[發(fā)明專利]基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置及其工作方法

在審

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• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114164098A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 東輝;李敘兵;孫浩;陳鑫凱;熊凌鵠;余勇健
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00;B01L3/00;C12Q1/70;C12Q1/686
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學(xué)俊

1.一種基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：采用紙基微流控芯片作為PCR的載體；將所述紙基微流控芯片安裝在具有水平方向上移動自由度的由第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的第一位移機(jī)構(gòu)上；將氧化鋁陶瓷發(fā)熱片安裝在具有豎直方向上移動自由度的由第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的第二位移機(jī)構(gòu)上；且所述紙基微流控芯片和氧化鋁陶瓷發(fā)熱片在第一位移機(jī)構(gòu)和第二位移機(jī)構(gòu)的控制下接觸或分離；所述紙基微流控芯片接觸設(shè)置有熱敏電阻；所述熱敏電阻、氧化鋁陶瓷發(fā)熱片、第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)連接至控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：所述第一位移機(jī)構(gòu)和第二位移機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)絲桿；所述熱敏電阻通過擴(kuò)展連接件安裝在第一位移機(jī)構(gòu)上，且在第一位移機(jī)構(gòu)和第二位移機(jī)構(gòu)的運行過程中與氧化鋁陶瓷發(fā)熱片不構(gòu)成接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：控制器通過無線通信模塊連接至上位機(jī)，所述熱敏電阻通過溫度測量模塊連接至控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：所述氧化鋁陶瓷發(fā)熱片為圓形，空燒表面溫度為100℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：包括橫截面為L形的外殼，所述第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動和第一位移機(jī)構(gòu)安裝在底座上開設(shè)的槽中，所述第二步進(jìn)電機(jī)和第二位移機(jī)構(gòu)安裝在側(cè)壁開設(shè)的槽中；所述控制器所在的PCB板安裝在外殼側(cè)部的背面。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置，其特征在于：所述PCB板上設(shè)置有STM32F103RCT6單片機(jī)及其外圍電路作為控制器，兩個L293D組成驅(qū)動電路用于驅(qū)動第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)，供電模塊、溫度測量模塊以及無線LoRa模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置的工作方法，其特征在于：實時的測量PCR的溫度；通過控制紙基微流控芯片與氧化鋁陶瓷發(fā)熱片的接觸與斷開，從而維持PCR的進(jìn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置的工作方法，其特征在于：在控制進(jìn)行紙基微流控芯片與氧化鋁陶瓷發(fā)熱片的接觸動作時，對氧化鋁陶瓷發(fā)熱片進(jìn)行供電加熱；在控制進(jìn)行紙基微流控芯片與氧化鋁陶瓷發(fā)熱片的斷開動作時，對氧化鋁陶瓷發(fā)熱片進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于機(jī)械傳動與PCR技術(shù)的新冠病毒檢測裝置的工作方法，其特征在于：控制參數(shù)包括目標(biāo)溫度TH1、采集的實時溫度TH2、維持時間T1以及實際工作時間T2；其中，所述目標(biāo)溫度TH1和采集的實時溫度TH2用于判斷紙基微流控芯片與氧化鋁陶瓷發(fā)熱片的接觸或斷開，當(dāng)目標(biāo)溫度TH1大于實時溫度TH2時執(zhí)行斷開動作，當(dāng)目標(biāo)溫度TH1小于實時溫度TH2時執(zhí)行接觸動作；所述維持時間T1和實際工作時間T2用于確定下一次溫度監(jiān)測的間隔，當(dāng)實際工作時間T2等于維持時間T1時，執(zhí)行下一次溫度判斷。