(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211121928.6 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 青岛佳明测控科技股份有限公司 地址 266000 山东省青岛市高新区 聚贤桥 路11号 (72)发明人 张龙飞　金立新　王强　熊思　 邢媛　王松岭　闫豪杰　吴得福　 高心岗　 (74)专利代理 机构 青岛恒昇众力知识产权代理 事务所(普通 合伙) 37332 专利代理师 张俊珍 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/38(2006.01) C12M 1/04(2006.01)C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种小型自动化 微流控PCR仪及其使用方法 (57)摘要 本发明涉及生物 技术领域， 具体为一种小型 自动化微流控PCR仪及其使用方法， 基板侧面固 定有温控固定部和涡流管固定部， 温控体沿竖向 卡于温控固定部内， 温控体轴心处设有温控反应 腔， 加热棒和制冷管分别沿轴向嵌于温控体外周 壁， 反应管套装于温控反应腔内， 反应管顶面设 有进样孔和出样孔， 涡流管沿竖向卡装于涡流管 固定部内腔， 涡流管的中部为压缩空气入口， 涡 流管的顶底部分别为冷气排出管和热气排出管， 冷气排出管的顶端对应与制冷管的底端套接， 温 度传感器沿竖向套接于温控体的壁体内， 温度传 感器的输出端与加热棒 以及压缩空气入口连接 的压缩空气泵的控制器输入端分别电性连接； 解 决了PCR仪控温慢以及难以实现自动化进样的问 题。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115505514 A 2022.12.23 CN 115505514 A 1.一种小型自动化 微流控PCR仪， 其特 征在于， 包括： 基板(1)， 所述基板(1)侧面由上至下依次固定有温控固定部(11)和涡流管固定部 (12)； 温控体(2)， 所述温控体(2)沿竖向卡装于所述温控固定部(11)内腔， 所述温控体(2)的 轴心位置设有温控反应腔(21)； 加热棒(3)， 所述加热棒(3)沿轴向嵌于所述温控体(2)的外周壁； 制冷管(4)， 所述制冷管(4)沿轴向嵌于所述温控体(2)的外周壁； 反应管(5)， 所述反应管(5)套装于所述温控反应腔(21)内， 所述反应管(5)为腔体结 构， 且其顶面开设有分别用于插装进样管和出样管的进样孔(51)和出样孔(52)， 所述进样 管和出样管通过微泵实现溶 液的进出； 涡流管(6)， 所述涡流管(6)沿竖向卡装于所述涡流管固定部(12)内腔， 所述涡流管(6) 的中部为压缩空气入口(61)， 所述涡流管(6)的顶底部分别为冷气排出管(62)和热气排出 管(63)， 所述冷气排出 管(62)的顶端对应与所述制冷管(4)的底端 套接； 温度传感器(7)， 所述温度传感器(7)沿竖向套接于所述温控体(2)的壁体内， 所述温度 传感器(7)的输出端与所述加热棒(3)以及所述压缩空气入口(61)连接的压缩空气泵的控 制器输入端分别电性连接 。 2.根据权利 要求1所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述制冷管(4)的 数量为三个， 所述加热棒(3)的数量为二个， 所述制冷管(4)与所述加热棒(3)沿周向间隔嵌 于所述温控体(2)的外周壁， 三个所述制冷管(4)为串联 连接。 3.根据权利 要求2所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述温控体(2)的 外周壁沿周向均匀设有5个分别沿其轴向延伸的弧面凹槽(22)， 所述加热棒(3)和制冷管 (4)分别对应卡装于所述弧面凹槽(22)内， 所述温控体(2)顶 面位于所述 温控反应腔(21)外 侧的位置沿竖向设有用于套装 所述温度传感器(7)的插孔(23)， 所述 温控体(2)底部轴心位 置设有与所述温控反应腔(21)底端连通的尾孔(24)， 所述温控体(2)的材质为金属、 半导 体、 玻璃、 塑料中的一种。 4.根据权利 要求1所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述反应管(5)的 内壁设有亲水层， 所述反应管(5)的材料为塑料、 硅中的一种， 且亲水层的材质对应为PVA、 二氧化硅中的一种。 5.根据权利要求3所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述温控固定部 (11)包括与所述基板(1)侧面直接固定的温控固定座(111)， 以及与所述温控固定座(111) 通过螺钉缝合连接的温控固定卡(112)， 所述温控体(2)套于所述温控固定座(111)与所述 温控固定卡(112)围成的腔体内， 且腔体内壁设有与所述加热棒(3)和制冷管(4)分别对应 卡接匹配的弧面 卡槽(113)。 6.根据权利要求1所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述涡流管固定 部(12)包括与所述基板(1)直接固定的涡流固定座(121)以及通过螺钉缝合连接于所述涡 流固定座(121)的涡流固定卡(122)， 所述涡流固定座(121)与所述涡流固定卡(122)接触面 分别对应设有与所述热气排出 管(63)中部卡接匹配的半圆柱槽(123)。 7.根据权利要求1所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于， 还包括上U形管 (8)和下U形 管(9)， 所述上U形 管(8)和下U形 管(9)用于串联三个所述制冷管(4)。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115505514 A 28.根据权利要求7所述的一种小型自动化微流控PCR仪， 其特征在于： 所述温控固定部 (11)的顶 面可拆卸固定有热盖(10)， 所述热盖(10)顶 面中部对应于所述进样孔(51)和出样 孔(52)的位置开设有通孔三(1003)， 所述热盖(10)顶面 成对开设有与所述上U形管(8)顶部 两端套接匹配的通孔一(1001)， 所述热盖(10)顶面还设有与其中一个所述制冷管(4)顶端 套接匹配的通孔二(1002)， 所述基板(1)侧面位于所述温控固定部(11)的外围固定连接有 壳体(14)， 所述壳体(14)内壁与所述温控固定 部(11)外壁之间设有保温层(13)。 9.根据权利要求8所述的一种小型自动化微流控PCR仪的使用方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： S1、 所述反应管(5)的预处 理； 首先， 所述反应管(5)在 首次使用时， 先由所述进样孔(51)流入1mL纯水， 静置10min， 由 微泵作用将纯 水从所述出样孔(52)排出， 重复纯 水流入和排出的过程两次； 其次， 通过 所述进样孔(51)逆抽空流道内的纯 水； 再次， 由所述进样孔(51)吹气5mi n， 将所述反应管(5)干燥后， 备用； S2、 向所述反应管(5)内注入PCR溶 液； 通过微泵由进样孔(51)依次向所述反应管(5)内腔注入1uL模板、 2uL上下游混合引 物 溶液、 47uL酶原料MIX 溶液； S3、 将所述热盖(10)加热至10 5℃后保持恒温； S4、 对所述反应管(5)进行 预热； 所述加热棒(3)对所述温控体(2 )进行加热， 使得温控反应腔(21)升温至98℃， 持续 2min； S5、 进行第一次反应 循环； 通过所述压缩空气入口(61)向所述涡流管(6)输入压缩空气， 冷空气由所述冷气排出 管(62)进入所述制冷管(4)内， 使得所述温控反应腔(21)迅速降温， 温度降至60℃时， 维持 10S， 然后所述加热棒(3)对 所述温控反应腔(21)进行加热， 温度升高至72℃， 维持20S,以完 成第一次反应 循环； S6、 通过所述加热棒(3)和所述涡流管(6)与所述制冷管(4)组成的制冷组件的多次升 降温， 实现PCR循环， 以使得核酸大量扩增； S7、 PCR扩增结束， 微泵运行由所述出样孔(52)将PCR溶 液流向下一模块进行核酸检测； S8、 对所述反应管(5)进行冲洗； 首先， 所述加热棒(3)对所述温控体(2)进行加热， 温度控制温度在6 5℃； 其次， 通过微泵由所述进样孔(51)向所述反应管(5)内注入1mL  pH为8的TE缓冲液， 静 置10min后， TE缓冲液由微泵控制从所述出样孔(52)排出， 重复两次； 再次， 微泵通过所述进样孔(51)向所述反应管(5)内注入1mL纯水， 静置10min， 纯水由 微泵控制从所述出样孔(52)排出， 重复两次； 最后， 微泵通过所述进样孔(51)逆抽空流道内的纯水， 再由所述进样孔(51)吹气5min， 对所述反应管(5)进行干燥， 以便 于进行下一反应 循环。 10.根据权利要求9所述的一种 小型自动 化微流控PCR仪的使用方法， 其特征在于： 对所 述反应管(5)进行保存时， 先按照步骤S8对所述反应管(5)进行冲洗和 干燥后， 再进行常温 放置。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115505514 A 3