JP2013544088A - 低容量生物学的反応容器の加熱及び冷却 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
Claims (75)
- 反応物質を含み、反応を処理する化学反応及び/または生物学的反応プロセス容器を受容するための容器カップアセンブリであって、
反応容器受容部と、
加熱部と、
冷却部と、を含み、
前記アセンブリが一体構成されていることを特徴とする、容器カップアセンブリ。 - 前記容器受容部が、反応容器をぴったり受容するように調整されたカップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記カップが、一定の壁厚さを有することを特徴とする、請求項2に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記カップの壁厚さが、その開口端に向かって先細りしていることを特徴とする、請求項2に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記カップの壁厚さが、2°から5°の間のテーパー角を有することを特徴とする、請求項4に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記テーパー角が、4°のオーダーであることを特徴とする、請求項4または5に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記カップの壁厚さがその縁部で0.35〜0.45mmのオーダーであり、その底部で0.9〜1.1mmのオーダーであることを特徴とする、請求項4から6のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記カップ底部と前記反応容器底部との間に空隙が設けられていることを特徴とする、請求項2から8のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記空隙が、2〜4mmの深さを有することを特徴とする、請求項8に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記容器受容部が、低い側壁を有するトレイを含むことを特徴とする、請求項1に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記トレイが、反応物質を入れたスライドまたはカプセルを受容するために調整されていることを特徴とする、請求項10に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記容器受容部が、スライドの一部分に形成された反応チャンバーを受容するように調整されたスロットを規定することを特徴とする、請求項1に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記スロットが、クレジットカード寸法のスライドに収容された反応チャンバーを受容するように調整されることを特徴とする、請求項12に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記加熱部が、前記加熱部に巻かれたワイヤーコイル形状のヒーターを有することを特徴とする、請求項1から13のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記コイルが、熱的に絶縁された物質に被覆されることを特徴とする、請求項14に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記コイルが、前記コイルを安定させ、外部と絶縁するために「加熱処理(cooked)」され得るエナメル塗料などの塗料で被覆されることを特徴とする、請求項15に記載の容器カップアセンブリ。
- 紫外線硬化性の接着剤などの接着剤が、前記ワイヤーを一定位置に保持するために使用されることを特徴とする、請求項14または15に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記ワイヤーは、24ボルトの電圧で駆動され、最大電流2.2アンペアを流すことができる直径0.21mmのニッケルクロムであることを特徴とする、請求項14から17のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記ワイヤーの長さが、36cmのオーダーであることを特徴とする、請求項14から18のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記加熱部が、前記ワイヤーを着座させるための、外部のねじ状の溝を有していることを特徴とする、請求項14から19のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、干渉となるように形成され、反応容器冷却アセンブリに密着していることを特徴とする、請求項1から20のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、アンカー(anchor)及びシール(seal)を維持する助けとなるように、前記冷却部に対して横方向のリブまたは溝を組み入れることを特徴とする、請求項21に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、反応装置冷却アセンブリ内の冷却液ダクトに突出するように構成されたピンを含むことを特徴とする、請求項1から22のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- ピンの伝熱表面を最大限にするために、前記ピンが、穴開けされ、またはリブが設けられていることを特徴とする、請求項23に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、TECまたはペルチェ・セルに取り付けられるように構成されたことを特徴とする、請求項1から20のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、前記TECの前記表面に半田付けされ得る、幅広い底部を有する截頭円錐形状であることを特徴とする、請求項25に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記半田が、低温インジウム・ベースの半田であることを特徴とする、請求項26に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、蒸気オーヴン内のTEC表面に接着することを特徴とする、請求項27に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記冷却部が、銅製の台を含むことを特徴とする、請求項25から28のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 金属製のロッドを含むことを特徴とする、請求項1から29のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記ロッドが、アルミニウムから形成されていることを特徴とする、請求項30に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記ロッドが、陽極酸化されていることを特徴とする、請求項31に記載の容器カップアセンブリ。
- 熱センサーの前記受容のための隙間を有することを特徴とする、請求項1から32のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 熱センサーを組み入れることを特徴とする、請求項1から33のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 全体の寸法が、長さ2cm、最大直径0.7cmのオーダーであり、約0.45cmから約0.3cmへと先細りする反応部と、透明な蓋を受容するための漏斗入口部を有するマイクロタイター反応容器を受容するように構成されたことを特徴とする、請求項1から34のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記反応容器が、0.3mm未満の壁厚さを有することを特徴とする、請求項35に記載の容器カップアセンブリ。
- 前記マイクロタイター反応容器が、最低熱伝導率1W/MKを有する物質から形成されることを特徴とする、請求項35または36に記載の容器カップアセンブリ。
- 炭素などの導電性粒子が入ったプラスチックから形成された反応容器を受容するように構成されたことを特徴とする、請求項35から37のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 前記容器が、容積重量60%の炭素を含む高濃度ポリプロピレンから形成されることを特徴とする、請求項35から38のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 全体の寸法が、長さ2〜4cmと直径0.4〜0.7mmの積のオーダーであることを特徴とする、請求項1から39のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 各アセンブリが請求項1から35のいずれかに記載され、12×8のウェルブロック(well block)の形態の反応容器アレイを受容するように構成されたことを特徴とする、容器カップアセンブリのアレイ。
- 前記ブロックが、ポリプロピレンから形成されることを特徴とする、請求項41に記載のアレイ。
- 請求項1から42のいずれかに記載の容器カップアセンブリを受容するように調整したことを特徴とする、生物学的反応、化学反応または生化学反応装置。
- 請求項1から40のいずれかに記載の容器カップアセンブリを受容するように調整した冷却アセンブリを有することを特徴とする、請求項43に記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、冷却液のフローに合わせたチャネルを有するブロックを含むことを特徴とする、請求項43または44に記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、前記冷却剤を前記望ましい温度に加熱するためのヒーターを有することを特徴とする、請求項44に記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、余分な熱を大気中に放出するラジエータを組み入れることを特徴とする、請求項44から46のいずれかに記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、電気接触用のマニホールドまたはマウントを組み入れることを特徴とする、請求項44から47のいずれかに記載の装置。
- 前記マニホールドまたはマウントが、プリント回路基板(PCB)を含むことを特徴とする、請求項48に記載の装置。
- 容器カップアセンブリのための単一ステーションを有することを特徴とする、請求項42から49のいずれかに記載の装置。
- ステーションにおいて、96の標準アレイ、またはその整数倍のアレイ、長方形アレイのマイクロタイター反応容器を受容するように構成されていることを特徴とする、請求項42から50のいずれかに記載の装置。
- 前記アレイが、12×8のステーションを含むことを特徴とする、請求項51に記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、少なくとも1つのペルチェ・セルを含むことを特徴とする、請求項42から52のいずれかに記載の装置。
- ダイオードセンサーが、各TECの中心に内蔵されていることを特徴とする、請求項53に記載の装置。
- 前記TECが、2、4、8、16またはこれらを超える個別のダイ・セットを載せるように構成され、前記TECのダイ・セットの各々が、隣接するTECとは別個の独自に独立した上部セラミック製プレートを有することを特徴とする、請求項53または54に記載の装置。
- 前記TECが、加熱素子を組み入れたセラミック製のトップタイルを追加的に有することを特徴とする、請求項53から55のいずれかに記載の装置。
- 前記加熱素子が、前記セラミックの表面にエッチングされるか、シルクスクリーン印刷されていることを特徴とする、請求項56に記載の装置。
- 前記TEC装置が、温度測定素子を組み入れたセラミック製のトップタイルを追加的に有することを特徴とする、請求項56または57に記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、唯一つの容器カップアセンブリまたは4つから構成される1つのアレイ(an array of four)などの容器カップアセンブリの小グループに対して独自のものであることを特徴とする、請求項42から58のいずれかに記載の装置。
- 前記各容器に対して個別に対処でき、前記望ましいランプ速度にて前記容器を制御できる電子制御回路を用いることを特徴とする、請求項42から59のいずれかに記載の装置。
- 前記冷却アセンブリが、プラットホームを含むことを特徴とする、請求項42から60のいずれかに記載の装置であって、前記プラットホームは、前記単数または複数の容器カップアセンブリが納まり、反応物質が入った前記反応容器アレイと、単数または複数の蓋が配置され、その後、前記プラットホームが、前記反応容器の蓋が押し込まれるプレートであって、反応物質が装置の光学機器から視認できるように穴の開いた前記プレートを含む作業ステーションまで上昇するように構成された装置。
- 熱サイクルプロセス、等温反応、または温度変化による生化学もしくは化学反応を行うように構成されたことを特徴とする、請求項42から61のいずれかに記載の装置。
- ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うように調整されたことを特徴とする、請求項62に記載の装置。
- 前記容器カップアレイが取り付けられ得るプラットホームであって、プロセスステーションへ上昇し、前記プロセスの終了に際して下降するように構成された前記プラットホームを含むことを特徴とする、請求項42から63のいずれかに記載の装置。
- 前記プラットホームが、前記冷却ステーションまたは前記冷却システムの一部分を組み入れ、前記容器カップアセンブリが、冷却システムの一部分、特に取り付けたペルチェ・セルまたはTECも含むことを特徴とする、請求項64に記載の装置。
- 前記反応容器または各反応容器における前記反応をモニタリングするように構成された、光学測定機器を組み入れることを特徴とする、請求項42から65のいずれかに記載の装置。
- 金属、好ましくは、適切な寸法のアルミニウムロッドを用いることと、
本明細書で記載するように容器受容部の一端を穴開けすることと、
その指定の加熱部にねじを形成することと、
容器受容部の底部に向かって温度センサー凹部を形成することと、
前記ロッドを陽極酸化することと
前記加熱部に接着剤を付けることと、
前記加熱部に加熱ワイヤーを巻くことと、
前記接着剤を硬化させること
を特徴とする、請求項1から40のいずれかに記載の容器カップアセンブリの形成方法。 - 前記アセンブリの指定された冷却部の下に栓(spigot)を保持することを含み、前記栓によって前記ロッドが穴開け、回転、必要に応じて圧延、糊付け、ワイヤー巻きつけ、硬化を行うために保持され、その後前記栓が除去されることを特徴とする、請求項67に記載の方法。
- 冷却部を前記冷却アセンブリに押し込む(press)ことを含むことを特徴とする、請求項1から40のいずれかに記載の容器カップアセンブリの組み立て方法。
- 前記容器受容部の内部底面に嵌め合うように加工したマンドレルを用いることを特徴とする、請求項69に記載の方法。
- 請求項1から41のいずれかに記載の容器カップアセンブリを用いることを特徴とする、熱反応、生物学的反応、化学反応または生化学反応を行う方法。
- 請求項42から61のいずれかに記載の装置を用いることを特徴とする、請求項71に記載の方法。
- 前記反応が、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)であることを特徴とする、請求項71または72に記載の方法。
- 実質的に上記の添付図面を参照して記載されたことを特徴とする、請求項1から41のいずれかに記載の容器カップアセンブリ。
- 実質的に上記の添付図面に示されたことを特徴とする、請求項42から61のいずれかに記載の装置。
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