ለፒሲአር ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ

ፔልቲየር ማቀዝቀዣ (በፔልቲየር ተጽእኖ ላይ የተመሰረተ ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ቴክኖሎጂ) ለፒሲአር (ፖሊሜሬዝ ሰንሰለት ምላሽ) መሳሪያዎች የሙቀት መቆጣጠሪያ ስርዓት ዋና ቴክኖሎጂዎች አንዱ ሆኗል ምክንያቱም ፈጣን ምላሽ፣ ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና የታመቀ መጠን ስላለው፣ የፒሲአርን ቅልጥፍና፣ ትክክለኛነት እና የአጠቃቀም ሁኔታዎችን በእጅጉ ይነካል። የሚከተለው ከፒሲአር ዋና መስፈርቶች ጀምሮ የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ (ፔልቲየር ማቀዝቀዣ) የተወሰኑ አፕሊኬሽኖች እና ጥቅሞች ዝርዝር ትንተና ነው።

I. በፒሲአር ቴክኖሎጂ ውስጥ የሙቀት መቆጣጠሪያ ዋና መስፈርቶች

የPCR ዋና ሂደት የሙቀት መቆጣጠሪያ ስርዓቱን እጅግ በጣም ጥብቅ የሆኑ መስፈርቶች ያሉት ተደጋጋሚ የዲናቱሬሽን ዑደት (90-95℃)፣ የማጥለቅለቅ (50-60℃) እና የማራዘም (72℃) ነው።

ፈጣን የሙቀት መጨመር እና መቀነስ፡ የአንድ ዑደት ጊዜን ያሳጥሩ (ለምሳሌ፣ ከ95℃ ወደ 55℃ ዝቅ ለማድረግ ጥቂት ሰከንዶች ብቻ ይወስዳል) እና የምላሽ ቅልጥፍናን ያሳድጉ።

ከፍተኛ ትክክለኛነት ያለው የሙቀት መቆጣጠሪያ፡- በማኒሊንግ የሙቀት መጠን ውስጥ የ±0.5℃ ልዩነት ወደ ልዩ ያልሆነ ማጉላት ሊያመራ ይችላል፣ እና በ±0.1℃ ውስጥ ቁጥጥር ሊደረግበት ይገባል።

የሙቀት ተመሳሳይነት፡- ብዙ ናሙናዎች በአንድ ጊዜ ምላሽ ሲሰጡ፣ የውጤት መዛባትን ለማስወገድ በናሙና ዌልስ መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት ≤0.5℃ መሆን አለበት።

አነስተኛነት ማስተካከያ፡- ተንቀሳቃሽ PCR (እንደ በቦታው ላይ የሚደረግ የPOCT ሙከራ ሁኔታዎች) መጠናቸው አነስተኛ እና ከሜካኒካል አለባበስ ክፍሎች የጸዳ መሆን አለበት።

II. በፒሲአር ውስጥ የሙቀት መቆጣጠሪያ ማቀዝቀዣ ዋና አፕሊኬሽኖች

ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ TEC፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል፣ ፔልቲየር ሞጁል በቀጥታ ጅረት በኩል “የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ ባለሁለት አቅጣጫ መቀያየር” ያገኛል፣ ይህም የPCR የሙቀት መቆጣጠሪያ መስፈርቶችን በትክክል ያሟላል። የእሱ ልዩ አተገባበር በሚከተሉት ገጽታዎች ይንጸባረቃል፡

1. ፈጣን የሙቀት መጨመር እና መውደቅ፡ የምላሽ ጊዜን ያሳጥሩ

መርህ፡ የአሁኑን አቅጣጫ በመቀየር፣ የTEC ሞጁል፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ ፔልቲየር መሳሪያ በፍጥነት በ"ማሞቂያ" (የአሁኑ ጊዜ ወደፊት ሲሆን፣ የTEC ሞጁል ሙቀትን የሚወስድ ጫፍ፣ የፔልቲየር ሞጁል ሙቀትን የሚለቅበት ጫፍ ይሆናል) እና "ማቀዝቀዝ" (የአሁኑ ጊዜ በተቃራኒው ሲሆን፣ የሙቀት-መልቀቅ መጨረሻው ሙቀትን የሚወስድ ጫፍ ይሆናል) ሁነታዎች መካከል በፍጥነት መቀያየር ይችላል፣ የምላሽ ጊዜ አብዛኛውን ጊዜ ከ 1 ሰከንድ ያነሰ ነው።

ጥቅሞች፡- ባህላዊ የማቀዝቀዣ ዘዴዎች (እንደ ማራገቢያዎች እና ኮምፕሬሰሮች) በሙቀት ማስተላለፊያ ወይም በሜካኒካል እንቅስቃሴ ላይ የተመሰረቱ ሲሆኑ የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ ፍጥነቶች ብዙውን ጊዜ ከ2℃/s ያነሱ ናቸው። TEC ከከፍተኛ የሙቀት ማስተላለፊያ የብረት ብሎኮች (እንደ መዳብ እና አልሙኒየም ቅይጥ) ጋር ሲጣመሩ የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ መጠን ከ5-10℃/s ሊደርስ ይችላል፣ ይህም የአንድ PCR ዑደት ጊዜን ከ30 ደቂቃ ወደ 10 ደቂቃ ያነሰ (እንደ ፈጣን PCR መሳሪያዎች) ይቀንሳል።

2. ከፍተኛ-ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፡ የማጉላት ልዩነትን ማረጋገጥ

መርህ፡ የTEC ሞጁል፣ የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል፣ የቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል የውጤት ኃይል (የማሞቂያ/የማቀዝቀዣ ጥንካሬ) ከአሁኑ ጥንካሬ ጋር በቀጥታ የተያያዘ ነው። ከከፍተኛ ትክክለኛ የሙቀት ዳሳሾች (እንደ ፕላቲነም መቋቋም፣ ቴርሞኮፕል) እና ከPID ግብረመልስ መቆጣጠሪያ ስርዓት ጋር ተጣምሮ፣ ጅረቱ ትክክለኛ የሙቀት መቆጣጠሪያን ለማግኘት በእውነተኛ ጊዜ ሊስተካከል ይችላል።

ጥቅሞች፡ የሙቀት መቆጣጠሪያው ትክክለኛነት ±0.1℃ ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ከባህላዊ ፈሳሽ መታጠቢያ ወይም ከኮምፕሬሰር ማቀዝቀዣ (±0.5℃) በጣም ከፍ ያለ ነው። ለምሳሌ፣ በማጥለቂያ ደረጃው ወቅት የታለመው የሙቀት መጠን 58℃ ከሆነ፣ የTEC ሞጁል፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ ፔልቲየር ማቀዝቀዣ፣ ፔልቲየር ኤለመንት ይህንን የሙቀት መጠን በተረጋጋ ሁኔታ ሊጠብቅ ይችላል፣ ይህም በሙቀት መለዋወጥ ምክንያት የፕሪመሮችን ልዩ ትስስር በማስወገድ እና የማጉላት ልዩነትን በእጅጉ ያሻሽላል።

3. አነስተኛ ዲዛይን፡ ተንቀሳቃሽ የፒሲአር (PCR) እድገትን ማሳደግ

መርህ፡ የTEC ሞጁል፣ የፔልቲየር ኤለመንት፣ የፔልቲየር መሳሪያ መጠን ጥቂት ካሬ ሴንቲሜትር ብቻ ነው (ለምሳሌ፣ 10×10ሚሜ የTEC ሞጁል፣ የቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ ሞጁል፣ የፔልቲየር ሞጁል የአንድ ናሙና መስፈርቶችን ሊያሟላ ይችላል)፣ ምንም አይነት ሜካኒካል የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች የሉትም (እንደ የኮምፕሬተሩ ፒስተን ወይም የማራገቢያ ምላጭ)፣ እና ማቀዝቀዣ አያስፈልገውም።

ጥቅሞች፡- ባህላዊ የPCR መሳሪያዎች ለማቀዝቀዝ በኮምፕሬሰሮች ላይ ሲመሰረቱ፣ መጠናቸው ብዙውን ጊዜ ከ50 ሊትር በላይ ነው። ሆኖም ግን፣ ቴርሞኤሌክትሪክ የማቀዝቀዣ ሞጁል፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ሞጁል፣ ፔልቲየር ሞጁል፣ የTEC ሞጁል የሚጠቀሙ ተንቀሳቃሽ የPCR መሳሪያዎች ከ5 ሊትር በታች (እንደ በእጅ የሚያዙ መሳሪያዎች ያሉ) ሊቀንሱ ይችላሉ፣ ይህም ለመስክ ሙከራ (እንደ ወረርሽኝ ወቅት በቦታው ላይ ምርመራ)፣ ክሊኒካዊ የአልጋ ዳር ምርመራ እና ሌሎች ሁኔታዎች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።

4. የሙቀት መጠን ተመሳሳይነት፡- በተለያዩ ናሙናዎች መካከል ወጥነት መኖሩን ማረጋገጥ

መርህ፡- በርካታ የTEC ድርድሮችን (እንደ 96-ዌል ፕሌት ጋር የሚዛመዱ 96 ማይክሮ TECs ያሉ) በማቀናጀት ወይም ከሙቀት መጋራት የብረት ብሎኮች (ከፍተኛ የሙቀት አማቂ ኃይል ቆጣቢ ቁሳቁሶች) ጋር በማጣመር፣ በTECዎች ውስጥ በተናጠል ልዩነቶች ምክንያት የሚከሰቱ የሙቀት ልዩነቶች ሊካካሱ ይችላሉ።

ጥቅሞች፡ በናሙና ዌልስ መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት በ ±0.3℃ ውስጥ ቁጥጥር ሊደረግበት ይችላል፣ ይህም በኤጅ ዌልስ እና በማዕከላዊ ዌልስ መካከል ባለው ወጥነት በሌለው የሙቀት መጠን ምክንያት የሚከሰቱ የማጉላት ቅልጥፍና ልዩነቶችን ያስወግዳል፣ እና የናሙና ውጤቶችን ንፅፅር (እንደ በእውነተኛ ጊዜ የፍሎረሰንስ ቁጥራዊ PCR ውስጥ የሲቲ እሴቶች ወጥነት) ያረጋግጣል።

5. አስተማማኝነት እና ጥገና፡ የረጅም ጊዜ ወጪዎችን ይቀንሱ

መርህ፡- TEC ምንም አይነት የሚለበሱ ክፍሎች የሉትም፣ ከ100,000 ሰዓታት በላይ የአገልግሎት ዘመን አለው፣ እና ማቀዝቀዣዎችን (እንደ ፍሪዮን ያሉ በኮምፕሬሰሮች ውስጥ) በየጊዜው መተካት አያስፈልገውም።

ጥቅሞች፡- በባህላዊ ኮምፕሬሰር የቀዘቀዘ የPCR መሳሪያ አማካይ የህይወት ዘመን ከ5 እስከ 8 ዓመታት ሲሆን የTEC ሲስተም ደግሞ ከ10 ዓመታት በላይ ሊያራዝም ይችላል። ከዚህም በላይ ጥገና የሚጠይቀው የሙቀት ማጠቢያውን ማጽዳት ብቻ ሲሆን ይህም የመሳሪያውን የአሠራር እና የጥገና ወጪ በእጅጉ ይቀንሳል።

III. በአፕሊኬሽኖች ውስጥ ያሉ ተግዳሮቶች እና ማሻሻያ

ሴሚኮንዳክተር ማቀዝቀዣ በፒሲአር ውስጥ ፍጹም አይደለም እና የታለመ ማመቻቸትን ይፈልጋል፡

የሙቀት ማከፋፈያ ማነቆ፡ TEC ሲቀዘቅዝ፣ በሙቀት መልቀቂያው ጫፍ ላይ ከፍተኛ መጠን ያለው ሙቀት ይከማቻል (ለምሳሌ፣ የሙቀት መጠኑ ከ95℃ ወደ 55℃ ሲቀንስ፣ የሙቀት ልዩነት 40℃ ይደርሳል፣ እና የሙቀት መልቀቂያው ኃይል በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል)። ከቀልጣፋ የሙቀት ማከፋፈያ ስርዓት (እንደ የመዳብ ሙቀት ማጠቢያዎች + የተርባይን ማራገቢያዎች ወይም ፈሳሽ ማቀዝቀዣ ሞጁሎች) ጋር ማጣመር አስፈላጊ ነው፣ አለበለዚያ የማቀዝቀዣ ቅልጥፍናን ይቀንሳል (እና ከመጠን በላይ ሙቀት መጎዳትን እንኳን) ያስከትላል።

የኃይል ፍጆታ ቁጥጥር፡- በትልቅ የሙቀት ልዩነት ስር፣ የTEC የኃይል ፍጆታ በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው (ለምሳሌ፣ የ96-ዌል PCR መሳሪያ የTEC ኃይል ከ100-200W ሊደርስ ይችላል)፣ እና ውጤታማ ያልሆነ የኃይል ፍጆታን በብልህ ስልተ ቀመሮች (እንደ ትንበያ የሙቀት መቆጣጠሪያ) መቀነስ አስፈላጊ ነው።

IV. ተግባራዊ የማመልከቻ ጉዳዮች

በአሁኑ ጊዜ፣ ዋና ዋና የPCR መሳሪያዎች (በተለይም በእውነተኛ ጊዜ የፍሎረሰንስ ኳንቲቲካል PCR መሳሪያዎች) በአጠቃላይ የሴሚኮንዳክተር ማቀዝቀዣ ቴክኖሎጂን ተቀብለዋል፣ ለምሳሌ፡

የላቦራቶሪ ደረጃ መሳሪያዎች፡- የአንድ የተወሰነ የምርት ስም የ96-ጉድጓድ የፍሎረሰንስ ቁጥራዊ PCR መሳሪያ፣ የTEC የሙቀት መቆጣጠሪያ ያለው፣ እስከ 6℃/s የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ ፍጥነት፣ ±0.05℃ የሙቀት መቆጣጠሪያ ትክክለኛነት ያለው እና 384-ጉድጓድ ከፍተኛ-ውፅዓት መለየትን የሚደግፍ።

ተንቀሳቃሽ መሳሪያ፡- የተወሰነ በእጅ የሚሰራ PCR መሳሪያ (ከ1 ኪሎ ግራም በታች የሚመዝን) በTEC ዲዛይን ላይ የተመሰረተ ሲሆን አዲሱን የኮሮና ቫይረስ በ30 ደቂቃ ውስጥ መለየት የሚችል ሲሆን እንደ አየር ማረፊያዎች እና ማህበረሰቦች ባሉ ቦታዎች ላይ ላሉ ሁኔታዎች ተስማሚ ነው።

ማጠቃለያ

ቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ፣ ፈጣን ምላሽ፣ ከፍተኛ ትክክለኛነት እና አነስተኛነት ሶስት ዋና ዋና ጥቅሞች ያሉት፣ የPCR ቴክኖሎጂን በብቃት፣ በልዩነት እና በቦታ መላመድ ረገድ ቁልፍ ችግሮችን ለመፍታት፣ ለዘመናዊ የPCR መሳሪያዎች (በተለይም ፈጣን እና ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች) መደበኛ ቴክኖሎጂ ለመሆን እና PCRን ከላቦራቶሪ ወደ ክሊኒካዊ የአልጋ ዳር እና በቦታው ላይ ለይቶ ማወቅ ላሉ ሰፊ የትግበራ መስኮች ለማሳደግ አስችሏል።

ለፒሲአር ማሽን TES1-15809T200

የሞቀ የጎን ሙቀት፡ 30°ሴ፣

ኢማክስ፡ 9.2A፣

ኡማክስ፡ 18.6 ቮልት

Qmax：99.5 ዋ

ዴልታ ቲ ቢክስ： 67 ሴ

ACR: 1.7 ± 15% Ω (ከ1.53 እስከ 1.87 ኦህም)

መጠን፡ 77×16.8×2.8ሚሜ