PCR仪的制作方法

pcr仪
技术领域
1.本技术涉及pcr仪领域，特别地涉及一种pcr仪。


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，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。pcr仪（也可称为基因扩增仪）用于实现这样的反应。
3.在pcr仪中，通常需要并行地对多个待测样本同时进行基因扩增，并随后用荧光检测模块对反应耗材中的待测样本进行荧光检测。荧光检测模块可以包括一个或多个检测通道（也称为荧光通道），以用于检测待测样本中的一种或多种目标靶基因。如果一个待测样本中有多种需要检测的目标靶基因，那么就需要多个荧光通道进行工作，而如果只需要检测一种目标靶基因，那么就只需一个荧光通道进行工作即可。常规的荧光检测模块的检测效率低且检测精度不高。
4.此外，传统pcr仪存在样本容置机构结构复杂，组装难度大且不易维护，扩增单元加热不均匀从而影响检测精确性，以及在长时间使用后极易出现光纤老化、损坏及其装配精度降低等问题，严重影响了pcr仪的可靠性和用户体验。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种pcr仪，以至少部分地解决传统的pcr仪中存在的上述问题和/或其他潜在问题。
6.在本技术的一个方面，提供了一种pcr仪，所述pcr仪包括扩增装置和光学检测装置。所述扩增装置包括：样本容置单元，包括用于容置多个待测样本的样本仓托盘，所述样本仓托盘适于在出仓位置和扩增检测位置之间移动；扩增单元，能够沿竖直方向在升起位置和降低位置之间移动，在所述升起位置，所述扩增单元适于对所述多个待测样本进行温度调节，在所述降低位置，所述扩增单元与所述多个待测样本脱离；以及光纤固定组件，被布置在所述样本容置单元的顶部，并且包括光纤固定板，所述光纤固定板上设置有与所述多个待测样本在所述竖直方向上对齐的多个光纤固定孔。所述光学检测装置包括：基座，其上设置有一组通孔；多个引导光纤，每个引导光纤的一端在所述基座的第一侧与所述一组通孔中的一个通孔对应设置，每个引导光纤的另一端固定在所述光纤固定板上的相应光纤固定孔中；转盘，位于所述基座的第二侧，并套设在驱动件的输出轴上；以及至少一个光学器件，设置在所述转盘上，每个光学器件包括激发光生成模组、发射光接收模组和y型光纤，所述y型光纤包括中心光纤和至少一个周向光纤，所述中心光纤和所述至少一个周向光纤的第一端被束缚在一起并且适于在所述转盘转动的情况下与所述一组通孔中的每个通孔相继对齐，所述中心光纤的第二端连接至所述激发光生成模组和所述发射光接收模组中的一项，所述至少一个周向光纤的第二端连接至所述激发光生成模组和所述发射光接收模组中的另一项，所述激发光生成模组被配置为生成激发光并且将所述激发光经由所述y型光
纤、所述一组通孔中的与所述y型光纤的第一端对齐的相应通孔、以及所述多个引导光纤中的与所述相应通孔对应设置的相应引导光纤照射到相应的待测样本，所述发射光接收模组被配置为经由所述多个引导光纤中的相应引导光纤、所述一组通孔中的相应通孔、以及所述y型光纤接收被照射的所述待测样本发出的发射光。
7.在一些实施例中，所述扩增装置还包括第一支架，所述样本容置单元和所述扩增单元分别可移动地设置在所述第一支架上。
8.在一些实施例中，所述扩增装置还包括升降驱动组件，所述升降驱动组件耦合至所述扩增单元，并且包括升降驱动部以及一对传动连杆组件，所述升降驱动部经由所述一对传动连杆组件来驱动所述扩增单元在所述升起位置和所述降低位置之间移动，所述一对传动连杆组件中的每个传动连杆组件包括：传动轮，耦合至所述升降驱动部以由所述升降驱动部驱动而转动，并且包括偏心设置的枢转轴；第一连杆，包括第一端和可转动地设置在所述第一支架上的第二端；传动杆，可转动地连接在所述枢转轴和所述第一连杆的第一端之间；第二连杆，包括第一端和第二端，所述第二连杆的第一端可转动地连接至所述第一连杆的第一端，所述第二连杆的第二端可转动地连接至所述扩增单元；以及滑槽机构，固定地设置在所述第一支架上，并且包括沿所述竖直方向设置的滑槽，以供所述第二连杆的第二端在其中滑动。
9.在一些实施例中，所述样本容置单元还包括：样本仓固定盘，被固定地设置在所述第一支架上，并且包括底壁和一对侧壁，所述底壁包括开口；以及平移驱动组件，耦合至所述样本仓托盘，以驱动所述样本仓托盘沿所述侧壁移动。
10.在一些实施例中，所述平移驱动组件包括：齿条，设置在所述样本仓托盘上并随所述样本仓托盘移动；齿轮，设置在所述第一支架或所述样本仓固定盘上，并与所述齿条啮合，并且所述齿轮的轴线沿所述竖直方向延伸；以及平移驱动部，包括耦合至所述齿轮的输出轴，以驱动所述齿轮转动。
11.在一些实施例中，所述样本容置单元还包括：导向条，与所述侧壁间隔开预定距离而布置在所述样本仓固定盘的所述底壁上；以及导向槽，形成在所述样本仓托盘上，并且适于供所述导向条可滑动地布置在其中来为所述样本仓托盘的移动提供导向。
12.在一些实施例中，所述样本容置单元还包括：限位条，与所述底壁间隔开预定距离而形成在所述侧壁上，所述限位条适于将所述样本仓托盘的至少一部分限位在所述限位条和所述底壁之间。
13.在一些实施例中，所述升降驱动组件还包括：第一传感器组件，耦合至所述样本仓固定盘和所述扩增单元中的至少一个上，并且适于检测所述扩增单元相对于所述样本仓固定盘的位置。
14.在一些实施例中，所述平移驱动组件还包括：第二传感器组件，耦合至所述样本仓固定盘和所述样本仓托盘中的至少一个上，并且适于检测所述样本仓托盘相对于所述样本仓固定盘的位置。
15.在一些实施例中，所述扩增单元包括：温控组件，包括多个反应腔，并且被布置为在所述样本仓托盘处于所述扩增检测位置时与所述开口对齐，以使得所述扩增单元在处于所述升起位置时支撑所述待测样本，并以可控的方式对所述待测样本进行温度调节；以及散热组件，热耦合至所述温控组件，并且包括散热体、被布置在所述散热体上的散热翅片以
及风扇，所述风扇耦合至所述散热翅片，并且适于使空气在所述散热翅片中沿预定的方向流动，以对所述散热体进行散热。
16.在一些实施例中，所述温控组件还包括散热风道，所述散热风道包括：一对安装壁，平行于所述散热翅片的延伸方向而至少设置在所述散热翅片的外侧；以及端壁，连接所述一对安装壁并且布置在所述散热翅片的末端，所述端壁具有进风口，其中所述风扇耦合至所述端壁并与所述进风口对齐，以使得所述空气从所述进风口进入并沿所述散热翅片的延伸方向从所述散热翅片的延伸方向的两个出风端口流出。
17.在一些实施例中，所述散热组件还包括：至少一个热管，邻近所述多个反应腔而布置在所述散热体中。
18.在一些实施例中，所述光纤固定组件还包括：恒温盖，被布置在所述光纤固定板的邻近所述待测样本的一侧，并且具有多个通孔，所述多个通孔在所述竖直方向上与所述多个光纤固定孔对齐；隔热板，被固定至所述光纤固定板并位于所述光纤固定板和所述恒温盖之间，所述隔热板具有多个安装孔，所述多个安装孔在所述竖直方向上与所述多个光纤固定孔对齐；以及多个透镜，各自被固定至对应的所述安装孔中，并且位于所述引导光纤的所述另一端与所述恒温盖之间，以至少用于将所述激发光和所述发射光准直。
19.在一些实施例中，所述中心光纤的第二端连接至所述激发光生成模组，所述至少一个周向光纤的第二端连接至所述发射光接收模组，所述中心光纤具有直径a，所述y型光纤的第一端具有直径b，所述多个引导光纤中的每个引导光纤具有直径c，其中所述直径a、所述直径b和所述直径c满足如下关系：b》c》a。
20.在一些实施例中，所述中心光纤具有发散角α，所述多个引导光纤中的每个引导光纤具有发散角β，所述多个引导光纤中的每个引导光纤与所述y型光纤的第一端在对齐的情况下具有间距d，其中所述发散角α、所述发散角β、所述间距d与所述直径a、所述直径b、所述直径c满足如下关系：，。
21.在一些实施例中，所述激发光生成模组包括光源、第一凸透镜、第二凸透镜、激发光滤光片和第三凸透镜，所述光源被配置发出激发光，所述第一凸透镜被配置为对由所述光源发出的激发光进行汇聚，所述第二凸透镜被配置为将来自所述第一凸透镜的光汇聚成平行光，所述激发光滤光片被配置为对所述平行光进行过滤，并且所述第三凸透镜被配置为将经过滤的平行光汇聚到所述中心光纤的第二端。
22.在一些实施例中，所述发射光接收模组包括荧光信号接收器、第四凸透镜、发射光滤光片、第五凸透镜和第六凸透镜，所述第六凸透镜被配置为从所述至少一个周向光纤的第二端接收所述发射光并且对所述发射光进行汇聚，所述第五凸透镜被配置为将来自所述第六凸透镜的光汇聚成平行光，所述发射光滤光片被配置为对所述平行光进行过滤，所述第四凸透镜被配置为将经过滤的平行光汇聚到所述荧光信号接收器。
23.在根据本技术的实施例中，光学检测装置的驱动件可以驱动转盘转动，从而带动转盘上的特定光学器件转动到与基座上的通孔对应的位置处，使得y型光纤的第一端相继与基座上的各个通孔对齐。在y型光纤的第一端与基座上各个通孔对齐的情况下，激发光生成模组可以将激发光经由y型光纤、基座上的相应通孔、以及与相应通孔对应设置的相应引导光纤照射到样本仓托盘上的相应的待测样本，并且发射光接收模组可以经由相应引导光
纤、相应通孔、以及y型光纤接收样本仓托盘上被照射的待测样本发出的发射光。以此方式，可以实现对多个待测样本的连续荧光检测，这一方面能够提高pcr仪的荧光检测效率，另一方面能够改善pcr仪的荧光检测精度。
24.此外，在根据本技术的实施例中，通过利用样本容置单元和扩增单元的出仓和升降的配合，能够显著简化pcr仪的扩增装置的出仓部件的结构，只需要样本仓托盘出仓来便于待测样本的取放。以此方式，能够简化pcr仪的结构并降低装配难度，从而提高装配效率。
25.应当理解，该内容部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键特征或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述而变得容易理解。
附图说明
26.结合附图并参考以下详细说明，本技术各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1和图2示出了根据本技术的一个实施例的pcr仪的外部结构示意图；图3示出了根据本技术的一个实施例的pcr仪的内部结构示意图；图4示出了根据本技术的一个实施例的扩增装置的结构示意图；图5示出了根据本技术的一个实施例的扩增装置的结构示意图，其中为了显示内部结构，顶部的一部分被移除；图6示出了根据本技术的一个实施例的扩增装置的从另一个角度观察的结构示意图；图7示出了根据本技术的一个实施例的扩增装置的结构示意图，其中样本仓托盘处于扩增检测位置；图8示出了根据本技术的一个实施例的样本容置单元的结构示意图，其中样本仓托盘处于扩增检测位置；图9示出了根据本技术的一个实施例的样本容置单元的结构示意图，其中样本仓托盘处于出仓位置；图10至图13示出了根据本技术的一个实施例的从不同角度观察的扩增装置的结构示意图；图14示出了根据本技术的一个实施例的控制pcr仪的方法的流程示意图；图15示出了根据本技术的一个实施例的扩增装置的局部剖视图；图16示出了根据本技术的一个实施例的控温模块的结构示意图；图17示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置的布置示意图；图18示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置的结构示意图；图19示出了根据本技术的一个实施例的光学器件的结构示意图；图20示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤的结构示意图；图21示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤的第一端的结构示意图；图22示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤的第一端与引导光纤对齐的情况下的相对布置；图23示出了根据本技术的一个实施例的激发光生成模组的结构示意图；
图24示出了根据本技术的一个实施例的发射光接收模组的结构示意图；图25示出了根据本技术的一个实施例的导电滑环的结构示意图；图26示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置的结构示意图；图27示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置的结构示意图；图28示出了图27中的由圆圈标出的部分的局部放大示意图。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施例。虽然附图中显示了本技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
28.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。
29.pcr仪是利用pcr技术通过特定的dna片段进行体外扩增来实现核酸检测、分子克隆、基因表达分析、基因分型、测序和突变等目的一种仪器设备。具体而言，普通pcr仪主要是为特定的dna片段进行体外扩增提供一种合适的温度环境，首先使dna片段利用dna在体外高温（通常约90℃~95℃，又被称为变性温度）时变性，双链打开变成单链，进而使单链与引物在低温（通常约40℃~60℃，又被称为复性温度）时按碱基互补配对的原则结合，最后调整温度至dna聚合酶最适反应温度（70℃~75℃，又被称为延伸温度），借助dna聚合酶和碱基完成单链的合成形成互补链。普通pcr仪实际就是一个温控设备，能在变性温度、复性温度、延伸温度之间很好地进行控制。
30.目前，有的pcr仪能够同时扩增多份样本。这些样本通常以m
×
n阵列（例如12
×
8阵列）的形式排布在pcr仪的样本容置机构中。用于对多个样本进行温度调节的反应腔可以是样本容置机构的一部分，也可以是与样本容置机构分离但能够和样本容置机构配合，来对多个样本在变性温度、复性（退火）温度、延伸温度之间进行控制。这种多样本检测的pcr仪能够高效地完成多个样本的扩增。此外，还有的pcr仪（例如荧光定量pcr仪）还能够在扩增的同时实现检测功能。通常，用来检测待测样本的激发光生成模组是在待测样本的顶部或者底部照射，从而激发待测样本发出荧光。激发后的待测样本所发出的荧光会被发射光接收模组接收并处理后输出检测的定性结果和定量结果。
31.然而，传统的带检测功能的pcr仪由于检测功能和扩增功能的配合关系，存在样本容置机构结构复杂，组装难度大且不易维护等问题。此外，传统的带检测功能的pcr仪的检测效率低且检测精度不高。此外，传统的扩增设备在扩增多个待测样本时，由于扩增单元存在较大的温度梯度，从而存在加热不均匀导致多个待测样本扩增不一致从而影响检测精确性的问题。另外，对于采用光纤进行光传导的检测，考虑到高温部件对光纤的影响，往往会采用玻璃光纤，从而造成了较高的成本。即便如此，高温部件也会对光纤以及光纤固定部件之间的配合精度产生影响，从而最终影响到测量精度。
32.根据本技术的实施例提供了一种pcr仪，以解决或者至少部分地解决传统的pcr仪
中存在的上述问题或者其他潜在问题。下面将结合附图来描述根据本技术实施例的pcr仪。图1和图2示出了根据本技术的一个实施例的pcr仪在不同角度观察时的外部结构示意图，图3示出了根据本技术的一个实施例的pcr仪的内部结构示意图。
33.如图1至图3所示，在此描述的pcr仪总体上包括外壳900、底板1013、扩增装置100、光学检测装置200和供电装置400。扩增装置100、光学检测装置200和供电装置400设置在由外壳900与底板1013一起形成的内部空间中。扩增装置100用于对多个待测样本进行基因扩增。光学检测装置200用于对多个待测样本进行荧光检测。供电装置400用于为扩增装置100和光学检测装置200供电。应当理解，在一些情况下，扩增装置100和光学检测装置200也可以分别设置单独的供电装置，本技术的实施例对此不做限制。
34.在一些实施例中，如图1和图2所示，外壳900上设置有触摸屏901。触摸屏901可以显示pcr仪的各种运行状态，例如扩增装置100的状态以及光学检测装置200的检测结果等。此外，通过触摸屏901，操作者可以对pcr仪进行控制和设置等。
35.在一些实施例中，如图1和图2所示，外壳900上还设置有样本进出仓口902。用于容置待测样本的样本仓托盘可以经由样本进出仓口902在出仓位置和扩增检测位置之间移动，这将在下文中结合图4至图7进行进一步描述。
36.在一些实施例中，如图1和图2所示，外壳900上还设置有散热口903。散热口903设置在与扩增单元103上的散热组件1033对应的位置处，这将在下文中结合图15进行进一步描述。
37.在一些实施例中，如图2和图3所示，底板1013上还设置有通风口1014。通风口1014设置在与扩增装置100对应的位置处，这将在下文中结合图15进行进一步描述。
38.如图3所示，扩增装置100与光学检测装置200之间设置有引导光纤22。引导光纤22用于将由光学检测装置200产生的激发光传输到扩增装置100中的待测样本，以及将由扩增装置100中的待测样本产生的发射光（即，荧光）传输到光学检测装置200。在图3中，为了清楚地显示出引导光纤22与扩增装置100以及光学检测装置200的连接关系，省略了对于每个引导光纤22的中间部分的显示，而仅示出了引导光纤22的位于扩增装置100上的一个部分以及位于光学检测装置200上的另一部分。然而，应当理解，引导光纤22的这两个部分是通过中间部分连接在一起的。
39.接下来，首先结合图4至图16来描述扩增装置100的示例性结构和操作原理。
40.图4至图6示出了扩增装置100在不同角度观察时的立体视图，其中样本仓托盘1021处于出仓位置，并且为了便于示出内部结构，图5中扩增装置100的顶部的一部分结构被移除。图7示出了样本仓托盘1021处于扩增检测位置时的扩增装置100的示意图，其中为了便于展示内部结构，扩增装置100中的光纤固定结构被移除。
41.如图4至图7所示，总体上，扩增装置100包括第一支架1011、样本容置单元102、扩增单元103、光纤固定组件104和升降驱动组件105。
42.在一些实施例中，第一支架1011可以垂直地设置在底板1013上。第一支架1011可以包括多个立柱。第一支架1011可以通过以下适当的方式设置在底板1013上，这些方式包括但不限于：螺纹连接，即，第一支架1011中的各个立柱直接旋拧在底板1013上对应的孔中；紧固件连接；焊接；或者过盈配合等方式。
43.图4和图5示出了连接在扩增装置100和光学检测装置200之间的引导光纤22的一
部分，其中示出的引导光纤22的在扩增装置100的末端通过光纤固定组件104固定。光纤固定组件104的结构将在下文中进一步阐述。
44.样本仓托盘1021是样本容置单元102的一部分。如上面所提到的，图4至图6示出了样本仓托盘1021处于出仓位置的示意图，图7示出了样本仓托盘1021处于扩增检测位置的示意图。也就是说，样本仓托盘1021能够在出仓位置和扩增检测位置之间移动。结合图1和图2，样本仓托盘1021可以经由外壳900上的样本进出仓口902在出仓位置和扩增检测位置之间移动。可以使用适当的结构来实现样本仓托盘1021在出仓位置和扩增检测位置之间的移动。图4至图7示出了使样本仓托盘1021进出仓的机构的示例。
45.在图4至图7示出的示例性实施例中，除了样本仓托盘1021外，样本容置单元102还可以包括样本仓固定盘1022和平移驱动组件1026。样本仓固定盘1022被固定地设置在第一支架1011上。样本仓固定盘1022可以包括底壁1023和垂直于底壁1023设置的一对侧壁1024。除此之外，在一些实施例中，样本仓固定盘1022还可以包括位于一对侧壁1024之间的垂直于底壁1023的后壁，如图5所示。样本仓托盘1021沿一对侧壁1024可相对移动地布置在样本仓固定盘1022中，并能够从与后壁相对的入口处进出。平移驱动组件1026耦合至样本仓托盘1021，用以驱动样本仓托盘1021沿侧壁1024在出仓位置和扩增检测位置之间移动。在出仓位置，样本仓托盘1021位于pcr仪的外部，便于取放待测样本300。在一些实施例中，待测样本300可以被设置在诸如全裙板、半裙板、无裙板或八连排管的实验耗材中，其设置有容纳待测样本300的多个容纳腔。在待测样本300被放置到样本仓托盘1021后，样本仓托盘1021可以被移动至扩增检测位置，即，入仓。
46.图6示出了用于使样本仓托盘1021移动的平移驱动组件1026的示例性实施例。在一些实施例中，平移驱动组件1026可以采用齿轮齿条机构，其中齿条1027可以被固定至样本仓托盘1021上，例如，在样本仓托盘1021的底部的侧壁上。齿轮1028被布置在样本仓固定盘1022或者第一支架1011上，并且能够与齿条1027啮合。齿轮1028的轴线沿竖直方向v延伸。这种布置方式能够简化结构，并且防止齿轮1028在齿条1027上发生跳齿，由此来提高稳定性。
47.齿轮1028由平移驱动部1029驱动。在一些实施例中，平移驱动部1029可以是直流电机或者步进电机。当然，应当理解的是，任意其他适当的驱动机构都是可能的，本技术对此并不做严格限制。例如，在一些替代的实施例中，平移驱动部1029也可以采用伺服电机。平移驱动部1029包括耦合至齿轮1028的输出轴，用来驱动齿轮1028旋转。当驱动齿轮1028沿一个方向旋转时，齿轮1028与齿条1027啮合进而驱动样本仓托盘1021从如图7所示的扩增检测位置移动到如图6所示的出仓位置。当驱动齿轮1028沿相反的另一个方向旋转时，齿轮1028与齿条1027啮合进而驱动样本仓托盘1021从图6的出仓位置移动到如图7所示的扩增检测位置。在出仓位置，样本仓托盘1021处于pcr仪外部，以便于取放待测样本300。在扩增检测位置，样本仓托盘1021位于pcr仪内部，并与扩增单元103在竖直方向v上对齐。
48.为了便于样本仓托盘1021的平滑移动，在一些实施例中，样本容置单元102还可以包括导向条1020和导向槽。在一些实施例中，导向条1020可以布置在样本仓固定盘1022的底壁1023上，并与侧壁1024间隔开预定距离，如图8所示。该预定距离可以根据样本仓托盘1021的结构和材料等因素来确定。导向槽形成在样本仓托盘1021上，例如，形成在样本仓托盘1021的底部。导向条1020被容纳在导向槽中，并且导向槽与样本仓固定盘1022上的导向
条1020滑动配合，由此来为样本仓托盘1021的移动提供导向，从而从图8所示的扩增检测位置移动到图9所示的出仓位置。在一些实施例中，为了便于导向条1020和导向槽的滑动配合，在导向条1020上可以设置圆弧凸起、滚轮或者在两者在之间设置润滑剂。
49.在一些实施例中，样本容置单元102还可以包括限位条1030。限位条1030可以被布置在样本仓固定盘1022的侧壁1024上。在样本仓托盘1021的与该侧壁1024邻接的外侧壁可以设置有对应的凸起或者台阶结构，从而使得限位条1030能够将样本仓托盘1021的至少一部分（例如凸起或者台阶结构）限位在限位条1030和底壁1023之间。一方面，限位条1030能够在竖直方向v上限制样本仓托盘1021的位置，从而避免发生样本仓托盘1021发生倾斜或侧翻的风险。另一方面，限位条1030也能够为样本仓托盘1021的移动提供进一步的导向，从而使的样本仓托盘1021的移动更加平稳。
50.为了便于控制平移驱动部1029在适当的位置停止驱动以使得样本仓托盘1021能够停止在出仓位置或者扩增检测位置，在一些实施例中，平移驱动组件1026可以包括传感器组件（为了便于说明，下称第二传感器组件）。第二传感器组件可以是用于检测样本仓托盘1021相对于样本仓固定盘1022的位置的任意适当的部件，包括但不限于：霍尔元件、限位器、光电开关、红外感测元件等等。下面就以限位器作为第二传感器组件的示例来描述如何根据第二传感器组件的信息来控制平移驱动部1029停止驱动。
51.如图10所示，第二传感器组件可以包括固定在样本仓固定盘1022上的第一限位器1058和第二限位器1059。响应于用户操作pcr仪以使样本仓托盘1021出仓的指令或信号，在其他需要的步骤完成之后（具体将在后文中做进一步阐述），平移驱动部1029会驱动样本仓托盘1021从图10所示的扩增检测位置移动到出仓位置。当样本仓托盘1021移动到位后，会触碰位于样本仓固定盘1022的出口位置处的第一限位器1058。被触碰后的第一限位器1058发出信号以表示样本仓托盘1021已到达出仓位置，此时控制平移驱动部1029停止驱动，从而样本仓托盘1021停止在出仓位置以便于取放待测样本300。
52.在待测样本300放置完毕之后，响应于用户操作pcr仪以使样本仓托盘1021入仓的指令或信号，平移驱动部1029会驱动样本仓托盘1021从出仓位置移动到扩增检测位置。当样本仓托盘1021移动到位后，会触碰位于样本仓固定盘1022的后壁位置处的第二限位器1059。被触碰后的第二限位器1059发出信号以表示样本仓托盘1021已到达扩增检测位置，此时控制平移驱动部1029停止驱动，从而使样本仓托盘1021停止在扩增检测位置以便于对待测样本300进行升温-降温的循环处理以及定性定量检测。
53.当然，应当理解的是，上述关于第二传感器组件采用限位器的实施例只是示意性的，并不旨在限制本技术的保护范围。能够感测样本仓托盘1021相对于样本仓固定盘1022的位置的其他任意适当部件也是可能的。例如，如前文中所提到的，在一些实施例中，第二传感器组件也可以是霍尔元件、光电开关或红外感测元件等等。此外，在一些实施例中，替代地或者附加地，第二传感器组件也可以设置在样本仓托盘1021上。
54.入仓后到达扩增检测位置的样本仓托盘1021上的待测样本300就可以进行升温-降温循环以进行扩增。由于在对待测样本300进行扩增时扩增单元103需要抵靠并支撑容纳待测样本300的耗材，在大部分传统的带有检测功能的pcr仪中，样本仓托盘1021通常会与扩增单元103一起出仓，这造成了进出仓机构复杂，组装困难且占地面积大等问题。不同于传统的带有检测功能的pcr仪，根据本技术实施例的扩增装置100的扩增单元103在升降驱
动组件105的驱动下，能够沿竖直方向v可移动地布置在第一支架1011上。以此方式，可以实现样本容置单元102中的样本仓托盘1021独立出仓的功能，从而简化出仓结构并由此降低组装难度。
55.图11至图13示出了升降驱动组件105的示例性实施例。下面将结合图11至图13来描述升降驱动组件105的示例性结构。在一些实施例中，升降驱动组件105可以包括升降驱动部1051和一对传动连杆组件。在一些实施例中，类似于前文中提到的平移驱动部1029，升降驱动部1051可以采用直流电机或步进电机。当然，应当理解的是，任意其他适当的驱动机构都是可能的，本技术对此并不做严格限制。在一些替代的实施例中，升降驱动部1051也可以采用伺服电机。一对传动连杆组件可以分别设置在扩增单元103的前端和后端，如图11至图13所示。应当理解的是，本文中的“前”和“后”是相对于样本仓托盘1021的进出仓位置而言的。样本仓托盘1021进出仓的一侧为“前”侧（即，前文中提到的入口一侧），与前侧相对的一侧为“后”侧（即，前文中提到的后壁一侧）。这样设置传动连杆组件能够避免传动连杆组件对位于左右两侧的风道造成遮挡，从而进一步提高扩增单元103在对待测样本300进行降温处理时的冷却效率。应当理解的是，在一些实施例中，传动连杆组件也可以设置在扩增单元103的左右两侧。
56.每个传动连杆组件包括传动轮1052、第一连杆1055、第二连杆1056和传动杆1054，如图11至图13所示。一对传动连杆组件的两个传动轮1052可以通过连接杆连接并同步转动，连接杆与两个传动轮1052的轴线同心。在连接杆上可以设置有能够随连接杆一同转动的齿轮。在升降驱动部1051的输出轴上可以设置有与该齿轮配合的另一齿轮。相互配合的两个齿轮的齿数比可以被合理地选择从而可以更好地控制传动轮1052的转速并由此控制扩增单元103的升降速度。
57.传动轮1052上偏心设置有枢转轴1053。传动杆1054的一端可转动地设置在枢转轴1053上，另一端与第一连杆1055的第一端和第二连杆1056的第一端可转动地设置在一起。第一连杆1055的第二端可转动地设置在第一支架1011上。例如，第一支架1011还包括位于两个立柱之间的立板1012。第一连杆1055的第二端可以可转动地设置在立板1012上。第二连杆1056的第二端可转动地设置在扩增单元103上。此外，两个传动连杆组件中的至少一个还包括滑槽机构1057。滑槽机构1057固定在第一支架1011上。例如，固定在前面提到的立板1012上。滑槽机构1057包括沿竖直方向v设置的滑槽，以供第二连杆1056的第二端在其中滑动。
58.以此方式，在升降驱动部1051的驱动下，传动轮1052旋转从而带动传动杆1054摆动。传动杆1054的摆动进一步带动第一连杆1055和第二连杆1056的摆动。第二连杆1056的摆动使得第二连杆1056的第二端沿滑槽机构1057的滑槽上下移动，从而带动扩增单元103上下移动。由此以简单省力的传动连杆组件实现了扩增单元103在升起位置和降低位置之间的移动。在升起位置，扩增单元103朝向光纤固定组件104抵推并支撑设置在样本仓托盘1021中的待测样本300并对待测样本300进行温度调节，从而使待测样本300实现扩增。在降低位置，扩增单元103与待测样本300脱离，从而不会影响到容置有待测样本300的样本仓托盘1021出仓。在一些实施例中，滑槽机构1057也可以是立板1012的一部分，并且滑槽也可以相应地形成在立板1012中。
59.为了便于控制升降驱动部1051在适当的位置停止驱动以使得扩增单元103能够停
止在升起位置或者降低位置，在一些实施例中，升降驱动组件105可以包括传感器组件（为了便于说明，下称第一传感器组件）。第一传感器组件可以是用于检测扩增单元103相对于样本仓固定盘1022的位置的任意适当的部件，包括但不限于：霍尔元件、限位器、光电开关、红外感测元件等等。下面就以光电开关和光耦挡片1049作为第一传感器组件的示例来描述如何根据第一传感器组件的信息来控制升降驱动部1051停止驱动。
60.如图12所示，第一传感器组件中的光耦挡片1049可以被固定至传动轮1052上，并随传动轮1052转动。第一传感器组件还可以包括两个光电开关，即，第一光电开关1050和第二光电开关1060，分别设置在第一支架1011的立板1012上。光耦挡片1049的位置被设置为当驱动扩增单元103达到升起位置时，光耦挡片1049转动至第一光电开关1050的位置以触发第一光电开关1050（例如通过遮挡），从而使得升降驱动部1051停止驱动；并当驱动扩增单元103达到降低位置时，光耦挡片1049转动至第二光电开关1060的位置以触发第二光电开关1060，从而使得升降驱动部1051停止驱动。也就是说，通过设置光电开关和光耦挡片1049，可以间接地检测扩增单元103相对于样本仓固定盘1022的位置。
61.以此方式，响应于用户操作pcr仪以使样本仓托盘1021出仓的指令或信号，升降驱动部1051会驱动扩增单元103从升起位置移动到降低位置，从而使得扩增单元103与容置在样本仓托盘1021中的样本脱离。当驱动扩增单元103达到降低位置时，光耦挡片1049转动至第二光电开关1060的位置以触发第二光电开关1060，从而使得升降驱动部1051停止驱动。之后平移驱动部1029会驱动样本仓托盘1021从扩增检测位置移动到出仓位置。
62.在待测样本300取放完毕之后，响应于用户操作pcr仪以使样本仓托盘1021入仓的指令或信号，平移驱动部1029会驱动样本仓托盘1021从出仓位置移动到扩增检测位置。在到达扩增检测位置后（前文中的第二限位器1059被触碰），升降驱动部1051会驱动扩增单元103从降低位置移动到升起位置，从而使得扩增单元103朝向光纤固定组件104抵推并支撑容置在样本仓托盘1021中的样本，并对待测样本300进行温度调节完成扩增以及定性定量检测。
63.当然，应当理解的是，上述关于第一传感器组件采用光电开关和光耦挡片1049的实施例只是示意性的，并不旨在限制本技术的保护范围。能够感测扩增单元103相对于样本仓固定盘1022的位置的其他任意适当部件也是可能的。例如，如前文中所提到的，在一些实施例中，第一传感器组件也可以是霍尔元件、光电开关或红外感测元件等等。此外，在一些实施例中，替代地或者附加地，第一传感器组件也可以设置在扩增单元103上和/或其他任意适当的位置。
64.根据本技术的实施例还提供了一种用于控制pcr仪中的的方法。图14示出了该方法的流程图。该方法可以由pcr仪的控制单元执行以完成样本仓托盘1021的进出仓操作。在框610，响应于获取到使样本仓托盘1021出仓的信号，控制单元会使得升降驱动部1051经由传动连杆组件来驱动扩增单元103从升起位置向降低位置移动。使样本仓托盘1021出仓的信号可以通过任意适当的手段来获得，例如，可以通过用户点击屏幕上的相关指示（例如“出仓”）或者点击pcr仪中的出仓按钮等等。在框620，从第一传感器组件获取扩增单元103到达所述降低位置的第一到达信号。在获取到第一到达信号后，在框630，控制单元使得升降驱动部1051停止驱动并使得平移驱动部1029驱动样本仓托盘1021从扩增检测位置向出仓位置移动。随后，在框640，从第二传感器组件获取样本仓托盘1021到达出仓位置的第二
到达信号。在获取到第二到达信号后，在框650，使得平移驱动部1029停止驱动样本仓托盘1021。以此方式，样本仓托盘1021停止在出仓位置。
65.此时用户可以取放样本仓托盘1021上的待测样本300。在完成待测样本300的取放后，响应于获取到使样本仓托盘1021入仓的信号，控制单元会使得平移驱动部1029驱动样本仓托盘1021从出仓位置向扩增检测位置移动。类似地，使样本仓托盘1021入仓的信号可以通过任意适当的手段来获得，例如，可以通过用户点击屏幕上的相关指示（例如“入仓”）或者点击pcr仪中的入仓按钮等等。然后，控制单元从第二传感器组件获取样本仓托盘1021到达扩增检测位置的第三到达信号。在获取到第三到达信号后，控制单元使得平移驱动部1029停止驱动样本仓托盘1021，并使得升降驱动部1051经由传动连杆组件来驱动扩增单元103从降低位置向升起位置移动。随后，控制单元从第一传感器组件获取扩增单元103到达升起位置的第四到达信号。在获取到第四到达信号后，控制单元使得升降驱动部1051停止驱动。以此方式，扩增单元103朝向光纤固定组件104抵推并支撑容置在样本仓托盘1021中的待测样本300，并对待测样本300进行温度调节完成扩增以及检测。
66.下面将结合图15和图16来描述根据本技术实施例的扩增单元103的示例性实施例。在一些实施例中，扩增单元103可以包括温控组件1031和散热组件1033。温控组件1031可以包括控温板、控温模块108和导热介质1081。控温板采用封闭的中空结构。多个反应腔1032被形成在控温板中。中空结构的控温板可以采用具有优良热传递系数的材料制成。优良热传递系数的材料能够促进控温板的温度的均匀分布。此外，控温板的内壁可以设置有稀松毛细结构，以利于增加热接触面积来提高热传递效果。稀松毛细结构是具有微尺寸（例如微米级）的具有规则或不规则图形的微结构，例如，稀松毛细结构可以包括直线、曲线形、多边形、圆形、椭圆形等形状的微结构沟槽或者是微结构凹坑或凸起等。稀松毛细结构一方面能够增加热接触面积来提高热传递效果，另一方面还能促进冷凝后的液态相变材料（例如液态水、丙酮、液氨等）的回流。在一些实施例中，稀松毛细结构在制造时可以通过喷洒铜粉等方式来实现。在一些替代的实施例中，稀松毛细结构也可以通过喷砂以及机加工的方式来实现。
67.控温板的多个反应腔1032被布置为在样本仓托盘1021处于扩增检测位置时能够与样本仓固定盘1022的底壁1023上的开口1025对齐，从而使得控温板能够通过开口1025来由多个反应腔1032分别抵推并支撑容置在样本仓托盘1021中的多个待测样本300，以对待测样本300进行温度调节。
68.中空结构的控温板可以具有开口，以便于能够通过开口将控温板的空腔中抽成真空状态，并且空腔中可以填充有可相变的介质（例如水）。控温模块108通过导热介质1081耦合至控温板，以从控温板的背面进行加热。导热介质1081可以具有优良的热传递系数，例如导热介质1081可以包括但不限于：导热凝胶、导热碳膜、导热硅脂等。
69.当控温模块108进行加热时，通过导热介质1081的热传递能够有效地使控温板的空腔内的可相变的介质被加热。以可相变的介质是水为例，水被加热后转换成水蒸气迅速上升至控温板内部的顶表面，并在其内壁的顶表面放热冷凝成液态水沿疏松毛细结构回流至控温板的空腔的下部。也就是说，毛细结构还具有使冷凝液体回流的作用。上述加热过程使得控温板的上壁迅速升温，也同时使反应腔1032的内壁升温。在可相变介质被加热的过程中，反应腔1032内的温度上升，同时温度传导至耗材内部的待测样本300中，使之升温到
变性温度，从而使待测样本300完成dna双链打开。同时，水蒸气在控温板空腔的内部上方被液化回流，从而使得控温板的空腔中的介质能够被循环使用。当控温模块108进行降温时（降温到复性温度），使待测样本300完成复制。控温模块108进行升温-降温的多次循环，便可以使待测样本300完成多个循环的复制。
70.在一些实施例中，用于以可控方式对待测样本300进行多个升温-降温循环处理的控温模块108可以包括一个或多个帕尔贴元件1082。图16示出了帕尔贴元件1082作为控温模块108的示例，其中还示出了控温模块108上下布置的导热介质1081。帕尔贴元件1082是利用了帕尔贴效应的板状部件。帕尔贴元件1082有两侧（即，邻近控温板的一侧和邻近散热组件1033的一侧）。当直流电流流过设备时，它会将热量从一侧带到另一侧，从而使一侧变冷，而另一侧变热。例如，在升温循环时，可以使邻近控温板的一侧变热。在降温循环时，可以通反向电流或者不通电，从而使邻近散热组件1033的一侧变热，而另一侧变冷。
71.应当理解的是，上文中控温模块108采用帕尔贴元件1082的实施例只是示意性的，并不旨在限制本技术的保护范围。能够以可控方式对待测样本300进行多个升温-降温循环处理的其他任意适当的控温模块108也是可能的。例如，在一些实施例中，控温模块108也可以采用电阻丝、陶瓷加热或微波等方式加热。下文中将主要以帕尔贴元件1082作为控温模块108的示例来描述根据本技术的发明构思。对于其他情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。
72.同时，导热介质1081还布置在控温模块108和散热组件1033之间。以此方式，在降温循环中，控温模块108所传导的来自控温板以及耗材的热量就能快速传递至散热组件1033并由散热组件1033散发以达到快速降温的目的。
73.返回参考图15，在一些实施例中，散热组件1033包括具有散热体、被布置在散热体上的散热翅片1035和风扇1036。散热体由导热材料制成。例如，在一些实施例中，散热体可以采用具有优良导热系数的材料（例如铜）制成。在一些实施例中，散热翅片1035与散热体可以是一体成型的。在一些替代的实施例中，散热翅片1035和散热体也可以被分别制造并组装在一起。风扇1036直接或者间接地耦合至散热翅片1035，并且能够使得空气在散热翅片1035中沿预定方向流动，来对散热体进行散热。例如，在一些实施例中，温控组件1031还包括散热风道，该散热风道可以包括一对安装壁1071和端壁1072。安装壁1071平行于散热翅片1035的延伸方向而至少设置在散热翅片1035的外侧。例如，在一些实施例中，为了便于连接，如图15所示，安装壁1071可以设置在散热翅片1035和散热体两者的外侧。端壁1072连接一对安装壁1071，并且布置在散热翅片1035的末端。在一些实施例中，散热风道的一对安装壁1071和端壁1072可以通过冲压钣金件或模制等方式一体成型。在一些替代的实施例中，散热风道也可以通过焊接、粘接、紧固件连接的方式将一对安装壁1071和端壁1072组装而成。
74.在端壁1072上可以形成有进风口，如图15所示。风扇1036可以经由端壁1072而耦合至散热翅片1035（即，间接地耦合至散热翅片1035），并且风扇1036的出风口与端壁1072的进风口对齐。以此方式，可以使得风扇1036吹出的风从进风口进入，并经过散热翅片1035带走热量后从散热翅片1035延伸方向的左右两个出风端口流出。这样设计的作用在于可以使温控装置外部的冷空气在风扇1036的作用下从散热翅片1035的底部进入，在散热风道内部与散热翅片1035充分接触后从散热风道的左右两端最终流出散热翅片1035。这样可使得
空气流道短而通畅，散热风道的两个出风端口左右对称布置，可使散热体整体的温度分布均匀，提升其散热效率。
75.如在上文中结合图2和图3所描述的，在底板1013上与扩增装置100对应的位置处设置有通风口1014。由于风扇1036的进风口邻近底板1013，为了便于气流的流通，通风口1014可以设置在与风扇1036对应的位置处。例如，通风口1014可以与风扇1036的进风口位置对齐。为了避免异物进入散热风道，在通风口1014中还可以设置有网板等部件。在一些替代的实施例中，通风口1014也可以包括多个小通风孔。此外，散热翅片1035可以临近散热口903设置，使得来自散热翅片1035的热气流可以经由散热口903消散到pcr仪外。
76.在一些实施例中，散热组件1033还包括邻近多个反应腔1032而布置在散热体中的至少一个热管1037。图15示出了8根平行布置的热管1037。每个热管1037为独立的封闭柱形热管1037，并且其中可以设置有冷却介质。为了便于布置热管1037，可以在散热体中设置数目与热管1037的数量对应的热管容纳腔。在将热管1037设置在对应的热管容纳腔中之前，在一些实施例中，可以在热管1037周围设置导热介质，从而便于热管1037与散热体之间的热传递。在一些实施例中，热管1037也可以通过冷缩的方式装配到对应的热管容纳腔中以实现热管1037与热管容纳腔的紧配合，来进一步利于两者之间的热传递。在一些替代的实施例中，热管1037也可以采用具有s结构的一根热管1037。
77.通过在散热体靠近控温模块108的一侧设置热管1037，当控温模块108进行制冷散热时，热管1037可以把热量在热管1037的轴向（即，热管1037的延伸方向）快速地散布开，避免热量堆积以及散热过程中散热体的温度梯度形成，提高整个温控装置的散热效率。
78.在一些实施例中，为了将温控组件1031以及控制电路板等耦合固定至散热组件1033，温控装置还可以包括压紧部件1034。压紧部件1034环绕温控组件1031的至少一部分而耦合至散热组件1033，如图5以及图15所示。在一些实施例中，压紧部件1034可以是具有“口”形结构的部件，其中的中空部分能够至少使控温板的多个反应腔1032突出。同时，压紧部件1034能够朝向散热组件1033按压温控组件1031，从而能够保持温控组件1031和散热组件1033之间的可靠热接触，来由此提高热效率。
79.在一些实施例中，压紧部件1034可以通过适当的制造的方式而被一体地形成，其可以包括与温控装置配合的凸台等结构。在一些替代的实施例中，压紧部件1034也可以包括多个分开的部件。例如，在一些实施例中，压紧部件1034也可以包括多个长条形部件或者具有直角弯折的部件，通过将这些部件沿着控温板的边设置，同时固定地耦合在散热体上，来实现温控组件1031与散热组件1033的连接。以此方式，可以利于压紧部件1034的制造和装配。
80.下面将结合图15来描述下光纤固定组件104的示例性实施例。在一些实施例中，光纤固定组件104包括光纤固定板1041。光纤固定板1041用于固定引导光纤22的末端，其包括多个光纤固定孔。每个光纤固定孔用于容纳并固定一条引导光纤22的末端。每条引导光纤22的末端固定在对应的光纤固定孔中能够避免多条引导光纤22之间发生缠绕，从而利于对pcr仪的装配和维护。可以通过任意适当的方式将引导光纤22的末端固定在光纤固定孔中。例如，在一些实施例中，每条引导光纤22在末端处具有保护套或者保护壳，其能够通过卡接部件与光纤固定孔中的预定结构卡接，从而实现对引导光纤22的末端的定位和固定。
81.当然，应当理解的是，上文中提到的这种引导光纤22末端的固定方式只是示意性
的，并不旨在限制本技术的保护范围。只要能够将引导光纤22末端定位或固定，其他任意适当的手段也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，引导光纤22的末端可以通过过盈配合、粘接、紧固件连接等方式被定位并固定在光纤固定孔中，本文中并不对引导光纤22末端如何固定在光纤固定孔中进行限定。
82.在一些实施例中，光纤固定组件104除了光纤固定板1041外，还包括恒温盖1042和隔热板1043。恒温盖1042被布置在光纤固定板1041的邻近容纳待测样本300的耗材的一侧，并且用于被加热至预定的温度（例如约100℃）来从耗材的顶部对耗材进行加热。该预定的温度可以被设置为高于耗材内的温度。一方面，从顶部加热能够利于待测样本300的温度控制和保持。另一方面，顶部高温能够防止待测样本300冷凝在耗材的顶部或侧部从而影响检测的可靠性。
83.在一些实施例中，恒温盖1042可以和pcr仪的控制部件电连接。控制部件例如根据升温-降温循环对恒温盖1042进行控制，从而使恒温盖1042根据需要进行加热。恒温盖1042可以采用任意适当的手段实现加热。例如，在一些实施例中，恒温盖1042可以采用电阻加热、陶瓷加热或帕尔贴元件加热等方式实现加热。
84.为了便于经由引导光纤22传导的激发光和发射光透过，恒温盖1042具有多个通孔。通孔在竖直方向v上与光纤固定孔的位置对齐，从而避免恒温盖1042对激发光和发射光的阻挡。
85.隔热板1043被固定在光纤固定板1041和恒温盖1042之间来实现高温的恒温盖1042与引导光纤22的末端的隔离。隔热板1043具有多个安装孔。同样地，为了避免对激发光和发射光的阻挡，安装孔在竖直方向v上与通孔和光纤固定孔对齐。
86.多个透镜1044被分别固定在对应的安装孔中，每个安装孔中固定设置有一个透镜1044。在一些实施例中，透镜1044可以采用在轴向方向上一侧基本为平面，另一侧为凸面的凸透镜。引导光纤22的末端被固定在透镜1044的焦点位置。以此方式，一方面，透镜1044能够对经由引导光纤22传导的激发光进行准直后射向待测样本300，从而能够提高激发光的集中度并避免损耗。另一方面，透镜1044还能够对发射光进行准直，使其能够全部进入引导光纤22来避免因发射光散射而造成的检测误差。
87.更重要的是，透镜1044被布置在引导光纤22的末端和加热部件恒温盖1042之间。透镜1044本身具有耐高温特性，不会受到恒温盖1042的高温影响而发生损坏。透镜1044能够阻断恒温盖1042的高温到引导光纤22的末端的传播，从而有效地避免高温对引导光纤22产生的不利影响。对于塑料制成的引导光纤22而言，隔热板1043以及布置在其中的透镜1044能够避免塑料引导光纤22因受高温影响而造成的老化、甚至是熔化并损坏等问题。此外，不管是对于塑料制成的引导光纤22还是玻璃制成的引导光纤22，隔热板1043以及布置在其中的透镜1044能够阻断高温对引导光纤22、以及引导光纤22与光纤固定孔的装配间隙大小的影响，从而避免因高温造成的间隙增大而影响检测精度和可靠性的问题。
88.此外，通过设置隔热板1043，能够减少恒温盖1042在非工作面（即，与隔热板1043接触的面）的热量损失，从而能够使恒温盖1042发出的热量更高效地传导至容纳待测样本300的容器的上方。以此方式，能够使恒温盖1042控温更精准，并进一步提高pcr仪内部温度场的稳定性。
89.在一些实施例中，隔热板1043可以由酚醛塑料制成。酚醛塑料又叫电木，是一种具
有较高的机械强度、良好的绝缘性，耐热、耐腐蚀的材料。酚醛塑料通过在酚醛树脂中加入填料而制成。在酚醛树脂中加入不同的填料可得到功能各异的改性酚醛塑料。例如，为了增加耐酸、耐碱和耐磨性，可以在酚醛树脂中加入石棉、云母等填料。为了增加硬度，可以在酚醛树脂中加入玻璃纤维。为了提高耐油性能和抗冲击力，可以加入丁腈橡胶。为了提高机械强度和耐酸性，可以用聚氯乙烯改性。为了提高各项性能，根据本技术的实施例的隔热板1043可以采用上述各种填料改性后的酚醛塑料。
90.当然，应当理解的是，隔热板1043采用酚醛塑料制成的实施例只是示意性的，并不旨在限制本技术的保护范围。其他任意适当的材料制成隔热板1043也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，隔热板1043也可以由模具隔热板制成。模具隔热板是由玻璃纤维和任意适当的树脂（例如耐高温树脂）的复合材料制成的一种高性能隔热板。选用酚醛塑料或者模具隔热板在高温环境下保持良好的机械强度，同时该类材质的导热系数非常小，可以使引导光纤22安装处的温度长时间保持在引导光纤22的正常使用温度范围内。
91.在一些实施例中，为了进一步提高结构的紧凑性，光纤固定板1041在邻近耗材的一侧可以具有凹入部。凹入部可以供隔热板1043和恒温盖1042布置在其中。这能够在保持隔热板1043具有一定厚度具有较高隔热性能的同时还能保持结构紧凑性。此外，凹入部能够进一步减少恒温盖1042在非工作面上的热量损失，从而进一步提高恒温盖1042控温的精确性。
92.光纤固定板1041与隔热板1043之间以及隔热板1043与恒温盖1042之间可以通过任意适当的手段固定在一起，适当的手段包括但不限于：粘接、卡扣连接、紧固件连接等等。在一些实施例中，也可以通过共用的多个紧固件将隔热板1043和恒温盖1042一起紧固在光纤固定板1041的凹入部中。
93.为了便于透镜1044的安装，在一些实施例中，透镜1044的外围可以设置有o型圈。一方面，o型圈能够提高透镜1044在隔热板1043的安装孔中的密封性能，从而进一步防止恒温盖1042所产生的热气流对引导光纤22造成的影响。另一方面，具有一定柔性和弹性的o型圈可以提供一定的缓冲，从而利于透镜1044一致地安装并固定到预定位置。
94.在一些实施例中，安装孔中可以具有止挡部。止挡部能够在轴向上止挡o型圈以防止透镜1044和o型圈朝向引导光纤22的末端移动。从而保证了透镜1044安装的可靠性。在一些实施例中，恒温盖1042的通孔可以具有台阶部，位于通孔的邻近隔热板1043的一端。台阶部可以供透镜1044的一部分布置在其中。在台阶部和止挡部以及o型圈的共同作用下，透镜1044能够在轴向和径向上稳固地固定在预定位置，由此提高了整个pcr仪的可靠性。
95.在利用扩增装置100对样本容置单元102中的待测样本300进行基因扩增之后，可以采用光学检测装置200对样本容置单元102中的待测样本300进行荧光检测。接下来，将结合图17至图28来描述光学检测装置200的示例性结构和操作原理。
96.图17示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置200的布置示意图。如图17所示，光学检测装置200设置在第二支架800上。第二支架800可以包括垂直地设置在底板1013上的多个立柱。第二支架800可以通过以下适当的方式设置在底板1013上，这些方式包括但不限于：螺纹连接，即，第二支架800中的各个立柱直接旋拧在底板1013上对应的孔中；紧固件连接；焊接；或者过盈配合等方式。供电装置400设置在第二支架800的底部处。
97.光学检测装置200可以包括一个或多个检测通道（也称为荧光通道），以用于检测
处于扩增检测位置的样本容置单元102所包含的待测样本300中的一种或多种目标靶基因。如果一个待测样本300中有多种需要检测的目标靶基因，那么就需要多个荧光通道进行工作，而如果只需要检测一种目标靶基因，那么就只需一个荧光通道进行工作即可。
98.图18示出了根据本技术的一个实施例的光学检测装置200的结构示意图。如图18所示，在此描述的光学检测装置200包括基座21、前文中所提到的多个引导光纤22、驱动件23、转盘24以及多个光学器件25。
99.如图18所示，基座21大致为具有圆角的方形。应当理解，方形是基座21的示例性形状，其他形状的基座21是可行的，例如圆形、矩形、其他多边形等，本技术的实施例对此不做限制。
100.基座21具有第一侧211以及与第一侧211相背的第二侧212。当光学检测装置200以图18所示的定向放置时，第一侧211为基座21的顶侧，并且第二侧212为基座21的底侧。应当理解，当光学检测装置200以其他定向放置时，基座21的第一侧211和第二侧212也可以分别朝向其他方向。基座21上设置有一组通孔210，每个通孔210从基座21的第一侧211延伸到第二侧212。
101.引导光纤22设置在基座21的第一侧211。每个引导光纤22的一端（也可以称为近端）与基座21上的一个通孔210对应设置。在一个实施例中，每个引导光纤22的近端可以与相应的通孔210对齐并且与基座21的第一侧211相距一定距离。在另一个实施例中，每个引导光纤22的近端可以与相应的通孔210对齐并且与基座21的第一侧211基本齐平。在又一实施例中，每个引导光纤22的近端可以从基座21的第一侧211延伸到相应的通孔210中。应当理解，引导光纤22的近端的这些布置方式都是可行的，本技术的实施例对此不做严格限制。
102.如前文中所提到的，每个引导光纤22的另一端（也可以称为远端）固定在光纤固定板1041上的相应光纤固定孔中，从而临近相应的待测样本300。以此布置，每个引导光纤22可以将由光学器件25产生的激发光传输到相应的待测样本300，并且将被激发的待测样本300发出的发射光传回到光学器件25。应当理解，图3中所示的光学检测装置200处的引导光纤22的外形与图17和图18以及后面的图26和图27中所示的光学检测装置200处的引导光纤22的外形都是示意性的，只是示出了引导光纤22的两种摆放方式，并无实质性区别。
103.在一个实施例中，基座21上的通孔210被划分成第一部分孔和第二部分孔，其中第一部分孔用于设置引导光纤22，而第二部分孔用于对光学检测装置200进行校准。例如，如图18所示，基座21上设置有100个通孔210，其中96个通孔210用作第一部分孔以用于设置相应的引导光纤22，而4个通孔210未被引导光纤22占据，用作第二部分孔以用于对光学检测装置200进行校准。在对光学检测装置200进行校准时，可以将荧光校准件放置到未被引导光纤22占据的第二部分孔中，利用待校准的光学器件25将激发光照射到荧光校准件中，并从荧光校准件接收发射光。应当理解，在一些情况下，也可以在第二部分孔处设置额外的光纤，这种光纤导出至光学检测装置200上的其他位置，以便于在这样的位置处放置荧光校准件。这种布置有利于对荧光校准件进行更换。
104.应当注意，上述以及本技术其他地方可能提及的数字、数值等，都是示例性的，无意以任何方式限制本技术的范围。任何其他适当的数字、数值都是可能的。
105.驱动件23可以由基座21支撑并且包括输出轴（未示出）。驱动件23的输出轴从基座21的第二侧212延伸出，转盘24位于基座21的第二侧212并套设在输出轴上。当驱动件23运
行时，转盘24可以随着驱动件23的输出轴一起转动。
106.在一些实施例中，驱动件23可以包括步进电机。在其他实施例中，驱动件23可以包括其他类型的电机，本技术的实施例对此不做严格限制。
107.在光学检测装置200中，为了检测不同种类的目标靶基因，转盘24上设置了多个光学器件25。每个光学器件25可以发射特定波长范围的激发光，并且接收另一特定波长范围的发射光，从而检测特定种类的目标靶基因。在一个实施例中，转盘24上可以设置有8个光学器件25，以用于检测8种不同的目标靶基因。当然，转盘24上可以设置更多或更少的光学器件25，本技术的实施例对此不做限制。在某些情况下，如果只需要检测一种目标靶基因，甚至可以只在转盘24上设置一个光学器件25。在设置多个光学器件25的情况下，各个光学器件25可以具有类似的外部结构，区别主要在于内部所包含的零部件可以有所不同。下面将结合图19至图24来描述光学器件25的示例性结构。
108.图19示出了根据本技术的一个实施例的光学器件25的结构示意图。图19所示的光学器件25是图18所示的多个光学器件25的一个示例。应当理解，其他光学器件25可以具有类似的结构。
109.如图19所示，光学器件25包括激发光生成模组251、发射光接收模组252和y型光纤253。激发光生成模组251用于生成激发光，该激发光将会被引导到待测样本300，对样本进行激发而产生发射光。发射光接收模组252用于接收被激发的待测样本300发出的发射光，并且将接收到的光信号转化为电信号，例如电流信号。y型光纤253连接至激发光生成模组251和发射光接收模组252二者，以用于传输激发光和发射光。光学器件25还可以包括基板254，基板254一方面可以为激发光生成模组251和发射光接收模组252提供机械支撑，另一方面可以提供与激发光生成模组251和发射光接收模组252的电连接。在发射光接收模组252将光信号转化为电流信号的情况下，基板254可以进一步将电流信号转化为电压信号。
110.接下来，将结合图20和图21来描述y型光纤253的示例性结构。图20示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤253的结构示意图，图21示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤253的第一端2530的结构示意图。如图20和图21所示，y型光纤253包括中心光纤2531和多个周向光纤2532。中心光纤2531和周向光纤2532的第一端2530被束缚在一起，因此也可以称为y型光纤253的第一端2530。在y型光纤253的第一端2530处，各个周向光纤2532围绕中心光纤2531布置。在各个周向光纤2532的第二端2533处，周向光纤2532被束缚在一起。中心光纤2531的第二端2533与周向光纤2532的第二端2533是彼此分开的。中心光纤2531的第二端2533用于连接至激发光生成模组251，而周向光纤2532的第二端2533用于连接至发射光接收模组252，这将在下文中结合图23和图24进行进一步描述。
111.结合图18至图21，y型光纤253的第一端2530在基座21的第二侧212与基座21上的通孔210对应设置。在转盘24转动的情况下，y型光纤253的第一端2530可以与基座21上的每个通孔210相继对齐。当y型光纤253的第一端2530与各个通孔210对齐时，由激发光生成模组251生成的激发光可以经由中心光纤2531、与y型光纤253的第一端2530对齐的相应通孔210、以及与相应通孔210对应设置的相应引导光纤22照射到相应的待测样本300，对样本进行激发而产生发射光。发射光接收模组252可以经由相应引导光纤22、相应通孔210、以及周向光纤2532接收被照射的待测样本300发出的发射光。以此方式，光学器件25可以实现对多个待测样本300的连续荧光检测，这一方面能够提高pcr仪的荧光检测效率，另一方面能够
改善pcr仪的荧光检测精度。
112.在一些实施例中，与图19所示的实施例不同，中心光纤2531的第二端2533可以连接至发射光接收模组252，而周向光纤2532的第二端2533可以连接至激发光生成模组251。在这种情况下，由激发光生成模组251生成的激发光可以经由周向光纤2532、与y型光纤253的第一端2530对齐的相应通孔210、以及与相应通孔210对应设置的相应引导光纤22照射到相应的待测样本300，对样本进行激发而产生发射光；发射光接收模组252可以经由相应引导光纤22、相应通孔210、以及中心光纤2531接收被照射的待测样本300发出的发射光。
113.下面以检测一种目标靶基因为例来描述光学检测装置200的示例性使用过程。例如，现在要检测96个待测样本300的目标靶基因，首先将用来检测该目标靶基因的光学器件25对准一个引导光纤22即可完成一个样本的检测，然后转动转盘24，使该光学器件25对准下一个引导光纤22以便完成第二个待测样本300的检测。当转盘24旋转一周后，即可完成96个待测样本300的检测。
114.在一些实施例中，替代在中心光纤2531的第一端2530周围布置多个周向光纤2532，可以仅在中心光纤2531的第一端2530周围布置单个周向光纤2532。利用单个周向光纤2532，发射光接收模组252同样能够接收被照射的待测样本300发出的发射光。
115.图22示出了根据本技术的一个实施例的y型光纤253的第一端2530与引导光纤22对齐的情况下的相对布置。如图22所示，中心光纤2531具有直径a，y型光纤253的第一端2530具有直径b，引导光纤22具有直径c，引导光纤22与y型光纤253的第一端2530具有间距d，中心光纤2531具有发散角α，引导光纤22具有发散角β。在此描述的各个光纤的直径指的是各个光纤的通光直径，而不包括各个光纤外围的不通光结构的尺寸。
116.在一些实施例中，直径a、直径b和直径c满足第一关系：b》c》a。由于引导光纤22的直径c大于中心光纤2531的直径a，因此从中心光纤2531射出的激发光可以更多地被引导光纤22接收到。此外，由于y型光纤253的第一端2530的直径b大于引导光纤22的直径c，因此从引导光纤22射出的发射光可以更多地被周向光纤2532接收到。以此方式，可以进一步提高pcr仪的荧光检测精度。
117.在一些实施例中，发散角α、发散角β、间距d与直径a、直径b、直径c满足第二关系：，。
118.通过计算和试验发现，在满足第二关系的情况下，从中心光纤2531射出的激发光可以基本上全部照射到引导光纤22中，并且从引导光纤22射出的发射光可以基本上全部照射到y型光纤253的第一端2530中。利用这样的布置，pcr仪可以实现极佳的荧光检测精度。
119.应当理解，图22中所示的引导光纤22是图18中所示的多个引导光纤22中的一个示例，其他引导光纤22同样可以满足上述第一关系和第二关系。
120.接下来，将结合图23来描述激发光生成模组251的示例性结构。在一些实施例中，如图23所示，激发光生成模组251包括第一壳体2510、光源2511、第一凸透镜2512、第二凸透镜2513、激发光滤光片2514和第三凸透镜2515。光源2511、第一凸透镜2512、第二凸透镜2513、激发光滤光片2514和第三凸透镜2515按顺序设置在第一壳体2510中。光源2511在通电的情况下会发出激发光。光源2511可以是激光器、卤素灯、氙灯、高/低压汞灯、发光二极管（led）等，本技术的实施例对此不做限制。第一凸透镜2512被配置为对由光源2511发出的激发光进行汇聚。第二凸透镜2513被配置为将来自第一凸透镜2512的光汇聚成平行光，并
且传递到激发光滤光片2514。激发光滤光片2514被配置为对接收到的平行光进行过滤以得到所需的特定波长的光，并且将经过滤的平行光传递到第三凸透镜2515。第三凸透镜2515用于将经过滤的平行光汇聚到中心光纤2531的第二端2533，作为激发光射入中心光纤2531。利用这种布置，可以可靠地产生激发光并且将激发光照射到中心光纤2531中。随后，中心光纤2531可以将激发光传输到与中心光纤2531的第一端2530对齐的引导光纤22，进而照射相应的待测样本300。
121.在根据本技术的实施例中，激发光生成模组251可以包括更多个凸透镜或滤光片，这样的激发光生成模组251同样可以产生激发光并且将激发光照射到中心光纤2531中。在一些实施例中，激发光生成模组251还可以包括其他类型的零部件，本技术的实施例对此不做限制。
122.接下来，将结合图24来描述发射光接收模组252的示例性结构。在一些实施例中，如图24所示，发射光接收模组252包括第二壳体2520、荧光信号接收器2521、第四凸透镜2522、发射光滤光片2523、第五凸透镜2524和第六凸透镜2525。荧光信号接收器2521、第四凸透镜2522、发射光滤光片2523、第五凸透镜2524和第六凸透镜2525按顺序设置在第二壳体2520中。第六凸透镜2525靠近周向光纤2532的第二端2533，以从周向光纤2532的第二端2533接收发射光并且对发射光进行汇聚。第五凸透镜2524用于将来自第六凸透镜2525的光汇聚成平行光，并且将平行光传输到发射光滤光片2523。发射光滤光片2523用于对接收到的平行光进行过滤，并且将经过滤的平行光传输到第四凸透镜2522。第四凸透镜2522被配置为将经过滤的平行光汇聚到荧光信号接收器2521。荧光信号接收器2521用于将接收到的光信号转变为电信号，例如电流信号。利用这种布置，可以可靠地从周向光纤2532的第二端2533接收发射光，并且将发射光转变为电信号。
123.在根据本技术的实施例中，发射光接收模组252可以包括更多个凸透镜或滤光片，这样的发射光接收模组252同样可以从周向光纤2532的第二端2533接收发射光，并且将发射光转变为电信号。在一些实施例中，发射光接收模组252还可以包括其他类型的零部件，本技术的实施例对此不做限制。
124.下面结合图18至图24来详细描述一个待测样本300的检测过程中的光路历程：首先光源2511发出一束激发光；第一凸透镜2512对由光源2511发出的激发光进行汇聚；第二凸透镜2513将来自第一凸透镜2512的光汇聚成平行光；激发光滤光片2514对接收到的平行光进行过滤；第三凸透镜2515将经过滤的平行光汇聚到中心光纤2531的第二端2533，作为激发光射入中心光纤2531；中心光纤2531将激发光传输到与中心光纤2531的第一端2530对齐的引导光纤22，进而照射相应的待测样本300，使待测样本300激发出发射光；发射光通过引导光纤22照射到周向光纤2532的第一端2530；第六凸透镜2525从周向光纤2532的第二端2533接收发射光并且对发射光进行汇聚；第五凸透镜2524将来自第六凸透镜2525的光汇聚成平行光；发射光滤光片2523对接收到的平行光进行过滤；第四凸透镜2522将经过滤的平行光汇聚到荧光信号接收器2521，完成荧光信号的采集，也即完成对一个待测样本300的检测。
125.返回图18，为了防止在转盘24转动过程中线缆缠绕在一起，光学检测装置200还包括导电滑环27。导电滑环27设置在转盘24上以用于在供电装置400与控制电路板29之间提供电连接，从而对光学器件25进行供电。
126.图25示出了根据本技术的一个实施例的导电滑环27的结构示意图。如图25所示，导电滑环27包括固定端272和转动端271。固定端272上设置有固定线缆274，转动端271上设置有转动线缆273。转动端271连接至转盘24，并且转动线缆273连接至各个光学器件25。利用这种布置，可以可靠地对光学器件25进行供电。
127.继续参考图18，光学检测装置200还可以包括控制电路板29，控制电路板29可以用于实现光学检测装置200的一些控制功能。
128.在一些实施例中，光学检测装置200还包括防尘毛刷圈28，如图26所示。防尘毛刷圈28围绕多个光学器件25设置。为了更好的展示防尘毛刷圈28的具体结构，图26中的防尘毛刷圈28所处的位置并非实际位置，实际上防尘毛刷圈28与基座21固定连接。通过设置防尘毛刷圈28，可以防尘和避光，具体的，当转盘24带动光学器件25转动时，防尘毛刷圈28处于相对静止状态，通过光学器件25在转动过程中与防尘毛刷圈28的摩擦接触，可以去除光学器件25上可能存在的尘土或其他污染物。
129.在一些实施例中，为了监测转盘24的转动位置，光学检测装置200还包括位置传感器26，如图27和图28所示。位置传感器26设置在转盘24上。相应地，在基座21上可以设置有感测片261。当转盘24转动时，位置传感器26将会随着转盘24一起转动。如果位置传感器26转动到感测片261所在的位置，位置传感器26将会产生用于表示转盘24转动到预定位置的感测信号。此时，可以控制驱动件23使得转盘24在预定位置处停止转动。随后，可以观测光学器件25是否对准基座21上的通孔210。如果未对准，则可以对光学检测装置200进行调整以使光学器件25对准基座21上的通孔210。在本技术的实施例中，位置传感器26可以是光电开关、霍尔开关、机械行程开关、磁吸件等具有定位功能的元件，本技术的实施例对此不做限制。
130.在利用光学检测装置200完成对样本容置单元102中的多个待测样本300的荧光检测之后，可以利用前文中所提到的进出仓操作方法将样本容置单元102从扩增检测位置移动到出仓位置，更换样本容置单元102中的待测样本300。随后，可以将样本容置单元102从出仓位置移动到扩增检测位置，以便进行基因扩增和荧光检测的下一次循环。
131.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。