[發明專利]用于具有不同熱容的少量流體樣品的溫度控制器

無效

• 申請號: 201210378114.0
• 申請日: 2006-01-20
• 公開（公告）號: CN102929309A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 詹姆斯·E·鮑姆加德納
• 申請（專利權）人: 歐西里其有限責任公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;B01L3/00;B01L7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;吳鵬章

本申請是申請日為2006年1月20日、國際申請PCT/US2006/001967進入中國國家階段的申請號為200680003015.7、發明名稱為“用于具有不同熱容的少量流體樣品的溫度控制器”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于維持流體樣品溫度的溫度控制裝置。更具體而言，本發明涉及適用于具有不同熱容的樣品的裝置。

背景技術

一些分析程序要求對多個流體樣品進行分析，其中這些樣品的熱特性明顯不同，例如不同的熱容。一個具體的例子是通過MMIMS(微孔膜入口質譜)分析的MIGET(復合惰性氣體清除技術)，其中在兩個血液樣品和一個氣體樣品中測量惰性氣體分壓(Baumgardner?JE，Choi?I-CVonk-Noordegraaf?A，Frasch?HF.Neufeld?GR，Marshall?BE.Sequnetial?VA/Q?distributions?in?the?normal?rabbit?by?micropore?membrane?inlet?mass?spectrometry.J?Appl?Physiol?2000；89：1699-1708)。開始分析的時候，血液和氣體樣品處于常溫下(通常為22℃)，必須對樣品進行加熱，并在體溫下(通常為37℃)進行分析。可是這些血液和氣體樣品的熱容差別很大。為了測定樣品中的惰性氣體分壓，這些流體樣品流經各自的傳感器。除了樣品的不同熱容之外，氣體樣品和血液樣品的最佳流量也不相同。雖然這兩種不同的熱特性(熱容和樣品流量)，但是兩種樣品都必須在相同、精確的溫度下進行分析。

多個流體樣品之間可能存在差異的熱特性包括：熱容(如在MMIMS的MIGET中)、樣品流量(如在MMIMS的MIGET中)、樣品體積(例如多個動脈血液氣體樣品，其中每個樣品的體積不同)、以及初始樣品溫度(例如來源不同的樣品均需要在同一溫度下分析)。此外，用于分析樣品的多個傳感器的熱特性也可以不同，但是在一些例子中，理想的是在相同溫度下利用各傳感器進行分析。

在分析應用中，除了需要控制多個樣品的溫度之外，有時也需要進行兩個或多個流體相化學反應，并且將這些平行反應維持在相同的溫度下。反應之間可能的熱特性差異包括不同的反應物進料溫度、不同的反應物進料流量、不同的反應物體積、以及反應的不同比熱。盡管這些反應的熱要求不同，理想的是在完全相同的溫度下進行這些平行反應。

當在同一溫度下對多個流體樣品進行分析時，通常需要在整個測量過程中對溫度進行精確調節。例如，在通過MMIMS的MIGET中，分析惰性氣體分壓需要幾分鐘，在這段時間內在0.1℃范圍內精確控制分析溫度可以提高惰性氣體的測量準確度。與此類似，在多個平行流體相反應中，在反應全過程中對反應溫度進行精確控制可能是理想的。例如，在聚合酶鏈反應(PCR)中，在擴鏈反應過程中將反應溫度精確控制在72℃約20秒，可以提高DNA樣品倍增的總效率(Chiou?J，Matsudaira?P，Sonin?A，EhrlichD.A?Closed-cycle?capillary?polymerase?chain?reaction?machine.Analytical?Chemistry?2001；73：2018-2021)。

除了在一定時間內將多個樣品保持在同一恒定溫度的要求之外，有時也需要快速改變不同樣品組之間的分析溫度。例如，在通過MMIMS的MIGET和動脈血液氣體(ABG)分析中，從體溫不同的患者或對象抽取不同的樣品。當對這些樣品組進行順序處理時，非常理想的是能夠把分析器的控制溫度從一個體溫調節至另一個體溫。與此類似，為了進行多個平行反應，有時需要將反應溫度從一個受控溫度快速改變至另一個溫度。例如，在進行PCR反應時，需要在變性、退火和擴鏈反應之間進行快速改變溫度(Nagai?H，Murakami?Y，Yokoyama?K，Tamiya?E.High?throughput?PCR?in?si1icon?based?microchamber?array.Biosensors?and?Bioelectronics2001；16：1015-1019)。