全自動熒光定量基因擴增儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開并提供了一種使用方便、能連續性工作而工作效率高且檢測精準度高的全自動熒光定量基因擴增儀。該全自動熒光定量基因擴增儀包括箱體、位于所述箱體的樣品架分配室內的樣品架分配裝置和由不導熱材料隔開的至少兩個擴增室及樣品架輸出室、與所述樣品架分配室相通的樣品架輸送室和樣品架回收室，所述樣品架輸送室內設置樣品架輸送通道及樣品架輸送裝置，所述樣品架輸出室內設置樣品架排出裝置，所述樣品架輸送裝置將所述樣品架輸送到所述樣品架分配裝置上，所述樣品架分配裝置將檢測后的所述樣品架從所述擴增室內取出送到所述樣品架輸出室，再由所述樣品架排出裝置將所述樣品架送入所述樣品架回收室內。本實用新型可廣泛應用于基因擴增儀領域。
【專利說明】全自動熒光定量基因擴增儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種全自動熒光定量基因擴增儀。
【背景技術】
[0002]聚合酶鏈反應(PCR)是80年代中期發展起來的體外核酸擴增技術。它具有特異、敏感、產率高、快速、簡便、重復性好、易自動化等突出優點；能在一個試管內將所要研究的目的基因或某一 DNA片段于數小時內擴增至十萬乃至百萬倍，使肉眼能直接觀察和判斷；可從一根毛發、一滴血、甚至一個細胞中擴增出足量的DNA供分析研究和檢測鑒定。PCR技術的基本原理類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物，PCR由變性一退火一延伸三個基本反應步驟構成:①模板DNA的變性:模板DNA經加熱至93°C左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備；②模板DNA與引物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至55°C左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合；③引物的延伸:DNA模板一引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性一退火一延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。
[0003]現有技術中，實時熒光定量基因擴增儀是指在反應體系中加入目的基因的探針，基因擴增過程中，根據目標基因的表達量多少，探針可發熒光，實時熒光定量基因擴增儀通過檢測熒光表達量來記錄基因表達量，從而達到了同時定量檢測基因表達量，不需要電泳輔助。目前，現有的基因擴增儀一般為一個擴增室，該擴增室可以放置96孔板或48孔板，優點是可以測試的樣本容量大，但工作時需要通過手工方式把擴增管和樣品架放入擴增室，啟動儀器后儀器開始進行基因擴增，擴增完成后需要儀器停止工作，再通過手工方式把擴增后的擴增管和樣品架從擴增室取出，如此反復循環工作，儀器不僅不能連續工作，導致工作效率底，因此，臨床一般需要把所有標本集合起來批量處理，使用不太方便，而且，這種96孔板或48孔板結構的基因擴增儀，由于擴增儀的核心部件變溫裝置面積大，常導致變溫裝置的中心部位與邊緣部位存在明顯溫度差異，導致不同部位的樣品擴增效果存在差異，即變溫裝置溫度的位置差異，同時，熒光定量時由于焦距或熒光檢測時間的差異也存在位置差異，因此熒光定量也存在位置差異，這種差異容易影響到檢測的結果而漏診或誤診，這就存在著一定的不足之處。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種使用方便、能連續性工作而工作效率高且檢測精準度高的全自動熒光定量基因擴增儀。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:本實用新型包括箱體、位于所述箱體的樣品架分配室內的樣品架分配裝置和由不導熱材料隔開的至少兩個擴增室以及熒光檢測裝置，所述擴增室內均獨立設置有熱蓋和溫度循環裝置，所述樣品架分配裝置接收外部的樣品架后根據實際情況分配到不同的所述擴增室內進行基因擴增和熒光檢測。
[0006]進一步的，所述全自動熒光定量基因擴增儀還包括與所述樣品架分配室相通的樣品架輸送室和樣品架回收室，所述樣品架輸送室內設置樣品架輸送通道及樣品架輸送裝置，所述樣品架分配室內還設置有樣品架輸出室，所述樣品架輸出室內設置樣品架排出裝置，所述樣品架輸送裝置將所述樣品架輸送到所述樣品架分配裝置上，所述樣品架分配裝置將檢測后的所述樣品架從所述擴增室內取出送到所述樣品架分配室，再由所述樣品架排出裝置將所述樣品架送入所述樣品架回收室內。
[0007]進一步的，所述樣品架分配裝置為三維運動部件，所述樣品架分配裝置包括橫向傳動電機、橫向絲桿、橫向軸承座、滑動平臺、縱向傳動電機、縱向絲桿、縱向軸承座、縱向滑動塊以及升降液壓氣缸，所述橫向傳動電機通過所述橫向絲桿與所述橫向軸承座相連接，所述滑動平臺設置在所述橫向絲桿上與其螺紋配合，所述滑動平臺與所述導軌滑動配合，所述縱向傳動電機、所述縱向絲桿、所述縱向軸承座、所述縱向滑動塊均設置在所述滑動平臺上，所述縱向傳動電機通過所述縱向絲桿與所述縱向軸承座相連接，所述縱向滑動塊設置在所述縱向絲桿上與其螺紋配合，且所述縱向滑動塊與所述滑動平臺上的平臺導軌滑動配合，所述升降液壓氣缸設置在所述縱向滑動塊上，所述樣品架包括內側板和通過橫板和連接板與所述內側板相連接的外側板，所述橫板上設置有多個擴增管放置孔，所述外側板上設置有與所述升降液壓氣缸的活塞桿相適配的樣品架傳送孔。
[0008]進一步的，所述滑動平臺上還設置有位于所述縱向絲桿兩側的側擋板，兩個所述側擋板形成中間讓位槽且具有支撐所述樣品架的臺階結構，所述外側板略高于所述內側板，所述外側板與所述擴增室的開口形成密封。
[0009]進一步的，所述熒光檢測裝置為頂部檢測或側部檢測或底部檢測。
[0010]進一步的，所述溫度循環裝置為半導體加熱制冷裝置或空氣式加熱制冷裝置或壓縮機式加熱制冷裝置。
[0011]進一步的，所述溫度循環裝置為半導體加熱制冷裝置，所述溫度循環裝置包括從上到下依次設置的金屬溫塊、半導體制冷器、散熱器、散熱風扇以及溫度循環升降裝置，所述金屬溫塊上設置有與所述擴增管相適配的擴增管配合孔。
[0012]本實用新型的有益效果是:由于本實用新型所述全自動熒光定量基因擴增儀包括箱體、位于所述箱體的樣品架分配室內的樣品架分配裝置和由不導熱材料隔開的至少兩個擴增室以及熒光檢測裝置，所述擴增室內均獨立設置有熱蓋和溫度循環裝置，所述樣品架分配裝置接收外部的樣品架后根據實際情況分配到不同的所述擴增室內進行基因擴增和熒光檢測，通過這樣的結構，可進行樣品架的全自動送料，工作工程中，無需等待把所有標本集合起來批量處理而使用方便，同時，可分批次在不同的所述擴增室內進行基因擴增和熒光檢測，重要的是，獨立的溫度循環裝置和熒光檢測裝置的面積小，能有效降低溫度和熒光位置的差異性，所以本實用新型使用方便、能連續性工作而工作效率高且檢測精準度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型擴增室的剖視圖；[0015]圖3是本實用新型樣品架分配裝置的結構示意圖；
[0016]圖4是本實用新型樣品架輸送裝置的結構示意圖；
[0017]圖5是本實用新型樣品架的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型包括箱體1，所述箱體I分為樣品架輸送室2、樣品架分配室3和樣品架回收室4，所述樣品架輸送室2內設置有樣品架輸送通道20及位于所述樣品架輸送通道20內的樣品架橫向輸送裝置21和樣品架縱向輸送裝置22，所述樣品架分配室3內設置有樣品架傳送裝置30和由不導熱材料隔開的至少兩個擴增室31以及熒光檢測裝置，所述熒光檢測裝置用于定量檢測標本實時熒光強度，所述熒光檢測裝置包括激發光源和與所述激發光源相適配的檢測器，所述激發光源可以是為齒鎢燈光源或氬離子激光器或發光二極管光源，所述激發光源可根據需要設置在所述箱體I內，所述檢測器為CCD檢測器或PMT檢測器，所述檢測器可以為頂部檢測方式或側部檢測方式或底部檢測方式，本實施例中采用頂部掃描的方式進行說明，所述樣品架分配室3與所述樣品架輸送室2之間還設置有分配室進樣口 39，所述樣品架分配室3與所述樣品架回收室4之間設置有樣品架出樣口 40，所述分配室進樣口 39和所述樣品架出樣口 40還可根據需要設置閘門，以對所述樣品架分配室3進行密封，所述擴增室31的數量根據實際情況設置，本實用新型中設置有10個所述擴增室31，所述擴增室31內均設置有用于對擴增管施加預熱105度的恒溫壓力保證試劑不被蒸發的熱蓋、用于保證整個擴增過程在變性/退火/延伸等三種不同的溫度下連續循環工作的溫度循環裝置，所述溫度循環裝置可以是半導體加熱制冷裝置或空氣式加熱制冷裝置或壓縮機式加熱制冷裝置，本實用新型中優選采用半導體加熱制冷裝置，所述溫度循環裝置包括從上到下依次設置的金屬溫塊32、半導體制冷器33、散熱器34和散熱風扇35以及溫度循環升降裝置36，所述溫度循環升降裝置36用于將所述金屬溫塊32、所述半導體制冷器33、所述散熱器34和所述散熱風扇35整體上下移動，所述金屬溫塊32上設置有與擴增管相適配的擴增管配合孔37，所述樣品架分配裝置30為三維運動部件，所述樣品架分配裝置30包括橫向傳動電機301、橫向絲桿302、橫向軸承座303、滑動平臺304、縱向傳動電機305、縱向絲桿306、縱向軸承座307、縱向滑動塊308以及升降液壓氣缸309,所述橫向傳動電機301通過所述橫向絲桿302與所述橫向軸承座303相連接，所述滑動平臺304設置在所述橫向絲桿302上與其螺紋配合，所述滑動平臺304與設置在所述箱體I內的導軌310滑動配合，所述縱向傳動電機305、所述縱向絲桿306、所述縱向軸承座307、所述縱向滑動塊308均設置在所述滑動平臺304上，所述縱向傳動電機305通過所述縱向絲桿306與所述縱向軸承座307相連接，所述縱向滑動塊308設置在所述縱向絲桿306上與其螺紋配合，且所述縱向滑動塊308與所述滑動平臺304上的平臺導軌311滑動配合，所述升降液壓氣缸309設置在所述縱向滑動塊308上，所述樣品架5為單列式結構，其包括內側板50和通過橫板51和連接板55與所述內側板50相連接的外側板52，所述橫板50上設置有2-15個擴增管放置孔53，本實用新型中設置有10個，其為單列排布，所述外側板52上設置有與所述升降液壓氣缸309的活塞桿312相適配的樣品架傳送孔54，所述外側板52略高于所述內側板50，所述外側板52與所述擴增室31的開口形成密封，所述擴增管放置孔53的孔壁深約擴增管的2/5，使所述擴增管放置于所述樣品架5上后下部懸空，保證使得所述樣品架5進入擴增室31后與所述擴增管配合孔37緊密結合。
[0019]在實際生產中，所述箱體I內還設置有樣品架輸出室6，所述樣品架輸出室6設置有樣品架輸出裝置60，所述樣品架橫向輸送裝置21和所述樣品架縱向輸送裝置22以及所述樣品架輸出裝置60均采用同樣的結構，其分別包括一電機7、一軸承座8以及連接所述電機7和所述軸承座8的絲桿9和設置在所述絲桿9上的推塊10，主要是用于所述樣品架5的移動，當然，還可采用鏈條方式或齒輪或渦輪蝸桿等方式進行傳動，另外，還可在所述樣品架輸送通道20、所述分配室進樣口 39、所述樣品架出樣口 40以及所述擴增室31等處設置若干個感應器進行感應，配合控制程序的工作完成整個自動化進程。
[0020]本實用新型的工作原理為:儀器啟動后，所述擴增管放置于所述樣品架5上，所述樣品架5放置于所述樣品架輸送通道20的進樣處201，由感應器感應到后啟動所述橫向輸送裝置21，所述橫向輸送裝置21推動所述樣品架5到所述樣品架縱向輸送裝置22上，由所述樣品架縱向輸送裝置22推動所述樣品架5通過所述分配室進樣口 39至所述樣品架分配裝置30上，所述樣品架分配裝置30的所述活塞桿312上升插入所述樣品架傳送孔54中，進而將所述樣品架5推進所述擴增室31內，所述活塞桿312下降后釋放出所述樣品架5，當位于所述擴增室31內的傳感器感應到所述樣品架5后，啟動所述溫度循環升降裝置36而將所述溫度循環裝置整體往上推，所述擴增管配合孔37與所述擴增管相適配后，所述金屬溫塊32、半導體制冷器33、所述散熱器34、所述散熱風扇35以及所述激發光源和所述檢測器等進行相應的工作完成溫度循環以及熒光檢測，當有其他的所述樣品架5時，所述樣品架分配裝置30再回到所述分配室進樣口 39并根據實際需要將其按序分配到另一個所述擴增室31內，直到完成所有的輸送工作；當兩個相鄰的所述擴增室31 —起工作時，通過軟件系統控制后啟動的所述擴增室31內的所述溫度循環裝置的啟動時間，使相鄰的兩個所述擴增室31內的所述溫度循環裝置同步進行變性一退火一延伸的過程，當樣品擴增完成后，所述溫度循環裝置下降，由所述樣品架分配裝置30移動至相應的所述擴增室31處，所述活塞桿312上升插入所述樣品架傳送孔54中把所述樣品架5從所述擴增室31中取出，并將所述樣品架5經過所述樣品架出樣口 40推送至所述樣品架回收室4內，所述活塞桿312下降后釋放出所述樣品架5，而所述樣品架分配裝置30再回到原位進行下一個動作。
[0021]本實用新型可廣泛應用于基因擴增儀領域。
【權利要求】
1.一種全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述全自動熒光定量基因擴增儀包括箱體、位于所述箱體的樣品架分配室內的樣品架分配裝置和由不導熱材料隔開的至少兩個擴增室以及熒光檢測裝置，所述擴增室內均獨立設置有熱蓋和溫度循環裝置，所述樣品架分配裝置接收外部的樣品架后根據實際情況分配到不同的所述擴增室內進行基因擴增和熒光檢測。
2.根據權利要求1所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述全自動熒光定量基因擴增儀還包括與所述樣品架分配室相通的樣品架輸送室和樣品架回收室，所述樣品架輸送室內設置樣品架輸送通道及樣品架輸送裝置，所述樣品架分配室內還設置有樣品架輸出室，所述樣品架輸出室內設置樣品架排出裝置，所述樣品架輸送裝置將所述樣品架輸送到所述樣品架分配裝置上，所述樣品架分配裝置將檢測后的所述樣品架從所述擴增室內取出送到所述樣品架輸出室，再由所述樣品架排出裝置將所述樣品架送入所述樣品架回收室內。
3.根據權利要求1所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述樣品架分配裝置為三維運動部件，所述樣品架分配裝置包括橫向傳動電機、橫向絲桿、橫向軸承座、滑動平臺、縱向傳動電機、縱向絲桿、縱向軸承座、縱向滑動塊以及升降液壓氣缸，所述橫向傳動電機通過所述橫向絲桿與所述橫向軸承座相連接，所述滑動平臺設置在所述橫向絲桿上與其螺紋配合，所述滑動平臺與設置在所述箱體內的導軌滑動配合，所述縱向傳動電機、所述縱向絲桿、所述縱向軸承座、所述縱向滑動塊均設置在所述滑動平臺上，所述縱向傳動電機通過所述縱向絲桿與所述縱向軸承座相連接，所述縱向滑動塊設置在所述縱向絲桿上與其螺紋配合，且所述縱向滑動塊與所述滑動平臺上的平臺導軌滑動配合，所述升降液壓氣缸設置在所述縱向滑動塊上，所述樣品架包括內側板和通過橫板和連接板與所述內側板相連接的外側板，所述橫板上設置有多個擴增管放置孔，所述外側板上設置有與所述升降液壓氣缸的活塞桿相適配的樣品架傳送孔。
4.根據權利要求3所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述滑動平臺上還設置有位于所述縱向絲桿兩側的側擋板，兩個所述側擋板形成中間讓位槽且具有支撐所述樣品架的臺階結構，所述外側板略高于所述內側板，所述外側板與所述擴增室的開口形成密封。
5.根據權利要求1所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述熒光檢測裝置為頂部檢測或側部檢測或底部檢測。
6.根據權利要求1-5任一項所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述溫度循環裝置為半導體加熱制冷裝置或空氣式加熱制冷裝置或壓縮機式加熱制冷裝置。
7.根據權利要求6所述的全自動熒光定量基因擴增儀，其特征在于:所述溫度循環裝置為半導體加熱制冷裝置，所述溫度循環裝置包括從上到下依次設置的金屬溫塊、半導體制冷器、散熱器和散熱風扇以及溫度循環升降裝置，所述金屬溫塊上設置有與擴增管相適配的擴增管配合孔。
【文檔編號】C12M1/38GK203754725SQ201320719368
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】戴小波, 曾朱君, 陳錦文, 唐文志 申請人:戴小波