CN105543083B - 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置 - Google Patents

一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105543083B
CN105543083B CN201510953454.5A CN201510953454A CN105543083B CN 105543083 B CN105543083 B CN 105543083B CN 201510953454 A CN201510953454 A CN 201510953454A CN 105543083 B CN105543083 B CN 105543083B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
housing
fan
reagent chamber
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510953454.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105543083A (zh
Inventor
彭年才
吴军军
姜昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201510953454.5A priority Critical patent/CN105543083B/zh
Publication of CN105543083A publication Critical patent/CN105543083A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105543083B publication Critical patent/CN105543083B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
    • F25D3/14—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow portable, i.e. adapted to be carried personally

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，包括壳体，壳体底部连接有若干个底座，壳体被底座托举起来，壳体底部中央设置有气体温度调节和气体流速调节模块，气体温度调节和气体流速调节模块连接在壳体的底盖上，气体温度调节和气体流速调节模块上方的壳体内设有试剂腔，干冰储能盒通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块上，试剂腔下方通过气体来降温，到达试剂腔的气体温度与气体速率由冷却温度调节和冷却风速调节模块决定，温度由来自经过装有干冰低温储能盒的冷却空气和不经储能盒的常温空气混合比率决定，进风速率由调节风扇决定，本发明实现了低成本、快速PCR扩增过程。

Description

一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置
技术领域
本发明涉及聚合酶链反应PCR技术领域，具体涉及一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置。
背景技术
聚合酶链反应PCR的扩增过程是指将微量生物样本中的DNA聚合酶在催化剂的作用下根据DNA模板的特征进行特定的基因扩增。整个过程中将包含以下三个部分：高温变性、低温退火和中温引物延伸。一个样品一般需要20-40次的循环过程，从而实现DNA的扩增。每次温度循环都需要快速且可控的冷却方法。
众所周知，很多生化反应都需要快速的试剂冷却过程。然后市面上出现的冷却方式要么价格昂贵，要么结构复杂。现有的PCR热循环过程中，加热和冷却过程往往成为制约其循环时间长短的决定因素。例如：如今的帕尔贴升降温过程，由于其受到自身加热和冷却原理的限制，加热和冷却效率往往不能实现快速的目的。焦耳加热速率已经能够达到快速升温的目的，但是传统的常温空气冷却速度较慢，而使用压缩冷空气降温又会对仪器的体积和成本提出更高的要求，致使仪器体积较大，成本较高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，实现了低成本、快速PCR扩增过程。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，包括壳体1，壳体1底部连接有若干个底座4，壳体1被底座4托举起来，壳体1底部中央设置有气体温度调节和气体流速调节模块3，气体温度调节和气体流速调节模块3连接在壳体1的底盖6上，气体温度调节和气体流速调节模块3上方的壳体1内设有试剂腔2，干冰储能盒5通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块3上。
所述的冷却温度调节和冷却风速调节模块3的底部设有支撑支架34，支撑支架34的中心设有和干冰储能盒5连接的螺纹口33，冷却温度调节和冷却风速调节模块3的中部设有冷却温度调节单元32，冷却温度调节单元32的上方通过风扇支架35连接有风扇31。
所述的冷却温度调节单元32包括上下两片扇形结构，下方是固定扇形325，上方是能够自由转动的活动扇形328，固定扇形325的固定区域324固定于在支撑支架34上面，活动扇形328的转动轴321与固定扇形325的固定轴心323始终重合，固定扇形325与活动扇形328紧密接触，当固定扇形325与活动扇形328正好互补对接上时，进入试剂腔2的气体则全部空过活动扇形328的中心空缺半圆进入试剂腔2，也就是空气只能经过干冰储能5盒通过螺纹口33内进入试剂腔2，是冷空气最足的状态；
当活动扇形328旋转180度后，活动扇形328的中心空缺半圆将彻底被固定扇形325封堵，这样进入试剂腔2的气体则被固定扇形325阴影部分与活动扇形328的阴影半圆所遮挡，气体只能通过常温空气进入通道329进入试剂腔2，此时固定扇形325的凸出空心半圆326与活动扇形328的凸出实心半圆327重合，固定扇形325的第一冗余侧边324与活动扇形328的第二冗余侧边322重合，此状态下，到达试剂腔2的气体则只能来自常温空气通道329，这种状态也是没有冷空气，只有常温空气进入的状态。
所述的干冰储能盒5包括杯体51，杯体51上部设有杯体外螺纹52，杯体51底部设有进气孔53，杯体外螺纹52通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块3的螺纹口33上。
本发明的有益效果为：调节固定扇形325与活动扇形328的相对角度来调节抵达试剂腔2的气体温度；通过调节风扇31的转速来调节抵达试剂腔2的气体流速，从而实现快速可控的冷却原理，所采用的结构简单，耗材成本低廉，能够达到便携、低成本的快速可控的冷却目的。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是冷却温度调节和冷却风速调节模块3的内部结构示意图。
图3是冷却温度调节单元32的内部结构拆解俯视图。
图4是固定扇形325与活动扇形328的重合状态图。
图5是储能盒5的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示，一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，包括壳体1，壳体1底部连接有若干个底座4，壳体1被底座4托举起来，壳体1底部中央设置有气体温度调节和气体流速调节模块3，气体温度调节和气体流速调节模块3连接在壳体1的底盖6上，气体温度调节和气体流速调节模块3上方的壳体1内设有试剂腔2，干冰储能盒5通过外螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块3的固定螺纹口33上，常温空气经过装有干冰储能盒5，进入气体要通过气体温度调节和气体流速调节模块3，最终到达试剂腔2的底部，对试剂进行冷却。
如图2所示，所述的冷却温度调节和冷却风速调节模块3的底部设有支撑支架34，支撑支架34的中心设有和干冰储能盒5连接的螺纹口33，冷却温度调节和冷却风速调节模块3的中部设有冷却温度调节单元32，冷却温度调节单元32的上方通过风扇支架35连接有风扇31，温度调节单元32决定冷却气体是否经过干冰储能5盒通过螺纹口33内进入试剂腔2，温度调节单元32同时调节经过储能盒5降温后，通过固定螺纹口33内进入的冷空气数量；温度调节单元32调节通过固定螺纹口33外与风扇支架35包围的常温气体通道320的开合程度，从而调节常温气体数量，通过调节冷空气和常温空气的数量，实现合理的温度调节目的。
如图3和图4所示，所述的冷却温度调节单元32包括上下两片扇形结构，下方是固定扇形325，上方是能够自由转动的活动扇形328，固定扇形325的固定区域324固定于在支撑支架34上面，活动扇形328的转动轴321与固定扇形325的固定轴心323始终重合，固定扇形325与活动扇形328紧密接触，当固定扇形325与活动扇形328正好互补对接上时，进入试剂腔2的气体则全部空过活动扇形328的中心空缺半圆冷空气通道329进入试剂腔2，也就是空气只能先后经过干冰储能盒5降温后，通过螺纹口33和冷空气通道329到达试剂腔2。此状态是冷空气最足的状态。活动扇形328的轴心321与固定扇形的轴心323始终重合，在图3中只是为了方便说明所以将活动扇形328与固定扇形325拉开了一定的距离。
图4是固定扇形325与活动扇形328的重合状态图，当活动扇形328围绕其轴心321旋转180度后，活动扇形328的中心空缺半圆326冷空气通道将会与活动扇形的实心半圆327重叠，这样原有的冷空气通道326将彻底被固定扇形325封堵。气体只能通过常温空气通道320进入试剂腔2，此时固定扇形325的凸出空心半圆326与活动扇形328的凸出实心半圆327重合，固定扇形325的第一冗余侧边324与活动扇形328的第二冗余侧边322重合，出现如图4所示形状，此状态下，到达试剂腔2的气体则只能来自常温空气通道320，这种状态也是没有冷空气，只有常温空气进入的状态。
如图5所示，所述的干冰储能盒5包括杯体51，杯体51上部设有杯体外螺纹52，杯体51底部设有进气孔53，杯体外螺纹52通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块3的底部。
本发明的工作原理为：试剂腔2下方通过气体来降温，到达试剂腔2的气体温度与气体速率由冷却温度调节和冷却风速调节模块3决定，当需要改变冷却速度时：1、可以通过改变冷却风速调节模块31的风扇转速来调节冷却气体的流动速率来实现。2、可以通过调节到达试剂腔2的气体温度来实现。经过装有干冰储能盒5的空气温度较低，绕过干冰储能盒5直接到达试剂腔2的气体温度较高。为了达到调节温度的目的，只需要调节两种不同温度气体的混合比例即可。混合比例的调节由冷却温度调节和冷却风速调节模块3的温度调节模块32来完成。
具体的温度调节过程如下所示：
(1)温度调节模块32的活动扇形328以其转动轴心321(321与固定扇形的轴心323始终重合)旋转，当转动状态如图4所示时，到达试剂腔2的气体完全不经过干冰储能盒5的降温(气体只能通过常温气体通道320后到达试剂腔2)，此时到达试剂腔2气体的温度最高。
(2)温度调节模块32的活动扇形328以其转动轴心321(321与固定扇形的轴心323始终重合)旋转，当转动状态如图3所示时，到达试剂腔2的气体完全经过干冰储能盒5的降温(气体只能通过冷却气体通道326后到达试剂腔2)，此时到达试剂腔2气体的温度最低。
(3)温度调节模块32的活动扇形328以其转动轴心321(321与固定扇形的轴心323始终重合)旋转，当转动的角度介于图3与图4之间时，部分气体来自常温气体通道320，部分气体来自冷却气体通道326，二者的混合比例由移动扇形328的转动角度决定。随着移动扇形328不断转动，常温气体通道与冷却气体通道的开合大小也随之不断变化。

Claims (2)

1.一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，包括壳体(1)，壳体(1)底部连接有若干个底座(4)，壳体(1)被底座(4)托举起来，其特征在于：壳体(1)底部中央设置有气体温度调节和气体流速调节模块(3)，气体温度调节和气体流速调节模块(3)连接在壳体(1)的底盖(6)上，气体温度调节和气体流速调节模块(3)上方的壳体(1)内设有试剂腔(2)，干冰储能盒(5)通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块(3)上；
所述的冷却温度调节和冷却风速调节模块(3)的底部设有支撑支架(34)，支撑支架(34)的中心设有和干冰储能盒(5)连接的螺纹口(33)，冷却温度调节和冷却风速调节模块(3)的中部设有冷却温度调节单元(32)，冷却温度调节单元(32)的上方通过风扇支架(35)连接有风扇(31)；
所述的冷却温度调节单元(32)包括上下两片扇形结构，下方是固定扇形(325)，上方是能够自由转动的活动扇形(328)，固定扇形(325)的第一冗余侧边(324)固定于在支撑支架(34)上面，活动扇形(328)的转动轴(321)与固定扇形(325)的固定轴心(323)始终重合，固定扇形(325)与活动扇形(328)紧密接触，当固定扇形(325)与活动扇形(328)正好互补对接上时，进入试剂腔(2)的气体则全部空过活动扇形(328)的中心空缺半圆进入试剂腔(2)，也就是空气只能经过干冰储能盒(5)通过螺纹口(33)内进入试剂腔(2)，是冷空气最足的状态；
当活动扇形(328)旋转180度后，活动扇形(328)的中心空缺半圆将彻底被固定扇形(325)封堵，这样进入试剂腔(2)的气体则被固定扇形(325)阴影部分与活动扇形(328)的阴影半圆所遮挡，气体只能通过常温空气进入通道(329)进入试剂腔(2)，此时固定扇形(325)的凸出空心半圆(326)与活动扇形(328)的凸出实心半圆(327)重合，固定扇形(325)的第一冗余侧边(324)与活动扇形(328)的第二冗余侧边(322)重合，此状态下，到达试剂腔(2)的气体则只能来自常温空气通道(329)，这种状态也是没有冷空气，只有常温空气进入的状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置，其特征在于：所述的干冰储能盒(5)包括杯体(51)，杯体(51)上部设有杯体外螺纹(52)，杯体(51)底部设有进气孔(53)，杯体外螺纹(52)通过螺纹固定于气体温度调节和气体流速调节模块(3)的螺纹口(33)上。
CN201510953454.5A 2015-12-17 2015-12-17 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置 Active CN105543083B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953454.5A CN105543083B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953454.5A CN105543083B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105543083A CN105543083A (zh) 2016-05-04
CN105543083B true CN105543083B (zh) 2018-01-16

Family

ID=55822643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510953454.5A Active CN105543083B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105543083B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110434349A (zh) * 2019-08-31 2019-11-12 嘉兴田然贸易有限公司 一种基于射吸原理的液体金属雾化喷嘴降温装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102375072A (zh) * 2011-09-16 2012-03-14 中华人民共和国北京出入境检验检疫局 一种可控制温度的无源样品运送箱
CN202598978U (zh) * 2012-05-29 2012-12-12 张庆 简易冷却保存装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050241333A1 (en) * 2003-12-03 2005-11-03 Hamilton Robert W Rate-controlled freezer and cooling methods thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102375072A (zh) * 2011-09-16 2012-03-14 中华人民共和国北京出入境检验检疫局 一种可控制温度的无源样品运送箱
CN202598978U (zh) * 2012-05-29 2012-12-12 张庆 简易冷却保存装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105543083A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105588204B (zh) 空调控制方法及控制装置
US20100086990A1 (en) Apparatus and method for nucleic acid amplification
CN101855365A (zh) 热循环装置
CN110986531B (zh) 一种烘箱及其烘干方法
CN105543083B (zh) 一种用于生化检测的便携式快速可控冷却装置
CA2791869A1 (en) Reversible flow electric expansion valve
CN103375996A (zh) 热风循环式加热装置
KR20120029748A (ko) 비접촉 가열식 유전자 증폭시스템
CN203811299U (zh) 热敏元件精确控温、高低温检测与寿命测试装置
CN103752246B (zh) 一种反应釜温度控制***
CN107129933A (zh) 一种基于电驱动的数字微流控pcr芯片装置
CN102563746A (zh) 特种工作室恒温控制***
CN101644645A (zh) 一种用于痕量检测仪器的样品解析器
TWM300316U (en) Constant-temperature box capable of controlling temperature and airflow
WO2018185453A8 (en) Apparatus for roasting coffee beans
CN105067657A (zh) 一种铁矿石烧结高温特性检测装置及其检测方法
WO2007134412A3 (en) Device for cooling and/or warming
EP2827991B1 (en) Thermal cycler and method for heating and cooling
CN102425897A (zh) 冰箱
CN201886010U (zh) 色谱柱箱
US11478012B2 (en) Fluid bed coffee roasting system
CN103992945B (zh) 一种恒温孵育杂交装置
KR101546343B1 (ko) 커버 처짐 방지부를 포함하는 수직 반응 장치
KR101639554B1 (ko) 냉난방시스템
CN102840758B (zh) 自动控制节能加热炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant