專利名稱：：進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的微波裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種加熱化學(xué)反應(yīng)混合物的裝置。具體地說，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)基于半導(dǎo)體的微波發(fā)生器使該裝置適合于并行處理化學(xué)反應(yīng)混合物的裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，例如同時(shí)或順序地加熱許多試樣的方法、監(jiān)測(cè)微波加熱化學(xué)反應(yīng)的方法以及在其中可以確定關(guān)于頻率和所施加的功率的最佳條件的方法。如今對(duì)于有機(jī)化學(xué)家來說一個(gè)主要的障礙是在有機(jī)合成中找到有效的線路所需的時(shí)間。例如，在幾十年前在醫(yī)藥行業(yè)中平均生產(chǎn)率是大約每年每位化學(xué)家完成25-50種物質(zhì)，由此有相同數(shù)量的化學(xué)物質(zhì)可以作為新藥的候選對(duì)象。如今該數(shù)字為每年100種并有望迅速達(dá)到每年約1000種。因此，醫(yī)藥行業(yè)和有機(jī)化學(xué)家所面臨的挑戰(zhàn)包括找到降低藥物的開發(fā)時(shí)間的方法、產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)多樣性的方法、新的合成線路的研究以及可能的再引進(jìn)老的“不可能”的合成線路。此外，實(shí)現(xiàn)全新的化學(xué)物質(zhì)的實(shí)體一直是人們的挑戰(zhàn)。正如從下文中所知，有助于化學(xué)反應(yīng)的微波提供了一種至少能夠避免上文所述的一些問題的方法，即·使反映時(shí)間加速幾個(gè)數(shù)量級(jí)，·提高化學(xué)反映的產(chǎn)量，·由于快速加熱并由此避免了副反應(yīng)帶來的雜質(zhì)從而使化合產(chǎn)品的純度更高，以及·進(jìn)行采用常規(guī)的技術(shù)不大可能實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)。促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的微波已經(jīng)使用了幾年。然而，這些裝置和方法在很大的程度上依賴于常規(guī)的家用微波爐。家用微波爐具有多模空腔諧振器并以在915兆赫茲或2450兆赫茲(取決于所在的國(guó)家)的固定頻率施加能量。也有使用單模空腔諧振器的報(bào)道，例如參見US5,393,492和US4,681,740。市場(chǎng)上的微波發(fā)生器全部是磁控管型。在有些情況下使用行波管(TWT)來放大微波信號(hào)。這種常規(guī)的裝置有幾個(gè)缺點(diǎn)。下文中列出了這些缺點(diǎn)中的一些缺點(diǎn)之一是在常規(guī)的微波爐中的能量分布是非均勻的。這就導(dǎo)致根據(jù)在微波爐中試樣的不同位置試樣的溫度不同。此外，由于非均勻的能量分布所以很難實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的結(jié)果。如果使用陣列試樣盒比如微滴板(microtiterplate)(例如具有96井孔)則這種效果特別顯著。在微波爐中旋轉(zhuǎn)試樣并不能顯著地改善重復(fù)性。在常規(guī)的系統(tǒng)中輸送給在試樣陣列中的每個(gè)試樣中的能量?jī)H通過如下的方式計(jì)算通過所測(cè)量的輸入能量除以試樣的總數(shù)作為每試樣的平均能量。由于在微波腔中的非均勻的能量分布因此這種計(jì)算僅能夠粗略地估計(jì)施加到每個(gè)試樣中的能量?？刂圃摲磻?yīng)的一種方法是監(jiān)測(cè)在所有的單個(gè)的井孔中的壓力和溫度。這就可以在特定運(yùn)行中得到在指定的井孔中的狀態(tài)信息。改變?cè)撐恢媚軌虻玫讲煌慕Y(jié)果但導(dǎo)致了較差的重復(fù)性。試圖獲得均勻的能量分布的變型的方法是在微波腔中放置較大的載荷以吸收更均勻的能量。單?？涨恢C振器能夠在較小的載荷中提供較高的效率和受控制的加熱模式。然而由于使用基本恒定的頻率微波發(fā)生器，而載荷的電介質(zhì)的特性常常隨著溫度變化非常大，所以導(dǎo)致功率吸收的變化極大。因此該過程變得很難預(yù)測(cè)。常規(guī)系統(tǒng)的進(jìn)一步缺點(diǎn)是涉及磁控管通常只提供固定的頻率或該頻率僅在磁控管的中心頻率附近有較小的調(diào)整。此外，磁控管具有不可預(yù)期的特性和對(duì)溫度非常敏感，特別是在隨著接近“壽命”的終點(diǎn)效率降低時(shí)。TWT可用作可變頻率放大器。然而，TWT相當(dāng)昂貴并且通常使用起來很復(fù)雜。此外，在啟動(dòng)之前TWT要求預(yù)熱時(shí)間，這意味著TWT不能快速地啟動(dòng)和關(guān)閉。此外，TWT的老化造成了較高的維護(hù)成本。磁控管和TWT都要求較高的電源，這就帶來了復(fù)雜和危險(xiǎn)的缺點(diǎn)。在US5,521,360中描述了在微波爐中產(chǎn)生微波的可變頻率加熱裝置。該裝置包括電壓控制微波發(fā)生器、電壓控制前置放大器和功率放大器。該功率放大器可以是TWT。TWT可運(yùn)行地連接到爐腔。應(yīng)用功率表通過測(cè)量從爐子反射的功率來確定輸送到爐子的功率。一旦將試樣放置在爐腔中，耦合到試樣的功率就使試樣的溫度變化。在US5,521,360中所描述的系統(tǒng)具有例如與TWT相關(guān)的上述缺點(diǎn)。在US5,521,360中所描述的裝置的進(jìn)一步的缺點(diǎn)是它僅使用一個(gè)爐腔，即不可能以不同的加熱參數(shù)同時(shí)加熱許多試樣。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種包括基于半導(dǎo)體的第一電磁發(fā)生器和保持試樣的第一施放器，這些裝置能夠可控制地對(duì)試樣進(jìn)行加熱。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠以不同的設(shè)置的處理參數(shù)(比如頻率、功率、溫度、壓力等)并行處理許多試樣的裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步的發(fā)明目的是提供一種能夠以分別監(jiān)視的處理參數(shù)(比如頻率、功率、溫度、壓力等)并行監(jiān)測(cè)試樣的裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種能夠以分別調(diào)整的處理參數(shù)(比如頻率、功率、溫度、壓力等)同時(shí)控制許多試樣的裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種裝置，在該裝置中通過應(yīng)用不同的施放器能夠均勻地加熱試樣。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種裝置，在該裝置中可以改變所施加的能量的頻率。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種裝置，在該裝置中能夠?qū)υ嚇拥碾姶盼漳芰吞匦缘臒岷突瘜W(xué)效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)和分離。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種裝置，在該裝置中能夠通過監(jiān)測(cè)引入到反應(yīng)室中的第二種材料的諧振頻率的變化來測(cè)量在反應(yīng)容器中的溫度。這種材料可以是晶體、半導(dǎo)體或其溫度依賴于諧振頻率的任何其它的固態(tài)材料。在第一方面中通過將電磁輻射提供到第一施放器中的裝置來實(shí)現(xiàn)上述的目的，所說的裝置包括a)產(chǎn)生電磁輻射的第一發(fā)生裝置，b)放大所產(chǎn)生的電磁輻射的第一放大裝置，c)將所放大的電磁輻射導(dǎo)向到第一施放器中的導(dǎo)向裝置，以及d)控制第一發(fā)生裝置和第一放大裝置的裝置，其中所產(chǎn)生的電磁輻射包括許多頻率，以及其中第一發(fā)生裝置和第一放大裝置基本由半導(dǎo)體部件組成。“基本由半導(dǎo)體部件組成”意味著產(chǎn)生電磁輻射的部件比如所要求的功率晶體管都是基于半導(dǎo)體的功率晶體管。在本文中，導(dǎo)向裝置應(yīng)該解釋成能夠?qū)螂姶泡椛涞娜魏窝b置比如金屬通道或電纜，比如同軸電纜或波導(dǎo)管。導(dǎo)向裝置還可以包括有源部件和/或無源部件比如耦合器、分頻器、分解器、組合器、隔離器、功率表、模擬負(fù)載、頻譜分析器等。為了對(duì)許多試樣進(jìn)行并行處理，該裝置可以包括第二施放器和適合的導(dǎo)向裝置以將至少一部分放大的電磁輻射導(dǎo)向到第二施放器。通常比較有利于的是以不同的頻率將電磁輻射提供給第一和第二施放器。因此，該裝置可以包括產(chǎn)生許多頻率的電磁輻射的第二發(fā)生裝置和放大通過該第二發(fā)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的第二放大裝置。為了提供具有許多頻率的電磁輻射，第二發(fā)生裝置和第二放大裝置優(yōu)選由半導(dǎo)體部件組成，比如基于半導(dǎo)體的功率晶體管。這種功率晶體管的實(shí)例有碳化硅功率晶體管。很顯然在第一發(fā)生裝置和第一放大裝置中可以使用相同類型的晶體管。為了增加該裝置的靈活性，導(dǎo)向裝置可以包括將通過第二放大裝置所產(chǎn)生的電磁輻射導(dǎo)向到第二施放器的裝置。此外，導(dǎo)向裝置可以進(jìn)一步包括將通過第二放大裝置所放大的至少一部分電磁輻射導(dǎo)向到第一施放器的裝置。此外，為了進(jìn)一步增加該裝置的靈活性，該導(dǎo)向裝置可以包括在第一和第二施放器之間切換通過第一放大裝置所放大的電磁輻射的裝置。此外，該導(dǎo)向裝置可以包括在第一和第二施放器之間切換通過第二放大裝置所放大的電磁輻射的裝置。第一和第二施放器可以是各種類型。可取的是第一和第二施放器是從準(zhǔn)靜態(tài)的、近場(chǎng)、表面場(chǎng)、單模腔體和多模腔體施放器中選擇。通過第一和第二發(fā)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的頻率可以分別依據(jù)第一和第二控制信號(hào)改變。這些第一和第二控制信號(hào)可以通過控制裝置提供。類似地，第一和第二放大裝置的放大系數(shù)可以分別根據(jù)第一和第二控制信號(hào)改變。這些信號(hào)也可以通過控制裝置提供。該控制裝置可以包括通用計(jì)算機(jī)。這種通用計(jì)算機(jī)可以形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分。通過第一和第二發(fā)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的頻率在300兆赫茲-300千兆赫茲范圍內(nèi)比如在0.5-3千兆赫茲或在50-100千兆赫茲內(nèi)。在第二方面，本發(fā)明還涉及一種同時(shí)或順序地執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在第一施放器中提供第一試樣，b)在第二施放器中提供第二試樣，以及c)同時(shí)或順序地將電磁輻射提供到第一和第二施放器中預(yù)定的時(shí)間，所說的電磁輻射具有在300兆赫茲-300千兆赫茲范圍內(nèi)的頻率?？梢蕴貏e地和獨(dú)立地將電磁輻射提供給每個(gè)試樣。此外，所施加的電磁輻射可以包括一個(gè)或多個(gè)脈沖。該試樣可以集中在包括至少兩個(gè)試樣盒的試樣盒組中。試樣本身可以是PCR混合物。在試樣曝光的過程中可以以至少兩步的循環(huán)的方式施加電磁輻射，其中至少在每個(gè)循環(huán)周期中的一部分中冷卻試樣。優(yōu)選地，應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置提供電磁輻射。在第三方面中，本發(fā)明涉及執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)以第一功率級(jí)給該試樣施加電磁輻射第一預(yù)定的時(shí)間并以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變?cè)撾姶泡椛涞念l率，以及通過確定反饋的信號(hào)的電平確定在由兩個(gè)預(yù)定值的范圍所覆蓋的至少某些(兩個(gè))頻率上試樣的電磁輻射反射系數(shù)，由此獲得第一組反射系數(shù)。c)改變?cè)嚇拥奈锢砗?或化學(xué)特性，d)以第二功率級(jí)給該施放器施加電磁輻射并以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變?cè)撾姶泡椛涞念l率，該預(yù)定值所確定的范圍被包括在由在步驟b)中的預(yù)定值所確定的范圍內(nèi)，以及通過確定反饋的信號(hào)的電平確定在由兩個(gè)預(yù)定值的范圍所覆蓋的至少某些(兩個(gè))頻率上試樣的電磁輻射反射系數(shù)，由此獲得第二組反射系數(shù)，以及e)重復(fù)步驟c)和d)直到作為在與第一和第二組反射系數(shù)相關(guān)的頻率之間的數(shù)學(xué)差(相減)計(jì)算的反射系數(shù)的差值在預(yù)定的范圍內(nèi)。步驟c)可以包括施加電磁輻射以加熱試樣。作為變型，還可以冷卻該試樣和/或給該試樣添加試劑。此外，如果在執(zhí)行步驟c)和d)之后反射系數(shù)之差在預(yù)定范圍內(nèi)，則步驟e)就不再執(zhí)行。此外，如果該差值接近于該預(yù)定的范圍，執(zhí)行步驟e)可能不經(jīng)濟(jì)，也可以省去它。在第四方面，本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變所施加的電磁輻射的頻率，d)在至少部分地改變電磁輻射的頻率的過程中通過確定反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)從反饋信號(hào)的電平中確定反射系數(shù)落在預(yù)定的范圍內(nèi)的電磁輻射的頻率。在第五方面，本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)在起始頻率附近遞增地改變電磁輻射的頻率，d)通過確定在起始頻率、低于起始頻率遞增的頻率和高于起始頻率遞增的頻率上的反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)重復(fù)步驟b)至d)直到反射系數(shù)最小。在第六方面，本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)在起始頻率附近遞增地改變電磁輻射的頻率，d)通過確定在起始頻率、低于起始頻率遞增的頻率和高于起始頻率遞增的頻率上的反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)將所確定的反射系數(shù)與預(yù)定的反射系數(shù)進(jìn)行比較，f)將起始頻率調(diào)整到某一頻率以使所確定的反射系數(shù)在預(yù)定的反射系數(shù)附近的預(yù)定范圍內(nèi)，以及g)以所需的頻度重復(fù)步驟c)至f)。起始頻率可以在300兆赫茲-300千兆赫茲的范圍中。在其中電磁輻射的頻率可以改變的預(yù)定值可以是在300兆赫茲-300千兆赫茲的范圍中，比如在0.5-3千兆赫茲范圍內(nèi)或在50-100千兆赫茲的范圍內(nèi)?？扇〉氖?，應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置執(zhí)行依據(jù)第三、第四、第五和第六方面的反應(yīng)。在第七方面，本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)以具有預(yù)定的形狀的第一脈沖的形式給該試樣施加電磁輻射，并通過進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算從施放器中獲得反射脈沖的特征，由此獲得第一反射頻譜，c)改變?cè)嚇拥奈锢砗?化學(xué)特性，d)以具有預(yù)定的形狀的第二脈沖的形式給該試樣施加電磁輻射，并通過進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算從施放器中獲得反射脈沖的特征，由此獲得第二反射頻譜，e)重復(fù)步驟c)和d)直到按在第一和第二頻譜之間的數(shù)學(xué)差(相減)計(jì)算的在第一和第二反射頻譜之間的差值在預(yù)定的范圍內(nèi)。如果在執(zhí)行步驟c)和d)之后反射系數(shù)之差在預(yù)定的范圍內(nèi)，則不再需要執(zhí)行步驟e)。此外，如果該差接近于預(yù)定的范圍，如果執(zhí)行步驟e)可能不經(jīng)濟(jì)則也可以省去它?？扇〉氖牵@得第一和第二反射頻譜的數(shù)學(xué)運(yùn)算包括傅立葉變換，但也可以使用其它的變型的運(yùn)算。應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置可以執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明的第七方面的方法。在第八方面中，本發(fā)明涉及應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置來加熱包括至少一種有機(jī)化合物的至少一種試樣。每個(gè)試樣可以進(jìn)一步包括一種或多種試劑和可選的催化劑?？扇〉氖?，依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置可以設(shè)計(jì)為能夠同時(shí)或順序地或間歇地加熱兩個(gè)或更多的反應(yīng)混合物，比如PCR混合物。通過在所述的化學(xué)反應(yīng)中確定的預(yù)設(shè)值(比如存儲(chǔ)在與控制裝置相關(guān)的存儲(chǔ)裝置中的預(yù)設(shè)值)可以確定所施加的電磁輻射的周期、所輻射的功率等級(jí)以及電磁輻射的頻率。頻率和反射系數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以便進(jìn)一步處理。進(jìn)一步的處理可以在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。在第九方面中，本發(fā)明涉及使化學(xué)物種與試劑(可選擇在催化劑的作用下)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一套設(shè)備，其中在依據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置中執(zhí)行該化學(xué)反應(yīng)，所說的設(shè)備包括a)包括至少一種試劑和可選的催化劑的試樣盒，b)電子存儲(chǔ)裝置，該電子存儲(chǔ)裝置包括涉及在可選的催化劑的作用下在化學(xué)物種和試劑之間的化學(xué)反應(yīng)的數(shù)據(jù)，所說的電子存儲(chǔ)裝置和設(shè)備適合于從該存儲(chǔ)裝置中檢索數(shù)據(jù)并處理所說的數(shù)據(jù)以控制將電磁輻射施加到所說的試樣盒中。本方面進(jìn)一步包括關(guān)于給試樣盒中增加化學(xué)物種的指令。附圖1所示為在依據(jù)本發(fā)明的裝置中的三種主要的模塊的可能的組合。附圖2所示為包括依據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。附圖3所示為安裝在微滴板中的施放器。附圖4所示為具有對(duì)稱地安裝在四個(gè)井孔的中心的微波導(dǎo)體中的微滴板。附圖5所示為具有輸入和輸出部件12和13的發(fā)射型施放器的微滴板。附圖6所示為對(duì)于每個(gè)試樣井具有不同的天線的微滴板。如上文所示，本發(fā)明提供一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)優(yōu)選并行地執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的裝置和方法。依據(jù)本發(fā)明的特別有益的特征是在信號(hào)發(fā)生器中和放大裝置中使用半導(dǎo)體部件。從下文可清楚地看出，半導(dǎo)體信號(hào)發(fā)生器在化學(xué)合成中具有迄今為止所不能實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，而這些優(yōu)點(diǎn)能夠在依據(jù)本發(fā)明的方法中實(shí)現(xiàn)。在執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的裝置和方法中應(yīng)用微波或其它的電磁輻射的主要目的是加熱和/或使暴露在微波輻射中的試樣發(fā)生催化反應(yīng)?？扇〉氖牵瑢⒃嚇臃旁谠撗b置的施放器中的試樣盒中。此外，依據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，根據(jù)輸送到施放器中和/或在施放器中所吸收的實(shí)際信號(hào)能量級(jí)控制信號(hào)發(fā)生器。這種反饋使得它能夠在很高程度上靈活地控制試樣的溫度。術(shù)語(yǔ)微波是指頻率范圍在300兆赫茲-300千兆赫茲中的電磁輻射。依據(jù)本發(fā)明的裝置和方法在頻率范圍500兆赫茲-300千兆赫茲范圍內(nèi)實(shí)施，可取的是在500兆赫茲-30千兆赫茲內(nèi)比如500兆赫茲-10千兆赫茲比如2-30千兆赫茲比如300兆赫茲-4千兆赫茲比如2-20千兆赫茲比如0.5-3千兆赫茲或在50-100千兆赫茲的范圍內(nèi)實(shí)施。附圖1所示為依據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實(shí)施例。通過信號(hào)放大器29分別放大的n個(gè)信號(hào)發(fā)生器28通過在中心的方框表示的發(fā)送網(wǎng)絡(luò)23連接到m個(gè)分離的施放器?？梢钥闯鏊械牟考歼B接到電源44和控制器45。附圖1所示為并行處理試樣，并且優(yōu)選根據(jù)在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)、施放器或試樣中的微波能量的耦合來控制發(fā)生器和施放器。應(yīng)該指出的是每個(gè)施放器24都包含一個(gè)或多個(gè)試樣。如果輸送到每個(gè)施放器24中的平均能量小于放大器29的最大輸出功率，施放器24的數(shù)量可以超過信號(hào)發(fā)生器28和放大器29的數(shù)量，因此n＜m。如果輸送到每個(gè)施放器24中的平均能量大于放大器29的最大輸出功率，則用于每個(gè)施放器的功率可以來自幾個(gè)放大器。因此從一些放大器中輸出的功率可以發(fā)送到幾個(gè)不同的施放器中。在這種情況下施放器24的數(shù)量可以小于信號(hào)發(fā)生器28和放大器29的數(shù)量，因此n＞m。通過發(fā)送網(wǎng)絡(luò)23可以實(shí)現(xiàn)在放大器和施放器之間的這種輻射導(dǎo)向和耦合。每個(gè)放大器和施放器還可以成對(duì)地耦合，即n＝m。在下文中，包括在該裝置中的每個(gè)部件都將更詳細(xì)地進(jìn)行描述，包括一些優(yōu)選的特征。發(fā)生器28和放大器29基本由半導(dǎo)體部件組成。為了能夠產(chǎn)生在300兆赫茲和300千兆赫茲之間的信號(hào)，需要基于半導(dǎo)體的幾個(gè)單個(gè)發(fā)生器。所產(chǎn)生的信號(hào)的功率可以在0和1瓦之間連續(xù)地變化。該信號(hào)發(fā)生器能夠驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大器和/或功率放大器。此外通過控制器45可以對(duì)該信號(hào)放大器進(jìn)行控制/編程。控制功能是指可以控制幅值、頻率、頻率帶寬、信號(hào)形式、脈沖形式或信號(hào)/脈沖的持續(xù)時(shí)間以及能夠同時(shí)控制兩個(gè)或更多的功能的任何組合?；诎雽?dǎo)體的微波發(fā)生器和放大器相對(duì)于常規(guī)的TWT、微波回旋管和磁控管具有許多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)如下·容易控制頻率和輸出功率·較小的物理尺寸·不需要較高的電壓，改善了安全性和可靠性·沒有預(yù)熱時(shí)間，因此能夠立即使用·沒有磨損部件，這極大地降低了保養(yǎng)成本，延長(zhǎng)了裝置的使用時(shí)間·與TWT相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MTBF和低于MTTR·與TWT相比具有較好的增益曲線的平滑性·與TWT相比具有更低的噪聲放大裝置29可能包括信號(hào)放大器29和功率放大器30，如附圖2所示。信號(hào)放大器29是一種基于半導(dǎo)體的器件，它適合于將來自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)放大。放大裝置的增益可以通過改變控制信號(hào)的電平來調(diào)整。因此操作員可以選擇輸出的幅值。提供功率放大器30以進(jìn)一步放大來自信號(hào)放大器的信號(hào)。功率放大器也是基于半導(dǎo)體的增益可調(diào)整的器件。通過改變控制信號(hào)的電平可以改變?cè)撛鲆?。施加到施放器的加熱功率?yōu)選在取決于所述的試樣尺寸和化學(xué)反應(yīng)的1-2000瓦的范圍內(nèi)。通常的范圍為1-300瓦比如5-50瓦、10-1000瓦比如30-100瓦和50-2000瓦比如100-1000瓦。用于監(jiān)測(cè)或“掃描”的電磁輻射的所需的功率(見下文)通常僅需加熱所需的功率的一部分。通常的范圍為0.05-100瓦比如0.1-10瓦。根據(jù)試樣、工藝和所述的化學(xué)反應(yīng)的不同也可以改變應(yīng)用的時(shí)間。通常的反應(yīng)時(shí)間為0.1秒至2小時(shí)比如0.2-500秒或0.5-100秒。應(yīng)用發(fā)送網(wǎng)絡(luò)將來自放大裝置的被放大的信號(hào)輸送到一個(gè)或多個(gè)施放器中。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)可以包括許多特征。附圖2所示為包括所選擇的這些特征的裝置的實(shí)施例。附圖2僅是說明不同的特征如何實(shí)施的實(shí)例，在附圖2中的順序并不是限制性的。下面的特征可以包括在發(fā)送網(wǎng)絡(luò)中-循環(huán)器31-雙向耦合器32-功率表34-38-模擬載荷33-分頻器51-組合器50-頻譜分析器下文參考附圖2描述這些特征中的一些特征。循環(huán)器31防止微波施放器24反射功率和防止發(fā)送網(wǎng)絡(luò)23輸入功率放大器30。而是將反射功率集中到可連接到第一功率表34的虛負(fù)載33。一些基于半導(dǎo)體的發(fā)生器和放大器例如碳化硅發(fā)生器/放大器并不受背向散射的微波的影響，并且當(dāng)應(yīng)用這種發(fā)生器/放大器時(shí)并不需要循環(huán)器31。循環(huán)器31適合于可操作地連接到在放大裝置和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)之間，并且具有至少一個(gè)輸入端子、輸出端子和至少一個(gè)組合的輸入/輸出端子。輸入端子可操作地連接到放大裝置的輸出端子和組合的輸入/輸出端子可操作地連接到發(fā)送網(wǎng)絡(luò)。此外，載荷33和第一功率表34都可以并入到與循環(huán)器連接的裝置中。該發(fā)送網(wǎng)絡(luò)可以包括耦合器比如雙向耦合器32，所說的耦合器包括一輸入端子、至少兩個(gè)輸出端子和一組合的輸入/輸出端子。輸入端子可操作地連接到循環(huán)器或放大器的輸出端子和輸出端子可操作地連接到發(fā)送網(wǎng)絡(luò)的其它的部件上。雙向耦合器將輸入和/或反射的功率的一部分集中到兩個(gè)功率表35和36。第三功率表36測(cè)量朝施放器方向所輸送的部分功率，而第二功率表35測(cè)量在相反的方向即背離施放器的方向輸送的部分功率。功率確定裝置可以給控制器45提供功率。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)還可以包括組合器50和分頻器51以有利于并行處理。這些器件可以包括開關(guān)以使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以改變。通常，提供發(fā)送網(wǎng)絡(luò)以發(fā)送分別應(yīng)用半導(dǎo)體信號(hào)發(fā)生器和半導(dǎo)體放大器所產(chǎn)生和放大的電磁輻射。所產(chǎn)生和所放大的信號(hào)可以發(fā)送到單個(gè)或許多施放器中。這種網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例是具有分頻器的同軸電纜以將功率/信號(hào)線分成反饋所有的不同施放器所需的功率/信號(hào)線。實(shí)現(xiàn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)的變型方法是應(yīng)用波導(dǎo)、帶狀線等。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)可以與施放器成一整體，如附圖3、4、5和6所示。施放器比如24可以是各種類型。依據(jù)本發(fā)明一些特征優(yōu)選包括在施放器中。下文參考附圖2描述這些優(yōu)選特征中的一些特征。后面給出許多實(shí)施施放器的更詳細(xì)描述。施放器的最低要求是a)一個(gè)輸入端子12b)一個(gè)試樣盒1，和c)將微波能量限制在輸入端子12中的裝置。為了根據(jù)在試樣中所吸收的(或通過施放器反射的)能量來控制信號(hào)發(fā)生器和放大器，必需采取一些措施測(cè)量在施放器中所吸收-和所反射的總的能量。為了確定在試樣中的所吸收的功率(能量)的多少，施放器包括確定電磁場(chǎng)強(qiáng)度的裝置。施放器包括可操作地連接到吸收從施放器所反射的能量的載荷33的輸出端子。此外，第四功率測(cè)量裝置37可操作地連接到載荷33和控制裝置45。還有，環(huán)形天線13起微波接收裝置的功能。環(huán)形天線連接到第五功率測(cè)量裝置38和控制裝置45。上述的載荷33和環(huán)形天線13都用于監(jiān)測(cè)和接收通過試樣1將能量傳輸?shù)焦β蕼y(cè)量裝置37或38所發(fā)射的微波。在試樣上所輻射的功率和通過試樣所發(fā)射/反射的功率之間的差值(根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)用相應(yīng)的功率表測(cè)量)表示在系統(tǒng)中的能量損失和在試樣中所吸收的能量的總和。在將試樣放入施放器之前通過測(cè)量未加載負(fù)荷的施放器的系統(tǒng)損失來校準(zhǔn)施放器。在試樣中吸收的能量的特征在于在給定的溫度和頻率下試樣的電介質(zhì)特性。通過掃描在給定范圍例如1-4千兆赫茲內(nèi)的頻率并監(jiān)測(cè)來自載荷33或接收天線13的信號(hào)以及來自35的反射信號(hào)，因此可以跟蹤化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)展。施放器還可以包括可操作地連接到控制器的傳感器以監(jiān)測(cè)和控制施加到試樣的微波能量。還可以包括在加熱的過程中(以及任何中間的非加熱階段)測(cè)量表示反應(yīng)或過程程度特征的任何參數(shù)的傳感器，這些參數(shù)比如壓力、溫度、pH和導(dǎo)電率。在WO94/24532中描述了一種可行的用于微波腔的溫度傳感器。這種傳感器的輸出還可以用于測(cè)量在試樣中所吸收的功率的多少。頻譜分析儀可以連接到功率測(cè)量裝置，而功率測(cè)量裝置的頻率可以是頻率可選擇的。如果集中到施放器的電磁信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)，例如脈沖發(fā)送的，則對(duì)在試樣上的脈沖輻射的時(shí)間和頻率頻譜和所反射/發(fā)射的信號(hào)的分析可能產(chǎn)生對(duì)試樣的有用的信息。這種分析可能包括對(duì)所測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換。這種特征并不特定連接到施放器，而是在系統(tǒng)中的不同位置上的功率表連同可能包括在控制器中的分析裝置的測(cè)量值的組合?？扇〉氖?，施放器是可調(diào)的，以便根據(jù)所使用的頻率它可以調(diào)諧到支撐模式。應(yīng)該指出的是施放器可以具有準(zhǔn)靜態(tài)的、近場(chǎng)、表面場(chǎng)、單模腔或多模腔以及開口腔。例如通過調(diào)整施放器的某些幾何參數(shù)比如諧振器桿，可以將它的諧振頻率調(diào)諧到對(duì)應(yīng)于連接到輸入端子12的信號(hào)頻率。試樣1可以直接放在施放器中，但是通常將該試樣放在打開或密閉的試樣盒2中。這種試樣盒可以與施放器或由適合于在微波加熱中使用的任何材料制成的分離的反應(yīng)容器連成一體。正如本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所熟知，形成試樣盒的材料優(yōu)選不吸收微波能量。可以使用各種類型的聚合物和玻璃。具體地說，當(dāng)同時(shí)加熱許多試樣時(shí)優(yōu)選使用各種類型的盤子、微滴板等。許多試樣盒可以組成試樣盒組，這種試樣盒組能夠?qū)λ械脑嚇油瑫r(shí)進(jìn)行很均勻的加熱。試樣盒還具有試樣入口和出口以在處理步驟或整個(gè)過程中或之間將試樣放入施放器和試樣盒或從其中取出。在施放器中自由空間可以以惰性氣體填充以免在氣體和試樣之間產(chǎn)生反應(yīng)。然而可取的是試樣盒包括蓋子?？扇〉氖鞘┓牌靼ㄖ辽僖粋€(gè)入口/出口以將惰性氣體輸入到在試樣上的空間中。一種可變型的方案是，以活性氣體比如H2填充在試樣上的空間，H2在氫化反應(yīng)中很有用?？扇〉氖鞘┓牌髂軌虮３钟苫瘜W(xué)反應(yīng)形成的或有意形成的較高的內(nèi)壓以產(chǎn)生作為反應(yīng)參數(shù)的高壓大氣。較高的內(nèi)壓通常用作增加在液相的沸點(diǎn)之上的試樣溫度。將這種壓力保持在不高于或不低于預(yù)定的水平或預(yù)設(shè)值。壓力系統(tǒng)具有安全閥功能以保護(hù)壓力部件和人身安全?？焖倮鋮s試樣是很實(shí)用的特征，它可以包括在施放器中。通常當(dāng)冷卻試樣而不使用任何冷卻裝置時(shí)，試樣的溫度達(dá)到周圍環(huán)境溫度的時(shí)間很長(zhǎng)，這就導(dǎo)致了不希望的副反應(yīng)和其它的不希望的現(xiàn)象。因此可以應(yīng)用強(qiáng)制冷卻來使試樣冷卻到預(yù)定的溫度所需的時(shí)間最小。冷卻裝置可以是任何類型的冷卻裝置，比如循環(huán)空氣、循環(huán)水或其它液體冷卻介質(zhì)、珀耳帖(peltier)元件等。冷卻裝置還可以用于控制在循環(huán)過程中的溫度。冷卻裝置的一種重要應(yīng)用是應(yīng)用在試樣的溫度循環(huán)是理想的情況。應(yīng)用預(yù)編程的溫度周期來控制以微波加熱試樣和應(yīng)用冷卻裝置來冷卻試樣。這種應(yīng)用的實(shí)例是執(zhí)行PCR反應(yīng)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction))的溫度循環(huán)?？刂破?5具有如附圖2所示的中心功能塊?？刂蒲b置是基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)以對(duì)該裝置和其所有的模塊/部件進(jìn)行控制(運(yùn)行時(shí)間控制)和編程?？刂破?5可以連接到在網(wǎng)絡(luò)中作為用戶接口的一個(gè)或幾個(gè)PC和/或用于幾個(gè)微波裝置的計(jì)算裝置。這樣就可以使用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或處理數(shù)據(jù)和/或涉及預(yù)定的過程參數(shù)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。通過控制器45提供給發(fā)生器28的控制信號(hào)可以根據(jù)來自施放器24的背反射或發(fā)射信號(hào)的第一函數(shù)進(jìn)行改變，所說的背反射或發(fā)射信號(hào)可以通過一個(gè)功率測(cè)量裝置34-38來檢測(cè)。通過控制器提供給放大裝置29和30的控制信號(hào)可以根據(jù)來自施放器的背反射或發(fā)射信號(hào)的第二函數(shù)進(jìn)行改變，所說的背反射或發(fā)射信號(hào)可以通過一個(gè)功率測(cè)量裝置34-38來檢測(cè)。提供給發(fā)生器28的控制信號(hào)確定了輸出頻率，提供給放大裝置29和30的控制信號(hào)確定了被放大的信號(hào)的幅值。被放大的信號(hào)的幅值按時(shí)間函數(shù)變化。控制系統(tǒng)具有三個(gè)不同的運(yùn)行模式1)加熱模式2)監(jiān)測(cè)模式3)編程模式在加熱模式下運(yùn)行控制器45將特定的要求輸入到控制的配置中?？刂破髂軌蛟O(shè)置并控制來自信號(hào)放大器29和功率放大器30的功率。此外控制器還能夠調(diào)制信號(hào)發(fā)生器28所產(chǎn)生的信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)，這種輸出信號(hào)是一種時(shí)間函數(shù)比如矩形或三角形波形。在相同的情況下，信號(hào)的占空比必需可調(diào)以降低所發(fā)送的信號(hào)的功率。通過將第一控制信號(hào)輸送到信號(hào)放大器29和將第二控制信號(hào)輸送到功率放大器30來實(shí)現(xiàn)上述的特征。并入在控制器中的另一個(gè)特征是能夠控制信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率。此外，關(guān)于頻率掃描的設(shè)置即起始頻率、終止頻率、頻率分辨率以及掃描時(shí)間都必需可以從控制器控制。起始頻率是在0.5-300千兆赫茲的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1-30千兆赫茲的范圍內(nèi)。在其間改變電磁輻射的頻率之間的預(yù)定值是在0.5-300千兆赫茲，優(yōu)選在1-30千兆赫茲。此外，整個(gè)過程或部分過程(如果它涉及不止一個(gè)步驟)的過程時(shí)間應(yīng)該可控制。通過功率表36實(shí)現(xiàn)測(cè)量到施放器的輸入功率，然而，功率表36的最佳位置取決于發(fā)送網(wǎng)絡(luò)的精確配置。同樣，以功率表34或35測(cè)量來自施放器的反射功率，而37或38測(cè)量從施放器耦合出的功率。通過由于空腔來校準(zhǔn)該裝置以測(cè)量在施放器中的損失可以測(cè)量在施放器中吸收的功率。可以在處理試樣的頻率范圍內(nèi)完成這種校準(zhǔn)。通過減去和空施放器的反射功率損失功率可以計(jì)算吸收的功率。通過功率表34至38所測(cè)量的功率信號(hào)發(fā)送到控制器以用于控制該信號(hào)發(fā)生器28的頻率和/或在信號(hào)放大器29和/或功率放大器30中的增益?？刂破?5還可以提供系統(tǒng)部件-比如定向耦合器32、循環(huán)器31等的控制信號(hào)?？刂破骺梢蕴峁┢渌愋偷男盘?hào)處理。通過應(yīng)用前文所述的傳感器，控制器還能夠控制和監(jiān)測(cè)試樣參數(shù)比如溫度、壓力、pH、導(dǎo)電率等。通過這種參數(shù)的電流測(cè)量，如果參數(shù)達(dá)到預(yù)定值則該控制器能夠響應(yīng)?？梢栽O(shè)置在該過程中不會(huì)被超過的最大值和在該過程中不會(huì)比其更低的最小值。確定在電磁輻射和試樣之間的耦合并改變輻射的功率和頻率是關(guān)鍵。此外，可以根據(jù)反饋信號(hào)電平的變化超過預(yù)定的閾值來改變電磁輻射的頻率。在電磁輻射和試樣1之間的耦合效率(作為反射系數(shù)測(cè)量)和涉及頻率的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以便進(jìn)一步處理。在監(jiān)測(cè)模式中，可使用掃描函數(shù)，該函數(shù)從第一掃描(給定通道基線)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行歸一化，并監(jiān)測(cè)在隨后的許多掃描周期中與歸一化基線的差值。另一個(gè)可用的特征是可以跟蹤和鎖定到給定在試樣1中所吸收的最大的功率的頻率(移動(dòng)最大值)。微波發(fā)生器28的頻率可在中心頻率周圍至少30％的范圍上調(diào)整。當(dāng)該裝置在編程模式中運(yùn)行時(shí)，操作員必需能夠使用內(nèi)置的高級(jí)方法編程語(yǔ)言產(chǎn)生、存儲(chǔ)、檢索以及編輯。一種方法是在其中每個(gè)事件都具有至少一個(gè)過程作為輸入的事件的預(yù)編程序列。過程參數(shù)例如有功率、時(shí)間壓力等。該裝置還可以包括采集和處理所有數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)和/或從內(nèi)部和/或外部數(shù)據(jù)庫(kù)檢索所說的數(shù)據(jù)的裝置。通過應(yīng)用具有與至少一個(gè)如下可變的參數(shù)相結(jié)合的所說的監(jiān)測(cè)和控制裝置的裝置頻率、波形、功率、時(shí)間、溫度、壓力、人造大氣，能夠使所說的化學(xué)反應(yīng)的這些條件最佳并保持這些最佳的條件。再次參考附圖2，所示為產(chǎn)生有助于化學(xué)和生物反應(yīng)的微波的裝置。這些裝置的一個(gè)主要特征的目的是使所說的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件最佳化。該裝置的另一組特征的目的是監(jiān)測(cè)并控制所說的化學(xué)反應(yīng)的最佳條件。再一組特征的目的在于過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和從內(nèi)部和/或外部數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)或更多的起始物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在它們的物理和化學(xué)特性方面產(chǎn)生了變化。這些特性的變化通常取決于溫度。經(jīng)常以升高了的溫度進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以增加反應(yīng)速度或輸送足夠的能量來使反應(yīng)初始化并保持反應(yīng)。所輸送的能量的形式可以是熱輻射、超聲、微波等。在微波作為能量的輸送形式的情況下，輸送到反應(yīng)物質(zhì)的能量取決于在化學(xué)反應(yīng)的過程中起始物質(zhì)和所形成的物質(zhì)的電介質(zhì)特性。電介質(zhì)特性取決于溫度并因此在化學(xué)過程中變化。在化學(xué)反應(yīng)中由于形成了新的化學(xué)物質(zhì)也會(huì)使電介質(zhì)特性發(fā)生變化。物質(zhì)的電介質(zhì)的特性隨頻率的變化也是已知的。在具有頻率調(diào)諧的裝置中，在特定的頻率下能夠最佳地將能量耦合到反應(yīng)中。根據(jù)試樣取決于溫度的介電常數(shù)ε’，這種頻率依據(jù)在反應(yīng)中的溫度變化。術(shù)語(yǔ)“化學(xué)反應(yīng)”是指涉及在兩個(gè)原子之間形成或分解(共價(jià))鍵的任何有機(jī)和無機(jī)反應(yīng)以及群和大分子的構(gòu)象體反應(yīng)。應(yīng)該理解的是該術(shù)語(yǔ)也包括在其中酶作為催化劑的反應(yīng)例如聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)以及類似的類型的反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)優(yōu)選是包含有機(jī)化合物例如低分子有機(jī)化合物和生物有機(jī)化合物(例如酶)的反應(yīng)。此外可取的是發(fā)生一種或更多種的有機(jī)化合物的化學(xué)組成的變換?；瘜W(xué)反應(yīng)通常是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，所有的公知的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上都可以使用。典型的反應(yīng)類型有聚合/寡聚化、酯化、脫羧基、酯化、氫化、去氫、添加比如1，3-雙極添加、氧化、異構(gòu)化作用、酰化、烷化、酰胺化、芳基化、狄爾斯阿德耳反應(yīng)(Diels-Alderreaction)比如maleinisation和fumarisation、環(huán)氧化、甲酰化、羧氫化、硼氫化、鹵化、羥基化、金屬氫化、還原、磺化、甲基胺化、臭氧分解等?？梢韵嘈诺氖且罁?jù)本發(fā)明的裝置和方法特別適合于包含一種或多種的催化劑的反應(yīng)和不對(duì)稱的有機(jī)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)在適合的溶劑中進(jìn)行或以無雜質(zhì)的形式進(jìn)行。當(dāng)使用溶劑時(shí)，可取的是在室溫下耗散因子(損耗角正切)大于0.04。適合的溶劑的實(shí)例有乙腈、DMF、DMSO、NMP、水、第三丁醇、EtOH、苯基氰、乙二醇、丙酮、THF。所產(chǎn)生的輻射的信號(hào)的頻率可以調(diào)諧到所使用的溶劑的吸收帶/峰值?；瘜W(xué)反應(yīng)通常包含起始物質(zhì)(基質(zhì)或“化學(xué)物種”)、試劑和可選的催化劑(例如酶比如athermostableDNA聚合酶)。起始物質(zhì)可以是處于任何狀態(tài)的任何化學(xué)基質(zhì)、固相、液相或氣相。所包括的起始物質(zhì)都是用于在化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)的固體載體的所有的物質(zhì)。起始物質(zhì)還包括在化學(xué)反應(yīng)中所形成的所有的物質(zhì)(化學(xué)物質(zhì))并可以作為在相同的過程中或在相同的裝置中所進(jìn)行的新的過程中的隨后的化學(xué)反應(yīng)的新的起始物質(zhì)。起始物質(zhì)或試劑也可以包括在人造大氣的氣態(tài)中。在該裝置中所執(zhí)行的前面的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)物還應(yīng)該作為在該裝置中隨后所執(zhí)行的化學(xué)反應(yīng)的起始物質(zhì)。施放器24包括將微波能量施加到一個(gè)或更多個(gè)試樣1中的腔體。應(yīng)該理解的是在依據(jù)本發(fā)明的裝置中各種類型的腔體和腔體的結(jié)構(gòu)代表施放器的不同的實(shí)施例。由于在原理上該裝置可以包含任何公知類型的施放器(雖然具有不同的成功的可能性)，但是本發(fā)明并不限于所述的特定的變型。在下文中，描述了說明不同的施放器設(shè)計(jì)和并行處理程度的不同的實(shí)施例。這些實(shí)施例可以作為在附圖1和2中的施放器24。附圖3所示為陣列地安裝的許多腔體。這種陣列可以是(但并不限于)微滴板4。每種腔體都通過蓋子6、底板8和外部金屬管17確定。每個(gè)腔體包括試樣盒2、用于調(diào)整腔體的諧振頻率的諧振器桿16、輸入和輸出信號(hào)環(huán)形天線18以及可選擇的氣體入口/出口15。如附圖3所示經(jīng)過環(huán)形天線18通過電感引入微波，可替換的是也可以通過反饋整個(gè)陣列的發(fā)送網(wǎng)絡(luò)電容地引入微波。將試樣放在腔體的外部管17中的諧振器桿16上。諧振器桿的長(zhǎng)度可以調(diào)整以改變腔體的諧振頻率。所有的部件都彼此電連接以形成封閉的電路?？梢詫?duì)腔體增壓并放在人造大氣中。在附圖4A和B中示出了另一種應(yīng)用，在這里四個(gè)試樣井孔9對(duì)稱地安裝在試樣盒組中。屏蔽金屬罩3作為在腔體中包圍在四個(gè)試樣盒周圍的壁。微波發(fā)射裝置5放置在四個(gè)單個(gè)的試樣盒之間所確定的空間的中心并由此同時(shí)輻射四個(gè)試樣1。因此在附圖4中所示的實(shí)施例中，并行地處理許多試樣(在本實(shí)例中為4個(gè))。如附圖4B中所示，如相對(duì)于附圖3所描述的陣列類似地設(shè)置了許多腔體。附圖5所示為發(fā)射或接收裝置(分別為12或13)安裝在底板8上并且這些裝置形成陣列的結(jié)構(gòu)。蓋子6安裝在該板的頂面上，接收或發(fā)射裝置13或12可以安裝在該蓋子上。底板或蓋子可以是(但并不限于)微滴板。底板8和蓋子與金屬管3一起確定了腔體?？梢栽诮饘俟苤胁迦胗蛇m合的材料(例如玻璃或聚合物例如聚苯乙烯)制成的管瓶以作為試樣盒2。冷卻裝置可以連接在底板上。為了耗散沒有被吸收的微波，蓋子可以包括吸收微波的材料。冷卻裝置也可以連接到蓋子以處理所耗散的能量。用于人造大氣的入口/出口15可以連接到蓋子和/或底板上。可以通過應(yīng)用人造大氣或從化學(xué)反應(yīng)中內(nèi)部產(chǎn)生的壓力來對(duì)反應(yīng)容器增加壓力。通過在12或13處應(yīng)用較高的介電常數(shù)殼體實(shí)現(xiàn)場(chǎng)密封。因此可以取去該蓋子，施放器變成開口式施放器。附圖6所示為每個(gè)試樣井具有單個(gè)的天線5的微滴板，其中將天線插入在試樣井中。試樣井呈陣列設(shè)置并且金屬管3包圍在每個(gè)井的周圍作為屏蔽。玻璃或塑料的試樣盒2通常插入在金屬管3中作為試樣盒。在如附圖3和5所示的實(shí)施例的情況下，單個(gè)處理每個(gè)試樣。應(yīng)用微波和微波腔的結(jié)構(gòu)工作的基本規(guī)則和指令例如描述在Gabriel等人的文章中(Chem.Soc.Rev.1988Vol.27，pp213-223和MicrowaveEngineering，Harvey(ed.)，AcademicPress，London1963(尤其是第4-6章))。依據(jù)本發(fā)明的裝置適合于加熱包括至少一種有機(jī)化合物的至少一種反應(yīng)混合物(試樣)。反應(yīng)混合物或每種反應(yīng)混合物(試樣)可以進(jìn)一步包括一種或更多的試劑和可選的一種催化劑(例如酶)。在尤其有利的實(shí)施例中，該裝置適合于同時(shí)或順序地或間歇地加熱至少兩種或更多的混合物。在本發(fā)明的一種重要的實(shí)施例中，并行地執(zhí)行許多化學(xué)反應(yīng)。由于依據(jù)本發(fā)明的裝置的成本效率結(jié)構(gòu)這是現(xiàn)實(shí)的。附圖1所示為在后面對(duì)許多試樣進(jìn)行并行處理的原理。如前文所述依據(jù)本發(fā)明的第三方面本發(fā)明還提供一種同時(shí)或順序地執(zhí)行許多化學(xué)反應(yīng)的方法。本方法和下文所述的方法都適合于應(yīng)用在此所定義的裝置執(zhí)行。例如在最佳的過程中和在化合物的庫(kù)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)重要的事實(shí)是可以使電磁輻射適應(yīng)于每個(gè)試樣(例如在頻率、加熱時(shí)間、功率、信號(hào)脈沖、信號(hào)周期等方面)。在后一種情況中，在各種試劑和各種基質(zhì)(和酶)中的任何反應(yīng)性的差別都可以通過該裝置進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，該裝置用于制備化合物的組合庫(kù)(至少4種化合物)。此外，依據(jù)本發(fā)明的裝置和方法都可以用于在并行處理中制備大量的化合物，其中這些化合物并不是組合庫(kù)的一部分，即，其中的化合物并不具有共同的結(jié)構(gòu)特征。由于該裝置能夠?qū)㈦姶泡椛涞膽?yīng)用耦合到每個(gè)獨(dú)立的試樣中，因此這就能夠進(jìn)行并行處理。進(jìn)一步有益的變型方案是通過應(yīng)用具有試樣入口和試樣出口的試樣盒來連續(xù)地制備化合物。在后一種情況中，可以將試樣放置在環(huán)行或螺旋形管的試樣盒中，隨后通過試樣入口引入漂洗液，由此使試樣通過試樣出口從試樣盒中出來，隨后引入新的試樣。在微波加熱的情況下由于相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間，大量的試樣可以并行地(幾個(gè)試樣盒)或順序地(一個(gè)試樣盒)進(jìn)行處理。處理參數(shù)即關(guān)于電磁輻射的頻率和功率都通過控制器(45)進(jìn)行控制。從上文中應(yīng)該理解的是電磁輻射優(yōu)選通過基于半導(dǎo)體的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，尤其是通過在本發(fā)明的第一方面中所描述的裝置產(chǎn)生的。在某些應(yīng)用中，例如在要求加熱/冷卻循環(huán)的場(chǎng)合，優(yōu)選間歇地施加電磁輻射?？商鎿Q的是任何冷卻裝置都可以間歇地啟動(dòng)。如上文所述，特別使電磁輻射適合于每種試樣即每種試樣/試樣盒，并且獨(dú)立地選擇處理參數(shù)。這就意味著可以在不同的條件下處理每個(gè)試樣，或者在基本相同的條件下處理試樣組但對(duì)于每個(gè)試樣組的條件不同，或者所有的試樣都在基本相同的條件下處理。在一組試樣都在基本相同的條件下進(jìn)行處理的情況下，有利的是仍然能夠應(yīng)用基本如在附圖4中所示的施放器，其中試樣盒集中在由兩個(gè)或更多的試樣盒組成的組中(在附圖4中四個(gè)試樣盒為一組)。這種試樣盒組通常由2-1000個(gè)試樣盒組成，典型的是3-96個(gè)試樣盒。該裝置能夠產(chǎn)生表示化學(xué)反應(yīng)完成和進(jìn)展的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在可選則地與控制器連接的數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，該數(shù)據(jù)庫(kù)可以具有關(guān)于從化學(xué)反應(yīng)中所出現(xiàn)的產(chǎn)物的信息，例如純度、對(duì)映體的純度、產(chǎn)量等。在不同的條件下(例如，關(guān)于如下的條件頻率、加熱時(shí)間、加熱周期、加熱功率、試劑濃度、基質(zhì)和任何催化劑、信號(hào)波形、反射功率、發(fā)射功率、溫度、壓力、人造大氣、試樣管瓶的類型等)在不同的腔中同時(shí)地或在不同的條件下在相同或不同的腔中順序地對(duì)許多反應(yīng)化合物進(jìn)行加熱，都將適當(dāng)?shù)胤治?例如自動(dòng)地統(tǒng)計(jì)分析)這些數(shù)據(jù)并為隨后類似的化學(xué)反應(yīng)提供惟一可能的最佳反應(yīng)條件?？梢詰?yīng)用適合的方法分析并評(píng)價(jià)所處理的數(shù)據(jù)以得到最佳的參數(shù)設(shè)置和條件。通過多變量數(shù)據(jù)分析對(duì)該過程的結(jié)果進(jìn)行處理以使其最優(yōu)化。此外，可以為隨后的相同類型的反應(yīng)提供一組適合的反應(yīng)條件，例如應(yīng)用特定種類的催化劑的取代反應(yīng)，應(yīng)用特定基質(zhì)的狄爾斯阿德耳反應(yīng)等。在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，可以設(shè)想通過該裝置的輸送器識(shí)別用于許多標(biāo)準(zhǔn)類型的反應(yīng)的最佳(或適合的)過程參數(shù)的這種數(shù)據(jù)并依據(jù)本發(fā)明一同提供。因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，與控制器相連接的存儲(chǔ)包括用于預(yù)定的過程參數(shù)而設(shè)計(jì)的部分。這種部分可以制成可更換的存儲(chǔ)器卡(或“智能卡”)，通過該裝置的供應(yīng)器可以定期地更新這種卡，并將它提供給該裝置的用戶。因此，本發(fā)明還涉及一種方法和使用，其中通過在所述的化學(xué)反應(yīng)中的預(yù)設(shè)值確定電磁輻射的使用周期、所發(fā)射功率的等級(jí)以及輸送到在施放器中的試樣的電磁輻射的頻率。這種預(yù)設(shè)值存儲(chǔ)在與該裝置的控制器相連接的存儲(chǔ)裝置中。因此，如前文第九方面所描述本發(fā)明的進(jìn)一步有利的方面是本發(fā)明涉及一種在可選的催化劑的作用下使化學(xué)物種與試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一套設(shè)備，其中在如本發(fā)明的第一方面中所描述的裝置中執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)。在第九方面中，應(yīng)該理解的是該成套設(shè)備所提供的試樣盒包括一種或多種所需的試劑和/或任何適合的催化劑以便用戶僅需要給該試樣盒提供化學(xué)物質(zhì)。該設(shè)備還優(yōu)選提供溶劑(如果需要溶劑的話)以便確保試劑和催化劑能夠完全溶解/分散?？商鎿Q的是，試樣盒可以包含固定形式的試劑和/或催化劑以有利于隔離化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。該裝置能夠執(zhí)行許多其它重要的方法以執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，在施加電磁輻射之前(反射系數(shù)的基準(zhǔn)組)和之后通過掃描試樣來同時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)展。通過在加熱之后和之前(基準(zhǔn)組)比較一組反射系數(shù)，確定該進(jìn)展。在基準(zhǔn)條件(空的施放器)和在施放器中放入試樣的條件之間的微波信號(hào)的比較描述在US5,521,360中。就本發(fā)明而言，通過控制器(45)根據(jù)所測(cè)量組的反射系數(shù)可以改變過程參數(shù)?？扇〉氖?，在進(jìn)行比較之前對(duì)耦合效率組進(jìn)行歸一化和/或變換。因此，如上文所述依據(jù)本發(fā)明的第三方面本發(fā)明提供一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法。在上文所述的方法中的一種有用的變型方案(“生物傳感器”變型)中，在將化學(xué)物質(zhì)放入試樣之前首先(參考)改變頻率(步驟(b))(一次“掃描”)。該試樣包括酶或無機(jī)分子或細(xì)胞，對(duì)于這些化學(xué)物質(zhì)是一種基質(zhì)或一種配合基。然后執(zhí)行隨后的“掃描”并且希望反射系數(shù)之差體現(xiàn)在化學(xué)物質(zhì)和試樣成分之間的相互作用。對(duì)于研究在配合基/基質(zhì)和酶之間的相互作用本實(shí)施例是一種特別有用的變型。在這種變型方案中經(jīng)常省去加熱(步驟(c))。此外，僅需要重復(fù)該步驟以研究所述的隨著時(shí)間的相互作用，同樣僅需要比較兩組反射系數(shù)。此外，本發(fā)明還涉及一種識(shí)別應(yīng)用電磁輻射(特別是在其中預(yù)定的范圍包括在電磁輻射和試樣之間提供最佳的耦合的頻率)的最小反射(或兩個(gè)或更多個(gè)最小值)的方法。即，如前文所述依據(jù)本發(fā)明的第五方面本發(fā)明提供一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法。此外，如前文所述依據(jù)本發(fā)明的第六方面，本發(fā)明還提供一種尋找表示局部(或全程)的反射系數(shù)的頻率的同時(shí)執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，即一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法。此外，如前文所述依據(jù)本發(fā)明的第七方面，本發(fā)明還提供一種尋找在其中反射系數(shù)具有預(yù)定水平的頻率的同時(shí)執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法，即一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法。在此所描述的方法的一種特別有益的變型方案中，每個(gè)試樣包括至少一種酶，此外每個(gè)試樣都是PCR混合物。PCR反應(yīng)是依據(jù)本發(fā)明的第六方面的裝置的特別有益的應(yīng)用，因?yàn)樵撗b置提供了一種能夠精確地改變并脈沖發(fā)送所施加的能量(由此改變PCR管瓶的溫度)的裝置。此外，該裝置包括控制和監(jiān)測(cè)PCR反應(yīng)的進(jìn)展的裝置。在US4,683,202和US4,683,196中一般性地描述了PCR技術(shù)。使用微波輻射加熱PCR混合物是公知的，即從WO91/12888、WO95/15671和WO98/06876中可知，然而，通過應(yīng)用依據(jù)本發(fā)明的裝置進(jìn)行處理相對(duì)于公知的系統(tǒng)具有前所未有的優(yōu)點(diǎn)。在WO98/06876中可以看到處理PCR混合物的一般規(guī)則(例如溫度范圍和周期數(shù)和時(shí)間)。PCR溫度循環(huán)的典型實(shí)例是高達(dá)大約80-100℃的變性加熱步驟(例如0.5-3分鐘)、在其中使混合物達(dá)到大約20-40℃的冷卻步驟(例如0.1至1分鐘)以及在大約55-75℃的聚合步驟(例如1-5分鐘)。完整的放大反應(yīng)通常包含15-100個(gè)周期，例如大約25-35個(gè)周期。應(yīng)用本發(fā)明能夠很精確地控制所施加的能量并以可控制的劑量施加能量和非?？焖俚乩鋮s試樣以減少冷卻步驟。此外，它還能夠通過例如在每個(gè)冷卻步驟中將較低強(qiáng)度的微波信號(hào)施加到反應(yīng)混合物來監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)展，以確定反應(yīng)是否完成(相對(duì)于一定的標(biāo)準(zhǔn))。因此，優(yōu)選在至少兩個(gè)等級(jí)的周期中施加電磁輻射，其中至少在每個(gè)周期的一部分中冷卻試樣。至少兩個(gè)等級(jí)可以表示80-100℃和55-75℃的溫度水平。通常，使冷卻開始以使溫度達(dá)到20-40℃的水平。還可以恒定地進(jìn)行冷卻(例如以冷塊(底板)的形式)以實(shí)現(xiàn)更陡峭的冷卻梯度。權(quán)利要求1.一種給第一施放器提供電磁輻射的裝置，所說的裝置包括a)產(chǎn)生電磁輻射的第一發(fā)生裝置，b)放大所產(chǎn)生的電磁輻射的第一放大裝置，c)將所放大的電磁輻射導(dǎo)向到第一施放器中的裝置，以及d)控制第一發(fā)生裝置和第一放大裝置的裝置，其中所產(chǎn)生的電磁輻射包括許多頻率，以及其中第一發(fā)生裝置和第一放大裝置基本由半導(dǎo)體部件組成。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括第二施放器。3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中導(dǎo)向裝置進(jìn)一步包括將所放大的電磁輻射的至少一部分導(dǎo)向到第二施放器的裝置中。4.依據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步包括產(chǎn)生在許多頻率上的電磁輻射的第二發(fā)生裝置和放大由第二產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的第二放大裝置。5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中第二產(chǎn)生裝置和第二放大裝置基本都由半導(dǎo)體部件組成。6.依據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，進(jìn)一步包括將通過第二放大裝置所放大的電磁輻射導(dǎo)向到第二施放器的導(dǎo)向裝置。7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中導(dǎo)向裝置進(jìn)一步包括通過第二放大裝置所放大的至少一部分電磁輻射導(dǎo)向到第一施放器的裝置。8.依據(jù)權(quán)利要求3-6中任一權(quán)利要求所述的裝置，導(dǎo)向裝置包括切換通過在第一和第二施放器之間的第一放大裝置所放大的電磁輻射的裝置，其中該導(dǎo)向裝置包括切換通過在第一和第二施放器之間的第二放大裝置所放大的電磁輻射的裝置。9.依據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其中第一和第二施放器是從近場(chǎng)、表面場(chǎng)、單模腔體和多模腔體施放器中選擇。10.依據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其中組成第一和第二放大裝置的半導(dǎo)體部件包括碳化硅功率晶體管。11.依據(jù)權(quán)利要求4-10中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中通過第一和第二發(fā)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的頻率可以分別依據(jù)第一和第二控制信號(hào)改變，所說的第一和第二控制信號(hào)通過該控制裝置提供。12.依據(jù)權(quán)利要求4-11中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中第一和第二放大裝置的放大系數(shù)可以分別根據(jù)第一和第二控制信號(hào)改變，所說的第一和第二控制信號(hào)通過該控制裝置提供。13.依據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中通過第一和第二發(fā)生裝置所產(chǎn)生的電磁輻射的頻率在300兆赫茲-300千兆赫茲范圍內(nèi)，比如在0.5-3千兆赫茲或在50-100千兆赫茲內(nèi)。14.依據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其中控制裝置包括通用計(jì)算機(jī)。15.一種同時(shí)或順序地進(jìn)行許多化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)將第一試樣提供到第一施放器中，b)將第二試樣提供到第二施放器中，以及c)同時(shí)或順序地給第一和第二試樣中提供電磁輻射達(dá)預(yù)定的時(shí)間，所說的電磁輻射具有在300兆赫茲-300千兆赫茲范圍內(nèi)的頻率。16.依據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中專門地且獨(dú)立地將電磁輻射提供給每個(gè)試樣。17.依據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所施加的電磁輻射包括一個(gè)或多個(gè)脈沖。18.依據(jù)權(quán)利要求15-17中任一權(quán)利要求所述的方法，其中每個(gè)試樣是PCR混合物。19.依據(jù)權(quán)利要求15-18中任一權(quán)利要求所述的方法，其中以至少兩步的循環(huán)的方式施加電磁輻射，其中至少在每個(gè)循環(huán)周期中的一部分中冷卻試樣。20.依據(jù)權(quán)利要求15-19中任一權(quán)利要求所述的方法，其中應(yīng)用依據(jù)權(quán)利要求1-14中任一權(quán)利要求所述的裝置提供電磁輻射。21.一種進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)以第一功率級(jí)給該試樣施加電磁輻射達(dá)第一預(yù)定的時(shí)間并以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變?cè)撾姶泡椛涞念l率，以及通過確定反饋的信號(hào)的電平確定在由兩個(gè)預(yù)定值的范圍所覆蓋的至少某些(兩個(gè))頻率上試樣的電磁輻射反射系數(shù)，由此獲得第一組反射系數(shù)，c)改變?cè)嚇拥奈锢砗?或化學(xué)特性，d)以第二功率級(jí)給該施放器施加電磁輻射并以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變?cè)撾姶泡椛涞念l率，該預(yù)定值所確定的范圍被包括在由在步驟b)中的預(yù)定值所確定的范圍內(nèi)，以及通過確定反饋的信號(hào)的電平確定在由兩個(gè)預(yù)定值的范圍所覆蓋的至少某些(兩個(gè))頻率上試樣的電磁輻射反射系數(shù)，由此獲得第二組反射系數(shù)，以及e)重復(fù)步驟c)和d)直到作為在與第一和第二組反射系數(shù)相關(guān)的頻率之間的數(shù)學(xué)差(相減)計(jì)算的反射系數(shù)的差值在預(yù)定的范圍內(nèi)。22.一種進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)以預(yù)定分辨率在兩個(gè)預(yù)定值之間改變所施加的電磁輻射的頻率，d)在至少改變電磁輻射的頻率的部分過程中通過確定反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)從反饋信號(hào)的電平中確定反射系數(shù)落在預(yù)定的范圍內(nèi)的電磁輻射的頻率。23.一種進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)在起始頻率附近遞增地改變電磁輻射的頻率，d)通過確定在起始頻率、低于起始頻率遞增的頻率和高于起始頻率遞增的頻率上的反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)重復(fù)步驟b)至d)直到反射系數(shù)最小。24.一種進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)給該試樣施加電磁輻射，該電磁輻射具有起始頻率，c)在起始頻率附近遞增地改變電磁輻射的頻率，d)通過確定在起始頻率、低于起始頻率遞增的頻率和高于起始頻率遞增的頻率上的反饋的信號(hào)的電平確定試樣的電磁輻射反射系數(shù)，以及e)將所確定的反射系數(shù)與預(yù)定的反射系數(shù)進(jìn)行比較，f)將起始頻率調(diào)整到某一頻率以使所確定的反射系數(shù)在預(yù)定的反射系數(shù)附近的預(yù)定范圍內(nèi)，以及g)以所需的頻度重復(fù)步驟c)至f)。25.依據(jù)權(quán)利要求21-24中任一權(quán)利要求中所述的方法，其中起始頻率在300兆赫茲-300千兆赫茲的范圍中。26.依據(jù)權(quán)利要求21-25中任一權(quán)利要求中所述的方法，其中電磁場(chǎng)的頻率可以改變的預(yù)定值是在300兆赫茲-300千兆赫茲的范圍中，比如在0.5-3千兆赫茲范圍內(nèi)或在50-100千兆赫茲的范圍內(nèi)。27.依據(jù)權(quán)利要求21-26中任一權(quán)利要求中所述的方法，其中該反應(yīng)在依據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一裝置中執(zhí)行。28.一種進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，所說的方法包括如下的步驟a)在施放器中提供試樣，b)以具有預(yù)定的形狀的第一脈沖的形式給該試樣施加電磁輻射，并通過進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算從施放器中獲得反射脈沖的特征，由此獲得第一反射頻譜，c)改變?cè)嚇拥奈锢砗?化學(xué)特性，d)以具有預(yù)定的形狀的第二脈沖的形式給該試樣施加電磁輻射，并通過進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算從施放器中獲得反射脈沖的特征，由此獲得第二反射頻譜，e)重復(fù)步驟c)和d)直到按在第一和第二頻譜之間的數(shù)學(xué)差(相減)計(jì)算的在第一和第二反射頻譜之間的差值在預(yù)定的范圍內(nèi)。29.依據(jù)權(quán)利要求28中所述的方法，其中獲得第一和第二反射頻譜的數(shù)學(xué)運(yùn)算包括傅立葉變換。30.依據(jù)權(quán)利要求28或29中所述的方法，其中該反應(yīng)在依據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一裝置中執(zhí)行。31.應(yīng)用依據(jù)權(quán)利要求1-14中任一權(quán)利要求所述的裝置用于使PCR混合物進(jìn)行溫度循環(huán)。32.依據(jù)權(quán)利要求31的應(yīng)用，用于在試樣中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，其中通過在所述的化學(xué)反應(yīng)中的預(yù)設(shè)值(這些預(yù)設(shè)值存儲(chǔ)在與控制裝置相連的存儲(chǔ)裝置中)確定施加在施放器中的試樣中的電磁輻射的頻率、所輻射的功率等級(jí)以及所施加的電磁輻射的周期。33.依據(jù)權(quán)利要求31或32的應(yīng)用，其中和頻率及反射系數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以進(jìn)一步處理。34.依據(jù)權(quán)利要求33的應(yīng)用，其中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行進(jìn)一步的處理。35.一種在可選擇地在催化劑的作用下使化學(xué)物種(Species)與試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，其中在依據(jù)權(quán)利要求1-14中任一所述的裝置中執(zhí)行該化學(xué)反應(yīng)，所說的設(shè)備包括a)包括試劑和可選的催化劑中至少一個(gè)的試樣盒，b)電子存儲(chǔ)裝置，該電子存儲(chǔ)裝置包括涉及在可選的催化劑的作用下在化學(xué)物種和試劑之間的化學(xué)反應(yīng)的數(shù)據(jù)，所說的電子存儲(chǔ)裝置和設(shè)備適合于從該存儲(chǔ)裝置中檢索數(shù)據(jù)并處理所說的數(shù)據(jù)以控制將電磁輻射施加到所說的試樣盒中。36.依據(jù)權(quán)利要求35所述的使化學(xué)物質(zhì)與試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，所說的設(shè)備進(jìn)一步包括關(guān)于將化學(xué)物質(zhì)添加到該試樣盒中的指令。全文摘要本發(fā)明涉及一種執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的裝置和方法。具體地說,本發(fā)明涉及加熱化學(xué)反應(yīng)混合物的裝置。該裝置應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)基于半導(dǎo)體的微波發(fā)生器使該裝置適合于并行處理化學(xué)反應(yīng)混合物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)的方法,例如同時(shí)或順序地加熱許多試樣的方法、監(jiān)測(cè)微波加熱化學(xué)反應(yīng)的方法以及在其中可以確定由裝置加試樣所組成的系統(tǒng)的參數(shù)比如頻率和所施加的功率的最佳條件的方法。文檔編號(hào)H05B6/80GK1335043SQ99816243公開日2002年2月6日申請(qǐng)日期1999年12月17日優(yōu)先權(quán)日1998年12月17日發(fā)明者M(jìn)·法格爾申請(qǐng)人:個(gè)人化學(xué)第-烏普薩拉有限公司