一种分子诊断仪器及其PCR扩增检测系统的制作方法

一种分子诊断仪器及其pcr扩增检测系统
技术领域
1.本实用新型涉及分子诊断技术领域，更具体地说，涉及一种pcr扩增检测系统。此外，还涉及一种包括上述pcr扩增检测系统的分子诊断仪器。


背景技术：

2.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，自动化pcr扩增仪器是利用pcr技术对特定基因进行体外的大量合成的仪器，其用于检测dna/rna，以对各种基因进行分析。
3.现有技术中，基因扩增设备容易因温度升降温速率和温度控制精度不准等发生故障，继而导致基因扩增效果差。目前，常见的基因扩增设备中每个加热块只有单个试剂孔，且每个加热块对应安装一个加热片，并只靠单个散热器对加热片进行散热，导致样品在进行温度循环时的温度升降速度较低，造成基因扩增时间较长。另外，如果需要对单个样本同时进行多项测试，则需要将提取后的样本同时放置至多个加热块的试剂孔内进行扩增，但上述结构难以保证每个试剂孔的扩增情况(如扩增温度)完全相同，然而，基因样品对温度十分敏感，这样可能会影响样品最终的扩增结果。
4.综上所述，如何既保证相同核酸样品的扩增情况相同，又提高样品的扩增效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种pcr扩增检测系统，既可以保证相同核酸样品的扩增情况相同，又可以有效提高样品的扩增效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述pcr扩增检测系统的分子诊断仪器。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种pcr扩增检测系统，包括：加热块、用于对所述加热块进行加热的加热片、用于对所述加热片进行散热的散热器、用于盖合所述加热块的扩增盖以及用于提高所述散热器的散热效率的冷却装置，所述加热块设有至少两个用于放置核酸样品的试剂孔，所述扩增盖、所述加热块、所述加热片以及所述散热器由上至下依次设置。
8.优选的，所述冷却装置设于所述散热器的下方，或所述冷却装置套设于所述散热器的外周部。
9.优选的，所述冷却装置为风冷散热结构或水冷散热结构。
10.优选的，所述冷却装置包括用于导出所述散热器的热风的出风风道、用于增加所述散热器的空气流动的风扇、进风风道以及用于过滤进入所述进风风道的空气的过滤器，所述出风风道设于所述散热器的下方，所述风扇设于所述出风风道的下方，所述进风风道设于所述风扇的下方，所述过滤器设于所述进风风道的进风口。
11.优选的，所述扩增盖包括框架和可沿所述框架横向滑动的顶盖，所述顶盖和所述加热块一一对应设置，所述框架设有用于检测所述顶盖是否打开的开盖传感器，所述顶盖
设有用于触发所述开盖传感器的挡片。
12.优选的，所述加热块设有用于实时检测所述加热块的温度的温度传感器。
13.优选的，还包括用于向所述核酸样品提供荧光光源的光源组件、用于对所述核酸样品的荧光信号进行定量检测的荧光检测组件、光源光纤以及荧光检测光纤，所述试剂孔的一侧与所述光源光纤的一端连接，另一侧与所述荧光检测光纤的一端连接，所述光源光纤的另一端与所述光源组件连接，所述荧光检测光纤的另一端与所述荧光检测组件连接。
14.优选的，所述加热块和所述加热片通过固定块固定连接，所述固定块设有用于容纳所述加热块的第一凹槽和用于容纳所述加热片的第二凹槽，所述固定块为耐高温的保温材料件。
15.优选的，所述固定块设有用于使所述光源光纤和所述荧光检测光纤穿过的光纤槽，所述加热块两侧分别设有用于安装所述光源光纤和所述荧光检测光纤的光纤安装孔，所述加热块的外周部套设有光纤压板，所述光纤压板贴合所述固定块的顶部设置，以压紧所述光源光纤和所述荧光检测光纤。
16.优选的，所述光源光纤的端部通过第一光纤固定块安装于底板的下部，所述荧光检测光纤的端部通过第二光纤固定块安装于所述底板的下部，所述底板的上部设有可周向转动的转盘，所述转盘与电机的转动轴连接，所述光源组件和所述荧光检测组件均设于所述转盘上，且所述光源组件和所述第一光纤固定块对应设置，所述荧光检测组件和所述第二光纤固定块对应设置。
17.优选的，单个所述试剂孔所对应的所述光源光纤和所述荧光检测光纤在所述底板上呈180
°
设置，且单个所述试剂孔所对应的所述光源组件和所述荧光检测组件在所述转盘上呈180
°
设置。
18.一种分子诊断仪器，包括上述任一项所述的pcr扩增检测系统。
19.在使用本实用新型所提供的pcr扩增检测系统时，首先，可以打开扩增盖，以便于将装有核酸样品的pcr管放入加热块的试剂孔内，待pcr管的放置操作结束后，盖上扩增盖，并利用加热片对加热块进行加热，以便于对核酸样品进行pcr扩增操作。其中，在对同一核酸样品进行多项检测时，需要将单份核酸分为多份进行扩增，因为本装置的单个加热块具有多个试剂孔，每个加热块的加热温度是一致的，这样可以更好的保证相同核酸样品的扩增情况相同，以避免对样品的扩增结果造成偏差影响。
20.并且，扩增盖盖合加热块后，可以在扩增过程中对加热块和样品进行保温，使得样品的温升速度更快，扩增效率更高。而且，冷却装置可以有效提高散热器的散热效率，继而提高样品的扩增温度升降速度，减少样品的扩增时间，提高样品的扩增效率。
21.综上所述，本实用新型所提供的pcr扩增检测系统，既可以保证相同核酸样品的扩增情况相同，又可以有效提高样品的扩增效率。
22.此外，本实用新型还提供了一种包括上述pcr扩增检测系统的分子诊断仪器。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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
可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型所提供的pcr扩增检测系统的结构示意图；
25.图2为pcr扩增检测系统的爆炸图；
26.图3为光源组件和荧光检测组件的结构示意图；
27.图4为另一视角下图3的结构示意图；
28.图5为加热块的结构示意图；
29.图6为固定块固定加热块和加热片的结构示意图；
30.图7为扩增盖的结构示意图。
31.图1
‑
图7中：
32.1为加热块、2为加热片、3为散热器、4为扩增盖、41为框架、42为顶盖、5为冷却装置、51为出风风道、52为风扇、53为进风风道、54为过滤器、6为开盖传感器、7为挡片、8为温度传感器、9为光源组件、10为荧光检测组件、11为光源光纤、12为荧光检测光纤、13为试剂孔、14为固定块、15为光纤安装孔、16为光纤压板、17为第一光纤固定块、18为第二光纤固定块、19为底板、20为转盘、21为电机、22为传感器安装孔、23为轴固定件、24为pcb板、25为导电滑环、26为支架、27为六角柱。
具体实施方式
33.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。
34.本实用新型的核心是提供一种pcr扩增检测系统，既可以保证相同核酸样品的扩增情况相同，又可以有效提高样品的扩增效率。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述pcr扩增检测系统的分子诊断仪器。
35.请参考图1至图7，图1为本实用新型所提供的pcr扩增检测系统的结构示意图；图2为pcr扩增检测系统的爆炸图；图3为光源组件和荧光检测组件的结构示意图；图4为另一视角下图3的结构示意图；图5为加热块的结构示意图；图6为固定块固定加热块和加热片的结构示意图；图7为扩增盖的结构示意图。
36.本具体实施例提供了一种pcr扩增检测系统，包括：加热块1、用于对加热块1进行加热的加热片2、用于对加热片2进行散热的散热器3、用于盖合加热块1的扩增盖4以及用于提高散热器3的散热效率的冷却装置5，加热块1设有至少两个用于放置核酸样品的试剂孔13，扩增盖4、加热块1、加热片2以及散热器3由上至下依次设置。
37.需要说明的是，可以设置多个加热块1，每个加热块1内设置多个试剂孔13，并且，各个加热块1对应一个加热片2进行加热，以降低装置成本。散热器3下方设有冷却装置5，其可以有效提高散热器3的散热效率，从而提高pcr扩增温度升降速度，有效减少核酸样品的扩增时间。
38.优选的，加热块1设有用于实时检测加热块1的温度的温度传感器8，以便于操作人员实时掌握加热块1的温度，从而便于对加热温度进行有效控制。可以在加热块1上设置用于安装温度传感器8的传感器安装孔22。
39.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对加热块1、加热片2、散热器3、扩增盖4、冷却装置5以及温度传感器8的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。
40.在使用本实用新型所提供的pcr扩增检测系统时，首先，可以打开扩增盖4，以便于将装有核酸样品的pcr管放入加热块1的试剂孔13内，待pcr管的放置操作结束后，盖上扩增盖4，并利用加热片2对加热块1进行加热，以便于对核酸样品进行pcr扩增操作。其中，在对同一核酸样品进行多项检测时，需要将单份核酸分为多份进行扩增，因为本装置的单个加热块1具有多个试剂孔13，每个加热块1的加热温度是一致的，这样可以更好的保证相同核酸样品的扩增情况相同，以避免对样品的扩增结果造成偏差影响。
41.并且，扩增盖4盖合加热块1后，可以在扩增过程中对加热块1和样品进行保温，使得样品的温升速度更快，扩增效率更高。而且，冷却装置5可以有效提高散热器3的散热效率，继而提高样品的扩增温度升降速度，减少样品的扩增时间，提高样品的扩增效率。
42.综上所述，本实用新型所提供的pcr扩增检测系统，既可以保证相同核酸样品的扩增情况相同，又可以有效提高样品的扩增效率。
43.在上述实施例的基础上，优选的，冷却装置5设于散热器3的下方，或冷却装置5套设于散热器3的外周部。
44.优选的，冷却装置5为风冷散热结构或水冷散热结构。
45.需要说明的是，风冷散热结构是指冷却介质为风的散热结构，水冷散热结构是指冷却介质为水的散热结构，这些散热结构都可以对散热器3进行有效散热，，继而提高样品的扩增温度升降速度，可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对冷却介质和散热结构进行确定。
46.优选的，冷却装置5包括用于导出散热器3的热风的出风风道51、用于增加散热器3的空气流动的风扇52、进风风道53以及用于过滤进入进风风道53的空气的过滤器54，出风风道51设于散热器3的下方，风扇52设于出风风道51的下方，进风风道53设于风扇52的下方，过滤器54设于进风风道53的进风口。
47.需要说明的是，加热块1设于加热片2的上端，加热片2的上端用于对加热块1进行加热，加热片2的下端安装在散热器3上，散热器3用于对加热片2的下端进行散热。可以在散热器3的下端设置出风风道51，出风风道51用于导出散热器3的热风，出风风道51的下方安装有风扇52，风扇52可有效增加空气流动，以提高散热器3的散热效率，从而提高样品的扩增效率，并可以在风扇52的下方安装进风风道53，进风风道53的进风口前安装过滤器54，过滤器54可以有效过滤进入进风风道53的空气，以免灰尘等进入进风风道53。
48.还需要说明的是，风扇52除了可以安装在散热器3的底部，也可以安装在散热器3的左端或右端。也即可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对出风风道51、风扇52、进风风道53以及过滤器54的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。
49.优选的，扩增盖4包括框架41和可沿框架41横向滑动的顶盖42，顶盖42和加热块1一一对应设置，框架41设有用于检测顶盖42是否打开的开盖传感器6，顶盖42设有用于触发开盖传感器6的挡片7。
50.需要说明的是，因为本装置设置有多个加热块1，故可以配合设置多个顶盖42，使得每个加热块1上对应设有顶盖42，每个顶盖42上均设有挡片7，且框架41对应位置设有开盖传感器6，如图7所示，关盖状况下，挡片7和开盖传感器6的位置对应，挡片7可以触发开盖
传感器6，而开盖状态下，挡片7随着顶盖42滑动，挡片7和开盖传感器6分离，故挡片7不会触发开盖传感器6。
51.通过设置开盖传感器6和挡片7，可以准确判断每个加热块1的顶盖42的打开或关闭状态。在对核酸样品进行试验操作时，需要确保顶盖42闭合，以避免盖内发生漏光现象，因为在对样品进行检测时需要处于无光环境，以提高实时荧光定量检测准确性。也即扩增盖4盖在加热块1上，可以对加热块1具有保温和遮光作用。
52.因此，可以将顶盖42设置为黑色的塑料件，进一步提高顶盖42的遮光效果。而且，扩增盖4的框架41可以通过六角柱27固定在散热器3上，当然也可以通过其它的支撑定位零件与散热器3连接。
53.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对框架41、顶盖42、开盖传感器6以及挡片7的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。
54.在上述实施例的基础上，优选的，还包括用于向核酸样品提供荧光光源的光源组件9、用于对核酸样品的荧光信号进行定量检测的荧光检测组件10、光源光纤11以及荧光检测光纤12，试剂孔13的一侧与光源光纤11的一端连接，另一侧与荧光检测光纤12的一端连接，光源光纤11的另一端与光源组件9连接，荧光检测光纤12的另一端与荧光检测组件10连接。
55.需要说明的是，通过设置光源组件9和荧光检测组件10，可以使得本装置不仅能够对核酸样品进行扩增操作，还可以对扩增后的样品进行实时荧光定量检测操作。
56.其中，实时荧光定量检测pcr技术是指在pcr反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个pcr进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。该技术借助于荧光信号来检测pcr产物，一方面提高了聚合酶链式反应灵敏度，另一方面还可以实现每循环一次聚合酶链式反应即可收集一个数据，以建立实时的核酸样品扩增曲线，准确地确定ct值，从而根据ct值确定起始的核酸拷贝数，也即真正实现核酸定量检测操作。
57.优选的，加热块1和加热片2通过固定块14固定连接，固定块14设有用于容纳加热块1的第一凹槽和用于容纳加热片2的第二凹槽，固定块14为耐高温的保温材料件。因此，固定块14可以很好的在扩增过程中对加热块1和加热片2进行保温。
58.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对固定块14的形状、结构、材质等进行确定。
59.优选的，固定块14设有用于使光源光纤11和荧光检测光纤12穿过的光纤槽，加热块1两侧分别设有用于安装光源光纤11和荧光检测光纤12的光纤安装孔15，加热块1的外周部套设有光纤压板16，光纤压板16贴合固定块14的顶部设置，以压紧光源光纤11和荧光检测光纤12。
60.需要说明的是，可以在单个加热块1内设置4个试剂孔13，并在加热块1的两侧分别设置用于安装光源光纤11的光纤安装孔15和用于安装荧光检测光纤12的光纤安装孔15，且两列光纤安装孔15的夹角为90
°
，如图5所示，确保加热块1的每个试剂孔13内均接入两根光纤，一根是光源光纤11，另一根是荧光检测光纤12。光纤经过加热块1的光纤安装孔15和固定块14的光纤槽的定位后，再通过光纤压板16压紧，这种定位方式可以确保各个光纤的定位准确且牢靠，有利于保证测光值的准确性。
61.优选的，光源光纤11的端部通过第一光纤固定块17安装于底板19的下部，荧光检
测光纤12的端部通过第二光纤固定块18安装于底板19的下部，底板19的上部设有可周向转动的转盘20，转盘20与电机21的转动轴连接，光源组件9和荧光检测组件10均设于转盘20上，且光源组件9和第一光纤固定块17对应设置，荧光检测组件10和第二光纤固定块18对应设置。
62.需要说明的是，转盘20可以通过轴固定件23与电机21的电机轴固定，从而使电机21可以带动转盘20旋转，转盘20上安装的光源组件9可以通过底板19上接入的光源光纤11将荧光光源传入加热块1的试剂孔13内，并且，荧光检测光纤12则可以通过底板19，将荧光信号传入荧光检测组件10内进行实时荧光定量检测。而且，可以在转盘20上设置用于支撑固定pcb板24和导电滑环25的支架26，pcb板24和导电滑环25用于与光源组件9和荧光检测组件10配合使用，以确保荧光定量检测操作的顺利进行。
63.还需要说明的是，可以在转盘20上设置4个光源组件9，以对试剂孔13提供4种不同的光源，并且，与各光源组件9对应设置有4个荧光检测组件10，荧光检测组件10用于对返回的荧光信号进行检测，当电机21带动转盘20进行圆周运动时，可以使光源组件9和荧光检测组件10对固定在底板19上的光纤提供光源和检测返回的荧光信号。
64.除了可以通过设置一组光源组件9和对应的一套荧光检测组件10对试剂孔13进行荧光定量检测以外，也可以安装多组光源组件9和对应的多组荧光检测组件10，从而达到多通道进行实时荧光定量检测的目的，如图3所示。
65.优选的，单个试剂孔13所对应的光源光纤11和荧光检测光纤12在底板19上呈180
°
设置，且单个试剂孔13所对应的光源组件9和荧光检测组件10在转盘20上呈180
°
设置，以便光源组件9向试剂孔13内传入荧光光源的同时，荧光检测光纤12可以将试剂孔13内的荧光信号返回至荧光检测组件10。因此，电机21每转动一周即可完成所有加热孔的一次测光分析，有效提高了装置的检测效率。
66.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一凹槽和第二凹槽、第一光纤固定块17和第二光纤固定块18，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
67.除了上述pcr扩增检测系统，本实用新型还提供一种分子诊断仪器，该分子诊断仪器包括：上述任一项的pcr扩增检测系统。该分子诊断仪器的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
68.另外，还需要说明的是，本技术的“上下”、“顶底”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，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实用新型的限制。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。
70.以上对本实用新型所提供的分子诊断仪器及其pcr扩增检测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和
修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。