CN220099023U - 一种恒温核酸检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及核酸检测设备技术领域，公开了一种恒温核酸检测仪，包括外壳，外壳内布置有恒温裂解温控模块、恒温扩增温控模块、光学采集模块和控制单元，恒温裂解温控模块包括裂解加热组件和设置在裂解加热组件内的裂解腔，恒温扩增温控模块包括扩增加热组件和设置在扩增加热组件内的扩增腔；光学采集模块包括镜头朝向扩增腔的摄像组件；裂解加热组件和扩增加热组件分别与控制单元信号连接。恒温裂解温控模块和恒温扩增温控模块可通过控制单元调整到两个定点温度，不涉及变温过程，温度控制容易实现，并且裂解过程和扩增过程均在该检测仪内进行，样本只需要放置在样本管内即可，无需另外的设备进行前置裂解，缩短了检测周期，也降低了设备成本。

Description

一种恒温核酸检测仪

技术领域

本实用新型涉及核酸检测设备技术领域，特别是涉及一种恒温核酸检测仪。

背景技术

核酸扩增荧光检测系统是将激发光照射到样品管内的试剂，然后接收从样品管内试剂瞬间激发出的荧光，以实现样品定性和定量检测的系统，其在生物制药和生物检验领域发挥着重要的作用。实时荧光定量PCR具有特异性强、灵敏度高的特点，被广泛应用于分子生物学检测及分析。但是在整个PCR扩增周期内，DNA需要在体外摄氏95℃高温时变性变成单链，低温(经常是60℃－72℃左右)时DNA与聚合酶复合进行扩增，整个测试耗时时间比较长。常规的核酸检测仪要进行反复的升温降温过程，时效低且能耗高。

申请公布号为CN107043697A的中国专利公开了一种多通道芯片恒温扩增核酸检测仪器，包括温控模块、运动模块、荧光检测模块、控制电路板、主控计算机、电源和芯片，其中：温控模块设有加热器件和至少两个的芯片插槽，芯片插在芯片插槽内；运动模块包括直线运动组件、电机及驱动器组件；荧光检测模块包括激发光源组件和摄像组件，激发光源组件和摄像组件均设在直线运动组件上，激发光源组件和摄像组件由电机及驱动器组件驱动沿着直线运动组件往复运动，激发光源组件和摄像组件均对准芯片的同一区域；控制电路板分别与温控模块、激发光源组件、电机及驱动器组件和主控计算机连接，主控计算机分别与电源、摄像组件连接。

上述的核酸检测仪器利用温控模块对样本进行加热，通过运动模块控制荧光检测模块移动以采集核酸扩增过程中的荧光信息，实现核酸检测。但是温控模块对样本恒温加热时，温控模块是在低温状态下使样本进行扩增反应，在将样本放置入该核酸检测仪器之前还需要对样本进行前置处理，在高温下使样本裂解，裂解操作需要配套的设备和人员进行操作，检测周期长，设备成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种恒温核酸检测仪，以解决现有技术中的核酸检测仪器对样本恒温扩增时，还需要设备对样本进行前置裂解，检测周期长且成本高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种恒温核酸检测仪，包括外壳，所述外壳内布置有恒温裂解温控模块、恒温扩增温控模块、光学采集模块和控制单元，所述恒温裂解温控模块包括裂解加热组件和设置在所述裂解加热组件内的裂解腔，所述裂解腔用于容纳含待裂解样本的样本管，所述恒温扩增温控模块包括扩增加热组件和设置在所述扩增加热组件内的扩增腔，所述扩增腔用于容纳含待扩增样本的样本管；

所述光学采集模块包括镜头朝向所述扩增腔的摄像组件，所述摄像组件与所述控制单元信号连接；所述裂解加热组件和所述扩增加热组件分别与所述控制单元信号连接，所述控制单元用于向所述裂解加热组件和所述扩增加热组件传输温控信号。

优选地，所述裂解加热组件和所述扩增加热组件均包括依次层叠布置的上导热板、加热片、下导热板和隔热板，所述加热片与所述控制单元信号连接以接收温控信号，所述上导热板、所述加热片、所述下导热板和所述隔热板内设有同轴贯穿布置的内腔，所述内腔形成所述裂解腔或所述扩增腔。

优选地，所述恒温扩增温控模块还包括“几”字形的底座，所述扩增加热组件布置在所述底座上，所述摄像组件布置在所述底座的底部，所述底座上还设置有用于供光线穿过的透光槽。

优选地，所述隔热板的材质为石棉板。

优选地，所述加热片的材质为聚酰亚胺薄膜电热膜。

优选地，所述裂解加热组件与所述扩增加热组件上均布置有热保护开关，所述热保护开关与所述控制单元信号连接。

优选地，所述扩增腔于所述扩增加热组件内沿直线间隔布置有多个，所述光学采集模块还包括沿所述扩增腔的布置方向延伸的导轨、导向装配在所述导轨上的运动座和与所述运动座传动连接的驱动单元，所述摄像组件布置在所述运动座上。

优选地，所述驱动单元包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接的同步带，所述运动座与所述同步带固定连接。

优选地，所述外壳包括底板、侧板、顶封板和翻盖板，所述侧板、所述底板和所述顶封板围成空心结构，所述顶封板与所述侧板铰接，所述翻盖板与所述顶封板铰接，所述顶封板上设置有与所述裂解腔、所述扩增腔相对的开口，所述翻盖板布置在所述开口处。

优选地，还包括散热风扇，所述外壳上设置有与所述散热风扇相对的散热孔。

本实用新型实施例一种恒温核酸检测仪与现有技术相比，其有益效果在于：在外壳内布置恒温裂解温控模块和恒温扩增温控模块，在进行PCR检测时，将含有样本的样本管先放置到裂解腔内，控制单元控制裂解加热组件使裂解腔维持在适宜裂解的温度如95℃，样本在裂解腔内完成裂解过程，之后将裂解后的液体取出静置一段时间后再加样到PCR管内，然后将PCR管放置到扩增腔内，控制单元控制扩增加热组件使扩增腔维持在适宜扩增的温度如60℃，样本在扩增腔内完成扩增过程，光学采集模块的摄像组件采集到样本的荧光数据并传输给控制单元，得到检验结果；恒温裂解温控模块和恒温扩增温控模块可通过控制单元调整到两个定点温度，不涉及变温过程，温度控制容易实现，并且裂解过程和扩增过程均在该检测仪内进行，样本只需要放置在样本管内即可，无需另外的设备进行前置裂解，缩短了检测周期，也降低了设备成本。

附图说明

图1是本实用新型的恒温核酸检测仪的爆炸结构示意图；

图2是图1的恒温核酸检测仪的主视图；

图3是图1的恒温核酸检测仪装配后的剖视图；

图4是图1的恒温核酸检测仪的恒温裂解温控模块的爆炸结构示意图；

图5是图1的恒温核酸检测仪的恒温扩增温控模块的爆炸结构示意图；

图6是图1的恒温核酸检测仪的光学采集模块的结构示意图。

图中，1、外壳，11、电源，12、开关，13、底板，14、侧板，15、顶封板，16、翻盖板，17、散热风扇，18、散热孔，2、恒温裂解温控模块，21、裂解加热组件，22、裂解腔，3、恒温扩增温控模块，31、扩增加热组件，32、扩增腔，33、底座，34、透光槽，4、光学采集模块，41、摄像组件，42、导轨，43、运动座，44、驱动电机，45、同步带，5、控制单元，6、上导热板，7、加热片，8、下导热板，9、隔热板，10、热保护开关，20、样本管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种恒温核酸检测仪的优选实施例，如图1至图6所示，该恒温核酸检测仪包括外壳1、恒温裂解温控模块2、恒温扩增温控模块3、光学采集模块4和控制单元5，外壳1整体为矩形结构，外壳1的底部设置有支脚，用于将外壳1支撑脱离支撑面，恒温裂解温控模块2、恒温扩增温控模块3、光学采集模块4和控制单元5均布置在外壳1内。

恒温裂解温控模块2包括裂解加热组件21和裂解腔22，裂解腔22布置在裂解加热组件21内，裂解腔22用于容纳含有带裂解样本的样本管20，裂解加热组件21用于对裂解腔22进行加热，使裂解腔22升温并保持在恒定的温度(如95℃)。裂解加热组件21与控制单元5信号连接，控制单元5用于向裂解加热组件21传输温控信号，以控制裂解加热组件21处于恒温状态。

恒温扩增温控模块3包括扩增加热组件31和扩增腔32，扩增腔32布置在扩增加热组件31内，扩增腔32用于容纳含有带扩增样本的样本管20，扩增加热组件31用于对扩增腔32进行加热，使扩增腔32升温并保持在恒定的温度(如60℃)。扩增加热组件31与控制单元5信号连接，控制单元5用于向扩增加热组件31传输温控信号，以控制扩增加热组件31处于恒温状态。

光学采集模块4包括摄像组件41，摄像组件41的镜头朝向扩增腔32布置，摄像组件41用于采集扩增腔32内的样本在PCR检测过程中产生的荧光信号。摄像组件41与控制单元5信号连接，摄像组件41采集到荧光信号后将荧光信号传输至控制单元5，控制单元5对荧光数据进行分析后可以得到PCR检测结果。在本实施例中，光学采集模块4的摄像组件41包括FAM和HEX两个通道荧光采集。

外壳1内还布置有电源11和开关12，电源11用于为该恒温核酸检测仪内的各个用电元器件供电，电源11可与外设的供电系统连接，也可以装配电池，以便于移动使用。开关12与电源11电连接，开关12用于控制电源11的启停，控制该恒温核酸检测仪的工作状态。

在进行PCR检测时，将含有样本的样本管20先放置到裂解腔22内，控制单元5控制裂解加热组件21使裂解腔22维持在适宜裂解的温度如95℃，样本在裂解腔22内完成裂解过程，之后将裂解后的液体取出静置一段时间后再放置到扩增腔32内，控制单元5控制扩增加热组件31使扩增腔32维持在适宜扩增的温度如60℃，样本在扩增腔32内完成扩增过程，光学采集模块4的摄像组件41采集到样本的荧光数据并传输给控制单元5，得到检验结果；恒温裂解温控模块2和恒温扩增温控模块3可通过控制单元5调整到两个定点温度，不涉及变温过程，温度控制容易实现，并且裂解过程和扩增过程均在该检测仪内进行，样本只需要放置在样本管20内即可，无需另外的设备进行前置裂解，缩短了检测周期，也降低了设备成本。

优选地，裂解加热组件21和扩增加热组件31均包括依次层叠布置的上导热板6、加热片7、下导热板8和隔热板9，加热片7与控制单元5信号连接以接收温控信号，上导热板6、加热片7、下导热板8和隔热板9内设有同轴贯穿布置的内腔，内腔形成裂解腔22或扩增腔32。

加热片7与控制单元5信号连接，控制单元5控制加热片7处于恒定的温度(如95℃或者60℃)，以保证裂解加热组件21和扩增加热组件31对样本管20进行恒温加热。

上导热板6、加热片7、下导热板8和隔热板9的内腔形成裂解腔22或者扩增腔32，上导热板6、下导热板8和隔热板9增加了内腔的深度，上导热板6和下导热板8可以将加热片7产生的热量均匀地传递至裂解腔22或者扩增腔32内，使裂解腔22或者扩增腔32温度恒定。在本实施中，上导热板6和下导热板8的材质均为铝合金板，在其他实施例中，上导热板6和下导热板8也可以为铜板等金属板。

隔热板9可以将裂解加热组件21和扩增加热组件31产生的热量与控制单元5隔绝，保证控制单元5处于合适的工作温度环境，避免温度过高对控制单元5造成损坏。

优选地，恒温扩增温控模块3还包括“几”字形的底座33，扩增加热组件31布置在底座33上，摄像组件41布置在底座33的底部，底座33上还设置有用于供光线穿过的透光槽34。

“几”字形的底座33底部形成了用于容纳摄像组件41的空间。底座33与外壳1通过螺钉连接，不同批次的样本管20的尺寸会存在差别，而摄像组件41采集荧光信号时摄像组件41的镜头与样本管20之间的距离有要求；在样本管20的批次变化时，可以通过调节螺钉位置改变底座33的高度，从而调节摄像组件41的镜头与样本管20之间的距离，满足对不同样本管20的荧光检测要求。

优选地，隔热板9的材质为石棉板。

石棉板具有良好的抗张力、承受压力和耐高温性能，隔热性能良好，并且成本低。在其他实施例中，隔热板9的材质也可以为玻璃纤维。

优选地，加热片7的材质为聚酰亚胺薄膜电热膜。

聚酰亚胺薄膜电热膜具有优异的绝缘强度、优异的抗电强度、优异的热传导效率、优异的电阻稳定性，导热性能佳，更易于保证温度均匀。

优选地，裂解加热组件21与扩增加热组件31上均布置有热保护开关1012，热保护开关1012与控制单元5信号连接。

热保护开关1012用于检测加热片7的温度并且可以切断加热片7与电源11之间的供电，防止温度失控时一直加热导致温度异常过高。

优选地，扩增腔32于扩增加热组件31内沿直线间隔布置有多个，光学采集模块4还包括沿扩增腔32的布置方向延伸的导轨42、导向装配在导轨42上的运动座43和与运动座43传动连接的驱动单元，摄像组件41布置在运动座43上。

扩增腔32沿直线间隔布置多个，摄像组件41布置在运动座43上后，驱动单元驱动运动座43在导轨42上导向移动，从而带动摄像组件41依次经过各个扩增腔32的底部，进行一个方向的运动即可同时采集到多个扩增腔32内的应该信号，简化了运动结构。

在本实施例中，扩增腔32共有八个，八个扩增腔32直线排布；裂解腔22共有八个，八个裂解腔22成两列四排分布，可以同时对八个样本管20内的样本进行PCR检测，加快检测效率。

优选地，驱动单元包括驱动电机44和与驱动电机44传动连接的同步带45，运动座43与同步带45固定连接。

同步带45可以保证与驱动电机44的输出段同步移动，便于驱动电机44通过同步带45控制运动座43的行程，进而精确控制摄像组件41的移动行程。

优选地，外壳1包括底板13、侧板14、顶封板15和翻盖板16，侧板14、底板13和顶封板15围成空心结构，顶封板15与侧板14铰接，翻盖板16与顶封板15铰接，顶封板15上设置有与裂解腔22、扩增腔32相对的开口，翻盖板16布置在开口处。

扩增加热单元固定布置在侧板14上，顶封板15与侧板14铰接，在需要调整底座33的高度时可以通过打开侧板14进行调整，同时便于对该恒温核酸检测仪进行维修。翻盖板16铰接布置在顶封板15上的开口处，在需要放置或者取出样本管20时，可以通过打开翻盖板16进行操作，简化了操作流程。

优选地，还包括散热风扇17，外壳1上设置有与散热风扇17相对的散热孔18。

散热风扇17可以加快该恒温核酸检测仪内部的气体流动，气流通过散热孔18排出外壳1，便于控制该恒温核酸检测仪内的各个元器件的工作环境温度。在本实施例中，散热风扇17共有两个，其中一个用于对恒温裂解温控模块2和恒温扩增温控模块3进行散热，另一个用于对控制单元5进行散热。

综上，本实用新型实施例提供一种恒温核酸检测仪，其在外壳内布置恒温裂解温控模块和恒温扩增温控模块，在进行PCR检测时，将含有样本的样本管先放置到裂解腔内，控制单元控制裂解加热组件使裂解腔维持在适宜裂解的温度如95℃，样本在裂解腔内完成裂解过程，之后将裂解后的液体取出静置一段时间后再加样到PCR管内，然后将PCR管放置到扩增腔内，控制单元控制扩增加热组件使扩增腔维持在适宜扩增的温度如60℃，样本在扩增腔内完成扩增过程，光学采集模块的摄像组件采集到样本的荧光数据并传输给控制单元，得到检验结果；恒温裂解温控模块和恒温扩增温控模块可通过控制单元调整到两个定点温度，不涉及变温过程，温度控制容易实现，并且裂解过程和扩增过程均在该检测仪内进行，样本只需要放置在样本管内即可，无需另外的设备进行前置裂解，缩短了检测周期，也降低了设备成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒温核酸检测仪，其特征在于，包括外壳，所述外壳内布置有恒温裂解温控模块、恒温扩增温控模块、光学采集模块和控制单元，所述恒温裂解温控模块包括裂解加热组件和设置在所述裂解加热组件内的裂解腔，所述裂解腔用于容纳含待裂解样本的样本管，所述恒温扩增温控模块包括扩增加热组件和设置在所述扩增加热组件内的扩增腔，所述扩增腔用于容纳含待扩增样本的样本管；

所述光学采集模块包括镜头朝向所述扩增腔的摄像组件，所述摄像组件与所述控制单元信号连接；所述裂解加热组件和所述扩增加热组件分别与所述控制单元信号连接，所述控制单元用于向所述裂解加热组件和所述扩增加热组件传输温控信号。

2.根据权利要求1所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述裂解加热组件和所述扩增加热组件均包括依次层叠布置的上导热板、加热片、下导热板和隔热板，所述加热片与所述控制单元信号连接以接收温控信号，所述上导热板、所述加热片、所述下导热板和所述隔热板内设有同轴贯穿布置的内腔，所述内腔形成所述裂解腔或所述扩增腔。

3.根据权利要求2所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述恒温扩增温控模块还包括“几”字形的底座，所述扩增加热组件布置在所述底座上，所述摄像组件布置在所述底座的底部，所述底座上还设置有用于供光线穿过的透光槽。

4.根据权利要求2所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述隔热板的材质为石棉板。

5.根据权利要求2所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述加热片的材质为聚酰亚胺薄膜电热膜。

6.根据权利要求1－5任一项所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述裂解加热组件与所述扩增加热组件上均布置有热保护开关，所述热保护开关与所述控制单元信号连接。

7.根据权利要求1－5任一项所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述扩增腔于所述扩增加热组件内沿直线间隔布置有多个，所述光学采集模块还包括沿所述扩增腔的布置方向延伸的导轨、导向装配在所述导轨上的运动座和与所述运动座传动连接的驱动单元，所述摄像组件布置在所述运动座上。

8.根据权利要求7所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电机和与所述驱动电机传动连接的同步带，所述运动座与所述同步带固定连接。

9.根据权利要求1－5任一项所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，所述外壳包括底板、侧板、顶封板和翻盖板，所述侧板、所述底板和所述顶封板围成空心结构，所述顶封板与所述侧板铰接，所述翻盖板与所述顶封板铰接，所述顶封板上设置有与所述裂解腔、所述扩增腔相对的开口，所述翻盖板布置在所述开口处。

10.根据权利要求1－5任一项所述的恒温核酸检测仪，其特征在于，还包括散热风扇，所述外壳上设置有与所述散热风扇相对的散热孔。