一种生物样品使用的恒温混匀裂解装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物样品核酸提取的前处理辅助设备技术领域，特别是一种生物样品恒温混匀裂解装置。


背景技术：

2.随着经济及科技的发展进步，核酸检测技术已经从科研部门进入了市场监管的食品安全检测领域，主要应用包括转基因的检测、过敏原检测和物种掺假检测等。核酸检测前，提取核酸样本是一个关键步骤，在动植物样本的核酸提取步骤中，常常需要采用化学试剂对样品进行恒温处理来裂解动植物细胞以释放核酸(样品的裂解通常需要在56℃至65℃的恒温条件下进行充分混匀，让化学裂解试剂和粉碎后的样品充分接触，从而达到一个有效裂解的效果)。
3.现有的技术中，为了实现样品的充分裂解，一般使用恒温振荡摇床来实现。由于恒温振荡摇床的结构及功能所限，很多比重较重的样品(如大米和玉米等)装入试管(离心管)内并放在振荡摇床内后，在振荡摇床振荡样品中，样品始终处于离心管锥形底部，这样无法实现样品和化学裂解试剂的充分混匀接触，因此降低了核酸裂解提取的效率，对检测工作会带来不利影响。还有就是，现有的恒温振荡摇床没有制冷恒温功能、只能提供相对较高温度下的恒温(比如30-100℃)振荡样品；而在实际操作中，工作人员在其他提取样品中蛋白等操作时，由于需要相对低温环境下混匀样品和试剂提取蛋白，一般就只能将振动摇床加热恒温功能关闭，再把振动摇床及试管放入低温恒温柜内振荡混匀样品；上述操作不但过程繁琐，给工作人员带来了不便，且设备整体不紧凑并增加了成本。综上所述，提供一种不但能提供较高恒温环境下实现样品和试剂混匀、进而有效裂解释放核酸，且使用者还能根据需要选择低温恒温环境下、混匀样品及试剂有助于蛋白提取等的装置显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有恒温振荡摇床应用于提取样品裂解释放核酸中，受到结构所限，无法实现样品和化学试剂的充分混匀接触，会降低样品裂解释放核酸的效率，对检测工作会带来不利影响的缺点，以及无法提供低温恒温环境，会对样品及试剂混匀、有效释放蛋白造成影响的弊端，本实用新型提供了在相关机构及电路共同作用下，一次可实现较多数量的离心管(试管)内的样品和试剂混匀接触，不但能实现相对高温恒温环境下混匀样品，还能根据需要实现低温恒温环境下混匀样品，由此实现了结构紧凑、成本相对低，且给工作人员带来了便利，并提高了工作效率的一种生物样品恒温混匀裂解装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种生物样品恒温混匀裂解装置，包括箱体、加热器、电机减速机构、半导体制冷机构、稳压电源、温控开关、电源开关、调压器，其特征在于还具有试管架机构、检测机构、控制电路、提示电路；所述箱体两端各有内部空间互相隔绝的左壳体、右壳体，电机减速机构安装在左壳体内一侧，试管架机构包括多边形架体、弹簧夹片，弹簧夹片有多只，多只试管
弹簧夹片下端分别间隔距离安装在架体外端上，多只试管分别夹在多只试管弹簧夹片内，架体的一端和电机减速机构的动力输出轴安装在一起，架体另一端转动安装箱体一端内；所述半导体制冷机构安装在左壳体内，加热器安装在箱体内；所述稳压电源、温控开关、电源开关、提示电路、控制电路、调压器安装在右壳体内，检测机构包括绕组、永久磁铁，磁铁安装在电机减速机构的动力输出轴外侧，绕组安装在左壳体内一侧、且磁铁位于绕组中部部位内并间隔距离；所述调压器的电源输出端和电机减速机构的电源输入端电性连接，控制电路的两路控制电源输出端和半导体制冷机构、加热器的电源输入端分别电性连接，两只温控开关串联在控制电路的两个信号输入端之间，检测机构的信号输出端和提示电路的触发信号输入端电性连接。
7.进一步地，所述弹簧夹片是金属材料、下端为圆形上端为开放式结构，弹簧夹片的内径小于试管的外径，且多只弹簧夹片的内径不一致。
8.进一步地，所述加热器是恒温电加热板；稳压电源是交流转直流开关电源模块；电机减速机构是同轴电机齿轮减速器。
9.进一步地，所述控制电路包括两只电性连接的继电器，第一只继电器和第二只继电器负极电源输入端连接。
10.进一步地，所述提示电路包括电性连接的整流桥堆、电解电容、电阻、继电器和npn三极管、蜂鸣器，整流桥堆的输出端正极和电解电容正极、电阻一端连接，整流桥堆的输出端负极和电解电容负极、npn三极管发射极、蜂鸣器负极电源输入端连接，电阻另一端和npn三极管基极连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器常闭触点端和蜂鸣器负极电源输入端连接。
11.本实用新型有益效果是：本新型使用前可把较多数量不同外径的试管通过弹簧夹片固定在架体上，电机减速机构带动架体转动后(能调节转速)，试管内的样品能充分和试剂混匀接触。本新型打开不同的电源开关不但能实现相对高温恒温环境下混匀样品，还能根据需要实现低温恒温环境下混匀样品。应用中当电机减速机构出现故障后能及时通过蜂鸣器发声提示工作人员检查故障，防止样品长时间不转动达不到好的混匀效果。本新型结构紧凑、成本相对低，且给工作人员带来了便利，并提高了工作效率。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
12.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
13.图1是本实用新型整体结构及局部放大结构示意图。
14.图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
15.图1、2所示，一种生物样品恒温混匀裂解装置，包括前端具有铰接安装的活动门的箱体1，加热器rt，电机减速机构m，半导体制冷机构m2，稳压电源u1，温控开关w1、w2，电源开关k、k1、k2、k3，调压器d；还具有试管架机构、检测机构、控制电路2、提示电路3；所述箱体1左右端中部各有一个和箱体焊接在一起的左壳体101、右壳体102，电机减速机构m经螺杆螺母横向安装在左壳体101内右中部且其动力输出轴4经由左壳体101右中部开孔引入箱体1
左端内中部，试管架机构包括中空且为封闭式机构的六角形架体5、试管弹簧夹片6，试管弹簧夹片6有36只，36只试管弹簧夹片6分为六列下端分别由左至右横向焊接在架体5外端6条边上，多只试管中部分别夹在多只试管弹簧夹片6中部内下端，架体6的左端中部和电机减速机构的动力输出轴4法兰盘经螺杆螺母连接在一起，箱体1内右端中部经螺杆螺母安装有一个轴承座(图中未画出)，架体1右端中部安装的轴杆7右端紧套在轴承的内圈内；所述半导体制冷机构m2经螺杆螺母安装在左壳体101内下端中部、且半导体制冷片m2的冷端风扇右侧经由左壳体101下右端中部矩形开口位于箱体1内下左端中部(利于释放冷量)，半导体制冷片m2的热端风扇(有网罩保护)经由左壳体下左端中部矩形开口位于左壳体10外下左端中部(利于散发热量)；所述加热器rt有四只(电源输入两端经导线并联在一起)，分别经螺杆螺母安装在箱体内上下两部(上下各两只)；所述稳压电源、温控开关、电源开关、提示电路、控制电路、调压器安装在电路板上，电路板安装在右壳体102内，且四只电源开关的按键、两只温控开关的调节旋钮、调压器的调节旋钮分别位于右壳体前端多个开孔外，检测机构包括环绕安装在中空环形铁芯上的绕组m1、中空环形磁铁8，磁铁8用胶粘接在电机减速机构的动力输出轴4外侧且位于左壳体101右端内中部位置，绕组m1经螺杆螺母安装在左壳体101内右中部、且永久磁铁8位于绕组m1中部环形中空部位内并间隔一定距离(1毫米)。
16.图1、2所示，探测机构的绕组m1在电机减速机构带动磁铁8转动后能产生切割磁力线发出1v以上的交流电源(转速越高电压越高。弹簧夹片6是钢制材料、下端为圆形上端为开放式结构且最上部两侧向外岔开，弹簧夹片的内径小于试管9的外径，且36只弹簧夹片6的内径不一致适合不同外径的试管9固定。每只加热器rt是功率500w、发热温度恒温300℃、型号wh-ptc35205的铝壳ptc电加热板成品；稳压电源u1是型号220v/12v/2kw的交流220v转直流12v开关电源模块成品；电机减速机构m是工作电压交流220v、功率100w的同轴电机齿轮减速器成品、其动力输出轴转速最大每分钟30转；半导体制冷机构m2是型号xd-3028、工作电压直流12v、功率400w的半导体制冷模块成品；两只温控开关w1及w2是型号0-300的可调温度开关成品，其能实现0-300℃之间的温度调节，第一只温控开关w1内部触点是常开式、第二只温控开关w2内部触点是常闭时，两只温控开关的感温头位于箱体内右端(经箱体内右端两个小开孔进入箱体内)；电源开关k、k1、k2、k3是船型翘板开关；调压器d是型号l16568的单相电机调速器、输出功率500w。控制电路包括两只经电路板布线连接的继电器j1及j2，第一只继电器j1和第二只继电器j2负极电源输入端连接。提示电路包括经电路板布线连接型号kbp206的整流桥堆u2、电解电容c1、电阻r1、继电器j3和npn三极管q1、蜂鸣器b，整流桥堆u2的输出端正极3脚和电解电容c1正极、电阻r1一端连接，整流桥堆u2的输出端负极4脚和电解电容c1负极、npn三极管q1发射极、蜂鸣器b负极电源输入端连接，电阻r1另一端和npn三极管q1基极连接，npn三极管q1集电极和继电器j3负极电源输入端连接，继电器j3常闭触点端和蜂鸣器b负极电源输入端连接。
17.图1、2所示，稳压电源u1的电源输入端1及2脚和交流220v电源两极分别经导线连接；稳压电源u1的电源输出端正极3脚和第一只电源开关k及第三只电源开关k3、第四只电源开关k2一端经导线连接。220v交流一极和第二只电源开关k1一端、控制电路的继电器j1控制电源输入端经导线连接。第二只电源开关k1另一端、220v交流电源另一极和调压器d的电源输入端1及2脚分别经导线连接。调压器d的电源输出端3及4脚和电机减速机构m的电源输入端分别经导线连接。第一只电源开关k另一端、第四只电源开k2另一端和控制电路的两
个信号输入端继电器j1正极电源输入端及继电器j2正极电源输入端分别经导线连接。第三只电源开关k3另一端和提示电路的信号输入端继电器j3控制电源输入端经导线连接。稳压电源u1的电源输出端3及4脚和控制电路的电源输入端继电器j2控制电源输入端及负极电源输入端、提示电路的电源输入端继电器j3正极电源输入端及npn三极管q1发射极分别经导线连接。控制电路的第一路控制电源输出端继电器j2常开触点端及负极电源输入端和半导体制冷机构m2的电源输入端分别经导线连接。控制电路的第二路控制电源输出端继电器j1常闭触点端、220v交流电源另一极和电加热器rt的电源输入两端分别经导线连接。两只温控开关w1及w2经导线串联在控制电路的两个信号输入端电源开关k另一端和继电器j1正极电源输入端、电源开关k2另一端和继电器j2正极电源输入端之间。检测机构的信号输出端绕组m1两端和提示电路的触发信号输入端整流桥堆u2的1及2脚分别经导线连接。
18.图1、2所示，220v交流电源进入稳压电源u1的电源输入端后，稳压电源u1在其内部电路作用下3及4脚会输出稳定的直流12v电源(3脚)进入第电源开关k及电源开关k3、电源开关k2一端，同时3及4脚输出的电源进入控制电路和提示电路的电源输入端。本新型使用前可把较多数量不同外径的试管9(内有预先放入的试剂和样品、且试管被试管帽盖紧)通过多只弹簧夹片6纵向固定在架体5上(试管由弹簧夹片6上端开口套在弹簧夹片下端内，由于电机减速机构m带动架体5转动速度慢，弹簧夹片6夹紧试管力量大，因此设备不会产生振动且试管会被固定牢靠)，然后关闭箱体的活动门。本新型如果需要在较高温度下混匀样品及试剂(比如60℃)，把温控开关w1(和温度开关w2的前端均具有温度刻度)的调节手柄对嘴温控开关的60℃温度刻度，然后打开电源开关k及k1(其余开关关闭)。电源开关k1打开后，调压器d得电工作3及4脚输出电源进入电机减速机构m的电源输入端，电机减速机构m得电工作其动力输出轴带动架体及架体上的多只试管9转动，在电加热器rt恒温加热作用下混匀试剂和样品；工作人员根据需要可以调节电机减速机构m的转速，在不同转速下混匀样品和试剂；当调压器d的调节旋钮向左旋转时其3及4脚输出到电机减速机构m的电源电压降低，进而电机减速机构m带动架体转速变慢；当调压器d的调节旋钮向右旋转时其3及4脚输出到电机减速机构m的电源电压升高，进而电机减速机构m带动架体转速变快。电源开关k打开后，当箱体内温度低于60℃时温控开关w1内部触点开路，继电器j1失电其控制电源输入端和常闭触点端闭合，那么四只电加热器rt会得电发热加热箱体内部，当箱体内温度高于60℃时，温控开关w1内部触点闭合，进而继电器j1得电闭合其控制电源输入端和常闭触点端开路，电加热器rt失电不再加热箱体内；上述过程不断往复本新型就能保证恒温加热箱体，样品及试剂在恒温中混匀。
19.图1、2所示，本新型如果需要在较低温度下混匀样品及试剂(比如10℃)，把温控开关w2(的调节手柄对嘴温控开关的10℃温度刻度，然后打开电源开关k2及k1(其余开关关闭)。电源开关k1打开后，电机减速机构m得电工作其动力输出轴带动架体及架体上的多只试管9转动，在半导体制冷机构恒温低温作用下混匀试剂和样品(可调速)。电源开关k2打开后，当箱体内温度高于10℃时温控开关w2内部触点闭合，继电器j2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，那么半导体制冷机构m2会工作为箱体内输入冷源，当箱体内温度低于10℃时，温控开关w2内部触点开路，进而继电器j1会失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，半导体制冷机构m2失电不再为箱体内提供冷源；上述过程不断往复本新型就能保证恒温为箱体提供低温，样品及试剂在恒温中混匀。
20.图1、2所示，本新型中，电源开关k3打开后(在恒温加热及制冷箱体时、打开电源开关k1后、再打开电源开关k3)，提示电路得电。当电机减速机构m正常工作其动力输出轴带动磁铁8转动后、绕组m1会产生交流电源经整流桥堆u2整流(直流)、电解电容c1滤波再经电阻r1限流进入npn三极管q1基极(高于0.7v以上)，于是npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器j3负极电源输入端，继电器j3得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，那么蜂鸣器b不发声，代表架体处于转动中。当电机减速机构m工作异常其动力输出轴不再带动磁铁8转动时、绕组m1不再产生电源进入npn三极管q1基极，于是npn三极管q1截止、继电器j3失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端闭合，那么蜂鸣器b会发出较大提示声，代表架体没有转动，工作人员就可及时排除故障防止样品长时间不转动达不到好的混匀效果。使用完毕后关闭所有电源开关。通过上述机构及电路共同作用，本新型电机减速机构带动架体转动后(能调节转速)，试管内的样品能充分和试剂混匀接触；打开不同的电源开关不但能实现相对高温恒温环境下混匀样品，还能根据需要实现低温恒温环境下混匀样品；应用中当电机减速机构出现故障后能及时通过蜂鸣器发声提示工作人员检查故障，防止样品长时间不转动达不到好的混匀效果。本新型结构紧凑、成本相对低，且给工作人员带来了便利，并提高了工作效率。图2中，继电器j2、3、j1是dc12v继电器；npn三极管q1型号是9013；电解电容c1型号是470μf/25v；电阻r1阻值是100ω；蜂鸣器b是型号dc12v的有源连续声蜂鸣报警器成品。
21.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。