CN107727276A - 一种用于基因扩增仪测温***的校准方法 - Google Patents

一种用于基因扩增仪测温***的校准方法 Download PDF

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张丽萍
秦荣
黄尚
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Abstract

本发明涉及基因扩增仪测温的技术领域，公开了一种用于基因扩增仪测温***的校准方法，包括利用使待测的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开的多孔等温块对基因扩增仪测温***进行校准，并根据测量数据和标准数据的比较做出判定的步骤。该多孔等温块包括封闭的容纳仓，容纳仓的一个侧面设置有第一开口，第一开口的边缘与基板相连，基板上设置有多孔块，多孔块上均匀设置有多个测试孔，多孔块通过第一开口延伸进入容纳仓内；容纳仓的与所述侧面相连的一个顶面设置有第二开口，第二开口的边缘与长筒的一端相连。本发明借助多孔等温块将测温模块与恒温槽内的液体隔离，并使测温模块和标准计的浸没深度达到校准要求，提高测量精度。

Description

一种用于基因扩增仪测温***的校准方法
技术领域
本发明属于基因扩增仪测温的技术领域，具体涉及一种用于基因扩增仪测温***的校准方法。
背景技术
基因扩增仪也称聚合酶链式反应仪(以下简称“PCR仪”)，是一种外观新型、结构特殊的高精度温度计量器具，主要用作PCR仪温度性能校准的标准器，国内尚无专门针对该类测温***的校准方法。随着生物技术的不断发展，PCR仪的校准需求也随之呈现几何级数增长，PCR仪测温***的校准需求也是可以预见的。
由于PCR仪测温***的温度传感器的长度只有1.4cm左右，准确度却要求达到±0.10℃，用比较法进行量值溯源，上级计量标准为一等铂电阻标准装置。如果只用液体恒温槽提供温度源，会有以下3个重要问题。
第一，作为PCR仪的测温标准器应该洁净，无污染，而校准传感器时接触恒温槽的液体介质0～120℃，势必会造成PCR仪测温***的污染。
第二，PCR仪测温***的温度传感器在恒温槽内***深度不足，恒温槽的液面下1.5cm处的温度均匀性和波动度都达不到0.03℃，这样的性能不能满足温度校准需求。
第三，比较法进行量传时，标准铂电阻的***深度应该与被校测温***温度传感器相同，同样也会面临***深度不足的问题。
目前，我们国家还没有专门针对PCR仪测温***的校准规范、企业标准和行业规范。随着PCR仪生产厂家和用户对质量控制意识的增强，填补PCR仪测温***的校准方法的空白显得迫在眉睫。
发明内容
本发明提供一种用于基因扩增仪测温***的校准方法，解决了现有校准方法会对基因扩增仪测温***造成污染，由于基因扩增仪测温***的温度传感器和标准铂电阻温度计的***深度不足，不能满足温度校准要求的问题。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于基因扩增仪测温***的校准方法，包括利用使待测的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开的多孔等温块对所述的基因扩增仪测温***进行校准，并根据测量数据和标准数据的比较做出判定的步骤。
进一步，所述多孔等温块包括基板，设置在所述基板上的多孔块，所述多孔块上均匀设置有多个测试孔，所述基板与长筒的一端相连，所述多孔块被包围在长筒内部，在所述基板的侧边或者背向长筒的一面上设置有用于放置标准铂电阻温度计的存储管。
进一步，所述多孔等温块包括封闭的容纳仓，所述容纳仓的一个侧面设置有第一开口，所述第一开口的边缘与基板相连，所述基板上设置有多孔块，所述多孔块上均匀设置有多个测试孔，所述多孔块通过第一开口延伸进入容纳仓内；所述容纳仓的与所述侧面相连的一个顶面设置有第二开口，所述第二开口的边缘与长筒的一端相连。
进一步，所述利用封闭的多孔等温块对待测的基因扩增仪测温***进行校准的方法包括：步骤Ⅰ、将待校准的基因扩增仪测温***的测温模块对应放入多孔等温块中，并做好隔热；步骤Ⅱ，将多孔等温块放入恒温槽当中，浸没至所需的深度，并将标准铂电阻温度计浸没至相同的深度或者***多孔等温块的放置管内，静置一段时间，达到所需的校准条件；步骤Ⅲ、对待校准的基因扩增仪测温***的性能参数：温度示值误差、温度测量范围和温度分辨率进行测量，并根据测量数据和标准数据的比较做出判定。
进一步，所述步骤Ⅰ包括直接将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔等温块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉；
或者首先将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔等温块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉，然后将待校准的基因扩增仪测温***的数据线穿过第一开口延伸进入与第二开口相连的长筒内，最后将多孔块固定到第一开口的边缘。
进一步，所述步骤Ⅱ的静置半小时以上的时间，所需的深度不小于180毫米，所述校准条件为标准铂电阻温度计测量值的温度波动度小于0.01℃/30分钟。
本发明有益的技术效果在于：
借助多孔等温块能够将待校准的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内的液体隔离，避免了对其造成污染，并且使测温模块和标准铂电阻温度计的浸没深度达到校准要求，提高了测量值的精度，保障了校准过程的可靠性，为现有基因扩增仪测温系的量值标定提供了统一的检测标准，保障了其各项参数量值的可靠性。
附图说明
图1为本发明的水平***式的多孔等温块的总体结构图，灰色线条为待校准的基因扩增仪测温***的测温模块；
图2为本发明的垂直***式的多孔等温块的总体结构图，灰色线条为待校准的基因扩增仪测温***的测温模块；
图3为本发明的一体成型式结构的基板和多孔块的顶面示意图；
图4为本发明的一体成型式结构的基板和多孔块的底面示意图；
其中，1-基板、2-多孔块、3-长筒、4-存储管、5-容纳仓，6-支撑手柄，7-凸块。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
参照附图1、图2和图3，根据待校准的基因扩增仪测温***的测温模块的温度传感器的***方向，本发明的多孔等温块分为两种类型：垂直***式和水平***式，所述垂直***式的多孔等温块包括基板1，设置在基板1上的多孔块2和长筒3，多孔块2被包围在长筒3内部，在基板1的侧边或者远离长筒3的一面上设置有用于放置标准铂电阻温度计的存储管4，这样，测温模块的多个温度传感器既可对应垂直***多孔块2的各个测试孔内，其数据线直接沿长筒3内壁延伸至测温***对应的接口；所述水平***式的多孔等温块包括封闭的容纳仓5，在容纳仓5的一个侧面设置有第一开口，第一开口的边缘与基板1相连，在基板1上设置有多孔块2，多孔块2通过第一开口延伸进入容纳仓1内部；在容纳仓1的与上述侧面相连的一个顶面设置有第二开口，第二开口的边缘与长筒3的一端相连，这样，测温模块的多个温度传感器既可对应水平***多孔块的各个测试孔内，其数据线沿长筒3内壁延伸至测温***对应的接口。
该多孔块2与基板1采用一体成型式结构，在基板1背向多孔块2的一面均匀设置有多个凸块6，该凸块6的位置与多孔块2的测试孔位置一一对应设置，多孔块2上的测试孔可以采用盲孔结构。
该长筒3远离多孔块2的一端的两个相对侧面各设置一个位置可以调节的支撑手柄7，该支撑手柄7与恒温槽的槽口配合。可以在长筒3的侧面沿长度方向设置有长腰孔，在支撑手柄7的一端设置外螺纹杆，该外螺纹杆穿过长腰孔与螺母配合，就可以固定支撑手柄在长腰孔的位置，实现支撑手柄7的位置调节，从而调节待校准的基因扩增仪测温***的测温模块浸没进入恒温槽的深度。
该基板1与多孔块2或者基板1、多孔块2与容纳仓5均采用同一材料制成，如铜或铝金属。采用上述的多孔等温块对基因扩增仪测温***进行校准，包括：
一、校准条件
1环境条件
1.1环境温度：(15～35)℃；环境湿度：≤85％RH。
1.2电测仪器设备的环境条件应满足其相应要求。
1.3校准时，基因扩增仪的测温***供电电压应在正常工作的范围内，供恒温设备和电测一起使用的电源条件应满足相应的使用要求。
2测量用标准器及配套设备
测量用标准器及配套设备见下表。
恒温槽可选用了FLUKE公司的7321深井台式恒温槽，该恒温槽为长方形的开口结构，开口尺寸为120毫米*172毫米，液位高度457/482毫米，容积16升。温度范围覆盖-20℃～150℃，恒温介质选用低温硅油在0℃～120℃测温范围内，该恒温槽的稳定性达到0.005℃/10min，均匀性达到0.005℃。
二、校准前的准备：
A)开启电测设备进行预热，预热时间至少20min或满足其使用说明书的相应要求。
B)将标准铂电阻温度计放入预先冻制好的水三相点瓶中，测量其水三相点值。将新测得的水三相点值输入配套电测设备使用。
C)按恒温槽和使用说明书的要求使其处于正常工作状态，并保证工作区域的液面处于规定的位置。
D)待校准的基因扩增仪测温***主机开机预热，进入测量状态。
E)将待校准的基因扩增仪测温***的测温模块放入多孔等温块，标准铂电阻温度计***多孔等温块的存储管内，保证标准铂电阻温度计的感温部件与多孔等温块底部保持水平，再浸没进入恒温槽，浸没深度要不小于180毫米。将恒温槽设定在所需校准的温度点，将多孔等温块与恒温槽一起温度稳定半小时后，监控的标准铂电阻温度计显示的基因扩增仪测温***校准装置的温度波动度小于0.01℃/30分钟，方可进行校准。
其中，对于垂直***式的多孔等温块，可直接将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉；
对于水平***式的多孔等温块，首先将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉，然后将待校准的基因扩增仪测温***的数据线穿过第一开口延伸进入与第二开口相连的长筒内，最后将多孔块固定到第一开口的边缘。
四、校准过程：
1、温度示值误差
1.1测量温度示值误差的温度点一般选择30℃、50℃、60℃、70℃、90℃、95℃。
1.2将恒温槽设定在30℃温度点上，恒温槽实际温度最大偏差不超过±0.20℃(以二等标准铂电阻温度计示值为准)，稳定30分钟以上，分别读取标准铂电阻温度计和基因扩增仪测温***每个通道的温度值，连续4次测量，并记录下来。
在测量过程中，恒温槽温度变化不超过0.01℃。
1.3根据上述1.2所述的测量要求，依次测量在50℃、60℃、70℃、90℃、95℃状态下标准铂电阻温度计和待校准的基因扩增仪测温***每个通道的温度值，并记录下来。
注：温度点可以根据客户的要求另做选择，按照上述方法进行测量。
2、温度测量范围
按照上文所述的校准过程的1中的要求，分别测量基因扩增仪测温***在温度测量常规下限30℃和常规上限95℃状态下的示值误差。
注：温度测量上限和温度下限也可以根据生产厂家标注的温度测量范围，按照上述方法进行测量。
3、温度分辨力
3.1)按照上文所述的校准过程的1中的要求，基因扩增仪测温***的测温模块放入多孔等温块内，再整体放入恒温槽中，浸没深度不小于180毫米，将恒温槽温度设定在90℃，恒温30分钟以上，测量基因扩增仪测温***显示稳定在90℃状态下的示值t1，并记录此时标准铂电阻温度计的示值T1℃。
3.2)根据待校准的基因扩增仪的测温***标称显示的温度分辨力D1，缓慢调整恒温槽的设定温度，直至待校准的基因扩增仪的测温***的显示值稳定在(t1+D1)℃，记录此时标准铂电阻温度计的示值T2℃。
3.3)重复3.1和3.2的操作，连续4次测量，并记录数据。
4、采样频率
采样频率为基因扩增仪测温***每秒的刷新次数，可以在恒温槽温度从50℃上升至95℃的过程中，用目测或秒表计时的手动方法，记录1s时间内***刷新温度数据显示的次数。若基因扩增仪测温***生产厂家未对采样频率进行说明的时，可以按客户需求决定是否给出采样频率的校准结果。
注：可以根据客户对采样频率的具体要求，按照上述方法进行测量。
三、校准结果的处理
1、温度示值误差的计算：
1.1依据JJG160的规定，换算标准铂电阻温度计在30℃状态下4次测量得到的温度值，按照如下方程式，计算其平均值
其中，N表示测量次数；
1.2按照如下方程式，计算待校准的基因扩增仪的测温***在30℃状态下每个被校通道的测量值4次测量的平均值
其中，i表示待校准的基因扩增仪的测温***的第i个被校通道，N表示测量次数；
1.3计算待校准的基因扩增仪的测温***在30℃状态下每个被校通道的测量值的温度示值误差；
精确到0.1℃
1.4按照步骤1.1-1.3所述的计算方法，依次计算待校准的基因扩增仪的测温***在50℃、60℃、70℃、90℃、95℃状态下的示值误差。
2、温度分辨力的计算：
2.1按照如下方程式，计算基因扩增仪测温***显示稳定在90℃状态下的示值为t1时，标准铂电阻温度计的4次示值的平均值；
2.2按照如下方程式，计算基因扩增仪测温***显示值稳定在(t1+D1)℃时，标准铂电阻温度计的4次示值的平均值；
2.3按照以下方程式，计算温度分辨力；
其中，σ表示为温度分辨率，应精确到0.1℃。
本发明借助封闭的多孔等温块能够将待校准的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内的液体隔离，避免了对其造成污染，并且使测温模块和标准铂电阻温度计的浸没深度达到校准要求，提高了测量值的精度，保障了校准过程的可靠性，为现有基因扩增仪测温系的量值标定提供了统一的检测标准，保障了其各项参数量值的可靠性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于：包括利用使待测的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开的多孔等温块对所述的基因扩增仪测温***进行校准，并根据测量数据和标准数据的比较做出判定的步骤。
2.根据权利要求1所述的用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于：所述多孔等温块包括基板，设置在所述基板上的多孔块，所述多孔块上均匀设置有多个测试孔，所述基板与长筒的一端相连，所述多孔块被包围在长筒内部，在所述基板的侧边或者背向长筒的一面上设置有用于放置标准铂电阻温度计的存储管。
3.根据权利要求1所述的用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于：所述多孔等温块包括封闭的容纳仓，所述容纳仓的一个侧面设置有第一开口，所述第一开口的边缘与基板相连，所述基板上设置有多孔块，所述多孔块上均匀设置有多个测试孔，所述多孔块通过第一开口延伸进入容纳仓内；所述容纳仓的与所述侧面相连的一个顶面设置有第二开口，所述第二开口的边缘与长筒的一端相连。
4.根据权利要求2或3所述的用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于所述利用封闭的多孔等温块对待测的基因扩增仪测温***进行校准的方法包括：步骤Ⅰ、将待校准的基因扩增仪测温***的测温模块对应放入多孔等温块中，并做好隔热；步骤Ⅱ，将多孔等温块放入恒温槽当中，浸没至所需的深度，并将标准铂电阻温度计浸没至相同的深度或者***多孔等温块的放置管内，静置一段时间，达到所需的校准条件；步骤Ⅲ、对待校准的基因扩增仪测温***的性能参数：温度示值误差、温度测量范围和温度分辨率进行测量，并根据测量数据和标准数据的比较做出判定。
5.根据权利要求4所述的用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于：所述步骤Ⅰ包括直接将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔等温块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉；
或者首先将测温模块的各个温度传感器对应放入多孔等温块的各个测试孔内，根据测温模块自身的重量决定是否加压封条，盖上绝热棉，然后将待校准的基因扩增仪测温***的数据线穿过第一开口延伸进入与第二开口相连的长筒内，最后将多孔块固定到第一开口的边缘。
6.根据权利要求4所述的用于基因扩增仪测温***的校准方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ的静置半小时以上的时间，所需的深度不小于180毫米，所述校准条件为标准铂电阻温度计测量值的温度波动度小于0.01℃/30分钟。
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