用于提供可扩展的热循环仪并隔离热电设备的装置和系统制造方法及图纸

在一个方面，公开了包括样本框和热电设备的热循环仪系统。在各种实施例中，样本框具有配置成接收多个反应容器的第一表面和相对的第二表面。在各种实施例中，热电设备被可操作地耦合至样本框的第二表面。在各种实施例中，提供了热控制单元。在各种实施例中，热控制单元包括计算机处理单元。在各种实施例中，热控制单元包括电流源。在各种实施例中，热控制单元还包括配置成通过电缆将热电设备与电流源连接的电接口部分。在各种实施例中，热控制单元在与样本框和热电冷却器不同的平面上取向。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及用于提供可扩展的热循环仪并隔离热电设备的装置、系统和方法。
技术介绍
支持聚合酶链式反应(PCR)的热循环是在全世界超过90%的分子生物学实验室中能够找到的普遍技术。利用PCR过程扩增DNA(脱氧核糖核酸)涉及使专门配置的液体反应混合物循环经历若干不同温度的孵育期。此反应混合物包括几个组分，包括要被扩增的DNA和至少两个引物，该至少两个引物足以补充样本DNA以能够产生正被扩增的DNA的延伸产品。PCR的关键是热循环的概念:使DNA变性、使短引物退火到所得的单链并且延伸这些引物以制造双链DNA的新副本的交替步骤。在热循环中，PCR反应混合物重复地从约95°C的用于使DNA变性的高温循环到约50°C到70°C的用于引物退火和延伸的较低温度。在某些先前的PCR仪器中，样本管被插入到金属框上的样本阱中。为了执行RCR过程，根据PCR协议中由用户指定的规定的温度和时间来循环金属框的温度。此循环由计算机和相关联的电子器件进行控制。当金属框改变温度时，各个管中的样本经历类似的温度变化。然而，在这些先前的仪器中，整体尺寸或覆盖面积(footprint)经常较大并因此占据了试验台上的大量空间。在很多实验室中，经常很难找到开放的工作台空间。在一些先前的仪器中，相对大的覆盖面积的原因可归因于循环样本以执行PCR过程所需的各种部件和组件的尺寸。对仪器的整体尺寸作出贡献的部件是用于对金属框和样本的基本提供热控制的印刷电路板(PCB)。在一些先前的仪器中，包括两个印刷电路板。有时被称为接口板的两个PCB中的一个被定位在热电设备的周界的周围并且可被用于将电连接提供至热电设备、热传感器和其它必要的电子器件。另一 PCB，有时被称为放大器板，可被用于以依赖于金属框的期望的或设定点温度以及由热传感器所检测到的金属框或样本的温度的受控的方式将电流提供至热电设备。热电设备利用珀尔帖效应(Peltier effect)来将热量从设备的一边栗送至另一边。在操作中，热电设备被提供有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，是热的的表面变冷并且是冷的的表面变热。经常地，热电设备在潮湿的环境中不能良好地执行。湿气有助于设备内电连接的腐蚀。腐蚀增加了连接的电阻并且最终导致设备的过早故障和仪器的低可靠性。在一些先前的仪器中，热电设备的数量和每一热电设备的尺寸可以是较大的。在一些先前的仪器中，热电设备的数量可以是1、2、4、6、8或适用于此应用的任何其它数量。因此，提供必要的电连接的接口板可以是坚固的。此外，PCB可被置于TEC的周界的周围，进一步贡献于仪器的整体尺寸。在一些先前的仪器中，热电设备需要大量的电流以向热电设备供电。取决于仪器，所需的电流可大于10安培。提供此大小的电流经常需要使用大的电部件(例如电感器)以提供必需的电流。电部件的尺寸影响放大器板的尺寸且进一步影响仪器的尺寸。因此，提供具有小的覆盖面积的小的、可扩展的、可靠的以及负担得起的高性能仪器对于世界各地的科学家来说变得令人期望。
技术实现思路
公开了用于提供可扩展的热循环仪并隔离热电设备的装置和系统。在一个方面，公开了包括样本框和热电设备的热循环仪系统。在各种实施例中，样本框具有配置成接收多个反应容器的第一表面和相对的第二表面。在各种实施例中，热电设备被可操作地耦合至样本框的第二表面。在各种实施例中，提供了热控制单元。在各种实施例中，热控制单元包括计算机处理单元。在各种实施例中，热控制单元包括电流源。在各种实施例中，热控制单元还包括配置成通过电缆将热电设备与电流源连接的电接口部分。在各种实施例中，热控制单元在与样本框和热电冷却器不同的平面上取向。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，热控制单元进一步包括热传感器。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，样本框包括金属。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，第一表面包括用于接收样本支撑设备的凹陷。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，电流供应是可调节的。在另一方面，公开了包括样本框和两个或多个热模块的热循环仪系统。在各种实施例中，样本框具有配置成接收多个反应容器的第一表面和相对的第二表面。在各种实施例中，每一热模块包括热电设备。在各种实施例中，热电设备被可操作地耦合至样本框的第二表面。在各种实施例中，每一热模块包括计算机处理单元。在各种实施例中，热控制单元包括电流源。在各种实施例中，热控制单元还包括配置成通过电缆将热电设备连接至电流源的电接口。在各种实施例中，热控制单元在与样本框和热电冷却器不同的平面上取向。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，每一热模块进一步包括热传感器。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，样本框包括金属。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，第一表面包括用于接收样本支撑设备的凹陷。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，第一表面是平面的。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，电流供应是可调节的。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，每一热模块进一步包括热传感器。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪系统中，每一热模块提供对与热电设备进行热接触的样本框的区域的独立的热控制。在另一方面，公开了包括样本框、热电设备、滴盘、散热片和在散热片中限定的开口的热循环仪装置。在各种实施例中，样本框具有被配置用于接收样本支撑设备的第一表面和相对的第二表面。在各种实施例中，热电设备被定位成与样本框的第二表面进行热接触。在各种实施例中，滴盘围绕样本框的周界。在各种实施例中，散热片被定位成与热电设备进行热接触。在各种实施例中，散热片和滴盘被气密地密封的。在各种实施例中，一插入物位于在散热片中所限定的开口中。在各种实施例中，此插入物气密地密封住从热电设备引出的电连接。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪装置中，插入物包括硅酮橡胶。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪装置中，插入物包括粘合剂。在一个实施例中，在如上所述的热循环仪装置中，滴盘包括热绝缘材料。在另一方面，公开了包括样本框、热电设备、滴盘、散热片、在散热片中限定的开口、第一密封和第二密封的热循环设备。在各种实施例中，样本框具有配置成接收样本支撑设备的第一表面和相对的第二表面。在各种实施例中，热电设备被定位成与样本框的第二表面进行热接触。在各种实施例中，滴盘围绕样本框的周界并且具有顶部表面和底部表面。在各种实施例中，散热片被定位成与热电设备进行热接触。在各种实施例中，散热片进一步包括具有第一表面、第二表面和第二表面的多个散热翅片垂饰的底。在各种实施例中，第一密封限定了热电设备的周界。在各种实施例中，第一密封进一步隔离散热片的第一表面并且被配置成给滴盘的底部表面提供一气密的密封。在各种实施例中，第二密封隔离样本框的第一表面的周界。在各种实施例中，第二密封进一步被配置成给滴盘的底部表面提供一气密的密封。在另一方面，热循环装置包括样本框、热电设备、滴盘、散热片、第一密封、第二密封、第三密封和第四密封。在各种实施例中，样本框具有第一表面和第二表面。在各种实施例中，第二表面被配置用于接收样本支撑设备。在各种实施例中，热电设备被定位成与样本框的第二表面进行热接触。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热循环仪系统，包括：样本框，具有第一表面和相对的第二表面，其中所述第一表面被配置用于接收多个反应容器；热电设备，可操作地耦合至所述样本框的第二表面；以及热控制单元，包括计算机处理单元、电流源以及配置成通过电缆将所述电流源连接至所述热电设备的电接口部分，其中所述热控制单元被定位成远离热电设备。

【技术特征摘要】
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【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：新型
国别省市：美国;US