[發明專利]一種PCR儀溫度控制系統

在審

• 申請號: 201310562057.6
• 申請日: 2013-11-10
• 公開（公告）號: CN104635801A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 任靜
• 申請（專利權）人: 西安擴力機電科技有限公司
• 主分類號: G05D23/24
• 分類號: G05D23/24
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，尤其是涉及一種PCR儀溫度控制系統。

背景技術

生命科學儀器的發展為生命科學提供了有效工具和強有力的研究手段。使其從細胞水平上的研究飛躍發展到分子層次上的深入研究。離開這些現代化生命科學儀器的支撐，許多重大的研究項目和工程都將舉步維艱。PCR儀器是一種應用廣泛、十分重要的生命科學儀器。聚合酶鏈式反應(polymerase?chain?reaction，PCR)是一種體外快速擴增特異性DNA片段的酶學方法，其PCR反應的基本過程分為三步。第一步，DNA變性(94℃)，雙鏈DNA模板在熱作用下氫鍵斷裂，形成單鏈DNA；第二步，退火(55℃)，系統溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈；第三步，延伸(72℃)，在Taq酶的作用下，以dNTP為原料從引物的5端到3端延伸，合成與模板互補的DNA鏈。PCR儀就是通過控制樣品達到不同溫度，對被擴增的DNA片段進行變性、退火和聚合處理，以達到將DNA片段的量成倍擴增的目的。因此，溫度控制的精度，尤其是各個溫度值的時間控制，直接影響DNA片段擴增的效率。

現有的PCR儀通常都只對樣品基座底部進行溫度采樣和控制，沒有考慮樣品基座的側壁與外圍空氣的對流換熱對基座溫度均勻性的影響，從而達不到較高的控溫精度，影響了DNA片段擴增的效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種快速、精確的PCR儀溫度控制系統，工作能夠同時對樣品基座的底座和側壁的溫度進行控制，有效解決了現有溫度控制系統精度不高，DNA片段擴增的效率低等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種PCR儀溫度控制系統，其特征在于：包括PC機、主控芯片、Flash存儲器、EPROM存儲器、依序連接的信號隔離電路、放大濾波電路和A/D轉換電路、由底座和側壁組成的樣品基座、設置在所述樣品基座上用于放置試管的反應槽、設置在所述反應槽正上方用于維持所述試管頂部溫度以防止試液蒸發在所述試管頂部形成冷凝水的熱蓋、用于實時檢測分布在底座中間部分的反應槽溫度的第一溫度傳感器、用于實時檢測靠近側壁的反應槽溫度的第二溫度傳感器、用于實時檢測熱蓋溫度的第三溫度傳感器、對底座的溫度進行控制的第一溫控電路、對側壁的溫度進行控制的第二溫控電路以及對熱蓋進行加熱的加熱電路；所述第一溫控電路和第二溫控電路均包括依次連接的光電耦合器、D/A轉換電路、功率放大驅動電路和半導體制冷片，所述半導體制冷片的數量為多個，且多個所述半導體制冷片分別貼裝在底座的底面和側壁的四周；所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器均與信號隔離電路相接，所述A/D轉換電路、第一溫控電路、第二溫控電路、加熱電路、Flash存儲器和EPROM存儲器均與主控芯片相接，所述主控芯片和PC機通過接口電路連接。

上述一種PCR儀溫度控制系統，其特征是：還包括與主控芯片相接的LCD顯示器。

上述一種PCR儀溫度控制系統，其特征是：所述主控芯片為ARM微處理器。

上述一種PCR儀溫度控制系統，其特征是：所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器均為鉑熱電阻PT1000。

上述一種PCR儀溫度控制系統，其特征是：所述接口電路為USB3.0接口。

本發明與現有技術相比具有以下優點：結構簡單、使用方便、投入成本低；工作能夠同時對樣品基座的底座和側壁的溫度進行控制，保證了樣品基座溫度分布的均勻性，使樣品基座的每個反應槽的溫度以及溫度保持的時間控制精確，有效解決了現有溫度控制系統精度不高，DNA片段擴增的效率低等問題。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理框圖。

附圖標記說明:

1—PC機；????????????2—主控芯片；????????3—Flash存儲器；

4—EPROM存儲器；?????5—信號隔離電路；????6—放大濾波電路；

7—A/D轉換電路；?????8—底座；????????????9—側壁；

10—熱蓋；???????????11—第一溫度傳感器；?12—第二溫度傳感器；

13—第三溫度傳感器；?14—第一溫控電路；???15—第二溫控電路；

16—加熱電路；???????17—接口電路；???????18—LCD顯示器。

具體實施方式