变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法与流程

本技术涉及微流控，尤其是涉及一种变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法。

背景技术：

1、核酸检测芯片通常由玻璃、硅片等材料构成，其硅片或玻璃基底上具有化学修饰，可以将待测样本(核酸，经处理的dna或rna片断)固定到基底上，并且在芯片中完成样本扩增(pcr)、检测(探针或互补碱基在核酸单链上切除、合成，再进行光学定量)等生化反应。

2、核酸检测芯片在扩增和检测过程中，需要将芯片置于不同的试剂中反应，通常情况下，不同的试剂具有不同的最佳反应温度。不同的反应温度变化一般由特定的反应系统进行升降温以实现，其升降温性能跟环境温度也有一定关系。如环境温度越低，则其升温速度就越慢、降温速度就越快；环境温度越高，则其降温速度就越慢，升温速度就越快。

3、使用于核酸检测的光学分析系统，对实验室空间的环境温度有较严格的要求。如在较低或较高的环境温度中，则光学分析系统的性能(成像质量、光信号变化等)会产生波动。环境温度影响核酸检测的性能(反应系统升降温效率和光学分析系统的分析精度)，因此，核酸测序设备都会要求实验室温度在某一范围内，常见温度范围为18℃～25℃等。现有设备仅对反应系统本身进行变温提供反应温度，而对于上述环境温度一般对实验室环境作出要求。

4、虽然一般实验室都可以满足此环境温度，但在某些特殊场景如户外临时搭建的核酸检测实验室、部分资源较匮乏地区实验室、或实验室内空调和暖通系统故障等条件下，现有的核酸测序设备难以在这些场景下获得最佳的检测性能。

技术实现思路

1、为解决现有存在的技术问题，本技术提供一种变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法，能够核酸测序设备的对不同温度条件的适应性。

2、为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本技术实施例提供一种变温仓，所述变温仓设置在核酸测序设备内，所述变温仓具有至少一与外部隔热设置的温度控制腔，所述温度控制腔内用于容置核酸测序设备的光学分析系统和/或反应系统；所述变温仓包括至少一变温组件及至少一温度传感器，所述至少一温度传感器设置于所述温度控制腔内用于监测所述温度控制腔内的实时环境温度；所述至少一变温组件设置于所述变温仓的侧壁上，以根据所述至少一温度传感器监测到的实时环境温度对所述温度控制腔进行调节。

4、在其中一个实施例中，所述至少一温度传感器包括设置于靠近光学分系统处的第一温度传感器、靠近反应系统处的第二温度传感器及设置于靠近镜头处的第三温度传感器。

5、在其中一个实施例中，所述变温仓中间设有隔热板以将所述温度控制腔分隔为第一温度控制腔和第二温度控制腔，所述第一温度控制腔用于容置光学分析系统，所述第二温度控制腔用于容置反应系统；所述隔热板上开设有安装座，以供光学分析系统的镜头从所述第一温度控制腔置于所述安装座内。

6、在其中一个实施例中，所述第一温度控制腔中设有第一变温组件以及光学分析系统环境温度传感器，所述光学分析系统环境温度传感器对所述第一温度控制腔中的环境温度进行监测，所述第一变温组件根据所述光学分析系统环境温度传感器的监测的环境温度对所述第一温度控制腔中的环境温度进行实时调节；

7、所述第二温度控制腔中设有第二变温组件以及镜头环境温度传感器，所述镜头环境温度传感器对所述第二温度控制腔中的环境温度进行监测，所述第二变温组件根据所述镜头环境温度传感器的监测的环境温度对所述第二温度控制腔中的环境温度进行实时调节。

8、在其中一个实施例中，所述第二温度控制腔中设有第三变温组件及反应系统环境温度传感器，所述反应系统环境温度传感器对所述第二温度控制腔中的环境温度进行监测，所述第三变温组件根据所述镜头环境温度传感器、所述反应系统环境温度传感器的监测的环境温度对所述第二温度控制腔中的环境温度进行实时调节。

9、在其中一个实施例中，所述第一变温组件、所述光学分析系统环境温度传感器设置于靠近光学分析系统处；所述第二变温组件、所述第三变温组件对称地设置反应系统的两侧，所述镜头环境温度传感器、所述反应系统环境温度传感器分别设置于靠近反应系统处和靠近镜头处。

10、在其中一个实施例中，所述变温组件包括半导体制冷片、内风扇、外风扇及控制电路，所述半导体制冷片安装在所述温度控制腔的侧壁上，所述半导体制冷片两相对的工作面分别朝向所述温度控制腔内、外；所述内风扇设置在所述温度控制腔内并提供吹向所述温度控制腔内的气流，所述外风扇设置在所述温度控制腔外并提供吹向所述温度控制腔外的气流；所述控制电路为所述半导体制冷片、所述内风扇及所述外风扇供电并控制所述半导体制冷片的电流方向。

11、另一方面，本技术实施例提供一种核酸测序设备，包括反应系统、光学分析系统及镜头，所述反应系统用于放置待检测的核酸检测芯片，所述光学分析系统通过所述镜头拍摄核酸检测芯片进行光学分析，所述核酸测序设备中设有所述的变温仓，所述反应系统和/或所述光学分析系统置于所述温度控制腔内。

12、再一方面，本技术实施例提供一种所述的核酸测序设备的温度控制方法，包括以下步骤：

13、判断所述至少一环境温度传感器的监测的实时环境温度或实时环境温度的加合平均值是否在预设温度范围内；

14、控制所述至少一变温组件中至少一个升温或降温，直至所述实时环境温度或所述实时环境温度的加合平均值在所述预设温度范围内。

15、在其中一个实施例中，所述的核酸测序设备的温度控制方法，包括以下步骤：

16、判断靠近所述光学分析系统设置的光学分析系统环境温度传感器检测到的实时温度t1是否在环境温度范围t10±m内；

17、若所述实时温度t1不在所述环境温度范围内，则控制靠近所述光学分析系统设置的所述变温组件升温或降温，直至t1∈(t10－m，t10+m)；

18、判断靠近所述反应系统设置的镜头环境温度传感器监测的实时环境温度t2、靠近所述反应系统设置的反应系统环境温度传感器监测的实时环境温度t3光学分析系统环境温度传感器检测到的实时温度t1是否在预设工作温度范围为t20±n内；

19、若所述实时环境温度t2、所述实时环境温度t3不在所述预设工作温度范围内，则控制靠近所述反应系统设置的第二变温组件、第三变温组件其中之一或同时升温或降温，直至t2∈(t20－n，t10+n)、t3∈(t20－n，t10+n)；

20、若所述实时温度t1不在所述环境温度范围内，则控制靠近所述光学分析系统设置的变温组件升温或降温，直至所述实时温度t1∈(t10－m，t10+m)；

21、判断|t2-t3|<tδ，若否则控制所述第二变温组件、所述第三变温组件其中之一升温或降温，直至|t2-t3|<tδ；

22、其中，m为所述光学分析系统容许的环境温度偏差范围；n为所述反应系统容许的工作温度偏差范围；tδ为所述反应系统设定允许的最大温度极差。

23、本技术的变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法至少具有以下有益效果：通过对环境温度对反应系统、光学分析系统的影响进行研究，打破传统的将核酸测序设备整体置于实验室环境中的做法，本技术的变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法中，将核酸测序设备中会受环境温度影响的关键元器——光学分析系统、反应系统件置于变温仓中，提供合适的环境温度。本技术的变温仓、核酸测序设备及其温度控制方法，基于一个或多个环境温度传感器，对核酸测序设备的反应系统所处区域的环境温度和/或光学分析系统所处区域的环境温度进行变温，反应系统区域环境温度和光学分析系统区域环境温度可以不同，能够更好地提升核酸测序设备对不同温度条件的适应性。