CN217868824U - 一种基因测序用水浴加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基因测序用水浴加热装置，包括：基座、试管托架和控温单元。基座的顶面上内设有容纳空腔，且容纳空腔内部装有换热介质。试管托架和控温单元均设置在容纳空腔内部，且试管托架位于控温单元上方。控温单元包括加热组件和循环组件，加热组件包括导热立柱和两个加热板，循环组件包括：循环板、循环水泵和冷风机。在循环板上设有容纳导热立柱的容纳孔，在循环板内部设有循环空腔，在容纳孔的内壁上设有循环孔。本实用新型所述的一种基因测序用水浴加热装置，能提升加热装置的变温速度，从而满足基因测序过程中的试剂热处理需求。

Description

一种基因测序用水浴加热装置

技术领域

本实用新型属于基因测序辅助设备领域，尤其是涉及一种基因测序用水浴加热装置。

背景技术

基因测序又称作DNA定序，是指通过分析特定基因片段的碱基序列，从而确定重组DNA的方向与结构，进而对基因突变进行定位、鉴定和比较研究的生物学实验方法。在进行基因测序工作时，实验人员需要先向测序样本内部添加试剂，随后对混合物进行离心处理，最终将混合物试管放入加热装置内部，对其进行热循环处理，从而方便读取测序样本内部的碱基序列。

在现有技术中，实验人员通常选用水浴加热锅对混合物进行热循环处理。但是，传统水浴加热锅的温度变换速度较慢，在进行实际操作过程中，混合物内部的聚合酶经常会因温度变化速度过慢而延伸非特异性退火引物，从而严重影响基因测序的结果精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基因测序用水浴加热装置，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基因测序用水浴加热装置，包括：基座、试管托架和控温单元，在基座的顶面上内设有容纳空腔，且容纳空腔内部装有换热介质；所述试管托架和控温单元均设置在容纳空腔内部，且试管托架位于控温单元上方；所述控温单元包括加热组件和循环组件，所述加热组件包括导热立柱和两个加热板，两个所述加热板分别设置在导热立柱的上下两端；所述循环组件包括：循环板、循环水泵和冷风机，所述循环板设置在两加热板之间，在循环板上设有用于容纳导热立柱的容纳孔，且容纳孔的内径大于导热立柱的外径；在循环板内部设有循环空腔，在容纳孔的内壁上设有循环孔，所述循环孔与循环空腔相连通；所述循环水泵和冷风机均设置在基座外部，循环水泵的出水管与循环空腔相连通，进水管与容纳空腔相连通；所述冷风机的出气管与循环空腔相连通，且在出气管上设有控制阀。

进一步的，所述试管托架包括定位板和承载板，所述定位板设置在承载板上方；在定位板上设有用于容纳试管的多个定位孔，在承载板上设有多个导流孔，且所述导流孔与定位孔错位布置。

进一步的，所述控温单元还包括两个换热板，两个换热板均设置在两个加热板之间，且两个换热板呈镜像布置在循环板的上下两侧；在换热板上设有用于容纳导热立柱的安装孔，且所述安装孔孔的内径与导热立柱的外径相等。

进一步的，在所述换热板与循环板之间形成循环间隙，在换热板与加热板之间形成加热间隙，且加热间隙的间隙尺寸小于循环间隙的间隙尺寸。

进一步的，所述换热板内部设有换热空腔，在换热板远离循环板的侧壁上设有换热孔，所述换热孔与换热空腔相连通；所述循环水泵的进水管与换热空腔相连通，且所述冷风机的出气管通过出气支管与换热空腔相连通。

进一步的，所述换热空腔的空腔内部高度小于换热空腔的侧壁厚度。

进一步的，所述换热板靠近循环板的侧壁上设有多个导流凹槽和多个导流凸起，且导流凸起和导流凹槽一一交替布置。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基因测序用水浴加热装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种基因测序用水浴加热装置，其控温单元内部设有循环组件，在进行升温工作时，实验人员可通过循环水泵使容纳空腔内部的换热介质沿循环孔流向导热立柱周围，从而提高换热介质的升温效率。在进行降温工作时，实验人员可通过冷风机向换热介质内部输送冷空气，并通过冷空气的曝气过程快速降低换热介质的温度。与现有技术相比，本装置能提升加热装置的温度变换速度，从而避免基因测序过程中发生异常引物产出，进而提高基因测序结果的准确度。

(2)本实用新型所述的一种基因测序用水浴加热装置，其控温单元还包括两个换热板，在进行升温工作时，换热板能吸收加热组件产生的热量，当换热介质沿换热孔进入换热空腔后，换热板能提升换热介质的加热速度，从而进一步提高本装置的升温效率。在进行降温工作时，由于冷风机的出气管通过出气支管与换热空腔相连通，因此换热孔能增大冷空气的曝气量，从而进一步提高本装置的降温效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的水浴加热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的水浴加热装置的剖视图；

图3为本实用新型实施例所述的水浴加热装置的爆炸图；

图4为本实用新型实施例所述的控温单元的爆炸图；

图5为本实用新型实施例所述的控温单元的剖切内视图。

附图标记说明：

1-基座；11-容纳空腔；21-定位板；211-定位孔；22-承载板；221-导流孔；3-导热立柱；31-加热板；4-循环板；41-容纳孔；411-循环孔；42-循环空腔；5-循环水泵；6-冷风机；61-控制阀；7-换热板；71-安装孔；72-换热空腔；73-换热孔；74-导流凹槽；75-导流凸起。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种基因测序用水浴加热装置，其结构可由图1-图5进行示意，如图所示，在本实施例中，水浴加热装置包括：基座1、试管托架和控温单元。其中，基座1的顶面上内设有容纳空腔11，在容纳空腔11内部装有如水或导热油等常见液体换热介质。试管托架和控温单元均设置在容纳空腔11内部，试管托架设置在控温单元上方，通过试管托架能对放入容纳空腔11内部的试管进行承托固定，方便对其进行热循环处理，通过控温单元能调整换热介质的温度，从而便于试管内部的混合物样本进行热处理。

为方便对放入试管托架内部的试管进行固定，本实施例中所述的试管托架可包括定位板21和承载板22。如图2所示，定位板21设置在承载板22的上方，在定位板21上设有定位孔211，在承载板22上设有多个导流孔221，且导流孔221与定位孔211错位布置。在进行使用时，实验人员可将试管插入定位孔211内部，并将试管底端放置在承载板22上。由于承载板22上设有导流孔221，因此容纳空腔11内部的换热介质能够穿过承载板22并与试管外壁进行接触，从而为试管内部混合物样本的热处理提供适宜的温度。

如图3和图4所示，在本实施例中控温单元可包括加热组件和循环组件。其中加热组件包括导热立柱3和两个加热板31，其两个加热板31分别设置在导热立柱3的上下两端。需要说明的是，本实施例中所述的导热立柱3可选用如PTC电热元件等非金属电热元件，也可选用其他现有的金属电热元件，相应的，加热板31可选用具有良好导热性能的非金属材料或金属材料制成。在进行使用时，实验人员可向加热组件提供工作电能，此时加热组件能将电能转化为热能，从而对容纳空腔11内部的换热介质进行加热。

在现有技术中，由于换热介质的升温或降温过程需要充足的换热时间，因此会导致加热装置无法具有较高的变温速度。当针对基因测序样本进行热循环处理时，变温速度过慢会导致样本中出现异常引物，从而影响基因测序的结果精度。为解决这一问题，本实施例将通过循环组件提升换热介质的变温速度，从而方便对混合物样本进行不同温度的热处理。

具体的，循环组件包括：循环板4、循环水泵5和冷风机6。其中循环板4设置在两加热板31之间，在循环板4上设有用于容纳导热立柱3的容纳孔41，且容纳孔41的内径大于导热立柱3的外径。此外，在循环板4内部设有循环空腔42，在容纳孔41的内壁上设有循环孔411，且循环孔411与循环空腔42相连通。所述循环水泵5和冷风机6均设置在基座1外部，循环水泵5的出水管与循环空腔42相连通，进水管与容纳空腔11相连通，冷风机6的出气管与循环空腔42相连通，且在出气管上设有控制阀61。

在需要进行升温工作时，实验人员可先关闭控制阀61和冷风机6，随后通过循环水泵5将容纳空腔11内部的换热介质导入循环空腔42内部。由于容纳孔41的内壁上设有循环孔411，因此换热介质会沿循环孔411流向导热立柱3周围。此时，换热介质的与导热立柱3之间的接触频率将会显著提升，这样一来就能提高换热介质的升温速度。同时，由于循环水泵5能使容纳空腔11内部的换热介质进行循环流动，因此能提升换热介质加热的均匀程度，从而进一步提高本装置的升温效率。

在需要进行降温工作时，实验人员可先关闭循环水泵5和加热组件，随后通过冷风机6向循环空腔42内部输送冷空气。此时冷空气会沿循环孔411吹向导热立柱3，由于冷空气内部携带大量的冷量，因此能快速降低导热立柱3的温度，从而便导热立柱3继续对换热介质进行加热。此外，当冷空气与导热立柱3分离后，冷空气在换热介质内部将会形成大量气泡，这些气泡会在浮力的作用下向上运动，从而带走换热介质内部的热量，进而实现快速降低换热介质温度的目的。

可选的，为进一步提升本装置的变温速度，所述控温单元还包括两个换热板7。具体的，如图2所示，两个换热板7均设置在两个加热板31之间，且两个换热板7呈镜像布置在循环板4的上下两侧。为方便进行热量传递，在换热板7上应设有用于容纳导热立柱3的安装孔71，且安装孔71孔的内径应与导热立柱3的外径相等。

通过设置换热板7能够提升加热组件与换热介质之间的热交换面积，当加热组件进行加热时，更大的热交换面积能加快换热介质的加热速度，当加热组件停止加热后，更大的热交换面积能提高余热流失速度，从而实现提升本装置变温速度的目的。

作为本实施例的一个可选实施方式，为方便换热介质进行流动，并提高换热板7吸收加热板31散发热量的效率，在换热板7与循环板4之间应形成循环间隙，在换热板7与加热板31之间应形成加热间隙，且加热间隙的间隙尺寸小于循环间隙的间隙尺寸。

为提升循环组件的工作效果，如图5所示，在换热板7内部可设有换热空腔72，在换热板7远离循环板4的侧壁上可设有换热孔73，且换热孔73与换热空腔72相连通。在进行安装时，循环水泵5的进水管应与换热空腔72相连通，且冷风机6的出气管应通过出气支管与换热空腔72相连通。

当循环水泵5开始工作后，换热介质将先通过换热孔73进入换热空腔72内部。此时换热介质会先与换热板7发生热交换，以便对换热介质进行预热。随后，换热介质会通过循环水泵5进入循环空腔41内部，并最终沿循环孔411流向导热立柱3周围，从而借助导热立柱3对换热介质进行再次加热。

可选的，为提升换热介质在换热空腔72内部的热交换效率，所述换热空腔72的空腔内部高度应小于换热空腔72的侧壁厚度。当换热空腔72的空腔内部高度较小时，换热空腔72内部的换热介质流通量将会变低，这样一来就能提升换热介质与换热板7之间的热交换效率，从而提升换热板7对换热介质的预热效果。

当冷风机6开启后，冷空气会同时进入循环空腔41和换热空腔72内部，并分别通过循环孔411和换热孔73向换热介质内部进行曝气。通过设置换热孔73不仅能够增大本装置的冷空气曝气量，还能使冷空气在换热空腔72内部与换热板7进行热交换，从而快速降低加热组件的温度。

此外，由于本装置中的两个换热板7呈镜像布置在循环板4的两侧，因此在进行换热介质的循环流动时，位于循环板4上下两侧的换热介质将同步进入循环过程，这样一来就能提高换热介质的循环效率，从而提高换热介质的加热速度。同样的，在进行冷空气曝气时，镜像布置的两个换热板7能将冷空气同时向上下两侧的加热板31进行输送，因此能够使本装置获得更高的降温效率。

作为本实施例的另一个可选实施方式，在换热板7靠近循环板4的侧壁上可设有多个导流凹槽74和多个导流凸起75，且导流凸起75和导流凹槽74一一交替布置。通过设置交替布置的导流凹槽74和导流凸起75能够提升换热板7的外表面积，从而提高换热板7与换热介质之间的热交换效率。

下面对上述方案的效果进行说明：

本实施例提供了一种基因测序用水浴加热装置，能在升温过程中通过循环组件实现换热介质的循环流动，并在降温过程中通过循环组件向换热介质内部输送冷空气，从而提高加热装置的变温速度。此外，本装置能通过换热板进一步提升换热介质的温度变化速度，从而适应基因测序实际的热处理需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (7)

1.一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于包括：基座(1)、试管托架和控温单元，在基座(1)的顶面上内设有容纳空腔(11)，且容纳空腔(11)内部装有换热介质；所述试管托架和控温单元均设置在容纳空腔(11)内部，且试管托架位于控温单元上方；所述控温单元包括加热组件和循环组件，所述加热组件包括导热立柱(3)和两个加热板(31)，两个所述加热板(31)分别设置在导热立柱(3)的上下两端；所述循环组件包括：循环板(4)、循环水泵(5)和冷风机(6)，所述循环板(4)设置在两加热板(31)之间，在循环板(4)上设有用于容纳导热立柱(3)的容纳孔(41)，且容纳孔(41)的内径大于导热立柱(3)的外径；在循环板(4)内部设有循环空腔(42)，在容纳孔(41)的内壁上设有循环孔(411)，所述循环孔(411)与循环空腔(42)相连通；所述循环水泵(5)和冷风机(6)均设置在基座(1)外部，循环水泵(5)的出水管与循环空腔(42)相连通，进水管与容纳空腔(11)相连通；所述冷风机(6)的出气管与循环空腔(42)相连通，且在出气管上设有控制阀(61)。

2.根据权利要求1所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：所述试管托架包括定位板(21)和承载板(22)，所述定位板(21)设置在承载板(22)上方；在定位板(21)上设有用于容纳试管的多个定位孔(211)，在承载板(22)上设有多个导流孔(221)，且所述导流孔(221)与定位孔(211)错位布置。

3.根据权利要求1所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：所述控温单元还包括两个换热板(7)，两个换热板(7)均设置在两个加热板(31)之间，且两个换热板(7)呈镜像布置在循环板(4)的上下两侧；在换热板(7)上设有用于容纳导热立柱(3)的安装孔(71)，且所述安装孔(71)孔的内径与导热立柱(3)的外径相等。

4.根据权利要求3所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：在所述换热板(7)与循环板(4)之间形成循环间隙，在换热板(7)与加热板(31)之间形成加热间隙，且加热间隙的间隙尺寸小于循环间隙的间隙尺寸。

5.根据权利要求3所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：所述换热板(7)内部设有换热空腔(72)，在换热板(7)远离循环板(4)的侧壁上设有换热孔(73)，所述换热孔(73)与换热空腔(72)相连通；所述循环水泵(5)的进水管与换热空腔(72)相连通，且所述冷风机(6)的出气管通过出气支管与换热空腔(72)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：所述换热空腔(72)的空腔内部高度小于换热空腔(72)的侧壁厚度。

7.根据权利要求3所述的一种基因测序用水浴加热装置，其特征在于：所述换热板(7)靠近循环板(4)的侧壁上设有多个导流凹槽(74)和多个导流凸起(75)，且导流凸起(75)和导流凹槽(74)一一交替布置。

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