一種pcr儀溫度校準系統的製作方法

2023-07-22 20:43:26 3

一種pcr儀溫度校準系統的製作方法
【專利摘要】一種PCR儀溫度校準系統，包括PCR儀裝置，其特徵在於：還包括順序相連的感溫元件、數據採集卡電路、PC裝置。本設計運用高精度的傳感器和採集模塊搭建出校準硬體平臺，建立了一種基於多傳感器融合技術的PCR儀在線溫度自動校準系統，使系統測試精度得到了提高，經評定系統的溫度校準不確定度優於0.03℃。實驗結果表明，該系統具有準確度高、算法簡單、效率高的特點，可應用於目前大多數使用中的PCR儀反應管溫度的在線校準。
【專利說明】—種PCR儀溫度校準系統
【技術領域】
[0001]本設計涉及PCR儀溫度校準系統，屬於PCR醫學【技術領域】。
【背景技術】[0002]聚合酶鏈式反應PCR是20世紀80年代中期發展起來的在短時間內體外大量擴增特定的DNA片段的分子生物學技術。PCR —個熱循環分3階段，即高溫變性(約95°C )、低溫退火(通常50—60°C )、中溫延伸(72°C)。一個熱循環的時間約為2— 3 min。完成PCR功能的儀器，稱為PCR儀。PCR儀的控溫精度、升降溫速率以及樣品基座的溫度均勻性等直接影響DNA片段擴增的結果。PCR儀經使用後，其溫度傳感器的計量特性會發生變化，作為計量設備一般須經定期校準後方能繼續使用。因此，提供高精度的PCR儀溫度校準系統，對PCR儀進行定期溫度校準尤為必要。

【發明內容】

[0003]針對現有技術的不足，本設計的目的是提供一種以高精度熱敏電阻為溫度傳感器的PCR儀溫度校準系統。
[0004]為實現上述目的，本設計是通過以下技術手段來實現的:
一種PCR儀溫度校準系統，包括PCR儀裝置，其特徵在於:還包括順序相連的感溫元件、數據採集卡電路、PC裝置。
[0005]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述感溫元件選用擇FLUKE561 I A-1l型珠狀熱敏電阻傳感器。
[0006]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路採用熱敏電阻多路掃描模塊，採用FLUKE公司的1560堆棧式溫度測試儀作為採集主機。
[0007]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述PC機裝有LabVIEW軟體開發工具。
[0008]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路通過RS232串口同PC機進行通信。
[0009]本發明的有益效果是:本設計運用高精度的傳感器和採集模塊搭建出校準硬體平臺，建立了一種基於多傳感器融合技術的PCR儀在線溫度自動校準系統，使系統測試精度得到了提高，經評定系統的溫度校準不確定度優於0.03°C。實驗結果表明，該系統具有準確度高、算法簡單、效率高的特點，可應用於目前大多數使用中的PCR儀反應管溫度的在線校準。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本設計實施例組成結構示意圖。
【具體實施方式】[0011]下面將結合說明書附圖，對設計作進一步的說明。
[0012]如圖1所示，一種PCR儀溫度校準系統，包括PCR儀裝置，其特徵在於:還包括順序相連的感溫元件、數據採集卡電路、PC裝置。
[0013]目前實驗室常用的PCR儀按熱循環系統大致可分為:水浴式、氣流式和半導體式3種一剖。其中應用最廣的是半導體式PCR儀。半導體製冷片均勻地串聯平鋪，用以加熱製冷，其上方為一帶96孔的金屬炔基座，為保證基座各孔的溫度均勻，其下方緊貼一塊散熱片並安裝風扇。通常在製冷片與基座和散熱片之間的接觸面上均勻塗抹~層薄的導熱膠，以減小熱阻。
[0014]PCR儀示值溫度為自帶溫度傳感器測得的基座溫度。實際使用中PCR儀反應試管與基座孔的底部大約存在Imm的間隙，故反應試管中溫度與基座溫度(PCR儀示值)有一定的偏差。而空氣對流與導熱膠塗抹不均勻，半導體片匹配等因素直接影響著PCR儀基座溫度場的分布均勻性。為了得到更接近反應試管中液體的溫度，並給出儀器示值誤差，實驗中在反應管中放入緩衝液，將傳感器探頭插入到試管底部，這樣既可以保證感溫探頭有足夠的插入深度，以減少導熱損失，又保證了與樣品液充分熱接觸。
[0015]本PCR儀溫度校準系統採用高精度的感溫元件感知PCR儀的反應溫度，經數據採集卡採集，由RS232串口傳輸到計算機，系統數據採集、分析處理、顯示、報告列印等功能用LabVIEff軟體編寫。
[0016]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述感溫元件選用擇FLUKE561 I A-1l型珠狀熱敏電阻傳感器。[0017]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路採用熱敏電阻多路掃描模塊，採用FLUKE公司的1560堆棧式溫度測試儀作為採集主機。
[0018]目前半導體式PCR儀的控溫精度一般有±0.1°C、±02°C、±0.5°C,儀器不值分辨力一般為0.1°C。根據校準要求標準器的精度至少要高於被校設備的I / 3，並考慮到響應速度要快，系統選擇FLUKE561 I A-1l型珠狀熱敏電阻傳感器作為感溫元件，該溫度傳感器採用四線制工作方式，其溫度準確度為ο.0re。與其配合的是熱敏電阻多路掃描模塊，它的準確度為0.0030C，分辨力為0.000 1°C。採用FLUKE公司的1560堆棧式溫度測試儀作為採集主機，通過R$232串口同電腦進行通信。
[0019]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述PC機裝有LabVIEW軟體開發工具。
[0020]優選的，所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路通過RS232串口同PC機進行通信。
[0021]系統選擇LabVIEW作為軟體開發丁具，編制的軟體具有溫度信號自動採集、數據處理及校準證書自動生成和列印等校功能。
[0022]本系統選用加權算術平均與分批估計的多傳感器融合算法。該方法具有計算量小，編程簡單等特點，適用於PCR儀熱循環過程3個溫度段的溫度校準計算。
[0023]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種PCR儀溫度校準系統，包括PCR儀裝置，其特徵在於:還包括順序相連的感溫元件、數據採集卡電路、PC裝置。
2.如權利要求1所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述感溫元件選用擇FLUKE561 I A-1l型珠狀熱敏電阻傳感器。
3.如權利要求1所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路採用熱敏電阻多路掃描模塊，採用FLUKE公司的1560堆棧式溫度測試儀作為採集主機。
4.如權利要求1所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述PC機裝有LabVIEW軟體開發工具。
5.如權利要求1所述的一種PCR儀溫度校準系統，其特徵在於:所述數據採集卡電路通過RS232串口同PC機 進行通信。
【文檔編號】C12M1/38GK103667047SQ201310702873
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】陸上蘇, 佘金雄, 鄒元順, 袁安寶 申請人:江蘇金太生命科技有限公司