Peltier cooling (ເທກໂນໂລຍີເຮັດຄວາມເຢັນດ້ວຍຄວາມຮ້ອນໂດຍອີງໃສ່ຜົນກະທົບ Peltier) ໄດ້ກາຍເປັນຫນຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຢີຫຼັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມສໍາລັບ PCR (ຕິກິຣິຍາຕ່ອງໂສ້ polymerase) ເຄື່ອງມືເນື່ອງຈາກປະຕິກິລິຍາຢ່າງໄວວາ, ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ, ແລະຂະຫນາດທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ປະສິດທິພາບ, ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ແລະສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ PCR. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນການວິເຄາະລະອຽດຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະໃດຫນຶ່ງແລະຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການເຮັດຄວາມເຢັນ thermoelectric (ຄວາມເຢັນ petier) ໂດຍເລີ່ມຕົ້ນຈາກຄວາມຕ້ອງການຫຼັກຂອງ PCR:
I. ຄວາມຕ້ອງການຫຼັກສໍາລັບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໃນເຕັກໂນໂລຊີ PCR
ຂະບວນການຫຼັກຂອງ PCR ແມ່ນວົງຈອນຊ້ໍາຊ້ອນຂອງ denaturation (90-95℃), annealing (50-60℃), ແລະການຂະຫຍາຍ (72℃), ທີ່ມີຂໍ້ກໍານົດທີ່ເຄັ່ງຄັດທີ່ສຸດສໍາລັບລະບົບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ.
ອຸນຫະພູມໄວຂຶ້ນແລະຫຼຸດລົງ: ຫຍໍ້ເວລາຂອງວົງຈອນດຽວ (ຕົວຢ່າງ, ມັນໃຊ້ເວລາພຽງແຕ່ສອງສາມວິນາທີທີ່ຈະຫຼຸດລົງຈາກ 95 ℃ກັບ 55 ℃), ແລະເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາ;
ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ: ການ deviation ຂອງ ± 0.5 ℃ໃນອຸນຫະພູມ annealing ອາດຈະນໍາໄປສູ່ການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ບໍ່ແມ່ນສະເພາະ, ແລະຄວນຈະໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມພາຍໃນ ± 0.1 ℃.
ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງອຸນຫະພູມ: ເມື່ອຕົວຢ່າງຫຼາຍປະຕິກິລິຍາພ້ອມໆກັນ, ຄວາມແຕກຕ່າງກັນຂອງອຸນຫະພູມລະຫວ່າງຕົວຢ່າງ Wells ຄວນ ≤0.5℃ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການ deviation ຜົນໄດ້ຮັບ.
ການປັບຕົວຂະໜາດນ້ອຍ: PCR ແບບພົກພາ (ເຊັ່ນ: ສະຖານະການທົດສອບ POCT ຢູ່ບ່ອນ) ຄວນມີຂະໜາດກະທັດຮັດ ແລະ ບໍ່ມີສ່ວນສວມໃສ່ກົນຈັກ.
II. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຫຼັກຂອງການເຮັດຄວາມເຢັນ thermoelectric ໃນ PCR
Thermoelectric Cooler TEC, Thermoelectric cooler module, peltier module ບັນລຸ "ການປ່ຽນສອງທິດທາງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນ" ໂດຍຜ່ານກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ, ກົງກັບຄວາມຕ້ອງການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງ PCR ຢ່າງສົມບູນ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະຂອງມັນແມ່ນສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໃນລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
1. ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ: ໄລຍະເວລາປະຕິກິລິຍາສັ້ນລົງ
ຫຼັກການ: ໂດຍການປ່ຽນທິດທາງຂອງປະຈຸບັນ, ໂມດູນ TEC, ໂມດູນ thermoelectric, ອຸປະກອນ peltier ສາມາດປ່ຽນລະຫວ່າງ "ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ" ໄດ້ໄວ (ເມື່ອປະຈຸບັນແມ່ນໄປຂ້າງຫນ້າ, ປາຍດູດຄວາມຮ້ອນຂອງໂມດູນ TEC, ໂມດູນ peltier ກາຍເປັນຈຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ) ແລະ "ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ" (ເມື່ອປະຈຸບັນແມ່ນປີ້ນກັບກັນ, ທໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນຈະສິ້ນສຸດລົງຫນ້ອຍກວ່າເວລາ 1 ວິນາທີ).
ຂໍ້ໄດ້ປຽບ: ວິທີການເຮັດຄວາມເຢັນແບບດັ້ງເດີມ (ເຊັ່ນ: ພັດລົມແລະເຄື່ອງອັດ) ອີງໃສ່ການນໍາຄວາມຮ້ອນຫຼືການເຄື່ອນໄຫວກົນຈັກ, ແລະອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ 2 ℃ / s. ເມື່ອ TEC ຖືກລວມເຂົ້າກັບຕັນໂລຫະທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງ (ເຊັ່ນ: ທອງແດງແລະໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ), ມັນສາມາດບັນລຸອັດຕາຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນຂອງ 5-10 ℃ / s, ຫຼຸດຜ່ອນເວລາວົງຈອນ PCR ດຽວຈາກ 30 ນາທີຫາຫນ້ອຍກວ່າ 10 ນາທີ (ເຊັ່ນໃນເຄື່ອງມື PCR ຢ່າງໄວວາ).
2. ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ: ຮັບປະກັນຄວາມສະເພາະຂອງ amplification
ຫຼັກການ: ພະລັງງານຜົນຜະລິດ (ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມຮ້ອນ / ຄວາມເຢັນ) ຂອງໂມດູນ TEC, ໂມດູນເຮັດຄວາມເຢັນດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ, ໂມດູນ thermoelectric ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງປະຈຸບັນ. ສົມທົບກັບເຊັນເຊີອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ (ເຊັ່ນ: ຄວາມຕ້ານທານຂອງ platinum, thermocouple) ແລະລະບົບການຄວບຄຸມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນ PID, ປະຈຸບັນສາມາດປັບໄດ້ໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງເພື່ອບັນລຸການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ.
ຂໍ້ດີ: ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມສາມາດບັນລຸ± 0.1 ℃, ຊຶ່ງສູງກ່ວາຂອງການອາບນ້ໍາຂອງແຫຼວຫຼືຕູ້ເຢັນ compressor (± 0.5 ℃). ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຖ້າຫາກວ່າອຸນຫະພູມເປົ້າຫມາຍໃນໄລຍະຂັ້ນຕອນຂອງການ annealing ແມ່ນ 58 ℃, ໂມດູນ TEC, ໂມດູນ thermoelectric, cooler peltier, ອົງປະກອບ peltier ສາມາດຮັກສາອຸນຫະພູມນີ້ຢ່າງຫມັ້ນຄົງ, ຫຼີກເວັ້ນການຜູກມັດທີ່ບໍ່ແມ່ນສະເພາະຂອງ primers ເນື່ອງຈາກການເຫນັງຕີງຂອງອຸນຫະພູມແລະການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມງວດສະເພາະ.
3. ການອອກແບບຂະໜາດນ້ອຍ: ສົ່ງເສີມການພັດທະນາຂອງ PCR ແບບພົກພາ
ຫຼັກການ: ປະລິມານຂອງໂມດູນ TEC, ອົງປະກອບ peltier, ອຸປະກອນ peltier ແມ່ນພຽງແຕ່ສອງສາມຕາລາງຊັງຕີແມັດ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ໂມດູນ TEC 10 × 10 ມມ, ໂມດູນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ thermoelectric, ໂມດູນ peltier ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງຕົວຢ່າງດຽວ), ມັນບໍ່ມີສ່ວນເຄື່ອນທີ່ກົນຈັກ (ເຊັ່ນ: ລູກສູບຂອງເຄື່ອງອັດຫຼືແຜ່ນພັດລົມ), ແລະບໍ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຕູ້ເຢັນ.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບ: ເມື່ອເຄື່ອງມື PCR ແບບດັ້ງເດີມອີງໃສ່ເຄື່ອງອັດຄວາມເຢັນ, ປະລິມານຂອງພວກມັນມັກຈະເກີນ 50L. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຄື່ອງມື PCR ແບບພົກພາໂດຍໃຊ້ໂມດູນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ thermoelectric, ໂມດູນ thermoelectric, ໂມດູນ peltier, ໂມດູນ TEC ສາມາດຫຼຸດລົງຫນ້ອຍກວ່າ 5L (ເຊັ່ນ: ອຸປະກອນມືຖື), ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການທົດສອບພາກສະຫນາມ (ເຊັ່ນ: ການກວດສອບຢູ່ສະຖານທີ່ໃນລະຫວ່າງການລະບາດ), ການທົດສອບທາງດ້ານການຊ່ວຍ, ແລະສະຖານະການອື່ນໆ.
4. ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງອຸນຫະພູມ: ຮັບປະກັນຄວາມສອດຄ່ອງລະຫວ່າງຕົວຢ່າງຕ່າງໆ
ຫຼັກການ: ໂດຍການຈັດຊຸດ TEC ຫຼາຍຊຸດ (ເຊັ່ນ: 96 micro TECs ທີ່ສອດຄ້ອງກັບແຜ່ນ 96-well), ຫຼືປະສົມປະສານກັບຕັນໂລຫະທີ່ແບ່ງປັນຄວາມຮ້ອນ (ອຸປະກອນການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ), ຄວາມຜັນຜວນຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເກີດຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຕ່ລະຄົນໃນ TECs ສາມາດຖືກຊົດເຊີຍ.
ຂໍ້ດີ: ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມລະຫວ່າງຕົວຢ່າງ Wells ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ພາຍໃນ ± 0.3 ℃, ຫຼີກເວັ້ນຄວາມແຕກຕ່າງປະສິດທິພາບການຂະຫຍາຍທີ່ເກີດຈາກອຸນຫະພູມທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງລະຫວ່າງ edge Wells ແລະ Central Wells, ແລະຮັບປະກັນການປຽບທຽບຜົນໄດ້ຮັບຕົວຢ່າງ (ເຊັ່ນ: ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຄ່າ CT ໃນ PCR ປະລິມານ fluorescence ທີ່ແທ້ຈິງ).
5. ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະການຮັກສາໄວ້: ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນໄລຍະຍາວ
ຫຼັກການ: TEC ບໍ່ມີຊິ້ນສ່ວນສວມໃສ່, ມີອາຍຸຫຼາຍກວ່າ 100,000 ຊົ່ວໂມງ, ແລະບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງປ່ຽນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນປົກກະຕິ (ເຊັ່ນ: Freon ໃນເຄື່ອງອັດ).
ຂໍ້ໄດ້ປຽບ: ອາຍຸສະເລ່ຍຂອງເຄື່ອງມື PCR ທີ່ເຮັດຄວາມເຢັນໂດຍເຄື່ອງອັດແບບດັ້ງເດີມແມ່ນປະມານ 5 ຫາ 8 ປີ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບ TEC ສາມາດຂະຫຍາຍມັນໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 10 ປີ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການບໍາລຸງຮັກສາພຽງແຕ່ຕ້ອງການທໍາຄວາມສະອາດຊຸດຄວາມຮ້ອນ, ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການດໍາເນີນງານແລະການບໍາລຸງຮັກສາຂອງອຸປະກອນ.
III. ສິ່ງທ້າທາຍແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນແອັບພລິເຄຊັນ
ການເຮັດຄວາມເຢັນຂອງ semiconductor ແມ່ນບໍ່ສົມບູນແບບໃນ PCR ແລະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບເປົ້າຫມາຍ:
ກະຕຸກການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ: ເມື່ອ TEC ກໍາລັງເຮັດຄວາມເຢັນ, ຄວາມຮ້ອນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຈະສະສົມຢູ່ປາຍການປ່ອຍຄວາມຮ້ອນ (ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງຈາກ 95 ℃ເຖິງ 55 ℃, ຄວາມແຕກຕ່າງກັນຂອງອຸນຫະພູມເຖິງ 40 ℃, ແລະພະລັງງານການປ່ອຍຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ). ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຈັບຄູ່ມັນກັບລະບົບລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ (ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນທອງແດງ + ພັດລົມ turbine, ຫຼືໂມດູນເຮັດຄວາມເຢັນຂອງແຫຼວ), ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນມັນຈະນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບຄວາມເຢັນ (ແລະແມ້ກະທັ້ງຄວາມເສຍຫາຍຂອງຄວາມຮ້ອນເກີນ).
ການຄວບຄຸມການບໍລິໂພກພະລັງງານ: ພາຍໃຕ້ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມຂະຫນາດໃຫຍ່, ການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງ TEC ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສູງ (ຕົວຢ່າງ, ພະລັງງານ TEC ຂອງເຄື່ອງມື PCR 96 ດີສາມາດບັນລຸ 100-200W), ແລະມັນຈໍາເປັນຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີປະສິດຕິຜົນໂດຍຜ່ານ algorithms ອັດສະລິຍະ (ເຊັ່ນ: ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຄາດເດົາ).
iv. ກໍລະນີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກປະຕິບັດ
ໃນປັດຈຸບັນ, ເຄື່ອງມື PCR ຕົ້ນຕໍ (ໂດຍສະເພາະເຄື່ອງມື PCR ປະລິມານ fluorescence ໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ) ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໄດ້ນໍາໃຊ້ເທກໂນໂລຍີເຮັດຄວາມເຢັນ semiconductor, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ:
ອຸປະກອນຫ້ອງທົດລອງ: ເຄື່ອງມື PCR ປະລິມານ fluorescence 96 ດີຂອງຍີ່ຫໍ້ທີ່ແນ່ນອນ, ປະກອບດ້ວຍການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ TEC, ທີ່ມີອັດຕາການເຮັດຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຢັນສູງເຖິງ 6 ℃ / s, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງ ± 0.05 ℃, ແລະສະຫນັບສະຫນູນ 384 ດີ - ການກວດສອບຜ່ານສູງ.
ອຸປະກອນເຄື່ອນທີ່: ເຄື່ອງມື PCR ແບບມືຖືບາງຊະນິດ (ມີນໍ້າໜັກໜ້ອຍກວ່າ 1kg), ອີງຕາມການອອກແບບ TEC, ສາມາດກວດຫາເຊື້ອໄວຣັດໂຄໂຣນາສາຍພັນໃໝ່ໄດ້ພາຍໃນ 30 ນາທີ ແລະ ເໝາະສົມກັບສະຖານະການຢູ່ໃນສະຖານທີ່ເຊັ່ນ: ສະໜາມບິນ ແລະ ຊຸມຊົນ.
ສະຫຼຸບ
Thermoelectric cooling, ມີສາມຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກຂອງຕິກິຣິຍາໄວ, ຄວາມແມ່ນຍໍາສູງແລະ miniaturization, ໄດ້ແກ້ໄຂຈຸດເຈັບປວດທີ່ສໍາຄັນຂອງເຕັກໂນໂລຊີ PCR ໃນດ້ານປະສິດທິພາບ, ສະເພາະແລະການປັບຕົວຂອງ scene, ກາຍເປັນເຕັກໂນໂລຊີມາດຕະຖານສໍາລັບອຸປະກອນ PCR ທີ່ທັນສະໄຫມ (ໂດຍສະເພາະອຸປະກອນໄວແລະເຄື່ອນທີ່), ແລະສົ່ງເສີມ PCR ຈາກຫ້ອງທົດລອງໄປສູ່ຂົງເຂດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຢ່າງກວ້າງຂວາງເຊັ່ນ: ຕຽງທາງດ້ານການຊ່ວຍແລະ on-site.
TES1-15809T200 ສໍາລັບເຄື່ອງ PCR
ອຸນຫະພູມດ້ານຂ້າງຮ້ອນ: 30 C,
Imax: 9.2A,
Umax: 18.6V
Qmax: 99.5 W
Delta T ສູງສຸດທີ່ເຄຍ: 67 C
ACR: 1.7 ± 15% Ω (1.53 ຫາ 1.87 Ohm)
ຂະໜາດ: 77×16.8×2.8ມມ
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-13-2025
