CN103667046A - 设有分区的pcr仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了设有分区的PCR仪，包括PCR仪本体，其特征在于，所述加热区是包含有底面和侧面的圆柱形加热区，所述圆柱形加热区自圆心均匀分为高温变性区、低温退火区和延伸区，圆柱形加热区中心设置有圆盘形样品池，所述圆盘形样品池底部设置有可旋转底座，所述可旋转底座与电机相连，所述圆盘形样品池自圆心均匀分为三个单元且每两个单元之间均设置有隔离区，每个单元上设置有若干个试管孔，每个单元分别设置有温度传感器，即第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均与温度循环控制器相连，所述显示器、控制面板、电机和温度循环控制器与CPU相连。减少升降温的时间和资源浪费。

Description

设有分区的PCR仪
技术领域
本发明涉及一种PCR仪，尤其涉及一种设有分区的PCR仪。
背景技术
PCR仪利用DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内In Vitro的大量合成，PCR仪的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链。重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”。现有设计的PCR仪在一个循环过程中会多次升降温，而且温度差很大，浪费能源，使得每个循环过程变得复杂而且时间增长。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种设有分区的PCR仪，针对一个循环过程中不同的反应步骤设置对应的温度区，减少升降温的时间和资源浪费，提高PCR仪的复制效率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
设有分区的PCR仪，包括PCR仪本体，所述PCR仪本体包括显示器、控制面板、温度循环控制器、加热区、圆盘形样品池和样品池顶部的上盖，其特征在于，所述加热区是包含有底面和侧面的圆柱形加热区，所述圆柱形加热区自圆心均匀分为高温变性区、低温退火区和延伸区，圆柱形加热区中心设置有圆盘形样品池，所述圆盘形样品池底部设置有可旋转底座，所述可旋转底座与电机相连，所述圆盘形样品池自圆心均匀分为三个单元且每两个单元之间均设置有隔离区，每个单元上设置有若干个试管孔，每个单元分别设置有温度传感器，即第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均与温度循环控制器相连，所述显示器、控制面板、电机和温度循环控制器与CPU相连。
传统的PCR仪，加热区是一个固定的空间，通过升降温来实现三个不同的步骤，而每个步骤之间的温度差很大，严重浪费时间和能源。而本发明将加热区分为与三个步骤相对应的高温变性区、低温退火区和延伸区，同样的，圆盘形样品池也分为与之对应的三个单元，通过圆盘形样品池的旋转，实现不同的单元在不同的温区进行不同的步骤，同步进行，减少升降温的时间和资源浪费，提高PCR仪的复制效率。
本发明的有益效果是：减少升降温的时间和资源浪费，提高PCR仪的复制效率。
附图说明
图1是本发明设有分区的PCR仪的外部结构示意图；
图2是图1中样品池的俯视图；
附图的标记含义如下：
1：圆柱形加热区；2：高温变性区；3：低温退火区；4：延伸区；5：温区隔断层；6：隔离区；7：第一温度传感器；8：第二温度传感器；9：第三温度传感器；10：第四温度传感器；11：第五温度传感器；12：第六温度传感器；13：试管孔；14：PCR仪本体；15：上盖；16：圆盘形样品池。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种设有分区的PCR仪，包括PCR仪本体14，所述PCR仪本体14包括显示器、控制面板、温度循环控制器、加热区、CPU、圆盘形样品池16和样品池顶部的上盖15。如图2所示，所述加热区是包含有底面和侧面的圆柱形加热区1，不包含顶面。圆柱形加热区1自圆心均匀分为三个温区，每个温区均呈120°的扇形，分别是高温变性区2、低温退火区3和延伸区4，其中高温变性区2用于进行步骤①模板DNA的变性，低温退火区3用于进行步骤②模板DNA与引物的退火(复性)，延伸区4用于进行步骤③引物的延伸。圆柱形加热区1中心设置有圆盘形样品池16，圆盘形样品池16与圆柱形加热区1圆心重合，且半径小于圆柱形加热区1，所述圆盘形样品池16底部设置有可旋转底座(图中未示出)，所述可旋转底座与电机（图中未示出）相连，通过电机带动可旋转底座和圆盘形样品池16的转动，每次旋转120°。
圆盘形样品池16自圆心均匀分为三个单元且每两个单元之间均设置有隔离区6，每个单元也是呈120°的扇形，与三个温区一一对应，每个单元上设置有若干个试管孔13，用于放置含有PCR反应液的试管。由于每个温区温度不同，因此在每个单元之间设置隔离区6，即图中的黑色实心所示。隔离区6可以是导热系数低的材质构成，当然隔离区6也可以是不设置试管孔13的空白区域，即圆盘形样品池16在每个单元之间不设置试管孔13。每个单元分别设置有温度传感器，即第一温度传感器7、第二温度传感器8和第三温度传感器9，所述第一温度传感器7、第二温度传感器8和第三温度传感器9用于实时测量各个单元的温度，尤其是圆盘形样品池16旋转一次后的温度，第一温度传感器7、第二温度传感器8和第三温度传感器9均与温度循环控制器相连，所述显示器、控制面板、电机和温度循环控制器与CPU相连。可以通过控制面板向CPU输入控制信息，进而控制各个温区的温度和电机的旋转，保证三个步骤快速完成。
为了更好的控制各个温区的温度，优选圆柱形加热区1在侧面上均匀设置有第四温度传感器10、第五温度传感器11和第六温度传感器12，所述第四温度传感器10、第五温度传感器11和第六温度传感器12用于实时测量各个温区的温度，且均与温度循环控制器相连。优选高温变性区2、低温退火区3和延伸区4的交界处均自圆柱形加热区1的侧面至圆盘形样品池16之间设置有导热系数低的温区隔断层5，更好的保证各个温区的温度。当圆盘形样品池16旋转到位后，温区隔断层5与隔离区6相对应，形成一条直线。
本发明将加热区分为与三个步骤相对应的高温变性区2、低温退火区3和延伸区4，同样的，圆盘形样品池16也分为与之对应的三个单元，通过圆盘形样品池16的旋转，实现不同的单元在不同的温区进行不同的步骤，同步进行，减少升降温的时间和资源浪费，提高PCR仪的复制效率。当一个单元由低温退火区3进入延伸区4，或者由延伸区4进入高温变性区2时，温差比较大，因此可以在隔离区6两侧设置有加热装置，所述加热装置与温度循环控制器相连，这样一个单元的底部和四周均可以加热，进一步降低升降温时间，提高效率。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.设有分区的PCR仪，包括PCR仪本体，所述PCR仪本体包括显示器、控制面板、温度循环控制器、加热区、圆盘形样品池和样品池顶部的上盖，其特征在于，所述加热区是包含有底面和侧面的圆柱形加热区，所述圆柱形加热区自圆心均匀分为高温变性区、低温退火区和延伸区，圆柱形加热区中心设置有圆盘形样品池，所述圆盘形样品池底部设置有可旋转底座，所述可旋转底座与电机相连，所述圆盘形样品池自圆心均匀分为三个单元且每两个单元之间均设置有隔离区，每个单元上设置有若干个试管孔，每个单元分别设置有温度传感器，即第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均与温度循环控制器相连，所述显示器、控制面板、电机和温度循环控制器与CPU相连。
2.根据权利要求1所述的设有分区的PCR仪，其特征在于，所述圆柱形加热区在侧面上均匀设置有第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器，所述第四温度传感器、第五温度传感器和第六温度传感器均与温度循环控制器相连。
3.根据权利要求2所述的设有分区的PCR仪，其特征在于，所述高温变性区、低温退火区和延伸区的交界处均自圆柱形加热区的侧面至圆盘形样品池之间设置有温区隔断层。
4.根据权利要求3所述的设有分区的PCR仪，其特征在于，所述隔离区两侧设置有加热装置，所述加热装置与温度循环控制器相连。
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