[發明專利]基于功能化毛細管的基因快速、定量分析系統及方法

在審

• 申請號: 201710815260.8
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107807114A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 邢達;周小明;付鈺
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李斌

1.一種基于功能化毛細管的基因快速、定量分析系統，其特征在于：所述系統包括循環水加熱組件、核酸擴增反應腔組件、光信號激發及采集組件和圖像分析組件，所述循環水加熱組件用于將儲水箱內儲存的水加熱到指定溫度并循環注入到核酸擴增反應腔組件內，對毛細管進行加熱及冷卻；所述核酸擴增反應腔組件用于放置毛細管并對其進行核酸擴增；所述光信號激發及采集組件用于對毛細管內的核酸染料進行激發并對其激發出來的光信號進行采集；所述圖像分析組件用于對采集到的光信號進行量化分析。

2.根據權利要求1所述的一種基于功能化毛細管的基因快速、定量分析系統，其特征在于：所述循環水加熱組件包括儲水箱、加熱器、固態繼電器、溫度傳感器、溫度控制器、四通轉換器、水泵、水閥、流體管道及管道連接件，具體連接方式如下：三個溫度傳感器和三個加熱器分別安裝于三個儲水箱的內部，三個溫度傳感器的電信號輸出端分別連接于溫度控制器channel l/2/3的信號輸入端口，溫度控制器channel l/2/3的信號輸出端口分別與三個固態繼電器的輸入端連接，固態繼電器的輸出端分別與三個加熱器串聯后接入交流電源；三個儲水箱的出水口與水閥相連接后，通過流體管道接入四通轉換器，形成單一流路，流路進而接入核酸擴增反應腔組件的入水口，核酸擴增反應腔組件的出水口與水泵入水口連接，水泵出水口與四通轉換器連接，將單一流路分成三路，每一路流路連接水閥后與儲水箱入水口連接，形成循環體系。

3.根據權利要求2所述的一種基于功能化毛細管的基因快速、定量分析系統，其特征在于：所述儲水箱為圓柱形PTFE水箱，直徑范圍為30～60mm，高度范圍為100～180mm，儲水量為280mL～1500mL，頂面開有一個入水孔，直徑為5～10mm，底面開有一個出水孔，直徑為5～10mm，一個加熱器連接孔，直徑為5～10mm，一個溫度傳感器連接孔，直徑為2～6mm；所述溫度控制器為三通道及以上通道的溫度控制器，能夠同時控制至少三路獨立的加熱過程，采用PID算法，輸出為固態繼電器模式，輸入為K型熱電偶模式，控制范圍為0～180℃，控制精度為0.1～1℃；所述固態繼電器的控制信號為3～32VDC，輸出信號為24～480VAC，電流為5～25A；所述加熱器為圓柱形加熱棒，直徑范圍為6～8mm，長度范圍為90～170mm，工作電壓為110～220VAC，功率為150～220W，底端帶有固定螺紋，與儲水箱連接固定，螺紋直徑為5～10mm；所述溫度傳感器為K型熱電偶，直徑范圍為2～5mm，長度為910～170mm，底端帶有固定螺紋，與儲水箱連接固定，螺紋直徑為2～6mm；所屬四通轉換器直徑為4～8mm；所述水泵為蠕動泵，工作電壓為12～24VDC，功率為5～10W，最大泵速為340～800mL/min；所述水閥為電磁閥，控制電壓為12～24VDC，功率為0.5～1W，承受壓強為0～1MPa，承受溫度為20～100℃；所述流體管道為PU軟管，直徑為4～8mm；所述管道連接件包括SMC型螺紋直通和軟管十字四通，SMC型螺紋直通的螺紋范圍為5～10mm，連接軟管直徑為4～8mm，軟管十字四通的連接軟管直徑為4～8mm。

4.根據權利要求1所述的一種基于功能化毛細管的基因快速、定量分析系統，其特征在于：所述核酸擴增反應腔組件包括密封蓋、密封圈、銅質加熱腔、半導體加熱片、半導體制冷片、溫度傳感器、溫度控制器、固態繼電器、散熱熱鰭、散熱風扇及零件安裝座，具體連接方式如下：密封圈安裝于銅制加熱腔上的凹槽內部，密封蓋蓋于銅質加熱腔的上部，兩個溫度傳感器的探頭分別橫向插入到銅制加熱腔兩端的安裝孔內，電信號輸出端分別連接于溫度控制器channel 1/2的信號輸入端，溫度控制器channel 1/2的信號輸出端口分別與兩個固態繼電器的控制端連接，固態繼電器的輸出端分別與半導體加熱片和半導體制冷片串聯后接入直流電源；半導體加熱片橫向放置于銅制加熱腔的上端底部，半導體制冷片橫向放置于銅制加熱腔的下端底部，半導體制冷片下端放置有散熱熱鰭，散熱熱鰭的進風口放置有散熱風扇，零件安裝座用于各個零件之間的位置固定。