[发明专利]自然对流聚合酶链反应微系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环系统，特别涉及一种自然对流聚合酶链反应PCR微系统。

背景技术

传统PCR(聚合酶链反应PolymeraseChainReaction)仪通过循环加热、冷却的方式实现PCR反应的变性、退火和扩展过程，导致了传统的PCR仪升降温变化速率慢，反应液受热不均匀，较大的反应体积增加了生物试剂的消耗量等不足，造成了装置价格昂贵、反应时间长，样品耗量大，提高了实验成本。采用自然对流实现PCR，无需对反应腔体反复加热，节约了反应时间，而且自然对流PCR芯片体积较小，每次PCR反应所需试剂量少，节约了实验成本。因此，本发明设计了一种结构简单紧凑的自然对流PCR微系统，可实现DNA的快速PCR反应。

发明内容

本发明是针对传统PCR升降温变化速率慢，反应液受热不均匀的问题，提出了一种自然对流聚合酶链反应微系统，是一款微型化、易操作、反应时间短的自然对流PCR装置。

本发明的技术方案为：一种自然对流聚合酶链反应微系统，包括温控模块、自然对流PCR芯片模块和芯片位置调节模块，温控模块由两个自动恒温控制仪和变压器、上下两个金属电加热元件及两个金属电加热元件上的热敏电阻组成，芯片位置调节模块由滑杆、螺母和滑动基座、上下基座组成，上金属电加热元件为中空金属结构，左右各与两个管道连接，两个管道用于注入和排出水；下金属电加热元件置于自然对流PCR芯片模块底部，自然对流PCR芯片模块夹在两个金属电加热元件之间，自然对流PCR芯片模块由单个或阵列自然对流PCR腔体组成，自然对流PCR芯片置于自然对流PCR腔体内；滑杆穿过滑动基座，滑杆两头固定在上下基座上，滑动基座沿着滑杆上下滑动，两个金属电加热元件及自然对流PCR芯片模块置于上基座和滑动基座之间，锁紧滑动基座上正对滑杆的螺母，可固定滑动基座，使自然对流PCR芯片模块紧贴在两个金属电加热元件之间，两个热敏电阻检测分别检测上下两个金属电加热元件的温度，检测的温度送两个自动恒温控制仪，两个自动恒温控制仪输出分别控制两个金属电加热元件温度，电源输入通过变压器给两个自动恒温控制仪供电。

所述自然对流PCR芯片上表面依次贴有PCR热封膜和铝箔，自然对流PCR芯片置于注有PCR反应液的自然对流PCR腔体内。

所述注入水的上金属电加热元件和下金属电加热元件形成自然对流PCR芯片模块的温度对流场。

本发明的有益效果在于：本发明自然对流聚合酶链反应微系统，结构简单，制作成本低廉，易操作，可实现快速PCR反应。与传统PCR仪及常规自然对流装置相比，本发明有微型化、成本低、PCR耗时短特点。

附图说明

图1为本发明自然对流聚合酶链反应微系统结构示意图；

图2为本发明自然对流聚合酶链反应微系统主视图；

图3为本发明自然对流聚合酶链反应微系统俯视图；

图4为本发明自然对流聚合酶链反应微系统侧视图；

图5为本发明自然对流聚合酶链反应微系统产物毛细管电泳结果图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种自然对流型PCR系统，包括温控模块、自然对流PCR芯片模块6和芯片位置调节模块，温控模块由两个自动恒温控制仪1、2和变压器3、上下两个金属电加热元件4、5及两个金属电加热元件上的热敏电阻组成，芯片位置调节模块由滑杆7、螺母9和滑动基座8、上下基座10、11组成。两个热敏电阻检测分别检测上下两个金属电加热元件的温度，检测的温度送两个自动恒温控制仪，两个自动恒温控制仪输出分别控制两个金属电加热元件温度。电源输入通过变压器3给两个自动恒温控制仪1、2供电。

金属电加热元件5为中空金属结构，金属电加热元件5左右各与管道12、13连接，管道12、13用于注入和排出水，由于水的比热容较大，便于控制加热温度的变化范围，使其温度波动小；金属电加热元件4置于自然对流PCR芯片模块6底部，自然对流PCR芯片模块6夹在两个金属电加热元件4、5之间，自然对流PCR芯片模块6由单个或阵列自然对流PCR腔体组成，自然对流PCR芯片置于自然对流PCR腔体内。滑杆7穿过滑动基座8，滑杆7两头固定在上下基座10、11上，滑动基座8沿着滑杆7上下滑动，两个金属电加热元件4、5及自然对流PCR芯片模块6置于上基座10和滑动基座8之间，锁紧滑动基座8上正对滑杆7的螺母9，可固定滑动基座8。至少一个自然对流PCR芯片放置于热敏电阻4上。