Ua lilo ʻo Peltier cooling (thermoelectric cooling technology ma muli o ka hopena Peltier) i kekahi o nā ʻenehana koʻikoʻi o ka ʻōnaehana hoʻomalu wela no nā mea hana PCR (polymerase chain reaction) ma muli o kona wikiwiki wikiwiki, ka hoʻomalu ʻana i ka mahana, a me ka nui paʻa, e hoʻohuli nui i ka pono, pololei, a me nā hiʻohiʻona noi o PCR. ʻO kēia ka ʻike kikoʻī o nā noi kikoʻī a me nā pono o ka thermoelectric cooling (peltier cooling) e hoʻomaka ana mai nā koi kumu o PCR:
I. Nā Koina Koʻikoʻi no ka Mana Manaʻo ma ka ʻenehana PCR
ʻO ke kaʻina hana nui o ka PCR he pōʻai hou o ka denaturation (90-95 ℃), annealing (50-60 ℃), a me ka hoʻonui (72 ℃), nona nā koi koʻikoʻi no ka ʻōnaehana mālama wela.
Piʻi wikiwiki a hāʻule ka mahana: Hoʻopōkole i ka manawa o ka pōʻaiapuni hoʻokahi (no ka laʻana, he mau kekona wale nō ke hāʻule mai ka 95 ℃ a 55 ℃), a hoʻonui i ka maikaʻi o ka hopena;
Ka hoʻomalu wela kiʻekiʻe: ʻO ka hoʻokaʻawale ʻana o ± 0.5 ℃ i ka mahana annealing hiki ke alakaʻi i ka hoʻonui ʻole kikoʻī, a pono e mālama ʻia i loko o ± 0.1 ℃.
Kaulike ka wela: Ke hana like nā laʻana he nui i ka manawa like, ʻo ka ʻokoʻa wela ma waena o ka laʻana Wells he ≤0.5 ℃ e pale aku i ka ʻae ʻana o ka hopena.
Hoʻololi liʻiliʻi: Pono ka PCR paʻa (e like me ka hoʻāʻo ʻana i nā hiʻohiʻona POCT ma ka pūnaewele) i ka nui a me ka ʻole o nā ʻāpana lole mīkini.
II. Nā noi kumu o ka hoʻoluʻu thermoelectric ma PCR
ʻO ka thermoelectric Cooler TEC, Thermoelectric cooling module, peltier module e hoʻokō i ka "hoʻololi bidirectional o ka hoʻomehana a me ka hoʻoluʻu" ma o ka manawa pololei, kūpono kūpono i nā koi hoʻomalu wela o PCR. Hōʻike ʻia kāna mau noi kikoʻī ma nā ʻano aʻe:
1. Piʻi a hāʻule ka mahana wikiwiki: Hoʻopōkole i ka manawa pane
Kumu: Ma ka hoʻololi ʻana i ka ʻaoʻao o kēia manawa, TEC module, thermoelectric module, hiki i ka mea peltier ke hoʻololi koke i waena o ka "wela" (i ka wā e neʻe ai ke au i mua, ʻo ka hopena wela o ka TEC module, lilo ka module peltier i ka wela hoʻokuʻu wela) a me ka "hoʻoluʻu" (ke huli ke au, ʻo ka hopena hoʻokuʻu wela me ke ʻano o ka hopena ma mua o ka manawa wela).
Pōmaikaʻi: Ke hilinaʻi nei nā ʻano hana hoʻoheheʻe kuʻuna (e like me nā mea pā a me nā mea hoʻomaloʻo) i ka lawe ʻana i ka wela a i ʻole ka neʻe ʻana o ka mīkini, a ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka wela a me ka hoʻomaha ʻana ma mua o 2 ℃/s. Ke hui pū ʻia ʻo TEC me nā poloka metala kiʻekiʻe thermal conductivity (e like me ke keleawe a me ke alumini alumini), hiki iā ia ke hoʻokō i ka helu wela a me ka hoʻoluʻu ʻana o 5-10 ℃/s, e hōʻemi ana i ka manawa pōkole PCR hoʻokahi mai 30 mau minuke i lalo o 10 mau minuke (e like me nā mea kani PCR wikiwiki).
2. Kiʻekiʻe-pololei wela mana: E hōʻoia i ka amplification specificity
Kumu: ʻO ka mana hoʻopuka (hoʻomaʻamaʻa / hoʻoluʻu ikaika) o TEC module, thermoelectric cooling module, thermoelectric module e pili pono ana me ka ikaika o kēia manawa. Hoʻohui pū ʻia me nā mea ʻike wela kiʻekiʻe (e like me ke kūpaʻa platinum, thermocouple) a me kahi ʻōnaehana mana manaʻo PID, hiki ke hoʻololi i kēia manawa i ka manawa maoli e hoʻokō i ka mana wela kūpono.
Pōmaikaʻi: Hiki i ka pololei o ka mālama ʻana i ka wela ke hiki i ± 0.1 ℃, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka ʻauʻau wai kuʻuna a i ʻole compressor refrigeration (± 0.5 ℃). No ka laʻana, inā ʻo 58 ℃ ka wela i ka wā o ka annealing, module TEC, thermoelectric module, peltier cooler, peltier element hiki ke mālama paʻa i kēia mahana, e pale ana i ka paʻa ʻole o nā primers ma muli o ka piʻi ʻana o ka wela a me ka hoʻonui nui ʻana i ka kikoʻī amplification.
3. Hoʻolālā liʻiliʻi: Hoʻolaha i ka hoʻomohala ʻana i ka PCR portable
Kumu: ʻO ka nui o TEC module, peltier element, peltier device he mau kenimika wale nō (e like me ka 10 × 10mm TEC module, thermoelectric cooling module, peltier module hiki ke hoʻokō i nā koi o kahi hoʻohālike hoʻokahi), ʻaʻohe ona ʻāpana neʻe mechanical (e like me ka piston o ka compressor a i ʻole nā lau fan), a ʻaʻole koi i ka refrigerant.
Pōmaikaʻi: I ka hilinaʻi ʻana o nā mea kani PCR maʻamau i nā compressors no ka hoʻoluʻu ʻana, ʻoi aku ko lākou leo ma mua o 50L. Eia nō naʻe, hiki ke hoʻemi ʻia nā mea hana PCR portable e hoʻohana ana i ka thermoelectric cooling module, thermoelectric module, peltier module, TEC module hiki ke hoʻemi ʻia i ka liʻiliʻi ma lalo o 5L (e like me nā mea paʻa lima), i kūpono ia no ka hoʻāʻo ʻana (e like me ka nānā ʻana ma ka pūnaewele i ka wā o nā maʻi maʻi), ka hoʻāʻo ʻana i ka moe kino, a me nā hiʻohiʻona ʻē aʻe.
4. Kaulike mahana: E hōʻoia i ka kūlike ma waena o nā laʻana like ʻole
Kumu: Ma ka hoʻonohonoho ʻana i nā pūʻulu he nui o TEC arrays (e like me 96 micro TECs e pili ana i kahi pā 96-well), a i ʻole me ka hui pū ʻana me nā poloka metala kaʻana like ʻana i ka wela (nā mea hoʻoili wela wela), hiki ke hoʻopau ʻia nā haʻahaʻa wela i hoʻokumu ʻia e nā ʻokoʻa o kēlā me kēia kanaka i nā TEC.
Pōmaikaʻi: Hiki ke hoʻomalu ʻia ka ʻokoʻa wela ma waena o ka laʻana Wells i loko o ± 0.3 ℃, e pale ana i ka hoʻonui ʻana i nā ʻokoʻa i hoʻokumu ʻia e nā wela like ʻole ma waena o ka Wells a me waena Wells, 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 quantitative manawa maoli).
5. ʻO ka hilinaʻi a me ka mālama ʻana: E hoʻemi i nā kumukūʻai lōʻihi
Kumu: ʻAʻohe ʻāpana ʻaʻahu o TEC, ʻoi aku ke ola ma mua o 100,000 mau hola, a ʻaʻole pono e hoʻololi mau i nā mea hoʻoheheʻe (e like me Freon i loko o nā mea hoʻopili).
Pōmaikaʻi: ʻO ka awelika o ke ola o kahi mea hana PCR i hoʻoluʻu ʻia e ka mea hoʻoheheʻe kuʻuna ma kahi o 5 a 8 mau makahiki, ʻoiai hiki i ka ʻōnaehana TEC ke hoʻonui iā ia i 10 mau makahiki. Eia kekahi, pono ka mālama ʻana i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka wela wela, e hōʻemi nui i ka hana a me ka mālama ʻana i nā koina o nā mea hana.
III. Nā Luʻi a me ka Optimization i nā noi
ʻAʻole kūpono ka hoʻoheheʻe semiconductor i ka PCR a koi i ka hoʻonui ʻia ʻana:
Heat dissipation bottleneck: I ka wā e maʻalili ai ʻo TEC, e hōʻiliʻili ka nui o ka wela ma ka hopena hoʻokuʻu wela (no ka laʻana, ke hāʻule ka mahana mai 95 ℃ a 55 ℃, hiki i ka ʻokoʻa wela i 40 ℃, a piʻi nui ka mana hoʻokuʻu wela). Pono e hui pū me ka ʻōnaehana hoʻoheheʻe wela maikaʻi (e like me nā pā wela keleawe + turbine pā, a i ʻole nā modula hoʻoluʻu wai), i ʻole e alakaʻi ia i ka emi ʻana o ka maikaʻi o ka hoʻoluʻu (a me ka hōʻino ʻana i ka wela).
Ka hoʻohana ʻana i ka ikehu: Ma lalo o nā ʻokoʻa wela nui, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikehu TEC (no ka laʻana, hiki i ka mana TEC o kahi mea hana PCR 96-well hiki ke hiki i 100-200W), a he mea pono e hōʻemi i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu pono ʻole ma o nā algorithm naʻauao (e like me ka wānana wela wela).
Iv. Nā hihia hoʻohana pono
I kēia manawa, ua hoʻohana maʻamau nā mea hana PCR nui (ʻoi aku ka manawa maoli fluorescence quantitative PCR mea kani) i ka ʻenehana hoʻoluʻu semiconductor, no ka laʻana:
Nā lako hana hale Laboratory: He mea hana PCR 96-well fluorescence quantitative quantitative o kekahi hōʻailona, e hōʻike ana i ka mana wela TEC, me ka mahana wela a me ka hoʻoluʻu a hiki i 6 ℃/s, ka pololei kaohi wela o ± 0.05 ℃, a me ke kākoʻo ʻana i ka 384-well high-throughput detection.
Mea paʻa paʻa: ʻO kekahi mea hana PCR paʻa lima (ke kaumaha ma lalo o 1kg), e pili ana i ka hoʻolālā TEC, hiki ke hoʻopau i ka ʻike ʻana i ka coronavirus novel i loko o 30 mau minuke a kūpono i nā hiʻohiʻona ma ka pūnaewele e like me nā mokulele a me nā kaiāulu.
Hōʻuluʻulu manaʻo
ʻO ka Thermoelectric cooling, me kāna mau pono kumu ʻekolu o ka hopena wikiwiki, kiʻekiʻe kiʻekiʻe a me ka miniaturization, ua hoʻoholo i nā wahi ʻeha nui o ka ʻenehana PCR e pili ana i ka pono, kikoʻī a me ka hiki ke hoʻololi i ke ʻano, lilo i ʻenehana maʻamau no nā mea PCR hou (ʻoi aku ka wikiwiki a me nā polokalamu kelepona), a me ka hoʻolaha ʻana i ka PCR mai ke keʻena hana i nā kahua noi ākea e like me ka ʻaoʻao moe kino a me ka ʻike ma ka pūnaewele.
TES1-15809T200 no ka mīkini PCR
Wela ʻaoʻao wela: 30 C,
Imax: 9.2A，
Umax: 18.6V
Qmax: 99.5 W
ʻO Delta T max: 67 C
ACR:1.7 ±15% Ω （1.53 i 1.87 Ohm）
Nui: 77×16.8×2.8mm
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-13-2025
