[发明专利]基底上反应位点的热隔离

说明书

本发明提供了一种热块组件。所述组件可包括：基底，所述基底包括配置有多个反应位点的第一表面，每个反应位点构造成用于容纳生物样本；以及样本块，所述样本块包括多个基座，所述基座构造成热调节所述多个生物样本，其中每个基座热耦合至所述反应位点中的一者。所述组件还可包括与反应位点相关联的冷却块、狭槽以及隔热环，所述冷却块、狭槽以及隔热环中的每个能够使所述反应位点之间的热流最小化。还提供了一种用于热隔离反应位点的方法。所述方法能够包括：设置基底，所述基底包括多个反应位点，每个反应位点被构造成用于容纳生物样本；设置样本块，所述样本块包括基座，每个基座的尺寸基本上等于所述反应位点的尺寸并且热耦合至所述反应位点；利用隔热特征结构使所述反应位点彼此热隔离；通过一系列温度和保持时间来调节所述基座的所述温度；以及利用冷却块使所述反应位点冷却。

背景技术

聚合酶链反应(PCR)是遗传分析中扩增DNA样本的常用工具。该过程可包括将DNA生物样本置于样本固持器中或样本固持器上，该样本固持器适于在反应位点处将每个样本与其他样本隔离。此类样本固持器在本领域中是众所周知的，并且可采取多种形式，诸如但不限于微量滴定板、微卡、单独的管、连接管条带、毛细管、微阵列和载玻片。另外，样本固持器中容纳的样本的数量可根据例如所需的分析类型而变化，并且单个样本固持器中或样本固持器上可容纳一个样本至数千个样本。

设计用于诸如混合、流体输送、加热和冷却等多种功能的样本固持器遇到的挑战之一是，难以在不对相邻区域产生热影响的情况下对固持器的某一区域进行热控制。在处理小的、间距密集的样本的情况下(例如，聚合酶链反应(PCR))也可具有挑战性。使用PCR过程扩增DNA(脱氧核糖核酸)涉及在热循环仪中通过若干不同的温育期对特殊构成的液体反应混合物进行循环。反应混合物由各种组分组成，包括待扩增的DNA和至少两种与样本DNA充分互补的引物，以便能够产生扩增的DNA的延伸产物。PCR的关键是热循环仪器中热循环的概念。热循环仪可设计成使DNA变性的替代步骤，使短引物退火为所得的单链，并且延伸那些引物以形成双链DNA的新拷贝。在热循环过程中，PCR反应混合物在用于使DNA变性的约95℃的高温到用于引物退火和延伸的约50℃至70℃的低温之间反复循环。

在一些之前的PCR仪器中，将样本管插入金属块上的样本孔中。为实施PCR过程，根据用户在PCR方案文件中所指定的温度和时间对金属块的温度进行循环。该循环通过计算机及相关联的电子器件控制。随着金属块温度的变化，各个管中的样本的温度发生相似的温度变化。此类加热的金属块可与上述样本固持器中的任一种一起使用。然而，在例如对非常小的样本执行PCR时，该设备可能会受到非常苛刻的热循环方案的约束，这些热循环方案在一些之前的PCR仪器中并不常见。一种此类方案可能需要将一个或多个样本加热至例如95℃，而相邻的一个或多个样本需要保持在与95℃大不相同的温度下。就需要不同温度的样本而言，所述块不仅可加热期望的反应位点，而且还可将热量传递到周围区域及其他样本。这种热传递可对其他样本产生不利影响，并对样本的扩增或温育产生负面影响。因此，期望提供样本固持器并且可用于执行例如PCR热循环反应而对邻近的反应不产生热影响。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供了一种热块组件。该组件包括：基底，该基底包括配置有多个反应位点的第一表面，每个反应位点构造成用于容纳生物样本，其中基底构造为具有特征结构以改善反应位点的热隔离；以及样本块，该样本块包括多个基座，这些基座构造成用于热调节多个生物样本，其中每个基座热耦合至反应位点中的一者。

在另一个实施例中，提供了一种热块组件。该组件包括：基底，该基座包括配置有多个反应位点的第一表面，每个反应位点构造成用于容纳生物样本；样本块，该样本块包括配置在一行或多行中的多个基座，其中每个基座热耦合至反应位点中的一者并且配置为具有特征结构以改善反应位点的热隔离；以及多个冷却块，每个冷却块与一个反应位点相关联并且能够使反应位点之间的热流最小化。