[發(fā)明專利]PCR溫度循環(huán)控制方法及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911347796.7
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111004708B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12M1/38;B01L7/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐麗

1.一種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，包括：

解旋熱源（4），用以加熱微流控芯片（2）實(shí)現(xiàn)DNA雙鏈解旋；

退火延伸熱源（3），用以對(duì)微流控芯片（2）進(jìn)行低溫退火及適溫延伸以實(shí)現(xiàn)引物與單鏈核酸模板結(jié)合及核苷酸在互補(bǔ)鏈的延伸增長(zhǎng)；

熱源放置架（8），用以放置所述解旋熱源（4）及所述退火延伸熱源（3）；

芯片放置架（9），用以放置微流控芯片（2）；

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1），用以驅(qū)動(dòng)所述熱源放置架（8）或者所述芯片放置架（9）旋轉(zhuǎn)；

支撐架（15），用以安裝所述熱源放置架（8）、所述芯片放置架（9）及所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）；

溫升前，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）持續(xù)快速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過離心力使待擴(kuò)增的微液體在芯片中形成高通量小液滴，再進(jìn)行后續(xù)熱循環(huán)實(shí)現(xiàn)液滴形成與熱循環(huán)的一體化；通過程序離心的方式，實(shí)現(xiàn)不同化學(xué)試劑順序通過阻力不同的鄰近管道，從而順序通過相同的連續(xù)作用區(qū)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)樣本在多種化學(xué)試劑下的處理過程，實(shí)現(xiàn)居于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置的樣本預(yù)處理、擴(kuò)增以及純化功能的集成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，還包括：

快速加熱恒溫?zé)嵩矗?），置于所述熱源放置架（8），用以將微流控芯片（2）快速加熱至解旋溫度；

快速制冷恒溫?zé)嵩矗?），置于所述熱源放置架（8），用以將微流控芯片（2）快速降低至退火溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，還包括用以實(shí)現(xiàn)快速降溫的散熱片和/或散熱扇（7）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，所述熱源放置架（8）呈圓盤式結(jié)構(gòu)，所述解旋熱源（4）、所述退火延伸熱源（3）、所述快速加熱恒溫?zé)嵩矗?）以及所述快速制冷恒溫?zé)嵩矗?）周向均勻分布于所述熱源放置架（8）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，還包括設(shè)于所述解旋熱源（4）、所述退火延伸熱源（3）、所述快速加熱恒溫?zé)嵩矗?）及所述快速制冷恒溫?zé)嵩矗?）的底部及四周的保溫設(shè)備；還包括用以罩設(shè)于所述支撐架（15）外部的保溫盒。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，還包括：

照相設(shè)備（10），用以定時(shí)對(duì)微流控芯片（2）進(jìn)行拍照；

相機(jī)保持架（11），用以安裝所述照相設(shè)備（10）；

激光源和濾光片（12），用以補(bǔ)充光源；

繼電器（13）；

控制設(shè)備（14），用以控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）、所述解旋熱源（4）、所述退火延伸熱源（3）、所述繼電器（13）及所述照相設(shè)備（10）定時(shí)運(yùn)行。

7.一種PCR溫度循環(huán)控制方法，應(yīng)用于上述權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)式PCR溫度循環(huán)控制裝置，其特征在于，包括如下步驟：

利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）離心力驅(qū)動(dòng)熱源放置架（8）或者芯片放置架（9）運(yùn)動(dòng)，以使解旋熱源（4）對(duì)微流控芯片（2）依次進(jìn)行加熱和保溫，實(shí)現(xiàn)DNA雙鏈解旋，且使所述微流控芯片（2）中待擴(kuò)增的微流體形成高通量的小液滴；

利用所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）旋轉(zhuǎn)，以使所述微流控芯片（2）在室溫下冷卻至退火溫度；

利用所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置（1）旋轉(zhuǎn)，以使退火延伸熱源（3）對(duì)所述微流控芯片（2）進(jìn)行保溫，實(shí)現(xiàn)堿基配對(duì)和延伸；

重復(fù)上述溫度循環(huán)，實(shí)現(xiàn)PCR擴(kuò)增。