CN220136521U - 一种pcr仪测温组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及PCR仪测温组件，用于PCR仪变温模块的测温。PCR仪测温组件包括盖板、电路板、缓冲垫以及温度传感组件。盖板用于承接PCR仪的热盖压力，电路板设置于盖板下方，电路板与盖板之间以沿高度方向可相对运动的方式配合，缓冲垫设置于盖板和电路板之间，温度传感组件包括多个测温探头，测温探头与电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合且电连接，测温探头用于测量样本孔内的温度。通过一体式集成探头减少了测温探头接线以使得盖板与PCR仪变温模块之间能够合盖；在热盖闭合状态通过缓冲垫自适应调整测温探头与样本孔的接触姿态并实现导热一致性，消除测温探头与样本孔间的加工误差和空间位置偏差，测温探头与样本孔之间具有良好的热接触。

Description

一种PCR仪测温组件

技术领域

本申请涉及基因扩增仪(PCR仪)、聚合酶链反应分析仪、自动化PCR基因扩增装置技术领域，特别是涉及PCR相关仪器测温组件和装置。

背景技术

随着自动化PCR基因扩增技术的发展，温控模块为自动化PCR基因扩增装置的技术核心，温度控制相关的参数成为自动化PCR基因扩增装置重要的性能指标。然而，现有的测温组件采用多个独立探头测量多个自动化PCR基因扩增装置的PCR仪变温模块样品孔内温度时，多个独立探头的接线会导致盖板无法合盖，造成样品孔的测量环境与实际密闭样品孔环境不一致，且不同位置的样品孔受此影响的程度不同，因而导致温度测量结果的误差，且每个独立探头的放置姿态不同也会导致温度测量误差。

基因扩增仪、聚合酶链反应分析仪、自动化PCR基因扩增装置，也包括PCR配套的实验仪器(如恒温金属浴、加热振荡混匀仪等)，都涉及标准化的16、48、96、384样本模块。随着分子生物学实验和检测的持续爆炸性普及，对大量PCR设备的精准温度控制和日常快速监测维护都产生了大量需求，而现实使用场合缺乏对真实合盖状态的温度性能检测，离散的探头也不适合快速准确测量，也容易受环境温度、气流的影响。合盖条件下，大多数PCR仪无法提供足够大的引线空间，多段曲折、迂回的缝隙极易损坏昂贵的探头和引线。

本发明意图以合盖检测、一体化组件、多探头自适应贴合样本孔、取用防烫、柔性FFC、可快速更换FFC来解决PCR模块的测温问题。

发明内容

基于此，有必要针对测温组件面对多个监测点时各个监测点的温度测量环境不一致的问题，提供一种PCR仪测温组件。

一种PCR仪测温组件，用于放置于PCR仪的变温模块之上，用于对PCR仪的变温模块的样本孔的测温，所述PCR仪测温组件包括：

盖板，所述盖板作为所述PCR仪的一体化结构安装基础，并用于承接来自所述PCR仪的热盖的压力；

电路板，所述电路板设置于所述盖板下方，所述电路板与所述盖板之间以沿高度方向可相对运动的方式配合；

温度传感组件，所述温度传感组件包括多个测温探头，所述测温探头与所述电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，所述测温探头与所述电路板之间电连接，所述测温探头用于伸入所述PCR仪的变温模块的样本孔内以测量所述样本孔内的温度；

缓冲垫，所述缓冲垫具有弹性，所述缓冲垫设置于所述盖板和所述电路板之间，在受压状态下所述测温探头在所述缓冲垫的缓冲作用下贴合所述PCR仪的变温模块的所述样本孔。

在其中一个实施例中，所述测温探头包括安装部、探测部和温度传感器，所述安装部上端与所述电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，所述安装部下端与所述探测部相连接，所述探测部内置有所述温度传感器，所述温度传感器的接线与所述电路板相连接，所述探测部具有锥形，用以伸入并贴合所述PCR仪的变温模块的所述样本孔。

在其中一个实施例中，所述PCR仪测温组件还包括第一连接组件，所述第一连接组件包括多个第一连接孔和多个第一配合部，所述第一连接孔开设于所述电路板上，所述第一配合部设置于所述安装部上端，所述第一配合部沿高度方向上宽下窄形成有台阶部，所述第一连接孔为异形孔，所述台阶部窄部的轴向截面为配合于所述第一连接孔的异形面。

在其中一个实施例中，所述安装部材质为刚性绝缘耐热材料，所述探测部材质为高导热材料。

在其中一个实施例中，所述PCR仪测温组件还包括第二连接组件，所述第二连接组件包括多个第二连接孔和多个第二连接柱，所述第二连接孔开设于所述电路板上，所述第二连接柱一端连接于所述盖板朝向所述电路板的一面上，所述第二连接柱另一端从所述电路板的上方穿过所述第二连接孔固定于所述电路板的下方。

在其中一个实施例中，所述PCR仪测温组件还包括接线，所述接线一端与所述电路板的接线口相连接，所述接线用于传输温度信号，所述接线为FFC排线。

在其中一个实施例中，所述盖板还包括换线组件，所述换线组件包括换线缺口和换线盖，所述换线缺口开设于与所述电路板接线口位置相对应的所述盖板上，所述换线盖配合于所述换线缺口，以通过所述换线盖打开所述换线缺口并更换所述接线。

在其中一个实施例中，所述盖板在与所述换线盖相对的一侧设置有防烫件。

在其中一个实施例中，所述换线盖和所述防烫件的材质为耐温绝热材料。

在其中一个实施例中，所述电路板与所述盖板之间的活动量小于1mm，所述缓冲垫的厚度不大于1mm。

上述PCR仪测温组件通过多个测温探头与电路板之间电连接，将多个独立探头转化为一体式集成探头，减少了测温探头布线、接线、整理的操作；PCR仪测温组件能够在合盖状态下，测温环境与PCR试剂实验的真实环境一致；在热盖闭合状态下，PCR仪测温组件的电路板与盖板之间以沿高度方向可相对运动的方式配合，测温探头与电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，缓冲垫位于盖板与电路板之间，具有弹性，使得测温探头放置于样品孔内时，PCR仪测温组件受到压力自适应调整测温探头与PCR仪变温模块样本孔的接触姿态并实现导热一致性，以消除测温探头与PCR仪变温模块之间的加工误差和空间位置偏差，使得测温探头与样本孔之间具有良好的热接触。市场主流PCR设备合盖后的缝隙各异，FFC排线具有超薄、可弯曲、可折叠特性，能适应大多数PCR仪的合盖应用。换线组件使得快速更换故障FFC排线成为可能，更换FFC不影响测温探头的计量参数，实现即换即用。

附图说明

图1为本申请PCR仪测温组件一实施例的第一视角结构示意图。

图2为本申请PCR仪测温组件一实施例的第二视角结构示意图。

图3为本申请PCR仪测温组件一实施例的第一视角爆炸结构示意图。

图4为本申请PCR仪测温组件一实施例的第二视角爆炸结构示意图。

图5为本申请PCR仪测温组件一实施例的盖板第二视角结构示意图。

图6为本申请PCR仪测温组件一实施例的测温探头结构示意图。

附图中元器件标号说明：

1000、PCR仪测温组件；100、盖板；200、电路板；300、缓冲垫；400、温度传感组件；410、测温探头；411、安装部；412、探测部；413、温度传感器；500、第一连接组件；510、第一连接孔；520、第一配合部；600、第二连接组件；610、第二连接孔；620、第二连接柱；700、接线；800、换线组件；810、换线缺口；820、换线盖；900、防烫件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义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，若元件被称为“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。若一个元件被认为是“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。如若存在，本申请所使用的术语“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。

参阅图1和图2，图1示出了本申请一实施例中的PCR仪测温组件1000的第一视角结构示意图，图2示出了本申请一实施例中的PCR仪测温组件1000的第二视角结构示意图。该PCR仪测温组件1000用于放置于PCR仪的变温模块之上，用于对PCR仪的变温模块的样本孔的测温。PCR仪测温组件1000包括盖板100、电路板200、缓冲垫300和温度传感组件400。盖板100用于覆盖PCR仪变温模块，盖板100作为PCR仪的一体化结构安装基础，并用于承接来自PCR仪的热盖的压力。电路板200设置于盖板100下方，电路板200与盖板100之间以沿高度方向可相对运动的方式配合，温度传感组件400包括多个测温探头410，测温探头410与电路板200以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，测温探头410与电路板200之间电连接，测温探头410用于伸入PCR仪变温模块的样本孔内以测量样本孔内的温度，缓冲垫300设置于盖板100和电路板200之间，在受压状态下测温探头410在缓冲垫300的缓冲作用下贴合PCR仪的变温模块的样本孔。

该电路板200可以是印刷电路板200，也可以是陶瓷电路板200等其他类型电路板200，在此不做具体限定。优选地，电路板200是印刷电路板200。该缓冲垫300的材质可以是硅橡胶、聚氨酯等软性材料，在此不做具体限定。优选地，该缓冲垫300的材质为硅橡胶。如此设置，PCR仪测温组件1000通过多个测温探头410与电路板200之间电连接，将多个独立探头转化为一体式集成探头，减少了测温探头410布线、接线、整理的操作，PCR仪测温组件1000能够在合盖状态下，测温环境与PCR试剂实验的真实环境一致；在热盖闭合状态下，PCR仪测温组件1000的电路板200与盖板100之间以沿高度方向可相对运动的方式配合，测温探头410与电路板200以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，缓冲垫300位于盖板100与电路板200之间，使得测温探头410放置于样品孔内时，PCR仪测温组件1000受到压力自适应调整测温探头410与PCR仪变温模块样本孔的接触姿态并实现导热一致性，以消除测温探头410与PCR仪变温模块之间的加工误差和空间位置偏差，使得测温探头410与样本孔之间具有良好的热接触。

需要说明的是，盖板100的材质可以是铝合金、紫铜等高导热金属，也可以是刚性绝缘非导热材料，在此不做具体限定。当盖板100材质为绝缘非导热材料时，PCR仪测温组件1000的测试结果可以表征传统测温组件的检测结果，以便于仪器参数的校准。

优选地，电路板200与盖板100之间的活动量小于1mm，该范围内的活动量能够既不影响电路板200与盖板100之间的相对位置，又能起到调整测温探头410位置的效果。相应的，缓冲垫300的厚度根据盖板100与电路板200之间的安装空间确定，缓冲垫300的厚度不大于1mm。

需要说明地是，该温度传感组件400的测温探头410的安装位置可以根据所需测量结果设置，可以按国家标准设置，也可以根据所需测量结果设置，在此不做具体限定。该温度传感组件400的测温探头410的个数根据所需测量的PCR仪变温模块的样本孔数决定，使得该PCR仪测温组件1000可适用于多种样本孔数的PCR仪，包括但不限于样本孔数为8孔、16孔、32孔、48孔、96孔、384孔的PCR仪。示例性地，请参阅图2，按国家标准设置，当PCR仪样本孔数为96孔时，温度传感组件400具有9个测温探头410。

具体地，请参阅图6，测温探头410包括安装部411、探测部412和温度传感器413，安装部411上端与电路板200以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，安装部411下端与探测部412相连接，探测部412内置有温度传感器413，温度传感器413的接线700与电路板200相连接，探测部412用以伸入PCR仪变温模块的样本孔内。优选地，安装部411上端设置有槽口以放置温度传感器413的连接线。安装部411与探测部412之间的连接方式可以是胶粘连接等不可拆卸连接，安装部411与探测部412之间的连接方式也可以是卡接、螺纹连接等可拆卸连接，在此不做具体限定。示例性地，安装部411与探测部412之间的连接方式为胶粘连接。优选地，该安装部411上端与电路板200之间的连接方式是卡接等可拆卸连接，以便于更换测温探头410的安装数量与安装个数。该探测部412具有中空结构以内置温度传感器413。该温度传感器413可以是热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器等其他类型的温度传感器413，在此不做具体限定。

需要说明地是，探测部412的外表面根据PCR仪样本孔的形状确定，以使得探测部412与PCR仪样本孔相适配，有利于提高测量结果的精确度。示例性地，探测部412具有锥形，用以伸入并贴合PCR仪的变温模块的样本孔。探测部412的外表面为锥形时，锥形外表面的角度与PCR仪变温模块样本孔的锥度一致，即当PCR仪变温模块样本孔的锥度为17.5°时，锥形外表面的角度也为17.5°。示例性地，安装部411材质为刚性绝缘耐热材料，该刚性绝缘耐热材料可以为聚醚醚酮树脂(PEEK)等其他刚性绝缘耐热材料，在此不做具体限定。探测部412材质为高导热材料，该高导热材料可以为铝合金、紫铜等其他高导热材料，在此不做具体限定。

进一步地，请参阅图3和图4，PCR仪测温组件1000还包括第一连接组件500，第一连接组件500包括多个第一连接孔510和多个第一配合部520，第一连接孔510开设于电路板200上，第一配合部520设置于安装部411上端，第一配合部520沿高度方向上宽下窄形成有台阶部，第一连接孔510为异形孔，台阶部窄部的轴向截面为配合于第一连接孔510的异形面。安装测温探头410时，打开盖板100，测温探头410从电路板200上方穿过第一连接孔510，使得台阶部宽部卡接于第一连接孔510上方，台阶部窄部配合于第一连接孔510，如此设置，既使得测温探头410沿高度方向具有活动量，便于调整探测部412在样本孔内的姿态，又能防止测温探头410绕轴转动。

进一步地，请参阅图3、图4，PCR仪测温组件1000还包括第二连接组件600，第二连接组件600包括多个第二连接孔610和多个第二连接柱620，第二连接孔610开设于电路板200上，第二连接柱620一端连接于盖板100朝向电路板200的一面上，第二连接柱620另一端从电路板200的上方穿过第二连接孔610固定于电路板200的下方。第二连接柱620与盖板100之间可以是螺纹连接、卡接等可拆卸连接，第二连接柱620与盖板100之间也可以是焊接等不可拆卸连接，在此不做具体限定。示例性地，第二连接柱620为螺纹孔柱固定件，螺纹孔柱固定件一端与盖板100螺纹连接，螺纹孔柱固定件另一端穿过第二连接孔610后配合安装螺钉。如此设置，电路板200与盖板100之间沿高度方向具有活动量，PCR仪测温组件1000放置于PCR仪变温模块上后可以配合缓冲垫300自适应调整测温探头410相对于样本孔的位置，抵消测温探头410与PCR仪变温模块之间的加工误差和空间位置偏差。

进一步地，PCR仪测温组件1000还包括接线700，接线700一端与电路板200的接线口相连接，接线700用于传输温度信号。该接线700优选直径小的接线700，以避免直径过大的接线700影响盖板100的合盖效果。优选地，采用超薄的可大幅度弯曲、耐折的FFC排线作为PCR仪测温组件1000的接线700，以使得PCR仪测温组件1000具有良好的合盖效果。

具体地，请参阅图5，盖板100还包括换线组件800，换线组件800包括换线缺口810和换线盖820，换线缺口810开设于与电路板200接线700口位置相对应的盖板100上，换线盖820配合于换线缺口810，以通过换线盖820打开换线缺口810并更换接线700。其中换线盖820具有容纳接线700的空间，以使得接线700能够平整放置且不影响盖板100的合盖。该换线盖820和换线缺口810可以呈相互适配的矩形、扇形等其他形状设置，在此不做具体限定。换线组件800的数量可以为一个及以上，在此不做具体限定。

进一步地，盖板100上设置有防烫件900，以便于打开和放置盖板100。该防烫件900可以呈条形、圆形等其他形状设置，在此不做具体限定。优选地，该防烫件900的形状为条形。该防烫件900的数量可以为1个及以上，在此不做具体限定。优选地，盖板100在与换线盖820相对的一侧设置有防烫件900，如此设置，换线盖820也能起到与防烫件900相同的防烫作用，节约防烫件900的安装数量，且防烫件900与换线盖820相对设置，便于实际操作拿取盖板100。其中，换线盖820和防烫件900的材质为耐温绝热材料。该耐温绝热材料可以为聚醚醚酮树脂(PEEK)、PPS等其他耐温绝热材料，在此不做具体限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，可根据需要配置不同的样本孔位置、探头数量、探测部外形以及安装部形状。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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种PCR仪测温组件，用于放置于PCR仪的变温模块之上，用于对PCR仪的变温模块的样本孔的测温，其特征在于，所述PCR仪测温组件包括：

盖板，所述盖板作为所述PCR仪的一体化结构安装基础，并用于承接来自所述PCR仪的热盖的压力；

电路板，所述电路板设置于所述盖板下方，所述电路板与所述盖板之间以沿高度方向可相对运动的方式配合；

温度传感组件，所述温度传感组件包括多个测温探头，所述测温探头与所述电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，所述测温探头与所述电路板之间电连接，所述测温探头用于伸入所述PCR仪的变温模块的样本孔内以测量所述样本孔内的温度；

缓冲垫，所述缓冲垫具有弹性，所述缓冲垫设置于所述盖板和所述电路板之间，在受压状态下所述测温探头在所述缓冲垫的缓冲作用下贴合所述PCR仪的变温模块的所述样本孔。

2.根据权利要求1所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述测温探头包括安装部、探测部和温度传感器，所述安装部上端与所述电路板以沿高度方向可相对运动但不可转动的方式配合，所述安装部下端与所述探测部相连接，所述探测部内置有所述温度传感器，所述温度传感器的接线与所述电路板相连接，所述探测部具有锥形，用以伸入并贴合所述PCR仪的变温模块的所述样本孔。

3.根据权利要求2所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述PCR仪测温组件还包括第一连接组件，所述第一连接组件包括多个第一连接孔和多个第一配合部，所述第一连接孔开设于所述电路板上，所述第一配合部设置于所述安装部上端，所述第一配合部沿高度方向上宽下窄形成有台阶部，所述第一连接孔为异形孔，所述台阶部窄部的轴向截面为配合于所述第一连接孔的异形面。

4.根据权利要求2所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述安装部材质为刚性绝缘耐热材料；所述探测部材质为高导热材料。

5.根据权利要求1所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述PCR仪测温组件还包括第二连接组件，所述第二连接组件包括多个第二连接孔和多个第二连接柱，所述第二连接孔开设于所述电路板上，所述第二连接柱一端连接于所述盖板朝向所述电路板的一面上，所述第二连接柱另一端从所述电路板的上方穿过所述第二连接孔固定于所述电路板的下方。

6.根据权利要求1所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述PCR仪测温组件还包括接线，所述接线一端与所述电路板的接线口相连接，所述接线用于传输温度信号，所述接线为FFC排线。

7.根据权利要求6所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述盖板还包括换线组件，所述换线组件包括换线缺口和换线盖，所述换线缺口开设于与所述电路板接线口位置相对应的所述盖板上，所述换线盖配合于所述换线缺口，以通过所述换线盖打开所述换线缺口并更换所述接线。

8.根据权利要求7所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述盖板在与所述换线盖相对的一侧设置有防烫件。

9.根据权利要求8所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述换线盖和所述防烫件的材质为耐温绝热材料。

10.根据权利要求1所述的PCR仪测温组件，其特征在于，所述电路板与所述盖板之间的活动量小于1mm，所述缓冲垫的厚度不大于1mm。