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CN118813399A - 一种核酸扩增装置及核酸扩增系统 - Google Patents

一种核酸扩增装置及核酸扩增系统 Download PDF

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CN118813399A
CN118813399A CN202310420764.5A CN202310420764A CN118813399A CN 118813399 A CN118813399 A CN 118813399A CN 202310420764 A CN202310420764 A CN 202310420764A CN 118813399 A CN118813399 A CN 118813399A
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CN
China
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nucleic acid
acid amplification
carrier
amplification device
temperature
Prior art date
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Application number
CN202310420764.5A
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Inventor
徐强
韦嘉
赵蒙
徐涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou National Laboratory
Original Assignee
Guangzhou National Laboratory
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Publication date
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Priority to PCT/CN2023/141716 priority patent/WO2024217048A1/zh
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Abstract

本发明涉及一种核酸扩增装置及核酸扩增系统，核酸扩增装置包括：载体，所述载体能够承载并加热反应样品；承载部，所述承载部用于承载所述载体。一种核酸检测系统，包括所述核酸扩增装置以及检测模块，所述检测模块用于检测所述反应样品。承载部承载载体，载体既可以承载反应样品，同时也可以加热反应样品，载体为整体式结构，反应样品与载体之间不存在间隙以及空气界面，因此，提高了载体与反应样品之间的导热效率，进而提高了加热效率以及检测效率。

Description

一种核酸扩增装置及核酸扩增系统
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种核酸扩增装置及核酸扩增系统。
背景技术
PCR(聚合酶链式反应)是指体外酶促合成特异DNA片段的一种分子生物学实验方法，PCR扩增，即核酸扩增主要由高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤反复的热循环构成。
现有技术中，用于核酸检测的核酸扩增系统包括加热器和可以放置于加热器上的样品盛放结构，样品盛放结构多为壳体或管体，加热器可以为样品盛放结构加热，进而加热样品盛放结构内的样品。但是，由于加热样品盛放结构与加热器之间存在空气界面，导致导热效率低，进而使得加热效率低以及检测效率低。壳体或管体内的反应样品厚度大，反应样品均温所需时间长，也导致反应样品升、降温速度慢。加热器结构复杂阻碍加热器与反应样品之间的热量传递，这也导致反应样品升、降温速度慢。
此外为了便于控制加热器，需要检测反应样品的温度，现有技术中常用的温度检测方法准确度低，导致检测结果不准确。
此外，现有的PCR仪，PCR扩增反应过程中，反应溶液的升降温速率慢，严重影响了检测速率。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种核酸扩增装置，以至少解决上述问题之一。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种核酸扩增装置，包括：
载体，所述载体能够承载并加热反应样品；
承载部，所述承载部用于承载所述载体。
可选的，还包括机壳，所述承载部活动连接于所述机壳，以在放样位置与检测位置之间切换。
可选的，所述核酸扩增装置还包括冷却机构，所述冷却机构用于冷却所述承载部。
可选的，在所述承载部位于所述检测位置时，所述冷却机构与所述承载部连通。
可选的，所述承载部滑动连接于所述机壳。
可选的，所述承载部包括：
承载主体，能够承载和冷却所述载体；
固定机构，所述固定机构能够使所述载体贴紧所述承载主体；
支撑座，所述支撑座能支撑所述承载主体和所述固定机构。
可选的，所述固定机构包括：
固定组件，所述固定组件连接于所述支撑座；
压紧部，所述压紧部与所述固定组件连接，并能够在压紧状态和避让状态之间切换。
可选的，所述压紧部转动连接于所述固定组件，所述固定机构还包括转换结构，所述压紧部通过转换结构在所述压紧状态和所述避让状态之间切换。
可选的，所述转换结构包括开设于所述固定组件上的第一滑槽和第二滑槽，连接于所述固定组件的卡钩以及连接于所述压紧部的一端的卡凸，所述压紧部的另一端滑动且转动连接于所述第一滑槽，所述卡凸能够在所述第二滑槽滑动，并能够与所述卡钩卡接以及脱离所述第二滑槽。
可选的，所述载体形成有用于容纳所述反应样品的容纳腔，所述载体包括加热器。
可选的，所述加热器包括均热层，所述均热层与所述容纳腔内的反应样品接触。
可选的，所述加热器还包括加热件和用于反应所述加热件温度的温度校准部。
可选的，所述承载部还包括第一温度检测单元，所述第一温度检测单元用于测量所述温度校准部处的温度；或，
所述载体包括连接于所述温度校准部并用于测量所述温度校准部处的温度的第二温度检测单元。
可选的，所述承载主体开设有避让部，所述避让部用于避让第一温度检测单元或第二温度检测单元，以及避让所述温度校准部。
可选的，所述第一温度检测单元为接触式温度传感器或非接触式温度传感器。
可选的，当所述第一温度检测单元为接触式温度传感器时，所述第一温度检测单元与所述温度校准部之间为弹性接触。
可选的，所述固定机构开设有第一通孔，所述载体至少部分位于所述第一通孔。
可选的，所述第一通孔的孔壁上设置有用于为所述载体定位的定位件。
可选的，所述固定机构的上表面上还开设有与所述第一通孔连通的取放槽。
可选的，所述承载主体至少部分穿设于所述第一通孔。
可选的，所述承载部还包括电触点，所述电触点至少部分位于所述第一通孔，以与所述载体电接触。
可选的，所述电触点包括：
供电触点，和/或
电流检测触点和电压检测触点。
可选的，所述承载主体包括冷却主体和与所述冷却主体连接的冷头，所述载体能够贴紧所述冷头，所述冷却主体用于流通冷却介质。
可选的，所述载体为扁平结构。
可选的，所述承载部的数量为一个或至少两个，当所述承载部的数量为至少两个时，至少两个所述承载部能够分别与所述冷却机构连接。
可选的，所述承载部还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述支撑座靠近或远离所述载体。
可选的，所述核酸扩增装置还包括导向组件，所述导向组件连接于所述承载部和所述机壳之间，并用于为所述承载部导向。
可选的，所述承载部包括管路接头，所述冷却机构通过所述管路接头与所述承载部连通。
可选的，所述承载部还包括PCB板，所述PCB板与所述电触点连接。
可选的，所述冷却机构设置于所述机壳外。
本发明的另一个目的在于提供一种核酸扩增控制方法，以至少解决上述问题之一。
为达此目的，本发明第二方面采用以下技术方案：
一种核酸检测系统，包括所述核酸扩增装置以及检测模块，所述检测模块用于检测所述反应样品。
可选的，还包括通讯模块，所述核酸扩增装置和所述检测模块均与所述通讯模块连接。
可选的，还包括输出装置，所述输出装置与所述检测模块连接。
由上可见，本发明提供的技术方案，承载部承载载体，载体既可以承载反应样品，同时也可以加热反应样品，载体为整体式结构，反应样品与载体之间不存在间隙以及空气界面，因此，提高了载体与反应样品之间的导热效率，进而提高了加热效率以及检测效率。本发明提供的核酸扩增装置可以实现对反应样品快速升降温，缩短检测时间。
附图说明
图1是本发明实施例提供的核酸扩增系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的核酸扩增系统(移除冷却机构)的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的核酸扩增系统的剖视图；
图4a是本发明实施例提供的部分核酸扩增系统的结构示意图；
图4b是本发明实施例提供的部分核酸扩增装置的结构示意图；
图4c是本发明实施例提供的载体的爆炸图；
图4d是本发明实施例提供的载体另一视角的爆炸图；
图5是本发明实施例提供的承载主体的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的承载部的结构示意图；
图7是图6中A处的局部放大图；
图8是本发明实施例提供的承载部移除压紧部的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的又一承载部移除压紧部的结构示意图；
图10a是本发明实施例提供的载体的示意图；
图10b是本发明实施例提供的载体另一视角的示意图；
图11是本发明实施例提供的部分核酸扩增装置的剖视图；
图12是本发明实施例提供的反应样品的温度曲线。
图中：
1、载体；11、容纳腔；12、加热器；121、均热层；122、加热件；123、电接触部；124、温度校准部；125、外部电连接触点；126、电连接引线；13、第二温度检测单元；
2、承载部；
21、承载主体；211、安装板；212、冷却主体；2121、翅片；2122、通道；213、冷头；2131、避让部；
22、固定机构；
221、固定组件；2211、第一通孔；2212、取放槽；2213、定位件；2214、固定板；2215、固定条；
222、压紧部；2221、通光孔；
23、支撑座；231、冷却槽；232、底座；
24、转换结构；241、第一滑槽；242、卡钩；243、卡凸；244、第二滑槽；
25、接触式温度传感器；26、非接触式温度传感器；27、电触点；29、管路接头；20、PCB板；
3、检测模块；
4、机壳；
5、导向组件；51、滑轨；52、滑块；
6、冷却机构；61、公接头。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
本发明中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本发明保护范围的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
本实施例提供了一种核酸扩增装置，可以用于PCR扩增及核酸检测中。
如图1-图10a所示，本实施例提供的一种核酸扩增装置包括载体1和承载部2，载体1能够承载并加热反应样品，承载部2用于承载载体1。
承载部2承载载体1，载体1既可以承载反应样品，同时也可以加热反应样品，载体1为整体式结构，反应样品与载体1之间不存在间隙以及空气界面，因此，提高了载体1与反应样品之间的导热效率，进而提高了加热效率以及检测效率。
如图2所示，核酸扩增系统还可以包括机壳4，承载部2活动连接于机壳4，以在放样位置与检测位置之间切换。当承载部2位于放样位置时，可以将承载有反应样品的载体1放置于承载部2；当承载部2位于检测位置时，可以对反应样品进行检测。
可选地，承载部2滑动连接于机壳4，以使承载部2稳定地在放样位置与检测位置之间切换。
如图3和图4a所示，为便于承载部2滑动，可选地，核酸扩增装置还包括导向组件5，导向组件5连接于承载部2和机壳4之间，并用于为承载部2导向。
具体而言，导向组件5包括滑轨51和滑块52，滑轨51连接于承载部2，滑块52连接于机壳4，滑块52滑动连接于滑轨51。当然，在其他可选的实施例中，还可以是滑块52连接于承载部2，滑轨51连接于机壳4。
如图1所示，可选地，核酸扩增装置还包括冷却机构6，冷却机构6用于冷却承载部2。冷却机构6冷却承载部2，载体1放置于承载部2上，因此，承载部2可以冷却载体1，进而冷却载体1内的反应样品。载体1还可以加热其内的反应样品，因此，反应样品可以在载体1内进行升温、降温及保温，进而实现扩增。
可选地，在承载部2位于检测位置时，冷却机构6与承载部2连通。承载部2在机壳4内移动，离开检测位置时，承载部2不会与冷却机构6连接，因此，可以简化冷却机构6与承载部2之间连接的管路。可选地，冷却机构6设置于机壳4外。
如图3和图4a所示，承载部2包括管路接头29，冷却机构6通过管路接头29与承载部2连通。管路接头29可以为母接头，冷却机构6可以包括公接头61，公接头61可以穿设于机壳4，母接头和公接头61可以插接。当承载部2移动至检测位置时，公接头61和母接头插接，当承载部2移动并离开检测位置时，公接头61和母接头逐步分离。
如图4b所示，可以理解的是，管路接头29和公接头61的数量均为两个，一管路接头29可以与一公接头61连接，另一管路接头29可以与另一公接头61连接，从而实现注入冷却介质和回流冷却介质。
如图4a、图4c-图6所示，承载部2包括承载主体21、固定机构22和支撑座23。承载主体21能够承载和冷却载体1。固定机构22能够使载体1贴紧承载主体21，以避免载体1与承载主体21之间出现间隙，进而提高载体1与承载主体21之间的传热效率。支撑座23能支撑承载主体21和固定机构22。可选地，承载部2还可以包括底座232，底座232连接于支撑座23的下侧，滑轨51连接于底座232的下侧。
可选地，支撑座23上可以开设开口朝向承载主体21的冷却槽231，承载主体21部分设置在冷却槽231内。管路接头29穿设于支撑座23的侧壁并与冷却槽231连通，以将冷却介质引入到冷却槽231内，并直接冷却位于冷却槽231内的承载主体21。
如图5所示，当承载主体21内通过流通冷却介质冷却载体1时，承载主体21可以包括冷却主体212和与冷却主体212连接的冷头213，载体1能够贴紧冷头213。进一步地，载体1放置于冷头213的上表面。冷却主体212用于流通冷却介质。冷却介质冷却冷却主体212，冷却主体212冷却冷头213，进而冷却放置于冷头213上的载体1。
在一个具体的实施例中，冷却主体212包括多个平行设置的翅片2121，翅片2121之间形成冷却介质流通的通道2122，翅片2121可以增大冷却介质与承载主体21的接触面积，进而加速冷承载主体21冷却。
优选地，冷却主体212与冷头213之间还设置有安装板211，安装板211盖设于冷却槽231的开口上，以避免冷却介质流出。
如图4c、图4d和图6所示，固定机构22包括固定组件221和压紧部222，固定组件221连接于支撑座23或连接于底座232，压紧部222与固定组件221连接，并能够在压紧状态和避让状态之间切换。当压紧部222处于压紧状态时，能够将载体1压紧在冷头213上；当压紧部222处于避让状态时，载体1能够放置于冷头213或者由冷头213上取下。
如图4c、图4d和图6所示，优选地，压紧部222为板状，以使压紧部222的各处均压紧载体1，进而使载体1的各处均贴紧承载部2。压紧部222上还设有通光孔2221，荧光通过通光孔2221进行检测。
压紧部222转动连接于固定组件221，固定机构22还包括转换结构24，压紧部222通过转换结构24在压紧状态和避让状态之间切换。当压紧部222转动至与载体1接触时，压紧部222能够通过转换结构24压紧载体1，并通过转换结构24切换到避让状态。
如图4c、图4d和图6-图8所示，压紧结构转换结构24包括开设于固定组件221上的第一滑槽241和第二滑槽244、连接于固定组件221的卡钩242以及连接于压紧部222的一端的卡凸243，压紧部222的另一端滑动且转动连接于第一滑槽241，卡凸243能够在第二滑槽244滑动，并卡凸243能够与卡钩242卡接以及脱离第二滑槽244，压紧部222滑动且转动连接于第一滑槽241。
在压紧部222处于压紧状态时，卡凸243与卡钩242卡接，压紧部222能够保持在压紧状态。在压紧部222由压紧状态切换至避让状态时，首先，在第一滑槽241和第二滑槽244内沿第一方向推动压紧部222，使得卡钩242与卡凸243相互脱离，随后，可以抬起压紧部222的一端，使得卡凸243脱离第二滑槽244，同时压紧部222的另一端在第一滑槽241内转动，直至压紧部222转动至避让位置。可以理解的是，避让状态的压紧部222并不是位于一个特定位置，只要能够取放载体1即可。
优选地，卡钩242位于第二滑槽244的一端，卡凸243滑动至第二滑槽244的另一端时能够随压紧部222的转动脱离第二滑槽244。压紧部222的一端可以连接转轴，转轴滑动并转动设置在第一滑槽241。
可选地，沿固定组件221的第二方向的两侧均设置有转换结构24，以使得压紧部222稳定位于压紧状态。第二方向与第一方向垂直，且第一方向和第二方向均与放置于冷头213上的载体1表面平行。
可选地，固定组件221包括固定板2214和连接于固定板2214上的固定条2215，第一滑槽241和第二滑槽244均开设于固定条2215上。固定条2215的数量可以为两个，两个固定条2215沿第二方向间隔设置，压紧部222设置在两个固定条2215之间。
固定机构22开设有第一通孔2211，载体1至少部分位于第一通孔2211。优选地，载体1的厚度方向的部分设置于第一通孔2211上，以便于板状的压紧部222与载体1接触，进而压紧载体1。当然，在其他实施例中，载体1还可以全部至于第一通孔2211内，可以在压紧部222上设置凸起，通过凸起接触载体1的表面，进而压紧载体1。
可选地，承载主体21也可以至少部分穿设于第一通孔2211。当然，在其他可选地实施例中，承载主体21也可以位于固定机构22的下方，载体1穿过第一通孔2211与承载主体21连接。可选地，冷头213至少部分位于第一通孔2211。
在本实施例中，第一通孔2211开设于固定组件221上，更进一步地，第一通孔2211开设于固定板2214上。
如图8所示，第一通孔2211的孔壁上设置有用于为载体1定位的定位件2213。定位件2213的数量可以为多个，多个定位件2213沿第一通孔2211的周向间隔设置。定位件2213可以为连接于第一通孔2211的孔壁上的凸柱。定位件2213可以为载体1定位，使载体1准确对准冷头213，定位件2213还可以减小载体1与固定板2214之间的接触面积，进而减少固定板2214与载体1之间的热交换，保证载体1的温度均匀性高。
固定机构22的上表面上还开设有与第一通孔2211连通的取放槽2212。取放槽2212便于操作者或自动化设备接触载体1的侧面，从而夹取载体1的侧面，方便取放载体1。可选地，通孔沿第二方向的两侧均开设有取放槽2212。
在本实施例中，承载部2的数量为一个，当然，在其他可选的实施例中，承载部2的数量还可以至少两个，当承载部2的数量为至少两个时，至少两个承载部2能够分别与冷却机构6连接，例如图1所示，设置有四个承载部2。
在本实施例中，冷却机构6与载体1持续接触，当然，在其他可选的实施例中，承载部2还包括驱动机构，驱动机构用于驱动支撑座23靠近或远离载体1，以使冷却机构6与载体1间歇接触。
如当反应样品处于升温阶段，冷却机构6可以不与载体1接触。当反应样品处于降温阶段，冷却机构6与载体1接触。当反应样品处于温度保持阶段，冷却机构6可以间断的接触载体1，以维持载体1温度平衡，或冷却机构6持续不与载体1接触，通过载体1的加热功能控制反应样品的温度。
如图10a所示，载体1形成有用于容纳反应样品的容纳腔11，载体1包括加热器12。载体1为整体式结构，反应样品与加热器12之间不存在间隙以及空气界面，因此，提高载体1与反应样品之间的热量传递速度，进而加速核酸扩增进程，提高检测效率。
可选地，载体1为扁平结构，更进一步地，容纳腔11也可以为扁平结构，可以理解的是，扁平结构可以指，容纳腔11的厚度方向的尺寸远小于宽度或长度方向的尺寸，作为示例性的，容纳腔11为长方体，长方体的长度和厚度的比例可以为大于5：1，如90:1，如容纳腔11厚度方向的尺寸可以为0.3-1.0mm，容纳腔11的宽度和长度分别为10mm和20mm左右，其中，厚度方向的尺寸为加热件122和容纳腔11的布置方向。作为示例性的，容纳腔11还可以为圆柱结构，直径和厚度比为大于5：1，如厚度为0.3-1.0mm，直径为5-20mm。当然，容纳腔11的横截面可以为多边形或椭圆形等。当然，容纳腔11的横截面可以为多边形或椭圆形等。
具体地，加热器12与容纳腔11内的反应样品直接接触。反应样品与加热器12之间不存在其他传导界面，从而减少加热器12与容纳腔11之间的传导界面，进一步提高传导效率。同时，加热器12与反应样品之间不存在界面，具有较小的热阻，在实现快速导热的同时，可以实现更高速的温度控制。
加热器12包括均热层121，均热层121与容纳腔11内的反应样品接触。均热层121可以保证热量在纵、横(也即反应样品的厚度方向和与厚度方向垂直的面)两个方向的均匀传导，保证样品液体的温度均匀性。可选地，均热层121由导电材料或绝缘材料制成，如均热层121采用铝、铜等导电材料制成，或采用高导热陶瓷等绝缘材料制成。
如图9-图11所示，可选地，承载部2还包括电触点27，电触点27至少部分位于第一通孔2211，以与载体1电接触。可选地，电触点27靠近第一通孔2211的孔壁设置。电触点27的设置方式可以提高承载部2的结构紧凑性。可选地，加热器12还包括加热件122和与加热件122电连接的电接触部123，电触点27与电接触部123电连接。加热件122可以为电阻丝等。
承载部2还可以包括PCB板20，PCB板20与电触点27连接，进而通过PCB板20为电触点27供电，以及传输电流和电压信号。
在本实施例中，通过电阻测温法对加热件122进行测温，并通过电触点27向加热件122供电，以使加热件122发热，可选地，电触点27包括供电触点、电流检测触点和电压检测触点。供电触点用于为加热件122供电，电流检测触点和电压检测触点用于分别检测加热件122的电流I和电压U，进而利用R＝U/I可以得到加热件122在温度T下的电阻R。根据公式R＝R0(1+αΔT)(其中，ΔT＝T-T0，R是加热件122在温度T下对应的电阻值，T0为标称温度，R0是标称温度下的电阻值(标称温度下的电阻值简称为标称电阻值，可以理解的是，标称电阻是指在这个温度下，所宣称的(或者标注的)的电阻值是真实的，其中，这个温度即为标称温度，标称温度可以根据需求任意选择；α是材料的电阻温度系数)可以得到加热件122在电阻R下的温度值。加热件122、均热层121和反应样品的温度基本一致，因此，可以得到反应样品的温度。
当然，在其他可选的实施例中，电触点27包括供电触点，或仅包括电流检测触点和电压检测触点。
加热件122的电阻与其温度之间存在上述公式所示的特定的关系，因此，在加热的同时测量载体1的加热件122的实时阻值变化，并通过电阻温度系数与标称温度下的电阻值标称温度下的电阻值简称为标称电阻值，推导加热件122的平均温度。通过监测加热件122的电阻值来推算温度，相对于采用温度传感器测量加热件122的温度，该温度无延时的实时体现了载体1的当前温度，从而可以用于快速的反馈控制载体1以及反应样品温度。该方法的缺点是对于同一类型的电阻，如铜线电阻，电阻之间的标称电阻值和电阻温度系数稍有差异，导致单一加热件122间的电阻温度系数与标称电阻值略有差异，有可能会造成温度测量误差。
为避免产生上述误差，可选地，加热器12还包括用于体现加热件122温度的温度校准部124。温度校准部124能够体现加热件122的温度，因此，能够通过其他方式检测温度校准部124的温度，进而校准电阻温度系数与标称电阻值，进而通过电阻测温法检测到加热件122的准确温度。可选地，温度校准部124设置在载体1的底部。
为检测加热件122的温度，可选地，承载部2还包括用于检测温度校准部124温度的温度检测单元。温度检测单元可以为第一温度检测单元，第一温度检测单元用于测量温度校准部124处的温度。第一温度检测单元可以与PCB板20电连接。第一温度检测单元可以反复利用，从而节约成本。具体地，如图8所示，第一温度检测单元为非接触式温度传感器26，如红外传感器等。第一温度检测单元还可以为接触式温度传感器25，接触式温度传感器25通过与温度校准部124接触实现温度检测。
当第一温度检测单元为接触式温度传感器25时，第一温度检测单元与温度校准部124之间为弹性接触，以保证第一温度检测单元与温度校准部124完全接触。如，接触式温度传感器25与PCB板20之间通过弹簧等弹性件电连接。
当然，其他可选地实施例中，还可以不包括第一温度检测单元，而是，载体1包括连接于温度校准部124并用于测量温度校准部124处的温度的第二温度检测单元13，第二温度检测单元13可以作为耗材随载体1一同抛弃。
如图10b所示，载体1上连接第二温度检测单元13时，可选地，核酸扩增装置还可以包括外部电连接触点125和电连接引线126，外部电连接触点125和电连接引线126的数量可以均为两个，两个温度校准部124的数量为两个，两个温度校准部124之间绝缘。两个外部电连接触点125分别位于两个温度校准部124相互远离的一侧，一外部连接触点与一温度校准部124通过一电连接引线126电连接，另一外部连接触点与另一温度校准部124通过另一电连接引线126电连接。
温度校准部124通过电连接引线126在外部电连接触点125与外部实现电连接，其中，电连接引线126直径小于温度校准部124和外部电连接触点125，由此，减小温度校准部124通过电连接引线126产生的热量损失，温度校准部124能够体现加热件122的温度，第二温度检测单元13通过焊点与温度校准部124实现良好的电和热接触，当加热件122的温度发生变化时，第二温度检测单元13能快速且精准的感知到温度变化，温度变化导致第二温度检测单元13的阻值变化，在外部电连接触点125实时检测第二温度检测单元13的阻值变化，即可实现温度检测。
现有技术中，有通过温度传感器等温度检测单元检测反应样品的温度，但是由于热量从反应样品传递至温度检测单元需要一定时间，因此正常情况下温度检测单元测量的检测结果会存在1～2s的测温延时，在快速升降温过程中1-2s的时间，反应样品的温度变化可以达到30℃以上，因此，在快速升降温过程中，通过温度检测单元控制载体1相对困难。本实施例中，利用第一温度检测单元或第二温度检测单元13校准电阻测温法检测的温度，具体地，对标称电阻值和电阻温度系数进行校准。在利用第一温度检测单元或第二温度检测单元13进行校准时，可以在一定温度下保持1-2s的时间，以使温度检测单元的温度与反应样品的温度趋于一直，以得到电阻R下的准确温度，进而校准标称电阻值和电阻温度系数。
为了更清楚的表述对电阻测温法进行的矫正的过程，结合图12所示，展示了一个实际检测中，通过温度检测单元对电阻测温法进行校准的过程。在校准温度值前，预设初始的RT温度曲线，即温度预设曲线，然后向载体1的加热件122施加一个很小的电流，如(电流可以小于1毫安)。其中，施加很小的电流目的是为了读取到加热件122的电阻，又不会使加热件122发热。
第一次校准：温度检测单元测得第一个温度标定值T1，电阻检测单元检测加热件122在T1温度下的第一电压U1和第一电流I1，根据R＝U/I可以得到加热件122在T1温度下的电阻R1。
第二次校准：随后温度检测单元测得第二个温度标定值T2，电阻检测单元5检测加热件122在T2温度下的第二电压U2和第二电流I2，根据R＝U/I可以得到加热件122在T2温度下的电阻R2。
最后根据两组二元一次方程：R1＝R0(1+αΔT1)和R2＝R0(1+αΔT2)，得到R0和α的具体值，即得到了准确的R-T曲线，后续便可以以电阻测温法测得的加热件122温度为反馈进行准确控温。
继续参考图12，在获取第一个温度标定值时，该温度标定值可以被认为是标称电阻值，因此，根据该温度标定值可以对公式R＝R0(1+αΔT)中的R0进行一次修正，实现对电阻测温法测得的温度值进行第一次校准(如图12中的电阻测温法测定的温度值曲线在进行第一次校准后发生一次波动)。
在核酸扩增的整个过程中均可以检测温度标定值，因此在后续过程中还可以对温度进行多次校准，以进一步提高检测精度。
本实施例既没有完全依赖未校准的电阻测温法测得的温度值，也没有完全依赖温度检测单元检测的温度控制载体1，而是通过将两者结合，对载体1的温度进行校准克服了上述缺陷，从而得以快速精确地控制载体1的温度，达到准确控温的目的。
如图11所示，承载主体21开设有避让部2131，避让部2131用于避让第一温度检测单元或第二温度检测单元13，以及避让温度校准部124。避让部2131可以为设置于冷却机构6上的槽或孔等，如图5所示，进一步地，避让部2131开设于冷头213上。避让部2131可以避免冷却机构6影响温度校准部124的温度，保证温度校准部124准确地体现加热件122的温度。
参考图3，本实施例还提供了一种核酸检测系统，其包括上述的核酸扩增装置以及检测模块3，检测模块3用于检测反应样品。检测模块3可以为荧光检测单元等。
核酸检测系统还包括通讯模块，核酸扩增装置和检测模块3均与通讯模块连接，从而控制检测模块3、载体1的加热件122以及冷却机构6。
核酸检测系统还包括电脑等输出装置，输出装置与检测模块3连接，进而输出相关数据。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (33)

1.一种核酸扩增装置，其特征在于，包括：
载体(1)，所述载体(1)能够承载并加热反应样品；
承载部(2)，所述承载部(2)用于承载所述载体(1)。
2.根据权利要求1所述的核酸扩增装置，其特征在于，还包括机壳(4)，所述承载部(2)活动连接于所述机壳(4)，以在放样位置与检测位置之间切换。
3.根据权利要求2所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述核酸扩增装置还包括冷却机构(6)，所述冷却机构(6)用于冷却所述承载部(2)。
4.根据权利要求3所述的核酸扩增装置，其特征在于，在所述承载部(2)位于所述检测位置时，所述冷却机构(6)与所述承载部(2)连通。
5.根据权利要求2所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)滑动连接于所述机壳(4)。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)包括：
承载主体(21)，能够承载和冷却所述载体(1)；
固定机构(22)，所述固定机构(22)能够使所述载体(1)贴紧所述承载主体(21)；
支撑座(23)，所述支撑座(23)能支撑所述承载主体(21)和所述固定机构(22)。
7.根据权利要求6所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述固定机构(22)包括：
固定组件(221)，所述固定组件(221)连接于所述支撑座(23)；
压紧部(222)，所述压紧部(222)与所述固定组件(221)连接，并能够在压紧状态和避让状态之间切换。
8.根据权利要求7所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述压紧部(222)转动连接于所述固定组件(221)，所述固定机构(22)还包括转换结构(24)，所述压紧部(222)通过转换结构(24)在所述压紧状态和所述避让状态之间切换。
9.根据权利要求8所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述转换结构(24)包括开设于所述固定组件(221)上的第一滑槽(241)和第二滑槽(244)，连接于所述固定组件(221)的卡钩(242)以及连接于所述压紧部(222)的一端的卡凸(243)，所述压紧部(222)的另一端滑动且转动连接于所述第一滑槽(241)，所述卡凸(243)能够在所述第二滑槽(244)滑动，并能够与所述卡钩(242)卡接以及脱离所述第二滑槽(244)。
10.根据权利要求6所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述载体(1)形成有用于容纳所述反应样品的容纳腔(11)，所述载体(1)包括加热器(12)。
11.根据权利要求10所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述加热器(12)包括均热层(121)，所述均热层(121)与所述容纳腔(11)内的反应样品接触。
12.根据权利要求10所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述加热器(12)还包括加热件(122)和用于反应所述加热件(122)温度的温度校准部(124)。
13.根据权利要求12所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)还包括第一温度检测单元，所述第一温度检测单元用于测量所述温度校准部(124)处的温度；或，
所述载体(1)包括连接于所述温度校准部(124)并用于测量所述温度校准部(124)处的温度的第二温度检测单元(13)。
14.根据权利要求13所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载主体(21)开设有避让部(2131)，所述避让部(2131)用于避让第一温度检测单元或第二温度检测单元(13)，以及避让所述温度校准部(124)。
15.根据权利要求13所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述第一温度检测单元为接触式温度传感器(25)或非接触式温度传感器(26)。
16.根据权利要求15所述的核酸扩增装置，其特征在于，当所述第一温度检测单元为接触式温度传感器(25)时，所述第一温度检测单元与所述温度校准部(124)之间为弹性接触。
17.根据权利要求6所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述固定机构(22)开设有第一通孔(2211)，所述载体(1)至少部分位于所述第一通孔(2211)。
18.根据权利要求17所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述第一通孔(2211)的孔壁上设置有用于为所述载体(1)定位的定位件(2213)。
19.根据权利要求18所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述固定机构(22)的上表面上还开设有与所述第一通孔(2211)连通的取放槽(2212)。
20.根据权利要求17所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载主体(21)至少部分穿设于所述第一通孔(2211)。
21.根据权利要求17所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)还包括电触点(27)，所述电触点(27)至少部分位于于所述第一通孔(2211)，以与所述载体(1)电接触。
22.根据权利要求21所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述电触点(27)包括：
供电触点，和/或
电流检测触点和电压检测触点。
23.根据权利要求6所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载主体(21)包括冷却主体(212)和与所述冷却主体(212)连接的冷头(213)，所述载体(1)能够贴紧所述冷头(213)，所述冷却主体(212)用于流通冷却介质。
24.根据权利要求1所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述载体(1)为扁平结构。
25.根据权利要求3所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)的数量为一个或至少两个，当所述承载部(2)的数量为至少两个时，至少两个所述承载部(2)能够分别与所述冷却机构(6)连接。
26.根据权利要求6所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述支撑座(23)靠近或远离所述载体(1)。
27.根据权利要求3所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述核酸扩增装置还包括导向组件(5)，所述导向组件(5)连接于所述承载部(2)和所述机壳(4)之间，并用于为所述承载部(2)导向。
28.根据权利要求3所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)包括管路接头(29)，所述冷却机构(6)通过所述管路接头(29)与所述承载部(2)连通。
29.根据权利要求21所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述承载部(2)还包括PCB板(20)，所述PCB板(20)与所述电触点(27)连接。
30.根据权利要求3所述的核酸扩增装置，其特征在于，所述冷却机构(6)设置于所述机壳(4)外。
31.一种核酸检测系统，其特征在于，包括权利要求1-30任意一项所述的核酸扩增装置以及检测模块(3)，所述检测模块(3)用于检测所述反应样品。
32.根据权利要求31所述的核酸检测系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述核酸扩增装置和所述检测模块(3)均与所述通讯模块连接。
33.根据权利要求31所述的核酸检测系统，其特征在于，还包括输出装置，所述输出装置与所述检测模块(3)连接。
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