[发明专利]一种数字化核酸扩增仪的温度控制方法

说明书

本发明属于数字化核酸扩增仪技术领域，涉及到一种数字化核酸扩增仪的温度控制方法。其包括以下步骤：步骤1，获取所述芯片的当前温度和设定温度；步骤2，根据当前温度和设定温度得到芯片的调温功率；步骤3，主控板根据调温功率控制制冷片进行调温以达到设定温度。本发明采用多级制冷片，并根据实验情况进行合理设置，保障了芯片反应时的快速升降温，同时提供多个温度传感器对芯片的温度进行精确检测和控制，保证了PCR反应的高效进行，有效解决了现有温度控制系统精度不高，DNA片段扩增的效率低下等问题。

技术领域

本发明属于数字化核酸扩增仪技术领域，尤其涉及到一种数字化核酸扩增仪的温度控制方法。

背景技术

核酸扩增技术，尤其是数字聚合酶链反应技术(Polymerase Chain Reaction，PCR)，是一种用于扩增特定的DNA分子片段的分子生物技术，它以DNA分子为模板，由一对人工合成的特异寡核苷酸引物，通过DNA聚合酶酶促反应，快速扩增特异DNA分子片段，在生物学上具有极其重要的作用。PCR反应的基本过程分为三步。第一步，DNA变性(94℃)，双链DNA模板在热作用下氢键断裂，形成单链DNA；第二步，退火(55℃)，系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链；第三步，延伸(72℃)，在Taq酶的作用下，以dNTP为原料从引物的5’端到3’端延伸，合成与模板互补的DNA链。PCR仪就是通过控制样品达到不同温度，对被扩增的DNA片段进行变性、退火和聚合处理，以达到将DNA片段的量成倍扩增的目的。因此，温度控制的精度，升降温的速度，直接影响DNA片段扩增的效率。

现有的核酸扩增温度控制方法调节的精度较低，制冷片的功率不好选择，功率过大，容易远低于或远高于芯片的反应温度；功率过小，达不到快速升降温的要求；且常规的核酸扩增仪对芯片温度的检测不够精确，影响了调温的精度，使得DNA片段扩增的效率低下。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提出一种快速、精确的核酸扩增仪的温度控制方法，其采用多级制冷片，并根据实验情况进行合理设置，保障了芯片反应时的快速升降温，且不会由于制冷片的功率过大使调温后的温度远低于或远高于芯片的反应温度，影响实验的开展。本发明还提供了多个温度传感器对芯片的温度进行检测，使得芯片的实时温度的检测更加精确，保证了PCR反应的高效进行，有效解决了现有温度控制系统精度不高，DNA片段扩增的效率低下等问题。

具体的，本发明采用以下技术方案施行：

一种数字化核酸扩增仪的温度控制方法，所述核酸扩增仪包括盛放样品的芯片，用于对芯片加热和制冷的制冷片，用于获取芯片温度信号的温度传感器，用于处理温度信号和发出温度控制命令的主控板，所述核酸扩增仪的温度控制方法包括以下步骤：

步骤1，获取所述芯片的当前温度T和设定温度T₀；

步骤2，根据所述当前温度T和设定温度T₀得到芯片的调温功率P；

步骤3，主控板根据调温功率P控制制冷片进行调温以达到设定温度T₀；其中，所述制冷片包括一级制冷片和二级制冷片，所述一级制冷片和二级制冷片的工作功率分别为P₁和P₂，且P₁＞P₂；

进一步地，所述步骤2具体为：

步骤2.1，获取预先设置的调温时长tn；

步骤2.2，根据公式A得到芯片的调温功率P，

公式A：P＝CM|T-T₀|/t_n，其中P为调温功率，C为芯片的比热容，M为芯片的质量，|T-T₀|为芯片的当前温度T和设定温度T₀的温度差的绝对值，t_n为预先设置的调温时长；