【应用】II-VI Marlow小体积单级制冷片在PCR基因检测温控系统的应用

时间： 2018-04-15 来源：II-VI Marlow

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PCR技术是一种用途极为广泛的基因检测新技术。一个稳定的温控系统是成功实现 PCR所必需的，其中温度控制的动、稳态特性是影响 PCR扩增结果好坏的最重要因素。

如图1所示，PCR技术可视为DNA的体内复制。首先待扩增DNA模板加热变性解链，随之将反应混合物冷却至某一温度，这一温度可使引物与它的靶序列发生退火，再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。这种热变性-复性-延伸的过程就是一个PCR循环，PCR就是在合适条件下的这种循环的不断重复。通过多个PCR,可以将低浓度的DNA混合液扩增成高浓度的混合液。

图1：PCR技术原理

其温度系统的设计框图一般如图2所示，利用温度传感器采集系统的温度信息，并借助测试电路将电压信号转换为温度值，之后采用PID控制来设计PWM输出波形，进而驱动II-VI MARLOW公司的热电模块来调节环境温度。

图2：温控系统框图

作为“波多里奇质量奖”（Malcolm Baldrige Quality Award）的获得者与ISO9001认证的制造商，II-VI Marlow半导体制冷产品产品的质量、可靠性及性能始终如一，其推出了多种单级半导体制冷片，均采用了基于热电效应的新型制冷技术，通过对制冷片热端和冷端两侧施加电压，将电能直接转化为热能。

考虑PCR基因检测温控系统的小型化需求，本文推荐采用型号为NL1020T-01AC的产品，它的底部陶瓷与顶部陶瓷尺寸均为3.96 X 3.96（mm），模块高度为2.16（mm），体积相对最小。在热端温度Th=27℃时，最大电流为1.8A，最大电压为0.8V，最大功率可达0.9W；在热端温度Th=50℃时，最大电流为1.8A，最大电压为0.9V，最大功率可达1.0W。最高运行温度为 120°C，满足PCR系统的要求，同时符合ROHS，REACH欧盟标准，广泛适用于恒温浴槽，冷冻治疗器，低温测试仪，PCR设备的研发设计中。

图4：NL1020T-01AC实物图

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全部评论（1）

用户66056979 Lv3 高级工程师 2018-05-02

我是一家初创生物科技公司请世强推荐一下使用什么制冷片是否有相应的应用在pcr 上的温控技术解决方案
- 溪水潺潺_世强回复：用于PCR仪的TEC尺寸至少大于9mm*9mm，推荐选用II-VI Marlow的40*40mm的LCC标准品的制冷片LCC12-10-01L,推荐理由及设计建议如下：1）该TEC可以满足±0.30度的温度均匀性要求2）该TEC的内阻（ACR为1.32Ω）及高度一致性较好（3.84±0.3mm）3）该TEC在安装时建议要保证压力适中并均匀4）在选择温度传感器时，建议选用负温度系数的传感器，主要需要看下精度和可靠性。
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NL1020T-01AC	TEC 单级制冷片	72	64	0.9	1.8	0.8	0.16	0.16	0.16	0.16	0.085

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