CN102164674A - 热循环设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热循环设备(10)，该热循环设备（10）包括至少一个样品保持器(11)、至少一个热参考件(12)和至少一个加热和/或冷却设备(13)，加热和/或冷却设备（13）布置于所述样品保持器与所述热参考件之间。所述加热和/或冷却设备与所述样品保持器和热参考件成导热接触。而且，该设备包括至少一个参考件加热和/或冷却设备（14）和散热器（15），该参考件加热和/或冷却设备（14）用于在循环期间将热参考件的温度维持在预定温度水平，该散热器（15）与所述参考件加热和/或冷却设备（14）成导热接触。

Description

热循环设备

技术领域

本发明涉及一种热循环设备，特别地涉及一种用于使物体经受热循环规程的热循环设备。特别地，本发明涉及用于使包含核酸的样品经受如聚合酶链反应规程的热循环规程的热循环设备。

背景技术

热循环设备是用于使物体经受热循环规程（即，以重复方式使物体经受不同温度的循环）的器械。最通常地，这些设备，也被称作热循环仪，用于生命科学实验室中，其中它们用于根据聚合酶链反应（PCR）程序来扩增核酸。热循环仪包括热块，热块具有可放置样品的设施。而且，这种设备包括加热和冷却单元，用于以离散的预定步骤来升高和降低该热块的温度。这些热循环设备的基本原理例如公开于US 5,038,852中。

该设备生成必须要耗散的净热。否则，该设备的总性能将受损，即，会降低冷却和/或加热性能。

因此需要将此过程中生成的过量热摈弃或耗散到散热器内，热从散热器直接地或间接地迁移到环境。这继而意味着散热器将变得比环境显著地更热。

在上述确定的环境中，特别是当涉及设备的最小型化时，散热是一个真正的挑战，因为在高吞吐量实验室环境中、芯片级实验室环境中、高度集成的设备等情况下需要散热。

因此，热循环仪（特别是配备佩尔捷（Peltier）效应的热循环仪）包括较大的散热器，所生成的热耗散到该较大散热器内。这些散热器常常连接到冷却水循环系统，冷却水循环系统被调整到例如30℃的温度。但是，这导致与上文所确定的最小型化需求不兼容的额外器械要求，且意味着高制造成本和操作期间更多的维护工作。

而且，在许多应用中，期望加速热循环过程。但是，在PCR规程中，例如，不能简单地缩短以给定温度发生的不同步骤（例如，复性（annealing）、延伸和变性）的持续时间，因为这些与过程的效率相关。加速该过程的唯一选择是缩短设备从一个步骤切换到另一个步骤（即相应地将其中包含样品的样品保持器加热或冷却到下一温度水平）所需的时间。包括佩尔捷效应的元件的热循环仪也遭遇此问题。由于这些设备的有限的加热和冷却性能，在这些热循环仪中，加热或冷却样品保持器所需的时间相当长，即，所谓的“热斜坡”不是很陡。

付出了很多的努力来解决这个问题。一种办法是减小样品保持器的热容量，且增强样品保持器的导热率以及增强样品保持器与冷却和/或加热设备之间的导热率。另一办法是提供带有隔热盖的样品保持器。但是，所有这些方案都未能完全满足与热循环过程速度相关的要求。

WO 2006/105919公开了一种对多个样品同时进行热循环的设备，其包括热块、至少一个热泵，散热器、控制单元和热基座，热基座与所述散热器以及所述热泵进行热接触。热基座是蒸气腔室设备，特别是用于运输和分配热的热管。与散热器组合地使用热基座改进了散热且帮助缩短处于热循环规程范围内的冷却步骤所需的时间。

但是，所述热基座仅促进由散热器所进行的散热。缺点在于，这种效果是单向的，仅影响到散热器的散热。另一缺点在于，仅可以以“接通”或“断开”热基座的方式来控制热基座。因此，此热基座只是无源工作的耗散设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热循环设备，用于使样品经受热循环过程，特别是经受聚合酶链反应。

利用根据独立权利要求的设备来满足这个目的。附属权利要求提供优选的实施例。

在详细描述本发明之前，应了解本发明并不限于所述设备的特定组成构件或所述方法的特定过程步骤，因为这些设备和方法可变更。还应了解，在给出由数值限定的参数范围的情况下，该参数范围被认为包括这些限制值。

根据本发明，提供一种热循环设备，其包括至少一个样品保持器、至少一个热参考件，和至少一个加热和/或冷却设备。加热和/或冷却设备布置于所述样品保持器与所述热参考件之间，且与所述样品保持器和热参考件成导热接触。而且，该设备包括至少一个参考件加热和/或冷却设备和散热器，该参考件加热和/或冷却设备用于在循环期间维持热参考件的温度在预定温度水平，该散热器与所述温度控制装置成导热接触。

附图说明

图1示出热循环设备。

图2示出不同实施例的热循环设备。

图3A示范性地示出PCR热循环规程。

图3B示出相同的PCR热循环规程。但在此情况下，将热参考件（灰色水平杆）的温度水平调整到低于复性温度与变性温度之间的算术平均数但仍高于复性温度的值。

具体实施方式

如本文所用的术语“样品保持器”是指能接纳样品（例如包括核酸的生物样品）的设备。这些样品可包含于专用容器中，如微反应管或微量滴定板。

如本文所用的术语“热循环规程”是指至少一个样品保持器和其中所包含的样品分别被重复地加热和/或冷却到至少两个不同温度水平的规程。

为此目的，在优选实施例中，加热和/或冷却设备配备有微处理器控制单元和存储器，在存储器中存储有热循环规程。

在优选实施例中，加热和/或冷却设备是热电设备。此可例如为热离子发射设备。在另一优选实施例中，热电设备是热隧道（thermotunnel）冷却设备。在另一优选实施例中，热电设备是热泵。

但在一特别优选实施例中，加热和/或冷却设备是佩尔捷效应元件。同样，用于热参考件的至少一个参考件加热和/或冷却设备可优选地包括至少一个热电设备，更优选地包括至少一个佩尔捷效应元件。

根据本发明的一实施例，该设备可包括布置于样品保持器与热参考件之间的至少一个加热和/或冷却设备。根据本发明的一优选实施例，该设备可包括布置于样品保持器与热参考件之间的多个加热和/或冷却设备。在此实施例中，加热和/或冷却设备优选地为多个单独的佩尔捷效应元件。这可提供以下优点：样品保持器的单个腔室可独立地受到温度控制以进一步最优化热循环过程。

常常被称作热电热泵或者热电冷却器的佩尔捷效应元件为固态有源热泵，其从设备的一侧向另一侧传热。在优选实施例中，这种设备包括由Al₂O₃制成的两个陶瓷板，在它们之间安置由p掺杂和n掺杂半导体（优选地选自Bi₂Te₃、Sb₂Te₃、Bi₂Se₃和诸如此类的材料）制成的小立方体，其以交换模式分别在其顶部或底部利用金属桥相互连接。

根据本发明的设备可提供参考件加热和/或冷却设备以用于控制热参考件的温度。根据本发明的优选实施例，根据本发明的设备提供参考件加热和/或冷却设备以在循环期间将热参考件的温度维持在预定温度水平。因此在循环期间可向加热和/或冷却设备提供恒温参考。

在加热和/或冷却设备是佩尔捷效应元件的情况下，其一侧与样品保持器相邻且另一侧与热参考件接触，该另一侧在循环期间将经历恒温，而与热循环的实际状态无关，即，与样品保持器是被加热还是被冷却无关。根据本发明的设备因此提供加热和/或冷却设备更好性能的条件，特别是在加热和/或冷却设备是佩尔捷效应元件的情况下。

在热循环规程的最终阶段，当样品保持器被冷却到用于储存样品的低温（优选地在大约0℃，更优选地在0℃至10℃之间或者在4℃与8℃之间）时，可降低热参考件的参考温度。根据本发明的设备可提供参考件加热和/或冷却设备，用于在储存期间将热参考件的温度维持在预定温度水平。在储存期间可向加热和/或冷却设备提供恒温参考。优选地，在储存期间的恒温参考值低于在循环期间的恒温参考值。

根据本发明的设备可因此提供参考件加热和/或冷却设备，用于在循环期间将热参考件温度维持在预定温度水平，且在储存期间将热参考件温度维持在预定温度水平。

上述参考件加热和/或冷却设备因此能提供用于有源地将热参考件的温度维持在预定水平的设备，即使在热或冷从所述加热和/或冷却设备耗散到所述热参考件内的情况下也是如此。

可改变热参考件的温度。一般而言，优选地，在循环期间，使热参考件维持在预定温度水平。这意味着热参考件具有恒温，而与样品保持器被加热或冷却的事实无关。

另外优选地，在储存期间使热参考件维持在另一预定温度水平。在储存期间的温度水平优选地比循环期间的温度水平更低。

根据本发明，提供一种热参考件，其可在任何时候受到温度控制。根据本发明的设备可提供过程效率改进。特别是斜坡速度的增加和/或能量使用的减少可对过程效率作出贡献。

根据本发明的一优选实施例，热参考件可用作“热缓冲器”，热可储存于该热缓冲器中，否则热会从设备经由散热器耗散掉。优选地，所储存的热可用于处理热负荷的时间变化以防止加热和/或冷却设备（特别是佩尔捷效应的设备）需要处理该时间变化。在此情况下，热参考件或热缓冲器可用作“时间缓冲器”。另外优选地，所储存的热可用于加热另一样品保持器。举例而言，热参考件可通过将热分配到异步循环加热和/或冷却设备（特别是佩尔捷效应元件）处而均衡热负荷的空间分布。在此情况下，热参考件或热缓冲器可用作“空间缓冲器”。

根据本发明的设备可提供对样品保持器和样品更快速和/或更高效的温度控制。特别有利的是，可减少设备的总散热。

在优选实施例中，该设备包括散热器，散热器与所述参考件加热和/或冷却设备成导热接触。所述参考件和/或冷却设备主要迁移待耗散的热。为此目的，需要散热器。但是，参考件加热和/或冷却设备也可从散热器吸热，例如当所有样品和/或样品保持器被同时加热时。

散热器可例如为常规散热器，即，翅片式冷却器。翅片式冷却器可视情况配备风扇。在另一实施例中，所述散热器可包括冷却水循环系统。

在另一优选实施例，热参考件，至少一个样品保持器和/或散热器包括至少一种高导热材料，该高导热材料优选地选自铜、银和/或铝，和/或陶瓷、包括前述材料的金属陶瓷和/或合金，特别优选地选自铜和/或铝，和/或陶瓷、包括前述材料的金属陶瓷和/或合金。这个特点是有益的，以加速样品保持器和包括于其中的样品的加热和/或冷却。

热参考件的热容量取决于应用。而且，优选地该设备包括用于将热参考件的温度水平调整和/或维持在热循环规程的至少两个不同温度水平之间的值的装置。这意味着，倘若执行一热循环规程（其中样品保持器重复地经受三个不同的温度水平（例如，66℃、70℃和94℃）），则热参考件的温度水平例如会受控为处于所述规程的两个极值之间的值。因此，在待由加热和/或冷却设备来桥接的样品保持器与热参考件之间的热差距或温差（ΔT）（即这样一种温差，加热和/或冷却设备必须在该温差范围泵送热）被降至最小。此导致加热和/或冷却设备能量消耗减少，这特别有益于实验室应用，因为其允许缩减相应电源，这导致电源散热减少。

在其它实施例中，第一温度可例如采用56℃而不是66℃。

而且，这导致由加热和/或冷却设备生成的热减少，且导致散热需要降低。这继而允许散热器减小。

该设备可提供更少的能量使用，更少的能量使用可提供更少的传热和/或缩减电源的可能性。该设备需要更少的空间，其可特别有益，特别是在实验室中。此外，缩减电源可导致减少的传热。低温可提供无须风扇的优点。

可缩短过程时间，特别地可提高温度斜坡速度。一般而言，该设备可提供增加的效率。

在优选实施例中，将热参考件的温度水平调整和/或维持在接近热循环规程中相继采用的两个不同温度水平之间的算术平均数的值。在上述实例中，可控制所述热参考件的所述温度水平为大约80℃。在其它实例中，优选地，热参考件的温度水平也可被控制为大约70℃。

在另一优选实施例中，将热参考件的温度水平调整和/或维持在低于热循环规程中相继采用的两个不同温度水平之间的算术平均数但高于所述两个不同温度水平的较低水平。此优选实施例是特别有益的，因为其进一步减少该设备的散热和能量消耗。这是由于维持样品保持器与参考件之间正温度差距（样品保持器减去参考件温度）比维持负温度差距需要更少的热的事实所致。

倘若热参考件的所述温度水平被控制到大约70℃，那么为了将样品保持器冷却到66℃的温度，加热和/或冷却设备将必须桥接-4℃的热差距（ΔT）。与此相反，为了将样品保持器加热到94℃的温度，加热和/或冷却设备将必须桥接+24℃的热差距（ΔT）。

在选择56℃为第一温度水平的情况下，为了冷却样品保持器，加热和/或冷却设备将必须桥接-14℃的热差距（ΔT）。

在无所述热参考件的情况下，热差距将取决于周围温度和其自身的冷却或加热过程。在某些情况下，这将导致过程不可桥接或者至少能量低效。因此一个主要优点在于，可选择热间距且因此根据如能量、速度和/或大小的不同标准来最优化。

另一优点在于，可通过使用热参考件而加速加热和冷却步骤的速度，该热参考件具有优选地在热循环规程的至少两个不同温度水平之间的温度，更优选地，因为热差距（ΔT）被减小，该热参考件具有接近温度循环范围中心的温度。维持较大温度差距造成更多的热从热侧“泄漏”到冷侧，因此，需要更大的电流来补偿此热泄漏。更高电流需要更大的电功率输入（例如由于佩尔捷效应设备的内电阻所致）和因此更大的电源，更大的电源在空间和成本方面要求较高，且其耗散更多的热，所有这些使得这种设备不利于上文所述的应用。

在另一优选实施例中，将热参考件的温度水平调整和/或维持为更低的值，例如在热循环规程提供0℃与10℃之间的温度值的情况下，特别是当涉及被扩增的产品扩增后的储存时，该更低的值接近周围温度。

如本文所用的“周围温度”是指在紧邻设备周围的温度。在使用温度为大约40℃的水冷却设备的某些情况下，在上述意义中的“周围温度”因此可采用40℃的值。在使用室温的空气冷却的其它情况下，上述意义中的“周围温度”因此可采用例如25℃的值。

优选地，在储存期间，热参考件的温度水平可被控制为大约40℃。在其它实例中，优选地，在储存期间，热参考件的温度水平也可被控制为大约25℃。

优选地，根据本发明的热循环设备是用于核酸扩增的热循环仪。同样，本发明涉及将根据本发明的热循环设备用于核酸扩增的用途。

如本文所用的术语“核酸”是指DNA和RNA。优选地，其指血浆DNA、基因组DNA、病毒DNA、线粒体DNA和cDNA，以及mRNA、dsRNA、siRNA、miRNA、rRNA、snRNA、t-RNA和hnRNA。

在本发明的范围内，本领域技术人员已知的所有核酸扩增都可适用，例如聚合酶链反应（PCR）、连接酶链反应（LCR）、聚合酶连接酶链反应、Gap-LCR、修复链反应（RCR）、链置换扩增（SDA）、转录介导扩增（TMA）、循环探针技术反应（CPT）或Qβ复制酶测定。

用于核酸扩增的最优选的方法是聚合酶链反应（PCR）。此方法的基本概念在US 4,683,202中公开，该专利的内容以引用的方式结合到本文中。

在PCR过程中，应用热循环规程，其例如包括以下温度水平：

A)变性温度：94-96℃。在此温度，在双链核酸分子（包括被杂交的引物）的两个链之间的氢键被释放，得到两个单链。基本而言，更高的温度将导致更快变性（也被称作“熔解”，且在本文中同义地使用），但聚合酶（“Taq聚合酶”）将在较高温度分解。

B)复性温度：50-70℃。在此温度，发生引物的复性（即，序列特异性杂交）。最佳温度取决于引物的AT/GC含量；富含AT的引物需要低复性温度，而富含GC的需要高复性温度。

C)延伸温度：60-75℃。在此温度，发生延伸过程。所选温度取决于相应聚合酶的最佳温度。

D)储存温度：0-10℃。一旦完成了扩增循环，样品被冷却到低于10℃的温度用于储存，以便防止所扩增的核酸解离（disintegration）。

PCR的热循环规程例如包括以下步骤：

在温度水平A-C（其根据扩增规程进行重复）期间，热参考件的温度维持在复性温度与变性温度之间的温度。

优选地，热参考件的温度维持在复性温度与变性温度之间算术平均数的温度值。

在又一优选实施例中，热参考件的温度维持在相对于变性温度更接近复性温度的温度。这是由于使用热电装置加热比使用热电装置冷却需要更少散热的事实所致。

在步骤D中，热参考件的温度维持在延伸温度与储存温度之间的温度。优选地，在此情况下，热参考件的温度维持在周围温度。

这种装置的其它潜在用途可例如包括材料测试，即，使测试样本经受给定温度循环以测试加速老化性能。根据本发明的设备的其它可能用途包括用作孵化设备、细胞培养设备、发酵设备、生物反应器等的用途。

而且，本发明提供一种利用根据上述发明的设备使至少一个样品经受热循环过程的方法，其中在循环期间将热参考件的温度水平调整和/或维持在预定温度水平。所述样品优选地为包括核酸的生物样品。热循环规程优选地为PCR规程。关于此过程的细节和优点，参考上述说明。

在优选实施例中，将热参考件的温度水平被调整和/或维持为热循环规程的至少两个不同温度水平之间的值。

在又一优选实施例中，在热循环规程提供0℃与10℃之间的温度值的情况下，将热参考件的温度水平调整和/或维持为接近周围温度的值。

在从属权利要求中公开了本发明的额外细节、特点、特征和优点，附图和相应附图的下文描述和实例以示范性方式示出根据本发明的细胞溶解和/或混合设备、或微流体设备的优选实施例。但是，绝不应认为这些附图限制本发明的范围。

图1示出热循环设备10，热循环设备10包括样品保持器11、热参考件12和加热和/或冷却设备13，加热和/或冷却设备13布置于所述样品保持器11与所述热参考件12之间。加热和/或冷却设备13包括佩尔捷效应元件，佩尔捷效应元件与样品保持器11和热参考件12成导热接触。佩尔捷效应元件13线连接到控制单元，控制单元具备电源（在图1中未示出），且其被选择为使得其能使样品保持器经受热循环规程，该热循环规程包括至少两个不同温度水平。

而且，该设备包括可用于在循环期间将热参考件12的温度维持在预定温度水平的参考件加热和/或冷却设备14。包括另一佩尔捷效应元件的参考件加热和/或冷却设备14与散热器15成导热接触。散热器15经由两个配件16连接到水冷却循环。佩尔捷效应元件14线连接到另一控制单元，该另一控制单元具备电源（在图1中未示出），且其被选择为使得其能使热参考件12的温度在循环期间维持在预定温度水平。

样品保持器11被设计成使得其可接纳微反应管17，微反应管17例如包括生物样品。

图2示出不同实施例的热循环设备20，该热循环设备20包括带隔热容器的样品保持器21、热参考件22和多个加热和/或冷却设备23，多个加热和/或冷却设备23布置于所述样品保持器21与所述热参考件22之间。加热和/或冷却设备23包括单独的佩尔捷效应元件，其与样品保持器21的不同隔热容器和热参考件22成导热接触。佩尔捷效应元件23线连接到控制单元，该控制单元具备电源（在图2中未示出），且其被选择为使得其能使样品保持器21的不同隔热容器经受单独的热循环规程，该热循环规程包括至少两个不同的温度水平。

而且，该设备包括参考件加热和/或冷却设备24，以用于在循环期间将热参考件22的温度维持在预定温度水平。参考件加热和/或冷却设备24包括另一佩尔捷效应元件，其与散热器25成导热接触。散热器25经由两个配件26连接到水冷却循环。佩尔捷效应元件24线连接到另一控制单元，该控制单元具备电源（在图2中未示出），且其被选择为使得其能使热参考件22的温度在循环期间维持在预定温度水平。

样品保持器21被设计成使得其可接纳微反应管27，微反应管27例如包括生物样品。通过提供对样品保持器21的不同隔热容器进行单独加热和/或冷却的选择，可向包含于微反应管中的不同样品提供单独的热循环规程。这例如是复用PCR方案所需的，其中使用不同的引物，该不同引物可具有不同的AT:GC含量或其长度改变，或者其中扩增的核酸的长度改变。这些复用的RCR方案因此需要不同的复性温度、不同的复性时间和/或不同的延伸和/或变性时间。

图3A示范性地示出PCR热循环规程。为了清楚起见，仅示出三个扩增循环。通常，热循环范围数量在10与100之间。热循环包括处于90℃的主要变性步骤。其中，在互补核苷酸之间的氢键被释放且双链核酸分子转变成两个单链分子。然后，开始扩增循环，其包括随后的复性、延伸和变性步骤。

复性在相对较低的温度（在66℃或56℃）发生，在此温度发生引物到单链核酸分子的复性（即，序列特异性杂交）。但是，最佳温度取决于引物的AT/GC含量；富含AT的引物需要低复性温度，而富含GC的引物需要高复性温度。

在本实例中，延伸发生于70℃的温度。在此步骤中，耐热聚合酶将单链核酸分子用作模板，且在将引物的3’-末端用作起点时，将与模板的相应核苷酸互补的耦合核苷酸耦合到引物。但所选温度取决于相应聚合酶的最佳温度。最常用的聚合酶，Taq聚合酶，在70℃的温度最佳地延伸。每一千个碱基对，这个步骤大约花费一分钟。之后，施加新变性步骤。

在所选的循环次数被确定之后，发生最终延伸步骤，其持续比之前延伸步骤更长的时间。这个步骤用于确保任何剩余的单链核酸被完全延伸。

之后，样品被冷却到低于10℃的温度用于储存，以便防止所扩增的核酸解离。

在扩增过程中，热参考件（灰色水平杆）的温度水平被调整接近在复性温度（66℃）与变性温度（94℃）之间的算术平均数的值，即，80℃。这意味着为了将样品保持器冷却到66℃的温度以进行复性，佩尔捷效应设备必须桥接-14℃的热差距（ΔT），而为了将样品保持器加热到94℃的温度，加热和/或冷却设备必须桥接+14℃的热差距（ΔT），如由箭头所示。

在复性温度为56℃的情况下，将热参考件的温度水平调整到较低值，例如，75℃，该温度也为在复性温度与变性温度之间算术平均数 。

图3B示出相同的PCR热循环规程。但是，在此情况下，将热参考件（灰色水平杆）的温度水平调整到低于复性温度与变性温度之间的算术平均数但仍高于复性温度的值。在此情况下，将热参考件的温度水平调整到等于延伸温度的值，即，72℃。

此实施例是有益的，因为其进一步减少该设备的散热和能量消耗。这是由于佩尔捷效应设备的加热性能总是优于冷却性能的事实所致。在图3B的实例中，佩尔捷效应设备必须桥接-6℃的热差距（ΔT）以将该样品保持器冷却到66℃以进行复性。与此相反，为了将样品保持器加热到94℃的温度，加热和/或冷却设备将必须桥接+22℃的热差距（ΔT）。热差距由箭头表示。

在复性温度为56℃的情况下，将再次调整热参考件的温度水平到较低值，例如66℃。这也是由于佩尔捷效应元件在加热方面比冷却方面更有效的现实所致。

在两种情况下，用于冷却的热差距（相应地为-6℃或-10℃）比用于加热的热差距（相应地为+22℃或+28℃）更小。因此，所述温度水平的布置解释了佩尔捷效应元件在冷却方面比加热方面效率更低的现实。

所公开的实施例的另外的变型可由本领域技术人员在实践所主张的本发明时，通过学习附图、公开内容和所附权利要求书而理解和实施。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件且不定冠词“一”并不排除为多个。在相互不同的附属权利要求中陈述特定措施的简单事实并不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。在权利要求书中的任何附图标记不应被理解为限制其范围。

在上述具体实施例中的元件和特征的特定组合只是示范性的；这些教导与本文中的其它教导以及以引用的方式结合到本文中的发明/申请之间的互换和替代也明确地构想到。但本领域技术人员应认识到，在不偏离本发明所主张的精神和范围的情况下，本领域技术人员可认识到本文所述内容的变化、修改和其它实施方式。因此，前文的描述只是实例性且并不旨在限制。本发明的范围在权利要求书和其等同物中限定。而且，在说明书和权利要求书中所用的附图标记并不限制本发明所主张的范围。

Claims (8)

1. 一种热循环设备（10），其包括：

A)至少一个样品保持器（11）；

B)至少一个热参考件（12）；

C）至少一个加热和/或冷却设备（13），其布置于所述样品保持器与所述热参考件之间，且与所述样品保持器和所述热参考件成导热接触，

D)至少一个参考件加热和/或冷却设备（14），其用于在循环期间将所述热参考件的温度维持在预定温度水平；以及

E）散热器（15），其与所述参考件加热和/或冷却设备（14）成导热接触。

2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个加热和/或冷却设备（13）和/或所述至少一个参考件加热和/或冷却设备（14）包括至少一个热电设备，优选地包括至少一个佩尔捷效应元件。

3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述热参考件，所述至少一个样品保持器和/或所述散热器包括至少一种高导热材料，该高导热材料优选地选自铜、和/或铝、和/或陶瓷、包括前述材料的金属陶瓷和/或合金。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备是用于核酸扩增的热循环仪，优选地是用于执行聚合酶链反应的热循环仪。

5. 一种将根据前述权利要求中任一项所述的设备用于核酸扩增的用途，优选地是用于执行聚合酶链反应的用途。

6. 一种利用根据前述权利要求中任一项所述的设备使至少一个样品经受热循环过程的方法，其中在循环期间将热参考件的温度水平调整和/或维持在预定温度水平。

7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将热参考件的温度水平调整和/或维持在位于热循环规程的至少两个不同温度水平之间的值。

8. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述热循环规程提供在0℃与10℃之间的温度值的情况下，将所述热参考件的温度水平调整和/或维持在接近周围温度的值。

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