CN219972297U - 一种聚合酶链反应仪 - Google Patents

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褚为豹
王怡瑞
何熲
刘涛
胡子文
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Abstract

本实用新型提供了一种聚合酶链反应仪,包括高温水浴槽、低温水浴槽、驱动组件、容纳件和反应容器,所述驱动组件驱动连接所述容纳件,所述反应容器可拆卸连接所述容纳件。该聚合酶链反应仪,使用高温水浴槽和低温水浴槽,通过控制水浴槽温度,对进入的反应容器提供不同温度环境,驱动组件配合反应容器在高温水浴槽和低温水浴槽之间进行转移,实现PCR过程所需的高温DNA双链解离和低温的退火/延伸,从而可以实现反应体系内快速地目的基因扩增,其中通过增加容纳件,反应容器可拆卸的放置在容纳件上,用户使用时,可根据测试需求选择合适的反应容器类型。

Description

一种聚合酶链反应仪
技术领域
本实用新型涉及DNA扩增技术领域,尤其涉及一种聚合酶链反应仪。
背景技术
聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是分子生物学实验室最为常用的技术之一,主要用于目的基因的扩增和检测,目前该技术主要在能够实现升、降温以及热盖功能的常规聚合酶链反应仪上进行。
例如,公开号为CN94230813.1的中国实用新型专利中,公开了一种聚合酶链反应仪,有一个铝板箱壳,壳内装有金属板反射盒,盒底装有碘钨灯,反射盒一侧安装着离心风扇,风扇出口对着反射盒的开口处,反射盒上面敞口;箱壳上盖着箱盖,箱盖下面固定着电路板和铜质导热模板,导热模板下有数排用于放置离心管的凸模管体。本实用新型元器件大都为国产件,价格较低,加热均匀,性能可靠,便于维修。
上述现有技术应用于聚合酶链反应的过程中,存在以下问题:
常规聚合酶链反应仪升降温速度较慢,反应时间较长,影响检测效率。
综上所述,现急需一种升降温速度较快的聚合酶链反应仪。
实用新型内容
为了解决上述现有聚合酶链反应仪升降温速度较慢的问题,本实用新型提供了一种聚合酶链反应仪。
根据本实用新型的一个目的,本实用新型提供一种聚合酶链反应仪,包括:
高温水浴槽;
低温水浴槽;
驱动组件;
容纳件,所述驱动组件驱动连接所述容纳件;
反应容器,所述反应容器可拆卸连接所述容纳件,所述反应容器设置有两个工作状态,分别为高温状态和低温状态,当所述反应容器为高温状态时,所述反应容器内嵌于所述高温水浴槽内,当所述反应容器为低温状态时,所述反应容器内嵌于所述低温水浴槽内。
优选的,所述驱动组件包括:
电机,所述电机为步进电机;
摆动杆,所述摆动杆延伸连接于所述电机的输出轴和所述容纳件之间。
优选的,所述摆动杆活动连接所述容纳件。
优选的,所述摆动杆长度方向上的其中一端部连接电机的输出轴,所述摆动杆和电机的输出轴相垂直,所述摆动杆长度方向上的另外一端部通过铰接件连接容纳件,所述铰接件的轴线方向和电机的输出轴轴线方向平行。
优选的,所述反应容器为管状玻璃反应容器,所述反应容器径向截面尺寸不大于所述反应容器轴向截面尺寸的十分之一。
优选的,所述高温水浴槽上开设有容纳件进出口,所述容纳件进出口不大于所述高温水浴槽内溶液表面的二分之一;
所述低温水浴槽上开设有容纳件进出口,所述容纳件进出口不大于所述低温水浴槽内溶液表面的二分之一。
优选的,所述高温水浴槽内设置有储液空腔,所述储液空腔垂直方向上任意位置上的截面尺寸相同,所述容纳件进出口开设于所述高温水浴槽的顶部,所述低温水浴槽内设置有储液空腔,所述储液空腔垂直方向上任意位置上的截面尺寸相同,所述容纳件进出口开设于所述低温水浴槽的顶部。
优选的,该聚合酶链反应仪还包括:
液面感应装置,所述低温水浴槽内设置有液面感应装置,所述高温水浴槽内设置有液面感应装置;
间歇式自动注水装置,所述间歇式自动注水装置连接所述高温水浴槽,所述间歇式自动注水装置连接所述低温水浴槽,所述液面感应装置控制连接所述间歇式自动注水装置。
优选的,所述高温水浴槽的尺寸和所述低温水浴槽的尺寸相同,所述高温水浴槽和所述低温水浴槽相对间隔设置,所述间歇式自动注水装置位于所述高温水浴槽和所述低温水浴槽之间。
优选的,所述容纳件为笼状的容纳件,所述容纳件内设置有一可启闭的容纳空腔,所述容纳空腔底部设置有弹性定位结构,所述弹性定位结构包括相对布置的第一夹板和第二夹板,其中所述第一夹板固定于所述容纳空腔的底部,所述第二夹板以靠近和远离所述第一夹板的方式活动设置,所述第二夹板和所述容纳空腔内壁之间连接有弹簧,其中弹簧沿所述第二夹板的活动方向布置,所述容纳件位于所述第一夹板和所述第二夹板之间。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
该聚合酶链反应仪,使用高温水浴槽和低温水浴槽,通过提前控制调整水浴槽温度,对进入的反应容器提供不同温度环境,实现对反应容器的快速升降温,驱动组件配合反应容器在高温水浴槽和低温水浴槽之间进行转移,实现PCR过程所需的高温DNA双链解离和低温的退火/延伸,从而可以实现反应体系内快速地目的基因扩增;
该聚合酶链反应仪,通过增加容纳件,反应容器可拆卸的放置在容纳件上,用户使用时,可根据测试需求选择合适的反应容器类型。
以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。
附图说明
图1为本实用新型所述一种聚合酶链反应仪其中一实施例的整体示意图。
图中:100、高温水浴槽;101、容纳件进出口;102、储液空腔;200、低温水浴槽;300、驱动组件;301、电机;302、摆动杆;400、容纳件;500、反应容器;600、液面感应装置;700、间歇式自动注水装置。
具体实施方式
以下描述用于详尽说明本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
请参阅图1,本实用新型提供一种技术方案:一种聚合酶链反应仪,包括:
高温水浴槽100;
低温水浴槽200;
驱动组件300;
容纳件400,所述驱动组件300驱动连接所述容纳件400;
反应容器500,所述反应容器500可拆卸连接所述容纳件400,所述反应容器500设置有两个工作状态,分别为高温状态和低温状态,当所述反应容器500为高温状态时,所述反应容器500内嵌于所述高温水浴槽100内,当所述反应容器500为低温状态时,所述反应容器500内嵌于所述低温水浴槽200内。
使用高温水浴槽100和低温水浴槽200,通过控制水浴槽温度,对进入的反应容器500提供不同温度环境,驱动组件300配合反应容器500在高温水浴槽100和低温水浴槽200之间进行转移,实现PCR过程所需的高温DNA双链解离和低温的退火/延伸,从而可以实现反应体系内快速地目的基因扩增,其中通过增加容纳件400,反应容器500可拆卸的放置在容纳件400上,用户使用时,可根据测试需求选择合适的反应容器500类型。
关于所述反应容器500和所述容纳件400可拆卸连接方式。
进一步的,所述容纳件400为笼状的容纳件,所述容纳件400内设置有一可启闭的容纳空腔,所述反应容器500内嵌于容纳空腔内。
进一步的,所述容纳空腔底部设置有弹性定位结构,所述弹性定位结构夹持连接所述反应容器500。
具体的,所述弹性定位结构包括相对布置的第一夹板和第二夹板,其中所述第一夹板固定于所述容纳空腔的底部,所述第二夹板以靠近和远离所述第一夹板的方式活动设置,所述第二夹板和所述容纳空腔内壁之间连接有弹簧,其中弹簧长度方向沿所述第二夹板活动方向布置。
进一步的,所述第一夹板相对侧面上开设有挤压限位槽,所述第二夹板相对侧面上开设有挤压限位槽,其中挤压限位槽和反应容器500的外壁相适配。
进一步的,挤压限位槽内设置有柔性缓冲件。
其中需要说明的是,所述反应容器500可采用单孔、双孔、4孔和8孔等形式。
为便于对反应容器500进行自动控制,以使其在高温状态和低温状态之间进行转换。
进一步的,所述驱动组件300包括:
电机301;
摆动杆302,所述摆动杆302延伸连接于所述电机301的输出轴和所述容纳件400之间。
作为其中一个优选的,所述电机301为步进电机301。
通过使用步进电机301,按照设定程序,将反应体系快速在高、低温水浴槽200之间转移,从而实现对反应体系的快速升降温。
进一步的,所述摆动杆302一端固定连接所述电机301的输出轴,所述摆动杆302另一端活动连接所述容纳件400。
作为其中一个优选的,所述摆动杆302长度方向上的其中一端部连接电机301的输出轴,所述摆动杆302和电机301的输出轴相垂直,所述摆动杆302长度方向上的另外一端部通过铰接件连接容纳件400,所述铰接件的轴线方向和电机301的输出轴轴线方向平行。
通过将摆动杆302一端固定连接所述电机301的输出轴,使得电机301能够配合摆动杆302有效驱动容纳件400活动,进一步将所述摆动杆302另一端活动连接所述容纳件400,使得电机301在通过摆动杆302驱动反应容器500工作状态转换过程中,反应容器500底部因重力原因垂直地面,进而能够完全浸入低温水浴槽200和高温水浴槽100中。
为加快反应体系的温度变化,进一步的,所述反应容器500为管状玻璃反应容器,其中所述反应容器500径向截面尺寸不大于所述反应容器500轴向截面尺寸的十分之一。
通过对反应容器500的材质,以及反应容器500的形状进行限定,玻璃材质具有较好的导热效果,同时将反应容器500设置为狭长管状,以增加反应容器500与水浴直接的接触面积,再进一步加快反应体系的温度变化。
所述高温水浴槽100上开设有容纳件进出口101,所述容纳件进出口101不大于所述高温水浴槽100内溶液表面的二分之一;
所述低温水浴槽200上开设有容纳件进出口101,所述容纳件进出口101不大于所述低温水浴槽200内溶液表面的二分之一。
在本实用新型其中一个实施例中,所述高温水浴槽100内设置有储液空腔102,所述储液空腔102垂直方向上任意位置上的截面尺寸相同,所述容纳件进出口101开设于所述高温水浴槽100的顶部,所述低温水浴槽200内设置有储液空腔102,所述储液空腔102垂直方向上任意位置上的截面尺寸相同,所述容纳件进出口101开设于所述低温水浴槽200的顶部。
通过对高温水浴槽100上的容纳件进出口101,以及低温水浴槽200上的容纳件进出口101进行限定,防止水蒸气过度蒸发。
为使得高温水浴槽100内的液面和低温水浴槽200的液面维持在合适高度。
进一步的,所述聚合酶链反应仪还包括:
液面感应装置600,所述低温水浴槽200内设置有液面感应装置600,所述高温水浴槽100内设置有液面感应装置600;
间歇式自动注水装置700,所述间歇式自动注水装置700连接所述高温水浴槽100,所述间歇式自动注水装置700连接所述低温水浴槽200,所述液面感应装置600控制连接所述间歇式自动注水装置700。
其中液面感应装置600和间歇式自动注水装置700均为现有成熟技术,为本领域技术人员所熟知,在此不做详细描述。
为便于对高温水浴槽100和低温水浴槽200的水量进行控制,同时使得该聚合酶链反应仪整体结构紧凑。
进一步的,所述高温水浴槽100的尺寸和所述低温水浴槽200的尺寸相同,所述高温水浴槽100和所述低温水浴槽200相对间隔设置,所述间歇式自动注水装置700位于所述高温水浴槽100和所述低温水浴槽200之间。
使用方法:将适量的水浴溶液注入高温水浴槽100和低温水浴槽200内,并将高温水浴槽100和低温水浴槽200内的水浴溶液调整至预设温度,将反应容器500置于容纳件400内;
启动电机301,电机301通过摆动杆302驱动容纳件400运动,以实现容纳件400内反应容器500工作状态的转换。
现有技术聚合酶链反应仪升降温速度为2~3℃/s,一轮PCR反应常需要1~2小时,对于需要快速检测的情况,效率低下,经测试,该聚合酶链反应仪可在10min内完成现有技术常规PCR仪90min的扩增反应,大大节省了时间。
综上,该聚合酶链反应仪,使用高温水浴槽100和低温水浴槽200,通过控制水浴槽温度,对进入的反应容器500提供不同温度环境,驱动组件300配合反应容器500在高温水浴槽100和低温水浴槽200之间进行转移,实现PCR过程所需的高温DNA双链解离和低温的退火/延伸,从而可以实现反应体系内快速地目的基因扩增,其中通过增加容纳件400,反应容器500可拆卸的放置在容纳件400上,用户使用时,可根据测试需求选择合适的反应容器500类型。
以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利采用范围,即凡依本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种聚合酶链反应仪,其特征在于,包括:
高温水浴槽(100);
低温水浴槽(200);
驱动组件(300);
容纳件(400),所述驱动组件(300)驱动连接所述容纳件(400);
反应容器(500),所述反应容器(500)可拆卸连接所述容纳件(400),所述反应容器(500)设置有两个工作状态,分别为高温状态和低温状态,当所述反应容器(500)为高温状态时,所述反应容器(500)内嵌于所述高温水浴槽(100)内,当所述反应容器(500)为低温状态时,所述反应容器(500)内嵌于所述低温水浴槽(200)内。
2.根据权利要求1所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述驱动组件(300)包括:
电机(301),所述电机(301)为步进电机(301);
摆动杆(302),所述摆动杆(302)延伸连接于所述电机(301)的输出轴和所述容纳件(400)之间。
3.根据权利要求2所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述摆动杆(302)活动连接所述容纳件(400)。
4.根据权利要求3所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述摆动杆(302)长度方向上的其中一端部连接电机(301)的输出轴,所述摆动杆(302)和电机(301)的输出轴相垂直,所述摆动杆(302)长度方向上的另外一端部通过铰接件连接容纳件(400),所述铰接件的轴线方向和电机(301)的输出轴轴线方向平行。
5.根据权利要求1所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述反应容器(500)为管状玻璃反应容器,所述反应容器(500)径向截面尺寸不大于所述反应容器(500)轴向截面尺寸的十分之一。
6.根据权利要求1所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述高温水浴槽(100)上开设有容纳件进出口(101),所述容纳件进出口(101)不大于所述高温水浴槽(100)内溶液表面的二分之一;
所述低温水浴槽(200)上开设有容纳件进出口(101),所述容纳件进出口(101)不大于所述低温水浴槽(200)内溶液表面的二分之一。
7.根据权利要求6所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述高温水浴槽(100)内设置有储液空腔(102),所述容纳件进出口(101)开设于所述高温水浴槽(100)的顶部,所述低温水浴槽(200)内设置有储液空腔(102),所述储液空腔(102)垂直方向上任意位置上的截面尺寸相同,所述容纳件进出口(101)开设于所述低温水浴槽(200)的顶部。
8.根据权利要求1所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于,还包括:
液面感应装置(600),所述低温水浴槽(200)内设置有液面感应装置(600),所述高温水浴槽(100)内设置有液面感应装置(600);
间歇式自动注水装置(700),所述间歇式自动注水装置(700)连接所述高温水浴槽(100),所述间歇式自动注水装置(700)连接所述低温水浴槽(200),所述液面感应装置(600)控制连接所述间歇式自动注水装置(700)。
9.根据权利要求8所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述高温水浴槽(100)的尺寸和所述低温水浴槽(200)的尺寸相同,所述高温水浴槽(100)和所述低温水浴槽(200)相对间隔设置,所述间歇式自动注水装置(700)位于所述高温水浴槽(100)和所述低温水浴槽(200)之间。
10.根据权利要求1所述的一种聚合酶链反应仪,其特征在于:
所述容纳件(400)为笼状的容纳件,所述容纳件(400)内设置有一可启闭的容纳空腔,所述容纳空腔底部设置有弹性定位结构,所述弹性定位结构包括相对布置的第一夹板和第二夹板,其中所述第一夹板固定于所述容纳空腔的底部,所述第二夹板以靠近和远离所述第一夹板的方式活动设置,所述第二夹板和所述容纳空腔内壁之间连接有弹簧,其中弹簧沿所述第二夹板的活动方向布置,所述容纳件(400)位于所述第一夹板和所述第二夹板之间。
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Pledgor: Shanghai Kangli Diagnostic Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024310000127