在本文中描述的發(fā)明的實(shí)施例大體上涉及去除濕氣(moisture),諸如液體(諸如水)的小滴或薄霧,且更具體而言,涉及用于從容器中的表面去除濕氣的設(shè)備和方法,容器諸如陪替氏培養(yǎng)皿(Petri dish)、試管或PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))管。
背景技術(shù):
在生命科學(xué)中,例如,樣品的光學(xué)分析可受到濕氣的干擾。PCR管的蓋或罩上的小滴和/或薄霧可阻止通過PCR循環(huán)儀來處理PCR管內(nèi)側(cè)的樣品。
蓋上的小滴可例如通過生成使小滴移動(dòng)的力的振動(dòng)來去除。該振動(dòng)可源自超聲生成器。
在一定程度上,蓋上的小滴可通過疏水涂層來排斥。
雖然蓋上的薄霧可通過親水涂層來去除,但可由薄霧形成的小滴可能不被去除。
US 2002/0066205 A1公開了一種用于從各種材料的表面去除水的方法,包括以下步驟:利用具有比水的比重高的比重的合成物覆蓋所述表面,和隨后通過撇取來從該合成物去除水,其中,使用基本上由以下成分構(gòu)成的合成物:具有以下分子式的含氟非離子添加成分A):T-ORf(CFY)-L (I) (全)氟聚醚成分B),其中,添加物的含(全)氟部分和氫化L部分之間的按重量(K)計(jì)算的比率在1.50-4.00的范圍中,且添加物的氟聚醚部分T-ORf-的數(shù)量平均分子量與成分B)的數(shù)量平均分子量之間的比率KI高于1.60。
US 2011/0277790 A1公開了一種用于從物品去除水的過程,其包括:使用包含酒精的含氟溶劑以作為水去除溶劑,使浸漬槽中的水去除溶劑變?yōu)榉序v狀態(tài),使水去除溶劑的蒸汽在浸漬槽的上部冷凝,在浸漬槽外側(cè)從冷凝的水去除溶劑去除水且然后將水去除溶劑送回浸漬槽,將附有水的物品浸漬在浸漬槽中的處于沸騰狀態(tài)的水去除溶劑中以去除水且然后收回該物品。
出于這些和其他原因,需要如在以下實(shí)施例中闡述的發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供用于從容器中的表面去除濕氣的設(shè)備和方法。
該目標(biāo)是通過從屬權(quán)利要求的主題來解決的。本主題利用離心力的減小表面上的液體的濕氣顆粒的大小的效果,和熱能的使這些濕氣顆粒蒸發(fā)的效果。通過這些效果的結(jié)合,所需的離心力低,且所需的熱能低。液體可為極性液體,諸如水或水基液體,或是非極性液體。液體可為待分析的樣品或是包含該樣品的溶劑。本主題的優(yōu)點(diǎn)包括減少的處理時(shí)間、低能量消耗、沒有諸如添加劑的藥劑和不接觸表面和/或表面上的濕氣顆粒的處理(無接觸處理)。沒有藥劑確保容器內(nèi)側(cè)樣品的純度和不變性。因此,本主題對(duì)包括單個(gè)細(xì)胞或活的微生物(諸如細(xì)菌或病菌)的樣品而言是無害的。無接觸處理適合用于封閉的或密封的容器,諸如陪替氏培養(yǎng)皿、試管或PCR管,且因此防止容納在其中的樣品的污染。因此,本主題與生命科學(xué)和其他技術(shù)領(lǐng)域中的規(guī)定處理相容,且尤其允許通過容器自身中或其蓋中的透明窗口進(jìn)行樣品的光學(xué)分析。
根據(jù)本發(fā)明的方面,該設(shè)備適于使所述附接的容器在1 m/s2和25000 m/s2之間,例如10 m/s2和10000 m/s2之間或10 m/s2和5000 m/s2之間,諸如大約300 m/s2的離心加速度下旋轉(zhuǎn)。離心加速度對(duì)所得的離心力具有匹配的效果。隨著離心力增大,表面上的濕氣顆粒的大小即直徑減小。因此,隨著離心加速度增大,通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率提高。
根據(jù)本發(fā)明的方面,該設(shè)備適于使所述附接的容器旋轉(zhuǎn)1 s和500 s之間,例如3 s和300 s之間、諸如10 s和180 s之間,如大約120 s的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的方面,該設(shè)備適于使所述附接的容器在大約300 m/s2的離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約10 s的持續(xù)時(shí)間。大約300 m/s2的離心加速度的大約10 s的持續(xù)時(shí)間的應(yīng)用導(dǎo)致通過離心進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,之后可跟著通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除,使得提高該從表面的濕氣去除的整體效率。
根據(jù)本發(fā)明的方面,該設(shè)備適于使所述附接的容器在大約300 m/s2的第一離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約10 s的第一持續(xù)時(shí)間,且隨后,在大約0到10 m/s2(優(yōu)選為3 m/s2)的第二離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約120 s的第二持續(xù)時(shí)間。兩種離心加速度的兩種持續(xù)時(shí)間的應(yīng)用進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
本發(fā)明的另一方面是一種設(shè)備,其中,所述安裝件附接所述容器,使得所述旋轉(zhuǎn)軸線穿過所述容器或所述容器的中心點(diǎn)。在此構(gòu)造中,該設(shè)備可為尤其節(jié)省空間的。
本發(fā)明的另一方面是一種設(shè)備,其中,所述安裝件附接所述容器,使得所述旋轉(zhuǎn)軸線不穿過所述容器。在此構(gòu)造中,離心力增大以用于給定的旋轉(zhuǎn)速度。因此,進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
本發(fā)明的另一方面是一種設(shè)備,其中,所述離心元件還包括另一驅(qū)動(dòng)件,所述另一驅(qū)動(dòng)件聯(lián)接于所述安裝件,以用于使所述附接的容器圍繞另一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn),且使所述濕氣從所述附接的容器中的所述表面離心掉,且所述安裝件附接所述容器,使得所述另一旋轉(zhuǎn)軸線穿過所述容器或所述容器的所述中心點(diǎn)。在此構(gòu)造中,兩種旋轉(zhuǎn)移動(dòng)疊加。該疊加進(jìn)一步增大離心力。因此,進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于在25℃和600℃之間、例如50℃和150℃之間、諸如80℃和120℃之間,如大約100℃的溫度下提供所述熱能。在這些溫度下提供熱能導(dǎo)致通過蒸發(fā)進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,且可防止容器的內(nèi)容物(例如液體)的過熱和/或容器中液體的蒸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于在低于所述容器的熔點(diǎn)至少10K和20K之間的溫度下提供所述熱能。在這些溫度下提供熱能防止容器的軟化和/或熔化,同時(shí)優(yōu)化熱能的提供且使通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除的持續(xù)時(shí)間最小化。例如,包括苯乙烯和丙烯腈的共聚物塑料苯乙烯丙烯腈(SAN, (C8H8)n-(C3H3N)m)由于鏈中的丙烯腈單元而具有比100℃大的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于提供所述熱能以1 s和500 s之間,例如3 s和300 s之間、諸如10 s和180 s之間,如大約120 s的持續(xù)時(shí)間。提供熱能以這些持續(xù)時(shí)間導(dǎo)致通過蒸發(fā)進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,且可防止容器的內(nèi)容物的過熱和/或容器中液體的蒸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于通過使用熱空氣或使熱空氣循環(huán)來提供所述熱能。熱空氣可容易地產(chǎn)生且被運(yùn)送到容器。而且,通過使熱空氣循環(huán),可有效地利用能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于與所述附接的容器的蓋上的窗口直接接觸地提供所述熱能,其中,所述表面位于所述窗口上。由于直接接觸地提供熱能,故減少能量分散和/或能量損失。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于在使所述濕氣從所述表面離心掉之后使所述濕氣從所述表面蒸發(fā)。通過利用離心且隨后利用蒸發(fā)從表面去除濕氣,可更有效地利用能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該設(shè)備適于在使所述濕氣從所述表面離心掉時(shí)使所述濕氣從所述表面蒸發(fā)。通過同時(shí)利用離心和蒸發(fā)從表面去除濕氣,可提高效率,且可減少處理時(shí)間。
本發(fā)明的另一方面是一種設(shè)備或容器,其中,所述表面形成為疏水性的。該表面可被用疏水性物質(zhì)涂布,或者其結(jié)構(gòu)可被制作為疏水性的。在疏水性表面上,與水或水基液體的濕氣顆粒的接觸減少。因此,改善通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除。
本發(fā)明的另一方面是一種設(shè)備或容器,其中,所述表面形成為親水性的。該表面可被用親水性物質(zhì)涂布,或者其結(jié)構(gòu)可被制作為親水性的。在親水性表面上,與水或水基液體的濕氣顆粒的接觸增加。由于從容器表面到濕氣顆粒的熱能傳遞得到改善,故改善了通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除。
本發(fā)明的另一方面為一種方法,其中,使所述附接的容器在大約1 m/s2和25000 m/s2之間,例如10 m/s2和10000 m/s2之間或10 m/s2和10000 m/s2之間,諸如大約300 m/s2的離心加速度下旋轉(zhuǎn)。離心加速度對(duì)所得的離心力具有匹配的效果。隨著離心力增大,表面上的濕氣顆粒的大小即直徑減小。因此,隨著離心速度增大,通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率提高。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,使所述附接的容器旋轉(zhuǎn)以1 s和500 s之間,例如3 s和300 s之間、諸如10 s和180 s之間,如大約120 s的持續(xù)時(shí)間。隨著離心的持續(xù)時(shí)間增大,對(duì)于給定的離心力,通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率提高。
本發(fā)明的另一方面為一種方法,其中,使所述附接的容器在大約300 m/s2的離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約10 s的持續(xù)時(shí)間。大約300 m/s2的離心加速度的大約10 s的持續(xù)時(shí)間的應(yīng)用導(dǎo)致通過離心進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,之后可跟著通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除,使得可提高該從表面的濕氣去除的整體效率。
本發(fā)明的另一方面為一種方法,其中,使所述附接的容器在大約300 m/s2的第一離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約10 s的第一持續(xù)時(shí)間,且隨后,在大約0到10 m/s2的第二離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約120 s的第二持續(xù)時(shí)間。這兩種離心加速度的兩種持續(xù)時(shí)間的應(yīng)用進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,將所述容器附接于所述安裝件,使得所述旋轉(zhuǎn)軸線穿過所述容器或所述容器的中心點(diǎn)。在此構(gòu)造中,該方法可尤其節(jié)省空間地執(zhí)行。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,將所述容器附接于所述安裝件,使得所述旋轉(zhuǎn)軸線不穿過所述容器。在此構(gòu)造中,離心力增大以用于給定的旋轉(zhuǎn)速度。因此,進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,所述離心元件還包括另一驅(qū)動(dòng)件,所述另一驅(qū)動(dòng)件聯(lián)接于所述安裝件,以用于使所述附接的容器圍繞另一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn),且使所述濕氣從所述附接的容器中的所述表面離心掉,且將所述容器附接于所述安裝件,使得所述另一旋轉(zhuǎn)軸線穿過所述容器或所述容器的所述中心點(diǎn)。在此構(gòu)造中,兩種旋轉(zhuǎn)移動(dòng)疊加。該疊加進(jìn)一步增大離心力。因此,進(jìn)一步提高通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除的效率。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,在25℃和600℃之間、例如50℃和150℃之間、諸如80℃和120℃之間,如大約100℃的溫度下提供所述熱能。在這些溫度下提供熱能導(dǎo)致通過蒸發(fā)進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,且可防止容器的內(nèi)容物(例如液體)的過熱和/或容器中液體的蒸發(fā)。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,在低于所述容器的熔點(diǎn)至少10K和20K之間的溫度下提供所述熱能。在這些溫度下提供熱能防止容器的軟化和/或熔化,同時(shí)優(yōu)化熱能的提供且使通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除的持續(xù)時(shí)間最小化。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,提供所述熱能以1 s和500 s之間,例如3 s和300 s之間、諸如10 s和180 s之間,如大約120 s的持續(xù)時(shí)間。提供熱能以這些持續(xù)時(shí)間導(dǎo)致通過蒸發(fā)進(jìn)行的有效的從表面的濕氣去除,且可防止容器的內(nèi)容物的過熱和/或容器中液體的蒸發(fā)。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,通過使用熱空氣,例如通過使熱空氣循環(huán)來提供所述熱能。熱空氣可容易地產(chǎn)生且被運(yùn)送到容器。而且,通過使熱空氣循環(huán),可有效地利用能量。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,與所述附接的容器的蓋上的窗口直接接觸地提供所述熱能,且所述表面位于所述窗口上。由于直接接觸地提供熱能,故減少能量分散和/或能量損失。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,在使所述濕氣從所述表面離心掉之后使所述濕氣從所述表面蒸發(fā)。通過利用離心且隨后利用蒸發(fā)從表面去除濕氣,可更有效地利用能量。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,在使所述濕氣從所述表面離心掉時(shí)使所述濕氣從所述表面蒸發(fā)。通過同時(shí)利用離心和蒸發(fā)從表面去除濕氣,可提高效率,且可減少處理時(shí)間。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,所述表面形成為疏水性的。該表面可被用疏水性物質(zhì)涂布,或者其結(jié)構(gòu)可被制作為疏水性的。在疏水性表面上,與水或水基液體的濕氣顆粒的接觸減少。因此,改善通過離心進(jìn)行的從表面的濕氣去除。
本發(fā)明的另一方面是一種方法,其中,所述表面形成為親水性的。該表面可被用親水性物質(zhì)涂布,或者其結(jié)構(gòu)可被制作為親水性的。在親水性表面上,與水或水基液體的濕氣顆粒的接觸增加。由于從容器表面到濕氣顆粒的熱能傳遞得到改善,故改善了通過蒸發(fā)進(jìn)行的從表面的濕氣去除。
以上方面都可組合,且各方面可包括與其他方面中的任一個(gè)結(jié)合地提到的一個(gè)或更多個(gè)特征。
附圖說明
雖然本說明書以權(quán)利要求書結(jié)束,該權(quán)利要求書特別地指出且明確地主張保護(hù)被認(rèn)為是本發(fā)明的內(nèi)容,但將通過參照在附圖中描繪的本發(fā)明的特定實(shí)施例來進(jìn)行本發(fā)明的更具體的說明,以便例示獲得本發(fā)明的實(shí)施例的方式。應(yīng)當(dāng)理解,附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例,不一定是根據(jù)比例繪制的,且因此,不認(rèn)為限制其范圍,將通過利用附圖來更具體和詳細(xì)地描述和說明實(shí)施例,在附圖中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從容器500中的表面去除濕氣的設(shè)備10的透視圖;
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于從容器500中的表面去除濕氣的設(shè)備20的透視圖;
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的修改的實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備30的透視圖;
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一修改的實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備40的透視圖;
圖5示出用于從容器中的表面去除濕氣的設(shè)備中的2、4、8和16個(gè)容器的布置的示意俯視圖;
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的備選實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備60的透視圖;
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從容器中的表面去除濕氣的方法的簡(jiǎn)化流程圖70;
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在從容器中的表面去除濕氣期間隨時(shí)間變化的容器處和容器中的示范溫度;且。
具體實(shí)施方式
在實(shí)施例的詳細(xì)說明中,參照附圖,附圖形成本文的一部分,且作為例示示出可實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。為了最清楚地示出實(shí)施例的結(jié)構(gòu),在本文中包括的圖是發(fā)明物品的示意圖。因此,制作的結(jié)構(gòu)的實(shí)際外觀可顯得不同,但仍包括實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)。而且,附圖僅示出理解實(shí)施例所需的結(jié)構(gòu)。未包括本領(lǐng)域中已知的額外結(jié)構(gòu),以維持附圖的清楚性。還應(yīng)理解的是,在本文中描繪的特征和/或元素是在相對(duì)于彼此的特定尺寸下例示的,以用于簡(jiǎn)化和容易理解,且實(shí)際尺寸可與本文中例示的顯著不同。在附圖中,貫穿若干附圖,類似的數(shù)字描述基本上類似的構(gòu)件。實(shí)施例意圖足夠詳細(xì)地描述本發(fā)明的方面,以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明??衫闷渌麑?shí)施例,且可作出邏輯或電氣改變或它們的組合而不偏離本發(fā)明的范圍。
而且,應(yīng)該理解的是,本發(fā)明的各種實(shí)施例雖然不同,但不一定互斥。例如,在一個(gè)實(shí)施例中描述的特定的元素、特征、結(jié)構(gòu)、特性、整體或步驟、或元素、特征、結(jié)構(gòu)、特性、整體或步驟的集合可包括在其他實(shí)施例內(nèi)。而且,應(yīng)該理解的是,本發(fā)明的實(shí)施例可使用不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。而且,用語“示范”僅指示例,而非最好或最優(yōu)的。因此,不以限制的意思來理解本詳細(xì)的說明。
貫穿說明書,詞語“包括”或變形諸如“包含”或“包括...的”將被理解為暗示包括所聲明的元件、整體或步驟,或是元件、整體或步驟的集合,但不排除任何其他元件、整體或步驟,或是元素、整體或步驟的集合。
在說明書和權(quán)利要求中,可使用用語“含有”、“具有”、“帶有”或它們的其他變型。應(yīng)理解的是,此種用語意圖以與“包括”類似的方式為包含性的。
在說明書和權(quán)利要求中,可使用用語“聯(lián)接”和“連接”以及派生詞,諸如“連通地聯(lián)接”。應(yīng)理解的是,這些用語不意圖作為彼此的同義詞。
相反,在特定實(shí)施例中,“連接”可用于指示兩個(gè)或更多個(gè)元件與彼此直接物理或電氣地接觸。
然而,“聯(lián)接”還可指兩個(gè)或更多個(gè)元件不與彼此直接接觸,但仍與彼此協(xié)作或相互作用。
在說明書和權(quán)利要求中,諸如“上”、“下”、“第一”、“第二”等的用語可僅用于描述目的,且不被認(rèn)為是限制性的。在本文中描述的裝置或物品的實(shí)施例可以在多個(gè)位置和定向中制造、使用、或航運(yùn)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從容器500中的表面去除濕氣的設(shè)備10的透視圖。
容器500可如圖1中示范的那樣為陪替式培養(yǎng)皿,包括皿510和罩520。罩520可附接(例如夾緊、鎖緊或粘著)于皿510。容器500可具有透明窗口,該透明窗口可位于罩520上。窗口可具有在容器500內(nèi)側(cè)的表面。容器500可具有例如50mm的直徑。容器500還可包括用于使微生物諸如細(xì)菌、酵母或霉菌生長的層或膜。容器500包括液體,諸如水或培養(yǎng)介質(zhì)。液體可在容器500內(nèi)側(cè)形成濕氣,諸如液滴和薄霧。濕氣可覆蓋透明窗口的(內(nèi))表面。
設(shè)備10包括離心元件100和加熱元件200,離心元件100用于使容器500圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),加熱元件200用于對(duì)容器500提供熱能。如圖1中示范的,離心元件100可參照設(shè)備10的正常工作位置朝設(shè)備10的底部布置,且加熱元件200可朝設(shè)備10的頂部布置在離心元件100的上方。離心元件100包括驅(qū)動(dòng)件105(諸如電動(dòng)馬達(dá))和安裝件140(諸如夾具),安裝件140用于將容器500附接于離心元件100。安裝件140可通過軸110聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)件105。安裝件140可與旋轉(zhuǎn)軸線150同心地附接容器500。備選地,安裝件140可與旋轉(zhuǎn)軸線150偏心地附接容器500。如圖1所示,安裝件140可附接于皿510,且罩520可面朝設(shè)備10的頂部。驅(qū)動(dòng)件105可使容器500沿逆時(shí)針方向155或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。加熱元件200可包括加熱件,諸如電加熱件(例如熱電阻)和吹風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇。加熱件可生成被引導(dǎo)到罩520(更具體而言,位于罩520上的窗口)的熱空氣的流250。在另一實(shí)施例中,加熱元件(例如,熱電阻)放置為距離窗口足夠近,以通過空氣中的熱傳導(dǎo)來加熱窗口。在又一實(shí)施例中,加熱元件(例如,熱電阻)與窗口直接接觸。
設(shè)備10還可包括殼體300,離心元件100和加熱元件200可位于該殼體300中。
為了在通過窗口來光學(xué)分析容器500的內(nèi)容物之前,從窗口的(內(nèi))表面去除任何液滴和/或薄霧,驅(qū)動(dòng)件105使容器500圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),以用于使液滴從窗口的(內(nèi))表面離心掉,且隨后,加熱元件200將熱空氣的流250吹到窗口上,以用于使任何殘余的液滴和薄霧從窗口的(內(nèi))表面蒸發(fā)。在另一實(shí)施例中,加熱元件(例如,熱電阻)放置為距離窗口足夠近,以通過空氣中的熱傳導(dǎo)來加熱窗口。在又一實(shí)施例中,加熱元件(例如,熱電阻)與窗口直接接觸。
根據(jù)T. Tate的法則,懸垂在管底部上的特定流體的液滴當(dāng)液滴的體積達(dá)到最大值時(shí)沿豎直方向從管掉落,該最大值取決于流體的特性,例如表面張力:
其中m是液滴的質(zhì)量,g是因重力引起的地球的標(biāo)準(zhǔn)加速度,r是液滴的半徑,且σ是流體的表面張力。換言之,當(dāng)液滴的重量m g等于液滴的周長2πr乘以表面張力σ時(shí),液滴開始掉落。
類似地,當(dāng)離心力超過表面張力時(shí),可使液滴從表面離心掉:
其中m是液滴的質(zhì)量,a是影響液滴的加速度,g是因重力引起的地球的標(biāo)準(zhǔn)加速度,n是以地球的標(biāo)準(zhǔn)加速度的倍數(shù)的形式表示加速度a的因數(shù),r是液滴的半徑,σ是流體的表面張力,且ρ是流體的密度。
因此,離心力越高,殘余在表面上的液滴的大小越?。?/p>
驅(qū)動(dòng)件105可使容器500在大約300 m/s2的離心加速度下旋轉(zhuǎn)大約10 s的持續(xù)時(shí)間。加熱元件200可在100℃和110℃之間的溫度下吹熱空氣的流250(或加熱在窗口和加熱元件之間的空氣或直接加熱窗口)以大約60 s的持續(xù)時(shí)間。
可在設(shè)備10中或其他地方分析容器500的內(nèi)容物。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于從容器500中的表面去除濕氣的設(shè)備20的透視圖。
如已經(jīng)參照?qǐng)D1描述的,設(shè)備20包括離心元件100和加熱元件200,離心元件100用于使容器500圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),加熱元件200用于對(duì)容器500提供熱能。然而,如圖2中所示,離心元件100可參照設(shè)備20的正常工作位置朝設(shè)備20的頂部布置,且加熱元件200可朝設(shè)備20的底部布置在離心元件100的下方。離心元件100包括驅(qū)動(dòng)件105和安裝件140,安裝件140用于將容器500附接于離心元件100。安裝件140可保持加熱元件200或者可為加熱元件200。安裝件140可通過軸110聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)件105。安裝件140可與旋轉(zhuǎn)軸線150同心地附接容器500。如圖2所示,安裝件140可附接于皿510,且罩520可倒置地面朝設(shè)備20的底部。驅(qū)動(dòng)件105可使容器500沿逆時(shí)針方向155或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。加熱件可生成被引導(dǎo)到罩520(更具體而言,位于罩520上的窗口)的熱空氣的流250。備選地,加熱件可在加熱器元件和罩之間生成熱空氣或者與罩(更具體而言,位于罩520上的窗口)直接接觸。當(dāng)罩520面朝設(shè)備20的底部時(shí),液體不可集中在膜上或皿510中的培養(yǎng)介質(zhì)上。
設(shè)備20還可包括殼體300,離心元件100和加熱元件200可位于該殼體300中。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的修改的實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備30的透視圖。如已經(jīng)參照?qǐng)D1描述的,設(shè)備30包括離心元件100和加熱元件200,離心元件100用于使容器5001圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),加熱元件200用于對(duì)容器5001提供熱能。如圖3中所示,離心元件100可參照設(shè)備30的正常工作位置朝設(shè)備30的底部布置,且加熱元件200可朝設(shè)備30的頂部布置在離心元件100的上方。離心元件100包括驅(qū)動(dòng)件105和安裝件1401,安裝件1401用于將容器5001附接于離心元件100。安裝件1401可通過盤120(諸如旋轉(zhuǎn)盤)和軸110聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)件105。因此,容器5001可與旋轉(zhuǎn)軸線150偏心地附接。驅(qū)動(dòng)件105可使容器5001沿逆時(shí)針方向155或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。單個(gè)偏離中心的容器5001可導(dǎo)致不平衡,這一般是不合乎需要的。因此,如圖3中所示,另一安裝件1402可與安裝件1401正好相對(duì)地位于盤120上,以用于將另一容器5002附接于離心元件100。備選地,配重可與安裝件1401正好相對(duì)地附接于盤120。該加熱件或多個(gè)加熱件可生成被引導(dǎo)到容器5001或多個(gè)容器5001、5002的罩5201或多個(gè)罩5201、5202(更具體而言,位于罩5201或多個(gè)罩5201、5202上的窗口或多個(gè)窗口)的熱空氣的流250。
設(shè)備30還可包括殼體300,離心元件100和加熱元件200可位于該殼體300中。
在備選實(shí)施例中,圖3中示出的設(shè)備30以關(guān)于水平軸線鏡像倒置的構(gòu)造建造。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一修改的實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備40的透視圖。
如已經(jīng)參照?qǐng)D3描述的,設(shè)備40包括離心元件100和加熱元件200,離心元件100用于使容器5001圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),加熱元件200用于對(duì)容器5001提供熱能,且離心元件100可朝設(shè)備40的底部布置,且加熱元件200可朝設(shè)備40的頂部布置在離心元件100的上方。離心元件100包括驅(qū)動(dòng)件105、盤120和安裝件1401,安裝件1401用于將容器5001附接于離心元件100。安裝件1401可通過另一軸1351、另一驅(qū)動(dòng)件1301、該盤120和該軸110聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)件105。因此,容器5001可與另一旋轉(zhuǎn)軸線1501同心地附接,該旋轉(zhuǎn)軸線1501自身能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)件105可使盤120沿逆時(shí)針方向155或順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn),且驅(qū)動(dòng)件1301可使容器5001沿逆時(shí)針方向1551或順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)。該疊加增大離心力。因?yàn)閱蝹€(gè)偏離中心的容器5001可導(dǎo)致不平衡,故另一安裝件1402、另一驅(qū)動(dòng)件1302和另一軸1352可與安裝件1401、驅(qū)動(dòng)件1301和軸1351正好相對(duì)地位于盤120上,以用于將另一容器5002附接于離心元件100。備選地,配重可與安裝件1401正好相對(duì)地附接于盤120。該加熱件可生成被引導(dǎo)到容器5001或多個(gè)容器5001、5002的罩5201或多個(gè)罩5201、5202(更具體而言,位于罩5201或多個(gè)罩5201、5202上的窗口或多個(gè)窗口)的熱空氣的流250。備選地,加熱件可在加熱器和罩或多個(gè)罩之間生成熱空氣或者與罩或多個(gè)罩直接接觸。
設(shè)備40還可包括殼體300,離心元件100和加熱元件200可位于該殼體300中。
圖5示出用于從容器中的表面去除濕氣的設(shè)備中的2、4、8和16個(gè)容器的布置的示意俯視圖。
為了增大用于從容器中的表面去除濕氣的設(shè)備的通過量,多個(gè),例如偶數(shù)個(gè),諸如2、4、8、或16個(gè)容器可位于盤120上并且/或者附接于盤120。
參照?qǐng)D5,兩個(gè)容器可附接于安裝件1401-1402,四個(gè)容器可附接于安裝件1401-1404,八個(gè)容器可附接于安裝件1401-1408,十二個(gè)容器可附接于安裝件1401-14012,且16個(gè)容器可附接于安裝件1401-14016。
類似地,奇數(shù)個(gè),諸如3或5個(gè)容器可圍繞盤120的周圍(例如分別以120°或72°的角度)與彼此均勻地間隔開,且附接于盤120。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的備選實(shí)施例的用于從容器5001中的表面去除濕氣的設(shè)備60的透視圖。
如已經(jīng)參照?qǐng)D3描述的,設(shè)備60包括離心元件100和加熱元件200,離心元件100用于使容器5001圍繞旋轉(zhuǎn)軸線150旋轉(zhuǎn),加熱元件200用于對(duì)容器5001提供熱能。如圖6中所示,離心元件100可參照設(shè)備60的正常工作位置朝設(shè)備60的底部布置,且加熱元件200可朝設(shè)備30的頂部布置在離心元件100的上方且延伸至離心元件100中。離心元件100包括驅(qū)動(dòng)件105、軸110、包括周向壁125的盤120和安裝件1401,安裝件1401用于將容器5001附接于離心元件100。因此,盤120和壁125形成鼓狀物。安裝件1401可通過壁125、盤120和軸110聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)件105。因此,容器5001可豎直地且與旋轉(zhuǎn)軸線150偏心地附接于壁125上的安裝件1401。驅(qū)動(dòng)件105可使容器5001沿逆時(shí)針方向155或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閱蝹€(gè)偏離中心的容器5001可導(dǎo)致不平衡,所以另一安裝件1402可與安裝件1401正好相對(duì)地位于壁125上,以用于將另一容器5002附接于離心元件100。備選地,配重可與安裝件1401正好相對(duì)地附接于壁125。該加熱件或多個(gè)加熱件可生成被引導(dǎo)到容器5001或多個(gè)容器5001、5002的罩5201或多個(gè)罩5201、5202(更具體而言,位于罩5201或多個(gè)罩5201、5202上的窗口或多個(gè)窗口)的熱空氣的流250。備選地,加熱件可在加熱器和罩或多個(gè)罩之間生成熱空氣或者與容器5001或多個(gè)容器5001、5002的罩或多個(gè)罩(更具體而言,位于罩5201或多個(gè)罩5201、5202上的窗口或多個(gè)窗口)直接接觸。
設(shè)備30還可包括殼體300,離心元件100和加熱元件200可位于該殼體300中。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從容器中的表面去除濕氣的方法的簡(jiǎn)化流程圖70。
用于從容器中的表面去除濕氣的方法在步驟710處開始。
用于從容器中的表面去除濕氣的方法可包括在步驟720處,使容器以300 rpm的離心加速度偏心地旋轉(zhuǎn)10 s的持續(xù)時(shí)間。
用于從容器中的表面去除濕氣的方法還可包括在步驟730處,使容器以0到10 m/s2的另一離心加速度偏心地旋轉(zhuǎn)120 s的持續(xù)時(shí)間。
用于從容器中的表面去除濕氣的方法還可包括在步驟740處,使用處于100℃和110℃之間的溫度下的熱空氣提供熱能以60 s的持續(xù)時(shí)間。該步驟還可與0到10 m/s2的第二離心加速步驟并行地進(jìn)行。
用于從容器中的表面去除濕氣的方法在步驟760處終止。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在從容器中的表面去除濕氣期間隨時(shí)間變化的容器處和容器中的示范溫度。
處于100℃和110℃之間的溫度下的熱空氣被應(yīng)用于容器以120 s的持續(xù)時(shí)間,且測(cè)量溫度以270 s的持續(xù)時(shí)間。
在容器外側(cè)的位置810、820、830、840處,溫度在熱氣體的應(yīng)用期間升高接近至熱空氣的溫度。在熱空氣的應(yīng)用之后,位置810、820、830、840的位置處的溫度逐漸減小。
在容器基部處的位置850處,溫度在270 s的持續(xù)時(shí)間期間從大約25℃升高至大約30℃。
在容器內(nèi)側(cè)的位置860處,空氣溫度從大約25℃升高至大約35℃,但在應(yīng)用熱空氣之后,在270 s的持續(xù)時(shí)間期間緩慢地降低。
在罩的底部處的位置870處,溫度在270 s的持續(xù)時(shí)間期間很快地升高至大約30℃。
在容器中介質(zhì)處的位置880處,溫度在270 s的持續(xù)時(shí)間期間從大約25℃升高至大約30℃。
即使在施加處于100℃和110℃之間的溫度下的熱空氣以120 s的持續(xù)時(shí)間之后,容器處和容器中的溫度也不超過37℃。而且,在停止應(yīng)用熱空氣之后,溫度快速地降低至室溫。因此,本方法對(duì)包括單個(gè)細(xì)胞和/或活的微生物的樣品是無害的。
盡管已在本文中例示和描述了特定實(shí)施例,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,被認(rèn)為實(shí)現(xiàn)相同目的的任何布置可替換所示出的特定實(shí)施例。要理解的是,上面的描述意圖為例示性且非限制性的。本申請(qǐng)意圖覆蓋本發(fā)明的任何改型或變型。在閱讀和理解上述說明之后,上述實(shí)施例和許多其他實(shí)施例的組合對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見。本發(fā)明的范圍包括可使用以上結(jié)構(gòu)和方法的任何其他實(shí)施例和應(yīng)用。本發(fā)明的范圍因此僅由所附權(quán)利要求以及此種權(quán)利要求的等同物的完整范圍限定。