一種聚合酶鏈反應(yīng)板的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種聚合酶鏈反應(yīng)板，該聚合酶鏈反應(yīng)板包括一個(gè)基板，該基板由金屬材料制成，具有一個(gè)上表面和一個(gè)下表面，上表面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔，且在上表面和孔內(nèi)壁上設(shè)有導(dǎo)熱、與試劑相容的介質(zhì)。金屬材料保證了聚合酶鏈反應(yīng)板的熱導(dǎo)率高、溫度均勻性好、不易變形。下表面上設(shè)有一層絕緣膜，絕緣膜上有加熱導(dǎo)電線路和測(cè)溫模塊。這種既可以加熱又可以測(cè)溫的聚合酶鏈反應(yīng)板所得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較傳統(tǒng)的使用塑料試管和變溫模塊的方式得出的數(shù)據(jù)可信度高得多。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種聚合酶鏈反應(yīng)板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合酶鏈反應(yīng)用裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種聚合酶鏈反應(yīng)板。
【背景技術(shù)】
[0002]在分子生物學(xué)領(lǐng)域,聚合酶鏈反應(yīng)(PCR, Polymerase Chain Reaction)及時(shí)已得到普遍認(rèn)可，是一種探索DNA的具有高可靠性的有效手段。樣品中的DNA在試劑配合下，在特定溫度程序下進(jìn)行溫度循環(huán)反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)可獲得2的N次方數(shù)量的片段擴(kuò)增，使得檢測(cè)非常靈敏。PCR實(shí)驗(yàn)必須使用合適的聚合酶鏈反應(yīng)板，以滿(mǎn)足熱響應(yīng)特性、溫度均勻特性和與試劑盒樣品的相容性。
[0003]傳統(tǒng)的聚合酶鏈反應(yīng)板使用塑料薄膜管和96/384孔板。傳統(tǒng)做法是將樣品和試劑加入到孔中，采用蓋子密封后將整塊板放入到PCR儀的變溫模塊上。變溫模塊內(nèi)部具有加熱元件，但是沒(méi)有測(cè)溫模塊，在PCR儀不易控制完成循環(huán)控溫。傳統(tǒng)的聚合酶鏈反應(yīng)板其普遍存在的問(wèn)題與熱響應(yīng)特性相關(guān):
[0004]I)模塊質(zhì)量打、模塊升降溫速率慢、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，而試劑中酶的活性隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢(shì)，因此PCR反應(yīng)的擴(kuò)增速率逐步降低，準(zhǔn)確性也呈下降趨勢(shì)。
[0005]2)傳統(tǒng)的聚合酶鏈反應(yīng)板采用薄壁材料，如塑料薄壁管和96/384孔板。但板中孔是錐形，只有在較大壓力下才能保證與模塊保持較好的熱接觸；塑料材質(zhì)熱膨脹系數(shù)大，容易翹曲變形，其與變溫模塊的接觸界面存在多重的不可預(yù)知、不可重復(fù)性，其接觸熱阻狀態(tài)隨時(shí)可能發(fā)生變化。這種變化導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不確定。
`[0006]3)采用塑料材質(zhì)，雖然制作成本較低，但是試管的熱阻較大，模塊溫度傳遞到試劑需要較長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重影響快速PCR檢測(cè)的應(yīng)用。
[0007]4)作為定性和定量PCR`時(shí)延的重要需求，各孔的溫度一致性是實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互比對(duì)的重要前提。如HRM (High-Resolution Melting analysis,高分辨熔解曲線分析)技術(shù)就對(duì)溫度均勻性有相當(dāng)高的要求，而變溫模塊與板共同使用的模式導(dǎo)致其熱分布影響因素多、溫度差異較大、熱效率低下，難以滿(mǎn)足現(xiàn)在PCR技術(shù)的發(fā)展需要，也影響了快速PCR檢測(cè)的應(yīng)用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種加熱速度快、不易變形、均勻性好的聚合酶鏈反應(yīng)板。
[0009]一種聚合酶鏈反應(yīng)板，所述聚合酶鏈反應(yīng)板包括基板,所述基板由金屬材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔，所述上表面和所述孔內(nèi)壁上具有導(dǎo)熱、與實(shí)驗(yàn)試劑相容的介質(zhì)，下表面上具有一層絕緣膜，所述絕緣膜上設(shè)有加熱導(dǎo)電線路，所述絕緣膜上還設(shè)有用于連接加熱電源的加熱電接觸接口，所述絕緣膜上還設(shè)有測(cè)溫模塊。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)溫模塊是一條與加熱導(dǎo)電線路相獨(dú)立的測(cè)溫導(dǎo)電線路。
[0011 ] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)溫模塊與所述加熱導(dǎo)電線路為同一條導(dǎo)電線路。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)溫模塊是一個(gè)微型測(cè)溫傳感器。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱導(dǎo)電線路由導(dǎo)電材料或者片式元器件組成。
[0014]在其中Iv實(shí)施例中，所述加熱導(dǎo)電線路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分別設(shè)置有加熱電接觸接口。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基板由鋁材料制成。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述介質(zhì)為類(lèi)金剛石。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣膜為類(lèi)金剛石膜。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣膜為氧化鋁膜。
[0019]上述聚合酶鏈反應(yīng)板包括基板，所述基板由金屬材料制成，且具有一個(gè)上表面和一個(gè)下表面，上表面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔，且在上表面和孔內(nèi)壁上設(shè)有導(dǎo)熱、與試劑相容的介質(zhì)。金屬材料保證了聚合酶鏈反應(yīng)板的熱導(dǎo)率高、溫度均勻性好、不易變形。下表面上設(shè)有一層絕緣膜，絕緣膜上有加熱導(dǎo)電線路和測(cè)溫模塊。這種既可以加熱又可以測(cè)溫的聚合酶鏈反應(yīng)板所得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較傳統(tǒng)的使用塑料試管和變溫模塊的方式得出的數(shù)據(jù)可信度高得多。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為實(shí)施方式 一的聚合酶鏈反應(yīng)板剖視圖；
[0021]圖2為實(shí)施方式一的聚合酶鏈反應(yīng)板的下表面的示意圖；
[0022]圖3為實(shí)施方式二的聚合酶鏈反應(yīng)板的下表面的示意圖；
[0023]圖4為實(shí)施方式三的聚合酶鏈反應(yīng)板的下表面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]請(qǐng)參照?qǐng)D1~2，其為本發(fā)明的第一【具體實(shí)施方式】:
[0026]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種聚合酶鏈反應(yīng)板100。該聚合酶鏈反應(yīng)板100包括基板110,該基板110是由金屬材料制成的,具有一個(gè)上表面120和一個(gè)下表面130。上表面120上開(kāi)設(shè)有多個(gè)用于容納實(shí)驗(yàn)試劑的孔121。該基板110可以做成單管、8聯(lián)管、94/384孔板等各種形式，此處不做具體限定。該上表面120和孔121的內(nèi)壁上均勻涂鍍有一種導(dǎo)熱、與實(shí)驗(yàn)試劑相容的介質(zhì)122，該介質(zhì)122是類(lèi)金剛石、氧化鋁等，此處不做具體限定，以可以滿(mǎn)足導(dǎo)熱、與實(shí)驗(yàn)試劑相容的特性即可。下表面130上涂鍍有一層絕緣膜131，在絕緣膜131上設(shè)置有加熱導(dǎo)電線路132和測(cè)溫模塊。
[0027]該聚合酶鏈反應(yīng)板100的基板110由金屬材料制成，例如鋁材料。由于金屬材料具有良好的導(dǎo)熱性能，所以保證了由金屬材料制成的基板110具有良好的導(dǎo)熱性能，并且不會(huì)出現(xiàn)使用塑料材質(zhì)所引起的、翹曲變形、錐角不一致等問(wèn)題。在加熱導(dǎo)電線路132工作時(shí)，基板110迅速升溫，且各處溫度均勻。
[0028]上表面120和孔121內(nèi)壁上均勻涂鍍有一種導(dǎo)熱、與實(shí)驗(yàn)試劑相容的介質(zhì)122。該介質(zhì)122的導(dǎo)熱性保證了經(jīng)由金屬材質(zhì)的基板110傳遞給介質(zhì)122的溫度能夠直接作用到實(shí)驗(yàn)試劑。這樣的熱傳導(dǎo)方式可以保證傳熱充分、效率高、實(shí)驗(yàn)試劑溫度可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。介質(zhì)122可以與實(shí)驗(yàn)試劑相容，可以保證該介質(zhì)122不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)試劑的反應(yīng)；該介質(zhì)122還可以避免金屬材料與實(shí)驗(yàn)試劑中的某些成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程和結(jié)果。
[0029]下表面130上涂鍍有一層絕緣膜131。該絕緣膜131同時(shí)具有良好的導(dǎo)熱性和絕緣性。良好的導(dǎo)熱性可以保證加熱導(dǎo)電線路132工作時(shí)產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)該絕緣膜131傳遞給基板110。良好的絕緣性可以保證該絕緣膜131不會(huì)影響導(dǎo)電線路132的正常工作。在本實(shí)施方式中，該絕緣膜131采用的是類(lèi)金剛石膜，在其他實(shí)施方式中，該絕緣膜131還可以是氧化鋁膜或者其他經(jīng)過(guò)特殊處理形成的同時(shí)具有良好的導(dǎo)熱性和絕緣性的膜層，此處不做具體限定。
[0030]加熱導(dǎo)電線路132可通過(guò)以下方式形成:在絕緣膜131外側(cè)通過(guò)蒸鍍金屬、導(dǎo)電材料或者貼裝片式元器件形成具有一定電阻值的線路。該線路的電阻值的大小可以由蒸鍍工藝參數(shù)精確控制。在本實(shí)施方式中，加熱導(dǎo)電線路132直接由蒸鍍金屬構(gòu)成，并且在加熱導(dǎo)電線路132的始端1322和末端1323各設(shè)有一個(gè)加熱電接觸接口 1321，用于與PCR儀上的加熱電源接口相連。蒸鍍工藝參數(shù)精確控制了加熱導(dǎo)電線路132的電阻值大小，通電使加熱導(dǎo)電線路132開(kāi)始工作并產(chǎn)生熱量，最終可以對(duì)所有孔121中的實(shí)驗(yàn)試劑均勻加熱。在其他實(shí)施方式中還可以貼裝電阻或者功率耗散器件構(gòu)成加熱導(dǎo)電線路132，此處不做具體限定。
[0031]在本實(shí)施方式中，測(cè)溫模塊是一條與加熱導(dǎo)電線路132相獨(dú)立的測(cè)溫導(dǎo)電線路1331。該測(cè)溫導(dǎo)電線路1331的始端1332和末端1333分別設(shè)有一個(gè)測(cè)溫電接觸接口 1334，用于與PCR儀上的測(cè)溫功能接口相連。在本實(shí)施方式中，測(cè)溫導(dǎo)電線路1331由蒸鍍膜層構(gòu)成，通過(guò)測(cè)定測(cè)溫導(dǎo)電線路1331的電阻率和已知的定標(biāo)溫度點(diǎn)的電阻值變化來(lái)檢測(cè)基板110的溫度。
[0032]請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為本發(fā)明的第二【具體實(shí)施方式】:
[0033]本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的區(qū)別在于，本實(shí)施方式提供一種聚合酶鏈反應(yīng)板200。該聚合酶鏈反應(yīng)板200上的測(cè)溫模塊是在絕緣膜上貼裝微型溫度傳感器2331，該微型傳感器2331的兩個(gè)引腳分別連接有一個(gè)安裝在絕緣膜上的測(cè)溫電接觸接口 2332。
[0034]請(qǐng)參照?qǐng)D4，其為本發(fā)明的第三【具體實(shí)施方式】:
[0035]本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的區(qū)別在于，本實(shí)施方式提供一種聚合酶鏈反應(yīng)板300。該聚合酶鏈反應(yīng)板300上的測(cè)溫模塊是一條導(dǎo)電線路，該導(dǎo)電線路與加熱導(dǎo)電線路332共用一條線路，即該加熱導(dǎo)電線路332既可用于加熱，又可用于測(cè)溫。該加熱導(dǎo)電線路332上具有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)該切換開(kāi)關(guān)與功率散耗器件相連時(shí)，即加熱導(dǎo)電線路332進(jìn)行加熱。當(dāng)切換開(kāi)關(guān)與功率散耗器件斷開(kāi)而與測(cè)溫器件相連時(shí)，即加熱導(dǎo)電線路332進(jìn)行測(cè)溫。在其他實(shí)施方式中，測(cè)溫模塊也可以設(shè)置成其他的形式，只需要能夠滿(mǎn)足測(cè)試基板310上的溫度的要求即可，此處不做具體限定。
[0036]上述聚合酶鏈反應(yīng)板的上表面和孔內(nèi)壁上均勻涂覆有導(dǎo)熱絕緣的、且與試劑相容的介質(zhì)，這樣在加熱時(shí)溫度可以直接作用于實(shí)驗(yàn)試劑，且不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在絕緣膜的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)電線路和測(cè)溫模塊，通過(guò)加熱電接觸接口與PCR儀上的電源相連，測(cè)溫模塊與PCR儀相連，實(shí)現(xiàn)溫度循環(huán)和控制。這樣的聚合酶鏈反應(yīng)板的熱導(dǎo)效率高、溫度均勻性好、不易變形，且集加熱和測(cè)溫功能于一體，相較于傳統(tǒng)的使用塑料試管和變溫模塊相結(jié)合的方式得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性更高。[0037]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述聚合酶鏈反應(yīng)板包括基板，所述基板由金屬材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔，所述上表面和所述孔內(nèi)壁上具有導(dǎo)熱、與實(shí)驗(yàn)試劑相容的介質(zhì)，下表面上具有一層絕緣膜，所述絕緣膜上設(shè)有加熱導(dǎo)電線路，所述絕緣膜上還設(shè)有用于連接加熱電源的加熱電接觸接口，所述絕緣膜上還設(shè)有測(cè)溫模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述測(cè)溫模塊是一條與加熱導(dǎo)電線路相獨(dú)立的測(cè)溫導(dǎo)電線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述測(cè)溫模塊與所述加熱導(dǎo)電線路為同一條導(dǎo)電線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述測(cè)溫模塊是一個(gè)微型測(cè)溫傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述加熱導(dǎo)電線路由導(dǎo)電材料或者片式元器件組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述加熱導(dǎo)電線路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分別設(shè)置有加熱電接觸接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述基板由鋁材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述介質(zhì)為類(lèi)金剛石。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述絕緣膜為類(lèi)金剛石膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8所 述的聚合酶鏈反應(yīng)板，其特征在于，所述絕緣膜為氧化鋁膜。
【文檔編號(hào)】C12M1/00GK103589630SQ201310578550
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】劉志華, 聶尚海, 申躍華 申請(qǐng)人:蘇州東勝興業(yè)科學(xué)儀器有限公司