CN117015440A

CN117015440A - 用于热循环的设备和相关方法

Info

Publication number: CN117015440A
Application number: CN202280022483.8A
Authority: CN
Inventors: N·纳扎雷斯
Original assignee: BG Research Ltd
Current assignee: BG Research Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-11-07

Abstract

一种设备包括：彼此基本相对布置的第一和第二珀尔帖装置；和热传导室，其基本限定在所述第一和第二珀尔帖装置之间，并被配置为在使用期间封闭反应容器，以促进所述反应容器和所述珀尔帖装置之间的热传递。

Description

用于热循环的设备和相关方法

技术领域

使用依赖热循环和荧光检测的分子方法(例如，RT-QPCR)直接对粗样品进行现场病原体检测。

背景技术

需要解决的第一个问题是大体积反应的快速且均匀的热循环，以在尽可能短的时间内执行直接RT-qPCR过程。正如COVID-19大流行所证明的那样，能够在患者等待的同时和需要时进行检测具有相当大的商业优势，并且能够在任何地点进行此类检测而不需要基础设施(例如，不需要接通电源)或不用仅限于分子生物学专家进行操作，将获得进一步的优势。

众所周知，更快速的热循环提供了性能优势，因为当将粗样品直接添加到反应中时，在任何抑制性化合物存在的情况下，制造假产物或者招致额外时间的时间更少，如该申请(Carl Wittwer；Rapid thermal cycling and PCR kinetics.PCR Applications,Page:211-229；1999)所指出。在共同未决申请GB2019052133中，发明人概述了从粗生物学样品中直接检测病毒病原体的过程。该说明书的一个关键方面是使用多轮逆转录来最大限度地提高低病毒滴度下病原体检测的机会。众所周知，病毒RNA在分子生物学常用的缓冲液中不稳定，特别是在存在聚合酶活性所需的二价阳离子的情况下，因此更快速的热循环对直接病原体检测化学具有额外的好处(Barshevskaia TN,Goriunova LE,Bibilashvili RSh.Non-specific RNA degradation in the presence of magnesium ions].Mol Biol(Mosk).1987Sep-Oct；21(5):1235-41)。更快的热循环有利于PCR，同时也确保更多的病毒RNA靶点保持完整，因此增加了循环逆转录过程的实用性。大多数标准反应集中于25ul的体积。

本申请中的重点是更大的反应体积，这是由于必须在没有任何预先预处理步骤的情况下添加样品。

在传统的块式热循环仪中，固定管的块通过放置在金属块下方的一个或多个珀尔帖进行加热和冷却，在金属块中已经创建了反应容器的接受器。

在本说明书中，术语TEC、珀尔帖和热电冷却器可互换使用。类似地，术语反应容器、容器和管被认为是指在其中发生PCR反应的接受器。

在一些传统的热循环仪中，提供额外的加热装置以确保整个块的温度均匀性，但TEC装置与块保持紧密接触并因此使块进行有效地热循环，这与直接加热/冷却容器本身或其内容物相反。这会在系统中引入大量的热滞后，因为热传递是从珀尔帖装置传递到保持容器的金属块，然后传递到容器，最终传递到容器本身的液体内容物。

此外，PCR过程中常规使用的容器的特点是表面积与体积之比较低，从而导致容器内容物的热平衡速度较慢。由于容器由聚丙烯形成，而聚丙烯是一种有效的绝缘体，因此其不适合该过程所需的快速热转化，这一事实进一步加剧了这一问题。

此类块式热循环仪以现有技术(例如，Applied Biosystems和Roche所描述的US2005145273A1、EP2060324A1中公开的技术)为例，并且包括珀尔帖装置阵列，该阵列具有在装置之间共享的单个散热器，以及附接到工作面的金属块，该工作面将样品接受器加工在其中，其通常采用96孔SBS微孔板格式。

已经描述了替代性方法，以提高热循环的速度和均匀性。这些方法包括犹他大学(University of Utah)和Corbett research在EP1674585A1和EP2227559A1中公开的空气热循环仪，但是玻璃毛细管(犹他大学)的体积和要求使得它们不适合该过程。

已经描述了进一步的替代方案，其通过将反应体积减少到纳升或个位数的微升范围来实现热变温速率，类似于US2014080133A1所公开。这些方案通常依赖于薄膜加热器或印刷电路装置以及小液滴尺寸反应的加热。因此，这些方案完全不适合直接RT-qPCR方法，在该方法中，粗样品的体积会最低限度地为5ul，以便使足够的目标材料进入反应，并且它们无法以生物安全方式密封，因为它们通常使用粘合膜来密封。

例如在EP1885885A2中也描述了依赖于在静态热区域之间穿梭反应内容物的方法。这些方法依赖于使用非常小的反应并且具有移动部件或微流体和执行器，因此不适用于需要对大量粗样品进行生物安全处理的大体积直接RT-qPCR反应的过程。

Alpha Helix已经描述了一种基于通过使用离心力来增加热均化速率的替代性方法，如EP1173284A1中所公开的。然而，该类方法需要使用能够离心的大型仪器，因此完全不适合现场便携式使用。

最后，已经描述了使用来自灯或微波的直接辐射(US27828606A)以及使用吹动的环境空气作为冷却系统的方法。这些方法在反应体积方面也遇到类似的问题，非标准反应容器和环境空气对于快速冷却较大的反应体积来说太慢。

总之，替代性方法依赖于小体积或使用由玻璃等材料制成的容器，这些材料不适合处理可能含有高致病性生物体的样品。因为粗样品必须添加为最终反应体积的最多20％，并且因为典型的反应体积可能在60ul总反应体积中10ul粗样品的范围内，或者在120ul反应体积中20ul粗样品的范围内，所以本申请和共同未决申请中描述的直接病原体方法需要更大的反应体积。

针对这些限制的技术解决方案是消除对样品支架或“块”的要求，并使用一对相对的珀尔帖单体直接保持整个反应容器，并创建热封闭室，其中基本上所有的反应容器都与珀尔帖和热传导室(TCC)表面直接接触。这减少了热接点的数量和样品支架本身的质量，使得热量直接泵入和泵出反应容器。再结合使用由导热材料形成并具有增加的表面积与体积之比的反应容器，确保容器内容物的快速热循环和平衡。

在传统的热循环仪中，反应容器的一部分可能总是暴露在加热部分的表面上方。将基本上所有的反应容器封闭在循环部分内确保了整个反应体积(液体)将在快速循环条件下均匀地循环，并且不再需要在反应容器上方设置加热盖子以防止冷凝。该实施方式将被称为热传导室(TCC)，以表示封闭的直接传导室概念，其中整个反应容器基本上位于温控室内，因此容器内容物能够根据过程要求快速达到均匀温度。

在一些实施例中，本文描述的设备还包括帽部分，例如两用帽部分。两用帽部分通常包括中心珀尔帖并且能够a)加热到足够的温度以便将容器的盖子焊接到容器的主体上(并且同时移除任何额外的多余的盖子材料以允许容器和盖子完全位于TCC内)；并且b)根据特定测定的反应条件，在适当的温度范围之间循环，以便防止由于容器和盖子基本上处于相同的温度而在容器顶部形成冷凝，同时保持尽可能节能的过程，这在例如当热循环装置由电池供电时十分重要。两用帽部分的细节在本文的别处进行描述。

第二方面是反应容器本身。BG Research Ltd先前描述了具有主壁和次壁的反应容器，次壁是“光学透明的”并且主壁由碳负载聚合物形成(WO2017055791)。容器系统(被定义为反应容器和联结的盖子)通过二次注塑成型工艺作为单个部件制造。Cepheid最初描述了一种类似的容器，用于其Smartcycler^TM系统(US5958349)，尽管在这种情况下，该容器由注塑成型的构架形成，塑料薄膜附着在其上以形成反应室。

所提出的容器的不同之处在于，它采用二次注塑成型工艺制成，具有高导热性壁，并具有焊接盖子以确保生物安全。Cepheid系统只有一个主壁与热循环支架接触。

通过更大的表面积与体积之比实现了该优势(图11)。该申请将描述对此类反应容器(BGR和Cepheid申请(在下文的现有技术部分中示出))的改进，其中通过使用焊接盖子来改进密封装置，并且设计为待焊接的部分形成为一个整体或容器本身的一部分(图2.4)。Cepheid容器使用枞树推入式盖子来密封容器，然后通过背负式TEC(一个控制另一个的背面温度)加热容器的单个主壁。背景BGR IP在反应容器的任一侧使用TEC，但其具有与本申请中描述的所述改进直接相反的样品支架，因为消除对样品支架的要求可以极大地提高热循环速率和均匀性。因此，在这两种情况下，先前BG Research IP的旋入式盖子或Cepheid容器的枞树帽将无法完全放入等温室中，因为用于防止反应物流出的固定装置或盖子大于与任何容器的加热部分相邻的样品支架的可用宽度。这会由于未加热的表面在容器中产生较冷的点，并减慢热循环速率，更重要的是，减慢平衡时间。

热室外的任何容器结构都会以不同的速率进行热循环，并且会通过辐射、对流和传导造成的损失影响容器内容物的温度。众所周知，容器支架外部的容器部分会从一个或多个珀尔帖(TEC)吸收热量，并且也能够进行热循环，但速度较低，因为盖子的导热性不如碳负载容器。其效果在于降低容器内容物的热循环速率或在液体内容物内创建温度梯度，从而导致获得结果的时间增加，或者由于RNA变性和较差的PCR性能的复合效应而使灵敏度降低。这可以通过向加热器提供更大的功率输入来部分地克服，但这会减少电池寿命，从而减少便携式电池供电装置的测试数量。

因此，焊接封闭容器具有双重好处，即允许在反应室顶部形成盖子，该盖子的外部尺寸与容器顶部尺寸相同，并且实现完全生物安全(图4.1和4.3)。密封件的外部尺寸与容器顶部尺寸相同，可以允许将整个容器降低至TCC中(图4.3)。所提出的盖子形式将允许整个容器基本上位于该室内。焊接表面使容器具有生物安全性，形成永久密封，这在之前的PCR热循环容器中从未被描述过。

本说明书中对先前公开的文件或任何背景的列举或讨论不一定被视为承认该文件或背景是现有技术的一部分或者是公知常识。本公开的一个或多个方面/实施例可能解决或可能不解决背景问题中的一个或多个。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种设备，包括：

彼此基本相对布置的第一和第二珀尔帖装置；和

热传导室，其基本限定在第一和第二珀尔帖装置之间，并被配置为在使用期间封闭反应容器，以促进反应容器和珀尔帖装置之间的热传递。

热传导室可被配置为在使用期间物理接触反应容器的所有或基本上所有的外表面区域。

反应容器可包括用于对其内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分，并且热传导室可被配置为在使用期间物理接触反应容器的基本上所有的外表面区域，除了一个或多个窗口部分，或一个或多个窗口的一部分(例如靠近容器顶部的窗口的一部分)。

热传导室可包括被配置为彼此物理接触以封闭反应容器的两个或以上离散部分。

热传导室可以至少部分地由一个或两个珀尔帖装置的第一面形成。热传导室可以至少部分地由两个珀尔帖装置的第一面形成。在一些优选实施例中，热传导室完全或基本上完全由两个珀尔帖装置的第一面形成。盖子顶部处的第三珀尔帖面可以在热循环过程期间完成热传导室。

每个珀尔帖装置的第一面可以由陶瓷、金属、合金、铝、铜、氧化铝和氮化铝中的一者或多者形成。

热传导室可包括附接到一个或两个珀尔帖装置的第一面的导热材料构架。

一个或两个珀尔帖装置的第一面可以包括金属涂层，以便于将构架附接(例如，通过焊接)到其上。

金属涂层可包含镍。

热传导室可以包括被配置为在使用期间放置成与每个珀尔帖装置的第一面接触的可移除导热材料构架。

构架可以由陶瓷、金属、合金、铜和铝(或类似的导热材料)中的一者或多者形成。

反应容器可具有由两个主壁和两个次壁限定的大致矩形横截面，并且热传导室可被配置为使得每个珀尔帖装置在使用期间邻近反应容器的相应主壁。

反应容器可以具有盖子，并且热传导室可以被配置为使得反应容器的盖子在使用期间定位在珀尔帖装置之间。

反应容器可以具有凸缘盖子，并且热传导室可以被配置为使得凸缘盖子在使用期间从珀尔帖装置之间突出。这种布置可有助于处理/移除反应容器。

热传导室可以具有基本上对称的配置。

反应容器可以具有非凸缘盖子，并且热传导室可以具有基本上对称或不对称的配置。

热传导室可包括被配置为在使用期间物理接触反应容器的盖子的帽部分。

帽部分可包括加热元件，该加热元件被配置为使得反应容器的盖子能够独立于限定热传导室的第一和第二珀尔帖装置的加热而被加热。

如上所述，帽部分可具有至少两种用途，即，在一些实施例中，帽部分是两用帽部分。两用帽部分的第一目的可以是与第一和第二珀尔帖结合起作用，以形成TCC的第三壁并确保TCC中的容器的快速且适当的加热/冷却。在一些实施例中，帽部分包括第三珀尔帖，并且在一些另外的实施例中，一旦容器的盖子部分在TCC中就位，第三珀尔帖的第一面就直接接触容器的盖子部分。在优选实施例中，本发明的帽部分能够进行热循环，并且可以被设置为遵循与限定热传导室的第一和第二珀尔帖类似或相同的循环程序。技术人员将理解，在一些实施例中，帽部分的热循环程序应当稍微偏离限定热传导室的第一和第二珀尔帖装置的热循环程序，即帽部分应当在热传导室达到相同温度之前的几秒或几毫秒达到必要的温度。

两用帽部分可具有的第二个目的是将盖子焊接到容器的能力，即能够在足够长的时间内加热到足够高的温度以便熔化容器和/或盖子的材料，使得两者完全密封。在执行焊接动作时，帽部分还可以具有移除任何额外的多余盖子材料的能力，以允许容器和盖子完全位于TCC内。例如，在一些实施例中，盖子可以包括除了最终形成密封盖的材料之外的材料，例如可以包括凸缘部分。在一些实施例中，帽部分将盖子压焊到容器中，并且悬垂于容器的外表面之上的盖子的任何材料被移除。在一些实施例中，帽部分将盖子冲压到容器中，并且悬垂于容器的外表面之上的盖子的任何材料被移除。

帽部分可包括珀尔帖装置(称为第三珀尔帖装置)。

加热元件可被配置为将反应容器的盖子加热至100℃、150℃、200℃、250℃或300℃。

帽部分可包括温度传感器。

每个珀尔帖装置可具有第一面和第二面，并且每个珀尔帖装置的第一面和第二面可包括一个或多个相应的温度传感器。

该设备可以包括控制器，该控制器被配置为接收来自温度传感器的测量，并基于所接收的测量(例如，与所需的设定点相关)控制热传导室的第一珀尔帖装置、第二珀尔帖装置和帽部分(例如，以及存在于帽部分中的第三珀尔帖)中的一者或多者的温度。第一珀尔帖装置、第二珀尔帖装置和/或帽部分(例如，和/或存在于帽部分中的第三珀尔帖)的温度可以被独立地控制。

控制器可以被配置为将共同的温度循环应用到珀尔帖装置和帽部分。例如，在一些实施例中，控制器被配置为将共同的温度循环应用到第一珀尔帖和第二珀尔帖，并且将共同的温度循环应用到第三珀尔帖，但在稍微提前的时间点。

控制器可以被配置为应用时间偏移，使得帽部分(例如，第三珀尔帖的帽部分)的温度循环相对于第一和第二珀尔帖装置的温度循环提前。

每个珀尔帖装置的第二面可以包括具有风扇的散热器，并且控制器可以被配置为基于来自珀尔帖装置的第一面和/或第二面上的温度传感器所接收的测量来控制风扇的速度。

帽部分可以包括陶瓷和金属板，其被配置为促进陶瓷和反应容器的盖子之间的热传递。

陶瓷可以包括氧化铝或氮化铝，并且金属板可以包括铝或铜。

帽部分可以包括金属，并且加热元件可以包括形成在金属内的线加热器。

金属可以包括铝或铜，并且线加热器可以由镍铬合金形成。

帽部分可以包括被配置为防止反应容器的盖子粘附至帽部分的不粘涂层。

不粘涂层可以包括聚四氟乙烯和木聚糖(或本领域已知的类似物)中的一者或多者。

帽部分可以铰接地或可拆卸地联接至热传导室的另一部分。

反应容器可以具有包括凸缘部分的凸缘盖子，并且热传导室的帽部分可以包括用于移除凸缘盖子的凸缘部分的切割装置。

热传导室可被配置为使得帽部分在使用期间向反应容器的盖子施加压力。

热传导室可包括底座部分，并且该设备可包括形成在底座部分中的顶出系统，用于在使用后将反应容器从热传导室顶出。

顶出系统可以包括温度传感器，并且可以被配置为当由温度传感器测量的温度超过预定阈值时自动停止对反应容器的加热。

顶出系统可以包括被配置为在使用期间迫使反应容器朝向热传导室的帽部分的偏压装置。

帽部分可被配置为打开以能够从热传导室移除反应容器，并且顶出系统可联接至帽部分，使得当帽部分打开时反应容器从底座部分升高。

该设备可以包括被配置为迫使珀尔帖装置在一起以促进反应容器和珀尔帖装置之间的热传递的偏压装置。

一个或两个珀尔帖装置可以被弹簧偏压朝向另一个珀尔帖装置。

该设备可以包括被配置为将珀尔帖装置保持在一起以促进反应容器和珀尔帖装置之间的热传递的紧固装置。

该设备可以包括一个或多个另外的珀尔帖装置，并且热传导室可以基本上被限定在第一、第二和另外的珀尔帖装置之间以封闭反应容器。

热传导室可被配置为封闭单个反应容器或多个反应容器。

该设备可以包括两个或以上可连接模块，每个模块包括第一和第二珀尔帖装置以及用于封闭一个或多个反应容器的相关联的热传导室。

该设备可以进一步包括反应容器。

反应容器可适用于聚合酶链反应方法、分子酶促过程、等温扩增过程或抗体介导反应。

根据另一方面，提供了一种使用本文描述的设备的方法，该方法包括：

将反应容器定位在热传导室中；和

使用珀尔帖装置循环反应容器的内容物的温度。

该方法可以形成聚合酶链反应方法、分子酶促过程、等温扩增过程或抗体介导反应的至少一部分。

反应容器可包括被配置为联接在一起的主体和盖子，以将内容物容纳在反应容器内。主体和盖子可以各自包括可焊接部分。热传导室可包括被配置为在使用期间物理接触反应容器的盖子的帽部分。帽部分可包括加热元件，该加热元件被配置为使得盖子能够独立于珀尔帖装置的加热而被加热。该方法可以包括当联接到主体时使用帽部分将盖子加热到预定温度以引起可焊接部分的熔合，并且在温度循环之前完全密封反应容器内的内容物(从而使容器实现生物安全)。

根据另一方面，提供了一种反应容器，其包括被配置为联接在一起以将其内容物容纳在其中的主体和盖子，其中主体和盖子各自包括可焊接部分，该可焊接部分被配置为使得当联接到主体时将盖子加热至预定温度，引起可焊接部分的熔合，以密封反应容器内的内容物。

可焊接部分可包括主体和盖子的相应凸缘部分。

盖子可具有包括两个主侧面和两个次侧面的大致矩形形状，并且盖子的凸缘部分可以从主侧面和次侧面延伸。

盖子可具有包括两个主侧面和两个次侧面的大致矩形形状，并且盖子的凸缘部分可以只从次侧面延伸。

反应容器可以包括密封膜，其被配置为粘附到主体的凸缘部分以暂时密封(例如，气密地)反应容器内的内容物。

盖子可以包括塞子，其被配置为关闭主体中的开口。

盖子的可焊接部分可以包括围绕塞子的周边形成的焊缝。焊缝有利于将盖子分度至主体并提供增加的表面积以焊接开口。

反应容器可以包括被配置为当盖子和主体联接在一起时将盖子固定到主体的紧固装置。

紧固装置可以包括一个或多个夹子。

盖子或主体可以包括一个或多个立柱，其被配置为引导其间的联接。

主体可以包括衬圈，其被配置为在可焊接部分的熔合期间抑制或阻止从盖子到反应容器的内容物的热传递。衬圈可以由比主体导热性差的材料(例如隔热材料)形成。可以使用相同的材料来形成盖子。

主体可具有由两个主壁和两个次壁限定的大致矩形横截面，并且主壁和/或次壁可朝向盖子发散。

主壁和/或次壁可以以1°至2°的角度发散。这可以有利于在模制过程期间从工具移除反应容器。

盖子可以铰接地连接至主体。

主体和盖子中的一者或两者可以包括标识符(例如条形码)以有助于识别反应容器的内容物。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，容器包括底座或底壁，即，当盖子处于封闭容器的适当位置时，该表面垂直于盖子延伸，并且接触两个主壁和两个次壁。技术人员将理解，没有底座的结构不是容器，因为它不能容纳任何液体。底座可以是平的，或可以是弯曲的。如果底座是平的，则它可以与容器的主壁和次壁垂直。

主体可包括用于对反应容器的内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分。在优选实施例中，一个或多个窗口部分包括容器的次壁。在一些实施例中，窗口位于次壁中(即，次壁由光学透明材料制成)，并且从容器的底座延伸到容器的顶部。

在优选实施例中，窗口不位于底壁中。在相同或附加的实施例中，窗口位于次壁中，并且不仅仅位于次壁的下三分之一中。

盖子和主体的可焊接部分可以由热塑性塑料或金属形成，主体的窗口部分可以由光学透明的热塑性塑料形成，并且主体的剩余部分可以由导热材料形成。

热塑性塑料可包括聚丙烯和聚碳酸酯(或对于反应过程生物相容且光学透明的另一种材料)中的一者或多者。

导热材料可以包括负载有辅助材料的主要材料以增加主要材料的导热率，主要材料可以包括聚丙烯、玻璃、丙烯酸、尼龙和聚碳酸酯中的一者或多者，并且辅助材料可以包括碳、石墨片、石墨粉、陶瓷、氮化硼和金刚石粉中的一者或多者。

导热材料可包括40％至80％的辅助材料。

导热材料可包括50％至80％的辅助材料。

反应容器的体积可以为20μl至120μl，例如：

a)20ul至120ul之间，或者30ul至110ul、40ul至100ul、50ul至90ul、60ul至80ul或70ul之间；

b)至少20ul，例如至少30ul、40ul、50ul、60ul、70ul、80ul、90ul、100ul、110ul或至少120ul；和/或

c)小于120ul，例如小于110ul、100ul、90ul、80ul、70ul、60ul、50ul、40ul、30ul、20ul。

反应容器可以具有0.4mm至1.0mm，优选0.6mm左右的壁厚。例如，在一些实施例中，反应容器可以具有以下的壁厚：

a)0.4mm至1.0mm之间，或0.5mm至0.9mm之间，或0.6mm至0.8mm之间；

b)小于1.0mm，小于0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm；和/或

c)至少0.4mm，或至少0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或至少0.9mm；或者

d)0.6mm。

反应容器的表面积与体积之比可在1:0.30和1:0.82之间，优选地在1:0.65和1:0.73之间。在一些实施例中，反应容器的表面积与体积之比为：

a)1:0.3和1:0.82之间，例如1:0.3和1:0.7之间；1:0.4和1:0.6之间，或者1:0.65和1:0.73之间；和/或

b)至少1:0.3，例如至少1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.73、1:0.8、1:0.9，

内容物可包括DNA/RNA样品、一个或多个引物和一个或多个聚合酶。这些内容物可以在容器中冻干，以减少移液步骤的数量并解决冷链问题。

对于技术人员来说显而易见的是，本发明的反应容器的独特尺寸需要独特的配套设备。根据WO 2019/207308，本发明人已经发现在核酸扩增的背景下使用离心分离的特殊优点。

鉴于此，本发明还提供了一种离心机，其能够对本发明的容器进行保持和离心。本发明的离心机包括被配置为保持本发明的容器的至少两个孔。

在一些实施例中，本发明的离心机包括具有至少两个孔的转子，其中每个孔包括两个主侧面和两个次侧面并且具有基本上矩形或矩形横截面。

根据另一方面，提供了一种制作本文描述的反应容器的方法，该方法包括：

将光学透明的热塑性塑料注塑成型以形成盖子和主体的可焊接部分以及主体的窗口部分；和

将导热材料注射成型以形成主体的剩余部分。

光学透明的热塑性塑料可以被注入到模具的抛光部分中以形成窗口部分。

本发明还提供了如本文所限定的本发明的设备，其中反应容器是根据如本文所限定的本发明的反应容器。

本发明还提供了一种系统，其包括如本文所述的根据本发明的反应容器和如本文所述的根据本发明的设备。

本发明还提供了一种套件，其包括如本文所述的根据本发明的反应容器和如本文所述的根据本发明的离心机。

本发明还提供了一种套件，其包括如本文所述的根据本发明的设备和如本文所述的根据本发明的反应容器。

本发明还提供了一种套件，其包括如本文所述的根据本发明的设备和如本文所述的根据本发明的离心机。

本发明还提供了一种套件，其包括如本文所述的根据本发明的设备、如本文所述的根据本发明的离心机、以及如本文所述的根据本发明的反应容器。

根据另一方面，提供了一种如本文基本上参考附图所述并且如附图所展示的设备。

除非被本领域技术人员明确说明或理解，否则不必以所公开的确切次序进行本文公开的任何方法的步骤。

用于实施本文公开的方法中的一个或多个的对应计算机程序(该计算机程序可以被记录或者可以不被记录在载体上)亦在本公开之内并且被所描述的示例实施例中的一个或多个所涵盖。

本公开包括单独的或以各种组合的一个或多个对应方面、示例实施例或特征，无论是否以该组合或单独的方式具体说明(包括要求保护的)。用于执行所讨论的功能中的一个或多个的对应器件亦在本公开之内。

上面的概述旨在仅仅是示例性的而非限制性的。

附图说明

现在仅通过示例的方式参考示意性附图给出描述，在附图中：-

图1.1示出了热传导室的俯视图；

图2.1示出了处于打开状态的反应容器的侧视图；

图2.2示出了图2.1的反应容器的侧面剖视图；

图2.3示出了图2.1的反应容器的正视图；

图2.4示出了图2.1的反应容器的等距视图；

图2.5示出了处于打开状态的另一反应容器的等距视图；

图2.6示出了图2.5的反应容器的侧视图；

图2.7示出了图2.5的反应容器的正视图；

图2.8示出了图2.5的反应容器的俯视图；

图3.1示出了另一热传导室的正视图；

图3.2示出了图3.1的热传导室的正面剖视图；

图4.1示出了另一热传导室的正视图；

图4.2示出了图4.1的热传导室的正面剖视图；

图5.1示出了另一热传导室的正视图；

图5.2示出了图5.1的热传导室的正面剖视图；

图5.3示出了图5.1的热传导室的俯视剖视图；

图5.4示出了图5.1的热传导室的分解等距视图；

图6.1示出了另一热传导室的正视图；

图6.2示出了图6.1的热传导室的正面剖视图；

图6.3示出了图6.1的热传导室的分解等距视图；

图7.1示出了另一反应容器的等距视图；

图7.2示出了图7.1的反应容器的侧面剖视图；

图7.3示出了图7.1的反应容器的正视图；

图7.4示出了另一反应容器的等距视图；

图7.5示出了图7.4的反应容器的侧面剖视图；

图7.6示出了图7.4的反应容器的正视图；

图8.1示出了另一热传导室的正视图；

图8.2示出了另一热传导室的正视图；

图9.1示出了另一热传导室的正视图；

图9.2示出了图9.1的热传导室的正面分解图；

图9.3示出了图9.1的热传导室的侧面分解图；

图10.1示出了另一热传导室的正视图；

图10.2示出了图10.1的热传导室的正面分解图；

图10.3示出了图10.1的热传导室的侧面分解图；

图11示出了不同体积的反应容器的表面积与体积之比；

图12.1至12.6示出了在放入热传导室之前焊接和切割有凸缘的反应容器的过程；以及

图13.1至13.4示出了在放入热传导室之前焊接和切割有凸缘的反应容器的另一过程。

图14-插入容器、冷却、准备焊接

图15-焊接单元向下、焊接容器

图16-焊接单元、容器、顶出器向下、热循环

图17-反应容器焊接之前和之后

图18-热传导室(TCC)

图19-热传导室(TCC)

具体实施方式

反应容器

反应容器的不同实施例如图2、7和11(包括子图)所示：

图2(有凸缘的容器)

该容器的示意图示出了有凸缘的容器10的主要特征，该容器具有主壁9(用于经由与珀尔帖直接接触进行热传导的高表面积)和次壁13(用于光学询问)。示出了铰链机构4以及夹子6。主要设计特征有助于：

-经由延伸的凸缘10以及夹子6进行容器处理。

-通过设计焊缝12将盖子10焊接到容器主体(用于将塞子和开口焊接至盖子的较高表面积)

-用粘合剂或热基膜将容器临时贴膜到凸缘区域10上以覆盖容器开口，以防止冻干试剂从容器中流出或空气/水汽进入，从而在使用前“破坏”冻干试剂

图7(修整后的容器)

图7.1至7.3的示意图示出了在焊接后将最长侧面上的凸缘修剪掉2、7的容器，以允许整个容器基本上位于热传导室内。这确保了整个容器和内容物在热循环过程期间基本上处于相同的温度。

夹子和铰链可以位于热传导室6至8的外部或者可以被修剪。优选地修剪掉凸缘、夹子和铰链。

这些实施例具有相同的特征组，除了为焊接过程提供了更多的表面积的增加的凸缘之外(图7.4至7.6)，并且将更容易由穿着全套个人防护装备(PPE)的操作人员操作。

图2的反应容器使用二次注塑成型工艺9、10、13形成为单件。该容器在一些部分10、13中由光学透明的聚丙烯形成，并且剩余部分由负载碳的聚合物9形成。合适的负载量在50％至60％碳的范围内，但其他导热材料和合适的组合物是本领域已知的，包括氮化硼或其他陶瓷和不同形式的碳。

所描述的反应容器使反应的表面积与体积之比最大化，并且关键地使与壁物理接触的反应比例最大化。设计限制是需要用移液管头将液体引入容器，并且不会像使用基于玻璃毛细管的容器那样具有必须离心反应的负担。

该容器基本上由三个部分组成：反应室(管)9、光学窗口13和盖子10。

图11(表面积与体积之比)

图11示出了与容器壁厚(以及因此变化的内部反应体积)和容器表面积相关的所需高表面积与体积之比的计算。反应容器被设计成能够保持总体积在20ul至120ul范围内的热循环反应，并且优选地在50ul至100ul范围内。因此，反应容器的表面积与体积之比在1:0.30(样品体积7.21ul)和1:0.82(样品体积190.28ul)之间，优选地在1:0.65(样品体积50ul)和1:0.73(样品体积100ul)之间。相比之下，带有样品体积为50ul的常规PCR管的表面积与体积之比为1:1.3。

图2的反应容器由两个相对的主壁1和两个次壁13形成，并且在次壁中有范围在1至2度内的锥度，使得其可以在两个热电装置之间形成过盈配合。

容器的主壁和底座由负载碳聚合物形成，并且正是这些表面形成与热电冷却器的工作面的过盈配合。

容器的两个次壁均由透明聚合物形成，因此底座和两个主壁均模制而成，然后光学窗口、反应室的顶部部分和盖子作为二次注塑成型工艺的一部分进行第二次注塑。两种材料的壁厚在0.4mm至0.8mm的范围内，但优选地为0.6mm厚。

光学窗口13形成在模具的高度抛光部分中以确保光学透明度。选择聚丙烯是因为它的光学特性、对过程的生物相容性，以及它的熔化温度和由此对焊接过程的适用性。

反应室的顶部被聚丙烯材料环包围以形成焊接的底表面，这种附加材料在图1A中突出显示。盖子虽然是透明的，但通常不用于光学询问。

铰链4将盖子可靠地带回正确位置以进行焊接过程，并确保盖子与反应室/管保持在一起，并且该表面可以可选地用于添加条形码序列(用于辅助样品跟踪和仪器编程)。

盖子2、10通过焊接过程永久密封，在聚丙烯的情况下，这需要施加160℃至250℃范围内的温度。焊接温度可以通过单独的装置(“焊接站”)来促进，或者在仪器中采用加热器元件的情况下，则可以在现场进行。焊接过程所需的热能可以仅从上方、从上方和下方施加，并且需要或不需要压力以帮助确保两个配合表面7、10之间的一致且永久的密封。盖子特征可以设置有附加材料12的同心环，该同心环将在焊接条件下提供附加材料，以便确保围绕待焊接的整个表面的连续密封。

热传导室(TCC)

TCC的不同实施例如图1、3-6和8-10(包括子图)所示：

图1

热传导系统和盖子5、6、8的示意图。该容器放置在两个相对的珀尔帖装置内，每个珀尔帖装置在不与容器接触的表面上具有散热器1。

图3和4(烧结的TCC)

附图示出了专门设计的珀尔帖2，其中与容器8接触的一侧成形为接收具有凸缘(图3)和不具有凸缘(图4)的容器。与容器的紧密热接触确保了快速地热传递进/出容器，从而减少总体热循环时间并具有更快地报告结果的能力。

图5和6(焊接的TCC)

附图示出了由诸如铝或铜的导热材料制成的热传导室4，其焊接到珀尔帖的一个面上以接收可以是无凸缘的(图5)或有凸缘的(图6)容器。与容器的紧密热接触确保了快速地热传递进/出容器，从而减少总体热循环时间并具有更快地报告结果的能力。盖子5由导热材料制成并且完成将容器容纳在基本等温环境中的热传导室，该温度由循环温度设定点决定。

图8(金属TCC)

图8.1示出了位于热传导室6、7内的有凸缘的容器8，该热传导室6、7由金属或其他合适的热导体制成，该热导体被焊接到接收该容器的珀尔帖的面，使得热传导室的壁延伸到珀尔帖面的外部。盖子7由导热材料制成并且完成将容器容纳在基本等温环境中的热传导室，该温度由循环温度设定点决定。

凸缘7、8位于金属支架内并在焊接过程中充当砧座。

图9和10(可移除构架TCC)

图9示出了实施例，其中由金属或类似传导材料制成的热传导室5是独立式实体。将有凸缘(图9)或无凸缘(图10)的容器放入金属载体中并插入接收珀尔帖3中。然后整个组件在正机械压力下保持在一起，使得珀尔帖面接触容器的主壁以实现有效的热传递。在该过程结束时，将金属载体和容器从组件中移除，并对其他测试容器重复该过程。

TCC(图1)的概念是通过反应容器的基本上所有的表面与主动温度控制表面热接触来限定的。例如Idaho Technology的Lightcycler^TM和Corbett Rotorgene^TM的装置描述了将反应容器放置在等温室中，但这些装置并不符合该限定。在Lightcycler^TM的情况下，它们的玻璃毛细管有塑料头，这些塑料头位于热风烘箱外部的金属支架中，因此试剂位于室中，但容器的一部分不在室中。类似地，Rotorgene^TM具有旋转支架，并且它也不会以与室相同的速率进行热循环。此外，它们依赖于通过热风加热，而不是与材料表面进行物理接触，因此虽然它们可能具有基本相同的温度，但表面没有物理接触，并且两者的体积都限制在约30ul。

两个珀尔帖设备(图3至6)具有形成其底面或焊接到底面的散热器，以最大限度地提高其散热能力。为这些珀尔帖设备中的每个提供风扇和速度控制器，使得可以排出最大量的热量，并且通过这样做可以最大化装置的冷却速率。可以通过装置的基于纯电阻加热来辅助加热，但冷却完全依赖于热泵送。为了最大化热泵送，必须尽快排出泵送的热量。有测量珀尔帖(图1)的冷面温度的温度传感器，它与热面上的温度传感器和风扇速度调节相结合，确保在节能至关重要的环境中(例如此处设想的电池供电的便携式装置)对热面进行智能/预测冷却。基于热管的热交换器可用于最大化热传递，特别是在容器内容物的冷却期间。

珀尔帖装置的冷面可由诸如氧化铝或氮化铝的陶瓷制成，但其他材料可包括铝或本领域已知的类似金属和陶瓷。氮化铝的优点是比氧化铝导热率更高，并且与烧结等制造方法兼容(图3和4)。

每个珀尔帖和热交换器将在TCC 5、6a和6b，热交换器1或管顶出机构4内的珀尔帖热侧和冷侧各放置温度传感器(图1)，以确保在容器内容物内实现最佳温度控制，和在过程期间以能量守恒实现珀尔帖热侧的最大排热。

关键是珀尔帖本身形成(优选地直接)接触容器的导热主壁的支架，因此消除了珀尔帖和支架以及支架和容器之间的热接点，并将其减少为珀尔帖和容器之间的单个热接点。

申请人所说的室是指反应容器的所有表面基本上与主动温度控制表面保持良好的热接触。唯一的例外是光学透明的次壁10中的一小部分，这是由于需要观察已密封容器中发生的RT-qPCR过程所产生的荧光发射以及可能的容器的盖子的夹子3和铰链4机构(图7.5)。

实际上，这是通过容器的主壁1(参见图2)与热电冷却器的工作面的热接触来提供的，并且底座和次壁通过金属薄带7接触，金属薄带本身通过金属盖子7与两个装置4的工作面和容器的顶部类似地接触。因此，容器在过程中基本上与规定温度等温，但允许由于不同材料之间的温度传递滞后而存在差异(图1)。

在室的顶部，盖子10与金属带热接触，该金属带再次桥接热电装置的两个冷面并且与它们基本上等温，或者如果需要的话可以主动地进行温度控制。室的顶部部分布置成使得其可以打开，将容器放置到位，然后关闭盖子。这样做的另一个好处是允许施加向下的压力，确保容器的底座和壁的良好热接触。它可以采用背衬绝缘材料的金属条的形式，以防止室顶部的热量损失。

当容器完全进入室时，必须在直接RT-qPCR过程结束时提供顶出反应容器的装置(图1、3和4)。这是由顶出板提供的，该顶出板形成保持容器的热传导室的一部分，并由相同的材料制成。这样做会将板从TCC的底座升高，并将反应容器充分向上和向外推动，以便操作员可以将其移除。同时，设想可以使用凸轮系统将装置的盖子的运转连接到顶出板，提供在盖子升高时自动顶出容器的装置。

在热控制方面，提供了一种电路用于独立监测每个珀尔帖的温度。这意味着每个热电控制器有一个热敏电阻或其他温度传感装置(图1、3和4)。提供了一种电路来监测温度并相应地改变所供应的电流，以确保遵循所需的热剖面。在替代性实施例中，每个TEC装置提供两个温度测量传感器。其中一个可以安装在底面(图3、5)，第二个可以安装在工作面(图3、6)，底面是散热器所附接的面，这样做的优点是能够通过改变相关风扇和散热器的速度来有效地设置底面的环境温度。另一温度传感器可以安装在保持顶出机构的活塞中。当需要立即加热时，可以让散热器温度升高，使得热量就可以快速泵入工作面，类似地，当需要冷却时，风扇可以加速以使散热器冷却，并由此放弃时间差(Delta T)以获得更有效的冷却。温度传感器还可以放置在TCC和/或顶出板的主体内。

焊接过程

在焊接过程中，重要的是要保护容器中不耐热的内容物免受热损伤。图12和13(包括子图)示出了如何实现此目的的两个不同实例。在这两个实例中，容器的内容物在焊接过程中均由珀尔帖冷却，但使用不同的装置来确保珀尔帖和内容物之间有足够的热传递。

图12(可移除支柱)

该焊接过程需要将有凸缘的容器保持在保持结构中的适当位置，本文称为焊砧2。砧座允许来自焊头3的热量和向下的压缩压力在反应容器5(包括盖子和容器凸缘)上产生焊接。焊头在预定时间段内保持在180℃至250℃的温度，同时在待焊接区域上施加力。

焊头可以具有切割机，或者附接到具有切割机的不粘热扩散金属板上，以移除容器的凸缘，使得在焊接和切割之后留下很少的(如果有的话)凸缘。然后，在焊接过程中使用的金属保持结构2、4被移除之后，焊头3将无凸缘的管压入TCC中。然后焊头或热扩散板充当TCC的帽部分。

如图所示，容器放置在焊接支架中(图12.1)。然后将焊头加热到所需的温度，并移除多余的塑料(凸缘、铰链和夹子)，同时珀尔帖将容器内容物保持在20℃至30℃(图12.2)。将容器从焊接结构中取出(图12.3)，并用废塑料移除焊接结构(图12.4)。接下来，使用焊头(关闭加热器并允许其冷却至环境温度)将容器压入TCC(图12.5)，然后将其置于珀尔帖面内，准备开始生物过程(图12.6)。

图13(扩展TEC)

在该实例中，TCC底部的顶出机构6用于将容器升高并保持在预定位置，在该位置，不耐热内容物处于正确的高度，以便在焊接过程中由珀尔帖冷却(图13.1)。通过处于冷却模式的两个珀尔帖1作用在容器的主壁上，管内的内容物保持冷却，并且容器进一步由焊砧2保持在合适位置。与容器接触的珀尔帖面被一起机械地推得更靠近，以便允许珀尔帖面具有接触升高的容器的下部部分所需的角度。接下来，焊头3或热扩散板焊接容器并切割多余的塑料4，以便将其移除(图13.2)。然后，在焊头或热扩散板将无凸缘的容器推入TCC之前，竖直支撑件/顶出器6被降低至运行位置(图13.3)。机构允许珀尔帖面打开，以允许容器和珀尔帖在降低的位置彼此接触，以便反应过程可以开始(图13.4)。

容器焊接过程

图14：焊接前

1容器放置在仪器上的保持托盘(5)中

2容器顶出器(7)处于完全“向上位置”，因此它在焊接过程中支撑容器的底座

3焊头(4)定位在容器盖子上方

4焊头达到内置温度传感器(3)测量的焊接温度

图15：焊接

1放置容器，使得两个TEC(9,10)与容器接触，并对TEC进行预冷却，以确保在焊接过程中容器的内容物保持在40C以下

2将焊头放置在容器盖子上

3在预设的温度/时间后，允许容器盖子焊接至凸缘，并推入容器支架的开口。参见图17

4使用TEC(2)冷却焊头

热循环

图16：热循环

1TEC(9,10)移动以与容器建立良好的机械/热接触(6)

2顶出器(7)以机械/热方式支撑管的底座

3图19：将控温盖子(4)放置到位，使得反应容器(5)位于TCC右侧(3)、TCC左侧(2)和顶出器(4)之间的基本等温环境(TCC)内。

控温盖子(1)的温度将受到过程控制，以确保容器的内容物和容器的大部分在热循环过程中基本等温

现场检测过程

1.向用户提供含有冻干诊断反应的反应容器，该反应容器将通过粘合剂、UV胶或热涂膜密封；

2.用户扫描提供的条形码，这对便携式诊断平台的热剖面进行编程，并允许用户分配唯一的患者信息；

3.用户移除薄膜并经由提供的固定体积移液管用缓冲液重新悬浮反应；

4.用户用提供的固定体积移液管添加指定体积的粗生物学样品；

5.用户通过关闭铰接盖子并将容器放入焊接仪器中来密封盖子；

6.焊接完成时仪器有指示；

7.反应转移至TCC并开始运行；

8.仪器自动分析数据并将结果告知用户；以及

9.用户会得到运行已完成的提示，容器被丢弃，并且该过程可以重复。

本申请人在此单独地公开本文描述的每个单独特征以及两个或多个此类特征的任何组合达到这样的程度，即此类特征或组合能够基于本说明书作为一个整体根据本领域技术人员的公知常识来实现，而不管此类特征或特征的组合是否解决了本文公开的任何难题，并且不是对权利要求的范围的限制。本申请人指示所公开的方面/实施例可以由任何此单独特征或特征的组合组成。鉴于前面的描述，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在本公开的范围内进行各种修改。

本发明还通过以下编号的段落限定：

1.一种设备，其包括：

彼此基本相对布置的第一和第二珀尔帖装置；和

2.根据段落1所述的设备，其中热传导室被配置为在使用期间物理接触反应容器的所有或基本上所有的外表面区域。

3.根据段落1或2所述的设备，其中反应容器包括用于对其内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分，并且其中热传导室被配置为在使用期间物理接触除了一个或多个窗口部分之外的反应容器的基本上所有的外表面区域。

4.根据任一前述段落所述的设备，其中热传导室包括被配置为彼此物理接触以封闭反应容器的两个或以上离散部分。

5.根据任一前述段落所述的设备，其中热传导室至少部分地由一个或两个珀尔帖装置的第一面形成。

6.根据任一前述段落所述的设备，其中热传导室包括附接到一个或两个珀尔帖装置的第一面的导热材料构架。

7.根据段落1至4中任一段落所述的设备，其中热传导室包括被配置为在使用期间放置成与每个珀尔帖装置的第一面接触的可移除导热材料构架。

8.根据任一前述段落所述的设备，其中反应容器具有由两个主壁和两个次壁限定的大致矩形横截面，并且其中热传导室被配置为使得每个珀尔帖装置在使用期间邻近反应容器的相应主壁。

9.根据任一前述段落所述的设备，其中反应容器具有盖子，并且其中热传导室被配置为使得反应容器的盖子在使用期间定位在珀尔帖装置之间。

10.根据段落1至8中任一段落所述的设备，其中反应容器具有凸缘盖子，并且其中热传导室被配置为使得凸缘盖子在使用期间从珀尔帖装置之间突出。

11.根据段落9或10所述的设备，其中热传导室包括被配置为在使用期间物理接触反应容器的盖子的帽部分。

12.根据段落11所述的设备，其中帽部分包括加热元件，其被配置为使得反应容器的盖子能够独立于珀尔帖装置的加热而被加热。

13.根据段落12所述的设备，其中帽部分包括温度传感器。

14.根据段落13所述的设备，其中每个珀尔帖装置具有第一面和第二面，并且其中每个珀尔帖装置的第一面和第二面包括一个或多个相应的温度传感器。

15.根据段落14所述的设备，其中设备包括控制器，其被配置为接收来自温度传感器的测量，并基于所接收的测量控制热传导室的第一珀尔帖装置、第二珀尔帖装置和帽部分中的一者或多者的温度。

16.根据段落15所述的设备，其中控制器被配置为将共同的温度循环应用到珀尔帖装置和帽部分。

17.根据段落16所述的设备，其中控制器被配置为应用时间偏移，使得帽部分的温度循环相对于珀尔帖装置的温度循环提前。

18.根据段落14至17中任一段落所述的设备，其中每个珀尔帖装置的第二面包括具有风扇的散热器，并且其中控制器被配置为基于来自珀尔帖装置的第一面和/或第二面上的温度传感器所接收的测量来控制风扇的速度。

19.根据段落12至18中任一段落所述的设备，其中帽部分包括被配置为防止反应容器的盖子粘附至帽部分的不粘涂层。

20.根据段落11至19中任一段落所述的设备，其中反应容器具有包括凸缘部分的凸缘盖子，并且其中热传导室的帽部分包括用于移除凸缘盖子的凸缘部分的切割装置。

21.根据段落11至20中任一段落所述的设备，其中热传导室被配置为使得帽部分在使用期间向反应容器的盖子施加压力。

22.根据段落11至21中任一段落所述的设备，其中热传导室包括底座部分，并且其中该设备包括形成在底座部分中的顶出系统，用于在使用后将反应容器从热传导室顶出。

23.根据段落22所述的设备，其中顶出系统包括温度传感器，并且被配置为当由温度传感器测量的温度超过预定阈值时自动停止对反应容器的加热。

24.根据段落22或23所述的设备，其中顶出系统包括被配置为在使用期间迫使反应容器朝向热传导室的帽部分的偏压装置。

25.根据段落22或23所述的设备，其中帽部分被配置为打开以能够从热传导室移除反应容器，并且其中顶出系统联接至帽部分，使得当帽部分打开时反应容器从底座部分升高。

26.根据任一前述段落所述的设备，其中该设备包括被配置为迫使珀尔帖装置在一起以促进反应容器和珀尔帖装置之间的热传递的偏压装置。

27.根据任一前述段落所述的设备，其中该设备包括被配置为将珀尔帖装置保持在一起以促进反应容器和珀尔帖装置之间的热传递的紧固装置。

28.一种反应容器，其包括被配置为联接在一起以将其内容物容纳在其中的主体和盖子，其中主体和盖子各自包括可焊接部分，该可焊接部分被配置为使得当联接到主体时将盖子加热至预定温度，引起可焊接部分的熔合，以密封反应容器内的内容物。

29.根据段落28所述的反应容器，其中可焊接部分包括主体和盖子的相应凸缘部分。

30.根据段落29所述的反应容器，其中盖子具有包括两个主侧面和两个次侧面的大致矩形形状，并且其中盖子的凸缘部分从主侧面和/或次侧面延伸。

31.根据段落28至30中任一段落所述的反应容器，其中盖子包括塞子，其被配置为关闭主体中的开口。

32.根据段落31所述的反应容器，其中盖子的可焊接部分包括围绕塞子的周边形成的焊缝。

33.根据段落28至32中任一段落所述的反应容器，其中反应容器包括被配置为当盖子和主体联接在一起时将盖子固定到主体的紧固装置。

34.根据段落28至33中任一段落所述的反应容器，其中盖子或主体包括一个或多个立柱，其被配置为引导其间的联接。

35.根据段落28至34中任一段落所述的反应容器，其中主体包括衬圈，其被配置为在可焊接部分的熔合期间抑制或阻止从盖子到反应容器的内容物的热传递。

36.根据段落28至35中任一段落所述的反应容器，其中主体具有由两个主壁和两个次壁限定的大致矩形横截面，并且其中主壁和/或次壁朝向盖子发散。

37.根据段落28至36中任一段落所述的反应容器，其中主体包括用于对反应容器的内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分。

Claims

1.一种反应容器，其包括被配置为联接在一起以将其内容物容纳在其中的主体和盖子，其中所述主体和盖子各自包括可焊接部分，所述可焊接部分被配置为使得当联接到所述主体时将所述盖子加热至预定温度，引起所述可焊接部分的熔合，以密封所述反应容器内的所述内容物。

2.根据权利要求1所述的反应容器，其中所述可焊接部分包括所述主体和盖子的相应凸缘部分。

3.根据权利要求1或2所述的反应容器，其中所述主体包括大致矩形或矩形横截面，所述大致矩形或矩形横截面包括两个主侧面和两个次侧面，并且可选地其中主壁和/或次壁朝向所述盖子发散。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的反应容器，其中所述盖子具有包括两个主侧面和两个次侧面的大致矩形形状，并且其中所述盖子的所述凸缘部分从所述主侧面和/或次侧面延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的反应容器，其中所述盖子包括塞子，所述塞子被配置为关闭所述主体中的开口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的反应容器，其中所述盖子的所述可焊接部分包括围绕所述塞子的周边形成的焊缝。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器包括紧固装置，所述紧固装置被配置为当所述盖子和主体联接在一起时将所述盖子固定到所述主体。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的反应容器，其中所述盖子或主体包括一个或多个立柱，所述一个或多个立柱被配置为引导其间的联接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的反应容器，其中所述主体包括衬圈，所述衬圈被配置为在所述可焊接部分的熔合期间抑制或阻止从所述盖子到所述反应容器的所述内容物的热传递。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的反应容器，其中所述主体包括用于对所述反应容器的所述内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器由导热材料制成，可选地

负载有辅助材料的主要材料

可选地，其中所述主要材料包括聚丙烯、玻璃、丙烯酸、尼龙和聚碳酸酯中的一者或多者，并且可选地其中所述辅助材料包括碳、石墨片、石墨粉、陶瓷、氮化硼和金刚石粉中的一者或多者。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器可适用于聚合酶链反应方法、分子酶促过程、等温扩增过程或抗体介导反应。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器的体积为：

14.根据权利要求1至13中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器的所述壁的厚度为：

a)0.4mm至1.0mm之间，或0.5mm至0.9mm之间，或0.6mm至0.8mm之间；

b)小于1.0mm，小于0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm；和/或

c)至少0.4mm，或至少0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或至少0.9mm；或者

d)0.6mm。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器的表面积与体积之比为：

b)至少1:0.3，例如至少1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.73、1:0.8、1:0.9。

16.一种反应容器，其包括主体和盖子，适用于聚合酶链反应方法、分子酶促过程、等温扩增过程或抗体介导反应，并且其中所述主体包括大致矩形或矩形横截面，所述大致矩形或矩形横截面包括两个主侧面和两个次侧面，并且可选地其中主壁和/或次壁朝向所述盖子发散。

17.根据权利要求16所述的反应容器，其中所述盖子具有包括两个主侧面和两个次侧面的大致矩形形状，并且其中所述盖子的凸缘部分从所述主侧面和/或次侧面延伸。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器由导热材料制成，可选地

负载有辅助材料的主要材料

19.根据权利要求16至18中任一项所述的反应容器，其中所述反应容器具有：

A)以下体积：

c)小于120ul，例如小于110ul、100ul、90ul、80ul、70ul、60ul、50ul、40ul、30ul、20ul；

B)具有以下厚度的壁：

a)0.4mm至1.0mm之间，或0.5mm至0.9mm之间，或0.6mm至0.8mm之间；

b)小于1.0mm，小于0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm；

和/或

c)至少0.4mm，或至少0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或至少0.9mm；或

者

d)0.6mm；

和/或

C)以下表面积与体积之比：

a)1:0.3和1:0.82之间，例如1:0.3和1:0.7之间；1:0.4和1:0.6之间，或者

1:0.65和1:0.73之间；和/或

20.一种离心机，其被配置为保持根据前述权利要求中任一项所述的反应容器。

21.一种离心机，其被配置为保持具有大致矩形或矩形横截面的反应容器，可选地被配置为保持具有包括两个主壁和两个次壁的大致矩形或矩形横截面的反应容器，其中所述主壁和/或次壁朝向所述盖子发散。

22.一种设备，其包括：

彼此基本相对布置的第一和第二珀尔帖装置；和

热传导室，其基本限定在所述第一和第二珀尔帖装置之间，并被配置为在使用期间封闭反应容器，以促进所述反应容器和所述珀尔帖装置之间的热传递。

23.根据权利要求22所述的设备，其中所述热传导室被配置为在使用期间物理接触所述反应容器的所有或基本上所有的外表面区域。

24.根据权利要求22或23所述的设备，其中所述反应容器包括用于对其内容物进行光学询问的一个或多个窗口部分，并且其中所述热传导室被配置为在使用期间物理接触除了所述一个或多个窗口部分之外的所述反应容器的基本上所有的外表面区域。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括被配置为彼此物理接触以封闭所述反应容器的两个或以上离散部分。

26.根据权利要求22至25中任一项所述的设备，其中所述热传导室至少部分地由一个或两个珀尔帖装置的第一面形成。

27.根据权利要求22至26中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括附接到一个或两个珀尔帖装置的第一面的导热材料构架。

28.根据权利要求22至27中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括被配置为在使用期间放置成与每个珀尔帖装置的第一面接触的可移除导热材料构架。

29.根据权利要求22至28中任一项所述的设备，其中所述反应容器具有由两个主壁和两个次壁限定的大致矩形横截面，并且其中所述热传导室被配置为使得每个珀尔帖装置在使用期间邻近所述反应容器的相应主壁。

30.根据权利要求22至29中任一项所述的设备，其中所述反应容器具有盖子，并且其中所述热传导室被配置为使得所述反应容器的所述盖子在使用期间定位在所述珀尔帖装置之间。

31.根据权利要求22至30中任一项所述的设备，其中所述反应容器具有凸缘盖子，并且其中所述热传导室被配置为使得所述凸缘盖子在使用期间从所述珀尔帖装置之间突出。

32.根据权利要求22至31中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括被配置为在使用期间物理接触所述反应容器的所述盖子的帽部分。

33.根据权利要求32所述的设备，其中所述帽部分包括加热元件，所述加热元件被配置为使得所述反应容器的所述盖子能够独立于所述珀尔帖装置的加热而被加热。

34.根据权利要求32或33所述的设备，其中所述帽部分包括温度传感器。

35.根据权利要求22至34中任一项所述的设备，其中每个珀尔帖装置具有第一面和第二面，并且其中每个珀尔帖装置的所述第一面和第二面包括一个或多个相应的温度传感器。

36.根据权利要求22至35中任一项所述的设备，其中所述设备包括控制器，所述控制器被配置为接收来自所述温度传感器的测量，并基于所接收的测量控制所述热传导室的所述第一珀尔帖装置、所述第二珀尔帖装置和所述帽部分中的一者或多者的温度。

37.根据权利要求36所述的设备，其中所述控制器被配置为将共同的温度循环应用到所述珀尔帖装置和帽部分。

38.根据权利要求36或37中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为应用时间偏移，使得所述帽部分的温度循环相对于所述珀尔帖装置的温度循环提前。

39.根据权利要求22至38中任一项所述的设备，其中每个珀尔帖装置的所述第二面包括具有风扇的散热器，并且其中所述控制器被配置为基于来自所述珀尔帖装置的所述第一面和/或第二面上的所述温度传感器的所述所接收的测量来控制所述风扇的速度。

40.根据权利要求22至39中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括被配置为在使用期间物理接触所述反应容器的所述盖子的帽部分，并且所述帽部分包括被配置为防止所述反应容器的所述盖子粘附至所述帽部分的不粘涂层。

41.根据权利要求22至40中任一项所述的设备，其中所述反应容器具有包括凸缘部分的凸缘盖子，并且其中所述热传导室的所述帽部分包括用于移除所述凸缘盖子的所述凸缘部分的切割装置。

42.根据权利要求22至41中任一项所述的设备，其中所述热传导室被配置为使得所述帽部分在使用期间向所述反应容器的所述盖子施加压力。

43.根据权利要求22至42中任一项所述的设备，其中所述热传导室包括底座部分，并且其中所述设备包括形成在所述底座部分中的顶出系统，用于在使用后将所述反应容器从所述热传导室顶出。

44.根据权利要求43所述的设备，其中所述顶出系统包括温度传感器，并且被配置为当由所述温度传感器测量的温度超过预定阈值时自动停止对所述反应容器的加热。

45.根据权利要求43和44所述的设备，其中所述顶出系统包括被配置为在使用期间迫使所述反应容器朝向所述热传导室的所述帽部分的偏压装置。

46.根据权利要求43至45所述的设备，其中所述帽部分被配置为打开以能够从所述热传导室移除所述反应容器，并且其中所述顶出系统联接至所述帽部分，使得当所述帽部分打开时所述反应容器从所述底座部分升高。

47.根据权利要求22至46中任一项所述的设备，其中所述设备包括被配置为迫使所述珀尔帖装置在一起以促进所述反应容器和所述珀尔帖装置之间的所述热传递的偏压装置。

48.根据权利要求22至47中任一项所述的设备，其中所述设备包括被配置为将所述珀尔帖装置保持在一起以促进所述反应容器和所述珀尔帖装置之间的所述热传递的紧固装置。

49.根据权利要求22至48中任一项所述的设备，其中所述反应容器是根据权利要求1至19中任一项所述的反应容器。

50.一种系统，其包括根据权利要求1至19中任一项所述的反应容器和根据权利要求22至49中任一项所述的设备。

51.一种套件，其包括根据权利要求1至19中任一项所述的反应容器和根据权利要求20或21中任一项所述的离心机。

52.一种套件，其包括根据权利要求22至49中任一项所述的设备和根据权利要求1至19中任一项所述的反应容器。

53.一种套件，其包括根据权利要求22至49中任一项所述的设备和根据权利要求20或21中任一项所述的离心机。

54.一种套件，其包括根据权利要求22至49中任一项所述的设备、根据权利要求20或21中任一项所述的离心机以及根据权利要求1至19中任一项所述的反应容器。