本發(fā)明涉及pcr生物技術(shù)領(lǐng)域的pcr芯片陣列，具體地，涉及一種玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列。

背景技術(shù)：

聚合酶鏈式反應(yīng)(pcr)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中常用的體外快速擴增大量特定dna片段的分子生物學(xué)技術(shù)。pcr循環(huán)反應(yīng)包括高溫解鏈、低溫退火、中溫延伸三個過程。常規(guī)的pcr儀體積較大，價格高；反應(yīng)試劑熱容大，使得升降溫速度低，長時間暴露在高溫環(huán)境下的反應(yīng)酶活性降低，體系反應(yīng)效率較低。

影響pcr循環(huán)反應(yīng)效率的主要因素包括pcr反應(yīng)腔室溫度均勻性、控溫精度以及升降溫速率等。

現(xiàn)有的聚合物pcr芯片存在溫度均勻性不高、測溫精度差、擴增效率低、反應(yīng)液含大量氣泡等缺陷。

因而，現(xiàn)階段亟需設(shè)計一款擴增效率高的pcr芯片結(jié)構(gòu)。

經(jīng)檢索，公開號為cn102899238a的中國發(fā)明專利申請，公開了一種連續(xù)流pcr與毛細管電泳功能集成的微流控芯片裝置，包括連續(xù)流動式pcr芯片和毛細管電泳芯片。但是該專利存在的不足之處是：集成微流控芯片不可重復(fù)使用，成本高。公開號為cn104946511a的中國發(fā)明專利申請，公開了一種疊層結(jié)構(gòu)腔室內(nèi)溫度傳感pcr芯片，包括從上往下依次排布的上襯底、測溫電極、反應(yīng)腔室、下襯底、加熱電極。但是該專利存在的不足之處是：測溫電極伸入反應(yīng)液中，使得反應(yīng)液易被污染；整個結(jié)構(gòu)不可拆卸，不可重復(fù)使用，成本高。

公開號為cn106222068a的中國發(fā)明專利申請，公開了一種玻璃毛細管微型pcr系統(tǒng)及其制備方法，所述pcr系統(tǒng)包括芯片座、pcr芯片、風(fēng)扇。但是該專利存在的不足之處是：單個加熱電極不能保證pcr芯片反應(yīng)腔室內(nèi)反應(yīng)液溫度的均勻性；深槽頂部開放導(dǎo)致測溫電極測溫不精確；不能同時測試多個反應(yīng)體系。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列，該pcr芯片陣列循環(huán)反應(yīng)周期短，溫度均勻性高，pcr擴增效率高；溫控體系控溫精確度高，升降溫速率快；pcr反應(yīng)腔室內(nèi)反應(yīng)液進行循環(huán)反應(yīng)時無氣泡；pcr芯片可重復(fù)使用，降低使用成本；采用陣列結(jié)構(gòu)可同時進行多個反應(yīng)體系的測試。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列，包括：支架、底座和pcr芯片陣列，其中：所述支架固定在所述底座上；所述pcr芯片陣列由多個pcr芯片組成，多個相同結(jié)構(gòu)的pcr芯片并列布置并固連在所述支架上；

多個所述pcr芯片均采用管套結(jié)構(gòu)，包括：玻璃套、毛細玻璃管、兩個加熱電極和兩個測溫電極，其中：所述玻璃套內(nèi)嵌套所述玻璃毛細管；所述玻璃毛細管用做pcr芯片反應(yīng)腔室，內(nèi)部用于放置反應(yīng)液；兩個所述加熱電極和兩個所述測溫電極分別對稱制作在所述玻璃套的外表面；

所述加熱電極流入電流時，由熱阻效應(yīng)產(chǎn)生熱量以調(diào)節(jié)所述pcr反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)液溫度；所述測溫電極實時監(jiān)測所述pcr反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)液溫度；由多個相同結(jié)構(gòu)pcr芯片布置在支架上形成的pcr芯片陣列，用于同時測試多種反應(yīng)體系。

優(yōu)選地，所述pcr芯片通過絕熱模塊黏合在所述支架上。

更優(yōu)選地，所述絕熱模塊為低導(dǎo)熱率材料制成，用于阻止所述加熱電極散熱至所述支架。

優(yōu)選地，所述pcr芯片中，所述玻璃套與所述毛細玻璃管采用分離式結(jié)構(gòu)，從而便于拆卸。

更優(yōu)選地，所述玻璃套內(nèi)部為圓柱或方形通道。

更優(yōu)選地，所述玻璃毛細管為圓形或方形通道。

優(yōu)選地，所述加熱電極采用蛇形密布，兩個所述加熱電極對稱分布在玻璃套的上下表面，以維持所述pcr反應(yīng)腔室內(nèi)反應(yīng)液的溫度均勻性，從而加快升降溫速率。

優(yōu)選地，所述加熱電極的外表面覆蓋一層絕熱材料保護層，從而降低熱量散失率。

優(yōu)選地，所述測溫電極流入定量電流，實時監(jiān)測所述pcr反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)液溫度。

優(yōu)選地，所述測溫電極的外表面覆蓋一層絕熱材料保護層，從而降低熱量散失率。

本發(fā)明中，所述玻璃套、所述加熱電極和所述測溫電極重復(fù)循環(huán)使用，以降低成本；所述毛細玻璃管一次性使用，以避免生物污染。

本發(fā)明中，所述玻璃毛細管制作的pcr反應(yīng)腔室密封性好，避免氣泡的產(chǎn)生和蛋白吸附。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列，采用分離式管套結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)玻璃套及加熱電極和測溫電極的循環(huán)使用，降低成本；

本發(fā)明采用玻璃毛細管制作的pcr反應(yīng)腔室結(jié)構(gòu)，密閉性好，避免氣泡產(chǎn)生和蛋白吸附；

本發(fā)明采用pcr芯片陣列結(jié)構(gòu)，可同時進行多個體系的測試；

本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)體積小，熱容小，升降溫速度快。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明一實施例的整體結(jié)構(gòu)圖，

圖中：10、20、30、40為測溫電極，11、21、31、41為加熱電極，100、200、300、400為絕熱模塊；

圖2為本發(fā)明一實施例的玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片的結(jié)構(gòu)圖，

圖中：101、105為測溫電極焊盤，102、104為過渡互聯(lián)，103為溫度敏感電阻，107、110為加熱電極焊盤，加熱電阻108，109為玻璃套；

圖3為本發(fā)明一實施例的pcr反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)圖，

圖中：106為玻璃毛細管；

圖4為本發(fā)明一實施例的玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片的結(jié)構(gòu)主視圖；

10、12為測溫電極，11、13為加熱電極。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，一種玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列，由底座、支架、多個玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片組成，其中：所述支架固定在所述底座上；多個所述玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片并列布置形成pcr芯片陣列，并與所述支架分別采用絕熱模塊100、200、300、400黏合在一起。

作為一優(yōu)選的實施方式，所述支架由良好的塑性材料組成。

作為一優(yōu)選的實施方式，所述絕熱模塊100、200、300、400采用的材料導(dǎo)熱率低，以有效阻止所述加熱電極散發(fā)熱量至所述支架。

多個并列分布的所述玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片具體構(gòu)成并無差異，細節(jié)如圖2所示。

如圖2-圖4所示，多個所述玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片的結(jié)構(gòu)相同，包括：玻璃毛細管106，玻璃套109，加熱電極11、13，測溫電極10、12；其中：

所述玻璃毛細管106(如圖3所示)嵌套在玻璃套109(如圖2所示)內(nèi)，玻璃毛細管106用做pcr反應(yīng)腔室；所述加熱電極11、13分別位于玻璃套109上、下兩面呈對稱分布(如圖4所示)；所述測溫電極10、12分別位于玻璃套109前、后兩面呈對稱分布(如圖4所示)。

如圖4所示，所述加熱電極13與所述加熱電極11具體構(gòu)成完全相同。

以加熱電極11為例，如圖2所示，所述加熱電極11由加熱電極焊盤107、加熱電極焊盤110和加熱電阻108組成，其中：所述加熱電極焊盤107和所述加熱電極焊盤110對稱分布在所述加熱電阻108的兩端。

作為優(yōu)選的實施方式，如圖2所示，所述加熱電阻108呈蛇形分布，通過加熱電極焊盤107、加熱電極焊盤110給予所述加熱電阻108恒定電流，從而實現(xiàn)對所述玻璃毛細管106的pcr反應(yīng)腔室加熱，并保證pcr反應(yīng)腔室內(nèi)溫度的均勻分布。

當(dāng)所述加熱電極11、13流入不同電流時，由熱阻效應(yīng)，調(diào)節(jié)pcr反應(yīng)腔室內(nèi)反應(yīng)液的溫度，pcr反應(yīng)腔室分別進入不同的工作區(qū)，即pcr反應(yīng)腔室在不同溫度區(qū)域時，玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片將分別工作在高溫解旋、低溫吸附、中溫延伸這三個工作區(qū)。

如圖4所示，所述加熱電極11和所述加熱電極13可同時對所述玻璃毛細管106的pcr反應(yīng)腔室內(nèi)反應(yīng)液加熱，提高升溫效率。

如圖4所示，所述測溫電極12與測溫電極10具體組成完全相同，

以測溫電極10為例，如圖2所示，所述測溫電極10由兩端的測溫電極焊盤101、測溫電極焊盤105，過渡互聯(lián)102、過渡互聯(lián)104，以及溫度敏感電阻103組成；其中：所述溫度敏感電阻103位于測溫電極10的中間位置，所述過渡互聯(lián)102和所述測溫電極焊盤101、所述過渡互聯(lián)104和所述測溫電極焊盤105依次對稱分布于所述溫度敏感電阻103的兩邊。

所述測溫電極10和所述測溫電極12可同時對pcr反應(yīng)腔室測定溫度，降低pcr芯片實時溫度誤差。

作為優(yōu)選的實施方式，如圖2所示，通過所述測溫電極焊盤101、測溫電極焊盤105經(jīng)所述過渡互聯(lián)102、過渡互聯(lián)104給予所述溫度敏感電阻103恒定的輸入電流，由歐姆定律可以標定所述溫度敏感電阻103兩端的電壓，進而實時測量pcr反應(yīng)腔室內(nèi)溫度。

作為優(yōu)選的實施方式，所述玻璃套109和所述玻璃毛細管106為管套結(jié)構(gòu)，兩者可以分離；

所述玻璃套109，所述加熱電極11、加熱電極13，所述測溫電極10、測溫電極12均可循環(huán)利用。

作為優(yōu)選的實施方式，所述玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片固聯(lián)在所述支架上形成陣列，可以進行多個反應(yīng)體系的測試。

本發(fā)明所述的玻璃管套結(jié)構(gòu)pcr芯片陣列，將加熱電極及測溫電極分別與外電路相連接，接入數(shù)據(jù)采集單元；數(shù)字計算機控制整個體系反應(yīng)進程，可實時控制和觀察反應(yīng)進度。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。