一种加热装置可移动的PCR仪

技术领域

本发明属于PCR设备领域，涉及一种加热装置可移动的PCR仪。

背景技术

微流控是一种精确控制和操控微尺度流体的技术，其具体为将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的微流控芯片上，自动完成分析全过程的技术。由于其在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域，在微流控芯片上利用PCR(聚合酶链式反应，PolymeraseChainReaction)扩增检测核酸时，PCR由变性-退火-延伸三个步骤构成，控制PCR过程的温度是检测成败的关键。目前，市场上通常的PCR仪为分离式的，加热时需要人工拿放试剂盒，此方式较为繁琐不方便，而且需要单独的加热设备来做，试剂检测成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种加热装置可移动的PCR仪，能够可控地将加热装置移动至预定位置以实现对样本进行循环加热的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种加热装置可移动的PCR仪，包括用于对样本进行加热的加热装置，所述PCR仪中设置有用于放置样本的样本区，所述PCR仪还包括用于带动所述加热装置进出所述样本区的移动装置，所述移动装置包括：支架，所述加热装置可沿y方向移动地设置于所述支架上；第一滑块，其可沿x方向移动地设置于所述支架上；第一连杆，其具有第一端部和第二端部，所述第一连杆的第一端部可转动地连接于所述加热装置，所述第一连杆的下端部可转动地连接于所述第一滑块；及限位件，其用于限定所述第一滑块的滑动行程以使所述加热装置每次移动至所述样本区的相同位置，所述限位件连接于所述支架。

在一实施例中，所述移动装置还包括具有第一端部和第二端部的第二连杆，所述第二连杆的第一端部可转动地连接于所述第一滑块，所述第二连杆的第二端部可转动地连接于所述限位件，所述限位件可沿预定行程移动地连接于所述支架。

在一实施例中，所述支架上具有第一限位部和第二限位部，所述限位件具有可移动地设置于所述第一限位部和所述第二限位部之间的销。

在一实施例中，所述支架上开设有沿y方向延伸的长孔，所述第一限位部和所述第二限位部分别形成于所述长孔两端部的孔壁上，所述销可沿y方向滑动地插设于所述长孔中。

在一实施例中，所述移动装置还包括可沿y方向移动地设置于所述支架上的第二滑块，所述加热装置设置于所述第二滑块上。

在一实施例中，所述加热装置包括固定板及一或多个设置于所述固定板上导热片。

在一实施例中，所述加热装置还包括包覆在所述导热片四周的保温棉。

在一实施例中，所述导热片具有用于和样本接触的正面和与所述正面相对的背面，所述加热装置还包括设置于在所述导热片的背面处的制冷片，所述制冷片贴合所述导热片的背面或和所述背面具有一定间隙。

在一实施例中，所述制冷片为TEC制冷片。

在一实施例中，所述加热装置还包括散热器，所述固定板设置于所述散热器上。

在一实施例中，所述加热装置还包括风扇。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明的加热装置可移动的PCR仪，移动装置可带动加热装置往复移动，以匹配PCR仪所需的温度循环；通过由第一连杆和第一滑块构成的机构与限位件的配合，使得第一连杆能够将加热装置可控地移动至样本区的相同位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种加热装置可移动的PCR仪的结构框图；

图2是加热装置和移动装置的主视图；

图3是图2所示加热装置和移动装置的左视图；

图4是图3中B-B向的剖视图；

图5是图2所示加热装置和移动装置的俯视图。

其中，

2、移动装置；20、支架；201、第一导轨；202、第二导轨；203、长孔；21、第一滑块；22、第二滑块；23、第一连杆；24、第二连杆；25、限位件；251、销；

3、加热装置；30、安装座；31、导热片；32、保温棉；33、固定板；34、散热器；35、风扇；36、制冷片；

4、样本区；

5、荧光检测装置；

6、芯片固定装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

如本说明书和权利要求书中所示，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

本文及的x方向和y方向等方位词基于附图1以及本PCR仪实际使用时的方位进行定义，x方向和y方向相互垂直，且分别表示左右、上下方向。

PCR由变性-退火-延伸三个步骤构成，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物，类似于DNA的天然复制过程。PCR不同的反应阶段要求不同的保持温度，DNA在95℃时变性成为单链，在60℃左右时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，当温度调整为72℃左右时达到DNA聚合酶最适反应温度，DNA聚合酶沿着模板根据碱基互补配对原则从羟基端向磷酸基团方向催化合成互补链。

本实施例提供一种加热装置可移动的PCR仪，能够针对上述使DNA升温解链、降温结合的特点实现加热扩增DNA。参照图1所示，PCR仪包括样本区4、加热装置3、移动装置2、芯片固定装置6及荧光检测装置5。样本区4中用于放置待测的生物样本，如生物样本放置在微流控芯片中，样本区具体用于承载微流控芯片。芯片固定装置6用于对微流控芯片进行定位和固定。加热装置3用于样本区4中的微流控芯片进行加热或冷却。移动装置2用于带动并控制加热装置3的移动。荧光检测装置6用于检测微流控芯片中的荧光信号。其中加热装置3和移动装置2将结合图2至图5进行详细描述；荧光检测装置5和芯片固定装置6采用已知的装置，在此不作赘述。

移动装置2包括支架20、第一滑块21、第二滑块22、第一连杆23、第二连杆24及限位件25。支架201固定在PCR仪的壳体上。支架20为由两个侧板和一个底板都成的U型结构。第一滑块21可沿x方向移动地设置于支架20上；具体而言，支架20的底板上固定设置有沿x向延伸的第一导轨201，第一滑块21滑动配合地设置于第一导轨201上。第二滑块22可沿y向滑动地设置于支架20上；具体而言，支架20的左侧板上固定设置有沿y向延伸的第二导轨202，第二滑块22滑动配合地设置于第二导轨202上；加热装置3即设置在第二滑块22上。第一连杆23具有第一端部和第二端部，所述第一连杆23的第一端部通过枢轴可转动地连接于所述加热装置3，所述第一连杆23的下端部通过枢轴可转动地连接于所述第一滑块21。第二连杆24具有第一端部和第二端部，第二连杆24的第一端部通过枢轴可转动地连接于所述第一滑块21，所述第二连杆24的第二端部通过枢轴可转动地连接于所述限位件25。所述限位件25可沿预定行程移动地连接于所述支架20，通过限位件25限制第二连杆24的转动，进而限定第一滑块21的滑动行程，从而第一连杆23每次都能使加热装置3移动至样本区的相同位置，满足PCR反应的热循环程序。上述各个用于转动连接的枢轴的轴心线均沿前后方向水平延伸，而相互平行。

具体地，支架20的右侧板上具有上下设置的第一限位部和第二限位部，限位件25具有可移动地设置于第一限位部和第二限位部之间的销251。进一步地，支架20的右侧板上开设有沿y方向延伸的长孔203，长孔203的上侧孔壁即为第一限位部，长孔203的下侧孔壁即为第二限位部，销251可沿y方向滑动地插设于长孔203中。

移动装置2在移动加热装置3时各部位的运动过程为：使第一滑块21沿第一导轨201向左滑动时，第一滑块21带动第一连杆23向左移动的同时顺时针转动，将圆周运动的趋势转化为直线运动，第一连杆23带动加热装置3沿第二导轨202向上移动；同时，连接在第一滑块21上的第二连杆24一起向做移动的同时顺时针运动，第二连杆24的第二端部带动限位件25相对支架20移动，限位件25上的销251在支架20上的长孔203中向上滑动，当其滑到长孔203上端时收到上侧孔壁阻挡而停止移动，从而每次上相移动加热装置3都能使第一滑块21始终停止在预定位置，保证加热装置3每次都能够到达微流控芯片所在的位置，且不会对微流控芯片产生碰撞。相反地，在第一滑块21向右移动时，加热装置3将以类似的运动原理向下运动。

加热装置3包括安装座30、导热片31、保温棉32、固定板33、散热器34、风扇35及制冷片36。安装座30固定设置在第二滑块22上，且和第一连杆23的第一端部通过枢轴可转动地连接。散热器34设置在安装座30上，风扇35设置于散热器34下方。固定板33设置于散热器34上，导热片31设置于固定板33上，且其上表面露出以和微流控芯片接触。导热片31的数量为一个多个，每个导热片31下方设置有制冷片36。保温棉32包覆在导热片31四周。

散热风扇35固定在散热器34下方，用于给散热器34降温。制冷片36为TEC制冷片36(Thermo Electric Cooler，半导体制冷器)。该制冷片36降温速度快，降温周期短，从而可以实现分子的快速扩增。保温棉32减少加热区域内的热量向四周扩散流失。

在本实施例中，导热片31具有用于和样本接触的正面和与正面相对的背面，制冷片36贴合导热片31的背面。在另一些实施例中，导热片31的背面和制冷片36之间也可以具有一定间隙。

上述加热装置3可移动的PCR仪有如下优点：在一体机中，连杆滑块可将加热装置3灵活地控制在同一位置，并快速将加热处和微流控芯片紧密贴合。加热装置3可以做到在一定范围内任一高度的贴合，并对微流控芯片中起到固定作用，将其固定在样本区。在散热器34上设置多个导热片31，而形成多个点位加热，具有灵活性。采用TEC加热方式，升降温速度快，周期短，可实现分子快速扩增。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。