[发明专利]通过控制温度的分子操作和检测

权利要求书

1.一种用于快速改变薄流体样品层的温度的装置，包括：第一板、第二板以及间隔件，其中：

i.所述第一板和所述第二板可相对于彼此移动成不同的构造，包括开放构造和闭合构造；

ii.所述板中的每一个在其各自的表面上包括用于接触流体样品的样品接触区域，其中，所述流体样品的至少一部分的温度需要快速改变；

iii.所述板具有用于快速改变所述样品的温度的构造；

iv.所述间隔件具有等于或小于200微米的基本均匀的预定高度；

v.所述间隔件中的至少一个位于所述样品接触区域的内侧；

其中，在所述开放构造中，所述两个板是部分或完全分开的，所述板之间的间距不由所述间隔件调节，并且所述样品沉积在所述板中的一个或两个上；并且

其中，所述闭合构造在所述样品在所述开放构造中沉积之后配置，在所述闭合构造中，所述两个板基本是平行的，所述样品的至少一部分被所述两个板压成基本厚度均匀的层并且相对于所述板基本是停滞的，其中，所述层的均匀厚度由所述两个板的样品接触区域限定并且由所述板和所述间隔件调节，并且其中，所述板配置为以至少10℃/秒的速率改变所述样品的温度。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：辐射吸收层，位于厚度均匀的所述样品的至少一部分的附近，而所述样品的至少一部分和所述辐射吸收层的面积基本上大于所述均匀厚度。

3.一种用于快速改变薄流体样品层的温度的系统，包括：

i.如前述权利要求中任一项所述的装置，

ii.辐射源，其中，所述辐射源配置为由所述辐射吸收层显著吸收的辐射电磁波；以及

iii.控制器，所述控制器配置为控制所述辐射源并且快速改变所述样品的温度。

4.一种快速改变薄流体样品层的温度的方法，包括：

i.提供如前述权利要求中任一项所述的装置或系统；

ii.将流体样品沉积在所述板中的一个或两个上；

iii.将所述板按压成闭合构造；以及

iv.通过改变来自所述辐射源的电磁波的有无、强度、波长、频率和/或角度来改变和维持所述样品层的温度。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述改变所述样品的温度是以循环方式升降改变所述温度的热循环。

6.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述改变所述样品的温度是热循环，其中，所述热循环是用于使用聚合酶链式反应(PCR)的核酸扩增。

7.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述改变所述样品的温度用于核酸等温扩增。

8.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，所述样品的至少一部分和所述辐射吸收层的面积基本大于所述均匀厚度。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述辐射吸收层包括磁盘耦合柱点天线(D2PA)阵列、硅夹层、石墨烯、超晶格或其他等离子体材料，或它们的组合。

10.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述辐射吸收层包括碳纳米结构或黑色纳米结构或它们的组合。

11.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述辐射吸收层配置为吸收辐射能量。

12.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述辐射吸收层配置为在吸收辐射能量之后以热的形式辐射能量。

13.如前述权利要求中任一项所述的装置、系统或方法，其中，所述辐射吸收层位于所述样品层下方并且与所述样品层直接接触。