JPH07151764A - 多数の試験管に温度サイクルを自動式に実施する装置 - Google Patents

多数の試験管に温度サイクルを自動式に実施する装置

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JPH07151764A
JPH07151764A JP6216272A JP21627294A JPH07151764A JP H07151764 A JPH07151764 A JP H07151764A JP 6216272 A JP6216272 A JP 6216272A JP 21627294 A JP21627294 A JP 21627294A JP H07151764 A JPH07151764 A JP H07151764A
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lid
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JP6216272A
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Rolf Moser
モザー ロルフ
Lukas Birrer
ビレル ルーカス
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F Hoffmann La Roche AG
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F Hoffmann La Roche AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/06—Test-tube stands; Test-tube holders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1079—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices with means for piercing stoppers or septums

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  • Control Of Combustion (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動分析装置の構成要素として使用可能な、
小型で、操作に要する電力が少なくて済むサーマルサイ
クラーを提供する。 【構成】 試験管２１のホールダないしユニット・ヒー
タ３３のチャンバないし穴２７を環状に配設し、各試験
管２１のふた８７にはピペット針３２を突刺し可能にし
た。また、ヒータ３３の温度を周期的に変化させる手段
が少なくとも１個のペルチエ素子３６の形式での冷却・
加熱素子を有するようにし、ペルチエ素子がヒータ３３
の底面と熱接触するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の試験管に自動式
に温度サイクルを実施する装置、それも各試験管が、ふ
たによって閉じられ、かつ所定量の液状反応混合物を有
しており、更に前記装置には、（ａ） 試験管を保持す
る複数のチャンバが配設されるように構成されたホール
ダが備えられており、これら各チャンバが試験管の下部
を受容するようにされ、更に前記ホールダが高い熱伝導
率を有する材料製であり、かつ頂面と、底面と、円筒形
外壁とを有し、また、各チャンバが前記ホールダ頂面に
設けられた開口を有しており、更に（ｂ） コンピュー
タ制御式の自動制御システムが備えられており、更にま
た、（ｃ） 前記ホールダの温度の周期的変化を自動制
御するシステムにより起動される手段が備えられている
形式の装置に関するものである。
【０００２】本発明は、より具体的には、前記の種類の
装置のなかで、ポリメラーゼ連鎖反応を実施する自動分
析装置の統合的な構成要素として適宜に用いられるのが
好ましい装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】前述の種類の装置はＥＰ−Ａ−０２３６
０６９Ａ２に記載されている。この公知装置の場合、試
験管はマトリックス内に配置されているが、このマトリ
ックスでは、すべての試験管を一様な温度にすることは
困難である。また、この公知装置は比較的嵩が大きく、
操作に比較的高い電力が必要である。このため、現在の
自動分析装置の統合的な一構成要素として用いるには不
適当である。
【０００４】冒頭に述べた種類の装置は“サーマル・サ
イクラー”と呼ばれている。以下の説明では、この用語
を使用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、冒頭に述べた種類の装置であって、最小限の寸
法を有し、かつ操作に最低限の電力しか必要としない装
置を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、冒頭に述べた種類の装置に対し、ホールダのチャ
ンバが環状に配設され、かつ各試験管のふたにはピペッ
ト針を突刺し可能であるという特徴を与えることによっ
て解決された。
【０００７】本発明による装置の主な利点は、比較的寸
法が小さく、操作に比較的僅か電力を要するだけなの
で、自動分析装置の統合的な一構成要素として用いるの
に適している点である。
【０００８】
【実施例】以下で本発明の一実施例を添付図面につき説
明する。 サーマル・サイクラー：以下の説明において、“サーマ
ル・サイクラー”とは次のような装置を指す。すなわ
ち、ふたによって閉じられ、所定量の液状反応混合物を
有している少なくとも１個の試験管に温度サイクルを自
動的に実現する装置である。
【０００９】以下では、本発明によるサーマル・サイク
ラーについて説明するが、この装置は、ポリメラーゼ連
鎖反応を生じさせる自動分析装置の構成要素として好適
のものである。また、この分析装置は、たとえば免疫定
量法の実施に用いるように設計されたものである。
【００１０】図１に示されているのは、図１３に示され
ている分析装置１から取外したサーマル・サイクラー部
分２である。このサーマル・サイクラー部分２は、たと
えば２台の等しいサーマル・サイクラー１８，１９と、
待機ステーション２２とを有している。以下で行なうサ
ーマル・サイクラー１８についての説明は、サーマル・
サイクラー１９にも妥当する。
【００１１】サーマル・サイクラー１８は次の構成要素
を有している： ａ） ユニット・ヒータ３３ないしホールダ。このヒー
タ３３は試験管を保持し、環状に配設された複数の穴２
７を有している。各穴は、試験管２１の下部を保持する
チャンバとして役立っている。 ｂ） 図６に示されているコンピュータ制御の自動制御
システム。 ｃ） 加熱又は冷却素子。自動制御システムにより制御
され、ユニット・ヒータ３３の温度を周期的に変化させ
る。
【００１２】ユニット・ヒータ３３は、高い熱伝導率を
有する材料製である。また、ユニット・ヒータは、アル
ミニウム又は銀のボディを有するのが好ましい。
【００１３】ユニット・ヒータ３３は、頂面と、底面
と、円筒形外壁を有しており、かつまたユニット・ヒー
タの穴２７のそれぞれは、ヒータ頂面に設けられた開口
を有している。図１及び図３に示されているように、た
とえば１２個の試験管２１はリング２３の形式に組合わ
されている。
【００１４】試験管２１は、下部が円錐形、上部が円筒
形であり、ふた８７により密封閉鎖される。図１及び図
３にはっきり示されているように、このリング状の配列
２３の試験管は、サーマル・サイクラー１８のユニット
・ヒータ３３に設けられた対応穴２７内へそう入でき
る。
【００１５】試験管の内容物へのアクセス：サーマル・
サイクラー１８はヒンジ付きふた２８を有している。こ
のふた２８は、ユニット・ヒータ３３の各穴２７に対応
する開口２９を有している。この開口を介して、ピペッ
ト針を、穴内にそう入された試験管２１のふた８７に突
通することができる。図２に示されているように、ヒン
ジ付きふた２８が閉じ位置に在る場合、各開口２９は対
応試験管２１の縦軸線３１と同軸線的に位置することに
なる。
【００１６】ヒンジ付きふた２８の開口２９により、こ
のふた２８が閉じられている場合、各試験管の内容物へ
の接近が可能になる。この目的のためには、ピペット器
具（図３には示されていない）のピペット針３２を開口
２９の１つにそう入し、試験管２１のふた８７に針３２
を突刺し、試験管内の液体の所定量を吸出する。
【００１７】ユニット・ヒータ／試験管間の熱伝達：図
２に示されているように、ヒータ３３内の穴２７は試験
管２１の円錐形部分に適合するようにされている結果、
試験管２１の周壁は穴２７の内壁に確実に接触し、最適
の熱伝達が行なわれる。熱反応速度、精度、均質性を増
すために、ユニット・ヒータ３３は、事実上熱絶縁さ
れ、ケーシング３４内に固定され、小さな質量と良好な
熱伝導率を有している。
【００１８】サーマル・サイクラーのヒンジ付きふたの
加熱装置：ヒンジ付きのふた２８は、ユニット・ヒータ
３３内に配置された密封試験管を加熱する加熱器、たと
えば電気抵抗加熱器５２を有している。
【００１９】サーマル・サイクラーの第１実施例の場
合、電気抵抗加熱器５２は、後述するペルチエ素子３６
と組合されて使用され、それによってユニット・ヒータ
３３内で所望の温度プロフィル（所定の時間間隔の間の
温度曲線）が得られる。この実施例では、ペルチエ素子
は、求める温度に応じて、温度プロフィル内部で冷却素
子又は加熱素子として使用される。
【００２０】電気抵抗加熱器５２とペルチエ素子５６
は、組合せて用いることにより、ユニット・ヒータ３３
内の温度変化の所要速度と、温度分布の所要精度及び均
等度とを達成できる。抵抗加熱器５２のその他の効果
は、試験管２１のふた２８の区域に発生する復水を防止
することにある。
【００２１】サーマル・サイクラーのヒンジ付きふたを
閉鎖し押圧する機構：ヒンジ付きふた２８は、ユニット
・ヒータ３３内に配置された密封試験管２１を固定する
ための閉鎖・押圧機構を有するのが好ましい。この目的
のために、ヒンジ付きふた２８は、ばねに保持された加
圧板４６を有している。この加圧板４６により、各試験
管２１は所定の力でユニット・ヒータ３３内の穴２７に
押込まれる。試験管２１のカップ形のふた８７を保持す
る凹所４７と、ピペット針３２を突通すさいの開口４８
とが、加圧板４６に試験管２１と同軸的に設けられてい
る。ばね部材は波形ワッシャ４９である。ヒンジ付きふ
た２８が開かれた場合、加圧板４６が脱落するのを防ぐ
ため、安全リング５１が配置されている。前述の抵抗加
熱器５２は、弾性的な加圧板４６内に配置しておくのが
好ましい。
【００２２】ペルチエ素子形式の冷却・加熱素子：図２
に示されているように、サーマル・サイクラー１８は少
なくとも１つのペルチエ素子を有するようにするのが好
ましい。ペルチエ素子は、サーマル・サイクラー１８内
でユニット・ヒータ３３の温度を周期的に変化させるた
めに備えられている装置の一部をなすものである。ペル
チエ素子３６の一方の熱伝達面３７はユニット・ヒータ
３３の底面と広い面積にわたって接触しており、他方の
熱伝達面３８は、冷却部材３９と広い面積にわたって接
触し、放熱している。冷却部材３９は、好ましくはアル
ミニウム又は銅である。放熱のため、切換え可能のファ
ン４５が備えられている。
【００２３】図２に略示したペルチエ素子３６は複数の
これらの素子で構成するのが好ましい。サーマル・サイ
クラーの前述の第１実施例では、ペルチエ素子３６は冷
却又は加熱用の素子として用いられている。ペルチエ素
子３６をこのように使用し、かつまた、ペルチエ素子と
電気抵抗加熱器５２とを協働させることにより、ユニッ
ト・ヒータの所要温度が温度プロフィルの範囲内で達せ
られる。
【００２４】ペルチエ素子３６は、その寿命を長くする
ためには、熱力学的な機械応力ピークから、ばねにより
予圧を与えられた中央固定部材により護られるようにす
るのが好ましい。この中央固定部材によってペルチエ素
子を押圧し、ユニット・ヒータ３３に対して保持するよ
うにする。この目的のために、ペルチエ素子を、ヒータ
３３の熱伝達面と冷却部材３９との間に弾性的に挟み付
けておく。冷却部材３９の接触面は、たとえば圧縮ばね
４１によりペルチエ素子３６に対し押圧される。ばね圧
力は、ねじ４２、ばねワッシャ４３、玉継手４４を介し
て調節できる。玉継手は、更に冷却部材３９の自由度を
増大させる。
【００２５】ペルチエ素子形式での冷却・加熱素子：前
述の実施例の変更態様の場合、ペルチエ素子３６は、も
っぱら冷却素子として用いられる。つまり、ユニットヒ
ータ３３の冷却だけに用いられる。こうすることによっ
て、ペルチエ素子の有効寿命が長くなる。
【００２６】ユニットヒータ周囲の付加加熱装置：サー
マルサイクラーの第２実施例の場合も、電気抵抗加熱器
３５をヒータユニット３３の周囲に、円筒形外周に沿っ
て配置しておくのが好ましい。付加加熱装置をサーマル
サイクラー内で用いる場合は、ペルチエ素子３６は冷却
にのみ用いる。この措置には、ペルチエ素子を機械応力
から解放する効果があり、サーマルサイクラー内での同
素子の寿命を延長する効果がある。
【００２７】試験管リングの標識部材：サーマル・サイ
クラー１８は、また試験管２１のリング２３に対する標
識部材、たとえば垂直のラグ２５の形式の標識部材を有
している。このラグ２５は、サーマル・サイクラー１８
内の検出器２６と協働して、サイクラー１８内の試験管
のリング２３の有無を識別するのを助ける。検出器２６
は、たとえば光電バリアである。また、ラグ２５によ
り、試験管のリング２３を一回でユニット・ヒータ３３
内に配置できる。この一回での配置は、試験管のシール
への番号付けと組合せて、試料と患者との一対一対応の
相互関係を定めることができる。
【００２８】試験管のリング２３は、また、フラップ２
４を有している。このフラップは、たとえばリング２３
内の試料の内容についてのデータを保持する面として役
立つ。このデータは、たとえばバーコードの形式にす
る。
【００２９】持上げ部材：温度変化とばね４９の作用と
の結果として、試験管ないし反応容器２１の円錐形部
は、ユニット・ヒータ３３の穴２７の壁部に固着する。
この結果として生じる非確実結合により、サーマル・サ
イクラー２からの反応容器２１の取外しが難しくなる。
この理由から、図３〜図５の実施例の場合、持上げ部材
５３が備えられている。これにより、ヒータ３３から反
応容器リング２３の取外しが著しく容易になる。
【００３０】図３〜図５に示されているように、持上げ
部材５３は取外しレバーとして働く揺れ腕を有してい
る。揺れ腕の一端はふた２８のヒンジに結合されてい
る。他端は自由端である。持上げ部材５３は、また、取
外しディスク５８を有し、このディスクは、揺れ腕５５
が配置されている。ユニット・ヒータ３３の対称軸線と
同軸線的である。ディスク５８には、周縁に切欠き６１
が形成され、穴２７から反応容器リング２３を取外しが
容易にされている。
【００３１】図３に示されているように、揺れ腕５５
は、ヒンジ付きふた２８の旋回軸上を案内されている。
旋回軸側に揺れ腕５５は穴５７を有する２つのラグ５６
を有している。穴５７には旋回軸５４が係合している。
取外しディスク５８は揺れ腕５５にねじ止めされてい
る。ディスク５８は、その周縁５９に半円形の切欠き６
１を有し、この切欠き６１がヒータ３３の穴２７の投影
又は反応容器２１の円筒形部と正確に合致する（図
５）。ディスク５８の周縁５９は、反応容器のリング２
３のフランジ様区域６２、又は反応容器２１のフランジ
の下を延びている。図４及び図５は、揺れ腕５５のラグ
５６に設けられた穴５７の形状と機能を、旋回軸５４、
及びふた２８に間隔ｅをおいて設けられ、同じく穴５７
に係合している制御ピン６３と関連させて示したもので
ある。ふた２８の閉鎖時には、持上げ部材５３は働いて
いない。ふた２８が開けられ一定角度を超えると、ピン
６３は穴５７の制御面６４と接触し、揺れ腕５５が点Ｐ
を中心として旋回し、試料の反応容器２１を持上げる。
点Ｐを中心とする揺れ腕５５の傾斜の結果、もしくはデ
ィスク５８の位置が次第に傾斜する結果、個々の反応容
器２１が徐々に弛み、穴２７から外れる。容器材料に加
わる力や応力は低レベルに保たれ、かつ操作は容易であ
る。
【００３２】サーマル・サイクラーの自動制御：図６に
は本発明によるサーマルサイクラー１８の自動制御シス
テムの図が示されている。この制御は主従属プロセッサ
７２，７３を介して行なわれる。
【００３３】ふた２８の加圧板４６の温度、ユニット・
ヒータ３３の温度、及び周囲温度がセンサ６５，６６，
６７により検出され、温度インターフェース６８を介し
て従属プロセッサ７３へ送られる。設定温度、設定時
間、温度サイクルの数、とりわけ加熱・冷却処置の速度
が、主プロセッサ７２（利用者へのインタフェース）に
入力されている。
【００３４】予め定められた記憶温度／時間プロフィル
を選択し、実行することができる。入力は、キーボード
１６（図１３）、又はその他のインターフェースを介し
て行なう。これらのデータは、従属プロセッサ７３へ送
られ、従属プロセッサ７３は、コントローラ６９を介し
て出力ステージ７１を起動する。出力ステージ７１は、
また、加熱素子５５，５２とペルチエ素子３６へのエネ
ルギー供給を制御する。フィードバック（実際値）は従
属プロセッサ７３を介して主プロセッサ７２へ供給さ
れ、主プロセッサで処理されるか、利用者に対して表示
されるかする。このようにして、利用者には、試料の瞬
間温度、既に到達した温度と到達回数、更に到達を要す
る温度と到達を要する回数についての情報が与えられ
る。
【００３５】自動制御システムの作動状態は、常時、モ
ニターされ、記録される。除去不可能な故障の場合は、
自動スイッチオフが行なわれるか、故障警報が発せられ
る。
【００３６】試料の温度はユニット・ヒータ３３の温度
からコンピュータにより計算される。この目的のため、
試料チャンバから反応容器２１内の試料への伝達関数が
決定される。この関数は、実質的には、アイドルタイム
を有する低域フィルタである。
【００３７】適当な制御アルゴリズム（スキャンド・シ
ステムズ）を用いて、試料温度を設定温度に調節するた
めに要する各コントローラ出力を計算する。この計算は
信号プロセッサが行なう。コントローラ出力の計算値
は、パルス幅の形式で出力ステージ７１へ送られる。出
力ステージ７１は、たとえば、適当な保護・混信防止回
路を有するパワーＦＥＴである。
【００３８】前述の自動制御システムは、サーマル・サ
イクラーを使用して、反応容器内の試料を、所定温度プ
ロフィルに従って加熱、冷却するさいに用いられる。こ
れらの混度プロフィルは、限定された持続時間のプラト
ー温度と、到達せねばならないプラト−温度に達する時
間を示す勾配とにより定められる。このことは、サーマ
ル・サイクラー内の全試料が同時に等温にならねばなら
ないことを意味する。
【００３９】図７には、サイクル過程での温度曲線の例
が示されている。曲線Ａはユニット・ヒータ３３のとこ
ろでの温度を示し、曲線Ｂは反応容器２１内の試料の温
度を示している。このサーマル・サイクラーは４０〜９
８℃の設定温度に使用できる。平均温度を利用する場合
は、約７２℃である。サーマル・サイクラーによる加熱
・冷却度は１℃／ｓである。典型的なサイクルは１２０
秒持続する。対応温度が１０秒以上維持されねばならな
い場合には、そのサイクルは延長される。
【００４０】試験管：特に図８〜図１２に示されている
ように、試験管２１は、円錐形の下部８２と円筒形の上
部８１とを有している。熱処理のための試料を入れる試
験管下部８２は、熱伝達率を高めるため、上部８１より
壁部が薄い。図３に示されている通り、下部８２は、相
応に形成された穴２７に正確に差込むことができる。こ
のため、穴２７の円錐形内壁は先端区域８２の円錐形外
壁８５と完全に接触する。
【００４１】試験管２１の開口８６は、ふた８７により
密閉することができる。ふた８７は、試料の物質を吸出
するため、ピペット針２２により穿刺することができ
る。
【００４２】費用を低減し、かつ試験管２１の扱いを容
易にするために、多数の試験管（たとえば１２個）を組
合せて１つのユニットにする。たとえば円形に配列して
リングを形成するようにし、ふた８７は、フィルム状の
ヒンジ９１によって脱落不能に取付けておく。
【００４３】特に好ましいのは、試験管の配列２３を２
部分に分けることである。一方の部分９２は、等しい角
間隔をおいて細いウエブ９４で連結された試験管２１か
ら成るようにする。ウエブ９４は、試験管開放端部の、
より直径の大きいフランジ状の部分９３のところを連結
している。また、ウエブ９４はＶ字形なので、リングを
なすこの部分９２は半径方向にたわみ可能である。この
ようにたわみ可能であることは、他方の部分９５と結合
する場合に好都合である。部分９２は、ポリプロピレン
（ＰＰ）製であるのが好ましい。
【００４４】また、試験管配列の他方の部分９５は、円
形に配置され、ウエブ９６で連結された複数の環９７を
有している。これらの環９７の内径は、試験管２１の円
筒形部８１の外径と等しく、環９７の中心は試験管２１
の縦軸線９８と合致している。ウエブ９６はＶ字形で、
半径方向にたわみ可能である。半径方向外方へ延びるフ
ィルムヒンジ９１は、環９７と一体に形成され、端部に
はふた８７が形成されている。部分９５もポリプロピレ
ン（ＰＰ）製であるのが好ましい。
【００４５】半径方向外方へ、直径方向で反対方向に延
びる延長部９９，１０１は、他方の部分９５に形成さ
れ、環９７間の角間隔の半分だけずらされて設けられて
いる。一方の延長部９９は水平面１０２を有し、水平面
１０２上には、たとえば、試料のデータをバーコードで
記録しておくことができる。他方の延長部１０１は、垂
直のラグの形式を有し、検出器２６、例えば光電バリア
と協働する（図１）。これにより、試験管のリング２３
は、自動的にサーマルサイクラ２の所定位置へそう入さ
れる。
【００４６】操作者による監視を容易にするために、試
料番号を試験管のふたのフラップに記入しておく。
【００４７】試験管リング２３の２つの部分９２，９５
が一緒にされる場合（図９）、フランジ９３が環９７の
頂面１０４に支えられる。円筒形部８１と環９７とが締
りばめされる結果、試験管のリング２３は、比較的剛性
に前組立てされ、適宜な試料を充填できる。ふた８７
は、その場合、折返され、その円筒形延長部１０５が試
験管２１の開口８６にはめ込まれ、密封状態となる（図
１０）。
【００４８】ウエブ９４，９６は、試験管２１に対し十
分にたわみ可能なので、試験管２１は極めて容易に穴２
７内へそう入できる。リング２３が剛性の場合、そのよ
うなそう入は、ユニット・ヒータ３３又は管のリング２
３の寸法から僅かに外れただけでも、難しくなる。
【００４９】試験管のリング２３を２部分構成にした結
果、材料が著しく節約される。双方の部分を異なる性質
の材料（プラスチック）で造り、最適結果を得ることも
できる。これは、使い捨て品の場合、重要なことである
（試験管リングは、その場合、使用後に廃棄される）。
【００５０】サーマルサイクラーを有する分析装置：図
１３には、たとえば免疫定量法（イムノアッセイ）を実
施するために設計された分析装置１が示されている。試
料内の分析対象となる物質量を増加させて、続く分析過
程での検出限界を上回るようにするには、分析装置を、
既述の、本発明によるサーマルサイクラー１８，１９を
含む、サーマルサイクラー部分２と併用するようにす
る。それにより、ポリメラーゼ連鎖反応を利用してＤＮ
Ａの増幅処理を行なうことができる。
【００５１】分析装置の生産性を高めるため、言いかえ
ると、単位時間当りの処理試料数を最大にするために
は、準備される試料数を、続く処理時間に適合させ、ア
イドルタイムが生じないようにせねばならない。この措
置は、たとえば、独立的に操作され、それぞれが１２個
の反応容器２１を保持し得る２台のサーマル・サイクラ
ー１８，１９と、２つの待機ステーション２２とによっ
て実施される。２つの待機ステーションも、同様にそれ
ぞれが、処理の終りにサーマルサイクラー１８，１９の
一方から取出された１２個の反応容器２１を保持するこ
とができる。
【００５２】分析装置１は、また、前記免疫定量法のた
めの、他のあらゆる設備、たとえば振動テーブル５上に
試薬を保持する２個のラック３，４、他の試薬を保持す
るラック６、使い捨ての反応容器８を有する３個のラッ
ク７、反応容器ないし試験管８をそう入する温度制御さ
れた培養器９、洗浄装置１１、試験成績を決定する光度
計１２を有している。
【００５３】分析装置の試験ヘッド：試料、試薬、反応
ホールダは、ｘ−ｙ座標系内を移動可能なヘッドにより
移動せしめられる。ヘッドは、また、ピペット装置１４
と反応容器グリッパ１５とを有し、これら双方はｚ方向
に移動可能である。
【００５４】サーマル・サイクラー１８，１９内での反
応容器２１によりＤＮＡの増幅が行なわれたのち、ピペ
ット装置１４が、反応容器から試料を取出し、それらを
ラック７内の反応容器８に入れられる。これらの試料
は、分析装置により免疫定量法により調べられる。
【００５５】分析装置の制御ユニット：必要な操作はす
べて、分析装置に属する中央制御ユニット（図示せず）
により制御され、調整される。処理パラメータを入力す
る制御パネル１６又はキーボードと、処理状態を表示す
る表示部が略示されている。反応容器に、たとえばバー
コードで記録された試料データは、手動案内されるスキ
ャナ１７を介して記憶装置に読込むことができる。プリ
ンタその他（図示せず）用のインターフェースが設けら
れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】分析装置から取出され、本発明によるサーマル
サイクラー１８，１９を有するサーマルサイクラー部分
２を示す斜視図。サーマルサイクラー１８は開かれ、試
験管のリング２３が取出されて示されている。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図で、サーマルサ
イクラー１８が閉じられた状態で示されている。
【図３】図１のサーマルサイクラー１８の斜視図で、持
上げ部材５３を示した図。
【図４】図２の部分拡大図。
【図５】図４のサーマルサイクラーを、ふたを開けた状
態で示した図。
【図６】本発明によるサーマルサイクラーの操作パラメ
ータを調整及びモニタする主−従属制御システムの図。
【図７】主プロセッサに記憶された温度曲線と、ユニッ
トヒータ及び試料の結果温度との温度・時間図表。
【図８】本発明によるサーマルサイクラーに使用される
試験管配列２３の個別部分１９〜９５を示した斜視分解
図。
【図９】図８の個別部分９２〜９５を組立てて、ふた８
７を開けたままの状態で示した試験管リング２３の斜視
図。
【図１０】図９同様の斜視図で、ふた８７を閉じた状態
で示した図。
【図１１】図９の試験管２１を、ふた８７を開けた状態
で示した断面図。
【図１２】図９の試験管２１を、ふたを閉じた状態で示
した断面図。
【図１３】分析装置の斜視全体図。そのうちの一構成要
素が本発明によるサーマルサイクラー部分２である。
【符号の説明】
１ 分析装置 ２ サーマルサイクラー部分 １８，１９ サーマルサイクラー ２１ 試験管ないし反応容器 ２２ 待機ステーション ２３ 試験管のリング ２７ 穴 ２８ ヒンジ付きふた ３２ ピペット針 ３３ ユニットヒータ ３６ ペルチエ素子 ３９ 冷却部材 ４３ ばねワッシャ ５３ 持上げ部材 ６５，６６，６７ 温度センサ ６８ 温度インターフェース ７２ 主プロセッサ ７３ 従属プロセッサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の試験管に温度サイクルを自動式に
    実施する装置であって、各試験管はふたによって閉じら
    れ、所定量の液状反応混合物を有しており、更に、前記
    装置には、（ａ） 試験管を保持する複数のチャンバが
    配設されるように構成されたホールダが備えられ、各チ
    ャンバが試験管の下部を受容するようにされており、更
    に、前記ホールダが高い熱伝導率を有する材料製であ
    り、かつ頂面と、底面と、円筒形外壁とを有しており、
    また、各チャンバが前記ホールダの頂面に設けられた開
    口を有しており、更に（ｂ） コンピュータ制御式自動
    制御システムが備えられ、更に（ｃ） 前記ホールダの
    温度の周期的変化を自動制御するシステムにより起動さ
    れる手段が備えられている形式のものにおいて、ホール
    ダ（３３）内のチャンバ（２７）の配列が環状であり、
    かつまた各試験管（２１）のふた（８７）にはピペット
    針（３２）を突刺し可能であることを特徴とする、多数
    の試験管に温度サイクルを自動式に実施する装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、ホールダ
    （３３）の温度を周期的に変化させる手段が、少なくと
    も１個のペルチエ素子（３６）の形式での冷却・加熱素
    子を有しており、前記ペルチエ素子が前記ホールダの底
    面と熱接触していることを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、ホールダ
    温度を周期的に変化させる手段が、少なくとも１個のペ
    ルチエ素子（３６）を有し、このペルチエ素子が、もっ
    ぱら冷却素子として使用され、かつ前記ホールダの底面
    と熱接触していることを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の装置において、少
    なくとも１個のペルチエ素子（３６）が、ばね（４１）
    により予圧を与えられた中央の固定手段によりホールダ
    に押圧されており、この固定手段がねじ（４２）により
    押圧されたばねを有しており、このばねに作用する押圧
    力が前記ねじにより調節可能であることを特徴とする装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、この装置
    が、またヒンジ付きのふた（２８）を有しており、この
    ふたが、ホールダ内に保持されている閉じられた試験管
    （２１）を加熱する加熱装置（５２）を有し、かつまた
    チャンバ内の試験管のふたをピペット針（３２）が突通
    し得るように各チャンバ毎に開口を有することを特徴と
    する装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、前記ヒン
    ジ付きのふた（２８）が、ホールダ内に配置された密封
    試験管を固定する閉鎖・加圧手段を有することを特徴と
    する装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の装置において、この装置
    が、また、ホールダの周囲に、ホールダの円筒形外壁周
    面に沿って配置された加熱装置（３３）を有することを
    特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の装置において、前記装置
    が、また、試験管のリング（２３）に対する標識部材
    （２５）を有することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項５記載の装置において、前記装置
    が、また、ホールダのチャンバからの試験管取外しを容
    易にする持上げ部材（５３）を有しており、この持上げ
    部材が取外しレバーと取外しディスク（５８）とを有
    し、取外しレバーの一端はヒンジ付きふた（２８）のヒ
    ンジに結合され、他端は自由端であり、また取外しディ
    スクはホールダの対称軸線と同心位置に配置され、取外
    しレバーに取付けられ、チャンバから試験管を取外すた
    めの、周方向に配設された切欠きを有することを特徴と
    する装置。
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