JP7485074B2

JP7485074B2 - 容器温調装置

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Publication number: JP7485074B2
Application number: JP2022558894A
Authority: JP
Inventors: 龍太渋谷
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2041-09-07
Also published as: WO2022091583A1; JPWO2022091583A1

Description

本開示は、分析対象となる検体（血液、尿、鼻咽頭拭い液、唾液等の生体由来サンプルなど）を入れる容器の温度を昇降させる容器温調装置に関する。

従来、ポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase Chain Reaction、以下「ＰＣＲ」ともいう）を用いて検体に含まれる遺伝子の解析を行なうための装置が存在する（たとえば特許第４７８５８６２号公報）。

特許第４７８５８６２号公報

ＰＣＲは、典型的には、多数の容器での試薬移動、温度制御、および光学的検出を行なう装置で行なわれる。試料を入れた容器の温度を昇降させることにより、遺伝子を増幅させる。容器内で試料が気化して反応条件が変わることを防止するため、および、容器の蓋部が蛍光測定時の光路であり、蓋部で結露した水滴が光路を遮らないために、容器の蓋部を所定温度に加熱するヒートリッドが設けられている。従来の装置では、ヒートリッドを蓋部に押し付ける動作を作業者が手動で行なっていたが、作業の効率化および作業者の感染リスク低減のために、ヒートリッドの移動を自動化することが検討されている。

ヒートリッドを蓋部に押し付ける動作を電動アクチュエータを駆動させて行なうことが考えられる。しかし、ＰＣＲでは長時間の温度制御が必要であり、その間電動アクチュエータを駆動させたままとすると、消費電力が増大するとともに、発熱による電動アクチュエータの誤作動または故障が発生する可能性がある。

本開示では、ヒートリッドを移動させる駆動部の負担を軽減し装置故障リスクを低減できる、容器温調装置が提案される。

本開示に係る容器温調装置は、容器保持部と、ヒートリッドと、駆動部と、動力伝達部とを備えている。容器保持部は、容器を保持する。容器は、容器本体と、容器本体に対して開閉可能な蓋部とを有している。容器保持部はまた、容器の温度を昇降させる。ヒートリッドは、容器本体を閉じている状態の蓋部に接触して、蓋部を加熱する。駆動部は、ヒートリッドを容器保持部に対して相対移動させる駆動力を発生する。動力伝達部は、駆動部の発生する駆動力をヒートリッドへ伝達する。動力伝達部は、溝が形成された溝形成部材と、溝に係合され溝内を移動可能な可動部材とを有している。可動部材の水平方向の移動によって、ヒートリッドが蓋部を容器本体側へ押圧する。

本開示においては、可動部材の水平方向の移動によって、ヒートリッドが容器の蓋部を容器本体側へ押圧することで、駆動部によるヒートリッドの駆動を停止させても、ヒートリッドを蓋部に押し付ける力を発生させ続けることができる。容器の温度を昇降させる間に駆動部を駆動させたままとしなくてもよく、駆動部の負担を軽減できるので、消費電力を低減でき、発熱による駆動部の誤作動または故障のリスクを低減することができる。

解析システムの構成の一例を概略的に示す図である。容器が設置された状態の保持装置をＺ軸に沿う方向から視た図である。解析装置による解析処理の各工程を模式的に示す図である。ヒートリッドの運搬装置の概略構成を示す斜視図である。図４とは異なる角度から見た、ヒートリッドの運搬装置の斜視図である。図４に示されるプレート部材の模式図である。温調部に対するヒートリッドの相対移動を示す第１の図である。図７の配置におけるプレート部材とコロとの相対位置を示す模式図である。温調部に対するヒートリッドの相対移動を示す第２の図である。図９の配置におけるプレート部材とコロとの相対位置を示す模式図である。温調部に対するヒートリッドの相対移動を示す第３の図である。図１１の配置におけるプレート部材とコロとの相対位置を示す模式図である。温調部に対するヒートリッドの相対移動を示す第４の図である。図１３の配置におけるプレート部材とコロとの相対位置を示す模式図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜解析システム１の構成＞
図１は、本実施の形態による解析システム１の構成の一例を概略的に示す図である。解析システム１は、ＰＣＲによる遺伝子の増幅を経時的（リアルタイム）に測定して解析する処理を全自動で行なうことができる装置である。以下では、図１に示すように、鉛直方向（図１においては上下方向）に沿う方向を「Ｚ軸方向」、鉛直方向に垂直であってかつ互いに直交する方向をそれぞれ「Ｘ軸方向」および「Ｙ軸方向」とも称する。

解析システム１は、解析装置２と、解析装置２と通信可能な端末３とを含む。端末３は、作業者によって操作される、ディスプレイを備えた一般的なパーソナルコンピュータである。

解析装置２は、検査装置１０と、制御装置２０と、温調装置３０と、移動装置４，５とを含む。温調装置３０は、複数の容器５０等を保持可能に構成される保持装置（ホルダ）４０を含む。保持装置４０は、温調部４１と、保持部４２とを含む。温調部４１は、ペルチェ素子、ヒーター、冷却装置などに代表される温度源４４、およびヒートリッド４５による温調機能（加熱機能および冷却機能）を有する。保持部４２は、温調機能を有さない。

移動装置４は、検査装置１０を水平方向（ＸＹ軸方向）に移動させるアクチュエータ（図示せず）を含む。移動装置５は、保持装置４０を水平方向（ＸＹ軸方向）に移動させるアクチュエータ（図示せず）を含む。移動装置４，５のアクチュエータは、制御装置２０からの指令によって動作する。移動装置４，５によって検査装置１０および保持装置４０の少なくとも一方を水平方向に移動させることによって、検査装置１０と保持装置４０との水平方向の相対距離を調整することができる。なお、移動装置４，５のどちらか一方を省略するようにしてもよい。

検査装置１０は、光学ユニット１１と、分注ユニット１２と、開閉ユニット１４と、照射ユニット１６とを含む。

分注ユニット１２には、Ｚ軸方向に延在するノズルが先端に取り付けられたシリンジ１３が備えられる。ノズルの内部には、Ｚ軸方向に沿って移動可能なプランジャ（図示せず）が備えられる。シリンジ１３は、プランジャのＺ軸正方向のストローク量に応じた量の液体を吸引し、プランジャのＺ軸負方向のストローク量に応じた量の液体を排出するように構成される。分注ユニット１２は、シリンジ１３をＺ軸方向に移動させるためのアクチュエータ（図示せず）と、ノズル内のプランジャをＺ軸方向にストロークさせるためのアクチュエータ（図示せず）とを備える。これらのアクチュエータは、制御装置２０からの指令によって動作する。

開閉ユニット１４は、保持装置４０に保持されている容器５０の蓋に触れて容器５０の蓋を自動開閉するための突起部を有する開閉機構を備える。開閉ユニット１４は、制御装置２０からの指令によって動作する。

照射ユニット１６は、開閉ユニット１４が容器５０の蓋を開閉する際に開閉ユニット１４の突起部に検体が付着して次の検体に混入（コンタミネーション）するおそれがあることに鑑み、開閉ユニット１４の突起部周辺にＵＶ光（紫外線）を照射することによってコンタミネーションを予防する。

光学ユニット１１は、励起用の光を容器５０内の検体に照射したときに検体から放出される蛍光を検出することによって、検体に含まれる感染症ウィルスあるいは遺伝子を解析する装置である。光学ユニット１１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの波長に対する蛍光検出をそれぞれ行ない、その結果を制御装置２０に出力する。光学ユニット１１には、光を発する光源（発光ダイオードなど）、光源からの光を検体に照射したり検体の蛍光を集めたりするためのレンズ、検体から放射される蛍光を検出し解析可能なデジタルデータに変換するフォトダイオードなどが含まれる。なお、光学ユニット１１については公知の構成を採用することができる。

制御装置２０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バッファ等を含んで構成される。制御装置２０は、分析開始指令を端末３から受けると、解析装置２の各部（検査装置１０内の各ユニット、移動装置４，５、温調装置３０の温度源４４およびヒートリッド４５）を予め決められた手順に沿って制御することによって、検体に含まれる感染症ウィルスまたは遺伝子を解析する。制御装置２０は、解析装置２による解析結果を端末３のディスプレイに表示させる。

図２は、容器５０が設置された状態の保持装置４０をＺ軸に沿う方向から視た図である。保持装置４０は、ＸＹ平面に沿って延在し、複数の容器５０が２次元状に配列される配列面を有している。検査装置１０および保持装置４０は、移動装置４，５によって、保持装置４０の配列面に沿って２次元状に相対移動可能に構成される。

保持装置４０の配列面に配列される容器５０には、サーマルサイクルの対象となる液体（各試薬が添加された検体）が入るＰＣＲ容器（反応容器）５１と、各試薬の入った試薬容器５２と、検体単体が入った検体容器５４とが含まれる。

ＰＣＲ容器５１は、Ｘ軸方向に沿って１次元状に配列される４つのＰＣＲ容器５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを１セットとして、Ｙ軸方向に４セット配置される。

試薬容器５２は、Ｘ軸方向に沿って１次元状に配列される４つの試薬容器５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを１セットとして、Ｙ軸方向に４セット配置される。試薬容器５２ａには、検体処理液が予め入れられている。試薬容器５２ｂには、反応液が予め入れられている。試薬容器５２ｃには、プライマー／プローブ液（プライマーとプローブとを含む液）が予め入れられている。試薬容器５２ｄには、酵素液が予め入れられている。なお、４つの試薬容器５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、少なくとも１検体の分析に必要な量の試薬が予め封入された状態で１セットで試薬キットとして提供（市販）されている。

検体容器５４は、Ｙ軸方向に沿って１次元状に４つ配列される。本実施の形態による解析装置２においては、Ｙ軸方向に配列された４つの検体容器５４にそれぞれ異なる検体を入れておくことによって、１度に４つの検体を分析することができる。

保持装置４０における、各容器５０（ＰＣＲ容器５１、試薬容器５２、検体容器５４）が配置される箇所には、各容器５０の一部をＺ軸方向に沿って挿入可能な段差（穴または窪み）が形成されている。各容器５０が対応する段差に挿入されることによって、各容器５０のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が固定される。

保持装置４０における試薬容器５２と検体容器５４との間の領域には、検体および試薬を分注するための分注チップ５３が配置される。分注チップ５３は、シリンジ１３のノズルに取り付けられて使用される。

本実施の形態においては、分注チップ５３として、検体容器５４に用いられるロングチップ５３ａと、ＰＣＲ容器５１および試薬容器５２に用いられるショートチップ（微量チップ）５３ｂとが含まれる。分注チップ５３は、Ｘ軸方向に沿って１次元状に配列される１つのロングチップ５３ａおよび２つのショートチップ５３ｂを１セットとして、Ｙ軸方向に４セット配置される。

サーマルサイクルの対象となるＰＣＲ容器５１は温調機能を有する温調部４１に配置され、その他の試薬容器５２、分注チップ５３、検体容器５４は温調機能を有さない保持部４２に配置される。

さらに、保持装置４０には、使用済みの分注チップ５３を廃棄するためのチップ廃棄部４３が備えられる。シリンジ１３のノズルに嵌合された分注チップ５３をノズルから取り外す際には、分注チップ５３の上端をチップ廃棄部４３の凹部下面に引っかけた状態でノズルを上方に移動させることによって、ノズルから分注チップ５３が取り外されて廃棄される。

なお、図２には示されていないが、各容器５０は、容器本体と、容器本体に対して開閉可能な蓋部とを有している。各容器５０は、蓋と容器本体とが一体となった樹脂成型品である。

＜解析処理＞
作業者が、各容器５０（ＰＣＲ容器５１、試薬容器５２および検体容器５４）および分注チップ５３（ロングチップ５３ａおよびショートチップ５３ｂ）を保持装置４０にセットし、分析を開始するための分析開始指令を端末３に入力すると、解析装置２による解析処理が開始される。

図３は、解析装置２による解析処理の各工程を模式的に示す図である。解析処理においては、工程Ｓ１～Ｓ６がこの順に実行される。

まず、工程Ｓ１では、検体５μＬをＰＣＲ容器５１ｂに分注する処理（サンプル注入）が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、まず、シリンジ１３のノズルにロングチップ５３ａを装着し、検体容器５４から検体２５μＬを採取してＰＣＲ容器５１ａへ検体２５μＬを分注するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次いで、制御装置２０は、ロングチップ５３ａをチップ廃棄部４３にて廃棄するように分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次いで、制御装置２０は、シリンジ１３のノズルにショートチップ５３ｂを装着し、ＰＣＲ容器５１ａから検体５μＬを採取してＰＣＲ容器５１ｂへ検体５μＬを分注するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

なお、ロングチップ５３ａで検体を２５μＬ採取して一時的にＰＣＲ容器５１ａに分注しておき、その後にショートチップ５３ｂに替えてＰＣＲ容器５１ａから検体５μＬを採取してＰＣＲ容器５１ｂに分注するのは、検体５μＬを正確にＰＣＲ容器５１ｂに分注するためである。すなわち、シリンジ１３のノズルの内部に備えられるプランジャは基本的に微量の分注を行うショートチップ５３ｂに対応させているために細く、同じストローク量では、ロングチップ５３ａの使用時において分注精度が低下し正確な結果が得られない場合が生じ得る。そこで、本実施の形態においては、ロングチップ５３ａで一度検体を採取してＰＣＲ容器５１ｂとは別のＰＣＲ容器５１ａに５μＬよりも多い２５μＬを分注しておき、その後にショートチップ５３ｂに替えてＰＣＲ容器５１ａから正確に５μＬを採取してＰＣＲ容器５１ｂへ分注する。これにより、５μＬの微量の検体を正確にＰＣＲ容器５１ｂに分注することができる。

次の工程Ｓ２では、ＰＣＲ容器５１ｂに検体処理液５μＬを添加する処理が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、まず、試薬容器５２ａから検体処理液５μＬを採取してＰＣＲ容器５１ｂへ検体処理液５μＬを分注し、シリンジ１３の往復（上下動作）によってＰＣＲ容器５１ｂ内を攪拌するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次いで、制御装置２０は、ショートチップ５３ｂをチップ廃棄部４３にて廃棄するように分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次の工程Ｓ３では、ＰＣＲ容器５１ｂを加熱および急冷する処理が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、ＰＣＲ容器５１ｂを加熱してＰＣＲ容器５１ｂ内の検体温度を９０℃に５分維持し、その後、ＰＣＲ容器５１ｂを急冷してＰＣＲ容器５１ｂ内の検体温度を２０℃（常温）に戻すように、温調部４１を制御する。

ＰＣＲ容器５１ｂは、温調部４１の上面が窪んだ段差に挿し込まれている。温調部４１は、熱伝導性に優れた金属板であり、たとえばアルミニウム製である。温調部４１は、温度源４４と熱的に接触している。温度源４４によって、予め設定されていたプログラムに従って温調部４１が加熱および冷却されることにより、ＰＣＲ容器５１ｂ内の検体温度が制御される。これにより検体が、反応に適した所定の温度プロファイルに供される。

ＰＣＲ容器５１ｂの、容器本体を閉じている状態の蓋には、ヒートリッド４５が熱的に接触している。ヒートリッド４５は金属板であり、シートヒーターなどの加熱源が取り付けられている。加熱源が蓋を加熱することで、ＰＣＲ容器５１ｂ内で液体が気化して反応条件が変わったり、蓋において結露が発生したりすることが防止されている。

次の工程Ｓ４では、ＰＣＲ容器５１ｂに各試薬を添加する処理が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、まず、試薬容器５２ｂから反応液７．８μＬを採取し、酵素２．４μＬが予め入っている試薬容器５２ｄへ分注するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次いで、制御装置２０は、試薬容器５２ｃからプライマー／プローブ液７．８μＬを採取して試薬容器５２ｄへ分注し、シリンジ１３の往復（上下動作）によって試薬容器５２ｄ内を攪拌するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。この時点での試薬容器５２ｄに入っている試薬混合液の量は１８μＬとなる。

次いで、制御装置２０は、試薬容器５２ｄから試薬混合液１５μＬを採取し、ＰＣＲ容器５１ｂへ試薬混合液１５μＬを分注し、シリンジ１３の往復（上下動作）によってＰＣＲ容器５１ｂ内を攪拌するように、分注ユニット１２および移動装置４，５を制御する。

次の工程Ｓ５では、ＰＣＲ容器５１ｂのサーマルサイクル処理が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、ＰＣＲ容器５１ｂ内の液温度を４２℃に１０分維持して逆転写反応を生じさせ、その後、ＰＣＲ容器５１ｂ内の液温度を９５℃に１分維持して酵素を活性させるように、温調部４１を制御する。

次いで、制御装置２０は、ＰＣＲ容器５１ｂ内の液温度を９５℃に５秒間維持した後にＰＣＲ容器５１ｂ内の液温度を６０℃に３０秒間維持して遺伝子を増幅させる増幅処理を行なうように、温調部４１を制御する。なお、この増幅処理は４５サイクル実施される。

次の工程Ｓ６では、３波長蛍光検出が行なわれる。具体的には、制御装置２０は、増幅処理後に、ＰＣＲ容器５１ｂ内の液温度を６０℃にした状態で、ＰＣＲ容器５１ｂ内の液に対して３波長蛍光検出を行なうように、温調部４１および光学ユニット１１を制御する。なお、３波長蛍光検出は、増幅処理が行なわれる毎に実施される。３波長蛍光検出の結果（解析装置２による解析処理の結果）は、端末３のディスプレイに表示される。

＜ヒートリッド４５の運搬装置の構成＞
次に、ヒートリッド４５を温調部４１に対して相対移動させる運搬装置について説明する。図４は、ヒートリッド４５の運搬装置の概略構成を示す斜視図である。図５は、図４とは異なる角度から見た、ヒートリッド４５の運搬装置の斜視図である。

ヒートリッド４５の運搬装置は、Ｘ軸駆動モータ６１と、Ｘ軸移動部６２と、Ｚ軸駆動モータ６５と、Ｚ軸移動部６６とを主に備えている。

Ｘ軸駆動モータ６１は、ヒートリッド４５をＸ軸方向に移動させる駆動力を発生する。Ｘ軸駆動モータ６１は、たとえばサーボモータであってもよい。Ｘ軸移動部６２は、ラック部６４を有している。ラック部６４は、Ｘ軸駆動モータ６１の出力軸に連結されているピニオンギヤと噛み合っている。Ｘ軸駆動モータ６１の発生する駆動力を受けてピニオンギヤが回転し、ラック部６４がＸ軸方向に移動する。ラック部６４のＸ軸方向の移動に伴って、Ｘ軸移動部６２は全体としてＸ軸方向に移動する。

Ｚ軸駆動モータ６５は、ヒートリッド４５をＺ軸方向に移動させる駆動力を発生する。Ｚ軸駆動モータ６５は、たとえばサーボモータであってもよい。Ｚ軸駆動モータ６５は、Ｘ軸駆動モータ６１と同じモータであってもよく、Ｘ軸駆動モータ６１とは異なるモータであってもよい。Ｚ軸移動部６６は、ラック部６８を有している。ラック部６８は、Ｚ軸駆動モータ６５の出力軸に連結されているピニオンギヤと噛み合っている。Ｚ軸駆動モータ６５の発生する駆動力を受けてピニオンギヤが回転し、ラック部６８がＺ軸方向に移動する。ラック部６８のＺ軸方向の移動に伴って、Ｚ軸移動部６６は全体としてＺ軸方向に移動する。

温調部４１は、容器５０を保持するとともに容器５０の温度を昇降させる、実施の形態における容器保持部に相当する。Ｘ軸駆動モータ６１とＺ軸駆動モータ６５とは、ヒートリッド４５を温調部４１に対して相対移動させる、実施の形態における駆動部に相当する。

Ｘ軸移動部６２には、Ｚ軸方向に延びる案内孔６３が形成されている。Ｚ軸移動部６６は、案内孔６３に嵌合する嵌合部６７を有している。嵌合部６７は、案内孔６３に沿って、Ｚ軸方向に移動する。案内孔６３および嵌合部６７によって、Ｚ軸移動部６６のＺ軸方向への移動が案内される。

ヒートリッド４５には、平板状のプレート部材７０が取り付けられている。プレート部材７０は、ヒートリッド４５に固定されている。プレート部材７０は、ヒートリッド４５と一体的に移動可能に構成されている。図６は、図４に示されるプレート部材７０の模式図である。

プレート部材７０には、略Ｌ字形状のＬ字溝７１が形成されている。図６に示されるＬ字溝７１は、プレート部材７０を厚み方向に貫通しているが、Ｌ字溝７１は必ずしもプレート部材７０を貫通していなくてもよい。Ｌ字溝７１は、プレート部材７０の表面が窪んだ溝形状を有していてもよい。プレート部材７０は、実施の形態の溝形成部材に相当する。

Ｌ字溝７１は、Ｘ軸方向に沿って略延びる第１溝部７３と、Ｚ軸方向に沿って略延びる第２溝部７４とを有している。第２溝部７４は、鉛直方向に沿って略延びている。第１溝部７３は、鉛直方向に垂直なＸ軸方向に沿って略延びており、水平方向に略延びている。第２溝部７４の下端部が第１溝部７３に連通しており、これによりＬ字溝７１は略Ｌ字状の形状を有している。第１溝部７３の床面の一部分が、水平方向に対して上向きに傾斜している。Ｌ字溝７１、より詳細には第１溝部７３は、水平方向に対して上向きに傾斜する傾斜床面７５を有している。

図６に示されるコロ７２は、Ｚ軸移動部６６に設けられている。コロ７２は、Ｚ軸移動部６６を構成する金属板に、回転可能に取り付けられている。コロ７２は、Ｌ字溝７１に係合されている。コロ７２は、Ｌ字溝７１内に配置されている。図６に示されるコロ７２は、Ｌ字溝７１の第２溝部７４の上端に位置している。

コロ７２は、Ｘ軸駆動モータ６１の発生する駆動力によって、プレート部材７０に対してＸ軸方向に相対移動可能とされている。コロ７２は、Ｚ軸駆動モータ６５の発生する駆動力によって、プレート部材７０に対してＺ軸方向に相対移動可能とされている。コロ７２は、Ｌ字溝７１内を移動可能である。コロ７２は、Ｌ字溝７１に沿って、プレート部材７０に対して相対移動可能に構成されている。コロ７２は、プレート部材７０に対し相対回転可能である。コロ７２は、実施の形態における可動部材に相当する。

Ｘ軸移動部６２、Ｚ軸移動部６６、プレート部材７０およびコロ７２は、Ｘ軸駆動モータ６１およびＺ軸駆動モータ６５の発生する駆動力をヒートリッド４５に伝達する、実施の形態における動力伝達部を構成している。

図４および図５に示されるように、ヒートリッド４５の互いに対向する２つの縁部分に、一対のプレート部材７０が取り付けられている。各プレート部材７０に、図６と同様に、コロ７２が係合している。動力伝達部は、一対のプレート部材７０とコロ７２とを有している。一対のプレート部材７０とコロ７２とが、ヒートリッド４５を両側から支持している。

＜温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動＞
次に、温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動について説明する。図７は、温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動を示す第１の図である。図８は、図７の配置におけるプレート部材７０とコロ７２との相対位置を示す模式図である。

図７に示されるように、ヒートリッド４５は、ヒータ部４６と、支持部４７と、ばね部４８とを有している。ヒータ部４６は、後述するように容器５０の蓋部に接触して蓋部を加熱する、ヒートリッド４５の本体部分である。支持部４７は、ばね部４８を介して、上方からヒータ部４６を支持する。ヒータ部４６は、支持部４７からばね部４８によって吊り下げられている。図４，５を参照して説明したヒートリッド４５の運搬装置は、支持部４７に、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動させる駆動力を作用する。

図４，５に示される配置から、ヒートリッド４５は、上方向に移動する。制御装置２０（図１）は、Ｚ軸駆動モータ６５に制御信号を送信して、Ｚ軸駆動モータ６５を駆動させる。Ｚ軸駆動モータ６５の発生する駆動力を受けて、Ｚ軸移動部６６が上方向に移動する。Ｚ軸移動部６６と共に、コロ７２が上方向に移動する。コロ７２がプレート部材７０に上方向の応力を作用することで、プレート部材７０が上方向に移動する。プレート部材７０と共に、ヒートリッド４５が上方向に移動する。

図４，５に示されるヒートリッド４５は、温調部４１の上端よりも下方に配置されている。図７に示される、上方向に移動したヒートリッド４５は、温調部４１に保持された容器の上端よりも上方に配置されている。

図７に示されるヒートリッド４５の上方向への移動の間、コロ７２は、図８に示されるように、Ｌ字溝７１の第２溝部７４の上端に位置したままである。プレート部材７０に対するコロ７２の相対移動が抑制されていることで、ヒートリッド４５の上方向への移動を安定して行なうことが可能とされている。

図９は、温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動を示す第２の図である。図１０は、図９の配置におけるプレート部材７０とコロ７２との相対位置を示す模式図である。

図７に示される配置から、ヒートリッド４５は、水平方向に移動する。制御装置２０は、Ｘ軸駆動モータ６１に制御信号を送信して、Ｘ軸駆動モータ６１を駆動させる。Ｘ軸駆動モータ６１の発生する駆動力を受けて、Ｘ軸移動部６２が水平方向に移動する。Ｘ軸移動部６２と共に、Ｚ軸移動部６６およびコロ７２が水平方向に移動する。コロ７２がプレート部材７０に水平方向の応力を作用することで、プレート部材７０が水平方向に移動する。プレート部材７０と共に、ヒートリッド４５が水平方向に移動する。

水平方向に移動したヒートリッド４５は、温調部４１の上方に配置されている。ヒートリッド４５が温調部４１の上端よりも上方かつ容器の上端よりも上方にまで上方向に移動していることで、ヒートリッド４５の水平方向への移動が、温調部４１または容器との干渉によって妨げられることがない。

図９に示されるヒートリッド４５の水平方向の移動の間、コロ７２は、図１０に示されるように、Ｌ字溝７１の第２溝部７４の上端に位置したままである。プレート部材７０に対するコロ７２の相対移動が抑制されていることで、ヒートリッド４５の水平方向の移動を安定して行なうことが可能とされている。

図１１は、温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動を示す第３の図である。図１２は、図１１の配置におけるプレート部材７０とコロ７２との相対位置を示す模式図である。

図９に示される配置から、ヒートリッド４５は、下方向に移動する。制御装置２０は、Ｚ軸駆動モータ６５に制御信号を送信して、Ｚ軸駆動モータ６５を駆動させる。Ｚ軸駆動モータ６５の発生する駆動力を受けて、Ｚ軸移動部６６が下方向に移動する。Ｚ軸移動部６６と共に、コロ７２が下方向に移動する。コロ７２は、図１２に示されるように、Ｌ字溝７１の第２溝部７４の上端から下端へ移動する。Ｌ字溝７１の第２溝部７４の下端に位置するコロ７２が、プレート部材７０に下方向の応力を作用することで、プレート部材７０が下方向に移動する。プレート部材７０と共に、ヒートリッド４５が下方向に移動する。

図１１に示される、下方向に移動したヒートリッド４５、具体的にはヒータ部４６は、容器の蓋部に接触している。ヒータ部４６は、容器の蓋部の上に自重で載っている。図７～図１１に示されるヒートリッド４５の移動の間、ヒータ部４６は、支持部４７からばね部４８によって吊り下げられた状態を維持している。図７～図１１に示されるヒートリッド４５の移動の間、支持部４７に対するヒータ部４６の相対位置が不変である。

図１３は、温調部４１に対するヒートリッド４５の相対移動を示す第４の図である。図１４は、図１３の配置におけるプレート部材７０とコロ７２との相対位置を示す模式図である。

制御装置２０は、Ｘ軸駆動モータ６１に制御信号を送信して、Ｘ軸駆動モータ６１を駆動させる。Ｘ軸駆動モータ６１の発生する駆動力を受けて、Ｘ軸移動部６２が水平方向に移動する。Ｘ軸移動部６２と共に、Ｚ軸移動部６６およびコロ７２が水平方向に移動する。コロ７２は、Ｌ字溝７１の第１溝部７３に沿って、プレート部材７０に対して相対移動する。

第１溝部７３の傾斜床面７５は、第１溝部７３内を移動するコロ７２の移動方向に対して上向きに傾斜している。コロ７２が第１溝部７３の傾斜床面７５を昇るようにしてコロ７２が傾斜床面７５を通過することにより、水平方向に移動するコロ７２からプレート部材７０に対して、Ｚ軸方向の力が作用する。具体的には、プレート部材７０に対して、下向きの力が作用する。この力の作用によって、プレート部材７０が下方向に移動する。プレート部材７０と共に、支持部４７が下方向に移動する。

コロ７２の水平方向の移動によって、プレート部材７０および支持部４７が下方向に移動することで、支持部４７に対するヒータ部４６の相対位置が変化している。支持部４７がヒータ部４６に接近しており、ばね部４８が縮んでいる。ばね部４８の長さが小さくなることで、ばね部４８からヒータ部４６に下向きの弾性力が作用する。図１３に示されるヒートリッド４５、具体的にはヒータ部４６は、容器に押し付けられている。ヒートリッド４５（ヒータ部４６）は、容器の蓋部を下方向に押圧している。ヒートリッド４５（ヒータ部４６）は、容器の蓋部を容器本体側へ押圧している。Ｘ軸駆動モータ６１の駆動力によるコロ７２の移動方向と、ヒートリッド４５（ヒータ部４６）が容器の蓋部を容器本体側へ押圧する方向とが、異なっている。

コロ７２が傾斜床面７５を通過した図１４に示される状態で、Ｘ軸駆動モータ６１とＺ軸駆動モータ６５との両方が停止する。Ｘ軸駆動モータ６１とＺ軸駆動モータ６５とは、停止中に出力軸を保持するロック機能を有している。Ｘ軸駆動モータ６１およびＺ軸駆動モータ６５の停止中に、ヒートリッド４５の位置がずれることが回避されている。これにより、Ｘ軸駆動モータ６１およびＺ軸駆動モータ６５によるヒートリッド４５の駆動を停止させた状態で、ヒートリッド４５が容器の蓋部を容器本体側へ押圧する力が作用したままになる。

［態様］
上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る容器温調装置は、容器保持部と、ヒートリッドと、駆動部と、動力伝達部とを備えている。容器保持部は、容器を保持する。容器は、容器本体と、容器本体に対して開閉可能な蓋部とを有している。容器保持部はまた、容器の温度を昇降させる。ヒートリッドは、容器本体を閉じている状態の蓋部に接触して、蓋部を加熱する。駆動部は、ヒートリッドを容器保持部に対して相対移動させる駆動力を発生する。動力伝達部は、駆動部の発生する駆動力をヒートリッドへ伝達する。動力伝達部は、動力伝達部は、溝が形成された溝形成部材と、溝に係合され溝内を移動可能な可動部材とを有している。可動部材の水平方向の移動によって、ヒートリッドが蓋部を容器本体側へ押圧する。

可動部材の水平方向の移動によって、ヒートリッドが容器の蓋部を容器本体側へ押圧することで、駆動部によるヒートリッドの駆動を停止させても、ヒートリッドを蓋部に押し付ける力を発生させ続けることができる。容器の温度を昇降させる間に駆動部を駆動させたままとしなくてもよく、駆動部の負担を軽減できるので、消費電力を低減でき、発熱による駆動部の誤作動または故障のリスクを低減することができる。

（第２項）第１項に記載の容器温調装置において、溝は、可動部材の水平移動方向に対して上向きに傾斜する傾斜床面を有していてもよい。

可動部材が水平方向に移動して傾斜床面を通過するときに、溝形成部材は、可動部材に対して相対的に下方向に移動する。この溝形成部材の移動によって、ヒートリッドに下向きの力が作用する。これによりヒートリッドは、容器の蓋部を容器本体側へ押圧することができる。

（第３項）第２項に記載の容器温調装置において、可動部材は、溝形成部材に対し相対回転可能であってもよい。

可動部材を溝形成部材に対して摺動させるのではなく回転移動させることにより、可動部材と溝形成部材との間に発生する摩擦力を低減でき、可動部材が溝内をスムーズに移動できる。溝形成部材に対する可動部材の相対変位に伴うエネルギー損失を低減でき、駆動部の発生する駆動力でヒートリッドを効率的に移動させることができる。

（第４項）第２項に記載の容器温調装置において、動力伝達部は、一対の溝形成部材と可動部材とを有し、一対の溝形成部材と可動部材とがヒートリッドを両側から支持してもよい。

このように溝形成部材と可動部材とを配置することで、動力伝達部は、ヒートリッドを両側から安定して支持することができる。

（第５項）第１項に記載の容器温調装置において、溝は、水平方向に延びる第１溝部と、鉛直方向に延びる第２溝部とを有し、第２溝部の下端部が第１溝部に連通するＬ字状の形状を有していてもよい。

ヒートリッドを上方向へ移動させるとき、およびヒートリッドを水平移動させるときに、可動部材が第２溝部の上端に位置していることで、可動部材の溝形成部材に対する相対変位を抑制できる。これにより、ヒートリッドを安定して移動させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１解析システム、２解析装置、３端末、４，５移動装置、１０検査装置、１１光学ユニット、１２分注ユニット、１３シリンジ、１４開閉ユニット、１６照射ユニット、２０制御装置、３０温調装置、４０保持装置、４１温調部、４２保持部、４３チップ廃棄部、４４温度源、４５ヒートリッド、４６ヒータ部、４７支持部、４８ばね部、５０容器、５１ＰＣＲ容器、５２試薬容器、５３分注チップ、５４検体容器、６１Ｘ軸駆動モータ、６２Ｘ軸移動部、６３案内孔、６４，６８ラック部、６５Ｚ軸駆動モータ、６６Ｚ軸移動部、６７嵌合部、７０プレート部材、７１Ｌ字溝、７２コロ、７３第１溝部、７４第２溝部、７５傾斜床面。

Claims

容器本体と前記容器本体に対して開閉可能な蓋部とを有する容器を保持するとともに、前記容器の温度を昇降させる容器保持部と、
前記容器本体を閉じている状態の前記蓋部に接触して前記蓋部を加熱するヒートリッドと、
前記ヒートリッドを前記容器保持部に対して相対移動させる駆動力を発生する駆動部と、
前記駆動部の発生する駆動力を前記ヒートリッドへ伝達する動力伝達部とを備え、
前記動力伝達部は、溝が形成された溝形成部材と、前記溝に係合され前記溝内を移動可能な可動部材とを有し、
前記溝形成部材は、前記ヒートリッドに固定され、前記ヒートリッドと一体的に移動可能であり、
前記可動部材の水平方向の移動によって、前記ヒートリッドが前記蓋部を前記容器本体側へ押圧する、容器温調装置。
前記溝は、前記可動部材の水平移動方向に対して上向きに傾斜する傾斜床面を有する、請求項１に記載の容器温調装置。
前記可動部材は、前記溝形成部材に対し相対回転可能である、請求項２に記載の容器温調装置。
前記動力伝達部は、一対の前記溝形成部材と前記可動部材とを有し、
一対の前記溝形成部材と前記可動部材とが前記ヒートリッドを両側から支持する、請求項２に記載の容器温調装置。
前記溝は、水平方向に延びる第１溝部と、鉛直方向に延びる第２溝部とを有し、前記第２溝部の下端部が前記第１溝部に連通するＬ字状の形状を有する、請求項１に記載の容器温調装置。