ការត្រជាក់ Peltier (បច្ចេកវិទ្យាត្រជាក់កម្ដៅអគ្គិសនីដែលផ្អែកលើឥទ្ធិពល Peltier) បានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាស្នូលមួយនៃប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពសម្រាប់ឧបករណ៍ PCR (ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមែរ) ដោយសារតែប្រតិកម្មរហ័ស ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដ៏ច្បាស់លាស់ និងទំហំតូចរបស់វា ដែលជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់ប្រសិទ្ធភាព ភាពត្រឹមត្រូវ និងសេណារីយ៉ូនៃការអនុវត្ត PCR។ ខាងក្រោមនេះគឺជាការវិភាគលម្អិតអំពីកម្មវិធីជាក់លាក់ និងគុណសម្បត្តិនៃការត្រជាក់កម្ដៅអគ្គិសនី (ការត្រជាក់ Peltier) ដោយចាប់ផ្តើមពីតម្រូវការស្នូលរបស់ PCR៖
I. តម្រូវការស្នូលសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពក្នុងបច្ចេកវិទ្យា PCR
ដំណើរការស្នូលរបស់ PCR គឺជាវដ្តដដែលៗនៃការបំបែកជាតិទឹក (90-95℃) ការដុត (50-60℃) និងការពង្រីក (72℃) ដែលមានតម្រូវការតឹងរ៉ឹងបំផុតសម្រាប់ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព។
ការកើនឡើង និងធ្លាក់ចុះនៃសីតុណ្ហភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស៖ កាត់បន្ថយពេលវេលានៃវដ្តតែមួយ (ឧទាហរណ៍ វាត្រូវការពេលត្រឹមតែប៉ុន្មានវិនាទីប៉ុណ្ណោះដើម្បីធ្លាក់ចុះពី 95℃ មកត្រឹម 55℃) និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រតិកម្ម។
ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់៖ គម្លាត ±0.5℃ នៃសីតុណ្ហភាពដុតអាចនាំឱ្យមានការពង្រីកមិនជាក់លាក់ ហើយវាគួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ ±0.1℃។
ឯកសណ្ឋានសីតុណ្ហភាព៖ នៅពេលដែលសំណាកច្រើនមានប្រតិកម្មក្នុងពេលដំណាលគ្នា ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពរវាងអណ្តូងសំណាកគួរតែមាន ≤0.5℃ ដើម្បីជៀសវាងគម្លាតលទ្ធផល។
ការសម្របខ្លួនទៅនឹងការបង្រួមទំហំ៖ PCR ចល័ត (ដូចជាសេណារីយ៉ូ POCT សម្រាប់ធ្វើតេស្តនៅនឹងកន្លែង) គួរតែមានទំហំតូច និងគ្មានផ្នែកពាក់មេកានិច។
II. ការអនុវត្តស្នូលនៃការត្រជាក់ដោយកម្ដៅក្នុង PCR
ម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ Thermoelectric Cooler TEC ម៉ូឌុល Peltier សម្រេចបាននូវ "ការប្តូរកម្ដៅ និងត្រជាក់ទ្វេទិស" តាមរយៈចរន្តផ្ទាល់ ដែលស្របគ្នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះទៅនឹងតម្រូវការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពរបស់ PCR។ កម្មវិធីជាក់លាក់របស់វាត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងទិដ្ឋភាពដូចខាងក្រោម៖
១. ការកើនឡើង និងធ្លាក់ចុះនៃសីតុណ្ហភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស៖ ធ្វើឱ្យពេលវេលាប្រតិកម្មខ្លី
គោលការណ៍៖ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃចរន្ត ម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុលទែរម៉ូអេឡិចត្រិច និងឧបករណ៍ peltier អាចប្តូររវាងរបៀប "កំដៅ" (នៅពេលដែលចរន្តឆ្ពោះទៅមុខ ចុងស្រូបកំដៅនៃម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុល peltier ក្លាយជាចុងបញ្ចេញកំដៅ) និងរបៀប "ត្រជាក់" (នៅពេលដែលចរន្តបញ្ច្រាស ចុងបញ្ចេញកំដៅក្លាយជាចុងស្រូបកំដៅ) យ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាមួយនឹងពេលវេលាឆ្លើយតបជាធម្មតាតិចជាង 1 វិនាទី។
គុណសម្បត្តិ៖ វិធីសាស្ត្រទូរទឹកកកបែបប្រពៃណី (ដូចជាកង្ហារ និងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់) ពឹងផ្អែកលើចរន្តកំដៅ ឬចលនាមេកានិច ហើយអត្រាកំដៅ និងត្រជាក់ជាធម្មតាតិចជាង 2℃/វិនាទី។ នៅពេលដែល TEC ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងប្លុកលោហៈដែលមានចរន្តកំដៅខ្ពស់ (ដូចជាស្ពាន់ និងយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម) វាអាចសម្រេចបានអត្រាកំដៅ និងត្រជាក់ 5-10℃/វិនាទី ដែលកាត់បន្ថយពេលវេលាវដ្ត PCR តែមួយពី 30 នាទីមកតិចជាង 10 នាទី (ដូចជានៅក្នុងឧបករណ៍ PCR រហ័ស)។
2. ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់៖ ធានាបាននូវភាពជាក់លាក់នៃការពង្រីកសំឡេង
គោលការណ៍៖ ថាមពលទិន្នផល (អាំងតង់ស៊ីតេកំដៅ/ត្រជាក់) នៃម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុលត្រជាក់ទែម៉ូអេឡិចត្រិច ម៉ូឌុលទែម៉ូអេឡិចត្រិច មានទំនាក់ទំនងលីនេអ៊ែរជាមួយនឹងអាំងតង់ស៊ីតេចរន្ត។ រួមផ្សំជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាពដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ (ដូចជាភាពធន់នឹងផ្លាទីន ទែម៉ូកូបល) និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងមតិត្រឡប់ PID ចរន្តអាចត្រូវបានកែតម្រូវតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង ដើម្បីសម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដ៏ច្បាស់លាស់។
គុណសម្បត្តិ៖ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពអាចឡើងដល់ ±0.1°C ដែលខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាពធម្មតានៃអាងត្រជាក់រាវ ឬទូរទឹកកកប្រភេទម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ (±0.5°C)។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពគោលដៅក្នុងដំណាក់កាលចំហេះគឺ 58°C ម៉ូឌុល TEC ម៉ូឌុលទែរម៉ូអេឡិចត្រិច ឧបករណ៍ត្រជាក់ peltier ធាតុ peltier អាចរក្សាសីតុណ្ហភាពនេះបានយ៉ាងស្ថិរភាព ដោយជៀសវាងការភ្ជាប់មិនជាក់លាក់នៃប្រាយម័រដោយសារតែការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព និងបង្កើនភាពជាក់លាក់នៃការពង្រីកយ៉ាងខ្លាំង។
៣. ការរចនាខ្នាតតូច៖ ការលើកកម្ពស់ការអភិវឌ្ឍ PCR ចល័ត
គោលការណ៍៖ បរិមាណនៃម៉ូឌុល TEC ធាតុ peltier ឧបករណ៍ peltier គឺមានតែពីរបីសង់ទីម៉ែត្រការ៉េប៉ុណ្ណោះ (ឧទាហរណ៍ ម៉ូឌុល TEC ទំហំ 10×10 ម.ម ម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ ម៉ូឌុល peltier អាចបំពេញតាមតម្រូវការនៃគំរូតែមួយ) វាមិនមានផ្នែកមេកានិចដែលមានចលនា (ដូចជាពីស្តុងរបស់ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ ឬស្លាបកង្ហារ) ហើយមិនត្រូវការសារធាតុត្រជាក់ទេ។
គុណសម្បត្តិ៖ នៅពេលដែលឧបករណ៍ PCR បែបប្រពៃណីពឹងផ្អែកលើម៉ាស៊ីនបង្ហាប់សម្រាប់ការត្រជាក់ បរិមាណរបស់វាជាធម្មតាលើសពី 50 លីត្រ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍ PCR ចល័តដែលប្រើម៉ូឌុលត្រជាក់កម្ដៅ ម៉ូឌុលកម្ដៅ ម៉ូឌុល peltier ម៉ូឌុល TEC អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹមតិចជាង 5 លីត្រ (ដូចជាឧបករណ៍កាន់ដៃ) ដែលធ្វើឱ្យវាសមស្របសម្រាប់ការធ្វើតេស្តនៅនឹងកន្លែង (ដូចជាការត្រួតពិនិត្យនៅនឹងកន្លែងក្នុងអំឡុងពេលមានជំងឺរាតត្បាត) ការធ្វើតេស្តក្បែរគ្រែគ្លីនិក និងសេណារីយ៉ូផ្សេងៗទៀត។
៤. ឯកសណ្ឋានសីតុណ្ហភាព៖ ធានាបាននូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាក្នុងចំណោមគំរូផ្សេងៗ
គោលការណ៍៖ តាមរយៈការរៀបចំសំណុំអារេ TEC ច្រើនឈុត (ដូចជា TEC ខ្នាតតូចចំនួន 96 ដែលត្រូវគ្នានឹងចាន 96 រន្ធ) ឬរួមផ្សំជាមួយប្លុកដែកចែករំលែកកំដៅ (សម្ភារៈដែលមានចរន្តកំដៅខ្ពស់) គម្លាតសីតុណ្ហភាពដែលបណ្តាលមកពីភាពខុសគ្នានីមួយៗនៅក្នុង TEC អាចត្រូវបានទូទាត់សង។
គុណសម្បត្តិ៖ ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពរវាងអណ្តូងគំរូអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ ±0.3°C ដោយជៀសវាងភាពខុសគ្នានៃប្រសិទ្ធភាពពង្រីកដែលបណ្តាលមកពីសីតុណ្ហភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នារវាងអណ្តូងគែម និងអណ្តូងកណ្តាល និងធានាបាននូវភាពអាចប្រៀបធៀបនៃលទ្ធផលគំរូ (ដូចជាភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃតម្លៃ CT នៅក្នុង PCR បរិមាណ fluorescence ពេលវេលាជាក់ស្តែង)។
៥. ភាពជឿជាក់ និង ភាពងាយស្រួលថែទាំ៖ កាត់បន្ថយការចំណាយរយៈពេលវែង
គោលការណ៍៖ TEC មិនមានផ្នែកដែលពាក់ទេ មានអាយុកាលប្រើប្រាស់លើសពី 100,000 ម៉ោង ហើយមិនតម្រូវឱ្យមានការជំនួសសារធាតុត្រជាក់ជាប្រចាំ (ដូចជា Freon នៅក្នុងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់)។
គុណសម្បត្តិ៖ អាយុកាលជាមធ្យមនៃឧបករណ៍ PCR ដែលត្រូវបានត្រជាក់ដោយម៉ាស៊ីនបង្ហាប់បែបប្រពៃណីគឺប្រហែល 5 ទៅ 8 ឆ្នាំ ខណៈដែលប្រព័ន្ធ TEC អាចពន្យារវាបានលើសពី 10 ឆ្នាំ។ លើសពីនេះ ការថែទាំគ្រាន់តែត្រូវការសម្អាតឧបករណ៍ស្រូបកំដៅ ដែលកាត់បន្ថយការចំណាយប្រតិបត្តិការ និងការថែទាំរបស់ឧបករណ៍បានយ៉ាងច្រើន។
III. បញ្ហាប្រឈម និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពក្នុងកម្មវិធី
ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកមិនល្អឥតខ្ចោះនៅក្នុង PCR ទេ ហើយទាមទារការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពគោលដៅ៖
ចំណុចកកស្ទះនៃការរលាយកំដៅ៖ នៅពេលដែល TEC កំពុងត្រជាក់ កំដៅច្រើនកកកុញនៅចុងបញ្ចេញកំដៅ (ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះពី 95℃ ដល់ 55℃ ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 40℃ ហើយថាមពលបញ្ចេញកំដៅកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់)។ វាចាំបាច់ក្នុងការផ្គូផ្គងវាជាមួយប្រព័ន្ធរលាយកំដៅដែលមានប្រសិទ្ធភាព (ដូចជាឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅទង់ដែង + កង្ហារទួរប៊ីន ឬម៉ូឌុលត្រជាក់រាវ) បើមិនដូច្នោះទេវានឹងនាំឱ្យមានការថយចុះប្រសិទ្ធភាពត្រជាក់ (និងសូម្បីតែការខូចខាតដោយសារការឡើងកំដៅខ្លាំងពេក)។
ការគ្រប់គ្រងការប្រើប្រាស់ថាមពល៖ ក្រោមភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពធំៗ ការប្រើប្រាស់ថាមពល TEC គឺខ្ពស់គួរសម (ឧទាហរណ៍ ថាមពល TEC នៃឧបករណ៍ PCR 96 រន្ធអាចឡើងដល់ 100-200W) ហើយវាចាំបាច់ក្នុងការកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលដែលគ្មានប្រសិទ្ធភាពតាមរយៈក្បួនដោះស្រាយឆ្លាតវៃ (ដូចជាការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពព្យាករណ៍)។
IV. ករណីអនុវត្តជាក់ស្តែង
បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ PCR សំខាន់ៗ (ជាពិសេសឧបករណ៍ PCR បរិមាណ fluorescence ពេលវេលាជាក់ស្តែង) ជាទូទៅបានប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាត្រជាក់ semiconductor ឧទាហរណ៍៖
ឧបករណ៍ថ្នាក់មន្ទីរពិសោធន៍៖ ឧបករណ៍ PCR បរិមាណ fluorescence ចំនួន 96 រន្ធ របស់ម៉ាកជាក់លាក់មួយ ដែលមានការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព TEC ជាមួយនឹងអត្រាកំដៅ និងត្រជាក់រហូតដល់ 6℃/វិនាទី ភាពត្រឹមត្រូវនៃការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព ±0.05℃ និងគាំទ្រដល់ការរកឃើញទិន្នផលខ្ពស់ចំនួន 384 រន្ធ។
ឧបករណ៍ចល័ត៖ ឧបករណ៍ PCR ចល័តជាក់លាក់មួយ (មានទម្ងន់តិចជាង 1 គីឡូក្រាម) ដោយផ្អែកលើការរចនា TEC អាចបញ្ចប់ការរកឃើញមេរោគឆ្លងថ្មីក្នុងរយៈពេល 30 នាទី ហើយវាសមស្របសម្រាប់សេណារីយ៉ូនៅនឹងកន្លែងដូចជាអាកាសយានដ្ឋាន និងសហគមន៍។
សេចក្តីសង្ខេប
ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ទែរម៉ូអេឡិចត្រិច ជាមួយនឹងគុណសម្បត្តិស្នូលបីរបស់វាគឺ ប្រតិកម្មរហ័ស ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ និងការបង្រួមទំហំ បានដោះស្រាយចំណុចឈឺចាប់សំខាន់ៗនៃបច្ចេកវិទ្យា PCR ទាក់ទងនឹងប្រសិទ្ធភាព ភាពជាក់លាក់ និងភាពអាចសម្របខ្លួនបាន ដោយក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារសម្រាប់ឧបករណ៍ PCR ទំនើបៗ (ជាពិសេសឧបករណ៍រហ័ស និងចល័ត) និងលើកកម្ពស់ PCR ពីមន្ទីរពិសោធន៍ទៅកាន់វិស័យអនុវត្តកាន់តែទូលំទូលាយ ដូចជាការរកឃើញនៅនឹងកន្លែង និងការរកឃើញនៅនឹងកន្លែង។
TES1-15809T200 សម្រាប់ម៉ាស៊ីន PCR
សីតុណ្ហភាពចំហៀងក្តៅ៖ ៣០អង្សាសេ
អ៊ីម៉ាក្ស៖ 9.2A
អ៊ុមិច៖ ១៨.៦ វ៉ុល
Qmax：99.5 វ៉ាត់
ដេលតា T អតិបរមា៖ ៦៧ អង្សាសេ
ACR：1.7 ±15% Ω (1.53 ដល់ 1.87 Ohm)
ទំហំ៖ ៧៧ × ១៦.៨ × ២.៨ ម.ម
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៣ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៥
