本实用新型涉及核酸检测仪技术领域，尤其涉及一种管式恒温核酸扩增检测仪。
背景技术：
PCR(聚合酶链式反应)技术是一种在体外检测放大扩增特定核酸片段序列的分子生物学技术，由于其具有特异性强、灵敏度高、快速的特点，因而被广泛应用于分子生物学检测及分析。
现阶段使用的PCR仪(核酸扩增检测仪)，无论是金属浴或空气浴，均采用变温温度控制技术；在仪器工作过程中，为了实现快速升降温，常常需要大功率，高耗能器件，快速实现温度的加热或制冷，来满足PCR仪实验过程对温度需求，所以目前大多数PCR仪功耗非常高。
现有核酸扩增检测仪，通常包括温控模块、热盖组件、荧光检测模块、控制电路板、主控计算机和电源，为了实现多样本批量检测的需求，仪器体积都比较庞大。同时，市场主流的PCR仪大多是采用96孔板检测，96孔板样本需求量大，小样本量用户为了收集更多样本，又需要等待样本收集，不能做到最小单元使用，或者说最小单元使用价格成本高，不能做到小样本量即来即检测、便携式使用；另一方面，市场主流的PCR仪的反应孔一般为圆柱形，其与常规的PCR检测管贴合度不好，导致反应孔与PCR检测管之间的传热速率较慢，降低了反应效率。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型提供一种管式恒温核酸扩增检测仪，以解决现有PCR仪功耗高、反应速率慢的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管式恒温核酸扩增检测仪，包括壳体以及设置在壳体内的恒温控制组件、光学检测组件和热盖组件，所述恒温控制组件包括上下依次设置的反应块、第一导热片、加热片、隔热片、第二导热片和散热片，所述反应块的下部设置有第一温度传感器和第一过温保护开关，所述反应块的上表面设置有与PCR检测管适配的反应孔位，所述反应孔位包括一体结构且上下设置的倒锥孔和定位孔，所述倒锥孔的孔径从上到下递减，所述定位孔为圆柱形，所述定位孔的孔径小于所述倒锥孔的底端的孔径，所述倒锥孔对应的孔壁上设置有反应孔位外侧检测孔；
所述光学检测组件包括光学模块，所述光学模块上设置有光学模块检测窗，所述光学模块检测窗与所述反应孔位外侧检测孔正对设置；
所述热盖组件设置在所述反应块的上方并用于为所述PCR检测管上端加热。
进一步地，所述反应孔位包括依次间距排列的多个，且所述反应孔位的数量不多于16个。
进一步地，所述热盖组件包括挡板以及上下依次设置的保护盖、保温层、绝缘电木、加热膜和加热板，所述挡板与所述保温盖连接并将所述保温层、绝缘电木、加热膜、加热板包裹固定。
进一步地，所述加热膜连接有第二过温保护开关，所述加热板上设置有第二温度传感器。
进一步地，所述光学检测组件还包括底座、驱动电机、直线导轨和光栅；
所述光学模块设置在所述直线导轨上并在所述驱动电机的作用下沿所述直线导轨移动；
所述光栅用于触发光电开关并与所述光学模块同步运动；
所述驱动电机、直线导轨固定在所述底座上。
进一步地，所述壳体上还设置有人机交互组件和系统控制组件；
所述人机交互组件包括嵌入式操作平台、液晶触摸屏和打印机；
所述系统控制组件与所述第一温度传感器、所述第一过温保护开关、所述加热片、第二过温保护开关、加热板、第二温度传感器、驱动电机、所述嵌入式操作平台、所述液晶触摸屏以及所述打印机分别电连接。
进一步地，所述壳体包括适配的上壳体和下壳体，所述上壳体上设置有热盖安装窗、液晶触摸屏安装窗、打印机安装窗；
所述热盖安装窗、液晶触摸屏安装窗、打印机安装窗分别为所述热盖组件、液晶触摸屏和打印机的出口，所述热盖组件、液晶触摸屏和打印机分别设置在下壳体与所述热盖安装窗、液晶触摸屏安装窗、打印机安装窗正对的位置上。
进一步地，所述人机交互组件还包括设置在上壳体的热盖开关，所述上壳体上设置有热盖开关安装窗，所述热盖开关设置在所述热盖开关安装窗内，且所述热盖开关能够限制所述热盖组件相对于所述热盖安装窗的移动。
进一步地，所述壳体的侧面上设置有出风口，所述壳体的底面上设置有进风口，所述出风口设置在所述散热片的两侧，所述进风口设置在所述散热片的正下方；
进一步地，所述壳体的侧面上设置有数据传输口，所述数据传输口包括USB接口、网络结构和RS232接口。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的管式恒温核酸扩增检测仪，通过恒温控制组件可利用其配套等温检测试剂，在实验过程中，一旦达到目标温度，即可进行检测，解决目前市场上大量变温PCR仪为了快速反复升降温造成温控设计结构复杂、控温均一性差、能耗损失大的问题，并降低仪器体积和制造成本；同时，本实用新型的反应孔位为与常规的PCR检测管适配的反应孔位，其内侧为倒锥形结构，使检测管充分与反应孔接触，加速热量传导，提高反应效率；下方设有定位孔，使检测管可以垂直固定在反应孔位上而不出现倾斜。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪，所述反应孔位包括依次间距排列的多个，且所述反应孔位的数量不多于16个，也即本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪提供不多于16个检测样本位，这样既可以8联排使用，又可以单管检测，可以实现多样本检测又可以实现小批量、小样本、多批次即来即检测；相比现有的96孔板，其不需要大批量的样本且成本较低。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪，所述壳体上还设置有系统控制组件和人机交互组件，所述人机交互组件包括嵌入式操作平台、液晶触摸屏、热盖开关和打印机。本实用新型管式恒温核酸扩增检测仪将恒温控制组件、光学检测组件、热盖组件、系统控制组件、人机交互组件组合到同一个壳体内，其结构紧凑，体积小，重量轻，适合在各种环境中检测使用，方便携带，解决了PCR检测仪器体积通常都比较大、不方便携带的问题。
除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的示意图；
图2是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的恒温控制组件的爆炸示意图；
图3是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的反应孔位示意图；
图4是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的热盖组件的爆炸示意图；
图5是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的光学检测组件的示意图；
图6是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的壳体的侧面示意图；
图7是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的正面示意图；
图8是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的底面仰视示意图；
图9是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的电源安装示意图；
图10是本实用新型实施例管式恒温核酸扩增检测仪的上壳体俯视示意图。
图中：100：壳体，110：上壳体，120：下壳体，111：热盖安装窗，112：热盖开关，113：液晶触摸屏安装窗，114：打印机安装窗，121：出风口，122：进风口；200：恒温控制组件，210：反应块，210-1：倒锥孔，210-2：定位孔，210-3：反应孔位外侧检测孔，220：加热片，230：第一温度传感器，240：第一导热片，250：第二导热片，260：第一过温保护开关，270：隔热层，280：散热片；300：热盖组件，310：加热膜，320：加热板，330：第二过温保护开关，340：第二温度传感器，350：保温层，360：绝缘电木，370：挡板，380：保护盖；400：光学检测组件，410：光学模块，410-1：光学模块检测窗，420：驱动电机，430：直线导轨，440：光栅，450：移动滑块，460：底座；500：数据传输口，501：USB接口，502：网络接口，503：RS232接口；600：系统控制组件；700：液晶触摸屏；800：打印机；900：电源开关。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
如图1所示(图1中为了表示壳体100内各组件，所以省去了上壳体110)，本实用新型实施例提供的管式恒温核酸扩增检测仪，包括仪器壳体100、设置在壳体内的恒温控制组件200、热盖组件300、光学检测组件400、系统控制组件600、人机交互组件以及设置在壳体100上的数据传输接口500。
如图2所示，所述恒温控制组件包括上下依次设置的反应块210、第一导热片240、加热片220、隔热片270、第二导热片250和散热片280。所述反应块210的下部设置有第一温度传感器230和第一过温保护开关260，所述反应块210的上表面设置有与PCR检测管适配的反应孔位。如图3所示(图3左边的两个反应孔位为剖视示意图)，所述反应孔位包括一体结构且上下设置的倒锥孔210-1和定位孔210-2，所述倒锥孔210-1的孔径从上到下递减，所述定位孔210-2为圆柱形，所述定位孔210-2的孔径小于所述倒锥孔210-1的底端的孔径，所述倒锥孔210-1对应的金属块孔壁上设置有反应孔位外侧检测孔210-3，反应孔位外侧检测孔210-3与光学模块检测窗410-1正对。检测时，光学模块410通过光学模块检测窗410-1获取检测光信号。
需要说明的是，反应块210为反应金属块，其上表面有不多于16个反应孔位，用于放置PCR扩增检测管，反应孔位对应的反应金属块包围在PCR管外侧，反应孔位内侧为倒锥形结构，使检测管充分与反应孔接触，加速热量传导，提高反应效率；同时下方设有定位孔210-2，使检测管垂直固定在反应孔位上；反应孔位外侧检测孔210-3与光学模块检测窗410-1相对应，以方便获取检测光信号。检测时，光学模块410通过光学模块检测窗410-1获取检测光信号。加热片220为半导体加热片，通电后产生热量，用于反应块加热。第一温度传感器230用于监测恒温控制组件当前温度。第一导热片240的作用是实现热传导，使热量均匀分布，上方连接反应块210，下方连接加热片220。第二导热片250的作用也是实现热传导，使热量均匀分布，上方连接隔热层270，下方为散热片280。第一过温保护开关260在反应块温度高于限定温度后，触发加热电路断开停止加热，保护温度控制模块；当模块温度低于限定温度后，第一过温保护开关自恢复通路，加热片220正常工作。隔热层270为反应金属块保温及隔热，上方为半导体加热片和第一导热片，下方为第二导热片。散热片280的作用是通过空气流动，实现模块散热。
如图5所示，所述光学检测组件包括底座460，设置在底座460上的光学模块410、驱动电机420、直线导轨430、光栅440、移动滑块450。其中，所述光学模块410设置有光学模块检测窗410-1，所述光学模块410设置在光学模块固定座上，所述光学模块固定座通过移动滑块450设置在所述直线导轨430上，驱动电机420固定在直线导轨430的一侧并驱动光学模块410沿直线导轨430移动。
需要说明的是，光学模块410内含光电信号转换器件和光路透镜，用于检测扩增反应的光学信号。驱动电机420用于驱动光学检测模块在直线导轨上进行直线移动。直线导轨430，光学模块固定座搭载光学模块在直线导轨上进行直线滑动。光栅440用于触发光电开关；光栅与齿条相连接且位于齿条的正下方，在光学检测时与齿条、光学模块同步移动。移动滑块450连接上方的光学模块固定座和下方的直线导轨，实现光学模块在直线导轨上进行直线滑动。底座460用于固定光学检测系统其他组件。
如图4所示，热盖组件300包括加热膜310、加热板320、第二过温保护开关330、第二温度传感器340、保温层350、绝缘电木360、挡板370、保护盖380。其中，保护盖380、保温层350、绝缘电木360、加热膜310和加热板320依次上下设置，所述挡板370与所述保温盖380连接并将所述保温层350、绝缘电木360、加热膜310、加热板320包裹固定。所述加热膜310连接第二过温保护开关330，所述加热板320上设置第二温度传感器340。
本实施例热盖组件的加热膜310是热盖组件核心器件，主要用于PCR检测管顶端加热，防止由于反应过程中顶部出现液体凝结，影响反应体系过程。加热板320位于加热膜下方，作用将加热膜产生的热量传导给PCR检测管，加热膜310粘贴与加热板320上方。第二过温保护开关330在加热板温度达到限定温度后，第二过温保护开关330被触发，加热电路断开，加热板320停止加热。第二温度传感器340用于监测加热板320温度。保温层350为热块组件保温，位于热盖下方，绝缘电木上方。绝缘电木360为模块保温，位于保温层350下方，加热板320上方。挡板370是热盖组件的下挡板，与保护盖380整体包裹其他构件形成热盖组件。
所述人机交互组件包括液晶触摸屏700、打印机800和嵌入式操作平台(图中未标出)以及热盖开关112。
如图6所示，所述壳体100优选为适配的上壳体110和下壳体120组合的形式，如图10所示，所述上壳体110上设置有热盖安装窗111、液晶触摸屏安装窗113、打印机安装窗114以及热盖开关安装窗。所述热盖安装窗111与所述液晶触摸屏安装窗113分别设置在所述上壳体110相对的两端，所述打印机安装窗114设置在热盖安装窗111与所述液晶触摸屏安装窗113之间，且所述打印机安装窗114紧靠所述热盖安装窗111设置；所述热盖开关安装窗设置在热盖安装窗111的一侧，热盖开关112安装在热盖开关安装窗内，热盖开关112连接有限制所述热盖组件300移动的卡扣，所述热盖安装窗111的侧壁上设置有与所述卡扣配合的卡槽。
需要说明的是，热盖安装窗111、液晶触摸屏安装窗113、打印机安装窗114分别为设于此仪器壳体内的热盖组件300、液晶触摸屏700、打印机800在壳体上的出口。所述热盖组件、液晶触摸屏和打印机分别设置在下壳体与所述热盖安装窗、液晶触摸屏安装窗、打印机安装窗正对的位置上。
本实施例管式恒温核酸扩增检测仪的人机交互组件的作用是实现操作者对仪器的操控以及仪器的数据显示，其中，液晶触摸屏700用于数据显示和控制该时间分辨荧光免疫分析仪的工作状态并完成相应操作；打印机800用于打印检测结果；热盖开关112是控制热盖组件在所述热盖安装窗内的固定，其具体作用为：点击热盖开关，热盖带动热盖组件打开，使用者可将试剂放入设备内部。热盖开关内侧有限位卡扣，热盖关闭时，卡扣进入卡扣槽，热盖得以固定；所述嵌入式操作平台的作用是实现人机交互(如：样本数据录入、查询)，控制整机实验流程，实时检测样本反应管中荧光数据，并将检测到数据保存到数据文件中；参照系统内置算法，对数据中的杂波信号过滤；根据标准曲线计算反应管中的样本浓度，分析、统计、查询、打印数据结果，将检测结果通过网络，传输到LIS(实验室信息管理系统)/HIS(医院信息系统)系统中。
本实施例管式恒温核酸扩增检测仪的所述系统的控制组件600是控制整体系统的电路板，其用于控制整体系统，安装在下壳体上。系统控制组件与人机交互组件的液晶触摸屏700、打印机800和嵌入式操作平台，恒温控制组件的第一温度传感器、第一过温保护开关和加热片，热盖组件的第二温度传感器、第二过温保护开关以及加热膜以及光学检测组件的驱动电机分别电连接。
所述下壳体120上设有出风口121、进风口122、数据传输口500、电源开关900；出风口121用于空气排出，位于下壳体120侧面，且位于壳体100内的散热片280两侧位置；进风口122用于空气进入，位于下壳体120底面且位于壳体100内散热片280下方。
如图6所示，数据传输口500位于下壳体120侧面，共设有USB接口501、网络接口502和RS232接口503。USB接口501用于连接USB存储设备，进行数据导入导出，也可以连接鼠标键盘、条码扫描仪等外围部件对仪器进行操作、还可以插入U盘进行对设备的系统进行升级。网络接口502用于连接网络线缆，传输数据，与医院及医疗检验机构进行信息互联，提高工作效率、降低劳动强度。RS232接口503用于数据传输。
本实施例管式恒温核酸扩增检测仪的运行过程为：
用户启动仪器，点击壳体上的热盖开关，热盖组件向上打开，使用者将PCR管放入设备PCR管位中；使用者在液晶触摸屏进行操作，发送检测指令，设备恒温控制模块和热盖组件温度上升到规定温度并保持此温度，PCR管内的样本在恒温控制模块内进行恒温扩增，光学检测系统对反应样本进行检测；液晶触摸屏上显示检验数据和分析结果；可以通过液晶触摸屏输入打印指令，分析结果由微型打印机打印，也可以通过数据传输模块将分析结果导出。仪器可通过数据传输接口与医院系统HIS(或LIS)信息互联。
综上所述，本实施例管式恒温核酸扩增检测仪，通过恒温控制组件，在实验过程中，一旦达到目标温度，即可进行检测，解决目前市场上大量实时PCR仪在温度控制过程中，为了快速反复升降温造成能耗大的问题，增快了反应效率，降低了能耗；同时，本实用新型的反应孔位为与常规的PCR管适配的反应孔位，其内侧为倒锥形结构，使检测管充分与反应孔接触，加速热量传导，提高反应效率；同时下方设有定位孔，使检测管可以垂直固定在反应孔位上而不出现倾斜。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪，所述反应孔位包括依次间距排列的多个，且所述反应孔位的数量不多于16个，也即本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪提供不多于16个检测样本位，这样既可以8联排使用，又可以单管检测，可以实现多样本检测又可以实现小批量、小样本、多批次即来即检测；相比现有的96孔板，其不需要大批量的样本且成本较低。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪将恒温控制组件、光学检测组件、热盖组件、系统控制组件、液晶触摸屏和打印机组合到同一个壳体内，其结构紧凑，体积小，重量轻，适合在各种环境中检测使用，方便携带，解决了PCR检测仪器体积通常都比较大、不方便携带的问题。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪使用的核酸扩增检测管支持常规PCR检测管，无需昂贵的进口管或者专用耗材，降低用户使用成本。
本实用新型的管式恒温核酸扩增检测仪其仪器实现原理简洁、并对温度控制要求简单，同时并对功耗需求低，可广泛应用于各种病毒、细菌、寄生虫等引起的疾病检测、食品化妆品安全检查及即时检测的快速诊断中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。