[實(shí)用新型]熱框組件和熱循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420529430.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204625602U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·S·慎;C·Y·具;W·X·李;C·K·林;C·W·慶;N·拉馬錢(qián)德蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 生命科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12M1/00
• 分類(lèi)號(hào): C12M1/00;C12M1/38;C12M1/34
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)一般涉及用于熱循環(huán)儀設(shè)備的裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

支持聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的熱循環(huán)是在全世界超過(guò)90％的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中能夠找到的普遍技術(shù)。

為了擴(kuò)增DNA(脫氧核糖核酸)，使用PCR過(guò)程涉及使專(zhuān)門(mén)配制的液體反應(yīng)混合物循環(huán)經(jīng)歷若干不同溫度的孵育期。該反應(yīng)混合物包括若干組分，包括要被擴(kuò)增的DNA和至少兩個(gè)引物，該至少兩個(gè)引物足以補(bǔ)充樣本DNA以能夠產(chǎn)生正被擴(kuò)增的DNA的延伸產(chǎn)品。PCR的關(guān)鍵是熱循環(huán)的概念：使DNA變性、使短引物退火到所得單螺旋、并且延伸這些引物以制造雙螺旋DNA的新副本的交替步驟。在熱循環(huán)中，PCR反應(yīng)混合物重復(fù)地從約95℃的用于使DNA變性的高溫循環(huán)到約50℃到70℃的用于引物退火和延伸的較低溫度。

在某些先前的自動(dòng)化PCR裝置中，樣本管被插入到金屬框上的樣本阱中。為了執(zhí)行PCR過(guò)程，根據(jù)PCR協(xié)議中用戶(hù)指定的預(yù)定溫度和時(shí)間來(lái)循環(huán)金屬框的溫度。該循環(huán)受計(jì)算機(jī)和相關(guān)聯(lián)的電子器件的控制。在該金屬框改變溫度時(shí)，各個(gè)管中的樣本經(jīng)歷類(lèi)似的溫度變化。然而，在這些先前裝置中，樣本溫度的差異可能因?yàn)闃颖窘饘倏騼?nèi)的各區(qū)域間溫度的不均勻性而產(chǎn)生。在該框的材料內(nèi)存在溫度梯度，使得在循環(huán)的特定時(shí)刻放置在框上的一些樣本與其他樣本具有不同的溫度。這些溫度的差異和熱傳遞的延遲能夠使得PCR過(guò)程的良率在各樣本瓶間不同。為了成功而高效地執(zhí)行PCR過(guò)程，并且為了允許專(zhuān)門(mén)化應(yīng)用(諸如量化PCR)，必須盡可能地將這些溫度誤差最小化。當(dāng)包含樣本的區(qū)域的大小變得大至如在標(biāo)準(zhǔn)的8乘12微量滴定板中時(shí)，使樣本框上的各點(diǎn)處的溫度的不均勻性最小化的問(wèn)題變得特別迫切。

實(shí)用新型內(nèi)容

公開(kāi)了用于在整個(gè)熱循環(huán)儀樣本框上提供熱均勻性的裝置和系統(tǒng)。

在一個(gè)方面，公開(kāi)了一種包括樣本框和兩個(gè)或更多個(gè)熱電設(shè)備的熱框組件。該樣本框具有頂部表面和相對(duì)的底部表面，該頂部表面被配置成接收多個(gè)反應(yīng)容器。該熱電設(shè)備可操作地耦合到該樣本框，其中每個(gè)熱電設(shè)備包括用于熱傳感器的外殼和與控制器通信的熱控制接口。每個(gè)熱電設(shè)備被進(jìn)一步配置成彼此獨(dú)立地操作以在整個(gè)該樣本框上提供基本均勻的溫度概況。

在另一方面，公開(kāi)了一種熱電設(shè)備，其包括第一導(dǎo)熱層、第二導(dǎo)熱層、多個(gè)Peltier元件、以及熱傳感器。該P(yáng)eltier元件包括半導(dǎo)體材料并且?jiàn)A在該第一導(dǎo)熱層和該第二導(dǎo)熱層之間。該熱傳感器容納在該第一導(dǎo)熱層和該第二導(dǎo)熱層之間。

在另一方面，公開(kāi)了一種熱電設(shè)備，其包括第一導(dǎo)熱層、第二導(dǎo)熱層、多個(gè)Peltier元件、以及開(kāi)放通道。該第一和第二導(dǎo)熱層具有內(nèi)表面和外表面。該多個(gè)Peltier元件包括鄰近該第一導(dǎo)熱層和該第二導(dǎo)熱層的內(nèi)表面的半導(dǎo)體材料。該開(kāi)放通道是從該第一導(dǎo)熱層和該多個(gè)Peltier元件中雕出的，該開(kāi)放通道暴露該第二導(dǎo)熱層的內(nèi)表面。該開(kāi)放通道被配置為包含熱傳感器。

在另一方面，公開(kāi)一種具有樣本框組件和控制器的熱循環(huán)器系統(tǒng)。在各實(shí)施例中，該樣本框組件包括樣本框和與該樣本框熱連通的兩個(gè)或更多個(gè)熱電設(shè)備(每個(gè)熱電設(shè)備容納唯一熱傳感器)。在各實(shí)施例中，該樣本框被配置成接收多個(gè)反應(yīng)容器。在各實(shí)施例中，該控制器包括具有機(jī)器可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)處理單元以及兩個(gè)或更多個(gè)通信端口。在各實(shí)施例中，每個(gè)端口可操作地連接到該兩個(gè)或更多個(gè)熱電設(shè)備之一及其相應(yīng)的熱傳感器。在各實(shí)施例中，該機(jī)器可執(zhí)行指令被配置成基于來(lái)自每個(gè)熱電設(shè)備的相應(yīng)的熱傳感器的溫度測(cè)量來(lái)調(diào)整每個(gè)熱電設(shè)備的溫度，以在整個(gè)該樣本框上提供基本均勻的溫度概況。

在另一方面，公開(kāi)一種熱框組件，該熱框組件具有兩個(gè)或更多個(gè)樣本框，兩組或更多組熱電設(shè)備，熱控制接口以及控制器。每個(gè)樣本框具有頂部表面和相對(duì)的底部表面，該頂部表面被配置成接收多個(gè)反應(yīng)容器。每組熱電設(shè)備可操作地耦合到每個(gè)樣本框。該熱控制接口與該控制器通信。

在另一方面，公開(kāi)一種熱框組件，該熱框組件具有至少一個(gè)樣本框，至少?一組熱電設(shè)備，熱控制接口以及控制器。該樣本框具有頂部表面和相對(duì)的底部表面，該頂部表面被配置成接收多個(gè)反應(yīng)容器。該熱電設(shè)備可操作地耦合到該樣本框。該熱控制接口與該控制器通信。

本文提供了這些及其他特征。

附圖說(shuō)明

為了更完整地理解本文公開(kāi)的原理及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，在附圖中：

圖1是圖解根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣本框組件的框圖。

圖2是圖解根據(jù)各實(shí)施例的提供對(duì)兩個(gè)Peltier設(shè)備的獨(dú)立控制的樣本框組件的框圖。