Портативное электронагревательное устройство для проведения петлевой изотермической амплификации и применение этого устройства

Изобретение относится к области биохимии, а именно к портативному устройству для проведения петлевой изотермической амплификации и его применению. Портативное устройство содержит корпус из двух частей, верхняя из которых плотно усажена в нижнюю. Устройство содержит вставку в виде двух резиновых цилиндров конусоидальной формы для крепления пробирок, рабочую камеру с датчиком температуры, верхнюю крышку, электронную плату, нижнюю крышку, разъем для электропитания и тены. Плата содержит блок терморегулятора, блок преобразователя, блок контроллера, блок разъема питания, два блока светодиодов синий и красный. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области биохимии, а именно к портативным устройствам для проведения петлевой изотермической амплификации и может быть использовано как в лабораторных так и в домашних условиях.

Предшествующий уровень техники

Известен патент РФ на изобретение № 2666925, МПК C12M 1/38, C12Q 1/68, B01L 7/00. «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ С ОДНОНАПРАВЛЕННЫМ РАЗДВИЖНЫМ СРЕДСТВОМ».

Предложено устройство для проведения полимеразной цепной реакции. ПЦР-устройство содержит последовательно соединенные термоблоки ПЦР, содержащий две или более реакционные камеры ПЦР-чип пластинчатого типа и однонаправленное раздвижное средство. Каждый термоблок ПЦР содержит два или более расположенных на верхней поверхности подложки нагревателя. Раздвижное средство обеспечивает последовательный термический контакт между двумя или более повторно расположенными от одного до другого края ПЦР-чипа реакционными камерами с двумя или более повторно расположенными от одного до другого края термоблока ПЦР нагревателями. Изобретение обеспечивает уменьшение продолжительности ПЦР, повышение выхода ПЦР и увеличение количества проб, измеряемых и анализируемых в реальном времени.

Недостатком данного устройства является сложность в изготовлении и использовании.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение № 2305233, МПК F25D 3/14, G05D 23/30. «ПОРТАТИВНЫЙ ТЕРМОСТАТ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ».

Технический результат сводится к упрощению устройства, повышению надежности и уменьшению установленной мощности с одновременным снижением материалоемкости и стоимости. Портативный термостат для биологических исследований состоит из корпуса с теплоизоляцией, внутри которого размещается рабочая камера, доступ к которой осуществляется через теплоизолированную дверь, внутри рабочей камеры располагаются технологические полки, по длине несколько меньше, чем внутреннее пространство рабочей камеры, которые образуют воздушные каналы, воздух по которым из рабочей камеры обтекает датчик температуры за счет электровентилятора и нагревается электронагревателем, также введены блок коммутации, подключенный к шинам сетевого электропитания, усилитель постоянного тока, фильтр питания, блок регулирования, задатчик температуры, выпрямитель, понижающий трансформатор.

Недостатками предложенного термостата является его размер, сложность изготовления, а именно большое количество датчиков, регуляторов и т.д. и сложность использования термостата, которая заключается в совершении некоторого количества действий, последовательность которых можно перепутать при индивидуальном использовании.

Раскрытие изобретения

Технической задачей данного изобретения является создание

· простого в использовании портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

· простого в изготовлении портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

· надежного и неэнергоемкого портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что портативное электронагревательное устройство для проведения петлевой изотермической амплификации, содержит корпус устройства, состоящий из двух частей, верхняя из которых плотно усажена в нижнюю, тем самым, образуя герметичный резервуар. Верхняя часть корпуса сверху содержит вставку в виде двух резиновых цилиндров конусоидальной формы для крепления пробирок, а верхняя крышка снабжена двумя уплотнителями. Рабочая камера с датчиком температуры расположена в верхней части корпуса. Нижняя часть корпуса содержит электронную плату, нижнюю крышку, разъем для электропитания и тены, которые выходят в верхнюю часть корпуса. Плата содержит блок терморегулятора, блок преобразователя, блок контроллера, блок разъема питания, два блока светодиодов синий и красный.

Применение портативного электронагревательного устройства для проведения реакции петлевой изотермической амплификации, заключается в том, что в верхнюю часть корпуса заливают воду и подключают устройство к сети. Вода начинает нагреваться при этом красный светодиод на корпусе мигает. Датчик температуры постоянно передает информацию о текущей температуре воды на блок контроллера, а далее на блок терморегулятора электронной платы. А блок терморегулятора передает нужное напряжение на тены, до момента нагрева воды в резервуаре до 65 градусов С. После достижения необходимой температуры красный светодиод начинает гореть статично. Затем вставляют пробирки в резиновые цилиндры и на протяжении 25 минут происходит реакция, причем красный светодиод горит статично. По истечении времени прохождения реакции красный светодиод гаснет и загорается синий. Устройство отключают от сети, а пробирки извлекают из устройства и воду из резервуара сливают.

На фиг.1 представлены элементы портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

На фиг.2 - схематическое изображение портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

На фиг. 3 представлена функциональная схема портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

Реализация изобретения

Портативное электронагревательное устройство 1 для проведения петлевой изотермической амплификации, содержит корпус 2 устройства 1, состоящий из двух частей, верхняя 5 из которых плотно усажена в нижнюю 6, тем самым, образуя герметичный резервуар 8. Верхняя часть корпуса 5 сверху содержит вставку 9 в виде двух резиновых цилиндров конусоидальной формы для крепления пробирок, а верхняя крышка 3 снабжена двумя уплотнителями 10. Рабочая камера 4 с датчиком температуры 11 расположена в верхней части корпуса 2. Нижняя часть корпуса 6 содержит электронную плату 12, нижнюю крышку 7, разъем для электропитания 13 и тен 1 14 и тен 2 15, которые выходят в верхнюю часть корпуса 2. Плата 12 содержит блок терморегулятора 17, блок преобразователя 18, блок контроллера 19, блок разъема питания 20 и два блока светодиодов синий 22 и красный 21.

Применение портативного электронагревательного устройства 1 для проведения реакции петлевой изотермической амплификации, заключается в том, что в верхнюю часть корпуса 5 заливают воду и подключают устройство 1 к сети. Вода начинает нагреваться при этом красный светодиод 21 на корпусе 1 мигает. Датчик температуры 11 постоянно передает информацию о текущей температуре воды на блок контроллера 19, а далее на блок терморегулятора 17 электронной платы 12. А блок терморегулятора 17 передает нужное напряжение на тены 1 и 2 (14 и 15), до момента нагрева воды в резервуаре 8 до 65 градусов С. После достижения необходимой температуры красный светодиод 21 начинает гореть статично. Затем вставляют пробирки в резиновые цилиндры 9 и на протяжении 25 минут происходит реакция, причем красный светодиод 21 горит статично. По истечении времени прохождения реакции красный светодиод 21 гаснет и загорается синий 22. Устройство 1 отключают от сети, а пробирки извлекают из устройства 1 и воду из резервуара 8 сливают.

Устройство применяют следующим образом.

Предварительно подключают устройство 1 к электропитанию, при этом возможно подключение к сети, к ПК, телефону и другим устройствам, содержащим аккумуляторную батарею.

Красный светодиод 21 начнет мигать (в это время устройство набирает нужную температуру). Когда красный светодиод 21 перестает мигать и начинает гореть статично – устройство 1 готово к работе.

Пробирку с реагентом помещают в герметичный резервуар 8 с нагретой до нужной температуры водой (65°С) через вставку в виде двух резиновых цилиндров 9 на верхней части корпуса 5, чтобы пробирки были полностью помещены в него.

По окончании работы начинает гореть синий светодиод 22 - это показатель окончания работы. После этого необходимо выключить устройство 1 от сети, вынуть пробирки и слить воду.

Электронагреватель является одноразовым устройством.

Преимуществами предлагаемого решения является:

1. Проведение петлевой изотермической амплификации как в домашних, так и в лабораторных условиях.

2. Возможность использования устройства без подключения к сети 220 В.

3. Компактность устройства.

4. Простота изготовления и транспортировки.

5. Устройство удобно в эксплуатации, и имеет доступ ко всем сменным или регулируемым элементам.

6. Конструкция устройства обеспечивает взаимозаменяемость сменных одноименных изделий.

7. Конструкция устройства обеспечивает устойчивость к тепловым и электродинамическим нагрузкам, возникающим при токах короткого замыкания.

8. Конструкция устройства обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации и обслуживания, удобство наблюдения за работой изделия, удобство установки изделия, а также подключения внешних соединений, доступ к контактным соединениям, удобство ремонта и замены комплектующих.

9. Конструкция устройства обеспечивает безопасность за счет того, что провода и кабели защищены от изломов и оголения, нарушения изоляции.

10. Возможность масштабирования исследований, путем подключения нескольких приборов.

Все приведенные описания функционирования устройства подтверждают выполнение технической задачи данного изобретения, а именно, создание простого в использовании и изготовлении, а также надежного и неэнергоемкого портативного электронагревательного устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

Промышленная применимость

Все вышеизложенное говорит о промышленной применимости устройства для проведения петлевой изотермической амплификации.

Перечень позиций

1 - устройство для проведения петлевой изотермической амплификации

2 - корпус

3 - верхняя крышка

4 - рабочая камера

5 - верхняя часть корпуса

6 - нижняя часть корпуса

7 - нижняя крышка

8 - герметичный резервуар

9 - вставка в виде двух резиновых цилиндров

10 - уплотнитель верхней крышки

11 - датчик температуры

12 - электронная плата

13 - разъем для электропитания

14 - тен 1

15 - тен 2

16 - защищенное проводное соединение

17 - блок терморегулятора

18 - блок преобразователя

19 - блок контроллера

20 - блок разъема питания

21 - блока красного светодиода

22 - блок синего светодиода.

1. Портативное электронагревательное устройство для проведения петлевой изотермической амплификации, содержащее корпус с крышкой и рабочей камерой, которая содержит датчик температуры, нагревательные тены, разъем с шинами для электропитания, отличающееся тем, что корпус устройства состоит из двух частей, верхняя из которых плотно усажена в нижнюю, тем самым образуя герметичный резервуар, при этом верхняя часть корпуса сверху содержит вставку в виде двух резиновых цилиндров конусоидальной формы для крепления пробирок, а верхняя крышка снабжена двумя уплотнителями, внешний диаметр которых равен внутреннему диаметру резиновых цилиндров, при этом рабочая камера с датчиком температуры расположена в верхней части корпуса, а нижняя часть корпуса содержит электронную плату, нижнюю крышку, разъем для электропитания и тены, которые выходят в верхнюю часть корпуса, причем датчик температуры и тены имеют защищенное проводное соединение с электронной платой, а сама плата содержит блок терморегулятора, блок преобразователя, блок контроллера, блок разъема питания и два блока светодиодов синий и красный, при этом связи всех рабочих элементов устройства распределены следующим образом: тены имеют одностороннюю исходящую связь с датчиком температуры и одностороннюю входящую связь с блоком терморегулятора, а датчик температуры связан с блоком преобразователя, блок преобразователя, в свою очередь, связан с блоком контроллера, а блок контроллера с блоком терморегулятора, блоком разъема питания, и исходящую связь с блоками светодиодов.

2. Применение портативного электронагревательного устройства по п. 1 для проведения петлевой изотермической амплификации.