RU2800583C2 - Polymerase chain reaction system - Google Patents
Polymerase chain reaction system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800583C2 RU2800583C2 RU2021131432A RU2021131432A RU2800583C2 RU 2800583 C2 RU2800583 C2 RU 2800583C2 RU 2021131432 A RU2021131432 A RU 2021131432A RU 2021131432 A RU2021131432 A RU 2021131432A RU 2800583 C2 RU2800583 C2 RU 2800583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pcr
- temperature
- plate
- heating block
- nucleic acid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
[Область техники][Technical field]
Настоящее изобретение относится к конструкции системы, выполненной с возможностью выполнения обнаружения в реальном времени реакций выделения и амплификации нуклеиновых кислот и амплифицированных результатов в устройстве для реализации полимеразной цепной реакции.The present invention relates to a system design capable of performing real-time detection of nucleic acid extraction and amplification reactions and amplified results in a polymerase chain reaction device.
[Предпосылки создания изобретения][Prerequisites for the creation of the invention]
Технология диагностики на месте оказания медицинской помощи (РОС), которая точно и быстро диагностирует заболевание пациента независимо от времени и места, привлекает внимание как чрезвычайно важная технология точной медицины на основе фактических данных. Диагностика на месте на основе симптомов сразу быстро проверяет наличие всех инфекционных патогенов, которые вызывают симптомы заболевания, на основе таких симптомов заболевания как кашель, диарея, высокая температура и отклонения в развитии гениталий, идентифицирует вызывающий их патоген и предписывает наилучшие антибиотики и средства для лечения. Диагностика на месте на основе симптомов представляет собой базовую технологию для точной медицины в будущем, и для развития диагностики на месте на основе симптомов добавляется множество исследований. Технология диагностики на месте имеет то преимущество, что она обеспечивает возможность быстрой и точной диагностики даже при помощи неспециалистов в этой области, например, с использованием тест-системы для определения беременности с целью подтверждения беременности и глюкометра, который может определять сахар, содержащийся в крови. К настоящему времени разработано множество способов определения для технологии молекулярной диагностики, при помощи которых можно одновременно определять различные патогены, и с использованием этих технологий возможно выяснить точную причину инфекционного заболевания и сделать оптимальное назначение лекарства, таким образом сокращая период восстановления пациента за счет лечения заболевания на ранней стадии. Соответственно, технология молекулярной диагностики привлекает внимание как базовая технология медицины будущего, которая улучшает качество медицинской помощи и сокращает стоимость медицинского обслуживания.Point-of-care (POC) diagnostic technology, which accurately and quickly diagnoses a patient's disease regardless of time and place, is gaining attention as an extremely important technology for evidence-based precision medicine. Symptom-based on-site diagnosis quickly checks immediately for all infectious pathogens that cause symptoms of the disease, based on symptoms of the disease such as cough, diarrhea, fever and genital abnormalities, identifies the pathogen causing them and prescribes the best antibiotics and treatments. Symptom-based spot diagnosis is the core technology for precision medicine in the future, and a lot of research is being added to advance symptom-based spot diagnosis. The on-site diagnostic technology has the advantage that it enables fast and accurate diagnosis even with the help of non-specialists in this field, for example, using a pregnancy test system to confirm pregnancy and a glucometer that can detect blood sugar. So far, many detection methods have been developed for molecular diagnostic technology, which can simultaneously detect various pathogens, and using these technologies, it is possible to find out the exact cause of an infectious disease and make an optimal drug prescription, thus shortening the patient's recovery period by treating the disease at an early stage. stages. Accordingly, molecular diagnostics technology is attracting attention as the basic technology of the medicine of the future, which improves the quality of medical care and reduces the cost of medical care.
Однако в современной системе молекулярной диагностики подтверждение результата занимает более трех часов, и ее должны использовать опытные специалисты. Соответственно, для требуемой в данной области молекулярной диагностики на месте оказания медицинской помощи (РОС) важно разработать автоматизированное устройство небольшого размера, которое может выполнять сложный процесс выделения нуклеиновых кислот и исследование амплификации гена в реальном времени полностью автоматически, и оно должно быть простым в эксплуатации даже в отсутствие профессионального персонала.However, in a modern molecular diagnostic system, confirmation of the result takes more than three hours, and it must be used by experienced specialists. Accordingly, for point-of-care (POC) molecular diagnostics required in the field, it is important to develop a small-sized automated device that can perform complex nucleic acid extraction and real-time gene amplification testing fully automatically, and it must be easy to operate even in the absence of professional staff.
В качестве представительного способа молекулярной диагностики существует способ, в котором используется полимеразная цепная реакция (PCR) (в дальнейшем называемая «PCR»). С момента открытия PCR Kary Mullis в 1985 г. PCR может быстро и просто амплифицировать конкретную ДНК, и, таким образом, PCR широко используется в молекулярной биологии и молекулярной диагностике. Используя PCR/PCR с обратной транскрипцией (PCR/RT-PCR), возможно проверить присутствует ли конкретная ДНК/РНК в биологическом образце, и, таким образом, ее широко используют для диагностики инфекций, вызванных патогенными микроорганизмами, такими как вирусы. Данная технология PCR/RT-PCR развилась в количественную PCR в реальном времени, и, таким образом, результат можно узнать одновременно с завершением PCR. Поэтому технологию PCR/RT-PCR используют в качестве стандартного способа диагностики с целью отслеживания эффектов лечения вируса иммунодефицита человека (HIV), вируса гепатита С (HCV), вируса гепатита В (HBV) или т.п., так как она не только значительно сокращает время исследования за счет упрощения процесса исследования, но также может точно определить количество патогенов. Дополнительно, технологию PCR/RT-PCR используют как наиболее важную технологию для диагностики заболеваний, так как она может исследовать наборы экспрессирующихся генов или генетические мутации, связанные с конкретными заболеваниями.As a representative molecular diagnostic method, there is a method using polymerase chain reaction (PCR) (hereinafter referred to as "PCR"). Since the discovery of PCR by Kary Mullis in 1985, PCR can quickly and easily amplify specific DNA, and thus PCR has been widely used in molecular biology and molecular diagnostics. Using reverse transcription PCR/PCR (PCR/RT-PCR), it is possible to check whether a particular DNA/RNA is present in a biological sample, and thus it is widely used to diagnose infections caused by pathogens such as viruses. This PCR/RT-PCR technology has evolved into quantitative real-time PCR, and thus the result can be known at the same time as the PCR is completed. Therefore, PCR/RT-PCR technology is used as a standard diagnostic method for monitoring the effects of treatment for human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis C virus (HCV), hepatitis B virus (HBV) or the like, since it not only significantly reduces examination time by simplifying the examination process, but can also accurately quantify pathogens. Additionally, PCR/RT-PCR technology is used as the most important technology for diagnosing diseases, since it can examine sets of expressed genes or genetic mutations associated with specific diseases.
Для выполнения PCR требуется этап выделения нуклеиновой кислоты для удаления из биологического образца веществ, ингибирующих реакцию PCR, и выделения чистых нуклеиновых кислот. Процесс выделения нуклеиновой кислоты включает несколько этапов, требует квалифицированных методик для обработки биологических образцов и выделения нуклеиновой кислоты, и при выполнении процесса выделения нуклеиновой кислоты вручную существует проблема загрязнения вследствие ошибки оператора. Поэтому в большинстве процессов выделения нуклеиновых кислот с целью молекулярной диагностики используют автоматизированное оборудование для выделения нуклеиновых кислот.PCR requires a nucleic acid isolation step to remove substances that inhibit the PCR reaction from the biological sample and isolate pure nucleic acids. The nucleic acid extraction process involves several steps, requires skilled techniques for processing biological samples and extracting the nucleic acid, and there is a problem of contamination due to operator error when performing the nucleic acid extraction process manually. Therefore, most nucleic acid isolation processes for molecular diagnostics use automated nucleic acid isolation equipment.
Так как для реакции PCR и обнаружения продуктов реакции требуется устройство для количественной PCR в реальном времени, молекулярную диагностику обычно в основном осуществляют в больших больницах или специализированных учреждениях с клиническими лабораториями.Since a real-time quantitative PCR device is required for the PCR reaction and detection of the reaction products, molecular diagnostics are generally carried out in large hospitals or specialized institutions with clinical laboratories.
В ходе недавних научно-исследовательских работ были разработаны различные автоматизированные системы и устройства, в которых используются эти системы, которые автоматизируют все процессы выделения нуклеиновых кислот, реакцию PCR и обнаружение продуктов реакции так, что PCR можно легко применять даже в отсутствие специальных навыков.In the course of recent research work, various automated systems and devices using these systems have been developed that automate all processes of nucleic acid extraction, PCR reaction and detection of reaction products so that PCR can be easily applied even without special skills.
Однако существуют проблемы того, что существующие устройства являются слишком дорогими или требуют большого количества времени на обработку, и различные исследования трудно выполнять немедленно.However, there are problems that existing devices are too expensive or require a lot of processing time, and it is difficult to perform various studies immediately.
Для разъяснения основного принципа PCR, когда двойную спираль ДНК нагревают до 95° для разделения на одиночные цепи, а затем реакционный раствор охлаждают до температуры отжига с целью селективной гибридизации праймеров, комплементарных обоим концам участка, который подлежит амплификации в реакционном растворе для PCR, повторно выполняют реакцию, в которой ДНК-полимераза создает двойную спираль путем последовательного связывания четырех типов комплементарных A, G, Т и С нуклеотидтрифосфатов с каждой одиночной цепью. Реакция PCR представляет собой реакцию, в которой конкретная двойная спираль ДНК амплифицируется в геометрической прогрессии по принципу 2n путем многократного выполнения 30-45 циклов (n) экспериментального нагрева и охлаждения реакционного раствора PCR. Реакция RT-PCR была расширена как способ обнаружения РНК путем синтеза кДНК при помощи реакции обратной транскрипции, а затем амплификации синтезированной кДНК при помощи PCR.To clarify the basic principle of PCR, when the DNA double helix is heated to 95° to separate into single strands, and then the reaction solution is cooled to the annealing temperature in order to selectively hybridize primers complementary to both ends of the region to be amplified in the PCR reaction solution, repeat a reaction in which DNA polymerase creates a double helix by sequentially linking four types of complementary A, G, T, and C nucleotide triphosphates to each single strand. The PCR reaction is a reaction in which a particular DNA double helix is amplified exponentially in a 2 n fashion by repeatedly performing 30-45 cycles (n) of experimental heating and cooling of the PCR reaction solution. The RT-PCR reaction has been extended as a method for detecting RNA by synthesizing cDNA with a reverse transcription reaction and then amplifying the synthesized cDNA with PCR.
Для разъяснения принципа вновь разработанной количественной PCR в реальном времени с целью полномасштабного применения PCR для молекулярной диагностики, количественная PCR в реальном времени представляет собой способ количественного анализа амплифицированной ДНК с использованием реакции PCR, в которой в реакционный раствор для PCR добавляют вещество, излучающее флуоресценцию пропорционально количеству ДНК, а затем флуоресценцию измеряют на каждом цикле с целью нахождения цикла, в котором обнаруживается критическое значение флуоресценции, и на его основе количественно измеряют концентрацию исходной нуклеиновой кислоты-мишени.In order to clarify the principle of the newly developed quantitative real-time PCR for the full-scale application of PCR for molecular diagnostics, quantitative real-time PCR is a method for quantitative analysis of amplified DNA using a PCR reaction in which a substance emitting fluorescence is added to the PCR reaction solution in proportion to the amount The DNA and then the fluorescence is measured at each cycle to find the cycle in which the critical fluorescence value is found, and based on this, the concentration of the original target nucleic acid is quantitatively measured.
В то время как с момента открытия PCR были разработаны различные прикладные технологии, многочисленные патогены и связанные с заболеваниями последовательности генов известны из Геномного проекта, и была быстро разработана молекулярная диагностика, в которой эти связанные с заболеваниями последовательности ДНК/РНК амплифицируются с целью качественной и количественной диагностики. Так как в традиционной PCR циклические изменения температуры занимают приблизительно 2 часа, непрерывно разрабатывались способы более быстрого и точного выполнения PCR для диагностики на месте. (Lab Chip, 2016, 16, 3866-3884)While various applied technologies have been developed since the discovery of PCR, numerous pathogens and disease-associated gene sequences are known from the Genomic Project, and molecular diagnostics have been rapidly developed in which these disease-associated DNA/RNA sequences are amplified for qualitative and quantitative purposes. diagnostics. Since temperature cycling takes approximately 2 hours in traditional PCR, methods have been continuously developed to perform PCR for on-site diagnostics faster and more accurately. (Lab Chip, 2016, 16, 3866-3884)
Для выполнения реакции PCR за короткое время необходимо быстро изменять температуру реакционного раствора. Дополнительно, для амплификации только требуемой мишени за счет точной реакции PCR, праймеры должны быть рассчитаны на специфичное присоединение к требуемой мишени, и следует точно управлять температурой отжига в температурном цикле реакции PCR.In order to carry out the PCR reaction in a short time, it is necessary to quickly change the temperature of the reaction solution. Additionally, in order to amplify only the desired target through an accurate PCR reaction, the primers must be designed to specifically attach to the desired target, and the annealing temperature in the temperature cycle of the PCR reaction must be accurately controlled.
С этой целью были разработаны реакционные сосуды для микро PCR, которые имеют меньшую теплоемкость и лучший теплоперенос, чем реактор объемом 0,5 мл или 0,2 мл, обычно используемый в лабораториях. Так как в этих микрореакторах используется небольшое количество реакционного раствора, и они имеют большую площадь поверхности, тепло предается быстро, обеспечивая возможность быстрого нагрева и охлаждения. 10 мкл раствора для PCR вводят в тонкую реакционную канавку глубиной 40-80 мкм с размером 17×15 мм на кремниевой пластине и накрывают стеклянной пластиной для сохранения большой площади поверхности (>100 мм2/10 мкл). Однако при использовании традиционного термоблока типа Пельтье не удалось показать сокращение времени одного цикла до приблизительно 3 минут (Clin. Chem. 40/9, 1815 1818 (1994)).To this end, micro PCR reaction vessels have been developed that have lower heat capacity and better heat transfer than the 0.5 ml or 0.2 ml reactor commonly used in laboratories. Because these microreactors use a small amount of reaction solution and have a large surface area, heat is transferred quickly, enabling rapid heating and cooling. 10 µl of the PCR solution is injected into a 40-80 µm deep, 17×15 mm thin reaction groove on a silicon wafer and covered with a glass plate to preserve a large surface area (>100 mm 2 /10 µl). However, when using a traditional Peltier-type thermoblock, it was not possible to show a reduction in the time of one cycle to about 3 minutes (Clin. Chem. 40/9, 1815 1818 (1994)).
Для быстрого нагрева реактора для PCR, в качестве начального устройства для реакции PCR был разработан способ многократного погружения реактора для PCR в водяную баню с высокой температурой и водяную баню с низкой температурой. (Turbo Thermalcycler. Bioneer Corp. Daejeon). В оборудовании для PCR, которое выполняет циклическое перемещение реакторов в зонах с разной температурой с использованием способа перемещения в пространстве, можно обеспечить возможность быстрого и точного осуществления реакции PCR путем погружения реактора в водяную баню с постоянной температурой, в которой температура заранее точно поддерживается. Однако в оборудовании для PCR требуется несколько бань с постоянной температурой, и оборудование характеризуется большим размером, а его техническое обслуживание является трудоемким. Соответственно, преобладающим является оборудование для PCR, в котором применяют способ циклического изменения температуры с разностью по времени, где температура изменяется в соответствии с временем с применением элемента Пельтье в неподвижном блоке.In order to quickly heat up the PCR reactor, as an initial device for the PCR reaction, a method has been developed to repeatedly immerse the PCR reactor in a high temperature water bath and a low temperature water bath. (Turbo Thermalcycler. Bioneer Corp. Daejeon). In PCR equipment that cycles reactors in zones of different temperatures using the spatial transfer method, the PCR reaction can be carried out quickly and accurately by immersing the reactor in a constant temperature water bath in which the temperature is precisely controlled beforehand. However, in the PCR equipment, several constant temperature baths are required, and the equipment is large in size, and its maintenance is laborious. Accordingly, the PCR equipment that adopts a time-difference temperature cycling method, where the temperature changes according to time using a Peltier element in the fixed block, is predominant.
Также был в качестве способа циклического изменения температуры при перемещении в пространстве и способа циклического изменения температуры с разностью по времени разработан способ PCR с использованием микроканалов. Способ циклического изменения температуры при перемещении в пространстве можно в широком смысле разделить на открытый реакторный способ, в котором непрерывное протекание выполняется способом в порядке поступления (FIFO), и замкнутый способ, в котором выполняются повторяющиеся перемещения в секциях с разной температурой. Открытый способ был разработан в 1994 г. Nakano и др. путем наматывания капиллярной трубки вокруг цилиндрического блока, имеющего отсеки с разной температурой, и обеспечения возможности непрерывного протекания раствора для PCR по капиллярной трубке. (Biosci. Biotech. Biochem., 58(2), 349 352, 1994). В 1998 г. Kopp и др. подтвердили осуществление PCR путем пропускания 10 мкл раствора через 20 циклов с длительностью цикла 4,5 секунд при использовании микроканального оборудования для PCR, в котором протекание повторяющимся образом происходит через секции с высокой и низкой температурой. (Science 280 1046-1048, 1998)Also, as a method of temperature cycling when moving in space and a method of cycling temperature with a time difference, a PCR method using microchannels has been developed. The space-moving temperature cycling method can be broadly divided into an open reactor method in which continuous flow is performed in a first-in-first-out (FIFO) method, and a closed reactor method in which repeated movements are performed in sections of different temperatures. The open method was developed in 1994 by Nakano et al. by winding a capillary tube around a cylindrical block having different temperature compartments and allowing the PCR solution to flow continuously through the capillary tube. (Biosci. Biotech. Biochem., 58(2), 349 352, 1994). In 1998, Kopp et al. validated the performance of PCR by running 10 µl of solution through 20 cycles with a cycle time of 4.5 seconds using microchannel PCR equipment in which flow is repeated through high and low temperature sections. (Science 280 1046-1048, 1998)
[Литература уровня техники][Prior Art Literature]
Публикация патента Кореи №10-2016-0067872.Korean Patent Publication No. 10-2016-0067872.
[Описание][Description]
[Техническая задача][Technical challenge]
Настоящее изобретение направлено на предоставление устройства, выполненного с возможностью выполнения полностью автоматического обнаружения нуклеиновых кислот-мишеней путем выделения нуклеиновых кислот из биологического образца, полимеразной цепной реакции (PCR) и сканирования компонент возбуждающего света в различных диапазонах длин волн и флуоресценции, соответствующей возбуждающему свету, проверки множества мишеней за одну операцию, простоты применения и получения точных результатов за короткое время.The present invention is directed to providing an apparatus capable of performing fully automatic detection of target nucleic acids by isolating nucleic acids from a biological sample, polymerase chain reaction (PCR), and scanning excitation light components in different wavelength ranges and fluorescence corresponding to excitation light, checking multiple targets in one operation, ease of use and accurate results in a short time.
Дополнительно, настоящее изобретение направлено на предоставление устройства, выполненного с возможностью быстрого и повторяющегося применения температуры, требуемой для процесса денатурации, и точной температуры, требуемой для отжига, в отношении мишени реакции в процессе управления температурой, необходимом для процесса PCR с целью выполнения быстрой и правильной PCR и максимального повышения надежности реакции. [Техническое решение]Additionally, the present invention is directed to providing an apparatus capable of quickly and repeatedly applying the temperature required for the denaturation process and the exact temperature required for annealing to the reaction target in the temperature control process required for the PCR process in order to perform fast and correct PCR and maximize response reliability. [Technical solution]
Согласно аспекту настоящего изобретения предоставляется система для полимеразной цепной реакции (PCR), содержащая картридж (100) для выделения нуклеиновой кислоты, выполненный с возможностью выделения нуклеиновой кислоты из биологического образца при помощи хранящегося в нем реагента для выделения нуклеиновой кислоты, планшет (200) для PCR, содержащий канал, соединенный с картриджем для выделения нуклеиновой кислоты, и по меньшей мере одну реакционную лунку (W), которая вмещает сухую смесь для PCR, содержащую праймер, праймер/зонд или зонд праймера, и принимает раствор нуклеиновой кислоты, извлеченный из картриджа (100) для выделения нуклеиновой кислоты; и модуль (300) управления температурой, расположенный над планшетом (200) для PCR смежно с реакционной лункой (W) для применения разных температур и имеющий пару нагревательных блоков (310, 320), которые выполнены с возможностью перемещения в горизонтальном и вертикальном направлениях.According to an aspect of the present invention, there is provided a polymerase chain reaction (PCR) system comprising a nucleic acid extraction cartridge (100) configured to extract a nucleic acid from a biological sample with a stored nucleic acid extraction reagent, a PCR plate (200). , containing a conduit connected to a nucleic acid extraction cartridge and at least one reaction well (W) that accommodates a PCR dry mix containing a primer, primer/probe, or primer probe and receives the nucleic acid solution extracted from the cartridge ( 100) for nucleic acid isolation; and a temperature control module (300) located above the PCR plate (200) adjacent to the reaction well (W) for applying different temperatures and having a pair of heating blocks (310, 320) that are movable in horizontal and vertical directions.
[Полезные эффекты][Useful effects]
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения возможно предоставить устройство, выполненное с возможностью автоматического выполнения обнаружения продуктов реакции путем выделения нуклеиновых кислот из биологического образца, полимеразной цепной реакции (PCR) и сканирования компонент возбуждающего света в различных диапазонах длин волн и флуоресценции, соответствующей возбуждающему свету, проверки множества мишеней за одну операцию, простоты применения и получения точных результатов за короткое время.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a device capable of automatically performing detection of reaction products by isolating nucleic acids from a biological sample, polymerase chain reaction (PCR), and scanning excitation light components in different wavelength ranges and fluorescence corresponding to excitation light, checking a plurality targets in a single operation, ease of use and accurate results in a short time.
Дополнительно, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения управление температурой, необходимое для процесса PCR, и точную температуру, требуемую для этапа денатурации и связывания, можно быстро применять в реальном времени к мишени реакции немедленно, вследствие чего возможна точная PCR, и возможно максимально повысить надежность реакции.Further, according to embodiments of the present invention, the temperature control required for the PCR process and the precise temperature required for the denaturation and coupling step can be quickly applied in real time to the reaction target immediately, whereby accurate PCR is possible, and reaction reliability can be maximized.
То есть в случае традиционного способа управления температурой, состоящего в перемещении реакционного раствора и повышении температуры, применение равномерного повышения температуры является невозможным, что неблагоприятно для реакции PCR. То есть в соответствии со способом перемещения реакционного раствора и последовательного повышения температуры невозможно добиться равномерности температуры во всем реагирующем веществе одновременно, и, таким образом, высока вероятность прохождения других реакций. Однако в варианте осуществления настоящего изобретения возможно устранить вышеописанные проблемы, поддерживать диапазон температур, установленный в нагревательном блоке, при постоянной температуре и более эффективно повышать температуру, требуемую для реакции PCR, путем непосредственного приложения давления ко всему реакционному раствору с целью повышения температуры.That is, in the case of the conventional temperature control method of moving the reaction solution and raising the temperature, it is not possible to apply a uniform temperature increase, which is unfavorable for the PCR reaction. That is, according to the method of moving the reaction solution and successively raising the temperature, it is not possible to achieve temperature uniformity in the entire reactant at the same time, and thus other reactions are likely to proceed. However, in the embodiment of the present invention, it is possible to overcome the above-described problems, keep the temperature range set in the heating block at a constant temperature, and increase the temperature required for the PCR reaction more efficiently by directly applying pressure to the entire reaction solution to raise the temperature.
Кроме того, для сведения к минимуму временной задержки в процессе изменения температуры от высокой температуры к низкой температуре конструкции нагревательных блоков в форме блоков расположены так, что они находятся рядом на расстоянии.In addition, in order to minimize the time delay in the process of temperature change from high temperature to low temperature, the designs of block-shaped heating blocks are arranged so that they are close at a distance.
Поэтому при приложении давления к планшету для PCR положения нагревательных блоков изменяются так, что к нагревательным блокам, по отдельности имеющим разные температуры, прикладывают давление в реальном времени, и, таким образом, можно нестандартно решить проблемы, вызванные задержкой во времени, необходимой в процессе изменения температуры.Therefore, when pressure is applied to the PCR plate, the positions of the heating blocks are changed such that real-time pressure is applied to the heating blocks individually having different temperatures, and thus problems caused by the time delay required in the change process can be non-standardly solved. temperature.
Кроме того, планшет для PCR реализован с возможностью вставки в картридж для выделения нуклеиновой кислоты, при этом картридж для выделения нуклеиновой кислоты является часто используемым, а планшет для PCR, используемый в разных тест-системах, хранится в небольшом объеме, и планшет для PCR, подходящий для исследования, можно вставлять и использовать по необходимости. В одной реакционной лунке, предусмотренной в планшете для PCR, можно анализировать не более шести значений флуоресценции, и количество реакционных лунок в планшете для PCR можно при необходимости увеличить до восьми. Таким образом, возможно амплифицировать и обнаруживать все патогены, которые могут содержаться в биологическом образце пациента, связанном с симптомами, и выполнять многомолекулярное диагностическое исследование на основе симптомов.In addition, the PCR plate is designed to be inserted into the nucleic acid extraction cartridge, wherein the nucleic acid extraction cartridge is frequently used, and the PCR plate used in various test systems is kept in a small volume, and the PCR plate, suitable for research, can be inserted and used as needed. A maximum of six fluorescence values can be analyzed per reaction well provided in the PCR plate, and the number of reaction wells in the PCR plate can be increased to eight as needed. Thus, it is possible to amplify and detect all pathogens that may be present in a patient's biological sample associated with symptoms, and perform a symptom-based multimolecular diagnostic test.
Дополнительно, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, пластина постоянной температуры разделена на области, характеризующиеся градиентом первой температуры и второй температуры. Соответственно, когда к нагревательному блоку прикладывают давление при помощи модуля привода, область, имеющая установленную температуру (первую температуру или вторую температуру), соответствующую температуре нагревательного блока, перемещается соответственно, приложение контактного давления выполняется одновременно в отношении верхней и нижней поверхностей планшета для PCR, и, таким образом, возможно получить удвоенную эффективность по сравнению со способом, в котором пластина постоянной температуры поддерживается при одной температуре.Further, according to one embodiment of the present invention, the constant temperature plate is divided into regions characterized by a gradient of the first temperature and the second temperature. Accordingly, when pressure is applied to the heating block by the drive unit, the area having the set temperature (first temperature or second temperature) corresponding to the temperature of the heating block moves accordingly, contact pressure is applied simultaneously to the upper and lower surfaces of the PCR plate, and thus, it is possible to obtain twice the efficiency compared to the method in which the constant temperature plate is maintained at one temperature.
Дополнительно, при реализации подвижной конструкции пластины постоянной температуры для обеспечения надежности конфигурации и перемещения продукта в качестве конфигурации для выполнения операции приведения в движение используется лента для скольжения. Кроме того, нагрев планшета, содержащегося в мишени, реализуется одновременно на верхней и нижней поверхностях планшета, и, таким образом, время проверки можно уменьшить наполовину.Further, in realizing the movable structure of the constant temperature plate, in order to ensure the reliability of the configuration and movement of the product, a sliding belt is used as the configuration for performing the driving operation. In addition, heating of the plate contained in the target is realized simultaneously on the upper and lower surfaces of the plate, and thus the inspection time can be reduced by half.
[Описание графических материалов][Description of graphic materials]
На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая основные компоненты, которые составляют систему для полимеразной цепной реакции (PCR) согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.1 is a block diagram illustrating the main components that make up a polymerase chain reaction (PCR) system according to one embodiment of the present invention.
На фиг.2-7 показаны виды для описания конструкции модуля (300) управления температурой в настоящем изобретении.2 to 7 are views for describing the structure of the temperature control module (300) in the present invention.
На фиг.8а проиллюстрирован один вариант осуществления планшета (200) для PCR в применении к настоящему изобретению, имеющего восемь реакционных лунок.8a illustrates one embodiment of a PCR plate (200) as used in the present invention having eight reaction wells.
На фиг.8b проиллюстрирован один вариант осуществления планшета (200) для PCR в применении к настоящему изобретению, имеющего десять реакционных лунок.8b illustrates one embodiment of a PCR plate (200) as applied to the present invention having ten reaction wells.
На фиг.9-12 показаны концептуальные виды для описания конструкций и операций пластины постоянной температуры и модуля привода горизонтального перемещения в применении к настоящему изобретению.9-12 are conceptual views for describing the structures and operations of the constant temperature plate and the horizontal movement drive module as applied to the present invention.
На фиг.13 показан вид в перспективе картриджа для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению и проиллюстрирована конструкция, в которую вставляется и с которой соединяется вышеописанный планшет для PCR.Fig. 13 is a perspective view of the nucleic acid extraction cartridge of the present invention and illustrates the structure into which the above-described PCR plate is inserted and connected.
На фиг.14 показан покомпонентный вид в перспективе изображения на фиг.13.FIG. 14 is an exploded perspective view of the image in FIG. 13. FIG.
На фиг.15 проиллюстрирована внутренняя конструкция части (R1) в виде крышки картриджа в конструкции, изображенной на фиг.14.FIG. 15 illustrates the internal construction of the cartridge cover portion (R1) in the construction shown in FIG. 14. FIG.
На фиг.16 показан вид в перспективе, иллюстрирующий состояние соединения конструкции, изображенной на фиг.14.FIG. 16 is a perspective view illustrating the connection state of the structure shown in FIG. 14. FIG.
На фиг.17-19 проиллюстрированы рабочие состояния нижней части конструкции картриджа согласно настоящему изобретению.17-19 illustrate the operating states of the lower part of the cartridge structure according to the present invention.
На фиг.20 проиллюстрирована общая конструкция и схема устройства, составляющего вышеописанную систему для PCR согласно настоящему изобретению.Fig. 20 illustrates the general construction and diagram of the apparatus constituting the above-described PCR system according to the present invention.
На фиг.21 показан увеличенный вид компоновки соединения основных частей согласно настоящему изобретению, изображенной на фиг.20, и на фиг.22 показан концептуальный вид вертикального разреза частей, изображенных на фиг.21, для описания компоновки основных компонентов.Fig. 21 is an enlarged view of the main parts connection arrangement of the present invention shown in Fig. 20, and Fig. 22 is a conceptual vertical sectional view of the parts shown in Fig. 21 to describe the main components arrangement.
На фиг.23 показан концептуальный боковой вид в перспективе и в разрезе по фиг. 22.FIG. 23 is a conceptual perspective and sectional side view of FIG. 22.
[Варианты осуществления изобретения][Embodiments]
Преимущества и признаки настоящего изобретения, и способы для их достижения станут очевидны при обращении к вариантам осуществления, подробно описанным ниже в сочетании с сопроводительными графическими материалами. Однако настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными в настоящем документе, и может быть воплощено в других формах. Скорее, представленные в настоящем документе варианты осуществления предоставлены для того, чтобы раскрытие предмета изобретения могло быть всесторонним и полным, и чтобы сущность настоящего изобретения могла быть в достаточной мере передана специалистам в данной области техники.The advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments detailed below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments presented herein are provided so that the disclosure of the subject matter can be comprehensive and complete, and so that the gist of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
Термины, используемые в настоящей заявке, используются только для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Форма единственного числа включает множественное число, если из контекста явно не следует иное. В настоящей заявке такие термины, как «содержать» или «иметь», предназначены для обозначения присутствия признака, количества, этапа, операции, компонента, части или их комбинации, описанных в описании. То есть следует понимать, что такие термины, как «содержать» или «иметь» не препятствуют возможности добавления или существования одного или нескольких других признаков или количеств, этапов, операций, компонентов, частей или их комбинаций.The terms used in this application are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular form includes the plural unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to denote the presence of a feature, amount, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification. That is, it should be understood that terms such as "comprise" or "have" do not preclude the addition or existence of one or more other features or quantities, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая основные компоненты, составляющие систему для полимеразной цепной реакции (PCR) (в дальнейшем называемую «настоящим изобретением») согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.1 is a block diagram illustrating the main components constituting a polymerase chain reaction (PCR) system (hereinafter referred to as "the present invention") according to one embodiment of the present invention.
Со ссылкой на фиг.1, система для PCR (в дальнейшем называемая «настоящим изобретением») согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения содержит модуль управления температурой, реализованный в виде конструкции нагревательных блоков, которая находится в контакте с планшетом для реакции PCR с целью применения конкретной температуры. Модуль управления температурой может быстро и повторяющимся образом применять температуру, требуемую для процесса денатурации, и точную температуру, требуемую для отжига, к мишени реакции немедленно в реальном времени без разности по времени в процессе управления температурой, необходимом для процесса PCR, чтобы быстро и правильно выполнять PCR, и максимального повышения надежности реакции.Referring to FIG. 1, a PCR system (hereinafter referred to as "the present invention") according to one embodiment of the present invention comprises a temperature control module implemented as a heating block structure that is in contact with the PCR reaction plate for the purpose of applying a specific temperature. The temperature control module can quickly and repeatably apply the temperature required for the denaturation process and the exact temperature required for annealing to the reaction target immediately in real time without time difference in the temperature control process required for the PCR process to quickly and correctly perform PCR, and maximize the reliability of the reaction.
В модуле управления температурой согласно настоящему изобретению с целью сведения к минимуму задержки во времени, необходимой для изменения температуры от первой температуры к относительно низкой второй температуре или от второй температуры к относительно высокой первой температуре в обратном процессе, путем изменения положений нагревательных блоков, установленных на первую температуру и вторую температуру, к планшету для реакции PCR в реальном времени прикладывается давление, и, таким образом, возможно нестандартно решить проблему, вызываемую временной задержкой, необходимой в процессе изменения температуры.In the temperature control module according to the present invention, in order to minimize the time delay required to change the temperature from the first temperature to a relatively low second temperature, or from the second temperature to a relatively high first temperature in the reverse process, by changing the positions of the heating blocks installed on the first temperature and a second temperature, pressure is applied to the real-time PCR reaction plate, and thus it is possible to non-routinely solve the problem caused by the time delay required in the temperature change process.
Кроме того, настоящее изобретение может дополнительно содержать конструкцию пластины постоянной температуры, которая расположена под планшетом для PCR и действует скользящим образом как подвижная в горизонтальном направлении конструкция. В этом случае конструкция пластины постоянной температуры, которая поддерживает температуру планшета для PCR при первой температуре или второй температуре, сводит к минимуму время необходимое для применения условия изменения температуры с целью максимального повышения скорости реакции.In addition, the present invention may further comprise a constant temperature plate structure which is located under the PCR plate and acts as a horizontally movable structure in a sliding manner. In this case, the design of the constant temperature plate, which maintains the temperature of the PCR plate at the first temperature or the second temperature, minimizes the time required to apply the temperature change condition in order to maximize the reaction rate.
В частности настоящее изобретение может содержать картридж 100 для выделения нуклеиновой кислоты, выполненный с возможностью выделения нуклеиновой кислоты из биологического образца при помощи хранящегося в нем реагента для выделения нуклеиновой кислоты и образования предварительной смеси или матрицы для PCR, планшет 200 для PCR, вставляемый в картридж для выделения нуклеиновой кислоты, имеющий канал, соединенный с картриджем для выделения нуклеиновой кислоты и размещенный в по меньшей мере одной реакционной лунке, которая принимает предварительную смесь или матрицу для PCR, извлеченную из картриджа 100 для выделения нуклеиновой кислоты, и вмещает сухой продукт для PCR, содержащий праймер, праймер/зонд или зонд праймера, и модуль 300 управления температурой, расположенный над планшетом 200 для PCR и содержащий пару нагревательных блоков 310 и 320 смежно с реакционной лункой W с целью применения разных температур.In particular, the present invention may include a nucleic
Согласно вышеописанной конфигурации настоящего изобретения даже непрофессионалы способны легко вставить требуемый образец в картридж для выделения нуклеиновой кислоты так, чтобы можно было свободно выполнить выделение нуклеиновой кислоты. Кроме того, за счет использования конструкции нагревательных блоков, которая непосредственно применяет целевую температуру к реакционному раствору в планшете для PCR через тонкую пленку и путем приложения давления, можно выполнять быстрое и точное управление температурой температурного цикла, требуемое для возможности выполнения амплификации, применяемой к планшету 200 для PCR.According to the above-described configuration of the present invention, even non-professionals can easily insert the desired sample into the nucleic acid extraction cartridge so that nucleic acid extraction can be performed freely. In addition, by using a heating block design that directly applies a target temperature to the reaction solution in the PCR plate through a thin film and by applying pressure, the temperature cycling temperature required to be able to perform the amplification applied to the 200 plate can be quickly and accurately controlled. for PCR.
Кроме того, возможно предоставление устройства для PCR, реализованного в виде единой системы, которая может обнаруживать реагирующие вещества путем сканирования компонент возбуждающего света в различных диапазонах длин волн и флуоресценции, соответствующей возбуждающему свету, под планшетом для PCR в реальном времени при помощи модуля сканирования.Further, it is possible to provide a PCR device implemented as a single system that can detect reactants by scanning excitation light components in different wavelength ranges and fluorescence corresponding to excitation light under a real-time PCR plate using a scanning module.
На фиг.2-7 показаны виды для описания конструкции модуля 300 управления температурой в настоящем изобретении.2 to 7 are views for describing the structure of the
На фиг.2 и 3 показаны виды в перспективе, иллюстрирующие модуль управления температурой согласно настоящему изобретению.2 and 3 are perspective views illustrating a temperature control module according to the present invention.
Со ссылкой на фиг.2 и 3, модуль 300 управления температурой выполняет постоянное управление температурой в отношении планшета 200 для PCR, при котором выполняется выделение нуклеиновой кислоты из биологического образца, смешивание нуклеиновой кислоты с полимеразой и прием предварительной смеси для PCR или выделенной нуклеиновой кислоты из картриджа для выделения нуклеиновой кислоты.Referring to FIGS. 2 and 3, the
В частности модуль 300 управления температурой содержит первый нагревательный блок 310, который содержит первую прижимную поверхность G1, соответствующую поверхности реакционной лунки W, реализованной в планшете 200 для PCR, и при помощи нагревательного элемента поддерживается при установленной температуре в пределах диапазона температуры (в дальнейшем называемой «первой температурой»), требуемой для денатурации. Кроме того, модуль 300 управления температурой содержит второй нагревательный блок 320, который расположен в положении, соответствующем первому нагревательному блоку 310, и на расстоянии от первого нагревательного блока 310, содержит вторую прижимную поверхность G2, соответствующую поверхности реакционной лунки, и при помощи нагревательного элемента поддерживается при температуре, установленной в пределах диапазона температуры (в дальнейшем называемой «второй температурой»), требуемой для отжига. В частности конструкции первого нагревательного блока 310 и второго нагревательного блока 320 могут быть реализованы для обеспечения возможности горизонтального перемещения и вертикального перемещения.Specifically, the
В иллюстративном варианте осуществления каждый из первого нагревательного блока 310 и второго нагревательного блока 320 может иметь трехмерную конструкцию и содержать на его нижней поверхности плоскую прижимную поверхность. Кроме того, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут быть расположены так, что они находятся на расстоянии друг от друга и имеют температуру в разных диапазонах температур.In an exemplary embodiment, each of the
В частности, как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут иметь конструкцию с расположением обращенными друг к другу. Кроме того, верхняя поверхность каждого из первого нагревательного блока 310 и второго нагревательного блока 320 может быть реализована как имеющая плоскую конструкцию, выполненную с возможностью выполнения функции приложения давления, и над верхней поверхностью может быть предусмотрена трехмерная конструкция, такая как прямоугольный параллелепипед. Трехмерная конструкция, такая как прямоугольный параллелепипед, представляет один вариант осуществления, и в сущность настоящего изобретения может быть включена любая трехмерная форма до тех пор, пока конструкция имеет плоскую поверхность для приложения давления.In particular, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the
Дополнительно, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут быть расположены бок о бок, их смежные поверхности могут находиться на расстоянии одна от другой, и первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут поддерживаться при разных установленных температурах.Additionally, the
Например, первая температура первого нагревательного блока 310 представляет собой температуру, применяемую для денатурации, при которой разделяется двухцепочечная ДНК (содержащая ДНК, выделенную из биологического образца), и может быть установлена в диапазоне 94-96°С. В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения первая температура может поддерживаться при 95°С.For example, the first temperature of the
Кроме того, вторая температура второго нагревательного блока 320 представляет собой температуру, требуемую для отжига праймера, чтобы соединить праймер с выделенной матричной ДНК, и может быть установлена в диапазоне 50-65°С. В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения вторая температура может поддерживаться при 55°С.In addition, the second temperature of the
Первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 не содержат в себе воду или переносящую тепло текучую среду, но реализованы в конструкции, имеющей металлический корпус, характеризующийся высокой теплоемкостью и высокой эффективностью теплопереноса. Следовательно, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут всегда поддерживаться при установленной температуре при помощи предусмотренного в них нагревательного элемента. Для этого нагревательным элементом нужно управлять путем управления температурой так, чтобы при помощи установки в них датчика температуры можно было поддерживать постоянную температуру.The
То есть в случае, если предварительная смесь для PCR вводится в планшет 200 для PCR, когда требуется применение первой температуры, первый нагревательный блок 310 перемещается в горизонтальном направлении так, чтобы находиться смежно с поверхностью планшета 200 для PCR. То есть, поскольку первая прижимная поверхность G1 имеет конструкцию плоской пластины, можно одновременно нагревать всю поверхность планшета 200 для PCR до одной и той же температуры и с одинаковым прижимающим усилием, и, таким образом, возможен равномерный перенос температуры ко всему образцу.That is, in the case that the PCR premix is introduced into the
Дополнительно, когда необходимо применить вторую температуру, требуемую для этапа соединения, второй нагревательный блок 320 перемещается в горизонтальном направлении и располагается над планшетом для PCR, и, таким образом, возможно одновременно нагревать всю поверхность планшета 200 для PCR до одной и той же температуры и с одинаковым прижимающем усилием.Further, when the second temperature required for the joining step is to be applied, the
То есть дополнительное время для подготовки реакции при установленной температуре не требуется, и нагревательный блок приводится в действие таким образом, что вся поверхность планшета 200 для PCR может быть одновременно нагрета до одной и той же температуры и с одинаковым прижимающим усилием за счет простой горизонтальной операции. Соответственно, по сравнению с существующим способом управления установленной температурой возможно получить более быструю и точную реакцию PCR.That is, no additional time is required to prepare the reaction at the set temperature, and the heating block is operated so that the entire surface of the
Дополнительно, в пространстве, находящемся между первым нагревательным блоком 310 и вторым нагревательным блоком 320, может быть предусмотрен элемент 340 в виде вентилятора охлаждения, выполненный с возможностью реализации эффекта охлаждения так, что первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 установлены на разные температуры, и второй нагревательный блок может постоянно нагреваться первым нагревательным блоком за счет лучистого тепла и проводимого тепла.Further, in the space between the
Важно, что второй нагревательный блок 320 относительно поддерживается при второй температуре, например температуре отжига 55°С. Для этого на верхней части может быть предусмотрена структура рассеивающего охлаждения, выполненная с возможностью сведения к минимуму теплового взаимодействия с первым нагревательным блоком 310 и простого рассеивания избыточного тепла с использованием элемента в виде вентилятора охлаждения. В качестве примера, в настоящем изобретении второй нагревательный блок 320 может дополнительно содержать часть 321 в виде структуры для управления температурой, реализованную на боковой части второй прижимной поверхности G2. Часть 321 в виде структуры для управления температурой имеет конструкцию, в которой на верхней части реализовано множество выступающих структур, и, таким образом, возможно повысить эффективность рассеивания тепла путем увеличения площади поверхности контакта с воздухом, что является преимущественным для поддержания постоянной низкой температуры.Importantly, the
В отличие от способа перемещения реакционного образца для реализации реакции PCR или перемещения реакционного образца в другую зону нагрева путем установки времени согласно настоящему изобретению, описанному выше, конструкцию нагревательных блоков применяют так, что температуру можно равномерно увеличивать одновременно в верхней части в состоянии, в котором реакционный образец неподвижен, и, таким образом, можно реализовать точную передачу первой температуры и второй температуры.Unlike the method of moving the reaction sample to carry out the PCR reaction or moving the reaction sample to another heating zone by setting the time according to the present invention described above, the design of the heating blocks is applied so that the temperature can be uniformly increased simultaneously at the top in the state in which the reaction the sample is immobile, and thus, accurate transmission of the first temperature and the second temperature can be realized.
Дополнительно, в настоящем изобретении первый нагревательный блок 310 или второй нагревательный блок 320 предпочтительно соединен с модулем 330 привода, который реализует горизонтальное перемещение или вертикальное перемещение. Модуль 330 привода содержит направляющие элементы 331 и 332, проходящие через первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320, и первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 могут перемещаться в вертикальном направлении по направляющим элементам 331 и 332.Further, in the present invention, the
То есть в настоящем изобретении первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 расположены на расстоянии друг от друга и сходятся друг с другом в соответствии с работой модуля 330 привода для реализации вертикального перемещения. Кроме того, предпочтительно под направляющими элементами 331 и 332 дополнительно предусмотрены упругие элементы S1 и S2, и, таким образом, когда нагревательный блок прикладывает давление к планшету для PCR, обеспечивается соответствующее упругое усилие для реализации демпфирования (см. фиг.5).That is, in the present invention, the
Дополнительно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения может быть дополнительно предусмотрена пластина 350 постоянной температуры, соединенная с вышеописанным модулем управления температурой.Additionally, in one embodiment of the present invention, a
Дополнительно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения может быть дополнительно предусмотрена пластина 350 постоянной температуры, соединенная с вышеописанным модулем управления температурой.Additionally, in one embodiment of the present invention, a
Как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, пластина 350 постоянной температуры расположена под конструкциями нагревательных блоков 310 и 320, составляющих модуль 300 управления температурой, и после вхождения планшета 200 для PCR, в случае, когда первый нагревательный блок 310 или второй нагревательный блок 320 модуля 300 управления температурой перемещается в горизонтальном направлении и вертикальном направлении для приложения давления к планшету для PCR в верхней части, пластина 350 постоянной температуры может иметь такую же температуру, как у первого нагревательного блока 310 или второго нагревательного блока 320.As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
Для этого пластина 350 постоянной температуры может дополнительно содержать модуль 400 привода, горизонтального перемещения, который перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета 200 для PCR.To this end, the
Для этого пластина 350 постоянной температуры может дополнительно содержать модуль 400 привода, горизонтального перемещения, который перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета 200 для PCR.To this end, the
Как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, модуль 400 привода горизонтального перемещения может содержать движущий стержень 420 и блок 410приводного двигателя, соединенный с одним концом пластины 350 постоянной температуры, и преобразующую пластину 430, которая преобразует вращательное усилие блока 410 приводного двигателя в усилие горизонтального перемещения движущего стержня 420.As illustrated in FIGS. 2 and 3, the horizontal
Модуль 400 привода горизонтального перемещения обеспечивает возможность горизонтального перемещения пластины 350 постоянной температуры в направлении вниз описанного выше модуля 300 управления температурой. В частности пластина 350 постоянной температуры согласно варианту осуществления настоящего изобретения может быть разделена на первую область, нагретую до первой температуры, и вторую область, которая расположена на расстоянии от первой области и нагрета до второй температуры (см. описания фиг.21-23).The horizontal
В частности в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения модуль 300 управления температурой и пластина 350 постоянной температуры могут быть объединены друг с другом при помощи направляющих элементов 331 и 332.In particular, in the exemplary embodiment of the present invention, the
То есть при приведении в действие модуля 400 привода горизонтального перемещения модуль 300 управления температурой и содержащиеся в нем пластина 350 постоянной температуры и нагревательные блоки 310 и 320 могут перемещаться совместно.That is, when the horizontal
В этом случае пластина 350 постоянной температуры содержит первую область, нагретую до первой температуры, и вторую область, которая расположена на расстоянии от первой области и нагрета до второй температуры, первая прижимная поверхность G1 первого нагревательного блока 310 расположена так, чтобы соответствовать верхней части первой области, и планшет 200 для PCR расположен между пластиной 350 постоянной температуры и нагревательными блоками 310 и 320 сверху вниз, вследствие чего приложение давления может быть достигнуто одновременно и при одной и той же температуре.In this case, the
То есть в варианте осуществления настоящего изобретения пластина 350 постоянной температуры разделена на области, характеризующиеся градиентом первой температуры и второй температуры. Соответственно, когда нагревательный блок прикладывает давление при помощи модуля 400 привода горизонтального перемещения, область, имеющая установленную температуру (первую температуру или вторую температуру), соответствующую температуре нагревательного блока, перемещается в горизонтальном направлении для соответствующего скольжения, одновременно выполняется приложение контактного давления в отношении верхней и нижней поверхностей планшета для PCR, и, таким образом, возможно получить удвоенную эффективность по сравнению со способом, в котором пластина постоянной температуры поддерживается при одной температуре.That is, in an embodiment of the present invention, the
На фиг.4 показан вид в поперечном разрезе модуля управления температурой, изображенного на фиг.3, при рассмотрении сзади, и на фиг.5 показан вид в поперечном разрезе модуля управления температурой при рассмотрении спереди.Fig. 4 is a cross-sectional view of the temperature control module of Fig. 3 viewed from the rear, and Fig. 5 is a cross-sectional view of the temperature control module as viewed from the front.
Как описано выше, модуль 300 управления температурой согласно настоящему изобретению содержит модуль 330 привода, который реализует горизонтальное перемещение или вертикальное перемещение первого нагревательного блока 310 и второго нагревательного блока 320 так, что работу модуля нагрева можно автоматизировать.As described above, the
Со ссылкой на фиг.2 5, модуль 330 привода выполняет операцию вертикального перемещения первого нагревательного блока 310 и второго нагревательного блока 320, и в то же время модуль 400 привода горизонтального перемещения перемещает первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 в горизонтальном направлении так, что часть, находящаяся в контакте с поверхностью реакционной лунки на планшете 200 для PCR, может быть заменена первой прижимной поверхностью G1 или второй прижимной поверхностью G2.Referring to FIG. 2 to 5, the
Первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 расположены рядом в состоянии нахождения на расстоянии друг от друга, при этом направляющие канавки 312 и 322 (см. фиг.2) предусмотрены для прохождения через первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320, и первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 закреплены на направляющих элементах 331 и 332, проходящих через направляющую канавку. Соответственно, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 выполняют вертикальное перемещение по направляющим элементам 331 и 332, и к планшету для PCR может прикладываться давление сверху.The
Разумеется, в этом случае пластина 350 постоянной температуры расположена под первым нагревательным блоком 310 и вторым нагревательным блоком 320, при этом нагревательные блоки, содержащие области, имеющие одинаковые температуры, такие как первая температура и вторая температура, соответствуют пластине 350 постоянной температуры, и, таким образом, к планшету для PCR давление может прикладываться сверху и снизу.Of course, in this case, the
Как описано выше, в соответствии с модулем 300 управления температурой согласно настоящему изобретению во всей PCR-мишени в планшете 200 для PCR первую температуру и вторую температуру можно применять непосредственно ко всей поверхности планшета для PCR, и, таким образом, возможно реализовать превосходные эффекты в том, что касается скорости применения и эффективности реакции.As described above, according to the
Дополнительно, конструкция нагревательного блока модуля 300 управления температурой расположена в верхней части, где горизонтальное перемещение возможно в любое время, и опускается только при создании давления совместно с планшетом для PCR.Additionally, the heating block structure of the
С целью реализации такой конструкции может быть предусмотрен первый упругий элемент S1, который вставляется в приводную рамку и характеризуется возвращающим усилием, чтобы всегда приподниматься, когда к нему не прикладывается давление. В настоящем изобретении при реализации прижатия в контакте с планшетом 200 для PCR предусмотрен второй упругий элемент 335, который переносит прижимающее усилие для предотвращения избыточного приложения прижимающего усилия (см. фиг.5). Второй упругий элемент 335 в проиллюстрированном варианте осуществления реализован в виде конструкции пластинчатой пружины, которая оказывает постоянное демпфирующее усилие, когда первый и второй нагревательные блоки прижимаются в направлении вниз, вследствие чего к поверхности планшета для PCR не прикладывается избыточное прижимающее усилие.In order to realize such a construction, a first resilient element S1 can be provided which is inserted into the drive frame and is characterized by a restoring force so as to always rise when no pressure is applied to it. In the present invention, when pressing against the
Дополнительно, в конструкции системы согласно настоящему изобретению планшет 200 для PCR имеет конструкцию в форме пластины, в которой реакционная лунка реализована на верхней поверхности. В этом случае планшет 200 для PCR выполнен так, что он дополнительно содержит конструкцию пластины 350 постоянной температуры в нижней части для поддержания постоянной температуры, например диапазона второй температуры (например, 55°С).Further, in the design of the system according to the present invention, the
Причиной этого является то, что при повышении температуры за счет прижатия модуля 300 управления температурой согласно настоящему изобретению к первому нагревательному блоку с первой температурой (например, 95°С) или при повышении температуры за счет прижатия модуля 300 управления температурой согласно настоящему изобретению ко второму нагревательному блоку со второй температурой (например, 55°С) внутренняя эффективность амплификации является намного большей только тогда, когда планшет 200 для PCR быстро достигает целевой температуры.The reason for this is that when the temperature is increased by pressing the
Поэтому в одном варианте осуществления настоящего изобретения, предпочтительно дополнительно предусмотрена пластина 350 постоянной температуры, которая расположена под планшетом 200 для PCR и поддерживает температуру планшета 200 для PCR при второй температуре.Therefore, in one embodiment of the present invention, a
В частности конструкция пластины 350 постоянной температуры предпочтительно установлена неподвижно и реализована так, что применяется постоянная установленная температура. Однако, как описано выше, пластина 350 постоянной температуры более предпочтительно разделена на области, в которых применена первая температура и вторая температура, и пластина постоянной температуры может перемещаться в горизонтальном направлении.In particular, the structure of the
На фиг.6 показан вид, иллюстрирующий состояние, в котором пластина 350 постоянной температуры перемещается в горизонтальном направлении к нижней части модуля управления температурой при помощи модуля 400 привода горизонтального перемещения в конструкции, изображенной на фиг.2, и входит в контакт, и на фиг.7 проиллюстрировано состояние, в котором пластина постоянной температуры в ходе эксплуатации, как изображено на фиг.6, перемещается в горизонтальном направлении наружу для изменения области температуры.Fig. 6 is a view showing a state in which the
То есть в конструкции, изображенной на фиг.6, когда первый нагревательный блок 310 расположен с возможностью применения первой температуры, первая область в пластине 350 постоянной температуры перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета для PCR вместе с первым нагревательным блоком, и первый нагревательный блок 310 соответствует обращению к верхней поверхности планшета для PCR. Согласно этому, как проиллюстрировано на фиг.7, когда вторая область перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета для PCR вместе со вторым нагревательным блоком, второй нагревательный блок перемещается в горизонтальном направлении и работает так, что он обращен к верхней поверхности планшета для PCR.That is, in the structure shown in FIG. 6, when the
Операция горизонтального перемещения пластины 350 постоянной температуры может быть выполнена скользящим образом, и пластина 350 постоянной температуры может быть реализована с возможностью перемещения в контакте с лентой для скольжения, находящейся в контакте с частью боковой поверхности пластины 350 постоянной температуры.The operation of horizontally moving the
Кроме того, со ссылкой на фиг.6 и 7, на фиг.6 и 7 показаны концептуальные виды, иллюстрирующие нижнюю часть модуля управления температурой согласно настоящему изобретению. Как проиллюстрировано на фиг.6 и 7, пластина 350 постоянной температуры может содержать множество сквозных светопропускающих частей h, которые расположены между планшетом 200 для PCR и нижним модулем сканирования (не проиллюстрирован, ссылочная позиция 500 на фиг.1), и облучается возбуждающим светом, излучаемым из модуля сканирования, для пропускания света к планшету 200 для PCR и направления света модуля 500 сканирования, чтобы обнаружить люминесценцию.In addition, with reference to FIGS. 6 and 7, FIGS. 6 and 7 are conceptual views illustrating the bottom of a temperature control module according to the present invention. As illustrated in FIGS. 6 and 7, the
Поэтому в настоящем изобретении выделение нуклеиновой кислоты, процесс PCR и процесс обнаружения можно реализовать при помощи одной системы, при этом объединенная система оборудована вышеописанным сканером, а отдельная конструкция планшета для PCR может быть реализована так, что ее можно применять для диагностики различных заболеваний.Therefore, in the present invention, the nucleic acid extraction, the PCR process and the detection process can be implemented with one system, the combined system is equipped with the above-described scanner, and the separate PCR plate design can be implemented so that it can be used for diagnosing various diseases.
На фиг.8а проиллюстрирован один вариант осуществления планшета (200) для PCR в применении к настоящему изобретению, имеющего восемь реакционных лунок. На фиг.8b проиллюстрирован один вариант осуществления планшета (200) для PCR в применении к настоящему изобретению, имеющего десять реакционных лунок.8a illustrates one embodiment of a PCR plate (200) as applied to the present invention having eight reaction wells. 8b illustrates one embodiment of a PCR plate (200) as applied to the present invention having ten reaction wells.
Со ссылкой на фиг.8а и вышеописанные концептуальные виды на фиг.2 и 3, планшет 200 для PCR согласно настоящему изобретению содержит часть 210 в виде корпуса, имеющую по меньшей мере одну реакционную лунку W1, …, Wn, в которой на поверхности в форме пластины размещен сухой продукт с праймером, и конструкцию, проходящую от одного конца части 210 в виде корпуса и вставленную в картридж 100 для выделения нуклеиновой кислоты.Referring to FIGS. 8a and the above conceptual views of FIGS. 2 and 3, the
В частности может быть реализована конструкция, в которой реализована вставная часть 220, имеющая отверстие h1 для введения, в которое предварительная смесь для PCR вводится для введения из картриджа 100 для выделения нуклеиновой кислоты. Дополнительно, планшет 200 для PCR может быть реализован так, чтобы иметь соединительную часть, которая соединена с отверстием h1 для введения, и может иметь часть 231 в виде канала, предусмотренную на части в виде корпуса, подлежащей соединению с множеством реакционных лунок.In particular, a construction can be implemented in which an
В частности планшет 200 для PCR содержит часть 210 в виде корпуса, в которой реализовано множество реакционных лунок W1, …, Wn, как проиллюстрировано на фиг.8а. В этом случае, в случае реакционной лунки в проиллюстрированной конструкции, конструкция реализована с наличием восьми реакционных лунок, но настоящее изобретение этим не ограничено. То есть может быть реализована конструкция, имеющая по меньшей мере одну реакционную лунку, а конструкция реакционной лунки также может быть реализована как конструкция с вогнутой структурой путем обработки поверхности части 210 в виде корпуса.Specifically, the
В частности в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения, как проиллюстрировано на фиг.8а, предусмотрена разделительная структура 215, которая разделяет область реакционной лунки, чтобы выступать из области поверхности части 210 в виде корпуса, и в реакционной лунке диспергируются и смешиваются праймер, подготовленный в сухом состоянии в реакционной лунке, и предварительная смесь для PCR, введенная из картриджа для выделения нуклеиновой кислоты.In particular, in an exemplary embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 8a, a
Дополнительно, планшет 200 для PCR содержит элемент в виде крышки (не проиллюстрирован), который герметизирует верхние части множества реакционных лунок, и элемент в виде крышки может быть изготовлен из прозрачного пленочного материала, характеризующегося светопропусканием.Additionally, the
При прижатии элемента в виде крышки к поверхности реакционной лунки для реализации внутренней части реакционной лунки в виде полости предварительная смесь для PCR, введенная из картриджа для выделения нуклеиновой кислоты, впоследствии толкает слой воздуха, присутствующий в полости, и вводится внутрь реакционной лунки.By pressing the lid-like member against the surface of the reaction well to form the interior of the reaction well as a cavity, the PCR premix introduced from the nucleic acid extraction cartridge subsequently pushes the air layer present in the cavity and is introduced into the interior of the reaction well.
В частности в настоящем изобретении, как проиллюстрировано в конструкции на фиг.8а, в части 210 в виде корпуса может быть предусмотрена часть 231 в виде канала, соединенная с реакционной лункой. Часть в виде канала может быть реализована так, чтобы проходить к дистальному концу 232 части в виде корпуса через часть 210 в виде корпуса от начальной точки части 231 в виде канала, соединенной с отверстием h1 для введения, и может быть реализована с возможностью соединения с оконечными частями множества реакционных отверстий в направлении противоположном вставной части на дистальном конце 232.Specifically, in the present invention, as illustrated in the structure of FIG. 8a, the
То есть, как на фиг.2, когда картридж для выделения нуклеиновой кислоты вставляется через отверстие h1 для введения, предусмотренное под вставной частью, канал реализован в направлении x1, пересекающем часть в виде корпуса от начальной точки части 231 в виде канала, и канал разветвляется влево и вправо в конечной точке части в виде корпуса с возможностью соединения с впускным отверстием в каждую реакционную лунку. Причиной для образования канала таким образом является то, что внутри области реакционной лунки, герметизированной элементом в виде крышки, присутствует небольшое количество воздуха, при этом заполнение вводимой предварительной смесью для PCR происходит от нижней области Cb относительно средней линии сх части в виде корпуса, как проиллюстрировано в конструкции на фиг.8а, и слой воздуха выталкивается в верхнюю область Са части в виде корпуса.That is, as in FIG. 2, when the nucleic acid extraction cartridge is inserted through the insertion hole h1 provided under the insertion part, the channel is formed in the x1 direction crossing the body-like part from the starting point of the channel-
Поэтому смесь, в которой должна выполняться реакция PCR, относительно расположена в нижней области Cb реакционной лунки, и, таким образом, область, в которой нагревательный блок согласно настоящему изобретению выполняет приложение давления, и, вследствие характеристик устройства, область, в которой выполняется обнаружение модулем сканера, реализованы в нижней области Cb, как проиллюстрировано на фиг.8а. Соответственно, возможно повысить все из точности обнаружения, эффективности реакции PCR и эффективности управления температурой.Therefore, the mixture in which the PCR reaction is to be performed is relatively located in the lower region Cb of the reaction well, and thus the region in which the heating block according to the present invention performs pressure application, and, due to the characteristics of the apparatus, the region in which the module detects scanner, are implemented in the lower area Cb, as illustrated in figa. Accordingly, it is possible to improve all of detection accuracy, PCR reaction efficiency, and temperature control efficiency.
Дополнительно, в настоящем изобретении планшет 200 для PCR предпочтительно реализован из материала на основе синтетической смолы, имеющего высокое светопропускание. Это предназначено для повышения эффективности обнаружения за счет выполнения модуля сканера из материала, имеющего высокое светопропускание, в соответствии с функцией вышеописанного модуля сканера.Further, in the present invention, the
Такие материалы могут включать различные материалы на основе синтетических смол, такие как полипропилен (РР), полиэтилен (РЕ), полифталамид (РРА), полиметилметакрилат (РММА) и поликарбонат (PC), но они необязательно ограничены этими материалами, и можно использовать любой материал до тех пор, пока материал может обеспечивать определенное светопропускание.Such materials may include various synthetic resin materials such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyphthalamide (PPA), polymethyl methacrylate (PMMA), and polycarbonate (PC), but are not necessarily limited to these materials, and any material may be used. as long as the material can provide a certain amount of light transmission.
Однако планшет 200 для PCR может сохранять постоянную температуру вследствие наличия источника тепла, применяемого от пластины постоянной температуры в нижней части, и для эффективного поддержания температуры, которую модуль управления температурой непосредственно применяет к предварительной смеси для PCR, раствору нуклеиновой кислоты, сухому праймеру/зонду или реагирующему веществу для PCR, содержащему эти компоненты, которые заполняют внутреннюю часть реакционной лунки, при этом толщина части 210 в виде корпуса может быть реализована в диапазоне от 1,0 мм до 3,0 мм. Когда толщина составляет менее 1,0 мм, высокотемпературное тепло, устанавливающее первую температуру, легко переносится к нижней части корпуса, что вызывает тепловое взаимодействие с пластиной постоянной температуры. Соответственно, управление температурой является непростым. Когда толщина превышает 3,0 мм, проще управлять температурой материала, размещенного в реакционной лунке. Однако непросто управлять температурой пластины постоянной температуры в нижней части, и, таким образом, трудно поддерживать постоянную температуру.However, the
То есть в настоящем изобретении, как описано выше со ссылкой на фиг.4 и 5, первый нагревательный блок 310 и второй нагревательный блок 320 перемещаются в горизонтальном направлении, первая прижимная поверхность G1 или вторая прижимная поверхность G2, находящаяся в контакте с поверхностью реакционной лунки, входит в контакт с верхней поверхностью разделительной структуры 215, и элемент в виде крышки накрывает разделительную структуру и выполняет приложение давления, и установленная температура становится первой температурой или второй температурой для управления температурой реагирующего вещества.That is, in the present invention, as described above with reference to FIGS. 4 and 5, the
Дополнительно, в случае циклического изменения температуры для планшета 200 для PCR в модуле управления температурой согласно конструкции, изображенной на фиг. 2 и 3, для повышения температуры до первой температуры первый нагревательный блок перемещается в горизонтальном направлении, чтобы быть обращенным к верхней поверхности планшета для PCR, и после горизонтального перемещения первой области пластины постоянной температуры вместе с первым нагревательным блоком первый нагревательный блок перемещается под нижнюю поверхность планшета для PCR и входит в прижимной контакт с нижней поверхностью планшета для PCR. Кроме того, с целью снижения температуры до второй температуры верхняя поверхность планшета 200 для PCR перемещается в горизонтальном направлении, чтобы быть обращенной ко второму нагревательному блоку, и после горизонтального перемещения второй области пластины постоянной температуры вместе со вторым нагревательным блоком второй нагревательный блок перемещается под нижнюю поверхность планшета 200 для PCR и входит в прижимной контакт с нижней поверхностью. Соответственно, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность планшета 200 для PCR возможно нагревать и охлаждать одновременно. В настоящем изобретении пластина 350 постоянной температуры и первый и второй нагревательные блоки 310 и 320 реализованы с возможностью совместного горизонтального перемещения, и, таким образом, приложение давления к верхней части и нижней части планшета 200 для PCR выполняется одновременно и при одной температуре.Additionally, in the case of temperature cycling for the
Вследствие этих действий за счет одновременного выполнения приложения контактного давления в отношении верхней и нижней поверхностей планшета для PCR возможно реализовать удвоенную эффективность по сравнению со способом, в котором пластина постоянной температуры поддерживается при одной температуре. Соответственно, нагрев планшета, содержащегося в мишени, реализуется одновременно на верхней и нижней поверхностях, и, таким образом, время проверки можно уменьшить наполовину.Due to these actions, by simultaneously applying contact pressure to the top and bottom surfaces of the PCR plate, it is possible to realize twice the efficiency compared to the method in which the constant temperature plate is kept at the same temperature. Accordingly, heating of the plate contained in the target is realized simultaneously on the upper and lower surfaces, and thus the inspection time can be reduced by half.
На фиг.9-12 показаны схемы для подробного разъяснения конструкции и способа работы пластины постоянной температуры и модуля привода горизонтального перемещения.9 to 12 are diagrams for explaining in detail the structure and operation method of the constant temperature plate and the horizontal movement drive module.
На фиг.9 проиллюстрирована конструкция, в которой пластина 350 постоянной температуры закреплена, как изображено на фиг.2 и 3, и на фиг. 10 проиллюстрирована конструкция, в которой только пластина постоянной температуры является отдельной.FIG. 9 illustrates a structure in which the
Со ссылкой на фиг.9 и 10, пластина 350 постоянной температуры согласно варианту осуществления настоящего изобретения расположена под конструкцией нагревательных блоков, составляющей модуль управления температурой, проиллюстрированный на фиг.2 и 3, и после расположения планшета 200 для PCR, когда первый нагревательный блок 310 или второй нагревательный блок 320 модуля 300 управления температурой прикладывает давление к планшету для PCR от верхней стороны путем горизонтального перемещения и вертикального перемещения, пластина 350 постоянной температуры может иметь такую же температуру, как у первого нагревательного блока 310 или второго нагревательного блока 320.Referring to FIGS. 9 and 10, a
Как проиллюстрировано на фиг.9, пластина 350 постоянной температуры содержит разделительную часть SS, которая разделяет пластину 350 постоянной температуры на первую область a1, поддерживающую первую температуру, и вторую область а2, поддерживающую вторую температуру, и первая область a1 и вторая область а2 соединены одна с другой на основе обоих концов а3 и а4 разделительной части SS.As illustrated in FIG. 9, the
Для подачи питания или передачи управляющего сигнала, на одном конце пластины 350 постоянной температуры установлены соединительные конструкции Са и Cb.To supply power or transmit a control signal, the connection structures Ca and Cb are provided at one end of the
В частности операция горизонтального перемещения пластины 350 постоянной температуры реализована скользящим образом и реализована для перемещения в контакте с лентой для скольжения, находящейся в контакте с боковой частью пластины 350 постоянной температуры. Соответственно, возможно реализовать упрощение конструкции, а также улучшить подвижность.Specifically, the horizontal moving operation of the
В этом случае во второй области а2 предусмотрено сквозное отверстие Н, для обеспечения возможности сканирования через него концентрации амплифицированного реагирующего вещества посредством обнаруживаемого света модуля 500 сканирования.In this case, a through hole H is provided in the second area a2 to enable the concentration of the amplified reactant to be scanned therethrough by the detectable light of the
Для измерения температуры и управления температурой соответствующей области, в первой области a1 и второй области а2 могут быть предусмотрены датчики Sa и Sb температуры.Temperature sensors Sa and Sb may be provided in the first area a1 and the second area a2 in order to measure and control the temperature of the respective area.
На фиг.11 показан вид, иллюстрирующий нижнюю поверхность, изображенную на фиг.10, в которой предусмотрена соединительная часть Сс и Cd для соединения для применения управляющего сигнала и подачи питания, предусмотрены датчики Sa и Sb температуры и, таким образом, возможна реализация поддержания постоянной температуры при первой температуре и второй температуре.Fig. 11 is a view illustrating the bottom surface shown in Fig. 10, in which a connection part Cc and Cd is provided for connection for application of a control signal and power supply, temperature sensors Sa and Sb are provided, and thus constant temperature control can be realized. temperature at the first temperature and the second temperature.
Для поддержания температур первой области или второй области пластины постоянной температуры можно использовать различные нагревательные элементы и способы установки различных элементов, таких как нагревательная проволока или нагреватель сопротивления, внутри пластины. Однако в иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения для достижения этого эффекта после реализации цепи электрода и датчика температуры на эпоксидной печатной плате и нанесения нагревательной краски между электродами металлические пластины, соответствующие первой и второй областям, приклеивают с возможностью прижатия к каждому датчику температуры и нагревательной краске.To maintain the temperatures of the first region or the second region of the constant temperature plate, various heating elements and methods of mounting various elements such as a heating wire or a resistance heater within the plate can be used. However, in an exemplary embodiment of the present invention, in order to achieve this effect, after implementing the electrode and temperature sensor circuit on the epoxy printed circuit board and applying the heating paint between the electrodes, the metal plates corresponding to the first and second regions are pressure-bonded to each temperature sensor and the heating paint.
На фиг.12 показан концептуальный вид сверху в плане для описания способа работы, более подробно описанного выше со ссылкой на фиг.6 и 7.Fig. 12 is a conceptual top plan view to describe the method of operation described in more detail above with reference to Figs. 6 and 7.
В настоящем изобретении может быть дополнительно предусмотрен модуль 400 привода горизонтального перемещения, который перемещает пластину 350 постоянной температуры в горизонтальном направлении к нижней части планшета 200 для PCR.In the present invention, a horizontal
Как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, как описано выше, модуль 400 привода горизонтального перемещения может содержать движущий стержень 420 и блок 410 приводного двигателя, которые соединены с одним концом пластины 350 постоянной температуры, и преобразующую пластину 430, которая преобразует вращательное усилие блока 410 приводного двигателя в усилие горизонтального перемещения движущего стержня 420.As illustrated in FIGS. 2 and 3, as described above, the
Как проиллюстрировано на фиг.12, планшет 200 для PCR вставляют в картридж для выделения нуклеиновой кислоты, и он имеет соединенный с картриджем канал, при этом раствор нуклеиновой кислоты, извлеченный из картриджа 100 для выделения нуклеиновой кислоты, вводится в отверстие h1 для введения, и извлеченный раствор нуклеиновой кислоты перемещается в планшет 200 для PCR, в котором извлеченный раствор нуклеиновой кислоты вмещается с возможностью введения в по меньшей мере одну реакционную лунку, вмещающую сухую смесь для PCR, содержащую праймер, праймер/зонд или зонд праймера.As illustrated in FIG. 12, the
Затем первый нагревательный блок 310 или второй нагревательный блок 320 модуля 300 управления температурой согласно настоящему изобретению опускается к части в виде реакционной лунки планшета 200 для PCR с целью создания первой температуры или второй температуры.Then, the
В этом случае модуль 400 привода горизонтального перемещения перемещает в горизонтальном направлении вместе пластину 350 постоянной температуры и модуль 300 управления температурой, и планшет для PCR располагается с возможностью вставки между пластиной 350 постоянной температуры и модулем 300 управления температурой.In this case, the horizontal
Когда нагревательный блок, перемещенный в горизонтальном направлении при помощи модуля 400 привода горизонтального перемещения, прикладывает давление к планшету для PCR, первая область или вторая область пластины постоянной температуры, имеющая установленную температуру (первую температуру или вторую температуру), соответствующую температуре нагревательного блока, естественным образом расположена в соответствии ему.When the heating block moved in the horizontal direction by the horizontal
То есть, когда первая область a1 пластины 350 постоянной температуры перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета 200 для PCR, первый нагревательный блок (310 на фиг.2) одновременно перемещается в горизонтальном направлении и соответствует обращению к верхней поверхности планшета для PCR, а затем нагревательный блок опускается для вхождения в контакт с верхней поверхностью планшета для PCR.That is, when the first area a1 of the
Дополнительно, когда вторая область а2 перемещается в горизонтальном направлении к нижней части планшета для PCR и располагается у нее, второй нагревательный блок (320 на фиг.2) одновременно перемещается в горизонтальном направлении и работает так, чтобы быть обращенным к верхней поверхности планшета для PCR, а затем нагревательный блок опускается для вхождения в контакт с верхней поверхностью планшета для PCR.Additionally, when the second region a2 moves in a horizontal direction towards and is located at the bottom of the PCR plate, the second heating block (320 in FIG. 2) simultaneously moves in the horizontal direction and operates to face the top surface of the PCR plate, and then the heating block is lowered to come into contact with the top surface of the PCR plate.
Иначе говоря, в случае циклического изменения температуры для планшета 200 для PCR, с целью повышения температуры до первой температуры первый нагревательный блок перемещается в горизонтальном направлении, чтобы быть обращенным к верхней поверхности планшета для PCR, и после горизонтального перемещения первой области пластины постоянной температуры первый нагревательный блок перемещается под нижнюю поверхность планшета для PCR и приводится в движение для вхождения в прижимной контакт с нижней поверхностью планшета для PCR.In other words, in the case of temperature cycling for the
Дополнительно, для снижения температуры вновь до второй температуры верхняя поверхность планшета 200 для PCR перемещается в горизонтальном направлении, чтобы быть обращенной ко второму нагревательному блоку, и после горизонтального перемещения второй области пластины постоянной температуры второй нагревательный блок перемещается под нижнюю поверхность планшета 200 для PCR и входит в прижимной контакт с этой нижней поверхностью. Соответственно, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность планшета 200 для PCR возможно нагревать и охлаждать одновременно.Further, in order to lower the temperature back to the second temperature, the upper surface of the
Таким образом, за счет одновременного выполнения приложения контактного давления в отношении верхней и нижней поверхностей планшета для PCR возможно реализовать удвоенную эффективность по сравнению со способом, в котором пластина постоянной температуры поддерживается при одной температуре.Thus, by simultaneously applying contact pressure to the top and bottom surfaces of the PCR plate, it is possible to realize twice the efficiency compared to the method in which the constant temperature plate is kept at the same temperature.
В дальнейшем картридж 100 для выделения нуклеиновой кислоты, реализующий предварительную смесь для PCR, содержащую выделенную нуклеиновую кислоту, на планшете для PCR в настоящем изобретении будет описан со ссылкой на фиг.13-19.Hereinafter, the nucleic
На фиг.13 показан вид в перспективе картриджа для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению и проиллюстрирована конструкция, в которую вставляют описанный выше планшет для PCR. На фиг.10 показан покомпонентный вид в перспективе изображения на фиг.9, и на фиг.11 проиллюстрирована внутренняя конструкция части R1 в виде крышки картриджа в конструкции, изображенной на фиг.10 (в настоящем варианте осуществления будет описана конструкция, в которой планшет для амплификации генов имеет две реакционные лунки).Fig. 13 is a perspective view of the nucleic acid extraction cartridge of the present invention and illustrates the structure into which the above-described PCR plate is inserted. Fig. 10 is an exploded perspective view of Fig. 9, and Fig. 11 illustrates the internal structure of the cartridge cover portion R1 in the structure of Fig. gene amplification has two reaction wells).
Со ссылкой на фиг.13-15, картридж 100 для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению может содержать часть R1 в виде крышки картриджа, имеющую множество вмещающих частей 22, 23, 24, 25 и 26, которые разделены на части для хранения растворов, необходимых для выделения ДНК, и часть R2 в виде корпуса картриджа, которая соединена с частью R1 в виде крышки картриджа способом вставки и содержит часть 11 для проведения реакции для проведения реакции раствора, введенного из вмещающих частей, с образцом или очистки раствора.Referring to FIGS. 13-15, the nucleic
В этом случае может быть предусмотрен поршень 18, который вводит предварительную смесь для PCR, очищенную в части 11 для проведения реакции, в отверстие hi для введения планшета 200 для PCR, который соединен для вставки в часть R2 в виде корпуса картриджа.In this case, a
Работа картриджа для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению будет описана со ссылкой на фиг.14, 15 и 17. На фиг.16 показан вид в перспективе изображения на фиг.13, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию после соединения.The operation of the nucleic acid extraction cartridge according to the present invention will be described with reference to Figs. 14, 15 and 17. Fig. 16 is a perspective view of Fig. 13 illustrating the internal structure after connection.
В картридже для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению на нижней поверхности части R2 в виде корпуса картриджа установлен поворотный клапан 19, имеющий образованный внутри него канал 19-1, и при повороте поворотного клапана вмещающие части 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17 части R2 в виде корпуса картриджа могут соединяться с каналом поворотного клапана 19. После соединения канала с конкретной вмещающей частью поршень 18 приводится в действие для забора раствора, содержащегося во вмещающей части, и, таким образом, раствор переносится в другую вмещающую часть или планшет 200 для PCR.In the cartridge for extracting nucleic acid according to the present invention, on the lower surface of the cartridge body portion R2, a
Со ссылкой на фиг.14 и 15, вмещающие части 22, 23, 24, 25 и 26, содержащие каждый раствор, необходимый для выделения ДНК, образованы внутри части R1 в виде крышки картриджа, и нижняя поверхность каждой из вмещающих частей герметизирована пленкой или т.п. и выполнена с возможностью легкого проникновения проникающей иглы (10-1 на фиг.12) вмещающей части основного корпуса. Дополнительно образованы пять отверстий 21-1, 21-2, 27, 28 и 29.Referring to Figs. 14 and 15, the containing
В первой вмещающей части 22 части R1 в виде крышки картриджа размещен буфер для связывания, во второй вмещающей части 23 размещен первый очищающий буфер, в третей вмещающей части 24 размещен второй очищающий буфер, в четвертой вмещающей части 25 размещен третий очищающий буфер, и в пятой вмещающей части 26 размещен элюирующий буфер.The first containing
Планшет 200 для PCR накрыт пленкой, образованной из прозрачного пластмассового материала (полиэтилена, полипропилена, PET или т.п.), и сухой праймер/зонд для PCR или смесь для PCR, содержащая эти компоненты, содержится внутри реакционной лунки, которая является такой же, как конструкция, изображенная на фиг.8а, описанной выше.The
Эксплуатация картриджа для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению может происходить в следующем порядке.The operation of the nucleic acid extraction cartridge according to the present invention may proceed in the following order.
1. Ввод биологического образца1. Introduction of a biological sample
Часть R2 в виде корпуса картриджа, часть R1 в виде крышки картриджа и планшет 200 для PCR установлены в автоматизированном оборудовании, которое будет писано далее в объединенном состоянии, и биологический образец (кровь) вводится в первое отверстие 21-1, проиллюстрированное на фиг.14.The cartridge body part R2, the cartridge cover part R1, and the
2. Выделение нуклеиновой кислоты из клетки и связывание с микроносителем 2. Isolation of the nucleic acid from the cell and binding to the microcarrier
Как проиллюстрировано на фиг.17, буфер для связывания из первой вмещающейAs illustrated in FIG. 17, the binding buffer from the first containing
части 22 вводится в часть 11 для проведения реакции путем поворота поворотного клапана 19 и приведения в действие поршня 18, расположенного в нижней части части R2 в виде корпуса картриджа, и смешивается с биологическим образцом и микроносителем (магнитным микроносителем, покрытым кремнеземом) из магнитной таблетки (МТ).
МТ, используемая в настоящем изобретении, установлена на дистальном конце сквозной трубки, проходящей внутрь части 11 для проведения реакции части R2 в виде корпуса картриджа, и нуклеиновая кислота, выделенная из клеток, содержащихся в биологическом образце, предназначена для связывания нуклеиновой кислоты с поверхностью магнитного микроносителя, диспергированного путем растворения магнитной таблетки.The MT used in the present invention is installed at the distal end of the through tube passing inside the
В этом случае вместо магнитной таблетки магнитные микроносители можно диспергировать в буфере для связывания и использовать.In this case, instead of a magnetic tablet, the magnetic microcarriers can be dispersed in the binding buffer and used.
После этого, когда в герметизированное второе отверстие 21-2 части R2 в виде корпуса картриджа вводится ультразвуковая насадка и применяются ультразвуковые волны, ультразвуковые волны передаются через пластмассу, биологический образец, таблетка и буфер для связывания смешиваются с целью гомогенизации реакционного раствора, в этот момент времени биологические ткани, содержащиеся в биологическом образце, также разрушаются для высвобождения нуклеиновой кислоты, и высвобождающаяся нуклеиновая кислота связывается с поверхностью микроносителя.After that, when the ultrasonic nozzle is inserted into the sealed second hole 21-2 of the cartridge body part R2 and ultrasonic waves are applied, the ultrasonic waves are transmitted through the plastic, the biological sample, the tablet, and the binding buffer are mixed to homogenize the reaction solution, at this point in time the biological tissues contained in the biological sample are also destroyed to release the nucleic acid, and the released nucleic acid binds to the surface of the microcarrier.
При введении магнитного стержня в третье отверстие 27 части R2 в виде корпуса картриджа микроносители прикрепляются к стенке части для проведения реакции, а остальной реакционный раствор переносится в первую вмещающую часть путем поворота поворотного клапана и приведения в действие поршня.By inserting the magnetic rod into the
3. Первая очистка3. First cleaning
Первый очищающий буфер из второй вмещающей части 23 вводится в часть 11 для проведения реакции путем поворота поворотного клапана части R2 в виде корпуса картриджа и приведения в действие поршня, проиллюстрированного на фиг.16, и смешивается с микроносителями, связанными с нуклеиновой кислотой.The first purification buffer from the
Затем, после извлечения магнитного стержня из третьего отверстия 27, изображенного на фиг.14, и применения ультразвуковых волн к ультразвуковой насадке во втором отверстии 21-2 выполняется первая очистка. В результате первой очистки удаляются неспецифично связанные с микроносителями вещества, отличные от нуклеиновых кислот.Then, after removing the magnetic rod from the
Магнитный стержень вводится в третье отверстие 27 так, что микроносители прикрепляются к поверхности стенки части для проведения реакции, и первичная очищающая жидкость переносится во вторую вмещающую часть 23 путем поворота поворотного клапана и приведения в действие поршня.The magnetic rod is inserted into the
4. Вторая очистка4. Second cleaning
Второй очищающий буфер из третьей вмещающей части 24 вводится в часть 11 для проведения реакции путем поворота поворотного клапана части R2 в виде корпуса картриджа, проиллюстрированной на фиг.16, и приведения в действие поршня, и смешивается с микроносителями, связанными с нуклеиновой кислотой.The second purification buffer from the
Затем, после извлечения магнитного стержня из третьего отверстия 27, изображенного на фиг.14, и применения ультразвуковых волн к ультразвуковой насадке второго отверстия 21-2 выполняется вторичная очистка. В результате этой второй очистки удаляются неспецифично связанные с микроносителями вещества, отличные от нуклеиновых кислот.Then, after removing the magnetic rod from the
Магнитный стержень вводится в третье отверстие 27 так, что микроносители прикрепляются к стенке части для проведения реакции, и вторичная очищающая жидкость переносится в третью вмещающую часть 24 путем поворота поворотного клапана и приведения в действие поршня.The magnetic rod is inserted into the
5. Третья очистка5. Third cleaning
Третий очищающий буфер из четвертой вмещающей части 25 вводится в часть 11 для проведения реакции путем поворота поворотного клапана части R2 в виде корпуса картриджа, проиллюстрированной на фиг.16, и приведения в действие поршня, и смешивается с микроносителями, связанными с нуклеиновой кислотой.The third purification buffer from the
Затем, после извлечения магнитного стержня из третьего отверстия 27, изображенного на фиг.14, и применения ультразвуковых волн к ультразвуковой насадке во втором отверстии 21-2 выполняется третья очистка. В результате третьей очистки удаляются неспецифично связанные с микроносителями вещества, отличные от нуклеиновых кислот.Then, after removing the magnetic rod from the
Магнитный стержень вводится в третье отверстие 27 так, что микроносители прикрепляются к стенке части для проведения реакции, и третичная очищающая жидкость переносится в четвертую вмещающую часть 25 путем поворота поворотного клапана и приведения в действие поршня.The magnetic rod is inserted into the
6. Элюирование нуклеиновой кислоты6. Nucleic acid elution
Элюирующий буфер из пятой вмещающей части 26 вводится в часть 11 для проведения реакции путем поворота поворотного клапана части R2 в виде корпуса картриджа, проиллюстрированной на фиг.16, и приведения в действие поршня, и смешивается с микроносителями, связанными с нуклеиновой кислотой.The elution buffer from the
Затем, после извлечения магнитного стержня из третьего отверстия 27, изображенного на фиг.14, ультразвуковая насадка вводится во второе отверстие 21-2, и применяются ультразвуковые волны, при этом нуклеиновая кислота, связанная с поверхностью микроносителя, растворяется в элюирующем буфере.Then, after removing the magnetic rod from the
7. Получение предварительной смеси для PCR7. Obtaining a premix for PCR
Магнитный стержень вводится в третье отверстие 27 так, что микроносители прикрепляются к стенке части для проведения реакции, выбирается поворот поворотного клапана и малого поршня, при этом элюирующий буфер с растворенной в нем нуклеиновой кислотой вводится в шестую вмещающую часть 17 с использованием малого поршня и смешивается с материалом для PCR (смесь полимеразы, дезоксирибонуклеозидтрифосфата (dNTP) или т.п.), размещенным в шестой вмещающей части, и, таким образом, получается предварительная смесь для PCR. Термин «предварительная смесь для PCR», используемый в настоящем изобретении, определяется и используется так, как воплощено в вышеописанных материалах. Вышеописанный процесс пропускается, когда реакция PCR предусматривает сухой праймер/зонд в каждой лунке планшета для PCR, и элюат нуклеиновой кислоты вводится непосредственно в планшет для PCR, как проиллюстрировано ниже.The magnetic rod is inserted into the
8. Перенос в планшет для PCR8. Transfer to PCR plate
Предварительная смесь для PCR, полученная в шестой вмещающей части, вводится в планшет 200 для PCR путем поворота поворотного клапана части R2 в виде корпуса картриджа и приведения в действие поршня, проиллюстрированного на фиг.16, и смешивается с праймером/зондом, содержащимся в планшете 200 для PCR. В данном процессе введения, как проиллюстрировано на фиг.19, предварительная смесь для PCR перемещается по каналу Y поворотного клапана под давлением поршня 18 и вводится в отверстие hi для введения.The PCR premix obtained in the sixth housing part is introduced into the
Затем в четвертое отверстие 29 вводится нагревательный стержень для нагрева покровной пленки части в виде впускного отверстия планшета для реакции PCR под давлением, и таким образом планшет для реакции PCR герметизируется.Then, a heating rod is inserted into the
9. Реакция PCR9. PCR reaction
Наконец, планшет 200 для PCR содержит выделенную нуклеиновую кислоту, полимеразу, dNTP, праймер/зонд и другие буферы из биологического образца.Finally, the
Таким образом, реакция PCR выполняется путем приложения давления и применения тепла к планшету 200 для PCR при помощи описанного выше модуля управления температурой согласно настоящему изобретению.Thus, the PCR reaction is performed by applying pressure and applying heat to the
На фиг.20-23 проиллюстрирована общая конструкция и схема устройства, составляющего описанную выше систему для PCR согласно настоящему изобретению.Figures 20-23 illustrate the general construction and diagram of the apparatus constituting the PCR system described above according to the present invention.
Как проиллюстрировано на фиг.20, когда картридж 100 для выделения нуклеиновой кислоты установлен внутри системы для PCR согласно настоящему изобретению, описанный выше планшет 200 для PCR закреплен на боковой поверхности. Часть, в которой присутствует реакционная лунка, соответствующая части в виде корпуса планшета 200 для PCR, открыта наружу, и на ней расположен вышеописанный модуль 300 управления температурой.As illustrated in FIG. 20, when the nucleic
На фиг.21 показан увеличенный вид компоновки соединения основной части согласно настоящему изобретению, изображенной на фиг.20, и на фиг.22 показан концептуальный вид вертикального разреза части, изображенной на фиг.21, для описания компоновки основных компонентов. На фиг.23 показан концептуальный боковой вид в перспективе и в разрезе по фиг.22.Fig. 21 is an enlarged view of the joint arrangement of the main part according to the present invention shown in Fig. 20, and Fig. 22 is a conceptual vertical sectional view of the part shown in Fig. 21 to describe the arrangement of the main components. Fig. 23 shows a conceptual side view in perspective and in section of Fig. 22.
Как проиллюстрировано на фиг.21-23, предварительная смесь для PCR, содержащая нуклеиновую кислоту, извлеченную из внутренней части картриджа 100 для выделения нуклеиновой кислоты согласно настоящему изобретению, вводится в планшет 200 для PCR, в котором реализована реакционная лунка. Первая прижимная поверхность G1, соответствующая поверхности реакционной лунки, реализована на верхней части планшета 200 для PCR, расположен первый нагревательный блок 310, поддерживаемый при помощи нагревательного элемента при температуре, требуемой для денатурации, и смежно расположен второй нагревательный блок 320, в котором с возможностью изменения реализована область, которая перемещается в горизонтальном направлении и прижимается. Соответственно, предварительная смесь для PCR, введенная в реакционную лунку, непосредственно нагревается нагревательным блоком для соответствия первой температуре 95°С, требуемой для денатурации, или второй температуре 55°С, требуемой для отжига.As illustrated in FIGS. 21-23, the PCR premix containing the nucleic acid extracted from the inside of the nucleic
Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг.22 и 23, пластина 350 постоянной температуры расположена под планшетом 200 для PCR для поддержания температуры планшета 200 для PCR на постоянном уровне температуры.Additionally, as illustrated in FIGS. 22 and 23, a
Модуль 500 сканирования расположен под пластиной 350 постоянной температуры так, что свет L, излучаемый светоизлучающим элементом Е1, достигает планшета 200 для PCR через светопропускающий элемент Н пластины 350 постоянной температуры, и, таким образом, выполняется обнаружение флуоресценции.The
В варианте осуществления настоящего изобретения, как описано выше, в случае повышения температуры путем прижатия к первому нагревательному блоку с первой температурой (например, 95°С) при помощи модуля управления температуры, или в случае прижатия ко второму нагревательному блоку со второй температурой (например, 55°С), становится намного проще управлять температурой внутренней реакции амплификации, когда планшет 200 для PCR поддерживается в постоянном диапазоне температур. Соответственно, постоянное поддержание температуры вышеописанной пластины постоянной температуры при второй температуре является очень важным фактором повышения надежности реакции. При повышении температуры планшета для PCR до 95°С, температура планшета для PCR может быстро достигать 95°С в течение 2-3 секунд путем повышения скорости теплопереноса за счет прижатия друг к другу блока с первой температурой и первой зоны постоянной температуры.In the embodiment of the present invention as described above, in the case of raising the temperature by pressing against the first heating block at a first temperature (e.g., 95° C.) with the temperature control module, or in 55°C), it becomes much easier to control the temperature of the internal amplification reaction when the
При выполнении RTPCR для обнаружения РНК-мишеней используется предварительная смесь для PCR или планшет для PCR, содержащий сухое вещество для реакции RT-PCR. После регулировки блока с низкой температурой до температуры реакции RT для прижатия к планшету для реакции PCR и поддержания прижатия в течение времени реакции RT, реакцию PCR можно выполнить после выполнения реакции обратной транскрипции.When performing RTPCR for detection of target RNAs, a PCR premix or a PCR plate containing dry matter for the RT-PCR reaction is used. After adjusting the low temperature block to the RT reaction temperature for pressing against the PCR reaction plate and maintaining the pressing during the RT reaction time, the PCR reaction can be performed after performing the reverse transcription reaction.
Присутствие или отсутствие амплифицированной нуклеиновой кислоты или концентрацию амплифицированной нуклеиновой кислоты определяют при помощи реакции PCR, эту информацию можно использовать для диагностики, и в этом случае определения присутствия или отсутствия, или концентрации амплифицированной нуклеиновой кислоты можно достигнуть с использованием традиционного способа обнаружения нуклеиновой кислоты.The presence or absence of the amplified nucleic acid or the concentration of the amplified nucleic acid is determined by a PCR reaction, this information can be used for diagnosis, in which case, the determination of the presence or absence or the concentration of the amplified nucleic acid can be achieved using a conventional nucleic acid detection method.
Например, можно использовать способ использования малой бороздки ДНК, который предполагает использование интеркалирующего красителя для ДНК, и SYBR Green, который представляет собой вводимый флуоресцентный краситель, способ сканирования компонент возбуждающего света в разных диапазонах длин волн и флуоресценции, соответствующей возбуждающему свету, с использованием зондов с разной флуоресценцией и присоединенных гасителей или т.п., но настоящее изобретение этим не ограничивается.For example, the DNA minor groove method, which involves the use of an intercalating dye for DNA, and SYBR Green, which is an injectable fluorescent dye, a method for scanning excitation light components in different wavelength ranges and fluorescence corresponding to excitation light, using probes with different fluorescence and attached quenchers or the like, but the present invention is not limited to this.
Выше настоящее изобретение описано на основе иллюстративного варианта осуществления, но техническая сущность настоящего изобретения им не ограничивается. То есть специалистам средней квалификации в данной области техники, к которой принадлежит настоящее изобретение, ясно, что в рамках объема, описанного в формуле изобретения, можно осуществить модификации или изменения, и модификации и изменения должны находиться в рамках объема приложенной формулы изобретения.The present invention has been described above based on an illustrative embodiment, but the technical essence of the present invention is not limited thereto. That is, those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs will appreciate that modifications or changes may be made within the scope of the claims, and modifications and changes should be within the scope of the appended claims.
[Перечень ссылочных позиций][List of reference items]
100: картридж для выделения нуклеиновой кислоты100: nucleic acid extraction cartridge
200: планшет для PCR200: PCR plate
210: часть в виде корпуса210: body part
220: вставная часть220: Insert
300: модуль управления температурой300: temperature control module
310: первый нагревательный блок310: first heating block
320: второй нагревательный блок320: second heating block
330: модуль привода330: drive module
340: элемент в виде вентилятора охлаждения340: cooling fan element
350: пластина постоянной температуры350: constant temperature plate
400: модуль привода горизонтального перемещения400: horizontal drive module
500: модуль сканирования500: scan module
W: реакционная лунка.W: reaction well.
Claims (33)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2019-0042463 | 2019-04-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021131432A RU2021131432A (en) | 2023-05-11 |
| RU2800583C2 true RU2800583C2 (en) | 2023-07-24 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010078493A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Shimadzu Corp | Reaction processor |
| US20150136604A1 (en) * | 2011-10-21 | 2015-05-21 | Integenx Inc. | Sample preparation, processing and analysis systems |
| RU2658599C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Thermocycling system for polymerase chain reaction |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010078493A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Shimadzu Corp | Reaction processor |
| US20150136604A1 (en) * | 2011-10-21 | 2015-05-21 | Integenx Inc. | Sample preparation, processing and analysis systems |
| RU2658599C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Thermocycling system for polymerase chain reaction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102206856B1 (en) | Polymerase Chain Reaction System | |
| EP3954458A1 (en) | Polymerase chain reaction system | |
| US11966086B2 (en) | Determining temperature-varying signal emissions during automated, random-access thermal cycling processes | |
| JP7542834B2 (en) | Nucleic acid amplification device, nucleic acid amplification method, and nucleic acid amplification chip | |
| JP6576988B2 (en) | Apparatus and method for integrated sample preparation, reaction, and detection | |
| CN107338189B (en) | Apparatus and method for integrated sample preparation, reaction and detection | |
| JP5258835B2 (en) | Polynucleotide detection and quantification device | |
| KR20170024827A (en) | The Quantitative PCR Cartridge with Microchannel-Film Reactor, Nucleic Acid Extraction Module and qPCR Reagents Module, and The Rapid qPCR System Using the Same | |
| KR102089633B1 (en) | Diagnostic cartridge for microfluidic control and Molecular diagnostics system for point-of-care including the same | |
| JP7177173B2 (en) | Fast polymerase chain reaction assay plate | |
| RU2800583C2 (en) | Polymerase chain reaction system | |
| KR20230113032A (en) | Pcr plate, nucleic acid extraction cartridge, and polymerase chain reaction apparatus therewith | |
| CN116536147A (en) | PCR detection device | |
| CN215975838U (en) | Heating assembly for amplification reaction and PCR amplification detector | |
| JP2024160330A (en) | Nucleic acid amplification device, nucleic acid amplification method, and nucleic acid amplification chip | |
| JP4079808B2 (en) | Probe-immobilized reaction array capable of nucleic acid amplification and hybridization detection |