[发明专利]一段式热对流PCR仪

说明书

本发明涉及一段式热对流PCR仪，包括温度控制系统、加热系统、控制模块及电源。本技术方案提供一种一段式热对流PCR设备，利用仪器底部的铝合金块加热板加热，毛细管底部温度控制在变性温度，毛细管顶部为退火温度。在重力差和温度差的作用下，毛细管内部的试剂就可以不断通过自然对流达到不同温度，从而实现PCR。该系统的温度分布沿毛细管长度平稳变化，并且PCR的不同步骤可以同时进行。在这样一个简单的系统中，DNA扩增可以在不需要昂贵且精密的热循环仪的情况下完成，并且不需要任何额外的复杂硬件。

技术领域

本发明属于放大扩增特定DNA片段的分子生物学领域，特别是指一种用于放大扩增特定DNA片段的一段式热对流PCR仪。

背景技术

PCR反应需要经过DNA的变性、退火、延伸三个阶段，每个阶段均对应不同的温度，其中变性是利用DNA在体外95℃左右时会变成单链，退火是利用温度在60℃左右时，引物与单链按碱基互补配对原则进行结合，延伸是利用温度在70℃左右时，在聚合酶的作用下，沿磷酸到五碳糖的方向合成互补链的过程。

传统的热循环仪通过精密的热控制器反复加热和冷却样品，通常需要30个循环左右，整个反应需要2-3个小时或者更久，其中大部分反应时间都消耗在DNA变性的加热、退火及延伸的冷却过程。为了降低整个过程的时间，现有技术提出采用两段式PCR仪，其通过控制底部加热变性温度及上部的退火温度来实现减少整个过程所需要的时间，但是两段控制需要上部温度控制装置及下部温度控制装置，虽然也有效的减了整个扩增过程的时间，但对于减小PCR仪的体积方面及减少扩增时间的效果方面，并不能满足普遍推广的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种一段式热对流PCR仪，以解决现有的PCR仪在减小体积及扩增整个过程所需要时间不能满足普遍推广的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一段式热对流PCR仪，包括温度控制系统、加热系统、控制模块及电源；

所述温度控制系统包括温度传感器及温度变送器，所述温度传感器与所述温度变送器信号连接，所述温度变送器与控制模块的模数转换器信号连接，在所述控制模块的模数转换器引脚上连接有250欧姆电阻；

所述加热系统包括加热器、加热片及电磁继电器；

所述加热片与所述加热器贴合，所述电源负极与所述电源正极与所述电磁继电器输入端连接，所述电磁继电器输出端与所述加热片的正极连接；

所述电磁继电器的控制部分电路与所述控制模块连接；

所述电源与所述温度变送器电连接；

所述控制模块包括PID控制模块；所述模数转换器的输出端与所述PID控制模块的输入端连接。

包括恒温控制模块，所述恒温控制模块与所述控制模块信号连接。

所述温度传感器为带金属护套PT100铂电阻探头。

所述温度变送器为4-20mA温度变送器。

所述电源为24V电源。

所述电磁继电器为一路光耦合隔离继电器驱动模块。

所述一路光耦合隔离继电器输出端电压为5V。

所述加热器为铝合金块，所述加热片为硅胶加热片。

本发明的有益效果是：