PCR模块、具有其的PCR系统和使用其的检测方法技术方案

聚合酶链式反应(PCR)模块与读取器系统可拆卸地组合。所述读取器系统包括中央处理单元(CPU)，所述CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号。所述PCR模块包括光传感器组件、隔离壁以及接口模块。所述光传感器组件包括温度传感器和多个光传感器。光传感器布置成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号。隔离壁从光传感器组件突出以界定其中容纳样本的反应空间。接口模块电连接到光传感器组件以把光感测信号和温度信号传输到读取器系统。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请根据35USC§119要求2015年3月18日和2016年2月19日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2015-0037725和No.10-2016-0020053的优先权，这两份申请的内容全文以引用方式并入本文中。
各示例实施例总体上涉及PCR模块、包括PCR模块的PCR系统、以及使用PCR系统进行检测的方法。更特别地，本专利技术概念的各实施例涉及能够可拆卸地与能够实时进行检测的读取器系统相组合的PCR模块、包括所述PCR模块的PCR系统、以及使用所述PCR系统实时进行检测的方法。
技术介绍
基因扩增技术是分子诊断中的重要过程，是重复地复制和扩增样本中的微小脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RND)的特定核苷酸序列的技术。上述技术中，聚合酶链式反应(PCR)是一种代表性的基因扩增技术。PCR包括3个阶段：DNA的变性、引物的退火、以及DNA的延伸，每个阶段都依赖于样本的温度。因此，为了扩增DNA，样本的温度被重复地改变。实时PCR是一种能够实时监视样本在扩增过程中的扩增状态的方法。实时PCR感测因DNA的扩增量而改变的荧光强度以定量地分析DNA。传统的实时PCR设备一般包括热传递元件、热传递块、光源部件、以及光接收部件。热传递块把热量传输到其中设置了样本的试管。光源部件向试管中的样本照射激发光。光接收部件接收从样本生成的荧光。当前使用的桌面形式的实时PCR设备包括占总体积的约80％的光学部件。光学部件感测样本的荧光。因此，可移动性几乎为零，所以现场(point-of-care)测试几乎是不可能的，并且设备成本非常高。另外，在诸如移动、重新
定位设备之类的运输过程中，会产生误差，从而需要一些时间来进行重新设置、校准等。另外，需要大量时间来设置各种试剂，而且污染为高概率事件。此外，系统尺寸很大，并且大多数设备配置为孤立的系统。因此，与外界的信息通信困难。
技术实现思路
一些示例实施例提供一种能够可拆卸地与能够实时进行检测的读取器系统相组合的PCR模块。一些示例实施例还提供一种包括所述PCR模块的PCR系统。一些示例实施例还提供一种使用所述PCR系统实时进行检测的方法。根据一些示例实施例，聚合酶链式反应(PCR)模块与读取器系统可拆卸地组合。读取器系统包括中央处理单元(CPU)、存储器、以及接口。CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号。存储器连接到CPU以存储基因扩增量和温度控制信息。接口连接到CPU以把从CPU接收到的基因扩增量实时传输到外界或者把外部输入信号应用到CPU。PCR模块包括光传感器组件、隔离壁、以及接口模块。光传感器组件包括温度传感器和多个光传感器。光传感器排列成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号。温度传感器感测温度以输出温度信号。隔离壁从光传感器组件突出以界定其中容纳样本的反应空间。接口模块电连接到光传感器组件以把光感测信号和温度信号传输到读取器系统。在一些示例实施例中，PCR模块还可以包括向反应空间供给光的光源、布置在光传感器组件上以透射所述发射光的滤光器、以及界定反应空间的上部分并且包括不透明材料的盖。在一些示例实施例中，读取器系统还可以包括向反应空间供给光的光源，PCR模块还可以包括界定反应空间的上部分并且包括透明材料的盖。在一些示例实施例中，读取器系统还可以包括接收温度控制信号以调节反应空间的温度的温度控制模块。在一些示例实施例中，PCR模块还可以包括接收温度控制信号以调节反应空间的温度的温度控制部件，所述接口模块可以接收温度控制信号以把所接收到的温度控制信号应用到所述温度控制部件。在一些示例实施例中，读取器系统还可以包括围绕PCR模块的热导体、以及维持恒定温度并且与热导体交换热量的恒温构件。在一些示例实施例中，PCR模块还可以包括接收温度控制信号以把反应空间中的热量传输到外部的热导体。在一些示例实施例中，PCR模块还可以包括接收温度控制信号以提高反应空间的温度的加热部件。在一些示例实施例中，光传感器的一个输出电极可以连接到多个光传感器单元。在一些示例实施例中，光传感器组件还可以包括光传感器阵列，所述光传感器阵列包括多个具有不同数目的光传感器单元的光传感器。在一些示例实施例中，读取器系统可以与多个PCR模块可拆卸地组合。在一些示例实施例中，PCR模块还可以包括设置在光传感器组件上的三维(3D)有机垫。所述3D有机垫可以包括亲水材料和引物，所述亲水材料在与水混合时不融化或溶解，而是通过高分子聚合物链或聚合物链发生交联以形成3D结构，所述引物是附连到与将被扩增的基因核苷酸序列相邻的区域的小分子DNA，并且是聚合酶扩增DNA时的起始DNA。在一些示例实施例中，3D有机垫可以包括水凝胶垫或旋涂玻璃(SOG)垫。在一些示例实施例中，光传感器组件可以通过导线键接(或连接)电连接到接口模块。在一些示例实施例中，光传感器组件可以通过硅贯通孔(TSV)电连接到接口模块。根据一些示例实施例，一种PCR系统包括读取器系统和PCR模块。读取器系统包括中央处理单元(CPU)、存储器、以及接口。CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号。存储器连接到CPU以存储基因扩增量和温度控制信息。接口连接到CPU以把从
CPU接收到的基因扩增量实时传输到外界或者把外部输入信号应用到CPU。PCR模块与读取器系统可拆卸地组合。PCR模块包括光传感器组件、隔离壁、以及接口模块。光传感器组件包括温度传感器和多个光传感器。光传感器排列成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号。温度传感器感测温度以输出温度信号。隔离壁从光传感器组件突出以界定其中容纳样本的反应空间。接口模块电连接到光传感器组件以把光感测信号和温度信号传输到读取器系统。在一些示例实施例中，读取器系统还可以包括使用温度控制信号降低PCR模块的温度的第二温度控制模块，PCR模块还可以包括使用温度控制信号提高PCR模块的温度的第一温度控制部件。根据一些示例实施例，提供一种使用PCR系统进行检测的方法。PCR系统包括读取器系统和PCR模块。读取器系统包括中央处理单元(CPU)、存储器、以及接口。CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号。存储器连接到CPU以存储基因扩增量和温度控制信息。接口连接到CPU以把从CPU接收到的基因扩增量实时传输到外界或者把外部输入信号应用到CPU。PCR模块与读取器系统可拆卸地组合。PCR模块包括光传感器组件、隔离壁、以及接口模块。光传感器组件包括温度传感器和多个光传感器。光传感器排列成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号。温度传感器感测温度以输出温度信号。隔离壁从光传感器组件突出以界定其中容纳样本的反应空间。接口模块电连接到光传感器组件以把光感测信号和温度信号传输到读取器系统。在使用PCR系统进行检测的方法中，输入样本信息。把样本信息与试剂信息相匹配。制造包括与试剂信息相匹配的试剂的PCR模块。把样本注入到PCR模块中以把PCR模块安装到读取器系统中来检测样本。在一些示例实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合酶链式反应PCR模块，其与读取器系统可拆卸地组合，所述读取器系统包括中央处理单元CPU、存储器、以及接口，所述CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号，所述存储器连接到所述CPU以存储所述基因扩增量和所述温度控制信息，所述接口连接到所述CPU以把从所述CPU接收到的基因扩增量实时传输到外部或者把外部输入信号应用到所述CPU，所述PCR模块包括：光传感器组件，其包括：多个光传感器，排列成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号；以及温度传感器，其感测温度以输出所述温度信号；隔离壁，其从所述光传感器组件突出以界定其中容纳所述样本的反应空间；以及接口模块，其电连接到所述光传感器组件以把所述光感测信号和所述温度信号传输到所述读取器系统。

【技术特征摘要】
2015.03.18 KR 10-2015-0037725;2016.02.19 KR 10-2011.一种聚合酶链式反应PCR模块，其与读取器系统可拆卸地组合，所述读取器系统包括中央处理单元CPU、存储器、以及接口，所述CPU接收光感测信号以实时计算基因扩增量，并且基于温度信号和温度控制信息生成温度控制信号，所述存储器连接到所述CPU以存储所述基因扩增量和所述温度控制信息，所述接口连接到所述CPU以把从所述CPU接收到的基因扩增量实时传输到外部或者把外部输入信号应用到所述CPU，所述PCR模块包括：光传感器组件，其包括：多个光传感器，排列成阵列形式以感测从样本生成的发射光，从而生成光感测信号；以及温度传感器，其感测温度以输出所述温度信号；隔离壁，其从所述光传感器组件突出以界定其中容纳所述样本的反应空间；以及接口模块，其电连接到所述光传感器组件以把所述光感测信号和所述温度信号传输到所述读取器系统。2.根据权利要求1所述的PCR模块，还包括：光源，其向所述反应空间提供光；滤光器，其设置在所述光传感器组件上以透射所述发射光；以及盖，其界定所述反应空间的上部并且包括不透明材料。3.根据权利要求1所述的PCR模块，其中，所述读取器系统还包括向所述反应空间提供光的光源，所述PCR模块还包括界定所述反应空间的上部并且包括透明材料的盖。4.根据权利要求1所述的PCR模块，其中，所述读取器系统还包括接收所述温度控制信号以调节所述反应空间的温度的温度控制模块。5.根据权利要求1所述的PCR模块，还包括接收所述温度控制信号以调节所述反应空间的温度的温度控制部件，其中所述接口模块接收所述温度控制信号并且把所接收到的温度控制信号施加到所述温度控制部件。6.根据权利要求5所述的PCR模块，其中，所述读取器系统还包括：热导体，其围绕所述PCR模块；以及恒温构件，其维持恒定温度并且与所述热导体交换热量。7.根据权利要求5所述的PCR模块，其中，所述PCR模块还包括接收所述温度控制信号以把所述反应空间中的热量传输到外部的热导体。8.根据权利要求5所述的PCR模块，其中，所述PCR模块还包括接收所述温度控制信号以提高所述反应空间的温度的加热部件。9.根据权利要求1所述的PCR模块，其中，所述光传感器的一个输出电极连接到多个光传感器单元。10.根据权利要求9所述的PCR模块，其中，所述光传感器组件还包括光传感器阵列，所述光传感器阵列包括具有不同数目的光传感器单元的多个光传感器。11.根据权利要求1所述的PCR模块，其中，所述读取器系统与多个PCR模块可拆卸地组合。12.根据权利要求1所述的PCR模块，还包括设置在所述光传感器组件上的三维3D有机垫，所述3D有机垫包括：亲水材料，当与水混合时不融化或溶解，而是通过高分子聚合物链或聚合物链交联以形成3D结构；以及引物，其为附连到与将被扩增的基因核苷酸序列相邻的区域的小分子
\tDNA，并且是聚合酶扩增DNA时的起始DNA。13.根据权利要求12所述的PCR模块，其中，所述3D有机垫包括水凝胶垫或旋涂玻璃SOG垫。14.根据权利要求1所述的PCR模块，其中，所述光传感器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道永，全寅均，崔安植，崔庚鹤，
申请(专利权)人：光行科技株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR