一种热盖装置及核酸检测分析仪的制作方法

1.本发明涉及核酸检测技术，具体涉及一种热盖装置及核酸检测分析仪。


背景技术：

2.核酸检测技术是一种分子生物学的检测方法，需要先从样本中提取出核酸片段(dna或rna)，然后通过聚合酶链式反应对核酸片段进行复制扩增，最后对核酸进行检测，从而确定样本中核酸的具体类别或来源。
3.核酸检测方法简单易行，应用极为广泛，只需要少量的样本就可以得到一个精确的结果。检测时首先需要进行取样，通常使用拭子将样本收集至采样管中，再从采样管中提取至试剂盒，最后放入仪器中进行反应。
4.在核酸提取和扩增过程中，需要分步骤加入第一试剂、第二试剂等试剂与样本进行混合。
5.试剂盒放入仪器中后，必须与温控装置、荧光检测装置相适配，以实现样本的反应、扩增和检测，但是试剂盒往往不能全部位于温控模块中，由于试剂盒各部分之间的温度差异，试剂盒中很可能出现冷凝现象，使得试剂不能充分反应，也有可能会影响光学检测性能。


技术实现要素：

6.本发明提供一种热盖装置，以解决试剂管受热不均，容易出现冷凝现象的问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：
8.一种热盖装置，包括盖壳、安装在盖壳上的加热结构(此处所提到的安装在盖壳上，包括直接连接在盖壳上和通过其他结构间接安装在盖壳上)；所述加热结构包括导热板和与导热板接触的加热元件，所述导热板的下表面具有向下突出的环状凸台，所述环状凸台的形状与试剂管的端部相适配，所述环状凸台的内壁与导热板的下表面围成用于对试剂管的端部加热的加热空间，所述导热板滑动设置在壳盖内部。(此处所提到的相适配，指的是环状凸台能够围住试剂管的端部，使得加热空间罩住试剂管的端部。)
9.在另一实施方式中，所述导热板的下表面上开设有第四凹槽、形成用于对试剂管的端部加热的加热空间，所述第四凹槽的形状与试剂管的端部相适配。(此处所提到的相适配，指的是第四凹槽能够围住试剂管的端部，使得加热空间罩住试剂管的端部。)用第四凹槽来替代环状凸台，能够达到同样的技术效果。
10.还包括导向结构；所述导热板上开设有导向孔，所述导向结构包括与导向孔配合、用于限制加热板运动方向导向轴。
11.所述盖壳包括上盖壳和与上盖壳配合连接的下盖壳，所述上盖壳和下盖壳均为中空结构，所述上盖壳上端封口，所述下盖壳的内壁上具有第一安装台阶和第二安装台阶；所述导向结构的导向板安装在第一台阶上，所述加热结构的导热板位于第二台阶上。
12.所述导热板上开设有至少两个导向孔；所述导向结构的导向轴数量和导向孔的数
量相同。
13.所述导热板上开设有传感器安装槽，所述传感器安装槽中安装有温度传感器。
14.所述加热元件是pi加热膜，所述加热元件粘贴在所述导热板的上表面上。
15.所述导向结构还包括导向板、弹性件，所述弹性件位于导热板和导向板之间，所述导向轴安装在导向板下表面上。
16.所述导向板开设有用于过线的腰型孔。
17.还包括顶杆结构，所述顶杆结构包括在盖壳上的顶杆安装架(此处所提到的安装在盖壳上，包括直接连接在盖壳上和通过其他结构间接安装在盖壳上)、安装在顶杆安装架上的驱动元件、滑动设置在顶杆安装架上并与驱动元件配合连接的顶杆，所述顶杆的端部位于加热空间中。
18.所述驱动元件是直线电机，所述顶杆与直线电机的滑块配合连接。
19.所述顶杆的中部开设有第三凹槽，所述第三凹槽与直线电机的滑块配合连接。
20.所述顶杆的端部具有顶杆凸台。(所述顶杆凸台用于刺破与试剂存放管位置对应的位置的密封膜，并与试剂存放管顶部配合连接，以保证试剂存放管垂直向下受力，从而推动试剂存放管向下运动。)
21.所述顶杆安装架上安装有直线轴承，所述顶杆安装在直线轴承上。
22.所述加热结构的导热板上开设有用于顶杆通过的第一顶杆过孔，所述导向板开设有用于顶杆通过的第二顶杆过孔。
23.本发明的热盖装置的有益效果在于：
24.(1)由于具有用于罩住试剂管端部的导热板，保证了试剂管不会由于受热不均而出现冷凝的现象；
25.(2)由于导热板能够滑动，并且在弹性件的弹力作用下压紧试剂管，能够对试剂管进行压紧，保证试剂管的另一端位于温控装置内，并且与荧光检测装置紧抵，从而为后续反应和检测提供保障；
26.(3)由于导热板能够滑动，能够适应不同高度的试剂管，保证不同高度的试剂管都能够被压紧，这一结构极大的降低了试剂管和加热板的加工精度要求；
27.(4)由于热盖装置中具有顶杆，并且顶杆能够往复运动将密封膜刺穿，实现了推动试剂存放管运动和第二试剂的加入，此过程无需手工操作，完全由仪器完成，并且无需打开热盖，彻底解决了样本在反应过程中被污染的问题，并且整个反应过程均在一个稳定的环境中进行，有利于反应的稳定性和检测结果的准确性；
28.(5)本发明将试剂管的压紧装置、加热装置和第二试剂的自动加入装置都集成核酸检测分析仪本就需要的盖子上，极大的节约了空间、简化了仪器结构、简化了操作步骤，从而提高了用户的使用体验。
附图说明
29.图1是本发明的整体结构示意图；
30.图2是本发明另一状态下的结构示意图；
31.图3是本发明的壳盖的剖视图；
32.图4是本发明的内部结构示意图；
33.图5是本发明的导热板的结构示意图。
34.图中标号分别表示：
35.4-热盖装置，41-盖壳，411-上盖壳，412-下盖壳，413-第一安装台阶，414-第二安装台阶，42-导热板，421-环状凸台，422-传感器安装槽，43-导向板，431-弹性件，432-腰型孔，441-顶杆安装架，442-直线电机，443-顶杆，444-直线轴承；
36.5-试剂管。
具体实施例
37.本发明提供一种热盖装置，以解决试剂盒受热不均，容易出现冷凝现象的问题。
38.如图1、图2、图3、图4所示，一种热盖装置4，包括盖壳41、安装在盖壳41上的加热结构、导向结构、顶杆结构。
39.盖壳41包括上盖壳411和与上盖壳411配合连接的下盖壳412，上盖壳411和下盖壳412均为中空结构，上盖壳411上端封口，下盖壳412的内壁上具有第一安装台阶413和第二安装台阶414。
40.加热结构包括导热板42和与导热板42接触的加热元件，导热板上开设有第一顶杆过孔，导热板42的下表面具有向下突出的环状凸台421，环状凸台421的形状与试剂管的端部相适配，环状凸台421的内壁与导热板42的下表面围成用于对试剂管的端部加热的加热空间(此处所提到的相适配，指的是环状凸台421能够围住试剂管的端部，使得加热空间罩住试剂管的端部)。
41.在另一实施方式中，加热结构包括导热板42和与导热板42接触的加热元件，导热板上开设有第一顶杆过孔，导热板42的下表面上开设有第四凹槽、形成用于对试剂管的端部加热的加热空间，第四凹槽的形状与试剂管的端部相适配(此处所提到的相适配，指的是第四凹槽能够围住试剂管的端部，使得加热空间罩住试剂管的端部)。用第四凹槽来替代环状凸台，能够达到同样的技术效果。
42.如图4、图5所示，导热板42上开设有三个导向孔；导热板42上开设有传感器安装槽422，传感器安装槽中安装有温度传感器；加热元件是pi加热膜，加热元件粘贴在导热板42的上表面上。
43.导向结构包括导向板43、安装在导向板43下表面上的三根导向轴、套设在导向轴上的弹性件431，本实施例中弹性件431是弹簧，导向板43开设有第二顶杆过孔和腰型孔432，腰型孔432用于过线，加热膜和温度传感器均需要线路连接。
44.导向轴表面的粗糙度低有利于保证运动顺畅，导向轴的末端是凹槽，便于用卡簧固定限位。
45.顶杆结构包括安装在导向板43上的顶杆安装架441、安装在顶杆安装架441上的直线电机442、滑动设置在顶杆安装架441上并与直线电机442的滑块配合连接的顶杆443；
46.顶杆安装架441上安装有直线轴承444，顶杆443安装在直线轴承444上；顶杆的中部开设有第三凹槽，第三凹槽与直线电机的滑块配合连接。
47.顶杆的端部具有顶杆凸台。只需在试剂管中预封装了用于存放试剂的试剂存放管，顶杆凸台用于刺破与试剂存放管位置对应的位置的密封膜，并与试剂存放管顶部的结构配合，以保证试剂存放管垂直向下受力，从而推动试剂存放管向下运动。
48.导向结构的导向板43安装在第一台阶413上，加热结构的导热板42位于第二台阶414上，导热板42上的导向孔与导向轴配合连接，并且弹性件431位于导热板42和导向板43之间，顶杆443的端部穿过第一顶杆过孔和第二顶杆过孔并位于加热空间中。
49.本发明的热盖装置的原理在于：
50.将试剂管安装在加样台上，将热盖盖在试剂管上，使得试剂管被罩在仪器内，并且其一端位于加热空间中。具体过程为：当导热板42的下表面与试剂管32的端部接触时，导热板42会受到反作用力，从而导热板42沿导向轴朝向导向板43运动，弹性件431被压缩，直到热盖到达指定位置。由于弹性件处于压缩状态，弹力推动导热板42压紧试剂管，保证试剂管5定位在指定的位置，以便对试剂管5进行加热、反应和检测。热盖与加样台之间采用常用的能够打开和闭合的方式，比如采用卡扣或者磁吸等方式保证热盖盖在加样台上。
51.热盖到达指定位置后，加热元件升温对导热板42加热，使加热空间保持在所需的温度。一方面在该温度下样本能够反应，使样本中的核酸暴露出来，另一方面，由于整个试剂管都处于较高温度的环境下，能够有效的避免冷凝现象。加热空间温度通过第一温度传感器来反馈，一般加热空间的温度保持在90-110摄氏度，防止冷凝的效果比较好。
52.需要加入第二试剂时，直线电机442运动驱动顶杆443在直线轴承444中滑动，顶杆凸台会刺破与试剂存放管位置对应的位置的密封膜，并推动试剂存放管向下运动，使得第二试剂向下运动至反应液中；然后顶杆443回到原位。
53.检测完成后将热盖打开，并将试剂管取出即完成了整个检测过程。
54.本发明的热盖装置的有益效果在于：
55.由于具有用于罩住试剂管端部的导热板42，并且导热板42能够加热，保证了试剂管5能够进行扩增反应和光学检测，同时其不会由于受热不均而出现冷凝的现象。
56.由于导热板42能够滑动，并且在弹性件的弹力作用下压紧试剂管，能够对试剂管进行压紧，保证试剂管的另一端位于温控装置内，并且与荧光检测装置紧抵，从而为后续反应和检测提供保障。同时，由于导热板42能够滑动，能够适应不同高度的试剂管，保证不同高度的试剂管都能够被压紧，这一结构极大的降低了试剂管和加热板的加工精度要求。
57.由于热盖装置中具有顶杆，并且顶杆443能够往复运动将密封膜刺穿，实现了推动试剂存放管运动和第二试剂的加入，此过程无需手工操作，完全由仪器完成，并且无需打开热盖，彻底解决了样本在反应过程中被污染的问题，并且整个反应过程均在一个稳定的环境中进行，有利于反应的稳定性和检测结果的准确性。
58.核酸检测分析仪本就需要设置一个盖子，用于将试剂管或者样本加入到仪器内部，本发明将试剂管的压紧装置、加热装置和第二试剂的自动加入装置都集成到盖子上，极大的节约了空间、简化了仪器结构、简化了操作步骤，从而提高了用户的使用体验。
59.由于热盖装置内部的结构较多，将盖壳41分为两部分有利于热盖装置内部结构的安装。
60.第一安装台阶413和第二安装台阶414的加工难度较小，并且在第一安装台阶413和第二安装台阶414上安装其余结构的难度比较小。
61.用环状凸台421或者第四凹槽的方式来产生加热空间，这两种方式加工比较简单，并且不需要安装其他的零件，并且这两种方式都有利于加热元件将热量传导到加热空间中。
62.采用pi加热膜来加热能够避免在导热板上加工专用于安装加热元件的结构。
63.导向板43用于安装顶杆结构、并对加热结构进行导向。
64.由于导热板42被导向轴导向，导热板42在导向轴的轴向被第二台阶限位，极大的降低了加工精度要求和安装难度。具体理由是：如果导热板42在导向轴轴向的限位结构设置在导向轴上，需要同时保证导向轴与导向孔的配合精度、以及限位结构的位置精度和安装精度，加工的精度要求会很高，并且由于热盖装置内部空间较小，安装难度大；同理，如果将用于导向的结构设置在盖壳上，那盖壳的加工精度要求会很高，考虑到盖壳的结构相对较薄，加工难度会更大；本方案中，只需考虑导向轴与导向孔的配合精度即可，盖壳上只需保证限位结构的位置精度即可，加工难度很小。
65.采用直线电机442来驱动顶杆运动，直线电机的滑块与顶杆443的第三凹槽配合连接，这种传动方式简单、成本较低。也可以采用其他常用的传动结构来代替上述传动机构，比如采用转动电机配合齿轮齿条或者涡轮蜗杆或者丝杠滑轨来进行传动；或者用气泵或者液压泵来驱动顶杆运动。