[發(fā)明專利]一種PCR擴(kuò)增的方法和PCR擴(kuò)增裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011023310.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112094740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏宏泉;孫相鑫;肖宏;付文成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 壹宏（深圳）基因有限公司
• 主分類號(hào): C12M1/38
• 分類號(hào): C12M1/38;C12Q1/686
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;郭燕

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種PCR擴(kuò)增的方法和PCR擴(kuò)增裝置。本申請(qǐng)的PCR擴(kuò)增方法，包括采用至少三個(gè)加熱室，各加熱室分別獨(dú)立的采用氣浴加熱嚴(yán)格控制加熱室的溫度；其中包括用于PCR擴(kuò)增的變性加熱的加熱室、退火加熱的加熱室和延伸加熱的加熱室；進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，PCR反應(yīng)芯片依序進(jìn)入變性、退火和延伸的加熱室。本申請(qǐng)的PCR擴(kuò)增方法，將PCR擴(kuò)增的變性、退火、延伸三個(gè)溫度參數(shù)分別在三個(gè)加熱室中進(jìn)行；在PCR擴(kuò)增時(shí)，各加熱室的溫度恒定，無(wú)需變溫，避免了溫度改變的過(guò)沖現(xiàn)象。并且，就算要調(diào)整其中一個(gè)加熱室的溫度，也可在PCR反應(yīng)芯片位于其它兩個(gè)加熱室的時(shí)候，預(yù)先進(jìn)行溫度調(diào)整，避免溫度過(guò)沖現(xiàn)象影響PCR擴(kuò)增。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及PCR擴(kuò)增技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PCR擴(kuò)增的方法和PCR擴(kuò)增裝置。

背景技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction，縮寫(xiě)PCR)是利用DNA聚合酶在體外進(jìn)行的，對(duì)特定靶標(biāo)DNA片段進(jìn)行大量復(fù)制的分子生物學(xué)技術(shù)。PCR擴(kuò)增的基本原理是，雙鏈的DNA在體外95℃的高溫時(shí)會(huì)變性形成單鏈；在55℃左右的低溫退火溫度時(shí)人工設(shè)計(jì)的引物對(duì)會(huì)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，分別結(jié)合在兩條單鏈的上游或下游；根據(jù)引物設(shè)計(jì)原則，引物對(duì)的上游引物和下游引物之間的區(qū)域即需要擴(kuò)展的靶標(biāo)DNA片段；然后，再調(diào)整溫度至DNA聚合酶的反應(yīng)溫度，一般為72℃，進(jìn)行引物延伸；重復(fù)進(jìn)行變性、退火和延伸三個(gè)步驟，即可實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)DNA片段的指數(shù)倍復(fù)制。

根據(jù)以上分析可見(jiàn)，控制PCR擴(kuò)增各個(gè)步驟的反應(yīng)溫度是其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。目前常規(guī)的PCR擴(kuò)增裝置中，普遍采用加熱裝置進(jìn)行熱傳遞加熱，即采用一個(gè)加熱室，控制加熱裝置將加熱室加熱至所需的溫度進(jìn)行PCR擴(kuò)增；例如需要55℃時(shí)，加熱至55℃，需要95℃時(shí)，升溫至95℃；這種采用加熱裝置對(duì)單一加熱室進(jìn)行加熱調(diào)控的方式存在過(guò)沖現(xiàn)象，比如，需要95℃，實(shí)際可能升溫到了98℃，溫度不穩(wěn)定。然而，在PCR的過(guò)程中，溫度控制是很關(guān)鍵的，例如退火溫度就是決定PCR擴(kuò)增質(zhì)量最重要的一步，如果實(shí)際退火溫度比設(shè)置的溫度高，會(huì)出現(xiàn)假陰性的可能，如果實(shí)際退火溫度比設(shè)置的溫度低，則有假陽(yáng)性的可能。現(xiàn)有常規(guī)使用的PCR擴(kuò)增裝置中，低溫過(guò)沖幾乎是不可避免的現(xiàn)象，這對(duì)PCR擴(kuò)增結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性造成極大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種改進(jìn)的PCR擴(kuò)增方法和PCR擴(kuò)增裝置。

本申請(qǐng)采用了以下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)的第一方面公開(kāi)了一種PCR擴(kuò)增的方法，包括采用至少三個(gè)加熱室，每個(gè)加熱室都分別獨(dú)立的采用氣浴加熱嚴(yán)格控制加熱室的溫度；至少三個(gè)加熱室中包括用于PCR擴(kuò)增的變性加熱的加熱室、退火加熱的加熱室和延伸加熱的加熱室；進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，各個(gè)加熱室預(yù)先加熱到設(shè)定的溫度，然后PCR反應(yīng)芯片依序進(jìn)入變性加熱的加熱室、退火加熱的加熱室和延伸加熱的加熱室，實(shí)現(xiàn)PCR擴(kuò)增的各步驟。

需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)的PCR擴(kuò)增方法，將高溫變性、低溫退火、72℃延伸三個(gè)溫度參數(shù)分別在三個(gè)加熱室中進(jìn)行，使PCR反應(yīng)芯片依序進(jìn)入這三個(gè)加熱室，實(shí)現(xiàn)PCR擴(kuò)增的循環(huán)；優(yōu)點(diǎn)是，三個(gè)加熱室的溫度始終恒定不變，避免了溫度改變時(shí)的過(guò)沖現(xiàn)象。并且，各個(gè)加熱室都分別獨(dú)立的采用氣浴加熱，即獨(dú)立進(jìn)行控制；在PCR擴(kuò)增過(guò)程中，即便需要調(diào)整溫度，例如調(diào)整退火溫度進(jìn)行梯度PCR擴(kuò)增，也可以例如在進(jìn)行延伸或者變性時(shí)，預(yù)先對(duì)退火加熱的加熱室的溫度進(jìn)行調(diào)整，使其恒定為設(shè)計(jì)溫度后，再使PCR反應(yīng)芯片進(jìn)入退火加熱的加熱室；也就是說(shuō)，各個(gè)加熱室的溫度都可以根據(jù)程序設(shè)定需求方便的獨(dú)立進(jìn)行溫度調(diào)整，且溫度穩(wěn)定性好，無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象，可以將溫度過(guò)沖對(duì)PCR擴(kuò)增的影響降低到最小甚至消除。

本申請(qǐng)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，PCR反應(yīng)芯片依序進(jìn)入變性加熱的加熱室、退火加熱的加熱室和延伸加熱的加熱室，具體包括，將PCR反應(yīng)芯片位置固定，采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)加熱室旋轉(zhuǎn)，使得各個(gè)加熱室依序經(jīng)過(guò)PCR反應(yīng)芯片，并將PCR反應(yīng)芯片包裹其中，進(jìn)行加熱，旋轉(zhuǎn)電機(jī)使各加熱室停留并包裹PCR反應(yīng)芯片的時(shí)間即PCR擴(kuò)增中各步驟的反應(yīng)時(shí)間。