使运载流体循环的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有二个或多个室或区域，能使运载流体循环的装置，及利用所述装置扩增核酸的一种装置，以及包括该装置的一种芯片。循环运载流体的装置包括二个或多个保持在不同温度的室，每个室具有带气动气压孔的入口阀，用来控制运载流体向室内的流入（入口气动气压孔）；以及一个有气动气压的出口阀，用来控制运载流体从室中流出（出口气动气压孔），其中所有的室相继连接起来，即按照流体流动的方向一个室的出口阀与相邻室的入口阀相连。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种循环运载流体的装置。更特定地，本专利技术涉及一种具有二个或多个室或区域的循环运载流体的装置，一种利用所述装置扩增核酸的装置，以及包含所述装置的芯片。
技术介绍
聚合酶链反应(PCR)方法，通过进行周期性的热-冷温度循环已经用来扩增核酸序列。在PCR中，DNA扩增的1个循环需要生物化学样品暴露于不同的温度，例如T1(进行变性)→T2(进行退火)→T3(进行延伸)。如图1中所示，常规PCR体系具有这样的结构，其中聚合酶链反应方式是控制保留生物化学流体，例如PCR流体的室中的温度(进行变性的T194℃，进行退火的T255℃，进行延伸的T372℃)。在该体系中，对室的反复加热及冷却导致加热和冷却效应的延时，因此需要复杂的电路来精确控制温度。美国专利5,270,183公开了一种利用聚合酶链反应扩增样品中核酸的装置和方法，如图2中所示，其中聚合酶链反应通过使生物化学流体，例如PCR流体沿着不同的温度区域，连续不断地迂回流动来实现。因此，该体系需要特别长的管路，以使生物化学流体遵循精确温度变化模式，因为从T3区域移到T1区域必须通过T2区域。此外，如图3中所示，公开了一种PCR体系，其中聚合酶链反应通过在同心环中沿不同温度区域连续流动生物化学流体，例如PCR流体而实现(Proc.Miniaturized Total Analysis Systems(uTAS 2001)，Luisiaba StateUniversity，Steven A.Soper等，第459页-第461页)。在该体系中，当重复一个完整的循环时，流动路线变短。因此，必须精确地控制生物化学流体的流速以使其遵循温度变化模式。
技术实现思路
本专利技术提供一种循环运载流体的装置，以及操作该装置的方法，所述装置具有保持在不同的温度的二个或多个室或区域。此外，本专利技术提供一种用该装置扩增核酸的装置以及包含所述装置的芯片。本专利技术一方面提供了一种具有保持在不同的温度的二个或多个室的能循环运载流体的装置，其中每个室包括一个入口阀，包括控制运载流体向室内流入的气动气压孔(入口气动气压孔)；一个出口阀，包括控制运载流体从室中流出的气动气压孔(出口气动气压孔)；其中所有的室相继连接，使得一个室的出口阀按照流体流动方向连接到相邻室的入口阀。本专利技术另外提供一种用来操作上述运载流体循环装置的方法，其中包括按照流体流动方向，向一个室的入口气动气压孔施加压力并使相邻室的出口气动气压孔排气，同时使运载流体从该室流动到相邻室；控制施加到相邻室的出口气动气压孔的压力，使运载流体在相邻室中保留预定的时间；依次重复施压及控制步骤使运载流体流动。本专利技术另外提供了一种利用聚合酶链反应扩增样品中一定量核酸的装置，包括三个室，每个室包括一个入口阀和一个出口阀，入口阀带有控制运载流体向室内流入的气动气压孔；出口阀带有控制运载流体从室中流出的气动气压孔；其中所有的室相继连接，以致按照流体流动的方向，一个室的出口阀连接到相邻室的入口阀；并且其中所述的三个室包括保持在变性温度的第一室，保持在退火温度的第二室，以及保持在延伸温度的第三室。本专利技术另外提供一种利用聚合酶链反应扩增样品中一定量核酸的装置，包括两个室，每个室包括一个入口阀和一个出口阀，入口阀有控制运载流体向室内流入的气动气压孔，出口阀有控制运载流体从室中流出的气动气压孔；其中一个室的出口阀连接到另一个室的入口阀；并且其中一个室保持在变性温度，另一个室保持在进行退火和延伸的温度。本专利技术另外提供一种循环运载流体的装置，包括具有维持在不同的温度二个或多个区域的微型管路，一个区域保留样品流体，其他的一个或多个区域保留磁性流体；与微型管路连接的入口/出口阀；以及一个布置在微型管路外面的磁体，它形成磁性场，以作用于磁性流体。本专利技术另外提供一种用来操作上述循环运载流体装置的方法，其中包括向磁体施加能量，使磁性流体流动，从而使运载流体向相邻区域移动。本专利技术另外提供一种利用聚合酶链反应扩增样品中一定量核酸的装置，所述装置包括具有三个区域的微型管路，一个区域保留样品流体，其他的区域保留磁性流体；与微型管路连接的入口/出口阀；以及一个布置在微型管路外面的磁体，它形成磁场以作用于磁性流体，其中所述三个区域包括保持在变性温度的第一区域，保持在退火温度的第二区域，以及保持在延伸温度的第三区域。本专利技术另外提供一种利用聚合酶链反应扩增样品中一定量核酸的装置，所述装置包括具有二个区域的微型管路，一个区域保留样品流体，另一个区域保留磁性流体；与微型管路连接的入口/出口阀；以及一个布置在微型管路外面的磁体，它形成磁场以作用于磁性流体，其中一个区域保持在变性温度，另一个区域保持在退火和延伸的温度。本专利技术另外提供一种芯片，它包括载体，放置在载体上的用来扩增核酸的上述装置之一；一种电泳工具，与装置可操作地相互连接。附图说明图1举例说明常规的PCR体系；图2举例说明另一种常规的PCR体系；图3举例说明另一种常规的PCR体系；图4及5的示意图中，生物化学流体，例如PCR流体，在保持在适合PCR的不同温度下的二个或多个区域间流动；图6及7举例说明气动气压型PCR体系中每个室单元的基本构成；图8示意性地举例说明在有一个室的装置中操作的原理；图9及10分别示意性地举例说明在有二个或三个相互连接的室单元的装置中操作的原理；图11举例说明具有三个相互连接的室的运载流体循环装置的示意图；图12示意性地举例说明环形PCR装置的操作原理；以及图13示意性地举例说明在磁性流体型PCR体系中利用磁性流体循环生物化学流体，例如PCR流体的操作原理。实施本专利技术的最佳方案本专利技术的装置包括二个或多个维持在不同温度的室，运载流体在其中循环。即，循环运载流体的装置包括二个或多个维持在不同的温度的室，每个室包括一个入口阀，包括控制运载流体向室内流入的气动气压孔(入口气动气压孔)；一个出口阀，包括控制运载流体从室中流出的气动气压孔(出口气动气压孔)；其中各室相继连接，致使按照流体流动的方向，一个的室出口阀连接到相邻室的入口阀。运载流体包括，可以保持在保温区进行一段预定时间的反应的任何流体。运载流体可包括生物化学流体，例如进行聚合酶链反应的流体，包括模板DNA，寡核苷酸引物，dNTP，以及热稳定DNA聚合酶。在本专利技术的运载流体循环装置中，每个室的出口阀可与后续室的入口阀整合在一起。入口阀及出口阀都可为被动操作阀。此外，被动操作阀可以是这样的阀，它使出口阀的管路在此处比入口阀的管路狭窄或将出口阀的内表面用疏水材料处理以控制运载流体的流动的阀。在本专利技术的装置中，运载流体通过控制施加到每个室的压力而循环。运载流体循环装置的操作方法包括按照流体流动方向，向一个室的入口气动气压孔施加压力并使相邻室的出口气动气压孔排气，同时使运载流体从所述室流动到所述相邻室；控制施加到所述相邻室的出口气动气压孔的压力以使运载流体在该相邻室中保持一段预定的时间；依次重复施压及控制步骤使运载流体循环。运载流体可分别通过室的入口和出口气动气压孔导入或放出。本专利技术在其专利技术范围内，也包括一种利用运载流体循环装置扩增核酸的装置。所述扩增装置可用于经聚合酶链反应扩增样品中一定量核酸，并包括三个室。每个室包括一个入口阀以及一个出口阀，入口阀包括控制运载流体向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运载流体循环装置，包括二个或多个保持在不同的温度的室，每个室包括： 一个入口阀，包括控制运载流体向室内流入的气动气压孔（入口气动气压孔）；以及 一个出口阀，包括控制运载流体从室内流出的气动气压孔（出口气动气压孔）； 其中所述室相继连接，这样按照流体流动的方向，一个室的出口阀连接到相邻室的入口阀。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光昱，林根培，李英善，赵允卿，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]