JP2005117988A

JP2005117988A - Ｄｎａ増幅装置

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Publication number: JP2005117988A
Application number: JP2003358189A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kobayashi; 良二小林
Original assignee: Thermogen Inc Japan
Current assignee: Thermogen Inc Japan
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】迅速な昇温制御及び降温制御を可能にし、融通性のある的確な温度制御を実現するとともに、処理効率の向上及び省電力性の向上を図る。また、サーモモジュールでの熱応力破壊を防止し、耐久性（寿命）を高める。
【解決手段】ＤＮＡ検体を含む反応溶液を収容可能なセル部Ｃ…を有する処理ブロック２と、この処理ブロック２を加熱冷却するペルチェ素子ｄ…を用いたサーモモジュール３…を備えるとともに、特に、処理ブロック２を、サーモモジュール３…の加熱冷却側に当接し、かつ厚さＬｂを略３〔ｍｍ〕以下に選定したセラミックス素材又は／及びグラファイト素材を用いて形成した基盤部５と、この基盤部５の上面に配し、かつセラミックス素材及びグラファイト素材とは異なる素材により形成したセル部Ｃ…により構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）を増幅する際に用いて好適なＤＮＡ増幅装置に関する。

一般に、ＤＮＡを増幅する手法として、ＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応法）が知られている。ＰＣＲ法は、ＤＮＡ検体に対して当該ＤＮＡ検体と反応させるプライマ，酵素及びデオキシリボヌクレオシド三リン酸を加え、この反応溶液を、所定の温度パターンにより変化する熱サイクルにより加熱（冷却）するとともに、この熱サイクルを順次繰り返すことによりＤＮＡを増幅する手法である。

また、このようなＰＣＲ法を実現するためのＤＮＡ増幅装置も知られており、例えば、特開２００３−１７４８６３号公報には、無機質基板の上に設けた加熱・冷却手段と、この加熱・冷却手段の上に格子状に形成した複数の反応セルと、この反応セルの上面に設けた温度測定手段を有し、加熱・冷却手段に、Ｐ型ペルチェ素子およびＮ型ペルチェ素子を一対とする電−熱変換素子を用いるとともに、これを反応セルに対向する位置に格子状に配置したＤＮＡ増幅装置が開示されている。
特開２００３−１７４８６３号

ところで、ＤＮＡ増幅装置に備えるセル部（反応セル）は、通常、シリコンウェハ素材或いはアルミニウム素材を用いたブロック盤の上面に複数の凹部を所定間隔置きに配列形成し、この凹部を直接セル部（反応セル）として構成したり、或いはこの凹部にセル部（チューブ）を装填する構成が採用されている。これにより、セル群を形成したブロック盤は、処理ブロックとして機能し、ブロック盤の底面はサーモモジュール３の加熱冷却側により加熱冷却される。

一方、ペルチェ素子を用いた加熱・冷却手段（サーモモジュール）は、通常、図７に示すように構成される。同図に示すサーモモジュール３は、複数のペルチェ素子ｄ…を連結して直列集合体Ｐとし、この直列集合体Ｐを一対の基板５１，５２により挟む構造で構成されている。この場合、各基板５１，５２の対向面（内面）には、複数の電極ｅ…が一定間隔置きに設けられ、各電極ｅ…に対して各ペルチェ素子ｄ…の端部が半田等により接合される。これにより、直列集合体Ｐに対する通電方向を、順方向又は逆方向に切換えれば、サーモモジュール３を加熱動作又は冷却動作させることができる。この際、加熱動作時には、サーモモジュール３の放熱側（加熱冷却側に対して反対側）が冷却されるとともに、冷却動作時には、サーモモジュール３の放熱側が加熱されるため、放熱側にはアルミニウム製のヒートシンク５３が付設され、このヒートシンク５３を介して放熱（吸熱）が行なわれる。

しかし、このようなセル群を有する処理ブロックをＤＮＡ増幅装置に用いた場合、次のような不具合を生じる問題があった。

即ち、この種のＤＮＡ増幅装置には、反応溶液に対する所定の加熱冷却性能、特に、迅速な昇温性能及び降温性能が求められるが、これらの要求性能に十分応えることができない。ＤＮＡ増幅装置では、図３に示すように、９４〔℃〕によりＴ１〔秒〕間加熱した後、５０〔℃〕によりＴ２〔秒〕間加熱し、更に７２〔℃〕によりＴ３〔秒〕間加熱する熱サイクルにより加熱を行うとともに、この熱サイクルは、通常、数十回程度繰り返される。この場合、同図に示す温度パターンＦ中、降温時間Ｔｄ及び昇温時間Ｔｆ，Ｔｓ、更には、セル部内の反応溶液を低温保存するに際して９４〔℃〕から４〔℃〕まで低下させる降温時間Ｔｈは、できるだけ短時間になることが求められるが、セル部とサーモモジュール３間には、熱容量及び熱膨張係数が大きく、かつ熱伝導率（熱伝導性）を低下させるブロック盤が介在するため、迅速な昇温制御及び降温制御を実現できない。結局、昇温制御及び降温制御を迅速に行えないことは、融通性のある的確な温度制御が実現されないのみならず、１工程にかかる所要時間が長くなり、処理効率の低下及び省電力性の低下を招いてしまう。

また、熱サイクルの繰り返し動作は、電極ｅ…とペルチェ素子ｄ…間の半田接合部に対して、基板５１，５２、電極ｅ…及びペルチェ素子ｄ…における各縦弾性係数，熱膨張率及び温度に依存した熱膨張差によるクリープを発生させることになり、半田接合部に接触不良や断線等の熱応力破壊を来すことになる。特に、放熱側（基板５２側）と加熱冷却側（基板５１側）は、クリープの発生方向が逆、即ち、図７に白抜矢印で示すように、放熱側又は加熱冷却側の一方に収縮方向のクリープが発生した際には、他方に伸長方向のクリープが発生するため、その熱応力も実質倍増する。

一方、クリープの発生を抑制するには、半田接合部の温度変化をできるだけ小さくすることが有効であり、このためには、ヒートシンク５３の体積を大きくし、熱抵抗を小さくする必要がある。しかし、ヒートシンク５３の体積を大きくするには限界がある。通常、ヒートシンク５３における基部５３ｂの厚さは、熱抵抗を小さくし、かつ剛性を高めるとともに、基部５３ｂの反り（湾曲）を防止する観点から、概ね１０〜１５〔ｍｍ〕程度に設定されているが、この場合であっても、半田接合部の温度変化は５〜１０〔℃〕程度となり、半田接合部における温度変化を十分に抑制できないとともに、サーモモジュール３全体の大型化を招く。しかも、複数のサーモモジュール３を分散させて配した場合には、各サーモモジュール３…間における温度のバラツキも大きくなり、全セル部に対する均質なＤＮＡ増幅を行うことができない。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したＤＮＡ増幅装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、ＤＮＡ検体を含む反応溶液を収容可能な一又は二以上のセル部Ｃ…を有する処理ブロック２と、この処理ブロック２を加熱冷却するペルチェ素子ｄ…を用いた一又は二以上のサーモモジュール３…と、少なくともサーモモジュール３…に対する通電制御を行うコントローラ４を備えるＤＮＡ増幅装置１を構成するに際して、処理ブロック２を、サーモモジュール３…の加熱冷却側に当接し、かつ厚さＬｂを略３〔ｍｍ〕以下に選定したセラミックス素材又は／及びグラファイト素材を用いて形成した基盤部５と、この基盤部５の上面に配し、かつセラミックス素材及びグラファイト素材とは異なる素材により形成した一又は二以上のセル部Ｃ…により構成してなることを特徴とする。

このような構成を有する本発明に係るＤＮＡ増幅装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）処理ブロック２における熱容量及び熱膨張係数を小さくできるとともに、熱伝導率（熱伝導性）を高めることができるため、迅速な昇温制御及び降温制御が可能となる。この結果、融通性のある的確な温度制御を実現できるとともに、１工程にかかる所要時間の短縮化により、処理効率の向上及び省電力性の向上を図ることができる。

（２）処理ブロック２における熱応答性が良好になることにより、サーモモジュール３…の放熱側における温度変化も小さくなるため、サーモモジュール３…での熱応力破壊を防止でき、もって耐久性（寿命）を高めることができる。

本発明に係るＤＮＡ増幅装置１によれば、最良の形態により、グラファイト素材には、合成樹脂又は銅を含浸させたグラファイト素材を用いることができる。また、セル部Ｃ…は、銅素材又はアルミニウム素材により形成する。これにより、熱伝導性の高いセル部Ｃ…を、薄板を絞り成形するなどにより容易に得ることができる。一方、セル部Ｃ…には、基盤部５の上面に重なる平面盤６の上面に形成した複数の凹部６ｓ…を用いることもできる。この場合、微量のＤＮＡ検体を増幅する際に用いて好適となる。

次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施例に係るＤＮＡ増幅装置１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図１中、３…は一又は二以上のサーモモジュールである。各サーモモジュール３…は、前述した図７に示すサーモモジュール３と基本的に同じである。即ち、サーモモジュール３は、複数のペルチェ素子ｄ…を連結して直列集合体Ｐとし、この直列集合体Ｐを一対の基板５１，５２により挟む構造により構成する。各基板５１，５２の対向面（内面）には、複数の電極ｅ…を一定間隔置きに設け、各電極ｅ…に対して各ペルチェ素子ｄ…の端部を半田等により接合する。これにより、直列集合体Ｐに対する通電方向を、順方向又は逆方向に切換えれば、サーモモジュール３を加熱動作又は冷却動作させることができる。

一方、各サーモモジュール３…の放熱側３ｒ…の面には、放熱銅盤７における一方の面７ｓを当接させる。この場合、サーモモジュール３…における放熱側３ｒ…の面と放熱銅盤７における一方の面７ｓの間には熱伝導グリースを介在させ、ネジ等の固定具を利用して各サーモモジュール３…と放熱銅盤７を固定する。

放熱銅盤７は、全体を銅素材により一体形成するとともに、一定の厚みを有する板状に形成する。この場合、放熱銅盤７の厚さＬｓは、略４〔ｍｍ〕以上、望ましくは５〜８〔ｍｍ〕の範囲に選定する。なお、厚さＬｓが４〔ｍｍ〕未満の場合には、熱拡散性及び熱容量が不十分となる。

また、放熱銅盤７における一方の面７ｓに対して反対側の面は放熱面７ｒとなり、この放熱面７ｒには、一又は二以上のヒートシンク１１…を取付ける。ヒートシンク１１…は、放熱面７ｒに対して密着する密着面１１ｂｓ…を有する基部１１ｂ…と、この密着面１１ｂｓ…に対して反対側の面から直角方向に突出した多数の放熱フィン１１ｆ…を有し、全体をアルミニウム素材により一体形成する。この場合、基部１１ｂ…の厚さＬｈは、放熱フィン１１ｆ…を保持できる２〜３〔ｍｍ〕程度の厚さで足りる。前述した一般的なヒートシンク５３における基部５３ｂの厚さは、熱抵抗を小さくし、かつ剛性を高めるとともに、基部５３ｂの反り（湾曲）を防止する観点から、通常、１０〜１５〔ｍｍ〕程度に設定されているが、本実施例では、これらの機能、即ち、熱抵抗を小さくし、かつ剛性を高めるとともに、基部１１ｂ…の反りを防止する機能は放熱銅盤７が担っているため、ヒートシンク１１…における基部１１ｂの厚さＬｈは、上述した２〜３〔ｍｍ〕程度で十分となる。

そして、各ヒートシンク１１…に対向させて一又は二以上の送風ファン１２…を配設する。これにより、各ヒートシンク１１…を送風ファン１２…により空冷することができ、このヒートシンク１１…及び送風ファン１２…は空冷装置１３（冷却手段）を構成する。さらに、４はコントローラであり、このコントローラ４には、各送風ファン１２…及び前述した各サーモモジュール３…をそれぞれ接続する。これにより、コントローラ４は、サーモモジュール３…に対する通電制御を行うとともに、送風ファン１２…に対する作動制御を行うことができる。

他方、サーモモジュール３…の加熱冷却側３ｓの面には、処理ブロック２を取付ける。これにより、サーモモジュール３…は、図１に示すように、下側に配した放熱銅盤７（ヒートシンク１１…）と上側に配した処理ブロック２の間に挟まれる構造となる。

処理ブロック２は、基盤部５とこの基盤部５に固着した一又は二以上のセル部Ｃ…を有する。基盤部５は、全体を、熱膨張率が７〔ｐｐｍ〕以下となる窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄），アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス素材、或いは合成樹脂又は銅を含浸させたグラファイト素材により一体形成する。また、基盤部５は、平板状の基盤本体部２２と、この基盤本体部２２の上面に一体形成した複数の位置決部２３…を有する。基盤本体部２２の厚さＬｂは、略３．０〔ｍｍ〕以下、望ましくはセラミックス素材の場合、０．３〜２．０〔ｍｍ〕の範囲に選定するとともに、グラファイト素材の場合、０．３〜３．０〔ｍｍ〕の範囲に選定し、できるだけ薄くなるように考慮する。これにより、熱容量及び熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い基盤本体部２２を得ることができる。位置決部２３…は、基盤本体部２２の上面に一定間隔置きに配列形成するとともに、図２に示すように、セル部Ｃ…の底部が嵌着できるように、リング形をなす凸状に形成する。

なお、グラファイト素材の熱膨張率は約５〔ｐｐｍ〕であり、かつ密度も小さいため、基盤部５にグラファイト素材を使用し、基盤本体部２２の厚さＬｂを１〔ｍｍ〕程度に選定したとしても熱膨張差による反りは僅かである。この場合、基盤本体部２２に対して、厚さが０．３〜０．５〔ｍｍ〕程度のセラミックス素材を、熱伝導グリース或いは熱伝導性接着剤により貼り付けて補強すれば、熱容量は若干増大するが、熱膨張差による反りをより抑えることができる。

一方、セル部Ｃは、図２に示すように、ＤＮＡ検体を含む反応溶液を収容可能な０．２〜１．５〔ｍｌ〕程度の容積を有するカップ状に形成する。このセル部Ｃは、熱伝導率の比較的高い銅素材或いはアルミニウム素材等を用いた薄板をプレス加工により絞り成形することができる。そして、セル部Ｃの底部に表面処理としてニッケルや金メッキ等を施し、銀ペースト等の接着材により、位置決部２３の内側における基盤本体部２２の上面に固着する。この場合、銀ペーストの中にはエポキシ樹脂等の合成樹脂材を含ませることが望ましい。これにより、セル部Ｃと基盤部５間における熱膨張差を吸収することができ、温度変化が繰り返し作用しても高い熱伝導性と耐久性が確保される。また、セル部Ｃの熱膨張係数は基盤部５の熱膨張係数よりも大きくなるため、基盤部５が冷却された際には、セル部Ｃの外周面が位置決部２３を加圧することになり、温度変化の繰り返し作用によって発生する熱応力に対する強度を高めることができる。

なお、サーモモジュール３…の加熱冷却側３ｓの面に、処理ブロック２を取付ける際には、基盤本体部２２の下面とサーモモジュール３…における加熱冷却側３ｓの面の間に熱伝導グリースを介在させ、ネジ等の固定具を利用して各サーモモジュール３…と基盤本体部２２を固定する。

このように構成する処理ブロック２は、熱容量及び熱膨張係数が小さく、かつ熱伝導率の高い基盤部５を用いるため、基盤部５の熱歪は、例えば、アルミニウム製のものに比べて１／３〜１／６程度になる。また、熱容量もアルミニウム製のものに比べて１／１０程度となり、迅速な昇温制御及び降温制御を実現できる。具体的には、アルミニウム製のものを用いた場合、１．５〜２〔℃／秒〕程度となる温度変化率が、本実施例の場合、３．５〜４〔℃／秒〕程度になることが実験的に確認できた。

次に、本実施例に係るＤＮＡ増幅装置１の使用方法及び動作について、図１〜図３を参照して説明する。

まず、コントローラ４には、図３に示す温度パターンＦが得られるように、サーモモジュール３…を通電制御するためのシーケンス制御機能を持たせる。この場合、温度パターンＦに示す処理温度は、セル部Ｃ…の内部温度である。したがって、図示は省略したが、処理ブロック２における所定位置には、一又は二以上の温度センサが装着され、処理温度に対するフィードバック制御が行われる。この際、セル部Ｃ…の内部温度は、予め実験等により求めたデータベースにより推定することもできる。また、コントローラ４は、送風ファン１２…を作動モードに制御する。なお、必要により、送風ファン１２…はインバータ制御することができる。

一方、セル部Ｃ…内には、ＤＮＡ検体に対してこのＤＮＡ検体と反応させるプライマ，酵素及びデオキシリボヌクレオシド三リン酸を加えた反応溶液を収容する。そして、コントローラ４は、最初に、サーモモジュール３…を通電制御し、９４〔℃〕によりＴ１〔秒〕（例えば、１５〔秒〕）間加熱を行う。これにより、二重螺旋構造のＤＮＡを解離させる。次いで、サーモモジュール３…を通電制御し、５０〔℃〕まで冷却するとともに、５０〔℃〕に達したなら、５０〔℃〕にＴ２〔秒〕（例えば、１５〔秒〕）間維持する。これにより、ＤＮＡの特定部位にプライマを結合させる（アニーリング）。次いで、サーモモジュール３…を通電制御し、７２〔℃〕まで加熱するとともに、７２〔℃〕に達したなら、７２〔℃〕にＴ３〔秒〕（例えば、３０〔秒〕）間維持する。これにより、プライマが結合した特定遺伝子に対して酵素により相補鎖を合成する。以上が１熱サイクルとなり、この熱サイクルを数十回（例えば、３０回）繰り返すことによりＤＮＡの増幅処理を行うことができる。他方、このようなＤＮＡ増幅処理が終了したなら、図３に示すように、９４〔℃〕から４〔℃〕まで冷却（プルダウン）する。そして、４〔℃〕に達したなら同温度に維持する制御を行う。これにより、増幅したＤＮＡを低温保存することができる。

この場合、加熱動作時には、サーモモジュール３における加熱冷却側３ｓによって処理ブロック２が加熱され、かつ放熱側３ｒが冷却されるとともに、冷却動作時には、サーモモジュール３における加熱冷却側３ｓによって処理ブロック２が冷却され、かつ放熱側３ｒが加熱される。放熱側３ｒの熱量は放熱銅盤７を介して放熱され、この放熱量は、処理ブロック２から奪った熱量とサーモモジュール３自身による冷却作用のための入力電力に基づく熱量の和となる。加熱冷却能力（加熱冷却速度）は、放熱側３ｒにおける放熱性にも大きく影響されるが、放熱銅盤７による良好な熱拡散性と大きな熱容量により、サーモモジュール３…におけるペルチェ素子ｄ…と電極間の半田接合部における温度変化は、概ね３〔℃〕以内に抑えられる。したがって、熱応力（クリープ）により発生する半田接合部における接触不良や断線等の熱応力破壊を防止でき、サーモモジュール３…の耐久性（寿命）を飛躍的に高めることができる。

また、本実施例に係るＤＮＡ増幅装置１によれば、放熱銅盤７による良好な放熱性により、サーモモジュール３の放熱側３ｒにおける熱の籠もりが無くなるとともに、加えて、処理ブロック２の構造により、加熱性能及び冷却性能を高めることができる。この結果、図３における降温時間Ｔｄ及び昇温時間Ｔｆ，Ｔｓが短縮され、迅速な昇温制御及び降温制御を実現できる。特に、増幅処理終了後、保存モードに移行する際における９４〔℃〕から４〔℃〕までの降温時間Ｔｈ（図３）は、できるだけ短くなることが望ましいが、放熱銅盤７による良好な放熱性により、降温時間Ｔｈの短縮が可能になる。よって、ＤＮＡ増幅における１工程全体にかかる所要時間の短縮化を図れるとともに、省電力化にも貢献でき、しかも、サーモモジュール３…の小型化にも寄与できる。

さらに、複数のサーモモジュール３…を分散させて配する場合であっても、各サーモモジュール３…間における温度のバラツキが低減されるため、全てのセル部Ｃ…における均質なＤＮＡ増幅を実現することができる。

次に、処理ブロック２及び冷却手段の変更実施例について、図４〜図６を参照して説明する。

図４は処理ブロック２の変更実施例を示す。図４に示す処理ブロック２は、基盤部５における基盤本体部２２の上面に、偏平円柱形の凸状をなす複数の位置決部２３ｓ…を一体形成するとともに、この位置決部２３ｓ…に嵌着するセル部Ｃ…の底部に開口部Ｃｏ…を形成し、この開口部Ｃｏ…に位置決部２３ｓ…が差し込まれるようにしたものである。この場合、セル部Ｃを基盤本体部２２に取付けるに際しては、セル部Ｃの底部内面にニッケルメッキ等を施し、開口部Ｃｏを位置決部２３ｓに装着した後、銀ペースト或いは銅−銀系の半田付等により固着すればよい。なお、基盤部５が冷却された際に、セル部Ｃにより位置決部２３ｓが締め付けられ、温度変化の繰り返し作用によって発生する熱応力に対する強度を高めることができる点は、図２に示した実施例と同じになる。その他、図４において、図１及び図２と同一部分には、同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

図５も処理ブロック２の変更実施例を示す。図５に示す処理ブロック２は、セル部Ｃ…に、基盤部５の上面に重なる平面盤６の上面に形成した複数の凹部６ｓ…を用いたものである。この場合、平面盤６は、厚さが１〜１．５〔ｍｍ〕程度の石英ガラス或いは耐熱樹脂を使用する。また、凹部６ｓを用いたセル部Ｃの容積は、数マイクロリットル程度でよい。なお、２５は平面盤６の上面に被せたカバープレートである。図５に示す処理ブロック２では、基盤部５の上面に平面盤６が重なるため、密着性に優れ、かつ良好な熱伝導性を確保できる。したがって、微量のＤＮＡ検体を増幅する際に用いて好適となる。その他、図５において、図１及び図２と同一部分には、同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

図６は、冷却手段の変更実施例を示す。図６に示す冷却手段は、放熱銅盤７の内部に冷却液Ｗを循環させて冷却する冷却装置１４により構成したものである。即ち、放熱銅盤７の内部には、冷却液Ｗを循環させる通液路（ジャケット）３１を形成する。また、外部には、冷却液Ｗを収容する冷却液タンク３２，送液ポンプ３３，ラジエータ（熱交換器）３４及び送風ファン３５を備える。これにより、冷却液タンク３２に収容された冷却液Ｗは、送液ポンプ３３によりラジエータ３４に供給され、このラジエータ３４により空冷された後、通液路３１の流入口３１ｉに供給される。そして、通液路３１を流れ、熱交換された冷却液Ｗは、通液路３１の流出口３１ｏから排出され、冷却液タンク３２に戻される。図６に示す冷却装置１４によれば、放熱銅盤７の内部が冷却液Ｗにより強制冷却されるため、比較的高い冷却性能を確保できる利点がある。なお、図６は、ラジエータ３４を、送風ファン３５により冷却（空冷）する場合を示したが、ラジエータ３４を図７に示したサーモモジュール３と同様のサーモモジュール等により冷却してもよい。その他、図６において、図１と同一部分には、同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、基盤部５には、位置決部２３…を設けた場合を示したが、必ずしも位置決部２３…は設けることを要しない。位置決部２３…を設けない場合は、セル部Ｃ…を無酸素銅により形成するとともに、基盤部５の上面に銅のメタライズ処理（銅層）を施し、この処理面上にセル部Ｃ…を銀ロー付けで接合すればよい。これにより、熱伝導性が良好になり、かつ強固に接合できるとともに、熱膨張差にも耐えるため、十分な信頼性を確保できる。なお、本発明におけるＤＮＡ増幅装置１は、酵素反応装置も含む概念である。

本発明の好適な実施例に係るＤＮＡ増幅装置の構成図、同ＤＮＡ増幅装置における処理ブロックの一部を示す分解斜視図、同ＤＮＡ増幅装置を動作させる際における時間対処理温度特性図、同ＤＮＡ増幅装置における変更実施例に係る処理ブロックの一部を示す断面構成図、同ＤＮＡ増幅装置における他の変更実施例に係る処理ブロックの一部を示す断面構成図、同ＤＮＡ増幅装置における変更実施例に係る冷却手段の構成図、同ＤＮＡ増幅装置におけるサーモモジュールの模式的構成図、

符号の説明

１ＤＮＡ増幅装置
２処理ブロック
３サーモモジュール
４コントローラ
５基盤部
６平面盤
６ｓ… 凹部
Ｃ… セル部
ｄ… ペルチェ素子
Ｌｄ基盤部の厚さ

Claims

ＤＮＡ検体を含む反応溶液を収容可能な一又は二以上のセル部を有する処理ブロックと、この処理ブロックを加熱冷却するペルチェ素子を用いた一又は二以上のサーモモジュールと、少なくとも前記サーモモジュールに対する通電制御を行うコントローラを備えるＤＮＡ増幅装置において、前記処理ブロックを、前記サーモモジュールの加熱冷却側に当接し、かつ厚さを略３〔ｍｍ〕以下に選定したセラミックス素材又は／及びグラファイト素材により形成した基盤部と、この基盤部の上面に配し、かつセラミックス素材及びグラファイト素材とは異なる素材により形成した一又は二以上のセル部により構成してなることを特徴とするＤＮＡ増幅装置。
前記グラファイト素材は、合成樹脂又は銅を含浸させたグラファイト素材であることを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ増幅装置。
前記セル部は、銅素材又はアルミニウム素材により形成することを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ増幅装置。
前記セル部は、前記基盤部の上面に重なる平面盤の上面に形成した複数の凹部であることを特徴とする請求項１記載のＤＮＡ増幅装置。