JP5800647B2

JP5800647B2 - 反応装置

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Publication number: JP5800647B2
Application number: JP2011191207A
Authority: JP
Inventors: 克惇田伏; 實恩地
Original assignee: SUNNY ENGINEERING CO., LTD.
Current assignee: SUNNY ENGINEERING CO., LTD.
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: US20130341322A1; WO2013031293A1; EP2700444A4; JP2013053886A; CN103582521A; EP2700444A1

Description

本発明は、細胞培養など試料を反応させる反応装置に関する。

従来、化学反応や生化学反応などの分野では、人体等から採取した試料を用いて微量の化学合成、分解反応、ＤＮＡ分析などを行う際、マイクロ波を利用した化学反応装置が用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１５４１３８号公報

しかしながら、従来の化学反応装置は、一つの試料しか反応させることができず、複数の試料を反応させたい場合、一つ一つ反応させなければならないため、極めて非効率的であるという問題があった。

さらには、複数の試料を同時に反応させるには、各試料に照射されるマイクロ波を調節して、上記各試料を略均一に反応させなければならないため、複数の試料を同時に反応させるには技術的な困難性が伴うという問題もあった。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、複数の試料を同時に反応させるにあたって、複数の試料を略均一に反応させることができる反応装置を提供することを目的としている。

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明の請求項１に係る反応装置は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）と、採取対象から採取した複数の試料を夫々保持する保持容器（２４，５２）と、前記各保持容器（２４，５２）を夫々載置可能なマイクロ波照射容器（２０）と、前記保持容器（２４，５２）に保持されている試料又は前記マイクロ波照射容器（２０）内の温度を検知する温度センサ（２３）と、前記温度センサ（２３）にて検知した温度に基づいて前記マイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）にて発振されるマイクロ波を可変させてなるマイクロ波制御手段（マイクロ波制御部３１ａ）とを有し、前記マイクロ波照射容器（２０）は、前記マイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）にて発振されたマイクロ波を当該マイクロ波照射容器（２０）内に導入するマイクロ波導入口（２２）と、該マイクロ波導入口（２２）から導入されたマイクロ波を前記複数の試料に夫々照射するために、当該マイクロ波を前記各保持容器（２４，５２）にのみ夫々直接照射するマイクロ波照射手段（リング状パターン２１ｆ，矩形状のパッチアンテナ５１ｅ）とを有してなることを特徴としている。

そして、請求項２の発明は、上記請求項１に記載の反応装置において、前記マイクロ波導入口（２２）よりマイクロ波の反射波を受信し、その受信した反射波が所定値以上であるか否かを計測する電力モニタ手段（電力モニタ部３０ｃ）をさらに有し、前記電力モニタ手段（電力モニタ部３０ｃ）にて前記受信した反射波が所定値以上であることを計測すると、前記マイクロ波制御手段（マイクロ波制御部３１ａ）にて、前記マイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）にて発振されるマイクロ波を停止させてなることを特徴としている。

また、請求項３の発明は、上記請求項１又は２に記載の反応装置において、前記マイクロ波照射容器（２０）は、恒温槽（４）内に載置されてなることを特徴としている。

一方、請求項４の発明に係る反応装置は、採取対象から採取した複数の試料を夫々保持する保持容器（５２）と、前記各保持容器（５２）を夫々載置可能なマイクロ波照射容器（２０）と、所定のマイクロ波を所定時間毎に発振するマイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３００ａ）とを有し、前記マイクロ波照射容器（２０）は、前記マイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３００ａ）にて発振されたマイクロ波を当該マイクロ波照射容器（２０）内に導入するマイクロ波導入口（２２）と、該マイクロ波導入口（２２）から導入されたマイクロ波を前記複数の試料に夫々照射するために、当該マイクロ波を前記各保持容器（５２）にのみ夫々直接照射するマイクロ波照射手段（矩形状のパッチアンテナ５１ｅ）とを有してなることを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず請求項１の発明にかかる反応装置では、マイクロ波照射容器（２０）に、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器（２４，５２）をそれぞれ載置し、当該保持容器（２４，５２）に保持されている試料の温度又はマイクロ波照射容器（２０）内の温度を温度センサ（２３）によって検知している。そして、その検知した温度は、マイクロ波制御手段（マイクロ波制御部３１ａ）に出力され、そのマイクロ波制御手段（マイクロ波制御部３１ａ）は上記温度に基づいてマイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）にて発振されるマイクロ波を可変させ、その可変させたマイクロ波がマイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）を介して、マイクロ波照射容器（２０）内に当該マイクロ波を導入するマイクロ波導入口（２２）に出力される。そしてさらに、マイクロ波導入口（２２）から導入されたマイクロ波が、上記各保持容器（２４，５２）にのみそれぞれマイクロ波照射手段（リング状パターン２１ｆ，矩形状のパッチアンテナ５１ｅ）によって直接照射される。これにより、複数の試料に略均一なマイクロ波を照射することができるため、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

そしてまた、請求項２の発明によれば、電力モニタ手段（電力モニタ部３０ｃ）は、マイクロ波導入口（２２）よりマイクロ波の反射波を受信し、その受信した反射波が所定値以上であるか否かを計測する。そして、その電力モニタ手段（電力モニタ部３０ｃ）が、当該受信した反射波が所定値以上であることを計測すると、上記マイクロ波制御手段（マイクロ波制御部３１ａ）にて、マイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３０ａ）にて発振されるマイクロ波を停止させる。これにより、マイクロ波発振手段にて異常な値のマイクロ波を発振させないように制御できるため、マイクロ波発振手段の破損を低減することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、恒温槽（４）内にマイクロ波照射容器（２０）を載置することにより、保持容器（２４，５２）内に保持されている採取対象から採取した試料の反応をより良くすることができる。

一方、請求項４の発明にかかる反応装置では、マイクロ波照射容器（２０）には、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器（５２）をそれぞれ載置しており、そして、所定時間後毎に所定のマイクロ波がマイクロ波発振手段（マイクロ波発振部３００ａ）を介して、マイクロ波照射容器（２０）内に導入される。そしてさらに、マイクロ波導入口（２２）から導入されたマイクロ波が、上記各保持容器（５２）にのみそれぞれマイクロ波照射手段（矩形状のパッチアンテナ５１ｅ）によって直接照射される。これにより、複数の試料に略均一なマイクロ波を照射することができるため、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

本発明の第１実施形態に係る反応装置の平面図を示し、そのうち当該反応装置に係るアプリケータは横断面図を示した図である。同実施形態に係るアプリケータの正面図である。同実施形態に係るマイクロ波発振制御装置のブロック図である。本発明の第２実施形態に係る反応装置の平面図を示し、そのうち当該反応装置に係るアプリケータは横断面図を示している図である。同実施形態に係るアプリケータの正面図である。本発明の第３実施形態に係る反応装置の正面図を示し、そのうち当該反応装置に係るアプリケータは縦断面図を示した図である。（ａ）は同実施形態に係るアプリケータの蓋体の平面図、（ｂ）は図６のＸ−Ｘ線断面図である。本発明の第４実施形態に係る反応装置の正面図を示し、そのうち当該反応装置に係るアプリケータは縦断面図を示した図である。（ａ）は同実施形態に係るアプリケータの蓋体の平面図、（ｂ）は図８のＹ−Ｙ線断面図である。本発明の第５実施形態に係る反応装置の平面図を示し、そのうち当該反応装置に係るアプリケータは横断面図を示した図である。同実施形態に係るアプリケータの正面図である。同実施形態に係るマイクロ波発振制御装置のブロック図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態について、図１〜図３を参照して具体的に説明する。

本実施形態に係る反応装置は、図１に示すように、アプリケータ１と、そのアプリケータ１にマイクロ波を供給するマイクロ波発振制御装置３と、槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４とで構成されている。アプリケータ１は、図１及び図２に示すように、アルミ等で形成される蓋体１０と、上方が開放され内部が空洞に形成されると共に、周縁が若干厚肉状に形成された直方体状のマイクロ波照射容器２０とで構成されている。そして、このように構成されるアプリケータ１は、図１に示すように、恒温槽４内に載置されている。

蓋体１０は、図２に示すように、正面視コ字状の蓋体本体１１と、その蓋体本体１１の上部に溶接等によって固定された把持部１２とで構成されている。より詳しく説明すると、蓋体本体１１は、図１及び図２に示すように、上記マイクロ波照射容器２０の上方を閉止すると共に、当該マイクロ波照射容器２０の周枠を取り囲むように形成されている。そして、把持部１２によって、上記蓋体本体１１が上記マイクロ波照射容器２０より分離できるように移動させることができ、これにより、上記マイクロ波照射容器２０の上方を自由に開放したり閉止したりできるようになっている。なお、本実施形態においては、蓋体１０とマイクロ波照射容器２０とが分離できる例を示したが、蝶番等を用いて蓋体１０とマイクロ波照射容器２０とを一体形成しても良い。

一方、マイクロ波照射容器２０は、アルミ等で形成され、図１及び図２に示すように、内部に矩形状のプリント基板２１がビス等（図示せず）によって止着固定され、側面略中央部にビス２２ａによって止着固定されたＳＭＡ型同軸コネクタからなるマイクロ波導入口２２が設けられ、さらに、側面端部側にビス２３ａによって止着固定された接触式温度センサ２３が設けられている。なお、このマイクロ波導入口２２より、上記マイクロ波発振制御装置３より出力されるマイクロ波が、上記マイクロ波照射容器２０内に供給される。なお、本実施形態においては、マイクロ波導入口２２としてＳＭＡ型同軸コネクタを例示したが、勿論、Ｎ型の同軸コネクタでも良い。

プリント基板２１には、上記マイクロ波導入口２２と導通されるように形成されたマイクロ波導入路２１ａがパターン形成され、そのパターン形成されたマイクロ波導入路２１ａが分配器２１ｂによって２分配され、さらに、その２分配されたマイクロ波導入路２１ａが分配器２１ｃ，２１ｄによって４分配されている。なお、分配器２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、プリント基板２１上にパターン形成されており、このような、分配器を用いることにより、マイクロ波の反射波を低減させることができる。

また、上記のように４分配されたマイクロ波導入路２１ａは、インピーダンス整合をとるための整合器２１ｅをそれぞれ介して、リング状パターン２１ｆにそれぞれ接続されている。なお、これら整合器２１ｅ及びこれらリング状パターン２１ｆも、プリント基板２１上にパターン形成されている。

他方、上記リング状パターン２１ｆ上には、それぞれ人体等から採取した試料を保持するシャーレからなる保持容器２４が載置され、そして、図１に示すように、リング状パターン２１ｆの外径は、上記保持容器２４より若干径大に形成されている。このように、リング状パターン２１ｆの外径を、上記保持容器２４より若干径大に形成することにより、保持容器２４に対し、効率的にマイクロ波を照射することができる。すなわち、リング状パターン２１ｆの外径を保持容器２４の中心付近にすると、周辺部分が照射されず、さらには、リング状パターン２１ｆを保持容器２４の外径を取り囲むようにすると、リング状パターン２１ｆと保持容器２４自体に接触部分が無くなるため、非常に効率の悪い照射となるためである。なお、プリント基板２１上には、上記リング状パターン２１ｆ上に上記保持容器２４を位置決め固定するために、図１及び図２に示すように、上記リング状パターン２１ｆの周枠所要箇所（図示では３個）に円柱状の保持部材２５が配設されている。

また、温度センサ２３には、図１に示すようにマイクロ波照射容器２０の内部側に、シース熱電対線２３ｂが取り付けられており、そのシース熱電対線２３ｂの先端が１個の保持容器２４内に導入され、当該保持容器２４内に保持されている試料の温度を検知している。そして、その検知した温度を、シース熱電対線２３ｂを介して温度センサ２３より、図１に示すようにマイクロ波発振制御装置３に出力している。なお、上記シース熱電対線２３ｂの先端が１個の保持容器２４内に導入されているのは、当該保持容器２４と他の保持容器２４（図示では３個）に対し、上記説明したように、同条件のマイクロ波を照射しているため、１個の保持容器２４内に上記シース熱電対線２３ｂの先端を導入すれば、上記各保持容器２４内にそれぞれ保持されている試料の温度を全て管理することができるためである。

一方、上記マイクロ波発振制御装置３は、図３に示すように、マイクロ波生成部３０と制御表示部３１とで構成されている。マイクロ波生成部３０は、マイクロ波発振部３０ａと、マイクロ波増幅部３０ｂと、電力モニタ部３０ｃとで構成されている。マイクロ波発振部３０ａは、上記制御表示部３１からの指令に基づき、マイクロ波を発振させたり、その発振を停止させたりすることが可能である。一方、このようにマイクロ波発振部３０ａによって発振されたマイクロ波は、マイクロ波増幅部３０ｂによって増幅され電力モニタ部３０ｃに出力される。そして、その出力を受信した電力モニタ部３０ｃは、上記増幅されたマイクロ波をマイクロ波導入口２２に出力し、さらに、そのマイクロ波導入口２２から出力される反射波を受信し、その受信した反射波が所定値以上の反射波であれば、マイクロ波の発振を停止させる命令を制御表示部３１に出力する。これにより、マイクロ波発振部３０ａ及びマイクロ波増幅部３０ｂに異常な値のマイクロ波を発振させることがないよう制御できるため、マイクロ波発振部３０ａ及びマイクロ波増幅部３０ｂの破損を低減することができる。

また、制御表示部３１は、マイクロ波制御部３１ａと表示部３１ｂとで構成され、マイクロ波制御部３１ａは、温度センサ２３によって検知された保持容器２４内に保持されている試料の温度を受信し、当該試料の温度を一定に保つために、マイクロ波を略連続的に可変させて、時間的に連続したマイクロ波（時間的に断続的でないマイクロ波（出力が０となる時間が連続しないマイクロ波））を発振する命令をマイクロ波発振部３０ａに出力する。これにより、マイクロ波発振部３０ａは、その命令に基づくマイクロ波を発振する。

さらに、マイクロ波制御部３１ａは、上記電力モニタ部３０ｃから出力されたマイクロ波の発振を停止させる命令を受信すると、マイクロ波の発振を停止させる命令をマイクロ波発振部３０ａに出力する。これにより、マイクロ波発振部３０ａは、マイクロ波の発振を停止させる。なお、表示部３１ｂは、液晶等からなるもので、マイクロ波制御部３１ａを介して温度センサ２３にて検知した温度を表示したり、又は、マイクロ波の停止信号を表示したりすることが可能である。

上記のように、アプリケータ１に導入されるマイクロ波は、上記マイクロ波発振制御装置３により制御されている。それゆえ、当該アプリケータ１を槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４内に載置することで、保持容器２４内に保持されている人体等から採取した試料の反応をより良くすることができる。すなわち、恒温槽４内の温度を例えば３７℃に設定すると、保持容器２４内に保持されている試料の温度は、マイクロ波の照射との関係から一定温度とはならず、３７℃付近の温度に変化することとなる。そのため、マイクロ波制御部３１ａは、温度センサ２３によって検知された当該温度を一定に保つようにマイクロ波を略連続的に可変させて、時間的に連続したマイクロ波を発振する命令をマイクロ波発振部３０ａに出力し続けることとなる。それゆえ、マイクロ波発振部３０ａは、その命令に基づくマイクロ波を発振し続けることとなり、マイクロ波発振制御装置３を用いてアプリケータ１に導入されるマイクロ波が途切れることなく、保持容器２４に照射されることとなる。それがために、当該保持容器２４内に保持されている試料の反応をより良くすることができる。

しかして、本実施形態によれば、マイクロ波照射容器２０に、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器２４をそれぞれ載置し、当該保持容器２４に保持されている試料の温度を温度センサ２３によって検知している。そして、その検知した温度は、マイクロ波制御部３１ａに出力され、そのマイクロ波制御部３１ａは上記温度に基づいてマイクロ波発振部３０ａにて発振されるマイクロ波を可変させ、その可変させたマイクロ波がマイクロ波発振部３０ａを介して、マイクロ波照射容器２０内に当該マイクロ波を導入するマイクロ波導入口２２に出力される。そしてさらに、マイクロ波導入口２２から導入されたマイクロ波が、上記各保持容器２４それぞれにリング状パターン２１ｆによって照射される。これにより、複数の試料に略均一なマイクロ波が照射されることとなるため、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

なお、本実施形態においては、保持容器としては、シャーレを用いた方が好ましく、当該保持容器内に保持される試料の使用例としては、細胞培養等に用いることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について、図４及び図５を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態に係る反応装置は、図４に示すように、アプリケータ５０と、そのアプリケータ５０にマイクロ波を供給するマイクロ波発振制御装置３と、槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４とで構成されている。アプリケータ５０は、図４及び図５に示すように、蓋体１０と、マイクロ波照射容器２０とで構成され、このように構成されるアプリケータ５０は、図４に示すように、恒温槽４内に載置されている。そして、マイクロ波照射容器２０は、図４及び図５に示すように、内部に矩形状のプリント基板５１がビス等（図示せず）によって止着固定され、側面略中央部にビス２２ａによって止着固定されたＳＭＡ型同軸コネクタからなるマイクロ波導入口２２が設けられ、さらに、側面端部側にビス２３ａによって止着固定された接触式温度センサ２３が設けられている。なお、このマイクロ波導入口２２より、上記マイクロ波照射容器２０内に上記マイクロ波発振制御装置３より出力されるマイクロ波が供給される。

プリント基板５１には、上記マイクロ波導入口２２と導通されるように形成されたマイクロ波導入路５１ａがパターン形成され、そのパターン形成されたマイクロ波導入路５１ａが分配器５１ｂによって２分配され、さらに、その２分配されたマイクロ波導入路５１ａが分配器５１ｃ，５１ｄによって４分配されている。なお、分配器５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、プリント基板５１上にパターン形成されており、このような分配器を用いることにより、マイクロ波の反射波を低減させることができる。

また、上記のように４分配されたマイクロ波導入路５１ａは、矩形状のパッチアンテナ５１ｅに夫々接続されている。なお、これら矩形状のパッチアンテナ５１ｅも、プリント基板５１上にパターン形成されている。

一方、上記矩形状のパッチアンテナ５１ｅ上には、夫々、当該パッチアンテナ５１ｅの幅方向より若干小径な人体等から採取した試料を保持するプレパラートからなる保持容器５２が配設され、これにより、各保持容器５２それぞれに、マイクロ波が上記パッチアンテナ５１ｅより照射されることとなる。なお、プリント基板５１上には、上記矩形状のパッチアンテナ５１ｅ上に上記保持容器５２を位置決め固定するために、図４及び図５に示すように、上記各矩形状のパッチアンテナ５１ｅの左右両側には一対の略直方体状の保持部材５３がそれぞれ配設され、その各保持部材５３上に上記保持容器５２がそれぞれ載置されている。そして、その各保持部材５３は、図４に示すようにビス５３ａによってプリント基板５１上に止着固定されている。

他方、温度センサ２３は、第１実施形態と異なり、マイクロ波照射容器２０内の温度を検知し、その検知した温度を、図４に示すようにマイクロ波発振制御装置３に出力している。これは、プレパラートからなる保持容器５２が保持できる試料が極少量であることから、マイクロ波照射容器２０内の温度と上記保持容器５２が保持している試料の温度とにそれほど差が生じないためである。

しかして、本実施形態によれば、マイクロ波照射容器２０に、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器５２をそれぞれ載置し、マイクロ波照射容器２０内の温度を温度センサ２３によって検知している。そして、その検知した温度は、マイクロ波制御部３１ａに出力され、そのマイクロ波制御部３１ａは上記温度に基づいてマイクロ波発振部３０ａにて発振されるマイクロ波を可変させ、その可変させたマイクロ波がマイクロ波発振部３０ａを介して、マイクロ波照射容器２０内に当該マイクロ波を導入するマイクロ波導入口２２に出力される。そしてさらに、マイクロ波導入口２２から導入されたマイクロ波が、上記各保持容器５２それぞれに矩形状のパッチアンテナ５１ｅによって照射される。これにより、複数の試料に略均一なマイクロ波が照射されるため、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

なお、本実施形態においては、保持容器としては、プレパラートを用いた方が好ましく、当該保持容器内に保持される試料の使用例としては、蛍光抗体法等に用いることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６及び図７を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態に係る反応装置は、図６に示すように、アプリケータ１００と、そのアプリケータ１００にマイクロ波を供給するマイクロ波発振制御装置３と、槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４とで構成されている。アプリケータ１００は、図６に示すように、アルミ等で形成される蓋体１１０と、上方及び下方が開放された略筒型のマイクロ波照射容器１２０とで構成されている。そして、このように構成されるアプリケータ１００は、図６に示すように、恒温槽４内に載置されている。

蓋体１１０は、図７（ａ）に示すように、平面視略円形状に形成され、図６に示すように、厚板状に形成されている。そして、蓋体１１０の径は、図６に示すように、上記マイクロ波照射容器１２０の上方を閉止できるように形成され、蓋体１１０は、マイクロ波照射容器１２０より自由に分離できるようになっている。

また、蓋体１１０は、図６及び図７（ａ）に示すように、一端部側に後述する熱電対からなる温度センサ１２６をマイクロ波照射容器１２０内に導入するための略楕円形状からなる長孔１１１が形成され、そして、所要箇所（図示では４箇所（図７（ａ）参照））には、マイクロ波照射容器１２０内に発生する蒸気を外部に放出するための蒸気孔１１２が貫設されている。なお、本実施形態においては、蓋体１１０とマイクロ波照射容器１２０とが分離できる例を示したが、蝶番等を用いて蓋体１１０とマイクロ波照射容器１２０とを一体形成しても良い。

一方、マイクロ波照射容器１２０は、アルミ等からなり、図６に示すように、上方及び下方が開放された略筒型に形成され、そして、下方側には、ドーナツ型の設置台１２１が一体的に突設されている。この設置台１２１の下面には、図６に示すように、当該設置台１２１の下面にビス１２２ａによって止着固定されたＮ型同軸コネクタからなるマイクロ波導入口１２２が設けられ、そのマイクロ波導入口１２２の一端側（設置台１２１の上面側）には、上記マイクロ波発振制御装置３より出力されるマイクロ波が照射される同軸型中心導体１２３が取り付けられている。

また、マイクロ波照射容器１２０内及び設置台１２１の上面側には、マイクロ波の透過率が高いテフロン（登録商標）等からなる保持容器収納台１２４が、上記同軸型中心導体１２３内の周囲を取り囲むように配設されている。そして、その保持容器収納台１２４には、図６及び図７（ｂ）に示すように、上方がキャップ１２５ａによって閉止された試験管からなる人体等から採取した試料を保持する保持容器１２５を収納可能な略半楕円形状からなる収納孔１２４ａが、上記同軸型中心導体１２３の周囲を取り囲むように所定間隔置きに穿設されている。

このように、保持容器収納台１２４に穿設された各収納孔１２４ａに、それぞれ、人体等から採取した試料を保持する保持容器１２５が収納され、このように収納されたこれら保持容器１２５は、同軸型中心導体１２３を取り囲むように収納されている。それゆえ、同軸型中心導体１２３から照射されたマイクロ波がこれら保持容器１２５に略均一に照射されることとなる。なお、保持容器収納台１２４は、マイクロ波照射容器１２０内から自由に分離できるようになっており、保持容器１２５も保持容器収納台１２４より自由に分離できるように収納されている。

一方、上記これら保持容器１２５のうち１個の保持容器１２５内には、蓋体１１０の長孔１１１から導入された熱電対からなる温度センサ１２６が導入され、当該保持容器１２５内に保持されている試料の温度を検知している。そして、その検知した温度を、図６に示すようにマイクロ波発振制御装置３に出力している。なお、上記温度センサ１２６が１個の保持容器１２５内に導入されているのは、当該保持容器１２５と他の保持容器１２５（図示では４個）に対し、上記説明したように、同条件のマイクロ波を照射しているため、１個の保持容器１２５内に温度センサ１２６を導入すれば、上記各保持容器１２５内にそれぞれ保持されている試料の温度を全て管理することができるためである。なお本実施形態においては、保持容器１２５に保持されている試料の温度を、温度センサ１２６を用いて検知するようにしたが、マイクロ波照射容器１２０内の温度を検知するようにしても良い。しかしながら、精度を高めるため、保持容器１２５に保持されている試料の温度を検知するようにした方が好ましい。

しかして、本実施形態によれば、マイクロ波照射容器１２０に、複数の試料を夫々保持している保持容器１２５をそれぞれ載置し、当該保持容器１２５に保持されている試料の温度を温度センサ１２６によって検知している。そして、その検知した温度は、マイクロ波制御部３１ａに出力され、そのマイクロ波制御部３１ａは上記温度に基づいてマイクロ波発振部３０ａにて発振されるマイクロ波を可変させ、その可変させたマイクロ波がマイクロ波発振部３０ａを介して、マイクロ波照射容器１２０内に当該マイクロ波を導入するマイクロ波導入口１２２に出力される。そしてさらに、マイクロ波導入口１２２から導入されたマイクロ波が、上記これら保持容器１２５に同軸型中心導体１２３によって照射される。そして、この同軸型中心導体１２３の周囲を取り囲むようにこれら保持容器１２５が載置されているから、複数の試料に略均一なマイクロ波を照射することができる。それゆえ、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

なお、本実施形態においては、保持容器としては、試験管を用いた方が好ましいが、プレパラート等を用いても良い。その際、保持容器収納台１２４に穿設された各収納孔１２４ａは、プレパラート等の形状に合わせた孔形状に穿設すればよい。なおまた、当該保持容器内に保持される試料の使用例としては、無機、有機反応、細胞培養等に用いることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る第４実施形態について、図８及び図９を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態及び第３実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態に係る反応装置は、図８に示すように、アプリケータ２００と、そのアプリケータ２００にマイクロ波を供給するマイクロ波発振制御装置３と、槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４とで構成されている。アプリケータ２００は、図８に示すように、アルミ等で形成される蓋体１１０と、上方及び下方が開放された略筒型のマイクロ波照射容器２１０とで構成されている。そして、このように構成されるアプリケータ２００は、図８に示すように、恒温槽４内に載置されている。

マイクロ波照射容器２１０は、熱伝導率の良いアルミ等からなり、図８に示すように、上方及び下方が開放された略筒型に形成され、そして、その中間側から上方側に向かって保持容器収納台２１１が一体的に突設されている。このように突設された保持容器収納台２１１の内周縁は、図９（ｂ）に示すように、上方がキャップ１２５ａによって閉止された試験管からなる人体等から採取した試料を保持する保持容器１２５（図８参照）を円周上に収納できるように、所定間隔置きに円弧が形成されている。そして、上記保持容器収納台２１１の下面には、図８に示すように、当該保持容器収納台２１１の下面にビス２１２ａによって止着固定された直角に折り曲げ形成されたＮ型同軸コネクタからなるマイクロ波導入口２１２が設けられ、そのマイクロ波導入口２１２の一端側（マイクロ波照射容器２１０の上方側）には、上記マイクロ波発振制御装置３より出力されるマイクロ波が照射される同軸型中心導体２１３が取り付けられている。これにより、同軸型中心導体２１３の周囲を取り囲むように、これら保持容器１２５が収納されることとなる。なお、マイクロ波照射容器２１０の下部には、上記マイクロ波導入口２１２をマイクロ波照射容器２１０内に挿通するための挿通孔２１４が設けられている。また、保持容器１２５は、保持容器収納台２１１より自由に分離できるように収納されている。

しかして、本実施形態によれば、マイクロ波照射容器２１０に、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器１２５をそれぞれ載置し、当該保持容器１２５に保持されている試料の温度を温度センサ１２６によって検知している。そして、その検知した温度は、マイクロ波制御部３１ａに出力され、そのマイクロ波制御部３１ａは上記温度に基づいてマイクロ波発振部３０ａにて発振されるマイクロ波を可変させ、その可変させたマイクロ波がマイクロ波発振部３０ａを介して、マイクロ波照射容器１２０内に当該マイクロ波を導入するマイクロ波導入口２１２に出力される。そしてさらに、マイクロ波導入口２１２から導入されたマイクロ波が、上記これら保持容器１２５に同軸型中心導体２１３によって照射される。そして、この同軸型中心導体２１３の周囲を取り囲むようにこれら保持容器１２５が載置されているから、複数の試料に略均一なマイクロ波を照射することができる。それゆえ、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

なお、本実施形態においては、保持容器としては、試験管を用いた方が好ましい。そして、本実施形態においては、第３実施形態と異なり、テフロン（登録商標）を用いていないが、これは、熱伝導率が良いアルミ等を用いて、保持容器を効率的に冷却するためである。そのため、当該保持容器内に保持される試料の使用例としては、細胞凍結保存用に用いた方が好ましい。

＜第５実施形態＞
次に、本発明に係る第５実施形態について、図１０〜図１２を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態に係る反応装置は、図１０に示すように、アプリケータ５００と、そのアプリケータ５００にマイクロ波を供給するマイクロ波発振制御装置３００と、槽内部の温度を一定に保つことができる恒温槽４とで構成されている。アプリケータ５００は、図１０及び図１１に示すように、蓋体１０と、マイクロ波照射容器２０とで構成され、このように構成されるアプリケータ５００は、図１０に示すように、恒温槽４内に載置されている。そして、マイクロ波照射容器２０は、図１０及び図１１に示すように、内部に矩形状のプリント基板５１がビス等（図示せず）によって止着固定され、側面略中央部にビス２２ａによって止着固定されたＳＭＡ型同軸コネクタからなるマイクロ波導入口２２が設けられ、さらに、側面端部側にビス２３０ａによって止着固定された接触式温度センサ２３０が設けられている。なお、このマイクロ波導入口２２より、上記マイクロ波照射容器２０内に上記マイクロ波発振制御装置３００より出力されるマイクロ波が供給される。また、当該温度センサ２３０は、第１実施形態及び第２実施形態と異なり、単に、マイクロ波照射容器２０内の温度を検知しているだけで、マイクロ波発振制御装置３００には何ら関与していない。

一方、上記マイクロ波発振制御装置３００は、図１２に示すように、マイクロ波発振部３００ａと、マイクロ波増幅部３００ｂとで構成されている。マイクロ波発振部３００ａは、所定時間毎に所定のマイクロ波を発振させるもので、このようにマイクロ波発振部３００ａによって発振されたマイクロ波は、マイクロ波増幅部３００ｂによって増幅されマイクロ波導入口２２に出力される。これにより、マイクロ波照射容器２０内に、所定時間毎に所定のマイクロ波が供給されることとなる。

しかして、本実施形態によれば、マイクロ波照射容器２０には、複数の試料をそれぞれ保持している保持容器５２をそれぞれ載置しており、そして、所定時間毎に所定のマイクロ波がマイクロ波発振部３００ａを介して、マイクロ波照射容器２０内に導入される。そしてさらに、マイクロ波導入口２２から導入されたマイクロ波が、上記各保持容器５２それぞれに矩形状のパッチアンテナ５１ｅによって照射される。これにより、複数の試料に略均一なマイクロ波が照射されるため、これら試料の反応を略均一に保つことができる。

１，５０，１００，２００，５００アプリケータ
３，３００マイクロ波発振制御装置
４恒温槽
２０，１２０，２１０マイクロ波照射容器
２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ分配器
２１ｆリング状パターン（マイクロ波照射手段）
２２，１２２，２１２マイクロ波導入口
２３，１２６温度センサ
２４，５２，１２５保持容器
３０ａマイクロ波発振部（マイクロ波発振手段）
３０ｃ電力モニタ部（電力モニタ手段）
３１ａマイクロ波制御部（マイクロ波制御手段）
５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ分配器
５１ｅ矩形状のパッチアンテナ（マイクロ波照射手段）
１２３，２１３同軸型中心導体（マイクロ波照射手段）
３００ａマイクロ波発振部（マイクロ波発振手段）

Claims

マイクロ波を発振するマイクロ波発振手段と、
採取対象から採取した複数の試料を夫々保持する保持容器と、
前記各保持容器を夫々載置可能なマイクロ波照射容器と、
前記保持容器に保持されている試料又は前記マイクロ波照射容器内の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサにて検知した温度に基づいて前記マイクロ波発振手段にて発振されるマイクロ波を可変させてなるマイクロ波制御手段とを有し、
前記マイクロ波照射容器は、前記マイクロ波発振手段にて発振されたマイクロ波を当該マイクロ波照射容器内に導入するマイクロ波導入口と、該マイクロ波導入口から導入されたマイクロ波を前記複数の試料に夫々照射するために、当該マイクロ波を前記各保持容器にのみ夫々直接照射するマイクロ波照射手段とを有してなることを特徴とする反応装置。
前記マイクロ波導入口よりマイクロ波の反射波を受信し、その受信した反射波が所定値以上であるか否かを計測する電力モニタ手段をさらに有し、
前記電力モニタ手段にて前記受信した反射波が所定値以上であることを計測すると、前記マイクロ波制御手段にて、前記マイクロ波発振手段にて発振されるマイクロ波を停止させてなることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
前記マイクロ波照射容器は、恒温槽内に載置されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の反応装置。
採取対象から採取した複数の試料を夫々保持する保持容器と、
前記各保持容器を夫々載置可能なマイクロ波照射容器と、
所定のマイクロ波を所定時間毎に発振するマイクロ波発振手段とを有し、
前記マイクロ波照射容器は、前記マイクロ波発振手段にて発振されたマイクロ波を当該マイクロ波照射容器内に導入するマイクロ波導入口と、該マイクロ波導入口から導入されたマイクロ波を前記複数の試料に夫々照射するために、当該マイクロ波を前記各保持容器にのみ夫々直接照射するマイクロ波照射手段とを有してなることを特徴とする反応装置。