CN115515715A - 便携式实时聚合酶链式反应装置及利用该装置的实时聚合酶链式反应测量方法 - Google Patents

便携式实时聚合酶链式反应装置及利用该装置的实时聚合酶链式反应测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便携式实时PCR装置及利用便携式实时PCR装置的PCR测量方法，根据本发明的实施例的便携式实时PCR装置包括：底座部，形成有设置空间；多个下部加热部，设置于所述底座部的所述设置空间中；下部光学测量部，设置于所述底座部，并布置在与所述下部加热部不同的位置，提供测量光或接收所述测量光；腔室组件，包括分别安置于所述下部加热部及所述下部光学测量部的多个腔室部，所述腔室部配备为能够从任意一个所述下部加热部移动到另一个所述下部加热部或所述下部光学测量部，其中，所述腔室部包括：腔室部主体，用于收容腔室单元，在所述腔室单元形成有在内部收容检体单元的检体单元收容空间，其中，所述腔室单元包括：腔室单元主体，形成有所述检体单元收容空间；及盖单元，从上方遮挡所述腔室单元主体的所述收容空间，其中，所述检体单元的作为宽度对比高度的比例的纵横比形成为大于0且小于1。

Description

便携式实时聚合酶链式反应装置及利用该装置的实时聚合酶 链式反应测量方法
技术领域
本发明涉及一种基因扩增(PCR)装置，更详细地涉及一种便携式实时PCR(RT-PCR)装置及利用便携式实时PCR装置的便携式实时PCR测量方法。
背景技术
通常，DNA扩增技术被广泛地用于生命科学、基因工程及医学领域等的研究开发及诊断目的，尤其，由聚合酶链式反应(PCR：Polymerase Chain Reaction)进行的DNA扩增技术被广泛地应用。
聚合酶链式反应(PCR)用于对基因组中的特定DNA序列进行所需的扩增。
聚合酶链式反应作为能够在试管内大量扩增夹在两个引物(primer)之间的DNA部分的方法，DNA聚合酶(DNA polymerase)在DNA合成中需要引物，利用从该引物以5'→3'方向合成DNA，重复①DNA的单链变性→②引物的结合→③由聚合酶进行的互补性DNA的合成→①变性→②引物结合……的循环，从而在试管内仅扩增目的基因区域。
为此，在PCR中，首先对DNA进行变性(Denaturation)。两条DNA链可以通过加热来分离。分离的每一个DNA能够起到模板(Template)的作用。
然后，在PCR中执行结合(Annealing)步骤。在该步骤中，引物(Primer)结合在模板DNA。结合(Annealing)温度是决定反应准确性的重要因素，若温度过高，则引物将较弱地结合于模板DNA，导致扩增的DNA的产物变得非常少。另外，若温度过低，则由于引物非特异性地结合而导致扩增不需要的DNA。
然后，在PCR中执行延长(Elongation)步骤。在该步骤中，耐热性强的DNA聚合酶在模板DNA中产生新的DNA。
另外，实时PCR(RT-PCR：Real-time polymerase chain reaction或real-timeRCR)也称为定量聚合酶链式反应(qPCR：quantitative polymerase chain reaction)，通常的聚合酶链式反应在反应结束后可确认最终产物的量，而实时PCR可以在进行PCR期间定量观察DNA分子扩增的过程。
若执行实时PCR，则报告探针在DNA中间结合，但仍不显示荧光。在PCR扩增步骤中，若Taq DNA聚合酶延长正向引物，则会与报告探针相遇。此时，若报告探针借由Taq DNA聚合酶所具有的5'→3'裂解酶功能而被裂解，则荧光标记从荧光抑制标记中分离而显示出荧光。
由于该过程是在测量荧光的荧光测量仪中进行的，因此可以通过测量荧光来测量PCR的进行程度。若存在足够量的报告探针，则报告探针会结合于每次产生的新的DNA，使得荧光也会随着扩增周期的增加而增加。
另外，对于现有的PCR装置来说，由于在每个步骤中执行使温度上升后下降的方式，因而并不容易执行所需的温度控制，由此存在无法顺利地执行聚合链式反应的限制。
此外，收容检体的检体收容容器形成为沿着上下方向较长地延长的管形形态，为了将所述检体收容于所述管中，则需要使用单独的吸管(Pipette)，因而存在难以在外部的检测现场中直接执行PCR测量的问题。
发明内容
技术问题
对此，本发明提供一种容易控制温度，从而可顺利地执行聚合链式反应的便携式实时PCR装置及利用该装置的PCR测量方法。
此外，提供一种能够易于使用的便携式实时PCR装置及利用便携式实时PCR装置的PCR测量方法。
技术方案
根据本发明的实施例的一侧面的便携式实时PCR装置包括：多个下部加热部，设置于所述底座部的所述设置空间中；下部光学测量部，设置于所述底座部，并布置在与所述下部加热部不同的位置，提供测量光或接收所述测量光；腔室组件，包括分别安置于所述下部加热部及所述下部光学测量部的多个腔室部，所述腔室部配备为能够从任意一个所述下部加热部移动到另一个所述下部加热部或所述下部光学测量部，其中，所述腔室部包括：腔室部主体，用于收容腔室单元，在所述腔室单元形成有在内部收容检体单元的检体单元收容空间，其中，所述腔室单元包括：腔室单元主体，形成有所述检体单元收容空间；及盖单元，从上方遮挡所述腔室单元主体的所述收容空间，其中，所述检体单元的作为宽度对比高度的比例的纵横比形成为大于0且小于1。
并且，所述腔室组件还可以包括：腔室移动部，用于移动所述腔室部，其中，多个所述腔室部可以以形成于所述底座部的旋转中心为基准以预定的间距相互隔开而布置，所述腔室移动部可以以所述旋转中心为基准沿一方向同时旋转多个所述腔室部。
并且，所述腔室移动部可以包括：多个连接支架，一端分别与所述腔室部连接；以及旋转轴，与所述连接支架的另一端连接，并且可旋转地配备于所述旋转中心，其中，在维持时间期间，可以停止所述腔室移动部的旋转，在移动时间期间，可以执行所述腔室移动部的旋转，所述维持时间可以形成为大于所述移动时间。
并且，在任意一个所述下部加热部与另一个所述下部加热部或所述下部光学测量部之间可以形成有用于引导所述腔室部的旋转的第一引导单元，其中，所述第一引导单元可以形成为具有与所述腔室部旋转而形成的虚拟的圆的曲率半径对应的曲率，在所述腔室部的下部可以形成有与所述第一引导单元吻合的引导槽或引导突起。
并且，在所述下部加热部及所述下部光学测量部的上表面可以形成有第二引导单元，所述第二引导单元可以与所述第一引导单元连接且具有与所述第一引导单元相同的曲率半径，并且所述第二引导单元可以与所述腔室部的所述引导槽或所述引导突起选择性地吻合。
并且，所述下部加热部可以包括：第一下部加热部，以第一温度进行操作；第二下部加热部，以第二温度进行操作；以及第三下部加热部，以第三温度进行操作，其中，所述第一下部加热部可以以所述旋转中心为基准与所述第三下部加热部对称，所述第二下部加热部可以以所述旋转中心为基准与下部光学测量部对称。
所述第一温度可以形成为高于所述第三温度，所述第三温度可以形成为高于所述第二温度，并且所述第一下部加热部、所述第二下部加热部及所述第三下部加热部各自的温度可以维持在设定的状态。
并且，所述便携式实时PCR装置还可以包括：盖部，布置于所述底座部的上方，并覆盖所述设置空间；多个上部加热部，布置于所述下部加热部与所述盖部之间，并选择性地与所述腔室部的上表面接触；以及上部光学测量部，与所述下部光学测量部面对，并接收从所述下部光学测量部发散的所述测量光，或向所述下部光学测量部提供所述测量光。
并且，多个所述上部加热部与多个所述下部加热部之间的距离能够可变地形成，其中，在所述腔室部布置于所述上部加热部与所述下部加热部之间并在维持时间期间不移动的情况下，所述上部加热部与所述下部加热部之间的距离可以对应于所述腔室部的高度，在所述维持时间经过后，在所述腔室部向另一个所述上部加热部与所述下部加热部一侧移动的情况下，所述上部加热部与所述下部加热部之间的距离可以形成为大于所述腔室部的高度。
并且，所述下部加热部可以形成为板状，所述腔室部的下表面可以完全与所述下部加热部接触，在所述腔室部的所述腔室部主体可以形成有用于插入所述腔室单元的腔室单元插入空间，并且，所述腔室单元插入空间的宽度可以以与所述腔室单元的宽度对应的大小形成。
并且，在所述腔室单元的所述检体单元收容空间中可以收容有测量溶液，所述收容空间的纵横比可以形成为大于0且小于1，所述检体单元收容空间的容积可以形成为20μl至100μl。
并且，所述检体单元可以由利用多孔性材质形成的膜结构体形成。
根据本发明的实施例的另一侧面的利用便携式实时PCR装置的PCR测量方法，包括：检体单元投入步骤，将收容有检体单元的腔室单元收容在腔室部中；加热及测量操作开始步骤，在投入有所述检体单元的状态下，对所述检体单元执行加热或测量操作；腔室组件移动一步步骤，在所述加热及测量操作开始步骤的维持时间大于预定的基准维持时间的情况下，使所述腔室部移动一步；以及测量结果通知步骤，在针对多个所述腔室部的测量周期形成为大于预定的基准周期的情况下，通知测量结果。
并且，所述利用便携式实时PCR装置的PCR测量方法还可以包括：加热部之间间距增加步骤，在所述加热及测量操作开始步骤的维持时间大于预定基准维持时间的情况下，在执行所述腔室组件移动一步的步骤之前，使布置为与所述下部加热部面对的所述上部加热部和所述下部加热部之间的间距增加；以及加热部之间间距减小步骤，在执行所述腔室组件移动一步的步骤之后，使所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距减小，其中，在所述加热部之间间距增加步骤中，所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距可以形成为大于所述腔室部的高度，在所述加热部之间间距减小步骤中，所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距可以对应于所述腔室部的高度。
并且，所述测量周期的一个单位可以是所述腔室部移动四步。
在所述腔室组件移动一步步骤中，所述腔室部可以以形成于所述底座部的旋转中心为基准旋转预定的角度，所述下部加热部可以包括：第一下部加热部，以第一温度进行操作；第二下部加热部，以第二温度进行操作；以及第三下部加热部，以第三温度进行操作，与所述下部加热部面对的上部加热部可以包括：第一上部加热部，与所述第一下部加热部面对并以所述第一温度进行操作；第二上部加热部，与所述第二下部加热部面对并以所述第二温度进行操作；以及第三上部加热部，与所述第三下部加热部面对并以所述第三温度进行操作，其中，所述便携式实时PCR装置以维持多个所述下部加热部及所述上部加热部进行操作的温度的方式控制。
技术效果
根据所提出的实施例，由于不会发生急剧上升和下降的温度变化，因而易于控制温度，聚合链式反应能够顺利地进行。
此外，通过使用纵横比小于1的膜类型的检体单元，从而具有减少PCR装置的整体高度，并能够更容易地将所述检体单元投入到PCR装置的优点。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的便携式实时PCR装置的图。
图2是示出图1的便携式实时PCR装置的腔室部移动的过程的图。
图3是示出从III方向观察图1的便携式实时PCR装置的状态的图。
图4是示出图3的便携式实时PCR装置的上部加热部向上方被抬起的状态的图。
图5是示出图1的便携式实时PCR装置的腔室单元及检体单元的图。
图6是示出利用图1的便携式实时PCR装置的PCR测量方法的图。
图7是示出根据本发明的另一实施例的实时PCR装置的图。
发明的优选的实施方式
参照与附图一起详细后述的实施例，可以明确本发明的优点和特征以及达成这些的方法。然而本发明可以呈现为互不相同的多种形态，并不限于以下公开的实施例，本实施例仅用于使本发明的公开完整，并为了向本发明所属技术领域中具有普通知识的人完整地告知发明范围而提供，本发明仅由权利要求的范围而被定义。
虽然第一、第二、等术语用于叙述多种构成要素，但这些构成要素显然不局限于这些术语。这些术语仅用于将一个构成要素与另一构成要素进行区分。因此，以下提及的第一构成要素在本发明的技术思想内，显然也可以是第二构成要素。
在整体的说明书中，相同的附图符号所指的是同一构成要素。
本发明的多种实施例的每个特征能够部分地或者整体地彼此进行结合或者组合，并且在技术上能够实现多种联动以及驱动，而且每个实施例相对于彼此也能够独立地实施，也可以以相关关系而一同实现。
另外，由并未在本发明的说明书中具体提及的本发明的技术特征而能够所期待的潜在的效果应视为与本说明书所记载的相同，本实施例是为了使本领域具有平局知识的人更加完整地理解本发明而提供的，附图中所示的内容与实际发明的实现形状相比可能表现得略微夸张，并且省略或者简略地记载判断为可能不必要地使本发明的宗旨模糊的构成的详细说明。
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的便携式实时PCR装置的图，图2是示出图1的便携式实时PCR装置的腔室部移动的过程的图，图3是示出从III方向观察图1的便携式实时PCR装置的状态的图，图4是示出图3的便携式实时PCR装置的上部加热部向上方被抬起的状态的图，图5是示出图1的便携式实时PCR装置的腔室单元及检体单元的图。
参照图1至图5，在根据本发明的实施例的便携式实时PCR装置1中，通过在操作温度固定的多个加热部中移动并加热收容有检体单元的腔室部，从而可更顺利地维持加热部的操作温度。示例性地，腔室部可以以形成于便携式实时PCR装置1内的旋转中心为中心可旋转地布置。
此外，所述检体单元形成为扁平的膜形态(示例性地为圆盘膜形态)，通过将从注射器方式的便携式核酸提取试剂盒中提取的含有DNA或RNA的所述检体单元简单地投入到收容有PCR溶液的腔室单元中，从而可提供一种易于将所述检体单元投入到PCR装置的构成。
因此，根据本发明的实施例的实时PCR装置1不仅能够在实验室环境中稳定且顺利地执行PCR测量，而且能够在需要紧急病毒测量的外部环境中稳定且顺利地执行PCR测量。
根据本发明的实施例的便携式PCR装置1包括底座部100、下部加热部310、320、330、下部光学测量部500、盖部600、上部加热部410、420和腔室组件200。
在底座部100可以形成有设置空间，并形成便携式PCR装置1的下部外形。此时，底座部100可以被底面所支撑。
下部加热部310、320、330设置在底座部100的所述设置空间中，并且下部加热部310、320、330包括以第一温度T1进行操作的第一下部加热部310、以第二温度T2进行操作的第二下部加热部320以及以第三温度T3进行操作的第三下部加热部330。
第一下部加热部310可以布置为以腔室组件200旋转的旋转中心为基准与第三下部加热部320对称，并且第二下部加热部320可以布置为以所述旋转中心为基准与下部光学测量部500对称。此时，第一下部加热部310、第二下部加热部320、第三下部加热部330及下部光学测量部500以所述旋转中心为基准在相互之间以预定间距隔开而布置。
第一温度T1形成为高于第三温度T3，第三温度T3形成为高于第二温度T2。并且，第一下部加热部310、第二下部加热部320及第三下部加热部330中的每一个的温度保持在设定的状态。即，在PCR测量过程中，第一下部加热部310、第二下部加热部320及第三下部加热部330的温度不会变。
此时，第一温度T1可以示例性地形成为约97℃，第二温度T2可以示例性地形成为约60℃。最后，第三温度T3可以示例性地形成为约72℃。
另外，下部光学测量部500设置于底座部100，并布置在与下部加热部310、320、330不同的位置，提供测量光或接收测量光。下部光学测量部500可通过向位于测量对象区域510的检体单元250照射测量光来测量检体单元250的荧光(fluorescence)。此时，测量对象区域510可以形成为多个，下部光学测量部500可以是用于发散所述测量光的发光装置或是用于接收所述测量光的光学传感器装置。此时，所述发光装置可以是诸如紫外发光二极管(UV LED)之类的能够发散预定波段的光的装置，所述光学传感器装置可以是诸如接触式图像传感器(CIS)或电荷藕合器件图像传感器(CCD)之类的能够接收光而生成图像的装置。
另外，含有检测对象样本的任意一个检体单元250以第一下部加热部310、第二下部加热部320、第三下部加热部330及下部光学测量部500的顺序进行移动，并且若在下部光学测量部500中完成检体单元250的测量步骤，则设定为针对检体单元250的一个测量周期结束。
在借由以第一温度T1进行操作的第一下部加热部310来加热检体单元250的情况下，可执行DNA的变性(Denaturation)步骤，在借由以第二温度T2进行操作的第二下部加热部320来所述加热检体单元的情况下，可执行DNA的结合(Annealing)步骤。在借由以第三温度T3进行操作的第三下部加热部330来加热检体单元250的情况下，可执行DNA的延长(Elongation)步骤。
在检体单元250借由第三下部加热部330而在维持时间Tm期间被加热之后，检体单元250向下部光学测量部500侧移动，从而执行对检体单元250的PCR测量。
另外，腔室组件200包括分别安置在下部加热部310、320、330以及下部光学测量部500的多个腔室部210以及用于移动腔室部210的腔室移动部220。
腔室部210设置成能够从任意一个下部加热部310、320、330移动到另一个下部加热部310、320、330或下部光学测量部500，并且多个腔室部210以形成在底座部100的旋转中心为基准以预定间距相互隔开而布置。并且，腔室移动部220以所述旋转中心为基准沿一方向同时旋转多个腔室部210。在本实施例中，腔室移动部220可以示例性地沿顺时针方向旋转腔室部210，并且第一下部加热部310、第二下部加热部320、第三下部加热部330及下部光学测量部500可以沿顺时针方向依次布置。
腔室部210包括用于收容腔室单元230的腔室部主体211，在腔室单元230形成有在内部收容检体单元250的检体单元收容空间。此时，腔室部主体211可以形成为宽度大于上下高度的板状，在腔室部主体211形成有用于插入腔室单元230的腔室单元插入空间215。并且，腔室单元插入空间215的宽度形成为与腔室单元230的宽度对应的尺寸。在腔室单元230插入到腔室部210的腔室单元插入空间215的状态下，腔室单元230的下表面和侧面完全地紧贴于腔室单元插入空间215的内侧壁。腔室部210可以由诸如金属等的传热系数较高的材料形成，以将热量顺利地向腔室单元230侧传递。
腔室单元230包括：腔室单元主体211，形成有检体单元收容空间232；以及盖单元233，从上方遮挡腔室单元主体211的检体单元收容空间232。
此时，检体单元250作为宽度对比高度的比例的纵横比形成为大于0且小于1。示例性地，检体单元250可形成为圆盘形状，并可形成为由利用多孔性材质形成的膜结构体所形成的膜盘形状。
另外，在腔室单元230的检体单元收容空间231收容有作为PCR溶液的测量溶液，收容空间231的纵横比形成为大于0且小于1。即，检体单元收容空间231形成为宽度更大于上下方向的高度。并且，检体单元收容空间231的容积形成为20μl至100μl。示例性地，在本实施例中，在检体单元收容空间231中收容有约50μl的所述测量溶液，并且检体单元250以浸渍在所述测量溶液中的状态进行布置。
腔室移动部220包括：多个连接支架222，一端分别连接到腔室部210；以及旋转轴221，连接到连接支架222的另一端并可旋转地设置在所述旋转中心。
在腔室部210分别安置在下部加热部310、320、330的维持时间Tm期间停止腔室移动部220的旋转，并在维持时间Tm结束之后，在到另一个维持时间Tm的移动时间Tr期间执行腔室移动部220的旋转。此时，维持时间Tm形成为大于移动时间Tr。
在图3及图4中，在根据本发明的实施例的PCR装置1的盖部600覆盖底座部100的所述设置空间的状态下，从侧面方向示出了PCR装置1的内部结构。
更详细地，盖部600布置于底座部100的上方，从上方覆盖底座部100的所述设置空间，并形成PCR装置1的上部侧外形。
上部加热部410、420布置在下部加热部310、320、330与盖部600之间。此时，上部加热部410、420与腔室部210的上表面选择性地接触。上部加热部410、420形成为与下部加热部310、320、330的形状对应的形状，并包括分别与第一下部加热部310、第二下部加热部320以及第三下部加热部330对应的第一上部加热部410、第二上部加热部420以及第三上部加热部(未示出)。上部加热部410、420与各自对应的下部加热部310、320、330以相同的温度进行加热操作，并且腔室部210紧密地布置于下部加热部310、320、330与上部加热部410、420之间，从而可以更稳定地实现对腔室单元230的加热。
另外，根据本实施例的PCR装置1的多个上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的距离能够可变地形成。即，若腔室部210完成按每个步骤加热的状态，则向其他加热部410、420、310、320、330侧移动，上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的距离将改变，使得加热部410、420、310、320、330之间的移动可以顺利地进行。
更详细地，在腔室部210布置在上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间并在维持时间期间不移动的情况下，上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的距离对应于腔室部210的高度。即，腔室部210可以紧贴在上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间，从而可以执行对腔室单元230的稳定供热。
另外，在所述维持时间经过后，在腔室部210向另一个上部加热部410、420与下部加热部310、320、330侧移动的情况下，上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的距离形成为大于腔室部210的高度。即，腔室部210紧贴于上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的状态被解除，以使腔室部210可以更顺利地移动。
在本实施例中，上部加热部410、420可以连接于沿上下方向可移动地布置的上部加热部移动单元450，从而可以形成为能够同时沿上下方向移动。另外，下部加热部310、320、330沿上下方向移动而使上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的距离可变的结构也可包括在本发明的实施例中。
另外，所述上部光学测量部面向下部光学测量部500，接收从下部光学测量部500发散的所述测量光，或向所述下部光学测量部提供所述测量光。即，所述上部光学测量部及下部光学测量部500设置为相互对应的一对，在发散及接收光的同时，对布置于所述上部光学测量部与下部光学测量部500之间的腔室单元230中所收容的检体单元250执行荧光测量。
在本实施例中，上部加热部410、420以及上部光学测量部可以配备为设置在盖部600的构成。
以下，将更详细地说明利用根据本发明的实施例的便携式实时PCR装置的PCR测量方法。
图6是示出利用图1的便携式实时PCR装置的PCR测量方法的图。
参照图6，在根据本发明的实施例的PCR测量方法中，首先，执行将收容有检体单元250的腔室单元230收容在腔室部210中的检体单元投入步骤(S110)。
然后，在投入检体单元250的状态下，执行对检体单元250的加热或测量操作的加热及测量操作开始步骤(S120)。
此时，控制多个下部加热部310、320、330以及上部加热部410、420维持操作的温度。此时，第一下部加热部310及第一上部加热部410以第一温度T1进行操作，第二下部加热部320及第二上部加热部420以第二温度T2进行操作，第三下部加热部330及第三上部加热部以第三温度T3进行操作。并且，对布置于所述上部光学测量部与下部光学测量部500之间的腔室部210执行荧光测量操作。
然后，在加热及测量操作开始步骤(S120)的维持时间Tm大于或等于预定的基准维持时间Tm，r的情况下(S130)，执行使上部加热部410、420以及下部加热部310、320、330之间的间距增加的加热部之间间距增加的步骤(S140)。
在加热部之间的间距增加的步骤(S140)中，上部加热部410、420与下部加热部310、320之间的间距形成为大于腔室部210的高度。另外，在本实施例中，上部加热部410、420可被抬起，以使上部加热部410、420与下部加热部310、320之间的间距增加。
然后，执行使腔室部210移动一步的腔室组件移动一步的步骤(S150)。在腔室组件移动一步的步骤(S150)中，腔室部210以形成于底座部100的旋转中心为基准旋转预定角度，在本实施例中，沿顺时针方向旋转约90度。
在执行腔室组件移动一步的步骤(S150)之后，执行使上部加热部410、420与下部加热部310、320、330之间的间距减小的加热部之间间距减小的步骤(S160)。在加热部之间的间距减小的步骤(S160)中，上部加热部410、420与下部加热部310、320之间的间距对应于腔室部210的高度。在本实施例中，上部加热部410、420可以下降。
然后，在多个腔室部210的测量周期形成为大于或等于预定的基准周期的情况下(S170)，执行通知测量结果的测量结果通知步骤(S180)。此时，所述测量周期的一个单位以所述腔室部移动四步为基准进行设定。
另外，在加热及测量操作开始步骤(S120)的维持时间小于预定的基准维持时间的情况下(S130)，执行加热及测量操作开始步骤(S120)。
此外，在多个腔室部210的测量周期形成为小于预定的基准周期的情况下(S170)，再次执行加热及测量操作开始步骤(S120)。
根据所提出的实施例，可以容易地控制温度，从而可以顺利地执行聚合链式反应。此外，通过使用纵横比小于1的膜类型的检体单元，从而具有减少PCR装置的整体高度且更容易地使所述检体单元投入到PCR装置的优点。
在本实施例中，虽然说明了腔室部210是与旋转轴221直接连接并与以线形形成的连接支架222连接的构成，但借由使腔室部210之间相互连接的腔室连接支架和将所述腔室连接支架与所述旋转轴221连接的连接部件而将腔室部210可旋转地布置的结构也包括在本发明的实施例中。
此外，旋转轴221的一端可旋转地连接于底座部100，另一端可拆装并可旋转地连接于盖部600，以使旋转轴221的旋转更稳定地执行的结构也包括在本发明的实施例中。
图7是示出根据本发明的另一实施例的实时PCR装置的图。
在本实施例中，仅在布置有用于引导腔室部的移动的引导单元的构成中存在差异，而在其他构成中与图1至图6所示的便携式实时PCR装置的构成实质上相同，因此以下将以本实施例的特征部分为中心进行说明。
参照图7，根据本发明的实施例的PCR装置1还包括用于引导腔室部210的旋转移动的引导部700。
更详细地，引导部700包括：第一引导单元710，布置于任意一个下部加热部310、320、330与另一个下部加热部310、320、330或下部光学测量部500之间并用于引导腔室部210的旋转；第二引导单元720，形成在下部加热部310、320、330以及下部光学测量部500的上表面。
第一引导单元710形成为具有与腔室部210旋转形成的虚拟的圆的曲率半径对应的曲率。并且，在腔室部210的下部形成有与第一引导单元710吻合的引导槽或引导突起。第一引导单元710可以形成为与腔室部210的所述引导槽或所述引导突起对应的突起或槽的形状。
另外，第二引导单元720与第一引导单元710连接，并具有与第一引导单元710相同的曲率半径，形成为与腔室部210的所述引导槽或所述引导突起选择性地吻合的形状。
根据所提出的实施例，随着借由引导部700而引导腔室部210的旋转，具有能够实现腔室部210更加稳定地旋转的优点。
以上针对本发明的优选的实施例进行了说明，然而本发明并不局限于此，在权利要求范围和发明的详细说明以及附图的范围内能够变形为多种形态而实施例，这也当然属于本发明的范围。
发明的实施方式
发明的实施方式在上述的优选的实施方式中已一同说明。
工业上的可利用性
本发明所涉及一种便携式RT-PCR装置及利用该装置的RT-PCR测量方法，具有在便携式实时RT-PCR装置等中的重复可能性及工业上的利用可能性。

Claims (16)

1.一种便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，包括：
底座部，形成有设置空间；
多个下部加热部，设置于所述底座部的所述设置空间中；
下部光学测量部，设置于所述底座部，并布置在与所述下部加热部不同的位置，提供测量光或接收所述测量光；
腔室组件，包括分别安置于所述下部加热部及所述下部光学测量部的多个腔室部，所述腔室部配备为能够从任意一个所述下部加热部移动到另一个所述下部加热部或所述下部光学测量部，
其中，所述腔室部包括：
腔室部主体，用于收容腔室单元，在所述腔室单元形成有在内部收容检体单元的检体单元收容空间，
其中，所述腔室单元包括：
腔室单元主体，形成有所述检体单元收容空间；及
盖单元，从上方遮挡所述腔室单元主体的所述收容空间，
其中，所述检体单元的作为宽度对比高度的比例的纵横比形成为大于0且小于1。
2.如权利要求1所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述腔室组件还包括：
腔室移动部，用于移动所述腔室部，
其中，多个所述腔室部以形成于所述底座部的旋转中心为基准以预定的间距相互隔开而布置，
所述腔室移动部以所述旋转中心为基准沿一方向同时旋转多个所述腔室部。
3.如权利要求2所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述腔室移动部包括：
多个连接支架，一端分别与所述腔室部连接；以及
旋转轴，与所述连接支架的另一端连接，并且可旋转地配备于所述旋转中心，
其中，在维持时间期间，停止所述腔室移动部的旋转，在移动时间期间，执行所述腔室移动部的旋转，
所述维持时间形成为大于所述移动时间。
4.如权利要求3所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
在任意一个所述下部加热部与另一个所述下部加热部或所述下部光学测量部之间形成有用于引导所述腔室部的旋转的第一引导单元，
其中，所述第一引导单元形成为具有与所述腔室部旋转而形成的虚拟的圆的曲率半径对应的曲率，
在所述腔室部的下部形成有与所述第一引导单元吻合的引导槽或引导突起。
5.如权利要求4所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
在所述下部加热部及所述下部光学测量部的上表面形成有第二引导单元，所述第二引导单元与所述第一引导单元连接且具有与所述第一引导单元相同的曲率半径，并且所述第二引导单元与所述腔室部的所述引导槽或所述引导突起选择性地吻合。
6.如权利要求2所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述下部加热部包括：
第一下部加热部，以第一温度进行操作；
第二下部加热部，以第二温度进行操作；以及
第三下部加热部，以第三温度进行操作，
其中，所述第一下部加热部以所述旋转中心为基准与所述第三下部加热部对称，所述第二下部加热部以所述旋转中心为基准与下部光学测量部对称。
7.如权利要求6所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述第一温度形成为高于所述第三温度，所述第三温度形成为高于所述第二温度，
并且所述第一下部加热部、所述第二下部加热部及所述第三下部加热部各自的温度维持在设定的状态。
8.如权利要求6所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，还包括：
盖部，布置于所述底座部的上方，并覆盖所述设置空间；
多个上部加热部，布置于所述下部加热部与所述盖部之间，并选择性地与所述腔室部的上表面接触；以及
上部光学测量部，与所述下部光学测量部面对，并接收从所述下部光学测量部发散的所述测量光，或向所述下部光学测量部提供所述测量光。
9.如权利要求8所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
多个所述上部加热部与多个所述下部加热部之间的距离可变地形成，
其中，在所述腔室部布置于所述上部加热部与所述下部加热部之间并在维持时间期间不移动的情况下，所述上部加热部与所述下部加热部之间的距离对应于所述腔室部的高度，
在所述维持时间经过后，在所述腔室部向另一个所述上部加热部与所述下部加热部一侧移动的情况下，所述上部加热部与所述下部加热部之间的距离形成为大于所述腔室部的高度。
10.如权利要求1所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述下部加热部形成为板状，
所述腔室部的下表面完全与所述下部加热部接触，
在所述腔室部的所述腔室部主体形成有用于插入所述腔室单元的腔室单元插入空间，
并且，所述腔室单元插入空间的宽度以与所述腔室单元的宽度对应的大小形成。
11.如权利要求1所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
在所述腔室单元的所述检体单元收容空间中收容有测量溶液，所述收容空间的纵横比形成为大于0且小于1，
所述检体单元收容空间的容积形成为20μl至100μl。
12.如权利要求1所述的便携式实时聚合酶链式反应装置，其特征在于，
所述检体单元由利用多孔性材质形成的膜结构体形成。
13.一种利用如权利要求1所述的便携式实时聚合酶链式反应装置的聚合酶链式反应测量方法，包括：
检体单元投入步骤，将收容有检体单元的腔室单元收容在腔室部中；
加热及测量操作开始步骤，在投入有所述检体单元的状态下，对所述检体单元执行加热或测量操作；
腔室组件移动一步步骤，在所述加热及测量操作开始步骤的维持时间大于预定的基准维持时间的情况下，使所述腔室部移动一步；以及
测量结果通知步骤，在针对多个所述腔室部的测量周期形成为大于预定的基准周期的情况下，通知测量结果。
14.如权利要求13所述的利用便携式实时聚合酶链式反应装置的聚合酶链式反应测量方法，其特征在于，还包括：
加热部之间间距增加步骤，在所述加热及测量操作开始步骤的维持时间大于预定基准维持时间的情况下，在执行所述腔室组件移动一步的步骤之前，使布置为与所述下部加热部面对的所述上部加热部和所述下部加热部之间的间距增加；以及
加热部之间间距减小步骤，在执行所述腔室组件移动一步的步骤之后，使所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距减小，
其中，在所述加热部之间间距增加步骤中，所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距形成为大于所述腔室部的高度，
在所述加热部之间间距减小步骤中，所述上部加热部与所述下部加热部之间的间距对应于所述腔室部的高度。
15.如权利要求13所述的利用便携式实时聚合酶链式反应装置的聚合酶链式反应测量方法，其特征在于，
所述测量周期的一个单位是所述腔室部移动四步。
16.如权利要求13所述的聚合酶链式反应测量方法，其特征在于，
在所述腔室组件移动一步步骤中，
所述腔室部以形成于所述底座部的旋转中心为基准旋转预定的角度，
所述下部加热部包括：
第一下部加热部，以第一温度进行操作；
第二下部加热部，以第二温度进行操作；以及
第三下部加热部，以第三温度进行操作，
与所述下部加热部面对的上部加热部包括：
第一上部加热部，与所述第一下部加热部面对并以所述第一温度进行操作；
第二上部加热部，与所述第二下部加热部面对并以所述第二温度进行操作；以及
第三上部加热部，与所述第三下部加热部面对并以所述第三温度进行操作，
其中，所述便携式实时聚合酶链式反应装置以维持多个所述下部加热部及所述上部加热部进行操作的温度的方式控制。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102661255B1 (ko) * 2021-12-30 2024-04-29 한국전자기술연구원 휴대용 열블록 모듈
KR20240022694A (ko) 2022-08-12 2024-02-20 주식회사 에이아이바이오틱스 소켓형 pcr 카트리지, 이를 구비하는 회전형 실시간 pcr 디바이스 및 소켓형 pcr 카트리지를 구비하는 회전형 실시간 pcr 디바이스의 작동 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773561B1 (ko) * 2006-11-07 2007-11-05 삼성전자주식회사 다중 ｐｃｒ에서 비특이적 증폭을 감소시키는 장치 및 방법
KR20100008476A (ko) * 2008-07-16 2010-01-26 연세대학교 산학협력단 실시간 모니터링이 가능한 ｐｃｒ 장치 및 이를 이용한ｐｃｒ 모니터링 방법
KR20120031188A (ko) * 2012-01-17 2012-03-30 한국과학기술원 회전 ｐｃｒ 장치 및 이를 이용한 회전 ｒｔ-ｐｃｒ 방법
KR20140128671A (ko) * 2013-04-29 2014-11-06 (주)미코엠에스티 Pcr 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012033396A1 (en) * 2008-12-18 2012-03-15 Universiti Sains Malaysia A disposable multiplex polymerase chain reaction (pcr) chip and device
KR101513273B1 (ko) * 2012-08-30 2015-04-22 주식회사 메디센서 회전형 pcr 장치 및 pcr 칩
KR102046943B1 (ko) 2017-04-19 2019-11-20 주식회사 넥서스비 휴대용 실시간 pcr 측정기기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773561B1 (ko) * 2006-11-07 2007-11-05 삼성전자주식회사 다중 ｐｃｒ에서 비특이적 증폭을 감소시키는 장치 및 방법
KR20100008476A (ko) * 2008-07-16 2010-01-26 연세대학교 산학협력단 실시간 모니터링이 가능한 ｐｃｒ 장치 및 이를 이용한ｐｃｒ 모니터링 방법
KR20120031188A (ko) * 2012-01-17 2012-03-30 한국과학기술원 회전 ｐｃｒ 장치 및 이를 이용한 회전 ｒｔ-ｐｃｒ 방법
KR20140128671A (ko) * 2013-04-29 2014-11-06 (주)미코엠에스티 Pcr 장치

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