[发明专利]热循环系统

说明书

本发明提供一种热循环系统，其包括光源、光学组件、光学组、腔室及冷却装置。光源发射光线至光路径。光学组件设置于光路径以均匀化光线为输出光束。输出光束均匀地分布。光学组沿光路径设置于光学组件之后以均匀地扩展及分布输出光束，并使输出光线准直。腔室沿光路径设置于光学组之后以容收多个目标样本。输出光束被导引至腔室以加热多个目标样本。冷却装置贴附于腔室以冷却腔室。多个目标样本持续地受冷却装置冷却，且光源根据热循环描述数据来选择性启动或关闭。因此，能对目标样本均匀加热及实现准确控制温度的超快速热循环。

技术领域

本发明涉及一种热循环系统，尤其涉及一种应用于聚合酶链反应的热循环系统。

背景技术

近来，对定量聚合酶链反应(qPCR)市场中快速周转时间的需求变得迫切。来自不同领域的定量聚合酶链反应系统的最终用户，例如医院、研究机构或农村地区的诊所等，都期望能尽快获得测试结果。医生需要获得报告以辨别患者可能罹患的传染病，需要及时治疗以挽救他们的生命。

在农村地区或发展中国家，超快速定量聚合酶链反应将是在几分钟内而非几天内提供体外诊断报告的解决方案。然而，超快定量聚合酶链反应系统的瓶颈之一是聚合酶链反应扩增的热循环速度。用于聚合酶链反应扩增的热循环技术不仅需要满足极速加热和冷却速率的要求，还需要在聚合酶链反应扩增过程中，在不同温度阶段提供精确且稳定的工作温度。

上述应用的热循环技术不能满足聚合酶链反应扩增的要求。近年来，业界已发展各种热循环技术并应用于定量聚合酶链反应扩增，但是这些技术仍具有不同的缺点，例如热循环速度慢、体积庞大且系统笨重，以及温度控制不精确等。

进一步地，当越多的脱氧核糖核酸(DNA)样本同时在系统内进行测试，对系统来说越增添维持均匀加热的难度。在为了提升产量而扩大热循环器尺寸的情况下，在多个样品井之间的温差也会随之变大。在此传统热循环系统的架构下，实现对多个生物样本同时均匀加热的超快速定量聚合酶链反应是非常困难的。但是，若仅处理单一的生物样本，会造成能量的浪费，导致加热效率不彰以及巨额的成本。反之，若欲同时处理多个生物样本，会造成寿命较短、系统复杂以及样本准备程序繁复等缺点。

故此，如何发展一种能解决公知技术缺点，且具有适合各应用的优点的热循环系统，实为目前迫切且尚待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种热循环系统，以解决并改善前述现有技术的问题与缺点。

本发明的另一目的为提供一种热循环系统，由于从光源发出的光线受放大及准直成为输出光束，且输出光束被均匀地扩展及分布以加热被收纳于腔室的多个目标样本，多个目标样本被均匀地加热。此外，目标样本被冷却装置持续地冷却，且光源根据热循环描述数据被启动或被关闭来加热目标样本，使得能对多个目标样本均匀加热及准确控制温度的超快速热循环被实现。因此，能量被有效地利用，同时加热效率提升且成本降低。

本发明的另一目的为提供一种热循环系统，由于光源、光学组件、光学组及贴附有冷却装置的腔室沿光路径设置，使得热循环系统的架构紧致且简单。样本的准备程序被简化。

为达上述目的，本发明的一较佳实施方式为提供一种热循环系统，包括一光源、一光学组件、一光学组、一腔室及一冷却装置。其中该光源发射光线至一光路径；一光学组件设置于该光路径，以均匀化该光线为一输出光束，其中该输出光束均匀地分布；一光学组沿该光路径设置于该光学组件之后，以均匀地扩展及分布该输出光束，并使该输出光束准直；一腔室沿该光路径设置于该光学组之后，以容收多个目标样本，其中该输出光束被导引至该腔室，以加热该多个目标样本；一冷却装置贴附于该腔室，以冷却该腔室；其中，该多个目标样本持续地受该冷却装置冷却，且该光源根据一热循环描述数据来选择性启动或关闭。