一种食品微生物检测用PCR仪制造技术

技术编号：44265567 阅读：1 留言：0更新日期：2025-02-14 22:09

本发明专利技术公开了一种食品微生物检测用PCR仪，旨在解决现有PCR仪温度控制不稳定、升降温速度慢、控温精度低等问题。该PCR仪包括PCR仪主体、恒温槽、水箱、电加热板、循环泵、控制面板和温感探头。通过液体介质加热及循环泵驱动，实现导液槽内的水流循环，确保温度的均匀分布。该系统采用多点温度监测和PID控制算法，精确调节电加热板的功率，具备快速升温、降温功能，显著提高了控温精度和效率。此外，PCR仪配备智能化故障检测和报警系统，能够自动处理温度异常或水循环故障，操作简便，自动化程度高。该PCR仪尤其适用于食品微生物检测领域，提供了稳定、快速且高效的PCR反应环境，确保检测结果的准确性和可靠性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食品检测，具体为从一种食品微生物检测用pcr仪。

技术介绍

1、pcr(聚合酶链式反应，polymerasechainreaction)是一种重要的分子生物学技术，用于扩增特定的dna片段。pcr技术的广泛应用包括基因测序、基因检测、疾病诊断以及微生物检测等领域。在食品安全领域，pcr技术可以快速、准确地检测食品中的微生物(如细菌、病毒等)，从而有效控制食品的卫生和质量问题。

2、传统的pcr仪通过空气加热的方式对反应液进行温度控制。pcr过程的关键步骤包括dna变性、退火和延伸，每个步骤要求精确的温度控制。因此，温度的稳定性和均匀性对于pcr反应的成功至关重要。然而，传统空气加热的pcr仪存在一些缺点：

3、温度控制不稳定：由于空气的比热容较小，热量在空气中传导效率低，pcr仪容易受外界环境温度影响，导致温度波动，进而影响实验结果的准确性。

4、升温和降温速度较慢：空气作为介质的导热性能较差，导致反应液的升温和降温过程较为缓慢，延长了实验时间，降低了效率。

5、控温精度较低：当pcr仪频繁打开或关闭时，空气热量容易迅速流失，温度恢复较慢，影响pcr反应的精度和可靠性。

6、为了解决这些问题，近年来出现了一些使用液体介质加热的pcr仪。液体介质比热容大，传热效率高，能够更好地维持反应液的温度稳定性。通过液体循环控制温度，pcr仪可以提供更加精确的温度控制，并且能够有效加快升温和降温过程。然而，现有的液体介质控温pcr仪在设计上仍存在一些不足之处：

<p>7、水流温度分布不均匀：尽管液体导热性好，但在导液槽内可能存在局部温度不均匀的现象，导致实验结果不一致。

8、温度控制灵活性不足：大部分液体加热系统无法根据不同实验需求灵活调节加热和降温速率，限制了pcr仪的应用范围。

9、系统智能化程度不高：传统液体控温系统依赖简单的温度差控制，缺乏对复杂温度波动的响应能力和自动调节功能，影响控温的精度和效率。

10、因此，设计一种能够自动调节温度、提高控温精度、快速加热和冷却的液体控温pcr仪，具有重要的意义。这种pcr仪不仅可以提升食品微生物检测的准确性和效率，还能扩大其在其他分子生物学领域的应用。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种食品微生物检测用pcr仪，以解决
技术介绍
中所提出的问题。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种食品微生物检测用pcr仪，包括pcr仪主体，所述pcr仪主体的中央位置开有恒温槽，所述恒温槽的两侧外壁开有导液槽，两个所述导液槽的内壁分别开有贯穿于pcr仪主体的排液口与进液口，所述pcr仪主体的一侧外壁固定设有水箱，所述水箱的两端分别开有进水口与加水口，所述排液口通过管道与进水口连通，所述进液口通过管道与加水口连通，所述水箱的内部设有循环泵，所述循环泵包括有输入端与输出端，所述循环泵的输入端位于水箱的内部，所述循环泵的输出端与加水口连通，所述水箱的底部内壁固定设有电加热板，所述恒温槽的内部设有培养台，所述培养台的中央位置设有培养盘，所述培养台的两端外壁开有等距离分布且贯穿的第一导流口，所述培养盘的外壁开有等距离分布且贯穿的第二导流口。

4、优选的，所述第二导流口与第一导流口连通，所述第一导流口分别与两个导液槽连通。

5、优选的，所述导液槽的两侧内壁开有第一拿取槽，所述培养台的两侧外壁开有第二拿取槽，所述第一拿取槽与第二拿取槽相互对接，通过第一拿取槽与第二拿取槽便于将培养台从导液槽的内部取出。

6、优选的，所述培养盘的顶部外壁开有等距离分布的培养孔，培养孔作为培养dna聚合酶的空间。

7、优选的，所述水箱的顶部一端开有补给口，所述补给口的内壁固定设有外螺纹管，所述外螺纹管的外壁螺接有螺盖，通过补给口便于为水箱补给水。

8、优选的，所述恒温槽的内部设有温感探头，所述pcr仪主体的远离水箱的一侧设有控制面板，所述pcr仪主体的一侧设有控制旋钮，所述控制旋钮位于控制面板的底部，所述温感探头与控制面板数据连接，所述循环泵与电加热板通过控制旋钮与控制面板控制连接。

9、优选的，所述pcr仪主体的顶部一侧通过铰链活动连接有盖板，所述盖板的顶部外壁固定设有拉把手。

10、优选的：所述电加热板(21)用于加热水箱(13)内的水；温感探头用于实时监控恒温槽(4)内的温度；控制面板(2)和控制旋钮(3)用于调节温度，控制面板根据以下公式自动调节电加热板的功率输出：

11、p＝k×(t设定-t实际)

12、其中：

13、p为加热板的功率(单位：瓦特，w)；t设定为设定温度；

14、t实际为温感探头测量的实际温度；

15、k为温度调节系数，用于控制加热板功率响应的速率；

16、当t实际＝t设定，加热板功率自动降为零，实现恒温状态。

17、优选的：所述循环泵(19)用于将水从水箱(13)输送至导液槽(5)；控制面板(2)与温感探头相连，自动调节水流速度，控制公式为：

18、

19、其中：q为水流量(单位：升/秒，l/s)；c为系统流量系数；

20、δt为导液槽内水的温度变化(单位：摄氏度，℃)；

21、δt为时间间隔(单位：秒，s)。

22、优选的：所述控制面板用于根据温度反馈调节加热板(21)的功率；

23、温度控制公式为：

24、

25、其中：t(t)为时间t后的水温(单位：摄氏度，℃)；t0为初始水温(单位：摄氏度，℃)；pmax为加热板的最大功率(单位：瓦特，w)；cw为水的比热容,约为4186j/；mw为水的质量(单位：千克，kg)；t为加热时间(单位：秒，s)。

26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

27、通过控制面板与控制旋钮控制电加热板给予水进行加热，通过循环泵的输入端将水吸入，循环泵将水通过加水口经过管道进入进液口内，进液口内的水进入至导液槽内，培养台与培养盘位于导液槽的内部，加热的水经过第一导流口与第二导流口的内部，对培养台和培养盘同时加热到指定的温度，导液槽内的水通过排液口经过管道从进水口进入到水箱内，进行水循环，通过将水进行加温，循环对培养台与第一导流口进行控温，水的比热容大，不会导致导液槽内失温，控温的稳定性好。

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【技术保护点】

1.一种食品微生物检测用PCR仪，包括PCR仪主体(1)，其特征在于：所述PCR仪主体(1)的中央位置开有恒温槽(4)，所述恒温槽(4)的两侧外壁开有导液槽(5)，两个所述导液槽(5)的内壁分别开有贯穿于PCR仪主体(1)的排液口(14)与进液口(15)，所述PCR仪主体(1)的一侧外壁固定设有水箱(13)，所述水箱(13)的两端分别开有进水口(16)与加水口(17)，所述排液口(14)通过管道与进水口(16)连通，所述进液口(15)通过管道与加水口(17)连通，所述水箱(13)的内部设有循环泵(19)，所述循环泵(19)包括有输入端与输出端，所述循环泵(19)的输入端位于水箱(13)的内部，所述循环泵(19)的输出端与加水口(17)连通，所述水箱(13)的底部内壁固定设有电加热板(21)，所述恒温槽(4)的内部设有培养台(7)，所述培养台(7)的中央位置设有培养盘(9)，所述培养台(7)的两端外壁开有等距离分布且贯穿的第一导流口(11)，所述培养盘(9)的外壁开有等距离分布且贯穿的第二导流口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于

3.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述导液槽(5)的两侧内壁开有第一拿取槽(6)，所述培养台(7)的两侧外壁开有第二拿取槽(8)，所述第一拿取槽(6)与第二拿取槽(8)相互对接。

4.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述培养盘(9)的顶部外壁开有等距离分布的培养孔(10)。

5.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述水箱(13)的顶部一端开有补给口(22)，所述补给口(22)的内壁固定设有外螺纹管，所述外螺纹管的外壁螺接有螺盖。

6.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述恒温槽(4)的内部设有温感探头，所述PCR仪主体(1)的远离水箱(13)的一侧设有控制面板(2)，所述PCR仪主体(1)的一侧设有控制旋钮(3)，所述控制旋钮(3)位于控制面板(2)的底部，所述温感探头与控制面板(2)数据连接，所述循环泵(19)与电加热板(21)通过控制旋钮(3)与控制面板(2)控制连接。

7.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述PCR仪主体(1)的顶部一侧通过铰链活动连接有盖板(23)，所述盖板(23)的顶部外壁固定设有拉把手(24)。

8.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述电加热板(21)用于加热水箱(13)内的水；温感探头用于实时监控恒温槽(4)内的温度；控制面板(2)和控制旋钮(3)用于调节温度，控制面板根据以下公式自动调节电加热板的功率输出：

9.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述循环泵(19)用于将水从水箱(13)输送至导液槽(5)；控制面板(2)与温感探头相连，自动调节水流速度，控制公式为：

10.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用PCR仪，其特征在于：所述控制面板用于根据温度反馈调节加热板(21)的功率；

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【技术特征摘要】

1.一种食品微生物检测用pcr仪，包括pcr仪主体(1)，其特征在于：所述pcr仪主体(1)的中央位置开有恒温槽(4)，所述恒温槽(4)的两侧外壁开有导液槽(5)，两个所述导液槽(5)的内壁分别开有贯穿于pcr仪主体(1)的排液口(14)与进液口(15)，所述pcr仪主体(1)的一侧外壁固定设有水箱(13)，所述水箱(13)的两端分别开有进水口(16)与加水口(17)，所述排液口(14)通过管道与进水口(16)连通，所述进液口(15)通过管道与加水口(17)连通，所述水箱(13)的内部设有循环泵(19)，所述循环泵(19)包括有输入端与输出端，所述循环泵(19)的输入端位于水箱(13)的内部，所述循环泵(19)的输出端与加水口(17)连通，所述水箱(13)的底部内壁固定设有电加热板(21)，所述恒温槽(4)的内部设有培养台(7)，所述培养台(7)的中央位置设有培养盘(9)，所述培养台(7)的两端外壁开有等距离分布且贯穿的第一导流口(11)，所述培养盘(9)的外壁开有等距离分布且贯穿的第二导流口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用pcr仪，其特征在于：所述第二导流口(12)与第一导流口(11)连通，所述第一导流口(11)分别与两个导液槽(5)连通。

3.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用pcr仪，其特征在于：所述导液槽(5)的两侧内壁开有第一拿取槽(6)，所述培养台(7)的两侧外壁开有第二拿取槽(8)，所述第一拿取槽(6)与第二拿取槽(8)相互对接。

4.根据权利要求1所述的一种食品微生物检测用pcr仪，其特征在于：所述培养盘(9)的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓萌，关迪，孙雪，董露，杜翠荣，赵卉，张超，
申请(专利权)人：沈阳市食品药品检验所，
类型：发明
国别省市：

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