单元42内，反应单元42被激发光激发后产生的荧光穿过第二聚光透镜641和第三聚光透镜644后射向与该反应单元42对应的检测器件62。
可以理解的是，反应单元42被激发光激发后产生的荧光可以通过图2和图3所示的光路结构射向检测器件62，也可以是通过图6和图7所示的光路结构射向检测器件62，此处不再赘述。
综上所述，本发明实施例的PCR检测装置的优点和有益效果至少包括：
本发明实施例的PCR检测设备，检测模块6包括光源61和检测器件62，通过将检测器件62固定设置在扩增模块4上，而光源61相对于扩增模块4可移动地设置，使得检测器件62相对于扩增模块4的反应单元42是固定不动的，这样，反应单元42被激发后而产生的荧光也会稳定地射入检测器件62，从而荧光的光路更加稳定，显著提高了检测精度，避免了由于检测器件62随动而引起的机械振动带来的检测误差。
在发明实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。
发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对发明实施例的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于发明实施例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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
以上仅为发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制发明实施例，对于本领域的技术人员来说，发明实施例可以有各种更改和变化。凡在发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明实施例的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种PCR检测设备，其特征在于，包括：
扩增模块，包括机架和多个反应单元，多个所述反应单元设置在所述机架上；
检测模块，包括光源和检测器件，所述光源相对于所述扩增模块可移动地设置，用于向多个所述反应单元射出激发光，所述检测器件固定设置在所述机架上，用于接收所述反应单元被所述激发光激发后而发出的荧光信号。
2.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于，所述光源可移动地设置在所述反应单元的侧方，所述检测器件设置在所述反应单元的底部。
3.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于，多个所述反应单元沿第一方向并排设置；
所述光源的数量为多个，且多个所述光源沿着所述第一方向并排设置，并沿所述第一方向可移动地设置，以使各所述光源对各所述反应单元射出激发光。
4.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于，所述检测模块还包括第一镜片组和第二镜片组，所述第一镜片组与所述光源固定设置，所述第二镜片组与所述检测器件固定设置；
所述光源射出的激发光依次经过所述第一镜片组和第二镜片组射入所述反应单元，且所述反应单元经所述激发光激发后而产生的荧光再通过所述第二镜片组射入所述检测器件。
5.根据权利要求4所述的PCR检测设备，其特征在于，所述第一镜片组包括第一聚光透镜和反射镜，所述激发光穿过所述第一聚光透镜，且经过所述反射镜的反射而射入所述第二镜片组；
其中，所述反射镜用于将所述激发光的传播方向改变90度。
6.根据权利要求5所述的PCR检测设备，其特征在于，所述第二镜片组包括第二聚光透镜、第一二向色镜、第二二向色镜和第三聚光透镜，所述第一二向色镜用于接收所述反射镜反射的激发光并将所述激发光的传播方向改变90度，以射向所述反应单元，所述反应单元产生的荧光依次穿过所述第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜，并经第二二向色镜反射至所述检测器件。
7.根据权利要求5所述的PCR检测设备，其特征在于，所述检测器件的数量为多个，且与多个所述反应单元的数量和位置对应设置；
所述第二镜片组包括第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜，所述第一二向色镜用于接收所述反射镜反射的激发光并将所述激发光的传播方向改变90度，以射向所述反应单元，所述反应单元产生的荧光依次穿过所述第二聚光透镜、第一二向色镜和第三聚光透镜而射入与该反应单元对应的所述检测器件。
8.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于，各所述反应单元包括管体和盖体，所述管体用于容纳样本液和试剂液，所述盖体可活动地连接于所述管体，用于封盖所述管体的开口；
所述PCR检测设备还包括压盖组件，用于驱动所述盖体封盖所述管体。
9.根据权利要求8所述的PCR检测设备，其特征在于，所述压盖组件包括横梁、活动件和驱动机构，所述驱动机构设置在所述横梁上，且驱动连接于所述活动件，用于驱动所述活动件相对于所述横梁运动；
所述活动件向第二方向运动时，能够带动所述盖体由打开状态运动至中间状态；所述活动件向第三方向运动时，能够带动所述盖体由中间状态运动至封闭状态。
10.根据权利要求9所述的PCR检测设备，其特征在于，所述活动件的一端设有卡接部，所述卡接部用于卡接处于封闭状态的所述盖体，以带动所述反应单元相对于所述机架运动。
11.根据权利要求9所述的PCR检测设备，其特征在于，所述活动件还设有第一加热组件，用于加热处于封闭状态的所述盖体。
12.根据权利要求9所述的PCR检测设备，其特征在于，所述压盖组件还包括缓冲件，用于缓冲所述活动件施加在所述盖体上的力。
13.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于，所述PCR检测设备还包括第二加热组件，用于加热所述反应单元，以使所述反应单元内的样品液和试剂液发生变性-退火-延伸反应。
14.根据权利要求13所述的PCR检测设备，其特征在于，所述第二加热组件包括第一加热层、第二加热层和第三加热层，所述第二加热层设于所述第一加热层和所述第三加热层之间；
所述第一加热层的加热温度高于所述第三加热层的加热温度，所述第三加热层的加热温度高于所述第二加热层的加热温度。
15.根据权利要求14所述的PCR检测设备，其特征在于，所述第一加热层的加热温度区间为90℃-97℃，所述第二加热层的加热温度区间为35℃-65℃，所述第三加热层的加热温度区间为70℃-75℃；和/或，
相邻的加热层之间还设有隔热层；和/或，
各所述加热层为半导体加热元件或聚酰亚胺加热膜；和/或，
所述第二加热组件还包括控温装置，所述控温装置用于调节所述第一加热层的温度。
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