CN103649301A - 热对流聚合酶连锁反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热对流聚合酶链锁反应(PCR)装置，用于承置一试管，使PCR在所述试管内进行，所述装置包含：一散热座，其具有一本体以及一通道穿设于所述本体并用于供所述试管穿置；其中所述通道具有一大径段，以及一位于所述大径段下方的小径段。由此，可确保PCR进行中混合液表面温度低于引物退火反应所需温度。

Description

热对流聚合酶连锁反应装置 技术领域
本发明与聚合酶连锁反应有关，特别是指一种热对流聚合酶连锁反应装置。 现有技术
在生技领域中，聚合酶连锁反应 (PCR)已成为一项扩增特定核酸序列的成熟 技术， 此反应过程需要三个主要步骤： "变性反应"、 "引子黏合反应"及 "延展 反应"，其各需不同的反应温度。变性反应的温度典型地为介于 90至 97°C之间； 引子黏合反应的温度为依据所用引子的解链温度而选择，典型地为介于 35至 65 °C之间； 延展反应的典型温度为 72°C。
热对流聚合酶连锁反应方法主要是将装有 PCR混合液的试管底部埋置于热 水中， 试管的其余部分则暴露在室温空气中而可散热， 使 PCR混合液底部至表 面呈渐减的温度梯度如 9，。C至 35 °C， 以诱发热对流， 使 PCR混合液经历不同 的温度区段而进行不同的反应步骤。
然而， 在习知的反应装置中， 由于试管的其余部分暴露在室温空气中散热， 散热速度不够快， 随着加热时间渐长 PCR混合液表面的温度越高， 常常反应未 及完成， PCR混合液表面的温度便已高于引子黏合反应所需的温度， 使 PCR反 应无法继续进行， 而无法得到足量的特定核酸序列。 发明内容
本发明的主要目的是提供一种热对流聚合酶连锁反应装置， 其可确保 PCR 反应进行中混合液表面的温度低于弓 I子黏合反应所需温度。
为达到上述目的， 本发明所提供的一种热对流聚合酶连锁反应装置， 用于 承置一试管， 使聚合酶连锁反应在所述试管内进行， 其特征在于所述装置包含 有： 一散热座， 具有一本体， 以及一通道穿设于所述本体并用于供所述试管穿 置； 其中所述通道具有一大径段， 以及一位于所述大径段下方的小径段。
上述本发明的技术方案中， 还包含有一试管架设置于所述散热座上方， 且 所述试管架具有一供所述试管插置的容置孔。
所述试管架的容置孔由上而下依序具有一大径部、一肩部， 以及一小径部， 其中所述肩部供所述试管的一阶部抵靠。 所述试管架底端插置在所述散热座的通道中。
所述通道的小径段内径由上往下逐渐缩小。
其中所述散热座由金属制成。
本发明的优点： 采用上述技术方案， 本发明可确保 PCR反应进行中混合液 表面的温度低于引子黏合反应所需温度。
本发明适用于生技领域中的热对流聚合酶连锁反应。 附图说明
图 1 是本发明一较佳实施例的示意图
图 2 是本发明一较佳实施例的立体分解图 本发明最佳实施方式
现举以下实施例并结合附图对本发明的结构及功效进行详细说明。
如图 1所示， 本发明的较佳实施例所提供的热对流聚合酶连锁反应装置 10 主要包含有一散热座 20以及一试管架 30。 散热座 20具有一本体 22， 以及一通 道 24穿设于本体 22并用于供试管 12穿置，其中通道 24具有一大径段 241， 以 及一位于大径段 241下方的小径段 242。 由于试管 12的中段 123至上段 122为 设置于散热座 20的通道 24中， 且散热座 20是以高热传导系数的材质如铝合金 所制成， 因此 PCR混合液的热能可以通过周遭空气传导至散热座 20而更有效 率地逸散， 使混合液表面的温度在整个反应进行过程中均维持在引子黏合温度 以下， 例如 10〜55°C， 避免因混合液表面温度过高而使 PCR反应中断。 再者， 位于大径段 241的混合液散热较慢， 位于小径段 242的混合液散热较快， 经过 实验测试后发现， 此种散热座 20结构的散热效果最有利于 PCR反应的进行。
为使试管 12稳固地插置于散热座 20，可在散热座 20上方设置一试管架 30， 试管架 30具有一用于供试管 12插置的容置孔 32，使试管 12可稳固地定位，避 免试管 12外壁与散热座 20内缘接触而使混合液温度太快降低。
实际应用时， 试管架 30的容置孔 32可设计成由上而下依序设有一大径部 321、一肩部 322，以及一小径部 323，其中肩部 322用于供试管 12的一阶部 121 抵靠， 由此， 试管 12能够稳固地定位。 散热座 20下方设有一支撑座 40， 并利 用一热源 （图中未示） 对试管底部 124加热， 使底部 124内的 PCR混合液温度 维持在 90至 97°C。 再者， 试管架 30底端 301插置在散热座 20的通道 24中， 使试管架 30稳 固地设置于散热座 20上方。
此外， 在本实施例中， 通道 24的小径段 242的内径为由上往下逐渐缩小， 经过多次实验与不断改良， 发现以此结构散热时 PCR反应效率最高。 实验分别 在 10至 40°C间的 7个不同环境温度下进行 PCR反应，将试管底部 124内的 PCR 混合液温度加热到 93至 97°C， 散热座 20的温度经过测量为 36至 53 °C， 混合 液表面的温度则在 36〜53 °C之间， 使 PCR反应顺利进行。
在不违背本发明精神的前提下， 此装置的结构也可加以变化， 例如： 散热 座 20可设有多个通道 24供多个试管 12同时进行反应 （如图 2所示）。 凡此等 易于思及的结构变化， 均应被本发明的专利保护范围所涵盖。 工业应用性
本发明提供的热对流聚合酶连锁反应装置适用于生技领域中的热对流聚合 酶连锁反应， 可确保 PCR反应进行中混合液表面的温度低于引子黏合反应所需 温度。

Claims (6)

  1. 权利要求
    1、 一种热对流聚合酶连锁反应装置， 用于承置一试管， 使聚合酶连锁反应 在所述试管内进行， 其特征在于所述装置包含有：
    一散热座， 具有一本体， 以及一通道穿设于所述本体并用于供所述试管穿 置； 其中所述通道具有一大径段， 以及一位于所述大径段下方的小径段。
  2. 2、 如权利要求 1所述的热对流聚合酶连锁反应装置， 其特征在于： 还包含 有一试管架设置于所述散热座上方， 且所述试管架具有一供所述试管插置的容 置孔。
  3. 3、 如权利要求 2所述的热对流聚合酶连锁反应装置， 其特征在于： 所述试 管架的容置孔由上而下依序具有一大径部、 一肩部， 以及一小径部， 其中所述 肩部供所述试管的一阶部抵靠。
  4. 4、 如权利要求 2所述的热对流聚合酶连锁反应装置， 其特征在于： 所述试 管架底端插置在所述散热座的通道中。
  5. 5、 如权利要求 1至 4中任一项所述的热对流聚合酶连锁反应装置， 其特征 在于： 所述通道的小径段内径由上往下逐渐缩小。
  6. 6、 如权利要求 1所述的热对流聚合酶连锁反应装置， 其特征在于： 其中所 述散热座由金属制成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109294901A (zh) * 2018-11-01 2019-02-01 福建省博凯科技有限公司 一段式热对流pcr仪及控制方法
CN109401948A (zh) * 2018-11-01 2019-03-01 福建省博凯科技有限公司 一段式热对流pcr仪

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102389800B1 (ko) * 2015-05-12 2022-04-22 시아먼 유니버시티 액체 순환 경로를 조절할 수 있는 핵산 증폭 반응 튜브
CN105670924A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 上海理工大学 自然对流聚合酶链反应微系统
CN107964507B (zh) 2016-10-18 2022-09-27 财团法人工业技术研究院 热对流聚合酶连锁反应装置及其光学检测方法
CN108410688A (zh) 2017-02-09 2018-08-17 克雷多生物医学私人有限公司 一种热对流式聚合酶链式反应的装置
CN108949545A (zh) * 2018-08-16 2018-12-07 上海海洋大学 一种新型核酸等温扩增反应组件
CN109554295B (zh) * 2019-01-21 2022-03-29 武汉理工大学 远洋船员的pcr扩增与疾病检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100488281B1 (ko) * 2001-09-15 2005-05-10 아람 바이오시스템 주식회사 열 대류를 이용한 염기서열 증폭 방법 및 장치
CN101855017A (zh) * 2007-08-03 2010-10-06 恩尼格马诊断有限公司 包括传导层和内部非金属层的反应容器
WO2011086498A2 (en) * 2010-01-12 2011-07-21 Ahram Biosystems, Inc. Two-stage thermal convection apparatus and uses thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2130013C (en) * 1993-09-10 1999-03-30 Rolf Moser Apparatus for automatic performance of temperature cycles
DE102004039092B4 (de) * 2004-08-11 2008-04-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verriegelungsvorrichtung für Linearaktuatoren
US8153064B2 (en) * 2007-03-22 2012-04-10 Doebler Ii Robert W Systems and devices for isothermal biochemical reactions and/or analysis
US20100124779A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Roche Diagnostics Operations, Inc. Two-Step Moulded Capillary

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100488281B1 (ko) * 2001-09-15 2005-05-10 아람 바이오시스템 주식회사 열 대류를 이용한 염기서열 증폭 방법 및 장치
CN101855017A (zh) * 2007-08-03 2010-10-06 恩尼格马诊断有限公司 包括传导层和内部非金属层的反应容器
WO2011086498A2 (en) * 2010-01-12 2011-07-21 Ahram Biosystems, Inc. Two-stage thermal convection apparatus and uses thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109294901A (zh) * 2018-11-01 2019-02-01 福建省博凯科技有限公司 一段式热对流pcr仪及控制方法
CN109401948A (zh) * 2018-11-01 2019-03-01 福建省博凯科技有限公司 一段式热对流pcr仪

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CA2856345A1 (en) 2013-05-30
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KR101691466B1 (ko) 2016-12-30
EP2784150A4 (en) 2015-08-12

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