CN212864746U - 一种pcr扩增模块及组合式pcr扩增仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PCR扩增模块，包括从上往下依次设置的反应单元、温控单元和检测单元；反应单元上设置有容置槽，容置槽用于放置反应管；温控单元位于容置槽的底部，用于对容置槽加热或降温；检测单元上设置有光源和探头，光源与容置槽之间设置有第一光纤，容置槽与探头之间设置有第二光纤；光源用于向容置槽发射光线，探头用于接收穿过容置槽后的光线。本实用新型的PCR扩增模块，将反应单元、温控单元和检测单元分别独立设置，反应单元和检测单元通过光纤连接，简化了PCR扩增仪的光学扫描控制过程，缩短了扫描耗时，降低了对PCR扩增仪的环境温度的影响。在此基础上，本实用新型还提供了一种组合式PCR扩增仪。

Description

一种PCR扩增模块及组合式PCR扩增仪

技术领域

本实用新型涉及生物医学技术领域，具体而言，涉及一种PCR扩增模块及组合式PCR扩增仪。

背景技术

PCR扩增仪是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备。

为了获取反映溶液样品扩增的实时数据，PCR扩增仪还设置了光源和荧光探头；由于PCR反应条件包括温度、时间和循环次数，所以PCR扩增仪还设置了温控装置。

现有的PCR扩增仪通常将光源以及荧光探头活动设置在反应管座的两侧或上方，通过周期性或者持续调整光源、荧光探头相对于反应管座的位置，实现对反应管溶液的照射和探测。而该设计将使得PCR扩增仪的控制过程复杂化，且对PCR扩增仪的温控环境带来较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种PCR扩增模块，其有助于解决上述技术问题。

本实用新型是这样实现的：

一种PCR扩增模块，其包括从上往下依次设置的反应单元、温控单元和检测单元；所述反应单元上设置有容置槽，所述容置槽用于放置反应管；所述温控单元位于所述容置槽的底部，用于对所述容置槽加热或降温；所述检测单元上设置有光源和探头，所述光源与所述容置槽之间设置有第一光纤，所述容置槽与所述探头之间设置有第二光纤；所述光源用于向所述容置槽发射光线，所述探头用于接收穿过所述容置槽后的所述光线。

上述PCR扩增模块的工作原理在于：

温控单元位于反应单元和检测单元的中间，对反应单元进行直接加热或者降温；而检测单元位于温控单元的下方，通过第一光纤和第二光纤与反应单元实现较远距离的光连接，远离反应单元，光源和探头的控制活动较为集中简化，且不对反应单元的温控环境造成影响。其中，光源发射的光线为LED光线。

进一步地，所述检测单元还设置有固定板和活动板，所述活动板能够相对于所述固定板活动；所述第一光纤和所述第二光纤均设置在所述固定板上，所述光源和所述探头均设置在所述活动板上；当所述活动板相对于所述固定板活动到预设位置时，所述光源发出的所述光线能够通过所述第一光纤照射所述容置槽，所述探头能够通过所述第二光纤接收穿过所述容置槽后的所述光线。其技术效果在于：通过调整活动板，改变光源与第一光纤、探头与第二光纤的对应关系，实现对溶液扩增过程的周期性或者持续性检测。

进一步地，所述容置槽、所述光源、所述探头、所述第一光纤和所述第二光纤的数量均为多个。其技术效果在于：多个容置槽能够放置多个反应管，使得设备能够同批次对多个反应管依次进行照射和探测，节省了时间，提高了效率。

进一步地，所述活动板能够相对于所述固定板转动，多个所述光源和多个所述探头在所述活动板上均呈环形分布，多个所述第一光纤和多个所述第二光纤在所述固定板上均呈环形分布。其技术效果在于：旋转式结构能够在有限的空间内安装较多的光源和探头，大幅提高设备的空间利用率和反应实验效率。并且，旋转式结构的检测过程，更利于对反应溶液进行周期性照射和探测。更为重要的是，旋转式结构的检测单元可以通过设置不同光源与探头，灵活实现多通道荧光信号扫描，实现多重PCR检测。作为对比，传统光学扫描结构多重荧光扫描结构复杂，信号通路有限，且一旦定型难以再增加信号通道。

进一步地，所述活动板能够相对于所述固定板移动，多个所述光源和多个所述探头在所述活动板上均呈直线型分布，多个所述第一光纤和多个所述第二光纤在所述固定板上均呈直线型分布。其技术效果在于：直线分布式结构的控制方法简单，并且便于在特定的活动板相对于固定板的位置上，设定多个光源同时照射反应管溶液。

进一步地，所述温控单元包括半导体制冷片和散热机构；所述半导体制冷片位于所述容置槽和所述散热机构之间。其技术效果在于：半导体制冷片能够单独向容置槽提供热量，也能够在容置槽温度过高时从容置槽吸收热量并通过散热机构向外散发。

进一步地，所述散热机构包括散热片和散热风扇；所述散热片的上表面连接所述半导体制冷片，所述散热片的下表面设置所述散热风扇。其技术效果在于：散热片增大了散热面积，用于将来自容置槽中的热量向空气中散发，而散热风扇在散热片上形成流动的风，利于热量的快速传导。其中，散热片在上侧贴合连接半导体制冷片，散热片的下侧设置散热风扇，能够形成从上往下直接流动的风，利于热量散发。

进一步地，所述散热机构包括散热片和散热风扇；所述散热片的上表面连接所述半导体制冷片，所述散热片的侧面设置所述散热风扇。其技术效果在于：散热片增大了散热面积，用于将来自容置槽中的热量向空气中散发，而散热风扇在散热片上形成流动的风，利于热量的快速传导。其中，散热片在侧面设置散热风扇，能够将热量向侧面散发，在多个PCR扩增模块内置于罩体之后，利于将热量从罩体向外部扩散。

一种组合式PCR扩增仪，其包括控制单元以及多个上述的PCR扩增模块，所述控制单元分别与所述温控单元、所述检测单元电连接。

进一步地，还包括罩体和换气扇；多个所述PCR扩增模块设置在所述罩体内；所述换气扇设置在所述罩体上。其技术效果在于：罩体将多个PCR扩增模块按照特定的顺序排布于整体结构中，而换气扇加强了罩体内外的空气流通，提高了散热效果。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的PCR扩增模块，将反应单元、温控单元和检测单元分别独立设置，且将反应单元和检测单元通过光纤实现光连接，简化了PCR扩增仪的控制过程，降低了对PCR扩增仪的环境温度的影响。

本实用新型的组合式PCR扩增仪除了具备上述PCR扩增模块的技术效果之外，由于各个检测单元具备全套PCR组件，可以单独开启关闭，实现小批量样本的随到随检。并且，组合PCR扩增仪中的PCR扩增模块数量可按需增减。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块的立体结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块的主视图；

图3为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块中反应单元及周边的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块中的温控单元(卸下散热风扇后)的结构示意图；

图5为本实用新型第五实施例提供的组合式PCR扩增仪的内部结构示意图；

图6为本实用新型第五实施例提供的组合式PCR扩增仪的外部结构示意图。

附图标记：100-反应单元；101-容置槽；102-反应管；200-温控单元；201-半导体制冷片；202-散热片；203-散热风扇；300-检测单元；301-光源；302-探头；303-固定板；304-活动板；400-第一光纤；500-第二光纤；600-控制单元；700-罩体；800-换气扇。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和标注的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块的立体结构示意图；图2为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块的主视图；图3为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块中反应单元及周边的结构示意图；图4为本实用新型第一实施例和第三实施例提供的PCR扩增模块中的温控单元(卸下散热风扇后)的结构示意图。

第一实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种PCR扩增模块，其包括从上往下依次设置的反应单元100、温控单元200和检测单元300；反应单元100上设置有容置槽101，容置槽101用于放置反应管102；温控单元200位于容置槽101的底部，用于对容置槽101加热或降温；检测单元300上设置有光源301和探头302，光源301与容置槽101之间设置有第一光纤400，容置槽101与探头302之间设置有第二光纤500；光源301用于向容置槽101发射光线，探头302用于接收穿过容置槽101后的光线。

进一步地，如图2所示，检测单元300还设置有固定板303和活动板304，活动板304能够相对于固定板303活动；第一光纤400和第二光纤500均设置在固定板303上，光源301和探头302均设置在活动板304上；当活动板304相对于固定板303活动到预设位置时，光源301发出的光线能够通过第一光纤400照射容置槽101，探头302能够通过第二光纤500接收穿过容置槽101后的光线。

其中，在活动板304相对于固定板303活动过程中，可以设定光源301周期性地照射某个或者多个容置槽101，同时，探头302能够周期性地获得某个或者多个容置槽101后的荧光。

进一步地，如图1、图2、图3、图4所示，容置槽101、光源301、探头302、第一光纤400和第二光纤500的数量均为多个。

其中，一个容置槽101的入射口和出射口分别对应一个第一光纤400和一个第二光纤500，而光源301和探头302在活动板304的活动过程中，在某个特定的活动位置，分别对应上述的第一光纤400和第二光纤500。

进一步地，如图2所示，活动板304能够相对于固定板303转动，多个光源301和多个探头302在活动板304上均呈环形分布，多个第一光纤400和多个第二光纤500在固定板303上均呈环形分布。

其中，一个光源301和一个探头302可组合设置成一个探测结构整体，而一个第一光纤400和一个第二光纤500对应一个探测结构整体，其中，探测结构整体的数量可以少于或者等于第一光纤400(或者第二光纤500)的数量。

上述PCR扩增模块的工作原理如下：

温控单元200位于反应单元100和检测单元300的中间，对反应单元100进行直接加热或者降温；而检测单元300位于温控单元200的下方，通过第一光纤400和第二光纤500与反应单元100实现较远距离的光连接，远离反应单元100，光源301和探头302的控制活动较为集中简化，且不对反应单元100的温控环境造成影响。

另外需要说明的是，光源301与第一光纤400、探头302与第二光纤500之间设置有滤光片和透镜组。

第二实施例：

本实施例提供一种PCR扩增模块，其与第一实施例的PCR扩增模块大致相同，二者的区别在于本实施例的PCR扩增模块中的活动板304能够相对于固定板303移动，多个光源301和多个探头302在活动板304上均呈直线型分布，多个第一光纤400和多个第二光纤500在固定板303上均呈直线型分布。

在该结构中，直线分布式结构的控制方法简单，并且便于在特定的活动板304相对于固定板303的位置上，设定多个光源301同时照射反应管102溶液。

第三实施例：

如图1～图4所示，本实施例提供一种PCR扩增模块，其与第一实施例或者第二实施例的PCR扩增模块大致相同，二者的区别在于本实施例的PCR扩增模块中的温控单元200包括半导体制冷片201和散热机构；半导体制冷片201位于容置槽101和散热机构之间。

进一步地，如图2、图4所示，散热机构包括散热片202和散热风扇203；散热片202的上表面连接半导体制冷片201，散热片202的下表面设置散热风扇203。

第四实施例：

本实施例提供一种PCR扩增模块，其与第一实施例或者第二实施例的PCR扩增模块大致相同，二者的区别在于本实施例的PCR扩增模块中的温控单元200包括半导体制冷片201和散热机构；半导体制冷片201位于容置槽101和散热机构之间。

进一步地，散热机构包括散热片202和散热风扇203；散热片202的上表面连接半导体制冷片201，散热片202的侧面设置散热风扇203。

此时，散热风扇203导出的热量向侧面散发，当多个PCR扩增模块内置于罩体700内的时候，更加利于排放热量。

第五实施例：

图5为本实用新型第五实施例提供的组合式PCR扩增仪的内部结构示意图；图6为本实用新型第五实施例提供的组合式PCR扩增仪的外部结构示意图。请参照图5、图6，本实施例提供一种组合式PCR扩增仪，其包括控制单元600以及多个上述任意实施例中的PCR扩增模块，控制单元600分别与温控单元200、检测单元300电连接。

进一步地，如图6所示，还包括罩体700和换气扇800；多个PCR扩增模块设置在罩体700内；换气扇800设置在罩体700上。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCR扩增模块，其特征在于，包括从上往下依次设置的反应单元(100)、温控单元(200)和检测单元(300)；所述反应单元(100)上设置有容置槽(101)，所述容置槽(101)用于放置反应管(102)；所述温控单元(200)位于所述容置槽(101)的底部，用于对所述容置槽(101)加热或降温；所述检测单元(300)上设置有光源(301)和探头(302)，所述光源(301)与所述容置槽(101)之间设置有第一光纤(400)，所述容置槽(101)与所述探头(302)之间设置有第二光纤(500)；所述光源(301)用于向所述容置槽(101)发射光线，所述探头(302)用于接收穿过所述容置槽(101)后的所述光线。

2.根据权利要求1所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述检测单元(300)还设置有固定板(303)和活动板(304)，所述活动板(304)能够相对于所述固定板(303)活动；所述第一光纤(400)和所述第二光纤(500)均设置在所述固定板(303)上，所述光源(301)和所述探头(302)均设置在所述活动板(304)上；当所述活动板(304)相对于所述固定板(303)活动到预设位置时，所述光源(301)发出的所述光线能够通过所述第一光纤(400)照射所述容置槽(101)，所述探头(302)能够通过所述第二光纤(500)接收穿过所述容置槽(101)后的所述光线。

3.根据权利要求2所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述容置槽(101)、所述光源(301)、所述探头(302)、所述第一光纤(400)和所述第二光纤(500)的数量均为多个。

4.根据权利要求3所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述活动板(304)能够相对于所述固定板(303)转动，多个所述光源(301)和多个所述探头(302)在所述活动板(304)上均呈环形分布，多个所述第一光纤(400)和多个所述第二光纤(500)在所述固定板(303)上均呈环形分布。

5.根据权利要求3所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述活动板(304)能够相对于所述固定板(303)移动，多个所述光源(301)和多个所述探头(302)在所述活动板(304)上均呈直线型分布，多个所述第一光纤(400)和多个所述第二光纤(500)在所述固定板(303)上均呈直线型分布。

6.根据权利要求1～5任一项所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述温控单元(200)包括半导体制冷片(201)和散热机构；所述半导体制冷片(201)位于所述容置槽(101)和所述散热机构之间。

7.根据权利要求6所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述散热机构包括散热片(202)和散热风扇(203)；所述散热片(202)的上表面连接所述半导体制冷片(201)，所述散热片(202)的下表面设置所述散热风扇(203)。

8.根据权利要求6所述的PCR扩增模块，其特征在于，所述散热机构包括散热片(202)和散热风扇(203)；所述散热片(202)的上表面连接所述半导体制冷片(201)，所述散热片(202)的侧面设置所述散热风扇(203)。

9.一种组合式PCR扩增仪，其特征在于，包括控制单元(600)以及多个根据权利要求1～8任一项所述的PCR扩增模块，所述控制单元(600)分别与所述温控单元(200)、所述检测单元(300)电连接。

10.根据权利要求9所述的组合式PCR扩增仪，其特征在于，还包括罩体(700)和换气扇(800)；多个所述PCR扩增模块设置在所述罩体(700)内；所述换气扇(800)设置在所述罩体(700)上。

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