一种用于生化检测的快速均匀加热模板

摘要

一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个以上的基材板，每个基材板上设有一个以上的试剂腔，基材板之间采用并联方式连接，基材板采用导电且导热的材料所制，直接利用基材板的焦耳热来加热试剂腔，基材板的两侧或中部设有开孔，每一个基材板的两侧分成两个以上的电流端口，通过调节来实现区域均匀加热，本发明减少热传递环节，加热效率高，为实现快速的温度控制提高必要基础。

权利要求

1.一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个以上的基材板(1)，其特征在于：每个基材板(1)上设有一个以上的试剂腔(2)，基材板(1)之间采用并联方式连接，基材板(1)加热回路根据实际需求自由组合,基材板(1)采用导电且导热的材料所制，直接利用基材板(1)不同加热回路产生的焦耳热来加热试剂腔(2)的不同区域；

所述的基材板(1)的两侧或中部设有开孔(3)，开孔(3)能够改变基材板(1)中间和两侧的温度分布，并且每个开孔(3)的大小是能够控制的；

所述的每一个基材板(1)的两侧分成两个以上的电流端口，通过不同电流端口的选择来实现不同加热回路的自由选择；

所述的试剂腔(2)包含一个以上的试剂反应槽或者反应堆；

所述的基材板(1)采用铝合金或铜合金材料，基材板(1)的厚度为0.01-2毫米。

说明书

一种用于生化检测的快速均匀加热模板

技术领域

[0001] 本发明涉及生化医药实验仪器领域，具体涉及一种用于生化检测的快速均匀加热模板。

背景技术

[0002] 聚合酶链反应PCR的扩增过程是指将微量生物样本中的DNA聚合酶在催化剂的作用下根据DNA模板的特征进行特定的基因扩增。整个过程中将包含以下三个部分：高温变性、低温退火和中温引物延伸。一个样品一般需要20-40次的循环过程，从而实现核酸的扩增。环介导等温核酸扩增仪同样需要将试剂加热到特定温度，来实现核酸的扩增。所以二者都需要快速且均匀的加热方法。

[0003] 众所周知，试剂的量和加热器的大小，将直接影响到加热和散热的效果。现有的PCR热循环过程中，加热过程往往成为制约其循环时间长短的决定因素。例如：如今的帕尔贴加热。由于其受到自身加热原理的限制，加热效率往往不能实现快速加热的目的。而如今大功率的焦耳式加热，由于其设计中为了均匀加热，将多个电阻丝帖在厚厚的导热模板的下面。利用电阻丝的热量传递给导热模板，然后再将导热模板的热量传递给试剂腔，加热效率也受其结构的限制而不会太高。

发明内容

[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于生化检测的快速均匀加热模板，减少热传递环节，加热效率高，实现真正的快速核酸扩增过程。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0006] 一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个以上的基材板1，每个基材板1上设有一个以上的试剂腔2，基材板1之间采用并联方式连接，基材板1采用导电且导热的材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2。

[0007] 所述的基材板1的两侧或中部设有开孔3。

[0008] 所述的基材板1的两侧分成两个以上的电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0009] 所述的试剂腔2包含一个以上的试剂反应槽或者反应堆。

[0010] 所述的基材板1采用铝合金或铜合金材料，基材板1的厚度为0.01-2毫米。

[0011] 本发明的优点：根据焦耳定量，Q＝I2×R×t。流过导体将根据其电阻的平方成正比，和电阻值R成正比，和流过的时间t成正比。由于基材板1即便是做的很薄，其电阻也仍然较小，所以用普通电源无法正常使用，本发明提出增加电流来保证热量，又可以利用现有基材板1直接加热，本发明减少热传递环节，快速均匀加热，实现真正的快速核酸扩增过程。

附图说明

[0012] 图1是本发明实施例1无开孔、中心整体式焦耳加热的基材板1的示意图。

[0013] 图2是本发明实施例2两侧有开孔、中心整体式焦耳加热的基材板1的示意图。

[0014] 图3是本发明实施例3两侧有开孔、但中心收窄的整体式焦耳加热的基材板1的示意图。

[0015] 图4是本发明实施例4中间有开孔，中心分开、各加热回路独立的焦耳加热的基材板1的示意图。

[0016] 图5是本发明实施例5中间和两侧均有开孔，中心分开，各加热回路独立的焦耳加热的基材板1的示意图。

[0017] 图6是本发明实施例6无开孔，中心分开，各加热回路独立的焦耳加热的基材板1的示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。

[0019] 实施例1，参照图1，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有一个试剂腔2，基材板1采用铝合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的两侧分成4个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0020] 加热初期，统一均匀电流从左到右(即Xi到Yi如直线箭头A所示)，四个横向回路中如果每一回路的温度较低可以增加横向电势差来提高温度，如果纵向温度不均匀则通过端口Xi之间的电势或者Yi之间的电势来调整(其回路如图中曲线箭头B所示)。本实施例除此之外也包含两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yj,或者Xi之间，或者Yi之间(1≤i，j≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果；试剂腔2可以是方形，也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合。

[0021] 实施例2，参照图2，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有一个试剂腔2，基材板1采用铝合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的两侧设有开孔3，基材板1的两侧分成四个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0022] 在两侧端口加开孔3设计，能够更合理的改变基材板1中间和两侧的温度分布，因为开孔3将改变此处的电阻值，根据焦耳定律将改变此处发热值，本实施例除此之外也包含两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yj，或者Xi之间，或者Yj之间(1≤i，j≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果；试剂腔2可以是方形也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合。图中两侧的开孔3也可以是菱形孔、椭圆形孔或者一个或多个的圆形孔。

[0023] 实施例3，参照图3，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有一个试剂腔2，基材板1采用铜合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的两侧设有开孔3，基材板1的中心收窄，基材板1的两侧分成四个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0024] 将基材板1中间的直线改为向内侧凹进去的直线设计，也包括向内侧凹进去的曲线设计。因为形状的改变将改变各个回路的电阻值大小，尤其在将中心改为弧形设计时，将改变中心部位的电阻值，将进一步调整基材板1中心和两侧的温度分布。本实施例除此之外也包含中间弧线向外侧凸出来的弧形设计；两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yj,或者Xi之间，或者Yj之间(1≤i，j≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果；试剂腔2可以是方形也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合。图中两侧的开孔3也可以是菱形孔、椭圆形孔或者一个或多个的圆形孔。

[0025] 实施例4，参照图4，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有两个试剂腔2，基材板1采用铜合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的仅仅中间设有开孔3，基材板1的两侧分成四个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0026] 图中基材板1的Xi到Yi的每一个回路是独立的，这样的好处在于：1、可以控制中间和两侧的温度分布。2、当每个回路的加热的均匀性要求相对较高的话可以在中间加开孔3就足以。并且每个开孔3的大小是可以控制的。这样以来控制的点将更简单，但效果却相对较好，加热也相对更加均匀，本实施例除此之外也包含每个单独回路中间直线改为向外侧凸出来或向内侧凹进去的弧形设计；其两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yi(1≤i≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果；试剂腔2可以是方形也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合。图中开孔3也可以是菱形孔、矩形孔或者一个或多个的圆形孔。

[0027] 实施例5，参照图5，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有两个试剂腔2，基材板1铜合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的两侧和中间设有开孔3，基材板1的两侧分成四个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0028] 图中Xi到Yi的每一个回路是独立的，中间和两侧均有开孔3，可以更加精确的控制中间和两侧的温度分布，每个开孔3的大小是可以控制的，这样以来控制的点将更复杂，但效果却较方法四更好，加热也相对方法四更加均匀。本实施例除此之外也包含每个单独回路中间直线改为向外侧凸出来或向内侧凹进去的弧形设计；其两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yi(1≤i≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果。试剂腔2可以是方形也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合，图中开孔3也可以是菱形孔、矩形孔或者一个或多个的圆形孔。

[0029] 实施例6，参照图6，一种用于生化检测的快速均匀加热模板，包括一个基材板1，基材板1上设有一个试剂腔2，基材板1采用铜合金材料所制，直接利用基材板1的焦耳热来加热试剂腔2，基材板1的两侧分成四个电流端口，通过调节来实现区域均匀加热。

[0030] 由于考虑到每个横向回路之间(Xi-Yi回路)通过调整Xi-Yi之间的电压就能够将其横向温度加热。纵向温度在同一环境下不会相差太大，本实施例除此之外也包含每个单独回路中间直线改为向外侧凸出来或向内侧凹进去的弧形设计；其两端端口不限于四个的情况，可以是类似结构的n个端口；Xi到Yi(1≤i≤n)的各种加热回路组合从而达到更有的加热效果；试剂腔2可以是方形也可以是圆形、三角形等形状，试剂腔2上的试剂槽个数可以是任意组合。

[0031] 使用时将采用闭环控制的方法，只需要根据检测到的基材板1各个区域温度值与其在此区域的需要的温度值之差，来调整相应的端口间的电压，然而电阻值一定，改变电压将改变电流。根据焦耳定量将改变其区域的温度值，最后经过调整使其达到需要的加热温度为止。