1.一種以聚合酶連鎖反應(yīng)擴(kuò)增一核酸序列的方法,該方法包含:
將包含目標(biāo)核酸的一反應(yīng)混合物與包含一種過(guò)渡金屬材料的復(fù)數(shù)粒子于一反應(yīng)容器內(nèi)接觸;及
以頻率約為200kHz~500THz的電磁波照射該復(fù)數(shù)粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含一種過(guò)渡金屬(transition metal)、一種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)、一種過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)、一種第三族金屬化合物摻雜過(guò)渡金屬(Group III metal compound doped with the transition metal)、一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal oxide)、或一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氫氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal hydroxide)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,該種第三族金屬化合物(Group III metal compound)為一種氮化物(nitride)、一種磷化物(phosphide)或一種砷化物(arsenide)的任一種,且該種第三族金屬為鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)的任一種。
4.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,該種過(guò)渡金屬包含錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)或銅(Cu)的任一種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該反應(yīng)混合物在該聚合酶連鎖反應(yīng)中的溫度上升速率約為13℃/秒~15℃/秒。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該反應(yīng)混合物在該聚合酶連鎖反應(yīng)中的溫度下降速率約為6℃/秒~7℃/秒。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含一種或多種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)和過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含下列任一種或多種化合物:氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)、四氧化三鐵(Fe3O4)、氧(氫氧)化鐵(FeO(OH))、氫氧化亞鐵(Fe(OH)2)、氫氧化鐵(Fe(OH)3)、一氧化錳(MnO)、四氧化三錳(Mn3O4)、三氧化二錳(Mn2O3)、氧(氫氧)化錳(MnO(OH))、二氧化錳(MnO2)、一氧化鈷(CoO)、氧(氫氧)化鈷(CoO(OH))、四氧化三鈷(Co3O4)或一氧化銅(CuO)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力直徑(hydrodynamic diameter)約為10奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力直徑(hydrodynamic diameter)約為200奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力直徑(hydrodynamic diameter)約為60奈米(nm)~150奈米(nm)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,照射該復(fù)數(shù)粒子包含:
增加該反應(yīng)混合物的溫度至一第一溫度范圍約80℃~105℃,并持續(xù)約0.5分鐘~1分鐘,使該目標(biāo)DNA變性(denature);
增加該反應(yīng)混合物的溫度至一第二溫度范圍約35℃~65℃,并持續(xù)約0.5分鐘~1分鐘,使一對(duì)引子與變性的該目標(biāo)DNA雜交(hybridize);
增加該反應(yīng)混合物的溫度至一第三溫度范圍約40℃~80℃,并持續(xù)約0.5分鐘~5分鐘,以延展合成方式(elongation synthesis)擴(kuò)增該目標(biāo)核酸序列。
13.一種用于聚合酶連鎖反應(yīng)擴(kuò)增目標(biāo)核酸序列的儀器,該儀器包含:
一種微處理器被設(shè)定為通信耦合至一種使用者輸入設(shè)備,并由該種使用者輸入設(shè)備接收指令,且該種微處理器執(zhí)行該接收指令;
一種反應(yīng)容器與該種微處理器通信耦合并容置聚合酶連鎖反應(yīng)中的試劑和復(fù)數(shù)粒子;
一種溫度傳感器通信耦合至該種反應(yīng)容器和該種微處理器;及
一種電磁波產(chǎn)生組件通信耦合至該種微處理器并被設(shè)定為可導(dǎo)引該種電磁波至該種反應(yīng)容器,
其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子包含一種過(guò)渡金屬材料。
14.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種電磁波產(chǎn)生組件被設(shè)定為可產(chǎn)生100THz~600THz的頻率范圍的電磁波。
15.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種電磁波產(chǎn)生組件被設(shè)定為可產(chǎn)生300THz~400THz的頻率范圍的電磁波。
16.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種電磁波產(chǎn)生組件被設(shè)定為可產(chǎn)生1MHz~2MHz的頻率范圍的電磁波。
17.如權(quán)利要求13所述的儀器,進(jìn)一步包含:
一種溫度控制回路以控制反應(yīng)殼體的該種溫度傳感器;及
一種加熱控制回路以調(diào)整由該種電磁波產(chǎn)生組件所產(chǎn)生的該頻率電磁波的強(qiáng)度,
其特征在于,該種微處理器耦合至該種溫度控制回路及該種加熱控制回路。
18.如權(quán)利要求17所述的儀器,其特征在于,該種微處理器被設(shè)定為:
增加該種反應(yīng)混合物的溫度至一第一溫度范圍約80℃~105℃,并持續(xù)約0.5分鐘~1分鐘,使該目標(biāo)DNA變性(denature);
增加該種反應(yīng)混合物的溫度至一第二溫度范圍約35℃~65℃,并持續(xù)約0.5分鐘~1分鐘,使一對(duì)引子與變性的該目標(biāo)DNA雜交(hybridize);
增加該種反應(yīng)混合物的溫度至一第三溫度范圍約40℃~80℃,并持續(xù)約0.5分鐘~5分鐘,以延展合成方式(elongation synthesis)擴(kuò)增該目標(biāo)核酸序列。
19.如權(quán)利要求13所述的儀器,進(jìn)一步包含一種無(wú)線通信回路以和該種使用者輸入設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信。
20.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含一種過(guò)渡金屬(transition metal)、一種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)、一種過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)、一種第三族金屬化合物摻雜過(guò)渡金屬(Group III metal compound doped with the transition metal)、一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal oxide)、或者一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氫氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal hydroxide)。
21.如權(quán)利要求20所述的儀器,其特征在于,該種第三族金屬化合物(Group III metal compound)可為一種氮化物(nitride)、一種磷化物(phosphide)或一種砷化物(arsenide)的任一種,且該種第三族金屬可為鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)的任一種。
22.如權(quán)利要求20所述的儀器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料可為錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)或銅(Cu)的任一種。
23.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子包含一種或多種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)和過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)的組合。
24.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含一種或多種氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)、四氧化三鐵(Fe3O4)、氧(氫氧)化鐵(FeO(OH))、氫氧化亞鐵(Fe(OH)2)、氫氧化鐵(Fe(OH)3)、一氧化錳(MnO)、四氧化三錳(Mn3O4)、三氧化二錳(Mn2O3)、氧(氫氧)化錳(MnO(OH))、二氧化錳(MnO2)、一氧化鈷(CoO)、氧(氫氧)化鈷(CoO(OH))、四氧化三鈷(Co3O4)或一氧化銅(CuO)。
25.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為10奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
26.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為200奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
27.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該復(fù)數(shù)粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為60奈米(nm)~150奈米(nm)。
28.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種使用者輸入設(shè)備可選自一種可攜式電話、一種筆記型計(jì)算機(jī)、和一種平板計(jì)算機(jī)。
29.如權(quán)利要求13所述的儀器,其特征在于,該種儀器的體積不大于500cm3。
30.一種聚合酶連鎖反應(yīng)容器,該種聚合酶連鎖反應(yīng)容器包含一層或多層薄膜、涂層或復(fù)數(shù)個(gè)奈米粒子層,該薄膜、該涂層或該復(fù)數(shù)個(gè)奈米粒子層包含一種過(guò)渡金屬材料于該種聚合酶連鎖反應(yīng)容器的表面。
31.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含一種過(guò)渡金屬(transition metal)、一種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)、一種過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)、一種第三族金屬化合物摻雜過(guò)渡金屬(Group III metal compound doped with the transition metal)、一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal oxide)、或一種二氧化硅摻雜過(guò)渡金屬氫氧化物(silicon dioxide doped with the transition metal hydroxide)。
32.如權(quán)利要求31所述的容器,其特征在于,該種第三族金屬化合物(Group III metal compound)可為一種氮化物(nitride)、一種磷化物(phosphide)或一種砷化物(arsenide)的任一種,且該種第三族金屬可為鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)的任一種。
33.如權(quán)利要求31所述的容器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料可為錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)或銅(Cu)的任一種。
34.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該種奈米粒子包含一種或多種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)和過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)的組合。
35.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該種過(guò)渡金屬材料包含下列任一種或多種化合物:氧化亞鐵(FeO)、氧化鐵(Fe2O3)、四氧化三鐵(Fe3O4)、氧(氫氧)化鐵(FeO(OH))、氫氧化亞鐵(Fe(OH)2)、氫氧化鐵(Fe(OH)3)、一氧化錳(MnO)、四氧化三錳(Mn3O4)、三氧化二錳(Mn2O3)、氧(氫氧)化錳(MnO(OH))、二氧化錳(MnO2)、一氧化鈷(CoO)、氧(氫氧)化鈷(CoO(OH))、四氧化三鈷(Co3O4)或一氧化銅(CuO)。
36.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該復(fù)數(shù)個(gè)奈米粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為10奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
37.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該復(fù)數(shù)個(gè)奈米粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為200奈米(nm)~1,200奈米(nm)。
38.如權(quán)利要求30所述的容器,其特征在于,該復(fù)數(shù)個(gè)奈米粒子中至少有一個(gè)粒子的流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為60奈米(nm)~150奈米(nm)。
39.一種微流體生物芯片,其特征在于,該種微流體生物芯片包含如權(quán)利要求30所述的容器。
40.一種受電磁波照射后會(huì)在聚合酶連鎖反應(yīng)儀器中產(chǎn)熱的奈米粒子,該電磁波的頻率范圍大約在300THz~400THz間,該種奈米粒子具有一流體動(dòng)力學(xué)直徑(hydrodynamic diameter)約為50奈米(nm)~200奈米(nm),其特征在于,該種奈米粒子包含一種過(guò)渡金屬氧化物(transition metal oxide)或一種過(guò)渡金屬氫氧化物(transition metal hydroxide)。