Kuzizira kwa Peltier (ukadaulo wozizira wa thermoelectric potengera mphamvu ya Peltier) yakhala imodzi mwaukadaulo wowongolera kutentha kwa zida za PCR (polymerase chain reaction) chifukwa chakuchita kwake mwachangu, kuwongolera bwino kwa kutentha, ndi kukula kophatikizana, zomwe zimakhudza kwambiri magwiridwe antchito, kulondola, komanso mawonekedwe a PCR. Zotsatirazi ndikuwunika kwatsatanetsatane kwazomwe zimagwiritsidwa ntchito komanso zabwino za kuziziritsa kwa thermoelectric(kuzizira kwa peltier) kuyambira pazofunikira za PCR:
I. Zofunika Kwambiri pa Kuwongolera Kutentha mu PCR Technology
Njira yayikulu ya PCR ndikuzungulira kobwerezabwereza kwa denaturation (90-95 ℃), annealing (50-60 ℃), ndi kukulitsa (72 ℃), komwe kumakhala ndi zofunika kwambiri pamakina owongolera kutentha.
Kutentha kwachangu ndi kutsika: Kufupikitsa nthawi ya kuzungulira kumodzi (mwachitsanzo, zimangotenga masekondi angapo kuti utsike kuchoka pa 95 ℃ kufika pa 55 ℃), ndikuwonjezera kuchita bwino;
Kuwongolera kutentha kwapamwamba kwambiri: Kupatuka kwa ± 0.5 ℃ mu kutentha kwa annealing kungayambitse kukulitsa kosakhazikika, ndipo kuyenera kuyendetsedwa mkati mwa ± 0.1 ℃.
Kutentha kofanana: Zitsanzo zambiri zikachita nthawi imodzi, kusiyana kwa kutentha pakati pa Zitsime zachitsanzo kuyenera kukhala ≤0.5 ℃ kuti tipewe kupatuka.
Kusintha kwa miniaturization: PCR yonyamula (monga kuyesa kwaposachedwa kwa POCT) iyenera kukhala yaying'ono kukula komanso yopanda zida zamakina.
II. Kugwiritsa Ntchito Kozizira kwa thermoelectric mu PCR
Thermoelectric Cooler TEC, Thermoelectric cooling module, peltier module imakwaniritsa "kusintha kwawiri kwa kutentha ndi kuziziritsa" kudzera pakali pano, kufananiza bwino kutentha kwa PCR. Magwiritsidwe ake enieni amawonekera m'mbali izi:
1. Kutentha kwachangu ndi kutsika: Kufupikitsa nthawi yochitira
Mfundo: Posintha njira yamakono, gawo la TEC, gawo la thermoelectric, chipangizo cha peltier chimatha kusinthana mofulumira pakati pa "kutentha" (pamene yamakono ikupita patsogolo, mapeto otsekemera a TEC, gawo la peltier limakhala mapeto otulutsa kutentha) ndi "kuzizira" (pamene panopa ndi n'zosiyana, kutentha-kutulutsa-kutulutsa modebs nthawi zambiri kumakhala mapeto a kutentha) 1 mphindi.
Ubwino: Njira zamafiriji zachikale (monga mafani ndi ma compressor) zimadalira kutentha kapena kusuntha kwa makina, ndipo kutentha ndi kuzizira nthawi zambiri kumakhala kosakwana 2℃/s. Pamene TEC ndi mkulu matenthedwe madutsidwe zitsulo midadada (monga mkuwa ndi zotayidwa aloyi), akhoza kukwaniritsa Kutentha ndi kuzirala mlingo wa 5-10 ℃/s, kuchepetsa limodzi PCR mkombero nthawi kuchokera 30 mphindi zosakwana 10 mphindi (monga mofulumira PCR zida).
2. Kuwongolera kutentha kwapamwamba kwambiri: Kuonetsetsa kuti mukudziwikiratu
Mfundo: Mphamvu yotulutsa (kutentha / kuzirala) kwa gawo la TEC, gawo lozizira la thermoelectric, gawo la thermoelectric limalumikizidwa molumikizana ndi mphamvu yomwe ilipo. Kuphatikizidwa ndi masensa apamwamba kwambiri a kutentha (monga kukana kwa platinamu, thermocouple) ndi dongosolo lowongolera mayankho a PID, zamakono zimatha kusinthidwa munthawi yeniyeni kuti zitheke kuwongolera kutentha.
Ubwino: Kuwongolera kutentha kumatha kufika ± 0.1 ℃, komwe ndikwapamwamba kwambiri kuposa kusamba kwamadzi kwachikhalidwe kapena firiji ya kompresa (± 0.5 ℃). Mwachitsanzo, ngati chandamale kutentha pa siteji annealing ndi 58 ℃, TEC module, thermoelectric module, peltier cooler, peltier element amatha kusunga kutentha uku, kupewa kumangiriza osakhala enieni chifukwa cha kusinthasintha kwa kutentha komanso kupititsa patsogolo kukhazikika kwa matalikidwe.
3. Mapangidwe a Miniaturized: Kulimbikitsa chitukuko cha PCR yonyamula
Mfundo: Voliyumu ya gawo la TEC, gawo la peltier, chipangizo cha peltier ndi masentimita angapo (mwachitsanzo, 10 × 10mm TEC module, thermoelectric cooling module, peltier module ikhoza kukwaniritsa zofunikira za chitsanzo chimodzi), ilibe zida zosuntha zamakina (monga piston ya compressor kapena fanicha ya fani), ndipo sichifuna.
Ubwino: Zida zachikhalidwe za PCR zikadalira ma compressor kuti aziziziritsa, kuchuluka kwake kumakhala kopitilira 50L. Komabe, zida zonyamulika za PCR zogwiritsa ntchito gawo lozizira la thermoelectric, gawo la thermoelectric, gawo la peltier, gawo la TEC limatha kuchepetsedwa kukhala zosakwana 5L (monga zida zogwirizira pamanja), kuzipangitsa kuti zikhale zoyenera kuyezetsa kumunda (monga kuwunika kwapamalo panthawi ya miliri), kuyezetsa pafupi ndi bedi lachipatala, ndi zochitika zina.
4. Kutentha kofanana: Onetsetsani kugwirizana pakati pa zitsanzo zosiyanasiyana
Mfundo Yofunika: Pokonzekera ma seti angapo a TEC arrays (monga 96 micro TECs yogwirizana ndi mbale ya 96-chitsime), kapena kuphatikiza ndi zitsulo zazitsulo zogawana kutentha (zida zopangira kutentha kwapamwamba), kutentha kwa kutentha komwe kumachitika chifukwa cha kusiyana kwapadera kwa ma TEC kungathetsedwe.
Ubwino: Kusiyana kwa kutentha pakati pa Zitsime zachitsanzo kumatha kuwongoleredwa mkati mwa ± 0.3 ℃, kupewa kukulitsa kwachangu kusiyana komwe kumachitika chifukwa cha kutentha kosagwirizana pakati pa Wells m'mphepete ndi Wells chapakati, ndikuwonetsetsa kufananizidwa kwa zotsatira zachitsanzo (monga kusasinthika kwa CT mu nthawi yeniyeni ya fluorescence kuchuluka kwa PCR).
5. Kudalirika ndi kusunga: Chepetsani ndalama za nthawi yaitali
Mfundo yofunika: TEC ilibe ziwalo zobvala, imakhala ndi moyo wopitilira maola 100,000, ndipo sifunikira kusinthidwa pafupipafupi mafiriji (monga Freon mu compressor).
Ubwino: Kutalika kwa moyo wa chida cha PCR chozizidwa ndi kompresa yachikhalidwe ndi pafupifupi zaka 5 mpaka 8, pomwe dongosolo la TEC limatha kuchikulitsa mpaka zaka 10. Komanso, kukonza kumangofunika kuyeretsa chotengera cha kutentha, kuchepetsa kwambiri ntchito ndi kukonza kwa zida.
III. Zovuta ndi Kukhathamiritsa mu Mapulogalamu
Kuzizira kwa Semiconductor sikwabwino mu PCR ndipo kumafuna kukhathamiritsa kolunjika:
Kutentha kwa botolo: Pamene TEC ikuzizira, kutentha kwakukulu kumachuluka kumapeto kwa kutentha (mwachitsanzo, kutentha kutsika kuchokera ku 95 ℃ kufika ku 55 ℃, kusiyana kwa kutentha kumafika 40 ℃, ndipo mphamvu yotulutsa kutentha imakula kwambiri). Ndikofunikira kuti muphatikize ndi njira yabwino yochepetsera kutentha (monga mafani a kutentha kwa mkuwa + mafani a turbine, kapena ma modules ozizira amadzimadzi), apo ayi zingayambitse kuchepa kwa kuzizira (komanso kuwonongeka kwakukulu).
Kuwongolera kugwiritsa ntchito mphamvu: Pakusiyana kwakukulu kwa kutentha, kugwiritsa ntchito mphamvu kwa TEC ndikokwera kwambiri (mwachitsanzo, mphamvu ya TEC ya chida cha 96-PCR imatha kufika ku 100-200W), ndipo ndikofunikira kuchepetsa kugwiritsa ntchito mphamvu kosagwira ntchito pogwiritsa ntchito njira zanzeru (monga kuwongolera kutentha).
Iv. Nkhani Zogwiritsa Ntchito
Pakadali pano, zida zodziwika bwino za PCR (makamaka zida zapanthawi yeniyeni za fluorescence kuchuluka kwa PCR) nthawi zambiri zatengera ukadaulo woziziritsa wa semiconductor, mwachitsanzo:
Zida zama labotale: Chida cha 96-well fluorescence kuchuluka kwa PCR cha mtundu wina, chokhala ndi kuwongolera kutentha kwa TEC, chotenthetsera ndi kuziziritsa mpaka 6 ℃/s, kuwongolera kutentha kwa ± 0.05 ℃, ndikuthandizira kuzindikira kwapamwamba kwa 384.
Chida chonyamula m'manja: Chida china cham'manja cha PCR (cholemera chochepera 1kg), kutengera kapangidwe ka TEC, kumatha kumaliza kuzindikira za coronavirus yatsopano mkati mwa mphindi 30 ndipo ndi yoyenera pazochitika zapamalo monga ma eyapoti ndi madera.
Chidule
Kuzizira kwa thermoelectric, komwe kuli ndi maubwino ake atatu ochita mwachangu, kulondola kwambiri komanso kuwongolera pang'ono, kwathetsa mfundo zowawa zaukadaulo wa PCR molingana ndi magwiridwe antchito, kukhazikika komanso kusinthika kwa zochitika, kukhala ukadaulo wamakono wa zida zamakono za PCR (makamaka zida zothamanga komanso zonyamula), ndikulimbikitsa PCR kuchokera ku labotale kupita kumadera ambiri ogwiritsira ntchito monga kuzindikirika kwachipatala komanso pachipatala.
TES1-15809T200 ya PCR makina
Kutentha kwa mbali yotentha: 30 C,
Kukula: 9.2A,
Kuchuluka: 18.6V
Kuchuluka: 99.5W
Kuchuluka kwa Delta T: 67 C
ACR: 1.7 ± 15% Ω (1.53 mpaka 1.87 Ohm)
Kukula: 77 × 16.8 × 2.8mm
Nthawi yotumiza: Aug-13-2025
