一种用于执行热循环的装置(100)，具有包围热腔室(110)的框架(131-134、137、147)，该热腔室(110)由定界壁(103，154a，154b)侧向界定并且配置成使得由承载多个反应腔(107)的反应保持件(104)在底部界定，反应腔(107)被设计成接收化学反应物质。透明材质的盖子(105)固定到所述框架并且在顶部界定热腔室。光辐射源(165)布置于面向盖子(115)的热腔室(110)的外侧，并且配置成生成激励光辐射。光辐射探测器(166)布置于面向盖子(115)的热腔室(110)外侧，并且配置成采集反应腔(107)在使用中发出的光辐射。处理器(171)连接至光辐射探测器(166)并且配置成探测在使用中发出的光辐射的特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种特别地用于在RT-PCR(逆转录聚合酶-链式反应)过程中执行热循环操作的具有光检测的诊断装置。
技术介绍
众所周知，由于操作于少量试样上的诊断装置有利地改善了化验的可靠性、减小了其体积并且因此减少了这一活动所需的时间以及相应的成本，它们的使用日益地得到普及。已知设备基本上包括固体基质和固定化特定受体，例如，生物分子(DNA、RNA、蛋白质、抗原、抗体、半抗原、糖等)、化学物种、微生物或其组成部分(细菌、病毒、孢子、细胞、细胞器等)。这里，“受体”含义为可以键合在一起的一对或多个元素(键合对)中的任何元素，从而受体与自己的键合对象键合或反应，并且因此检测它自己的键合对象。这里的受体包括诸如蛋白质受体和配体等的传统受体但也包括设计用于互相作用或配对的任何元素，例如凝集素、碳水化合物、链霉亲和素、生物素、蛋白质、基质、寡核苷酸、核酸、叶啉、金属离子、抗体、抗原等。根据光学检测技术，当这些受体被布置成与待分析的试样直接接触时，这一试样中存在的能够与受体配对或相互作用的分子会激活特定标记(例如，荧光标记)，当被在第一波长的光辐射激发时，该特定标记发射具有不同于第一波长的第二波长的自己的光辐射。已知荧光诊断设备包括具有功能化的表面的兼容层，从而形成包括具有特定标记的受体的检测区域。 存在许多不同的方法用于准备涉及光信号的测试。例如，常见的三组分结合分析法采用在固体基质上首先将抗体固定化，该抗体可与试样溶液中的抗原配对。然后，利用第二抗体检测与抗原的结合，该第二抗体键合至相同抗原的不同表位并具有贴于其上的荧光标签。因此，荧光量与试样中的抗原量相关。另一解决方案包括在基质上的固定化或寡核苷酸探针溶液的使用，然后该寡核苷酸探针与试样中的互补DNA、cDNA或mRNA杂交，并且可以用嵌入式染料(例如，溴化乙锭)检测该双链核酸。根据另一解决方案，令两灭光标记在测定中严格接近，在化验中基于灭光共振能量转移(FRET)测量标记的猝灭。备选地，重金属与荧光团的键合也可以通过荧光染料来检测。已经提出了具有用于检测光信号的主动或被动方案的各种装置，不论对测定进行的处理如何，也不论产生光信号的技术如何。这些装置中，光辐射由探测器(例如，对发射的光辐射的波长灵敏的CCD(电荷耦合器件)型或CMOS型光电探测器)采集，其中，光强或其变化为在测定中激活的特定标记量的函数，并且因此也是检测到的分子或生物分子量的函数。在利用qRT-PCR(量化逆转录聚合酶链式反应)进行分析的情况中，该装置(例如，在60°C、72°C和90°C )产生用于被搜寻目标分子的扩增的热循环，并即刻提供其准确的量化估计。为正确执行扩增过程，热循环必须以受控和均匀的温度发生在文称为“反应腔”的区域内。例如，图1示出用于执行诊断分析的装置I的一部分，包括具有导引装置3的反应区2，其中保持件4被插入并且具有加热装置6。保持件4的上方区域形成面向发光元件11 (例如LED)和探测器12 (例如CXD探测器)的热腔室10。另外，该装置I具有通风单元8，其例如包括布置于反应区2下方的风扇。电子装置(未示出)控制电流向加热装置6的供给和通风单元8的激活从而获得期望的热循环。这里保持件4 (也可参见图2，其中该保持件相对于图1旋转了 90度而纵向显示)由例如适当的生物可兼容的透明塑料(例如聚碳酸酯)的模制体形成并且具有平行六面体形状，所述保持件具有在其上固定加热装置6的底部。保持件4在顶面上具有一系列上端开口且设计用于包含试剂和反应产物的腔室7。如图2和图3所示，示例中加热装置6由模具形成，包括半导体材料的衬底15，在其一侧具有导电材料(例如铝或其它金属)的线圈16，该线圈16遍布腔室7的区域延伸。线圈16与衬垫17连接。然而，其它类型的保持件也是可能的，例如没有腔室7。在这种情况下，直接在模具内形成腔室，其背面具有加热装置。利用所示结构， 不可能在反应区2内获得高热均匀性。实际上，如图1a所示，该图形示出了反应区2内沿Y轴的热轮廓。其中，在距保持件4一定距离处的接近周围环境值TR的温度，随着接近加热装置6快速增加至加热值TH，并且然后在热腔室10内逐渐回落，在热腔室10上方增长直至温度达到接近环境温度TR的值。特别地，申请人进行的测试显示，由于存在散逸，反应区2内存在约10_15°C的热梯度。由于可能危害到反应执行的正确性并且因此危及所得诊断结果的正确性，这是非常不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在反应区中提供更高热均匀性的诊断装置。根据本专利技术，提供如权利要求1所述的诊断装置。附图说明为更好理解本专利技术，现仅通过非限制性示例，参考以下附图描述其优选的实施例，其中:图1是已知诊断装置的一部分的侧视图；图1a示出图1所示装置内的热轮廓；图2是用于图1的装置的保持件的透侧视图(ghost side view)；图3是图2的保持件的底视图；图4是本诊断装置的反应区的侧视图；图4a示出图4的反应区内的热轮廓；图5是图4的反应区盖子的透视底视图；图6是盖子的一部分的放大截面和透视图；图7a_7e是布置于图5所示盖子上的加热器的不同实施例；图8是本装置沿图9的VII1-VIII平面的横截面；图9是本装置沿图8的IX-1X平面的纵截面；图9a是图9的放大细节的透视图；和图10是本装置的方框图。具体实施例方式图4示出用于执行诊断分析的装置100的一部分，从而采用如上所述的qRT-PCR技术检测目标分子的存在和数量。特别地，图4示出了一反应区102，该反应区包括用于类似于参考图1和图2描述的保持件104的导引装置103。特别地，该保持件104具有形成于模具105的第一加热装置106，并且形成一系列的反应腔107 (示于透视图中且顶侧开口)，该反应腔设计用于包含试剂和反应产物和/或试管。备选地，第一加热装置106可直接模制在保持件104的底部或一侧。 这里保持件104上方的区域形成顶部由盖子115封闭的热腔室110。通常为矩形形状的盖子115对发光元件165 (见图8)的光和反应过程中的荧光透明的，从而能够支持经由布置在热腔室110上方的探测器166 (也在图8中可见)的采集。特别地，盖子115可以是玻璃、GaN或其它透明材料，用于使反应过程中发出的辐射能够通过，从而保证下面腔室102的热密封性。第二加热装置116布置于盖子115朝向保持件104 (也见图5)的那一面上，并且图5至图7中更加详细地示出该第二加热装置。特别地，第二加热装置116由厚度大的导电通路(例如，诸如Al或Mo等的金属层)形成，该厚度优化用于高电流容量(例如，2-3微米即能够负载包含在0.5A至2A之间的电流)，且第二加热装置可以具有如图7a_7e所示的不同形状。导电通路通常具有沿平行方向延伸至盖子115的三个侧面的外围部分116a(图5、图7a_7e)，并与衬垫117连接。外围部分116a可能地连接至多个相互平行和/或相互交叉(图5，图7a_7c)且穿盖子115的区域的中间部分116b，从而在一个反应腔107和另一反应腔之间的空间延伸，并不至于干扰PCR过程中发出的辐射。继而，如图5中的局部放大图所示，外围部分116a和中间部分116b可以完全或部分形成为线圈。为了方便初始化设置和驱动，第一加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种执行热循环的装置(100)，包括：框架(131?134、137、147)；热腔室(110)，由定界壁(103、154a、154b)侧向界定，并且配置成由反应支架(104)向下界定，其中所述反应支架(104)承载有多个用于容纳化学反应物质的反应腔(107)；透明材料的盖子(105)，向上界定所述热腔室；光辐射源(165)，布置于所述热腔室(110)外部从而面向所述盖子(115)并且配置成产生激励光辐射；光辐射探测器(166)，布置于所述热腔室外部从而面向所述盖子并且配置成采集所述反应腔(107)在使用中发出的光辐射；以及处理元件(171)，与所述光辐射探测器(166)耦合并且配置成探测在使用中所述发出的光辐射的特征。
【技术特征摘要】
2011.10.19 IT MI2011A0018931.一种执行热循环的装置(100)，包括: 框架(131-134、137、147)； 热腔室(110)，由定界壁(103、154a、154b)侧向界定，并且配置成由反应支架(104)向下界定，其中所述反应支架(104)承载有多个用于容纳化学反应物质的反应腔(107)； 透明材料的盖子(105)，向上界定所述热腔室； 光辐射源(165)，布置于所述热腔室(110)外部从而面向所述盖子(115)并且配置成产生激励光福射； 光辐射探测器(166)，布置于所述热腔室外部从而面向所述盖子并且配置成采集所述反应腔(107)在使用中发出的光辐射；以及 处理元件(171)，与所述光辐射探测器(166)耦合并且配置成探测在使用中所述发出的光辐射的特征。2.根据权利要求1所述的装置，其中，盖子(115)具有朝向所述热腔室(110)的加热器(116)。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述加热器(116)由耦合到电流源(176、177)的至少一条的金属布线形成。4.根据权利要求2或3所述的装置，包括透明屏蔽层(123)，所述屏蔽层(123)在其面向所述热腔室(110)的一侧覆盖所述盖子(115)和所述加热器(116)。5.根据权利要求1至4 任意之一所述的装置，包括附加到所述盖子(115)上并面向所述热腔室(110)的温度传感器(120)。6.根据权利要求1至5任意之一所述的装置，其中，所述定界壁包括恒温材质制成的导引区(103)并且所述导引区(103)配置成使得在插入过程中导引所述反应支架(106)并且侧向保持所述反应支架(104)。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述导引区(103)包括可移动的、一次性导轨。8.根据权利要求1至7的一个或多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·方塔纳，A·斯卡德里，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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