CN214422643U - 温度检测机构及扩增仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温度检测机构及扩增仪。温度检测机构包括：样品容器，用于承载检测样品，且样品容器置于一受控温度环境中；假负载，用于安装至温度环境中，且假负载具有的温度与样品容器具有的温度基本相同；温度探测器，安装于假负载，温度探测器用于检测假负载的温度。扩增仪包括上述的温度检测机构。本实用新型提供的温度检测机构及扩增仪通过单独设置的假负载模拟样品容器，为温度探测器相对样品容器的安装提供承载部，以便更精确的获取样品容器的温度，降低对温度采集过程中存在的误差，进而为操作人员提供检测数据，降低PCR出现非特异性扩增的风险。

Description

温度检测机构及扩增仪

技术领域

本实用新型涉及分子检测设备技术领域，特别是涉及温度检测机构及扩增仪。

背景技术

扩增仪是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA(DeoxyriboNucleic Acid，脱氧核糖核酸)扩增的一种仪器设备，被广泛运用于生物学实验室等中。其中，在扩增仪进行PCR扩增的时候需要保持扩增仪的温度在适宜范围内，且温度控制的精度会直接影响PCR的扩增效率和扩增时间。同时，如果反应液样品无法快速达到相应的温度，则会导致PCR出现非特异性扩增，且扩增速度较慢，耗时较长。然而在现有常用的扩增仪中，通常只对样品基座底部进行温度采样和控制，样品管与基座接触的紧密性、导热性、邻近样品管的相互影响都会影响样品的实际升降温度。因此，在扩增过程中，对温度的检测更有利于操作人员对实验的把控。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术对温度采集存在误差，导致PCR出现非特异性扩增的技术问题，提供一种温度检测机构。

一种温度检测机构，包括：

样品容器，用于承载检测样品，且所述样品容器置于一受控温度环境中；

假负载，用于安装至所述温度环境中，且所述假负载具有的温度与所述样品容器具有的温度基本相同；

温度探测器，安装于所述假负载，所述温度探测器用于检测所述假负载的温度。

在其中一个实施例中，所述温度检测机构还包括温度调节件；

所述样品容器具有用于承载检测样品的承载部；所述温度调节件安装于所述样品容器上背离所述承载部的一侧，所述假负载置于所述温度调节件朝向所述样品容器的一侧；所述温度调节件用于提供所述温度环境。

在其中一个实施例中，所述温度检测机构还包括隔温垫；

所述隔温垫具有隔温腔，所述样品容器和所述假负载均安装于所述隔温腔内。

在其中一个实施例中，所述隔温垫具有走线孔，所述走线孔与所述隔温腔连通；所述温度探测器的引线能够经所述走线孔从所述隔温腔引出。

在其中一个实施例中，所述温度检测机构还包括载物台；

所述载物台具有载物腔，所述载物腔用于支撑所述隔温垫。

在其中一个实施例中，所述温度检测机构还包括散热器；

所述散热器安装于所述载物台上背离所述样品容器的一侧。

在其中一个实施例中，所述假负载的导热系数与所述样品容器的导热系数相同。

在其中一个实施例中，所述假负载背离所述温度调节件的一侧设置有安装槽，所述安装槽用于安装所述温度探测器。

在其中一个实施例中，所述样品容器采用多孔板。

本实用新型还提供一种扩增仪，能够缓解上述至少一个技术问题。

本实用新型提供的一种扩增仪，包括上述的温度检测机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种温度检测机构，包括样品容器、假负载和温度探测器。其中，样品容器安装在一受控温度环境中，以便于承载在样品容器内的检测样品进行扩增。假负载安装在与样品容器相同的温度环境中，且假负载具有的温度与样品容器具有的温度基本相同。温度探测器安装于假负载，温度探测器能够检测假负载的温度，也就等同于检测到样品容器的温度变化。此时，当温度环境的温度值变化时，假负载的温度变化和样品容器的温度变化基本相同。故而，当温度探测器检测假负载的温度值，也就相当于获取到样品容器的温度值。相较于现有技术中温度探测器安装不便而言，本实用新型的温度探测机构通过单独设置的假负载模拟样品容器的温度变化，不仅为温度探测器相对样品容器的安装提供承载部，而且便于更精确的获取样品容器的温度，降低对温度采集过程中存在的误差，进而为操作人员提供检测数据，降低PCR出现非特异性扩增的风险。

本实用新型提供的一种扩增仪，包括上述的温度检测机构，能够达到上述至少一个技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的温度检测机构的第一示意图；

图2为本实用新型实施例提供的温度检测机构的第二示意图。

图标：10-样品容器；11-承载部；20-假负载；30-温度调节件；40-隔温垫；41-隔温腔；42-走线孔；50-载物台；51-载物腔；60-散热器；111-样品孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型一实施例提供的一种扩增仪，包括温度检测机构，以便于调控扩增仪内样品扩增时的温度。

现有技术中，一般的扩增仪的温度传感器安装在扩增仪中反应模块的下方，因此温度传感器实际检测的温度是反应模块的温度。例如，当操作人员输入95度和5分钟后，当温度传感器检测到反应模块的温度达到95度后扩增仪的计时模块开始计时，5分钟后反应。这是最为基本的控温模式。但是往往在实际操作中，操作人员实际输入95度和5分钟是希望反应模块中的反应管内的温度达到95度后开始计时。因此，操作人员可以先将反应模块的温度控制在97度，待过几秒等到反应管内的温度达到95度，再将反应模块的温度降到95度。但是，过冲的温度量与时间均与反应管的导热系数、反应管内的反应液的体积等有关，因此采用上述的方式不便于控制过冲量。或者，直接将温度传感器加入至反应管，直接测量反应管的温度。虽然这种方式能够直接获取反应管的温度，但是温度传感器的数据检测、分析及反馈均需要耗费时间。而且如果反应液的体积发生变化，也导致测量受影响。

针对上述存在的问题，本实用新型一实施例还提供一种温度检测机构，以便更为精确的获取PCR反应的温度，以尽可能的降低非特异性扩增的风险。以下具体描述该温度检测机构的机构。

参阅图1和图2，图1示出了本实用新型一实施例中的温度检测机构的第一示意图，图2示出了本实用新型一实施例中的温度检测机构的第二示意图。本实用新型一实施例提供了的温度检测机构，包括样品容器10、假负载20和温度探测器。其中，样品容器10用于承载检测样品(也就是PCR反应体系，以下均以PCR反应体系为例)，且样品容器10安装在一受控温度环境中。假负载20安装在该温度环境中，且假负载20具有的温度与样品容器10具有的温度基本相同。温度探测器安装在假负载20，温度探测器用于检测假负载20的温度，也就等同于获取到样品容器10的温度。

具体的，PCR反应体系存放在样品容器10内，以便于在温度环境中进行扩增实验。温度探测器安装在假负载20上，假负载20安装在相同的温度环境中，控制样品容器10与假负载20的热力学响应，以便假负载20的温度与样品容器10的温度基本相同且变化一致。温度探测器用于检测假负载20的温度，进而将检测的温度信号传递至扩增仪的控制中心，控制中心通过温控系统进行及时调整，使其达到设定温度。

也就是说，本实施例提供的温度检测机构，通过单独设置的假负载20以对样品容器10进行温度模拟，使得假负载20在温度环境中具有的温度值与样品容器10在该温度环境中具有的温度值基本相同。此时，当温度探测器检测的假负载20的温度值，也就相当于获取到样品容器10的温度值。即：假负载20为温度探测器相对样品容器10的安装提供承载部11，除了不具备承载PCR反应体系的功能以外，假负载20的温度与样品容器10的温度基本相同。采用该温度检测机构时，因为假负载20的温度近似等于样品容器10的温度，所以不用考虑现有技术中在进行调温时产生的过冲温度量，控温更为方便。而且，温度探测器的检测数值不会直接承受来自反应液体积大小的影响，提高检测精确度，降低了对扩增仪的反应过程中温度采集存在的偏差，为操作人员提供更真实的检测数据，从而降低PCR反应出现非特异性扩增的风险，加快反应速度。

事实上，当样品容器10置于温度环境中，样品容器10与该温度环境接触时存在第一热阻，温度由样品容器10的底部传递至样品容器10的表面时存在第二热阻，同时样品容器10与外部空气接触时存在第三热阻。理论上想要获取的温度应该是样品容器10消耗第一热阻和第二热阻之后的温度。当假负载20置于温度环境中时，假负载20与温度环境接触时存在第四热阻，温度由假负载20的底部传递至假负载20的表面时存在第五热阻，同时假负载20与外部空气接触时存在第六热阻。故而温度探测器获取的温度是假负载20消耗第四热阻和第五热阻之后的温度。此时，只需要确保样品容器10在温度环境中的热阻比例与假负载20在温度环境中热阻比例相同。

也就是，相当于将假负载20与样品容器10并联，假负载20作为一条热路，样品容器10作为另一条热路，这两条热路并联。此时，控制这两条热路中分别对应的热阻比例相同，即可确保假负载20的温度与样品容器10的温度基本相同。其中，在对样品容器10和假负载20分别进行热力学计算时，调整参数，使得假负载20的热力学响应与样品容器10的热力学响应一致，包括稳态和瞬态两种情况。

需要补充的是，热力学计算属于本领域成熟的技术，也并不属于本申请的保护点，故而不再赘述。

需要说明的是，样品容器10的温度指样品容器10的内壁温度，即样品容器10与PCR反应体系直接接触处的温度。

在一些实施例中，假负载20的导热系数与样品容器10的导热系数相同。也就是说，用于制造假负载20的材料与用于制造样品容器10的材料相同，且二者置于同一温度环境中，以便于假负载20具有与样品容器10相同的温度变化。这样的设置，当假负载20与样品容器10置于相同的温度环境中，该温度环境传递至假负载20的温度和传递至样品容器10的温度基本相同，此时假负载20在温度环境中的温度变化和样品容器10在该温度环境中的温度变化基本相同。故而，当温度探测器检测到假负载20的温度值，就相当于获取到了样品容器10的温度值，提高检测精确度。

需要说明的是，不仅限于假负载20的材质与样品容器10的材质相同这一种方式，假负载20的材质和样品容器10的材质也可以不同。其只要假负载20具有的温度与样品容器10具有的温度基本相同即可。

请继续参考图1和图2，在一些实施例中，温度检测机构还包括温度调节件30；样品容器10具有用于承载PCR反应体系的承载部11；温度调节件30安装在样品容器10上背离承载部11的一侧，假负载20置于温度调节件30朝向样品容器10的一侧；温度调节件30用于提供温度环境。

具体的，温度调节件30用于产生热量，营造样品容器10的工作环境，也就是上述的温度环境。温度调节件30安装在样品容器10的底部，假负载20安装于样品容器10的外侧壁，并位于温度调节件30的上表面。也就是说，样品容器10的底面和假负载20的底面均与温度调节件30接触，温度调节件30产生的热量能够传递至样品容器10和假负载20。这样的设置，通过温度调节件30发出的热量形成样品容器10在进行PCR扩增反应中的温度环境时，假负载20与样品容器10位于相同的温度环境中，承受相同的温度变化。

在实际使用时，温度调节件30产生的热量传递至样品容器10的过程中其实还会具有一些热阻，所以需要确保温度调节件30产生的热量传递至假负载20的过程中具有相同比例的热阻。其中，样品容器10在接收热量的过程中存在以下热阻：样品容器10与温度调节件30之间存在接触热阻以及热量从样品容器10的底面传递至样品容器10的表面的过程中存在传导热阻。其中，假负载20在接收热量的过程中存在以下热阻：假负载20与温度调节件30之间存在接触热阻以及热量从假负载20的底面传递至假负载20的表面的过程中存在传导热阻。此时，只需要确保上述传递至样品容器10的热阻比例与传递至假负载20的热阻比例相同，则假负载20具有的温度与样品容器10具有的温度相同。故而，当通过温度探测器检测到假负载20的温度值时，也就等同于检测到样品容器10的温度值。

其中，当假负载20的材质与样品容器10的材质相同时，导热系数也就相同；同时，假负载20的受热方式与样品容器10的受热方式相同，故而假负载20在热路中存在的热阻比例与样品容器10在热路中存在的热阻比例基本相同。如此，使得假负载20和样品容器10能够同步升降温，产生相同的温度变化，确保温度测定的准确性。而且，相较于现有技术中的测温方式而言，本实施例提供的温度检测机构对测温结构做出简化，受外界因素影响较小，进而延长使用寿命，同时降低检测成本。

其中，温度调节件30采用制冷片，例如半导体制冷片。

在实际使用时，假负载20背离温度调节件30的一侧设置有安装槽，安装槽用于安装温度探测器。根据上述，温度调节件30产生的热量需要从样品容器10的底部传递至样品容器10的表面，也就是传递至样品容器10的承载部11，以便于作用在位于承载部11中的PCR反应体系。假负载20用于模拟样品容器10，为温度探测器相对样品容器10的安装提供安装位。假负载20上与样品容器10上承载部11相同的一侧设置有安装槽，以便于安装温度探测器，进而确保经假负载20的底部向假负载20的表面传递产生的热阻比例与经样品容器10的底部向样品容器10的表面传递产生的热阻比例相同，以更为精确的获取样品容器10的温度值。

请继续参考图1和图2，在一些实施例中，样品容器10采用多孔板。多孔板具有多个样品孔111，且多个样品孔111间隔布置。样品孔111用于容纳样品。也就是说，在样品容器10的承载部11设置有多个间隔布置的样品孔111，且多个样品孔111呈矩形阵列设置。每一个样品孔111内均用于放置PCR反应体系，也就是样品。温度调节件30产生的热量从样品容器10的底部传递至样品孔111的孔壁。

请继续参考图1和图2，在一些实施例中，温度检测机构还包括隔温垫40；隔温垫40具有隔温腔41，样品容器10和假负载20均安装于隔温腔41内。具体的，隔温垫40的设置为温度调节件30的温度传递提供传递腔体，使得温度调节件30产生的热量能够存储在一定范围的腔体内，也就是隔温垫40的隔温腔41内。此时，样品容器10和假负载20均位于该隔温腔41内，以便温度调节件30产生的热量能够尽可能充分的传递至样品容器10和假负载20。同时，隔温垫40的设置，能够降低热量的散发，具有隔热、保温效果。

请继续参考图1和图2，在实际使用时，在隔温垫40上设置有走线孔42，走线孔42与隔温腔41连通，温度探测器的引线能够经走线孔42从隔温腔41内引出。以图2中的放置方式位置，走线孔42沿隔温腔41的腔壁厚度贯穿设置，走线孔42的一端与隔温腔41连通，走线孔42的另一端与外部环境连通。假负载20安装在隔温腔41内，温度探测器上的引线能够经过走线孔42从隔温腔41内引出以便于与扩增仪的控制中心连接，以便温度探测器工作和检测温度值。

请继续参考图1和图2，在一些实施例中，温度检测机构还包括载物台50；载物台50具有载物腔51，载物腔51用于支撑隔温垫40。具体的，载物台50用于安装在扩增仪的外壳内部，载物台50的设置用于支撑样品容器10。以图2中放置方式为例，载物腔51沿竖直方向向下凹陷，温度调节件30安装于载物腔51内。同时，隔温垫40安装在载物腔51内，以便于安装样品容器10和假负载20。也就是说，载物台50为上述的隔温垫40、假负载20、样品容器10以及温度调节件30的整合安装提供安装位置。其中，在载物台50上载物腔51的四个顶角处分别设置有固定板，固定板朝向靠近载物腔51的中轴线的方向延伸，以便于与隔温垫40固定连接。

请继续参考图1和图2，在一些实施例中，温度检测机构还包括散热器60，散热器60安装在载物台50上背离样品容器10的一侧。也就是说，散热器60安装在载物台50的底部。当温度调节件30工作上产生的热量能够通过载物腔51传递至载物台50的底部，进而导致载物台50的底部温度过高。此时，散热器60能够对载物台50底部的热量进行散热，以保证载物台50的底部不会出现过热的问题。

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几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，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，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温度检测机构，其特征在于，所述温度检测机构包括：

样品容器(10)，用于承载检测样品，且所述样品容器(10)置于一受控温度环境；

假负载(20)，用于安装至所述温度环境中，且所述假负载(20)具有的温度与所述样品容器(10)具有的温度基本相同；

温度探测器，安装于所述假负载(20)，所述温度探测器用于检测所述假负载(20)的温度。

2.根据权利要求1所述的温度检测机构，其特征在于，所述温度检测机构还包括温度调节件(30)；

所述样品容器(10)具有用于承载检测样品的承载部(11)；所述温度调节件(30)安装于所述样品容器(10)上背离所述承载部(11)的一侧，所述假负载(20)置于所述温度调节件(30)朝向所述样品容器(10)的一侧；所述温度调节件(30)用于提供所述温度环境。

3.根据权利要求2所述的温度检测机构，其特征在于，所述温度检测机构还包括隔温垫(40)；

所述隔温垫(40)具有隔温腔(41)，所述样品容器(10)和所述假负载(20)均安装于所述隔温腔(41)内。

4.根据权利要求3所述的温度检测机构，其特征在于，所述隔温垫(40)具有走线孔(42)，所述走线孔(42)与所述隔温腔(41)连通；所述温度探测器的引线能够经所述走线孔(42)从所述隔温腔(41)引出。

5.根据权利要求3所述的温度检测机构，其特征在于，所述温度检测机构还包括载物台(50)；

所述载物台(50)具有载物腔(51)，所述载物腔(51)用于支撑所述隔温垫(40)。

6.根据权利要求5所述的温度检测机构，其特征在于，所述温度检测机构还包括散热器(60)；

所述散热器(60)安装于所述载物台(50)上背离所述样品容器(10)的一侧。

7.根据权利要求2-6任一项所述的温度检测机构，其特征在于，所述假负载(20)的导热系数与所述样品容器(10)的导热系数相同。

8.根据权利要求7所述的温度检测机构，其特征在于，所述假负载(20)背离所述温度调节件(30)的一侧设置有安装槽，所述安装槽用于安装所述温度探测器。

9.根据权利要求7所述的温度检测机构，其特征在于，所述样品容器(10)采用多孔板。

10.一种扩增仪，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的温度检测机构。

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