[发明专利]基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统，其特征在于：所述系统包括循环水加热组件、核酸扩增反应腔组件、光信号激发及采集组件和图像分析组件，所述循环水加热组件用于将储水箱内储存的水加热到指定温度并循环注入到核酸扩增反应腔组件内，对毛细管进行加热及冷却；所述核酸扩增反应腔组件用于放置毛细管并对其进行核酸扩增；所述光信号激发及采集组件用于对毛细管内的核酸染料进行激发并对其激发出来的光信号进行采集；所述图像分析组件用于对采集到的光信号进行量化分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统，其特征在于：所述循环水加热组件包括储水箱、加热器、固态继电器、温度传感器、温度控制器、四通转换器、水泵、水阀、流体管道及管道连接件，具体连接方式如下：三个温度传感器和三个加热器分别安装于三个储水箱的内部，三个温度传感器的电信号输出端分别连接于温度控制器channel l/2/3的信号输入端口，温度控制器channel l/2/3的信号输出端口分别与三个固态继电器的输入端连接，固态继电器的输出端分别与三个加热器串联后接入交流电源；三个储水箱的出水口与水阀相连接后，通过流体管道接入四通转换器，形成单一流路，流路进而接入核酸扩增反应腔组件的入水口，核酸扩增反应腔组件的出水口与水泵入水口连接，水泵出水口与四通转换器连接，将单一流路分成三路，每一路流路连接水阀后与储水箱入水口连接，形成循环体系。

3.根据权利要求2所述的一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统，其特征在于：所述储水箱为圆柱形PTFE水箱，直径范围为30～60mm，高度范围为100～180mm，储水量为280mL～1500mL，顶面开有一个入水孔，直径为5～10mm，底面开有一个出水孔，直径为5～10mm，一个加热器连接孔，直径为5～10mm，一个温度传感器连接孔，直径为2～6mm；所述温度控制器为三通道及以上通道的温度控制器，能够同时控制至少三路独立的加热过程，采用PID算法，输出为固态继电器模式，输入为K型热电偶模式，控制范围为0～180℃，控制精度为0.1～1℃；所述固态继电器的控制信号为3～32VDC，输出信号为24～480VAC，电流为5～25A；所述加热器为圆柱形加热棒，直径范围为6～8mm，长度范围为90～170mm，工作电压为110～220VAC，功率为150～220W，底端带有固定螺纹，与储水箱连接固定，螺纹直径为5～10mm；所述温度传感器为K型热电偶，直径范围为2～5mm，长度为910～170mm，底端带有固定螺纹，与储水箱连接固定，螺纹直径为2～6mm；所属四通转换器直径为4～8mm；所述水泵为蠕动泵，工作电压为12～24VDC，功率为5～10W，最大泵速为340～800mL/min；所述水阀为电磁阀，控制电压为12～24VDC，功率为0.5～1W，承受压强为0～1MPa，承受温度为20～100℃；所述流体管道为PU软管，直径为4～8mm；所述管道连接件包括SMC型螺纹直通和软管十字四通，SMC型螺纹直通的螺纹范围为5～10mm，连接软管直径为4～8mm，软管十字四通的连接软管直径为4～8mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统，其特征在于：所述核酸扩增反应腔组件包括密封盖、密封圈、铜质加热腔、半导体加热片、半导体制冷片、温度传感器、温度控制器、固态继电器、散热热鳍、散热风扇及零件安装座，具体连接方式如下：密封圈安装于铜制加热腔上的凹槽内部，密封盖盖于铜质加热腔的上部，两个温度传感器的探头分别横向插入到铜制加热腔两端的安装孔内，电信号输出端分别连接于温度控制器channel 1/2的信号输入端，温度控制器channel 1/2的信号输出端口分别与两个固态继电器的控制端连接，固态继电器的输出端分别与半导体加热片和半导体制冷片串联后接入直流电源；半导体加热片横向放置于铜制加热腔的上端底部，半导体制冷片横向放置于铜制加热腔的下端底部，半导体制冷片下端放置有散热热鳍，散热热鳍的进风口放置有散热风扇，零件安装座用于各个零件之间的位置固定。