JP2003521716A - サンプルウェルトレイを排出するための装置および方法 - Google Patents

サンプルウェルトレイを排出するための装置および方法

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JP2003521716A JP2001556583A JP2001556583A JP2003521716A JP 2003521716 A JP2003521716 A JP 2003521716A JP 2001556583 A JP2001556583 A JP 2001556583A JP 2001556583 A JP2001556583 A JP 2001556583A JP 2003521716 A JP2003521716 A JP 2003521716A
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ホン エス． シン，
ジュー クウィー グイ，
アドリアン フォーセット，
ケネス ピー． チャオ，
ゲーリー エル． ボーデンカーシャー，
ジェシカ イー． バージライ，
ドナルド アール． サンデル，
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アプレラ コーポレイション
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • Y10S436/807—Apparatus included in process claim, e.g. physical support structures
    • Y10S436/809—Multifield plates or multicontainer arrays

Abstract

(57)【要約】 本発明は、生物学的サンプルのための加熱装置を含む。本発明の加熱装置は、カバー、複数のサンプルウェルを有するサンプルウェルトレイを受容するための複数の開口部を頂部に有するサンプルブロック、および強要機構を備える。この強要機構は、サンプルブロックとサンプルウェルトレイとの間に配置可能であり、カバーが閉位置から開位置へと移動される場合に、サンプルウェルトレイを強制的にサンプルブロックから離す。このカバーは、加熱されたカバーが閉位置へと移動される場合に、サンプルウェルトレイの頂部に下向きの力を付与し、サンプルウェルをサンプルブロックの開口部に押し込む。この強要機構は、サンプルウェルトレイに上向きの力を付与する。加熱されたカバーにより付与される下向きの力は、このカバーが閉位置にある場合に、サンプルウェルトレイをサンプルブロックに対して保持するために十分である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、生化学的サンプルのための加熱装置から、サンプルウェルトレイを
排出するための装置および方法に関する。この装置は、加熱装置のカバーが開い
た後に、サンプルブロックからサンプルウェルトレイを取り出すプロセスを改良
する。
【０００２】 （関連技術の説明） 生物学的試験は、疾患の検出およびモニタリングにおける重要な手段となって
いる。生物学分野においては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）および他の反応
を行うために、熱循環が利用されている。ＰＣＲプロセスを用いてＤＮＡ（デオ
キシリボ核酸（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｓｅ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ））を増幅
するために、特別に構成された液体反応混合物が、いくつかの異なる温度のイン
キュベーション時間を包含するＰＣＲプロトコルにわたって循環される。ＰＣＲ
プロセスの局面は、熱循環の概念：ＤＮＡを溶融する工程、短いプライマーを得
られた一本鎖にアニーリングする工程、およびこれらのプライマーを伸長して、
二本鎖ＤＮＡの新しいコピーを作製する工程、の交互の工程である。熱循環の間
、複数のサンプルウェルの各々の温度が、実質的に同一であることが望ましい。
さらに、サンプルウェルのキャップまたは他のカバーへの凝縮を防ぐことが重要
である。
【０００３】 サンプルウェルの上部への凝縮を避ける一般的な方法は、サンプルウェルトレ
イの上部またはキャップを押し下げるための、加熱されたプラテンを提供するこ
とである。このプラテンは、代表的には、カバーの一部として含まれ、そして代
表的には金属である。このプラテンは、熱をサンプルウェルのキャップに伝達し
、それによって、凝縮を防ぐ。さらに、このプラテンは、サンプルウェルを押し
下げ、それによってサンプルウェルの外部円錐状表面を、サンプルブロックの接
合表面に対してしっかりと押し付ける。これは、サンプルウェルへの熱伝達を増
加させ、そしてサンプルウェル温度のより均一な分布を提供することを助ける。
このプラテンはまた、デバイスの内部からの熱漏出を防ぐ。プラテンおよび加熱
されたカバーを有するシステムの例は、米国特許第５，４７５，６１０号、同第
５，６０２，７５６号および同第５，７１０，３８１号（これらのすべては、本
発明の譲受人に譲渡され、そしてその内容は、すべて本明細書中に参考として援
用される）に記載される。
【０００４】 サンプルウェルトレイは、サンプルウェルトレイの膨張により、そして熱循環
器カバーによってトレイに付与される力により、サンプルブロックの内側に固着
し得る。サンプルウェルおよびトレイをサンプルブロックからはがし、トレイを
取り出すためには、かなりの力が必要であり得る。あいにく、サンプルウェルト
レイを取り出すための実験ロボットシステムは、しばしば、サンプルウェルトレ
イをサンプルブロックから取り出すために十分な力を発生することが困難である
。ラボラトリーオートメーションの人気の上昇により、サンプルウェルトレイの
サンプルブロックからのロボットによる取り出しにより適する、熱循環器を作製
することが特に望ましい。これらのデバイスのスループットを増加させることも
また望ましい。
【０００５】 （発明の要旨） 本発明の長所および目的は、一部分は以下の説明に記載され、そして一部分は
その説明から明らかであるか、または本発明の実施によって理解され得る。本発
明の長所および目的は、添付の特許請求の範囲において特に示された要素および
組み合わせによって理解され、そして達成される。
【０００６】 １つの局面においては、本発明は、生物学的サンプルのための加熱装置を包含
する。本発明の加熱装置は、カバー、複数のサンプルウェルを有するサンプルウ
ェルトレイを受容するための、複数の開口部をその上部に有するサンプルブロッ
ク、および強要機構を備える。強要機構は、サンプルブロックとサンプルウェル
トレイとの間に配置可能であり、カバーが閉位置から開位置に向かって移動する
場合に、サンプルウェルトレイをサンプルブロックから強制的に離す。カバーは
、サンプルウェルトレイの頂部に下向きの力を付与し、加熱されたカバーが閉位
置に向かって移動する場合に、サンプルウェルをサンプルブロックの開口部に押
し込む。強要機構は、サンプルウェルトレイに上向きの力を付与する。加熱され
たカバーによって付与された下向きの力は、カバーが閉位置にある場合に、サン
プルウェルトレイをサンプルブロックに対して保持するに十分である。１つの実
施形態においては、強要機構は、サンプルブロックに装着される。代替の実施形
態においては、強要機構は、サンプルウェルトレイホルダーに装着される。
【０００７】 別の局面においては、本発明は、サンプルウェルトレイをサンプルブロックか
ら強制的に離すためのシステムを備える。このシステムは、その中にあるサンプ
ルウェルトレイのサンプルウェルを受容するための複数の開口部を有するサンプ
ルブロック、およびサンプルブロックとサンプルウェルトレイとの間に介在し、
サンプルウェルをサンプルブロックの開口部から強制的に離す、少なくとも１つ
の強要機構を備える。
【０００８】 本発明のさらなる局面においては、本発明は、サンプルウェルトレイをサンプ
ルブロックに対して操作する方法を包含する。この方法は、サンプルウェルトレ
イに最初の下向きの力を提供する工程であって、この最初の下向きの力が、サン
プルウェルトレイのサンプルウェルを、サンプルブロックの頂面の開口部に押し
込む、工程；およびサンプルウェルトレイに上向きの力を提供する工程を包含す
る。この方法はさらに、サンプルウェルトレイの最初の下向きの力を減少させる
工程、およびサンプルウェルトレイとサンプルブロックとの間の上向きの力によ
って、サンプルウェルトレイをサンプルブロックから強制的に離す工程を包含す
る。
【０００９】 本発明のさらなる局面においては、本発明は、生化学的サンプル加熱デバイス
において、サンプルトレイをサンプルブロックから強制的に離すための機構を備
える。この機構は、サンプルブロックとサンプルトレイとの間に位置するスプリ
ングを備える。このスプリングは、圧縮状態において、カバーをサンプルトレイ
から離して開くことに応答して、サンプルトレイをサンプルブロックから実質的
に離れる方向に移動させるに十分な力を有する。
【００１０】 上記の一般的な説明および以下の詳細な説明はいずれも、代表的かつ説明的で
あるのみであり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものではないことが
理解されるべきである。
【００１１】 添付の図面（これは、本明細書中に援用され、そしてその一部を構成する）は
、本発明のいくつかの実施形態を示し、そして説明と共に、本発明の原理を説明
するために役立つ。
【００１２】 （好ましい実施形態の説明） ここで、本発明のこの好ましい実施形態を詳細に参照して、添付の図面におい
てその例が示される。可能な場合はいつでも、同じ参照番号は、同じ部品または
類似の部品を言及するために図面をとおして使用される。
【００１３】 本発明に従って、生物学的サンプルのための加熱装置が提供される。本発明の
１つの実施形態に従って、この装置は、加熱されたカバー、複数の開口部を有す
るサンプルブロック、複数のサンプルウェルを有するサンプルウェルトレイまた
はプレート、およびサンプルブロックとサンプルウェルトレイとの間に位置し、
加熱されたカバーが閉位置から開位置に移動した場合に、サンプルウェルトレイ
をサンプルブロックから強制的に離す、強要機構を備える。本明細書中に具体化
され、そして図１〜１０に示されるように、生物学的サンプルのための加熱装置
１０は、加熱されたカバー１２、サンプルブロック１４、サンプルウェルトレイ
１６、および強要機構１８を備える。
【００１４】 加熱装置１０は、生物学的サンプルを熱的に加熱するための、任意の型の従来
の加熱デバイスであり得る。図１〜１０に示される実施形態においては、この加
熱装置は、熱循環器、特に、ＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓにより販売されている
、デュアル３８４ウェルＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍ９７００熱循環器システムで
ある。熱循環器１０は、２つの３８４ウェルサンプルウェルトレイ１６を使用す
る第１の実施形態において示されるが、本発明は、任意の他の一般的な構成（例
えば、シングル３８４ウェル構成、デュアル９６ウェル構成、シングル９６ウェ
ル構成、または６０ウェル構成）に適する。本発明はまた、１サンプルウェル〜
数千サンプルウェルにわたる、任意の数のサンプルウェルを有する他の構成に適
する。特定の型の加熱装置は、本発明の一部ではなく、そして例示の目的のみの
ために示される。本発明は、カバーによってサンプルウェルがサンプルブロック
に押し込まれる、任意の型の加熱装置に適する。本発明は、特に、加熱されたカ
バーを有する加熱装置における使用に適する。
【００１５】 明細書の記載および図面はサンプルウェルを有するトレイを議論するが、本発
明は、ウェルを含まないサンプルトレイを用いる使用について適切である。これ
らのトレイは、生物学的物質のサンプルが配置される平面を有し得る。このサン
プルが配置される平面は、サンプルのための顕微鏡スライドに類似し得る。この
型のサンプルトレイにおいて、液体が、複数の位置でトレイ上に滴下され得、次
いで、フィルムまたはカバーをサンプルの上のトレイの頂面に配置する。あるい
は、サンプルトレイは、生物学的物質のサンプルを保持するために、サンプルウ
ェルの代わりに、頂面にフリットのような多孔性物質を含み得る。従って、明細
書の記載はサンプルウェルトレイの全体に言及するが、本発明はまた、サンプル
ウェルを有さないサンプルトレイについて適切であることが理解されるべきであ
る。
【００１６】 本発明に従って、加熱装置は加熱されたカバーを備える。本明細書中で具体化
されかつ図１〜１０に示されるように、加熱されたカバー１２は、サンプルブロ
ック１４およびサンプルウェルトレイ１６上に位置する。加熱されたカバーは、
開位置（図１に示される）と閉位置（加熱されたカバーがサンプルブロックおよ
びサンプルウェルトレイ上に配置される）との間で操作可能である。加熱された
カバーは、サンプルウェルトレイのサンプルブロックへの挿入の間、開位置に維
持され、そして次いで、加熱装置の操作（すなわち、熱循環）の間、閉じられる
。開位置において、加熱されたカバーはサンプルウェルトレイ１６の頂部を係合
しない。閉位置において加熱されたカバー１２は、サンプルウェルトレイ１６の
頂部部分に押し下げられ、それによってサンプルウェルトレイへの下向きの力を
提供する。
【００１７】 サンプルウェルトレイ１６の各サンプルウェルの頂部部分は、代表的には、キ
ャップ、接着フィルム、熱シール、またはギャップパッドによって規定される。
本発明の１つの実施形態において、ギャップパッド（示さず）は、加熱されたカ
バーのプラテンとサンプルウェルトレイの頂面との間に提供される。ギャップパ
ッドは、サンプルウェルの頂部への下向きの力の分配を改善する。１つの実施形
態において、ギャップパッドは、ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ「Ｍｉｃｒｏｓｅａｌ
Ｐ Ｔｙｐｅ」シリコンラバープレートである。ギャップパッドは、代表的に
はプラテンに接着する。ギャップパッドは、それ自体で、または接着フィルムも
しくは熱シールフィルムとともに使用され得る。サンプルウェルのカバーの型は
、特定の適用に依存し、そして本発明の目的のために重要ではない。あるいは、
ギャップパッドは、サンプルウェルの頂部部分のキャップとともに使用され得る
。そのキャップは、ストリップで接続され得るか、または各サンプルウェルにつ
いて別々の接続されていないキャップとして個々に提供され得る。あるいは、キ
ャップは、ギャップパッドなしで使用され得る。これらのすべての方法はサンプ
ルウェルを「キャッピング」するといわれ得るので、本明細書の残りは、キャッ
プとしてサンプルウェルのすぐ上の構造をいう（それがフィルム、パッド、また
はキャップであるかにかかわらず）。本発明の基本的なコンセプトは、これらの
配置の各々に等しく適用可能である。
【００１８】 加熱されたカバーは、蒸発による液体サンプルからの熱の移動を減少する。加
熱されたカバーはまた、キャップの内部を乾燥したままにすることによって、相
互汚染の可能性を減少し、それによって、ウェルがキャップされていない場合の
エアロゾル形成を妨害する。加熱されたカバーは、液体サンプルの種々の成分の
濃縮温度より上のキャップを維持して、液体サンプルの濃縮および容量損失を妨
害する。
【００１９】 加熱されたカバーは、当該分野で公知の従来的な型のいずれかであり得る。例
えば、１つの好ましい実施形態において、加熱されたカバーは、モーターによっ
て閉位置におよび閉位置から物理的に動かされる。別の代表的な実施形態におい
て、加熱されたカバーは、手動の物理的な作動によって閉位置へおよび閉位置か
ら滑る。加熱されたカバーは、代表的には、サンプルウェルトレイの頂面に対し
て加圧されるための少なくとも１つの加熱されたプラテン（示さず）を備える。
加熱されたカバーおよびプラテンの詳細は当該分野において周知であり、そして
例えば、米国特許第５，４７５，６１０号、同第５，６０２，７５６号、および
同第５，７１０，３８１号（これらのすべては、本発明の譲受人に譲渡され、そ
してその内容のすべては、それによって本明細書中で参考として援用される）に
記載されている。本発明は、加熱されたカバーを用いる使用のために記載される
が、本発明はまた、加熱されていないカバーを適切に用いて実行される。
【００２０】 本発明に従って、加熱装置は、少なくとも１つのサンプルブロックおよび対応
するサンプルウェルトレイを備える。本明細書中において具体化され、そして図
１〜１０において示されるように、１つの実施形態において、サンプルブロック
１４は、その頂部部分においてサンプルウェルトレイのサンプルウェルを受け取
るための複数の開口部２０を備える。示される実施形態において、各サンプルブ
ロック開口部は、円錐形状を有し得、これは、サンプルウェルトレイのサンプル
ウェルと適合するようなサイズである。サンプルブロック開口部は、対合するサ
ンプルウェルの形状に依存して、他の形状（例えば、円筒型または半球型）であ
り得る。サンプルブロックは、当該分野で周知である。サンプルブロックは、種
々の物質であり得るが、金属（アルミニウムまたはアルミニウム合金）がしばし
ば好ましい。サンプルブロックは、代表的には、材料の固体ブロックから加工さ
れるが、鋳造および他の技術もまた周知である。サンプルブロックが、サンプル
ウェル開口部２０を横切って実質的に均一な温度を示すこと、およびその開口部
は、そこに挿入されるサンプルウェルとの密接な公差を維持することが所望され
る。
【００２１】 図１〜１０の実施形態において示されるサンプルブロックは、１６×２４アレ
イに配置される３８４の開口部を有するが、任意の数の開口部が提供され得る。
他の一般的な配置は、９６および６０ウェルサンプルブロックを含むが、本発明
は、１サンプルウェルから数千のサンプルウェルまでのいずれかを有するサンプ
ルウェルトレイについて適切である。サンプルブロック開口部２０は、サンプル
ブロック１４の頂面２２上にグリッド様の様式で配置される。開口部２０は、円
錐形側壁２４によって規定され、そして底壁表面２は図５および図７において最
も良好に示される。円錐形側壁２４は、当該分野で公知の任意の適切な角度で傾
斜し得る。図面に示される開口部のサイズおよび形状は、例示のみの目的である
。サンプルウェルの異なる配置を有する他の設計は、本発明と等しく適切である
。
【００２２】 サンプルブロック１４は、図７に示されるように、加熱装置または任意の他の
代替的な設計の基部４０上で静止するための底部フランジ部分２８を含み得る。
１つの代表的な装置において、圧縮シール（示さず）は、フランジ部分と基部４
０との間に提供され得る。本発明のサンプルブロックは、本発明の促進的な機構
と係合可能な部分の供給をさらに含む。サンプルブロックの係合可能な部分は、
本明細書中以下により詳細に記載される。
【００２３】 本明細書中に具体化されそして図１〜１０に示されるように、１つの実施形態
において、サンプルウェルトレイ１６は、図７に最も良好に示されるように、そ
の頂面４４に複数のサンプルウェル４２を備える。本発明に適切なサンプルウェ
ルトレイは、当該分野で周知であり、そしてまた、サンプルウェルといわれる。
本発明は可撓性であり、その結果、実質的にいかなる型のサンプルウェルトレイ
も使用され得る。図面において示されるサンプルウェル４２は、当該分野におい
て公知の従来的な円錐形設計である。そのサンプルウェルは、種々の他の形状（
例えば、円筒形または半球形）であり得る。
【００２４】 各サンプルウェル４２は、あらかじめ規定された液体サンプルの容量を保持し
得る。本発明の１つの実施形態において、各サンプルウェルは、約３０μｌの総
容量、および約２０μｌの作業容量を有する。図１〜１０に示される例において
、サンプルウェルは、約２．２０ｍｍの直径および約８．０ｍｍの深さを有する
。ウェルの容量および寸法は、特定の適用に依存して、ならびにサンプルウェル
トレイについてのサンプルウェルの数に依存して変化し得る。例えば、３８４ウ
ェルサンプルウェルトレイは、代表的には、９６ウェルサンプルウェルトレイよ
りも小さいサンプルウェル容量を有する。サンプルウェルトレイは、従来の物質
のいずれか（例えば、生物学的サンプルの熱循環を受けるサンプルウェルトレイ
中で代表的に使用され得るポリプロピレン）から作製され得る。図面は、サンプ
ルウェルトレイの一部として完全に形成されるサンプルウェルを例証するが、本
発明はまた、ウェルが、トレイから個々に脱着され得る個々の管であるサンプル
トレイに適切である。あるいは、個々の管は、行または列のセットにおいて一緒
に連結され得る。
【００２５】 サンプルウェル４２は、特に、加熱されたカバーがサンプルウェルトレイに下
向きの力を適用する後に、サンプルブロックの円錐側壁２４と密接に対合するよ
うに設計される。図７は、サンプルウェル管壁４６とサンプルブロック側壁２４
との間の間隔を、例示目的のみのための誇張した形状で示す。カバーのプラテン
がサンプルウェルトレイの頂部のキャップに加圧するようにカバーを閉じる際に
、サンプルウェル４６とサンプルブロック側壁２４との間の任意のギャップは、
一緒に、非常に減少されるか、または除去されるべきである。カバーを閉じた後
のサンプルブロック開口部２０におけるサンプルウェルの密接な対合は、サンプ
ルブロック１４とサンプルウェルトレイ１６との間の伝熱速度を改善する。サン
プルウェルトレイは、代表的にはわずかに変形可能なプラスチック材料から作ら
れるので、サンプルウェルトレイのサンプルウェルもまた、サンプルブロック開
口部２０の形状に適合するようにわずかに変形する。このことは、サンプルウェ
ルトレイのサンプルウェルが、サンプルブロックに対して密接に適合して、サン
プルウェルトレイのサンプルウェルの温度均一性を増強することを保証する。
【００２６】 しかし、サンプルウェルトレイ１６が、加熱されたカバー１２によって下方に
動かされる場合、サンプルウェル管壁４６は、サンプルブロック側壁２４の内部
表面に力を与える。加熱されたカバーが開き、その結果プラテンがもはやサンプ
ルウェルトレイに対して加圧されない後でさえ、サンプルウェルトレイのサンプ
ルウェル４２は、サンプルブロック開口部２０の内部に固定される傾向を有する
。有意な力が、サンプルブロック１４からサンプルウェルトレイ１６を緩めるた
めに必要とされ得る。
【００２７】 サンプルブロックからのサンプルウェルトレイの手動の除去を利用する代表的
な先行技術の配置において、操作者は、熱循環操作が完了した後で、サンプルブ
ロックからサンプルウェルトレイを引き離すためにさらなるツールおよび著しい
努力を用いる必要があるかもしれない。サンプルブロックからサンプルウェルト
レイをほどくために、操作者は、代表的には、サンプルウェルの側面をつかみ、
そしてまた上方に引っぱりながらサンプルウェルトレイに振動の動作を与える。
サンプルウェルブロック開口部からサンプルウェルを手動で緩めるこの操作は、
貴重な時間を要し得、それによって、熱循環操作の処理量および有効性を減少し
、そして各サンプルについて時間の長さを増加させる。代表的な先行技術の装置
において手動で移動される代わりに、サンプルウェルトレイがロボットを使用し
て移動される場合、サンプルウェルトレイとサンプルブロックとの間の固着の結
果は、より劇的であり得る。サンプルウェルトレイの移動のために使用されるロ
ボットは、代表的に、非常に弱い直線的な力を生ずるのみである。ロボットは、
代表的に、ゆれ運動を付与することが不可能であり、この運動は、サンプルブロ
ックの開口部からサンプルトレイを移動させる際に役立つ。ロボットは、回転運
動の代わりに、代表的に、直線的な運動に制限されるために、非常に強い力が、
サンプルブロックからサンプルウェルトレイを緩めるために必要とされる。ロボ
ットにより生成される直線的な力は、しばしば、初期の固着力に打ち勝つには不
適合であり、従って、サンプルウェルトレイは、サンプルブロックに固着された
ままであり得る。従って、操作者は、サンプルウェルトレイをサンプルブロック
から手動で動かすことによって、サンプルウェルトレイをサンプルブロックから
緩める必要があり得る。あるいは、サンプルウェルトレイに回転力を付与し得る
ロボットが設計され得るが、これらのロボットは、代表的に、現存するロボット
より大きく、遅く、複雑でかつ高価である。
【００２８】 これらの欠点に打ち勝つために、本発明は、サンプルブロックからサンプルウ
ェルトレイを強制的に離す強要機構を含む。この強要機構は、サンプルブロック
内のサンプルウェルトレイの初期の固着力に打ち勝つ傾向があり、その結果、サ
ンプルウェルトレイは、実質的な手動またはロボットを利用する補助がなくても
、サンプルブロックから緩められる。本発明の強要機構の提供は、操作者がサン
プルブロックからサンプルウェルトレイを離すことを補助する必要性を減少させ
、時間を節約し、そして費用を減少させる。さらに、自動化操作のために使用さ
れるロボットは、不必要により強力で大きく作製される必要はなく、従って、費
用および空間を節約する。本発明の強要機構は、種々の設計を有し得、それらの
１つは、図１〜１０の実施形態に示される。
【００２９】 本発明の図１〜１０に示される１つの実施形態において、本発明は、サンプル
ブロック１４とサンプルウェルトレイ１６との間に配置された強要機構１８を備
え、加熱されたカバーが、閉位置から開位置へ移動される場合、サンプルウェル
トレイをサンプルブロックから強制的に離す。図１〜１０に示される１つの実施
形態において、強要機構は、図２に最もよく示されるように、複数の第１のスプ
リング５０および複数の第２のスプリング６０を備える。図１〜１０に示される
強要機構は、例示のみの目的である。本発明の強要機構は、図に示される例に限
定されない。
【００３０】 本明細書中で具体化されかつ図７に最もよく示されるように、第１のスプリン
グ５０は、本発明の１つの実施形態において、サンプルブロックの円柱状スプリ
ング開口部５２内に配置される。図７に最もよく示されるように、この円柱状開
口部５２は、円柱状開口部の側面５４および末端面５６によって規定される。あ
るいは、このスプリングは、支持されていないスプリング長の量に依存して、円
柱状開口部が提供されることなく、サンプルブロックの頂面に配置され得る。
【００３１】 図７に示される強要機構は、らせん状圧縮スプリングであるが、種々の他のタ
イプの強要機構が利用され得る。例えば、圧縮された場合、軸方向の力を取り込
む種々の他のタイプのスプリング（例えば、リーフスプリング、つる巻きスプリ
ング（ｃｏｎｉｃａｌ ｈｅｌｉｃａｌ ｓｐｒｉｎｇ）および他のスプリング
）は、本発明において適切である。さらに、使用に適した他のスプリング様デバ
イスには、例えば、エラストマースプリング部材、空気シリンダー、流体シリン
ダー、緩衝装置、ベルビルウォッシャー（ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ ｗａｓｈｅｒ
）、および電気的ソレノイドが挙がられる。サンプルウェルトレイに対して上向
きの力を付与するためのシステムにおいて配置され得る任意の適切なデバイスが
使用され得る。強要機構は、単に、カバーを開く際にサンプルウェルトレイとサ
ンプルブロックとの間の固着力に打ち勝つのに十分な力を生成するように設計さ
れる必要がある。強要機構は、サンプルウェルトレイをサンプルブロックから緩
めなくてならず、その結果、サンプルウェルトレイは、ロボットを用いるか、ま
たは手動のいずれかで容易に移動され得る。スプリングが使用される場合、スプ
リングのサイズおよびばね定数は、適切な力がサンプルウェルトレイ上にスプリ
ングによって付与されるように選択されなくてはならない。
【００３２】 図１〜１０に示される実施形態において、第１のスプリング５０の１つの末端
は、図７に示されるように、サンプルブロック１４の円柱状開口部５２の末端面
５６に対して接触する。スプリング５０の反対側の末端は、サンプルウェルトレ
イ１６の下部面５８に係合する。図は末端面５６および下部面５８を平坦である
として示すが、他の構成は、スプリングをより固定的に係合するために使用され
得る。例えば、円柱状開口部の末端面５６またはサンプルウェルトレイの下部面
５８は、スプリングの内部および／または外部と接近してフィットするための溝
を有する。スプリング５０が、サンプルウェルトレイによって圧縮される場合、
スプリング５０は、サンプルウェルトレイ１６に対して上向きの力を付与する。
【００３３】 図に示される実施形態において、複数のスプリングが提供される。図１〜１０
において、強要機構１８は複数の第１のスプリング５０および複数の第２のスプ
リング６０を備える。これらのスプリングは、図２に示されるように、サンプル
ブロック開口部２０の長方形のグリッドの外側のサンプルブロックの外周縁面６
２の周りに配置される。１つの実施形態において、６個の第１のスプリング５０
が、サンプルウェルブロックの外周縁頂面６２の各長手方向の側面（より多数の
サンプルウェル開口部を有する側面（例えば、図２における２４個のサンプルブ
ロック開口部を有する側面）として規定される）に配置される。
【００３４】 第２のスプリング６０のセットは、サンプルブロック開口部のグリッドの外側
のサンプルブロックの外周縁頂面６２の各横方向の側面（より少ない数のサンプ
ルウェル開口部を有する側面（例えば、図２における１６個のサンプルブロック
開口部を有する側面）として規定される）に配置される。図２に示される実施形
態において、第２のスプリング６０は、頂面の各横方向の側面上のサンプルブロ
ック開口部の長方形のアレイから外側に延びる突出部７０に配置される。図２の
実施形態において、２個の第２のスプリング６０は、頂面の各横方向の側面に配
置される。各第２のスプリング６０は、そこに静止するための突出部７０を有す
る。第２のスプリングは第１のスプリングと類似しているが、そのサイズにおい
て大きくあり得る。第２のスプリング６０は、代表的に、第１のスプリング５０
のために使用される円柱状開口部と類似する円柱状開口部内に配置されるが、円
柱状開口部は、いくつかの配列にある必要はなくてもよい。図１〜１０に示され
る配列において、合計１６個のスプリング（１２個の第１のスプリングおよび４
個の第２のスプリング）は、サンプルブロック１６の外周縁で利用される。スプ
リングの数および特定の配列は、特定の適用に依存してかなり変化し得る。
【００３５】 強要機構は、実質的に、サンプルウェルトレイの過度の曲げを減少されるため
に、サンプルウェルトレイに均一な力を提供することが所望される。力をより均
一に分布するために、より軽量かつ薄いサンプルウェルトレイが使用され得る。
それによって、強要機構が上向きの力を実質的に均一な様式で分布する場合、サ
ンプルウェルトレイ作製および材料のための費用が減少され得る。少しの大きな
力点が使用された場合、このトレイは、後のプロセスにおいて、トレイの取扱に
影響し得る様式で局所的に変形し得る。最後に、サンプルウェルトレイの周縁の
周りの実質的に均一なスプリングの力の適用は、サンプルウェルトレイが加熱さ
れたカバーに対してしっかりとかつ均一に配置されることを確実にすることによ
って、サンプルウェルトレイの周縁に隣接した位置からの蒸発ロスを減少するこ
とを助け得る。従って、１つの実施形態において、強要機構のために多くの数の
均一に間隔を空けられたスプリングを提供することが好ましい。
【００３６】 強要機構１８のスプリング５０および６０は、カバーによって生じる固着力に
打ち勝つのに十分であり、そしてカバー開く際に、サンプルブロックからサンプ
ルウェルトレイを緩める上向きの力を提供する。スプリングによって付与される
上向きの力は、カバーによって付与される下向きの力より小さくなければならな
いか、またはカバーは、閉じたままではない。カバーによって付与される下向き
の力は、代表的に、サンプルウェルトレイのサンプルウェルとサンプルブロック
の開口部との間の良好な熱的接触を確実にするために、スプリングによって付与
される上向きの力よりも有意に大きい。
【００３７】 強要機構の１つの実施形態において使用される適切なタイプのスプリングの例
は、図９Ａ〜９Ｃおよび１０Ａ〜１０Ｃに示される。例示のみの目的のこの実施
形態のスプリングは、らせん状コイルスプリングであり、カバーが開いた後に、
サンプルウェルトレイをサンプルブロックから離し、そしてサンプルブロックか
ら少し出すのに十分な力を付与するように選択される。図９Ａ〜９Ｃおよび１０
Ａ〜１０Ｃに示される本発明の１つの実施例において、第１のスプリング５０は
、外径１．９２ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、および０．２７５ｋｇ／ｍｍのばね率を
有する。カバーが閉じている間、これらの第１のスプリング５０は、各々１．１
５ｍｍ圧縮され、従って、それぞれ０．３２６ｋｇの排出力を付与する。同じ実
施例において、第２のスプリング６０は、外径３．０５ｍｍ、長さ９．５３ｍｍ
、および０．９８７ｋｇ／ｍｍのばね率を有する。カバーが閉じている間、これ
らの第２のスプリング６０は、各々１．５５ｍｍ圧縮され、従って、それぞれ１
．５３ｋｇの排出力を付与する。この実施例において、１２個の第１のスプリン
グおよび４個の第２のスプリングが存在し、サンプルウェルトレイに９．９１ｋ
ｇの総ばね力を生じる。これらの数は、本発明の１つの実施形態ついての単に例
示である。上記の説明から明らかなように、異なるばね定数、形状およびサイズ
を有するより多くのまたはより少ない数のスプリングは、上記の実施例と比較し
て、カバーを開く際に強要機構によって付与される上向きの力を変化させるため
に、所望され得る。
【００３８】 上記の実施例において使用される特定のスプリングは、ステンレス鋼から作製
されたが、他の適切な材料もまた容認可能である。スプリングは、好ましくは、
サンプルブロックと比較して、低い熱的質量（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｓｓ）であ
り、従って、システムの性能に実質的に影響しない。従って、サンプルブロック
およびサンプルウェルトレイは、強要機構１８によって影響されない実質的に均
一な温度分布を維持する。
【００３９】 ここで、本発明の１つの代表的な実施形態のための加熱装置の操作が、以下に
より完全に記述される。最初に、熱循環器の加熱されたカバー１２が、第１の開
位置に位置決めされる。いくつかまたは全てのサンプルウェルに所定の量の液体
サンプルを有するサンプルウェルトレイが、サンプルブロックの上部に配置され
る。図１〜１０に示される二重３８４ウェルアセンブリにおいて、２つのサンプ
ルウェルトレイが提供され、１つは、サンプルブロックのそれぞれのためにであ
る。サンプルウェルトレイ１６は、代表的に、熱循環器への挿入のときに、サン
プルウェル４２の各々をカバーするための接着フィルム、熱密閉フィルム、ギャ
ップパッド、または個々のキャップのいずれかを備える。サンプルウェル４２は
、サンプルブロック開口部と整列され、そして円錐状のサンプルブロック開口部
２０に下向きに挿入される。次いで、加熱されたカバーはスライドされ、その結
果、このカバーは、サンプルウェルトレイおよびサンプルブロック上に配置され
る。次いで、この加熱されたカバーは、手動または自動的に閉じられる。
【００４０】 図７に最もよく示されるように、加熱されたカバーが閉じると、加熱されたカ
バー１２の加熱されたプラテン（またはこのプラテンの下に位置するギャップ）
が、サンプルウェルの頂部を押し下げ、サンプルブロック開口部２０内にサンプ
ルウェル４２をしっかりと押圧する。加熱されたカバーが閉じると、強要機構１
８の第１および第２のスプリング５０および６０は、サンプルウェル４２の外周
縁上のサンプルウェルトレイの底平面により圧縮される。スプリングが圧縮され
ると、圧縮スプリングは、加熱されたカバーが、閉位置にある時に、サンプルウ
ェルトレイ１６に上向きの力を付与する。閉位置にあるとき、ＰＣＲまたは他の
型の化学反応をうけるように熱循環器は、サンプルウェルトレイ中の液体サンプ
ルを熱循環させる。
【００４１】 熱循環および／または他の操作が完了された後、加熱されたカバー１２は、（
手動かまたは自動のいずれかで）開けられる。加熱されたカバーが開かれると、
加熱されたカバーのプラテン（またはギャップパッド）は、もはやサンプルウェ
ルの頂部を押圧しない。同時に、強要機構１８のスプリングは、サンプルウェル
トレイの底面５８に上向きの力を付与し、それによりサンプルウェル４２をサン
プルブロック開口部２０から強制的に出す。スプリングは、サンプルウェルトレ
イ１６がサンプルブロック１４から解放されるのに十分な力を付与するべきであ
り、そして上方向へわずかな距離上げられるべきである。サンプルウェルトレイ
がサンプルブロックから解放された後、このサンプルウェルトレイは、さらなる
手動の工程なしに機械的にサンプルブロックから持ち上げられ得、そして離され
得る。上記で議論したように、強要機構を備えることによりサンプルウェルトレ
イは、より迅速にかつ効率的にサンプルブロックから取り外されることが可能に
なる。
【００４２】 上記の説明から明らかなように、本発明は、サンプルウェルトレイをサンプル
ブロックから取り外す際に補助する方法を含む。この方法は、カバーを閉じるこ
とにより最初の下向きの力をサンプルウェルトレイに供与する工程を包含する。
この最初の下向きの力は、サンプルウェルトレイのサンプルウェルをサンプルブ
ロックの頂面上の開口部内に押圧する。この方法は、サンプルウェルトレイとサ
ンプルブロックとの間に位置付けされるスプリングシステムによりサンプルウェ
ルトレイに上向きの力を供与する工程をさらに包含し、この上向きの力は、最初
の下向きの力よりも実質的に小さい。次いでサンプルウェルトレイヘの最初の下
向きの力を除くためにカバーが開けられ、そしてサンプルウェルトレイは、スプ
リング機構からの上向きの力によりサンプルブロックから強制的に出される。
【００４３】 本発明に従うシステムおよび方法は、サンプルウェルトレイをサンプルブロッ
クから取り外すのにかかる時間の量を減少させる。強要機構構成は、サンプルウ
ェルトレイの手動操作の間に起こり得る、操作者のサンプルウェルトレイ中の化
学物質への過度の露出なしで、サンプルウェルトレイがサンプルウェルブロック
から自動的に取り外されることを可能にする。本発明に従うシステムおよび方法
は、上記に示される例により限定されず、これらの例は例示の目的のみである。
【００４４】 別の局面では、本発明は、第２の実施形態の加熱装置を含む。この実施形態で
は、この装置は以下を備える：加熱されるカバー；複数の開口部を有するサンプ
ルブロック；複数のサンプルウェルを有するサンプルウェルトレイ；サンプルウ
ェルトレイを支持するためのサンプルウェルトレイホルダー；および加熱される
カバーが閉位置から開位置に移動される場合にサンプルウェルトレイをサンプル
ブロックから強制的に離すための、サンプルブロックとサンプルウェルトレイと
の間に位置付けされる強要機構。本明細書中に含まれ、そして図１１〜１３に示
されるように、生物学的サンプルのための加熱装置１００は、加熱されるカバー
１１０、サンプルブロック１１２、サンプルウェルトレイ１１４、サンプルウェ
ルトレイホルダー１１６、および強要機構１１８を備える。
【００４５】 図１１〜１３に示される実施形態の加熱装置は、光学的検出能力を有する９６
ウェルＰＥ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓの熱循環器であるが、この加熱装置ははまた
、異なる数のウェルを有する他の型の熱循環器、ならびに光学的検出能力を持た
ない熱循環器である。本発明は、サンプルウェルがカバーによりサンプルブロッ
ク内に押圧される加熱装置に適切である。第１の実施形態と同様に、本発明は、
加熱されるカバーを有する加熱装置における使用に特に適切である。
【００４６】 本発明に従って、加熱装置は、加熱されるカバーを備える。本明細書中に含ま
れ、そして図１１〜１３に示される、加熱されるカバー１１０は、サンプルブロ
ック１１２、サンプルウェルトレイ１１４、およびサンプルウェルトレイホルダ
ー１１６上に位置する。加熱されるカバーは、開位置（ここで加熱されるカバー
は、下向きの力をサンプルウェルトレイに付与しない）と閉位置（ここで加熱さ
れるカバーは、下向きの力をサンプルウェルトレイに付与する）との間で作動可
能である。
【００４７】 図１１〜１３に示される例示的な実施形態において、加熱されるカバー１１０
は、中心カバー部分１２０および外部カバー部分１２２を含む。図１２に示され
る実施形態において、中心カバー部分１２０は、サンプルウェルトレイのサンプ
ルウェルで起こる反応の光学的検出のための複数の開口部１２４を有する。本発
明はまた、光学的検出能力を持たない熱循環器における使用に適切である。図１
１〜１３に示される１つの好ましい実施形態では、外部カバー部分１２２は、中
心カバー部分１２４に対して上方向および下方向に移動可能である。中心カバー
部分１２４に対する外部カバー部分１２２の移動は、強要機構のスプリング力を
、熱循環プロトコルの間のサンプルウェルトレイから取り出す際に補助する。
【００４８】 図１１〜１３の加熱される熱カバー１１０はまた、中心カバー部分１２０の力
をサンプルウェルトレイ１１４上に分配するための複数の分配スプリング１２６
を含む。分配スプリング１２６はまた、中心カバー部分１２０に対する外部カバ
ー部分１２２の上方および下方への移動を可能にする。各分配スプリング１２６
は、つるまきバネの内部に位置するピン（示されていない）を含む。このピンは
、中心カバー部分１２０を通り、そして外部カバー部分１２２に接続され、その
結果中心カバー部分および外部カバー部分は、互いに対して付勢される。駆動機
構（示されていない）は、中心カバー部分１２４および外部カバー部分１２２を
下方向に駆動し、その結果加熱されるカバーが、以下により詳しく記載される様
式で、サンプルウェルトレイをしっかりと押し付ける。
【００４９】 本発明に従って、加熱装置は、サンプルウェルトレイおよびサンプルウェルト
レイを支持するためのサンプルウェルトレイホルダーを含む。本明細書中に含ま
れ、そして図１１〜１３に示されるように、サンプルウェルトレイ１１４は、複
数サンプルウェル１１５を有する当該分野で公知の従来のサンプルウェルトレイ
である。図１１〜１３に示される実施形態では、サンプルウェルトレイは、９６
ウェルのトレイであるが、本発明は、１または２から数千までの任意の数のウェ
ルを有するサンプルウェルトレイでの使用に適用可能である。例えば、本発明は
また、当該分野で公知の３８４および６０のウェルトレイでの使用に特に適切で
ある。本発明は、種々のサイズおよび形状を有するサンプルウェルトレイでの使
用に適切である。図１１〜１３に示される例において、サンプルウェルは２００
μｌの動作体積、５．５０ｍｍの直径および２０．０ｍｍの深さを有する。サン
プルウェルの体積は、だいたい０．１μｌから数千マイクロリットル（μｌ）ま
で変化し得、体積は代表的には５０から５００μｌの間、最も好ましくは１００
〜２００μｌの体積である。図１〜１０の実施形態と同様に、図１１〜１３の加
熱装置はまた、液体サンプルがサンプルウェル以外の構造（例えば、顕微鏡スラ
イドまたはフリット）に配置されるサンプルトレイでの使用に適切である。
【００５０】 図１〜１０の実施形態と対照的に、図１１〜１３の加熱装置は、サンプルウェ
ルトレイを支持するためのサンプルウェルホルダー１１６をさらに含む。サンプ
ルウェルトレイホルダー１１６は、主本体部分１４０およびアーム部分１４２を
有する平坦なプレートの形状である。図面に示される例では、主本体部分１４０
は、長方形である。主本体部分１４０はまた、サンプルウェルトレイ１１４のた
めの長方形開口部１４６を規定する。サンプルウェルトレイホルダーは、好まし
くは低い熱伝導性の特徴および低い熱質量（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｓｓ）を有す
る材料から作製される。１つの実施形態では、サンプルウェルトレイホルダーに
選択された材料はポリカーボネートである。他の適切な材料もまた許容できる。
【００５１】 １つの実施形態では、サンプルウェルトレイホルダー１１６のアーム部分１４
２は、主本体部分１４０と同一面上に突出し、そして自動化マニピュレーター（
示されていない）への接続に使用される。自動化マニピュレーターは、アーム部
分１４２の末端上に位置決めされるクランピング機構１４４を介してアーム部分
１４２をつかみ、サンプルウェルトレイ１１４を加熱装置内に挿入する位置に主
本体部分を回転させる。自動化マニピュレーターはまた、サンプルウェルトレイ
がサンプルブロック上で上下に移動されることを可能にし、そして以下に詳細に
記載されるように、好ましくは、カバーが閉位置にある場合に、サンプルトレイ
ホルダー上のさらなる下方移動を開始して、強要機構からサンプルウェルトレイ
を分離する。
【００５２】 サンプルウェルトレイホルダーの主本体部分１４０は、好ましくは、その頂面
から上方に突出している複数の突起１５０を含む。突起は、任意の種類のサイズ
、形状および設計であり得るので、図に示される突起は、例示の目的のためのみ
である。例えば、突起はまた、サンプルウェルトレイの開口部の外周縁の周りの
リッジであり得る。突起はまた、図１２に示される突起と比較してかなり伸長さ
れ得る。突起の機能は、以下のより詳細に記述される。
【００５３】 サンプルウェルトレイホルダーの長方形開口部１４６は、サンプルウェルトレ
イ１１４がサンプルウェルトレイホルダー１１６上に載り得るように設計される
。これは例えば、図１３Ａ〜１３Ｃに示される。長方形開口部１４６は、サンプ
ルウェルトレイホルダー１１６の頂面１６２から下方に先細になるテーパ状壁１
６０により規定される。テーパ状壁１６０により規定される開口部は、サンプル
ウェルトレイ１１４の長さおよび幅より、長さおよび幅が大きい。テーパ状壁１
６０は、テーパ状壁１６０から延びる床部１６４と当たるまで先細になる。床部
１６４は、サンプル壁トレイホルダーの底面１６６にそって延びる。床部１６４
は、サンプルウェルトレイよりもサイズの小さい長方形開口部を規定する。サン
プルウェルトレイが長方形開口部１４６に配置される場合、サンプルウェルトレ
イの外部側壁１６８は、床部の頂面１７０上に載る。これは、図１３Ａ〜１３Ｃ
に最もよく示される。サンプルウェルトレイ１１４が長方形開口部１４６に配置
されてその結果サンプルウェルトレイが床部１６４上に載る場合、サンプルウェ
ルトレイ１１４は、サンプルウェルトレイホルダー１１６に対して上方向に自由
に移動する。図１３Ａ〜１３Ｃに図解される実施形態において、床部１６４は、
サンプルウェルホルダー１１６の残りより薄い。図１１〜１３のサンプルウェル
トレイホルダーは、例示の目的のみのために示される。
【００５４】 本発明によると、加熱装置は、サンプルウェルトレイのサンプルウェルに複数
の開口部を含むサンプルブロックを備える。本明細書中で具体化され、そして図
１１〜１３に示されるように、サンプルブロック１１２は、サンプルブロックの
頂面１３２内に複数のサンプルブロック開口部１３０を備える。これらの開口部
は、図１〜１０に記載される側壁と類似の円錐形側壁１３４および底面１３６に
より規定される。サンプルブロック１１２は、サンプルブロックを支持するため
の基部２００内に位置決めされる。図１２に最も良く示されるように、基部２０
０は、隆起表面２０２、第１下部面２０４、第２低下面２０６、および第３低下
面２０８を備える。第１低下面２０４は、サンプルウェルトレイホルダー１１６
の本体部分１４０に適合するようにサイズ決めされる。さらに、第１低下面２０
４は、その中にサンプルブロック１１２を受容するための凹部を規定する。第２
低下面２０６および第３低下面２０８はまた、サンプルウェルトレイホルダーに
適合するようにサイズ決めされる。この基部の第１低下面２０４は、以下で記載
されるように、強要機構を係合するように構成される。
【００５５】 本発明によると、加熱装置は、サンプルウェルトレイを、サンプルウェルブロ
ックからカバーの開口部上に強制的に移動させるための強要機構を備える。本明
細書中で具体化されそして図１１〜１３に示されるように、この強要機構１１８
は、加熱されたカバーが開いた場合、サンプルウェルトレイホルダーおよびサン
プルウェルトレイを上向きに圧迫するための任意の適切なタイプの機構（例えば
、スプリングデバイス）を備え得る。一実施形態において、強要機構１１８は、
複数のスプリングを備える。より詳細には、この複数のスプリングは、サンプル
ウェルトレイホルダー１１６の底面１１６に取り付けられたリーフスプリングを
１８０を含む。一実施形態において、これらのリーフスプリングは、サンプルウ
ェルトレイホルダーの底面１６６に取り付けられる。あるいは、これらのリーフ
スプリングは、サンプルウェルブロックに取り付けられ得る。図１１〜１３に示
される特定の実施形態において、リーフスプリング１８０は、加熱装置のクリー
ニングをより容易にするために、サンプルブロックの代わりにサンプルウェルト
レイホルダーに取り付けられる。さらに、サンプルウェルトレイ上のリーフスプ
リングの配置は、リーフスプリングがサンプルブロックに取り付けられた場合と
比較して、サンプルブロックに対するリーフスプリングの熱効果を軽減する。
【００５６】 図１１の実施形態において、４つのリーフスプリング１８０は、サンプルウェ
ルトレイホルダー１１６の底面１６６に取り付けられる。この４つのリーフスプ
リングは、サンプルウェルトレイの周りで実質的に対照的に間隔を空けられる。
図は４つのリーフスプリングを示しているが、１から数ダースまでのリーフスプ
リングが、本発明で使用され得る。リーフスプリングは、一定のスプリング特性
を合理的に維持する非腐食性材料から構成されることが望まれる。一実施形態に
おいて、リーフスプリングのための材料はベリリウム銅である。任意の他の適切
な材料もまた受容可能である。
【００５７】 本発明の強要機構は、図１１〜１３に示される設計に制限されない。この強要
機構はまた、図１１〜１３に示されるリーフスプリングの代わりに、任意の様々
な力付与デバイス（例えば、コイルスプリング、水式緩衝装置、エラストマース
プリングまたは他の従来のスプリングデバイス）から作製され得る。特定の実施
形態において、リーフスプリングは、サンプルウェルトレイ１１４の底面１６６
と、基部２００の第１下部面２０４との間の大きな距離のために選択される。コ
イルスプリングの使用はこの構成と共に可能であるが、コイルスプリングを使用
する場合、相当量の支持されていないスプリング長が存在し得る。従って、コイ
ルスプリングに加えてスプリングの型は、支持されていないスプリング長の量が
特定の構成において実質的である場合に所望され得る。
【００５８】 図１１〜１３の実施形態のサンプルウェル１１５は、当該分野で公知の任意の
従来の方法によって被覆され得る。例えば、図１２は、サンプルウェル１１５の
頂部を被覆するための一列のサンプルウェルキャップ２１０を示す。これらのキ
ャップは個別であり得るか、または図１２に示されるように、８個の列でまとめ
られている。あるいは、キャップを使用する代わりに、接着フィルムを使用して
、サンプルウェルを密閉し得る。当該分野で公知の別の代表的なタイプのシール
は、加熱シールフィルムである。任意のこれらの公知の構造物が、サンプルウェ
ルを被覆するために利用され得る。
【００５９】 サンプルウェルの被覆または密閉方法に加えて、薄い可撓性（ｃｏｍｐｌｉａ
ｎｔ）カバーが、加熱されたカバーとサンプルウェルトレイの頂部との間に配置
され得る。この可撓性カバーは、図１〜１０の実施形態で利用され得るギャップ
パッドと類似しているが、代表的に、サンプルウェルの頂部に密閉を付与しない
。他の実施形態において、この可撓性カバーは、カバーおよびギャップパッドの
機能の役割を果たす。代表的な可撓性カバーの一例が、参照番号２１２として図
１３Ａ〜１３Ｃに示される。可撓性カバー２１２は、加熱されたカバーによって
与えられる下向きの力を、サンプルウェルトレイに均一に分配するのを助ける。
この可撓性カバーは、ポリマー材料、複合材料、または熱循環の間に経験する高
温に耐え得る他の材料から作製され得る。図１１〜１３の可撓性カバーは、代表
的に、サンプルウェルのための密閉方法（キャップ、接着テープなど）と共に使
用される。可撓性カバーは、代表的に、サンプルウェルトレイ１１４のサンプル
ウェル１１５の各々と整列した検出ホール２１４を備える。この検出ホール２１
４はまた、検出装置（示されず）によって検出される液体サンプルからの光の放
射を可能にするために、加熱されたカバーの中心カバー部分１２０上で開口部１
２４と整列している。
【００６０】 図１１〜１３に対応する１つの代表的な実施形態についての加熱装置の操作は
、ここで、以下により完全に記載される。まず、熱循環器の加熱されたカバー１
２は、第１開位置に配置される。サンプルウェルトレイ１１４は、次いで、サン
プルウェルトレイホルダー１１６内に、手動かまたは自動のいずれかで、配置さ
れる。この時点で、サンプルウェルトレイのサンプルウェル１１５は、すでに適
切な生物学的液体サンプルで満たされている。サンプルウェルはまた、適切な方
法（例えば、キャップ２１０をサンプルウェル上に配置すること）によって、す
でに密閉されている。次いで、サンプルウェルトレイホルダー１１６は、ロボッ
トマニピュレーターによって回転され、その結果、このサンプルウェルトレイホ
ルダーおよびサンプルウェルトレイは、図１３Ａに示されるように、加熱された
カバー１１０とサンプルブロック１１２との間に配置される。
【００６１】 サンプルウェルトレイホルダーおよびサンプルウェルトレイが、図１３Ａに示
されるように配置された後、サンプルウェルトレイホルダー１１６およびサンプ
ルウェルトレイ１１４は下げられ、その結果、サンプルウェル１１５がサンプル
ブロック開口部１３０の内側に配置される。サンプルウェルトレイホルダーおよ
びサンプルウェルトレイは、特定の構成に依存して、それらを下向きに移動させ
るロボットマニピュレーターによってか、または加熱されたカバー１１０を下向
きに加圧することによってのいずれかで、下げられる。加熱されたカバー１１０
は、手動操作または自動操作のいずれかによって下向きに動かされ、その結果、
サンプルウェルトレイ１１４のサンプルウェル１１５は、図１３Ｂに示されるよ
うに、サンプルブロックの開口部１３０にしっかりと押しつけられる。
【００６２】 図１３Ｂは、閉鎖位置（これは、「密閉」位置と称される）における加熱され
たカバーを示す。この密閉位置において、リーフスプリング１８０は、サンプル
ウェルトレイホルダー１１６と基部の第１低下面２０４との間で圧縮される。図
１３Ｂに示されるこの第１の低下位置または密閉位置において、サンプルウェル
トレイホルダー１１６の底面１６６は、基部の頂面２０４からｙ1の距離だけ間
隔を空けられる。サンプルウェルトレイホルダーの床部１６４の頂面１７０は、
リーフスプリング１８０のスプリング力によって、サンプルウェルトレイの側壁
１６８の底部に対して押しつけられる。サンプルウェルトレイの側壁に与えられ
る上向きの力は、サンプルウェルトレイの湾曲を生じる傾向がある。
【００６３】 図１３Ｂに示される密閉位置は、短時間得られるに過ぎない。作動の好ましい
方法において、加熱カバーアクチュエータ（示されず）が、加熱カバー１１０の
外側カバー部分１２２を下向きに押し、その結果、サンプルウェルトレイホルダ
ー１１６は、サンプルウェルトレイ１１４に対して、わずかに下向きに、図１３
Ｃに示される位置まで移動する。このように、床部１６４の頂面１７０は、サン
プルウェルトレイ１１４をリーフスプリング１８０によって生じたスプリング力
から隔離するために、図１３Ｃに示される圧縮位置のまま、側壁１６８の底部か
ら間隔を空けられるようになる。図１３Ｃに示される位置は、圧縮位置と称され
る。なぜなら、リーフスプリングがなおさらに圧縮され、その結果、サンプルウ
ェルトレイホルダー１１６の底面１６６と基部の頂面２０４との間の空間が、寸
法ｙ2まで減少するからである。圧縮位置において、サンプルウェルトレイホル
ダー１１６は、側壁１６８を上向きに圧迫せず、それによりサンプルウェルトレ
イ１１４の湾曲を実質的に防止する。これは、湾曲に起因する用量損失の量を減
少する。
【００６４】 加熱装置は、図１３Ｃの圧縮位置に配置されると、熱的に循環される。この装
置が熱的に循環された後、加熱されたカバーを下向きに駆動するための機構が、
カバーを開くために解放される。加熱されたカバーは、もはやサンプルウェルト
レイの頂部と接触しない。リーフスプリング１８０は、同時にサンプルウェルト
レイホルダー１１６を上向きに押す。次いで、床部１６４の頂面１７０は、サン
プルウェルトレイ１１４の側壁１６８の底部と係合し、そしてサンプルウェルト
レイを上向きに押す。サンプルウェルトレイ上に付与された力は、最初の粘着力
に勝るのに十分であり、そしてサンプルウェルトレイは、サンプルブロックから
解放される。従って、サンプルウェルトレイ１１４は、サンプルブロック１１２
から安全に取り外され、その結果、ロボットマニピュレーターは、サンプルウェ
ルトレイホルダーおよびサンプルウェルトレイをサンプルブロックから取り外し
得る。
【００６５】 サンプルウェルトレイをサンプルトレイから取り外すための装置および方法、
本発明の装置の使用、およびこの装置の構成において、様々な改変および変更が
、本発明の範囲または精神から逸脱することなくなされ得ることは、当業者に明
らかである。例えば、システムは、サンプルブロックに押しつけられた複数のサ
ンプルウェルを有する任意の様々なデバイスにおいて使用され得る。
【００６６】 本発明の他の実施形態は、本明細書の考察および本明細書中に開示される本発
明の実施から当業者に明らかである。本明細書および実施例は、例示のみとみな
され、本発明の真の範囲および精神は、上記の特許請求の範囲によって示される
ことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、カバーが開位置にある、本発明に従う熱循環器システムの斜視図を示
す。
【図２】 図２は、図１のシステムのサンプルブロックおよびサンプルウェルトレイの詳
細斜視図を示す。
【図３】 図３は、サンプルウェルトレイが取り除かれた、図２のサンプルブロックの部
分上面図を示す。
【図４】 図４は、サンプルブロックの、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図を示す。
【図５】 図５は、サンプルブロックの、図３の線Ｖ−Ｖに沿った断面図を示す。
【図６】 図６は、図３のサンプルブロックの斜視図を示す。
【図７】 図７は、サンプルウェルトレイおよびサンプルブロックの、図２の線ＶＩＩ−
ＶＩＩに沿った断面図を示す。
【図８】 図８は、サンプルウェルトレイおよびサンプルブロックの、図２の線ＶＩＩＩ
−ＶＩＩＩに沿った断面図を示す。
【図９】 図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは、図１の熱循環器のための、排出スプリングの
、側面図、上面図および斜視図をそれぞれ示す。
【図１０】 図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図１の熱循環器のための、第２の排出
スプリングの、側面図、上面図および斜視図をそれぞれ示す。
【図１１】 図１１は、本発明の第２の実施形態に従う、サンプルウェルトレイ、サンプル
ウェルトレイホルダー、およびサンプルブロックの斜視図を示す。
【図１２】 図１２は、カバーおよび基部を含む、図１１の装置の斜視図を示す。
【図１３】 図１３は、図１１〜１２の装置の操作の概略図を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月６日（２００１．１２．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 35/00 Ｇ０１Ｎ 35/00 Ｂ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 グイ， ジュー クウィー シンガポール共和国 601287 シンガポー ル， ナンバー03−352， ユロン イー スト ストリート 21， ブロック 287 エイ (72)発明者 フォーセット， アドリアン アメリカ合衆国 カリフォルニア 94588， プレザントン， ダブリュー ラス ポ ジタス ブールバード 3606 (72)発明者 チャオ， ケネス ピー． アメリカ合衆国 カリフォルニア 94116， サン フランシスコ， 37ティーエイチ アベニュー 2443 (72)発明者 ボーデンカーシャー， ゲーリー エル． アメリカ合衆国 カリフォルニア 94044， パシフィカ， エッジマー アベニュー 535 (72)発明者 バージライ， ジェシカ イー． アメリカ合衆国 カリフォルニア 94043， マウンテイン ビュー， ナンバー 10， ロック ストリート 1963 (72)発明者 サンデル， ドナルド アール． アメリカ合衆国 カリフォルニア 95135， サン ノゼ， リンク フィールド ウ ェイ 3128 Ｆターム(参考） 2G045 DA13 HA20 JA07 JA20 2G058 AA09 BB14 CA01 GE02 4B029 AA27 BB20 CC01 4G057 AD01 AD11

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サンプルウェルトレイをサンプルブロックから強制的に離す
    ためのシステムであって、以下： サンプルブロックであって、サンプルウェルトレイのサンプルウェルを内部に
    受容するための複数の開口部を有する、サンプルブロック；および 少なくとも１つの強要機構であって、該サンプルブロックと該サンプルウェル
    トレイとの間に介在し、該サンプルウェルを、該サンプルブロックの開口部から
    強制的に離す、強要機構、 を備える、システム。
  2. 【請求項２】 前記強要機構が、前記サンプルウェルトレイと係合可能であ
    る、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記強要機構が、複数のスプリングデバイスを備える、請求
    項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記スプリングデバイスの少なくとも１つが、前記サンプル
    ブロックの外周縁の周りに、該サンプルブロックの開口部の外側の領域に配置さ
    れる、請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記サンプルブロックが、前記少なくとも１つのスプリング
    デバイスの一部を受容するための、少なくとも１つの受容部分をさらに備える、
    請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つのスプリングデバイスが、コイルスプリ
    ングを含む、請求項５に記載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記受容部分が、前記コイルスプリングの一部を収容するた
    めの円筒形開口部を備える、請求項６に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記複数のスプリングデバイスが、前記サンプルブロックの
    周縁の周囲に実質的に対称的に位置する、請求項３に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記強要機構が、前記サンプルブロックと前記サンプルウェ
    ルトレイとの間に位置する、請求項１に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記強要機構が、前記サンプルブロックの頂面の外周縁の
    周りに配置される複数のスプリングデバイスを備え、該スプリングデバイスが、
    該サンプルブロックの円筒形開口部に収容され、前記システムのためのカバーを
    開く際に、前記サンプルウェルトレイを該サンプルブロックから脱係合するため
    に、該スプリングデバイスが、該サンプルウェルトレイの底面と係合する、請求
    項１に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記サンプルウェルトレイを保持するためのサンプルウェ
    ルトレイホルダーをさらに備え、該サンプルウェルトレイが、該サンプルウェル
    トレイホルダーに対して移動可能である、請求項１に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記強要機構が、前記サンプルウェルトレイホルダーを、
    前記サンプルブロックから離して偏倚し、これによって、前記サンプルウェルト
    レイのためのカバーを開く際に、前記サンプルウェルを該サンプルブロックの開
    口部から強制的に出す、請求項１１に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記強要機構が複数のスプリングデバイスを備える、請求
    項１２に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記スプリングデバイスの一部が前記サンプルウェルトレ
    イホルダーに取り付けられる、請求項１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記スプリングデバイスが、前記サンプルウェルトレイホ
    ルダーの底部の、前記サンプルウェルトレイのための開口部の周囲に実質的に均
    一に配置される、請求項１４に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記スプリングデバイスを４つ備える、請求項１５に記載
    のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記スプリングデバイスがリーフスプリングを含む、請求
    項１５に記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 前記サンプルブロックにより受容されるサンプルウェルが
    、１０〜５００μＬの範囲の流体容量を有するような大きさにされる、請求項１
    に記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 生物学的サンプルのための加熱装置であって、以下： カバー； サンプルブロックであって、複数のサンプルウェルを有するサンプルウェルト
    レイを受容するための複数の開口部を頂部に有する、サンプルブロック；および 強要機構であって、該サンプルブロックと該サンプルウェルトレイとの間に配
    置可能であり、該カバーが閉位置から開位置へと移動される場合に、該サンプル
    ウェルトレイを該サンプルブロックから強制的に離す、強要機構、 を備え、ここで、該カバーが閉位置へと移動される場合に、該カバーが該サンプ
    ルウェルトレイの頂部に下向きの力を付与して該サンプルウェルを該サンプルブ
    ロックの開口部に押し込み、該強要機構が、該サンプルウェルトレイに上向きの
    力を付与し、そしてここで、該カバーにより付与される下向きの力が、該カバー
    が該閉位置にある場合に、該サンプルウェルトレイを、該サンプルブロックに対
    して保持するに十分である、加熱装置。
  20. 【請求項２０】 前記カバーが閉位置にある場合に、サンプルウェルトレイ
    が、該カバーと前記サンプルブロックとの間に配置可能である、請求項１９に記
    載の加熱装置。
  21. 【請求項２１】 前記強要機構が、前記サンプルウェルトレイおよび前記サ
    ンプルブロックと係合可能である、少なくとも１つのスプリングデバイスを備え
    る、請求項２０に記載の加熱装置。
  22. 【請求項２２】 前記少なくとも１つのスプリングデバイスが、前記サンプ
    ルブロックと係合し、該少なくとも１つのスプリングデバイスが、該サンプルブ
    ロックの表面上で、該サンプルブロックの開口部の半径方向外側に配置される、
    請求項２１に記載の加熱装置。
  23. 【請求項２３】 前記サンプルブロックが、前記強要機構の複数のスプリン
    グデバイスを受容するための、複数の円筒形スプリング開口部をさらに備える、
    請求項２２に記載の加熱装置。
  24. 【請求項２４】 サンプルウェルトレイホルダーをさらに備え、該サンプル
    ウェルトレイホルダーは、前記サンプルウェルトレイを支持し、該サンプルウェ
    ルトレイは、該サンプルウェルトレイホルダーに対して移動可能である、請求項
    ２１に記載の加熱装置。
  25. 【請求項２５】 前記強要機構が、前記サンプルウェルトレイホルダーの底
    面に位置する、請求項２４に記載の加熱装置。
  26. 【請求項２６】 前記強要機構が、複数のスプリングを備える、請求項２５
    に記載の加熱装置。
  27. 【請求項２７】 前記サンプルウェルトレイホルダーが、加熱された前記カ
    バーの外部によって下方に圧迫され得、その結果、前記サンプルウェルトレイが
    、該サンプルウェルトレイホルダーから脱係合され、この位置においては前記強
    要機構がもはや上向きの力を該サンプルウェルトレイに付与しない、請求項２６
    に記載の加熱装置。
  28. 【請求項２８】 前記加熱されたカバーの外部がもはや下方に圧迫されない
    場合に、前記サンプルウェルトレイが、前記上向きの力を前記サンプルウェルト
    レイホルダーから受容し、その結果、該サンプルウェルトレイホルダーが該サン
    プルウェルトレイと係合する、請求項２７に記載の加熱装置。
  29. 【請求項２９】 生物学的材料のためのサンプルトレイをシステムの基部か
    ら強制的に離すためのシステムであって、以下： サンプルトレイと係合可能に構成される、基部；および 少なくとも１つの強要機構であって、該基部と該サンプルトレイとの間に介在
    して該サンプルトレイを該基部から強制的に離す、強要機構、 を備える、システム。
  30. 【請求項３０】 前記基部が、前記サンプルトレイのサンプルウェルを受容
    するための複数の開口部を備え、前記強要機構の作動中に、該サンプルウェルが
    、該基部から強制的に離される、請求項２９に記載のシステム。
  31. 【請求項３１】 前記強要機構が、生物学的材料のサンプルを受容するため
    の平坦な上面を有するサンプルトレイと係合する、請求項２９に記載のシステム
    。
  32. 【請求項３２】 サンプルウェルトレイをサンプルブロックに対して操作す
    る方法であって、以下の工程： 最初の下向きの力をサンプルウェルトレイに提供する工程であって、該最初の
    下向きの力が、該サンプルウェルトレイのサンプルウェルを、サンプルブロック
    の頂面の開口部に押し込む、工程；および 上向きの力を該サンプルウェルトレイに提供する工程であって、該上向きの力
    が、該サンプルブロックとサンプルウェルトレイとの間に介在する強要機構によ
    り提供される、工程、 を包含する、方法。
  33. 【請求項３３】 前記サンプルウェルトレイ上の前記最初の下向きの力を減
    少させる工程、および該サンプルウェルトレイと前記サンプルブロックとの間の
    上向きの力によって、該サンプルウェルトレイを該サンプルブロックから強制的
    に離す工程をさらに包含する、請求項３２に記載の操作方法。
  34. 【請求項３４】 前記サンプルウェルトレイを、前記サンプルブロックから
    、ロボット機構によって取り外す工程をさらに包含する、請求項３３に記載の操
    作方法。
  35. 【請求項３５】 上向きの力を前記サンプルウェルトレイに提供する工程が
    、前記サンプルブロックと連絡する少なくとも１つのスプリングデバイスを備え
    る、前記強要機構のスプリングシステムによって実施される、請求項３２に記載
    の操作方法。
  36. 【請求項３６】 上向きの力を前記サンプルウェルトレイに提供する工程の
    間に、複数のスプリングデバイスが該サンプルウェルトレイと係合する、請求項
    ３５に記載の操作方法。
  37. 【請求項３７】 上向きの力を前記サンプルウェルトレイに提供する工程の
    間に、該サンプルウェルトレイを上向きの方向に圧迫するためのサンプルウェル
    トレイホルダーが提供される、請求項３５に記載の操作方法。
  38. 【請求項３８】 上向きの力を前記サンプルウェルトレイに提供する工程の
    前に、前記サンプルウェルトレイホルダーに前記スプリングシステムにより付与
    される上向きの力が、該サンプルウェルトレイから実質的に単離され、その結果
    、この装置により実施される加熱手順の間に該サンプルウェルトレイによって該
    サンプルウェルトレイホルダーに上向きの力が実質的に付与されない、請求項３
    ７に記載の操作方法。
  39. 【請求項３９】 生物学的サンプル加熱デバイスにおいてサンプルトレイを
    サンプルブロックから強制的に離すための機構であって、以下： 該サンプルブロックとサンプルトレイとの間に位置するスプリングであって、
    該スプリングが、圧縮状態において、カバーを該サンプルトレイから離して開く
    ことに応答して、該サンプルトレイを該サンプルブロックから実質的に離れる方
    向に移動させるに十分な力を有する、スプリング、 を備える、機構。
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