CN217398876U - 一种核酸扩增恒温检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核酸扩增恒温检测装置，该装置包括壳体，所述壳体连接有热盖；恒温单元，所述恒温单元与所述壳体相连；所述恒温单元包括加热组件以及温度传感器，所述加热组件包括用于容置PCR试管的多个管孔；检测单元，所述检测单元与所述壳体相连；所述检测单元包括背景发光灯、颜色传感器以及石英玻璃；控制单元，所述控制单元与所述壳体相连。本申请提供的核酸扩增恒温检测装置，支持实时判读，倒计时显示，30分钟内完成多个样本检测。体积小，便携式。控温精度准确。内置软/硬件双层过温保护功能，保证运行的稳定性和无人值守下的安全性。光学传感防错判定设计，可感知试剂是否放入设备中。

Description

一种核酸扩增恒温检测装置

技术领域

本实用新型涉及隔热底板技术领域，特别是涉及一种便携式核酸扩增恒温检测装置。

背景技术

核酸扩增技术广泛应用于医疗诊断、动植物检疫、食品安全及转基因检测等领域，具有灵敏度高、特异性强等优点，其检测原理是利用酶促反应使目标基因大量扩增，再通过测定扩增产物实现目标物的检测。因此，简便、快速的核酸扩增产物定量测定对开发基于核酸扩增技术快速检测方法具有重要意义。

恒温核酸扩增技术是利用各种酶，引物，脱氧核苷三磷酸(dNTP)，模板DNA以及缓冲液的混合物在同一温度下温浴一定时间，让不同的酶与DNA进行反应，从而达到特定DNA片段的扩增。与传统的PCR核酸扩增相比，恒温核酸扩增不需要在不同温度之间的转换，只要保持酶反应的最佳温度，37℃、42℃、56℃或65℃即可完成DNA片段的扩增。与PCR核酸扩增的温度循环相比，恒温核酸扩增仪的温度控制更容易实现。所以，基于恒温核酸扩增仪器更简单，更便宜，加热耗能更少。

现有技术中的核酸扩增检测仪，为了实现多样本批量检测的需求，仪器体积都比较庞大。同时，市场主流的PCR仪大多是采用96孔板检测，96孔板样本需求量大，小样本量用户为了收集更多样本，又需要等待样本收集，不能做到小样本量即来即检测、便携式使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种核酸扩增恒温检测装置。

本实用新型提供了如下方案：

一种核酸扩增恒温检测装置，包括：

壳体，所述壳体连接有热盖；

恒温单元，所述恒温单元与所述壳体相连；所述恒温单元包括加热组件以及温度传感器，所述加热组件包括用于容置PCR试管的多个管孔；

检测单元，所述检测单元与所述壳体相连；所述检测单元包括背景发光灯、颜色传感器以及石英玻璃；

控制单元，所述控制单元与所述壳体相连，所述恒温单元以及所述检测单元均与所述控制单元可通信相连；

其中，所述控制单元用于接收所述温度传感器获取到的温度值以及所述颜色传感器获取到的颜色数据值，以便根据所述温度数据值控制所述加热组件向所述PCR试管提供恒定温度并根据所述颜色数据值生成判读结果。

优选地：所述热盖包括热盖加热板，所述热盖加热板设置有凹槽，所述凹槽用于设置热盖加热元件，所述热盖加热板除去所述凹槽部分设置有保温材料。

优选地：所述热盖与所述壳体相铰接，以使所述热盖可相对所述壳体反转开启，所述热盖的开启角度不小于90度。

优选地：所述热盖与所述壳体的铰接处设置有扭簧，所述热盖设置有开关以及锁舌，所述壳体上设置有与所述锁舌适配的锁孔。

优选地：所述加热组件包括薄膜加热片，所述温度传感器包括电阻温度传感器。

优选地：所述壳体的前端面设置有显示面板，所述显示面板与所述控制单元可通信相连。

优选地：所述壳体的前端面设置有触摸式电源开关。

优选地：所述壳体的后端面设置有电源插口。

优选地：所述壳体的底部设置有隔热底板。

优选地：还包括光学传感器，所述光学传感器与所述壳体相连，所述光学传感器与所述控制单元可通信相连，所述控制单元还用于根据所述光学传感器获取到的信息判断所述PCR试管是否放入所述管孔内。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种核酸扩增恒温检测装置，在一种实现方式下，该装置可以包括壳体，所述壳体连接有热盖；恒温单元，所述恒温单元与所述壳体相连；所述恒温单元包括加热组件以及温度传感器，所述加热组件包括用于容置PCR试管的多个管孔；检测单元，所述检测单元与所述壳体相连；所述检测单元包括背景发光灯、颜色传感器以及石英玻璃；控制单元，所述控制单元与所述壳体相连，所述恒温单元以及所述检测单元均与所述控制单元可通信相连；其中，所述控制单元用于接收所述温度传感器获取到的温度值以及所述颜色传感器获取到的颜色数据值，以便根据所述温度数据值控制所述加热组件向所述PCR试管提供恒定温度并根据所述颜色数据值生成判读结果。本申请提供的核酸扩增恒温检测装置，支持实时判读，倒计时显示，30分钟内完成多个样本检测。体积小，便携式。控温精度准确。内置软/硬件双层过温保护功能，保证运行的稳定性和无人值守下的安全性。光学传感防错判定设计，可感知试剂是否放入设备中。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种核酸扩增恒温检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种核酸扩增恒温检测装置的背面的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种核酸扩增恒温检测装置包含的各部件的连接框图。

图中：壳体1、热盖2、热盖加热板21、凹槽211、恒温单元3、加热组件31、温度传感器32、检测单元4、背景发光灯41、颜色传感器42、控制单元5、开关6、锁舌7、锁孔8、显示面板9、触摸式电源开关10、电源插口11、隔热底板12、PCR试管13。

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

参见图1、图2、图3，为本实用新型实施例提供的一种核酸扩增恒温检测装置，如图1、图2、图3所示，该装置可以包括：

壳体1，所述壳体1连接有热盖2；

恒温单元3，所述恒温单元3与所述壳体1相连；所述恒温单元3包括加热组件31以及温度传感器32，所述加热组件31包括用于容置PCR试管13的多个管孔；该管孔的数量可以根据需要选择确定，例如，可以设置4个。每次可以同时对4个试管进行扩增检测。

检测单元4，所述检测单元4与所述壳体1相连；所述检测单元4包括背景发光灯41、颜色传感器42以及石英玻璃；

控制单元5，所述控制单元5与所述壳体1相连，所述恒温单元3以及所述检测单元4均与所述控制单元5可通信相连；

其中，所述控制单元5用于接收所述温度传感器32获取到的温度值以及所述颜色传感器42获取到的颜色数据值，以便根据所述温度数据值控制所述加热组件向所述PCR试管13提供恒定温度并根据所述颜色数据值生成判读结果。

本申请实施例提供的核酸扩增恒温检测装置，该装置基于反转录环介导等温扩增以及光学显色探测判读技术的设备。该装置可以为核酸扩增提供恒温条件，探测器接收试剂显色信号，系统自动判读显示。通过设置的壳体承载所有加热以及检测所需的部件，形成具有移动性强，特别适用于数量较少的样品的扩增检测。该装置整体设备小巧，可以供用户随身携带，设备集成程度高，可以实现采样后自动扩增以及检测。

可以理解的是，本申请实施例提供的恒温单元可以对试管进行加热，通过温度传感器的温度数据采集以及控制单元的精确控制，可以使得壳体的内部始终处于恒温状态。为了更好的对壳体内部进行保温，以及提高恒温效果，本申请实施例还可以提供所述热盖2包括热盖加热板21，所述热盖加热板设置有凹槽211，所述凹槽211用于设置热盖加热元件，所述热盖加热板除去所述凹槽211部分设置有保温材料。热盖加热板21上的凹槽内放置加热元件,设置凹槽一个目的是容纳试管13,另一个目的是可以避免加热元件与热盖加热板21上保温材质接触造成老化或者脱胶。加热组件可以保证试管偏下部分始终处于恒温状态，而热盖加热板产生的热量可以为试管上部提供恒温所需的热量，保证试管内的试剂获得更加优良的恒温环境。

可以理解的是，为了提高装置在使用时防止热盖对用户造成烫伤，本申请实施例还可以提供防烫模块，防止热盖加热板上的加热元件对人造成烫伤,防烫模块可以是打开热盖2后凹槽211有挡板自动闭合，将加热元件密封，或者打开热盖2后热盖2扭转180度，使加热元件朝下，不易被触摸到。

本申请实施例的热盖可以采用多种方式与壳体相连，例如，在一种实现方式下，本申请实施例可以提供所述热盖2与所述壳体1相铰接，以使所述热盖2可相对所述壳体1反转开启，所述热盖2的开启角度不小于90度。采用热盖与壳体铰接的方式，即有利于热盖的开启，同时提高了装置整体的一体化。开启角度不小于90度有利于将试管放入以及取出操作。

为了进一步的提高热盖开启以及关闭的方便性，本申请实施例还可以提供所述热盖2与所述壳体1的铰接处设置有扭簧，所述热盖2设置有开关6以及锁舌7，所述壳体1上设置有与所述锁舌7适配的锁孔8。通过设置的开关可以驱动锁舌动作，使得锁舌由锁孔内弹出，通过设置的扭簧可以保证锁舌弹出后，热盖可以自动向上反转开启。

本申请实施例提供的加热组件的作用是为试管提供恒温所需的热量，温度传感器用于获取相应部分的实时温度值，该加热组件以及温度传感器均可以采用多种形式，例如，在一种实现方式下，本申请实施例可以提供所述加热组件31包括薄膜加热片，所述温度传感器32包括铂材质的电阻温度传感器。曲薄膜加热片具有可弯曲的特点，使用金属薄膜作为加热元件，创新制造可弯曲、超薄和发热的薄膜。应用于本申请提供的装置中，可以保证根据管孔形状以及位置要求弯曲成可以更好的与试管贴合，达到热量传输的最佳状态。铂材质的电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，显示仪表将会指示出铂材质的电阻的电阻值所对应的温度值。当被测介质中存在温度梯度时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。铂材质的电阻温度传感器是利用其电阻与温度成一定函数关系而制成的温度传感器。由于铂材质的电阻的特性曲线是非线性的，标准的电阻与温度关系是以分度表的形式给出的，同时用电阻-温度多项式函数R(t)表示。但在实际测量中，使用温度-电阻函数T(r)更便于测量与计算。介绍了一种使用三次基本样条曲线拟合，获得温度-电阻多项式函数T(r)的方法。实际使用表明，此方法的计算速度快，产生的误差较小，可以很好地提高温度测控系统的运行速度和控制精度。

为了可以将传感器获得到的实时温度以及生成的生成判读结果实时的展示给用户，方便用户观察，本申请实施例还可以提供所述壳体的前端面设置有显示面板9，所述显示面板9与所述控制单元5可通信相连。该显示面板可以对温度值以及判断结果进行显示，供用户进行查看。

为了进一步提高该装置的一体化程度，本申请实施例还可以提供所述壳体1的前端面设置有触摸式电源开关10。所述壳体的后端面设置有电源插口11。所述壳体1的底部设置有隔热底板12。电源插口可以采用通用的插口结构，保证其获得电源更加方便。隔热底板可以有效的隔绝壳体内部的热量。

为了可以对试管是否放入管孔内进行检测，本申请实施例还可以提供光学传感器(图中未视出)，所述光学传感器与所述壳体相连，所述光学传感器与所述控制单元可通信相连，所述控制单元还用于根据所述光学传感器获取到的信息判断所述PCR试管是否放入所述管孔内。

本申请提供的核酸扩增恒温检测装置，由壳体、热盖及底板组成。热盖内侧装载有热盖加热板，热盖可相对于壳体90度开启，触摸开关在壳体正前方，外接电源连接口分布在壳体背面。设备配套检测单元、温控单元、显示面板部分。

恒温单元可以由薄膜加热片、温度传感器(铂电阻)、MCU处理器电路组成，采用PID控温算法，根据温度传感器反馈的模块温度值实时调整薄膜加热片的加热功率，从而实现恒温控制，为扩增反应提供一个稳定的恒温环境。

检测单元结构由背景发光灯、颜色传感器、石英玻璃组成，基本原理是通过发光灯将一束白光照射在试管上，颜色传感器实时读取试管上的颜色变化，依据试剂变色特性从而做出判读。

恒温单元和检测单元模块都是直连MCU处理器，MCU处理器实时读取温度值并输出控制信号调整发热片加热功率，同时也实时读取检测单元里4路颜色传感器的数据，通过颜色传感器反馈的RGB数据做出判读。显示面板受控与MCU处理器，显示当前整机的工作状态、实时温度值、判读结果等。

总之，本申请提供的核酸扩增恒温检测装置，支持实时判读，倒计时显示，30分钟内完成多个样本检测。体积小，便携式。控温精度准确。内置软/硬件双层过温保护功能，保证运行的稳定性和无人值守下的安全性。光学传感防错判定设计，可感知试剂是否放入设备中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体连接有热盖；

恒温单元，所述恒温单元与所述壳体相连；所述恒温单元包括加热组件以及温度传感器，所述加热组件包括用于容置PCR试管的多个管孔；

检测单元，所述检测单元与所述壳体相连；所述检测单元包括背景发光灯、颜色传感器以及石英玻璃；

控制单元，所述控制单元与所述壳体相连，所述恒温单元以及所述检测单元均与所述控制单元可通信相连；

其中，所述控制单元用于接收所述温度传感器获取到的温度值以及所述颜色传感器获取到的颜色数据值，以便根据所述温度值控制所述加热组件向所述PCR试管提供恒定温度并根据所述颜色数据值生成判读结果。

2.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述热盖包括热盖加热板，所述热盖加热板设置有凹槽，所述凹槽用于设置热盖加热元件，所述热盖加热板除去所述凹槽部分设置有保温材料。

3.根据权利要求2所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述热盖与所述壳体相铰接，以使所述热盖可相对所述壳体反转开启，所述热盖的开启角度不小于90度。

4.根据权利要求3所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述热盖与所述壳体的铰接处设置有扭簧，所述热盖设置有开关以及锁舌，所述壳体上设置有与所述锁舌适配的锁孔。

5.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述加热组件包括薄膜加热片，所述温度传感器包括电阻温度传感器。

6.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述壳体的前端面设置有显示面板，所述显示面板与所述控制单元可通信相连。

7.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述壳体的前端面设置有触摸式电源开关。

8.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述壳体的后端面设置有电源插口。

9.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，所述壳体的底部设置有隔热底板。

10.根据权利要求1所述的核酸扩增恒温检测装置，其特征在于，还包括光学传感器，所述光学传感器与所述壳体相连，所述光学传感器与所述控制单元可通信相连，所述控制单元还用于根据所述光学传感器获取到的信息判断所述PCR试管是否放入所述管孔内。

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