Ua lilo ka hoʻoluʻu ʻana o Peltier (ʻenehana hoʻoluʻu thermoelectric e pili ana i ka hopena Peltier) i hoʻokahi o nā ʻenehana koʻikoʻi o ka ʻōnaehana hoʻomalu mahana no nā mea hana PCR (polymerase chain reaction) ma muli o kona pane wikiwiki, ka hoʻomalu mahana pololei, a me ka nui liʻiliʻi, e hoʻopilikia nui ana i ka pono, ka pololei, a me nā hiʻohiʻona noi o PCR. Eia kahi loiloi kikoʻī o nā noi kikoʻī a me nā pono o ka hoʻoluʻu thermoelectric (peltier cooling) e hoʻomaka ana mai nā koi koʻikoʻi o PCR:
I. Nā Koina Koʻikoʻi no ka Mana Mahana ma ka ʻenehana PCR
ʻO ke kaʻina hana nui o ka PCR he pōʻaiapuni hana hou o ka denaturation (90-95 ℃), annealing (50-60 ℃), a me ka extension (72 ℃), nona nā koi koʻikoʻi loa no ka ʻōnaehana kaohi mahana.
Piʻi wikiwiki a me ka hāʻule ʻana o ka mahana: E hoʻopōkole i ka manawa o kahi pōʻaiapuni hoʻokahi (no ka laʻana, he mau kekona wale nō e hāʻule ai mai 95 ℃ a i 55 ℃), a hoʻonui i ka pono o ka hopena;
Ka mana wela kiʻekiʻe: ʻO ka ʻokoʻa o ± 0.5 ℃ i ka mahana annealing e alakaʻi i ka hoʻonui ʻole kikoʻī, a pono e kāohi ʻia i loko o ± 0.1 ℃.
ʻO ke ʻano like o ka mahana: Ke pane like nā laʻana he nui, pono ka ʻokoʻa o ka mahana ma waena o nā lua laʻana he ≤0.5℃ e pale aku i ka ʻokoʻa o ka hopena.
Hoʻololi liʻiliʻi: Pono ka PCR lawe lima (e like me nā hiʻohiʻona hoʻāʻo POCT ma kahi) i ka nui liʻiliʻi a ʻaʻohe ʻāpana ʻaʻahu mechanical.
II. Nā noi koʻikoʻi o ka hoʻoluʻu thermoelectric ma PCR
ʻO ka thermoelectric Cooler TEC, Thermoelectric cooling module, peltier module e hoʻokō i ka "bidirectional switching of heating and cooling" ma o ke au pololei, e kūlike pono ana i nā koi kaohi mahana o PCR. Hōʻike ʻia kāna mau noi kikoʻī ma nā ʻano aʻe:
1. Piʻi a emi koke ka mahana: Hoʻopōkole i ka manawa pane
Kumumanaʻo: Ma ka hoʻololi ʻana i ke kuhikuhi o ke au, hiki i ka module TEC a me ka module thermoelectric ke hoʻololi koke ma waena o ke ʻano "hoʻomehana" (i ka wā e holo ana ke au i mua, ʻo ka hopena omo wela o ka module TEC, ʻo ka module peltier ka hopena hoʻokuʻu wela) a me ke ʻano "hoʻoluʻu" (i ka wā e hoʻohuli ʻia ai ke au, ʻo ka hopena hoʻokuʻu wela ka hopena omo wela), me ka manawa pane maʻamau ma lalo o 1 kekona.
Nā Pōmaikaʻi: ʻO nā ʻano hoʻomaʻalili kuʻuna (e like me nā peʻahi a me nā compressors) e hilinaʻi nei i ka hoʻoili wela a i ʻole ka neʻe ʻana o ka mīkini, a ʻo ka nui o ka hoʻomehana a me ka hoʻomaʻalili ʻana he emi ma mua o 2 ℃/s. Ke hui pū ʻia ʻo TEC me nā poloka metala hoʻohele wela kiʻekiʻe (e like me ke keleawe a me ka alumini alloy), hiki iā ia ke hoʻokō i ka nui o ka hoʻomehana a me ka hoʻomaʻalili ʻana o 5-10 ℃/s, e hōʻemi ana i ka manawa pōʻaiapuni PCR hoʻokahi mai 30 mau minuke a i lalo o 10 mau minuke (e like me nā mea hana PCR wikiwiki).
2. Ka mana wela kiʻekiʻe: Ke hōʻoia nei i ka kikoʻī o ka hoʻonui ʻana
Kumumanaʻo: ʻO ka mana hoʻopuka (ka ikaika hoʻomehana/hoʻoluʻu) o ka module TEC, ka module hoʻoluʻu thermoelectric, a me ka module thermoelectric ua pili pono me ka ikaika o ke au. I hui pū ʻia me nā mea ʻike mahana kiʻekiʻe (e like me ke kū'ē platinum, thermocouple) a me kahi ʻōnaehana hoʻomalu manaʻo PID, hiki ke hoʻoponopono ʻia ke au i ka manawa maoli e hoʻokō ai i ka kaohi mahana pololei.
Nā Pōmaikaʻi: Hiki i ka pololei o ka hoʻomalu ʻana i ka mahana ke hiki i ka ±0.1 ℃, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka ʻauʻau wai kuʻuna a i ʻole ka refrigeration compressor (±0.5 ℃). No ka laʻana, inā ʻo ka mahana i manaʻo ʻia i ka wā o ka annealing he 58 ℃, hiki i ka module TEC, ka module thermoelectric, ka peltier cooler, ka peltier element ke mālama paʻa i kēia mahana, e pale ana i ka hoʻopaʻa ʻana o nā primers i ʻole kikoʻī ma muli o nā loli o ka mahana a hoʻonui nui i ka amplification specificity.
3. Hoʻolālā liʻiliʻi: Ke paipai nei i ka hoʻomohala ʻana o ka PCR lawe lima
Kumumanaʻo: ʻO ka nui o ka module TEC, ka element peltier, a me ka hāmeʻa peltier he mau kenimika huinaha wale nō (no ka laʻana, hiki i kahi module TEC 10 × 10mm, ka module hoʻoluʻu thermoelectric, ka module peltier ke hoʻokō i nā koi o kahi hāpana hoʻokahi), ʻaʻohe ona ʻāpana neʻe mechanical (e like me ka piston o ka compressor a i ʻole nā lau peʻahi), a ʻaʻole pono ka refrigerant.
Nā Pōmaikaʻi: Ke hilinaʻi nā mea hana PCR kuʻuna i nā compressors no ka hoʻomaʻalili ʻana, ʻoi aku ka nui o ko lākou nui ma mua o 50L. Eia nō naʻe, hiki ke hoʻemi ʻia nā mea hana PCR lawe lima e hoʻohana ana i ka module hoʻomaʻalili thermoelectric, thermoelectric module, peltier module, TEC module i lalo o 5L (e like me nā mea paʻa lima), e kūpono ai no ka hoʻāʻo ʻana ma ke kahua (e like me ka nānā ʻana ma ka pūnaewele i ka wā o nā maʻi ahulau), ka hoʻāʻo ʻana ma ka ʻaoʻao moe, a me nā hiʻohiʻona ʻē aʻe.
4. ʻAno like o ka mahana: E hōʻoia i ke kūlike ma waena o nā ʻano laʻana like ʻole
Kumumanaʻo: Ma ka hoʻonohonoho ʻana i nā seti he nui o nā ʻāpana TEC (e like me 96 micro TECs e pili ana i kahi pā 96-well), a i ʻole i ka hui pū ʻana me nā poloka metala kaʻana like wela (nā mea hoʻokele wela kiʻekiʻe), hiki ke hoʻopau ʻia nā ʻokoʻa mahana i hoʻokumu ʻia e nā ʻokoʻa pākahi ma nā TEC.
Nā Pōmaikaʻi: Hiki ke hoʻomalu ʻia ka ʻokoʻa o ka mahana ma waena o nā Luawai laʻana i loko o ±0.3 ℃, e pale ana i nā ʻokoʻa o ka pono o ka hoʻonui ʻana i hoʻokumu ʻia e nā mahana like ʻole ma waena o nā Luawai lihi a me nā Luawai waena, a me ka hōʻoia ʻana i ka hoʻohālikelike ʻana o nā hopena laʻana (e like me ke kūlike o nā waiwai CT i ka PCR fluorescence manawa maoli).
5. Hilinaʻi a me ka mālama ʻana: E hōʻemi i nā kumukūʻai lōʻihi
Kumumanaʻo: ʻAʻohe ʻāpana e komo ana o TEC, ʻoi aku ka lōʻihi o ke ola ma mua o 100,000 mau hola, a ʻaʻole pono e hoʻololi mau i nā refrigerants (e like me Freon i loko o nā compressors).
Nā Pōmaikaʻi: ʻO ke ola maʻamau o kahi mea hana PCR i hoʻomaʻalili ʻia e kahi compressor kuʻuna ma kahi o 5 a 8 mau makahiki, ʻoiai hiki i ka ʻōnaehana TEC ke hoʻolōʻihi iā ia a ʻoi aku ma mua o 10 mau makahiki. Eia kekahi, ʻo ka mālama wale nō e pono ai ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka poho wela, e hoʻemi nui ana i nā kumukūʻai hana a me ka mālama ʻana o nā lako.
III. Nā Pilikia a me nā Hoʻonui ʻana i nā Polokalamu
ʻAʻole kūpono ka hoʻoluʻu semiconductor i ka PCR a koi aku i ka hoʻonui ʻia ʻana i kuhikuhi ʻia:
ʻO ka pilikia o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka wela: Ke hoʻomaʻalili nei ʻo TEC, hōʻiliʻili ka nui o ka wela ma ka hopena hoʻokuʻu wela (no ka laʻana, ke hāʻule ka mahana mai 95 ℃ a i 55 ℃, hiki ka ʻokoʻa o ka mahana i 40 ℃, a piʻi nui ka mana hoʻokuʻu wela). Pono e hoʻopili iā ia me kahi ʻōnaehana hoʻoheheʻe wela kūpono (e like me nā poho wela keleawe + nā peʻahi turbine, a i ʻole nā module hoʻoluʻu wai), inā ʻaʻole e alakaʻi ia i ka emi ʻana o ka pono o ka hoʻoluʻu ʻana (a me ka pōʻino wela nui).
Ka mana hoʻohana ikehu: Ma lalo o nā ʻokoʻa wela nui, kiʻekiʻe loa ka hoʻohana ʻana i ka ikehu TEC (no ka laʻana, hiki i ka mana TEC o kahi mea hana PCR 96-well ke hiki i ka 100-200W), a pono e hōʻemi i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu pono ʻole ma o nā algorithms akamai (e like me ka kaohi mahana wānana).
Iv. Nā Hihia Hoʻohana Kūpono
I kēia manawa, ua hoʻohana nui nā mea hana PCR maʻamau (ʻoi aku hoʻi nā mea hana PCR fluorescence manawa maoli) i ka ʻenehana hoʻoluʻu semiconductor, no ka laʻana:
Nā lako hana pae keʻena hoʻokolohua: He mea hana PCR fluorescence quantitative 96-wells o kahi hōʻailona kūikawā, e hōʻike ana i ka kaohi mahana TEC, me ka wikiwiki hoʻomehana a me ka hoʻomaʻalili a hiki i ka 6 ℃/s, ka pololei o ka kaohi mahana o ±0.05 ℃, a kākoʻo i ka ʻike ʻana i ka throughput kiʻekiʻe o 384-wells.
Mea hana lawe lima: Hiki i kahi mea hana PCR paʻa lima (ʻoi aku ke kaumaha ma mua o 1kg), ma muli o ka hoʻolālā TEC, ke hoʻopau i ka ʻike ʻana i ka coronavirus hou i loko o 30 mau minuke a kūpono ia no nā kūlana ma ka wahi e like me nā kahua mokulele a me nā kaiāulu.
Hōʻuluʻulu manaʻo
ʻO ka hoʻoluʻu thermoelectric, me kāna mau pono koʻikoʻi ʻekolu o ka pane wikiwiki, ke kiʻekiʻe o ka pololei a me ka miniaturization, ua hoʻoponopono i nā pilikia koʻikoʻi o ka ʻenehana PCR ma ke ʻano o ka pono, ke kikoʻī a me ka hoʻololi ʻana i ke kahua, e lilo ana i ʻenehana maʻamau no nā mea hana PCR hou (ʻoi aku ka wikiwiki a me nā mea lawe lima), a me ka hoʻolaha ʻana i ka PCR mai ka hale hana i nā kahua noi ākea e like me ka ʻike ʻana ma kahi moe a me ka ʻike ʻana ma kahi.
TES1-15809T200 no ka mīkini PCR
Mahana ʻaoʻao wela: 30 C,
Imax：9.2A，
Umax: 18.6V
Qmax：99.5 W
Delta T kiʻekiʻe： 67 C
ACR：1.7 ±15% Ω （1.53 a i 1.87 Ohm）
Nui: 77 × 16.8 × 2.8mm
Ka manawa hoʻouna: Aug-13-2025
