一种应用于数字PCR的扩增模块装置的制作方法

一种应用于数字pcr的扩增模块装置
技术领域
1.本实用新型涉及数字pcr技术领域，具体涉及一种应用于数字pcr的扩增模块装置。


背景技术：

2.pcr反应是qpcr和数字pcr主要流程之一，其主要过程就是温控变化的过程，即实现温度的快速变化过程。该过程主要包括三个温度段a.将样品加热到95℃左右进行变性，b.将样品降温到55℃左右进行退火，c.将样品加热到72℃左右进行延申。后续就是重复a
‑‑
c的升降温过程35-40次左右。
3.对于目前的qpcr，尤其是数字pcr，由于采用了更大的反应容器，模块的体积也随之变大，其升降温速度也变得越来越慢，而pcr反应的时间也成为制约整个检测流程时间的主要因素之一。因此发展能够快速升降温的模块技术对于缩短pcr反应时间，进而缩短整个检测流程具有至关重要的意义。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题在于提供一种能够实现快速升降温的扩增模块装置。具体采用如下技术方案实现：
5.一种应用于数字pcr的扩增模块装置，包括容置模块部和加热部；所述容置模块部包括模块本体，以及与模块本体适配的模块面罩，所述模块本体包括底板，以及均匀排列布设于底板上的多个容置单元，所述容置单元外形呈自底板延伸出的圆柱形，内部设有与反应杯适配的反应腔体，所述底板上于容置单元之间的间隔区域设有镂空结构，并于相邻容置单元之间形成连接棱部；所述模块面罩罩设于模块本体上，并开设有与所述容置单元的反应腔体开口端适配的孔型结构，所述模块面罩与模块本体之间填充有保温材料。
6.在一些实施例中，所述加热部包括设于容置模块部下方的均温板、半导体制冷片、散热块和散热风扇；其中，所述半导体制冷片包括对称分布的至少四块，并通过导热硅脂与散热块连接，所述散热风扇安装于散热块底部，所述均温板设置于容置模块部底板和半导体制冷片之间。
7.在一些实施例中，还包括模块面板，所述模块面板覆盖于所述模块面罩边缘和散热块上。
8.在一些实施例中，该扩增模块装置还包括控制部，所述控制部包括pcb板及配置于pcb板上的控制电路，用于控制所述加热部的加热和制冷过程。
9.在一些实施例中，所述模块本体由高导热性能的金属合金材料制成。
10.在一些实施例中，所述模块本体内设有至少两个热敏电阻，并于底板底面边缘设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有辅助加热丝。
11.在一些实施例中，所述容置单元在底板上的数目设置为3x4＝12孔至 16x24＝384孔。
12.本实用新型的有益效果说明如下：
13.本实用新型中，模块本体设计了镂空结构，在满足结构强度要求下，将模块质量设计到最小，因此相比以往模块有更轻的质量。同时，模块本体采用良好导热性的金属材质，因此可以实现更快的升降温速度，从而明显缩短pcr反应时间。模块本体与模块面罩之间有隔热保温材质，能够起到较好的保温效果。
附图说明
14.图1为本实用新型所述的扩增模块装置实施例的的剖面结构示意图。
15.图2为图1中所示实施例的局部(圈内)放大示意图。
16.图3为本实用新型所述的扩增模块装置实施例俯视局部剖面图。
17.图4为本实用新型所述的扩增模块装置实施例中模块本体结构示意图。
18.图5为图4中所示模块本体的主视图。
19.图6为图5中所示模块本体的a-a剖视图。
20.图7为图5中所示模块本体的b-b剖视图。
21.图8为图5中所示模块本体的c-c剖视图。
22.图9为图5中所示模块本体的d-d剖视图。
23.图10为图4中所示模块本体的后视图。
具体实施方式
24.为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
25.如图1-3所示，为本实用新型实施例的扩增模块装置结构剖面示意图，该装置包括由模块面罩1、保温材质2和模块本体3组成的容置模块部，以及由均温板5、半导体制冷片6、散热块9和散热风扇10组成的加热部。模块本体3内还设有热敏电阻7和辅助加热丝8，pcb板11上设有控制电路。其中，模块面罩1和模块本体3之间填充保温材质2，能够有效减少模块加热过程中的热量损失，提高加热效率。模块面板4安装在模块面罩1及散热块9上，模块本体3 与半导体制冷片6之间装有均温板5，能够让热量更加均匀的传递到模块本体上。半导体制冷片6通过导热硅脂(是一种导热介质，图中未示出)与散热块9连接，半导体制冷片6的数量一般≥4个，并呈对称分布。热敏电阻7装在模块本体3内部的热敏电阻安装孔35内，用于测量模块的实际温度，一般热敏电阻数量大于2个，分布在模块不同区域，检测不同区域的温度，也可以设置成梯度 pcr(即模块不同区域的实时温度不一致，保持一定的梯度)。散热风扇10装在散热块9底部，可以加速散热块9的热量挥发，半导体制冷片6，热敏电阻7，辅助加热丝8均与pcb板11相连。
26.参见附图4-10，本实施例中，模块本体3包括底板30，以及均匀排列布设于底板30上的多个容置单元31。其中，容置单元31与底板30一体式加工成型，外形呈圆柱形，内部设有与反应杯适配的反应腔体。本实施例中，仅为示出的一种模块形式，即12x8＝96个容置单元，实际可以是3x4＝12容置单元至 16x24＝384容置单元按需设计。
27.本实施例中，为了实现模块的轻量化设计，底板30上于容置单元之间的间隔区域
设有镂空结构32，并于相邻容置单元30之间形成连接棱部33。该镂空结构能够有效减小模块质量，加快导热效率。连接棱部33能够镂空结构减轻模块质量的前提下保持模块结构强度，并起到一定的导热作用。
28.采用上述结构，可以在有效减小模块质量的前提下保证导热效果和模块的结构强度，最大化实现模块的轻量化设计，实现模块更快的升降温速度，从而明显缩短pcr反应时间。
29.在一些实施例中，模块本体3由高导热性能的金属合金材料制成，比如铝合金，紫铜，银合金等(但不局限上述提到的材质)。
30.在一些实施例中，底板30的底面边缘设有环形凹槽34，该环形凹槽34内安装有辅助加热丝。辅助加热丝8协同制冷片一起作用，能够有效提升模块周边温度的均匀性。
31.本实施例中的扩增模块装置使用方式如下：
32.当反应杯放置在容置单元内进行扩增时，装置根据设置的程序进行升降温动作，首先a：制冷片6通电，对模块本体3加热，同时辅助加热丝8也通电，对模块本体3的边缘进行加热，当温度到达95℃时，制冷片6维持微小的电流，保持热平衡；b.到指定时间后,制冷片6反向通电，此时对模块本体3吸热，辅助加热丝暂停通电，等模块本体3温度达到55℃时，制冷片6维持微小的电流，保持热平衡；c.到指定时间后，制冷片6对模块本体3加热，辅助加热丝也启动加热功能，到达72度后，制冷片6维持微小的电流，保持热平衡；重复执行a-c 步骤35-40次，直至执行完毕。
33.以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。