ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001] В данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/774000, поданной 30 ноября 2018 г., под названием «Temperature-Controllable Reagent Cartridge and Temperature Control System for the Same» («Температурно-управляемый картридж с реагентами и система управления температурой для него»), которая во всей своей полноте включена сюда посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Различные приборы для анализа, такие как системы геномного секвенирования, могут предусматривать использование ассортимента реагентов во время различных операций анализа. Такие приборы могут предусматривать использование каркаса на основе картриджа, в котором предусмотрены различные расходные элементы в одном или более сменных картриджах, например, картридже с проточной ячейкой (кюветой), картридже с реагентами и/или картридже с промывной жидкостью.
[0003] Такие приборы могут обеспечивать протекание малых количеств разных реагентов по различным каналам и путям течения, например, в пределах проточной ячейки для поддержки различных операций анализа. Количество, временной режим и манипулирование каждой дозой реагента могут изменяться в зависимости от проводимого анализа и стадии анализа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В некоторых приборах для анализа, предусматривающих использование реагентов, некоторые или все реагенты можно хранить при или ниже одной или более соответствующих предписанных температур во время операций анализа. Другие реагенты могут быть использованы при иных температурах, таких как комнатная температура. В таких системах содержащий реагенты картридж может храниться в окружающей среде с контролируемой температурой в пределах прибора для анализа, например, в холодильной камере или камере, в которой в непосредственной близости к картриджу с реагентами размещены термоэлектрические охладители для охлаждения внешних поверхностей картриджа. Такая система может охлаждать реагенты, поддерживаемые ниже соответствующей предписанной температуры, и другие реагенты, которые можно поддерживать выше соответствующей предписанной температуры, или другие компоненты прибора, не нуждающиеся в охлаждении ниже соответствующей предписанной температуры.
[0005] В данном изобретении предложен картридж с реагентами, в котором внутренние пути течения в пределах картриджа позволяют температурно-управляемой текучей среде (т.е. газу, такому как воздух, или жидкости) циркулировать в пределах картриджа между одним или более заключенными в ней индивидуальными резервуарами для реагентов перед откачиванием из картриджа. Некоторые такие картриджи могут иметь размещенный по центру кластер резервуаров для реагентов, по меньшей мере частично находящихся в пределах объема внутренней полости, который ограничен корпусом картриджа, а также впуск и выпуск через корпус картриджа, которые находятся снаружи кластера резервуаров для реагентов. Такие впуски и выпуски могут быть гидравлически соединены с объемом внутренней полости соответствующими проточными каналами. В некоторых случаях возможны бóльшие вспомогательные резервуары для реагентов, находящиеся снаружи кластера, а проточные каналы могут находиться в промежутке между такими вспомогательными резервуарами для реагентов. Такой смещенный монтаж между впусками/выпусками охлаждающего газа и кластером резервуаров для реагентов обеспечивает управление целевой температурой некоторых резервуаров для реагентов, которые расположены в более близких ко впуску местах в кластере, тогда как другие резервуары для реагентов с менее чувствительными реагентами могут быть расположены в находящихся дальше от впуска местах в кластере и поэтому являются в меньшей степени управляемыми по температуре.
[0006] В дополнение к вышеописанным признакам, система управления температурой в блоке анализа также может обладать различными признаками, которые обеспечивают усовершенствованное, осуществляемое с небольшим потреблением мощности управление температурой картриджа для анализа. Например, система может обладать рециркуляционной полостью, имеющей впуск и выпуск, которые стыкуются соответственно с выпускным патрубком для текучей среды и впускным патрубком для текучей среды картриджа; вентилятор или другой насос текучей среды, могущий вызывать течение текучей среды от впуска рециркуляционной полости, через рециркуляционную полость и к выпуску рециркуляционной полости. В системе управления температурой также может быть предусмотрена окружающая полость; окружающая полость тоже может иметь впуск и выпуск, а также вентилятор или другой насос текучей среды, который вызывает течение текучей среды от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости. Между рециркуляционной и окружающей полостями могут быть расположены термоэлектрические тепловые насосы, так что радиаторные конструкции, находящиеся на противоположных сторонах термоэлектрических тепловых насосов и в теплопроводящем контакте с ними, могут выступать в рециркуляционную и окружающую полости, вследствие чего оказывается возможной перекачка тепла из рециркуляционной полости в окружающую полость или наоборот. В некоторых вариантах реализации, например таких, как те, в которых рециркуляционную полость можно использовать для охлаждения, рециркуляционная полость может умещаться внутри окружающей полости; например, это может быть рециркуляционная полость, имеющая u-образное сечение, умещающаяся внутри окружающей полости, имеющей U-образное сечение, чтобы уменьшить подвергающиеся охлаждению поверхности рециркуляционной полости и уменьшить конденсацию на системе управления температурой наряду с тем, что при этом обеспечивается увеличенная площадь горячей/холодной поверхностей для теплообмена между этими двумя полостями.
[0007] Вышеизложенные обсуждения и дальнейшее обсуждение после раздела «Краткое описание чертежей», а также сами чертежи обеспечивают рассмотрение и примеры обсуждаемых здесь концепций, включая, но не ограничиваясь ими, следующие варианты реализации.
[0008] В некоторых вариантах реализации можно предусмотреть систему, которая включает в себя картридж с реагентами. Картридж с реагентами может включать в себя корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости и выполненный с возможностью его приема прибором для анализа. Картридж с реагентами также может включать в себя первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости. В таких вариантах реализации каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть частично ограничен боковой стенкой и может содержать соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть сделан отстоящим от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента. Картридж с реагентами также может включать в себя впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для анализа. Картридж с реагентами также может включать в себя выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для анализа. В таких вариантах реализации впуск текучей среды картриджа может быть выполнен с возможностью приема текучей среды из системы управления температурой прибора для анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0009] В некоторых таких вариантах реализации системы первый резервуар для реагента может содержать один или более реагентов, таких как трис(гидроксипропил)фосфин, этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан, трис(гидроксиметил)фосфин или смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
[0010] В некоторых вариантах реализации системы кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды ко второму резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов.
[0011] В некоторых вариантах реализации впуск текучей среды может находиться снаружи наименьшего охватывающего периметра первого набора резервуаров для реагентов.
[0012] В некоторых вариантах реализации системы первый набор резервуаров для реагентов может быть расположен вдоль одной или более концентрических окружностей, а впуск текучей среды может находиться снаружи упомянутой одной или более концентрических окружностей.
[0013] В некоторых вариантах реализации системы первый набор резервуаров для реагентов может быть организован в кластер вокруг поворотного клапана, находящегося в корпусе картриджа, при этом возможно наличие множественных проточных каналов текучей среды между боковыми стенками резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов, и эти множественные проточные каналы текучей могут обеспечивать один или более путей течения текучей среды вокруг поворотного клапана.
[0014] В некоторых вариантах реализации системы, система может дополнительно включать в себя впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и гидравлически установлен между ними. В таких вариантах реализации система также может включать в себя выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и гидравлически установлен между ними. В таких системах впускной канал, выпускной канал и первый резервуар для реагента могут все находиться, по меньшей мере частично, в пределах общего квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов.
[0015] В некоторых вариантах реализации системы картридж с реагентами может дополнительно включать в себя впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и гидравлически установлен между ними. Картридж с реагентами такой системы также может включать в себя выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и гидравлически установлен между ними. В таких системах впускной канал может быть по меньшей мере частично находящимся в пределах первого квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов, выпускной канал может быть по меньшей мере частично находящимся во втором квадранте базовой окружности, а первый квадрант и второй квадрант могут быть смещены друг с другом на 180°, или быть практически противоположными друг другу, относительно средней центральной точки.
[0016] В некоторых вариантах реализации системы она может включать в себя второй набор резервуаров для реагентов. В некоторых таких системах каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов может быть частично ограничен соответствующей боковой стенкой, каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов может содержать соответствующий реагент, два резервуара для реагентов в первом поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов могут быть отстоящими друг от друга, образуя впускной канал между их соответственными боковыми стенками, и этот впускной канал может гидравлически соединять впуск текучей среды и объем внутренней полости и может быть гидравлически установлен между ними. В некоторых дополнительных вариантах реализации такой системы два резервуара для реагентов во втором поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов могут быть отстоящими друг от друга, образуя выпускной канал между их соответственными боковыми стенками, причем этот выпускной канал может гидравлически соединять выпуск текучей среды и объем внутренней полости и может быть гидравлически установлен между ними, а первый поднабор и второй поднабор могут не быть идентичными. В некоторых прочих вариантах реализации резервуары для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов могут быть расположены вокруг внешнего периметра объема внутренней полости, а участки боковых стенок по меньшей мере некоторых резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов могут образовывать, по меньшей мере частично, внешний периметр объема внутренней полости.
[0017] В некоторых вариантах реализации система может дополнительно включать в себя прибор для анализа, который может включать в себя систему управления температурой. Система управления температурой может включать в себя рециркуляционную полость со впуском полости и выпуском полости, первый насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости, и один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости. В такой системе впуск рециркуляционной полости может быть гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а выпуск рециркуляционной полости может быть гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды. В некоторых таких вариантах реализации системы, система управления температурой может дополнительно включать в себя окружающую полость со впуском полости и выпуском полости, а также второй насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости. В такой системе каждый термоэлектрический тепловой насос также может находиться в теплопроводящем контакте с соответствующей второй радиаторной конструкцией, расположенной в пределах окружающей полости. В некоторых других вариантах реализации системы сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости может умещаться в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере соответствующего участка окружающей полости.
[0018] В некоторых вариантах реализации может быть предусмотрен прибор для анализа, который включает в себя картриджеприемник, выполненный с возможностью приема картриджа с реагентами, содержащего множество жидких реагентов. Прибор для анализа также может включать в себя систему управления температурой, включающую в себя рециркуляционную полость со впуском полости и выпуском полости, окружающую полость со впуском полости и выпуском полости, первый насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости, второй насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости, один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости, патрубок подачи текучей среды и патрубок возврата текучей среды. В таком приборе для анализа впуск рециркуляционной полости может быть гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а выпуск рециркуляционной полости может быть гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды.
[0019] В некоторых таких вариантах реализации сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости может умещаться в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере соответствующего участка окружающей полости.
[0020] В некоторых вариантах реализации прибора для анализа, прибор для анализа может дополнительно включать в себя картридж с реагентами, который, в свою очередь, может включать в себя корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости и выполненный с возможностью его приема картриджеприемником прибора для анализа. Картридж с реагентами также может включать в себя первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа. В таких вариантах реализации каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть частично ограничен боковой стенкой и может содержать соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть отстоящим от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента. Такие картриджи с реагентами также могут включать в себя впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды с объемом внутренней полости, и выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды с объемом внутренней полости. В таких картриджах с реагентами впуск текучей среды картриджа может быть выполнен с возможностью приема текучей среды из системы управления температурой прибора для анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0021] В некоторых вариантах реализации может быть предложен способ, включающий этап: (a) обеспечивают картридж с реагентами, имеющий: корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости, впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа, выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа, и первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа. В таких вариантах реализации каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов может быть отстоящим от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента. Способ также может включать в себя этапы: (b) вставляют картридж с реагентами в прибор для анализа; (c) соединяют патрубок подачи текучей среды системы управления температурой прибора для анализа со впуском текучей среды корпуса картриджа; (d) соединяют патрубок возврата текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с выпуском текучей среды корпуса картриджа; и (e) включают систему управления температурой, вызывая протекание текучей среды при первой заданной температуре из патрубка подачи текучей среды ко впуску текучей среды, от впуска текучей среды к объему внутренней полости в пределах картриджа, из объема внутренней полости к выпуску текучей среды, а от выпуска текучей среды к патрубку возврата текучей среды, вынуждая реагент в первом резервуаре для реагента находиться при первой температуре, а реагент в втором резервуаре для реагента находиться при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0022] В некоторых вариантах реализации способа, кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов может быть короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды ко второму резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов, а выполнение этапа (e) может вызывать течение текучей среды от впуска текучей среды к первому и второму резервуарам для реагентов вдоль соответственных кратчайших путей течения к первому резервуару для реагента и второму резервуару для реагента соответственно.
[0023] В некоторых вариантах реализации способа первая заданная температура может составлять в пределах от примерно 0°C до примерно 20°C, а реагент, содержащийся в первом резервуаре для реагента, может включать в себя один или более из: трис(гидроксипропил)фосфина, этаноламина, трис(гидроксиметил)аминометана, трис(гидроксиметил)фосфина и смеси трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты или этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0024] Различные раскрытые здесь варианты реализации проиллюстрированы в качестве примера, а не в качестве ограничения, на фигурах прилагаемых чертежей, где сходные ссылочные позиции относятся к аналогичным элементам.
[0025] На фиг.1 изображены примерный прибор для анализа и сменный картридж для него.
[0026] На фиг.2 изображены примерный сменный картридж по фиг.1, а также система управления температурой для прибора для анализа.
[0027] На фиг.3 изображен в разобранном виде примерный сменный картридж для прибора для анализа.
[0028] На фиг.4 изображен вид сверху в разрезе примерного сменного картриджа с фиг.3.
[0029] На фиг.5 изображен более подробный вид разреза примерного сменного картриджа с фиг.4.
[0030] На фиг.6A—6D изображены различные дополнительные компоновки резервуаров для реагентов температурно-управляемого картриджа.
[0031] На фиг.7 изображена примерная система управления температурой для прибора для анализа.
[0032] На фиг.8 изображена примерная система управления температурой по фиг.7 в частично разобранном виде.
[0033] На фиг.9 изображено поперечное сечение примерной системы управления температурой по фиг.7.
[0034] На фиг.10A—10D изображены различные дополнительные конфигурации полостей для различных примерных систем управления температурой.
[0035] На фиг.11 изображен вид в разрезе системы управления температурой по фиг.7.
[0036] На фиг.12 и 13 изображены виды части фиг.7, демонстрирующие окно управления влажностью.
[0037] На фиг.14 изображен другой пример системы управления температурой.
[0038] На фиг.15 изображена в частично разобранном виде примерная система управления температурой по фиг.14.
[0039] На фиг.16 изображен вид в разрезе примерной системы управления температурой по фиг.14.
[0040] На фиг.17 изображен другой вид в разрезе примерной системы управления температурой по фиг.14.
[0041] На фиг.18 изображен еще один вид в разрезе примерной системы управления температурой по фиг.14.
[0042] На фиг.19 изображен дополнительный вид в разрезе примерной системы управления температурой по фиг.14.
[0043] На вышеупомянутых фигурах просто приведены типичные примеры вариантов реализации, попадающих в рамки объема притязаний этого изобретения, а изобретение следует понимать как не ограничиваемое лишь вариантами реализации, изображенными на фигурах. Обычным специалистам в данной области техники станут очевидными другие варианты реализации, которые тоже следует рассматривать как находящиеся в рамках объема притязаний этого изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0044] На фиг.1 изображены примерный прибор для анализа и сменный картридж для него. На фиг.1 представлен прибор 102 для анализа, который включает в себя приемник, паз или другой интерфейс 103, который выполнен с возможностью приема картриджа 104 с реагентами, который может быть аналогичен описываемому ниже картриджу с реагентами.
[0045] Как упоминалось ранее, приборы для анализа, такие, как изображенный на фиг.1, могут включать в себя систему управления температурой, которая может сопрягаться со сменным картриджем (также именуемым здесь «картриджем с реагентами»), чтобы обеспечить управление температурой картриджа при установке картриджа в прибор для анализа. На фиг.2 изображены примерный сменный картридж по фиг.1, а также система управления температурой для прибора для анализа. Хотя остальная часть прибора 202 для анализа не показана, система 250 управления температурой и картридж 204 изображены в таком относительном расположении, в котором эти объекты оказались бы внутри после вставки картриджа 204 в прибор 202 для анализа.
[0046] Хотя это и не показано на фиг.2, одна или более направляющих или других приспособлений внутри прибора 202 для анализа могут вынуждать картридж 204 располагаться в заданном месте относительно системы 250 управления температурой после того, как картридж 204 полностью вставлен в прибор 202 для анализа. Прибор 202 для анализа может включать в себя паз, приемник или другой интерфейс, который выполнен с возможностью приема картриджа, гарантируя его надлежащую ориентацию и закрепление его на месте таким образом, что прибор 202 для анализа сможет провести операции анализа с помощью картриджа 206. Такое расположение может вызвать совмещение впуска газа и выпуска газа (не показаны на фиг.2) на картридже 204 относительно патрубка 252 подачи газа и патрубка 254 возврата газа соответственно, которые могут быть гидравлически соединены с системой 250 управления температурой посредством трубопровода 256 подачи газа и трубопровода 258 возврата газа соответственно. Чтобы уменьшить потенциальную возможность утечки газа, втекающего в картридж 204 и вытекающего из него, патрубок 252 подачи газа и патрубок 254 возврата газа в некоторых вариантах реализации могут быть оснащены гибкими сильфонами 260 или соответствующими уплотнениями других типов, которые можно упруго прижимать к корпусу 206 картриджа 204, когда картридж 204 приводят в контакт с гибкими сильфонами 260. Например, в некоторых вариантах реализации картридж 204 можно вынуждать, например, посредством работы загрузочного механизма или другого средства сопряжения, двигаться вертикально вверх (по отношению к его ориентации на фигуре) и входить в контакт с гибкими сильфонами 260 во время установки картриджа 204 в прибор 202 для анализа; в еще одних вариантах реализации опорой гибким сильфонам 260 может служить подвижное средство 262 сопряжения, которое можно немного опускать или поднимать посредством механизма привода (не показан) после того, как картридж 204 полностью вставлен в прибор 202 для анализа, чтобы ввести гибкие сильфоны 260 в контакт с корпусом 206 картриджа или вывести их из контакта с ним.
[0047] Во время работы системы 250 управления температурой можно вызвать протекание регулирующего температуру газа (также именуемого просто «терморегулирующим газом») из системы 250 управления температурой к патрубку 252 подачи газа по трубопроводу 256 подачи газа и в картридж 204; отработавший газ из картриджа 204 может возвращаться в систему 250 управления температурой через патрубок 254 возврата газа и по трубопроводу 258 возврата газа. Терморегулирующим газом может быть воздух, хотя, если это желательно, можно также использовать и альтернативные терморегулирующие газы, например, азот, аргон и т.д. Система 250 управления температурой может быть выполнена с возможностью управления температурой терморегулирующего газа, например, посредством его нагревания и/или охлаждения, так чтобы обеспечить выдачу терморегулирующего газа при заданной температуре в картридж 204.
[0048] Понятно, что, хотя основное внимание в данном обсуждении уделяется системам управления температурой и температурно-управляемым картриджам, в которых используется терморегулирующая текучая среда, являющаяся газом, рассматриваемыми здесь концепциями можно также воспользоваться в системах, в которых терморегулирующая текучая среда является жидкостью, например, водой. В системах, предусматривающих использование жидкости, может оказаться предпочтительным гарантировать, что все пути течения, по которым следует терморегулирующая текучая среда, уплотнены в достаточной степени для того, чтобы не возникала утечка терморегулирующей текучей среды. Однако в системах, предусматривающих использование терморегулирующей текучей среды, являющейся газом, некоторая степень утечки может оказаться приемлемой, в частности, если терморегулирующей текучей средой является воздух, который не потребует отдельного источника поставки (будучи доступным из окружающей среды) и не будет представлять угрозу безопасности для пользователей в случае утечки. В этом описании понятия «терморегулирующая текучая среда» и «терморегулирующий газ» могут использоваться относительно взаимозаменяемо, хотя и следует понимать, что в системах управления температурой, предусматривающих использование жидкостей, понятие «терморегулирующий газ» или «терморегулирующая текучая среда» можно заменить понятием «терморегулирующая жидкость».
[0049] Хотя это и не очевидно на фиг.2, картридж 204 может заключать в себе некоторое число резервуаров для реагентов, каждый из которых содержит разный реагент, а один или более из которых может быть вынужден использоваться во время анализа прибором для анализа; примерную внутреннюю структуру такого картриджа 204 можно увидеть на фиг.3, где изображен в разобранном виде примерный сменный картридж для прибора для анализа.
[0050] На фиг.3 корпус 206 картриджа 204 по фиг.2 показан с верхней частью 206A, снятой с нижней части 206B. Как можно увидеть, верхняя часть 206A включает в себя впуск 220 газа и выпуск 222 газа. Впуск 220 газа и выпуск 222 газа в этом случае представляют собой отверстия или проемы, сформированные во внешней стенке корпуса 206 картриджа; в других вариантах реализации такие отверстия или проемы могут обеспечиваться отдельными компонентами, которые могут быть установлены в корпусе 206 картриджа, например, фитингами. Понятно, что в картридже возможны также множественные впуски газа и/или множественные выпуски газа, например, возможен кластер меньших отверстий, которые все предназначены для приема терморегулирующего газа из единственного источника или отвода терморегулирующего газа из картриджа и которые совместно служат в той же роли, что и изображенный впуск 220 газа или изображенный выпуск 222 газа, хотя каждое такое меньшее отверстие в отдельности также можно рассматривать - по мере необходимости - как впуск 220 газа или выпуск 222 газа. В других вариантах реализации могут быть множественные впуски 220 газа и/или множественные выпуски 222 газа, находящиеся в разных местах, например, не являющиеся частью кластера меньших отверстий, которые в совокупности функционируют как одиночный впуск или выпуск газа. В таких вариантах реализации такие впуски газа или выпуски газа могут обеспечивать альтернативные маршруты для введения терморегулирующего газа в картридж с реагентами или отвода его из него. Безотносительно того, как такие впуски и/или выпуски газа предусмотрены, впуск 220 газа и выпуск 222 газа могут проходить через корпус 206 картриджа и обеспечивать механизм, посредством которого терморегулирующую текучую среду можно вводить в и отводить из объема внутренней полости картриджа 204, т.е. впуск 220 газа и выпуск 222 газа могут гидравлически сообщаться или быть гидравлически соединенными с объемом внутренней полости в пределах корпуса картриджа.
[0051] Употребляемая здесь формулировка «гидравлическое сообщение» относится к состоянию, в котором два или более объема соединены одним или более каналами, отверстиями или другими конструктивными элементами так, что текучая среда может течь между ними. Вообще говоря, эту формулировку следует понимать как означающую наличие некоторого вида конструкции, обеспечивающей гидравлическое сообщение, а не просто подверженность воздействию окружающей среды. Например, два небольших углубления с открытым верхом, расположенные бок-о-бок в «смотрящих» вверх положениях, не будут считаться «гидравлически сообщающимися» (даже если текучая среда, например, газ, предположительно могла бы диффундировать из одного небольшого углубления в другое), тогда как размещение конца шланга в каждом из тех же двух небольших углублений с открытым верхом заставило бы рассматривать эти небольшие углубления как «гидравлически сообщающиеся» друг с другом, поскольку есть конструкция, которая служит для того, чтобы обеспечить проточный для текучей среды канал между ними.
[0052] Употребляемые здесь формулировки «гидравлически соединяют» или «гидравлическое соединение» относятся к установлению соединения или к соединению, которое является гидравлическим по своей природе, т.е. аналогично тому, как формулировку «электрически соединяют» можно использовать, чтобы описать соединение, способное поддерживать протекание электрического тока в электрической системе, формулировку «гидравлически соединяют» можно использовать для указания соединения, способного поддерживать протекание текучей среды в гидравлической системе. Будет понятно, что два компонента могут быть гидравлически соединены либо непосредственно, т.е. в таком случае нет других компонентов в промежутке между этими двумя компонентами, через которые должна течь текучая среда, чтобы текучая среда из одного компонента достигала другого, или опосредованно, т.е. в таком случае один или более промежуточных компонентов гидравлически установлены между этими двумя компонентами. Гидравлическое соединение может быть герметичным, т.е. не допускающим заметную утечку текучей среды, а может быть и негерметичным по своей природе. Например, сильфоны 260 могут образовывать в целом непроницаемое уплотнение с корпусом 206, но при этом может происходить утечка терморегулирующего газа из такого средства сопряжения. Вообще говоря, гидравлическое соединение между двумя компонентами можно считать существующим, если компоненты выполнены и расположены так, что по меньшей мере 50 % или более текучей среды, вытекающей из отверстия в одном компоненте, попадает в соответствующее отверстие или соответствующую область в другом компоненте. Так, например, картридж, который вставляют в прибор для анализа так, что терморегулирующий газ, вытекающий из системы управления температурой в пределах блока анализа, течет в основном во впуск газа на картридже, следует считать гидравлически соединенным со впуском газа и системой управления температурой. Вместе с тем, когда картридж удаляют из системы, гидравлическое соединение следует считать разорванным и прекратившим существование – даже несмотря на то, что, теоретически, некоторое количество терморегулирующего газа, откачиваемого из системы управления температурой, по-прежнему могло бы в итоге диффундировать по открытому воздуху и достичь впуска газа на картридже. Однако в таких случаях лишь весьма незначительная доля такого терморегулирующего газа попадала бы в картридж, и гидравлическое соединение следовало бы рассматривать как не существующее.
[0053] Нижняя часть 206B корпуса 206 картриджа в этом примере включает в себя множество резервуаров, каждый из которых может содержать реагент, который можно использовать во время анализа прибором для анализа. В этом примере имеются ~25 таких резервуаров для реагентов, которые - в целях обсуждения - можно именовать здесь первыми резервуарами 210 для реагентов или вторыми резервуарами 212 для реагентов. Это описание также можно отнести к разным наборам резервуаров для реагентов, например, к первому набору резервуаров для реагентов (например, некоторым или всем первым резервуарам для реагентов), второму набору резервуаров для реагентов (например, некоторым или всем вторым резервуарам для реагентов), и т.п. Понятно, что различные варианты реализации картриджа могут обладать разными количествами и компоновками резервуаров для реагентов и что такие альтернативные варианты тоже считаются находящимися в рамках объема притязаний этого изобретения.
[0054] Картридж 204 может включать в себя микрожидкостную пластину (не показана), которая включает в себя множество проточных каналов, каждый из которых может быть гидравлически соединен с одним из резервуаров для реагентов. Чтобы обеспечить возможность избирательного протекания реагентов через каналы микрожидкостной пластины, картридж 204 может включать в себя один или более клапанов, таких как поворотные клапаны 236. Такие поворотные клапаны 236 могут быть выполнены имеющими поворачиваемую часть, поворот которой можно вызвать, например, посредством входного сигнала поворота, выдаваемого прибором 202 для анализа, чтобы в разные моменты времени привести разные резервуары для реагентов в гидравлическое сообщение с одним или более проточными каналами реагентов в пределах микрожидкостной пластины.
[0055] В этом примере каждый из резервуаров для реагентов в картридже 204 ограничен одной или более боковыми стенками 214, которые поднимаются от дна (такого как микрожидкостная пластина), и закрыт, в случае первых резервуаров 210 для реагентов, уплотнением 234 с прокладкой из фольги, которое может быть приклеено или приварено к верхней кромке боковых стенок 214 первых резервуаров 210 для реагентов. В случае вторых резервуаров 212 для реагентов, крышка 240 резервуара, имеющая крепящиеся к ней дополнительные уплотнения 234 с прокладкой из фольги, может быть приклеена или приварена к верхней кромке боковых стенок 214 этих вторых резервуаров 212 для реагентов. Уплотнения 234 с прокладкой из фольги могут быть предусмотрены с целью запечатывания резервуаров для реагентов и предотвращения утечки реагентов, содержащихся внутри них. Когда картридж 204 устанавливают в прибор 202 для анализа, прибор 202 для анализа может вызывать приведение в действие прокалывающего диска 238. Прокалывающий диск 238 может иметь множество выступов, каждый из которых располагается поверх уплотнения с прокладкой из фольги, которое запечатывает конкретный резервуар, так что, когда прокалывающий диск 238 приводят в движение к резервуарам для реагентов, выступы прокалывают уплотнения 234 с прокладкой из фольги, тем самым обеспечивая извлечение реагентов из резервуаров для реагентов (если уплотнения не прокалывают, чтобы обеспечить опорожнение резервуаров для реагентов, прибор 202 для анализа может оказаться не в состоянии вызвать извлечение реагентов из резервуаров для реагентов из-за эффектов давления). В некоторых вариантах реализации верхняя часть 206А корпуса 206 картриджа и/или крышка 240 резервуара и уплотнения 234 с прокладкой из фольги могут быть съемными или сменными, так что в первые резервуары 210 для реагентов и вторые резервуары 212 для реагентов можно будет добавить новый реагент для пополнения или повторного использования картриджа 204. Например, в некоторых вариантах реализации, во время его нормального использования по своему назначению, картридж 204 является повторно используемым или пополняемым (перезаправляемым). Конкретнее, верхняя часть 206A корпуса 206 может быть съемно сочленена с нижней частью 206B и/или другими частями корпуса 206, так что верхняя часть 206A корпуса 206 может быть вручную отделена от или снята с картриджа 204 пользователем. Таким образом можно обнажить крышку 240 резервуара и другие компоновки или конструкции элементов, заключенных внутри нижней части 206B корпуса 206, делая эти конструктивные конфигурации и компоновки видимыми и доступными пользователю. В некоторых вариантах реализации множество проточных каналов оказываются видимыми, когда верхняя часть 206A удалена. Посредством этих вариантов реализации резервуары 210 и резервуары 212 картриджа 204 можно пополнять, тем самым обеспечивая пополнение и/или повторное использование картриджа 204 в некоторый момент времени на протяжении срока его хранения как части его нормального и целевого применения. Понятно, что другие варианты реализации могут обладать другими компоновками или конструкциями резервуаров для реагентов, а данное изобретение не ограничивается лишь продемонстрированным конкретным вариантом реализации. Например, некоторые варианты реализации могут не предусматривать использование уплотнений с прокладкой из фольги для верхних краев резервуаров.
[0056] В этом примере первые резервуары 210 для реагентов объединены в кластер около центра картриджа 204, при этом вторые резервуары 212 для реагентов расположены вокруг периферии кластера первых резервуаров 210 для реагентов. Некоторые из вторых резервуаров 212 для реагентов в этом примере отстоят друг от друга, так что между ними образован канал (проход). Например, боковые стенки 214 двух из вторых резервуаров 212 для реагентов могут быть отстоящими друг от друга, образуя впускной канал 230, который гидравлически соединяет впуск 220 газа с объемом внутренней полости или пространством, которое окружает или частично окружает первые резервуары 210 для реагентов; иными словами, впускной канал 230 может быть гидравлически установлен между впуском 220 газа и объемом 208 внутренней полости. Аналогично, боковые стенки 214 двух из вторых резервуаров 212 для реагентов могут быть отстоящими друг от друга, образуя выпускной канал 232, который гидравлически соединяет выпуск 222 газа с объемом 208 внутренней полости или пространством, которое окружает первые резервуары 210 для реагентов, т.е. выпускной канал 232 может быть гидравлически установлен между выпуском 222 газа и объемом внутренней полости. В этом конкретном примере участки боковой стенки (боковых стенок) 214 одного из вторых резервуаров 212 для реагентов ограничивают как часть выпускного канала 230, так и выпускной канал 232, хотя в других вариантах реализации впускной канал 230 и выпускной канал 232 могут быть ограничены совершенно разными наборами вторых резервуаров 212 для реагентов. В еще одних вариантах реализации один из впускного и выпускного каналов, или оба они, если используются, могут быть оснащены структурами, которые являются независимыми от боковой стенки резервуара для реагента, например, можно предусмотреть боковые стенки, которые не служат цели ограничения резервуара для реагента, чтобы образовать впускной канал и/или выпускной канал.
[0057] Употребляемая здесь формулировка «гидравлически установлен» относится к состоянию, при котором текучая среда, текущая от первого компонента ко второму компоненту, обычно протекает через третий компонент перед тем, как достичь второго компонента, причем такой третий компонент можно было бы описать как установленный гидравлически между первым и вторым компонентами. Например, печь может быть соединена с обогревателем посредством короба, причем этот короб можно было бы описать как установленный гидравлически между печью и обогревателем, поскольку нагретый воздух из печи обычно течет по коробу перед тем, как достичь обогревателя. В системах, предусматривающих использование газа в качестве текучей среды, возможны некоторые пути утечки или другие пути течения, которые обеспечивают течение текучей среды от одного компонента к другому без протекания через компонент, который гидравлически установлен между этими двумя компонентами, но следует понимать, что если большая часть текучей среды, протекающей между этими двумя компонентами, проходит через третий компонент перед тем, как достигает последнего из двух компонентов, то этот третий компонент можно по-прежнему считать «установленным гидравлически» между упомянутыми двумя компонентами. Следует также понимать, что установленный гидравлически между двумя другими компонентами компонент не обязательно подразумевает, что этот компонент физически находится в промежутке между другими двумя компонентами. Например, компоненты A, B и C могут быть физически расположены в линию в таком порядке, с B, физически находящимся между A и C. Вместе с тем, шланги могут соединять A с C, а потом C с B, так что C будет гидравлически установлен между A и B.
[0058] Чтобы способствовать лучшему пониманию, на фиг.4 изображен вид сверху в разрезе примерного сменного картриджа по фиг.3. На фиг.5 изображен более подробный вид части разреза примерного сменного картриджа по фиг.4 (причем остальная часть картриджа не показана). Как можно увидеть на фиг.4 и 5, каждый первый резервуар 210 для реагента и каждый второй резервуар 212 для реагента может содержать реагент 216. Реагенты 216 могут быть жидкими реагентами, хотя один или более реагентов 216 могут быть твердыми веществами, например, порошкообразным или пульверизованным реагентом, который можно разбавить жидкостью перед применением, или газообразным в некоторых вариантах реализации. В том смысле, в каком он употребляется здесь, термин «реагент» относится к веществам, которые могут транспортироваться через картридж во время операции анализа, а также других операций (таких как операции очистки или промывки). Такие реагенты могут включать в себя флуоресцентные метки, красители, промывочные текучие среды, буферные растворы и т.д.; хотя большинство реагентов могут некоторым образом вступать в химическую реакцию либо друг с другом, либо с анализируемым образцом, некоторые из реагентов могут быть в целом не реагирующими с другими реагентами, например, промывочной текучей средой или разбавляющей текучей средой, которую можно использовать для растворения сухого реагента с переводом в жидкую форму. Как рассмотрено ранее, некоторые из этих реагентов могут быть более чувствительными к температуре, чем другие реагенты. Например, реагенты, включающие органические фосфины или органические амины, например, трис(гидроксипропил)фосфин (также именуемый THP или THM), этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан (также именуемый TRIS), трис(гидроксиметил)фосфин и/или TAE (смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA)), могут нуждаться в охлаждении до более низких температур, чтобы способствовать стабильности и долговечности реагентов - это может оказаться важным, в частности, в приборах для анализа, которые могут находиться в более или менее непрерывной эксплуатации на протяжении длительных периодов времени, например, от 24 до 48 часов. Например, в некоторых вариантах реализации некоторым из применяемых реагентов может понадобиться охлаждение до температуры между 0 градусов по Цельсию (°C) и 20 °C.
[0059] На фиг.4 и 5 боковые стенки 214 резервуаров для реагентов обозначены диагональной штриховкой (см. условные обозначения справа для примера), а реагенты 216, содержащиеся внутри резервуаров, обозначены затушевыванием точками. Как отмечалось выше, первые резервуары 210 для реагентов могут находиться в пределах объема 208 внутренней полости. Как можно увидеть на фиг.5, первые резервуары 210 для реагентов могут быть расположены так, что в промежутке между их соответственными боковыми стенками 214 имеются зазоры, которые образуют множество проточных каналов 218 текучей среды. Проточные каналы 218 текучей среды могут находиться в пределах объема 208 внутренней полости и могут быть гидравлически соединены с ним и со впуском 220 газа и выпуском 222 газа, так что терморегулирующая текучая среда, например, газ, текущая(ий) в картридж 204 через впуск 220 газа, протекает через проточные каналы 218 текучей среды между по меньшей мере некоторыми из первых резервуаров 210 для реагентов перед тем, как покидает картридж, например, через выпуск 222 газа или по другим путям выхода.
[0060] На фиг.5 также видна базовая окружность 242, которая разделена на четыре квадранта и имеет центр в средней центральной точке тех первых резервуаров 210 для реагентов, которые показаны. Для ясности, средняя центральная точка относится к средним координатам XY 16-ти первых резервуаров для реагентов, т.е. к паре координат, являющейся результатом усреднения всех координат X и всех координат Y для этих первых резервуаров 210 для реагентов. В целях усреднения, координаты XY каждого первого резервуара 210 для реагента могут быть оценены в центре или центроиде каждого первого резервуара 210 для реагента. Как можно увидеть, впускной канал 230 и выпускной канал 232 оба находятся в пределах одного и того же квадранта базовой окружности 242. В других вариантах реализации, рассматриваемых ниже, впускной канал 230 и выпускной канал 232 могут находиться в разных, несмежных квадрантах такой базовой окружности.
[0061] В некоторых вариантах реализации первые резервуары 210 для реагентов могут быть расположены так, что по меньшей мере два первых резервуара 210 для реагентов будут подвергаться отводу тепла или подводу тепла в различных количествах, а значит - и охлаждению или нагреву в разных степенях соответственно, когда терморегулирующая текучая среда, имеющая конкретную температуру, будет протекать через впуск 220 газа и попадать в объем 208 внутренней полости. Такое изменение нагревания или охлаждения может быть обусловлено, например, размещением таких первых резервуаров 210 для реагентов в пределах объема 208 внутренней полости таким образом, что кратчайшие пути течения в пределах корпуса 206 от впуска 220 газа к каждому из по меньшей мере двух таких первых резервуаров 210 для реагентов будут иметь разные длины. Терморегулирующая текучая среда, которая течет затем через объем 208 внутренней полости, может по мере своего протекания через объем 208 внутренней полости подвергаться воздействию потока тепла к или от боковых стенок 214 первых резервуаров 210 для реагентов, мимо которых она протекает, что вызывает либо охлаждение, либо нагревание терморегулирующей текучей среды по мере ее протекания, тем самым снижая градиент температуры между боковыми стенками 214 первых резервуаров 210 для реагентов и терморегулирующей текучей средой, что снижает скорость теплопритока в первые резервуары 210 для реагентов или теплооттока из них. Так, первый резервуар 210 для реагента с кратчайшим путем течения ко впуску 220 газа, который меньше, чем кратчайший путь течения от впуска 220 газа к другому первому резервуару для реагента, может подвергаться большему нагреву или охлаждению (в зависимости от того, нагревается ли или охлаждается терморегулирующий газ системой 250 управления температурой), чем первый резервуар 210 для реагента, имеющий более длинный кратчайший путь течения ко впуску 220 газа. За счет максимального использования этого уменьшения эффективности охлаждения или нагрева, такие картриджи 204 могут оказаться способными обеспечивать поддержание разных реагентов при разных температурах в пределах картриджа, при этом принимая терморегулирующую текучую среду из единого источника подачи, например, системы 250 управления температурой.
[0062] В этом примере первые резервуары для реагентов в пределах того квадранта базовой окружности 242, который содержит впускной канал 230, имеют меньшие кратчайшие пути течения ко впуску 220 газа (обозначенному пунктирным контуром; выпуск 222 газа тоже обозначен пунктирной линией), чем первые резервуары 210 для реагентов, находящиеся, например, в квадранте базовой окружности 242 на противоположной стороне базовой окружности, т.е. разнесенном на 180° с квадрантом, содержащим впускной канал 230.
[0063] В изображенном примере картриджа каждый из первых резервуаров 210 для реагентов в общем случае является свободностоящим в пределах объема 208 внутренней полости, например, боковые стенки 214 первых резервуаров 210 для реагентов не являются совместно используемыми никакими находящимися по соседству первыми резервуарами 210 для реагентов (или другими резервуарами), а между каждым первым резервуаром 210 для реагента и всеми непосредственно соседствующими с ним первыми резервуарами 210 для реагентов имеются проточные каналы 218 текучей среды. Вместе с тем, в других вариантах реализации два или более первых резервуаров 210 для реагентов могут совместно использовать одну или более общих боковых стенок.
[0064] В конкретном показанном примере первые резервуары 210 для реагентов в общем расположены вдоль двух концентрических окружностей 228 с центром на одном из поворотных клапанов 236, что может быть компоновкой, особенно хорошо подходящей для картриджей, обладающих такими поворотными клапанами 236. Для ясности отметим, что выражение «расположены вдоль окружности» означает в общем расположение такого участка каждого расположенного таким образом элемента как лежащего на окружности или пересекающегося с ней (причем должно быть понятно, что она не обязательно должна быть «видимой» окружностью, т.е. она может быть базовой окружностью). Например, поворотный клапан 236, который находится в центре концентрических окружностей 228, может быть гидравлически соединен с каждым из первых резервуаров 210 для реагентов одним путем течения в микрожидкостной пластине, которая образует дно первых резервуаров 210 для реагентов; такие пути течения могут проходить лучами наружу к соответствующим спускным отверстиям в первых резервуарах 210 для реагентов. Показанное расположение обеспечивает очень компактную компоновку имеющих аналогичные размеры первых резервуаров 210 для реагентов, организованных в кластер вокруг поворотного клапана 236, также обеспечивая большое число проточных каналов 218 текучей среды для распределения терморегулирующей текучей среды в различные первые резервуары для реагентов, тем самым облегчая протекание терморегулирующей текучей среды вокруг этого поворотного клапана 236. В показанной компоновке первые резервуары 210 для реагентов, являющиеся ближайшими ко впуску 220 газа и впускному каналу 230, могут подвергаться большему нагреванию или охлаждению, когда терморегулирующую текучую среду закачивают в объем 208 внутренней полости из впуска 220 газа, чем первые резервуары 210 для реагентов, которые расположены дальше от впуска 220 газа. Так, реагенты 216, которых может понадобиться поддерживать при более высоких или более низких температурах относительно других реагентов 216, можно хранить в первых резервуарах 210 для реагентов, которые ближе ко впуску 220 газа, чем те реагенты 216, к которым могут предъявляться менее строгие требования по температуре. В некоторых вариантах реализации, в которых множественные первые резервуары для реагентов расположены вдоль окружности или окружностей, впуск газа и/или выпуск газа могут находиться снаружи наибольшей из таких окружностей, как показано на фиг.5; вместе с тем, в других вариантах реализации впуск газа или выпуск газа могут находиться по меньшей мере частично в пределах одной из упомянутых одной или более окружностей.
[0065] Изображенный пример также обладает множеством вторых резервуаров 212 для реагентов, которые расположены вокруг объема 208 внутренней полости; в этом случае, некоторые боковые стенки 214, например, дугообразные участки боковых стенок 214, которые концентричны с окружностями 228, вторых резервуаров 212 для реагентов фактически частично ограничивают часть объема 208 внутренней полости, хотя другие варианты реализации могут предусматривать иное ограничение объема 208 внутренней полости. Другими словами, вторые резервуары для реагентов могут быть расположены вокруг внешнего периметра объема внутренней полости, а участки их боковых стенок 214 могут фактически ограничивать, по меньшей мере частично, этот внешний периметр объема 208 внутренней полости.
[0066] Как показано на фиг.5 и как упоминалось ранее, в некоторых вариантах реализации могут быть предусмотрены впускной канал 230 и выпускной канал 232, которые позволяют маршрутизировать терморегулирующую текучую среду в объем 208 внутренней полости и из него соответственно. Как показано в примере по фиг.5, впускной канал 230 и выпускной канал 232 оба ограничены участками боковых стенок двух соседних вторых резервуаров 212 для реагентов (в этом примере один из вторых резервуаров 212 для реагентов заключен между впускным каналом 230 и выпускным каналом 232 и участками боковой стенки этого второго резервуара 212 для реагента, таким образом частично ограничивая и впускной канал 230, и выпускной канал 232, хотя в некоторых других вариантах реализации впускной канал 230 и выпускной канал 232 могут быть расположены так, что они ограничены, по меньшей мере частично, боковыми стенками совершенно разных вторых резервуаров 212 для реагентов). Если второй резервуар 212 для реагента содержит реагент 216, который может обладать особыми температурными чувствительностями, то такой второй резервуар 212 для реагента в некоторых вариантах реализации может быть расположен непосредственно рядом со впускным каналом 230, так что терморегулирующая текучая среда пройдет мимо такого второго резервуара 212 для реагента до того, как пройдет в объем 208 внутренней полости и достигнет первых резервуаров 210 для реагентов. Посредством такой компоновки, т.е. за счет подвергания участка боковой стенки 214 такого второго резервуара 212 для реагента воздействию вводимой в картридж 204 терморегулирующей текучей среды, сначала терморегулирующая текучая среда будет иметь самую высокую (если используется для нагрева) или самую низшую (если используется для охлаждения) температуру, когда она течет мимо такого второго резервуара 212 для реагента, по сравнению с температурой, которую такая терморегулирующая текучая среда будет иметь по мере продолжения ее протекания через картридж 204, и станет либо охлаждаться, либо нагреваться по мере своего теплообмена с остальными резервуарами для реагентов, мимо или вокруг которых она протекает. Это может обеспечить более точное нагревание или охлаждение такого второго резервуара 212 для реагента, так как большие разности температур, а значит - и поток тепла, между таким вторым резервуаром 212 для реагента и терморегулирующей текучей средой могут стать возможными без подвергания первых резервуаров для реагентов воздействию потока тепла в той же самой степени. Это может дать возможность заключать в таких вторых резервуарах 212 для реагентов те реагенты, которые можно поддерживать при температурах, более высоких или более низких по сравнению с температурами в первых резервуарах 210 для реагентов, и/или дать возможность содержать в таких вторых резервуарах 212 для реагентов объемы реагента, которые больше, чем в первых резервуарах 210 для реагентов.
[0067] Понятно, что в некоторых вариантах реализации какой-либо впускной канал и/или какой-либо выпускной канал могут и не присутствовать. Например, впуск 220 газа и/или выпуск 222 газа могут просто оканчиваться в местах, находящихся в пределах объема внутренней полости, тем самым обеспечивая непосредственное гидравлическое соединение таких впусков 220 газа и/или выпусков 222 газа с объемом внутренней полости. В некоторых таких вариантах реализации (а также в вариантах реализации, предусматривающих наличие впускного канала и/или выпускного канала, раз уж об этом зашла речь), впуск 220 газа и/или выпуск 222 газа, если это желательно, могут быть расположены в местах, которые находятся снаружи наименьшего охватывающего периметра первых резервуаров 210 для реагентов. Употребляемая здесь формулировка «наименьший охватывающий периметр одного или более объектов» (таких как два или более первых резервуаров 210 для реагентов) относится к многоугольнику или фигуре иной формы, который(ая) окружает объекты и которая имеет наименьшую суммарную длину ребер или кромок (наименьший периметр); при этом все объекты среди упомянутых одного или более объектов будут лежать полностью в пределах наименьшего охватывающего периметра, хотя крайние снаружи объекты могут иметь кромки, которые совпадают с наименьшим охватывающим периметром, т.е. касаются его, а некоторые из объектов могут находиться полностью в пределах наименьшего охватывающего периметра и при этом не касаться наименьшего охватывающего периметра вовсе.
[0068] На фиг.6A-6D изображены различные дополнительные примерные компоновки резервуаров для реагентов температурно-управляемого картриджа. На фиг.6А показаны шесть первых резервуаров 610 для реагентов, каждый из которых ограничен одной или более боковыми стенками 614 и каждый содержит реагент 616. В этом примере имеются три первых резервуара 610 для реагентов (верхние на фиг.6A), которые совместно используют общие боковые стенки 614, а также три первых резервуара 610 для реагентов (нижние на фиг.6A), которые являются свободностоящими, аналогично показанным на фиг.4 и 5. В других вариантах реализации три нижних первых резервуара 610 для реагентов могут быть построены аналогично верхним первым резервуарам 610 для реагентов, или наоборот. Вообще говоря, желательно иметь по меньшей мере один проточный канал текучей среды между различными первыми резервуарами 610 для реагентов (или - в некоторых вариантах реализации - между различными первыми резервуарами 610 для реагентов и другими структурами, например, структурами, ограничивающими объем 608 внутренней полости), хотя множественные проточные каналы текучей среды между множественными первыми резервуарами 610 для реагентов, такие, как можно увидеть на фиг.6B, могут обеспечить повышенное воздействие терморегулирующей текучей среды на первые резервуары 610 для реагентов, а значит - и лучший эффект нагревания и/или охлаждения.
[0069] Первые резервуары 610 для реагентов могут находиться в пределах объема 608 внутренней полости, который, в свою очередь, может быть гидравлически соединен со впускным каналом 630 и выпускным каналом 632, которые, в свою очередь, могут быть гидравлически соединены соответственно со впуском газа и выпуском газа (не показаны, но аналогичны рассмотренным выше, например, применительно к фиг.3). Когда терморегулирующий газ вводят в объем 608 внутренней полости из впускного канала 630, терморегулирующий газ может протекать по проточным каналам текучей среды между различными первыми резервуарами 610 для реагентов, а также по дополнительным проточным каналам текучей среды, образованным, например, между первыми резервуарами 610 для реагентов и другими структурами, такими как те структуры, которые определяют границы объема 608 внутренней полости. В этом примере много терморегулирующего газа может отводиться из объема 608 внутренней полости по выпускному каналу 632 до того, как у него появится шанс достичь крайних справа первых резервуаров 610 для реагентов, тем самым снижая эффект управления температурой на таких первых резервуарах 610 для реагентов, в противоположность крайним слева первым резервуарам 610 для реагентов, являющимся ближайшими ко впускному каналу 630 и выпускному каналу 632, и поэтому получится наибольшее воздействие на них терморегулирующей текучей среды. В этом примере впускной канал 630 и выпускной канал 632 оба по меньшей мере частично находятся в пределах общего квадранта базовой окружности 642, аналогично впускному каналу 230 и выпускному каналу 232 по фиг.5.
[0070] Пример по фиг.6А также включает в себя изображение типичного наименьшего окружающего периметра 626, который в целом представляет собой периметр наименьшего многоугольника или фигуры иной формы, который(ая) может полностью окружать два или более первых резервуара для реагентов; в этом примере наименьший охватывающий периметр 626 окружает все первые резервуары 610 для реагентов в объеме 608 внутренней полости, а впуск газа и выпуск газа (которые будут расположены в окрестности впускного канала 630 и выпускного канала 632) находятся снаружи наименьшего окружающего периметра 626 (если смотреть в направлении, в общем перпендикулярном направлениям протекания текучей среды по проточным каналам текучей среды между первыми резервуарами 610 для реагентов, например, перпендикулярном поверхности основания картриджа).
[0071] На фиг.6B изображена примерная компоновка, аналогичная показанной на фиг.6A, за исключением того, что выпускной канал 632 размещен на стороне первых резервуаров 610 для реагентов, противоположной той, где находится впускной канал 630; например, каждый из впускного канала 630 и выпускного канала 632 по меньшей мере частично находится в пределах двух разных квадрантов базовой окружности 642, которые смещены друг с другом на 180°, тем самым заставляя терморегулирующую текучую среду в общем протекать мимо всех первых резервуаров 610 для реагентов (в отличие от компоновки по фиг.6A, где часть терморегулирующей текучей среды никогда не сможет протечь мимо двух крайних справа первых резервуаров 610 для реагентов). В компоновке, показанной на фиг.6B, крайние слева первые резервуары 610 для реагентов будут подвергаться большему нагреванию или охлаждению (в зависимости от того, какова температура терморегулирующей текучей среды по отношению к температурам первых резервуаров 610 для реагентов), чем крайние справа первые резервуары 610 для реагентов, хотя этот градиент температуры может быть менее выраженным, чем в случае с компоновкой по фиг.6A.
[0072] На фиг.6C изображена другая примерная компоновка, аналогичная показанной на фиг.6A, за исключением того, что имеются семь первых резервуаров 610 для реагентов, которые скомпонованы в гексагональной в целом компоновке вместо прямоугольной компоновки. В этом примере впускной канал 630 и выпускной канал 632 оба находятся в целом с одной и той же стороны от первых резервуаров 610 для реагентов; например, впускной канал 630 и выпускной канал 632 оба по меньшей мере частично находятся в пределах общего квадранта базовой окружности 642, что может привести к предпочтительному охлаждению или нагреванию крайних слева первых резервуаров 610 для реагентов, а не крайних справа первых резервуаров 610 для реагентов. И опять, впуск газа и выпуск газа (не показаны) могут находиться снаружи наименьшего окружающего периметра 626 первых резервуаров 610 для реагентов на фиг.6C.
[0073] На фиг.6D изображена другая примерная компоновка, аналогичная показанной на фиг.6C, за исключением того, что выпускной канал 632 размещен на стороне первых резервуаров 610 для реагентов, противоположной той, где находится впускной канал 630; например, каждый из впускного канала 630 и выпускного канала 632 по меньшей мере частично находится в пределах двух разных квадрантов базовой окружности 642, которые смещены друг с другом на 180°, тем самым заставляя терморегулирующую текучую среду в общем протекать мимо всех первых резервуаров 610 для реагентов (в отличие от компоновки по фиг.6C, где некоторая часть терморегулирующей текучей среды никогда не сможет пройти мимо крайних справа первых резервуаров 610 для реагентов). В компоновке, показанной на фиг.6D, крайние слева первые резервуары 610 для реагентов будут подвергаться большему нагреванию или охлаждению (в зависимости от того, какова температура терморегулирующей текучей среды по отношению к температурам первых резервуаров 610 для реагентов), чем крайние справа первые резервуары 610 для реагентов, хотя этот градиент температуры может быть менее выраженным, чем в случае с компоновкой по фиг.6A.
[0074] Понятно, что хотя вышеизложенное обсуждение сосредоточено главным образом на вариантах реализации, в которых впуск газа и выпуск газа находятся снаружи наименьшего охватывающего периметра всех имеющихся в картридже первых резервуаров для реагентов, другие варианты реализации могут обладать впусками газа и выпусками газа, которые находятся снаружи наименьшего охватывающего периметра лишь некоторых первых резервуаров для реагентов в пределах данного картриджа, но по-прежнему в месте, приводящем к переменному нагреванию и/или охлаждению первых резервуаров для реагентов в пределах картриджа. Например, в некоторых вариантах реализации впуск газа может быть расположен в пределах наименьшего охватывающего периметра всех первых резервуаров для реагентов в пределах данного картриджа, но снаружи наименьшего окружающего периметра поднабора этих первых резервуаров для реагентов, например - по отношению к фиг.6C - в положении «на 12 часов», в промежутке между двумя крайними сверху первыми резервуарами 610 для реагентов и в пределах наименьшего охватывающего периметра показанных семи первых резервуаров 610 для реагентов, и такое место по-прежнему будет находиться снаружи иного наименьшего окружающего периметра, ограниченного пятью нижними первыми резервуарами 610 для реагентов.
[0075] Хотя основное внимание в вышеизложенных обсуждениях уделено главным образом признакам рассматриваемых здесь картриджей, например, конструктивным компоновкам резервуаров для реагентов и впуска газа и выпуска газа для картриджа с реагентами, такие картриджи основаны на соединении с источником терморегулирующей текучей среды с тем, чтобы обеспечить управление температурой содержащихся в ней реагентов. Следующее обсуждение относится к различным примерам типов систем управления температурой, которые можно использовать для подачи такой терморегулирующей текучей среды в обсуждаемые здесь картриджи.
[0076] На фиг.7 изображена примерная система управления температурой для прибора для анализа. В этом примере изображенная система 250 управления температурой является такой же, как система управления температурой по фиг.2, хотя понятно, что с рассматриваемыми здесь картриджами можно также использовать другие типы систем управления температурой.
[0077] Система 250 управления температурой может включать в себя две в общем отдельные полости - рециркуляционную полость 264, которая может быть гидравлически соединена с патрубком 252 подачи газа и патрубком 254 возврата газа, и окружающую полость 274, которая может быть гидравлически соединена с окружающей средой или, например, с объемом текучей среды, который гораздо больше, например, на много порядков величины больше, чем объем используемой терморегулирующей текучей среды, и который может служить в качестве стока тепла или источника тепла применительно к теплу, которое должно выделяться из резервуаров для реагентов в картридже 204 или подводиться к ним.
[0078] Рециркуляционная полость 264 может в общем состоять из одного или более коробов, по которым происходит транспортировка терморегулирующей текучей среды от впуска 266 рециркуляционной полости 264 к выпуску 268 рециркуляционной полости 264. Чтобы облегчить протекание терморегулирующей текучей среды через рециркуляционную полость 264, система 250 управления температурой также может включать в себя первый насос 270 текучей среды, который в этом примере представляет собой вентилятор с крыльчаткой или дутьевой вентилятор, который засасывает газ внутрь через впуск 266 рециркуляционной полости 264 и затем продвигает или нагнетает этот газ по коробу, который образует большую часть рециркуляционной полости. Например, первый насос 270 текучей среды может быть гидравлически установлен между впуском 266 рециркуляционной полости 264 и выпуском 268 рециркуляционной полости. В других вариантах реализации вместо этого можно использовать другие виды насосов текучей среды, например, пропеллерные насосы, насосы объемного действия, перистальтические насосы и т.д., если это желательно.
[0079] Также возможно наличие принадлежащего окружающей полости 274 впуска полости (в этом примере он невидим, но отверстие находится на противоположной стороне системы 250 управления температурой от впуска 266 рециркуляционной полости 264); впуск окружающей полости 274 может быть, например, всасывающим патрубком для второго насоса 280 текучей среды, который может быть, например, еще одним вентилятором с крыльчаткой или дутьевым вентилятором. Второй насос 280 текучей среды может быть выполнен с возможностью откачивать или нагнетать окружающую текучую среду, например, окружающий воздух, от впуска окружающей полости 274, через окружающую полость 274 и затем наружу через выпуски 278 окружающей полости 274. Аналогично первому насосу 270 текучей среды, второй насос 280 текучей среды может соответственно быть гидравлически установлен между впуском 276 окружающей полости 274 и выпуском 278 окружающей полости.
[0080] В некоторых вариантах реализации, таких как изображенный, рециркуляционная полость 264 и окружающая полость 274 могут быть расположены так, что они на протяжении по меньшей мере некоторых их участков будут совместно использовать общую стенку или - в противном случае - будут иметь поверхности, находящиеся в достаточной близости для того, чтобы термоэлектрические тепловые насосы 284, обычно являющиеся планарными, можно было уместить в промежутке между рециркуляционной полостью 264 и окружающей полостью 274, так что каждая из главных противолежащих поверхностей термоэлектрических тепловых насосов 284 обращена либо к рециркуляционной полости 264, либо к окружающей полости 274, тем самым позволяя термоэлектрическим тепловым насосам 284 перекачивать тепло из одной полости в другую. Температуры в пределах системы 250 управления температурой можно контролировать с помощью одного или более датчиков, например, датчиков 286 температуры, а данные из них использовать контроллером, чтобы способствовать надлежащей работе термоэлектрических тепловых насосов 284 с целью достижения желаемой степени нагревания или охлаждения терморегулирующей текучей среды, циркулирующей через рециркуляционная полость 264.
[0081] В изображенном примере рециркуляционная полость 264 разделяется на три разных короба или области коробов ниже по течению от первого насоса 270 текучей среды; эти три короба или области коробов имеют поперечное сечение в плоскости, в целом перпендикулярной направлению течения терморегулирующей текучей среды, и в окрестности термоэлектрических тепловых насосов 284, которое может быть описано как U-образное. Окружающая полость 274 в этом примере демонстрирует аналогичное, но большее, в целом U-образное поперечное сечение в тех же самых области и плоскости; это позволяет уместить короба для рециркуляционной полости 264 в пределах коробов для окружающей полости 274, при этом термоэлектрические тепловые насосы 284 оказываются заключенными в промежутке между двумя наборами коробов. Это лучше проиллюстрировано на фиг.8.
[0082] На фиг.8 примерная система управления температурой по фиг.7 изображена в частично разобранном виде. Как можно увидеть на фиг.8, система 250 управления температурой разделена на три основных подузла. Крайний справа подузел включает в себя первый насос 270 текучей среды и второй насос 280 текучей среды, а также впуски рециркуляционной полости 264 и окружающей полости 274. Средний подузел включает в себя различные короба, которые расположены с получением поперечных сечений, рассмотренных в предыдущем абзаце, а также термоэлектрические тепловые насосы 284 (видимые через открытый конец этого подузла с левой стороны). Крайний слева подузел включает в себя выпуски рециркуляционной полости 264 и окружающей полости 274.
[0083] На фиг.8 поток рециркулируемой текучей среды, т.е. терморегулирующей текучей среды, через рециркуляционную полость, когда блок управления температурой активен, обозначен посредством использования темнее затененных стрелок; поток окружающей текучей среды, например, воздуха, через окружающую полость 274 обозначен светлее затененными стрелками. Как можно увидеть, поток и терморегулирующей текучей среды, и окружающей текучей среды разбит на три части за счет используемой компоновки коробов, причем терморегулирующая текучая среда принудительно направляется в пути течения, умещающиеся внутри тех путей течения, по которым следует окружающая текучая среда в области, занятой термоэлектрическими тепловыми насосами 284. В системах управления температурой, применяемых для циркуляции охлажденных терморегулирующих текучих сред с целью охлаждения реагентов картриджа, такая компоновка может оказаться выгодной, поскольку она сокращает величину площади открытых внешних поверхностей рециркуляционной полости 264, а значит, сокращает и величину площади поверхностей, подвергающихся воздействию «холода», что может приводить к уменьшению степени конденсации из окружающей среды вокруг системы 250 управления температурой, причем появляющаяся в результате влага может собираться на ее открытых внешних поверхностях и подлежит удалению, чтобы предотвратить возможное повреждение влагой прибора для анализа. Это может оказаться выгодным, в частности, когда блок анализа, обладающий такой примерной системой 250 управления температурой, эксплуатируют в окружающих средах с высокой окружающей влажностью. Такое расположение также обеспечивает весьма компактную систему 250 управления температурой по сравнению с системами, в которых короба расположены более линейным образом, например, один или более коробов для рециркуляционной полости и окружающей полости проложены вдоль единой линии.
[0084] На фиг.9 изображено поперечное сечение примерной системы управления температурой по фиг.7. На фиг.9 U-образная компоновка коробов рециркуляционной полости 264 и окружающей полости 274 показана более явно выраженной, поскольку имеются термоэлектрические тепловые насосы 284, которые расположены между и образуют общие стенки с такими коробами. Как можно увидеть, каждый термоэлектрический тепловой насос 284 заключен между коробом рециркуляционной полости 264 и соответствующим коробом окружающей полости 274, при этом за счет избирательного управления термоэлектрическими тепловыми насосами 284 можно вызвать отток тепла из терморегулирующей текучей среды, находящейся в рециркуляционной полости 264, в окружающую текучую среду, вытекающую через окружающую полость 274, чтобы охладить терморегулирующую текучую среду, или наоборот, если вместо этого желательно нагреть терморегулирующую текучую среду. Чтобы облегчить теплопередачу между терморегулирующей текучей средой или окружающей текучей средой и термоэлектрическими тепловыми насосами 284, каждый термоэлектрический тепловой насос 284 может находиться в теплопроводящем контакте с одной или более радиаторными конструкциями, например, конструкциями с большой величиной площади открытых поверхностей по отношению к площади поверхности того их объема, в пределах которого они посажены (например, изображенные радиаторные конструкции могут иметь площадь открытых поверхностей, более чем в 10 раз превышающую площадь поверхностей того объема короба, в пределах которого они посажены), и выполнены из материала с высокой удельной теплопроводностью, такого как медь, алюминий или их сплавы, чтобы способствовать теплопередаче между терморегулирующей текучей средой или окружающей текучей средой и термоэлектрическими тепловыми насосами 284. На фиг.9 показано, что первые радиаторные конструкции 272 могут находиться в пределах рециркуляционной полости 264 и быть в теплопроводящем контакте со стороной термоэлектрических тепловых насосов 284, обращенной к рециркуляционной полости 264, а вторые радиаторные конструкции 282 могут находиться в пределах окружающей полости 274 и быть в теплопроводящем контакте со стороной термоэлектрических тепловых насосов 284, обращенной к окружающей полости 274. Как можно увидеть, радиаторные конструкции в этом примере состоят из тонкого листа сложенного гармошкой, сложенного гофрами, сложенного рекурсивно или плиссированного материала, который контактирует с термоэлектрическими тепловыми насосами 284 вдоль складок листа по одной стороне радиаторной конструкции. В некоторых вариантах реализации, в промежутке между радиаторной конструкцией и термоэлектрическими тепловыми насосами 284 может быть проложен разделяющий материал, такой как теплопроводная консистентная смазка или теплопроводный клей, чтобы обеспечить повышенный теплоперенос через эту границу раздела. В других вариантах реализации такие радиаторные конструкции могут иметь тонкую внешнюю оболочку, которая скреплена, например, посредством низкотемпературной или высокотемпературной пайки или теплопроводного клея, с такими плиссированными конструкциями; внешняя оболочка может быть затем приведена в теплопроводящий контакт с термоэлектрическими тепловыми насосами 284.
[0085] На фиг.10A—10D изображены различные дополнительные конфигурации полостей для различных примерных систем управления температурой. Следует отметить, что другие компоновки рециркуляционной полости 264 и окружающей полости 274 тоже могут обеспечить желаемые противоконденсационные характеристики и/или более компактный объем упаковки, например, такой, как, показанный на фиг.10A—10D. На фиг.10A—10D представлены упрощенные схемы поперечных сечений, показывающие различные альтернативные компоновки рециркуляционной полости 264 и окружающей полости 274 в окрестности, например, радиаторных конструкций.
[0086] На фиг.10A, например, изображена компоновка, в которой окружающая полость 1074 образует непрерывный «U»-образный профиль, а вписанная в него рециркуляционная полость 1064 образует «O»-образный профиль, т.е. они не имеют внутри себя пустоты или стенки, как в случае с примером на фиг.9. Это может дополнительно уменьшить открытую наружу рециркуляционную полость 1064 и тем самым дополнительно уменьшить возможность образования конденсата на внешних поверхностях, если систему управления температурой используют для охлаждения. Как можно увидеть, термоэлектрические тепловые насосы 1084 могут быть размещены в промежутке между рециркуляционной полостью 1064 и окружающей полостью 1074, аналогично компоновке на фиг.9 (на этих фигурах радиаторные конструкции не показаны, но они могут быть также реализованы, аналогично тому, как они реализованы на фиг.9).
[0087] На фиг.10B изображена компоновка, аналогичная показанной на фиг.10A, за исключением того, что окружающая полость 1074 является O-образной и вся в целом простирается полностью вокруг рециркуляционной полости 1064, тем самым дополнительно сокращая потенциально открытые наружные поверхности рециркуляционной полости 1064 и тем самым дополнительно снижая вероятность образования конденсата. Термоэлектрические тепловые насосы 1084 в этом примере ограничивают все четыре стороны рециркуляционной полости 1064, обеспечивая даже бóльшую способность к теплопереносу, чем в примере, показанном на фиг.10A.
[0088] На фиг.10C изображен примерный вариант реализации, аналогичный показанному на фиг.10A, но с окружающей полостью 1074, разбитой на несколько коробов; эта компоновка совершенно аналогична изображенной на фиг.9. На фиг.10D изображен пример, в котором рециркуляционная полость 1064 может иметь кольцевой аспект, например, иметь короба, которые окружают пустотелое пространство, а окружающая полость 274 может быть разбита на несколько коробов, каждый из которых смежен с разной стороной рециркуляционной полости 1064.
[0089] Понятно, что другие варианты реализации могут обладать другими геометрическими формами поперечных сечений рециркуляционной полости 1064 и окружающей полости 1074, а данное изобретение не ограничивается только вариантами, показанными на фигурах.
[0090] На фиг.11 изображен вид в разрезе системы управления температурой по фиг.7. Фиг.11 может придать дополнительную ясность в контексте протекания текучей среды в пределах системы 250 управления температурой, а также в контексте некоторых признаков, не рассмотренных ранее. Как можно увидеть, рециркуляционная полость 264 и окружающая полость 274 могут в некоторых вариантах реализации проходить вместе и совместно использовать общую стенку в областях, смежных с термоэлектрическими тепловыми насосами 284 или в их окрестности, хотя термоэлектрические тепловые насосы 284 могут в то же время обеспечивать часть этой общей стенки. В некоторых вариантах реализации короба, которые образуют рециркуляционную полость 264 и окружающую полость 274, могут быть расположены так, что имеется лишь малая область, которая включает в себя термоэлектрический(е) тепловой(ые) насос(ы) 284, в которой такие полости будут совместно использовать общую стенку; остальные участки окружающей полости 274 и рециркуляционной полости 264 могут быть ограничены стенками, которые упомянутые две полости не используют совместно. Это позволяет снизить вероятность перетекания тепла из полости с более высокой температурой в полость с более низкой температурой, что в общем будет работать на срыв эксплуатации термоэлектрических тепловых насосов 284.
[0091] Также видны на фиг.11 впуск 276 окружающей полости, датчики 286 температуры на впуске 266 рециркуляционной полости и выпуске 268 рециркуляционной полости, а также участок 292 двойной стенки в основном конического расширяющегося сопла в промежутке между впуском 266 рециркуляционной полости и первым насосом 270 текучей среды. Когда терморегулирующую текучую среду засасывают из впуска 266 рециркуляционной полости, результирующее расширение в объеме может вызывать внезапное уменьшение температуры; за счет использования двойной стенки в этой области (двойная стенка, если ее используют, может простираться, например, по всей окружности этой области или, необязательно, лишь по ее части), шанс возникновения конденсации на внешних поверхностях этой области сопла уменьшается. Еще одним признаком, который виден на фиг.11, является окно управления влажностью, которое включает в себя множество первых спускных отверстий 294. Этот признак подробнее рассматривается в связи с фиг.12 и 13, где изображены виды части фиг.7, демонстрирующие окно управления влажностью.
[0092] Системы управления температурой и связанные с ними картриджи, такие как описываемые здесь, могут быть выполнены с возможностью обеспечения общей рециркуляции терморегулирующей текучей среды. В тех вариантах реализации, где воздействие жидкой терморегулирующей текучей среды на первые резервуары для реагентов в картридже нежелательно, например, потому что нелегко сделать картридж герметичным или существует вероятность того, что жидкая терморегулирующая текучая среда может загрязнить резервуары для реагентов, например, через продувочные отверстия, которые могут присутствовать, вместо жидкой можно использовать газообразную терморегулирующую текучую среду. В таких вариантах реализации может оказаться желательным не только предотвращение или снижение конденсации на внешних поверхностях системы 250 управления температурой, но и может оказаться желательным также предотвращение или снижение конденсации внутри рециркуляционной полости 264, поскольку такая конденсация может привести к скоплению влаги в картридже 204 во время применения и создать проблемы загрязнения или другие, такие как утечка из картриджа в прибор для анализа. Во многих вариантах реализации абсолютная герметизация путей течения терморегулирующей текучей среды через картридж может оказаться неосуществимой, например, из-за механических сопряжений через корпус, используемых методов построения (например, защелкивающихся корпусов, которые не являются газонепроницаемыми) и других соображений. В результате некоторое количество терморегулирующей текучей среды, например, воздуха, может утекать из картриджа и/или системы управления температурой во время применения. И, наоборот, окружающий воздух также может втекать в картридж и систему управления температурой во время применения. Соответственно, управление влажностью терморегулирующей текучей среды внутри картриджа и системы управления температурой может оказаться затрудненным; например, даже если терморегулирующая текучая среда сначала подается как чистый сухой воздух, со временем он будет включать в себя большое количество окружающего воздуха и любую влагу, которую такой окружающий воздух приносит с собой. Окно управления влажностью частично видимо на фиг.11 (первые спускные отверстия 294 указывают местонахождение окна управления влажностью в пределах рециркуляционной полости 264).
[0093] Как можно увидеть на фиг.12 и 13, окно управления влажностью может быть предусмотрено в одной из стенок рециркуляционной полости 264; вообще говоря, желательно иметь окно управления влажностью, находящееся на поверхности «дна», т.е. поверхности, на которой сила тяжести будет вызывать скопление влаги. Также может оказаться желательным размещение окна управления влажностью «ниже по течению» от термоэлектрических тепловых насосов 284, так что терморегулирующая текучая среда, которая потечет через окно управления влажностью, в общем случае будет иметь более низкую температуру, чем где-либо еще в системе управления температурой (тем самым увеличивая шанс, что любая влага в терморегулирующей текучей среде будет конденсироваться на поверхностях рециркуляционной полости 264 в окрестности окна управления влажностью), а температура окружающей текучей среды, текущей мимо той же самой области, будет повышенной, приводя к быстрому испарению такой влаги (понятно, что эти рассуждения уместны применительно к системам управления температурой, используемым для охлаждения картриджей, хотя и в общем не уместны применительно к используемым в целях нагревания).
[0094] Окно управления влажностью может, например, обладать конструкцией, где каждая из двух панелей, пластин или других аналогичных поверхностей имеет одно или более проходящих сквозь них спускных отверстий. Например, пластина, которая ограничивает часть рециркуляционной полости 264, может иметь множество первых спускных отверстий 294, а другая пластина, которая ограничивает часть окружающей полости 274, может иметь множество выполненных в ней вторых спускных отверстий. Эти две пластины могут быть расположены так, что первые спускные отверстия 294 и вторые спускные отверстия 296 не перекрываются друг с другом, если смотреть вдоль направления, перпендикулярного пластинам. Так, любой поток газа или жидкости сквозь эти две пластины может сначала проходить через первые спускные отверстия 294, а затем вбок в объем, заключенный между двумя пластинами, и потом наружу из вторых спускных отверстий 296. В системе управления температурой, используемой для охлаждения, окружающий воздух, который тогда протекает мимо вторых спускных отверстий 296 в окружающей полости 274, может иметь повышенную температуру и таким образом способствовать испарению любой присутствующей влаги; окружающий воздух с испаренной влагой может затем возвращаться в окружающую среду после того, как он вытекает из окружающей полости 274.
[0095] Такое окно управления влажностью также может включать в себя слой впитывающего материала 298, который заключен в промежутке между двумя пластинами, тем самым отдаляя две пластины друг от друга на толщину впитывающего материала 298 и обеспечивая путь течения от первых спускных отверстий 294 ко вторым спускным отверстиям 296. Впитывающий материал 298 может быть, например, волокнистым материалом, таким как полипропилен; например, можно использовать листы термосваренных пропиленовых волокон. Толщина впитывающего материала может быть относительно малой, например, порядка миллиметра или около того, так что обеспечиваемый им путь течения имеет относительно высокое гидравлическое сопротивление, тем самым затрудняя протекание терморегулирующей текучей среды через первые спускные отверстия 294 и вторые спускные отверстия 296. Вообще говоря, жидкость, которая собирается в окне управления влажностью, будет сливаться во впитывающий материал 298 через первые спускные отверстия 294, впитываться во вторые спускные отверстия 296 за счет капиллярного действия и затем испаряться из вторых спускных отверстий 296 из-за протекания более теплого окружающего воздуха. Такая компоновка обеспечивает эффективное удаление избыточной влаги из терморегулирующей текучей среды.
[0096] На фиг.14-19 изображен другой пример системы управления температурой для прибора для анализа. В этом примере изображенная система 1450 управления температурой отличается от системы управления температурой по фиг.2, хотя будет понятно, что система 1450 управления температурой может обеспечивать аналогичные во многих отношениях функциональные возможности.
[0097] На фиг.14 показана система 1450 управления температурой с трубопроводом 1456 подачи газа и трубопроводом 1458 возврата газа, которые могут быть гидравлически соединены, например, с картриджем прибора для анализа, чтобы охлажденный воздух мог циркулировать через картридж.
[0098] На фиг.15 система 1450 управления температурой изображена в частично разобранном виде. Как можно увидеть на фиг.15, система 1450 управления температурой разделена на четыре основных подузла. Крайний слева подузел включает в себя первый насос 1470 текучей среды и второй насос 1480 текучей среды, а также впуски рециркуляционной полости 1464 и окружающей полости 1474, такие как первый впуск 1466 полости; впуск окружающей полости 1474 может быть просто открытым отверстием вверху второго насоса 1480 текучей среды. Левый средний подузел включает в себя различные короба, которые выполнены с возможностью создания в поперечном сечении пакета участка рециркуляционной полости, заключенного между двумя участками окружающей полости; правый средний подузел включает в себя термоэлектрические тепловые насосы 1484, первую(ые) радиаторную(ые) конструкцию(и) 1472 и вторые радиаторные конструкции 1482. Крайний справа подузел включает в себя выпуски рециркуляционной полости 1464 и окружающей полости 1474, например, выпуск 1468 рециркуляционной полости и выпуски 1478 окружающей полости. Как и в случае системы 1450 управления температурой, возможно наличие различных датчиков 1486 температуры, чтобы контролировать различные аспекты рабочих характеристик системы 1450 управления температурой.
[0099] На фиг.16 изображен изометрический вид с частичным разрезом системы 1450 управления температурой. На фиг.16 воздух из второго насоса 1480 текучей среды может быть направлен в окружающую полость 1474, где может быть разделен, например, на два в основном параллельных потока текучей среды перед его протеканием через вторую(ые) радиаторную(ые) конструкцию(и) 1482, которая может (которые могут) находиться в теплопроводящем контакте с термоэлектрическими тепловыми насосами 1484. Окружающий воздух может затем протекать через остальную часть окружающей полости 1474 перед тем, как вытечет из выпуска 1478 окружающей полости.
[0100] В то же время, возможное протекание рециркулируемого воздуха или другой терморегулирующей текучей среды через рециркуляционную полость 1464 можно обеспечить первым насосом 1470 текучей среды, например, за счет всасывания в систему 1450 управления температурой через впуск 1466 рециркуляционной полости, через рециркуляционную полость 1464, через первые радиаторные конструкции 1472 (здесь не видны) и наружу из системы 1450 управления температурой посредством выпуска 1468 рециркуляционной полости.
[0101] Как показано на фиг.17, в то время как окружающий воздух протекает через окружающую полость 1474, первый насос 1470 текучей среды может обеспечить протекание воздуха (или другого газа либо смеси газов) через рециркуляционную полость 1464. Тем самым можно вызвать протекание рециркулируемой терморегулирующей текучей среды через первые радиаторные конструкции 1472, вследствие чего термоэлектрические тепловые насосы 1484 смогут вызвать теплопередачу от рециркулируемой терморегулирующей текучей среды к окружающему газу через вторые радиаторные конструкции 1482.
[0102] На фиг.18 и 19 показаны аналогичные виды системы управления температурой, но с разными видами в разрезе, которые иллюстрируют и рециркуляцию, и потоки окружающего газа одновременно.
[0103] Система управления температурой по фиг.14-19 несколько отличается от рассмотренных ранее систем управления температурой тем, что конфигурация полостей, которая обеспечивается системой 1450 управления температурой, представляет собой простой пакет «окружающая полость - рециркуляционная полость - окружающая полость», например, участок рециркуляционной полости заключен между двумя участками окружающей полости. В изображенном варианте реализации термоэлектрические тепловые насосы 1484 в общем все являются копланарными, т.е. такими, что нет термоэлектрического теплового насоса, который простирается между другими термоэлектрическими тепловыми насосами, расположенными перпендикулярно «простирающемуся» тепловому насосу, например, такими, как показанные на фиг.10A и 10B. Такая компоновка позволяет откачивать тепло с противоположных сторон рециркуляционной полости одновременно с обеспечением возможности менее сложной сборки.
[0104] Понятно, что, в качестве примера, если системы управления температурой по фиг.7-9 и 11-13 или по фиг.14-19 используются в контексте охлаждения, термоэлектрические тепловые насосы 284 или 1484 можно эксплуатировать для выкачивания тепла из терморегулирующей текучей среды, например, воздуха, который находится в рециркуляционных полостях 264 или 1464, для охлаждения терморегулирующей текучей среды, например, до температуры ~2°C, по мере того как она протекает через первые радиаторные конструкции 272 или 1472. В то же время, термоэлектрические тепловые насосы 284 или 1484 могут направлять это тепло во вторые радиаторные конструкции 282 или 1482, тем самым нагревая окружающий воздух, который прокачивается через окружающую полость 274 или 1484, до значительно более высокой температуры, например, от 40°C до 50°C. Такая характеристика дает такой системе 250 управления температурой возможность подавать охлажденный воздух в картридж 204 с реагентами, что можно использовать для поддержания различных реагентов внутри картриджа с реагентами ниже, например, 20°C, даже при работе в окружающей среде с температурой вплоть до 30°C и 100%-ной относительной влажностью на протяжении длительных периодов времени, например, от 24 до 48 часов непрерывной эксплуатации. Лишь в качестве примера, в одном варианте реализации, аналогичном показанному на фиг.7-9 и 11-13, использовавшиеся термоэлектрические тепловые насосы включали в себя три термоэлектрических тепловых насоса с площадями теплопередачи ~1200 кв. мм у каждого и максимальными скоростями перекачки тепла ~22 Вт у каждого, которые использовались для поддержания расхода терморегулирующей текучей среды, составляющего вплоть до 0,2 кубического метра в минуту, при расходе окружающей текучей среды вплоть до 2,3 кубических метра в минуту.
[0105] Также будет понятно, что представленные выше концепции могут облегчить применение картриджей с реагентами, представляющих собой картридж «все в одном», т.е. представляющих собой лишь расходуемый картридж, который используют в приборе для анализа. Такие картриджи с реагентами «все в одном» могут не только включать в себя все реагенты, необходимые для таких анализов, но и, как показано, также могут включать в себя вентильную арматуру (такую как поворотные клапаны 236), а также одну или более микрожидкостных проточных конструкций, например, микрожидкостную пластину, которая содержит транспортные маршруты или реакционные области. Использование картриджей с реагентами «все в одном» вместе с внутрикартриджевой системой охлаждения (или нагревания), такой как раскрытая здесь, может обеспечить гораздо меньшие объемы подлежащих использованию реагентов, поскольку пути течения текучей среды, которые надо пройти (а значит - и присутствующие в них объемы рабочей текучей среды), будут гораздо меньшими, чем в системах, предусматривающих использование отдельных картриджей с реагентами. Один описываемый здесь вариант реализации может быть системой, содержащей картридж с реагентами. Картридж с реагентами включает в себя корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости, причем корпус картриджа предназначен для его приема прибором для анализа, и первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, при этом: каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента. Картридж с реагентами может дополнительно включать в себя впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для анализа. Картридж с реагентами также может включать в себя выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для анализа, при этом впуск текучей среды картриджа предназначен для приема текучей среды из системы управления температурой прибора для анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0106] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем первый резервуар для реагента содержит один или более реагентов, выбранных из группы: трис(гидроксипропил)фосфин, этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан, трис(гидроксиметил)фосфин и смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты, и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
[0107] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды ко второму резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов.
[0108] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем впуск текучей среды находится снаружи наименьшего охватывающего периметра первого набора резервуаров для реагентов.
[0109] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем первый набор резервуаров для реагентов расположен вдоль одной или более концентрических окружностей, а впуск текучей среды находится снаружи упомянутой одной или более концентрических окружностей.
[0110] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем первый набор резервуаров для реагентов организован в кластер вокруг поворотного клапана, находящегося в корпусе картриджа, между боковыми стенками резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов имеются множественные проточные каналы текучей среды, а эти множественные проточные каналы текучей среды обеспечивают один или более путей течения текучей среды вокруг поворотного клапана.
[0111] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем картридж с реагентами дополнительно включает в себя впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, а также выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, при этом впускной канал, выпускной канал и первый резервуар для реагента все по меньшей мере частично находятся в пределах общего квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов.
[0112] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем эти системы дополнительно содержат впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, а также выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, при этом впускной канал по меньшей мере частично находится в пределах первого квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов, выпускной канал по меньшей мере частично находится во втором квадранте базовой окружности, и эти первый квадрант и второй квадрант смещены друг с другом на 180° относительно средней центральной точки.
[0113] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем эти системы дополнительно содержат второй набор резервуаров для реагентов, при этом каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов частично ограничен соответствующей боковой стенкой, каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов содержит соответствующий реагент, два резервуара для реагентов в первом поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов отстоят друг от друга, образуя впускной канал между их соответственными боковыми стенками, и этот впускной канал гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними.
[0114] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем два резервуара для реагентов во втором поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов отстоят друг от друга, образуя выпускной канал между их соответственными боковыми стенками, причем выпускной канал гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, а первый поднабор и второй поднабор не идентичны.
[0115] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем резервуары для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов расположены вокруг внешнего периметра объема внутренней полости, а участки боковых стенок по меньшей мере некоторых резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов образуют, по меньшей мере частично, внешний периметр объема внутренней полости.
[0116] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем эти системы дополнительно содержат прибор для анализа, причем этот прибор для анализа включает в себя систему управления температурой, а система управления температурой включает в себя рециркуляционную полость со впуском полости и выпуском полости, первый насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости, и один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости, при этом впуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а выпуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды.
[0117] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем, система управления температурой дополнительно включает в себя окружающую полость со впуском полости и выпуском полости и второй насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости, при этом каждый термоэлектрический тепловой насос также находится в теплопроводящем контакте с соответствующей второй радиаторной конструкцией, расположенной в пределах окружающей полости.
[0118] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь систем сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости умещается в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере соответствующего участка окружающей полости.
[0119] Еще одним описываемым здесь вариантом реализации может быть прибор для анализа, содержащий картриджеприемник, выполненный с возможностью приема картриджа с реагентами, содержащего множество жидких реагентов, и систему управления температурой, имеющую рециркуляционную полость со впуском полости и выпуском полости, окружающую полость со впуском полости и выпуском полости, первый насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости, второй насос текучей среды, гидравлически установленный между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости, один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости, патрубок подачи текучей среды и патрубок возврата текучей среды, при этом впуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а выпуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды.
[0120] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь приборов для анализа сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости умещается в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере соответствующего участка окружающей полости.
[0121] В некоторых вариантах реализации описываемых здесь приборов для анализа эти приборы для анализа дополнительно содержат картридж с реагентами, при этом картридж с реагентами включает в себя корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости и предназначенный для его приема картриджеприемником прибора для анализа, и первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, при этом каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента. Картридж с реагентами дополнительно включает в себя впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды с объемом внутренней полости, и выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды с объемом внутренней полости, при этом впуск текучей среды картриджа выполнен с возможностью приема текучей среды из системы управления температурой прибора для анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0122] Еще одним описываемым здесь вариантом реализации может быть способ, включающий этапы: (a) обеспечивают картридж с реагентами, имеющий корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости, впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа, выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа, и первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, при этом каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента; (b) вставляют картридж с реагентами в прибор для анализа; (c) соединяют патрубок подачи текучей среды системы управления температурой прибора для анализа со впуском текучей среды корпуса картриджа; (d) соединяют патрубок возврата текучей среды системы управления температурой прибора для анализа с выпуском текучей среды корпуса картриджа; и (e) включают систему управления температурой, вызывая протекание текучей среды при первой заданной температуре из патрубка подачи текучей среды ко впуску текучей среды, от впуска текучей среды к объему внутренней полости в пределах картриджа, из объема внутренней полости к выпуску текучей среды и от выпуска текучей среды к патрубку возврата текучей среды, вынуждая реагент в первом резервуаре для реагента находиться при первой температуре и реагент во втором резервуаре для реагента находиться при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
[0123] В некоторых вариантах реализации описываемого здесь способа кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды ко второму резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов, а выполнение этапа (e) вызывает течение текучей среды от впуска текучей среды и к первому резервуару для реагента, и ко второму резервуару для реагента вдоль соответственных кратчайших путей течения к первому резервуару для реагента и второму резервуару для реагента соответственно.
[0124] В некоторых вариантах реализации описываемого здесь способа первая заданная температура составляет в пределах от примерно 0°C до примерно 20°C, а реагент, содержащийся в первом резервуаре для реагента, содержит один или более, выбранных из группы: трис(гидроксипропил)фосфин, этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан, трис(гидроксиметил)фосфин и смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
[0125] Употребление, если оно есть, обычных указателей, например, (a), (b), (c)… или подобных им, в этом описании и формуле изобретения следует понимать не как передающее какие-либо конкретные порядок или последовательность, за исключением случаев явного указания такого порядка или такой последовательности. Например, если имеются три этапа, обозначенные символами (i), (ii) и (iii), следует понимать, что эти этапы можно проводить в любом порядке (или даже одновременно, если не противопоказано иное) за исключением тех случаев, когда не указано иное. Например, если этап (ii) затрагивает манипуляции с некоторым элементом, который создается на этапе (i), то этап (ii) можно рассматривать как происходящий в некоторый момент времени после этапа (i). Аналогично, если этап (i) затрагивает манипуляции с некоторым элементом, который создается на этапе (ii), это следует понимать в обратном смысле.
[0126] Также следует понимать, что употребление предлога «для», например, «впуск газа картриджа предназначен для приема газа из системы управления температурой», может быть заменено такой формулировкой, как «выполнен с возможностью», например, «впуск газа картриджа выполнен с возможностью приема газа из системы управления температурой», или тому подобной формулировкой.
[0127] Такие термины, как «примерно», «приблизительно», «практически», «номинальный» или подобные им, когда употребляются применительно к количествам или аналогичным количественным свойствам, следует понимать как включающие в себя значения в пределах ±10% от указанных значений, если не указано иное.
[0128] Следует понимать, что формулировки «для каждого <объекта> из одного или более <объектов>», «каждый <объект> из упомянутых одного или более <объектов>» или подобные им, если употребляются здесь, следует понимать как включающие в себя и группу из одного объекта, и группу из множественных объектов, т.е. формулировка «для … каждого» употребляется в том смысле, который имеется в виду в языках программирования для обозначения каждого объекта какой-либо популяции объектов, о которой идет речь. Например, если популяция объектов, о которой идет речь, представляет собой единственный объект, то определение «каждый» будет относиться лишь к этому единственному объекту (несмотря на то, что словарные определения слова «каждый» зачастую ограничивают этот термин, как обозначающий «каждый из двух или более предметов»), и из него не вытекает, что должно быть по меньшей мере два таких объекта.
[0129] Следует понимать, что все комбинации вышеизложенных концепций (при условии, что такие концепции не являются взаимно несовместимыми) предусмотрены как являющиеся раскрытого здесь объекта изобретения. В частности, все комбинации заявляемых объектов изобретения, появляющиеся в конце его описания, считаются являющимися частью раскрытого здесь объекта изобретения. Следует также понимать, что употребляемая здесь в явном виде терминология, которая также может появиться в любом раскрытии, включенном сюда посредством ссылки, должна рассматриваться в смысловом значении, наиболее согласующемся с раскрытыми здесь конкретными концепциями.
[0130] Хотя упоминаемые здесь концепции были описаны применительно к фигурам, следует понимать, что специалистами в данной области техники могут быть внесены многочисленные модификации или изменения без отклонения от существа раскрытого изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ С ПРОТОЧНЫМИ КЮВЕТАМИ | 2020 |
|
RU2821800C1 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ АКТИВНОГО НАГРЕВА КАРТРИДЖА | 2019 |
|
RU2800912C2 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ОСНОВНОЙ ПРИБОР И СЪЕМНЫЙ КАРТРИДЖ | 2015 |
|
RU2682546C2 |
| Картридж для проведения биохимических реакций | 2015 |
|
RU2791650C2 |
| Сменный картридж для проведения биохимических реакций | 2015 |
|
RU2785864C2 |
| СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОВОРОТНОГО КЛАПАНА ДЛЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ИЗ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ИЛИ АНАЛИЗА ОБРАЗЦА | 2015 |
|
RU2688746C2 |
| СИСТЕМЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ УЗЛЫ КОЛЛЕКТОРА НАСОСОВ | 2020 |
|
RU2813058C1 |
| БИОДАТЧИКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ИЛИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2675775C1 |
| СЕЛЕКТОРНЫЙ КЛАПАН ОБЩЕЙ ЛИНИИ ДЛЯ СИСТЕМЫ | 2017 |
|
RU2721898C1 |
| СИСТЕМЫ И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ УЗЛЫ КОЛЛЕКТОРА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ОБРАЗЦОВ | 2020 |
|
RU2823565C1 |
Предложены температурно-управляемые картриджи с реагентами и системы управления температурой в таких картриджах с реагентами. Пример такой системы может включать в себя картридж с реагентами, имеющий резервуары для реагентов, расположенные по меньшей мере частично в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа. В такой примерной системе каждый резервуар для реагента может быть частично ограничен боковой стенкой, а первый резервуар для реагента может отстоять от второго резервуара для реагента, образуя проточный канал текучей среды между их соответствующими боковыми стенками. Может быть предусмотрен впуск текучей среды, который гидравлически соединяет объем внутренней полости с патрубком подачи текучей среды системы управления температурой прибора для анализа, когда картридж с реагентами принят прибором для анализа; также может быть предусмотрен выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически соединяющий объем внутренней полости с патрубком возврата текучей среды системы управления температурой. Изобретение обеспечивает повышение точности проводимого анализа. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 25 ил.
1. Температурно-управляемая система для химического анализа, содержащая:
картридж с реагентами, включающий в себя:
корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости и предназначенный для его приема прибором для химического анализа;
первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, причем:
каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а
первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента;
впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды системы управления температурой прибора для химического анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для химического анализа; и
выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды системы управления температурой прибора для химического анализа с объемом внутренней полости, когда картридж с реагентами принят прибором для химического анализа, при этом впуск текучей среды картриджа предназначен для приема текучей среды из системы управления температурой прибора для химического анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
2. Система по п.1, в которой первый резервуар для реагента содержит один или более реагентов, выбранных из группы: трис(гидроксипропил)фосфин, этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан, трис(гидроксиметил)фосфин и смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
3. Система по п.1, в которой кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды ко второму резервуару для реагента первого набора резервуаров для реагентов.
4. Система по п.3, в которой впуск текучей среды находится снаружи наименьшего охватывающего периметра первого набора резервуаров для реагентов.
5. Система по п.3, в которой первый набор резервуаров для реагентов расположен вдоль одной или более концентрических окружностей, а впуск текучей среды находится снаружи упомянутой одной или более концентрических окружностей.
6. Система по п.1, в которой:
первый набор резервуаров для реагентов организован в кластер вокруг поворотного клапана, находящегося в корпусе картриджа,
между боковыми стенками резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов имеются множественные проточные каналы текучей среды и
эти множественные проточные каналы текучей среды обеспечивают один или более путей течения текучей среды вокруг поворотного клапана.
7. Система по п.1, в которой картридж с реагентами дополнительно включает в себя:
впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними; и
выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, причем:
впускной канал, выпускной канал и первый резервуар для реагента - все находятся по меньшей мере частично в пределах общего квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов.
8. Система по п.1, дополнительно содержащая:
впускной канал, который гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними; и
выпускной канал, который гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, причем:
впускной канал по меньшей мере частично находится в пределах первого квадранта базовой окружности с центром в средней центральной точке резервуаров для реагентов в первом наборе резервуаров для реагентов,
выпускной канал по меньшей мере частично находится во втором квадранте базовой окружности, а
первый квадрант и второй квадрант смещены друг с другом на 180° относительно средней центральной точки.
9. Система по п.1, дополнительно содержащая второй набор резервуаров для реагентов, причем:
каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов частично ограничен соответствующей боковой стенкой,
каждый резервуар для реагента второго набора резервуаров для реагентов содержит соответствующий реагент,
два резервуара для реагентов в первом поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов отстоят друг от друга, образуя впускной канал между их соответственными боковыми стенками, и
этот впускной канал гидравлически соединяет впуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними.
10. Система по п.9, в которой:
два резервуара для реагентов во втором поднаборе резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов отстоят друг от друга, образуя выпускной канал между их соответственными боковыми стенками, причем
выпускной канал гидравлически соединяет выпуск текучей среды и объем внутренней полости и установлен гидравлически между ними, а
первый поднабор и второй поднабор не идентичны.
11. Система по п.10, в которой:
резервуары для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов расположены вокруг внешнего периметра объема внутренней полости и
участки боковых стенок по меньшей мере некоторых из резервуаров для реагентов во втором наборе резервуаров для реагентов образуют, по меньшей мере частично, внешний периметр объема внутренней полости.
12. Система по п.1, дополнительно содержащая прибор для химического анализа, причем:
прибор для химического анализа включает в себя систему управления температурой и
система управления температурой включает в себя:
рециркуляционную полость с впуском полости и выпуском полости;
первый насос текучей среды, установленный гидравлически между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости, и
один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости, при этом:
впуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а
выпуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды.
13. Система по п.12, в которой система управления температурой дополнительно включает в себя:
окружающую полость с впуском полости и выпуском полости; и
второй насос текучей среды, установленный гидравлически между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости, причем каждый термоэлектрический тепловой насос также находится в теплопроводящем контакте с соответствующей второй радиаторной конструкцией, расположенной в пределах окружающей полости.
14. Система по п.13, в которой сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости умещается в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере участка окружающей полости.
15. Температурно-управляемый прибор для химического анализа, содержащий:
картриджеприемник, выполненный с возможностью приема картриджа с реагентами, содержащего множество жидких реагентов; и
систему управления температурой, имеющую:
рециркуляционную полость с впуском полости и выпуском полости,
окружающую полость с впуском полости и выпуском полости,
первый насос текучей среды, установленный гидравлически между впуском рециркуляционной полости и выпуском рециркуляционной полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь рециркуляционной полости от впуска рециркуляционной полости к выпуску рециркуляционной полости,
второй насос текучей среды, установленный гидравлически между впуском окружающей полости и выпуском окружающей полости и выполненный с возможностью при включении нагнетать текучую среду внутрь окружающей полости от впуска окружающей полости к выпуску окружающей полости,
один или более термоэлектрических тепловых насосов, причем каждый термоэлектрический тепловой насос находится в теплопроводящем контакте с соответствующей первой радиаторной конструкцией, расположенной в пределах рециркуляционной полости,
патрубок подачи текучей среды и
патрубок возврата текучей среды, при этом:
впуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком возврата текучей среды, а
выпуск рециркуляционной полости гидравлически соединен с патрубком подачи текучей среды.
16. Прибор по п.15, в котором сечение рециркуляционной полости для по меньшей мере участка рециркуляционной полости умещается в пределах соответствующего сечения окружающей полости для по меньшей мере соответствующего участка окружающей полости.
17. Прибор по п.15, дополнительно содержащий картридж с реагентами, причем картридж с реагентами включает в себя:
корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости и предназначенный для его приема картриджеприемником прибора для химического анализа;
первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, при этом:
каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а
первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента;
впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем впуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок подачи текучей среды с объемом внутренней полости; и
выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа и гидравлически сообщающийся с объемом внутренней полости корпуса картриджа, причем выпуск текучей среды гидравлически соединяет патрубок возврата текучей среды с объемом внутренней полости,
при этом впуск текучей среды картриджа предназначен для приема текучей среды из системы управления температурой прибора для химического анализа при заданной температуре, так что реагент в первом резервуаре для реагента находится при первой температуре, а реагент во втором резервуаре для реагента находится при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
18. Способ работы температурно-управляемого прибора для химического анализа по п.15, включающий:
(a) обеспечение картриджа с реагентами, имеющего:
корпус картриджа, ограничивающий объем внутренней полости,
впуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа,
выпуск текучей среды, проходящий через корпус картриджа, и
первый набор резервуаров для реагентов, расположенных, по меньшей мере частично, в пределах объема внутренней полости корпуса картриджа, причем:
каждый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов частично ограничен боковой стенкой и содержит соответствующий реагент, а
первый резервуар для реагента первого набора резервуаров для реагентов отстоит от второго резервуара для реагента первого набора резервуаров для реагентов, образуя проточный канал текучей среды между соответствующими боковыми стенками первого резервуара для реагента и второго резервуара для реагента;
(b) вставку картриджа с реагентами в прибор для химического анализа;
(c) соединение патрубка подачи текучей среды системы управления температурой прибора для химического анализа с впуском текучей среды корпуса картриджа;
(d) соединение патрубка возврата текучей среды системы управления температурой прибора для химического анализа с выпуском текучей среды корпуса картриджа; и
(e) включение системы управления температурой, что вызывает протекание текучей среды при первой заданной температуре из патрубка подачи текучей среды к впуску текучей среды, от впуска текучей среды к объему внутренней полости в пределах картриджа, из объема внутренней полости к выпуску текучей среды, а от выпуска текучей среды к патрубку возврата текучей среды, вынуждая реагент в первом резервуаре для реагента находиться при первой температуре и реагент в втором резервуаре для реагента находиться при второй температуре, которая отличается от первой температуры.
19. Способ по п.18, в котором:
кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к первому резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов короче, чем кратчайший путь течения в пределах корпуса картриджа от впуска текучей среды к второму резервуару для реагента первого набора из двух или более резервуаров для реагентов, а
выполнение этапа (e) вызывает течение текучей среды от впуска текучей среды к первому и второму резервуарам для реагентов вдоль соответственных кратчайших путей течения к первому резервуару для реагента и второму резервуару для реагента соответственно.
20. Способ по п.18, в котором:
первая заданная температура составляет в пределах от примерно 0°C до примерно 20°C, а
реагент, содержащийся в первом резервуаре для реагента, содержит один или более, выбранных из группы: трис(гидроксипропил)фосфин, этаноламин, трис(гидроксиметил)аминометан, трис(гидроксиметил)фосфин и смесь трис(гидроксиметил)аминометана, уксусной кислоты и этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).
| US 2006105433 A1, 18.05.2006 | |||
| DE 202011000592 U1, 06.10.2011 | |||
| US 2008092553 A1, 24.04.2008 | |||
| US 5508197 A, 16.04.1996 | |||
| КАРТРИДЖНАЯ СИСТЕМА | 2007 |
|
RU2435163C2 |
