一种PCR扩增容器的制作方法

本实用新型涉及PCR(聚合酶链式反应)试验设备领域，更具体地涉及一种PCR扩增容器。

背景技术：

聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。经典的PCR仪是将待扩增的样品(一般为溶液)加入一微量离心管中，再加入扩增用混合试剂，然后将微量离心管插入PCR仪温控台的插孔中，通过控制温控台的温度使样品反复经历高温变性，低温复性和中温延伸的过程，从而实现DNA的扩增。

现有的微量离心管的热平衡过程很慢，导致扩增过程需要较长的时间。为此人们开发了毛细管扩增仪，利用毛细管增大样品的换热面积，但是此类毛细管扩增仪的扩增容器的体积很小，给样品、试剂等加入扩增容器带来了困难，另外，由于扩增产物的量很少，使其在芯片、测序、克隆等需要较大扩增产物方面的应用受到限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种PCR扩增容器，能够增大待扩增的样品的换热面积。

本实用新型的目的还在于提供一种PCR扩增容器，能够缩短热平衡的时间，提高PCR扩增的效率。

为实现所述目的的PCR扩增容器，用于盛放待扩增的样品，包括外壳体和挤压体，所述外壳体用于盛放所述样品，所述挤压体与所述外壳体之间存在间隙，所述间隙提供所述样品的存放空间，并且容许至少部分所述样品以液膜状态存放。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述挤压体与所述外壳体能脱扣地锁扣，并且所述挤压体能从所述外壳体外部运动至所述外壳体内部进而将盛放在所述外壳体内的所述样品挤压成所述液膜状态。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述挤压体的位于所述外壳体内部的部分具有伸缩性，能在所述样品加入所述外壳体之前保持收缩，并在所述样品加入所述外壳体之后伸展，以将盛放在所述外壳体内的所述样品挤压成所述液膜状态。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述挤压体为导热材料制成的带开口的中空体。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述外壳体上设置有开口，所述挤压体能够穿过所述开口进入所述外壳体进而形成所述间隙。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述外壳体的形状为管状且具有第一开口端和第一闭口端，所述第一开口端提供所述开口，所述样品能够从所述开口进出所述外壳体。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述挤压体的形状为管状且具有第二开口端和第二闭口端，所述挤压体的外径小于所述外壳体的内径；所述第二闭口端能够穿过所述开口插入到所述外壳体内部，以使所述挤压体的管身能挤压所述外壳体内盛放的所述样品。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述挤压体在轴向上的长度小于所述外壳体在轴向上的长度；所述第二开口端包括锁紧机构，所述锁紧机构能够扣合在所述第一开口端上，使所述间隙成为封闭空间。

所述的PCR扩增容器，其进一步的特点是，所述间隙的厚度在0.1mm至1mm之间。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型公开的PCR扩增容器能够将样品挤压成液膜状，大大增加了样品的换热面积，采用本实用新型公开的PCR扩增方法，热平衡所需要的时间大大缩短，相比常规的PCR程序可以缩短三分之二以上。另外，由于总体扩增时间缩短，用于扩增的酶(如Taq酶等)活性损失小，扩增效果更好。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为比较例中PCR扩增容器的示意图；

图2为比较例中PCR扩增容器加入样品扩增时的剖视图；

图3为本实用新型实施例中PCR扩增容器的示意图；

图4为本实用新型实施例中PCR扩增容器加入样品扩增时的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，图1至图4均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

在本实用新型中，轴向是指管状结构中心轴线的方向。

如图1至图2所示，在一个比较例中，PCR扩增容器包括外壳体2,样品1存放在外壳体2中，外壳体2的形状为管状且具有第一开口端6和第一闭口端7，第一开口端6包括开口6a，样品1能够从开口6a进出外壳体2。PCR扩增容器还包括端盖3，用于密封外壳体2。由于样品1在外壳体2中堆积，使得样品1与外壳体2进行换热的面积比较小，导致达到热平衡需要的时间较长，进而导致PCR扩增过程效率较低。

针对比较例中存在的问题，本实用新型以如下实施方式进行解决：

如图3和图4所示，本实用新型的一个实施例中，用于盛放待扩增的样品1的PCR扩增容器，包括外壳体2和挤压体4，外壳体2用于盛放样品1，挤压体4与外壳体2之间存在间隙5，间隙5提供样品1的存放空间，并且容许至少部分样品1以液膜状态存放。样品1以液膜状态存放的目的是为了使样品1在外壳体2的内壁上铺开，增大样品1与外壳体2内壁的换热面积，提高热传递的速率，使PCR扩增容器内的样品1可以迅速达到热平衡。外壳体2和挤压体4的材料包括但不限于PP或PC或PE塑料。

对于相同体积的样品1，为了增大其在外壳体2的内壁上铺开的面积，尽可能的减少其厚度是有效的技术手段。这要求间隙5的宽度较窄。但是，如果间隙5的宽度过于窄，则可能会阻断样品1内部的热传递过程，导致样品1液膜的温度不均匀。实验表明，液膜厚度(即间隙5的厚度)在0.1mm至1mm之间时，传热效果较好。

优选地，挤压体4与外壳体2能脱扣地锁扣，并且挤压体4能从外壳体2外部运动至外壳体2内部进而将盛放在外壳体2内的样品1挤压成液膜状态。挤压体4也可以包括始终位于外壳体2内部的部分，挤压体4的位于外壳体2内部的部分具有伸缩性，能在样品1加入外壳体2之前保持收缩，并在样品1加入外壳体2之后伸展，以将盛放在外壳体2内的样品1挤压成液膜状态。这两种方式都可以方便样品1进出外壳体2。

优选地，挤压体4为导热材料制成的带开口的中空体。这是为了在挤压体4内形成换热空间，使得样品1与挤压体4接触的部分也能够有良好的换热效果。

继续参考图3，优选地，外壳体2上设置有开口6a，挤压体4能够穿过开口6a进入外壳体2并形成间隙5。如此设计可以方便样品1加入到外壳体中，同时也方便对比较例中的PCR扩增容器进行改进，具有结构简单，节约成本的优点。

进一步地，如图3和图4所示，外壳体2的形状为管状且具有第一开口端6和第一闭口端7，第一开口端6提供开口6a，样品1能够从开口6a进出外壳体2。外壳体2可以采用艾本德(Eppendorf)公司生产的型号为Eppendorf3810X的微量离心管(去除端盖)，采用该型号的外壳体2的内径最大处为8.9mm，相比于采用毛细管的扩增容器，本实用新型中的外壳体2可以盛放较大体积的样品1，配合较短的热平衡时间，本实用新型中的PCR扩增容器具有样品扩增量大，扩增效率高的优点。

继续参考图3和图4，挤压体4的形状为管状且具有第二开口端8和第二闭口端9，挤压体4的外径小于外壳体2的内径；第二闭口端9能够穿过开口6a插入到外壳体2内部，以使挤压体4的管身能挤压外壳体2内盛放的样品1。将挤压体4设计为管状，可以有效减少PCR扩增容器的重量，同时，挤压体4内部的管状空间配合第二开口端8可以形成位于挤压体4内的换热空间，进一步加大了样品1的换热面积，提高了PCR扩增容器的换热效率。优选地，挤压体4的外径比外壳体2的内径小0.2mm至2mm，其目的是为了保持间隙5的宽度在合理的范围内。

继续参考图4，挤压体4在轴向上的长度小于外壳体2在轴向上的长度；第二开口端8包括锁紧机构8a，锁紧机构8a能够扣合在第一开口端6上，使间隙5成为封闭空间。锁紧机构8a包括通过对第二开口端8的端口部进行多次翻边工艺而形成的凹槽，该凹槽能够扣合在第一开口端6的端口部上，使间隙5成为封闭空间。优选地，挤压体4在轴向上的长度比外壳体2短0.1mm至1mm，其目的是使挤压体4能够扣合在第一开口端6的端口部上并保持间隙5的宽度在合理的范围内。

进一步地，如图3和图4所示，用于扩增样品1的PCR扩增方法，包括：

a.将样品1加入PCR扩增容器的外壳体2；

b.用PCR扩增容器的挤压体4挤压样品1；

c.将PCR扩增容器放入PCR扩增仪中进行扩增。

将样品1加入外壳体2的方法可以通过手工完成，对于批量化的PCR扩增过程，也可以通过机器自动完成。对样品1的挤压过程包括：挤压体4可以从外壳体2外部运动至外壳体2内部与样品1接触，并固定在外壳体2内部，以实现对样品1的挤压；也可以始终固定在外壳体2的内部并且具有伸缩性，在样品加入外壳体2之前保持收缩，在样品加入外壳体2之后开始膨胀，以实现对样品1的挤压。对样品1进行挤压的目的是为了使样品1在外壳体2的内壁上铺开，增大样品1与外壳体2内壁的换热面积，提高热传递的速率，使PCR扩增容器内的样品1可以迅速达到热平衡。将PCR扩增容器放入PCR扩增仪中进行扩增，扩增的过程包括高温(93℃至98℃)变性，低温(50℃至70℃)复性和中温(60℃至75℃)延伸的过程。温度的转换要求PCR扩增容器能够迅速到达热平衡以缩短扩增时间来提高效率。本实用新型公开的PCR扩增方法采用了本实用新型公开的PCR扩增容器，增大样品1与外壳体2内壁的换热面积，提高热传递的速率，使PCR扩增容器内的样品1可以迅速达到热平衡，提高了PCR扩增效率。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型公开的PCR扩增容器能够将样品挤压成液膜状，大大增加了样品的换热面积，采用本实用新型公开的PCR扩增方法，热平衡所需要的时间大大缩短，相比常规的PCR程序可以缩短三分之二以上。另外，由于总体扩增时间缩短，用于扩增的酶(如Taq酶等)活性损失小，扩增效果更好。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。