CN209446193U - 一种pcr仪温度校准装置的校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于温度检测控制领域，具体涉及一种PCR仪所用温度校准装置的校正装置，包括底座和顶盖。该底座指向该顶盖的一面设置固定装置，从而对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行固定；该顶盖安装于该底座上方，并且该顶盖与该底座的相对面之间具有容纳该PCR仪温度校准装置的容纳空间；该顶盖在于该底座相对面上具有过线通孔，以供该PCR仪温度校准装置的数据线穿出该容纳空间。本实用新型提供一种针对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行校正的装置，保证了PCR仪温度校准装置本身的准确性，从而确保了使用PCR仪温度校准装置进行校准的PCR仪的温度准确性，并具有结构简单、使用方便，通用性强，便于推广使用。

Description

一种PCR仪温度校准装置的校正装置

技术领域

本实用新型属于温度检测控制领域，具体涉及一种PCR仪所用温度校准装置(设备)的校正装置。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一种用于短时间体外放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，广泛地应用于生命科学研究、食品卫生、医疗、法医及环境监测等诸多方面。PCR仪(基因扩增仪)的工作原理在于为DNA扩增制造不同的温度环境，使DNA变性、退火、引物延伸，其实质是一台精密的温度控制仪，其温度的准确性、一致性和波动性直接影响DNA反应3个阶段过程中基因片段的扩增质量，在退火温度优化过程中，温度准确性尤为重要，该过程需要PCR仪加热模块具有准确性和一致性。可以说，除了样品本身以外，PCR仪温度的准确性是决定PCR反应成败的关键因素，也是决定后续基因检测成败的关键因素。

为了保证PCR仪的温度准确性，现有技术提出了多种用于对PCR以进行温度校准的设备(张丽萍，基因扩增仪(PCR仪)温度校准装置的研究，天津大学硕士学位论文，2012；曾颖，PCR仪温度校准的研究，《计量与测试技术》)2016，43(10)；CN203855583U)。这些校准装置可以概括为，在一块阵列PCB基板上均匀布置多个温度传感器探头(一般为热电阻型)，构成PCR仪温度校准装置的温度传感器模块；使用时，将该温度传感器模块放置于PCR仪的样品架中，使各温度传感器探头插入样品架多个试管槽中，启动PCR仪并使用数据采集装置采集各探头的温度，并利用相关系统操作软件处理数据和对PCR仪进行温度校准。

由此可见，PCR仪温度校准的准确性与温度传感器模块的温度传感器探头的准确性密切相关。这些温度传感器探头工作原理均是将热能变化转换为电信号，后端设备采集电信号的变化，并根据公式计算而得出对应的温度值。但是，无论是热电偶型探头、还是热电阻型探头，亦或是复合型探头，其温度-电势关系并非线性，而是拟合曲线，并且随着探头的长期使用以及由此导致的不可避免的硬件细微变化，导致实际的温度-电势关系与预设的拟合曲线产生偏差，引发这些温度传感器探头本身的失真，最终造成整套校准装置无法反应真实的温度情况，更不可能对PCR仪进行温度校准。因此，现有技术急需能够对这些PCR仪温度校准装置(而非PCR仪本身)进行校正的设备。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的一个目的在于提供对PCR仪温度校准装置进行校正的校正装置，该校正装置能够适用于多种型号的PCR的温度校准装置，其使用方便、结果可靠。

具体而言，本实用新型的校正装置，包括与PCR仪温度校准装置的探头相匹配的底座和与该底座配套的能够密封盖合的顶盖。该底座用于：该底座指向该顶盖的一面设置温度传感器探头的固定装置，该固定装置包括与温度传感器探头对应的矩阵排布的盲孔。同一类型的校准装置各盲孔的深度相同，与温度传感器探头的大小和深度一致，结构上保障温度传感器探头与底座紧密结合，保障温度平衡时间尽量短和尽量一致。不同类型PCR仪温度校准不同，如96孔，384孔等。

该固定装置从而对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行固定；该底座使温度传感器探头紧密的贴合，避免空气隔离，导热效果良好，极大的缩小了温度传感器探头的温度平衡时间，能够快速达到设定的校准温度。

该顶盖安装于该底座上方，并且该顶盖与该底座的相对面之间具有容纳该PCR仪温度校准装置的容纳空间；该顶盖边缘设计与底座完全吻合，容纳空间仅容温度传感器探头及配套支撑和信息采集板放入，尽量减少预留空间，保障测温探头可以与底座和顶盖密切接触，结构上保障温度传感器探头的温度平衡时间尽量短。

该顶盖在该底座相对面上具有过线通孔，以供该PCR仪温度校准装置的数据线(与其探头不可分割)穿出该容纳空间。该数据孔的预留一方面保障数据线的有效传出，但也考虑了尽量缩小空间，仅允许数据线的出入。

进一步地，为了减少底座总体厚度，与该固定装置对应的底座向底面有突出部(为了便于设置所述的矩阵排布的盲孔)，优选地在该突出部设置包括多条平行排布的凹槽，其中各条凹槽分别设置在对应于各排盲孔之间的位置。如此设置，在该校正装置使用时放入油槽中进行加热时，可以保障温度传感器探头能够尽量的靠近介质油，减少温度传感器平衡的时间，增加灵敏度，因此设计了平行分布的凹槽，保障温度平衡时间尽量短和尽量一致。

在一个实施方式中，该固定装置上的与温度传感器探头对应的矩阵排布的盲孔由多条平行排布的滑轨和与该滑轨滑动连接的具有盲孔的滑块来实现。通过具有盲孔的滑块，使得温度传感器探头可以与该盲孔最大程度地密切接触，随后依靠滑块来调节盲孔的位置，以适应不同型号PCR仪温度校准装置的温度传感器探头的排布方式。

进一步地，该顶盖与该底座的相对面为正方形或长方形。由于PCR温度传感器探头排布一般为8×12、6×8、5×6，16×24等类型，故通常为长方形。

进一步地，该固定装置于该底座中呈沿该底座长边一侧对齐或中央对齐，优选中央对齐。

其中，该顶盖与该底座在使用时盖合为密封盖合，优选地在两者之间设置密封条来实现，以确保在使用时油不能浸入到内部。两者之间盖合可以采用卡扣连接、滑槽连接、通过螺丝连接、或通过螺栓螺母连接。在一个实施方式中，该顶盖与该底座在一侧面通过合页连接。

进一步地，该校正装置还包括与该过线通孔匹配的空心过线管，该数据线从该容纳空间穿过该过线通孔后再穿经该过线管。校准装置底座和上盖的大部分需要浸入校准油槽中，但是导线则不能接触油，提供该过线管，可以使导线的出口位于油面以上，便于移取。这种设计因减少顶盖厚度，而减少了制作顶盖所用的材料，却能够避免在使用时PCR仪温度校准装置的数据线接触到油槽中的油，故设置突出的所述空心过线管。

其中，该过线管与该顶盖为一体成型、分体零件固定连接或者分体零件可拆卸连接，优选该过线管通过该螺钉或螺栓螺母与该顶盖可拆卸连接。

进一步地，该校正装置还包括与该过线管开口相匹配的、与该过线管可拆卸的过线管盖，该过线管盖上开设供PCR仪温度校准装置的数据线(通常为排线)通过的过线缝隙，优选该过线缝沿该过线盖长边延伸、且贯穿该过线盖的宽边。过线管盖的长度优选与过线管高度一致，以便能够填充整个过线管的空间。

本实用新型的校正装置的使用方法，包括以下步骤：

S01、将PCR仪温度校准装置放入本实用新型的校正装置的底座中，使得PCR仪温度校准装置的温度传感器探头被该固定装置所固定；

S02、将PCR仪温度校准装置的数据线从本实用新型的校正装置的顶盖的过线通孔中传出，并使该顶盖扣于该底座之上，确保密封盖合；

S03、将该校正装置放入精密测温装置的油槽中，将标准铂温度计放入该油槽中，将PCR仪温度校准装置和标准铂温度计通过读取装置连接到具有校正软件的计算机上；

S04、将精密测温装置设置为规定温度T_n，待温度平衡后，读取标准铂温度计的示数T₀作为精密测温装置的测定温度，读取PCR仪温度校准装置各温度传感器探头的示数T_x作为校正前的温度传感器探头的温度；

S05、根据T₀和T_x，通过校正软件对PCR仪温度校准装置各温度传感器探头进行校正。

进一步地，步骤S02中，该校正装置还包括与该过线通孔匹配的空心过线管，该数据线从该容纳空间穿过该过线通孔后再穿经该过线管。

进一步地，步骤S04中，该规定温度T_n包括多个温度值，优选的T_n的取值范围为0℃≤T_n≤120℃。

进一步地，步骤S04中，该规定温度T_n为多个由低至高不均匀分布的温度值。

进一步地，步骤S04中，该规定温度T_n为0℃、30℃、50℃、70℃、90℃，120℃。

进一步地，该使用方法还包括：

S06、在步骤S05后，再将精密测温装置设置为验证温度T_n’，待温度平衡后，读取标准铂温度计的示数T₀’作为精密测温装置的测定温度，读取校正后PCR仪温度校准装置各温度传感器探头的示数T_x’作为校正后的温度传感器探头的温度；根据T₀和T_x’，检验各温度传感器探头的温度校正结果。

进一步地，步骤S06中，该验证温度T_n’包括多个温度值，优选该T_n’为与该规定温度T_n顺序相反的多个温度值。

本实用新型的有益效果在于：提供一种针对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行校正的装置，填补了现有技术的空白，通过对温度传感器探头本身进行校正，保证了PCR仪温度校准装置本身的准确性，从而确保了使用PCR仪温度校准装置进行校准的PCR仪的温度准确性，满足DNA扩增对环境温度准确控制的要求。

进一步地，本实用新型通过合理设计的校正装置，在减少了材料的使用同时，又从结构上确保了探头受热均匀一致，保障温度平衡时间尽量短和尽量一致，同时还能够适用于各种厂家、型号的不同规格的PCR仪温度校准装置，通用性强。因此本实用新型的校正装置结构简单、使用方便，便于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型校正装置的一个实施例的正视图。

图2是本实用新型校正装置的一个实施例中底座的俯视图。

图3是本实用新型校正装置的一个实施例中顶盖的俯视图。

图4是本实用新型校正装置的另一个实施例的正视图。

图5是本实用新型校正装置另一个实施例中过线管盖的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

如图1所示，本实用新型的校正装置包括底座1和与底座1配套的顶盖2。作为优选，顶盖和底座的相对面为长方形，两者通过螺丝实现可拆卸连接。

进一步参见图2，底座1指向顶盖2的一面设置温度传感器探头的固定装置3，从而对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行固定。作为一种优选方案，为了保证最佳的温度传导效果，固定装置为矩阵排布的盲孔4，盲孔4的间距可根据实际需要确定，例如针对某种特定型号的PCR仪温度校准装置时，盲孔4的间距设置为与校准装置的各温度传感器探头的间距相同，以实现最优匹配。各盲孔的深度亦可根据温度传感器探头的长度而定。

进一步参见图3，顶盖2安装于底座1上方，并且顶盖2与底座1的相对面之间具有容纳PCR仪温度校准装置的容纳空间5；顶盖2在与底座1相对面上具有过线通孔6，以供PCR仪温度校准装置的数据线穿出该容纳空间5。在一种优选的情况下，过线通孔6开设于顶盖2沿其长边的一侧，过线通孔6下方即为作为固定装置的盲孔4矩阵。

在一个优选方式中，与该固定装置对应的底座的底面有突出部(图中未示出)，在该突出部上设置多条平行排布的凹槽，其中各条凹槽分别设置在对应于固定装置正面的各排盲孔之间的位置。

实施例2

如图4所示，为了便于固定PCR仪温度校准装置的数据线，在实施例1所示的校正装置的基础上，进一步设置一个与过线通孔匹配的空心过线管7，数据线从容纳空间5穿过过线通孔6后再穿空心过线管7。为了进一步防止热量的耗散，该校正装置还包括一个过线管盖8，过线管盖8与空心过线管7开口相匹配，例如过线管盖8的下部外径收缩从而可插入中空的过线管7中。过线管盖8上开设供PCR仪温度校准装置的数据排线通过的过线缝9。作为一种优选方案，如图5所示，过线缝9沿过线管盖8的长边延伸，并且贯穿过线管盖8的宽边，如此能够便于数据线的安置和取出。

使用例

在实施例1或2的基础上，本使用例展示了一种优选的使用本实用新型的校正装置进行校正的方法。

S01、将PCR仪温度校准装置放入本实用新型的校正装置的底座1中，使得PCR仪温度校准装置的温度传感器探头落入对应的盲孔4中。

S02、将PCR仪温度校准装置的数据线从本实用新型的校正装置的顶盖2的过线通孔6中穿出，在一个实施方式中是通过过线管7，随后将顶盖2盖扣于底座1之上，并盖合好。

S03、将校正装置放入精密测温装置的油槽中，将标准铂温度计放入油槽中，将PCR仪温度校准装置和标准铂温度计通过读取装置连接到具有校正软件的计算机上。

S04、将精密测温装置的规定温度T_n依次设定到T₁＝0℃、T₂＝30℃、T₃＝50℃、T₄＝70℃、T₅＝90℃、T₆＝120℃，针对每一个T_n，待温度平衡后，依次读取标准铂温度计的示数T₀₁、T₀₁、T₀₃、T₀₄、T₀₅、T₀₆，作为精密测温装置的测定温度，读取PCR仪温度校准装置各温度传感器探头的示数T_x作为校正前的温度传感器探头的温度，如下表所示。

温度序列

T<sub>n</sub>

T<sub>0</sub>

1号探头T<sub>1</sub>

2号探头T<sub>2</sub>

......

x号探头T<sub>x</sub>

0℃

T<sub>1</sub>

T<sub>01</sub>

T<sub>11</sub>

T<sub>21</sub>

......

T<sub>x1</sub>

30℃

T<sub>2</sub>

T<sub>02</sub>

T<sub>12</sub>

T<sub>22</sub>

......

T<sub>x2</sub>

50℃

T<sub>3</sub>

T<sub>03</sub>

T<sub>13</sub>

T<sub>23</sub>

......

T<sub>x3</sub>

70℃

T<sub>4</sub>

T<sub>04</sub>

T<sub>14</sub>

T<sub>24</sub>

......

T<sub>x4</sub>

90℃

T<sub>5</sub>

T<sub>05</sub>

T<sub>15</sub>

T<sub>25</sub>

......

T<sub>x5</sub>

120℃

T<sub>6</sub>

T<sub>06</sub>

T<sub>16</sub>

T<sub>26</sub>

......

T<sub>x6</sub>

S05、根据T₀和T_x，对PCR仪温度校准装置各温度传感器探头进行校正，采用校正软件的计算来获得校正结果。

S06、校正后，再将精密测温装置设置为验证温度T_n’(T_1’＝120℃、T_2’＝90℃、T_3’＝70℃、T_4’＝50℃、T_5’＝30℃、T_6’＝0℃)，待温度平衡后，读取标准铂温度计的示数T₀’作为精密测温装置的测定温度，读取校正后PCR仪温度校准装置各温度传感器探头的示数T_x’作为校正后的温度传感器探头的温度；根据T₀’和T_x’，检验各温度传感器探头的温度校正结果。

下表展示了在T₅＝90℃下的校正结果。

由表可见，在校正前，9个探头的温度极差为0.28℃，经采用本实用新型的校正装置和校正方法校正后，这9个探头的温度极差缩小至0.08℃。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCR仪温度校准装置的校正装置，其特征在于，包括底座和与所述底座能够密封盖合的顶盖：

所述底座指向所述顶盖的一面设置固定装置，从而对PCR仪温度校准装置的温度传感器探头进行固定；

所述顶盖安装于所述底座上方，并且所述顶盖与所述底座的相对面之间具有容纳所述PCR仪温度校准装置的容纳空间；

所述顶盖在于所述底座相对面上具有过线通孔，以供所述PCR仪温度校准装置的数据线穿出所述容纳空间。

2.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述固定装置包括多个矩阵排布的盲孔，所述盲孔适于安放探头。

3.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述固定装置包括多条平行排布的滑轨和与所述滑轨滑动连接的具有盲孔的滑块。

4.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述顶盖与所述底座的相对面为正方形或长方形。

5.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述顶盖与所述底座密封盖合通过密封胶实现。

6.根据权利要求5所述的校正装置，其特征在于，所述顶盖与所述底座通过卡扣连接、滑槽连接、通过螺丝连接、或通过螺栓螺母连接；或者所述顶盖与所述底座在一侧面通过合页连接。

7.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述过线通孔为突出的空心过线管。

8.根据权利要求7所述的校正装置，其特征在于，还具与所述空心过线管配套的过线管盖，所述过线管盖上具有数据线通过的过线空隙。

9.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于，所述底座底面相对于固定位置具有突出部。

10.如权利要求9所述的校正装置，其特征在于，在所述突出部设置包括多条平行排布的凹槽，其中各条凹槽分别对应于各排盲孔之间的位置。