[发明专利]一种带精密温度补偿的变温金属模块及温度补偿方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种带精密温度补偿的装置及方法，用于基因扩增仪及全自动医用PCR分析系统。

背景技术：

基因扩增(PCR)仪的工作原理是通过变性--退火--延伸三个基本反应步骤完成类似于DNA的天然复制过程，重复循环上述过程，1～2小时就能将待测目标基因扩增放大几百万倍，从而实现基因的定性检测。

全自动医用PCR分析系统的工作原理是在PCR反应系统中加入一个荧光标记探针，激发的荧光信号值与所扩增的目标基因数量成正比，通过对试管内荧光值的实时监测，来实现模板的定量检测。相比普通PCR检测，荧光定量PCR检测除了能定量检测以外，还具有更高的特异性与灵敏度。

但无论是基因扩增(PCR)仪还是全自动医用PCR分析系统，都需要经历变性--退火--延伸三个基本反应步骤，而这三个步骤的执行过程中必须严格地精确控制样本的温度，否则研究结果将产生偏差，甚至导致检测失败。

目前主流的上述仪器的温控系统主要由变温金属模块3、半导体制冷器2、散热器1组成，见附图1。一个变温金属模块3底下可安装一个或多个半导体制冷器2，半导体制冷器2对变温金属模块3提供加热和冷却，变温金属模块3的上表面有多个样品孔6，用于放置样本试管。可见，变温金属模块3的温度均匀性直接影响到每个样本检测的实际温度，从而影响其检测的精确性及重复性；

造成变温金属模块温度不均匀的因素很多，主要因素如下：

1、变温金属模块与周围环境的温差会造成模块四周热量流失，导致模块边上(特别是角上)的样品孔温度偏低；

2、半导体制冷器每个区域的功率也存在一定的不均匀性；

3、半导体制冷器四周封的密封胶也会带走一些热量；

4、散热器不同区域的温度差异，也会造成变温金属模块温度的不均匀；

可见，变温金属模块温度不均匀性是不规则的，上述因素的影响可相互叠加，也可相互抵消。现有的相关改进技术中，通过在变温金属模块的侧面或底面四周加电热膜来弥补模块四周的热损失，但由于模块的每个样品孔所散失的热量是不均匀的。因此，该方法只能做到粗略的温度补偿，而无法对每个样品孔进行精密的温度补偿。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术之不足，提供一种带精密温度补偿的变温金属模块及温度补偿方法，其根据每个样品孔的实测温度与设定温度的偏差值，分别对每个样品孔提供单独的温度补偿，可以非常方便地提高变温金属模块的温度均匀性。

根据本发明提供的一种带精密温度补偿的变温金属模块，在所述的变温金属模块上设置有样品孔，包括温度补偿加热器，所述的温度补偿加热器的设置数量小于或等于所述样品孔的设置数量，所述的温度补偿加热器与控制电路相连接，所述的每个温度补偿加热器单独设置在样品孔周围。样品孔的数量多于或等于温度补偿加热器的数量，是因为，在变温金属模块出厂前或校准时，要对其进行检测，对于样品孔温度与设定温度之间的温差在接受范围内的，则对该样品孔不设置温度补偿加热器，对于设置温度补偿加热器的样品孔，是一个温度补偿加热器对应一个样品孔，控制电路控制温度补偿加热器，在需要时，通电使得温度补偿加热器对单个样品孔单独进行加热，由于只对需要的样品孔进行单独温度补偿，所以，温度补偿更加精密，从而达到温度补偿的目的。

按照本发明提供的一种带精密温度补偿的变温金属模块，还具有如下附属技术特征：

所述的控制电路对每个温度补偿器进行单独控制。

所述的温度补偿加热器是电阻加热器或电热膜，也可是其他适用于单独加热的装置。

所述的温度补偿加热器通过导线或柔性电路板与所述的控制电路相连接。

本发明还提供一种变温金属模块的温度补偿方法，在所述的变温金属模块上设置有样品孔，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，从控制电路板的存储器中读取每个温度补偿加热器的温度补偿功率值计算公式的参数；

第二步，根据变温金属模块的设定温度T，以及第一步所得的参数，按计算公式计算每个温度补偿加热器的实际功率补偿值；

第三步，根据所计算出的实际功率补偿值，通过控制电路控制每个温度补偿加热器的补偿功率，使得每个温度补偿加热器对相应的样品孔进行温度补偿；

第四步，在工作状态下，重复第二步至第三步；

还包括如下技术特征：