CN116574600A - 一种pcr检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCR检测设备，包括上侧设有开口的壳体，所述壳体的开口处安装有盖壳，所述壳体内腔中密封安装有水平设置的放置板，所述放置板上开设有若干个通孔，所述通孔向下延伸有内径逐渐变小且下端导通的锥罩，所述锥罩内设有球壳，所述球壳包括容纳壳和罩盖，所述容纳壳外侧开设有连通其内外的卡口，所述罩盖和所述卡口适配；本PCR检测设备，将扩增液放置于球形的球壳内，以空气作为支撑物、以及以空气作为加热源，且加热过程中球壳不断旋转使扩增液不断接触球壳不同位置的内壁，且增强扩增液的热交换，保证每个球壳均匀受热，并且避免球壳内处出现冷凝液滴，保证扩增液的浓度不变，从而保证实验结果的准确性。

Description

一种PCR检测设备

技术领域

本发明涉及DNA扩增技术领域，具体为一种PCR检测设备。

背景技术

PCR是指体外核酸扩增，加热解开双链DNA螺旋使双链DNA变性，在退火温度条件下引物同模板DNA杂交，在Taq DNA聚合酶、dNTPs、Mg2+和合适pH缓冲液存在条件下延伸引物，重复“变性、退火、引物延伸”过程至25-40个循环，呈指数级扩大待测样本中的核酸拷贝数。

现有技术中，PCR检测通过PCR检测设备进行，PCR检测设备的热源用电阻丝、导电热膜等元件制热，热源让带有凹孔的金属材质的基座升温，用自来水或者制冷压缩机或半导体对基座降温，将锥形的样品管放入到基座的凹孔内，且样品管内盛放有含有样品的扩增液，通过对扩增液温度控制重复进行“变性、退火、引物延伸”、实现目标DNA的扩增；但样品管与基座样品孔接触的紧密性、基座的导热性、邻近样品管的相互影响都会影响样品管内样品的实际升降温速度，样品管之间的温度差异影响结果的可重复性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种PCR检测设备，该PCR检测设备能够降低样品温度变化的差异，保证结果的可重复性，还能够保证扩增液的浓度不变，从而保证实验结果的准确性，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种PCR检测设备，包括上侧设有开口的壳体，所述壳体的开口处安装有盖壳，所述壳体内腔中密封安装有水平设置的放置板，所述放置板上开设有若干个通孔，所述通孔向下延伸有内径逐渐变小且下端导通的锥罩，所述锥罩内设有球壳。

所述球壳包括容纳壳和罩盖，所述容纳壳外侧开设有连通其内外的卡口，所述罩盖和所述卡口适配。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括第一扰流件，所述盖壳的下侧开口设置，所述第一扰流件的侧边和盖壳的内壁固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括温控组件，所述温控组件包括温度传感器、控制器、导管和气泵，所述盖壳外侧开设有连通其内腔底部的连接孔一，所述壳体外侧开设有连通其内腔底部的连接孔二，所述连接孔二和气泵的出气口连接，所述气泵的进气口和所述连接孔一通过导管连接。

所述壳体内腔靠近所述连接孔二的位置安装有电加热组件和半导体制冷片，所述壳体对应半导体制冷片处开设有安装穿孔。

所述温度传感器设置在壳体内或者设置在盖壳内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体内壁固定有罩壳，且电加热组件和所述半导体制冷片均位于罩壳内，且罩壳相对的两端均开口设置，所述罩壳的一开口靠近所述连接孔二。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括第二扰流件，所述第二扰流件的侧边和盖壳的内壁固定连接，且所述第二扰流件位于放置板和罩壳之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一扰流件的下侧对应每个通孔的位置均固定有一组限位杆，每一组中的限位杆绕其对应的通孔等角度排列。

作为本发明的一种优选技术方案，所述容纳壳外侧靠近所述卡口的位置设有第一凹槽，所述第一凹槽与卡口连通，所述罩盖外侧安装有拉动件。

其中罩盖安装在所述卡口时，所述拉动件卡在所述第一凹槽上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述容纳壳外侧靠近所述卡口的位置设有第二凹槽，所述第二凹槽与卡口连通，所述第二凹槽内壁和罩盖外侧通过连接件连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述容纳壳外侧远离卡口的位置设有卡槽，所述卡槽内设有磁块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体为透明塑料材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的PCR检测设备，一方面相较于现有技术锥管式样品管，不断旋转的球壳，使容纳壳内壁难以形成冷凝液滴，保证扩增液的浓度不变，从而保证实验结果的准确性；另一方面锥罩内的空气气流顶起球壳，且球壳在空气气流的伯努利效应下被顶起并转动，空气气流充当球壳的支撑物以及加热载体，球壳不断转动时扩增液不断与容纳壳不同位置的内壁接触，增强扩增液的热交换；再一方面当需要取出球壳时，保持锥罩喷出的气流，在球壳悬浮状态下取出球壳，便于球壳的取出。

2、本发明示例的PCR检测设备，第一扰流件使锥罩喷出的空气先经过第一扰流件在汇流到连接孔一处，第一扰流件降低气流向连接孔一汇流时对悬浮球壳的影响。

3、本发明示例的PCR检测设备，打开盖壳并在放置板上放置外部的铁板，磁块和铁板之间的磁吸力使容纳壳转动且磁块朝上吸附在铁板上，然后翻转铁板使罩盖朝上，便于将球壳从锥罩中取出、以及将罩盖朝上设置便于对球壳的拿取和便于打开罩盖。

附图说明

图1为本发明的一实施例结构示意图；

图2为图1的另一视角剖视结构示意图；

图3为图2的A处结构放大示意图；

图4为图1的另一视角剖视结构示意图；

图5为图1的另一视角剖视结构示意图；

图6为图5的B处结构放大示意图；

图7为本发明的球壳一视角结构示意图；

图8为本发明的球壳另一视角结构示意图；

图9为本发明的球壳的另一视角局部剖视结构示意图；

图10为本发明的放置板的剖视结构示意图。

图中：1壳体、2球壳、21容纳壳、22第一凹槽、23卡口、24拉动件、25罩盖、26第二凹槽、27连接件、28磁块、3放置板、4限位杆、5盖壳、6第一扰流件、7温度传感器、8半导体制冷片、9第二扰流件、10电加热组件、11罩壳、12控制器、13导管、14气泵。

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。

实施例一：

请参阅图1-8，本实施例公开一种PCR检测设备，包括温控组件和上侧设有开口的壳体1，壳体1的开口处安装有盖壳5，盖壳5封闭壳体1的开口，壳体1内腔中密封安装有水平设置的放置板3，放置板3上开设有若干个通孔，通孔向下延伸有内径逐渐变小且下端导通的锥罩，锥罩内设有球壳2。

球壳2包括容纳壳21和罩盖25，容纳壳21外侧开设有连通其内外的卡口23，罩盖25和卡口适配。

其中，温控组件使放置板3下侧的空气经由锥罩移动到放置板3的上侧，且温控组件调节流经锥罩空气的温度。

优选的，壳体1为透明塑料材质，放置板3为透明塑料材质，便于观察到锥罩内的球壳2。

优选的，温控组件包括温度传感器7、控制器12、导管13和气泵14，盖壳5外侧开设有连通其内腔底部的连接孔一，壳体1外侧开设有连通其内腔底部的连接孔二，连接孔二和气泵14的出气口连接，气泵14的进气口和连接孔一通过导管13连接。

壳体1内腔靠近连接孔二的位置安装有电加热组件10和半导体制冷片8，壳体1对应半导体制冷片8处开设有安装穿孔，半导体制冷片8安装在安装穿孔上，且半导体制冷片8位于壳体1内，半导体制冷片8的散热端位于壳体1外，温度传感器7设置在壳体1内或者设置在盖壳5内。

温度传感器7的输出端和控制器12的输入端电连接，控制器12通过温度传感器7检测壳体1内的温度；半导体制冷片8的输入端、电加热组件10的输入端、气泵14的输入端分别与控制器12的输出端电连接，控制器12可分别控制半导体制冷片8的工作状态、电加热组件10的工作状态、气泵14的工作状态。

控制器12为80c51单片机、PLC控制器或者pcb线路板。

本发明中所使用的温度传感器7、半导体制冷片8、电加热组件10、控制器12、气泵14等均为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

球壳2内加入待扩增的液体，并将球壳2放置在锥罩内，且每个锥罩内最多放入一个球壳2。

温控组件将空气调温后输送到壳体1内腔底部、并且调温后的空气位于放置板3下侧，调温且进入壳体1的空气由锥罩进入盖壳5，盖壳5内的空气和壳体1内的空气在温控组件作用下循环流动。

调温的空气经过锥罩的过程中，由于锥罩的内腔内径从下到上逐渐变大，锥罩内空气流速由下向上逐渐变小，锥罩内的空气气流顶起球壳2，且球壳2在空气气流的伯努利效应下被顶起并转动，空气气流充当球壳2的支撑物以及加热载体，球壳2不断转动时扩增液不断与容纳壳21不同位置的内壁接触，增强扩增液的热交换。

相较于现有技术锥管式样品管，不断旋转的球壳2，使容纳壳21内壁难以形成冷凝液滴，保证扩增液的浓度不变，从而保证实验结果的准确性。

进一步的，控制器12控制气泵14工作，锥罩的下端进入空气并顶升球壳2；控制器12通过温度传感器7检测壳体1内的温度，当温度低于设定温度，控制器12控制电加热组件10工作、将电能转变为热能，循环的空气经过电加热组件10时被加热，从而使循环的空气加热；当温度高于设定温度，控制器12控制半导体制冷片8工作，半导体制冷片8的冷端温度降低，循环的空气经过半导体制冷片8时被降温，从而使循环的空气降温，实现流经锥罩的空气调温。

操作人员通过控制器12手动调节壳体1内的空气温度、实现变性、退火、引物延伸所需温度的升降，或者采用程序控制控制器12来实现变性、退火、引物延伸所需温度的升降。

进一步的，球壳2为球形，且球壳2的重心与其圆心重合。

优选的，当需要取出球壳2时，保持锥罩喷出的气流，在球壳2悬浮状态下取出球壳2。

优选的，放置板3为塑料材质，塑料的比热容低，降低球壳2下降落入锥罩后放置板3上积蓄热量对球壳2内扩增液的影响。

实施例二：

如图2和图4所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例还包括第一扰流件6，盖壳5的下侧开口设置，第一扰流件6的侧边和盖壳5的内壁固定连接，第一扰流件6为棉絮带、透气海绵或者透气无纺布，第一扰流件6使锥罩喷出的空气先经过第一扰流件6在汇流到连接孔一处，第一扰流件6降低气流向连接孔一汇流时对悬浮球壳2的影响。

实施例三：

如图2、图3和图4所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例壳体1内壁固定有罩壳11，且电加热组件10和半导体制冷片8均位于罩壳11内，且罩壳11相对的两端均开口设置，罩壳11的一开口靠近连接孔二；罩壳11罩在电加热组件10和半导体制冷片8上，循环流动的空气流入壳体1内时流经电加热组件10和半导体制冷片8，使循环流动的空气得温度调节方便。

优选的，如图10所示部分锥罩的下部安装有电加热片，且电加热片靠近锥罩的下端设置，电加热片的功率阶梯设置，在前述锥罩内放入退火温度未知的扩增液、扩增液内的样品退火温度未知，电加热片的输入端均与控制器12的输出端电连接，该部分锥罩内的球壳2在退火环节、电加热片均工作，形成锥罩内流经空气温度的阶梯变化，实现退火温度的阶梯变化，便于快速确定扩增液内的样品退火温度。

实施例四：

如图2、图3和图4所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，在实施例二或者实施例三的基础上，本实施例还包括第二扰流件9，第二扰流件9的侧边和盖壳5的内壁固定连接，且第二扰流件9位于放置板3和罩壳11之间，第二扰流件9为棉絮带、透气海绵或者透气无纺布；循环空气在进入锥罩前、流经第二扰流件9，第二扰流件9对连接孔二处流入空气气流进行分散，促使每个锥罩流入的空气流速接近。

实施例五：

如图4和图5所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，其结构与实施例二的结构大致相同，不同之处在于，本实施例第一扰流件6的下侧对应每个通孔的位置均固定有一组限位杆4，每一组中的限位杆4绕其对应的通孔等角度排列；限位杆4限制球壳2被气流顶起后的移动范围，将球壳2限制在其对应的锥罩内，避免球壳2移动到其他锥罩内影响其他球壳2的加热或者降温。

实施例六：

如图7、图8和图9所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例容纳壳21外侧靠近卡口23的位置设有第一凹槽22，第一凹槽22与卡口23连通，罩盖25外侧安装有拉动件24，拉动件24为弹性橡胶带或者弹性塑料带。

容纳壳21外侧靠近卡口的位置设有第二凹槽26，第二凹槽26与卡口23连通，第二凹槽26内壁和罩盖25外侧通过连接件27连接，连接件27为弹性软带或者弹性塑料，优选的连接件27和拉动件24在罩盖25两侧对称设置。

罩盖25安装在卡口23时，拉动件24位于第一凹槽22上，连接件27位于第二凹槽26内，拉动件24和连接件27不影响容纳壳21和罩盖25组成的球体外观，且拉动件24便于对罩盖25打开或者关闭操作。

实施例七：

如图4、图8和图9所示，本实施例公开了一种PCR检测设备，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例容纳壳21外侧远离卡口23的位置设有卡槽，卡槽内设有磁块28。

打开盖壳5并在放置板3上放置外部的铁板，磁块28和铁板之间的磁吸力使容纳壳21转动且磁块28朝上吸附在铁板上，然后翻转铁板使罩盖25朝上，便于将球壳2从锥罩中取出、以及将罩盖25朝上设置便于对球壳2的拿取和便于打开罩盖25。

优选的，容纳壳21、拉动件24、罩盖25、连接件27、磁块28整体的重心位于容纳壳21的球心上，且球壳2的整体外侧面为球形。

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 (9)

1.一种PCR检测设备，其特征在于：包括上侧设有开口的壳体（1），所述壳体（1）的开口处安装有盖壳（5），所述壳体（1）内腔中密封安装有水平设置的放置板（3），所述放置板（3）上开设有若干个通孔，所述通孔向下延伸有内径逐渐变小且下端导通的锥罩，所述锥罩内设有球壳（2）；

所述球壳（2）包括容纳壳（21）和罩盖（25），所述容纳壳（21）外侧开设有连通其内外的卡口（23），所述罩盖（25）和所述卡口适配；

还包括温控组件，所述温控组件包括温度传感器（7）、控制器（12）、导管（13）和气泵（14），所述盖壳（5）外侧开设有连通其内腔底部的连接孔一，所述壳体（1）外侧开设有连通其内腔底部的连接孔二，所述连接孔二和气泵（14）的出气口连接，所述气泵（14）的进气口和所述连接孔一通过导管（13）连接；

所述壳体（1）内腔靠近所述连接孔二的位置安装有电加热组件（10）和半导体制冷片（8），所述壳体（1）对应半导体制冷片（8）处开设有安装穿孔；

所述温度传感器（7）设置在壳体（1）内或者设置在盖壳（5）内；

所述温控组件包括温度传感器（7）、控制器（12）、导管（13）和气泵（14），所述盖壳（5）外侧开设有连通其内腔底部的连接孔一，所述壳体（1）外侧开设有连通其内腔底部的连接孔二，所述连接孔二和气泵（14）的出气口连接，所述气泵（14）的进气口和所述连接孔一通过导管（13）连接；

所述壳体（1）内腔靠近所述连接孔二的位置安装有电加热组件（10）和半导体制冷片（8），所述壳体（1）对应半导体制冷片（8）处开设有安装穿孔；

所述温度传感器（7）设置在壳体（1）内或者设置在盖壳（5）内。

2.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于：还包括第一扰流件（6），所述盖壳（5）的下侧开口设置，所述第一扰流件（6）的侧边和盖壳（5）的内壁固定连接。

3.根据权利要求1述的PCR检测设备，其特征在于：所述壳体（1）内壁固定有罩壳（11），且电加热组件（10）和所述半导体制冷片（8）均位于罩壳（11）内，且罩壳（11）相对的两端均开口设置，所述罩壳（11）的一开口靠近所述连接孔二。

4.根据权利要求3述的PCR检测设备，其特征在于：还包括第二扰流件（9），所述第二扰流件（9）的侧边和盖壳（5）的内壁固定连接，且所述第二扰流件（9）位于放置板（3）和罩壳（11）之间。

5.根据权利要求2所述的PCR检测设备，其特征在于：所述第一扰流件（6）的下侧对应每个通孔的位置均固定有一组限位杆（4），每一组中的限位杆（4）绕其对应的通孔等角度排列。

6.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于：所述容纳壳（21）外侧靠近所述卡口（23）的位置设有第一凹槽（22），所述第一凹槽（22）与卡口（23）连通，所述罩盖（25）外侧安装有拉动件（24）；

其中罩盖（25）安装在所述卡口（23）时，所述拉动件（24）卡在所述第一凹槽（22）上。

7.根据权利要求1或者6所述的PCR检测设备，其特征在于：所述容纳壳（21）外侧靠近所述卡口（23）的位置设有第二凹槽（26），所述第二凹槽（26）与卡口（23）连通，所述第二凹槽（26）内壁和罩盖（25）外侧通过连接件（27）连接。

8.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于：所述容纳壳（21）外侧远离卡口（23）的位置设有卡槽，所述卡槽内设有磁块（28）。

9.根据权利要求1所述的PCR检测设备，其特征在于：所述壳体（1）为透明塑料材质。