[實用新型]具有液體冷卻系統的基因擴增裝置

有效

• 申請號: 201420256315.8
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN204022809U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 劉志華;馮東平;沈鵬;李社剛;聶尚海;申躍華
• 申請（專利權）人: 蘇州東勝興業科學儀器有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 付濤

技術領域

本實用新型涉及聚合酶鏈反應裝置，特別是涉及一種具有液體冷卻系統的基因擴增裝置。

背景技術

在分子生物學領域，聚合酶鏈反應已得到廣泛認可，是一種探索DNA的具有高可靠性的有效手段。樣品中的DNA在試劑配合下，在特定溫度程序下進行溫度循環反應，在短時間內可獲得2的N次方數量的片段擴增，使得檢測非常靈敏。

基于聚合酶鏈反應技術的基因擴增設備已經成為分子生物學領域種的基礎性和必備設備。基因擴增設備通常包含基因擴增儀和熒光定量聚合酶鏈反應檢測系統兩大類，這兩大類設備的核心都是采用聚合酶鏈反應技術。

傳統基因擴增設備可以滿足一般性低敏感度試劑的聚合酶鏈反應。但隨著聚合酶鏈反應技術在各個領域的擴展應用、技術深度的延伸，以及反應原理的進一步細化，對儀器的技術性能提出了越來越高的要求。傳統基因擴增設備主流都采用半導體制冷器作為加熱源和制冷源，通常采用鋁合金、銅合金或熱管型的散熱器并通過直接風機風冷形式散熱，這樣的基因擴增設備在進行溫度敏感試劑或高分辨率實驗時往往不能取得理想的結果，影響了在臨床、科研、檢驗場合的應用，主要體現在：

1.半導體制冷器溫度性能影響因素眾多，且調控手段不多，機構安裝工藝要求較高。半導體制冷器其制冷加熱性能不僅與原件自身的材料特性、材料排布特性、熱功率分布、平面度、焊接工藝等相關，還與安裝平面度、壓力分布均勻性、界面導熱材料、環境水汽、散熱面工況等結構和環境相關。因此要發揮最大性能有一定的難度，保持設備不同批號一致性也有一定難度。

2.由于聚合酶鏈反應是一個高低溫循環的技術，試劑中酶活性是隨時間衰變的，同時由于用戶檢測效率和及時性的要求，決定了基因擴增設備必須是一個盡可能高速運行的快速升降溫系統。在這種情況下，半導體制冷器的工作條件是快速冷熱循環，使用狀態類似于變溫條件疲勞壽命測試。多次循環后，半導體制冷器元件的承壓結構會發生松動，其熱接觸和熱應力條件及易發生變化，加劇性能退化，因此一般實際使用壽命僅數萬次循環。

3.半導體制冷器的一面(工作面)帶有試管孔的導熱模塊，另一面(非工作面)裝有散熱器，半導體制冷器自身是一個熱傳導路徑，因此半導體制冷器的每個面都對另一面的溫度及其分布均勻性造成影響。在基因擴增設備中，散熱器面的溫度分布對工作面導熱模塊的熱分布就有顯著影響。散熱器面通常還帶有風機進行強迫風冷，在此情況下，由于散熱器形狀、翅片分布、邊緣效應、散熱氣流路徑、端面流量分布、氣道阻力等的不一致，使得半導體制冷器非工作面的熱分布成因復雜，雖有一些廠家采用熱管散熱器進行性能改進，但這些因素即使經過某些補償措施也不能有效消除。

4.與前幾項表述相關，所用散熱器有效面積偏小、體積大、重量大、熱傳導效率低，風機也帶來較大的噪聲。導熱模塊的溫度均勻性差、升降溫效率低，導致無法應用于溫度敏感試劑和高分辨率實驗。

實用新型內容

基于此，有必要針對上述傳統基因擴增設備在進行溫度敏感試劑或高分辨率實驗時不能取得理想效果的問題，提供一種具有液體冷卻系統的基因擴增裝置。

一種具有液體冷卻系統的基因擴增裝置，包括恒溫系統和冷卻系統，所述恒溫系統包括半導體制冷器和導熱模塊，所述半導體制冷器通過所述導熱模塊對反應試劑加熱或制冷或恒溫，所述冷卻系統包括收集所述半導體制冷器的熱能的集熱板、用于散發熱能的散熱板、循環管路、冷卻液及用于推動所述冷卻液流動的循環泵，所述集熱板和散熱板內分別設有與所述循環管路連通的第一液體管路和第二液體管路，所述集熱板與所述半導體制冷器相連。

在其中一個實施例中，所述集熱板上設有第一集熱接口和第二集熱接口，所述第一集熱接口和第二集熱接口將所述第一液體管路與所述循環管路連通，所述第一集熱接口和第二集熱接口的數量至少是1。

在其中一個實施例中，所述散熱板設有第一散熱接口和第二散熱接口，所述第一散熱接口與所述第二散熱接口將所述第二液體管路與所述循環管路連通，所述第一散熱接口和所述第二散熱接口的數量至少是1。

在其中一個實施例中，所述第一液體管路內部路徑可以是并行或串行或分叉或轉折或合并的。

在其中一個實施例中，所述第二液體管路內部路徑可以是并行或串行或分叉或轉折或合并的。

在其中一個實施例中，所述散熱板上設有散熱翅片。

在其中一個實施例中，所述冷卻液為發動機防凍液。

在其中一個實施例中，所述集熱板與半導體制冷器之間設有導熱介質。

在其中一個實施例中，所述循環管路為耐高溫軟管。