Mae oeri Peltier (technoleg oeri thermoelectrig yn seiliedig ar effaith Peltier) wedi dod yn un o dechnolegau craidd y system rheoli tymheredd ar gyfer offerynnau PCR (adwaith cadwyn polymerase) oherwydd ei adwaith cyflym, ei reolaeth tymheredd fanwl gywir, a'i faint cryno, gan ddylanwadu'n fawr ar effeithlonrwydd, cywirdeb a senarios cymhwysiad PCR. Dyma ddadansoddiad manwl o gymwysiadau a manteision penodol oeri thermoelectrig (oeri peltier) gan ddechrau o ofynion craidd PCR:
I. Gofynion Craidd ar gyfer Rheoli Tymheredd mewn Technoleg PCR
Y broses graidd o PCR yw cylch ailadroddus o ddadnatureiddio (90-95 ℃), anelio (50-60 ℃), ac ymestyn (72 ℃), sydd â gofynion hynod o llym ar gyfer y system rheoli tymheredd.
Codiad a gostyngiad cyflym mewn tymheredd: Byrhau amser un cylchred (er enghraifft, dim ond ychydig eiliadau y mae'n eu cymryd i ostwng o 95 ℃ i 55 ℃), a gwella effeithlonrwydd adwaith;
Rheoli tymheredd manwl gywir: Gall gwyriad o ±0.5℃ mewn tymheredd anelio arwain at ymhelaethiad amhenodol, a dylid ei reoli o fewn ±0.1℃.
Unffurfiaeth tymheredd: Pan fydd samplau lluosog yn adweithio ar yr un pryd, dylai'r gwahaniaeth tymheredd rhwng tyllau sampl fod yn ≤0.5 ℃ er mwyn osgoi gwyriad canlyniad.
Addasu miniatureiddio: Dylai PCR cludadwy (megis senarios POCT profi ar y safle) fod yn gryno o ran maint ac yn rhydd o rannau gwisgo mecanyddol.
II. Cymwysiadau Craidd oeri thermoelectrig mewn PCR
Mae'r modiwl oeri thermoelectrig TEC, modiwl oeri thermoelectrig, modiwl peltier yn cyflawni "newid gwresogi ac oeri dwyffordd" trwy gerrynt uniongyrchol, gan gydweddu'n berffaith â gofynion rheoli tymheredd PCR. Adlewyrchir ei gymwysiadau penodol yn yr agweddau canlynol:
1. Codiad a gostyngiad cyflym mewn tymheredd: Byrhau amser adwaith
Egwyddor: Drwy newid cyfeiriad y cerrynt, gall modiwl TEC, modiwl thermoelectrig, dyfais peltier newid yn gyflym rhwng y moddau “gwresogi” (pan fydd y cerrynt ymlaen, pen amsugno gwres modiwl TEC, modiwl peltier yn dod yn ben rhyddhau gwres) ac “oeri” (pan fydd y cerrynt yn wrthdro, y pen rhyddhau gwres yn dod yn ben amsugno gwres), gydag amser ymateb fel arfer yn llai nag 1 eiliad.
Manteision: Mae dulliau rheweiddio traddodiadol (megis ffannau a chywasgwyr) yn dibynnu ar ddargludiad gwres neu symudiad mecanyddol, ac mae'r cyfraddau gwresogi ac oeri fel arfer yn llai na 2℃/s. Pan gyfunir TEC â blociau metel dargludedd thermol uchel (megis aloi copr ac alwminiwm), gall gyflawni cyfradd gwresogi ac oeri o 5-10℃/s, gan leihau amser y cylchred PCR sengl o 30 munud i lai na 10 munud (megis mewn offerynnau PCR cyflym).
2. Rheoli tymheredd manwl iawn: Sicrhau manylder ymhelaethu
Egwyddor: Mae pŵer allbwn (dwyster gwresogi/oeri) modiwl TEC, modiwl oeri thermoelectrig, modiwl thermoelectrig yn gysylltiedig yn llinol â dwyster y cerrynt. Wedi'i gyfuno â synwyryddion tymheredd manwl gywir (megis gwrthiant platinwm, thermocwl) a system rheoli adborth PID, gellir addasu'r cerrynt mewn amser real i gyflawni rheolaeth tymheredd manwl gywir.
Manteision: Gall cywirdeb rheoli tymheredd gyrraedd ±0.1℃, sy'n llawer uwch na chywirdeb oergell bath hylif traddodiadol neu oergell cywasgydd (±0.5℃). Er enghraifft, os yw'r tymheredd targed yn ystod y cyfnod anelio yn 58℃, gall modiwl TEC, modiwl thermoelectrig, oerydd peltier, elfen peltier gynnal y tymheredd hwn yn sefydlog, gan osgoi rhwymo amhenodol primerau oherwydd amrywiadau tymheredd a gwella manylder ymhelaethu yn sylweddol.
3. Dyluniad bach: Hyrwyddo datblygiad PCR cludadwy
Egwyddor: Dim ond ychydig gentimetrau sgwâr yw cyfaint y modiwl TEC, elfen peltier, dyfais peltier (er enghraifft, gall modiwl TEC 10 × 10mm, modiwl oeri thermoelectrig, modiwl peltier fodloni gofynion un sampl), nid oes ganddo rannau symudol mecanyddol (megis piston y cywasgydd neu lafnau'r gefnogwr), ac nid oes angen oergell arno.
Manteision: Pan fydd offerynnau PCR traddodiadol yn dibynnu ar gywasgwyr i oeri, mae eu cyfaint fel arfer dros 50L. Fodd bynnag, gellir lleihau offerynnau PCR cludadwy sy'n defnyddio modiwl oeri thermoelectrig, modiwl thermoelectrig, modiwl peltier, modiwl TEC i lai na 5L (megis dyfeisiau llaw), gan eu gwneud yn addas ar gyfer profion maes (megis sgrinio ar y safle yn ystod epidemigau), profion clinigol wrth ochr y gwely, a senarios eraill.
4. Unffurfiaeth tymheredd: Sicrhau cysondeb ymhlith gwahanol samplau
Egwyddor: Drwy drefnu setiau lluosog o araeau TEC (megis 96 o ficro-TECau sy'n cyfateb i blât 96-ffynnon), neu ar y cyd â blociau metel sy'n rhannu gwres (deunyddiau dargludedd thermol uchel), gellir gwrthbwyso'r gwyriadau tymheredd a achosir gan wahaniaethau unigol mewn TECau.
Manteision: Gellir rheoli'r gwahaniaeth tymheredd rhwng Ffynhonnau sampl o fewn ±0.3 ℃, gan osgoi gwahaniaethau effeithlonrwydd ymhelaethu a achosir gan dymheredd anghyson rhwng Ffynhonnau ymyl a Ffynhonnau canolog, a sicrhau cymhariaeth canlyniadau sampl (megis cysondeb gwerthoedd CT mewn PCR meintiol fflwroleuol amser real).
5. Dibynadwyedd a chynaliadwyedd: Lleihau costau hirdymor
Egwyddor: Nid oes gan TEC unrhyw rannau gwisgo, mae ganddo oes o dros 100,000 awr, ac nid oes angen disodli oergelloedd yn rheolaidd (fel Freon mewn cywasgwyr).
Manteision: Mae hyd oes cyfartalog offeryn PCR sy'n cael ei oeri gan gywasgydd traddodiadol tua 5 i 8 mlynedd, tra gall y system TEC ei ymestyn i dros 10 mlynedd. Ar ben hynny, dim ond glanhau'r sinc gwres sydd ei angen ar gyfer cynnal a chadw, gan leihau costau gweithredu a chynnal a chadw'r offer yn sylweddol.
III. Heriau ac Optimeiddiadau mewn Cymwysiadau
Nid yw oeri lled-ddargludyddion yn berffaith mewn PCR ac mae angen optimeiddio wedi'i dargedu:
Tagfa gwasgaru gwres: Pan fydd TEC yn oeri, mae llawer iawn o wres yn cronni ar y pen rhyddhau gwres (er enghraifft, pan fydd y tymheredd yn gostwng o 95℃ i 55℃, mae'r gwahaniaeth tymheredd yn cyrraedd 40℃, ac mae'r pŵer rhyddhau gwres yn cynyddu'n sylweddol). Mae angen ei baru â system gwasgaru gwres effeithlon (megis sinciau gwres copr + ffannau tyrbin, neu fodiwlau oeri hylif), fel arall bydd yn arwain at ostyngiad yn effeithlonrwydd oeri (a hyd yn oed difrod gorboethi).
Rheoli defnydd ynni: O dan wahaniaethau tymheredd mawr, mae'r defnydd ynni TEC yn gymharol uchel (er enghraifft, gall pŵer TEC offeryn PCR 96-ffynnon gyrraedd 100-200W), ac mae angen lleihau'r defnydd ynni aneffeithiol trwy algorithmau deallus (megis rheoli tymheredd rhagfynegol).
Iv. Achosion Cymhwysiad Ymarferol
Ar hyn o bryd, mae offerynnau PCR prif ffrwd (yn enwedig offerynnau PCR meintiol fflwroleuedd amser real) wedi mabwysiadu technoleg oeri lled-ddargludyddion yn gyffredinol, er enghraifft:
Offer gradd labordy: Offeryn PCR meintiol fflwroleuol 96-ffynnon o frand penodol, sy'n cynnwys rheolaeth tymheredd TEC, gyda chyfradd gwresogi ac oeri o hyd at 6 ℃/s, cywirdeb rheoli tymheredd o ±0.05 ℃, a chefnogi canfod trwybwn uchel 384-ffynnon.
Dyfais gludadwy: Gall offeryn PCR llaw penodol (sy'n pwyso llai nag 1kg), yn seiliedig ar ddyluniad TEC, gwblhau canfod y coronafeirws newydd o fewn 30 munud ac mae'n addas ar gyfer senarios ar y safle fel meysydd awyr a chymunedau.
Crynodeb
Mae oeri thermoelectrig, gyda'i dri mantais craidd o ymateb cyflym, cywirdeb uchel a miniatureiddio, wedi datrys prif bwyntiau poen technoleg PCR o ran effeithlonrwydd, penodoldeb ac addasrwydd i'r olygfa, gan ddod yn dechnoleg safonol ar gyfer offerynnau PCR modern (yn enwedig dyfeisiau cyflym a chludadwy), a hyrwyddo PCR o'r labordy i feysydd cymhwysiad ehangach fel canfod wrth ochr y gwely a chanfod ar y safle.
TES1-15809T200 ar gyfer peiriant PCR
Tymheredd ochr boeth: 30 C,
Imax: 9.2A,
Umax: 18.6V
Uchafswm Q：99.5 W
Delta T uchafswm: 67 C
ACR：1.7 ±15% Ω (1.53 i 1.87 Ohm)
Maint: 77 × 16.8 × 2.8mm
Amser postio: Awst-13-2025
