專利名稱：一種高溫控精度的pcr儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PCR儀，尤其是涉及一種高溫控精度的PCR儀。
背景技術(shù)：
PCR儀是一種完成DNA體外擴(kuò)增的儀器，在生物學(xué)上具有極其重要的作用。隨著其應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)PCR儀的溫度控制精度提出了更高的要求。目前提高溫度控制精度主要有以下幾種方法:一是對(duì)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)定，二是改善溫度控制算法。由于PCR儀是多孔式加熱儀器，而在實(shí)際應(yīng)用中并不是每次都全部裝滿，會(huì)根據(jù)實(shí)際需求加熱不同數(shù)量的試劑，由此會(huì)產(chǎn)生不同的加熱負(fù)載，進(jìn)而改變熱循環(huán)系統(tǒng)的熱阻熱容。如果忽略加熱負(fù)載的變化將導(dǎo)致試劑溫度曲線 偏離理想設(shè)定溫度曲線，使得PCR反應(yīng)失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可根據(jù)加熱負(fù)載自動(dòng)對(duì)加熱溫度進(jìn)行高精度調(diào)節(jié)的PCR儀。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設(shè)置的風(fēng)扇、散熱器、熱電制冷器、帶有傳感器的基座和熱蓋，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設(shè)有用于放置試管的反應(yīng)槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風(fēng)扇、熱電制冷器、傳感器連接，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負(fù)載信息傳遞模塊，該負(fù)載信息傳遞模塊對(duì)傳感器溫度信息進(jìn)行處理，得到試管內(nèi)的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，并將該對(duì)應(yīng)關(guān)系信息發(fā)送至控制電路，對(duì)風(fēng)扇和熱電制冷器進(jìn)行控制。負(fù)載信息傳遞模塊中信息處理的過程為:首先根據(jù)熱學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得傳感器與試劑之間熱傳遞的等效電路，然后根據(jù)等效電路獲得傳感器溫度信息與試劑溫度信息之間的傳遞函數(shù)。所述的熱學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系具體如下表所示:熱、電物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設(shè)置的風(fēng)扇、散熱器、熱電制冷器、熱蓋和帶有傳感器的基座，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設(shè)有用于放置試管的反應(yīng)槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風(fēng)扇、熱電制冷器、傳感器連接，其特征在于，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負(fù)載信息傳遞模塊，該負(fù)載信息傳遞模塊對(duì)傳感器溫度信息進(jìn)行處理，得到試管內(nèi)的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，并將該對(duì)應(yīng)關(guān)系信息發(fā)送至控制電路，對(duì)風(fēng)扇和熱電制冷器進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，負(fù)載信息傳遞模塊中信息處理的過程為:首先根據(jù)熱學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得傳感器與試劑之間熱傳遞的等效電路，然后根據(jù)等效電路獲得傳感器溫度信息與試劑溫度信息之間的傳遞函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的熱學(xué)物理量與電學(xué)物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:熱流對(duì)應(yīng)電流，熱阻對(duì)應(yīng)電阻，溫度對(duì)應(yīng)電壓，熱容對(duì)應(yīng)電容，絕對(duì)零度對(duì)應(yīng)接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的等效電路包括電壓源、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻，所述的電壓源的正極連接第三電阻，負(fù)極接地，所述的第三電阻、第二電阻和第一電阻依次連接，所述的第一電容的一端和第二電容的一端分別接在第一電阻的兩端，第一電容的另一端和第二電容的另一端均接地； 其中，電壓源的電壓對(duì)應(yīng)熱蓋的溫度，試劑與熱蓋之間空氣的熱阻對(duì)應(yīng)第三電阻，試劑的熱阻對(duì)應(yīng)第二電阻，試管熱阻、試管與基座之間的接觸熱阻以及基座熱阻之和對(duì)應(yīng)第一電阻，試劑的熱容對(duì)應(yīng)第一電容，基座的熱容對(duì)應(yīng)第二電容，試劑溫度對(duì)應(yīng)第三電阻和第二電阻公共點(diǎn)的電壓，傳感器溫度對(duì)應(yīng)第一電阻和第二電容公共點(diǎn)的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求 4所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的傳遞函數(shù)為:眷嗣為嗣―).1，其中，UJS)為第-電阻和第二電容公共點(diǎn)的電壓，Ui(s)為第三電阻和第二電阻公共點(diǎn)的電壓，R1為第一電阻，R2為第二電阻，R3為第三電阻，C1為第一電容，C2為第二電容，F(xiàn)(S)為熱蓋溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設(shè)置的風(fēng)扇、散熱器、熱電制冷器、帶有傳感器的基座和熱蓋，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設(shè)有用于放置試管的反應(yīng)槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風(fēng)扇、熱電制冷器、傳感器連接，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負(fù)載信息傳遞模塊，該負(fù)載信息傳遞模塊對(duì)傳感器溫度信息進(jìn)行處理，得到試管內(nèi)的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息，并將該對(duì)應(yīng)關(guān)系信息發(fā)送至控制電路，對(duì)風(fēng)扇和熱電制冷器進(jìn)行控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明增加一個(gè)負(fù)載信息傳遞模塊，從而可根據(jù)加熱負(fù)載自動(dòng)對(duì)加熱溫度進(jìn)行高精度調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)C12M1/38GK103205362SQ20121001286
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者周愛國, 張金梅, 潘賓, 洪佳 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)