一种PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算所述荧光图像中预设荧光材料的荧光强度，基于预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系确定样品管中的当前温度；获取当前PCR扩增过程所处的阶段的需求温度，计算所述样品管中的当前温度与所述需求温度的差值，得到修正温度值；根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管内的温度以最短的时间达到所述需求温度；所述预设荧光材料为具有温度敏感性的荧光材料。通过本申请，解决了现有技术中PCR热循环温控效率相对较低的技术问题，提高了对样品管中温度控制效率。提高了对样品管中温度控制效率。提高了对样品管中温度控制效率。

【技术实现步骤摘要】
一种PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及PCR控制
，具体涉及一种PCR热循环系统方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术由于具有实时、灵敏等优点，已经成为分子研究的主要手段之一，广泛应用于分子生物学和医学研究及临床。在实时荧光定量聚合酶链式反应过程中，对应的热循环系统提供的精准的温度条件(包括温度控制精度、温度持续时间等)，对引物与模板DNA能够特异性结合起到了十分重要的作用。
[0003]目前，绝大多数实时荧光定量PCR热循环系统采用的是对金属模块进行控温，将热电偶或热敏电阻等温度采集装置埋在金属模块中，对其进行温度闭环控制。然而采用该方法所控制的温度参数皆是金属模块的温度而并非样品管内的温度，这样会严重影响PCR扩增时的温度准确性。同时根据非稳态传热效应，金属块温度与样品管温度存在一定的迟滞现象，大大的减缓了升降温速率，缩短了温度持续时间。
[0004]为了得到样品管内的温度，大多数实时荧光定量PCR仪都是在开发仪器时根据同一时间金属块和样品管内溶液的温度，结合模块过冲的温度量、时间、金属模块和样品管的导热系数以及溶液体积等因素，计算出金属块与样品管溶液温度的对应关系，测试时则根据该对应关系以金属块的温度模拟出样品管的温度。这种控制方式可有效缓解样品管内温度不准的问题，但无法从根本上解决问题，且该方法操作复杂，无法建立准确的数学模型，因此温度的准确性就无法得到保证，在分析高分辨率熔解曲线等对温度精度要求很高的实验阶段显得捉襟见肘。
[0005]鉴于此，亟需一种能够精准控温的PCR热循环系统控制方法。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中PCR热循环温控效率相对较低的技术问题。
[0007]第一方面，根据本专利技术实施例提供的一种PCR热循环系统控制方法，包括：
[0008]采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算所述荧光图像中预设荧光材料的荧光强度，基于预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系确定样品管中的当前温度；
[0009]获取当前PCR扩增过程所处的阶段的需求温度，计算所述样品管中的当前温度与所述需求温度的差值，得到修正温度值；
[0010]根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管内的温度以最短的时间达到所述需求温度；
[0011]所述预设荧光材料为具有温度敏感性的荧光材料。
[0012]在一个实施方式中，所述根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而
使得样品管中的温度以最短的时间达到所述需求温度，包括：
[0013]判断所述样品管中的当前温度是否大于需求温度；
[0014]如果是，判断所述修正温度值是否大于第一预设温度差阈值；
[0015]如果是，则采用第一功率对样品管内的温度进行降温；否则，采用第二功率对样品管内的温度进行降温；所述第一功率大于所述第二功率；
[0016]如果所述样品管中的当前温度不大于需求温度，判断所述修正温度值是否大于第二预设温度差阈值；
[0017]如果是，则采用第三功率对样品管内的温度进行升温；否则，采用第四功率对样品管内的温度进行降温；所述第三功率大于所述第四功率。
[0018]在一个实施方式中，所述预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系的求取方法，包括：
[0019]在反应管中加入预设荧光材料，形成样品管；
[0020]将样品管置于预设控温环境中，调整控温环境内的温度至预设温度区间的温度端点值，并监测每个温度端点值对应的荧光强度；
[0021]基于所述温度端点值及温度端点值对应的荧光强度确定预设荧光材料的荧光强度与温度的关系。
[0022]在一个实施方式中，所述的PCR热循环系统控制方法，还包括：
[0023]选取预设荧光材料。
[0024]在一个实施方式中，所述选取预设荧光材料，包括：
[0025]选取发射光谱强度随温度的变化满足预设要求，且预设温度范围内当温度恒定时，荧光强度保持恒定的荧光材料作为预设荧光材料。
[0026]在一个实施方式中，所述样品管内设有模板DNA、酶、引物、与所述模板DNA相结合的原料荧光材料及所述预设材料。
[0027]第二方面，根据本专利技术实施例提供的一种PCR热循环系统控制装置，包括：
[0028]采集模块，用于采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算所述荧光图像中预设荧光材料的荧光强度，基于预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系确定样品管中的当前温度；
[0029]求差模块，用于获取当前PCR扩增过程所处的阶段的需求温度，计算所述样品管中的当前温度与所述需求温度的差值，得到修正温度值；
[0030]控制模块，用于根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管内的温度以最短的时间达到所述需求温度；
[0031]所述预设荧光材料为具有温度敏感性的荧光材料。
[0032]在一个实施方式中，所述控制模块，包括：
[0033]第一判断单元，用于判断所述样品管中的当前温度是否大于需求温度；
[0034]第二判断单元，用于在判定所述样品管中的当前温度大于需求温度后，判断所述修正温度值是否大于第一预设温度差阈值；
[0035]第一执行单元，用于判定所述修正温度值大于第一预设温度差阈值，则采用第一功率对样品管内的温度进行降温；否则，采用第二功率对样品管内的温度进行降温；所述第一功率大于所述第二功率；
[0036]第三判断单元，用于在判定所述样品管中的当前温度不大于需求温度后，判断所述修正温度值是否大于第二预设温度差阈值；
[0037]第二执行单元，用于判定所述修正温度值大于第二预设温度差阈值，则采用第三功率对样品管内的温度进行升温；否则，采用第四功率对样品管内的温度进行降温；所述第三功率大于所述第四功率。
[0038]第三方面，根据本专利技术实施例提供的一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而实现第一方面任一项所述的PCR热循环系统控制方法。
[0039]第四方面，根据本专利技术实施例提供的一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现第一方面任一项所述的PCR热循环系统控制方法。
[0040]本专利技术实施例提供的PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质，至少具有如下有益效果：
[0041]本专利技术实施例提供的PCR热循环系统控制方法、装置、设备及存储介质，可以通过采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算对应的荧光强度，以基于预先求取的预设荧光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCR热循环系统控制方法，其特征在于，包括：采用成像设备获取样品管中预设荧光材料的荧光图像，并计算所述荧光图像中预设荧光材料的荧光强度，基于预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系确定样品管中的当前温度；获取当前PCR扩增过程所处的阶段的需求温度，计算所述样品管中的当前温度与所述需求温度的差值，得到修正温度值；根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管内的温度以最短的时间达到所述需求温度；所述预设荧光材料为具有温度敏感性的荧光材料。2.根据权利要求1所述的PCR热循环系统控制方法，其特征在于，所述根据所述修正温度值，控制热循环系统的运行模式，进而使得样品管中的温度以最短的时间达到所述需求温度，包括：判断所述样品管中的当前温度是否大于需求温度；如果是，判断所述修正温度值是否大于第一预设温度差阈值；如果是，则采用第一功率对样品管内的温度进行降温；否则，采用第二功率对样品管内的温度进行降温；所述第一功率大于所述第二功率；如果所述样品管中的当前温度不大于需求温度，判断所述修正温度值是否大于第二预设温度差阈值；如果是，则采用第三功率对样品管内的温度进行升温；否则，采用第四功率对样品管内的温度进行降温；所述第三功率大于所述第四功率。3.根据权利要求2所述的PCR热循环系统控制方法，其特征在于，所述预先求取的预设荧光材料的荧光强度与温度的关系的求取方法，包括：在反应管中加入预设荧光材料，形成样品管；将样品管置于预设控温环境中，调整控温环境内的温度至预设温度区间的温度端点值，并监测每个温度端点值对应的荧光强度；基于所述温度端点值及温度端点值对应的荧光强度确定预设荧光材料的荧光强度与温度的关系。4.根据权利要求1所述的PCR热循环系统控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：选取预设荧光材料。5.根据权利要求4所述的PCR热循环系统控制方法，其特征在于，所述选取预设荧光材料，包括：选取发射光谱强度随温度的变化满足预设要求，且预设温度范围内当温度恒定时，荧光强度保持恒定的荧光材料作为预设荧光材料。6.根据权利要求1
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5任一项所述的PCR热循环系统控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周连群，李东书，姚佳，李金泽，张月业，张芷齐，李传宇，郭振，张威，李超，周恒，
申请(专利权)人：苏州国科芯感医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：