JP6567517B2 - サンプルを加熱する方法 - Google Patents

Description

本発明は、サンプルを加熱する方法に関し、特に核酸抽出機での加熱方法に関する。

遺伝子工学及びたんぱく質工学の技術研究分野において、核酸分子が主な研究対象であり、核酸の分離及び線形化が核酸研究の基礎技術となる。核酸は、生物の遺伝特徴情報を担う基本的な単位であり、核酸測定は、分子レベルで行われる先進的な生物測定であり、従来の形態学測定、細胞学測定及び免疫学測定などよりも、感度性、特異性及び空白期間無しなどの優れた利点を有する。核酸抽出の過程において、サンプルに対して加熱を行うステップは非常に重要であり、均一の加熱が望まれる。

核酸測定は、定性ＰＣＲ、分子ハイブリダイゼーション、リアルタイム蛍光定量ＰＣＲなどの技術を含む。これらの核酸測定技術において最も重要なポイントは、生物サンプルに対し核酸を抽出することである。そのため、核酸モデルを有効的かつ正確的に抽出することは、それからの核酸測定の前提となる。現在、国内で核酸抽出は主に伝統的な人工作製方法を使用するため、効率が低くてコストが高いばかりではなく、再現性及び安定性もよくない。

本発明の目的は、以下のサンプルを加熱する方法を提供することにある。このサンプルを加熱する方法は、核酸抽出機により設定されたステップに従って加熱し、そのうち、前記核酸抽出機は、ベースと、ベースに接続される外ハウジングと、外ハウジングの内部にありかつベースに取り付けられた器機本体とを備え、器機本体は、電源ユニット、メインコントロール装置及び直流モータを備え、前記設定されたステップは、サンプルをディープウェルプレートに入れる第１ステップと、ディープウェルプレートを前記核酸抽出機内の所定箇所に配置する第２ステップと、核酸抽出機上の微動スイッチをオンにする第３ステップと、核酸抽出機のメインコントロール装置を起動する第４ステップと、直流モータを起動する第５ステップと、核酸抽出機の支持部が上方向に移動する第６ステップと、核酸抽出機のクランプアームがディープウェルプレートを締め付ける第７ステップと、加熱プレートをディープウェルプレートに密着させる第８ステップと、加熱装置は加熱モードをスタートする第９ステップと含む。

さらに、ディープウェルプレートを前記核酸抽出機内の所定箇所に配置する際に、ディープウェルプレートにより核酸抽出機の微動スイッチを自動的にオンにする。
さらに、前記微動スイッチは、一つの傾斜の板バネと一つのボタンスイッチとを備え、ディープウェルプレートが前記核酸抽出機内の所定箇所に配置されるとき、ディープウェルプレートの底部が板バネを押圧してボタンスイッチを押し込むことで、微動スイッチをオンにしてモータを起動する。

さらに、ディープウェルプレートを固定する挟持装置を備え、当該挟持装置は、核酸抽出機の底板の下方に位置するモータと、核酸抽出機の操作ステーションの内部に位置する支持部と、いくつかのクランプアームと、微動スイッチとを備え、前記モータは一つのカムを備え、モータの起動時に、カムが支持部を押して上下に移動させ、さらに支持部がクランプアームを押して回転させることで、クランプアームがディープウェルプレートの外壁を締め付け又は解放し、クランプアームにねじりバネが設けられ、操作ステーションにディープウェルプレートが配置されていないとき、ねじりバネによってクランプアームが解放状態を維持する。

さらに、加熱温度と時間が予め設定された要求に達した後に、核酸抽出機の操作ステーションの下方に配置される放熱装置により放熱を行う冷却ステップをさらに含む
さらに、前記放熱装置は、操作ステーションの下方に隠されるクロスフローファンを備える。

さらに、前記加熱装置は、核酸抽出機の操作ステーションの上に設置される複数列の可動な加熱プレートを備え、各列の加熱プレートは、加熱されるディープウェルプレートの底部の形状に一致する複数の加熱孔壁を備え、加熱プレートは熱伝導材料からなり、その内部には加熱部材が貫通されるとともにその外周には断熱部材が設けられている。

さらに、加熱プレートの下面に互いに独立するいくつかの圧縮バネが設けられ、圧縮バネが加熱プレートの下方に押し付けられる。
さらに、加熱プレートのすべての加熱孔壁がディープウェルプレートの底部に貼り付けられる。

さらに、前記加熱部材は、抵抗、抵抗線、キャパシタンス、ＩＣ集積回路、トランジスタ及びセラミックから選ばれるものである
本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明は、可動な加熱装置を採用し、加熱プレートの下に複数のバネを設けることにより、ディープウェルプレートを加熱プレート上に配置した後、ディープウェルプレートの底部が下へ加熱プレートを押圧することになる。このため、ディープウェルプレートと加熱プレートとをよく密着させることができる。従って、各孔は均一に熱を受けて、温度の差が小さく、各孔内のサンプルの解離速度及び解離程度は従来技術よりも均一になる。

本発明の核酸抽出機の模示図である。 図１からハウジングとベースを外した模示図である。 もう一方の視野角から図２を見た模示図である。 本発明の核酸抽出機のハウジングを外した模示図である。 もう一方の視野角から図４を見た模示図である。 図５から一部の部材を外した模示図である。 図６から一部の部材を外した模示図である。 図４と類似し、本発明の核酸抽出機が初期状態にある模示図である。 図８と類似し、本発明の核酸抽出機で磁気ジャケットに挿入された模示図である。 図９と類似し、本発明の核酸抽出機にディープウェルプレートを配置した模示図である。 図１０と類似し、本発明の核酸抽出機の磁気ロッドジャケットがディープウェルプレートに挿入した模示図である。 本発明の核酸抽出機の磁気ロッドジャケットと磁気ロッドが共にディープウェルプレートに挿入して第１の位置にある平面模示図である。 図１２と類似し、第１のモータユニットにより第２、第３のモータユニットを第２の位置に移動駆動させる際の平面模示図である。 本発明の核酸抽出機の磁気ロッドジャケットと磁気ロッドに磁気ビーズと核酸が吸着された模示図である。 本発明の核酸抽出機の磁気ロッドジャケットと磁気ロッドの運動過程中の平面模示図である。 図１３と類似し、磁気ロッドジャケットと磁気ロッドが共にディープウェルプレートの第２の位置に入れた平面模示図である。 操作ステーションの平面模示図である。 図１７の印箇所の部分拡大図である。 もう一方の角度から見た操作ステーションの平面模示図である。 図１８の印箇所の部分拡大図である。 図１８と類似し、スイッチがオン状態にある平面模示図である。 図１９の印箇所の部分拡大図である。 挟持装置の作動を示す模示図である。 挟持装置の作動を示す模示図である。 挟持装置の作動を示す模示図である。 挟持装置の作動を示す模示図である。 電源コントロール部材の拡大模示図である。 図２４の部分拡大図である。 第１のモータユニットの拡大模示図である。 第３のモータユニットの拡大模示図である。 本発明の核酸抽出機から一部の部材を外した模示図である。 図２７の部分拡大図である。 本発明の核酸抽出機の底板と操作ステーションの模示図である。 図２８の部分拡大図である。 図２８から操作パネルを外した模示図である。 下から上へ底板を見た模示図である。 本発明の原理模示図である。 本発明の核酸抽出機の扉の模示図である。 図３２の部分拡大図である。 本発明の核酸抽出機の扉の部分拡大図である。 図３３の部分拡大図である。 本発明の核酸抽出機の操作流れの模示図である。 本発明の核酸抽出機でディープウェルプレートへの締め付け及び加熱の模示図である。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。これらの具体的な実施例は、本発明の思想から逸脱しない範囲で限られた例であり、当業者が従来技術と本発明を組み合わせた他の実施形態を排除する意図ではない。

図１に示すように、本発明の核酸抽出機１は、底部にあるベース１０と、ベースの上にある外ハウジング２０と、外ハウジングの内部にありかつベース１０に固定される器機本体３０とを備える。ベース１０は、比重の大きくコストの安い材料（例えば、鋳鉄、鋼材、又は鋼板にコンクリートが充填されたものなど）を用いて製作されることにより、大きい質量を有し、核酸抽出機が稼動中で振動及び移動が生じることを効率的に防止することができる。外ハウジング２０は、厚さが０．１〜２．０ｍｍであるステンレス鋼板を冷間圧延と冷間カットなどのプロセスにより加工して製作されることが好ましい。別の実施例では、外ハウジング２０は、コストを低減するために、プラスチック材料を用いて射出成形プロセスにより製作されることができる。外ハウジングの強度を向上するために、外ハウジング２０に複数の平行状又は千鳥状の筋やリブを設けることができる。好ましくは、外ハウジングの外観をより美しくするために、選択の材料によって、外ハウジング２０に対して、塗料吹き付け、コンピューターインクジェット、コンピューター彫刻、エッチング又はめっきなどのプロセス処理を行うことができる。外ハウジング２０の操作者に対向する面、即ち核酸抽出機１の正面に、ダッシュボード２２と、開閉を繰り返す扉２４が設けられている。なお、操作者が操作し易くするように、ダッシュボード２２に、表示パネルと複数の操作キーを設けることができる。操作者が直接に液晶表示パネルをタッチして操作できるように、ダッシュボード２２にタッチ液晶表示パネルを設けることが好ましい。

図２〜６に示すように、器機本体３０は、前記ベース１０に固定される底板３２と、内ハウジング３４と、門形フレーム３６と、操作ステーション３８と、電源ユニット４０と、メインコントロール装置４２と、第１のモータユニット４４と、第２のモータユニット４６と、第３のモータユニット４８とを備える。底板３２は、前記モジュールを支持する少なくとも一つの平面を提供する。好ましくは、底板３２は、厚さが１.０〜１０.０ｍｍである鋼板であり、曲げ、ねじりや一部反りなどが生じ難くなるように、適当な剛性を有しかつ少なくとも一つの面が平面になる形状を維持することができる。コストを節約するために、上述の要求を満たす条件で、底板３２は、硬質プラスチックで射出成形プロセスにより製作されてもよく、又は、硬質の木材や竹材を用いて木工加工プロセスにより製作されてもよい。一つの実施例において、底板３２は厚さ、剛性及び質量を十分に有する場合、底板３２をベース１０としてもよい。なお、一つの好ましい実施例において、内ハウジング３４と、門形フレーム３６と、操作ステーション３８と、電源ユニット４０とがそれぞれ前記底板３２に固定される。省スペースのために、メインコントロール装置４２は、電源ユニット４０の裏面（図３に示すように）に配置される。図６と図７に示すように、第１のモータユニット４４は底板３２の上面に固定され、かつその長手方向又は軸線が底板３２の上面と平行する。第２のモータユニット４６と第３のモータユニット４８は、モータホルダ５０に固定されてから、モータホルダ５０を介して第１のモータユニット４４に取り付けられる。第２のモータユニット４６と第３のモータユニット４８は、その軸線が互いに平行しかつ底板３２の上面に垂直するように隣り合って並列する。門形フレーム３６に、１つのガイドレール又はスライドレール４３が設けられ、モータホルダ５０のガイドレール４３に対応する箇所に、ガイドレール４３をスライドするように制限されるスライダー５１が設けられる。このように設計すれば、運動中のモータホルダ５０の安定性を向上させることができるとともに、本発明の核酸抽出機の搬送中や移動中でのモータホルダ５０への保護効果を向上させることもできる。一つの実施形態において、門形フレーム３６は、少なくとも一本の横ビーム３７と横ビーム３７を支持する二本の縦ビーム３９、４１とを備える。前記ガイドレール４３は横ビーム３７に設けられ、縦ビーム３９、４１は、底板３２又はベース１０の上面にそれぞれ固定される。

図４に示すように、操作ステーション３８は、核酸抽出機１の正面に近い偏平な、ほぼ長方体状である操作パネル５２を備える。操作パネル５２は、適当な剛性及び強度を有し、変形し難いものである。操作パネル５２は、ステンレス板により冷間加工で製作されてもよく、硬質プラスチックにより射出成形プロセスで製作されてもよい。操作パネル５２は、底板３２の上面にほぼ平行する台を備え、核酸抽出の操作は、ほぼ当該台で行われる。当該台は、核酸抽出機１の正面にほぼ平行する二つの長手辺を有する。扉２４が開かれた状態において、操作者は、両手又は片手で扉２４から入って、操作ステーション３８で核酸抽出の操作を行うことができる。操作ステーション３８の後側（即ち、図６と図７に示すように、操作ステーション３８よりも核酸抽出機の正面から離れる箇所）に、第１のモータユニット４４が取り付けられる。第１のモータユニット４４の長手方向又は軸線方向は、操作ステーション３８の長手方向とほぼ平行する。

電源ユニット４０は、２２０Ｖ又は１１０Ｖの通用電圧を本発明の核酸抽出機内の各種の電子デバイスの駆動に適する電圧に変換するデバイスモジュール（符号を付けていない）と少なくとも一つの電源管理モジュール５４とを備える。省スペースのために、電源管理モジュール５４は、電源ユニット４０の上方（図４と図５に示す）に固定される。図２４と図２４Ａに示すように、電源管理モジュール５４は、少なくとも一つのプリント回路板５６、複数の容量や抵抗などの電子デバイス、及び少なくとも一つの電源調節器５８と放熱器６０を備える。放熱器６０は電源調節器５８に密着される。電源調節器５８は発熱電子デバイスを備え、この発熱電子デバイスは、核酸抽出機が稼動中で生じ得る瞬時オーバーロード電圧又はオーバーロード電流を熱エネルギーに変換して解消するためのものである。放熱器６０は、電源調節器５８で生じる熱エネルギーを即時に放出することで、電源調節器５８の温度を低下させて、温度が高すぎることによる電源調節器５８の焼きつきの発生を避けることができる。

図６に示すように、モータホルダ５０は、互いにほぼ垂直する第１のパネル６２と第２のパネル６４を備え、第１のパネル６２に第２のモータユニット４６と第３のモータユニット４８が固定され、第２のパネル６４が第１のモータユニット４４に固定される。モータホルダ５０は、鋼板により冷間加工で製作されてもよく、硬質プラスチックにより射出成形プロセスで製作されてもよい。モータホルダ５０は、全体的にほぼ大文字「Ｌ」状である。モータホルダ５０の強度を向上させ、かつ原料を節約し、質量を低くするために、第１のパネル６２と第２のパネル６４のなす角度が約９０度である箇所に少なくとも一つの筋又はリブ６６が設けられる。図６と図２５に示すように、第１のモータユニット４４は、底板３２の上面に固定されかつ底板３２に対して移動不可能なモータ６８と、コネクター７０を介してモータ６８に同軸に接続されるボールスクリュー７２と、ボールスクリュー７２に連結されるスライダー７４と、スライダー７４を案内するガイドレール７６とを備える。第１のモータユニット４４が作動する際に、モータ６８の軸は、コネクターを介してボールスクリュー７２をその軸線の周りに回動させる。ボールスクリュー７２の軸線回動により、スライダー７４をボールスクリューの軸線に沿って往復に移動するように駆動させる。モータホルダ５０の第２のパネル６４が第１のモータユニット４４のスライダー７４に固定されるため、スライダー７４がボールスクリューの軸線に沿って往復に移動する際に、スライダー７４により、モータホルダ５０と第２のモータユニット４６と第３のモータユニット４８を、底板３２に平行する平面で操作ステーション３８の長手方向に沿って位置「Ａ」と「Ｂ」の間に往復移動するように駆動させる（図２５に示す）。

図８に示すように、本発明の核酸抽出機は、第２のモータユニット４６のスライダーに固定接続される磁気ロッドホルダ７８と、第３のモータユニット４８のスライダーに固定接続される磁気ロッドジャケットホルダ８０とを備える。磁気ロッドホルダ７８から下方に向かって複数列の磁気ロッド８２が設けられ、各列に複数の磁気ロッドが設けられる（好ましくは、磁気ロッドが４×８である）。磁気ロッドジャケットホルダ８０から下方に向かって、磁気ロッドの列に対応する数（例えば四つ）の溝８４が設けられ、各溝８４にそれぞれ一つの磁気ロッドジャケットが挿入可能である。

図８〜図１６は、本発明の核酸抽出機１の稼動過程を示す。スタート位置にある時、磁気ロッドホルダ７８と磁気ロッドジャケットホルダ８０は、互いに離間しているとともに、操作ステーション３８から十分に離れている。本発明の核酸抽出機１は、以下のステップの通り順序に稼動する。第１のステップは、サンプル投入である。つまり、サンプルを入れたディープウェルプレート（９６ウェルプレートとも言う）８８を操作ステーション３８の所定箇所に置いて、そして、磁気ロッドジャケット８６を磁気ロッドジャケットホルダ８０の溝８４に固定する。第２のステップは、解離である。つまり、第３のモータユニット４８を起動し、磁気ロッドジャケットホルダ８０により磁気ロッドジャケット８６をディープウェルプレート８８の所定列の孔に入るまで下方向に移動させ、そして、第３のモータユニット４８により、磁気ロッドジャケットホルダ８０を磁気ロッドジャケット８６とともに２〜１００Ｈｚ（２、４、８、１６、２１、３０、５０、８００、１００Ｈｚが好ましい）から選べられる振動周波数で所定の時間で振動するように駆動する。磁気ロッドジャケット８６の磁気ロッドジャケットホルダ８０から離れる一端が、ディープウェルプレート８８の孔内でサンプル、解離液及び磁気ビーズ（ディープウェルプレートの孔に入れておいたもの）の混合物を攪拌することにより、サンプルにおける核酸をサンプルから分離させる、磁気ビーズに吸着させる。第３のステップは、吸着である。つまり、第２のモータユニット４６を起動し、磁気ロッドホルダ７８を、磁気ロッド８２が磁気ロッドジャケット８６の所定位置に入るまで下方向に移動させてから、所定の時間で放置して、すべての磁気ビーズをサンプルから解離された核酸とともに磁気ロッドジャケット８６の外面に吸着させて、そして磁気ロッドホルダ７８を磁気ロッドジャケット８６とともに上方向に移動させて磁気ロッドジャケット８６と磁気ロッド８２がともにディープウェルプレート８８の所定列の洗浄孔に入って洗浄を行い、不純物を除去する。第４のステップは、溶出である。つまり、磁気ロッドジャケット８６と磁気ロッド８２がともに洗浄孔から溶出孔に入り、溶出液により、核酸が磁気ビーズから解放される。第５のステップは、磁気ビーズの回収である。つまり、磁気ロッドジャケット８６の外面に吸着された磁気ビーズを溶出孔から磁気ビーズ回収孔に移し、磁気ロッド８２が磁気ロッドジャケット８６から離れる。第６のステップは、磁気除去である。つまり、磁気ロッドジャケット８６を磁気ビーズ回収孔に振動させることで磁気ビーズがすべて磁気ロッドジャケット８６の外面から離脱される。第７のステップは、整理である。つまり、磁気ロッドジャケット８６を外し、ディープウェルプレートを取り外して、機器がスタート位置に戻る。なお、解離、溶出ステップにおいて、ディープウェルプレートにおけるサンプル混合液を予め設定する温度範囲に加熱する必要がある。

図７、図２５及び図２６に示すように、第１のモータユニット４４、第２のモータユニット４６、第３のモータユニット４８はそれらの構造がほぼ同一であり、いずれも正確に移動するステッピングモータとボールスクリューを採用する。本発明で採用されるステッピングモータの再現精度（即ちサイクル毎に生じる変位の誤差）が０.０２ｍｍよりも小さい。上述のように、第１のモータユニット４４の役割は、予め設定されるプログラムに従って第２のモータユニット４６と第３のモータユニット４８を第１の位置と第２の位置の間で移動させることである。第２のモータユニット４６の役割は、磁気ロッドホルダ７８を上下に移動するように駆動することである。第３のモータユニット４８の役割は、磁気ロッドジャケットホルダ８０を上下に移動及び振動するように駆動することである。第３のモータユニット４８により磁気ロッドジャケットホルダ８０を高周波数で振動するように駆動するため、振動周波数が高いほど、磁気ロッドジャケットホルダ自体の質量によって生じるモーメントによる第３のモータユニット４８への衝撃が大きくなる。このため、モータ脱調（一のパルスでステッピングモータが出力する位置距離の誤差が設計値を超えたという状況を「モータ脱調」という）の発生確率が高くなる。モータ脱調を避けるために、本発明では、第３のモータユニット４８にエンコーダー９０が設けられる。エンコーダー９０は、ステッピングモータの作動状況をモニタリングするデバイスとステッピングモータに校正指令を発行するデバイスとを備える。ステッピングモータが一のパルスを受信して出力するストロークは、予め設定される値（例えば１.２５μｍ）を超える場合、エンコーダーより校正指令を発行し、パルスごとにステッピングモータが出力するストロークを即時に校正することで、モータ脱調を避け、第３のモータユニット４８による磁気ロッドジャケットホルダ８０の振動への駆動精度を向上させる。

磁気ロッドジャケットホルダ８０と磁気ロッドホルダ７８の移動精度を影響する要素としては、モータユニットの作動精度のほかに、磁気ロッドジャケットホルダ８０と磁気ロッドホルダ７８の初期位置決め精度及び最大ストロークの位置精度がある。このため、本発明の採用手段は、各モータユニットのスライダー７４の外側の辺に一つの光誘起アーム９２が設けられる一方、スライダー７４の初期位置及び最大ストローク位置にフォトカプラセンサー９３がそれぞれ設けられる。フォトカプラセンサー９３は、光誘起アーム９２の位置をセンスすることでスライダー７４の位置を制御する。したがって、本発明では、フォトカプラセンサー９３を用いることにより、第１のモータユニット４４は、ディープウェルプレート８８の解離、洗浄、溶出及び磁気ビーズ回収の各位置に対する第２、第３のモータユニット（つまり、磁気ロッドジャケットホルダ８０と磁気ロッドホルダ７８）の位置を正確に制御することができ、第２、第３のモータユニットは磁気ロッドジャケットホルダ８０と磁気ロッドホルダ７８の最低及び最高の位置を正確に制御することができる。

図１７と図１７Ａに示すように、操作ステーション３８にいくつかの可動な加熱プレート９４が設けられる。各列の加熱プレート９４は、ディープウェルプレート８８の底部形状に一致する複数の加熱孔壁９６を備える。加熱プレート９４は、金属材料を使用することが好ましい。加熱プレート９４の内部に抵抗線などの加熱部材（符号を付けていない）が貫通され、加熱プレート９４の外周に断熱部材（符号を付けていない）が設けられる。加熱プレート９４の下面に互いに独立するいくつかの圧縮バネ９８が設けられ、加熱プレート９４のすべての加熱孔壁９６をディープウェルプレート８８の底部により均一に貼り付けるように付勢し、これにより各孔に対する熱がより均一になる。このようにすれば、ディープウェルプレート８８における各孔内でのサンプルの解離効率と溶出効率の一致性がはるかに向上し、さらに各孔での核酸抽出効率の誤差がはるかに低減する。

図２３、図２７、図２７Ａ及び図３０に示すように、操作ステーション３８は、同操作ステーション３８に配置されたディープウェルプレート８８を自動的に締め付け又は解放する挟持装置を少なくとも一つ備える。当該挟持装置は、底板３２の下方（即ち操作ステーション３８の裏面）にあるモータ１００（モータの数はディープウェルプレートの数に対応する）と、操作ステーション３８の内部にある支持部１０４と、複数のクランプアーム１０６と、微動スイッチ１０８とを備える。前記クランプアーム１０６は、一つの軸１０５を備え、支持部の上下移動によりクランプアームを前記軸の周りに回動させて、クランプアームの挟持部１０７によるディープウェルプレートへの挟持を締めたり、緩ませたりする。モータ１００は、一つのカム１０２を備える。モータ１００の起動時に、カム１０２は支持部１０４を駆動して上下移動させる。さらに、支持部１０４は、クランプアーム１０６をてこの原理に従って時計回り又は逆時計回り回転させることで、クランプアーム１０６はディープウェルプレート８８の外壁を締め付けたり、解放したりする。クランプアーム１０６にねじりバネ（符号を付けていない）が設けられ、操作ステーション３８にディープウェルプレート８８が配置されていないとき、ねじりバネによってクランプアームが解放状態を維持し、これによりディープウェルプレート８８を操作ステーション３８に配置することに対する障碍を低減させる。

図１８、１８Ａ、１９、１９Ａ、２０、２１、２２、２３、２８及び２８Ａに示すように、微動スイッチ１０８は操作ステーション３８の一端の近くにある。微動スイッチ１０８は、一つの板バネ１１０と一つのボタンスイッチ１１２とを備える。図１８Ａは微動スイッチがオフにされた状態を示す図であり、図１９Ａは微動スイッチがオンにされた状態を示す図である。ディープウェルプレート８８が操作ステーション３８の所定位置に配置された場合、ディープウェルプレート８８の側壁で板バネ１１０を押圧して、ボタンスイッチ１１２を押し込むことで、微動スイッチ１０８をオンにして、モータ１００を起動させる。モータ１００は、カム１０２を駆動して支持部１０４を上方向に移動させる。さらに、支持部１０４は、クランプアーム１０６をてこの原理に従って回転するように駆動されることで、クランプアーム１０６はディープウェルプレート８８の外壁を締め付けて、これにより操作ステーション３８におけるディープウェルプレート８８の位置を正確に固定する。核酸抽出の工程がすべて完了し、操作ステーション３８からディープウェルプレート８８を取り外す場合、操作者は、ダッシュボード２２によりディープウェルプレート８８の解放指令を出す。モータ１００は、カム１０２を回転駆動させて、バネと自体の重力で支持部１０４が下方向に移動する。ねじりバネによって、クランプアーム１０６が逆回転し、ディープウェルプレート８８を解放する状態に戻り、ディープウェルプレートへの挟持力を加えない。したがって、操作者は、操作ステーション３８からのディープウェルプレート８８の取り外しを容易に行うことができる。

図２８、図２９及び図３０に示すように、操作ステーション３８は、ダッシュボード２２に近い一端に器機の外部に放熱するためのクロスフローファン１１４が設けられる。前記クロスフローファン１１４は、操作ステーション３８のダッシュボード２２の下方に隠される。クロスフローファン１１４の出口が本発明の核酸抽出機の底部にある。

図１、図２及び図３に示すように、本発明の核酸抽出機の器機本体３０は、ベース１０と外ハウジング２０によりほぼ遮断され、ベース１０の底部にクロスフローファン１１４の出口が設けられる。本発明の核酸抽出機は、内ハウジング３４と操作パネル５２をさらに備える。内ハウジング３４と操作パネル５２により、基本的に、ディープウェルプレート８８を相対的に遮断された空間に制限する。上記構造設計は、器機内部のクリーニングに便利するとともに外部環境から器機を保護することができる。

図３２、３２Ａと図３３、３３Ａに示すように、本発明の核酸抽出機１の扉２４は、ハンドル１１６と扉軸１１８を備える。そのうち、外ハウジング２０は、ハンドル１１６に対応する箇所に永久磁石（図示せず）が設けられる。扉が閉まると、永久磁石がハンドル１１６に吸着されることで、扉２４が閉止状態に保持される。扉軸１１８は、ベース１０に固定されるシャフト１２０と扉の底部の両端に固定されるスリーブ１２２とを備える。シャフト１２０の両端がスリーブ１２２内にそれぞれ組み入れるとともに、シャフト１２０とスリーブ１２２の接続箇所に扉軸ねじりバネ１２４が設けられる。扉軸ねじりバネ１２４により、シャフト１２０とスリーブ１２２との接続に所定の減衰係数を持たせることで、扉２４の開閉時の触り心地をよくして操作者の愉快感を向上させる。

図３４は、本発明の核酸抽出機の稼動原理及び工程を示す。第１ステップ：ディープウェルプレートにサンプル（全血）を入れる。第２ステップ：加熱して、磁気ロッドジャケットの機械振動によりサンプルを解離する。第３ステップ：磁気ロッドが磁気ロッドジャケットに入り、磁気ビーズと核酸を吸着する。第４ステップ：洗浄液で不純物を洗浄する。第５ステップ：溶出液で磁気ロッドジャケットから核酸を溶出する。第６ステップ：磁気ビーズを回収する。第７ステップ：磁気ロッドを磁気ロッドジャケットから移して、磁気ロッドジャケットの機械振動により磁気ビーズが磁気ロッドジャケットから離脱して磁気ビーズ回収孔に落とされる。

図３５は、本発明の核酸抽出機にディープウェルプレートを固定するステップとサンプルを加熱するステップを示す。第１ステップ：ディープウェルプレートを配置する。第２ステップ：微動スイッチをオンにする。第３ステップ：ＣＰＵ信号に応答する。第４ステップ：モータを起動する。第５ステップ：支持部が上方向に移動する。第６ステップ：クランプアームが締め付ける。第７ステップ：加熱プレートをディープウェルプレートに密着させる。

本願（明細書と特許請求の範囲を含む）に記載の「ある部材Ａがほかの部材Ｂに固定される」及びこれと類似な表現は、ある部材Ａがほかの部材Ｂに直接又は間接に固定されることをいい、ある部材Ａがほかの部材Ｂに接して固定接続される場合とある部材Ａがほかの部材Ｂに離間して第3部材を介して固定接続される場合との両方を含む。広く言えば、ある部材Ａをほかの部材Ｂに対して相対的に運動不可能にすれば、本願に言う「ある部材Ａがほかの部材Ｂに固定される」の範囲に属される。

本願に開示の内容は本発明創造の具体的な実施形態の有限な記載のみであり、本願に開示の内容に基づいて創造的な労働をせずに得られるいかなる有限な改良はいずれも本願発明の範囲に属される。

Claims (8)

1. サンプルを加熱する方法であって、
   核酸抽出機により設定されたステップに従って加熱を行い、前記核酸抽出機は、ベースと、ベースに接続される外ハウジングと、外ハウジングの内部にありかつベースに取り付けられた器機本体とを備え、器機本体は、電源ユニット、メインコントロール装置、直流モータ、及び加熱装置を備え、前記加熱装置は、前記核酸抽出機の操作ステーションの上に設置される複数列の可動な加熱プレートを備え、各列の前記加熱プレートは、加熱されるディープウェルプレートの底部の形状に一致する複数の加熱孔壁を備え、前記加熱プレートは熱伝導材料からなり、その内部には加熱部材が貫通されるとともにその外周には断熱部材が設けられ、前記加熱プレートの下面には互いに独立するいくつかの圧縮バネが設けられ、前記圧縮バネが前記加熱プレートの下方に押し付けられ、
   前記設定されたステップは、サンプルをディープウェルプレートに入れる第１ステップと、ディープウェルプレートを前記核酸抽出機内の所定箇所に配置する第２ステップと、核酸抽出機上の微動スイッチをオンにする第３ステップと、核酸抽出機のメインコントロール装置を起動する第４ステップと、直流モータを起動する第５ステップと、起動された前記直流モータが核酸抽出機の支持部を上方に移動させる第６ステップと、核酸抽出機のクランプアームがディープウェルプレートを締め付ける第７ステップと、加熱プレートをディープウェルプレートに密着させる第８ステップと、加熱装置は加熱モードを開始する第９ステップと含む、ことを特徴とするサンプルを加熱する方法。
2. ディープウェルプレートを前記核酸抽出機内の所定箇所に配置する際に、ディープウェルプレートにより核酸抽出機の微動スイッチを自動的にオンにすることを特徴とする請求項１に記載の加熱方法。
3. 前記微動スイッチは、一つの傾斜の板バネと一つのボタンスイッチとを備え、ディープウェルプレートが前記核酸抽出機内の所定箇所に配置されるとき、ディープウェルプレートの底部が板バネを押圧してボタンスイッチを押し込むことで、微動スイッチをオンにしてモータを起動することを特徴とする請求項２に記載の加熱方法。
4. ディープウェルプレートを固定する挟持装置を備え、当該挟持装置は、核酸抽出機の底板の下方に位置するモータと、核酸抽出機の操作ステーションの内部に位置する支持部と、いくつかのクランプアームと、微動スイッチとを備え、前記モータは一つのカムを備え、モータの起動時に、カムが支持部を押して上下に移動させ、さらに支持部がクランプアームを押して回転させることで、クランプアームがディープウェルプレートの外壁を締め付け又は解放し、クランプアームにねじりバネが設けられ、操作ステーションにディープウェルプレートが配置されていないとき、ねじりバネによってクランプアームが解放状態を維持することを特徴とする請求項１に記載の加熱方法。
5. 加熱温度と時間が予め設定された要求に達した後に、核酸抽出機の操作ステーションの下方に配置される放熱装置により放熱を行う冷却ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱方法。
6. 前記放熱装置は、操作ステーションの下方に隠されるクロスフローファンを備えることを特徴とする請求項５に記載の加熱方法。
7. 加熱プレートのすべての加熱孔壁がディープウェルプレートの底部に貼り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱方法。
8. 前記加熱部材は、抵抗、抵抗線、キャパシタンス、ＩＣ集積回路、トランジスタ及びセラミックから選ばれるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱方法。