專利名稱：具有柔性溫控表面的溫控設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)領(lǐng)域是溫控設(shè)備，特別是具有柔性溫控表面的溫控設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多化學(xué)和生化分析方法要求反應(yīng)溫度在分析過程中的快速且精確的變化。例如，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生化實(shí)驗(yàn)。PCR過程中的基本操作是熱循環(huán)， 即升高和降低反應(yīng)溫度從而能夠擴(kuò)增目標(biāo)DNA序列。PCR熱循環(huán)通常具有四個(gè)階段將樣品加熱到第一溫度；將樣品保持在第一溫度；將樣品冷卻到較低溫度；以及將樣品保持在較低溫度。常規(guī)PCR儀器通常使用容納多達(dá)九十六個(gè)錐形反應(yīng)管的鋁塊，錐形反應(yīng)管中包含有樣品和擴(kuò)增所必需的試劑。在PCR擴(kuò)增過程中，通常使用珀?duì)柼?Peltier)加熱/冷卻裝置、或閉合回路液體加熱/冷卻系統(tǒng)對(duì)鋁塊進(jìn)行加熱和冷卻，在該系統(tǒng)中，液體流過在鋁塊中加工出來的通道。然而，鋁塊的大質(zhì)量以及鋁的導(dǎo)熱率將加熱和冷卻速率限制為約每秒1°C ；因此五十次循環(huán)的PCR擴(kuò)增過程需花費(fèi)至少約兩個(gè)小時(shí)。而且，鋁塊的冷卻速率明顯低于加熱速率。加熱速率和冷卻速率之間的不對(duì)稱性降低了 PCR過程的效率。例如，在極端之間的溫度下能夠發(fā)生不期望的副反應(yīng)，該極端溫度產(chǎn)生不需要的DNA產(chǎn)品，諸如所謂的“引物二聚物”和不規(guī)則的擴(kuò)增子，它們會(huì)消耗期望PCR 反應(yīng)所必需的試劑。其他過程，例如配體結(jié)合(有機(jī)的或酶的)在不均勻的溫度下也會(huì)發(fā)生不期望的副反應(yīng)，這些副反應(yīng)經(jīng)常會(huì)降低分析的等級(jí)。基于這些原因，PCR過程以及類似的生化反應(yīng)過程的最優(yōu)化的要求是，通過在中間溫度花費(fèi)最少的時(shí)間以盡可能快地達(dá)到期望的最佳反應(yīng)溫度。因此，必須將含有試劑的反應(yīng)器設(shè)計(jì)為使加熱速率和冷卻速率最優(yōu)化， 以允許實(shí)時(shí)光學(xué)詢問，并接受各種樣品容積。對(duì)于加熱其他剛性表面(如微陣列)，剛性加熱器并不理想。尤其當(dāng)在單個(gè)室中進(jìn)行PCR和微陣列混合時(shí)。微陣列通常被發(fā)現(xiàn)在玻璃或塑料載片上，載片需為剛性以便將寡核苷酸正確固定在表面上并且以便隨后的捕獲、擴(kuò)展、或生產(chǎn)產(chǎn)品。因此，仍然需要一種使加熱器與剛性反應(yīng)室相互作用的更好方法。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種在反應(yīng)室中控制溫度的設(shè)備。該設(shè)備包括囊組件，囊組件包括外殼， 外殼限定外殼的內(nèi)部容積，并且外殼的尺寸被設(shè)置為容納放置在外殼的內(nèi)部容積內(nèi)的反應(yīng)室；以及放置在外殼內(nèi)的第一溫控囊。第一溫控囊被構(gòu)造為接納溫控流體并且包括在接納溫控流體之后開始與反應(yīng)室的至少一部分外表面接觸的柔性導(dǎo)熱表面。還公開了一種囊式熱循環(huán)儀，其包括被構(gòu)造為接納反應(yīng)室的囊組件。囊組件包括 限定出能夠通過開口進(jìn)入的內(nèi)部空間外殼；以及具有導(dǎo)熱表面的至少一個(gè)溫控囊。溫控囊能夠通過溫控流體而膨脹，并且當(dāng)溫控囊膨脹時(shí)，導(dǎo)熱表面形成與放置在內(nèi)部空間內(nèi)的反應(yīng)室的外表面的接觸。囊組件還包括第一溫控設(shè)備，當(dāng)溫控流體穿過第一溫控設(shè)備時(shí)，第一溫度設(shè)備能夠使溫控流體達(dá)到第一溫度；第二溫控設(shè)備，當(dāng)溫控流體穿過第二溫控設(shè)備時(shí)，第二溫度設(shè)備能夠使所述溫控流體達(dá)到第二溫度；第一流體控制設(shè)備，將處于第一溫度的溫控流體輸送到囊組件；第二流體控制設(shè)備，將處于第二溫度的溫控流體輸送到囊組件； 以及控制溫控設(shè)備和流體控制設(shè)備的系統(tǒng)控制器。還公開了一種溫控囊組件。溫控囊組件包括上支架，上支架包括第一溫控囊；下支架，下支架包括第二溫控囊；以及中間支架，當(dāng)與上支架和下支架組裝時(shí)中間支架限定內(nèi)部空間。當(dāng)?shù)谝缓偷诙彝ㄟ^溫控流體而膨脹時(shí)，第一囊和第二囊形成與放置在內(nèi)部空間內(nèi)的反應(yīng)室的接觸。還公開了一種在與溫控囊熱接觸的反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生熱循環(huán)的方法。該方法包括(a) 用處于第一溫度的溫控流體填充溫控囊；(b)用處于第二溫度的溫控流體填充溫控囊；以及(c)重復(fù)步驟(a)和(b)。還公開了一種在反應(yīng)室中產(chǎn)生熱循環(huán)的方法。該方法包括將反應(yīng)室放置在具有導(dǎo)熱表面的溫控囊附近，當(dāng)用溫控流體填充溫控囊時(shí)，導(dǎo)熱表面形成與反應(yīng)室的外表面的接觸；用處于第一溫度的溫控流體填充溫控囊；在溫控囊中使溫控流體在第一溫度保持第一段時(shí)間；用處于第二溫度的溫控流體填充溫控囊；以及在溫控囊中使溫控流體在第二溫度保持第二段時(shí)間。


將參照以下附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，其中相似的數(shù)字代表相似的元件，并且其中圖1A、1B和IC示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的設(shè)備，圖IA是這種設(shè)備的部分剖開圖，圖IB是這種設(shè)備的內(nèi)部的剖開頂視圖，其中囊處于基本收縮的狀態(tài)，圖IC是這種設(shè)備的內(nèi)部的剖開頂視圖，其中囊處于基本膨脹的狀態(tài)以提供與反應(yīng)器的熱接觸；圖2是根據(jù)本發(fā)明的包括多組囊的設(shè)備的另一種實(shí)施方式的部分剖開圖；圖3是示出囊組件的拉長(zhǎng)設(shè)計(jì)的示意圖；圖4A和圖4B是示出囊組件的折疊設(shè)計(jì)的示意圖；圖5A至圖5D是示出模塊化囊組件的實(shí)施方式的示意圖，圖5A示出模塊化囊組件的單個(gè)部件，圖5B示出組裝的模塊化囊組件，圖5C示出枕形的囊，圖5D示出具有兩個(gè)膨脹的枕狀囊的囊部件；圖6是示出具有雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀的實(shí)施方式的示意圖；圖7是示出用于熱交換的鋁塊的圖示；圖8是示出具有單回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀的實(shí)施方式的示意圖；圖9是示出具有單回路循環(huán)的囊式熱環(huán)儀的第二實(shí)施方式的示意圖；圖10是示出圖9中所示的實(shí)施方式的加熱和冷卻作為時(shí)間函數(shù)的曲線6
圖11是示出雙回路循環(huán)囊式熱循環(huán)儀的主要部件的示意圖；圖12是示出來自圖11的雙回路循環(huán)囊式熱循環(huán)儀的熱循環(huán)運(yùn)行的溫度測(cè)量的圖表；圖13是示出在圖11的雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀中的熱循環(huán)之后的PCR/微陣列載片上的熒光信號(hào)的圖片，Ba 炭疽芽孢桿菌(Bacillus anthracis)DNA的探針，Cy3 指示微陣列方向的標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式本說明書旨在結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀，附圖應(yīng)視為本發(fā)明的整體書面描述的一部分。 為了清楚和簡(jiǎn)明，圖不必按照比例繪制，并且本發(fā)明的某些特征可能在比例上被過大的表示或在一定程度上是示意的形式。在本說明書中，相對(duì)的術(shù)語例如“正面”、“背面”、“上”、 “下”、“頂部”和“底部”及其衍生詞應(yīng)被解釋為是指按照當(dāng)時(shí)所描述的方向或如在討論下的圖中所示的方向。這些相對(duì)的術(shù)語是為了描述的方便并且通常并不旨在要求特定的方向。除非另作特別表達(dá)，否則關(guān)于附接(attachments)、聯(lián)接(coupling)等(諸如“連接的 (connected)”和“附接的(attached)”)術(shù)語是指結(jié)構(gòu)通過中介結(jié)構(gòu)或直接地或間接地彼此固定或附接的關(guān)系，以及同時(shí)可移動(dòng)或剛性的附接或關(guān)系。如本文所描述的實(shí)施方式中所使用的，術(shù)語“溫控囊”是指具有導(dǎo)熱表面的中空、 柔性容器。溫控囊可以是任何形狀和大小。當(dāng)被溫控流體填充或膨脹時(shí)，溫控囊能夠有助于在溫控囊內(nèi)部的溫控流體和與溫控囊的導(dǎo)熱表面接觸的物體之間的熱傳遞。如本文所描述的實(shí)施方式中所使用的，術(shù)語“流體”是指在剪切應(yīng)力下(無論施加應(yīng)力的大小)不斷變形(流動(dòng))的物質(zhì)。流體是物質(zhì)狀態(tài)的子集，并且包括液體、氣體、氣溶膠(氣流中的粒子)、凝膠、等離子體以及在一定程度上還包括固體。在本發(fā)明描述的實(shí)施例，為了清楚起見而采用特定術(shù)語。然而，本發(fā)明并不打算被限制為這樣選擇的特定術(shù)語。可以理解，每個(gè)特定元件包括所有以類似方式工作來完成類似目的的技術(shù)等效物。在第一方面中，本發(fā)明提供了一種設(shè)備，該設(shè)備用于控制限定的容積的溫度。在一種實(shí)施方式中，所限定的容積是反應(yīng)室，該反應(yīng)室被構(gòu)造為容納化學(xué)劑并在受控的溫度下在其內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。在一種實(shí)施方式中，如圖IA所示，溫控設(shè)備1000包括限定內(nèi)部空間 1012的外殼1004。外殼1004可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的材料和設(shè)計(jì)構(gòu)造。這種材料的實(shí)例包括但不限于塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料等。外殼實(shí)施方式的實(shí)例包括具有輕質(zhì)結(jié)構(gòu) (例如，薄塑料)的、密封的(例如，用于包含諸如危險(xiǎn)化學(xué)和生物物質(zhì)的有害物質(zhì))、或能夠使內(nèi)部空間保持真空的外殼。因此，在某些實(shí)施方式中，外殼1004包括降低外殼1004的內(nèi)部空間1012內(nèi)的壓力(即，包括真空)的裝置。在其他實(shí)施方式中，外殼1004包括一個(gè)或多個(gè)添加試劑的入口或端口。外殼1004還可以包括傳感器、試劑供給器以及其它本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的元件。還有更多的設(shè)計(jì)和說明將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對(duì)材料和設(shè)計(jì)的具體選擇將取決于設(shè)備的預(yù)期功能以及操作條件。再次參照?qǐng)D1A，溫控設(shè)備1000還包括設(shè)置于外殼1004的內(nèi)部空間1012內(nèi)的反應(yīng)室1008。反應(yīng)室1008包括導(dǎo)熱室壁1016，導(dǎo)熱室壁1016在反應(yīng)室1008內(nèi)限定出內(nèi)部容積1020。反應(yīng)室1008可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的材料和設(shè)計(jì)構(gòu)造。這些材料的實(shí)例包括但不限于塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料等。示例性實(shí)施方式包括具有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)(例如，薄塑料)的、密封的(例如，用于包含諸如危險(xiǎn)化學(xué)和生物物質(zhì)的有害物質(zhì))、或能夠保持真空的反應(yīng)室。在某些實(shí)施方式中，反應(yīng)室1008被設(shè)計(jì)為容納單一的材料混合物，并且在更具體的實(shí)施方式中，反應(yīng)室1008包括蓋或其他的密封件以產(chǎn)生封閉的室。還有更多的設(shè)計(jì)和說明將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。例如，反應(yīng)室可以包括一個(gè)或多個(gè)添加試劑或移除反應(yīng)產(chǎn)物的入口或端口、內(nèi)部傳感器以及用于外部傳感器的窗口。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對(duì)材料和設(shè)計(jì)的具體選擇將取決于設(shè)備的預(yù)期功能以及操作條件。再次參照?qǐng)D1A，外殼1004的內(nèi)部1012還設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)溫控囊IOM，溫控囊 1024設(shè)置在反應(yīng)室1008附近并且被構(gòu)造為對(duì)反應(yīng)室1008的內(nèi)部容積1020的溫度進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)或修改。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，溫控囊IOM由具有合適機(jī)械性能和熱性能的材料組成。合適材料的實(shí)例包括但不限于硅氧烷、金屬薄片、乳膠、聚酯薄膜、聚氨酯、聚丙烯、和聚乙烯。各溫控囊IOM被構(gòu)造為接納溫控流體(諸如液體或氣體)，溫控流體通過 入口 10 引入溫控囊IOM的內(nèi)部空間1040并且從出口 1032移除。在一種實(shí)施方式中，溫控流體存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器或其他的儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中，在儲(chǔ)存器或其他的儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中，溫控流體保持在期望的溫度。在另一種實(shí)施方式中，儲(chǔ)存器不具有任何溫控功能?？梢酝ㄟ^儲(chǔ)存器和溫控囊IOM之間的溫控器來控制溫控流體的溫度。溫控器可以是加熱器或者加熱器/冷卻器組合，當(dāng)流體通過溫控器時(shí)，溫控器能夠快速改變溫控流體的溫度。現(xiàn)在參照?qǐng)DIB和圖1C，溫控囊IOM在脫離位置(圖1B)與反應(yīng)室1008具有最小接觸或沒有接觸。將溫控流體引入溫控囊IOM內(nèi)引起溫控囊IOM的膨脹并且將溫控囊 IOM從基本不抵靠的脫離位置(圖1B)轉(zhuǎn)換為接合位置，在接合位置上，溫控囊IOM抵靠反應(yīng)室1008的至少一部分室壁1016(圖1C)。在溫控囊IOM和室壁1016之間的直接接觸允許溫控流體與反應(yīng)室1008的內(nèi)部容積1020之間的熱交換。在一種實(shí)施方式中，溫控囊 1024包含高導(dǎo)熱率的表面，并且被構(gòu)造為使得當(dāng)溫控囊IOM被溫控流體填充時(shí)，高導(dǎo)熱率的表面抵靠室壁1016。因此，通過將溫控流體引入到溫控囊IOM以在溫控囊IOM和反應(yīng)室1008之間建立熱接觸、以及從溫控囊IOM撤回溫控流體以使溫控囊IOM與反應(yīng)室1008脫離，能夠以可控的方式調(diào)節(jié)反應(yīng)室1008的內(nèi)部容積1020的溫度?？蛇x地，通過用不同溫度的溫控流體替換溫控囊IOM的內(nèi)部1040中的溫控流體，可以在不使溫控囊IOM脫離反應(yīng)室1008 的情況下調(diào)節(jié)反應(yīng)室1008的內(nèi)部容積1020的溫度。溫控流體的實(shí)例包括但不限于水、鹽水、防凍劑、油和硅氧烷。其他合適的溫控流體、用于調(diào)節(jié)這種流體的溫度的裝置、將這種流體引入囊和從囊中撤回這種流體的裝置也都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟悉的。在一種實(shí)施方式中，溫控流體是凝膠材料，將溫控流體引入囊和從囊中撤回溫控流體的裝置是泵，并且用于調(diào)節(jié)溫控流體的溫度的裝置是電阻加熱器或珀?duì)柼訜崞?。圖2示出了外殼2004的另一種實(shí)施方式。在這個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)室2008具有基本管狀設(shè)計(jì)，通過該管狀設(shè)計(jì)，反應(yīng)混合物2009、2010、2011以限定且分離的容積(通常稱為“塊狀物(slug)，，)通過反應(yīng)室2008的內(nèi)部空間2014移動(dòng)。接近反應(yīng)室2008的是兩組溫控囊(2016和2020)，這兩組溫控囊成對(duì)位于反應(yīng)室2008的相對(duì)的兩側(cè)。溫控囊2016 和2020中的每一個(gè)經(jīng)由入口 2017和出口 2018與溫控流體的儲(chǔ)存器相連。囊2016和2020如上所述操作，即，在填充溫控流體之后與反應(yīng)室2008接合。在一種實(shí)施方式中，塊狀物通過反應(yīng)室2008的內(nèi)部容積2014輸送，并且停在限定位置處，在該限定位置上，一對(duì)或多對(duì)囊與反應(yīng)室2008的外壁2015接合，以通過如上所述的熱交換來調(diào)節(jié)塊狀物的溫度。在一種實(shí)施方式中，囊2016和2020填充有具有單一溫度的溫控流體，從而全部的囊都提供基本相同的熱交換。在另一種實(shí)施方式中，不同的囊容納處于不同溫度的溫控流體。在另一種實(shí)施方式中，不同的囊容納不同的溫控流體以提供不同的熱交換性能。在另一種實(shí)施方式中，外殼包括一個(gè)或多個(gè)溫控囊，但不包括固定形狀或容積的反應(yīng)室。外殼上的開口允許在溫控囊附近插入反應(yīng)室，如PCR管或微陣列載片。當(dāng)用溫控流體使溫控囊膨脹時(shí)，溫控囊在外殼內(nèi)擴(kuò)展并且形成與插入的反應(yīng)室外部的直接接觸。這個(gè)設(shè)計(jì)允許溫控囊的柔性表面符合反應(yīng)室的外表面的輪廓，因此在溫控囊和反應(yīng)室之間提供有效的熱傳遞。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，溫控囊的形狀可以在球形到細(xì)長(zhǎng)管狀設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)進(jìn)行相當(dāng)大的變換。圖3示出了使用一對(duì)溫控囊3010的用于微陣列載片(3008)的加熱設(shè)置。在這個(gè)實(shí)施方式中，溫控囊3010具有細(xì)長(zhǎng)的管狀形狀以適應(yīng)矩形反應(yīng)室的幾何形狀。 多個(gè)微陣列載片或反應(yīng)管可以放置在囊對(duì)3010之間。入口 3012和出口 3014設(shè)置在溫控囊3010的相對(duì)的兩端。入口 3012和出口 3014連接到用于熱循環(huán)的加熱流體管道或回路。 在一種實(shí)施方式中，溫控囊3010是使用兩片柔性材料創(chuàng)造的袋，這兩片柔性材料被切割成形并且沿著周邊彼此粘接或焊接。在另一種實(shí)施方式中，單個(gè)溫控囊4012(圖4A)在外殼4004內(nèi)折疊成U型以形成一對(duì)溫控囊臂4010(圖4B)，在溫控囊4012被溫控流體填充時(shí)，溫控囊臂4010抵靠反應(yīng)室 4008。在又一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)溫控囊4012被構(gòu)造為接納沒有外殼4004的反應(yīng)室4008。圖5A至圖5D示出了溫控囊組件的另一種構(gòu)造。在這種實(shí)施方式中，容納囊和反應(yīng)室的外殼由模塊化組件5000形成。如圖5A所示，模塊化組件5000包括包圍溫控囊5012 的上支架5010、第一墊5020、中間支架5030、第二墊5040以及包圍溫控囊5052的下支架 5050。溫控囊5012和5052由柔性和導(dǎo)熱材料制成，并且與經(jīng)由上支架5010和下支架5050 上的入口端口(5014,5054)和出口端口(5016,5056)循環(huán)的溫控流體相互作用。入口端口和出口端口設(shè)置在溫控囊底部的支架處，以連接流體并且允許溫控流體進(jìn)入和離開溫控囊 5012和5052。分別使用0形圈5018或5048在支架5010或5050處密封溫控囊5012和 5052的底部。中間支架5030是U形支架，在與模塊化組件5000的其它模塊組裝時(shí)，該U形支架限定出能夠通過開口 5034進(jìn)入的內(nèi)部空間5032。對(duì)于特定的應(yīng)用，開5034和內(nèi)部空間5032被設(shè)計(jì)為具有接納用于這種應(yīng)用的反應(yīng)室的大小和形狀。支架5010和5050中的每一個(gè)都包含通向內(nèi)部空間5032的開口 5017或5057。在操作過程中，溫控流體填充并使溫控囊5012和5052增壓，溫控囊5012和5052通過開口 5017和5057擴(kuò)展并且形成一對(duì)枕形溫控表面，該表面牢固地?cái)D壓反應(yīng)室的上側(cè)和下側(cè)。圖5B示出了具有開口 5034以接納反應(yīng)室的模塊化組件5000。圖5C是枕形囊的特寫圖，在將枕形囊密封于支架和墊之間后，可以用溫控流體來使該枕形囊膨脹。圖5D示出了具有一對(duì)膨脹囊的囊組件。兩個(gè)膨脹囊之間可以容納具有載片、管、或盒形式的反應(yīng)室。在另一實(shí)施方式中，容納在反應(yīng)室的內(nèi)部容積中的物質(zhì)(其可以具有一個(gè)或多個(gè)塊狀物的形式)是用于進(jìn)行PCR反應(yīng)的試劑的混合物。在一個(gè)更具體的實(shí)施方式中，反應(yīng)室是容納PCR試劑的一次性分析盒，諸如商業(yè)上可獲得的。一個(gè)具體的實(shí)施方式包括單個(gè)的、 靜態(tài)的反應(yīng)室，其包含用于低聚物的PCR擴(kuò)增的試劑。一個(gè)或多個(gè)溫控囊與反應(yīng)室接觸，反應(yīng)室中的每一個(gè)均包含相同的循環(huán)溫控物質(zhì)。在另一實(shí)施方式中，閥將來自兩個(gè)或更多個(gè)不同溫度的溫控流體的儲(chǔ)存器的溫控流體轉(zhuǎn)移，從而通過交換溫控囊中的溫控流體而使反應(yīng)室中的PCR混合物具有不同溫度。在熱循環(huán)期間，例如，95°C的溫控流體被循環(huán)到溫控囊內(nèi)進(jìn)行加熱，并且從而使低聚物變性，并且隨后被撤回。接下來，60°C的溫控流體被循環(huán)到溫度囊以使引物能夠發(fā)生雜交 (hybridize)并擴(kuò)展，從而產(chǎn)生PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。這個(gè)順序過程進(jìn)行約30至約50次循環(huán)。在另一實(shí)施方式中，使兩個(gè)溫控囊與單個(gè)反應(yīng)室接觸，其中，各囊包含不同溫度的循環(huán)溫控物質(zhì)(例如，一種為95°C，另一種為60°C)。如上所述的溫控囊的擴(kuò)展和收縮決定哪個(gè)囊與反應(yīng)室或通道接觸。在又一實(shí)施方式中，單個(gè)反應(yīng)室在單個(gè)通道中具有兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)區(qū)。各區(qū)與不同的溫控囊相互作用；并且各囊分別處于不同的溫度，例如95°C和60°C。反應(yīng)塊狀物在溫度區(qū)之間來回移動(dòng)，以產(chǎn)生所需的熱循環(huán)。(見圖2，上文所述。)在其他實(shí)施方式中，可以用電阻加熱器、珀?duì)柼?、或溫控空氣中的單個(gè)或組合來代替一個(gè)或多個(gè)溫控囊。在其他實(shí)施方式中，可以用在各微陣列點(diǎn)處具有固定引物的微陣列來代替上述反應(yīng)室。在其他實(shí)施方式中，囊式熱循環(huán)儀包括至少一個(gè)被構(gòu)造為接納反應(yīng)室的溫控囊； 以及至少一個(gè)將處于所需溫度的溫控流體輸送到溫控囊的流體控制設(shè)備。各溫控囊包括柔性導(dǎo)熱表面，當(dāng)溫控囊通過溫控流體而膨脹時(shí)，柔性導(dǎo)熱表面與反應(yīng)室接觸。在一種實(shí)施方式中，囊式熱循環(huán)儀被構(gòu)建為使溫控流體可選地在兩個(gè)或更多個(gè)溫度下通過囊組件循環(huán)。圖6是示出具有兩個(gè)溫度區(qū)6010和6020的囊式熱循環(huán)儀6000，以及雙回路循環(huán)系統(tǒng)的流體流動(dòng)圖。這個(gè)設(shè)備采用第一溫度區(qū)熱交換器6012和第二溫度區(qū)熱交換器6022作為溫控源。熱交換器6012和6022各自都包含一個(gè)或多個(gè)加熱器或加熱器 /冷卻器設(shè)備，這些設(shè)備在各溫度區(qū)中以用戶指定的設(shè)置點(diǎn)來保持穩(wěn)態(tài)溫度。調(diào)節(jié)閥6030、 6032和60；34從溫度區(qū)6010 (溫度保持在，例如，80至105°C )或溫度區(qū)6020 (溫度保持在， 例如，50至70°C )直接引導(dǎo)溫控流體流過囊6040，而泵6050和6052繼續(xù)處于一個(gè)方向上并且在各個(gè)區(qū)中通過T連接6060、6062和6064使流體重新循環(huán)。溫控囊6040緊接著放置于溫控區(qū)的下游以使熱損失最小化。在一種實(shí)施方式中，設(shè)備6000還包括從溫控流體中移除氣泡的除泡器6070。泵6050和6052可以具有固定速度或可變速度?？勺兯俣忍峁┑膬?yōu)勢(shì)為，對(duì)于囊擴(kuò)展和收縮具有更好的流體壓力控制。它還允許例如通過利用溫度傳感器和泵速度控制之間的反饋回路來進(jìn)行溫控的微調(diào)。在一種實(shí)施方式中，設(shè)備6000中的閥、泵和熱交換器由采用包含熱循環(huán)協(xié)議的軟件的系統(tǒng)控制器來控制。系統(tǒng)控制器為囊式熱循環(huán)儀6000中的部件提供協(xié)調(diào)和通信。系統(tǒng)控制器被設(shè)計(jì)為(a)為整個(gè)系統(tǒng)提供單個(gè)用戶接口 ； (b)允許用戶快速確定與系統(tǒng)相關(guān)的所有部件的狀態(tài)；以及(C)接收輸入以改變參數(shù)，這些參數(shù)允許改變構(gòu)造。在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器包括存儲(chǔ)器、控制器和外部端口。存儲(chǔ)器可能用于存儲(chǔ)熱循環(huán)協(xié)議。在一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器是閃存?？刂破鞅O(jiān)測(cè)和控制囊式熱循環(huán)儀6000的操作，并且為用戶提供關(guān)于整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的接口。例如，控制器可以為囊式熱循環(huán)儀6000中的溫控流體提供循環(huán)時(shí)機(jī)和溫度。在一種實(shí)施方式中，控制器是小巧、輕質(zhì)且可作為標(biāo)準(zhǔn)商用貨架(COTS)產(chǎn)品而獲得的。在另一種實(shí)施方式中，控制器是COTS供應(yīng)品，并被包裝為具有無源PCI總線背板的迷你機(jī)箱PC。這種構(gòu)造允許部件模塊化，以便隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的改進(jìn)而升級(jí)。在另一種實(shí)施方式中，控制器位于單板計(jì)算機(jī)(SBC)上，該單板計(jì)算機(jī)已經(jīng)內(nèi)置有外圍接口 PCI 總線、以太網(wǎng)和RS-232串口。閃存和DRAM的大小能夠被設(shè)置為滿足在SBC上具有可移動(dòng)存儲(chǔ)器插槽的控制系統(tǒng)的要求。從囊式熱循環(huán)儀6000的控制器到其他部件的通信由與PCI 總線兼容的COTS數(shù)據(jù)采集、數(shù)字輸入/輸出以及模擬輸入/輸出電路卡處理。外部端口用于將軟件升級(jí)下載到存儲(chǔ)器并執(zhí)行外部故障排除/診斷。在一種實(shí)施方式中，囊式熱循環(huán)儀6000由長(zhǎng)壽命電池或能夠重復(fù)充電且重復(fù)使用的電池來供電。在一種實(shí)施方式中，通過比例-積分-微分控制器(PID控制器)保持各溫度區(qū) 6010或6020中的穩(wěn)態(tài)溫度。PID控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的通用控制回路反饋機(jī)制。在另一種實(shí)施方式中，PID控制由其他控制類型代替，諸如模糊控制。模糊控制系統(tǒng)是基于模糊邏輯(一種數(shù)學(xué)系統(tǒng))的控制系統(tǒng)，相比于基于或0 或1 (真和假)的離散值操作的經(jīng)典或數(shù)字邏輯，模糊邏輯根據(jù)取0和1之間的連續(xù)值的邏輯變量來分析模擬輸入值。模糊控制系統(tǒng)也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。不同于使用加熱流體的大型儲(chǔ)存器或桶來驅(qū)動(dòng)熱循環(huán)的某些現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備，諸如Lawrence Berkeley National Lab (美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)的基于液體熱循環(huán)儀，囊式熱循環(huán)儀6000能夠在不具有加熱流體的儲(chǔ)存器的情況下操作。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)溫控流體分別穿過溫度區(qū)6010或6020時(shí)，溫控流體在定制的、內(nèi)置熱交換器6012或 6022中加熱。被加熱的溫控流體重新循環(huán)，以減少加熱溫控囊6040所需的流體容積。更小的流體容積進(jìn)而允許在熱交換器6012或6022中使用基本上更小的加熱器/冷卻器設(shè)備。在一種實(shí)施方式中，加熱器設(shè)備各自都包括兩個(gè)加熱塊，各加熱塊嵌入有一個(gè)或多個(gè)盒式加熱器。現(xiàn)在參照?qǐng)D7，在一種實(shí)施方式中，加熱塊7000包括蓋7010和底座7020。 底座7020包含平行的彎曲通道或翅片7022，用于當(dāng)溫控流體流過加熱塊7000時(shí)快速、有效地加熱循環(huán)的溫控流體。加熱塊7000中的熱電偶(未示出)監(jiān)測(cè)加熱塊7000的溫度，并且允許對(duì)塊的溫度進(jìn)行PID控制。加熱塊7000通常由導(dǎo)熱材料(諸如金屬或合金)制成。 在一種實(shí)施方式中，加熱塊7000由鋁制成。實(shí)施例實(shí)施例1 具有單回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀圖8提供了具有單回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀8000的一種實(shí)施方式的示意圖。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的泵8002連接到輸出管線8004，輸出管線8004輸送水通過使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的材料制成的熱交換器8006。熱交換器的輸出管線8008將水輸送至第一加熱器8010，第一加熱器8010被構(gòu)造為將水加熱至約95°C。隨后水穿過支路8012，支路8012將通向囊單元8014的路徑進(jìn)行分割，囊單元8014包括聯(lián)接到第一囊8018的第一囊支撐件8016，以及聯(lián)接到第二囊8022的第二囊支撐件8020，第一囊支撐件8016基本與第二囊支撐件8020相對(duì)設(shè)置。離開囊單元8014中的水通過第二支路 8024再次合并回單條路徑，并隨后流入第二加熱器80 ,第二加熱器80 被構(gòu)造為將水加熱至約65°C。返回路徑80 使水返回泵。囊中的每一個(gè)都具有5毫升(ml)的容量，加熱器中的每一個(gè)能容納22ml，而熱交換器能容納5ml至22ml。通過使水可逆地在各加熱器和熱交換器之間進(jìn)行循環(huán)，囊能使容納于囊單元內(nèi)的樣品的溫度在標(biāo)稱的起始溫度65°C與 95°C之間循環(huán)。圖9提供了單回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀9000的另一實(shí)施方式的示意圖。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的泵9002連接到輸出管線9004，輸出管線9004輸送水通過雙向閥9006到達(dá)第一加熱器9010，第一加熱器9010被構(gòu)造為將水加熱至約95°C。隨后水穿過第二雙向閥9008和支路9012，支路9012將通向囊單元9014的路徑進(jìn)行分割，囊單元9014包括聯(lián)接到第一囊9018的第一囊支撐件9016，以及與聯(lián)接到第二囊9022的第二囊支撐件9020，第一囊支撐件9016基本與第二囊支撐件9020相對(duì)設(shè)置。離開囊單元9014 中的水通過第二支路90M再次合并回單條路徑。返回路徑90 使水返回泵。水返回雙向閥9006并且被輸送至第二加熱器9(^6，第二加熱器90 被構(gòu)造為將水加熱至約65°C。 隨后水穿過除泡器9030和第二雙向閥9008以通過支路9012進(jìn)入囊單元9014。在一種實(shí)施方式中，囊9018和9022中的每一個(gè)都具有5毫升(ml)的容量，加熱器中的每個(gè)能容納 22ml。通過使水在各加熱器之間進(jìn)行循環(huán)，囊能使容納于囊單元內(nèi)的樣品的溫度在標(biāo)稱的起始溫度65°C與95°C之間循環(huán)。圖10示出了使用參照?qǐng)D9所描述的設(shè)備的熱循環(huán)試驗(yàn)。在這個(gè)試驗(yàn)中，反應(yīng)室中的水從95°C冷卻到65°C，在65°C保持約25秒，加熱到約95°C，在這個(gè)溫度保持約1秒，并隨后再次冷卻到65°C。溫度曲線示出了快速的加熱和冷卻速度(對(duì)于加熱為約15°C /秒， 對(duì)于冷卻為約6°C /秒)。實(shí)施例2 具有雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀基于圖6中所示的雙回路循環(huán)設(shè)計(jì)來構(gòu)建原型囊式熱循環(huán)儀。圖11是示出雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀的主要部件的示意圖。雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀1100包括熱交換塊1110和1112、泵1120和1122、三向閥1130、1132和1134、以及具有圖5中所示的模塊化設(shè)計(jì)的溫控囊組件1140。反應(yīng)室(未示出)放置在由溫控囊組件1140中的兩個(gè)溫控囊形成兩側(cè)的內(nèi)部空間中。第一溫度的溫控流體經(jīng)由第一循環(huán)回路循環(huán)通過溫控囊組件1140， 第一循環(huán)回路包括熱交換塊1110、泵1120、三向閥1134和1130。第二溫度的溫控流體經(jīng)由第二循環(huán)回路循環(huán)通過溫控囊組件1140，第二循環(huán)回路包括熱交換塊1112、泵1122、三向閥 1132 和 1130。實(shí)際的原型囊式熱循環(huán)儀具有三層。儀器的底層包括兩個(gè)熱交換器和兩個(gè)泵。中間層包括三個(gè)三向閥和將反應(yīng)管容納在一對(duì)溫控囊之間的模塊化囊組件。第三層包括電源和四個(gè)PID溫控器，其中兩個(gè)PID溫控器控制兩個(gè)單獨(dú)熱交換器塊，一個(gè)控制閥，第四個(gè)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器或囊中的溫度。約IOOml的礦物油被用作循環(huán)溫控流體。在原型囊式熱循環(huán)儀中不存在真正的冷卻設(shè)備。實(shí)施例3 雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀提供符合要求的熱循環(huán)分布圖12示出了用實(shí)施例2所述的雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀進(jìn)行的熱循環(huán)運(yùn)行的
12CN 102159310 A
說明書
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溫度分布。在運(yùn)行過程中測(cè)試第一熱交換塊1110(即，熱區(qū))、第二熱交換塊1112(即，冷區(qū))、以及反應(yīng)室內(nèi)部的溫度。如圖12所示，熱區(qū)和冷區(qū)保持在穩(wěn)定狀態(tài)。這些區(qū)被保持在比熱循環(huán)協(xié)議的目標(biāo)溫度稍高的溫度下以產(chǎn)生溫度偏置，該溫度偏置用于補(bǔ)償從溫度區(qū)到囊組件的流體路徑中的熱損失。通過減小循環(huán)溫控流體必須行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度并且通過將絕熱材料設(shè)置在流體路徑周圍，可以使溫度偏置最小化。成功的熱循環(huán)溫度分布表明，對(duì)通過囊組件的溫控流體進(jìn)行切換的原則能夠在反應(yīng)室中實(shí)現(xiàn)期望的溫度控制。不同于傳統(tǒng)的熱循環(huán)儀，由于反應(yīng)室中的溫度變化滯后于熱交換器中的溫度變化，所以不需要為囊式熱循環(huán)儀的加熱器溫度設(shè)計(jì)故意的過沖和下沖。過沖和下沖通常分別用于增加加熱和冷卻的斜率速度。這些過沖和下沖的控制可能很復(fù)雜，需要嚴(yán)格控制加熱器(例如，電阻、壓電的)和冷卻部件(熱電的、壓電的、制冷的、風(fēng)扇等)的算法。雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀能夠在包含反應(yīng)室的微陣列載片上進(jìn)行快速熱循環(huán)。 傳統(tǒng)儀器(諸如MJ Research 的蹄禾口塔(Global Medical Instrumentation Inc. ,Ramsey, Minnesota)等)由于緩慢的斜坡時(shí)間而通常需要幾個(gè)小時(shí)來進(jìn)行40次PCR循環(huán)。此外，陣列點(diǎn)之間的溫度以及陣列點(diǎn)內(nèi)的溫度可能變化很大。雙回路循環(huán)的囊式熱循環(huán)儀在40分鐘或更少時(shí)間內(nèi)完成包含PCR反應(yīng)室的載片或流動(dòng)單元的熱循環(huán)，同時(shí)提供非常均勻的熱分布和熱傳遞。此外，囊式熱循環(huán)儀能夠進(jìn)行聯(lián)合的熱循環(huán)和微陣列雜交?，F(xiàn)在參照?qǐng)D13，PCR反應(yīng)室內(nèi)的由微陣列組成的載片經(jīng)受炭疽芽孢桿菌基因組的 DNA的聯(lián)合的PCR擴(kuò)增和微陣列雜交。使用被熒光標(biāo)記的引物來擴(kuò)增十份炭疽芽孢桿菌基因組的DNA。如圖13所示，在探針處檢測(cè)到與PCR產(chǎn)物互補(bǔ)的陽(yáng)性熒光信號(hào)，這表明擴(kuò)增的炭疽芽孢桿菌DNA產(chǎn)物與固定在反應(yīng)室內(nèi)的表面上的各自互補(bǔ)的寡核苷酸探針發(fā)生特定雜交。雖然本文中已經(jīng)描述了各種具體的實(shí)施方式和實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不背離本公開的精神或范圍的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的許多不同實(shí)施。
1權(quán)利要求
1.一種在反應(yīng)室中控制溫度的設(shè)備，包括囊組件，包括外殼，所述外殼限定出所述外殼的內(nèi)部容積，所述外殼的尺寸被設(shè)置為容納設(shè)置在所述外殼的所述內(nèi)部容積內(nèi)的反應(yīng)室；以及第一溫控囊，所述第一溫控囊設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述第一溫控囊被構(gòu)造為接納溫控流體并且包括在接納所述溫控流體之后與所述反應(yīng)室的至少一部分外表面接觸的柔性導(dǎo)熱表面。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述囊組件還包括設(shè)置在所述外殼內(nèi)的第二溫控囊，所述第二溫控囊被構(gòu)造為接納所述溫控流體并且包括在接納所述溫控流體之后與所述反應(yīng)室的至少一部分外表面接觸的柔性導(dǎo)熱表面。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述外殼包括容納所述第一溫控囊的上部、容納所述第二溫控囊的下部、以及中間部，所述中間部與所述上部和所述下部一起限定出具有開口的內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間和所述開口具有被設(shè)計(jì)為容納所述反應(yīng)室的幾何結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述反應(yīng)室是管狀室。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述反應(yīng)室是載片室。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括流體輸送設(shè)備，所述流體輸送設(shè)備用處于期望溫度的所述溫控流體填充所述第一溫控囊。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述流體輸送設(shè)備包括泵和控制所述溫控流體的溫度的內(nèi)置溫控設(shè)備。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括控制所述溫控流體的流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)閥。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)置溫控設(shè)備包括加熱器。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)置溫控設(shè)備還包括冷卻器。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述加熱器包括導(dǎo)熱塊，所述導(dǎo)熱塊包括盒式加熱器以及平行的彎曲通道或翅片。
12.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)置溫控設(shè)備還包括熱電偶。
13.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)置溫控設(shè)備通過PID控制來保持所述溫控流體的溫度。
14.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述內(nèi)置溫控設(shè)備通過模糊控制來保持所述溫控流體的溫度。
15.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，還包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)控制所述流體輸送設(shè)備、所述溫控設(shè)備以及所述閥。
16.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括第一流體輸送設(shè)備，所述第一流體輸送設(shè)備用處于第一溫度的所述溫控流體填充所述第一溫控囊；第二流體輸送設(shè)備，所述第二流體輸送設(shè)備用處于第二溫度的所述溫控流體填充所述第一溫控囊；以及閥，所述閥控制處于所述第一溫度和所述第二溫度的溫控流體的流動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述第一流體輸送設(shè)備包括第一泵和第一內(nèi)置溫控設(shè)備，所述第二流體輸送設(shè)備包括第二泵和第二內(nèi)置溫控設(shè)備。
18.一種囊式熱循環(huán)儀，包括囊組件，被構(gòu)造為接納反應(yīng)室，所述囊組件包括 外殼，所述外殼限定出能夠通過開口進(jìn)入的內(nèi)部空間；至少一個(gè)溫控囊，所述溫控囊具有導(dǎo)熱表面，所述溫控囊能夠通過溫控流體而膨脹，并且當(dāng)所述溫控囊膨脹時(shí)，所述導(dǎo)熱表面形成與放置在所述內(nèi)部空間內(nèi)的反應(yīng)室的外表面的接觸；第一溫控設(shè)備，當(dāng)所述溫控流體通過所述第一溫控設(shè)備時(shí)，所述第一溫度設(shè)備能夠使所述溫控流體達(dá)到第一溫度； 第二溫控設(shè)備，當(dāng)所述溫控流體通過所述第二溫控設(shè)備時(shí)，所述第二溫度設(shè)備能夠使所述溫控流體達(dá)到第二溫度；第一流體控制設(shè)備，將處于所述第一溫度的所述溫控流體輸送到所述囊組件； 第二流體控制設(shè)備，將處于所述第二溫度的所述溫控流體輸送到所述囊組件；以及系統(tǒng)控制器，控制所述溫控設(shè)備和流體控制設(shè)備。
19.如權(quán)利要求18所述的囊式熱循環(huán)儀，其中，所述第一溫控設(shè)備和第二溫控設(shè)備各自都包括加熱塊，所述加熱塊包括一個(gè)或多個(gè)流體通道和加熱器。
20.如權(quán)利要求19所述的囊式熱循環(huán)儀，其中，所述流體通道是彎曲通道。
21.一種溫控囊組件，包括上支架，所述上支架包括第一溫控囊； 下支架，所述下支架包括第二溫控囊；以及中間支架，當(dāng)與所述上支架和所述下支架組裝時(shí)所述中間支架限定出內(nèi)部空間， 其中，當(dāng)所述第一囊和第二囊通過溫控流體而膨脹時(shí)，所述第一囊和第二囊形成與放置在所述內(nèi)部空間內(nèi)的反應(yīng)室的接觸。
22.如權(quán)利要求21所述的溫控囊組件，還包括第一墊和第二墊，其中，所述第一墊放置在所述上支架和所述中間支架之間，所述第二墊放置在所述中間支架和所述下支架之間。
23.一種在反應(yīng)室中產(chǎn)生熱循環(huán)的方法，包括將所述反應(yīng)室放置在具有導(dǎo)熱表面的溫控囊附近，當(dāng)用溫控流體填充所述溫控囊時(shí)， 所述導(dǎo)熱表面形成與所述反應(yīng)室的外表面的接觸； 用處于第一溫度的所述溫控流體填充所述溫控囊； 在所述溫控囊中使所述溫控流體在所述第一溫度保持第一段時(shí)間； 用處于第二溫度的所述溫控流體填充所述溫控囊；以及在所述溫控囊中使所述溫控流體在所述第二溫度保持第二段時(shí)間。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括用處于第三溫度的所述溫控流體填充所述溫控囊；以及在所述溫控囊中使所述溫控流體在所述第三溫度保持第三段時(shí)間。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，處于第一溫度的所述溫控流體產(chǎn)生于第一熱交換器處，并且在步驟(c)之后重新循環(huán)回所述第一熱交換器，處于第二溫度的所述溫控流體產(chǎn)生于第二熱交換器處，并且在步驟(e)之后重新循環(huán)回所述第二熱交換器。
26.一種在與溫控囊熱接觸的反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生熱循環(huán)的方法，包括 (a)用處于第一溫度的溫控流體填充所述溫控囊；(b)用處于第二溫度的所述溫控流體填充所述溫控囊；以及(c)重復(fù)步驟(a)和(b)。
27.—種控制反應(yīng)室中溫度的設(shè)備，包括至少一個(gè)溫控囊，被構(gòu)造為接納所述反應(yīng)室；以及至少一個(gè)流體控制設(shè)備，所述至少一個(gè)流體控制設(shè)備將處于期望溫度的溫控流體輸送到所述溫控囊，其中，所述溫控囊包括柔性導(dǎo)熱表面，當(dāng)所述溫控囊通過所述溫控流體而膨脹時(shí)，所述柔性導(dǎo)熱表面與所述反應(yīng)室接觸。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述流體控制設(shè)備包括泵和控制所述溫控流體的溫度的溫控設(shè)備。
29.如權(quán)利要求觀所述的設(shè)備，還包括控制所述溫控流體的流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)閥。
30.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，包括兩個(gè)溫控囊，在所述兩個(gè)溫控囊通過所述溫控流體而膨脹之后，所述兩個(gè)溫控囊能夠在所述兩個(gè)溫控囊之間容納所述反應(yīng)室。
31.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，包括第一流體控制設(shè)備和第二流體控制設(shè)備，所述第一流體控制設(shè)備將處于第一溫度的所述溫控流體輸送到所述溫控囊，所述第二流體控制設(shè)備將處于第二溫度的所述溫控流體輸送到所述溫控囊。
全文摘要
公開了一種在反應(yīng)室中控制溫度的設(shè)備。該設(shè)備包括囊組件，囊組件包括外殼，外殼限定出外殼的內(nèi)部容積，外殼的尺寸被設(shè)置為容納設(shè)置在外殼的內(nèi)部容積內(nèi)的反應(yīng)室；以及放置在外殼內(nèi)的第一溫控囊，第一溫控囊被構(gòu)造為接納溫控流體并且包括在接納溫控流體之后與反應(yīng)室的至少一部分外表面接觸的柔性導(dǎo)熱表面。還公開了囊式熱循環(huán)儀、溫控囊組件以及在反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生熱循環(huán)的方法。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102159310SQ200880131233
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者克里斯托弗·G·庫(kù)尼, 安娜·西克森, 布魯斯·伊萬, 羅伯特·多埃布萊爾, 萊扎·麥拉格海, 菲爾·貝爾格雷德爾, 詹姆斯·斯特爾凌, 阿里·那蒂姆 申請(qǐng)人:阿科尼生物系統(tǒng)公司