CN115997031A - 温度控制装置 - Google Patents

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矶岛宣之
小针达也
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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够高速且高精度地改变温度调节块(2)的温度的温度控制装置(1)。本发明的温度控制装置(1)包括能够载置容纳了溶液(6)的容器(5)的温度调节块(2)；及温度调节部(3)，其设置成与温度调节块(2)接触并使溶液(6)的温度变化，温度调节块(2)在内部具有一个或多个中空部(7)。

Description

温度控制装置
技术领域
本发明涉及温度控制装置。
背景技术
近年来，基因检测不仅用于研究用途，还被广泛应用于定制医疗和识别个人的鉴定等用途，不仅希望提高精度，还希望缩短检测时间。基因检测是在取得含有DNA(Deoxyribonucleic acid、脱氧核糖核酸)的试料后，通过使试料中的微量DNA扩增后进行分析，实施高精度的检查。作为使DNA扩增的方法，PCR(Polymerase Chain Reaction、聚合酶链反应)法被广泛利用。PCR法是将含有DNA的试料溶液与含有使DNA扩增的试剂的溶液混合，例如在94℃时使DNA变性为单链，在60℃时合成互补链。通过重复上述温度变化，PCR法能指数函数性地扩增DNA。
基因检测要求通过高速改变含试料和试剂的反应溶液的温度来缩短反应所需的时间，从而缩短检测所需的时间。反应溶液的温度通过使用热循环器等温度控制装置来改变。一般的温度控制装置包括控制珀耳帖元件等的温度变化的温度调节元件和设置为与温度调节元件接触的调温块(以下也称为“温度调节块”)，用温度调节块保持容纳反应溶液的反应容器，用温度调节元件控制温度调节块的温度，从而实施PCR法。
温度调节块的热传导率和热容量影响温度控制装置中的反应溶液的温度变化的高速化。在一般的温度控制装置中，使用热传导率大的材料，例如铝和铜这样的金属作为温度调节块。采用热传导率较大的材料用于温度调节块，能有效地将温度调节元件产生的热量传递到反应容器，使反应溶液的温度高速变化。热容量是根据材料的比热、密度以及体积求出的值。若温度调节块的热容量较大，则温度调节块的温度变化需要时间，反应溶液的温度变化会变慢。
在专利文献1和专利文献2中公开了现有的温度控制装置的示例。专利文献1中记载的热循环设备包括采样支架、热参考件和散热器，其中一个或多个具有高导热性的材料。专利文献2中所记载的多个试料支撑体具有单质结构的块、块内的一系列试料阱以及存在于试料阱之间的块内的一系列中空部。通过中空部减小了块的质量，温度变化快速传递到试料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2012-502651号公报
专利文献2：日本专利特表2009-543064号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
温度控制装置在进行基因检测时，如果温度调节块的温度没有被适当地控制，含有试料和试剂的反应溶液没有控制到合适的温度，则无法进行稳定的DNA扩增，基因检测的可靠性降低。一般情况下，即使温度调节块的热容量较小，如果热传导率较小，则温度调节元件的热量也无法均匀地传递给反应溶液，难以将反应溶液控制到PCR法所要求的温度。另一方面，尺寸较小的温度调节块由于内部温差小，因此即使热传导率较小，有时也能将温度调节元件的热量均匀地传递到反应溶液中，有时不一定需要较大的热传导率。
在以往的温度控制装置的温度调节块中，热传导率、比热和密度这些与温度变化有关的值由所使用的材料决定，因此，难以适当地调节热传导率和热容量，高速且高精度地改变包含试料和试剂的反应溶液的温度存在问题。因此，要求温度控制装置能够高速且高精度地改变温度调节块的温度。
本发明的目的是提供一种能够高速且高精度地改变温度调节块的温度的温度控制装置。
解决技术问题的技术方案
本发明的温度控制装置包括温度调节块，该温度调节块能够载置容纳了溶液的容器；以及温度调节部，该温度调节部设置成与所述温度调节块接触，并使所述溶液的温度变化。所述温度调节块在内部具有一个或多个中空部。
发明效果
根据本发明，能提供一种能够高速且高精度地改变温度调节块的温度的温度控制装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的温度控制装置的概要的立体图。
图2是图1中的线A-A′处的温度控制装置的剖视图。
图3是图1中的线B-B′处的温度控制装置的剖视图。
图4是示出通过热传导分析求出温度调节块的温度变化的结果的示例的图。
图5是示出本发明的实施例2的温度控制装置的概要的立体图。
图6是示出本发明的实施例3的温度控制装置的概要的剖视图。
图7是示出本发明的实施例4的温度控制装置的概要的立体图。
图8是图7中的线C-C′处的温度控制装置的剖视图。
图9是示出本发明的实施例5的温度控制装置的概要的剖视图。
图10是图9中的线D-D′处的温度控制装置的剖视图。
图11是示出本发明的实施例6的温度控制装置的概要的剖视图。
图12是示出本发明的实施例7的温度控制装置的概要的剖视图。
图13是示出本发明的实施例8的温度控制装置的概要的剖视图。
图14是示出本发明的实施例9的温度控制装置的概要的剖视图。
图15是通过图14中的线F-F′的水平面上的温度控制装置的剖视图。
图16是示出本发明的实施例10的温度控制装置的概要的剖视图。
具体实施方式
本发明的温度控制装置包括调温部(温度调节部)和调温块(温度调节块)，温度调节块具有中空部。温度调节块由于中空部导致密度降低，热容量变小，能使温度高速地变化。此外，通过中空部的配置来控制温度调节块的内部的热传导，能高精度地改变温度调节块的温度。由此，本发明的温度控制装置能适当地控制温度调节块的温度，能高速且高精度地将含有试料和试剂的反应溶液控制在合适的温度。
以下，用附图对本发明的实施例的温度控制装置进行说明。另外，在本说明书所使用的附图中，对相同或对应的构成要素赋予相同的标号，并且针对这些构成要素有时省略重复说明。
实施例1
对本发明的实施例1的温度控制装置进行说明。
图1是示出本发明的实施例1的温度控制装置的概要的立体图。温度控制装置1包括调温块2(以下称为“温度调节块2”)和调温部3(以下称为“温度调节部3”)，从而使含有试料和试剂的反应溶液的温度变化。
温度调节块2由金属或非金属材料构成，能载置容纳有反应溶液的反应容器。温度调节块2设置在温度调节部3上，使得与温度调节部3接触。温度调节块2通过温度调节部3对所载置的反应容器内的反应溶液进行温度调节。温度调节块2例如将反应容器载置在上表面2c上，或者在上部具有凹部并将反应容器载置在凹部。图1中示出了将反应容器载置在上表面2c上的温度调节块2。温度调节块2的上表面2c是位于与温度调节部3接触的面(下表面)相反侧的面。温度调节块2的大致形状并不限于图1所示的方形柱形状，可以设为多棱柱形状、圆柱形状或圆筒形状等任意形状。
温度调节部3是能够进行加热和冷却中的一个或两个的温度调节装置，被设置在温度调节块2下以与温度调节块2接触，使温度调节块2所载置的反应容器内的反应溶液的温度变化。在本实施例中，温度调节部3包括作为温度调节元件的珀耳帖元件。具有珀耳帖元件的温度调节部3在与温度调节块2接触的面的相反侧的面上具有散热部4。在本实施例中，散热片用作散热部4。除了珀耳帖元件之外，温度调节部3还可以包括热泵、基于加热器的加热装置、以及使用冷却结构的冷却装置，并且可以将它们中的多个组合而构成。
可以在温度调节块2和温度调节部3之间设置具有弹性的热传导片或涂覆热传导油脂，以减小它们之间的接触热阻从而促进导热。
温度控制装置1通过设置在温度调节块2中的热电偶或热敏电阻等温度传感器(未图示出)来测量温度调节块2的温度，并通过调节温度调节部3的输出使得温度调节块2的温度达到期望的温度，从而控制反应溶液的温度。
在图1中，设温度调节块2和温度调节部3接触的方向是Z方向，并且设垂直于Z方向的面是XY面。Z方向是竖直方向(上下方向)。
图2是图1中的线A-A′上的温度控制装置1的剖视图。图3是图1中的线B-B′上的温度控制装置1的剖视图。线A-A′是与X方向平行的线，线B-B′是与Y方向平行的线。图2是ZX面上的剖视图，图3是YZ面上的剖视图。
温度调节块2在内部具有多个中空部7。中空部7是设置在温度调节块2的内部的任意位置处的空腔，中空部7中存在空气并且不与温度调节块2的外部连通。中空部7具有减少温度调节块2的质量并加快温度调节块2的温度变化的效果。在图2、图3所示的示例中，中空部7在温度调节块2的内部以正交格子状等间隔地排列。中空部7在温度调节块2的内部的配置可以不是正交格子状，也可以不是等间隔。中空部7的大小、数量和配置不限于图2、图3所示的示例，可以任意地决定。
由于温度调节块2包括中空部7，因此与没有中空部7的实心的温度调节块2相比，温度调节块2的密度更小，热容量更小，温度变化更快。
随着中空部7占据的体积的增大，温度调节块2的密度变小。例如，若中空部7的体积占温度调节块2的比例是50％，则在温度调节块2中，构成温度调节块2的材料的体积的比例是50％，而存在于中空部7中的空气的体积的比例是剩余的50％。根据构成温度调节块2的材料的密度和中空部7中存在的空气的密度计算温度调节块2的密度。然而，由于空气的密度与构成温度调节块2的材料的密度相比极小，因此能仅根据构成温度调节块2的材料的密度求出温度调节块2的密度。因此，温度调节块2的密度减小到温度调节块2的表观密度的50％。表观密度是假设不包括中空部7时温度调节块2的密度，并且是根据温度调节块2的外形大小和不包括中空部7的实心温度调节块2的质量计算的密度。
若温度调节块2的密度减小，则温度调节块2的热容量减小。由于温度调节部3的作用而引起的温度调节块2的温度变化随着热容量的减小而加快。若中空部7的体积占温度调节块2的比例为50％并且温度调节块2的密度减小到表观密度的50％，则温度调节块2的热容量减小到没有中空部7的实心的温度调节块2的50％。于是，温度调节块2的温度变化比没有中空部7的实心的温度调节块2的温度变化快50％。
在本实施例中，由于中空部7不与温度调节块2的外部连通，因此即使具有中空部7，温度调节块2的表面积也不会增加。在温度调节块2中，若表面积增加，则促进与周围空气的热交换，有时能抑制温度变化。然而，在本实施例的温度控制装置1中，由于温度调节块2在不增加表面积的情况下包括中空部7，因此能抑制温度调节块2与周围空气之间的热交换，并且能高速地改变温度调节块2的温度。
图4是示出通过热传导分析求出温度调节块2的温度变化的结果的示例的图。图4中示出了对从底面向宽度为10mm、深度为10mm、高度为20mm的铝制的温度调节块2输入10W的热量时的温度调节块2的上表面测量点2a的温度变化进行计算的结果。如图3所示，上表面测量点2a是温度调节块2的上表面2c(与温度调节部3接触的面的相反侧的面)的中心点。在图4中，横轴表示中空部7的体积占温度调节块2的比例，纵轴表示从向温度调节块2输入热量起5秒后的上表面测量点2a的温度。
若中空部7的体积的比例增加，则5秒后的温度调节块2的上表面测量点2a的温度变高，直到中空部7的比例达到85％左右。然而，若中空部7的比例超过85％，则上表面测量点2a的温度随着中空部7的比例的增加而降低。这是因为中空部7的比例变高，导致温度调节块2的热传导率变小，温度调节块2的上表面测量点2a的温度难以上升。因此，通过根据温度调节块2的尺寸和材料，将中空部7的体积占温度调节块2的比例设为适当的值，能高速地改变温度调节块2的温度。
具有中空部7的温度调节块2优选由热传导率较大的材料构成。例如，通过由铝、铜或镁等金属或它们的合金构成温度调节块2，能在减小温度调节块2的热容量的同时增大热传导率。温度调节块2的材料不限于金属，并且可以由氮化铝或碳纤维等热传导率较大的非金属材料构成。
设置在温度调节块2中的中空部7可以具有长方体形状、多棱柱形状、圆柱形状或球形状等任意形状。多个中空部7可以不是全部孤立的，可以全部或部分彼此连通。此外，中空部7可以从设置在温度调节块2的表面上的开口部与温度调节块2的外部连通。能容易地形成与温度调节块2的外部连通的中空部7。
存在于中空部7中的可以不是空气，也可以是空气以外的流体，例如氮气等惰性气体或液体(例如油或水)。由树脂材料和多孔材料构成的隔热材料可以配置在中空部7中。此外，中空部7中可以是真空的。若在中空部7中用惰性气体填充，则能防止中空部7的表面的氧化。若用液体填充在中空部7中，则能用液体调节温度调节块2的热容量，能有效地进行热交换以加快温度调节块2的温度变化。若在中空部7中用隔热材料填充或使中空部7中成为真空，则能抑制温度调节块2向外部的热传导，并且能加快温度调节块2的温度变化。
如上所述，能任意地决定中空部7的大小、数量和配置。因此，在本实施例的温度控制装置1中，能通过根据温度调节块2的内部位置改变中空部7的被配置的密度(配置密度)来控制温度调节块2的内部的热传导，能根据温度调节块2的内部位置来控制温度调节块2的温度变化，因而能高精度地改变温度调节块2的温度。
中空部7可以通过任意方法形成。例如，中空部7可以通过在构成温度调节块2的材料块上开孔，或在构成温度调节块2的箱状构件的内部空间中设置分隔构件(分隔壁)来形成。分隔构件可以使用格子状的板状构件或棱柱形或圆柱形等柱状构件等任意形状的构件。另外，具有不与外部连通的中空部7的温度调节块2可以通过将具有构成中空部7的凹陷的温度调节块2的多个部分彼此接合在一起的方法等任意方法形成。
本实施例的温度控制装置1中，由于温度调节块2在内部具有中空部7，因此能高速且高精度地改变温度调节块2的温度。
实施例2
对本发明的实施例2的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在内部具有的多个中空部7构成蜂窝结构。
图5是示出本发明的实施例2的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是与图2相同的位置处的剖视图。温度调节块2在内部具有的多个中空部7呈正六棱柱形状，并且进行排列以构成蜂窝结构。
若中空部7在内部构成蜂窝结构，则温度调节块2的密度减小，热容量减小的同时，能相对于Z方向上的按压力保持强度。为了减小与温度调节部3之间的接触热阻，温度调节块2有时会通过紧固件等沿Z方向被按压向温度调节部3。若中空部7构成蜂窝结构，则即使温度调节块2沿Z方向被按压向温度调节部3，温度调节块2也能保持强度而不压坏。
在本实施例的温度控制装置1中，能高速且高精度地改变温度调节块2的温度，能减小温度调节块2和温度调节部3之间的接触热阻。
实施例3
对本发明的实施例3的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的多个区域。
图6是示出本发明的实施例3的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是与图2相同的位置处的剖视图。在本实施例中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的两个区域。即，温度调节块2在内部包括具有中空部7的配置密度较低的区域7a和中空部7的配置密度较高的区域7b。
在图6所示的示例中，中空部7的配置密度根据与温度调节部3的距离，即，在温度调节块2的上下方向(Z方向)上不同。中空部7的配置密度较高的区域7b位于温度调节块2中靠近温度调节部3的位置，即，与温度调节部3相邻的位置。中空部7的配置密度较低的区域7a位于温度调节块2中远离温度调节部3的位置，即，位于中空部7的配置密度较高的区域7b和温度调节块2的上表面2c之间的位置(与温度调节块2的上表面2c相邻的位置)。因此，在图6所示的示例中，中空部7的配置密度较高的区域7b位于温度调节块2的下部，而中空部7的配置密度较低的区域7a位于温度调节块2的上部。
在本实施例的温度控制装置1中，通过在温度调节块2的内部改变中空部7的配置密度，能根据温度调节块2的内部的位置改变温度调节块2的密度(即，热容量)和热传导率。
例如，如图6所示的示例那样，在温度调节块2中，通过在靠近温度调节部3的区域和远离温度调节部3的区域改变中空部7的配置密度，能加快温度调节块2的温度变化，并且能将温度调节部3的热量均匀地传递到温度调节块2所载置的反应容器内的反应溶液。
在中空部7的配置密度较高的区域7b中，与中空部7的配置密度较低的区域7a相比，温度调节块2的密度更小且热容量更小，因此温度变化较快。因此，能加快温度调节块2的中央测量点2b处的温度变化。中央测量点2b是位于中空部7的配置密度较低的区域7a和中空部7的配置密度较高的区域7b之间的温度调节块2的内部中央的位置。
在中空部7的配置密度较低的区域7a中，与中空部7的配置密度较高的区域7b相比，温度调节块2的密度更大且热容量更大，但是，由于中空部7的体积的比例较低，因此热传导率更大。因此，能使温度调节块2的中央测量点2b和上表面测量点2a之间的温度差减小，并且能使在温度调节块2内部的温度差减小。因此，温度调节块2的在内部的温度均匀，能将温度调节部3的热量均匀地传递到温度调节块2所载置的反应容器内的反应溶液。
中空部7的配置密度较高的区域7b可以位于温度调节块2的上部，中空部7的配置密度较低的区域7a可以位于温度调节块2的下部。中空部7的配置密度能根据在温度调节块2中求出的温度的均匀性和温度变化的速度来决定。例如，中空部7的配置密度能考虑在温度调节块2的下部(靠近温度调节部3的位置)的温度均匀性与温度调节块2整体的温度变化的速度之间的平衡来决定。
另外，中空部7的配置密度可以在温度调节块2的水平面方向(XY平面内)上不同。温度调节块2有时在XY平面内载置多个反应容器，此时，通过在XY平面内改变中空部7的配置密度，能使温度不因反应容器而彼此不同。
中空部7的配置密度彼此不同的区域的数量不限于2个，也可以是3个以上。
在本实施例的温度控制装置1中，通过在温度调节块2的内部改变中空部7的配置密度，从而能在温度调节块2的内部的位置任意地改变温度调节块2的密度(即，热容量)和热传导率。因此，本实施例的温度控制装置1能调节温度调节块2的温度分布，并且能高速且高精度地改变温度调节块2的温度。
实施例4
对本发明的实施例4的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在上部包括一个或多个凹部。容纳了反应溶液的反应容器载置在凹部中。
图7是示出本发明的实施例4的温度控制装置1的概要的立体图。图8是图7中的线C-C′上的温度控制装置1的剖视图。线C-C′是与X方向平行的线。图8是ZX平面上的剖视图。在图7和图8所示的示例中，温度调节块2在上部具有一个凹部2d。在凹部2d中载置有容纳了反应溶液6的反应容器5。温度调节块2例如与实施例1(图2)同样地在内部具有多个中空部7。
在本实施例的温度控制装置1中，由于温度调节块2包括用于载置反应容器5的凹部2d和中空部7，因此能通过中空部7增大在凹部2d的内壁面上的温度变化，能将在温度调节部3中产生的热量有效地传递到容纳在反应容器5中的反应溶液6。
实施例5
对本发明的实施例5的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，设置在温度调节块2的内部的多个中空部7彼此连通。
图9是示出本发明的实施例5的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是与图8相同的位置处的剖视图。在本实施例中，设置在温度调节块2的内部的多个中空部7通过连接部7c彼此连通。连接部7c是用于将多个中空部7彼此连接的空腔。另外，图9中，作为一个示例示出了在实施例4(图8)中说明的具有凹部2d的温度调节块2。
图10是图9中的线D-D′上的温度控制装置1的剖视图。线D-D′是与Z方向平行的线。图10是YZ平面上的剖视图。
如图9和图10所示，中空部7在X方向、Y方向和Z方向上分别通过连接部7c彼此连通。容易形成通过连接部7c彼此连通的中空部7。此外，若中空部7通过连接部7c彼此连通，则能容易地实施在中空部7中用流体(例如，空气、惰性气体、液体)填充或使中空部7中成为真空的作业。此外，当在中空部7中用流体填充时，能均匀地填充由连接部7c连接的中空部7。在图9和图10所示的示例中，连接部7c的大小(截面积)小于中空部7的大小(截面积)。
温度调节块2中，可以不是所有的中空部7通过连接部7c彼此连通，可以是只有特定的一部分中空部7通过连接部7c彼此连通。另外，连接部7c的大小(截面积)可以任意决定，可以与中空部7的大小(截面积)相等，也可以不同。例如，可以构成为连接部7c的大小等于中空部7的大小，中空部7在温度调节块2的内部连通而不改变大小。
实施例6
对本发明的实施例6的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，设置在温度调节块2的内部的多个中空部7彼此连通，并且与温度调节块2的外部连通。
图11是示出本发明的实施例6的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是与图9相同的位置处的剖视图。在本实施例中，温度调节块2在表面上具有开口部7d。另外，图11中，作为一个示例示出了在实施例4(图8)中说明的具有凹部2d的温度调节块2。
设置在温度调节块2的内部的多个中空部7通过连接部7c彼此连通，并且从开口部7d与温度调节块2的外部连通。开口部7d可以设置在温度调节块2的表面上的任意位置处。
如实施例1中所述，若中空部7与温度调节块2的外部连通，则能容易地形成中空部7。此外，能容易地实施在中空部7中填充流体(例如，惰性气体、液体)或配置隔热材料、或使中空部7中成为真空的作业。
实施例7
对本发明的实施例7的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的多个区域。
图12是示出本发明的实施例7的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是在与图8相同的位置处的剖视图。在本实施例中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的两个区域。即，温度调节块2在内部包括中空部7的配置密度较高的区域7e和中空部7的配置密度较低的区域7f。另外，图12中，作为一个示例示出了在实施例4(图8)中说明的具有凹部2d的温度调节块2。
在图12所示的示例中，中空部7的配置密度根据与凹部2d的距离即与容纳反应溶液6的反应容器5的距离而不同。换言之，中空部7的配置密度在温度调节块2的水平面方向(XY平面内)上不同。中空部7的配置密度较低的区域7f位于温度调节块2中靠近凹部2d(或反应容器5)的位置，即，与凹部2d(或反应容器5)相邻的位置。中空部7的配置密度较高的区域7e位于温度调节块2中的远离凹部2d(或反应容器5)的位置，即，与中空部7的配置密度较低的区域7f相邻的位置。因此，与中空部7的配置密度较高的区域7e相比，中空部7的配置密度较低的区域7f位于更靠近凹部2d(或反应容器5)的位置。在图12所示的示例中，中空部7的配置密度较低的区域7f位于温度调节块2的中央部，中空部7的配置密度较高的区域7e位于温度调节块2的周缘部。
在本实施例的温度控制装置1中，由于中空部7的配置密度较低的区域7f位于靠近反应容器5的位置处，因此在靠近反应容器5的位置处，温度调节块2的热传导率较大，能将温度调节块2和反应容器5之间的接触面的温度保持均匀，能将温度调节部3的热量均匀地传递到容纳在反应容器5中的反应溶液6。此外，由于中空部7的配置密度较高的区域7e位于远离反应容器5的位置，因此在远离反应容器5的位置处，温度调节块2的密度变小，热容量减小，温度变化变快。此外，中空部7的配置密度较高的区域7e位于温度调节块2的周缘部，使温度调节块2在该位置处的热传导率减小。因此，温度调节块2中，由于从中空部7的配置密度较低的区域7f到中空部7的配置密度较高的区域7e的热阻增大，因此能抑制从表面到外部空气的散热，温度变化进一步变快。
实施例8
对本发明的实施例8的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的多个区域。
图13是示出本发明的实施例8的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是在与图8相同的位置处的剖视图。在本实施例中，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度彼此不同的两个区域。即，温度调节块2在内部具有中空部7的配置密度较低的区域7g和中空部7的配置密度较高的区域7h。另外，图12中，作为一个示例示出了在实施例4(图8)中说明的具有凹部2d的温度调节块2。
在图13所示的示例中，中空部7的配置密度在凹部2d所载置的反应容器5中容纳的反应溶液6的液面位置的上方和下方不同。中空部7的配置密度较低的区域7g位于温度调节块2中容纳在反应容器5中的反应溶液6的液面位置的下方。中空部7的配置密度较高的区域7h位于温度调节块2中反应溶液6的液面位置的上方。因此，在图13所示的示例中，中空部7的配置密度较低的区域7g位于温度调节块2的下部，而中空部7的配置密度较高的区域7h位于温度调节块2的上部。
虽然容纳在反应容器5中的反应溶液6的液面位置根据反应容器5和反应溶液6的不同而不同，但能预先确定大致位置。因此，中空部的配置密度较低的区域7g和中空部的配置密度较高的区域7h之间的上下方向(Z方向)边界的位置能作为反应溶液6的液面的大致位置，基于关于反应容器5和反应溶液6的信息预先确定。
在本实施例中，中空部7的配置密度较高的区域7h是中空部7的体积占温度调节块2的比例较大，温度调节块2的热传导率变小并且温度调节块2的温度变化变慢的区域。例如，如图4所示，中空部7的配置密度较高的区域7h是中空部7的体积占温度调节块2的比例超过85％并且温度调节块2的热传导率变小的区域。
在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在反应溶液6的液面位置的下方是中空部7的配置密度较低的区域7g，热传导率较大，温度变化较快，因此能使温度调节部3的热量快速传递到反应溶液6。另一方面，温度调节块2在反应溶液6的液面位置的上方是中空部7的配置密度较高的区域7h，热传导率较小，温度变化较慢，因此，能抑制来自温度调节块2的上表面2c的散热，能进一步加快温度调节块2的整体温度变化。
实施例9
对本发明的实施例9的温度控制装置1进行说明。在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在内部具有一个或多个筒状的中空部7。中空部7呈沿Z方向(上下方向)延伸的筒状，并且可以具有方管形状或圆筒形状等任意形状。
图14是示出本发明的实施例9的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是在与图8相同的位置处的剖视图。作为一个示例，图14中示出了在内部具有一个筒状的中空部7的温度调节块2。筒状的中空部7设置在温度调节块2的周缘部(外周部)上。另外，图14中，作为一个示例示出了在实施例4(图8)中说明的具有凹部2d的温度调节块2。
图15是通过图14中的线F-F′的水平面(XY平面)处的温度控制装置1的剖视图。中空部7具有方筒形状的，设置在温度调节块2的周缘部。筒状的中空部7围绕在凹部2d的周围，并围绕在载置于凹部2d的反应容器5的周围。
本实施例的温度控制装置1中，由于温度调节块2具有围绕在凹部2d(或反应容器5)的周围的筒状的中空部7，因此从凹部2d到温度调节块2的外部的热传导率变小，热阻增大，从而能抑制从表面到外部空气的散热。因此，温度调节块2能抑制来自侧面的散热量，能进一步加快温度调节块2的整体温度变化。
实施例10
对本发明的实施例10的温度控制装置1进行说明。本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2在与温度调节部3接触的下部具有多个中空部7。
图16是示出本发明的实施例10的温度控制装置1的概要的剖视图，并且是在与图8相同的位置处的剖视图。作为一个示例，图16中示出了在实施例9(图14)中已说明的温度调节块2，该温度调节块2还具有围绕在凹部2d(或反应容器5)的周围的筒状的中空部7。
在本实施例的温度控制装置1中，温度调节块2具有在实施例4(图8)中说明的凹部2d。在凹部2d中载置有容纳反应溶液6的反应容器5。温度调节块2在与温度调节部3接触的下部，更具体地说，在与温度调节部3接触的底面2e和凹部2d的下部之间具有多个中空部7(7n)。温度调节块2在该多个中空部7n彼此之间具有从温度调节部3到凹部2d(即，反应容器5)的热传导路径8。
多个中空部7n位于温度调节块2中的温度调节部3和凹部2d之间，并且从与温度调节块2的温度调节部3接触的部分朝向凹部2d并向上方延伸。中空部7n彼此之间进行延伸以连接温度调节部3和凹部2d，形成从温度调节部3到凹部2d的热传导路径8。
热传导路径8从温度调节块2的与温度调节部3接触的底面2e向上方延伸，到达温度调节块2的凹部2d的下部，并且将温度调节部3的热量传递到凹部2d的下部(即，反应容器5的下部)。温度调节块2优选为具有多个热传导路径8。
另外，温度调节块2可以不具有围绕在凹部2d(或反应容器5)的周围的筒状的中空部7，也可以具有多个。
温度调节块2在与温度调节部3接触的下部具有多个中空部7n，并且具有从底面2e向上方延伸的热传导路径8，从而能减小温度调节块2的热容量并且缩短从温度调节部3到反应容器5的热传导距离。因此，温度调节块2能有效地将温度调节部3中产生的热量传递到反应容器5，能使反应容器5的温度变化变得更快。
此外，本发明并非限定于上述的实施例，还包含各种变形。例如，上述的实施例是为了便于说明本发明而进行的详细说明，本发明并不限于必须要具备所说明的所有结构。另外，可以将某个实施例的结构的一部分替换成其它实施例的结构。另外，还可以将其它实施例的结构加入某个实施例的结构。另外，可以对各实施例的结构的一部分，进行删除或者追加/替换其他结构。
标号说明
1…温度控制装置，2…温度调节块，2a…上表面测量点，2b…中央测量点，2c…上表面，2d…凹部，2e…底面，3…温度调节部，4…散热部，5…反应容器，6…反应溶液，7…中空部，7a…中空部的配置密度较低的区域，7b…中空部的配置密度较高的区域，7c…连接部，7d…开口部，7e…中空部的配置密度较高的区域，7f…中空部的配置密度较低的区域，7g…中空部的配置密度较低的区域，7h…中空部的配置密度较高的区域，7n…中空部，8…热传导路径。

Claims (11)

1.一种温度控制装置，其特征在于，包括：
温度调节块，该温度调节块能够载置容纳了溶液的容器；以及
温度调节部，该温度调节部设置成与所述温度调节块接触并使所述溶液的温度变化，
所述温度调节块在内部具有一个或多个中空部。
2.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块包括多个所述中空部，
所述中空部进行排列以构成蜂窝结构。
3.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，并且在内部具有配置所述中空部的密度彼此不同的多个区域。
4.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块在上部具有凹部，该凹部载置容纳了所述溶液的所述容器。
5.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，
多个所述中空部彼此连通。
6.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，
所述中空部排列成正交格子状。
7.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，并且在表面上具有开口部，
多个所述中空部彼此连通，并且从所述开口部与所述温度调节块的外部连通。
8.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，并且在上部具有载置容纳了所述溶液的所述容器的凹部，
配置所述中空部的密度根据与所述凹部的距离而不同。
9.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块具有多个所述中空部，并且在上部具有载置容纳了所述溶液的所述容器的凹部，
配置所述中空部的密度在作为所述凹部所载置的所述容器中容纳的所述溶液的液面位置而预先确定的位置的上方和下方不同。
10.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块在上部具有载置容纳了所述溶液的所述容器的凹部，并且在内部具有筒状的所述中空部，
筒状的所述中空部围绕在所述凹部的周围。
11.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，
所述温度调节块在上部具有载置容纳了所述溶液的所述容器的凹部，并且在所述温度调节部和所述凹部之间具有多个所述中空部，
所述中空部从所述温度调节块的与所述温度调节部接触的部分向所述凹部延伸，
所述中空部的彼此之间进行延伸以连接所述温度调节部和所述凹部。
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