CN213506974U - 便携式实时荧光定量pcr仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便携式实时荧光定量PCR仪，其包括安装底板，以及设置在安装底板上的电路控制模块、温控模块、驱动电机、传动装置和光学检测模块；电路控制模块分别与控制温控模块、驱动电机和光学检测模块连接，用于控制驱动电机和光学检测模块扫描各EP管的荧光信号，采集荧光信号数据上传至上位机，并控制温控模块为PCR提供相应温度环境；温控模块用于为设置在其上的EP管提供环境温度；驱动电机的输出轴与传动装置连接；传动装置设置在温控模块的一侧；光学检测模块设置在传动装置上，由传动装置带动光学检测模块进行直线扫描运动，对EP管内反应体系进行侧壁的扫描检测。本实用新型的体积小，升降温速率快，使用便携。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种荧光检测仪器，特别是关于一种在生物学和医学检测领域中应用的便携式实时荧光定量PCR仪。
背景技术
聚合酶链反应(PCR)作为分子生物学常用的分析手段已广泛的应用于生物学和医学领域。目前，市场上大部分的实时荧光定量PCR仪，都是标准的96孔板模式，仪器庞大沉重，需要放置在研究室或检验科中，在需要快速检测以及野外等需要便携式的环境中并不适用。另外，市售的大部分荧光定量PCR仪，有的采用成像式的光学检测模式，多光路共同使用同一激发光源以及同一成像器件，具有光程差，形成荧光检测的边缘效应；有的采用EP管盖或管底的扫描检测模式，管盖或管底做扫描结构容易受到热盖以及控温模块的温度影响，会干扰到检测器件读数。
有鉴于此，需要开发一款便携式、适合野外操作、升降温速率快、光学检测准确不易被干扰的实时荧光PCR检测仪器。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种便携式实时荧光定量PCR仪，其可以实现野外操作、车载充电，结构简单、操作方便、体积小巧。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种便携式实时荧光定量 PCR仪，其包括安装底板，以及设置在所述安装底板上的电路控制模块、温控模块、驱动电机、传动装置和光学检测模块；所述电路控制模块，分别与所述温控模块、驱动电机和光学检测模块连接，用于控制所述驱动电机和光学检测模块扫描各EP 管的荧光信号，并采集荧光信号数据上传至上位机；并控制所述温控模块为PCR 提供相应温度环境；所述温控模块，用于为设置在其上的EP管提供环境温度；所述驱动电机，输出轴与所述传动装置连接；所述传动装置，设置在所述温控模块的一侧；所述光学检测模块，设置在所述传动装置上，由所述传动装置带动所述光学检测模块进行直线扫描运动，对所述EP管进行侧壁扫描检测。
进一步，所述温控模块包括温控本体、EP管适配件、温度传感器、帕尔贴和散热装置；所述温控本体，安装在所述安装底板上；所述EP管适配件，沿所述温控本体长度方向间隔设置有若干个，用于放置所述EP管；所述温度传感器，设置在所述EP管适配件底部，将检测到的温度传输至所述电路控制模块，所述电路控制模块根据所述温度传感器反馈的温度对所述帕尔贴进行调节；所述帕尔贴，设置在所述EP管适配件底部，根据所述电路控制模块传输至的控制信号为所述EP 管提供升降温动力源；所述散热装置，设置在所述EP管适配件底部，用于为所述帕尔贴进行散热。
进一步，所述温控本体的前端侧壁上间隔设置有若干检测孔。
进一步，所述检测孔与所述EP管适配件对应设置。
进一步，所述散热装置采用风冷散热结构，或采用水冷散热结构。
进一步，所述光学检测模块设置有一个以上的光学检测通道，每个所述光学检测通道都包括激发光源，所述激发光源发出的激发光依次经由激发光滤片、准直镜头、二向色镜和汇聚镜头后，通过所述检测孔打到所述EP管的侧壁，激发所述EP管内的反应物发出荧光；激发出的荧光经由所述检测孔返回至所述汇聚镜头，由所述汇聚镜头准直后进入所述二向色镜，透过所述二向色镜，再依次经由发射端汇聚镜头、发射光滤片进入检测器被收集。
进一步，所述光学检测模块的运动轨迹与各个所述EP管的所述检测孔为轴线平行。
进一步，所述传动装置采用皮带传动结构，或采用丝杠传动结构。
进一步，还包括罩设在所述安装底板上部的外壳；所述外壳上设置有热盖，所述热盖位于所述温控模块上方，通过连接轴与所述外壳连接，并由所述电路控制模块控制所述热盖的温度。
进一步，所述外壳上设置有控制显示模块；所述控制显示模块与所述电路控制模块连接，用于进行实验设置，并实施显示、输出检测结果。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型结构简单，方便操作，体积较小，便于携带。2、本实用新型的光通道独立不易受干扰，检测数据准确。
附图说明
图1是本实用新型不带外壳的整体结构示意图。
图2是本实用新型带外壳的整体结构示意图。
图3是本实用新型的温控模块和光学扫描装置结构示意图。
图4是本实用新型的光学检测模块结构示意图。
附图标记：1-安装底板；2-电路控制模块；3-温控模块，31-温控本体，32-EP 管，33-检测孔；4-驱动电机；5-光学检测模块，51-激发光源，52-激发光滤片， 53-准直镜头，54-二向色镜，55-汇聚镜头，56-发射端汇聚镜头，57-发射光滤片， 58-检测器；6-水箱；70-主动轮，71-从动轮，72-皮带，73-固定座，74-导轨； 8-外壳，81-热盖，82-液晶控制显示模块，83-按键及指示灯，84-注液孔，85-连接轴；9-背板，91-开关。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1～图3所示，本实用新型提供一种便携式实时荧光定量PCR仪，其包括安装底板1，以及设置在安装底板1上的电路控制模块2、温控模块3、驱动电机 4、传动装置和光学检测模块5。其中：
电路控制模块2，分别与温控模块3、驱动电机4和光学检测模块5连接，用于控制驱动电机4和光学检测模块5扫描各EP管的荧光信号，并采集荧光信号数据上传至上位机；同时也控制温控模块3，为PCR提供相应温度环境；
温控模块3，用于为设置在其上的EP管提供环境温度；
驱动电机4，输出轴与传动装置连接；
传动装置，设置在温控模块3的一侧；
光学检测模块5，设置在传动装置上，由传动装置带动光学检测模块5进行直线扫描运动，对温控模块3上的EP管进行侧壁扫描检测，以获取温控模块3上的 EP管内反应物的荧光信号值。
在一个优选的实施中，温控模块3可以提供4～99度的温度环境。温控模块3 包括温控本体31、EP管适配件、温度传感器、帕尔贴和散热装置。其中：
温控本体31，安装在安装底板1上；
EP管适配件，沿温控本体31长度方向间隔设置有若干个，用于放置EP管32；在本实施例中，优选设置16个EP管适配件，可以同时进行2个八联EP管32的实时荧光定量PCR反应检测；
温度传感器，设置在EP管适配件底部，将检测到温度传输至电路控制模块2，电路控制模块2根据温度传感器反馈的温度对帕尔贴进行调节，进而控制EP管32 的温度；
帕尔贴，设置在EP管适配件底部，根据电路控制模块2传输至的控制信号为 EP管32提供升降温动力源；
散热装置，设置在EP管适配件底部，用于为帕尔贴进行散热。在本实施例中，散热装置可以采用风冷散热结构或水冷散热结构。
上述实施例中，散热装置采用水冷散热结构时，在安装底板1上还配置有水箱6。水箱6的出口经管路与散热装置连接，通过水箱6内的冷水，可以获得更快的降温速度，并且噪声更小。
上述实施例中，位于温控本体31的前端侧壁上间隔设置有若干检测孔33，检测孔33与EP管适配件对应设置，通过检测孔33对放置在EP管适配件内的EP管 32中反应物进行检测。
在一个优选的实施中，传动装置可以采用皮带传动结构，也可以采用丝杆传动结构等，在此不做限定。
当采用皮带传动结构时，如图3所示，传动装置包括主动轮70、从动轮71、皮带72、固定座73和导轨74。其中：
主动轮70，与驱动电机4的输出轴同轴连接，进而由驱动电机4带动其转动；
从动轮71，经皮带72与主动轮70传动连接；
固定座73，其下部设置在皮带72上，且光学检测模块5固定在固定座73上；
导轨74，设置在温控模块3前端，安装在两固定架33之间，固定座73的上部与导轨74配合安装，进而实现将光学检测模块5沿导轨74进行一维直线运动。
在一个优选的实施中，如图4所示，光学检测模块5设置有一个以上的光学检测通道，每个光学检测通道都包括激发光源51，激发光源51发出的激发光依次经由激发光滤片52、准直镜头53、二向色镜54和汇聚镜头55后，通过检测孔33 打到EP管32的侧壁，激发EP管32内的反应物发出荧光；激发出的荧光经由检测孔33返回至汇聚镜头55，由汇聚镜头55准直后进入二向色镜54，透过二向色镜54，再依次经由发射端汇聚镜头56、发射光滤片57进入检测器58被收集。在本实施例中，优选设置4个光学检测通道，4个光学检测通道具有不同光谱的激发光源、滤片组以及检测器件，形成各自独立的光路，且4组光路并行沿扫描方向排列。
在本实施例中，采用侧壁扫描的方式，光学检测模块5的运动轨迹与各个EP 管32的检测孔33为轴线平行。
在一个优选的实施中，本实用新型的便携式实时荧光定量PCR仪还包括罩设在安装底板1上部的外壳8。如图2所示，在外壳8上设置有热盖81、控制显示模块82和按键及指示灯83和注液孔84。其中：
热盖81，位于温控模块3上方，通过连接轴85与外壳8连接，并由电路控制模块2控制热盖81的温度；热盖81和温控模块3共同提供PCR所需的温度环境；在本实施例中，热盖81可以提供100度左右的高温，避免由于EP管底部在温控模块3提供的PCR流程的温度变化使EP管内的PCR体系气化在顶盖形成凝露。
控制显示模块82，与电路控制模块2连接，用于对PCR仪进行实验设置，并实施显示、输出检测结果；
按键及指示灯83，用于开启热盖81，并由指示灯颜色显示出整个仪器的工作状态；
注液孔84，与水箱6的入口连接，用于向水箱6注入冷水。
在一个优选的实施中，在安装底板1一侧还连接有背板9，背板9上设置有开关91和电源，电源用于为电路控制模块2、温控模块3、光学检测模块5和驱动电机4供电，并由开关91控制电源的工作状态。
综上，本实用新型的便携式实时荧光定量PCR仪操作流程如下：
上电状态下，通过按键打开热盖81，把EP管32放入EP管适配件内，盖上热盖81；通过控制显示模块82设定PCR反应流程，启动实验后温控模块3工作，电路控制模块2控制温度模块3提供PCR反应所需的各步骤温度，同时通过电路控制模块2控制光学检测模块5依次扫描各EP管32内的反应物，并采集荧光信号数据上传给上位机，进而进行信号的存储；由上位机解析后绘制出实时荧光曲线，并于实验后进行结果显示及后续分析。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于包括：安装底板，以及设置在所述安装底板上的电路控制模块、温控模块、驱动电机、传动装置和光学检测模块；
所述电路控制模块，分别与所述温控模块、驱动电机和光学检测模块连接，用于控制所述驱动电机和光学检测模块扫描各EP管的荧光信号，并采集荧光信号数据上传至上位机；并控制所述温控模块为PCR提供相应温度环境；
所述温控模块，用于为设置在其上的EP管提供环境温度；
所述驱动电机，输出轴与所述传动装置连接；
所述传动装置，设置在所述温控模块的一侧；
所述光学检测模块，设置在所述传动装置上，由所述传动装置带动所述光学检测模块进行直线扫描运动，对所述EP管进行侧壁扫描检测。
2.如权利要求1所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述温控模块包括温控本体、EP管适配件、温度传感器、帕尔贴和散热装置；
所述温控本体，安装在所述安装底板上；
所述EP管适配件，沿所述温控本体长度方向间隔设置有若干个，用于放置所述EP管；
所述温度传感器，设置在所述EP管适配件底部，将检测到的温度传输至所述电路控制模块，所述电路控制模块根据所述温度传感器反馈的温度对所述帕尔贴进行调节；
所述帕尔贴，设置在所述EP管适配件底部，根据所述电路控制模块传输至的控制信号为所述EP管提供升降温动力源；
所述散热装置，设置在所述EP管适配件底部，用于为所述帕尔贴进行散热。
3.如权利要求2所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述温控本体的前端侧壁上间隔设置有若干检测孔。
4.如权利要求3所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述检测孔与所述EP管适配件对应设置。
5.如权利要求2所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述散热装置采用风冷散热结构，或采用水冷散热结构。
6.如权利要求3所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述光学检测模块设置有一个以上的光学检测通道，每个所述光学检测通道都包括激发光源，所述激发光源发出的激发光依次经由激发光滤片、准直镜头、二向色镜和汇聚镜头后，通过所述检测孔打到所述EP管的侧壁，激发所述EP管内的反应物发出荧光；激发出的荧光经由所述检测孔返回至所述汇聚镜头，由所述汇聚镜头准直后进入所述二向色镜，透过所述二向色镜，再依次经由发射端汇聚镜头、发射光滤片进入检测器被收集。
7.如权利要求6所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述光学检测模块的运动轨迹与各个所述EP管的所述检测孔为轴线平行。
8.如权利要求1所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述传动装置采用皮带传动结构，或采用丝杠传动结构。
9.如权利要求1至8任一项所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：还包括罩设在所述安装底板上部的外壳；所述外壳上设置有热盖，所述热盖位于所述温控模块上方，通过连接轴与所述外壳连接，并由所述电路控制模块控制所述热盖的温度。
10.如权利要求9所述便携式实时荧光定量PCR仪，其特征在于：所述外壳上设置有控制显示模块；所述控制显示模块与所述电路控制模块连接，用于进行实验设置，并实施显示、输出检测结果。
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