CN108315252B - 一种光控芯片反应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光控芯片反应系统，包括红外光源、红外光学投影模块、光路控制模块、芯片及芯片夹具、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块以及实施模块；红外光学投影模块连接光路控制模块；红外光源通过光路控制模块选择通过波长以及投射在芯片上的光斑形状；芯片固定在芯片夹具中，芯片上设有微通道，连接试剂供给模块；芯片还连接实施模块，实施模块连接操作控制模块；温控模块连接芯片；还包括与各模块连接的计算机控制系统。本发明利用芯片分区和红外线能够通过辐射传递能量的特性，在不移动芯片的前提下，原位对待加热物体加热，避免芯片移动造成的工作位点错位，可以减少芯片反应系统的错配率，并且提高芯片反应的自动化程度。

Description

一种光控芯片反应系统及方法

技术领域

本发明属于医药生物技术领域，尤其是涉及一种光控芯片反应系统及方法。

背景技术

合成生物学在解决生物医药、清洁化工、生物能源、生物材料、环境保护以及生物反恐等方面的重大挑战性问题中表现十分突出，因此愈来愈受到关注。甚至有人预言合成生物学有可能引爆新一轮的产业技术革命。

作为合成生物学发展的基石，人工合成基因(DNA)技术自然成为研发的焦点。目前人工合成DNA的方法原理上基本相同，从头合成寡核苷酸(oligo)，再通过酶促反应将寡核苷酸序列连接形成完整基因序列(DNA)。

获得oligo的方式有柱式和芯片(Oligo Microarray)两种方式。特别是后者，合成通量非常高，oligo密度可达每张芯片几十万条。其相关产品多用于生物探针、检测，但是这些oligo拼接为DNA则需要人工将oligo从芯片上洗脱下来，再用酶的方法连接为DNA。具体来说，通过设计使oligo片段有互补碱基，利用聚合酶通过overlapPCR连接，也可以通过设计酶切位点，利用限制性内切酶和连接酶进行连接。

从芯片上洗脱oligo得到的是几万、甚至几十万条oligo的混合物，合成一条基因仅仅需要其中的百余条oligo。在几十万条oligo中匹配百余条oligo顺序拼接，错配率十分高。但是，选取部分oligo洗脱、分装操作起来难度大，成功率低。基于这些考虑，最有效的方法是在芯片上原位组装DNA，在合成之前就将需要合成为一条DNA的oligo设计分布在一个区域内，通过芯片的微结构将各个区域分割。在各自区域内进行独立切割oligo、原位组装DNA。这不但可以提高DNA的合成通量，也可以降低合成的错配率。

oligo拼接为DNA必须使用到酶，无论是聚合酶、限制性内切酶还是连接酶都需要温度控制，为酶创造工作条件。通常使用的热循环加热方式是金属加热器加热耐热载体(epp管、深孔板、芯片等)、再启动风扇降温。但是，金属加热器不适于集成在芯片oligo合成仪上。比如，光控合成仪中，金属加热器与芯片集成在一起会影响光传播，出现光的折射和散射导致芯片大面积合成错误；喷墨合成仪中，金属加热器与芯片集成在一起会妨碍喷头正常工作。

而且，在以上的步骤中从芯片上洗脱收集oligo、配反应体系、转移到基因扩展仪中反应都需要操作员手工完成，这就意味着DNA的合成通量受人力的影响，并且存在人为误差。

综上所述，只有将加热模块、合成模块与分区芯片集成在一起才可以完成原位组装DNA，这就需要寻找新的芯片设计、新的加热方式、新的集成方式，实现高通量、低错配、高自动化的合成DNA。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种光控芯片反应系统，以克服现有技术由于在反应过程中芯片加热时需要移动，从而引起的工作位点错位和在该过程中过度依赖人工的缺点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种光控芯片反应系统，包括红外光源、红外光学投影模块、光路控制模块、芯片及芯片夹具、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块以及实施模块；

所述红外光学投影模块连接光路控制模块；

所述红外光源通过光路控制模块选择通过波长，以及投射在芯片上的光斑形状；

所述芯片固定在芯片夹具中，所述芯片上设有微通道，与试剂供给模块连接；

所述芯片还连接反应所需的实施模块，所述实施模块连接操作控制模块；

所述温控模块连接芯片；

所述红外光源、温控模块、光路控制模块、试剂供给模块、操作控制模块均通过信号处理电路连接计算机控制系统，所述信号处理电路用于将各模块的数据发送到计算机控制系统中，并反馈信号给各模块，控制各模块工作。

进一步的，所述计算机控制系统连接显示器，所述计算机控制系统内设有处理器。

进一步的，所述芯片采用分区结构，由两片芯片组成封闭芯片，单一芯片为开放芯片，芯片具有井形微结构，用来充当拼接DNA的反应池，在井形微结构的底部规则分布反应点。

进一步的，所述光路控制模块包括光学元器件、电控光学元器件、微处理器/PLC及驱动电路，微处理器/PLC用于输出下级电路的驱动信号。

进一步的，所述温控模块包括温度传感器、风扇、微处理器/PLC及驱动电路，温度传感器用于实时采集温度数据，风扇用于降温；微处理器/PLC用于数字化采集到的温度数据、与计算机控制系统交互数据、输出下级电路的驱动信号。

进一步的，所述试剂供给模块包括动力部分和连接管路，动力部分可以选用蠕动泵、电磁泵、气动配合阀门工作。

进一步的，所述操作控制模块用于驱动实施模块，包括微处理器/PLC、驱动电路。

进一步的，所述实施模块包括光控结构实施模块和喷墨结构实施模块，所述光控结构实施模块包括紫外光源和紫外光学投影模块，所述紫外光源连接信号处理电路，所述紫外光源通过光路控制模块选择通过波长，以及投射在芯片上的光斑形状。

进一步的，所述喷墨结构实施模块包括喷墨打印头和定位装置，喷墨打印头在定位装置的驱动下到达芯片的指定位点喷射微量试剂，在芯片表面合成oligo。

相对于现有技术，本发明所述的一种光控芯片反应系统具有以下优势：

本发明提供一种光控芯片反应系统，利用芯片分区和红外线能够通过辐射传递能量的特性，在不移动芯片的前提下，原位对待加热物体加热，避免芯片移动造成的工作位点错位，可以减少芯片反应系统的错配率，并且提高芯片反应的自动化程度。

本发明的另一目的在于提出一种光控芯片反应方法，以克服现有技术由于在反应过程中芯片加热时需要移动，从而引起的工作位点错位和在该过程中过度依赖人工的缺点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种光控芯片反应方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)将芯片固定于芯片夹具中，将红外加热模块和实施模块分别置于芯片两侧；

(2)根据合成的DNA数量和结构设计芯片oligo排布及设置合成参数、测量溶液的红外光谱及确定使用的波长、设置拼接DNA的工作步骤及参数；

(3)将数据控制系统根据oligo合成参数循环开启实施模块在芯片上合成oligo库，并完成切割使同一条基因的oligo保存在同一个井形微结构中；

(4)启动试剂供给模块通过芯片注入孔为芯片注入事先配好的混合溶液，在井形微结构内建立反应体系；

(5)启动红外加热模块，开启红外光源，温度传感器实时采集温度数据T_n，离散后的T_n与温度阈值T_0n±Δ_n比较，当T_n落在T_0n±Δ_n范围内开始计时Tim_n，一旦Tim_n大于时间阈值Tim_0n，计算机控制系统发送指令关闭红外光源；

(6)计算机控制系统根据工作流程进行下一轮程序，或降温、或结束。

本发明所述的一种光控芯片反应方法与上述一种光控芯片反应系统的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电磁波频谱图；

图2为本发明实施例所述的红外线辐射衰减原理图；

图3为本发明实施例所述的光控芯片反应系统结构示意图；

图4为本发明实施例所述的光控结构示意图；

图5为本发明实施例所述的喷墨结构示意图；

图6为本发明实施例所述的红外加热步骤工作流程图；

图7为本发明实施例所述的封闭芯片结构的示意图；

图8为本发明实施例所述的开放芯片的结构示意图。

附图标记说明：

1-红外光源；2-红外光学投影模块；3-芯片夹具；4-芯片；5-实施模块；6-紫外光学投影模块；7-紫外光源；8-喷墨打印头；9-第一芯片；10-注入孔；11-第二芯片；12-微通道；13-井形微结构；14-反应点。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明要解决的问题是克服现有技术由于在反应过程中芯片加热时需要移动，从而引起的工作位点错位和在该过程中过度依赖人工的缺点，提供一种光控芯片反应系统，利用芯片分区和红外线能够通过辐射传递能量的特性，在不移动芯片的前提下，原位对待加热物体加热，避免芯片移动造成的工作位点错位，可以减少芯片反应系统的错配率，并且提高芯片反应的自动化程度。

为解决上述技术问题，本发明提成一种光控芯片反应系统，如图3所示：

包括红外光源1、光路控制模块、芯片4及芯片夹具3、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块。芯片4固定在芯片夹具3中，芯片4上有微通道12与试剂供给模块相通；红外光源1通过光路控制模块选择通过波长，以及投射在芯片4上的光斑形状；温控模块包括温度传感器、风扇、微处理器/PLC及驱动电路，温度传感器置于待加热物体表面或内部，与温控模块配合控制温度。芯片4另一侧为反应所需的实施模块5，具体形式由芯片4反应的具体机理决定。光控芯片反应系统还包括计算机控制系统，计算机控制系统通过信号处理电路与红外光源1、光路控制模块、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块相连，所述信号处理电路内设有处理器。

其中，光路控制模块包括光学元器件、电控光学元器件、微处理器或PLC及驱动电路。微处理器或PLC用于输出下级电路的驱动信号，比如：快门驱动信号、滤光片选择信号、等。光学元器件用于对波长选择、光路整形。

温控模块包括温度传感器、风扇、微处理器或PLC及驱动电路。温度传感器用于实时采集温度数据；风扇用于降温；微处理器或PLC用于数字化采集到的温度数据、与控制系统交互数据、输出下级电路的驱动信号等。

试剂供给模块包括动力部分和管路。动力部分可以选用蠕动泵、电磁泵、气动等配合阀门的形式。原则上对于红外加热模块，任何一种动力模式都可以满足。但是不同的合成模块对动力模式有一定的要求，比如：喷墨合成方法优先选用气动法，而光控合成法和微流控法优先使用蠕动泵、或者电磁泵。管路设计根据流量需求选择单向阀、分流阀、管路直径等阀件。另外，管路必须选用与反应试剂不会发生反应的稳定材质，比如硅胶管、四氟管等。

操作控制模块是合成实施模块的驱动部分，包括微处理器或PLC、驱动电路。不同的合成实施模块对应不同的操作控制模块：光控合成模块对应的是DMD和紫外光源的控制电路；喷墨合成方法对应的是对喷墨打印头的控制电路。

微处理器或PLC使用型号不唯一，且与各模块的连接都是现有连接方式。

热传递主要有三种方法：导热、对流和辐射。最常见的加热方式是通过燃烧燃料或电能转化进行加热，物体外部受热产生热量并通过热空气对流或是导热的方式来传递到待加热物体中。而红外线传递热能是通过电磁波辐射的形式产生的，红外波长的范围在可见光和微波之间，分为近红外(NIR)、中红外(MIR)和远红外(FIR)三个波段，如图1所示，相对应的光谱范围为0.75～1.40，1.4～3.0和3～1 000μm。

红外加热的实质就是红外线辐射传热过程，红外线作为一种电磁波，有一定的穿透性，能够通过辐射传递能量。当物体受到红外线照射时，会发生反射、吸收、穿透的现象，如图2所示。当辐射的远红外线波长和被加热物体的吸收波长一致时，被加热的物体吸收远红外线，这时，物体内部分子和原子发生“共振”——产生强烈的振动、旋转，而振动和旋转使物体温度升高，达到了加热的目的。判断红外加热是否有效，主要是通过红外线被物体所吸收的程度来决定的，物体吸收红外线的量越大，加热的效果越好。

反应溶液一般是由不同的生化分子、生物高分子、无机盐和水组成的复杂的混合物。由于每种成分的组分、结构以及表面状态都不一样，所以它们对红外线的吸收也不一样，每种反应溶液都拥有自己的红外吸收范围。通过研究发现，每种反应溶液的红外吸收范围主要是其内部成分的红外吸收范围互相叠加的结果。由于反应溶液所含的各种成分对不同波长的红外线吸收不同，并且各成分所吸收的红外线的波段并不互补，而是相互重叠，所以整体来说，反应溶液对各波段的红外线吸收程度不同，即反应溶液成分对红外射线的吸收具有选择性。

本发明中使用红外辐射直接加热芯片通道中的待加热溶液，或者加热芯片再由芯片加热通道中的溶液。当直接加热溶液时，选择的芯片要尽可能少的吸收红外线，特别是待加热溶液吸收谱段的红外线，减少该谱段红外线的在芯片中的损耗，可选择的芯片有特种石英玻璃(比如电熔石英玻璃)、COC等。当采用加热芯片、间接加热溶液时，可以选用对红外吸收效率高的芯片。例如，特种石英玻璃(比如氢氧焰熔制水晶所获得的石英玻璃)、增加高效红外吸收和能量转换涂层的芯片、等。

使用红外辐射加热，需要根据待加热溶液或者芯片的吸收波长选择辐射波长。而待加热溶液和芯片的吸收波长主要集中在中、长波红外辐射。要实现多光谱吸收，在系统的辐射光源选择上，需要满足中、长波红外出射光的要求。可以选用的红外加热源有中温黑体、高温热源、红外激光等。中温黑体的温度调节和控制难度最低，可以通过精确控制黑体光源的辐射温度实现辐射波长的调制，满足多光谱的需要。

本发明中需要使用温度传感器和温控模块共同调控温度。反应过程中，将温度传感器置于芯片内部通道，或芯片表面。根据反应设计，设定反应中每轮温度循环中的反应温度T_0n，并以此为基础确定该轮的温度阈值T_0n±Δ_n时(Δ_n根据具体反应所允许的温度范围决定)。一旦测量的温度T_n高于或者低于阈值T_0n±Δ_n，控制系统发送指令，启动温控模块的不同响应，目的就是将实际测到的温度T_n值维持在阈值范围内、完成一个循环。该循环完成后，控制系统发送指令将阈值设为T_0n+1±Δ_n+1，进行下一轮反应。如此直到设计结束。

本发明的集成的实施模块可以为：喷墨形式，喷墨打印头8在定位装置的驱动下到达芯片4的指定位点喷射微量试剂，在芯片4表面合成oligo；光控形式，将需要反应的位点事先做成图像，经过光学系统，包括紫外光源7和紫外光学投影模块6投影在内部通道充有试剂的芯片4上，暴光的试剂就会发生反应合成oligo；微流控形式，通过芯片设计、液路控制、进液顺序等设计，实现在芯片内部通道发生化学反应合成oligo；等等。

集成的实施模块5由于其工作机理不同，选择的芯片也不相同。光控形式和微流控形式采用封闭芯片，试剂由注入孔10注入芯片4内部微通道12，反应在芯片4内部进行；喷墨形式采用开放芯片11，试剂喷射在开放芯片11表面，反应在开放芯片11表面进行。但是，在对开放芯片11加热时，开放芯片11表面的试剂会随着温度升高而挥发，影响结果甚至无法进行反应。因此，开放芯片11在进行加热的过程中需要覆盖其他辅助模块，形成稳定腔体，防止挥发。完成加热后，移开辅助模块进行下个步骤。其中辅助模块用于实现一些可选功能，比如：气路控制，用于吹干试剂；摄像功能，用于记录过程，便于分析；电磁阀芯片夹具功能，用于形成均一的芯片反应空间等，可以优化反应。

无论是封闭芯片还是开放芯片都采用分区设计，芯片结构如图7所示。由第一芯片9和第二芯片11两片芯片组成封闭芯片，单一第二芯片11为开放芯片。第二芯片11具有井形微结构13，用来充当拼接DNA的反应池。在井形微结构13的底部规则分布反应点14，其表面具有官能团支持oligo生长。第一芯片9和第二芯片11的结构不唯一，具体应用具体设计。

使用红外加热需要选择波长，待加热溶液、芯片4的吸收波长不完全相同。因此，在反应设计之初，确定反应溶液和芯片4后，对于芯片4和每轮红外加热的溶液都需要测红外吸收波谱，以便确定每轮红外加热需要的谱段。

之后，根据仪器中集成的实施模块5及反应需求在计算机控制系统中编写工作程序。包括：实施模块5和红外加热模块的工作步骤顺序，红外加热模块即红外光源1、红外光学投影模块2；实施模块5的工作参数；每个工作步骤中试剂的进液顺序、进液量；每个红外加热步骤中选用的波段；每个红外加热步骤的阈值T_0n±Δ_n和恒温时间Tim_0n、降温温度等。

图6是红外加热步骤的工作流程。系统按照编写的程序顺序进行反应，当开始第N轮红外加热时，系统将温度阈值范围设为T_0n±Δ_n，恒温时间阈值设为Tim_0n；开启红外光源1，开始温控步骤：温度传感器实时采集信号T_n，传输到信号处理电路。经过信号处理电路的处理，模拟值T_n离散为数字信号。该信号T_n被传送到控制系统中与阈值T_0n±Δ_n比较，进行判断。如果高于阈值范围T_0n±Δ_n，计算机控制系统发送指令开启降温模式；如果低于阈值T_0n±Δ_n，维持现状继续加温；如果在阈值T_0n±Δ_n范围内，计算机控制系统发送指令开启恒温模块。有且只有当温度T_n在阈值T_0n±Δ_n范围内，计时Tim_n启动。当Tim_n启小于或等于Tim_0n，循环重复温控步骤；当Tim_n大于Tim_0n，计算机控制系统发送指令关闭红外光源1。计算机控制系统根据工作流程进行下一轮程序，或降温、或结束。

以光化学的方法在芯片上合成oligo库已经被验证，下面以光控形式集成红外加热模块合成基因为例说明应用：

将光控合成模块、红外加热模块、温控模块等集成在芯片外围实现芯片原位组装DNA，结构如图4所示，光控合成模块即紫外光学投影模块6，紫外光源7，红外加热模块即红外光源1、红外光学投影模块2。将芯片4固定于夹具3，光控合成模块、红外加热模块分别置于芯片4两侧。根据合成的DNA数量和结构设计芯片oligo排布及设置合成参数、测量溶液的红外光谱及确定使用的波长、设置拼接DNA的工作步骤及参数、等。按照光化学的方法，计算机控制系统会根据oligo合成参数循环开启光控合成模块在芯片上合成oligo库，并完成切割使同一条基因的oligo保存在同一个井形微结构13中。之后，启动拼接DNA步骤：启动试剂供给模块通过第一芯片9注入孔10为第二芯片11注入事先配好的混合溶液，在井形微结构13内建立反应体系；启动红外加热模块、开启光源1，温度传感器实时采集温度数据T_n，离散后的T_n与温度阈值T_0n±Δ_n比较，当T_n落在T_0n±Δ_n范围内开始计时Tim_n，一旦Tim_n大于时间阈值Tim_0n，计算机控制系统发送指令关闭红外光源1。计算机控制系统根据工作流程进行下一轮程序，或降温、或结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光控芯片反应系统，其特征在于：包括红外加热模块、光路控制模块、芯片及芯片夹具、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块以及实施模块；所述红外加热模块包括红外光源、红外光学投影模块；

所述红外光学投影模块连接光路控制模块；

所述红外光源通过光路控制模块选择通过波长，以及投射在芯片上的光斑形状；

所述芯片固定在芯片夹具中，所述芯片上设有微通道，与试剂供给模块连接；

所述芯片还连接反应所需的实施模块，所述实施模块连接操作控制模块；

所述温控模块连接芯片；

所述红外光源、温控模块、光路控制模块、试剂供给模块、操作控制模块均通过信号处理电路连接计算机控制系统，所述信号处理电路用于将各模块的数据发送到计算机控制系统中，并反馈信号给各模块，控制各模块工作；

所述芯片采用分区结构，由两片芯片组成封闭芯片，单一芯片为开放芯片，芯片具有井形微结构，用来充当拼接DNA的反应池，在井形微结构的底部规则分布反应点；所述实施模块包括光控结构实施模块和喷墨结构实施模块，所述光控结构实施模块包括紫外光源和紫外光学投影模块，所述紫外光源连接信号处理电路，所述紫外光源通过光路控制模块选择通过波长，以及投射在芯片上的光斑形状；所述喷墨结构实施模块包括喷墨打印头和定位装置，喷墨打印头在定位装置的驱动下到达芯片的指定位点喷射微量试剂，在芯片表面合成oligo。

2.根据权利要求1所述的一种光控芯片反应系统，其特征在于：所述计算机控制系统连接显示器，所述计算机控制系统内设有处理器。

3.根据权利要求1所述的一种光控芯片反应系统，其特征在于：所述光路控制模块包括光学元器件、电控光学元器件、微处理器/PLC及驱动电路，微处理器/PLC用于输出下级电路的驱动信号。

4.根据权利要求1所述的一种光控芯片反应系统，其特征在于：所述温控模块包括温度传感器、风扇、微处理器/PLC及驱动电路，温度传感器用于实时采集温度数据，风扇用于降温；微处理器/PLC用于数字化采集到的温度数据、与计算机控制系统交互数据、输出下级电路的驱动信号。

5.根据权利要求1所述的一种光控芯片反应系统，其特征在于：所述试剂供给模块包括动力部分和连接管路，动力部分选用蠕动泵、电磁泵、气动配合阀门工作。

6.根据权利要求1所述的一种光控芯片反应系统，其特征在于：所述操作控制模块用于驱动实施模块，包括微处理器/PLC、驱动电路。

7.根据权1-6任意一项所述的一种光控芯片反应系统的反应方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)将芯片固定于芯片夹具中，将红外加热模块和实施模块分别置于芯片两侧；

(2)根据合成的DNA数量和结构设计芯片oligo排布及设置合成参数、测量溶液的红外光谱及确定使用的波长、设置拼接DNA的工作步骤及参数；

(3)将数据控制系统根据oligo合成参数循环开启实施模块在芯片上合成oligo库，并完成切割使同一条基因的oligo保存在同一个井形微结构中；

(4)启动试剂供给模块通过芯片注入孔为芯片注入事先配好的混合溶液，在井形微结构内建立反应体系；

(5)启动红外加热模块，开启红外光源，温度传感器实时采集温度数据T_n，离散后的T_n与温度阈值T_0n±Δ_n比较，当T_n落在T_0n±Δ_n范围内开始计时Tim_n，一旦Tim_n大于时间阈值Tim_0n，计算机控制系统发送指令关闭红外光源；

(6)计算机控制系统根据工作流程进行下一轮程序，或降温、或结束。