PCR-க்கான வெப்ப மின் குளிர்ச்சி

பெல்டியர் கூலிங் (பெல்டியர் விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்ட வெப்ப மின் குளிர்விக்கும் தொழில்நுட்பம்) அதன் விரைவான எதிர்வினை, துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் சிறிய அளவு காரணமாக PCR (பாலிமரேஸ் சங்கிலி எதிர்வினை) கருவிகளுக்கான வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் முக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது, இது PCR இன் செயல்திறன், துல்லியம் மற்றும் பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளை ஆழமாக பாதிக்கிறது. PCR இன் முக்கிய தேவைகளிலிருந்து தொடங்கி தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் (பெல்டியர் கூலிங்) இன் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள் மற்றும் நன்மைகள் பற்றிய விரிவான பகுப்பாய்வு பின்வருமாறு:

I. PCR தொழில்நுட்பத்தில் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுக்கான முக்கிய தேவைகள்

PCR இன் முக்கிய செயல்முறையானது, வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புக்கு மிகவும் கடுமையான தேவைகளைக் கொண்ட, மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் டிநேச்சுரேஷன் (90-95℃), அனீலிங் (50-60℃) மற்றும் நீட்டிப்பு (72℃) சுழற்சி ஆகும்.

விரைவான வெப்பநிலை உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சி: ஒற்றை சுழற்சியின் நேரத்தைக் குறைக்கவும் (உதாரணமாக, 95℃ இலிருந்து 55℃ ஆகக் குறைய சில வினாடிகள் மட்டுமே ஆகும்), மேலும் எதிர்வினை செயல்திறனை மேம்படுத்தவும்;

உயர் துல்லிய வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: அனீலிங் வெப்பநிலையில் ±0.5℃ விலகல் குறிப்பிட்ட அல்லாத பெருக்கத்திற்கு வழிவகுக்கும், மேலும் இது ±0.1℃ க்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

வெப்பநிலை சீரான தன்மை: பல மாதிரிகள் ஒரே நேரத்தில் வினைபுரியும் போது, ​​மாதிரி கிணறுகளுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு ≤0.5℃ ஆக இருக்க வேண்டும், இதனால் முடிவு விலகல் தவிர்க்கப்படும்.

மினியேட்டரைசேஷன் தழுவல்: எடுத்துச் செல்லக்கூடிய PCR (ஆன்-சைட் சோதனை POCT காட்சிகள் போன்றவை) அளவில் சிறியதாகவும் இயந்திர தேய்மான பாகங்கள் இல்லாததாகவும் இருக்க வேண்டும்.

II. PCR இல் வெப்ப மின் குளிர்ச்சியின் முக்கிய பயன்பாடுகள்

தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலர் TEC, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் மாட்யூல், பெல்டியர் மாட்யூல் ஆகியவை நேரடி மின்னோட்டத்தின் மூலம் "வெப்பமாக்கல் மற்றும் குளிரூட்டலின் இருதரப்பு மாற்றத்தை" அடைகின்றன, இது PCR இன் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது. அதன் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள் பின்வரும் அம்சங்களில் பிரதிபலிக்கின்றன:

1. விரைவான வெப்பநிலை உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சி: எதிர்வினை நேரத்தைக் குறைத்தல்

கொள்கை: மின்னோட்டத்தின் திசையை மாற்றுவதன் மூலம், TEC தொகுதி, வெப்ப மின் தொகுதி, பெல்டியர் சாதனம் ஆகியவை "வெப்பமாக்கல்" (மின்னோட்டம் முன்னோக்கி இருக்கும்போது, ​​TEC தொகுதியின் வெப்ப-உறிஞ்சும் முனை, பெல்டியர் தொகுதி வெப்ப-வெளியீட்டு முனையாக மாறும்) மற்றும் "குளிரூட்டும்" (மின்னோட்டம் தலைகீழாக இருக்கும்போது, ​​வெப்ப-வெளியீட்டு முனை வெப்ப-உறிஞ்சும் முனையாக மாறும்) முறைகளுக்கு இடையில் விரைவாக மாறலாம், பொதுவாக 1 வினாடிக்கும் குறைவான மறுமொழி நேரம் இருக்கும்.

நன்மைகள்: பாரம்பரிய குளிர்பதன முறைகள் (விசிறிகள் மற்றும் கம்ப்ரசர்கள் போன்றவை) வெப்ப கடத்தல் அல்லது இயந்திர இயக்கத்தை நம்பியுள்ளன, மேலும் வெப்பமாக்கல் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதங்கள் பொதுவாக 2℃/வினாடிக்கு குறைவாக இருக்கும். TEC அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் கொண்ட உலோகத் தொகுதிகளுடன் (தாமிரம் மற்றும் அலுமினிய அலாய் போன்றவை) இணைந்தால், அது 5-10℃/வினாடி வெப்பமாக்கல் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதத்தை அடைய முடியும், இது ஒற்றை PCR சுழற்சி நேரத்தை 30 நிமிடங்களிலிருந்து 10 நிமிடங்களுக்கும் குறைவாகக் குறைக்கிறது (விரைவான PCR கருவிகளில் போன்றவை).

2. உயர் துல்லிய வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: பெருக்கத் தனித்துவத்தை உறுதி செய்தல்

கொள்கை: TEC தொகுதி, வெப்ப மின் குளிர்விப்பு தொகுதி, வெப்ப மின் தொகுதி ஆகியவற்றின் வெளியீட்டு சக்தி (வெப்பமூட்டும்/குளிரூட்டும் தீவிரம்) மின்னோட்ட தீவிரத்துடன் நேரியல் ரீதியாக தொடர்புடையது. உயர் துல்லிய வெப்பநிலை உணரிகள் (பிளாட்டினம் எதிர்ப்பு, தெர்மோகப்பிள் போன்றவை) மற்றும் PID பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புடன் இணைந்து, துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டை அடைய மின்னோட்டத்தை நிகழ்நேரத்தில் சரிசெய்ய முடியும்.

நன்மைகள்: வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு துல்லியம் ±0.1℃ ஐ அடையலாம், இது பாரம்பரிய திரவ குளியல் அல்லது அமுக்கி குளிர்பதனத்தை விட (±0.5℃) மிக அதிகம். உதாரணமாக, அனீலிங் கட்டத்தில் இலக்கு வெப்பநிலை 58℃ ஆக இருந்தால், TEC தொகுதி, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதி, பெல்டியர் கூலர், பெல்டியர் உறுப்பு ஆகியவை இந்த வெப்பநிலையை நிலையாக பராமரிக்க முடியும், வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள் காரணமாக ப்ரைமர்களின் குறிப்பிட்ட அல்லாத பிணைப்பைத் தவிர்க்கிறது மற்றும் பெருக்க விவரக்குறிப்பை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

3. மினியேச்சர் வடிவமைப்பு: எடுத்துச் செல்லக்கூடிய PCR இன் வளர்ச்சியை ஊக்குவித்தல்.

கொள்கை: TEC தொகுதி, பெல்டியர் உறுப்பு, பெல்டியர் சாதனம் ஆகியவற்றின் அளவு ஒரு சில சதுர சென்டிமீட்டர்கள் மட்டுமே (எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு 10×10 மிமீ TEC தொகுதி, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் தொகுதி, பெல்டியர் தொகுதி ஆகியவை ஒரு மாதிரியின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்), இதற்கு இயந்திர நகரும் பாகங்கள் இல்லை (அமுக்கி பிஸ்டன் அல்லது விசிறி கத்திகள் போன்றவை), மேலும் குளிர்பதனப் பொருள் தேவையில்லை.

நன்மைகள்: பாரம்பரிய PCR கருவிகள் குளிர்விப்பதற்காக கம்ப்ரசர்களை நம்பியிருக்கும்போது, ​​அவற்றின் அளவு பொதுவாக 50L க்கும் அதிகமாக இருக்கும். இருப்பினும், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் மாட்யூல், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மாட்யூல், பெல்டியர் மாட்யூல், TEC மாட்யூல் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தும் சிறிய PCR கருவிகளை 5L க்கும் குறைவாகக் குறைக்கலாம் (கையடக்க சாதனங்கள் போன்றவை), அவை கள சோதனைக்கு (தொற்றுநோய்களின் போது ஆன்-சைட் ஸ்கிரீனிங் போன்றவை), மருத்துவ படுக்கை சோதனை மற்றும் பிற சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

4. வெப்பநிலை சீரான தன்மை: பல்வேறு மாதிரிகளுக்கு இடையே நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்தல்.

கொள்கை: பல TEC வரிசைகளை (96-கிணறு தகடுடன் தொடர்புடைய 96 மைக்ரோ TECகள் போன்றவை) ஏற்பாடு செய்வதன் மூலம் அல்லது வெப்பப் பகிர்வு உலோகத் தொகுதிகளுடன் (அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் பொருட்கள்) இணைந்து, TECகளில் உள்ள தனிப்பட்ட வேறுபாடுகளால் ஏற்படும் வெப்பநிலை விலகல்களை ஈடுசெய்ய முடியும்.

நன்மைகள்: மாதிரி கிணறுகளுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாட்டை ±0.3℃ க்குள் கட்டுப்படுத்தலாம், விளிம்பு கிணறுகள் மற்றும் மத்திய கிணறுகளுக்கு இடையிலான சீரற்ற வெப்பநிலையால் ஏற்படும் பெருக்க திறன் வேறுபாடுகளைத் தவிர்க்கலாம் மற்றும் மாதிரி முடிவுகளின் ஒப்பீட்டை உறுதி செய்யலாம் (நிகழ்நேர ஃப்ளோரசன்ஸ் அளவு PCR இல் CT மதிப்புகளின் நிலைத்தன்மை போன்றவை).

5. நம்பகத்தன்மை மற்றும் பராமரிப்பு: நீண்ட கால செலவுகளைக் குறைத்தல்

கொள்கை: TEC-க்கு அணியும் பாகங்கள் இல்லை, 100,000 மணிநேரத்திற்கும் மேலான ஆயுட்காலம் உள்ளது, மேலும் குளிர்பதனப் பொருட்களை (அமுக்கிகளில் உள்ள ஃப்ரீயான் போன்றவை) தொடர்ந்து மாற்ற வேண்டிய அவசியமில்லை.

நன்மைகள்: பாரம்பரிய அமுக்கி மூலம் குளிரூட்டப்பட்ட PCR கருவியின் சராசரி ஆயுட்காலம் தோராயமாக 5 முதல் 8 ஆண்டுகள் ஆகும், அதே நேரத்தில் TEC அமைப்பு அதை 10 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக நீட்டிக்க முடியும். மேலும், பராமரிப்புக்கு வெப்ப சிங்க்கை சுத்தம் செய்வது மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, இது உபகரணங்களின் செயல்பாடு மற்றும் பராமரிப்பு செலவுகளை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

III. பயன்பாடுகளில் உள்ள சவால்கள் மற்றும் மேம்படுத்தல்கள்

PCR-இல் குறைக்கடத்தி குளிர்ச்சி சரியானதல்ல, மேலும் இலக்கு உகப்பாக்கம் தேவைப்படுகிறது:

வெப்பச் சிதறல் சிக்கல்: TEC குளிர்விக்கும்போது, ​​வெப்ப வெளியீட்டு முனையில் அதிக அளவு வெப்பம் குவிகிறது (உதாரணமாக, வெப்பநிலை 95℃ இலிருந்து 55℃ ஆகக் குறையும் போது, ​​வெப்பநிலை வேறுபாடு 40℃ ஐ அடைகிறது, மேலும் வெப்ப வெளியீட்டு சக்தி கணிசமாக அதிகரிக்கிறது). இதை ஒரு திறமையான வெப்பச் சிதறல் அமைப்புடன் (செப்பு வெப்ப மூழ்கிகள் + டர்பைன் விசிறிகள் அல்லது திரவ குளிரூட்டும் தொகுதிகள் போன்றவை) இணைப்பது அவசியம், இல்லையெனில் அது குளிரூட்டும் திறன் குறைவதற்கு (மேலும் அதிக வெப்ப சேதத்திற்கு கூட) வழிவகுக்கும்.

ஆற்றல் நுகர்வு கட்டுப்பாடு: பெரிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகளின் கீழ், TEC ஆற்றல் நுகர்வு ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருக்கும் (உதாரணமாக, 96-கிணறு PCR கருவியின் TEC சக்தி 100-200W ஐ எட்டும்), மேலும் அறிவார்ந்த வழிமுறைகள் (முன்கணிப்பு வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு போன்றவை) மூலம் பயனற்ற ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பது அவசியம்.

Iv. நடைமுறை பயன்பாட்டு வழக்குகள்

தற்போது, ​​பிரதான PCR கருவிகள் (குறிப்பாக நிகழ்நேர ஒளிரும் அளவு PCR கருவிகள்) பொதுவாக குறைக்கடத்தி குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பத்தை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக:

ஆய்வக-தர உபகரணங்கள்: ஒரு குறிப்பிட்ட பிராண்டின் 96-கிணறு ஒளிரும் அளவு PCR கருவி, TEC வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது, 6℃/வி வரை வெப்பமாக்கல் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதம், ±0.05℃ வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு துல்லியம் மற்றும் 384-கிணறு உயர்-செயல்திறன் கண்டறிதலை ஆதரிக்கிறது.

எடுத்துச் செல்லக்கூடிய சாதனம்: TEC வடிவமைப்பின் அடிப்படையில் ஒரு குறிப்பிட்ட கையடக்க PCR கருவி (1 கிலோவிற்கும் குறைவான எடை கொண்டது), நாவல் கொரோனா வைரஸை 30 நிமிடங்களுக்குள் கண்டறிவதை முடிக்க முடியும் மற்றும் விமான நிலையங்கள் மற்றும் சமூகங்கள் போன்ற ஆன்-சைட் சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றது.

சுருக்கம்

விரைவான எதிர்வினை, உயர் துல்லியம் மற்றும் மினியேட்டரைசேஷன் ஆகிய மூன்று முக்கிய நன்மைகளைக் கொண்ட வெப்ப மின் குளிர்ச்சி, செயல்திறன், தனித்தன்மை மற்றும் காட்சி தகவமைப்பு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் PCR தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய சிக்கல்களைத் தீர்த்து, நவீன PCR கருவிகளுக்கான (குறிப்பாக விரைவான மற்றும் எடுத்துச் செல்லக்கூடிய சாதனங்கள்) நிலையான தொழில்நுட்பமாக மாறியுள்ளது. மேலும், PCR ஐ ஆய்வகத்திலிருந்து மருத்துவ படுக்கை மற்றும் ஆன்-சைட் கண்டறிதல் போன்ற பரந்த பயன்பாட்டுத் துறைகளுக்கு ஊக்குவிக்கிறது.

PCR இயந்திரத்திற்கான TES1-15809T200

சூடான பக்க வெப்பநிலை: 30 C,

அதிகபட்சம்: 9.2A,

அதிகபட்சம்: 18.6V

அதிகபட்சம்: 99.5 டபிள்யூ

டெல்டா டி அதிகபட்சம்: 67 சி

ACR: 1.7 ±15% Ω (1.53 முதல் 1.87 ஓம் வரை)

அளவு: 77×16.8×2.8மிமீ