[發明專利]一種快速進行聚合酶鏈反應的精密設備

在審

• 申請號: 202110346800.9
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112961772A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 張益文
• 申請（專利權）人: 張家口賽諾生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/34;C12M1/24;C12M1/00
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 江舟

本發明公開了一種快速進行聚合酶鏈反應的精密設備，包括加熱單元、載樣臺和試驗管。其中，加熱單元包括一一對應的多個導溫模塊和多個變溫貼；變溫貼的溫度相異；導溫模塊上開設有多個槽孔，多個槽孔在導溫模塊的底端的投影的中心連接形成一條直線；試驗管包括多個樣管，多個樣管可一一對應的插設于任一導溫模塊上開設的多個槽孔中。本發明通過對導溫模塊設置PCR反應需要的不同溫度點，在反應過程中，根據反應不同的步驟，直接將樣管插入槽孔中，使樣管中的DNA聚合酶迅速達到所需溫度，且由于導溫模塊一直處于所需溫度點，因此在改變樣管溫度過程中，無需再次加熱，從而避免沖溫現象產生，保證實驗結果的準確性。

技術領域

本發明涉及檢測儀器技術領域，尤其涉及一種快速進行聚合酶鏈反應的精密設備。

背景技術

PCR(polymerase chain reaction，聚合酶鏈反應)這項技術是由凱利·穆利斯(Kary Mullis)發明，并因此在七年之后的1993年10月，獲得了諾貝爾化學獎該項殊榮。該技術是利用一種人工干預的方法，通過反復相同的程序，利用一種特殊的酶，即DNA(deoxyribo nucleic acid，脫氧核糖核酸)聚合酶，來擴增特定的DNA片段。DNA聚合酶天然存在于生物體內，在細胞分裂前進行自我復制。當DNA開始復制時，解旋酶將雙股的DNA分開成兩個單股。DNA聚合酶便結合在兩DNA單股鏈上，生成互補鏈。在穆利斯最初的PCR反應中，將DNA聚合酶用于體外試驗。雙鏈DNA被加熱到96℃，使得雙鏈分離成為兩條單鏈。但是在這個溫度下，DNA聚合酶被破壞，因此在每個循環的加熱步驟后必須補充新的聚合酶。穆利斯的原始PCR反應效率極低，需要大量時間和DNA聚合酶，并且在整個PCR反應中都需要人來照看。后來，由嗜熱細菌水生棲熱菌(Thermus aquaticus)體內產生的DNA聚合酶改善了這種低效的PCR反應。由于嗜熱細菌生活在溫度達到50℃至80℃(122至176℉)的間歇泉中，它的DNA聚合酶具有耐熱性。在用于PCR反應時，高溫并不能破壞這種DNA聚合酶，因此不需要不斷加入新的聚合酶，PCR反應由此變得簡單并且可以由機器操作。PCR儀的誕生解決了繁瑣的擴增過程，完全由機器通過溫度改變實現有效擴增。

PCR擴增儀又稱為PCR基因擴增儀、PCR核酸擴增儀、聚合酶鏈反應核酸擴增儀，是利用PCR技術對特定DNA擴增的一種儀器設備。PCR擴增儀通常由熱蓋部件、熱循環部件、傳動部件、控制部件和電源部件等部分組成。

圖1為市面上PCR儀示意圖，主要包括樣品池10、樣品池蓋20、控制面板30、顯示器40、指示燈50、電源開關60和機身70。目前市面上PCR儀全部應用半導體升降溫進行擴增反應，應用此種方法在升降溫過程中，溫度變化時間長，一般一個循環反應在升降溫過程中需要經歷20-25s，常規PCR須進行40次循環反應，總時間需要800s-1000s，整個反應時間較長，對PCR產物有較大影響，而為了提高變溫準確性及變溫速率，既要選擇高成本的半導體貼片，同時也需要選擇傳溫迅速的導溫模塊(目前最貴的為鍍金模塊)，提高了設備成本。另外，由于半導體升降溫過程中會發生沖溫現象，導致擴增條件發生改變，對PCR準確擴增有較大影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種快速進行聚合酶鏈反應的精密設備，以解決上述問題，防止在PCR反應過程中出現沖溫現象，并且可以降低PCR反應時間，提高實驗效率。

本發明提供的快速進行聚合酶鏈反應的精密設備，包括加熱單元、載樣臺和試驗管；所述加熱單元包括多個導溫模塊和多個變溫貼，所述導溫模塊和所述變溫貼一一對應；各個所述變溫貼的溫度相異；所述導溫模塊的底端與所述變溫貼的頂端固定連接；所述變溫貼的底端與所述載樣臺的頂端固定連接；所述導溫模塊上開設有多個槽孔，多個所述槽孔在所述導溫模塊的底端的投影的中心連接形成一條直線；所述試驗管包括多個樣管，多個所述樣管可一一對應的插設于任一所述導溫模塊上開設的多個所述槽孔中。

在一個實施例中，所述導溫模塊包括導熱部和隔熱部，所述隔熱部包覆在所述導熱部的外周；所述隔熱部的底端與所述變溫貼的頂端固定連接，所述導熱部開設有多個所述槽孔。