Sarkirina Peltier (teknolojiya sarkirina termoelektrîkî li ser bingeha bandora Peltier) ji ber reaksiyona xwe ya bilez, kontrola germahiyê ya rast û mezinahiya xwe ya kompakt, ku bandorek kûr li ser karîgerî, rastbûn û senaryoyên sepandina PCR-ê dike, bûye yek ji teknolojiyên bingehîn ên pergala kontrola germahiyê ji bo amûrên PCR (reaksiyona zincîra polîmerazê). Li jêr analîzek berfireh a sepanên taybetî û avantajên sarkirina termoelektrîkî (sarkirina peltier) heye ku ji hewcedariyên bingehîn ên PCR-ê dest pê dike:
I. Pêdiviyên bingehîn ji bo Kontrolkirina Germahiyê di Teknolojiya PCR de
Pêvajoya bingehîn a PCR çerxek dubarekirî ya denaturasyonê (90-95℃), germkirinê (50-60℃), û dirêjkirinê (72℃) ye, ku ji bo pergala kontrola germahiyê daxwazên pir hişk hene.
Bilindbûn û daketina bilez a germahiyê: Dema yek çerxeyê kurt bike (mînakî, tenê çend saniye digire ku ji 95℃ dakeve 55℃), û karîgeriya reaksiyonê zêde bike;
Kontrola germahiyê ya rastbûna bilind: Guhertinek ji ±0.5℃ di germahiya germkirinê de dibe ku bibe sedema zêdebûnek ne-taybetî, û divê di nav ±0.1℃ de were kontrol kirin.
Yekrengiya germahiyê: Dema ku gelek nimûne di heman demê de reaksiyon nîşan didin, divê cudahiya germahiyê ya di navbera bîrên nimûneyê de ≤0.5℃ be da ku ji cûdahiya encamê dûr bikevin.
Adaptasyona mînyaturîzasyonê: PCR-ya portable (wek senaryoyên ceribandina POCT-ê yên li cîh) divê ji hêla mezinahiyê ve piçûk be û bêyî parçeyên mekanîkî yên aşînkirî be.
II. Bikaranînên bingehîn ên sarkirina termoelektrîkî di PCR de
Sarkera termoelektrîkî TEC, modula sarkirina termoelektrîkî, modula peltier "guhertina dualî ya germkirin û sarkirinê" bi rêya herikîna rasterast pêk tîne, ku bi tevahî li gorî hewcedariyên kontrola germahiyê yên PCR-ê ye. Bikaranînên wê yên taybetî di aliyên jêrîn de têne nîşandan:
1. Bilindbûn û daketina bilez a germahiyê: Dema reaksiyonê kurt bike
Prensîb: Bi guhertina arasteya herikê, modula TEC, modula termoelektrîk, cîhaza peltier dikare bi lez di navbera modên "germkirinê" (dema ku herik ber bi pêş ve ye, dawiya germê-mijandinê ya modula TEC, modula peltier dibe dawiya berdana germê) û "sarkirinê" (dema ku herik berevajî ye, dawiya berdana germê dibe dawiya germê-mijandinê) de biguhere, bi demek bersivê bi gelemperî kêmtir ji 1 saniyeyê.
Awantaj: Rêbazên sarincê yên kevneşopî (wek fan û kompresor) xwe dispêrin guhêrbariya germê an tevgera mekanîkî, û rêjeyên germkirin û sarkirinê bi gelemperî ji 2℃/s kêmtir in. Dema ku TEC bi blokên metalî yên guhêrbariya germê ya bilind (wek alloyên sifir û aluminiumê) re tê hev kirin, ew dikare rêjeyek germkirin û sarkirinê ya 5-10℃/s bi dest bixe, dema çerxa PCR-ya yekane ji 30 hûrdeman kêm bike ji 10 hûrdeman kêmtir (wek di amûrên PCR-ya bilez de).
2. Kontrola germahiyê ya rastbûna bilind: Misogerkirina taybetmendiya amplîfîkasyonê
Prensîb: Hêza derketinê (şîdeta germkirin/sarkirinê) ya modula TEC, modula sarkirina termoelektrîk, modula termoelektrîk bi şîdeta herikê re bi awayekî xêzikî ve girêdayî ye. Bi sensorên germahiyê yên rastbûna bilind (wekî berxwedana platîn, termocup) û pergala kontrola bersiva PID re, herik dikare di wextê rast de were verast kirin da ku kontrola germahiyê ya rast were bidestxistin.
Awantaj: Rastbûna kontrola germahiyê dikare bigihêje ±0.1℃, ku ji ya sarincokên şile yên kevneşopî an jî yên kompresorê (±0.5℃) pir bilindtir e. Mînakî, heke germahiya hedef di qonaxa germkirinê de 58℃ be, modula TEC, modula termoelektrîk, sarincoka peltier, û hêmana peltier dikarin vê germahiyê bi awayekî stabîl biparêzin, ji girêdana ne-taybetî ya primeran ji ber guherînên germahiyê dûr bisekinin û taybetmendiya amplîfîkasyonê bi girîngî zêde bikin.
3. Dizayna mînyaturîzekirî: Pêşvebirina pêşkeftina PCR-ya veguhêzbar
Prensîb: Qebareya modula TEC, hêmana peltier, cîhaza peltier tenê çend santîmetreyên çargoşe ye (mînakî, modula TEC a 10×10mm, modula sarkirina termoelektrîk, modula peltier dikare hewcedariyên yek nimûneyê bicîh bîne), perçeyên mekanîkî yên tevgerbar tune ne (wek mînak pistona kompresorê an perên fanosê), û pêdivî bi sarincokê tune.
Awantaj: Dema ku amûrên PCR yên kevneşopî ji bo sarkirinê bi kompresoran ve girêdayî ne, qebareya wan bi gelemperî ji 50 lîtreyî zêdetir e. Lêbelê, amûrên PCR yên veguhêzbar ên ku modula sarkirina termoelektrîk, modula termoelektrîk, modula peltier, modula TEC bikar tînin, dikarin ji 5 lîtreyî kêmtir bibin (wek amûrên destan), ku wan ji bo ceribandina meydanî (wek ceribandina li cîhê bûyerê di dema epidemiyan de), ceribandina klînîkî ya li kêleka nivînan û senaryoyên din guncan dike.
4. Yekrengiya germahiyê: Di navbera nimûneyên cûrbecûr de hevgirtinê misoger bikin
Prensîb: Bi rêzkirina gelek setên rêzikên TEC (wek 96 mîkro TEC-yên ku bi plakaya 96-qulî re têkildar in), an jî bi hev re bi blokên metalî yên parvekirina germê (materyalên guhêrbariya germî ya bilind), cûdahiyên germahiyê yên ji ber cûdahiyên takekesî di TEC-an de çêdibin dikarin werin telafîkirin.
Awantaj: Cudahiya germahiyê di navbera bîrên nimûneyê de dikare di nav ±0.3℃ de were kontrol kirin, bi vî awayî cudahiyên karîgeriya zêdekirinê yên ji ber germahiyên nelihev ên di navbera bîrên qiraxê û bîrên navendî de çêdibin têne dûr xistin, û berawirdkirina encamên nimûneyê (wekî hevgirtina nirxên CT di PCR-ya hejmarî ya fluoresansa demrast de) misoger dike.
5. Pêbawerî û domdarî: Mesrefên demdirêj kêm bikin
Prensîb: TEC perçeyên lêkirî nînin, temenê wê ji 100,000 saetan zêdetir e, û pêdivî bi guhertina birêkûpêk a sarincokan (wek Freon di kompresoran de) nake.
Awantaj: Temenê navînî yê amûrek PCR-ê ku bi kompresorek kevneşopî tê sar kirin bi qasî 5 heta 8 salan e, lê pergala TEC dikare wê heta zêdetirî 10 salan dirêj bike. Wekî din, lênêrîn tenê paqijkirina rakêşa germahiyê hewce dike, ku lêçûnên xebitandin û lênêrînê yên alavan bi girîngî kêm dike.
III. Zehmetî û Baştirkirin di Serlêdanan de
Sarkirina nîvconductor di PCR de ne bêkêmasî ye û hewceyê optimîzasyona armanckirî ye:
Astengiya belavkirina germê: Dema ku TEC sar dibe, gelek germ li dawiya berdana germê kom dibe (mînakî, dema ku germahî ji 95℃ dadikeve 55℃, cudahiya germahiyê digihîje 40℃, û hêza berdana germê bi girîngî zêde dibe). Pêdivî ye ku ew bi pergalek belavkirina germê ya bi bandor (wek mînak lavaboyên germê yên sifir + fanên turbînê, an modulên sarkirina şilavê) were hevber kirin, wekî din ew ê bibe sedema kêmbûna karîgeriya sarkirinê (û tewra zirara ji germbûna zêde jî).
Kontrolkirina xerckirina enerjiyê: Di bin cudahîyên germahiyê yên mezin de, xerckirina enerjiyê ya TEC nisbeten zêde ye (mînakî, hêza TEC ya amûrek PCR ya 96-qulî dikare bigihîje 100-200W), û pêdivî ye ku xerckirina enerjiyê ya bêbandor bi rêya algorîtmayên jîr (wek kontrolkirina germahiyê ya pêşbînîkirî) were kêm kirin.
IV. Dozên Bikaranînê yên Pratîkî
Niha, amûrên PCR-ya sereke (bi taybetî amûrên PCR-ya hejmarî ya fluoresansa rast-dem) bi gelemperî teknolojiya sarkirina nîvconductor bikar tînin, mînakî:
Amûrên asta laboratîfê: Amûrek PCR-ya hejmarî ya fluoresansa 96-qulî ya marqeyek diyarkirî, ku kontrola germahiya TEC-ê heye, bi rêjeya germkirin û sarkirinê heta 6℃/s, rastbûna kontrola germahiyê ±0.05℃, û piştgiriya tespîtkirina bi rêjeya bilind a 384-qulî.
Amûrek veguhêzbar: Amûrek PCR-ya destî ya diyarkirî (bi giraniya kêmtir ji 1 kg), li ser bingeha sêwirana TEC, dikare tespîtkirina koronavirusê nû di nav 30 hûrdeman de temam bike û ji bo senaryoyên li cîhê wekî balafirgeh û civakan guncan e.
Berhevkirinî
Sarbûna termoelektrîkî, bi sê avantajên xwe yên bingehîn ên reaksiyona bilez, rastbûna bilind û mînîaturîzasyonê, xalên sereke yên êşa teknolojiya PCR-ê di warê karîgerî, taybetmendî û adaptebûna cihê bûyerê de çareser kiriye, bûye teknolojiya standard ji bo amûrên PCR-ê yên nûjen (bi taybetî amûrên bilez û veguhêzbar), û PCR-ê ji laboratûarê ber bi warên sepanê yên berfirehtir ên wekî tespîtkirina li kêleka nivînan a klînîkî û li cîhê bûyerê ve pêş xistiye.
TES1-15809T200 ji bo makîneya PCR
Germahiya aliyê germ: 30°C,
Wêneya herî zêde: 9.2A
Umax: 18.6V
Qmax: 99.5 W
Delta T herî zêde: 67 C
ACR：1.7 ±15% Ω (1.53 heta 1.87 Ohm)
Mezinahî: 77×16.8×2.8mm
Dema şandinê: 13 Tebax-2025
