BR112021001771A2

BR112021001771A2 - dispositivo de amplificação de ácido nucleico que tem uma pluralidade de blocos de aquecimento

Info

Publication number: BR112021001771A2
Application number: BR112021001771-2A
Authority: BR
Inventors: Sung Woo Kim; Eun Sub KIM; Song Gyun JUNG; Jae Young Byun; Jin Keun Han
Original assignee: Mico Biomed Co., Ltd.
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-05-04
Also published as: WO2020027565A1; EP3831492A4; KR20200014640A; EP3831492A1; US20210308685A1; KR102219457B1

Abstract

DISPOSITIVO DE AMPLIFICAÇÃO DE ÁCIDO NUCLEICO QUE TEM UMA PLURALIDADE DE BLOCOS DE AQUECIMENTO. Um aspecto da presente invenção fornece um dispositivo de amplificação de ácido nucleico. O dispositivo de amplificação de ácido nucleico inclui uma porção de acionamento de chip de reação em cadeia da polimerase (PCR) configurada para permitir que um chip de PCR alterne entre uma primeira posição e uma segunda posição; uma pluralidade de primeiros blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a primeira posição como um centro entre os mesmos e de frente um para o outro; uma pluralidade de segundos blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a segunda posição como um centro entre os mesmos e de frente um para o outro; e uma porção de acionamento de bloco de aquecimento configurada para mover a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento em direção ao chip de PCR. Aqui, ambas as superfícies do chip de PCR entram em contato com a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento na primeira posição e as duas superfícies entram em contato sequencial com a pluralidade de segundos blocos de aquecimento na segunda posição de modo a realizar PCR.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “DISPOSITIVO DE AMPLIFICAÇÃO DE ÁCIDO NUCLEICO QUE TEM UMA PLURALIDADE DE BLOCOS DE AQUECIMENTO” [Campo Técnico]

[001] Este pedido reivindica a prioridade e o benefício do Pedido de Patente Coreana nº 10-2018-0090065, depositado em 1 de agosto de 2018, cuja divulgação é aqui incorporada por referência em sua totalidade. A presente invenção refere-se a um dispositivo de amplificação de ácido nucleico que inclui uma pluralidade de blocos de aquecimento e que tem uma eficiência térmica aprimorada.

[Técnica Anterior]

[002] A reação em cadeia da polimerase (PCR) é um método no qual uma série de cópias de uma parte do ácido nucleico, que tem uma sequência nucleica particular, é feita por aquecimento e resfriamento repetitivos de uma amostra de solução que inclui o ácido nucleico, de modo a amplificar exponencialmente o ácido nucleico que tem a parte da sequência nucleica particular e que é amplamente usado para análise e diagnóstico nas áreas das ciências da vida, engenharia genética, medicina e semelhantes.

[003] Recentemente, foi desenvolvida uma variedade de dispositivos de PCR configurados para realizar PCR. Como exemplo, em um dispositivo de PCR, um recipiente que inclui uma amostra de solução que inclui ácido nucleico é montado em uma câmara de reação e a PCR é realizada por aquecimento e resfriamento repetitivos do recipiente. No entanto, uma vez que o dispositivo de PCR de acordo com o exemplo inclui uma câmara de reação, uma estrutura inteira não é complicada, mas um circuito complicado para controlar com precisão a temperatura é necessário. Além disso, o tempo inteiro de uma PCR inteira necessariamente aumenta devido ao aquecimento e resfriamento repetitivos de uma câmara de reação. Adicionalmente, em um dispositivo de PCR de acordo com um outro exemplo, uma pluralidade de câmaras de reação a uma temperatura para PCR é instalada e uma amostra de solução incluindo ácido nucleico é deixada fluir através de um canal que passa através das câmaras de reação de modo a realizar a PCR.

[004] No entanto, uma vez que o dispositivo de PCR de acordo com um outro exemplo utiliza a pluralidade de câmaras de reação, um circuito complicado para controlar com precisão uma temperatura é desnecessário, mas um longo caminho de fluxo para passar através das câmaras de reação em uma temperatura alta e baixa é absolutamente necessário, de modo que toda uma estrutura fica inevitavelmente complicada. Além disso, é necessário um controlador adicional configurado para controlar uma velocidade de fluxo da amostra de solução que inclui o ácido nucleico e que flui através do canal que passa através das câmaras de reação.

[005] Consequentemente, é necessário fornecer um dispositivo de PCR com uma estrutura geral simples, minimizando o tempo total da PCR e obtendo um rendimento de PCR confiável.

[Divulgação] [Problema Técnico]

[006] A presente invenção é direcionada de modo a fornecer um dispositivo de amplificação de ácido nucleico no qual a eficiência de aquecimento de blocos de aquecimento é melhorada.

[007] Deve-se notar que os objetos da presente invenção não estão limitados aos objetos acima descritos e outros objetos da presente invenção ficarão evidentes para especialistas na técnica a partir das seguintes descrições.

[Solução Técnica]

[008] Um aspecto da presente invenção fornece um dispositivo de amplificação de ácido nucleico. O dispositivo de amplificação de ácido nucleico inclui uma porção de acionamento de chip de reação em cadeia da polimerase (PCR) configurada para permitir que um chip de PCR alterne entre uma primeira posição e uma segunda posição; uma pluralidade de primeiros blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a primeira posição como um centro entre os mesmos e de frente um para o outro; uma pluralidade de segundos blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a segunda posição como um centro entre os mesmos e de frente um para o outro; e uma porção de acionamento de bloco de aquecimento configurada para mover a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento em direção ao chip de PCR. Aqui, ambas as superfícies do chip de PCR entram em contato com a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento na primeira posição e as duas superfícies entram em contato sequencial com a pluralidade de segundos blocos de aquecimento na segunda posição de modo a realizar PCR.

[009] Especificamente, a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento é implantada para manter uma temperatura de uma etapa de desnaturação da PCR ou para manter uma temperatura de etapas de recozimento e de extensão da PCR. A pluralidade de segundos blocos de aquecimento pode ser implantada para manter a temperatura de etapas de recozimento e de extensão da PCR ou manter a temperatura da etapa de desnaturação da PCR. A pluralidade de primeiros blocos de aquecimento e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento podem ser implantadas para manter as temperaturas de diferentes etapas.

[0010] Especificamente, a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento pode ser implantada para manter a temperatura de uma etapa de desnaturação da PCR e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento pode ser implantada para manter a temperatura de etapas de recozimento e de extensão da PCR.

[0011] Especificamente, a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento pode ser implantada para manter a temperatura de etapas de recozimento e de extensão da PCR e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento pode ser implantada para manter a temperatura da etapa de desnaturação da PCR.

[0012] Além disso, especificamente, a temperatura da etapa de desnaturação pode ser de 90ºC a 100ºC, e a temperatura das etapas de recozimento e de extensão pode ser 45ºC a 75ºC.

[0013] Além disso, especificamente, cada um dos blocos de aquecimento pode adicionalmente incluir um bloco de aquecimento principal que tem uma superfície que entra em contato com o chip de PCR; e um bloco de aquecimento auxiliar que tem uma superfície que entra em contato com a outra superfície do bloco de aquecimento principal e que tem a outra superfície exposta para fora.

[0014] Além disso, especificamente, o bloco de aquecimento principal pode ser implantado para ter uma primeira temperatura e o bloco de aquecimento auxiliar pode ser implantado para ter uma segunda temperatura mais baixa do que a primeira temperatura.

[0015] Além disso, especificamente, a primeira temperatura pode ser de 90ºC a 100ºC, e a segunda temperatura pode ser de 60ºC a 70ºC.

[0016] Além disso, especificamente, a primeira temperatura pode ser de 45ºC a 75ºC, e a segunda temperatura pode ser de 25ºC a 45ºC.

[0017] Além disso, especificamente, a segunda temperatura pode ser inferior à primeira temperatura de 25ºC a 35ºC.

[0018] Além disso, especificamente, a segunda temperatura pode estar entre a primeira temperatura e a temperatura ambiente.

[0019] Além disso, especificamente, o dispositivo de amplificação de ácido nucleico pode incluir ainda o chip de PCR que inclui uma porção de entrada na qual uma amostra de solução é injetada; uma câmara de reação na qual a PCR da amostra de solução é realizada; e uma porção de saída através da qual a amostra da solução é descarregada.

[0020] Além disso, especificamente, o dispositivo de amplificação de ácido nucleico pode compreender adicionalmente um estojo de chip de PCR configurado para acomodar o chip de PCR, expor a câmara de reação do chip de PCR para o exterior e reciprocar devido à porção de acionamento de chip de PCR.

[0021] Além disso, especificamente, o dispositivo de amplificação de ácido nucleico pode compreender adicionalmente uma porção de vedação com um material macio, acoplada ao chip de PCR para vedar a porção de entrada e a porção de saída do chip de PCR e acomodada no estojo de chip de PCR.

[0022] Um outro aspecto da presente invenção fornece um dispositivo de amplificação de ácido nucleico. O dispositivo de amplificação de ácido nucleico compreende uma pluralidade de blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados e configurados para entrar em contato com um chip de PCR para realizar PCR. Aqui, cada um dos blocos de aquecimento pode incluir um bloco de aquecimento principal que tem uma superfície que entra em contato com o chip de PCR; e um bloco de aquecimento auxiliar que tem uma superfície que entra em contato com a outra superfície do bloco de aquecimento principal e que tem a outra superfície exposta para fora.

[0023] O bloco de aquecimento principal pode ser implantado para ter uma primeira temperatura e o bloco de aquecimento auxiliar pode ser implantado para ter uma segunda temperatura mais baixa do que a primeira temperatura.

[Efeitos Vantajosos]

[0024] De acordo com a presente invenção, um dispositivo de reação em cadeia da polimerase (PCR) que inclui uma pluralidade de blocos de aquecimento pode ser fornecido para realizar eficientemente a reação de amplificação de ácido nucleico. Particularmente, a velocidade de reação e a eficiência da PCR podem ser melhoradas ao se permitir que os blocos de aquecimento entrem em contato com ambas as superfícies de um chip de PCR.

[0025] Além disso, de acordo com a presente invenção, cada um dos blocos de aquecimento pode ter uma configuração dual que inclui um bloco de aquecimento principal e um bloco de aquecimento auxiliar e temperaturas graduais podem ser formadas em relação aos mesmos. Consequentemente, a capacidade de calor e a eficiência de transferência de calor do bloco de aquecimento principal e do bloco de aquecimento auxiliar podem ser melhoradas e a vida útil dos blocos de aquecimento pode ser significativamente melhorada.

[Descrição dos Desenhos]

[0026] Uma breve descrição dos desenhos será fornecida para compreender mais completamente os desenhos referidos na descrição detalhada da presente invenção.

[0027] A FIG. 1 ilustra um dispositivo de amplificação de ácido nucleico que inclui uma pluralidade de blocos de aquecimento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0028] As FIGs. 2a a 2d ilustram as operações do dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0029] A FIG. 3 ilustra um dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0030] A FIG. 4a ilustra um bloco de aquecimento de acordo com uma modalidade da presente invenção e as FIGS. 4b e 4c ilustram dados experimentais do bloco de aquecimento.

[0031] A FIG. 5 ilustra um suporte de chip do dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0032] As FIGs. 6 a 8 ilustram um pacote de chip de PCR de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[Modos da Invenção]

[0033] Daqui em diante, as modalidades da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos anexos.

Embora os números de referência sejam dados aos componentes de cada desenho, deve-se notar que, embora mostrados em desenhos diferentes, componentes semelhantes terão números de referência semelhantes, se possível, os quais serão usados para lhes fazer referência. Além disso, em uma descrição das modalidades da presente invenção, uma descrição detalhada de componentes ou funções bem conhecidos da técnica relacionada será omitida quando se considerar que obscurece a compreensão das modalidades da presente invenção. Além disso, embora as modalidades da presente invenção sejam descritas abaixo, o conceito técnico da presente invenção não está limitado ou restrito à mesma e uma variedade de modificações podem ser feitas por um especialista na técnica.

Entretanto, as direções vertical e lateral que serão descritas abaixo baseiam-se nos desenhos por conveniência e o âmbito da presente invenção não se limita às direções correspondentes.

[0034] Ao longo do relatório descritivo, quando uma parte é declarada como estando "conectada" a uma outra parte, a parte não está apenas "diretamente conectada", mas também "indiretamente conectada" ao outro componente com um outro dispositivo entre eles. Ao longo do relatório descritivo, quando uma porção é declarada como "incluindo"/"que inclui" um componente, a menos que definido de outra forma, isto significa que a porção pode não excluir um outro componente, mas que pode incluir adicionalmente um outro componente.

Além disso, ao descreverem os componentes das modalidades da presente invenção, termos como primeiro, segundo, A, B, (a), (b) e semelhantes podem ser usados. Esses termos são meramente para distinguir um elemento de outro e a essência, ordem, sequência e similares dos elementos correspondentes não são limitados pelos termos.

[0035] A FIG. 1 ilustra um dispositivo de amplificação de ácido nucleico que inclui uma pluralidade de blocos de aquecimento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0036] Um dispositivo de amplificação de ácido nucleico 100 é um dispositivo a ser usado para a reação em cadeia da polimerase (PCR) de amplificação de ácido nucleico com uma sequência nucleica particular. Por exemplo, o dispositivo 100 pode amplificar exponencialmente o ácido desoxirribonucleico (DNA) que tem uma sequência nucleica particular por meio da execução repetitiva de um processo, por exemplo, de vinte vezes a quarenta vezes que inclui uma etapa de desnaturação de aquecimento de uma amostra de solução que inclui DNA de fita dupla em um temperatura particular, por exemplo, cerca de 95ºC para separar o DNA de fita dupla em DNA de fita simples, uma etapa de recozimento para fornecer um iniciador de oligonucleotídeo que tem uma sequência complementar a uma sequência nucleica particular a ser amplificada para a amostra de solução, resfriar com o DNA de fita simples separado a uma temperatura particular, por exemplo, 55ºC, e acoplar o iniciador à sequência nucleica particular do DNA de fita simples de modo a formar um composto com o iniciador de DNA parcial e uma etapa de extensão (ou amplificação) para manter, após a etapa de recozimento, a amostra de solução a uma temperatura adequada , por exemplo, 72ºC, de modo a formar DNA de cadeia dupla com base no iniciador do composto parcial com o iniciador de DNA usando-se DNA polimerase.

[0037] Em detalhes, o dispositivo 100 pode incluir blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118, porções de acionamento de bloco de aquecimento 122, 124, 126 e 128, um chip de PCR 130, um suporte de chip 140 e uma porção de acionamento de chip de PCR 150.

[0038] Os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 podem incluir uma pluralidade de primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e uma pluralidade de segundos blocos de aquecimento 116 e 118. Em detalhes, a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 pode estar disposta para ser espaçada de uma primeira posição como um centro entre eles e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento 116 e 118 pode estar disposta para ser espaçada de uma segunda posição como um centro entre eles que difere da primeira posição.

[0039] Além disso, cada um da pluralidade dos primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 pode mover-se em direção à primeira posição ou mover-se para fora a partir da primeira posição. Da mesma forma, cada um da pluralidade de segundos blocos de aquecimento 116 e 118 também pode mover-se em direção à segunda posição ou mover-se para fora a partir da segunda posição. Aqui, a primeira posição e a segunda posição podem significar um caminho no qual o chip de PCR 130 se move. Através do movimento dos primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e dos segundos blocos de aquecimento 116 e 118, o chip de PCR 130 pode entrar em contato sequencial com os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e com os segundos blocos de aquecimento 116 e 118.

[0040] Além disso, conforme descrito abaixo em mais detalhes, cada um dos blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 pode ser implantado como uma combinação de uma pluralidade de blocos de aquecimento subordinados e pode ser formado pela combinação, por exemplo, de um bloco de aquecimento principal e de um bloco de aquecimento auxiliar.

[0041] Os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 são configurados para manter as temperaturas para a etapa de desnaturação, para a etapa de recozimento e para etapa de extensão (amplificação) para amplificar o ácido nucleico. Os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem incluir uma variedade de módulos configurados para fornecer e manter as temperaturas necessárias para as respectivas etapas ou podem ser conectados de maneira acionável aos módulos.

[0042] Quando o chip de PCR 130 ou o suporte de chip 140 no qual o chip de PCR 130 está montado entra em contato com uma superfície de cada um dos blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118, os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem aquecer uma superfície de contato geral do chip de PCR 130 e manter uma temperatura da mesma, de modo a aquecer uniformemente a amostra de solução no chip de PCR 130 e manter uma temperatura da mesma.

[0043] Em comparação com um dispositivo que usa um único bloco de aquecimento convencional em que uma taxa de mudança de temperatura está dentro de uma faixa de 3 a 7ºC por segundo, na presente invenção, uma vez que uma taxa de mudança de temperatura em cada um dos blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 está dentro de uma faixa de 20 a 40ºC por segundo, é possível reduzir significativamente o tempo de PCR.

[0044] Os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 podem ser implantados para manter uma temperatura adequada para realizar a etapa de desnaturação ou as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação). Por exemplo, os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 podem manter uma temperatura de 45ºC a 100ºC. Quando os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 realizam a etapa de desnaturação, uma temperatura de 90ºC a 100ºC pode ser mantida. Por outro lado, quando os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 realizam as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação), uma temperatura de 45ºC a 75ºC pode ser mantida.

[0045] Da mesma forma, os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 também podem ser implantados para manter uma temperatura adequada para realizar a etapa de desnaturação ou as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação). Por exemplo, os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem manter uma temperatura de 45ºC a 100ºC. Quando os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 realizam a etapa de desnaturação, uma temperatura de 90ºC a 100ºC pode ser mantida. Por outro lado, quando os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 realizam as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação), uma temperatura de 45ºC a 75ºC pode ser mantida.

[0046] As temperaturas nas quais os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem realizar a etapa de desnaturação ou as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação) não são limitadas às mesmas. No entanto, os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem ser implantados para manter diferentes temperaturas para realizar diferentes etapas.

[0047] Os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem estar dispostos para serem espaçados a distâncias predeterminadas de modo a evitar a troca de calor mútua entre eles.

Consequentemente, uma vez que a troca de calor não ocorre entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, é possível controlar com precisão as temperaturas da etapa de desnaturação e as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação) em uma reação de amplificação de ácido nucleico que recebe uma influência significativa de uma mudança mínima de temperatura.

[0048] As porções de acionamento do bloco de aquecimento 122, 124, 126 e 128 estão conectadas aos primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e aos segundos blocos de aquecimento 116 e 118, respectivamente, de modo a mover os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 simultânea ou separadamente. Ou seja, as porções de acionamento do bloco de aquecimento 122, 124, 126 e 128 podem mover os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 em direção ao chip de PCR 130 para permitir que os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 entrem entre em contato com o chip de PCR 130 ou para estar mais longe do chip de PCR 130 para mover o chip de PCR 130. Deixa-se que os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, pelas porções de acionamento dos blocos de aquecimento 122, 124, 126 e 128, entrem sequencialmente em contato com o chip de PCR 130 de modo a realizar a PCR. Por exemplo, as porções de acionamento dos blocos de aquecimento 122, 124, 126 e 128 são implantadas em relação aos blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 e podem incluir trilhos configurados para guiar os caminhos de movimento dos blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 e porções de operação incluindo membros dos motores configurados para mover os blocos de aquecimento nos trilhos, mas não estão limitadas a elas.

[0049] O chip de PCR 130 pode entrar em contato com uma superfície de cada um dos primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e dos segundos blocos de aquecimento 116 e 118 e pode incluir uma amostra de solução que inclui ácido nucleico, por exemplo, DNA de fita dupla, iniciador de oligonucleotídeo que tem uma sequência nucleica complementar a uma sequência nucleica particular a ser amplificada, DNA polimerase, desoxirribonucleotídeos trifosfatados (dNTP) e um tampão de PCR. O chip de PCR 130 pode incluir uma porção de entrada na qual a amostra de solução é injetada, uma câmara de reação (ou canal) na qual a reação de amplificação de ácido nucleico da amostra de solução é realizada e uma porção de saída configurada para descarregar a amostra de solução na qual o a reação de amplificação do ácido nucleico está completamente realizada. Quando o chip de PCR 130 entra em contato com os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 ou com os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, o calor dos primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 ou dos segundos blocos de aquecimento 116 e 118 pode ser transferido para o chip de PCR 130 e a amostra de solução incluída na câmara de reação (ou canal) do chip de PCR 130 pode ser aquecida e uma temperatura da mesma pode ser mantida. Além disso, o chip de PCR 130 pode ter uma forma geral de painel plano, mas não está limitada a ele. Além disso, uma parede externa do chip de PCR 130 pode ter uma forma e uma estrutura a ser montada fixamente em um espaço interno do suporte de chip 140 para evitar que o chip de PCR 130 seja separado do suporte de chip 140 quando a reação de amplificação de ácido nucleico é realizada.

[0050] O suporte de chip 140 pode fornecer um espaço no qual o chip de PCR 130 está montado de forma estável e pode transferir o movimento causado pela porção de acionamento ao chip de PCR 130. Uma parede interna do suporte de chip 140 pode ter uma forma e uma estrutura para ser fixamente montada na parede externa do chip de PCR 130 para evitar que o chip de PCR 130 seja separado do suporte de chip 140 quando a reação de amplificação de ácido nucleico é realizada.

[0051] A porção de acionamento de chip de PCR 150 pode incluir todos os meios configurados para permitir que o suporte de chip 140, no qual o chip de PCR 130 está montado, seja móvel entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118. Em detalhes, a porção de acionamento de chip de PCR 150 pode mover o suporte de chip 140 para a primeira posição ou para a segunda posição de modo a permitir que o chip de PCR 130 montado no suporte de chip 140 entre em contato sequencial com os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e com os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 em cada posição.

Por exemplo, a porção de acionamento de chip de PCR 150 pode incluir um trilho que se estende em uma direção lateral e uma porção de operação que inclui um membro do motor configurado para mover o suporte de chip 140 através do trilho, mas não está limitado a ele.

[0052] Embora o chip de PCR 130 seja mostrado como sendo montado no suporte de chip 140 na FIG. 1, ou seja, apenas um exemplo e um pacote de chip de PCR, que será descrito abaixo com referência às FIGS. 6 e 7, pode ser montado no suporte de chip 140 de acordo com uma modalidade. Embora o chip de PCR 130 seja descrito como estando disposto no suporte de chip 140 por conveniência na presente invenção, isto inclui o chip de PCR 130 estar disposto separadamente ou estar disposto como uma forma do pacote de chip de PCR.

[0053] As FIGs. 2a a 2d ilustram as operações do dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0054] Com referência à FIG. 2a, os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 podem ser aquecidos e mantidos a uma temperatura para a etapa de desnaturação, por exemplo, de 90ºC a 100ºC. Os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 podem ser aquecidos e mantidos a uma temperatura para as etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação), por exemplo, de 45ºC a 75ºC. Aqui, como mostrado nos desenhos, o suporte de chip 140 pode ser colocado em uma posição neutra entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, o que é apenas um exemplo, e o suporte de chip 140 pode ser colocado em uma posição aleatória entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 119.

[0055] Posteriormente, com referência à FIG. 2b, a porção de acionamento de chip de PCR 150 pode mover o suporte de chip 140 para a primeira posição. Consequentemente, quando o chip de PCR 130 está localizado na primeira posição, os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114, que estão dispostos para serem espaçados com a primeira posição em um centro entre eles frente um para o outro, podem ser movidos, pelas porções de acionamento dos blocos de aquecimento 122 e 124, em direção ao chip de PCR 130 e podem entrar em contato térmico com o chip de PCR 130. Consequentemente, uma primeira etapa de desnaturação de PCR pode ser realizada.

[0056] Posteriormente, com referência à FIG. 2c, as porções de acionamento dos blocos de aquecimento 122 e 124 podem mover os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 para que fiquem mais longe do chip de PCR 130.

Consequentemente, quando o contato com os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 é liberado, a primeira etapa de desnaturação da PCR pode ser concluída e a porção de acionamento do chip de PCR 150 pode mover o chip de PCR 130 para a segunda posição.

[0057] Com referência à FIG. 2d, as porções de acionamento dos blocos de aquecimento 126 e 128 podem mover os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, que estão dispostos para serem espaçados com a segunda posição como um centro entre eles e de frente um para o outro, em direção ao chip PCR 130. Consequentemente, quando os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 entram em contato térmico com o chip de PCR 130, as primeiras etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação) da PCR podem ser realizadas.

[0058] Finalmente, as primeiras etapas de recozimento e de extensão (ou amplificação) da PCR podem ser concluídas separando-se o chip de PCR 130 dos segundos blocos de aquecimento 116 e 118 usando-se as porções de acionamento dos blocos de aquecimento 126 e 128 de modo a completar um primeiro ciclo de PCR. O PCR pode ser realizado uma pluralidade vezes.

[0059] Conforme descrito acima, na presente invenção, o chip de PCR 130 pode entrar em contato sequencial com os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e com os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 de modo a realizar a PCR.

Aqui, a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 pode ser fornecida e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento 116 e 118 também pode ser fornecida de modo a permitir que ambos os lados do chip de PCR 130 entrem em contato térmico com os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118.

[0060] Ou seja, uma vez que ambas as superfícies do chip de PCR 130 entram em contato térmico com os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118, ao contrário de um caso convencional em que apenas uma superfície de um chip de PCR está em contato térmico, a eficiência de calor pode ser melhorada e a velocidade da reação e a eficiência da PCR também podem ser melhoradas.

[0061] A FIG. 3 ilustra um dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0062] Com referência à FIG. 3, um dispositivo 300 pode incluir ainda uma fonte de luz 310, um filtro de luz 330 e uma porção de detecção 350.

[0063] A fonte de luz 310 pode estar localizada entre os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 e emitir luz em direção ao chip de PCR 130. A fonte de luz 310 pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em uma lâmpada de arco de mercúrio, uma lâmpada de arco de xenônio, uma lâmpada de arco de tungstênio, uma lâmpada de arco de haleto metálico, fibras de haleto metálico, diodos emissores de luz (LED) e fotodiodos. Além disso, um comprimento de onda da fonte de luz 310 pode ser selecionado dentro de um intervalo de cerca de 200 nm a 1300 nm ou pode ser implantado como vários comprimentos de onda usando-se várias fontes de luz 310 ou um filtro.

[0064] O filtro de luz 330 pode estar disposto em um caminho óptico da fonte de luz 310 para ficar adjacente à fonte de luz 310 e pode remover por filtro(s) a luz de uma banda particular de comprimentos de onda da luz emitida a partir da fonte de luz 310. Uma pluralidade de tais filtros de luz 330 pode ser fornecida e cada um pode filtrar a luz de uma banda diferente de comprimentos de onda.

[0065] A porção de detecção 350 é configurada para detectar a luz emitida a partir da fonte de luz 310 e pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em um dispositivo acoplado com carga (DAC), um dispositivo de injeção de carga (DIC), um detector de semicondutor de óxido metálico complementar (SOMC) e um tubo fotomultiplicador (TFM).

[0066] A fonte de luz 310 pode estar disposta entre os blocos de aquecimento 112, 113, 116 e 118 e a porção de detecção 350 pode estar disposta para ficar oposta à fonte de luz 310. Além disso, no suporte de chip 140 no qual o chip de PCR 130 está disposto, uma porção de passagem 144 (consulte a FIG. 5) pode ser formada em uma região correspondente à câmara de reação ou ao canal de reação do chip de PCR 130. Consequentemente, mesmo enquanto o chip de PCR 130 alterna entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 e realiza a PCR, a PCR pode ser medida e analisada em tempo real.

[0067] Neste caso, um material fluorescente adicional pode ser adicionado à amostra de solução incluída no chip de PCR 130 e pode emitir luz devido à luz que tem um comprimento de onda particular de acordo com a produção de um produto de PCR de modo a causar um sinal de luz mensurável e analisável.

[0068] A FIG. 4a ilustra um bloco de aquecimento de acordo com uma modalidade da presente invenção e as FIGS. 4b e 4c ilustram dados experimentais do bloco de aquecimento.

[0069] O bloco de aquecimento 400 da FIG. 4a está configurado para implantar os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 descritos acima com referência às FIGS. 1 a

3. Em detalhes, o bloco de aquecimento 400 pode incluir um bloco de aquecimento 410, um bloco de aquecimento auxiliar 430 e uma porção de controle de temperatura 450.

[0070] O bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 são configurados para gerarem calor adequado sob o controle da porção de controle de temperatura 450 e cada um pode incluir um fio de aquecimento (não mostrado) disposto nos mesmos. O fio de aquecimento pode estar disposto para ser simétrico em uma direção vertical e/ou lateral com base em um ponto central de cada superfície do bloco de aquecimento de modo a uniformemente manter uma temperatura interna do bloco de aquecimento global. Uma variedade de arranjos de fios de aquecimento que são simétricos na direção vertical e/ou lateral pode ser fornecida.

[0071] Além disso, o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 podem incluir, cada um, um aquecedor de película fina (não mostrado) disposto nos mesmos. Os aquecedores de película fina podem estar dispostos para serem espaçados a certos intervalos na direção vertical e/ou lateral com base no ponto central de cada superfície dos blocos de aquecimento para uniformemente manter as temperaturas internas globais do bloco de aquecimento principal 410 e do bloco de aquecimento auxiliar

430. Uma variedade de certos arranjos de aquecedores de película fina na direção vertical e/ou lateral pode ser fornecida.

[0072] Para distribuir uniformemente ou transferir rapidamente o calor em relação à mesma área, o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 podem incluir um material metálico, por exemplo, um material com alumínio ou pode ser formado de um material com alumínio, mas não estão limitados ao mesmo.

[0073] A porção de controle de temperatura 450 é configurada para permitir que os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118 mantenham as temperaturas para a etapa de desnaturação, para a etapa de recozimento e para a etapa de extensão (ou amplificação) da PCR e podem incluir fontes de calor (ou seja, fontes de energia), sensores de temperatura e semelhantes que estão conectados ao bloco de aquecimento principal 410 e ao bloco de aquecimento auxiliar 430 e configurados para permitir que o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 mantenham temperaturas adequadas.

[0074] O bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 podem estar dispostos de modo que uma das superfícies entre em contato com a outra. Em detalhes, uma superfície (ou seja, um lado esquerdo) do bloco de aquecimento principal 410 pode entrar em contato com o chip de PCR 130 e a outra superfície (ou seja, um lado direito) do mesmo pode entrar em contato com o bloco de aquecimento auxiliar 430. Da mesma forma, uma superfície (lado esquerdo) do bloco de aquecimento auxiliar 430 pode entrar em contato com o bloco de aquecimento principal 410 e a outra superfície (lado direito) do mesmo pode estar exposta para fora.

[0075] Ou seja, tanto o bloco de aquecimento principal 410 quanto o bloco de aquecimento auxiliar 430 não entram em contato com o chip de PCR 130. Além disso, apenas o bloco de aquecimento principal 410 entra em contato com o chip de PCR 130. O bloco de aquecimento auxiliar 430 pode desempenhar uma função de reduzir uma superfície exposta externamente do bloco de aquecimento principal 410.

[0076] Aqui, a porção de controle de temperatura 450 pode ajustar as temperaturas do bloco de aquecimento principal 410 e do bloco de aquecimento auxiliar 430 para serem diferentes entre si. Em detalhes, o bloco de aquecimento principal pode ser implantado para ter uma primeira temperatura e o bloco de aquecimento auxiliar pode ser implantado para ter uma segunda temperatura mais baixa do que a primeira temperatura. A segunda temperatura está entre a primeira temperatura e a temperatura ambiente.

Consequentemente, o bloco de aquecimento principal 410, o bloco de aquecimento auxiliar 430 e a atmosfera têm a segunda temperatura, a primeira temperatura e a temperatura ambiente, respectivamente, que podem ser gradualmente diminuídas.

[0077] Aqui, a segunda temperatura pode ser uma temperatura intermediária entre a primeira temperatura e a temperatura ambiente e pode ser mais baixa do que a primeira temperatura, por exemplo, de 25ºC a 35ºC. Por exemplo, quando os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 realizam a etapa de desnaturação, a primeira temperatura pode ser de 90ºC a 100ºC e a segunda temperatura pode ser de 60ºC a 70ºC.

Além disso, por exemplo, quando os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 realizam as etapas de recozimento e de extensão, a primeira temperatura pode ser de 45ºC a 75ºC e a segunda temperatura pode ser de 25ºC a 45ºC.

[0078] A este respeito, com referência à FIG. 4b, os dados experimentais dos blocos de aquecimento 410 e 430 são mostrados. A FIG. 4b ilustra a capacidade de calor Qc de acordo com uma diferença de temperatura delta T entre os blocos de aquecimento 410 e 430 e a atmosfera circundante e uma quantidade de corrente I aplicada aos blocos de aquecimento 410 e 430. Conforme mostrado no desenho, quando uma diferença de uma temperatura ambiente Th = 27ºC é zero, a capacidade de calor é maior. Por outro lado, pode-se observar que, à medida que a diferença em relação à temperatura ambiente aumenta, a capacidade térmica é ainda mais reduzida. Aqui, uma vez que as capacidades de calor dos blocos de aquecimento 410 e 430 significam capacidades de calor transferíveis para outros dispositivos adjacentes aos blocos de aquecimento 410 e 430, pode-se observar que, conforme a diferença da temperatura ambiente diminui, a eficiência de transferência de calor aumenta.

[0079] Consequentemente, como a presente invenção, quando o bloco de aquecimento 400 é dualmente disposto usando-se o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 e temperaturas graduais são fornecidas em relação aos mesmos, as capacidades de calor do bloco de aquecimento principal 410 e do bloco de aquecimento auxiliar 430 podem aumentar muito. O bloco de aquecimento principal 410 pode não entrar em contato direto com a atmosfera, pode ter uma superfície exposta externamente reduzida pelo bloco de aquecimento auxiliar 430 e pode ter uma capacidade de calor correspondente a uma diferença de temperatura entre o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430. Da mesma forma, nenhuma das duas superfícies do bloco de aquecimento auxiliar 430 entra em contato com a atmosfera e uma superfície das mesmas pode entrar em contato com o bloco de aquecimento principal 410 de modo a ter uma capacidade de calor correspondente à diferença de temperatura reduzida. Além disso, devido aos aumentos nas capacidades de calor do bloco de aquecimento principal 410 e do bloco de aquecimento auxiliar 430, um tempo que o bloco de aquecimento 400 leva para atingir uma temperatura alvo definida para a PCR pode ser reduzido. Além disso, usando-se a capacidade de calor aumentada, uma mudança de temperatura do bloco de aquecimento principal 410 pode ser minimizada quando a energia de calor é transferida para o chip de PCR 130.

[0080] Além disso, com referência à FIG. 4c, outros dados experimentais dos blocos de aquecimento 410 e 430 são mostrados. A FIG. 4c ilustra variações de resistência causadas pelos ciclos térmicos dos blocos de aquecimento 410 e 430. Pode-se observar que o envelhecimento (ou vida útil) dos blocos de aquecimento 410 e 430 pode ser visto por meio de variações de valores de resistência R de acordo com o número de ciclos. Aqui, os ciclos térmicos estão mudando repetidamente as temperaturas dos blocos de aquecimento 410 e 430 de baixas temperaturas para altas temperaturas e de altas temperaturas para baixas temperaturas novamente.

Conforme mostrado no desenho, pode-se observar que a resistência aumenta de acordo com o ciclo térmico. Ou seja, os blocos de aquecimento 410 e 430 envelhecem rapidamente.

[0081] Consequentemente, na presente invenção, uma vez que o bloco de aquecimento 400 é dualmente disposto usando- se o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 e temperaturas graduais são fornecidas em relação aos mesmos, um intervalo de mudanças de temperatura pode ser reduzido nos ciclos térmicos de modo a retardar o envelhecimento do bloco de aquecimento 400. Ou seja, a vida útil do bloco de aquecimento 400 pode ser significativamente aumentada.

[0082] Embora o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 sejam mostrados na FIG. 4A como entrando em contato direto um com o outro, isto é apenas um exemplo. De acordo com uma modalidade, o bloco de aquecimento principal 410 e o bloco de aquecimento auxiliar 430 podem entrar em contato indireto um com o outro devido a um material condutor.

[0083] A FIG. 5 ilustra um suporte de chip do dispositivo de amplificação de ácido nucleico de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0084] O suporte de chip 140 é configurado de modo a fornecer um espaço no qual o chip de PCR 130 esteja montado de forma estável e possa transferir o movimento causado pela porção de acionamento do chip de PCR 150 ao chip de PCR 130.

Em detalhe, o suporte de chip pode ter uma forma de painel plano para permitir que o chip de PCR 130 seja inserido enquanto estiver em pé, pode incluir um espaço de acomodação 142 formado para ser rebaixado em um lado onde o chip de PCR 130 possa ser inserido ou descarregado, e pode ser conectado à porção de acionamento do chip de PCR 150 em uma parte inferior.

[0085] O chip de PCR 130 pode ser, por exemplo, inserido de maneira deslizável ou descarregado do espaço de acomodação 142 enquanto está de pé. Aqui, uma ranhura de guia 146 pode ser formada dentro do suporte de chip 140 em uma direção de um caminho de inserção do chip de PCR 130. A inserção ou descarga do chip de PCR 130 pode ser guiada pela ranhura de guia 146. Para esta finalidade, de acordo com uma modalidade, o chip de PCR 130 pode incluir uma saliência de guia formada que corresponde à ranhura de guia 146, mas não está limitada a ela. Além disso, uma saliência de guia 635 (consulte a FIG. 7) correspondente à ranhura de guia 146 é formada em um pacote de PCR (particularmente, um estojo de chip de PCR 600) de modo que o movimento durante um processo de inserção e descarga do pacote de PCR no qual o chip de PCR 130 está incluído pode ser realizado de maneira mais suave.

[0086] A porção de passagem 144 pode ser formada no suporte de chip 140. A porção de passagem 144 corresponde à câmara de reação ou canal de reação do chip de PCR 130 inserido no suporte de chip 140 e o bloco de aquecimento pode entrar em contato térmico com o chip de PCR 130 por meio da porção direta 144. Além disso, conforme descrito acima com referência à FIG. 3, quando o suporte de chip 140 se move entre os primeiros blocos de aquecimento 112 e 114 e os segundos blocos de aquecimento 116 e 118, um resultado da PCR pode ser detectado usando-se a fonte de luz 310, a porção de detecção 350 e semelhantes em tempo real.

[0087] Uma forma do suporte de chip 140 mostrada na FIG.

5 é meramente um exemplo e uma variedade de componentes pode ser aplicada de acordo com uma modalidade à qual a presente invenção é aplicada. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, o suporte de chip 140 pode incluir adicionalmente um membro de fixação (não mostrado) configurado para evitar que o chip de PCR 130 nele inserido seja dele separado.

[0088] As FIGs. 6 a 8 ilustram um pacote de chip de PCR de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0089] Em detalhes, a FIG. 6 é uma vista de montagem do pacote de chip de PCR, a FIG. 7 é uma vista explodida do pacote de chip de PCR e as FIGS. 8a e 8b ilustram o chip de PCR antes e depois de ser montado.

[0090] O pacote de chip de PCR pode acomodar o chip de PCR 130 nele, ser inserido no suporte de chip 140, mover-se com o suporte de chip 140 e permitir que o chip de PCR 130 entre em contato mais estável e mais firme com os blocos de aquecimento. Além disso, o pacote de PCR pode evitar um vazamento da amostra de solução incluída no chip de PCR 130 durante um processo da PCR. Para este fim, o pacote de chip de PCR pode incluir o chip de PCR 130, o estojo de chip de PCR 600 e uma porção de vedação 700.

[0091] O chip de PCR 130 pode incluir uma amostra de solução que inclui ácido nucleico, por exemplo, DNA de fita dupla, iniciador de oligonucleotídeo que tem uma sequência nucleica complementar a uma sequência nucleica particular a ser amplificada, DNA polimerase, dNTP e um tampão para PCR.

[0092] O chip de PCR 130 pode incluir uma porção de entrada configurada para introduzir a amostra de solução, uma porção de saída configurada para descarregar a amostra de solução na qual a reação de amplificação de ácido nucleico é concluída e uma ou mais câmaras (ou canais) de PCR que acomodam a amostra de solução, incluindo ácido nucleico a ser amplificado. O chip de PCR 130 pode ser implantado usando-se um material transmissor de luz e, preferencialmente, inclui um material plástico transmissor de luz. Por exemplo, uma vez que um material plástico é usado, o chip de PCR 130 pode facilitar um aumento na eficiência de transferência de calor ajustando-se uma espessura de plástico e os custos de fabricação do mesmo podem ser reduzidos devido a um processo de fabricação simples. No entanto, a presente invenção não se limita a isto.

[0093] Particularmente, uma vez que o chip PCR 130 é implantado como um tipo de chip, conforme mostrado nos desenhos, uma quantidade menor de amostra de solução do que um tipo de tubo é acomodada na câmara de reação e uma área em contato com o bloco de aquecimento aumenta, de modo que a eficiência de transferência de calor do bloco de aquecimento pode ser aumentada.

[0094] As regiões salientes 132 que se projetam mais do que os arredores das mesmas podem ser formadas em uma região adjacente incluindo a porção de entrada e a porção de saída do chip de PCR 130. As regiões de acomodação 750 correspondentes às regiões salientes 132 podem ser formadas na porção de vedação 700 acoplada ao chip de PCR 130 de modo a permitir que o chip de PCR 130 e a porção de vedação 700 estejam acoplados de maneira estável entre si e para evitar um alinhamento dos mesmos por estarem em desordem mesmo quando uma força externa é aplicada.

[0095] Além disso, pelo menos uma saliência de fixação

134 pode ser formada no chip de PCR 130. Como as regiões salientes 132, para manter o acoplamento e o alinhamento com a porção de vedação 700, a porção de vedação 700 pode incluir, pelo menos, um primeiro orifício de fixação 770 em uma posição correspondente. Particularmente, a saliência de fixação 134 e o primeiro orifício de fixação 770 podem ser formados para terem diferentes formas e se encaixarem enquanto são acoplados de modo a serem acoplados mais firmemente ao chip de PCR 130 à porção de vedação 700.

[0096] O estojo de chip de PCR 600 pode incluir uma placa superior 610 e uma placa inferior 630 e pode ser aberto ou fechado através de dobradiça entre a placa superior 610 e a placa inferior 630. Em um estado aberto, o chip de PCR 130 e/ou a porção de vedação 700 podem ser acomodados ou eliminados do estojo de chip de PCR 600. Em um estado fechado, o chip de PCR 130 e/ou a porção de vedação 700 nele podem ser pressurizados para serem dispostos de maneira estável. Além disso, através do deslizamento de um elemento de acoplamento 650, a placa superior 610 e a placa inferior 630 podem permanecer seletivamente no estado fechado ou aberto. No entanto, a função e a operação do membro de acoplamento 650 são meramente um exemplo e uma variedade de componentes pode ser aplicada de acordo com uma modalidade à qual a presente invenção é aplicada.

[0097] Para acomodar o chip de PCR 130 no estojo de chip de PCR 600, os espaços de acomodação 612 e 631 nos quais o chip de PCR 130 está montado podem ser formados em uma superfície interna da placa superior 610 e da placa inferior

630. Os espaços de acomodação 612 e 631 podem ser formados para terem tamanhos correspondentes ou maiores do que o chip PCR 130 acoplado à porção de vedação 700. Ou seja, os espaços de acomodação 612 e 631 podem formar uma certa lacuna a partir da porção de vedação 700 e do chip de PCR 130.

Consequentemente, o chip PCR 130 acoplado à porção de vedação 700 pode ser facilmente disposto nos espaços de acomodação 612 e 631. Da mesma forma, depois da PCR, o chip de PCR 130 acoplado à porção de vedação 700 pode ser facilmente eliminado do estojo de chip de PCR 600. Particularmente, uma vez que as superfícies laterais dos espaços de acomodação 612 e 631 não se encaixam ou entram em contato com a porção de vedação 700, é possível evitar que a porção de vedação 700 se mova em relação à placa superior 610 e/ou à placa inferior 630 devido às superfícies laterais dos espaços de acomodação 612 e 631 ou que seja eliminada do chip de PCR 130 quando o estojo de chip de PCR 600 é aberto.

[0098] Conforme descrito acima, uma vez que um estado no qual a porção de vedação 700 é acoplada ao chip de PCR 130 é mantido antes e depois da PCR, é possível evitar que a amostra de solução (particularmente, uma amostra de solução amplificada em alta concentração e incluindo um material fluorescente ou semelhante que é prejudicial para um corpo humano) vaze do chip de PCR 130, de modo a evitar que um corpo humano seja exposto à amostra de solução na porção de vedação 700 e que a amostra de solução cause danos ao mesmo ou evitar que a amostra de solução seja exposta ao ar ou ao equipamento de PCR de modo a distorcer um outro resultado da PCR após a conclusão da PCR.

[0099] A saliência de guia 635 é uma região da placa inferior 630 do estojo de chip de PCR 600 que se projeta para fora e pode corresponder à ranhura de guia 146 do suporte de chip 140. Consequentemente, quando o estojo de chip PCR 600 é inserido ou descarregado do suporte de chip 140, um caminho de movimento pode ser guiado de modo a permitir que o estojo de chip de PCR se mova facilmente. A saliência de guia 635 é mostrada no desenho como sendo formada na placa inferior 630, mas não está limitada a ela e pode ser formada na placa superior 610 ou tanto na placa superior 610 quanto na placa inferior 630.

[00100] Além disso, um segundo orifício de fixação 637 pode ser formado no estojo de chip de PCR 600. O segundo orifício de fixação 637 corresponde à saliência de fixação e ao primeiro orifício de fixação e permite que a saliência de fixação do chip de PCR passe através do primeiro orifício de fixação e, em seguida, passe ou seja acomodada no segundo orifício de fixação de modo que a porção de vedação 700 pode pressurizar adequadamente o chip de PCR, mesmo quando a saliência de fixação tem um comprimento adequado para (ou seja, correspondente a ou maior do que) o primeiro orifício de fixação da saliência de fixação. Particularmente, uma vez que uma força de adsorção entre a porção de vedação 700 e as superfícies inferiores dos espaços de acomodação 612 e 631 são removidos ou reduzidos por comunicação aérea do orifício de fixação 637 quando a porção de vedação 700 é eliminada do estojo de chip PCR 600, é possível evitar que a porção de vedação 700 se mova em relação à placa superior 610 e/ou à placa inferior 630 ou que seja eliminada do chip PCR 130 devido às superfícies inferiores dos espaços de acomodação 612 e 631 quando o estojo de chip de PCR 600 é aberto.

[00101] Enquanto isso, o estojo de chip de PCR 600 pode incluir uma saliência de alinhamento 639 formada no mesmo.

[00102] A saliência de alinhamento 639 corresponde a um orifício de alinhamento 790 da porção de vedação 700.

Uma vez que a saliência de alinhamento 639 é inserida no orifício de alinhamento 790, o alinhamento da porção de vedação 700 pode ser mantido mesmo quando a porção de vedação 700 estiver disposta com uma lacuna a partir dos espaços de acomodação 612 e 631.

[00103] Além disso, quando o estojo de chip de PCR

600 é fechado, o chip de PCR 130 pode ser pressurizado fixamente usando-se a porção de vedação 700 que é macia.

Consequentemente, é possível evitar que o chip de PCR 130 seja deformado pela tensão gerada quando o chip de PCR 130 entra em contato com os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118.

[00104] Particularmente, com referência à FIG. 8a, o estojo de chip de PCR 600 pode ter uma forma na qual a placa superior 610 e a placa inferior 630 são curvadas para serem côncavas uma em direção à outra. Subsequentemente, quando a porção de vedação 700 e o chip de PCR 130 são montados no estojo de chip de PCR 600 e a placa superior 610 e a placa de fundo 630 são fechadas, a porção de vedação 700 e o chip de PCR 130 são acoplados um ao outro e o topo a placa 610 e a placa inferior 630 podem ser deformadas como painéis planos (consulte a FIG. 8b). Isso ocorre porque uma força externa é aplicada, pela porção de vedação 700 e o pelo chip PCR 130 no seu interior, à placa superior 610 e à placa inferior 630 em uma direção para fora quando a placa superior 610 e a placa inferior 630, que são curvadas para serem côncavas uma em relação à outra, são fechadas. Isto é para formar um espaço entre a placa superior 610 e a placa inferior 630 para corresponder ou ser menor do que o chip PCR 130 acoplado à porção de vedação 700, de modo a pressurizar fixamente o chip de PCR 130 usando-se a porção de vedação 700, que é macia, quando o estojo de chip PCR 600 está fechada, e isto é para melhorar a eficiência em contato com os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118, formando superfícies externas da placa superior 610 e da placa inferior 630 para serem planas.

[00105] Além disso, para permitir que a PCR seja observável enquanto o chip de PCR 130 está disposto no estojo de chip de PCR 600 ou no suporte de chip 140, a placa superior 610 e a placa inferior 630 podem incluir regiões abertas 614 e 633 formadas correspondentes à câmara de reação do chip de PCR 130. Além disso, o chip de PCR 130 pode entrar em contato com os blocos de aquecimento 112, 114, 116 e 118 através das regiões abertas 614 e 633 da placa superior 610 e da placa inferior 630.

[00106] Uma porção de suporte 616 que se projeta em direção à placa inferior 630 pode ser formada na placa superior 610 do estojo de chip de PCR 600. Além disso, um espaço rebaixado no qual a porção de suporte 616 é inserida pode ser formado em uma posição da placa inferior 630 que corresponde à porção de suporte 616. Quando o estojo de chip de PCR 600 é dobrado e ligado, é possível fornecer força ao estojo de chip de PCR 600 através da porção de suporte 616 de modo a evitar deformação da forma.

[00107] A porção de vedação 700 pode vedar a porção de entrada e a porção de saída do chip de PCR 130.

[00108] Para esta finalidade, a porção de vedação 700 pode incluir um material macio, como borracha e semelhantes e ter flexibilidade e elasticidade. Em detalhes, a porção de vedação 700 pode incluir uma porção de cobertura 710 que tem uma forma de painel plano e uma pluralidade de porções salientes 730 formadas na porção de cobertura 710 e cada uma das porções salientes 730 pode ser inserida na porção de entrada e na porção de saída do chip de PCR 130 de modo a vedar o chip de PCR 130.

[00109] Além disso, a porção de vedação 700 e o chip de PCR 130 podem ter formas correspondentes para serem mais firmemente pressionados um contra o outro. Por exemplo, as regiões de acomodação 750 correspondentes às regiões salientes 132 que circundam a porção de entrada e a porção de saída do chip de PCR 130 podem ser formadas e os primeiros orifícios de fixação 770 correspondentes às saliências de fixação 134 do chip de PCR 130 podem ser formados. Além disso, a porção de vedação 700 pode ser acoplada ao estojo do chip de PCR 600 através do orifício de alinhamento 790 para manter o alinhamento do mesmo.

[00110] Conforme descrito acima, modalidades ideais foram mostradas e descritas nos desenhos e no relatório descritivo. Os termos particulares aqui usados destinam-se meramente a descrever a presente invenção e não são usados para limitar os significados ou restringir o escopo da presente invenção divulgada nas reivindicações.

Portanto,

deve-se compreender por aqueles que são especialistas na técnica que uma variedade de modificações e equivalentes das mesmas podem ser feitas.

Consequentemente, o âmbito técnico da presente invenção deverá ser determinado pelo conceito técnico das seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de acionamento de chip da reação em cadeia da polimerase (PCR) configurada para permitir que um chip de PCR alterne entre uma primeira posição e uma segunda posição; uma pluralidade de primeiros blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a primeira posição como um centro e de frente um para o outro; uma pluralidade de segundos blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados com a segunda posição como um centro e de frente um para o outro; e uma porção de acionamento de bloco de aquecimento configurada para mover a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento em direção ao chip de PCR, em que ambas as superfícies do chip de PCR entram em contato com a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento na primeira posição e as duas superfícies entram em contato com a pluralidade de segundos blocos de aquecimento na segunda posição de modo a realizar PCR.

2. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento é implantada para manter uma temperatura de uma etapa de desnaturação da

PCR ou para manter uma temperatura de etapas de recozimento e de extensão da PCR, em que a pluralidade de segundos blocos de aquecimento é implantada para manter a temperatura de etapas de recozimento e extensão da PCR ou manter a temperatura da etapa de desnaturação da PCR, e em que a pluralidade de primeiros blocos de aquecimento e a pluralidade de segundos blocos de aquecimento são implantadas para manter as temperaturas de diferentes etapas.

3. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura da etapa de desnaturação é 90ºC a 100ºC, e a temperatura das etapas de recozimento e extensão é 45ºC a 75ºC.

4. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos blocos de aquecimento compreende adicionalmente: um bloco de aquecimento principal que tem uma superfície em contato com o chip de PCR; e um bloco de aquecimento auxiliar que tem uma superfície que entra em contato com a outra superfície do bloco de aquecimento principal e que tem a outra superfície exposta para fora.

5. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o bloco de aquecimento principal é implantado para ter uma primeira temperatura, e em que o bloco de aquecimento auxiliar é implantado para ter uma segunda temperatura mais baixa do que a primeira temperatura.

6. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira temperatura é 90ºC a 100ºC, e a segunda temperatura é 60ºC a 70ºC.

7. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira temperatura é 45ºC a 75ºC, e a segunda temperatura é 25ºC a 45ºC.

8. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura é inferior à primeira temperatura em 25ºC a 35ºC.

9. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda temperatura está entre a primeira temperatura e a temperatura ambiente.

10. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente o chip de PCR que compreende:

uma porção de entrada na qual uma amostra de solução é injetada; uma câmara de reação na qual a PCR da amostra de solução é realizada; e uma porção de saída através da qual a amostra da solução é descarregada.

11. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um estojo de chip de PCR configurado para acomodar o chip de PCR, expor a câmara de reação do chip de PCR para o exterior e reciprocar devido à porção de acionamento de chip de PCR.

12. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma porção de vedação com um material macio, acoplada ao chip de PCR para vedar a porção de entrada e a porção de saída do chip de PCR e acomodada no estojo de chip de PCR.

13. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de blocos de aquecimento dispostos para serem espaçados e configurados para entrar em contato com um chip de PCR para realizar PCR, em que cada um dos blocos de aquecimento compreende: um bloco de aquecimento principal que tem uma superfície em contato com o chip de PCR; e um bloco de aquecimento auxiliar que tem uma superfície que entra em contato com a outra superfície do bloco de aquecimento principal e que tem a outra superfície exposta para fora.

14. Dispositivo de amplificação de ácido nucleico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o bloco de aquecimento principal é implantado para ter uma primeira temperatura, e em que o bloco de aquecimento auxiliar é implantado para ter uma segunda temperatura mais baixa do que a primeira temperatura.