JP2006258742A - 反応装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓋体が分注ヘッドとの干渉を起こさず、且つ蓋体をプレートに確実に押圧することができる反応装置を提供する。
【解決手段】 マイクロプレートを加熱又は吸熱するための熱源部及び開閉可能な蓋体を備え、マイクロプレート内で反応を行うための反応装置であって、蓋体の開閉動作の動力伝達手段としてトルクリミッタを用い、且つ蓋体をマイクロプレートに押圧するためのカムを備えてなる反応装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、マイクロプレート内の試料温度を制御して反応を促進させる反応装置に関する。

核酸ハイブリダイゼーション装置のように、マイクロプレートを加温して当該プレート内で試料を反応させる反応部を備える装置においては、プレート内を所定の温度に維持する温度制御手段を具備している。例えば、特許文献１に記載された装置においては、反応部ｂにマイクロプレートｅが置かれ（図１）、ヒーターｉで昇温、チラーｈで降温させながらマイクロプレート内の温度制御が行われている（図２）。

従来、このような反応装置においては、通常マイクロプレートの上にヒーターが内蔵された開閉式の蓋体が装着され、試料の反応促進時には蓋が閉じてヒーターを溶液よりも高い温度に設定し、昇温時の気化した試料が液滴となって蓋に付着することを防止している。そして、反応後の洗浄等の後処理の際にはこの蓋を開けて分注ヘッドａを用いて反応部から上清を吸って廃液部ｄへ捨てたり、洗浄液部ｃから反応部へ洗浄液を分注する等の分注ヘッドによる分注作業が行われるが、反応部の上方を分注ヘッドが自由に動くためには蓋体は開いた状態にてヘッドの走行を妨げないようにしなければならない。また、試料の温度を高温にする場合、蒸発した試料が外部へ逃げることを防止するため、蓋体はプレートを覆うゴムシートなどの弾性体（パッキン）を強く押し付ける必要がある。

一般に、蓋体の回動が９０°前後であれば、蓋体の回動支点付近にカム機構を設けたり、トグルクランプ機構などにて蓋体に強い押し付け力を与えることは比較的簡単である。しかしながら、蓋の開閉が９０°前後であると分注ヘッドとの干渉が起こるという問題がある。
特開２００３−１６４２７９号公報

本発明は、蓋体が分注ヘッドとの干渉を起こさず、且つ蓋体をプレートに確実に押圧することができる反応装置を提供するものである。

すなわち本発明は、マイクロプレートを加熱又は吸熱するための熱源部及び開閉可能な蓋体を備え、マイクロプレート内で反応を行うための反応装置であって、蓋体の開閉動作の動力伝達手段としてトルクリミッタを用い、且つ蓋体をマイクロプレートに押圧するためのカムを備えてなる反応装置に係るものである。

本発明の装置によれば、蓋体を１８０°回動することができるので分注ヘッドとの干渉を避けることが容易となる。また、蓋体先端をカムで押えるので気化した試料の漏れを確実に防止することができる。更に、蓋体の回動駆動部にトルクリミッタを使用したことで、カムの駆動と蓋の回動を同一駆動源で行うことが可能となり、装置の構成が簡便、安価、且つコンパクトにできる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を用いて説明する。

図３は本発明の反応装置全体の斜視図である。５はマイクロプレートであり、ウエルブロック等のプレート保持具７によって保持され、プレート保持具７にはウェル内の試料温度を調節するための温度調節機構（図示せず）が設けられている。温度調節機構は、マイクロプレートに対して加熱又は吸熱するための熱源部と熱源部を制御するための制御部から構成されている。熱源部は、ヒーター、チラー、ペルチェ素子等の加熱・冷却手段等から構成される。また、マイクロプレート５は、押え板８でプレート保持具７に固定され、脱落防止が図られている。

１は蓋体であり基体部の一側寄りに開閉可能に装着されている。その内側には導熱板２が軸３で支持されている。導熱板２と蓋体１の間には図示されていない、例えばヒーター等の熱源が設けられ、導熱板２の表面にはマイクロプレート５のウェル穴部をシールするための閉鎖部材４が貼着されている。閉鎖部材は、合成材料からなるシートであるのが好ましく、例えばシリコン等のゴムシートが使用できる。これにより、導熱板２を介して閉鎖部材４が加熱され、ウェル内にて蒸発した試料の液化を防ぐと共に気化した試料の漏れを防止する。さらに蓋体１の先端にはカムフォロア６が取り付けられる。

図４に蓋体の駆動部（開いた状態）を、図５に同蓋体が閉じた状態を示す。
蓋体１は軸９によって回動可能に支持される。その片端にはトルクリミッタ１１が取り付けられる。トルクリミッタとしては、入力部材と出力部材とを摩擦力を介して連動させると共に、入力部材に所定の摩擦力以上のトルクが加わったときには出力部材との間で滑りを生じさせて連動しないようにするものであればよく、ばねやパウダー等の摩擦力発生体は、いかなるものを使用してもかまわないが、双方向で作用する構造のものが用いられる。

１７は駆動装置、２１はカムである。１２及び２０はウォームホイル、１４、１６及び１８はギヤ、１３及び１９はウォームギヤであるが、これらの動力伝導手段は、動力伝達や駆動力の増幅が可能なベルト、チェーンなどであってもよい。
トルクリミッタ１１のもう一方の端には駆動軸１０とウォームホイル１２が連結されている。ウォームホイル１２はギヤ１４と軸１５で連結されたウォームギヤ１３によって駆動される。また、ギヤ１４は駆動装置１７に連結したギヤ１６から動力伝達を受ける。
一方、ギヤ１６にはもう一つのウォームギヤ１９と一体のギヤ１８が係合している。ウォームギヤ１９からの回転はウォームホイル２０、軸２２を経てカム２１に伝達される。
カム２１の図示しない裏面には２１Ａ部を基点に溝カムが掘られており、図５の状態から矢印方向へカム１が回ると蓋1はさらに数〜十数ｍｍ下（蓋の矢印方向）へ押し付けられる。

次に、蓋部材の開いた状態からの蓋開閉動作を説明する。
蓋体１の開いた状態から駆動装置１７を矢印方向へ回転させると、ギヤ１６、１４、軸１５、ウォームギヤ１３、ウォームホイル１２及び軸１０を介してトルクリミッタ１１が回転する。このとき、トルクリミッタ１１にかかるトルクは蓋体１の重量と慣性モーメントによるトルクのみであるため、トルクリミッタのスリップトルクが勝り、トルクリミッタのスリップ部１１Ａ及びＢは一体となって回転し、蓋体１は閉まり始める。一方、カム２１もギヤ１８，ウォームギヤ１９，ウォームホイル２０，軸２２を介して矢印方向へ回転する。

蓋部材１が略１８０°回転すると、カムフォロア６はカム２１に当接して図５の状態となる。この後はトルクリッミタ１１のスリップトルクを超えるため１１Ａと１１Ｂが滑り、蓋体１がカム２１に乗った状態でカム２１のみ回り続ける。ここでカムの溝基点となる２１Ａ部を過ぎると先に記述したように蓋体1はさらに数〜十数ｍｍ下（蓋体の矢印方向）へ押し付けられる。このとき、カムによって大きな力を蓋体を閉める方向に与えることができ、マイクロプレート５に対して閉鎖部材４は気化した試料の漏れを防ぐ十分な押し付け力を確保できる。

蓋体１を開く場合は、駆動装置１７を矢印と逆方向へ回す。このときはカム溝基点２１Ａを過ぎると蓋は開き始める。さらに略１８０°回転すると蓋体１は図示しないストッパに当接して回転は止まるが、カムはさらに角度θ1だけ回転して止まり、図４の状態に戻る。

上記反応装置は、図１で示したようなハイブリダイゼーション装置の反応部として使用することができる。これによれば、分注ヘッドとの干渉がないコンパクトなハイブリダイゼーション装置を構成することができる。

従来のハイブリダイゼーション装置の全体を示す斜視図である。 従来のハイブリダイゼーション装置の反応部の断面図である。 本発明反応装置全体の斜視図である。 蓋体の駆動部（開いた状態）を分解して示す斜視図である。 蓋体の駆動部（閉じた状態）を分解して示す斜視図である。

符号の説明

ａ 分注ヘッド
ｂ 反応部
ｃ 洗浄液部
ｄ 廃液部
ｅ マイクロプレート
ｆ 反応容器保持具
ｇ 温度センサー
ｈ チラー
ｉ ヒーター
ｊ 磁力制御装置
ｋ 温度制御装置
１ 蓋体
２ 導熱板
３ 軸
４ 閉鎖部材
５ マイクロプレート
６ カムフォロア
７ プレート保持具
８ 押え板
９ 軸
１０ 駆動軸
１１ トルクリミッタ
１２ ウォームホイル
１３ ウォームギヤ
１４ ギヤ
１５ 軸
１６ ギヤ
１７ 駆動装置
１８ ギヤ
１９ ウォームギヤ
２０ ウォームホイル
２１ カム
２１Ａ カム溝基点
２２ 軸

Claims (3)

1. マイクロプレートを加熱又は吸熱するための熱源部及び開閉可能な蓋体を備え、マイクロプレート内で反応を行うための反応装置であって、蓋体の開閉動作の動力伝達手段としてトルクリミッタを用い、且つ蓋体をマイクロプレートに押圧するためのカムを備えてなる反応装置。
2. 蓋体の開閉動作とカムのロック動作が同一の駆動源によって動作する請求項１記載の装置。
3. 蓋体が略１８０°回動する請求項１又は２記載の装置。

Images