專利名稱：生物樣品保存裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生物樣品保存裝置和方法。
背景技術(shù)：
生物樣品往往不穩(wěn)定，溫度高時容易發(fā)生降解，同時伴有副反應，所以樣品保存和處理時通常需要在4°C進行。但是某些處理步驟如酶解等過程，又需要升高反應溫度如在 37°C進行以便維持酶的活性。傳統(tǒng)的生物樣品保存處理設(shè)備不具備控制降溫和升溫的功能，通常以手動完成，這對于開展生物化學和分子生物學的研究是非常不便的，同時其控制精度也很難達到。所以，研制既可以降溫、又可以升溫、同時可以控制在某個溫度保持一定時間的生物樣品保存裝置，對于開展生物化學和分子生物學的研究來說，是非常必要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種溫度分辨率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，功能擴展性強的生物樣品保存裝置。為達上述目的，本發(fā)明提供的生物樣品保存裝置包括保存處理箱，還包括溫度傳感器、單片機、繼電器電路和電源，所述保存處理箱包括樣品臺、若干樣品離心管、帕爾帖片、金屬散熱片和散熱風扇，所述帕爾帖片的一面通過導熱硅膠與所述樣品臺的底面粘連在一起，另一面也通過導熱硅膠與所述有金屬散熱片的上表面粘連在一起，所述散熱風扇固定在所述金屬散熱片的下方，所述樣品臺具有若干孔槽，所述樣品離心管置于所述孔槽中，所述溫度傳感器安裝在中部的一個所述孔槽中，所述溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)傳遞給所述單片機，所述單片機通過預設(shè)溫度數(shù)據(jù)與采集溫度數(shù)據(jù)的比較，將所述帕爾帖片供電電源的通斷信號和改變通過所述帕爾帖片的電流方向的控制信號傳輸至所述繼電器電路，所述繼電器電路與所述帕爾帖片電相連。本發(fā)明生物樣品保存裝置，其中所述溫度傳感器采用型號為18B20的單總線數(shù)字傳感器，直接以數(shù)字信號方式輸出采集溫度。本發(fā)明生物樣品保存裝置，其中所述單片機采用型號為AT89S52的芯片，所述 AT89S52芯片的電路板具有DIP插座。本發(fā)明生物樣品保存裝置，其中孔槽具有兩種孔徑，所述樣品離心管采用1. 5mL 樣品離心管或者2mL樣品離心管。本發(fā)明生物樣品保存裝置，其中所述電源包括一個用于給單片機和散熱風扇供電的5V5A開關(guān)電源，另一個給帕爾帖片供電的12V20A開關(guān)電源。為達上述目的，本發(fā)明提供的生物樣品保存方法，該方法包括設(shè)置樣品臺、帕爾帖片、金屬散熱片、散熱風扇、溫度傳感器、單片機、繼電器電路和電源，其中所述帕爾帖片，用于加熱或冷卻樣品臺所述溫度傳感器，用于檢測樣品臺的溫度；
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所述繼電器電路，用于所述帕爾帖片供電電源的通斷和改變通過所述帕爾帖片的電流及其方向；所述單片機，用于預設(shè)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述采集溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，與預設(shè)溫度數(shù)據(jù)進行比較，然后，將所述帕爾帖片供電電源的通斷信號和改變通過所述帕爾帖片的電流方向的控制信號傳輸至所述繼電器電路。本發(fā)明生物樣品保存方法，該方法還包括設(shè)置金屬散熱片和散熱風扇，所述金屬散熱片和散熱風扇用于冷卻帕爾帖片的熱端。本發(fā)明生物樣品保存方法，該方法給帕爾帖片供電的電源為12V20A開關(guān)電源。本發(fā)明生物樣品保存裝置和方法的優(yōu)點是溫度傳感器采用單總線數(shù)字傳感器， 直接以數(shù)字信號方式輸出，溫度分辨率高，可達到0. 0625度。采用帕爾帖片、單片機和繼電器電路，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，功能擴展性強。


圖1是本發(fā)明生物樣品保存裝置的主視圖；圖2是本發(fā)明生物樣品保存裝置的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明生物樣品保存裝置的俯視圖；圖4是控制系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明一種生物樣品保存裝置的實施例。參照圖1、至圖4，本發(fā)明提供的生物樣品保存裝置包括溫度傳感器5、保存處理箱 7、單片機8、繼電器電路9和電源，其中，保存處理箱7包括樣品臺1、若干樣品離心管(圖中未示出)、帕爾帖片2、金屬散熱片3和散熱風扇4。帕爾帖片2的一面通過導熱硅膠與樣品臺1的底面粘連在一起，另一面通過導熱硅膠與有金屬散熱片3的上表面粘連在一起。散熱風扇5固定在金屬散熱片4的下方。樣品臺1具有若干孔槽6，孔槽6具有兩種孔徑，樣品離心管采用1.5mL樣品離心管或者2mL 樣品離心管，置于孔槽6中。溫度傳感器5安裝在中部的一個孔槽6中，溫度傳感器5采用型號為18B20的單總線數(shù)字傳感器，直接以數(shù)字信號方式輸出采集溫度，構(gòu)件簡單，溫度分辨率可達到0. 0625度。溫度傳感器5采集的溫度數(shù)據(jù)傳遞給單片機8，單片機8通過預設(shè)溫度數(shù)據(jù)與采集溫度數(shù)據(jù)的比較，將帕爾帖片2供電電源的通斷信號和改變通過帕爾帖片2的電流方向的控制信號傳輸至繼電器電路9，繼電器電路9與帕爾帖片2電相連。單片機采用型號為AT89S52的芯片，該AT89S52芯片的電路板具有DIP插座。電源包括一個用于給單片機8和散熱風扇4供電的5V5A開關(guān)電源10，另一個給帕爾帖片2供電的12V20A開關(guān)電源11。在使用時，首先確定樣品預設(shè)溫度及各個預設(shè)溫度的持續(xù)時間，然后在單片機8 的軟件中按照預設(shè)溫度和持續(xù)時間修改程序，并將編譯后的程序通過編程器寫入AT89S52 芯片中，將AT89S52芯片插入單片機8的DIP插座上，開啟開關(guān)電源，裝置即進入工作狀態(tài)。每個常用程序都可以寫入一個AT89S52芯片。不同程序切換時直接松開DIP插座，然后換一片芯片，單片機8即可實現(xiàn)不同的功能。當然，也可用同一片單片機8重復進行編程。進入工作狀態(tài)后，AT89S52芯片既可以降溫也可以升溫，由程序控溫，并可以完成不同溫度保持不同時間的功能。具體的溫度控制過程是當樣品臺1中溫度傳感器5的溫度檢測值高于設(shè)定值時， 單片機8控制繼電器電路9，由12V20A開關(guān)電源11給帕爾帖片2正向供電，帕爾帖片2的冷端與樣品臺1相連，實現(xiàn)樣品臺1的冷卻。帕爾帖片2的熱端與風扇相連，通過風扇冷卻以確保帕爾帖片2不被燒毀。當樣品臺1溫度達到設(shè)定的溫度時，單片機8控制繼電器電路9切斷12V20A開關(guān)電源11的供電，從而實現(xiàn)樣品臺1的冷卻控溫。當樣品臺1中溫度傳感器5的溫度檢測值低于設(shè)定值時，單片機8控制繼電器電路9，由12V20A開關(guān)電源11給帕爾帖片2反向供電，帕爾帖片2的冷端與風扇相連，帕爾帖片2的熱端與樣品臺1相連，實現(xiàn)樣品臺1的加熱。當樣品臺1溫度達到設(shè)定的溫度時，單片機8控制繼電器電路9切斷12V20A開關(guān)電源11的供電，從而實現(xiàn)樣品臺1的加熱控溫。本發(fā)明生物樣品保存裝置，結(jié)構(gòu)簡單，裝置成本很低，單片機源程序擴展性強，可以根據(jù)用戶需要靈活編程實現(xiàn)不同的功能。上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容， 已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種生物樣品保存裝置，包括保存處理箱(7)，其特征在于還包括溫度傳感器(7)、 單片機(8)、繼電器電路(9)和電源，所述保存處理箱(7)包括樣品臺(1)、若干樣品離心管、帕爾帖片O)、金屬散熱片(3)和散熱風扇G)，所述帕爾帖片O)的一面通過導熱硅膠與所述樣品臺(1)的底面粘連在一起，另一面通過導熱硅膠與所述有金屬散熱片(3)的上表面粘連在一起，所述散熱風扇(4)固定在所述金屬散熱片C3)的下方，所述樣品臺(1)具有若干孔槽(6)，所述樣品離心管置于所述孔槽(6)中，所述溫度傳感器( 安裝在中部的一個所述孔槽(6)中，所述溫度傳感器( 采集的溫度數(shù)據(jù)傳遞給所述單片機(8)，所述單片機(8)通過預設(shè)溫度數(shù)據(jù)與采集溫度數(shù)據(jù)的比較，將所述帕爾帖片(2)供電電源的通斷信號和改變通過所述帕爾帖片O)電流方向的控制信號傳輸至所述繼電器電路(9)，所述繼電器電路(9)與所述帕爾帖片O)電相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物樣品保存裝置，其特征在于其中所述溫度傳感器(5) 采用型號為18B20的單總線數(shù)字傳感器，直接以數(shù)字信號方式輸出采集溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物樣品保存裝置，其特征在于其中所述單片機(8)采用型號為AT89S52的芯片，所述AT89S52芯片的電路板具有DIP插座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物樣品保存裝置，其特征在于其中所述孔槽(6)具有兩種孔徑，所述樣品離心管采用1. 5mL樣品離心管或者2mL樣品離心管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物樣品保存裝置，其特征在于其中所述電源包括一個用于給單片機和散熱風扇供電的5V5A開關(guān)電源(10)，另一個給帕爾帖片供電的12V20A開關(guān)電源(11)。
6.一種生物樣品保存的方法，其特征在于該方法包括設(shè)置樣品臺(1)、帕爾帖片O)、 金屬散熱片(3)、散熱風扇G)、溫度傳感器(7)、單片機(8)、繼電器電路(9)和電源，其中所述帕爾帖片O)，用于加熱或冷卻樣品臺(1)；所述溫度傳感器(5)，用于檢測樣品臺(1)的溫度；所述繼電器電路(9)，用于所述帕爾帖片(2)供電電源的通斷和改變通過所述帕爾帖片(2)的電流及其方向；所述單片機(8)，用于預設(shè)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述采集溫度傳感器(5)的溫度數(shù)據(jù)，與預設(shè)溫度數(shù)據(jù)進行比較，然后，將所述帕爾帖片⑵供電電源的通斷信號和改變通過所述帕爾帖片O)的電流方向的控制信號傳輸至所述繼電器電路(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物樣品保存方法，其特征在于該方法還包括設(shè)置金屬散熱片⑶和散熱風扇G)，所述金屬散熱片⑶和散熱風扇⑷用于冷卻帕爾帖片⑵的熱端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物樣品保存方法，其特征在于該方法給帕爾帖片(2)供電的電源為12V20A開關(guān)電源(11)。
全文摘要
本發(fā)明提供的生物樣品保存裝置，包括保存處理箱、溫度傳感器、單片機、繼電器電路和電源，保存處理箱包括樣品臺、樣品離心管、帕爾帖片、金屬散熱片和散熱風扇。帕爾帖片的一面與樣品臺的底面粘連在一起，另一面與有金屬散熱片的上表面粘連在一起。散熱風扇固定在金屬散熱片的下方。樣品離心管和溫度傳感器安裝在樣品臺的孔槽中。溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)傳遞給單片機，經(jīng)單片機比較后將帕爾帖片供電電源的通斷信號和改變通過帕爾帖片電流方向的控制信號傳輸至與帕爾帖片相連的繼電器電路。本發(fā)明提供了該生物樣品保存的方法。本發(fā)明生物樣品保存裝置和方法的優(yōu)點是溫度分辨率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，功能擴展性強的生物樣品保存裝置。
文檔編號A01N1/00GK102398730SQ20111018815
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者楊彬, 武利慶, 畢佳明, 王晶 申請人:中國計量科學研究院