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热循环装置及方法制造方法及图纸

技术编号:11137963 阅读:63 留言:0更新日期:2015-03-12 16:04
具有从安装壁延伸出来的样品界面壁的热循环装置。样品界面壁可接受热循环并将热循环应用于样品。气源可引导气流以冷却样品,另一气源可引导加热的空气离开样品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术的背景本专利技术要求于2012年5月15日提交的第61/647,493号美国临时专利申请的优先权。多种生物检测方法需要热循环,通常用于通过热交换来引发化学反应。这种方法的一个实例是用于DNA扩增的聚合酶链反应(PCR)。更多的实例包括等温核酸扩增、快速PCR、连接酶链反应(LCR)、自持序列复制、酶动力学研究、均一配体结合试验、和需要复杂温度变化的更复杂的生物化学机理研究。这样的方法需要可以精确地并在某些情况下迅速提高和降低样品温度的检测系统。存在很多这样的系统,其通常使用冷却装置(例如风扇),这种装置占据很大的物理空间并需要大量的动力来提供所需的性能(例如快速降温)。此外,这种冷却装置有启动延时和关闭重叠的问题,即关闭后还将发挥作用,因此不能使用瞬时类似数字的精度进行操作。例如,离心风机在打开的时候将不会以全体积能力立即鼓风并且在电源关闭后也将继续旋转,这样就会产生在检测中必须考虑的重叠时间。这些问题通常会随着设备的老化变得更糟。由于这种冷却装置成本低,相对来说性能可被接受且易实施,这妨碍工业界寻找解决问题的方法。因此,解决方法远不止具有更大的容量输出功率的更强力的风扇,并且这也增加了空间和动力的需求。这么做的代价是对场检测系统的便携性产生负面效应,例如,便携性可以应用于偏远地区的病毒爆发的快速检测。因此,亟需解决的是在生物检测系统中使用的已知的冷却设备的不足之处。专利技术概述本专利技术的一个实施方式涉及热循环装置,其可包括安装壁,该安装壁部分地界定用于将生物样品热循环的室。安装壁可具有与第二安装面相对的第一安装面。样品界面壁可从第二安装面横向延伸。样品界面壁具有可从第二安装面接近的平面接口。样品界面壁可在平面接口相对两侧具有第一加热元件和第二加热元件。第一气源具有设置为在第一加热元件处引导空气的出口。第二气源具有设置为引导空气离开第一加热元件的出口。第三气源具有设置为在第二加热元件处引导空气的出口。第四气源具有设置为引导空气离开第二加热元件的出口。在一些实施方式中,各个气源包括具有平面的空气泵、在平面上的出口、以及在平面周围的多个边缘。在一些实施方式中,各个空气泵与第二安装面连接,从而其平面基本上横向于第二安装面。在一些实施方式中,设置第一空气泵、第二空气泵和样品界面壁以界定室的第一子体积。在一些实施方式中,设置第二空气泵的出口以将空气排出第一子体积的出口。在一些实施方式中,设置第三空气泵、第四空气泵和样品界面壁以界定室的第二个子体积。在一些实施方式中,设置第四空气泵的出口以将空气排出第一子体积的出口。在一些实施方式中,设置第一气源和第三气源都设置为在第一加热元件和第二加热元件处直接分别引导气流。在一些实施方式中,设置第二气源和第四气源以在样品界面壁处引导气流。在一些实施方式中,设置第二气源和第四气源以沿样品界面壁引导气流。在一些实施方式中,设置及各个第二气源和第四气源以抽吸空气远离所述样品界面壁。在一些实施方式中,安装壁和样品界面壁可包括印刷电路板。在一些实施方式中,样品界面壁将室分为基本上相同的体积。在一些实施方式中,气源对称地设置于样品界面壁。在一些实施方式中,各个气源包括平面的外壳,外壳具有安装于内部隔板上的内部压电器件。在一些实施方式中,各个平面的外壳可包括出口端口,且其中设置第一气源和第三气源的出口端口以在第一加热元件和第二加热元件处直接分别提供各自气流。在一些实施方式中,设置第二气源和第四气源的出口端口以沿或远离样品界面壁方向分别提供气流。本专利技术的另一实施方式涉及热循环方法。在该方法中,可以启动第一加热元件和第二加热元件,各个加热元件邻近生物样品架设置。使用第一气源在第一加热元件处引导第一气流以传递来自第一加热元件的热量。使用第二气源引导第二气流以引导加热的空气远离第一加热元件。使用第三气源在第二加热元件处引导第三气流以传递来自第二加热元件的热量。使用第四气源引导第四气流以引导加热的空气远离第一加热元件。在一些实施方式中,第一加热元件和第二加热元件安装于样品界面壁的相对面上,样品界面壁从安装面延伸。在一些实施方式中,各个气源包括基本上平面的外壳,外壳边缘安装于安装面。在一些实施方式中,第一气流和第三气流直接贯穿第一加热元件和第二加热元件。在一些实施方式中,第二气流和第四气流被沿样品界面壁引导。在一些实施方式中,第二气流和第四气流方向被引导远离样品界面壁。在一些实施方式中,各个气源包括平面外壳,该外壳具有安装于内部隔板上的内部压电器件。在一些实施方式中,引导各个气流包括启动各个压电器件。在一些实施方式中,根据预设的冷却循环将压电器件开启和关闭。在一些实施方式中,根据预设的加热循环将所述加热元件开启和关闭,加热循环的开启位置与冷却循环的开启位置异相。在一些实施方式中,监控第一加热元件和第二加热元件的温度。在一些实施方式中,根据预设的最低温度和预设的最高温度来启动第一加热元件和第二加热元件以向生物样品架提供热量。在一些实施方式中,当生物样品架达到预设的最高温度时,控制气源以引导空气。在一些实施方式中,当生物样品架达到预设的最低温度时,控制气源以停止引导空气。附图简述图1A为根据本专利技术的一些实施方式的检测系统100的简化示意图。图2A为根据本专利技术的一些实施方式的热循环装置的透视图。图2B为图2A的热循环装置的前视图。图2C为图2A的热循环装置的后视图。图2D为图2A的热循环装置的俯视图(从上往下看)。图2E为图2A的热循环装置的仰视图(从下往上看)。图2F为图2A的热循环装置的侧视图。图2G为图2F的侧视图,处于清楚的目的将组件移除。图2H为根据本专利技术的一些实施方式的图2A中热循环装置在使用中的简化的后视图。图3A至3E为根据本专利技术中各自相应的实施方式的热循环装置的后视图。图4A为根据本专利技术的一些实施方式的气源的横断面图。图4B为根据本专利技术的一些实施方式的多个连接的增压气源的横断面图。图5A至5F为根据本专利技术的一些实施方式的多个连接的增压气源的布置的多种示意图。图5E为根据本专利技术的一些实施方式的图2A中具有多个连接的增压气源的热循环装置的变型的简化后视图。专利技术详述I.系统综述<本文档来自技高网...

【技术保护点】
热循环装置,包括:安装壁,部分地界定用于将生物样品热循环的室,所述安装壁具有与第二安装面相对的第一安装面;样品界面壁,其从所述第二安装面横向延伸,所述样品界面壁具有可从所述第一安装面接近的平面接口,所述样品界面壁在所述平面接口的相对两侧具有第一加热元件和第二加热元件;第一气源,其具有设置为在所述第一加热元件处引导空气的出口;第二气源,其具有设置为引导空气离开所述第一加热元件的出口;第三气源,其具有设置为在所述第二加热元件处引导空气的出口;以及第四气源,其具有设置为引导空气离开所述第二加热元件的出口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 US 61/647,4931.热循环装置,包括:
安装壁,部分地界定用于将生物样品热循环的室,所述安装壁具
有与第二安装面相对的第一安装面;
样品界面壁,其从所述第二安装面横向延伸,所述样品界面壁具
有可从所述第一安装面接近的平面接口,所述样品界面壁在所述平面
接口的相对两侧具有第一加热元件和第二加热元件;
第一气源,其具有设置为在所述第一加热元件处引导空气的出口;
第二气源,其具有设置为引导空气离开所述第一加热元件的出口;
第三气源,其具有设置为在所述第二加热元件处引导空气的出口;
以及
第四气源,其具有设置为引导空气离开所述第二加热元件的出口。
2.如权利要求1所述的装置,其中各个气源包括具有平面的空气
泵、在所述平面上的所述出口、以及在所述平面周围的多个边缘。
3.如权利要求2所述的装置,其中各个空气泵与所述第二安装面
连接,从而其平面基本上横向于所述第二安装面。
4.如权利要求2所述的装置,其中设置所述第一空气泵、所述第
二空气泵和所述样品界面壁以界定所述室的第一子体积。
5.如权利要求4所述的装置,其中设置所述第二空气泵的出口以
将空气排出所述第一子体积的出口。
6.如权利要求4所述的装置,其中设置所述第三空气泵、所述第
四空气泵和所述样品界面壁以界定所述室的第二个子体积。
7.如权利要求6所述的装置,其中设置所述第四空气泵的出口以

\t将空气排出所述第一子体积的出口。
8.如权利要求1所述的装置,其中设置各个所述第一气源和第三
气源以在所述第一加热元件和第二加热元件处直接分别引导气流。
9.如权利要求8所述的装置,其中设置各个所述第二气源和第四
气源以在所述样品界面壁处引导气流。
10.如权利要求8所述的装置,其中设置各个所述第二气源和第四
气源以沿所述样品界面壁引导气流。
11.如权利要求10所述的装置,其中设置各个所述第二气源和第
四气源以抽吸空气远离所述样品界面壁。
12.如权利要求1所述的装置,其中所述安装壁和样品界面壁包
括印刷电路板。
13.如权利要求1所述的装置,其中所述样品界面壁将所述室分
为基本上相同的体积。
14.如权利要求13所述的装置,其中所述气源对称地设置于样品
界面壁。
15.如权利要求1所述的装置,其中各个气源包括平面外壳,所
述外壳具有安装于内部隔板上的内部压电器件。
16.如权利要求15所述的装置,其中各个平面外壳有出口端口,
且其中设置所述第一气源和第三气源的出口端口以在所述第一加热元
件和第二加热元件处直接分别提供各气流。
17.如权利要求16所述的装置,其中设置所述第二气源和第四气
源的出口端口以沿或远离所述样品界面壁方向分别提供气流。
18.热循环方法,包括:
启动第一加热元件和第二加热元件,各个加热元件邻近生物样品
架设置;
使用第一气源在第一加热元件处引导第一气流以传递来自所述第
一加热元件的热量;
使用第二气源引导第二气流以引导加热的空气远离所述第一加热
元件;
使用第三气源在第二加热元件处引导第三气流以传递来自所述第
二加热元件的热量;以及
使用第四气源引导第四气流以引导加热的空气远离所述第一加热
元件。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述第一加热元件和第二加
热元件安装于样品界面壁的相对面上,所述样品界面壁从安装面延伸。
20.如权利要求19所述的方法,其中所述各个气源包括基本上平
面的外壳,外壳边缘安装于上述安装面。
21.如权利要求19所述的方法,其中所述第一气流和第三气流直
接贯穿所述第一加热元件和第二加热元件。
22.如权利要求21所述的方法,其中所述第二气流和第四气流被
沿所述样品界面壁引导。
23.如权利要求21所述的方法,其中所述第二气流和第四气流被
引导远离所述样品界面壁。
24.如权利要求21所述的方法,其中各个气源包括平面外壳,所
述外壳具有安装于内部隔板的内部压电器件。
25.如权利要求24所述的方法,其中引导各个气流包括启动各个
压电器件。
26.如权利要求25所述的方法,其中根据预设的冷却循环将所述
压电器件开启和关闭。
27.如权利要求26所述的方法,其中根据预设的加热循环将所述
加热元件开启和关闭,所述加热循环的开启位置与所述冷却循环的开
启位置异相。
28.如权利要求18所述的方法,其还包括:
监控所述第一加热元件和第二加热元件的温度。
29.如权利要求28所述的方法,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:道格·多利特
申请(专利权)人:塞弗德公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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