一种数字PCR扩增快速升降温控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数字PCR扩增快速升降温控制装置，加热平台包括高温介质容腔和低温介质容腔以及对高温介质容腔和低温介质容腔加热的导热基板，第一电磁阀连接并控制第一气泵与第一高温热源导通或与第二高温热源导通，第四电磁阀连接并控制第二气泵与第一低温热源导通或与第二低温热源导通，第二电磁阀连接并控制第一高温热源或第二高温热源与加热平台的高温介质容腔连通，第三电磁阀连接并第一低温热源或第二低温热源与加热平台低温介质容腔连通，整个控制装置，热介质的流动全部是通过气压来驱动的，气泵和电磁阀与热介质均无直接接触，提高使用寿命，整体设计多为气路和液路设计，少机械运动部件较，简化了设计，控制也更加便捷。更加便捷。更加便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种数字PCR扩增快速升降温控制装置


[0001]本专利技术涉及PCR
，更具体地说，涉及一种数字PCR扩增快速升降温控制装置。

技术介绍

[0002]数字PCR即DigitalPCR(dPCR)，它是一种核酸分子绝对定量技术。相较于qPCR，数字PCR可直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的绝对定量。
[0003]数字PCR通过将一个样本分成几十到几万份，分配到不同的反应单元，每个单元至少包含一个拷贝的目标分子(DNA模板)，在每个反应单元中分别对目标分子进行PCR扩增，扩增结束后对各个反应单元的荧光信号进行统计学分析。
[0004]而作为基因片段利用PCR技术检测关键一环，便是PCR扩增。所谓的PCR扩增，实际上就是聚合酶链式反应。聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。
[0005]PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性
‑
退火
‑
延伸三个基本反应步骤构成：
[0006]①
模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；
[0007]②
模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；
[0008]③
引物的延伸：DNA模板
‑
引物结合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性
‑
退火
‑
延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
[0009]由此可见，温度的循环是PCR技术的关键，如果可以大幅度缩减PCR扩增过程升降温所需的时间，则便可以有效的提高PCR检验的效率。
[0010]现有技术中，解决PCR扩增中温度快速切换的问题，是通过移动待扩增样品来实现的，即固定放置不同的温度槽，通过握持装置将待扩增样品放置到不同温度槽中，从而实现温度的快速切换。从功能上是可实现温度的快速切换，但也仅适合于第二代荧光定量PCR所使用，而不太适用于第三代数字PCR技术来使用。
[0011]这是因为现有技术需要移动的是待扩增样品，而数字PCR需要将待测样品分成几十甚至几万份，因此在如此频繁的移动样品过程中，极易造成样品小份之间的破损融合等损坏，从而影响检测效果。荧光定量PCR技术不需要将样品细分成小份，因而可以适用该技
术。其次，该技术虽然对温度槽进行了优化设计，但是毕竟待测样品是需要浸泡在温度槽中的，这样势必就制约着温度槽必须是开放式设计，不可能做到密封，这样就会涉及到温度槽内导热介质挥发及泄漏的问题，增加了后期故障率提高了维护成本。最后，样品从一个温度槽被提到另一个温度槽，在运动上不可能实现瞬移的，必然有一个移动的过程，同时由于移动的是待测样品，势必决定着运动幅度不可能太大，否则极易造成样品的的洒落，因此也变相增加了温度切换的时间。
[0012]同时样品移动过程中还会涉及到路径的规划，为实现该功能，势必会增加结构上设计的复杂程度，同时也会借用大量传感器来定位，也会增加控制上的复杂程度。
[0013]因此，解决数字PCR扩增过程中快速升降温的问题，是本领域技术人员的工作重点之一。

技术实现思路

[0014]有鉴于此，本专利技术提供了一种数字PCR扩增快速升降温控制装置，解决数字PCR扩增过程中快速升降温的问题，缩短PCR扩增所需的检测时间，以提高检测效率。
[0015]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0016]一种数字PCR扩增快速升降温控制装置，包括第一气泵、第二气泵、第一高温热源、第二高温热源、第一低温热源、第二低温热源、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和加热平台，所述加热平台包括高温介质容腔和低温介质容腔以及对所述高温介质容腔和所述低温介质容腔加热的导热基板，所述第一电磁阀连接并控制所述第一气泵与所述第一高温热源导通或与所述第二高温热源导通，所述第四电磁阀连接并控制所述第二气泵与所述第一低温热源导通或与所述第二低温热源导通，所述第二电磁阀连接并控制所述第一高温热源或所述第二高温热源与所述加热平台的所述高温介质容腔连通，所述第三电磁阀连接并所述第一低温热源或所述第二低温热源与所述加热平台低温介质容腔连通。
[0017]其中，所述第一高温热源、所述第二高温热源、所述第一低温热源、所述第二低温热源包括纵截面为U形从内到外依次设置的储液槽、加热层和保温层以及对所述储液槽、所述加热层和所述保温层顶部密封的密封盖，所述密封盖设置有进气口、排气口、热介质传输口、液面探测传感器以及温度传感器。
[0018]其中，所述密封盖包括沿着轴向从内到外依次的热介质圈、检测圈和气体传输圈，所述热介质圈设置有所述热介质传输口，所述检测圈设置有所述液面探测传感器以及所述温度传感器，所述气体传输圈设置有所述进气口、所述排气口。
[0019]其中，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀为双向二位三通电磁阀。
[0020]其中，所述高温介质容腔和所述低温所述介质容腔的两端设置用于热介质进入或导出的热介质进/出口。
[0021]其中，所述高温介质容腔、所述低温介质容腔和所述导热基板为一体式结构。
[0022]其中，所述高温介质容腔、所述低温介质容腔为所述导热基板形成的所述高温介质容腔、所述低温介质容腔。
[0023]其中，还包括与所述第一气泵、所述第二气泵、所述第一高温热源、所述第二高温热源、所述第一低温热源、所述第二低温热源、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三
电磁阀、所述第四电磁阀连接的状态检测传感器和显示器。
[0024]其中，还包括与所述第一气泵、所述第二气泵、所述第一高温热源、所述第二高温热源、所述第一低温热源、所述第二低温热源、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀连接的通信模块。
[0025]其中，所述通信模块为wifi模块或5G模块。
[0026]相比于现有技术介绍内容，上述数字PCR扩增快速升降温控制装置具有以下优点：
[0027]所述数字PCR扩增快速升降温控制装置，加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字PCR扩增快速升降温控制装置，其特征在于，包括第一气泵、第二气泵、第一高温热源、第二高温热源、第一低温热源、第二低温热源、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和加热平台，所述加热平台包括高温介质容腔和低温介质容腔以及对所述高温介质容腔和所述低温介质容腔加热的导热基板，所述第一电磁阀连接并控制所述第一气泵与所述第一高温热源导通或与所述第二高温热源导通，所述第四电磁阀连接并控制所述第二气泵与所述第一低温热源导通或与所述第二低温热源导通，所述第二电磁阀连接并控制所述第一高温热源或所述第二高温热源与所述加热平台的所述高温介质容腔连通，所述第三电磁阀连接并所述第一低温热源或所述第二低温热源与所述加热平台低温介质容腔连通。2.如权利要求1所述数字PCR扩增快速升降温控制装置，其特征在于，所述第一高温热源、所述第二高温热源、所述第一低温热源、所述第二低温热源包括纵截面为U形从内到外依次设置的储液槽、加热层和保温层以及对所述储液槽、所述加热层和所述保温层顶部密封的密封盖，所述密封盖设置有进气口、排气口、热介质传输口、液面探测传感器以及温度传感器。3.如权利要求2所述数字PCR扩增快速升降温控制装置，其特征在于，所述密封盖包括沿着轴向从内到外依次的热介质圈、检测圈和气体传输圈，所述热介质圈设置有所述热介质传输口，所述检测圈设置有所述液面探测传感器以及所述温度传感器，所述气体传输圈设置有所述进气口、所述排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏江，付国龙，
申请(专利权)人：领航基因科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：