一种核酸反应控制电路的制作方法

本实用新型属于生物技术仪器领域，更具体地，涉及一种核酸反应控制电路。

背景技术：

核酸反应，例如核酸变性、解旋、复制、扩增等，需要多次精准控制反应的温度、和机械操作，温度控制如升高温度至95℃将双链DNA变性为单链，在低温60℃左右控制引物、核苷酸互补配对，以及在DNA聚合酶最适温度进行链式聚合反应等等；机械操作如移液、混合、搅拌、静置。

目前的核酸反应控制电路，仅能按照出场预设的程序进行温度控制，或者机械控制，一般不能同时进行两种控制；这样的控制电路给核酸反应实验操作者带来不便：仅能实现温度控制需要手工进行加养、混合等机械操作，由于机械操作过程无法控制温度，造成反应效果不佳，实验失败或者结果不确切；另一方面，对于出场预设的程序进行温度控制或者机械操作，难以适应不断发展的新的核酸反应方法，对于实验人员需要不断调整仪器，难以控制，或者难以批量实验。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种核酸反应控制电路，其目的在于采用中央处理模块综合处理温度传感器和位置传感器信心，从而实现温度和机械操作联合控制，并通过交互界面与实验人员交互，由此解决现有技术不能方便的控制温度和实验操作，并不方便根据具体的实验需求就行调整的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种核酸反应控制电路，其特征在于，包括主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机控制模块、以及电源模块；所述主控模块，采用中央处理结构，与所述温度传感器接口、位置传感器接口、电机状态传感器接口、以及电机控制模块信号相连；所述电源模块与所述主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机状态传感器、电机控制模块电相连。

优选地，所述核酸反应控制电路，其还包括交互接口，所述交互接口与所述主控模块信号相连，与所述电源模块电相连。

优选地，所述核酸反应控制电路，其温度传感器接口，用于将温度传感器状态信号输出到主控模块。

优选地，所述核酸反应控制电路，其温度传感器接口连接第一与第二温度传感器，所述第一温度传感器，分别用于测量放置样品的工位中处于两端的工位工作温度。

优选地，所述核酸反应控制电路，其温度控制模块，用于根据主控模块输出的温度控制信号控制相应位置的加热器加热或者散热器散热。

优选地，所述核酸反应控制电路，其位置传感器接口，用于将位置传感器感知的操作臂位置状态信号输出到主控模块。

优选地，所述核酸反应控制电路，其所述位置传感器接口，连接位置传感器，所述位置传感器包括：用于感知核酸反应操作臂水平位置的工位电机光电传感器、用于感知核酸反应操作臂垂直高度的混合电机光电传感器、和/或用于感知操作臂垂直高度的磁体电机光电传感器。

优选地，所述核酸反应控制电路，其电机状态传感器接口，用于将电机状态感知的相应电机状态信号输出到主控模块。

优选地，所述核酸反应控制电路，其电机控制模块，用于根据主控模块输出的电机控制信号控制相应电机运动，实现移液、混合、振荡等机械操作。

优选地，所述核酸反应控制电路，其时所述主控模块根据传感器接口模块输入的温度传感器状态、位置传感器输入的操作臂状态、以及电机状态传感器接口输入的电机状态信号，将用户即实验员的操作指令解析为温度控制信号和电机控制信号，并将所述温度控制信号输出到温度控制模块将所述电机控制信号输出到所述电机控制模块；所述温度控制模块根据所述主控模块输入的温度控制信号，控制加热器加热或者散热器散热；所述电机控制模块根据主控模块输入的电机控制信号控制步进电机前进/后退或者伺服电机转速增加/减少。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本实用新型通过检测核酸反应的环境温度，根据用户的具体需要，可编程的实现核酸反应操作，同步控制反应温度和机械操作，从而将复杂的实验操作转换为程序化自动化的实验操作，反应条件控制更加精准，核酸反应实验结果确切可靠，可重复性强。

附图说明

图1是本实用新型提供的核酸反应控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的核酸反应控制电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的温度传感器位置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的核酸反应控制电路，如图1所示，包括主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机状态传感器接口、电机控制模块、交互接口、以及电源模块；

所述主控模块，采用中央处理结构，与所述温度传感器接口、位置传感器接口、电机状态传感器接口、电机控制模块、以及交互接口信号相连；所述电源模块与所述主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机状态传感器、电机控制模块、以及交互接口电相连。

所述温度传感器接口，用于将温度传感器状态信号输出到主控模块；

所述温度控制模块，用于根据主控模块输出的温度控制信号控制相应位置的加热器加热或者散热器散热；

所述位置传感器接口，用于将位置传感器感知的操作臂位置状态信号输出到主控模块；

所述电机状态传感器接口，用于将电机状态感知的相应电机状态信号输出到主控模块；

所述电机控制模块，用于根据主控模块输出的电机控制信号控制相应电机运动，实现移液、混合、振荡等机械操作；

所述交互接口，用于实现与人机交互界面的双向通信，即将温度传感状态、位置状态、电机状态输出至输出设备进行显示，以及将用于操作指令输入至主控模块进行指令解析。

工作时，所述交互接口接收人机交互界面的输入操作指令，输出至主控模块；所述主控模块根据传感器接口模块输入的温度传感器状态、位置传感器输入的操作臂状态、以及电机状态传感器接口输入的电机状态信号，将用户即实验员的操作指令解析为温度控制信号和电机控制信号，并将所述温度控制信号输出到温度控制模块将所述电机控制信号输出到所述电机控制模块；所述温度控制模块根据所述主控模块输入的温度控制信号，控制加热器加热或者散热器散热；所述电机控制模块根据主控模块输入的电机控制信号控制步进电机前进/后退或者伺服电机转速增加/减少。

工作时，所述电源模块输出各模块需要的工作电压。

以下为实施例：

本实用新型提供的核酸反应控制电路，如图2所示，包括主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机状态传感器接口、电机控制模块、交互接口、以及电源模块；

所述主控模块，采用中央处理结构与所述温度传感器接口、位置传感器接口、电机状态传感器接口、电机控制模块、以及交互接口信号相连；所述电源模块与所述主控模块、温度传感器接口、温度控制模块、位置传感器接口、电机状态传感器、电机控制模块、以及交互接口电相连。本实施例采用芯片购自ARM型号：STM32F107VCT6作为主控模块电路。

所述温度传感器接口，用于将温度传感器状态信号输出到主控模块；本实施例温度传感器接口包括采用XTR105UA(购自：TI/BB)的第一温度传感器接口、以及采用XTR105UA(购自：TI/BB)的第二温度传感器接口，所述第一、第二温度传感器分别用于测量用于放置样品的工位中处于两端的工位工作温度，如图3所示，即图中的工位1和工位6。

所述温度控制模块，用于根据主控模块输出的温度控制信号控制相应位置的加热器加热或者散热器散热；采用BTN7960B(购自：Infineon)

所述位置传感器接口，用于将位置传感器感知的操作臂位置状态信号输出到主控模块；位置传感器具体包括：工位电机光电传感器，采用 EE-SX672-WR(购自：Polouta)，用于感知操作臂水平位置；混合电机光电传感器，采用EE-SX672-WR(购自：Polouta)，用于感知操作臂垂直高度；磁体电机光电传感器，采用EE-SX672-WR(购自：Polouta)，用于感知操作臂垂直高度。

所述电机状态传感器接口，用于将电机状态感知的相应电机状态信号输出到主控模块，电机状态传感器包括保护电机传感器；所述保护电机传感器，采用3A125V(NTE)，用于感知操作臂空间姿态角度。

所述电机控制模块，用于根据主控模块输出的电机控制信号控制相应电机运动，实现移液、混合、振荡等机械操作；电机控制模块，具体采用电机驱动其输出端口，型号Microstep Driver M54(购自：雷赛科技)。

所述交互接口，用于实现与人机交互界面的双向通信，即将温度传感状态、位置状态、电机状态输出至输出设备进行显示，以及将用于操作指令输入至主控模块进行指令解析。本实施例采用串行接口，人机交互截面采用触摸屏进行显示和操作输入。

工作时，所述交互接口接收人机交互界面的输入操作指令，输出至主控模块；所述主控模块根据传感器接口模块输入的温度传感器状态、位置传感器输入的操作臂状态、以及电机状态传感器接口输入的电机状态信号，将用户即实验员的操作指令解析为温度控制信号和电机控制信号，并将所述温度控制信号输出到温度控制模块将所述电机控制信号输出到所述电机控制模块；所述温度控制模块根据所述主控模块输入的温度控制信号，控制加热器加热或者散热器散热；所述电机控制模块根据主控模块输入的电机控制信号控制步进电机前进/后退或者伺服电机转速增加/减少。

工作时，所述电源模块输出各模块需要的工作电压。

本实用新型还包括紫外灯控制模块，用于控制紫外等处于开/关状态。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。