CN107287287A - 一种用于pcr检测的光加热方法 - Google Patents

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    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
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Abstract

本发明公开了一种用于PCR检测的光加热方法，具体步骤如下：制作光吸收加热材料；将光吸收加热材料贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜上，让二者贴合；以光吸收加热材料贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜作底，光吸收加热材料面朝内，做成孔；以波长440‑460nm蓝光作为光源，以0.5A的电流强度接通光源；在孔内加入8ul的PCR反应体系，控制光源的开启，从而对PCR反应体系的温度进行控制，完成PCR反应。本发明采用光照加热的技术，可以快速控制PCR反应体系的温度，能极大的提高检测速度；极大的降低PCR功耗，减小重量和体积，可以进行现场检测；大大降低PCR的成本，提高PCR检测的精确性和可重复性。

Description

一种用于PCR检测的光加热方法
技术领域
本发明涉及分子生物学技术领域，具体是一种用于PCR检测的光加热方法。
背景技术
聚合酶链式反应PCR），是一种DNA的快速扩增技术，其扩增效率之高就象核裂变的“链式反应”那样。PCR技术通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用，理论上可以在3个小时内把特定的DNA量提高230倍。PCR技术的特点如下：一是被扩增的DNA所需量极小，理论上讲一个分子就可以用于扩增了；二是扩增效率高，目的基因的量成指数形式扩增。现在PCR技术已经被广泛地应用于生命科学研究、食品卫生、医疗、法医及环境监测等诸多方面。
PCR反应的关键步骤在于反应体系的温度规律性变化。通常来说，需要控制反应体系温度在依次3个不同的温度（例如95℃、55℃、72℃），并往复30个循环。常规PCR仪器的主要缺点如下：
1.目前主流的PCR仪器的温度控制采用半导体热块/制冷技术，升/降温时间长，1个温度循环约需4-5分钟，完成标准的30个循环的检测最少需要2小时。为了达到尽可能快的温度控制效果，通常的PCR仪半导体热块/制冷单元功耗巨大700-800瓦），这限制了PCR实验只能在实验室完成。
2.为了让半导体温控单元内部的温度达到良好的一致性，温控单元通常使用铜块甚至银块，这使得整机的成本、重量和体积难以缩小，限制了推广应用。
3.另一方面，温控块与反应管之间的传热效率受反应管的管壁厚度、材质，热块与反应管的结合紧密程度，反应管的制作工艺水平等因素的影响，具有诸多不可控性，影响了PCR检测的精确性和可重复性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、精确度高的用于PCR检测的光加热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于PCR检测的光加热方法，具体步骤如下：
1）制作光吸收加热材料；
2）将光吸收加热材料贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜上，让二者贴合；
3）以光吸收加热材料贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜作底，光吸收加热材料面朝内，做成直径为1.8-2.2mm、高度为1.8-2.2mm的孔；
4）以0.5A的电流强度接通光源，光源的灯顶距离孔底部的距离为4-6mm；
5）在孔内加入8ul的PCR反应体系，控制光源的开启，从而对PCR反应体系的温度进行控制，完成PCR反应。
作为本发明进一步的方案：所述光吸收加热材料1为厚度为100-120nm、纯度为99.9%以上的金箔。
作为本发明进一步的方案：所述光吸收加热材料（1）贴在孔（3）的内面，直接与PCR反应体系接触。
作为本发明再进一步的方案：所述光源（4）为波长440-460nm的蓝光。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用光照加热的技术，用蓝光辐射在光吸收加热材料上，能快速而高效的在光吸收加热材料上产生热量，开灯即加热，关灯即降温，可以快速控制PCR反应体系的温度，一个温度循环能控制在20秒左右，能在10分钟内完成常规PCR检测，能极大的提高检测速度；极大的降低PCR功耗，减小重量和体积，可以进行现场检测；大大降低PCR的成本，提高PCR检测的精确性和可重复性。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明中光吸收加热材料贴合聚甲基丙烯酸甲酯膜的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
请参阅图1-2，一种用于PCR检测的光加热方法，具体步骤如下：
1）制作厚度为100nm、纯度为99.9%以上的光吸收加热材料1；所述光吸收加热材料1可以选用市售建筑装潢用光吸收加热材料；
2）将光吸收加热材料1贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜2上，让二者贴合；所述聚甲基丙烯酸甲酯膜2的厚度为0.4mm；
3）以光吸收加热材料1贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜2作底，光吸收加热材料1面朝内，做成直径为1.8mm、高度为1.8mm的孔3；
4）以波长440nm蓝光作为光源，以0.5A的电流强度接通光源4，光源4的灯顶距离孔3底部的距离为4mm；
5）在孔3内加入8ul的PCR反应体系5，控制光源4的开启，从而对PCR反应体系5的温度进行控制，完成PCR反应。
实施例2
请参阅图1-2，一种用于PCR检测的光加热方法，具体步骤如下：
1）制作厚度为110nm、纯度为99.9%以上的光吸收加热材料1；所述光吸收加热材料1可以选用市售建筑装潢用光吸收加热材料；
2）将光吸收加热材料1贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜2上，让二者贴合；所述聚甲基丙烯酸甲酯膜2的厚度为0.4mm；
3）以光吸收加热材料1贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜2作底，光吸收加热材料1面朝内，做成直径为2mm、高度为2mm的孔3；
4）以波长450nm蓝光作为光源，以0.5A的电流强度接通光源4，光源4的灯顶距离孔3底部的距离为5mm；
5）在孔3内加入8ul的PCR反应体系5，控制光源4的开启，从而对PCR反应体系5的温度进行控制，完成PCR反应。
实施例3
请参阅图1-2，一种用于PCR检测的光加热方法，具体步骤如下：
1）制作厚度为120nm、纯度为99.9%以上的光吸收加热材料1；所述光吸收加热材料1可以选用市售建筑装潢用光吸收加热材料；
2）将光吸收加热材料1贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜2上，让二者贴合；所述聚甲基丙烯酸甲酯膜2的厚度为0.4mm；
3）以光吸收加热材料1贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜2作底，光吸收加热材料1面朝内，做成直径为2.2mm、高度为2.2mm的孔3；
4）以波长460nm蓝光作为光源，以0.5A的电流强度接通光源4，光源4的灯顶距离孔3底部的距离为6mm；
5）在孔3内加入8ul的PCR反应体系5，控制光源4的开启，从而对PCR反应体系5的温度进行控制，完成PCR反应。
本发明采用光照加热的技术，用蓝光辐射在光吸收加热材料上，能快速而高效的在光吸收加热材料上产生热量，开灯即加热，关灯即降温，可以快速控制PCR反应体系的温度，一个温度循环能控制在20秒左右，能在10分钟内完成常规PCR检测，能极大的提高检测速度；极大的降低PCR功耗，减小重量和体积，可以进行现场检测；大大降低PCR的成本，提高PCR检测的精确性和可重复性。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于PCR检测的光加热方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）制作光吸收加热材料（1）；
2）将光吸收加热材料（1）贴在聚甲基丙烯酸甲酯膜（2）上，让二者贴合；
3）以光吸收加热材料（1）贴合的聚甲基丙烯酸甲酯膜（2）作底，光吸收加热材料（1）面朝内，做成直径为1.8-2.2mm、高度为1.8-2.2mm的孔（3）；
4）以0.5A的电流强度接通光源（4），光源（4）的灯顶距离孔（3）底部的距离为4-6mm；
5）在孔（3）内加入8ul的PCR反应体系（5），控制光源（4）的开启，从而对PCR反应体系（5）的温度进行控制，完成PCR反应。
2.根据权利要求1所述的用于PCR检测的光加热方法，其特征在于，所述光吸收加热材料（1）为厚度为100-120nm、纯度为99.9%以上的金箔。
3.根据权利要求1所述的用于PCR检测的光加热方法，其特征在于，所述光吸收加热材料（1）贴在孔（3）的内面，直接与PCR反应体系接触。
4.根据权利要求1所述的用于PCR检测的光加热方法，其特征在于，所述光源（4）为波长440-460nm的蓝光。
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