一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain React1n，PCR)是一種在短時(shí)間內(nèi)大量復(fù)制某種DNA片段的技術(shù)。該技術(shù)一般包括變性、退火和延伸三個(gè)基本步驟，隨著這三個(gè)基本步驟的不斷循環(huán)進(jìn)行，特定DNA片段將會(huì)呈指數(shù)式增長，短時(shí)間內(nèi)可以得到百萬倍于反應(yīng)物的量。因?yàn)镻CR技術(shù)有著特異性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)，因此，目前PCR技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測、病毒檢測、藥物篩選、檢驗(yàn)檢疫、農(nóng)業(yè)病蟲害防止、法醫(yī)物證、考古研究以及生物反恐等領(lǐng)域。
[0003]對于核酸，它是由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一。核酸廣泛存在于所有動(dòng)植物細(xì)胞、微生物體內(nèi)，生物體內(nèi)的核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。不同的核酸，其化學(xué)組成、核苷酸排列順序等不同。根據(jù)化學(xué)組成不同，核酸可分為核糖核酸(簡稱RNA)和脫氧核糖核酸(簡稱DNA)。當(dāng)前，常規(guī)的核酸擴(kuò)增裝置基本都是面向?qū)嶒?yàn)室使用的傳統(tǒng)核酸擴(kuò)增儀，即通過對同一腔室內(nèi)部的多個(gè)反應(yīng)管進(jìn)行整體控溫，促使內(nèi)部各反應(yīng)樣品按變性、退火和延伸三個(gè)步驟不斷循環(huán)反應(yīng)，進(jìn)而完成聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR0
[0004]按照加熱方式不同，現(xiàn)有的核酸擴(kuò)增系統(tǒng)可以分為變溫金屬塊式和氣浴式?，F(xiàn)有的變溫金屬塊式和氣浴式系統(tǒng)都是通過整體控溫來控制反映多個(gè)樣品的溫度，在使用中無法對核酸的擴(kuò)增程序進(jìn)行最優(yōu)化篩選，系統(tǒng)內(nèi)部的溫度的均勻性無法得到保證。因此，將會(huì)導(dǎo)致在核酸擴(kuò)增過程中浪費(fèi)較多時(shí)間去進(jìn)行擴(kuò)增程序篩選以及同一次擴(kuò)增中各反應(yīng)管之間容易出現(xiàn)較大差異的結(jié)果。
[0005]因此，目前迫切需要開發(fā)出一種核酸擴(kuò)增裝置，其相對簡單、成本較低，可以支撐對核酸的擴(kuò)增程序進(jìn)行篩選，保證裝置內(nèi)部溫度的均勻性，確保多個(gè)樣品的擴(kuò)增效果一致性，滿足核酸擴(kuò)增的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置，其相對簡單、成本較低，可以快速高效地對核酸的擴(kuò)增程序進(jìn)行篩選，保證裝置內(nèi)部溫度的均勻性，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
[0007]為此，本實(shí)用新型提供了一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置，包括外殼，所述外殼的右端設(shè)置有人機(jī)交互面板；
[0008]所述外殼的右側(cè)開有一個(gè)模塊放入口，所述模塊放入口中放置有多個(gè)核酸擴(kuò)增通道模塊，所述模塊放入口的底部邊緣樞接有一個(gè)隔熱擋板；
[0009]所述核酸擴(kuò)增通道模塊的左端設(shè)置有一個(gè)氣流動(dòng)力源，所述核酸擴(kuò)增通道模塊的右側(cè)面縱向開有一個(gè)核酸擴(kuò)增通道；
[0010]所述核酸擴(kuò)增通道模塊包括上蓋和底板，所述上蓋和底板固定連接；
[0011 ]所述底板的中央位置設(shè)置有熱源，所述底板的右端設(shè)置有毛細(xì)管支架，所述毛細(xì)管支架上縱向放置有一個(gè)毛細(xì)管；
[0012]所述底板在位于熱源和毛細(xì)管之間的位置上設(shè)置有氣流處理模塊。
[0013]其中，所述氣流動(dòng)力源為軸流風(fēng)機(jī)。
[0014]其中，所述熱源為鐵烙鋁制成的電熱絲。
[0015]其中，所述氣流處理模塊為泡沫銅。
[0016]其中，所述氣流處理模塊為孔隙率大于85%的泡沫銅。
[0017]其中，每個(gè)所述核酸擴(kuò)增通道模塊的縱截面是高寬比為2:1的矩形；
[0018]所述外殼的前端右邊設(shè)置有一個(gè)總出風(fēng)口，所述核酸擴(kuò)增通道模塊的右側(cè)面邊緣開有出風(fēng)口，所述出風(fēng)口與所述總出風(fēng)口相連通。
[0019]其中，所述人機(jī)交互面板的前后兩側(cè)分別設(shè)置有USB數(shù)據(jù)口和裝置開關(guān)3
[0020]所述毛細(xì)管支架在靠近所述毛細(xì)管的位置還設(shè)置有溫度傳感器。
[0021 ]其中，所述溫度傳感器為熱電偶或者熱敏電阻。
[0022]其中，所述核酸擴(kuò)增通道模塊為采用聚酰亞胺或者聚四氟乙烯制成的模塊;所述核酸擴(kuò)增通道模塊的內(nèi)壁貼有絕緣隔熱膜。
[0023]其中，所述絕緣隔熱膜為采用陶瓷纖維或納米微孔隔熱材料制成的絕緣隔熱膜。
[0024]由以上本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提供了一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置，其相對簡單、成本較低，可以快速高效地對核酸的擴(kuò)增程序進(jìn)行篩選，保證裝置內(nèi)部溫度的均勻性，滿足核酸擴(kuò)增的需求，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型提供的一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中的核酸擴(kuò)增通道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為圖2所示核酸擴(kuò)增通道的內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為利用本實(shí)用新型提供的一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置獲得的擴(kuò)增產(chǎn)物的一種實(shí)施例拍照獲得的電泳對比圖；
[0029]圖中，I為外殼，2為人機(jī)交互面板，3為裝置開關(guān)，4為USB數(shù)據(jù)口，5為隔熱擋板，6為核酸擴(kuò)增通道模塊，7為軸流風(fēng)機(jī)，8為出風(fēng)口，9為底板，10為電熱絲，11為泡沫銅，12為熱電偶，13為毛細(xì)管支架，14為毛細(xì)管，20為總出風(fēng)口，21為模塊放入口，60為上蓋，61為核酸擴(kuò)增通道。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031]參見圖1，本實(shí)用新型提供了一種氣浴毛細(xì)管式微型核酸擴(kuò)增裝置，包括下部中空的外殼I，所述外殼I的右端上部傾斜設(shè)置有人機(jī)交互面板2;
[0032]所述人機(jī)交互面板2的前后兩側(cè)分別設(shè)置有USB數(shù)據(jù)口4和裝置開關(guān)3。
[0033]所述外殼I的前端右邊設(shè)置有一個(gè)總出風(fēng)口20，所述外殼I的右側(cè)開有一個(gè)模塊放入口 21，所述模塊放入口 21中放置有四個(gè)核酸擴(kuò)增通道模塊6，所述模塊放入口 21的底部邊緣樞接有一個(gè)隔熱擋板5。
[0034]參見圖2，每個(gè)所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的縱截面為矩形，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6包括上蓋60和底板9，所述上蓋60和底板9固定連接。
[0035]所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的左端設(shè)置有一個(gè)軸流風(fēng)機(jī)7，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的右側(cè)面縱向開有一個(gè)核酸擴(kuò)增通道61，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的右側(cè)面邊緣開有出風(fēng)口 8，所述出風(fēng)口 8與所述總出風(fēng)口 20相連通。
[0036]在本實(shí)用新型中，具體實(shí)現(xiàn)上，需要說明的是，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6優(yōu)選為絕緣耐熱的通道模塊，用于為核酸擴(kuò)增提供封閉的反應(yīng)場所。
[0037]在本實(shí)用新型中，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6優(yōu)選為縱截面為矩形的、中空的模塊，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的高度和寬度比為2:1?？v截面為矩形的設(shè)計(jì)，有助于減小該通道模塊內(nèi)部的空氣動(dòng)能損失，同時(shí)保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和緊湊性。
[0038]對于本實(shí)用新型，具體實(shí)現(xiàn)上，由于核酸擴(kuò)增時(shí)的變性階段溫度較高，因此，本實(shí)用新型的核酸擴(kuò)增通道模塊6需要具有較強(qiáng)的耐熱性。具體實(shí)現(xiàn)上，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6優(yōu)選為采用聚酰亞胺、聚四氟乙烯等耐高溫塑料制成的模塊。
[0039]對于本實(shí)用新型，具體實(shí)現(xiàn)上，所述核酸擴(kuò)增通道模塊6的內(nèi)壁貼有絕緣隔熱膜。所述絕緣隔熱膜緊貼于核酸擴(kuò)增通道模塊6的內(nèi)壁，主要是用于降低核酸擴(kuò)增通道模塊內(nèi)部的熱空氣發(fā)生流動(dòng)時(shí)在壁面熱量的損失，因此，需要較低的導(dǎo)熱系數(shù)。所述絕緣隔熱膜優(yōu)選為采用陶瓷纖維或納米微孔隔熱材料制成的絕緣隔熱膜。
[0040]—并參見圖3，所述底板9的中央位置還設(shè)置有電熱絲10，所述底板9的右端設(shè)置有毛細(xì)管支架13，所述毛細(xì)管支架13上縱向放置有一個(gè)毛細(xì)管14，所述毛細(xì)管支架13在靠近所述毛細(xì)管14的位置還設(shè)置有T型的熱電偶12;
[0041]所述底板9在位于電熱絲10和毛細(xì)管14之間的位置上還設(shè)置有泡沫銅11。
[0042]在本實(shí)用新型中，所述核酸擴(kuò)增裝置還包括運(yùn)行控制模塊，與人機(jī)交互面板2相連接，用于根據(jù)用戶通過人機(jī)交互面板2輸入的運(yùn)行控制參數(shù)(包含擴(kuò)增時(shí)間、擴(kuò)增溫度以及循環(huán))，對軸流風(fēng)機(jī)7和電阻絲的功率進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)用戶的需求。
[0043]在本實(shí)用新型中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述運(yùn)行控制模塊優(yōu)選為單片機(jī)控制器，用于對核酸擴(kuò)增通道模塊6內(nèi)部的熱源(如電熱絲)和氣流動(dòng)力源(如軸流風(fēng)機(jī)7)進(jìn)行功率控制。
[0044]在本實(shí)用新型中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述毛細(xì)管14優(yōu)選為容積為30ul的石英毛細(xì)管。所述毛細(xì)管14是用于盛放反應(yīng)的核酸樣品、緩沖液和模板等物質(zhì)的容器，為反應(yīng)核酸樣品的擴(kuò)增提供場所，其主要特點(diǎn)是導(dǎo)熱性好。所述毛細(xì)管支架13用于放置毛細(xì)管14，在使用中，所述毛細(xì)管支架13插入至核酸擴(kuò)增通道61中，從而保證毛細(xì)管位于核酸擴(kuò)增通道61的固定位置。
[0045]在本實(shí)用新型中，所述熱電偶12作為一種溫度傳感器，是用于反饋核酸擴(kuò)增通道模塊6內(nèi)部溫度的元件，置于毛細(xì)管14的附近。具體實(shí)現(xiàn)上，還可以為體積小的熱敏電阻。
[0046]對于本實(shí)用新型，需要說明的是，為了進(jìn)行核酸擴(kuò)增，首先，所述軸流電機(jī)7將外部的冷空氣吹入到所述核酸擴(kuò)增通道模塊6中，冷空氣經(jīng)過電熱絲10時(shí)，電熱絲10對冷空氣進(jìn)行加熱，發(fā)生對流換熱，使得冷空氣變?yōu)楦邷乜諝?，然后，高溫空氣流過泡沫銅11，由于泡沫銅11在與熱空氣對流交換過程中其內(nèi)部溫度趨于一致，因此可以有效降低空氣溫差，提高從泡沫銅11流出的空氣的溫度均勻性，使得熱空氣的流動(dòng)穩(wěn)