專利名稱：非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)，按步驟具備另外的光源，以相應(yīng)于各步驟的溫度進(jìn)行個(gè)別控制，使形成多個(gè)試料腔的旋轉(zhuǎn)部移動(dòng)到以相應(yīng)于各步驟的溫度控制的位置，從而能夠高速執(zhí)行溫度循環(huán)的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最近，隨著 分子生物學(xué)飛躍式發(fā)展，與以往通過抗原-抗體反應(yīng)或有機(jī)分子間相互作用進(jìn)行診斷相比，利用基因進(jìn)行診斷的技術(shù)正在更迅速地發(fā)展。
這種基因診斷技術(shù)為了迅速診斷，必須復(fù)制、擴(kuò)增必要的DNA，美國(guó)生物學(xué)者凱利 穆利斯(Kary Mullis)作為復(fù)制、擴(kuò)增DNA所需的方法，提出了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR:Polymerase Chain Reaction)。
為引起所述聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，需要對(duì)DNA進(jìn)行變性(Denaturation)、退火(Annealing)以及延伸(Elongation)等 3 個(gè)步驟。
所述變性、退火及延伸的3個(gè)步驟由于需保持比常溫高的溫度，因而必須具備熱源。
作為加熱所述DNA所需的熱源，可以分為試料腔與熱源直接接觸的接觸式和不與熱源直接接觸的非接觸式。
其中，接觸式使用利用珀?duì)柼螂娮锜岬募訜崞鞯茸鳛闊嵩?，非接觸式使用近紅外線、遠(yuǎn)紅外線、熱風(fēng)及磁控管等作為熱源。
首先，接觸式是使試料腔接觸由珀?duì)柼螂娮柙?gòu)成的加熱組，間接加熱試料腔中容納的DNA的方式，存在的問題是從作為熱源的加熱組熱傳遞至DNA需要另外的時(shí)間。
另一方面，非接觸式是無(wú)需熱傳遞介質(zhì)的接觸而直接加熱試料腔中容納的DNA的方式，就利用熱風(fēng)的情形而言，由于需加熱空氣，存在的缺點(diǎn)是需要能夠生成熱風(fēng)的空間，就磁控管的情形而言，產(chǎn)生與水的共振頻率相應(yīng)的高頻來(lái)加熱對(duì)象物質(zhì)，此時(shí)，雖然能夠高速加熱對(duì)象物質(zhì)，但是存在的缺點(diǎn)是，不僅在熱源周邊不能使用對(duì)共振頻率產(chǎn)生影響的金屬材質(zhì)，而且，熱源及加熱對(duì)象物質(zhì)的空間需要較大，同時(shí)釋放電磁波，對(duì)人體有害。
而且，就利用紅外線的情況而言，雖然具有能夠迅速把對(duì)象物加熱至目標(biāo)溫度，即使沒有中間熱傳遞介質(zhì)，也能夠直接加熱對(duì)象物的優(yōu)點(diǎn)，但是存在的缺點(diǎn)是需要熱源的溫度變化所需的時(shí)間，且紅外線被大部分材質(zhì)吸收。
這種利用紅外線引起聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基因高速擴(kuò)增裝置的在先技術(shù)，在美國(guó)專利公開2005/0287661號(hào)中提出。所述專利文獻(xiàn)中記載的擴(kuò)增裝置使用單一熱源進(jìn)行控制，使同一腔的內(nèi)部保持與變性、退火及延伸相應(yīng)的溫度。
但是，以往技術(shù)的引起聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基因擴(kuò)增裝置，由于使用單一熱源，因此在執(zhí)行退火步驟時(shí)，需要等待直到高溫加熱的試料腔的溫度降低，因而存在需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的問題。
而且，由于使用單一熱源，存在無(wú)法根據(jù)需要能動(dòng)地變化相應(yīng)步驟的溫度，無(wú)法針對(duì)多數(shù)的基因試料，以多樣的條件使試料擴(kuò)增的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決如上問題而研發(fā)的，目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，按步驟具備另外的光源，每個(gè)步驟個(gè)別地控制溫度，從而能夠高速執(zhí)行溫度循環(huán)。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，個(gè)別控制與各步驟相應(yīng)的溫度，從而能夠針對(duì)多數(shù)的基因試料，以多樣的條件進(jìn)行擴(kuò)增。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，為有效地把紅外線光傳遞給試料，具備以光特性適宜的材料形成有試料腔的旋轉(zhuǎn)部，從而實(shí)現(xiàn)高速向基因試料的熱傳遞。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，作為構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部的光特性適宜的材料，光源照射的一側(cè)面由透過紅外線的玻璃構(gòu)成，光源不照射的另一側(cè)面由吸收紅外線的塑料構(gòu)成，從而進(jìn)一步提高加熱效率。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，在執(zhí)行變性步驟的變性部與執(zhí)行退火步驟的退火部之間形成非加熱部，冷卻效率得到提高。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，具備另外的冷卻裝置，使得能夠使非加熱部強(qiáng)制降低溫度，冷卻效率進(jìn)一步提高。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，具備溫度傳感器和借助于所述溫度傳感器而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制的控制面板，因而能夠更高效地引起聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，所述控制面板對(duì)從所述溫度傳感器傳遞的信號(hào)進(jìn)行PID控制，因而能夠容易地、穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)溫度。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，由于具備對(duì)光源進(jìn)行集光的集光部和能夠在所述集光部限定照射的面積的光圈，因而能夠迅速加熱試料，提聞熱效率。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，由于在試料腔的下部安裝有切斷可見光線的濾光片，因而能夠根據(jù)需要，追加加裝諸如熒光檢查儀的光學(xué)檢測(cè)器，定量地檢測(cè)DNA。
本發(fā)明針對(duì)通過變性步驟、退火步驟及延伸步驟而使基因擴(kuò)增的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，提供一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，所述變性步驟、退火步驟及延伸步驟分別借助于另外的光源模塊控制溫度，在與所述光源模塊對(duì)應(yīng)的位置形成有多個(gè)試料腔的旋轉(zhuǎn)部，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使基因擴(kuò)增。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的所述光源模塊沿圓周方向形成3倍數(shù)個(gè)。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的所述光源模塊由鹵素?zé)魳?gòu)成。
其中，優(yōu)選在 所述鹵素?zé)羯险婵照翦兗t寶石或金。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的所述旋轉(zhuǎn)部形成有多個(gè)的試料腔，以旋轉(zhuǎn)部的中心為基準(zhǔn)，沿圓周方向相互對(duì)稱地形成4倍數(shù)個(gè)。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的所述旋轉(zhuǎn)部的光源照射的一側(cè)面由透過紅外線的玻璃構(gòu)成，光源不照射的另一側(cè)面由吸收紅外線的塑料構(gòu)成。
另外，本發(fā)明優(yōu)選使執(zhí)行變性步驟的變性部、執(zhí)行所述退火步驟的退火部、執(zhí)行所述延伸步驟的延伸部、形成于所述變性部與退火部之間且未安裝另外的光源模塊的非加熱部構(gòu)成循環(huán)。
其中，優(yōu)選所述非加熱部具備另外的冷卻裝置，以便能夠強(qiáng)制降低溫度。
而且，優(yōu)選還包括:旋轉(zhuǎn)部，其位于所述變性部、所述退火部、所述延伸部的上部，形成有多個(gè)供DNA注入的試料腔；溫度傳感器，其形成于所述試料腔的上部；控制面板，其演算從所述溫度傳感器傳遞的信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，對(duì)所述光源模塊、所述冷卻裝置與所述旋轉(zhuǎn)部的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行PID控制。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的所述光源模塊包括:光源，其發(fā)光；集光部，其對(duì)從所述光源發(fā)的光進(jìn)行反射、集光；光圈，其使得能夠在所述集光部中調(diào)節(jié)照射的面積。
另外，優(yōu)選本發(fā)明還包括為檢查所述試料腔中容納的DNA而安裝于所述試料腔的下部的濾光片，以便切斷可見光線。
另外，優(yōu)選本發(fā)明為定量檢查基因而在所述試料腔的上端安裝熒光檢查儀。


圖1是概要地顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的概念圖。
圖2是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的光源模塊集光方式的概念圖。
圖3是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的分解立體圖。
圖4是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖5是從下方向上方觀察本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)部的分解立體圖。
圖6是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的去除蓋子狀態(tài)的平面圖。
圖7是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的溫度循環(huán)的圖表。
圖8是顯示本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)實(shí)施例的冷卻裝置安裝前后的溫度梯度的圖表。
具體實(shí)施方式
下面說(shuō)明本發(fā)明的 非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)。
本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的特征在于，作為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)各步驟的變性步驟、退火步驟及延伸步驟借助于另外的光源而分別控制。因此，可以根據(jù)設(shè)置，控制各步驟的時(shí)間及溫度，體現(xiàn)高速的溫度循環(huán)。
如圖1所示，所述非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)以構(gòu)成循環(huán)的方式具備執(zhí)行變性步驟的變性部10a、執(zhí)行退火步驟的退火部10b、執(zhí)行延伸步驟的延伸部10c。其中，變性部10a、退火部IOb及延伸部IOc如圖2所示，分別安裝有另外的光源模塊12。因此，變性部IOa和退火部IOb及延伸部IOc分別另行控制溫度，因而能夠體現(xiàn)高速的溫度循環(huán)。
而且，優(yōu)選所述非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)在變性部IOa與退火部IOb之間形成有非加熱部14。所述非加熱部14是未形成有另外的光源的部分，作為用于在從高溫的變性步驟向低溫的退火步驟執(zhí)行時(shí)使溫度下降的休止期，使得能夠執(zhí)行冷卻步驟。其中，優(yōu)選所述非加熱部14具備另外的冷卻裝置，使得能夠強(qiáng)制降低溫度，進(jìn)一步提高冷卻效率。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)如圖1至圖3所示，還包括旋轉(zhuǎn)部20，其位于所述變性部10a、所述退火部10b、所述延伸部IOc的上部，形成有多個(gè)供DNA注入的試料腔22 ;溫度傳感器90，其形成于所述試料腔22的上部；控制面板92，其演算從所述溫度傳感器90傳遞的信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，對(duì)所述光源模塊12、所述冷卻裝置與所述旋轉(zhuǎn)部20的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行PID控制。因此，能夠在使形成有所述多個(gè)試料腔22的旋轉(zhuǎn)部20旋轉(zhuǎn)的同時(shí)執(zhí)行各步驟，使基因擴(kuò)增，因而能夠同時(shí)使多個(gè)基因擴(kuò)增。另外，所述溫度傳感器90感知溫度，借助于預(yù)先設(shè)置的程序，控制光源模塊12、冷卻裝置及旋轉(zhuǎn)部20的運(yùn)轉(zhuǎn)，因而能夠更高效地引起聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。而且，所述控制面板92對(duì)從所述溫度傳感器90傳遞的信號(hào)進(jìn)行PID控制，因而能夠更容易地、穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)溫度。
另外，光源模塊12形成有:光源14,其發(fā)光；集光部16,其對(duì)從所述光源14發(fā)出的光進(jìn)行反射、集光；光圈18，其能夠在所述集光部16中調(diào)節(jié)照射的面積。因此，能夠利用光圈18限定照射的面積，因而能夠迅速加熱試料，提高熱效率。而且，在位于所述試料腔22的光圈18的上部安裝有濾光片80，以便切斷可見光線。所述濾光片80由于切斷可見光線，因而當(dāng)在試料腔22的上部追加安裝熒光檢查儀(圖中未示出)時(shí)，能夠沒有光源造成的光干擾地檢測(cè)試料腔22中容納的DNA。
如果更具體地考查如上的本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，如圖1至圖6所示，包括:變性部10a、退火部IOb及延伸部10c，其在同心圓上形成，分別具有光源模塊12 ;非加熱部14，其形成于所述變性部IOa與退火部IOb之間；旋轉(zhuǎn)部20，其以能旋轉(zhuǎn)的方式安裝于所述變性部10a、退火部IOb及延伸部IOc的上部。
首先，形成有執(zhí)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的各步驟的變性部10a、退火部IOb及延伸部10c。所述變性部10a、退火部IOb及延伸部IOc與在所述各部10a，10b，IOc上的光源分別各安裝I處，但根據(jù)需要，各部10a，10b，IOc及光源可以安裝3的倍數(shù)個(gè)。其中，在變性部IOa與退火部IOb之間形成有非加熱部14。因此，優(yōu)選所述各部10a，10b, IOc包括非加熱部14在內(nèi)，以同心圓為中心，以90°間隔形成。
所述光源模塊12包括:光源14，`其發(fā)光；集光部16，其對(duì)從所述光源14發(fā)出的光進(jìn)行反射、集光；光圈18，其控制所述集光部16中集光、照射的光線面積。
如圖2所示，光源14產(chǎn)生的光線被拋物線形狀的集光部16所匯集，射向光圈18，匯集到光圈18的光線在通過濾光片80后，加熱旋轉(zhuǎn)部20的試料腔22。
其中，所述光源14由真空蒸鍍有紅寶石的鹵素?zé)魳?gòu)成，所述光源14不僅真空蒸鍍有紅寶石，還可以根據(jù)需要而沉積金。而且，不僅鹵素?zé)?，所述光?4根據(jù)需要還可以使用能夠照射紅外線特別是近紅外線的其它燈。
所述集光部16形成于光源14的下部，由鋁形成的拋物線(parabola)狀鏡子構(gòu)成。所述集光部16對(duì)光源14產(chǎn)生的光線進(jìn)行聚集，傳遞給對(duì)象物。
所述光圈18安裝用于調(diào)節(jié)在所述集光部16中集光并向上方照射的光線的面積。在本實(shí)施例中，光圈18以圓形的孔配備，但根據(jù)需要，也可以構(gòu)成得使光圈18的面積可變。在本實(shí)施例中，所述光源模塊12固定安裝于上方開放的箱體50。在所述箱體50的內(nèi)部，不僅是光源模塊12，還安裝有用于向光源14接入電源的電源接入裝置(圖中未示出)。另夕卜，在所述箱體50的一側(cè)，為實(shí)現(xiàn)所述箱體50內(nèi)部的冷卻而安裝有冷卻扇52。
所述旋轉(zhuǎn)部20位于所述變性部10a、退火部IOb及延伸部IOc的上部，沿圓周方向形成有多個(gè)供DNA注入的試料腔22。所述試料腔22在與變性部10a、退火部10b、延伸部IOc及非加熱部14對(duì)應(yīng)的位置分別形成。所述試料腔22的安裝間隔以旋轉(zhuǎn)部20的中心為基準(zhǔn)，沿圓周方向相互對(duì)稱地形成有4倍數(shù)個(gè)。
所述旋轉(zhuǎn)部20由底座板20a和蓋板20c構(gòu)成，其中，所述底座板20a為盤狀，所述蓋板20c插入所述底座板20a的凹槽20b。所述底座板20a由吸收紅外線的塑料構(gòu)成，形成具有各個(gè)試料腔22的凹槽20b。因此，所述凹槽20b在與形成有試料腔22的變性部10a、退火部10b、延伸部IOc及非加熱部14對(duì)應(yīng)的位置形成。插入所述凹槽20b的蓋板20c優(yōu)選由透過紅外線的玻璃構(gòu)成。因此，由所述光源產(chǎn)生的光線通過玻璃，加熱試料腔22。
所述各試料腔22在所述旋轉(zhuǎn)部的凹槽22b中以橢圓形形成，在兩側(cè)形成有微細(xì)流路24，以便DNA試料能夠流入所述試料腔22。所述各試料腔22借助于毛細(xì)管現(xiàn)象，DNA試料沿微細(xì)流路24流入。
另外，所述旋轉(zhuǎn)部20借助于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30而旋轉(zhuǎn)。所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30為使所述旋轉(zhuǎn)部20放置至既定角度,優(yōu)選具備步進(jìn)馬達(dá)(stepping motor)。其中，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30安裝于上板60，所述上板60樞轉(zhuǎn)結(jié)合于所述箱體50的一側(cè)。而且，在所述旋轉(zhuǎn)部20的下部安裝有中間板70。在與所述中間板70的試料腔22對(duì)應(yīng)的位置安裝有濾光片。所述濾光片80切斷可見光線，因而在檢查時(shí)能夠容易地診斷DNA。
而且，在屬于所述試料腔22上部的位置的蓋60上，安裝有溫度傳感器90。所述溫度傳感器90感知的信號(hào)傳遞給所述控制面板92。
所述冷卻裝置由安裝于所述蓋60的風(fēng)扇(fan) 72和空氣通路74構(gòu)成，其中，所述空氣通路74形成于所述蓋60下部的中間板70，起始端位于所述風(fēng)扇72的正下方，前端延長(zhǎng)至非加熱部。因此，外部氣體通過所述風(fēng)扇72流入，通過所述風(fēng)扇72流入的空氣沿空氣流路74流入所述非加熱部。
所述控制面板92演算從所述溫度傳感器90傳遞的信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，控制所述光源模塊12、冷卻裝置 及旋轉(zhuǎn)部30。
其中，優(yōu)選所述控制面板92對(duì)從所述溫度傳感器90傳遞的信號(hào)進(jìn)行PID控制。所述PID控制基本上為反饋控制器的形態(tài)，測(cè)量溫度傳感器90的輸出值，計(jì)算出誤差，利用誤差值設(shè)置控制所需的新輸出值，從而能夠穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)溫度。
其中，如圖7所示，控制面板進(jìn)行控制，使變性步驟(SI)、冷卻步驟(S2)、退火步驟(S3)及延伸步驟(S4)實(shí)現(xiàn)溫度循環(huán)。在本實(shí)施例中，所述步驟實(shí)現(xiàn)的溫度循環(huán)由20周期構(gòu)成。
另外，控制面板如所述圖8所示，在以往不經(jīng)過冷卻步驟的情況下，從變性溫度達(dá)到退火溫度的時(shí)間需求過多，但在包括本實(shí)施例的冷卻步驟(S2)的情況下，所需時(shí)間從35秒下降到14秒，以兩倍以上的快速冷卻速度冷卻，因此可知，根據(jù)是否實(shí)施冷卻步驟(S2)，存在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間差異。因此，在本實(shí)施例中，由于具備冷卻步驟(S2)，能夠迅速地冷卻在高溫狀態(tài)下變性的試料，因而能夠高速地使基因擴(kuò)增。
如上所述，非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例如圖7所示，由使試料腔22的試料變性的變性步驟(SI)、使所述試料腔22的試料冷卻的冷卻步驟(S2)、對(duì)所述試料腔22的試料進(jìn)行退火的退火步驟(S3)及使所述試料腔22的試料延伸的延伸步驟(S4)構(gòu)成。
首先，變性步驟(SI)利用光源模塊12向試料腔22照射光，把試料的溫度保持為90°C至97°C。在所述變性步驟(SI)中，所述控制面板92對(duì)從溫度傳感器90流入的信號(hào)進(jìn)行PID控制，保持試料的設(shè)置溫度。所述控制面板92根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30，經(jīng)過既定時(shí)間后，使旋轉(zhuǎn)部20旋轉(zhuǎn)90°，移送至下一步驟。
然后，冷卻步驟(S2)是使在所述變性步驟(SI)中保持為90°C至97°C的試料冷卻至退火步驟(S3)所需溫度條件的50°C至65°C的步驟。此時(shí)，控制面板92進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇72，以便使試料的溫度能夠下降。所述控制面板92根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30，經(jīng)過既定時(shí)間后，使旋轉(zhuǎn)部20旋轉(zhuǎn)90°，移送至下一步驟。
然后，退火步驟(S3)是利用光源模塊12照射光線，使在所述冷卻步驟(S2)中冷卻至50°C至65°C的試料保持退火適宜溫度的50°C至65°C的步驟。在所述退火步驟(S3)中，控制面板92對(duì)從溫度傳感器90流入的信號(hào)進(jìn)行PID控制，保持試料的設(shè)置溫度。所述控制面板92根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30，經(jīng)過既定時(shí)間后，使旋轉(zhuǎn)部20旋轉(zhuǎn)90°，移送至下一步驟。
然后，延伸步驟(S4)通過光源模塊12照射光線，使在所述退火步驟(S3)中保持50°C至65°C的試料上升至延伸適宜溫度的68°C至74°C。在所述延伸步驟(S4)中，控制面板92對(duì)從溫度傳感器90流入的信號(hào)進(jìn)行PID控制，以便保持試料的溫度。所述控制面板92根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)30，經(jīng)過既定時(shí)間后，使旋轉(zhuǎn)部20旋轉(zhuǎn)90°，移送至下一步驟。
工業(yè)利用可能性
如上所述，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，按步驟具備另外的光源，每個(gè)步驟個(gè)別地控制溫度，從而能夠高速執(zhí)行溫度循環(huán)。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，每個(gè)步驟個(gè)別地控制溫度，從而能夠使多種試料擴(kuò)增。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)在執(zhí)行變性步驟的變性部與執(zhí)行退火步驟的退火部之間形成 非加熱部，冷卻效率得到提高。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)具備另外的冷卻裝置，使得能夠強(qiáng)制降低非加熱的溫度，冷卻效率進(jìn)一步提高。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)具備借助于溫度傳感器和所述溫度傳感器而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制的控制面板，因而能夠更高效地引起聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，由于所述控制面板對(duì)從所述溫度傳感器傳遞的信號(hào)進(jìn)行PID控制，因而能夠穩(wěn)定地、容易地達(dá)到目標(biāo)溫度。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)具備對(duì)光源進(jìn)行集光的集光部和能夠在所述集光部中限定照射面積的光圈，因而能夠只迅速加熱必要部分的試料。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)在試料腔的下部安裝有切斷可見光線的濾光片，因而能夠根據(jù)需要，追加加裝諸如熒光檢查儀的光學(xué)檢測(cè)器，定量地檢測(cè)DNA。
另外，本發(fā)明的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)具備旋轉(zhuǎn)部，所述旋轉(zhuǎn)部的光源照射的一側(cè)面由透過紅外線的玻璃構(gòu)成 ，光源不照射的另一側(cè)面由吸收紅外線的塑料構(gòu)成，因而試料腔的加熱效率提1 。
權(quán)利要求
1.一種非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，作為通過變性步驟、退火步驟及延伸步驟使基因擴(kuò)增的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述變性步驟、退火步驟及延伸步驟分別借助于另外的光源模塊控制溫度，在與所述光源模塊對(duì)應(yīng)的位置形成有多個(gè)試料腔的旋轉(zhuǎn)部，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使基因擴(kuò)增。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述光源模塊沿圓周方向形成3倍數(shù)個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述光源模塊由鹵素?zé)魳?gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 在所述鹵素?zé)羯险婵照翦兗t寶石或金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 在所述旋轉(zhuǎn)部形成的多個(gè)試料腔以旋轉(zhuǎn)部的中心為基準(zhǔn)，沿圓周方向相互對(duì)稱地形成4倍數(shù)個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)部的光源照射的一側(cè)面由透過紅外線的玻璃構(gòu)成，光源不照射的另一側(cè)面由吸收紅外線的塑料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 使執(zhí)行變性步驟的變性部、執(zhí)行所述退火步驟的退火部、執(zhí)行所述延伸步驟的延伸部、形成于所述變性部與退火部之間且未安裝另外的光源模塊的非加熱部構(gòu)成循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述非加熱部具備另外的冷卻裝置，以便能夠強(qiáng)制降低溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于還包括: 旋轉(zhuǎn)部，其位于所述變性部、所述退火部、所述延伸部的上部，形成有多個(gè)供DNA注入的試料腔；溫度傳感器，其形成于所述試料腔的上部；控制面板，其演算從所述溫度傳感器傳遞的信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，對(duì)所述光源模塊、所述冷卻裝置與所述旋轉(zhuǎn)部的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行PID控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 所述光源模塊包括:光源，其發(fā)光；集光部，其對(duì)從所述光源發(fā)的光進(jìn)行反射、集光；光圈，其使得能夠在所述集光部中調(diào)節(jié)照射的面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，其特征在于: 還包括為檢查所述試料腔中容納的DNA而安裝于所述試料腔的下部的濾光片，以便切斷可見光線。
全文摘要
本發(fā)明涉及非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)，按步驟具備另外的光源，以相應(yīng)于各步驟的溫度進(jìn)行個(gè)別控制，使形成多個(gè)試料腔的旋轉(zhuǎn)部移動(dòng)到以相應(yīng)于各步驟的溫度控制的位置，從而能夠高速執(zhí)行溫度循環(huán)的非接觸加熱式基因擴(kuò)增系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C12M1/38GK103154232SQ201080069156
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者全香淑, 崔成旭, 李娜日, 張玄珠 申請(qǐng)人:韓國(guó)食品研究院