CN214361395U - 一种聚合酶链反应扩增装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种聚合酶链反应扩增装置，包括:芯片承载组件，用于承载微流控芯片，使微流控芯片为聚合酶链反应提供所需环境；温度调节组件，与芯片承载组件相接合，并通过调整芯片承载组件的温度来控制微流控芯片的温度；控制模块，其包括与温度调节组件连接的逻辑控制电路及与逻辑控制电路相连的定时器电路，其中逻辑控制电路能对温度调节组件实施控制并利用温度调节组件对微流控芯片进行控温，定时器电路能在宕机时自动重启逻辑控制电路并使其延续被宕机中断的控制。该聚合酶链反应扩增装置可以降低聚合酶链反应扩增装置在发生宕机后对实验的影响，减少对聚合酶链反应原材料、时间和成本的浪费。

Description

一种聚合酶链反应扩增装置

技术领域

本实用新型属于聚合酶链反应扩增技术领域，具体涉及一种聚合酶链反应扩增装置。

背景技术

聚合酶链反应(英文全称为Polymerase chain reaction，简称为PCR)扩增装置是对特定DNA进行扩增的装置，由于其具有特异性强、灵敏度高、快速的特点，因而被广泛用于医学、生物学实验室中，可用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制以及亲子鉴定。

现有的聚合酶链反应扩增装置主要包括用于承载微流控芯片的芯片承载组件、用以调整微流控芯片温度的温度调节组件和用于控制温度调节组件的控制模块。本申请的发明人在付出创造性劳动后发现，该控制模块虽能够通过预定的控制规则对温度调节组件实施控制并利用温度调节组件对微流控芯片进行控温，但如果控制模块发生宕机，将无法控制温度调节组件完成升温和降温，直接破坏聚合酶链反应的温度变化规律，导致PCR扩增试验失败，需要重新进行试验，对聚合酶链反应原材料、时间和成本都是极大的浪费。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种聚合酶链反应扩增装置，其可以降低聚合酶链反应扩增装置在发生宕机后对实验的影响，减少对聚合酶链反应原材料、时间和成本的浪费。

本实用新型提供了一种聚合酶链反应扩增装置，包括:芯片承载组件，用于承载微流控芯片，使所述微流控芯片为聚合酶链反应提供所需环境；温度调节组件，与所述芯片承载组件相接合，并通过调整所述芯片承载组件的温度来控制所述微流控芯片的温度；控制模块，其包括与温度调节组件连接的逻辑控制电路及与所述逻辑控制电路相连的定时器电路，其中所述逻辑控制电路能对所述温度调节组件实施控制并利用所述温度调节组件对所述微流控芯片进行控温，所述定时器电路能在宕机时自动重启所述逻辑控制电路并使其延续被宕机中断的控制。

进一步地，所述聚合酶链反应扩增装置包括与所述逻辑控制电路相连的并且能实时存储其在控制所需数据的存储器。

进一步地，所述存储器为铁电型数据存储器。

进一步地，所述温度调节组件包括板式热电制冷器，所述板式热电制冷器的发热端与所述芯片承载组件相接合且用于提高所述微流控芯片的温度，以及设在所述板式热电制冷器的发热端与所述芯片承载组件之间的温度传感器，所述控制模块与温度传感器和所述板式热电制冷器相连，并能够根据所述温度传感器的检测结果控制所述板式热电制冷器的启动、关闭和功率。

进一步地，所述芯片承载组件包括设在所述板式热电制冷器上并用于承载所述微流控芯片的传热片体，其中所述温度传感器从所述传热片体的侧面***到其内。

进一步地，所述温度调节组件还包括与所述板式热电制冷器的制冷端相接合的散热翅片及能驱使气流流经所述散热翅片的风扇。

进一步地，所述聚合酶链反应扩增装置还包括带有进风孔和进风孔的壳体，所述芯片承载组件设在所述壳体的顶部上，所述板式热电制冷器、散热翅片和风扇层叠地设在所述壳体内，并使所述板式热电制冷器与所述芯片承载组件的传热片体相抵靠。

进一步地，所述聚合酶链反应扩增装置还包括设在所述壳体的顶部上并与所述控制模块相连的显示屏，和/或设在所述壳体内且与所述控制模块相连的扬声器。

进一步地，所述芯片承载组件还包括具有镂空部的隔热基板及能够扣合在所述隔热基板上的扣盖，所述传热片体设在所述镂空部内并能够在所述镂空部中承载所述微流控芯片。

进一步地，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的聚合酶链反应扩增装置通过控制模块的逻辑控制电路控制温度调节组件对微流控芯片进行控温，在此基础上为了降低因宕机所产生的不利影响，该聚合酶链反应扩增装置还在控制模块中增设了定时器电路，并依靠定时器电路在逻辑控制电路出现宕机时自动重逻辑控制电路并使其延续宕机前的控制，这样可以有效降低聚合酶链反应扩增装置发生宕机后对实验的影响，减少对聚合酶链反应原材料、时间和成本的浪费。同时，本实用新型提供的聚合酶链反应扩增装置的结构简单、装配容易，使用安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的功能结构框图；

图2为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的***图；

图3为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的温度调节组件与芯片承载组件的***图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的功能结构框图，图2为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的***图，图3为本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置的温度调节组件与芯片承载组件的***图。如图1、图2和图3所示，该聚合酶链反应扩增装置100包括芯片承载组件40、温度调节组件10和控制模块20。其中芯片承载组件40用于承载微流控芯片，使微流控芯片为聚合酶链反应提供所需环境。温度调节组件10与芯片承载组件40相接合，并通过调整芯片承载组件40的温度来控制微流控芯片的温度。控制模块优选为CPU或包含CPU的主板。控制模块包括与温度调节组件连接的逻辑控制电路及与逻辑控制电路相连的定时器电路。其中该逻辑控制电路能够通过预定的控制规则(例如已知的PID算法)对温度调节组件实施控制并利用温度调节组件对微流控芯片进行控温，而定时器电路能在宕机时自动重启逻辑控制电路并使其继续执行被宕机中断的控制规则。

也就是说，本实用新型实施例的聚合酶链反应扩增装置能通过控制模块的逻辑控制电路控制温度调节组件对微流控芯片进行控温，在此基础上为了降低因宕机所产生的不利影响，该聚合酶链反应扩增装置还在控制模块中增设了定时器电路，并依靠定时器电路在逻辑控制电路出现宕机时自动重逻辑控制电路并使其延续宕机前的控制，这样可以有效降低聚合酶链反应扩增装置发生宕机后对实验的影响，减少对聚合酶链反应原材料、时间和成本的浪费。

在本实施例中，聚合酶链反应扩增装置100还包括与逻辑控制电路21相连的并且能实时存储其在控制所需数据的存储器23。在使用过程中，该存储器23主要用于实时存储预定的控制规则中的函数、变量和常量，以保证逻辑控制电路延续宕机前的控制规则，尤其是宕机前的变量。需要注意的是，铁电性数据存储器具有非常长的使用寿命，以及较高的可靠性，故建议选择铁电型数据存储器作为存储器的优选实施方式。

在本实施例中，温度调节组件10包括与芯片承载组件40相接合且用于提高微流控芯片的温度的板式热电制冷器11。板式热电制冷器11的发热端与芯片承载组件40相接合且用于提高微流控芯片的温度。温度调节组件10还包括温度传感器12，其设在板式热电制冷器11的发热端与芯片承载组件40之间。温度传感器12可选为热电偶或热敏电阻。优选地，可借助热敏电阻在控制模块20内构建一个惠斯通电桥测温电路，并将与逻辑控制电路相连以提高温度测量的精度。控制模块20与温度传感器12和板式热电制冷器11相连，其能够根据温度传感器12的检测结果控制板式热电制冷器11的启动、关闭和功率。通过这种方式，控制模块20便可以实现对板式热电制冷器11进行自动化的控制，以便更好地满足微流控芯片对热量的需求。

在本实施例中，芯片承载组件40还包括设在板式热电制冷器11上的传热片体41，传热片体41用于承载微流控芯片。传热片体41用于将板式热电制冷器11的发热端的热量均匀传导至微流控芯片。优选的，传热片体41的材料为铜，因为铜具有耐腐蚀并且导热性好的优点。其中，温度传感器12***式设在传热片体41之中，能够准确监控微流控芯片的温度。

温度调节组件10还可包括与板式热电制冷器11的制冷端相接合的散热翅片13及能驱使气流流经所述散热翅片13的风扇14，降低板式热电制冷器11的制冷端在制冷过程中对加热端的影响，提高板式热电制冷器11对微流控芯片间接实施的加热效果。

在本实施例中，聚合酶链反应扩增装置100还包括带有进风孔和出风孔的壳体50。壳体50用于为芯片承载组件40、温度调节组件10和控制模块20提供防护，并且使其易于收纳。芯片承载组件40设在壳体50的顶部上，板式热电制冷器11、散热翅片13和风扇14层叠地设在壳体50内并使板式热电制冷器11与芯片承载组件40的传热片体41相抵靠，有效利用壳体50的内部空间。

在本实施例中，聚合酶链反应扩增装置100还包括设在壳体50的顶部上并与控制模块20相连的显示屏30，和/或设在壳体50内且与控制模块20相连的扬声器。显示器30用于显示温度传感器12探测到的温度数值，以及聚合酶链反应扩增装置100的反应程序、工作时间等信息，扬声器用于在启动反应、反应完成或者出现宕机后播放提示音。

在本实施例中，芯片承载组件40包括具有镂空部的隔热基板42及能够扣合在隔热基板42上的扣盖43，传热片体41设在镂空部内并能够在镂空部中承载微流控芯片。优选地，使用酚醛泡沫塑料作为隔热基板42的材料是因为其具有较好的耐燃性和较高的隔热性，增设扣盖43的目的是使微流控芯片的四周温度均匀，提高温度调节组件10的工作效率。同时，隔热基板42的镂空部固定了微流控芯片的位置，避免其在工作过程中产生与传热片体41的相对移动导致的热交换效率降低。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的聚合酶链反应扩增装置100可以降低聚合酶链反应扩增装置在发生宕机后对实验的影响，减少对聚合酶链反应原材料、时间和成本的浪费。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，包括:

芯片承载组件，用于承载微流控芯片，使所述微流控芯片为聚合酶链反应提供所需环境；

温度调节组件，与所述芯片承载组件相接合，并通过调整所述芯片承载组件的温度来控制所述微流控芯片的温度；

控制模块，其包括与温度调节组件连接的逻辑控制电路及与所述逻辑控制电路相连的定时器电路，其中所述逻辑控制电路能对所述温度调节组件实施控制并利用所述温度调节组件对所述微流控芯片进行控温，所述定时器电路能在宕机时自动重启所述逻辑控制电路并使其延续被宕机中断的控制。

2.根据权利要求1所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述聚合酶链反应扩增装置包括与所述逻辑控制电路相连的并且能实时存储其在控制所需数据的存储器。

3.根据权利要求2所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述存储器为铁电型数据存储器。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述温度调节组件包括板式热电制冷器，所述板式热电制冷器的发热端与所述芯片承载组件相接合且用于提高所述微流控芯片的温度，以及设在所述板式热电制冷器的发热端与所述芯片承载组件之间的温度传感器，所述控制模块与温度传感器和所述板式热电制冷器相连，并能够根据所述温度传感器的检测结果控制所述板式热电制冷器的启动、关闭和功率。

5.根据权利要求4所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述芯片承载组件包括设在所述板式热电制冷器上并用于承载所述微流控芯片的传热片体，其中所述温度传感器从所述传热片体的侧面***到其内。

6.根据权利要求5所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述温度调节组件还包括与所述板式热电制冷器的制冷端相接合的散热翅片及能驱使气流流经所述散热翅片的风扇。

7.根据权利要求6所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，还包括带有进风孔和进风孔的壳体，所述芯片承载组件设在所述壳体的顶部上，所述板式热电制冷器、散热翅片和风扇层叠地设在所述壳体内，并使所述板式热电制冷器与所述芯片承载组件的传热片体相抵靠。

8.根据权利要求7所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，还包括设在所述壳体的顶部上并与所述控制模块相连的显示屏，和/或设在所述壳体内且与所述控制模块相连的扬声器。

9.根据权利要求5所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述芯片承载组件还包括具有镂空部的隔热基板及能够扣合在所述隔热基板上的扣盖，所述传热片体设在所述镂空部内并能够在所述镂空部中承载所述微流控芯片。

10.根据权利要求4所述的聚合酶链反应扩增装置，其特征在于，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。

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