專利名稱：對溫度變化快速響應(yīng)的輕質(zhì)樣品板的制作方法
對M變化快速響應(yīng)的輕質(zhì)樣品板 相關(guān)申請的交叉參考本申請是2006年6月29日提交的序號為11/479,426的共同未決申 請的部分繼續(xù)申請，其內(nèi)M此整體并A^文中。
背景技術(shù)：
l.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于執(zhí)行需要對以幾何陣列布置的大量小試樣同時進(jìn)行 鵬控制的操作的實驗儀器領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及f頓結(jié)合有用于調(diào)控齡板 (block)或者板的一部分溫度的熱電模塊的單元形的多樣品支持物的系統(tǒng)，所述 多樣品支持物通常稱作"樣品板"。
2觀有技術(shù)描述聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)是需要在操作的不同階段之間隨著快速的溫度 變化而進(jìn)行精密的 鵬控制的化學(xué)過程的眾多實例之一。PCR擴增DNA，即其 從單拷貝產(chǎn)生DNA序歹啲多個拷貝。通常i頓在大量反應(yīng)容器例如孔、試管或 毛細(xì)管中提供試劑轉(zhuǎn)移、M^控制和光學(xué)探觀啲儀器，以并行方式同時對大量 樣品進(jìn)行PCR。過程中的每一樣品都要經(jīng)過一系列的対1^敏感的過浪階段， 隨著在不同溫度下執(zhí)行不同階段并保持指定的一段時間，由此序列得以循環(huán)復(fù) 制。通常，首先將樣品加熱到約95'C以"熔解"(分離)雙鏈，然后)^4口至約 55°C，使引物退火(雜交)至分離的鏈上，接著再加熱包含核苷酸 和DNA 聚合酶的反應(yīng)混合物到約72"以獲得引物延伸。復(fù)制序列得到倍增的DNA產(chǎn) 物，取決于設(shè)備、反應(yīng)規(guī)模以及自動化程度，每一循環(huán)所消耗的時間可在零點 幾併中到兩併中之間變化。核酸測序是涉及^t變化和高度控制的化學(xué)過程的另一刊列子，對 于諸如核酸變性和復(fù)性以及基于酶的反應(yīng)的步驟需要不同的溫度。 PCR、核酸測序和任何其他涉及不同^JTf連續(xù)階段的過程的i^力進(jìn) 行需要精確的溫度控制種決速的溫度變化。如上所述，許多這些反應(yīng)涉及同時 處理大量具有相對小體積(通常在微升范圍內(nèi))的樣品。有時，操作需要某些
5樣品保持在某一溫度下，而其他樣品保持在另一溫度下，因此需要將板的不同 區(qū)域保持在不同的纟鵬(有時是^K梯度)下。已知在PCR和核酸測序中，控 制溫度的自動化實驗室設(shè)備為熱循環(huán)儀，如上所述，很多自動化系統(tǒng)使用具有 以幾何陣列布置在板中的多個孔的樣品板。通過將樣品直接放置于孔中，這些 孔用作用于每個樣品的單獨反應(yīng)容器，或作為自身含有與樣品板的孔的形狀一 致的孔陣列的一次性塑料盤的支持物。當(dāng)使用一次性塑料盤時，將皿接放在 與之輪廓相合的樣品板上并與其完全接觸。由于緊密的表面接觸，因此當(dāng)位于 下方的樣品板對塑料盤提供剛性支持并精密控制^^時，該塑料盤中的 L就作 為反應(yīng)容器。雖然也可使用電加熱、空氣冷卻、液體冷卻和制冷來改變溫度，但 大多數(shù)系統(tǒng)中樣品板的溫度，以及因此單個樣品的溫度通常通過利用熱電模塊 來改變。熱電模塊是基于半導(dǎo)體的電子元件，其通過珀爾帖效應(yīng)(Peltier effect) 象小型熱泵一樣起作用，使得熱量沿著M元件的電流方向所決定的方向流動。 由于熱電模塊能夠提供快速響應(yīng)的局部溫度控制，并基于它們是提供高度控制 的電驅(qū)動的事實，因此熱電模塊是特別有用的。 一般將該模塊的傳熱面與樣品
板的平底面以完全接觸的方式iiWii地放置。當(dāng)緊壓在樣品板上時，用作換熱裝置的熱電?！姥牒腿魏谓M件都會最
有效地行使其功能。為了使熱響應(yīng)達(dá)到最佳，樣品板必須是剛性的且由具有高
傳熱系數(shù)和低熱質(zhì)量的材料制成。剛M1保持 L在平面上對齊并在響應(yīng)所施
加的機械壓力時阻止樣品板彎曲或變形，從而也有益于反應(yīng)本身。孑L內(nèi)樣品加
熱或y賴啲速度會隨著樣品板質(zhì)量的改變而變化。樣品板的質(zhì)量趣氐，傳輸給
樣品的溫度變化就越快。因此，當(dāng)金屬如鋁尤其是在樣品板的底面附近提供必
要的岡帷時，它們的質(zhì)量阻礙了傳熱給樣品。M無論是存在于樣品板孔中還 是存在于與樣品板接觸的一次性盤中的樣品都有影響。本發(fā)明解決了這些和其
它相關(guān)的問題。
發(fā)明和，本發(fā)明涉及一種具有減少質(zhì)量以使M傳熱元件加熱或冷卻板的速 度達(dá)到最大的樣品板。在本說明書和所附的權(quán)利要求書中，樣品板也稱為"多 樣品支持物"，該術(shù)語意在包括其孔被直接用作為用于單個樣品的反應(yīng)容器的樣 品板以及被用作為用于一次性鵬盤(plate)的支f^J底座的樣品板，該一次性反應(yīng)盤具有配合入該樣品板孔中的孔。在后一種情況下，當(dāng)樣品板提供給一次性 盤剛性和、,控制時，Sm在其上的一次性盤的孔用作反應(yīng)容器。 aa板內(nèi)一系列的中空實現(xiàn)樣品板質(zhì)量的減少，在保持樣品孔完整
但會M^那些緊鄰樣品孔的板的質(zhì)量的位置上將中空排列在樣品孔的周圍。在 某些實施方案中，中空形成與樣品板的頂面和底面平行的平行非相交通道，與 此同時在其他實皿案中，中空形成皆平行于板的頂面和底面的相^il道網(wǎng)絡(luò)， 頂面，以在板內(nèi)提供更大的開放空間。在更進(jìn)一步的實施方案中，中空是位于
樣品 L之間的倒置孔，其開口在樣品板的底面，并且具有與樣品板的頂面和底
面垂直(即與樣品孔的中心線平行)的中心線樣品孔。在所有這些實施方案和
整個本發(fā)明中，tm這樣排列通道，以至于它們與樣品孑L不相交。因此該板能
夠提供與一次性樣品盤接觸的最大表面，或當(dāng)板自身直接加樣品時，開口朝上 的板頂面的孔能夠保留樣品。在其中中空是與板的頂面和底面平行的延伸通道
的tt^實施方案中，板是岡U性的且fflittt^位于或接近板的中性面，即當(dāng)無論 從板的上方還是下方施加彎曲應(yīng)力時，既不承受壓力也不承受張力的板中的平 面。當(dāng)施加這樣的彎曲應(yīng)力時，其提供給這些實 案中的板以最大剛性。效 果類似于建筑工程中工形梁所提供的作用。在中空為開口在板的底面的倒置孔 的實 案中，與平行于板的頂面和底面的這些通道相比，其所具有優(yōu)勢在于 以更快的速度傳播給更大范圍的板體積。例如，這些實施方案在理論上適合于 具有中心孑W巨4.5 mm的384孑L(16 x 24)板。為使混淆減少到最小，在此使用的術(shù)語"樣品孔" 那些在樣品 板的頂面開口的孔并意在用作樣品自身的容器，或當(dāng)使用一次性樣品盤時用作 凹口以容納一次性樣品盤孔底面。在包括'倒置 L"的那些實施方案中，術(shù)語"樣 品孔"也被用于與"倒置孔"相區(qū)分，也區(qū)分于在樣品板頂面開口的以及包括 目的不是保留樣品或容納一次性盤的孔的其他孔。所述倒置孔以及倒置的用于 M^樣品板質(zhì)量的任何其他 L也稱為"倒置的質(zhì)量減少孔"。當(dāng)為了更大的表面接觸及高的熱響應(yīng)，將多樣品支持物與經(jīng)成形以 形成在外形上與樣品盤的 L相配的孔的一次性樣品板組合使用時，本發(fā)明的某 些多樣品支持物(即樣品購的附加且獨立的新特征就體現(xiàn)出來了。當(dāng)為了減少質(zhì) 量在板的上表面中還包含凹口時，除了設(shè)計來容納樣品盤孔的孔之外，如果用 戶沒剤每樣品盤與相應(yīng)的板對準(zhǔn)并放置該樣品盤，則該樣品盤的孑L插入(頂面開口的)質(zhì)量減少的凹口中，而非容納樣品盤孔的那些樣品板的孔中，由此帶 來危險。在本發(fā)明的某些方面中，通過以與一次性樣品盤中樣品孔陣列不完全 相配的方式以陣列形式排列板中質(zhì)量減少的凹口 ，從而避免了未對準(zhǔn)的危險。 因此，當(dāng)兩組孔皆為具有相同中心間距的矩形陣列時，可省去板中一個或多個 頂面開口的質(zhì)量減少的凹口 ，留下的位置是不接受一次性盤的孔的平臺或外形。 這樣，如果將一次性盤的孔放置在質(zhì)量減少的凹口而非相配合的孑L上，貝U—次 性樣品盤的至少一個孔會與板頂面上的平臺或非容納外形相鄰接。本發(fā)明還涉及一種M3！ PCR在多 L樣品盤的孔中擴增多個DNA樣 品的方法，該方fe^括樣品盤的孔中熱循環(huán)樣品以將DNA雙鏈分離成單鏈， 使寡核苷酸弓卿退勉單鏈耙序列上，并且在DNA聚合酶存在的情況下延伸引 物，所有步驟均在常規(guī)PCR斜牛下進(jìn)行，同時樣品盤為上述實施方案中的多樣 品支持物所支撐。根據(jù)下列描述，本發(fā)明的這些和其他特征、實施方案、目的以及優(yōu) 點將顯而易見。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的樣品板的從上方觀察的透視圖。
圖2是被倒置以顯示板底面的圖1樣品板的透視圖。
圖3是圖1樣品板的頂視圖。圖4是iW圖3的線44劃截取的前述圖樣品板的橫截面。圖5是^圖3的線5-5劃截取的前述圖樣品板的橫截面。圖6是圖3橫截面的另一視圖。圖7是圖4橫截面的另一視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一種樣品板的頂視圖。圖9是圖8樣品板的底視圖。圖10是沿圖8和9的線10-10截取的圖8和9的板的橫截面。
發(fā)明詳述及,的實施方案本發(fā)明的樣品板或多樣品支持物 為單體結(jié)構(gòu)，這意歸該板優(yōu) 選是例如通過機械加工或模制所成形的而非將通過機械或化學(xué)方法所分別成形 的部件連接在一起成形的單件。所述板還是剛性的，且優(yōu)選由具有高剛性和高 導(dǎo)熱性材料制成。合適的金屬的實例為鋁、銅、鐵、鎂、銀以及這些金屬的合金。還可使用非金屬材料，例如氧化鋁、氮化鋁和碳，以及特別是這些材料的 復(fù)合材料。目前優(yōu)選的是鋁材?，F(xiàn)有技術(shù)中樣品板中的樣品孔最通常以矩形陣 列的方式排列，即以均勻間隔的行列方式排列，本發(fā)明中雌的樣品板同樣為 孔在一個平面中，優(yōu)選矩形陣列。樣品孔的數(shù)量可廣泛改變且對于本發(fā)明不起 關(guān)鍵作用。少至4個樣品孔的樣品板亦能從本發(fā)明中受益，樣品 L數(shù)量數(shù)千的
的樣品板同樣也能受益。樣品孔數(shù)量的優(yōu)選范圍是44,000，更優(yōu)選的范圍是 12400，還更 16400，并且最常用的應(yīng)當(dāng)是具有12x8陣列的96樣品孔的 板，和具有6x8陣列的48樣品孔的板。樣品孑Lt間的間距同樣可以改變，但 在大多數(shù)瞎況下，中心間距大概在4mm(0.15英寸)-12mm(0.45英寸)范圍內(nèi)。在中空伸長并延伸與樣品板的頂面和底面平行的實施方案中，中空 可以為閉合空腔或開方M道。為便于制造以及所賦予的更大質(zhì)量減少，優(yōu)選開 放通道。通道可開口在樣品板邊緣，并延伸至板的^:或全寬。它們可以是在 舭鄰的每兩行樣品孔之間沿板縱向延伸或在舭鄰的每兩列樣品孔之間沿板橫向 延伸的直通道。為減少更多的質(zhì)量，可包括雙向鵬延伸，在每一接合點處相 交，以在板內(nèi)形成開空間的網(wǎng)絡(luò)。為更進(jìn)一步減少質(zhì)量，可包括通向通道或網(wǎng) 絡(luò)的位于板頂面的開口。在一目前考慮的實 案中，齡板的厚度為約9.5 mm(0.375英寸)， 中空為平行于頂面和底面、具有4.5 mm(0.18英寸)直徑的圓形截面的伸長的通 道，并且鵬的中心距離板底面6 mm(0.24英寸)。在中空是中心線平行于樣品孔的那些中心線并開口在樣品板底面的 倒置的質(zhì)量減少孔的實施方案中，樣品孔和中空tN"越過樣品板的中平面，特 別是如果中空位于連接樣品孔中心的對角線的交叉處點的話。同#^這些實施 方案中，樣品孔和倒置的質(zhì)量減少孔或者是圓 W面，并且樣品 UM為錐形 使得它們每個孔的開口較底部更寬。倒置的質(zhì)量減少孔還可是向著相反方向的 錐形，它們的開口寬于倒置的底部，樣品孔的開口位于板的頂面，而質(zhì)量減少 孔的開口貝i股于板的底面。這兩組孔的錐形可以為光滑的或分階段的錐形。分 階段的錐形可由接連的兩個或更多個依次遞 1徑的非錐形部分組成，或是由 錐形部分和非錐形部分結(jié)合而成。此外在這些實歸案中，ttit在樣品板的頂 面沒有其他孔或者其他開口?？紤]到上述各種可能性，在孔和中空的結(jié)構(gòu)和排列方面本發(fā)明容許
9進(jìn)行改變。例如中空可以是任何截面 m或任何形汰的組合。然而，詳細(xì)評論
一特定實施方案會提供給*本發(fā)明實施方案^本發(fā)明功能和操作的理解。 附圖描述了兩個這樣的實施方案。圖1是具有標(biāo)準(zhǔn)間隔的12x8陣列的孔的樣品板11的透視圖。該板 是單i央機M卩工的金屬，具有與形成凸緣13的板的剩余部分相比稍長和稍寬的 相對厚的底部12。環(huán)繞底部的M是容納0形密封圈的凹槽14。以凸緣為界的 板的中心部分上升到板的頂面15。頂面15是平坦的，并且被樣品孔16的開口 所間斷。中空(，圖3-7中顯示更清楚)是在頂面15下的通道網(wǎng)絡(luò)。這些通 道的中心線或縱軸(未顯示)與頂面15平行，并且沿上升的中心部分可以看到 M的開口端17,18 (圖l中只育猜到兩個這樣的邊緣)。財卜，位于樣品孔16 之間的開口 19使中空開口于向板的頂面15。中心平臺20占據(jù)了本應(yīng)為類似于 開口 19的質(zhì)量M^ L所占據(jù)的空間。當(dāng)板11被用作具有與該板的每一個 L 16 對應(yīng)的塑禾4 L的一次性塑I4 L盤(未顯示)的支t糊時，平臺20會阻止該一次 性塑茅爐的孑L錯徴也放置在質(zhì)量M^孔19而非孔16內(nèi)。以下結(jié)合圖6和7更 加詳細(xì)地說明該特征。圖1所示中空的 之一是一系列不連在一起的平行中空，并且中 空沒有朝向板的頂面15的開口 19。包括或省略相交的中空和朝向頂面的開口取 決于在剛性和降低質(zhì)量之間期望的平衡，這種平衡可隨結(jié)構(gòu)材料、板尺寸以及 IOT板的方式而變化。圖2中所示是圖1的樣品板ll的底部。板的底面21是與圖1的頂 面15平行的平坦表面，雖然沒有顯示熱電模i央或者其他加熱或冷卻元件，但它 們被壓在底面21上。i亥底面包含一系列的凹陷22以容納^J^傳li^和連接該 傳感器的電路。熱敏電阻或能在這種結(jié)構(gòu)的樣品板中有效起作用的其它類型的 傳感器對于那些在^Jt觀懂或?qū)嶒炇以O(shè)備常規(guī)f頓領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是顯 而易見的。每一凹陷22均包括用于以朝向表面中心放置傳感器本身的內(nèi)側(cè)孔 23，容納通向傳,的電路的狹槽24，用于將電路連接到外部電路的鄰近板邊 界的外側(cè)孔25。樣品板11的頂視圖提供于圖3中。凸緣13、樣品孔16以及中空的 向上開口19在這張圖里是，可以看到的。為了最大化質(zhì)量減少，通向中空的 開口 19的直徑比孔16的開口的直徑要大，但要在 L之間提供足夠的連^H以保留孔的完整性和剛性。16朝底部31逐漸變尖，與孔開口相比直徑更 小且可為錐形。雖然通向中空的開口19不是錐形的，但在每一開口下方的底部 是平的或錐形的，是取決于開口是怎樣形成的。圖4是沿圖3的線44的前述圖的樣品板的橫截面。該橫截面穿過 樣品孔16的中心并且顯示孔的底部31是自身逐漸變尖的。錐形孔，特別是孔 的底部是錐形的，禾盱在這樣的去除是必需的情況下在反應(yīng)過程中從孔內(nèi)去除 流體。該橫截面還顯示了形成M^板質(zhì)量的中空一部分的第一組M41。這些 M41與板11的頂面15禾口底面21平行并且延伸至板的^:，在孔16的行與 行之間衝過。通道41的中心盡可能地接近板的中性面42。在本文中f頓的術(shù)語 "中性面(neutral plane)"指當(dāng)從板的上面或下面施加彎曲力時，承受最小應(yīng)力的 板的平面。具體來說，當(dāng)從箭頭43方向從上方向板中心施加力同時在板纖保 持固定的反抗力時，在中性面42上面的板的部分將被向內(nèi)7jC平壓縮，而中性面 之下的部分則被向夕沐平施壓。同樣地，當(dāng)從箭頭44方向從下方向板施加力同 時在板邊緣保持固定的反抗力時，在中性面42下面的板的部分將被向內(nèi)7jl平壓 縮，而中性面之上的部分則被向外7jC平施壓。在這兩種情況下，中性面42本身 將承受很小或不承受向內(nèi)的(壓縮)或向外的(擴張)水平壓力。中性面一般 位于板的厚度的中間點之上或附近，但是其位置可隨板的質(zhì)量分布的改變而變 化。M標(biāo)準(zhǔn)壓力分析能容易地確定中性面的位置。圖5的橫截面是沿圖3的線5-5截取的。在該橫截面中看不到孔。 i刻黃截面顯示了圖4中所顯示的通道41以及垂直于第一組通道41并同時形成 陶賺質(zhì)量的中空的一部分的第二組鵬51 。第二組鵬51在孔B比鄰的列之間 而非行之間穿過并延伸至板11的寬度而非長度，與第一組ffiit41相交。在通 道的旨交叉點都有朝向頂面15的開口 19和與開口相反方向的凹孔52。像第 一組通道41 一樣，第二組Mit 51與板11的頂面15和底面21平行并穿過孑Lt 間，并像第一組一樣相對于頂面15和底面21位于板中相同的7K平面上。因此， 兩組M的中心都位于或接近于中性面42。在該圖中還可看到用于溫度傳 的底面21中的凹陷，在所有情況下均包括傳感器孔23、用于與對外部電路連接 的電路的夕卜側(cè)孔25以及連樹專感默L與夕卜側(cè)孔的狹槽24 。雖然圖4和5中的通道41以及圖5中的通道51是圓形截面的，但 非圓形截面的通道也具有同樣的作用，并且在某些情況下由于在 L之間配合得更好從而可凸顯其優(yōu)勢。因此，可使用梯形、三角形、正方形或者矩形的橫截 面。此外，當(dāng)將通道41,51組分別以單層排列時，同樣也可4頓多層7K平通道。 在具有非圓形截面的M的情況下，取決于板及其孔的幾何形狀，分層或堆積 的鵬可iiil在孔(特別是錐形孔)的行或列之間更好的配合從而凸顯其優(yōu)勢。
圖6禾口7分別是結(jié)合有一次性樣品盤61的圖4和5中所示的相同橫 截面的另一視圖。該盤由薄片塑料或者其他一 次性材料成形并成形有樣品孔62。 這些孔具有與樣品板11的孔16在外戮contour)上相配的底面63(在圖7中看得 更清楚)。因此，板內(nèi)的 L提供了與樣品盤內(nèi)的孔的緊密的表面接觸，能fflil傳 熱給樣品盤內(nèi)的反應(yīng)混合物。圖6中顯示了盤中的樣品 L 62與板11的孔正確 對準(zhǔn)。由于板11的質(zhì)量減少開口 19是足夠大的以致于能容納樣品盤的樣品孔 62，因此f頓者可能會將盤的樣品孔62方爐在質(zhì)量M^開口 19而非合適的孔 16中從而無意間未對準(zhǔn)盤和板。這樣的錯配會導(dǎo)致板的傳熱功能失效。平臺20 通過凸起中心樣品孔的底面從而防止這樣的錯配發(fā)生。 一般而言，通過利用在 數(shù)量上稍少于樣品盤中孔62的數(shù)量的質(zhì)量減少開口可防止這種錯配，同樣質(zhì)量 減少開口的數(shù)量少于板內(nèi)控溫的樣品孔16的數(shù)量也可防止這種情況發(fā)生。因此， 在凹口以其他方式位于板表面上時在板表面上至少存在一個平臺，該平臺打亂
這種連續(xù)的凹口模式。im該平臺位于凹口陣列的中心。圖8、 9和10是根據(jù)本發(fā)明另一樣品板101的視圖。板101的頂面 102示于圖8中，底面103示于圖9中，以M角截面示于圖10中。由于樣品 孔104朝向頂面102開口，因此在圖8中可見。樣品孑L形成15x23矩形陣列， 具有4.5 mm(0.18英寸)的中心間距。由于質(zhì)量減少孔105朝向底面開口，因此 在圖9中可見。質(zhì)量減少孔105位于樣品孔104之間的連接樣品孔104中心的 對角線106, 107的交叉點(示于圖8中)。這使得樣品孔104和質(zhì)量減少孔105
的密度都超U了最大。圖10的橫截面是沿圖8和9的線10-10截取的，以顯示樣品孔104 和質(zhì)量減少孔105的相對位置以及它們的剖面圖。兩組 L中的齡 L都是圍繞
在中心軸iii, m周圍的空腔。M:具有鄰近于樣品板頂面102的 L的開口的
i^圓錐體部分113和位于孔底的錐體部分114，從而使把每個樣品孔104都逐 漸變尖。^h質(zhì)量M^孔105也^^漸變尖的，但是因為其倒置所以是相反方 向的變尖。質(zhì)量減少孔的錐體由位于樣品板底面103 ^h L的開口的直圓柱部
12分115，依次連接的截頭圓錐體部分116，，一直圓柱部分直徑更小的第二直 圓柱部分117及在倒置孔的頂部的短錐體部分118形成。反向的樣品孑L和質(zhì)量 M^孔錐體使樣品板的空間得到最大利用。在于此所附的權(quán)利要求中，術(shù)語"一種(a)"或"一種(an)"意指"一 種或多種"。術(shù)語"包含(comprise)"及其變型例如"包含(comprises)"和"包含 (comprising)"當(dāng)置于列舉的步驟或元件之前時，意指任選地或不排除附加的額 外步驟或元件。在本說明書中引用的所有專利、專利申請和其他的出版參考資 料在此全文并入作為參考。在此引用的任何參考材料和本說明書中明確教導(dǎo)之 間的任何不一致都明確為以有利于本說明書的教導(dǎo)而得以解決。這包括在單詞 或短語的本領(lǐng)域所理解的定義和該相同單詞或短語在本說明書中所提供的明確 定義之間的任何不一致。在此強調(diào)附圖中所顯示的和以上詳細(xì)描述的結(jié)構(gòu)僅為本發(fā)明的實 例，本發(fā)明的范圍以所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。對那些實驗室設(shè)備設(shè)計、結(jié)構(gòu)和使 用領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，結(jié)合本發(fā)明的基本要素表達(dá)于禾又利要求中的在實現(xiàn)本 發(fā)明中所使用的，、配置、尺寸和材料的進(jìn)一步改變是顯而易見的。
1權(quán)利要求
1. 一種用于在受控溫度下同時進(jìn)行多個化學(xué)反應(yīng)的多樣品支持物，所述多樣品支持物包括由定義為頂面和底面的兩個平行的平面所限定的單體結(jié)構(gòu)板，以平面陣列排列在所述板中并開口在所述頂面的一系列樣品孔，和位于所述孔之間并周期性地間隔于所述板中但不與所述孔相交的位于所述板中的一系列中空。
2. 權(quán)利要求1的多樣品支持物，其中所述中空是與所述頂面禾喊面平行延 伸的伸長的中空。
3. 權(quán)利要求2的多樣品支持物，其中所述板是剛性的并且具有一中性面， 以及所述中空平行并相交于所述中性面。
4. 權(quán)利要求2的多樣品支持物，其中所述板是剛性的并具有長和寬，以及 所述中空包括第一組沿該板縱向的直Mit和第二組沿該板橫向并與所述第一組 相交形成相 道網(wǎng)絡(luò)的直通道。
5. 權(quán)利要求4的多樣品支持物，進(jìn)一步包括與所述相頓道網(wǎng)絡(luò)相連的位 于所述頂面中的開口。
6. 權(quán)利要求4的多樣品支持物，其中所述相CTit在交點處相交，每一所 述開口對準(zhǔn)交點，以及所述板在至少一個所述交點上方的所述頂面上進(jìn)一步包 括一個平臺。
7. 權(quán)利要求2、 3、 4或5的多樣品支持物，其中所述一系歹i脾品孔由4到 4000個孔組成。
8. 權(quán)利要求2、 3、 4或5的多樣品支持物，其中所述一系列樣品孔由12到 400個孔組成。
9. 權(quán)利要求2、 3、 4或5的多樣品支Jf^，其中所述樣品孑L具有約4 mm 到約12mm的中心孑ll巨。
10. 權(quán)利要求2、 3、 4或5的多樣品支持物，其中所述板由選自鋁、銅、鐵、 鎂、銀、鋁合金、銅合金、鐵合金、,鈴金、銀合金的金屬以及氧化鋁、氮化 鋁和碳的復(fù)合材料構(gòu)成。
11. 權(quán)利要求1的多樣品支持物，其中所述中空是開口在所鵬面且不穿透所述頂面的倒置 L每一所述倒置孔都具有與所述頂面和底面垂直的中心線。
12. 權(quán)利要求11的多樣品支持物，其中所述樣品 L和所述倒置孔是圓形截 面，所述樣品孔的平面陣列是由所述樣品孔以直線行歹啲方式排歹啲矩形陣列， 以及所述倒置 IX^接所述樣品孔中心的對角線布置。
13. 權(quán)利要求12的多樣品支持物，其中所述樣品 L和所述倒置孔均為錐形但方向相反。
14. 一種用于在，溫度下同時進(jìn)行多個化學(xué)反應(yīng)的樣品盤和支持板組合，所述組合包括經(jīng)成形以形成具有選定外形內(nèi)側(cè)面的樣品孔陣列的樣品盤；禾口 具有表面并包含在,萬述表面開口 、與所述樣品孔數(shù)目相同并在外形上與所 述樣品孔的所述內(nèi)側(cè)面相配合的支持物 L陣列的單體結(jié)構(gòu)支持板，所述表面進(jìn) 一步包含置于所述支持物孔之間的凹口陣列，除不存在一個或多個但并非所有 這樣的凹口之外，所述凹口陣列與所述樣品孔陣歹湘配合，由此阻止將所述樣 品孔置于所述凹口中，與此同時可將所述樣品 LS于所述支,孔中。
15. 權(quán)利要求14的組合，其中所述樣品板陣列和所述支持物孔陣列是矩形 陣列。
16. 權(quán)利要求15的組合，其中ffl51在所述凹口陣列的中心i體一平臺以實i^; 述不存在一個或多個這樣的凹口 。
17. —種用于在多孑L樣品盤的樣品孔陣列中擴增多個DNA樣品的方法，所 述方飽括(a) 將所述DNA的雙鏈分離為單鏈，(b) 使寡核苷酸引物退火至所述單鏈耙序列上，和(c) 在DNA聚合酶存在的情況下j頓核苷堿基延伸所述弓嫩， 步驟(a)、 (b)和(c)在所述的樣品孔內(nèi)進(jìn)行熱循環(huán)， 其中支撐所述多孑L樣品盤的多樣品支,的6K^括 由定義為頂面禾喊面的兩個平行的平面所限定的單體結(jié)構(gòu)剛性板， 以平面陣歹鵬咧并^0f述頂面開口的處于所述板中的一系列樣品孔，禾口 位于所述孔之間并周期性地間隔于所述板中但不與所述 L相交的位于所述板中的一系列中空。
18. 權(quán)利要求17的方法，其中所述中空是與所述頂面和底面平行延伸的伸長的中空。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中所述剛性板具有一中性面，以^S^f述中空平行并相交于戶;M中性面。
20. 權(quán)利要求18的方法，其中所述剛性板具有長和寬，以及所述中空包括 第一組沿該板縱向的直通道和第二組沿該板橫向并與所述第一組相交形成相交 通道網(wǎng)絡(luò)的直通道。
21. 權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括與所述相頓道網(wǎng)絡(luò)相連的位于所述 頂面中的開口。
22. 權(quán)利要求20的方法，其中所述相頓道在交點處相交，每一所述開口 對準(zhǔn)交點，以及所述岡勝板在至少一個所述交點上方的所述頂面，一步包括 一個平臺。
23. 權(quán)利要求17的方法，其中所述中空是開口在所鵬面且不穿3t^f述頂 面的倒置孔，每一所述倒置孔都具有與所述頂面和底面垂直的中心線。
24. 權(quán)利要求18的方法，其中所述樣品 L和所述倒置孔是圓臓面，所述 樣品孔的平面陣列是由所述樣品孔以直線行列的方式排列的矩形陣列，以^^f述倒置 li&^接所述樣品孔中心的對角線布置。
25. 權(quán)利要求24的方法，其中所述樣品孔和所述倒置孔均為錐形但方向相反。
全文摘要
通過在緊鄰孔的附近包含被設(shè)置以減少板質(zhì)量的板內(nèi)中空，改進(jìn)了一種經(jīng)接觸板底面的加熱或冷卻元件進(jìn)行溫度控制的用于聚合酶鏈反應(yīng)、DNA測序以及涉及進(jìn)行多樣品同時反應(yīng)的其他操作的樣品板。
文檔編號C12M1/02GK101511990SQ200780024050
公開日2009年8月19日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者S·巴納吉 申請人:生物-拉德實驗室公司