一种聚合酶链反应板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种聚合酶链反应板，该聚合酶链反应板包括一个基板，该基板由金属材料制成，具有一个上表面和一个下表面，上表面上开设有多个孔，且在上表面和孔内壁上设有导热、与试剂相容的介质。金属材料保证了聚合酶链反应板的热导率高、温度均匀性好、不易变形。下表面上设有一层绝缘膜，绝缘膜上有加热导电线路和测温模块。这种既可以加热又可以测温的聚合酶链反应板所得出的实验数据较传统的使用塑料试管和变温模块的方式得出的数据可信度高得多。
【专利说明】一种聚合酶链反应板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及聚合酶链反应用装置领域，特别是涉及一种聚合酶链反应板。
【背景技术】
[0002]在分子生物学领域,聚合酶链反应(PCR, Polymerase Chain Reaction)及时已得到普遍认可，是一种探索DNA的具有高可靠性的有效手段。样品中的DNA在试剂配合下，在特定温度程序下进行温度循环反应，在短时间内可获得2的N次方数量的片段扩增，使得检测非常灵敏。PCR实验必须使用合适的聚合酶链反应板，以满足热响应特性、温度均匀特性和与试剂盒样品的相容性。
[0003]传统的聚合酶链反应板使用塑料薄膜管和96/384孔板。传统做法是将样品和试剂加入到孔中，采用盖子密封后将整块板放入到PCR仪的变温模块上。变温模块内部具有加热元件，但是没有测温模块，在PCR仪不易控制完成循环控温。传统的聚合酶链反应板其普遍存在的问题与热响应特性相关:
[0004]I)模块质量打、模块升降温速率慢、反应时间长，而试剂中酶的活性随着时间的推移呈下降趋势，因此PCR反应的扩增速率逐步降低，准确性也呈下降趋势。
[0005]2)传统的聚合酶链反应板采用薄壁材料，如塑料薄壁管和96/384孔板。但板中孔是锥形，只有在较大压力下才能保证与模块保持较好的热接触；塑料材质热膨胀系数大，容易翘曲变形，其与变温模块的接触界面存在多重的不可预知、不可重复性，其接触热阻状态随时可能发生变化。这种变化导致实验结果不确定。
[0006]3)采用塑料材质，虽然制作成本较低，但是试管的热阻较大，模块温度传递到试剂需要较长时间，严重影响快速PCR检测的应用。
[0007]4)作为定性和定量PCR时延的重要需求，各孔的温度一致性是实验结果相互比对的重要前提。如HRM (High-Resolution Melting analysis,高分辨熔解曲线分析)技术就对温度均匀性有相当高的要求，而变温模块与板共同使用的模式导致其热分布影响因素多、温度差异较大、热效率低下，难以满足现在PCR技术的发展需要，也影响了快速PCR检测的应用推广。
实用新型内容
[0008]基于此，有必要针对上述问题，提供一种加热速度快、不易变形、均匀性好的聚合酶链反应板。
[0009]一种聚合酶链反应板，所述聚合酶链反应板包括基板,所述基板由金属材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上开设有多个孔，所述上表面和所述孔内壁上具有导热、与实验试剂相容的介质，下表面上具有一层绝缘膜，所述绝缘膜上设有加热导电线路，所述绝缘膜上还设有用于连接加热电源的加热电接触接口，所述绝缘膜上还设有测温模块。
[0010]在其中一个实施例中，所述测温模块是一条与加热导电线路相独立的测温导电线路。
[0011 ] 在其中一个实施例中，所述测温模块与所述加热导电线路为同一条导电线路。
[0012]在其中一个实施例中，所述测温模块是一个微型测温传感器。
[0013]在其中一个实施例中，所述加热导电线路由导电材料或者片式元器件组成。
[0014]在其中Iv实施例中，所述加热导电线路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分别设置有加热电接触接口。
[0015]在其中一个实施例中，所述基板由铝材料制成。
[0016]在其中一个实施例中，所述介质为类金刚石。
[0017]在其中一个实施例中，所述绝缘膜为类金刚石膜。
[0018]在其中一个实施例中，所述绝缘膜为氧化铝膜。
[0019]上述聚合酶链反应板包括基板，所述基板由金属材料制成，且具有一个上表面和一个下表面，上表面上开设有多个孔，且在上表面和孔内壁上设有导热、与试剂相容的介质。金属材料保证了聚合酶链反应板的热导率高、温度均匀性好、不易变形。下表面上设有一层绝缘膜，绝缘膜上有加热导电线路和测温模块。这种既可以加热又可以测温的聚合酶链反应板所得出的实验数据较传统的使用塑料试管和变温模块的方式得出的数据可信度高得多。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为实施方式一的聚合酶链反应板剖视图；
[0021]图2为实施方式一的聚合酶链反应板的下表面的示意图；
[0022]图3为实施方式二的聚合酶链反应板的下表面的示意图；
[0023]图4为实施方式三的聚合酶链反应板的下表面的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0025]请参照图1?2，其为本实用新型的第一【具体实施方式】:
[0026]本实用新型的一个实施方式提供一种聚合酶链反应板100。该聚合酶链反应板100包括基板110,该基板110是由金属材料制成的，具有一个上表面120和一个下表面130。上表面120上开设有多个用于容纳实验试剂的孔121。该基板110可以做成单管、8联管、94/384孔板等各种形式，此处不做具体限定。该上表面120和孔121的内壁上均匀涂镀有一种导热、与实验试剂相容的介质122，该介质122是类金刚石、氧化铝等，此处不做具体限定，以可以满足导热、与实验试剂相容的特性即可。下表面130上涂镀有一层绝缘膜131，在绝缘膜131上设置有加热导电线路132和测温模块。
[0027]该聚合酶链反应板100的基板110由金属材料制成，例如铝材料。由于金属材料具有良好的导热性能，所以保证了由金属材料制成的基板110具有良好的导热性能，并且不会出现使用塑料材质所引起的、翘曲变形、锥角不一致等问题。在加热导电线路132工作时，基板110迅速升温，且各处温度均匀。[0028]上表面120和孔121内壁上均匀涂镀有一种导热、与实验试剂相容的介质122。该介质122的导热性保证了经由金属材质的基板110传递给介质122的温度能够直接作用到实验试剂。这样的热传导方式可以保证传热充分、效率高、实验试剂温度可以实现精准控制。介质122可以与实验试剂相容，可以保证该介质122不会影响实验试剂的反应；该介质122还可以避免金属材料与实验试剂中的某些成份发生化学反应而影响实验的进程和结果。
[0029]下表面130上涂镀有一层绝缘膜131。该绝缘膜131同时具有良好的导热性和绝缘性。良好的导热性可以保证加热导电线路132工作时产生的热量可以通过该绝缘膜131传递给基板110。良好的绝缘性可以保证该绝缘膜131不会影响导电线路132的正常工作。在本实施方式中，该绝缘膜131采用的是类金刚石膜，在其他实施方式中，该绝缘膜131还可以是氧化铝膜或者其他经过特殊处理形成的同时具有良好的导热性和绝缘性的膜层，此处不做具体限定。
[0030]加热导电线路132可通过以下方式形成:在绝缘膜131外侧通过蒸镀金属、导电材料或者贴装片式元器件形成具有一定电阻值的线路。该线路的电阻值的大小可以由蒸镀工艺参数精确控制。在本实施方式中，加热导电线路132直接由蒸镀金属构成，并且在加热导电线路132的始端1322和末端1323各设有一个加热电接触接口 1321，用于与PCR仪上的加热电源接口相连。蒸镀工艺参数精确控制了加热导电线路132的电阻值大小，通电使加热导电线路132开始工作并产生热量，最终可以对所有孔121中的实验试剂均匀加热。在其他实施方式中还可以贴装电阻或者功率耗散器件构成加热导电线路132，此处不做具体限定。
[0031]在本实施方式中，测温模块是一条与加热导电线路132相独立的测温导电线路1331。该测温导电线路1331的始端1332和末端1333分别设有一个测温电接触接口 1334，用于与PCR仪上的测温功能接口相连。在本实施方式中，测温导电线路1331由蒸镀膜层构成，通过测定测温导电线路1331的电阻率和已知的定标温度点的电阻值变化来检测基板110的温度。
[0032]请参照图3，其为本实用新型的第二【具体实施方式】:
[0033]本实施方式与实施方式一的区别在于，本实施方式提供一种聚合酶链反应板200。该聚合酶链反应板200上的测温模块是在绝缘膜上贴装微型温度传感器2331，该微型传感器2331的两个引脚分别连接有一个安装在绝缘膜上的测温电接触接口 2332。
[0034]请参照图4，其为本实用新型的第三【具体实施方式】:
[0035]本实施方式与实施方式一的区别在于，本实施方式提供一种聚合酶链反应板300。该聚合酶链反应板300上的测温模块是一条导电线路，该导电线路与加热导电线路332共用一条线路，即该加热导电线路332既可用于加热，又可用于测温。该加热导电线路332上具有一个切换开关，当该切换开关与功率散耗器件相连时，即加热导电线路332进行加热。当切换开关与功率散耗器件断开而与测温器件相连时，即加热导电线路332进行测温。在其他实施方式中，测温模块也可以设置成其他的形式，只需要能够满足测试基板310上的温度的要求即可，此处不做具体限定。
[0036]上述聚合酶链反应板的上表面和孔内壁上均匀涂覆有导热绝缘的、且与试剂相容的介质，这样在加热时温度可以直接作用于实验试剂，且不影响实验结果。在绝缘膜的外侧设有导电线路和测温模块，通过加热电接触接口与PCR仪上的电源相连，测温模块与PCR仪相连，实现温度循环和控制。这样的聚合酶链反应板的热导效率高、温度均匀性好、不易变形，且集加热和测温功能于一体，相较于传统的使用塑料试管和变温模块相结合的方式得出的实验数据可靠性更高。
[0037]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种聚合酶链反应板，其特征在于，所述聚合酶链反应板包括基板，所述基板由金属材料制成，所述基板具有上表面和下表面，所述上表面上开设有多个孔，所述上表面和所述孔内壁上具有导热、与实验试剂相容的介质，下表面上具有一层绝缘膜，所述绝缘膜上设有加热导电线路，所述绝缘膜上还设有用于连接加热电源的加热电接触接口，所述绝缘膜上还设有测温模块。
2.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述测温模块是一条与加热导电线路相独立的测温导电线路。
3.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述测温模块与所述加热导电线路为同一条导电线路。
4.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述测温模块是一个微型测温传感器。
5.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述加热导电线路由导电材料或者片式元器件组成。
6.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述加热导电线路上具有始端和末端，在所述始端和末端上分别设置有加热电接触接口。
7.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述基板由铝材料制成。
8.根据权利要求1所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述介质为类金刚石。
9.根据权利要求1-8所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述绝缘膜为类金刚石膜。
10.根据权利要求1-8所述的聚合酶链反应板，其特征在于，所述绝缘膜为氧化铝膜。
【文档编号】C12M1/38GK203546009SQ201320729314
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】刘志华, 聂尚海, 申跃华 申请人:苏州东胜兴业科学仪器有限公司