一种溶液快速加热器

本技术涉及一种溶液快速加热器，具体是一种基于电磁感应加热原理的溶液快速加热器。

背景技术：

1、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，pcr)是dna扩增的一种分子生物学反应，pcr扩增检测核酸时，pcr是检测成败的关键。在pcr中，溶液样本要经历高温变性、低温退火和中温引物延伸三个步骤，且需要在三个步骤间多次循环。三个步骤分别对应不同温度，因此需要不断对溶液进行升温、降温使其精确达到各步骤所需的温度。在这一温度变化过程的升温环节中，较慢的升温速率会导致反应溶液在中间温度下发生非特异性反应造成扩增效果不佳，因此需要提升溶液的升温速率。

2、现有的pcr加热方式存在以下问题：(1)现有的pcr加热方式是将装有反应溶液的试剂管置于基座上，热量通过“热源—基座—试剂管—溶液”的途径进行传导，这种结构的传热过程传导复杂、热阻大，导致溶液加热速率慢，进一步导致反应溶液在中间温度下发生非特异性反应造成扩增效果不佳；(2)现有的pcr发热装置结构复杂、体积庞大、不易携带，无法满足随时进行扩增和检测的需求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的pcr加热方式存在的加热效率低和温度控制不精确的问题，本申请提供一种基于电磁感应加热原理的溶液快速加热器。本申请利用了电磁感应加热原理，电磁感应加热原理是指导体(加热层)在交变磁场中会产生涡流导致自身加热升温。电磁感应加热原理具有反应快、加热效率高的特点，且由于能量的来源为磁场能量，这一加热过程还具有非接触的特点，可以将导体(加热层)附着于容器内部，实现对溶液的直接加热。

2、本申请提出的技术方案如下：一种溶液快速加热器，包括发热装置和用于盛放溶液的容器，所述发热装置包括感应线圈以及附着在容器内壁上的加热层；其中，所述感应线圈配置成能够产生交变磁场，并且所述感应线圈和加热层非接触式磁耦合，以使得所述加热层能够在交变磁场的激励下产生热量而加热溶液。

3、进一步地，所述加热层为镀在容器内壁。

4、进一步地，所述加热层为磁热材料。

5、进一步地，所述加热层材料为金属铜。

6、进一步地，所述加热层厚度为5～15μm。

7、进一步地，所述容器的材料为塑料材料。

8、进一步地，所述容器的材料为聚丙烯材料。

9、进一步地，所述溶液高度不超过加热层高度的上限。

10、进一步地，所述感应线圈为多匝空心螺旋线圈、材料为铜。

11、进一步地，所述感应线圈的纵向高度等于容器的高度。

12、进一步地，所述溶液快速加热器还包括电源模块，所述电源模块可提供最大频率至少为30khz，且最大电流至少为10a的交流电。

13、进一步地，所述溶液快速加热器还包括检测溶液温度的温度传感器，温度传感器将溶液温度数据传输给电源模块；所述电源模块根据温度传感器检测到的溶液温度对电源模块的电流进行调节，实现溶液温度的精确控制。

14、与现有技术相比，本申请具有下列有益效果：

15、(1)本申请利用电磁感应加热效应，并将加热层设计于容器内壁，这样热源与溶液直接接触，可以直接对溶液进行加热，从而避免了热源经过溶液导致的热传导损失，实现对溶液的直接加热，提高了溶液的加热速率，从而大大降低了反应溶液在中间温度下发生非特异性反应造成扩增效果不佳的负面影响；

16、(2)本申请的溶液快速加热器体积小巧，方便外在携带，随时用于扩增和检测。

技术特征：

1.一种溶液快速加热器，包括发热装置和用于盛放溶液的容器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述加热层镀在所述容器的内壁。

3.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述加热层为磁热材料。

4.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述加热层材料为金属铜。

5.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述加热层厚度为5～15μm。

6.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述容器的材料为塑料材料。

7.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述容器的材料为聚丙烯材料。

8.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述溶液高度不超过加热层高度的上限。

9.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述溶液快速加热器还包括用于给感应线圈提供电流的电源模块，所述电源模块可提供最大频率至少为30khz，且最大电流至少为10a的交流电。

10.根据权利要求1所述的溶液快速加热器，其特征在于，所述溶液快速加热器还包括检测溶液温度的温度传感器。

技术总结本申请公开了一种溶液快速加热器，包括发热装置和用于盛放溶液的容器，发热装置包括感应线圈以及附着在容器内壁上的加热层；感应线圈配置成能够产生交变磁场，并且感应线圈和加热层非接触式磁耦合，以使得加热层能够在交变磁场的激励下产生热量而加热溶液。对溶液进行加热时，将装有溶液的容器置于通有交流电的感应线圈中间，电源模块提供交流电，感应线圈产生交变磁场，磁场穿过容器，使镀在容器内层的加热层在交变磁场的作用下升温，进而对溶液进行直接加热。本申请的溶液快速加热器可以直接对溶液进行加热，提高了溶液的加热速率，从而大大降低了反应溶液在中间温度下发生非特异性反应造成扩增效果不佳的负面影响。技术研发人员：彭恩勖,宁钢民受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：20231130技术公布日：2024/8/5