ES2738665A1 - Compact thermal cycling device and system comprising said thermal cycling device - Google Patents

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ES2738665A1
ES2738665A1 ES201990017A ES201990017A ES2738665A1 ES 2738665 A1 ES2738665 A1 ES 2738665A1 ES 201990017 A ES201990017 A ES 201990017A ES 201990017 A ES201990017 A ES 201990017A ES 2738665 A1 ES2738665 A1 ES 2738665A1
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Fernandez Aitor Ezkerra
Ruiz Javier Berganzo
Lazcano Inigo Aranburu
Eneriz Diana Eneriz
Poza Miguel Roncales
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Abstract

The present invention relates to a compact thermal cycling device (1) for heating and cooling at least one housing mount (2) for housing a lower portion of a reagent tube (3), adapted for conducting heat into or out of same; and a thermoelectric heater (6) coupled to said mount (2). Advantageously, the device (1) of the invention further comprises a heating block (8) arranged in a region located above the region of the mount (2), comprising at least one housing port (9) adapted for receiving an upper portion of the tube (3) located above the portion housed by the mount (2), being in thermal contact with said upper portion.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

DISPOSITIVO TERMOCICLADOR COMPACTO V SISTEMA QUE COMPRENDE DICHO COMPACT THERMOCICLING DEVICE V SYSTEM THAT INCLUDES SUCH

DISPOSITIVO TERMOCICLADORTHERMOCICLING DEVICE

CAMPO DE LA INVENCIÓNFIELD OF THE INVENTION

La presente invención se enmarca dentro del campo de la experimentación en Biología Molecular, Bioquímica y Genómica. Más concretamente, la invención se refiere a un dispositivo termociclador utilizado para la amplificación de secuencias de ADN, así como a un sistema asociado a dicho dispositivo.The present invention is part of the field of experimentation in Molecular, Biochemical and Genomic Biology. More specifically, the invention relates to a thermocycler device used for amplification of DNA sequences, as well as to a system associated with said device.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Los dispositivos termocicladores, también conocidos como máquinas PCR (de "Polymerase Chain Reaction") son aparatos usados preferentemente en el campo de la Biología Molecular para someter a la enzima polimerasa a diferentes ciclos de temperatura, por ejemplo, para obtener la amplificación de ADN o para reacciones de secuenciación con el método de Sanger.Thermocycler devices, also known as PCR machines (from "Polymerase Chain Reaction") are devices preferably used in the field of Molecular Biology to subject the polymerase enzyme to different temperature cycles, for example, to obtain DNA amplification or for sequencing reactions with the Sanger method.

El modelo más común de dichos dispositivos consiste en una pluralidad de pocillos configurados para alojar tubos de reactivos, conectados a un bloque de resistencia eléctrica que distribuye, a través de una placa de calentamiento, una temperatura homogénea a los pocillos durante tiempos que pueden ser programables, normalmente con rangos de temperatura comprendidos entre 4°C y 96°C.The most common model of such devices consists of a plurality of wells configured to house reagent tubes, connected to an electrical resistance block that distributes, through a heating plate, a homogeneous temperature to the wells during times that can be programmable , normally with temperature ranges between 4 ° C and 96 ° C.

Dado que las reacciones incubadas en los tubos se realizan, habitualmente, en una solución acuosa, los termocicladores suelen comprender, adicionalmente, una tapa de calentamiento (o, en inglés, "heating lid") dispuesta para cubrir los tubos y que se calienta de forma constante a 104°C, de forma que se limite, así, la condensación del agua en los cierres de los tubos donde ocurre la reacción, reduciendo la concentración de los solutos para impedir que se modifiquen las condiciones óptimas para la enzima polimerizante, así como para mantener la termodinámica deseada para el apareamiento de los cebadores (o "primers") que sirven de punto de partida para la replicación del ADN. Since the reactions incubated in the tubes are usually carried out in an aqueous solution, the thermal cyclers usually comprise, in addition, a heating lid (or, in English, "heating lid") arranged to cover the tubes and which is heated from constant form at 104 ° C, so that the condensation of water in the closures of the tubes where the reaction occurs is thus limited, reducing the concentration of solutes to prevent the optimal conditions for the polymerizing enzyme from being modified, thus as to maintain the desired thermodynamics for the pairing of primers (or "primers") that serve as a starting point for DNA replication.

En el termociclador se programan ciclos rápidos y continuos de cambio de temperatura para iniciar los procesos de separación y desnaturalización de las cadenas de ADN a altas temperaturas, posteriormente su anillamiento a bajas temperaturas y, finalmente, su elongación a altas temperaturas. Este ciclo se puede repetir de forma múltiple, llegando así al grado de amplificación deseado del fragmento de ADN.In the thermal cycler, fast and continuous cycles of temperature change are programmed to initiate the processes of separation and denaturation of the DNA chains at high temperatures, subsequently their banding at low temperatures and, finally, their elongation at high temperatures. This cycle can be repeated multiple times, thus reaching the desired degree of amplification of the DNA fragment.

Desde hace algunos años, son conocidos también diversos termocicladores comerciales que comprenden medios de calentamiento basados en tecnología Peltier, aprovechando las propiedades de los semiconductores. Estos materiales ofrecen mejor uniformidad en la temperatura, así como rampas de ascenso y descenso de la temperatura mucho más pronunciadas, obteniendo así mejores resultados en los procesos PCR. Asimismo, algunas soluciones del mercado han optado, en la búsqueda por mejorar la precisión, exactitud y homogeneidad de la temperatura, por utilizar metales como el oro, la plata y otras aleaciones en los bloques de calentamiento de los pocillos, logrando mayor estabilidad y reproducibilidad de los ensayos.For several years, several commercial thermal cyclists have also been known, comprising heating means based on Peltier technology, taking advantage of the properties of semiconductors. These materials offer better temperature uniformity, as well as much more steep rise and fall ramps, thus obtaining better results in PCR processes. Also, some market solutions have chosen, in the search to improve the accuracy, accuracy and homogeneity of the temperature, to use metals such as gold, silver and other alloys in the heating blocks of the wells, achieving greater stability and reproducibility of the essays.

No obstante, incluso en los termocicladores basados en tapas calefactoras, el problema de la condensación sigue aún presente y limita, en consecuencia, la efectividad de sus resultados. En este sentido, la tapa que hace de bloque térmico en este tipo de termocicladores ha de abatirse o deslizarse sobre la parte superior de los tubos, descansando sobre los mismos. Ello exige una construcción compleja que limita el acceso y la manipulación de los tubos, donde además se provoca que los focos de calentamiento (esto es, los calentadores de la base de los tubos y las tapas calentadoras) se encuentren excesivamente alejados, lo que crea un alto nivel de condensación de los reactivos.However, even in thermocyclers based on heating caps, the problem of condensation is still present and consequently limits the effectiveness of its results. In this sense, the cover that acts as a thermal block in this type of thermal cycler must be folded or slid over the upper part of the tubes, resting on them. This requires a complex construction that limits the access and handling of the pipes, where it is also caused that the heating bulbs (that is, the heaters of the base of the pipes and the heating caps) are excessively far apart, which creates a high level of condensation of the reagents.

Según lo descrito en los párrafos anteriores se hace necesario, por tanto, disponer de una solución integrable en un termociclador que reduzca, de forma eficaz, la condensación producida en las muestras en las que se producen las reacciones de amplificación y, asimismo, permita un acceso más directo a los tubos de alojamiento utilizados. La presente invención está orientada a resolver dicha necesidad, mediante un novedoso dispositivo termociclador compacto, equipado con un doble sistema de calentamiento estático y dinámico de los tubos de alojamiento.As described in the previous paragraphs, it is therefore necessary to have a solution that can be integrated into a thermal cycler that effectively reduces the condensation produced in the samples in which the amplification reactions occur and also allows more direct access to the housing tubes used. The present invention is aimed at solving said need, by means of a novel compact thermocycler device, equipped with a double system of static and dynamic heating of the housing tubes.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAINVENCIÓN BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Según la información planteada en el apartado anterior, un objeto de la presente invención es, pues, proporcionar un dispositivo que sea capaz de reducir sensiblemente la condensación de las muestras, en comparación con los termocicladores conocidos basados en sistemas de tapa caliente o "heating lid", donde la tapa utilizada se abate o desliza sobre la parte superior de los tubos, descansando sobre sus extremos.According to the information set forth in the previous section, an object of the present invention is therefore to provide a device that is capable of significantly reducing the condensation of the samples, in comparison with the known thermal cyclers based on hot lid systems or "heating lid ", where the cover used is folded or slides over the top of the tubes, resting on its ends.

Con el fin descrito, dicho objeto de la invención se realiza mediante un dispositivo termociclador compacto para el calentamiento y enfriamiento de al menos una montura de alojamiento de una porción inferior de un tubo de reactivos, donde dicha montura está acoplada a un calentador termoeléctrico para el calentamiento/enfriamiento de dicha porción inferior del tubo.For the purpose described, said object of the invention is carried out by means of a compact thermocycler device for the heating and cooling of at least one housing mount of a lower portion of a reagent tube, wherein said mount is coupled to a thermoelectric heater for the heating / cooling said lower portion of the tube.

Ventajosamente, el dispositivo de la invención comprende, adicionalmente, un bloque calentador aislado térmicamente de la montura, dispuesto en una región superior por encima de la misma, que comprende al menos un orificio de alojamiento adaptado para recibir una porción superior del tubo de reactivos y calentar dicha porción superior, por encima de la región inferior alojada por la montura.Advantageously, the device of the invention additionally comprises a heater block thermally insulated from the mount, disposed in an upper region above it, comprising at least one housing hole adapted to receive an upper portion of the reagent tube and heating said upper portion, above the lower region housed by the mount.

El bloque calentador comprende, preferentemente, uno o más medios de calentamiento resistivo adaptados para su contacto térmico con el tubo de reactivos cuando éste se encuentra alojado en el termociclador, de forma que se pueda mantener la porción superior de dichos tubos a una temperatura constante, evitando la condensación de la muestra en las paredes de los tubos durante los diferentes ciclos de temperatura. La combinación del efecto del bloque calentador y del calentador termoeléctrico permite reducir los tiempos de obtención de resultados, así como obtener incrementos y disminuciones de temperatura más rápidas (rampas más pronunciadas), lo que equivale a una mayor eficiencia de las reacciones, mejorando así los resultados obtenidos frente a otros termocicladores del estado de la técnica.The heating block preferably comprises one or more resistive heating means adapted for thermal contact with the reagent tube when it is housed in the thermal cycler, so that the upper portion of said tubes can be kept at a constant temperature, avoiding condensation of the sample in the walls of the tubes during the different temperature cycles. The combination of the effect of the heater block and the thermoelectric heater makes it possible to reduce the times of obtaining results, as well as to obtain increases and decreases of temperature faster (more pronounced ramps), which is equivalent to a greater efficiency of the reactions, thus improving the results obtained against other thermal cyclers of the state of the art.

En una realización preferente de la invención, el calentador termoeléctrico comprende dos elementos Peltier, enfrentados y situados rodeando la montura. Con ello se consigue una configuración térmicamente simétrica. In a preferred embodiment of the invention, the thermoelectric heater comprises two Peltier elements, facing and located surrounding the mount. This results in a thermally symmetrical configuration.

En otra realización preferente de la invención, la montura comprende un orificio para la inspección o detección óptica de la reacción que se produce en el tubo, como consecuencia del calentamiento y enfriamiento del mismo.In another preferred embodiment of the invention, the mount comprises a hole for the inspection or optical detection of the reaction that occurs in the tube, as a consequence of the heating and cooling thereof.

En otra realización preferente de la invención, los medios de calentamiento resistivo están configurados para mantener la porción del tubo alojada por el orificio de alojamiento a una temperatura constante, de valor preferentemente igualo superior a la temperatura mínima de inhibición de condensación de la muestra alojada en el tubo. Más preferentemente, la temperatura mantenida es, sustancialmente, de 104°C. De ese modo, no resulta preciso abatir o deslizar el dispositivo sobre su parte superior, como ocurre con la mayoría de los dispositivos termocicladores del estado de la técnica. Ello permite, por tanto, una construcción más sencilla que no exige automatismos o la intervención por parte del usuario, y que mantiene el calentamiento lateral del tubo proporcionando una mayor superficie libre de condensación, así como una mayor precisión y uniformidad de la temperatura en el tubo.In another preferred embodiment of the invention, the resistive heating means are configured to keep the portion of the tube housed by the housing orifice at a constant temperature, preferably equal to or greater than the minimum condensation inhibition temperature of the sample housed in The tube. More preferably, the temperature maintained is substantially 104 ° C. Thus, it is not necessary to fold or slide the device on its upper part, as is the case with most thermocycling devices of the prior art. This allows, therefore, a simpler construction that does not require automatisms or intervention by the user, and that maintains the lateral heating of the tube providing a greater surface free of condensation, as well as a greater precision and uniformity of the temperature in the tube.

En otra realización preferente de la invención, la montura y el bloque calentador se encuentran separados a una distancia comprendida entre 0,5 mm y 5,0 mm.In another preferred embodiment of the invention, the mount and the heater block are separated at a distance between 0.5 mm and 5.0 mm.

En otra realización preferente de la invención, la montura comprende una prolongación superior o pocillo, que típicamente posee una altura comprendida entre 0,1 mm y 5,0 mm.In another preferred embodiment of the invention, the mount comprises an upper extension or well, which typically has a height between 0.1 mm and 5.0 mm.

Dicho rango resulta adecuado para evitar el contacto térmico entre el calentador Peltier y el bloque calentador, especialmente en los casos en que los tubos están realizados en materiales de baja conducción térmica, tales como materiales plásticos.This range is suitable to avoid thermal contact between the Peltier heater and the heater block, especially in cases where the tubes are made of low thermal conduction materials, such as plastic materials.

El pocillo puede ser parte integral de la montura, una prolongación de la misma, o un elemento en contacto térmico con ésta, y su función principal es la de ampliar la superficie de transmisión de calor del calentador termoeléctrico sobre la porción inferior del tubo de reactivos. De este modo, el pocillo contribuye al calentamiento del tubo por encima del nivel de los reactivos, evitando así las pérdidas térmicas por la pared del tubo cercanas a dicho nivel y uniformizando la temperatura de los reactivos.The well can be an integral part of the mount, an extension thereof, or an element in thermal contact with it, and its main function is to extend the heat transfer surface of the thermoelectric heater over the lower portion of the reagent tube . In this way, the well contributes to the heating of the tube above the level of the reagents, thus avoiding thermal losses by the tube wall close to said level and unifying the temperature of the reagents.

En otra realización preferente de la invención, el dispositivo comprende un sensor de temperatura en contacto térmico con la montura, configurado para controlar la potencia suministrada por el calentador termoeléctrico y la temperatura del tubo alojado en dicha montura. Más preferentemente, el sensor de temperatura está dispuesto junto al plano de simetría de la montura, y/o en la zona más cercana al tubo de alojamiento de los reactivos.In another preferred embodiment of the invention, the device comprises a temperature sensor in thermal contact with the mount, configured to control the power supplied by the thermoelectric heater and the temperature of the tube housed therein. mount. More preferably, the temperature sensor is arranged next to the plane of symmetry of the mount, and / or in the area closest to the reagent housing tube.

En otra realización preferente de la invención, el dispositivo termociclador de la invención comprende una pluralidad de monturas de alojamiento de tubos de reactivos, equipados con sus correspondientes calentadores Peltier, bloque calentador y pocillos (en caso de utilizarse).In another preferred embodiment of the invention, the thermocycler device of the invention comprises a plurality of reagent tube housing mounts, equipped with their corresponding Peltier heaters, heater block and wells (if used).

Se consigue con ello un termociclador completamente escalable, cuya tecnología asociada no está limitada por el número de tubos utilizados.This achieves a fully scalable thermal cycler, whose associated technology is not limited by the number of tubes used.

Otro objeto de la invención se refiere a un sistema que comprende al menos un dispositivo termociclador según cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento, en combinación con uno o más tubos de reactivos alojados en una o más monturas de alojamiento de dicho termociclador.Another object of the invention relates to a system comprising at least one thermocycler device according to any of the embodiments described herein, in combination with one or more reagent tubes housed in one or more housing mounts of said thermocycler.

En una realización preferente del sistema de la invención, uno o más tubos comprenden un tapón o cierre superior que penetra hasta situarse a una altura sustancialmente igualo inferior a 20 mm sobre el nivel de los reactivos a alojar en dichos tubos. Más preferentemente, dicha altura es sustancialmente igualo inferior a 1 mm.In a preferred embodiment of the system of the invention, one or more tubes comprise a plug or upper closure that penetrates to a height substantially equal to or less than 20 mm above the level of the reagents to be housed in said tubes. More preferably, said height is substantially equal to less than 1 mm.

Se aportan a continuación, con fines ilustrativos, definiciones de algunos de los términos principales empleados en la presente descripción, y de su ámbito de interpretación a la luz de la invención aquí reivindicada:Definitions of some of the main terms used in the present description, and their scope of interpretation in the light of the invention claimed herein, are given below for illustrative purposes:

Un dispositivo termociclador, o máquina PCR, se ha de interpretar como cualquier dispositivo apto para someter a uno o más tubos contenedores de reactivos a diferentes ciclos de temperatura, por ejemplo, para obtener la amplificación de ADN o para reacciones de secuenciación con el método de Sanger.A thermocycler device, or PCR machine, must be interpreted as any device capable of subjecting one or more reagent container tubes to different temperature cycles, for example, to obtain DNA amplification or for sequencing reactions with the method of Sanger

Una montura se ha de interpretar como un medio de alojamiento de una porción inferior o base de un tubo contenedor de reactivos de un termociclador, estando dicha montura sometida a control de temperatura por uno o más medios de calentamiento. A mount is to be interpreted as a housing means of a lower portion or base of a reagent container tube of a thermocycler, said mount being subjected to temperature control by one or more heating means.

Un tubo contenedor de reactivos ha de interpretarse como cualquier medio para albergar dichos reactivos cuya forma está adaptada para su alojamiento en una montura del termociclador.A reagent container tube must be interpreted as any means for housing said reagents whose shape is adapted for housing in a thermocycler mount.

Un pocillo ha de interpretarse como un elemento conectado térmicamente o que forma parte de la montura, y que está dispuesto a una altura superior de ésta para la recepción del tubo contenedor de reactivos. El pocillo alberga, por tanto, una porción del tubo superior a la albergada por la montura.A well must be interpreted as a thermally connected element or part of the mount, and which is arranged at a higher height for the reception of the reagent container tube. The well houses, therefore, a portion of the tube superior to that housed by the mount.

Un orificio de inspección óptica ha de interpretarse como cualquier acceso a la montura mediante el cual se puede obtener información asociada a luz transmitida a/desde el interior de dicha montura.An optical inspection hole is to be interpreted as any access to the frame through which information associated with light transmitted to / from the interior of said frame can be obtained.

Un calentador termoeléctrico ha de interpretarse como un medio de control de la temperatura de la montura a través de un mecanismo basado en el efecto termoeléctrico, en cualquiera de sus manifestaciones conocidas.A thermoelectric heater must be interpreted as a means of controlling the temperature of the frame through a mechanism based on the thermoelectric effect, in any of its known manifestations.

Un elemento termoeléctrico Peltier ha de interpretarse como componente del calentador termoeléctrico basado en el control de la temperatura por medio del efecto Peltier.A Peltier thermoelectric element must be interpreted as a component of the thermoelectric heater based on temperature control by means of the Peltier effect.

Un sensor de temperatura ha de interpretarse como cualquier mecanismo equipado con medios de medición del valor de la temperatura en el interior de la montura, o de las variaciones de dicho valor.A temperature sensor must be interpreted as any mechanism equipped with means for measuring the value of the temperature inside the mount, or of the variations of said value.

Un bloque calentador ha de interpretarse como cualesquiera medios de calentamiento resistivo, destinados a la aplicación de calor a una porción superior del tubo alojada por el orificio de alojamientoA heating block is to be interpreted as any means of resistive heating, intended for the application of heat to an upper portion of the tube housed by the housing orifice

Una porción inferior del tubo ha de interpretarse como una porción continua del tubo que comprende, respectivamente, el volumen de dicho tubo que aloja los reactivos sometidos a ciclos de temperatura, cuando dicho tubo se encuentra alojado en una montura del termociclador. A lower portion of the tube is to be construed as a continuous portion of the tube comprising, respectively, the volume of said tube that houses the reagents subjected to temperature cycles, when said tube is housed in a thermocycler mount.

Una porción superior del tubo ha de interpretarse como una porción continua del tubo que se encuentre dispuesta, cuando dicho tubo se encuentra alojado en la montura, a un nivel superior al de la porción inferior referida en el párrafo anterior.An upper portion of the tube is to be interpreted as a continuous portion of the tube that is arranged, when said tube is housed in the mount, at a level higher than that of the lower portion referred to in the preceding paragraph.

Un tapón o cierre del tubo ha de interpretarse como cualquier elemento de cierre superior de dicho tubo, cuya aplicación limita el volumen de alojamiento de los reactivos en el mismo.A plug or closure of the tube must be interpreted as any upper closure element of said tube, the application of which limits the volume of reagent housing therein.

La expresión "contacto térmico" entre dos o más elementos ha de interpretarse, en el ámbito de la invención, como el contacto íntimo (entendido éste como un contacto directo en ausencia de un medio interfaz tal como el aire) entre dichos elementos, mediante el cual se permita la transferencia de calor entre los mismos.The term "thermal contact" between two or more elements has to be interpreted, within the scope of the invention, as the intimate contact (understood as a direct contact in the absence of an interface means such as air) between said elements, by means of the which heat transfer between them is allowed.

La expresión "sustancialmente", aplicada a la relación entre dos o más magnitudes ha de interpretarse, en el ámbito de la invención, como igualo comprendida en un rango de variación de ±1O% sobre el valor referido.The term "substantially", applied to the relationship between two or more magnitudes must be interpreted, within the scope of the invention, as equal in a range of variation of ± 1O% over the referred value.

El dispositivo de la invención actúa sobre tubos de configuración longitudinal destinados a estar en posición vertical, tomando como referencia de esta verticalidad la fuerza de la gravedad. De este modo, términos relativos como superior, inferior, encima o debajo, deberán interpretarse respecto de esta dirección vertical. La dirección vertical del tubo o de los tubos está establecida por la configuración de los alojamientos del tubo configurados para que dicho tubo, es su posición operativa en el dispositivo termociclador, adopte la posición correcta.The device of the invention acts on longitudinal configuration tubes intended to be in a vertical position, taking the force of gravity as a reference of this verticality. Thus, relative terms such as upper, lower, above or below, should be interpreted with respect to this vertical direction. The vertical direction of the tube or tubes is established by the configuration of the tube housings configured so that said tube, is its operative position in the thermocycler, adopts the correct position.

La expresión "comprende" ha de interpretarse, cuando se aplica a la relación entre un elemento principal respecto a otros elementos secundarios, como que dicho elemento principal incluye o contiene dichos elementos secundarios, pero sin exclusión de otros elementos adicionales.The term "comprises" must be interpreted, when applied to the relationship between a principal element with respect to other secondary elements, such as that said principal element includes or contains said secondary elements, but without exclusion of other additional elements.

La expresión "consiste" ha de interpretarse, cuando se aplica a la relación entre un elemento principal respecto a otros elementos secundarios, como que incluye o contiene dichos elementos secundarios, con exclusión de otros elementos adicionales.The expression "consists" must be interpreted, when applied to the relationship between a principal element with respect to other secondary elements, such as including or containing said secondary elements, excluding other additional elements.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES

La figura 1 del presente documento muestra una vista en corte transversal del termociclador de la invención con una pluralidad de tubos alojados, uno de ellos seccionado y visualmente accesible, según una realización preferente de la misma donde se representa la posición relativa del bloque de calentamiento dinámico y del bloque de calentamiento estático, y la separación entre ambos.Figure 1 of the present document shows a cross-sectional view of the thermocycler of the invention with a plurality of housed tubes, one of them sectioned and visually accessible, according to a preferred embodiment thereof where the relative position of the dynamic heating block is represented. and of the static heating block, and the separation between them.

Las Figuras 2a-2b muestran dos vistas de la montura y el pocillo del termociclador de la invención, donde se detallan algunos de sus elementos principales.Figures 2a-2b show two views of the mount and the well of the thermocycler of the invention, where some of its main elements are detailed.

La Figura 3 muestra una sección del tubo de reactivos alojable por el dispositivo de la invención, donde dicho tubo se encuentra cerrado por medio de un tapón.Figure 3 shows a section of the reagent tube housed by the device of the invention, wherein said tube is closed by means of a cap.

REFERENCIAS NUMÉRICAS UTILIZADAS EN LAS FIGURASNUMERICAL REFERENCES USED IN THE FIGURES

(1) Dispositivo termociclador(1) Thermocycler device

(2) Montura para recibir una porción inferior de un tubo contenedor de(2) Mount to receive a lower portion of a container tube of

reactivosreagents

(3) Tubo contenedor de reactivos(3) Reagent container tube

(4) Pocillo o prolongación superior de la montura(4) Well or upper frame extension

(5) Orificio de inspección óptica(5) Optical inspection hole

(6) Calentador termoeléctrico(6) Thermoelectric heater

(6',6") Elementos termoeléctricos Peltier(6 ', 6 ") Peltier thermoelectric elements

(7) Sensor de temperatura(7) Temperature sensor

(8) Bloque calentador(8) Heater block

(9) Orificio de alojamiento para recibir una porción superior del tubo(9) Housing hole to receive an upper portion of the tube

(10) Tapón o cierre del tubo(10) Tube cap or closure

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Se expone, a continuación, una descripción detallada de la invención, referida a una realización preferente de la misma basada en las figuras 1-3 del presente documento, que se aportan con fines ilustrativos y no limitativos.A detailed description of the invention, referring to a preferred embodiment thereof based on Figures 1-3 of this document, which are provided for illustrative and non-limiting purposes, is set forth below.

Tal y como se ha descrito en apartados precedentes, el dispositivo termociclador (1) objeto de la presente invención (Figura 1) está concebido para el calentamiento combinado estático (modo de placa caliente, o "hot plate") V/o dinámico (modo termociclador) de contenedores o monturas (2) no comunicadas, destinadas al alojamiento de los tubos (3) de reactivos, donde cada montura (2) está, opcionalmente, conectada térmicamente o unida de forma solidaria a un pocillo (4) que permite extender el calentamiento sobre la porción inferior de los tubos (3) a un nivel superior al que ocupa el volumen de los reactivos. El calentamiento proporcionado por los pocillos (4) permite, así, homogeneizar la temperatura de la muestra alojada en los tubos (3), minimizando así_el gradiente térmico en la interfaz entre los reactivos y el aire contenido en los tubos (3), e impidiendo la condensación.As described in previous sections, the thermocycler device (1) object of the present invention (Figure 1) is designed for static combined heating (hot plate mode, or "hot plate") V / o dynamic (thermocycler mode) of unconnected containers or mounts (2), intended to accommodate the reagent tubes (3), where each mount (2) is, optionally, thermally connected or joined in solidarity with a well (4) that allows the heating to be extended on the lower portion of the tubes (3) to a level higher than the volume of the reagents. The heating provided by the wells (4) thus allows the temperature of the sample housed in the tubes (3) to be homogenized, thus minimizing the thermal gradient at the interface between the reagents and the air contained in the tubes (3), and preventing condensation

Más detalladamente, el dispositivo termociclador (1) de la invención comprende, de forma compacta y preferentemente monolítica, al menos los siguientes elementos:In more detail, the thermocycler device (1) of the invention comprises, in a compact and preferably monolithic manner, at least the following elements:

- Montura (2): Comprende una estructura preferentemente metálica, por la que se conduce el calor hacia el interior o al exterior de la misma propiciando, respectivamente, el calentamiento o el enfriamiento de la región inferior del tubo (3) alojado en su interior, por conducción térmica. La montura (2) comprende, adicionalmente, un orificio (5) (Figuras 1 y 2a) para la inspección o detección óptica de la reacción que se produce en el tubo (3), como consecuencia del calentamiento y enfriamiento del mismo. Para facilitar dicha inspección, la montura (2) presenta, preferentemente, una base inferior plana. Por su parte, la porción superior de la montura (2) será, interiormente, de sección preferentemente troncocónica para alojar el tubo (3) correspondiente.- Mount (2): It comprises a preferably metallic structure, through which heat is directed towards the inside or outside of it, causing, respectively, the heating or cooling of the lower region of the tube (3) housed inside , by thermal conduction. The mount (2) additionally comprises a hole (5) (Figures 1 and 2a) for the inspection or optical detection of the reaction that occurs in the tube (3), as a consequence of the heating and cooling thereof. To facilitate said inspection, the mount (2) preferably has a flat bottom base. On the other hand, the upper portion of the frame (2) will be, internally, preferably with a truncated conical section to accommodate the corresponding tube (3).

- Pocillo (4): Es un elemento de alojamiento del tubo (3) que está conectado térmicamente o forma parte de la montura (2), y que está dispuesto a una altura superior de ésta. El pocillo (4) alberga, pues, una porción del tubo (3) superior a la albergada por la montura (2), actuando como una prolongación de ésta.- Well (4): It is a housing element of the tube (3) that is thermally connected or is part of the mount (2), and that is arranged at a higher height of it. The well (4) thus houses a portion of the tube (3) superior to that housed by the mount (2), acting as an extension thereof.

- Calentador (6) termoeléctrico: Preferentemente, dicho calentador (6) comprende dos elementos termoeléctricos (6', 6") Peltier, enfrentados y situados a cada lado de la montura (2), de forma que se obtenga una mayor simetría térmica en la aplicación o extracción de calor al tubo (3).- Thermoelectric heater (6): Preferably, said heater (6) comprises two thermoelectric elements (6 ', 6 ") Peltier, facing and located on each side of the mount (2), so that a greater thermal symmetry is obtained in the application or extraction of heat to the tube (3).

- Sensor (7) de temperatura (Figuras 2a y 2b): Preferentemente comprendido en la montura (2) y en contacto térmico con el mismo, permite monitorizar la potencia suministrada por el calentador (6) termoeléctrico, logrando así un control preciso de la temperatura del tubo (3). - Bloque (8) calentador: Dicho bloque (8) se encuentra dispuesto en el dispositivo termociclador (1) en una región superior por encima de la montura (2) y del pocillo (4) (en caso de utilizarse). En el ejemplo preferente de realización el bloque (8) está unido a la montura (2), no obstante, ambos deben estar separados y aislados térmicamente. En este mismo ejemplo de realización, montura (2) y pocillo (4) son una misma pieza si bien pueden estar formados como piezas distintas comunicadas térmicamente. Asimismo, dicho bloque (8) calentador comprende al menos un alojamiento (9) configurado para recibir una porción del tubo (3) situada por encima de la porción alojada por los pocillos (4).- Temperature sensor (7) (Figures 2a and 2b): Preferably included in the mount (2) and in thermal contact with it, it allows monitoring the power supplied by the thermoelectric heater (6), thus achieving precise control of the tube temperature (3). - Heater block (8): Said block (8) is arranged in the thermocycler device (1) in an upper region above the mount (2) and the well (4) (if used). In the preferred embodiment, the block (8) is connected to the mount (2), however, both must be separated and thermally insulated. In this same exemplary embodiment, mount (2) and well (4) are the same piece although they can be formed as different pieces thermally communicated. Also, said heater block (8) comprises at least one housing (9) configured to receive a portion of the tube (3) located above the portion housed by the wells (4).

El bloque (8) calentador comprende uno o más medios de calentamiento resistivo (por ejemplo, de tipo "hot plate") y un orificio de alojamiento (9) para albergar los tubos (3) de reactivos, estando así en contacto térmico con los mismos, de forma que se pueda mantener la porción del tubo (3) recibida por dichos orificios (9) a una temperatura constante, evitando la condensación de la muestra en las paredes de dicho tubo (3) durante las reacciones PCR.The heater block (8) comprises one or more resistive heating means (for example, "hot plate" type) and a housing orifice (9) for housing the reagent tubes (3), thus being in thermal contact with the same, so that the portion of the tube (3) received by said holes (9) can be maintained at a constant temperature, preventing condensation of the sample on the walls of said tube (3) during the PCR reactions.

Adicionalmente, la combinación del efecto del bloque (8) calentador y del calentador (6) termoeléctrico resulta en un menor tiempo de obtención de resultados, así como en incrementos y disminuciones de temperatura más rápidas (rampas más pronunciadas), lo que equivale a una mayor eficiencia de las reacciones, mejorando así los resultados obtenidos frente a otros termocicladores del estado de la técnica.Additionally, the combination of the effect of the heater block (8) and the thermoelectric heater (6) results in a shorter time to obtain results, as well as faster increases and decreases in temperature (more pronounced ramps), which is equivalent to a greater efficiency of the reactions, thus improving the results obtained against other thermocyclers of the prior art.

Preferentemente, el bloque (8) calentador estático, situado en la parte superior del tubo (3), calienta a éste por sus regiones laterales, a una temperatura de, sustancialmente, 104°C, de modo que no resulta preciso abatirlo o deslizarlo sobre la parte superior de los tubos (3), como ocurre con la mayoría de los dispositivos termocicladores del estado de la técnica. Ello permite, por tanto, una construcción más sencilla que no exige automatismos o de intervención por parte del usuario, y que mantiene el calentamiento lateral del tubo (3) proporcionando una mayor superficie libre de condensación (esto es, sin condensación), así como una mayor precisión y uniformidad de la temperatura en dicho tubo (3).Preferably, the static heater block (8), located in the upper part of the tube (3), heats it by its lateral regions, at a temperature of substantially 104 ° C, so that it is not necessary to lower it or slide it over the upper part of the tubes (3), as is the case with most thermocycler devices of the prior art. This allows, therefore, a simpler construction that does not require automatisms or intervention by the user, and that maintains the lateral heating of the tube (3) providing a greater surface free of condensation (that is, without condensation), as well as greater precision and uniformity of the temperature in said tube (3).

En una realización preferente de la invención, para proporcionar una mayor independencia a los regímenes de calentamiento dinámico y estático del dispositivo termociclador (1), la montura (2) y el bloque (8) calentador se encuentran separados, de modo que se encuentren térmicamente aislados el uno del otro. Preferentemente, su rango de separación varía entre 0,5 mm y 5,0 mm Dicha separación se considera adecuada ya que el material del tubo, habitualmente plástico, es un mal conductor térmico y, por tanto, no existirá contacto térmico entre el calentador (6) termoeléctrico y el bloque (8) calentador. In a preferred embodiment of the invention, to provide greater independence to the dynamic and static heating regimens of the thermocycler device (1), the mount (2) and the heater block (8) are separated, so that they are thermally isolated from each other. Preferably, its separation range varies between 0.5 mm and 5.0 mm. Said separation is considered adequate since the tube material, usually plastic, is a bad thermal conductor and, therefore, there will be no thermal contact between the heater ( 6) thermoelectric and heater block (8).

Por su parte, la configuración de la montura (2) según la presente invención está optimizada para maximizar la simetría térmica y minimizar la inercia térmica. Ello propicia la reducción del aporte energético necesario para alcanzar la temperatura objetivo en la totalidad de la montura, lo que contribuye a la mejora de la eficiencia del termociclador (1).For its part, the configuration of the mount (2) according to the present invention is optimized to maximize thermal symmetry and minimize thermal inertia. This leads to the reduction of the energy input necessary to reach the target temperature in the entire frame, which contributes to the improvement of the efficiency of the thermal cycler (1).

En este sentido, en una realización preferente de la invención, la forma de la montura (2) está diseñada de tal modo que la masa, determinante de la inercia térmica, disminuye al aumentar la distancia al foco térmico principal del dispositivo termociclador (1), siendo dicho foco térmico el calentador (6) termoeléctrico. Con ello se favorece la transmisión de calor hacia o desde el calentador (6) termoeléctrico dado que es donde las dimensiones de la sección de la montura (2) es máxima, y la reducción de los posibles gradientes de temperatura, debidos al alejamiento progresivo de las regiones superiores del tubo (3). Igualmente, la menor masa en la zona central en contacto con el tubo (3) minimiza la inercia térmica de la montura (2). Dado que esta disposición es simétrica, la uniformidad de la temperatura es máxima en la porción de tubo insertada en la montura (2).In this sense, in a preferred embodiment of the invention, the shape of the mount (2) is designed such that the mass, determining thermal inertia, decreases as the distance to the main thermal focus of the thermal cycler device (1) increases. said thermal focus being the thermoelectric heater (6). This favors the transmission of heat to or from the thermoelectric heater (6) since it is where the dimensions of the frame section (2) is maximum, and the reduction of possible temperature gradients, due to the progressive distance of the upper regions of the tube (3). Likewise, the lower mass in the central area in contact with the tube (3) minimizes the thermal inertia of the mount (2). Since this arrangement is symmetrical, the temperature uniformity is maximum in the tube portion inserted in the mount (2).

En las realizaciones de la invención que incorporan un pocillo (4) en la montura (2), dicho pocillo (4) posee, preferentemente, una altura comprendida entre 0,1 mm y 5,0 mm, lo que permite realizar el calentamiento por encima del nivel de los reactivos, evitando las pérdidas por la pared del tubo cercanas a dicho nivel y uniformizando la temperatura de los reactivos.In embodiments of the invention incorporating a well (4) in the mount (2), said well (4) preferably has a height between 0.1 mm and 5.0 mm, which allows heating by above the level of the reagents, avoiding losses by the tube wall close to said level and unifying the temperature of the reagents.

En otra realización de la invención, el sensor (7) de temperatura está dispuesto junto al plano de simetría de la montura (2), es decir, en su zona potencialmente más fría. Esto permite asegurar que la temperatura mínima en el tubo (3) se encuentre a un nivel lo más cercano posible a la temperatura objetivo para cada reacción. Alternativa o complementariamente, en otra realización de la invención, el sensor (7) de temperatura está localizado en la zona en contacto con el tubo (3). Ello permite asegurar que la temperatura mínima en el tubo es lo más cercana posible a la temperatura objetivo para cada reacción.In another embodiment of the invention, the temperature sensor (7) is arranged next to the plane of symmetry of the mount (2), that is, in its potentially cooler zone. This allows to ensure that the minimum temperature in the tube (3) is at a level as close as possible to the target temperature for each reaction. Alternatively or in addition, in another embodiment of the invention, the temperature sensor (7) is located in the area in contact with the tube (3). This allows to ensure that the minimum temperature in the tube is as close as possible to the target temperature for each reaction.

La combinación de una forma de montura (2) que aporta máxima simetría térmica y mínima inercia térmica, junto con la localización del sensor (7) de temperatura en el plano de simetría y/o en la zona más cercana al tubo (3), permite optimizar las cualidades del dispositivo termociclador (1), a saber, uniformidad y velocidad de calentamiento/enfriamiento, manteniendo a la vez un consumo energético minimizado. The combination of a mounting shape (2) that provides maximum thermal symmetry and minimum thermal inertia, together with the location of the temperature sensor (7) in the plane of symmetry and / or in the area closest to the tube (3), allows to optimize the qualities of the thermal cycler device (1), namely, uniformity and heating / cooling speed, while maintaining a minimized energy consumption.

El planteamiento de la invención es escalable para su aplicación a un número arbitrario de tubos (3), de forma que el dispositivo termociclador (1) posee una estructura modular y replicable, que permite su uso tanto en un único tubo (3) como en reacciones a gran escala.The approach of the invention is scalable for application to an arbitrary number of tubes (3), so that the thermal cycler device (1) has a modular and replicable structure, which allows its use both in a single tube (3) and in large scale reactions

Ello supone, adicionalmente, otra diferencia respecto a los dispositivos del estado de la técnica concebidos para una pluralidad de tubos (3), basadas en éste u otros métodos de calentamiento/enfriamiento (tales como aceite, aire, etc.). En particular, la reducción de los diseños típicos a una sola montura, da lugar a una montura de sección uniforme en toda su longitud, menos eficiente que la que plantea la presente invención. En particular, la reducción de la distribución de elementos calefactores/enfriadores a una sola montura, da lugar a una distribución asimétrica de los mismos en torno al tubo, lo que se traduce en una menor uniformidad que la descrita en el presente documento.This implies, in addition, another difference with respect to the devices of the state of the art designed for a plurality of tubes (3), based on this or other heating / cooling methods (such as oil, air, etc.). In particular, the reduction of the typical designs to a single mount, results in a frame of uniform section in its entire length, less efficient than the one proposed by the present invention. In particular, reducing the distribution of heating / cooling elements to a single mount, results in an asymmetric distribution of them around the tube, which translates into a lower uniformity than that described herein.

Adicionalmente, en otras realizaciones de la invención el dispositivo termociclador (1) puede comprender el uso de un tapón (10) o cierre (Figura 3) en sus tubos (3) que penetre, preferentemente en forma de émbolo, sustancialmente hasta una altura igualo inferior a 20 mm sobre el nivel de los reactivos a alojar en dichos tubos (3). Más preferentemente, dicha altura es sustancialmente igualo inferior a 1 mm.Additionally, in other embodiments of the invention the thermocycler device (1) may comprise the use of a plug (10) or closure (Figure 3) in its tubes (3) that penetrates, preferably in the form of a plunger, substantially up to an equal height. less than 20 mm above the level of reagents to be housed in said tubes (3). More preferably, said height is substantially equal to less than 1 mm.

El uso del tapón (10) en los tubos (3) mejora aún más la uniformidad de la temperatura, reduciendo la evaporación de los reactivos y su condensación. Todo ello aumenta adicionalmente la eficiencia de las reacciones PCR, como consecuencia de que, al penetrar dentro del tubo (3), el tapón (10) es calentado longitudinalmente por el bloque (8) calentador estático hasta la cercanía de los reactivos, contribuyendo así a la reducción de las pérdidas de calor y la condensación. El tapón (10), además, reduce el volumen de aire dentro de dicho tubo (3), por lo que la presión de saturación correspondiente a la temperatura de la reacción se alcanza transformando menos reactivo líquido en vapor. Ello minimiza el cambio en las concentraciones de reactivos, suponiendo una ventaja adicional respecto a otros termocicladores del estado de la técnica. The use of the plug (10) in the tubes (3) further improves the temperature uniformity, reducing the evaporation of the reagents and their condensation. All this further increases the efficiency of the PCR reactions, as a result of which, when penetrating into the tube (3), the plug (10) is heated longitudinally by the static heater block (8) to the proximity of the reagents, thus contributing to the reduction of heat losses and condensation. The plug (10) also reduces the volume of air inside said tube (3), whereby the saturation pressure corresponding to the reaction temperature is reached by transforming less liquid reagent into steam. This minimizes the change in reagent concentrations, assuming an additional advantage over other prior art thermal cyclers.

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. - Dispositivo (1) termociclador compacto para el calentamiento y enfriamiento de al menos una montura (2), comprendiendo dicho dispositivo (1) al menos una montura (2) para alojar una porción inferior de un tubo de reactivos (3) previsto para alojar una muestra, donde dicha montura (2) está acoplada a un calentador (6) termoeléctrico para el calentamiento/enfriamiento de dicha porción inferior del tubo (3); y donde el dispositivo (1) está caracterizado por que comprende, adicionalmente un bloque (8) calentador aislado térmicamente de la montura (2) y dispuesto en una región superior por encima de la misma, que comprende al menos un orificio de alojamiento (9) adaptado para recibir una porción superior del tubo de reactivos (3) y calentar dicha porción superior por encima de la región inferior alojada por la montura (2);1. - Compact thermocycler device (1) for heating and cooling of at least one mount (2), said device (1) comprising at least one mount (2) for housing a lower portion of a reagent tube (3) provided to accommodate a sample, wherein said mount (2) is coupled to a thermoelectric heater (6) for heating / cooling said lower portion of the tube (3); and where the device (1) is characterized in that it additionally comprises a heater block (8) thermally insulated from the mount (2) and disposed in an upper region above it, comprising at least one housing hole (9 ) adapted to receive an upper portion of the reagent tube (3) and heat said upper portion above the lower region housed by the mount (2); - donde la montura (2) y el bloque (8) calentador se encuentran separados a una distancia comprendida entre 0,5 mm y 5,0 mm;- where the mount (2) and the heater block (8) are separated at a distance between 0.5 mm and 5.0 mm; - donde el bloque (8) calentador comprende uno o más medios de calentamiento resistivo, configurados para mantener la porción del tubo (3) alojada por el orificio de alojamiento (9) a una temperatura constante a un valor igual o superior a la temperatura mínima de inhibición de condensación de la muestra alojada en el tubo (3).- where the heater block (8) comprises one or more resistive heating means, configured to keep the portion of the tube (3) housed by the housing orifice (9) at a constant temperature at a value equal to or greater than the minimum temperature of condensation inhibition of the sample housed in the tube (3). donde la montura (2) comprende un orificio (5) para la inspección o detección óptica de las reacciones producidas en el tubo (3) como consecuencia del calentamiento y el enfriamiento del mismo.where the mount (2) comprises a hole (5) for the inspection or optical detection of the reactions produced in the tube (3) as a result of heating and cooling thereof. 2. - Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, donde la montura (2) comprende un pocillo (4) de alojamiento de al menos parte de la porción inferior del tubo (3), donde dicho pocillo (4) es parte integral de la montura (2), una prolongación de la misma, o un elemento en contacto térmico con ésta, dispuesto en una región superior de la montura (2) y adaptada para ampliar la superficie de transmisión de calor del calentador (6) termoeléctrico en dicha porción inferior del tubo (3).).2. - Device (1) according to the preceding claim, wherein the mount (2) comprises a well (4) for accommodating at least part of the lower portion of the tube (3), wherein said well (4) is an integral part of the mount (2), an extension thereof, or an element in thermal contact with it, arranged in an upper region of the mount (2) and adapted to extend the heat transfer surface of the thermoelectric heater (6) in said lower portion of the tube (3).). 3. - Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, donde el pocillo (4) posee una altura comprendida entre 0,1 mm y 5,0 mm.3. - Device (1) according to the preceding claim, wherein the well (4) has a height between 0.1 mm and 5.0 mm. 4. - Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el calentador (6) termoeléctrico comprende dos elementos termoeléctricos (6', 6") Peltier, enfrentados y situados a cada lado de la montura (2). 4. - Device (1) according to any of the preceding claims, wherein the thermoelectric heater (6) comprises two thermoelectric elements (6 ', 6 ") Peltier, facing and located on each side of the mount (2). 6. - Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, donde la temperatura del bloque (8) calentador es sustancialmente de 104°C.6. - Device (1) according to the preceding claim, wherein the temperature of the heater block (8) is substantially 104 ° C. 7. - Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, donde la montura (2) comprende un sensor (7) de temperatura en contacto térmico con dicha montura (2) para controlar la potencia suministrada por el calentador (6) termoeléctrico y la temperatura del tubo (3) de reactivos.7. - Device (1) according to the preceding claim, wherein the mount (2) comprises a temperature sensor (7) in thermal contact with said mount (2) to control the power supplied by the thermoelectric heater (6) and the temperature of the tube (3) of reagents. 8. - Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, donde el sensor (7) de temperatura está dispuesto sobre el plano de simetría de la montura (2), y/o en una zona en contacto con el tubo (3).8. - Device (1) according to the preceding claim, wherein the temperature sensor (7) is arranged on the plane of symmetry of the mount (2), and / or in an area in contact with the tube (3). 9. - Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de monturas (2) para el alojamiento de tubos (3) de reactivos, equipados con sus calentadores (6) termoeléctricos V bloque (8) calentador correspondientes.9. - Device (1) according to any of the preceding claims, comprising a plurality of mounts (2) for housing reagent tubes (3), equipped with their corresponding thermoelectric heaters (6) V block (8) heater. 10. - Sistema que comprende al menos un dispositivo (1) termociclador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, resultante de la combinación con uno o más tubos (3) de reactivos alojados en una o más monturas (2) comprendidas en dicho dispositivo (1).10. - System comprising at least one thermocycler device (1) according to any of the preceding claims, resulting from the combination with one or more reagent tubes (3) housed in one or more frames (2) comprised in said device (1 ). 11. - Sistema según la reivindicación anterior, donde uno o más tubos (3) comprenden un tapón (10) o cierre superior que penetra sustancialmente a una altura igualo inferior a 20 mm sobre el nivel de los reactivos a alojar en dichos tubos (3).11. - System according to the preceding claim, wherein one or more tubes (3) comprise a plug (10) or upper closure that penetrates substantially at a height equal to or less than 20 mm above the level of the reagents to be housed in said tubes (3 ). 12. - Sistema según la reivindicación anterior, donde la altura es sustancialmente igual o inferior a 1 mm. 12. - System according to the preceding claim, wherein the height is substantially equal to or less than 1 mm.
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