JP2000270837A - インキュベータ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応試料の温度を迅速、且つ、正確に変化さ
せることができると共に、運転効率と耐久性も向上させ
たインキュベータを提供する。 【解決手段】 インキュベータ１は、反応試料を保持す
る熱伝導性の反応ブロック３と、熱伝導性の加熱ブロッ
ク４と、熱伝導性の冷却ブロック５と、反応ブロックを
加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に接触させるため
の移送手段とを備える。放熱面によって加熱ブロックを
加熱するペルチェ素子７と、吸熱面によって冷却ブロッ
クを冷却するペルチェ素子８と、ペルチェ素子７の吸熱
面とペルチェ素子８の放熱面を接続する熱伝導性の接続
部材１３を設ける。
せることができると共に、運転効率と耐久性も向上させ
たインキュベータを提供する。 【解決手段】 インキュベータ１は、反応試料を保持す
る熱伝導性の反応ブロック３と、熱伝導性の加熱ブロッ
ク４と、熱伝導性の冷却ブロック５と、反応ブロックを
加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に接触させるため
の移送手段とを備える。放熱面によって加熱ブロックを
加熱するペルチェ素子７と、吸熱面によって冷却ブロッ
クを冷却するペルチェ素子８と、ペルチェ素子７の吸熱
面とペルチェ素子８の放熱面を接続する熱伝導性の接続
部材１３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液、検体等から
採取されたＤＮＡ等の反応試料の温度を変化させること
により、増殖等の反応を促進させるためのインキュベー
タに関するものである。
採取されたＤＮＡ等の反応試料の温度を変化させること
により、増殖等の反応を促進させるためのインキュベー
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種インキュベータは、例えば
特開平６−２７７０３６号公報（Ｃ０７Ｈ２１／００）
にＤＮＡ等の合成装置として示されている。そこに示さ
れた合成装置は、ホスホトリエステル法によるＤＮＡ或
いはＲＮＡの自動合成装置であり、反応試料を保持する
反応ブロックと、ヒータを設けた加熱ブロックと、冷却
装置としてのペルチェ効果によるサーモモジュールを備
えた冷却ブロックとを設け、温度センサの出力に基づい
て移送手段により反応ブロックを加熱ブロックと冷却ブ
ロックとに択一的に接触させるものであった。
特開平６−２７７０３６号公報（Ｃ０７Ｈ２１／００）
にＤＮＡ等の合成装置として示されている。そこに示さ
れた合成装置は、ホスホトリエステル法によるＤＮＡ或
いはＲＮＡの自動合成装置であり、反応試料を保持する
反応ブロックと、ヒータを設けた加熱ブロックと、冷却
装置としてのペルチェ効果によるサーモモジュールを備
えた冷却ブロックとを設け、温度センサの出力に基づい
て移送手段により反応ブロックを加熱ブロックと冷却ブ
ロックとに択一的に接触させるものであった。
【０００３】ここで、上記ホスホトリエステル法による
ＤＮＡ等の合成方法は、マスキング・脱保護・乾燥・縮
合の４工程をこの順で繰り返すことにより、ＤＮＡの増
殖を促進する方法であり、そのために、前記合成装置で
は反応ブロック内にＤＮＡや各種試薬・溶媒を混合した
試料を入れ、前記温度センサの出力に基づいてヒータを
制御し、加熱ブロックを＋４２℃に加熱することにより
前記マスキング・乾燥・縮合の３工程を行うと共に、移
送手段によって冷却ブロックに移動させ、ペルチェ素子
の冷却作用によって冷却ブロックを＋２０℃に冷却する
ことにより脱保護工程を行うよう構成されていた。
ＤＮＡ等の合成方法は、マスキング・脱保護・乾燥・縮
合の４工程をこの順で繰り返すことにより、ＤＮＡの増
殖を促進する方法であり、そのために、前記合成装置で
は反応ブロック内にＤＮＡや各種試薬・溶媒を混合した
試料を入れ、前記温度センサの出力に基づいてヒータを
制御し、加熱ブロックを＋４２℃に加熱することにより
前記マスキング・乾燥・縮合の３工程を行うと共に、移
送手段によって冷却ブロックに移動させ、ペルチェ素子
の冷却作用によって冷却ブロックを＋２０℃に冷却する
ことにより脱保護工程を行うよう構成されていた。
【０００４】また、他の従来例としての合成装置は、例
えば実公昭６２−４４９７９号公報に示される如く、反
応器の外周を熱ブロックで覆い、この熱ブロックにペル
チェ効果による加熱冷却機能を有したペルチェ素子を装
着すると共に、ペルチェ素子にはサーミスタを埋設して
構成されている。
えば実公昭６２−４４９７９号公報に示される如く、反
応器の外周を熱ブロックで覆い、この熱ブロックにペル
チェ効果による加熱冷却機能を有したペルチェ素子を装
着すると共に、ペルチェ素子にはサーミスタを埋設して
構成されている。
【０００５】そして、この場合の合成装置による合成方
法は、反応器内にＤＮＡや各種試薬・溶媒を混合した試
料を入れ、前記サーミスタによってペルチェ素子の通電
を制御して熱ブロックを＋４２℃に加熱することにより
前記マスキング・乾燥・縮合の３工程を行うと共に、ペ
ルチェ素子の通電方向を変えて熱ブロックを＋２０℃に
冷却することにより脱保護工程を行うよう構成されてい
た。
法は、反応器内にＤＮＡや各種試薬・溶媒を混合した試
料を入れ、前記サーミスタによってペルチェ素子の通電
を制御して熱ブロックを＋４２℃に加熱することにより
前記マスキング・乾燥・縮合の３工程を行うと共に、ペ
ルチェ素子の通電方向を変えて熱ブロックを＋２０℃に
冷却することにより脱保護工程を行うよう構成されてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
構成では加熱手段としてヒータを用いるため、ヒータに
よるの消費電力が大きくなり、ランニングコストが高騰
する問題があった。また、後者の構成では熱伝導性の熱
ブロックに接触するペルチェ素子の面が放熱時には膨張
し、吸熱時には収縮することが繰り返されるので、熱応
力の関係からペルチェ素子にクラック（亀裂）が生じる
問題があった。
構成では加熱手段としてヒータを用いるため、ヒータに
よるの消費電力が大きくなり、ランニングコストが高騰
する問題があった。また、後者の構成では熱伝導性の熱
ブロックに接触するペルチェ素子の面が放熱時には膨張
し、吸熱時には収縮することが繰り返されるので、熱応
力の関係からペルチェ素子にクラック（亀裂）が生じる
問題があった。
【０００７】更に、後者の場合にはペルチェ素子の通電
方向を切り換えることにより、試料の加熱及び冷却を行
っていたため、熱ブロック及びペルチェ素子自体の熱容
量により、加熱から冷却、及び冷却から加熱への温度の
変更が迅速に行われず、増殖反応の効率向上に限界があ
る問題があった。
方向を切り換えることにより、試料の加熱及び冷却を行
っていたため、熱ブロック及びペルチェ素子自体の熱容
量により、加熱から冷却、及び冷却から加熱への温度の
変更が迅速に行われず、増殖反応の効率向上に限界があ
る問題があった。
【０００８】そこで、本発明は係る従来の技術的課題を
解決するために成されたものであり、反応試料の温度を
迅速、且つ、正確に変化させることができると共に、運
転効率と耐久性も向上させたインキュベータを提供する
ことを目的とする。
解決するために成されたものであり、反応試料の温度を
迅速、且つ、正確に変化させることができると共に、運
転効率と耐久性も向上させたインキュベータを提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のインキュベータ
は、反応試料を保持する熱伝導性の反応ブロックと、熱
伝導性の加熱ブロックと、熱伝導性の冷却ブロックと、
反応ブロックを加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に
接触させるための移送手段とを備えたものであって、放
熱面によって加熱ブロックを加熱する第１のペルチェ素
子と、吸熱面によって冷却ブロックを冷却する第２のペ
ルチェ素子と、第１のペルチェ素子の吸熱面と第２のペ
ルチェ素子の放熱面を接続する熱伝導性の接続部材とを
設けたことを特徴とするものである。
は、反応試料を保持する熱伝導性の反応ブロックと、熱
伝導性の加熱ブロックと、熱伝導性の冷却ブロックと、
反応ブロックを加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に
接触させるための移送手段とを備えたものであって、放
熱面によって加熱ブロックを加熱する第１のペルチェ素
子と、吸熱面によって冷却ブロックを冷却する第２のペ
ルチェ素子と、第１のペルチェ素子の吸熱面と第２のペ
ルチェ素子の放熱面を接続する熱伝導性の接続部材とを
設けたことを特徴とするものである。
【００１０】本発明によれば、反応試料を保持する熱伝
導性の反応ブロックと、熱伝導性の加熱ブロックと、熱
伝導性の冷却ブロックと、反応ブロックを加熱ブロック
と冷却ブロックに択一的に接触させるための移送手段と
を備えたインキュベータにおいて、放熱面によって加熱
ブロックを加熱する第１のペルチェ素子と、吸熱面によ
って冷却ブロックを冷却する第２のペルチェ素子と、第
１のペルチェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱
面を接続する熱伝導性の接続部材とを設けたので、反応
ブロックに保持された反応資料の温度を迅速、且つ、正
確に変化させることが可能となり、反応作業効率を著し
く向上させることができるようになる。
導性の反応ブロックと、熱伝導性の加熱ブロックと、熱
伝導性の冷却ブロックと、反応ブロックを加熱ブロック
と冷却ブロックに択一的に接触させるための移送手段と
を備えたインキュベータにおいて、放熱面によって加熱
ブロックを加熱する第１のペルチェ素子と、吸熱面によ
って冷却ブロックを冷却する第２のペルチェ素子と、第
１のペルチェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱
面を接続する熱伝導性の接続部材とを設けたので、反応
ブロックに保持された反応資料の温度を迅速、且つ、正
確に変化させることが可能となり、反応作業効率を著し
く向上させることができるようになる。
【００１１】特に、加熱ブロックを第１のペルチェ素子
の放熱面によって加熱し、冷却ブロックを第２のペルチ
ェ素子の吸熱面によって冷却すると共に、第１のペルチ
ェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱面を熱伝導
性の接続部材で接続しているので、第２のペルチェ素子
の放熱面から生じる熱エネルギーを第１のペルチェ素子
の吸熱面にて回収し、加熱ブロックの加熱に利用できる
ようになる。
の放熱面によって加熱し、冷却ブロックを第２のペルチ
ェ素子の吸熱面によって冷却すると共に、第１のペルチ
ェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱面を熱伝導
性の接続部材で接続しているので、第２のペルチェ素子
の放熱面から生じる熱エネルギーを第１のペルチェ素子
の吸熱面にて回収し、加熱ブロックの加熱に利用できる
ようになる。
【００１２】これにより、加熱ブロックの加熱に通常の
電気ヒータを用いる場合に比して著しい効率（ＣＯＰ）
の改善が為されると共に、単一のペルチェ素子の通電を
切り替えて加熱・冷却を行う場合に比して、ペルチェ素
子の寿命も長くなり、耐久性が向上する。
電気ヒータを用いる場合に比して著しい効率（ＣＯＰ）
の改善が為されると共に、単一のペルチェ素子の通電を
切り替えて加熱・冷却を行う場合に比して、ペルチェ素
子の寿命も長くなり、耐久性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明のインキュベータ１の正
面図、図２はインキュベータ１の制御装置２の電気回路
図をそれぞれ示している。
形態を詳述する。図１は本発明のインキュベータ１の正
面図、図２はインキュベータ１の制御装置２の電気回路
図をそれぞれ示している。
【００１４】尚、実施例のインキュベータ１は、反応試
料としての染色体ＤＮＡの熱変性工程と、プライマーと
のアニーリング工程と、鎖の伸長工程とを１サイクルと
してこのサイクルを複数回繰り返す所謂ＰＣＲ法と称さ
れるＤＮＡ増殖方法を実現するための装置であり、アル
ミニウム等の熱伝導性材料にて形成された反応ブロック
３、加熱ブロック４及び冷却ブロック５と、反応ブロッ
ク３を移送する移送手段としての移送装置６（図２）
と、加熱ブロック４を加熱するためのペルチェ素子７
と、冷却ブロック５を冷却するためのペルチェ素子８と
から構成されている。
料としての染色体ＤＮＡの熱変性工程と、プライマーと
のアニーリング工程と、鎖の伸長工程とを１サイクルと
してこのサイクルを複数回繰り返す所謂ＰＣＲ法と称さ
れるＤＮＡ増殖方法を実現するための装置であり、アル
ミニウム等の熱伝導性材料にて形成された反応ブロック
３、加熱ブロック４及び冷却ブロック５と、反応ブロッ
ク３を移送する移送手段としての移送装置６（図２）
と、加熱ブロック４を加熱するためのペルチェ素子７
と、冷却ブロック５を冷却するためのペルチェ素子８と
から構成されている。
【００１５】前記ペルチェ素子７はペルチェ効果による
吸熱・放熱機能を具備した半導体素子であり、その下面
（吸熱面）が熱伝導性の接続部材１３上に交熱的に接触
して当該接続部材１３の一端に取り付けられている。こ
のペルチェ素子７の上面（放熱面）は加熱ブロック４に
熱伝導関係に取り付けられ、この加熱ブロック４内には
サーミスタからなる加熱温度センサ１２が埋設されてい
る。
吸熱・放熱機能を具備した半導体素子であり、その下面
（吸熱面）が熱伝導性の接続部材１３上に交熱的に接触
して当該接続部材１３の一端に取り付けられている。こ
のペルチェ素子７の上面（放熱面）は加熱ブロック４に
熱伝導関係に取り付けられ、この加熱ブロック４内には
サーミスタからなる加熱温度センサ１２が埋設されてい
る。
【００１６】前記ペルチェ素子８もペルチェ効果による
吸熱・放熱機能を具備した半導体素子であり、その下面
（放熱面）が接続部材１３上に交熱的に接触して当該接
続部材１３の他端に取り付けられている。この接続部材
１３の他端部の下面には放熱フィン９が取り付けられて
おり、それに対向して放熱を促進するファン１４が設け
られている。また、冷却ブロック５はペルチェ素子８の
上面（吸熱面）に熱伝導関係に取り付けられて、前記加
熱ブロック４と所定の間隔を存して並設されており、こ
の冷却ブロック５内にはサーミスタから成る冷却温度セ
ンサ１６が埋設されている。
吸熱・放熱機能を具備した半導体素子であり、その下面
（放熱面）が接続部材１３上に交熱的に接触して当該接
続部材１３の他端に取り付けられている。この接続部材
１３の他端部の下面には放熱フィン９が取り付けられて
おり、それに対向して放熱を促進するファン１４が設け
られている。また、冷却ブロック５はペルチェ素子８の
上面（吸熱面）に熱伝導関係に取り付けられて、前記加
熱ブロック４と所定の間隔を存して並設されており、こ
の冷却ブロック５内にはサーミスタから成る冷却温度セ
ンサ１６が埋設されている。
【００１７】前記移送装置６は図示しないモーター、ギ
ヤ及び支持アーム若しくはベルト等から構成されてお
り、反応ブロック３は前記支持アーム等に取り付けられ
ている。反応ブロック３の上面には、前述の反応試料を
収容したチューブ１８を収納保持するための複数の保持
孔１９が形成されており、また、反応ブロック３内には
サーミスタから成る反応温度センサ２１が埋設されてい
る。
ヤ及び支持アーム若しくはベルト等から構成されてお
り、反応ブロック３は前記支持アーム等に取り付けられ
ている。反応ブロック３の上面には、前述の反応試料を
収容したチューブ１８を収納保持するための複数の保持
孔１９が形成されており、また、反応ブロック３内には
サーミスタから成る反応温度センサ２１が埋設されてい
る。
【００１８】前記移送装置６は、係るチューブ１８を複
数保持した反応ブロック３を前記加熱ブロック４と冷却
ブロック５の間で移送し、反応ブロック３の下面を前記
加熱ブロック４或いは冷却ブロック５の上面に接触させ
るものである。このとき、反応ブロック３の下面、加熱
ブロック４及び冷却ブロック５の上面は、いずれも水平
且つ滑らかな平坦面とされており、これによって、反応
ブロック３と加熱ブロック４或いは冷却ブロック５は広
い面積で接触し、円滑に熱伝達が行われるように構成さ
れている。
数保持した反応ブロック３を前記加熱ブロック４と冷却
ブロック５の間で移送し、反応ブロック３の下面を前記
加熱ブロック４或いは冷却ブロック５の上面に接触させ
るものである。このとき、反応ブロック３の下面、加熱
ブロック４及び冷却ブロック５の上面は、いずれも水平
且つ滑らかな平坦面とされており、これによって、反応
ブロック３と加熱ブロック４或いは冷却ブロック５は広
い面積で接触し、円滑に熱伝達が行われるように構成さ
れている。
【００１９】図２において、制御装置２は制御手段とし
ての汎用マイクロコンピュータ２３により構成されてお
り、マイクロコンピュータ２３の入力には前記反応温度
センサ２１、加熱温度センサ１２及び冷却温度センサ１
６の出力が接続され、マイクロコンピュータ２３の出力
には前記移送装置６、ファン１４、ペルチェ素子７及び
ペルチェ素子８が接続されている。
ての汎用マイクロコンピュータ２３により構成されてお
り、マイクロコンピュータ２３の入力には前記反応温度
センサ２１、加熱温度センサ１２及び冷却温度センサ１
６の出力が接続され、マイクロコンピュータ２３の出力
には前記移送装置６、ファン１４、ペルチェ素子７及び
ペルチェ素子８が接続されている。
【００２０】以上の構成で本発明のインキュベータ１の
動作を説明する。尚、前記熱変性工程における反応試料
の設定温度（高温設定温度）は＋９４℃、前記アニーリ
ング工程及び伸長工程の設定温度（低温設定温度）は＋
３７℃とし、マイクロコンピュータ２３は熱変性工程を
例えば３分、アニーリング工程と伸長工程を合わせて３
分行い、これを１サイクルとして３０回（３時間）繰り
返すことにより、前記ＰＣＲ法を実行するものとする。
動作を説明する。尚、前記熱変性工程における反応試料
の設定温度（高温設定温度）は＋９４℃、前記アニーリ
ング工程及び伸長工程の設定温度（低温設定温度）は＋
３７℃とし、マイクロコンピュータ２３は熱変性工程を
例えば３分、アニーリング工程と伸長工程を合わせて３
分行い、これを１サイクルとして３０回（３時間）繰り
返すことにより、前記ＰＣＲ法を実行するものとする。
【００２１】そして、反応ブロック３の保持孔１９に
は、前記反応試料を収容したチューブ１８を保持させ、
動作を開始させる。この初期状態では、マイクロコンピ
ュータ２３は移送装置６により、反応ブロック３を加熱
ブロック４、或いは冷却ブロック５のいずれからも離間
させているので、反応ブロック３の温度は常温である。
そして、マイクロコンピュータ２３は、ペルチェ素子７
に通電して加熱ブロック４を加熱する。そして、加熱温
度センサ１２の出力に基づき、加熱ブロック４の温度が
前記高温設定温度より高い加熱待機温度である＋１２０
℃を維持する。
は、前記反応試料を収容したチューブ１８を保持させ、
動作を開始させる。この初期状態では、マイクロコンピ
ュータ２３は移送装置６により、反応ブロック３を加熱
ブロック４、或いは冷却ブロック５のいずれからも離間
させているので、反応ブロック３の温度は常温である。
そして、マイクロコンピュータ２３は、ペルチェ素子７
に通電して加熱ブロック４を加熱する。そして、加熱温
度センサ１２の出力に基づき、加熱ブロック４の温度が
前記高温設定温度より高い加熱待機温度である＋１２０
℃を維持する。
【００２２】次いで、ペルチェ素子８に通電し、冷却ブ
ロック５の温度を冷却待機温度である＋２０℃に降下さ
せた後、前記低温設定温度より低い＋２０℃を維持す
る。そして、所定時間経過した後、マイクロコンピュー
タ２３により移送装置６を制御し、反応ブロック３を加
熱ブロック４に接触させる。これによって、加熱ブロッ
ク４の熱が反応ブロック３に伝達され始め、チューブ１
８内の反応試料の加熱が開始される。
ロック５の温度を冷却待機温度である＋２０℃に降下さ
せた後、前記低温設定温度より低い＋２０℃を維持す
る。そして、所定時間経過した後、マイクロコンピュー
タ２３により移送装置６を制御し、反応ブロック３を加
熱ブロック４に接触させる。これによって、加熱ブロッ
ク４の熱が反応ブロック３に伝達され始め、チューブ１
８内の反応試料の加熱が開始される。
【００２３】このとき、反応ブロック３と加熱ブロック
４は熱伝導性であり、広い面積で接触されているので、
加熱ブロック４から反応ブロック３への熱伝達は迅速に
行われる。また、加熱ブロック４は待機状態において、
高温設定温度（＋９４℃）よりも高い高温待機温度（＋
１２０℃）に維持されているので、反応ブロック３は迅
速に加熱されて行くことになる。そして、マイクロコン
ピュータ２３は反応温度センサ２１に基づき、反応ブロ
ック３の温度が前記高温設定温度の＋９４℃に維持され
るようにペルチェ素子７の通電を制御する。
４は熱伝導性であり、広い面積で接触されているので、
加熱ブロック４から反応ブロック３への熱伝達は迅速に
行われる。また、加熱ブロック４は待機状態において、
高温設定温度（＋９４℃）よりも高い高温待機温度（＋
１２０℃）に維持されているので、反応ブロック３は迅
速に加熱されて行くことになる。そして、マイクロコン
ピュータ２３は反応温度センサ２１に基づき、反応ブロ
ック３の温度が前記高温設定温度の＋９４℃に維持され
るようにペルチェ素子７の通電を制御する。
【００２４】次に、マイクロコンピュータ２３は冷却温
度センサ１６に基づき、ペルチェ素子８の通電を制御し
て冷却ブロック５の温度を前記冷却待機温度の＋２０℃
に維持し続ける。また、タイマの積算に基づき、反応ブ
ロック３を加熱ブロック４に接触させてから前記３分の
熱変性工程の時間が経過するまでの間、反応ブロック３
を高温設定温度（＋９４℃）に維持する。
度センサ１６に基づき、ペルチェ素子８の通電を制御し
て冷却ブロック５の温度を前記冷却待機温度の＋２０℃
に維持し続ける。また、タイマの積算に基づき、反応ブ
ロック３を加熱ブロック４に接触させてから前記３分の
熱変性工程の時間が経過するまでの間、反応ブロック３
を高温設定温度（＋９４℃）に維持する。
【００２５】そして、前記熱変性時間が経過すると、マ
イクロコンピュータ２３は熱変性工程を終了し、移送装
置６を制御して反応ブロック３を加熱ブロック４から離
し、反応ブロック３を今度は冷却ブロック５に接触させ
る。これによって、反応ブロック３の熱が冷却ブロック
５に吸収され始め、チューブ１８内の反応試料の冷却が
開始される。
イクロコンピュータ２３は熱変性工程を終了し、移送装
置６を制御して反応ブロック３を加熱ブロック４から離
し、反応ブロック３を今度は冷却ブロック５に接触させ
る。これによって、反応ブロック３の熱が冷却ブロック
５に吸収され始め、チューブ１８内の反応試料の冷却が
開始される。
【００２６】このとき、反応ブロック３と冷却ブロック
５は熱伝導性であり、同様に広い面積で接触されている
ので、反応ブロック３から冷却ブロック５への熱伝達は
迅速に行われる。また、冷却ブロック５は待機状態にお
いて、低温設定温度（＋３７℃）よりも低い低温待機温
度（＋２０℃）に維持されているので、反応ブロック３
は迅速に冷却されて行くことになる。そして、マイクロ
コンピュータ２３は反応温度センサ２１に基づき、反応
ブロック３の温度が前記低温設定温度の＋３７℃に維持
されるようにペルチェ素子８の通電を制御する。
５は熱伝導性であり、同様に広い面積で接触されている
ので、反応ブロック３から冷却ブロック５への熱伝達は
迅速に行われる。また、冷却ブロック５は待機状態にお
いて、低温設定温度（＋３７℃）よりも低い低温待機温
度（＋２０℃）に維持されているので、反応ブロック３
は迅速に冷却されて行くことになる。そして、マイクロ
コンピュータ２３は反応温度センサ２１に基づき、反応
ブロック３の温度が前記低温設定温度の＋３７℃に維持
されるようにペルチェ素子８の通電を制御する。
【００２７】また、マイクロコンピュータ２３は加熱温
度センサ１２に基づき、ペルチェ素子７の第１ペルチェ
素子の通電を制御して加熱ブロック４の温度を前記加熱
待機温度の＋１２０℃に維持する。一方、反応ブロック
３を冷却ブロック５に接触させてから前記３分のアニー
リング・伸長工程の時間が経過するまでの間、反応ブロ
ック３を低温設定温度（＋３７℃）に維持し続ける。
度センサ１２に基づき、ペルチェ素子７の第１ペルチェ
素子の通電を制御して加熱ブロック４の温度を前記加熱
待機温度の＋１２０℃に維持する。一方、反応ブロック
３を冷却ブロック５に接触させてから前記３分のアニー
リング・伸長工程の時間が経過するまでの間、反応ブロ
ック３を低温設定温度（＋３７℃）に維持し続ける。
【００２８】そして、アニーリング・伸長時間が経過す
ると、マイクロコンピュータ２３はアニーリング・伸長
工程を終了し、上記各工程を例えば３０回繰り返す。こ
の時点では、ＤＮＡの数は最初の１０万倍にまで増殖さ
れている。
ると、マイクロコンピュータ２３はアニーリング・伸長
工程を終了し、上記各工程を例えば３０回繰り返す。こ
の時点では、ＤＮＡの数は最初の１０万倍にまで増殖さ
れている。
【００２９】係る増殖反応が終了したら、マイクロコン
ピュータ２３は反応ブロック３を冷却ブロック５に接触
させ、反応温度センサ２１に基づいてペルチェ素子８の
通電を制御することにより、反応ブロック３の温度を例
えば＋５℃に維持する。それによって、合成したＤＮＡ
を冷保存する。
ピュータ２３は反応ブロック３を冷却ブロック５に接触
させ、反応温度センサ２１に基づいてペルチェ素子８の
通電を制御することにより、反応ブロック３の温度を例
えば＋５℃に維持する。それによって、合成したＤＮＡ
を冷保存する。
【００３０】このように、本発明のインキュベータ１に
よれば、加熱専用の加熱ブロック４及び冷却専用の冷却
ブロック５を使用することにより反応ブロック３に保持
された反応資料の温度を迅速、且つ、正確に変化させる
ことが可能となり、反応作業効率を著しく向上させるこ
とができるようになる。
よれば、加熱専用の加熱ブロック４及び冷却専用の冷却
ブロック５を使用することにより反応ブロック３に保持
された反応資料の温度を迅速、且つ、正確に変化させる
ことが可能となり、反応作業効率を著しく向上させるこ
とができるようになる。
【００３１】このとき、加熱ブロック４をペルチェ素子
７の放熱面によって加熱し、冷却ブロック５をペルチェ
素子８の吸熱面によって冷却するようにしており、ペル
チェ素子７の吸熱面とペルチェ素子８の放熱面は熱伝導
性の接続部材１３で接続されている。従って、ペルチェ
素子８の放熱面から生じる熱エネルギーは接続部材１３
を伝わってペルチェ素子７の吸熱面にて回収されること
になる。
７の放熱面によって加熱し、冷却ブロック５をペルチェ
素子８の吸熱面によって冷却するようにしており、ペル
チェ素子７の吸熱面とペルチェ素子８の放熱面は熱伝導
性の接続部材１３で接続されている。従って、ペルチェ
素子８の放熱面から生じる熱エネルギーは接続部材１３
を伝わってペルチェ素子７の吸熱面にて回収されること
になる。
【００３２】即ち、冷却ブロック５から吸収した熱エネ
ルギーを加熱ブロック４の加熱に再利用できるようにな
るので、通常の電気ヒータで加熱ブロック４を加熱する
場合に比して効率（ＣＯＰ）は著しく向上する。また、
単一のペルチェ素子の通電を切り替えて加熱・冷却を行
う場合に比して、ペルチェ素子の寿命も長くなり、耐久
性が向上する。
ルギーを加熱ブロック４の加熱に再利用できるようにな
るので、通常の電気ヒータで加熱ブロック４を加熱する
場合に比して効率（ＣＯＰ）は著しく向上する。また、
単一のペルチェ素子の通電を切り替えて加熱・冷却を行
う場合に比して、ペルチェ素子の寿命も長くなり、耐久
性が向上する。
【００３３】尚、ペルチェ素子８の吸熱面における冷却
効果が不足する状況では、マイクロコンピュータ２３は
ファン１４を運転して接続部材１３の他端の空冷を行
い、放熱面における放熱を促進して、ペルチェ素子８の
冷却効果を維持するものである。
効果が不足する状況では、マイクロコンピュータ２３は
ファン１４を運転して接続部材１３の他端の空冷を行
い、放熱面における放熱を促進して、ペルチェ素子８の
冷却効果を維持するものである。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、反応
試料を保持する熱伝導性の反応ブロックと、熱伝導性の
加熱ブロックと、熱伝導性の冷却ブロックと、反応ブロ
ックを加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に接触させ
るための移送手段とを備えたインキュベータにおいて、
放熱面によって加熱ブロックを加熱する第１のペルチェ
素子と、吸熱面によって冷却ブロックを冷却する第２の
ペルチェ素子と、第１のペルチェ素子の吸熱面と第２の
ペルチェ素子の放熱面を接続する熱伝導性の接続部材と
を設けたので、反応ブロックに保持された反応資料の温
度を迅速、且つ、正確に変化させることが可能となり、
反応作業効率を著しく向上させることができるようにな
る。
試料を保持する熱伝導性の反応ブロックと、熱伝導性の
加熱ブロックと、熱伝導性の冷却ブロックと、反応ブロ
ックを加熱ブロックと冷却ブロックに択一的に接触させ
るための移送手段とを備えたインキュベータにおいて、
放熱面によって加熱ブロックを加熱する第１のペルチェ
素子と、吸熱面によって冷却ブロックを冷却する第２の
ペルチェ素子と、第１のペルチェ素子の吸熱面と第２の
ペルチェ素子の放熱面を接続する熱伝導性の接続部材と
を設けたので、反応ブロックに保持された反応資料の温
度を迅速、且つ、正確に変化させることが可能となり、
反応作業効率を著しく向上させることができるようにな
る。
【００３５】特に、加熱ブロックを第１のペルチェ素子
の放熱面によって加熱し、冷却ブロックを第２のペルチ
ェ素子の吸熱面によって冷却すると共に、第１のペルチ
ェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱面を熱伝導
性の接続部材で接続しているので、第２のペルチェ素子
の放熱面から生じる熱エネルギーを第１のペルチェ素子
の吸熱面にて回収し、加熱ブロックの加熱に利用できる
ようになる。
の放熱面によって加熱し、冷却ブロックを第２のペルチ
ェ素子の吸熱面によって冷却すると共に、第１のペルチ
ェ素子の吸熱面と第２のペルチェ素子の放熱面を熱伝導
性の接続部材で接続しているので、第２のペルチェ素子
の放熱面から生じる熱エネルギーを第１のペルチェ素子
の吸熱面にて回収し、加熱ブロックの加熱に利用できる
ようになる。
【００３６】これにより、加熱ブロックの加熱に通常の
電気ヒータを用いる場合に比して著しい効率の改善が為
されると共に、単一のペルチェ素子の通電を切り替えて
加熱・冷却を行う場合に比して、ペルチェ素子の寿命も
長くなり、耐久性が向上する。
電気ヒータを用いる場合に比して著しい効率の改善が為
されると共に、単一のペルチェ素子の通電を切り替えて
加熱・冷却を行う場合に比して、ペルチェ素子の寿命も
長くなり、耐久性が向上する。
【図１】本発明のインキュベータの正面図である。
【図２】本発明のインキュベータの制御装置の電気回路
図である。
図である。
１ インキュベータ ２ 制御装置 ３ 反応ブロック ４ 加熱ブロック ５ 冷却ブロック ６ 移送装置 ７ ペルチェ素子（第１のペルチェ素子） ８ ペルチェ素子（第２のペルチェ素子） １２ 加熱温度センサ １６ 冷却温度センサ ２１ 反応温度センサ ２３ マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4B029 AA08 AA12 AA23 AA27 BB20 GA03 GA06 GB04 4G057 AD03 5H323 AA38 BB12 BB17 CA06 CB12 CB27 CB28 CB45 DA03 EE05 EE11 EE13 FF01 FF04 FF10 HH02 KK05
Claims (1)
- 【請求項１】 反応試料を保持する熱伝導性の反応ブロ
ックと、熱伝導性の加熱ブロックと、熱伝導性の冷却ブ
ロックと、前記反応ブロックを前記加熱ブロックと冷却
ブロックに択一的に接触させるための移送手段とを備え
たインキュベータにおいて、 放熱面によって前記加熱ブロックを加熱する第１のペル
チェ素子と、吸熱面によって前記冷却ブロックを冷却す
る第２のペルチェ素子と、前記第１のペルチェ素子の吸
熱面と第２のペルチェ素子の放熱面を接続する熱伝導性
の接続部材とを設けたことを特徴とするインキュベー
タ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP08191699A JP4259666B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | インキュベータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08191699A JP4259666B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | インキュベータ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000270837A true JP2000270837A (ja) | 2000-10-03 |
| JP4259666B2 JP4259666B2 (ja) | 2009-04-30 |
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ID=13759787
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08191699A Expired - Fee Related JP4259666B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | インキュベータ |
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-
1999
- 1999-03-25 JP JP08191699A patent/JP4259666B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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