JP2005006507A - インキュベータ - Google Patents

Abstract

【課題】迅速な温度変化が可能であり、かつ耐久性に優れたインキュベータを提供すること。
【解決手段】試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、前記熱伝導性ホルダーに熱を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するヒータと、前記熱伝導性ホルダーに冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプとを備えたことを特徴とするインキュベータ。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を所定の温度に維持するためのインキュベータに関する。より具体的には、本発明は、試料を保持する熱伝導性ホルダーの温度を迅速に変化させることにより、試料を速やかに所定の温度に設定することが可能なインキュベータに関する。本発明のインキュベータは、試料を速やかに所定の温度に設定することが必要な場合、並びに試料の温度設定が複数回にわたって必要な場合に有用である。とりわけ、本発明のインキュベータは、複数回にわたって試料の温度設定を行い、所望のＤＮＡ断片を増幅するＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
試料を所定の温度に維持するためのインキュベータとして、ＰＣＲに使用されるインキュベータが公知である。ＰＣＲに使用されるインキュベータは、一般に図１に示す構造を有する。すなわち、図１に示すインキュベータは、複数の検体１を装着する反応ブロック２と、反応ブロック２に密着したペルチェ素子３と、ペルチェ素子３に密着した放熱器４と、放熱器を冷却するための冷却ファン５により構成される。この装置は、ペルチェ素子３の通電極性を反転することで、ペルチェ効果により、反応ブロック２を加熱または冷却して複数の検体１を温度制御する。しかし、この装置は、ペルチェ素子の通電方向を切り替えることで検体の加熱または冷却を行うため、反応ブロックおよびペルチェ素子の熱容量により、加熱から冷却、および冷却から加熱への温度変化が敏速に行われない。このため、この装置では、ＤＮＡ断片の増幅反応効率に限界がある。また、ペルチェ素子の通電方向を反転して使用するため、ペルチェ素子に熱力学的な機械応力がかかるため、ペルチェ素子の劣化が激しく、耐久性にも問題がある。
【０００３】
また、試料の温度制御を行う装置として、特許文献１（特開平７−１５１７６４）に記載の装置が知られている。この装置は、サーモユニットに検体をリング状に配置し、その周辺部に電気抵抗加熱器を配置し加熱を行い、サーモユニットの直下にペルチェ素子を配置し冷却する機構を有する。しかし、この装置は、検体をリング状に配置するため、検体容器の体積により、サーモユニットに装着できる検体数に制約があり、一度に処理できる検体数に制限がある。
【０００４】
更に、ＤＮＡ増幅反応を行うためのインキュベータとして、特許文献２（特開２０００−２７０８３７）に記載の装置が知られている。この装置は、試料の温度を迅速に変化させるために、加熱用ブロックと冷却用ブロックをそれぞれ別々に用意し、検体を装着した反応ブロックを移送手段により、加熱または冷却用ブロックに接触させて検体の温度制御を行う。しかし、移送手段を必要とするため構成が大型化してしまうと共に、ブロック毎に１つの温度設定のため、複数の温度設定で反応を実施する場合に、その設定温度毎のブロックを必要とする欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１５１７６４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７０８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上記問題点に着目し、これら問題点を解決したインキュベータを提供することを本発明の目的とする。すなわち、本発明は、迅速な温度変化が可能であり、かつ耐久性に優れたインキュベータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提供する。
（１）試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
前記熱伝導性ホルダーに熱を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するヒータと、
前記熱伝導性ホルダーに冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプと
を備えたことを特徴とするインキュベータ。
（２）試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
前記熱伝導性ホルダーに熱を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するヒータと、
前記熱伝導性ホルダーに冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプと、
前記冷却用パイプに流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニットであって、前記液体を収容する冷却用液体収容部と、前記冷却用液体収容部を冷却する冷却手段と、前記冷却用液体収容部内で冷却調製された液体を前記冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた冷却ユニットと
を備えたことを特徴とするインキュベータ。
【０００８】
（３）試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
前記熱伝導性ホルダーに熱および冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するための加熱調製された液体または前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体の何れかを流通させる加熱・冷却用パイプと
を備えたことを特徴とするインキュベータ。
（４）試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
前記熱伝導性ホルダーに熱および冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するための加熱調製された液体または前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体の何れかを流通させる加熱・冷却用パイプと、
前記加熱・冷却用パイプに流す液体を所定の温度に加熱調製するための加熱ユニットであって、前記液体を収容する加熱用液体収容部と、前記加熱用液体収容部を加熱する加熱手段と、前記加熱用液体収容部内で加熱調製された液体を前記加熱・冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた加熱ユニットと、
前記加熱・冷却用パイプに流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニットであって、前記液体を収容する冷却用液体収容部と、前記冷却用液体収容部を冷却する冷却手段と、前記冷却用液体収容部内で冷却調製された液体を前記加熱・冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた冷却ユニットと
を備えたことを特徴とするインキュベータ。
【０００９】
（５）前記熱伝導性ホルダーの温度を測る測温手段を更に備えたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１に記載のインキュベータ。
（６）前記熱伝導性ホルダーの温度を測る第一の測温手段と、
前記第一の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記ヒータの加熱動作および前記冷却調製された液体の前記冷却用パイプへの送液動作を制御する第一の温度調節器と、
前記冷却用液体収容部の温度を測る第二の測温手段と、
前記第二の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記冷却ユニットの冷却動作を制御する第二の温度調節器と
を更に備えたことを特徴とする（２）に記載のインキュベータ。
（７）前記熱伝導性ホルダーの温度を測る第一の測温手段と、
前記第一の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記加熱調製された液体の前記加熱・冷却用パイプへの送液動作および前記冷却調製された液体の前記加熱・冷却用パイプへの送液動作を制御する第一の温度調節器と、
前記冷却用液体収容部の温度を測る第二の測温手段と、
前記第二の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記冷却ユニットの冷却動作を制御する第二の温度調節器と、
前記加熱用液体収容部の温度を測る第三の測温手段と、
前記第三の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記加熱ユニットの加熱動作を制御する第三の温度調節器と
を更に備えたことを特徴とする（４）に記載のインキュベータ。
（８）プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を前記第一の温度調節器に送り、前記第一の温度調節器の動作を制御するコンピュータを更に備えたことを特徴とする（６）または（７）に記載のインキュベータ。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインキュベータについて説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【００１１】
１．第一の実施の形態
本発明の第一の実施の形態に係るインキュベータは、
試料を収容するための容器を保持する試料保持部１１を有する熱伝導性ホルダー１２と、
試料保持部１１に熱を伝えることが可能な位置に配置された、熱伝導性ホルダー１２を加熱するヒータ１３と、
試料保持部１１に冷温を伝えることが可能な位置に配置された、熱伝導性ホルダー１２を冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプ１４と、
冷却用パイプ１４に流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニット１５であって、該液体を収容する冷却用液体収容部１５ａと、冷却用液体収容部１５ａを冷却するペルチェ素子（冷却手段）１５ｂと、冷却用液体収容部１５ａ内で冷却調製された液体を冷却用パイプ１４に送る送液用パイプ１５ｃとを備えた冷却ユニット１５と、
熱伝導性ホルダー１２の温度を測る第一の測温手段１６と、
第一の測温手段１６により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、ヒータ１３の加熱動作を制御し、該冷却調製された液体の冷却用パイプ１４への送液動作をポンプ１７を介して制御する第一の温度調節器１８と、
冷却用液体収容部１５ａの温度を測る第二の測温手段１９と、
第二の測温手段１９により測定された温度信号に基づいて、冷却ユニット１５の冷却動作を制御する第二の温度調節器２０と、
プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を第一の温度調節器１８に送り、第一の温度調節器１８の動作を制御するコンピュータ２１と
を備える。
【００１２】
ここでの参照符号は、図２の参照符号を指す。よって以下の第一の実施の形態の説明については、適宜、図２を参照されたい。
【００１３】
以下、本発明の第一の実施の形態に係るインキュベータの各構成要件を順に説明する。
【００１４】
本発明のインキュベータで処理される「試料」は、所定の温度に維持したい任意の試料であり得、例えば、当該インキュベータをＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）用装置として使用する場合、増幅したいＤＮＡ断片の配列を含むＤＮＡ試料である。
【００１５】
「熱伝導性ホルダー１２」は、試料を収容するための容器を保持する試料保持部１１を有し、熱伝導性のよい材質で形成される。熱伝導性ホルダー１２の一例を図３に示す。図３に示す熱伝導性ホルダー１２は、９６穴プレートを保持し得るものである。図３（ａ）は、熱伝導性ホルダー１２の底面図を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線についての断面図を示す。
【００１６】
図３において、熱伝導性ホルダー１２は、９６穴プレートを保持し得る９６個の試料保持部１１を有する。試料保持部１１は、試料を収容する容器（９６穴プレート）の側面と密接するように形成されていることが好ましく、このような構成により、試料を効率よく加熱、冷却することが可能となる。また、熱伝導性ホルダーは、試料を効率よく加熱、冷却するために、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましく、具体的には、銅、アルミニウムが挙げられる。図３において、熱伝導性ホルダー１２の底部には、７本のヒータ１３と１本の波形の冷却用パイプ１４とが、交互に配置されるように埋め込まれている。
【００１７】
「ヒータ１３」は、熱伝導性ホルダー１２を加熱するためのものであり、熱伝導性ホルダー１２に熱を伝えることが可能な位置に配置される。熱伝導性ホルダーは熱伝導性を有するため、該ホルダーが有する熱は、試料保持部１１に伝わる。これにより、試料保持部１１に密接して保持される容器内の試料が加熱される。
【００１８】
図３において、ヒータ１３は、容器内の試料を効率よく加熱できるように、試料保持部１１の近傍に位置している。また図３において、ヒータ１３は、９６個の試料保持部１１に保持された容器内の試料をすべて均一に加熱することが可能なように、各試料から等距離に複数位置している。
【００１９】
「冷却用パイプ１４」は、熱伝導性ホルダー１２を冷却するための冷却調製された液体を流通させるためのものであり、熱伝導性ホルダー１２に冷温を伝えることが可能な位置に配置される。熱伝導性ホルダーは熱伝導性を有するため、該ホルダーが有する冷温は、試料保持部１１に伝わる。これにより、試料保持部１１に密接して保持される容器内の試料が冷却されることになる。
【００２０】
図３において、冷却用パイプ１４は、容器内の試料を効率よく冷却できるように、試料保持部１１の近傍に位置している。また図３において、冷却用パイプ１４は、９６個の試料保持部１１に保持された容器内の試料をすべて均一に冷却することが可能なように、各試料から等しい距離で試料保持部１１の間を縫うように位置している。
【００２１】
ヒータ１３と冷却用パイプ１４は、各試料保持部１１に保持された容器内の試料それぞれの加熱と冷却を効率的に行うため、図３に示すように交互に配置されていることが好ましい。試料保持部１１が９６穴プレートを保持する場合、各試料保持部１１の間のピッチは約９ｍｍであり、この場合、ヒータ１３と冷却用パイプ１４をそれぞれ、試料保持部１１から数ミリという近距離に配置することができる。
【００２２】
冷却用パイプ１４は、熱伝導性ホルダー１２と同様、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましい。また、冷却用パイプ１４は、直径５〜６ｍｍとすることができる。冷却用パイプ１４は、熱伝導性ホルダー１２に穴加工して流路を形成し、熱伝導性ホルダー１２と一体型の構造とすることができる。あるいは、冷却用パイプ１４を、熱伝導性ホルダー１２とは別構造で形成し、熱伝導性ホルダーの底部に接着してもよい。また、冷却用パイプ１４は、図３に示すように単管を波形に曲げたものであってもよいし、図４に示すように複数本のパイプをつないで形成したものであってもよい。このように冷却用パイプ１４の形態は任意である。図４に示す冷却用パイプ１４は、１本の流路（入口）が６本の流路に分枝し、その後６本の流路が１本の流路（出口）に集約される形態を有する。
【００２３】
更に、熱伝導性ホルダー１２は、その温度を測る「第一の測温手段１６」を備える。第一の温度測定手段１６は、熱伝導性ホルダーの温度をモニターすることができ、第一の測温手段１６により測定された温度信号は、後述の第一の温度調節器１８へと送られる。
【００２４】
本実施の形態において「冷却調製された液体」は、後述の冷却ユニットで冷却調製されたものを使用することができるが、本発明のインキュベータが冷却ユニットを備えていない場合には、予め冷却調製された液体を使用すればよい。液体は、蒸発しないものであれば特に限定されず、蒸発しないように沸点の高いものが好ましく、例えばシリコンオイル、プロピレングリコール、不凍液を使用することができる。
【００２５】
「冷却ユニット１５」は、前述の冷却用パイプ１４に流す液体を所定の温度に冷却調製するものである。図２に示すとおり、冷却ユニット１５は、液体を予め冷却調製する場となる冷却用液体収容部１５ａと、冷却用液体収容部１５ａを冷却するペルチェ素子１５ｂと、冷却用液体収容部１５ａ内で冷却調製された液体を冷却用パイプ１４に送る送液用パイプ１５ｃと、冷却用液体収容部１５ａを支持する支持板１５ｄと、ペルチェ素子１５ｂの有する熱を放射する放熱器１５ｅと、放熱器１５ｅの冷却を行う冷却用ファン１５ｆとを備えている。冷却ユニット１５では、ペルチェ素子１５ｂの作用により冷却用液体収容部１５ａが冷却され、これにより、冷却用液体収容部１５ａ内の液体が冷却される。
【００２６】
冷却ユニット１５の一例の詳細を図５に示す。図５（ａ）は、冷却ユニット１５の平面図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線についての断面図を示す。
【００２７】
図５において、「冷却用液体収容部１５ａ」は、波形のパイプであるが、液体を収容する空間を有しているものであればその形態は特に限定されず、偏平な直方体の空間であってもよい。一般に、冷却用液体収容部１５ａの容量は、冷却用パイプ１４が保持し得る液体の容量より大きく、好ましくは冷却用パイプ１４の容量の２倍以上である。また、冷却用液体収容部１５ａは、ベースとなる支持板１５ｄの上に、好ましくは熱伝導性の良い接着剤またはセメントにより固定されている。冷却用液体収容部１５ａおよび支持板１５ｄの何れも、熱伝導性の良い材質（例えば銅またはアルミニウム）で形成されていることが好ましい。
【００２８】
「ペルチェ素子１５ｂ」は、冷却用液体収容部１５ａを冷却する冷却手段である。
【００２９】
「送液用パイプ１５ｃ」は、冷却用液体収容部１５ａ内で冷却調製された液体を冷却用パイプ１４に送るためのものであり、冷却用液体収容部１５ａと冷却用パイプ１４とをつなぐ。送液用パイプ１５ｃの一方は、冷却用液体収容部１５ａ内で冷却調製された液体を冷却用パイプ１４に送るつなぎの役を果たし、もう一方は、冷却用パイプ１４内にとどまって試料の冷却に供された後の当該液体を冷却用液体収容部１５ａ内に戻すつなぎの役を果たす。送液用パイプ１５ｃは、熱伝導性の低い材質（例えばシリコンチューブ、テフロンチューブ、フッ素チューブ）で形成されていることが好ましい。
【００３０】
「放熱器１５ｅ」は、ペルチェ素子１５ｂの有する熱を放射し、「冷却用ファン１５ｆ」は、放熱器１５ｅの冷却を行う。
【００３１】
冷却用液体収容部１５ａ内における液体の冷却調製は、以下のように行われる。すなわち、冷却用液体収容部１５ａと支持板１５ｄとの間に、冷却用液体収容部１５ａの温度を測る「第二の測温手段１９」が装着されている。この第二の測温手段１９により測定された温度信号を、第二の温度調節器２０に送る。「第二の温度調節器２０」は、送られた温度信号に基づいて、冷却ユニット１５の冷却動作を制御する信号を送る。すなわち、測定された温度が所定の温度（例えば４℃）以上であれば、ペルチェ素子１５ｂに通電する。所定の温度（例えば４℃）まで下がると、ペルチェ素子１５ｂへの通電は切られる。
【００３２】
冷却用液体収容部１５ａ内で冷却調製された液体を冷却用パイプ１４に送る際、その搬送は、「ポンプ１７」の駆動により行われる。ポンプ１７は、図２に示すとおり、送液用パイプ１５ｃの、冷却用パイプ１４へ注入する側に設置される。
【００３３】
ポンプ１７の送液動作は、「第一の温度調節器１８」により制御される。第一の温度調節器１８は、第一の測温手段１６（熱伝導性ホルダー１２の温度を測定する手段）により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、ヒータ１３の加熱動作（ＯＮもしくはＯＦＦ）を制御する信号、および冷却調製された液体の冷却用パイプ１４への送液動作（ＯＮもしくはＯＦＦ）を制御する信号をそれぞれヒータ１３およびポンプ１７に送る。
【００３４】
「コンピュータ２１」は、第一の温度調節器１８の動作を制御し、プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を前記第一の温度調節器１８に送る。
【００３５】
以下、上述の第一の実施の形態に係るインキュベータを、ＰＣＲに用いた場合を例に、その動作について説明する。ただし、本発明のインキュベータは、ＰＣＲ以外の様々な反応のため、すなわち、試料を迅速に所定の温度に維持したい様々な用途に利用することができる。
【００３６】
本例においては、３タイプの温度設定が必要であり、１）９４℃での変性によるＤＮＡ２本鎖の分離、２）５５℃でのアニーリング（プライマーの結合）、３）７２℃での伸長反応を行う。１）９４℃で３０秒、２）５５℃で３０秒、３）７２℃で３０秒を１サイクルとし、このサイクルを繰り返す。
【００３７】
１）コンピュータ２１より設定温度（９４℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器１８に送られる。また、第一の測温手段１６で検知された熱伝導性ホルダー１２の温度信号が、第一の温度調節器１８に送られる。検知された温度信号が設定温度以下であれば、第一の温度調節器１８の加熱側出力リレーが入力され、ヒータ１３が通電し、熱伝導性ホルダー１２の温度を上昇させる。
同時に、冷却ユニット１５の冷却用液体収容部１５ａは、第二の測温手段１９により測温される。測定された温度が４℃以上の場合には、第二の温度調節器２０により、ペルチェ素子１５ｂに通電される設定にあり、冷却用液体収容部１５ａは、ペルチェ効果により支持板１５ｄを介して冷却される。ペルチェ素子１５ｂに通電中は、ペルチェ素子１５ｂの排熱のため、冷却ファン１５ｆより放熱器１５ｅに強制冷風されている。この結果、冷却用液体収容部１５ａ内の液体が冷却される。
加熱された熱伝導性ホルダー１２は、設定温度（９４℃）に到達し、設定した保持時間この温度が維持される。
【００３８】
２）保持時間終了後、コンピュータ２１より次の設定温度（５５℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器１８に送られる。このとき、第一の測温手段１６により検知される熱伝導性ホルダー１２の温度が設定温度以上であるため、第一の温度調節器１８の加熱側出力リレーがオフになり、ヒータ１３への通電が切られる。同時に、第一の温度調節器１８の冷却側出力リレーが入力され、ポンプ１７を駆動させる。ポンプ１７により、予め冷却されていた冷却用液体収容部１５ａ内の液体が、冷却用パイプ１４に流れ込み、温度差から熱伝導性ホルダー１２が急速に冷却される。冷却開始時、冷却用パイプ１４内にあった液体は、ポンプ１７の駆動により、冷却用液体収容部１５ａ内に移動し再度冷却される。ここで再度冷却調製された液体は、再びポンプ１７により、冷却用パイプ１４に送り込まれる。このような液体の循環を繰り返すことにより、熱伝導性ホルダー１２の温度は設定温度まで下がり、設定した保持時間この温度が維持される。
【００３９】
３）保持時間終了後、コンピュータ２１より次の設定温度（７２℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器１８に送られる。このとき、第一の測温手段１６により検知される熱伝導性ホルダー１２の温度が設定温度以下であるため、第一の温度調節器１８の冷却側出力リレーがオフになり、ポンプ１７の駆動は停止する。同時に、第一の温度調節器１８の加熱側出力リレーが入力され、ヒータ１３が通電される。これにより、熱伝導性ホルダー１２の温度は設定温度まで上がり、設定した保持時間この温度が維持される。
上記１）〜３）のサイクルを繰り返すことにより、本実施の形態のインキュベータを用いたＰＣＲを行うことができる。
【００４０】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態に係るインキュベータは、従来のインキュベータのようにペルチェ素子の通電方向を切り替えることで加熱・冷却を行わないため、迅速な温度変化が可能である。すなわち、本実施の形態に係るインキュベータは、加熱時には、試料容器を保持する熱伝導性ホルダーを直接加熱し、冷却時には、該ホルダーが有する冷却用パイプに、予め冷却しておいた液体を流して該ホルダーを冷却する。これにより、加熱時および冷却時に、大きな温度差を発生させることができ、急速な加熱・冷却が可能となる。本発明のこのような効果は、冷却用液体収容部が保持する液体容量を、熱伝導性ホルダーの有する冷却用パイプ全体が保持する液体容量より大きくすることにより増大する。
【００４１】
また、本実施の形態において、予め液体を冷却する冷却手段としてペルチェ素子を使用した場合、該ペルチェ素子は、冷却のみに使用され、その通電方向を切り替える必要がないため、本実施の形態に係るインキュベータは、耐久性に優れている。
【００４２】
更に、本インキュベータにおいて、熱伝導性ホルダーから試料への熱伝導は、試料を収容する容器を熱伝導性ホルダーの試料保持部に密接させることにより行うため、該ホルダーの試料保持部の配置に、特に制限はない。そのため、保持可能な試料数に制約を受けない。また、本インキュベータは、特に大掛かりな構成を有するものでないため、従来のインキュベータ（図１参照）と比べても大型化しないという利点を有する。
【００４３】
２．第二の実施の形態
本発明の第二の実施の形態に係るインキュベータは、
試料を収容するための容器を保持する試料保持部３１を有する熱伝導性ホルダー３２と、
試料保持部３１に熱を伝えることが可能な位置に配置された、熱伝導性ホルダー３２を加熱するための加熱調製された液体または熱伝導性ホルダー３２を冷却するための冷却調製された液体を流通させる加熱・冷却用パイプ３４と、
加熱・冷却用パイプ３４に流す液体を所定の温度に加熱調製するための加熱ユニット４２であって、該液体を収容する加熱用液体収容部４２ａと、加熱用液体収容部４２ａを加熱するヒータ（加熱手段）４２ｂと、加熱用液体収容部４２ａ内で加熱調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送る送液用パイプ４２ｃとを備えた加熱ユニット４２と、
加熱・冷却用パイプ３４に流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニット３５であって、該液体を収容する冷却用液体収容部３５ａと、冷却用液体収容部３５ａを冷却するペルチェ素子３５ｂと、冷却用液体収容部３５ａ内で冷却調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送る送液用パイプ３５ｃとを備えた冷却ユニット３５と、
熱伝導性ホルダー３２の温度を測る第一の測温手段３６と、
第一の測温手段３６により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、該加熱調製された液体の加熱・冷却用パイプ３４への送液動作および該冷却調製された液体の加熱・冷却用パイプ３４への送液動作をそれぞれポンプ３７を介して制御する第一の温度調節器３８と、
冷却用液体収容部３５ａの温度を測る第二の測温手段３９と、
第二の測温手段３９により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、冷却ユニット３５の冷却動作を制御する第二の温度調節器４０と、
加熱用液体収容部４２ａの温度を測る第三の測温手段４３と、
第三の測温手段４３により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、加熱ユニット４２の加熱動作を制御する第三の温度調節器４４と、
プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を第一の温度調節器３８に送り、第一の温度調節器３８の動作を制御するコンピュータ４１と
を備える。
【００４４】
ここでの参照符号は、図６の参照符号を指す。よって以下の第二の実施の形態の説明については、適宜、図６を参照されたい。
【００４５】
第二の実施の形態については、第一の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。適宜第一の実施の形態の説明も参照されたい。
【００４６】
第二の実施の形態に係るインキュベータは、冷却調製された液体を準備するための冷却ユニット３５に加えて、加熱調製された液体を準備するための加熱ユニット４２を具備する。このように加熱ユニット４２を備えている点で、本実施の形態は、第一の実施の形態と異なる。このような違いにより、本実施の形態では第一の実施の形態のように試料保持部３１の近傍にヒータを備える必要がないため、熱伝導性ホルダー３２は、例えば図７に示す構成とすることができる。図７（ａ）は、熱伝導性ホルダーの底面図を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ’線についての断面図を示す。
【００４７】
図７において、「熱伝導性ホルダー３２」は、第一の実施の形態と同様、９６穴プレートを保持し得る９６個の試料保持部３１を有する。図７に示すとおり、本実施の形態で使用される熱伝導性ホルダー３２は、その底部に、加熱・冷却用パイプ３４が試料保持部の間を縫うように埋め込まれている。
【００４８】
「加熱・冷却用パイプ３４」は、第一の実施の形態で使用される冷却用パイプ１４と同様である。加熱・冷却用パイプ３４は、試料保持部３１に保持された容器内の試料を加熱するための加熱調製された液体または冷却するための冷却調製された液体の何れかを流通させるためのものであり、熱伝導性ホルダー３２に熱および冷温を伝えることが可能な位置に配置される。熱伝導性ホルダー３２が熱伝導性を有するため、該ホルダーが有する熱または冷温は、試料保持部３１まで伝わる。これにより、試料保持部３１に密接して保持される容器内の試料が加熱もしくは冷却される。
【００４９】
熱伝導性ホルダー３２および加熱・冷却用パイプ３４はともに、第一の実施の形態と同様、熱伝導率の高い材質で形成されることが好ましい。加熱・冷却用パイプ３４は、熱伝導性ホルダー３２に穴加工して流路を形成し、熱伝導性ホルダー３２と一体型の構造であってもよいし、熱伝導性ホルダー３２とは別構造であってもよい。
【００５０】
更に、熱伝導性ホルダー３２は、その温度を測る「第一の測温手段３６」を備える。第一の測温手段３６は、第一の実施の形態で使用される第一の測温手段１６と同様であり、ここで熱伝導性ホルダー３２の温度を測定する。測定された温度信号は、後述の第一の温度調節器３８に送られる。
【００５１】
「冷却ユニット３５」は、第一の実施の形態で使用される冷却ユニット１５と同様、前述の加熱・冷却用パイプ３４に流す液体を所定の温度に冷却調製するものである。図６に示すとおり、冷却ユニット３５は、液体を予め冷却調製する場となる冷却用液体収容部３５ａと、冷却用液体収容部３５ａを冷却するペルチェ素子３５ｂと、冷却用液体収容部３５ａ内で冷却調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送る送液用パイプ３５ｃと、冷却用液体収容部３５ａを支持する支持板３５ｄと、ペルチェ素子３５ｂの有する熱を放射する放熱器３５ｅと、放熱器３５ｅの冷却を行う冷却用ファン３５ｆとを備えている。冷却ユニット３５では、ペルチェ素子３５ｂの作用により冷却用液体収容部３５ａが冷却され、これにより、冷却用液体収容部３５ａ内の液体が冷却される。
【００５２】
冷却ユニット３５を構成する３５ａ〜３５ｆは、それぞれ、第一の実施の形態で使用される冷却ユニット１５を構成する１５ａ〜１５ｆと同様である。また、本実施の形態においても、冷却用液体収容部３５ａの温度を測る「第二の測温手段３９」および第二の測温度手段３９により測定される温度信号を受信して冷却ユニット３５の冷却動作を制御する「第二の温度調節器４０」を備えている。これらは、それぞれ第一の実施の形態における「第二の測温手段１９」および「第二の温度調節器２０」と同様である。
【００５３】
「加熱ユニット４２」は、前述の加熱・冷却用パイプ３４に流す液体を所定の温度に加熱するものである。図６に示すとおり、加熱ユニット４２は、液体を予め加熱調製する場となる加熱用液体収容部４２ａと、加熱用液体収容部４２ａを加熱するヒータ４２ｂと、加熱用液体収容部４２ａ内で加熱調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送る送液用パイプ４２ｃと、冷却用液体収容部４２ａを支持する支持板４２ｄとを備えている。加熱ユニット４２では、ヒータ４２ｂの作用により加熱用液体収容部４２ａが加熱され、これにより、加熱用液体収容部４２ａ内の液体が加熱される。なお図６において、作図スペースの問題上、加熱ユニット４２は冷却ユニット３５より小さく図示されているが、図６は、加熱ユニットが冷却ユニットと同等の大きさであることを妨げるものではない。
【００５４】
加熱ユニット４２の一例の詳細を図８に示す。図８（ａ）は、加熱ユニットの平面図を示し、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ’線についての断面図を示す。
【００５５】
図８に示すとおり、加熱ユニット４２は、ペルチェ素子等の冷却手段の代わりにヒータ等の加熱手段を有している以外、冷却ユニット（図５参照）と同様の構成を有する。
【００５６】
すなわち、「加熱用液体収容部４２ａ」は、波形のパイプであるが、液体を収容する空間を有しているものであればその形態は特に限定されず、偏平な直方体の空間であってもよい。また、加熱用液体収容部４２ａの容量は、冷却用液体収容部３５ａと同様、一般に加熱・冷却用パイプ３４が保持し得る液体の容量より大きく、好ましくは加熱・冷却用パイプ３４の容量の２倍以上である。更に、加熱用液体収容部４２ａは、冷却用液体収容部３５ａと同様、ベースとなる支持板４２ｄの上に、好ましくは熱伝導性の良い接着剤またはセメントにより固定されている。また同様に、加熱用液体収容部４２ａおよび支持板４２ｄの何れも、熱伝導性の良い材質（銅またはアルミニウム）で形成されていることが好ましい。
【００５７】
「ヒータ４２ｂ」は、加熱用液体主要部４２ａを加熱する加熱手段であり、その他ペルチェ素子であってもよい。
【００５８】
「送液用パイプ４２ｃ」は、加熱用液体収容部４２ａ内で加熱調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送るためのものであり、加熱用液体収容部４２ａと加熱・冷却用パイプ３４とをつなぐ。送液用パイプ４２ｃの一方は、加熱用液体収容部４２ａ内で加熱調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送るつなぎの役を果たし、もう一方は、加熱・冷却用パイプ３４内にとどまって試料の加熱に供された後の当該液体を加熱用液体収容部４２ａに戻すつなぎの役を果たす。本実施の形態において送液用パイプ４２ｃは、図６に「符号３５ｃ、４２ｃ」と示される箇所において、冷却用液体のための送液用パイプ３５ｃと共有される。
【００５９】
本実施の形態においても、加熱用液体収容部４２ａの温度を測る「第三の測温手段４３」および第三の測温度手段４３により測定される温度信号を受信して加熱ユニット４２の加熱動作を制御する「第三の温度調節器４４」を備えている。これらは、それぞれ第一の実施の形態における「第二の測温手段１９」および「第二の温度調節器２０」と同様である。
【００６０】
本実施の形態において「冷却調製された液体」および「加熱調製された液体」は、それぞれ冷却ユニットおよび加熱ユニットで調製されたものであるが、本発明のインキュベータがこれらユニットを備えていない場合には、予め所定の温度に調製された液体を使用すればよい。液体は何れも、蒸発しないものであれば特に限定されず、蒸発しないように沸点の高いものが好ましく、例えばシリコンオイル、プロピレングリコールを使用することができる。
【００６１】
加熱用液体収容部４２ａ内で加熱調製された液体または冷却用液体収容部３５ａ内で冷却調製された液体を加熱・冷却用パイプ３４に送る際、その搬送は、「ポンプ３７」の駆動により行われる。ポンプ３７は、送液用パイプ３５ｃ、送液用パイプ４２ｃの、加熱・冷却用パイプ３４へ注入する側に設置される。
【００６２】
更に本実施の形態では、図６に示すとおり、「バルブ４５」が設置される。バルブ４５は、送液用パイプ３５ｃおよび送液用パイプ４２ｃの、加熱・冷却用パイプ３４へ注入する側（注入側）並びに加熱・冷却用パイプ３４から排出する側（排出側）の両方に設置される。注入側のバルブ４５は、冷却調製された液体または加熱調製された液体の何れかを加熱・冷却用パイプ３４へ搬送することができるように流路を切り替える役目を果たす。また、排出側のバルブ４５は、冷却調製された液体が加熱・冷却用パイプ３４へ搬送されている際には、冷却ユニット３５へつながる流路が選択される。一方、排出側のバルブ４５は、加熱調製された液体が加熱・冷却用パイプ３４へ搬送されている際には、加熱ユニット４２へつながる流路が選択される。バルブ４５は、このように流路の切り替えが可能なものであれば任意のものを使用することができ、自動制御バルブ、例えば電磁弁が好ましい。
【００６３】
本実施の形態において、ポンプ３７とバルブ４５は、第一の温度調節器３８の出力リレーに接続される。すなわち、ポンプ３７の送液動作およびバルブ４５の流路の切り替えは、第一の温度調節器３８により制御される。「第一の温度調節器３８」は、第一の測温手段３６（熱伝導性ホルダー３２の温度を測定する手段）により測定された温度信号を受信し、受信した温度信号に基づいて、各バルブ４５に対してその流路を切り替える信号を送るとともに、ポンプ３７に対して送液動作（ＯＮもしくはＯＦＦ）を制御する信号を送る。
【００６４】
「コンピュータ４１」は、第一の温度調節器３８の動作を制御し、プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を前記第一の温度調節器３８に送る。
【００６５】
以下、上述の第二の実施の形態に係るインキュベータを、ＰＣＲに用いた場合を例に、その動作について説明する。ただし、本発明のインキュベータは、ＰＣＲ以外の様々な反応のため、すなわち、試料を迅速に所定の温度に維持したい様々な用途に利用することができる。
【００６６】
第一の実施の形態と同様、本例においては、３タイプの温度設定が必要であり、１）９４℃での変性によるＤＮＡ２本鎖の分離、２）５５℃でのアニーリング（プライマーの結合）、３）７２℃での伸長反応を行う。１）９４℃で３０秒、２）５５℃で３０秒、３）７２℃で３０秒を１サイクルとし、このサイクルを繰り返す。
【００６７】
１）電源投入と同時に冷却ユニット３５と加熱ユニット４２が以下のとおり運転を開始する。
冷却ユニット３５の冷却用液体収容部３５ａが、第二の測温手段３９により測温される。測定された温度が４℃以上の場合には、第二の温度調節器４０により、ペルチェ素子３５ｂに通電される設定にあり、冷却用液体収容部３５ａは、ペルチェ効果により支持板３５ｄを介して冷却される。ペルチェ素子３５ｂに通電中は、ペルチェ素子３５ｂの排熱のため、冷却ファン３５ｆより放熱器３５ｅに強制冷風されている。この結果、冷却用液体収容部３５ａ内の液体が冷却される。
一方、加熱ユニット４２の加熱用液体収容部４２ａが、第三の測温手段４３により測温される。測定された温度が９５℃以下の場合には、第三の温度調節器４４により、ヒータ４２ｂに通電される設定にあり、加熱用液体収容部４２ａは支持板４２ｄを介して加熱される。この結果、加熱用液体収容部４２ａ内の液体が加熱される。
同時に、コンピュータ４１より設定温度（９４℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器３８に送られる。また、第一の測温手段３６で検知された熱伝導性ホルダー３２の温度信号が、第一の温度調節器３８に送られる。検知された温度信号が設定温度以下であれば、第一の温度調節器３８の加熱側出力リレーが入力され、各バルブ４５を加熱側流路に切り替えて、ポンプ３７を駆動させる。これにより、予め加熱されていた加熱用液体収容部４２ａ内の液体が、ポンプ３７により加熱・冷却用パイプ３４に注入され、熱伝導性ホルダー３２の温度を上昇させる。加熱開始時、加熱・冷却用パイプ３４内にあった液体は、ポンプ３７の駆動により、加熱用液体収容部４２ａ内に移動し再度加熱される。ここで再度加熱調製された液体は、再びポンプ３７により、加熱・冷却用パイプ３４に送り込まれる。このような液体の循環を繰り返すことにより、熱伝導性ホルダー３２は、設定温度（９４℃）に到達し、設定した保持時間この温度が維持される。
【００６８】
２）保持時間終了後、コンピュータ４１より次の設定温度（５５℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器３８に送られる。このとき、第一の測温手段３６により検知される熱伝導性ホルダー３２の温度が設定温度以上であるため、第一の温度調節器３８の加熱側出力リレーがオフになる。同時に、第一の温度調節器３８の冷却側出力リレーが入力され、各バルブ４５を冷却側流路に切り替え、ポンプ３７を駆動させる。ポンプ３７により、予め冷却されていた冷却用液体収容部３５ａ内の液体が、加熱・冷却用パイプ３４に流れ込み、温度差から熱伝導性ホルダー３２が急速に冷却される。冷却開始時、加熱・冷却用パイプ３４内にあった液体は、ポンプ３７の駆動により、冷却用液体収容部３５ａ内に移動し再度冷却される。ここで再度冷却調製された液体は、再びポンプ３７により、加熱・冷却用パイプ３４に送り込まれる。このような液体の循環を繰り返すことにより、伝導性熱ホルダー３２の温度は、設定温度まで下がり、設定した保持時間この温度が維持される。
【００６９】
３）保持時間終了後、コンピュータ４１より次の設定温度（７２℃）と保持時間（３０秒）の信号が、第一の温度調節器３８に送られる。このとき、第一の測温手段３６により検知される熱伝導性ホルダー３２の温度が設定温度以下であるため、第一の温度調節器１８の冷却側出力リレーがオフになる。同時に、第一の温度調節器３８の加熱側出力リレーが入力され、各バルブ４５を加熱側流路に切り替え、ポンプ３７を駆動させる。ポンプ３７により、予め加熱されていた加熱用液体収容部４２ａ内の液体が、加熱・冷却用パイプ３４に流れ込み、温度差から熱伝導性ホルダー３２が急速に加熱される。加熱開始時、加熱・冷却用パイプ３４内にあった液体は、ポンプ３７の駆動により、加熱用液体収容部４２ａに移動し再度加熱される。ここで再度加熱調製された液体は、再びポンプ３７により、加熱・冷却用パイプ３４に送り込まれる。このような液体の循環を繰り返すことにより、伝導性熱ホルダー３２の温度は、設定温度まで上がり、設定した保持時間この温度が維持される。
上記１）〜３）のサイクルを繰り返すことにより、本実施の形態のインキュベータを用いたＰＣＲを行うことができる。
【００７０】
（本実施の形態の効果）
本実施の形態に係るインキュベータは、従来のインキュベータのようにペルチェ素子の通電方向を切り替えることで加熱・冷却を行わないため、迅速な温度変化が可能である。すなわち、本実施の形態に係るインキュベータは、予め加熱しておいた液体および予め冷却しておいた液体の両方を準備し、これら液体の何れかを熱伝導性ホルダーの有する加熱・冷却用パイプに流して該ホルダーを加熱もしくは冷却する。これにより、大きな温度差を発生させることができ、急速な加熱・冷却が可能となる。本発明のこのような効果は、加熱用液体収容部が保持する液体容量および冷却用液体収容部が保持する液体容量を、それぞれ、熱伝導性ホルダーの有する加熱・冷却用パイプ全体が保持する液体容量より大きくすることにより増大する。
【００７１】
また、本実施の形態において、予め液体を加熱する加熱手段としてペルチェ素子を使用した場合、該ペルチェ素子は加熱のみに使用される。同様に、予め液体を冷却する冷却手段としてペルチェ素子を使用した場合、該ペルチェ素子は冷却のみに使用される。従って、各ペルチェ素子は、その通電方向を切り替える必要がないため、本実施の形態に係るインキュベータは、耐久性に優れている。
【００７２】
更に、本インキュベータにおいて、熱伝導性ホルダーから試料への熱伝導は、試料を収容する容器を熱伝導性ホルダーの試料保持部に密接させることにより行うため、該ホルダーの試料保持部の配置に、特に制限はない。そのため、保持可能な試料数に制約を受けない。また、本インキュベータは、特に大掛かりな構成を有するものでないため、従来のインキュベータ（図１参照）と比べても大型化しないという利点を有する。
【００７３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明のインキュベータを使用すれば、試料を保持する熱伝導性ホルダーの外部で加熱調製された液体および／または冷却調製された液体を予め準備しておき、該ホルダーの備えるパイプ内の液体を瞬時に入れ替えることにより、熱伝導性ホルダーの迅速な温度変化が可能である。さらに、本発明のインキュベータは、熱伝導性ホルダーの一部を液体で構成するため、すべてが金属製のホルダーに比べて熱容量が小さく、さらに効率的な温度変化を可能にしている。
【００７５】
また、ペルチェ素子の通電方向を切り替えることにより加熱・冷却を行う従来のインキュベータ（図１参照）と比べて、本発明のインキュベータは、ペルチェ素子の通電方向を切り替える必要がないため、耐久性に優れている。
【００７６】
更に、熱伝導性ホルダーから試料への熱伝導は、試料を収容する容器を熱伝導性ホルダーに密接させることにより行うため、本インキュベータで処理する試料の数に制約を受けないという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のインキュベータを示す図。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係るインキュベータを示す図。
【図３】（ａ）第一の実施の形態で使用される熱伝導性ホルダーの一例を示す底面図、（ｂ）第一の実施の形態で使用される熱伝導性ホルダーの一例を示す断面図。
【図４】熱伝導性ホルダーの別の一例を示す底面図。
【図５】（ａ）冷却ユニットの一例を示す平面図、（ｂ）冷却ユニットの一例を示す断面図。
【図６】本発明の第二の実施の形態に係るインキュベータを示す図。
【図７】（ａ）第二の実施の形態で使用される熱伝導性ホルダーの一例を示す底面図、（ｂ）第二の実施の形態で使用される熱伝導性ホルダーの一例を示す断面図。
【図８】（ａ）加熱ユニットの一例を示す平面図、（ｂ）加熱ユニットの一例を示す断面図。
【符号の説明】
１…検体、２…反応ブロック、３…ペルチェ素子、４…放熱器、５…冷却ファン、１１…試料保持部、１２…熱伝導性ホルダー、１３…ヒータ、１４…冷却用パイプ、１５…冷却ユニット、１５ａ…冷却用液体収容部、１５ｂ…ペルチェ素子、１５ｃ…送液用パイプ、１５ｄ…支持板、１５ｅ…放熱器、１５ｆ…冷却ファン、１６…第一の測温手段、１７…ポンプ、１８…第一の温度調節器、１９…第二の測温手段、２０…第二の温度調節器、２１…コンピュータ、３１…試料保持部、３２…熱伝導性ホルダー、３４…加熱・冷却用パイプ、３５…冷却ユニット、３５ａ…冷却用液体収容部、３５ｂ…ペルチェ素子、３５ｃ…送液用パイプ、３５ｄ…支持板、３５ｅ…放熱器、３５ｆ…冷却ファン、３６…第一の測温手段、３７…ポンプ、３８…第一の温度調節器、３９…第二の測温手段、４０…第二の温度調節器、４１…コンピュータ、４２…加熱ユニット、４２ａ…加熱用液体収容部、４２ｂ…ヒータ、４２ｃ…送液用パイプ、４２ｄ…支持板、４３…第三の測温手段、４４…第三の温度調節器、４５…バルブ

Claims (8)

1. 試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
   試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
   前記熱伝導性ホルダーに熱を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するヒータと、
   前記熱伝導性ホルダーに冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプと
   を備えたことを特徴とするインキュベータ。
2. 試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
   試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
   前記熱伝導性ホルダーに熱を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するヒータと、
   前記熱伝導性ホルダーに冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体を流通させる冷却用パイプと、
   前記冷却用パイプに流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニットであって、前記液体を収容する冷却用液体収容部と、前記冷却用液体収容部を冷却する冷却手段と、前記冷却用液体収容部内で冷却調製された液体を前記冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた冷却ユニットと
   を備えたことを特徴とするインキュベータ。
3. 試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
   試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
   前記熱伝導性ホルダーに熱および冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するための加熱調製された液体または前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体の何れかを流通させる加熱・冷却用パイプと
   を備えたことを特徴とするインキュベータ。
4. 試料を所定の温度に維持するためのインキュベータであって、
   試料を収容するための容器を保持する熱伝導性ホルダーと、
   前記熱伝導性ホルダーに熱および冷温を伝えることが可能な位置に配置された、前記熱伝導性ホルダーを加熱するための加熱調製された液体または前記熱伝導性ホルダーを冷却するための冷却調製された液体の何れかを流通させる加熱・冷却用パイプと、
   前記加熱・冷却用パイプに流す液体を所定の温度に加熱調製するための加熱ユニットであって、前記液体を収容する加熱用液体収容部と、前記加熱用液体収容部を加熱する加熱手段と、前記加熱用液体収容部内で加熱調製された液体を前記加熱・冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた加熱ユニットと、
   前記加熱・冷却用パイプに流す液体を所定の温度に冷却調製するための冷却ユニットであって、前記液体を収容する冷却用液体収容部と、前記冷却用液体収容部を冷却する冷却手段と、前記冷却用液体収容部内で冷却調製された液体を前記加熱・冷却用パイプに送る送液用パイプとを備えた冷却ユニットと
   を備えたことを特徴とするインキュベータ。
5. 前記熱伝導性ホルダーの温度を測る測温手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインキュベータ。
6. 前記熱伝導性ホルダーの温度を測る第一の測温手段と、
   前記第一の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記ヒータの加熱動作および前記冷却調製された液体の前記冷却用パイプへの送液動作を制御する第一の温度調節器と、
   前記冷却用液体収容部の温度を測る第二の測温手段と、
   前記第二の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記冷却ユニットの冷却動作を制御する第二の温度調節器と
   を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のインキュベータ。
7. 前記熱伝導性ホルダーの温度を測る第一の測温手段と、
   前記第一の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記加熱調製された液体の前記加熱・冷却用パイプへの送液動作および前記冷却調製された液体の前記加熱・冷却用パイプへの送液動作を制御する第一の温度調節器と、
   前記冷却用液体収容部の温度を測る第二の測温手段と、
   前記第二の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記冷却ユニットの冷却動作を制御する第二の温度調節器と、
   前記加熱用液体収容部の温度を測る第三の測温手段と、
   前記第三の測温手段により測定された温度信号に基づいて、前記加熱ユニットの加熱動作を制御する第三の温度調節器と
   を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のインキュベータ。
8. プログラムされた設定温度と温度維持時間の信号を前記第一の温度調節器に送り、前記第一の温度調節器の動作を制御するコンピュータを更に備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のインキュベータ。

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