一种PCR升温加热系统、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种PCR升温加热系统、装置及方法，系统包括TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；所述散热器固定连接在所述TEC加热模块的第一表面，在与所述第一表面相邻的第二表面设有所述散热风扇，所述PCR扩增反应容器与所述散热器活动接触；一方面方案系统的整体结构简单、适用范围广、可集成化安装使用且能够实现高精度的快速升降温；另一方面相对于现有PCR加热方案，本申请技术方案的PCR升温加热系统因为结构较为简单，能够有效地控制生产成本，实用性和扩展性更强，可广泛应用于生物学技术领域。可广泛应用于生物学技术领域。可广泛应用于生物学技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种PCR升温加热系统、装置及方法


[0001]本专利技术涉及分子生物学
，尤其是一种PCR升温加热系统、装置及方法。

技术介绍

[0002]PCR(聚合酶链式反应，Polymerase Chain Reaction)扩增检测核酸时，PCR是检测成败的关键，PCR由变性
‑
退火
‑
延伸三个步骤构成，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物，类似于DNA的天然复制过程。PCR不同的反应阶段要求不同的保持温度，DNA在95℃时变性成为单链，在60℃左右时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，当温度调整为72℃左右时达到DNA聚合酶最合适的反应温度，DNA聚合酶沿着模板根据碱基互补配对原则从羟基端向磷酸基团方向催化合成互补链。所以，在PCR的过程中，需要对温度进行快速精准地控制。
[0003]由于现有PCR加热装置多将反应溶剂放入油浴和金属浴，多使用油浴和金属浴给反应溶剂间接供温，将有延迟性；现有PCR加热装置存在热转移过程中的热损失、温度控制的不准确性的问题。此外，现有的PCR加热装置也存在着精度差且结构较复杂，实用性低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本专利技术实施例目的在于提供一种精确度更高，温度控制速度更快的PCR升温加热系统，以及对应的装置和控制方法。
[0005]第一方面，本申请的技术方案提供了一种PCR升温加热系统，其包括：TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；
[0006]所述散热器固定连接在所述TEC加热模块的第一表面，在与所述第一表面相邻的第二表面设有所述散热风扇，所述PCR扩增反应容器与所述散热器活动接触；
[0007]所述TEC加热模块用于产生热量；所述散热器用于将所述热量传导至PCR扩增反应容器；所述PCR扩增反应容器用于通过散热器传导获得的热量对PCR扩增试剂进行加热；所述散热风扇用于对所述TEC加热模块的散热气流进行导流。
[0008]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器设在所述PCR扩增反应容器表面。
[0009]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述散热风扇包括第一散热风扇和第二散热风扇；所述第一散热风扇设在与所述第一表面相邻的第二表面，所述第二散热风扇设在远离所述第二表面的第三表面。
[0010]在本申请方案的一种可行的实施例中，在所述PCR扩增反应容器远离所述散热器的表面设有至少一道凹槽，所述凹槽相互平行，所述凹槽用于放置离心管或芯片式流道。
[0011]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述TEC加热模块包括热端和冷端；所述热端靠近所述冷端的表面设有第一金属导体，所述冷端靠近所述热端的表面设有第二金属导体，所述第一金属导体与所述第二金属导体之间设有若干半导体元件；所述热端和所述冷端为陶瓷电极。
[0012]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述凹槽包括连通凹槽，所述连通凹槽用于存储混合后所述PCR扩增试剂；所述TEC加热模块还连接有外接气泵，所述外接气泵用于控制PCR扩增速率。
[0013]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述PCR扩增反应容器内部填充有溶液，所述溶液用于存储热量和/或进行热量传递。
[0014]第二方面，本专利技术的技术方案还提供一种PCR升温加热装置，其装置包括了第一方面中所述的任意一种PCR升温加热系统：
[0015]第三方面，本专利技术的技术方案还提供一种PCR升温加热方法，控制如第一方面中所述的任意一种PCR升温加热系统，包括以下步骤：
[0016]控制TEC加热模块加热产生热量；
[0017]通过散热器将所述热量传导至PCR扩增反应容器，使得所述PCR扩增反应容器通过散热器传导获得的热量对PCR扩增试剂进行加热。
[0018]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述方法还包括以下步骤：
[0019]通过散热风扇对所述TEC加热模块的散热气流进行导流。
[0020]本专利技术的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，其他部分可以通过本专利技术的具体实施方式了解得到：
[0021]本申请技术方案主要采用TEC加热模块、散热器、散热风扇及PCR扩增反应容器等部件组成，一方面方案系统的整体结构简单、适用范围广、可集成化安装使用且能够实现高精度的快速升降温；另一方面相对于现有PCR加热方案，本申请技术方案的PCR升温加热系统因为结构较为简单，能够有效地控制生产成本，实用性和扩展性更强。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种PCR升温加热系统的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例中PCR扩增反应容器的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的一种PCR升温加热方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0027]基于前述
技术介绍
中所提出的，由于现有的PCR加热模块，大多都是利用半导体升降温或空气升降温技术，用金属浴或者油浴的方式对PCR管中的液体加热或降温。模块的升降温速度从2.5度(如StratageneMX3000P)～20度(如Roche的LightCycler2.0)不等，常见
的ABI7500模块升降温速度仅2.5度每秒，升降温速度也将直接影响了PCR反应的耗时以及效果。在进行加热升温的过程中，热量一般是由加热器产生，而加热器一般与需要加热的式样载体是分离的，从而导致了在加热的过程尝尝伴随出现从加热器到试样载体的载体薄片的热转移的热损失；另外，加热器与式样载体的分离还导致了加热系统或装置的温度控制环路中出现时延或滞后，改变加热器的功率从而进行温度的调整，并不能够直接快速地反映在式样载体的温度变化上。
[0028]基于上述现有技术中所存在的缺陷，在第一方面如图1所示，本申请提供的一种PCR升温加热系统，该系统包括TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；其中，散热器固定连接在TEC加热模块的第一表面，在与第一表面相邻的第二表面设有散热风扇，PCR扩增反应容器与散热器活动接触。
[0029]其中，第一表面是将TEC加热模块水平放置之后的顶面，而第二表面是指TEC加热模块的侧表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCR升温加热系统，其特征在于，包括TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；所述散热器固定连接在所述TEC加热模块的第一表面，在与所述第一表面相邻的第二表面设有所述散热风扇，所述PCR扩增反应容器与所述散热器活动接触；所述TEC加热模块用于产生热量；所述散热器用于将所述热量传导至PCR扩增反应容器；所述PCR扩增反应容器用于通过散热器传导获得的热量对PCR扩增试剂进行加热；所述散热风扇用于对所述TEC加热模块的散热气流进行导流。2.根据权利要求1所述的一种PCR升温加热系统，其特征在于，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器设在所述PCR扩增反应容器表面。3.根据权利要求1所述的一种PCR升温加热系统，其特征在于，所述散热风扇包括第一散热风扇和第二散热风扇；所述第一散热风扇设在与所述第一表面相邻的第二表面，所述第二散热风扇设在远离所述第二表面的第三表面。4.根据权利要求1所述的一种PCR升温加热系统，其特征在于，在所述PCR扩增反应容器远离所述散热器的表面设有至少一道凹槽，所述凹槽相互平行，所述凹槽用于放置离心管或芯片式流道。5.根据权利要求1所述的一种PCR升温加热系统，其特征在于，所述TEC加热模块包括第一陶瓷电极和第二陶瓷电极；所述第一陶瓷电极为热端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文明，姜杨阳，王庆冉，彭灿福，
申请(专利权)人：广东省科学院健康医学研究所，
类型：发明
国别省市：