化学温度控制的制作方法

专利名称：：化学温度控制的制作方法
技术领域：
：本发明主要涉及诊断装置，更具体地，本发明涉及非仪器化的(non-instr聽nted)生物化学诊断装置。
背景技术：
：有许多需要精确控制温度条件的化学和生物过程及诊断方法。一个突出的实例为聚合酶链式反应(PCR)，所述聚合酶链式反应允许从不可检测的小的拷贝数(copynumber)至较大的可检测的拷贝数的脱氧核糖核酸(DNA)序列的特异性扩增。将DNA扩增至可检测水平的能力使得PCR成为诊断的必要工具。PCR通常需要处于50-95t:范围内的多个重复的热循环。在95。C对反应混合物进行培养确保了双链DNA的解链，将温度降至5(TC使得引物序列(primersequence)复性(a皿eal)为目标DNA序列，并随后于约72。C下通过DNA聚合酶而延伸。对于使用聚合速率为20-100碱基对/秒(bp/s)的DNA聚合酶的典型的诊断100-300bp扩增子，主要的限制步骤为将反应混合物流体加热和冷却至各循环温度所需的时间。目前，对于该过程而言，能量上和技术上昂贵的热循环仪是必需的。但是，所述热循环仪在许多应用中受到限制，所述应用如远程监视研究和使用资源有限的临床设置(settings)的诊断，例如，在发展中国家。因此，本领域需要无需借助于其他设备即可提供处于较精确的公差范围内的输出温度的简单的非仪器化的装置。存在多种用于扩增核酸信号的其他方法。较引人注目的方法为等温扩增。在该方法的一种实例(基于核酸序列的扩增技术(NASBA))中使用三种酶(反转录酶、RNaseH和T7RNA聚合酶)，通过RNA扩增进行核酸信号扩增。与正确的引物结合，上述酶可在等温条件下扩增RNA信号。等温核酸信号扩增的其他实例为(但不限于)转录介导的扩增(TMA)、链置换扩增(SDA)、环介导恒温扩增(LAMP)和解旋酶依赖性扩增(helicased印endentamplification)(HDA)。因此，对于所有这些技术而言，本领域需要无需借助于其他设备即可提供处于较精确的公差范围内的输出温度的简单的非仪器化的装置。用于分子诊断学领域的生物过程的另一实例为由RNA反转录产生互补DNA(cDNA)。通过复性为RNA寡核苷酸的DNA引物的延伸，反转录酶由RNA产生cDNA。该反应通常在37-55t:之间于体外进行。cDNA比RNA更稳定。能够将温度在37-55。C之间保持30分钟或更长的装置作为稳定RNA信号的装置将促进在资源有限的临床设置中产生cDNA。
发明内容在一种实施方式中，检测平台包括加热元件和反应容器。所述加热元件包括放热化学试剂混合物和含有相变材料的温度调节元件，通过热协同将恒定的输出温度保持一定的持续时间。在另一种实施方式中，检测平台包括加热元件和反应容器。所述加热元件包含放热相变材料，由于过冷液体结晶，所述放热相变材料产生热量，且由于所述放热相变材料的液体形式与所述放热相变材料的固体形式处于平衡状态，所述放热相变材料在恒定的温度下产生热量。在又一种实施方式中，检测平台包括第一加热元件、第二加热元件和反应容器。所述第一加热元件和第二加热元件包括放热化学试剂混合物。所述加热元件具有彼此不同的限定的工作温度以及限定的工作持续时间，使得所述检测平台具有多重加热平顶(heatingplateau)。使用上述平台可进行反转录等温核酸信号扩增和高度敏感性且特异性的PCR测定。本发明公开了非仪器化的热循环仪(heatcycler)的两种示例性实施方式。第一种为放热循环PCR(ExothermalCirculationPCR)，该放热循环PCR基于在立式闭环通道中的液体循环，所述液体在沿所述通道的不同的位置被放热加热垫(exothermalheatpad)加热至不同的温度水平。温度较高的液体部分和温度较低的液体部分之间的密度差引起所述循环。第二种变体(variant)为线性放热PCR(LinearExothermalPCR)，热量通过横向流动条(lateralflowstrip)(LFS)的样品垫而使在芯吸作用(wick)下重复通过位于放热加热垫上的通道的液体循环，所述横向流动条检测加热循环期间产生的扩增子。结合于本文中并构成说明书的一部分的附图用于说明本发明，并结合描述，进一步用于说明本发明的原理，从而使相关领域的技术人员能够实施并利用本发明。图1为乙酸盐结晶反应的温度分布图(profile);图2为用镁对铜进行还原的反应的温度分布图；图3为氧化钙水合反应的温度分布图；图4为蜡的相变反应的温度分布图；图5为定制(custom)温度分布图的第一种实施方式的示意图；图6为定制温度分布图的第二种实施方式的示意图；图7为定制温度分布图的第三种实施方式的示意图；图8为定制热通量(heatflux)分布图的一种实施方式的示意图；图9为两层化学加热元件的示意图；图10为放热化学PCR装置的正向透视图；图11为图10的放热化学PCR装置的反向透视图；图12为热对流模型的透视图；图13为图12的模型的变体的示意图；图14为线性放热化学PCR装置的正向透视图；图15为图14的线性放热化学PCR装置的反向透视图；图16为DNA标记技术的示意图；图17为使用PCR循环扩增图13的DNA的示意图；图18为用于检测图16的标记的DNA的横向流动条的示意图；图19为描述将DNA结合在图18的横向流动条上的示意图；图20为标记有荧光素标签和生物素的内参(internalcontrol)DNA序列的示意6图21为用于检测图20的标记的DNA的横向流动条的示意图；图22为描述将DNA结合在图21的横向流动条上的示意图；图23为用荧光素标签标记但不用生物素标记的内参DNA序列的示意图；图24为用于检测图23的标记的DNA的第二横向流动条的示意图；图25为描述将DNA结合在图24的横向流动条上的示意图；图26A至图26C为反转录(RT)反应中的热混合物的温度分布图；图27A至图27C为反转录反应中的RT混合物的温度分布图；图28为比较在相同的温度分布下进行的RT的Q-PCR值与通过放热加热包(pack)产生的Q-PCR值的图。具体实施例方式现在参考附图来说明本发明，其中相同的附图标记指同一个或功能上相似的元件。而且，图中，各附图标记最左侧的数字相应于首次使用该附图标记的图。虽然讨论了具体的构造和排列，但应当理解的是，这仅出于举例说明的目的。相关领域的技术人员可以认识到的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可使用其他构造和排列。根据本发明的通过化学工程化的加热/冷却元件可以克服现有的加热/冷却元件的缺点。放热反应为释放热量从而提高环境温度的反应。吸热反应需要输入热量以继续进行，从而通过从环境吸收热量来降低环境的温度。当相变材料从环境接受潜热(latentheat)或向环境释放潜热时，该相变材料将经历一个等温过程。只要所述相变材料存在处于平衡的多个相，则该相变材料的温度将保持恒定。适当设计的加热/冷却元件可以利用与适当的相变材料一起使用的放热或吸热化学试剂混合物，以获得处于生物化学过程所需要的严格的公差范围内的期望的温度输出，消除对电能输入以及昂贵、庞大且复杂的反馈和控制系统的需求。化学加热和化学冷却本文公开的提供加热/冷却的化学过程优于电装置(means)，例如薄膜铂电阻器(platinumfilmresistor)或佩尔蒂士矣热电偶(Peltierthermocouple)，因为所述化学过程不需要外部能源。另外，这种化学反应自身能调节温度，从而消除对RTD温度检测和按比例-积分-微分(proportional-integral-derivative)(PID)控制的需要。除PCR和等温核酸(NA)扩增应用以外，所述化学反应还适用于多种其他诊断应用，包括例如免疫测定的培养阶段。由于试剂的质量可以非常小，因此根据本发明的化学加热/冷却元件特别适用于微观流体(microfluidic)装置。但是，所述化学加热/冷却元件在许多应用中可代替常规的加热元件，鉴于以下公开，这点对于任何人或本领域的普通技术人员来说是显而易见的。—种示例性的化学加热元件含有铁、水、纤维素、蛭石、活性炭和盐的混合物。当所述加热元件中的铁暴露于空气中的氧时被氧化。在进行该过程时产生热量。所述盐用作催化剂，所述炭有助于将所述热量分散至整个元件。所述蛭石用作绝热体，防止热量散失太快。可以使用包封在碳水化合物球体中的热活化的相变材料(蜡或聚合物)而将温度调节引入该系统。所述相变材料的优点在于可以将该相变材料定制成非常具体的温度。在吸收潜热期间进行温度调节，直至所有的材料都经历了相变。用于该目的的放热反应通常是通过暴露于空气中的湿气、氧而活化，或者通过使两种反应成分密切接触而活化。这样的混合物可获得从稍高于体温至超过IO(TC的温度。作为一个实例，现在将讨论特别适用于PCR的反应和要求。化学加热区应当设计为具体的加热区通道足以确保DNA扩增，而且持续时间足够短以确保总的测试时间少于15分钟。为了在经济上具有吸引力，应当避免用电池提供动力的加热。该反应的具体应用要求有几个标准。第一，该反应释放的热量足以将流体区加热至DNA的熔融温度(约90-95°C)。第二，该反应应当持续足够长的时间，使得各种反应物能多次循环通过热回路。这要求最短放热时间为约IO分钟。第三，反应中放出的热量应当使得加热区保持在适于PCR工作的窄的温度范围内。必要的两个温度为熔融温度(约90-95°C)和复性温度(约45-55°C)。所述反应与上述温度的偏差不应超过约5t:，优选不超过1或2t:。最后，构成该反应的反应物应当相对安全并且耐用。运输时结合化学反应的诊断卡可以承受高温，且所述诊断卡可由相对缺乏经验的操作者来操作，因此反应的故障或反应物的泄漏不应导致严重或致命的损害。应当选择能在整个PCR循环中建立并保持稳定的温度区的最优的化学混合物。另外，所述温度区的大小和形状(稍后讨论)以及反应通道的几何形状(稍后讨论)在很大程度上取决于通过各个区的最优化的PCR循环时间。现在将讨论几种合适的放热反应。过冷溶液的触发(triggering)或快速成核是一个放热反应。这种反应的一个实例，乙酸盐的结晶(CH3C00Na(a)—CH3C00Na(@))是一个简单的相变反应。例如，于高温下用乙酸钠使一烧瓶的水过饱和(例如于7(TC下，每50mL水使用73.lg乙酸钠)，随后将该乙酸钠过饱和的水冷却至室温(该过程通常需要约3小时)，如果保持纯净的状态，则该乙酸钠过饱和的水是相对稳定的，但是如果用小的乙酸钠晶体作为晶种，通过机械摩擦或振动(例如使用金属冲切机(metalclicker))、暴露于电流、或者甚至是沉降于该乙酸钠过饱和的水上的灰尘将使该乙酸钠过饱和的水活化，则该乙酸钠过饱和的水开始结晶。总的来说，过冷溶液可通过以下方式触发而进行结晶使用相同的无水或水合晶体作为晶种、机械摩擦或振动(例如金属冲切机、金属弹性圆盘(metallicsnapdisc)、尖针、振荡等等)、暴露于电流等等。该反应放出大量的热量(约250J/g)，且当开始熔融时，混合物几乎立即升温至54t:(如图1的100处所示)，该温度为乙酸钠的熔点。其他过冷物质的结晶可以产生不同的温度。另一方面，如果保持密封，则混合物非常稳定；可以进行倾倒、来回移动等等。该反应例如可用来调节PCR回路的冷却(复性)部分。由于该反应本身是一个相变反应，因此，无需加入单独的相变材料(例如石蜡)即可使温度保持恒定。因此，加热元件可以含有同时用作放热加热元件和温度调节元件的材料，以加热反应容器并调节反应容器的温度。这种加热元件的一个实例为过饱和的盐溶液，例如过饱和的乙酸钠溶液，当所述过饱和的盐溶液由液态转变为固态时产生热量。因此，这种物质在本文中被称为放热化学相变材料(ECPCM)。然而，通过将其它的PCM加入到ECPCM中可增大温度控制的效力。相同溶质或其他类似结晶物质的初始晶种的引入、晶种的大小、晶种的加入方式、以及加入晶种后熔体的加工或处理为在沉淀成核中有效的可控因素。当过冷液体溶液处于活化状态时，位错(dislocation)形式的表面能以及处于各种材料(晶种)上的表面电荷可以诱导过冷液体溶液的成核。通过加入十水合四硼酸钠、七水合亚硫酸钠等等可以使PCM成核。例如可以通过向所述过冷液体溶液中加入另一种物质以形成混合物来控制由结晶反应产生的温度。例如，当将乙二醇添加到某些PCM中时，根据乙二醇的添加量，降低结晶时产生的温度。与ECPCM不同，放热化学试剂混合物(ECRM)不是简单的相变反应。例如，用镁还原铜(Mg(@)+CuS04(@)—MgS04(固)+Cu(固)(如图2所示))是一个基本的(basic)氧化还原反应。将干燥的镁粉与干燥的硫酸铜以等摩尔比混合。该混合物相对稳定，直至加入用于传导的介质(例如水)。此时，开始剧烈反应，形成固体铜。水应当连续添加到该溶液中；该反应不会自发地进行。这是一个非常有效的反应(2844J/g)，这就解释了图2中200处所示的快速升温。另外，反应的热量使水沸腾，因此限定了反应的最高温度为10(TC，这非常接近PCR回路的加热(变性)部分所期望的温度。在图2所示的实验中，在几乎全部测定时间内，温度保持在92士2t:。使用更多的反应物可以延长该时间(使用少于l克的总反应物进行图2的实验)。另一种ECRM反应为氧化钙的水合(Ca0+2HC1+H20—CaCl2*2H20)。使得氧化钙的水合在该具体应用中具有吸引力的因素为氧化钙的水合如何易于吸收水，以及该具体反应是如何放热的。作为一个实证，可将少量氧化钙(约1.5g)与5-10%的海藻糖混合，并使用手压和模具压挤成片剂。随后可将该片剂填充至反应井中，该反应井被设计成通过使用热电偶测量该井底部的小钢棒的温度来显示该反应的潜能(potential)。使用移液管将1M的HC1以每4秒约20ii1的速率添加到该片剂的上部。得到的温度测量值示于图3。由该图清楚地看到，少量生石灰能将所述钢棒加热至温度超过14(TC(参见图3中的300)。另外，该反应非常便于实施。来自所述片剂上部的水不存在扩散通过氧化钙的上层的问题，因此，为了使反应保持进行状态，仅需持续递送水。唯一的复杂性在于当进行该反应时氧化钙显著膨胀，在设计时应当解决该复杂性。此外，必须对该大量的放热进行调节，以保持恒定的温度(例如55°C、74°C、94°C，或其组合)。另一种ECRM反应为铁锈的形成4Fe+302+H20—2Fe203H20。该反应可长时间产生高温，但是需要化学物质的相当大范围的平衡。基本的(basic)中和反应，H30++OH——2H20也是一种ECRM。该反应的潜能来源于酸和碱的浓度的控制，并且可产生大量的热量。ECRM反应Mg+2HCl—MgCl2+H2产生大量的热量，但是也放出大量可燃氢气。这可以通过使用氢螯合剂或海绵状物而避免，但是这样不可避免地增加了复杂性，并因此增加了装置的成本。各种实施方式还可包括结合吸热化学反应的化学冷却区。例如，化学冷却可用于将药物、疫苗或生物材料保持在某一温度。结合于此作为参考的美国专利3，977，202给出了含有三水合乙酸钠和乙二醇的混合物的方法，在室温下，在密封罐中，该方法可将温度保持为14°F达接近3小时。相变材料的用途在一些应用中，应当限定加热区(或冷却区)的温度以保持一个窄的能带。出于该目的，在反应与该区之间插入阻挡层(barrier)。该阻挡层可以由在期望的温度下熔融(或者冻结、沸腾或冷凝)的相变材料(PCM)(例如链烷烃(paraffin)、蜡或聚合物、水合盐或非链烷烃有机物)构成。一种实例为熔融温度处于58-6(TC范围内的C21-C50的链烷烃。多种不同类型的材料可以用作PCM，例如金属、无机化合物、无机共晶体(eutectic)、有机化合物等等。9所述反应将加热PCM，所述PCM反过来又加热位于所述PCM的另一侧的区。一旦达到PCM的熔融温度，所述PCM将开始熔融。如果使用足够量的PCM，则当PCM继续熔融时，所述PCM的液相与固相之间存在平衡。这将使得与所述PCM接触的区在精确的熔融温度下保持很长的一段时间。一旦所有的PCM均已熔融，所述PCM的温度将再次开始升高，但是如果谨慎地控制放热反应物的量，则在所有的PCM熔融之前反应就将终止。当PCM开始冷却时，PCM的固相与液相之间仍处于平衡；因此，所述区处于PCM的熔融温度的时间可以有效地加倍。如果所述区为冷却区，则PCM材料可为在进行吸热化学反应后开始冷冻的液体；当PCM冷冻时，PCM可以保持温度恒定。对于在环境条件下为固体或液体的PCM材料，"正向(forward)"相变反应分别为熔融或蒸发。相应的"反向(reverse)"相变反应为冷冻和冷凝。示例性的PCM材料是由RubithermCo制造的PCM材料。RT64是指声称于64。C熔融的蜡，RT100是指声称于IO(TC熔融的蜡。作为一个实证，图4是利用量热计而生成的。将约10mL熔融的RT64倒入量热计的相变室中。用不锈钢片来遮盖该室，并将20g氧化钙装载于其上。每4秒向所述CaO中添加500微升lN的HCl(均匀分布于上部)。持续加入酸，直至CaO看起来完全被水溶液所饱和。图4示出了处于熔点的恒定温度的时间(参见图4中的400)。蜡在其熔点(51±2°C)停留约18分钟。因此，CaO/RT64混合物可高精确度地将温度调节至适于PCR循环的复性部分的温度值。化学热循环仪通过设定各种吸热和/或放热化学反应的时长可以产生可定制的温度分布。此外，如果结合PCM材料，则温度分布可具有一个或多个稳定的平顶。采用这种方式，可设计出能够代替昂贵的现有的热循环仪的完整的化学热循环仪。这种热循环仪对于需要一个或多个严格限定的温度的任何应用而言都是有利的，例如预计用于发展中国家的低成本诊断装置。参考图5-7，x轴是指时间，而y轴是指温度。x轴和y轴的交点对应于环境温度(在y轴上)和"时间为O"，S卩，第一个放热反应的开端(在x轴上)。如图5所示，如在570处所看到的，在第一个反应开始之后，温度开始升高，直至达到正向相变温度。相变温度特定地对应于第一PCM材料。此时，温度分布沿580的左侧达到稳定水平。如果第一个放热反应停止(或者耗尽了一种或两种反应物的集合或者出于任何其他原因)，而第一PCM仍在进行第一次正向相变(即，固相与液相仍处于平衡)，则温度沿着580的右侧持续稳定水平，直至相应的第一次反向相变反应停止。此时，所有的PCM材料已经转变回其初始的固体状态，且在590处温度开始向环境温度回落。随后可以开始第二个放热反应，导致温度再次升高，直至达到相变温度，并重复该过程。可在温度分布590达到环境水平之前或达到环境温度之后开始第二个放热反应。根据该分布定义连续反应之间的周期595。但是，更进一步的反应(未示出)之间的周期可不同，即，温度分布没有严格的周期。另外，在不同的时间可以使用不同的PCM材料。在图6示出的实例中，第二个反应与具有较高相变温度的第二PCM材料热偶联。为了进一步定制温度分布，也可使用吸热化学反应混合物。环境温度下处于液相的PCM材料也可用于进一步设计可能的定制的温度分布。如前所述地开始进行图7的反应。但是，随后，进行吸热反应，导致温度比被动冷却(passivecooling)更快地下降，如790处看到的斜率变化。温度可低于环境温度。在720处，环境温度下通常以液相形式存在的PCM材料的正向相变反应开始。在上下文中，"正向"反应为冷冻反应。如果在正向相变反应结束之前停止吸热反应，则当固相开始熔融时，温度持续稳定在相变温度处。在740处，第二个放热反应开始，再次升高温度。与第一个反应中使用的放热化学反应混合物相比，该反应可以包括不同的放热化学反应混合物，如由与570相比，796的斜率更陡峭所证明的。随着反应的进行，最终发生相应于第三个相变温度的又一个相变。在760处，相变反应停止，而温度则回落至环境温度。在770处，不使用PCM材料对其它的放热和/或吸热反应进行调节。因此，在区域770中不存在任何温度平顶。图7的温度曲线不是出于描述一个具体的实施方式的目的；而是旨在说明可以以各种方式进行组合以获得实质上任何期望的温度分布的多种产品和方法。如果将化学品和PCM材料按照指定的设计进行预包装，则使用者必须要做的全部事情就是引发第一个反应(例如通过简单地剥离胶带或背衬)，且不需要其它仪器或外部能源。在图8所示的另一实施方式中，可同时引发两个或多个化学反应，从而提供大的初始输入热通量810。一段时间之后，可停止一个或多个初始化学反应，而继续所述反应中的一个或多个，从而由剩余的反应提供较小的输入热通量820。采用这种方式，可获得两个或多个不同的温度分布，而仅需要一次弓I发。在图9所示的实施方式中，使用两层设计可以将ECRM材料与PCM隔开。通过材料930将下层910上的化学品与上层920上的PCM隔开。合适的材料为铝箔、铜箔、塑料等等。可选择地，通过将PCM包封在碳水化合物球体中并将该球体与ECRM材料混合而可以将PCM引入该系统中。该一层的实施方式(未示出)也可以用铝箔、铜箔、塑料等等包封。类似地，在为ECPCM的情况下，ECPCM可以用铝箔、铜箔、塑料等等包封。对PCR进行化学加热的应用已描述了利用相变材料的放热(或吸热)化学加热仪，现在将描述适用于PCR的结合了ECRM和PCM的诊断平台的几种实施方式。本公开描述了基于核酸扩增的完全非仪器化的诊断平台。本文所描述的诊断装置的一种实施方式能够用灵敏度高多个数量级的诊断装置替换全部类型的诊断装置，因此可以在资源有限的设置中提供更为适当的干预措施(intervention)。在一种实施方式中，所述装置将用于检测扩增的核酸的免疫层析(immunochromatographic)技术与放热化学加热(和/或吸热化学冷却)以及在用于核酸扩增的微通道(microchannel)中的被动流体(passivefluid)再循环组合在一起。扩增子检测基于在扩增过程中引入免疫学上可检测的标记，将扩增子偶联至目视(visually)可检测的颗粒，并免疫捕获免疫层析条(imm皿ochromatographicstrip)的检测部分上的颗粒。还将捕获与分析目标同时进行扩增的第二对照目标，并且显现在同一条上，用作核对，以确保样品已进行了完整的扩增和检测。所述装置成本低、可一次性使用、没有移动部件，且看起来、触摸起来以及在读取上非常类似于ICS盒式磁带装置。使用该平台，可以进行目前为止局限于ICS
技术领域：
的高度灵敏且特异性的PCR测定，由此通过为发展中国家数百万人口安排负担得起的、更精确的传染性疾病的诊断，而为多种常见和致命的病原体的早期检测和快速干预提供依据。将参考图10至图11来描述非仪器化的热循环仪的两种示例性的实施方式。第一种为放热循环PCR(ECPCR)1000，该放热循环PCR(ECPCR)1000基于在立式闭环通道中的液体循环，所述液体在沿所述通道的不同位置被放热加热垫加热至不同的温度水平。由处于较高温度的液体部分和较低温度的液体部分之间的密度差引起所述循环。第二种变体为线性放热PCR(LEPCR)1400，线性放热PCR(LEPCR)1400通过横向流动条(LFS)的样品垫，而使在芯吸作用下重复通过位于放热加热垫上的通道的液体加热循环，所述横向流动条(LFS)检测在加热循环期间产生的扩增子。ECPCRECPCR设计IOOO具有与化学传热区1014、1016、1018热偶联的有恒定或变化的截面几何形状的闭环反应通道1012。首先将样品入口胶带1020除去，以开始测试。随后在入口1021处，移取(例如)50iiL样品至通道1012中，并充满整个闭环容积。过量的样品可以溢流至也用作膨胀容积(e邓ansionvolume)的预填充缓冲井中。用预置在变性区1018中的引物、uNTP和TAQ聚合酶的PCR主混合料(mastermix)1024使样品重组(reconstitute)。随后将卡1026的背板向后剥离，以激活加热区1014、1016、1018，并转成一定的角度作为支撑以建立卡所需要的垂直方向，进而建立热驱动压头(head)并诱导自然循环。当样品流动时，代表性的样品切片移动通过每个PCR温度区94t:用于变性1018，55t:用于复性1014，以及74t:用于延伸1016。围绕所述闭环通道进行约35次循环或旋转之后，扩增完成，并将样品迅速转移至LFS/ICS1028。上述温度为示例性目标温度。在一个实施方式中，加热区1018可以保持在一个窄的限度内，例如94°C+/_2°C(即，92-96t:)。在一个实施方式中，加热区1014可以保持在53-70°C的范围内，优选处于55°C+/_2°C(即，53°C-57°C)。为了有助于使三个加热区1014、1016和1018保持在不同的温度，可以使用绝热材料(未显示)。聚氨酯泡沫(urethanefoam)除了作为优异的绝热体以外，还廉价且容易结合到各种装置中。可选择地，可以使用具有相对低的传热系数的任何物质。由于传热为表面现象，因此使用具有低的比表面积(surfacetovolumeratio)的几何形状也是有利的，例如球形或圆柱形的几何形状。应当最大限度地利用绝热体和几何形状，无论是否需要控制温度和/或热通量(即，在除PCR以外的诊断应用中)。为了提供使样品流动至ICS井的路径，沿门1036除去流动条门胶带1030。随后通过除去缓冲液出口胶带1032而打开缓冲液井出口。使用者将其拇指放置在缓冲液出口井1034上，随后压下缓冲液拇指泵1022，迫使缓冲液通过反应通道1012，并推动样品和缓冲液进入所述ICS井中，随后在该ICS井中，通过芯吸作用而被传送至LFS中。使用者随后将拇指从卡上移开，使得所述缓冲液井打开，而不将缓冲液吸回所述井。与依赖于由泵所提供的压头能量的强制循环相反，自然循环是由封闭流体系统的相对较冷的部分和相对较热的部分的不同的密度引起的。自然循环不需要任何机械装置的能量。该循环模式的简单性以及在设计中需要的部件最少是得到便宜的、可一次性使用的PCR诊断装置的理想的方法。ECPCR设计考虑了自然循环的三个要求温度差(即，热源和热量接收器(heatsink))、热源的高度低于热量接收器的高度、以及流体彼此接触。所述热源可以为加热元件，而所述热量接收器可以为所述加热元件的外部区域。另外，由于流体通道内弯曲的流动路径和尖角可提高压头损耗，因此微观流体设计需要避免上述弯曲的流动路径和尖角，以提供最优的通道速度，并因此使循环时间最短。为了证明ECPCR的基本可行性，描述了该回路的简化的模型1200，并于图12中示出。以下计算证明，使用简单的、基于卡的自然循环系统，8秒的PCR循环时间是能做得到的。出于模拟的目的，假定PCR循环仪通道的形状为环形。但是，使用相同的方法可以模拟其他形状，例如三角形或圆形通道。通过流体内密度的变化可以在回转流动中驱动填充有流体的环形形状。在水溶液中，密度与温度成相反地变化。密度变化产生浮力，该浮力可以用于在所述装置内产生旋流(rotationalflow)。通过控制所述装置的各个区域内的温度，可以精确地控制旋转速度。为了确定适于溶液的目标循环时间的适当的几何形状，假定所述装置快速达到稳态操作，对于微量装置而言，该假定是一个合理的假定。目标流速非常慢，则就计算的目的而言，可被认为是斯托克斯流动(Stokesflow)。布森涅斯克(Boussinesq)近似值可用于确定单位体积流体的浮力B，该浮力B为B=PgaAT(方程式1)其中，p为流体密度，g为重力加速度，a为流体的热膨胀系数，以及AT为使用图20中给出的温度的温度差。在各个区域中的停留时间t可由流体流速Q和各个区域的容积V来确定，t=V/Q(方程式2)通过作用于连接通道的截面积A上并形成驱动压P的浮力而产生回转流体流动，p=RQ=BV/A(方程式3)其中，R为互连通道的流阻。矩形通道中的流阻为12一其中，ii为溶液的动态粘度，以及L为所有连接通道的长度。纵横比因子F^表示矩形通道内的通道截面形状对流阻的影响，且近似地由方程式5给出，精度(accurate)在2%以内。211A/VW尸=一+--2——(方程式5)324w、W矩形通道的水力直径(hydraulicdiameter)Da为^2"w=-777(方程式6)将方程式3代入方程式2，可由下式估算出溶液在各个区域中的停留时间t=RA/B(方程式7)以上方程式可用于设计EPCPR装置的几何形状，以达到期望的溶液速度和停留时间。可通过环面的尺寸来控制各个区域内的溶液的流体速度和停留时间。增加厚度尺寸提高流体速度而縮短在各个区域中的停留时间。表1列出了三种可能的环形形状。变体1如图13中的1310所示出的，而变体3如1320所示出的。每个变体的内径1330是相同(8mm)的。变体1的厚度1140小于变体3的厚度1350。为保持容积恒定，变体1的外径1360大于变体3的外径1370。变体2(未及=~^~~(方程式4)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>LEPCR图14和图15示出的LEPCR设计为具有ICS检测的低成本PCR卡的一种可选择的结构，该LEPCR也同样依赖于用于各个PCR过程的通过化学方法驱动的加热区(并且可能还有化学冷却区)。为了确保装置的成本尽可能最低，反应通道中不涉及移动部件。样品的移动仅通过毛细管力(capillaryforce)和芯吸力(wickingforce)。使用者通过除去卡的背部覆盖物(未显示)以搅动和/或暴露加热的化学品来启动测试。背部覆盖物的残余部分(stub)用作立足点(stand)，以使空气与化学品相互作用，并由于重力而产生轻微压头。将该卡放在桌子上，使用者通过入口1413将一定体积的润湿缓冲液移入缓冲井1412中。所述缓冲液随后被吸入螺旋形通道(spiralchannel)并完全润湿该螺旋形通道。需要该步骤来确保样品在整个螺旋形通道中的移动是由于芯吸力而不是由于毛细管力，从而建立更稳定的流速。使用者随后通过入口1417将一定体积的样品移入预热的(94°C)样品井1416中。在一种实施方式中，所述润湿缓冲井和样品井具有19mm的圆形截面，深度为0.3mm，容积为50yL。螺旋形通道也可为50yL，包括30个宽度和深度为0.25mm的通道(为了清楚起见，图14中仅示出了20个通道)。该预热的井促进引物、dUTP与TAQ聚合酶的主混合料的重组和混合。还延长了第一次循环的初始变性时间，且可允许更长的初始培养来进行特定病毒体(如MS2(委内瑞拉马脑炎(Venezuelanequineenc印halities))所需的反转录酶。在重组和混合之后，将牺牲流动条(sacrificialflowstrip)1420插入流动条井1422中。当该条被润湿缓冲液所润湿时，样品通过所述螺旋形反应通道1414而被吸出，同时连续循环通过三个PCR区。每个周期所述样品经历一次PCR循环。如下文所讨论的，一旦样品被完全容纳于所述螺旋形通道中，使用者将饱和的牺牲流动条1420移除，并用具有胶态金对照物和指示剂条的测试条1422替换所述牺牲流动条1420。由与润湿的通道接触的干测试条产生的芯吸力牵引所述样品通过所述螺旋形通道，完成30次循环，并启动所述测试条中的吸收。另外，使用者加入lOOiiL(缓冲井和样品井各50L)来洗涤所述通道，并当将其也吸入测试条时，用作流动缓冲液(r皿ningbuffer)。所述螺旋形通道比蛇形通道(serpentinechannel)有优势。在三区段蛇形结构中，样品经由三个平行的温度区而穿过蛇形通道。在该结构中，额外的时间被不必要地消耗在中间区段。这延长了循环时间(两个蛇形两次循环=94/55/74/55/94/55/74，涉及7个区段通道，而两个螺旋形循环94/55/74/94/55/74仅涉及6个区段通道即完成2次循环)。这样总的反应时间可节省15%，且使得通道的弯曲(bend)和复杂性最小化。螺旋形通道结构可能的缺点在于当在通道内盘旋时每次循环的时间有稍微地减少。使用最小的通道宽度和间距可将该缺点降低到最低限度。示于图14的螺旋形通道的几何形状是一个简单的范例。可以开发实际的通道几何形状来控制流动，使得在任何区段中的停留对于PCR效率而言都是最优化的。可以增加通道宽度以增加容积，从而增加在任何区段中的时间。可选择地，在卡上显示具有相同面积的区段可以是不等价的，用于调节区段所需的停留时间。代表性的通道(以及所有的基础卡特征)可为CNC，所述CNC是使用标准方头磨具由聚酯薄膜(Mylar)(聚对苯二甲酸乙二醇酯)机械加工而成的。基于尺寸稳定性也可以使用其他材料，无论它们是否具有抑制聚合酶的残留物。从卡的背部用放热化学品与相变材料(围绕温度特异性相变材料的球形碳水化合物壳，例如蜡或热塑性聚合物)的均匀的混合物来将放热加热井预填充1.9mm深。精确的混合物和化学性质适于特定的PCR阶段，以在反应过程中保持稳定的温度94t:用于变性，55t:用于复性，以及74t:用于延伸。上述温度为示例性的目标温度。在一个实施方式中，在例如94t:+/_2°C(即，92-96°C)下进行变性。在一个实施方式中，在53_70°C、优选55°C+/_2°C(即，53-57tO下进行复性。虽然示出了3-温度PCR结构，但是也可以使用2-温度PCR得到可接受的扩增子复制。因此，该设计可简化为仅具有2个温度区段。可选择地，可存在4个或6个温度区段(分别为2-温度和3-温度PCR)，这样样品在反应通道中的各个螺旋周期中进行2循环的扩增。ECPCR实施方式也可以使用除3个加热区以外的的数个加热区。注射器，而不是上述芯吸力(或除上述芯吸力以外)，可用于提供基本恒定的流速。例如，弹簧驱动的注入泵(infusionpump)可适用于本文所述的诊断方法，例如GoMedicalIndustriesPty.Limited所售的商品名为SPRINGFUSOR⑧的弹簧驱动的注入泵(http://www.gomedical.com.au/products/springfusor.php)。装载有弹簧的且与注射器类似的泵(如SPRINGFUSOR⑧或类似物)可以提供基本恒定的流速。这些类型的泵用于静脉内注射，流速公差处于+/-10%的等级。对于诊断应用而言，由于整个通道截面内的流量不是恒定的，因此精确的流速不是关键。用于扩增子检测的横向流动条通过首先在PCR期间对核酸进行标记，然后利用标准横向流动技术捕获标记的扩增子，可以在LFS上完成核酸(NA)的检测。对于低资源设置而言，横向流动条是适用于快速检测传染性疾病的一种ICS实施方式。该测试平台对于发展中世界的应用而言具有吸引人的性能特性，包括使用相对廉价的现成的(off-the-shelf)元件和试剂，使用于检测抗原或抗体的测试格式化的能力，可用于宽泛的样品(例如渗出物、拭子、尿、血清、血浆或血液)，以及无需冷藏的稳定性。对于发展中国家的最令人满意的影响，简单且快速的检测是需要的，这对于普遍应用而言是经济的。领域适当(field-即propriate)检测的目标特性包括成本、简单、快15速、便利、稳定和精确。检测应当是有成本效益的且公共部门规划可以负担得起该检测，对于以经济规模生产的生产者来说具有合理且可以持续发展(sustainable)的利润率。为了正确地利用该检测，最低限度的培训以及基本的设备或没有设备应当是必需的。如果用于诊断，应当在患者离开诊所之前(优选在10至15分钟内或更短的时间内)获得结果。样品应当易于采集、在培养上是可接受的，且进行最低限度的准备或预处理。对于在野外(field)或库存于地区中心的潜在应用，该检测在环境温度下应具有长的保存期限(l至2年)。最后，该检测应当是精确的，即，适当的灵敏性、特异性、且能够从当前(急性)感染辨别出过去。扩增子检测条与根据本发明的低成本、快速且简单的PCR热循环仪结合可产生具有成本低且易于利用ICS检测的优点而且具有PCR的灵敏性和特异性优点的诊断。基本的NA标记和检测顺序(detectionsequence)示于图16-19。在PCR期间，用生物素1600和地高辛(digoxygenin)(DIG)1602对核酸1606进行双标记。对于生物素标记，使用在5'端用生物素进行预标记的PCR引物。这些预标记的引物可以为从大部分寡核苷酸供应商处定购的，或者可以为具有氨基连接基的未标记的引物，该未标记的引物可以使用商购的结合有生物素的试剂盒在库房(inhouse)内进行生物素化。一种示例性的可商购得到的试剂盒得自Roche，产品编号为1008960。为了用DIG标记扩增子，将一定量的dUTP-DIG放入反应混合物中，并将DIG标记的核苷酸结合于PCR产物中。dUTP-DIG可由Roche商购得到，产品编号为1093088。对生物素化的引物和dUTP-DIG试剂进行预测量(premeasure)，并干縮在小型化的PCR装置上。使用胶态金作为检测器试齐U，利用三明治捕获技术(sa丽ichc即turetechnique)，LFS1800可以检测标记的扩增子(图11)。LFS由以下物质构成干縮在聚酯缀合物(conjugate)垫1802上的20nM或40nM的胶态金-链霉抗生物素缀合物(colloidalgold-str印tavidinconjugate)1810、具有施用在均质条1804中的抗DIG抗体(anti-DIGantibody)的硝化纤维素基体(matrix)、棉吸收垫1806和背衬物质(未显示)。将PCR产物1700施用于LFS的缀合物垫部分，加入流动缓冲液以润湿该条，并确保金缀合物进行适当地再水合。当PCR产物和缓冲液与所述缀合物再水合并混合时，将形成络合物，其中，通过生物素_链霉抗生物素相互作用将胶态金_链霉抗生物素1810与标记的扩增子1700结合。随后该混合物以由所述条的特性决定的速率沿所述LFS向上迁移。当所述混合物达到测试线(抗地高辛抗体(anti-digoxygeninantibody)1804条)时，通过DIG标记的核酸1700与所述抗体之间的相互作用而将胶态金-扩增子络合物与该线结合。随着络合物的积聚，沿所述线形成微红色，并在预定的时间(10-20分钟)，目视即可查看该条，该微红色线的存在表明阳性(positive)结果。对与无模板DNA、不相关的模板DNA、未标记的引物相结合并且无dUTP-DIG的阴性(negative)对照物进行评估，以确保特异性。当未正确标记的PCR产物存在于体系中时，不形成胶态金络合物且不出现微红色的测试线。有两种将阳性对照物结合到检测系统中的独立的方法。在第一种方法中，如图20至图22所示，包括不含目标测试序列的定量化的质粒DNA，将该质粒DNA作为上述测试体系中的内参物。使用特定的引物将该内参序列的一部分扩增。一种引物用生物素2002预标记，而另一种引物含有荧光素标记2004。当扩增内参核酸2006时，将结合所述生物素和荧光素标记。一旦反应完成，将PCR产物转移至具有两个抗体条的LFS1800:抗荧光素2102和抗地高辛2104。当该内参扩增子与胶态金混合并沿LFS向上移动时，通过生物素-抗生物素蛋白结合而被链霉抗生物素金缀合物2106所捕获，随后被所述硝化纤维素上的抗荧光素抗体所捕获。随着胶态金-内参络合物的积聚，在2102处出现微红色的线。由于PCR反应混合物含有用于标记测试扩增子的dUTP-DIG2008，该dUTP-DIG还将被结合到内参扩增子中。由于该原因，胶态金-内参络合物能够与抗DIG测试线2104结合，并产生假(false)阳性结果。如果使用该方法，所有的胶态金-内参络合物毫无疑问在样品迁移至抗DIG抗体区域之前就被抗荧光素抗体所捕获。但是，将过量的抗荧光素抗体负载到LFS上可以抑制这点。第二种方法，如图23至图25所示，如第一种方法所述，在使用所述测试系统的单个PCR反应中仍然包括定量化的对照DNA2300，但是利用不同的引物以及第二横向流动条2400来检测。在该方法中，用于扩增该内参序列的正向引物和反向引物均用荧光素2302进行标记，且当发生PCR时，仅荧光素和dUTP-DIG2104被结合到PCR产物中。为了检测内参扩增子，将所述PCR产物分成两部分，且在两个独立的LFS上运行。测试条与如上所述的测试条相同(参见2100)，但是第二条2400含有抗荧光素胶态金缀合物2402和抗DIG抗体线2404。所述抗荧光素胶态金缀合物捕获内参扩增子，随后抗DIG抗体在硝化纤维素上捕获该络合物，从而在2404处形成可见的微红色线。所述内参扩增子存在于转移至测试LFS的样品部分中，反之亦然，但是由于没有每个系统所需的标签而不能形成三明治络合物，因此不会影响检测条。虽然由于将样品分成两份，使用该方法灵敏度可能有所下降，但是伴随有效的PCR扩增，可以存在过量的待检测的扩增子。对反转录进行化学加热的应用上述化学温度控制方法(放热和/或吸热反应、ECPCM、PCM、绝热体、装置的几何形状等等)不局限于PCR应用。化学温度控制可用于其他诊断应用，例如用于反转录(RT)。在一种实施方式中，三水合乙酸钠与水的混合物能产生足以在环境温度范围内将RNA转变为cDNA的热量。为了证明该能力，使用25%的水/乙酸钠混合物。将具有RT混合物的微量离心管(印pendorf)浸入该加热混合物中。在三种环境温度(15°C、22。C和30°C)下进行实验(一式三份)。第一个40分钟产生的热量分布示于图26A至图26C(对应于处于各温度下的加热混合物)和图27A至图27C(对应于处于各温度下的具有有RT混合物的微量离心管)。使含有0%和15%水/乙酸钠混合物的加热混合物得到类似的热量分布(在相同的三种环境温度下)。使用由高到低HIV-I模板拷贝数，在PCR加热块上得到所述热量分布，并将RT的效率与用于相同的病毒拷贝数的模板的生物中心(Biocentric)—步RT-PCR条件的效率进行比较。在图28中示出的为通过Q-PCR的病毒拷贝数与输入等量的HIV-I拷贝数/mL比较的关系图。该数据表明温度分布依赖于环境温度，但是RT步骤对于这些温度范围具有相当的耐受性。这些组合的数据组证明放热混合物(例如三水合乙酸钠)可用于提供足够的能量来有效地在多个环境温度条件下完成用于诊断方法目的的病毒病原体RNA的RT。除PCR和RT以外，其他诊断方法(生物、生物化学等等)可以使用本文所描述的产品和方法。出于说明和描述的目的提出了上述实施方式。上述描述不是穷举性的或者旨在将17本发明限定于公开的无误的形式，且鉴于上述教导可以显而易见地进行多种修改和变化。虽然已经参考优选的实施方式具体地示出并描述了本发明，但相关领域技术人员可以理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种变化。例如，化学温度控制的用途不局限于检测。因此，本发明的外延和范围不应受任何上述示例性实施方式的限制，而是应当仅由随附的权利要求书及其同等物来限定。权利要求一种检测平台，该检测平台包括加热元件；以及反应容器；其中，所述加热元件还包括放热化学试剂混合物和温度调节元件，所述温度调节元件含有相变材料，通过部分所述相变材料由固体形式转变成液体形式，而在一段时间内使由所述放热化学试剂混合物产生的温度保持恒定。2.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述放热化学试剂混合物包括铁粉和碳粉。3.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述放热化学试剂混合物包括用镁还原铜。4.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述放热化学试剂混合物包括氧化钙水合物。5.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述相变材料包括石蜡。6.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述相变材料选自由金属、无机化合物、无机共晶体和有机化合物组成的组。7.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述反应容器包括需要恒定的高温的生物化学反应。8.根据权利要求7所述的检测平台，其中，所述生物化学反应为核酸扩增反应。9.根据权利要求8所述的检测平台，其中，所述核酸扩增反应为等温核酸扩增。10.根据权利要求7所述的检测平台，其中，所述生物化学反应为反转录反应。11.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述反应容器包括需要在恒定的高温下培养的生物有机体。12.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述加热元件具有明确限定的工作温度。13.根据权利要求12所述的检测平台，其中，所述明确限定的工作温度处于约53-7(TC之间。14.根据权利要求1所述的检测平台，其中，所述加热元件具有明确限定的工作持续时间，在所述工作持续时间之后，所述加热元件的温度回落至环境水平。15.根据权利要求14所述的检测平台，其中，所述明确限定的工作持续时间为约1小时。16.根据权利要求1所述的检测平台，该检测平台还包括第二加热元件，其中，所述第二加热元件具有不同的工作温度或工作持续时间，使得所述检测平台具有多个加热平顶。17.根据权利要求16所述的检测平台，其中，该检测平台产生两个加热平顶。18.根据权利要求17所述的检测平台，其中，该检测平台产生包括在约92-96t:的工作温度下历时约5分钟的第一加热平顶，以及随后的包括在约53-7(TC的工作温度下历时约80分钟的第二加热平顶。19.根据权利要求1所述的检测平台，该检测平台还包括密度驱动的闭环流体循环通道，该闭环流体循环通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体通过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。20.根据权利要求19所述的检测平台，其中，所述加热元件用作热源，且所述加热元件的外部区域用作热量接收器；其中，所述热源的高度低于所述热量接收器的高度；且其中，所述闭环流体循环通道具有弯曲程度最小化的流体路径。21.根据权利要求17所述的检测平台，该检测平台还包括化学冷却元件。22.根据权利要求1所述的检测平台，该检测平台还包括芯吸驱动的线型通道，所述线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。23.根据权利要求1所述的检测平台，该检测平台还包括由装载有弹簧的且与注射器相似的泵驱动的线型通道，该线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。24.—种检测平台，该检测平台包括加热元件；以及反应容器；其中，所述加热元件还含有放热相变材料，由于过冷液体结晶，所述放热相变材料产生热量，且由于所述放热相变材料的液体形式与所述放热相变材料的固体形式处于平衡状态，所述放热相变材料在恒定的温度下产生热量。25.根据权利要求24所述的检测平台，其中，所述放热相变材料为乙酸钠。26.根据权利要求24所述的检测平台，该检测平台还包括密度驱动的闭环流体循环通道，该闭环流体循环通道被配置成在所述循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体通过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。27.根据权利要求26所述的检测平台，其中，所述加热元件用作热源，且所述加热元件的外部区域用作热量接收器；其中，所述热源的高度低于所述热量接收器的高度；且其中，所述闭环流体循环通道具有弯曲程度最小化的流体路径。28.根据权利要求24所述的检测平台，该检测平台还包括化学冷却元件。29.根据权利要求24所述的检测平台，该检测平台还包括芯吸驱动的线型通道，该线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。30.根据权利要求24所述的检测平台，该检测平台还包括由装载有弹簧的且与注射器类似的泵驱动的线型通道，该线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于在所述加热元件的外部时被冷却。31.—种检测平台，该检测平台包括第一加热元件；第二加热元件；以及反应容器；其中，所述第一加热元件和第二加热元件含有放热化学试剂混合物；以及其中，所述第一加热元件具有限定的工作温度以及限定的工作持续时间；以及其中，所述第二加热元件具有不同的工作温度或工作持续时间，使得所述检测平台具有多个加热平顶。32.根据权利要求31所述的检测平台，其中，所述第一加热元件的工作温度处于约53-7(TC之间，且工作持续时间为约1小时。33.根据权利要求31所述的检测平台，其中，所述多个加热平顶包括在约92-96t:的工作温度下历时约5分钟、以及随后的在约53-7(TC的第二工作温度下历时约80分钟。34.根据权利要求31所述的检测平台，其中，所述反应容器包括需要恒定的高温的生物化学反应。35.根据权利要求34所述的检测平台，其中，所述生物化学反应为核酸扩增。36.根据权利要求31所述的检测平台，其中，所述反应容器包括需要在恒定的高温下培养的生物有机体。37.根据权利要求31所述的检测平台，该检测平台还包括一个或多个额外的加热元件。38.根据权利要求31所述的检测平台，该检测平台还包括密度驱动的闭环流体循环通道，该流体循环通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体通过所述第一加热元件或第二加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述第一加热元件或第二加热元件的外部时被冷却。39.根据权利要求38所述的检测平台，其中，所述第一加热元件和第二加热元件用作热源，且所述第一加热元件和第二加热元件的外部区域用作热量接收器；其中，所述热源的高度低于所述热量接收器的高度；且其中，所述闭环流体循环通道具有弯曲程度最小化的流体路径。40.根据权利要求31所述的检测平台，该检测平台还包括化学冷却元件。41.根据权利要求31所述的检测平台，该检测平台还包括芯吸驱动的线型通道，该线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。42.根据权利要求31所述的检测平台，该检测平台还包括由装载有弹簧的且与注射器类似的泵驱动的线型通道，该线型通道被配置成在循环流体中获得为所述循环流体的函数的加热周期，当所述循环流体重复经过所述加热元件时被加热，且当所述循环流体处于所述加热元件的外部时被冷却。43.—种检测平台，该检测平台包括加热元件；以及反应容器；其中，所述加热元件含有同时用作放热加热元件和温度调节元件的材料。44.根据权利要求43所述的检测平台，其中，所述加热元件含有过饱和的盐溶液，当所述过饱和的盐溶液由液态转变为固态时产生热量。45.根据权利要求43所述的检测平台，其中，所述加热元件含有过饱和的乙酸钠溶液。46.根据权利要求44所述的检测平台，其中，所述加热元件加热所述反应容器并对所述反应容器的温度进行调节。全文摘要放热和/或吸热化学反应与相变材料组合可以产生处于严格的公差范围内的输出温度，而无需昂贵且复杂的外部设备来产生并保持输出温度。相似地，由于放热相变材料的液体形式与所述放热相变材料的固体形式处于平衡状态，由于过冷液体结晶而产生热量的所述放热相变材料可以在恒定的温度下产生热量，而无需昂贵且复杂的外部设备。多种生物和化学过程和/或诊断装置在指定的时间段内需要一种或多种恒定的温度。本发明描述了一种基于核酸扩增的示例性的完全非仪器化的诊断平台，该诊断平台特别适用于不能获得昂贵且复杂的外部设备的发展中国家。文档编号G05D23/00GK101772746SQ200880102175公开日2010年7月7日申请日期2008年6月6日优先权日2007年6月6日发明者B·H·魏格尔,G·J·多明戈-比列加斯,J·L·格拉克,P·D·拉巴尔申请人:帕斯适宜卫生科技组织