一种代谢组样本衍生化反应器皿的制作方法

本实用新型涉及一种反应装置，具体涉及一种代谢组样本衍生化反应器皿。

背景技术：

随着系统生物学的高速发展，基于气相质谱的代谢组检测越来越体现出其优越性和实用性。由于代谢物大部分沸点都太高，所以使用气相质谱检测之前就必须进行代谢物衍生化反应，通过添加硅烷基团，降低物质的沸点，从而有利于其在气相质谱检测中的检出。衍生化的过程通常需要通过加温加快反应速度，温度太低衍生化速度过慢，影响样本批量处理速率；温度太高又容易使热不稳定的物质分解，影响反应结果。现在通常的加热手段为恒温水浴锅加热，其优点在于加热稳定均匀，但是由于反应物怕水，操作必须非常小心；另外由于恒温水浴锅调整不同温度需要时间长，不能满足不同温度快速切换的使用要求。还有一种加热方法是使用固态加热模块，但现有的固态加热模块控温能力差，加热源一般只在底部，且由于固态加热模块的孔径为了满足更广泛的需求，不能和我们的反应器皿做到完美吻合，所以会在反应器皿局部造成温差，影响反应结果。

因此，为降低衍生化反应的实验误差，提高批量衍生化反应实验速度，急需提供一种代谢组样本衍生化反应器皿，能够准确快速切换衍生温度及衍生时间，使样本衍生化实验准确性更高，平行性更好。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种代谢组样本衍生化反应器皿，能够实现无水存在，通过在反应器皿底部及四周侧壁设置加热模块并利用金属模块低比热容的特性，配合PID温度控制器，实现了样本反应温度的快速准确调控，满足了加热稳定均匀且温度快速切换的衍生化反应条件，保证了衍生化反应的效率，确保了衍生结果的平行性和准确性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种代谢组样本衍生化反应器皿，反应器皿底部及四周侧壁均设有加热模块，所述加热模块之间形成加热凹槽，所述加热凹槽内设有多个金属模块，所述金属模块内壁为上方开口圆柱形结构，其大小形状与样本反应容器相配合；所述加热模块与PID温度控制器电连接，用于对金属模块进行加热并保温；所述加热凹槽内设有温度传感器，所述温度传感器与PID温度控制器电连接，用于检测及反馈反应器皿内的温度。

进一步地，所述加热凹槽内有多种规格的金属模块，用于满足不同样本反应容器的衍生化反应。

进一步地，所述金属模块之间设有柱状安装孔，用于安装所述温度传感器。

进一步地，所述柱状安装孔有多个，用于配合温度传感器对不同位置的温度进行测量与反馈。

进一步地，所述柱状安装孔的高度部分不同或各不相同，用于配合温度传感器对不同深度处的温度进行测量与反馈。

进一步地，所述金属模块固定安装在一金属底板上，所述金属底板放置于反应器皿底部加热模块上。

进一步地，所述反应器皿底部加热模块上设有螺纹柱，所述金属模块底部设有螺纹孔，所述螺纹柱的外螺纹与所述螺纹孔的内螺纹相配合。

进一步地，所述反应器皿与加热模块之间填充保温阻燃材料构成保温隔热层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型在反应器皿底部及四周侧壁均设有加热模块，形成一个加热凹槽，使得加热迅速，并通过金属模块在加热凹槽内均匀加热并将热量传导至样本反应容器，为样本衍生化反应提供了加热均匀、温度切换快速的反应环境，且实现了无水反应，保证了衍生化反应的效率。(2)本实用新型的金属模块经精细定制加工而成，与反应容器精密吻合，且适合不同规格的样本反应容器，在需要重新调整温度时，由于金属比热容低，仅需更换金属模块，即可快速达到目标温度的调整。(3)本实用新型通过PID温度控制器，样本反应的温度和时间得到准确控制，其中样本反应温度控制精度达到±0.2℃，确保了衍生结果的平行性和准确性。

附图说明

图1为本实用新型一种代谢组样本衍生化反应器皿的俯视结构示意图；

图2为本实用新型一种代谢组样本衍生化反应器皿的内部侧视结构示意图；

图3为实施例2衍生化反应器皿的内部侧视结构示意图；

图4为实施例2衍生化反应器皿金属模块与加热模块的截面示意图；

图中：1、加热模块；2、金属模块；3、PID温度控制器；4、温度传感器；5、柱状安装孔；6、金属底板；7、螺纹柱；8、螺纹孔；9、保温隔热层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图所示，一种代谢组样本衍生化反应器皿，反应器皿底部及四周侧壁均设有加热模块1，所述加热模块1之间形成加热凹槽，所述加热凹槽内设有多个金属模块2，所述金属模块2内壁为上方开口圆柱形结构，其大小形状与样本反应容器相配合；所述加热模块1与PID温度控制器3电连接，用于对金属模块2进行加热并保温；所述加热凹槽内设有温度传感器4，所述温度传感器4与PID温度控制器3电连接，用于检测及反馈反应器皿内的温度。这样做的好处在于：在反应器皿底部及四周侧壁均设置加热模块1，形成加热凹槽，加热迅速，且能够保证凹槽内各位置加热均匀，提高了衍生化反应的效率；在加热凹槽内设置金属模块2，充分利用金属模块2比热容低、导热快、变温迅速的特性，将加热模块1热量通过金属模块2传导至样本反应器，从而实现衍生化反应加热均匀且温度快速切换；通过金属模块2配合PID温度控制器3，样本的反应温度及时间得到精确控制，其中样本反应温度控制精度达到±0.2℃，确保了衍生结果的平行性和准确性。

本实用新型的工作原理：通过温度传感器4检测与反馈反应器皿内的温度，通过PID温度控制器3接收温度传感器4的温度信号，并根据温度预设值来调整加热模块1的温度，加热模块1将热量稳定均匀地通过金属模块2传导至样本反应器内部，当需要降温时仅需快速更换金属模块2，即可快速达到目标温度的调整。当达到最佳温度，并保持加热模块1恒温的加热模式，控制衍生反应的时间，直到衍生化反应结束。本实用新型保证了反应器皿内均匀受热，达到代谢物衍生化反应温度，保证物质分解。

进一步地，所述加热凹槽内有多种规格的金属模块2，用于满足不同样本反应容器的衍生化反应。这样做的好处在于：由于衍生化反应实验过程中，样本反应容器的规格可能各不相同，目前市面上有0.5mL，1.5mL，5mL以及20mL的反应容器，采用数控机床根据反应容器的规格加工定制模块化的金属模块2，能够对不同样本反应容器同时进行衍生化反应，且金属模块2与样本反应器做到完美吻合，受热均匀。

进一步地，所述金属模块2之间设有柱状安装孔5，用于安装所述温度传感器4。这样做的好处在于：通过在金属模块2间隙安装温度传感器4，测量加热凹槽内的温度与加热模块1预设温度进行对比，并通过PID温度传感器4调整加热凹槽内的温度，直至达到均匀的目标温度。

进一步地，所述柱状安装孔5有多个，用于配合温度传感器4对不同位置的温度进行测量与反馈。这样做的好处在于：防止局部受热不均，由于加热凹槽空间内不同位置上的温度可能不相同，本实用新型将多个温度传感器4分别安装在加热凹槽的不同位置上，当各温度传感器4检测到的温度值不同时，通过PID温度传感器4调整加热凹槽内的温度，直至达到均匀的目标温度。

所述柱状安装孔5的高度部分不同或各不相同，用于配合温度传感器4对不同深度处的温度进行测量与反馈。这样做的好处在于：进一步使得加热凹槽空间内的温度保持一致，防止局部温度不一致。

进一步地，所述金属模块2固定安装在一金属底板6上，所述金属底板6放置于反应器皿底部加热模块1上。这样做的好处在于：需要进行衍生化反应时，将样本反应容器放入金属模块2内，再将金属底板6放入加热凹槽内即可进衍生化反应实验，当实验完成时，仅需将金属底板6连同金属模块2一起取出即可，操作简便快速。

进一步地，所述反应器皿底部加热模块1上设有螺纹柱7，所述金属模块2底部设有螺纹孔8，所述螺纹柱7的外螺纹与所述螺纹孔8的内螺纹相配合。这样做的好处在于：可在加热模块1上利用螺纹柱与螺纹孔配合直接快速安装或更换不同规格的金属模块2。

进一步地，所述反应器皿与加热模块1之间填充保温阻燃材料构成保温隔热层9。

实施例1：一种代谢组样本衍生化反应器皿，反应器皿底部及四周侧壁均设有加热模块1，所述加热模块1之间形成加热凹槽，所述加热凹槽内设有多个金属模块2，所述金属模块2内壁为上方开口圆柱形结构，其大小形状与样本反应容器相配合；所述加热模块1与PID温度控制器3电连接，用于对金属模块2进行加热并保温；所述加热凹槽内设有温度传感器4，所述温度传感器4与PID温度控制器3电连接，用于检测及反馈反应器皿内的温度；所述反应器皿与加热模块1之间填充保温阻燃材料构成保温隔热层9。所述金属模块之间设有柱状安装孔5，用于安装所述温度传感器4，所述柱状安装孔5有多个，所述柱状安装孔5的高度部分不同或各不相同。所述金属模块2直接放入反应器皿底部，随测随取。

实施例2：本实施例的衍生化反应器皿与实施例1所述的反应器皿的区别仅在于：所述金属模块2固定安装在一金属底板6上，所述金属底板6放置于反应器皿底部加热模块1上。需要进行衍生化反应时，仅需将样本反应容器放入金属模块2内，再将金属底板6整体放入加热凹槽内即可进衍生化反应实验，当实验完成时，仅需将金属底板6连同金属模块2一起取出即可，操作简便快速。

实施例3：本实施例的衍生化反应器皿与实施例1所述的反应器皿的区别仅在于：所述金属模块2通过螺纹连接安装在底部加热模块1上，可在加热模块1上直接快速安装或更换不同规格的金属模块2，实现温度的快速调整。

经过试用检测，本实用新型的衍生化反应器皿具有以下性能特点：

1、温度控制迅速准确，热稳定性好，热传导效率高；

2、样本衍生化结果重复性高，重复性提升20％；

3、样本内部温度控制精度达到±0.2℃；

4、通量可以达到400个样本每批次；

5、温度调节所需时间可以控制在2分钟以内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。