专利名称：双温度反应腔型基因扩增仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗器械技术领域，更进一步涉及一种具有两腔结构的双温度反应腔型基因扩增仪。
聚合酶链式反应(PolymeraseChainreactioh)简称PCR，又称体外基因扩增技术，是一项高新生物技术。此项技术的实现主要依赖于基因扩增仪和试剂。目前国内外在用的基因扩增仪的基本特征是仪器中有一个金属温度反应腔，作为样品室。金属温度反应腔上布置有一定数量的沉孔作为离心管的安放位置，离心管内盛有待扩增的基因混合试剂。通过对温度反应腔的升温和降温控制，进行基因扩增。由于升温和降温需加热和致冷器件作为功率器件，这些功率器件有寿命期限，所以现有基因扩增仪的寿命大都受功率器件寿命的限制。
本实用新型的目的在于提供一种增加使用寿命和使用效率的双温度反应腔型的基因扩增仪。
本实用新型包括温度反应腔，温度控制电路，温度反应腔为布有若干排沉孔作为离心管安放位置的左右两个腔体，每排沉孔两侧加工成槽状，槽内贴有加热片，底面贴有致冷片，温度控制电路由拨动开关选择单、双腔设置。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的温度反应腔主视图。
图3为本实用新型双温度反应腔的俯视图。
图4(a)、(b)为温度控制电路的电原理图。
图5为本实用新型加热、致冷控制原理图。
图6(a)、(b)为本实用新型温度采样电路原理图。
本实用新型由双温度反应腔体1、2，加热片3、致冷片4、温度采样电路5，加热、致冷控制电路6、键盘和显示电路7、8098单片机8等组成。
温度反应腔体分为左腔体1和右腔体2两个相同的腔体。两个腔体分别使用加热片3加热升温，致冷片4致冷降温。温度采样电路5分别采得两个腔以电压标识的温度信号，送8098单片机8进行A／D转换，转换值与控制温度目标值之差形成的控制信号经加热、致冷控制电路6中的开关控制电路和无触点继电器对加热片3和致冷片4进行开关控制。控制的目标参数由键盘和显示电路7输入，目标参数包括控制温度值恒温时间，目标温度个数和温度循环数。
本实用新型的温度反应腔的腔体9由铝材加工而成，腔体上的沉孔为离心管的安放位置孔，每排孔两侧的槽内贴有加热片3，使每排孔两侧面同时受热。加热片3为陶瓷厚膜加热片，腔体底面贴有致冷片4，致冷片4为半导体温差电势致冷片。腔体端部中心安装有PN结温度传感器(PTS203)10。
图3是本实用新型双腔控制原理图。控制主机采用8098单片机U1，在它的地址总线ABUS和数据总线DBUS上连接有一片27256EPROM作为程序存贮器U4，两片62256RAM作为数据存贮器U5、U6，一片8255输入输出控制器U7，一片8279键盘显示控制器U8。16V8门阵列U3作为地址译码器，连接在地址总线ABUS上，它的输出作为程序存贮器U4，数据存贮器U5、U6，8255输入输出控制器U7和8279键盘显示控制器U8的片选信号CS。键盘采用4×4阵列键盘。液晶显示采用20×2字符显示器。图中8255输入输出控制器U7是加热、致冷控制电路的一部分。8255输入输出控制器U7的PB2和PB3输入双腔设置信号。其中拨动开关S1和S2是安装在仪器外表的拨动开关、它们分别对应于两个腔。当S1和S2合上时，PB2和PB3输入低电平，表示该腔被选择，开关打开时，PB2和PB3输入高电平。表示该腔未被选择。这样双腔应有三种选择情况，即两腔分别被选择和两腔同时被选择。这三种情况在程序中有不同的处理方式。当单腔被选中时，只采集该腔的温度信号，并进行控制，两腔同时被选择时，用于8098单片机U1处理的温度信号为两腔温度的平均值。8255输入输出控制器U7的PA为致冷控制口(Cooling)，PA1为加热控制口(Heating)。这两个口控制继电器通断加热片3和致冷片4的电源。8098单片机U1的ACH4和ACH5脚为两个腔温度电压信号 Ui1和Ui2的输入脚。8098单片机U1将根据S1和S2的设置情况，决定使用Ui1、Ui2或(Ui1＋Ui2)／2为温度输入信号。
图4为本实用新型加热、致冷控制原理图。图中K1和K2为拨动开关，用以选择单腔或双腔的加热和致冷。K1关闭时，选择左腔(单腔之一)，信号接点为L－Heating和L－cooling。K2关闭时选择右腔(单腔之一)，信号接点为R－heating和R－cooling。K1和K2均关闭时，左、右腔均被选择，即对双腔进行加热、致冷动作控制。J1和J2分别为加热和致冷继电器(TGX－10F)。
图5为本实用新型的温度采样电路。它为两套相同的电路，分别采集左、右腔的温度信号，Ui1和Ui2分别为左腔和右腔的温度输出信号。D1和D2分别是两只PN结温度传感器(PTS203)。OP－O7放大器O1、三极管N1、N2构成一组恒流源电路，给PN结温度传感器D1提供恒流。OP－O7放大器O8、三极管N3、N4构成另一组恒流源电路，给PN结温度传感器D2提供恒流。OP－O7放大器O2、O3、O4构成一组放大电路，输出为Ui1，OP－O7放大器O5、O6、O7构成另一组放大电路，输出为Ui2。
本实用新型作为PCR技术重要组成部分，应用于医院检验部门和临床等领域，它与已有的扩增仪相比，其结构特点是因为采用双温度反应腔设计可以根据一次需扩增的样品数选择单腔或双腔。使用单腔体，由于有备用腔而使仪器寿命加倍，两腔合并使用时，起到两台仪器同时使用的作用，提高了效率。与以上结构特点相配合，在控制上也具有单腔和双腔选择设置的特点。在温度反应腔的设计上，由于每排离心管安放孔两侧面均贴有加热片，使孔两侧面同时受热。
权利要求1.双温度反应腔型基因扩增仪，它包括温度反应腔、温度控制电路，其特征在于所述的温度反应腔为布有若干排沉孔作离心管安放位置的左、右两个腔体，每排沉孔两侧加工成槽状，槽内贴有加热片，底面贴有制冷片，所述的温度控制电路由拨动开关选择单、双腔设置。
专利摘要一种双温度反应腔型基因扩增仪，两腔具有同样的结构，在控制上由拨动开关对选择单腔或双腔进行设置，使其可以分别单独使用左腔、右腔或两腔同时使用。使用单腔时，另一腔作为备用腔，使仪器寿命加倍；两腔同时使用时，相当于两台仪器的作用。温度反应腔的结构特点是每排离心管安放孔的两侧均布有加热片，使孔两侧面同时受热。本实用新型应用于医院检验和临床等领域。
文档编号C12Q1/68GK2177018SQ942025
公开日1994年9月14日 申请日期1994年1月28日 优先权日1994年1月28日
发明者虞烈, 刘岩, 王世虎, 丘大谋, 彭年才, 阎小君, 李陕区 申请人:西安交通大学