[实用新型]一种数字PCR扩增快速升降温控制装置

说明书

本实用新型公开了一种数字PCR扩增快速升降温控制装置，加热平台包括高温介质容腔和低温介质容腔以及对高温介质容腔和低温介质容腔加热的导热基板，第一电磁阀连接并控制第一气泵与第一高温热源导通或与第二高温热源导通，第四电磁阀连接并控制第二气泵与第一低温热源导通或与第二低温热源导通，第二电磁阀连接并控制第一高温热源或第二高温热源与加热平台的高温介质容腔连通，第三电磁阀连接并第一低温热源或第二低温热源与加热平台低温介质容腔连通，整个控制装置，热介质的流动全部是通过气压来驱动的，气泵和电磁阀与热介质均无直接接触，提高使用寿命，整体设计多为气路和液路设计，少机械运动部件较，简化了设计，控制也更加便捷。

技术领域

本实用新型涉及PCR技术领域，更具体地说，涉及一种数字PCR扩增快速升降温控制装置。

背景技术

数字PCR即Digital PCR(dPCR)，它是一种核酸分子绝对定量技术。相较于qPCR，数字PCR可直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的绝对定量。

数字PCR通过将一个样本分成几十到几万份，分配到不同的反应单元，每个单元至少包含一个拷贝的目标分子(DNA模板)，在每个反应单元中分别对目标分子进行PCR扩增，扩增结束后对各个反应单元的荧光信号进行统计学分析。

而作为基因片段利用PCR技术检测关键一环，便是PCR扩增。所谓的PCR扩增，实际上就是聚合酶链式反应。聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。

PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：

①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；

②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；

③引物的延伸：DNA模板-引物结合物在72℃、DNA聚合酶(如TaqDNA聚合酶)的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

由此可见，温度的循环是PCR技术的关键，如果可以大幅度缩减PCR扩增过程升降温所需的时间，则便可以有效的提高PCR检验的效率。

现有技术中，解决PCR扩增中温度快速切换的问题，是通过移动待扩增样品来实现的，即固定放置不同的温度槽，通过握持装置将待扩增样品放置到不同温度槽中，从而实现温度的快速切换。从功能上是可实现温度的快速切换，但也仅适合于第二代荧光定量PCR所使用，而不太适用于第三代数字PCR技术来使用。