温度控制方法和装置

背景技术

微流体装置和方法已彻底改变了高通量和高保真度生物测定。精确控制微流体装置内的温度一直是本领域的挑战。因此，需要提供对微流体装置的精确温度控制的改进的装置和方法。

发明内容

本发明提供了用于快速设置、调整和控制微流体装置的温度(例如，以改进测定质量和再现性)的方法。

在一个方面，本发明提供了一种用于通过以下操作控制微流体装置的温度的方法：提供用于以第一温度执行测定的仪器，所述仪器具有壳体和托盘，所述托盘用于将所述微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置，所述托盘具有热能源，并且所述仪器具有用以确定环境温度的第一温度传感器和用以确定所述托盘和/或微流体装置的温度的第二温度传感器；以及将所述微流体装置放置在所述托盘中并且将所述微流体装置插入所述壳体中。所述仪器确定所述环境温度与所述第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度，或者通过相对于环境温度预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度。

在一些实施例中，所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器例如具有散热器。

在一些实施例中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括独立定位的热敏电阻器。在一些实施例中，例如当第二温度传感器在托盘中时，所述仪器包括用于微流体装置的第三温度传感器(例如，红外传感器)。

在一些实施例中，所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。在一些实施例中，所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。在一些实施例中，在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。在一些实施例中，所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

在一些实施例中，所述环境温度在15℃与30℃之间。在一些实施例中，所述第一温度在20℃与25℃之间。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

在另一方面，本发明提供了一种装置，所述装置具有：壳体和托盘，所述托盘用于将微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置；以及热能源、用以确定环境温度的第一温度传感器和用以确定所述托盘和/或微流体装置的温度的第二温度传感器。所述装置被编程为确定所述环境温度与第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度，或者通过相对于环境预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度。

在一些实施例中，所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器例如具有散热器。在一些实施例中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括独立定位的热敏电阻器。在一些实施例中，例如当所述第二温度传感器在所述托盘中时，所述装置包括用于所述微流体装置的第三温度传感器(例如，红外传感器)。在一些实施例中，所述第三温度传感器包括红外传感器。在一些实施例中，所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。在一些实施例中，所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。在一些实施例中，在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

在一些实施例中，所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。在一些实施例中，环境温度在15℃与30℃之间。在一些实施例中，所述第一温度在20℃与25℃之间。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

在一个方面，本发明提供了一种用于通过以下操作控制微流体装置的温度的方法：提供用于以第一温度执行测定的仪器，所述仪器具有壳体和托盘，所述托盘用于将所述微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置，所述托盘具有热能源，并且所述仪器具有用以确定环境温度的第一温度传感器和用于所述微流体装置中的第二温度传感器的联接件；以及将所述微流体装置放置在所述托盘中并且将所述微流体装置插入所述壳体中。所述仪器确定所述环境温度与所述第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度，或者通过相对于环境温度预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度。

在一些实施例中，所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器例如具有散热器。

在一些实施例中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。

在一些实施例中，所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。在一些实施例中，所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。在一些实施例中，在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。在一些实施例中，所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

在一些实施例中，所述环境温度在15℃与30℃之间。在一些实施例中，所述第一温度在20℃与25℃之间。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

在另一方面，本发明提供了一种装置，所述装置具有：壳体和托盘，所述托盘用于将微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置；以及热能源、用以确定环境温度的第一温度传感器和用于所述微流体装置中的第二温度传感器的联接件。所述装置被编程为确定所述环境温度与第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度，或者通过相对于环境预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到例如从所述第二温度传感器确定的第一温度。

在一些实施例中，所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器例如具有散热器。在一些实施例中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。在一些实施例中，所述第三温度传感器包括红外传感器。在一些实施例中，所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。在一些实施例中，所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。在一些实施例中，在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

在一些实施例中，所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。在一些实施例中，环境温度在15℃与30℃之间。在一些实施例中，所述第一温度在20℃与25℃之间。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。在一些实施例中，所述微流体装置的温度在小于60秒，例如小于30秒或小于15秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

定义

在值被描述为范围的情况下，应当理解，此类公开内容包括此类范围内的所有可能子范围的公开内容，以及落入此类范围内的具体数值，而不论具体数值或具体子范围是否被明确陈述。

如本文所用，术语“约”是指在高于或低于所描述的值的10％内的值。

如本文所用，术语“过冲”是指将热能装置的设定点设定成达到比期望的测定温度高(加热时)或低(冷却时)的平衡温度。

如本文所用，术语“达到一温度”是指物体的至少一部分测量为在该温度±至多1℃，例如至多0.5℃或至多0.1℃(包括正常波动)的状态。该术语并不要求整个物体处于同一温度。还可以例如用嵌入式传感器、与装置接触的传感器或诸如IR传感器的远程传感器直接测量物体的温度。物体的温度也可以从与装置热接触的另一部件(例如，用于微流体装置的二级保持器)的温度推断。

附图说明

图1是示出在设定温度(28℃)高于环境温度(20℃)的实验中托盘、微流体装置、散热器和环境温度随时间推移的温度曲线的图。所有部件开始都处于环境温度，如在200秒处所示。

图2是示出在设定温度(13℃)低于环境温度(20℃)的实验中托盘、微流体装置、散热器和环境温度随时间推移的温度曲线的图。所有部件开始都处于环境温度，如在200秒处所示。

图3是示出预加热为27℃的热能源、微流体装置、散热器、仪器壳体和环境温度随时间推移的温度曲线的图。

图4是示出预冷却为约14℃的热能源、微流体装置和环境温度随时间推移的温度曲线的图。

图5A-5B是示出仪器的示例性实施例的框图。图5A示出所述仪器包括被设置成检测环境温度的第一温度传感器、被设置成检测托盘的温度的第二温度传感器以及被设置成检测微流体装置的温度的第三温度传感器的实施例。指向第三温度传感器的粗箭头表示来自微流体装置的IR辐射。图5B示出所述仪器包括被设置成检测环境温度的第一温度传感器和微流体装置中的第二温度传感器的联接件的实施例。虚线示出了联接件与第二温度传感器之间的无线通信。

具体实施方式

大体上，本发明的特征在于用于控制微流体装置的温度的方法和装置。本发明允许更快速地达到测定温度，从而缩短总测定时间。从环境温度到第一温度的温度调整可通过适当的软件和/或硬件自动进行。

仪器和部件

测定仪器

本发明的测定仪器可以是用于执行生物学、生物化学、化学、物理或生物物理测定(例如，基因信息的测序，例如DNA测序、RNA测序、蛋白质测序、肽测序、扩增基因信息(例如，DNA扩增、RNA扩增，例如聚合酶链反应)、生物标志物检测、液滴生成和单细胞测定(例如，RNA-seq，将单细胞封装在液滴中)的任何仪器。仪器包括壳体和托盘，并且在执行测定之前使至少一个微流体装置(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个微流体装置)达到期望的第一温度(图5A和5B)。仪器还可以包括例如用以确定托盘何时打开或关闭(或所述位置可以由软件确定)，或用以确定托盘中是否存在微流体装置的其它传感器。

壳体和托盘

壳体大体上为至少一个微流体装置提供待保持在期望的第一温度的环境。壳体不必气密。壳体还可以包封用于执行一种或多种测定的各种部件，包括控制器、试剂储集器、泵、气体或液体歧管、检测器等。壳体可以具有任何合适的形状并且由任何合适的材料(例如金属、塑料、玻璃或陶瓷材料)构成。仪器还包括至少一个托盘(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个托盘)。托盘将微流体装置输送到壳体中和从壳体中输送出。输送可以手动发生，例如通过弹簧和卡扣机构发生，或者以自动方式发生，例如由壳体中的控制器控制。在一些实施例中，微流体装置可以放置在二级保持器中，该二级保持器放置在托盘中。在一些实施例中，托盘由导热材料(例如，金属或金属化材料)制成。多个托盘可以协调或独立工作，并且将至少一个微流体装置输送到仪器中和从仪器中输送出。壳体通常还将包封执行测定所需的其它部件，例如气动歧管或其它泵、计算机或用于指导仪器的操作的其它控制器、风扇和用于特定测定的任何其他必要部件。

热能源

本发明的仪器包括可加热或冷却微流体装置的热能源。在一些实施例中，热能源是热电冷却器(TEC)。其它热能源是本领域已知的，例如电阻性加热器、循环流体槽等。热能源在其侧面中的至少一个侧面上还可以包括散热器。在一些实施例中，热能源在小于90秒，例如小于60秒、小于30秒或小于15秒，例如在5秒与90秒之间，例如在10秒与60秒之间或约60秒，约30秒或约15秒内将例如设置在保持器中的微流体装置加热或冷却至测定温度(在±1℃内，例如，在±0.5℃内或在±0.1℃内)。在一些实施例中，热能源具有0.1℃的温度分辨率。

热能源可以被构造成响应来自控制器的命令以加热或冷却托盘。在一些实施例中，热能源可重复地且响应于来自控制器的一系列命令而从加热模式转换到冷却模式。在一些实施例中，热能源可以以变化速率冷却或加热，由此加热或冷却的轨迹可随时间推移变化。在一些实施例中，热能源响应计算机程序来控制随时间推移的加热或冷却速率，也称为温度曲线。

本发明的仪器可包括多于一个热能源(例如，2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个热能源)。多个热能源可以与单个微流体装置一起使用，或者单个热能源可以用于两个或更多个微流体装置。热能源可定位成直接(例如与微流体装置接触)或间接(例如经由例如在保持器中的传导介质，例如空气或金属)加热或冷却微流体装置。还可以采用导电润滑脂、导电液体或导电膏。热能源可存在于托盘、壳体或两者中。

温度传感器

本发明的仪器包括多个温度传感器(例如，热敏电阻器或红外传感器)。在一些实施例中，温度传感器可以以一频率测量和报告温度测量值，所述频率在约1Hz与100Hz之间(例如，在约1与约10Hz之间，在约10与约100Hz之间，例如，为约10Hz，约11Hz，约12Hz，约13Hz，约14Hz，约15Hz，约16Hz，约17Hz，约18Hz，约19Hz，约20Hz，约21Hz，约22Hz，约23Hz，约24Hz，约25Hz，约26Hz，约27Hz，约28Hz，约29Hz，约30Hz，约31Hz，约32Hz，约33Hz，约34Hz，约35Hz，约36Hz，约37Hz，约38Hz，约39Hz，约40Hz，约41Hz，约42Hz，约43Hz，约44Hz，约45Hz，约46Hz，约47Hz，约48Hz，约49Hz，约50Hz，约51Hz，约52Hz，约53Hz，约54Hz，约55Hz，约56Hz，约57Hz，约58Hz，约59Hz，约60Hz，约61Hz，约62Hz，约63Hz，约64Hz，约65Hz，约66Hz，约67Hz，约68Hz，约69Hz，约70Hz，约71Hz，约72Hz，约73Hz，约74Hz，约75Hz，约76Hz，约77Hz，约78Hz，约79Hz，约80Hz，约81Hz，约82Hz，约83Hz，约84Hz，约85Hz，约86Hz，约87Hz，约88Hz，约89Hz，约90Hz，约91Hz，约92Hz，约93Hz，约94Hz，约95Hz，约96Hz，约97Hz，约98Hz，约99Hz，或约100Hz)。在一些实施例中，所述仪器包括测量环境温度的至少一个温度传感器。在一些实施例中，所述仪器包括测量微流体装置或托盘的温度的至少一个温度传感器。所述仪器可包括用于托盘和微流体装置两者的温度传感器(例如，图5A)。温度传感器还可以监测壳体和/或散热器的温度。温度传感器可以被配置成向仪器的控制器实时地提供温度信息以通知由热能源进行的加热或冷却的调整。在一些实施例中，温度传感器可以检测0.1℃的温度变化。温度传感器可以放置在任何合适的位置。例如，用于环境温度的传感器可以附接到壳体或托盘。用于托盘或微流体装置的传感器可以位于托盘或壳体中。传感器在物理上可以与托盘或微流体装置接触，也可以不与托盘或微流体装置接触。

仪器还可以例如通过有线或无线连接与微流体装置中或微流体装置上例如邻近通道或在装置外部上的温度传感器可操作地联接(例如，图5B)。例如，微流体装置可包括蓝牙、近场wifi或其它无线部件，以向仪器提供温度信息。替代地，微流体装置可包括物理连接器，所述物理连接器例如通过托盘与仪器配合，以向仪器提供温度信息。

微流体装置

本发明的仪器和方法被配置成控制至少一个微流体装置的温度。微流体装置可以被配置并用于各种应用，例如，产生液滴，评价和/或量化生物颗粒或有机体的存在(例如，微生物组分析、环境测试、食品安全测试、流行病学分析)，处理来自单细胞或来自多细胞的单个分析物(例如，生物分析物，例如，RNA、DNA或蛋白质)或多个分析物(例如，生物分析物，例如，DNA和RNA、DNA和蛋白质、RNA和蛋白质，或RNA、DNA和蛋白质)，处理例如蛋白质组学、转录组学，和/或细胞或细胞群的基因组分析(例如，细胞或细胞群的同时蛋白质组学、转录组学和/或基因组分析)，或修改分析物。用于产生液滴的示例性微流体装置在WO 2019/040637、WO 2020/123657、WO 2020/176882和WO 2015/157567中描述，所述文献的微流体装置以引用的方式并入。用于此类装置的保持器是本领域已知的，例如，如US 9,975,122中所述，所述文献的保持器以引用的方式并入本文。

使用方法

本发明提供对微流体装置的温度的控制。一般来说，当针对托盘和装置使用传感器时，仪器例如通过第一温度传感器确定环境温度，并且例如通过第二温度传感器以及可选的第三温度传感器确定托盘(图5A)或微流体装置温度(图5A-5B)。当第二传感器在托盘中时，托盘的温度用作微流体装置的温度的代理，例如具有已知(例如，经验测量的)或计算出的偏移。环境温度通常在15-30℃之间。测定温度可以是高于或低于环境的任何合适的值，例如±约5℃至90℃，例如约±约5℃至30℃。在一些实施例中，所述方法提供控制多个微流体装置的温度的能力，可以使所述多个微流体装置独立地、以序列方式、以协调方式或同时地达到第一温度。对于多个微流体装置，第一温度对于每个装置可以相同或不同。在一些实施例中，微流体装置包括由仪器读取的一组指令。指令确定待用微流体装置执行的测定的温度，并且还可以包括关于待使用的流体参数(例如，压力)的信息。

过冲

在一些实施例中，温度变化采用过冲。在这些方法中，仪器将热能源的设定点设定为高于或低于测定温度的平衡点，例如至少约5℃，例如约5-20℃，例如约8-15℃，例如约8℃或约10℃。当微流体装置接近测定温度时，仪器改变热能源的设定点以允许微流体装置达到第一温度。微流体装置可以在达到平衡测定温度之前在过冲期间超过测定温度。过冲可以在打开托盘之前，在打开托盘时，一旦插入微流体装置时，或一旦托盘正在关闭或关闭时开始。在过冲之后，托盘的温度可以保持在测定温度或测定温度之上或之下(例如，±约1-6℃)的温度以抵消热损失或热增益。过冲可持续指定时间段，例如在5秒与90秒之间，例如在15秒与60秒之间，在20秒与45秒之间，或约15秒、约30秒、约45秒或约60秒。

在一些实施例中，过冲可以在小于约90秒(例如，小于60秒、小于30秒或小于15秒，或在10秒与90秒之间、在15秒与60秒之间、在10秒与45秒之间，或在45秒与90秒之间，例如约15秒、约30秒、约45秒或约60秒)内使至少一个微流体装置达到第一温度。

预加热或预冷却

在一些实施例中，本发明的方法采用对托盘或微流体装置进行预加热或预冷却。预加热或预冷却可以在将微流体装置插入壳体中之前执行。在一些实施例中，仪器预加热或预冷却托盘并将托盘保持在基线温度处。在一些实施例中，仪器在托盘打开时加热或冷却托盘以使微流体装置更快地达到温度。预加热或预冷却可在托盘打开之前，在托盘打开时、一旦插入微流体装置时或一旦托盘正关闭时开始。托盘的温度可以保持在测定温度或测定温度之上或之下(例如，±约1-6℃)的温度以抵消热损失或热增益。

在一些实施例中，预加热或预冷却可以在小于约90秒(例如，小于60秒、小于30秒或小于15秒，或在10秒与90秒之间、在15秒与60秒之间、在10秒与45秒之间，或在45秒与90秒之间，例如约15秒、约30秒、约45秒或约60秒)内使至少一个微流体装置达到第一温度。

在一些实施例中，仪器能够在不同温度下运行各种测定，例如，其中测定温度通过读取指令或微流体装置上的标记来确定。在这些实施例中，托盘可以被加热或冷却到起始温度，仪器将从该起始温度加热或冷却以达到取决于正在执行的测定的最终测定温度。在此类实施例中，一旦确定了测定，就可以采用过冲。

还设想了预加热/预冷却和过冲的组合，其中预加热或预冷却是针对起始温度，并且过冲允许装置更快地达到测定温度。

温度控制

在一些实施例中，托盘或微流体装置的温度是基于计算机程序来控制的，所述计算机程序基于来自一个或多个温度传感器(例如，用于环境的传感器或用于托盘的传感器)的输入来确定加热或冷却曲线。曲线可以是线性上升(例如，加热)或下降(例如，冷却)，直到装置温度达到测定温度。可以采用其它曲线，例如指数型或阶梯型。可以基于输入计算曲线，或者曲线可以存储在查找表中，其中斜坡和功率要求基于环境温度或起始托盘温度与测定温度之间的差来确定。一旦达到测定温度，热能源就可保持在一温度(例如，±约1-6℃)以抵消热损失或热增益以将微流体装置维持在测定温度。

实例

提出以下实例以便向本领域的普通技术人员提供对如何使用、制备和评价本文所述的组成和方法的描述，并且这些实例旨在存粹是本发明的示范性实例，并且不旨在限制发明人视为其发明的范围。

实例1.从环境温度快速加热微流体装置

在此实例中，微流体装置、热能源和环境温度低于期望的设定点温度(27℃)。图1示出了水平轴上以秒为单位的时间和竖直轴上以℃为单位的温度。环境温度为约20℃。顺序如下：

(1)以20℃开始并保持240秒；

(2)然后达到37℃(使微流体装置快速达到27℃的过冲温度)并持续45秒；

(3)然后达到29℃(使微流体装置保持在27℃的偏移温度)并保持。

两个热敏电阻器位于中线，并且与中心等距，邻近微流体通道。他们对托盘温度的初始响应的陡峭斜率显示了过冲温度的影响。

实例2.从环境温度快速冷却微流体装置

在此实例中，微流体装置、热能源和环境温度高于期望的设定点温度(14℃)。图2示出了水平轴上以秒为单位的时间和竖直轴上以℃为单位的温度。环境温度在19℃与20℃之间。顺序如下：

(1)以19℃开始并保持480秒；

(2)然后达到6℃(使微流体装置快速达到14℃的过冲温度)并持续45秒；

(3)然后达到12℃(使微流体装置保持在14℃的偏移温度)并保持。

两个热敏电阻器位于中线，并且与中心等距，邻近微流体通道。他们对托盘温度的初始响应的陡峭向下斜率显示了过冲温度的影响。

实例3.从偏移温度快速加热微流体装置

在此实例中，微流体装置和环境温度低于期望的设定点温度(26℃)。对热能源进行预加热并保持在偏移温度(27℃)。图3示出了水平轴上以秒为单位的时间和竖直轴上以℃为单位的温度。环境温度在19℃与20℃之间。顺序如下：

(1)热能源开始于27℃，微流体装置开始于环境温度(约20℃)，并且这些温度保持270秒；

(2)然后将微流体装置插入托盘中，并且将托盘缩回到仪器中以开始加热。热能源达到36℃并持续25秒；

(3)然后热能源返回到27℃(使微流体装置保持在26℃的偏移温度)并保持在此偏移温度。

将两个热敏电阻器放置在微流体装置中。热敏电阻器1邻近微流体通道，并且热敏电阻器2在微流体装置的一侧上。还由放置在仪器壳体内部的热敏电阻器监测仪器壳体的温度。还由放置在散热器上的热敏电阻器监测散热器的温度。

实例4.从偏移温度快速冷却微流体装置

在此实例中，微流体装置和环境温度高于期望的设定点温度(16℃)。对热能源进行预冷却并保持在偏移温度(14℃)。图4示出了水平轴上以秒为单位的时间和竖直轴上以℃为单位的温度。环境温度约为20℃。顺序如下：

(1)热能源开始于14℃，微流体装置开始于接近环境温度(约19℃)，并且这些温度保持400秒；

(2)然后将微流体装置插入托盘中，并且将托盘缩回到仪器中以开始冷却。热能源达到约11℃(使微流体装置快速达到16℃的过冲温度)并持续30秒；

(3)然后热能源返回到14℃(使微流体装置保持在16℃的偏移温度)并保持在此偏移温度。

热敏电阻器1邻近微流体通道，并且热敏电阻器2在微流体装置的一侧上。热敏电阻器2示出了跨微流体装置的温度梯度，其可用于确定托盘相对于微流体装置的温度的偏移。还监测放置在热能源上的热敏电阻器的输出。他们对托盘温度的初始响应的陡峭向下斜率显示了过冲温度的影响。

本发明的实施例

1.一种用于控制微流体装置的温度的方法，包括：

i)提供用于以第一温度执行测定的仪器，其中所述仪器包括壳体和托盘，所述托盘用于将所述微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置，其中所述托盘包括热能源，并且所述仪器包括用以确定环境温度的第一温度传感器和用以确定所述托盘和/或微流体装置的温度的第二温度传感器；以及

ii)将所述微流体装置放置在所述托盘中并且将所述微流体装置插入所述壳体中，其中所述仪器确定所述环境温度与所述第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度，或者通过相对于环境温度预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

2.根据实施例1和3-13中任一项所述的方法，其中所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器包括散热器。

3.根据实施例1-2和4-13中任一项所述的方法，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。

4.根据实施例1-3和5-13中任一项所述的方法，还包括用于所述微流体装置的第三温度传感器。

5.根据实施例4所述的方法，其中所述第三温度传感器是红外传感器。

6.根据实施例1-5和7-13中任一项所述的方法，其中所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

7.根据实施例6所述的方法，其中所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。

8.根据实施例1-7和9-13中任一项所述的方法，其中在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

9.根据实施例1-8和10-13中任一项所述的方法，其中所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

10.根据实施例1-9和11-13中任一项所述的方法，其中所述环境温度在15℃与30℃之间。

11.根据实施例1-10和12-13中任一项所述的方法，其中所述第一温度在20℃与25℃之间。

12.根据实施例1-11和13中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。

13.根据实施例1-12和14中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

14.根据实施例1-13中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度从所述第二温度传感器确定。

15.一种装置，包括：

i)壳体和托盘，所述托盘用于将微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置；以及

ii)热能源、用以确定环境温度的第一温度传感器和用以确定所述托盘和/或微流体装置的温度的第二温度传感器；

其中所述装置被编程为确定所述环境温度与第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度，或者通过相对于环境预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

16.根据实施例15和17-28中任一项所述的装置，其中所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器包括散热器。

17.根据实施例15-16和18-28中任一项所述的装置，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。

18.根据实施例15-17和19-2287中任一项所述的装置，还包括用于所述微流体装置的第三温度传感器。

19.根据实施例18所述的装置，其中所述第三温度传感器是红外传感器。

20.根据实施例15-19和2120-28中任一项所述的装置，其中所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

21.根据实施例20所述的装置，其中加速随着所述托盘插入所述仪器中而开始。

22.根据实施例15-21和23-28中任一项所述的装置，其中在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

23.根据实施例15-22和24-28中任一项所述的装置，其中所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

24.根据实施例15-23和25-28中任一项所述的装置，其中环境温度在15℃与30℃之间。

25.根据实施例15-24和26-28中任一项所述的装置，其中所述第一温度在20℃与25℃之间。

26.根据实施例15-25和27-28中任一项所述的装置，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。

27.根据实施例15-26和28中任一项所述的装置，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

28.根据实施例15-27中任一项所述的装置，其中所述微流体装置的温度从所述第二温度传感器确定。

29.一种用于控制微流体装置的温度的方法，包括：

i)提供用于以第一温度执行测定的仪器，其中所述仪器包括壳体和托盘，所述托盘用于将所述微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置，其中所述托盘包括热能源，并且所述仪器包括用以确定环境温度的第一温度传感器和用于所述微流体装置中的第二温度传感器的联接件；以及

ii)将所述微流体装置放置在所述托盘中并且将所述微流体装置插入所述壳体中，其中所述仪器确定所述环境温度与所述第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度，或者通过相对于环境温度预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

30.根据实施例29和31-42中任一项所述的方法，其中所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器包括散热器。

31.根据实施例29-30和32-42中任一项所述的方法，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。

32.根据实施例29-31和33-42中任一项所述的方法，其中所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

33.根据实施例32所述的方法，其中所述过冲随着所述托盘插入所述仪器中而开始。

34.根据实施例29-33和35-42中任一项所述的方法，其中在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

35.根据实施例29-34和36-42中任一项所述的方法，其中所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

36.根据实施例29-35和37-42中任一项所述的方法，其中所述环境温度在15℃与30℃之间。

37.根据实施例29-36和38-42中任一项所述的方法，其中所述第一温度在20℃与25℃之间。

38.根据实施例29-37和39-42中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。

39.根据实施例29-38和40-42中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

40.根据实施例29-39和41-42中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度从所述第二温度传感器确定。

41.根据实施例29-40中任一项所述的方法，其中所述联接件是无线的。

42.根据实施例29-40中任一项所述的方法，其中所述联接件与所述微流体装置物理配合。

43.一种装置，包括：

i)壳体和托盘，所述托盘用于将微流体装置插入所述壳体中和从所述壳体移除所述微流体装置；以及

ii)热能源、用以确定环境温度的第一温度传感器和用于所述微流体装置中的第二温度传感器的联接件；

其中所述装置被编程为确定所述环境温度与第一温度之间的差，并且激励所述热能源以通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度，或者通过相对于环境预加热或预冷却所述托盘来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

44.根据实施例43和45-56中任一项所述的装置，其中所述热能源包括热电冷却器(TEC)，所述热电冷却器包括散热器。

45.根据实施例43-44和46-56中任一项所述的装置，其中所述第一温度传感器和所述第二温度传感器包括热敏电阻器。

46.根据实施例43-45和47-56中任一项所述的装置，其中所述热能源通过过冲所述第一温度然后降低所述过冲来加热或冷却所述微流体装置直到所述微流体装置达到所述第一温度。

47.根据实施例46所述的装置，其中加速随着所述托盘插入所述仪器中而开始。

48.根据实施例43-47和49-56中任一项所述的装置，其中在将所述托盘插入所述壳体中之前所述热能源预加热或预冷却所述托盘。

49.根据实施例43-48和50-56中任一项所述的装置，其中所述微流体装置放置在导热保持器中，所述导热保持器放置在所述托盘中。

50.根据实施例43-49和51-56中任一项所述的装置，其中环境温度在15℃与30℃之间。

51.根据实施例43-50和52-56中任一项所述的装置，其中所述第一温度在20℃与25℃之间。

52.根据实施例43-51和53-56中任一项所述的装置，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的1℃内的温度。

53.根据实施例43-52和54-56中任一项所述的装置，其中所述微流体装置的温度在小于60秒内达到所述第一温度的0.5℃内的温度。

54.根据实施例43-53和55-56中任一项所述的方法，其中所述微流体装置的温度从所述第二温度传感器确定。

55.根据实施例43-54中任一项所述的方法，其中所述联接件是无线的。

56.根据实施例43-54中任一项所述的方法，其中所述联接件与所述微流体装置物理配合。

其他实施例

虽然已结合本发明的具体实施例描述了本发明，但应理解，其能够进一步修改，并且本申请旨在涵盖本发明的任何变型、使用或修改并遵循权利要求书的范围，所述任何变型、使用或修改一般来说遵循本发明的原理，并且包括与属于本发明所属领域内已知或惯常实践范围内且可应用于上文阐述的基本特征的本发明的此类偏离。其他实施例在权利要求书内。