JP2013533574A - 凝縮物防止フード - Google Patents

Abstract

検査容器を収容する少なくとも１つの容器収容部、
‐取外し可能に構成された少なくとも１つの周辺ユニット（３１）、及び温度コントロール装置と、少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニットを規定された位置に載置するためのホルダとを有するベースユニット（１）を備えた、検査容器の温度コントロール装置であって、前記ベースユニット及び少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも１つの結合要素（２，５）を有しており、これらの結合要素は、前記周辺ユニットを前記ベースユニットの規定された位置に載置した場合に、少なくとも１つの解離可能なカップリング対を形成し、該カップリング対により電力及び／又は少なくとも１つの信号が伝達可能であることを特徴とする。

Description

本発明は、検査容器を収容する少なくとも１つの容器収容部、取外し可能に構成された少なくとも１つの周辺ユニット、及び温度コントロール装置と、少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニットを規定された位置に載置するためのホルダとを有するベースユニットを備えた、検査容器の温度コントロール装置、並びに該温度コントロール装置用の周辺ユニットにも関する。

検査容器の温度コントロール装置、特に温度コントロールに加えて付加的に、検査容器に混合運動も行わせる検査容器の温度コントロール装置（温度コントロールされるミキサ）は知られている。これらの従来公知の装置は、内部に検査容器又は検査容器群が挿入されるホルダを有している。検査容器は一般に規格化されている。例えば、０．２ｍｌ、０．５ｍｌ、１．５ｍｌ及び２．０ｍｌの容積を有する検査容器がある。更に例えば、クライオ容器、ファルコン容器（例えば１５ｍｌ及び５０ｍｌ）、ガラス容器及びビーカー、例えば９６又は３８４の容器を備えたマイクロタイタープレート（ＭＴＰ）、ディープウェルプレート（ＤＷＰ）、又は例えば９６の容器（ウェル）を備えたＰＣＲプレートがある。枚挙にいとまが無いが、これらはミキサが適合させられるべき検査容器及び容器複合体が多岐にわたって存在していることを示唆している。

前記装置に設けられた検査容器又は容器複合体の前記ホルダは、交換可能である（いわゆる「交換ブロック」）。交換ブロックは大抵、個々の容器が上方から交換ブロックに差し込まれるように構成されているので、公知のミキサに関して好ましくは、実質的に１つの水平面内で行われて軌道運動とも説明される、円形に並進反復する混合運動が確立された。この目的のために、公知のミキサは一般に、好ましくは電動モータによって駆動される偏心駆動装置を有している。この偏心駆動装置は、専門用語で「テーブル」とも呼ばれるプレートに接続されている。このプレートは、いわゆる金属製の交換ブロックとして交換可能に構成されているか、又は固定的に取り付けられている、つまり交換不能な容器保持装置のための取付け装置として役立つ。一般に、容器保持装置はプレートにねじ締結されている。偏心駆動装置は、容器保持装置と一緒にプレートに円形の軌道運動を行わせる。このようなミキサは通常、２００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの回転周波数で駆動されるが、１００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの回転周波数も可能である。一般に周波数は調節可能である。

検査容器の温度コントロール装置は、公知のように１つの交換ブロックにつき１つの取付け装置を備えていてよく、この取付け装置の上面において、温度コントロール装置の熱源又はヒートシンクが、交換ブロックの下面と熱伝導接触している接触面を加熱する。つまり、取付け装置の接触面は、その上に取り付けられた交換ブロックと熱伝導結合している。

交換ブロックは一般に、実質的に良好に熱伝導する金属、特にアルミニウム又は銀等の材料から成っており、この場合、ブロックは中実に構成されているか、又は腐食処理された構造を有しており、この腐食処理された構造は重量軽減のために、試料を収容し且つ交換ブロックの下面から容器に対して良好に熱搬送するための構造だけを有している。取付け装置の温度コントロールされる接触側との熱伝導接触を生ぜしめるために、前記のような交換ブロックは、公知のように取付け装置にねじ締結されている。ねじは、ドライバ等の工具によって比較的簡単に外されるので、交換ブロックは、例えば別のサイズの検査容器用の交換ブロックと交換可能である。

特に温度コントロール機能を有する装置に関しては、容器内の凝縮物を減少させるために、容器保持装置を取り囲む所定の空間を、フードによって覆い、このようにして温度コントロール装置及び／又は容器保持装置のケーシングと一緒に、ある程度断熱するように取り囲むことが知られている。このことは、温度コントロール装置によって取付け装置内の容器のみならず、その直近の周辺環境も、別の周辺環境と交流することなく加熱される、という効果を生ぜしめる。このことは、場合によって容器内で加熱に基づき蒸発させられる液体の、（フード無しだとより低温の）露出した容器壁（特に容器のふた）における凝縮を低減させる。これは、例えば、比較的温かい室内空気の凝縮水が結露するような、冷たい窓ガラスにおいて観察することが可能になるという効果をもたらす。

更に、フードを備えたこのような装置に関しては、フードに設けられた加熱部材、例えば加熱ホイルを介してフード自体を加熱することが知られている。公知のフードに設けられたこれらの加熱部材への電力供給は、温度コントロール機能を有するベースユニットに対する解離可能な電気接続（ユニット仲介式の電力供給）を介してか、又はコンセント等の外部の中心電気エネルギ源に対する解離可能な電気接続を介して行われる。両者に共通して、フードはプラグに類似した電気的な接触部材を有しており、この接触部材はユーザが手に持って、本来の装置又は外部の電気エネルギ源に能動的に差し込まねばならない。

本発明の課題は、検査容器内容物の処理装置を、より簡単且つ確実に作動するように取扱い可能にすることである。

この課題は本発明により、請求項１記載の特徴を有する装置及び請求項１７記載の特徴を有する周辺ユニットによって解決される。有利な構成は従属請求項に記載されている。

温度コントロール装置と周辺ユニット用のホルダとを備えたベースユニット、少なくとも１つの周辺ユニット及び容器収容部から成る、本発明による検査容器の温度コントロール装置は、より簡単且つ確実に作動するように取り扱える、ということが判った。より簡単な操作性及びより高い動作信頼性にとって重要なのは、ベースユニットに周辺ユニットを載置した場合に、解離可能なカップリング対が自動的に形成され、このカップリング対によって電力及び／又は少なくとも１つの信号が伝達可能であるという、装置の特性である。

前記の「自動的に」という概念は、この文脈では各カップリング要素をユーザが手に取って互いに係合し合うように操作する必要無しに、カップリング対が形成されることを意味している。つまり、ユーザはカップリング要素自体に接触する必要無しで、周辺ユニットをベースユニット上のホルダに載置する。このことは、研究室エリア内にいるユーザにとって、ベースユニット上に位置する温度コントロール装置の高温の表面に偶然に接触してしまうという危険が低下されているという利点を有している。更に、場合によっては電圧がかかっている部分にユーザが接触することはない。研究室内で、健康を脅かす恐れのある生体物質又は化学物質も研究しているユーザは、全体として装置のより少ない部分に触れれば済むので、これにより装置の汚染のリスクが低下される。装置のより少ない部分を洗浄若しくは除染すれば済む。更に、装置の洗浄は全体としてより簡単である。それというのも、アプローチしにくい部分及びセンシティブな部分は洗浄せずに済むからである。これにより、本発明による装置は、全体的により簡単且つ確実に作動するように取り扱うことができる。

特に周辺ユニットからベースユニットに、また逆にベースユニットから周辺ユニットに信号を伝達可能な、ベースユニットと周辺ユニットとの間でのカップリング対の自動的な形成は、装置のこれらの部分間での極めて迅速な情報交換を可能にする。このことは２つの点において有利である。１つには、これは装置の製造を容易にする。それというのも、ベースユニットと周辺ユニットとが別個に製造され得るからである。この場合、各ユニットにおけるユニット特有の情報は記憶媒体、好ましくは集積回路、特に好ましくはメモリチップに記憶することができる。このようなユニット特有の情報は、熱伝導性の金属の交換ブロックに関しては、例えばシリアルナンバー、温度センサの調整値、最大混合周波数及び交換ブロック内の温度コントロール装置用のブロック特有の制御パラメータである。ブロック特有の制御パラメータは、異なる様々なブロック質量にもかかわらず、（過剰な振動又は極端に低い温度調節勾配のない）最適な振動特性を得るために合理的である。シリアルナンバーはベースユニットによって読み取られ、これによりテストを明確に記録することを可能にする。凝縮物防止フードに関しては、ユニット特有の情報は、例えばシリアルナンバー、温度センサの調整値、温度コントロール装置用の制御パラメータである。周辺ユニットの記憶媒体に記憶されたユニット特有の情報、例えば温度センサの調整値は、ベースユニットに周辺ユニットが最初に載置されると、自動的に形成されるカップリング対を介して信号として伝達されるので、本発明による装置は、組み立てられた状態で更に調整すること無しに、稼働可能な状態になる。これにより、慣例の作業段階、特に慣例の、組み立てられた状態での熱的な調整が省かれる。更に、後から新しく開発された任意のブロックを、更なる適合（例えばベースユニットにおけるソフトウェアアップデート等）を行う必要無しに、ベースユニット上で作動させることができる。研究室のユーザにとっては、周辺ユニットとベースユニットとの間に自動的に形成されるカップリング対を介した信号伝達による迅速な情報交換も、やはり有利である。一般に、ユーザが手持ちのベースユニット用の周辺ユニット、特に交換ブロックは種々様々に異なっている。これらの交換ブロックは、特定の用途だけに適しているにもかかわらず、見た目だけで簡単に区別することはできない。本発明による装置では、前記ユニット特有の情報及び／又は特定の用途に関するユーザ特有のパラメータが、各ユニットの記憶媒体、好ましくは集積回路、特に好ましくはメモリーチップに記憶されている。周辺ユニットがベースユニットに載置されると、自動的に形成される、再び解離可能なカップリング対によって周辺ユニットからベースユニットに信号伝達が行われて、ユーザは周辺ユニットに関する視覚的又は音響的な信号を受け取る。この信号を介して情報が伝達される。このようにして、周辺ユニットが特定の用途にしか適していないことを、例えばベースユニットのディスプレイに表示させることができるか、若しくはベースユニットのスピーカに通知させることができる。好ましくは、本発明による装置は、ユーザに情報が表示されるディスプレイを有している。記憶媒体に記憶可能なユーザ特有のパラメータの例としては、特定の温度コントロール範囲、例えば「１５℃〜５０℃の温度でのみ使用されるブロック」、例えば「生体物質にのみ使用されるブロック」等の物質制限、例えば「２０００ｒｐｍの最大回転数までのみ使用されるブロック」等の回転数制限がある。更に、種々様々なブロックにおける最大回転数のような安全性に関する限界パラメータが固定的に記憶されている。このことは、より重たく且つ／又は大型のブロックの場合にベースユニットのアンバランス及び振動をもたらす極端に高い混合周波数の発生を防止する。アンバランス及び振動は、装置全体を作業面から離反させる恐れがあり、延いては試料、ユニット及びユーザを危険にさらす。本発明による装置は、前記特性によってより簡単且つ確実に作動するように取扱い可能である。それというのも、周辺ユニットの載置、特に交換ブロックの載置に際して、ユーザが特定の用途に関する周辺ユニットの適性に関する情報を受け取るからである。このようにして、場合によっては試料を損なう誤った適用若しくはユニット（ベースユニット又は周辺ユニット）を損なう誤った適用が回避され得る。

上述したことから、特に周辺ユニットに関して、より長持ちするようになるという利点が得られる。それというのも、誤った適用が防止されるからである。

即ち本発明は：
１．‐検査容器を収容する少なくとも１つの容器収容部、
‐取外し可能に構成された少なくとも１つの周辺ユニット、及び
‐温度コントロール装置と、少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニットを規定された位置に載置するためのホルダとを有するベースユニットを備えた、
検査容器の温度コントロール装置であって、
前記ベースユニット及び少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも１つの結合要素を有しており、これらの結合要素は、前記周辺ユニットをベースユニットの規定された位置に載置した場合に、少なくとも１つの解離可能なカップリング対を形成し、該カップリング対により電力及び／又は少なくとも１つの信号が伝達可能であることを特徴とする、検査容器の温度コントロール装置、
２．前記検査容器の温度コントロール装置に使用するための周辺ユニット、
３．研究室における生物学的用途、生化学的用途、分子生物学的用途及び／又は化学的用途に関する前記温度コントロール装置及び周辺ユニットの使用、及び
４．本発明による温度コントロール装置及び本発明による周辺ユニットの製造方法
に関する。

本発明では、次の概念が以下のように規定される。即ち：
本発明における「温度コントロール」は、物体又は液体の温度の積極的な変更を表すものであって、加熱と冷却の両方が含まれる。特に「温度コントロールする」という概念は、容器保持装置、特に容器収容部、延いては試料における温度を制御して変化させることにより、所定の目的値に調節することを表す。

「検査容器」は、試料を収容するための、研究室において汎用される１つ又は多数の容器である。試料は、特に溶液、合剤、懸濁液、分散血液等の液体又は固形物の、複数の物質である。この概念は、特に一般にエッペンドルフ容器の名称でまとめられる、例えば０．１ｍｌ、０．２ｍｌ、０．５ｍｌ等の小さな体積（マイクロ体積）を収容するための容器に関するものである。更に、当該概念には一般的に研究室で使用される、より大きな収容容積（例えば１〜１００ｍｌ）を有する容器も含まれている。例えば当該概念にはファルコン容器、ガラス容器及びビーカーが含まれる。同様に当該概念には、マイクロタイタープレート（ＭＴＰ）、ディープウェルプレート（ＤＷＰ）、ＰＣＲプレート又は細胞培養プレート等の、複数の個別容器、特に１２，９６，３８４，１５３６個の個別容器がまとめられたプレートも含まれている。特に、本発明の意味における検査容器は、試料が充填された上記の検査容器である。

「容器収容部」は、一般に多角形のブロックとして構成されていて、容器ブロックとも呼ばれる容器保持装置（取付け装置）に設けられた凹部若しくは切欠きを表している。この凹部は、検査容器を収容することができるように構成されていて、検査容器が容器収容部の底部と側壁とに接触し、これにより容器収容部と検査容器との間に熱伝導接触が生ぜしめられるように寸法決めされている。１つの容器ブロックが、１つ又は多数の容器収容部を有していてよい。容器ブロックは、好ましくは良好な熱伝導性を有する材料、つまり熱伝導率λが例えば２００以上の材料から製造されている。容器ブロック自体は温度コントロール装置と熱伝導接触している。容器ブロックは、永続的に取り付けられていてよい（ユーザによって取り外されることは想定していない）か、又は完全に取外し可能に構成されていてよい（ユーザによって取外し可能）。好ましくは、容器ブロックは完全に取外し可能な、いわゆる交換ブロックである。本発明による温度コントロール装置が運動しない装置として、つまり純粋なサーモスタットとして構成されている場合には、容器ブロックは運動されない。本発明による温度コントロール装置がミキサ（温度コントロールされるミキサ）として構成されている場合には、容器ブロックは駆動装置を介して混合運動させられる。

「交換ブロック」は、容器保持装置（容器ブロック）の特別な構成を表すものである。この容器ブロックは、取外し可能な周辺ユニットとして構成されている。交換ブロックは一般に、主として良好な熱伝導性を有する金属等の材料、特にアルミニウム又は銀から成っており、この場合、交換ブロックは中実に構成されているか、又は重量軽減の目的で腐食処理された構造を有していてよい。１つの交換ブロックは、その上面に１つ又は複数の容器収容部を有している。交換ブロックの下面は、ベースユニット上での取付けに使用される縁部域を除いて平らに構成されている。このことは、ベースユニットの温度コントロールされる接触側との最適な大面積の熱伝導接触を保証する。交換ブロックの縁部域は、ベースユニットのホルダに交換ブロックを取り付けるために使用される。ベースユニットのホルダと交換ブロックの側方領域とは、互いに形状接続的に且つ／又は摩擦接続的に相互作用し合うことが可能である。例えば互いに食い込み合うアンダカット要素、ばね部材又はねじが取付けに使用されてよい。あらゆる取付け方法に共通して、前記取付け手段はユーザによって簡単に解離され得る。つまり、ユーザがある交換ブロックをベースユニットから取り外して、別の交換ブロックを再度載置することが可能である。種々様々な交換ブロックは、例えばその容器収容形式及び／又は容器収容数において異なっている。ある交換ブロックは、取外し可能に構成された周辺ユニットとして形成されている。本発明による温度コントロール装置が運動されない装置として、つまり純粋なサーモスタットとして構成されている場合には、交換ブロックは運動されない。本発明による温度コントロール装置がミキサ（温度コントロールされるミキサ）として構成されている場合には、交換ブロックが駆動装置によって混合運動させられる。

「取外し可能に構成された周辺ユニット」は、本発明による装置全体（温度コントロール装置）の一部を表すものであって、ベースユニットから完全に分離可能である点において優れている。当該周辺ユニットは、ベースユニットの上面に配置されている。当該周辺ユニットは、センサ等の電気エネルギを必要とするエレメント、集積回路（integrated circuit=IC）及び／又は加熱部材、例えば加熱ホイルを有している。センサ及び回路は、センサ系という概念にもまとめられる。特に、センサ系は少なくとも１つの温度センサと少なくとも１つのメモリーチップ、特にＥＥＰＲＯＭとを有している。周辺ユニットのセンサ系は、０．１〜１０ワットの電力を必要とする。例えば加熱ホイル等の電力消費器は、５０〜５００ワットの電力を必要とする。電気エネルギを必要とする周辺ユニットは、ケーブル無しでベースユニットに接続可能である。この周辺ユニットは、少なくとも１つの結合要素を有しており、この結合要素はベースユニットに設けられた対応部材と一緒に解離可能なカップリング対を形成し、このカップリング対によって電力及び／又は信号が伝達可能である。好ましくは、取外し可能に構成された周辺ユニットは、交換ブロック及び／又は凝縮物防止フードである。装置全体が、取外し可能に構成された周辺ユニットを１つしか備えていない。この構成には以下の例が含まれる：１．永続的に取り付けられた容器ブロックの容器収容部及び凝縮物防止フードを周辺ユニットとして備えた本発明による装置であって、この場合、容器ブロックはベースユニットに固着結合されている；２．交換ブロックに設けられた容器収容部を備えた本発明による装置。装置全体が、取外し可能に構成された多数の周辺ユニット、特に２つの周辺ユニットを備えて構成されていてもよい。この構成には以下の例が含まれる：１．第１の周辺ユニットとしての交換ブロックに設けられた容器収容部と、第２の周辺ユニットとしての凝縮物防止フードとを備えた本発明による装置；２．第１の交換ブロックに設けられた容器収容部と、第２の交換ブロックに設けられた容器収容部とを備えた本発明による装置。装置全体が、取外し可能に構成された３つの周辺ユニットを備えて構成されていてもよい。この構成には以下の例が含まれる：第１の交換ブロックに設けられた容器収容部と、第２の交換ブロックに設けられた容器収容部と、第３の周辺ユニットとして２つの交換ブロックを覆う凝縮物防止フードとを備えた本発明による装置。装置全体が、取外し可能に構成された４つの周辺ユニットを備えて構成されていてもよい。この構成には以下の例が含まれる：第１の交換ブロックに設けられた容器収容部と、第２の交換ブロックに設けられた容器収容部と、第３及び第４の周辺ユニットとして前記の個々の交換ブロックを覆うそれぞれ別個の凝縮物防止フードとを備えた本発明による装置。本発明による装置全体が加熱されるミキサとして構成されている場合には、容器収容部を有する周辺ユニットもやはり混合運動させられる。周辺ユニットが凝縮物防止フードである場合、この凝縮物防止フードは混合運動させられない、つまり、凝縮物防止フードは混合過程の間、動かない状態であり続ける。このことは有利である。それというのも、これによりセンシティブなセンサの耐用年数が延長されるからである。

「ベースユニット」は、装置全体の、完全な電気エネルギ供給を担う部分を表すものであって、この部分は、操作面及び制御部材を含んでいる。本発明による温度コントロール装置全体がミキサ（温度コントロールされるミキサ）である場合は、ベースユニットにやはり駆動装置が位置している。ベースユニットは、外部の電気エネルギ源に接続されているか、又はベースユニット自体がエネルギ源を有している。ベースユニットの上面には、温度コントロール装置、並びに周辺ユニットを規定された位置に載置して取り付けるためのホルダが位置している。温度コントロール装置は、容器ブロックに設けられた容器収容部内に位置する検査容器を間接的に温度コントロールするために役立つ。容器ブロックは、ベースユニットの上面に設けられた温度コントロール装置と直接に接触しているので、温度コントロール装置は直接的に容器ブロックを所望の温度に調節する。

「ホルダ」は、ベースユニットに設けられた１つ又は複数の取付け要素を表すものであって、この取付け要素は、周辺ユニットをベースユニットに解離可能に取り付けるために役立つ。ホルダは、少なくとも１つの周辺ユニットが載置され得るように構成されている。本発明による装置全体が、交換ブロックと凝縮物防止フードの両方を有するミキサ（加熱されるミキサ）として構成されている場合、第１の取付け要素はベースユニットの可動部分に位置している。この第１の取付け要素には、容器収容部を有する周辺ユニット、特に交換ブロックが載置され、これにより、容器収容部を備えた交換ブロックも同様に混合運動させられる。第２の取付け要素は、ベースユニットの非運動領域、つまり駆動装置によっては運動させられない領域に位置している。この第２の取付け要素には、混合運動に関与しない凝縮物防止フードが載置される。「規定された位置」又は同義の概念「特定の位置」は、ベースユニットにおける周辺ユニットの、可能な唯一の正しい位置決めを表すものである。周辺ユニット及びベースユニットにおける各結合要素が、機能的に再度解離可能なカップリング対を形成して、このカップリング対を介して少なくとも１つの信号及び／又は電力が伝達可能である限り、位置決めは正しい。規定された位置での載置は、直ちに生じる信号伝達によって認識可能であり、この信号伝達は、ベースユニットによる周辺ユニットの識別を可能にし且つベースユニットのディスプレイにおいてユーザに表示される。

「結合要素」は、上位概念として種々様々な技術的要素を表すものであり、これらの技術的要素が自動的に、周辺ユニットとベースユニットとの間の信号伝達も電気エネルギ伝達も可能にする。特に、結合要素は光学的な結合要素である。光学的な結合要素は、オプトカプラとも呼ばれ、信号及びエネルギ伝達を光学的な手法で可能にする。オプトカプラは特にＬＥＤ、赤外線ＬＥＤであり、対応部材としては受光体、フォトダイオード、フォトトランジスタ又は光依存性抵抗（Light Dependent Resistor; LDR）がある。本発明による装置全体若しくは本発明による周辺ユニットは、好ましくは信号伝達用のオプトカプラを有している。

「結合要素」という概念には同様に、誘導式の結合要素、特にコイルも含まれる。ベースユニット及び周辺ユニットにおいて協働する２つのコイル（一次コイル及び二次コイル）は、疎結合変圧器として働く。一方のコイルはＥ形フェライトコアを有している。ベースユニットに設けられたコイル（一次コイル）と周辺ユニットに設けられたコイル（二次コイル）との間には、約２ｍｍの空隙が位置している。この架橋されるべき空隙は、フェライトの脚部間隔の寸法に大きな影響を及ぼす。極めて小さな空隙の場合は脚部の間隔もやはり小さく、例えば４ｍｍのコア（カップコア）の場合は、約０．５〜１ｍｍの間隔を架橋するために１ｍｍの脚部間隔で十分である。より大きな間隔の場合は、脚部間隔もより大きく選択されていなければならない（例えば約３〜４ｍｍ）。このようにしてのみ、磁力線が更に空間内に広がり得るということが保証されており、これにより、二次フェライトコイルにおいて十分な磁気的な相互作用が行われて、エネルギ伝達の有用な効率も得られる。

「結合要素」という概念には同様に、容量性の結合要素も含まれる。容量性の結合要素はキャパシタから成っている。「結合要素」という概念には同様に、電気的な結合要素も含まれる。本発明の意味での電気的な結合要素は、ばね付勢されるコンタクト（スプリングコンタクト）である。ベースユニットと周辺ユニットとに設けられた各スプリングコンタクトを介して、電気を導通する接続（導電接続）が自動的に生ぜしめられる。

「解離可能なカップリング対」は、ベースユニットの結合要素（第１の結合要素）がそれぞれ、周辺ユニットの対応部材（第２の結合要素）に統合されたものを表しており、この統合は、周辺ユニットがベースユニットの規定された位置に載置されると自動的に生ぜしめられる。周辺ユニットをベースユニットから取り外す場合は、前記結合要素が再び空間的に分離されて、結合が解消される（解離可能）。「統合」という概念は、この文脈では結合要素が電気的な結合要素である場合の、接触接続式の統合である。カップリング対を形成するその他全ての結合要素（光学式、誘導式、容量性）では、前記統合は接触無し（無接触式）である。結合要素はそれぞれ空間的に近くに位置していて、所定の空隙によって分離されている。好ましくは、この空隙は約２ｍｍである。

本願の意味における「電力の伝達能力」とは、所定の伝達経路に電力が入力され、伝達経路の終端部において電力が再び取り出されることを意味している。電力は合間に、例えばベースユニットと周辺ユニットとの間で任意の別のエネルギ形態（例えば磁界又は電界、光）に変換され、後で再び変換し戻されてよい。

本発明の意味での「信号」は、センサ及び／又はＩＣ（特にＥＥＰＲＯＭ）及び／又は制御ユニットによって受信器に送信される情報である。好ましくは、信号は周辺ユニットにおいて検出される測定値又は状態である。

「電気的に互いに分離される」という概念は、導電接続の喪失を表すものである。好ましくは、所定の空隙が導電接続を喪失させるために働く。特に好ましいのは２ｍｍの空隙である。光学式の結合要素、誘導式及び／又は容量性の結合要素を備えた本発明による装置の構成において、ベースユニットと周辺ユニットとは、組み立てられた状態、つまり作動準備状態においても電気的に互いに分離されている。

「集積回路（ＩＣ）」は、回路を備えた電子構成素子である。これは特にマイクロチップ、好ましくはＥＥＰＲＯＭである。

「電気的な接触部材」は、本発明の意味では導電性材料から成っていて、電流が流れる部材である。電気的は接触部材は、特にベースユニットから周辺ユニットに対する電力伝達に役立つ。特に、ベースユニット及び凝縮物防止フードは各１つの電気的な接触部材を有しており、これらの電気的な接触部材は凝縮物防止フードをベースユニットに載置した場合に、共に解離可能な導電接触部を形成する。本発明による１つの構成では、ベースユニットに設けられた電気的な接触部材は、位置決めピン（位置決めドーム又はドームとも呼ばれる）であり、この位置決めピンは、電源に接続された導電性のねじを、ベースユニットの上面に固定する。周辺ユニットにおける電気的な接触部材は環状ばねであり、この環状ばねはジャックの溝内に位置している。凝縮物防止フードをベースユニットに載置する際に、ベースユニットのピン若しくはドームが凝縮物防止フードのジャックに挿入され、このようにして導電接触が生ぜしめられる。凝縮物防止フードに設けられた環状ばねを備えたジャックから、電流が所定のケーブルを介して加熱ホイル又は別の加熱部材に分配される。

本発明の意味における「電力消費器」は、５０〜５００ワットの電力を消費する電子構成部材である。特に、このような電子構成部材は５０〜３００ワットの電力を消費し、特に好ましくは、１００〜２００ワットの電力を消費する。電力消費器の本発明による１つの形態は、凝縮物防止フードに設けられた加熱部材、特に加熱ホイルである。この加熱部材には１６０ワットの電力がもたらされる。

本発明の意味における「凝縮物防止フード」は、検査容器が位置する容器保持装置の周りの空間を、ベースユニット及び／又は容器ブロックの壁と一緒に取り囲むフードである。上部天井と、この上部天井から引き下ろされた側壁とを備えたフードは、壁及び天井に断熱材料を有している。更に、フードはその天井に加熱部材、特に加熱ホイルを有している。このフードは断熱作用を有している。フードは更に、少なくとも１つの温度センサ及び／又は少なくとも１つのＩＣ、特にＥＥＰＲＯＭを有している。凝縮物防止フードは、本発明による周辺ユニットの１つの形態であり且つフードをベースユニットに載置した場合に、ベースユニットに設けられた対応部材と共に解離可能なカップリング対を形成する、少なくとも１つの結合要素を有している。本発明によるフードは、全ての構成において運動させられない状態であり続ける。つまりフードは混合運動には関与しない。

本発明の意味における「形状接続」は、成形部材を介して力伝達が行われた場合の結合である。構成部材の幾何学的な形状は、構成部材間の分離を阻止するものである。

本発明の意味における「摩擦接続」は、接触面に対する予圧力又は垂直方向の力によって摩擦力が生ぜしめられる場合の結合である。この摩擦力は、構成部材間の分離を阻止する。

本発明の意味における「結合部材」は、機械的な統合にのみ使用される。

本発明による装置は、検査容器を収容する少なくとも１つの容器収容部、少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニット、並びに少なくとも１つのホルダを有しており、このホルダは少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニットをベースユニットの規定された位置に取り付けるために備えられている。少なくとも１つの温度コントロール素子（例えば抵抗又はセラミック加熱素子、あるいはペルチェ素子）から成る温度コントロール装置は、好ましくは少なくとも１つの容器収容部の下位に配置されている。

ベースユニット及び少なくとも１つの周辺ユニットは、本発明に基づきそれぞれ少なくとも１つの結合要素を有しており、これらの結合要素は対を成して、少なくとも１つの解離可能なカップリング対として協働し、周辺ユニットがベースユニットの特定の位置（規定された位置）に位置している場合には、前記カップリング対により電力及び／又は少なくとも１つの信号が伝達可能である。少なくとも１つの結合要素は、好ましくは導電性の材料接触無しで、つまり電気的に分離されているにもかかわらず、例えば光学式及び／又は誘導式及び／又は容量式に機能する。但し、少なくとも１つの本発明によるカップリング対に関しては、少なくとも一方の結合要素が電気を通すように機能することもできる。伝達される信号は、好ましくは光信号及び／又は電圧信号である。本発明によるカップリング対が複数である場合は、前記作用原理が任意に組み合わされる。非電気的なカップリング対は、こぼれた試料液体が導電性の構成部材と接触する恐れがないという利点を有している。このようにして、潜在的な短絡及び腐食による損傷が防止される。

少なくとも１つの結合要素は、好ましくはＬＥＤ、特に赤外線ＬＥＤであり、このＬＥＤは、フォトダイオード、受光体、フォトトランジスタ又は光依存性抵抗（Light Dependent Resistor/ LDR）の形態の少なくとも１つの結合要素と、光電カップリングとして協働する。このような形式のカップリングは、１方向に働く。したがって、伝達方向に応じて、結合要素はベースユニットか、又は周辺ユニットのいずれかに配置されている。この形式のカップリングは、好ましくは信号伝達に使用される。

しかしまた、少なくとも２つの結合要素が、互いに誘導性カップリングとして協働するコイル（又は容量性カップリングとして協働するキャパシタ）であってもよく、あるいはばね負荷される導電性のコンタクトであってよい。このような結合要素の一対によって、複数のチャンネルにおいて信号及び／又は出力が電気的に伝達され得る。電気的な信号変調装置の使用により、双方向チャンネル（例えば少なくとも１つの結合要素との電磁結合又は導電接続）を介して、種々様々な信号、即ち「複数のチャンネル」が、１つの電気的なベース信号に「変調されて」伝達され得る。このような形式のカップリングは、（変調されて又は変調されずに）１方向又は双方向で使用され得る。好ましくは、コイル又は電気を通すコンタクトは純粋な電力伝達のために使用される、つまり、信号伝達には使用されない。

周辺ユニットは、本発明では例えば、特に冒頭で従来技術に関して説明した特徴を有する形式の交換ブロック又は凝縮物防止フードであってよい。本発明による装置は、そのミキサとしての構成において、ベースユニットに配置された駆動装置（偏心駆動装置）を有しており、この駆動装置は電動モータによって駆動される。偏心駆動装置は、専門用語で「テーブル」とも呼ばれるプレートに接続されている。このプレートは、容器ブロック用の取付け装置として使用される。したがってプレート上には特に、可能な周辺ユニットのうちの１つである交換ブロックを載置するためのホルダが位置している。これにより駆動装置は、交換ブロック用のホルダを含むプレートと交換ブロックとを混合運動させる。第２のあり得る周辺ユニット、特に凝縮物防止フード（フード）に関して、ホルダは駆動装置により運動させられるプレート上ではなく、本発明による装置の非運動部分に位置している。

前記交換ブロックは大抵、個々の容器が上方から交換ブロックに差し込まれるように構成されているので、装置にとっては実質的に１つの水平面内で行われて軌道運動とも呼ばれる、円形に並進反復する混合運動が好ましい。この目的のために有利な形式で、好ましくは電動モータによって駆動される偏心駆動装置が、「テーブル」（交換ブロックを載置することができる取付け装置）に前記円形運動を行わせるようになっている。この場合、装置は好ましくは２００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの回転周波数で駆動されるが、１００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの回転周波数も可能である。周波数は有利な形式で調節可能である。

少なくとも１つのカップリングは、好ましくは少なくとも１つの電力消費器、例えばヒータ又は冷却装置、また例えば少なくとも１つのセンサ及び／又は少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）にも、周辺ユニットの少なくとも１つのカップリングによってエネルギを供給し且つ／又は周辺ユニットをベースユニットとの信号接続状態にもたらすために役立つ。電力供給する場合は、コイル対を介した誘導性カップリングが好ましく、且つ／又はベースユニット及び少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも２つの（１つの）（付加的な）電気的なコンタクト要素を有しており、これらの電気的なコンタクト要素は周辺ユニットをベースユニットの規定された位置に載置した場合に、少なくとも１つの解離可能な導電性の二重コンタクトを形成するようになっており、この二重コンタクトにより、ベースユニットから周辺ユニットに設けられた電力消費器に、電力を伝達可能である。

本発明による装置によって、ベースユニットから周辺ユニットに、且つ逆に周辺ユニットからベースユニットに信号を送ることができる。有利には、例えば周辺ユニットに関して作動を制限するために、周辺ユニット自体に（例えばＥＥＰＲＯＭに）、例えば最高回転速度又は回避されるべき回転速度（そのときどきの周辺ユニットの質量にとって共振周波数は脅威となるので避けねばならない）及び／又は温度コントロールの調整データ等が記憶されていてよい。このことは、容器ブロックに挿入された温度センサが、所定の「ドーム」においてベースユニットに取り付けられている従来公知のミキサに比べて、以下の利点を有している。即ち：周辺ユニット、特に交換ブロックに固定的に取り付けられたセンサ系は故障しにくく、より正確な信号伝達を可能にする。それというのも、センサ系は１つの構成群にしか所属していないからである；特に、周辺ユニットに固定的に取り付けられたセンサ系は、試料により密接していて−このことは特に大型のブロックの場合に重要である−、センサ系と周辺ユニットとの間に空気層が存在していない；このことは、より正確な温度検出、延いてはより正確で迅速な調整を可能にする。周辺ユニットに固定的に取り付けられたセンサ系は、移動する及び／又はずれる恐れがない；周辺ユニットに固定的に取り付けられるセンサ系は、組立てがより簡単である；周辺ユニットに固定的に取り付けられたセンサ系は、新規に開発しようとする周辺ユニット、例えば交換ブロック又は付加価値（照明）を有する凝縮物防止フードの別の構成に関して将来性のあるシステムである。

好ましくはフード及び／又は交換ブロックに内蔵される温度センサ、並びにフード及び／又は交換ブロックを識別するための可能なメモリーチップが、エネルギ供給部に対して誘導式に変調されるか、又は光学式に結合され得る。周辺ユニットの検出は、（好ましくは周辺ユニットに設けられた）磁石及び磁気センサ（ホールセンサ、磁気抵抗素子）を介して行われてもよい。このようにして、本発明では結合要素へのエネルギ及び／又は信号供給を、周辺ユニットの存在の検出（及び／又は周辺ユニットの識別）に関連させることができる。誘電式の結合要素の場合に、周辺ユニットが存在していないときはコイルを遮断するということは、コイルが「妨害送信機」として周囲の別の電子機器に影響を及ぼす恐れはないという利点を有している。電力は誘導式に、好ましくは１００〜１０００ｋＨｚの周波数で、特に好ましくは２５０〜５００ｋＨｚの周波数で伝達される。この周波数範囲は、構成サイズ、架橋可能な空隙及び効率の最適化に際して有利であるということが判った。

取付け装置及び少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも１つの位置決め部材を、好ましくは差込み接続部材の形態で有していてよく、前記位置決め部材は、特定の位置において一緒に位置決めプラグカップリングとして働く。しかしまた、例えば本発明による結合要素が取付け装置及び少なくとも１つの周辺ユニットに取り付けられている場合には、付加的に本発明による伝達カップリングとして働く。特に強磁性の、磁気的な結合エレメントは、（例えば付加的にばね負荷された係止機構の摩擦接続と形状接続の組み合わせに対して付加的に、並びに差込み接続部の形状接続に対して付加的に）プラグカップリングを特定の位置で保持することができる。このことは、例えば交換ブロック又は凝縮物防止フードを確実に保持する必要があり且つ混合運動時に飛び出させないという要求に適合される。ねじ締結による交換ブロックの固定に関する冒頭で述べた従来技術に比べて、交換ブロックの載置時に確実な保持結合が、電力カップリング及び信号カップリングと同様に自動的に形成される構成が優先される。このことは、例えば係止機構、ばね部材、特に側方押圧部材によって生ぜしめることができる。

周辺ユニット及び／又はベースユニットは、スライディングカバーを有していてよく、このスライディングカバーは所定の位置にスライドし、この位置に弾性部材によって押し付けられている。押し付けられた位置において、スライディングカバーは少なくとも部分的に所定の結合要素を被覆している。このことは特に、結合要素を付加的に保護するために役立つ。結合要素はいずれにしろ極めて簡単に面一に、且つそれどころか継ぎ目無しのケーシング表面の裏に取り付けられていてよいので、スライディングカバーが付加的な保護手段を成している。

特に交換ブロックとしての構成において、少なくとも１つの結合要素及びセンサ系を備えており、且つ凝縮物防止フードとしての構成において、少なくとも１つの結合要素及びセンサ系を備えている周辺ユニット自体も、やはり本発明によるものである。更に、周辺ユニット及び／又は本発明による装置全体の使用も本発明に基づくものである。したがって、上で説明した周辺ユニットの本発明に基づく特徴は、装置全体の要素としての周辺ユニットにも、本発明に基づく周辺ユニットだけにも当てはまる。

本発明による結合部を立体的に示した図である。 本発明によるベースユニットを上から見て立体的に示した図である。 本発明によるベースユニットを、周辺ユニットが載置された状態及び取り外された状態で、図２に示した結合部と一緒に示した２つの立体側面図である。 図２に示した結合部の要素としてのコアを備えたコイルの側面図、平面図及び立体側面図である。 本発明による付加的な差込み接続部を部分的に断面して示した立体側面図である。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

図１には本発明による光誘導式のインタフェースの作用範囲が示されている。このインタフェースは、ベースユニット側の部分２（図２も参照）と、周辺ユニット側の部分５とから成っている。周辺ユニット側の構成群は、ねじ６によって周辺ユニットの内側部分７、例えば凝縮物防止フードのインナシェルに取り付けられる（アウタシェルはこの図面には図示されていない）。プリント回路基板８は６つの光通路を備えている。４つの通路が凝縮物防止フードからベースユニットにデータを伝達する。これに対応してプリント回路基板には４つの赤外線ＬＥＤ９が設けられている。２つの通路がベースユニットから凝縮物防止フードにデータを伝達する。このためにプリント回路基板には２つの受光体１０が位置している。これらの光学的な構成部材は、凝縮物防止フードのインナシェル７に設けられた複数の開口１１と、ベースユニットのケーシング上面１３ａに設けられた複数の開口１２とを介して、ベースユニットに設けられた相補的な結合要素と光結合している。汚れ及び周辺光に対する保護手段として、開口１１，１２内には光学フィルタ１３ｂ，１４が配置されている。

凝縮物防止フード内に含まれる２つの温度センサ及び１つのＥＥＰＲＯＭ（図示せず）並びに６つの光通路に対する電力供給は、誘導結合を介して実現される。このために、凝縮物防止フード側とデバイス側に、それぞれコイル１５，１６が位置決めされる。これらのコイルはそれぞれハーフシェルコア１７，１８の中央のピンに巻き付けられていて、磁力線を所定の方向に案内するために側方ウェブ３０を有しており、これらの側方ウェブ３０は、部分的にほぼ磁力線（図示せず）の経路に相応して延在しており、これにより、誘導信号伝達は、特に所定のギャップ又はケーシングを介しても改善される（デバイス側１８は見分けられるように抽象化されていて、図４に詳細に示されている）。エネルギ伝達は、疎結合変圧器の原理に従って行われる。

凝縮物防止フードの側には、更に磁石１９が位置している。この磁石１９のデバイス側が、ホールセンサ２０を介して検出される。凝縮物防止フードがベースユニットの規定された（特定の）位置に配置されており且つホールセンサ２０が磁石１９を認識して初めて、コイル１６が通電される。このようにして、誘導式のインタフェースの出力損失及び電磁妨害作用が低下される。

図１に示した結合構成群２のベースユニット１への取付け、及び図１に示した結合構成群５の周辺ユニット３１への取付けは、図３に概略的に示されている。

図５には、位置決めピン又はドーム３（図２）を備えた、磁気を用いた付加的な電気差込み接続部が示されている。第２の位置決めピン４についても同じ構成のインタフェースが実現される。強磁性の金属から製造される位置決めピン３は、導電性のねじ２１によってベースユニット１の上面１３ａに取り付けられる。ねじ２１は電源（図示せず）に接続される。

凝縮物防止フードのインナシェル７には金属のジャック２２がプレス嵌めされている。このジャック２２は内溝２３を有しており、この内溝２３には環状ばね２４が挿入されている。凝縮物防止フードがベースユニット１に載置されると、ジャック２２に対する位置決めピン３の導電接触が、環状ばね２４を介して生ぜしめられる。ジャック２２は所定の電流ケーブル（図示せず）を介して、凝縮物防止フードに設けられた加熱ホイル（図示せず）に接続されている。この電流回路は、位置決めピン４による第２のインタフェースを経由してベースユニット１に戻って閉じられる。

図５に示した差込み接続部には、上述の電流案内機能の他に、保持機能がある。このために凝縮物防止フードのアウタシェル２６に、磁石２５がプレス嵌めされている。この磁石２５は、凝縮物防止フードが載置された状態で、強磁性の位置決めピン３に所定の磁力を加え、このようにしてフードを付加的にベースユニット１上で位置固定する。

Claims (19)

1. ‐検査容器を収容する少なくとも１つの容器収容部、
   ‐取外し可能に構成された少なくとも１つの周辺ユニット、及び
   ‐温度コントロール装置と、少なくとも１つの取外し可能な周辺ユニットを規定された位置に載置するためのホルダとを有するベースユニットを備えた、
   検査容器の温度コントロール装置であって、
   前記ベースユニット及び前記少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも１つの結合要素を有しており、これらの結合要素は、前記周辺ユニットを前記ベースユニットの規定された位置に載置した場合に、少なくとも１つの解離可能なカップリング対を形成し、該カップリング対により電力及び／又は少なくとも１つの信号が伝達可能であることを特徴とする、検査容器の温度コントロール装置。
2. 前記少なくとも１つの解離可能なカップリング対の各結合要素は、電気的に互いに分離されている、請求項１記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの解離可能なカップリング対によって、電力及び／又は少なくとも１つの信号が光学式及び／又は誘導式及び／又は容量式に伝達可能である、請求項２記載の装置。
4. 前記ベースユニット及び周辺ユニットにおいて、それぞれ少なくとも１つの結合要素はコイルであり、両コイルは規定された位置において一緒に前記少なくとも１つの解離可能なカップリング対を形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記ベースユニット内に設けられたセンサが周辺ユニットを検出した場合にのみ、ベースユニットに設けられた前記コイルを通って電流が流れるようになっている、請求項４記載の装置。
6. ベースユニットに設けられた前記コイルを介して２５０〜５００ｋＨｚの範囲の周波数で、周辺ユニットに設けられた前記コイルに電力が伝達される、請求項５記載の装置。
7. 前記ベースユニットにおいて前記少なくとも１つの結合要素はＬＥＤ、特に赤外線ＬＥＤであり、前記周辺ユニットにおいて前記少なくとも１つの結合要素は受光体、フォトダイオード、フォトトランジスタ又は光依存性抵抗（Light Dependent Resistor/ LDR）であるか、又は逆に前記ベースユニットにおいて前記少なくとも１つの結合要素は受光体、フォトダイオード、フォトトランジスタ又は光依存性抵抗であり、前記周辺ユニットにおいて前記少なくとも１つの結合要素はＬＥＤ、特に赤外線ＬＥＤである、請求項２又は３記載の装置。
8. 前記周辺ユニットは、少なくとも１つのセンサ及び／又は少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）を有しており、前記少なくとも１つのカップリング対によって、信号が前記センサ及び／又は前記ＩＣから前記ベースユニットに、且つ／又は前記ベースユニットから前記周辺ユニットに伝達可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 前記ベースユニット及び前記少なくとも１つの周辺ユニットが、それぞれ少なくとも１つの電気的なコンタクト要素を有しており、これらのコンタクト要素は、前記周辺ユニットを前記ベースユニットの規定された位置に載置した場合に、少なくとも１つの解離可能な導電性のコンタクトを形成し、該導電性のコンタクトによって電力が、前記ベースユニットから前記周辺ユニットに設けられた電力消費器に伝達可能である、請求項２から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの容器収容部は、前記少なくとも１つの周辺ユニットに位置している、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記周辺ユニットは、交換ブロックである、請求項１０記載の装置。
12. 前記少なくとも１つの周辺ユニットは、前記ベースユニット及び／又は容器ブロックの壁と一緒に検査容器用の空間を取り囲むフードである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 前記ベースユニットは、少なくとも１つの駆動装置を有しており、該駆動装置によって、前記少なくとも１つの容器収容部が混合運動させられる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 前記ベースユニットに設けられた前記ホルダ及び前記少なくとも１つの周辺ユニットは、それぞれ少なくとも１つの形状接続的な位置決め部材を有しており、これらの位置決め部材は共に、前記少なくとも１つの周辺ユニットの少なくとも１の自由度を拘束している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 特に強磁性の磁気的な結合エレメントが、前記位置決め部材を規定された位置に保持する、請求項１４記載の装置。
16. 前記周辺ユニットは、スライディングカバーを有しており、該スライディングカバーは所定の位置にスライドし且つこの位置に弾性部材によって付勢されており、前記位置において前記スライディングカバーは少なくとも１つの結合要素を少なくとも部分的に覆っている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置のための周辺ユニット。
18. 研究室における生物学的用途、生化学的用途、分子生物学的用途及び／又は化学的用途のための、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置及び／又は請求項１７記載の周辺ユニットの使用。
19. 請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置及び／又は請求項１７記載の周辺ユニットの製造方法。

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