[發明專利]生物化學反應系統

在審

• 申請號: 202011299638.1
• 申請日: 2015-04-07
• 公開（公告）號: CN112666089A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 詹姆斯·理查德·豪厄爾;本杰明·馬斯特曼·韋伯斯特
• 申請（專利權）人: IT-IS國際有限公司
• 主分類號: G01N21/03
• 分類號: G01N21/03;G01N21/64;B01L7/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李慧慧;鄭霞

本申請涉及生物化學反應系統。用于接納在其中可發生化學和/或生物化學反應的多個反應容器的化學和/或生物化學設備(10)包括具有用于接納反應容器(12)的多個腔室(26)的熱底座(14)，具有熱聯接到熱底座(14)的第一側的熱模塊(16)，熱聯接到熱模塊的第二側的第一散熱器(18)，散熱器(18)具有主體和從第一散熱器(18)的主體向外延伸的多個導熱翅片(32)，及具有用于控制至少熱模塊(16)、激發光源(62)和光傳感器(52)的電子部件的印刷電路板(54)。提供第一組光波導(60)，以用于將激發光傳送到反應容器，并提供第二組光波導(38)，以用于接收來自反應容器的光并用于將光傳送到光傳感器(52)。第一散熱器(18)包括內部空間(5)和印刷電路板(54)，激發光源(62)、光傳感器(52)和光波導(38,60)布置在內部空間(5)內。

本申請是申請日為2015年4月7日，申請號為201580029442.1，發明名稱為“生物化學反應系統”的申請的分案申請。

本發明涉及用于化學和/或生物化學反應，如聚合酶鏈反應(PCR)的系統中的改進。

許多化學和生物化學反應發生，其需要高度精確控制的溫度變化。通常，這樣的反應可能需要經歷數個或甚至許多變化的溫度的循環，以便產生所需的效果。此外，許多這樣的化學和生物化學反應發生，其產生可檢測的光信號，例如在某些反應條件下發生或被修飾的熒光，化學發光或生物發光信號。這樣的信號可能由于在某些條件下試劑或發射光的反應的結果而發出，例如由于施加激發能量，或者可能通過反應本身產生而發出。

這些光信號的檢測可以以各種方式被使用。特別地，光信號可以允許對反應的發生進行檢測，其可以指示測試樣品中特定試劑的存在或不存在，或提供關于特定反應的進展或動力學的信息。盡管術語“光”通常用于包括可見光，但是應當理解，可以從反應發出并且被檢測的光學信號也可以發生在光譜的紅外和/或紫外部分中，并且意圖是術語“光”涵蓋可以從可檢測的任何波長的反應發出的所有光學信號。

當然，精確的熒光測量依賴于精確的激發光源。這進而依賴于被仔細控制的一個或多個激發光源，而且也依賴于從該源或每個源聯接到反應容器的光被適當地控制為是均勻的并且在強度和波長上受到控制。在已知的系統中，源(多個源)的這樣的源控制以及與反應容器的聯接缺失。

其中需要相對大量高度精確控制的溫度變化循環以及其中監測可檢測信號，特別是熒光信號的反應的具體示例是核酸擴增技術，特別是聚合酶鏈式反應(PCR)。通過聚合酶鏈反應(PCR)擴增DNA是分子生物學的基礎技術。PCR是用于檢測樣品中特定核酸存在的廣泛使用且有效的技術，即使在靶核酸的相對量低的情況下。因此，其在多種領域，包括診斷和檢測以及研究中是有用的。

通過PCR進行的核酸分析需要樣品制備，擴增和產物分析。盡管這些步驟通常依次進行，但是擴增和分析可以同時發生。

在PCR過程中，通過一系列步驟循環的重復來擴增特異性靶核酸，其中存在于反應混合物中的核酸在相對高的溫度例如95℃(變性)下變性，然后將反應混合物冷卻至短寡核苷酸引物與單鏈靶核酸結合的溫度，例如在55℃(退火)。此后，使用聚合酶來延伸引物，例如在72℃(延伸)，使得原始核酸序列已被復制。變性，退火和延伸的重復循環導致樣品中存在的靶核酸的量上的指數增加。

該熱曲線的變化是可能的，例如通過僅在變性和退火溫度之間循環，或通過修改循環之間的一個或多個溫度。