申请/专利权人：杭州柏恒科技有限公司

申请日：2017-03-08

公开（公告）日：2020-07-17

公开（公告）号：CN106987551B

主分类号：C12N1/38(20060101)

分类号：C12N1/38(20060101);C12N1/36(20060101);C12N1/34(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.17#授权;2017.08.22#实质审查的生效;2017.07.28#公开

摘要：本发明公开了一种基因扩增仪及控制方法，包括设于箱体上的控制器，热盖，升降装置和与升降装置上端连接的转动装置；热盖与转动装置连接，热盖中设有若干个与基因扩增模块中的各个试管插孔相对应的竖槽，每个竖槽中均设有气囊，气囊下端设有盖板，各个气囊均通过导气管与储气罐连接，储气罐中设有压力传感器，储气罐上设有气泵，每个导气管上均设有电磁阀，热盖中设有加热膜，控制器分别与气泵、加热装置、加热膜、升降装置、转动装置、压气传感器和各个电磁阀电连接。本发明具有密封效果好、检测精确度高的特点。

主权项：1.一种基因扩增仪，包括箱体1，设于箱体内的基因扩增模块和加热装置，其特征是，还包括设于箱体上的控制器2，热盖12，升降装置3和与升降装置上端连接的转动装置4；热盖与转动装置连接，热盖中设有若干个与基因扩增模块中的各个试管插孔相对应的竖槽5，每个竖槽中均设有气囊6，气囊下端设有盖板7，各个气囊均通过导气管9与储气罐8连接，储气罐中设有压力传感器81，储气罐上设有气泵82，每个导气管上均设有电磁阀91，热盖中设有加热膜，控制器分别与气泵、加热装置、加热膜、升降装置、转动装置、压气传感器和各个电磁阀电连接；每个竖槽内均设有筒状的第一电磁铁10，每个盖板的侧面上均设有环形的第二电磁铁11，各个第一电磁铁和各个第二电磁铁均与控制器电连接；各个竖槽的横截面的直径有若干个不同尺寸，每个竖槽上均设有若干条导向竖筋，各个竖槽的盖板上均设有与各条导向竖筋相对应的缺口。

全文数据：基因扩増仪及控制方法技术领域[0001]本发明涉及基因扩增设备技术领域，尤其是涉及一种密封效果好、检测精确度高的基因扩增仪及控制方法。背景技术[0002]基因扩增仪是生物科研与基因复制等领域不可缺少的仪器，也是生物学基因工程领域研究所必备的仪器。基因扩展仪器在使用的时候，先把需要扩增的基因溶液加入到试管里面，再往试管里面加入相关试剂，然后把试管放置在基因扩增仪内的加热模块上对试管进行加热，通过温度变化，使试管内被测试的基因迅速扩增，从而达到基因的扩增试验要求。[0003]在做基因扩增仪实验的时候，必须盖好基因扩增仪的上盖，通过调节试管口上端的热盖，把试管口压紧并严格密封，避免试管内的液体由于受热蒸发导致试验结果出现偏差。[0004]中国专利授权公告号：CN201080478Y，授权公告日2008年07月02日，公开了一种“基因扩增仪热盖压紧装置”，它包括压紧机构、热盖、滑道和调节旋钮，其特征是压紧机构与调节旋钮之间安装可以使压紧机构升降的螺杆，压紧机构与热盖之间的四根联接轴上各安装了同质弹簧，压紧机构的四周有对称分布的平衡滚轮，平衡滚轮与滑道吻合构成滑动配合连接。不足之处是，这种基因扩增仪热盖压紧装置，只有简单的升降功能，而对升降过程中，热盖对试管的压力大小却无法准确掌握，只能够凭借操作者的经验来调节热盖与试管的压紧强度，对于不同高度或不同强度的试管，操作者要对压紧机构升降多少，全凭借操作者的经验，容易造成因操作不当压破试管或压紧试管的强度不合适。发明内容[0005]本发明的发明目的是为了克服现有技术中的密封效果差、检测精度低的不足，提供了一种密封效果好、检测精确度高的基因扩增仪及控制方法。[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0007]—种基因扩增仪，包括箱体，设于箱体内的基因扩增模块和加热装置，还包括设于箱体上的控制器，热盖，升降装置和与升降装置上端连接的转动装置;热盖与转动装置连接，热盖中设有若干个与基因扩增模块中的各个试管插孔相对应的竖槽，每个竖槽中均设有气囊，气囊下端设有盖板，各个气囊均通过导气管与储气罐连接，储气罐中设有压力传感器，储气罐上设有气栗，每个导气管上均设有电磁阀，热盖中设有加热膜，控制器分别与气栗、加热装置、加热膜、升降装置、转动装置、压气传感器和各个电磁阀电连接。[0008]本发明利用储气罐的气压统一控制气囊对各个盖板的压力，从而使不同高度的试管与其对应的盖板之间的压力均保持一致，满足实验所用试管型号的多样性的要求，升降装置和转动装置分别用于升降和转动热盖，各个电磁阀用于控制给有试管的竖槽内的气囊充气。[0009]作为优选，每个竖槽内均设有筒状的第一电磁铁，每个盖板的侧面上均设有环形的第二电磁铁，各个第一电磁铁和各个第二电磁铁均与控制器电连接。第一电磁铁和第二电磁铁用于将盖板的位置固定，防止因为气囊的气压不稳，而造成盖板的移位。[0010]作为优选，各个竖槽的横截面的直径有若干个不同尺寸，每个竖槽上均设有若干条导向竖筋，各个竖槽的盖板上均设有与各条导向竖筋相对应的缺口。各条导向竖筋为盖板的移动提供导向作用。[0011]作为优选，所述升降装置包括设于箱体侧壁上的固定板、设于固定板上的限位传感器、两条竖向滑轨和固定框架；固定框架与两条竖向滑轨滑动连接，升降电机通过设有外螺纹的转轴与固定框架连接，限位传感器和升降电机均与控制器电连接。[0012]限位传感器用于感知固定框架下降的高度，在固定框架下降的过程中，当限位传感器检测到固定框架，则控制器控制升降电机停止工作。[0013]作为优选，所述转动装置包括设于固定框架上部的轴支撑架、设于轴支撑架上的转轴，与转轴连接的旋转电机，与转轴连接的转动臂，转动臂与热盖连接，旋转电机与控制器电连接。[0014]—种基因扩增仪的控制方法，包括如下步骤：[0015]6-1工作人员将若干个实验用的试管分别放入各个试管插孔中，控制器控制转动装置带动热盖旋转到水平位置，控制器控制升降装置带动热盖下降到预设位置；[0016]6-2压力传感器检测储气罐中的压力，控制器控制气栗工作，储气罐中的空气压力逐渐增加，Tl分钟后，使储气罐中的气体压力始终处于控制器中预设的压力范围[A1，A2]内；[0017]对于有试管的竖槽，控制器控制与该竖槽内的气囊连接的导气管的电磁阀打开，气囊带动各个盖板向下移动；[0018]6-3[0019]6-3-1控制器控制储气罐的气压维持在压力范围[Al，A2]内；[0020]6-3-2控制器控制有试管的竖槽的第一电磁铁和对应第二电磁铁通电，第一电磁铁和第二电磁铁在磁力的作用下相互吸引，盖板保持稳定；[0021]6-4控制器控制加热装置和加热膜给各个试管进行加热，达到控制器中预设的加热时长后，控制器控制气栗工作，使储气罐中的气压逐渐降低;控制器控制各个第一电磁铁和各个第二电磁铁断电;控制器控制加热装置和加热膜停止加热；[0022]6-5控制器控制升降装置带动热盖上升到预设位置，控制器控制转动装置带动热盖旋转，将热盖打开，工作人员取出各个试管。[0023]作为优选，步骤6-3-1和步骤6-3-2之间包括如下步骤：[0024]7-1控制器选取压力传感器前后两个长度均为L的时间段内的检测值;其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L=nXTT，则控制获得时间段A和时间段納压力传感器的η个检测值；[0025]7-2设定时间段A的每个检测值ScSx1，时间段B的每个检测值Sc为yi，i=l，2，···，η;[0026]利用公式'计算两个时间段对应Sc的相似度；[0027]7-3若Si是时间段B内所有Sc的平均值；[0064]7-4控制器利用时间段納剩余的yi组成压力传感器的检测信号I⑴；[0065]7-5将It输入相干共振模型中，调整相干共振模型的μ值，使相干共振模型发生共振；[0066][0067][0068]其中，Vt是模型触发单元动作电位，Vt是模型触发动作阈值电位，VR是触发单元动作完成之后的回复电位，μτ是模型触发动作后静息状态参量，VRVT，|t高斯随机激励参量，V⑴是相干共振模型的实时电位，μ是相干共振模型的调整系数，τ是相干共振模型的静息常数，Vt+是相干共振模型在t+时刻的实时电位，V2t是Vt的平方，μ2τ是μ2与τ的乘积；[0069]7-6相干共振模型输出互相关系数，若互相关系数在区间[0.85,1.1]内时，转入步骤320;否则转入步骤310。[0070]步骤320,控制器控制有试管的竖槽的第一电磁铁和对应第二电磁铁通电，第一电磁铁和第二电磁铁在磁力的作用下相互吸引，盖板保持稳定；[0071]步骤400,加热试管[0072]控制器控制加热装置和加热膜给各个试管进行加热，达到控制器中预设的加热时长后，控制器控制气栗工作，使储气罐中的气压逐渐降低;控制器控制各个第一电磁铁和各个第二电磁铁断电;控制器控制加热装置和加热膜停止加热；[0073]步骤500,取出试管[0074]控制器控制升降装置带动热盖上升到预设位置，控制器控制转动装置带动热盖旋转，将热盖打开，工作人员取出各个试管。[0075]应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

权利要求：1.一种基因扩增仪，包括箱体（I，设于箱体内的基因扩增模块和加热装置，其特征是，还包括设于箱体上的控制器⑵，热盖412，升降装置⑶和与升降装置上端连接的转动装置4;热盖与转动装置连接，热盖中设有若干个与基因扩增模块中的各个试管插孔相对应的竖槽5，每个竖槽中均设有气囊6，气囊下端设有盖板7，各个气囊均通过导气管9与储气罐8连接，储气罐中设有压力传感器81，储气罐上设有气栗82，每个导气管上均设有电磁阀（91，热盖中设有加热膜，控制器分别与气栗、加热装置、加热膜、升降装置、转动装置、压气传感器和各个电磁阀电连接。2.根据权利要求1所述的基因扩增仪，其特征是，每个竖槽内均设有筒状的第一电磁铁10，每个盖板的侧面上均设有环形的第二电磁铁（11，各个第一电磁铁和各个第二电磁铁均与控制器电连接。3.根据权利要求1所述的基因扩增仪，其特征是，各个竖槽的横截面的直径有若干个不同尺寸，每个竖槽上均设有若干条导向竖筋，各个竖槽的盖板上均设有与各条导向竖筋相对应的缺口。4.根据权利要求1所述的基因扩增仪，其特征是，所述升降装置包括设于箱体侧壁上的固定板31、设于固定板上的限位传感器32、两条竖向滑轨和固定框架33;固定框架与两条竖向滑轨滑动连接，升降电机34通过设有外螺纹的转轴与固定框架连接，限位传感器和升降电机均与控制器电连接。5.根据权利要求4所述的基因扩增仪，其特征是，所述转动装置包括设于固定框架上部的轴支撑架41、设于轴支撑架上的转轴42，与转轴连接的旋转电机43，与转轴连接的转动臂44，转动臂与热盖连接，旋转电机与控制器电连接。6.—种基于权利要求2所述的基因扩增仪的控制方法，其特征是，包括如下步骤：6-1工作人员将若干个实验用的试管分别放入各个试管插孔中，控制器控制转动装置带动热盖旋转到水平位置，控制器控制升降装置带动热盖下降到预设位置；6-2压力传感器检测储气罐中的压力，控制器控制气栗工作，储气罐中的空气压力逐渐增加，Tl分钟后，使储气罐中的气体压力始终处于控制器中预设的压力范围[A1，A2]内；对于有试管的竖槽，控制器控制与该竖槽内的气囊连接的导气管的电磁阀打开，气囊带动各个盖板向下移动；6-36-3-1控制器控制储气罐的气压维持在压力范围[Al，A2]内；6-3-2控制器控制有试管的竖槽的第一电磁铁和对应第二电磁铁通电，第一电磁铁和第二电磁铁在磁力的作用下相互吸引，盖板保持稳定；6-4控制器控制加热装置和加热膜给各个试管进行加热，达到控制器中预设的加热时长后，控制器控制气栗工作，使储气罐中的气压逐渐降低;控制器控制各个第一电磁铁和各个第二电磁铁断电;控制器控制加热装置和加热膜停止加热；6-5控制器控制升降装置带动热盖上升到预设位置，控制器控制转动装置带动热盖旋转，将热盖打开，工作人员取出各个试管。7.根据权利要求6所述的基因扩增仪的控制方法，其特征是，步骤6-3-1和步骤6-3-2之间包括如下步骤：7-1控制器选取压力传感器前后两个长度均为L的时间段内的检测值;其中，前后两个时间段分别为时间段A和时间段B，L=nXTT，则控制获得时间段A和时间段B内压力传感器的η个检测值；7-2设定时间段A的每个检测值Sc为Xi，时间段B的每个检测值Sc为yi，i=l，2,...，η;利用公式计算两个时间段对应Sc的相似度；7-3若si1，则将与si对应的yi删除；其中：为时间段A内所有Sc的平均值：是时间段B内所有Sc的平均值；7-4控制器利用时间段B内剩余的71组成压力传感器的检测信号It;7-5将It输入相干共振模型中，调整相干共振模型的μ值，使相干共振模型发生共振；7-6相干共振模型输出互相关系数，若互相关系数在区间[0.85,1.1]内时，转入步骤6-3-2;否则转入步骤6-3-1。8.根据权利要求7所述的基因扩增仪的控制方法，其特征是，所述相干共振模型为其中，V⑴是模型触发单元动作电位，Vt是模型触发动作阈值电位，Vr是触发单元动作完成之后的回复电位，μτ是模型触发动作后静息状态参量，VrVt，I⑴高斯随机激励参量，Vt是相干共振模型的实时电位，μ是相干共振模型的调整系数，τ是相干共振模型的静息常数，Vt+是相干共振模型在t+时刻的实时电位，V2t是Vt的平方，μ2τ是μ2与τ的乘积。9.根据权利要求7或8所述的基因扩增仪的控制方法，其特征是，每个盖板的下表面边缘上均设有垂直与盖板的围板，围板内设有设有环形竖槽，环形竖槽内设有密封圈。

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