CN210945609U - 一种极速pcr反应检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种极速PCR反应检测装置，包括温度控制系统、水平传动机构、反应管固定装置、垂直传动机构；水平传动机构带动温度控制系统进行水平运动，反应管固定装置与垂直传动机构相连并可随垂直传动机构的偏心轮上下运动，从而实现反应管固定装置上的反应管在温控模块之间进行相对往复运动，该装置结构紧凑，具有较快的运动速度，高温模块和低温模块的温度设置，能提升反应管中反应液的升降温速率，从提高反应管升降温速度和反应管在温控模块之间的移动速度2个方面着手，达到缩短PCR反应所需时间的目的，同时，本实用新型所述极速荧光PCR反应检测装置检测结果重复性好，结果准确。

Description

一种极速PCR反应检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于PCR反应检测装置，特别是能够提供快速升降温的PCR反应检测装置。

背景技术

PCR(聚合酶联反应)是分子生物学研究的重要手段，反应时间一直是PCR反应的限制因素，一个常规的PCR反应往往要一两个小时，对于临床特种应用来说，扩增时长限制了其应用。

专利申请号为201780033562.8的专利：用于样品分析与处理的快速热循环，公开了一种用于按照热曲线对核酸进行热处理的设备，该设备通过往复装置，实现反应器处于至少一个浴槽中时让握持架能与至少一个浴槽之间进行相对往复运动，并通过震动改进浴槽介质与反应器之间的热传导，从而加快热循环速度。然而，该装置的结构复杂，并且需要定期更换浴槽介质，浴槽介质还有可能从浴槽中溢出；该仪器的浴槽温度设置为85～99℃，低温浴槽设置为40～80℃，该温度的设置，并不能满足极速PCR对于升降温速率的要求；并且该仪器结构复杂，样品取放不便，因此，怎样提高PCR反应的升降温速度、提高仪器便捷性、同时保证仪器检测的准确性，是极速PCR仪亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述问题，一种极速PCR反应检测装置，包括温度控制系统、水平传动机构、反应管固定装置、垂直传动机构；

所述温度控制系统至少包括2个温控模块，可以为1个高温模块和1个低温模块；

所述水平传动机构与温度控制系统连接，水平传动机构带动温度控制系统进行水平运动，所述反应管固定装置架在温度控制系统上部，反应管固定装置与垂直传动机构相连并可随垂直传动机构上下运动，从而实现反应管固定装置上的反应管在温控模块之间进行相对往复运动；

所述垂直传动机构通过偏心轮转动带动反应管固定装置上下运动。

优选的，所述高温模块温度设置范围为100～150℃；所述低温模块温度设置范围为15～55℃。

优选的，所述高温模块温度设置为120℃；所述低温模块温度设置为47℃。

优选的，所述温度控制系统还包括中温控模块。

优选的，所述温控模块的由前向后依次为中温模块、低温模块、高温模块，其中最前部中温模块侧壁开有检测孔，所述中温模块、低温模块、高温模块上部均设置有样品孔。

优选的，温控模块能保持温度恒定或改变温度。

优选的，所述温度控制系统的下部与水平传动机构连接，在水平传功机构的作用下温度控制系统前后运动。

优选的，所述水平传动机构包括丝杆电机和2根导向传动轴，2根导向传动轴固定于丝杆电机前部，温控模块可沿导向传动轴进行前后运动，该导轨的设置，能够让温控模块保持平衡，进行平稳的移动。

优选的，所述反应检测装置还包括光学检测系统，所述光学检测系统位于温度控制系统前部。

优选的，所述光学检测系统包括光学读头和传动装置，所述光学读头安装在传动装置上部，在传动装置的带动下进行左右移动。

优选的，所述传动装置包括步进电机Ⅰ、导轨、皮带、连接件，所述连接件上部固定光学读头，连接件中部设置与导轨滑动连接的凹槽，连接件下部设置与皮带连接的夹板。

优选的，所述反应管固定装置包括反应管固定位、压盖，所述压盖用于盖合反应管固定位。

优选的，所述压盖材质为不锈钢，不锈钢材质不易变形，能对不同位置样品孔都产生相同的压盖力度，能使不同位置EP管与温控模块的贴合度均良好，让EP管受热均匀，也能让EP管内体系相对于检测孔的位置都比较均一，达到检测结果重复性和一致性良好。

优选的，所述反应管固定装置还包括横向支撑板，所述横向支撑板固定安装在所述反应管固定装置的下部；所述垂直传动机构包括步进电机Ⅱ和偏心轮，所述偏心轮固定在步进电机Ⅱ上，偏心轮支撑位于上部的横向支撑板，步进电机Ⅱ带动偏心轮转动，通过带动横向支撑板上下运动实现反应管固定装置的上下运动。

优选的，所述反应管固定装置还包括竖向支撑杆、立柱，所述竖向支撑杆固定于反应管固定位两侧，立柱垂直穿过竖向支撑杆，立柱与竖向支撑杆滑动连接，所述立柱顶部套设弹簧并顶住竖向支撑杆，立柱与竖向支撑杆的作用在于限定反应管固定装置的上下运动方向，能保证反应管固定装置垂直方向上下运动。

优选的，还包括控制系统，所述控制系统为控制电路，可以对温度控制系统、水平传动机构、光学检测系统、反应管固定装置进行实时控制及信号传输。

一种极速PCR检测方法，应用如上所述极速PCR反应检测装置，包括如下操作步骤：

①准备：启动仪器预热，准备相关耗材，将样本和试剂装入反应管并混合；

②高温模块移动至反应管正下方，垂直传动机构下降至最低点，反应管进行高温温浴；

③反应管温度达到所需温度后，垂直传动机构复位，低温模块移动到反应管正下方，垂直传动机构下降至最低点，进行降温；

④数据采集；

⑤重复第②～④步骤；

⑥垂直传动机构复位，取出反应管。

优选的，步骤③反应管降温之后，还包括如下步骤：垂直传动机构复位，中

温模块移动到反应管的正下方，保持一定时间。

工作原理：

本实用新型所述极速PCR检测装置，包括高温模块、低温模块、水平传动机构、垂直传动机构、光学检测系统、反应管固定装置。EP管可以安装在反应管固定装置上的反应管固定架上，安装后使用压盖压住，实验中EP管可以随反应管固定装置上下运动。高温模块提供超过100℃的温度的温控控制，可以使EP管快速升温至目标温度，低温模块提供低于55℃的温度控制，可以使EP管快速降温至目标温度。正常扩增循环的变性及退火过程，采用路过型温度控制，对于预变性需要在一个温度保持一定时间的流程，通过在该温控模块(高温模块)以一定频率上下运动保持一个持续的温度。

有益效果：

1、反应系统移动平稳，结构紧凑，提升仪器的运动速度：

PCR反应管与温度控制系统进行相对运动，水平传动机构带动温度控制系统进行水平运动，所述反应管固定装置架在温控系统上部，反应管固定装置与垂直传动机构相连并可随垂直传动机构上下运动，从而实现反应管固定装置上的反应管在温控模块之间进行相对往复运动，垂直传动机构与水平传动机构不连接，因此，水平传动机构运动时，不会带动反应管进行水平运动，由于PCR反应体积都较小，减少反应管的震动，能避免反应管中的反应液挂壁，能避免反应管中气泡的产生，从而提高检测的准确性。

本实用新型所述仪器，在使用时，为了PCR在预变性需要在一个温度保持一定时间的流程，采用的方式是在该温控模块以一定频率的上下运动来保持一个持续的温度，为保证上下运动的速度和灵活性，本实用新型采用电机带动偏心轮转动实现，偏心轮只需要转动一定的角度，就可以瞬间达到上下运动效果，该上下运动的方式，会比皮带传动更快，从而能够提升上下运动的速度和效率，通过该种运动方式，能提高温度控制的准确度同时也能加快仪器的运动速度，缩短检测时间。

2、高温模块和低温模块的温度设置，能提升反应管中反应液的升降温速率。

一般PCR仪中的高温模块温度设置最高为99℃，而本实用新型所述高温模块设置的温度为超过100℃，经过多次试验，证明在120℃能达到较为理想的升温速率，同时，本实用新型所述检测仪器，只需要使用普通EP管就可以达到要求。本实用新型所述低温模块，所设置的温度低于实验流程目标温度设置，可以以最大速度到达目标温度，进而提高升降温速度。

在试验过程中，发现当低温模块温度设置为室温(25℃-30℃)时，反应管温度在退火阶段没有稳定，分析原因，发现降温时，反应管壁迅速的被低温模块传导至较低温状态，即使反应管后期脱离低温模块，但反应管温度较低，脱离低温模块后低温继续从反应管壁向反应管内的实验体系传导，降温趋势没有减缓，当低温模块设置为47℃后，降温一段时间后使反应管脱离低温模块，能稳定住退火温度，从而能在温度控制方面提升PCR检测的重复性。

3、不同样品孔、相同样品孔检测结果一致性、重复性良好。

本实用新型所述高温模块、中温模块、低温模块，上部均设置有样品孔，在温控模块样品孔的前部，开设有检测孔，通过样品孔上的压盖，将EP管压紧在样品孔中，能让EP管与温控模块具有良好的贴合度，从而能提升每个样品的升降温速率，同时也能保证每个样品管的温度变化的一致，进而提升样品检测结果的重复性、一致性。

本实用新型所述压盖的材质为硬金属材质，优选为不锈钢材质。压盖材质的不同，会对检测结果造成较大的影响。当压盖的材质为铝质金属条时，由于压盖易变形，从而导致不同样品孔上方的压紧程度不同，影响EP管与温控模块的贴合度，会导致不同样品孔的EP管受热不均，同时，压盖力度不均，也会造成EP管内体系相对于检测孔位置差异，极端的情况可能检测到体系与石蜡油的交界面，最终导致仪器的重复性不佳。通过将压盖的材质更换为不锈钢材质，则很好的解决了这一问题。

4、中温模块的设置，能显著提升PCR的扩增效率

将低温池的温度从室温提高到47℃，扩增效率没有提高，观察温控曲线，即便低温模块提供47℃一个的温度，但降温速率过快，单纯提供一个低温温度、或者将EP管从低温模块脱离(之前测试过)，都不能减缓降温的速率，故如需在退火延伸温度加以保持，需要在到达退火温度后给一个热源使EP管升温，优选的方式是增加一个延伸温度的中温池，在EP管通过低温池达到退火温度后进入中温池保持并检测，再进入高温池进行变性解链。试验表明，增加中温模块用于增加退火时间后，同样扩增效率用时缩短，增加退火延伸时间对提高扩增效率有效。

5、本实用新型所述极速荧光PCR仪与普通荧光PCR仪在扩增效率与检出限方面没有显著差异，检测结果重复性好，结果准确。

FQPCR仪与对照的QPCR仪进行10^1～10^5copies浓度的灵敏度测试，扩增效率及检出限没有显著差异，两台仪器均可以检出10copies浓度样本；从标曲可以看出，两条曲线的斜率相当，相关系数R²也都大于0.99。通过标准曲线计算扩增效率，两台仪器的扩增效率相近(110％～115％)之间。

6、本实用新型所述极速荧光PCR仪，温度控制模块位于水平传动机构的上方，相对于温控模块位于水平传动机构的下方，能让样品放置操作更加方便。

7、本实用新型所述极速荧光PCR仪，维护简单，不需要进行加热介质的更换。本实用新型通过压盖将反应管压紧于样品检测孔中，能达到反应管与样品检测孔的壁面具有良好的贴合度，替代常规的通过介质传热方式，一方面减少仪器维护的工作量和耗材，另一方面，由于省略了介质的传热过程，能缩短仪器的预热时间，温控模块温度能更快调节。

附图说明

图1PCR快速反应检测装置结构示意图；

图2温控系统与水平传动机构结构示意图；

图3光学检测系统结构示意图；

图4垂直传动机构、反应管固定装置结构示意图；

图5PCR仪温度测试曲线；

图6铝制压盖不同检测位置的扩增曲线；

图7钢制压盖不同检测位置的扩增曲线；

图8 2号位的重复性测试的扩增曲线；

图9 5号位的重复性测试的扩增曲线；

图10 Ct值的正太分布及直方图；

图11 QPCR&FQPCR灵敏度测试扩增曲线(对数坐标轴)；

图12 QPCR&FQPCR标准曲线图。

其中：

1、温度控制系统，11、中温模块，12、低温模块，13、高温模块；

2、水平传动机构，21、四杆电机，22、导向传动轴；

3、光学检测系统，31、光学读头，32、传动装置，321，步进电机Ⅰ，322、导轨，323、皮带，324、连接件，3241、凹槽，3242、夹板；

4、垂直传动机构，41、步进电机Ⅱ，42、偏心轮；

5、反应管固定装置，51、横向支撑板，52、反应管固定位，53、压盖，54、竖向支撑件，55、立柱，56、弹簧；

6、控制系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本实用新型的描述中，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的限制。

本实用新型所述FQPCR为极速荧光PCR仪，QPCR为普通荧光PCR仪。

如图1所示，一种PCR快速反应检测装置，包括温度控制系统1、水平传动机构2、光学检测系统3、反应管固定装置5、垂直传动机构4；

所述温度控制系统前部为用于检测温度控制系统中样品的光学检测系统；所述温度控制系统的下部与水平传动机构连接，在水平传功机构的作用下温度控制系统前后运动；所述反应管固定装置包括反应管固定装置和垂直传动机构，所述反应管固定装置架在温控系统上部，反应管固定装置可随垂直传动机构上下运动。

本实施例所述温度控制系统包括2个温控模块，如图1所示，有前到后依次为低温模块12、高温模块13；也可以是3个温控模块，如图2所示，由签到后依次为中温模块11、低温模块12、高温模块13；所述温控模块能保持温度恒定或改变温度。

本实施例中所述高温模块可设置温度超过100℃，使反应管可以快速升温至变性温度，低温模块12可以设置温度为低于退火延伸所要求的温度，使反应管快速降温达到退火温度。

如图1所示，最前部低温模块侧壁开有检测孔14，所述低温模块12、高温模块13上部均设置有样品孔15。如图1所示，当温控模块为3个时，最前部的中温模块侧壁开有检测孔，中温模块11、低温模块12、高温模块13上部均设置有样品孔15。

如图2所示，本实用新型中所述水平传动机构包括丝杆电机21和2根导向传动轴22，2根导向传动轴22固定于丝杆电机21前部，温控模块沿导向传动轴22进行前后运动。

如图3所示，本实用新型所述光学检测系统包括光学读头31和传动装置32，所述光学读头安装在传动装置上部，在传动装置32的带动下进行左右移动；所述传动装置32包括步进电机Ⅰ321、导轨322、皮带323、连接件324，所述连接件324上部固定光学读头321，连接件324中部设置与导轨滑动连接的凹槽3241，连接件下部设置与皮带连接的夹板3242。

如图4所示，本实用新型所述垂直传动机构包括步进电机Ⅱ41和偏心轮42，偏心轮42固定在步进电机Ⅱ41上，反应管固定装置5下部固定安装横向支撑板51，横向支撑板51下部由偏心轮支撑，步进电机Ⅱ41带动偏心轮42转动，通过带动横向支撑板上下运动实现反应管固定装置的上下运动；所述反应管固定装置5还包括反应管固定位52、压盖53、竖向支撑杆54、立柱55，所述反应管固定位上部设置压盖，所述竖向支撑杆54固定于反应管固定位52两侧，立柱垂直穿过竖向支撑杆54，立柱55与竖向支撑杆54滑动连接，所述立柱顶部套设弹簧56并顶住竖向支撑杆54。

如图1所示，本实用新型所述PCR快速反应检测装置还包括控制系统6，所述控制系统内部有控制电路，可以对温度控制系统、水平传动机构、光学检测系统、反应管固定装置进行实时控制及信号传输。

为了让仪器具有较好的散热，在本实用新型仪器的后端，位于控制电路上方设置2个风扇。

一种极速PCR检测方法，应用如上所述极速PCR反应检测装置，包括如下操作步骤：

①准备：启动仪器预热，准备相关耗材，将样本和试剂装入反应管并混合；

②高温模块移动至反应管正下方，垂直传动机构下降至最低点，反应管进行高温温浴；

③反应管温度达到所需温度后，垂直传动机构复位，低温模块移动到反应管正下方，垂直传动机构下降至最低点，进行降温；

④垂直传动机构复位，中温模块移动到反应管的正下方，保持一定时间。

⑤数据采集；

⑥重复第②～⑤步骤。

当使用上述方法和设备来进行核酸分析和处理时，上述样本和试剂包含了反应成分，此反应成分包括了至少一种酶、含有至少一种核酸的核酸和/或粒子、PCR所用的引物、等温扩增所用的引物、其它核酸扩增和处理的引物、dNTP、Mg2+、荧光染料和探针、控制DNA、控制RNA、控制细胞、控制微生物，和其它核酸扩增、处理和分析所需的试剂。上述含有核酸的粒子包含至少一个细胞病毒、白血球和基质细胞、循环肿瘤细胞、胚胎细胞仪器检测。

上述方法和设备被用于聚合酶链式反应、逆转录-聚合酶链式反应、终点PCR、连接酶链式反应、核酸测序或各聚合酶链式反应(PCR)的变化的预扩增或模板富集、等温扩增、线性扩增、用于测序的文库制备、用于测序的桥扩增。上述聚合酶链式反应的变化包括逆转录-PCR、实时荧光定量聚合酶链式扩增反应和实时荧光定量逆转录聚合酶链式扩增反应、反向聚合酶链式扩增反应、锚定聚合酶链式扩增反应、不对称聚合酶链式扩增反应、多重PCR、色彩互补聚合酶链式扩增反应、免疫聚合酶链式扩增反应、巢式聚合酶链式扩增反应、预扩增或核酸测序的模板富集、ELISA-PCR。

试验检测：

1、反应系统移动平稳，结构紧凑，提升仪器的运动速度：

PCR反应管与温度控制系统进行相对运动，水平传动机构带动温度控制系统进行水平运动，所述反应管固定装置架在温控系统上部，反应管固定装置与垂直传动机构相连并可随垂直传动机构上下运动，从而实现反应管固定装置上的反应管在温控模块之间进行相对往复运动，垂直传动机构与水平传动机构不连接，因此，水平传动机构运动时，不会带动反应管进行水平运动，由于PCR反应体积都较小，减少反应管的震动，能避免反应管中的反应液挂壁，能避免反应管中气泡的产生，从而提高检测的准确性。

本实用新型所述仪器，在使用时，为了PCR在预变性需要在一个温度保持一定时间的流程，采用的方式是在该温控模块以一定频率的上下运动来保持一个持续的温度，为保证上下运动的速度和灵活性，本实用新型采用电机带动偏心轮转动实现，偏心轮只需要转动一定的角度，就可以瞬间达到上下运动效果，该上下运动的方式，会比皮带传动更快，从而能够提升上下运动的速度和效率，通过该种运动方式，能提高温度控制的准确度同时也能加快仪器的运动速度，缩短检测时间。

2、高温模块和低温模块的温度设置，能提升反应管中反应液的升降温速率。

一般PCR仪中的高温模块温度设置最高为99℃，而本实用新型所述高温模块设置的温度为超过100℃，经过多次试验，证明在120℃能达到较为理想的升温速率，同时，本实用新型所述检测仪器，只需要使用普通EP管就可以达到要求。

本实用新型所述低温模块，所设置的温度低于实验流程目标温度设置，可以以较快的速度到达目标温度，进而提高升降温速度。

测试条件：高温模块温度设置为120℃，低温模块温度设置为40度以下。

扩增条件设置：

对本实验进行温度曲线的记录，如图5所示。

经过分析，该温度模块的设置，最大升温速度达到10℃/S，降温达到了8℃/S，平均升级降温速度会在7℃/S以上。对于实际工作65-90℃，一次升降温大约需要7秒，加上解链1秒和延展1秒以及检测1秒，合计1个循环10秒，40循环为440秒，大约6.6分钟，再计入2分钟预变性时间，合计约为8.6分钟完成1次PCR。

在试验过程中，发现当低温模块温度设置为室温(25℃-30℃)时，反应管温度在退火阶段没有稳定，分析原因，发现降温时，反应管壁迅速的被低温模块传导至较低温状态，即使反应管后期脱离低温模块，但反应管温度较低，脱离低温模块后低温继续从反应管壁向反应管内的实验体系传导，降温趋势没有减缓，当低温模块设置为47℃后，降温一段时间后使反应管脱离低温模块，能稳定住退火温度，从而能在温度控制方面提升PCR检测的重复性。

3、不同样品检测孔的检测结果一致性、重复性良好。

本实用新型所述高温模块、中温模块、低温模块，上部均设置有样品孔，在温控模块样品孔的前部，开设有检测孔，通过样品孔上的压盖，将EP管压紧在样品孔中，能让EP管与温控模块具有良好的贴合度，从而能提升每个样品的升降温速率，同时也能保证每个样品管的温度变化的一致，进而提升样品检测结果的重复性、一致性。

本实用新型所述压盖的材质为硬金属材质，优选为不锈钢材质。压盖材质的不同，会对检测结果造成较大的影响。当压盖的材质为铝质金属条时，由于压盖易变形，从而导致不同样品孔上方的压紧程度不同，影响EP管与温控模块的贴合度，会导致不同样品孔的EP管受热不均，同时，压盖力度不均，也会造成EP管内体系相对于检测孔位置差异，极端的情况可能检测到体系与石蜡油的交界面，最终导致仪器的重复性不佳。通过将压盖的材质更换为不锈钢材质，则很好的解决了这一问题。

具体检测过程如下：

对照组1：仪器所使用的压盖为铝质金属材质

温度控制模块从左到右依次编号为1号-8号，在1号位-8号位8个位置各做1次试验，考察不同孔位重复性情况。测试前一次性配制10X测试体系，分装于8个100ul的透明反应管中，每管分装20ul混合后体系+20ul石蜡油，分别放置于1号位-8号位进行测试，温度控制流程如下：

设置扩增条件：

检测结果如图6所示，图6中可以看到，8号位的重复性还可以，3号位的重复性不佳。

实验组：仪器所使用的压盖为不锈钢材质。

温度控制模块检测孔从左到右依次编号为1号-8号，在3号位、5号位、7号位测试，进行了3轮重复，共9条曲线，考察不同孔位重复性情况。

设置扩增条件：

测试前一次性配制10X测试体系，分装于9个100ul的透明反应管中，每管分装20ul混合后体系+20ul石蜡油，分别放置于在3号位、5号位、7号位测试。检测结果如图7所示。

由图6、7所示，结果表明，压盖的材质对不同孔位检测结果的重复性有非常大的影响，只有使用不易变形的金属材质，将温控模块上不同位置的检测孔中的EP管都能压紧的情况下，EP管与检测模块才有良好的贴合度，重复性才能满足检测要求。

4、同一孔位重复性良好

具体检测过程如下：

温度控制模块从左到右依次编号为1号-8号，在2号位和5号位两个位置各做5次重复试验，考察重复性情况。测试前一次性配制10X测试体系，分装于10个100ul的透明反应管中，每管分装20ul混合后体系+20ul石蜡油，放置于冰箱中(2-8℃)保存，每次实验前从冰箱取出2个反应管分别放置于2号位和5号位进行测试，温度控制流程如下：

本次检测，极速PCR仪温控模块的设置为：高温模块120℃，低温模块47℃。

设置扩增条件：

检测结果如图8、9所示，2号位及5号位每个位置5次重复测试的扩增曲线，可以看出，单独孔位测试具有较好的重复性。

具体试验数据见下表：

表1 2号位和5号位Ct值重复性数据

从上表的Ct值分析情况来看，2号位和5号位的极差都不超过0.4，所有的10个Ct值一起分析，整个极差也不超过0.4。将上表中所述2号位及5号位各5次重复测试的Ct值做正态分布及直方图，从图10中可以看出，10个Ct值有9个与均值差在±0.1范围内，只有1个测试的Ct值与均值差异超出0.2。

如上数据说明，本实用新型所述检测仪器在同一孔位重复性良好。

5、中温模块的设置，能显著提升PCR的扩增效率

将低温池的温度从室温提高到47℃，扩增效率没有提高，即便低温模块提供47℃一个的温度，但降温速率过快，单纯提供一个低温温度、或者将EP管从低温模块脱离，都不能减缓降温的速率，故如需在退火延伸温度加以保持，需要在到达退火温度后给一个热源使EP管升温，优选的方式是增加一个延伸温度的中温池，在EP管通过低温池达到退火温度后进入中温池保持并检测，再进入高温池进行变性解链。

6、本实用新型所述极速荧光PCR仪与普通荧光PCR仪在扩增效率与检出限方面没有显著差异，检测结果重复性好，结果准确。

本次检测，极速PCR仪温控模块的设置为：高温模块120℃，低温模块47℃。

样品处理：使用本实验极速荧光PCR仪及标准QPCR仪进行不同浓度梯度10^1～10^5拷贝扩增实验，考察灵敏度和检测范围；

实验流程为：

图11为对照用的QPCR仪及FQPCR测试10^1～10^5拷贝的扩增情况。从曲线上来看，两台仪器的测试没有显著差异，不同浓度样本之间的Ct值间距也相当。

表2QPCR及FQPCR灵敏度测试的扩增Ct值

拷贝数	5	4	3	2	1	k	E
								FQPCR	23.51	26.38	29.67	32.76	35.52	-3.04	113.28％
QPCR	22.2	24.94	28.21	30.79	34.69	-3.083	111.01％

表2为QPCR及FQPCR灵敏度测试的扩增Ct值，图12为两台仪器进行灵敏度测试将定量对照品梯度稀释测试得到的标准曲线。从标曲可以看出，两条曲线的斜率相当，相关系数R²也都大于0.99。通过标准曲线计算扩增效率，两台仪器的扩增效率相近(110％～115％)之间。

FQPCR仪与对照的QPCR仪进行10^1～10^5copies浓度的灵敏度测试，扩增效率及检出限没有显著差异，两台仪器均可以检出10copies浓度样本。

FQPCR仪与对照的QPCR仪进行10^1～10^5copies浓度的灵敏度测试，扩增效率及检出限没有显著差异。

Claims (8)

1.一种极速PCR反应检测装置，其特征在于，包括温度控制系统、水平传动机构、反应管固定装置、垂直传动机构；

所述温度控制系统至少包括2个温控模块，为1个高温模块和1个低温模块；

所述水平传动机构与温度控制系统连接，水平传动机构带动温度控制系统进行水平运动，所述反应管固定装置架在温度控制系统上部，反应管固定装置与垂直传动机构相连并可随垂直传动机构上下运动，从而实现反应管固定装置上的反应管在温控模块之间进行相对往复运动；

所述垂直传动机构通过偏心轮转动带动反应管固定装置上下运动。

2.根据权利要求1所述极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述高温模块温度设置范围为100~150℃；所述低温模块温度设置范围为15~55℃；

优选的，所述温度控制系统还包括中温模块。

3.根据权利要求1所述极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述温控模块的由前向后依次为中温模块、低温模块、高温模块；

优选的，所述中温模块侧壁开有检测孔，所述中温模块、低温模块、高温模块上部均设置有样品孔；

优选的，温控模块能保持温度恒定或改变温度。

4.根据权利要求1所述极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述温度控制系统的下部与水平传动机构连接，在水平传动机构的作用下温度控制系统前后运动；

优选的，所述水平传动机构包括丝杆电机和2根导向传动轴，2根导向传动轴固定于丝杆电机前部，温控模块可沿导向传动轴进行前后运动。

5.根据权利要求1所述极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述反应检测装置还包括光学检测系统，所述光学检测系统位于温度控制系统前部；

优选的，所述光学检测系统包括光学读头和传动装置，所述光学读头安装在传动装置上部，在传动装置的带动下进行左右移动；

优选的，所述传动装置包括步进电机Ⅰ、导轨、皮带、连接件，所述连接件上部固定光学读头，连接件中部设置与导轨滑动连接的凹槽，连接件下部设置与皮带连接的夹板。

6.根据权利要求1所述的极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述反应管固定装置包括反应管固定位、压盖，所述压盖用于盖合反应管固定位；

优选的，所述压盖材质为不锈钢。

7.根据权利要求1所述的极速PCR反应检测装置，其特征在于，所述反应管固定装置还包括横向支撑板，所述横向支撑板固定安装在所述反应管固定装置的下部；所述垂直传动机构包括步进电机Ⅱ和偏心轮，所述偏心轮固定在步进电机Ⅱ上，偏心轮支撑位于上部的横向支撑板，步进电机Ⅱ带动偏心轮转动，通过带动横向支撑板上下运动实现反应管固定装置的上下运动；

优选的，所述反应管固定装置还包括竖向支撑杆、立柱，所述竖向支撑杆固定于反应管固定位两侧，立柱垂直穿过竖向支撑杆，立柱与竖向支撑杆滑动连接，所述立柱顶部套设弹簧并顶住竖向支撑杆。

8.根据权利要求1-7任一所述的极速PCR反应检测装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统为控制电路，可以对温度控制系统、水平传动机构、光学检测系统、反应管固定装置进行实时控制及信号传输。

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