用于在实验室样品加工系统中控制运动流体中的温度的装置和方法制造方法及图纸

提供一种用于分析系统的温度控制装置和方法，用于完成实验室规程。该装置包括在壳体中的井，其构造用于根据预定的样品加工接收生物样品。该样品由保持装置悬置在井中。热元件设置在井中，与流体热交换连通。温度传感器位于井中，处于通过井中的流体的摇摆运动被覆盖和未被覆盖的位置。与热元件、温度传感器和摇动系统连通的控制器可被操作，以关联于来自温度传感器的温度数据(例如峰值温度数据)控制热元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在实验室样品加工系统中控制运动流体中的温度的装置和方法
技术介绍
现今，在科学工作区中存在大量的分析法和工具，其能被用于检测各种种类的样品。有些实验室规程系统使用具有加热和/或冷却能力的流体槽来精确地控制化学和生化反应的温度。例如，已知使得槽中的传热流体在物体上循环，导致在加热和冷却元件与该物体之间通过该流体进行热传输。在有些系统中，该流体也直接与物体反应。例如，在生物样品安装在玻璃显微镜载片上的特定情况下，载片被浸入到流体中，该流体既是进行样品处理功能的试剂也是传热剂。在题目为"AnalyticalSystemforPerformingLaboratoryProtocolsandAssociatedMethods"(用于进行实验室规程的分析系统和关联的方法)的WO2011/139888中，和在题目为"ModularSystemforPerformingLaboratoryProtocolsandAssociatedMethods"(用于进行实验室规程的模块系统和关联的方法)的公开号为No.2010-0113288的美国专利中示出了典型的实验室系统。
技术实现思路
提供了用于分析系统的温度控制装置和方法，用于在例如浸入到流体中的生物样品的物体上进行实验室规程。通过与在远离样品的位置处在运动流体中的温度测量值的关联性，生物样品的温度可精确地被控制。在一个实施例中，该装置包括在壳体内的井，其构造用于根据预定的样品加工接收生物样品。热元件以与传热流体热交换连通的方式设置在井中。温度传感器位于井中，在通过井中的流体的摇摆运动被覆盖和不被覆盖的位置处。该装置包括摇动系统，用于使得壳体运动，由此使得流体相对于壳体运动。样品悬置在壳体中的可枢转保持装置中，用于相对于壳体运动，并且维持与流体的基本接触。可操作与热元件、温度传感器和摇动系统连通的控制器，以随着该温度传感器被流体覆盖和未覆盖，关联于来自温度传感器的温度数据(例如峰值温度数据)控制热元件。附图说明结合附图从下面的具体说明中会更加充分地理解本专利技术，附图中：图1是根据本专利技术的用于进行实验室规程的分析系统的一个实施例的示意图；图2是具有壳体和用于保持包含生物样品的载片的装置的样品处理组件的立体图；图3是沿着图2的线III-III截取的截面图；图4是图2的组件的壳体的立体图；图5是用于保持图2的载片的装置的立体图；图6是具有几个样品处理组件的分析系统的摇动系统的透视图；图7是示出了根据本专利技术的一种方法的操作示例的图表；和图8是示出了本专利技术的方法的另一图表。具体实施方式实验室规程系统使用具有加热和/或冷却能力的流体槽来精确地控制化学和生化反应的温度。通常，在槽中的传热流体由泵循环，泵产生高速湍流流动，形成从加热和冷却元件到要加热或者冷却的物体上的有效的热传输。在有些系统中，物体被暴露到流体中，并且流体直接与物体反应。例如，在生物样品安装到玻璃显微镜载片的特定情况下，其中浸入了载片的流体经常是试剂，其进行样品处理功能，也作为传热剂。本专利技术涉及用于进行实验室规程的分析系统，其提供了在暴露到物体(例如安装到载片上的生物样品)上的运动液体中温度的精确控制。生物样品通常是脆弱的并且如果暴露到湍流流动中可能被损害。通过摇摆容纳样品的容器，能实现试剂的温和混合，但是层流流动比在湍流混合的情况下在加热表面和加热的物体之间形成更大的温度梯度。通过测量反应点的温度，能够理想地实现反应温度的精确控制；但是这通常是不实际的。在本专利技术中，温度传感器定位成接触试剂团块流体，并且随着流体运动通过传感器，关联于测量的温度浮动来控制热元件。通过在流体流动路径中正确地定位温度传感器并且使得传感器温度测量值与流体的摇摆运动同步，能减少温度感应失误。在一个示例中，该系统和方法能够实现在±1℃范围内的温度控制。该系统和方法也能适应特定过程中所需要的温度上的快速可控的改变，同时使得传热流体的体积最小。使得流体体积减少，这降低了消耗的试剂的成本。在图1中示意性示出了一种用于进行实验室规程的典型的分析系统。系统10包括至少一个样品加工组件12，用于在生物样品上进行实验室规程。该系统包括用于输入和输出流体的流体系统14，温度控制系统16和摇动系统18。样品加工组件的温度控制系统构成用于调节样品加工的温度。摇动系统构造用于提供样品加工组件的摇动，以使得试剂/传热流体运动通过样品。该系统也包括系统控制器20，其与流体系统14、温度控制系统16和摇动系统18相互连接。在图2-5中示出了与分析系统一起使用的样品加工组件12的一个实施例。该样品加工组件包括壳体30，其构造用于容纳一个或者多个样品保持装置70。该壳体包括由直立壁34和底面36形成的一个或者多个井32。每个井限定了内部空间或者腔38，用于容纳样品保持装置。用于容纳两个样品保持装置的两个井示出在图2和4中，但是在壳体内可设置一个或者任何其它数量的井。在每个井中的内部空间允许围绕用于进行实验室规程的样品引入和保持流体。因此，流体试剂、流体冲洗剂、缓冲剂等在加热、冷却、摇动或者任何其它的规程步骤中可容纳在井中。盖40可附接到壳体30上，以在加工过程中覆盖井。在一种配置中，盖可在铰接点42处铰接，以允许井被覆盖和不被覆盖，同时使得盖错位的风险最小。温度控制系统16包括与壳体的一个或者多个表面处于传热关系中的热元件50，用于与井中的流体进行热交换(参见图3)。在一种配置中，壳体的底面36是用于热元件和井中的流体之间的热传输的合适的表面，并且热元件热联接到该底面。在一种配置中，壳体底面可由板形成，该板例如通过螺钉或者其它紧固元件附接到直立壁上。密封元件42设置在板和壁之间，以流体密封该腔。可选地，底面可与壳体的壁一体地形成。该底面可由用于传输热的任何合适的材料形成。可以使用各种金属，例如铝、铜或者任何的其它导热金属，包括合金。可选地，可使用导热的非金属，例如类钻碳、石墨等。温度控制系统也包括位于井中并且与系统控制器连通的温度传感器60。该温度传感器可以是任何合适的温度传感器，例如热敏电阻、电阻温度装置、热电偶或者类似物。在一种配置中，该温度传感器是探针62的形式，其延伸穿过在腔的一端处在壳体底面36上的密封孔。该系统控制器20关联从传感器60接收的温度测量值控制热元件50，这将在下面进一步说明。在一个典型的实施例中，该传感器能提供在一秒的时间间隔内的温度测量值。该传感器可在0℃到100℃的温度范围上操作，并且具有±0.1℃的精度。合适的商用可获取的传感器包括#F1540-100-1/lOB铂电阻传感器，或者可从OmegaEngineering商业获取的#44031热敏电阻元件。在一个实施例中，热元件50包括热联接到壳体30的传热表面(例如壳体底面36)上的一个或者多个珀耳帖元件。传送到珀耳帖装置上的电流使得该装置的一侧加热，另一侧冷却。电流极性的反向引起被加热的一侧和被冷却的一侧的反向。因此，该系统控制器提供了珀耳帖元件的电输入，以调节样品加工组件的加热或者冷却。通过使得这种装置联接到壳体上，样品加工组件的温度可被控制。这种控制可包括在反应期间维持给定的温度，为反应提供加热或者冷却，在反应期间使得温度循环等。风扇可关联到珀耳帖元件上，以消散来自珀耳帖装置的不控制反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度控制装置，包括：壳体，在所述壳体内的井构造成接收物体，在所述壳体中的至少一个流体口构造成提供进入到所述井的流体；与所述井中的流体热交换连通的热元件；温度传感器，其设置在所述井中，处于随着所述壳体部分的运动由所述井中的流体覆盖和未覆盖的位置；联接到所述壳体的至少一部分上的摇动系统，用于在所述井中产生流体流动；和控制器，其与所述热元件、所述温度传感器和所述摇动系统连通，并且可操作地关联来自所述温度传感器的温度读数和所述摇动系统的运动以控制所述热元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.09 US 61/608,7621.一种温度控制装置，包括：壳体，在所述壳体内的井构造成接收物体，在所述壳体中的至少一个流体口构造成提供进入到所述井的流体；与所述井中的流体热交换连通的热元件；温度传感器，其设置在所述井中，随着所述壳体部分的运动由所述井中的流体覆盖或者未覆盖；联接到所述壳体的至少一部分上的摇动系统，用于在所述井中产生流体流动；和控制器，其与所述热元件、所述温度传感器和所述摇动系统连通，并且可操作地关联来自所述温度传感器的温度读数和所述摇动系统的运动以控制所述热元件。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件包括所述壳体的形成所述井的一部分的表面。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件热联接到所述壳体的表面上。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件热联接到所述井的底面上。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件包括热联接到所述壳体的表面上的珀耳帖装置。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件包括珀耳帖装置、蚀刻箔加热器、绕线加热器、厚膜加热器或者薄膜加热器。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热元件包括所述壳体的导热壁。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度传感器包括延伸穿过所述井的底面上的孔的探针。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度传感器包括热敏电阻、电阻温度装置或者热电偶。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器可操作地从所述温度传感器接收温度数据，确定峰值温度，并且控制所述热元件来提供与最近的峰值温度对应的温度输出。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制器还可操作地控制所述摇动系统，以在所述井中产生所述流体的周期性摇摆。12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于保持所述物体在所述井中相对于所述壳体运动的装置。13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述保持装置包括载片保持器，其包括限定基本开放的底部区域的框架，所述框架包括构造成支撑显微镜载片的端部的唇缘，其中，所述物体包括在所述载片上通过所述框架的所述开放的底部区域可接近所述井中的流体的生物样品。14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述保持装置包括枢转销，其位于所述保持装置的中点并且构造成安装在所述壳体的所述井中的相对的侧壁上的互补凹槽中，所述枢转销构造成允许所述保持装置相对于所述壳体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·沙利文，J·凯兰，N·K·L·阮，
申请(专利权)人：徕卡显微系统里士满公司，
类型：发明
国别省市：美国;US