PCR සඳහා තාප විදුලි සිසිලනය

පෙල්ටියර් සිසිලනය (පෙල්ටියර් ආචරණය මත පදනම් වූ තාප විද්‍යුත් සිසිලන තාක්ෂණය) එහි වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාව, නිරවද්‍ය උෂ්ණත්ව පාලනය සහ සංයුක්ත ප්‍රමාණය හේතුවෙන් PCR (පොලිමරේස් දාම ප්‍රතික්‍රියා) උපකරණ සඳහා උෂ්ණත්ව පාලන පද්ධතියේ මූලික තාක්ෂණයක් බවට පත්ව ඇති අතර එය PCR හි කාර්යක්ෂමතාව, නිරවද්‍යතාවය සහ යෙදුම් අවස්ථා කෙරෙහි ප්‍රබල ලෙස බලපායි. PCR හි මූලික අවශ්‍යතා වලින් ආරම්භ වන තාප විද්‍යුත් සිසිලනයේ (පෙල්ටියර් සිසිලනය) නිශ්චිත යෙදුම් සහ වාසි පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් පහත දැක්වේ:

I. PCR තාක්ෂණයේ උෂ්ණත්ව පාලනය සඳහා මූලික අවශ්‍යතා

PCR හි මූලික ක්‍රියාවලිය වන්නේ උෂ්ණත්ව පාලන පද්ධතිය සඳහා අතිශයින්ම දැඩි අවශ්‍යතා ඇති, පුනරාවර්තන denaturation (90-95℃), annealing (50-60℃) සහ extension (72℃) චක්‍රයකි.

වේගවත් උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම සහ පහත වැටීම: තනි චක්‍රයක කාලය කෙටි කරන්න (උදාහරණයක් ලෙස, 95℃ සිට 55℃ දක්වා පහත වැටීමට තත්පර කිහිපයක් පමණක් ගත වේ), සහ ප්‍රතික්‍රියා කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරන්න;

ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් උෂ්ණත්ව පාලනය: ඇනීලිං උෂ්ණත්වයේ ±0.5℃ අපගමනය නිශ්චිත නොවන විස්තාරණයකට හේතු විය හැකි අතර, එය ±0.1℃ තුළ පාලනය කළ යුතුය.

උෂ්ණත්ව ඒකාකාරිත්වය: සාම්පල කිහිපයක් එකවර ප්‍රතික්‍රියා කරන විට, ප්‍රතිඵල අපගමනය වළක්වා ගැනීම සඳහා සාම්පල ළිං අතර උෂ්ණත්ව වෙනස ≤0.5℃ විය යුතුය.

කුඩාකරණ අනුවර්තනය: අතේ ගෙන යා හැකි PCR (ස්ථානීය පරීක්ෂණ POCT අවස්ථා වැනි) ප්‍රමාණයෙන් සංයුක්ත විය යුතු අතර යාන්ත්‍රික ඇඳුම් කොටස් වලින් තොර විය යුතුය.

II. PCR හි තාප විද්‍යුත් සිසිලනයේ මූලික යෙදුම්

තාප විදුලි සිසිලන TEC, තාප විදුලි සිසිලන මොඩියුලය, පෙල්ටියර් මොඩියුලය PCR හි උෂ්ණත්ව පාලන අවශ්‍යතාවලට පරිපූර්ණ ලෙස ගැලපෙන, සෘජු ධාරාව හරහා "උණුසුම සහ සිසිලනය ද්විපාර්ශ්වික මාරු කිරීම" සාක්ෂාත් කර ගනී. එහි නිශ්චිත යෙදුම් පහත අංශවලින් පිළිබිඹු වේ:

1. වේගවත් උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම සහ පහත වැටීම: ප්‍රතික්‍රියා කාලය කෙටි කරන්න

මූලධර්මය: ධාරාවේ දිශාව වෙනස් කිරීමෙන්, TEC මොඩියුලය, තාප විද්‍යුත් මොඩියුලය, පෙල්ටියර් උපාංගය ඉක්මනින් “උණුසුම” (ධාරාව ඉදිරියට යන විට, TEC මොඩියුලයේ තාප අවශෝෂක අවසානය, පෙල්ටියර් මොඩියුලය තාපය මුදා හැරීමේ අවසානය බවට පත්වේ) සහ “සිසිලනය” (ධාරාව ප්‍රතිලෝම වන විට, තාපය මුදා හැරීමේ අවසානය තාපය අවශෝෂක අවසානය බවට පත්වේ) මාතයන් අතර මාරු විය හැකිය, ප්‍රතිචාර කාලය සාමාන්‍යයෙන් තත්පර 1 ට වඩා අඩුය.

වාසි: සාම්ප්‍රදායික ශීතකරණ ක්‍රම (පංකා සහ සම්පීඩක වැනි) තාප සන්නායකතාවය හෝ යාන්ත්‍රික චලනය මත රඳා පවතින අතර, උණුසුම සහ සිසිලන අනුපාත සාමාන්‍යයෙන් 2℃/s ට වඩා අඩුය. TEC ඉහළ තාප සන්නායකතා ලෝහ කුට්ටි (තඹ සහ ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ වැනි) සමඟ ඒකාබද්ධ කළ විට, එය 5-10℃/s ක තාපන සහ සිසිලන අනුපාතයක් ලබා ගත හැකි අතර, තනි PCR චක්‍ර කාලය මිනිත්තු 30 සිට මිනිත්තු 10 කට වඩා අඩු වේ (වේගවත් PCR උපකරණ වැනි).

2. ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් උෂ්ණත්ව පාලනය: විස්තාරණ විශේෂත්වය සහතික කිරීම

මූලධර්මය: TEC මොඩියුලයේ, තාප විද්‍යුත් සිසිලන මොඩියුලයේ, තාප විද්‍යුත් මොඩියුලයේ ප්‍රතිදාන බලය (උණුසුම/සිසිලන තීව්‍රතාවය) වත්මන් තීව්‍රතාවය සමඟ රේඛීයව සහසම්බන්ධ වේ. ඉහළ නිරවද්‍යතා උෂ්ණත්ව සංවේදක (ප්ලැටිනම් ප්‍රතිරෝධය, තාපකූපල් වැනි) සහ PID ප්‍රතිපෝෂණ පාලන පද්ධතියක් සමඟ ඒකාබද්ධව, නිශ්චිත උෂ්ණත්ව පාලනයක් ලබා ගැනීම සඳහා ධාරාව තත්‍ය කාලීනව සකස් කළ හැකිය.

වාසි: උෂ්ණත්ව පාලන නිරවද්‍යතාවය ±0.1℃ දක්වා ළඟා විය හැකි අතර, එය සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව ස්නානය හෝ සම්පීඩක ශීතකරණයට (±0.5℃) වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. නිදසුනක් ලෙස, ඇනීලිං අවධියේදී ඉලක්කගත උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 58ක් නම්, TEC මොඩියුලය, තාප විද්‍යුත් මොඩියුලය, පෙල්ටියර් සිසිලකය, පෙල්ටියර් මූලද්‍රව්‍යය මෙම උෂ්ණත්වය ස්ථායීව පවත්වා ගත හැකි අතර, උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් හේතුවෙන් ප්‍රයිමර්වල නිශ්චිත නොවන බන්ධන වළක්වා ගැනීම සහ විස්තාරණ විශේෂත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි.

3. කුඩා කළ නිර්මාණය: අතේ ගෙන යා හැකි PCR සංවර්ධනය ප්‍රවර්ධනය කිරීම

මූලධර්මය: TEC මොඩියුලයේ, පෙල්ටියර් මූලද්‍රව්‍යයේ, පෙල්ටියර් උපාංගයේ පරිමාව වර්ග සෙන්ටිමීටර කිහිපයක් පමණි (උදාහරණයක් ලෙස, 10×10mm TEC මොඩියුලයක්, තාප විද්‍යුත් සිසිලන මොඩියුලයක්, පෙල්ටියර් මොඩියුලයක් තනි සාම්පලයක අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය), එයට යාන්ත්‍රික චලනය වන කොටස් නොමැත (සම්පීඩකයේ පිස්ටනය හෝ විදුලි පංකා තල වැනි), සහ ශීතකාරක අවශ්‍ය නොවේ.

වාසි: සාම්ප්‍රදායික PCR උපකරණ සිසිලනය සඳහා සම්පීඩක මත රඳා පවතින විට, ඒවායේ පරිමාව සාමාන්‍යයෙන් 50L ඉක්මවයි. කෙසේ වෙතත්, තාප විද්‍යුත් සිසිලන මොඩියුලය, තාප විද්‍යුත් මොඩියුලය, පෙල්ටියර් මොඩියුලය, TEC මොඩියුලය භාවිතා කරන අතේ ගෙන යා හැකි PCR උපකරණ 5L ට වඩා අඩු කළ හැකිය (අතින් ගෙන යා හැකි උපාංග වැනි), ඒවා ක්ෂේත්‍ර පරීක්ෂණ (වසංගත කාලවලදී ස්ථානීය පරීක්ෂාව වැනි), සායනික ඇඳ අසල පරීක්ෂණ සහ වෙනත් අවස්ථා සඳහා සුදුසු වේ.

4. උෂ්ණත්ව ඒකාකාරිත්වය: විවිධ සාම්පල අතර අනුකූලතාව සහතික කිරීම

මූලධර්මය: TEC අරා කට්ටල කිහිපයක් (ළිං 96 තහඩුවකට අනුරූප වන ක්ෂුද්‍ර TEC 96 වැනි) සැකසීමෙන් හෝ තාප බෙදා ගන්නා ලෝහ කුට්ටි (ඉහළ තාප සන්නායකතා ද්‍රව්‍ය) සමඟ ඒකාබද්ධව, TEC වල තනි වෙනස්කම් නිසා ඇතිවන උෂ්ණත්ව අපගමනයන් පියවා ගත හැකිය.

වාසි: නියැදි ළිං අතර උෂ්ණත්ව වෙනස ±0.3℃ තුළ පාලනය කළ හැකි අතර, දාර ළිං සහ මධ්‍යම ළිං අතර නොගැලපෙන උෂ්ණත්වයන් නිසා ඇතිවන විස්තාරණ කාර්යක්ෂමතා වෙනස්කම් වළක්වා, නියැදි ප්‍රතිඵලවල සංසන්දනාත්මක බව සහතික කරයි (තත්‍ය කාලීන ප්‍රතිදීප්ත ප්‍රමාණාත්මක PCR හි CT අගයන්හි අනුකූලතාව වැනි).

5. විශ්වසනීයත්වය සහ නඩත්තු කිරීමේ හැකියාව: දිගුකාලීන පිරිවැය අඩු කිරීම.

මූලධර්මය: TEC හි අඳින කොටස් නොමැත, පැය 100,000 කට වඩා වැඩි ආයු කාලයක් ඇති අතර, (සම්පීඩකවල Freon වැනි) ශීතකාරක නිතිපතා ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම අවශ්‍ය නොවේ.

වාසි: සාම්ප්‍රදායික සම්පීඩකයකින් සිසිල් කරන ලද PCR උපකරණයක සාමාන්‍ය ආයු කාලය ආසන්න වශයෙන් අවුරුදු 5 සිට 8 දක්වා වන අතර, TEC පද්ධතියට එය අවුරුදු 10 කට වඩා දීර්ඝ කළ හැකිය. එපමණක් නොව, නඩත්තු කිරීම සඳහා තාප සින්ක් පිරිසිදු කිරීම පමණක් අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් උපකරණවල ක්‍රියාකාරීත්වය සහ නඩත්තු වියදම් සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ.

III. යෙදුම්වල අභියෝග සහ ප්‍රශස්තිකරණයන්

PCR හි අර්ධ සන්නායක සිසිලනය පරිපූර්ණ නොවන අතර ඉලක්කගත ප්‍රශස්තිකරණය අවශ්‍ය වේ:

තාප විසර්ජන බාධකය: TEC සිසිලනය වන විට, තාප මුදා හැරීමේ අවසානයේ විශාල තාප ප්‍රමාණයක් එකතු වේ (නිදසුනක් ලෙස, උෂ්ණත්වය 95℃ සිට 55℃ දක්වා පහත වැටෙන විට, උෂ්ණත්ව වෙනස 40℃ දක්වා ළඟා වන අතර තාප මුදා හැරීමේ බලය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ). එය කාර්යක්ෂම තාප විසර්ජන පද්ධතියක් (තඹ තාප සින්ක් + ටර්බයින් පංකා හෝ ද්‍රව සිසිලන මොඩියුල වැනි) සමඟ යුගල කිරීම අවශ්‍ය වේ, එසේ නොමැතිනම් එය සිසිලන කාර්යක්ෂමතාව අඩුවීමට (සහ අධික උනුසුම් හානියට පවා) හේතු වේ.

බලශක්ති පරිභෝජන පාලනය: විශාල උෂ්ණත්ව වෙනස්කම් යටතේ, TEC බලශක්ති පරිභෝජනය සාපේක්ෂව ඉහළ ය (උදාහරණයක් ලෙස, ළිං 96 ක PCR උපකරණයක TEC බලය 100-200W දක්වා ළඟා විය හැකිය), සහ බුද්ධිමත් ඇල්ගොරිතම (පුරෝකථන උෂ්ණත්ව පාලනය වැනි) හරහා අකාර්යක්ෂම බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කිරීම අවශ්‍ය වේ.

Iv. ප්‍රායෝගික යෙදුම් අවස්ථා

වර්තමානයේ, ප්‍රධාන ධාරාවේ PCR උපකරණ (විශේෂයෙන් තත්‍ය කාලීන ප්‍රතිදීප්ත ප්‍රමාණාත්මක PCR උපකරණ) සාමාන්‍යයෙන් අර්ධ සන්නායක සිසිලන තාක්ෂණය භාවිතා කර ඇත, උදාහරණයක් ලෙස:

රසායනාගාර ශ්‍රේණියේ උපකරණ: නිශ්චිත වෙළඳ නාමයක 96-ළිං ප්‍රතිදීප්ත ප්‍රමාණාත්මක PCR උපකරණයක්, TEC උෂ්ණත්ව පාලනයක් සහිත, 6℃/s දක්වා තාපන සහ සිසිලන අනුපාතයක්, ±0.05℃ උෂ්ණත්ව පාලන නිරවද්‍යතාවයක් සහ 384-ළිං ඉහළ ප්‍රතිදාන හඳුනාගැනීම සඳහා සහාය වේ.

අතේ ගෙන යා හැකි උපාංගය: TEC සැලසුම මත පදනම් වූ (කිලෝග්‍රෑම් 1 ට අඩු බරකින් යුත්) යම් අතේ ගෙන යා හැකි PCR උපකරණයකට නව කොරෝනා වයිරසය හඳුනා ගැනීම මිනිත්තු 30 ක් ඇතුළත සම්පූර්ණ කළ හැකි අතර ගුවන්තොටුපළ සහ ප්‍රජාවන් වැනි ස්ථානීය අවස්ථා සඳහා සුදුසු වේ.

සාරාංශය

වේගවත් ප්‍රතික්‍රියාව, ඉහළ නිරවද්‍යතාවය සහ කුඩාකරණය යන මූලික වාසි තුන සමඟින්, තාප විද්‍යුත් සිසිලනය, කාර්යක්ෂමතාව, නිශ්චිතභාවය සහ දර්ශන අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව අනුව PCR තාක්ෂණයේ ප්‍රධාන ගැටළු විසඳා ඇති අතර, නවීන PCR උපකරණ (විශේෂයෙන් වේගවත් සහ අතේ ගෙන යා හැකි උපාංග) සඳහා සම්මත තාක්‍ෂණය බවට පත්ව ඇති අතර, රසායනාගාරයේ සිට සායනික ඇඳ අසල සහ ස්ථානීය හඳුනාගැනීම වැනි පුළුල් යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර වෙත PCR ප්‍රවර්ධනය කරයි.

PCR යන්ත්‍රය සඳහා TES1-15809T200

උණුසුම් පැත්තේ උෂ්ණත්වය: 30 C,

උපරිම අගය: 9.2A,

උපරිම බලය: 18.6V

උපරිම ධාරිතාව: 99.5 W

ඩෙල්ටා ටී උපරිම: 67 සී

ACR: 1.7 ±15% Ω (1.53 සිට 1.87 ඕම් දක්වා)

ප්‍රමාණය: 77×16.8×2.8මි.මී.