CN211999728U - 一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，包括外壳、置于所述外壳内部一侧的恒温扩增结构、置于所述外壳内部另一侧的检测结构、置于所述外壳正面且与所述恒温扩增结构电性连接的温度控制结构、置于所述外壳正面且与所述检测结构电性连接的蓝光开关钮、置于所述外壳背面的电源插孔、置于所述外壳背面的散热孔；本实用新型操作方便、简单；灵敏度度更高，在开启光源后对操作者起到保护作用；避免了侧部发光造成的底部反射与高背景值；有效的进行散热，增长了LED发光体使用寿命；升温时防止散热，以提高升温速率；导热片以及热界面材料使得导热更均匀，控温更准确；轻巧、超薄，方便移动，可用于床旁检测，并极大的节省了空间。

Description

一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪

技术领域

本实用新型涉及核酸检测领域，特别涉及一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪。

背景技术

从检验试剂产品发展的历程中，可区分出四种重要的主流技术阶段演变，包括化学分析技术、酶分析技术、免疫分析技术、以及分子生物分析技术。而其中分子诊断，由于其具有高专一性与灵敏度、实时快速等特性，将在未来检验试剂的发展历程中，占有主导地位。而新一代分子诊断的发展趋势主要是朝向诊断更快速、操作更方便、价格更便宜与能执行定点检验(point-of-care test；POCT)的方向迈进。目前，我国正朝向分级分诊医疗制度改革的进行之中，便捷、快速且无需昂贵仪器的诊断将适合基层医疗单位以及现场(Onsite)检测的应用，无疑具有重要的学术意义和市场价值。随着健康医疗保健市场的持续扩大，相关检验市场的需求也逐年扩大。未来的分子诊断产品市场发展，也必将朝向既能于实验室(lab)内又能于现场执行核酸检验的POCT产品发展。快速，灵敏的分子诊断可以应用于诸多方面，例如对流行性的病原体检测，体检中对特定基因的检测，分辨基因分型，以及各种实验室的研究任务。对预防传染病的传播，疾病的早期筛查，以及加快实验室的实验进度有着重大意义。

目前分子诊断的方法还停留在PCR技术，由于PCR技术需要对温度进行极其精确的控制，且扩增过程需要反复变温，步骤十分复杂，因而造成 PCR仪器的成本非常高昂，且整个设备尺寸较大且笨重，只能局限于专业的实验室使用，不适合定点检验与现场检测，从而极大的限制了其使用范围。

本实用新型中我们描述了一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，设备设计轻巧、超薄、方便移动，适合于定点检验与现场检测；实现了一体化核酸的恒温扩增，与对核酸扩增产物的最终结果鉴定，操作方便、简单；且极大的降低了设备的成本，符合新一代分子诊断更快速、操作更方便、价格更便宜与能执行定点检验(POCT)的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，旨在解决现有分子诊断技术中PCR仪成本高昂、设备尺寸大且笨重、只能局限于专业的实验室使用，不适合定点检验与现场检测的问题。

本实用新型是这样实现的，一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，该核酸检测仪包括外壳、置于所述外壳内部一侧的恒温扩增结构、置于所述外壳内部另一侧的检测结构、置于所述外壳正面且与所述恒温扩增结构电性连接的温度控制结构、置于所述外壳正面且与所述检测结构电性连接的蓝光开关钮、置于所述外壳背面的电源插孔、置于所述外壳背面的散热孔，

所述恒温扩增结构包括置于所述外壳内且与所述外壳固定连接的基座、置于所述基座上且与所述外壳可开合连接的保温盖、置于所述基座底部的恒温结构，

所述检测结构包括置于所述外壳顶部的透光板、置于所述透光板外侧且与所述外壳滑动连接的蓝光板、置于所述透光板下端的扩散板、置于所述扩散板底部的蓝光结构、置于所述蓝光结构底部且与所述外壳连接的风扇。

其中，基座与蓝光板镶嵌在外壳最上层，且基座上外置一个可活动的保温盖，用于升温时防止散热，以提高升温速率；蓝光板上外置一个单侧可移动的透光板，用以开启光源后对操作者眼睛的保护。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的外壳是由耐高温且轻便的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制成，其正面设置有开关钮，温度显示屏和温度调节钮；其背面设置有电源插孔，散热孔。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的蓝光板是一块光学玻璃，或其他耐磨、耐腐蚀的透光硬质材质。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的LED发光体上方设有扩散板，其材质为为PC材质，其功能是通过打散光通量，使得LED光分布均匀，同时控制LED光射出角度，并对下方的光学材料起到防护作用。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的LED发光体由260个插针式蓝光LED灯头交错排列，其蓝光波长为440-485nm。LED发光体设置在底部，能够均匀的激发待测PCR管中的荧光探针信号，避免了侧部发光造成的底部反射与高背景值。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的风扇包括其他具有散热功能的散热体，其风扇为1.15W功率、噪音在24dBA以下、耐热80℃且可以持续工作的直流低耗风扇，用以使LED发光体在较低的温度下工作，增长了其使用寿命。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的热界面材料填充层涂覆于基座、导热片、升降温部件、散热部件之间的接触面上，填补了接触面存在的空隙，使得接触面更贴合，从而导热更均匀，控温更准确，其材质为导热胶带、导热硅脂或导热硅胶。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的导热片为超导热材料，由一层铜质和/或铜与任一金属或非金属合金制成。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的核酸检测仪尺寸为 L:290mm*W:110mm*H：100mm，整个设备设计轻巧、超薄，方便移动，极大的节省了空间。

在本实用新型进一步的实施方式中，所述的核酸检测仪，实现了一体化核酸的恒温扩增，与对核酸扩增产物的最终结果鉴定，操作方便、简单。

本实用新型与现有技术相比有益的优势在于：1.一台设备实现核酸的恒温扩增，和对核酸扩增产物的最终结果鉴定，操作方便、简单；2.采用可见的矩阵垂直式蓝光透射，并覆有一层扩散板，使激发光更均匀，灵敏度度更高，且外置一个单侧可移动的透光板，可在开启光源后对操作者起到保护作用；3.底部的LED发光体，均匀的激发待测PCR管中的荧光探针信号，避免了侧部发光造成的底部反射与高背景值；4.LED发光体下连接风扇，有效的进行散热，使得LED发光体在较低的温度下工作，增长了其使用寿命；5.基座上外置一个可活动的保温盖，用于升温时防止散热，以提高升温速率；6.基座与升降温部件之间覆有一层铜质和/或铜与任一金属或非金属合金导热片，并在基座、导热片、升降温部件、散热部件之间的接触面上涂有热界面材料填充层使得导热更均匀，控温更准确；7.整个设备设计轻巧(L:290mm*W:110mm)、超薄(H：100mm)，方便移动，可用于床旁检测(POCT)，并极大的节省了空间。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪的结构示意图；

图3是本实用新型提供的沿A-A1方向的解剖图；

附图标记：1、外壳，2、基座，3、保温盖，4、蓝光板，5、透光板， 6、温度显示屏，7、温度调节钮，81、恒温加热开关钮，82.蓝光开关钮， 9、电源插孔，10、散热孔，11、底座，12、扩散板，13、电路板，14、LED 发光体，15、风扇，16、热界面材料填充层，17、导热片，18、升降温部件和19、散热部件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一：

如图1-图3所示，本实用新型较佳实施方式的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，该核酸检测仪包括底部设有底座11的外壳1、置于所述外壳1内部一侧的恒温扩增结构、置于所述外壳1内部另一侧的检测结构、置于所述外壳1正面且与所述恒温扩增结构电性连接的温度控制结构、置于所述外壳1正面且与所述检测结构电性连接的蓝光开关钮82、置于所述外壳1背面的电源插孔9、置于所述外壳1背面的散热孔10，

所述恒温扩增结构包括置于所述外壳1内且与所述外壳1固定连接的基座2、置于所述基座2上且与所述外壳1可开合连接的保温盖3、置于所述基座2底部的恒温结构，

所述检测结构包括置于所述外壳1顶部的透光板5、置于所述透光板5 外侧且与所述外壳1滑动连接的蓝光板4、置于所述透光板5下端的扩散板 12、置于所述扩散板12底部的蓝光结构、置于所述蓝光结构底部且与所述底座11连接的风扇15。

所述恒温结构从上至下依次包括导热板17、升降温部件18以及散热部件19，

所述导热板17与所述升降温部件18之间、所述升降温部件18与所述散热部件19之间、所述导热板17与所述基座2之间均通过热界面材料填充层16连接。

所述升降温部件18与所述温度控制结构电性连接。

所述蓝光结构包括置于所述扩散板12底部的LED发光体14、置于所述LED发光体14底部且与所述LED发光体14电性连接的电路板13。

所述蓝光开关钮82与所述LED发光体14电性连接。

所述温度控制结构包括温度调节按钮7、恒温加热开关钮8以及温度显示屏6，

所述温度显示屏6、所述温度调节按钮7以及恒温加热开关钮8均与所述恒温结构电性连接。

其中，图1示出了本实用新型的一个实施例中的斜侧面俯视图正面，该仪器的主体部分包括：外壳1，基座2，保温盖3，蓝光板4，透光板5，温度显示屏6，温度调节钮7，恒温加热开关钮81和蓝光开关钮82。其中，基座2与蓝光板4镶嵌在外壳1最上层，且基座2上外置一个可活动的保温盖3，用于升温时防止散热，以提高升温速率；蓝光板4上外置一个单侧可移动的透光板5，用以开启光源后对操作者眼睛的保护。

使用时首先开启恒温加热开关钮81，并上下调节温度调节钮7至对应的温度，如DNA重组酶聚合酶恒温扩增所需的37℃或RNA逆转录结合重组酶聚合酶恒温扩增所需的42℃。温度设置好后，停止按压温度调节钮3秒后，温度显示屏6开始显示实时温度。将保温盖3盖于基座2外可提高升温速率，待温度显示屏6显示温度到达设置温度时，开启保温盖3并将含有核酸检测试剂的0.2ml PCR管和/或PCR八连管置于基座2内，进行核酸的恒温扩增。

待核酸恒温扩增结束后取出PCR管和/或PCR八连管，置于蓝光板4上，并将透光板4一侧拉开，使之遮挡于眼睛与蓝光板4之间，避免蓝光直射入操作者的眼睛。开启蓝光开关钮82，此时蓝光波长为440-485nm，均匀的激发待测PCR管中的荧光探针5-FAM或FITC信号。若PCR管中存在目标核酸，在蓝光的激发下整个PCR管呈现强烈的荧光，因而判读核酸检测的结果为阳性；而若PCR管中无目标核酸，在蓝光的激发下整个PCR管仍旧呈现无色透明的形态，因而判读核酸检测的结果为阴性。

其中，图2示出了本实用新型的一个实施例中的本实用新型的斜侧面俯视图背面，该仪器的背面主体部分包括：电源插孔9，散热孔10。

当开启蓝光开关钮82时，仪器内的直流低耗风扇同时工作，同时配合外壳背面的散热孔进行散热，用以保证LED发光体14在较低的温度下工作，增长了其使用寿命。

以下将在多个实施例中对该核酸检测仪的内部结构进行详细阐述。

其中，图3示出了本实用新型的一个实施例中的本实用新型的剖图，该仪器的构成部分包括：1、外壳，2、基座，3、保温盖，4、蓝光板，5、透光板，11、底座，12、扩散板，13、电路板，14、LED发光体，15、风扇， 16、热界面材料填充层，17、导热片，18、升降温部件和19、散热部件。图1-图3，详细结构如下：

外壳1，由耐高温且轻便的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (Acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)制成，用来保护整个设备内部构造。其上层镶嵌有基座2与蓝光板4；其正面设置有开关钮8，温度显示屏6和温度调节钮7；其背面设置有电源插孔9，散热孔10。

基座2，用来放置0.2ml PCR管和/或PCR八连管，并将传递给基座2 的热量传递给PCR管。

保温盖3，用来升温时防止散热，以提高升温速率。

蓝光板4，是一块光学玻璃，或其他耐磨、耐腐蚀的透光硬质材质。用来放置待测的0.2ml PCR管和/或PCR八连管，开启蓝光开关钮82后，底部LED发光体14发出的蓝光由蓝光板4投射到待测PCR管上。

透光板5，用来遮挡于眼睛与蓝光板4之间，避免蓝光直射入操作者的眼睛，起到防护作用。

温度显示屏6，用来用来显示恒温加热模块的设置温度与实际运行温度。

温度调节钮7，用来调节恒温加热模块的设置温度。

开关钮，用来控制恒温加热模块与蓝光模块的运动状态，开启或关闭。在本实施例中首先开启恒温加热开关钮81进行核酸恒温扩增，再开启蓝光开关钮82进行核酸扩增产物的最终结果鉴定。

电源插孔9，用来给本实用新型的核酸检测仪提供所需的电流。

散热孔10，用来配合直流低耗风扇进行散热，用以保证LED发光体14 在较低的温度下工作，增长其使用寿命。

底座11，用来支撑整个设备，并对整个设备内部构造起到保护作用。

扩散板12，其材质为为PC材质，其功能是通过打散光通量，使得LED 光分布均匀，同时控制LED光射出角度，并对下方的光学材料起到防护作用。

电路板13，用来控制LED发光体14的电流。

LED发光体14，由260个插针式蓝光LED灯头交错排列，其蓝光波长为440-485nm。LED发光体设置在底部，能够均匀的激发待测PCR管中的荧光探针信号，避免了侧部发光造成的底部反射与高背景值。

风扇15，在本实施例中，其功率为1.15W、噪音在24dBA以下、耐热 80℃，且可以持续工作，用以实现设备中的空气与外界的空气对流，使LED 发光体在较低的温度下工作，增长了其使用寿命。

热界面材料填充层16，涂覆于基座2、导热片17、升降温部件18、散热部件19之间的接触面上，填补了接触面存在的空隙，使得接触面更贴合，从而导热更均匀，控温更准确，在本实施例中，其材质为导热胶带、导热硅脂或导热硅胶。

导热片17，为超导热材料，由一层铜质和/或铜与任一金属或非金属合金制成。用来将传递给导热片17的热量均匀的传递给基座2，使基座2受热均匀。

升降温部件18，其上表面和导热片17的下表面紧密贴合，用来对基座 2内的PCR管中的试剂进行加热，升降温部件18的热量通过导热片17均匀的传递给基座2，基座2再将温度传递给PCR管。

散热部件19，升降温部件18的下表面和散热部件19的上表面紧密贴合，用来快速排出设备中的热量，使得升降温部件18快速达到所需的温度。

在具体实施方式中，所述的核酸检测仪尺寸为L:290mm*W:110mm*H： 100mm，整个设备设计轻巧、超薄，方便移动，极大的节省了空间。

在本实用新型中，外壳1、蓝光板4、导热片17的材料、尺寸、形状等均存在多种可行性方案。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有的可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：该核酸检测仪包括底部设有底座(11)的外壳(1)、置于所述外壳(1)内部一侧的恒温扩增结构、置于所述外壳(1)内部另一侧的检测结构、置于所述外壳(1)正面且与所述恒温扩增结构电性连接的温度控制结构、置于所述外壳(1)正面且与所述检测结构电性连接的蓝光开关钮(82)、置于所述外壳(1)背面的电源插孔(9)、置于所述外壳(1)背面的散热孔(10)，

所述恒温扩增结构包括置于所述外壳(1)内且与所述外壳(1)固定连接的基座(2)、置于所述基座(2)上且与所述外壳(1)可开合连接的保温盖(3)、置于所述基座(2)底部的恒温结构，

所述检测结构包括置于所述外壳(1)顶部的透光板(5)、置于所述透光板(5)外侧且与所述外壳(1)滑动连接的蓝光板(4)、置于所述透光板(5)下端的扩散板(12)、置于所述扩散板(12)底部的蓝光结构、置于所述蓝光结构底部且与所述底座(11)连接的风扇(15)。

2.根据权利要求1所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述恒温结构从上至下依次包括导热板(17)、升降温部件(18)以及散热部件(19)，

所述导热板(17)与所述升降温部件(18)之间、所述升降温部件(18)与所述散热部件(19)之间、所述导热板(17)与所述基座(2)之间均通过热界面材料填充层(16)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述热界面材料填充层(16)材质为导热胶带、导热硅脂或导热硅胶。

4.根据权利要求2所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述升降温部件(18)与所述温度控制结构电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述蓝光结构包括置于所述扩散板(12)底部的LED发光体(14)、置于所述LED发光体(14)底部且与所述LED发光体(14)电性连接的电路板(13)。

6.根据权利要求5所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述LED发光体(14)由插针式蓝光LED灯头交错排列，其蓝光波长为440-485nm。

7.根据权利要求5所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述蓝光开关钮(82)与所述LED发光体(14)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述温度控制结构包括温度调节按钮(7)、恒温加热开关钮(8)以及温度显示屏(6)，

所述温度显示屏(6)、所述温度调节按钮(7)以及恒温加热开关钮(8)均与所述恒温结构电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述外壳(1)是由耐高温且轻便的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)制成。

10.根据权利要求1所述的一种用于恒温扩增与基因编辑的核酸检测仪，其特征在于：所述蓝光板(4)为耐磨、耐腐蚀的透光硬质材质，所述扩散板(12)为PC材质。

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