JP2019047832A - 生物学的適用のための制御系および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本教示の分野は、熱サイクルシステム中のサンプル容器のアレイとともに使用する、トレイアッセンブリーを対象とする。
熱不均一性(TNU)の分析は、熱ブロックアッセンブリーの性能を特徴付ける、当技術分野の確立された特性であり、様々な生物分析装置において用いられ得る。TNUは通常、熱ブロックアッセンブリーのサンプルブロック部分において測定され、このサンプルブロックは、サンプル支持デバイスと係合し得る。TNUは、サンプルブロック中の最も高温の場所と最も低温の場所との間の、差または平均の差のいずれかとして、表され得る。たとえば、TNUは、サンプルブロック中の最も高温のサンプル温度もしくは位置と最も低温のサンプル温度もしくは位置との間の、差または平均の差として求められ得る。ゲルデータと比較して設定される業界標準では、約1.0℃の差として、または0.5℃の平均の差として定義されるように、TNUを表し得る。これまでは、TNUを低減することについては、サンプルブロックに注目が向けられてきた。たとえば、通常サンプルブロックの縁部は中心部よりも低温であり、この温度の差が、サンプル支持デバイスにおいて処理されている生物学的サンプルに伝えられるのが観測されている。
本発明のある実施形態では、複数の容器にわたる雰囲気温度の不均一性を制御するためのトレイアッセンブリーが提示される。トレイアッセンブリーは、第1の熱伝導率を有する第1の材料から作製される本体を備える。本体はまた、1つまたは複数のヌクレオチドサンプルを収容する複数の容器を受容するように構成される、複数の開口を有する。トレイアッセンブリーはさらに、第2の熱伝導率を有する第2の材料から作製されるアダプタを含む。さらに、アダプタの熱伝導率は、本体の熱伝導率よりも大きい。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(請求項1)
複数の容器にわたる雰囲気温度均一性を制御するためのトレイアッセンブリーであって、
第1の熱伝導率を有する少なくとも第1の材料から作製された本体であって、前記本体は、1つまたは複数のヌクレオチドサンプルを収容する複数の容器を受容するように構成される複数の開口を備える、本体と、
前記第1の材料の前記熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2の材料から作製されたアダプタと
を備える、トレイアッセンブリー。
(請求項2)
前記本体が、少なくとも1つのシールを受容するように適合される、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項3)
前記少なくとも1つのシールが、前記本体と熱カバーとの間に配置された上部シール、前記本体とサンプルブロックとの間に配置された1つまたは複数の底部シール、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項2に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項4)
前記第1の材料が、2W/(m・K)未満の熱伝導率を有し、前記第2の材料が、200W/(m・K)より高い熱伝導率を有する、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。(請求項5)
前記第1の材料がポリマー材料を含み、前記第2の材料が金属を含む、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項6)
前記第1の材料がポリカーボネートを含み、前記第2の材料が、アルミニウム、銅、および鋼鉄からなる群から選択された金属を含む、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項7)
前記第2の材料が銅を含む、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項8)
前記第2の材料がステンレス鋼合金を含む、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。(請求項9)
前記アダプタが、前記本体の前記複数の開口に対応する複数の開口を備える、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。
(請求項10)
前記アダプタが、複数の熱伝導要素を含む、請求項1に記載のトレイアッセンブリー。(請求項11)
熱サイクラーであって、前記熱サイクラーは、
トレイアッセンブリーであって、前記トレイアッセンブリーは、
第1の熱伝導率を有する少なくとも第1の材料で作製された本体と、
前記第1の材料の前記熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2の材料で作製されたアダプタと
を備えるトレイアッセンブリーと、
1つまたは複数のヌクレオチドサンプルの温度を制御するように構成される制御ブロックと、
複数の容器を少なくとも部分的にカバーするようにサイズ決定され、かつ配置される熱カバーと、
1つまたは複数のヌクレオチドサンプルを収容する複数の容器を受容するように構成される1つまたは複数の凹みを備えるサンプルブロックと
を備える、熱サイクラー。
(請求項12)
前記本体が、少なくとも1つのシールを受容するように適合される、請求項11に記載の熱サイクラー。
(請求項13)
前記アダプタが、前記本体と前記1つまたは複数のヌクレオチドサンプルとの間に配置される、請求項11に記載の熱サイクラー。
(請求項14)
前記複数の容器が前記熱サイクラーの動作の間に前記サンプルブロック内に位置する場合に、前記熱カバーおよびトレイアッセンブリーが、複数の温度ゾーンを生成するように構成される、請求項11に記載の熱サイクラー。
(請求項15)
前記容器内の前記温度ゾーンが、所定の温度範囲内で互いに異なる、請求項14に記載の熱サイクラー。
(請求項16)
前記温度ゾーンが、摂氏0.6度以下まで互いに異なる、請求項15に記載の熱サイクラー。
(請求項17)
前記温度ゾーンが、摂氏0.5度以下まで互いに異なる、請求項15に記載の熱サイクラー。
(請求項18)
前記温度ゾーンが、摂氏0.3度以下まで互いに異なる、請求項15に記載の熱サイクラー。
(請求項19)
サンプルブロックを提供するステップであって、前記サンプルブロックは、1つまたは複数のヌクレオチドサンプルを収容する複数の容器を受容するように構成されるステップと、
熱カバーを提供するステップであって、前記熱カバーは、前記複数の容器を少なくとも部分的にカバーするように構成される、ステップと、
前記熱カバーと前記サンプルブロックとの間に本体およびアダプタを配置することによって前記1つまたは複数のヌクレオチドサンプルの温度を制御するステップであって、前記本体およびアダプタが、ヌクレオチド処理の間に、前記複数の容器にわたって蒸発および/または凝縮を低減する、ステップとを含む、ヌクレオチド処理のための方法。
(請求項20)
前記制御するステップが、ヌクレオチド処理の間に、前記複数の容器にわたって周囲の熱を分配するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
本教示は、アッセンブリー全体で熱不均一性の低いトレイアッセンブリーの、様々な実施形態を開示する。以下でより詳細に論じられるように、そのような低い熱不均一性を有する熱アッセンブリーの様々な実施形態は、そのような熱アッセンブリーを利用する生物分析装置の所望の性能を実現する。
Claims (12)
- 熱サイクラーであって、前記熱サイクラーは、
トレイアッセンブリーであって、前記トレイアッセンブリーは、
第1の熱伝導率を有する少なくとも第1の材料で作製された本体であって、前記本体は、本体上面と、対向する本体底面と、前記本体上面から前記本体底面まで前記本体を通って延びている複数の本体開口部とを含む、本体と、
前記第1の材料の前記熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する第2の材料で作製されたアダプタであって、前記アダプタは、アダプタ上面と、対向するアダプタ底面と、前記アダプタ上面から前記アダプタ底面まで前記アダプタを通って延びている複数のアダプタ開口部と、前記アダプタに結合されているシールとを含み、前記シールは、前記複数のアダプタ開口部を取り囲む、アダプタと
を含み、
前記アダプタ上面は、各本体開口部が1つのアダプタ開口部に位置合わせされ、これにより、1つ以上のサンプル容器を受容するように前記トレイアッセンブリーを構成するように、前記本体底面に固定されるように構成されており、
前記本体は、前記シールを受容するための形状にされている適合部をさらに含む、トレイアッセンブリーと、
前記1以上のサンプル容器に含まれている1つ以上のヌクレオチドサンプルの温度を制御するように構成されている制御ブロックと、
前記1つ以上のサンプル容器を少なくとも部分的にカバーするように大きさが決定され、かつ、前記トレイアッセンブリーの上に配置されている熱カバーと、
前記トレイアッセンブリーの下に配置されているサンプルブロックであって、前記1つ以上のヌクレオチドサンプルを含む1つ以上のサンプル容器を受容するように構成されている1つ以上の凹みを含むサンプルブロックと
を備える、熱サイクラー。 - 前記アダプタは、前記本体と前記1つ以上のヌクレオチドサンプルとの間に配置されている、請求項1に記載の熱サイクラー。
- 前記トレイアッセンブリーは、前記熱カバーと前記サンプルブロックとの間に配置されており、前記トレイアッセンブリーは、前記熱サイクラーの動作の間、前記サンプルブロック内に配置されている前記容器の所定の温度均一性を提供するように構成されている、請求項1に記載の熱サイクラー。
- 前記アダプタ材料は、金属であり、前記アダプタ材料は、摂氏0.6度以下の温度均一性を提供するように選択される、請求項3に記載の熱サイクラー。
- 前記アダプタ材料は、金属であり、前記アダプタ材料は、摂氏0.5度以下の温度均一性を提供するように選択される、請求項3に記載の熱サイクラー。
- 前記アダプタ材料は、金属であり、前記アダプタ材料は、摂氏0.3度以下の温度均一性を提供するように選択される、請求項3に記載の熱サイクラー。
- 前記アダプタは、前記本体上面に固定されるようにさらに構成されている、請求項3に記載の熱サイクラー。
- 前記シールは、前記本体と熱カバーとの間に配置されている上面シール、前記本体とサンプルブロックとの間に配置されている1つ以上の底面シール、これらの組み合わせからなる群から選択される、請求項7に記載の熱サイクラー。
- 前記本体は、ポリマー材料から作製されており、前記アダプタは、金属材料から作製されている、請求項3に記載の熱サイクラー。
- 前記ポリマー材料は、ポリカーボネートを含み、前記金属材料は、アルミニウム、銅、鋼合金からなる群から選択された金属を含む、請求項9に記載の熱サイクラー。
- 前記シールは、ポリマー材料から構成されている、請求項1に記載の熱サイクラー。
- 前記アダプタ材料は、200W/(m・K)よりも大きい熱伝導率を有する、請求項3に記載の熱サイクラー。
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