Peltier sanyaya (fasaharar sanyaya zafin jiki dangane da tasirin Peltier) ya zama ɗaya daga cikin mahimman fasahohin tsarin sarrafa zafin jiki don kayan aikin PCR (polymerase chain reaction) saboda saurin saurin sa, daidaitaccen yanayin zafin jiki, da ƙaramin girman girmansa, yana tasiri sosai ga inganci, daidaito, da yanayin aikace-aikacen PCR. Mai zuwa shine cikakken bincike na takamaiman aikace-aikace da fa'idodin sanyaya thermoelectric(peltier sanyaya) farawa daga ainihin buƙatun PCR:
I. Mahimman Bukatun Don Kula da Zazzabi a Fasahar PCR
Ainihin tsari na PCR ne mai maimaita sake zagayowar denaturation (90-95 ℃), annealing (50-60 ℃), da tsawo (72 ℃), wanda yana da musamman m bukatun ga zafin jiki kula da tsarin.
Hawan zafin jiki cikin sauri da faɗuwa: Rage lokacin sake zagayowar guda ɗaya (misali, yana ɗaukar ƴan daƙiƙa kaɗan don sauke daga 95 ℃ zuwa 55 ℃), da haɓaka haɓakar amsawa;
High-madaidaicin zafin jiki kula: A sabawa na ± 0.5 ℃ a annealing zafin jiki na iya haifar da ba takamaiman girma, kuma shi ya kamata a sarrafa a cikin ± 0.1 ℃.
Daidaita yanayin zafi: Lokacin da samfurori da yawa suka amsa lokaci guda, bambancin zafin jiki tsakanin samfurin Wells ya kamata ya zama ≤0.5 ℃ don guje wa karkacewar sakamako.
Karamin karbuwa: PCR mai ɗaukar nauyi (kamar yanayin gwaji na POCT na kan layi) yakamata ya zama ɗan ƙaramin girman kuma ba tare da ɓangarori na lalacewa ba.
II. Core Applications na thermoelectric sanyaya a cikin PCR
Thermoelectric Cooler TEC, Thermoelectric sanyaya module, peltier module cimma "bidirectional sauyawa na dumama da sanyaya" ta hanyar kai tsaye halin yanzu, daidai matching zafin jiki bukatun na PCR. Takamammen aikace-aikacen sa suna nunawa a cikin abubuwan da suka biyo baya:
1. Hawan zafin jiki da sauri da faɗuwa: Rage lokacin amsawa
Principle: Ta hanyar canza shugabanci na yanzu, TEC module, thermoelectric module, peltier na'urar iya sauri canjawa tsakanin "dumawa" (lokacin da halin yanzu ne gaba, da zafi-amsar karshen TEC module, peltier module zama zafi-saki karshen) da kuma "sanyi" (lokacin da halin yanzu ne baya, da zafi-sakiwar, yawanci zafi-saki karshen, da zafi-saki karshen, yawanci ya zama 1 yanayin zafi) na biyu.
Abũbuwan amfãni: Hanyoyin shayarwa na gargajiya (kamar magoya baya da compressors) sun dogara da zafin zafi ko motsi na inji, kuma yawan dumama da sanyaya yawanci ba su wuce 2 ℃ / s. Lokacin da aka haɗa TEC tare da manyan tubalan ƙarfe na thermal conductivity (kamar jan ƙarfe da aluminum gami), zai iya cimma ƙimar dumama da sanyaya na 5-10 ℃ / s, rage lokacin sake zagayowar PCR ɗaya daga mintuna 30 zuwa ƙasa da mintuna 10 (kamar a cikin kayan PCR mai sauri).
2. Babban madaidaicin kula da zafin jiki: Tabbatar da ƙayyadaddun haɓakawa
Ƙa'ida: Ƙarfin fitarwa (ƙarfin zafi / sanyi) na TEC module, thermoelectric cooling module, thermoelectric module yana da alaƙa da layi tare da ƙarfin halin yanzu. Haɗe tare da madaidaicin na'urori masu auna zafin jiki (irin su juriya na platinum, thermocouple) da tsarin kula da martani na PID, ana iya daidaita halin yanzu cikin ainihin lokacin don cimma daidaitaccen sarrafa zafin jiki.
Abũbuwan amfãni: Daidaitaccen kula da zafin jiki na iya isa ± 0.1 ℃, wanda ya fi girma fiye da na gargajiya na ruwa mai wanka ko firiji mai kwakwalwa (± 0.5 ℃). Misali, idan maƙasudin zafin jiki a lokacin matakin haɓaka shine 58 ℃, TEC module, thermoelectric module, peltier mai sanyaya, peltier kashi na iya tabbatar da kiyaye wannan zafin jiki, guje wa ƙayyadaddun ɗauri na ƙayyadaddun ƙayyadaddun ƙayyadaddun yanayin zafi da haɓaka ƙayyadaddun haɓakawa.
3. Miniaturized ƙira: Inganta ci gaban PCR šaukuwa
Principle: The girma na TEC module, peltier kashi, peltier na'urar ne kawai 'yan murabba'in centimeters (misali, a 10 × 10mm TEC module, thermoelectric sanyaya module, peltier module iya saduwa da bukatun na daya samfurin), shi ba shi da wani inji motsi sassa (kamar fistan na kwampreso ko fan ruwan wukake), kuma baya bukatar refrigerant.
Abũbuwan amfãni: Lokacin da kayan aikin PCR na al'ada suka dogara da compressors don sanyaya, ƙarar su yawanci ya wuce 50L. Koyaya, kayan aikin PCR masu ɗaukar hoto ta amfani da ma'aunin sanyi na thermoelectric, module thermoelectric, peltier module, module TEC za'a iya rage su zuwa ƙasa da 5L (kamar na'urorin hannu), yana sa su dace da gwajin filin (kamar tantancewa a kan yanar gizo yayin annoba), gwajin gado na asibiti, da sauran al'amuran.
4. Yanayin zafin jiki: Tabbatar da daidaito tsakanin samfurori daban-daban
Ƙa'ida: Ta hanyar tsara nau'ikan tsararrun TEC (kamar 96 micro TECs daidai da farantin rijiyar 96), ko a haɗe tare da tubalan ƙarfe masu rarraba zafi (kayan haɓakar yanayin zafi), za a iya daidaita yanayin zafi da bambance-bambancen mutum a cikin TECs.
Abũbuwan amfãni: Bambancin zafin jiki tsakanin samfurin Wells za a iya sarrafa shi a cikin ± 0.3 ℃, guje wa bambance-bambancen ingancin haɓakawa wanda ya haifar da yanayin da ba daidai ba tsakanin gefen Wells da tsakiyar Wells, da kuma tabbatar da kwatankwacin sakamakon samfurin (kamar daidaito na CT dabi'u a cikin ainihin lokacin fluorescence adadi PCR).
5. Amincewa da kiyayewa: Rage farashi na dogon lokaci
Ƙa'ida: TEC ba ta da sassan sawa, tana da tsawon rayuwar sama da sa'o'i 100,000, kuma baya buƙatar maye gurbin na yau da kullun na refrigerant (kamar Freon a cikin compressors).
Abũbuwan amfãni: Matsakaicin rayuwar kayan aikin PCR da aka sanyaya ta hanyar kwampreso na gargajiya shine kusan shekaru 5 zuwa 8, yayin da tsarin TEC zai iya tsawaita shi zuwa sama da shekaru 10. Bugu da ƙari, tabbatarwa kawai yana buƙatar tsaftacewa mai zafi, rage yawan aiki da kuma kula da kayan aiki.
III. Kalubale da Ingantawa a cikin Aikace-aikace
Semiconductor sanyaya bai dace ba a cikin PCR kuma yana buƙatar haɓakawa da aka yi niyya:
Ƙunƙarar ƙullewar zafi: Lokacin da TEC ke sanyaya, babban adadin zafi yana tarawa a ƙarshen sakin zafi (misali, lokacin da zafin jiki ya faɗi daga 95 ℃ zuwa 55 ℃, bambancin zafin jiki ya kai 40 ℃, kuma ƙarfin sakin zafi yana ƙaruwa sosai). Wajibi ne a haɗa shi tare da ingantaccen tsarin watsar da zafi (kamar mashin zafi na tagulla + magoya bayan turbine, ko na'urorin sanyaya ruwa), in ba haka ba zai haifar da raguwar ingancin sanyaya (har ma da lalacewa mai zafi).
Gudanar da amfani da makamashi: A ƙarƙashin manyan bambance-bambancen zafin jiki, yawan amfani da makamashi na TEC yana da girma sosai (alal misali, ikon TEC na kayan aikin PCR 96-riji zai iya kaiwa 100-200W), kuma ya zama dole don rage yawan amfani da makamashi mara amfani ta hanyar algorithms masu hankali (kamar kula da yanayin zafin jiki).
Iv. Abubuwan Abubuwan Aikace-aikacen Aiki
A halin yanzu, kayan aikin PCR na yau da kullun (musamman ainihin kayan aikin hasken wuta na PCR) gabaɗaya sun karɓi fasahar sanyaya semiconductor, misali:
Laboratory-grade kayan aiki: A 96-riji fluorescence kididdigar PCR kayan aiki na wani iri, featuring TEC zafin jiki kula, tare da dumama da sanyaya kudi na har zuwa 6 ℃/s, a zafin jiki kula da daidaito na ± 0.05 ℃, da kuma goyon bayan 384-da kyau high-ta ganewa.
Na'ura mai šaukuwa: Wani kayan aikin PCR na hannu (mai nauyin ƙasa da 1kg), dangane da ƙirar TEC, na iya kammala gano sabon coronavirus a cikin mintuna 30 kuma ya dace da yanayin yanar gizo kamar filayen jirgin sama da al'ummomi.
Takaitawa
Thermoelectric sanyaya, tare da uku core abũbuwan amfãni daga m dauki, high daidaito da kuma miniaturization, ya warware key zafi maki na PCR fasahar dangane da inganci, musamman da kuma yanayin daidaita yanayin, zama daidaitattun fasaha na zamani PCR kayan (musamman m da šaukuwa na'urorin), da kuma inganta PCR daga dakin gwaje-gwaje zuwa faffadar aikace-aikace filayen da kuma a kan asibiti ga likita filayen.
Saukewa: TES1-15809T200
Zafin gefen zafi: 30 C,
Matsayi: 9.2A
Saukewa: 18.6V
Qmax: 99.5 W
Delta T max: 67 C
ACR: 1.7 ± 15% Ω (1.53 zuwa 1.87 Ohm)
Girman: 77×16.8×2.8mm
Lokacin aikawa: Agusta-13-2025
