一种荧光定量PCR仪制造技术

本发明专利技术的荧光定量PCR仪，涉及检测仪器领域，由上位机和下位机构成，上位机中：通过触控屏提供人机交互的界面、通过电源提供稳定的输出功率；下位机包括装置外壳、开盖检测模块、试管检测模块、温度控制模块、荧光采集模块、驱动模块和执行模块，并通过顶部风扇、风道板和底部风扇实现了后顶部向内吹风、底部向外抽风的风道运行方式；通过开盖检测模块和试管检测模块分别判断是否开盖和是否放管，实现了自动化随到随检，还通过装置外壳及其所配置下位机中各模块之间的结构和位置的优化配置，使仪器体积小、成本低、结构简单，而且操作简单、灵活，可实现全自动化，特别适应在POCT领域的推广应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光定量PCR仪


[0001]本专利技术涉及检测仪器领域，特别涉及到一种荧光定量PCR仪，尤其是适合于随到随检工作模式、多通道、高通量的荧光定量PCR仪。

技术介绍

[0002]聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，简称PCR）是放大扩增特定的核酸片段的分子生物学技术，目前实时荧光定量PCR（Realtime Polymerase Chain Reaction，Real
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time PCR）在国际上约定俗成记为qPCR，荧光定量PCR仪是使qPCR得以实现的仪器，在感染性疾病检测、肿瘤标志物检测和药物滥用等多因素筛查的POCT（point
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of
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care testing，即时检验）鉴定中有广泛的应用。
[0003]目前的PCR仪大多是把样品装入样品管后全部同时放入仪器，待全部测试做完得到结果，这样的PCR仪不能实现随到随检，必须等前面的样品全部做完才能进行下一次实验。主流的荧光定量PCR仪，往往更注重精确性，因此存在反应时间长、操作步骤繁琐以及一次只能处理固定数量的样本的不足，尤其是，对于突然到来的新样本无法做到随到随检，及时检测。为了适应于POCT市场发展的需求，解决病原微生物快速筛查、健康管理、病毒检测、食品检测和环境监测等领域的即时检测的难题，亟需开发出结果准确、操作简单、可支持随到随检的高通量的荧光定量PCR仪。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种小型化、操作简单、低成本、可支持随到随检的荧光定量PCR仪。
[0005]为达到上述目的或目的之一，本专利技术提供了如下技术方案：一种荧光定量PCR仪，由上位机和下位机构成，上位机包括数据交互模块和电源模块；下位机包括装置外壳、开盖检测模块、试管检测模块、温度控制模块、荧光采集模块、驱动模块和执行模块；其中，数据交互模块包括触控屏和上位机的外壳，通过触控屏提供人机交互的界面；电源模块设置于上位机的下部，由电源提供稳定的输出功率；装置外壳采用了具有导热性能的金属材料，通过顶部风扇、风道板和底部风扇实现了后顶部向内吹风、底部向外抽风的风道运行方式；开盖检测模块通过霍尔元件输出的信号来判断开盖动作；试管检测模块通过试管检测电路板输出的信号来判断反应孔位中的反应试管。
[0006]本申请中，开盖检测模块通过霍尔元件输出的信号的不同来判断是否存在开盖动作；试管检测模块通过试管检测电路板输出的信号的不同来判断反应孔位中是否存在反应试管。
[0007]根据本专利技术的一个优选实施例，数据交互模块的上位机的外壳包括上位机固定上罩、上位机左侧固定板、上位机右侧固定板和上位机支撑件；电源模块包括电源和电源固定
支架，其中，电源包括模块电源。
[0008]本专利技术中，模块电源可提供高达220瓦的输出功率。
[0009]根据本专利技术的一个优选实施例，装置外壳还包括装置底板、脚垫、上盖和4个侧板，其中4个侧板分别是左侧板、右侧板、前侧板和后侧板，风道板固定在上盖上，底部风扇嵌入固定在装置底板上；开盖检测模块包括霍尔元件、磁铁和磁铁固定件；试管检测模块包括试管检测电路板、激发元件、接收元件和辅助放管部件。
[0010]根据本专利技术的一个优选实施例，数据交互模块中，触控屏固定在上位机固定上罩上，上位机左侧固定板和上位机右侧固定板固定在上位机支撑件上，上位机支撑件固定在装置外壳的前侧板上；电源模块中，电源固定在电源固定支架上，电源固定支架固定在上位机支撑件上。
[0011]根据本专利技术的一个优选实施例，装置外壳中，装置底板和4个侧板通过螺丝连接，上盖通过合页和后侧板固定在一起，且上盖与4个侧板之间的接触位置设有磁铁孔位，顶部风扇固定在后侧板的顶部，风道板固定在上盖上，底部风扇设置在装置底板上；开盖检测模块中，磁铁固定在磁铁固定件上，霍尔元件固定在装置外壳的后侧板上；试管检测模块中，反应试管通过辅助放管部件进入反应孔位，辅助放管部件固定在试管检测电路板上；激发元件和接收元件分别置于反应孔位顶部的两侧、并固定在试管检测电路板上，试管检测电路板固定在温度控制模块上。
[0012]本专利技术中，辅助放管部件的内部，上部为柱状，下部为倒喇叭状。
[0013]根据本专利技术的一个优选实施例，试管检测模块中，辅助放管部件相对于激发元件和接收元件的两处侧壁上，均设有透光的孔隙；反应试管通过辅助放管部件放入反应孔位后，在反应试管的上部还包括一段能够被辅助放管部件包围的柱状的不透光区域。
[0014]根据本专利技术的一个优选实施例，温度控制模块用于控制反应试管的温度，采用铝块加热方式，且铝块外包裹有加热膜；铝块包括上加热铝块和下加热铝块，加热膜包括与铝块位置相对应的上加热膜和下加热膜，还包括上加热铝块支撑件和下加热铝块支撑件。
[0015]根据本专利技术的一个优选实施例，荧光采集模块包括光学模块和转盘，通过光学模块实现同时采集四种波长的荧光；其中，光学模块外部还设有电磁屏蔽。
[0016]根据本专利技术的一个优选实施例，驱动模块包括步进电机、滑环、电机及滑环固定架、联轴器和转盘转轴，通过步进电机驱动荧光采集模块的运动和定位。
[0017]根据本专利技术的一个优选实施例，执行模块包括主控电路板和电路板支架，通过主控电路板控制其他模块的运转，并提供与数据交互模块之间的数据交互。
[0018]优选地，光学模块主要包括内部光学结构组和光电检测电路，光学结构组包括可以形成特殊光路的多个光学元件和滤光片，光电检测电路包括激发光源和光电传感器。当光学模块内部的激发光源照射到反应试管内部的试剂时，试剂内的荧光基团会产生荧光，通过光学模块中的滤光片将环境中的其他波长的光滤除掉，只允许一定波长范围的荧光通过，经过内部光学结构组的作用，荧光最终被内部的光电传感器采集。光电传感器将接收到的光信号转换为电信号，再通过A/D转换，将电信号转换为数字信号，得到荧光的采集值。
[0019]优选地，辅助放管部件的内部的柱状和倒喇叭状为上下一体成型，并且柱状的截面与倒喇叭状上端扩口处截面的大小和形状一致。
[0020]优选地，激发元件和接收元件均焊制在试管检测电路板上。
[0021]优选地，上盖和左侧板、右侧板上分别设置有上盖把手和侧板把手。
[0022]优选地，在反应试管上方设置了试管挡片，试管挡片固定在上盖上，避免了风对暴露在风道处的反应试管可能产生的潜在影响。
[0023]优选地，试管检测电路板、上加热铝块和下加热铝块这3者的中间均设置有圆形空腔。
[0024]优选地，荧光采集模块中还设置有光栅片、定位光耦和光耦固定件，光栅片固定在转盘的底部，且光栅片上设有一条狭缝，定位光耦固定在光耦固定件上，光耦固定件固定在固定板上，固定板固定在固定架上，固定架固定在电机及滑环固定架上。
[0025]优选地，固定架设置有4~8个，例如可以是4个、5个、6个、7个或8个；进一步优选地，固定架设置有6个。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光定量PCR仪，其特征在于：由上位机和下位机构成，所述上位机包括数据交互模块和电源模块；所述下位机包括装置外壳、开盖检测模块、试管检测模块、温度控制模块、荧光采集模块、驱动模块和执行模块；其中，所述数据交互模块包括触控屏（1）和上位机的外壳，通过所述触控屏（1）提供人机交互的界面；所述电源模块设置于上位机的下部，由电源(13)提供稳定的输出功率；所述装置外壳采用具有导热性能的金属材料，通过顶部风扇（18）、风道板(19)和底部风扇（34）实现后顶部向内吹风、底部向外抽风的风道运行方式；所述开盖检测模块通过霍尔元件（23）输出的信号来判断开盖动作；所述试管检测模块通过试管检测电路板（58）输出的信号来判断反应孔位中的反应试管（25）。2.根据权利要求1所述的荧光定量PCR仪，其特征在于：所述数据交互模块的上位机的外壳包括上位机固定上罩（57）、上位机左侧固定板（2）、上位机右侧固定板（5）和上位机支撑件（3）；所述电源模块包括电源(13)和电源固定支架（12），其中，所述电源(13)包括模块电源；所述装置外壳还包括装置底板（33）、脚垫（4）、上盖（9）和4个侧板，其中4个侧板分别是左侧板（55）、右侧板（6）、前侧板（56）和后侧板（63）；所述开盖检测模块包括霍尔元件（23）、磁铁（21）和磁铁固定件（22）；所述试管检测模块包括试管检测电路板（58）、激发元件（59）、接收元件（60）和辅助放管部件（61）。3.根据权利要求1所述的荧光定量PCR仪，其特征在于：所述数据交互模块中，触控屏（1）固定在上位机固定上罩（57）上，上位机左侧固定板（2）和上位机右侧固定板（5）固定在上位机支撑件（3）上，上位机支撑件（3）固定在装置外壳的前侧板（56）上；所述电源模块中，电源（13）固定在电源固定支架（12）上，所述电源固定支架（12）固定在所述上位机支撑件（3）上；所述装置外壳中，装置底板（33）和4个侧板通过螺丝连接，上盖（9）通过合页（10）和后侧板（63）固定在一起，且所述上盖（9）与所述4个侧板之间的接触位置设有磁铁孔位（62），顶部风扇（18）固定在后侧板（63）的顶部，风道板(19)固定在上盖（9）上，底部风扇（34）设置在装置底板（33）上；所述开盖检测模块中，磁铁（21）固定在磁铁固定件（22）上，霍尔元件（23）固定在装置外壳的后侧板（63）上；所述试管检测模块中，反应试管（25）通过辅助放管部件（61）进入反应孔位，所述辅助放管部件（61）固定在试管检测电路板（58）上；激发元件（59）和接收元件（60）分别置于反应孔位顶部的两侧、并固定在试管检测电路板（58）上，所述试管检测电路板（58）固定在所述温度控制模块上。4.根据权利要求1
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3任一项中所述的荧光定量PCR仪，其特征在于：所述试管检测模块中，辅助放管部件（61）相对于激发元件（59）和接收元件（60）的两处侧壁上，均设有透光的孔隙；反应试管（25）通过辅助放管部件（61）放入反应孔位后，在反应试管（25）的上部还包括一段能够被辅助放管部件（61）包围的柱状的不透光区域。5.根据权利要求1
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3任一项中所述的荧光定量PCR仪，其特征在于：所述温度控制模块控制反应试管（25）的温度，采用铝块加热方式，所述铝块外包裹有加热膜；所述铝块包括上加热铝块(28)和下加热铝块(36)，所述加热膜包括与铝块位置相对应的上加热膜(27)和下加热膜(35)，还包括上加热铝块支撑件（40）和下加热铝块支撑件（39）；所述荧光采集模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宪波，付强，邹天利，孙永胜，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：