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一种核酸提取温控系统的制作方法

时间:2022-02-20 阅读: 作者:专利查询

一种核酸提取温控系统的制作方法

1.本实用新型属于核酸提取技术领域,具体涉及一种核酸提取温控系统。


背景技术:

2.核酸是生物遗传信息的携带者,是生物体内最主要的大分子化合物,它由许多核苷酸单体聚合而成,包括脱氧核糖核酸(dna)和核糖核酸(rna)。随着分子生物学突飞猛进地发展,以核酸为基础的分子诊断和检测技术,在疾病诊断、科学研究、病原体诊断、物种鉴定等诸多领域中广泛应用并发挥了至关重要的作用,如何高质量、高效地进行核酸提取成为生命科学、临床检验和生化研究等领域的重要课题。
3.现有技术中,多采用磁珠分离法进行核酸提取,其步骤主要包括裂解、结合、洗涤和洗脱,而在核酸裂解的过程中,需要对样本进行加热处理,而加热温度控制的精准与否直接影响核酸提取的质量。目前市场上的核酸提取装置采用的温度加热装置控温精度不高,在进行多通道检测时存在边缘效应,靠近温度加热装置的中间通道温度高,远离温度加热装置的边缘通道温度低,从而导致每个独立通道间温度均匀性差,导致核酸提取的质量差,因此,急需设计一种快速、可靠的核酸提取温控系统。


技术实现要素:

4.本实用新型旨在针对现有技术中存在的问题,提供一种核酸提取温控系统,以解决现有技术核酸提取过程中控温精度差,样本受热不均匀存在边缘效应的问题。
5.为实现以上技术目的,本实用新型采用以下技术方案:
6.一种核酸提取温控系统,包括核酸提取装置和温控加热装置,所述核酸提取装置包括试管支架、试剂盒和磁铁架,所述试管支架用于盛放试剂盒,所述试剂盒包括核酸提取试剂管,所述温控加热装置位于核酸提取试剂管的底部,所述磁铁架位于核酸提取试剂管的管壁一侧;所述温控加热装置包括加热装置和温度控制装置,所述加热装置包括加热块、帕尔贴和散热块,所述帕尔贴与温度控制装置电连接,所述加热块位于帕尔贴的上端,所述散热块位于帕尔贴的下端;所述加热块上开设有若干加热孔槽,所述核酸提取试剂管的底部插入所述加热孔槽中。
7.进一步地,所述加热装置的帕尔贴的上下两端各放置有一个碳膜片,其中一个碳膜片位于帕尔贴和加热块中间,另一个碳膜片位于帕尔贴和散热块中间。
8.进一步地,所述温度控制装置包括温度控制板和温度传感器;所述温度控制板分别与加热装置的帕尔贴、温度传感器电连接,所述温度传感器位于加热块侧面开设的孔槽中。
9.进一步地,所述温控加热装置还包括温度开关,所述温度开关串联在帕尔贴的通电回路中。
10.进一步地,所述温控加热装置至少为1个,多个所述温控加热装置并排固定在温控底板上。
11.进一步地,所述试剂盒包含若干组试剂管,每组试剂管的同一侧末端为核酸提取试剂管,所述核酸提取试剂管与相邻试剂管之间留有放置磁铁架的间隔空间,所述试剂盒的上端放置有试剂盒挡板,试剂盒挡板将试剂盒的每组试剂管间隔开。
12.进一步地,所述试管支架包括第一试管支架和第二试管支架,所述第一试管支架和第二试管支架均是横截面为l形的条板结构,所述第一试管支架的竖直板上开设有若干个开口朝向第一试管支架水平底板方向的第一孔槽,所述第一孔槽的底部与第一试管支架的水平底板平齐;所述第二试管支架的竖直板上开设有若干个开口背离第二试管支架的水平底板方向的第二孔槽,所述第二孔槽为贯穿第二试管支架的水平底板的通孔槽;所述第一试管支架和第二试管支架同向放置形成双l形条板结构,并且使得第一孔槽和第二孔槽的开口方向相对设置。
13.更进一步地,所述第二试管支架的高度小于所述第一试管支架,所述温控加热装置位于第二试管支架的水平底板下方,使得所述第二孔槽的上端与第一孔槽的上端平水平对齐,同时使得加热块的加热孔槽与第二试管支架的第二孔槽竖直对齐;所述核酸提取试剂管的上部位于第二试管支架的第二孔槽中,底部插入加热块的加热孔槽内;所述磁铁架放置在温控加热装置和第二试管支架的同一侧,且位于第一试管支架和第二试管支架之间并紧靠核酸提取试剂管的管壁一侧。
14.进一步地,所述核酸提取装置还包括样本回收组件,所述样本回收组件位于所述第二试管支架的水平底板上,所述样本回收组件上放置有若干个样本试剂瓶。
15.更进一步地,所述第二试管支架的水平底板上开设有长方槽,所述样本回收组件嵌入在所述长方槽中。
16.与现有技术相比,本实用新型所产生的有益效果是:
17.(1)本实用新型的温控加热装置采用专用的加热块结构设计,在加热块上开设加热孔槽用于放置核酸提取试剂管,能够环绕核酸提取试剂管的管壁进行加热,加热更加均匀;加热器件采用帕尔贴,利用温度控制板控制帕尔贴的电流方向以控制帕尔贴进行加热或制冷,利用温度控制板控制帕尔贴的通电时间以控制帕尔贴的加热或制冷的强度,并在帕尔贴的两侧增加碳膜片,有助于帕尔贴与加热块、散热块之间更好地进行热量传导;同时,温度传感器可采用高精度温度传感器pt1000,以便精确采集加热块的温度并把温度传输给温度控制板,温度控制板根据采集的温度与目标温度比较,从而动态调节帕尔贴的通电电流方向和通电时间,使加热块的温度动态地接近目标温度,从而实现加热块内核酸提取试剂管的核酸提取温度在0-100℃范围内精确可调,温控准确度可达
±
0.2℃,温度控制精度高,一致性好;
18.(2)本实用新型的核酸提取试剂管放置在加热块的加热孔槽中,能够给每个核酸提取试剂管均匀加热;同时,所述温控加热装置可以根据使用需求灵活地并排增设多个,每个温控加热装置对应控制一个试剂盒,能够差异化地独立调控每个试剂盒的核酸提取试剂管的温度使之达到统一的目标温度,有效提高核酸提取效率,减小边缘效应,使得核酸提取试剂管的受热更加均匀,温度均一性可达
±
0.4℃;
19.(3)本实用新型的温控加热装置在帕尔贴的通电回路中增加了温度开关作为温度保险,当温度传感器检测到加热块的温度超过一定限值时,温度开关立即断开帕尔贴的通电回路路,使得帕尔贴不再加热,有效防止烧坏核酸提取试剂管以及其他敏感元件,保护实
验元器件的使用寿命以及实验室的安全;
20.(4)本实用新型的试剂盒、试管架支架和温控加热装置等采用模块化设计,便于组装以及维护;同时,本实用新型的每个试剂盒包括多组试剂管,并且在第二试管支架的水平底板上设置有用于备份留存试剂样本的样本回收组件,温控加热装置位于第二试管支架的下方,并在温控加热装置和第二试管支架的同一侧紧靠核酸提取试剂管的侧壁处放置有磁铁架,所述磁铁架可以根据需要,通过在磁铁架的底部增加垫块或着采用其他方式使之沿核酸提取试剂管的侧壁上下调整高度,从而高效地进行磁珠吸附操作,本实用新型的整体结构设计紧凑合理,占用空间小,方便操作使用。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例核酸提取温控系统的结构示意图;
22.图2为本实用新型实施例核酸提取温控系统的俯视图;
23.图3为本实用新型实施例核酸提取温控系统的结构分解示意图;
24.图4为本实用新型实施例核酸提取温控系统a处局部放大图;
25.图5为本实用新型实施例核酸提取温控系统b处局部放大图;
26.图中:1-试管支架,101-第一试管支架,102-第二试管支架,1011-第一孔槽,1021-第二孔槽,2-温控加热装置,3-磁铁架,4-试剂盒,41-核酸提取试剂管,5-加热块,51-加热孔槽,6-帕尔贴,7-散热块,8-温度控制板,9-试剂盒挡板,10-碳膜片,11-温控底板,12-温度传感器,13-温度开关,14-样本回收组件。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利的限制。
29.结合图1-5所示,本实用新型提供了一种核酸提取温控系统,包括包括核酸提取装置和温控加热装置2,所述核酸提取装置包括试管支架1、试剂盒4和磁铁架3,所述试管支架1用于盛放试剂盒4,所述试剂盒4包括核酸提取试剂管41;所述温控加热装置2位于核酸提取试剂管41的底部,用于在核酸裂解的过程中对核酸提取试剂管41内的样本进行精准加热和恒温控制;所述磁铁架3位于核酸提取试剂管41的管壁一侧,用于对核酸提取试剂管41进行磁珠吸附分离操作。
30.如图1所示,所述核酸提取装置的试管支架1包括第一试管支架101和第二试管支架102,所述第一试管支架101和第二试管支架102均为横截面为l形的条板结构,所述第一试管支架101的竖直板上开设有若干个开口朝向第一试管支架101水平底板方向的第一孔
槽1011,所述第一孔槽1011的底部与第一试管支架101的水平底板平齐;所述第二试管支架102的竖直板上开设有若干个开口背离第二试管支架102的水平底板方向的第二孔槽1021,所述第二孔槽1021为贯穿第二试管支架102的水平底板的通孔槽;所述第一试管支架101和第二试管支架102同向放置形成双l形条板结构,并且使得第一孔槽1011和第二孔槽1022的开口方向相对设置;所述试剂盒4放置在试管支架1上,所述试剂盒4是由若干组试剂管组成,可以是组合结构也可以是一体成型结构,每组试剂管的同一侧末端为核酸提取试剂管41,所述核酸提取试剂管41位于第二试管支架101的第二孔槽1021中,所述核酸提取试剂管41与相邻试剂管之间留有放置磁铁架3的间隔空间,使得所述磁铁架3位于核酸提取试剂管41的管壁一侧,以便进行磁珠吸附操作;所述试剂盒4的上端放置有试剂盒挡板9,试剂盒挡板9将试剂盒4的每组试剂管间隔开。
31.如图3-4所示,所述温控加热装置2包括加热装置和温度控制装置,所述加热装置包括加热块5、帕尔贴6、碳膜片10和散热块7,所述帕尔贴6与温度控制装置电连接,所述加热块5位于帕尔贴6的上端,所述散热块7位于帕尔贴6的下端;所述加热装置的帕尔贴6的上下两端各放置有一个碳膜片10,使得其中一个碳膜片10位于帕尔贴6和加热块5中间,另一个碳膜片10位于帕尔贴6和散热块7中间;所述加热块5上开设有若干加热孔槽51,所述核酸提取试剂管41的底部插入所述加热孔槽51中,以便对核酸提取试剂管41进行加热;所述温度控制装置包括温度控制板8、温度传感器12和温度开关13;所述温度控制板8分别与加热装置的帕尔贴6、温度传感器12电连接,所述温度传感器12位于加热块5侧面开设的孔槽中,核酸提取试剂管41的底部插在加热块5的加热孔槽51中,所述加热块5为等温体,通过检测加热块5的温度可以得到核酸提取试剂管41的样本加热温度;所述温度开关13串联在帕尔贴6的通电回路中;所述温度传感器12可以采用高精度温度传感器pt1000,所述加热块5和散热块7可以采用导热较好的铝块。
32.上述温控加热装置2在加热块5上开设加热孔槽51用于放置核酸提取试剂管41,能够环绕核酸提取试剂管41的管壁进行加热,加热更加均匀;加热器件采用帕尔贴6,利用帕尔贴效应,通过温度控制板8控制帕尔贴6的电流方向以控制帕尔贴6进行加热或制冷,热量和冷量通过加热块5和散热块7在帕尔贴6和核酸提取试剂管41之间传导,并通过温度控制板8控制帕尔贴6的通电时间以控制帕尔贴6的加热或制冷的强度;在帕尔贴6的两侧增加碳膜片10,有助于帕尔贴6与加热块5、散热块7之间更好地进行热量传导;同时,温度传感器12采用高精度温度传感器pt1000,可以精确采集加热块5的温度(等同于核酸提取试剂管41的温度)并把温度数据传输给温度控制板8,温度控制板8根据采集的温度与目标温度进行比较,从而动态调节帕尔贴6的通电电流方向和通电时间,使加热块5的温度动态地接近目标温度,从而实现加热块5内核酸提取试剂管41的核酸提取温度在0-100℃范围内精确可调,温控准确度可达
±
0.2℃;此外,在帕尔贴6的通电回路中串联温度开关13,当温度传感器12检测到加热块5的温度超过一定限值时,温度开关13立即断开帕尔贴6的通电回路路,使得帕尔贴6不再加热,能够有效防止烧坏核酸提取试剂管以及其他敏感元件,保护实验元器件的使用寿命以及实验室的安全。
33.作为优选方案,所述第二试管支架102的高度小于所述第一试管支架101,所述温控加热装置2位于第二试管支架102的水平底板下方,使得所述第二孔槽1021的上端与第一孔槽1011的上端平水平对齐,以便于平稳放置试剂盒4,同时使得加热块5的加热孔槽51与
第二试管支架102的第二孔槽1021竖直对齐,并把核酸提取试剂管41的上部放置在第二试管支架102的第二孔槽1021中,这样就可以使得核酸提取试剂管41的底部穿过第二孔槽1021顺利插入加热块5的加热孔槽51内;所述磁铁架3放置在温控加热装置2和第二试管支架102的同一侧,且位于第一试管支架101和第二试管支架102之间,并紧靠核酸提取试剂管41的管壁一侧,使用时可以根据情况通过在磁铁架3的底部增加垫块或着采用其他方式使铁架架3沿核酸提取试剂管41的侧壁上下调整高度,以便进行高效的磁珠吸附操作。另外,在所述第二试管支架102的水平底板上开设长方槽,在所述长方槽中嵌入放置样本回收组件14,所述样本回收组件14上放置有若干个样本试剂瓶,用于备份留存试剂样本。这样设置使得装置的整体结构设计紧凑合理,占用空间小,方便操作使用。
34.在一些实施例中,所述温控加热装置2可以根据使用需求灵活地并排增设多个,多个所述温控加热装置2并排固定在温控底板11上,每个温控加热装置2对应控制一个试剂盒4,能够差异化地独立调控每个试剂盒4的核酸提取试剂管41的温度使之达到统一的目标温度,有效提高核酸提取效率,减小边缘效应,使得核酸提取试剂管41的受热更加均匀,温度均一性可达
±
0.4℃。
35.以上所述仅为本技术的实施例而已,并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。