基因扩增仪(PCR仪)温度校准装置的研究
基因扩增仪(PCR仪)温度校准
link appraisement陕西中检计量测试技术有限公司图1 内部结构示意图CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2021·中国科技信息2021年第10期10万～30万◎室或样品池中孔温度进行测量、在装有反映缓冲液的PCR管中安置温度传感器用于对反应缓冲液温度进行测量，是PCR仪现有的两种主要校准方法。
前者能将加热室或样品池中各点温度、均匀度直接获取，然而却无法将PCR管内反应体系温度反映；后者能获取可将PCR反应中各阶段温度更精确、真实反映的温度参数，然而PCR管质量却会对其构成巨大影响。
综合来看，采用后者展开测量，相对而言更加合理、科学。
PCR仪温度校准项目稳定的温度循环，是PCR得以成功实现的基础条件之一。
温度准确性、升降速度及温场均匀性和最大超调温度等温度控制的动、稳态特性，会对PCR扩增结果的准确性构成严重影响，温度准确性作为PCR仪关键性能指标之一的温度准确性，如果处于较低水平会引起非特异性扩增的情况，更有甚者会导致扩增结果出错，构成假阴性和假阳性。
现有PCR仪性能主要指标中，有关准确度方面的指标多以±0.5℃为主，个别PCR仪性能较好，能实现±0.3℃的温度准确度。
所以，有必要测试 PCR仪控温准确度。
在计算校准实验平均温度时，可采用公式：n ttnii∑==1，式中ti代表各个测量点实际温度值；i代表检测中使用的温度探头序号；n代表检测中使用的温度探头数量。
温场均匀性因PCR仪加热器难以均匀加热的缘故，PCR仪模块上各孔间会有适量温差存在，进而影响试验结果。
PCR仪边中间区域温度通常高于边缘点，因此PCR仪性能指标之一的均匀性也很重要，普遍规定在±0.5℃，个别性能较好的 PCR仪能实现±0.3℃的温度均匀度。
校准试验中，挑选16个孔板中的特殊反应位置用于温度测量，能将孔板温度均匀性获取。
pcr仪校准标准
pcr仪校准标准
一、目的
本标准规定了PCR仪的校准方法、校准项目和校准周期，以确保PCR仪的准确性和可靠性。
二、适用范围
本标准适用于各类PCR仪的校准，包括实时荧光定量PCR仪、普通PCR仪等。
三、校准方法
1.实时荧光定量PCR仪校准方法
（1）选定标准品：选择已知拷贝数的标准品，用于校准PCR仪的荧光定量检测系统。
（2）设置仪器参数：按照仪器说明书设定PCR仪的参数，包括退火温度、延伸时间、循环数等。
（3）运行PCR反应：将标准品DNA加入到PCR反应液中，按照设定的参数进行PCR反应。
（4）数据分析：记录PCR仪生成的荧光信号数据，使用标准曲线法计算标准品的拷贝数。
将计算结果与已知拷贝数进行比较，评估仪器的准确性。
2.普通PCR仪校准方法
（1）温度校准：使用温度计测量PCR仪的加热块温度，观察是否与设定温度一致。
可以参考仪器说明书中的温度校准表进行校准。
（2）灵敏度校准：使用已知浓度的模板DNA进行PCR反应，观
察是否能够正确检测到目标基因。
可以参考仪器说明书中的灵敏度校准表进行校准。
四、校准项目
1.实时荧光定量PCR仪校准项目：荧光信号稳定性、荧光信号准确性、拷贝数计算准确性等。
2.普通PCR仪校准项目：加热块温度准确性、灵敏度检测准确性等。
五、校准周期
1.实时荧光定量PCR仪校准周期：建议每季度进行一次校准。
2.普通PCR仪校准周期：建议每年进行一次校准。
PCR仪-仪器百科
简介PCR仪就是利用pcr技术原理进行DNA复制扩增的仪器。
使用PCR 仪按一定步骤进行实验操作，就可以将一段基因复制为原来的成百上千亿倍，因此我国也一直推进pcr仪的产业发展和技术进步，国内也出现了一批技术先进的pcr仪品牌和公司。
PCR技术是通过DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内的大量合成，基本上它是利用DNA聚合酶进行专一性的连锁复制。
原理利用升温使DNA变性，在聚合酶的作用下使单链复制成双链，进而达到基因复制的目的。
产品基本应用PCR技术具有敏感度高、特异性强、快速简便等优点，在医学、遗传学、法医学、微生物学、食品检验、卫生检验等众多领域中具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。
（1）生命科学a、人类基因组计划随着的PCR日臻完善，科学家于2003年在完成的人类基因组“工作框架图”的基础上，经过整理、分类和排列后得到的更加准确、清晰、完整的基因组图谱。
这是对人类基因组基本面貌的首次揭示，表明科学家们开始部分“读”出人类生命“天书”所蕴涵的内容。
b、后基因组计划人类基因组DNA序列图谱完成后，鉴定基因组多态性及其单倍型以及寻找其在生物和医学应用中重要成为人们关心的热点。
以研究基因功能为核心的“后基因组时代”已经来临，大规模的结构基因组、蛋白质组以及药物基因组的研究计划已经成为新的热点。
c、物种的分类、进化及亲缘关系可以进行物种进化的保守性分析及物种多态性分析、物种鉴定。
（2）医药a、遗传病的产前诊断：用胎儿羊膜细胞，羊水或甚至母血可以检查胎儿的性别，这在与性染色体关联遗传病诊断中是必要的。
对于高发的遗传病，如地中海贫血、镰刀状细胞贫血、凝血因子缺乏、DMD 等已在临床应用多年，为优生优育作了贡献，对于有遗传倾向的疾病尤其是老年性疾病，如糖尿病、高血脂症、甚至肿瘤中的一部分，均是当前研究的重点，近期内可望有突破。
b、致病病原体的检测：检测范围包括细菌、病毒（SARS及禽流感病毒H5N1等）、原虫及寄生虫、霉菌、立克次体、衣原体和支原体等一切微生物。
PCR仪的原理和使用
PCR仪的原理和使用PCR（聚合酶链反应）仪是一种用于扩增和复制DNA序列的实验仪器。
PCR反应是一种体外的快速扩增DNA序列的方法，其原理是在适当的反应条件下，使用DNA聚合酶及其引物以及模板DNA，通过反复进行三步循环的温度变化（变性、退火、扩增），最终可以快速扩增目标DNA。
PCR仪是为了实现PCR反应而专门设计的仪器，它可以精确控制反应体系的温度和时间。
PCR仪的主要组成部分包括温控模块、光学检测模块、控制模块和显示模块。
温控模块负责精确控制反应体系的温度，通常由Peltier元件和温控系统组成。
光学检测模块用于检测PCR反应过程中产生的荧光信号，通常采用光电二极管或光电倍增管等光电检测器件进行信号检测。
控制模块用于控制PCR反应的参数，如温度、时间等，通常由控制电路和软件程序组成。
显示模块用于实时显示PCR反应的结果，通常采用液晶显示屏或数码显示器。
1.准备反应体系：准备PCR反应所需的试剂和试管，如模板DNA、引物、dNTPs等。
根据实验需求确定反应体系的配比和容量。
2.设定PCR程序：在PCR仪的控制模块中设定PCR反应的程序，包括变性温度、变性时间、退火温度、退火时间和扩增温度等参数。
根据模板DNA的碱基序列和引物设计合理的PCR程序。
3.装载反应体系：将预先配制好的PCR反应体系装入PCR管或PCR片中，确保反应体系的充分混匀和无气泡。
4.温度调节：将装载好的PCR反应体系放入PCR仪中，并通过温控模块将温度快速升至设定的变性温度，保持一段时间进行DNA的变性。
5.引物退火：将温度降至设定的退火温度，以使引物与模板DNA结合。
通常，引物的退火温度低于模板DNA的熔解温度，以保证引物与DNA的特异性结合。
6.DNA扩增：将温度升至设定的扩增温度，此时DNA聚合酶开始工作，引物在模板DNA上进行扩增反应。
在每个PCR循环中，DNA的复制数量将翻倍。
7.反复循环：根据设定的PCR程序，反复进行温度变化循环，以使DNA的扩增倍数不断增加。
PCR(基因扩增)仪温度示值误差校准结果的不确定度评定
PCR 仪温度示值误差校准结果的不确定度评定
1 被测对象
用于模块加热的聚合酶链反应（PCR ）分析仪，温度示值误差的校准结果，用PCR 仪监测系统进行校准。
2 测量模型
采集仪测量误差的数学模型为 c s d T T T -=∆ 式中：
d T ∆——温控装置工作区域内温度示值误差，℃；
S T ——被校准PCR 仪温控装置工作区域的设定温度值，℃；
c T ——所有测温传感器测量值的平均值，℃。
3 灵敏系数
S T 的灵敏系数： 1/1=∂∆∂=S d T T c
c T 的灵敏系数： c
d T T c ∂∆∂=/2=-1
4 不确定度来源
设定温度S T 为输入值，不产生不确定度，所以不确定度的来源只有测温传感器的测量值c T 。
（1） 测量重复性引入的不确定度 （2） 标准温度传感器引入的不确定度 5 不确定度分量的计算
（1）测量重复性引入的不确定度)(1i T u
（2）标准温度传感器引入的不确定度
标准温度传感器校准不确定度由标准温度传感器校准证书得到。
05.02
10.0)(2===
k u T u c
s ℃ 6 标准不确定度一览表
7 合成不确定度
合成不确定度用公式)()()(2
22
1s i T u T u u +=∆计算得到，结果见表3 8 扩展不确定度
c u k U ⨯=，取2=k ，则测量结果扩展不确定度见表3。
实时PCR仪中温度控制系统的研制
Ｐ Ｍ 波 作 为 控 制 信 号 ， 功 率 放 大 后 ， 动半 导 体 加 热 制 冷 片 。采 用 惠 斯 通 电 桥 作 为 温 度 传 感 电 路 ， 出 电 压 经 Ｗ 经 驱 输
Ｄ Ｐ内部 的 Ａ Ｃ模块后转换成数字 量 ； Ｓ Ｄ 同时采用 常规 ＰＤ算法实现温度 的闭环 控制 ， 采用 串行 通信接 口与上位 Ｉ 并 机进行实时通信 。实验结果表 明 ， 整体温 度控制 系统 的温度变 化速率 为３℃／ ， ｓ 温度数 据可 通过 串行通 信接 口以
Ａ ｉ ｎ—ｔ ｇｎ ｇｌ ｔ ｒ ｅ ｅ公 司的 Ｓ ｒＣ ｃ ｒ ８ ０ 另一种 则采 ｅ Ｓａ ｕｅ ｙｌ ０ ； ｅ８ 用 半 导体 加热 制冷 片来 完 成加 热 制 冷 ， Ｅ ｐｎ ｏ 如 ｐ ｅ ｄｒ ｆ 公 司的 Ｒ ａ ｌ －。在 闭环 控制 方 面 ， 用 ＰＤ算法 ｅｌ ｅ ４ Ｐｘ 采 Ｉ
实 时 Ｐ Ｒ仪 中温 度控 制 系统 的研 制 Ｃ
张新磊 冯继宏 孔 晶晶 袁玉强
（ 京 工 业 大 学 生命 科 学 与 生 物 工 程学 院 生 物 医 学工 程 中心 ，北 京 北 １０ ２ ） ０ １４
摘 要 ： 发一 套 基 于 Ｄ Ｐ式 的 实 时 Ｐ Ｒ仪 温度 控 制 系 统 。 以 Ｄ Ｐ芯 片 Ｔ ３ ０ ２ １ 研 Ｓ Ｃ Ｓ ＭＳ ２ Ｆ ８２为 核 心 ， 用 Ｄ Ｐ产 生 的 利 Ｓ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ａ － ｍ ｅ ＰＣＲ ｎ ｔ ｕ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｔｅ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ ｆ ｒ ａ Ｒｅ ｌＴｉ Ｉ ｓ ｒ ｍ ｎｔ
Ｚ ＮＧ Ｘｉ－ ｅ Ｆ Ｎ ｉ ｎ ＨＡ ｎ Ｌ ｉ Ｅ Ｇ Ｊ— ｇ Ｈｏ
pcr温度校准标准
pcr温度校准标准1. 简介PCR（聚合酶链式反应）是一种广泛应用于生物医学研究和临床诊断的技术，它通过扩增DNA片段来检测和定量目标DNA序列。
PCR反应的准确性和可重复性是保证实验结果可靠性的关键因素之一。
因此，PCR温度校准标准的制定和实施对于确保PCR实验数据的准确性至关重要。
2. PCR温度校准标准的背景2.1 PCR反应中温度参数的重要性在PCR反应中，不同温度阶段（变性、退火、延伸）对于扩增目标序列起着至关重要的作用。
不同目标序列需要不同的退火温度，而延伸阶段则需要适当控制延伸时间。
因此，正确控制PCR反应中各个阶段的温度参数对于扩增特定目标序列非常关键。
2.2 PCR仪器中温度控制系统现代PCR仪器通常配备了高精确度、高稳定性和快速响应速度的热电偶或光学传感器来监测和调节反应体系中各个阶段所需的精确温度。
然而，由于PCR反应过程中温度的变化，仪器中的温度控制系统可能存在一定的误差。
因此，制定PCR温度校准标准以确保反应体系中真实的温度是非常必要的。
3. PCR温度校准标准的制定3.1 标准样品选择PCR反应体系中常用的标准样品是由特定序列构建而成的DNA片段。
这些片段具有已知序列和长度，并且已经在许多实验室和研究领域进行了广泛应用。
选择合适的标准样品对于确保PCR反应体系中真实温度测量结果非常重要。
3.2 标准样品测量在制定PCR温度校准标准时，必须对所选标准样品进行精确测量。
这可以通过使用高精密仪器和合适的测量方法来实现。
例如，可以使用高分辨率热电偶或光学传感器来监测和记录PCR反应体系中不同阶段所需的精确温度。
3.3 数据分析与处理通过对多次重复实验数据进行统计分析和处理，可以得到更加可靠和可重复性结果。
这些数据可以用于建立PCR温度校准曲线和计算温度误差范围。
根据这些数据，可以制定PCR温度校准标准，以确保实验数据的准确性和可重复性。
4. PCR温度校准标准的实施4.1 标定PCR仪器一旦制定了PCR温度校准标准，就可以使用标定样品来验证和调整PCR 仪器的温度控制系统。
pcr仪的原理应用及发展趋势
PCR仪的原理应用及发展趋势一、PCR技术简介PCR（聚合酶链反应）是一种用于扩增DNA序列的技术。
它通过重复序列的循环反应，在体外复制并扩增特定的DNA片段。
PCR技术是分子生物学领域中非常重要的工具，广泛应用于基因分型、疾病诊断、基因工程等领域。
二、PCR仪的原理PCR仪是PCR技术的重要设备，它通过控制温度和时间来实现PCR反应的各个步骤。
PCR仪主要由加热模块、温度控制模块和检测模块组成。
1.加热模块：PCR仪中的加热模块用于控制反应液的温度。
其工作原理是通过Peltier元件、热电偶和制冷装置等组件来实现。
2.温度控制模块：PCR反应需要经历一系列的温度变化，如变性、退火和延伸等步骤。
温度控制模块通过精确控制加热模块的温度，使PCR反应能够按照设定的步骤进行。
3.检测模块：PCR反应的结果需要进行检测和分析。
检测模块通常采用荧光检测技术或者电导率检测技术来实现PCR产物的定量和分析。
三、PCR技术的应用PCR技术的应用非常广泛，以下是一些主要领域的应用：•分子生物学研究：PCR技术可以用于在DNA水平上研究基因的表达、突变和功能等。
•医学诊断：PCR技术可以用于检测疾病相关基因的突变、病原体的检测和诊断等。
•法医学：PCR技术可以用于法医学领域的DNA分型、个体识别和犯罪现场物证鉴定等。
•基因工程：PCR技术可以用于构建重组DNA、基因克隆和基因编辑等。
四、PCR技术的发展趋势PCR技术在过去几十年中发展迅速，未来的发展趋势可以预见：1.快速PCR技术：传统PCR技术的一个瓶颈是反应时间较长，未来的发展方向之一是加快PCR反应速度，实现快速扩增。
2.高通量PCR技术：随着测序技术的快速发展，对PCR反应产物的高通量测序需求也在增加。
未来的PCR仪将更加关注样品处理的自动化和高通量化。
3.实时PCR技术的发展：实时PCR技术可以实时监测PCR反应的进程，同时具备高灵敏度和高特异性。
未来的PCR仪将更加注重实时PCR技术的发展和应用。
PCR扩增仪校准报告
经校准该 PCR 扩增仪 符合 规程要求，判定为 合格 。
校准员：
核验员：
校准日期：2023/09/07
校准地点：362
技术依据及代号：JJF1527-2015 聚合酶链反应分析仪校准规范
标准器及配套设备：FLUKE 53-II B 双输入数字温度表（带温度探头）；计量科学研究院
外观检查记录：符合规程 5.3 要求
环境温度：23℃
环境湿度：60%
序号 设定温度/℃
实测温 度/℃
降温时 间/s
升温时 间/s
—
∆T=T-T1；∆t=Tmax-Tmin；∆H=TH-Th
30
30.1 29.6 29.8 -0.17 2.5 2.3 0.5
—
注：T1 为设定温度；T为实测平均温度；∆T 温度偏差；∆t 为温度均一性；Tmax 实测最大温度；Tmin 实测最
低温度；∆H 为热盖温度偏差，TH 为设置温度，Th 为实测温度。
标准要求：温度偏差：±0.5℃，±0.8℃（98℃）；温度均匀度≤1℃，≤1.5℃（98℃）；超调温度≤5℃；升降 温速率：≥1.5℃/s；热盖温度偏差：105℃，±3。
检定结果：
1、外观：符合规程 5.3 要求，合格； 2、温度偏差：不超过±0.5℃，合格； 3、温度均匀度：≤1℃，合格； 4、升温速率：≥1.5℃/s，合格； 5、降温速率：≥1.5℃/s，合格； 6、热盖温度偏差：105℃，不超过±3，合格； 7、超调温度：≤5℃，合格；
20 平均超调温度（℃）
3.2 2.8
1
29.6
19
-
温度均匀度（℃）
0.3 0.4
2
30
29.8
19
-
PCR核酸扩增仪2解析
其过程1：加热变性
加热（通常 93℃左右）可将双链 DNA分为两条 单链，称之为“变性”。
因为连接碱基之间的氢键较弱，它们在高温下 断裂，而脱氧核糖和磷酸之间的共价键结合力较强， 在高温下保持不变。
过程2 退火，引物与靶序列结合
? 引物是短的、人工合成的单链 DNA序列，有20-30 个碱基，具有标记的 5'端，便于下一步检测。它们 对于待扩增的靶核酸是特异的。 PCR反应需有两条 引物，每一条都与变性过程中产生的 DNA单链互补。
30次循环后靶序列扩增的数量 ---（10亿）
二、PCR核酸扩增仪工作原理与控温方式
? 在PCR反应中需以变性、退火、延伸三种温度为一 个循环，因此，设计 PCR基因扩增仪就要能精确控 制温度，这对 PCR反应十分关键。
? Taq DNA 聚合酶的应用大大提高了 PCR的效率，无 需在PCR反应过程中反复加入新鲜酶。 Taq DNA 聚 合酶酶促反应最适温度为 70～75℃。
（二）实时荧光定量PCR扩增仪
? 荧光实时定量 PCR技术（real-time quantitative PCR,RQ-PCR） 是在PCR反应体系中加入特异 性的荧光染料或探针，荧光信号的变化真实地反 映了体系中模板的增加，通过检测荧光信号，从 而实时监测整个 PCR反应过程，最后通过标准曲 线对未知模板进行定量分析。
PCR技术是在试管中 （体外）给 DNA的合 成提供一种合适条件 -模板DNA 、dNTP、 寡核苷酸引物、 DNA
聚合酶、合适的缓冲 体系，及让 DNA变性、 复性及延伸的温度和 时间，使 DNA 能够体 外复制。 Mullis 等因 此项技术获得 1993年 诺贝尔奖。
? PCR原理及其步骤：加热使双链DNA解开 螺旋，在退火温度条件下加入的引物同模 板DNA杂交，在Taq DNA聚合酶、dNTPs、 Mg2+和合适pH缓冲液存在条件下延伸引物， 重复 “变性→退火→引物延伸”过程至2540个循环，待测样本中的核酸拷贝数呈指 数级扩大。
pcr基因扩增实验报告
pcr基因扩增实验报告PCR基因扩增实验报告引言：PCR（Polymerase Chain Reaction）是一种基因扩增技术，通过对DNA进行体外扩增，可以在短时间内从少量DNA样本中扩增出大量目标DNA片段。
PCR技术在生物医学研究、疾病诊断和基因工程等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过PCR技术，扩增目标基因片段，为后续研究提供基础。
材料与方法：1. DNA样本：从细菌菌落中提取的DNA。
2. PCR试剂盒：包括DNA聚合酶、引物、dNTPs等。
3. PCR仪：用于控制PCR反应温度和时间。
4. 离心机：用于离心PCR反应管。
5. 电泳仪：用于分析PCR产物。
实验步骤：1. DNA提取：从细菌菌落中提取DNA样本，采用常规提取方法，如酚/氯仿法或商用DNA提取试剂盒。
2. PCR反应体系：根据PCR试剂盒说明书，配置PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、缓冲液和DNA聚合酶等。
3. PCR扩增条件：设置PCR反应的温度和时间，包括变性、退火和延伸步骤。
4. PCR反应：将PCR反应体系装入PCR反应管中，放入PCR仪中进行扩增反应。
5. PCR产物分析：将PCR反应产物进行电泳分析，观察扩增片段的大小和纯度。
结果与讨论：通过PCR反应，成功扩增出目标基因片段。
电泳结果显示，在所设定的PCR条件下，目标基因片段长度为XXX bp，与预期大小相符。
此外，电泳图中只有单一的明显条带，说明PCR反应的特异性较高，没有出现非特异性扩增产物。
PCR扩增是一种高效、敏感且特异性强的技术，其在生物医学研究中具有广泛的应用。
通过PCR技术，可以快速扩增出目标基因片段，为后续的基因测序、基因克隆和基因表达研究提供了重要的工具。
此外，PCR技术还可以用于病原体的检测和基因突变的筛查等领域。
然而，在进行PCR实验时，仍然需要注意一些关键因素。
首先，DNA提取的质量和纯度对PCR反应的成功与否至关重要。
pcr温度校准标准
PCR温度校准标准
PCR温度校准标准是指在PCR实验中，用于校准温度的标准参考
物质或方法。
目前常用的PCR温度校准标准包括以下几种：
1. 高精度温度探头：使用高精度的温度探头，如铂电阻温度传
感器（PT100）或热电偶（Thermocouple），将探头插入PCR反应管中，通过测量温度，并与实验室中的已知温度进行比较，从而校准PCR仪
的温度。
2. 具有已知熔解温度的DNA片段：使用具有已知熔解温度的DNA 片段作为模板，在PCR过程中进行熔解曲线分析，通过比较实验结果
与已知结果，确定PCR仪的温度准确性。
3. 二色荧光染料：使用二色荧光染料，如SYBR Green，将其添
加到PCR反应体系中，利用其独特的荧光特性，在PCR过程中进行熔
解曲线分析，通过比较实验结果与已知结果，确定PCR仪的温度准确性。
4. 校准PCR仪自带的温度传感器：有些PCR仪自带温度校准功能，可以通过内置的温度传感器进行校准，该传感器通常经过严格的
标定，提供准确的温度测量。
需要注意的是，不同的PCR仪可能需要不同的温度校准标准，具
体的校准方法和标准应根据PCR仪的型号和厂家提供的说明进行选择。
PCR基因扩增仪温度控制系统硬件电路设计
1.3
PCR技术以其自身巧妙的原理有与众不同的特点，高特异性、高敏感性及简便快捷使其成为基因诊断首选的技术之一。
(1)高特异性，PCR扩增严格遵守碱基配对原则的半保留复制。半保留复制是世界上最严格的复制方式之一，其新合成的子链与模板形成完全互补的镜像结构，从而充分保证了复制的准确性。另外，由于碱基互补原则，只有当引物与目的基因完全互补时，反应体系中的引物才能与模板产生复性，引物的延伸才得以进行，因此引物与模板的互补是复制的最基本条件，这从另一方面规定了PCR反应的高特异性。在生物界中，某种基因总有它最保守的、最具特征性的基因区段，它是某些生物，或某些型、亚型等功能分型所特有的。若能正确地选择这一区域作为扩增的目的基因，便可以充分地保障PCR检测的高度特异性。
西安工业大学北方信息工程学院
本科毕业设计（论文）
题目：PCR基因扩增仪温度控制系统硬件电路设计
系别电子信息系
专业自动化
班级
姓名
学号
导师
年月
毕业设计（论文）任务书
系别电子信息系专业自动化班姓名学号
1.毕业设计（论文）题目：PCR基因扩增仪温度控制系统硬件设计
28.基因扩增实验室仪器设备校准制度
XXXXXXXXXXX医院检验科基因扩增实验室作业指导书SOP
文件编号：HHHH/SOP-JY-GL-028-2024页码：第1页共1页发行版本：A
修改状态：1
批准日期：2024年1月17日
实施日期：2024年1月19日
50
基因扩增实验室仪器设备校准制度
1．目的：保证基因扩增检测仪器的有效运转及其准确性。
2．范围：基因扩增仪、核酸提取仪、医用冰箱、加样器、温度湿度计、生物安全柜。
3．职责：实验室负责该仪器的工作人员应定时校准仪器或联系厂家校准仪器。
4．程序：
4.1. 保证基因扩增实验室检验仪器、设备在投入使用前，必须经过校准。
4.2. 依据每台检验仪器、设备的校准检定计划，按期送检定部门或仪器生产厂家，
对检验仪器、设备进行校准，保证每一参数达到国家基准。
4.3. 校准检定报告存档：每台仪器设备校准报告由基因扩增实验室统一归档。
4.4. 实时荧光扩增仪由厂商每年校准一次。
4.5. 加样器校准按《加样器校准操作程序》进行，每一年一次。
4.6. 以经过质量计量监督局校准过的温度湿度计对其它温度计进行校准，每一年
一次。
4.7. 标识：对实验室所有检定后的仪器、设备、贴有标签，明确标识其工作状态。
4.8. 仪器、设备修理后，应当重新校准，检定合格后，方可使用。
检定不合格，
依修理或报废程序进行。
384孔PCR仪温度参数校准方法探讨
384孔PCR仪温度参数校准方法探讨
郭振宇;杨丽婷;吴梦言;姚乾文
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2024(51)4
【摘要】PCR技术作为一项革命性的分子生物学工具,在基因分析、病原体检测、药物研发、遗传学研究等领域发挥着重要作用。
384孔PCR仪作为高通量PCR仪的代表,具备一次性处理多个样本的能力。
由于现有的校准规范主要针对96孔,使用384孔时存在校准困难和准确性较差的问题。
因此,本文通过对两者进行对比,提出了384孔PCR仪的校准布点方式,并进行试验验证。
结果表明:采用该校准布点方式具有有效性。
【总页数】3页(P116-118)
【作者】郭振宇;杨丽婷;吴梦言;姚乾文
【作者单位】金昌市质量技术检测所;北京林电伟业电子技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】R73
【相关文献】
1.温度校准仪及其输出参数的校准方法
2.热变形及维卡软化点温度测试仪温度参数在线校准方法
3.PCR仪温度校准的必要性及方法探讨
4.一种PCR仪温度校准装置的溯源方法研究
5.实时荧光定量PCR仪光学参数校准方法探讨
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pcr校准规程
1、温度校准
温度控制是PCR仪的核心功能之一，必须确保加热和冷却均匀、准确。
通常使用温度计或红外线测温仪来检查PCR仪内部不同位置的温度是否稳定，并与设置温度进行比较，以确保其精度和准确性。
2、时间校准
时间控制是PCR过程中的另一个重要因素。
在PCR过程中，各个步骤的时间应该严格控制，以确保反应的准确性。
通过使用标准计时器或电子计时器，在不同时间段内测试PCR仪的时间精度和准确性。
3、光强度校准
PCR仪的光强度检测系统需要被校准以确保准确读取荧光信号。
为此，校准PCR仪前需要检查光源和检测器是否正常工作。
然后，使用标准荧光素材，如SYBR Green等，对PCR仪进行校准，以确保光强度检测系统的精度和准确性。
4、热平衡校准
热平衡是指PCR仪内部所有区域的温度达到稳定状态。
为了保证PCR反应的可靠性和准确性，必须确保PCR仪的各个区域在温度上达到平衡。
通常使用热敏电阻或热电偶来检查PCR仪不同位置的温度是否均匀，并进行调整以确保热平衡。
5、压力校准
PCR反应管需要在PCR仪中得到牢固的支撑，以保持其位置不变，并避免在高速旋转时移位。
因此，压力校准也是PCR仪校准过程中非常重要的一步。
通过检查PCR反应管架的压力和精度，确保PCR反应管可以正确地放置并安全运行。
温度校准标准操作程序
温度校准标准操作程序1、目的：保证实验时温度的准确2、范围：基因扩增实验室所有温控的仪器3．负责人：操作人：4、程序4.1温度计校准程序：4.1.1 由设备科人员送质检局对温度计进行校准。
每年进行1次。
4.1.2经校准过的温度计可作为微量恒温器温度校温的参照。
4.2 水浴箱温度校准程序：4.2.1 将水浴箱调至所设置的温度，等水温稳定以后，进行测量。
4.2.2 取出一只已经技术监督局校准后的温度计进行测量。
4.2.3 计下读数，重复在不同温度下测量。
4.2.4 经测量的温度和水浴箱显示温度进行比较，计算出误差。
4.2.5 将水浴箱调至校准后的温度。
4.2.6 每次试验前都必须进行此项工作。
4.3 冰箱温度的校准：（4℃冰箱和—20℃冰箱）4.3.1 每次实验前都需对冰箱温度进行记录，绘置冰箱温度的质控图。
4.3.2 取一只已经技术监督局校准后的温度计对冰箱温度进行实际测量，并计下读数。
4.3.3 反复多次测量，如超出规定范围，将冰箱调至所需温度。
4.4 扩增仪温度的校准4.4.1 将扩增仪打开并设至一温度。
4.4.2 在扩增仪的温控孔入放一个反应管，待温度长至所设温度时，用一只已经持术监督局校准过和温度计插入反应管中进行测量温度并记录。
4.4.3 在不同温度点进行重复测量，取均值，并与扩增仪的显示温度进行比较。
4.4.4 由于仪器较精密，温度相差太大则需请厂家前来校准并调试。
4.4.5 经调试后贴上绿色标签，标明时间仪器的性能状态。
5.本文涉及以下图表PCR实验室环境温湿度记录表冰箱温度质控图。
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天津大学精密仪器与光电子工程学院 2012 年 8 月
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。
天津大学硕士学位论文
基因扩增仪（PCR 仪）温度校准装置 的研究
Research and design of device for temperature calibration on Polymerase Chain Reaction Instruments
学科专业：仪器仪表工程 研 究 生：张丽萍 指导教师：刘瑾 副教授 企业导师: 任学弟 教授级高工
1.4 1.5 第二章 2.1 2.2
本论文主要工作 ............................................. 8 本文内容简介 ............................................... 9 基因扩增仪（PCR 仪）温度校准装置总体方案 .................. 10 基因扩增仪（PCR 仪）温度校准装置概述 ...................... 10 基因扩增仪（PCR 仪）温度校准装置组成及工作原理 ............ 13 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 基因扩增仪(PCR 仪)温度校准装置组成 ................... 13 温度传感器模块的原理与设计........................... 14 数据采集模块......................................... 19 上位机处理模块....................................... 19
2.3 2.4 第三章 3.1
热敏电阻温度传感器优化控制 ................................ 19 本章小结 .................................................. 24 基因扩增仪温度校准装置的数据采集模块设计 .................. 25 数据采集模块 .............................................. 25 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 电源电路设计......................................... 25 控制主芯片 PIC18F2550 简介............................ 27 数据采集电路......................................... 28 AD 模块设计与实现.................................... 28 多路选择模块的实现................................... 30
2
Keywords: temperature calibration for PCR instrument; NTC sensor; metrology
device
3
目
第一章 1.1 1.2 1.3
录
绪论 ...................................................... 1 课题来源 ................................................... 1 课题研究的目的及意义 ....................................... 1 基因扩增仪（PCR 仪）温度校准装置综述 ....................... 3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 基因扩增仪（PCR 仪）的情况介绍 ........................ 3 基因扩增仪（PCR 仪）温度校准的发展现状 ................ 6 基因扩增仪（PCR 仪）校准规范的制定情况 ................ 8
学位论文作者签名：ຫໍສະໝຸດ 签字日期：年月
日
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关键词：基因扩增仪温度校准；热敏电阻温度传感器；计量装置
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ABSTRACT
Nowadays, PCR instrument becomes important analytical equipment in the field of molecular biology with the development of life science and technology. PCR instrument, also called the polymerase chain reaction instrument (Polymerase Chain Reaction Instruments, hereinafter referred to as PCR system), is such an apparatus that provide the specified temperature to guarantee DNA to copy itself. PCR instrument realizes DNA degeneration and replication through thermal cycling temperature control. So our research of methods of testing is brand new and effective, meanwhile the device for PCR instrument for temperature calibration is designed referred to the calibration specification. The thesis includes the following three parts: Firstly, it outlines the development of PCR instrument and relevant calibration method at home and abroad, also the meits and demeits of PCR temperature calibration devices in being is summarized. We develop a wired and a wireless device which can detect the temperature control of PCR instrument effectively and accurately, meanwhile we introduces its design and structure. Secondly, NTC sensor and its dimension are fixed by analyzing the temperature environment of PCR in detail. USB communication is applied in the wired device, while the technology of Zigbee radio frequency is adopted in the wireless device. The Design of test system hardware circuit is completed. The design of computer software and system software, gives the system client software to send and receive data format, and details of the operating system software. The system’s hardware circuit is developed; it provides electric schematic diagrams for every hardware module. It designs the system’s software including the bottom software and the PC operating system software, which is detailed. Thirdly, it sets up special temperature calibration device, which solves the problem of system calibration, and validated the device performance. The metrology device achieves good performance including the system's accuracy, repeatability, stability, uncertainty of the indication error etc. The experiment proves this system has good reliability, can be competent for temperature calibration of PCR instrument. Our device made up the defects of existing device, and filled the blank in domestic on the market.