用于在PCR反应容器内进行实时PCR的热循环器模块和系统技术方案

公开了一种用于在PCR反应容器内进行实时PCR的热循环器模块和系统，热循环器模块包括：热块，所述热块包括用于接收PCR反应容器的器具；可移动盖子，所述盖子与所述热块重叠并且具有打开位置和闭合位置，所述可移动盖子能够在所述打开位置和闭合位置之间移动；激发光学组件，所述激发光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述器具中时将激发光传到所述PCR反应容器；以及发射光学组件，所述发射光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述热块的所述器具中时从所述PCR反应容器接收光；其中，所述热循环器模块被配置成在热循环器库中装配多个狭槽的一个。

【技术实现步骤摘要】
用于在PCR反应容器内进行实时PCR的热循环器模块和系统本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日(国际申请日):2011年7月22日，原申请的申请号:201180045939.4 (国际申请号:PCT/US2011/045107)，原申请的专利技术名称:包含分析单元的系统和方法。相关申请的交叉引用本申请要求在2010年7月23日提交的美国临时申请61/367，343的优先权权益，为了所有的目的而在此结合该临时申请的全部内容。
技术介绍
许多核酸序列具有临床相关性。例如，与传染性的生物体有关的核酸序列通过生物体提供传染存在的指示。一般没有在病人样本中表达的核酸序列可以指示与疾病或者其他症状有关的途径的激活。其他核酸序列仍然可以指示在病人对推荐疗法的可能响应中的差异。临床相关的核酸的判定通常取决于控制的特定核酸序列的扩增以及扩增产品的检测。对于准备就绪的判定，扩增通过生成在样本中找到的足够的核酸副本来改进分析的灵敏度。扩增同样可以通过仅仅选择性地生成临床感兴趣的那些核酸来改进分析特异性。特别当扩增生成大量目标核酸序列的副本时，利用基于扩增的判定的问题是可能的事，来自一个样本的这些副本中的一些副本可能污染其他样本，从而产生明显提升的结果，在该明显提升的结果中，没有目标核酸序列原始地存在于样本中。其他污染源可能影响核酸的判定。样本之间的遗留物可能促成污染材料。扩增混合物可以从在表面上传送的或由化验员传送的或由浮质传送的环境源中接收污染材料。在一些情况下，无意识的试剂传送，诸如不合适的扩增引物，可能污染混合物并导致错误的结果。扩增混合物同样可以通过目标核酸的不完全净化而保留原始存在于样本中的干扰物质。因此，需要避免来自各种来源的污染材料的传送和保留的核酸分析的自动化。临床实验室工作流程是医疗护理运送的结果并在公共机制之间变化。门诊或者大的联合医疗可以在一天中以相对恒定的速率生成病人试样。与此相反，临床参考实验室可以在一到两个运送中接收它所有的试样，并且大医院可以在全天通过早晨抽入的由不规则的样本流补充的大量血液生成试样。大多数核酸分析试样以与请求化验的类型无关的序列到达临床实验室。在一些情况下，选择的试样可以是具有取决于结果的直接或者关键性的治疗决定的高优先级。其他试样可以是更日常的优先级。根据个别的实验室实践，诸如实验室控制的非试样样本可能被散布在临床试样中。在一些情况下，试剂的耗尽或者特别多的试剂的耗尽可以支配控制和校准样本的插入，而不管队列中的其他样本。因此，需要具有灵活的和可调整的操作能力以便匹配临床实验室的不可预知的需求的分析系统。核酸分析使用试样类型的混合来判定来自各种源生物体的多个分析物。这些输入驱动各种处理要求。例如，RNA和DNA具有不同的化学性质和稳定性；它们的制备可以使用不同的处理摄生法、不同的酵素以及不同的热条件。碱基序列和目标分析物的长度两者影响结合能，并且由此影响处理。用于扩增的互补的低聚核苷酸的长度和序列进一步影响扩增条件。分析目标的不同的源生物体可以要求不同的步骤来释放或者分离核酸序列。例如，从革兰氏阳性细菌中释放DNA序列可能使用提升的温度，该提升的温度不用于从相对不稳定的白血球中释放的DNA序列。因此，需要能够自由地混杂多种处理规程的分析系统，每个处理规程由多种处理步骤组成。存在试图致力于以上描述的一些问题的技术。Russel/Higuchi 在 US5994056, Homogeneous Methods for Nucleic AcidAmplification and Detection (用于核酸扩增和检测的均匀方法)中描述了用于使用诸如聚合酶链反应(PCR)方法的核酸检测的改进方法。Higuchi描述了用于同时扩增和检测以提高在先方法的速度和精确度的方法。该方法提供在扩增反应期间用于监视产物DNA的增加的手段。根据说明书，在启动扩增反应时没有打开反应容器的情况下，以及在该反应之后没有任何附加操控或者操纵步骤的情况下，检测扩增的核酸。K.Rudi 等人在 1997 年 3 月的 BioTechniques22 (3)的第 506-511 页中描述了Rapid,Universal Method to Isolate PCR-Ready DNA Using Magnetic Beads (使用磁性珠来分离PCR就绪的DNA的快速通用方法)。Rudi等人描述了将用于快速DNA分离的基于磁性珠的装备(Dynabeads* DNA DIRECT?;Dynal A.S.)应用到各种生物体和组织，以便产生用于PCR就绪的DNA的净化的常规途径。在30分钟以内制备适合于PCR的DNA。使核酸分析自动化的系统具有悠久的历史。集成平台示范了自动化分析和制备步骤的全部范围，包括核酸分离，分离材料的扩增以及扩增产物的检测。 例如，Bienhaus等人在US5746978,Devicefor Treating Nucleic Acids from aSample (用于处理来自样本的核酸的装置)中描述了使从其他样本成分中分离核酸的处理步骤与用于核酸扩增的步骤链接的单个装置。该装置包含用于个别的处理步骤的反应室，一个室的出口附接于另一室的进口。传统的吸液仪器把容纳核酸的样本液体以及来自样本和试剂存储器皿的所有可能必需的试剂两者传送到该装置中。Bienhaus等人描述了在使用ES分析器(由Boehringer Mannheim制造)测量的检测反应中的磁性分离、通过PCR或者NASBA的扩增、以及使用混杂探针对PCR扩增的互补。P.Belgrader 等人在 1995 年的 BioTechniquesl9 (3)的第 427-432 页中描述了Automated DNA Purification and Amplification from Blood-Stained Cards Using aRobotic Workstation (使用机器人工作台的来自染血卡片的自动化的DNA净化和扩增)。Belgrader等人介绍了可以进行耦合的DNA净化和扩增的原型，一旦启动处理，就不需要用户参与。将该方法实施到使用苯酚和异丙醇的Biomeks 1000机器人工作台(Beckman仪器)的高处理量自动化系统中，以便净化染血卡片上的DNA。Biomek* 1000使用HCU(Biomekg板上的加热器冷却器单元)作为热循环器来进行DNA净化和扩增。Belgrader等人描述了下一个目标是集成完全自动化DNA类型系统的检测步骤。Patrick Merel 等人在 1996 年 Clinical Chemistry42,第 8 卷，第 1285-6 页中描述了 Completely Automated Extraction of DNA from Whole Blood (来自全血的 DNA 的完全自动化的提取)。Merel等人公开了组合使用Bbmck'+11+' 2000 (Beckman仪器)以及DNADIRECT?(Dynal法国S.A.)，以便使用磁性颗粒分离来使DNA提取程序全自动化。Merel等人使用几个不同的PCR规程来评估获得DNA的数量和质量。Merel等人例行把描述的材料用于10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在PCR反应容器内进行实时PCR的热循环器模块，其特征在于，包括：热块，所述热块包括用于接收PCR反应容器的器具；可移动盖子，所述盖子与所述热块重叠并且具有打开位置和闭合位置，所述可移动盖子能够在所述打开位置和闭合位置之间移动；激发光学组件，所述激发光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述器具中时将激发光传到所述PCR反应容器；以及发射光学组件，所述发射光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述热块的所述器具中时从所述PCR反应容器接收光；其中，所述热循环器模块被配置成在热循环器库中装配多个狭槽的一个。

【技术特征摘要】
2010.07.23 US 61/367,3431.一种用于在PCR反应容器内进行实时PCR的热循环器模块，其特征在于，包括: 热块，所述热块包括用于接收PCR反应容器的器具； 可移动盖子，所述盖子与所述热块重叠并且具有打开位置和闭合位置，所述可移动盖子能够在所述打开位置和闭合位置之间移动； 激发光学组件，所述激发光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述器具中时将激发光传到所述PCR反应容器；以及 发射光学组件，所述发射光学组件被配置成当所述PCR反应容器位于所述热块的所述器具中时从所述PCR反应容器接收光； 其中，所述热循环器模块被配置成在热循环器库中装配多个狭槽的一个。2.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，当所述PCR反应容器在所述器具中时，所述热块的所述器具与所述PCR反应容器协作地配置，并且与所述PCR反应容器热接触，并且其中所述器具包括圆锥形状的平截头体并且具有上开口和下开口，所述器具被附加到所述热块的前表面。3.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块具有大约100W/mK或者更大的热导率以及大约0.30kJ/kgK或者更少的比热。4.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块包括铜、铜合金、铝、铝合金、镁、金、银或者铍。5.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块具有大约0.015英寸和大约0.04英寸之间的厚度。·6.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述器具形成大约I度到大约10度的角度。7.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述器具形成大约4度到大约8度的角度。8.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述器具具有大约6度的角度。9.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块包括薄膜加热器。10.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块包括多个温度传感器。11.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述热块包括光学孔径，所述光学孔径被安置为经过所述热块许可与所述器具的所述内部进行光通信。12.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述可移动盖子进一步包括盖子底板。13.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述可移动盖子包括盖子底板，所述盖子底板包括细长形孔径，所述细长形孔径包括: 近末端；以及 远末端。14.如权利要求13所述的热循环器模块，其特征在于，当所述可移动盖子处于所述闭合位置时，所述细长形孔径的所述远末端与所述器具对准。15.如权利要求13所述的热循环器模块，其特征在于，所述细长形孔径被底部壁限定，所述底部壁包括从所述底部壁的每个平行边朝向所述细长形孔径的中间线延伸的锥形隆起部，所述锥形隆起部的厚度从所述细长形孔径的所述远末端到所述近末端渐进地增加。16.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述可移动盖子进一步包括弹簧遮光板，当所述可移动盖子处于所述打开位置时，所述弹簧遮光板被安置在所述热循环器模块的所述发射光学组件内。17.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，进一步包括弹簧遮光板元件，所述弹簧遮光板元件响应于所述可移动盖子的移动。18.如权利要求17所述的热循环器模块，其特征在于，所述弹簧遮光板元件是可压缩的。19.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，所述可移动盖子进一步包括加热器。20.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于 所述发射光学组件被配置成从荧光目标接收荧光， 所述激发光学包括激发透镜、光学滤波器和激发光纤， 所述发射光学包括发射透镜、光学滤波器和发射光纤，以及 所述热循环器模块进一步包括可寻址存储器单元， 其中，所述可寻址存储器单元存储与光学对准相关的光学对准信息，所述光学对准对于所述热循环器模块是特定的。21.如权利要求1所述的热循环器模块，其特征在于，当所述可移动盖子处于打开位置时，从所述器具中移去所述PCR反应容器。22.如权利要求21所述的热循环器模块，其特征在于，所述可移动盖子包含锥形隆起部，以便从所述器具中移去所述PC...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·D·威尔逊，萨米·D·艾拉路里，马太·S·大卫，马太·D·埃里克森，艾伦·N·约翰逊，盖瑞克·A·莫勒，马克·F·赛尔布格，丹尼尔·R·舒密特，托马斯·M·斯塔奇莱克，约书亚·D·威尔斯，大卫·L·杨，
申请(专利权)人：贝克曼考尔特公司，
类型：发明
国别省市：