本发明专利技术公开了一种能自主调节压紧状态的热循环模块及PCR装置，该模块包括热盖、第一支架部件、第二支架部件、弹性组件、传感器以及控制单元，弹性组件设置于第一支架部件和第二支架部件之间，在执行热盖压紧工序时，第一支架部件和/或第二支架部件可在驱动组件的带动下在预设时间移动至预定位置，使得热盖压力接触样本管接收单元内的样本管从而弹性组件产生形变，传感器可采集弹性组件形变后的压缩量。传感器和驱动组件信号连接于控制单元，传感器和控制单元之间传递有弹性组件形变后的压缩量数据，控制单元可依据该压缩量数据控制驱动组件，直至弹性组件的压缩量达到预设值。本发明专利技术提供了高精度的热盖压紧力控制，降低了热盖压紧力控制的成本。压紧力控制的成本。压紧力控制的成本。
【技术实现步骤摘要】
能自主调节压紧状态的热循环模块及PCR装置
[0001]本专利技术属于传热优化
，具体涉及一种能自主调节压紧状态的热循环模块及PCR装置。
技术介绍
[0002]在各种类型的扩增技术方案中，包含三步法的扩增反应和两步法的扩增反应为了保证扩增效率通常将这种反应在阵列化布置的多孔板内进行，以保证并行化多样本的同时处理，常见的包含32孔、48孔、96孔、192孔等等的多孔板反应器。目前聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)使用最为广泛，在执行PCR反应时，包含特定试剂和核酸的反应混合物的样品重复经过一系列扩增步骤，其中经典的三步法热循环扩增方案中，样品首先被加热至使得双链结构打开的温度完成变性过程，之后降温至退火温度实现引物与模板的结合，最后升温至延伸温度实现在Taq酶作用下以模板为目标的延伸，如此反复30次或者更多次，配合荧光探测等技术可实现靶标的定性或定量化检测。
[0003]为了保证检测结果的准确性多孔板类型反应器内样品所经历的热循环需要尽量保持一致，这种扩增反应的耗材多为一次性塑料制品，其与设备的温块相接触，从而对于样品实现间壁性换热，塑料材质本身具有一定的弹塑性变形能力，为了保证换热效率需要反应容器与温块之间具有良好的接触，这种接触性能的保障一般依赖于热盖与温块之间压紧力设计，如果压紧力过大可能出现反应器壁变形造成实际接触面不足，如果压紧力过小则可能造成反应器壁与温块之间存在虚接触无法满足高效传热的需求，因此对于热盖压紧力的设计关系到PCR设备性能的优劣，并且不同数量的样本管需要施加的压紧力需求不同，随着样本管数量增加需要增加压紧力以实现施加在每个样本管单元上的压紧力能基本一致。专利号为US20040112969A1的美国专利，公开了一种通过压杆的压紧或者释放状态的调整来对温块内反应容器施加压紧力的方案，这种方案是依靠预设位置来对反应容器施加压紧力的，这种方案限定了热盖的扣合方式，在一些小型设备中应用较多；公开号为US10471432B2的美国专利技术专利和公开号为CN108463288B的中国专利技术专利所公布的系统中利用斜坡布置的滑道配合热盖上的滑柱，利用了斜坡结构改变热盖与承载反应容器之间的相对距离，进而实现了对于反应容器压紧力的施加，这种设计对于热盖运行方式有要求，需要保证平面运动的纵深尺寸；专利号为EP0828560B1的欧洲专利技术专利公布了一种将热盖与反应容器接触面设计为柔性材料内密封导热流体形成柔性密封效果，然而热盖还具有为反应容器提供热量的功能，并且在一些场景下还需要配置光孔保证检测效率，而导热流体密封形成柔性接触层方案并不能高效满足这种应用需求；公开号为US20080280330A1的美国专利申请公开了一种阶梯化施加压紧力的方案，这种设计虽然能对压紧力进行调整，但是加工难度较高，调整幅度也是阶跃形式而非连续形式，并不适于控温精度要求较高的场景内。
[0004]为了实现热循环模块压紧力可调整的需求，亟待设计一种能自主化可靠性调节方案，尤其是对于控温精度要求高的PCR设备，并且解决现有设备无法适应于样本管数量变化
而变化压紧力等问题。
技术实现思路
[0005]现有技术的设计是基于特定位置的限定来保证热盖施加至热循环模块的压紧力，但是这种压紧力对于设备整机的加工精度要求比较高，正负1mm的配合误差将引起很大的压紧力差异，而保证多个模块配合的较高精度又需要成本上的大幅增加，采用充装密封流体的柔性热盖虽然一定程度上能保证密封可靠性，但是这种系统对于配合的光学检测方式又有限定，阶梯化的调整压紧方案则只能阶跃地实现压紧力的调整，同时也对于配合面加工精度有较高的要求，为了解决此问题，本专利技术以自动化连续精确调整的设计方案为基础，本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一种能自主调节压紧状态的热循环模块，包括热盖、第一支架部件、第二支架部件、驱动组件、弹性组件、传感器以及控制单元，其中，
[0007]所述第一支架部件内设置有样本管接收部，所述样本管接收部包括阵列排布的多个样本管接收单元，所述弹性组件设置于所述第一支架部件和所述第二支架部件之间，所述第一支架部件和/或所述第二支架部件可在所述驱动组件的带动下，改变所述第一支架部件和所述第二支架部件之间的间距，在未执行热盖压紧工序时，所述弹性组件的形变为初始形变，在执行热盖压紧工序时，所述热盖与所述样本管接收单元内的样本管压力接触，从而使得所述弹性组件产生形变，所述传感器可采集所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量；所述传感器信号连接于所述控制单元，所述驱动组件信号连接并受控于所述控制单元；所述传感器和所述控制单元之间传递有所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量数据，所述控制单元可依据所述压缩量数据控制所述驱动组件，直至所述弹性组件的压缩量达到预设值。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，在执行热盖压紧工序时，所述第一支架部件和/或所述第二支架部件在预设时间移动至预定位置，使得所述热盖与所述样本管接收单元内的样本管压力接触，从而使得所述弹性组件产生形变。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，当所述传感器在所述预设时间内检测到所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量时，所述控制单元输出指示信息，所述指示信息用于表征所述能自主调节压紧状态的热循环模块处于异常受阻状态。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，还包括传动丝杆，所述热盖、所述第一支架部件和所述第二支架部件自上而下可移动地连接在所述传动丝杆上，所述第一支架部件可在所述驱动组件的带动下，改变所述第一支架部件和所述第二支架部件之间的间距。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述驱动组件包括电机、蜗杆、传动齿轮以及丝杆丝缸组合结构，其中，
[0012]所述电机的输出轴连接所述蜗杆，所述传动齿轮套接在所述传动丝杆上，所述蜗杆啮合连接所述传动齿轮，所述丝杆丝缸组合结构配置在所述传动齿轮的安装轴内，与所述传动齿轮的内部螺纹配合连接至所述传动丝杆。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述驱动组件还包括维护传动轮、传动带和旋转轮，其中，
[0014]所述维护传动轮设置在所述蜗杆的端部，所述旋转轮与所述维护传动轮间隔设
置，所述维护传动轮与所述旋转轮通过所述传动带连接，当所述驱动组件发生堵转时，通过手动旋转所述旋转轮能够移动所述第一支架部件的位置。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，在所述第二支架部件长度方向的两端分别设置有导杆，每个导杆自所述第二支架部件的底部贯穿至所述第二支架部件的上表面，每个导杆的端部滑动连接于所述第二支架部件的上表面，以引导所述第二支架部件上下运动。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述弹性组件的劲度系数范围为8
‑
12N/mm。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述传感器为位移传感器。
[0018]在本专利技术的第二方面，提供了一种能自主调节压紧状态的热循环PCR装置，包括光学检测头单元和多本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种能自主调节压紧状态的热循环模块，其特征在于，包括热盖、第一支架部件(10)、第二支架部件(20)、驱动组件、弹性组件、传感器以及控制单元，其中，所述第一支架部件(10)内设置有样本管接收部(101)，所述样本管接收部(101)包括阵列排布的多个样本管接收单元(1011)，所述弹性组件设置于所述第一支架部件(10)和所述第二支架部件(20)之间，所述第一支架部件(10)和/或所述第二支架部件(20)可在所述驱动组件的带动下，改变所述第一支架部件(10)和所述第二支架部件(20)之间的间距，在未执行热盖压紧工序时，所述弹性组件的形变为初始形变，在执行热盖压紧工序时，所述热盖与所述样本管接收单元(1011)内的样本管压力接触，从而使得所述弹性组件产生形变，所述传感器可采集所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量；所述传感器信号连接于所述控制单元，所述驱动组件信号连接并受控于所述控制单元；所述传感器和所述控制单元之间传递有所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量数据，所述控制单元可依据所述压缩量数据控制所述驱动组件，直至所述弹性组件的压缩量达到预设值。2.根据权利要求1所述的能自主调节压紧状态的热循环模块，其特征在于，在执行热盖压紧工序时，所述第一支架部件(10)和/或所述第二支架部件(20)在预设时间移动至预定位置，使得所述热盖与所述样本管接收单元(1011)内的样本管压力接触，从而使得所述弹性组件产生形变。3.根据权利要求2所述的能自主调节压紧状态的热循环模块，其特征在于，当所述传感器在所述预设时间内检测到所述弹性组件相对于初始形变产生的压缩量时，所述控制单元输出指示信息，所述指示信息用于表征所述能自主调节压紧状态的热循环模块处于异常受阻状态。4.根据权利要求1所述的能自主调节压紧状态的热循环模块，其特征在于，还包括传动丝杆，所述热盖、所述第一支架部件(10)和所述第二支架部件(20)自上而下可移动地连接在所述传动丝杆上，所述第一支架部件(10)可在所述驱动组件的带动下，改变所述第一支架部件(10)和所述第二支架部件(20)之间的间距。5.根据权利要求1所述的能自主调节压紧状态的热循环模块，其特征在于，所述驱动组件包...
【专利技术属性】
技术研发人员：田真，吕娜，李磊，陈薇竹，邢杰，李政，苗保刚，
申请(专利权)人：西安天隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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