JPH07198572A - 酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置 - Google Patents

酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置

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JPH07198572A
JPH07198572A JP5351588A JP35158893A JPH07198572A JP H07198572 A JPH07198572 A JP H07198572A JP 5351588 A JP5351588 A JP 5351588A JP 35158893 A JP35158893 A JP 35158893A JP H07198572 A JPH07198572 A JP H07198572A
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JP
Japan
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sample
heated
microwave
stirring device
temperature stirring
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Withdrawn
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JP5351588A
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Inventor
Kosuke Suzuki
康介 鈴木
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Suzuki Motor Corp
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酵素免疫反応測定用において、マイクロ波を
用いて迅速かつ均一に被加熱試料を加熱する。 【構成】 温度撹拌装置10は、マイクロ波Mを吸収す
ることなく透過させる物質から成る試料保持平板12
と、試料保持平板12に一定間隔Dで多数設けられると
共に酵素免疫反応測定用の被加熱試料Sが入れられる有
底穴14と、試料保持平板12を収容する加熱室16
と、有底穴14の設けられた一定間隔Dの二倍以下の波
長を有するマイクロ波Mを照射して被加熱試料Sを加熱
する加熱手段18とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、医薬分野における酵
素免疫反応測定に用いられるものであって、被加熱試料
を均一に加熱するための温度撹拌装置に関する。
【0002】
【従来の技術】酵素免疫反応測定は次の手順で行われ
る。検体希釈→検体分注(温度撹拌・洗浄)→標
識抗体液添加(温度撹拌・洗浄)→発色試色添加(温
度撹拌)→反応停止液添加→吸光度測定→濃度算
【0003】このように、酵素免疫反応測定では、三回
の温度撹拌工程(インキュベーション)が必要となる。
従来、この温度撹拌工程では、発熱抵抗体を用いた抵抗
加熱手段と、X−Yテーブル等の撹拌手段とから構成さ
れる温度撹拌装置が用いられている。
【0004】酵素免疫反応測定には、多数の有底穴(ウ
ェル)を有する試料保持平板(マイクロプレート)が用
いられる。そして、これらの多数の有底穴のそれぞれ
に、酵素免疫反応測定用の被加熱試料を入れて、前記の
温度撹拌装置で各被加熱試料を均一に加熱する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このとき、温度撹拌装
置には、各被加熱試料間で温度のバラツキ(以下、「加
熱むら」という。)が生じないように、加熱することが
要求される。そのため、加熱に要する時間が非常に長く
なり、被加熱試料(抗体)の種類によっては数十時間も
かかることがあった。
【0006】そこで、本発明者は、迅速かつ均一な加熱
を実現するために、マイクロ波加熱を用いて被加熱試料
の内部から加熱することを考えた。すなわち、温度撹拌
装置として家庭用電子レンジを用いて、被加熱試料を加
熱することを試みた。ところが、被加熱試料は、最高と
最低とで30℃程度の温度差という、極端な加熱むらを生
じた。したがって、家庭用電子レンジを、酵素免疫反応
測定用の温度撹拌装置として用いることはできないこと
が判明した。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、マイクロ波を用いて迅
速かつ均一な加熱を実現した、酵素免疫反応測定用の温
度撹拌装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、温度撹拌装
置として家庭用電子レンジを用いた場合の加熱むらの原
因を究明するために、試料保持平板における各被加熱試
料の温度分布を、図5に示す三次元グラフに表してみ
た。図5において、試料保持平板には、一定間隔9mmで
8行(A〜H)×12列(1〜12)の有底穴が形成されて
おり、各有底穴に被加熱試料が入れられている。
【0009】ここで、本発明者は、図5に示す現象を考
察することにより、被加熱試料の温度分布が家庭用電子
レンジのマイクロ波の波長に一致していることを見い出
した。以下に、詳しく説明する。
【0010】マイクロ波は、電磁波であるから次式が成
り立つ。
【0011】c=fλ ・・・
【0012】ここで、c:光の速さ,f:周波数,λ:
波長である。
【0013】したがって、式により、家庭用電子レン
ジのマイクロ波は、周波数が2450MHz であるから波長が
122 mmとなる。
【0014】一方、図5に示すように、X方向の温度に
おいて、最高値はD行及びE行に生じ、最低値はA行,
H行に生じている。また、Y方向の温度において、最高
値は4列,9列に生じ、最低値は1列,6列及び7列,
12列に生じている。
【0015】さて、図4は、図5の被加熱試料の温度分
布とマイクロ波との関係を示す斜視図である。図4にお
いて、試料保持平板12には、一定間隔9mmで8行×12
列の有底穴14が形成されている。ここで、波形m2x
は、波長が122 mmのマイクロ波のX方向成分であり、Z
方向を電界強度の絶対値としている。そして、電界強度
の最高値(★印)を、図5におけるX方向の温度が最高
となるD行及びE行に合わせたものである。同様に、波
形m2yは、波長が122 mmのマイクロ波のY方向成分で
あり、電界強度の最高値(★印)を、図5におけるY方
向の温度が最高値となる4列,9列に合わせたものであ
る。
【0016】このように、被加熱試料の温度分布がマイ
クロ波の波長に極めて良く一致する。すなわち、定在波
化したマイクロ波の電界強度の空間分布が、そのまま被
加熱試料の温度分布となっていると考えられる。また、
電界強度Eと、単位体積当たりの消費電力p(発熱量)
とは、次式の関係にある。
【0017】 p=(5/9×10-1 0)f・E2 ・εr・ tanδ ・・・
【0018】ここで、εr・ tanδは、誘電係数であっ
て、物質によって定まる定数である。
【0019】式に示されるように、熱エネルギは、電
界強度の二乗に比例する。
【0020】以上説明したように、本発明者は、酵素免
疫反応測定用の被加熱試料のマイクロ波による加熱につ
いて鋭意研究を重ねた。その結果、マイクロ波を特定の
波長にすれば均一かつ迅速な加熱が可能となることを見
い出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0021】すなわち、本発明に係る酵素免疫反応測定
用の温度撹拌装置は、マイクロ波を吸収することなく透
過させる物質から成る試料保持平板と、この試料保持平
板に一定間隔で多数設けられると共に酵素免疫反応測定
用の被加熱試料が入れられる有底穴と、前記試料保持平
板を収容する加熱室と、前記有底穴の設けられた一定間
隔の二倍以下の波長を有するマイクロ波を照射して前記
被加熱試料を加熱する加熱手段とを備えたものである。
また、前記有底穴の設けられた一定間隔が9mmであり、
前記加熱手段の照射するマイクロ波の波長が18mmである
ものとしてもよい。さらに、前記加熱手段によるマイク
ロ波照射時に前記試料保持平板を移動する試料保持平板
移動手段を付設したものとしてもよい。
【0022】
【作用】試料保持平板には、一定間隔で有底穴が多数設
けられている。これらの有底穴のそれぞれに、酵素免疫
反応測定用の被加熱試料を入れる。そして、試料保持平
板を温度撹拌装置の加熱室に収納する。続いて、加熱手
段からマイクロ波を試料保持平板に照射する。このマイ
クロ波の波長は、有底穴の設けられた一定間隔の二倍以
下の波長となっている。したがって、定在波化したマイ
クロ波による単位体積当たりの発熱量の空間分布の一周
期は、有底穴の設けられた一定間隔以下となる。すなわ
ち、隣接する被加熱試料において発熱量の差はほとんど
なく、各被加熱試料は均一に加熱される。また、被加熱
試料は、マイクロ波により内部から効率よく加熱され、
温度が迅速に上昇する。
【0023】
【実施例】図1は、本発明に係る温度撹拌装置の一実施
例を示す一部を切り欠いた正面図である。以下、この図
面に基づき説明する。
【0024】本発明に係る温度撹拌装置10は、マイク
ロ波Mを吸収することなく透過させる物質から成る試料
保持平板12と、試料保持平板12に一定間隔Dで多数
設けられると共に酵素免疫反応測定用の被加熱試料Sが
入れられる有底穴14と、試料保持平板12を収容する
加熱室16と、有底穴14の設けられた一定間隔Dの二
倍以下の波長を有するマイクロ波Mを照射して被加熱試
料Sを加熱する加熱手段18とを備えたものである。
【0025】マイクロ波Mを吸収することなく透過させ
る物質とは、式において誘電係数εr・ tanδが小さ
い物質をいい、例えば、ポリスチレン,ポリテトラフル
オロエチレン,石英等である。したがって、試料保持平
板12は、マイクロ波Mによって実質的に加熱されな
い。
【0026】加熱手段18は、商用電源電圧を高電圧に
変換する電源トランス20と、電源トランス20で得ら
れた高電圧によってマイクロ波Mを発生させるマグネト
ロン22と、マグネトロン22で発生したマイクロ波M
を加熱室16へ導くアンテナ24及び導波管26とから
構成されている。
【0027】加熱室16には、試料保持平板12を載置
すると共に、必要に応じ移動する試料保持平板移動手段
30が付設されている。試料保持平板移動手段30は、
例えば、試料保持平板12を載置したまま回転するいわ
ゆるターンテーブルや、試料保持平板12を載置したま
まX方向又はY方向に往復移動するX−Yテーブル等で
ある。
【0028】本実施例では、一定間隔Dは9mm、マイク
ロ波Mは、波長が18mm,周波数が16.7GHz である。
【0029】図2は、本実施例における被加熱試料の温
度分布とマイクロ波との関係を示す斜視図である。図3
は、本実施例における被加熱試料の温度分布の実測値を
示す三次元グラフである。以下、図1乃至図3に基づき
温度撹拌装置10の動作を説明する。ただし、図4及び
図5と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【0030】試料保持平板12には、一定間隔9mmで有
底穴14が多数設けられている。これらの有底穴14の
それぞれに、酵素免疫反応測定用の被加熱試料Sを入れ
る。そして、試料保持平板12を加熱室16に収納す
る。続いて、加熱手段18からマイクロ波Mを試料保持
平板12に照射する。このマイクロ波Mの波長は、有底
穴14の設けられた一定間隔9mmの二倍の18mmとなって
いる。
【0031】図2において、波形m1x,m1yは、そ
れぞれ波長が18mmのマイクロ波MのX方向成分,Y方向
成分を示し、Z方向を電界強度の絶対値としている。こ
れから明らかなように、定在波化したマイクロ波Mによ
る単位体積当たりの発熱量の空間分布の一周期は、有底
穴14の設けられた一定間隔9mmにおおよそ一致する。
すなわち、隣接する被加熱試料Sにおいて発熱量の差は
ほとんどないので、各被加熱試料Sは均一に加熱され、
図3に示すような均一な温度分布が得られる。また、被
加熱試料Sは、マイクロ波Mにより内部から効率よく加
熱され、短時間で温度が上昇する。
【0032】また、図2及び図4において図示していな
いが、定在波化したマイクロ波の電界強度は、Z方向に
も、X方向及びY方向と同様に分布している。したがっ
て、本実施例によれば、Z方向にも一定間隔9mmにおい
て発熱量の差はほとんど生じない。そこで、試料保持平
板12をZ方向に複数枚保持して加熱室16へ収容する
ことにより、一度に大量の被加熱試料Sを均一かつ短時
間に加熱できる。
【0033】さらに、マイクロ波Mと試料保持平板移動
手段30とを併用することによって、マイクロ波Mによ
って帯電した被加熱試料S内の分子を放電させることが
できるので、被加熱試料S内における目的外クーロン結
合(非特異的結合)を抑制することができる。
【0034】なお、マイクロ波Mは水の吸収率の良好な
2.45GHz の整数倍とすると、2.45GHz と同様の吸収効率
が得られるので好ましい。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る酵素免疫反応測定用の温度
撹拌装置によれば、以下の効果を奏する。
【0036】試料保持平板に一定間隔で多数設けられて
た有底穴に、酵素免疫反応測定用の被加熱試料を入れ、
有底穴の設けられた一定間隔の二倍以下の波長のマイク
ロ波で各被加熱試料を加熱するようにしたので、隣接す
る被加熱試料において発熱量の差をほとんどなくすこと
ができ、被加熱試料全数をきわめて均一に加熱できる。
しかも、マイクロ波により被加熱試料を内部から効率よ
く加熱できるので、被加熱試料を短時間で所定の温度ま
で加熱することができる。
【0037】この場合、試料保持平板が収容される加熱
室内において、試料保持平板を積み重ねる方向に対して
も温度分布を均一にできるので、試料保持平板を複数枚
積み重ねることにより、一度に大量の被加熱試料を均一
かつ短時間に加熱できる。
【0038】また、試料保持平板移動手段とを併用する
ことによって、マイクロ波によって帯電した被加熱試料
内の分子を放電させることができるので、被加熱試料内
における目的外クーロン結合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る温度撹拌装置の一実施例を示す一
部を切り欠いた正面図である。
【図2】本実施例における被加熱試料の温度分布とマイ
クロ波との関係を示す斜視図である。
【図3】本実施例における被加熱試料の温度分布の実測
値を示す三次元グラフである。
【図4】従来例における被加熱試料の温度分布とマイク
ロ波との関係を示す斜視図である。
【図5】従来例における被加熱試料の温度分布の実測値
を示す三次元グラフである。
【符号の説明】
10 温度撹拌装置 12 試料保持平板 14 有底穴 16 加熱室 18 加熱手段 30 試料保持平板移動手段 D 有底穴の設けられた一定間隔 M マイクロ波 S 被加熱試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 6/64 J 6908−3K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波を吸収することなく透過させ
    る物質から成る試料保持平板と、この試料保持平板に一
    定間隔で多数設けられると共に酵素免疫反応測定用の被
    加熱試料が入れられる有底穴と、前記試料保持平板を収
    容する加熱室と、前記有底穴の設けられた一定間隔の二
    倍以下の波長を有するマイクロ波を照射して前記被加熱
    試料を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする、
    酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置。
  2. 【請求項2】 前記有底穴の設けられた一定間隔が9mm
    であり、前記加熱手段の照射するマイクロ波の波長が18
    mmであることを特徴とする請求項1記載の酵素免疫反応
    測定用の温度撹拌装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の酵素免疫反応測定
    用の温度撹拌装置において、前記加熱手段によるマイク
    ロ波照射時に前記試料保持平板を移動する試料保持平板
    移動手段を付設したことを特徴とする酵素免疫反応測定
    用の温度撹拌装置。
JP5351588A 1993-12-28 1993-12-28 酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置 Withdrawn JPH07198572A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5351588A JPH07198572A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置

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JP5351588A JPH07198572A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置

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JPH07198572A true JPH07198572A (ja) 1995-08-01

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JP5351588A Withdrawn JPH07198572A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 酵素免疫反応測定用の温度撹拌装置

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JP (1) JPH07198572A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6686574B2 (en) * 2002-06-29 2004-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Microwave oven having two doors
WO2009075332A1 (ja) 2007-12-12 2009-06-18 Saida Fds Inc. マイクロ波照射装置

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US6686574B2 (en) * 2002-06-29 2004-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Microwave oven having two doors
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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 20010306