CN107796759B - 光学测定器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学测定器，能够将加热器提前冷却，能够使试样容器的温度提前下降。光学测定器的特征在于，包括：壳体，设有光学测定部，该光学测定部配置有收容测定试样的试样容器；及杯状的盖体，开闭自如地安装于该壳体，在闭状态下的与所述试样容器的上表面对接的位置设有对所述测定试样进行加热的加热器，并向下方开口，在所述壳体中的、在所述盖体的闭状态下与该盖体相对的面上设有向所述盖体的内部供给冷却风的冷却风供给口，所述盖体的开闭机构具有将该盖体与所述壳体结合的一对连杆臂，在该一对连杆臂之间设有使来自所述冷却风供给口的冷却风成为朝向所述加热器的状态的整流板。

Description

光学测定器
技术领域
本发明涉及光学测定器。更详细而言，涉及作为具有加热机构的吸光度测定器或荧光测定器等使用的光学测定器。
背景技术
例如在亲子鉴定、细菌或病毒等的DNA的测定中，使用进行PCR法(聚合酶链式反应)的装置。在进行PCR法的装置中，出于将液体状的测定试样加热到一定的温度或者以周期性的温度模式反复加热的目的，而具备对收容有测定试样的试样容器(PCR管)进行加热的加热器。
在对测定试样进行加热的情况下，仅对PCR管的例如下部进行加热时，测定试样中的水分蒸发而结露于该PCR管内的顶棚面，其结果是，测定试样中的目标物质的浓度变化。
为了防止这样的浓度的变化而对PCR管的上部及下部这两方进行加热。
作为进行这样的加热处理的装置，专利文献1公开了在收纳PCR管的测定部的盖(盖体)中内置有上部加热器构件的热循环仪。在该热循环仪中，上部加热器构件露出地设置在盖体的背面中的、在盖体为闭状态时该上部加热器构件与PCR管的上表面对接的位置。
另一方面，近年来，在生命科学领域中，以使用于及时现场护理检查的情况等为目的，关于具有加热机构的吸光度测定器或荧光测定器等光学测定器，也要求能够携带。
并且，在这样的能够携带的光学测定器中，也在盖体设置加热器，在刚加热处理之后，PCR管的上部(盖部)的温度成为例如80～120℃的高温，因此如果触碰到刚加热处理之后的该PCR管的盖部，则可能会遭受烧伤等。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特表2012-517220号公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
本发明基于以上那样的情况而作出，目的在于提供一种能够使加热器提前冷却，能够使试样容器的温度提前下降的光学测定器。
【用于解决课题的方案】
本发明的光学测定器的特征在于，包括：
壳体，设有光学测定部，该光学测定部配置有收容测定试样的试样容器；及
杯状的盖体，开闭自如地安装于该壳体，在闭状态下的与所述试样容器的上表面对接的位置设有对所述测定试样进行加热的加热器，并向下方开口，
在所述壳体中的、在所述盖体的闭状态下与该盖体相对的面上设有向所述盖体的内部供给冷却风的冷却风供给口，
所述盖体的开闭机构具有将该盖体与所述壳体结合的一对连杆臂，在该一对连杆臂之间设有使来自所述冷却风供给口的冷却风成为朝向所述加热器的状态的整流板。
在本发明的光学测定器中，优选的是，所述冷却风供给口由开设于所述壳体的顶板且沿着所述一对连杆臂分离的方向延伸的狭缝构成，
所述狭缝的长度方向的至少一个侧面相对于所述壳体的顶板倾斜，以使从该狭缝供给的冷却风成为朝向所述整流板的状态。
【发明效果】
在本发明的光学测定器中，设有向盖体的内部供给冷却风的冷却风供给口，并设有使来自该冷却风供给口的冷却风成为朝向设置在盖体内的加热器的状态的整流板。因此，在使用加热器将测定试样加热后进行冷却时，来自冷却风供给口的冷却风的风向被调整为吹到加热器上，因此将该加热器高效地冷却。伴随于此，在盖体的闭状态下，试样容器的盖的温度也能够提前下降，在试样容器的取出等中，在通过手指触碰时也能抑制遭受烧伤的情况。
另外，通过缩短加热器的冷却时间而能够提高加热处理的节拍时间。
此外，根据整流板设置在一对连杆臂之间的结构，与连杆臂一体地动作，能够实现光学测定器自身的省空间化。
附图说明
图1是将本发明的光学测定器的具体结构的一例的盖体的闭状态以装配有试样管的状态表示的剖视图。
图2是表示图1的光学测定器的盖体的开状态的剖视图。
图3是将图1的光学测定器中的冷却风供给口放大表示的剖视图。
图4是将图1的光学测定器中的整流板及连杆臂放大表示的侧视图。
图5是表示实施例1及比较例1的结果的坐标图。
【标号说明】
10 光学测定器
11 壳体
11a 顶板
12 盖体
13 罩
13a 顶板
14 冷却风供给口
15A 吸气口
15B 排气口
16冷却风扇
17 支承腿
18 卡扣
19 接触防止用凸部
20 光学测定部
22 上部加热器构件
22a 片状加热器
22b 铝板
23 下部加热器构件
25 管支承体
26 连杆板
27 螺钉
28 按压块
29A、29B 温度测定单元
30 接触防止构件
31 连杆臂
31a 连杆棒
33 突起板
35 突起板
36 整流板
36A 板状部
36B 上部翼
36C 下部翼
W 试样管
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。
图1是本发明的光学测定器的具体结构的一例的盖体的闭状态以装配有试样管的状态表示的剖视图，图2是表示图1的光学测定器的盖体的开状态的剖视图，图3是将图1的光学测定器中的冷却风供给口放大表示的剖视图，图4是将图1的光学测定器中的整流板及连杆臂放大表示的侧视图。
该光学测定器10可以构成作为例如用于测定测定试样中的测定对象物质的浓度等作为吸光度的移动式的吸光度测定器。测定对象物质例如是大肠杆菌、蛋白质、通过聚合酶链式反应(PCR)放大而得到的DNA、色素等。
光学测定器10包括：大致长方体形的壳体11，配置有收容测定试样的试样管W，且设有进行加热处理及以一定的温度条件进行吸光度测定等光学测定处理的光学测定部20；及盖体12，开闭自如地安装于该壳体11，且具有向下方开口的杯状的罩13。
在壳体11内，在该壳体11的前方侧(图1中的右侧)的区域设有配置试样管W的光学测定部20。而且，在壳体11的下表面(图1中的下表面)设有将壳体11支承在水平的支承面上的支承腿17。
在光学测定部20配置管支承体25，该管支承体25形成有供装填有测定试样的试样管W插入的向上方开口的试样管容纳孔(未图示)。
试样管容纳孔是朝向底部而成为小径的沿上下方向(图1中的上下方向)延伸的锥状的孔。
试样管容纳孔可以设为与PCR管或试样管例如1.5mL的试样管或2.0mL的试样管对应的形状及大小。
作为形成管支承体25的材料，可以使用例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)等硅树脂或铝等金属、聚碳酸酯等树脂。
在光学测定部20中，试样管容纳孔例如在沿壳体11的左右方向(图1中的与纸面垂直的方向)延伸的试样管配置区域形成多个例如4个或8个。
因此，在本发明的光学测定器10中，能够对例如4个或8个试样管W一并进行光学处理或加热处理等。
盖体12在闭状态下将管支承体25的试样管容纳孔的开口闭塞，在开状态下使试样管容纳孔的开口露出。
盖体12的开闭机构在将该盖体12维持向下方开口的姿势的状态下，在前方下侧(图1中的左方下侧)的闭状态与后方上侧(图1中的右方上侧)的开状态之间以大致圆轨道自如地移动。
具体而言，在盖体12中，沿着试样管配置区域延伸的方向延伸的连杆板26隔着间隙地通过螺钉27而固定于罩13的顶板13a。盖体12经由连杆机构而与壳体11结合，该连杆机构具备在该连杆板26的两侧面上安装各1个的一对连杆臂31。连杆臂31分别由2根连杆棒31a构成。各连杆棒31a的基端部(壳体11侧的端部)经由枢支轴以摆动自如的方式安装于从壳体11的上表面朝向铅垂上方突出的突起板33，各连杆棒31a的前端部(盖体12侧的端部)经由枢支轴以摆动自如的方式安装于从盖体12的顶部的下表面朝向铅垂下方突出的突起板35。
在盖体12的闭状态下，上部加热器构件22被按压于试样管W的上表面而与该上表面对接，并且开口端面与壳体11的上表面对接。另一方面，在盖体12的完全开状态下，盖体12位于在壳体11的后方侧(图1中的左侧)的上部区域以突出的方式设置的接触防止用凸部19的上方，从而在从上方的俯视观察下，试样管容纳孔或插入于试样管容纳孔的试样管W全部为能够观察到的状态。在盖体12中，无论是闭状态、开状态及开闭动作状态中的哪一个，都始终维持向下方开口的姿势。
需要说明的是，在图1及图2中，18是用于可靠地维持盖体12的闭状态的卡扣。
在光学测定器10具备加热机构，该加热机构将配置于光学测定部20的试样管W内的测定试样加热到一定的温度或者以预先设定的温度模式进行加热。
加热机构具有上部加热器构件22及下部加热器构件23，从上下对试样管W进行加热。
具体而言，上部加热器构件22在盖体12的内部，以向下方露出的方式设置于在罩13安装的连杆板26的下表面(图1中的下表面)，上部加热器构件22配置成，由于该盖体12为闭状态而通过按下销(未图示)经由隔热树脂制的按压块28按压于全部的试样管W的上表面并与该上表面对接。而且，下部加热器构件23以与试样管容纳孔的下部接近的方式配置在管支承体25的下部。
在图1及图2中，29A及29B分别是检测上部加热器构件22及下部加热器构件23的温度的温度测定单元。
上部加热器构件22包括：在聚酰亚胺膜中粘贴有由不锈钢制的电阻线构成的图案而成的片状加热器22a；及层叠在该片状加热器22a的背面上的用于将来自片状加热器22a的热量均质地向试样管W传热的铝板22b。
作为下部加热器构件23，可以使用在聚酰亚胺膜中粘贴有由不锈钢制的电阻线构成的图案而成的片状加热器。
上部加热器构件22及下部加热器构件23能够分别独立地控制温度状态。各个加热器的设定温度可以设为35℃～最大120℃。
作为由上部加热器构件22及下部加热器构件23产生的加热温度，从防止试样管W的顶棚面的结露的观点出发，优选上部加热器构件22产生的温度比下部加热器构件23产生的温度高。
具体而言，在光学测定部20中对试样管W进行加热的上部加热器构件22的电力为约19W，与该上部加热器构件22接触的试样管W的盖的温度为例如80～120℃。
在该光学测定器10设有安全机构，在盖体12的开状态下，该安全机构阻碍外部的物体与上部加热器构件22的接触。
具体而言，安全机构由在盖体12的开状态下缩窄该盖体12与壳体11的上表面的间隙的板状的接触防止构件30构成。而且，也由接触防止用凸部19构成。
接触防止构件30从壳体11的上表面至与开状态的盖体12的前方侧(图1中的左侧)的开口端面接近的位置为止，形成为沿上下方向延伸的状态。
作为构成接触防止构件30的材料，可以使用例如不锈钢(SUS)板或铝板、聚碳酸酯板等。
并且，在光学测定部20设有冷却机构，该冷却机构通过循环冷却风将上部加热器构件22或由上部加热器构件22加热后的试样管W等急速冷却。
冷却机构具有：设置在壳体11内的冷却风扇16；开设于壳体11中的在盖体12的闭状态下与该盖体12相对的面的冷却风供给口14，该冷却风供给口14向盖体12的内部供给冷却风；及使来自该冷却风供给口14的冷却风成为朝向上部加热器构件22的状态的整流板36。而且，吸气口15A开设于壳体11的后方侧(图1中的右侧)，并且在盖体12的罩13的移动方向的后方侧开设排气口15B。
冷却风供给口14可以设为例如在壳体11的顶板11a上开设的、沿着一对连杆臂31分离的方向即试样管配置区域延伸的方向延伸的由狭缝构成的结构。
构成冷却风供给口14的狭缝为了使从该狭缝供给的冷却风成为朝向整流板36的状态，而该狭缝的长度方向(图1中的与纸面垂直的方向)的至少一个侧面相对于壳体11的顶板11a倾斜。通过狭缝的侧面具有这样的倾斜，即使在整流板36未处于狭缝的正上方的情况下也能够容易地将冷却风导向整流板36。
构成冷却风供给口14的狭缝的侧面的倾斜角度α优选为例如30～45°。
整流板36是具有板状部36A、上部翼36B及下部翼36C的形状，该板状部36A沿着试样管配置区域延伸的方向(图1中的与纸面垂直的方向)延伸，该上部翼36B及下部翼36C在该板状部36A的与上部加热器构件22对应的区域中的上部及下部，与该板状部36A连续，并以随着朝向端部而接近上部加热器构件22地倾斜的状态突出。
列举光学测定器10的各部分的尺寸的一例时，在壳体11中，横宽(图1中的与纸面垂直的方向的长度)为312mm，纵宽(图1中的左右方向的长度)为190mm，盖体12为闭状态时的高度(图1中的上下方向的长度)为92mm，重量为2kg。而且，在盖体12中，横宽(图1中的与纸面垂直的方向的长度)为141mm，纵宽(图1中的左右方向的长度)为105mm，高度(图1中的上下方向的长度)为35mm。从壳体11的上表面至盖体12的上表面的高度在盖体12的闭状态下为35mm，在盖体12的开状态下为53mm。
在连杆臂31中，从构成该连杆臂31的一个连杆棒31a的外端至另一个连杆棒31a的外端的宽度为30mm，1个连杆棒31a的长度为47mm，高度在盖体12的闭状态下为43mm，在盖体12的开状态下为25～28mm。
连杆板26的长度(图1中的与纸面垂直的方向的长度)为122mm。
在整流板36中，上部翼36B及下部翼36C的长度(图1中的与纸面垂直的方向的长度)为70mm，板状部36A、上部翼36B及下部翼36C合计的宽度(图1中的左右方向的长度)为约30mm，厚度为1.5mm。
在构成冷却风供给口14的狭缝中，长度(图1中的与纸面垂直的方向的长度)为17.5mm，宽度(图1中的左右方向的长度)为4mm。
在光学测定器10中，首先，在盖体12为开状态的状态下，向试样管容纳孔插入试样管W，接下来，使盖体12为闭状态而将卡扣18卡定，由此上部加热器构件22与试样管W的上表面对接。在该状态下进行了适当的加热处理之后，在盖体12仍为闭状态下进行冷却处理。具体而言，从吸气口15A吸气的冷却风依次经过冷却风扇16、由狭缝构成的冷却风供给口14、整流板36与接触防止构件30的间隙而向上部加热器构件22供给，对上部加热器构件22进行冷却。然后，冷却风依次经过连杆板26与盖体12的罩13的顶板13a的间隙、整流板36与顶板13a的间隙，从排气口15B向光学测定器10的后方侧即与操作者所在的前方侧相反的一侧排气。然后，将卡扣18打开，使盖体12向后方上侧的接触防止用凸部19的上方以大致圆轨道从壳体11的上表面分离地移动而成为开状态。在该盖体12的开状态下，从吸气口15A吸气的冷却风依次经过冷却风扇16、由狭缝构成的冷却风供给口14，向上部加热器构件22供给而对上部加热器构件22进行冷却。然后，冷却风依次经过连杆板26与盖体12的罩13的顶板13a的间隙、整流板36与顶板13a的间隙，从排气口15B向光学测定器10的后方侧排气。在该状态下，能够将冷却后的试样管W安全地拔出。
这样，无论是盖体12的闭状态还是开状态，冷却风都以与上部加热器构件22接触的方式流动。
在以上的光学测定器10中，设有向盖体12的内部供给冷却风的冷却风供给口14，并设有使来自该冷却风供给口14的冷却风成为朝向设置在盖体12内的上部加热器构件22的状态的整流板36。因此，在使用上部加热器构件22将测定试样加热后进行冷却时，来自冷却风供给口14的冷却风的风向被调整为吹到该上部加热器构件22上，因此将该上部加热器构件22高效地冷却。伴随于此，在盖体12的闭状态下，试样管W的盖的温度也能够提前下降，在试样管W的取出等中，在通过手指触碰时也能抑制遭受烧伤的情况。
另外，通过缩短上部加热器构件22的冷却时间而能够提高加热处理的节拍时间。
此外，根据整流板36设置在一对连杆臂31之间的结构，与连杆臂31一体地动作，能够实现光学测定器10自身的省空间化。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定为上述的实施方式，能够施加各种变更。
例如，本发明的光学测定器可以是将与光学测定部分体设置且与光学测定部独立地进行动作的加热处理部共同地设置于1个壳体的结构。这种情况下，光学测定部与加热处理部例如沿着与盖体的开闭方向垂直的方向(图1中的与纸面垂直的方向)分离设置，对于光学测定部及加热处理部分别配置设有整流板的盖体。这样的加热处理部使用作为例如仅进行加热处理的前处理部。
在这样的光学测定器中，前处理部的上部加热器构件的加热温度为例如120℃，下部加热器构件的加热温度为例如98℃，光学测定部的上部加热器构件的加热温度为例如80℃，下部加热器构件的加热温度为例如63℃。
【实施例】
以下，说明本发明的具体的实施例，但是本发明没有限定于此。
〔实施例1〕
制作了图1所示的光学测定器。光学测定器的各尺寸如下。将其设为光学测定器〔1〕。
<壳体>
·横宽：312mm，纵宽：190mm，盖体为闭状态时的高度：92mm，重量：2kg
<盖体>
·横宽：141mm，纵宽：105mm，闭状态下的高度：35mm，开状态下的高度：53mm
<连杆臂>
·宽度：30mm，长度：47mm，盖体的闭状态下的高度：28mm，盖体的开状态下的高度：43mm
<连杆板>
·长度：122mm
<整流板>
·上部翼及下部翼的长度：70mm，宽度：30mm，厚度：1.5mm
<狭缝>
·长度：17.5mm，宽度：4mm
<上部加热器构件>
·电力：19W
在上述的光学测定器〔1〕安设试样管(PCR管)，进行了使加热器(热电偶)的温度升温至120℃，在保持120℃为700秒以上之后，使冷却风扇工作而对加热器进行冷却的加热-冷却实验。结果如图5的曲线a所示。
〔比较例1〕
制作了除了在实施例1使用的光学测定器中未设置整流板以外同样的比较用的光学测定器〔2〕。
使用该光学测定器〔2〕，与上述的光学测定器〔1〕同样地进行了加热-冷却实验。结果如图5的曲线b所示。
从图5的坐标图可知，盖体的上部加热器构件的温度从120℃下降至40℃的时间在未设置整流板的比较例1的光学测定器〔2〕中为1020秒，相对于此，在设有整流板的本发明的实施例1的光学测定器〔1〕中为630秒，确认到缩短约40％的情况。
在比较例1的光学测定器〔2〕中，考虑是由于未设置整流板，供给的冷却风滞留于上部加热器构件的上方空间，上部加热器构件被冷却为止需要长时间。

Claims (2)

1.一种光学测定器，其特征在于，包括：
壳体，设有光学测定部，该光学测定部配置有收容测定试样的试样容器；及
杯状的盖体，开闭自如地安装于该壳体，在闭状态下的与所述试样容器的上表面对接的位置设有对所述测定试样进行加热的加热器，该盖体向下方开口，
所述盖体在维持向下方开口的姿势的状态下，在前方下侧的闭状态与后方上侧的开状态之间以大致圆轨道自如地移动，
所述加热器在所述盖体的内部以向下方露出的方式设置，
在所述壳体中的、在所述盖体的闭状态下与该盖体相对的面上设有向所述盖体的内部供给冷却风的冷却风供给口，
所述盖体的开闭机构具有将该盖体与所述壳体结合的一对连杆臂，在该一对连杆臂之间设有使来自所述冷却风供给口的冷却风成为朝向所述加热器的状态的整流板，
无论是所述盖体的闭状态还是开状态，所述冷却风都以与所述加热器接触的方式流动。
2.根据权利要求1所述的光学测定器，其特征在于，
所述冷却风供给口由开设于所述壳体的顶板且沿着所述一对连杆臂分离的方向延伸的狭缝构成，
所述狭缝的长度方向的至少一个侧面相对于所述壳体的顶板倾斜，以使从该狭缝供给的冷却风成为朝向所述整流板的状态。
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