一种移动式双温区加热模块的制作方法

1.本发明涉及pcr仪加热装置技术领域，特别地涉及一种移动式双温区加热模块。


背景技术：

2.核酸扩增过程需要对装有核酸扩增试剂的微流控芯片进行加热，并且随着测试的进行，还需要调节温度。目前存在有单温区或双温区的两类微流控pcr仪器；其中，单温区的pcr仪器只有一个温度平台，其通过改变温度平台的温度来达到测试需求；而目前的双温区pcr仪器，其主要是让2个不同温度的温度平台固定不动，让装有核酸扩增试剂的微流控芯片在2个不同的温度平台之间反复运动并贴合加热。
3.但是，以上两种加热方案均存在一定的技术缺陷。对于单温区的pcr仪器而言，其温度调节以及变化需要时间，导致核酸扩增的时间比较长，其耗时基本是双温区的2倍，测试效率低。而对于目前的双温区pcr仪器而言，让微流控芯片移动的话势必要进一步扩大样品的放置区域，以提供芯片移动的空间，不利于pcr仪器的结构设计，增加成本；并且市面上的双温区pcr仪产品重量都比较重，不便于携带。
4.因此，需要提出一种移动式双温区加热模块，以克服以上加热方案存在的技术缺陷。


技术实现要素：

5.为了解决以上加热方式存在的影响测试效率、不利于仪器结构设计、仪器成本高的问题，本技术提出了一种移动式双温区加热模块。
6.本发明提出的一种移动式双温区加热模块，包括：
7.直线移动组件；
8.加热组件，设置在所述直线移动组件上，其包括低温加热模组与高温加热模组，所述低温加热模组与所述高温加热模组在所述直线移动组件的移动方向上并列设置；
9.其中，所述加热组件能够在直线移动组件的带动下切换与位置固定的微流控芯片相接触的所述加热模组。
10.在一个实施方式中，所述低温加热模组与所述高温加热模组顶部的表面为加热面，所述加热面能够与所述微流控芯片的底面相贴合。
11.在一个实施方式中，所述加热组件还包括用于支撑所述加热模组的弹性支撑结构；
12.其中，位于所述弹性支撑结构上的所述加热模组，其顶部的所述加热面的高度不低于所述微流控芯片的底面的高度。
13.在一个实施方式中，所述加热模组在所述直线移动组件的移动方向上的两个边缘分别具有引导斜面；
14.所述引导斜面的最高点处与所述加热面平滑过渡，其最低点处的高度低于所述微流控芯片的底面的高度。
15.在一个实施方式中，所述弹性支撑结构包括多个支柱，每个所述支柱上均套有弹簧，所述弹簧的顶端配合于所述加热模组的底面且其顶端的高度高于所述支柱顶端的高度。
16.在一个实施方式中，所述加热组件还包括导向结构，所述导向结构包括位于对应的所述加热模组相对的两侧的至少两个导向柱，所述导向柱沿所述弹性支撑结构的形变方向延伸且与对应的所述加热模组的边缘接触。
17.在一个实施方式中，所述导向柱上开设有导向滑槽，所述导向滑槽沿所述弹性支撑结构的形变方向延伸，所述加热模组的边缘具有配合在所述导向滑槽内的导向滑块。
18.在一个实施方式中，所述加热组件还包括承载所述低温加热模组与所述高温加热模组的固定座，所述固定座连接所述直线移动组件。
19.在一个实施方式中，所述直线移动组件采用直线电机模组或步进电机模组，所述加热组件固定设置在所述电机模组的活动部上。
20.在一个实施方式中，所述低温加热模组与所述高温加热模组的加热温度均可调。
21.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
22.本发明提供的一种移动式双温区加热模块，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
23.本发明的一种移动式双温区加热模块，使微流控芯片可以在两个温度区间之间切换，免去了单温区需要等待升降温到达设定温度的过程，大大提高了测试效率，节省了核酸扩增的时间。同时，通过固定微流控芯片的位置而使加热模块进行移动，使得样品放置区域仅需匹配微流控芯片的大小即可，缩小了样品放置区域所需的空间面积，有利于pcr仪器在结构上的小型化设计，并大幅降低成本；还可以降低设备的重量，更便于携带。此外，本发明的双温区加热模块各个功能部分的模块化程度高，减少了总体的零部件数量，便于后期的检修拆装。
附图说明
24.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
25.图1显示了本发明的加热模块的整体结构的轴测示意图；
26.图2显示了本发明的加热模块的结构爆炸图；
27.图3显示了本发明的加热模块的整体结构的俯视图；
28.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
29.附图标记：
30.10-直线移动组件，20-加热组件，201-加热面，202-导向滑块，21-低温加热模组，22-高温加热模组，23-弹性支撑结构，231-支柱，232-弹簧，24-导向结构，241-导向柱，242-导向滑槽，25-固定座，30-微流控芯片。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明作进一步说明。
32.本发明的实施例提供了一种移动式双温区加热模块，包括：
33.直线移动组件10；
34.加热组件20，设置在直线移动组件10上，其包括低温加热模组21与高温加热模组22，低温加热模组21与高温加热模组22在直线移动组件10的移动方向上并列设置；
35.其中，加热组件20能够在直线移动组件10的带动下切换与位置固定的微流控芯片30相接触的加热模组。
36.具体地，如附图图1所示，本发明针对微流控芯片30进行加热的思路为：使微流控芯片30固定不动，让双温区的加热模块移动。以此来实现微流控芯片30在低温加热模组21和高温加热模组22之间切换，实现不同温度的加热。其中，加热组件20提供加热功能，直线移动组件10提供直线移动功能，加热组件20中的低温加热模组21与高温加热模组22的温度只是相对高低，二者沿直线移动组件10的移动方向设置，这样直线移动组件10就可以通过驱动加热组件20移动来在低温加热模组21与高温加热模组22之间切换对应位置固定的微流控芯片30的加热模组，从而使对应的加热模组接触微流控芯片30，满足相应温度下的加热需求。
37.本实施例的加热模块基于双温区的加热组件20，使得微流控芯片30可以在两个温度区间之间切换，免去了单温区需要等待温度变化的过程，提高了测试效率。同时，通过固定微流控芯片30的位置而使加热模块进行移动，使得样品放置区域仅需匹配微流控芯片30的大小即可，缩小了样品放置区域所需的空间面积，有利于pcr仪器在结构上的小型化设计，大幅降低成本。
38.需要说明的是，本实施例主要阐述了加热组件20主要包括低温加热模组21与高温加热模组22两类加热模组，至于低温加热模组21与高温加热模组22的具体数量则可以根据需求进行进一步设计，例如低温加热模组21与高温加热模组22可以设置为多个并且两两对应，以应对多个芯片同时进行加热的需求与可能性。
39.优选地，低温加热模组21与高温加热模组22的加热温度均可调。
40.具体地，由于测试过程中，微流控芯片30可能需要经过多个不同温度值下的加热过程，进而将低温加热模组21与高温加热模组22均设置为温度可调的，这样可以满足不同的温度需求。并且，在微流控芯片30通过其中一个加热模组加热的同时，可以将另一个加热模组的温度预先调节下一阶段加热所需的温度，进而两个加热模组之间的交替配合，可以提高测试效率，免去温度变化的等待过程。
41.在一个实施例中，低温加热模组21与高温加热模组22顶部的表面为加热面201，加热面201能够与微流控芯片30的底面相贴合。
42.具体地，所附图图1与图2所示，微流控芯片30在固定的位置水平放置，加热模块整体位于微流控芯片30的下方，对微流控芯片30进行加热的加热膜组位于微流控芯片30的正下方，加热模组上表面的加热面201与微流控芯片30的底面相贴合，以实现传热。
43.在一个实施例中，加热组件20还包括用于支撑加热模组的弹性支撑结构23；
44.其中，位于弹性支撑结构23上的加热模组，其顶部的加热面201的高度不低于微流控芯片30的底面的高度。
45.具体地，所附图图2所示，加热模组承载于弹性支撑结构23上，弹性支撑结构23具有以下两方面的作用：
46.其一，针对加热模组顶部的加热面201的高度等于微流控芯片30的底面的高度，即
理论上两个面平齐，这种情况下，弹性支撑结构23用于进行缓冲，避免在进行加热模组切换时，微流控芯片30与相应加热模组之间可能存在的磕碰。
47.其二，针对加热模组顶部的加热面201的高度高于微流控芯片30的底面的高度，这种情况下，弹性支撑结构23用于通过弹力使微流控芯片30与相应加热模组的面面贴合更加紧密。具体来说，在通过移动使对应的加热模组切换到微流控芯片30正下方的过程中，由于加热模组顶部的加热面201初始高度高于微流控芯片30的底面，进而微流控芯片30会逐渐向下挤压加热模组并使弹性支撑结构23压缩，弹性支撑结构23压缩后的弹力会反作用在加热模组与微流控芯片30之间的接触面上，使二者的接触面彼此更加紧贴，提高接触面的接触的紧密性，保证加热效果。
48.在一个实施例中，加热模组在直线移动组件10的移动方向上的两个边缘分别具有引导斜面；
49.引导斜面的最高点处与加热面201平滑过渡，其最低点处的高度低于微流控芯片30的底面的高度。
50.具体地，由于由于加热模组顶部的加热面201初始高度高于微流控芯片30的底面，进而微流控芯片30需要一个引导结构来挤压对应的加热模组，故在加热模组的两侧边缘设置引导斜面，来引导微流控芯片30向下挤压对应的加热模组，避免二者相互卡死。
51.在一个实施例中，弹性支撑结构23包括多个支柱231，每个支柱231上均套有弹簧232，弹簧232的顶端配合于加热模组的底面且其顶端的高度高于支柱231顶端的高度。
52.具体地，如附图图2所示，弹性支撑结构23中的弹簧232主要起到弹性支撑的作用，支柱231用于保持弹簧232始终沿其轴线产生伸缩形式的形变，避免微流控芯片30挤压对应的加热模组时发生弯曲等形式的形变。支柱231顶端的高度低于弹簧232顶端的高度，二者之间的高度差对应的空间对应为弹簧232形变提供的空间。
53.优选地，加热模组与微流控芯片30配合时，其底部与支柱231的顶端接触。
54.在一个实施例中，加热组件20还包括导向结构24，导向结构24包括位于对应的加热模组相对的两侧的至少两个导向柱241，导向柱241沿弹性支撑结构23的形变方向延伸且与对应的加热模组的边缘接触。
55.具体地，如附图图1至图3所示，由于弹簧232不具有刚性结构，其在沿轴向伸缩形变的过程中容易产生其他方向上的偏转，例如发生弯曲等，进而需要设置导向结构24进一步的引导，以保证加热模组在弹簧232形变时是直上直下的运动。
56.在一个实施例中，导向柱241上开设有导向滑槽242，导向滑槽242沿弹性支撑结构23的形变方向延伸，加热模组的边缘具有配合在导向滑槽242内的导向滑块202。
57.具体地，如附图图2所示，导向柱241内侧具有导向滑槽242，加热模组的边缘的导向滑块202配合在导向滑槽242中，导向滑槽242与导向滑块202的作用是为了进一步保证弹簧232形变的方向沿其轴向，即保证加热模组在弹簧232形变时是直上直下的运动。
58.在一个实施例中，加热组件20还包括承载低温加热模组21与高温加热模组22的固定座25，固定座25连接直线移动组件10。
59.具体地，如附图图2所示，加热组件20中的其他部件均设置在固定座25上，固定座25连接直线移动组件10。
60.在一个实施例中，直线移动组件10采用直线电机模组或步进电机模组，加热组件
20固定设置在电机模组的活动部上。
61.具体地，如附图图2所示，本发明的直线移动组件10采用直线电机模组，相较于其他诸如齿轮齿条或丝杆滑块等结构，具有运行平稳、噪音小的优点。视情况也可以采用步进电机模组，也具有相同的优点。
62.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。
63.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。