Усовершенствованный амплификатор - RU2016117135A
Код документа: RU2016117135A
Формула
1. Амплификатор, содержащий:
вращающуюся платформу, имеющую реакционные лунки и выполненную с возможностью индукционного нагрева при воздействии на нее электромагнитной энергии, и
источник электромагнитной энергии, выполненный с возможностью направления электромагнитной энергии на вращающуюся платформу,
причем источник электромагнитной энергии окружает значительную часть вращающейся платформы, для того, чтобы нагревать платформу по существу одновременно.
2. Амплификатор по п. 1, в котором реакционные лунки изготовлены, по меньшей мере частично, из материала, который способен индукционно нагреваться под воздействием электромагнитной энергии.
3. Амплификатор по п. 1, в котором реакционные лунки выполнены с возможностью размещения в них соответствующих реакционных контейнеров.
4. Амплификатор по п. 3, в котором каждый реакционный контейнер изготовлен из материала, который способен индукционно нагреваться под воздействием электромагнитной энергии.
5. Амплификатор по п. 4, в котором реакционный контейнер выполнен из пластмассы, имеющей наполнитель из ферромагнитных частиц, так что контейнер выполнен с возможностью индукционного нагрева.
6. Амплификатор по п. 1, в котором вращающаяся платформа имеет круглую форму, а реакционные лунки распределены по периферии платформы.
7. Амплификатор по п. 6, в котором вращающаяся платформа содержит 48, 96, 192 или 384 реакционные лунки.
8. Амплификатор по п. 1, в котором реакционные лунки выполнены в виде кольцевого массива стаканов, выполненных с возможностью размещения в них соответствующих реакционных контейнеров.
9. Амплификатор по п. 8, в котором стаканы расположены под углом примерно 80 градусов к горизонтали и имеют открытое отверстие в своем основании для оптического контроля реакции, протекающей в реакционном контейнере, расположенном внутри стакана.
10. Амплификатор по п. 1, в котором вращающаяся платформа находится в тепловом контакте с материалом, который способен индукционно нагреваться под воздействием электромагнитной энергии.
11. Амплификатор по п. 10, в котором платформа представляет собой кольцевой диск диаметром приблизительно 130 мм и толщиной 1 мм, а также содержит радиально внутренние загрузочные лунки и радиально наружные реакционные лунки, причем каждая из радиально внутренних загрузочных лунок соединена с одной или несколькими радиально наружными лунками с помощью узкого прохода.
12. Амплификатор по п. 11, в котором реакционные лунки имеют диаметр приблизительно 6 мм.
13. Амплификатор по п. 12, в котором платформа находится в тепловом контакте с одним или несколькими плоскими дисками, выполненными из указанного материала.
14. Амплификатор по п. 13, в котором указанный один или несколько плоских дисков, выполненных из указанного материала, содержат верхний диск и нижний диск, причем нижний диск закреплен и расположен с возможностью вращения в устройстве амплификатора, а верхний диск является съемным для обеспечения пользователю возможности доступа к загрузочным и реакционным лункам.
15. Амплификатор по п. 10, в котором указанный материал выбран из стали, углерода, олова, вольфрама, алюминия, меди, золота, латуни, кобальт-железа, пермаллоя, электротехнической стали, ферритной нержавеющей стали, мартенситной нержавеющей стали, феррита (никель цинк), углеродистой стали, никеля и их комбинаций.
16. Амплификатор по п. 1, в котором платформа и/или реакционные лунки содержат материал, имеющий достаточную теплопроводность для того, чтобы во время нагревания или охлаждения платформы температура всей платформы являлась однородной.
17. Амплификатор по п. 1, в котором источник электромагнитной энергии представляет собой катушку индуктивности.
18. Амплификатор по п. 17, в котором катушка индуктивности окружает больше, чем приблизительно 45, 55, 65, 75, 85 или 95% от общей периферии вращающейся платформы.
19. Амплификатор по п. 17, в котором катушка индуктивности выполнена в форме кольца и полностью окружает вращающуюся платформу.
20. Амплификатор по п. 17, в котором катушка индуктивности выполнена из 2-х или большего количества секций, которые окружают больше, чем приблизительно 45, 55, 65, 75, 85 или 95% от общей периферии вращающейся платформы.
21. Амплификатор по п. 1, в котором электромагнитное излучение доставляется на частоте в диапазоне от 5 до 100 кГц.
22. Амплификатор по п. 17, в котором катушка индуктивности выполнена с возможностью доставки непрерывной энергии или импульсов энергии, которые могут иметь одинаковую продолжительность или разные продолжительности, во время фазы нагрева.
23. Амплификатор по п. 17, в котором катушка индуктивности представляет собой первичную обмотку в трансформаторе, а вращающаяся платформа представляет собой вторичную обмотку, которая представляет собой один короткозамкнутый виток.
24. Амплификатор по п. 1, который выполнен таким образом, что разница температур между любыми местами платформы составляет меньше 1%, когда платформа нагрета.
25. Амплификатор по п. 1, в котором разница температур между любыми 2-мя частями платформы, или внутри реагентов, содержащихся в реакционных лунках, или в реакционных контейнерах, составляет менее 1°С, когда платформа нагрета.
26. Амплификатор по п. 1, в котором платформа выполнена с возможностью индукционного нагрева со скоростью больше, чем 15°С/с.
27. Амплификатор по п. 1, дополнительно содержащий термопару или термистор, установленный в тепловом контакте с вращающейся платформой для непосредственного измерения температуры вращающейся платформы и/или реакционных лунок.
28. Амплификатор по п. 1, дополнительно содержащий приводную систему, выполненную с возможностью приведения вращающейся платформы во вращение вокруг оси вращения, и блок управления для вращения вращающейся платформы с заданной управляемой программируемой пользователем скоростью вращения.
29. Амплификатор по п. 1, дополнительно содержащий модуль оптического детектирования для обнаружения оптического сигнала от реакции, протекающей в реакционной лунке / контейнере, и, тем самым, отслеживания хода реакции.
30. Амплификатор по п. 29, в котором конструкционный материал реакционного контейнера выбран таким, что он является оптически прозрачным на длине(ах) волн(ы) света, на которой(ых) работает устройство оптического детектирования.
31. Амплификатор по п. 1, дополнительно содержащий охлаждающее устройство, выполненное с возможностью охлаждения платформы с помощью охлаждающей текучей среды.
32. Амплификатор по п. 31, в котором охлаждающая текучая среда представляет собой охлажденный воздух при температуре 5°С.
33. Амплификатор по п. 1, дополнительно содержащий точечный источник нагрева, выбранный из лазера, излучающего видимое или ИК-излучение, или источника микроволнового излучения.
34. Амплификатор по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий средство мониторинга для оценки хода реакции, протекающей в реакционных лунках или в реакционных контейнерах.
35. Амплификатор по п. 34, в котором средство мониторинга представляет собой флуоресцентный детектор, спектрофотометр или фотометр.
36. Амплификатор по любому из пп. 1-33, в котором вращающаяся платформа жестко установлена в устройстве.
37. Амплификатор по любому из пп. 3-9, в котором реакционный контейнер выполнен с возможностью вмещения объема текучей среды в диапазоне от 50 до 1000 мкл.
38. Амплификатор по п. 37, в котором реакционная лунка и реакционный контейнер выполнены таким образом, что максимальная высота текучей среды в реакционном контейнере совпадает с верхней поверхностью реакционной лунки.
39. Применение амплификатора по любому из пп. 1-38 для проведения реакции амплификации нуклеиновой кислоты, выбранной из полимеразной цепной реакции (ПЦР) и лигазной цепной реакции (ЛЦР).
40. Способ циклической термообработки реакционной смеси между заданными температурами, включающий этапы:
используют амплификатор по любому из пп. 1-38,
помещают указанную реакционную смесь в одну или несколько реакционных лунок и циклически:
приводят в действие катушку индуктивности для нагрева реакционной лунки и, тем самым, нагрева реакционной смеси до первой заданной температуры, и
вводят в контакт вращающуюся платформу с охлаждающей текучей средой для охлаждения реакционной смеси до второй заданной температуры, отличной от первой заданной температуры,
выполняя, тем самым, циклическую термообработку реакционной смеси.
41. Способ по п. 40, в котором реакционную смесь загружают в реакционный контейнер, расположенный внутри реакционной лунки.
42. Способ по п. 40, в котором дополнительно осуществляют мониторинг реакционной смеси с использованием средства детектирования.
43. Способ по п. 40, в котором дополнительно после каждого цикла нагрева увеличивают скорость вращения платформы в достаточной степени, так чтобы любой конденсат в верхней части реакционного контейнера под действием центробежных сил перемещался обратно вниз в направлении основания реакционного контейнера.
44. Способ по п. 43, в котором скорость вращения имеет значение между 1500 оборотов в минуту и 3000 оборотов в минуту.
45. Способ по п. 40, в котором реакционная смесь содержит реагенты, пригодные для осуществления полимеразной цепной реакции или лигазной цепной реакции.
46. Способ по п. 45, в котором выполняют циклическую термообработку в достаточной степени, так что имеют место следующие реакции:
(А) денатурация ДНК в ее составные цепи;
(Б) отжиг олигонуклеотидных праймеров с комплементарными последовательностями в ДНК; и
(В) синтез новых цепей ДНК.
47. Способ по п. 46, в котором этапы А) - В) повторяют до тех пор, пока не будет достигнут требуемый уровень амплификации.
48. Способ по п. 46, в котором температуру реакции варьируют приблизительно от 90 до 95°С для денатурации ДНК, от 40 до 60°С для отжига праймера с денатурированной ДНК, и приблизительно от 70 до 75°С для достройки прошедших отжиг праймеров с полимеразой.
49. Способ по п. 40, в котором вращают платформу со скоростью от 500 до 1000 оборотов в минуту при опробовании реакционной смеси в реакционных лунках / контейнерах.
50. Способ по любому из пп. 40-49, в котором выполняют один или несколько из следующих этапов:
приводят в действие катушку индуктивности,
выключают или импульсно включают-выключают катушку индуктивности,
увеличивают скорость вращающейся платформы,
уменьшают скорость вращающейся платформы,
поддерживают скорость вращения платформы постоянной,
уменьшают скорость вращения платформы до нуля или близко к нулю,
впускают охлаждающий газ для охлаждения платформы,
уменьшают поток охлаждающего газа до нуля,
управляют температурой платформы до заданной температуры,
изменяют температуру платформы от одной заданной температуры до другой (либо от более холодной до более горячей, или наоборот).
