RU2658599C1 - Thermocycling system for polymerase chain reaction - Google Patents

Thermocycling system for polymerase chain reaction Download PDF

Info

Publication number
RU2658599C1
RU2658599C1 RU2017140268A RU2017140268A RU2658599C1 RU 2658599 C1 RU2658599 C1 RU 2658599C1 RU 2017140268 A RU2017140268 A RU 2017140268A RU 2017140268 A RU2017140268 A RU 2017140268A RU 2658599 C1 RU2658599 C1 RU 2658599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
cooling
holder
water
pump
Prior art date
Application number
RU2017140268A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Олегович Коростин
Тимур Рашидович Гафуров
Денис Владимирович Ребриков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России)
Priority to RU2017140268A priority Critical patent/RU2658599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658599C1 publication Critical patent/RU2658599C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
    • C12M1/38—Temperature-responsive control
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26—Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
    • C12P19/28—N-glycosides
    • C12P19/30—Nucleotides
    • C12P19/34—Polynucleotides, e.g. nucleic acids, oligoribonucleotides

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: biology.
SUBSTANCE: invention relates to laboratory equipment, namely to means for carrying out thermocycling reactions in molecular biology. Thermal cycling system for carrying out the polymerase chain reaction contains the means for heating and cooling the holder of the test samples placed in the housing, heat exchanger and connected to the controller, a temperature sensor and a circulation pump for the coolant. Body is in the form of a cylindrical element having a base, a lateral cylindrical wall and an upper panel for holding the holder of the test samples. Heating means of the sample holder is made in the form of a flat electric heating element mounted on the top panel so that its working surface is made to be in thermal contact with the sample holder, and the rear – facing the coolant. Cooling means is made in the form of a jet sprinkler in the form of a cup with a supporting flange along the open edge. In the bottom of the glass along the longitudinal axis there is a branch pipe with a nozzle for supplying irrigation water. In the side surface of the nozzle there is a water drainage pipe connected to the heat exchanger inlet. Moreover the outlet of the heat exchanger and the branch pipe of the irrigating water are connected to the pump.
EFFECT: simplifying design of the device and reducing the inertia of regulation by direct irrigation of the heater with water from the cooling system while reducing the amount of electricity consumed and reducing the size of the system.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, а именно к средствам для проведения реакций термоциклирования в молекулярной биологии.The invention relates to laboratory equipment, and in particular to means for carrying out thermal cycling reactions in molecular biology.

Применение термоциклирования является неотъемлемой частью современной молекулярной биологии. Например, в полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая используется для амплификации нуклеиновых кислот, используется серия этапов плавления ДНК, отжига и полимеризации при различных температурах, чтобы значительно повысить количество ДНК в образце. Известно большое число конструктивных решений систем термоциклирования, использующих как жидкостные и газовые носители нагрева-охлаждения, так и электронные термостаты.The use of thermal cycling is an integral part of modern molecular biology. For example, the polymerase chain reaction (PCR), which is used to amplify nucleic acids, uses a series of stages of DNA melting, annealing, and polymerization at different temperatures to significantly increase the amount of DNA in the sample. A large number of structural solutions for thermal cycling systems are known, using both liquid and gas heating-cooling media and electronic thermostats.

Известна система термоциклирования для ПЦР (WO 2005113741 (А1) - VORTEX - TUBE THERMOCYCLER, PADHYE NISHA VIKAS et al., 01.12.2005), которая использует горячие и холодные газовые потоки. Температура газа регулируется клапанной системой, управляет потоком холодного газа в реакционную камеру, где его смешивают с горячим газом, чтобы установить различные температуры, необходимые для этапов денатурации, отжига и удлинения цикла, однако система сложна и инерционна.A known thermal cycling system for PCR (WO 2005113741 (A1) - VORTEX - TUBE THERMOCYCLER, PADHYE NISHA VIKAS et al., 12/01/2005), which uses hot and cold gas streams. The temperature of the gas is controlled by a valve system, controls the flow of cold gas into the reaction chamber, where it is mixed with hot gas to set different temperatures necessary for the steps of denaturation, annealing and lengthening of the cycle, however, the system is complex and inertial.

Другие системы термоциклирования (US 2008124722 (A1) - Cooling In А Thermal Cycler Using Heat Pipes, APPLERA CORP, 29.05.2008; RU 2577282 C2, ЭПИСТЕМ ЛИМИТЕД (GB), 10.03.2016) используют для нагрева термоблока с образцом нуклеиновой кислоты электронагреватель, а для охлаждения - термоэлектрический элемент Пельтье совместно с тепловой трубой для отвода тепла от нагретой стороны элемента Пельтье к радиатору. Контроллер сконфигурирован для управления системами нагрева и охлаждения для циклического переключения в соответствии с заданным профилем температуры. Однако быстродействие и эффективность устройства в целом зависят от качества теплоотвода от элемента Пельтье. Этот тепловой поток следует удалять подходящими охлаждающими средствами: когда вентиляторы не справляются с тепловыделением, применяют водяное охлаждение.Other thermal cycling systems (US 2008124722 (A1) - Cooling In A Thermal Cycler Using Heat Pipes, APPLERA CORP, 05/29/2008; RU 2577282 C2, EPISTEM LIMITED (GB), 03/10/2016) use an electric heater to heat the fuser with a nucleic acid sample, and for cooling, a Peltier thermoelectric element together with a heat pipe to remove heat from the heated side of the Peltier element to the radiator. The controller is configured to control heating and cooling systems for cyclic switching in accordance with a given temperature profile. However, the speed and efficiency of the device as a whole depend on the quality of the heat sink from the Peltier element. This heat flux should be removed with suitable cooling means: when the fans cannot cope with the heat generation, water cooling is used.

В патенте RU 144458 U1, OOO ''MBM-Диагностик ", 20.08.2014, описано устройство для проведения конвекционной ПЦР. Устройство состоит из реакционной ячейки, с возможностью охлаждения воздухом в верхней части и нижнего нагревающего элемента. Позволяет ускорить формирование конвекционных потоков и их упорядочивание, обеспечить протекание полимеразной цепной реакции с сохранением высокой специфичности и скорости протекания реакции по всему объему реакционной смеси. Устройство, хотя и имеет низкие энергозатраты, однако характеризуется длительностью процесса.Patent RU 144458 U1, OOO MBM-Diagnostic, 08.20.2014, describes a device for convection PCR. The device consists of a reaction cell with the possibility of air cooling in the upper part and the lower heating element. It allows to accelerate the formation of convection flows and their ordering, to ensure the occurrence of the polymerase chain reaction while maintaining high specificity and the rate of the reaction throughout the entire volume of the reaction mixture.The device, although it has low energy consumption, however, is characterized by the duration of essa.

Известна система термоциклирования, в которой ПЦР проводят путем циклического изменения температуры образцов с помощью программируемого термостата (ЕР 0488769 (B1), PERKIN ELMER CORP, 29.04.1998). Устройство содержит трехзонный пленочный нагреватель, управляемый компьютером, и управляемые компьютером электромагнитные клапаны охлаждения картриджа для подачи потока охлаждающей жидкости через блок образцов и контроля температуры блока. Используют одноразовые и многокомпонентные пластиковые картриджи для микротитрования.A known thermal cycling system in which PCR is carried out by cyclically changing the temperature of the samples using a programmable thermostat (EP 0488769 (B1), PERKIN ELMER CORP, 04.29.1998). The device comprises a computer controlled three-zone film heater and computer-controlled solenoid valves for cooling the cartridge to supply a flow of coolant through the sample block and control the temperature of the block. Use disposable and multi-component plastic microtiter cartridges.

Наиболее близким аналогом изобретения является система термоциклирования для проведения ПЦР (US 2006105433 (A1) - Rapid thermocycler, ICKMORE WILLIAM D JR, JENNINGS GILBERT M, 18.05.2006 - прототип), содержащая размещенные в корпусе средства нагрева и охлаждения держателя тестируемых образцов, теплообменник и подключенные к контроллеру термодатчик и помпу циркуляции теплоносителя.The closest analogue of the invention is a thermal cycling system for PCR (US 2006105433 (A1) - Rapid thermocycler, ICKMORE WILLIAM D JR, JENNINGS GILBERT M, 05/18/2006 - prototype) containing means for heating and cooling the holder of the test samples, a heat exchanger and Thermal sensor and coolant circulation pump connected to the controller.

Использованы отдельные теплообменники для каждой целевой температуры термоцикла, а также теплообменник с холодным повышением температуры и теплообменник с горячим повышением. Трубопровод используется для циркуляции жидкости через соответствующий теплообменник и через держатель образца, содержащий, по меньшей мере, один образец. При использовании температура образцов увеличивается или быстро уменьшается, сначала передавая циркулирующую жидкость в теплообменник с горячим повышением или холодным повышением, а затем пропуская циркулирующую текучую среду в соответствующий целевой теплообменник. Контроллер используется для управления нагревом, охлаждением и длительностью цикла.Separate heat exchangers were used for each target temperature of the thermal cycle, as well as a heat exchanger with a cold increase in temperature and a heat exchanger with a hot increase. A pipe is used to circulate fluid through a suitable heat exchanger and through a sample holder containing at least one sample. In use, the temperature of the samples increases or decreases rapidly, first transferring the circulating liquid to the heat exchanger with a hot increase or a cold increase, and then passing the circulating fluid to the corresponding target heat exchanger. The controller is used to control heating, cooling, and cycle times.

Недостатки устройства состоят в сложной системе подготовки термостатирующей жидкости и неизбежного инерционного перехода с горячего цикла на холодный.The disadvantages of the device are in a complex system for the preparation of thermostatic liquid and the inevitable inertial transition from a hot to a cold cycle.

Проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, направлена на упрощение устройства и снижение его инерционности путем нагрева образца от контактирующего с ним электрического нагревателя с последующим непосредственным охлаждением водой самого нагревателя.The problem to which the invention is directed is aimed at simplifying the device and reducing its inertia by heating the sample from an electric heater in contact with it, followed by direct cooling with water of the heater itself.

Предлагаемая система термостатирования для проведения ПЦР содержит размещенные в корпусе средства нагрева и охлаждения держателя тестируемых образцов, теплообменник и подключенные к контроллеру термодатчик и помпу циркуляции теплоносителя.The proposed temperature control system for PCR contains means for heating and cooling the holder of the test samples located in the housing, a heat exchanger, and a temperature sensor and a heat carrier circulation pump connected to the controller.

Отличие состоит в следующем. Корпус выполнен в виде цилиндрического элемента, имеющего основание, боковую цилиндрическую стенку и верхнюю панель для размещения держателя тестируемых образцов.The difference is as follows. The housing is made in the form of a cylindrical element having a base, a lateral cylindrical wall and an upper panel to accommodate the holder of the test samples.

Средство нагрева держателя образцов выполнено в виде плоского электронагревательного элемента, установленного на верхней панели так, что его рабочая поверхность выполнена с возможностью теплового контакта с держателем образцов, а тыльная - обращена к средству охлаждения, выполненному в виде струйного оросителя в форме стакана с опорным фланцем по открытому краю, в днище которого по продольной оси стакана размещен патрубок с соплом подачи орошающей воды, а в боковой поверхности стакана - патрубок слива воды, связанный с входом теплообменника, выход которого и патрубок подачи орошающей воды присоединены к помпе.The means of heating the sample holder is made in the form of a flat electric heating element mounted on the top panel so that its working surface is made with the possibility of thermal contact with the sample holder, and the rear one is facing the cooling medium, made in the form of a jet sprinkler in the form of a glass with a supporting flange open edge, in the bottom of which along the longitudinal axis of the glass there is a pipe with a nozzle for supplying irrigation water, and in the side surface of the glass - a pipe for draining water connected to the heat transfer inlet nick whose output and feeding the scrubbing water pipe connected to the pump.

Система может характеризоваться тем, что теплообменник с возможностью воздушного охлаждения выполнен в форме змеевика из медной трубки, размещенного по наружной поверхности боковой цилиндрической стенки корпуса и соединенного с помпой через щель в боковой цилиндрической стенке.The system can be characterized in that the heat exchanger with the possibility of air cooling is made in the form of a coil from a copper tube located on the outer surface of the side cylindrical wall of the housing and connected to the pump through a slot in the side cylindrical wall.

Система может характеризоваться и тем, что опорный фланец струйного оросителя герметично прикреплен к внутренней поверхности верхней панели.The system can be characterized by the fact that the support flange of the jet spray is hermetically attached to the inner surface of the upper panel.

Система может характеризоваться также тем, что плоский электронагревательный элемент имеет керамическую оболочку, внутри которой запрессован металлический спиралевидный проводник.The system can also be characterized by the fact that the flat electric heating element has a ceramic shell, inside of which a metal spiral conductor is pressed in.

Система может характеризоваться и тем, что контроллер представляет собой одноплатный компьютер.The system can be characterized by the fact that the controller is a single-board computer.

Технический результат - упрощение устройства и снижение инерционности регулирования за счет прямого орошения электронагревательного элемента водой из системы охлаждения, что позволяет снизить габариты и уменьшить потребляемую электрическую мощность.The technical result is a simplification of the device and a decrease in the inertia of regulation due to direct irrigation of the electric heating element with water from the cooling system, which allows to reduce the dimensions and reduce the consumed electric power.

Существо изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

фиг. 1 - показана конструкция в разрезе;FIG. 1 shows a sectional design;

фиг. 2 - узел сопла подачи орошающей воды;FIG. 2 - node nozzle irrigation water;

фиг. 3 - вид сверху на верхнюю панель для размещения держателя тестируемых образцов;FIG. 3 is a top view of the upper panel to accommodate the holder of the test samples;

фиг. 4 - блок-схема системы.FIG. 4 is a block diagram of a system.

Предлагаемая система термостатирования для проведения ПЦР содержит корпус 10, имеющий основание 12, боковую цилиндрическую стенку 14 с продольной щелью 15 и верхнюю панель 16, на которую помещается держатель 18 тестируемых образцов.The proposed temperature control system for PCR includes a housing 10 having a base 12, a side cylindrical wall 14 with a longitudinal slit 15, and an upper panel 16 on which the holder 18 of the test samples is placed.

К панели 16 заподлицо крепится плоский нагревательный элемент 20, представляющий собой электронагревательный элемент в виде металлического спиралевидного проводника, запрессованного в керамическую оболочку с токоподводами (на фиг. условно не показан). Температура нагрева элемента 20 контролируется термодатчиком 22 (термистором) и соответствует температуре нагрева образцов в держателе 18.A flat heating element 20 is flush-mounted to the panel 16, which is an electric heating element in the form of a metal spiral conductor pressed into a ceramic shell with current leads (not shown conventionally in Fig.). The heating temperature of the element 20 is controlled by a temperature sensor 22 (thermistor) and corresponds to the heating temperature of the samples in the holder 18.

Режим термоциклирования задается системой 30 охлаждения нагревателя 20 путем периодического орошения водой тыльной поверхности нагревателя с заданным режимом.The thermal cycling mode is set by the cooling system of the heater 20 by periodically irrigating with water the rear surface of the heater with a predetermined mode.

Система 30 охлаждения выполнена в форме стакана 31 с дном 32, в котором размещено сопло 33 подачи охлаждающей воды, которой выполняется орошение. Сопло имеет подводящий патрубок 331.The cooling system 30 is made in the form of a cup 31 with a bottom 32, in which a nozzle 33 for supplying cooling water, which is irrigated, is placed. The nozzle has an inlet pipe 331.

Крепление стакана 31 к панели 16 осуществляется через фланец 34 винтами 341. Слив воды из стакана 31 осуществляется через патрубок 35. Циркуляция охлаждающей воды осуществляется посредством помпы 36, имеющей входной 361 и напорный 362 патрубки. Помпа 36 закреплена на основании 12 корпуса. Стрелками 37 показано направление циркуляции жидкости от патрубка 331 сопла 33 через полость стакана 31 к патрубку 35, для чего напорный патрубок 362 помпы присоединен к патрубку 331 сопла 33. Вокруг боковой цилиндрической стенки 14 корпуса 10 размещен охладительный змеевик 38, выполненный из тонкостенной медной трубки. Концы змеевика 38 через продольную щель 15 заведены внутрь полости корпуса: один конец (входной) присоединен к патрубку 35, а другой - посредством силиконовой трубки 39 к входному патрубку 361 помпы 36.The cup 31 is fastened to the panel 16 through the flange 34 with screws 341. The water from the cup 31 is drained through the pipe 35. Cooling water is circulated by means of a pump 36 having an inlet 361 and a pressure pipe 362. The pump 36 is fixed to the base 12 of the housing. Arrows 37 show the direction of fluid circulation from the nozzle nozzle 331 through the nozzle 33 to the nozzle 35, for which the pump discharge nozzle 362 is connected to the nozzle nozzle 331. A cooling coil 38 made of a thin-walled copper tube is placed around the side cylindrical wall 14 of the housing 10. The ends of the coil 38 through the longitudinal slot 15 are introduced into the cavity of the casing: one end (inlet) is connected to the pipe 35, and the other through a silicone tube 39 to the inlet pipe 361 of the pump 36.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 4). На блок-схеме электрические связи показаны сплошными линиями, гидравлические - пунктирными линиями.The device operates as follows (see Fig. 4). On the block diagram, the electrical connections are shown in solid lines, hydraulic - in dashed lines.

Тестируемый образец в держателе 18 помещается на верхнюю панель 16 таким образом, чтобы его рабочая зона была в тепловом контакте с лицевой поверхностью 201 нагревательного элемента 20. В соответствии с управляющей программой термоциклирования, параметры которой устанавливают на дисплее 41, контроллер 40 подает питание на нагревательный элемент 20, в результате чего температура тестируемого образца в держателе 18 возрастает, что контролируется термодатчиком 22.The test sample in the holder 18 is placed on the upper panel 16 so that its working area is in thermal contact with the front surface 201 of the heating element 20. In accordance with the thermal cycling control program, the parameters of which are set on the display 41, the controller 40 supplies power to the heating element 20, as a result of which the temperature of the test sample in the holder 18 increases, which is controlled by the temperature sensor 22.

По достижении заданной температуры нагрев прекращается и контроллер 40 подает сигнал на включение помпы 36 для охлаждения. В результате этого помпа 36 создает напор воды, которая через сопло 33 осуществляет орошение нерабочей тыльной поверхности 202 нагревательного элемента, снимая с него и держателя 18 тестируемого образца тепло (на фиг. 4 поток охлаждающей жидкости из сопла условно показан стрелкой 371). После этого нагретая вода попадает в стакан 31 и затем отводится через патрубок 35 в змеевик 38, опоясывающий боковую цилиндрическую стенку 14 корпуса 10. В змеевике 38 циркулирующая вода охлаждается воздушным путем. По достижении заданной нижней границы температуры, которая регистрируется термодатчиком 22, помпа 36 отключается, после чего вновь активируется нагревательный элемент 20 и в таком режиме циклический процесс термостатирования продолжается.Upon reaching the set temperature, the heating stops and the controller 40 gives a signal to turn on the pump 36 for cooling. As a result of this, the pump 36 creates a water pressure, which irrigates the non-working back surface 202 of the heating element through the nozzle 33, removing heat from it and the holder 18 of the test sample (in Fig. 4, the coolant flow from the nozzle is conventionally shown by arrow 371). After that, the heated water enters the glass 31 and then is discharged through the pipe 35 into the coil 38, encircling the side cylindrical wall 14 of the housing 10. In the coil 38, the circulating water is cooled by air. Upon reaching a predetermined lower temperature limit, which is detected by the temperature sensor 22, the pump 36 is turned off, after which the heating element 20 is again activated and in this mode the cyclic thermostating process continues.

Испытания показали, что предлагаемая система термостатирования для проведения ПЦР обеспечивает достижение технического результата в части снижения инерционности регулирования, обеспечивает высокую скорость нагрева/охлаждения, равную 2,4 и 2,7 градусов в секунду соответственно; имеет габаритные размеры: 12,3×12,3×10 (см) при средней потребляемой мощности 45 Вт.Tests have shown that the proposed temperature control system for PCR ensures the achievement of a technical result in terms of reducing the inertia of regulation, provides a high heating / cooling rate of 2.4 and 2.7 degrees per second, respectively; has overall dimensions: 12.3 × 12.3 × 10 (cm) with an average power consumption of 45 watts.

Claims (5)

1. Система термоциклирования для проведения полимеразной цепной реакции, содержащая размещенные в корпусе средства нагрева и охлаждения держателя тестируемых образцов, теплообменник и подключенные к контроллеру термодатчик и помпу циркуляции теплоносителя, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде цилиндрического элемента, имеющего основание, боковую цилиндрическую стенку и верхнюю панель для размещения держателя тестируемых образцов, средство нагрева держателя образцов выполнено в виде плоского электронагревательного элемента, установленного на верхней панели так, что его рабочая поверхность выполнена с возможностью теплового контакта с держателем образцов, а тыльная - обращена к средству охлаждения, выполненному в виде струйного оросителя в форме стакана с опорным фланцем по открытому краю, в днище которого по продольной оси стакана размещен патрубок с соплом подачи орошающей воды, а в боковой поверхности стакана - патрубок слива воды, соединенный с входом теплообменника, при этом выход теплообменника и патрубок подачи орошающей воды присоединены к помпе.1. A thermal cycling system for carrying out a polymerase chain reaction, comprising means for heating and cooling the holder of the test samples placed in the housing, a heat exchanger and a temperature sensor and a heat carrier circulation pump connected to the controller, characterized in that the housing is made in the form of a cylindrical element having a base, a side cylindrical wall and the upper panel for placing the holder of the test samples, the heating means of the sample holder is made in the form of a flat electric heating element mounted on the top panel so that its working surface is made with the possibility of thermal contact with the sample holder, and the rear is facing the cooling medium, made in the form of a jet sprinkler in the form of a glass with a supporting flange along the open edge, in the bottom of which along the longitudinal axis of the glass a pipe with a nozzle for supplying irrigation water is placed, and in the side surface of the glass there is a pipe for draining water connected to the inlet of the heat exchanger, while the outlet of the heat exchanger and the pipe for supplying irrigation water are connected to the pump. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменник выполнен с возможностью воздушного охлаждения в форме змеевика из медной трубки, размещенного по наружной поверхности боковой цилиндрической стенки корпуса и соединенного с помпой через щель, выполненную в боковой цилиндрической стенке.2. The system according to p. 1, characterized in that the heat exchanger is made with the possibility of air cooling in the form of a coil from a copper tube placed on the outer surface of the side cylindrical wall of the housing and connected to the pump through a slot made in the side cylindrical wall. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что опорный фланец струйного оросителя герметично прикреплен к внутренней поверхности верхней панели.3. The system according to claim 1, characterized in that the support flange of the jet sprinkler is hermetically attached to the inner surface of the upper panel. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что плоский электронагревательный элемент имеет керамическую оболочку, внутри которой запрессован металлический спиралевидный проводник.4. The system according to claim 1, characterized in that the flat electric heating element has a ceramic shell, inside which a metal spiral conductor is pressed in. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер представляет собой одноплатный компьютер.5. The system according to p. 1, characterized in that the controller is a single-board computer.
RU2017140268A 2017-11-20 2017-11-20 Thermocycling system for polymerase chain reaction RU2658599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140268A RU2658599C1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Thermocycling system for polymerase chain reaction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140268A RU2658599C1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Thermocycling system for polymerase chain reaction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658599C1 true RU2658599C1 (en) 2018-06-21

Family

ID=62713420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140268A RU2658599C1 (en) 2017-11-20 2017-11-20 Thermocycling system for polymerase chain reaction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658599C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800583C2 (en) * 2019-04-11 2023-07-24 Бионир Корпорейшн Polymerase chain reaction system
CN117050851A (en) * 2023-09-08 2023-11-14 中拓生物有限公司 Heating device of nucleic acid extraction instrument

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005113741A1 (en) * 2004-05-12 2005-12-01 Board Of Regents Of University Of Nebraska Vortex tube thermocycler
US20060105433A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Bickmore William D Jr Rapid thermocycler
US20080124722A1 (en) * 2006-06-23 2008-05-29 Applera Corporation Cooling In A Thermal Cycler Using Heat Pipes
EA200970235A1 (en) * 2006-08-30 2009-12-30 ДиЭксЭнЭй ЭлЭлСи QUICK TERMOCYCLER
WO2012073484A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Seiko Epson Corporation Thermal cycler and thermal cycle method
RU2577282C2 (en) * 2010-09-24 2016-03-10 Эпистем Лимитед Thermocycler

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005113741A1 (en) * 2004-05-12 2005-12-01 Board Of Regents Of University Of Nebraska Vortex tube thermocycler
US20060105433A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Bickmore William D Jr Rapid thermocycler
US20080124722A1 (en) * 2006-06-23 2008-05-29 Applera Corporation Cooling In A Thermal Cycler Using Heat Pipes
EA200970235A1 (en) * 2006-08-30 2009-12-30 ДиЭксЭнЭй ЭлЭлСи QUICK TERMOCYCLER
RU2577282C2 (en) * 2010-09-24 2016-03-10 Эпистем Лимитед Thermocycler
WO2012073484A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Seiko Epson Corporation Thermal cycler and thermal cycle method
RU2014152017A (en) * 2010-12-01 2015-07-20 Сейко Эпсон Корпорейшн THERMOCYCLER AND METHOD OF THERMAL CYCLE
US20160001291A1 (en) * 2010-12-01 2016-01-07 Seiko Epson Corporation Thermal cycler and thermal cycle method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800583C2 (en) * 2019-04-11 2023-07-24 Бионир Корпорейшн Polymerase chain reaction system
CN117050851A (en) * 2023-09-08 2023-11-14 中拓生物有限公司 Heating device of nucleic acid extraction instrument
CN117050851B (en) * 2023-09-08 2024-04-12 中拓生物有限公司 Heating device of nucleic acid extraction instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3511007B2 (en) Apparatus for fluid impingement thermal cycler, method of circulating a plurality of samples between at least two different temperatures using the same, and method of using the same to perform polymerase chain reaction
JP5698668B2 (en) Temperature control device with flexible temperature control surface
US20080038163A1 (en) Systems and Methods for Cooling in Biological Analysis Instruments
CN103777662B (en) A kind of apparatus and method being applied to gradient temperature and controlling
WO1997020179A1 (en) Dispersion type multi-temperature control system and fluid temperature control device applicable to the system
CN115074236B (en) Temperature control device for PCR instrument, amplification equipment and PCR instrument
RU2658599C1 (en) Thermocycling system for polymerase chain reaction
CN106457251A (en) Process and apparatus for reactions
JP4112796B2 (en) Fluid temperature control device
CN110133310B (en) Biochemical analyzer
CN211645193U (en) PCR gene amplification instrument
CN103374510B (en) PCR (Polymerase Chain Reaction) device based on low-melting-point metal liquid drop and implantation method of PCR device
KR20110084889A (en) Washing appliance
CN111949055B (en) Independent temperature control system and method for microfluidic culture chip
JP2007087774A (en) Liquid temperature adjusting device
WO1998032060A1 (en) Fluid temperature control device and method therefor
KR101237861B1 (en) Portable apparatus for supplying cool and hot drink
KR101612705B1 (en) Cold water supply apparatus
CN203090959U (en) Constant-temperature water bath device
KR20160004299U (en) Aquarium heating or cooling device
CN213193748U (en) Constant temperature metal bath device that stability is strong
CN209652329U (en) A kind of PCR amplification instrument heating device and the heating system including it
CN213032531U (en) Heating reflux instrument
JP2008309417A (en) Steam cooling system
RU2016652C1 (en) Arrangement for programmable heating and cooling biological specimen in liquid phase

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner