[发明专利]一种PCR扩增的方法和PCR扩增装置

说明书

本申请公开了一种PCR扩增的方法和PCR扩增装置。本申请的PCR扩增方法，包括采用至少三个加热室，各加热室分别独立的采用气浴加热严格控制加热室的温度；其中包括用于PCR扩增的变性加热的加热室、退火加热的加热室和延伸加热的加热室；进行PCR扩增时，PCR反应芯片依序进入变性、退火和延伸的加热室。本申请的PCR扩增方法，将PCR扩增的变性、退火、延伸三个温度参数分别在三个加热室中进行；在PCR扩增时，各加热室的温度恒定，无需变温，避免了温度改变的过冲现象。并且，就算要调整其中一个加热室的温度，也可在PCR反应芯片位于其它两个加热室的时候，预先进行温度调整，避免温度过冲现象影响PCR扩增。

技术领域

本申请涉及PCR扩增技术领域，特别是涉及一种PCR扩增的方法和PCR扩增装置。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，缩写PCR)是利用DNA聚合酶在体外进行的，对特定靶标DNA片段进行大量复制的分子生物学技术。PCR扩增的基本原理是，双链的DNA在体外95℃的高温时会变性形成单链；在55℃左右的低温退火温度时人工设计的引物对会根据碱基互补配对原则，分别结合在两条单链的上游或下游；根据引物设计原则，引物对的上游引物和下游引物之间的区域即需要扩展的靶标DNA片段；然后，再调整温度至DNA聚合酶的反应温度，一般为72℃，进行引物延伸；重复进行变性、退火和延伸三个步骤，即可实现靶标DNA片段的指数倍复制。

根据以上分析可见，控制PCR扩增各个步骤的反应温度是其正常运行的关键。目前常规的PCR扩增装置中，普遍采用加热装置进行热传递加热，即采用一个加热室，控制加热装置将加热室加热至所需的温度进行PCR扩增；例如需要55℃时，加热至55℃，需要95℃时，升温至95℃；这种采用加热装置对单一加热室进行加热调控的方式存在过冲现象，比如，需要95℃，实际可能升温到了98℃，温度不稳定。然而，在PCR的过程中，温度控制是很关键的，例如退火温度就是决定PCR扩增质量最重要的一步，如果实际退火温度比设置的温度高，会出现假阴性的可能，如果实际退火温度比设置的温度低，则有假阳性的可能。现有常规使用的PCR扩增装置中，低温过冲几乎是不可避免的现象，这对PCR扩增结果的稳定性和准确性造成极大的影响。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的PCR扩增方法和PCR扩增装置。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的第一方面公开了一种PCR扩增的方法，包括采用至少三个加热室，每个加热室都分别独立的采用气浴加热严格控制加热室的温度；至少三个加热室中包括用于PCR扩增的变性加热的加热室、退火加热的加热室和延伸加热的加热室；进行PCR扩增时，各个加热室预先加热到设定的温度，然后PCR反应芯片依序进入变性加热的加热室、退火加热的加热室和延伸加热的加热室，实现PCR扩增的各步骤。

需要说明的是，本申请的PCR扩增方法，将高温变性、低温退火、72℃延伸三个温度参数分别在三个加热室中进行，使PCR反应芯片依序进入这三个加热室，实现PCR扩增的循环；优点是，三个加热室的温度始终恒定不变，避免了温度改变时的过冲现象。并且，各个加热室都分别独立的采用气浴加热，即独立进行控制；在PCR扩增过程中，即便需要调整温度，例如调整退火温度进行梯度PCR扩增，也可以例如在进行延伸或者变性时，预先对退火加热的加热室的温度进行调整，使其恒定为设计温度后，再使PCR反应芯片进入退火加热的加热室；也就是说，各个加热室的温度都可以根据程序设定需求方便的独立进行温度调整，且温度稳定性好，无过冲现象，可以将温度过冲对PCR扩增的影响降低到最小甚至消除。

本申请的一种实现方式中，PCR反应芯片依序进入变性加热的加热室、退火加热的加热室和延伸加热的加热室，具体包括，将PCR反应芯片位置固定，采用旋转电机驱动加热室旋转，使得各个加热室依序经过PCR反应芯片，并将PCR反应芯片包裹其中，进行加热，旋转电机使各加热室停留并包裹PCR反应芯片的时间即PCR扩增中各步骤的反应时间。