專利名稱：一種高溫控精度的pcr儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種PCR儀，尤其是涉及一種高溫控精度的PCR儀。
背景技術：
PCR儀是一種完成DNA體外擴增的儀器，在生物學上具有極其重要的作用。隨著其應用越來越廣泛，對PCR儀的溫度控制精度提出了更高的要求。目前提高溫度控制精度主要有以下幾種方法:一是對傳感器進行實時標定，二是改善溫度控制算法。由于PCR儀是多孔式加熱儀器，而在實際應用中并不是每次都全部裝滿，會根據實際需求加熱不同數量的試劑，由此會產生不同的加熱負載，進而改變熱循環系統的熱阻熱容。如果忽略加熱負載的變化將導致試劑溫度曲線 偏離理想設定溫度曲線，使得PCR反應失敗。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可根據加熱負載自動對加熱溫度進行高精度調節的PCR儀。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設置的風扇、散熱器、熱電制冷器、帶有傳感器的基座和熱蓋，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設有用于放置試管的反應槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風扇、熱電制冷器、傳感器連接，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負載信息傳遞模塊，該負載信息傳遞模塊對傳感器溫度信息進行處理，得到試管內的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對應關系信息，并將該對應關系信息發送至控制電路，對風扇和熱電制冷器進行控制。負載信息傳遞模塊中信息處理的過程為:首先根據熱學物理量與電學物理量之間的對應關系獲得傳感器與試劑之間熱傳遞的等效電路，然后根據等效電路獲得傳感器溫度信息與試劑溫度信息之間的傳遞函數。所述的熱學物理量與電學物理量之間的對應關系具體如下表所示:熱、電物理量的對應關系表
權利要求
1.一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設置的風扇、散熱器、熱電制冷器、熱蓋和帶有傳感器的基座，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設有用于放置試管的反應槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風扇、熱電制冷器、傳感器連接，其特征在于，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負載信息傳遞模塊，該負載信息傳遞模塊對傳感器溫度信息進行處理，得到試管內的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對應關系信息，并將該對應關系信息發送至控制電路，對風扇和熱電制冷器進行控制。
2.根據權利要求1所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，負載信息傳遞模塊中信息處理的過程為:首先根據熱學物理量與電學物理量之間的對應關系獲得傳感器與試劑之間熱傳遞的等效電路，然后根據等效電路獲得傳感器溫度信息與試劑溫度信息之間的傳遞函數。
3.根據權利要求2所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的熱學物理量與電學物理量之間的對應關系為:熱流對應電流，熱阻對應電阻，溫度對應電壓，熱容對應電容，絕對零度對應接地。
4.根據權利要求3所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的等效電路包括電壓源、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻，所述的電壓源的正極連接第三電阻，負極接地，所述的第三電阻、第二電阻和第一電阻依次連接，所述的第一電容的一端和第二電容的一端分別接在第一電阻的兩端，第一電容的另一端和第二電容的另一端均接地； 其中，電壓源的電壓對應熱蓋的溫度，試劑與熱蓋之間空氣的熱阻對應第三電阻，試劑的熱阻對應第二電阻，試管熱阻、試管與基座之間的接觸熱阻以及基座熱阻之和對應第一電阻，試劑的熱容對應第一電容，基座的熱容對應第二電容，試劑溫度對應第三電阻和第二電阻公共點的電壓，傳感器溫度對應第一電阻和第二電容公共點的電壓。
5.根據權利要求 4所述的一種高溫控精度的PCR儀，其特征在于，所述的傳遞函數為:眷嗣為嗣―).1，其中，UJS)為第-電阻和第二電容公共點的電壓，Ui(s)為第三電阻和第二電阻公共點的電壓，R1為第一電阻，R2為第二電阻，R3為第三電阻，C1為第一電容，C2為第二電容，F(S)為熱蓋溫度。
全文摘要
本發明涉及一種高溫控精度的PCR儀，包括控制電路、操作鍵盤以及從下至上依次設置的風扇、散熱器、熱電制冷器、帶有傳感器的基座和熱蓋，所述的散熱器和基座分別緊貼熱電制冷器的底部和頂部，基座上設有用于放置試管的反應槽，所述的控制電路分別與操作鍵盤、風扇、熱電制冷器、傳感器連接，所述的PCR儀還包括與控制電路連接的負載信息傳遞模塊，該負載信息傳遞模塊對傳感器溫度信息進行處理，得到試管內的試劑溫度信息與傳感器溫度信息之間的對應關系信息，并將該對應關系信息發送至控制電路，對風扇和熱電制冷器進行控制。與現有技術相比，本發明增加一個負載信息傳遞模塊，從而可根據加熱負載自動對加熱溫度進行高精度調節。
文檔編號C12M1/38GK103205362SQ20121001286
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者周愛國, 張金梅, 潘賓, 洪佳 申請人:同濟大學