CN220867431U - 双向磁力吸附pcr模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型申请提供一种双向磁力吸附PCR模块，包括：放置槽，所述放置槽上设有多个试管槽，每个所述试管槽的外侧至少设有两个磁体吸附位；控温组件，所述控温组件与所述放置槽抵接，用于加热或冷却所述放置槽；固定组件，所述固定组件与所述控温组件和所述放置槽连接。通过在放置槽上方设置双面开孔，可以方便地使用磁力吸附装置吸附试管，使其牢固地固定在模块上，保证试管与控温模块之间的热量传递更加高效和均匀，具备良好的热传导效果，提高PCR实验的准确性和可靠性。

Description

双向磁力吸附PCR模块

技术领域

本实用新型涉及生物检测设备技术领域，尤其涉及一种双向磁力吸附PCR模块。

背景技术

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种常用的分子生物学技术，用于在体外扩增（复制）DNA片段。PCR通过不断重复一系列温度循环，使得DNA链得以复制，从而从极少量的起始DNA样本中扩增出大量的目标DNA序列。这个过程涉及到三个关键步骤，即变性、退火和延伸。1.变性（Denaturation）：PCR开始时，将反应混合物加热到高温（通常为94-98摄氏度），使得DNA双链分离成两条单链。这个过程被称为变性，因为高温打破了DNA的氢键结构，使其解旋成两条单链DNA。2.退火（Annealing）：在较低温度（通常为50-65摄氏度），将两个DNA引物（primers）引导到目标DNA序列的两端，并与其互补配对。这个过程被称为退火，因为引物与目标DNA序列形成稳定的双链结构。3.延伸（Extension）：在适当的温度下（通常为72摄氏度），通过加入DNA聚合酶（如Taq聚合酶），使退火后的引物向目标DNA序列的方向进行DNA链的延伸。这个过程叫做延伸，因为DNA聚合酶将新的DNA碱基与目标DNA序列的互补碱基配对，并逐渐延长DNA链。经过这一系列的循环反复，每一轮PCR都会使DNA量翻倍，从而大大增加了目标DNA序列的数量。

PCR模块是PCR仪中的一个组成部分，用于承载和操作PCR反应所需的试管或反应管。目前，PCR模块的易更换性、热传导效果和温度控制效果需要进一步提高。易更换性影响PCR工作流程的效率。热传导效果不够理想，会导致温度分布不均匀或温度响应时间较长，会对PCR反应的准确性和效率产生影响，进一步的，热传导效果还会影响温度传感器的工作，进而影响温控系统的工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双向磁力吸附PCR模块，旨在能够实现双面磁力吸附，提高实验的稳定性、准确性和操作便捷性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种双向磁力吸附PCR模块，包括：

放置槽，所述放置槽上设有多个试管槽，每个所述试管槽的外侧至少设有两个磁体吸附位；

控温组件，所述控温组件与所述放置槽抵接，用于加热或冷却所述放置槽；

固定组件，所述固定组件与所述控温组件和所述放置槽连接。

在一些实施例中，多个所述试管槽直线排列，所述磁体吸附位为两组，每组所述磁体吸附位的数量与所述试管槽相同，两组所述磁体吸附位分别设于所述试管槽的两侧，每个所述试管槽的两侧分别对应两组所述磁体吸附位中的一个。

在一些实施例中，所述试管槽的两侧设有通孔，所述试管槽与对应的两个所述磁体吸附位均连通。

在一些实施例中，所述试管槽为8个，所述磁体吸附位为16个。

在一些实施例中，所述固定组件包括:

固定座，所述放置槽与所述固定座连接；

外壳，所述外壳套设在所述固定座上,所述外壳设有用于所述放置槽外露的开口。

在一些实施例中，还包括：

散热腔，所述散热腔为所述固定座及所述外壳组成的腔体，所述腔体具有第一端口和第二端口；

散热风机，所述散热风机与所述固定座连接，所述散热风机设于所述第一端口；

散热翅片，所述散热翅片设于所述第二端口。

在一些实施例中，所述控温组件包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设于所述放置槽与所述固定座之间，所述散热翅片由所述第二端口延伸至所述半导体制冷片下方。

在一些实施例中，所述散热翅片的材料为铝材。

在一些实施例中，所述试管槽为锥形结构，用于方便试管插入。

在一些实施例中，所述控温组件还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述试管槽底部。

本实用新型实施例提供的所述双向磁力吸附PCR模块，主要由放置槽、控温组件和固定组件构成，每个试管槽的外侧至少设有两个磁体吸附位，通过在放置槽上方设置双面开孔，可以方便地使用磁力吸附装置吸附试管，使其牢固地固定在模块上，保证试管与控温模块之间的热量传递更加高效和均匀，具备良好的热传导效果，提高PCR实验的准确性和可靠性。另一方面，采用磁力吸附的方式固定试管，可以在实验过程中方便地更换试管，提高操作效率和实验的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构立体示意图；

图2为本实用新型实施例的放置槽立体示意图；

图3为本实用新型实施例的整体结构立体示意图；

图4为本实用新型实施例的爆炸图；

附图标记说明：10、放置槽；110、试管槽；120、磁体吸附位；210、半导体制冷片；220、第一端口；230、第二端口；240、散热风机；250、散热翅片；310、固定座；320、外壳。

具体实施方式

本实用新型提供的技术方案总体思路如下：

请参阅图1、图2、图3和图4，双向磁力吸附PCR模块，包括：

放置槽10，所述放置槽10上设有多个试管槽110，每个所述试管槽110的外侧至少设有两个磁体吸附位120；

控温组件，所述控温组件与所述放置槽10抵接，用于加热或冷却所述放置槽10；

固定组件，所述固定组件与所述控温组件和所述放置槽10连接。

可以理解的，控温组件在PCR实验中起到关键作用，它用于准确地控制反应混合物的温度变化，以满足不同步骤的温度要求。控温组件通常包括加热和冷却系统，可以提供精确的温度控制，以实现PCR反应的各个步骤，如变性、退火和延伸。另一方面，放置槽10用于放置试管，在PCR实验中，常常需要将试管固定在PCR模块中进行加热或制冷处理，采用磁力吸附的方式固定试管，使其牢固地固定在模块上，保证试管与控温模块之间的热量传递更加高效和均匀，具备良好的热传导效果，提高PCR实验的准确性和可靠性。另一方面，采用磁力吸附的方式固定试管，可以在实验过程中方便地更换试管，提高操作效率和实验的灵活性。

可选的，控温组件包括：

热电模块（Thermal Electric Modules，TEMs）：TEMs是一种常见的控温组件，利用Peltier效应实现加热和冷却。它们由多个热电偶片组成，通电时可以在两侧产生温差。通过控制电流的方向和大小，可以在PCR反应舱内实现快速的温度变化。TEMs具有响应迅速、温度范围广和可编程控制等优点；

热风循环系统：使用加热元件和风扇来产生热风，并通过气流进行加热和冷却。加热元件可以是加热丝或加热电阻，配备冷却元件，如冷却片或散热器，这些冷却元件与风扇协同工作，通过增加散热面积和提高空气流动，加快热量的散发，从而实现冷却效果。通过控制加热元件的功率和风扇的速度，可以实现温度的精确控制。

水浴：试管或PCR反应板通过直接接触水浴来进行加热和冷却。恒温水浴可以通过控制加热元件（如热丝）的功率和水浴的温度来实现对温度的控制，冷却时，向水中添加低温介质来降低水温，如冰块或低温液体，这些低温介质会吸收热量，使恒温水浴的温度迅速下降。

这些方案可以根据实际需求选择，并结合恒温控制器进行温度的精确调节和稳定控制。在PCR实验中，选择合适的控温组件方案可以确保温度的准确性、稳定性和响应速度，从而提高PCR反应的效率和结果的可靠性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2，多个所述试管槽110直线排列，所述磁体吸附位120为两组，每组所述磁体吸附位120的数量与所述试管槽110相同，两组所述磁体吸附位120分别设于所述试管槽110的两侧，每个所述试管槽110的两侧分别对应两组所述磁体吸附位120中的一个。

请参阅图2，所述试管槽110的两侧设有通孔，所述试管槽110与对应的两个所述磁体吸附位120均连通。

请参阅图2，所述试管槽110为8个，所述磁体吸附位120为16个。

可选的，磁力吸附位为自动化取放试管提供便利，磁力吸附位可与可控制的磁力吸附装置或永磁体连接，若为可控制的磁力吸附装置，可以通过控制磁场的开启和关闭，配合机械手，精确地控制试管的吸附和释放，这样可以实现试管的自动化操作，减少人工干预，提高实验的自动化程度。若为永磁体，可控制机械手的力度以精确地控制试管的吸附和释放。

请参阅图4，所述固定组件包括:

固定座310，所述放置槽10与所述固定座310连接；

外壳320，所述外壳320套设在所述固定座310上,所述外壳320设有用于所述放置槽10外露的开口。

可选的，所述外壳320为3D打印工艺制作。

请参阅图4，还包括：

散热腔，所述散热腔为所述固定座310及所述外壳320组成的腔体，所述腔体具有第一端口220和第二端口230；

散热风机240，所述散热风机240与所述固定座310连接，所述散热风机240设于所述第一端口220；

散热翅片250，所述散热翅片250设于所述第二端口230。

请参阅图4，所述控温组件包括半导体制冷片210，所述半导体制冷片210设于所述放置槽10与所述固定座310之间，所述散热翅片250由所述第二端口230延伸至所述半导体制冷片210下方。

可以理解的，通过设有与半导体制冷片210配合的散热结构，可以令散热效率提高，半导体制冷片210在工作时会产生大量的热量，为了保持其正常工作温度，需要及时有效地散热。散热腔、散热风机240和散热翅片250的组合可以增大散热面积和增强对流散热，从而提高散热效率，快速将热量引出系统。另一方面，令温度稳定性提高，半导体制冷片210对温度的稳定性要求较高，通过合理设计散热腔体和散热装置，可以实现更精确的温度控制。散热装置能够快速有效地降低半导体制冷片210的温度，并且能够维持恒定的工作温度，从而提高系统的稳定性和可靠性，又一方面，可以增加使用寿命，半导体制冷片210在高温环境下容易受到损坏，通过有效的散热装置可以降低其工作温度，减少热应力对半导体器件的影响，延长其使用寿命。

请参阅图4，所述散热翅片250的材料为铝材。

请参阅图2，所述试管槽110为锥形结构，用于方便试管插入。

请参阅图2，所述控温组件还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述试管槽110底部。

可以理解的，配合试管槽110底部的温度传感器可以实现以下作用：

温度监测：试管槽110底部的温度传感器可以实时监测试管槽110的温度变化。这对于需要在特定温度下进行实验或反应的科研工作非常重要，可以确保实验条件的准确性和可重复性。

温度控制：通过与温度传感器配合使用，可以实现对试管槽110底部温度的精确控制。通过控制控温组件，可以根据温度传感器所得到的实时温度数据，调节试管槽110的温度，使其保持在设定的目标温度范围内。

反馈控制：温度传感器能够及时感知试管槽110底部的温度变化，并将这些信息反馈给控制系统。控制系统可以根据温度传感器的反馈信号进行相应的调整，以实现温度的稳定控制。这种反馈控制机制有助于避免温度波动和温度过高或过低，从而提高实验的准确性和稳定性。

安全保护：温度传感器还可以用于实现温度的安全保护。当试管槽110底部的温度超过设定的安全范围时，温度传感器可以发送警报信号，触发相应的安全措施，如停止加热或冷却装置的运行，以避免温度升高导致设备或样品损坏、甚至危险事件发生。

综上，本实用新型提供了一种双向磁力吸附PCR模块，包括用于安装固定的固定座310，固定座310上端设有双面开孔便于磁力吸附的用于放置试管的放置槽10，放置槽10与固定座310之间设有用于加热或制冷的半导体制冷片210，放置槽10内部设有检测温度的温度计，固定座310顶端还设有转接板，将温度计脆弱的线转换，保证线路安全，固定座310底端设有散热翅片250，散热翅片250与固定座310一体便于导热利于散热，散热翅片250底端设有风冷散热的散热风机240，散热风机240与散热翅片250通过设有进风口的钣金连接，整个模组外面由外壳320包覆，外壳320起到密封以及导风的作用。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，包括：

放置槽，所述放置槽上设有多个试管槽，每个所述试管槽的外侧至少设有两个磁体吸附位；

控温组件，所述控温组件与所述放置槽抵接；

固定组件，所述固定组件与所述控温组件和所述放置槽连接。

2.根据权利要求1所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，多个所述试管槽直线排列，所述磁体吸附位为两组，每组所述磁体吸附位的数量与所述试管槽相同，两组所述磁体吸附位分别设于所述试管槽的两侧，每个所述试管槽的两侧分别对应两组所述磁体吸附位中的一个。

3.根据权利要求2所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述试管槽的两侧设有通孔，所述试管槽与对应的两个所述磁体吸附位均连通。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述试管槽为8个，所述磁体吸附位为16个。

5.根据权利要求1所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述固定组件包括:

固定座，所述放置槽与所述固定座连接；

外壳，所述外壳套设在所述固定座上,所述外壳设有用于所述放置槽外露的开口。

6.根据权利要求5所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，还包括：

散热腔，所述散热腔为所述固定座及所述外壳组成的腔体，所述腔体具有第一端口和第二端口；

散热风机，所述散热风机与所述固定座连接，所述散热风机设于所述第一端口；

散热翅片，所述散热翅片设于所述第二端口。

7.根据权利要求6所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述控温组件包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设于所述放置槽与所述固定座之间，所述散热翅片由所述第二端口延伸至所述半导体制冷片下方。

8.根据权利要求7所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述散热翅片的材料为铝材。

9.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述试管槽为锥形结构，用于方便试管插入。

10.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的双向磁力吸附PCR模块，其特征在于，所述控温组件还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述试管槽底部。