用于提供可扩展热循环仪并隔离热电装置的设备、系统和方法制造方法及图纸

在一个方面中，公开一种包含样本块和热电装置的热循环仪系统。在各种实施例中，所述样本块具有经配置以接收多个反应容器的第一表面以及相对的第二表面。在各种实施例中，所述热电装置可操作地耦合到所述样本块的所述第二表面。在各种实施例中，提供一种热控单元。在各种实施例中，所述热控单元包含计算机处理单元。在各种实施例中，所述热控单元包含电流源。在各种实施例中，所述热控单元还包含电接口部分，所述电接口部分经配置以借助于电缆连接所述热电装置与所述电流源。在各种实施例中，所述热控单元与所述样本块和热电冷却器定向在不同的平面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于提供可扩展热循环仪并隔离热电装置的设备、系统和方法。
技术介绍
支持聚合酶链反应(PCR)的热循环是在全世界超过90％的分子生物学实验室中存在的广泛技术。使用PCR过程扩增DNA(脱氧核糖核酸)涉及在若干不同的温度培育期内循环专门构成的液体反应混合物。所述反应混合物由包含待扩增的DNA和至少两个引物的各种成分组成，所述引物与样本DNA充分互补，从而能够产生正被扩增的DNA的延伸产物。PCR的关键是热循环的概念：使DNA变性、将短引物退火成单链以及延伸那些引物以产生新的双链DNA的复制物的交替步骤。在热循环时，PCR反应混合物被重复地从用于使DNA变性的约95℃的高温循环到用于引物退火和延伸的约50℃至70℃的低温。在一些先前的PCR仪器中，样本管插入到金属块上的样本井中。为了执行PCR过程，根据使用者在PCR法中指定的规定温度和次数循环金属块的温度。通过计算机和相关电子设备控制所述循环。当金属块改变温度时，各个管中的样本经历类似温度改变。然而，在这些先前的仪器中，整体大小或覆盖面积常常较大并且因此占据实验台上的大量空间。在许多实验室中常常难以找到开放式实验台空间。在一些先前的仪器中之所以有相对大的覆盖面积可归因于循环样本以执行PCR过程所需的各个组件和子组合件的尺寸。影响仪器的整体大小的组件是用以提供金属块的热控制以及最终样本的热控制的印刷电路板(PCB)。在一些先前的仪器中，包含两个印刷电路板。有时被称为接口板的一个PCB安置在热电装置的周界周围，并且可以用来向热电装置、热传感器和其它必需的电子设备提供电连接。有时被称为放大器板的另一个PCB可以用来取决于金属块的所要温度或设定点温度以及热传感器检测到的金属块或样本的温度以可控方式提供电流到热电装置。热电装置利用珀尔帖效应将热量从装置的一侧泵送到另一侧。在操作中，热电装置具有DC电流。电流流过TEC并且导致一个表面变热而相对的表面变冷。通过反转电流的方向，曾经为热的表面变冷并且曾经为冷的表面变热。热电装置通常不能在潮湿的环境中很好地运行。湿气会促使装置内的电连接腐蚀。腐蚀增加连接的电阻并且最终导致装置过早发生故障以及仪器可靠性下降。在一些先前的仪器中，热电装置的数目以及每个热电装置的大小可较大。在一些先前的仪器中，热电装置的数目可以是1、2、4、6、8或适用于应用的任何其它数目。因此，提供必需电连接的接口板会是相当大的。另外，PCB可安置在TEC的周界周围，进一步影响了仪器的整体大小。在一些先前的仪器中，热电装置需要用以给热电装置供电的大量电流。取决于仪器，所需电流可大于10安培。提供此幅值的电流通常需要使用较大电组件(例如电感器)以提供必需的电流。电组件的大小影响放大器板的大小并且进一步影响仪器的大小。因此，需要向全世界的科学家提供小型的、可扩展的、可靠的并且价格实惠的具有小覆盖面积的高性能仪器。
技术实现思路
公开用于提供可扩展热循环仪并隔离热电装置的设备、系统和方法。在一个方面中，公开一种包含样本块和热电装置的热循环仪系统。在各种实施例中，样本块具有经配置以接收多个反应容器的第一表面以及相对的第二表面。在各种实施例中，热电装置可操作地耦合到样本块的第二表面。在各种实施例中，提供一种热控单元。在各种实施例中，热控单元包含计算机处理单元。在各种实施例中，热控单元包含电流源。在各种实施例中，热控单元还包含电接口部分，其经配置以借助于电缆连接热电装置与电流源。在各种实施例中，热控单元与样本块和热电冷却器定向在不同的平面上。在另一方面中，公开一种包含样本块和两个或更多个热模块的热循环仪系统。在各种实施例中，样本块具有经配置以接收多个反应容器的第一表面以及相对的第二表面。在各种实施例中，每个热模块包含热电装置。在各种实施例中，热电装置可操作地耦合到样本块的第二表面。在各种实施例中，每个热模块包含计算机处理单元。在各种实施例中，热控单元包含电流源。在各种实施例中，热控单元还包含电接口，其经配置以借助于电缆连接热电装置与电流源。在各种实施例中，热控单元与样本块和热电冷却器定向在不同的平面上。在另一个方面中，公开一种热循环仪设备，其包含样本块、热电装置、滴盘、散热器以及散热器中界定的开口。在各种实施例中，样本块具有经配置用于接收样本支撑装置的第一表面以及相对的第二表面。在各种实施例中，热电装置经安置与样本块的第二表面热接触。在各种实施例中，滴盘包围样本块的周界。在各种实施例中，散热器经定位与热电装置热接触。在各种实施例中，散热器和滴盘经过气密密封。在各种实施例中，嵌入物定位在散热器中界定的开口中。在各种实施例中，嵌入物气密密封电连接引线使其与热电装置隔离。在另一个方面中，公开一种热循环装置，其包含样本块、热电装置、滴盘、散热器、散热器中界定的开口、第一密封件和第二密封件。在各种实施例中，样本块具有经配置以接收样本支撑装置的第一表面以及相对的第二表面。在各种实施例中，热电装置经安置与样本块的第二表面热接触。在各种实施例中，滴盘包围样本块的周界并且具有顶表面和底表面。在各种实施例中，散热器经定位与热电装置热接触。在各种实施例中，散热器进一步包括底座，所述底座具有第一表面、第二表面和附挂在第二表面的多个散热片。在各种实施例中，第一密封件界定热电装置的周界。在各种实施例中，第一密封件进一步隔离散热器的第一表面且经配置以提供与滴盘的底表面的气密密封。在各种实施例中，第二密封件隔离样本块的第一表面的周界。在各种实施例中，第二密封件进一步经配置以提供与滴盘的底表面的气密密封。在另一个方面中，一种热循环设备包含样本块、热电装置、滴盘、散热器、第一密封件、第二密封件、第三密封件以及第四密封件。在各种实施例中，样本块具有第一表面和第二表面。在各种实施例中，所述第二表面经配置用于接收样本支撑装置。在各种实施例中，热电装置经安置与样本块的第二表面热接触。在各种实施例中，滴盘包围样本块的周界并且具有顶表面和底表面。在各种实施例中，散热器经安置与热电装置热接触并且包括底座，所述底座具有第一表面、第二表面、附挂在第二表面的多个散热片以及散热器中的开口。在各种实施例中，第一密封件界定热电装置的周界。在各种实施例中，第一密封件进一步隔离散热器的第一表面且经配置以提供与滴盘的底表面的气密密封。在各种实施例中，第二密封件隔离样本块的第一表面的周界。在各种实施例中，第二密封件经配置以提供与滴盘的底表面的气密密封。在各种实施例中，第三密封件定位在散热器的界定的开口中。在各种实施例中，第三密封件经配置以气密密封电连接引线使其与热电装置隔离。在各种实施例中，第四密封件定位在附接至热电装置的一个或多个电引线的端部处。在另一个方面中，一种热循环设备包含样本块、热电装置、滴盘、散热器以及多个密封部件。在各种实施例中，样本块具有第一表面和第二表面。在各种实施例中，所述第一表面经配置用于接收样本支撑装置。在各种实施例中，热电装置经安置与样本块的第二表面热接触。在各种实施例中，滴盘包围样本块的周界。在各种实施例中，滴盘具有顶表面和底表面。在各种实施例中，散热器经安置与热电装置热接触并且包括底座，所述底座具有第一表面、第二表面、附挂在第二表面的多个散热片以及在散热器中界定的开口。在各种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热循环仪系统，其包括：样本块，所述样本块具有第一表面和相对的第二表面，其中所述第一表面经配置用于接收多个反应容器；热电装置，所述热电装置可操作地耦合到所述样本块的所述第二表面；以及热控单元，所述热控单元包括计算机处理单元、电流源和电接口部分，所述电接口部分经配置以借助于电缆将所述电流源连接到所述热电装置，其中所述热控单元远离所述热电装置定位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.18 US 61/940,9811.一种热循环仪系统，其包括：样本块，所述样本块具有第一表面和相对的第二表面，其中所述第一表面经配置用于接收多个反应容器；热电装置，所述热电装置可操作地耦合到所述样本块的所述第二表面；以及热控单元，所述热控单元包括计算机处理单元、电流源和电接口部分，所述电接口部分经配置以借助于电缆将所述电流源连接到所述热电装置，其中所述热控单元远离所述热电装置定位。2.根据权利要求1所述的热循环仪系统，其中所述热控单元进一步包括热传感器。3.根据权利要求1所述的热循环仪系统，其中所述样本块包括金属。4.根据权利要求3所述的热循环仪系统，其中所述第一表面包括用于接收所述样本支撑装置的凹陷部。5.根据权利要求1所述的热循环仪系统，其中电流供给是可调整的。6.一种热循环仪系统，其包括：样本块，所述样本块具有第一表面和相对的第二表面，其中所述第一表面经配置用于接收多个反应容器；以及两个或更多个热模块，每个热模块包括，热电装置，所述热电装置可操作地耦合到所述样本块的所述第二表面，以及热控单元，所述热控单元包括计算机处理单元、电流源和电接口部分，所述电接口部分经配置以借助于电缆将所述电流源连接到所述热电装置，其中所述热控单元远离所述热电装置定位。7.根据权利要求6所述的热循环仪系统，其中每个热模块进一步包括热传感器。8.根据权利要求6所述的热循环仪系统，其中所述样本块包括金属。9.根据权利要求8所述的热循环仪系统，其中所述第一表面包括用于接收所述样本支撑装置的凹陷部。10.根据权利要求8所述的热循环仪系统，其中所述第一表面是平面的。11.根据权利要求6所述的热循环仪系统，其中电流供给是可调整的。12.根据权利要求6所述的热循环仪系统，其中每个热模块进一步包括热传感器。13.根据权利要求6所述的热循环仪系统，其中每个热模块对所述样本块与所述热电装置热接触的区域提供独立的热控制。14.一种热循环仪设备，其包括：样本块，所述样本块具有第一表面和第二表面，其中所述第一表面经配置用于接收样本支撑装置；热电装置，所述热电装置经安置与所述样本块的所述第二表面热接触；滴盘，所述滴盘包围所述样本块的周界；散热器，所述散热器经定位与所述热电装置热接触，其中所述散热器和所述滴盘经过气密密封；以及在所述散热器中界定的开口，其具有嵌入物，所述嵌入物气密密封电连接引线使其与所述热电装置隔离。15.根据权利要求14所述的热循环系统，其中所述嵌入物包括硅酮橡胶。16.根据权利要求14所述的热循环系统，其中所述嵌入物包括粘合剂。17.根据权利要求14所述的热循环仪系统，其中所述滴盘包括绝热材料。18.一种热循环装置，其包括：样本块，所述样本块具有第一表面和第二表面，其中所述第一表面经配置用于接收样本支撑装置；热电装置，所述热电装置经安置与所述样本块的所述第二表面热接触；滴盘，所述滴盘包围所述样本块的周界，所述滴盘具有顶表面和底表面；散热器，所述散热器经安置与所述热电装置热接触并且包括底座，所述底座具有第一表面、第二表面和附挂在所述第二表面的多个散热片；第一密封件，所述第一密封件隔离所述散热器的所述第一表面且经配置以提供与所述滴盘的所述底表面的气密密封；以及第二密封件，所述第二密封件隔离所述样本块的所述第一表面且经配置以提供与所述滴盘的所述底表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志强，李伟煌，罗戊耿，张志伟，高进荣，许小燕，卓忠翰，巫冠文，刘书扬，
申请(专利权)人：生命科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US