[发明专利]用于加热和冷却的仪器

说明书

技术领域

本发明的主题是一种用于以受控方式加热和冷却物体的仪器、一种用于实现热分布型(thermal profile)的方法、一种用于扩增核酸的方法、一种用于加热液体的系统以及一种用于测定核酸的系统。

背景技术

本发明在保健领域特别有用，其中需要对包含于其中的组分进行可靠试样分析。化学反应需要加热例如由分子诊断学可知，其中，已知核酸将通过加热至高于杂交体的解链温度而变性，即从双链的杂交体变成单链。

一种利用反应循环(包括该变性步骤)的方法是聚合酶链反应(PCR)。通过提供工具来使得特定序列的核酸量从可忽略的量增加至可检测的量，该技术使得核酸处理领域产生了革命，特别是核酸分析领域。PCR在EP0201184和EP0200362中有记载。

在EP236069中公开了一种仪器，其利用加热和冷却一伸出的金属块来以受控方式对管中的试样进行热循环。

目前，加热PCR混合物主要利用具有主动加热和冷却的珀尔帖(Peltier)元件来进行。与具有主动加热和被动冷却的系统相比，这些珀尔帖元件需要复杂的电子设备。

在US6633785中公开了一种利用电阻加热或感应加热来加热微管(microtube)的方法。

在US6602473中公开了一种由硅制成的微加工反应腔室。该装置有进口孔和出口孔，并能够用于在插入仪器中时进行PCR反应。然而，该系统不能进行灵敏且快速的温度控制。

在WO98/39487中公开了一种器具，其用于保持具有腔室的装置，该器具包括加热板或冷却板，当该装置插入所述器具中时，该加热或冷却板布置在一扁平装置的相对侧壁上。

由现有技术的仪器所提供的温度变化相对较慢。因此，需要提供更快速的流体温度变化，特别是在扩增核酸的过程中。

发明内容

本发明的第一主题是一种用于以受控方式加热和冷却物体的仪器，所述仪器从顶部至底部以以下顺序包括一个层叠在另一个顶上的：

基本扁平的温度传感器元件；

导热基片；以及

加热层。

其特征在于：所述导热基片包括一个或多个可供流体透过的槽道。

本发明的第二主题是一种用于在装置中实现热分布型的方法，包括：加热本发明的仪器中的该装置。

本发明的第三主题是一种用于测定试样中的核酸的系统，该系统包括本发明的仪器以及包含所述试样的装置，其中，在测定所述试样中的所述核酸的过程中，所述仪器与所述装置物理接触。

本发明的第四主题是一种用于扩增核酸的方法，包括：

a)在一装置中提供包含核酸的液体混合物；以及

b)使所述装置与如权利要求1至9中任意一项所述的仪器物理接触；以及

c)使所述装置中的所述试样经受热循环。

本发明的第五主题是一种用于加热混合物的系统，包括：

包含一个或多个腔室的装置，该腔室用于装所述混合物；以及

本发明的仪器；

其中，在加热所述混合物的过程中，所述装置与所述仪器物理接触。

附图说明

图1示意表示了本发明的仪器的示例组件。

图2表示了穿过本发明仪器的基片的横截面A-A′处的流体槽道的俯视图，它为用于均匀冷却的结构和用于集中冷却的结构。

图3表示了在该仪器上设置的温度分布型，以便产生PCR曲线。

图4以曲线形式表示了通过本发明的仪器进行的两次实验的结果。

参考标号：

温度传感器元件1  基片2  热器层3  流体槽道4

导热密封箔5  反应腔室6  装置本体7

具体实施方式

用于扩增核酸的方法为已知。它们将基于初始存在的目标核酸作为模板来产生大量的核酸，因为酶的活性能够复制所述目标核酸中的碱基序列。该复制子自身用作复制序列(优选是已经进行首次复制的碱基序列)的目标。这样，产生具有相同序列的巨量核酸。这就能够非常灵敏地检测目标核酸。

用于扩增核酸的特别公知方法是聚合酶链反应(PCR)方法，这在EP0200362中公开。在该方法中，反应混合物经受一种热分布型的反复循环，该温度适合于使引物退火至该目标核酸，利用所述目标核酸作为模板来使退火引物延伸，并使该延伸产物与其模板分离。