CN2543963Y - 二维梯度基因扩增仪的控温装置 - Google Patents

二维梯度基因扩增仪的控温装置 Download PDF

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Abstract

一种二维梯度基因扩增仪的控温装置。包括四组半导体制冷片和四个温度传感器按照X向中轴线和Y向中轴线对称分布在变温金属块上，四组半导体制冷片与变温金属块接触，四个温度传感器放置在变温金属块的四个角上，四个控制加热和制冷的微机自动控制电路分别经线路与各自的半导体制冷片和温度传感器连接，分别构成相互独立的四个闭环回路。本实用新型通过将变温金属块划分四个对称控温区，分别配置角上温度传感器和半导体制冷片，分别独立进行温控的技术方案，通过不同的温度设定，在导热良好的变温金属块上，实现了二维温度梯度，从而使具有该特点的基因扩增仪，可以完成二维梯度PCR，大大缩短优化PCR实验的时间，提高了工作效率并减少相应的浪费。

Description

二维梯度基因扩增仪的控温装置
                          技术领域
本实用新型涉及一种二维梯度基因扩增仪的控温装置。
                          背景技术
基因扩增仪是使反应物在指定的变性温度，复性温度和延伸温度之间自动循环的仪器，当含有DNA聚合酶，脱氧核苷三磷酸，模板DNA，镁离子等成份的反应物放入基因扩增仪中，经受变性、复性和延伸的温度循环后，可在短时间内将模板DNA扩增数百万倍。但是，一次成功的扩增需要实验者精心选择反应物中各成份的浓度，最佳的变性、复性和延伸温度值。梯度PCR(聚合酶链式反应)是这样一种技术，它可使实验者花最少的时间确定聚合酶链式反应的最佳条件。可以完成梯度PCR的基因扩增仪称为梯度基因扩增仪。可以完成一维梯度PCR的基因扩增仪称为一维梯度基因扩增仪，以此类推，可以完成二维梯度PCR的基因扩增仪称为二维梯度基因扩增仪。
一种典型的现在使用的基因扩增仪包括控制加热、制冷的微机自动控制电路和由插放若干个试管(试管中盛放反应物)的X向和Y向对称的变温金属块，既可以加热，也可制冷的半导体制冷片，散热器和风扇自上而下依次紧贴装置于箱体内的变温总成，在变温金属块上方设有压紧试管的热盖，在变温总成装置有温度传感器，温度传感器的输出信号输入控制加热和制冷的微机自动控制电路。工作时，控制加热和制冷的微机自动控制电路按运行程序和来自温度传感器的信号控制半导体制冷片的电流方向，使变温金属块的温度按程序升温和降温，从而使放置于金属块中试管内的反应物按PCR所需温度循环变化，完成DNA扩增。这种基因扩增仪虽然经过合理设计，已做到使变温金属块上各个试管均匀地、快速地升、降温，但是由于不能使同一变温金属块上实现有规则的温度梯度分布，而不能完成梯度PCR。这是因为在这种基因扩增仪设计方案中，只建立起一个闭环温度控制回路用于控制变温金属块的温度。
                          发明内容
本实用新型的目的是提供一种二维梯度基因扩增仪的控温装置，通过建立至少四个闭环温度控制回路来控制变温金属块的温度，使变温金属块既可以在某一时间温度均匀分布，也可在另一时间使其规则地温度梯度分布，而且是二维温度梯度，从而可以完成二维梯度PCR。
本实用新型的技术方案是：它包括控制加热和制冷的微机自动控制电路，等分盛放反应物试管的变温金属块，温度传感器，半导体制冷片。四组半导体制冷片和四个温度传感器按照X向中轴线和Y向中轴线对称分布在变温金属块上，四组半导体制冷片与变温金属块接触，四个温度传感器放置在变温金属块的四个角上，四个控制加热和制冷的微机自动控制电路分别经线路与各自的半导体制冷片和温度传感器连接，分别构成相互独立的四个闭环回路。
四组半导体制冷片每组是一片或数片连接而成。
四个温度传感器能紧贴或开孔安装在变温金属块上，安装位置能底装或顶装或侧装在变温金属块上。
本实用新型二维梯度基因扩增仪的控温装置通过将变温金属块划分四个对称控温区，分别配置角上温度传感器和半导体制冷片，分别独立进行温控的技术方案，通过不同的温度设定，在导热良好的变温金属块上，实现了二维温度梯度，从而使具有该特点的基因扩增仪，可以完成二维梯度PCR，大大缩短优化PCR实验的时间，提高了工作效率并减少相应的浪费。
                         附图说明
图1是本实用新型的结构俯视图；
图2是本实用新型的结构仰视图。
                        具体实施方式
如图1、图2所示，四组半导体制冷片和四个温度传感器按照X向中轴线，Y向中轴线对称分布。其中温度传感器放置在变温金属块1的四个角上，安装方法可以是紧贴着，也可以在变温金属块上开孔放置，可以底装或顶装或者侧装。本实用新型的另一特点是四个微机自动控制电路和按中轴线对称分布的四组半导体制冷片和温度传感器一一对应，建立起相互独立的四个闭环控制回路，相互间不发生影响。微机自动控制电路5.1根据温度传感器4.1测量值，驱动半导体制冷片3.1的加热或冷却，直到温度传感器4.1测量值为设定值为止。以此类推，微机自动控制电路5.2根据温度传感器4.2测量值，驱动半导体制冷片3.2的加热或制冷，直到温度传感器4.2测量值为设定值。等等。通过以上闭环控制回路布置，可以灵活地在变温金属块上实现非梯度温度均匀分布，或者一维梯度温度分布，或者二维梯度温度分布。显然通过编程设定控制微机自动控制电路5.1、5.2、5.3、5.4的温度设定值相同时就可以使变温金属块1温度均匀分布、无梯度。如果设定控制微机自动控制电路5.1、5.2温度设定值相同，微机自动控制电路5.3、5.4温度设定值相同，而微机自动控制电路5.1、5.4温度设定值不相同，就可以在变温金属块1上建立Y方向温度梯度。同理如果我们设定控制微机自动控制电路5.1、5.4温度设定值相同，微机自动控制电路5.2、5.3温度设定值相同，而微机自动控制电路5.1、5.2温度设定值不相同，就可以在变温金属块1上建立X方向温度梯度。控制微机自动控制电路5.1、5.2、5.3、5.4温度设定值都不相同，就可以在变温金属块1上建立二维温度梯度。具有上述特点的基因扩增仪可以完成二维梯度PCR。

Claims (3)

1.二维梯度基因扩增仪的控温装置，包括控制加热和制冷的微机自动控制电路，等分盛放反应物试管的变温金属块，温度传感器，半导体制冷片，其特征在于：四组半导体制冷片[3.1]、[3.2]、[3.3]、[3.4]和四个温度传感器[4.1]、[4.2]、[4.3]、[4.4]按照X向中轴线和Y向中轴线对称分布在变温金属块[1]上，四组半导体制冷片[3.1]、[3.2]、[3.3]、[3.4]与变温金属块[1]接触，四个温度传感器[4.1]、[4.2]、[4.3]、[4.4]放置在变温金属块[1]的四个角上，四个控制加热和制冷的微机自动控制电路[5.1][5.2]、[5.3]、[5.4]分别经线路与各自的半导体制冷片和温度传感器连接，分别构成相互独立的四个闭环回路。
2.根据权利要求1所述的二维梯度基因扩增仪的控温装置，其特征在于：四组半导体制冷片[3.1]、[3.2]、[3.3]、[3.4]每组是一片或数片连接而成。
3.根据权利要求1所述的二维梯度基因扩增仪的控温装置，其特征在于：四个温度传感器[4.1]、[4.2]、[4.3]、[4.4]能紧贴或开孔安装在变温金属块[1]上；安装位置能底装或顶装或侧装在变温金属块[1]上。
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