CN207456647U - 一种用于基因扩增仪测温***的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型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***的校准装置，包括恒温槽，与恒温槽配合使用的多孔等温块，多孔等温块采用封闭式结构，以使放入多孔等温块的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开。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。本实用新型借助封闭的多孔等温块将测温模块与恒温槽内的液体隔离，避免对其造成污染，并使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***的校准装置

技术领域

本实用新型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***的校准装置。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种用于基因扩增仪测温***的校准装置，包括恒温槽，与所述恒温槽配合使用的多孔等温块，所述多孔等温块采用封闭式结构，以使放入多孔等温块的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开。

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，所述多孔块与基板采用一体成型式结构，所述基板背向多孔块的一面均匀设置有多个凸块，所述凸块位置与多孔块的测试孔位置一一对应设置。

进一步，所述长筒的另一端的两个相对的侧面上各设置一个位置能够调节的支撑手柄，所述支撑手柄与恒温槽的槽口配合。

进一步，所述长筒的侧面设置有长腰孔，所述支撑手柄的一端设置外螺纹杆，所述外螺纹杆穿过长腰孔与螺母配合固定支撑手柄在长腰孔的位置

进一步，所述多孔块与基板或者多孔块、基板与容纳仓均采用同一材料制成，所述材料采用铜或者铝金属。

进一步，所述测试孔采用盲孔结构。

本实用新型有益的技术效果在于：

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。

附图说明

图1为本实用新型的水平***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为本实用新型的垂直***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为本实用新型的一体成型式的基板和多孔块的正面示意图；

图4为本实用新型的一体成型式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-凸块，7-支撑手柄。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型提高了一种用于基因扩增仪测温***的校准装置，包括恒温槽，与该恒温槽配合使用的多孔等温块，该多孔等温块采用封闭式结构，以使放入多孔等温块的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开。

参照附图1、图2、图3和图4，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，本实用新型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。这样的结构使恒温槽的温度通过各个凸块6迅速传导到感温模块的各个温度传感器，保障了多孔等温块整体的温度均匀性，提高测量的准确性。

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，从而方便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，无需定制多个不同深度的多孔等温块，节省成本，避免资源浪费。

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。

通过以下实验，对本实用新型的多孔等温块进行温度准确度、温度均匀性和温度波动度三个方面的验证。

一、实验装置介绍

基因扩增仪测温***温度校准装置由二等(或以上)铂电阻温度计标准装置配套专用等温块构成。

1恒温槽

基因扩增仪的测温***通常为96孔孔版的长方形结构。基因扩增仪的测温***温度校准用的多孔等温块与基因扩增仪的控温装置结构相同，故本次实验装置选用了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℃。

2多通道高精度测温***

定制一套参考用散线式温度探头的96通道高精度热敏电阻测温***，溯源至一等标准铂电阻温度计标准装置。温度范围覆盖0℃～120℃测温范围内，测温准确度为±0.01℃。

3多孔等温块

设计了两种结构的基因扩增仪专用等温块，采用铜、铝金属材料制成，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，一种为垂直***式的多孔等温块，另一种为水平***式的多孔等温块。

二、实验过程

1、温度准确度

温度准确度主要受到三个方面的影响：浸没深度、等温块材料和浸没方式。通过验证可以确定本实用新型的多孔等温块的温度准确度高，适合应用于基因扩增仪的测温***的校准。

1.1浸没深度

1.1.1定制铜、铝两种材料的垂直***式的多孔等温块。将校准后的96通道高精度热敏电阻测温***布放在垂直***式的多孔等温块，布放位置如下表1所示。

用压条压紧测温***探头，保证传感器与多孔等温块接触紧密，布放绝热棉。将布放好如上表2位置的高精度热敏电阻测温***等温块浸没在恒温槽内，在30℃、58℃、72℃、94℃温度点稳定30min后，浸没深度按由深入浅的方向，按100mm，140mm，180mm，210mm四种浸没深度读取等温块在恒温槽内的温度示值误差变化情况。校准结果如表2所示。

表2-1 30℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表2-2 58℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表2-3 72℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表2-4 94℃浸没深度在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

结论：垂直***式的多孔等温块在浸没深度≥180mm的情况下，多孔等温块测试孔温度变化不受浸没深度影响。

1.1.2定制铜、铝两种材料的水平***式的多孔等温块。将校准后的96通道高精度热敏电阻测温***布放在水平***式的多孔等温块，用压条压紧测温***探头，保证传感器与多孔等温块接触紧密，布放绝热棉。将布放好如上表2位置的高精度热敏电阻测温***等温块浸没在恒温槽内，在30℃、58℃、72℃、94℃温度点稳定30min后，浸没深度按由深入浅的方向，按100mm，140mm，180mm，210mm四种浸没深度读取等温块在恒温槽内的温度示值误差变化情况。校准结果如表3所示。

表3-1 30℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表3-2 58℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表3-3 72℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

表3-4 94℃浸没深度设置在100、140、180、210毫米的多孔等温块在恒温槽内的温度示值误差

结论：水平***式的多孔等温块在浸没深度≥180mm的情况下，多孔等温块测试孔温度变化不受浸没深度影响。

1.2等温块材料

方法：在常规上限94℃的温度，垂直***式的多孔等温块在浸没深度≥180mm的情况下，实验不同材料等温块的测试孔温度准确度影响，实验结果如下表4、5所示。

表4

结论：等温块在浸没深度180mm的情况下，铜材料的垂直***式的多孔等温块测试孔温度准确度影响都在±0.03℃以内。

表5

结论：等温块在浸没深度180mm的情况下，铝材料的垂直***式的多孔等温块测试孔温度准确度影响都在±0.03℃以内。

1.3浸没方式

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，本实用新型的多孔等温块分为两种类型：垂直***式和水平***式，已经结合应用到上面两个影响因素里。

2、温度均匀性

2.1定制的96支高精度热敏电阻测温探头，按A板48孔和B版48孔共96孔板封装，溯源至一等标准铂电阻温度计标准装置。在30℃～100℃温度点对该测温***进行温度校准，使整套***的温度示值误差±0.01℃内。

2.2定制铝金属的水平***式的多孔等温块。将校准后的96支高精度热敏电阻测温探头按A板48孔和B版48孔共96孔板封装，A板和B板布放在96孔等温块温度测试孔内，位置如表6所示。

表6

2.3用压条压紧测温***探头，保证A板(浅色)和B板(黑色)的热敏传感器与多孔等温块接触紧密。将布放好如上图位置的高精度热敏电阻测温***等温块全浸在恒温槽内，94℃温度点稳定30min后读取等温块在恒温槽内的等温块96孔温度分布情况。

步骤一：第一次恒温槽内校准后等温块内重测数据

步骤二：旋转180°后测量(A板、B板前后对调)

步骤三：A(浅色)B(深色)各48孔对换(A板和B板左右对调)

步骤四：AB各48孔对换后旋转180°(前后对调+左右对调)

水平***式的多孔等温块均匀性校准结果如下表7、8、9和10所示。

步骤一：第一次恒温槽内校准后等温块内重测数据

步骤二：旋转180°后测量(前后对调)

步骤三：AB各48孔对换(左右对调)

步骤四：AB各48孔对换后旋转180°(前后对调+左右对调)

结论：水平***式的多孔等温块在常规上限时，浸没深度为180毫米，均匀性达到0.02℃。

重复同样的方法，垂直***式的多孔等温块均匀性达到0.04℃。

3、温度波动度

定制一套散线式温度探头的96通道高精度热敏电阻测温***，溯源至一等标准铂电阻温度计标准装置。在94℃温度点对该测温***进行温度校准，校准后使整套***的温度示值误差在±0.01℃内。

定制铝金属的水平***式的多孔等温块。将校准后的96支高精度热敏电阻测温探头按96孔板封装，布放在96孔的多孔等温块内部，位置如下表11所示。

用压条压紧测温***探头，保证传感器与等温块接触紧密。将布放好如上图位置的高精度热敏电阻测温***等温块全浸在恒温槽内，在58℃，72℃，94℃，100℃温度点稳定10min后，由测温***自动读取等温块在恒温槽内的等温块96孔以1次/秒的温度采样频率采集30min温度波动情况。温度波动度校准结果如下表12所示。

温度波动度校准结果单位：℃/10min

	0	25	58	72	94	100
							垂直***式	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
水平***式	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01

利用本实用新型的多孔等温块对同一台基因扩增仪测温***SN：140715-01在常规上限温度95.00℃进行校准，上海市计量测试技术研究院实验室与荷兰Driftcon实验室的校准结果如下表13、14所示。

结果满意。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型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，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种用于基因扩增仪测温***的校准装置，其特征在于：包括恒温槽，与所述恒温槽配合使用的多孔等温块，所述多孔等温块采用封闭式结构，以使放入多孔等温块的基因扩增仪测温***的测温模块与恒温槽内部的液体隔开。

2.根据权利要求1所述的用于基因扩增仪测温***的校准装置，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***的校准装置，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***的校准装置，其特征在于：所述多孔块与基板采用一体成型式结构，所述基板背向多孔块的一面均匀设置有多个凸块，所述凸块位置与多孔块的测试孔位置一一对应设置。

5.根据权利要求4所述的用于基因扩增仪测温***的校准装置，其特征在于：所述长筒的另一端的两个相对的侧面上各设置一个位置能够调节的支撑手柄，所述支撑手柄与恒温槽的槽口配合。

6.根据权利要求5所述的用于基因扩增仪测温***的校准装置，其特征在于：所述长筒的侧面设置有长腰孔，所述支撑手柄的一端设置外螺纹杆，所述外螺纹杆穿过长腰孔与螺母配合固定支撑手柄在长腰孔的位置。

7.根据权利要求4所述的用于基因扩增仪测温***的校准装置，其特征在于：所述多孔块与基板或者多孔块、基板与容纳仓均采用同一材料制成，所述材料采用铜或者铝金属。

8.根据权利要求4所述的用于基因扩增仪测温***的校准装置，其特征在于：所述测试孔采用盲孔结构。