TWI591174B - 非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法 - Google Patents

非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI591174B
TWI591174B TW100115011A TW100115011A TWI591174B TW I591174 B TWI591174 B TW I591174B TW 100115011 A TW100115011 A TW 100115011A TW 100115011 A TW100115011 A TW 100115011A TW I591174 B TWI591174 B TW I591174B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
heater
sample
embedded metal
pcr
Prior art date
Application number
TW100115011A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201144432A (en
Inventor
史威薩 強卓拉
蘇迪普 曼斗
范卡達克里斯南 范卡達瑞曼
莎斯亞迪 維斯瓦納森
芮傑斯 瑪拉地惟 瑞哈克斯南
芮薇沛卡許 賈亞瑞曼
錢德瑞斯赫 貝斯克瑞 奈爾
菲拉瑞絲蒂 范卡塔 蘇霸瑞
Original Assignee
大科有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大科有限公司 filed Critical 大科有限公司
Publication of TW201144432A publication Critical patent/TW201144432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI591174B publication Critical patent/TWI591174B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • 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
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q3/00—Condition responsive control processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • B01L2200/147—Employing temperature sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1816—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using induction heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法
本發明之具體實例係關於一種非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應(PCR)系統，更特定言之，具體實例係關於一種PCR系統，其含有具密封反應室及紅外線溫度感測之感應式加熱晶片。
在分子生物學中，PCR為一種使一個去氧核糖核酸片段之單個或幾個複本擴增若干個數量級，從而產生特定DNA序列之幾百萬個複本之技術。此方法係基於熱循環，亦即連續加熱及冷卻樣品。隨著PCR發展，所產生之DNA本身用作複製模板。PCR涉及三個主要之加熱及冷卻步驟，重複25至30次。每一循環包含：(i)在約94度下變性，屆時所有雙股熔融成單股DNA，(ii)在約54度之較低溫度下黏接，屆時兩個引子與單股模板配對，及(iii)在約72度下延長，其中聚合酶藉由連接與模板互補之鹼基來延長引子，因此製得各模板之兩個雙股DNA複本。
習知台式PCR系統使用大型金屬加熱及冷卻組塊，使裝載於聚丙烯管內之樣品之溫度循環，反應室之小型化在整合、速度及效率方面提供優點。由於此等優點，開發小型化PCR系統成為積極關注之領域。許多研究小組使用適於生物反應之多種材料來製造裝置。大部分研究小組使用矽作為其基質，此係因為矽之熱導率高且加工條件經充分特性化。裸矽光學上不透明且已報導會抑制PCR反應。氧化矽或玻璃較佳，但此等晶片中反應室、加熱器及溫度感測器之複雜多步製造使其對於單次使用之拋棄式應用而言過於昂貴。另外，反應室密封步驟需要避免熱蒸發，此舉典型地藉由不同結合類型中一者所進行，諸如熔化結合、陽極結合、黏膠接合、可逆結合及超音波結合。另一方面，聚合物為生物相容性低成本材料，其為透明且在較低溫度下可容易成形。然而，與矽相比，其熱導率低得多。因此，加熱器及溫度感測器之設計極為重要。
加熱方法之選擇以及用於快速微晶片PCR方案之材料之選擇起重要作用。一般有兩種類型之加熱方法常被多個小組使用：接觸式加熱及非接觸式加熱。接觸式加熱方法利用電阻加熱器來加熱PCR溶液。該等加熱器典型地為薄膜金屬，通常為鉑(Pt)，此係歸因於其電阻之可重現溫度依賴性、耐高溫能力、良好化學穩定性及高純度。另外，鈦薄層通常用作Pt之黏接層，此係因為Pt在高溫下展現高擴散速率，由此使其效能退化之故。然而Pt極昂貴且光學上不透明。其他金屬及合金亦用作加熱器。一些市售珀爾帖(peltier)組塊熱電單元亦廣泛用於PCR晶片之溫度控制，儘管其熱質量較大、溫度勻變速率較慢且不透明。最常用於PCR之非接觸式加熱流程係基於藉由快速轉換所需溫度之空氣流進行之熱空氣循環。然而，針對單個晶片控制及應用熱空氣可能並不容易。在一些報導中，使用鎢絲燈之紅外線輻射用作非接觸式熱源，其對於35個循環需要不到15分鐘。然而，鎢絲燈為非相干非聚焦光源，因此需要高功率(50至100 W)使晶片達到所需溫度。在另一報導中，描述便宜之鹵素燈作為低功率輻射源用於矽微型反應室中之快速溫度勻變。
根據先前論述，必須開發如下非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應(PCR)系統來克服上述問題，該系統具有感應式加熱聚合物且利用由選自包含但不限於以下之群的材料製成之晶片：聚二甲基矽氧烷[PDMS]、丙烯酸系物、聚丙烯及聚碳酸酯，該晶片具有密封反應室及紅外線溫度感測。
發明目的
本發明之一目的為提供一種具有感應加熱器及紅外線輻射溫度感測器之非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應(PCR)系統。
本發明之一目的為提供一種含有具反應室及嵌埋式金屬加熱器之晶片的非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應(PCR)系統。
發明概述
經由提供如本發明所主張之系統及方法來克服先前技術之缺點且提供其他優點。
經由本發明之技術來實現其他特徵及優點。本發明之其他具體實例及態樣詳細描述於本文中且視為所主張之揭示內容的一部分。
本發明之主要具體實例提供一種非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應[PCR]系統。該系統包括具有容納樣品之反應室及位於反應室下方加熱該樣品之嵌埋式金屬加熱器的晶片。包含相聯之LED驅動器及光偵測器放大器之光學單元置於該晶片上方以偵測螢光。感應加熱器圍繞晶片安裝且感應式耦合至金屬加熱器。紅外線溫度感測器安裝於晶片下方以量測金屬加熱器之溫度，其中該紅外線溫度感測器與信號調節器介接。且控制器與信號調節器及感應加熱器介接以經由信號調節器基於自紅外線溫度感測器接收之反饋來調節感應加熱器之功率。
在本發明之一具體實例中，晶片由選自包含但不限於以下之群的材料製造：聚二甲基矽氧烷[PDMS]、丙烯酸系物、聚碳酸酯、聚丙烯。
在本發明之一具體實例中，LED驅動器及光偵測器放大器及脈寬模組控制器與資料收集及控制系統介接以監測PCR之不同參數。
在本發明之一具體實例中，感應加熱器為線圈，該線圈接近於晶片定位以便感應式加熱金屬加熱器。且晶片與線圈之間的距離介於0 mm至10 mm。
在本發明之一具體實例中，控制器(5)係選自脈寬調制器、比例積分微分(PID)控制器及開/關轉換器中之至少一者。
在本發明之一具體實例中，反應室在一側具有噴嘴以便在樣品填充期間限制殘留空氣。
本發明之另一具體實例提供一種操作非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應[PCR]系統之方法。該方法包含將樣品填充至晶片之反應室中之動作。使用嵌埋式金屬加熱器加熱樣品，其中該嵌埋式金屬加熱器感應式耦合至感應加熱器以自感應加熱器接收熱能。接著使用紅外線溫度感測器量測金屬加熱器之溫度。且使用控制器基於自紅外線溫度感測器接收之反饋來調節感應加熱器之功率。
在本發明之一具體實例中，在填充樣品之前，經由晶片之一端處所提供之噴嘴沖掉反應室中之殘留空氣。
在本發明之一具體實例中，使用包含相聯之LED驅動器及光偵測器放大器之光學單元偵測螢光。
在本發明之一具體實例中，使用資料收集及控制系統監測聚合酶連鎖反應之不同參數。
在本發明之一具體實例中，藉由電磁感應方法自感應加熱器向金屬加熱器供熱。
以上概述僅為說明性的且不意欲以任何方式加以限制。除上文所述之說明性態樣、具體實例及特徵之外，參考圖式及以下實施方式，其他態樣、具體實例及特徵將變得顯而易見。
上文寬泛地概述本發明之特徵及技術優點以便可較佳地瞭解以下本發明實施方式。下文將描述本發明之其他特徵及優點，其形成本發明申請專利範圍的標的。熟習此項技術者應瞭解，所揭示之概念及特定具體實例可容易地用作修改或設計用於實現本發明之相同目的之其他結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到，該等相等構造並不背離如隨附申請專利範圍所述之本發明之精神及範疇。當結合附圖考慮時，自以下說明書將更佳地瞭解咸信為本發明關於其組構與操作方法所特有之新穎特徵以及其他目的及優點。然而，應明確瞭解各圖僅係出於說明及描述之目的而提供且不意欲作為對本發明界限的界定。
為克服上文所論述之問題，本發明提供一種非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應系統(A)。該系統包括感應加熱器(2)，其簡單且不需要任何光輻射及其他透鏡及過濾器。感應加熱產生可靠性改良之較簡單之晶片(1)製造步驟。此外，該系統中使用紅外線溫度感測器(3)來監測及控制晶片溫度。此舉無需諸如熱電耦或電阻器之接觸型溫度計，該等接觸型溫度計必須使用複雜製造步驟嵌埋於晶片中。因為該溫度計並非晶片(1)本身之一部分，所以晶片成本及可拋棄性大大改良。此外，僅需進行一次溫度計校準作為晶片讀取器單元之一部分，且無需針對每一晶片進行溫度計校準。除加熱外使用非接觸式溫度感測對於充分實現完全非接觸式PCR晶片系統之優點十分必要。
本發明提供使用PDMS晶片(1)之完全非接觸式PCR系統(A)的設計。非接觸式加熱使用電磁感應來實現，而非接觸式溫度感測用紅外線熱電耦(4)達成。本發明更特定而言係關於具有嵌埋式加熱器(1b)之晶片(1)之設計；最佳化加熱器金屬及其幾何形狀之選擇；使用紅外線溫度感測(3)來監測溫度；最佳化加熱器表面塗層以達成最佳紅外線發射及螢光；使用DNA熔融曲線來校準紅外線溫度計；PDMS晶片(1)內之密封反應室(1a)，可使用微型注射器向其中注射樣品，此舉無需礦物油或其他添加劑作為蒸發障壁；針對加熱器(1b)及反應室(1a)部分之製造方法及在空氣中使用電漿結合而予以結合一起；共振激發型感應線圈，調整該線圈之頻率以達成至嵌埋式加熱器(1b)中之最佳功率轉移；及最後的低功率脈寬調制(PWM)控制器(5)以便基於來自紅外線溫度感測器(3)之反饋來調節感應加熱器(2)之功率。
業已建構包括螢光偵測單元之非接觸式PCR系統(A)之原型且以λDNA之擴增及熔融進行測試。在PCR期間本發明之PCR儀器每0.5秒量測螢光。本發明展示包括但不限於大小為600、800及1000 bp之λDNA之擴增，且將熔融曲線與市售PCR機器相比來驗證產物特異性。對於即時微晶片PCR應用，在無任何電接觸之情況下使用拋棄式透明生物相容性聚合物晶片使得此等低成本系統在該領域中快速推廣用於多種應用容易達到。
方法及材料：
圖1為說明非接觸式微型PCR系統(A)之例示性具體實例。該系統包含具有嵌埋式金屬加熱器(1b)之PDMS晶片(1)，該嵌埋式金屬加熱器(1b)感應式耦合至感應加熱器(2)。紅外線輻射溫度感測器(3)量測晶片(1)底部之加熱器(1a)溫度。溫度信號與設定點相比，且藉助於PWM開關控制電路(5)調節感應加熱器(2)之功率。具有相聯之LED驅動器及光偵測器放大器(7)之光學拾取單元(6)位於晶片(1a)上方以偵測螢光。光偵測器放大器(7)及PWM開關控制電路(5)與資料收集及控制系統(8)介接。該資料收集及控制系統(8)具有監測聚合酶連鎖反應之參數的一內建程式。個別子系統之其他詳情如下。
PDMS晶片之製造
圖2a至圖2c為說明PDMS晶片(1)製造過程中所涉及之步驟的例示性具體實例。晶片(1)之上半部分由使用複製成形技術製造之反應室(1a)組成。首先使用SU-8及光微影來設計並製造主體。將負型光阻劑[SU8 2150]以1000 rpm旋塗於兩吋矽晶圓上歷時30秒。在軟烘烤之後，藉由UV曝光兩分鐘將光罩上之圖案轉移至SU8塗佈之矽晶圓上。將經曝光之圖案後烘烤，顯影30分鐘接著硬烘烤。為獲得晶片(1)之上半部分，將10:1 PDMS傾倒於主體上，烘烤且剝離。反應室(1a)之體積為約5 μL[直徑約3 mm且高度600 μm]。圓形腔室在一側具有噴嘴(1c)以便在填充期間限制殘留空氣。晶片(1)之下半部分由嵌入PDMS中之薄圓形金屬板組成。此部分藉由簡單地將金屬盤浸漬在傾倒於疏水性玻璃載片上之PDMS薄層中來製造。在90攝氏溫度下硬烘烤2小時之後，切割片段且自載片剝離。最後，上半部分及下半部分PDMS曝露於空氣電漿中2分鐘，在輕微壓力下使其接觸，且於烘箱中在90攝氏溫度下加熱30分鐘獲得具有嵌埋式反應室(1a)及加熱器(1b)之不可逆結合之PCR晶片(1)。
為使用晶片(1)，首先使用微型注射器在噴嘴(1c)處刺穿反應室(1a)。此後使用微型注射器自相對側使用溶液來填充腔室(1a)。大部分空氣被移向噴嘴(1c)，且自刺穿口逸出。任何剩餘殘留空氣泡被限制於噴嘴(1c)中且不干擾PCR或螢光信號。
圖2d及圖2e分別說明PDMS晶片(1)之俯視圖及立體圖。晶片(1)包括容納樣品之反應室(1a)及位於反應室(1a)下方加熱樣品之嵌埋式金屬加熱器(1b)。晶片(1)另外包含位於反應室(1a)側面之噴嘴(1c)，以沖掉反應室(1a)中之殘留空氣。
嵌埋式加熱器設計
對於指定一次線圈，耦合至二次線圈之功率視頻率、金屬之電阻率及幾何尺寸(直徑及厚度)而定。較大尺寸將改良所耦合之功率，但由於熱質量增加而使被動冷卻速率降低。較高頻率將產生較佳加熱效率，但此必需與功率電晶體中之轉換損失相權衡。試驗不同厚度之不同市售鋼、銅及鋁金屬片，進行模擬實驗以確定最佳轉換頻率。重要的是，將薄片之上表面高度拋光以改良所收集之螢光信號，而將下表面塗成黑色以便由紅外線輻射溫度感測器(3)進行最佳熱偵測。
感應加熱線圈及紅外線偵測器
紅外線偵測器(3)必須置放於約2 mm內以精確感測直徑約7 mm之發射表面之溫度。因此僅將其置放於晶片(1)正下方。
因為感測器主體為金屬，所以感應加熱器(2)之一次線圈之位置十分重要。若如圖3a中所示在晶片(1)下方使用10匝線圈，則紅外線溫度感測器(3)之主體亦會受熱且干擾溫度信號。另一方面，若如圖3b中所示將線圈置於晶片(1)上方，則具有金屬主體之物鏡(6)會受熱且導致過量功率耗散。此外，晶片(1)之操縱不方便且存在熱效率損失。因此，如圖3c中所示由3匝線圈組成之最終最佳化設計僅圍繞晶片(1)且遠離光學單元(6)及IR感測器(3)置放。將感應加熱線圈接近於晶片(1)置放且感應線圈與晶片(1)之間的距離在0至10 mm範圍內。
螢光偵測單元
對於插入染料(intercalating dye)Sybr綠最佳之螢光偵測系統由470 nm藍色LED激發源組成，使用二向色鏡投射且使用20倍顯微鏡物鏡聚焦於PDMS晶片(1)上。經由同一透鏡收集520 nm下之發射，使用帶通過濾器過濾，且聚焦於矽光二極體上。在190 Hz下調節LED強度且同時使用鎖定放大器偵測光電流。針對時間繪製時每秒獲得之信號在PCR期間產生連續螢光發射。
溫度校準
市售紅外線感測器必須針對塗成黑色之嵌埋式加熱器之發射率進行校準。另外，位於距離加熱器(1b)約0.5 mm處之反應室(1a)將處於較低溫度下。因此，DNA本身在反應室(1a)內用作校準之溫度標準。此舉藉由以下進行：使用螢光鑑別晶片(1)內DNA之熔點、記錄此熔融發生時之紅外線感測器(3)信號及與市售PCR熱循環計中所獲得之實際熔點進行比較。藉由使用具有不同熔點之DNA，可針對實際腔室溫度校準感測器讀數。對於指定系統(A)，此舉僅需進行一次，此係因為後續反應在晶片(1)內相對於感測器之相同位置之類似處進行。
信號處理及功率控制電子
使用精密運算放大器緩衝來自紅外線輻射溫度感測器(3)之DC信號，且使用來自Analog Devices之具有冷接面補償之熱電耦放大器IC予以放大。將信號饋入微控制器之內建比較器中，其亦產生PWM波形。亦使用USB DAC/ADC系統將來自PC之設定溫度饋入比較器中。由MOSFET驅動器控制比較器之輸出，且將該輸出以PWM信號形式發送至功率MOSFET中。接著接通電晶體，且將來自5伏特DC之功率供應至由感應加熱器之一次線圈及10 μF低損耗的電容器所形成之諧振電路中。USB-DAQ系統記錄PC上之紅外線溫度信號，以及來自光學單元之螢光信號。
樣品製備
使用2X DyNAmo Sybr綠母混合物、Taq聚合酶、λDNA、PCR水及引子進行PCR樣品製備。用1微升λDNA模板、2.5微升P1[5-AGT GTCGAA TTC TGA TCG TGG TGA TAT CCG-3]、2.5微升P2[5-AGT GTC AAG CCT CAG CTT CAG TTC TCT-3]、1微升Taq聚合酶、25微升母混合物及18微升PCR水製備50微升混合物，以產生311 bp擴增DNA。使用不同引子產生約600 bp及約1000 bp擴增之λDNA。
逐步執行非接觸式PCR
非接觸式即時PCR系統(A)使用具有嵌埋式金屬加熱器(1b)之密封拋棄式PDMS晶片(1)進行PCR反應，必須執行以下步驟：
a.根據正常台式市售熱循環計方案製備PCR樣品。樣品含有模板DNA、引子、dNTP、Taq聚合酶或相等物、適當鹽及緩衝劑於PCR水中。樣品亦含有Sybr綠或Taqman螢光探針。可使用市售母混合物，諸如DyNAmo套組及其相等物。
b.使用具有細針之潔淨且滅菌的注射器在噴嘴(1c)處刺穿反應室(1a)以釋放殘留空氣。此步驟視情況選用，此係因為在一些情況下，氣泡不會干擾反應之故。
c.藉由刺穿頂部封口將約5至10微升之樣品注射至PDMS晶片(1)之反應室(1a)中。在此過程，將殘留空氣推向噴嘴(1c)，穿過步驟2形成之刺穿孔逸出。任何剩餘殘留空氣會在凹口中形成小泡，不會干擾後續PCR反應。
d.將具有PCR樣品之PDMS晶片(1)置於感應加熱器(2)線圈內之小固持器上。固持器位置經預先調整以便達成最佳加熱及螢光，且對於任何反應均不需變動。
e.將光學頭端降至收集螢光之位置。預先調整頭端之位置以得到最大螢光，且對於任何反應均不需變動。
f.在一些設計中，光學頭端固定而樣品固持器可移動以置放及移除晶片(1)。在最終位置中，光學透鏡與PDMS表面相距幾毫米。
g.紅外線輻射溫度感測器(3)位於在樣品固持器下方預先調整之位置，且對於任何反應均不需變動。樣品固持器具有中心孔，穿過該中心孔由感測器收集紅外線輻射。
h.在將PDMS晶片(1)及光學頭端(6)置於適當位置後，給予微型計算機命令以執行軟體控制器。亦將反應參數，亦即初始培育溫度及時間，各別溫度及時間下變性、黏接及延長步驟之循環數，及最終延長溫度及時間輸入軟體中。接著軟體對控制各步驟之溫度及時間的硬體發佈命令。在各循環期間連續或在使用者確定之時間記錄螢光。
i.反應之後，冷卻樣品至室溫。現可自固持器移除PDMS晶片(1)。
j.可自軟體擷取隨一時間函數變化之螢光及溫度之資料且予以分析。
結果
如由QuickField 2-D電磁模擬器所測定之由圍繞薄金屬板之小線圈產生之磁通量密度顯示於圖4中。
對於模擬，線圈由兩個使用直徑為1 mm且電導率為5.88×107 S/m之銅線製成的10 mm直徑線圈所組成。加熱器為直徑8 mm且厚度0.4 mm之鎳盤，電導率為1×107 S/m，且頻率為50 KHz。除磁場外，如圖5中所示，同樣針對亦即不鏽鋼(SS)、鋁(Al)及銅(Cu)之不同加熱器材料計算銅線圈(一次)及加熱器盤(二次)中所耗散之功率，其隨頻率函數變化。
觀測到，一次(線圈)中所耗散之功率相對不依賴於材料且隨頻率而增加。另一方面，對於Al而言在低頻率下且對於不鏽鋼(SS)而言在較高頻率下加熱器中所耗散之功率最大。然而，在較高頻率下轉換電晶體中所耗散之功率增加，且因此關於鋁加熱器(其電導率與銅類似但來自其拋光表面之螢光反射較佳)選擇約130 KHz之最佳頻率以用於PCR實驗。最佳加熱器之幾何形狀由厚度0.38 mm、直徑7.14 mm且底部塗成黑色之Al片組成，以達成最高紅外線發射率。
藉由比較晶片(1)中及裝載於購自MJ Research USA之市售熱循環計中之聚丙烯管中三個不同DNA(亦即λ300 bp、600 bp及1000 bp)之熔融曲線進行溫度校準。裝載約5微升，且溫度由黏接(54度)勻變至變性(90度)。
圖6顯示所獲得之熔融曲線，且表1比較PDMS晶片(1)內DNA熔點之紅外線感測器(3)讀數與如市售熱循環計所讀取之實際熔點。
表1：不同λDNA樣品之來自管(已校準熱電耦)及晶片(未校準紅外線感測器)之熔點。
校正校準曲線與紅外線感測器(3)兩者已確立讀數之間的線性擬合，以顯示反應室(1a)內樣品之真實溫度以進行後續PCR實驗。裝載於晶片中之5 μL樣品之PCR方案由以下組成：初始變性步驟(96度歷時60秒)，之後變性(96度歷時15秒)、黏接(48度歷時15秒)及延長(72度歷時100秒)步驟，歷時18個循環，及最後延長(在72度歷時300秒)。圖7顯示由開關加熱器控制基於來自非接觸式紅外線感測器(3)之反饋所維持之溫度分佈。應注意，當在變性與黏接步驟之間轉換時，使用約5 W之風扇來改良冷卻速率。
圖8顯示PDMS晶片中300 bpλDNA擴增之即時螢光信號，及在聚丙烯管中使用市售熱循環計執行之類似實驗。
所有DNA樣品(300 bp、600 bp及1000 bp)均可以再現方式獲得擴增。如圖9中所示，擴增之後，在同一晶片中執行熔融曲線分析。亦顯示自裝載於另一PDMS晶片中之類似DNA樣品獲得之熔融曲線，但其係在管中使用市售熱循環計擴增。PDMS裝置中之兩個熔融運作幾乎一致，僅由於不同循環數而具有微小差異。
工業適用性：
本發明廣泛應用於Bio-MEMS領域，亦即使用聚合酶連鎖反應(PCR)進行之DNA擴增中。DNA擴增以多種形式用於病原體偵測、法醫學研究、生物防禦、食物及水控制、環境監測、DNA定序等。
相等物
關於本文中使用實質上任何複數及/或單數術語，熟習此項技術者可自複數轉換為單數及/或自單數轉換為複數，只要適於上下文及/或應用即可。為清晰起見，本文可特別闡述多個單數/複數置換。
熟習此項技術者將瞭解，一般而言，本文且尤其隨附申請專利範圍(例如隨附申請專利範圍之主體)所用之術語一般意欲為「開放」術語(例如術語「包括」應解釋為「包括但不限於」，術語「具有(具有)」應解釋為「具有至少」，術語「包括」應解釋為「包括但不限於」等)。熟習此項技術者將進一步瞭解，若意指所引介之請求項敍述物之特定數量，則該意向應於請求項中明確敍述，且若不存在該敍述則不存在該意向。舉例而言，為有助於理解，以下隨附申請專利範圍可含有使用引介性片語「至少一」及「一或多」來引介請求項敍述物。然而，使用該等片語不應視為意味著由不定冠詞「一」引介請求項敍述物將含有該種引介請求項敍述物之任何特定請求項限制為僅含有一個該種敍述物之發明，甚至當同一請求項包括引介性片語「一或多」或「至少一」及諸如「一」之不定冠詞時亦如此(例如「一」應典型地解釋為意謂「至少一」或「一或多」)；此情況亦適用於使用定冠詞來引介請求項敍述物。另外，即使明確敍述所引介請求項敍述物之特定數量，熟習此項技術者亦將認識到該敍述應典型地解釋為意謂至少所述數量(例如在無其他修飾語之情況下，裸敍述「兩個敍述物」典型地意謂至少兩個敍述物或兩個或兩個以上敍述物)。此外，在使用與「A、B及C等中之至少一者」類似之約定之彼等情況下，一般而言該結構意欲具有以下意義，熟習此項技術者應瞭解該約定(例如「具有A、B及C中之至少一者之系統」將包括但不限於僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C及/或具有A、B及C等之系統)。此外，在使用與「A、B或C等中之至少一者」類似之約定之彼等情況下，一般而言該結構意欲具有以下意義，熟習此項技術者應瞭解該約定(例如「具有A、B或C中之至少一者之系統」將包括但不限於僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C及/或具有A、B及C等之系統)。熟習此項技術者將進一步瞭解，無論說明書、申請專利範圍抑或圖式中，兩個或兩個以上替代性術語中存在之實際上任何轉折字詞及/或片語應理解為涵蓋可能包括該等術語中之一者、該等術語中之任一者或該等術語兩者。舉例而言，片語「A或B」應理解為可能包括「A」或「B」或「A及B」。
儘管本文已揭示多個態樣及具體實例，但其他態樣及具體實例對熟習此項技術者將顯而易見。本文所揭示之多個態樣及具體實例係出於說明目的且不意欲具有限制性，而本發明之真實範疇及精神係由以下申請專利範圍指示。
1．．．PDMS晶片
1a．．．反應室
1b．．．金屬加熱器
1c．．．噴嘴
2．．．感應加熱器
3．．．紅外線溫度感測器
4．．．信號調節器
5．．．PWM控制器
6．．．光學單元
7．．．LED驅動器及光偵測器放大器
8．．．資料收集及控制系統
A．．．PCR系統
本發明之新穎特徵及特性闡述於隨附申請專利範圍中。然而，當結合附圖閱讀時，參考說明性具體實例之以上詳細說明業已最佳地瞭解本發明本身及其較佳使用方式、其他目標及優點。已藉由舉例方式，參考附圖描述一或多個具體實例，其中類似參考數字表示類似元件且其中：
圖1說明非接觸式微型PCR系統之方塊圖。
圖2a至圖2c說明具有嵌埋式加熱器及反應室之PDMS晶片之三步製造方法。
圖2d及圖2e說明PDMS晶片之俯視圖及立體圖。
圖3a至圖3c說明線圈相對於晶片、物鏡及紅外線感測器之位置。
圖4說明厚度為0.4 mm，直徑為8 mm之鎳環周圍磁場線之2D數值模擬，該鎳環使用帶有10 A電流、頻率為50 kHz的由1 mm直徑線製成之2匝10 mm直徑銅線圈感應式加熱。
圖5說明以下不同加熱器材料中耗散之功率隨頻率變化之數值模擬：不鏽鋼(SS)、鋁(Al)及銅(Cu)。亦顯示銅線圈本身(線圈)中耗散之功率。
圖6說明熔融曲線，其顯示即時螢光信號之導數隨溫度(晶片為未校準紅外線感測器讀數及MJR熱循環儀內之管為已校準熱電耦)變化。
圖7說明循環期間之溫度特徵。黑線顯示藉由電腦即刻轉換之設定點，而紅色曲線顯示紅外線感測器之(已校正)溫度。左圖顯示所有循環之完整分佈，而右圖顯示前幾個循環。
圖8說明PDMS晶片中300 bpλDNA擴增之即時螢光信號，及於聚丙烯管中使用商業熱循環器執行之類似實驗。
圖9說明於管及PDMS晶片中擴增之300 bp DNA之熔融曲線分析。將兩種樣品均裝載於晶片中用紅外線感測器記錄熔融曲線。
該等圖僅出於說明之目的描述本發明之具體實例。熟習此項技術者業已容易地自以上說明書中認識到：可在不背離本文所述揭示內容之原則的情況下利用本文所示之結構及方法的替代具體實例。
1．．．PDMS晶片
2．．．感應加熱器
3．．．紅外線溫度感測器
4．．．信號調節器
5．．．PWM控制器
6．．．光學單元
7．．．LED驅動器及光偵測器放大器
8．．．資料收集及控制系統

Claims (12)

  1. 一種非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應[PCR]系統(A)，其包含；一晶片(1)，其具有一用於容納一樣品之反應室(1a)及一位於該反應室(1a)下方以用於加熱該樣品之嵌埋式金屬加熱器(1b)；一光學單元(6)，其包含相聯之LED驅動器及光偵測器放大器(7)，且置於該晶片(1)上方以偵測螢光；一感應加熱器(2)，其圍繞該晶片(1)安裝且感應式耦合至該嵌埋式金屬加熱器(1b)，其中該感應加熱器(2)為一線圈，該線圈接近於該晶片(1)進行定位以便感應式加熱該嵌埋式金屬加熱器(1b)；一紅外線溫度感測器(3)，其安裝於該晶片(1)下方以用於量測該嵌埋式金屬加熱器(1b)之溫度，其中該紅外線溫度感測器(3)與一信號調節器(4)介接；及一控制器(5)，其與該信號調節器(4)及該感應加熱器(2)介接以經由該信號調節器(4)基於自該紅外線溫度感測器(3)接收之反饋來調節該感應加熱器(2)之功率。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該晶片係由選自聚二甲基矽氧烷[PDMS]、丙烯酸系物、丙烯及聚碳酸酯中之至少一者的材料製造。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該LED驅動器 及光偵測器放大器(7)及該控制器(5)與一資料收集及控制系統(8)介接以監測PCR之不同參數。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其該控制器(5)係選自脈寬調制器、比例積分微分(PID)控制器及開/關轉換器中之至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該反應室(1a)在一側上具有一噴嘴(1c)，以便在該樣品填充期間限制殘留空氣。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該嵌埋式金屬加熱器(1b)之下表面以黑色進行塗佈。
  7. 一種操作一非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應[PCR]系統之方法，該方法包含以下動作；將樣品填充至一晶片(1)之一反應室(1a)中；使用一嵌埋式金屬加熱器(1b)加熱該樣品，其中該嵌埋式金屬加熱器(1b)感應式耦合至一感應加熱器(2)以自該感應加熱器(2)接收熱能，其中該感應加熱器(2)為一線圈，該線圈接近於該晶片(1)進行定位以便感應式加熱該嵌埋式金屬加熱器(1b)；使用一紅外線溫度感測器(3)量測該嵌埋式金屬加熱器(1b)之溫度；及使用一控制器(5)基於自該紅外線溫度感測器(3)接收之反饋來調節該感應加熱器(2)之功率。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中在該樣品填充之前經由該晶片(1)的一端所提供之一噴嘴(1c)沖掉該反 應室(1a)中之殘留空氣。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中使用包含相聯之LED驅動器及光偵測器放大器(7)之光學單元(6)來偵測螢光。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中使用一資料收集及控制系統(8)來監測聚合酶連鎖反應之不同參數。
  11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中藉由電磁感應方法自感應加熱器(2)向該嵌埋式金屬加熱器(1b)供熱。
  12. 如申請專利範圍第1項之系統(A)，其係用於選自DNA擴增、DNA萃取、細胞分析及化學分析/合成中之至少一者的生物微機電系統(BIO-MEMS)應用中。
TW100115011A 2010-04-30 2011-04-29 非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法 TWI591174B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN1215CH2010 2010-04-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201144432A TW201144432A (en) 2011-12-16
TWI591174B true TWI591174B (zh) 2017-07-11

Family

ID=44860952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100115011A TWI591174B (zh) 2010-04-30 2011-04-29 非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9404151B2 (zh)
EP (1) EP2563513A4 (zh)
JP (1) JP6026996B2 (zh)
KR (1) KR20130092391A (zh)
CN (1) CN102939161B (zh)
AR (1) AR081288A1 (zh)
BR (1) BR112012027876A2 (zh)
EA (1) EA201291008A1 (zh)
SG (1) SG185045A1 (zh)
TW (1) TWI591174B (zh)
WO (1) WO2011135535A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11618027B2 (en) 2019-12-10 2023-04-04 Wistron Corp. Molecular diagnostics apparatus

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102604827B (zh) * 2012-03-31 2014-01-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 非接触式电导法实现pcr反应过程的实时检测系统和方法
NZ719726A (en) * 2013-10-15 2021-07-30 Bio Molecular Systems Pty Ltd Improved thermocycler
CN103645167A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 苏州东胜兴业科学仪器有限公司 一种聚合酶链反应检测仪
GB201520193D0 (en) * 2015-11-16 2015-12-30 Mast Group Ltd Apparatus for conducting an assay
CN106047687B (zh) * 2016-04-08 2018-05-18 芜湖达辉生物科技有限公司 核糖核酸链式聚合扩增反应检测装置及其进行dna浓度检测的方法
DK3287190T3 (da) * 2016-08-26 2020-08-10 aquila biolabs GmbH Fremgangsmåde til at overvåge en målprocesparameter
US20180136246A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-17 Quidel Corporation Device, instrument, and method for inductive heating of a sample for analyte detection
GB2556626A (en) * 2016-11-16 2018-06-06 Dublin Institute Of Tech A microfluidic device
US10207241B2 (en) * 2016-11-29 2019-02-19 Kontak LLC Inductively heated microchannel reactor
CN107051598B (zh) * 2017-03-20 2019-12-06 上海交通大学 Pcr微流控芯片和其制备与使用方法以及pcr设备
CN109957506B (zh) 2017-12-22 2022-04-01 克雷多生物医学私人有限公司 通过试剂容器以热对流进行定量聚合酶链式反应的装置
TWI656211B (zh) * 2017-12-22 2019-04-11 新加坡商元昌生技醫療私人股份有限公司 一種熱對流式聚合酶鏈式反應裝置
CN108315252B (zh) * 2018-03-30 2023-09-05 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种光控芯片反应系统及方法
US11638331B2 (en) 2018-05-29 2023-04-25 Kontak LLC Multi-frequency controllers for inductive heating and associated systems and methods
US11555473B2 (en) 2018-05-29 2023-01-17 Kontak LLC Dual bladder fuel tank
CN108998371A (zh) * 2018-09-28 2018-12-14 北京金豪制药股份有限公司 一种低压磁感应加热的pcr控温装置
CN111286459B (zh) * 2020-02-28 2023-05-30 宁波胤瑞生物医学仪器有限责任公司 一种用于数字pcr芯片的油封装置
CN112858864B (zh) * 2021-01-18 2022-02-18 厦门大学 一种对led芯片进行非接触式光电检测的装置及方法
CN114381363B (zh) * 2021-12-28 2024-04-30 深圳市思坦科技有限公司 Pcr快速检测系统制备方法及pcr快速检测系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6017990B2 (ja) * 1978-08-03 1985-05-08 三菱電機株式会社 焼成炉
JPH0235053A (ja) * 1988-07-25 1990-02-05 Shigeo Tani 大豆の不快臭発生防止方法及びその装置
JPH074037B2 (ja) * 1989-07-12 1995-01-18 巖 橋本 マイクロホンヘッドの風防網組立治具および方法ならびに溶着装置
US6833536B2 (en) * 2002-05-22 2004-12-21 Applera Corporation Non-contact radiant heating and temperature sensing device for a chemical reaction chamber
GB0212764D0 (en) * 2002-05-31 2002-07-10 Deltadot Ltd Direct PCR quantification
AU2003268654A1 (en) * 2002-09-24 2004-04-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of amplifying nucleic acid by electromagnetic induction heating and reaction container and reaction device to be used therein
WO2004105947A2 (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Bio-Rad Laboratories, Inc. Localized temperature control for spatial arrays of reaction media
US20060082768A1 (en) * 2004-08-31 2006-04-20 Wilson Denise M Miniaturized fluorescence analysis system
US7629124B2 (en) * 2006-06-30 2009-12-08 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Real-time PCR in micro-channels
CL2008003007A1 (es) * 2007-10-12 2009-10-02 Bigtec Private Ltd Un micro chip con capas de ceramicas de coccion conjunta a baja temperatura (ltcc) formando una camara de reaccion, anillos conductores que rodean a la camara de reaccion y un calentador que suministra calor a los anillos, el metodo de fabricacion del micro chip y un micro dispositivo de reaccion en cadena de polimerasa (pcr).

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11618027B2 (en) 2019-12-10 2023-04-04 Wistron Corp. Molecular diagnostics apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130092391A (ko) 2013-08-20
WO2011135535A1 (en) 2011-11-03
AR081288A1 (es) 2012-08-01
CN102939161A (zh) 2013-02-20
TW201144432A (en) 2011-12-16
SG185045A1 (en) 2012-11-29
JP6026996B2 (ja) 2016-11-16
EA201291008A1 (ru) 2013-05-30
EP2563513A1 (en) 2013-03-06
EP2563513A4 (en) 2013-12-04
BR112012027876A2 (pt) 2017-03-21
CN102939161B (zh) 2016-01-20
US20130101983A1 (en) 2013-04-25
US9404151B2 (en) 2016-08-02
JP2013524832A (ja) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI591174B (zh) 非接觸式即時微型聚合酶連鎖反應之系統及其方法
KR102292998B1 (ko) 핵산 증폭용 led 구동 플라즈몬 가열 장치
US11643681B2 (en) Apparatus for high throughput chemical reactions
JP6126083B2 (ja) マイクロ流体デバイス内で外部ヒータ・システムを使用するシステムおよび方法
US10569273B2 (en) Rapid thermal cycling for sample analyses and processing
US9644234B2 (en) Methods and device to balance radiation transference
CN103421688A (zh) 聚合酶连锁反应装置
BR112018068139B1 (pt) Sistema de detecção de produto e amplificação de reação em cadeia da polimerase (pcr) e método de detecção de produto e amplificação de pcr mediada por luz
Qiu et al. Characterization and analysis of real-time capillary convective PCR toward commercialization
JP5633133B2 (ja) 遺伝子解析装置
WO2017213589A1 (en) Rapid thermal cycling for sample analyses and processing
WO2013100859A1 (en) Methods and device to balance radiation transference
TWI656211B (zh) 一種熱對流式聚合酶鏈式反應裝置
TW201339308A (zh) 核酸序列擴增檢測裝置
TWI386253B (zh) Heater-type tilting device
Yao et al. Micro–Rayleigh-Bénard convection polymerase chain reaction system
CN115078313A (zh) 基于微流控芯片的生物分子分析系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees