[发明专利]用于监测加热和冷却的温度传感器元件

说明书

技术领域

本发明的主题是一种系统，该系统包括盒和用于以受控方式加热和冷却混合物的装置，本发明的主题还是一种用于加热盒(该盒包括腔室)的装置、一种用于在装置中实现热分布型的方法以及一种用于扩增核酸的方法。

背景技术

本发明在保健领域特别有用，其中需要对包含于其中的组分进行可靠试样分析。化学反应需要加热例如由分子诊断学可知，其中，已知核酸将通过加热至高于杂交体的解链温度而变性，即从双链的杂交体变成单链。这里，一个重要方面是控制和监测对试样的加热和冷却，因为这些步骤中的精度是该方法能够准确的前提条件。

一种利用反应循环(包括该变性步骤)的方法是聚合酶链反应(PCR)。通过提供工具来使得特定序列的核酸量从可忽略的量增加至可检测的量，该技术使得核酸处理领域产生了革命，特别是核酸分析领域。PCR在EP0201184和EP0200362中有记载。在EP0236069中公开了一种仪器，其利用加热和冷却一伸出的金属块来以受控方式对管中的试样进行热循环。

用热传感器来监测对盒和反应腔室的加热和冷却是本领域公知的。

美国专利申请US2003/0008286公开了一种由包含反应腔室阵列的塑料芯片构成的装置。在所有腔室都充满试剂后，芯片向上压靠在基片上，在芯片和基片之间有一组温度平衡块。位于块和基片之间的、分别受控的加热器和传感器允许各腔室遵循其自身的热行为，同时与其它的腔室和基片有良好的隔热。因此，加热器和传感器可以位于该块的底部而并不面对该反应腔室，或者位于该块的顶部，且具有高热导率的小块安装在该第一块的顶部。这样布置的加热器和传感器的缺点在于腔室中的液体温度只能通过测量导热块的温度而间接测定。而且，并不是在该腔室的整个横截面上测定该温度。

WO98/38487公开了一种组件，该组件具有化学反应腔室和热套筒，该化学反应腔室用于接收试样的化学反应腔室，并允许该试样进行化学反应，且具有加热元件的热套筒用于与反应腔室有效热接触。该腔室的温度可以通过位于热套筒上的以及位于后缘上的一个或多个温度传感器来监测。不过，这样布置的加热器和传感器的缺点是在反应腔室的小部分中局部测定该温度，而不是在腔室的整个横截面上测定该温度，因此，测量的结果并不代表反应腔室中的主导温度。

因此，在监测通常涉及对液体的加热和/或冷却的反应和/或热循环中的温度的领域中，是利用热传感器(该热传感器在装试样的腔室外面测量温度)和算法(该算法用于内插且关联热传感器的测量温度和试样中的温度)来间接确定液体的温度。因此，本发明的目的是提供一种包括热传感器元件的系统和装置，其对于测定液体试样中温度来说具有改进的特性。

发明内容

本发明的第一主题是一种用于以受控方式加热和冷却混合物的系统，该系统包括盒和装置，

所述盒至少包括：

腔室，用于装所述混合物；以及

接触表面，用于与所述装置接触，具有腔室接触表面和盒

体接触表面；

所述装置至少包括从顶部至底部以如下顺序一个层叠在另一个顶上的：

第一基本扁平的温度传感器元件；

导热基片；以及

加热器层；

其特征在于，所述传感器元件定位在所述装置的所述导热基片的表面上，并当所述装置和所述盒成物理接触时朝向所述盒的所述接触表面，从而能够使得所述装置的所述第一传感器元件与所述盒的所述盒体接触表面或所述腔室接触表面进行物理相互作用。

本发明的第二主题是一种用于以受控方式加热包括腔室的盒的装置，所述装置至少包括从顶部至底部以如下顺序一个层叠在另一个顶上的：

至少一个基本扁平的温度传感器元件；

导热基片；以及

加热器层；

其特征在于：所述传感器元件定位在所述导热基片的表面上，所述传感器元件形成一表面区域，从而当所述传感器元件与所述盒形成物理接触时，允许所述传感器元件与盒的接触表面进行物理相互作用。

本发明的第三主题是一种用于实现并控制系统中的热分布型的方法，包括：

——用如权利要求1至13中任意一项所述系统中的装置来加热盒，该盒在腔室中装有混合物；以及

——利用所述装置的所述第一和/或第二传感器元件来控制该加热过程以及所述混合物的温度。

本发明的第四主题是一种利用如权利要求1至13中任意一个所述的系统来扩增核酸的方法，包括：

a)在所述盒的腔室中提供包含核酸的试样；

b)使所述盒的所述腔室中的所述试样经受热循环。