[发明专利]用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管

说明书

技术领域

本发明涉及一种热对流聚合酶连锁反应装置，尤其涉及一种用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管。

背景技术

以聚合酶连锁反应(PCR)扩增特定核酸序列为目前相当成熟的技术，其为医学及生物技术的重要技术，其反应过程主要有三个步骤：变性反应、炼合反应以及延伸反应，其中这三个步骤需要的反应温度不相同。现今商业化的PCR设备，所需反应样本包含欲扩增的模板DNA、与模板DNA各链上特定序列互补的寡核苷酸引子对、热安定性DNA聚合酶、以及去氧核苷三磷酸(dNTP)。PCR设备通过反复加热与冷却反应样本，使反应样本在三种不同温度间循环，以扩增模板DNA核酸序列的特定部分。

PCR第一个步骤为变性反应，其为将反应样本加热至高温，以让双链的模板DNA分离成为单链DNA，典型地变性反应的温度为介于90℃至95℃的范围。

PCR第二个步骤为链合反应，其为先将分离成为单链DNA的反应样本冷却至较低温度，以让引子与第一个步骤形成的单链DNA结合，而形成DNA与引子的复合物，典型地炼合反应的温度为依据所用引子的解链温度(melting temperature：Tm)而选择，通常介于35至65℃的范围。

PCR第三个步骤为聚合(延伸)反应，其为将形成DNA与引子的复合物的反应样本维持于适当温度，通过DNA聚合酶的作用，使引子得以延伸，形成与模板DNA各链互补的新单链DNA，典型聚合反应的温度为72℃。

因此由上述三步骤组成的每一次循环，可以复制两倍的模板DNA，将包含变性反应、链合反应及延伸反应等三个温度各异的步骤的PCR循环重复约20至40次，可生产出数百万个标的核酸序列的复制物。

传统的市售PCR仪器(即热循环仪器)中，反应样本的温度为以热传导方式控制。装有PCR反应样本的反应容器为与具有高导热性的固体金属块接触。该金属块与加热及冷却装置相连，并通过加热及冷却装置而改变温度，传统的热循环PCR需花费额外的时间及能源去加热及冷却PCR样本本身以外的物质。且由于机器本身精密的特性，因此热循环仪器通常十分昂贵。

请参阅图1与图2所示，目前另一较省成本的技术为热对流PCR(CPCR)，常用热对流PCR的反应样本为装填入圆形的毛细管1中，多个毛细管1整齐排列于一装设有加热器(图未示)与冷却装置(图未示)的试管座2上，其中由热对流驱动的反应样本，通过加热器与冷却装置的作用，于该毛细管1内形成循环流动。因此毛细管1各区域具不同的温度，而当反应样本在各区域间循环时，PCR的三个步骤可依序并重复地发生。

常用的毛细管1为圆形且直立排列，热对流的趋势为热流上升、冷流下降，其流速相当的快速而导致热流与冷流容易互相混杂而没有明显区隔，造成反应效率的不良。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于揭露一种毛细管结构，可延长热对流的循环时间。

经由以上可知，为达上述目的，本发明提供一种用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，供设置于一试管座上，其包含一管体，该管体具有一长管状容置空间，该长管状容置空间的轴向与该试管座的平面倾斜一角度，且该长管状容置空间具一轴向截面，该轴向截面的左右边缘的距离大于该轴向截面的前后边缘的距离。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该轴向截面为封闭曲面，且该轴向截面左右边缘的曲率大于该轴向截面前后边缘的曲率。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该轴向截面为椭圆面。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该轴向截面为长方形。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该管体于靠近该长管状容置空间的底部处圈绕一高导热环。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该高导热环为金属环。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该高导热环为铜制成。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该管体具有一管盖。

本发明所述的用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管，其中，该长管状容置空间的底部渐缩形成为一狭长管状空间。

据此，当该长管状容置空间装填反应样本并予以加热产生热对流时，由于该轴向截面的左右边缘的距离大于该轴向截面的前后边缘的距离，因此该轴向截面的左右边缘可形成较窄的通道，相较于习知，本发明的优点在于可降低热对流上升的流速而延长热对流的循环时间，亦即延长反应样本的反应时间，故可增加热对流聚合酶连锁反应装置的反应效率。