CN205091265U - 荧光检测装置及应用该装置的对流pcr反应设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备，其中荧光检测装置包括至少一个激发模块组，每个激发模块组包括两个激发模块，激发模块组能够提供两种波长的激发光；激发光纤，与激发模块组连接，激发光纤能够将激发光传输到至少一个反应试管，每个反应试管均接收两种波长的激发光；接收光纤，能够收集并传输反应试管的荧光信号；至少一个接收模块组，与接收光纤连接，每个接收模块组包括两个接收模块，以分别接收来自同一个反应试管的两种波长的荧光信号，并将荧光信号转换为电信号输出；荧光检测装置分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

Description

荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备

技术领域

本实用新型涉及生物医学工程技术领域，尤其涉及一种荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备。

背景技术

聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction，PCR)是一种分子生物学技术，用于扩增特定的DNA片段。聚合酶链式反应一般需要对反应混合物，在2个或3个温度之间，进行重复的热循环步骤。

作为分子生物学中最重要的技术手段之一，PCR技术自诞生到现在，在生命医学领域发挥了巨大的作用。PCR技术具有灵敏度高、特异性好的特点，尤其是荧光定量PCR技术能够对检测样品的原始浓度进行定量，为疾病诊断提供重要的临床检验信息。PCR为一种周期性的基因扩增反应，每个扩增周期包括DNA变性、退火、及延伸三个阶段，且每个阶段需要不同的温度条件，三个阶段构成一个完整的热循环周期。PCR所需的周期性反应温度条件往往由专业的PCR基因扩增仪来提供。PCR基因扩增仪通过复杂的软硬件设计来提供、并实时切换PCR所需的三个反应温度。在不同反应温度间的相互切换过程中，受仪器升降温速率的限制，不同反应阶段间的过渡过程往往需要较长时间，这使得PCR反应时间平均达到了1.5～2.5个小时。

作为一种新型PCR扩增技术，对流PCR依靠一个或者二个恒定的反应温度，在反应试管两端建立了稳定的温度梯度，基于热流体动力学原理，反应试管内产生了周期性运动流场，使得扩增样品在温度不同的试管两端间往复运动，由此获得了PCR扩增所需的温度条件。

但目前，现有的对流PCR的反应装置还不能对样品扩增过程中的荧光信号实现实时检测，这严重影响了对检测时间的控制，使得PCR扩增技术的总耗时始终无法降低到理想数值；检测设备的器件繁多，结构复杂，检测成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备，以实现对荧光信号的实时检测。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种荧光检测装置，包括：

至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；

激发光纤，与所述激发模块组连接，所述激发光纤能够将所述激发光传输到至少一个反应试管，每个所述反应试管均接收两种波长的激发光；

接收光纤，能够收集并传输所述反应试管的荧光信号；

至少一个接收模块组，与所述接收光纤连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块，以分别接收来自同一个所述反应试管的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；

所述荧光检测装置分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

进一步地，每个所述激发模块均包括激发光源和前向光学单元，所述激发光源经由所述前向光学单元向所述激发光纤传输所述激发光，每个所述激发光源能够提供一种波长的激发光，并通过所述激发光纤分别传输至所述反应试管。

进一步地，所述前向光学单元包括透镜和激发滤光片，所述透镜位于靠近所述激发光源的一侧。

进一步地，每个所述接收模块均包括后向光学单元和光电传感器，所述后向光学单元用于将所述荧光信号传输至所述光电传感器，所述光电传感器用于将所述荧光信号转换为电信号输出。

进一步地，所述后向光学单元包括聚焦透镜和接收滤光片，所述聚焦透镜位于靠近所述接收光纤的一侧。

进一步地，所述激发光纤与其相对应的所述接收光纤之间互成90度光学角度。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种对流PCR反应设备，包括上述的荧光检测装置。

进一步地，还包括上位机人机交互子系统、下位机控制子系统、加热模块和遮光模块，其中：

所述上位机人机交互子系统与所述下位机控制子系统数据连接，所述上位机人机交互子系统用于提供人机交互界面，并接收操作人员的输入指令；

所述下位机控制子系统用于根据所述上位机人机交互子系统所接收的输入指令，控制所述加热模块的温度；

所述加热模块能够为实现对流式聚合酶链式反应提供相应的加热温度；

所述遮光模块用于遮挡进入所述反应试管的光线。

进一步地，所述遮光模块包括上遮光盖与下遮光门，所述上遮光盖用于遮挡外界可见光，所述下遮光门包括弹性件，所述弹性件能够使得所述下遮光门在正常情况下为关闭状态；在所述反应试管插入反应孔位的过程中，所述下遮光门能够阻挡可见光进入所述反应试管。

进一步地，所述加热模块包括高温加热子单元、低温加热子单元和隔热子单元，其中所述高温加热子单元、所述低温加热子单元和所述隔热子单元的中心部分能够形成反应孔位，以插入所述反应试管，所述高温加热子单元位于所述低温加热子单元的下方，所述隔热子单元位于所述高温加热子单元和所述低温加热子单元之间，用于防止所述低温加热子单元吸收所述高温加热子单元的辐射热量。

进一步地，所述高温加热子单元包括下层加热橡胶、下层导热模块和下层测温传感器，所述下层加热橡胶位于所述下层导热模块的侧面，所述下层导热模块能够将所述下层加热橡胶产生的热量传递至所述反应试管的下部；

所述低温加热子单元包括上层加热橡胶、上层导热模块和上层测温传感器，所述上层加热橡胶位于所述上层导热模块的侧面，所述上层导热模块能够将所述上层加热橡胶产生的热量传递至所述反应试管的上部。

进一步地，所述高温加热子单元还包括与所述下位机控制子系统连接的下层测温传感器，用于将测量的所述高温加热子单元的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统；

所述低温加热子单元还包括与所述下位机控制子系统连接的上层测温传感器，用于将测量的所述低温加热子单元的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统；

所述下位机控制子系统能够接收所述下层测温传感器和所述上层测温传感器的温度信号，并根据所述温度信号与所述上位机人机交互子系统所接收的输入指令所设定温度之间的差值调整所述加热模块的加热温度。

基于上述技术方案，本实用新型的荧光检测装置设有至少一个激发模块组，每个激发模块组包括两个激发模块，这至少两个激发模块能够提供两种波长的激发光，激发光纤将两种波长的激发光传输到对应的反应试管，每个反应试管均接收两种波长的激发光，反应试管中的荧光染料被激发光照射之后发出荧光信号，然后经接收光纤传输至至少一个接收模块组，每个接收模块组接收来自于同一个反应试管的两种波长的荧光信号，并将其转化为电信号输出。

该荧光检测装置可以采用双波长检测，不论激发模块和反应试管的个数为多少，均可通过分时复用的原则，利用至少一个接收模块组即可完成对多个反应试管的同时检测。当反应试管为两个及以上时，分时是指对两个及以上反应试管进行分时检测；复用是指多个反应试管在不同时刻可以共用接收模块组，这样可实现对接收模块组的重复利用，显著减少了检测模块的器件数量，降低了模块的复杂度和成本；共用接收模块还有利于确保检测结果的一致性；另外，该荧光检测装置可允许多个反应试管循环检测，实现对荧光信号的实时检测，随到随检，缩短了检测时间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型荧光检测装置一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型对流PCR反应设备一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型一个独立反应孔位的一个实施例的结构示意图。

图4为本实用新型加热模块一个实施例的结构示意图。

图中：

1-上位机人机交互子系统，2-下位机控制子系统，3-荧光检测装置，31-激发模块，311-激发光源，312-前向光学单元，32-激发光纤，33-接收光纤，34-接收模块，341-后向光学单元，342-光电传感器，4-加热模块，41-低温加热子单元，42-高温加热子单元，43-隔热子单元，411-上层加热橡胶，412-上层测温传感器，413-上层导热模块，414-光纤固定孔，421-下层加热橡胶，422-下层测温传感器，423-下层导热模块，5-反应试管，6-遮光模块，61-上遮光盖，62-下遮光门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1所示，为本实用新型荧光检测装置一个实施例的结构示意图。该荧光检测装置3包括：

至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块31，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；

激发光纤32，与所述激发模块组连接，所述激发光纤32能够将所述激发光传输到至少一个反应试管5，每个所述反应试管5均接收两种波长的激发光；

接收光纤33，能够收集并传输所述反应试管5的荧光信号；

至少一个接收模块组，与所述接收光纤33连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块34，以分别接收来自同一个所述反应试管5的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；

所述荧光检测装置3分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

上述荧光检测装置设有至少一个激发模块组，每个激发模块组包括两个激发模块，这至少两个激发模块能够提供两种波长的激发光，激发光纤将两种波长的激发光传输到对应的反应试管，每个反应试管均接收两种波长的激发光，反应试管中的荧光染料被激发光照射之后发出荧光信号，然后经接收光纤传输至至少一个接收模块组，每个接收模块组接收来自于同一个反应试管的两种波长的荧光信号，并将其转化为电信号输出。

该荧光检测装置可以采用双波长检测，不论激发模块和反应试管的个数为多少，均可通过分时复用的原则，利用至少一个接收模块组即可完成对多个反应试管的同时检测。当反应试管为两个及以上时，分时是指对两个及以上反应试管进行分时检测；复用是指多个反应试管在不同时刻可以共用接收模块组，这样可实现对接收模块组的重复利用，显著减少了检测模块的器件数量，降低了模块的复杂度和成本；共用接收模块还有利于确保检测结果的一致性；另外，该荧光检测装置可允许多个反应试管循环检测，实现对荧光信号的实时检测，随到随检，缩短了检测时间。

另外，当激发模块组包括两个及以上时，每个激发模块组所提供出的两种波长的激发光可以不同，即可以有两种或两种以上的波长，从而实现对同一个反应孔位上的反应试管实施多波长检测。

激发模块31的具体实现形式有多种选择，在一个优选的实施例中，每个所述激发模块31均包括激发光源311和前向光学单元312，所述激发光源311经由所述前向光学单元312向所述激发光纤32传输所述激发光，每个所述激发光源311能够提供一种波长的激发光，并通过所述激发光纤32分别传输至所述反应试管5。

其中，所述激发光源311可以选为发光二极管(LED光源)，其体积小、电压低、使用寿命长，且可以回收再利用，不会造成污染。由多个LED光源构成激发光整列，整列中的LED光源允许具有多个不同波长，由多根并行分布的激发光纤32分别传递至多个反应试管5的反应孔位。

另外，所述前向光学单元312可以包括透镜和激发滤光片，所述透镜位于靠近所述激发光源311的一侧。其中透镜具有聚光的作用，激发滤光片能够选择特定波长的激发光。

接收模块的具体实现形式也可以由较为灵活的选择，在一个优选的实施例中，每个所述接收模块34均包括后向光学单元341和光电传感器342，所述后向光学单元341用于将所述荧光信号传输至所述光电传感器342，所述光电传感器342用于将所述荧光信号转换为电信号输出。

其中，所述光电传感器342可以为光电二极管，其线性好、噪声较低，价格低廉，重量轻，且使用寿命长。多个光电二极管可构成光电传感器整列，通过多根并行分布的接收光纤33接收来自多个反应孔位的荧光信号，然后将采集到的荧光信号转化为电信号并传送给下位机控制子系统2，由其进行下一步的信号及数据处理。

另外，所述后向光学单元341包括聚焦透镜和接收滤光片，所述聚焦透镜位于靠近所述接收光纤33的一侧。

为了获取最优的灵敏度与信噪比，所述激发光纤32与其相对应的所述接收光纤33之间互成90度光学角度。

如图2所示，本实用新型还提出一种应用上述荧光检测装置的对流PCR反应设备，包括上述各实施例中所述的荧光检测装置3。

在一个实施例中，对流PCR反应设备还可以包括上位机人机交互子系统1、下位机控制子系统2、加热模块4和遮光模块6，其中：

所述上位机人机交互子系统1与所述下位机控制子系统2数据连接，所述上位机人机交互子系统1用于提供人机交互界面，并接收操作人员的输入指令；

所述下位机控制子系统2用于根据所述上位机人机交互子系统1所接收的输入指令，控制所述加热模块4的温度；

所述加热模块4能够为实现对流式聚合酶链式反应提供相应的加热温度；

所述遮光模块6用于遮挡进入所述反应试管5的光线。

其中，上位机人机交互子系统1可以设置独立处理器和触控屏，一方面提供了友好的人机交互操作界面并根据用户输入指令控制下位机控制子系统2的运行，另一方面还可对检测结果及数据文件进行分析与管理；下位机控制子系统2用于控制加热模块4的温度，为对流PCR(对流式聚合酶链式反应)等温扩增提供稳定的反应温度；上位机人机交互子系统1与下位机控制子系统2之间可以通过串行接口或者USB接口进行数据通信。荧光检测装置3与下位机控制子系统2相配合，实现对流PCR等温扩增过程中，荧光检测信号的实时采集。

另外，遮光模块6可以针对每个检测孔位配置独立的遮光子单元，克服检测孔位间的相互影响，既支持批量检测，也支持随到随检。如图3所示，所述遮光模块6包括上遮光盖61与下遮光门62，所述上遮光盖61用于遮挡外界可见光，所述下遮光门62包括弹性件，所述弹性件能够使得所述下遮光门62在正常情况下为关闭状态；在所述反应试管5插入反应孔位的过程中，所述下遮光门62能够阻挡可见光进入所述反应试管5。

上遮光盖61可以遮挡来自装置外部的可见光。下遮光门62包括弹性部件，为一个弹簧门，由于受弹簧力拉扯作用，除非插入反应试管5，该下遮光门62始终处于关闭状态，因此，它能够阻止仪器内部的可见光进入检测孔位，更为重要的是，在上遮光盖61打开后，插入反应试管5前或者插入过程中，下遮光门62能够遮挡可能进入检测孔位的可见光，这有效克服了随到随检工作模式下，检测孔位之间的相互干扰与影响。

为实现对流式聚合酶链式反应，加热模块4需要提供对流式的反应温度。在一个实施例中，如图4所示，所述加热模块4包括高温加热子单元42、低温加热子单元41和隔热子单元43，其中所述高温加热子单元42、所述低温加热子单元41和所述隔热子单元43的中心部分能够形成反应孔位，以插入所述反应试管5，所述高温加热子单元42位于所述低温加热子单元41的下方，所述隔热子单元43位于所述高温加热子单元42和所述低温加热子单元41之间，用于防止所述低温加热子单元41吸收所述高温加热子单元42的辐射热量。

其中，下位机控制子系统2中包括两个温度控制回路，分别控制加热模块4的高温加热子单元42与低温加热子单元41的反应温度。

隔热子单元43的中部包括一个通孔，形成反应孔位，使得反应试管5能够顺利进入高温加热子单元42和低温加热子单元41，隔热子单元43将高温加热子单元42的辐射热量导出到侧面，再经外部散热片散发到环境中。

高温加热子单元42和低温加热子单元41的具体结构可以为：所述高温加热子单元42包括下层加热橡胶421、下层导热模块423和下层测温传感器422，所述下层加热橡胶421位于所述下层导热模块423的侧面，所述下层导热模块423能够将所述下层加热橡胶421产生的热量传递至所述反应试管5的下部；

所述低温加热子单元41包括上层加热橡胶411、上层导热模块413和上层测温传感器412，所述上层加热橡胶411位于所述上层导热模块413的侧面，所述上层导热模块413能够将所述上层加热橡胶411产生的热量传递至所述反应试管5的上部。

加热模块4中，上层加热橡胶411位于上层导热模块413的侧面，下层加热橡胶421位于下层导热模块423的侧面，采用侧面加热的方式，可以降低高温加热子单元42和低温加热子单元41自身的热负载；隔热子单元43可以有效地克服高温加热子单元42对低温加热子单元41的影响，确保了等温扩增效率。

另外，上层导热模块上可以设置光纤固定孔414，用于固定激发光纤32和接收光纤33。

为了实现更好的控制，所述高温加热子单元42还包括与所述下位机控制子系统2连接的下层测温传感器422，用于将测量的所述高温加热子单元42的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统2；

所述低温加热子单元41还包括与所述下位机控制子系统2连接的上层测温传感器412，用于将测量的所述低温加热子单元41的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统2；

所述下位机控制子系统2能够接收所述下层测温传感器422和所述上层测温传感器412的温度信号，并根据所述温度信号与所述上位机人机交互子系统1所接收的输入指令所设定温度之间的差值调整所述加热模块4的加热温度。

下位机控制子系统2根据下层测温传感器422和上层测温传感器412所检测的实际温度与初始设定温度之间的差值，按照内置的控制算法，分别调整输出给高温加热子单元42和低温加热子单元41的驱动信号幅值，实现双回路闭环温度控制。

下面对本实用新型荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备的一个实施例的结构原理进行说明：

以8个反应孔位数为例，高温加热子单元42与低温加热子单元41分别包括8个相互对应的上下层反应孔位，两者相互配合，允许同时进行8个反应试管5进行的对流PCR等温扩增。

反应试管5内的荧光染料波长数为2个，1个激发光源311，经由激发滤光片和透镜构成的前向光学单元312后，再经激发光纤32传输到2个反应试管5。为了实现对8个孔位的双波长检测，由4个一种波长发光二极管构成一组(a组)，由4个另一种波长发光二极管构成另一组(b组)，共8个发光二极管及其对应的前向光学单元312构成了激发模块组。

为了减少光电传感器的数量，将来自4个反应试管5的相同波长荧光信号分别由4根独立的接收光纤33收集，再经由聚焦透镜和接收滤光片构成的后向光学单元341后，进入到同一个光电二极管。4个光电二极管(PD1、PD2、PD3、PD4)均分为两组(A组、B组)，每组对应一个荧光波长。

荧光检测过程中，激发子单元31与接收子单元32受下位机控制子系统2的逻辑控制，按照一定的分时复用原则，在某一个时刻，仅对单个反应试管5，或者互不干涉的多个反应试管5进行双波长检测。通过让多个反应试管5之间共享激发光源与光电二极管传感器，显著减少了荧光检测装置的器件数量，降低了模块复杂度与成本，同时，共用检测传感器有利于确保检测结果的一致性。

通过对本实用新型荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备的多个实施例的说明，可以看到本实用新型荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备实施例支持多种波长荧光染料，具有结构简单、检测时间短的特点，支持随到随检的工作模式，为一种灵活度高、适用性广、高效率的核酸诊断与分析装置。

本实用新型荧光检测装置及应用该装置的对流PCR反应设备实施例能够实现对流式聚合酶链式反应，与普通PCR技术相比，对流PCR依靠单一或者两个恒定温度作为反应热源，显著简化了基因扩增装置的复杂度；同时，PCR扩增所需的周期性热循环通过反应样品在反应试管内的热对流来实现，其热循环周期时间要显著小于普通PCR热循环周期时间，因此，对流PCR往往能够在20-30分钟内完成。

与普通PCR相比，基于等温反应条件的对流PCR能够显著降低装置复杂度与检测成本，缩短检测时间。实时对流PCR扩增能够对样品扩增过程中的荧光信号进行实时检测，判别检测样品的阴/阳性，甚至还可以实现定量检测。实时对流PCR扩增省略了电泳检测步骤，一方面有利于克服气溶胶污染导致的假阳性，另一方面也进一步缩短了检测时间，在基于核酸诊断的疾病快速检测领域具有良好的发展与应用前景。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种荧光检测装置(3)，其特征在于，包括：

至少一个激发模块组，每个所述激发模块组包括两个激发模块(31)，所述激发模块组能够提供两种波长的激发光；

激发光纤(32)，与所述激发模块组连接，所述激发光纤(32)能够将所述激发光传输到至少一个反应试管(5)，每个所述反应试管(5)均接收两种波长的激发光；

接收光纤(33)，能够收集并传输所述反应试管(5)的荧光信号；

至少一个接收模块组，与所述接收光纤(33)连接，每个所述接收模块组包括两个接收模块(34)，以分别接收来自同一个所述反应试管(5)的两种波长的所述荧光信号，并将所述荧光信号转换为电信号输出；

所述荧光检测装置(3)分时地对所述反应试管进行检测，并复用所述接收模块组获得输出结果。

2.根据权利要求1所述的荧光检测装置(3)，其特征在于，每个所述激发模块(31)均包括激发光源(311)和前向光学单元(312)，所述激发光源(311)经由所述前向光学单元(312)向所述激发光纤(32)传输所述激发光，每个所述激发光源(311)能够提供一种波长的激发光，并通过所述激发光纤(32)分别传输至所述反应试管(5)。

3.根据权利要求2所述的荧光检测装置(3)，其特征在于，所述前向光学单元(312)包括透镜和激发滤光片，所述透镜位于靠近所述激发光源(311)的一侧。

4.根据权利要求1所述的荧光检测装置(3)，其特征在于，每个所述接收模块(34)均包括后向光学单元(341)和光电传感器(342)，所述后向光学单元(341)用于将所述荧光信号传输至所述光电传感器(342)，所述光电传感器(342)用于将所述荧光信号转换为电信号输出。

5.根据权利要求4所述的荧光检测装置(3)，其特征在于，所述后向光学单元(341)包括聚焦透镜和接收滤光片，所述聚焦透镜位于靠近所述接收光纤(33)的一侧。

6.根据权利要求1所述的荧光检测装置(3)，其特征在于，所述激发光纤(32)与其相对应的所述接收光纤(33)之间互成90度光学角度。

7.一种对流PCR反应设备，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的荧光检测装置(3)。

8.根据权利要求7所述的对流PCR反应设备，其特征在于，还包括上位机人机交互子系统(1)、下位机控制子系统(2)、加热模块(4)和遮光模块(6)，其中：

所述上位机人机交互子系统(1)与所述下位机控制子系统(2)数据连接，所述上位机人机交互子系统(1)用于提供人机交互界面，并接收操作人员的输入指令；

所述下位机控制子系统(2)用于根据所述上位机人机交互子系统(1)所接收的输入指令，控制所述加热模块(4)的温度；

所述加热模块(4)能够为实现对流式聚合酶链式反应提供相应的加热温度；

所述遮光模块(6)用于遮挡进入所述反应试管(5)的光线。

9.根据权利要求8所述的对流PCR反应设备，其特征在于，所述遮光模块(6)包括上遮光盖(61)与下遮光门(62)，所述上遮光盖(61)用于遮挡外界可见光，所述下遮光门(62)包括弹性件，所述弹性件能够使得所述下遮光门(62)在正常情况下为关闭状态；在所述反应试管(5)插入反应孔位的过程中，所述下遮光门(62)能够阻挡可见光进入所述反应试管(5)。

10.根据权利要求9所述的对流PCR反应设备，其特征在于，所述加热模块(4)包括高温加热子单元(42)、低温加热子单元(41)和隔热子单元(43)，其中所述高温加热子单元(42)、所述低温加热子单元(41)和所述隔热子单元(43)的中心部分能够形成反应孔位，以插入所述反应试管(5)，所述高温加热子单元(42)位于所述低温加热子单元(41)的下方，所述隔热子单元(43)位于所述高温加热子单元(42)和所述低温加热子单元(41)之间，用于防止所述低温加热子单元(41)吸收所述高温加热子单元(42)的辐射热量。

11.根据权利要求10所述的对流PCR反应设备，其特征在于，所述高温加热子单元(42)包括下层加热橡胶(421)、下层导热模块(423)和下层测温传感器(422)，所述下层加热橡胶(421)位于所述下层导热模块(423)的侧面，所述下层导热模块(423)能够将所述下层加热橡胶(421)产生的热量传递至所述反应试管(5)的下部；

所述低温加热子单元(41)包括上层加热橡胶(411)、上层导热模块(413)和上层测温传感器(412)，所述上层加热橡胶(411)位于所述上层导热模块(413)的侧面，所述上层导热模块(413)能够将所述上层加热橡胶(411)产生的热量传递至所述反应试管(5)的上部。

12.根据权利要求11所述的对流PCR反应设备，其特征在于，所述高温加热子单元(42)还包括与所述下位机控制子系统(2)连接的下层测温传感器(422)，用于将测量的所述高温加热子单元(42)的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统(2)；

所述低温加热子单元(41)还包括与所述下位机控制子系统(2)连接的上层测温传感器(412)，用于将测量的所述低温加热子单元(41)的加热温度转换为电信号并实时反馈给所述下位机控制子系统(2)；

所述下位机控制子系统(2)能够接收所述下层测温传感器(422)和所述上层测温传感器(412)的温度信号，并根据所述温度信号与所述上位机人机交互子系统(1)所接收的输入指令所设定温度之间的差值调整所述加热模块(4)的加热温度。