[发明专利]一种PCR升温加热系统、装置及方法

说明书

本发明提供的一种PCR升温加热系统、装置及方法，系统包括TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；所述散热器固定连接在所述TEC加热模块的第一表面，在与所述第一表面相邻的第二表面设有所述散热风扇，所述PCR扩增反应容器与所述散热器活动接触；一方面方案系统的整体结构简单、适用范围广、可集成化安装使用且能够实现高精度的快速升降温；另一方面相对于现有PCR加热方案，本申请技术方案的PCR升温加热系统因为结构较为简单，能够有效地控制生产成本，实用性和扩展性更强，可广泛应用于生物学技术领域。

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域，尤其是一种PCR升温加热系统、装置及方法。

背景技术

PCR(聚合酶链式反应，Polymerase Chain Reaction)扩增检测核酸时，PCR是检测成败的关键，PCR由变性-退火-延伸三个步骤构成，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物，类似于DNA的天然复制过程。PCR不同的反应阶段要求不同的保持温度，DNA在95℃时变性成为单链，在60℃左右时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，当温度调整为72℃左右时达到DNA聚合酶最合适的反应温度，DNA聚合酶沿着模板根据碱基互补配对原则从羟基端向磷酸基团方向催化合成互补链。所以，在PCR的过程中，需要对温度进行快速精准地控制。

由于现有PCR加热装置多将反应溶剂放入油浴和金属浴，多使用油浴和金属浴给反应溶剂间接供温，将有延迟性；现有PCR加热装置存在热转移过程中的热损失、温度控制的不准确性的问题。此外，现有的PCR加热装置也存在着精度差且结构较复杂，实用性低。

发明内容

有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例目的在于提供一种精确度更高，温度控制速度更快的PCR升温加热系统，以及对应的装置和控制方法。

第一方面，本申请的技术方案提供了一种PCR升温加热系统，其包括：TEC加热模块、散热器、散热风扇以及PCR扩增反应容器；

所述散热器固定连接在所述TEC加热模块的第一表面，在与所述第一表面相邻的第二表面设有所述散热风扇，所述PCR扩增反应容器与所述散热器活动接触；

所述TEC加热模块用于产生热量；所述散热器用于将所述热量传导至PCR扩增反应容器；所述PCR扩增反应容器用于通过散热器传导获得的热量对PCR扩增试剂进行加热；所述散热风扇用于对所述TEC加热模块的散热气流进行导流。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器设在所述PCR扩增反应容器表面。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述散热风扇包括第一散热风扇和第二散热风扇；所述第一散热风扇设在与所述第一表面相邻的第二表面，所述第二散热风扇设在远离所述第二表面的第三表面。

在本申请方案的一种可行的实施例中，在所述PCR扩增反应容器远离所述散热器的表面设有至少一道凹槽，所述凹槽相互平行，所述凹槽用于放置离心管或芯片式流道。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述TEC加热模块包括热端和冷端；所述热端靠近所述冷端的表面设有第一金属导体，所述冷端靠近所述热端的表面设有第二金属导体，所述第一金属导体与所述第二金属导体之间设有若干半导体元件；所述热端和所述冷端为陶瓷电极。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述凹槽包括连通凹槽，所述连通凹槽用于存储混合后所述PCR扩增试剂；所述TEC加热模块还连接有外接气泵，所述外接气泵用于控制PCR扩增速率。

在本申请方案的一种可行的实施例中，所述PCR扩增反应容器内部填充有溶液，所述溶液用于存储热量和/或进行热量传递。

第二方面，本发明的技术方案还提供一种PCR升温加热装置，其装置包括了第一方面中所述的任意一种PCR升温加热系统：