許多化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，其需要高度精確控制的溫度變化。通常，這樣的反應(yīng)可能需要經(jīng)歷數(shù)個(gè)或甚至許多變化的溫度的循環(huán)，以便產(chǎn)生所需的效果。此外，許多這樣的化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，其產(chǎn)生可檢測(cè)的光信號(hào)，例如在某些反應(yīng)條件下發(fā)生或被修飾的熒光，化學(xué)發(fā)光或生物發(fā)光信號(hào)。這樣的信號(hào)可能由于在某些條件下試劑或發(fā)射光的反應(yīng)的結(jié)果而發(fā)出，例如由于施加激發(fā)能量，或者可能通過(guò)反應(yīng)本身產(chǎn)生而發(fā)出。

這些光信號(hào)的檢測(cè)可以以各種方式被使用。特別地，光信號(hào)可以允許對(duì)反應(yīng)的發(fā)生進(jìn)行檢測(cè)，其可以指示測(cè)試樣品中特定試劑的存在或不存在，或提供關(guān)于特定反應(yīng)的進(jìn)展或動(dòng)力學(xué)的信息。盡管術(shù)語(yǔ)“光”通常用于包括可見(jiàn)光，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以從反應(yīng)發(fā)出并且被檢測(cè)的光學(xué)信號(hào)也可以發(fā)生在光譜的紅外和/或紫外部分中，并且意圖是術(shù)語(yǔ)“光”涵蓋可以從可檢測(cè)的任何波長(zhǎng)的反應(yīng)發(fā)出的所有光學(xué)信號(hào)。

當(dāng)然，精確的熒光測(cè)量依賴于精確的激發(fā)光源。這進(jìn)而依賴于被仔細(xì)控制的一個(gè)或多個(gè)激發(fā)光源，而且也依賴于從該源或每個(gè)源聯(lián)接到反應(yīng)容器的光被適當(dāng)?shù)乜刂茷槭蔷鶆虻牟⑶以趶?qiáng)度和波長(zhǎng)上受到控制。在已知的系統(tǒng)中，源(多個(gè)源)的這樣的源控制以及與反應(yīng)容器的聯(lián)接缺失。

其中需要相對(duì)大量高度精確控制的溫度變化循環(huán)以及其中監(jiān)測(cè)可檢測(cè)信號(hào)，特別是熒光信號(hào)的反應(yīng)的具體示例是核酸擴(kuò)增技術(shù)，特別是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)。通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增DNA是分子生物學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)。PCR是用于檢測(cè)樣品中特定核酸存在的廣泛使用且有效的技術(shù)，即使在靶核酸的相對(duì)量低的情況下。因此，其在多種領(lǐng)域，包括診斷和檢測(cè)以及研究中是有用的。

通過(guò)PCR進(jìn)行的核酸分析需要樣品制備，擴(kuò)增和產(chǎn)物分析。盡管這些步驟通常依次進(jìn)行，但是擴(kuò)增和分析可以同時(shí)發(fā)生。

在PCR過(guò)程中，通過(guò)一系列步驟循環(huán)的重復(fù)來(lái)擴(kuò)增特異性靶核酸，其中存在于反應(yīng)混合物中的核酸在相對(duì)高的溫度例如95℃(變性)下變性，然后將反應(yīng)混合物冷卻至短寡核苷酸引物與單鏈靶核酸結(jié)合的溫度，例如在55℃(退火)。此后，使用聚合酶來(lái)延伸引物，例如在72℃(延伸)，使得原始核酸序列已被復(fù)制。變性，退火和延伸的重復(fù)循環(huán)導(dǎo)致樣品中存在的靶核酸的量上的指數(shù)增加。

該熱曲線的變化是可能的，例如通過(guò)僅在變性和退火溫度之間循環(huán)，或通過(guò)修改循環(huán)之間的一個(gè)或多個(gè)溫度。

許多這樣的化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在具有以陣列布置的多個(gè)，有時(shí)大量的容器的設(shè)備中。為了不影響反應(yīng)，接受器通常由聚丙烯形成為板中的腔室陣列。將這些腔室插入到一個(gè)金屬底座中，該金屬底座被熱控制，使得這些腔室通過(guò)穿過(guò)這些腔室的壁的熱傳導(dǎo)而被熱控制。提供所需的熱控制的各種方式是已知的。最常見(jiàn)之一是通過(guò)使用熱電模塊，例如Peltier模塊，其可以用于提供加熱或冷卻(取決于通過(guò)模塊的電流的方向)。然而珀?duì)柼K是公知的，并且這里不再詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)注意的是，珀耳貼模塊基本上由一對(duì)陶瓷導(dǎo)熱板組成，在其之間半導(dǎo)體被連續(xù)安裝，以形成p-n-和n-p-結(jié)。每個(gè)結(jié)具有與導(dǎo)熱板的熱接觸。當(dāng)接通一個(gè)極性的電流時(shí)，在導(dǎo)熱板之間形成溫度差：其中一個(gè)加熱并且作為散熱器操作，另一個(gè)冷卻并作為致冷器操作。

然而，當(dāng)用于精確的重復(fù)熱循環(huán)時(shí)，珀耳帖模塊提供了許多缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诘谝环N情況下不是設(shè)計(jì)成用于這種熱循環(huán)。首先，因?yàn)殓隊(duì)柼K本身是導(dǎo)熱的，所以存在通過(guò)該器件的功率損失。其次，電流反轉(zhuǎn)導(dǎo)致跨越半導(dǎo)體結(jié)的摻雜劑遷移，其是不對(duì)稱的，因此該結(jié)隨著時(shí)間的推移實(shí)際上失去其作為不同半導(dǎo)體之間的結(jié)的功能。此外，重復(fù)的溫度變化引起重復(fù)的膨脹和收縮循環(huán)，其在珀耳帖模塊中本身不對(duì)稱。由于珀?duì)柼K與保持腔室的熱底座熱接觸，并且其本身常常由以不同速率膨脹/收縮的不同金屬形成，因此出現(xiàn)機(jī)械問(wèn)題。這些有時(shí)通過(guò)在高壓力下機(jī)械地夾緊模塊而減輕，例如通過(guò)使用從具有腔室的熱底座延伸穿過(guò)珀耳帖模塊并進(jìn)入散熱器的螺栓，但機(jī)械問(wèn)題仍然存在。此外，螺栓本身形成可能不利地影響熱循環(huán)的精確控制的熱路徑。對(duì)于用于將電源電連接到珀?duì)柼K的電線也是如此。因?yàn)殓甓K在溫度的上升和下降期間需要相當(dāng)高的功率，所以需要大的電源，并且因此大的(粗的)導(dǎo)線已經(jīng)被用于將電力連接到珀耳帖模塊。這些線還提供了往來(lái)于珀耳帖模塊的不受控制的熱路徑。當(dāng)然，珀耳帖模塊的邊緣的溫度也不太可控，因?yàn)樗鼈儽徊皇芸刂频沫h(huán)境空氣包圍，環(huán)境空氣可以在其溫度和其它特性上變化。最后，由于珀耳帖模塊的操作性質(zhì)，在其表面上形成熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，這可以通過(guò)附接到通常由鋁，銅或銀制成的大的導(dǎo)熱散熱器和/或附接到通常由鋁或銅制成的大的導(dǎo)熱底座來(lái)平均加熱而減輕，這再次提供更多的機(jī)械問(wèn)題。

因此，目的是提供對(duì)化學(xué)和/或生物化學(xué)系統(tǒng)的改進(jìn)以克服或至少減少上述問(wèn)題中的一些。反應(yīng)可以是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或其它類型的化學(xué)反應(yīng)，例如連接酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，基于核酸序列的擴(kuò)增，滾環(huán)擴(kuò)增，鏈置換擴(kuò)增，解聚酶依賴性擴(kuò)增或轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增。

因此，本發(fā)明的一些方面可以包括：

1.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室，所述多個(gè)腔室布置在具有五個(gè)或更多個(gè)側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)同心規(guī)則凸多邊形中，或者布置在一個(gè)或多個(gè)同心圓中；和

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；或者

2.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

具有層狀結(jié)構(gòu)的蓋，所述蓋包括外覆蓋件、用于當(dāng)其定位在所述多個(gè)容器中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層，以及布置在所述內(nèi)導(dǎo)熱層和所述外覆蓋件之間以在所述蓋處于所述閉合位置時(shí)抵靠所述反應(yīng)容器的頂部密封件偏壓所述內(nèi)導(dǎo)熱層的可壓縮層，所述蓋還包括用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，以及用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)；或者

3.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以熱控制所述熱底座；和

單個(gè)印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊的電子部件，所述單個(gè)印刷電路板與所述熱模塊熱絕緣；或者

4.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

至少一個(gè)激發(fā)光源，其被聯(lián)接為當(dāng)它們位于相應(yīng)的腔室中時(shí)將激發(fā)光輸送到所述多個(gè)反應(yīng)容器；

至少一個(gè)光傳感器，其被聯(lián)接為當(dāng)它們位于相應(yīng)的腔室中時(shí)接收來(lái)自所述多個(gè)反應(yīng)容器的光；和

單個(gè)印刷電路板，其包括用于控制所述熱模塊、所述至少一個(gè)激發(fā)光源和所述至少一個(gè)光傳感器中的至少兩個(gè)的電子部件；或者

5.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；和

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

其中所述腔室中的至少一個(gè)的豎直軸不與所述熱模塊相交；或者

6.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

多個(gè)光波導(dǎo)，每個(gè)光波導(dǎo)具有第一端部和第二端部，所述第一端部用于當(dāng)相應(yīng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)腔室中時(shí)，接收來(lái)自相應(yīng)反應(yīng)容器的光，所述第二端部用于將光傳送到至少一個(gè)光傳感器，其中所述光波導(dǎo)中的每一個(gè)包括至少兩個(gè)光波導(dǎo)，所述兩個(gè)光波導(dǎo)在它們之間的光路中與光學(xué)濾光器串聯(lián)聯(lián)接；或者

7.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

用于向使用者提供所述設(shè)備的狀態(tài)的視覺(jué)和/或聽覺(jué)指示的裝置；或者

8.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在所述多個(gè)腔室中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層、用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，以及用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)；

印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊和所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件的電子部件；和

三軸連接部，其聯(lián)接在印刷電路板和所述蓋之間，其中所述三軸連接部包括用于連接到所述印刷電路板的三軸連接器以及用于連接到所述蓋的相應(yīng)的三軸連接器；或者

9.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

完全可移除的蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在所述多個(gè)腔室中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層、用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，以及用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)；或者

10.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

可替換的蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在所述多個(gè)腔室中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層、用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件、用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)，以及非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊和所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件的電子部件；并且

其中所述非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用于識(shí)別所述蓋是否是已知的和支持的類型的數(shù)據(jù)，并且在所述蓋被識(shí)別為是已知的和支持的類型時(shí)才啟用所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件；或者

11.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在所述多個(gè)腔室中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層、用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件、用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)，以及用于感測(cè)鄰近所述內(nèi)導(dǎo)熱層的溫度的溫度傳感器；

印刷電路板，包括用于控制至少所述熱模塊和所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件的電子部件；并且

其中所感測(cè)的溫度用于控制所述一個(gè)或多個(gè)加熱元件的操作；或者

12.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在所述多個(gè)腔室中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層、用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，以及用于將所述蓋鎖定在閉合位置的卡口式鎖定機(jī)構(gòu)；

13.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

印刷電路板，其包括用于執(zhí)行所述設(shè)備的所有控制功能的單個(gè)微控制器；或者

14.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其包括熱聯(lián)接到所述熱底座以用于熱控制所述熱底座的第一側(cè)，和相對(duì)的第二側(cè)；

第一散熱器，其熱聯(lián)接到所述熱模塊的所述第二側(cè)，所述第一散熱器具有從所述第一散熱器的中心部分徑向向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；

印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊的電子部件，所述單個(gè)印刷電路板與所述第一散熱器熱絕緣；和

第二散熱器，其熱聯(lián)接到所述單個(gè)印刷電路板，所述第二散熱器具有從所述第二散熱器的中心部分徑向向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；或者

15.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；

印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊的電子部件；

其中至少所述熱模塊和所述熱底座構(gòu)造成具有中心軸向中空結(jié)構(gòu)；或者

16.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其熱聯(lián)接到所述熱底座，以用于熱控制所述熱底座；和

多個(gè)光波導(dǎo)，每個(gè)光波導(dǎo)具有第一端部和第二端部，所述第一端部用于當(dāng)相應(yīng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)腔室中時(shí)，接收來(lái)自相應(yīng)反應(yīng)容器的光，所述第二端部用于將光傳送到至少一個(gè)光傳感器，其中所述光波導(dǎo)的所述第二端部直接安裝到所述至少一個(gè)光傳感器；或者

17.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

導(dǎo)熱材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室；

熱模塊，其具有熱聯(lián)接到所述熱底座的第一側(cè)，和第二側(cè)；

第一散熱器，其熱聯(lián)接到所述熱電模塊的所述第二導(dǎo)熱側(cè)，所述散熱器包括主體和從所述第一散熱器的主體向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；

至少一個(gè)印刷電路板，其包括用于控制至少所述熱模塊、至少一個(gè)激發(fā)光源和至少一個(gè)光傳感器的電子部件，

第一多個(gè)光波導(dǎo)，各自具有用于接收來(lái)自所述至少一個(gè)激發(fā)光源的激發(fā)光的第一端部和用于當(dāng)所述反應(yīng)容器定位在相應(yīng)的腔室中時(shí)將所述激發(fā)光傳送到反應(yīng)容器的第二端部；和

第二多個(gè)光波導(dǎo)，各自具有用于當(dāng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)的腔室中時(shí)接收來(lái)自反應(yīng)容器的光的第一端部和用于將光傳送到所述至少一個(gè)光傳感器的第二端部；

其中所述第一散熱器包括至少部分地由所述多個(gè)導(dǎo)熱翅片界定的內(nèi)部空間，并且其中所述印刷電路板、所述激發(fā)光源、光傳感器以及第一多個(gè)光波導(dǎo)和第二多個(gè)光波導(dǎo)布置在內(nèi)部空間內(nèi)；或

18.一種用于接納在其中可發(fā)生化學(xué)和/或生化反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)容器的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備，所述設(shè)備包括：

熱傳導(dǎo)材料的熱底座，所述熱底座具有用于接納所述反應(yīng)容器的多個(gè)腔室，所述多個(gè)腔室布置在具有五個(gè)或更多個(gè)側(cè)面的一個(gè)或多個(gè)同心規(guī)則凸多邊形中，或者布置在一個(gè)或多個(gè)同心圓中；

具有層狀結(jié)構(gòu)的完全可移除的蓋，其包括外覆蓋件、用于當(dāng)其定位在所述多個(gè)容器中并且所述蓋處于閉合位置時(shí)接觸所述反應(yīng)容器的頂部密封件的內(nèi)導(dǎo)熱層，以及布置在所述內(nèi)導(dǎo)熱層和所述外覆蓋件之間以在所述蓋處于所述閉合位置時(shí)抵靠所述反應(yīng)容器的頂部密封件偏壓所述內(nèi)導(dǎo)熱層的可壓縮層，所述蓋還包括用于加熱所述內(nèi)導(dǎo)熱層的一個(gè)或多個(gè)加熱元件，以及用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)；

熱模塊，其具有熱聯(lián)接到所述熱底座的第一側(cè)，和第二側(cè)；

第一散熱器，其熱聯(lián)接到所述熱電模塊的第二側(cè)，所述第一散熱器具有從所述第一散熱器的中心部分徑向向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；

至少一個(gè)印刷電路板，其包括用于控制至少熱模塊和可移除蓋的加熱元件、至少一個(gè)激發(fā)光源和至少一個(gè)光傳感器的電子部件，該印刷電路板與第一散熱器熱絕緣；

第二散熱器，其熱聯(lián)接到所述印刷電路板，所述第二散熱器具有從所述第二散熱器的中心部分徑向向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；

第一多個(gè)光波導(dǎo)，各自具有第一端部和第二端部，第一端部用于接收來(lái)自所述至少一個(gè)激發(fā)光源的激發(fā)光，第二端部用于當(dāng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)的腔室中時(shí)將所述激發(fā)光傳送到反應(yīng)容器；

第二多個(gè)光波導(dǎo)，各自具有第一端部和第二端部，第一端部用于當(dāng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)的腔室中時(shí)接收來(lái)自反應(yīng)容器的光，第二端部用于將光傳送到所述至少一個(gè)光傳感器。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的各種優(yōu)選特征中：

·熱模塊是以下中的任意一種：

熱電模塊；

電阻加熱器；或者

具有由不同溫度的液體提供的加熱和冷卻的熱加熱器；

·熱底座和熱電模塊可以各自具有中心軸向孔口；

·所述熱電模塊可以包括熱聯(lián)接到所述熱底座的第一側(cè)和相對(duì)的第二導(dǎo)熱側(cè)，并且所述設(shè)備還包括熱聯(lián)接到所述熱電模塊的第二導(dǎo)熱側(cè)的散熱器；

·光波導(dǎo)中的每一個(gè)可以包括在它們之間的光路中與光學(xué)濾光器串聯(lián)聯(lián)接的至少兩個(gè)光波導(dǎo)；

·所述光學(xué)濾光器可以包括二向色濾光器；

·第二多個(gè)光波導(dǎo)的光波導(dǎo)中的每一個(gè)可以包括在它們之間的光路中與二向色濾光器串聯(lián)聯(lián)接的至少兩個(gè)光波導(dǎo)；

·可以提供多個(gè)光波導(dǎo)，每個(gè)光波導(dǎo)具有用于當(dāng)相應(yīng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)腔室中時(shí)接收來(lái)自相應(yīng)反應(yīng)容器的光的第一端部和用于將光傳送到至少一個(gè)光傳感器的第二端部；

·熱底座和熱電模塊可以各自具有光波導(dǎo)通過(guò)其的中心軸向孔口；

·可旋轉(zhuǎn)的電連接件可以設(shè)置在印刷電路板和蓋之間；

·所述熱底座、所述熱電模塊和所述第一散熱器可各自具有中心軸向孔口，至少所述可旋轉(zhuǎn)電連接件穿過(guò)所述中心軸向孔口；

·所述可旋轉(zhuǎn)連接件可包括具有至少三個(gè)極的多極可旋轉(zhuǎn)連接器；

·多極可旋轉(zhuǎn)連接器可以包括具有銷和圓柱形觸頭的連接器；

·多極可旋轉(zhuǎn)連接器可以包括具有堆疊的圓柱形觸點(diǎn)的連接器；

·多極可旋轉(zhuǎn)連接器可以包括具有多于三個(gè)極的連接器；

·多極可旋轉(zhuǎn)連接器可以包括用于連接到印刷電路板的三軸連接器、連接到蓋的相應(yīng)的三軸連接器；

·可旋轉(zhuǎn)連接件可以在所述印刷電路板和所述蓋之間提供電力連接；

·電力連接可以為蓋的一個(gè)或多個(gè)加熱元件提供電力；

·可旋轉(zhuǎn)連接件可以在所述印刷電路板和所述蓋之間提供數(shù)據(jù)連接；

·所述數(shù)據(jù)連接可以包括所述印刷電路板和所述蓋的至少一個(gè)溫度傳感器之間的數(shù)據(jù)連接；

·溫度傳感器可以是單線傳感器；

·數(shù)據(jù)連接可以包括印刷電路板和確定蓋是否處于閉合位置的傳感器之間的數(shù)據(jù)連接；

·可旋轉(zhuǎn)電連接件可以在所述印刷電路板和所述蓋中的微控制器之間提供電力連接，并且所述數(shù)據(jù)連接包括所述印刷電路板和所述微控制器之間的數(shù)據(jù)連接；

·微控制器可以構(gòu)造成執(zhí)行以下操作中的一個(gè)或多個(gè)：

通過(guò)讀取溫度傳感器并控制為蓋的一個(gè)或多個(gè)加熱元件提供電力的電力連接來(lái)調(diào)節(jié)蓋的溫度；

控制所述蓋中的一個(gè)或多個(gè)顯示元件，所述顯示元件包括顯示器LED、LCD顯示器、OLED顯示器和電子紙顯示器中的一個(gè)或多個(gè)；

讀取一個(gè)或多個(gè)人類輸入器件，例如蓋上的按鈕或小鍵盤的狀態(tài)；

提供與蓋中的附加連接器，例如USB或SD卡連接器的接口；和

提供與蓋中的無(wú)線通信電子器件，例如WiFi、藍(lán)牙或低功耗藍(lán)牙的接口；

·所述數(shù)據(jù)連接可以包括在所述印刷電路板和所述蓋中的至少一個(gè)1-線從屬器件之間的數(shù)據(jù)連接，所述至少一個(gè)1-線從屬器件連接到所述數(shù)據(jù)連接并且構(gòu)造成使得其可以通過(guò)數(shù)據(jù)連接被寄生地供電；

·蓋可以包括非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

·非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用于存儲(chǔ)用于識(shí)別與蓋相關(guān)聯(lián)的類型、版本、制造日期、修訂和/或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；

·數(shù)據(jù)可以用于識(shí)別蓋是否是已知和支持的類型，并且在蓋被識(shí)別為是已知和支持的類型時(shí)，才啟用電力連接；

·數(shù)據(jù)連接可以被電阻地拉到電壓，并且蓋和印刷電路板各自包括具有連接到數(shù)據(jù)連接的開漏輸出引腳的電子器件，從而允許每個(gè)電子器件將數(shù)據(jù)連接拉到接地以發(fā)送數(shù)據(jù)，以及對(duì)所述數(shù)據(jù)連接的狀態(tài)進(jìn)行采樣以接收數(shù)據(jù)；

·至少一個(gè)電子器件可以是微控制器；

·一個(gè)或兩個(gè)微控制器可以使用構(gòu)造成以開漏模式操作以提供數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的標(biāo)準(zhǔn)UART外圍設(shè)備；

·所述至少一個(gè)光傳感器可以包括至少一個(gè)色敏傳感器；

·所述至少一個(gè)光傳感器可以包括至少一個(gè)單色傳感器；

·光波導(dǎo)中的每一個(gè)可以包括至少兩個(gè)光波導(dǎo)，該至少兩個(gè)光波導(dǎo)具有可移動(dòng)到所述至少兩個(gè)光波導(dǎo)之間的光路中的一個(gè)或多個(gè)濾光器；

·所述一個(gè)或多個(gè)濾光器可以安裝在包括多個(gè)不同濾光器的濾光輪上；

·所述一個(gè)或多個(gè)濾光器可以安裝在包括多個(gè)不同濾光器的濾光器滑塊上；

·可以提供第二多個(gè)光波導(dǎo)，每個(gè)具有用于接收來(lái)自至少一個(gè)激發(fā)光源的激發(fā)光的第一端部和用于當(dāng)反應(yīng)容器定位在相應(yīng)的腔室中時(shí)將激發(fā)光傳送到反應(yīng)容器的第二端部；

·第二多個(gè)光波導(dǎo)的光波導(dǎo)中的每一個(gè)可以包括具有一個(gè)或多個(gè)濾光器的至少兩個(gè)光波導(dǎo)，所述一個(gè)或多個(gè)濾光器可移動(dòng)到所述至少兩個(gè)光波導(dǎo)之間的光路中；

·所述一個(gè)或多個(gè)濾光器可以安裝在包括多個(gè)不同濾光器的濾光輪上；

·所述一個(gè)或多個(gè)濾光器可以安裝在包括多個(gè)不同濾光器的濾光器滑塊上；

·單個(gè)濾光輪可以被聯(lián)接，使得當(dāng)濾光輪的第一濾光器布置在多個(gè)光波導(dǎo)的波導(dǎo)之間時(shí)，預(yù)定的第二濾光器布置在第二多個(gè)光波導(dǎo)的波導(dǎo)之間；

·多個(gè)不同顏色的LED可以安裝在所述至少一個(gè)印刷電路板上，并且光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)構(gòu)造成將來(lái)自所述LED的光引導(dǎo)到所述設(shè)備的外周界，以指示所述設(shè)備的狀態(tài)；

·音頻生成器可以聯(lián)接到所述至少一個(gè)印刷電路板并且構(gòu)造成生成一個(gè)或多個(gè)音頻通知以指示所述設(shè)備的狀態(tài)；

·音頻通知可以包括聲音和/或語(yǔ)音；

·熱底座和熱電模塊中的一個(gè)或多個(gè)的至少主體可以具有五階或更高階的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱；

·熱底座、熱電模塊和所述蓋中的一個(gè)或多個(gè)的至少主體可以具有五階或更高階旋轉(zhuǎn)對(duì)稱；

·熱底座、熱電模塊和印刷電路板中的一個(gè)或多個(gè)的至少主體可以具有五階或更高階的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱；

·熱底座和熱電模塊中的一個(gè)或多個(gè)的至少外周界可以具有包括帶有五個(gè)或更多個(gè)側(cè)面的規(guī)則凸多邊形，或圓形的形狀；

·熱底座、熱電模塊和蓋中的一個(gè)或多個(gè)的至少外周界可以具有包括具有五個(gè)或更多個(gè)側(cè)面的規(guī)則凸多邊形，或圓形的形狀；

·熱底座、熱電模塊和印刷電路板中的一個(gè)或多個(gè)的至少外周界可以具有包括具有五個(gè)或更多個(gè)側(cè)面的規(guī)則凸多邊形，或圓形的形狀；

·熱底座和熱電模塊中的一個(gè)或多個(gè)可以是環(huán)形的；

·所述至少一個(gè)印刷電路板和所述完全可移除的蓋中的一個(gè)或多個(gè)可以是圓形的；

·第一散熱器和第二散熱器中的一個(gè)或多個(gè)可以是擠出式的；

·用于將可移除的蓋鎖定在閉合位置的鎖定結(jié)構(gòu)可包括卡口式鎖定機(jī)構(gòu)；

·當(dāng)其大體上同時(shí)地定位在多個(gè)容器中時(shí)，蓋可以沿著接觸反應(yīng)容器的所有頂部密封件的方向定位在閉合位置中；

·印刷電路板可以包括用于執(zhí)行設(shè)備的所有控制功能的單個(gè)微控制器；

·熱底座可以懸置在熱電模塊上；

·熱底座可以包括肋，肋從所述熱底座的所述腔室延伸，用于熱聯(lián)接到所述熱電模塊；

·熱底座可以是具有中心孔口的環(huán)形，并且可以包括圍繞中心孔口以圓形延伸的十六個(gè)腔室；

·可以在熱電模塊和熱底座之間布置柔性的導(dǎo)熱粘合劑、石墨、熱膏和導(dǎo)熱共形層中的一個(gè)或多個(gè)；

·所述蓋可以具有層狀結(jié)構(gòu)，該層狀結(jié)構(gòu)包括可壓縮層，該可壓縮層布置在所述內(nèi)導(dǎo)熱層和所述外覆蓋件之間，以當(dāng)所述蓋處于所述閉合位置時(shí)抵靠所述反應(yīng)容器的頂部密封件偏壓所述內(nèi)導(dǎo)熱層；

·蓋的可壓縮層可以是泡沫；

·印刷電路板可以通過(guò)布置在印刷電路板的外周界和第一散熱器之間的環(huán)形絕緣層與第一散熱器熱絕緣；

·可以在印刷電路板和第二散熱器之間布置柔性導(dǎo)熱粘合劑、石墨、導(dǎo)熱膏和導(dǎo)熱共形層中的一個(gè)或多個(gè)；

·還可以提供激發(fā)光控制系統(tǒng)，激發(fā)光控制系統(tǒng)包括激發(fā)光傳感器，該激發(fā)光傳感器提供與入射在激發(fā)光傳感器上的激發(fā)光的強(qiáng)度成比例的電子數(shù)字頻率輸出，其中入射在激發(fā)光傳感器上的激發(fā)光包括從至少一個(gè)激發(fā)光源發(fā)射的激發(fā)光的一部分，激發(fā)光傳感器的電子數(shù)字頻率輸出連接到微控制器的輸入端，并且其中微控制器的輸出連接到激發(fā)光源，所述激發(fā)光源通過(guò)輸出的狀態(tài)選通，使得微控制器可以設(shè)置輸出狀態(tài)以啟用或禁用通過(guò)激發(fā)光源產(chǎn)生激發(fā)光，并且因此提供包含可重復(fù)總量的激發(fā)光的激發(fā)光脈沖；

·激發(fā)光傳感器的電子數(shù)字頻率輸出可以包括脈沖，并且微控制器可以構(gòu)造成對(duì)由激發(fā)光傳感器產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且在期望數(shù)量的脈沖之后禁用激發(fā)光源；

·印刷電路板可以與第一散熱器大體上熱絕緣；

·可以僅存在一個(gè)印刷電路板，或印刷電路板可以包括兩個(gè)或多個(gè)印刷電路板；

·第二散熱器可以熱聯(lián)接到所述印刷電路板，所述第二散熱器具有從所述第二散熱器的中心部分向外延伸的多個(gè)導(dǎo)熱翅片；

·第二散熱器可以形成內(nèi)部空間的邊界(例如下部邊界)；

·內(nèi)部空間可包括由第一散熱器的主體界定的上部邊界和由第一散熱器的導(dǎo)熱翅片和在一些情況下第二散熱器的導(dǎo)熱翅片界定的一個(gè)或多個(gè)側(cè)部邊界；

·所述上部散熱器的主體和翅片的上部部分可界定第二內(nèi)部空間，其中所述熱底座和熱電模塊位于所述第二內(nèi)部空間內(nèi)；

·設(shè)備的所有功能部件(除了電力電纜和蓋的功能之外)可以位于由第一散熱器的翅片的外邊緣并且在一些情況下，第二散熱器的翅片的外邊緣界定的設(shè)備的側(cè)向周界內(nèi)，并且位于由第一散熱器的翅片的上邊緣界定的頂部周界內(nèi)，并且在一些情況下，位于由第二散熱器的翅片的下邊緣界定的底部周界內(nèi)。

另一方面可以包括光控制系統(tǒng)，其包括光傳感器，該光傳感器提供與入射在光傳感器上的光的強(qiáng)度成比例的電子數(shù)字頻率輸出，其中入射在光傳感器上的光包括從光源發(fā)射的總光輸出的一部分，傳感器的電子數(shù)字頻率輸出連接到微控制器的輸入端，并且其中微控制器的輸出連接到通過(guò)輸出的狀態(tài)選通的光源，使得微控制器可以設(shè)置輸出狀態(tài)以啟用或禁用通過(guò)光源產(chǎn)生光，并且因此提供包含可重復(fù)的總光量的光脈沖。

光傳感器的電子數(shù)字頻率輸出可以包括脈沖，并且微控制器可以構(gòu)造成對(duì)由光傳感器產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且在期望數(shù)量的脈沖之后禁用光源。

應(yīng)當(dāng)理解，特征中的任何一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)需要與本發(fā)明的各個(gè)方面中的任何一個(gè)或多個(gè)方面組合，無(wú)論是否組合地明確說(shuō)明。

現(xiàn)在將參照附圖，僅通過(guò)示例的方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方案，在附圖中：

圖1示出了穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或生物化學(xué)設(shè)備的部分橫截面圖，其示出了用于接納PCT或其它化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)可以在其中發(fā)生的多個(gè)反應(yīng)容器的本發(fā)明的多個(gè)不同方面；

圖2示出了穿過(guò)圖1的具有蓋的設(shè)備的透視的部分截面圖；

圖3示出了穿過(guò)圖1的不具有蓋的設(shè)備的透視的部分截面圖；

圖4示出了圖1的設(shè)備的一部分的側(cè)視圖；

圖5示出了圖4的在線5-5上的橫截面圖；

圖6示出了圖4中所示設(shè)備的一部分的俯視圖；

圖7示出了圖4中所示設(shè)備的一部分的仰視圖；

圖8示出了圖1的設(shè)備的一部分的放大圖；

圖9示出了圖8的設(shè)備的一部分的類似放大圖；

圖10示出了圖1的設(shè)備的蓋的放大圖；

圖11示出了用于在圖1的設(shè)備中的光波導(dǎo)中過(guò)濾光的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖12示出了在圖1的設(shè)備中使用的光纖陣列；以及

圖13示出了在圖1的設(shè)備中使用的LED和傳感器布置。

根據(jù)上面的說(shuō)明將明顯的是，對(duì)于許多化學(xué)和生化反應(yīng)，反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)的進(jìn)展和結(jié)果具有顯著影響，因此熱控制的精確性和重復(fù)性對(duì)于產(chǎn)生精確和可重復(fù)的結(jié)果是至關(guān)重要的。特別地，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要溫度在精確溫度之間循環(huán)以進(jìn)行擴(kuò)增，并且與這些溫度有偏差可產(chǎn)生較低效率的擴(kuò)增，降低擴(kuò)增的特異性并產(chǎn)生不需要的反應(yīng)產(chǎn)物，或在極端情況下阻止反應(yīng)進(jìn)行，或使試劑變性。通常與PCR一起使用的重要的分析技術(shù)是使反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)歷受控的溫度躍變，其中溫度根據(jù)受控曲線緩慢增加，同時(shí)獲取光學(xué)讀數(shù)以對(duì)于每個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生使溫度與光學(xué)測(cè)量相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)曲線。為了使從這些曲線得到的結(jié)果是準(zhǔn)確的，每個(gè)腔室的溫度必須在每次光學(xué)測(cè)量時(shí)是精確地獲知。作為示例，從嵌入染料發(fā)射的熒光的曲線可以針對(duì)溫度來(lái)測(cè)量。熒光水平表示存在的雙鏈DNA的量，因此熒光隨溫度增加而最快下降的溫度是存在的DNA的“熔融溫度”。這進(jìn)而提供關(guān)于存在的DNA序列的信息。

因此，將明顯的是，對(duì)于熱控制儀器，將有利的是，在運(yùn)行期間的每個(gè)時(shí)間，為每個(gè)接受器提供盡可能接近相同的溫度，以便提供遍布接受器的良好的熱均勻性。現(xiàn)有的儀器通常使用接受器的布置，其中每個(gè)接受器具有不同的熱環(huán)境。例如在矩形網(wǎng)格陣列中，由于與環(huán)境空氣、儀器外殼和可以產(chǎn)生不同溫度的其它熱路徑的更大的熱連接，在陣列邊緣處的接受器經(jīng)受“邊緣效應(yīng)”。特別地，如上面所描述，珀耳帖元件受到這樣的影響。

因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，接受器本身和設(shè)備的重要的熱元件以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的構(gòu)型布置，使得每個(gè)接受器可以設(shè)置有熱等效環(huán)境。如從圖中可以看出，在這種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)備10中，每個(gè)接受器12具有與在操作期間顯著影響每個(gè)接受器12的溫度的諸如熱底座14、熱電模塊16、散熱器18和20、加熱蓋22等元件大體上相同的熱連接。有效地，每個(gè)接受器12仍然經(jīng)受邊緣效應(yīng)，但是通過(guò)布置使每個(gè)接受器12經(jīng)受相同的邊緣效應(yīng)，保持了均勻性。下部支撐結(jié)構(gòu)134支撐設(shè)備的其余部分并放置在支腳136上。

為了在使用熱電模塊16，例如珀?duì)柼b置的設(shè)備10中實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該裝置可以被構(gòu)造成使得其大規(guī)模設(shè)計(jì)是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。這些裝置通常由上平面導(dǎo)熱層24、下平面導(dǎo)熱層28和在這些兩個(gè)聯(lián)接層之間的包含熱電元件30的層組成，上平面導(dǎo)熱層24用于熱聯(lián)接到接受器12或熱聯(lián)接到具有腔室26的熱底座14，腔室26又包含接受器12，下平面導(dǎo)熱層28用于熱聯(lián)接到第一散熱器18。這些元件30通常由多個(gè)半導(dǎo)體元件30組成，該多個(gè)半導(dǎo)體元件30被連接以形成一個(gè)或多個(gè)電路，電流可以通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)電路以促使熱從一個(gè)聯(lián)接層泵送到另一個(gè)聯(lián)接層，其中泵送方向通過(guò)電流的方向確定。

理想地，用于在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)備中使用的熱電模塊16將具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的熱聯(lián)接層24、28和半導(dǎo)體元件30的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱布置。然而，在實(shí)踐中，可能需要使用非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱布置的半導(dǎo)體元件30，例如使用有效的規(guī)則布置，例如柵格，以將元件封裝到模塊16的有效范圍(active area)中。在這種情況下，通過(guò)用半導(dǎo)體元件盡可能緊密地填充該區(qū)域，模塊16仍然可以提供遍布旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的有效范圍的大體上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的熱泵效應(yīng)，其中元件30與接受器12的尺寸相比相對(duì)較小。

在為接受器12提供旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的熱環(huán)境方面，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，還有利的是，提供熱電模塊16以附接到旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的散熱器18，例如具有徑向翅片32的圓柱形散熱器?？蛇x地，圓形散熱器可以在下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地布置的圓柱形突出部(柱)(有時(shí)稱為“柱散熱器”)。這種柱散熱器也可以設(shè)置有以非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱方式布置的柱，但是仍然覆蓋大體上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的有效范圍。

在接受器12插入熱底座14中的腔室26中的情況下，該底座14也可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，在正多邊形的頂點(diǎn)處或圍繞一個(gè)或多個(gè)同心圓(如圖3中最佳地所示的)提供腔室26的布置，這仍然可以在接受器之間提供9mm的常規(guī)距離。特別地，底座14熱聯(lián)接到加熱和冷卻底座，例如熱電模塊16的裝置的熱聯(lián)接優(yōu)選地是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，熱底座16提供用于常用的接受器管12的腔室26，例如通常用于PCR和其它生物化學(xué)反應(yīng)的聚合物管，通常稱為0.2mL管。特別地，腔室26可以以通常使用的間距布置，例如以9mm的中心至中心的間距布置。這樣的布置可以允許使用通常使用的8或12個(gè)接受器管12的條帶，其中條帶可以彎曲以將接受器管12插入在熱底座14中的腔室26的多邊形或圓形布置周圍。可選地，接受器管12的條帶可以被制造成在設(shè)備10中使用，該條帶被特別地設(shè)計(jì)成形成具有所需半徑的圓的圓周的一部分，或者被設(shè)計(jì)成是柔性的以允許它們是直的，以用于在具有直排的腔室的通?？色@得的裝備中使用，或者彎曲成恰當(dāng)?shù)陌霃揭杂糜谠诙噙呅位驁A形接受器陣列中使用。在具有偶數(shù)腔室26的設(shè)備10的特定實(shí)施方案中，接受器管12的陣列可以制造成由接受器管12的規(guī)則陣列構(gòu)成，其中接受器管12沿兩個(gè)條帶均勻間隔開，并且那些條帶在每個(gè)端部彼此連接。當(dāng)條帶被保持為直的以形成直線陣列時(shí)，這樣的陣列可以放置在標(biāo)準(zhǔn)裝備中，但是條帶然后可以通過(guò)按壓條帶被連接的點(diǎn)來(lái)而彎曲，以使條帶形變?yōu)榘雸A形，使得兩個(gè)連接的條帶一起形成適合于放置在熱底座14中的腔室26的圓形陣列中的圓形布置。

本發(fā)明的實(shí)施方案還提供了用于設(shè)備10的附件，該附件包括單獨(dú)的保持器(未示出)，該保持器包括板，該板具有在與設(shè)備中的腔室相對(duì)應(yīng)的位置處的和與設(shè)備中的腔室相對(duì)應(yīng)的尺寸的孔，單獨(dú)的接受器容器可以插入該孔中。然后可以將保持器和容器插入設(shè)備中，使得容器插入腔室中，并且保持器配合到在設(shè)備中提供的空隙中，允許設(shè)備執(zhí)行反應(yīng)而不需要移除保持器。這使得能夠更快和更容易地裝載儀器，并且消除了無(wú)意地重新布置單個(gè)容器或?qū)⑺鼈円圆徽_的順序插入儀器中的可能性。優(yōu)選地，保持器被標(biāo)記，以便指示保持器在儀器中所需的對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，保持器形成有與設(shè)備的對(duì)應(yīng)特征匹配的特定特征，以要求保持器的特定旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)，使得難以或不可能以不正確的對(duì)準(zhǔn)插入保持器和容器。

在熱底座14熱聯(lián)接到熱電模塊16的情況下，熱底座14和熱電模塊16優(yōu)選地形成有物理特征，使得熱底座14和熱電模塊16可以僅以特定的對(duì)齊配合在一起。特別地，熱底座14的聯(lián)接到熱電模塊16的表面可以設(shè)置有對(duì)應(yīng)于熱電模塊16的聯(lián)接表面的形狀的凹陷區(qū)域。優(yōu)選地，凹陷區(qū)域具有平坦表面92，并且該區(qū)域的邊界形成有倒角94，使得在該區(qū)域周圍存在成角度的壁，并且使得當(dāng)熱電模塊16聯(lián)接到熱底座14時(shí)，該成角度的壁防止熱底座14和熱電模塊16之間的接觸，除在平坦的配合區(qū)域上方外，特別是防止壁和熱電模塊16之間的顯著熱接觸，從而減少在預(yù)期的平坦配合區(qū)域外的熱聯(lián)接。

此外，熱電模塊16可以在圓形模塊的圓周上或者環(huán)形熱電模塊16的內(nèi)圓周或外圓周上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)平坦區(qū)域，這些平坦區(qū)域太小而不顯著影響熱性能，但是足夠大以加強(qiáng)與熱底座14的鋸齒狀聯(lián)接區(qū)域的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊。此外，熱電模塊16可使用相同的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊特征熱聯(lián)接到散熱器18。

本發(fā)明的實(shí)施方案提供具有腔室26的圓形陣列的熱底座14，其熱聯(lián)接到圓形或環(huán)形熱電模塊16，其中熱底座14的外半徑大于熱電模塊16的外半徑，使得熱底座14的區(qū)域34懸置于熱電模塊16之上，并且在熱底座14中具有從腔室26延伸穿過(guò)懸置區(qū)域34的孔36，從而允許每個(gè)腔室26的一個(gè)或多個(gè)光波導(dǎo)38通過(guò)熱底座14并且因此將光引導(dǎo)到相應(yīng)的容器12和/或從相應(yīng)的容器引導(dǎo)光。在熱電模塊16是環(huán)形的情況下，熱底座14的懸置區(qū)域可以在熱電模塊16環(huán)的內(nèi)半徑內(nèi)懸置在熱電模塊16上，再次在熱底座14中提供腔室，從而允許光波導(dǎo)鄰近容器12布置。

在一個(gè)特定實(shí)施方案中，當(dāng)熱底座14的懸置區(qū)域34懸置在熱電模塊16的外半徑之上時(shí)，熱底座14可提供豎直肋40，其將熱底座14的與腔室26相鄰的區(qū)域連接到熱底座14與熱電模塊16相鄰的區(qū)域，以便在這些區(qū)域之間提供熱聯(lián)接，以及增大的機(jī)械剛度，同時(shí)具有比實(shí)心底座更低的質(zhì)量。該較低的質(zhì)量用相同功耗或較低功耗需求或兩者以及降低的材料成本提供熱底座14中的更快的溫度變化。

將清楚的是，存在通過(guò)使用具有其它已知熱元件的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱設(shè)計(jì)來(lái)提供所描述的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱熱環(huán)境的其它方式。此外，可能需要提供不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的但大體上不影響容器12的熱環(huán)境的儀器的特征，并且因此保留本發(fā)明的該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)，例如，存在用于機(jī)械目的，例如固定件，緊固件，外殼等的元件。

用于化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)的接受器容器12通常包括下部和上部，下部插入到調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的底座中的腔室中，上部為容器中的試劑提供密封環(huán)境。例如，上部可以由蓋子或蓋或粘合劑或熱密封膜組成。在反應(yīng)過(guò)程中，并且特別是當(dāng)試劑被加熱時(shí)，提供施加到上部的力以便保持密封的完整性是有利的。這有助于防止蓋或蓋子抵靠機(jī)械夾配合機(jī)構(gòu)被擠出，并且通過(guò)防止密封膜形成“氣泡”而減少密封膜的形變。此外，該力可以改善接受器的下部到熱底座中的腔室中的安置。

在容器含有揮發(fā)性物質(zhì)，例如水或另一種溶劑的情況下，并且在容器的下部經(jīng)受溫度變化的情況下，揮發(fā)性物質(zhì)可能蒸發(fā)，并且然后可以抵著容器的上部再凝結(jié)。這可能產(chǎn)生溶液中試劑濃度的不希望的變化，以及阻礙通過(guò)容器上部的光學(xué)通路并將熱能從試劑傳遞到容器的上部。這可以通過(guò)提供與接受器的上部接觸的加熱表面，從而抑制抵著其的冷凝而減輕。該加熱表面可以是在上部上提供力以幫助密封的同一表面。該表面通常被稱為加熱蓋。

在本發(fā)明的另一方面，加熱蓋可包括可壓縮層，例如泡沫層，以便在容器的上部提供所需的向下的力。這樣的層具有優(yōu)于提供密封力的現(xiàn)有裝置的顯著優(yōu)點(diǎn)。

例如，已知的布置是提供連接到支撐結(jié)構(gòu)(例如外覆蓋件)的加熱蓋板，并且其中彈簧被布置成以便被壓縮受控的距離，因此在加熱蓋板上產(chǎn)生已知的力。然而，在這樣的布置中，需要額外的機(jī)械元件以在加熱蓋板不與接受器容器接觸時(shí)保持加熱蓋板，并且限制加熱蓋的移動(dòng)，使得其在容器上保持居中(例如，使得其在閉合時(shí)僅可以在豎直軸線上顯著移動(dòng))。為了提供均勻地施加在接受器之間的力，經(jīng)常使用多個(gè)彈簧。

然而，通過(guò)使用可壓縮層，比如根據(jù)如圖4中最佳示出的本發(fā)明的實(shí)施方案的泡沫層，加熱蓋22可以制造成具有更簡(jiǎn)單的層狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由外覆蓋件42、可選的隔熱層96、加熱蓋板44和它們之間的泡沫層46組成。泡沫層46提供遍布加熱蓋22的已知壓力，并且因此當(dāng)被壓縮控制的距離時(shí)提供力的均勻分布，并且此外防止加熱蓋板44相對(duì)于外覆蓋件42的顯著的橫向移動(dòng)?？蛇x的隔熱層96為層狀結(jié)構(gòu)以及在加熱蓋22周圍提供支撐，以便減少熱損失。

所使用的泡沫應(yīng)當(dāng)選擇成經(jīng)受多個(gè)壓縮循環(huán)，并且提供待施加的在預(yù)期的操作溫度，例如對(duì)于PCR儀器使用的95-110℃下的恰當(dāng)?shù)牧?。這可以通過(guò)使用仔細(xì)選擇的泡沫材料，例如具有受控結(jié)構(gòu)，特別是閉孔結(jié)構(gòu)(例如Bisco Silicone閉孔泡沫BF-2005)的聚合物泡沫，特別是硅酮泡沫來(lái)實(shí)現(xiàn)。

加熱蓋板44可以由另外的層狀結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造，該另外的層狀結(jié)構(gòu)具有施加到導(dǎo)熱板50的上表面的層狀電阻加熱器層48，其中電阻加熱器層48可以是包含銅，鎳鉻合金或其它電阻元件以及電絕緣封裝，例如聚酰亞胺層的柔性PCB。包含泡沫層46的層狀結(jié)構(gòu)可以使用粘合劑，例如3M雙面膠帶9731來(lái)裝配，以將泡沫層46粘合到外覆蓋件42和加熱蓋板44。

此外，已知的加熱蓋鉸接在一側(cè)處，其中電連接穿過(guò)該鉸鏈區(qū)域。然而，閉合鉸接的蓋意味著更靠近鉸鏈的容器12比離鉸鏈更遠(yuǎn)的接容器首先接觸，并且具有加在其上的更大的力。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，加熱蓋被制成完全可移除的，使得其可以沿大體上軸向方向(豎直地)定位和安裝到設(shè)備的其余部分。加熱蓋22和設(shè)備的其余部分設(shè)置有互補(bǔ)的卡口式配合件66，使得蓋可以被向下推動(dòng)并且然后被部分地旋轉(zhuǎn)以將其鎖定在適當(dāng)位置。

在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備10提供光波導(dǎo)38的使用以將從接受器容器12發(fā)射的光引導(dǎo)到可安裝在印刷電路板(pcb)54上的一個(gè)或多個(gè)光傳感器52。這樣的光傳感器52可以是數(shù)種類型的，例如單獨(dú)的傳感器，例如光電二極管，其產(chǎn)生作為輸出電壓，電流或數(shù)字信號(hào)，例如頻率或數(shù)據(jù)流的單個(gè)測(cè)量通道，或者可以提供多個(gè)測(cè)量通道，例如具有多個(gè)元件，該多個(gè)元件對(duì)產(chǎn)生作為先前列出的類型的輸出的多個(gè)測(cè)量通道的光的不同波長(zhǎng)敏感，或者可以具有光敏元件的陣列，以便在傳感器的多個(gè)位置處或以多個(gè)顏色或兩者產(chǎn)生光的測(cè)量，例如圖像傳感器。

在其提供單個(gè)通道或光的多個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)量的傳感器52的情況下，其可以光學(xué)地聯(lián)接到單個(gè)光纖38，以產(chǎn)生來(lái)自單個(gè)接受器容器12的光的測(cè)量。在傳感器52提供在遍及傳感器的多于一個(gè)位置處的測(cè)量的情況下，例如在單色或彩色圖像傳感器的情況下，其可以光學(xué)地聯(lián)接到多于一個(gè)的光纖，以使用多個(gè)感測(cè)元件產(chǎn)生多個(gè)接受器容器的測(cè)量。在這種情況下，可以通過(guò)布置光纖38使得它們的光發(fā)射端可以成像到圖像傳感器的有效范圍上，例如經(jīng)由透鏡或透鏡陣列對(duì)光纖端部的平面陣列成像，來(lái)實(shí)現(xiàn)光聯(lián)接。

在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還提供了通過(guò)將光纖38的光發(fā)射端以陣列布置在傳感器52的有效表面之上來(lái)實(shí)現(xiàn)光聯(lián)接。光纖38的端部可以布置成與該陣列的光感測(cè)元件直接接觸，或者可以與光感測(cè)元件間隔開，特別是在光感測(cè)元件例如被封裝在具有透明覆蓋件(許多圖像傳感器，例如CMOS和CCD圖像傳感器通常是這種情況)的電子封裝中的情況下。在圖1中還示出了電力電纜138，其傳遞到安裝在pcb 54的下部側(cè)上的電力連接器140。

如圖12中所示，期望的是，從每個(gè)光纖38發(fā)射的光以這樣的方式落在傳感器52上，使得可以區(qū)分來(lái)自每個(gè)光纖38的貢獻(xiàn)-每個(gè)光感測(cè)元件可以接收來(lái)自多個(gè)光纖38的已知比例的光，并且該已知比例可以用于通過(guò)使用例如矩陣解卷積或其它標(biāo)準(zhǔn)解卷積方法來(lái)恢復(fù)來(lái)自每個(gè)光纖38的光的水平。優(yōu)選地，該布置使得存在光感測(cè)元件，其中入射在光感測(cè)元件的特定子集上的大部分光來(lái)自特定光纖38，使得那些光感測(cè)元件產(chǎn)生這樣的讀數(shù)，即，在很少或沒(méi)有校正的情況下，該讀數(shù)與從相應(yīng)的光纖38發(fā)射的光的量對(duì)應(yīng)。這可以通過(guò)布置光纖38使得各自將光發(fā)射到圖像傳感器52的區(qū)域108上，并且其中這些區(qū)域被布置成使得它們不完全重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，六邊形布置的區(qū)域用于提供空間的最有效利用，可選地，可以使用矩形或其它布置，例如為更好地配合到所使用的特定圖像傳感器的有效范圍中。優(yōu)選地，對(duì)于每個(gè)光纖38，另外存在圖像傳感器有效范圍的區(qū)域110，其中存在從相應(yīng)光纖38入射的顯著減少的光，并且沒(méi)有來(lái)自任何其它光纖38的顯著的光，并且這樣的區(qū)域110用于提供用于圖像傳感器讀數(shù)的“暗電平”，其可以從具有來(lái)自相應(yīng)光纖38的顯著的入射光(“光亮度”)的區(qū)域中獲得的讀數(shù)中被減去或以其它方式校正該讀數(shù)，以便減少熱和其它暗信號(hào)的影響。以這種方式提取的暗電平可以用于校正用于相同采集或圖像的光亮度，或者可以可選地單獨(dú)使用或與來(lái)自其它采集或圖像的暗電平組合使用，以校正用于一個(gè)或多個(gè)采集的光亮度，特別是來(lái)自在時(shí)間上相對(duì)接近的點(diǎn)處獲得的多個(gè)圖像的暗電平可以被組合，以便產(chǎn)生用于每個(gè)圖像的平滑或經(jīng)過(guò)濾的暗電平，以便為隨著時(shí)間緩慢變化的暗電平(對(duì)于具有緩慢變化的溫度的圖像傳感器通常是這種情況)的讀數(shù)提供更好的信噪比。

特別地，用于暗電平的區(qū)域110可以各自形成圍繞相應(yīng)的圓形區(qū)域的環(huán)形，在該圓形區(qū)域中對(duì)于相應(yīng)的光纖提取光亮度。用于暗電平的區(qū)域110還可以是布置在用于光亮度的區(qū)域之間的區(qū)域，其中對(duì)于每個(gè)光纖一個(gè)或多個(gè)這樣的區(qū)域用于暗電平，特別地，暗電平區(qū)域110可以是布置成其中心位于距圓形光亮度區(qū)域的最大距離處，在光亮度區(qū)域的陣列內(nèi)。該區(qū)域的布置可以通過(guò)使光纖穿過(guò)具有孔的適當(dāng)陣列的板，優(yōu)選將光纖固定在該陣列中的適當(dāng)位置來(lái)形成。該板可以由不透明和非反射材料構(gòu)成，以減少光的散射。該板還可以設(shè)置有或直接地或經(jīng)由圖像傳感器焊接至其的pcb上的特征與圖像傳感器對(duì)齊的特征，優(yōu)選地在圖像傳感器周圍形成不透光的密封以排除環(huán)境光。

優(yōu)選地，光纖38被布置成使得它們?cè)趥鞲衅?2上形成六邊形布置，其中光亮度區(qū)域108是以圖像傳感器52上方的光纖端部的位置為中心的圓，并且每個(gè)光亮度區(qū)域的暗電平區(qū)域由兩個(gè)圓形區(qū)域110組成，其中兩個(gè)暗電平區(qū)域的面積的和與光亮度區(qū)域108的面積相同，并且其中對(duì)于每個(gè)光亮度區(qū)域108，對(duì)應(yīng)的暗電平區(qū)域110具有在對(duì)應(yīng)的光區(qū)域中心108和相鄰的光區(qū)域中心108之間的點(diǎn)中的兩個(gè)處的中心。

附接到具有翅片32的熱底座164(或安裝板)的散熱器18界定了內(nèi)部空間5，pcb 54和所有相關(guān)電子器件，即發(fā)射光源62，光傳感器52和光波導(dǎo)38，60布置在該內(nèi)部空間5內(nèi)。這允許緊湊的儀器，從而減少實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中珍貴空間的使用，并且還降低制造成本和運(yùn)輸成本。

內(nèi)部空間5可以包括上部邊界和一個(gè)或多個(gè)側(cè)部邊界，上部邊界由第一散熱器18的主體的下表面界定，熱電模塊16安裝在該上部邊界上，該一個(gè)或多個(gè)側(cè)部邊界由第一散熱器18的導(dǎo)熱翅片32的內(nèi)邊緣界定。第二散熱器20還可以用于形成內(nèi)部空間5的邊界(例如下部邊界)，并且在一些情況下，第二散熱器20的翅片88的內(nèi)邊緣可以還用于界定內(nèi)部空間5的側(cè)部邊界。此外，上部散熱器18的主體和翅片32的上部邊緣可以界定第二內(nèi)部空間15，熱底座14和熱電模塊16位于該第二內(nèi)部空間15中。在這樣的實(shí)施方案中，設(shè)備的大體上所有功能部件(除了電力電纜和蓋子之外)可以位于由第一散熱器的翅片的外邊緣，并且在一些情況下，第二散熱器界定的裝置的側(cè)向周界內(nèi)，使得該設(shè)備在工作空間上產(chǎn)生小的占地面積。

本發(fā)明的一個(gè)方面通過(guò)使用布置在光纖38的發(fā)射端部上的單獨(dú)聚焦元件，例如諸如球透鏡或半球透鏡的透鏡來(lái)提供這樣的布置，以便將發(fā)射的光引導(dǎo)到圖像傳感器52的較小的區(qū)域。這允許光纖38被放置得更靠近在一起，而不增加發(fā)射光的區(qū)域在傳感器52上的重疊。

可選地，如圖11中最佳所示，本發(fā)明的另一方面提供了光波導(dǎo)38，其由兩個(gè)較短的光波導(dǎo)部分38a和38b形成，光波導(dǎo)部分38a和38b布置成使得光從容器12發(fā)射到對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)38的第一部分38a的第一端部，并且然后在進(jìn)入波導(dǎo)38的第二部分38b的第一端部之前，以由成角度的虛線112所示的相當(dāng)寬的角度從該第一部分的第二端部以錐形發(fā)射，然后最終從波導(dǎo)38的第二部分38b的第二端部發(fā)射到傳感器52上。通過(guò)改變第一部分38a的第二端部和第二部分38b的第一端部之間的間隔，優(yōu)選地，使這兩個(gè)端部對(duì)齊同一個(gè)軸，如由豎直虛線114所示的僅在有限角度范圍的光將被第二部分38b接納，使得(例如)從第一部分38a的邊緣發(fā)射的任何光線僅在它們處于較窄的角度時(shí)才被接納。這又減小了從第二部分38b發(fā)射到傳感器52的光的角度范圍，以及該光入射到其上的傳感器52的區(qū)域的尺寸。這再次允許將光纖38放置得更靠近在一起，而不增加發(fā)射光的區(qū)域在傳感器52上的重疊。

當(dāng)需要過(guò)濾從容器12接收的光，特別是允許去除激發(fā)光時(shí)，使用這種布置是特別有利的。在這種情況下，濾光器98，例如吸收濾光器或二向色濾光器，可以定位在波導(dǎo)38的兩個(gè)部分之間。優(yōu)選地，儀器包含多個(gè)波導(dǎo)38，其中每個(gè)接受器設(shè)置有至少一個(gè)波導(dǎo)38，并且每個(gè)波導(dǎo)38的第一部分38a的第二端部的平面陣列通過(guò)將波導(dǎo)端部固定到第一保持板116中而形成，每個(gè)波導(dǎo)38的第二部分38b的第一端部的另一個(gè)平面陣列通過(guò)將波導(dǎo)端部固定到第二保持板118中而形成，其中所形成的兩個(gè)陣列使得當(dāng)它們被放置在平面光學(xué)濾光器98的相對(duì)面上時(shí)，第一板116中的每個(gè)端部與第二板118中的端部相對(duì)，并且其中板被設(shè)計(jì)成將濾光器98保持在適當(dāng)位置并且提供不透光的外殼。優(yōu)選地，濾光器98是二向色濾光器。該設(shè)備可以可選地或另外地包括承載多個(gè)濾光器的濾光輪，線性陣列或2D陣列(例如網(wǎng)格)，其可以被平移和/或旋轉(zhuǎn)以將那些濾光器中的任何一個(gè)定位在光波導(dǎo)的第一部分和第二部分之間。

另一組光波導(dǎo)60用于將來(lái)自pcb 54上的激發(fā)光源的激發(fā)光引導(dǎo)到每個(gè)容器12，并且還可以以類似的方式被構(gòu)造，其中每個(gè)波導(dǎo)60具有兩個(gè)部分，在這兩個(gè)部分之間具有濾光器，濾光輪，線性陣列或2D陣列，以便提供激發(fā)波長(zhǎng)的濾波。在這種情況下，相同的濾光輪或陣列可以用于激發(fā)濾光器和發(fā)射濾光器，其中相應(yīng)對(duì)的激發(fā)濾光器和發(fā)射濾光器在濾光輪或陣列中以固定間隔布置，并且波導(dǎo)以相應(yīng)的間隔布置，使得當(dāng)濾光輪或陣列平移或旋轉(zhuǎn)時(shí)，其使連續(xù)對(duì)的激發(fā)濾光器和發(fā)射濾光器與激發(fā)波導(dǎo)和發(fā)射波導(dǎo)對(duì)齊。

用于將來(lái)自每個(gè)容器12的發(fā)射光引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)的光傳感器或單個(gè)光傳感器52上的位置的光波導(dǎo)38的先前描述的布置也可以并行使用，使得每個(gè)容器12具有設(shè)置成將從容器12發(fā)射的光的部分引導(dǎo)到不同傳感器的多個(gè)光波導(dǎo)。例如，這樣的傳感器可以例如固有地或由于光路中的濾光器而對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感，或者可以通過(guò)利用不同的靈敏度或增益設(shè)置測(cè)量光來(lái)提供擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)范圍。

類似地，用于將激發(fā)光從相應(yīng)的激發(fā)光源62引導(dǎo)到每個(gè)接受器容器12的光波導(dǎo)60的先前描述的布置也可以并行使用，使得每個(gè)容器12具有提供來(lái)自不同的激發(fā)光源的激發(fā)光的多個(gè)光波導(dǎo)60。這樣的光源可以選擇成例如提供不同波長(zhǎng)的激發(fā)光，并且可以單獨(dú)啟用和禁用以改變用于每個(gè)容器12的所提供的激發(fā)光譜。其中光傳感器對(duì)不同波長(zhǎng)的光提供不同的響應(yīng)，或者激發(fā)光以不同波長(zhǎng)來(lái)提供，或兩者，具有不同激發(fā)光波長(zhǎng)的測(cè)量結(jié)果和/或以來(lái)自同一容器12的不同波長(zhǎng)的光測(cè)量的測(cè)量結(jié)果可用于通過(guò)解卷積測(cè)量導(dǎo)出反應(yīng)中一種或多種物質(zhì)的量或活性。該解卷積可以借助于矩陣解卷積，包括與已知物質(zhì)發(fā)射的逆矩陣或偽逆矩陣相乘，主成分分析，非負(fù)最小二乘解卷積或類似技術(shù)。

為了給待裝載試劑的容器12提供例如管或管的條帶，到容器12的物理通路可以通過(guò)允許加熱蓋22相對(duì)于容器12移動(dòng)，清除到容器12的通路來(lái)提供。如上所述，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，這可以通過(guò)使用卡口式配合件66平移，旋轉(zhuǎn)或平移并旋轉(zhuǎn)加熱蓋22以將蓋鎖定在適當(dāng)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這可以通過(guò)諸如機(jī)動(dòng)化系統(tǒng)的主動(dòng)機(jī)械裝置或通過(guò)允許使用者手動(dòng)移動(dòng)加熱蓋來(lái)實(shí)現(xiàn)。將經(jīng)常使用電阻或其它電加熱元件和一個(gè)或多個(gè)電子溫度傳感器來(lái)電控制加熱蓋22。

為了允許加熱蓋22相對(duì)于容器12移動(dòng)，同時(shí)允許電連接到蓋中的加熱元件48和溫度傳感器，柔性電連接(例如柔性pcb或柔性布線或電纜)設(shè)置有用于加熱蓋22的電連接器，該電連接器可以在蓋22被移除時(shí)斷開。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案提供了可旋轉(zhuǎn)連接器，以為加熱蓋22提供電力和數(shù)據(jù)連接，從而允許其以各種方式來(lái)操作，例如僅使用三個(gè)不同的電連接部68、70、72。這些連接部68、70、72被構(gòu)造為電接地、數(shù)據(jù)線和電源線。在具有柔性電連接的系統(tǒng)中，僅使用三個(gè)連接部允許增加的可靠性，因?yàn)槿嵝赃B接可能由于重復(fù)移動(dòng)而易于失效，并且允許更緊湊和成本有效的連接。在具有可移除蓋22的系統(tǒng)中，由于需要較少易出故障的電連接，使用三個(gè)連接部使得能夠使用更寬范圍的連接器，并且還降低成本并增加可靠性。特別地，這使得能夠使用能夠使兩個(gè)連接元件圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的連接器。

因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，使用了三軸連接器74，其通過(guò)提供插頭76和配合插座82而允許三個(gè)連接部68、70、72，該插頭76具有在圓柱形外壁78的內(nèi)表面和外表面上的兩個(gè)同心圓柱形觸點(diǎn)，以及在圓柱形觸點(diǎn)的軸線上的銷80形式的觸點(diǎn)；該配合插座82具有用于圓柱形外壁78的圓柱形狹腔室84，包含用于連接到插頭76的兩個(gè)圓柱形觸點(diǎn)的彈簧觸點(diǎn)，以及用于接納插頭的銷80并提供經(jīng)由另一個(gè)彈簧觸點(diǎn)的電觸點(diǎn)的另一個(gè)中心孔口86。其它連接器也適合在這樣的系統(tǒng)中使用，例如使用具有沿著單個(gè)軸線布置的多個(gè)大體上圓柱形觸點(diǎn)，可選地具有形成插頭的尖端的最終觸點(diǎn)的插頭，以及相應(yīng)的插座，該插座具有孔口，孔口具有布置成形成連接到這些觸點(diǎn)的連接部的彈簧觸點(diǎn)。

可旋轉(zhuǎn)連接器74的使用允許通過(guò)允許蓋22以不同角度閉合而更容易地連接可拆卸的加熱蓋22。此外，它使得能夠使用卡口機(jī)構(gòu)或螺釘機(jī)構(gòu)將蓋固定到合適位置，消除了對(duì)固定蓋的單獨(dú)裝置的需要。可以形成隔熱層96的一部分的卡口機(jī)構(gòu)66允許通過(guò)沿著可旋轉(zhuǎn)連接器74的軸線推動(dòng)蓋22來(lái)使蓋22配合，以形成電連接并且將加熱蓋板50抵靠密封件壓在接受器容器12的頂部上，然后圍繞同一軸線旋轉(zhuǎn)蓋22，以允許蓋22上的特征部和設(shè)備的本體匹配并因此固定蓋22。通過(guò)使該過(guò)程相反、旋轉(zhuǎn)蓋22、然后沿著連接器軸線移除它，由此蓋22被移除。用于在這種系統(tǒng)中使用的加熱蓋板50的設(shè)計(jì)優(yōu)選地提供平滑的低摩擦表面，以允許板50旋轉(zhuǎn)，同時(shí)與容器12的密封接觸。例如，這可以使用光滑的金屬表面，例如轉(zhuǎn)動(dòng)的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，該表面可以例如用鎳或PTFE來(lái)鍍或涂覆。

該設(shè)備提供具有三個(gè)連接部的蓋子的數(shù)種操作模式。在優(yōu)選實(shí)施方案中，蓋22包含連接在接地和電源線之間并且布置成對(duì)加熱蓋板50進(jìn)行加熱的電阻加熱元件48，以及能夠以連接在數(shù)據(jù)線和接地之間的寄生功率模式操作，并且布置成感測(cè)加熱蓋板50的溫度的溫度傳感器。這種傳感器可以從用于與傳感器通信的數(shù)據(jù)線獲得用于其操作的電力。示例包括Dallas/Maxim 1線溫度傳感器，如MAX31826或許多類似器件中的任何一個(gè)。該設(shè)備將數(shù)據(jù)線上的永久電阻上拉提供給與器件一起使用的合適電壓，例如3.3V，并且此外可以讀取數(shù)據(jù)線的電壓，并且可以將其拉到接地。然后，該設(shè)備可以通過(guò)使用與1-線器件兼容的通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)與溫度傳感器的通信。優(yōu)選地，該設(shè)備還將可切換串上拉提供給數(shù)據(jù)線電壓，其在操作期間被啟用以例如在溫度轉(zhuǎn)換操作期間為1-線器件提供額外的電力。優(yōu)選地，該設(shè)備使用具有UART、USART或其它串行通信控制器的微控制器，其或通過(guò)軟件配置或提供外部電子器件以開漏模式操作以將外圍器件轉(zhuǎn)換為開漏操作，來(lái)實(shí)現(xiàn)1-線兼容通信，從而允許降低電子器件的成本和復(fù)雜性?；蛘撸撛O(shè)備可以使用專用的1-線主器件，例如DS2482 1-線主控IC。該設(shè)備通過(guò)查詢1-線器件以檢索諸如序列號(hào)，器件族，EEPROM內(nèi)容以及當(dāng)前溫度的數(shù)據(jù)來(lái)與該器件通信，以便檢測(cè)有效蓋的存在，然后可以重復(fù)地按查詢器件以確定蓋仍然連接，以及加熱蓋板當(dāng)前處于什么溫度。優(yōu)選地，電阻加熱元件被制造為柔性PCB，將待被焊接到PCB上的溫度傳感器提供到PCB上的觸點(diǎn)。該設(shè)備還設(shè)置有例如通過(guò)測(cè)量和/或控制線路的電壓，允許流過(guò)蓋的電流或兩者來(lái)改變經(jīng)由電力線供應(yīng)到電阻加熱元件的功率的裝置。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該設(shè)備設(shè)置有固定電壓電源，其可以被接通和斷開以便調(diào)節(jié)加熱器功率。可選地，該設(shè)備包括可變電壓電源，其中可以增加或減小電壓以增加或減小加熱器功率。這可以用允許測(cè)量和/或調(diào)節(jié)加熱器電流或總功率的電流傳感器來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展。

通過(guò)重復(fù)讀取蓋的溫度并使用讀取的溫度來(lái)隨時(shí)間調(diào)節(jié)提供給蓋的功率，該設(shè)備可以使加熱蓋的溫度遵循期望的曲線。例如，在PCR反應(yīng)的情況下，加熱蓋22可以在反應(yīng)開始時(shí)加熱至約100℃，并且在反應(yīng)期間保持在該溫度。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，加熱蓋22還設(shè)置有微控制器，該微控制器由電源線和接地線供電，并且具有連接到數(shù)據(jù)線的引腳，該引腳能夠使用開漏操作模式進(jìn)行通信，其中蓋微控制器可以讀取數(shù)據(jù)線的狀態(tài)，并且可以將該線拉到接地。在該實(shí)施方案中，該設(shè)備在操作期間向蓋22提供電力以使蓋微控制器運(yùn)行，并且與蓋微控制器通信以提供蓋功能。可能的是，在蓋中提供可以由蓋微控制器使用以測(cè)量加熱蓋板50的溫度的溫度傳感器，以及使用微控制器，例如通過(guò)提供從電力線到電阻加熱元件的電壓的切換來(lái)控制提供給加熱蓋電阻加熱器的功率的裝置。在該操作模式中，該設(shè)備可以查詢蓋微控制器以讀取溫度，并且提供反饋以確定所需要的加熱功率，或者可以簡(jiǎn)單地提供期望的溫度或溫度曲線以允許加熱蓋微控制器自主地調(diào)節(jié)加熱蓋溫度。另外，可以存在由這種蓋執(zhí)行的附加功能，包括提供顯示元件，例如LED、LCD顯示器、OLED顯示器或電子紙顯示器，其允許來(lái)自加熱蓋22或設(shè)備的信息向使用者的顯示，特別是允許諸如當(dāng)前反應(yīng)類型、反應(yīng)結(jié)果和進(jìn)程、剩余時(shí)間、錯(cuò)誤或警告信息、關(guān)于儀器操作的使用者建議、儀器數(shù)據(jù)如序列號(hào)或設(shè)置等的狀態(tài)顯示。另外的功能包括讀取輸入器件，例如由使用者使用的按鈕、鍵盤、D墊、麥克風(fēng)或電容傳感器的狀態(tài)，以配置和控制設(shè)備，傳感器以檢測(cè)接受器管，諸如USB或SD卡連接器的另外連接器，或無(wú)線通信接口，例如WiFi、藍(lán)牙或低功耗藍(lán)牙的存在。在每種情況下，功能可以直接由加熱蓋微控制器或由使用數(shù)據(jù)線上的通信來(lái)控制功能的設(shè)備提供。

數(shù)據(jù)線可以用于通過(guò)確保不向電力線提供電力，直到設(shè)備已經(jīng)通過(guò)與連接到所附接的蓋22中的數(shù)據(jù)線的寄生供電器件通信而成功地識(shí)別有效連接的蓋的存在，來(lái)提高設(shè)備的安全性。這可以防止當(dāng)電源線可能被使用者接近，或者例如由于使用者嘗試插入除了有效蓋之外的一些東西可能具有電短路時(shí)，為電源線提供電壓而引起的潛在危險(xiǎn)。此外，蓋可以包含攜帶數(shù)據(jù)的器件，其可以用于識(shí)別蓋的類型和構(gòu)造，從而允許蓋的適當(dāng)操作。

在蓋設(shè)置有微控制器的情況下，蓋優(yōu)選地還將包含寄生供電的器件，其可以用于在向電力線提供電力來(lái)使蓋微控制器運(yùn)行之前識(shí)別蓋子。當(dāng)蓋微控制器運(yùn)行時(shí)，其可以經(jīng)由替代協(xié)議與設(shè)備通信，例如使用標(biāo)準(zhǔn)開漏UART協(xié)議而不是1-線兼容協(xié)議，從而提供改進(jìn)的數(shù)據(jù)速率。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于，只要UART波特率足夠高以避免產(chǎn)生有效的1-線復(fù)位脈沖，例如通過(guò)在115200波特或更大波特處操作，則也附接到數(shù)據(jù)線的任何1-線器件將不會(huì)干擾UART通信。

優(yōu)選地，該設(shè)備設(shè)置有使用所描述的UART或其它串行控制器的微控制器，使得實(shí)現(xiàn)上述類型的蓋的使用被可互換地使用，而不需要設(shè)備的改變。

如前所述，例如通過(guò)控制包括容器12的熱底座14的溫度，用于控制容器12的溫度的熱電模塊16的使用通常涉及散熱器18的使用，其中熱電模塊16在一側(cè)熱聯(lián)接到熱底座14或容器12，并且在另一側(cè)熱聯(lián)接到散熱器18。在這種情況下，散熱器18用作當(dāng)加熱容器時(shí)被泵送到容器12的熱能源，以及用作當(dāng)冷卻容器時(shí)從容器12泵送的熱能的熱沉。另外，散熱器18充當(dāng)在操作期間由熱電模塊16中的電阻加熱產(chǎn)生的熱沉。因此，散熱器18應(yīng)從設(shè)備的周圍環(huán)境接收熱量或?qū)崃可l(fā)到設(shè)備的周圍環(huán)境中，以便將散熱器18的溫度保持在合適的操作范圍內(nèi)。

熱傳感器104也可以設(shè)置在熱底座14中并連接到pcb 54，以允許底座的溫度由微控制器使用來(lái)恰當(dāng)?shù)乜刂茻犭娔K16，例如通過(guò)控制功率線106上的電流，以根據(jù)電流的流動(dòng)方向來(lái)促使熱電模塊16的加熱和冷卻。

通過(guò)提供在其表面上具有翅片32或其它高比表面特征的散熱器18，提供散熱器18與周圍環(huán)境的有效聯(lián)接是可能的。特別地，具有翅片的擠出式散熱器18可以方便地制造并且提供良好的性能，使得能夠?qū)崿F(xiàn)例如僅利用被動(dòng)對(duì)流，傳導(dǎo)和輻射傳熱的操作的特征，而不需要強(qiáng)制空氣流，例如使用風(fēng)扇。這樣的散熱器18也可以以如前所描述的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形式來(lái)制造，從而允許增加的溫度均勻性。另外，散熱器可以制造成具有中心軸向空隙，允許散熱器18用作設(shè)備10的主體。優(yōu)選地，散熱器18由導(dǎo)熱材料制成，諸如金屬，例如銅和/或鋁，或者設(shè)計(jì)成高導(dǎo)熱性的合金，例如鋁合金6082-T6或6063-T6。在這些中，6082合金提供改進(jìn)的機(jī)械性能，而6063提供高的熱導(dǎo)率，這有利于散熱器的性能，并且對(duì)熱系統(tǒng)中的其它部件，例如底座和任何熱聯(lián)接件，或加熱蓋中的加熱板也是有益的。

盡管熱電模塊16是系統(tǒng)中的重要熱源，特別是當(dāng)容器12保持在高溫下或者正在快速加熱或冷卻時(shí)，在典型設(shè)備的電子器件中也存在顯著的熱源，例如在用于向熱電模塊16和諸如在加熱蓋22中使用的那些的任何其它加熱元件48以及諸如LED，燈等的激發(fā)光源52以及諸如電源/電壓調(diào)節(jié)器，微控制器等其它電子部件提供電流的功率器件中。通常，電子部件對(duì)溫度變化敏感，并且僅指定用于在有限的溫度范圍中使用。具體地，用于測(cè)量和信號(hào)轉(zhuǎn)換的部件對(duì)溫度變化敏感，溫度變化可以導(dǎo)致不準(zhǔn)確或多變的測(cè)量，對(duì)測(cè)量引入額外的噪聲，并且對(duì)由部件產(chǎn)生的測(cè)量的效用具有其它不期望的影響。例如，用于經(jīng)由諸如熱電偶，熱電堆，熱敏電阻或其它電阻式溫度傳感器(例如鉑或其它RTD)的連接的傳感器測(cè)量溫度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件可能在升高的溫度下產(chǎn)生較低的信噪比，并且還可能遭受“漂移”，其中由傳感器報(bào)送的溫度也受到設(shè)備和相關(guān)聯(lián)的部件(例如電阻器等)的溫度的影響。電子圖像傳感器還表現(xiàn)出諸如暗電流的效應(yīng)，其中信號(hào)通過(guò)傳感器在沒(méi)有光時(shí)產(chǎn)生，該信號(hào)隨著溫度的增加而增加。

為了從裝置10的電子部件去除熱量，這些部件和/或這些部件安裝在其上的印刷電路板54可以熱聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)散熱器。特別地，部件和/或pcb 54可以聯(lián)接到被聯(lián)接到熱電模塊16的同一個(gè)散熱器18，以減少設(shè)備的部件數(shù)量，成本和復(fù)雜性。然而，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，也可以將部件和/或pcb 54聯(lián)接到第二散熱器20，第二散熱器20然后可以被設(shè)計(jì)成在比聯(lián)接到熱電模塊16的散熱器18低的溫度下操作，從而改善電子部件，特別是測(cè)量部件的性能。優(yōu)選地，相同的擠出橫截面可以用于形成熱電模塊散熱器18和具有徑向翅片88的電子散熱器20，其中散熱器擠出件的兩個(gè)部分可以布置在同一個(gè)軸線上，模塊16聯(lián)接到第一散熱器18，電子部件/pcb54聯(lián)接到第二散熱器20，其中兩個(gè)散熱器18、20熱聯(lián)接不良。這可以使用堆疊構(gòu)造方便地實(shí)現(xiàn)，其中堆疊的元件(熱電模塊組件，第一散熱器18，電子器件和第二散熱器20)與兩個(gè)散熱器18、20之間的不導(dǎo)熱元件90裝配在一起。優(yōu)選地，從底部到頂部，通過(guò)第二散熱器20，然后聯(lián)接到電子器件pcb 54的熱聯(lián)接部(例如使用熱膏，共形層例如石墨，熱粘合劑等)，然后電子pcb 54，然后是熱絕緣層90，然后是第一散熱器18，然后是聯(lián)接到熱電模塊組件的熱聯(lián)接部(例如熱膏或前面列出的其它材料)來(lái)構(gòu)造堆疊。熱電模塊組件包括熱電模塊16，并且如果需要，例如使用導(dǎo)熱板將其聯(lián)接到散熱器18的裝置。通過(guò)將電子散熱器20布置在熱電模塊散熱器18下方，較冷的環(huán)境空氣通過(guò)在熱電模塊散熱器18之前的電子散熱器20上的對(duì)流被抽取，從而導(dǎo)致較低的電子散熱器溫度和改進(jìn)的性能。

通過(guò)使用被動(dòng)散熱器，其中熱量從周圍環(huán)境傳遞到散熱器和從散熱器被傳遞，而不使用風(fēng)扇來(lái)提供強(qiáng)制空氣流，由于不可靠的可移動(dòng)部件的減少，可以提高機(jī)械可靠性，可以降低成本并且通?？梢酝ㄟ^(guò)避免設(shè)備被風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)中的污染物(灰塵等)污染來(lái)改善設(shè)備的可靠性，維護(hù)要求和性能。

通過(guò)使用多于一個(gè)的單獨(dú)的散熱器，可以調(diào)節(jié)散熱器的相對(duì)尺寸，以便在每個(gè)散熱器中提供適合于功率耗散和高于所附接的組件所需的環(huán)境的操作溫度增量的熱額定值。例如，在例如熱電模塊比電子器件需要消耗更多功率的情況下，可以為熱電模塊提供較大的散熱器而為電子器件提供較小的散熱器。

還可以例如通過(guò)提供在散熱器18、20上使空氣移動(dòng)的風(fēng)扇或其它裝置，包括例如管道氣流系統(tǒng)等來(lái)提供在之前描述的散熱器18、20上方被推動(dòng)的空氣，以便提高散熱器的熱額定值。

如前所述，設(shè)備的許多電子部件可能在操作期間產(chǎn)生顯著的熱量，因此優(yōu)選地，該設(shè)備將這種部件安裝在pcb54上，該pcb54設(shè)計(jì)成提供這種部件與散熱器20的良好熱聯(lián)接。優(yōu)選地，這些部件將被安裝成靠近散熱器20。優(yōu)選地，pcb 54將為從pcb 54到散熱器20的聯(lián)接區(qū)域提供高導(dǎo)熱性，例如通過(guò)提供具有將部件連接到聯(lián)接區(qū)域的銅填充物的多個(gè)層，優(yōu)選地具有相對(duì)厚的銅層。優(yōu)選地，pcb 54將在其中安裝部件的層、散熱器20所聯(lián)接的層以及其中熱從部件傳導(dǎo)到散熱器聯(lián)接區(qū)域的層之間通過(guò)使用在pcb 54的層之間的鍍金屬的通孔來(lái)提供傳導(dǎo)。

在pcb 54包含產(chǎn)生顯著熱量的一組部件和對(duì)溫度敏感的一組部件(例如測(cè)量部件)的情況下，pcb 54優(yōu)選地設(shè)計(jì)成熱隔離這些組的部件，例如通過(guò)布置部件來(lái)增加不同組中的部件之間的距離，以及通過(guò)減小不同組中的部件之間的pcb 54的熱導(dǎo)率，例如通過(guò)減少部件之間的pcb中存在的銅，以及在pcb 54中提供孔，其中空氣間隙將提供比銅或pcb基板更低的熱導(dǎo)率。

這些技術(shù)使得可以將產(chǎn)生顯著熱量的部件和溫度敏感部件安裝在設(shè)備中的同一個(gè)pcb 54上，同時(shí)提供溫度敏感部件的可接受的性能。特別地，這允許單個(gè)緊湊的PCB 54來(lái)提供設(shè)備10的大體上所有的電子要求，包括加熱元件和/或熱電模塊16的溫度和光學(xué)測(cè)量以及驅(qū)動(dòng)，從而在裝置尺寸、可靠性、成本和復(fù)雜性方面具有優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選地，這樣的單個(gè)pcb 54包括提供裝置10的所有控制、接口和測(cè)量功能的單個(gè)微控制器。特別地，該微控制器可以管理讀取容器10和加熱蓋22的溫度，運(yùn)行控制算法以產(chǎn)生加熱元件和/或熱電模塊16的期望的輸出水平，控制容器12和加熱蓋22的溫度，產(chǎn)生那些輸出水平，將容器12和加熱蓋22調(diào)節(jié)到期望的溫度分布，從一個(gè)或多個(gè)光傳感器52讀取光學(xué)測(cè)量值，存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，提供諸如以太網(wǎng)，串行接口和無(wú)線接口的數(shù)據(jù)接口，驅(qū)動(dòng)諸如LED、LCD、OLED和電子紙顯示器的顯示器件，產(chǎn)生音頻通知等。這允許設(shè)備10與包括多個(gè)微控制器的設(shè)備，如在諸如PCR儀器的現(xiàn)有儀器中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備相比具有降低的成本和復(fù)雜性以及增加的可靠性。微控制器可以通過(guò)使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)來(lái)提供這些功能。

盡管出于所描述的原因使用單個(gè)pcb可能是有利的，但是該設(shè)備也可以包含多個(gè)pcb。在這種情況下，所描述的部件的緊湊集成的優(yōu)點(diǎn)仍然適用于設(shè)備中的各個(gè)pcb。例如，將發(fā)熱部件和溫度敏感部件組合在單個(gè)主pcb上可能是有用的，同時(shí)還使用用于其它功能的另外的pcb。通常，該設(shè)備還可以包括以其它布置形式的多個(gè)pcb。

該設(shè)備可以包括允許該設(shè)備由諸如計(jì)算機(jī)(PC，Macintosh等)，平板電腦，電話等的外部器件來(lái)構(gòu)造，控制和/或監(jiān)視的電子設(shè)備和/或連接部。這樣的控制可以包括配置設(shè)備或反應(yīng)的參數(shù)或設(shè)置，包括溫度曲線，光學(xué)設(shè)置，定時(shí)等，或者當(dāng)數(shù)據(jù)生成時(shí)實(shí)時(shí)地或者批次地從設(shè)備接收諸如溫度讀數(shù)，光學(xué)數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤和警告，進(jìn)度和狀態(tài)信息的生成的數(shù)據(jù)，監(jiān)視儀器的狀態(tài)，執(zhí)行服務(wù)和診斷等。這樣的電子設(shè)備可以允許外部設(shè)備通過(guò)有線連接(諸如串行連接)，網(wǎng)絡(luò)連接(例如使用TCP/IP或其它協(xié)議的以太網(wǎng))，或通過(guò)無(wú)線連接，例如包括藍(lán)牙、低功耗藍(lán)牙、WiFi、NFC、蜂窩數(shù)據(jù)連接(例如GPRS、3G、4G等)的無(wú)線電連接或包括紅外通信或其它基于光的連接的無(wú)線連接。

在微控制器被包括在設(shè)備中的情況下，這也可以用于促進(jìn)如前所述的利用外部器件的操作。

在提供樣品的光學(xué)激發(fā)的儀器中，例如在熒光計(jì)，特別是PCR儀器中，從反應(yīng)發(fā)射的光的強(qiáng)度取決于所提供的激發(fā)光的強(qiáng)度，通常與激發(fā)強(qiáng)度直接成正比。在這樣的儀器中，重要的是，在一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)量期間提供已知強(qiáng)度的激發(fā)光，或者可選地提供已知總量的激發(fā)光。激發(fā)光的任何變化將反映在發(fā)射光的變化中，并且因此除非激發(fā)光的變化被消除，或者是已知的使得它可以被校正，否則會(huì)降低所進(jìn)行的測(cè)量的質(zhì)量。

如圖13中所示，本發(fā)明的實(shí)施方案提供了一種方便，準(zhǔn)確和廉價(jià)的裝置，其提供在發(fā)射光的測(cè)量期間提供給反應(yīng)的已知總量的激發(fā)光。這通過(guò)使用提供與入射在傳感器上的光的強(qiáng)度成比例的電子數(shù)字頻率輸出的激發(fā)光傳感器120來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中來(lái)自激發(fā)光源62的激發(fā)光的一部分例如，使用光波導(dǎo)122被引導(dǎo)到該傳感器120，并且其中傳感器的頻率輸出連接到微控制器124的輸入引腳，并且其中微控制器的輸出引腳連接到由引腳的狀態(tài)選通的激勵(lì)光源62，使得微控制器124可以設(shè)置引腳狀態(tài)以啟用或禁用通過(guò)激發(fā)光源62產(chǎn)生激發(fā)光。微控制器124被配置為使得其可以通過(guò)以下方式產(chǎn)生具有已知總光量的光脈沖：首先啟用激發(fā)源，然后對(duì)由光傳感器的頻率輸出端發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到達(dá)到預(yù)定的脈沖計(jì)數(shù)，此時(shí)微控制器124禁用光源62。由于光傳感器輸出的頻率與光源62的強(qiáng)度(或功率，光子每秒等)是成比例的，在光脈沖期間產(chǎn)生的計(jì)數(shù)與該脈沖中的光量(能量，光子數(shù)等)成比例。由于激發(fā)光能量是固定的，所以發(fā)射的光能量是反應(yīng)的直接測(cè)量，其不需要比率校正。然而，還可以導(dǎo)出或測(cè)量由光傳感器的頻率輸出端發(fā)出的脈沖數(shù)量與激發(fā)光的能量，光子計(jì)數(shù)等之間的關(guān)系，并且因此使用該激發(fā)量來(lái)產(chǎn)生熒光絕對(duì)測(cè)量值。

特別地，使用微控制器124的計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器外圍設(shè)備來(lái)計(jì)數(shù)光傳感器62的輸出脈沖允許實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)。通過(guò)使用通用外圍設(shè)備，這使得能夠使用通用的，成本有效的微控制器，而不需要額外的組件。通過(guò)使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)外圍設(shè)備來(lái)控制過(guò)程，該系統(tǒng)還允許高精度，減少了對(duì)來(lái)自微控制器核心的干預(yù)的需求，減少微控制器的核心的抖動(dòng)、不準(zhǔn)確性，以及需求。優(yōu)選地，微控制器為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器提供“一個(gè)脈沖”操作模式，其中定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以被配置成使得當(dāng)達(dá)到期望的計(jì)數(shù)時(shí)，使激發(fā)光源的輸出將能夠被禁用，而根本沒(méi)有來(lái)自微控制器核心的任何干預(yù)，從而使最佳精度和對(duì)微控制器核心的最小需求能夠?qū)崿F(xiàn)。這樣的外圍設(shè)備由微控制器提供，例如由ST Microelectronics提供的STM32FX部件，例如STM32F4微控制器系列，包括SFM32F407，STM32F427等。

本發(fā)明的實(shí)施方案提供了布置來(lái)自待聯(lián)接到光波導(dǎo)60的陣列(例如光纖，例如玻璃或聚合物光纖)的LED的激發(fā)光的裝置。該裝置包括LED62，例如Philips LUXEON Rebel LED，準(zhǔn)直透鏡64，濾光器100和光波導(dǎo)端部的陣列。準(zhǔn)直透鏡64與LED 62相鄰，并且有效地收集和準(zhǔn)直光，然后該光被引導(dǎo)穿過(guò)與透鏡64相鄰的濾光器100，并且因此被引導(dǎo)到與濾光器100相鄰的波導(dǎo)60的端部。透鏡64、濾光器100和光波導(dǎo)端部陣列保持在外殼102中，以提供用于最佳操作的部件的固定間隔。優(yōu)選地，準(zhǔn)直透鏡64是球或半球透鏡，但是許多其它透鏡類型也是合適的。這種布置提供了能夠均勻照明光波導(dǎo)端部的緊湊、成本有效的激勵(lì)系統(tǒng)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備10還提供將信息，特別是諸如反應(yīng)的開始，進(jìn)程和結(jié)束，當(dāng)前反應(yīng)類型，反應(yīng)結(jié)果，剩余時(shí)間，錯(cuò)誤或警告的通信狀態(tài)信息，關(guān)于儀器操作的使用者建議，諸如序列號(hào)或設(shè)置等的儀器數(shù)據(jù)傳達(dá)到設(shè)備的使用者的通信。特別地，該信息可以通過(guò)聽覺(jué)信號(hào)和/或觸覺(jué)信號(hào)，例如聲音和/或振動(dòng)，包括聲音和/或語(yǔ)音和/或可見(jiàn)顯示器，例如包括RGB LED、LCD顯示器、OLED顯示器或電子紙顯示器的LED 126被傳送。特別地，LED顯示器126可以使用光導(dǎo)將所顯示的光從LED 126傳導(dǎo)到使用者顯示區(qū)域。如圖1中所示，光導(dǎo)可以由圓柱形Perspex結(jié)構(gòu)128和環(huán)形Perspex結(jié)構(gòu)132形成，圓柱形Perspex結(jié)構(gòu)128具有鄰近LED 126的上邊緣以及用于以90°反射光的倒角下邊緣130，環(huán)形Perspex結(jié)構(gòu)132具有內(nèi)邊緣和外邊緣，內(nèi)邊緣鄰近結(jié)構(gòu)128的倒角下邊緣130，用于接收反射光，光可以穿過(guò)該外邊緣發(fā)射以被使用者看到。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的僅僅幾個(gè)特定的實(shí)施方案，但是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改和改進(jìn)。例如，所描述的實(shí)施方案中的數(shù)個(gè)實(shí)施方案允許設(shè)備具有帶有約90W的低電功率消耗的十六個(gè)接受器，然而也可以設(shè)想具有更大數(shù)量的腔室和/或更高功率消耗的其它實(shí)施方案，以及在更大的設(shè)備中。