一種pcr儀溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生命科學(xué)儀器的發(fā)展為生命科學(xué)提供了有效工具和強(qiáng)有力的研究手段。使其從細(xì)胞水平上的研究飛躍發(fā)展到分子層次上的深入研究。離開這些現(xiàn)代化生命科學(xué)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(yīng)用廣泛、十分重要的生命科學(xué)儀器。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain react1n,PCR)是一種體外快速擴(kuò)增特異性DNA片段的酶學(xué)方法，其PCR反應(yīng)的基本過程分為三步。第一步，DNA變性(94°C )，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°C )，系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈；第三步，延伸(72°C )，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(bǔ)的DNA鏈。PCR儀就是通過控制樣品達(dá)到不同溫度，對被擴(kuò)增的DNA片段進(jìn)行變性、退火和聚合處理，以達(dá)到將DNA片段的量成倍擴(kuò)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(kuò)增的效率。
[0003]現(xiàn)有的PCR儀通常都只對樣品基座底部進(jìn)行溫度采樣和控制，沒有考慮樣品基座的側(cè)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(dá)不到較高的控溫精度，影響了 DNA片段擴(kuò)增的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種快速、精確的PCR儀溫度控制系統(tǒng)，工作能夠同時對樣品基座的底座和側(cè)壁的溫度進(jìn)行控制，有效解決了現(xiàn)有溫度控制系統(tǒng)精度不高，DNA片段擴(kuò)增的效率低等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:包括PC機(jī)、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(zhuǎn)換電路、由底座和側(cè)壁組成的樣品基座、設(shè)置在所述樣品基座上用于放置試管的反應(yīng)槽、設(shè)置在所述反應(yīng)槽正上方用于維持所述試管頂部溫度以防止試液蒸發(fā)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(yīng)槽溫度的第一溫度傳感器、用于實時檢測靠近側(cè)壁的反應(yīng)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(jìn)行控制的第一溫控電路、對側(cè)壁的溫度進(jìn)行控制的第二溫控電路以及對熱蓋進(jìn)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(zhuǎn)換電路、功率放大驅(qū)動電路和半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片的數(shù)量為多個，且多個所述半導(dǎo)體制冷片分別貼裝在底座的底面和側(cè)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(zhuǎn)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(jī)通過接口電路連接。
[0006]上述一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征是:還包括與主控芯片相接的IXD顯示器。
[0007]上述一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征是:所述主控芯片為ARM微處理器。
[0008]上述一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，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鉬熱電阻PT1000。
[0009]上述一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征是:所述接口電路為USB3.0接口。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)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(cè)壁的溫度進(jìn)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(yīng)槽的溫度以及溫度保持的時間控制精確，有效解決了現(xiàn)有溫度控制系統(tǒng)精度不高，DNA片段擴(kuò)增的效率低等問題。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0013]附圖標(biāo)記說明:
[0014]I—PC機(jī)；2—王控芯片；3 —Flash存儲器；
[0015]4一EPROM存儲器； 5—信號隔離電路； 6—放大濾波電路；
[0016]7—A/D轉(zhuǎn)換電路； 8—底座；9一側(cè)壁；
[0017]10—熱蓋；11 一第一溫度傳感器；12—第二溫度傳感器；
[0018]13—第三溫度傳感器；14 一第一溫控電路；15—第二溫控電路；
[0019]16一加熱電路；17—接口電路；18 —LCD顯不器。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明包括PC機(jī)1、主控芯片2、Flash存儲器3、EPROM存儲器4、依序連接的信號隔離電路5、放大濾波電路6和A/D轉(zhuǎn)換電路7、由底座8和側(cè)壁9組成的樣品基座、設(shè)置在所述樣品基座上用于放置試管的反應(yīng)槽、設(shè)置在所述反應(yīng)槽正上方用于維持所述試管頂部溫度以防止試液蒸發(fā)在所述試管頂部形成冷凝水的熱蓋10、用于實時檢測分布在底座8中間部分的反應(yīng)槽溫度的第一溫度傳感器11、用于實時檢測靠近側(cè)壁9的反應(yīng)槽溫度的第二溫度傳感器12、用于實時檢測熱蓋10溫度的第三溫度傳感器13、對底座8的溫度進(jìn)行控制的第一溫控電路14、對側(cè)壁9的溫度進(jìn)行控制的第二溫控電路15以及對熱蓋10進(jìn)行加熱的加熱電路16 ;所述第一溫控電路14和第二溫控電路15均包括依次連接的光電耦合器、D/A轉(zhuǎn)換電路、功率放大驅(qū)動電路和半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片的數(shù)量為多個，且多個所述半導(dǎo)體制冷片分別貼裝在底座8的底面和側(cè)壁9的四周；所述第一溫度傳感器11、第二溫度傳感器12和第三溫度傳感器13均與信號隔離電路5相接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路7、第一溫控電路14、第二溫控電路15、加熱電路16、Flash存儲器3和EPROM存儲器4均與主控芯片2相接，所述主控芯片2和PC機(jī)I通過接口電路17連接。
[0021]本實施例中，還包括與主控芯片2相接的IXD顯示器18。
[0022]本實施例中，所述主控芯片2為ARM微處理器。
[0023]本實施例中，所述第一溫度傳感器11、第二溫度傳感器12和第三溫度傳感器13均為鉬熱電阻PT1000。
[0024]本實施例中，所述接口電路17為USB3.0接口。
[0025]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:包括PC機(jī)(I)、主控芯片(2)、Flash存儲器(3)、EPROM存儲器(4)、依序連接的信號隔離電路(5)、放大濾波電路(6)和A/D轉(zhuǎn)換電路(7)、由底座(8)和側(cè)壁(9)組成的樣品基座、設(shè)置在所述樣品基座上用于放置試管的反應(yīng)槽、設(shè)置在所述反應(yīng)槽正上方用于維持所述試管頂部溫度以防止試液蒸發(fā)在所述試管頂部形成冷凝水的熱蓋(10)、用于實時檢測分布在底座(8)中間部分的反應(yīng)槽溫度的第一溫度傳感器(11)、用于實時檢測靠近側(cè)壁(9)的反應(yīng)槽溫度的第二溫度傳感器(12)、用于實時檢測熱蓋(10)溫度的第三溫度傳感器(13)、對底座(8)的溫度進(jìn)行控制的第一溫控電路(14)、對側(cè)壁(9 )的溫度進(jìn)行控制的第二溫控電路(15 )以及對熱蓋(10 )進(jìn)行加熱的加熱電路(16);所述第一溫控電路(14)和第二溫控電路(15)均包括依次連接的光電耦合器、D/A轉(zhuǎn)換電路、功率放大驅(qū)動電路和半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片的數(shù)量為多個，且多個所述半導(dǎo)體制冷片分別貼裝在底座(8)的底面和側(cè)壁(9)的四周；所述第一溫度傳感器(11)、第二溫度傳感器(12)和第三溫度傳感器(13)均與信號隔離電路(5)相接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路(7)、第一溫控電路(14)、第二溫控電路(15)、加熱電路(16)、Flash存儲器(3)和EPROM存儲器(4 )均與主控芯片(2 )相接，所述主控芯片(2 )和PC機(jī)(I)通過接口電路(17 )連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與主控芯片(2)相接的LCD顯示器(18)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控芯片(2)為ARM微處理器。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第一溫度傳感器(11)、第二溫度傳感器(12)和第三溫度傳感器(13)均為鉬熱電阻PT1000。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述接口電路(17)為 USB3.0 接口。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PCR儀溫度控制系統(tǒng)，包括PC機(jī)、主控芯片、Flash存儲器、EPROM存儲器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、信號隔離電路、放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、樣品基座、設(shè)置在所述樣品基座上的反應(yīng)槽、設(shè)置在所述反應(yīng)槽正上方的熱蓋、對底座的溫度進(jìn)行控制的第一溫控電路、對側(cè)壁的溫度進(jìn)行控制的第二溫控電路以及對熱蓋進(jìn)行加熱的加熱電路。本發(fā)明能夠同時對樣品基座的底座和側(cè)壁的溫度進(jìn)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(yīng)槽的溫度以及溫度保持的時間控制精確，有效解決了現(xiàn)有溫度控制系統(tǒng)精度不高，DNA片段擴(kuò)增的效率低等問題。
【IPC分類】G05D23-24
【公開號】CN104635801
【申請?zhí)枴緾N201310562057
【發(fā)明人】任靜
【申請人】西安擴(kuò)力機(jī)電科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月10日