DE812621T1 - Automatisierte Polymerasekettenreaktion - Google Patents

Automatisierte Polymerasekettenreaktion

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DE812621T1
DE812621T1 DE0812621T DE97112483T DE812621T1 DE 812621 T1 DE812621 T1 DE 812621T1 DE 0812621 T DE0812621 T DE 0812621T DE 97112483 T DE97112483 T DE 97112483T DE 812621 T1 DE812621 T1 DE 812621T1
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John Girdner West Redding Connecticut 06896 Atwood
Lisa May Fairland Ct 06432 Goven
Richard Berkeley California 94707 Leath
Marcel Scarsdale New York 10583 Margulies
Albert Carmelo Trumbull Connecticut 06611 Mossa
Robert P. Los Altos Ca 94022 Ragusa
Fenton Brookfield Connecticut 06804 Williams
Timothy M. Moss Beach Ca 94038 Woudenberg
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Perkin Elmer Corp
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Claims (31)

EP 97 112 483.9/0 812 621 The Perkin-Ehner Corporation U.Z.: 29-162 ■- DE/FP &eegr; >? &idiagr;? 8? &igr; &tgr;&igr; PATENTANSPRÜCHE
1. Ein System zur Steuerung einer Vorrichtung zur automatisierten Durchfuhrung von Polymerasekettenreaktionen in wenigstens einem Probenrohr, welches ein bekanntes Volumen einer flüssigen Probenmischung enthält, umfassend:
(a) einen Probenblock mit wenigstens einer Aufnahme für das wenigstens eine Probenrohr,
(b) eine Rechnereinrichtung,
(c) Heiz- und Kühlmittel, welche durch die Recheneinrichtung gesteuert sind, zum Ändern der Temperatur des Probenblocks und
(d) einen mit dem Probenblock thermisch verbundenen Blocktemperatur-Sensor, wobei der Sensor an die Rechnereinrichtung die Temperatur des Probenblocks über die Zeit liefert,
wobei die Rechnereinrichtung Mittel zum Bestimmen der Temperatur der flüssigen Probenmischung als Funktion der Temperatur des Probeblocks über die Zeit umfaßt.
2. System nach Anspruch 1, worin die Rechnereinrichtung Mittel zum Speichern eines oder mehrerer mit einer ersten thermischen Zeitkonstante verbundenen Werte, wahlweise zwischen etwa 5 und 14 Sekunden, welche den Probenrohren und dem Volumen der Probenmischung entsprechen und der Speicherung für eine zweite thermische Zeitkonstante, entsprechend dem Blocktemperatur-Sensor umfaßt,
vorzugsweise das Mittel zum Bestimmen der Probentemperatur als Funktion der Temperatur des Probenblocks über die Zeit, Mittel zum Bestimmen der Probentemperatur als eine Funktion der ersten und zweiten thermischen Zeitkonstanten umfaßt,
gegebenenfalls worin die Rechnereinrichtung die Probentemperatur in einem momentanen Probenintervall zu einer momentanen Zeit &eegr; wie folgt bestimmt:
Dt/ FP C B12 621 TI
(Tprob
tau
'&eegr;
worin
gleich der Probentemperatur zur Zeit n,
gleich der Probentemperatur bei einem zwischenzeitlich auftretenden Probenintervall zur Zeit n-1 ist,
gleich der Blocktemperatur zur Zeit &eegr; ist, tinterval eine Zeit in Sekunden zwischen Probenintervallen und tau die erste thermische Zeitkonstante minus der zweiten thermischen Zeitkonstanten ist,
das System vorzugsweise eine Eingabevorrichtung zum Empfangen benutzerdefinierter Sollwerte, wahlweise Target-Probentemperaturen, welche ein Haltezeit-/Temperaturprofil definieren, umfaßt, worin die Rechnereinrichtung Mittel zum Steuern der Heiz- und Kühlmittel als Funktion der benutzerdefinierten Sollwerte und der Probentemperatur umfaßt
3. System nach Anspruch 1 oder 2, worin der Probenblock einen zentralen Bereich, welcher in einer oberen Fläche eine Gruppierung von Probenaufhahmen zum Halten der Probenrohre und emen Randbereich, welcher zwei Endkanten an gegenüberliegenden Enden des Blocks, welche mit der Umgebung in thermischem Kontakt sind, einen Verteilerbereich, welcher zwei Verteilerkanten an gegenüberliegenden Seiten des Blocks, wobei jeder Verteilerkante mit einem Verteiler verbunden ist, umfaßt,
vorzugsweise worin das Heizmittel eine Heizvorrichtung mit einer mittigen Heizzone, welche thermisch mit dem Mittelbereich einer Endkantenheizzone, welche thermisch mit dem Kantenbereich und einer Verteilerheizzone, welche mit dem Verteilerbereich verbunden ist, ist, und/oder
■DE/EF ;: 312621 Tl
vorzugsweise worin die Rechnereinrichtung eine erste auf die Heizzonen im momentanen Probenintervall angelegte Leistung bestimmt, durch:
(a) Bestimmen einer theoretischen zweiten Leistung, welche die Gesamtleistung darstellt, die auf den Block in dem momentanen Probenintervall ohne Berücksichtigung von Leistungsverlusten anzuwenden ist,
(b) Teilen der theoretischen zweiten Leistung in theoretische Leistungen, welche auf jede einzelne Zone in dem momentanen Probenintervall anzuwenden ist,
(c) Bestimmen von Leistungsverlusten durch die Bereiche in dem momentanen Probenintervall und
(d) Bestimmen einer tatsächlichen dritten Leistung, welche auf die einzelnen Zonen in dem momentanen Probenintervall aufzubringen ist, wobei die dritte Leistung Leistungsverlusten durch die Bereiche Rechnung trägt.
4. System nach Anspruch 2 oder 3, worin einer der benutzerdefinierten Sollwerte die Ziel-Probentemperatur nach dem Anheben bzw. Absenken der Probentemperatur bei der vorgewählten Rampenrate (ramping rate) ist und die Rechnereinheit Mittel zum Bestimmen der theoretischen zweiten Leistung, welche auf alle diese Zonen angewendet werden soll, umfaßt, umfassend:
(a) Mittel zum Bestimmen einer gesamten vierten Leistung auf alle Heizzonen, um die vorgewählte Rampenrate zu erreichen,
(b) Mittel zum Bestimmen der Temperatur des Probenblocks im momentanen Probenintervall als Funktion dieser vierten Leistung,
(c) Mittel zum Bestimmen der Probentemperatur in dem momentanen Probenintervall,
(d) " Mittel zum Bestimmen einer Fraktion der Differenz zwischen der Ziel-Probentemperatur nach dem Anheben und der Probentemperatur in dem unmittelbar vorangehenden Probenintervall, welcher in dem momentanen Probenintervall errichtet werden soll, und
DE/EP O 8*2 621 T1
(e) Mittel zum Bestimmen der theoretischen zweiten Leistung, um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall zu errichten,
gegebenenfalls dieses System zusätzlich eine auf den Probenblock konstant angewendete Vorkühlung umfaßt, wobei die Rechnereinrichtung Mittel zum Bestimmen einer gesamten vierten Leistung auf alle Heizzonen, um eine gewünschte Rampenrate zu erreichen, umfaßt, gemäß:
Leistung = CP/rampjrate + Vorgabe,
worin Leistung die Gesamtleistung auf alle Heizzonen zum Erreichen einer gewünschten Rampenrate ist, CP gleich der thermischen Masse des Blocks ist, Vorgabe die Kühlleistung der Vorkühlung und Rampenrate die Differenz zwischen der Ziel-Probentemperatur nach dem Absenken und der Probentemperatur beim Beginn des Absenkens dividiert durch eine vorbestimmte Rampenrate ist,
vorzugsweise
(I) die Rechnereinrichtung die Temperatur des Probenblocks in dem momentanen Probenintervall gemäß:
Tßn = TBn-1 + Leistung * <tintervai/CP
bestimmt, worin
TBn-l
gleich der Temperatur des Blocks zur Zeit n-1 ist, tinterval die Zeit in Sekunden zwischen Probenintervallen, vorzugsweise etwa 0,2, ist, CP gleich einer thermischen Masse des Blocks ist und die Leistung die vierte Leistung ist, und/oder
(II) die Rechnereinrichtung die theoretische zweite Leistung bestimmt, um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall als Funktion von
cp/tinterval · ((SP - Tp2701Jn-1) * F * tau/tintervai
j E /1 &ggr; &ngr; * i &udigr; &ogr;L \ Tl
bestimmt, worin Pwr gleich der theoretischen zweiten Leistung, welche angewendet werden muß, um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall zu errichten, ist, CP gleich einer thermischen Masse des Blocks ist, SP gleich der Ziel-Probentemperatur nach dem Ansteigen/Absenken ist und F die Fraktion der Differenz zwischen der Zieltemperatur nach dem Ansteigen/Absenken und der Probentemperatur, welcher in dem momentanen Probenintervall zu errichten ist, ist.
5. System nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin das bekannte Volumen der flüssigen Probenmischung im Bereich von etwa 20 bis 100 &mgr;&idiagr; liegt.
6. System nach Anspruch 4 oder 5, worin die Rechnereinrichtung die theoretische zweite Leistung einstellt, _ .
(a) um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall einzurichten, wenn die Probentemperatur in dem unmittelbar vorangehenden Probenintervall sich innerhalb einer Integralbande, vorzugsweise etwa +/- 0,50C, der Ziel-Probentemperatür nach dem Anheben/Absenken befindet, um einen verbleibenden Fehler auszuschließen, oder
(b) um eine Fraktion in dem momentanen Probenintervall zu errichten, indem eine Leistungseinstellungszeit hinzugefügt wird, um einer Leistung Rechnung zu tragen, welche aufgrund physikalischer Grenzen in vorherigen Probenintervallen nicht ausgegeben worden ist, gegeben durch:
int_sumn = int_sumn-l + (SP - TProbn-1)
pwr_adj = ki * int_sumn
worin pwr_adj gleich der Leistungseinstellungszeit, int_sum.n ein Wert einer akkumulierenden Integralzeit zur Zeit n, int_sumn-l ein Wert der akkumulierenden Integralzeit zur Zeit n-1, SP gleich einer Ziel-Probentemperatur nach dem Anhe- - ben/Absenken ist und
DE/EC &udiagr; «2 621 T1
gleich der Temperatur der Probe zur Zeitn-1 und ki gleich einer integralen Gewinnkonstaiite, vorzugsweise etwa 512, ist
7. System nach Anspruch 3, worin die Rechnereinrichtung die theoretische zweite Leistung in die theoretische Leistung, welche auf jede einzehie Zone im Verhältnis der jeweiligen Bereiche dieser Zone aufzubringen ist, teilt.
8. System nach Anspruch 3, worin die Rechnereinrichtung Leistungsverluste bestimmt, durch:
(a) Bestimmen der Leistung, welche an eine Schaumstoffbeschichtung auf dem Probenblock in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, vorzugsweise
(I)
(i) Bestimmen der Temperatur TSchaum der Schaumstoffbeschichtung in dem momentanen Probenintervall, vorzugsweise gemäß:
TSchaumn = TSchaumn-i + (Tbn ~ Tschaumn-i* * tinterval /
worin
. TSchaumn
gleich der Temperatur des Schaumstoffes zur Zeit n,
TSchaumn _ ^
gleich der Schaumstofftemperatur zur Zeit n-1 und tau2 die thermische Zeitkonstante der Schaumstoffbeschichtung, vorzugsweise etwa 30 Sekünden ist, und vorzugsweise beträgt tinterval etwa 0,2,
(ii) Bestimmen der Blocktemperatur in dem momentanen Probenintervall und
(iii) Bestimmen der Leistung, welche an die Schaumstoffbeschichtung verlorenging, als Funktion der Temperatur der Schaumstoffbeschichtung in dem momentanen Probenintervall, der Temperatur des Blocks in dem momentanen Probenintervall und einer thermischen Zeitkonstante der Schaumstoffbeschichtung, worin gegebenenfalls die Rechnereinrichtung die Temperatur des Probenblocks in dem momentanen Probenintervall gemäß
TBn = TBn-l + Leistun9 *
bestimmt, worin
gleich der Temperatur des Blocks zur Zeit n-1 ist, tinterval die Zeit in Sekunden zwischen Probenintervallen ist, CP gleich der thermischen Masse des Blocks ist und die Leistung eine gesamte vierte Leistung für alle Heizzonen ist, um die vorgewählte Steigungsrate zu erreichen,
(b) Bestimmen der Leistung, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde und
(c) Bestimmen der Leistung, welche in den Endkantenbereichen an die Umgebung in dem momentanen Probenintervall verloren wurde.
9. System nach Anspruch 8, worin die Rechnereinrichtung die Leistung bestimmt, welehe an die Schaumstoffbeschichtung verloren wurde, als Funktion der Temperatur der Schaumstoffbeschichtung, gemäß:
Schaum - pwr = C * (Tbn - TSchaumn)
worin Schaum-pwr die Leistung ist, welche an die Schaumstoffbeschichtung zur Zeit &eegr; verloren wurde,
TSchaumn
DE / E P O 312 321 T1
gleich der Temperatur des Schaumstoffes zur Zeit &eegr; ist und C gleich der thermischen Masse der Schaumstoffbeschichtung ist.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, welches zusätzlich Mittel zum Einfuhren eines Vorkühlmittels, welches konstant auf den Probenblock angewendet wird, umfaßt, worin die Rechnereinrichtung die Leistung bestimmt, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, gemäß:
Verteiler Verlust = KA(T_ - &tgr;&Lgr; ) + KC (tr - Tn ) + TM (dT/dt),
worin Verteiler_Verlust gleich der Leistung ist, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, KA gleich einer Endkantenbereich/Umgebung-Konduktanzkonstanteist,
gleich der Umgebungstemperatur zur Zeit &eegr; ist,
gleich einer Temperatur des Vorkühlmittels zur Zeit n, KC gleich einer Probenblock/Kühlmittel-Konduk-tanzkonstante ist, TM gleich der thermischen Masse der Verteiler und dT/dt gleich der vorgewählten Rampenrate ist.
11. System nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, worin die Vorrichtung zur Durchführung von automatisierten Polymerasekettenreaktionen ein Gehäuse für den Probenblock umfaßt, welches eine umschlossene Umgebungsatmosphäre definiert, und die Rechnereinrichtung die Leistung bestimmt, welche an die Umgebung in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, gemäß:
Umgebung_Verlust = K2A(Tß - &tgr;&Agr;&eegr;) + K2C(TBn - TCn) +
TM2 (dT/dt)/
worin Umgebung_Verlust die Leistung ist, welche an die Umgebung in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, K2A gleich einer Endkantenbereich/Umgebung-Konduktanzkonstante ist,
DE/ EP P SI? 621 T1
gleich der Umgebungstemperatur zur Zeit &eegr; ist, K2C einer Endkantenbereich/Kühlmittel-Konstante ist,
gleich der Kühlmitteltemperatur zur Zeit &eegr; ist, TM2 gleich der thermischen Masse der umschlossenen Umgebungsatmosphäre ist und dT/dt gleich der vorgewählten Rampenrate ist.
12. System nach Anspruch 3, worin die Rechnereinrichtung die tatsächliche Leistung, welche auf jede einzelne Zone in dem momentanen Probenintervall angewendet werden muß, bestimmt, gemäß:
Mitte_pwr = pwr * cper
Verteiler_pwr = pwr * mper + Verteiler_Verlust
Kantejpwr = pwr * eper + UmgebungJVerlust
worin pwr gleich der theoretischen Leistung ist, Verteiler_Verlust gleich einer Leistung ist, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, Umgebung_Verlust gleich der Leistung ist, welche in den Kantenbereichen an die Umgebung in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, Mitte_pwr gleich einer Leistung ist, welche auf die zentrale Heizzone in dem momentanen Probenintervall abzugeben ist, Verteiler_pwr gleich einer Leistung ist, die auf die Verteiler-Heizzone in dem momentanen Probenintervall anzuwenden ist, Kanten_pwr gleich einer Leistung ist, die auf die Endkanten-Heizzone in dem momentanen Probenintervall anzuwenden ist, cper gleich der Fraktion des Probenblockbereiches in dem Mittelbereich ist, mper gleich der Fraktion des Probenblockbereiches in dem Verteilerbereich ist, und eper gleich der Fraktion des Probenblockbereiches in dem Kantenbereich ist, worin gegebenenfalls cper gleich etwa 0,66 ist, mper gleich etwa 0,20 ist und eper gleich etwa 0,14 ist.
13. System nach Anspruch 3, worin der Probenblock vielfache transversal verlaufende Vorkühlungskanäle, welche mit vielfachen transversal verlaufenden Rampenküh-
]0
DE/&Xgr;&Rgr; r S -; 2 621 T1
lungskanälen alternieren, umfaßt, wobei die Vor- und Rampenkühlungskanäle parallel zu der oberen Fläche verlaufen und die Vorrichtung des weiteren Mittel zum konstanten Pumpen von abgeschrecktem Kühlmittel durch die Vorkühlungskanäle und durch die Rechnereinrichtung gesteuerte Ventileinrichtungen zum selektiven Pumpen von abgeschrecktem Kühlmittel durch die Rampenkühlungskanäle umfaßt,
vorzugsweise die Rechnereinrichtung eine theoretische Kühlleistung, die auf den Block anzuwenden ist, bestimmt, bevorzugter die Rechnereinrichtung Mittel zum Bestimmen der Kühlleistung umfaßt, einschließlich
(a) Mittel zum Bestimmen einer gesamten fünften Leistung auf den Block, um eine gewünschte abfallende Rampenrate zu erreichen,
(b) Mittel zum Bestimmen der Temperatur des Probenblocks ia dem momentanen Probenintervall als Funktion der fünften Leistung,
(c) Mittel zum Bestimmen der Probentemperatur in dem momentanen Probenintervall,
(d) Mittel zum Bestimmen einer Fraktion der Differenz zwischen der Ziel-Probentemperatur nach dem Absenken und der Probentemperatur in dem unmittelbar vorhergehenden Probenintervall, die in dem momentanen Probenintervall eingerichtet werden soll, und
(e) Mittel zum Bestimmen der theoretischen Kühlleistung, um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall einzurichten,
wobei das System wahlweise
(A) zusätzlich eine konstant auf den Probenblock angewendete Vorkühlung umfaßt, worin die Rechnereinrichtung Mittel zum Bestimmen einer gesamten vierten Leistung auf alle Heizzonen umfaßt, um eine gewünschte Rampenrate zu erhalten, gemäß:
Leistung = CP/ramp_rate + Vorgabe
wobei Leistung die gesamte Leistung auf den Block bedeutet, um eine gewünschte Rampenrate zu erreichen, CP gleich der thermischen Masse des Blocks
DE/&Egr;? ' -2
2
ist, Vorgabe die Kühlleistung der Vorkühlung und ramp_rate die Differenz zwischen der Ziel-Probentemperatur nach dem Absenken und der Probentemperatur beim Beginn des Absenkens geteilt durch eine vorgewählte Rampenrate ist,
vorzugsweise die Rechnereinrichtung die theoretische Kühlleistung bestimmt, welche in der Fraktion in dem momentanen Probenintervall eingerichtet werden soll, als Funktion von
all probn-i* * F *
+ TProbn_i * Tb11) ' .
worin Pwr gleich der theoretischen Kühlleistung ist, welche angewendet werden muß, um die Fraktion in dem momentanen Probenintervall einzurichten, CP gleich einer thermischen Masse des Blocks ist, SP gleich der Ziel-Probentemperatur nach dem Absenken ist und F die Fraktion der Differenz zwischen der Ziel-Temperatur nach dem Absenken und der Probentemperatur, welche in dem momentanen Probenintervall einzurichten ist, ist,
bevorzugter die Rechnereinrichtung eine Leistung bestimmt, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, gemäß:
Verteiler Verlust = KA(T- - T* ) + KC (tr - Tp ) + TM (dT/dt),
&mdash; Bn An ßn wi
worin Verteiler_Verlust gleich der Leistung ist, welche an die Verteiler in dem momentanen Probenintervall verloren wurde, KA gleich einer Endkantenbereich/Umgebung-Konduktanzkonstante ist,
5^
gleich der Umgebungstemperatur zur Zeit &eegr; ist,
gleich einer Temperatur des Vorkühlungsmittels zur Zeit n, KC gleich einer Probenblock/Külihnittel-Konduktanzkonstante ist, TM gleich der thermischen Masse der Verteiler ist und dT/dt gleich der vorgewählten Rampenrate ist und/oder
DE/EP G r■■■:·/821 T1
(B) ein Gehäuse für den Probenblock umfaßt, das eine umschlossene Umgebungsatmosphäre definiert, und die Rechnereinrichtung eine Leistung bestimmt, welche an die Umgebung indem momentanen Zeitintervall verloren wurde, gemäß:
Umgebung Verlust = K2A(T_ - Ta ) + K2C(tb - Tr ) +
TM2 (dT/dt),
worin Umgebung_Verlust die Leistung ist, welche an die Umgebung in dem momentanen Zeitintervall verloren wurde, K2A gleich einer Endkantenbereich/Umgebung-Konduktanzkonstante ist,
gleich der Umgebungstemperatur zur Zeit &eegr; ist, K2C einer Endkantenbereich/Kühlmittel-Konstante ist,
gleich der KüMmitteltemperatur zur Zeit &eegr; ist, TM2 gleich der thermischen Masse der umschlossenen Umgebungsatmosphäre ist und dT/dt gleich der vorgewählten Rampenrate ist,
vorzugsweise die Rechnereinrichtung Ventileinrichtungen zum Öffnen der Kanäle zum Kühlen des Blocks während des momentanen Probenintervalls umfaßt, umfassend:
(a) Mittel zum Bestimmen, daß die Rampenrate fallend ist,
(b) Mittel zum Bestimmen eines Zwischenleistungswerts durch Subtraktion von Werten von Leistung, welche an die Verteiler und die Umgebung verloren wurde, von der theoretischen Kühlleistung,
(c) Mittel zum Bestimmen eines Kuhl-Grenzwertes, als Funktion der Blocktemperatur und einer Temperatur des Kühlmittels und
(d) Mittel zum Bestimmen, ob die Kühlkanäle geöffnet werden sollen, als Funktion der Zwischenleistung und der Kühl-GTenzwertes,
DE/FP O »·&ngr; 621 &Tgr;1
vorzugsweise ist der Kühl-Grenzwert eine Funktion der Differenz zwischen der Blocktemperatur bei dem momentanen Probenintervall und -der Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit bei dem momentanen Probenintervall und vorzugsweise werden die Rampenkühlkanäle geöffiiet werden, wenn die Zwischenleistung geringer als der Kühl-Grenzwert ist
14. System nach Anspruch 2, worin die Steuerung der Heiz- und Kühleirrichtungen als Funktion der benutzerdefinierten Sollwerte ein Betreiben des Profiles als einen Profildurchlauf darstellt, vorzugsweise
(A) die Rechnereinrichtung des weiteren umfaßt:
(a) Mittel, welche es dem Benutzer erlauben, die Profildurchläufe aufzurufen,
und/oder
(b) Mittel zum Verbinden vielfacher Profile in jeder Reihenfolge, um ein Protokoll zu erzeugen, wobei das Protokoll eine Sequenz der zu durchlaufenden Profile definiert, worin ein Aufrufen der Sequenz der zu durchlaufenden Profile ein Betreiben des Protokolls als einen Protokolldurchlauf dar
stellt, und/oder
(c) Mittel zum mehrfachen Verbinden eines einzelnen Profiles in einem einzigen Protokoll, und/oder
(d) Mittel zum Speichern einer Vielzahl von Protokollen, und/oder
(e) Mittel zum Einschließen eines jeden der Profile in einer Vielzahl der Pro
tokolle, und/oder
(f) Mittel zum Schützen eines in irgendeinem Protokoll enthaltenen Profiles vor dem Löschen oder Überschreiben, und/oder
(B)' die Eingabevorrichtung des weiteren Mittel zum Empfangen einer benutzerdefiliierten Zykluszahl für jedes Profil umfaßt, wobei die Zykluszahl bestimmt, wie oft das Profil, wenn es aufgerufen wird, durchlaufen wird, und/oder
DE/&Egr;? G «'2 621 T1
(C) das System des weiteren Mittel umfaßt, um. zu bestimmen, daß die elektrische Leistung zum Betrieb der Vorrichtung während eines solchen Durchlaufs eines Profils ausfiel, vorzugsweise des weiteren Mittel umfaßt, um die Länge des elektrischen Stromausfalles zu berichten, wenn der elektrische Strom wieder aufgebaut ist, noch mehr bevorzugt des weiteren Mittel zum automatischen Starten eines längere Zeit auf einer Temperatur halten nach Wiedererrichtung der elektrischen Stromzufuhr umfaßt, wobei das längere Zeit auf einer Temperatur halten bei einer Temperatur stattfindet, welche ausgewählt ist, um die Chance, die Probe zu retten, zu maximieren, wobei die Temperatur gegebenenfalls 40C beträgt, und/oder
(D) das System des weiteren Mittel zum automatischen Erhöhen und/oder Erniedrigen der Haltezeit jedes oder aller Sollwerte von Zyklus zu Zyklus in der Zykluszahl umfaßt, vorzugsweise worin die Aktivierung der Mittel zum automatischen Erhöhen der Haltezeit jedes oder aller Sollwerte von Zyklus zu Zyklus auf Benutzerebene über die Eingabevorrichtung auswählbar ist, bevorzugter worin das automatische Erhöhen der Haltezeit jedes oder aller Sollwerte von Zyklus zu Zyklus durch erste und/oder zweite benutzerdefinierte Werte über die Eingabeeinrichtung eingegeben werden und geometrisch oder linear auf den ersten und/oder zweiten benutzerdefinierten Werten basieren können, und/oder
(E) das System des weiteren Mittel zum automatischen Erhöhen und/oder Erniedrigen der Sollwert-Temperatur jedes oder aller Sollwerte von Zyklus zu Zyklus in der Zykluszahl umfaßt, vorzugsweise worin die Aktivierung der Mittel zum automatischen Erhöhen und/oder Erniedrigen der Sollwert-Temperatur jedes oder aller Sollwerte von Zyklus zu Zyklus auf Benutzerebene über die Eingabeeinrichtung auswählbar ist, bevorzugter die automatischen Erhöhungen und/oder der Sollwert-Temperatur eines jeden der Sollwerte von Zyklus zu Zyklus durch dritte und/oder vierte benutzerdefinierte Werte über die Eingabeeinrichtung eingegeben werden und geometrisch oder linear auf den dritten und/oder vierten benutzerdefinierten Werten basieren können, und/oder
(F) ' das System des weiteren eine programmierte Haltezeitoptionseinrichtung umfaßt, um automatisch einen Durchlauf für eine vom Benutzer definierte Zeitdauer zu halten, vorzugsweise worin die Haltezeitoptionseinrichtung Mittel umfaßt, um den Betrieb, nachdem ein jeder oder alle Sollwerte vollständig sind, während
DE /EP ü -2 621 T1
eines jeden oder aller Zyklen und nachdem ein jedes oder alle Profile in einem Protokoll durchlaufen sind, anzuhalten, und/oder
(G) das System des weiteren Mittel zum Einstellen von Temperatursensorablesungen umfaßt, um einem Abdriften in einer Analogschaltung Rechnung zu tragen, wobei vorzugsweise das Mittel zum Einstellen von Temperatursensorablesungen, um einem Abdriften in der Analogschaltung Rechnung zu tragen, das Abdriften bestimmt durch:
(a) Messen eines oder mehrerer Testspannungen unter kontrollierten Bedingungen,
(b) Lesen der Spannung am Start jedes Laufes, um einen-elektronischen Drift
zumessen.
15. Sy stern nach j edem der Ansprüche 2 bis 14, welches des weiteren umfaßt
(a) ein Mittel, das es einem Benutzer erlaubt, über die Eingabeeinrichtung einen Temperaturbereich zu bestimmen, so daß die Sollwert-Haltezeit beginnen wird, wenn die Probentemperatur im Temperaturbereich der Sollwert-Temperatur liegt, oder
(b) eine Eingabeeinrichtung zum Empfangen eines Rohrtyps und eines Reaktionsvolumens und worin die Rechnereinrichtung die thermische Zeitkonstante für das Reaktionsrohr als Funktion des Rohrtyps und des Reaktionsvolumens bestimmt.
16. System nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren umfaßt:
(a) ein Mittel zur Durchführung von Fehldiagnose-Überprüfungen der Heizeinrichtung, worin vorzugsweise die Überprüfungen einen oder mehrere Heizgerät-Sonarimpulstests, Block-Wännekapazitätstests, Rampenkühlung-Konduktanz-" tests, Sensorverzögerungstests umfaßt, und/oder
(b) Mittel zum Durchführen von Fehlerdiagnose-Überprüfungen der Kühleinrichtung, vorzugsweise worin diese Überprüfungen einen oder mehrere Kontrollkühlungskonduktanztests, Block-Wärmekapazi-tätstests, Kühlertests, Rampenküh-
16
t / &ggr; r ^ -.- £ &ogr; £ 1 Tl
lungskonduktanztests, Sensorverzögerungstests, Kühlmittelkapazitätstests umfaßt, und/oder
(c) ein Mittel zum Durchführen von Hardware-Fehlerdiagnosen auf Wunsch des Benutzers und/oder automatisch beim Starten des Systems, vorzugsweise worin diese Hardware-Fehlerdiagnosen Tests eine programmierbare periphere Schnittstellenvorrichtung, Batterie-RAM-Vorrichtung, Batterie-RAM-Kon-trollzahl, EPROM-Vorrichtungen, programmierbare Schnittstellen-Timervorrichtungen, Uhr/Kalender-Vorrichtungen, programmierbare Unterbrechungskontrollvorrichtung, einen Analog/Digital-Abschnitt, RS-232-Abschnitt, Anzeigeabschnitt, Tastatur-Beeper, Rampenkühlwerte, EPROM-Fehljustierung, Firmware-Versionsebene, Batterie-RAM-Kontrollzahl und Initialisierung, Autostart-Programmhinweis, Kläre Kalibrierung-Hinweis, beheizte Abdeckungsheizvorrichtung und Kontrollschaltung, Kantenheizvorrichtung und Kontrollschaltung, Verteilerheizvorrichtung und Kontrollschaltung, zentrale Heizvorrichtung und Kontrollschaltung, Probenblock-Wärmeabschaltung, und/oder beheizte Abdeckung-Wärmeabschaltung, umfaßt
17. System nach Anspruch 14, worin die Rechnereinrichtung ein Mittel zum Anzeigen
(a) der ungefähren im Durchlauf eines Profiles verbliebenen Zeit und/oder aller der in dem Durchlauf in einem Durchlaufprotokoll verbliebenen Profile oder
(b) der Probentemperatur zu jeder gegebenen Zeit in dem Durchlauf,
während eines Betriebes umfaßt.
18. System nach Anspruch 2, das des weiteren umfaßt:
(A) ein Mittel zum Bestimmen, für einen gegebenen Sollwert, einer ersten Differenz zwischen der Temperatur am Ende der Sollwerthaltezeit und der Sollwert-Probentemperatur des Sollwertes, worin gegebenenfalls
(a) die Eingabevorrichtung des weiteren ein Mittel zum Empfangen eines vom Benutzer definierten Temperaturdifferentiales umfaßt und/oder
(b) die Rechnereinrichtung Mittel umfaßt, um einen Fehler zu berichten, wenn das vom Benutzer definierte Temperaturdifferential größer als die erste Differenz ist, und/oder
(B) Mittel, um die Temperatur zu konfigurieren, zu welcher die Einrichtung während irgendeines Wartezustandes zurückkehren wird, und/oder
(C) Mittel, um zu überprüfen, daß die Sollwert-Probetemperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erreicht wurde.
19. System nach Anspruch 14, worin die Rechnereinrichtung einen Ereignisspeicher eines unmittelbar vorangehenden Durchlaufes aufrechterhält, der Einzelheiten des vorangehenden Laufes für Integritätsüberprüfungen und Fehleranalysen enthält und/oder des weiteren umfaßt:
(a) Mittel, um zu überprüfen, daß die automatisch modifizierte Sollwert-Probentemperatur 1000C nicht überschritten hat und/oder nicht unter O0C abgefallen ist, und/oder
(b) ein Mittel, um zu überprüfen, daß die automatisch modifizierte Sollwert-Haltezeit nicht negativ ist, und/oder
(c) Mittel zum Drucken von in dem System gespeicherten Informationen, vorzugsweise worin die Informationen wenigstens eine der folgenden umfassen: Inhalte eines Profiles, Inhalte eines Protokolls, Auflistung von geschaffenen Profilen, Auflistung von geschaffenen Protokollen, Konfigurationsparameter, Systemkalibrierungsparameter.
20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des weiteren umfaßt:
(a) Mittel, um kontinuierlich den Block-Sensor zu überwachen und einen Abbruchprozeß abzufragen, wenn die Sensor-Ablesung sich eine vorbestimmte Anzahl · " mal um eine vorbestimmte Anzahl von Geraden über einer maximalen gewünschten Temperatur für den Block befindet, bevorzugt worin dieser Abbruchprozeß das Abbrechen des Durchlaufprofiles, das Markieren des Fehlers in einem Ereignisspeicher, das Anzeigen von Botschaftswarnsignalen für einen Benutzer und/oder das außer Funktion setzen der Heizeinrichtung umfaßt,
DE/EP O 812 S21 T.I
(b) die Fähigkeit, alle verfugbaren Benutzer-Schnittstellenfunktionen wiederholt durchzuführen, oder
(c) Mittel, um eine menübetriebene Benutzerschnittstelle anzuzeigen, um ein sich verlassen müssen aufgeschriebene Manuals durch den Benutzer zu vermindern.
21. Ein Verfahren zur Rechnersteuerung der automatischen Durchführung von Polymerasekettenreaktionen in wenigstens einem Probenrohr, welches ein bekanntes Volumen einer flüssigen Probenmischung umfaßt, mittels einer rechnergesteuerten Wärmezyklusvorrichtung, die eine Rechnereinrichtung, einen Probenblock mit wenigstens eine Aufnahme für das wenigstens eine Proberohr, einen Block-Temperatursensor, der mit dem Probenblock thermisch verbunden ist, und Heiz- und Kühlmittel umfaßt, welche durch die Rechnereinrichtung zur Änderung der Temperatur des Probenblocks gesteuert sind, wobei die Rechnereinrichtung folgende Schritte umfaßt
(a) Lesen der Blocktemperatur zu vorbestimmten Zeiten,
(b) Bestimmen der Probe der flüssigen Probenmischung als Funktion der Temperatür des Probenblocks über die Zeit und
(c) Kontrollieren der Heiz- und Kühlvorrichtungen als Funktion der Probentemperatur.
22. Verfahren nach Anspruch 21, worin der Schritt der Bestimmung der Temperatur der flüssigen Probe die Schritte umfaßt:
(i) Bestimmen einer ersten thermischen Zeitkonstante für das wenigstens eine
Probenrohr und das Volumen der flüssigen Probenmischung,
(ii) Bestimmen einer zweiten thermischen Zeitkonstante für den Blocktempera
tur-Sensor und
(iii)" Bestimmen der Probentemperatur in einem momentanen Probenintervall zu einer momentanen Zeit n, gemäß der Formel
= TProbn-i + (TProbn " 7b5 * titl / SU
0E7EP 3 S"? 621 T1
worin
gleich der Probentemperatur zur Zeit &eegr; ist,
gleich der Probentemperatur eines unmittelbar vorhergehenden Probeninter
valls, das zur Zeit n-1 stattgefunden hat, ist,
TBn
gleich der Blocktemperatur zur Zeit &eegr; ist, tinterval eine Zeit in Sekunden zwischen Probenintervallen ist und tau die erste thermische Zeitkonstante minus der zweiten thermischen Zeitkonstanten ist, gegebenenfalls worin der
Probenblock einen zentralen Bereich, welcher die wenigstens eine Aufnahme enthält, einen Endkantenbereich in thermischem Kontakt mit der Umgebung und einen Verteilerbereich, welcher mit wenigstens einem Verteiler verbunden ist, umfaßt, worin die Heizeinrichtung eine Zone für jeden der Bereiche umfaßt, und worin der Schritt der Steuerung der Heizeinrich
tung die Schritte umfaßt:
(iv) Bestimmen einer theoretischen zweiten Leistung, welche die Gesamtleistung darstellt, die auf den Block in einem momentanen Probenintervall zu einer momentanen Zeit &eegr; anzuwenden ist, ohne Leistungsverlusten Rechnung zu tragen,
(v) Teilen der theoretischen zweiten Leistung in theoretische Leistungen, wo
von eine auf jede Heizzone anzuwenden ist,
(vi) Bestimmen von Leistungsverlusten durch die Bereiche in dem momentanen
Probeintervall und
(vii) Bestimmen einer tatsächlichen dritten Leistung fur jede der Zonen in dem
momentanen Probenintervall, um einem Leistungsverlust durch jede der Zonen Rechnung zu tragen, und gegebenenfalls worin die Temperaturzyklier-
DE/EP0i'2 3
Vorrichtung des weiteren eine Vorkühlung umfaßt, welche konstant auf den Probenblock angewendet wird, worin die rechnergesteuerte Kühleinrichtung selektiv betreibbare Rampenkühleinrichtungen zur selektiven Abgabe einer Kühlflüssigkeit an den Probenblock umfaßt und worin der Schritt der Kontrolle der selektiv betreibbaren Rampenkühleinrichtung die Schritte umfaßt:
(viii) Bestimmen, daß die Probentemperatur-Rampenrichtung fallend ist,
(ix) Bestimmen der Temperatur der Kühlflüssigkeit,
(&khgr;) Bestimmen einer Gesamtkühlleistung als Funktion der Probentemperatur,
die auf den Block in dem momentanen Probenintervall anzuwenden ist, ohne Leistungsverlusten Rechnung zu tragen, - ■
(xi) Bestimmen einer Zwischen-KühUeistung durch Subtraktion eines Leistungsverlustes an den wenigstens einen Verteiler und an die Umgebung von der Gesamtkühlleistung,
(xii) Bestimmen eines Kühl-Grenzwertes als eine Funktion der Differenz zwisehen der Blocktemperatur und der Temperatur der Kühlflüssigkeit in dem
momentanen Probenintervall und
(xiii) selektives Betreiben der Rampen-Kühleinrichtung als eine Funktion der Differenz zwischen der Zwischen-KühUeistung und dem Kühlgrenzwert.
23. Temperaturzyklier-Vorrichtung, geeignet zur automatischen Durchführung der PoIymerasekettenreaktion, umfassend:
(a) einen Metall-Probenblock mit einer Hauptoberfläche und einer Hauptbodenfläche,
(b) eine Gruppierung beabstandeter Probeaufnahmen, welche in der Hauptoberflä-" ehe ausgebildet sind,
(c) eine konstant auf den Probenblock angewendete Vorkühlung in einer Geschwindigkeit, welche ausreicht, den Block, wenn er sich auf einer Temperatur im Bereich von 35 bis 1000C befindet, gleichförmig bei einer Geschwindigkeit
DE / fc &rgr; &Ggr;· ;; -'>') &eegr;?&igr; &tgr;&igr;
von etwa wenigstens 0,l°C/s zu kühlen, wenn nicht äußere Wärme zugeführt wird, und
(d) rechnergesteuerte Heizeinrichtungen, die auf das Rechnersystem antworten, welche die Temperatur des Blocks gleichförmig bei einer Geschwindigkeit erhöhen können, welche größer als die Vorkühlungsrate ist, wobei die Thermozykliervorrichtung fähig ist, unter der Steuerung eines Rechners, die Gruppierung von Probenaufnahmen bei einer konstanten Temperatur im Bereich von 35 bis 1000C innerhalb einer Toleranzbande von plus oder minus etwa 0,50C zu halten.
24. Vorrichtung nach Ansprach 23, worin die Gruppierung eine rechtwinklige Gruppie-&ogr; rung mit beabstandeten Probenaufnabmen-Reihen umfaßt, gegebenenfalls
(a) die Gruppierung 8 mal 12 rechtwinklige Gruppierungen umfaßt, mit einer Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Probenbeabstandung, welche mit einem Mikrotiterplattenformat nach industriellem Standard kompatibel ist, bevorzugt worin der Probenblock eine Block-Wärmekapazität von etwa 500 bis 600 Ws pro 0C aufweist, und/oder
(b) der Probenblock vielfache transversal verlaufende Vorkühlungskanäle durch den Block parallel zu der Oberfläche und parallel zu und beabstandet von den Aufnahmereihen enthält und worin die Vorkühlung durch Pumpen von Kühlflüssigkeit durch die Vorkühlkanäle angewendet wird, wobei die Vorkühlungskanäle bevorzugt isoliert sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23, worin
(a) die rechnersteuerbare Heizeinrichtung vielfache, getrennt steuerbare Heizzonen für den Block, wenigstens eine erste Zone für den Teil des Blocks, welche die Gruppierung von Probeaufnahmen enthält, und wenigstens eine zweite Zone für den umfänglichen Teil des Blocks außerhalb der Gruppierung umfaßt, bevorzugt
die rechnersteuerbare Heizeinrichtung eine Mehrfachzonen-Fihnheizeinrichtung - in thermischem Kontakt mit der Hauptbodenoberfiäche umfaßt, oder
(b) der Probenblock um seinen Umfang ein Sicherheitsband mit Wärmecharakteristiken, welche dem Blockteil ähnlich sind, welcher die Gruppierung enthält, um-
DEiEP O &idiagr;"1 621 &Tgr;1
faßt und worin das Sicherheitsband vorgekühlt und kontrollierbar beheizt wird, vorzugsweise
(i) dieses Sicherheitsband eine in der Oberfläche ausgebildete Ausnehmung
umfaßt, welche sich im wesentlichen um die Gruppierung erstreckt, welehe die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Blockteil, der die Gruppierung
enthält, und dem Sicherheitsband erniedrigt, und/oder
(ii) die rechnersteuerbare Heizeinrichtung vielfache, getrennt steuerbare Heizzonen für den Block, wenigstens eine erste Zone für den Teil des Blocks, der die Gruppierung der Probenaufnahmen enthält, und wenigstens eine zweite Zone für das Sicherheitsband umfaßt, gegebenenfalls
die rechnergesteuerte Heizeinrichtung eine Mehrfachzonen-Filmheizeinrichtung in thermischem Kontakt mit der Hauptbodenfläche umfaßt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 23, welche des weiteren rechnersteuerbare Rampen-Kühleinrichtungen umfaßt, welche in der Lage sind, die Temperatur des Blocks in einer Geschwindigkeit von wenigstens etwa 4°C/s von 4000C und wenigstens etwa 2°C/s von 400C zu erniedrigen und gegebenenfalls
(A) die Gruppierung eine rechtwinklige Gruppierung, welche Reihen von beabstandeten Probenaufnahmen umfaßt, worin der Probenblock mehrfache transversal verlaufende Vorkühlungskanäle, die mit mehrfachen transversal verlaufenden Rampen-Kühlkanälen alternieren, enthält und worin die Vorkühlung und die Rampenkühlung durch Pumpen von Kühlflüssigkeit durch die Rampen-Kühlkanäle und die Vorkühlkanäle angewendet wird, gegebenenfalls die Einrichtung des weiteren Mittel zur Abgabe von Kühlflüssigkeit an gegenüberliegende Enden von aufeinanderfolgenden Rampen-Kühlkanälen umfaßt, oder
(B) die rechnersteuerbare Heizeinrichtung zum Rampenheizen in der Lage ist,
bevorzugt worin die steuerbare Heizung vielfache getrennt steuerbare Heizzonen für den Block, wenigstens eine erste Zone für den Teil des Blocks, der die Gruppierung von Probenaufnahmen enthält, und wenigstens einer zweiten Zone fur den Teil des Blocks außerhalb der Gruppierung umfaßt, bevorzugter die rechnersteuefbare Heizeinrichtung eine Mehrfachzonen-Fihnheiz-einrichtung in thermischem Kontakt mit der Hauptbodenfläche umfaßt.
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27. Vorrichtung nach Anspruch 32, welche des weiteren Mittel zum Einbringen von Probenrohren nicht identischer Höhe in die Ausnehmung in dem Bereich mit einer Einbringungskraft jedes Probenrohres umfaßt, welche ausreichend ist, um ein Einschnappen zwischen der Oberfläche des Rohres und der Oberfläche der Ausnehmung hervorzurufen,
bevorzugt worin das Mittel zum Einbringen deformierbare, paßgenaue, gasdichte Kappen für die Probenrohre, eine vertikal verschiebbare Platte und steuerbare Mittel zum zwangsweisen Absenken der Platte umfassen, um die Einbringungskraft auf der Kappe jedes Rohres aufrechtzuerhalten, gegebenenfalls worin die Platte bei einer erwärmten Temperatur im Bereich von 94 bis 1100C, bevorzugt im Bereich von 100 bis 11O0C gehalten wird.
28. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 27, welche des weiteren ein Rechnersystem zur Steuerung der Heizeinrichtung umfaßt, bevorzugt das Rechnersystem die Rampen-Kühleinrichtung steuert.
29. Themperaturzyklier-Vorrichtung, geeignet zur automatisierten, raschen Durchführung der Polymerase-Kettenreaktion, umfassend:
(a) einen thermisch homogenen Metall-Probenblock von niedriger thermischer Masse mit einer Hauptoberfläche und einer Hauptbodenfläche, wobei der Block in einem zentralen Bereich seiner Oberfläche eine rechtwinklige Gruppierung von Probeaufnahmen mit einer Zentrum-zu-Zentrum-Beabstandung, die mit Mikrotiterplattenformat von industriellem Standard kompatibel ist enthält, der Block auch einen umfänglichen Bereich, der die Gruppierung umgibt, umfaßt, wobei der umfängliche Bereich ein Sicherheitsband mit thermischen Eigenschaften aufweist, die ähnlich den thermischen Eigenschaften des zentralen Bereiches sind,
(b) ein Vorkühlsystem zum konstanten Kühlen des Probenblockes bei einer Vorkühlungsrate, welche ausreichend ist, um den Block, wenn er sich bei einer Temperatur im Bereich von 35 bis 1000C befindet, gleichförmig bei einer Ge-
" schwindigkeit von wenigstens etwa 0,l°C/s abzukühlen, wenn nicht äußere Wärme angewendet wird,
(c) ein Rechnersystem zum Empfangen und Speichern von Benutzerdaten bezüglich Zeiten und Temperaturen, welche eine Vielzahl von Reaktibnszyklen definieren,
Dt / tr - ö ■ ·: ozi &eegr;
(d) ein Rampen-Kühlsystem, das durch das Computersystem zur selektiven Kühlung des Probenblocks bei einer Rampen-Kühlrate von wenigstens etwa 4°C/s von 10O0C und bei wenigstens etwa 2°C/s von 400C gesteuert wird,
(e) ein Mehrfachzonen-Heizsystem, das durch das Rechnersystem gesteuert ist, mit einer Heizzone für den zentralen Bereich des Blocks und einer Heizzone für das Sicherheitsband, wobei das Heizsystem in der Lage ist, die Wärme, welche erforderlich ist, um den Probenblock bei einer konstanten Temperatur im Bereich von 35 bis 1000C zu halten, zu liefern und auch ein Rampen-Heizen in dem Block vorsehen kann,
(f) einen Druckdeckel, der senkrecht über dem Probenblock verschiebbar ist, und
(g) eine Einrichtung zum Versetzen der Abdeckung zum Anheben der Abdeckung und zum Absenken der Abdeckung und Aufrechterhalten ihrer senkrechten Position gegenüber einer Gegenkraft von wenigstens etwa 3000 g umfaßt, wobei die Wärmezykliervorrichtung in der Lage ist, den Bereich von Probeaufnahmen bei einer konstanten Temperatur im Bereich von 35 bis 1000C innerhalb einer Toleranzbande von plus oder minus 0,50C zu halten.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, worin:
(A) das Mehrfachzonenheizsystem eine Fümheizeinrichtung in thermischem Kontakt mit der Bodenfläche des Probenblocks umfaßt und/oder
(B) das Vorkühlungssystem eine Reihe von Kühlkanälen durch den Block parallel zu der Oberfläche und parallel zu und beabstandet von den Reihen von Aufhehmungen und eine Pumpeinrichtung zum Pumpen von Kühlflüssigkeit durch die Vorkühlungskanäle umfaßt, bevorzugt das Rampen-Kühlsystem eine Reihe von Rampen-Kühlkanälen durch den Block parallel zu den Vorkühlungskanälen und beabstandet davon und von den Reihen von Aufhehmungen und eine Pumpeinrichtung zum Pumpen von Kühlflüssigkeit durch die Rampen-Kühlkanäle um- - faßt, welche an gegenüberliegenden Enden der aufeinanderfolgenden Rampen-Kühlkanäle eintreten, bevorzugter liegt ein Vorkühlungskanal und ein Rampenkühlungskanal benachbart zu jeder Reihe von Probenaufhehmungen vor und/oder
(C) die Einrichtung des weiteren einen zweiteiligen Kunststoffhalter zum lockeren Halten von Mikrotiter-Probenrohren einer vorbestimmten Gestaltung umfaßt, wovon jedes einen zylindrisch gestalteten Oberabschnitt an seinem oberen Ende und einen geschlossenen konisch zulaufenden unteren Abschnitt, der sich davon abwärts erstreckt, aufweist, jedes Rohr einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und eine umfängliche Schulter, welche sich auswärts von dem oberen Abschnitt an einer Stelle des oberen Abschnittes unterhalb des offenen Endes davon besitzt, umfassend:
(a) ein einstückiges Bodenteil, umfassend:
(i) einen flachen, horizontalen Plattenabschnitt, der Ausnehmungen
in einer Gruppierung enthält, welche kompatibel mit Mikrotiter-Plattenformaten nach industriellen Standards enthält, wobei die Ausnehmungen geringfügig größer als der äußere Durchmesser des oberen Abschnittes des Rohres, aber kleiner als der Außendurchmesser der Schulter sind,
(ii) einen ersten senkrechten Bodenseitenwandabschnitt vollständig um die Platte, der sich aufwärts zu einer Höhe erstreckt, welche größer als die Höhe eines in der Ausnehmung ruhenden Rohres ist,
(iii) einen zweiten senkrechten Bodenseitenwandabschnitt um die
Platte, welcher sich abwärts etwa zum Boden des oberen Abschnittes eines in der Ausnehmung ruhenden Rohres erstreckt,
(b) einen einstückigen, lösbar in Eingriff bringbaren Halter innerhalb des Bodens über jedem in dem Boden ruhenden Proberohr, umfassend
(i) einen flachen, horizontalen Plattenabschnitt, welcher Ausnehmun
gen in einer Gruppierung enthält, die mit Mikrotiter-Plattenformaten von industriellem Format kompatibel sind, wobei die Ausnehmungen geringfügig größer als der äußere Durchmesser der oberen Abschnitte der Rohre, aber kleiner als der äußere Durchmesser der
* Schulter ist,
of / &rgr; &rgr; &Pgr; &rgr; '■ &ngr; R?1 Tl
(ii) einen senkrechten Halter-Seitenwandabschnitt um den Halter-Plattenabschnitt, der sich aufwärts von der Platte erstreckt,
worin, wenn der Halter innerhalb des Bodens in Eingriff gebracht ist, die Halterplatte leicht oberhalb der Schulter eines in dem Boden ruhenden Rohres liegt und der erste Boden-Sehenwandabschnitt etwa so hoch ist wie der Halter-Seitenwandabschnitt, wodurch in dem Boden ruhende Rohre sowohl senkrecht als auch seitlich locker gehalten werden,
sich der Halter in dem Metall-Probenblock befindet und worin die oberen Enden der deformierbaren.Kappen leicht über eine oberste Kante des zweiteiligen Kunststoffhalters hinausragen, bevorzugt die abwärtige Verschiebung der Abdeckung die oberen Enden der Kappen nach unten deformiert, bis die Verschiebung durch die oberste Kante des zweiteiligen Kunststoffhalters gestoppt wird und bevorzugter die oberste Kante des zweiteiligen Kunststoffhalters die Unterseite der Abdeckung um den gesamten Umfang der Kante kontaktiert, wodurch eine gasdichte Abdichtung erzeugt wird, und/oder
(D) die Vorrichtung wenigstens zwei Heizzonen für das Sicherheitsband umfaßt.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29, worin die Druckkappe eine beheizte Platte umfaßt, welche auf einer Temperatur im Bereich von 94 bis HO0C aufrechterhalten werden kann.
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