一種聚合酶鏈反應板的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚合酶鏈反應板，該聚合酶鏈反應板包括一個基板，該基板由金屬材料制成，具有一個上表面和一個下表面，上表面上開設有多個孔，且在上表面和孔內壁上設有導熱、與試劑相容的介質。金屬材料保證了聚合酶鏈反應板的熱導率高、溫度均勻性好、不易變形。下表面上設有一層絕緣膜，絕緣膜上有加熱導電線路和測溫模塊。這種既可以加熱又可以測溫的聚合酶鏈反應板所得出的實驗數據較傳統的使用塑料試管和變溫模塊的方式得出的數據可信度高得多。
【專利說明】一種聚合酶鏈反應板
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚合酶鏈反應用裝置領域，特別是涉及一種聚合酶鏈反應板。
【背景技術】
[0002]在分子生物學領域,聚合酶鏈反應(PCR, Polymerase Chain Reaction)及時已得到普遍認可，是一種探索DNA的具有高可靠性的有效手段。樣品中的DNA在試劑配合下，在特定溫度程序下進行溫度循環反應，在短時間內可獲得2的N次方數量的片段擴增，使得檢測非常靈敏。PCR實驗必須使用合適的聚合酶鏈反應板，以滿足熱響應特性、溫度均勻特性和與試劑盒樣品的相容性。
[0003]傳統的聚合酶鏈反應板使用塑料薄膜管和96/384孔板。傳統做法是將樣品和試劑加入到孔中，采用蓋子密封后將整塊板放入到PCR儀的變溫模塊上。變溫模塊內部具有加熱元件，但是沒有測溫模塊，在PCR儀不易控制完成循環控溫。傳統的聚合酶鏈反應板其普遍存在的問題與熱響應特性相關:
[0004]I)模塊質量打、模塊升降溫速率慢、反應時間長，而試劑中酶的活性隨著時間的推移呈下降趨勢，因此PCR反應的擴增速率逐步降低，準確性也呈下降趨勢。
[0005]2)傳統的聚合酶鏈反應板采用薄壁材料，如塑料薄壁管和96/384孔板。但板中孔是錐形，只有在較大壓力下才能保證與模塊保持較好的熱接觸；塑料材質熱膨脹系數大，容易翹曲變形，其與變溫模塊的接觸界面存在多重的不可預知、不可重復性，其接觸熱阻狀態隨時可能發生變化。這種變化導致實驗結果不確定。
`[0006]3)采用塑料材質，雖然制作成本較低，但是試管的熱阻較大，模塊溫度傳遞到試劑需要較長時間，嚴重影響快速PCR檢測的應用。
[0007]4)作為定性和定量PCR`時延的重要需求，各孔的溫度一致性是實驗結果相互比對的重要前提。如HRM (High-Resolution Melting analysis,高分辨熔解曲線分析)技術就對溫度均勻性有相當高的要求，而變溫模塊與板共同使用的模式導致其熱分布影響因素多、溫度差異較大、熱效率低下，難以滿足現在PCR技術的發展需要，也影響了快速PCR檢測的應用推廣。

【發明內容】

[0008]基于此，有必要針對上述問題，提供一種加熱速度快、不易變形、均勻性好的聚合酶鏈反應板。
[0009]一種聚合酶鏈反應板，所述聚合酶鏈反應板包括基板,所述基板由金屬材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上開設有多個孔，所述上表面和所述孔內壁上具有導熱、與實驗試劑相容的介質，下表面上具有一層絕緣膜，所述絕緣膜上設有加熱導電線路，所述絕緣膜上還設有用于連接加熱電源的加熱電接觸接口，所述絕緣膜上還設有測溫模塊。
[0010]在其中一個實施例中，所述測溫模塊是一條與加熱導電線路相獨立的測溫導電線路。
[0011 ] 在其中一個實施例中，所述測溫模塊與所述加熱導電線路為同一條導電線路。
[0012]在其中一個實施例中，所述測溫模塊是一個微型測溫傳感器。
[0013]在其中一個實施例中，所述加熱導電線路由導電材料或者片式元器件組成。
[0014]在其中Iv實施例中，所述加熱導電線路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分別設置有加熱電接觸接口。
[0015]在其中一個實施例中，所述基板由鋁材料制成。
[0016]在其中一個實施例中，所述介質為類金剛石。
[0017]在其中一個實施例中，所述絕緣膜為類金剛石膜。
[0018]在其中一個實施例中，所述絕緣膜為氧化鋁膜。
[0019]上述聚合酶鏈反應板包括基板，所述基板由金屬材料制成，且具有一個上表面和一個下表面，上表面上開設有多個孔，且在上表面和孔內壁上設有導熱、與試劑相容的介質。金屬材料保證了聚合酶鏈反應板的熱導率高、溫度均勻性好、不易變形。下表面上設有一層絕緣膜，絕緣膜上有加熱導電線路和測溫模塊。這種既可以加熱又可以測溫的聚合酶鏈反應板所得出的實驗數據較傳統的使用塑料試管和變溫模塊的方式得出的數據可信度高得多。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為實施方式 一的聚合酶鏈反應板剖視圖；
[0021]圖2為實施方式一的聚合酶鏈反應板的下表面的示意圖；
[0022]圖3為實施方式二的聚合酶鏈反應板的下表面的示意圖；
[0023]圖4為實施方式三的聚合酶鏈反應板的下表面的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]請參照圖1~2，其為本發明的第一【具體實施方式】:
[0026]本發明的一個實施方式提供一種聚合酶鏈反應板100。該聚合酶鏈反應板100包括基板110,該基板110是由金屬材料制成的,具有一個上表面120和一個下表面130。上表面120上開設有多個用于容納實驗試劑的孔121。該基板110可以做成單管、8聯管、94/384孔板等各種形式，此處不做具體限定。該上表面120和孔121的內壁上均勻涂鍍有一種導熱、與實驗試劑相容的介質122，該介質122是類金剛石、氧化鋁等，此處不做具體限定，以可以滿足導熱、與實驗試劑相容的特性即可。下表面130上涂鍍有一層絕緣膜131，在絕緣膜131上設置有加熱導電線路132和測溫模塊。
[0027]該聚合酶鏈反應板100的基板110由金屬材料制成，例如鋁材料。由于金屬材料具有良好的導熱性能，所以保證了由金屬材料制成的基板110具有良好的導熱性能，并且不會出現使用塑料材質所引起的、翹曲變形、錐角不一致等問題。在加熱導電線路132工作時，基板110迅速升溫，且各處溫度均勻。
[0028]上表面120和孔121內壁上均勻涂鍍有一種導熱、與實驗試劑相容的介質122。該介質122的導熱性保證了經由金屬材質的基板110傳遞給介質122的溫度能夠直接作用到實驗試劑。這樣的熱傳導方式可以保證傳熱充分、效率高、實驗試劑溫度可以實現精準控制。介質122可以與實驗試劑相容，可以保證該介質122不會影響實驗試劑的反應；該介質122還可以避免金屬材料與實驗試劑中的某些成份發生化學反應而影響實驗的進程和結果。
[0029]下表面130上涂鍍有一層絕緣膜131。該絕緣膜131同時具有良好的導熱性和絕緣性。良好的導熱性可以保證加熱導電線路132工作時產生的熱量可以通過該絕緣膜131傳遞給基板110。良好的絕緣性可以保證該絕緣膜131不會影響導電線路132的正常工作。在本實施方式中，該絕緣膜131采用的是類金剛石膜，在其他實施方式中，該絕緣膜131還可以是氧化鋁膜或者其他經過特殊處理形成的同時具有良好的導熱性和絕緣性的膜層，此處不做具體限定。
[0030]加熱導電線路132可通過以下方式形成:在絕緣膜131外側通過蒸鍍金屬、導電材料或者貼裝片式元器件形成具有一定電阻值的線路。該線路的電阻值的大小可以由蒸鍍工藝參數精確控制。在本實施方式中，加熱導電線路132直接由蒸鍍金屬構成，并且在加熱導電線路132的始端1322和末端1323各設有一個加熱電接觸接口 1321，用于與PCR儀上的加熱電源接口相連。蒸鍍工藝參數精確控制了加熱導電線路132的電阻值大小，通電使加熱導電線路132開始工作并產生熱量，最終可以對所有孔121中的實驗試劑均勻加熱。在其他實施方式中還可以貼裝電阻或者功率耗散器件構成加熱導電線路132，此處不做具體限定。
[0031]在本實施方式中，測溫模塊是一條與加熱導電線路132相獨立的測溫導電線路1331。該測溫導電線路1331的始端1332和末端1333分別設有一個測溫電接觸接口 1334，用于與PCR儀上的測溫功能接口相連。在本實施方式中，測溫導電線路1331由蒸鍍膜層構成，通過測定測溫導電線路1331的電阻率和已知的定標溫度點的電阻值變化來檢測基板110的溫度。
[0032]請參照圖3，其為本發明的第二【具體實施方式】:
[0033]本實施方式與實施方式一的區別在于，本實施方式提供一種聚合酶鏈反應板200。該聚合酶鏈反應板200上的測溫模塊是在絕緣膜上貼裝微型溫度傳感器2331，該微型傳感器2331的兩個引腳分別連接有一個安裝在絕緣膜上的測溫電接觸接口 2332。
[0034]請參照圖4，其為本發明的第三【具體實施方式】:
[0035]本實施方式與實施方式一的區別在于，本實施方式提供一種聚合酶鏈反應板300。該聚合酶鏈反應板300上的測溫模塊是一條導電線路，該導電線路與加熱導電線路332共用一條線路，即該加熱導電線路332既可用于加熱，又可用于測溫。該加熱導電線路332上具有一個切換開關，當該切換開關與功率散耗器件相連時，即加熱導電線路332進行加熱。當切換開關與功率散耗器件斷開而與測溫器件相連時，即加熱導電線路332進行測溫。在其他實施方式中，測溫模塊也可以設置成其他的形式，只需要能夠滿足測試基板310上的溫度的要求即可，此處不做具體限定。
[0036]上述聚合酶鏈反應板的上表面和孔內壁上均勻涂覆有導熱絕緣的、且與試劑相容的介質，這樣在加熱時溫度可以直接作用于實驗試劑，且不影響實驗結果。在絕緣膜的外側設有導電線路和測溫模塊，通過加熱電接觸接口與PCR儀上的電源相連，測溫模塊與PCR儀相連，實現溫度循環和控制。這樣的聚合酶鏈反應板的熱導效率高、溫度均勻性好、不易變形，且集加熱和測溫功能于一體，相較于傳統的使用塑料試管和變溫模塊相結合的方式得出的實驗數據可靠性更高。[0037]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述聚合酶鏈反應板包括基板，所述基板由金屬材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上開設有多個孔，所述上表面和所述孔內壁上具有導熱、與實驗試劑相容的介質，下表面上具有一層絕緣膜，所述絕緣膜上設有加熱導電線路，所述絕緣膜上還設有用于連接加熱電源的加熱電接觸接口，所述絕緣膜上還設有測溫模塊。
2.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述測溫模塊是一條與加熱導電線路相獨立的測溫導電線路。
3.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述測溫模塊與所述加熱導電線路為同一條導電線路。
4.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述測溫模塊是一個微型測溫傳感器。
5.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述加熱導電線路由導電材料或者片式元器件組成。
6.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述加熱導電線路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分別設置有加熱電接觸接口。
7.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述基板由鋁材料制成。
8.根據權利要求1所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述介質為類金剛石。
9.根據權利要求1-8所述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述絕緣膜為類金剛石膜。
10.根據權利要求1-8所 述的聚合酶鏈反應板，其特征在于，所述絕緣膜為氧化鋁膜。
【文檔編號】C12M1/00GK103589630SQ201310578550
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】劉志華, 聶尚海, 申躍華 申請人:蘇州東勝興業科學儀器有限公司