JP2016039836A - ２段熱対流装置及びその使用法 - Google Patents
２段熱対流装置及びその使用法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016039836A JP2016039836A JP2015255221A JP2015255221A JP2016039836A JP 2016039836 A JP2016039836 A JP 2016039836A JP 2015255221 A JP2015255221 A JP 2015255221A JP 2015255221 A JP2015255221 A JP 2015255221A JP 2016039836 A JP2016039836 A JP 2016039836A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat source
- chamber
- thermal convection
- channel
- convection pcr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 claims abstract description 609
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 56
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 19
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 465
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 172
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 124
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 115
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 78
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 75
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 68
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 60
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 41
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 38
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 claims description 35
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 claims description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 35
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 35
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 21
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 11
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 abstract description 66
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 127
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 123
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 98
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 76
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 44
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 38
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 35
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 33
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 32
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 32
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 32
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 26
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 26
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 description 22
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 20
- 108091005904 Hemoglobin subunit beta Proteins 0.000 description 18
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 102100021519 Hemoglobin subunit beta Human genes 0.000 description 16
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 15
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 15
- 108010046644 Polymeric Immunoglobulin Receptors Proteins 0.000 description 12
- 102100035187 Polymeric immunoglobulin receptor Human genes 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 102100031181 Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 102000013701 Cyclin-Dependent Kinase 4 Human genes 0.000 description 6
- 108010025464 Cyclin-Dependent Kinase 4 Proteins 0.000 description 6
- 102000005954 Methylenetetrahydrofolate Reductase (NADPH2) Human genes 0.000 description 6
- 108010030837 Methylenetetrahydrofolate Reductase (NADPH2) Proteins 0.000 description 6
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 5
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 5
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010038179 G-protein beta3 subunit Proteins 0.000 description 4
- 102100035346 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-3 Human genes 0.000 description 4
- 101000884271 Homo sapiens Signal transducer CD24 Proteins 0.000 description 4
- 102100038081 Signal transducer CD24 Human genes 0.000 description 4
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 4
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 3
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N D-glyceraldehyde Chemical compound OC[C@@H](O)C=O MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 2
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000007849 hot-start PCR Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 101150082072 14 gene Proteins 0.000 description 1
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 108020000946 Bacterial DNA Proteins 0.000 description 1
- 0 C1CC=*CC1 Chemical compound C1CC=*CC1 0.000 description 1
- 102000011412 Complement 3d Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010023729 Complement 3d Receptors Proteins 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 description 1
- 101150112014 Gapdh gene Proteins 0.000 description 1
- 101001012157 Homo sapiens Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Proteins 0.000 description 1
- 239000006091 Macor Substances 0.000 description 1
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 1
- 108700020796 Oncogene Proteins 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 102100030086 Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Human genes 0.000 description 1
- 229920003776 Reny® Polymers 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- 241000081258 Vesper Species 0.000 description 1
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- ULHRKLSNHXXJLO-UHFFFAOYSA-L Yo-Pro-1 Chemical compound [I-].[I-].C1=CC=C2C(C=C3N(C4=CC=CC=C4O3)C)=CC=[N+](CCC[N+](C)(C)C)C2=C1 ULHRKLSNHXXJLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 208000021841 acute erythroid leukemia Diseases 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000007844 allele-specific PCR Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 102000023732 binding proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000037029 cross reaction Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003292 kidney cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000007854 ligation-mediated PCR Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
- C12M1/38—Temperature-responsive control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
- B01L3/5082—Test tubes per se
- B01L3/50825—Closing or opening means, corks, bungs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/142—Preventing evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/143—Quality control, feedback systems
- B01L2200/147—Employing temperature sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/04—Closures and closing means
- B01L2300/041—Connecting closures to device or container
- B01L2300/042—Caps; Plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
- B01L2300/0654—Lenses; Optical fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
- B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1838—Means for temperature control using fluid heat transfer medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1883—Means for temperature control using thermal insulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0442—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces thermal energy, e.g. vaporisation, bubble jet
- B01L2400/0445—Natural or forced convection
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Hematology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
【課題】携帯用であり、作動が簡単で、かつ低費用であるＰＣＲ増幅装置を提供する。【解決手段】２段熱対流装置のような多段熱対流装置及びその使用法が開示される。一実施例において、２段熱対流装置は、熱対流による重合酵素連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ））を助ける温度形状化要素を備える。本発明は、多くの従来の装置と関連した面倒で高価なハードウェアを使用しないで核酸を増幅することを含む多様な応用を有する。一般的な実施例において、本装置は、携帯用であり、作動が簡単で、かつ低費用であるＰＣＲ増幅装置として使用されるために、ユーザの手の平に合うように作られることができる。【選択図】なし
Description
技術分野
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、２段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ））を助ける少なくとも一つの温度形状化要素（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈａｐｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備える。本発明は、従来の装置での面倒でかつたびたび高費用のハードウェアを使用しないで、鋳型ＤＮＡを増幅するのを含む非常に多様な応用を含む。一実施例において本装置は、携帯用ＰＣＲ増幅装置として使用されるために、ユーザの手の平に合うように作られることができる。
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、２段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ））を助ける少なくとも一つの温度形状化要素（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈａｐｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備える。本発明は、従来の装置での面倒でかつたびたび高費用のハードウェアを使用しないで、鋳型ＤＮＡを増幅するのを含む非常に多様な応用を含む。一実施例において本装置は、携帯用ＰＣＲ増幅装置として使用されるために、ユーザの手の平に合うように作られることができる。
背景技術
重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）は、温度変化サイクルが完了するごとにポリヌクレオチド配列（ｐｏｌｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を増幅させる技術である。例えば、次を参照すればよい。ＰＣＲ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ｂｙ Ｍ．Ｊ．ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ（１９９１），ＰＣＲ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ：Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｂｙ Ｉｎｎｉｓ，ｅｔ ａｌ．，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９０），ａｎｄ ＰＣＲ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＤＮＡ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｈ． Ａ． Ｅｒｌｉｃｈ，Ｓｔｏｃｋｔｏｎ Ｐｒｅｓｓ（１９８９）．ＰＣＲは、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏｓ．４，６８３，１９５；４，６８３，２０２；４，８００，１５９；４，９６５，１８８；４，８８９，８１８；５，０７５，２１６；５，０７９，３５２；５，１０４，７９２；５，０２３，１７１；５，０９１，３１０；ａｎｄ ５，０６６，５８４を含む多くの特許にも説明されている。
重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）は、温度変化サイクルが完了するごとにポリヌクレオチド配列（ｐｏｌｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を増幅させる技術である。例えば、次を参照すればよい。ＰＣＲ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ｂｙ Ｍ．Ｊ．ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．，ＩＲＬ Ｐｒｅｓｓ（１９９１），ＰＣＲ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ：Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｂｙ Ｉｎｎｉｓ，ｅｔ ａｌ．，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ（１９９０），ａｎｄ ＰＣＲ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＤＮＡ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｈ． Ａ． Ｅｒｌｉｃｈ，Ｓｔｏｃｋｔｏｎ Ｐｒｅｓｓ（１９８９）．ＰＣＲは、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏｓ．４，６８３，１９５；４，６８３，２０２；４，８００，１５９；４，９６５，１８８；４，８８９，８１８；５，０７５，２１６；５，０７９，３５２；５，１０４，７９２；５，０２３，１７１；５，０９１，３１０；ａｎｄ ５，０６６，５８４を含む多くの特許にも説明されている。
多くの応用において、ＰＣＲは、関心の対象になるポリヌクレオチド（鋳型（ｔｅｍｐｌａｔｅ））を変性（ｄｅｎａｔｕｒｉｎｇ）した後、変性された鋳型に所望のプライマーオリゴヌクレオチド（ｐｒｉｍｅｒ ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ）（「プライマー」）をアニーリングすることを伴う。アニーリング後、重合酵素（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ）は、プライマーを含んで伸長される新しいポリヌクレオチドストランドの合成を触媒する。変性、プライマーアニーリング（ｐｒｉｍｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、及びプライマー伸長（ｐｒｉｍｅｒ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）の一連のステップが単一ＰＣＲサイクルを構成する。このステップは、ＰＣＲ増幅過程の間に数回繰り返される。
サイクルが繰り返されながら、新しく合成されたポリヌクレオチドの量は、幾何級数的に増加する。多い実施例において、プライマーは、与えられた二本鎖ポリヌクレオチドの両方の鎖にアニーリングされうる対で選択される。この場合、二つのアニーリング地点間の領域が増幅されうる。
多重サイクルＰＣＲ実験の間に、反応混合物の温度を変化させる必要がある。例えば、ＤＮＡの変性は、一般に約９０℃ないし約９８℃又はそれ以上の温度で起き、プライマーが変性されたＤＮＡにアニーリングされることは、一般に約４５℃ないし約６５℃で行われ、アニーリングされたプライマーが重合酵素により伸長されるステップは、一般に約６５℃ないし約７５℃で行われる。このような温度ステップは、ＰＣＲが最適に行われるために、順次に繰り返されなければならない。
このような要求に応えるために、商業的に利用可能な多様な装置がＰＣＲを行うために開発されてきた。多くの装置の主要な構成要素として、一つ又はそれ以上の温度が調整された要素（時には、「ヒートブロック」と呼ばれる）がＰＣＲ試料を収容している形態の温度サイクラー（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅｒ）が挙げられる。このようなヒートブロックの温度は、温度サイクリングを助けるために時間の経過によって変化するようになる。不幸にもこのような装置は、重要な欠点を有している。
例えば、大部分の装置は大型であり、面倒であり、一般に高価である。温度サイクリングを助けるヒートブロックを加熱し冷却するために、多量の電力が一般に必要である。ユーザは、多くの場合に広範囲な訓練を必要とする。したがって、このような装置は、一般に現場で使用するには適していない。
このような問題点を解消するための試みは、全的に成功的でなかった。例えば、一つの試みは、多数の温度が調整されたヒートブロックの使用を伴うことであって、各ブロックを望む温度に維持させ、試料をヒートブロックの間に移動させる方法である。しかしながら、この装置は、試料を互いに異なるヒートブロックの間に移動させるための複雑な機械装置の必要性及び一つ又はいくつかのヒートブロックを同時に加熱又は冷却する必要性などのような他の短所を有している。
あるＰＣＲ工程では、熱対流を利用しようとする努力があった。次を参照しなさい：Ｋｒｉｓｈｎａｎ，Ｍ．ｅｔａｌ．（２００２） Ｓｃｉｅｎｃｅ ２９８：７９３；Ｗｈｅｅｌｅｒ，Ｅ．Ｋ．（２００４） Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．７６：４０１１〜４０１６；Ｂｒａｕｎ，Ｄ．（２００４） Ｍｏｄｅｒｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １８：７７５−７８４；そしてＷＯ０２／０７２２６７．しかしながら、このような試みのうちのいかなる試みも、小型でかつ携帯可能で、より適切な価格帯でありながら、電力要求の少ない熱対流ＰＣＲ装置を作りだすことはできなかった。また、このような熱対流装置は、多くの場合に、ＰＣＲ増幅の効率が低く、アンプリコンのサイズが制約的であるという短所を有している。
発明の概要
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、２段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ））を助ける少なくとも一つの温度形状化要素（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈａｐｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を一般に備える。以下に述べられたように、一般的な温度形状化要素は、熱対流ＰＣＲを助ける装置の構造的、及び／又は位置的特徴である。温度形状化要素の存在は、ＰＣＲ増幅の効率及び速度を向上させ、小型化を支援し、多量の電力に対する必要性を減少させる。一実施例において、本装置は、ユーザの手の平に容易に合うサイズであり、バッテリーの動作に十分な低電力必要条件を揃えている。この実施例において、装置は、以前の多くのＰＣＲ装置よりさらに小さく、もっと安く、携帯しやすい。
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、２段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ））を助ける少なくとも一つの温度形状化要素（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈａｐｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を一般に備える。以下に述べられたように、一般的な温度形状化要素は、熱対流ＰＣＲを助ける装置の構造的、及び／又は位置的特徴である。温度形状化要素の存在は、ＰＣＲ増幅の効率及び速度を向上させ、小型化を支援し、多量の電力に対する必要性を減少させる。一実施例において、本装置は、ユーザの手の平に容易に合うサイズであり、バッテリーの動作に十分な低電力必要条件を揃えている。この実施例において、装置は、以前の多くのＰＣＲ装置よりさらに小さく、もっと安く、携帯しやすい。
したがって、一側面によれば、本発明は、熱対流ＰＣＲ増幅を行うように適応された２段熱対流装置（「装置」）を特徴とする。
好ましくは、前記装置は、
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また、前記下端部と前記貫通口との間の中心店がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される第２熱源と、
（ｃ）熱対流ＰＣＲを助けるよう適応された少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてを作動可能に連結した構成要素として備える。
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また、前記下端部と前記貫通口との間の中心店がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される第２熱源と、
（ｃ）熱対流ＰＣＲを助けるよう適応された少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてを作動可能に連結した構成要素として備える。
また、本明細書に記述された熱対流ＰＣＲを行うほど十分に（ａ）〜（ｄ）のそれぞれを組立てることを含む方法として前記装置を製造する方法が提供される。
本発明の他の側面によれば、本明細書に記述された装置のうち、少なくとも一つを利用してＰＣＲを行うように適応された熱対流ＰＣＲ遠心分離器（「ＰＣＲ遠心分離器」）を提供する。
本発明により提供されるさらに他の方法は、熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法である。一実施例において、前記方法は、
（ａ）二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成すほど十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてのステップを含む。
（ａ）二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成すほど十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてのステップを含む。
また、さらに他の側面によれば、本発明は、発明の装置により収容されるように適応された反応容器を提供する。
発明を実施するための形態
次の図面の略語一覧が図面及び請求項を含む本発明の理解を助けるはずである。
１０ 装置実施例
２０ 第１熱源（下部ステージ）
２１ 第１熱源の上部面
２２ 第１熱源の下部面
２３ 第１熱源突出部（第２熱源に向かっている）
２４ 第１熱源突出部（テーブル方向に向かっている）
３０ 第２熱源（中間ステージ）
３１ 第２熱源の上部面
３２ 第２熱源の下部面
３３ 第２熱源突出部（第１熱源に向かっている）
３４ 第２熱源突出部（第２熱源の上部から遠ざかる方向に向かっている）
５０ 第１断熱体（又は第１断熱性ギャップ）
５１ 第１断熱体チャンバー
７０ チャネル
７１ チャネル／貫通口の上端部
７２ チャネルの下端部
７３ 収容口
７４ 収容口ギャップ
８０ チャネルの（中心）軸
９０ 反応容器
９１ 反応容器の上端部
９２ 反応容器の下端部
９３ 反応容器の外壁
９４ 反応容器の内壁
９５ 反応容器の（中心）軸
１００ 第１チャンバー
１０１ チャンバーの上限線を定義する第１チャンバーの上端部
１０２ チャンバーの下限線を定義する第１チャンバーの下端部
１０３ チャンバーの水平限界線を定義する第１チャンバーの第１壁
１０５ 第１チャンバーのギャップ
１０６ 第１チャンバーの（中心）軸
１１０ 第２チャンバー
１１１ 第２チャンバーの上端部
１１２ 第２チャンバーの下端部
１１３ 第２チャンバーの第１壁
１１５ 第２チャンバーのギャップ
１２０ 第３チャンバー
１２１ 第３チャンバーの上端部
１２２ 第３チャンバーの下端部
１２３ 第３チャンバーの第１壁
１２５ 第３チャンバーのギャップ
１３０ 第１温度ブレーキ
１３１ 第１温度ブレーキの上端部
１３２ 第１温度ブレーキの下端部
１３３ チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する、第１オン図ブレーキの第１壁
１４０ 第２温度ブレーキ
１４１ 第２温度ブレーキの上端部
１４２ 第２温度ブレーキの下端部
１４３ チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する第２温度ブレーキの第１壁
１６０ 加熱／冷却要素
１６０ａ 第１熱源の加熱（及び／又は冷却）要素
１６０ｂ 第２熱源の加熱（及び／又は冷却）要素
１７０ 温度センサ
１７０ａ 第１熱源の温度センサ
１７０ｂ 第２熱源の温度センサ
２００ 次の要素のうち、少なくとも一つを含む第１固定要素
２０１ スクリュー又はファスナー（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０２ａ ウォッシャー又は位置固定スタンドオフ（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０２ｂ スペーサ又は位置固定スタンドオフ（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０３ａ 第１熱源の固定要素
２０３ｂ 第２熱源の固定要素
２１０ 第２固定要素（一般にウィング構造で作られるいる）
‐第１ハウジング要素３００に熱源組立体を組立てるために使用される
３００ 第１ハウジング要素
３１０ 第３断熱体（又は第３断熱性ギャップ）
‐熱源の側面と第１ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
３２０ 第４断熱体（又は第４断熱性ギャップ）
‐第１熱源の下部と第１ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
３３０ 支持台
４００ 第２ハウジング要素
４１０ 第５断熱体（又は第５断熱性ギャップ）
‐第１ハウジング要素の側壁と第２ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される。
４２０ 第６断熱体（又は第６断熱性ギャップ）
‐第１ハウジング要素の下部壁と第２ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
５００ 原理分離器装置
５０１ モータ
５１０ 遠心分離回転軸
５２０ 回転腕（ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｒｍ）
５３０ 傾斜軸
６００〜６０３ 光学検出装置
６１０ 光学ポート
６２０ 光源
６３０ 励起光レンズ（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）
６３５ レンズ
６４０ 励起光フィルタ（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）
６５０ 検出器
６５５ 開口又はスリット
６６０ 放出光レンズ
６７０ 放出光フィルタ
６８０ ダイクロイックビーム−スプリッタ
６９０ 反応容器キャップ
６９５ 光学ポート
６９６ 光学ポートの下端部
６９７ 光学ポートの上端部
６９８ 反応容器の内壁と光学ポートの側壁との間の開放された空間
６９９ 光学ポートの側壁
論議されたように、一実施例において、本発明は、熱対流ＰＣＲ増幅を行うように構成された２段熱対流装置を特徴とする。
次の図面の略語一覧が図面及び請求項を含む本発明の理解を助けるはずである。
１０ 装置実施例
２０ 第１熱源（下部ステージ）
２１ 第１熱源の上部面
２２ 第１熱源の下部面
２３ 第１熱源突出部（第２熱源に向かっている）
２４ 第１熱源突出部（テーブル方向に向かっている）
３０ 第２熱源（中間ステージ）
３１ 第２熱源の上部面
３２ 第２熱源の下部面
３３ 第２熱源突出部（第１熱源に向かっている）
３４ 第２熱源突出部（第２熱源の上部から遠ざかる方向に向かっている）
５０ 第１断熱体（又は第１断熱性ギャップ）
５１ 第１断熱体チャンバー
７０ チャネル
７１ チャネル／貫通口の上端部
７２ チャネルの下端部
７３ 収容口
７４ 収容口ギャップ
８０ チャネルの（中心）軸
９０ 反応容器
９１ 反応容器の上端部
９２ 反応容器の下端部
９３ 反応容器の外壁
９４ 反応容器の内壁
９５ 反応容器の（中心）軸
１００ 第１チャンバー
１０１ チャンバーの上限線を定義する第１チャンバーの上端部
１０２ チャンバーの下限線を定義する第１チャンバーの下端部
１０３ チャンバーの水平限界線を定義する第１チャンバーの第１壁
１０５ 第１チャンバーのギャップ
１０６ 第１チャンバーの（中心）軸
１１０ 第２チャンバー
１１１ 第２チャンバーの上端部
１１２ 第２チャンバーの下端部
１１３ 第２チャンバーの第１壁
１１５ 第２チャンバーのギャップ
１２０ 第３チャンバー
１２１ 第３チャンバーの上端部
１２２ 第３チャンバーの下端部
１２３ 第３チャンバーの第１壁
１２５ 第３チャンバーのギャップ
１３０ 第１温度ブレーキ
１３１ 第１温度ブレーキの上端部
１３２ 第１温度ブレーキの下端部
１３３ チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する、第１オン図ブレーキの第１壁
１４０ 第２温度ブレーキ
１４１ 第２温度ブレーキの上端部
１４２ 第２温度ブレーキの下端部
１４３ チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する第２温度ブレーキの第１壁
１６０ 加熱／冷却要素
１６０ａ 第１熱源の加熱（及び／又は冷却）要素
１６０ｂ 第２熱源の加熱（及び／又は冷却）要素
１７０ 温度センサ
１７０ａ 第１熱源の温度センサ
１７０ｂ 第２熱源の温度センサ
２００ 次の要素のうち、少なくとも一つを含む第１固定要素
２０１ スクリュー又はファスナー（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０２ａ ウォッシャー又は位置固定スタンドオフ（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０２ｂ スペーサ又は位置固定スタンドオフ（一般に熱断熱体で作られるいる）
２０３ａ 第１熱源の固定要素
２０３ｂ 第２熱源の固定要素
２１０ 第２固定要素（一般にウィング構造で作られるいる）
‐第１ハウジング要素３００に熱源組立体を組立てるために使用される
３００ 第１ハウジング要素
３１０ 第３断熱体（又は第３断熱性ギャップ）
‐熱源の側面と第１ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
３２０ 第４断熱体（又は第４断熱性ギャップ）
‐第１熱源の下部と第１ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
３３０ 支持台
４００ 第２ハウジング要素
４１０ 第５断熱体（又は第５断熱性ギャップ）
‐第１ハウジング要素の側壁と第２ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される。
４２０ 第６断熱体（又は第６断熱性ギャップ）
‐第１ハウジング要素の下部壁と第２ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
５００ 原理分離器装置
５０１ モータ
５１０ 遠心分離回転軸
５２０ 回転腕（ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｒｍ）
５３０ 傾斜軸
６００〜６０３ 光学検出装置
６１０ 光学ポート
６２０ 光源
６３０ 励起光レンズ（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）
６３５ レンズ
６４０ 励起光フィルタ（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）
６５０ 検出器
６５５ 開口又はスリット
６６０ 放出光レンズ
６７０ 放出光フィルタ
６８０ ダイクロイックビーム−スプリッタ
６９０ 反応容器キャップ
６９５ 光学ポート
６９６ 光学ポートの下端部
６９７ 光学ポートの上端部
６９８ 反応容器の内壁と光学ポートの側壁との間の開放された空間
６９９ 光学ポートの側壁
論議されたように、一実施例において、本発明は、熱対流ＰＣＲ増幅を行うように構成された２段熱対流装置を特徴とする。
一実施例において装置は、作動可能に連結された構成要素であって、
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第２熱源と、
（ｃ）前記第１熱源又は第２熱源のうち、少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置された少なくとも一つのギャップ又は空間（例、チャンバー）のような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーギャップは、前記第１又は第２熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分な、少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口とを備える。
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第２熱源と、
（ｃ）前記第１熱源又は第２熱源のうち、少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置された少なくとも一つのギャップ又は空間（例、チャンバー）のような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーギャップは、前記第１又は第２熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分な、少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口とを備える。
動作状態において、前記装置は、多数の熱源、一般に３個、４個、又はそれ以上の熱源、好ましくは、それぞれが一般的な実施例において他の熱源と本質的に平行になるように前記装置内に位置する２個の熱源を使用する。この実施例において、前記装置は、速くかつ効率よい対流を基盤にしたＰＣＲ工程に適した温度分布を生成するはずである。一般的な装置は、第１及び第２熱源内に配置された複数のチャネルを備えることによって、ユーザが複数のＰＣＲ反応を同時に行うことができるようにする。例えば、前記装置は、第１及び第２熱源を介して延びている少なくとも１個又は２、３、４、５、６、７、８、９個のチャネルから約１０、１１、１２個までのチャネル、約２０、３０、４０、５０個又は数百個までのチャネルを備えることができ、約８個ないし約１００個間のチャネルが多くの発明の利用において一般に好まれる。好まれるチャネルの機能は、ユーザのＰＣＲ反応を収容する反応容器を収容することと、ａ）熱源、ｂ）温度形状化要素、及びｃ）収容口のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてと反応容器との間の直接又は間接的な熱的伝達を提供することである。
前記２個の熱源のそれぞれの他の熱源に対する相対的な位置は、本発明の重要な特徴である。前記装置の第１熱源は、一般に下部に位置し核酸変性に適切な温度に維持され、第２熱源は、一般に上部に位置し変性された核酸鋳型が一つ又はそれ以上のオリゴヌクレオチドプライマーとアニーリングするのに適切な温度に維持される。ある実施例では、第２熱源がアニーリングと重合ともに適切な温度に維持される。したがって、一実施例において、第１熱源内のチャネルの下部と第２熱源内のチャネルの上部は、それぞれＰＣＲ反応の変性とアニーリングステップに適切な温度分布を有するようになっている。前記チャネルの上部と下部との間には、第１熱源の変性温度（高い温度）から第２熱源のアニーリング温度（低い温度）までの温度変化が起きる遷移領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）が位置している。したがって、一般的な実施例において、遷移領域の少なくとも一部は、変性された鋳型に沿ってプライマーが重合されるのに適切な温度分布を有するようになっている。第２熱源がアニーリングと重合ともに適切な温度に維持された場合、遷移領域の上部に加えて第２熱源内のチャネルの上部も重合ステップに適切な温度分布を提供する。したがって、遷移領域での温度分布は、特に、プライマー伸長と関連して、効率的なＰＣＲ増幅を達成するために重要である。反応容器内での熱対流は、一般に遷移領域内に生成された温度勾配（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ）の大きさ及び方向により決定され、したがって遷移領域内の温度分布もまた反応容器内にＰＣＲ増幅を可能にする適切な熱対流を生成するために重要である。速くてかつ効率的なＰＣＲ増幅を助けるために、遷移領域内に適切な温度分布を生成するために多様な温度形状化要素が前記装置で使用されうる。
一般に、それぞれの個別的な熱源は、熱対流ＰＣＲの各ステップを誘導するのに適切な温度に維持される。また、前記装置が２個の熱源を特徴とする実施例において、２個の熱源の温度は、反応容器内の試料を横切って熱対流を誘導するように適切にアレインジされる。本発明に係る適切な熱対流を誘導するための一つの一般的な条件は、高温に維持された熱源が低温に維持される熱源より前記装置内でより低い位置に位置させることである。したがって、２個の熱源を備える好ましい実施例において、第１熱源は、第２熱源より前記装置内で低く位置する。
論議されたように、本発明の目的は、少なくとも一つの温度形状化要素を備える装置を提供することにある。大部分の実施例において、前記装置のチャネルのそれぞれは、約１０個以下のそういう要素、例えば、各チャネルに対して１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０個の温度形状化要素を備える。温度形状化要素の一つの機能は、ＰＣＲを助ける構造的又は位置的特徴を提供することによって、熱対流により実現される効率的なＰＣＲを提供することである。以下の例と議論により明らかになったように、このような特徴は、チャンバーのような少なくとも一つのギャップ又は空間と、熱源間に位置する少なくとも一つの断熱体又は断熱性ギャップと、少なくとも一つの温度ブレーキと、第１及び第２熱源のうち、少なくとも一つにある少なくとも一つの突出部構造と、前記装置内、特に、チャネル、第１熱源、第２熱源、チャンバーのようなギャップ、温度ブレーキ、突出部、第１断熱体、又は収容口のうち、少なくとも一つの内で、非対称的に配置された少なくとも一つの構造と、又は少なくとも一つの構造的又は位置的非対称性を含むが、これに限定されるものではない。構造的非対称性は、一般にチャネル及び／又はチャネル軸を基準に定義される。位置的非対称性の一つの例は、重力の方向に対して前記装置を傾くようにしたり、又はそれとも外れるようにすることである。
用語「ギャップ」と「空間」は、本明細書でほとんどの場合に互いに交替可能に使用されるはずである。ギャップは、熱対流ＰＣＲを助けるように前記装置内の取り囲まれた又は半分取り囲まれた小さな空間である。定義された構造を有した大きなギャップ又は大きな空間は、本明細書でチャンバーと呼ばれる。多い実施例においてチャンバーは、ギャップを有しており、本明細書においてチャンバーギャップと呼ばれる。ギャップは、空いているか、本明細書において記述された断熱性物質から充填されるか、又は部分的に充填されうる。多い応用例において、空気から充填されたギャップ又はチャンバーが一般に有用である。
（同一又は相異なる）温度形状化要素のうちの何れか一つ又は組み合わせは、本発明の装置と共に使用されうる。以下、例示的な温度形状化要素を詳細に述べる。
例示的な温度形状化要素
Ａ．ギャップ又はチャンバー
本装置の一実施例において、各チャネルは、少なくとも一つのギャップ又はチャンバーを温度形状化要素として備える。一般的な実施例において、前記装置は、各チャネルの周囲にそして少なくとも第２熱源内に配置された１、２又はさらには３個のチャンバーを備えるはずである。代案として又は追加的に、前記装置は、第１熱源内のチャネルの周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーを特徴とする。しかしながら、多い実施例において、第２熱源内のチャネルの周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーを有するが、第１熱源内には、いかなるチャンバー構造も有さないことが好ましい。本発明のこのような例において、チャンバーは、チャネルと第２（又はどきには第１）熱源との間にユーザが前記装置内で温度分布を正確に制御するようにする空間を形成する。すなわち、チャンバーは、遷移領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）でチャネルの温度分布を形状化するのを助ける。「遷移領域」は、概略的に第２熱源と接触するチャネルの上部と第１熱源と接触するチャネルの下部との間のチャネルの領域を意味する。チャンバーは、意図した結果が達成されるかぎりには、チャネルの周囲のほとんどどの領域にも位置できる。例えば、チャンバー（又は一つより多いチャンバー）を第２熱源内に又は隣接して位置させることは、発明の多くの応用において有用である。少し好ましいが、チャンバーは、第１熱源又は第２熱源の両方の位置できる。前記装置内のチャネルが多数のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーは、他のチャンバーから分離されることができ、ある例では、前記装置内で一つ又はそれ以上の他のチャンバーと接触できる。
Ａ．ギャップ又はチャンバー
本装置の一実施例において、各チャネルは、少なくとも一つのギャップ又はチャンバーを温度形状化要素として備える。一般的な実施例において、前記装置は、各チャネルの周囲にそして少なくとも第２熱源内に配置された１、２又はさらには３個のチャンバーを備えるはずである。代案として又は追加的に、前記装置は、第１熱源内のチャネルの周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーを特徴とする。しかしながら、多い実施例において、第２熱源内のチャネルの周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーを有するが、第１熱源内には、いかなるチャンバー構造も有さないことが好ましい。本発明のこのような例において、チャンバーは、チャネルと第２（又はどきには第１）熱源との間にユーザが前記装置内で温度分布を正確に制御するようにする空間を形成する。すなわち、チャンバーは、遷移領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）でチャネルの温度分布を形状化するのを助ける。「遷移領域」は、概略的に第２熱源と接触するチャネルの上部と第１熱源と接触するチャネルの下部との間のチャネルの領域を意味する。チャンバーは、意図した結果が達成されるかぎりには、チャネルの周囲のほとんどどの領域にも位置できる。例えば、チャンバー（又は一つより多いチャンバー）を第２熱源内に又は隣接して位置させることは、発明の多くの応用において有用である。少し好ましいが、チャンバーは、第１熱源又は第２熱源の両方の位置できる。前記装置内のチャネルが多数のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーは、他のチャンバーから分離されることができ、ある例では、前記装置内で一つ又はそれ以上の他のチャンバーと接触できる。
相異なるギャップ又はチャンバー構造の一つ又は組み合わせは、本発明と両立することができる。通常の必要条件として、チャンバーは、次の条件のうち、少なくとも一つ、好ましくは、全てを満たす遷移領域での温度分布を生成しなければならない：（１）生成された温度勾配（特に、チャネルの垂直プロファイルを横切る）は、反応容器内で試料を横切って熱対流を生成する程十分に大きくなければならない。（２）温度勾配により、このように生成された熱対流は、ＰＣＲ工程の各ステップのために十分な時間が提供されうるように十分に遅くなければならない（又は適切に速くなければならない）。特に、一般に重合ステップが変性及びアニーリングステップより多い時間を必要とするために、重合ステップの時間を十分に長くすることが特に重要である。特別なギャップ又はチャンバーの構成の例が以下に開示されている。
必要であれば、本発明の装置内のチャネルは、チャネル軸を基準に本質的に対称的又は非対称的に配置された少なくとも一個のチャンバーを有することができる。多い実施例において、１、２、又は３個のチャンバーを有する装置が好ましい。チャンバーは、熱源のうちの何れか一つ又は組み合わせの内に、例えば、第２熱源、第１熱源、又は第２及び第１熱源の両側に配置されうる。多くの装置では、第２熱源内に１、２又は３個のチャンバーを有する装置が特に有用である。そういうチャンバー実施例の例が以下に提供される。
一実施例において、チャンバーは、第１熱源及び第２熱源のうち、少なくとも一つからの本明細書において「突出部」と呼ばれることにより追加的に定義される。特定実施例において、突出部は、第２熱源から第１熱源に向かってチャネル軸に一般に平行な方向に延びる。第２熱源の上部面から遠ざかる方向に一般にチャネル軸に平行に延びる第２突出部を備えるような他の実施例も可能である。追加的な実施例は、第１熱源から第２熱源に向かってチャネル軸に対して一般に平行に延びる突出部を有する装置を備える。さらに他の実施例は、第１熱源の下部面から遠ざかる方向にチャネル軸に一般に平行に延びる第２突出部を有する装置を備える。ある実施例では、前記装置は、チャネル軸に対して傾いている少なくとも一つの突出部を有することができる。本発明のこのような例において、チャネル軸の方向へのチャンバーの寸法を増やしながら、第１及び／又は第２熱源の体積だけでなく二つの熱源間の熱伝達を実質的に減少させることが可能である。このような特徴が消費電力を減少させながら熱対流ＰＣＲ効率を向上させることが分かった。
図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、図１４Ａ、図１８Ａ、及び図２０Ａは、本発明で使用することができるチャンバーのいくつかの例を提供する。他の適合したチャンバー構造が以下に開示されている。
Ｂ．温度ブレーキ
本発明の装置内の各チャネルは、装置内の温度分布を制御するための１、２、３個又はそれ以上の温度ブレーキ（一般に１個又は２個の温度ブレーキ）を備えることができる。多い実施例において、前記温度ブレーキは、上端部と下端部、そして必要によって選択的にチャネルと熱的に接触する壁により定義されるはずである。前記温度ブレーキは、一般にギャップ又はチャンバー（存在するならば）の壁に隣り合っているか、又は隣接して配置される。温度ブレーキを温度形状化要素として備えることによって、一つの熱源から他の熱源への（一般的に第１熱源から第２熱源への）温度プロファイルの好ましくない侵害が制御でき、一般に減少できる。以下詳細に説明するが、熱対流ＰＣＲ増幅効率は、温度ブレーキの位置と厚さに敏感であるということが見出された。適した温度ブレーキは、チャネルに対して対称的又は非対称的に配置されうる。
本発明の装置内の各チャネルは、装置内の温度分布を制御するための１、２、３個又はそれ以上の温度ブレーキ（一般に１個又は２個の温度ブレーキ）を備えることができる。多い実施例において、前記温度ブレーキは、上端部と下端部、そして必要によって選択的にチャネルと熱的に接触する壁により定義されるはずである。前記温度ブレーキは、一般にギャップ又はチャンバー（存在するならば）の壁に隣り合っているか、又は隣接して配置される。温度ブレーキを温度形状化要素として備えることによって、一つの熱源から他の熱源への（一般的に第１熱源から第２熱源への）温度プロファイルの好ましくない侵害が制御でき、一般に減少できる。以下詳細に説明するが、熱対流ＰＣＲ増幅効率は、温度ブレーキの位置と厚さに敏感であるということが見出された。適した温度ブレーキは、チャネルに対して対称的又は非対称的に配置されうる。
本明細書に述べられる一つ又はそれ以上の温度ブレーキは、意図した結果が達成される限り、装置の各チャネルの周囲の如何なる位置にも配置されうる。したがって、一実施例において、温度ブレーキは、第１熱源からの好ましくない熱流れを遮断又は減少させて、適切なＰＣＲ増幅を達成するために第２熱源内のチャンバーに隣り合っているか、又は隣接して位置できる。
図４Ｂ、図１３Ｂ、図１４Ｂ、図２０Ｃ、図２３Ｂ、図２４Ｂ、図２６Ｂ、及び図２７Ｂは、本発明の使用に適した温度ブレーキのいくつかの例を提供する。他の適した温度ブレーキは、以下に開示されている。
Ｃ．位置的又は構造的非対称性
本発明の装置が少なくとも一つの位置的又は構造的非対称要素、例えば、各チャネルに対して１、２、３、４、５、６又は７個のこのような要素を備える場合、熱対流ＰＣＲがより速くてより効率的であることが見出された。このような要素は、一つ又はそれ以上のチャネルの周囲に、又は全体装置にわたって位置できる。理論に拘束されることを望まないが、前記装置内の非対称要素の存在が増幅過程をより速くてより効率よくする方式で浮力（ｂｕｏｙａｎｃｙ ｆｏｒｃｅ）を増加させると信じられる。前記装置内にチャネル軸又は重力方向に対して「水平的に非対称的加熱又は冷却」を発生させうる少なくとも一つの位置的又は構造的非対称性を導入することによって、熱対流ＰＣＲを助けることができるということが見出された。理論に拘束されることを望まないが、内部に少なくとも一つの非対称要素を有する装置は、チャネルを加熱又は冷却することに関する装置の対称性を破壊し、浮力の生成を助けたり増加させることによって増幅過程をより速くてより効率よくすることができると信じられる。「位置的非対称要素」は、チャネル軸又は装置を重力方向に対して傾くように作る構造的要素を意味する。「構造的非対称要素」は、チャネル及び／又はチャネル軸に対して装置内で対称的にならないように配置される構造的要素を意味する。
本発明の装置が少なくとも一つの位置的又は構造的非対称要素、例えば、各チャネルに対して１、２、３、４、５、６又は７個のこのような要素を備える場合、熱対流ＰＣＲがより速くてより効率的であることが見出された。このような要素は、一つ又はそれ以上のチャネルの周囲に、又は全体装置にわたって位置できる。理論に拘束されることを望まないが、前記装置内の非対称要素の存在が増幅過程をより速くてより効率よくする方式で浮力（ｂｕｏｙａｎｃｙ ｆｏｒｃｅ）を増加させると信じられる。前記装置内にチャネル軸又は重力方向に対して「水平的に非対称的加熱又は冷却」を発生させうる少なくとも一つの位置的又は構造的非対称性を導入することによって、熱対流ＰＣＲを助けることができるということが見出された。理論に拘束されることを望まないが、内部に少なくとも一つの非対称要素を有する装置は、チャネルを加熱又は冷却することに関する装置の対称性を破壊し、浮力の生成を助けたり増加させることによって増幅過程をより速くてより効率よくすることができると信じられる。「位置的非対称要素」は、チャネル軸又は装置を重力方向に対して傾くように作る構造的要素を意味する。「構造的非対称要素」は、チャネル及び／又はチャネル軸に対して装置内で対称的にならないように配置される構造的要素を意味する。
論議されたように、熱対流を生成するために（そしてまたＰＣＲ工程のための温度必要条件を満たすために）試料流体内に垂直温度勾配を生成することが必要である。しかしながら、垂直温度勾配の存在にもかかわらず、温度分布の等温等高線（ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｔｏｕｒ）が重力方向（すなわち、垂直方向）に対して平ら（すなわち、水平）であれば、熱対流を誘導する浮力は、生成されない場合もありうる。このような平らな温度分布内では、流体の各部分が同じ高さで流体の他の部分と同じ温度（したがって、同じ密度）を有するために、流体は、いかなる浮力の影響も受けないようになる。対称実施例（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）では、すべての構造的要素がチャネル又はチャネル軸に対して対称をなし、重力方向は、チャネル又はチャネル軸に本質的に平行に整列される。このような対称実施例において、チャネル又は反応容器内の温度分布の等温等高線は、重力場に対してほぼ又は完壁に平らになり、したがって十分に速い熱対流を生成するのがたびたび難しくなる。理論に拘束されることを望まないが、温度分布で変動又は不安定を誘導できるいかなる撹乱要因（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ）の存在は、たびたび浮力の生成を助けるか、又は向上させることができ、ＰＣＲ増幅をより速くてより効率よくすると信じられる。例えば、一般的な環境に存在する小さな振動は、ほぼ又は完壁に平らな温度分布を撹乱することができ、又は装置の小さな構造的欠陥がチャネル／チャンバー構造又は反応容器構造の対称性を破壊することによって、ほぼ又は完壁に平らな温度分布を撹乱することができる。このような撹乱された温度分布において、流体は、流体の少なくとも一部に対して同じ高さの流体の他の部分と比較して相異なる温度を有することができ、したがってこのような温度変動又は不安定性のため浮力が形成されやすくなることができる。このような自然的又は偶発的な撹乱要因は、一般に対称実施例において熱対流を生成するにあって重要である。位置的又は構造的非対称性が前記装置内に存在する場合、チャネル又は反応容器内の温度分布は、同じ高さで均一にならないように（例えば、水平的に不均一又は非対称的になるように）制御できる。このような水平的に非対称的な温度分布が存在するとき、浮力は、容易に一般により強く生成されることができ、したがって熱対流ＰＣＲをより速くてより効率よく行うようになる。有用な位置的又は構造的非対称要素は、チャネル軸又は重力方向に対してチャネルの「水平的に非対称的な加熱又は冷却」を引き起こす。
非対称性は、一つの方式又は方式の組み合わせによって本発明の装置に導入されうる。一実施例において、本発明の装置が装置に導入された位置的非対称性を有するようにすることができるが、例えば、装置又はチャネルを重力方向に対して傾けることができる。本明細書に開示されたほとんどすべての装置実施例は、チャネル軸を重力方向に対して外れるようにすることができる構造を含むことによって傾けることができる。適した構造の例は、ウェッジ又はこれと関連した傾斜した形態、又は傾斜したり傾いたチャネルである。このような発明実施例の例は、図１１Ａ〜図１１Ｂを参照すればよい。
他の実施例において、ａ）チャネル、ｂ）チャンバーのようなギャップ、ｃ）収容口、ｄ）第１熱源、ｅ）第２熱源、ｆ）温度ブレーキ、及びｇ）断熱体のうち、少なくとも一つが前記装置内にチャネル軸に対して非対称的に配置されうる。したがって、一発明実施例において、前記装置は、構造的非対称要素としてチャンバーを特徴とする。この発明実施例において、前記装置は、チャネル、収容口、温度ブレーキ、断熱体、又は一つ又はそれ以上の熱源のような一つ又はそれ以上の他の構造的非対称要素を備えることができる。他の一実施例において、構造的非対称要素は、収容口である。また、さらに他の一実施例において、構造的非対称要素は、温度ブレーキ又は一つ以上の温度ブレーキである。前記装置は、第１熱源、第２熱源、チャンバー、チャネル、断熱体などのような一つ又はそれ以上の他の非対称又は対称構造的要素を備えることができる。
第１熱源及び／又は第２熱源が構造的非対称要素を特徴とする実施例において、チャネル軸に一般に平行に延びる突出部（又は一つ以上の突出部）にこのような非対称性がありうる。
他の例が以下に提供される。特に、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｄ、図１９Ａ〜１９Ｂ、図２１及び図２２を参照すればよい。
論議されたように、チャネル及びチャンバーのうちの何れか一つ又は全部は、前記装置内でチャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置されうる。チャネル及び／又はチャンバーが対称又は非対称構造的要素の例として図８Ａ〜８Ｊ、図９Ａ〜９Ｉ、及び図１０Ａ〜図１０Ｐを参照すればよい。
収容口が構造的非対称要素である装置を有することが好ましい場合がたびたびありうる。如何なる理論にも拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部又は第２熱源間の領域は、装置内で熱対流の流れのための主要駆動力が生成される位置であると信じられる。明らかになるはずであるが、この領域は、最高温度（例、変性温度）まで加熱する初期加熱と低い温度（例、重合温度）への遷移が起きる所であり、したがって最大の駆動力がこの領域から発生する。
例えば、非対称収容口の構造を示す図１５及び図１７Ａ〜図１７Ｂを参照すればよい。
Ｄ．断熱体及び断熱性ギャップ
本発明の目的を達成するために、熱源の各々を他の熱源から断熱させることが多くの場合に有用でありうる。次の説明で明らかなように、前記装置は、各熱源間の断熱性ギャップに位置した多様な断熱体と共に使用されうる。したがって、一実施例において、第１断熱体は、第１及び第２熱源の間の第１断熱性ギャップに位置する。低い熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有する気体又は固体断熱体の一つ又は組み合わせが使用されうる。本発明の多数の目的のための一般に有用な断熱体は、空気（静的空気（ｓｔａｔｉｃ ａｉｒ）の場合に、常温で約０．０２４Ｗ・ｍ‐１・Ｋ‐１の低い熱伝導率を有し、温度が増加するにつれて徐々に増加する）である。静的空気より大きな熱伝導率を有する材料が電力消費外の他の装置性能を顕著に減少させないながら使用されうるが、空気と似ているか、又は空気より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を使用することが一般に好ましい。良い熱断熱体の例は、木、コルク、繊維、プラスチック、セラミック、ゴム、シリコン、シリカ、カーボンなどがあるが、これらに限定されるものではない。このような材料からなる硬質フォーム（ｒｉｇｉｄ ｆｏａｍ）が非常に低い熱伝導率を表すので、特に有用である。硬質フォームの例は、発泡スチレン（Ｓｔｙｒｏ ｆｏａｍ）、ポリウレタンフォーム（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）、シリカエアロゾル（ｓｉｌｉｃａ ａｅｒｏｓｏｌ）、カーボンエアロゾル（ｃａｒｂｏｎａ ｅｒｏｓｏｌ）、シージェル（ＳＥＡｇｅｌ）、シリコン又はゴムフォーム、ウッド、コルクなどがあるが、これに限定されるものではない。空気に加えて、ポリウレタンフォーム、シリカエアロゾル及びカーボンエアロゾルが特に高い温度で使用するのに有用な熱断熱体である。
本発明の目的を達成するために、熱源の各々を他の熱源から断熱させることが多くの場合に有用でありうる。次の説明で明らかなように、前記装置は、各熱源間の断熱性ギャップに位置した多様な断熱体と共に使用されうる。したがって、一実施例において、第１断熱体は、第１及び第２熱源の間の第１断熱性ギャップに位置する。低い熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有する気体又は固体断熱体の一つ又は組み合わせが使用されうる。本発明の多数の目的のための一般に有用な断熱体は、空気（静的空気（ｓｔａｔｉｃ ａｉｒ）の場合に、常温で約０．０２４Ｗ・ｍ‐１・Ｋ‐１の低い熱伝導率を有し、温度が増加するにつれて徐々に増加する）である。静的空気より大きな熱伝導率を有する材料が電力消費外の他の装置性能を顕著に減少させないながら使用されうるが、空気と似ているか、又は空気より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を使用することが一般に好ましい。良い熱断熱体の例は、木、コルク、繊維、プラスチック、セラミック、ゴム、シリコン、シリカ、カーボンなどがあるが、これらに限定されるものではない。このような材料からなる硬質フォーム（ｒｉｇｉｄ ｆｏａｍ）が非常に低い熱伝導率を表すので、特に有用である。硬質フォームの例は、発泡スチレン（Ｓｔｙｒｏ ｆｏａｍ）、ポリウレタンフォーム（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）、シリカエアロゾル（ｓｉｌｉｃａ ａｅｒｏｓｏｌ）、カーボンエアロゾル（ｃａｒｂｏｎａ ｅｒｏｓｏｌ）、シージェル（ＳＥＡｇｅｌ）、シリコン又はゴムフォーム、ウッド、コルクなどがあるが、これに限定されるものではない。空気に加えて、ポリウレタンフォーム、シリカエアロゾル及びカーボンエアロゾルが特に高い温度で使用するのに有用な熱断熱体である。
発明の装置が断熱性ギャップを有する実施例において、長所が明らかになる。例えば、装置のユーザは、１）一つの熱源から次の熱源への熱伝逹を実質的に減少させることによって、消費電力を減少させることができ、そして２）一つの熱源から次の熱源への大きな温度変化が断熱性ギャップ領域から発生するために、駆動力を生成するための温度勾配を制御できる（したがって、熱対流を制御できる）。低い熱伝導率の断熱体を有する大きな断熱性ギャップは、一般に消費電力を減少させるのに助けになるという事実が見出された。突出構造の使用は、断熱性ギャップの相異なる領域（例えば、チャネルから隣接した領域及び遠く離れている領域を分離して）を独立的に制御しながらより大きな平均ギャップが提供されうるようにするので、消費電力を実質的に減少させるのに特に有用である。特に、チャネルに隣接した領域で断熱性ギャップを変更することによって、熱対流の速度を制御でき、したがってＰＣＲ増幅の速度を制御できるという事実が見出された。断熱性ギャップを有する他の利点は、以下の説明と例により明らかになるはずである。
次の説明と例において発明装置は、上述した温度形状化要素の一つ又は組み合わせを含むことができるということが明らかになるはずである。したがって、一実施例において、前記装置は、第１及び第２熱源を互いに分離する第１断熱体と、チャネル軸に一般に平行であり、チャネルを基準に対称的に配置される少なくとも一個のチャンバー（例、１、２、又は３個のチャンバー）を特徴とする。この実施例において、前記装置は、熱対流ＰＣＲをより助けるように、一個又は二個の温度ブレーキをさらに備えることができる。前記装置が二個のチャンバーを、例えば第２熱源内に含む実施例において、各チャンバーは、チャネル軸に対して同一又は相違なる水平位置を有することができる。他の一実施例において、第２熱源は、第１熱源に向かって延びる第１突出部を備えることができ、チャネル軸に一般に平行であり、第２熱源の上部面から遠ざかって延びる第２突出部を必要によって選択的に備えることができ、一般的に第１突出部がチャンバーを定義する。この実施例において、前記装置は、第１熱源から第２熱源方向に延びる第１突出部を備えることができ、一般的にチャネル軸に平行に第１熱源の下部面から遠ざかって延びる第２突出部を必要によって選択的に備えることができる。このような実施例において、第２熱源は、チャネル軸に対して対称的に配置された少なくとも１個のチャンバー（例えば、１、２又は３個のチャンバー）を一般に備え、第１熱源は、一般にチャンバーを備えないが、時にはチャネル軸に対して対照的に配置された一個又は二個のチャンバーを備えることができる。
論議されたように、前記装置内に非対称構造的要素を備えることが有用な場合が多い。したがって、本発明の一目的は、装置内にチャネル軸に対して非対称的に配置された収容口を備えることである。この実施例において、前記装置は、チャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置された一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。代案として又は追加的に、前記装置は、チャネル軸に対して非対称的に配置された少なくとも一つの温度ブレーキを特徴とする。この実施例において、前記装置は、チャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置された一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。代案として又は追加的に、前記装置は、チャネル軸に対して非対称的に配置された少なくとも一つの突出部を特徴とする。一実施例において、第１熱源から延びた突出部は、チャネル軸を基準に非対称的に配置される反面、第２熱源から延びる一つ又は両突出部（及びチャンバー）は、チャネル軸を基準に対称的又は非対称的に配置される。代案として又は追加的に、第２熱源の前記一つ以上の突出部（及びチャンバー）は、チャネル軸を基準に非対称的に配置されることができ、第１熱源から延びる一つ又は両突出部は、チャネル軸を基準に対照的又は非対称的に配置される。
しかしながら、他の一実施例において、前記装置内の一つ又はそれ以上のチャネルからすべてのチャネルに至るまでいかなるチャンバーやギャップ構造を含む必要がない。このような実施例において、前記装置は、重力に対してチャネルの角度を傾けることのような（位置的非対称要素の例）一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素を好ましくは備えるはずである。代案として又は追加的に、チャネルは、構造的非対称性を含むか、又は本明細書に提供されたような遠心分離加速を受けることができる。
以下で理解されるように、他の又は追加的な非対称要素が存在する発明装置を有することが可能である。例えば、前記装置は、チャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル軸に対して非対称的に配置される二個又は三個のチャンバーを備えることができる。装置が単一チャンバーを備える実施例において、そのチャンバーは、チャネル軸に対して非対称的に配置されうる。実施例は、第２熱源から第１及び第１熱源に向かって延びる突出部がチャネル軸に対して非対称的に配置された装置を備える。
必要であれば、上述の発明実施例のいずれも装置又はチャネルを重力方向に対して傾けることによって、又はそれをウェッジや他の傾斜した形態に位置させることによって、位置的非対称要素を備えることができる。
以下で理解されるように、意図した結果が達成できるならば、装置実施例の如何なる温度形状化要素も（装置内でチャネル軸に対して対称的でも又は非対称的でも）装置の他の構造的又は位置的特徴を含む一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素に結び付けられることができる。
また、以下で理解されるように、本発明は、融通性があり、各チャネルが同一又は相違なる温度形状化要素を有している装置を備える。例えば、前記装置の一つのチャネルは、いかなるチャンバー又はギャップ構造を有さない反面、前記装置の他のチャネルは、そういうチャンバー又はギャップ構造を１、２、又は３個備えることができる。本発明は、意図した結果が達成されるかぎり、特定チャネル構成（又はチャネル構成のグループ）に限定されない。しかしながら、使用及び製造上の考慮事項を単純化するために、発明装置のすべてのチャネルが同じ数と同じ類型の温度形状化要素を有することが多くの場合に好ましい。
次の図と例を参照することは、熱対流ＰＣＲ装置に対するより良い理解を提供するためである。これは、本発明の範ちゅうを制限するための意図ではなく、そのように解釈されてはならない。
これから図１及び図２Ａ〜図２Ｃを参照すれば、装置１０は、作動可能に連結した構成要素であって：
（ａ）チャネル７０を加熱又は冷却し、上部面２１と下部面２２とを有する第１熱源であって、前記チャネル７０は、ＰＣＲを行うための反応容器９０を収容するように適応された第１熱源２０と、
（ｂ）前記チャネル７０を加熱又は冷却し、上部面３１と前記第１熱源の上部面２１と向き合う下部面３２とを有する第２熱源３０であって、前記チャネル７０は、前記第１熱源２０と接触する下端部７２と前記第２熱源の上部面４１と接する貫通口７１により定義され、この実施例において、前記下端部７２と前記貫通口７１との間の中心点がチャネル軸８０を形成し、前記チャネル軸８０を基準に前記チャネル７０が配置される、第２熱源３０と、
（ｃ）前記第２熱源３０の少なくとも一部内で前記チャネル７０の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーであって、この実施例において、前記第１チャンバー１００は、前記第２熱源３０と前記チャネル７０との間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャンバーギャップ１０５を前記第２熱源３０と前記チャネル７０との間に有する、チャンバーと、
（ｄ）前記第１熱源２０内に前記チャネル７０を収容するように適応された収容口７３とを、備える。
（ａ）チャネル７０を加熱又は冷却し、上部面２１と下部面２２とを有する第１熱源であって、前記チャネル７０は、ＰＣＲを行うための反応容器９０を収容するように適応された第１熱源２０と、
（ｂ）前記チャネル７０を加熱又は冷却し、上部面３１と前記第１熱源の上部面２１と向き合う下部面３２とを有する第２熱源３０であって、前記チャネル７０は、前記第１熱源２０と接触する下端部７２と前記第２熱源の上部面４１と接する貫通口７１により定義され、この実施例において、前記下端部７２と前記貫通口７１との間の中心点がチャネル軸８０を形成し、前記チャネル軸８０を基準に前記チャネル７０が配置される、第２熱源３０と、
（ｃ）前記第２熱源３０の少なくとも一部内で前記チャネル７０の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーであって、この実施例において、前記第１チャンバー１００は、前記第２熱源３０と前記チャネル７０との間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャンバーギャップ１０５を前記第２熱源３０と前記チャネル７０との間に有する、チャンバーと、
（ｄ）前記第１熱源２０内に前記チャネル７０を収容するように適応された収容口７３とを、備える。
「作動可能に連結した（ｏｐｅｒａｂｌｙ ｌｉｎｋｅｄ）」、「作動可能に連動された（ｏｐｅｒａｂｌｙ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ）」又はこれと類似した用語は、装置の一つ又はそれ以上の要素が一つ又はそれ以上の他の要素と作動可能に連結するのを意味する。より具体的に、このような連動は、直接的又は間接的（例えば、熱的（ｔｈｅｒｍａｌ））、物理的及び／又は機能的でありうる。ある要素が直接的に連結され、他の要素が間接的に（例えば、熱的に（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ））連結する装置は、本発明の範ちゅう内に属する。
図２Ａに示す実施例において、前記装置は、第１熱源２０の上部面２１と第２熱源３０の下部面３２との間に位置した第１断熱体５０をさらに備える。以下で理解されるように、実際に本発明は、断熱体の数が意図した結果が達成されるのに十分であれば、１個の断熱体のみが存在することに限定されない。すなわち、本発明は、多数の断熱体（例えば、２、３又は４個の断熱体）を備えることができる。大部分の実施例において、チャネル軸８０方向の第１熱原２０の長さより長い第２熱源３０の長さを有することが好ましい。他の実施例において、第２熱源３０の長さが第１熱源２０の長さより短いか、又は本質的に同一でありうるが、重合ステップのためにより長い経路長を達成するために、第２熱源３０がより長い長さを有することが有利である。
図２Ａに示す一実施例において、第１断熱体５０は、低い熱伝導率を有する熱断熱体で充填される。好ましい熱断熱体は、約１０分の数Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1ないし約０．０１Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1の間又はそれ以下の熱伝導率を有する。この実施例において、チャネル軸８０方向の第１断熱体５０の長さは、例えば約０．１ｍｍないし約５ｍｍの範囲、好ましくは、約０．２ｍｍないし約４ｍｍの範囲で短く構成される。本発明のこの例において、一つの熱源から隣接する熱源への熱損失が実質的に大きくありえ、装置動作の際、大きな電力消費を引き起こすことができる。多くの応用において、互いに隔離された、そして好ましくは、万一存在するならば、装置の他の構成要素から隔離された２個の熱源（例えば、２０及び３０）を有することが好ましいであろう。一つ又はそれ以上の熱断熱体を使用することが多くの場合に有用でありうる。例えば、第１断熱性ギャップ５０に熱断熱体を使用することによって、多くの場合に消費電力を低くすることができる。
したがって、図２Ａ〜図２Ｃに示す本発明の発明実施例において、第１断熱体５０は熱断熱体であって、固体（ｓｏｌｉｄ）又は気体（ｇａｓ）から構成されるか、又はこれらを含む。
図２Ａ〜図２Ｃに示す装置を再度述べると、第２熱源内のチャンバー壁１０３とチャネル７０との間のチャンバーギャップ１０５は、気体、固体、又は気体−固体の組み合わせのような熱断熱体で部分的に又は完全に充填されうる。一般に有用な断熱体は、空気、及び空気と類似しているか、より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を備える。チャンバーギャップ１０５の重要な一つの機能は、第２熱源内で第２熱源からチャネルへの熱伝逹を制御（一般に減少）することであるから、プラスチックやセラミックのような空気より大きな熱伝導率を有する材料が使用されうる。しかしながら、このような高い熱伝導率を有した材料が使用される場合、断熱体として空気を使用する実施例と比較して、チャンバーギャップ１０５がより大きくなるように調整されなければならない。同様に、空気より低い熱伝導率を有する材料が使用される場合、空気断熱体実施例よりチャンバーギャップ１０５がより小さくなるように調整されなければならない。
特に、図２Ａ〜図２Ｃは、空気又は気体が第１断熱体５０とチャンバーギャップ１０５に断熱体として使用された装置を示す。このようなギャップの内部のチャネル構造は、空気（又は気体）が断熱体として使用される時に、このような構造が目に見えないことを表すために点線で示された。特定発明の目的を達成するために、必要であれば、前記装置は、固体断熱体がチャンバーギャップ１０５に使用されるように適応されうる。代案として又は追加的に、前記装置は、第１断熱体５０に固体断熱体を備えることができる。
図２Ｂ及び図２Ｃは、図１に示したような装置のＡ‐Ａ及びＢ‐Ｂ断面の透視図を示す。空気又は気体が断熱体として使用される実施例が示されている。
図１及び図２Ａ〜図２Ｃの実施例に示すように、前記装置は、１２個のチャネル（時には反応容器チャネルとする）を特徴とする。しかしながら、それ以上又はそれ以下のチャネルも、例えば、約１個又は２個から約１２個までのチャネル、又は約１２個から数百個までのチャネル、好ましくは、約８個ないし約１００個までのチャネルも、使用目的によって可能である。好ましくは、各チャネルは、第１熱源２０内の下端部９２と第２熱源３１の上部の上端部９１により一般に定義される反応容器９０を収容するように独立的に構成される。第１熱源２０、第２熱源３０内のチャネル７０は、一般に第１断熱体５０を貫通して通過する。チャネル７０の上端部７１と下端部７２との間の中心点は、熱源と断熱体がその周囲に配置されるチャネルの軸８０（時には、本明細書でチャネル軸とする）を形成する。
図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示す実施例を再度参考すれば、チャネル７０は、反応容器９０がその中に安定的に合うように構成される。すなわち、図２Ａに示すように、前記チャネルは、反応容器の下部と本質的に同じ寸法プロファイル（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ）を有する。作動途中に、チャネルは、反応容器を収容するための収容器として機能する。しかしながら、以下にさらに詳細に説明するように、チャネル７０の構造は、反応容器９０と熱源２０及び３０のうちの何れか一つ又はそれ以上との間に相異なる熱接触可能性を提供するように、チャネル軸８０に対して調整されるか、及び／又は移動されうる。
一つの例として、第２熱源３０内に形成された貫通口７１がチャネル７０の上部として機能できる。この実施例において、第２熱源３０内のチャネル７０は、第２熱源３０と物理的に接触する。すなわち、第２熱源３０に向かって延びた貫通口７１の壁が反応容器９０と物理的に接触する。この実施例において、前記装置は、前記第２熱源３０からチャネル７０及び反応容器９０への効果的な熱伝逹を提供できる。
多くの発明応用のために、一般に第２熱源内の貫通口のサイズは、チャネル又は反応容器のサイズと本質的に同様にすることが好ましい。しかしながら、他の貫通口実施例も本発明の範ちゅう内に属し、本明細書に開示されている。例えば、図２Ａ〜図２Ｃを再度参照すれば、第２熱源３０内の貫通口７１は、反応容器９０のサイズより大きく作られることができる。しかしながら、このような場合、第２熱源３０から反応容器９０への熱伝逹は、少なく効率よくなることができる。この実施例において、本発明の最適の実現のために、第２熱源３０の温度を低くすることが有用でありうる。大部分の発明応用のために、第２熱源３０内の貫通口７１のサイズを反応容器９０のサイズと本質的に同じサイズにすることが一般に有用である。
収容口７３が第１熱源２０に形成されたふさがった下端部７２を有する発明実施例において、収容口は、チャネル７０の下部として機能することもある。例えば、図２Ａを参照しなさい。このような実施例において、第１熱源２０の収容口７３は、反応容器の下部９２のサイズと本質的に同じサイズを有し、大部分の実施例において反応容器９０に物理的な接触と効率的な熱伝逹を提供するようになる。以下で論議されるだろうが、ある発明実施例では、第１熱源２０内の収容口７３が反応容器の下部のサイズより若干大きいサイズを有するか、又は部分的チャンバー構造を有することができる。
チャンバーの構造及び機能
図２Ａ〜図２Ｃに示す装置を再度述べると、第１チャンバー１００は、チャネル７０を基準に第２熱源３０内に対称的に配置される。前記装置１０内のこのような物理的に非接触している（しかしながら、熱的に接触する）空間の存在は、多い利点と長所を提供する。例えば、そして如何なる理論にも拘束されることを望まないが、第１チャンバー１００の存在は、好ましくは、少なく効果的な第２熱源３０からチャネル７０又は反応容器９０への熱伝逹を提供する。すなわち、チャンバー１００は、第２熱源３０とチャネル７０又は反応容器９０との間での熱伝逹を実質的に減少させる。つながる議論でより明確になるだろうが、本発明は、前記装置１０内で安定的でより速い熱対流ＰＣＲを助けることを特徴とする。
図２Ａ〜図２Ｃに示す装置を再度述べると、第１チャンバー１００は、チャネル７０を基準に第２熱源３０内に対称的に配置される。前記装置１０内のこのような物理的に非接触している（しかしながら、熱的に接触する）空間の存在は、多い利点と長所を提供する。例えば、そして如何なる理論にも拘束されることを望まないが、第１チャンバー１００の存在は、好ましくは、少なく効果的な第２熱源３０からチャネル７０又は反応容器９０への熱伝逹を提供する。すなわち、チャンバー１００は、第２熱源３０とチャネル７０又は反応容器９０との間での熱伝逹を実質的に減少させる。つながる議論でより明確になるだろうが、本発明は、前記装置１０内で安定的でより速い熱対流ＰＣＲを助けることを特徴とする。
第２熱源３０内に物理的に非接触空間を含むことが多くの場合に有用であるが、第１熱源内２０にこのような空間を含むことも本発明の範ちゅうに属する。例えば、第１熱源２０とチャネル７０又は反応容器９０との間の熱伝逹を減少させるために、第１熱源２０が一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。
図２Ａ〜図２Ｃに示す発明実施例は、重要な構造的要素として第２熱源２０内に第１チャンバー１００を備える。本発明のこの例において、第１チャンバー１００は、第２熱源の上部３１から第２熱源の下部３２と第１熱源の上部２１に向かってチャネル７０を収容するように独立的に構成される。第１チャンバー１００は、第２熱源３０内の上端部１０１、第２熱源３０の下部の下端部１０２、そして、チャネル軸８０の周囲に配置され、第２熱源３０内でチャネル７０と離隔している第１チャンバー壁１０３により定義される。チャンバー壁１０３は、第２熱源３０内で距離を置いてチャネル７０を取り囲んで、チャンバーギャップ１０５を形成する。チャンバー壁１０３とチャネル７０との間のチャンバーギャップ１０５は、好ましくは、約０．１ｍｍないし約６ｍｍの範囲内、さらに好ましくは、約０．２ｍｍないし約４ｍｍの範囲内にある。第１チャンバー１００の長さは、約１ｍｍないし約２５ｍｍの範囲であり、好ましくは、約２ｍｍないし約１５ｍｍの範囲である。
本発明は、多様な種類の熱源と断熱体構成とが両立可能である。例えば、第１熱源２０は、チャネル軸８０に沿って約１ｍｍより長い長さ、好ましくは、約２ｍｍないし約１０ｍｍの長さを有することができ、第２熱源３０は、チャネル軸８０に沿って約２ｍｍないし約２５ｍｍの範囲の長さ、好ましくは、約３ｍｍないし約１５ｍｍの長さを有することができる。論議されたように、装置が第１断熱体５０を有するようにすることが一般に有用である。例えば、突出部のない実施例において、第１断熱体５０は、チャネル軸８０に沿って約０．２ｍｍないし約８ｍｍの範囲の長さ、好ましくは、約０．５ｍｍないし５ｍｍの範囲の長さを有することができる。突出部の構造が存在する他の実施例において、第１断熱体５０は、チャネル７０に対した位置に応じてチャネル軸８０に沿って相異なる長さを有することができる。例えば、チャネルに隣接しているか、又は周囲の領域において（例えば、突出部内で）、第１断熱体５０は、チャネル軸に沿って約０．２ｍｍないし約８ｍｍの範囲の長さ、好ましくは、約０．５ｍｍないし５ｍｍの範囲の長さを有することができる。チャネルから離れた領域（例えば、突出構造の外部）では、第１断熱体５０は、チャネル軸に沿って約０．５ｍｍないし約２０ｍｍの範囲の長さ、好ましくは約１ｍｍないし１０ｍｍの範囲の長さを有することができる。
論議されたように、発明装置は、第２熱源と共に熱源のうち、少なくとも一つの中に多数のチャンバー（例えば、２、３、４、又はそれ以上のチャンバー）を備えることができる。
図３Ａ〜図３Ｂに示す実施例において、前記装置は、第２熱源３０内に完全に位置した第１チャンバー１００を備える。この実施例において、第１チャンバー１００は、チャネル軸８０に沿って第１チャンバーの下端部１０２と向き合うチャンバーの上端部１０１を備える。前記装置は、第２熱源３０内に完全に位置し、第１チャンバー１００の上端部１０１と接触する第２チャンバー１１０をさらに備える。第１チャンバー１００の壁１０３は、チャネル軸８０に本質的に平行に整列される。第２チャンバー１１０は、チャネル軸８０に本質的に平行に位置する壁１１３によりさらに定義される。第２チャンバー１１０は、第２熱源３０内の上端部１１１と第１チャンバー１００の上端部１０１と接触する下端部１１２とによりさらに定義される。図示のように、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、ギャップ１０５、１１５をそれぞれ備える。図示の実施例において、第２チャンバー１１０の上端部１１１と下端部１１２のそれぞれは、チャネル軸８０に垂直である。図３Ａに示すように、チャネル軸８０からの第１チャンバー１００の幅又は半径は、チャネル軸８０からの第２チャンバー１１０の幅又は半径より小さい（約０．９ないし０．３倍小さい）。しかしながら、図３Ｂの実施例に示す場合には、チャネル軸８０からの第１チャンバー１００の幅又は半径は、チャネル軸８０からの第２チャンバー１１０の幅より大きい（約１．１ないし約３倍大きい）。
図３Ａ〜図３Ｂを再度参照すれば、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、有用な温度制御又は形状化効果を提供する。これらの実施例において、第１チャンバー１００（図３Ａ）又は第２チャンバー１１０（図３Ｂ）は、他のチャンバーと比較してより小さな直径又は幅を有する。第２チャンバー１１０（図３Ｂ）又は第１チャンバー１００（図３Ａ）の狭い部分は、他のチャンバーと比較して第２熱源３０からのより効率的な熱伝逹を提供する。また、これらの実施例に示すチャンバーの構成は、熱源からの熱伝逹を遮断又は減少する。
別に言及されない限り、多数のチャンバーを有する実施例は、第１熱源（一般に前記装置の下部に最も近く位置した）からチャンバーに番号を付することによって記述される。したがって、第１熱源に最も近いチャンバーが「第１チャンバー」に指定され、第１熱源にその次に近いチャンバーは、「第２チャンバー」などのように指定されるはずである。
温度ブレーキの構造及び機能
図４Ａは、第２熱源に位置する２個のチャンバーを有する発明実施例を示す。特に、装置１０は、第２熱源３０内に位置する第１チャンバー１００、第２チャンバー１１０を有する。
図４Ａは、第２熱源に位置する２個のチャンバーを有する発明実施例を示す。特に、装置１０は、第２熱源３０内に位置する第１チャンバー１００、第２チャンバー１１０を有する。
図４Ｂは、図４Ａに示す点線で表示された円の拡大図である。特に、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０との間の領域は、第１温度ブレーキ１３０を定義する。上で言及したように、第１温度ブレーキ１３０は、前記装置１０内の温度分布を制御するように意図したものである。図示の実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、上端部１３１と下端部１３２、及びチャネル７０と本質的に接触する壁１３３により定義される。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０の機能は、第１熱源２０からの第２熱源３０への温度プロファイルの好ましくない侵害を減少又は遮断することである。第１温度ブレーキ１３０のさらに他の機能は、第２熱源３０とチャネル７０との間に効果的な熱伝逹を提供することによって、その領域でチャネルが第２熱源３０の温度に速かに到達するようにすることである。第１温度ブレーキ１３０がチャネル７０を基準に対称的に配置されている。
必要であれば、第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０のうち少なくとも一つ（又はそれらの一部分）は、適切な固体又は気体断熱体を備えることができる。代案として又は追加的に、図示の第１断熱体５０は適切な固体又は気体から構成されるか、又はこれらを含むことができる。適切な断熱性気体の一例は、空気である。
突出構造及び機能
多くの発明実施例において、前記装置１０は、第１又は第２熱源の上部面又は下部面から延びた少なくとも一つの突出部を特徴とする。一実施例において、第２熱源３０は、チャネル軸に一般に平行な方向に第２熱源３０の下部面３２から第１熱源２０に向かって延びる第１突出部３３を特徴とし、必要によって選択的にチャネル軸に一般に平行に第２熱源３０の上部面３１から遠ざかって延びる第２突出部３４を特徴とする。代案として又は追加的に、第１熱源２０は、チャネル軸に一般に平行に第１熱源２０の上部面２１から第２熱源３０に向かって延びる第１突出部２３を備えることができ、必要によって選択的にチャネル軸に一般に平行に第１熱源２０の下部面２２から遠ざかって延びる第２突出部２４を備えることができる。ある実施例では、前記装置は、チャネル軸に対して傾いている少なくとも一つの突出部を備えることができる。
多くの発明実施例において、前記装置１０は、第１又は第２熱源の上部面又は下部面から延びた少なくとも一つの突出部を特徴とする。一実施例において、第２熱源３０は、チャネル軸に一般に平行な方向に第２熱源３０の下部面３２から第１熱源２０に向かって延びる第１突出部３３を特徴とし、必要によって選択的にチャネル軸に一般に平行に第２熱源３０の上部面３１から遠ざかって延びる第２突出部３４を特徴とする。代案として又は追加的に、第１熱源２０は、チャネル軸に一般に平行に第１熱源２０の上部面２１から第２熱源３０に向かって延びる第１突出部２３を備えることができ、必要によって選択的にチャネル軸に一般に平行に第１熱源２０の下部面２２から遠ざかって延びる第２突出部２４を備えることができる。ある実施例では、前記装置は、チャネル軸に対して傾いている少なくとも一つの突出部を備えることができる。
図５Ａ〜図５Ｃは、第１熱源２０に向かって延びる第２熱源３０の第１突出部３３と第２熱源３０に向かって延びる第１熱源２０の第１突出部２３とを備える発明実施例を示す。発明の本例において、突出部２３、３３のそれぞれは、第１チャンバー１００及び／又はチャネル軸８０を基準に対称的に配置される。この実施例において、第２熱源３０の第１突出部３３は、第１チャンバー１００又はチャネル７０、第１断熱体５０、及び第２熱源３０を定義し、第１断熱体５０を第１チャンバー１００又はチャネル７０から分離するのを助ける。第１熱源２０の第１突出部２３は、チャネル８０と第１熱源２０とを定義し、第１断熱体５０をチャネル７０から分離するのを助ける。突出部２３、３３は、また第１断熱体５０の一部５１（第１断熱体チャンバーとも呼ばれる）を定義する。この実施例において、第１断熱体チャンバー５１は、少なくとも第１熱源２０、第１熱源２３の第１突出部、第２熱源３０、及び第２熱源３３の第１突出部により定義される。
図５Ａ〜図５Ｃに示す実施例において、第１チャンバー１００の上端部１０１と下端部１０２とは、チャネル軸８０に対して本質的に垂直である。第１チャンバーの長さは、約１ｍｍないし約２５ｍｍの範囲であり、好ましくは、約２ｍｍないし約１５ｍｍの範囲である。追加的に、収容口７３は、チャネル７０とチャネル軸８０を基準に対称的に配置される。
この実施例において、突出部２３、３３の機能は、第１熱源２０及び第２熱源３０熱源間の熱伝逹だけでなく、第１熱源２０及び第２熱源３０熱源の体積を減少させながら、熱対流ＰＣＲを助けるためにチャネル軸の方向のチャンバー寸法を増やすものである。突出構造を利用することによって、第１絶縁性ギャップがチャネル隣接領域（すなわち、突出構造内）で小さく構成されることができ、これによって熱対流ＰＣＲの効率性を向上させうるように、チャネル軸の方向のより長いチャンバー長が提供されながら、二つの熱源間の熱伝逹を減少させるのを助けることができるように、突出構造の外部により大きなギャップが提供されて、装置の消費電力を減少させる。二つの熱源の体積は、突出構造２３、３３を利用することによって実質的に減少でき、これによって二つの熱源の熱容量は、消費電力の減少をより助けるよう減少できる。
図６Ａ〜図６Ｃに示す実施例を参照すれば、第１熱源２０は、第１突出部２３に加えて第１熱源２０の下部面２２から遠ざかって延びる第２突出部２４をさらに備える。第２熱源３０もまた、第１突出部３３に加えて第２熱源の上部面３１から遠ざかって延びる第２突出部３４をさらに備える。この実施例の他の特徴は、図５Ａ〜図５Ｃに示す実施例と同様である。この実施例において、第２突出部２４、３４の機能は、装置の消費電力をより減少できるように第１及び第２熱源の体積をより減少させることである。第１及び第２熱源の第２突出部２４、３４はまた、この実施例でファンのような冷却要素を使用して熱対流ＰＣＲの完了後に二つの熱源の迅速な冷却を助けるのに有用である。
チャネルの構造
Ａ．垂直プロファイル
本発明は、多数のチャネル構成と完全に両立可能である。例えば、図７Ａ〜図７Ｄは、適切なチャネル構成の垂直断面を示す。図示のように、チャネルの垂直プロファイルは、線形（図５Ｃ〜図５Ｄ）又はテーパー型（図７Ａ〜図７Ｂ）チャネルから形成されうる。テーパー型実施例において、チャネルは、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされうる。チャネルの垂直プロファイルと関連して多様な変形が可能であるが（例えば、曲線形状、又は二つ以上の相異なる角度を有するようテーパーされている側壁を有するチャネル）、上部から下部に（線形的に）テーパーされているチャネルが、そういう構造が製作工程だけでなくチャネルに対する反応容器の導入も容易にするために、一般に好まれる。一般に有用なテーパー角（θ）は、約０度ないし約１５度の範囲、好ましくは、約２度ないし約１０度の範囲である。
Ａ．垂直プロファイル
本発明は、多数のチャネル構成と完全に両立可能である。例えば、図７Ａ〜図７Ｄは、適切なチャネル構成の垂直断面を示す。図示のように、チャネルの垂直プロファイルは、線形（図５Ｃ〜図５Ｄ）又はテーパー型（図７Ａ〜図７Ｂ）チャネルから形成されうる。テーパー型実施例において、チャネルは、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされうる。チャネルの垂直プロファイルと関連して多様な変形が可能であるが（例えば、曲線形状、又は二つ以上の相異なる角度を有するようテーパーされている側壁を有するチャネル）、上部から下部に（線形的に）テーパーされているチャネルが、そういう構造が製作工程だけでなくチャネルに対する反応容器の導入も容易にするために、一般に好まれる。一般に有用なテーパー角（θ）は、約０度ないし約１５度の範囲、好ましくは、約２度ないし約１０度の範囲である。
図７Ａ〜図７Ｂに示す実施例において、チャネル７０は、開放された上端部７１とふさがった下端部７２とによりさらに定義されるが、このような末端部は、チャネル軸８０に対して垂直（図７Ａ）であるか、又は曲面形状を有することができる（図７Ｂ）。下端部７２は、下端部の水平プロファイルの半径又は幅の半と同じであるか、より大きな曲率半径を有する凸型又は凹型の曲面形状に形成されうる。下端部の水平プロファイルの半径又は幅の半より少なくとも２倍大きな曲率半径を有する平らであるか、又はほぼ平らな下端部が他の形態よりさらに好まれるが、これは、変性工程の間に向上した熱伝逹を提供することができるためである。チャネル７０は、チャネル軸８０方向の高さｈとチャネル軸８０に垂直な幅ｗ１によりさらに定義される。
多くの発明応用のために、本質的に直線である（例えば曲がったりテーパーされていない）チャネル７０を有することが有用でありうる。図７Ｃ〜図７Ｄに示す実施例において、チャネル７０は、開放された上端部７１とチャネル軸８０に垂直であるか（図７Ｃ）又は曲面形状である（図７Ｄ）ふさがった下端部７２を有する。テーパーされているチャネル実施例のように、下端部７２は、凸型又は凹型の曲面形状に形成されることができ、大きな曲率を有する平らであるか、又はほぼ平らな下端部が一般により好まれる。チャネル７０は、この実施例においてチャネル軸８０方向の高さｈとチャネル軸８０に垂直な幅ｗ１によりさらに定義される。
図７Ａ〜図７Ｄに示すチャネル実施例において、約２０マイクロリットルの試料体積に対して、高さｈは、少なくとも約５ｍｍないし約２５ｍｍ、好ましくは、８ｍｍないし約１６ｍｍである。各チャネル実施例は、チャネル軸８０に沿う幅ｗ１の平均によりさらに定義されるが、その値は、一般に少なくとも約１ｍｍないし約５ｍｍである。図７Ａ〜図７Ｄに示すチャネル実施例の各々は、高さｈと幅ｗ１の比率である垂直の縦横比と、各々第１及び第２方向への第１幅ｗ１と第２幅ｗ２の比率である水平の横縦比によりさらに定義されうるが、ここで、第１及び第２方向は、互いに垂直でありチャネル軸に対して垂直に整列されている。一般に適切な垂直の横縦比は、約４ないし約１５の範囲であり、好ましくは、約５ないし約１０である。水平の横縦比は、一般に約１ないし約４である。チャネル７０がテーパーされている実施例において（図７Ａ〜図７Ｂ）、チャネルの幅又は直径は、チャネルの垂直プロファイルを横切って変化する。一般的な指針として、２０マイクロリットルより大きいか、又は小さな試料体積に対しては、高さ及び幅（又は直径）は、体積比の立方根（ｃｕｂｉｃ ｒｏｏｔ）又は時には平方根（ｓｑｕａｒｅ ｒｏｏｔ）を係数として調整（ｓｃａｌｅ）されうる。
論議されたように、チャネルの下端部７２は、図７Ａ〜図７Ｄに示すように平らであるか、球形であるか、又は曲面形でありうる。下端部が球形又は曲面形の場合、一般に凸又は凹形態を有する。論議されたように、平らであるか又はほぼ平らな下端部が多くの発明実施例において他の形態に比べてより好まれる。如何なる理論にも拘束されることを望まないが、このような下端部の設計が第１熱源２０からチャネル７０の下端部７１への熱伝逹を向上させることによって、変性工程を容易にすると信じられる。
先に説明した垂直チャネルプロファイルのどれも相互的に排他的でない。すなわち、直線である第１部分と（チャネル軸８０に対して）テーパーされている第２部分を有するチャネルも本発明の範ちゅうに属する。
Ｂ．水平プロファイル
本発明は、多様な水平チャネルプロファイルと両立することができる。容易な製造が関心事である場合、本質的に対称的なチャネル形態が一般に好まれる。図８Ａ〜図８Ｊは、それぞれが表示された対称要素を有する適した水平チャネルプロファイルのいくつかの例を示す。例えば、チャネル７０は、チャネル軸８０に対して円形（図８Ａ）、正方形（図８Ｄ）、丸い正方形（図８Ｇ）、又は六角形（図８Ｊ）である水平形態を有することができる。他の実施例において、チャネル７０は、長さより大幅を有する（又はその反対の）水平形態を有することができる。例えば、図８Ｂ、図８Ｅ、図８Ｈの中間列に示すように、チャネル７０の水平プロファイルは、楕円形（図８Ｂ）、長方形（図８Ｅ）、又は丸い長方形（図８Ｈ）に形成されうる。このような類型の水平形態は、一方から上向きへ動き（例えば、左側において）反対側から下向きに動く（例えば、右側において）対流流れパターンを使用する時に有用である。長さに比べて相対的に大幅のプロファイルが使用されているので、上向き及び下向き熱対流流れ間の干渉が減少でき、これにより、より円滑な循環性流れを誘導するようになる。チャネルは、一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図８Ｃ、図８Ｆ、及び図８Ｉの右側列に示されている。例えば、チャネルの左側が右側より狭く示されている。このような類型の水平形態も、一方側において上向きへ動き（例えば、左側において）、反対側から下向きに動く（例えば、右側において）対流流れパターンを使用する時に有用である。また、このような類型の形態が使用される場合、下向き流れの速度（例えば、右側において）が上向き流れに対して制御できる（一般に減少する）。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れの速度は、断面領域が大きくなるほど減少しなければならない（又はその反対）。この特徴は、重合効率性を増大することと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れ（すなわち、アニーリングステップ以後）の間に行われ、したがって、上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで重合ステップのための時間を延長でき、より効率的なＰＣＲ増幅を誘導できる。
本発明は、多様な水平チャネルプロファイルと両立することができる。容易な製造が関心事である場合、本質的に対称的なチャネル形態が一般に好まれる。図８Ａ〜図８Ｊは、それぞれが表示された対称要素を有する適した水平チャネルプロファイルのいくつかの例を示す。例えば、チャネル７０は、チャネル軸８０に対して円形（図８Ａ）、正方形（図８Ｄ）、丸い正方形（図８Ｇ）、又は六角形（図８Ｊ）である水平形態を有することができる。他の実施例において、チャネル７０は、長さより大幅を有する（又はその反対の）水平形態を有することができる。例えば、図８Ｂ、図８Ｅ、図８Ｈの中間列に示すように、チャネル７０の水平プロファイルは、楕円形（図８Ｂ）、長方形（図８Ｅ）、又は丸い長方形（図８Ｈ）に形成されうる。このような類型の水平形態は、一方から上向きへ動き（例えば、左側において）反対側から下向きに動く（例えば、右側において）対流流れパターンを使用する時に有用である。長さに比べて相対的に大幅のプロファイルが使用されているので、上向き及び下向き熱対流流れ間の干渉が減少でき、これにより、より円滑な循環性流れを誘導するようになる。チャネルは、一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図８Ｃ、図８Ｆ、及び図８Ｉの右側列に示されている。例えば、チャネルの左側が右側より狭く示されている。このような類型の水平形態も、一方側において上向きへ動き（例えば、左側において）、反対側から下向きに動く（例えば、右側において）対流流れパターンを使用する時に有用である。また、このような類型の形態が使用される場合、下向き流れの速度（例えば、右側において）が上向き流れに対して制御できる（一般に減少する）。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れの速度は、断面領域が大きくなるほど減少しなければならない（又はその反対）。この特徴は、重合効率性を増大することと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れ（すなわち、アニーリングステップ以後）の間に行われ、したがって、上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで重合ステップのための時間を延長でき、より効率的なＰＣＲ増幅を誘導できる。
したがって、一発明実施例において、チャネル７０の少なくとも一部（全体チャネルを含んで）は、チャネル軸８０に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有する。一発明の例において、水平形態は、少なくとも一つの反射（σ）又は回転対称要素（Ｃx）を有する。ここで、Ｘは、１，２，３，４，．．．から無限（∞）までである。意図した発明の目的を満たすならば、いかなる水平形態も適している。他の適した水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形を含む。必要であれば、チャネル軸８０に垂直な面が第１熱源２０又は第２熱源３０内に存在できる。
先に説明した水平チャネルプロファイのどれも相互排他的でない。すなわち、例えば（チャネル軸８０に対して）円形である第１部分と半円形である第２部分とを有するチャネルも本発明の範ちゅう内に属する。
水平チャンバーの形態及び位置
論議されたように、本発明の装置は、装置内の、例えばチャネルの遷移領域内の、温度分布を制御することを助ける少なくとも一個のチャンバー、好ましくは、一個、二個、又は三個のチャンバーを備えることができる。チャネルは、意図した発明の目的が達成されるならば、適切な形態のうちの何れか一つ又は組み合わせを有することができる。
論議されたように、本発明の装置は、装置内の、例えばチャネルの遷移領域内の、温度分布を制御することを助ける少なくとも一個のチャンバー、好ましくは、一個、二個、又は三個のチャンバーを備えることができる。チャネルは、意図した発明の目的が達成されるならば、適切な形態のうちの何れか一つ又は組み合わせを有することができる。
例えば、図９Ａ〜図９Ｉは、チャンバー（第１チャンバー１００が単に例として使用される）の適切な水平プロファイルを示す。この発明実施例において、チャンバー１００の水平プロファイルは、本質的に対称的な形態が製造工程を容易にするのに多くの場合に有用であるが、多様な相異なる形態で形成されうる。例えば、第１チャンバー１００は、左側列に示すように円形、正方形、又は丸い正方形である水平形態を有することができる。図９Ａ、図９Ｄ、及び図９Ｇを参照しなさい。第１チャンバー１００は、幅が長さより大きな水平形態（又はその反対）、例えば、中間列に示すように、楕円形、長方形、又は丸い長方形を有することができる。第１チャンバー１００は、右側列に示すように一方が反対より狭い水平形態を有することができる。図９Ｃ、図９Ｆ、及び図９Ｉを参照しなさい。
論議されたように、チャンバーの構造は、熱源（一般に第２熱源）からチャネル又は反応容器への熱伝逹を制御する（一般に減少させる）のに有用である。したがって、関心の対象になる発明実施例によって第１チャンバー１００の位置をチャネル７０の位置に対して相対的に変更することが重要である。一実施例において、第１チャンバー１００は、チャネル７０の位置に対して対称的に配置される。すなわち、チャンバー軸（チャンバーの上端部と下端部の中心点により形成される軸）がチャネル軸８０と一致する。この実施例において、熱源２０又は３０からチャネルへの熱伝逹が（特定垂直位置で）チャネルの水平プロファイルにわたってすべての方向で一定になるように意図している。したがって、このような実施例においてチャネルの水平形態と同じ第１チャンバー１００の水平形態を利用することが好ましい。図９Ａ〜図９Ｉを参照しなさい。
しかしながら、チャンバー構造の他の実施例も本発明の範ちゅう内に属する。例えば、装置内のチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル７０の位置に対して非対称的に配置されうる。すなわち、特定チャンバーの上端部と下端部との間に形成されたチャンバー軸１０６がチャネル軸８０に対して中心を外れるか、傾くか、又は中心を外れながら傾くことができる。この実施例において、チャネル７０とチャンバーの壁との間のチャンバーギャップのうちの何れか一つ又はそれ以上が一方側においてより大きく、そのチャンバーの反対側においてより小さくありうる。このような実施例における熱伝逹は、チャネル７０の一方側においてより高く、反対側において低い（前記２個の側の位置に垂直な方向に沿って位置する２個の反対側では同一又は似ているが）。特定実施例において、円形又は丸い長方形である第１チャンバーの水平形態を使用することが好ましい。円形が一般により好ましい。
したがって、装置の一実施例において、第１チャンバー１００の少なくとも一部（全体チャンバーを含んで）は、チャネル軸８０に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有する。例えば、図９Ａ及び図２Ａ〜図２Ｃを参照しなさい。一般に、水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有する。本発明と共に使用するために好ましい水平形態は、チャネル軸８０に垂直な面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形形態を含む。一実施例において、チャネル軸８０と垂直な面は、第２熱源３０又は第１熱源２０内に存在する。
チャンバー構造と位置に対する前の議論は、第１チャンバー１００以上の多くのチャンバー実施例に適用できるということが理解されるはずである。すなわち、複数のチャンバー（例えば、第２チャンバー１１０及び／又は第３チャンバー１２０）を有する発明実施例でこのような考慮事項がまた適用されうる。
非対称及び対称チャネル／チャンバーの構成
言及したように、本発明は、多様なチャネル及びチャンバーの構成と両立可能である。一実施例において、適切なチャネルは、チャンバーに対して非対称的に配置される。図１０Ａ〜図１０Ｐは、このような概念のいくつかの例を示す。
言及したように、本発明は、多様なチャネル及びチャンバーの構成と両立可能である。一実施例において、適切なチャネルは、チャンバーに対して非対称的に配置される。図１０Ａ〜図１０Ｐは、このような概念のいくつかの例を示す。
特に、図１０Ａ〜図１０Ｐは、チャンバー１００（第１チャンバー１００が例示的な目的だけで使用された）内のチャネル７０の位置を参照して、適切なチャネル及びチャンバー構造の水平断面を示す。第１チャンバー１００及びチャネル７０の水平形態は、例えば円形又は丸い長方形に示されている。第１列（図１０Ａ、図１０Ｅ、図１０Ｉ、及び図１０Ｍ）は、対称的に位置した構造の例を示す。この実施例において、チャンバー軸は、チャネル軸７０と一致する。したがって、第１チャンバー壁１０３（実線）とチャネル７０（点線）との間のギャップは、左側及び右側に対して同一で、また上部側及び下部側に対して同一で、熱源からチャネルに両方向ともに対称的な熱伝逹を提供する。第２列（図１０Ｂ、図１０Ｆ、図１０Ｊ、及び図１０Ｎ）は、非対称的に位置した構造の例を示す。チャネル軸８０がチャンバー軸から中心を外れて（左側に）位置し、第１チャンバー壁１０３とチャネル７０との間のギャップは、左側がより小さくて（上部及び下部側では同一であるが）、左側からより高い熱伝逹を提供する。第３列（図１０Ｃ、図１０Ｇ、図１０Ｋ、及び図１０Ｏ）及び第４列（図１０Ｄ、図１０Ｈ、図１０Ｌ、及び図１０Ｐ）は、より非対称的熱伝逹を提供する非対称的に位置した構造の他の例を示す。第３列（図１０Ｃ、図１０Ｇ、図１０Ｋ、及び図１０Ｏ）は、チャンバー壁が一方（左側）でチャネルと接触する例を示す。第４列（図１０Ｄ、図１０Ｈ、図１０Ｌ、及び図１０ｐ）は、一方側（右側）が第１チャンバー１００を形成する反面、反対側（左側）は、チャネル７０を形成する例を示す。両例において、左側での熱伝逹が右側での熱伝逹より非常に高い。第３及び第４列に示す物理的に接触する側は、温度ブレーキであって、特に、一方側においてのみ温度ブレークを提供する非対称温度ブレーキとして機能するように意図している。
したがって、本発明の一目的は、内部のチャンバーのうち、少なくとも一つ（例えば、第１チャンバー１００、第２チャンバー１１０、又は第３チャンバー１２０のうちの何れか一つ又はそれ以上）がチャネル軸に本質的に垂直な面に沿ってチャネルを基準に本質的に対称的に配置されている装置を提供することである。また、本発明の一目的は、チャンバーのうち、少なくとも一つがチャネル軸に本質的に垂直な面に沿って、そしてチャネルを基準に非対称的に配置される装置を提供することである。特定チャンバー（ら）の全部又は一部は、必要であれば、チャネル軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。少なくとも一個のチャンバーがチャネル軸を基準に非対称的に配置される実施例において、チャンバー軸とチャネル軸とは、互いに対して本質的に平行でありながら中心を外れるか、傾くか、又は中心を外れながら傾いていることができる。前の特定の実施例において、全体チャンバーを備えるチャンバーの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャネルを基準に非対称的に配置される。他の実施例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバーの内部に位置する。この実施例の一例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバー壁と接触する。他の一実施例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバーの外部に、そして第２又は第１熱源と接触して位置する。ある発明実施例では、チャネル軸に垂直な面が第２又は第１熱源と接触する。
垂直チャンバー形態
本発明のさらに他の目的は、第２熱源が温度分布を制御するのを助けるための少なくとも一個のチャンバー（一般に、一個、二個、又は三個のチャンバー）を備える装置を提供することにある。好ましくは、チャンバーは、装置内の一つの熱源（例えば、第１熱源２０）から装置内の他の熱源（例えば、第２熱源３０）への遷移領域の温度勾配を制御するのを助ける。チャンバーに対する多様な適切な改造は、それが本発明の対流‐基盤ＰＣＲ工程に適切な温度分布を提供するかぎり、本発明の範ちゅうに属する。
本発明のさらに他の目的は、第２熱源が温度分布を制御するのを助けるための少なくとも一個のチャンバー（一般に、一個、二個、又は三個のチャンバー）を備える装置を提供することにある。好ましくは、チャンバーは、装置内の一つの熱源（例えば、第１熱源２０）から装置内の他の熱源（例えば、第２熱源３０）への遷移領域の温度勾配を制御するのを助ける。チャンバーに対する多様な適切な改造は、それが本発明の対流‐基盤ＰＣＲ工程に適切な温度分布を提供するかぎり、本発明の範ちゅうに属する。
本発明の一目的は、チャンバーの少なくとも一部（全体チャンバーを備えることまで）がチャネル軸に沿ってテーパーされている装置を提供することにある。例えば、一実施例において、装置内の全体チャンバーを備えるチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル軸に沿ってテーパーされている。一実施例において、チャンバーのうちの何れか一つ又はすべての少なくとも一部が第２熱源内に位置し、チャネル軸に垂直な幅ｗが他方側よりは第１熱源側においてより大きな幅を有する。ある実施例では、チャンバーの少なくとも一部が第２熱源内に位置し、チャネル軸に垂直な幅ｗが他方側よりは第１熱源側においてより小さな幅ｗを有する。一実施例において、前記装置は、第２熱源内に位置する第１チャンバーと第２チャンバーとを備え、第１チャンバーは、第２チャンバーの幅ｗより大きな（又はより小さな）チャネル軸に垂直な幅ｗを有する。ある実施例では、第１チャンバーは、第１熱源と向き合う。
追加的な例示的な装置実施例
適した熱源、断熱体、チャネル、ギャップ、チャンバー、収容口の構成及びＰＣＲ条件が本出願に記述され、必要であれば、次の発明例と共に使用される。
適した熱源、断熱体、チャネル、ギャップ、チャンバー、収容口の構成及びＰＣＲ条件が本出願に記述され、必要であれば、次の発明例と共に使用される。
Ａ．１個のチャンバー、第１及び第２熱源、突出部
ある発明実施例では、熱源のうち、少なくとも一つの構造を変更することによってチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上の構造を調整することが有用である。例えば、第１及び第２熱源のうち、少なくとも一つが、ギャップ又はチャンバーを定義し、一般にチャネル軸又はチャンバー軸と本質的に平行に延びる一つ又はそれ以上の突出部を備えるように構成されうる。突出部は、チャネル軸又はチャンバー軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。重要な突出部は、装置内の一つの熱源から他の熱源に向かって延びる。例えば、第２熱源の第１突出部は、第２熱源から第１熱源に向かう方向に延び、第１熱原の第１突出部は、第１熱源から第２熱願に向かって延びる。このような実施例において、突出部は、チャンバーと接触し、チャンバーギャップ又はチャンバー壁を定義する。特定実施例において、チャネル軸に沿って第２熱源突出部の幅又は直径は、第２熱源から遠ざかるほど減少する反面、チャネル軸に沿って突出部に隣接する第１断熱体の幅は増加する。各チャンバーは、同じ又は相異なる突出部（突出部を備えないものまで）を有することができる。突出部の重要な利点は、熱源のサイズを減少させ、チャネル軸の方向のチャンバー寸法と断熱体又は断熱性ギャップ寸法を長くすることができるように助けることである。これらと他の利点は、装置の消費電力をかなり減少させながら、装置内の熱対流ＰＣＲを助けると見出された。
ある発明実施例では、熱源のうち、少なくとも一つの構造を変更することによってチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上の構造を調整することが有用である。例えば、第１及び第２熱源のうち、少なくとも一つが、ギャップ又はチャンバーを定義し、一般にチャネル軸又はチャンバー軸と本質的に平行に延びる一つ又はそれ以上の突出部を備えるように構成されうる。突出部は、チャネル軸又はチャンバー軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。重要な突出部は、装置内の一つの熱源から他の熱源に向かって延びる。例えば、第２熱源の第１突出部は、第２熱源から第１熱源に向かう方向に延び、第１熱原の第１突出部は、第１熱源から第２熱願に向かって延びる。このような実施例において、突出部は、チャンバーと接触し、チャンバーギャップ又はチャンバー壁を定義する。特定実施例において、チャネル軸に沿って第２熱源突出部の幅又は直径は、第２熱源から遠ざかるほど減少する反面、チャネル軸に沿って突出部に隣接する第１断熱体の幅は増加する。各チャンバーは、同じ又は相異なる突出部（突出部を備えないものまで）を有することができる。突出部の重要な利点は、熱源のサイズを減少させ、チャネル軸の方向のチャンバー寸法と断熱体又は断熱性ギャップ寸法を長くすることができるように助けることである。これらと他の利点は、装置の消費電力をかなり減少させながら、装置内の熱対流ＰＣＲを助けると見出された。
突出部を有する発明装置の特定実施例が図１５Ａに示されている。前記装置は、チャネル軸８０を基準に本質的に対称的に配置されており、第１熱源２０に向かって延びた第２熱源３０の第１突出部３３を備える。第１チャンバー１００は、第２熱源３０内に配置されており、チャネル軸８０に本質的に平行なチャンバー壁１０３を備える。重要なことに、第２熱源の下部３２と第１熱源の上部２１との間にギャップがある。この実施例において、第１熱源２０はまた、チャネル７０を基準に対称的に配置されており、第２熱源３０に向かって延びる第１突出部２３を備える。また、この実施例において、チャネル軸８０に沿って第１熱源突出部２３、２４の幅又は直径は、第１熱源２０から遠ざかるほど減少する。
また、図５Ａに示すように、収容口７３がチャネル軸８０を基準に対称的に配置される。この実施例において、収容口７３は、チャネル７０の幅又は直径とほぼ同じチャネル軸８０に垂直な幅又は直径を有する。代案として、収容口７３は、チャネル７０の幅又は直径よりある程度大きな（例えば、約０．０１ｍｍないし約０．２ｍｍ大きな）チャネル軸８０に垂直な幅又は直径を有することができる。
論議されたように、本発明の一目的は、少なくとも一つの温度形状化要素を備える熱対流ＰＣＲを行うための装置を提供することにあり、一実施例において、この温度形状化要素は、装置に導入された位置的非対称要素でありうる。図１１Ａは、この実施例の一つの重要な例を示す。図示のように、前記装置は、重力方向に対して各θｇ（傾斜角）分だけ傾いている。このような類型の実施例は、熱対流ＰＣＲの速度を制御すること（一般に増加させること）に特に有用である。代案として、前記装置は、重力の方向に対して傾いている一つ又はそれ以上のチャネル及びチャンバーを備えるように作られることができる。図１１Ｂは、チャネルと第１チャンバーともが重力の方向に対して傾いているこのような実施例の一例を示す。下で論議されるが、傾斜角を増加させることは、一般により速くてより安定した熱対流ＰＣＲを誘導する。一つ又はそれ以上の位置的非対称要素を備える他の実施例は、以下でさらに詳細に記述される。
図５Ａ〜図１１Ａに示す実施例は、ゲノム又は染色体の標的配列又は長い配列の標的鋳型（例えば、約１．５又は２ｋｂｐより長い）のような「難しい」試料の増幅を含む多くの発明応用に特に適合している。特に、図５Ａは、対称的チャンバー及びチャネル構成を有する熱源を示す。第１チャンバー１００と第２熱源３０の第１突出部３３は、これらが第２熱源の下部３２に位置することによって、第１熱源２０の高温が第１チャンバー１００の内部に向かって侵入するのを効果的に遮断する。使用途中、温度は、第１熱源２０の高い変性温度（約９２℃ないし約１０６℃）から第１チャンバー１００の重合温度（約８０℃ないし約６０℃）まで第１断熱体領域５０内で速く下がる。したがって、第１チャンバー１００内の温度が（第１温度ブレーキによる高い変性温度の初期遮断のため）重合温度周囲により狭く分布することによって、第２熱源３０内での大きな体積（及び時間）が重合ステップのために利用可能になる。
図５Ａ及び図１１Ａに示す実施例間の主な差異は、図１１Ａの装置が傾斜角θｇを有するという点にある。傾斜角のない装置（図５Ａ）もよく作動し、装置の構造が最適化したとき、１ｎｇプラスミド試料から増幅するのに約１５分ないし２５分がかかり、１０ｎｇヒトゲノム試料（３，０００コピー）から増幅するのに約２５分ないし３０分がかかる。図１１Ａに示すように、約２度ないし約６０度（好ましくは、約５度ないし約３０度）の傾斜角が導入される場合、装置のＰＣＲ増幅の効率性は、より向上することができる。このような構造と共に導入された重力傾斜角により（図１１Ａ）、１０ｎｇヒトゲノム試料からのＰＣＲ増幅は、約２０分ないし２５分内に完了する。以下の例１と２を参照しなさい。
Ｂ．テーパーされているチャンバー
これから図１２Ａ〜図１２Ｂを参照すれば、装置実施例は、チャネルと同心円をなす第１チャンバー１００を特徴とする。本発明のこの例において、チャンバー軸（すなわち、チャンバーの上端部と下端部の中心により形成される軸）は、チャネル軸８０と一致する。第１チャンバー１００のチャンバー壁１０３は、チャネル軸８０に対して角度を有する。すなわち、チャンバー壁１０３は、第１チャンバー１００の上端部１０１から下端部１０２にテーパーされている（図１２Ａ）。図１２Ｂにおいて、チャンバー壁１０３は、第１チャンバー１００の下端部１０２から上端部１０１にテーパーされている。このような構造は、下部に狭いホールを、上部には、広いホールを提供したり又はその反対を提供する。例えば、図１２Ａのように、下部がより狭く形成されれば、第２熱源３０の下部３２からチャネル７０への熱伝逹が、第２熱源３０の上部３１からの熱伝逹より大きくなる。また、第１熱源２０の一般的な高い変性温度は、図１２Ｂのように、より狭く形成された第２熱源の上部３１を有する実施例と比較して、この実施例においてより優先的に遮断されるはずである。
これから図１２Ａ〜図１２Ｂを参照すれば、装置実施例は、チャネルと同心円をなす第１チャンバー１００を特徴とする。本発明のこの例において、チャンバー軸（すなわち、チャンバーの上端部と下端部の中心により形成される軸）は、チャネル軸８０と一致する。第１チャンバー１００のチャンバー壁１０３は、チャネル軸８０に対して角度を有する。すなわち、チャンバー壁１０３は、第１チャンバー１００の上端部１０１から下端部１０２にテーパーされている（図１２Ａ）。図１２Ｂにおいて、チャンバー壁１０３は、第１チャンバー１００の下端部１０２から上端部１０１にテーパーされている。このような構造は、下部に狭いホールを、上部には、広いホールを提供したり又はその反対を提供する。例えば、図１２Ａのように、下部がより狭く形成されれば、第２熱源３０の下部３２からチャネル７０への熱伝逹が、第２熱源３０の上部３１からの熱伝逹より大きくなる。また、第１熱源２０の一般的な高い変性温度は、図１２Ｂのように、より狭く形成された第２熱源の上部３１を有する実施例と比較して、この実施例においてより優先的に遮断されるはずである。
図１２Ａ〜図１２Ｂに示す例において、第２熱源３０内のチャネル７０の温度分布は、テーパーされているチャンバー構造で制御されうる。重合効率性が第２熱源３０内の温度条件に敏感なので、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、第２熱源３０内の温度条件をこのような構造を利用して調整する必要がある。最も広く使用されるＴａｑ ＤＮＡ重合酵素又はその誘導体に対しては、Ｔａｑ ＤＮＡ重合酵素の最適の温度（約７０℃）が一般的な作動条件で変性温度に比べてアニーリング温度により近接するので、上部から下部にテーパーされている第１チャンバー壁１０３がより好まれる。
Ｃ．一個又は二個のチャンバー、一個の温度ブレーキ
これから図４Ａを参照して、前記装置１０は、チャネル軸８０を基準に本質的に対称的に第２熱源３０内に形成された第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とを特徴とする。この実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源３０の下部に位置し、第２チャンバー１１０は、第２熱源３０の上部に位置する。前記装置１０は、温度分布のより積極的な制御を提供するのを助ける第１温度ブレーキ１３０を備える。この実施例において、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０の幅は、ほぼ同一である。しかしながら、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０の高さは、下で論議されるように、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、チャネル軸８０に沿って約０．２ｍｍないし第２熱源３０の長さの約８０％又は９０％までの範囲で多様でありうる。図４Ｂは、上端部１３１、下端部１３２、及びチャネル７０と接触する壁１３３により定義される第１温度ブレーキ１３０の拡大図を提供する。この実施例において、チャネル軸８０方向の第１温度ブレーキ１３０の位置及び厚さは、チャネル軸８０方向の第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０の高さにより定義されるはずである。チャネル軸８０方向の前記温度ブレーキ１３０の厚さは、約０．１ｍｍないしチャネル軸８０方向の第２熱源３０の高さの約６０％までであり、好ましくは、約０．５ｍｍないし第２熱源３０の高さの約４０％までである。第１温度ブレーキ１３０は、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０間第２熱源内のほとんどどこでも位置できる。使用されるＤＮＡ重合酵素の最適温度が第１熱源２０の変性温度より第２熱源３０のアニーリング温度により近接するならば、第１温度ブレーキ１３０を第２熱源３０の下部面３２により隣接するように位置させることが好ましく、又はその反対の場合も可能である。
これから図４Ａを参照して、前記装置１０は、チャネル軸８０を基準に本質的に対称的に第２熱源３０内に形成された第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とを特徴とする。この実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源３０の下部に位置し、第２チャンバー１１０は、第２熱源３０の上部に位置する。前記装置１０は、温度分布のより積極的な制御を提供するのを助ける第１温度ブレーキ１３０を備える。この実施例において、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０の幅は、ほぼ同一である。しかしながら、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０の高さは、下で論議されるように、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、チャネル軸８０に沿って約０．２ｍｍないし第２熱源３０の長さの約８０％又は９０％までの範囲で多様でありうる。図４Ｂは、上端部１３１、下端部１３２、及びチャネル７０と接触する壁１３３により定義される第１温度ブレーキ１３０の拡大図を提供する。この実施例において、チャネル軸８０方向の第１温度ブレーキ１３０の位置及び厚さは、チャネル軸８０方向の第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０の高さにより定義されるはずである。チャネル軸８０方向の前記温度ブレーキ１３０の厚さは、約０．１ｍｍないしチャネル軸８０方向の第２熱源３０の高さの約６０％までであり、好ましくは、約０．５ｍｍないし第２熱源３０の高さの約４０％までである。第１温度ブレーキ１３０は、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０間第２熱源内のほとんどどこでも位置できる。使用されるＤＮＡ重合酵素の最適温度が第１熱源２０の変性温度より第２熱源３０のアニーリング温度により近接するならば、第１温度ブレーキ１３０を第２熱源３０の下部面３２により隣接するように位置させることが好ましく、又はその反対の場合も可能である。
図１３Ａは、第１チャンバー１００が第２チャンバー１１０より小さな幅を有する、例えば、約０．９ないし約０．３倍小さな、好ましくは、約０．８ないし約０．４倍小さな幅を有する例である。第１チャンバー１００が第２チャンバー１１０より大幅を有する反対の配置もまた、使用されるＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて使用されうる。第１温度ブレーキ１３０の拡大図が図１３Ｂに示されている。
図４Ａ〜図４Ｂ及び図１３Ａ〜図１３Ｂに示す実施例において、前記装置は、テーパーされていない第１チャンバーと第２チャンバーとを特徴とする。この実施例において、第１チャンバーは、チャネル軸８０に沿って長さ（ｌ）分だけ第２チャンバーから離隔している。一実施例において、第１チャンバー、第２チャンバー、及び第２熱源は、第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ（又は体積）で第１及び第２チャンバー間のチャネルと接触する第１温度ブレーキを定義する。
図１４Ａ〜図１４Ｂを参照すれば、前記装置は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置された第１チャンバー１００を特徴とする。第１温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００と第１断熱体５０との間で第２熱源３０の下部に位置する。
図１４Ａ〜図１４Ｂに示すチャネル軸８０方向の第１温度ブレーキ１３０の厚さは、第１温度ブレーキ１３０の上端部１３１から下端部１３２までの距離により定義される。好ましくは、この距離は、約０．１ｍｍないしチャネル軸８０方向の第２熱源３０の高さの約６０％まで、さらに好ましくは、約０．５ｍｍないし第２熱源３０の高さの約４０％までである。
この実施例において、前記装置は、第２熱源の下部に位置する第１チャンバーを特徴とし、第１チャンバーと第１断熱体とは、第１温度ブレーキを定義する。第１温度ブレーキは、第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ（又は体積）で第１チャンバーと第１断熱体との間でチャネルと接触する。この実施例において、第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有し、第１温度ブレーキの下部面は、第２熱源の下部面とほぼ同じ高さに位置する。
この実施例は、第１熱源の変性温度より第２熱源のアニーリング温度により近接した最適の温度を有するＤＮＡ重合酵素（例えば、Ｔａｑ ＤＮＡ重合酵素）を使用する時に、特に有用である。
図１４Ｃは、第１チャンバー１００のチャンバー壁１０３が第１チャンバー１００の上端部１０１から下端部１０２にテーパーされている一例である。使用されたＤＮＡ重合酵素の温度属性に応じて、第１チャンバー１００の下端部１０２から上端部１０１にテーパーされているチャンバー壁を有した反対の配置もまた使用されうる。第１温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００と第１断熱体５０との間の第２熱源３０の下部に位置する。第１温度ブレーキ１３０の拡大図が図１４Ｄに示されている。
Ｄ．非対称収容口
言及したように、本発明の一目的は、水平非対称性を有する少なくとも一つの温度形状化要素を有する装置を提供することにある。「水平的非対称性」は、チャネル及び／又はチャネル軸に垂直な方向又は面上での非対称性を意味する。ここで提供される多くの装置例が水平非対称性を有するように適応されうるということが明らかになるはずである。一実施例において、収容口は、安定的で調節された対流流れを誘導するのに適した水平的に非対称的な温度分布を形成するほど十分に、第１熱源内にチャネル軸に対して非対称的に配置される。理論に拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部との間の領域は、熱対流流れのための主要駆動力が生成される所と信じられる。容易に明白になるだろうが、この領域は、最高の温度（すなわち、変性温度）まで初期加熱されて低い温度（すなわち、重合温度）への遷移が起きる所であり、したがって、最も大きな駆動力がこの領域から始まることができる。
言及したように、本発明の一目的は、水平非対称性を有する少なくとも一つの温度形状化要素を有する装置を提供することにある。「水平的非対称性」は、チャネル及び／又はチャネル軸に垂直な方向又は面上での非対称性を意味する。ここで提供される多くの装置例が水平非対称性を有するように適応されうるということが明らかになるはずである。一実施例において、収容口は、安定的で調節された対流流れを誘導するのに適した水平的に非対称的な温度分布を形成するほど十分に、第１熱源内にチャネル軸に対して非対称的に配置される。理論に拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部との間の領域は、熱対流流れのための主要駆動力が生成される所と信じられる。容易に明白になるだろうが、この領域は、最高の温度（すなわち、変性温度）まで初期加熱されて低い温度（すなわち、重合温度）への遷移が起きる所であり、したがって、最も大きな駆動力がこの領域から始まることができる。
したがって、本発明の一目的は、第１熱源内の収容口のうち、少なくとも一つ（例えば、それらの全部）が第１熱源内のチャネルより大きな幅又は直径を有するようになる少なくとも一つの水平非対称性を有する装置を提供することにある。好ましくは、幅の不一致は、収容口がチャネル軸から中心を外れるのを許容する。発明のこの例において、収容口の非対称性は、収容口の一方が反対側に比べてチャネルにより隣接するように位置させるギャップを形成する。この実施例において、前記装置は、第１熱源からチャネルへの水平的に非対称的な加熱を表す。
このような発明装置の例が図１５に示されている。図示のように、収容口７３は、収容口ギャップ７４を形成するために、チャネル軸８０に対して非対称的に配置される。すなわち、収容口７３は、例えば約０．０２ｍｍないし約０．５ｍｍだけ、チャネル軸８０に対して若干中心を外れている。この例において、収容口７３は、チャネル７０の幅又は直径より大きなチャネル軸８０に垂直な幅又は直径を有する。例えば、収容口７３の幅又は直径は、チャネル７０の幅又は直径より約０．０４ｍｍないし約１ｍｍ大きくありうる。
図１５に示す実施例を再度参照すれば、収容口ギャップ７４を形成するために、チャネルの一方（左側）は、第１熱源２０と接触し、反対側（右側）は、第１熱源２０と接触しない。発明は、様々なギャップサイズと両立可能であるが、特に他方がチャネルと接触するならば、一般的な収容口ギャップは、約０．０４ｍｍ程度まで小さくありうる。言い換えれば、一方は、チャネルとして形成され、反対側は、小さな空間として形成される。この実施例において、一方（左側）が反対側（右側）に比べて優先的に加熱されることによって、上向き流れがこの優先的に加熱された側（左側）から起きるようにする水平的に非対称的な加熱を提供する。収容口がこの収容口の壁からギャップを有し、このギャップが一方側において反対側より小さな場合、類似の効果を得ることができる。
非対称性を向上させるために、第１熱源に対して収容口の一方を他方側より深く（そして、チャンバーと第２熱源により近接するように）形成することが可能である。これから図１６Ａ〜図１６Ｂに示す装置を参照すれば、収容口７３は、収容口の一方（左側）でチャネルの反対側（右側）より大きな深さを有する。この実施例において、収容口７３の両側は、チャネル７０と接触を維持する。図１６Ａに示すように、チャネル７０と第１熱源２０により概略的に定義される収容口ギャップ７４を形成するために、収容口７３の側壁の上部が除去されている。収容口ギャップ７４の下部は、チャネル軸８０に垂直であるか（図１６Ａ）、又はそこに対して角度を有するよう配置されることができる（図１６Ｂ）。収容口ギャップ７４の側壁は、チャネル軸８０に平行であるか（図１６Ａ）又はそこに対して角度を有することができる（図１６Ｂ）。図１６Ａ〜図１６Ｂに示す両実施例において、チャネル７０の一方が収容口ギャップ７４を有する他方側より第１熱源２０に対してより大きな深さを有する。理論に拘束されることを望まないが、図１６Ａ〜図１６Ｂに示す実施例においてより大きな深さを有するチャネル側が第１熱源からのより多くの熱伝逹により優先的に加熱されることによって、その側により大きな浮力を生成すると信じられる。また、このような非対称収容口７３及び収容口ギャップ７４を装置に追加することによって、反対側に比べてチャネル７０の一方側において温度勾配が増加すると（温度勾配は、一般に距離に反比例する）信じられる。また、このような特徴は、一方（図１６Ａ及び図１６Ｂの左側）により大きな駆動力を生成するようにして、その側に沿って上向き熱対流流れを助けると信じられる。収容口７３及び収容口ギャップ７４の相異なる構成の一つ又は組み合わせがこのような目標を達成するために可能であるということが理解されるであろう。しかしながら、多くの発明実施例に対して、約０．１ｍｍから収容口の深さの約４０ないし５０％までの範囲内で二つの向き合う側の収容口の深さに差を作ることが一般に有用である。
図１７Ａ〜図１７Ｂは、収容口７３がチャネルを基準に非対称的に配置される適切な装置実施例の追加的な例を示す。収容口の部分が他の部分より第１熱源内でより深く、チャンバー又は第２熱源により近接し、したがって第２熱源に向かって不均一な熱流れを提供する。
図１７Ａに示す装置において、収容口７３は、第１熱源２０の上部２１と一致する二つの面を有する。各面は、第２熱源３０と向き合い、面のうちの一つ（図１７Ａにおいて右側面）は、チャネル７０の反対側にある面（左側面）と比較して、チャネル７０の一方側において第２熱源３０の下部面３２に対してより大きなギャップを有する。すなわち、面のうちの一つは、他の面より第１チャンバー１００の下部１０２又は第２熱源３０の下部面３２により近接している。この実施例において、収容口７３の両側は、チャネル７０との接触を維持する。二面間の収容口の深さの差は、好ましくは、約０．１ｍｍから収容口の深さの約４０ないし５０％の範囲にある。第２熱源３０は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置された第１突出部３３を特徴とする。また、この実施例において、第１熱源２０は、チャネル軸８０を基準に非対称的に配置された第１突出部２３を備える。
図１７Ｂに示すように、収容口７３は、第１熱源２０の上部２１と一致する一つの傾斜した表面を有する。傾斜角は、チャネル軸８０に垂直な軸に対して約２度ないし約４５度の範囲にある。この実施例において、傾斜面の頂点（ａｐｅｘ）は、第１チャンバー１００の下部１０２と相対的に近接する。第２熱源３０は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置された第１突出部３３を特徴とする。また、この実施例において、第１熱源２０は、チャネル軸８０を基準に非対称的に配置された第１突出部２３を備える。
Ｅ．１個の非対象チャンバー、非対称又は対象収容口
図１８Ａ〜図１８Ｂに示す実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源２０からチャネル７０への水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分にチャネル軸８０を基準に非対称的に配置されている。図１８Ａ〜図１８Ｂに示すように、収容口７３もまたチャネル７０を基準に非対称的に配置されうる。図１８Ａに示す実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源３０内に位置し、チャンバーの一方側においてチャネル軸８０の反対側にある他方側より高い高さを有する。すなわち、第１チャンバーの上端部１０１の一面と第１チャンバーの下端部１０２の一面との間のチャネル軸８０方向の長さが（図１８Ａの左側）、第１チャンバーの上端部１０１の他の面と第１チャンバーの下端部１０２の他の面との間の長さ（図１８Ａの右側）より大きい。向き合う両側間のチャンバー高の差は、好ましくは、約０．１ｍｍないし約５ｍｍの範囲にある。第１チャンバー１００の下部１０１（又は第２熱源の下部面）と収容口７３の上端部との間には、チャネル７０の一方側において他方側においてより小さくなっているギャップが存在する。
図１８Ａ〜図１８Ｂに示す実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源２０からチャネル７０への水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分にチャネル軸８０を基準に非対称的に配置されている。図１８Ａ〜図１８Ｂに示すように、収容口７３もまたチャネル７０を基準に非対称的に配置されうる。図１８Ａに示す実施例において、第１チャンバー１００は、第２熱源３０内に位置し、チャンバーの一方側においてチャネル軸８０の反対側にある他方側より高い高さを有する。すなわち、第１チャンバーの上端部１０１の一面と第１チャンバーの下端部１０２の一面との間のチャネル軸８０方向の長さが（図１８Ａの左側）、第１チャンバーの上端部１０１の他の面と第１チャンバーの下端部１０２の他の面との間の長さ（図１８Ａの右側）より大きい。向き合う両側間のチャンバー高の差は、好ましくは、約０．１ｍｍないし約５ｍｍの範囲にある。第１チャンバー１００の下部１０１（又は第２熱源の下部面）と収容口７３の上端部との間には、チャネル７０の一方側において他方側においてより小さくなっているギャップが存在する。
図１８Ｂに示すように、第１チャンバー１００の下端部１０２は、チャネル軸８０に垂直な軸に対して約２度ないし約４５度だけ傾斜している。この例において、傾斜の頂点は、収容口７３により近接している。第１熱源２０の上部面２１と一致する収容口７３の上部は、チャネル軸８０に対して傾斜している。この実施例において、収容口傾斜の頂点は、第１チャンバーの下端部１０２により近接している。すなわち、第１チャンバー１００の下部（又は第２熱源の下部面）と収容口７３の上端部との間には、チャネル７０の左側において他方側においてより小さくなっているギャップが存在する。
図１８Ａ〜図１８Ｂに示す構成は、収容口７３内でチャネルの一方（すなわち、左側）に優先的な加熱を提供し、したがって初期上向き対流流れがその側で優先的に始めることができるようにする。しかしながら、第２熱源３０がその側でのより長いチャンバー長さにより同じ側に優先的な冷却を提供する。したがって、上向き流れは、第１チャンバー非対称性の程度に応じてその経路を他方に変更することもできる。
図１８Ｃ〜図１８Ｄに示すように、上端部１０１と下端部１０２との間の長さは、チャネル軸８０に対して第１チャンバー１００の一方側（右側）において他方側においてより大きい。ここで、第２熱源からの優先的な冷却が図２２Ｃ〜図２２Ｄに示すチャンバーの右側から起きる。追加的な非対称性は、チャネル７０の一方側において（すなわち、図１８Ｃ〜図１８Ｄの左側）他方側より収容口７３がより大きな深さを有することにより提供される。収容口７３において、優先的な加熱は、チャネル７０の左側から起きるようになる。この実施例において、チャンバー１００の下部１０２と収容口７３の上部との間のギャップは、チャネル７０を基準に本質的に一定である。
図１８Ｃ〜図１８Ｄに示す構成は、収容口７３内でチャネルの一方（すなわち、左側）に優先的な加熱を支援し、第１チャンバー１００内の反対側に優先的な冷却を支援し、したがって上向き対流流れが左側に優先的に留まるようにする。
図１８Ａ〜図１８Ｄに示す実施例において、チャンバーの構成により導入された非対称性は、第２熱源からチャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分である。また、この実施例において、突出部２３、３３は、チャネル軸８０に対して非対称的に配置される。
少なくとも一つの構造的非対称性を有する他の装置実施例は、本発明の範ちゅうに属する。
例えば、図１９Ａ〜図１９Ｂに示すように、第１チャンバーの下端部１０２は、チャネル軸８０に対して非対称的に配置される。上端部１０１と下端部１０２との間の長さは、チャネル軸８０に対して第１チャンバー１００の一方側において（図１９Ａ〜図１９Ｂの左側）他方側においてより大きい。第１チャンバーの下部１０２と収容口７３の上部との間のギャップは、チャネル７０の一方（図１９Ａ〜図１９Ｂの左側）において他方側においてより小さい。この実施例において、第１熱源２０の第１突出部２３は、チャネル軸８０に対して対称的に配置される。また、この実施例において、収容口７３の右側（チャネル軸８０に対して）にその側におけるより大きなギャップにより（第２熱源による冷却がより大きなギャップのため、その側において少なく重要なために）優先的な加熱が発生し、したがってより大きな駆動力がチャネルの右側に生成され、その側においてより顕著な上向き流れが生成される。また、第２熱源３０は、チャネル軸８０を基準に非対称的に配置された第１突出部３３を特徴とする。
Ｆ．温度ブレーキがある又はない一個の非対称チャンバー
図２０Ａを参照すれば、第１チャンバー１００は、チャネル軸８０に対して中心から外れている。この実施例において、収容口７３は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置され、一定の深さを有する。第１チャンバー１００がチャネル７０から中心を外れることによって、チャンバーギャップ１０５が一方側において反対側と比較してより小さくなる。図２０Ｂに示すように、チャンバー１００は、チャネル７０からより中心を外れることによって、チャネル７０の一方又は壁がチャンバー壁と接触されるようにすることができる。この実施例において、チャネル形成側（例えば、図２９Ｂの左側）は、自身の上端部１３１と下端部１３２が第１チャンバー１００の上端部１０１と下端部１０２と一致するようにする第１温度ブレーキ１３０として機能する。このような実施例において、第２熱源３０とチャネル７０との間の熱伝逹は、チャネルギャップ１０５がより小さかったり存在しない側（すなわち、図２０Ａ及び図２０Ｂにおいて左側）においてより大きく、したがって水平的に非対称的な温度分布を生成する。図２０Ｃは、第１温度ブレーキ１３０の拡大図を提供する。二両側でのチャンバーギャップ間の適した差は、好ましくは、約０．２ｍｍから約４ないし６ｍｍの範囲であり、したがってチャンバー軸は、チャネル軸から少なくとも約０．１ｍｍから約２ないし３ｍｍまでの分だけ中心を外れている。
図２０Ａを参照すれば、第１チャンバー１００は、チャネル軸８０に対して中心から外れている。この実施例において、収容口７３は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置され、一定の深さを有する。第１チャンバー１００がチャネル７０から中心を外れることによって、チャンバーギャップ１０５が一方側において反対側と比較してより小さくなる。図２０Ｂに示すように、チャンバー１００は、チャネル７０からより中心を外れることによって、チャネル７０の一方又は壁がチャンバー壁と接触されるようにすることができる。この実施例において、チャネル形成側（例えば、図２９Ｂの左側）は、自身の上端部１３１と下端部１３２が第１チャンバー１００の上端部１０１と下端部１０２と一致するようにする第１温度ブレーキ１３０として機能する。このような実施例において、第２熱源３０とチャネル７０との間の熱伝逹は、チャネルギャップ１０５がより小さかったり存在しない側（すなわち、図２０Ａ及び図２０Ｂにおいて左側）においてより大きく、したがって水平的に非対称的な温度分布を生成する。図２０Ｃは、第１温度ブレーキ１３０の拡大図を提供する。二両側でのチャンバーギャップ間の適した差は、好ましくは、約０．２ｍｍから約４ないし６ｍｍの範囲であり、したがってチャンバー軸は、チャネル軸から少なくとも約０．１ｍｍから約２ないし３ｍｍまでの分だけ中心を外れている。
チャンバーの全体又は一部がチャネル軸８０に対して非対称的に形成されることができ、例えば、チャンバーの全体又は一部が中心を外れるように形成されうることは理解されるであろう。大部分の発明応用に対して、全体チャンバーを中心から外れるようにすることが有用であろう。
Ｇ．非対称チャンバー
論議されたように、本発明の一目的は、例えば第２熱源内に一個、二個、又は三個のチャンバーを有する装置を提供することにある。一実施例において、チャンバーのうち、少なくとも一つは、水平非対称性を有する。非対称性は、装置内で水平的に非対称的な駆動力を生成するのを助ける。例えば、図２１に示す実施例において、第１チャンバー１００と第２チャンバー１２０とは、チャネル軸８０から反対方向に沿ってそれぞれ中心を外れている。特に、第１チャンバーの上端部１０１は、第２チャンバーの下端部１１２と本質的に同じ高さに位置する。第１及び第２チャンバーは、相異なる幅又は直径を有することができる。二つの反対側上のチャンバーギャップ１０５、１１５の差は、少なくとも約０．２ｍｍから約４ないし６ｍｍの範囲でありうる。
論議されたように、本発明の一目的は、例えば第２熱源内に一個、二個、又は三個のチャンバーを有する装置を提供することにある。一実施例において、チャンバーのうち、少なくとも一つは、水平非対称性を有する。非対称性は、装置内で水平的に非対称的な駆動力を生成するのを助ける。例えば、図２１に示す実施例において、第１チャンバー１００と第２チャンバー１２０とは、チャネル軸８０から反対方向に沿ってそれぞれ中心を外れている。特に、第１チャンバーの上端部１０１は、第２チャンバーの下端部１１２と本質的に同じ高さに位置する。第１及び第２チャンバーは、相異なる幅又は直径を有することができる。二つの反対側上のチャンバーギャップ１０５、１１５の差は、少なくとも約０．２ｍｍから約４ないし６ｍｍの範囲でありうる。
図２１に例示される中心を外れたチャンバー構造に加えて、チャンバーのうち、少なくとも一つ又はそれ以上は、チャネル軸８０に対して傾いた（斜めになった）構造を含むことによって、水平的に非対称的に構成されうる。例えば、図２２に示すように、第１チャンバー１００がチャネル軸８０に対して傾くことができる。この実施例において、第１チャンバーの第１壁１０３は、チャネル軸８０に対して（例えば、チャネル軸８０に対して約３０度より小さな角度で）傾いている。チャンバー（又はチャンバー壁１０３）の中心軸とチャネル軸との間の角度により定義される傾斜角は、約２度ないし約３０度の範囲、さらに好ましくは、約５度ないし約２０度の範囲である。
図２１及び図２２に示す装置実施例において、チャネル７０の下部からの上向き対流流れは、その側における収容口７３からの優先的な加熱の結果として（その側においてより大きなチャンバーギャップの結果として第２熱源による少なく重要な冷却により）、チャネル７０の右側を好んで起きるようになる。
Ｈ．傾斜した第２熱源内の一個のチャンバー
言及したように、発明の一目的は、チャネル、収容口、突出部（存在するならば）、チャンバーのようなギャップ、断熱体又は断熱性ギャップ、及び温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上のような多様な温度形状化要素の各々がチャネル軸を基準に対称的に配置された装置を提供することにある。使用途中、前記装置は、チャネル軸が重力の方向と実質的に整列されるように、平らで水平的な表面上に多くの場合に設置されうる。このような配置において、浮力（ｂｕｏｙａｎｃｙ ｆｏｒｃｅ）がチャネル内の温度勾配により生成され、浮力もまたチャネル軸に平行に整列されると信じられる。また、浮力が（垂直方向に応じる）温度勾配に比例する大きさで重力の方向と反対になる方向を有すると信じられる。この実施例においてチャネルと一つ又はそれ以上のチャンバーがチャネル軸を基準に対称的に配置されたので、チャネルの内部から生成される温度分布（すなわち、温度勾配の分布）もまた、チャネル軸に対して対称的でなければならないと信じられる。したがって、浮力の分布もまた、チャネル軸に平行な方向を有しチャネル軸に対して対称的でなければならない。
言及したように、発明の一目的は、チャネル、収容口、突出部（存在するならば）、チャンバーのようなギャップ、断熱体又は断熱性ギャップ、及び温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上のような多様な温度形状化要素の各々がチャネル軸を基準に対称的に配置された装置を提供することにある。使用途中、前記装置は、チャネル軸が重力の方向と実質的に整列されるように、平らで水平的な表面上に多くの場合に設置されうる。このような配置において、浮力（ｂｕｏｙａｎｃｙ ｆｏｒｃｅ）がチャネル内の温度勾配により生成され、浮力もまたチャネル軸に平行に整列されると信じられる。また、浮力が（垂直方向に応じる）温度勾配に比例する大きさで重力の方向と反対になる方向を有すると信じられる。この実施例においてチャネルと一つ又はそれ以上のチャンバーがチャネル軸を基準に対称的に配置されたので、チャネルの内部から生成される温度分布（すなわち、温度勾配の分布）もまた、チャネル軸に対して対称的でなければならないと信じられる。したがって、浮力の分布もまた、チャネル軸に平行な方向を有しチャネル軸に対して対称的でなければならない。
チャネル軸を重力の方向から外れるように移動させることによって、装置に水平非対称性を導入することが可能である。この実施例において、装置内の対流‐基盤ＰＣＲの効率性及び速度をより向上させることができる。したがって、発明の一目的は、一つ又はそれ以上の水平非対称性を特徴とする装置を提供することにある。
位置的水平非対称性を有する発明装置の例が図１１Ａ〜図１１Ｂに提供される。
図１１Ａにおいて、チャネル軸８０は、装置に位置的水平非対称性を提供するために、重力の方向に対して外れている。特に、チャネルとチャンバーとは、チャネル軸に対して対称的に形成されている。しかしながら、全体装置は、重力の方向に対して角度θｇ分だけ回転されている（又は傾いている）。このような傾いた構造で、チャネル軸８０は、重力の方向にもうこれ以上平行でなく、したがって、チャネルの下部で温度勾配により生成された浮力は、それが重力の方向と反対になる方向を持たなければならないので、チャネル軸８０に対して傾くようになる。理論に拘束されることを望まないが、チャネル／チャンバー構造がチャネル軸８０に対して対称的であっても、浮力の方向がチャネル軸８０と角度θｇを形成する。このような構造的配置において、上向き対流流れは、チャネル又は反応容器の一方（図１８Ａの場合に左側）の経路を従い、下向き流れは、反対側（図１１Ａの場合に右側）の経路を従う。したがって、対流流れの経路又はパターンは、このような構造的配置により決定されたことで、実質的に固定され、したがって対流流れは、より安定的で環境からの小さな撹乱要因又は小さな構造的欠陥に敏感にならなくなって、より安定した対流流れと改善されたＰＣＲ増幅を誘導するようになる。重力傾斜角の導入が熱対流の速度を増加させ、したがってより速くてより安定した対流ＰＣＲ増幅を助けるということが見出された。傾斜角θｇは、約２度ないし約６０度の範囲、好ましくは、約５度ないし約３０度の範囲で変化できる。この傾いた構造は、本発明で提供された対称的又は非対称的チャネル／チャンバー構造のすべてと組み合わせて使用されうる。
図１１Ａに示す傾斜角θｇは、相異なる要素の一つ又は組合により導入できる。一実施例において、傾斜は、手動で導入される。しかしながら、装置１０を傾斜面上に位置することによって、例えば装置１０をウェッジや又は類似の形態のベースに位置することによって、傾斜角θｇを導入することがたびたびより便利である。
しかしながら、ある発明実施例に対しては、装置１０を傾けることが有用でない場合もある。図１１Ｂは、水平非対称性を導入するための他の接近を示す。図示のように、チャネル及びチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上が重力の方向に対して傾いている。すなわち、チャネル軸８０（及びチャンバー軸）が熱源の水平面に垂直な軸に対して（θｇ分だけ）外れている。この発明実施例において、装置が平らで水平的な表面上に底がその表面と向き合い、その表面と平行に設置される時（典型的なことのように）、チャネル軸８０は、重力の方向に対して角度θｇを形成する。この実施例によれば、そして理論に拘束されることを望まないが、上で説明した実施例の場合のように、チャネルの下部で温度勾配により生成される（すなわち、重力の方向と反対する方向を有するようになる）浮力がチャネル軸に対して角度θｇを形成する。このような構造的配置は、対流流れが一方側において（すなわち、図１１Ｂの場合に左側）上昇するようにし、反対側（図１１Ｂの場合に右側）において下降するようにする。傾斜角θｇは、好ましくは、約２度ないし約６０度の範囲、さらに好ましくは、約５度ないし約３０度の範囲で変化できる。この傾いた構造は、本発明において提供されるチャネルとチャンバーのすべての構造的特徴と組み合わせて使用されうる。
本明細書に開示される装置実施例のほとんどが、それを重力の方向に対して約２度ないし約６０度の範囲でチャネル軸８０を外れるようにすることができる構造に配置することによって傾けることができる。言及したように、適合した構造の例は、ウェッジや関連形態のような傾斜を生成できる表面である。
Ｌ．二個のチャンバー及び構造的非対称性を有する温度ブレーキ
本発明の一目的は、一つ又はそれ以上の温度ブレーキ、例えばこれらのうちの何れか一つ又はそれ以上が水平的非対称性を有する一個、二個、又は三個の温度ブレーキを有する装置を提供することにある。図２３Ａ〜図２３Ｂに示す装置を参照すれば、第１温度ブレーキ１３０は、水平的非対称性を有する。この実施例において、第１温度ブレーキ内に形成された（一般にチャネルと合うように形成された）貫通口は、一方により小さなギャップを提供し（又はいかなるギャップも提供せずに）反対側により大きなギャップを提供するように、チャネル７０より大きく、チャネル軸８０から中心を外れている。温度分布は、チャンバーの非対称性（すなわち、第１チャンバー壁１０３の非対称性）に比べて温度ブレーキの非対称性により敏感であるということが見出された。好ましくは、温度ブレーキ内の貫通口は、少なくとも約０．１ｍｍから約２ｍｍがより大きく形成され、チャネル軸から少なくとも約０．０５ｍｍから約１ｍｍまで中心を外れている。
本発明の一目的は、一つ又はそれ以上の温度ブレーキ、例えばこれらのうちの何れか一つ又はそれ以上が水平的非対称性を有する一個、二個、又は三個の温度ブレーキを有する装置を提供することにある。図２３Ａ〜図２３Ｂに示す装置を参照すれば、第１温度ブレーキ１３０は、水平的非対称性を有する。この実施例において、第１温度ブレーキ内に形成された（一般にチャネルと合うように形成された）貫通口は、一方により小さなギャップを提供し（又はいかなるギャップも提供せずに）反対側により大きなギャップを提供するように、チャネル７０より大きく、チャネル軸８０から中心を外れている。温度分布は、チャンバーの非対称性（すなわち、第１チャンバー壁１０３の非対称性）に比べて温度ブレーキの非対称性により敏感であるということが見出された。好ましくは、温度ブレーキ内の貫通口は、少なくとも約０．１ｍｍから約２ｍｍがより大きく形成され、チャネル軸から少なくとも約０．０５ｍｍから約１ｍｍまで中心を外れている。
構造的非対称性が第１温度ブレーキ１３０又は第２温度ブレーキ１４０（又は第１温度ブレーキ１０３と第２温度ブレーキ１４０の両方）に存在する実施例において、前記装置は、チャネル軸８０を基準に対称的に又は非対称的に配置された少なくとも一個のチャンバーを備えることができる。図２３Ａに示す実施例において、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、第２熱源３０内に位置し、チャネル軸８０を基準に対称的に配置される。この実施例において、第１チャンバー１００は、第２チャンバー１１０からチャネル軸８０に沿って長さｌだけ離隔している。第２熱源３０の一部は、第１熱源２０からの熱伝逹を減少させるほど十分な第１温度ブレーキ１３０を形成するためにチャネル７０と接触する。第１温度ブレーキ１３０は、チャネル７０を基準に非対称的に配置される。第１温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０の間でチャネル７０の一方と接触し、チャネル７０の他方側は、第２熱源３０から離隔している。図２３Ｂは、左側においてチャネル７０と接触する壁１３３を示す第１温度ブレーキ１３０の拡大図を示す。構造的非対称性が温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上と関連される時に、上向き及び下向き対流流れは、チャネル軸の方向の温度ブレーキの位置及び厚さに応じて、チャネル軸に対してチャネルの一方又は反対側を好んで起きることができる。
ときには、チャネル軸８０を基準に対称的又は非対称的に第２熱源内に配置される一個、二個、又は三個のチャンバーを有する発明装置を有することが有用である。一実施例において、前記装置は、第１、第２、及び第３チャンバーを有し、チャンバーのうちの何れか一つ又は二つは、チャネル軸８０を基準に非対称的に配置され、他のチャンバーは、同一軸を基準に対称的に配置される。前記装置がチャネル軸８０を基準に非対称的にそれぞれ配置された第１チャンバーと第２チャンバーを備える実施例において、このチャンバーは、第２熱源内で完全に又は部分的に存在できる。
この発明実施例の特定例が図２４Ａ〜図２４Ｄに示されている。
図２４Ａにおいて、第１温度ブレーキ１３０は、第２熱源３０内でチャネル７０の高さの一部と接触する。第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、それぞれが第２熱源３０内に位置し、第１チャンバー１００は、第２チャンバー１１０からチャネル軸８０に沿って長さｌだけ離隔している。この実施例において、温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０との間の長さｌでチャネル７０の全体周りと接触する。第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、同じ水平方向にチャネル軸８０からそれぞれ中心を外れている。図２４Ｂは、壁１３３がチャネル７０と接触する第１温度ブレーキ１３０の拡大図を提供する。
図２４Ｃを参照すれば、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、同じ水平方向にチャネル軸からそれぞれ中心を外れている。第１チャンバー１００及び第２チャンバー１１０は、同一又は相異なる幅又は直径を有することができる。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、図２４Ｃに示す実施例において、チャネル軸８０方向の第１チャンバー１００の長さと同じ第１温度ブレーキ１３０の下端部１３２から上端部１３１に至る長さで、第１チャンバー１００内のチャネル７０の一方（すなわち、左側）と接触する。図２４Ｄは、チャネル７０と接触する壁１３３を示す第１温度ブレーキ１３の拡大図を提供する。
図２４Ａ〜図２４Ｄに示すそれぞれの実施例において、収容口７３は、チャネル７０を基準に対称的に配置される。
図２５Ａは、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とがチャネル軸に対してそれぞれ反対方向に約０．１ｍｍから約２ないし３ｍｍだけ中心を外れている発明実施例を示す。第１温度ブレーキ１３０は、チャネル軸８０に対して対称的に配置されている。この実施例において、第２熱源の一部は、第１熱源２０からの熱伝逹を減少させるほど十分な第１温度ブレーキ１３０を形成するようにチャネル７０と接触する。発明のこの例において、第１温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０との間の長さｌでチャネル７０の全体周りと接触する。他の実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、一方側においてチャネル７０と接触でき、他方側は、第２熱源３０から離隔している。図２５Ｂは、チャネル７０と接触する壁１３３を示す第１温度ブレーキ１３の拡大図を提供する。
図２６Ａに示す実施例を参照すれば、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１とは、それぞれが同じ水平方向にチャネル軸８０に対して（例えば、約０．１ｍｍから約２ないし３ｍｍに至るまで）中心を外れている。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、チャネル軸８０に対して非対称的に配置される。第１温度ブレーキ１３とチャンバー壁１０３とは、同じ方向に中心を外れている。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、一方側（すなわち、左側）でチャネル７０と接触し、他方側は、第２熱源３０から離隔している。図２６Ｂは、第１温度ブレーキ１３０の拡大図を示す。
図２６Ｃにおいて、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、同じ水平方向にチャネル軸８０に対してそれぞれ中心を外れており、第１温度ブレーキ１３０は、反対方向に中心を外れている。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、一方側において（すなわち、右側）チャネル７０と接触し、他方側は、第２熱源３０から離隔している。図２６Ｄは、第１温度ブレーキ１３０の拡大図を示す。
他の発明実施例において、前記装置は、各チャンバーが相異なる水平方向に他のチャンバーから中心を外れている２個のチャンバーを第２熱源内に有している。図２７Ａは、例を示す。ここで、第２熱源３０内の第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とは、それぞれが反対側の水平方向にチャネル軸８０に対して（例えば約０．５ｍｍから約２ないし２５ｍｍだけ）中心を外れている。第１チャンバーの壁１０３は、チャネル軸８０に沿って第２チャンバーの壁１１３より低く配置されている。第１温度ブレーキの壁１３３は、第１チャンバー１００内のチャネル７０の下部でチャネル７０の一方（すなわち、左側）と接触し、第２温度ブレーキの壁１４３は、第２チャンバー１１０内のチャネル７０の上部でチャネルの他方（すなわち、右側）と接触する。第１温度ブレーキの上端部１３１は、第２温度ブレーキの下端部１４２と本質的に同じ高さに位置する。この配置は、一般に第２熱源３０とチャネル７０との間で水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分である。図２７Ｂは、第１温度ブレーキ１３０と第２温度ブレーキ１４０の拡大図を示す。
図２７Ｃは、第１温度ブレーキの上端部１３１が第２温度ブレーキの下端部１４２より高く位置する装置実施例を示す。第１温度ブレーキの壁１３３と第２温度ブレーキの壁１４３とは、それぞれ一方側においてチャネル７０と接触する。図２７Ｄは、第１温度ブレーキ１３０と第２温度ブレーキ１４０の拡大図を示す。
図２７Ｅは、第１温度ブレーキの上端部１３１が第２温度ブレーキの下端部１４２より低く位置する実施例を示す。第１温度ブレーキの壁１３３と第２温度ブレーキの壁１４３とは、それぞれ一方側においてチャネル７０と接触する。図２７Ｆは、第１温度ブレーキ１３０と第２温度ブレーキ１４０の拡大図を示す。
発明は、チャネル軸に対して温度ブレーキとチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上を傾くように（斜めに）することによって、非対称性を前記装置に導入する他の実施例を提供する。図２８Ａを参照すれば、第１チャンバーの上端部１０１と第２チャンバーの下端部１１２とは、それぞれチャネル軸８０に垂直な軸に対して約２度ないし約４５度の範囲で傾斜している。この実施例において、第１熱源の上端部２１と第１温度ブレーキの下端部１３２との間の距離は、チャネル軸８０に対して一方側（すなわち、左側）においてより小さいから、結果的に第１チャンバー１００のその側においてより大きくなるように偏った温度勾配を引き起こす。温度ブレーキ１３０は、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０との間のチャネルの全体周りと接触し、一方側において他方側より高い位置に形成される。図２８Ｂは、壁１３３がチャネル７０と接触している第１チャンバー１００、第１温度ブレーキ１３０、及び第２チャンバー１１０の拡大図を示す。
ある発明実施例では、チャネル軸に対してチャンバーのうち、少なくとも一つ（例えば、チャンバーのうちの何れか一つ、二、又は三）を傾けることが有用でありうる。もちろん、傾いた又は斜めになった構造の相異なる組み合わせは、意図した水平的に非対称的な温度分布を達成するために構成されうる。いくつかの例が図２９Ａ〜図２９Ｄに示されている。
特に、図２９Ａは、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０とがそれぞれチャネル軸８０に対して約２度ないし約３０度の間で傾いているか、又は斜めになっている場合を示す。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は傾いていない。図２９Ｂは、壁１３３がチャネル７０と接触している第１チャンバー１００、第１温度ブレーキ１３０、及び第２チャンバー１１０の拡大図を示す。
図２９Ｃは、第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０、及び第１温度ブレーキ１３０のそれぞれがチャネル軸８０に対して傾いている例を示す。第１チャンバー１００と第２チャンバー１１０のそれぞれは、チャネル軸８０に対して約２度ないし約３０度の範囲で傾斜しているか、又は斜めになっていることができる。第１温度ブレーキ１３０の上端部１３１と下端部１３２とは、それぞれチャネル軸８０に垂直な軸に対して約２度ないし約４５度の範囲で傾斜しているか、又は傾いている。この実施例において、第１温度ブレーキ１３０は、第１チャンバーと第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側においてより高い位置でチャネルの全体周りと接触する。
図２５Ａ〜図２５Ｂ、図２６Ａ〜図２６Ｄ、図２７Ａ〜図２７Ｆ、図２８Ａ〜図２８Ｂ、及び図２９Ａ〜図２９Ｄに示す実施例において、収容口７３は、チャネル軸８０を基準に対称的に配置される。
製造、使用及び温度形状化要素選択
Ａ．熱源
大部分の発明実施例に対して、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、他の温度サイクリング型装置のために使用される材料に比べて相対的に低い熱伝導率を有する材料からなることができる。 本発明では速い温度変化工程を一般に回避できる。したがって、熱源の各々に対する高温均一性（例えば、約０．１℃より小さな温度変化を有する）が相対的に低い熱伝導率を有する材料を使用しても容易に達成できる。熱源は、試料又は反応容器のそれより十分に大きな、好ましくは、少なくとも約１０倍大きな、さらに好ましくは、少なくとも約１００倍大きな熱伝導率を有するいかなる固体型材料からなることができる。加熱する試料は、主に常温で０．５８Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1の熱伝導率を有する水であり、反応容器は、一般に約数十分のＷ・ｍ‐1・Ｋ‐1の熱伝導率を有するプラスチックからなる。したがって、適切な材料の熱伝導率は、少なくとも約５Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1又はそれ以上、さらに好ましくは、少なくとも約５０Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1又はそれ以上である。反応容器がプラスチックより大きな熱伝導率を有するガラス又はセラミックからなる場合、若干大きな熱伝導率を有する材料、例えば約８０又は約１００Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1より大きな熱伝導率を有することを使用することが好ましい。大部分の金属及び金属合金のみでなく高い熱伝導率セラミックがこのような必要条件を満たす。より高い熱伝導率を有する材料が一般に熱源の各々に対してより良い温度均一性を提供するはずであるが、アルミニウム合金及び銅合金が相対的に低廉でかつ高い熱伝導率を有し、製造しやすいから、一般に有用な材料である。
Ａ．熱源
大部分の発明実施例に対して、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、他の温度サイクリング型装置のために使用される材料に比べて相対的に低い熱伝導率を有する材料からなることができる。 本発明では速い温度変化工程を一般に回避できる。したがって、熱源の各々に対する高温均一性（例えば、約０．１℃より小さな温度変化を有する）が相対的に低い熱伝導率を有する材料を使用しても容易に達成できる。熱源は、試料又は反応容器のそれより十分に大きな、好ましくは、少なくとも約１０倍大きな、さらに好ましくは、少なくとも約１００倍大きな熱伝導率を有するいかなる固体型材料からなることができる。加熱する試料は、主に常温で０．５８Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1の熱伝導率を有する水であり、反応容器は、一般に約数十分のＷ・ｍ‐1・Ｋ‐1の熱伝導率を有するプラスチックからなる。したがって、適切な材料の熱伝導率は、少なくとも約５Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1又はそれ以上、さらに好ましくは、少なくとも約５０Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1又はそれ以上である。反応容器がプラスチックより大きな熱伝導率を有するガラス又はセラミックからなる場合、若干大きな熱伝導率を有する材料、例えば約８０又は約１００Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1より大きな熱伝導率を有することを使用することが好ましい。大部分の金属及び金属合金のみでなく高い熱伝導率セラミックがこのような必要条件を満たす。より高い熱伝導率を有する材料が一般に熱源の各々に対してより良い温度均一性を提供するはずであるが、アルミニウム合金及び銅合金が相対的に低廉でかつ高い熱伝導率を有し、製造しやすいから、一般に有用な材料である。
次の詳細な説明が本明細書に記述された装置実施例を構成し使用するのに一般に有用である。チャネル軸に垂直な軸方向の第１及び第２熱源の幅及び長さの寸法は、意図した用途に応じて、例えば隣接するチャネル／チャンバー構造間の間隔に応じて、いかなる値としても選択されうる。隣接するチャネル／チャンバー構造間の間隔は、少なくとも約２ないし３ｍｍ、好ましくは、約４ｍｍないし約１５ｍｍの範囲でありうる。一般に産業標準、すなわち、４．５ｍｍ又は９ｍｍの間隔を使用することが好ましい。一般的な実施例において、チャネル／チャンバー構造は、同様に離隔された行及び／又は列で配置される。このような実施例において、熱源各々の（チャネル軸に垂直な軸方向の）幅又は長さを、少なくと度の範囲隔×行又は列の個数に対応する概略の値から、この値より約１個ないし約３個の間隔だけの大きな値までに作ることが好ましい。他の実施例において、チャネル／チャンバーの構造は、円形パターンに配置されることができ、好ましくは、同じ間隔で配置される。このような実施例での間隔は、また少なくとも約２ないし３ｍｍ、好ましくは、約４ｍｍないし約１５ｍｍであり、産業標準である４．５ｍｍ又は９ｍｍの間隔がさらに好ましい。この実施例において、熱源の形態は、一般に中央に穴を有するドーナッツ形態であることが好ましい。チャネル／チャンバー構造は、一個、二個、三個、約１０個までの同心円上に位置できる。各同心円の直径は、意図した用途のための幾何学的必要条件により、例えば、チャネル／チャンバー構造の個数、その円において隣接するチャネル／チャンバー構造間の間隔などに応じて決定されうる。熱源の外径は、最も大きな同心円の直径より少なくとも約一つの間隔だけより大きなことが好ましく、熱源の内径は、最も小さな同心円の直径より少なくとも約一つの間隔分だけ小さなことが好ましい。
チャネル軸の方向の第１及び第２熱源の長さ又は厚さは、既に論議された。第２熱源内に少なくとも一個のチャンバーを備える実施例において、第１熱源の厚さは、チャネル軸の方向に約１ｍｍより大きく、好ましくは、約２ｍｍで約１０ｍｍまでである。チャネル軸の方向の第２熱源の厚さは、約２ｍｍないし約２５ｍｍの範囲であり、好ましくは、３ｍｍないし約１５ｍｍの範囲である。
チャネルの寸法は、図７Ａ〜図７Ｄ及び図８Ａ〜図８Ｊに示されたようないくつかのパラメーターにより定義されうる。チャネル軸の方向のチャネルの高さｈは、約２０マイクロリットルの試料体積に対して少なくとも約５ｍｍないし約２５ｍｍであり、好ましくは、８ｍｍないし約１６ｍｍである。テーパー角（θ）は、約０度ないし約１５度の範囲であり、好ましくは、約２度から約１０度の範囲である。チャネル軸に垂直な軸方向のチャネルの幅ｗ１又は直径（又はそれの平均）は、少なくとも約１ｍｍないし５ｍｍである。幅ｗ１に対した高さｈの比率により定義される垂直横縦比は、約４ないし約１５の範囲であり、好ましくは、約５から約１０までである。互いに対して相互垂直でチャネル軸に垂直に整列される第１及び第２方向に沿う第１幅ｗ１の第２幅ｗ２に対した比率により定義される水平の横縦比は、一般に約１ないし約４である。
収容口は、チャネルと同じ範囲に属する、すなわち、少なくとも約１ｍｍないし約５ｍｍである幅又は直径を有する。チャネルがテーパーされている場合、収容口の幅又は直径は、テーパーされた方向に応じて、チャネルより小さいか大きい。収容口の深さは、一般に少なくとも約０．５ｍｍないし約８ｍｍ、好ましくは、約１ｍｍないし約５ｍｍの範囲である。
チャンバーは、一般にチャネル軸に垂直な軸に沿って少なくとも約１ｍｍないし約１０又は１２ｍｍ、好ましくは、約２ｍｍないし約８ｍｍの範囲の幅又は直径を有する。チャンバー構造の存在は、チャネルとチャンバー壁との間に一般に約０．１ｍｍないし約６ｍｍの範囲、さらに好ましくは、約０．２ｍｍないし約４ｍｍの範囲のチャンバーギャップを提供する。チャネル軸の方向のチャンバーの長さ又は高さは、相異なった実施例によって変化できる。例えば、装置が第２熱源内に一個のチャンバーを備える場合、そのチャンバーは、約１ｍｍないし約２５ｍｍの範囲、好ましくは、約２ｍｍないし約１５ｍｍの範囲のチャネル軸の方向の高さを有することができる。第２熱源内に二個又はそれ以上のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーの高さは、約０．２ｍｍないしチャネル軸の方向の第２熱源の厚さの約８０％又は９０％の間である。
温度ブレーキと断熱体（又は断熱性ギャップ）の寸法もまた非常に重要である。上で既に提供された一般的な仕様を参照しなさい。
発明の最適の使用のために一般に要求されるものではないが、突出部２４、３４又は両方を有する装置を提供することも本発明の範ちゅうに属する。例えば、図６ａを参照しなさい。
機械的構造を作ったり製造するにあって、ある程度の公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）が一般に存在するということは自明である。したがって、実質的実施において、物理的に接触する穴（例えば、特定実施例において第２熱源内の貫通口又は第１熱源内の収容口）は、反応容器のサイズに対して陽の公差（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を有するように設計されなければならない。そうでなければ、貫通口又はチャネルは、反応容器のサイズより小さいか同様に形成されることによって、反応容器をチャネルに適切に設置できなくなることができる。物理的に接触する穴に対する実質的に信頼するに値する公差は、標準製造工程で約＋０．０５ｍｍである。したがって、２個の対象が「物理的に接続」するならば、それは、二接触する対象の間に約０．０５ｍｍより小さいか同じギャップを有していると解析されなければならない。二対象が[物理的に非接触」するか、又は「離隔されて」いるものであれば、それは、二対象の間に約０．０５又は０．１ｍｍより大きなギャップを有していると解析されなければならない。
Ｂ．使用
本明細書に記述されるいかなる熱対流ＰＣＲ装置も相異なったＰＣＲ増幅技法のうちの何れか一つ又は組み合わせを行うために使用されうる。一つの適切な方法は、：
（ａ）二本鎖（ｄｏｕｂｌｅ‐ｓｔｒａｎｄ）核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間で熱対流を生成するステップと；のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含む。
本明細書に記述されるいかなる熱対流ＰＣＲ装置も相異なったＰＣＲ増幅技法のうちの何れか一つ又は組み合わせを行うために使用されうる。一つの適切な方法は、：
（ａ）二本鎖（ｄｏｕｂｌｅ‐ｓｔｒａｎｄ）核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間で熱対流を生成するステップと；のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含む。
一実施例において、前記方法は、水性緩衝溶液（ａｑｕｅｏｕｓ ｂｕｆｆｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）に二本鎖核酸とオリゴヌクレオチドプライマーとを含む反応容器を提供するステップをさらに含む。一般に反応容器は、一つ又はそれ以上のＤＮＡ重合酵素をさらに含む。必要であれば、前記酵素（ｅｎｚｙｍｅ）は、固定化されていることができる。反応方法のより特別な実施例において、前記方法は、反応容器を収容口、貫通口、及び第２又は第１熱源のうち、少なくとも一つに配置された少なくとも一つの温度形状化要素（一般に、少なくとも一個のチャンバー）に（直接的に又は間接的に）接触させるステップを含む。この実施例において、前記接触は、反応容器内での熱対流を助けるのに充分である。好ましくは、前記方法は、反応容器を第１及び第２熱源間の第１断熱体に接触させるステップをさらに含む。一実施例において、第１及び第２熱源は、反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約１０倍、好ましくは、約１００倍大きな熱伝導率を有する。第１断熱体は、反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約５倍小さな熱伝導率を有することができ、ここで第１断熱体の熱伝導率は、第１及び第２熱源間の熱伝逹を減少させるのに充分である。
前記方法のステップ（ｃ）において、熱対流流体流れは、反応容器内でチャネル軸を基準に本質的に対称的に又は非対称的に生成される。好ましくは、上に記述された前記方法のステップ（ａ）〜（ｃ）は、プライマー伸長生成物を生成するために反応容器当たりの約１Ｗより少なな、好ましくは、約０．５Ｗより少ない電力を消費する。必要であれば、前記方法を行うための電力は、バッテリーにより供給される。一般的な実施例において、ＰＣＲ伸長生成物は、約１５分ないし約３０分又はより短い時間内に生成され、反応容器は、約５０又は１００マイクロリットルより小さな体積、例えば約２０マイクロリットルより小さいか、又は同じ体積を有することができる。
前記方法が本発明の熱対流ＰＣＲ遠心分離機と共に使用される実施例において、前記方法は、ＰＣＲを行うのに適するように反応容器に遠心力を適用又は印加するステップをさらに含む。
熱対流によりＰＣＲを行うための方法のより詳細な実施例において、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で、本明細書に開示された装置のうちの何れか一つにより収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及びバッファを追加するステップを含む。一実施例において、前記方法は、反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含む。
熱対流によりＰＣＲを行うための方法の他の実施例において、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で、本明細書に開示されたあるＰＣＲ遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及びバッファを追加するステップと、反応容器に遠心力を適用するステップとを含む。一実施例において、前記方法は、反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップを含む。
本発明の実施は、他の多様な増幅技法のうち、量的（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ）ＰＣＲ（ｑＰＣＲ）、マルチプルレックスＰＣＲ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ＰＣＲ）、ライゲーション‐媒介性ＰＣＲ（ｌｉｇａｔｉｏｎ‐ｍｅｄｉａｔｅｄ ＰＣＲ）、ホット〜スタートＰＣＲ（ｈｏｔ‐ｓｔａｒｔ ＰＣＲ）、対立遺伝子‐特異的ＰＣＲ（ａｌｌｅｌｅ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＰＣＲ）を含むＰＣＲ技法の一つ又は組み合わせと両立可能である。以下の本発明の特定使用法は、図１及び図２Ａに示す実施例を参照して説明される。以下で理解されうるが、本方法は、本明細書に参照された他の実施例にも一般に適用可能である。
図１及び図２Ａを参照し、第１熱源２０は、チャネルの底部又は下部で（時には、本明細書で変性領域とする）変性過程に適した温度分布を生成する。第１熱源２０は、一般に関心の対象になる核酸鋳型（例えば、約１ｆｇないし約１００ｎｇのＤＮＡ‐基盤鋳型）を溶かすのに有用な温度に維持される。この実施例において、第１熱源２０は、約９２℃ないし約１０６℃の範囲で、好ましくは、約９４℃ないし約１０４℃の間で、さらに好ましくは、約９６℃ないし約１０２℃の範囲で維持されなければならない。以下で理解されるように、関心の対象になる核酸、必要な敏感度、及びＰＣＲ工程が行われなければならない速度のような認識されたパラメーターに応じて、相異なる温度プロファイルが発明の最適の実施により適合できる。
第２熱源３０は、チャネルの最頂上又は上部（時には、本明細書でアニーリング領域とする）でアニーリング過程に適した温度分布を生成する。第２熱源は、一般に、例えば使用されるオリゴヌクレオチドプライマーの溶融温度及びＰＣＲ反応に経験を有した人々に知られた他のパラメーターに応じて、約４５℃ないし約６５℃の範囲の温度に維持される。
チャネルの下部の変性領域とチャネルの上部又は上の部分のアニーリング領域の間にあるチャネル７０の中間領域（すなわち、遷移領域）（時には、本明細書で重合領域とする）に重合過程に適した温度分布が生成される。或る（第２熱源の温度が約６０℃と同一又はより高い温度で維持される）場合において、チャネルの上部のアニーリング領域もまた重合領域の一部として機能できる。多くの発明応用に対して、Ｔａｑ ＤＮＡ重合酵素又はそれの相対的に熱安定的な誘導体が使用される場合、重合領域は、約６０℃ないし約８０℃の範囲、さらに好ましくは、約６５℃ないし約７５℃の範囲の温度に一般に維持される。活性度温度プロファイルが異なるＤＮＡ重合酵素が使用される場合、重合領域の温度範囲は、使用された重合酵素の温度プロファイルに合せて（第２熱源のアニーリング温度又は温度形状化要素の構造を変更することによって）変化できる。熱敏感性及び熱安定性重合酵素をＰＣＲ工程に使用することと関連して、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ Ｎｏ．７，２３８，５０５とそこに開示されている参考文献を参照しなさい。
追加装置実施例の使用に対する情報のための例部分を参照しなさい。
Ｃ．温度形状化要素の選択
次の節は、温度形状化要素の選択及び使用に対する追加的な案内を提供するための意図である。これは、本発明を特定装置考案又は使用に制限するための意図ではない。
次の節は、温度形状化要素の選択及び使用に対する追加的な案内を提供するための意図である。これは、本発明を特定装置考案又は使用に制限するための意図ではない。
発明装置と共に使用される温度形状化要素の一つ又は組み合わせの選択は、関心の対象になる特定ＰＣＲ応用により案内される。例えば、標的鋳型の属性は、特定ＰＣＲ応用に最も適した温度形状化要素（ら）を選択するにあたって重要である。例えば、標的配列が相対的に短かいか長いことができ、及び／又は標的配列は、相対的に単純な構造（例えば、プラスミド又はバクテリアＤＮＡ、ウイルスＤＮＡ、ファージ（ｐｈａｇｅ）ＤＮＡ、又はｃＤＮＡ）又は複雑な構造（例えば、ゲノム又は染色体ＤＮＡ）を有することができる。一般に、長い配列及び／又は複雑な構造を有する標的配列は、増幅するのがより難しく、一般により長い重合時間を要求する。追加的に、アニーリング又は変性のためのより長い時間がたびたび要求されることもある。また、標的配列は、多いか少ない量でありうる。少ない量の標的配列が増幅するのにより難しく、一般にＰＣＲ反応時間（すなわち、より多くのＰＣＲサイクル）をより要求する。他の考慮事項も特定使用に応じて重要でありうる。例えば、後続応用、実験、又は分析のために、それとも試料から標的配列を探知したり確認するために、特定量の標的配列を生成するのにＰＣＲ装置が利用されうる。追加的な考慮において、ＰＣＲ装置は、実験室又は現場で、又はある特殊な環境、例えば、車両、船舶、潜水艦、又は宇宙船内で、いろいろな苛酷な天気条件下などで使用されうる。
論議されたように、本発明の熱対流ＰＣＲ装置は、一般に既存のＰＣＲ装置より速くてより効率的なＰＣＲ増幅を提供する。また、本発明装置は、既存のＰＣＲ装置より実質的により低い電力必要条件とより小さなサイズを有する。例えば、熱対流ＰＣＲ装置は、一般に少なくとも約１．５倍ないし２倍より速く（好ましくは、約３倍ないし４倍より速く）、少なくとも約５倍ないし１０倍小さなサイズと重量を有し、作動のために少なくとも約５倍（好ましくは、約１０倍ないし数十倍）より少ない電力を要求する。したがって適切な設計が選択されれば、ユーザは、時間、エネルギー、及び空間がはるかに少なく必要な装置を有することができる。
適切な装置設計を選択するために、意図する温度形状化要素の重要機能を理解することが重要である。以下の表１に要約されたように、各温度形状化要素は、熱対流ＰＣＲ装置の性能と関連して特定機能を有する。例えば、チャンバー構造は、一般に、チャンバーのない構造に比べてチャンバーが位置した熱源内で熱対流の速度を増加させ、温度ブレーキは、一般に、温度ブレーキが無しでチャンバー構造を有する構造に比べて熱対流の速度を減少させる。しかしながら、重要なことには、第２熱源内にチャンバー構造に加えて温度ブレーキの構造を導入することは、重合ステップに利用可能な試料の時間長又は体積をより大きくすることができるから、より長い重合時間を要求する標的配列に対してＰＣＲ増幅の効率性が増加できる。したがって、以下に論議されるように、特定応用に応じて、チャンバー構造は、温度ブレーキと共に又は温度ブレーキ無しで使用されうる。表１にまた要約されたように、チャネル構造のみを有する構造（すなわち、チャンバーのない構造）を含む他の熱源構造と関係なしで、対流加速要素（例えば、位置的非対称性、構造的非対称性、及び遠心加速度）の何れか一つ又は組み合わせが熱対流の速度を増加させるために使用されうる。したがって、必要に応じて熱対流速度を向上させるために、このような対流加速要素のうち、少なくとも一つ又は組み合わせは、ほとんどすべての熱源構造と組合わせることができる。論議されたように、前記発明装置は、主に温度サイクリング工程（すなわち、熱源の温度を変更する工程）に対した必要性を除去した結果として、既存のＰＣＲ装置よりはるかに少ない電力を要求する。また論議されたように、第１断熱体の適切な選択（すなわち、断熱性ギャップの厚さだけでなく適切な熱断熱体の使用）は、本発明装置の消費電力をより減少させる。また、突出部構造（ら）の使用は、本発明装置の消費電力を実質的により一層減少させることができ（例えば、例１を参照しなさい）、また、チャンバー長を増加させて重合時間を増加させる。収容口の深さ及び第１及び第２熱源の温度のような他のパラメーターもまた熱対流速度とまた重合、アニーリング及び変性ステップの各々に利用可能な時間を調整するのに使用されうる。以下に論議されるように、このような温度形状化要素の各々は、特定応用に適した特定熱対流ＰＣＲ装置を製作するために単独に又は一つ若しくはそれ以上の他の要素と組み合わせて使用されうる。
温度形状化要素の重要機能
多くの有用な装置実施例が本発明により提供されるが、次の組み合わせが特に有用であり、発明装置の性能が予測しやすい。
多くの応用のための適合した熱対流ＰＣＲ装置は、一般にチャネルと第１断熱体（又は第１絶縁性ギャップ）を基本要素として備える。一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素がこのような基本要素と使用されるために組合わせられることができる。チャネルと断熱体のみを利用する装置は、あるＰＣＲ応用には最適でなくありうる。チャネル構造のみを有しては、各熱源内の試料内部の温度勾配が熱源からの効率的な熱伝逹によってあまり小さくありえ、したがって熱対流があまり遅くなったり又は適切に発生しないケースもありうる。チャンバー構造の使用は、この欠陥を解決できる。論議されたように、各熱源内の熱対流の速度は、チャンバー構造をその熱源に使用することによって増加できる。追加的な温度形状化要素としてチャンバーを使用する熱対流ＰＣＲ装置は、単純な構造を有する相対的に短い標的配列（例えば、約１ｋｂｐより短い）だけでなく、長い標的配列（例えば、約１ｋｂｐより長い約２又は３ｋｂｐまで）又は複雑な構造（例えば、ゲノム又は染色体ＤＮＡｓ）を有する標的配列の速い増幅を含むほとんどの応用に一般的に適している。例えば、約３又４っみょり大きな幅や直径を有する第２熱源内の直線型チャンバーを有する装置設計は、標的配列の量及びサイズに応じて、相対的に短い配列のＰＣＲ増幅を約２０又は２５分以内、好ましくは、約１０ないし１５分以内に完了できる（例えば、例１参照）。複雑な構造を有する標的配列の増幅（例えば、ヒトゲノム標的の増幅に対する例１を参照）は、一般に約２５又は３０分かかる。長い標的配列は、一般により長い時間がかかるが、例えば、標的配列のサイズ及び構造に応じて約３０分から約１時間までかかる。熱対流ＰＣＲの速度をより増加させることは、対流減速要素のうち、少なくとも一つを使用することによって達成できる（例えば、例２及び３参照）。
温度ブレーキ及び／又はさらに狭いチャンバー（例えば、約３ｍｍより小さなチャンバー幅又は直径の）を使用することによって、熱対流ＰＣＲ装置の作動範囲の追加的な増大が達成できる。第２熱源内での温度ブレーキ又は減少した幅又は直径（部分的に又は完全に）を有するチャンバーの使用は、第２熱源からチャネルへの増加した熱伝逹をもたらすことができ、したがって熱対流は減速される。このような減速された熱源構造では、重合時間がさらに増加できるようになって、長い配列、例えば、約５又は６ｋｂｐまでの配列を増幅できるようになる。しかしながら、全体ＰＣＲ反応時間は、遅い熱対流速度によって不回避に増加せざるをえないが、例えば、標的配列のサイズ及び構造に応じて約３５分から約１時間まで又はそれ以上に増加せざるをえない。対流加速要素のうち、何れか一つ又はそれ以上は、また、熱対流ＰＣＲの速度を必要に応じて増加させるために、このような類型の装置設計と組合わせられることができる。このような類型の実施例において、第２熱源内の試料の温度を一般的なＤＮＡ重合酵素の最適の温度に近接するようにするために、相対的に高い融点（例えば約６０℃より高い）を有したプライマーを使用することが薦められる。
上で言及された対流加速要素（すなわち、位置的非対称性、構造的非対称性、及び遠心加速度）は、熱対流の速度に各々異なる程度で影響を与えることができる。位置的又は構造的非対称性は、一般に熱対流速度を約１０％又は２０％から約３倍ないし４倍まで増加させることができる。遠心加速度の場合、このような増加は、例えば、論議されるように、Ｒ＝１０ｃｍである場合に、１０，０００ｒｐｍで約１１，２００倍に、いくらでも大きく作られることができる。実質的に有用な範囲は、約１０倍ないし約２０倍までの増加である。このような対流加速要素のうちの何れか一つが使用される時、熱対流の速度は増加できる。したがって、ユーザの応用のために、熱対流速度の追加的な増加が必要であるごとに、このような特徴は、便利に使用されうる。対流加速要素のうち、少なくとも一つを含む一つの特定設計は、チャンバーを備えない（すなわち、チャネルのみを備える）熱源構造である。対流加速要素の使用は、チャネルのみがある設計を作動可能にすることができる。このようなチャネルのみがある実施例において、第２熱源内の試料の温度が一般的なＤＮＡ重合酵素の最適の温度と近接するようにするために、相対的に高い融点（例えば約６０℃より高い）を有するプライマーの使用が一般に薦められる。高い溶融温度を有するプライマーと共に使用される時にこのようなチャネルのみを有する設計は、それが重合ステップに利用可能な時間と試料の体積を可能なかぎり最大に提供できるために有益である。しかしながら、論議されたように、このような設計は、一般にあまり遅い熱対流速度を提供する。ユーザの要求に合せて対流加速要素のうちの何れか一つ又はそれ以上を使用して熱対流速度を増加させることによって、このような欠陥を除去できる。
上で論議されたすべての装置例は、既存のＰＣＲ装置よりはるかにより少ない電力を要求し、さらには突出部の構造がなくても携帯用装置として、すなわちバッテリーとして作動可能な装置として製作されうる。論議されたように、突出部構造の使用は、実質的に消費電力を減少させることができ、したがって携帯可能なＰＣＲ装置がユーザの応用に必須な場合により薦められる。
上で論議された装置設計は、（最適化した場合）非常に低いコピー数の試料から増幅できる。例えば、例１及び２で立証されるように、約１００個コピーよりはるかに少ない標的配列が約２５分又は約３０分内に増幅できる。
また、上で論議された装置設計は、実験室の内部のように、制御された条件下で使用されうる多くの従来のＰＣＲ装置と異なり、実験室内又は現場、又はある特殊な条件で使用されうる。例えば、いくつかの発明装置を運転する間に車の内部で試験しており、速くかつ効率的なＰＣＲ増幅が実験室の内部のように達成できたということを確認した。追加的に、いくつかの発明装置をまた特殊な温度条件下で（約〜２０℃以下から約４０℃以上まで）試験し、外部温度に関係なしで速くかつ効率的なＰＣＲ増幅を確認した。
最後に、例を通じて例示されるように、本発明の熱対流ＰＣＲ装置は、速いだけでなく非常に効率的なＰＣＲ増幅を提供できる。したがって、本発明装置が、手の平サイズの携帯可能なＰＣＲ装置という新しい特徴と共に改善された性能を提供し、ＰＣＲ装置の多様な応用のほとんど一般に適しているということが立証された。
ハウジング及び温度制御要素を有する装置
上に参照された発明装置は、単独に、又は適切なハウジング、温度感知、及び加熱及び／又は冷却要素と組合わせられて使用されうる。図３０に示す一実施例において、第１熱源２０及び第２熱源３０は、少なくとも一つの第１固定要素２００（一般にスクリュー穴）と第２固定要素２１０を特徴とし、この要素の各々は、熱源、及び第１断熱体５０を単一作動可能な装置として共に固定するように適応されている。第２固定要素２１０は、追加的な断熱空間（以下参照）をのための境界を提供するのを助けるために、好ましくは、「ウィング形態（ｗｉｎｇ‐ｓｈａｐｅｄ）」である。加熱及び／又は冷却要素１６０ａ、１６０ｂは、第１熱源２０及び第２熱源３０内にそれぞれ位置する。熱源のそれぞれは、一般に少なくとも一つの加熱要素を有する。一般に有用な加熱要素は、抵抗型加熱（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ）又は誘導型加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ）方式である。意図した用途に応じて、熱源のうち一つ又はそれ以上は、一つ又はそれ以上の冷却要素及び／又は一つ又はそれ以上の加熱要素をさらに備えることができる。一般に好まれる冷却要素は、ファン（ｆａｎ）又はペルチェ冷却器（Ｐｅｌｔｉｅｒ ｃｏｏｌｅｒ）である。周知のように、ペルチェ冷却器は、加熱及び冷却の両要素として機能できる。温度勾配作動が熱源にかけて異なる温度を提供するために要求される場合、熱源のうち一つ又はそれ以上の相異なる位置に一つより多くの加熱要素又は加熱及び冷却の両要素を使用することが特に好ましい。第１熱源１０及び第２熱源３０は、熱源のそれぞれに配置された温度センサ１７０ａ、１７０ｂをそれぞれさらに備える。大部分の実施例に対して、熱源のそれぞれは、一般に一つの温度センサを備える。しかしながら、熱源のうち一つ又はそれ以上に温度勾配作動機能を有するようなある実施例では、二つ又はそれ以上の温度センサがその熱源の相異なる位置に位置できる。
上に参照された発明装置は、単独に、又は適切なハウジング、温度感知、及び加熱及び／又は冷却要素と組合わせられて使用されうる。図３０に示す一実施例において、第１熱源２０及び第２熱源３０は、少なくとも一つの第１固定要素２００（一般にスクリュー穴）と第２固定要素２１０を特徴とし、この要素の各々は、熱源、及び第１断熱体５０を単一作動可能な装置として共に固定するように適応されている。第２固定要素２１０は、追加的な断熱空間（以下参照）をのための境界を提供するのを助けるために、好ましくは、「ウィング形態（ｗｉｎｇ‐ｓｈａｐｅｄ）」である。加熱及び／又は冷却要素１６０ａ、１６０ｂは、第１熱源２０及び第２熱源３０内にそれぞれ位置する。熱源のそれぞれは、一般に少なくとも一つの加熱要素を有する。一般に有用な加熱要素は、抵抗型加熱（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ）又は誘導型加熱（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ）方式である。意図した用途に応じて、熱源のうち一つ又はそれ以上は、一つ又はそれ以上の冷却要素及び／又は一つ又はそれ以上の加熱要素をさらに備えることができる。一般に好まれる冷却要素は、ファン（ｆａｎ）又はペルチェ冷却器（Ｐｅｌｔｉｅｒ ｃｏｏｌｅｒ）である。周知のように、ペルチェ冷却器は、加熱及び冷却の両要素として機能できる。温度勾配作動が熱源にかけて異なる温度を提供するために要求される場合、熱源のうち一つ又はそれ以上の相異なる位置に一つより多くの加熱要素又は加熱及び冷却の両要素を使用することが特に好ましい。第１熱源１０及び第２熱源３０は、熱源のそれぞれに配置された温度センサ１７０ａ、１７０ｂをそれぞれさらに備える。大部分の実施例に対して、熱源のそれぞれは、一般に一つの温度センサを備える。しかしながら、熱源のうち一つ又はそれ以上に温度勾配作動機能を有するようなある実施例では、二つ又はそれ以上の温度センサがその熱源の相異なる位置に位置できる。
図３１Ａ〜図３１Ｂは、図３０に示す実施例の断面図を提供する。チャネル及びチャンバー構造の断面図に加えて、加熱要素及び／又は冷却要素の位置が一つの例として示されている。この例において示すように、熱源のそれぞれにわたって均一な加熱及び／又は冷却を提供するために、加熱要素及び／又は冷却要素を熱源の各々に均一に位置することが好ましい。例えば、図３１Ｂに示すように、加熱要素及び／又は冷却要素がチャネル及びチャンバー構造各々の間に位置し、互いに同様に離隔している（例えば、図３３をも参照しなさい）。例えば、図３１Ａに示す断面図は、チャネル及びチャンバー構造の各々の間に、一位置から他の位置への加熱要素及び／又は冷却要素の間の連結（すなわち、円）を示す。温度勾配作動オプションを有したことのような他の類型の実施例では、加熱要素又は冷却要素の二つ又はそれ以上が、熱源のうち一つ又はそれ以上に使用されることができ、その熱源にかけて偏向された加熱及び／又は冷却を提供するために、その熱源の相異なる位置に位置されうる。
図３２において、断面の面は、第２固定要素２１０と第１固定要素２００のうち一つを切断する。図示のように、第１固定要素２００は、スクリュー２０１、ウォッシャー２０２ａ、第１熱源の固定要素２０３ａ、スペーサ２０２ｂ及び第２熱源の固定要素２０３ｂを備える。好ましくは、スクリュー２０１、ウォッシャー２０２ａ及びスペーサ２０２ｂのうち、少なくとも一つ、さらに好ましくは、全部は、熱断熱体材料から製作される。例として、プラスチック、セラミック、及びプラスチック混合物（炭素又はガラス繊維を含むもののような）を含む。高い機械的強度、高い溶融温度及び／又は変形温度（例えば、約１００℃又はそれ以上、さらに好ましくは、約１２０℃又はそれ以上）、及び低い熱伝導率（例えば、約数十分のＷ・ｍ‐1・Ｋ‐1より小さな熱伝導率を有するプラスチック又は数Ｗ・ｍ‐1・Ｋ‐1より小さな熱伝導率を有するセラミック）を有する材料がさらに好ましい。より具体的な例は、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ（ＰＰＳ））、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｈｔｅｒｋｅｔｏｎｅ（ＰＥＥＫ））、Ｖｅｓｐｅｒ（ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ））、ＲＥＮＹ（ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ））などのようなプラスチック、又はこれらの炭素又はガラス混合物、及びマコール（Ｍａｃｏｒ）、フューズドシリカ（ｆｕｓｅｄ ｓｉｌｉｃａ）、酸化ジルコニウム（ｓｉｒｃｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、アクフレクト（Ａｃｃｕｆｌｅｃｔ）などの低い熱伝導率セラミックを含む。
図３３は、多様な固定要素と温度制御要素とを有する装置実施例の拡大図を提供する。図３３に示す特定固定構造に加えて、別のものも可能であることは明らかになるはずである。したがって、一実施例において、第１及び／又は第２固定要素２００、２１０のうち、少なくとも一つは、第１熱源２０、第２熱源３０、第１断熱体５０のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての他の領域に位置する。すなわち、第２熱源３０が第２固定要素２１０を備えるように示されているが、熱源及び／又は第１断熱体のうちの何れか一つ又はすべてが第２固定要素２１０を備えることができる。他の一実施例において、第１及び／又は第２固定要素２００、２１０のうち、少なくとも一つは、第１熱源２０、第２熱源３０、及び第１断熱体５０のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置する。
前の発明実施例が多くのＰＣＲ応用に一般に有用であるが、保護ハウジングを追加することがたびたび好ましい。一実施例が図３４Ａ〜図３４Ｂに示されている。図示のように、装置１０は、第１熱源２０、第２熱源３０、及び第１断熱体５０を取り囲む第１ハウジング要素３００を特徴とする。この実施例において、第２固定要素２１０のそれぞれは、少なくとも一つの断熱性ギャップ、例えば、一、二、三、四、五、六、七、又は八個のこのようなギャップを形成するために、装置１０の他の構造的要素と互いに作用するウィング形態の構造を有する。ギャップのそれぞれは、気体又は固体断熱体のように本明細書に開示されたような適切な断熱性材料で充填されうる。空気が多い応用において好ましい断熱性材料であろう。断熱性ギャップの存在は、装置１０での熱損失を減少させることによって、消費電力を低くするような長所を提供する。
したがって、図３４Ａ〜図３４Ｂに示す実施例において、第２熱源３０は、４個の第２固定要素２１０を備え、第２固定要素の各対は、第２断熱性ギャップ３１０を定義する。図３４Ａは、それぞれが第１ハウジング要素３００と一対の第２固定要素２１０により定義される第２絶縁性ギャップの４個の部分を示す。図３４Ａは、また第１熱源２０の下部及び第１ハウジング要素３００に間に位置した第３断熱性ギャップ３２０を示す。固定された熱源を第１ハウジング要素３００内にぶら下げて第２断熱性ギャップ３１０と第３断熱性ギャップ３２０を形成するのを助ける支持台３３０が示されている。
例えば、追加的な保護と断熱性ギャップを提供するために、発明装置をよりハウジングすることがたびたび好ましい。これから図３５Ａ〜図３５Ｂを参照すれば、装置は、第１ハウジング要素３００を取り囲む第２ハウジング要素４００をさらに備える。この実施例において、装置１０は、第１ハウジング要素３００と第２ハウジング要素４００により定義される第４断熱性ギャップ４１０をさらに備える。前記装置１０は、また第１ハウジング要素３００の底と第２ハウジング要素４００の底との間に位置した第５断熱性ギャップ４２０を備えることができる。
必要であれば、発明装置は、装置から熱を除去するために少なくとも一つのファン装置をさらに備えることができる。一実施例において、前記装置は、第２熱源３０から熱を除去するために、第２熱源３０の上側に位置した第１ファン装置を備える。必要であれば、前記装置は、第１熱源２０から熱を除去するために第１熱源２０の下方に位置した第２ファン装置をさらに備えることができる。
遠心加速度を使用する対流ＰＣＲ装置
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の選択的な追加特徴として「遠心加速度（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）」を提供することにある。上で論議されたように、垂直温度勾配（そして、選択的に又は追加的に、位置的又は構造的非対称性が使用される時の水平的に非対称な温度分布）が流体内部に生成される時、熱対流が最適に生成されうる。垂直温度勾配のサイズに比例して、流体内部で対流流れを駆動する浮力が生成される。発明装置により生成される熱対流は、一般にＰＣＲ反応を起こすための多様な条件を満たさなければならない。例えば、熱対流は、ＰＣＲ反応の各ステップ（すなわち、変性、アニーリング、及び重合ステップ）に適した温度範囲に各空間的領域を維持しながら、複数の空間的領域を通過して順次的にかつ繰り返し的に流れなければならない。また、熱対流は、前記３個のＰＣＲ反応ステップのそれぞれに適した時間を許すように適切な速度を有するように制御されなければならない。
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の選択的な追加特徴として「遠心加速度（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）」を提供することにある。上で論議されたように、垂直温度勾配（そして、選択的に又は追加的に、位置的又は構造的非対称性が使用される時の水平的に非対称な温度分布）が流体内部に生成される時、熱対流が最適に生成されうる。垂直温度勾配のサイズに比例して、流体内部で対流流れを駆動する浮力が生成される。発明装置により生成される熱対流は、一般にＰＣＲ反応を起こすための多様な条件を満たさなければならない。例えば、熱対流は、ＰＣＲ反応の各ステップ（すなわち、変性、アニーリング、及び重合ステップ）に適した温度範囲に各空間的領域を維持しながら、複数の空間的領域を通過して順次的にかつ繰り返し的に流れなければならない。また、熱対流は、前記３個のＰＣＲ反応ステップのそれぞれに適した時間を許すように適切な速度を有するように制御されなければならない。
如何なる理論にも拘束されることを望まないが、温度勾配を、より正確には、流体内部の温度勾配の分布を制御することによって、熱対流が制御されうると信じられる。温度勾配（ｄＴ／ｄＳ）は、二基準位置間の温度差（ｄＴ）と距離（ｄＳ）に依存する。したがって、温度差又は距離は、温度勾配を制御するために変更されうる。しかしながら、対流ＰＣＲ装置で、温度（又はその差）や距離のどれも容易に変更されない場合もありうる。試料流体内部の相異なる空間的領域の温度は、３個のＰＣＲ反応ステップのそれぞれに適した温度により定義される特定範囲にあらなければならない。試料内部の相異なる（一般に少なくとも垂直的に相異なった）空間的領域の温度を変更できる機会が多くない。また、相異なった空間的領域の垂直位置（浮力駆動力を誘発するための垂直温度勾配を生成するために）は、試料流体の小さな体積によって一般に制限されている。例えば、ＰＣＲ試料の一般的な体積は、約２０ないし５０マイクロリットルであり、時には、より少ない。このような小さな体積及び空間制約は、ＰＣＲ反応のための相異なった空間的領域の垂直位置を変更するための多くの自由度を許さない。
論議されたように、浮力は、二基準点間の温度差及び距離に依存する垂直温度勾配に比例する。しかしながら、このような依存性に加えて、浮力は、また重力加速度（地球上でｇ＝９．８ｍ／ｓｅｃ2）に比例する。この力場（ｆｏｒｃｅ ｆｉｅｌｄ）パラメーターは、制御又は変更できない変数である定数で、万有引力の法則により定義されるだけである。したがって、ほとんどの熱対流基盤のＰＣＲ装置は、非常に制約的な特定構造に依存し、重力の力に不回避に適応されなければならない。
本発明に係る遠心加速度の使用は、このような問題点に対する解決策を提供する。対流基盤のＰＣＲ装置を遠心加速度力場の条件にあるようにすることによって、温度勾配のサイズを定義する構造と関係なしで浮力の大きさを制御でき、したがって多くの制限なしで対流速度を制御できる。
図３６Ａ〜図３６Ｂは、本発明に係るＰＣＲ遠心分離機５００の一実施例を示す。この例において、装置１０は、モータ５０１に回転可能に装着された回転腕５２０に装着される。この実施例において、回転腕５２０は、回転軸５１０とチャネル軸８０との間の角度を変更できる自由度を提供するための傾斜軸５３０を有する。前記ＰＣＲ遠心分離機は、意図した結果が達成されるかぎりには、いかなる個数の装置１０とか、例えば、２、４、６、８、１０又ははなはだしきは、１２個の装置を備えることもできる。前記装置１０は、保護ハウジングを備えることが一般に有用であるが、上で論議された保護ハウジングを備えてもよく、備えなくてもよい。
好ましくは、傾斜軸５３０は、回転軸に対する熱源の角度（特に、チャネル軸８０の角度）を傾けることができる角度誘発要素（ａｎｇｌｅ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）から構成されうる。傾斜角は、回転速度に応じて（すなわち、遠心加速度の大きさに応じて）調整されることによって、チャネル軸８０と図３７に示すネット（純粋）加速度ベクトル（ｎｅｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）間の傾斜角が約０度ないし約６０度間の範囲で調整されうる。一実施例において、図３６Ａでの角度誘発要素は、水平腕と熱源組立体が位置する腕間の接合地域の中心にある回転軸（円で示される）である。
図３６Ａ〜図３６Ｂに示す実施例で、装置１０内部に位置した反応容器内部の試料流体は、重力加速力に加えて遠心加速力の影響を受ける。図３７を参照しなさい。理解するように、遠心加速度ｇcの方向は、遠心回転の軸に垂直であり（そして、この軸から外部に向かって）、その大きさは、公式ｇc＝Ｒω2による。ここで、Ｒは、遠心回転の軸から試料流体までの距離であり、ωは、秒当たりのｒａｄｉａｎ／ｓｅｃ単位の角速度を示す。例えば、Ｒ＝１０ｃｍであり、遠心回転の速度が１００ｒｐｍ（ω＝約１０．５ｒａｄｉａｎ／ｓｅｃに該当）である場合、遠心加速度の大きさは、約１１ｍ／ｓｅｃ2で地球上の重力加速度と似ている。遠心加速度が回転速度の自乗（又は角速度の自乗）に比例するので、遠心加速度は、回転速度の増加に対して２次式に（ｑｕａｄｒａｔｉｃａｌｌｙ）増加するが、例えば、Ｒ＝１０ｃｍであるとき、２００ｒｐｍで重力加速度の約４．５倍、１，０００ｒｐｍで約１１２倍、そして１０，０００ｒｐｍであるとき、約１１，２００倍に増加する。試料流体に作用するネット（純粋）力場（ｎｅｔ ｆｏｒｃｅ ｆｉｅｌｄ）の大きさは、このような遠心加速度を採択することによって自由に制御できる。したがって、浮力は、必要な分だけに制御（一般に増加）されえ、これにより対流速度も必要な分だけ速くなるようにすることができる。実際的に、試料流体で小さな垂直温度勾配が生成されることができるならば、非常に高い速度のＰＣＲ反応に十分な非常に高い流れ速度で熱対流を誘導することにほとんど制約がない。したがって、熱源組立体及び使用に関する既存の制約は、本発明によって遠心加速度と組合わせられる時に、最小化されるかまたは回避されうる。
図３７に示すように、試料流体は、遠心加速度と重力加速度の合計により生成されたネット力場の影響を受ける。一般的な実施例で、チャネル軸８０は、ネット力場に平行に整列されるか、ネット力場に対して傾斜角θｃを有するように作られる。論議されたように、対流流れを安定した経路に留まるようにするために、傾斜角の存在は、一般に好ましい。傾斜角の範囲θｃは、約２度ないし約６０度の範囲であり、さらに好ましくは、約５度ないし約３０度の範囲である。
ＰＣＲ遠心分離器５００を例示するのに利用される装置実施例が図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示されていることが理解されうるであろう。しかしながら、ＰＣＲ遠心分離器５００は、本明細書に記述された相異なる発明装置の一つ又は組み合わせの使用と両立することができる。特に、ＰＣＲ遠心分離器５００は、また、小さな垂直温度勾配が試料内部で生成されることができるならば、本明細書に記述されるほとんどいかなる類型の熱源構造及び反応容器とも共に使用されうる。例えば、上でそして他の所（例えば、Ｂｅｎｅｔｔ ｅｔ ａｌ．のＷＯ０２／０７２２６７及びＭａｌｍｑｕｉｓｔ ｅｔ ａｌ．のＵ．Ｓ Ｐａｔ．Ｎｏ．６，７８３，９９３）で記述されたほとんどいかなる熱源構造も、装置の増幅速度と性能を向上させることができるように、本発明の遠心要素と結合されることができる。また、一般的な重力的に駆動になるモードで作動可能なように作られることのできない（又は高いＰＣＲ増幅速度を提供するように作られることのできない）他の熱源構造も遠心加速度構造と結合される時に作動可能に作られることができる。例えば、本明細書に記述されたチャンバーを備えずにチャネル構造のみを備える熱源構造もまた作動可能に作られることができる。例えば、ＰＣＴ／ＫＲ０２／０１９００、ＰＣＴ／ＫＲ０２／０１７２８及びＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．７，２３８，５０５を参照しなさい。この実施例において、チャンバーのない既存の熱源構造は、恐らく第２熱源からの高い熱伝逹によって、第２熱源の内部にゆっくり変わる温度分布を提供する。その結果は、第２熱源内の小さな温度勾配である。重力だけでは、熱対流が満足でないか、又は多くのＰＣＲ応用らであまり遅いことである。しかしながら、本発明に係る遠心加速度の導入は、ＰＣＲ反応を成功的にかつ効率よく誘導できるように熱対流を十分に速くかつ安定的にする。
熱対流ＰＣＲ遠心分離器５００の一般的な作動において、回転軸５１０は、重力の方向に本質的に平行である。図３７を参照しなさい。この実施例において、チャネル軸８０は、重力と遠心力により生成されたネット力の方向に対して本質的に平行であるか又は傾いている。すなわち、チャネル軸８０は、重力と遠心力により生成されたネット力の方向に対して傾くことがある。大部分の実施例に対して、チャネル軸８０とネット力の方向間の傾斜角θｃは、約２度ないし約６０度の範囲である。傾斜軸５３０は、チャネル軸８０とネット力との間の角度を制御するように適応されている。作動の際、回転軸５１０は、一般に第１熱源２０及び第２熱源３０の外部に位置する。代案として、回転軸５１０が本質的に第１熱源２０及び第２熱源３０の本質的に中心に又は中心に近接して位置する。この実施例において、装置１０は、回転軸５１０に対して同心円的に位置する複数のチャネル７０を備える。
円形熱源
熱対流ＰＣＲ遠心分離器の他の一実施例において、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、円形又は半円形形態を有する。図３８Ａ〜図３８Ｂ、図３９Ａ〜図３９Ｃは、このような熱源構造の特定実施例を示す。
熱対流ＰＣＲ遠心分離器の他の一実施例において、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、円形又は半円形形態を有する。図３８Ａ〜図３８Ｂ、図３９Ａ〜図３９Ｃは、このような熱源構造の特定実施例を示す。
図３８Ａ〜図３８Ｂは、遠心力で加速された対流ＰＣＲ装置の特定実施例の垂直断面を示す。特に、図３８Ａ及び図３８Ｂは、それぞれがチャネルと固定要素領域に沿う断面を示す。２つの断面は、それぞれが第１熱源２０及び第２熱源３０の水平上面図を示す図３９Ａ〜図３９Ｂに定義されいる。図３９Ａ〜図３９Ｂに示すように、３個の円形熱源は、回転腕５２０を介してＰＣＲ遠心分離器５００の回転軸５１０に回転可能に装着された装置実施例を形成するように組み立てられる。熱源組立体の中心は、回転軸５１０に対して同心的に位置することによって、遠心回転の半径が回転軸からチャネル７０の中心までの回転腕の水平長により定義される。２個の熱源２０、３０は、一熱源の上部が他の熱源の下部と向き合う方式で、本質的に互いに平行に組み立てられる。また、図示のように、チャネル軸８０が図３７に示すネット加速度ベクトルに平行または傾くように整列されるように、熱源組立体が回転軸に対して配向されている。
図３９Ａ〜図３９Ｂに示す２個の熱源は、図３８Ｂに示すように熱源に形成されたスクリュー２０１、スペーサ又はウォッシャー２０２ａ〜ｂ、及び固定穴２０３ａ〜ｂを有する第１固定要素の一セットを利用して組み立てられる。図３８Ｂ及び図３９Ｂに示す第２熱源３０に形成された第２固定要素２１０は、第１ハウジング要素３００内に装置を設置するために使用される。
（多様なチャネル及びチャンバー構造を備えて）本出願に開示された装置実施例のほとんどが本明細書に記述された遠心的に加速された熱対流ＰＣＲ装置と共に使用されうる。しかしながら、いかなるチャンバー構造もない装置もまた使用されうる。
前の熱対流ＰＣＲ遠心分離機の一実施例において、装置は、携帯可能に作られ、好ましくは、バッテリーとして作動する。図３６Ａ〜図３６Ｂに示す実施例は、例えば、高い処理量の大規模ＰＣＲ増幅のために使用されうる。この実施例において、装置は、分離可能なモジュールとして使用されることができ、したがって遠心分離機装置に容易に装着又は脱着されうる。
反応容器
前記装置の適切なチャネルが装置内で反応容器を収容するように適応されることによって、意図した結果が達成できる。大部分の場合に、チャネルは、反応容器の下部の構成と本質的に同じ構成を有する。この実施例において、反応容器の外部プロファイルは、特に下部は、チャネルの垂直及び水平プロファイルと本質的に同一である。反応容器の上部（すなわち、上端部に向かう）は、意図した使用により如何なる形状も有することができる。例えば、反応容器は、試料の導入を容易にするために上部により大きな幅又は直径を有することができ、熱対流ＰＣＲに適用される試料の導入後に反応容器を密封するためのキャップを有することができる。
前記装置の適切なチャネルが装置内で反応容器を収容するように適応されることによって、意図した結果が達成できる。大部分の場合に、チャネルは、反応容器の下部の構成と本質的に同じ構成を有する。この実施例において、反応容器の外部プロファイルは、特に下部は、チャネルの垂直及び水平プロファイルと本質的に同一である。反応容器の上部（すなわち、上端部に向かう）は、意図した使用により如何なる形状も有することができる。例えば、反応容器は、試料の導入を容易にするために上部により大きな幅又は直径を有することができ、熱対流ＰＣＲに適用される試料の導入後に反応容器を密封するためのキャップを有することができる。
適切な反応容器の一実施例において、図７Ａ〜図７Ｄを再度参照すれば、反応容器の外部プロファイルは、チャネル７０のプロファイルにおいてチャネル７０のプロファイルの上端部７１までと一致することができる。反応容器内部の形態又はプロファイルは、反応容器の外部と異なる形態を有することができる（反応容器の壁厚が変化するように作られた場合）。例えば、水平断面の外部プロファイルは円形、内部プロファイルは楕円形であるか、またはその反対でありうる。外部プロファイルが熱源との適切な熱接触を提供するように適切に選択され、内部プロファイルが意図した熱対流パターンのために適切に選択されるならば、外部及び内部プロファイルの相異なる組み合わせが可能である。しかしながら、一般的な実施例において、反応容器は、ほぼ一定であるか、あまり変わらない壁厚を有する。すなわち、内部プロファイルは、一般に反応容器の外部プロファイルと一致したり似ている。一般的な壁厚は、使用された材料に応じて変わりうるが、約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの範囲、さらに好ましくは、約０．２ｍｍないし約０．４ｍｍの範囲である。
必要であれば、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、反応容器の垂直プロファイルは、チャネルに合うように線形又はテーパー型チューブを形成するように形成されうる。テーパー型の場合、上部から下部に（線状に）テーパーされている反応容器がチャネルの場合と同様に一般に好まれるが、反応容器は、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされていることができる。反応容器の一般的なテーパー角度θは、約０度ないし約１５度の範囲、さらに好ましくは、約２度ないし約１０度の範囲にある。
反応容器の下端部は、図７Ａ〜図７Ｄに示すチャネルの下端部に対したことと同様に平らであるか、球形であるか、又は曲面形に形成されうる。下端部が球形又は曲面形の場合、それは、下端部の水平プロファイルの半径又は半幅と同一であるか、又はより大きな曲率半径を有する凸又は凹形態を有することができる。平らであるか又はほぼ平らな下端部が、変性工程を容易に行うことのできる改善された熱伝逹を提供することができるので、他の形態よりさらに好ましい。このような好ましい実施例において、平らであるか、又はほぼ平らな下端部は、下端部の水平プロファイルの半径又は半幅より少なくとも２倍以上より大きな曲率半径を有する。
また、必要であれば、ある対称性を有する形態が一般に好まれるとしても、反応容器の水平プロファイルは、様々な相異なる形態で形成されることができる。図８Ａ〜図８Ｊは、ある対称性を有するチャネルの水平プロファイルのいくつかの例を示す。適した反応容器は、このような形態に合うように形成されうる。例えば、反応容器は、一般に図８Ａ、図８Ｄ、図８Ｇ、及び図８Ｊにチャネル７０に対して示したものと同様に円形（上、左）、正方形（中間、左）、又は丸い正方形（下、左）である水平形態を有することができる。そのため、反応容器は、幅が長さより大きな（又はその反対）水平形態を、例えば、一般に図８Ｂ、図８Ｅ、及び図８Ｈの中間列にチャネル７０に対して示すものと同様に楕円形（上、中間）、長方形（中間、中間）、又は丸い長方形（下、中間）のような水平形態を有することができる。反応容器に対するこのような類型の水平形態は、一方（例えば、左側）から上向きへ動き、反対側（例えば、右側）から下向きに動く対流流れパターンを使用するときに有用である。長さに比べて相対的により大きな幅プロファイルが使用されているから、上向き及び下向き対流流れ間の干渉が減少でき、これによりさらに円滑な循環性流れを誘導するようになる。反応容器の一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図８Ａ〜図８Ｊの右側列にチャネルの形態に対して示されている。特に、チャネル７０に対して図８Ｃ、図８Ｆ、及び図８Ｉに示すように、反応容器は、例えば反応容器の左側が右側より狭くなるように形成されうる。このような類型の水平形態も、一方（例えば、左側）から上向きへ動き、反対側（例えば、右側）から下向きに動く対流流れパターンを使用するときにまた有用である。さらに、このような類型の形態が使用される場合に、下向き流れ（例えば、右側で）の速度は、上向き流れに対して制御（一般に減少）されうる。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れ速度は、断面積が大きくなるほど減少しなければならない（又はその反対）。この特徴は、重合効率性を増加させることと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れの間（例えば、アニーリングステップ以後）に行われ、したがって上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで、重合ステップのための時間が延びることができ、より効果的なＰＣＲ増幅を誘導できる。
適切な反応容器の追加的な例が図４０Ａ〜図４０Ｄに提供される。図示のように、反応容器９０は、中心反応容器軸９５を定義する中心点を含む上端部９１と下端部９２とを備える。反応容器９０は、ＰＣＲ反応混合物を収容するための領域を取り囲む外壁９３と内壁９４によりさらに定義される。図４０Ａ〜図４０Ｂにおいて、反応容器９０は、上端部９１から下端部９２にテーパーされている。一般に有用なテーパー角度（θ）は、約０度ないし約１５度の範囲、好ましくは、約２度ないし約１０度の範囲にある。図４０Ａに示す実施例において、反応容器９０は、平らであるか又はほぼ平らな下端部９２を有することに対し、図４０Ｂに示す例では、下端部は、曲面形又は球形である。チャネルの上端部７１と下端部７２とが図４０Ａ〜図４０Ｄに示されている。
図４０Ｃ〜図４０Ｄは、上端部９１から下端部９２に直線壁を有する適切な反応容器の例を提供する。図４０Ｃに示す反応容器９０は、平らであるか又はほぼ平らな下端部９２を有することに対し、図４０Ｄに示す例では、下端部が曲面形又は球形である。
好ましくは、図４０Ａ〜図４０Ｄに示す反応容器９０の外壁９３の垂直の横縦比は、少なくとも約４ないし約１５の範囲、好ましくは、約５ないし約１０の範囲である。反応容器の水平の横縦比は、チャネルの場合と同様に、チャネル７０の上端部７１に対応する位置までの幅ｗ１に対した高さｈの比率により定義される。外壁９３の水平の横縦比は、一般に約１ないし約４までである。水平の横縦比は、互いに直角であり、チャネル軸に垂直に整列された第１及び第２方向に従った反応容器の第２幅ｗ２に対した第１幅ｗ１の比率により定義される。好ましくは、反応容器軸９５方向の反応容器９０の高さは、少なくとも約６ｍｍないし約３５ｍｍの範囲である。この実施例において、外壁の幅の平均は、約１ｍｍないし約５ｍｍの範囲であり、反応容器の内壁の幅の平均は、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの範囲である。
図４１Ａ〜図４１Ｊは、本発明で使用されるための適切な反応容器の水平断面図を示す。発明は、意図した結果が達成されるかぎり、他の反応容器構成と両立可能である。したがって、適した反応容器の水平形態は、円形、半円形、菱形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、楕円形の長方形（ｏｂｌｏｎｇ）のうちの何れか一つ又は組み合わせでありうる。多い実施例において、内壁は、反応容器軸に対して本質的に対称的に形成される。例えば、反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの範囲でありうる。好ましくは、反応容器壁の厚さは、本質的に反応容器軸９５に沿って変更されない。
反応容器９０の一実施例において、内壁９４は、反応容器軸９５に対して中心を外れて配置される。例えば、反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約１ｍｍの範囲である。好ましくは、反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約０．０５又は０．１ｍｍ分だけ他方側より薄い。
論議されたように、適切な反応容器の下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形でありうる。一実施例において、下端部は、反応容器軸に対して本質的に対称的に配置される。他の一実施例において、下端部は、反応容器軸に対して非対称的に配置される。下端部は、ふさがっていることができ、プラスチック、セラミック、又はガラスからなるか、又はこれらを含む。ある反応に対しては、反応容器は、固定化したＤＮＡ重合酵素をさらに含むことができる。本明細書に記述されるほとんどいかなる反応容器も反応容器と密封接触するキャップを有することができる。
反応容器が本発明の熱対流ＰＣＲ遠心分離機と共に使用される実施例において、相対的に大きな力が遠心回転により生成される。好ましくは、チャネルと反応容器は、より小さな直径又は幅を有することができ、したがって大きな垂直プロファイルが使用されうる。チャネルと反応容器の外壁の直径又は幅は、少なくとも約０．４ｍｍから約４ないし５ｍｍまでであり、反応容器の内壁の直径又は幅は、少なくとも約０．１ｍｍから約３．５ないし４．５ｍｍまでである。
光学検出装置を備える対流ＰＣＲ装置
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の追加的な特徴として「光学検出」を提供することにある。ＰＣＲ反応間又は以後に、速度と正確性を有して重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）の進行状態と結果を検出することが重要である。光学検出特徴は、ＰＣＲ反応の同時的な増幅及び検出のための装置及び方法を提供することによって、このような必要に有用でありうる。
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の追加的な特徴として「光学検出」を提供することにある。ＰＣＲ反応間又は以後に、速度と正確性を有して重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）の進行状態と結果を検出することが重要である。光学検出特徴は、ＰＣＲ反応の同時的な増幅及び検出のための装置及び方法を提供することによって、このような必要に有用でありうる。
一般的な実施例において、増幅されたＰＣＲ生成物の量の関数として光学信号を発生できる検出可能なプローブ（ｐｒｏｂｅ）が試料に導入され、反応容器を開放しなくてもＰＣＲ反応の間に又は以後に検出可能なプローブからの光学信号が観測されるか、又は検出される。検出可能なプローブは、一般に、ＤＮＡ分子に対する結合又は非結合、又はＰＣＲ反応及び／又はＰＣＲ生成物との相互作用により、光学的属性を変更する検出可能なＤＮＡ結合剤（ｂｉｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔ）である。検出可能なプローブの有用な例は、二本鎖ＤＮＡに結合する属性を有した挿入染料（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｎｇ ｄｙｅｓ）と検出可能な標識（ら）を有した多様なオリゴヌクレオチドプローブを含むが、これに限定されるものではない。
本発明と使用されることができる検出可能なプローブは、一般にＰＣＲ増幅に応じて蛍光の強度、波長又は偏光成果のような自身の蛍光属性を変更する。例えば、ＳＹＢＲグリーン１、ＹＯ‐ＰＲＯ １、臭化エチジウム、及び類似の染料のような挿入染料は、この染料が二本鎖ＤＮＡと結合される時に増加されるか、又はアクティブになる蛍光信号を生成する。したがって、このような挿入染料からの蛍光信号は、増幅されたＰＣＲ生成物の量を観測するために検出されうる。挿入染料を使用して検出することは、二本鎖ＤＮＡの配列に対して非特異的である。本発明で使用されることができる多様なオリゴヌクレオチドプローブが関連分野において知られている。このようなオリゴヌクレオチドプローブは、一般に少なくとも一つの検出可能な標識と増幅されたＰＣＲ生成物又は鋳型に特異的に交雑反応する（ｈｙｂｒｉｄｉｚｅ）核酸配列を有する。したがって、対立遺伝的識別（ａｌｌｅｌｉｃ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）を含んで、増幅されたＰＣＲ生成物の配列‐特異的検出が可能である。前記オリゴヌクレオチドプローブは、二つの標識間の距離が短くなるほど相互作用（「蛍光性共鳴エネルギー伝達」又は「非蛍光性エネルギー伝達」のような）が増加する、二蛍光物質の対又は蛍光物質と消光剤（ｑｕｅｎｃｈｅｒ）の対のような相互作用する標識対（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｌａｂｅｌ ｐａｉｒ）で一般に標識される。大部分のオリゴヌクレオチドプローブは、標的ＤＮＡ配列に対する結合（一般に、長い距離）又は非結合（一般に短い距離）に応じて二つの相互作用する標識間の距離が増減するように設計される。このような交雑反応‐依存的距離増減は、増幅されたＰＣＲ生成物の量に応じて、蛍光強度の変化又は蛍光波長の変化（増加又は減少）をもたらす。他の類型のオリゴヌクレオチドプローブでは、プローブがＰＣＲ反応の拡張ステップの間に特定化学反応、例えば、ＤＮＡ重合酵素の５´‐３´ヌクレアーゼ活性（５´‐３´ｎｕｃｌｅａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ）による蛍光物質標識の加水分解又はプローブ配列の伸長のような特定化学反応を起こすように設計される。プローブのこのようなＰＣＲ反応依存的変化は、ある蛍光物質からの蛍光信号の活性化又は増加をもたらし、ＰＣＲ生成物の量の変化を知らせるようになる。
多様な適切な検出可能なプローブ及びこのようなプローブを検出するための装置がＵ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏｓ．５，２１０，０１５；５，４８７，９７２；５，５３８，８３８；５，７１６，７８４；５，８０４，３７５；５，９２５，５１７；５，９９４，０５６；５，４７５，６１０；５，６０２，７５６；６，０２８，１９０；６，０３０，７８７；６，１０３，４７６；６，１５０，０９７；６，１７１，７８５；６，１７４，６７０；６，２５８，５６９；６，３２６，１４５；６，３６５，７２９；６，７０３，２３６；６，８１４，９３４；７，２３８，５１７，７，５０４，２４１；７，５３７，３７７とこれに対応する米国外の出願及び特許に記述されている。
本明細書で使用される複数型を含む「光学検出装置」という用語は、本明細書に開示された一つ又はそれ以上のＰＣＲ熱対流装置及びＰＣＲ方法と共に使用することができるＰＣＲ増幅を検出するための装置（ら）を意味する。好ましい光学検出装置は、例えばＰＣＲ増幅反応が進行中であるとき、蛍光光学信号を検出するように構成される。一般に、このような装置は、装置に作動可能に装着された装置の少なくとも一つの反応容器を開放せずに信号の検出、及び好ましくはそれの定量化（ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を提供する。必要であれば、光学検出装置と本発明のＰＣＲ熱対流装置の一つ又はそれ以上は、反応容器内の増幅された核酸の量（すなわち、リアルタイム又は定量的ＰＣＲ増幅）に関連するように構成される。本発明との使用のための一般的な光学検出装置は、作動可能な組み合わせで次の構成要素のうちの何れか一つ又はそれ以上を備える：一般に約４００ないし約７５０ｎｍの範囲の可視光領域から蛍光を検出するための適切な熱源、レンズ、フィルタ、鏡、及びビームスプリッタ。好ましい光学検出装置は、反応容器内でＰＣＲ増幅を検出するために光を受信し出力するのに十分なように反応容器の下、上の、及び／又はそばに位置する。
光学検出装置は、それが装置が意図するＰＣＲ増幅に対して安定しており、かつ敏感で迅速な検出を支援するならば、本発明の熱対流ＰＣＲ装置と両立可能である。一実施例において、前記熱対流ＰＣＲ装置は、反応容器内で試料の光学的属性の検出を可能にする光学検出装置を備える。検出される前記光学的属性は、好ましくは、試料の吸光度が時には検出しやすいが、使用される検出可能なプローブに依存する一つ又はそれ以上の波長の蛍光である。試料からの蛍光が検出される時に、前記光学検出装置は、試料（一部又は全体試料）を励起光で照射して、試料から蛍光信号を検出する。励起光の波長は、一般に蛍光より短い。吸光度を検出する場合に、前記光学検出装置は、試料を光で照射し（一般に選択された波長で又は波長をスキャンすることで）、試料を通過する前と以後の光の強度が測定される。蛍光検出は、それが検出される標的分子により敏感で特異的なために、一般に好まれる。
次の図及び技術に対する参照は、蛍光検出のための光学検出装置を備える熱対流ＰＣＲ装置に対するより良い理解を提供するためである。これは、本発明の範ちゅうを制限するために意図したものではなく、そのように読まれてもならない。
図５９Ａ〜図５９Ｂを参照すれば、装置実施例は、反応容器９０の下端部９２又はチャネル７０の下端部７２から反応容器９０内の試料から蛍光信号を検出するように作動可能な一つ又はそれ以上の光学検出装置６００〜６０３を特徴とする。単一光学検出装置６００が複数の反応容器９０から蛍光を検出するために使用される一実施例が図５９Ａに示されている。この実施例において、複数の反応容器を照射するために、広い励起光ビーム（上向き矢印で示される）が生成され、複数の反応容器９０からの蛍光信号（下向き矢印で示される）が検出される。この実施例において、蛍光検出のために使用される検出器６５０（例えば、図６２参照）は、好ましくは、イメージング能力を有するものであって、これにより、相異なった反応容器からの蛍光信号を蛍光イメージから区別できる。代案として、各々が各反応容器から蛍光信号を検出する複数の検出器６５０が使用されうる。
図５９Ｂに示す実施例において、複数の光学検出装置６０１〜６０３が使用される。この実施例において、各光学検出装置は、各反応容器９０内の試料を励起光で照射させ、各試料から蛍光信号を検出する。この実施例は、各反応容器に対する励起ビームのプロファイルをより精密に制御し、また相異なった反応容器からの相異なった蛍光信号を独立的に、かつ同時に測定するにあたって有利である。このような類型の実施例は、また、単一光学検出装置実施例において広い励起ビームを生成するために必要なより大きな光学要素とより長い光学経路を回避できるので、小型化した装置を構成するのに有利である。
図５９Ａ〜図５９Ｂを再度参照すれば、光学検出装置６００〜６０３が反応容器９０の下端部９２に位置する場合、第１熱源２０は、反応容器７０に励起光及び放出光のための経路を提供するための各チャネル７０に対した光学ポート６１０を含む。光学ポート６１０は、貫通口であるか、光学的に透明又は半透明な材料であって、例えばこのような光学的属性を有するガラス、石英又は重合体材料のような材料（部分的に又は全体的に）からなる光学要素でありうる。光学ポート６１０が貫通口として形成された場合、光学ポートの直径又は幅は、一般にチャネル７０の下端部７２又は反応容器９０の下端部９２の直径又は幅より小さい。図５９Ａ〜図５９Ｂに示す実施例において、反応容器９０の下端部９２もまた光学ポートとして作動する。したがって、反応容器９０の下端部９２の全体又は少なくとも一部が光学的に透明であるか、半透明な材料からなるようにすることが一般に好ましい。
以下、図６０Ａ〜図６０Ｂを参照すれば、装置実施例は、反応容器９０の上端部９１の上に位置する単一光学検出装置６００（図６０Ａ）又は複数の光学検出装置６０１〜６０３（図６０Ｂ）を特徴とする。上述したように、単一光学検出装置６００が使用される場合（図６０Ａ）に、広い励起ビーム（下向き矢印で示される）が複数の反応容器を照射するよう生成され、複数の反応容器９０からの蛍光信号（上向き矢印で示される）が検出される。複数の光学検出装置６０１〜６０３（図６０Ｂ）が使用される場合、各光学検出装置は、各反応容器９０内の試料に励起光を照射し、各試料から蛍光信号を検出する。
図６０Ａ〜図６０Ｂに示す実施例において、反応容器９０の上端部（開口部）９１に一般に合う反応容器キャップ（図示せず）の中心部が励起光及び放出光のための光学ポートとして機能する。したがって、反応容器キャップの中心部の全部又は少なくとも一部は、光学的に透明又は半透明な材料からなる。
図６１は、反応容器９０の側面に位置した光学検出装置６００を特徴とする装置実施例を示す。この特定実施例において、光学ポート６１０は、第２熱源３０の側面（灰色の長方形ボックスで示される）と第１断熱体５０の側面（点線で示される）に形成される。代案として、光学ポート６１０は、特定応用目的により要求される蛍光検出の位置に応じて、第１熱源２０、第２熱源３０、及び第１断熱体５０のうち何れか一つ又はそれ以上に形成されうる。この実施例において、光経路方向の反応容器９０の側面部と第１チャンバー１００の一部もまた光学ポートとして機能し、したがって反応容器９０及び第１チャンバー１００の全部又は少なくとも一部は、光学的に透明又は半透明な材料からなる。光学検出装置６００が反応容器９０の側面に位置する時、チャネル７０は、一般に線形的に又は円形に配列された一つ又は二つの配列から形成される。チャネル７０のこのような配列は、他のチャネルとの干渉なしですべてのチャネル７０又は反応容器９０から蛍光信号を検出するためである。
上で説明された実施例において、励起及び蛍光検出とも、反応容器９０に対して同じ側において行われ、したがって励起部（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｐａｒｔ）と蛍光検出部（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐａｒｔ）とも、同じ側に、一般に光学検出装置６００〜６０３の同じ区画内に位置する。例えば、図５９Ａ〜図５９Ｂに示す実施例において、両部分を含む光学検出装置６００〜６０３は、反応容器９０の下端部９２上に位置する。同様に、図６０Ａ〜図６０Ｂに示す実施例では、全体光学検出装置は、反応容器９０の上端部９１上に位置し、図６１に示す実施例では、反応容器９０の側面部に位置する。代案として、光学検出装置６００〜６０３は改造されて、励起部と蛍光検出部とが分離されて位置できる。例えば、励起部は、反応容器９０の下部（又は上部）に位置し、蛍光検出部は、反応容器９０の上部（下部）又は側面部に位置する。他の実施例において、励起部は、反応容器９０の一方（例えば、左側）に位置し、蛍光検出部は、他方（例えば、上側、下側、右側、前側、又は後側、又は励起側でない他の側部）に位置できる。
光学検出装置６００〜６０３は、一般に選択された波長を有する励起光を生成する励起部（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｐａｒｔ）と、反応容器９０内の試料から蛍光信号を検出する蛍光検出部（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐａｒｔ）を備える。励起部は、一般に光源、波長選択要素、及び／又はビーム形状化要素の組み合わせを含む。光源の例は、水銀アーク灯、キセノン（Ｘｅｎｏｎ）アーク灯、及びメタルハライド（ｍｅｔａｌ‐ｈａｌｉｄｅ）アーク灯のようなアーク灯、レーザー、及び発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むが、これに限定されるものではない。アーク灯は、一般に多重バンド又は広バンドの光を生成し、レーザー及びＬＥＤは、一般に単色光又は狭いバンド光を生成する。波長選択要素は、光源から生成された光から励起波長を選択するために使用される。波長選択要素の例は、（波長を選択するための）スリット又は開口と組合わせられた（光を分散するための）回折格子（ｇｒａｔｉｎｇ）又はプリズム及び（選択された波長を通過させる）光学フィルタを備える。光学フィルタが一般に好まれるが、これは、小さなサイズで特定波長を効率よく選択でき、相対的に安価であるためである。好ましい光学フィルタは、薄膜コーティングを有した干渉フィルタ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｌｔｅｒ）であって、特定バンドの光を通過させたり（バンド透過フィルタ）、特定カットオン（ｃｕｔ−ｏｎ）値より長いか（長波長透過フィルタ）又は短い（短波長透過フィルタ）波長を有する光を通過させることができる。音響光学フィルタ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｌｔｅｒ）と液晶可変フィルタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）は、優れた波長選択要素になりうるが、相対的に高価であるが小さなサイズで速度と正確性を有して透過波長を変更するように電子的に制御されることができるためである。彩色フィルタガラス（ｃｏｌｏｒｅｄ ｆｉｌｔｅｒ ｇｌａｓｓ）もまた、他の類型の波長選択要素の低廉な代替品として、又は不必要な光（例えば、ＩＲ、ＵＶ、又は他の乱射光（ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ））の排除を向上させるための他の類型の波長選択要素との組み合わせで使用されうる。光学フィルタの選択は、光源により生成される光の特徴と励起光の波長だけでなくサイズのような装置の幾何学的要求条件に依存する。ビーム形状化要素は、励起ビームの形状を作り案内するために使用される。ビーム形状化要素は、レンズ（凸型又は凹型）、鏡（凸型、凹型、又は楕円形）又はプリズムのうちの何れか一つ又は組み合わせでありうる。
蛍光検出部は、一般に検出器、波長選択要素、及び／又はビーム形状化要素の組み合わせを含む。検出器の例は、光電子増倍管（ＰＭＴ）、フォトダイオード、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）、及びビデオカメラを含むが、これらに限定されるものではない。光電子増倍管は、一般に最も敏感である。したがって、非常に弱い蛍光信号により敏感性が重要事案であれば、光電子増倍管が適切な選択でありうる。しかしながら、光電子増倍管は、小さなサイズ又はイメージング能力が要求される場合（大きなサイズのため）に適切でない。例えば、マイクロチャネルプレートで増強されたＣＣＤ、シリコンフォトダイオード、又はビデオカメラは、光電子増倍管と似た敏感性を有することができる。各反応容器のための光学検出装置を有する実施例と同様に、蛍光信号のイメージングが要求されないで小型化が重要な場合、増強装置（ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）を有する又は有さないフォトダイオード又はＣＣＤが小さく相対的に低廉なので良い選択でありうる。複数の反応容器のための単一光学検出装置を有する実施例と同様にイメージングが要求される場合、ＣＣＤアレイ、フォトダイオードアレイ、又はビデオカメラ（また増幅装置があるか又はない）が使用されうる。励起部と同様に、試料から収集された光から放出波長を選択するのに波長選択要素が使用され、効果的な検出のために放出光の形状を作り案内するためのビーム形状化要素が使用される。波長選択要素とビーム形状化要素の例は、励起部に対して記述されたものと同様である。
上で説明された光学要素に加えて、光学検出装置は、ビームスプリッタを含むことができる。励起部と蛍光検出部とが反応容器９０に対して同じ側に位置した場合、ビームスプリッタは、特に有用である。このような実施例において、励起ビーム及び放出ビームの経路（反対方向に沿って）は、互いに一致し、そのためビームスプリッタを使用してビーム経路を分離する必要が生じる。一般に有用なビームスプリッタは、薄膜光学フィルタと類似の薄膜干渉コーティングを有するダイクロイックビームスプリッタ又はダイクロイックミラーである。一般的なビームスプリッタは、励起光を反射し、蛍光光を透過させたり（長波長透過タイプ）又はその反対（短波長透過タイプ）である。
以下、図６２〜図６３、図６４Ａ〜図６４Ｂ、及び図６５を参照して、光学検出装置６００の構造のいくつかの設計例について述べる。
図６２に光学検出装置６００の一実施例が示されている。この実施例において、励起光学要素６２０、６３０、６４０は、チャネル軸８０に対して直角な方向に沿って位置し、蛍光検出光学要素６５０、６５５、６６０、６７０は、チャネル軸８０方向に位置する。蛍光放出を通過させて励起光を反射する（すなわち、長波長透過タイプ）ダイクロイックビームスプリッタ６８０が中間の近くに位置する。通常のように、光源６２０により生成された光は、励起光レンズ６３０により収集され、所望の波長を有した励起光を選択するために、励起光フィルタ６４０でフィルタリングされる。選択された励起光は、以後ダイクロイックビームスプリッタにより反射され、試料を照射する。試料からの蛍光放出は、所望の波長を有する放出光を選択するためにダイクロイックビームスプリッタ６８０と励起光フィルタ６７０を通過した以後、放出光レンズ６６０により収集される。このように収集された蛍光光は、その後に蛍光信号を測定するために開口又はスリット６５５又は検出器６５０にフォーカシングされる。開口又はスリット６５５の機能は、放出のための「空間的フィルタリング」である。一般に、蛍光光は、開口又はスリット６５５に又はこれに近接してフォーカシングされ、したがって試料の特定（垂直）位置からの蛍光イメージが開口又はスリット６５５に形成される。このような光学的配置は、他の位置からの光を排除しながら、試料内の特定な制限された位置（例えば、アニーリング、延長、又は変性領域）からの蛍光信号を効率よく収集できるようにする。開口又はスリット６５５の利用は、使用される検出可能なプローブの類型に応じて選択的である。蛍光信号が試料内の特定領域から発生するようになっているならば、一つ又はそれ以上の開口又はスリット６５５の使用が好ましい。蛍光信号が試料内の位置に関係なしで生成されるならば、開口又はスリット６５５の使用が不必要であるか、より大きな開口を有するものが使用されうる。
図６３に示す実施例に示すように、チャネル軸８０方向に沿って励起光学要素６２０、６３０、６４０を位置させ、チャネル軸８０に直角な方向に沿って蛍光検出光学要素６５０、６５５、６６０、及び６７０を位置させるために光学検出装置６００を改造できる。このような類型の実施例に有用なダイクロイックビームスプリッタ６８０は、励起光を透過し放出光を反射する短波長透過タイプである。
図６２〜図６３に示す実施例において使用される励起光レンズ６３０は、一つより多いレンズの組み合わせ又はレンズと鏡との組み合わせで代替できる。このような光学要素の組み合わせが使用される場合、第１レンズ（一般に凸レンズ）は、励起光を効率よく収集するために、好ましくは、光源に近接して又は光源の前面に位置する。励起光の収集効率性をより向上させるために、鏡（一般に凹型又は楕円形）が光源の後側に配置されうる。複数の反応容器９０を照射するために単一光学検出装置６００を有する実施例のように励起ビームを大きくする必要がある場合、凹レンズ又は凸鏡が励起ビームを拡張するために追加的に使用されうる。ある実施例では、一つ又はそれ以上の光学要素（例えば、一つ又はそれ以上のレンズ又は鏡）が他の位置、例えば、反応容器９０とダイクロイックビームスプリッタ６８０又は励起光フィルタ６４０の間に位置できる。他の側面において、励起光は、より大きい体積の試料を照射するために、一般に本質的に公線的なビーム（ｃｏｌｌｉｎｅａｒ ｂｅａｍ）で形成される。多光子（ｍｕｌｔｉ‐ｐｈｏｔｏｎ）励起方式を利用する時と同様にある特別な応用では、励起光は、試料内の特定位置に緊密にフォーカシングできる。
図６２〜図６３に示す実施例において使用される放出光レンズ６６０もまた、一つより多いレンズの組み合わせ又はレンズと鏡との組み合わせで代替されうる。このような光学要素の組み合わせが使用される場合、第１レンズ（一般に凸レンズ）は、蛍光光をより効率よく収集するために、好ましくは、反応容器９０に近接して（例えば、反応容器９０とダイクロイックビームスプリッタ６８０又は放出光フィルタ６７０の間に）位置する。ある実施例では、一つ又はそれ以上の光学要素（例えば、レンズ又はミラー）は、他の位置、例えば、反応容器９０とダイクロイックビームスプリッタ６８０又は放出光フィルタ６７０の間に位置できる。
図６４Ａ〜図６４Ｂは、励起ビームと放出ビームの両方の形状を作るために、一つのレンズ６３５が使用される実施例を示す。励起光学要素６２０及び６４０と蛍光検出光学要素６５０、６５５、及び６７０を配置する二例が示されている。励起光学要素６２０及び６４０は、図６４Ａにおいてチャネル軸８０に直角な方向に沿って位置し、図６４Ｂにおいては、チャネル軸８０方向に沿って位置する。単一レンズを使用するこのような類型の実施例は、図５９Ｂ、図６０Ｂ、及び図６１に示す複数の光学検出装置を使用する実施例のように光学検出装置６００を小型化するのに有用である。
図６５は、光学検出装置６００が反応容器９０の上側に位置する一装置実施例を示す。図示の光学要素の配置は、図６２に示す実施例と同様である。他の類型の光学配置（例えば、図６３及び図６４Ａ〜図６４Ｂに示すこと）もまた使用されうる。光学検出装置６００（又は励起部又は蛍光検出部）が反応容器９０の上側に位置した場合、反応容器キャップ６９０の中心部は、光学ポート６１０として機能する。したがって、論議されたように、この類型の実施例では、反応容器キャップ６９０又は少なくともその中心部は、好ましくは、光学的に透明な又は半透明な材料からなる。
図６５を再度参照すれば、反応容器９０と反応容器キャップ６９０とは、一般にＰＣＲ反応中の試料の蒸発損失を防止するために、互いに対して密封関係を有する。図６５に示す反応容器実施例において、前記密封関係は、反応容器９０の内壁と反応容器キャップ６９０の外壁との間でなされる。代案として、前記密封関係は、反応容器９０の外壁と反応容器キャップ６９０の内壁との間、又は反応容器９０の上部面と反応容器キャップ６９０の下部面との間でなされる。ある実施例では、反応容器キャップ６９０が光学的に透明な又は半透明な薄膜接着テープでありうる。このような実施例において、前記密封関係は、反応容器９０の上部面と反応容器キャップ６９０の下部面との間でなされる。
上で説明された反応容器実施例は、本発明のすべての使用に対して最適でないときもありうる。例えば、図６５に示すように、試料メニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）（すなわち、水−空気インタフェース）が試料と反応容器キャップ６９０（又は反応容器キャップ６９０の光学ポート部）との間に形成されることが一般的である。作動の最、高温工程を伴うＰＣＲ反応により、試料内の水が蒸発して反応容器キャップ６９０の内部面（又は反応容器キャップ６９０の光学ポート部）に凝結される。このように凝結された水は、ある応用では、特に光学検出装置が反応容器９０の上側に位置した場合に、励起ビーム及び蛍光ビームとある程度干渉をすることができる。
図６６Ａ〜図６６Ｂに例示された反応容器実施例は、他の接近を提供する。図示のように、反応容器９０と反応容器キャップ６９０とが試料と接触する光学ポート６９５を有するように設計されている。試料メニスカスは、光学ポート６９５の下部面６９６より高く又はほぼ同じ高さで形成される。上で説明された一般的な反応容器実施例とは異なり、励起ビームと蛍光ビームとは、反応容器９０の内部の空気又はいかなる凝結された水を通過せずに光学ポート６９５から試料へ又はその反対に直接通過される。このような実施例のための構造的必要条件は、次の通りである。
まず、図６６Ａ〜図６６Ｂに示すように、反応容器キャップ６９０は、反応容器９０の上部とまた光学ポート６９５と密封関係を有する。論議されたように、反応容器９０と反応容器キャップ６９０との間の密封は、反応容器の内壁（図６６Ａ〜図６６Ｂと同様に）で、又は反応容器９０の外壁又は上端部９１でなされる。反応容器キャップ６９０と光学ポート６９５との間の密封は、光学ポート６９５の上部面６９７（図６６Ａ）又は側壁６９９（図６６Ｂ）でなされる。代案として、反応容器キャップ６９０と光学ポート６９５とは、一つの構成体で形成されることができ、好ましくは、同じ又は類似の光学的に透明な又は半透明な材料を使用して形成されうる。
追加的に、光学ポート６９５の直径又は幅（そして、又は反応容器キャップ６９０の壁が光学ポート６９５の下部面６９６と近接したり又はほぼ同じ高さに位置する場合の直径又は幅）は、光学ポート６９５の下部面６９６と近接したり又はほぼ同じ高さに位置する反応容器９０の内壁の一部の直径又は幅より小さくさせられる。また、光学ポート６９５の下部面６９６は、反応容器キャップ６９０の内部部分の下部より低いか又はほぼ同じ高さに位置する。このような構造的要求条件が満たされると、開放空間６９８が反応容器９０の内壁と光学ポート６９５の側面部との間に提供される。したがって、光学ポートの下部が試料と接触するように、反応容器９０が反応容器キャップ６９０と密封される時に、試料がこの開放空間の一部を満たすようになり、光学ポート６９５の下部６９６上に試料メニスカスを形成するようになる。
図６７において、上で論議された光学的に非干渉的な反応容器の使用が例示されている。論議されたように、光学ポート６９５の下部６９６は、試料と接触し試料メニスカスは、光学ポート６９５の下部６９６上に形成される。光学検出装置６００を反応容器９０の上端部９１に位置させることによって、励起ビームと蛍光ビームとが反応容器９０の内部の空気又はいかなる凝結された水を通過せずに、光学ポート６９５から試料へ又はその反対に直接通過されるようになる。このような光学的構造は、本発明の光学検出特徴を大きく容易にする。
次の例は、本発明がより完全に理解されるようにするために、例示の目的としてのみ与えられる。この例は、別に明示的に指摘しない限り、本発明の範ちゅうを制限するための意図ではない。
例（Ｅｘａｍｐｌｅｓ）
材料及び方法
Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ（日本）、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ（フィンランド）、及びＫａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（南アフリカ共和国）から購入した３個の相異なるＤＮＡ重合酵素がいろいろな発明装置のＰＣＲ増幅性能を試験するために使用された。複数の挿入配列を含むプラスミドＤＮＡ、ヒトゲノムＤＮＡ、及びｃＤＮＡが鋳型ＤＮＡとして使用された。プラスミドＤＮＡは、他のサイズの挿入配列をｐｃＤＮＡ３．１ベクトルにクローニングすることで用意した。ヒトゲノムＤＮＡは、ヒト胎児由来腎臓細胞（２９３、ＡＴＣＣ ＣＲＬ−１５７３）から用意した。ｃＤＮＡは、ＨＯＳ又はＳＶ−ＯＶ−３細胞からのｍＲＮＡ抽出物を逆転写（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）して用意した。
材料及び方法
Ｔａｋａｒａ Ｂｉｏ（日本）、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ（フィンランド）、及びＫａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（南アフリカ共和国）から購入した３個の相異なるＤＮＡ重合酵素がいろいろな発明装置のＰＣＲ増幅性能を試験するために使用された。複数の挿入配列を含むプラスミドＤＮＡ、ヒトゲノムＤＮＡ、及びｃＤＮＡが鋳型ＤＮＡとして使用された。プラスミドＤＮＡは、他のサイズの挿入配列をｐｃＤＮＡ３．１ベクトルにクローニングすることで用意した。ヒトゲノムＤＮＡは、ヒト胎児由来腎臓細胞（２９３、ＡＴＣＣ ＣＲＬ−１５７３）から用意した。ｃＤＮＡは、ＨＯＳ又はＳＶ−ＯＶ−３細胞からのｍＲＮＡ抽出物を逆転写（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）して用意した。
ＰＣＲ混合物の組成は、次の通りである：実験によって相異なった量の鋳型ＤＮＡ、順方向及び逆方向プライマーのそれぞれが約０．４μＭ、ｄＮＴＰがそれぞれ約０．２ｍＭ、使用されたＤＮＡ重合酵素に応じて約０．５ないし１ｕｎｉｔｓのＤＮＡ重合酵素、及び約１．５ｍＭないし２ｍＭのＭｇＣｌ2を各製造社により供給される緩衝溶液を使用して全体体積２０μＬで混合する。
反応容器は、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）からなり、図４０Ａに示す構造的特徴を有する。反応容器は、下端部がふさがったテーパーされている円筒形形態を有し、ＰＣＲ混合物の導入後に反応容器を密封するために、反応容器の上端部の内部直径に合うようにキャップを有している。反応容器は、上部がより大きな直径を有するように、上端部から下端部に（線形的に）テーパーされていた。図４０Ａに定義されいるテーパー角は、４度であった。第１熱源内の収容口からの熱伝逹を容易にするために、反応容器の下端部は、平らになっている。反応容器は、約２２ｍｍないし約２４ｍｍの上端部から下端部までの長さ、約１．５ｍｍの下端部での外径、約１ｍｍの下端部での内径、約０．２５ｍｍないし約０．３ｍｍの壁厚を有していた。
各反応のために使用されたＰＣＲ混合物の体積は、２０μＬであった。２０μＬの体積を有するＰＣＲ混合物は、反応容器内に約１２ないし１３ｍｍの高さを形成した。
以下の例において使用されたすべての装置は、ＤＣ電力で作動可能に製作された。再充電可能なＬｉ+ポリマーバッテリー（１２．６Ｖ）又はＤＣ電源供給装置が装置を作動させるのに使用された。例において使用された装置は、図３０に例示されたように、複数の行及び列を有したアレイ形態で配列された１２個（３×４）、２４個（４×６）、又は４８個（６×８）のチャネルを有していた。隣接するチャネル間の間隔は、９ｍｍで製作された。実験において、装置の三つの熱源が所望の温度まで加熱された後、ＰＣＲ混合物試料を含む反応容器がチャネルに導入された。所望のＰＣＲ反応時間以後に、ＰＣＲ混合物試料は、前記装置から除去されて、増幅されたＤＮＡバンドを可視化するための蛍光染料として臭化エチジウム（ＥｔＢｒ）を使用して、アガロースゲル電気泳動（ａｇａｒｏｓｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）で分析された。
例１．図５Ａの装置を使用した熱対流ＰＣＲ
この例で使用された装置は、チャネル７０、第１チャンバー１００、収容口７３、貫通口７１、第２熱源３０の第１突出部３３、及び第１熱源２０の第１突出部２３を備える図５Ａに示す構造を持っている。チャネル軸８０方向の第１及び第２熱源の長さは、それぞれ約４ｍｍ、約９．５ｍｍであった。第１断熱体（又は第１断熱性ギャップ）は、約１．５ｍｍのチャネル隣接領域（すなわち、突出部領域内で）でのチャネル軸８０方向の長さを有した。チャネル外部領域（すなわち、突出部領域の外部）でのチャネル軸８０方向の第１断熱体の長さは、（位置に応じて）約９．５ｍｍないし約８ｍｍの範囲であった。第１チャンバー１００は、第２熱源３０の下部に位置し、約４６．５ｍｍのチャネル軸８０方向の長さと約４ｍｍの直径を有する円筒形態を有した。チャネル軸８０方向の収容口７３の深さは、それが約１．５ｍｍないし約３ｍｍの範囲で変化されたが、この例で提示されたデータに対しては約２．５ｍｍであった。この装置で、チャネル７０は、第２熱源３０内の貫通口７１及び第１熱源２０内の収容口７３により定義された。チャネル７０は、テーパーされている円筒形態を有している。チャネルの平均直径は、約２ｍｍで、下端部（収容口内）での直径は、約１．５ｍｍであった。この装置で、第１チャンバー、収容口、第１断熱体、及び突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。
この例で使用された装置は、チャネル７０、第１チャンバー１００、収容口７３、貫通口７１、第２熱源３０の第１突出部３３、及び第１熱源２０の第１突出部２３を備える図５Ａに示す構造を持っている。チャネル軸８０方向の第１及び第２熱源の長さは、それぞれ約４ｍｍ、約９．５ｍｍであった。第１断熱体（又は第１断熱性ギャップ）は、約１．５ｍｍのチャネル隣接領域（すなわち、突出部領域内で）でのチャネル軸８０方向の長さを有した。チャネル外部領域（すなわち、突出部領域の外部）でのチャネル軸８０方向の第１断熱体の長さは、（位置に応じて）約９．５ｍｍないし約８ｍｍの範囲であった。第１チャンバー１００は、第２熱源３０の下部に位置し、約４６．５ｍｍのチャネル軸８０方向の長さと約４ｍｍの直径を有する円筒形態を有した。チャネル軸８０方向の収容口７３の深さは、それが約１．５ｍｍないし約３ｍｍの範囲で変化されたが、この例で提示されたデータに対しては約２．５ｍｍであった。この装置で、チャネル７０は、第２熱源３０内の貫通口７１及び第１熱源２０内の収容口７３により定義された。チャネル７０は、テーパーされている円筒形態を有している。チャネルの平均直径は、約２ｍｍで、下端部（収容口内）での直径は、約１．５ｍｍであった。この装置で、第１チャンバー、収容口、第１断熱体、及び突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。
以下に提示されたように、図５Ａに示す構造を有するこの例において使用された装置は、重力の傾斜角無しで１０ｎｇヒトゲノム試料（約３，０００コピー）から約２５分内に増幅するのに十分なほど、効率的であることが見出された。１ｎｇプラスミド試料に対しては、ＰＣＲ増幅は、約６又は８分程度の短い時間内に検出可能な増幅を完了した。したがって、これは、重力傾斜角を使用しないで効率的なＰＣＲ増幅を提供できる対称的加熱構造の良い立証例である。例２に提示されたように、この構造は、また重力傾斜角が導入される時によりよく（すなわち、より速くてより効率的に）作動する。しかしながら、小さな（約１０度ないし約２０度又はより小さな）傾斜角がほとんどの応用に対して十分でありうる。
１．１．プラスミド試料からのＰＣＲ増幅
図４２Ａ〜図４２Ｃは、上で説明された三個の相異なったＤＮＡ重合酵素（それぞれがＴａｋａｒａ Ｂｉｏ、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ、及びＫａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓから購入された）を使用して、１ｎｇプラスミドＤＮＡ鋳型から得られたＰＣＲ増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＧＧＡＧＡＣＣＣＡＡＧＣＴＧＧＣＴＡＧＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１）及び５´‐ＣＡＣＡＧＴＣＧＡＧＧＣＴＧＡＴＣＡＧＣＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２）であった。図４２Ａ〜図４２Ｃにおいて、最左側レーンは、ＤＮＡサイズマーカー（ニュー・イングランド・バイオラボ社製の２‐Ｌｏｇ ＤＮＡ Ｌａｄｄｅｒ（０．１‐１０．０ｋｂ））を示し、レーン１において５は、各図の下部に表示されたように、それぞれ１０、１５、２０、２５分のＰＣＲ反応時間において熱対流ＰＣＲ装置から得られた結果である。発明装置の第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃、及び６２℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。図４２Ａ〜図４２Ｃに示すように、熱対流装置は、極めて短い反応時間内に予想されるサイズから増幅された生成物を生成した。ＰＣＲ増幅は、約１０分に検出可能な水準に到達し、約２０分又は２５分内に飽和された。明らかになったとおり、前記３個のＤＮＡ重合酵素は、熱対流ＰＣＲ装置と共に使用するのにほぼ同等であるということが見出された。また、同じ量の前記プラスミド鋳型（データ図示せず）を含む同じＰＣＲ混合物に対して、バイオメトラ（Ｂｉｏｍｅｔｒａ）のＴＩバイオメトラ温度サイクラー（ｔｈｅｒｍｏ ｃｙｃｌｅｒ）を使用して対照実験が行われた。対照実験は、発明装置で約２０又は２５分ＰＣＲ反応時間に観察されたものと類似の強度で予想されるサイズで生成物バンドを生成した。しかしながら、対照実験は、ＰＣＲ反応を完了するのに約３ないし４倍がより長い時間がかかった（５分の予熱及び１０分の最終延長を含んで約１時間３０分）。
図４２Ａ〜図４２Ｃは、上で説明された三個の相異なったＤＮＡ重合酵素（それぞれがＴａｋａｒａ Ｂｉｏ、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ、及びＫａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓから購入された）を使用して、１ｎｇプラスミドＤＮＡ鋳型から得られたＰＣＲ増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＧＧＡＧＡＣＣＣＡＡＧＣＴＧＧＣＴＡＧＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１）及び５´‐ＣＡＣＡＧＴＣＧＡＧＧＣＴＧＡＴＣＡＧＣＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２）であった。図４２Ａ〜図４２Ｃにおいて、最左側レーンは、ＤＮＡサイズマーカー（ニュー・イングランド・バイオラボ社製の２‐Ｌｏｇ ＤＮＡ Ｌａｄｄｅｒ（０．１‐１０．０ｋｂ））を示し、レーン１において５は、各図の下部に表示されたように、それぞれ１０、１５、２０、２５分のＰＣＲ反応時間において熱対流ＰＣＲ装置から得られた結果である。発明装置の第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃、及び６２℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。図４２Ａ〜図４２Ｃに示すように、熱対流装置は、極めて短い反応時間内に予想されるサイズから増幅された生成物を生成した。ＰＣＲ増幅は、約１０分に検出可能な水準に到達し、約２０分又は２５分内に飽和された。明らかになったとおり、前記３個のＤＮＡ重合酵素は、熱対流ＰＣＲ装置と共に使用するのにほぼ同等であるということが見出された。また、同じ量の前記プラスミド鋳型（データ図示せず）を含む同じＰＣＲ混合物に対して、バイオメトラ（Ｂｉｏｍｅｔｒａ）のＴＩバイオメトラ温度サイクラー（ｔｈｅｒｍｏ ｃｙｃｌｅｒ）を使用して対照実験が行われた。対照実験は、発明装置で約２０又は２５分ＰＣＲ反応時間に観察されたものと類似の強度で予想されるサイズで生成物バンドを生成した。しかしながら、対照実験は、ＰＣＲ反応を完了するのに約３ないし４倍がより長い時間がかかった（５分の予熱及び１０分の最終延長を含んで約１時間３０分）。
図４３は、９３６ｂｐアンプリコンを生成できるプラスミド鋳型を使用して得られた熱対流ＰＣＲの他の結果を示す。使用された鋳型プラスミドの量は、１ｎｇであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２に記載された配列を有した。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６２℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。図示のように、さらには大きなアンプリコン（約１ｋｂｐ）も極めて短い反応時間（約２０ないし２５分）内に成功的に増幅され、発明装置の広い作動範囲を立証した。
１．２．上昇した変性温度におけるＰＣＲ増幅の加速
図４４Ａ〜図４４Ｄに示す結果は、上昇した変性温度における熱対流ＰＣＲの加速を立証する。使用された鋳型は、３４９ｂｐアンプリコンを生成できる１ｎｇプラスミドであった。変性温度を除き、使用された鋳型及びプライマーを含むすべての他の実験的条件は、図４２Ａ〜図４２Ｃ及び図４３に提示された実験において使用されたことと同じである。第２熱源の温度が６２℃に設定された反面、第１熱源の温度は、９８℃（図４４Ａ）から１００℃（図４４Ｂ）、１０２℃（図４４Ｃ）、及び１０４℃（図４４Ｄ）に増加された。図示のように、変性温度（すなわち、第１熱源の温度）の上昇は、ＰＣＲ増幅の加速をもたらす。３４９ｂｐ生成物は、変性温度が９８℃である時（図４４Ａ）、１０分の反応時間でやっと観測される程であった。しかしながら、生成物バンドは、変性温度が１００℃（図４４Ｂ）に上昇した時、はなはだしきは、８分の反応時間でもより強くなった。変性温度が１０２℃（図４４Ｃ）及び１０４℃（図４４Ｄ）にさらに上昇した時、生成物バンドは、６分のような短い反応時間でも観測可能になった。
図４４Ａ〜図４４Ｄに示す結果は、上昇した変性温度における熱対流ＰＣＲの加速を立証する。使用された鋳型は、３４９ｂｐアンプリコンを生成できる１ｎｇプラスミドであった。変性温度を除き、使用された鋳型及びプライマーを含むすべての他の実験的条件は、図４２Ａ〜図４２Ｃ及び図４３に提示された実験において使用されたことと同じである。第２熱源の温度が６２℃に設定された反面、第１熱源の温度は、９８℃（図４４Ａ）から１００℃（図４４Ｂ）、１０２℃（図４４Ｃ）、及び１０４℃（図４４Ｄ）に増加された。図示のように、変性温度（すなわち、第１熱源の温度）の上昇は、ＰＣＲ増幅の加速をもたらす。３４９ｂｐ生成物は、変性温度が９８℃である時（図４４Ａ）、１０分の反応時間でやっと観測される程であった。しかしながら、生成物バンドは、変性温度が１００℃（図４４Ｂ）に上昇した時、はなはだしきは、８分の反応時間でもより強くなった。変性温度が１０２℃（図４４Ｃ）及び１０４℃（図４４Ｄ）にさらに上昇した時、生成物バンドは、６分のような短い反応時間でも観測可能になった。
１．３ ヒトゲノムからのＰＣＲ増幅
図４５Ａ〜図４５Ｂは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流ＰＣＲの２個の例を示す。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約３，０００コピーに該当する１０ｎｇであった。図４５Ａは、ＧＡＰＤＨ遺伝子の４７９ｂｐセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＧＴＧＧＧＣＴＴＧＣＣＣＴＧＴＣＣＡＧＴＴＡＡ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３）及び５´‐ＣＣＴＧＧＴＧＡＣＣＡＧＧＣＧＣＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４）であった。この実験で、第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６２℃に設定された。図４５Ｂは、β‐グロビン遺伝子の３６３ｂｐセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＣＡＴＣＡＧＧＡＧＴＧＧＡＣＡＧＡＴ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５）及び５´‐ＡＧＧＧＣＡＧＡＧＣＣＡＴＣＴＡＴＴＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：６）であった。この実験で、第１及び第２熱源の温度は、使用されたプライマーの低いアニーリング温度と合せるために、９８℃及び５４℃にそれぞれ変化した。
図４５Ａ〜図４５Ｂは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流ＰＣＲの２個の例を示す。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約３，０００コピーに該当する１０ｎｇであった。図４５Ａは、ＧＡＰＤＨ遺伝子の４７９ｂｐセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＧＴＧＧＧＣＴＴＧＣＣＣＴＧＴＣＣＡＧＴＴＡＡ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３）及び５´‐ＣＣＴＧＧＴＧＡＣＣＡＧＧＣＧＣＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４）であった。この実験で、第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６２℃に設定された。図４５Ｂは、β‐グロビン遺伝子の３６３ｂｐセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＧＣＡＴＣＡＧＧＡＧＴＧＧＡＣＡＧＡＴ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５）及び５´‐ＡＧＧＧＣＡＧＡＧＣＣＡＴＣＴＡＴＴＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：６）であった。この実験で、第１及び第２熱源の温度は、使用されたプライマーの低いアニーリング温度と合せるために、９８℃及び５４℃にそれぞれ変化した。
図４５Ａ〜図４５Ｃに示すように、約３，０００コピーのヒトゲノム試料からの熱対流ＰＣＲは、極めて短い反応時間内に正確なサイズを有したアンプリコンを生成した。ＰＣＲ増幅は、約２５又は３０分内に完了した。この結果は、熱対流ＰＣＲが低いコピー数の試料からの増幅にも速くかつ極めて効率的であることを立証する。
１．４．ヒトゲノム試料の非常に低いコピーからのＰＣＲ増幅
図４６は、本発明装置を使用して非常に低いコピー数の試料からのＰＣＲ増幅を示す。使用された鋳型試料は、２９３細胞から抽出されたヒトゲノムＤＮＡであった。この実験で使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＡＣＡＧＧＡＡＧＴＣＣＣＴＴＧＣＣＡＴＣＣＴＡＡＡＡＧＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：７）及び５´‐ＣＣＡＡＡＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：８）であった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６２℃であった。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。標的配列は、β‐アクチンの２４１ｂｐセグメントであった。ＰＣＲ反応時間は、２５分であった。図４６の下部に表示されたように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、１０ｎｇ（約３，０００コピー）から始めて１ｎｇ（約３００コピー）、０．３ｎｇ（約１００コピー）、及び０．１ｎｇ（約３０コピー）まで順次に減少した。自明になった通り、熱対流ＰＣＲは、３０コピー試料分だけ少ない試料からも成功的なＰＣＲ増幅を表した（図示のように、弱いバンドが観察された）。
図４６は、本発明装置を使用して非常に低いコピー数の試料からのＰＣＲ増幅を示す。使用された鋳型試料は、２９３細胞から抽出されたヒトゲノムＤＮＡであった。この実験で使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ５´‐ＡＣＡＧＧＡＡＧＴＣＣＣＴＴＧＣＣＡＴＣＣＴＡＡＡＡＧＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：７）及び５´‐ＣＣＡＡＡＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：８）であった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６２℃であった。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。標的配列は、β‐アクチンの２４１ｂｐセグメントであった。ＰＣＲ反応時間は、２５分であった。図４６の下部に表示されたように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、１０ｎｇ（約３，０００コピー）から始めて１ｎｇ（約３００コピー）、０．３ｎｇ（約１００コピー）、及び０．１ｎｇ（約３０コピー）まで順次に減少した。自明になった通り、熱対流ＰＣＲは、３０コピー試料分だけ少ない試料からも成功的なＰＣＲ増幅を表した（図示のように、弱いバンドが観察された）。
１．５．発明装置の温度安定性及び消費電力
図５Ａに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、図３０及び図３３に示すように、互いに９ｍｍ離隔して位置した１２個のチャネル（３×４）を有する。第１及び第２熱源は、それぞれに図３３に示すようにチャネルの間に配置されたＮｉＣｒ加熱ワイヤー１６０ａ〜１６０ｂが装着されている。装置は、また必要な場合に第２熱源に冷却を提供するために、第２熱源上にファンを含んである。再充電可能なＬｉ+ポリマーバッテリー（１２．６Ｖ）のＤＣ電力が各加熱ワイヤーに供給され、ＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ‐ｉｎｔｅｇｒａｌ‐ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御アルゴリズムにより制御されて、二つの熱源のそれぞれの温度を予め設定された目標値に維持するようにした。
図５Ａに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、図３０及び図３３に示すように、互いに９ｍｍ離隔して位置した１２個のチャネル（３×４）を有する。第１及び第２熱源は、それぞれに図３３に示すようにチャネルの間に配置されたＮｉＣｒ加熱ワイヤー１６０ａ〜１６０ｂが装着されている。装置は、また必要な場合に第２熱源に冷却を提供するために、第２熱源上にファンを含んである。再充電可能なＬｉ+ポリマーバッテリー（１２．６Ｖ）のＤＣ電力が各加熱ワイヤーに供給され、ＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ‐ｉｎｔｅｇｒａｌ‐ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御アルゴリズムにより制御されて、二つの熱源のそれぞれの温度を予め設定された目標値に維持するようにした。
図４７は、標的温度がそれぞれ９８℃及び６４℃に設定された時の第１及び第２熱源の温度変化を示す。周囲温度は、約２５℃であった。図示のように、二つの熱源は、約２分以内に目標温度に到達した。目標温度に到達した以後約４０分の間に、三熱源の温度は、目標温度で安定的に正確に維持された。４０分の間の各熱源の温度の平均は、各目標温度に対して約±０．０５℃以内であった。温度変動もまた非常に小さくて、各熱源の温度の標準バラツキは、約±０．０６℃以内であった。
図４８は、１２個のチャネルを有する前記発明装置の消費電力を示す。図示のように、消費電力は、目標温度までの迅速な加熱がおきる初期時期（すなわち、約２分まで）には高かった。二つの熱源が目標温度に到達した後（すなわち、約２分後）、消費電力は、低い値に減少した。約２分後から観測される大きな変動は、各熱源に対する電力供給の積極的な制御の結果である。このような積極的な電力制御によって、二つの熱源の温度は、図４７に示すように目標温度で安定的かつ正確に維持されることができる。温度維持領域（すなわち、約２分後）での消費電力の平均は、図４８に示したように約４．６Ｗであった。したがって、各チャネル又は各反応に対する消費電力は、約０．４Ｗより少ない。約２５分ないし３０分又はより短い時間は、発明装置においてＰＣＲ増幅を行うのに十分なので、一つのＰＣＲ反応の完了に対するエネルギー費用は、約２ｍＬの水を常温から約１００℃まで一回加熱するのに必要なエネルギーに対応する、約６００Ｊないし７００Ｊ又は以下にすぎない。
２４個及び４８個のチャネルを有する発明装置もまた試験された（データは図示していない）。平均消費電力は、２４個チャネル装置では、約６ないし８Ｗであり、４８個チャネル装置では、約９ないし１２Ｗであった。したがって、各ＰＣＲ反応当たりの消費電力は、より大きな装置でより少ないということ、すなわち２４個チャネル装置に対しては、約０．３Ｗで、４８個チャネル装置に対しては、約０．２Ｗであることが見出された。
例２．図１１Ａの装置を使用した熱対流ＰＣＲ
この例では、熱対流ＰＣＲに対した重力傾斜角θｇの効果が試験された。この例で使用された装置は、図１１Ａに定義された重力傾斜角（θｇ）の使用を除いては、例１で使用されたことと同じ構造及び寸法を有する。装置は、下部に傾斜したウェッジを装着することによって、チャネル軸が重力の方向に対してθｇ分だけ傾くようにした。
この例では、熱対流ＰＣＲに対した重力傾斜角θｇの効果が試験された。この例で使用された装置は、図１１Ａに定義された重力傾斜角（θｇ）の使用を除いては、例１で使用されたことと同じ構造及び寸法を有する。装置は、下部に傾斜したウェッジを装着することによって、チャネル軸が重力の方向に対してθｇ分だけ傾くようにした。
以下に提示されたように、重力傾斜角の導入は、対流流れをより速くし、これにより、熱対流ＰＣＲを加速させた。したがって、装置又はチャネルに重力傾斜角を付与できるウェッジ又はレッグ（ｌｅｇ）、又は傾斜したり傾いたチャネルのような構造的要素が、効果的かつ速い熱対流ＰＣＲ装置を構成するのに有用な構造的要素であるということが確認された。
２．１．プラスミド試料からのＰＣＲ増幅
図４９Ａ〜図４９Ｅは、プラスミド試料からの増幅に対する熱対流ＰＣＲの結果を重力傾斜角の関数として示す。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、１ｎｇであった。使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２に記載された配列を有した。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。図４９Ａは、重力傾斜角が０であるときに得られた結果を示す。図４９Ｂ〜図４９Ｅは、それぞれθｇが１０度、２０度、３０度、及び４５度である時に得られた結果を示す。重力傾斜角が０であるときに（図４９Ａ）には、増幅された生成物が１５分の反応時間でやっと観測でき、２０分には強くなった。これに対して、１０度の重力傾斜角が導入された時は、増幅された生成物は、１５分の反応時間に相当な強度で観測可能であった（図４９Ｂ）。重力傾斜角が２０度に増加されるにつれて（図４９Ｃ）、１５分の反応時間での生成物バンド強度の追加的な増加とより短い時間（すなわち、１０分）での弱い生成物バンドの出現が明らかであった。２０度以上の傾斜角（図４９Ｄ〜図４９Ｅ）では、増幅速度が２０度で観測されたことと類似に観測された（すなわち、少し増加された）。
図４９Ａ〜図４９Ｅは、プラスミド試料からの増幅に対する熱対流ＰＣＲの結果を重力傾斜角の関数として示す。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、１ｎｇであった。使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２に記載された配列を有した。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。図４９Ａは、重力傾斜角が０であるときに得られた結果を示す。図４９Ｂ〜図４９Ｅは、それぞれθｇが１０度、２０度、３０度、及び４５度である時に得られた結果を示す。重力傾斜角が０であるときに（図４９Ａ）には、増幅された生成物が１５分の反応時間でやっと観測でき、２０分には強くなった。これに対して、１０度の重力傾斜角が導入された時は、増幅された生成物は、１５分の反応時間に相当な強度で観測可能であった（図４９Ｂ）。重力傾斜角が２０度に増加されるにつれて（図４９Ｃ）、１５分の反応時間での生成物バンド強度の追加的な増加とより短い時間（すなわち、１０分）での弱い生成物バンドの出現が明らかであった。２０度以上の傾斜角（図４９Ｄ〜図４９Ｅ）では、増幅速度が２０度で観測されたことと類似に観測された（すなわち、少し増加された）。
図５０Ａ〜図５０Ｅは、プラスミド試料からの約１ｋｂｐアンプリコンの増幅に対する他の例を示す。使用されたプライマー（鋳型プラースを除いて）を含んだすべての実験条件は、図４９Ａ〜図４９Ｅに示す実験と同一である。予想されるアンプリコンのサイズは、９３６ｂｐであった。図５０Ａは、重力傾斜角が０であるときに得られた結果を示す。図５０Ｂ〜図５０Ｅは、それぞれθｇが１０度、２０度、３０度、及び４５度であるときに得られた結果を示す。重力傾斜角が０であるとき（図５０Ａ）には、弱い生成物バンドが２０分の反応時間に観察された。これに対比して、１０度の重力傾斜角が導入された場合（図５０Ｂ）に、増幅された生成物は、１５分の反応時間に観察可能であった。重力傾斜角が２０度に増加されるにつれて（図５０Ｃ）、１５分の反応時間での生成物バンド強度の追加的な増加とより短い時間（すなわち、１０分）での弱い生成物バンドの出現が観察された。２０度以上の傾斜角（図５０Ｄ〜図５０Ｅ）では、２０度傾斜角と比較して増幅速度の一抹の増加だけが観察された。この例において長いアンプリコンに対して観察された重力傾斜角の効果は、図４９Ａ〜図４９Ｅに示す短いアンプリコンに対して得られた結果と似ていると見出された。
２．２．多様なプラスミド試料からのＰＣＲ増幅
図５１は、１０度の重力傾斜角が導入された時、約１５０ｂｐないし約２ｋｂｐの範囲のアンプリコンサイズを有する多様なプラスミド鋳型から得られた熱対流ＰＣＲ増幅の結果を示す。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、１ｎｇであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２にそれぞれ記載された配列を有する。予想されるアンプリコンのサイズは、レーン１に対しては、１５３ｂｐ、レーン２に対しては、３４９ｂｐ、レーン３に対しては、５７７ｂｐ、レーン４に対しては、７０９ｂｐ、レーン５に対しては、９３６ｂｐ、レーン６に対しては、１、５８４ｂｐ、及びレーン７に対しては、１，９４２ｂｐであった。ＰＣＲ反応時間は、レーン１〜６に対しては、２５分であり、レーン７に対しては、３０分であった。図示のように、ほぼ飽和された生成物バンドが短い反応時間内にすべてのアンプリコンに対して観察された。この結果は、熱対流ＰＣＲが速くて、効率的であり、かつ広い作動範囲を有するということを立証する。
図５１は、１０度の重力傾斜角が導入された時、約１５０ｂｐないし約２ｋｂｐの範囲のアンプリコンサイズを有する多様なプラスミド鋳型から得られた熱対流ＰＣＲ増幅の結果を示す。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、１ｎｇであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２にそれぞれ記載された配列を有する。予想されるアンプリコンのサイズは、レーン１に対しては、１５３ｂｐ、レーン２に対しては、３４９ｂｐ、レーン３に対しては、５７７ｂｐ、レーン４に対しては、７０９ｂｐ、レーン５に対しては、９３６ｂｐ、レーン６に対しては、１、５８４ｂｐ、及びレーン７に対しては、１，９４２ｂｐであった。ＰＣＲ反応時間は、レーン１〜６に対しては、２５分であり、レーン７に対しては、３０分であった。図示のように、ほぼ飽和された生成物バンドが短い反応時間内にすべてのアンプリコンに対して観察された。この結果は、熱対流ＰＣＲが速くて、効率的であり、かつ広い作動範囲を有するということを立証する。
２．３．ヒトゲノム試料からのＰＣＲ増幅
図５２Ａ〜図５２Ｅは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する重力傾斜角の効果を立証する一例を示している。この実験において、１０ｎｇヒトゲノム試料（約３，０００コピー）が鋳型ＤＮＡとして使用された。この実験で使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＧＣＴＴＣＴＡＧＧＣＧＧＡＣＴＡＴＧＡＣＴＴＡＧＴＴＧＣＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：９）及び５´‐ＣＣＡＡＡＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：８）であった。β‐アクチン遺伝子の５２１ｂｐセグメントが標的であった。他の実験条件は、図４９Ａ〜図４９Ｅ及び図５０Ａ〜図５０Ｅに提示された実験に対して使用されたものと同一である。図５２Ａ〜図５２Ｅは、θｇが０度、１０度、２０度、３０度、及び４５度に設定されたときに得られた結果を示す。図５２Ａに示すように、重力傾斜角が使用されない場合、いかなる生成物バンドも３０分の反応時間が経過しても観察されなかった。これと対比して、重力傾斜角が導入された場合（図５２Ｂ〜図５２Ｅ）に、生成物バンドは、２０分のような短い反応時間にも観察された。傾斜角が０であるときと比較してＰＣＲ増幅速度の増加は、試験された相異なった重力傾斜角（すなわち、約１０度ないし４５度の範囲）に対して似ていると観察された。ＰＣＲ速度の若干の増加だけが１０度以上で観察された。
図５２Ａ〜図５２Ｅは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する重力傾斜角の効果を立証する一例を示している。この実験において、１０ｎｇヒトゲノム試料（約３，０００コピー）が鋳型ＤＮＡとして使用された。この実験で使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＧＣＴＴＣＴＡＧＧＣＧＧＡＣＴＡＴＧＡＣＴＴＡＧＴＴＧＣＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：９）及び５´‐ＣＣＡＡＡＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：８）であった。β‐アクチン遺伝子の５２１ｂｐセグメントが標的であった。他の実験条件は、図４９Ａ〜図４９Ｅ及び図５０Ａ〜図５０Ｅに提示された実験に対して使用されたものと同一である。図５２Ａ〜図５２Ｅは、θｇが０度、１０度、２０度、３０度、及び４５度に設定されたときに得られた結果を示す。図５２Ａに示すように、重力傾斜角が使用されない場合、いかなる生成物バンドも３０分の反応時間が経過しても観察されなかった。これと対比して、重力傾斜角が導入された場合（図５２Ｂ〜図５２Ｅ）に、生成物バンドは、２０分のような短い反応時間にも観察された。傾斜角が０であるときと比較してＰＣＲ増幅速度の増加は、試験された相異なった重力傾斜角（すなわち、約１０度ないし４５度の範囲）に対して似ていると観察された。ＰＣＲ速度の若干の増加だけが１０度以上で観察された。
２．４．ヒトゲノムの多様な標的遺伝子からのＰＣＲ増幅
図５３Ａ〜図５３Ｂは、１０度の重力傾斜角が導入された時の、ヒトゲノム試料からの熱対流ＰＣＲ増幅の他の例を示す。この例において、１０ｎｇヒトゲノム（約３，０００コピー）が鋳型ＤＮＡとして使用され、他の例において使用されたプライマーと比較して相対的に低い溶融温度（約５４℃）を有したプライマーが使用された。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び５４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。図５３Ａは、β‐グロビン遺伝子の２００ｂｐセグメントに対する増幅結果を示す。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＣＣＣＡＴＣＡＣＴＴＴＧＧＣＡＡＡＧＡＡＴＴＣＡ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１０）及び５´‐ＧＡＡＴＣＣＡＧＡＴＧＣＴＣＡＡＧＧＣＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１１）を有した。図５３Ｂは、β‐アクチン遺伝子の５１４ｂｐセグメントに対する増幅結果を示す。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＴＴＣＴＡＧＧＣＧＧＡＣＴＡＴＧＡＣＴＴＡＧＴＴＧＣＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１２）及び５´‐ＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１３）を有した。図５３Ａ〜図５３Ｂに示すように、熱対流ＰＣＲは、陽遺伝子に対して極めて速い増幅を示し、２０分のように短い時間にも有意味な生成物バンドを表した。β‐アクチン配列の場合に、弱いバンドが１５分の反応時間にも観察された。
図５３Ａ〜図５３Ｂは、１０度の重力傾斜角が導入された時の、ヒトゲノム試料からの熱対流ＰＣＲ増幅の他の例を示す。この例において、１０ｎｇヒトゲノム（約３，０００コピー）が鋳型ＤＮＡとして使用され、他の例において使用されたプライマーと比較して相対的に低い溶融温度（約５４℃）を有したプライマーが使用された。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び５４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。図５３Ａは、β‐グロビン遺伝子の２００ｂｐセグメントに対する増幅結果を示す。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＣＣＣＡＴＣＡＣＴＴＴＧＧＣＡＡＡＧＡＡＴＴＣＡ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１０）及び５´‐ＧＡＡＴＣＣＡＧＡＴＧＣＴＣＡＡＧＧＣＣ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１１）を有した。図５３Ｂは、β‐アクチン遺伝子の５１４ｂｐセグメントに対する増幅結果を示す。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列５´‐ＴＴＣＴＡＧＧＣＧＧＡＣＴＡＴＧＡＣＴＴＡＧＴＴＧＣＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１２）及び５´‐ＡＧＣＣＴＴＣＡＴＡＣＡＴＣＴＣＡＡＧＴＴＧＧＧＧＧ‐３´（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１３）を有した。図５３Ａ〜図５３Ｂに示すように、熱対流ＰＣＲは、陽遺伝子に対して極めて速い増幅を示し、２０分のように短い時間にも有意味な生成物バンドを表した。β‐アクチン配列の場合に、弱いバンドが１５分の反応時間にも観察された。
図５４は、重力傾斜角が１０度であったとき、１０ｎｇヒトゲノム又はｃＤＮＡ試料からの熱対流ＰＣＲ増幅の他の例を示す。第１及び第２熱源の温度は、９８℃及び６４℃にそれぞれ設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。ＰＣＲ反応時間は、レーン１０、１１、及び１３に対しては２５分で、他のレーンに対しては３０分であった。図示のように、約１００ｂｐないし約５００ｂｐの範囲のサイズを有した１４個のすべての遺伝子セグメントが２５又は３０分の反応時間に成功的に増幅された。標的遺伝子及び対応するプライマー配列が下表２に要約されている。使用された鋳型は、レーン２、４〜７及び１０〜１４に対しては、ヒトゲノムＤＮＡ（１０ｎｇ）であり、レーン１、３、８及び９に対しては、ｃＤＮＡ（１０ｎｇ）であった。ｃＤＮＡ試料は、ＨＯＳ（レーン１及び８又はＳＫ‐ＯＶ‐３（レーン３及び９）細胞からのｍＲＮＡ抽出物の逆転写（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）により用意した。
図５４の実験に使用されたプライマー配列及び標的遺伝子
表２に使用された略字は、次の通りである：ＨＥＲ２：ＥＲＢＢ２、ｖ‐ｅｒｂ‐ｂ２赤芽球性白血病ウイルス癌遺伝子相同体２（ＥＲＢＢ２，ｖ‐ｅｒｂ‐ｂ２ ｅｒｙｔｈｒｏｂｌａｓｔｉｃ ｌｅｕｋｅｍｉａ ｖｉｒａｌ ｏｎｃｏｇｅｎｅ ｈｏｍｏｌｏｇ ２）；
ＭＴＨＦＲ：５，１０‐メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素（５，１０‐ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ）（ＮＡＤＰＨ）；ＰＩＧＲ：重合免疫グロブリン受容体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ）；ＧＮＢ３：グアニンヌクレオシド結合蛋白質、ベータポリペプチド３（ｇｕａｎｉｎｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ、ｂｅｔａ ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ ３；ＣＤＫ４：サイクリン‐依存的キナーゼ４（ｃｙｃｌｉｎ‐ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ‐ｋｉｎａｓｅ ４）；ＣＲ２：補体受容体２（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ２）；ＧＡＰＤＨ：グリセルアルデヒド３‐リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｙｃｅｒａｌｄｅｈｙｄｅｓ ３‐ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）。
ＭＴＨＦＲ：５，１０‐メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素（５，１０‐ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ）（ＮＡＤＰＨ）；ＰＩＧＲ：重合免疫グロブリン受容体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ）；ＧＮＢ３：グアニンヌクレオシド結合蛋白質、ベータポリペプチド３（ｇｕａｎｉｎｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ、ｂｅｔａ ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ ３；ＣＤＫ４：サイクリン‐依存的キナーゼ４（ｃｙｃｌｉｎ‐ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ‐ｋｉｎａｓｅ ４）；ＣＲ２：補体受容体２（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ２）；ＧＡＰＤＨ：グリセルアルデヒド３‐リン酸デヒドロゲナーゼ（ｇｌｙｃｅｒａｌｄｅｈｙｄｅｓ ３‐ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）。
２．５．ヒトゲノム試料の非常に低いコピーからのＰＣＲ増幅
図５５は、重力傾斜角が使用された時、極めて低いコピーヒトゲノム試料からの熱対流ＰＣＲ増幅の結果を示す。使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：７及び８に記載された配列を有した。増幅標的は、β‐アクチン遺伝子の２４１ｂｐセグメントであった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。重力傾斜角は、１０度に設定され、ＰＣＲ反応時間は、２５分に設定された。図５５の下部に示すように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、１０ｎｇ（約３，０００コピー）から始めて、１ｎｇ（約３００コピー）、０．３ｎｇ（約１００コピー）、及び０．１ｎｇ（約３０コピー）に順次に減少した。自明になった通り、熱対流ＰＣＲは、３０コピー試料分だけの少ない試料からも成功的なＰＣＲ増幅を表した。
図５５は、重力傾斜角が使用された時、極めて低いコピーヒトゲノム試料からの熱対流ＰＣＲ増幅の結果を示す。使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：７及び８に記載された配列を有した。増幅標的は、β‐アクチン遺伝子の２４１ｂｐセグメントであった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約２．５ｍｍであった。重力傾斜角は、１０度に設定され、ＰＣＲ反応時間は、２５分に設定された。図５５の下部に示すように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、１０ｎｇ（約３，０００コピー）から始めて、１ｎｇ（約３００コピー）、０．３ｎｇ（約１００コピー）、及び０．１ｎｇ（約３０コピー）に順次に減少した。自明になった通り、熱対流ＰＣＲは、３０コピー試料分だけの少ない試料からも成功的なＰＣＲ増幅を表した。
この例で提示された結果は、重力傾斜角が熱対流ＰＣＲの速度を増加させるのに使用されうる重要な構造的要素であることを立証する。また、この結果は、熱対流ＰＣＲの速度を高めるのに（装置以外の）ある制限がありうるということを提示する。例えば、熱対流ＰＣＲの速度は、重力傾斜角が約１０度又は２０度より大きな場合（例えば、図４９Ｂ〜図４９Ｅ、図５０Ｂ〜図５０Ｅ、及び図５２Ｂ〜図５２Ｅ）、ほぼ同じであると観測された。この結果は、発明装置の対流速度は、望むとおりに速く増加できるが、熱対流ＰＣＲの窮極的な速度は、ＤＮＡ重合酵素の重合速度及び標的鋳型の属性のような他の要素により制限されうるということを立証する。
例３．構造的非対称性を有する装置を使用した熱対流ＰＣＲ
二つの類型の装置がこの例で使用された。この例で使用された第１装置は、例１で使用されたこと（すなわち、図５Ａに示す構造）と同じ構造を有するが、若干相異なった寸法を有する。第１断熱体は、例１で使用された装置と比較してチャネル隣接領域でより小さなチャネル軸８０方向の長さを有した。チャネル隣接領域（すなわち、突出部領域内）でのチャネル軸８０方向の長さは、約０．５ｍｍで、例１で使用された装置の１．５ｍｍ長さより小さかった。チャネル領域の外部（すなわち、突出部領域の外部）でのチャネル軸８０方向の第１断熱体の長さは、同じであった（すなわち、位置に応じて約９．５ｍｍないし約８ｍｍ）。チャネル軸８０方向の第１及び第２熱源の長さは、それぞれ約４ｍｍ及び１１．５ｍｍであった。第１チャンバー１００は、図５Ａに示すように第２熱源３０の下部に位置し、約７．５ｍｍのチャネル軸８０方向の長さと約４ｍｍの直径を有する円筒形態を有した。チャネル軸８０方向の収容口７３の深さは、約１．５ｍｍないし約３ｍｍの範囲に変化したが、この例で提示されたデータに対しては、約２．５ｍｍであった。チャネル７０は、約２ｍｍの平均直径と約１．５ｍｍの下端部（収容口内）での直径を有するテーパーされている円筒形態を有した。この装置において第１チャンバー、収容口、第１断熱体、及び第１及び第２熱源の突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。
二つの類型の装置がこの例で使用された。この例で使用された第１装置は、例１で使用されたこと（すなわち、図５Ａに示す構造）と同じ構造を有するが、若干相異なった寸法を有する。第１断熱体は、例１で使用された装置と比較してチャネル隣接領域でより小さなチャネル軸８０方向の長さを有した。チャネル隣接領域（すなわち、突出部領域内）でのチャネル軸８０方向の長さは、約０．５ｍｍで、例１で使用された装置の１．５ｍｍ長さより小さかった。チャネル領域の外部（すなわち、突出部領域の外部）でのチャネル軸８０方向の第１断熱体の長さは、同じであった（すなわち、位置に応じて約９．５ｍｍないし約８ｍｍ）。チャネル軸８０方向の第１及び第２熱源の長さは、それぞれ約４ｍｍ及び１１．５ｍｍであった。第１チャンバー１００は、図５Ａに示すように第２熱源３０の下部に位置し、約７．５ｍｍのチャネル軸８０方向の長さと約４ｍｍの直径を有する円筒形態を有した。チャネル軸８０方向の収容口７３の深さは、約１．５ｍｍないし約３ｍｍの範囲に変化したが、この例で提示されたデータに対しては、約２．５ｍｍであった。チャネル７０は、約２ｍｍの平均直径と約１．５ｍｍの下端部（収容口内）での直径を有するテーパーされている円筒形態を有した。この装置において第１チャンバー、収容口、第１断熱体、及び第１及び第２熱源の突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。
使用された第２装置は、図２０Ａに示す構造を有する非対称チャンバーを有する。第２熱源の下部に位置した第１チャンバー１００は、図２０Ａに示すようにチャネル軸に対して約０．８ｍｍだけ中心を外れている。したがって、第２熱源の第１突出部３３もまたチャネル軸に対して０．８ｍｍだけ中心を外れている。第２装置の他の構造及び寸法は、上で説明された第１装置のものと同一であった。第２装置において、第１チャンバー１００及び第２熱源の第１突出部３３は、チャネル軸に対して非対称的に（すなわち、中心を外れるように）配置された反面、第１熱源の収容口と第２熱源の貫通口は、チャネル軸に対して対称的に配置された。
以下に提示されたように、構造的非対称性の存在は、熱対流ＰＣＲの速度を実質的に増加させることと見出された。したがって、非対称チャンバー、非対称収容口、非対称温度ブレーキ、非対称断熱体、非対称突出部などのような非対称構造的要素が有用な構造的要素であるということが立証される。このような非対称構造的要素は、熱対流ＰＣＲの速度を望むとおりに変調（一般に増加）するために、単独又は他の温度形状化要素及び／又は重力傾斜角との組み合わせで使用されうる。
３．１．プラスミド試料からのＰＣＲ増幅
この例で使用される鋳型ＤＮＡは、１ｎｇプラスミドＤＮＡであった。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２で記載された配列を有した二つのプライマーが使用された。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。重力傾斜角は、導入されなかった。
この例で使用される鋳型ＤＮＡは、１ｎｇプラスミドＤＮＡであった。ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：１及び２で記載された配列を有した二つのプライマーが使用された。予想されるアンプリコンのサイズは、３４９ｂｐであった。第１及び第２熱源の温度は、それぞれ９８℃及び６４℃に設定された。重力傾斜角は、導入されなかった。
図５６Ａは、すべての温度形状化要素がチャネル軸に対して対称的に配置された第１装置から得た結果を示す。図示のように、極めて弱い生成物バンドが１５分の反応時間に観察され、強いバンドは、２０分後に観察された。
図５６Ｂは、非対称チャンバー構造を有する第２装置から得られた結果を示す。上述した通り、第１チャンバーは、チャネル軸に対して約０．８ｍｍだけ中心を外れていた。図５６Ｂに示すように、ＰＣＲ増幅は、対称装置（図５６Ａ）から得られた結果に比べて、より速くてより効率的であった。弱い生成物バンドがはなはだしきは、１０分の反応時間にも観察されることによって、約５ないし１０分のＰＣＲ反応時間の減少を見せた。自明になったとおりに、第１チャンバーの小さな水平非対称性は、熱対流ＰＣＲを劇的に加速するのに十分であった。
３．２．ヒトゲノム試料からのＰＣＲ増幅
図５７Ａ〜図５７Ｂ及び図５８Ａ〜図５８Ｂは、二つのヒトゲノム標的、β‐アクチンの２４１ｂｐセグメントとＰＩＧＲの２１６ｂｐセグメントに対して得られた結果を示す。図５７Ａ〜図５７Ｂに示す結果に対して使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：７及び８に記載された配列を有した。図５８Ａ〜図５８Ｂに示す結果に対して使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：２２及び２３に記載された配列を有した。各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、約３，０００コピーに対応する１０ｎｇであった。
図５７Ａ〜図５７Ｂ及び図５８Ａ〜図５８Ｂは、二つのヒトゲノム標的、β‐アクチンの２４１ｂｐセグメントとＰＩＧＲの２１６ｂｐセグメントに対して得られた結果を示す。図５７Ａ〜図５７Ｂに示す結果に対して使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：７及び８に記載された配列を有した。図５８Ａ〜図５８Ｂに示す結果に対して使用されたプライマーは、ＳＥＱ ＩＤ ＮＯｓ：２２及び２３に記載された配列を有した。各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、約３，０００コピーに対応する１０ｎｇであった。
β‐アクチン配列の増幅に対して図５７Ａ〜図５７Ｂに示すように、非対称加熱構造（すなわち、中心を外れた第１チャンバーを有する）を含む第２装置（図５７Ｂ）は、対称加熱構造を有する第１装置（図５７Ａ）と比較して、より速くてより効率的なＰＣＲ増幅をもたらした。対称加熱構造が使用された場合（図５７Ａ）、弱い生成物バンドが２５分の反応時間で観察された。しかしながら、非対称チャンバー構造が使用された場合（図５７Ｂ）に、生成物バンドは、同じ２５分の反応時間にはるかに強くなり、２０分に観測可能になった。
図５８Ａ〜図５８Ｂに示すように、標的がＰＩＧＲ配列に変更された時、類似の結果が得られた。対称加熱構造（図５８Ａ）では、生成物が２５分に弱いバンドとして観察された。しかしながら、非対称チャンバー構造（図５８Ｂ）では、生成物バンドは、同じ２５分の反応時間に飽和し、２０分に弱いバンドとして観測可能になった。
本明細書に言及されたすべての参考文献の開示（すべての特許及び科学文書を含む）は参照されて、本明細書に結合される。本発明は、その特定実施例を参照して詳細に記述されている。しかしながら、本発明の属する分野における通常の知識を有した者であれば、このような開示を考慮して本発明の思想及び範ちゅう内で変形及び改良が可能であることはもちろんである。
SEQUENCE LISTING
<110> Ahram Biosystems, Inc.
HWANG, Hyun Jin
<120> TWO-STAGE THERMAL CONVECTION
<130> 12090-10PCT
<150> 61/294,446
<151> 2010-01-12
<160> 36
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid forward primer
<400> 1
gggagaccca agctggctag c 21
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid reverse primer
<400> 2
cacagtcgag gctgatcagc gg 22
<210> 3
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH forward primer
<400> 3
ggtgggcttg ccctgtccag ttaa 24
<210> 4
<211> 17
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH reverse primer
<400> 4
cctggtgacc aggcgcc 17
<210> 5
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 5
gcatcaggag tggacagat 19
<210> 6
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 6
agggcagagc catctattg 19
<210> 7
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 7
acaggaagtc ccttgccatc ctaaaagc 28
<210> 8
<211> 31
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 8
ccaaaagcct tcatacatct caagttgggg g 31
<210> 9
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 9
gcttctaggc ggactatgac ttagttgcg 29
<210> 10
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 10
cccatcactt tggcaaagaa ttca 24
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 11
gaatccagat gctcaaggcc 20
<210> 12
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 12
ttctaggcgg actatgactt agttgcg 27
<210> 13
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 13
agccttcata catctcaagt tggggg 26
<210> 14
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 forward primer
<400> 14
tgcccaacaa caccagctcc tct 23
<210> 15
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 reverse primer
<400> 15
ccaaggcctc attcagctct cggaac 26
<210> 16
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 16
ccccagccct ctgacgtcc 19
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 17
tccgtttcct gcagcagtct ccg 23
<210> 18
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 18
agcactgggg agtctttgtg gattctgag 29
<210> 19
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 19
gggacagtct ctgaatgggt cgcttttgt 29
<210> 20
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR forward primer
<400> 20
tgaaggagaa ggtgtctgcg gg 22
<210> 21
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR reverse primer
<400> 21
aggacggtgc ggtgagagtg 20
<210> 22
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 22
gggtcccgcg atgtcagcct ag 22
<210> 23
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 23
ttctccgagt ggggagcctt 20
<210> 24
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 24
acaggaagtc ccttgccatc c 21
<210> 25
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 forward primer
<400> 25
tgacccactt gccacccgtg c 21
<210> 26
<211> 18
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 reverse primer
<400> 26
gcagcagcca gggctggc 18
<210> 27
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 forward primer
<400> 27
ggtgtttgag catgtagacc aggacctaag ga 32
<210> 28
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 reverse primer
<400> 28
gaacttcggg agctcggtac cagagtg 27
<210> 29
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 forward primer
<400> 29
tccaagcacc cagcatcctg ctag 24
<210> 30
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 reverse primer
<400> 30
tggggaaatt tagaagacgt ttcttggcct ga 32
<210> 31
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 forward primer
<400> 31
gggaggttgg ggtcttgcct ttctg 25
<210> 32
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 reverse primer
<400> 32
cacctgtgct agacggtgtt agcagc 26
<210> 33
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 33
gccacctact acccagaggc attgtg 26
<210> 34
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 34
tgatggtcac cgttctgccc agg 23
<210> 35
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 35
ctaagccagt gccagaagag ccaaggac 28
<210> 36
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 36
gcatcaggag tggacagatc cccaaagg 28
SEQUENCE LISTING
<110> Ahram Biosystems, Inc.
HWANG, Hyun Jin
<120> TWO-STAGE THERMAL CONVECTION
<130> 12090-10PCT
<150> 61/294,446
<151> 2010-01-12
<160> 36
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid forward primer
<400> 1
gggagaccca agctggctag c 21
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid reverse primer
<400> 2
cacagtcgag gctgatcagc gg 22
<210> 3
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH forward primer
<400> 3
ggtgggcttg ccctgtccag ttaa 24
<210> 4
<211> 17
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH reverse primer
<400> 4
cctggtgacc aggcgcc 17
<210> 5
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 5
gcatcaggag tggacagat 19
<210> 6
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 6
agggcagagc catctattg 19
<210> 7
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 7
acaggaagtc ccttgccatc ctaaaagc 28
<210> 8
<211> 31
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 8
ccaaaagcct tcatacatct caagttgggg g 31
<210> 9
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 9
gcttctaggc ggactatgac ttagttgcg 29
<210> 10
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 10
cccatcactt tggcaaagaa ttca 24
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 11
gaatccagat gctcaaggcc 20
<210> 12
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 12
ttctaggcgg actatgactt agttgcg 27
<210> 13
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 13
agccttcata catctcaagt tggggg 26
<210> 14
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 forward primer
<400> 14
tgcccaacaa caccagctcc tct 23
<210> 15
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 reverse primer
<400> 15
ccaaggcctc attcagctct cggaac 26
<210> 16
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 16
ccccagccct ctgacgtcc 19
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 17
tccgtttcct gcagcagtct ccg 23
<210> 18
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 18
agcactgggg agtctttgtg gattctgag 29
<210> 19
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 19
gggacagtct ctgaatgggt cgcttttgt 29
<210> 20
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR forward primer
<400> 20
tgaaggagaa ggtgtctgcg gg 22
<210> 21
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR reverse primer
<400> 21
aggacggtgc ggtgagagtg 20
<210> 22
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 22
gggtcccgcg atgtcagcct ag 22
<210> 23
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 23
ttctccgagt ggggagcctt 20
<210> 24
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 24
acaggaagtc ccttgccatc c 21
<210> 25
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 forward primer
<400> 25
tgacccactt gccacccgtg c 21
<210> 26
<211> 18
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 reverse primer
<400> 26
gcagcagcca gggctggc 18
<210> 27
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 forward primer
<400> 27
ggtgtttgag catgtagacc aggacctaag ga 32
<210> 28
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 reverse primer
<400> 28
gaacttcggg agctcggtac cagagtg 27
<210> 29
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 forward primer
<400> 29
tccaagcacc cagcatcctg ctag 24
<210> 30
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 reverse primer
<400> 30
tggggaaatt tagaagacgt ttcttggcct ga 32
<210> 31
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 forward primer
<400> 31
gggaggttgg ggtcttgcct ttctg 25
<210> 32
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 reverse primer
<400> 32
cacctgtgct agacggtgtt agcagc 26
<210> 33
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 33
gccacctact acccagaggc attgtg 26
<210> 34
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 34
tgatggtcac cgttctgccc agg 23
<210> 35
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 35
ctaagccagt gccagaagag ccaaggac 28
<210> 36
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 36
gcatcaggag tggacagatc cccaaagg 28
本明細書に言及されたすべての参考文献の開示（すべての特許及び科学文書を含む）は参照されて、本明細書に結合される。本発明は、その特定実施例を参照して詳細に記述されている。しかしながら、本発明の属する分野における通常の知識を有した者であれば、このような開示を考慮して本発明の思想及び範ちゅう内で変形及び改良が可能であることはもちろんである。
SEQUENCE LISTING
<110> Ahram Biosystems, Inc.
HWANG, Hyun Jin
<120> TWO-STAGE THERMAL CONVECTION
<130> 12090-10PCT
<150> 61/294,446
<151> 2010-01-12
<160> 36
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid forward primer
<400> 1
gggagaccca agctggctag c 21
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid reverse primer
<400> 2
cacagtcgag gctgatcagc gg 22
<210> 3
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH forward primer
<400> 3
ggtgggcttg ccctgtccag ttaa 24
<210> 4
<211> 17
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH reverse primer
<400> 4
cctggtgacc aggcgcc 17
<210> 5
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 5
gcatcaggag tggacagat 19
<210> 6
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 6
agggcagagc catctattg 19
<210> 7
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 7
acaggaagtc ccttgccatc ctaaaagc 28
<210> 8
<211> 31
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 8
ccaaaagcct tcatacatct caagttgggg g 31
<210> 9
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 9
gcttctaggc ggactatgac ttagttgcg 29
<210> 10
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 10
cccatcactt tggcaaagaa ttca 24
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 11
gaatccagat gctcaaggcc 20
<210> 12
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 12
ttctaggcgg actatgactt agttgcg 27
<210> 13
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 13
agccttcata catctcaagt tggggg 26
<210> 14
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 forward primer
<400> 14
tgcccaacaa caccagctcc tct 23
<210> 15
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 reverse primer
<400> 15
ccaaggcctc attcagctct cggaac 26
<210> 16
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 16
ccccagccct ctgacgtcc 19
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 17
tccgtttcct gcagcagtct ccg 23
<210> 18
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 18
agcactgggg agtctttgtg gattctgag 29
<210> 19
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 19
gggacagtct ctgaatgggt cgcttttgt 29
<210> 20
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR forward primer
<400> 20
tgaaggagaa ggtgtctgcg gg 22
<210> 21
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR reverse primer
<400> 21
aggacggtgc ggtgagagtg 20
<210> 22
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 22
gggtcccgcg atgtcagcct ag 22
<210> 23
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 23
ttctccgagt ggggagcctt 20
<210> 24
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 24
acaggaagtc ccttgccatc c 21
<210> 25
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 forward primer
<400> 25
tgacccactt gccacccgtg c 21
<210> 26
<211> 18
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 reverse primer
<400> 26
gcagcagcca gggctggc 18
<210> 27
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 forward primer
<400> 27
ggtgtttgag catgtagacc aggacctaag ga 32
<210> 28
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 reverse primer
<400> 28
gaacttcggg agctcggtac cagagtg 27
<210> 29
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 forward primer
<400> 29
tccaagcacc cagcatcctg ctag 24
<210> 30
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 reverse primer
<400> 30
tggggaaatt tagaagacgt ttcttggcct ga 32
<210> 31
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 forward primer
<400> 31
gggaggttgg ggtcttgcct ttctg 25
<210> 32
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 reverse primer
<400> 32
cacctgtgct agacggtgtt agcagc 26
<210> 33
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 33
gccacctact acccagaggc attgtg 26
<210> 34
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 34
tgatggtcac cgttctgccc agg 23
<210> 35
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 35
ctaagccagt gccagaagag ccaaggac 28
<210> 36
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 36
gcatcaggag tggacagatc cccaaagg 28
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置であって、
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第２熱源と、
（ｃ）前記第２又は第１熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーは、前記第２又は第１熱源及び前記チャネルの間に、前記第２又は第１熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャネルギャップを有する、少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
備えることを特徴とする熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２〕前記装置は、前記第１熱源の上部面と前記第２熱源の下部面との間に位置した第１断熱体を備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３〕前記装置は、前記第２熱源内に全的に位置した第１チャンバーを備え、チャネル軸に沿って第１チャンバー下端部と向き合う第１チャンバー上端部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６〕前記第１チャンバーは、前記第１熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第１チャンバーの下端部と向き合う第１チャンバーの上端部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８〕前記装置は、第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９〕前記チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁をさらに備えることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に沿って前記チャネルによりさらに定義されることを特徴とする前記〔９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１〕前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して本質的に平行に配置されることを特徴とする前記〔９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２〕前記第１チャンバーの上端部と前記第１チャンバーの下端部のそれぞれは、前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなすことを特徴とする前記〔９〕ないし〔１１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３〕前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔２〕ないし〔１２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４〕少なくとも一個のチャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔３〕ないし〔１２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５〕前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔１４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６〕前記気体は、空気であることを特徴とする前記〔１３〕ないし〔１５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１７〕前記チャネルは、前記チャネルの下端部から前記貫通口の上端部までの前記チャネル軸の方向の高さｈによりさらに定義されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１８〕前記チャネルは、前記チャネル軸に本質的に垂直な第１方向に従う第１幅ｗ１によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１９〕前記チャネルは、前記第１方向と前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなす第２幅（ｗ２）によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２０〕前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って前記上端部から前記下端部まで減少することを特徴とする前記〔１８〕又は〔１９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２１〕前記チャネルの前記第１及び第２幅（ｗ１又はｗ２）は、約０度ないし約１５度のテーパー角（θ）により定義されることを特徴とする前記〔２０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２２〕前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔１８〕又は〔１９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２３〕前記チャネルの下端部は、球形であるか、平らであるか、又は曲面形であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２４〕前記高さｈは、少なくとも約５ｍｍないし約２５ｍｍであることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２５〕前記チャネル軸の方向の前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）の平均は、少なくとも約１ｍｍないし約５ｍｍであることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２６〕前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）に対した前記高さｈの比率により定義された前記チャネルの垂直縦横比は、約４ないし約１５であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２７〕前記第２幅（ｗ２）に対した前記第１幅（ｗ１）の割合で定義される前記チャネルの水平の横縦比は、約１ないし約４であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２８〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔１〕ないし〔２７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２９〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔２８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３０〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔２９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３１〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第１又は第２熱源内に存在することを特徴とする前記〔２８〕ないし〔３０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔３〕ないし〔３１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３３〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔３２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３４〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔３３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３５〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源内に存在することを特徴とする前記〔３２〕ないし〔３４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３６〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔３５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３７〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔３５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３８〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー内に位置することを特徴とする前記〔３６〕又は〔３７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３９〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー壁に接触することを特徴とする前記〔３８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４０〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバーの外部に位置し、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする前記〔３７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４１〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に沿ってテーパーされていることを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４３〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより大きくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔４２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４４〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより小さくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔４２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４５〕前記装置は、前記第２熱源内に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーの幅（ｗ）と相異なった前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４６〕前記第１チャンバーは、前記第１熱源と向き合うことを特徴とする前記〔４５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４７〕前記収容口は、前記チャネル軸を基準に対称的に配置されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔４６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４８〕前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）とほぼ同じ前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４９〕前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０１ｍｍないし約０．２ｍｍ大きな前記チャネル軸に対して垂直な幅を有することを特徴とする前記〔４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５０〕前記装置は、前記第２熱源の内部に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔３〕ないし〔４９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５１〕前記第１チャンバー、前記第２チャンバー、及び前記第２熱源は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１及び第２チャンバーの間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔５０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５２〕前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔５１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５３〕前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％であることを特徴とする前記〔５２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５４〕前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第１チャンバー及び前記第１断熱体は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１チャンバー及び前記第１断熱体の間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔３〕ないし〔４９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５５〕前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔５４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５６〕前記第１温度ブレーキの前記下部面は、前記第２熱源の前記下部面とほぼ同じ高さに位置することを特徴とする前記〔５５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５７〕前記第１チャンバーは、前記第１断熱体から前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔５６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５８〕前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％の間であることを特徴とする前記〔５７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５９〕前記第２熱源は、前記第２熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６０〕前記第２熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第１熱源に向かって又は第２熱源の上面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔５９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６１〕前記第２熱源は、前記第１熱源に向かって延び、前記第１チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔５９〕又は〔６０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６２〕前記第２熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第２熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６３〕前記第２熱源の第１突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする前記〔６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６４〕前記第１熱源は、前記第１熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔６３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６５〕前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第２熱源に向かったり前記第１熱源の下部面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔６４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６６〕前記第１熱源は、前記第２熱源に向かって延び、前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔６４〕又は〔６５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６７〕前記第１熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第１熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６８〕前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６９〕前記第１断熱体は、少なくとも前記第１熱源、前記第１熱源の第１突出部、前記第２熱源の第１突出部、及び前記第２熱源により定義される第１断熱体チャンバーを備えることを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７０〕前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適応されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔６９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７１〕前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７２〕前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直な方向から傾斜していることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７３〕前記傾斜は、前記チャネル軸と前記重力方向の間の角度（θｇ）により定義され、前記傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７４〕前記収容口は、前記第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔７３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７５〕前記収容口は、前記チャネル軸に対して中心を外れていることを特徴とする前記〔７４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７６〕前記収容口は、約０．２ｍｍないし０．５ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔７５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７７〕前記収容口の少なくとも一部は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔７６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７８〕前記収容口の幅（ｗ）は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０４ｍｍないし約１ｍｍ大きいことを特徴とする前記〔７７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７９〕前記装置は、前記チャネル軸の方向に一方側上において他方側より大きな深さを有する前記収容口を備えることを特徴とする前記〔７４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８０〕前記第１熱源は、前記第２熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔７９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８１〕前記第２熱源は、前記チャネルの周囲の領域から前記チャネル軸の方向に一定の高さを有することを特徴とする前記〔７９〕又は〔８０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８２〕前記第２熱源は、前記チャネル周囲の領域において一方側において他方側より前記チャネル軸の方向に沿ってより高い高さを有することを特徴とする前記〔７９〕又は〔８０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８３〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８１〕又は〔８２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８４〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔８２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８５〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２又は第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８６〕前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有することを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８７〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に前記チャネルの周囲に一定の深さを有することを特徴とする前記〔８６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８８〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８９〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有することを特徴とする前記〔８６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９０〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９１〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔８９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９２〕前記装置は、前記第２熱源内に位置し、それぞれ反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れている第１チャンバー及び第２チャンバーを備えることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９３〕前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔９２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９４〕少なくとも一個のチャンバーの前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して傾斜していることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９５〕前記傾斜角は、約２度ないし約３０度の範囲であることを特徴とする前記〔９４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９６〕前記第２熱源内のチャンバーの少なくとも一つは、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に一方側において他方側より高く配置されるチャンバー壁を有することを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９７〕前記第１及び第２チャンバーは、前記第２熱源内に位置し前記チャネル軸を基準に対称的に配置されていることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９８〕前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向に長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔９７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９９〕前記装置は、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔９７〕又は〔９８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１００〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔９９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０１〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に対して約０．１ｍｍないし約３ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な方向に沿って一方側において他方側より大きなチャンバーギャップを有することを特徴とする前記〔１０１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０３〕前記装置は、前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔１０１〕又は〔１０２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０４〕前記温度ブレーキは、一方側において前記チャネルと接触し、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０５〕前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの一方側の全体高さと接することを特徴とする前記〔１０４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０６〕前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの高さの一部と接触することを特徴とする前記〔１０３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０７〕前記装置は、前記第２熱源内に位置する第１チャンバー及び第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記チャネル軸の方向に前記第２チャンバーから長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔１０６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０８〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０９〕前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１０〕前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１１〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１２〕前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置し、前記温度ブレーキは、前記第１又は第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１３〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１４〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１５〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１１３〕又は〔１１４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１６〕前記装置は、前記第１チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔９２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１７〕前記装置は、前記第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第２温度ブレーキをさらに備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１１６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１８〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１９〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より高く位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２０〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より低く位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２１〕前記第１チャンバーの上端部と前記第２チャンバーの下端部とは、前記チャネル軸に垂直な方向に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２２〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２３〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、前記チャネル軸に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２４〕前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれが前記チャネル軸に本質的に垂直であることを特徴とする前記〔１２３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２５〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間の前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２６〕前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれ前記チャネル軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔１２３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２７〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２８〕前記第１熱源及び前記第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔３〕ないし〔１２７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２９〕前記第１断熱体は、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３０〕前記装置は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を取り囲む第１ハウジング要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕又は〔１２９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３１〕前記装置は、前記第１ハウジング要素を取り囲む第２ハウジング要素をさらに備えることを特徴とする前記〔１３０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３２〕前記固定要素は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を互いに又は前記第１ハウジング要素に固定させるように適応されることを特徴とする前記〔１３０〕又は〔１３１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３３〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての外部領域に位置することを特徴とする前記〔１３２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３４〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置することを特徴とする前記〔１３２〕又は〔１３３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３５〕前記第１熱源、第１断熱体、及び第２熱源のうち、少なくとも一つは、少なくとも一つのウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１２８〕ないし〔１３４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３６〕前記ウィング構造は、第１、第２、第３、及び第４ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１３５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３７〕前記第２熱源は、前記ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１３５〕又は〔１３６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３８〕前記ウィング構造は、前記第１及び第２熱源と前記第１ハウジング要素との間の第２断熱体を定義することを特徴とする前記〔１３５〕ないし〔１３７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３９〕前記第１及び第２ウィング構造は、前記第２断熱体の第１部分を定義することを特徴とする前記〔１３８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４０〕前記第２及び第３ウィング構造は、前記第２断熱体の第２部分を定義することを特徴とする前記〔１３９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４１〕前記第３及び第４ウィング構造は、前記第２断熱体の第３部分を定義することを特徴とする前記〔１４０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４２〕前記第４及び第１ウィング構造は、前記第２断熱体の第４部分を定義することを特徴とする前記〔１４１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４３〕前記第２断熱体の第１、第２、第３、及び第４部分のそれぞれは、前記第１ハウジング要素によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１３９〕ないし〔１４２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４４〕前記第１熱源の下部と前記第１ハウジング要素とは、第３断熱体を定義することを特徴とする前記〔１４３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４５〕前記装置は、前記第１ハウジング要素及び前記第２ハウジング要素により定義される第４断熱体及び／又は第５断熱体をさらに備えることを特徴とする前記〔１４４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４６〕前記第１及び第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの加熱及び／又は冷却要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕ないし〔１４５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４７〕前記第１及び第２熱源のそれぞれは、温度センサをさらに備えることを特徴とする前記〔１４６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４８〕前記装置は、前記第１及び／又は第２熱源から熱を除去するための少なくとも一つのファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４９〕前記装置は、前記第２熱源から熱を除去するために前記第２熱源の上部に位置する第１ファン装置を備えることを特徴とする前記〔１４８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５０〕前記装置は、前記第１熱源から熱を除去するために前記第１熱源の下部に位置する第２ファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１４９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５１〕前記装置は、対流ＰＣＲを変調するように前記チャネルの内部に遠心力を生成するように適応されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１５０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５２〕前記装置は、回転軸を基準に前記熱源を回転させるために回転子に回転可能に装着された少なくとも前記第１及び第２熱源を備えることを特徴とする前記〔１５１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５３〕前記装置は、前記回転軸から前記チャネルの中心まで前記遠心回転の半径を定義する前記回転子に付着された回転腕を備えることを特徴とする前記〔１５２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５４〕前記回転軸は、重力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔１５２〕又は〔１５３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５５〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５６〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５７〕前記チャネル軸と前記ネット力の方向との間の傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする前記〔１５６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５８〕前記装置は、前記チャネル軸と前記ネット力との間の角度を制御するように適応された傾斜軸をさらに備えることを特徴とする前記〔１５５〕ないし〔１５７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５９〕前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の外部に位置することを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６０〕前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の中心に本質的に位置することを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６１〕前記装置は、前記回転軸に対して同心的に位置する複数のチャネルを備えることを特徴とする前記〔１６０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６２〕前記第１及び第２熱源は、円形形態を有することを特徴とする前記〔１６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６３〕遠心分離条件下に重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように適応されたＰＣＲ遠心分離機であって、前記〔１５１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置を備えることを特徴とするＰＣＲ遠心分離機。
〔１６４〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、
（ａ）二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６５〕前記方法は、水溶液内にある前記二本鎖核酸及びオリゴヌクレオチドプライマーを含む反応容器を提供するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６６〕前記反応容器は、ＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔１６５〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６７〕前記ＤＮＡ重合酵素は、固定化されたＤＮＡ重合酵素であることを特徴とする前記〔１６６〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６８〕前記方法は、前記反応容器を前記収容口、及び前記第２又は第１熱源のうち、少なくとも一つの中に配置されたチャンバーに接触させるステップをさらに含み、前記接触は、前記反応容器内で前記熱対流を助けるほど十分であることを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１６７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６９〕前記方法は、前記反応容器を前記第１及び第２熱源の間の第１断熱体に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６８〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７０〕前記第１及び第２熱源は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約１０倍大きな熱伝導率を有することを特徴とする前記〔１６９〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７１〕前記第１断熱体は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約５倍小さな熱伝導率を有し、前記第１断熱体の熱伝導率は、前記第１及び第２熱源間の熱伝逹を減少させるのに十分であることを特徴とする前記〔１７０〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７２〕前記方法は、前記チャネル軸に対して本質的に対称的な前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７３〕前記方法は、前記チャネル軸を基準に非対称である前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７４〕少なくともステップ（ａ）ないし（ｂ）は、プライマー伸長生成物を生成するために、反応容器当たりの約１Ｗの電力より少ない電力を消費することを特徴とする前記〔１６５〕ないし〔１７３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７５〕前記方法を行うための前記電力は、バッテリーにより提供されることを特徴とする前記〔１７４〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７６〕前記ＰＣＲ伸長生成物は、約１５分ないし３０分内又はその以内に生成されることを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７７〕前記反応容器は、約５０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔１６５〕ないし〔１７６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７８〕前記反応容器は、約２０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔１７７〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７９〕前記方法は、ＰＣＲを行うことを助けるために、前記反応容器に遠心力を適用するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８０〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置により収容される反応容器に、オリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８１〕前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１８０〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８２〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップと、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記反応容器に遠心力を適用するステップとを含む熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８３〕前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１８２〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８４〕前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置又は前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離器により収容されるように適応された反応容器であって、
前記反応容器は、上端部、下端部、外壁、及び内壁を有し、前記外壁の垂直横縦比が少なくとも約４ないし約１５の範囲であり、前記外壁の水平の横縦比が約１ないし約４の範囲であり、前記外壁のテーパー角（θ）が約０度ないし約１５度の範囲であることを特徴とする反応容器。
〔１８５〕前記外壁の上端部と下端部の中心点は、反応容器軸を定義することを特徴とする前記〔１８４〕に記載の反応容器。
〔１８６〕前記反応容器軸方向の前記反応容器の高さは、少なくとも約６ｍｍないし約３５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８５〕に記載の反応容器。
〔１８７〕前記外壁の幅の平均は、約１ｍｍないし約５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８６〕に記載の反応容器。
〔１８８〕前記内壁の幅の平均は、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８７〕に記載の反応容器。
〔１８９〕前記外壁と前記内壁とは、前記反応容器軸に沿って本質的に同じ垂直形態を有することを特徴とする前記〔１８５〕ないし〔１８８〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９０〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って本質的に同じ水平形態を有することを特徴とする前記〔１８９〕に記載の反応容器。
〔１９１〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に沿って相異なった垂直形態を有することを特徴とする前記〔１８５〕ないし〔１８８〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９２〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って相異なった水平形態を有することを特徴とする前記〔１９１〕に記載の反応容器。
〔１９３〕前記水平形態は、円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、又は楕円形長方形のうちの何れか一つ又はそれ以上であることを特徴とする前記〔１９０〕又は〔１９２〕に記載の反応容器。
〔１９４〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔１８９〕ないし〔１９３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９５〕前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１９４〕に記載の反応容器。
〔１９６〕前記反応容器壁の厚さは、前記反応容器軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔１９５〕に記載の反応容器。
〔１９７〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して中心から外れるように配置されていることを特徴とする前記〔１８９〕ないし〔１９３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９８〕前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約１ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１９７〕に記載の反応容器。
〔１９９〕前記反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約０．０５ｍｍだけ他方側より薄いことを特徴とする前記〔１９８〕に記載の反応容器。
〔２００〕前記下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形であることを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔１９９〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０１〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に形成されたことを特徴とする前記〔２００〕に記載の反応容器。
〔２０２〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して非対称的に配置されることを特徴とする前記〔２００〕に記載の反応容器。
〔２０３〕前記下端部は、詰まっていることを特徴とする前記〔２００〕ないし〔２０２〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０４〕前記反応容器は、プラスチック、セラミック又はガラスからなるか、これらを含むことを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０５〕固定化されたＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０４〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０６〕前記反応容器と密封接触するキャップをさらに備えることを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０５〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０７〕前記キャップは、光学ポートを備えることを特徴とする前記〔２０６〕に記載の反応容器。
〔２０８〕前記反応容器の内壁と前記光学ポートの側面部分との間に開放された空間をさらに備えることを特徴とする前記〔２０７〕に記載の反応容器。
〔２０９〕少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２１０〕前記〔１８１〕ないし〔１９２〕のうちの何れか１項に記載の装置は、少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離機。
〔２１１〕少なくとも一つの光学検出装置を使用して前記プライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔２１２〕少なくとも一つの光学検出装置を使用してプライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含む前記〔１８０〕ないし〔１８３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
SEQUENCE LISTING
<110> Ahram Biosystems, Inc.
HWANG, Hyun Jin
<120> TWO-STAGE THERMAL CONVECTION
<130> 12090-10PCT
<150> 61/294,446
<151> 2010-01-12
<160> 36
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid forward primer
<400> 1
gggagaccca agctggctag c 21
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> plasmid reverse primer
<400> 2
cacagtcgag gctgatcagc gg 22
<210> 3
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH forward primer
<400> 3
ggtgggcttg ccctgtccag ttaa 24
<210> 4
<211> 17
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH reverse primer
<400> 4
cctggtgacc aggcgcc 17
<210> 5
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 5
gcatcaggag tggacagat 19
<210> 6
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 6
agggcagagc catctattg 19
<210> 7
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 7
acaggaagtc ccttgccatc ctaaaagc 28
<210> 8
<211> 31
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 8
ccaaaagcct tcatacatct caagttgggg g 31
<210> 9
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 9
gcttctaggc ggactatgac ttagttgcg 29
<210> 10
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 10
cccatcactt tggcaaagaa ttca 24
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 11
gaatccagat gctcaaggcc 20
<210> 12
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 12
ttctaggcgg actatgactt agttgcg 27
<210> 13
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin reverse primer
<400> 13
agccttcata catctcaagt tggggg 26
<210> 14
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 forward primer
<400> 14
tgcccaacaa caccagctcc tct 23
<210> 15
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> p53 reverse primer
<400> 15
ccaaggcctc attcagctct cggaac 26
<210> 16
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 16
ccccagccct ctgacgtcc 19
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 17
tccgtttcct gcagcagtct ccg 23
<210> 18
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 forward primer
<400> 18
agcactgggg agtctttgtg gattctgag 29
<210> 19
<211> 29
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> HER2 reverse primer
<400> 19
gggacagtct ctgaatgggt cgcttttgt 29
<210> 20
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR forward primer
<400> 20
tgaaggagaa ggtgtctgcg gg 22
<210> 21
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MTHFR reverse primer
<400> 21
aggacggtgc ggtgagagtg 20
<210> 22
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 22
gggtcccgcg atgtcagcct ag 22
<210> 23
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 23
ttctccgagt ggggagcctt 20
<210> 24
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-actin forward primer
<400> 24
acaggaagtc ccttgccatc c 21
<210> 25
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 forward primer
<400> 25
tgacccactt gccacccgtg c 21
<210> 26
<211> 18
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GNB3 reverse primer
<400> 26
gcagcagcca gggctggc 18
<210> 27
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 forward primer
<400> 27
ggtgtttgag catgtagacc aggacctaag ga 32
<210> 28
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDK4 reverse primer
<400> 28
gaacttcggg agctcggtac cagagtg 27
<210> 29
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 forward primer
<400> 29
tccaagcacc cagcatcctg ctag 24
<210> 30
<211> 32
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CD24 reverse primer
<400> 30
tggggaaatt tagaagacgt ttcttggcct ga 32
<210> 31
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 forward primer
<400> 31
gggaggttgg ggtcttgcct ttctg 25
<210> 32
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CR2 reverse primer
<400> 32
cacctgtgct agacggtgtt agcagc 26
<210> 33
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR forward primer
<400> 33
gccacctact acccagaggc attgtg 26
<210> 34
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIGR reverse primer
<400> 34
tgatggtcac cgttctgccc agg 23
<210> 35
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin forward primer
<400> 35
ctaagccagt gccagaagag ccaaggac 28
<210> 36
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> beta-globin reverse primer
<400> 36
gcatcaggag tggacagatc cccaaagg 28
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置であって、
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第２熱源と、
（ｃ）前記第２又は第１熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーは、前記第２又は第１熱源及び前記チャネルの間に、前記第２又は第１熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャネルギャップを有する、少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
備えることを特徴とする熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２〕前記装置は、前記第１熱源の上部面と前記第２熱源の下部面との間に位置した第１断熱体を備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３〕前記装置は、前記第２熱源内に全的に位置した第１チャンバーを備え、チャネル軸に沿って第１チャンバー下端部と向き合う第１チャンバー上端部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６〕前記第１チャンバーは、前記第１熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第１チャンバーの下端部と向き合う第１チャンバーの上端部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７〕前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８〕前記装置は、第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９〕前記チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁をさらに備えることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に沿って前記チャネルによりさらに定義されることを特徴とする前記〔９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１〕前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して本質的に平行に配置されることを特徴とする前記〔９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２〕前記第１チャンバーの上端部と前記第１チャンバーの下端部のそれぞれは、前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなすことを特徴とする前記〔９〕ないし〔１１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３〕前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔２〕ないし〔１２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４〕少なくとも一個のチャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔３〕ないし〔１２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５〕前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔１４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６〕前記気体は、空気であることを特徴とする前記〔１３〕ないし〔１５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１７〕前記チャネルは、前記チャネルの下端部から前記貫通口の上端部までの前記チャネル軸の方向の高さｈによりさらに定義されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１８〕前記チャネルは、前記チャネル軸に本質的に垂直な第１方向に従う第１幅ｗ１によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１９〕前記チャネルは、前記第１方向と前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなす第２幅（ｗ２）によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２０〕前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って前記上端部から前記下端部まで減少することを特徴とする前記〔１８〕又は〔１９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２１〕前記チャネルの前記第１及び第２幅（ｗ１又はｗ２）は、約０度ないし約１５度のテーパー角（θ）により定義されることを特徴とする前記〔２０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２２〕前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔１８〕又は〔１９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２３〕前記チャネルの下端部は、球形であるか、平らであるか、又は曲面形であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２４〕前記高さｈは、少なくとも約５ｍｍないし約２５ｍｍであることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２５〕前記チャネル軸の方向の前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）の平均は、少なくとも約１ｍｍないし約５ｍｍであることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２６〕前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）に対した前記高さｈの比率により定義された前記チャネルの垂直縦横比は、約４ないし約１５であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２７〕前記第２幅（ｗ２）に対した前記第１幅（ｗ１）の割合で定義される前記チャネルの水平の横縦比は、約１ないし約４であることを特徴とする前記〔１７〕ないし〔２６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２８〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔１〕ないし〔２７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２９〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔２８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３０〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔２９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３１〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第１又は第２熱源内に存在することを特徴とする前記〔２８〕ないし〔３０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔３〕ないし〔３１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３３〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔３２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３４〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔３３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３５〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源内に存在することを特徴とする前記〔３２〕ないし〔３４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３６〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔３５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３７〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔３５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３８〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー内に位置することを特徴とする前記〔３６〕又は〔３７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔３９〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー壁に接触することを特徴とする前記〔３８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４０〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバーの外部に位置し、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする前記〔３７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４１〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に沿ってテーパーされていることを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４３〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより大きくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔４２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４４〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより小さくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔４２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４５〕前記装置は、前記第２熱源内に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーの幅（ｗ）と相異なった前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする前記〔３６〕ないし〔４１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４６〕前記第１チャンバーは、前記第１熱源と向き合うことを特徴とする前記〔４５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４７〕前記収容口は、前記チャネル軸を基準に対称的に配置されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔４６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４８〕前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）とほぼ同じ前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔４９〕前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０１ｍｍないし約０．２ｍｍ大きな前記チャネル軸に対して垂直な幅を有することを特徴とする前記〔４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５０〕前記装置は、前記第２熱源の内部に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔３〕ないし〔４９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５１〕前記第１チャンバー、前記第２チャンバー、及び前記第２熱源は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１及び第２チャンバーの間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔５０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５２〕前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔５１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５３〕前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％であることを特徴とする前記〔５２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５４〕前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第１チャンバー及び前記第１断熱体は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１チャンバー及び前記第１断熱体の間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔３〕ないし〔４９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５５〕前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔５４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５６〕前記第１温度ブレーキの前記下部面は、前記第２熱源の前記下部面とほぼ同じ高さに位置することを特徴とする前記〔５５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５７〕前記第１チャンバーは、前記第１断熱体から前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔５６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５８〕前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％の間であることを特徴とする前記〔５７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔５９〕前記第２熱源は、前記第２熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６０〕前記第２熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第１熱源に向かって又は第２熱源の上面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔５９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６１〕前記第２熱源は、前記第１熱源に向かって延び、前記第１チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔５９〕又は〔６０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６２〕前記第２熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第２熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６３〕前記第２熱源の第１突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする前記〔６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６４〕前記第１熱源は、前記第１熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔６３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６５〕前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第２熱源に向かったり前記第１熱源の下部面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔６４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６６〕前記第１熱源は、前記第２熱源に向かって延び、前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔６４〕又は〔６５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６７〕前記第１熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第１熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６８〕前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔６９〕前記第１断熱体は、少なくとも前記第１熱源、前記第１熱源の第１突出部、前記第２熱源の第１突出部、及び前記第２熱源により定義される第１断熱体チャンバーを備えることを特徴とする前記〔６６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７０〕前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適応されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔６９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７１〕前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７２〕前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直な方向から傾斜していることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７３〕前記傾斜は、前記チャネル軸と前記重力方向の間の角度（θｇ）により定義され、前記傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする前記〔７０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７４〕前記収容口は、前記第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔７３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７５〕前記収容口は、前記チャネル軸に対して中心を外れていることを特徴とする前記〔７４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７６〕前記収容口は、約０．２ｍｍないし０．５ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔７５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７７〕前記収容口の少なくとも一部は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔７６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７８〕前記収容口の幅（ｗ）は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０４ｍｍないし約１ｍｍ大きいことを特徴とする前記〔７７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔７９〕前記装置は、前記チャネル軸の方向に一方側上において他方側より大きな深さを有する前記収容口を備えることを特徴とする前記〔７４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８０〕前記第１熱源は、前記第２熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第１突出部を備えることを特徴とする前記〔７９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８１〕前記第２熱源は、前記チャネルの周囲の領域から前記チャネル軸の方向に一定の高さを有することを特徴とする前記〔７９〕又は〔８０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８２〕前記第２熱源は、前記チャネル周囲の領域において一方側において他方側より前記チャネル軸の方向に沿ってより高い高さを有することを特徴とする前記〔７９〕又は〔８０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８３〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８１〕又は〔８２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８４〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔８２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８５〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２又は第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８６〕前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有することを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８７〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に前記チャネルの周囲に一定の深さを有することを特徴とする前記〔８６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８８〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔８９〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有することを特徴とする前記〔８６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９０〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔８９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９１〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔８９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９２〕前記装置は、前記第２熱源内に位置し、それぞれ反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れている第１チャンバー及び第２チャンバーを備えることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９３〕前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔９２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９４〕少なくとも一個のチャンバーの前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して傾斜していることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９５〕前記傾斜角は、約２度ないし約３０度の範囲であることを特徴とする前記〔９４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９６〕前記第２熱源内のチャンバーの少なくとも一つは、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に一方側において他方側より高く配置されるチャンバー壁を有することを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９７〕前記第１及び第２チャンバーは、前記第２熱源内に位置し前記チャネル軸を基準に対称的に配置されていることを特徴とする前記〔３〕ないし〔８４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９８〕前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向に長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔９７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔９９〕前記装置は、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔９７〕又は〔９８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１００〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔９９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０１〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に対して約０．１ｍｍないし約３ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔８５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０２〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な方向に沿って一方側において他方側より大きなチャンバーギャップを有することを特徴とする前記〔１０１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０３〕前記装置は、前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔１０１〕又は〔１０２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０４〕前記温度ブレーキは、一方側において前記チャネルと接触し、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０５〕前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの一方側の全体高さと接することを特徴とする前記〔１０４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０６〕前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの高さの一部と接触することを特徴とする前記〔１０３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０７〕前記装置は、前記第２熱源内に位置する第１チャンバー及び第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記チャネル軸の方向に前記第２チャンバーから長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする前記〔１０６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０８〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１０９〕前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１０〕前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１１〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１２〕前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置し、前記温度ブレーキは、前記第１又は第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１０６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１３〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１４〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１５〕前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１１３〕又は〔１１４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１６〕前記装置は、前記第１チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔９２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１７〕前記装置は、前記第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第２温度ブレーキをさらに備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする前記〔１１６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１８〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１１９〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より高く位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２０〕前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より低く位置することを特徴とする前記〔１１７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２１〕前記第１チャンバーの上端部と前記第２チャンバーの下端部とは、前記チャネル軸に垂直な方向に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２２〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２３〕前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、前記チャネル軸に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔１０７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２４〕前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれが前記チャネル軸に本質的に垂直であることを特徴とする前記〔１２３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２５〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間の前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２６〕前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれ前記チャネル軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔１２３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２７〕前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔１２６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２８〕前記第１熱源及び前記第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔３〕ないし〔１２７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１２９〕前記第１断熱体は、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３０〕前記装置は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を取り囲む第１ハウジング要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕又は〔１２９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３１〕前記装置は、前記第１ハウジング要素を取り囲む第２ハウジング要素をさらに備えることを特徴とする前記〔１３０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３２〕前記固定要素は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を互いに又は前記第１ハウジング要素に固定させるように適応されることを特徴とする前記〔１３０〕又は〔１３１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３３〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての外部領域に位置することを特徴とする前記〔１３２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３４〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置することを特徴とする前記〔１３２〕又は〔１３３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３５〕前記第１熱源、第１断熱体、及び第２熱源のうち、少なくとも一つは、少なくとも一つのウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１２８〕ないし〔１３４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３６〕前記ウィング構造は、第１、第２、第３、及び第４ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１３５〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３７〕前記第２熱源は、前記ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔１３５〕又は〔１３６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３８〕前記ウィング構造は、前記第１及び第２熱源と前記第１ハウジング要素との間の第２断熱体を定義することを特徴とする前記〔１３５〕ないし〔１３７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１３９〕前記第１及び第２ウィング構造は、前記第２断熱体の第１部分を定義することを特徴とする前記〔１３８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４０〕前記第２及び第３ウィング構造は、前記第２断熱体の第２部分を定義することを特徴とする前記〔１３９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４１〕前記第３及び第４ウィング構造は、前記第２断熱体の第３部分を定義することを特徴とする前記〔１４０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４２〕前記第４及び第１ウィング構造は、前記第２断熱体の第４部分を定義することを特徴とする前記〔１４１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４３〕前記第２断熱体の第１、第２、第３、及び第４部分のそれぞれは、前記第１ハウジング要素によりさらに定義されることを特徴とする前記〔１３９〕ないし〔１４２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４４〕前記第１熱源の下部と前記第１ハウジング要素とは、第３断熱体を定義することを特徴とする前記〔１４３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４５〕前記装置は、前記第１ハウジング要素及び前記第２ハウジング要素により定義される第４断熱体及び／又は第５断熱体をさらに備えることを特徴とする前記〔１４４〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４６〕前記第１及び第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの加熱及び／又は冷却要素を備えることを特徴とする前記〔１２８〕ないし〔１４５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４７〕前記第１及び第２熱源のそれぞれは、温度センサをさらに備えることを特徴とする前記〔１４６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４８〕前記装置は、前記第１及び／又は第２熱源から熱を除去するための少なくとも一つのファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１４７〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１４９〕前記装置は、前記第２熱源から熱を除去するために前記第２熱源の上部に位置する第１ファン装置を備えることを特徴とする前記〔１４８〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５０〕前記装置は、前記第１熱源から熱を除去するために前記第１熱源の下部に位置する第２ファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１４９〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５１〕前記装置は、対流ＰＣＲを変調するように前記チャネルの内部に遠心力を生成するように適応されることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１５０〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５２〕前記装置は、回転軸を基準に前記熱源を回転させるために回転子に回転可能に装着された少なくとも前記第１及び第２熱源を備えることを特徴とする前記〔１５１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５３〕前記装置は、前記回転軸から前記チャネルの中心まで前記遠心回転の半径を定義する前記回転子に付着された回転腕を備えることを特徴とする前記〔１５２〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５４〕前記回転軸は、重力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔１５２〕又は〔１５３〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５５〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５６〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５４〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５７〕前記チャネル軸と前記ネット力の方向との間の傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする前記〔１５６〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５８〕前記装置は、前記チャネル軸と前記ネット力との間の角度を制御するように適応された傾斜軸をさらに備えることを特徴とする前記〔１５５〕ないし〔１５７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１５９〕前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の外部に位置することを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６０〕前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の中心に本質的に位置することを特徴とする前記〔１５２〕ないし〔１５８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６１〕前記装置は、前記回転軸に対して同心的に位置する複数のチャネルを備えることを特徴とする前記〔１６０〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６２〕前記第１及び第２熱源は、円形形態を有することを特徴とする前記〔１６１〕に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔１６３〕遠心分離条件下に重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように適応されたＰＣＲ遠心分離機であって、前記〔１５１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置を備えることを特徴とするＰＣＲ遠心分離機。
〔１６４〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、
（ａ）二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６５〕前記方法は、水溶液内にある前記二本鎖核酸及びオリゴヌクレオチドプライマーを含む反応容器を提供するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６６〕前記反応容器は、ＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔１６５〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６７〕前記ＤＮＡ重合酵素は、固定化されたＤＮＡ重合酵素であることを特徴とする前記〔１６６〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６８〕前記方法は、前記反応容器を前記収容口、及び前記第２又は第１熱源のうち、少なくとも一つの中に配置されたチャンバーに接触させるステップをさらに含み、前記接触は、前記反応容器内で前記熱対流を助けるほど十分であることを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１６７〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１６９〕前記方法は、前記反応容器を前記第１及び第２熱源の間の第１断熱体に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６８〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７０〕前記第１及び第２熱源は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約１０倍大きな熱伝導率を有することを特徴とする前記〔１６９〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７１〕前記第１断熱体は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約５倍小さな熱伝導率を有し、前記第１断熱体の熱伝導率は、前記第１及び第２熱源間の熱伝逹を減少させるのに十分であることを特徴とする前記〔１７０〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７２〕前記方法は、前記チャネル軸に対して本質的に対称的な前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７３〕前記方法は、前記チャネル軸を基準に非対称である前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７１〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７４〕少なくともステップ（ａ）ないし（ｂ）は、プライマー伸長生成物を生成するために、反応容器当たりの約１Ｗの電力より少ない電力を消費することを特徴とする前記〔１６５〕ないし〔１７３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７５〕前記方法を行うための前記電力は、バッテリーにより提供されることを特徴とする前記〔１７４〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７６〕前記ＰＣＲ伸長生成物は、約１５分ないし３０分内又はその以内に生成されることを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７５〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７７〕前記反応容器は、約５０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔１６５〕ないし〔１７６〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７８〕前記反応容器は、約２０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔１７７〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１７９〕前記方法は、ＰＣＲを行うことを助けるために、前記反応容器に遠心力を適用するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７８〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８０〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置により収容される反応容器に、オリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８１〕前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１８０〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８２〕熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップと、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記反応容器に遠心力を適用するステップとを含む熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８３〕前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１８２〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔１８４〕前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の装置又は前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離器により収容されるように適応された反応容器であって、
前記反応容器は、上端部、下端部、外壁、及び内壁を有し、前記外壁の垂直横縦比が少なくとも約４ないし約１５の範囲であり、前記外壁の水平の横縦比が約１ないし約４の範囲であり、前記外壁のテーパー角（θ）が約０度ないし約１５度の範囲であることを特徴とする反応容器。
〔１８５〕前記外壁の上端部と下端部の中心点は、反応容器軸を定義することを特徴とする前記〔１８４〕に記載の反応容器。
〔１８６〕前記反応容器軸方向の前記反応容器の高さは、少なくとも約６ｍｍないし約３５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８５〕に記載の反応容器。
〔１８７〕前記外壁の幅の平均は、約１ｍｍないし約５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８６〕に記載の反応容器。
〔１８８〕前記内壁の幅の平均は、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１８７〕に記載の反応容器。
〔１８９〕前記外壁と前記内壁とは、前記反応容器軸に沿って本質的に同じ垂直形態を有することを特徴とする前記〔１８５〕ないし〔１８８〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９０〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って本質的に同じ水平形態を有することを特徴とする前記〔１８９〕に記載の反応容器。
〔１９１〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に沿って相異なった垂直形態を有することを特徴とする前記〔１８５〕ないし〔１８８〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９２〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って相異なった水平形態を有することを特徴とする前記〔１９１〕に記載の反応容器。
〔１９３〕前記水平形態は、円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、又は楕円形長方形のうちの何れか一つ又はそれ以上であることを特徴とする前記〔１９０〕又は〔１９２〕に記載の反応容器。
〔１９４〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔１８９〕ないし〔１９３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９５〕前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１９４〕に記載の反応容器。
〔１９６〕前記反応容器壁の厚さは、前記反応容器軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔１９５〕に記載の反応容器。
〔１９７〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して中心から外れるように配置されていることを特徴とする前記〔１８９〕ないし〔１９３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔１９８〕前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約１ｍｍの範囲であることを特徴とする前記〔１９７〕に記載の反応容器。
〔１９９〕前記反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約０．０５ｍｍだけ他方側より薄いことを特徴とする前記〔１９８〕に記載の反応容器。
〔２００〕前記下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形であることを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔１９９〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０１〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に形成されたことを特徴とする前記〔２００〕に記載の反応容器。
〔２０２〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して非対称的に配置されることを特徴とする前記〔２００〕に記載の反応容器。
〔２０３〕前記下端部は、詰まっていることを特徴とする前記〔２００〕ないし〔２０２〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０４〕前記反応容器は、プラスチック、セラミック又はガラスからなるか、これらを含むことを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０３〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０５〕固定化されたＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０４〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０６〕前記反応容器と密封接触するキャップをさらに備えることを特徴とする前記〔１８４〕ないし〔２０５〕のうちの何れか１項に記載の反応容器。
〔２０７〕前記キャップは、光学ポートを備えることを特徴とする前記〔２０６〕に記載の反応容器。
〔２０８〕前記反応容器の内壁と前記光学ポートの側面部分との間に開放された空間をさらに備えることを特徴とする前記〔２０７〕に記載の反応容器。
〔２０９〕少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１〕ないし〔１６２〕のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
〔２１０〕前記〔１８１〕ないし〔１９２〕のうちの何れか１項に記載の装置は、少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔１６３〕に記載のＰＣＲ遠心分離機。
〔２１１〕少なくとも一つの光学検出装置を使用して前記プライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔１６４〕ないし〔１７９〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔２１２〕少なくとも一つの光学検出装置を使用してプライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含む前記〔１８０〕ないし〔１８３〕のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
Claims (212)
- 熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置であって、
（ａ）ＰＣＲを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第１熱源と、
（ｂ）前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第１熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第２熱源であって、前記チャネルは、前記第１熱源と接触する下端部と前記第２熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第２熱源と、
（ｃ）前記第２又は第１熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーは、前記第２又は第１熱源及び前記チャネルの間に、前記第２又は第１熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャネルギャップを有する、少なくとも一つの温度形状化要素と、
（ｄ）前記第１熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
備えることを特徴とする熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。 - 前記装置は、前記第１熱源の上部面と前記第２熱源の下部面との間に位置した第１断熱体を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源内に全的に位置した第１チャンバーを備え、チャネル軸に沿って第１チャンバー下端部と向き合う第１チャンバー上端部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第１熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第１チャンバーの下端部と向き合う第１チャンバーの上端部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源に位置する第２チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、第２熱源に位置する第３チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁をさらに備えることを特徴とする請求項３ないし８のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーは、前記チャネル軸に沿って前記チャネルによりさらに定義されることを特徴とする請求項９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して本質的に平行に配置されることを特徴とする請求項９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの上端部と前記第１チャンバーの下端部のそれぞれは、前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなすことを特徴とする請求項９ないし１１のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項２ないし１２のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 少なくとも一個のチャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項３ないし１２のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項１４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記気体は、空気であることを特徴とする請求項１３ないし１５のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルは、前記チャネルの下端部から前記貫通口の上端部までの前記チャネル軸の方向の高さｈによりさらに定義されることを特徴とする請求項１ないし１６のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルは、前記チャネル軸に本質的に垂直な第１方向に従う第１幅ｗ１によりさらに定義されることを特徴とする請求項１７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルは、前記第１方向と前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなす第２幅（ｗ２）によりさらに定義されることを特徴とする請求項１８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って前記上端部から前記下端部まで減少することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの前記第１及び第２幅（ｗ１又はｗ２）は、約０度ないし約１５度のテーパー角（θ）により定義されることを特徴とする請求項２０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び／又は第２幅（ｗ１及び／又はｗ２）は、前記チャネル軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの下端部は、球形であるか、平らであるか、又は曲面形であることを特徴とする請求項１７ないし２２のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記高さｈは、少なくとも約５ｍｍないし約２５ｍｍであることを特徴とする請求項１７ないし２３のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸の方向の前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）の平均は、少なくとも約１ｍｍないし約５ｍｍであることを特徴とする請求項１７ないし２４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１又は第２幅（ｗ１又はｗ２）に対した前記高さｈの比率により定義された前記チャネルの垂直縦横比は、約４ないし約１５であることを特徴とする請求項１７ないし２５のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２幅（ｗ２）に対した前記第１幅（ｗ１）の割合で定義される前記チャネルの水平の横縦比は、約１ないし約４であることを特徴とする請求項１７ないし２６のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする請求項１ないし２７のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする請求項２８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする請求項２９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第１又は第２熱源内に存在することを特徴とする請求項２８ないし３０のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする請求項３ないし３１のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする請求項３２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする請求項３３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源内に存在することを特徴とする請求項３２ないし３４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に本質的に対称的に配置されることを特徴とする請求項３ないし３５のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項３ないし３５のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー内に位置することを特徴とする請求項３６又は３７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー壁に接触することを特徴とする請求項３８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバーの外部に位置し、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする請求項３７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第２又は第１熱源と接触することを特徴とする請求項３６ないし４０のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に沿ってテーパーされていることを特徴とする請求項３６ないし４１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより大きくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする請求項４２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２熱源内に位置し、前記第１熱源に向かってより小さくなる前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする請求項４２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源内に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーの幅（ｗ）と相異なった前記チャネル軸に垂直な幅（ｗ）を有することを特徴とする請求項３６ないし４１のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第１熱源と向き合うことを特徴とする請求項４５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネル軸を基準に対称的に配置されることを特徴とする請求項１ないし４６のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）とほぼ同じ前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする請求項４７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０１ｍｍないし約０．２ｍｍ大きな前記チャネル軸に対して垂直な幅を有することを特徴とする請求項４７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源の内部に位置する前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする請求項３ないし４９のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバー、前記第２チャンバー、及び前記第２熱源は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１及び第２チャンバーの間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする請求項５０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする請求項５１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％であることを特徴とする請求項５２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第１チャンバー及び前記第１断熱体は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ（又は体積）で前記第１チャンバー及び前記第１断熱体の間で前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを定義することを特徴とする請求項３ないし４９のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする請求項５４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキの前記下部面は、前記第２熱源の前記下部面とほぼ同じ高さに位置することを特徴とする請求項５５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第１断熱体から前記チャネル軸の方向の長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする請求項５６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記長さ（ｌ）は、約０．１ｍｍないし前記チャネル軸の方向の前記第２熱源の高さの約６０％の間であることを特徴とする請求項５７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源は、前記第２熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする請求項１ないし５８のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第１熱源に向かって又は第２熱源の上面から遠ざかって延びることを特徴とする請求項５９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源は、前記第１熱源に向かって延び、前記第１チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする請求項５９又は６０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第２熱源の一部を定義することを特徴とする請求項６１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源の第１突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする請求項６１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源は、前記第１熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする請求項１ないし６３のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第２熱源に向かったり前記第１熱源の下部面から遠ざかって延びることを特徴とする請求項６４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源は、前記第２熱源に向かって延び、前記チャネルの一部を定義する第１突出部を備えることを特徴とする請求項６４又は６５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源の第１突出部は、前記第１断熱体及び前記第１熱源の一部を定義することを特徴とする請求項６６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源の第１突出部は、前記チャネルから前記第１断熱体を分離させることを特徴とする請求項６６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１断熱体は、少なくとも前記第１熱源、前記第１熱源の第１突出部、前記第２熱源の第１突出部、及び前記第２熱源により定義される第１断熱体チャンバーを備えることを特徴とする請求項６６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適応されることを特徴とする請求項１ないし６９のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする請求項７０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸は、前記第１及び第２熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直な方向から傾斜していることを特徴とする請求項７０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記傾斜は、前記チャネル軸と前記重力方向の間の角度（θｇ）により定義され、前記傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする請求項７０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項１ないし７３のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネル軸に対して中心を外れていることを特徴とする請求項７４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、約０．２ｍｍないし０．５ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする請求項７５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の少なくとも一部は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする請求項７６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の幅（ｗ）は、前記チャネルの幅（ｗ１又はｗ２）より約０．０４ｍｍないし約１ｍｍ大きいことを特徴とする請求項７７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記チャネル軸の方向に一方側上において他方側より大きな深さを有する前記収容口を備えることを特徴とする請求項７４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源は、前記第２熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第１突出部を備えることを特徴とする請求項７９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源は、前記チャネルの周囲の領域から前記チャネル軸の方向に一定の高さを有することを特徴とする請求項７９又は８０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源は、前記チャネル周囲の領域において一方側において他方側より前記チャネル軸の方向に沿ってより高い高さを有することを特徴とする請求項７９又は８０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項８１又は８２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする請求項８２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第２又は第１熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項３ないし８４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第２熱源内に位置し、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有することを特徴とする請求項８５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネル軸の方向に前記チャネルの周囲に一定の深さを有することを特徴とする請求項８６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項８７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有することを特徴とする請求項８６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第２熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項８９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第２熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする請求項８９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源内に位置し、それぞれ反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れている第１チャンバー及び第２チャンバーを備えることを特徴とする請求項８５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする請求項９２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 少なくとも一個のチャンバーの前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項８５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記傾斜角は、約２度ないし約３０度の範囲であることを特徴とする請求項９４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源内のチャンバーの少なくとも一つは、前記第２熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に一方側において他方側より高く配置されるチャンバー壁を有することを特徴とする請求項８５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び第２チャンバーは、前記第２熱源内に位置し前記チャネル軸を基準に対称的に配置されていることを特徴とする請求項３ないし８４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーは、前記第２チャンバーから前記チャネル軸の方向に長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする請求項９７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする請求項９７又は９８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項９９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に対して約０．１ｍｍないし約３ｍｍだけ中心を外れていることを特徴とする請求項８５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な方向に沿って一方側において他方側より大きなチャンバーギャップを有することを特徴とする請求項１０１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記チャネルと接触する前記第２熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第１熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする請求項１０１又は１０２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、一方側において前記チャネルと接触し、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項１０３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの一方側の全体高さと接することを特徴とする請求項１０４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第２熱源内で前記チャネルの高さの一部と接触することを特徴とする請求項１０３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源内に位置する第１チャンバー及び第２チャンバーを備え、前記第１チャンバーは、前記チャネル軸の方向に前記第２チャンバーから長さ（ｌ）だけ離隔していることを特徴とする請求項１０６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項１０８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項１０８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの上端部は、前記第２チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置し、前記温度ブレーキは、前記第１又は第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項１０６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１及び第２チャンバーの間の長さ（ｌ）上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項１１３又は１１４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第１温度ブレーキを備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項９２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第２温度ブレーキをさらに備え、他方側は、前記第２熱源から離隔していることを特徴とする請求項１１６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする請求項１１７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より高く位置することを特徴とする請求項１１７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１温度ブレーキの上端部は、前記第２温度ブレーキの下端部より低く位置することを特徴とする請求項１１７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの上端部と前記第２チャンバーの下端部とは、前記チャネル軸に垂直な方向に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする請求項１２１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとは、前記チャネル軸に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする請求項１０７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれが前記チャネル軸に本質的に垂直であることを特徴とする請求項１２３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間の前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする請求項１２４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１チャンバーの下端部と前記第２チャンバーの上端部とは、それぞれ前記チャネル軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１２３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記温度ブレーキは、前記第１チャンバーと前記第２チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする請求項１２６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源及び前記第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする請求項３ないし１２７のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１断熱体は、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする請求項１２８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を取り囲む第１ハウジング要素を備えることを特徴とする請求項１２８又は１２９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１ハウジング要素を取り囲む第２ハウジング要素をさらに備えることを特徴とする請求項１３０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記固定要素は、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体を互いに又は前記第１ハウジング要素に固定させるように適応されることを特徴とする請求項１３０又は１３１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての外部領域に位置することを特徴とする請求項１３２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第１熱源、第２熱源、及び第１断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置することを特徴とする請求項１３２又は１３３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源、第１断熱体、及び第２熱源のうち、少なくとも一つは、少なくとも一つのウィング構造を含むことを特徴とする請求項１２８ないし１３４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記ウィング構造は、第１、第２、第３、及び第４ウィング構造を含むことを特徴とする請求項１３５に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２熱源は、前記ウィング構造を含むことを特徴とする請求項１３５又は１３６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記ウィング構造は、前記第１及び第２熱源と前記第１ハウジング要素との間の第２断熱体を定義することを特徴とする請求項１３５ないし１３７のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び第２ウィング構造は、前記第２断熱体の第１部分を定義することを特徴とする請求項１３８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２及び第３ウィング構造は、前記第２断熱体の第２部分を定義することを特徴とする請求項１３９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第３及び第４ウィング構造は、前記第２断熱体の第３部分を定義することを特徴とする請求項１４０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第４及び第１ウィング構造は、前記第２断熱体の第４部分を定義することを特徴とする請求項１４１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第２断熱体の第１、第２、第３、及び第４部分のそれぞれは、前記第１ハウジング要素によりさらに定義されることを特徴とする請求項１３９ないし１４２のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１熱源の下部と前記第１ハウジング要素とは、第３断熱体を定義することを特徴とする請求項１４３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１ハウジング要素及び前記第２ハウジング要素により定義される第４断熱体及び／又は第５断熱体をさらに備えることを特徴とする請求項１４４に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び第２熱源のそれぞれは、少なくとも一つの加熱及び／又は冷却要素を備えることを特徴とする請求項１２８ないし１４５のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び第２熱源のそれぞれは、温度センサをさらに備えることを特徴とする請求項１４６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１及び／又は第２熱源から熱を除去するための少なくとも一つのファン装置をさらに備えることを特徴とする請求項１４７に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第２熱源から熱を除去するために前記第２熱源の上部に位置する第１ファン装置を備えることを特徴とする請求項１４８に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第１熱源から熱を除去するために前記第１熱源の下部に位置する第２ファン装置をさらに備えることを特徴とする請求項１４９に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、対流ＰＣＲを変調するように前記チャネルの内部に遠心力を生成するように適応されることを特徴とする請求項１ないし１５０のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、回転軸を基準に前記熱源を回転させるために回転子に回転可能に装着された少なくとも前記第１及び第２熱源を備えることを特徴とする請求項１５１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記回転軸から前記チャネルの中心まで前記遠心回転の半径を定義する前記回転子に付着された回転腕を備えることを特徴とする請求項１５２に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記回転軸は、重力の方向と本質的に平行であることを特徴とする請求項１５２又は１５３に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向と本質的に平行であることを特徴とする請求項１５２ないし１５４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１５２ないし１５４のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸と前記ネット力の方向との間の傾斜角は、約２度ないし約６０度の範囲であることを特徴とする請求項１５６に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記チャネル軸と前記ネット力との間の角度を制御するように適応された傾斜軸をさらに備えることを特徴とする請求項１５５ないし１５７のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の外部に位置することを特徴とする請求項１５２ないし１５８のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記回転軸は、前記第１及び第２熱源の中心に本質的に位置することを特徴とする請求項１５２ないし１５８のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記回転軸に対して同心的に位置する複数のチャネルを備えることを特徴とする請求項１６０に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 前記第１及び第２熱源は、円形形態を有することを特徴とする請求項１６１に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 遠心分離条件下に重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように適応されたＰＣＲ遠心分離機であって、請求項１５１ないし１６２のうちの何れか１項に記載の装置を備えることを特徴とするＰＣＲ遠心分離機。
- 熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、
（ａ）二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第１熱源を維持するステップと、
（ｂ）少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第２熱源を維持するステップと、
（ｃ）プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第２熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。 - 前記方法は、水溶液内にある前記二本鎖核酸及びオリゴヌクレオチドプライマーを含む反応容器を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６４に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記反応容器は、ＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする請求項１６５に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記ＤＮＡ重合酵素は、固定化されたＤＮＡ重合酵素であることを特徴とする請求項１６６に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記反応容器を前記収容口、及び前記第２又は第１熱源のうち、少なくとも一つの中に配置されたチャンバーに接触させるステップをさらに含み、前記接触は、前記反応容器内で前記熱対流を助けるほど十分であることを特徴とする請求項１６４ないし１６７のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記反応容器を前記第１及び第２熱源の間の第１断熱体に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６８に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記第１及び第２熱源は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約１０倍大きな熱伝導率を有することを特徴とする請求項１６９に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記第１断熱体は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約５倍小さな熱伝導率を有し、前記第１断熱体の熱伝導率は、前記第１及び第２熱源間の熱伝逹を減少させるのに十分であることを特徴とする請求項１７０に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記チャネル軸に対して本質的に対称的な前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６４ないし１７１のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記チャネル軸を基準に非対称である前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６４ないし１７１のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 少なくともステップ（ａ）ないし（ｂ）は、プライマー伸長生成物を生成するために、反応容器当たりの約１Ｗの電力より少ない電力を消費することを特徴とする請求項１６５ないし１７３のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法を行うための前記電力は、バッテリーにより提供されることを特徴とする請求項１７４に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記ＰＣＲ伸長生成物は、約１５分ないし３０分内又はその以内に生成されることを特徴とする請求項１６４ないし１７５のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記反応容器は、約５０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする請求項１６５ないし１７６のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記反応容器は、約２０マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする請求項１７７に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、ＰＣＲを行うことを助けるために、前記反応容器に遠心力を適用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６４ないし１７８のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で請求項１ないし１６２のうちの何れか１項に記載の装置により収容される反応容器に、オリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８０に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 熱対流により重合酵素連鎖反応（ＰＣＲ）を行うための方法であって、前記方法は、請求項１６３に記載のＰＣＲ遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップと、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記反応容器に遠心力を適用するステップとを含む熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記反応容器にＤＮＡ重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１８２に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 請求項１ないし１６２のうちの何れか１項に記載の装置又は請求項１６３に記載のＰＣＲ遠心分離器により収容されるように適応された反応容器であって、
前記反応容器は、上端部、下端部、外壁、及び内壁を有し、前記外壁の垂直横縦比が少なくとも約４ないし約１５の範囲であり、前記外壁の水平の横縦比が約１ないし約４の範囲であり、前記外壁のテーパー角（θ）が約０度ないし約１５度の範囲であることを特徴とする反応容器。 - 前記外壁の上端部と下端部の中心点は、反応容器軸を定義することを特徴とする請求項１８４に記載の反応容器。
- 前記反応容器軸方向の前記反応容器の高さは、少なくとも約６ｍｍないし約３５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１８５に記載の反応容器。
- 前記外壁の幅の平均は、約１ｍｍないし約５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１８６に記載の反応容器。
- 前記内壁の幅の平均は、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１８７に記載の反応容器。
- 前記外壁と前記内壁とは、前記反応容器軸に沿って本質的に同じ垂直形態を有することを特徴とする請求項１８５ないし１８８のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って本質的に同じ水平形態を有することを特徴とする請求項１８９に記載の反応容器。
- 前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に沿って相異なった垂直形態を有することを特徴とする請求項１８５ないし１８８のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って相異なった水平形態を有することを特徴とする請求項１９１に記載の反応容器。
- 前記水平形態は、円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、又は楕円形長方形のうちの何れか一つ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１９０又は１９２に記載の反応容器。
- 前記内壁は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に配置されることを特徴とする請求項１８９ないし１９３のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１９４に記載の反応容器。
- 前記反応容器壁の厚さは、前記反応容器軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする請求項１９５に記載の反応容器。
- 前記内壁は、前記反応容器軸に対して中心から外れるように配置されていることを特徴とする請求項１８９ないし１９３のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記反応容器壁の厚さは、約０．１ｍｍないし約１ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１９７に記載の反応容器。
- 前記反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約０．０５ｍｍだけ他方側より薄いことを特徴とする請求項１９８に記載の反応容器。
- 前記下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形であることを特徴とする請求項１８４ないし１９９のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記下端部は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に形成されたことを特徴とする請求項２００に記載の反応容器。
- 前記下端部は、前記反応容器軸に対して非対称的に配置されることを特徴とする請求項２００に記載の反応容器。
- 前記下端部は、詰まっていることを特徴とする請求項２００ないし２０２のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記反応容器は、プラスチック、セラミック又はガラスからなるか、これらを含むことを特徴とする請求項１８４ないし２０３のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 固定化されたＤＮＡ重合酵素をさらに含むことを特徴とする請求項１８４ないし２０４のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記反応容器と密封接触するキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１８４ないし２０５のうちの何れか１項に記載の反応容器。
- 前記キャップは、光学ポートを備えることを特徴とする請求項２０６に記載の反応容器。
- 前記反応容器の内壁と前記光学ポートの側面部分との間に開放された空間をさらに備えることを特徴とする請求項２０７に記載の反応容器。
- 少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし１６２のうちの何れか１項に記載の熱対流ＰＣＲを行うように適応された装置。
- 請求項１８１ないし１９２のうちの何れか１項に記載の装置は、少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１６３に記載のＰＣＲ遠心分離機。
- 少なくとも一つの光学検出装置を使用して前記プライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６４ないし１７９のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 少なくとも一つの光学検出装置を使用してプライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含む請求項１８０ないし１８３のうちの何れか１項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29444610P | 2010-01-12 | 2010-01-12 | |
| US61/294,446 | 2010-01-12 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012548513A Division JP5865261B2 (ja) | 2010-01-12 | 2011-01-11 | ２段熱対流装置及びその使用法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016039836A true JP2016039836A (ja) | 2016-03-24 |
| JP6427483B2 JP6427483B2 (ja) | 2018-11-21 |
Family
ID=44304736
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012548513A Active JP5865261B2 (ja) | 2010-01-12 | 2011-01-11 | ２段熱対流装置及びその使用法 |
| JP2015255221A Active JP6427483B2 (ja) | 2010-01-12 | 2015-12-25 | ２段熱対流装置及びその使用法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012548513A Active JP5865261B2 (ja) | 2010-01-12 | 2011-01-11 | ２段熱対流装置及びその使用法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US9573133B2 (ja) |
| EP (1) | EP2524027A4 (ja) |
| JP (2) | JP5865261B2 (ja) |
| KR (2) | KR101931235B1 (ja) |
| CN (2) | CN104630056B (ja) |
| AU (2) | AU2011206360A1 (ja) |
| BR (1) | BR112012017152A2 (ja) |
| WO (1) | WO2011086498A2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016144479A (ja) * | 2010-01-12 | 2016-08-12 | アーラム バイオシステムズ インコーポレイテッド | ３段熱対流装置及びその使用法 |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104630056B (zh) * | 2010-01-12 | 2017-11-07 | 阿赫姆生物系统公司 | 两阶段热对流装置及其用途 |
| JP5862006B2 (ja) * | 2010-11-17 | 2016-02-16 | セイコーエプソン株式会社 | 熱サイクル装置及び熱サイクル方法 |
| CN102876569A (zh) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | 瑞基海洋生物科技股份有限公司 | 用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管 |
| CN103649301B (zh) * | 2011-11-22 | 2015-03-11 | 瑞基海洋生物科技股份有限公司 | 热对流聚合酶连锁反应装置 |
| CN103173434A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 厦门万泰沧海生物技术有限公司 | 一种在恒温热源下进行聚合酶链式反应的方法及装置 |
| ITBO20110766A1 (it) * | 2011-12-28 | 2013-06-29 | Silicon Biosystems Spa | Dispositivi, apparato, kit e metodo per il trattamento di un campione biologico |
| WO2013133725A1 (en) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Rawle Christopher Bruce | Portable device for detecting molecule(s) |
| TWI482856B (zh) * | 2012-05-25 | 2015-05-01 | Ind Tech Res Inst | 聚合酶連鎖反應裝置 |
| WO2014137228A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Otago Innovation Limited | Reaction vessel holder and molecule detection device |
| WO2014144835A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | NVS Technologies, Inc. | Analytical instrument systems |
| US10203284B2 (en) | 2013-08-26 | 2019-02-12 | Diagenetix, Inc. | Hardware and mobile software for operation of portable instruments for nucleic acid amplification |
| CN106062169B (zh) * | 2013-09-13 | 2019-08-13 | 杭州金源生物技术有限公司 | 密封帽阵列、密封垫、样品管带以及多孔板组件 |
| WO2015176253A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Coyote Bioscience Co., Ltd. | Systems and methods for low power thermal cycling |
| US9921182B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-03-20 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of mercury |
| US9506908B2 (en) | 2014-10-06 | 2016-11-29 | Alveo Technologies, Inc. | System for detection of analytes |
| US10352899B2 (en) | 2014-10-06 | 2019-07-16 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of silver |
| US10196678B2 (en) | 2014-10-06 | 2019-02-05 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of nucleic acids |
| US10627358B2 (en) | 2014-10-06 | 2020-04-21 | Alveo Technologies, Inc. | Method for detection of analytes |
| TW201641687A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-12-01 | 卡尤迪生物科技（北京）有限公司 | 用于進行化學反應的設備和方法 |
| CN105985946A (zh) * | 2015-02-11 | 2016-10-05 | 瑞基海洋生物科技股份有限公司 | 稳定热对流聚合酶连锁反应流场的方法及其热对流聚合酶连锁反应装置 |
| WO2016180333A1 (zh) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | 厦门大学 | 一种可控制液体环流路径的核酸扩增反应管 |
| WO2017041031A1 (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Life Technologies Corporation | Thermal isolation of reaction sites on a substrate |
| KR102510230B1 (ko) * | 2015-10-20 | 2023-03-15 | 주식회사 퀀타매트릭스 | 복수의 열 블록을 관통하는 반응 튜브를 포함하는 pcr 장치 |
| DE102015221671B3 (de) * | 2015-11-04 | 2016-08-04 | Bob Kosier | Gefäß für den Laboreinsatz |
| CN106680250B (zh) | 2015-11-10 | 2023-06-30 | 北京万泰生物药业股份有限公司 | 用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置 |
| CN105670924A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-15 | 上海理工大学 | 自然对流聚合酶链反应微系统 |
| CN105861304B (zh) * | 2016-04-22 | 2018-06-12 | 成都瀚辰光翼科技有限责任公司 | 一种pcr热循环装置 |
| DE112017004226T5 (de) * | 2016-08-23 | 2019-05-09 | Brio Apps Alphasip, S.L. | Kompakte Thermozyklusvorrichtungund System umfassend die Thermozyklusvorrichtung |
| CN107841455B (zh) * | 2016-09-21 | 2021-01-15 | 克雷多生物医学私人有限公司 | 一种两阶段操作核酸反应检测管 |
| MX2019003273A (es) | 2016-09-23 | 2019-09-13 | Alveo Tech Inc | Metodos y composiciones para detectar analitos. |
| CN107964507B (zh) | 2016-10-18 | 2022-09-27 | 财团法人工业技术研究院 | 热对流聚合酶连锁反应装置及其光学检测方法 |
| CN106635785B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-04-19 | 湖南圣湘生物科技有限公司 | 一种pcr荧光检测仪 |
| CN108410688A (zh) * | 2017-02-09 | 2018-08-17 | 克雷多生物医学私人有限公司 | 一种热对流式聚合酶链式反应的装置 |
| TWI656211B (zh) * | 2017-12-22 | 2019-04-11 | 新加坡商元昌生技醫療私人股份有限公司 | 一種熱對流式聚合酶鏈式反應裝置 |
| CN109957506B (zh) | 2017-12-22 | 2022-04-01 | 克雷多生物医学私人有限公司 | 通过试剂容器以热对流进行定量聚合酶链式反应的装置 |
| GB201812192D0 (en) | 2018-07-26 | 2018-09-12 | Ttp Plc | Variable temperature reactor, heater and control circuit for the same |
| CN109321428B (zh) * | 2018-09-20 | 2022-10-14 | 北京酷搏科技有限公司 | 一种热循环装置、方法及应用 |
| WO2020065917A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | サーマルサイクラーおよびそれを備えたリアルタイムｐｃｒ装置 |
| BR112021018063A2 (pt) * | 2019-03-11 | 2021-11-23 | Nicoventures Trading Ltd | Dispositivo de provisão de aerossol e sistema de provisão de aerossol |
| CN111154623A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-05-15 | 北京化工大学 | 一种带振动功能的便携式对流pcr扩增检测装置 |
| CN111705163A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-09-25 | 中山大学达安基因股份有限公司 | 基于热对流pcr的新型冠状病毒快速检测试剂盒 |
| JP2023110116A (ja) * | 2020-06-26 | 2023-08-09 | 野村メディカルデバイス株式会社 | 核酸測定装置及び核酸測定方法 |
| CN112162112B (zh) * | 2020-09-25 | 2022-10-28 | 西北工业大学 | 一种柔性热对流加速度传感器 |
| EP4361246A1 (en) * | 2021-06-25 | 2024-05-01 | Amogreentech Co., Ltd. | Cell thawer and operating method therefor |
| KR20230000617A (ko) * | 2021-06-25 | 2023-01-03 | 주식회사 아모그린텍 | 세포해동기 |
| US11938485B2 (en) | 2021-12-07 | 2024-03-26 | Industrial Technology Research Institute | Heating device for convective polymerase chain reaction |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455175A (en) * | 1990-06-04 | 1995-10-03 | University Of Utah Research Foundation | Rapid thermal cycling device |
| US20020127152A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | The Regents Of The University Of California | Convectively driven PCR thermal-cycling |
| JP2004518129A (ja) * | 2000-12-29 | 2004-06-17 | アイキューム インク | 試料処理装置及び方法 |
| US20040152122A1 (en) * | 2001-09-15 | 2004-08-05 | Hwang Hyun Jin | Method and apparatus for amplification of nucleic acid sequences by using thermal convection |
| JP2008200028A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-09-04 | Eiken Chem Co Ltd | 反応又は検出用チューブ容器、該容器を含む試薬キット |
| WO2009026639A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Corbett Research Pty Ltd | Thermal cycling device with selectively openable sample port |
| JP2009201444A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析装置 |
| JP2016144479A (ja) * | 2010-01-12 | 2016-08-12 | アーラム バイオシステムズ インコーポレイテッド | ３段熱対流装置及びその使用法 |
Family Cites Families (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4683202A (en) | 1985-03-28 | 1987-07-28 | Cetus Corporation | Process for amplifying nucleic acid sequences |
| US6787338B2 (en) | 1990-06-04 | 2004-09-07 | The University Of Utah | Method for rapid thermal cycling of biological samples |
| RU2017821C1 (ru) | 1990-10-10 | 1994-08-15 | Анатолий Михайлович Онищенко | Способ амплификации днк и устройство для его осуществления |
| US6703236B2 (en) * | 1990-11-29 | 2004-03-09 | Applera Corporation | Thermal cycler for automatic performance of the polymerase chain reaction with close temperature control |
| US5270183A (en) | 1991-02-08 | 1993-12-14 | Beckman Research Institute Of The City Of Hope | Device and method for the automated cycling of solutions between two or more temperatures |
| EP0636413B1 (en) | 1993-07-28 | 2001-11-14 | PE Corporation (NY) | Nucleic acid amplification reaction apparatus and method |
| DE4412286A1 (de) | 1994-04-09 | 1995-10-12 | Boehringer Mannheim Gmbh | System zur kontaminationsfreien Bearbeitung von Reaktionsabläufen |
| US5589136A (en) | 1995-06-20 | 1996-12-31 | Regents Of The University Of California | Silicon-based sleeve devices for chemical reactions |
| US6524532B1 (en) | 1995-06-20 | 2003-02-25 | The Regents Of The University Of California | Microfabricated sleeve devices for chemical reactions |
| US6168948B1 (en) | 1995-06-29 | 2001-01-02 | Affymetrix, Inc. | Miniaturized genetic analysis systems and methods |
| DE19534632A1 (de) | 1995-09-19 | 1997-03-20 | Boehringer Mannheim Gmbh | System zur Temperaturwechselbehandlung von Probenflüssigkeiten |
| US5761377A (en) | 1995-09-28 | 1998-06-02 | Holmes Products Corporation | Tower type portable radiant heater |
| JP3851672B2 (ja) | 1995-09-29 | 2006-11-29 | オリンパス株式会社 | Ｄｎａ増幅装置 |
| EP0927265A4 (en) | 1996-06-17 | 2000-07-12 | Trustees Of Board Of | THERMOCYCLING APPARATUS AND METHOD |
| US5786182A (en) | 1997-05-02 | 1998-07-28 | Biomerieux Vitek, Inc. | Dual chamber disposable reaction vessel for amplification reactions, reaction processing station therefor, and methods of use |
| EP0997530B1 (en) | 1997-06-26 | 2006-08-23 | Takara Bio Inc. | Dna polymerase-related factors |
| US7799521B2 (en) * | 1998-06-24 | 2010-09-21 | Chen & Chen, Llc | Thermal cycling |
| ATE468175T1 (de) | 1999-03-25 | 2010-06-15 | Alphahelix Molecular Diagnosti | Homogenisierung von kleinvolumigen mischungen durch zentrifugierung und erhitzen |
| US6472186B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-10-29 | Andre Quintanar | High speed process and apparatus for amplifying DNA |
| JP2005095001A (ja) | 1999-10-22 | 2005-04-14 | Fujisawa Pharmaceut Co Ltd | ヘテロマーペプチドの遺伝子工学的固定化 |
| AUPQ671500A0 (en) | 2000-04-05 | 2000-05-04 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Fuel injector nozzles |
| US6734401B2 (en) | 2000-06-28 | 2004-05-11 | 3M Innovative Properties Company | Enhanced sample processing devices, systems and methods |
| US6720187B2 (en) * | 2000-06-28 | 2004-04-13 | 3M Innovative Properties Company | Multi-format sample processing devices |
| AU2001290309A1 (en) | 2000-10-27 | 2002-05-15 | International Reagents Corporation | Method of diagnosing nephropathy |
| AU2002313676A1 (en) | 2001-07-16 | 2003-03-03 | Idaho Technology, Inc. | Thermal cycling system and method of use |
| WO2003038127A1 (en) | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Ahram Biosystems Inc. | Method and apparatus for amplification of nucleic acid sequences using immobilized dna polymerase |
| KR100740869B1 (ko) * | 2002-09-13 | 2007-07-19 | 아람 바이오시스템 주식회사 | 고정화된 디엔에이 중합효소를 사용한 염기서열 증폭 방법및 장치 |
| US7537890B2 (en) | 2003-10-03 | 2009-05-26 | The Regents Of The University Of Michigan | Methods of performing biochemical reactions in a convective flow field |
| US8043849B2 (en) * | 2004-02-24 | 2011-10-25 | Thermal Gradient | Thermal cycling device |
| ATE460947T1 (de) | 2004-06-07 | 2010-04-15 | Core Dynamics Ltd | Verfahren zur sterilisation von biologischen präparaten |
| CN2767454Y (zh) | 2004-07-06 | 2006-03-29 | 北京工业大学 | 一种应用于pcr扩增的微流控芯片应用封装结构 |
| JP4574328B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2010-11-04 | キヤノン株式会社 | 試料温度調整装置 |
| US8735103B2 (en) * | 2006-12-05 | 2014-05-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Natural convection-driven PCR apparatus and method using disposable polymer chip |
| CN1995319A (zh) | 2007-01-12 | 2007-07-11 | 北京工业大学 | 面向聚合酶链式反应微流控芯片的多通道智能温控装置 |
| JP5196126B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2013-05-15 | セイコーエプソン株式会社 | 生体試料反応装置および生体試料反応方法 |
| EP2235196A4 (en) * | 2008-01-24 | 2011-09-28 | Medigen Biotechnology Corp | METHODS AND APPARATUSES FOR CONVECTIVE POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) |
| CN104630056B (zh) * | 2010-01-12 | 2017-11-07 | 阿赫姆生物系统公司 | 两阶段热对流装置及其用途 |
-
2011
- 2011-01-11 CN CN201410815538.8A patent/CN104630056B/zh active Active
- 2011-01-11 AU AU2011206360A patent/AU2011206360A1/en not_active Abandoned
- 2011-01-11 WO PCT/IB2011/050104 patent/WO2011086498A2/en active Application Filing
- 2011-01-11 JP JP2012548513A patent/JP5865261B2/ja active Active
- 2011-01-11 BR BR112012017152-6A patent/BR112012017152A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-01-11 CN CN201180013705.1A patent/CN102803465B/zh active Active
- 2011-01-11 KR KR1020127020990A patent/KR101931235B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-11 KR KR1020187036247A patent/KR102032523B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-11 EP EP11732726.2A patent/EP2524027A4/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-07-02 US US13/539,765 patent/US9573133B2/en active Active
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015255221A patent/JP6427483B2/ja active Active
-
2016
- 2016-07-22 AU AU2016206392A patent/AU2016206392B2/en not_active Ceased
-
2017
- 2017-01-04 US US15/398,618 patent/US10086375B2/en active Active
-
2018
- 2018-08-22 US US16/108,624 patent/US20190210028A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455175A (en) * | 1990-06-04 | 1995-10-03 | University Of Utah Research Foundation | Rapid thermal cycling device |
| JP2004518129A (ja) * | 2000-12-29 | 2004-06-17 | アイキューム インク | 試料処理装置及び方法 |
| US20020127152A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | The Regents Of The University Of California | Convectively driven PCR thermal-cycling |
| US20040152122A1 (en) * | 2001-09-15 | 2004-08-05 | Hwang Hyun Jin | Method and apparatus for amplification of nucleic acid sequences by using thermal convection |
| JP2005516588A (ja) * | 2001-09-15 | 2005-06-09 | アーラム バイオシステムズ インコーポレイテッド | 熱対流を利用した核酸配列増幅方法及び装置 |
| JP2009100761A (ja) * | 2001-09-15 | 2009-05-14 | Ahram Biosystems Inc | 熱対流を利用した核酸配列増幅方法及び装置 |
| JP2008200028A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-09-04 | Eiken Chem Co Ltd | 反応又は検出用チューブ容器、該容器を含む試薬キット |
| WO2009026639A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Corbett Research Pty Ltd | Thermal cycling device with selectively openable sample port |
| JP2009201444A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析装置 |
| JP2016144479A (ja) * | 2010-01-12 | 2016-08-12 | アーラム バイオシステムズ インコーポレイテッド | ３段熱対流装置及びその使用法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016144479A (ja) * | 2010-01-12 | 2016-08-12 | アーラム バイオシステムズ インコーポレイテッド | ３段熱対流装置及びその使用法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10086375B2 (en) | 2018-10-02 |
| US9573133B2 (en) | 2017-02-21 |
| AU2016206392B2 (en) | 2018-07-19 |
| JP5865261B2 (ja) | 2016-02-17 |
| CN104630056A (zh) | 2015-05-20 |
| US20130109021A1 (en) | 2013-05-02 |
| US20170239662A1 (en) | 2017-08-24 |
| WO2011086498A3 (en) | 2012-01-12 |
| KR20180136004A (ko) | 2018-12-21 |
| US20190210028A1 (en) | 2019-07-11 |
| KR20120116473A (ko) | 2012-10-22 |
| CN102803465B (zh) | 2015-01-21 |
| BR112012017152A2 (pt) | 2020-10-06 |
| JP6427483B2 (ja) | 2018-11-21 |
| WO2011086498A2 (en) | 2011-07-21 |
| EP2524027A2 (en) | 2012-11-21 |
| CN102803465A (zh) | 2012-11-28 |
| KR101931235B1 (ko) | 2018-12-21 |
| CN104630056B (zh) | 2017-11-07 |
| JP2013516976A (ja) | 2013-05-16 |
| EP2524027A4 (en) | 2017-10-25 |
| KR102032523B1 (ko) | 2019-10-15 |
| AU2016206392A1 (en) | 2016-08-11 |
| AU2011206360A1 (en) | 2012-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5865261B2 (ja) | ２段熱対流装置及びその使用法 | |
| JP6432946B2 (ja) | ３段熱対流装置及びその使用法 | |
| JP2013516976A5 (ja) | ||
| WO2013091472A1 (zh) | 一种在恒温热源下进行聚合酶链式反应的方法及装置 | |
| EP3296386B1 (en) | Nucleic acid amplification reaction tube capable of controlling liquid circulation path |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160122 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160122 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161121 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170221 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20170420 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170519 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171012 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180112 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180308 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180411 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180927 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181029 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6427483 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |