JPH06233670A - 温度制御を用いたポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置 - Google Patents

温度制御を用いたポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置

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JPH06233670A
JPH06233670A JP3340025A JP34002591A JPH06233670A JP H06233670 A JPH06233670 A JP H06233670A JP 3340025 A JP3340025 A JP 3340025A JP 34002591 A JP34002591 A JP 34002591A JP H06233670 A JPH06233670 A JP H06233670A
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Lisa May Goven
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ウイリアムズ フェントン
Timothy M Woudenberg
エム．ウッデンバーグ ティモシー
Margries Marcel
マーグリーズ マーセル
P Ragusa Robert
ピー．ラグサ ロバート
Richard Rees
リース リチャード
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料ブロックを用いてマイクロタイタートレ
ー内で極めて正確なポリメラーゼ連鎖反応を実施する機
器を提供する。 【構成】 試料ブロックは局所的に熱バランスと対称性
とを保つようになっている。コンピュータにより制御さ
れる、３つの領域を有するフィルムヒータと、同様にコ
ンピュータにより制御されブロック中を流れる冷却剤の
流れを調節するランプ冷却ソレノイド弁とが試料ブロッ
ク温度の制御に用いられる。微少な温度制御には一定の
バイアス冷却が用いられる。また、試料温度は実測では
なく計算により求められる。加熱されたカバーはプラス
チックキャップを変形させ、試料管を嵌合し、熱的に隔
離するのに必要な最小限の力を与える。個々の試料管に
自由度を与えるための使い捨てのプラスチックマイクロ
タイタートレーが使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応
（以後ＰＣＲという）を実施するためのコンピュータ制
御の計器の分野に関する。より詳しくは、本発明は、多
数の試料についてポリメラーゼ連鎖反応を同時に実施し
て、各試料についての結果を非常に高い精度で得ること
ができる自動化計器に関する。この高い精度は、なかで
も、いわゆる「定量的ＰＣＲ」を実施する可能性を提供
する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＲプロセスを使用してＤＮＡ（デオ
キシリボース核酸）を増幅するために、特別に構成した
液状反応混合物を、いくつかの異なる温度のインキュベ
ーション期間を含むＰＣＲプロトコルを通してサイクル
することが必要である。反応混合物は種々の成分、例え
ば、増幅すべきＤＮＡおよび少なくとも２つのプライマ
ーから構成され、前記プライマーは増幅すべきＤＮＡの
伸長産生物をつくることができるように、試料のＤＮＡ
に対する十分に相補的であるように予め決定される。反
応混合物は、種々の酵素および／または他の試料、なら
びにいくつかのデオキシリボヌクレオシドトリホスフェ
ート、例えば、ｄＡＴＰ，ｄＣＴＰ，ｄＧＴＰおよびｄ
ＴＴＰを包含する。一般に、プライマーはオリゴヌクレ
オチドであり、核酸の鎖に対する相補的であるプライマ
ーの伸長産生物の合成を誘発する条件下に、すなわち、
ヌクレオチドおよび誘発因子、例えば、熱安定性ＤＮＡ
ポリメラーゼの存在下に適当な温度およびpHにおいて、
配置したとき、合成の開始点として作用することができ
る。
【０００３】ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、主と
して非常に簡単でありそして要求される設備のコストが
比較的低いので、遺伝的分析に現象的に有望な技術であ
ることが証明されている。ＰＣＲに対して重要なこと
は、サーモサイクリングの概念である。すなわち、ＤＮ
Ａを溶融し、短いプライマーを生ずる一本鎖に対してア
ニーリングし、そしてそれらのプライマーを伸長して二
本鎖のＤＮＡの新しいコピーをつくる、交互する工程で
ある。サーモサイクリングにおいて、ＰＣＲ混合物をＤ
ＮＡを溶融するための高い温度（＞９０℃）から、プラ
イマーのアニーリングおよび伸長のためのより低い温度
（４０℃〜７０℃）に反復してサイクリングする。ＰＣ
Ｒにおいて要求されるサーモサイクリングを実施するた
めの最初の商業的システムであるパーキン−エルマー・
セツス・ＤＮＡ・サーマル・サイクラー（Perkin-Elmer
Cetus DNA Thermal Cycler ）は、１９８７年に導入さ
れた。
【０００４】ＰＣＲのための応用は、現在、基本的な研
究から、多数の同様な増幅工程を日常的に実施する応用
へと動きつつある。これらの応用範囲は、診断の研究、
生物製剤学的開発、遺伝子の分析、および環境的試験を
包含する。これらの応用範囲におけるユーザは、高い処
理量、迅速な回転時間、およひ再現性ある結果を提供す
る高性能のＰＣＲシステムから利益を受けるであろう。
また、これらの応用範囲におけるユーザは、試料対試
料、実験対実験、実験室対実験室、および計器対計器か
らの再現性を保証されるにちがいない。
【０００５】例えば、ヒトのゲノムのプロジェクトにお
ける物理学的マッピングのプロセスは、配列標的部位
（ＳＴＳ）を利用することによって、大きく簡素化する
ことができる。ＳＴＳは、ＰＣＲにより容易に増幅さ
れ、そして染色体上の位置を同定する短くかつ独特な配
列である。このような部位を検査してゲノムの地図を作
ることは、世界中を通じて再現性をもって実施すること
ができるプロトコルを使用して、短い時間で、多数の試
料を増幅することを必要とする。
【０００６】ＰＣＲの試料の数が増加するにつれて、増
幅工程を試料の調製および増幅後の分析と統合すること
がいっそう重要となる。試料の容器は急速なサーマルサ
イクリングを可能とするばかりでなく、かつまた溶媒抽
出および遠心等の操作のための自動化された取り扱いを
可能としなくてはならない。容器は絶えず小さい体積で
働いて、試薬のコストを減少する。
【０００７】一般に、ＰＣＲのサーマルサイクリングは
異なる温度における少なくとも２回のインキュベーショ
ンを含む。これらのインキュベーションの一方は、プラ
イマーのハイブリダイゼーションおよび触媒されたプラ
イマーの伸長反応用のものである。他方のインキュベー
ションは変性、すなわち、二本鎖の伸長産生物を次のハ
イブリダイゼーションおよび伸長インキュベーション間
隔において使用するための、一本鎖の鋳型に分離するた
めのものである。ＰＣＲの詳細、ＰＣＲに必要な温度サ
イクルおよび反応条件、ならびにこの反応の実施に必要
な種々の試薬および酵素は、米国特許第４，６８３，２
０２号、米国特許第４，６８３，１９５号、ＥＰＯ公報
２５８，０１７号および４，８８９，８１８号（Ｔａｇ
ポリメラーゼ酵素の特許）およびすべての他のＰＣＲの
特許（出願人、セツス・コーポレーション）に記載され
ている。
【０００８】ＰＣＲの目的は、最初に供給した小さい体
積の「種子」ＤＮＡと同一の、ＤＮＡを大きい体積で調
製することである。この反応は、ＤＮＡの鎖をコピー
し、次いで引き続くサイクルにおいてコピーを使用して
他のコピーを発生することを包含する。理想的な条件下
に、各サイクルは存在するＤＮＡの量を２倍にし、これ
により幾何学的進行において、反応混合物の中に存在す
る体積の「標的」または「種子」のＤＮＡの鎖を生ず
る。
【０００９】典型的なＰＣＲの温度サイクルにおいて、
反応混合物を各インキュベーション温度に規定した時間
の間正確に保持すること、および同一のサイクルまたは
同様なサイクルを多数回反復することが必要である。典
型的なＰＣＲプログラムを９４℃の試料温度で開始して
３０秒間保持して、反応混合物を変性する。次いで、反
応混合物の温度を３７℃に下げ、そして１分間保持して
プライマーをハイブリダイゼーションさせる。次に、反
応混合物の温度を５０℃〜７２℃の範囲の温度に上げ、
ここでそれを２分間保持して伸長産生物の合成を促進す
る。これは１サイクルを完結する。次いで、前のサイク
ルにおいて形成する伸長産生物の鎖の分離のために、反
応混合物の温度を９４℃に上げることによって、次のＰ
ＣＲサイクルを開始する（変性）。典型的には、サイク
ルは２５〜３０回反復する。
【００１０】一般に、試料温度を次の温度にサイクルに
おいて、いくつかの理由で出来るだけ迅速に変化するこ
とが望ましい。第１に、化学的反応はその段階の各々に
ついて最適な温度を有する。こうして、最適でない温度
における消費時間が少ないことは、よりよい化学的結果
が達成されることを意味する。他の理由は、各インキュ
ベーション温度に到達後、各インキュベーション温度に
反応混合物を保持する時間を最小することが必要である
ということである。これらの最小のインキュベーション
時間は、サイクルの完結に要する「床」または最小時間
を確立する。試料のインキュベーション時間の間の遷移
時間は、この最小サイクル時間に付加される時間であ
る。サイクルの数はかなり大きいであるので、この追加
の時間は増幅の完結に要する合計の時間を不必要に長く
する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの従来の自動
化されたＰＣＲの計器において、反応混合物はキャップ
で閉じた、使い捨てプラスチック管の中に貯蔵された。
このような管のための典型的な試料の体積はほぼ１００
μｌであった。典型的には、このような計器は試料のＤ
ＮＡを充填した多数のこのような管を使用し、そして反
応混合物は金属のブロック中の試料のウェル（ｗｅｌ
ｌ）と呼ぶ孔に挿入された。ＰＣＲプロセスを実施する
ために、ＰＣＲプロトコルのファイルにおいてユーザに
より特定された規定した温度および時間に従い、金属ブ
ロックの温度を制御した。次いで、コンピュータおよび
関連するエレクトロニクスは、時間、温度およびサイク
ルの数など規定するＰＣＲプロトコルのファイル中のユ
ーザの供給したデータに従い、金属ブロックの温度を制
御した。しかしながら、これらの先行技術の計器におい
て、すべての試料が正確に同一の温度サイクルを経験し
たわけではなかった。これらの先行技術の計器におい
て、試料温度における誤差は金属の試料ブロック内の場
所対場所の温度の不均一性、すなわち、ブロックの金属
内に存在する温度勾配により発生し、これによりある試
料はサイクルの特定の時間において他の試料と異なる温
度を有した。さらに、熱を試料ブロックから試料に移す
ときの遅延が存在したが、遅延はすべての試料について
同一ではなかった。ＰＣＲプロセスを首尾よくかつ効率
よく実施するために、かついわゆる「定量的」ＰＣＲを
可能とするために、これらの温度の遅延および温度の誤
差は大きい程度に最小としなくてはならない。
【００１２】試料の液体の熱の出入りのための時間の遅
延を最小にしそして金属ブロック上の種々の点における
温度勾配または温度の不均一性のための温度の誤差を最
小にするという問題は、試料を含有する領域の大きさが
大きくなるとき、とくに重大となる。工業的に標準のマ
イクロタイタープレートのフォーマットの中に配置され
た９６の試料管を収容するために十分に大きい金属ブロ
ックを有することは、ＰＣＲ計器にとって高度に望まし
い属性である。
【００１３】マイクロタイタープレートは、生化学およ
びバイオテクノロジーの分野において多数の小さい試料
を取り扱い、処理しそして分析するために、広く使用さ
れている手段である。典型的には、マイクロタイタープ
レートは、３＋５／８インチ（９．２cm）幅および５イ
ンチ（１２．７cm）長さであり、そして９mmの中央に８
ウェル×１２ウェルの長方形の列の中に９６の同一の試
料ウェルを含有するトレーである。マイクロタイタープ
レートは広範な種類の材料、形状および体積の試料ウェ
ルで入手可能であり、それらは多数の異なる使用につい
て最適化され、すべてのマイクロタイタープレートは同
一の全体の外側寸法および９mmの中央に同一の８×１２
のウェルの列を有する。この標準のマイクロタイタープ
レートのフォーマットにおける試料の取り扱い、処理お
よび分析を自動化するための、広範な種類の装置は入手
可能である。
【００１４】一般に、マイクロタイタープレートは、射
出成形または真空成形されたプラスチックであり、そし
て安価であり、使い捨て可能であると考えられる。交差
汚染から生ずる法律上の責任および使用後のマイクロタ
イタープレートの洗浄および乾燥の困難のために、使い
捨て可能性は極めて望ましい。したがって、マイクロタ
イタープレートのフォーマットで配置されている９６ま
での試料について同時にＰＣＲ反応を実施できること
は、ＰＣＲ計器について極めて望ましい特性である。
【００１５】もちろん、９mmの中央上の８×１２ウェル
の列の９６試料を加熱および冷却するために必要な金属
ブロックの大きさは、かなり大きい。この大きい面積の
ブロックは、一般に０〜１００℃の温度範囲に試料間の
温度の変動についての許容度を非常に小さくしてこのよ
うなブロックを非常に急速に加熱および冷却できるＰＣ
Ｒ計器の設計について、多数の対抗する工業的問題をつ
くる。これらの問題はいくつかの原因から生ずる。第１
に、ブロックの大きい熱的質量は、ブロックの温度を操
作範囲内で大きい速度で上下させることを困難とさせ
る。第２に、種々の装置、例えば、冷却後の供給および
抜き出しのためにマニホールド、ブロックの支持取り付
け点、および関連する他の周辺装置にブロックを取り付
ける必要性は、許容可能な限界を越えた温度勾配がブロ
ックを横切って存在させる可能性をつくる。
【００１６】また、多数の試料の急速な、正確な温度サ
イクルを必要とするＰＣＲ反応または他の反応の自動化
実施のための、サーマルサイクリングの設計における要
件の間に、多数の他の衝害が存在する。例えば、金属ブ
ロックの温度を急速に変化させるために、大量の熱を短
い時間で試料ブロックから出入りさせなくてはならな
い。熱は電気抵抗ヒータからか、あるいは加熱された流
体をブロックと接触させて流すことによって添加するこ
とができる。熱は冷却された流体をブロックと接触させ
て流すことによって急速に除去できる。しかしながら、
これらの手段により、試料の間で温度の不均一性を生じ
る温度勾配を形成するような、ブロック中の場所対場所
で大きい温度差をつくらないで、金属ブロックに大量の
加熱を出入りさせることは不可能であるように思われ
る。
【００１７】熱の添加または除去の停止後でさえ、ブロ
ック中の種々の点において貯蔵された熱がより冷たい領
域に移動して温度勾配を排除しなくてはならない距離の
平方にほぼ比例する時間の間、温度勾配は持続すること
ができる。こうして、金属ブロックをより多くの試料を
収容するためにより大きく作るとき、温度変化がより大
きい寸法を横切って存在する温度勾配を引き起こした
後、ブロックの中に存在する温度勾配が消滅するために
要する時間は顕著に長くなる場合がある。これは、すべ
ての試料の間で正確な温度の均一性を維持しながら、試
料ブロックの温度を急速にサイクルする困難を増加させ
る。
【００１８】温度勾配を消散させるに要する時間に起因
して、ブロック中の大きい距離にわたって存在する温度
勾配の発生を防止するために、高い性能のＰＣＲ計器の
設計において、重要な必要性が発生した。他の必要性
は、金属部分またはブロックに取り付けられた他の周辺
装置の間の機械境界を横切って熱が移動するという要件
を、出来るだけ非常に多く、回避することである。ジョ
イントを横切ってすべての場所で高い温度伝導性を均一
に保証する方法で、金属部分を接合することは困難であ
る。熱伝導性の不均一性は望ましくない温度勾配を発生
するであろう。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、試料ブ
ロック中の試料温度の変化と反応混合物中の温度変化と
の間の遅延を減少するための、薄い壁の試料管が開示さ
れる。２つの異なる大きさの試料管を開示するが、各々
は試料ブロック中の合致する円錐形のくぼみの中に嵌合
する薄壁の円錐形区画を有する。典型的には、縦軸に関
して１７°の角度をもつ円錐を使用して、試料ブロック
の中への管のジャミングを防止するが、すべりばめを可
能とする。他の形状および角度も、本発明を実施するた
めに十分であろう。
【００２０】また、試料ブロック以外の、例えば、液体
浴、オーブンなどの、他の型の熱交換器を使用すること
ができる。しかしながら、何らかの熱交換器と接触する
試料管の区画の壁厚さは、ＰＣＲのサイクリングの熱的
ストレスおよび通常の使用のストレスに十分に耐えられ
る範囲内で、出来るだけ薄くあるべきである。典型的に
は、試料管はオートクレーブ処理可能なポリプロピレ
ン、例えば、０．００９〜０．０１２インチ±０．００
１インチ（０．２３〜０．３０mm±０．０３mm）の範囲
の円錐形区画の壁厚さをもつＨｉｍｏｎｔ ＰＤ７０１
から作られる。より好ましくは、壁厚さは０．０１２イ
ンチ（０．３０mm）である。
【００２１】好ましい実施態様において、試料管は、ま
た、円錐形区画と接合する、より薄い壁の円筒形区画を
有する。この円錐形区画はもとの反応混合物またはＰＣ
Ｒプロセス後に添加できる試薬を含有する。図５１に示
す試験管は、他のＰＣＲシステムにおける適合性のため
の薄い壁を除外して、工業的に標準の形状を有する。図
１５の試料管は、ここに開示するシステムとともに使用
できる、短い管である。薄い壁の試料管の使用が好まし
いシステム環境の他の実施態様を以下に要約する。
【００２２】非常に急速な温度サイクルのＰＣＲプロト
コルの実施の間に、マイクロタイタープレートのフォー
マットにおいて配置された非常に大きい数の試料につい
て、非常に正確な温度制御を達成する新規な方法および
装置をさらに開示する。本発明の教示は、試料ブロッ
ク、試料管および支持の取り付け、加熱および冷却装
置、制御エレクトロニクスおよびソフトウェアについて
の新規な構造、新規なユーザのインタフェースおよびＰ
ＣＲプロトコルを実施するために前記装置を使用する新
規な方法を包含する。
【００２３】ここに開示される装置は、多数の試料を横
切って温度制御の非常に緊密な許容度で９６までの試料
についてＰＣＲ遺伝子増幅を実施するように設計され
る。すなわち、すべての試料は、異なる試料を含有する
異なるウェルの間の温度差を非常に小さくすると同時
に、温度が上下する。これはポリメラーゼ連鎖反応のサ
イクルを通じて真実である。また、この装置は、各試料
ウェル中の蒸発および凝縮のプロセスの制御により、反
応混合物の濃度を非常に厳密に制御することができる。
さらに、この装置は、試料ウェルの間の交差汚染を実質
的になくして、各々が異なるドナーからの１００μｌの
９６までの試料を処理することができる。
【００２４】本発明は、標準の９６ウェルのマイクロタ
イタープレートのフォーマットにおいてアルミニウムの
試料ブロックを加熱および冷却して試料を熱的にサイク
リングし、その結果、急速なサーマルサイクリング速
度、制御しない変化する周囲温度および他の操作条件、
例えば、電力ラインの電圧および冷却液温度にかかわら
ず、きわめてすぐれた試料対試料の均一性が存在する新
規な方法を包含する。
【００２５】また、本発明は、各試料管が加熱されたカ
バーからの下降する圧力下に試料ブロックと最良の嵌合
を見いだすために十分な個々の動きの自由度を有すると
ともに、サーマルサイクリングのためのＤＮＡを含有す
る９６までの個々の試料管を収容する、使い捨てプラス
チック９６ウェルのマイクロタイタープレートのための
新規な構成を包含する。各管の最良の嵌合を可能とする
ことによって、試料ブロックの金属と試料管およびマイ
クロタイタープレートの構造のプラスチックとの間の熱
的膨張および収縮の速度の差が、使い捨てマイクロタイ
タープレートの構造において、試料管の中心対中心の距
離に関して、試料ブロック中のウェルの相対的中心対中
心の寸法を変化させる場合でさえ、マイクロタイタープ
レートの設計は試料ブロック対各試料管の高くかつ均一
な熱伝導性を提供する。
【００２６】さらに、本発明は、処理されている試料の
温度を直接測定しないで、これらの温度を連続的に計算
しかつ表示する能力を有した、ＰＣＲ計器を制御する新
規な方法および装置を包含する。これらの計算された温
度を使用して、試料が各標記インキュベーション温度に
ついて所定の温度の許容度のバンド内に保持される時間
を制御する。この制御システムは、また、試料ブロック
に熱的に連結した３ゾーンのヒータを制御し、そして試
料ブロック中の方向的に交錯したランプ冷却チャンネル
を通して流体の流れをゲート（ｇａｔｅ）し、流体の流
れは、試料ブロックを通る冷却液の一定のバイアス冷却
流と組み合ったとき、ユーザが特定する標的温度への急
速な温度変化およびその温度における正確な温度制御を
達成する設備を提供する。３ゾーンのヒータを制御する
方法および装置は、なかでも、３ゾーンのヒータの種々
のゾーンへ供給すべき電気的エネルギーの量を計算する
とき、ライン電圧、ブロック温度、冷却液温度および周
囲温度を考慮する。このヒータは、試料ブロックのへり
または「ガードバンド」の下で別々に制御することがで
き、こうして試料ブロックのへりへ取り付けられた周辺
装置を通る周囲への過剰の熱損失を補償できるようにす
る、ゾーンを有する。これは温度勾配の形成を防止す
る。
【００２７】さらに、本発明は、試料をそれらの沸点付
近の温度においてインキュベーションするとき、反応混
合物からの溶媒の損失を防止する新規な方法および装置
を包含する。加熱された定盤は試料管の上部をカバー
し、そして個々のキャップと接触し、これらのキャップ
は各試料管に気密シールを提供する。定盤からの熱は各
試料管およびキャップの上部を凝縮点より上の温度に加
熱するので、試料管内で凝縮および還流は起こらない。
凝縮は比較的大きい熱移動を表す。なぜなら、蒸発熱に
等しい量の熱が水蒸気の凝縮に消費されるからである。
これは、凝縮が均一に起こらない場合、試料対試料の大
きい温度の変動を引き起こすことがある。加熱された定
盤は、試料管中の凝縮の発生を防止し、これによりこの
潜在的な温度誤差源を最小にする。加熱された定盤の使
用は、また、試薬の消費を減少する。
【００２８】すべての試料管を温度制御した試料ブロッ
クの中にしっかりプレスして、各管について均一なブロ
ック対管の熱伝導を確立しかつ維持するために必要な、
実験的に決定した最小の下向きの力を越える下向きの力
を各試料管を提供する。熱伝導のこの均一性は、管対管
の長さ、直径、角度または他の寸法の誤差の変動に無関
係に確立され、これらはそうでなければある試料管を他
の試料管より対応する試料ウェルの中によりきっちりと
嵌合させる。
【００２９】加熱された定盤は、各キャップのプラスチ
ックを軟化するが、キャップの弾性に完全に破壊しな
い。こうして、最小の限界の下向きの力を、管対管の管
の高さの差にかかわらず、各管に連続的に加える。ここ
に記載するＰＣＲ計器は、２倍またはそれ以上サイクル
時間を減少し、そしてＰＣＲ体積を２０ｕｈまで試薬の
コストを下げるが、工業規格との適合性を残す。
【００３０】
【実施例】図１を参照すると、本発明の教示に従いＰＣ
Ｒを実施するためのコンピュータ制御の計器の１つの実
施態様の主要なシステム成分のブロック線図が示されて
いる。増幅すべきＤＮＡまたはＲＮＡを含む試料混合物
を温度プログラム可能な試料ブロック１２の中に配置
し、そして加熱されたカバー１４でカバーする。
【００３１】ユーザは、キーボードおよびディスプレイ
を含む端末１６を経て、所望のＰＣＲプロトコルの時間
および温度のパラメーターを定めるデータを供給する。
キーボードおよびディスプレイはバス１８を経て制御コ
ンピュータ２０（以後中央処理装置またはＣＰＵと呼
ぶ）に連結する。この中央処理装置２０は、下に記載す
る制御プログラム、所望のＰＣＲプロトコルおよび下に
記載するある種の較正定数を記憶する記憶装置を包含す
る。制御プログラムはＣＰＵ２０が試料ブロック１２の
温度サイクリングを制御するようにさせそしてユーザの
インタフェースを実施し、そしてユーザのインタフェー
スはある種のディスプレイをユーザに提供し、そしてユ
ーザにより端末１６のキーボードを経て入力されたデー
タを受けとる。
【００３２】好ましい実施態様において、中央処理装置
２０はカスタム設計される。エレクトロニクスのブロッ
ク線図は以下でより詳細に論ずる。他の実施態様におい
て、計器の種々のヒータおよび他の電気−機械的システ
ムを制御しそして種々のセンサーを読む中央処理装置２
０および関連する周辺エレクトロニクスは、任意の汎用
コンピュータ、例えば、適当なプログラムによるパーソ
ナルコンピュータまたはマイクロコンピュータである。
試料１０を試料ブロック１２の中に配置されたキャップ
付き使い捨て管の中に貯蔵し、そして加熱されたカバー
１４により周囲空気から隔離し、そして加熱されたカバ
ー１４は下に記載するプラスチックの使い捨てトレーと
接触して、試料管が内部に存在する加熱された箱体を形
成する。加熱されたカバーは、なかでも、試料管内の蒸
発、凝縮および還流により、試料混合物を出入りする望
ましくない熱移動を減少する働きをする。それは、ま
た、キャップの内側を乾燥に保持し、これにより管から
キャップを取ったとき、エアゾールの形成を防止するこ
とによって、交差汚染の機会を減少する。加熱されたカ
バーを試料管のキャップと接触させ、そしてそれらをほ
ぼ１０４℃または反応混合物の種々の成分の凝縮点より
上に加熱して保持する。
【００３３】中央処理装置２０は、加熱されたカバー１
４の温度を感知しそしてその中の電気抵抗ヒータを制御
してカバー１４を所定の温度に維持するために、適当な
エレクトロニクスを包含する。加熱されたカバー１４の
温度の感知およびその中の抵抗ヒータの制御は、温度セ
ンサー（図示せず）およびバス２２を経て達成される。
【００３４】冷却液制御システム２４は、冷却された冷
却液、例えば、自動車のアンチフリーズおよび水の混合
物を、試料ブロック１２中のバイアス冷却チャンネル
（図示せず）を通して、入力管２６および出力管２８を
経て、連続的に循環させる。冷却液制御システム２４
は、また、試料ブロック１２中のより高い体積のランプ
冷却流体の流路（図示せず）を通る流体の流れを制御す
る。ランプ冷却チャンネルを使用して、試料ブロック１
２を通して大きい体積の冷却された冷却液を比較的高い
流速で送ることによって、試料ブロック１２の温度を急
速な変化させる。ランプ冷却冷却液は試料ブロック１２
に管３０を通して入り、そして管３２を通して試料ブロ
ック１２から出る。冷却液制御システムの詳細は図４６
に示されている。冷却液制御システムは、制御システム
のエレクトロニクスおよびソフトウェアの説明において
以下でより詳細に論ずる。
【００３５】典型的には、試料ブロック１２の冷却に使
用する冷却液は、主として水とエチレングリコールとの
混合物から成る。冷却液は熱交換器３４により冷却さ
れ、そして熱交換器３４は試料ブロック１２から熱を抽
出した冷却液を入力管３６から受けとる。熱交換器３４
は、冷却装置４０から入力管３８を経て圧縮された液体
のフレオン冷却剤を受けとる。この冷却装置４０はコン
プレッサー（図示せず）、ファン４２およびフィン管加
熱ラジエーター４４を包含する。冷却装置４０は、管４
６を経て熱交換器３４から受けとったフレオンガスを圧
縮する。気体のフレオンはフィン管凝縮器４４において
冷却されそして液体に凝縮される。液体のフレオンの存
在は、絞り弁式毛管４７によりフィン管凝縮器中のその
蒸気圧より上に維持される。この毛管の出力は管３８を
経て熱交換器３４の入力に連結される。熱交換器におい
て、フレオンの圧力はフレオンの蒸気圧より下に低下
し、そしてフレオンが膨張する。この膨張プロセスにお
いて、熱は熱交換器中を循環する加温された冷却液から
吸収され、そしてこの熱はフレオンに移動し、これによ
りフレオンは沸騰するようになる。次いで、加温された
フレオンは熱交換器から管１６を経て抽出され、そして
圧縮されそして再びフィン管凝縮器４４を通して循環さ
れる。ファン４２はフィン管凝縮器４４を通して矢印４
８で示すように空気を流して、フレオン中の熱を管４６
から周囲の空気と交換させる。冷却装置４０は３０℃に
おいて４００ワットの熱および１０℃において１００ワ
ットの熱を冷却液から抽出して、本発明の教示に従い急
速な温度のサイクルを支持することができる。
【００３６】好ましい実施態様において、図１の装置は
ハウジング（図示せず）内に囲まれている。周囲の空気
へ追い出された熱４８はハウジング内に保持され、冷却
された冷却液またはフレオンを１つの場所から他の場所
に運ぶ種々の管上に起こる凝縮の蒸発を促進する。凝縮
は、装置またはエレクトロニクスの回路の構成において
使用した金属の腐食を引き起こすことがあり、したがっ
て除去すべきものである。囲いの内側の熱４８は、凝縮
の蒸発を促進して腐食を防止する。
【００３７】その熱をフレオンと交換した後、冷却液は
熱交換器３４を管５０を経て出て、冷却液制御システム
に再び入り、ここで端末１６を経てユーザが入れたデー
タにより定められるＰＣＲサイクルの急速な冷却部分の
間、冷却液は必要に応じて試料ブロックへゲートされ
る。上記のように、ＰＣＲプロトコルは少なくとも２つ
の異なる温度およびしばしば３つの異なる温度における
インキュベーションを包含する。典型的なＰＣＲサイク
ルは図１１に示されており、ここで変性インキュベーシ
ョン１７０は９４℃付近の温度において実施し、ハイブ
リダイゼーションインキュベーション１２２は室温付近
の温度（２５℃〜３７℃）において実施し、そして伸長
インキュベーション１７４は５０℃付近の温度において
実施する。これらの温度は十分に異なり、したがって、
すべての試料の反応混合物の温度を１つの温度から他の
温度に急速に動かす手段を準備しなくてはならない。ラ
ンプ冷却システムは、試料ブロック１２の温度を高い温
度の変性インキュベーションからより低い温度のハイブ
リダイゼーションインキュベーションおよび伸長インキ
ュベーションの温度に急速に低下させる手段である。典
型的には、冷却液の温度は１０〜２０℃の範囲である。
冷却液が２０℃であるとき、それは約４００ワットの熱
を試料ブロックから送り出すことができる。典型的に
は、ランプ冷却チャンネルの寸法、冷却液の温度および
冷却液の流速は、５〜６℃／秒のピーク冷却が操作範囲
の高い端（１００℃）付近において達成され、かつ２．
５℃／秒の平均の冷却速度が試料ブロックの温度を９４
℃から３７℃にするとき達成されるようにセットする。
【００３８】ランプ冷却システムは、ある実施態様にお
いて、試料ブロックの温度を標的のインキュベーション
温度にまたはその付近に維持するために使用できる。し
かしながら、好ましい実施態様において、標的インキュ
ベーション温度を維持するための下向き試料ブロック１
２の小さい温度変化はバイアス冷却システムにより実施
される。
【００３９】図４６に示すように、ポンプ４１は濾過貯
留槽３９（１３０mlの容量）から１／２インチ管を経て
冷却液を絶えず送り、そしてそれを１／２インチ管を経
て分岐４７へ送る。ポンプ４１は冷却液をパイプ４５に
１〜１．３ガロン／分の一定の流速で供給する。分岐４
７において、管４５中の流れの部分はバイアス冷却チャ
ンネル４９を通して一定の流れとして転向する。管４５
中の流れの他の部分は、絞り弁５１を通して出力管３８
に転向する。絞り弁５１はこのシステムにおいて十分な
圧力を維持し、こうしてバス５４を経るＣＰＵ２０の制
御下に２状態のソレノイド作動弁５５の入力５３におい
て正の圧力が存在する。ランプ冷却は急速な下向きの温
度変化の実行に望むとき、ＣＰＵ２０はソレノイド作動
弁５５を開放し、冷却液をランプ冷却チャンネル５７を
通して流れさせる。８つのランプ冷却チャンネルが存在
するので、各ランプ冷却チャンネルを通る流量は約１／
８ガロン／分である。バイアス冷却チャンネルを通る流
量は、その大きく制限された断面積のために、非常に少
ない。
【００４０】バイアス冷却システムは、試料ブロック１
２中のバイアス冷却チャンネル４９を通して冷却された
冷却液の小さい一定の流れを提供する。これは試料ブロ
ック１２から一定の小さい熱損失を引き起こし、これは
マルチゾーンヒータ１５６により補償され、マルチゾー
ンヒータ１５６は試料ブロックの温度を安定した値に維
持すべきインキュベーションセグメントのために試料ブ
ロック１２に熱的に連結されている。バイアス冷却の流
れにより引き起こされる一定の小さい熱損失は、小さい
温度のための温度の上下の比例的制御を制御システムに
実行させる。これが意味するように、両者の加熱および
冷却を制御された予測可能な小さい速度で温度サーボシ
ステムは利用して、ブロック温度の誤差を補正してブロ
ック温度が信頼性をもって、ユーザが入れたＰＣＲ温度
のプロフィルをたどるようにする。別法はフィルムヒー
タへの電力をカットオフし、そしてブロック温度が高す
ぎたとき、試料ブロックが熱を放射および対流により周
囲に放出するようにさせることである。これは、定量的
ＰＣＲサイクリングのための厳密な温度制御の規格を満
足するためには遅すぎそして予測不可能である。
【００４１】このマルチゾーンヒータ１５６は図１にお
いてＣＰＵ２０によりバス５２を経て制御され、そして
試料ブロック１２の温度をより低いインキュベーション
温度からより高いインキュベーション温度に急速に上昇
させる手段であり、そしてバイアス冷却を補償しそして
インキュベーションの間の温度のトラッキングおよび制
御の間、温度誤差を上方に補正する手段である。
【００４２】他の実施態様において、バイアス冷却は排
除するか、あるいは他の手段、例えば、試料ブロックの
金属の中に形成された冷却ファンまたは冷却フィン、ペ
ルチエ接合または絶えず循環する水道水により供給する
ことができる。しかしながら、これらの他の実施態様に
おいて、温度勾配が試料ブロックの中につくられないよ
うに注意しなくてはならない。温度勾配はある試料の温
度を他の試料の温度からそらせ、これによりある試料に
おけるＰＣＲ増幅の結果を他の試料のそれと異ならせ
る。好ましい実施態様において、バイアス冷却はブロッ
ク温度と冷却液温度との間の差に比例する。
【００４３】ＣＰＵ２０は、図１において試料ブロック
１２の金属の温度を温度センサー２１および５２を経て
感知することによって、冷却液制御システムにおいて循
環冷却液の温度をバス５４および温度センサーを経て感
知することによって、試料ブロック１２の温度を制御す
る。冷却液のための温度センサーは図４６において６１
に示されている。ＣＰＵは、また、図１においてシステ
ムのハウジング内の内部の周囲空気の温度を周囲空気温
度センサー５６により感知する。さらに、ＣＰＵ２０は
ライン５８上の入力電力のためのライン電圧を感知６３
を経て感知する。データのすべてのこれらの項目は、所
望のＰＣＲプロトコル、例えば、インキュベーションの
ための標的の温度および時間を定めるユーザが入れたデ
ータの項目と一緒に、より詳細に後述する制御プログラ
ムにより使用される。この制御プログラムは、マルチゾ
ーン試料ブロックフィルムヒータ１５６の種々のゾーン
へバス５２を経て加える電力の量を計算し、そして冷却
液制御システム２４においてソレノイド作動弁５５を開
閉する冷却液制御信号をバス５４を経て発生して、試料
ブロックの温度がユーザが入れたデータにより定められ
るＰＣＲブロトコルに従うようにさせる。
【００４４】図２を参照すると、試料ブロック１２の上
面図が存在する。試料ブロック１２の目的は、薄い壁の
試料管の列のための機械的支持および熱交換要素を提供
することであり、ここで各試料管中の試料の液体と試料
ブロック１２の中に形成されたバイアス冷却チャンネル
およびバイアス冷却チャンネルの中を流れる冷却液との
間で熱が交換される。試料ウェルの種々のものの間で大
きい温度勾配をつくらないでこの熱交換機能を提供し、
こうして列中のすべての試料混合物が、空間的に分離さ
れていてさえ、同一ＰＣＲサイクルを経験するようにさ
せるのは、試料ブロック１２の機能である。ここに記載
するＰＣＲ計器の全体の目的は、複数の試料について試
料液体の温度を非常に厳密に制御し、こうしていずれの
試料液体の温度も他の試料ウェル中のいずれの他の試料
液体の温度とＰＣＲサイクルのいずれの点においても感
知しうるほど（ほぼ±０．５℃）変化しないようにする
ことである。
【００４５】「定量的」ＰＣＲと呼ばれるＰＣＲ技術の
出現するブランチが存在する。この技術において、この
目的は標的ＤＮＡの量をサイクル毎に正確に２倍にする
ことによってＰＣＲ増幅を出来るだけ正確に実施するこ
とである。サイクル毎の正確な２倍は達成が困難である
か、あるいは不可能であるが、厳密な温度制御は役に立
つ。
【００４６】多数の誤差源が存在し、これらのために、
ＰＣＲサイクルはサイクルの間の標的ＤＮＡ（以後ＤＮ
ＡはまたＲＮＡを呼ぶと理解すべきである）の量を正確
に２倍にすることができないことがある。例えば、ある
ＰＣＲ増幅において、このプロセスは標的ＤＮＡの単一
の細胞を使用して開始する。この単一の細胞が試料管の
壁に粘着しそして最初の数サイクルにおいて増幅すると
き、容易に起こりうる誤差は生ずる。
【００４７】誤差の他の型は、「外来」標的ＤＮＡを攻
撃する外来ヌクレアーゼが反応混合物の中に入ることで
ある。すべての細胞は、細胞中で解放される外来ＤＮＡ
を攻撃する非特異的ヌクレアーゼを有する。これが起こ
るとき、それは複製プロセスを妨害するか、あるいは停
止させる。こうして、１滴の唾液またはふけの粒子また
は他の試料混合物からの物質が試料混合物の中に偶発的
に入る場合、これらの細胞中のヌクレアーゼ物質標的Ｄ
ＮＡを攻撃しそして増幅プロセスにおいて誤差を生ず
る。すべてのこのような交差汚染源を排除することは高
度に望ましい。
【００４８】他の誤差源は、異なる試料の多重性の種々
のものの間のように、試料混合物の温度の制御が不正確
さである。例えば、すべての試料が伸長インキュベーシ
ョンのために適切なアニーリング温度（通常５０〜６０
℃の範囲のユーザが選択した温度）を有するように正確
に制御されない場合、ＤＮＡのある種の形態は適切に伸
長されないであろう。これが起こる理由は、温度が低す
ぎる場合、伸長プロセスにおいて使用するプライマーが
誤ったＤＮＡにアニーリングすることである。アニーリ
ング温度が高すぎる場合、プライマーは標的ＤＮＡにま
ったくアニーリングしないであろう。
【００４９】ＰＣＲ増幅が診断試験、例えば、ＨＩＶ抗
体、肝炎、または遺伝病、例えば、鎌状赤血球貧血など
の存在についての診断試験の一部分であるとき、ＰＣＲ
増幅プロセスの実施の結果を不正確に容易に想像するこ
とができる。このような診断試験における誤った陽性ま
たは誤った陰性の結果は、不幸をもたらす人為的または
法律的結果を有することがある。したがって、ここに記
載するＰＣＲ計器の設計の目的は、これらの起こりうる
誤差源、例えば、交差汚染または劣った温度制御の出来
るだけ多くを排除すると同時に、工業的に標準の９６ウ
ェルのマイクロタイタープレートのフォーマットと適合
する計器を提供することである。この計器は柔軟な方法
で簡単なユーザのインタフェースを使用してＰＣＲを急
速に実施しなくてはならない。
【００５０】好ましい実施態様において、試料ブロック
１２は比較的純粋であるが、腐食抵抗性のアルミニウ
ム、例えば、６０６１アルミニウム合金から機械加工す
る。アルミニウムの充実ブロックからブロック構造を機
械加工すると、熱的により均質な構造が生ずる。鋳造し
たアルミニウム構造体は、非常に厳密な所望の温度制御
の規格を満足するために必要なほど、熱的に均質である
傾向はない。
【００５１】試料ブロック１２は、このブロックの熱的
質量は低く保持されているので、急速な温度変化を行う
ことができる。これは多数の冷却通路、試料ウェル、み
ぞおよび他のねじ孔または非ねじ孔をブロックの中に形
成することによって実施される。これらの孔のいくつか
を使用して、ブロックを支持体に取り付けそして外部の
装置、例えば、マニホールドおよびこぼれトレーを取り
付ける。
【００５２】試料ブロックの構造の「ハニカム」性質を
最もよく理解するために、ブロックを平面図で示す図２
ならびに試料ブロックの正面図および断面図を示す図３
〜図８を同時に参照する。例えば、図３は図２の線３−
３′の視点から取った冷却チャンネルの位置を示す正面
図である。反対側から見た、試料ブロック１２の溶媒は
同一である。図４は図２の線４−４′の斜視からの試料
ブロック１２のへりの正面図である。図５は図２の線５
−５′の斜視からの試料ブロック１２のへりの正面図で
ある。図６は図２の線６−６′に沿って取った試料ブロ
ック１２の断面図である。図７は図２の線７−７′に沿
って取った試料ブロック１２の断面図である。図８は図
２の線８−８′に沿って取った試料ブロック１２の断面
図である。
【００５３】試料ブロック１２の上部表面は、円錐形試
料ウェルの８×１２列が孔開けされており、６６および
６８のウェルは典型的である。各試料ウェルの円錐形の
形状は図８に最もよく示されている。各試料ウェルのウ
ェルは１７°の角度で孔開けされていて、各試料管の円
錐形区画の角度と合致している。これは図８において直
径ＤW を有するパイロット孔を孔開けすることによって
実施される。次いで、１７°のカウンターシンクを使用
して円錐形壁６７を形成する。
【００５４】各試料ウェルの底は、試料管の先端の浸透
深さを越える深さを有する溜７０を含む。溜７０はパイ
ロット孔によりつくられ、そして試料管が対応する試料
ウェルの中に配置されるとき、試料管より下に小さい開
いた空間を提供する。この溜は、試料ウェルの壁への各
試料管の緊密な嵌合を妨害せずに、液体、例えば、ウェ
ル壁上に形成する凝縮物が存在するための空間を提供す
る。この緊密な嵌合は、ウェル壁から試料液体への熱伝
導性を各試料管について均一かつ高くすることを保証す
る。１つの管についてゆるい嵌合を引き起こすウェル中
の汚染は、列を横切る熱伝導性のこの均一性を破壊する
であろう。すなわち、試料ウェル中の試料管の配置に関
係する圧力で液体は実質的に圧縮されないので、溜７０
が存在しない場合、試料ウェルの底中の液体の存在はそ
の試料ウェル中の試料管の完全な配置を妨害することが
ある。さらに、溜７０はある空間を提供し、この空間に
おいて、溜７０の中に存在する液体の気相は高い温度の
インキュベーションの間に膨張し、こうして溜７０が存
在しない場合存在であろうこのような膨張の大きい力が
試料管に加えられて試料ウェルとの同一高さの接触から
管は押して分離されることはない。
【００５５】実験において、各試料管はその対応する試
料ウェルと同一高さで接触することが重要であること、
そしてある最小の限界の力を各試料管に加えて、試料ウ
ェルの壁と反応混合物との間の熱伝導性を列を通じて均
一に保持されることが発見された。この最小の限界の配
置力は、図１５に力のベクトルＦとして示されており、
そして１つの試料管の壁を通る熱伝導性がブロック中の
どこかに位置する他の試料管を通る熱伝導性と異なるの
を防止するための、主要な因子である。最小の限界の配
置力Ｆは３０ｇであり、そして好ましい力のレベルは５
０〜１００ｇである。
【００５６】試料ウェルの列は、図２、図６および図８
において最もよく見られるように、２つの機能を有する
みぞ７８により実質的に完全に取り囲まれている。主な
機能は試料ブロックの中央区域からブロックのへりへの
熱伝導性を減少することである。みぞ７８は試料ブロッ
クの厚さを約２／３通して延びる。このみぞは、支持ピ
ン、マニホールドなどのブロックへの必要な機械的接続
により引き起こされる、回避不可能な熱勾配の作用を最
小とする。第２機能は熱的質量を試料ブロック１２から
除去して、試料ブロック１２の温度をより急速に変更
し、そして「ガードバンド」と呼ぶへり領域におけるウ
ェルの列をシミュレーションすることである。図２にお
ける点８０および８２の間のみぞ７８の部分により除去
される金属の量は、８つの試料ウェル８３〜９０の隣接
する列により除去される金属の量に実質的に等しいよう
に設計される。この目的は、ガードバンドの熱的質量を
隣接する「局所的ゾーン」、下により完全に説明する用
語、の熱的質量に合致させることである。
【００５７】図３、図６および図８をとくに参照する
と、試料ブロック１２の金属の中に形成された、種々の
バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネルの
数および相対的位置が示されている。９つのバイアス冷
却チャンネル９１〜９９が存在する。同様に、８つのラ
ンプ冷却チャンネル１００〜１０７が存在する。これら
のバイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネル
の各々は試料ブロックのアルミニウムを通してガン孔開
けされる。ガン孔開け法はよく知られており、そして試
料ブロック１２の底表面１１０に出来るだけ近く存在す
る長い非常に真っすぐな孔を開ける能力を提供する。ガ
ン孔開け法は真っすぐな孔を開けるので、この方法はバ
イアス冷却チャンネルまたはランプ冷却チャンネルが、
孔開けの間にそれることおよび試料ブロックの底表面１
１０を貫くことを防止するか、あるいは他の冷却チャン
ネルに対する相対的位置の変動を防止する。このような
誤った位置は、局所的ゾーンの「局所的バランス」また
は「局所的対称性」を覆すことによって、望ましくない
温度勾配を引き起こすことがある。これらの概念は以下
で説明するが、それらを実行する概念および構造は、異
なる試料ウェルの間のように過度の温度誤差をつくらな
いで、９６までの試料の急速な温度サイクリングを達成
するために重要であることを理解すべきである。
【００５８】バイアス冷却チャンネル９１〜９９は、好
ましい実施態様においてシリコーンゴムでライニングし
て、バイアス冷却チャンネルの壁を横切る熱伝導を減少
する。バイアス冷却チャンネル中の壁を横切る熱伝導を
低下して、マルチゾーンヒータ１５６をオフにしそして
試料ブロック１２からの熱損失が主としてバイアス冷却
チャンネルを通るとき、試料ブロック１２の急速過ぎる
温度変化を防止することは好ましい。これは、試料ブロ
ックの温度が所望の標的インキュベーション温度よりわ
ずかにずれ、そして制御システムが試料ブロックの温度
をユーザが特定したインキュベーション温度に下げて戻
すとき、制御プロセスが実施される間の場合である。こ
の場合における冷却速度が速すぎると、制御システムの
サーボフィードバックループが応答することができる前
に、所望のインキュベーションのオーバーシュートを引
き起こすことがあるが、「制御されたオーバーシュー
ト」は下に記載するように使用されるであろう。ブロッ
ク温度のサーボフィードバックループは刺激に対する反
応について時間定数を有するので、加熱および冷却の量
および試料ブロックの生ずる温度変化速度を制御し、こ
うして制御システムが温度誤差に対して応答できるより
速い速度で、試料ブロックの温度を変化させないことに
よって、オーバーシュートを最小にすることが望まし
い。
【００５９】好ましい実施態様において、バイアス冷却
チャンネルは直径４mmであり、そしてシリコーンゴムの
管は１mmの内径および１．５mmの壁厚さを有する。これ
は、ブロックが操作範囲の高い端、すなわち、約１００
℃であるとき、ほぼ０．２℃／秒のバイアス冷却速度を
与え、そして試料ブロック１２が操作範囲の下端の温度
であるとき、ほぼ０．１℃／秒のバイアス冷却速度を与
える。図１における冷却液制御システム２４は、バイア
ス冷却チャンネルにおいて、ランプ冷却チャンネル１０
０〜１０７を通る冷却液の流速のほぼ１／２０〜１／３
０倍の冷却液の流速を生ずる。バイアス冷却チャンネル
およびランプ冷却チャンネルは同一大きさ、すなわち、
４mmの直径であり、そして試料ブロック１２を通して完
全に延びている。
【００６０】バイアス冷却チャンネルは、その端にフッ
クをもつ剛性なワイヤをバイアス冷却チャンネルの中に
挿入しそしてそれを４mmよりわずかに大きい外径を有す
るシリコーンゴム管の端の孔を通してフッキングするこ
とによってライニングされる。次いで、ワイヤ中のフッ
キングをシリコーンゴム管中の孔を通して配置し、そし
てシリコーンゴム管をバイアス冷却チャンネルを通して
引き、そして試料ブロック１２の端表面と同一平面に切
る。
【００６１】ねじ孔１０８〜１１４を使用して、冷却液
のマニホールドを試料ブロック１２の各側にボルト止め
する。ブロックの各端にボルト止めされた冷却液のマニ
ホールドが存在する。これらの２つのマニホールドを図
１において冷却チャンネル２６，２８，３０および３１
に連結され、そしてマニホールドと試料ブロックの金属
との間に介在するガスケット材料（図示せず）により試
料ブロック１２に添付されている。このガスケットは冷
却液の漏れを防止し、そして試料ブロック１２とヒート
シンクを表すマニホールドとの間の熱伝導を制限する。
前述の目的を実行する任意のガスケット材料は本発明の
実施のために十分である。
【００６２】みぞ７８の位置に対するバイアス冷却チャ
ンネルおよびランプ冷却チャンネルの位置は、図６の断
面図において最もよく見られる。試料ウェルの位置に対
するバイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネ
ルの位置は、図８の断面図において最もよく見られる。
バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネル
は、一般に、試料ウェルの先端の位置の間に介在する。
さらに、図８から明らかなように、バイアス冷却チャン
ネルおよびランプ冷却チャンネル、例えば、チャンネル
１０６および９７は、１または２以上の試料ウェルの壁
の危険な浸透なしに、ポジティブのＺ方向に非常に遠く
動くことができない。同様に、冷却チャンネルは、試料
ブロック１２の底表面１１６を浸透する可能性をつくら
ないで、ネガティブのｚ方向に非常に遠く動くことがで
きない。明瞭のため、バイアス冷却チャンネルおよびラ
ンプ冷却チャンネルの位置は、試料ウェルおよび他の構
造の位置に関して、図２に隠れた線で示されていない。
しかしながら、試料ウェルのすべてのカラムの間にバイ
アス冷却チャンネルまたはランプ冷却チャンネルが存在
する。
【００６３】図２を参照すると、孔１１８，１１９，１
２０および１２１にねじ山を形成し、そしてそれらの孔
を使用して、試料ブロック１２の中に形成する種々の孔
およびみぞを機械加工するために使用する機械に試料ブ
ロック１２を取り付ける。図２、図４および図５におい
て、孔１２４，１２５，１２６および１２７を使用し
て、下にさらに詳細に記載する図９に示す支持ブラケッ
トに試料ブロック１２を取り付ける。はがねのボルトは
この支持ブラケットを通してねじ孔１２４〜１２７の中
に延びて、試料ブロック１２の機械的支持を提供する。
これらのはがねのボルトは、また、ヒートシンクまたは
熱源を表し、これらは熱的質量を試料ブロック１２に添
加し、そして試料ブロック１２と取り囲む環境との間の
熱的エネルギーの移動のための追加の通路を提供する。
これらの支持ピンおよびマニホールドは、これらの周辺
構造体に対して前後して移動する熱的エネルギーがこれ
らの試料の温度に影響を与えるのを防止するためのガー
ドバンドのための必要性をつくるとき、２つの重要な因
子である。
【００６４】図５を参照すると、孔１２８，１３０およ
び１３２は集積回路の温度センサー（図示せず）のため
の取り付け孔であり、この温度センサーは孔１２８を通
して試料ブロックの中に挿入され、そしてねじ孔１３０
および１３２へ締結されるボルトによりそれに固定され
る。孔１２８の浸透程度およびみぞ７８および試料ウェ
ルの隣接する列の相対的位置は、図２に最もよく示され
ている。
【００６５】図２を参照すると、孔１３４〜１４３はス
ピルカラー１４７を取り付けるために使用する取り付け
孔である（図示せず）。このスピルカラー１４７は図１
９に示されており、図１９は加熱された定盤１４、すべ
りカバー３１６およびレッドスクリューアセンブリ３１
２の構造を詳細に示す。スピルカラーの目的は、試料管
からこぼれた液体が腐食を引き起こす絶縁のケーシング
の内側に入るのを防止することである。
【００６６】図９を参照すると、試料ブロック１２のた
めの支持システムおよびマルチゾーンヒータ１５６の形
状の断面図が示されている。試料ブロック１２は４つの
ボルトにより支持され、それらのうちのボルト１４６は
典型的である。これらの４つのボルトははがね支持ブラ
ケット１４８の直立部材を通過する。２つの大きいコイ
ルばね１５０および１５２は、支持ブラケット１４８の
水平部分とはがね圧力板１５４との間で圧縮されてい
る。ばね１５０および１５２は、試料ブロック１２の底
にフィルムヒータ１５６を圧縮するボジティブＺ作用方
向にほぼ３００ポンド／平方インチを供給するために十
分に圧縮されている。この３層のフィルムヒータは、マ
ルチゾーンフィルムヒータ１５６、シリコーンゴムのパ
ッド１５８およびエポキシ樹脂フォームの層１６０から
構成されている。好ましい実施態様において、フィルム
ヒータ１５６は３つの別々の制御可能なゾーンを有す
る。フィルムヒータの目的は、図１においてＣＰＵ２０
の制御下に試料ブロック１２に熱を供給することであ
る。シリコーンゴムのパッドの目的は、フィルムヒータ
層１５６から下の構造体への熱伝導を低下することであ
る。これらの下の構造体はヒートシンクおよび熱源とし
て働き、それらの間で望ましくない熱エネルギーを試料
ブロック１２から出入りさせることができる。シリコー
ンゴムのパッド１５８は、いくつかのフィルムヒータは
ニクロム線を有しそして完全に平らであることができる
ので、フィルムヒータ１５６中の表面の不規則性を補償
するという追加の機能を有する。
【００６７】はがね板１５４およびエポキシ樹脂フォー
ム１６０の目的は、ばね１５０および１５２からの力を
シリコーンゴムのパッド１５８およびマルチゾーンのフ
ィルムヒータ１５６に伝えて、フィルムヒータを出来る
だけ同一平面の嵌合で試料ブロックの底表面に圧縮する
ことである。エポキシ樹脂フォームは剛性であって、ば
ねの力の下に破壊しないが、すぐれた絶縁体でありそし
て低い熱的質量を有する、すなわち、密でない構造であ
るべきである。１つの実施態様において、フォーム１６
０は商標ＥＣＫＯフォームで製造されている。他の実施
態様において、他の構造体をシリコーンゴム層１５８お
よび／またはエポキシ樹脂フォーム層１６０の代わりに
使用することができる。例えば、剛性のハネカム構造
体、例えば、航空機の構成に使用する構造体を圧力板１
５４とフィルムヒータ１５６との間にそれらの間に絶縁
層を配置させて配置することができる。層１５８および
１６０のためにどんな構造体を使用しても、構造体は試
料ブロック１２が加熱されている間にそのブロックから
実質的な量の熱を吸収してはならず、そして試料ブロッ
ク１２が冷却されている間に、そのブロックに実質的な
量を移動させてはならない。しかしながら、その取り囲
む構造体からのブロックの完全な隔離は事実上不可能で
ある。試料ブロック１２と接触して、試料ブロックをそ
の環境から出来るだけ多く隔離して、そのブロックの熱
的質量を最小しかつ試料ブロックおよびその中に貯蔵さ
れた試料混合物の急速な温度変化を可能とする、別の構
造体を設計するための努力をすべきである。
【００６８】試料ブロックの温度の正確な制御は、図９
におけるマルチゾーンフィルムヒータ１５６により試料
ブロックへ供給される熱の量を制御することによって、
図１においてＣＰＵ２０により達成される。フィルムヒ
ータはパルス幅の変調の変更された形を使用して推進さ
れる。第１に、電力ラインからの１２０ボルトの波形を
整流して、同一極性のハーフサイクルのみを保存する。
次いで、各ハーフサイクルの部分をフィルムヒータの適
当なゾーンにゲートし、フィルムヒータの種々のゾーン
へ加えられる各ハーフサイクルの百分率はＣＰＵ２０に
より制御される。
【００６９】図１０はフィルムヒータ１５６についての
電力制御の概念の１つの実施態様を示す。図１０は供給
ライン電圧の電圧波形の線図である。ネガティブハーフ
サイクル１６２を排除する整流が起こる。ポジティブハ
ーフサイクルのみが残り、そのハーフサイクル１６４は
典型的である。次いで、ＣＰＵ２０およびその関連する
周辺電子回路は、フィルムヒータ１５６の種々のゾーン
へ加えられる各ハーフサイクルの部分を、各ゾーンにつ
いて下に記載する方程式に基づいて各ゾーンについて計
算した電力レベルに従い、加える各ハーフサイクルの部
分を選択することによって制御する。すなわち、分割線
１６６は時間軸に沿って前後に動いて、各ゾーンについ
て特別の方程式において関係づけられる因子の数に基づ
いて、フィルムヒータへの電力の量を制御する。ポジテ
ィブのハーフサイクル１６４の下の斜線区域は、分割線
１６６の示した位置についてフィルムヒータ１５６へ加
えられた量を表す。分割線１６６が右に動くとき、より
多くの電力がフィルムヒータへ加えられ、そして試料ブ
ロック１２はより熱くなる。分割線が時間軸に沿って左
に動くとき、斜線区域はより小さくなり、そしてより少
ない電力がフィルムヒータに加えられる。ＣＰＵ２０お
よびその関連するソフトウェアおよび周辺回路がブロッ
ク１２の温度を制御する方法を、より詳細に下に記載す
る。
【００７０】フィルムヒータへ供給される電力の量は、
０から６００ワットに連続的変化することができる。他
の実施態様において、フィルムヒータ１５６へ供給され
る電力の量は、他の機構、例えば、ＤＣフィルムヒータ
を通る電流またはそれに加えられる電圧等のコンピュー
タ制御を使用して、あるいは下に記載する交差スイッチ
機構により制御することができる。
【００７１】他の実施態様において、試料ブロック１２
の加熱制御は、試料ブロック１２の金属を通して形成さ
れる加熱制御チャンネルを通してゲートされる、熱い気
体または液体の流速および／または温度について実施す
ることができる。もちろん、このような他の実施態様に
おいて、ブロック中の試料ウェルの数を減少しなくては
ならないであろう。なぜなら、図２〜図８に示す試料ブ
ロック１２中の追加の加熱チャンネルのための余地が存
在しないからである。このような他の実施態様は、例え
ば、すべての他のウェルを除去して試料ブロック中の加
熱チャンネルのための余地をつくる場合、９６ウェルの
マイクロタイタープレートのフォーマットと適合性であ
ることができる。これは適合性をこのようなマイクロタ
イタープレートの寸法に関してのみ提供し、そして９６
の異なる試料の同時の処理に関して提供しない。これら
の他の実施態様において局所的バランスおよび局所的対
称性を保存するために注意しなくてはならない。
【００７２】ここに記載する実施態様において、フィル
ムヒータを経てブロックに供給できる最大の電力は１１
００ワットである。この制限はブロック／ヒータのイン
タフェースの熱伝導性から生ずる。実験において、フィ
ルムヒータ１５６へのほぼ１１００ワットより多い供給
は装置の自己破壊をしばしば引き起こすことが発見され
た。
【００７３】ブロック温度を標的のインキュベーション
温度またはその付近への加熱または冷却のための典型的
な電力は、±５０ワットの範囲内である。図１１を参照
すると、典型的なＰＣＲプロトコルの時間対温度のプロ
ットが示されている。ブロック温度の大きい下向きの変
化は、冷却された冷却液をランプ冷却チャンネルを通し
てゲートすると同時に図１において温度センサー２１に
より試料ブロックの温度をモニターすることによって達
成される。典型的には、これらの下向きの温度変化は、
ランプの間に変性インキュベーション１７０後ハイブリ
ダイゼーションインキュベーション１７２の温度に対し
て実施される。典型的には、ユーザは、ランプのレグお
よびインキュベーションのレグの間の円形の交差により
記号化されたチェックポイントの温度／時間の平面上の
位置をＣＰＵ２０に対して記載するために、１つの方法
または他の方法において、温度および時間を定めること
によってプロトコルを特定しなくてはならない。一般
に、インキュベーションのレグは参照数字１７０，１７
２および１７４でマークし、そしてランプは参照番号１
７６，１７８および１８０でマークする。一般に、イン
キュベーションの間隔は単一の温度において実施される
が、別の実施態様において、それらは含まれるＰＣＲサ
イクルの特定の部分を実施するために許容されうる温度
範囲内の異なる温度に対して、段階的であるか、あるい
は連続的に勾配をなすことができる。すなわち、変性イ
ンキュベーション１７０は図１１に示すように１つの温
度において実施する必要はないが、変性のために許容さ
れうる温度範囲内の複数の異なる温度のいずれにおいて
も実施することができる。ある実施態様において、ユー
ザはランプセグメント１７６，１７８および１８０の長
さを特定することができる。他の実施態様において、ユ
ーザは各インキュベーション間隔の１または２以上の温
度および期間のみを特定することができ、次いで計器は
１つのインキュベーションの完結および他のインキュベ
ーションの開始のときインキュベーション時間の間に出
来るだけ急速に試料ブロックの温度を動かす。好ましい
実施態様において、ユーザは、また、各サイクルするた
めの異なるか、あるいはすべてのサイクルについて自動
的に増加する温度および／またはインキュベーション時
間を有することができる。
【００７４】９５℃の変性インキュベーションから３５
℃のハイブリダイゼーションインキュベーションへの転
移の間のランプ冷却の平均電力は、典型的には１キロワ
ットより大きい。これは、ブロック温度が操作範囲の高
い端にあるとき、ほぼ４〜６℃／秒、そしてブロック温
度が操作範囲の低い端であるとき、ほぼ２℃／秒の試料
ブロックの温度変化を生ずる。一般に、ランプ冷却のた
めに出来るだけ高い冷却速度を有することが望ましい。
【００７５】ランプ冷却の間に試料ブロックから非常に
多くの熱が除去されるので、ランプ冷却チャンネルの１
つの端から他の端への試料ブロックを横切る温度勾配が
発生することがある。これを防止しかつこれらの型の温
度勾配を最小とするために、ランプ冷却チャンネルは方
向的に交錯している。すなわち、図３において、ランプ
冷却チャンネル１００，１０２，１０４および１０６を
通る冷却液の流れの方向は、これらのランプ冷却チャン
ネルの孔の内側においてｘで記号化されたページの中に
入る。交錯するランプ冷却チャンネル１０１，１０３，
１０５および１０７中のランプ冷却の液体の流れは、こ
れらのランプ冷却チャンネルの孔の中心における単一の
点により記号化されたページの中から外に出る。ランプ
冷却チャンネルを通るこの交錯＋高い流速は、そうでな
ければ非交錯の流れのパターンまたはより低い流速を使
用して起こることがある温度勾配を最小にする。なぜな
ら、チャンネルの熱い端と冷たい端との間の距離はより
小さくなるからである。より遅い流速は移動の最初のイ
ンチなどにおけるブロックから取られる熱の大部分また
はすべてを生じ、これはブロックの入力側はブロックの
出力側より低い温度であるであろうことを意味する。高
い流速はチャンネルに沿った温度勾配を最小にする。交
錯は１つの方向に走るチャンネルの熱い端がチャンネル
の冷たい端の間で「サンドイッチ」にされ、ここで流れ
が反対方向であることを意味する。これはチャンネルの
長さより小さい距離である。こうして、温度勾配を排除
するために熱が移動しなくてはならない距離が減少する
ので、温度勾配は減少される。これは、ランプチャンネ
ルがある試料を異なって加熱するが、他の試料をそのよ
うに加熱しない時間を有する前に急速に排除しなくては
ならないランプチャンネル中の冷却のために、形成する
温度勾配を引き起こす。交錯しないと、試料ブロックの
１つの側は他の側よりほぼ１℃熱いであろう。交錯は、
ほぼ１５秒より小さい時間を生ずる温度勾配を消散す
る。
【００７６】ブロックに添加またはそれから除去される
熱の量を推定するために、ＣＰＵ２０は図１における温
度センサー２１を使用してブロック温度を測定し、そし
て図１におけるバス５４に連結された図４６における温
度センサー６１により冷却液の温度を測定する。周囲空
気の温度は、また、図１における温度センサー５６によ
り測定し、そしてバス５２上でフィルムヒータに加えら
れる電力を制御する電力ラインは、また、測定される。
試料ブロックから周囲へのおよび試料ブロックから冷却
液への熱伝導は、システムの制御パラメータをセットす
るためにインキュベーションプロセスの間になした測定
の結果、ＣＰＵ２０へ知らされる。
【００７７】試料の集団のすぐれた温度の均一性のため
に、ブロックは、一定温度において、正味の出入りする
熱の流れをもつことができない。しかしながら、温度勾
配は試料ブロック内で起こることがあり、熱いスポット
からブロックの境界関係してゼロの正味の熱移動を有す
る冷たいスポットへの熱の局所的流れから生ずる。例え
ば、１つの端で加熱されそして他の端において冷却され
る材料のスラブは、ブロックの中への熱の流れがゼロで
ある場合、一定の平均温度にある。しかしながら、この
場合において、有意の温度の不均一性、すなわち、温度
勾配は、熱いへりから冷たいへりへの次のために、スラ
ブ内で確立されることがある。ブロックのへりの加熱お
よび冷却が停止されるとき、熱いへりから冷たいへりへ
の熱の流れはこの温度勾配を究極的に消散し、そしてブ
ロックは熱の流れの開始のときの熱い温度と冷たい温度
との間の平均である均一な温度に全体を通じて到達す
る。
【００７８】長さＬの断面区域Ａのスラブは均一な熱伝
導性を有しそして、熱源から熱の入る束Ｑinはヒートシ
ンクへの熱の出る流れＱout と合致するので、スラブが
一定の平均温度に保持される場合、熱の流れから生ずる
定常状態の温度は、次の通りである： （１）デルタＴ＝（Ｑin・Ｌ）／（Ａ・Ｋ） ここで、 デルタＴ＝温度勾配、 Ｌ＝熱的通路の長さ、 Ａ＝熱的通路の面積、 Ｋ＝通路を通る熱伝導性、である。
【００７９】一般に、均一な熱伝導性の物質内で、温度
勾配は熱の流れ／単位面積に比例して確立される。こう
して、熱の流れおよび温度の不均一性は緊密に連結され
る。実際には、出入りする熱の流れが存在させないで試
料ブロックの温度を制御することは不可能である。冷た
いバイアス制御の冷却は、ブロック温度を安定な値に維
持するためにバイアス冷却チャンネルを通して流れる冷
却液により除去される熱をバランスさせるために、スト
リップヒータからの多少の熱の流入を必要とする。これ
らの条件下に均一な試料ブロックの温度に対して重要な
ことは、熱源とヒートシンクの「局所的バランス」およ
び「局所的対称性」を静力学的にかつ動力学的に有し、
そして熱いスポットから冷たいスポットへの熱の流れが
短い距離にわたって起こるように配置された、形状寸法
である。
【００８０】簡単に述べると、「静止の局所的バラン
ス」の概念は、合計の熱入力が合計の熱出力に等しい一
定温度のブロックにおいて、明確な局所的領域内で、す
べての熱源がヒートシンクによりブロックを出入りする
熱の流れで完全にバランスされるように熱源およびヒー
トシンクが配置されていることを意味する。したがっ
て、各局所的領域は、隔離されると、一定温度に維持さ
れるであろう。
【００８１】「静止の局所的対称性」の概念は、局所的
領域内で一定温度について、熱源の質量中心がヒートシ
ンクの質量中心と一致することを意味する。そうでない
場合、各局所的領域内で、各局所的領域を横切る温度勾
配は存在することができ、これは隣接する局所的領域に
おける温度勾配を添加し、これにより単一の局所的領域
の大きさの２倍である勾配を試料ブロックを横切って引
き起こす。なぜなら、各局所的領域内の局所的バランス
を通してさえ局所的対称性の欠如が存在するからであ
る。局所的バランスおよび局所的対称性の概念は、試料
ブロックの温度が、例えば、インキュベーション間隔の
間に、一定レベルに維持されている、静止の温度バラン
スの達成に対して重要である。
【００８２】試料ブロック中の急速な温度変化が起こっ
ている動力学的場合について、各局所的領域の熱的質量
または容量は重要になる。なぜなら、各局所的領域にそ
の温度を変化するために流入しなくてはならない熱の量
はその領域の熱的質量に比例するからである。したがっ
て、静止の局所的バランスの概念は、局所的領域が合計
の熱源およびヒートシンクのｘ％を含む場合、それはま
た「動力学的局所的バランス」が存在するために熱的質
量のｘ％を含まなくてはならないことを必要とすること
によって、動力学的場合に拡張することができる。同様
に、「動力学的局所的対称性」は、熱容量の質量中心が
動力学的熱源およびヒートシンクの質量中心と一致する
ことを必要とする。簡単な用語でこれが意味すること
は、試料ブロックの熱的質量がその金属であり、そして
各局所的ゾーン内の金属の合計の質量が同一であるよう
に、試料ブロックの機械加工が対称であるかつバランス
されることである。さらに、各局所的ゾーンにおける金
属の質量中心は動力学的熱源およびヒートシンクの質量
中心と一致すべきである。こうして、マルチゾーンヒー
タの質量中心、すなわち、その幾何学的中心、およびラ
ンプ冷却チャンネルの幾何学的中心は一致しなくてはな
らない。図２〜図９の研究から、静力学的および動力学
的の局所的バランスおよび局所的対称性の両者が試料ブ
ロック１２の中に存在することは、後述の説明から理解
されるであろう。
【００８３】図１２は、本発明の教示に従う試料ブロッ
ク１２の設計のための並列する２つの局所的領域を示
す。図１２において、２つの局所的領域２００および２
０２の境界はダッシュ線２０４，２０６および２０８で
マークされている。図１２は、ガードバンドの中に存在
しない各局所的領域が、次の構成成分から構成されてい
ることを示す。すなわち、試料ウェルの２つの列；ヒー
タの合計の面積の１／８倍であるフォイルヒータ１５６
の部分；１つのランプ冷却チャンネル、例えば、ランプ
冷却チャンネル２１０および２１２；および、１つのバ
イアス冷却チャンネルである。局所的対称性を保存する
ために、各局所的領域はそのランプ冷却チャンネル上に
中心が存在し、そして各境界においてバイアス冷却チャ
ンネル上で１／２を有する。例えば、局所的領域２００
はランプ冷却チャンネル２１０の上に中心を有し、そし
てバイアス冷却チャンネル２１４および２１６は、それ
ぞれ、局所的領域の境界２０４および２０６により切ら
れている。こうして、ランプ冷却チャンネルの質量中心
（その中心）は、バイアス冷却チャンネルの質量中心
（局所的領域の中心）および各局所的領域に連結するフ
ィルムヒータ部分の質量中心と一致する。ＣＰＵ２０が
フィルムヒータ１５６を推進して、ランプ冷却チャンネ
ルおよびバイアス冷却チャンネルにより除去されている
熱エネルギーの量に等しい熱エネルギーの量を入力する
とき、静力学的局所的バランスは存在するであろう。９
６の試料混合物が存在するブロックの中心部分の各局所
的領域は、全体の試料ブロックの合計の熱的質量のほぼ
１／８を含有し、ランプ冷却チャンネルの合計の数の１
／８を含有しそしてバイアス冷却チャンネルの合計の数
の１／８を含有するので、各局所的領域について動力学
的局所的バランスが存在する。各局所的領域の金属の質
量中心は、水平的に、局所的領域の下に横たわるフィル
ムヒータ部分の中心；ランプ冷却チャンネルの中心；お
よび、２つの半分のバイアス冷却チャンネルの質量中
心；と一致するので、動力学的局所的対称性は各線形回
帰について存在する。
【００８４】静力学的および動力学的の局所的バランス
および局所的対称性として特徴づけられるこれらの物理
学的性質により、試料ブロックは、集団中のすべての試
料を、先行技術のサーマルサイクラーより非常にいっそ
う均一に加熱および冷却する。図２を参照すると、局所
的領域の境界の平面図が鎖線２１７〜２２５により示さ
れている。図２を見ると明らかなように、９６の試料ウ
ェルの中央領域は境界２１８〜２２４により境界される
６つの隣接する領域に分割されている。さらに、２つの
ガードバンドおよび局所的領域が各へりに添加されてい
る。最もネガティブのｘ座標を有するへりの局所的領域
（局所的領域は時にはまた局所的ゾーンと呼ぶ）は、境
界線２１７および２１８により境界されている。最もポ
ジティブのｘ座標を有するへりの局所的領域は、境界線
２２４および２２５により境界されている。各局所的領
域は試料ウェルのカラムを含有しないが、ウェルのカラ
ムシミュレーションするみぞ７８を含有することが認め
られる。みぞ７８の深さおよび幅は、ウェルのカラムと
同一の金属質量を除去し、これにより動力学的局所的対
称性を多少保存ように設計されている。したがって、へ
りの局所的ゾーン試料ブロックの中央部分における６つ
の局所的ゾーンと熱的質量が異なる（それらは、また、
外部の接続、例えば、マニホールドおよび支持ピンによ
り追加の熱的質量を有する）。この差は、へりの局所的
ゾーンまたはガードバンドを前記マルチゾーンヒータの
別々に制御可能なゾーンで加熱し、こうしてブロックの
中央ゾーンより多くのエネルギーをガードバンドの中に
入れることができるようにして、説明される。
【００８５】ブロックの各へりにおける局所的領域は、
６つの中央に位置する局所的領域の熱的性質に近似する
が、それと正確に合致しない。へりの局所的領域は、試
料ブロック１２の周辺の回りを走るガードバンドを完結
するので、「ガードバンド」領域と呼ぶ。このガードバ
ンドの目的は、試料ブロック１２に機械的に添付しなく
てはならない支持ピン、マニホールド、ドリップカラー
および他の装置のようなものによって、ブロックへの機
械的接続部の中に本来埋め込まれる、制御されないヒー
トシンクおよび熱源から、９６の試料ウェルを含有する
試料ブロックの中央部分をある程度熱的に絶縁すること
である。例えば、図２において、試料ブロックのへりの
表面２２８および２３０は、ランプ冷却チャンネルおよ
びバイアス冷却チャンネルを出入りする冷却液を運ぶプ
ラスチックのマニホールドを取り付けて有する。へり２
２８および２３０に沿ったガードバンドは、へり２２８
および２３０に対して並列でありかつそれに最も近くに
存在するスロット７８の部分から成る。みぞ７８の深さ
は、みぞの底がバイアス冷却チャンネルおよびランプ冷
却チャンネルの周辺に、それらを実際に交差させないで
可能であるように、密接するような深さである。この深
さと結合するみぞ７８の幅は、図２における点８２およ
び２３２の間のスロット７８により除去される金属の体
積が、試料ウェル２３４で出発しそして試料ウェル８３
で終わる試料ウェルの隣接する列により除去される金属
の体積にほぼ等しいような幅である。また、試料ウェル
の周期的パターンが各方向においてウェルの１つの列ま
たはカラムにより延長される場合、このような試料ウェ
ルの追加の列が存在する所に、ブロックの回りのスロッ
ト７８はほぼ位置する。
【００８６】支持接続が試料ブロックについて作られて
いるへり２５０および２５２に沿って、ガードバンドの
局所的領域は、スロット７８の部分に加えて、全長のい
くつかの冷却チャンネルを含有する。図３を参照する
と、これらは次のものを含む：隣接する局所的領域の隣
接する１／２のバイアス冷却チャンネルとともに没入し
て全体のバイアス冷却チャンネルを形成するバイアス冷
却チャンネルの１／２（例えば、９２）；ランプ冷却チ
ャンネル（例えば、１００）；および全体のバイアス冷
却チャンネル（例えば、９１）。へり２５０におけるへ
りの局所的領域について、これらの冷却チャンネルは１
０７，１９８および９９である。
【００８７】ガードバンドにおける全体のバイアス冷却
チャンネルは、ブロックのへりから内方にわずかに変位
している。これらの全体のバイアス冷却チャンネルを使
用する理由は、「半分の」冷却チャンネルの構成が実際
的ではないことである。バイアス冷却チャンネルはこの
ような厚い壁をもつゴムのライニングを必要とするの
で、「半分の」バイアス冷却チャンネルのライニングを
通る孔を信頼性をもって開いて保持することは困難であ
ろう。へりの局所的領域におけるこの非対称性はへりの
ガードバンドの局所的領域から冷却液へ熱の小さい過剰
の損失を引き起こすが、それは試料ウェルを含有する試
料ブロックの中央領域から十分に離れているので、試料
温度の不均一性へのその寄与は小さい。また、この小さ
い非対称性の温度の影響を予測可能であるので、この作
用は各ガードバンドの下でマルチゾーンヒータシステム
の別々に制御可能なゾーンを使用することによってさら
に最小にすることができる。
【００８８】図１３を参照すると、図９におけるフィル
ムヒータ層１５６内に３つの別々に制御されるゾーンが
存在する。これらの別々に制御されるゾーンは、支持ブ
ラケット１４８に連結された試料ブロック１２の露出し
たへりにガードバンドの下に位置する、へりのヒータの
ゾーンを含む。冷却液のマニホールドに取り付けられた
へり２２８および２３０のためのガードバンドの下に位
置する、別々に制御されるマニホールドのヒータゾーン
が、また、存在する。最後に、試料ウェルの下に横たわ
る中央ヒータゾーンが存在する。これらのゾーンの各々
に加えられる電力は、ＣＰＵ２０および制御ソフトウェ
アにより別々に制御される。
【００８９】フィルムヒータ１５６は、金属合金、例え
ば、インコネル（登録商標）の薄い板をエッチングする
ことによって形成された、導電体のパターンから構成さ
れる。選択した金属合金は、高い電気抵抗およびすぐれ
た耐熱性を有すべきである。そのようにエッチングされ
た導電体のパターンは、電気絶縁性ポリマー材料、例え
ば、カプトン（登録商標）の薄いシートの間に結合され
る。電気抵抗加熱要素を絶縁するためにどの材料を使用
しても、この材料は高温に対する抵抗、高い静電強さお
よびすぐれた機械的安定性をもたなくてはならない。
【００９０】フィルムヒータの中央ゾーン２５４は、ガ
ードバンドの内側の試料ブロックの中央部分とほぼ同一
の寸法を有する。中央部分２５４は均一な電力密度を試
料ウェル区域に供給する。へりヒータ領域２５６および
２５８は、へりガードバンドとほぼ同一の幅を有する
が、それほど長くない。
【００９１】マニホールドのヒータ領域２６０および２
６２は、図２においてへり２２８および２３０について
のガードバンドの下に横たわる。マニホールドのヒータ
ゾーン２６０および２６２は、電気的に一緒に接続し
て、１つの別々に制御可能なヒータゾーンを形成する。
また、されたヒータ区画２５６および２５８は電気的に
一緒に連結して、第２の別々に制御可能なヒータゾーン
を形成する。第３の別々に制御可能なヒータゾーンは中
央区画２５４である。これらの３つの別々に制御可能な
ヒータゾーンの各々は別の電気リード線を有し、そして
各ゾーンは別のマイクロプロセッサまたは好ましい実施
態様において実施されるような共有されるＣＰＵ２０で
実行することができる、別の制御アルゴリズムにより制
御される。
【００９２】へりヒータゾーン２５６および２５８は、
支持ブラケットへの熱損失を補償するために推進され
る。この熱損失は、試料ブロック１２とそれを取り囲む
周囲空気との間の温度差に対して比例する。へりヒータ
ゾーン２５６および２５８は、また、試料ブロックから
ブロックの各へりにおける完全なバイアス冷却チャンネ
ルへの過剰の熱損失を補償する。この熱損失は、試料ブ
ロック１２とこれらのバイアス冷却チャンネルを通して
流れる冷却液との間の温度差に対して比例する。
【００９３】マニホールドのヒータ区画２６０および２
６２は、また、試料ブロック１２のへりに取り付けられ
た、図１３におけるプラスチックの冷却液マニホールド
２６６および２６８への熱損失を補償するために推進さ
れる。マニホールドのヒータ区画２６０および２６２の
ための電力は、試料ブロックと冷却液との間の温度差に
主として、そして試料ブロックと周囲空気との間の温度
差に少ない程度に、比例する熱損失を補償する。
【００９４】実際的理由で、中央のヒータ区画２５４の
上に横たわる試料ウェルを包含する局所的領域の熱的質
量と、ガードバンドの局所的領域の熱的質量と合致させ
ることは不可能である。例えば、プラスチックの冷却液
マニホールド２６６および２６８はガードバンドから離
れる方向に熱を伝えるばかりでなく、かつまたある量の
熱的質量をそれらが取り付けられたガードバンドの局所
的領域に添加する。その結果、急速なブロック温度が変
化する間に、ガードバンドの温度の上下の速度は試料ウ
ェルの局所的領域のそれに正確に合致しない。これはガ
ードバンドと試料ウェルとの間の動力学的温度勾配を発
生し、これは大きくさせると、許容されうるより長い時
間持続することがあるであろう。この温度勾配の作用
は、ブロック温度の変化速度に対しておおよそ比例し、
そしてブロック温度の変化速度に対して比例する速度で
各ガードバンドの局所的ゾーンから熱を添加または除去
することによって最小にされる。
【００９５】ガードバンドのゾーンについての比例定数
は、システムの設計の比較的安定な性質であり、そして
プロトタイプについての加工の測定値により決定され
る。比例定数についての値は、方程式（３）〜（５）の
項の定義に関して下に記載する。これらの方程式は、別
の実施態様における、それぞれ、マニホールドヒータゾ
ーンに加えられる電力の量、ヒータゾーンのへりおよび
中央ゾーンを決定する。好ましい実施態様において使用
する方程式は、ソフトウェア（方程式（４６）〜（４
８）、区域により分布された電力）の説明において下に
記載する。 （３）Ｐm ＝Ａm Ｐ＋ＫM1（ＴBLK −ＴAMB ）＋Ｋ
M2（ＴBLK −ＴCOOL）＋ＫM3（ｄｔBLK ／ｄｔ） ここで、 Ｐm ＝マニホールドヒータゾーン２６０および２６２に
供給された電力、 Ａm ＝マニホールドヒータゾーンの領域 Ｐ＝ブロック温度をＰＣＲ熱サイクルのプロトコルにお
いて任意の特定の時間において所望の温度に止まらせる
か、あるいはそれに動かせるために必要な電力、 ＫM1＝０ワット／°Ｋに等しい、マニホールドを通る周
囲への過剰の熱損失を補償するために実験的に決定した
比例定数、 ＫM2＝０．４ワット／°Ｋに等しい、冷却液への過剰の
熱損失を補償するために実験的に決定した比例定数、 ＫM3＝６６．６ワット−秒／°Ｋに等しい、プラスチッ
クのマニホールドなどにより引き起こされるマニホール
ドのへりのガードバンドの追加の熱的質量を補償するた
めの余分の電力を提供する実験的に決定した比例定数、 ＴBLK ＝試料ブロック１２の温度、 ＴAMB ＝周囲空気の温度、 ＴCOOL＝冷却液の温度、 ｄｔBLK ／ｄｔ＝試料ブロックの温度変化／単位時間、 （４）ＰE ＝ＡE Ｐ＋ＫE1（ＴBLK −ＴAMB ）＋Ｋ
E2（ＴBLK −ＴCOOL）＋ＫM3（ｄｔBLK ／ｄｔ） ここで、 ＰE ＝へりヒータゾーンに加えるべき電力、 ＡE ＝へりヒータゾーンの領域、 ＫE1＝０．５ワット／°Ｋに等しい、マニホールドを通
る周囲への過剰の熱損失を補償するために実験的に決定
した比例定数、 ＫE2＝０．１５ワット／°Ｋに等しい、冷却液への過剰
の熱損失を補償するために実験的に決定した比例定数、 ＫE3＝１５．４ワット−秒／°Ｋに等しい、支持ピンお
よびブラケット、温度センサーなどへの試料ブロック１
２の取り付けにより引き起こされる露出されたガードバ
ンドの追加の熱的質量を補償するための余分の電力を提
供する実験的に決定した比例定数、 （５） ＰC ＝ＡC Ｐ ここで、 ＰC ＝マルチゾーンヒータの中央ゾーン２５４に加える
べき電力、 ＡC ＝中央ゾーン２５４の領域。
【００９６】方程式（３）〜（５）の各々において、電
力の項Ｐは変数であり、これは図１においてＣＰＵ２０
により実行される制御アルゴリズムの部分により計算さ
れ、この部分はユーザが定めた設定点を読みそして、次
に、ユーザが記憶装置に記憶させた時間および温度の設
定点により定められるＰＣＲ温度のプロトコルを実行す
るために適切な温度に試料ブロック温度を止まらせる
か、あるいはそれにさせるために何を実施するかを決定
する。設定点を読みそして電力密度を計算する方法は、
下に詳細に記載する。
【００９７】図１のＣＰＵ２０により実行される制御ア
ルゴリズムは、図１および図９において温度センサー２
１および図１においてバス５２を経て、試料ブロックの
温度を感知する。この温度を異ならせて、試料ブロック
１２の温度変化速度を推進する。次いで、ＣＰＵは図１
において温度センサー５６を経て周囲空気の温度を測定
し、そして図４６に示す冷却液制御システム２４中の温
度センサー６１を経て冷却液の温度を測定する。次い
で、ＣＰＵ２０は実行されているＰＣＲプロトコルの特
定のセグメントに相当する電力ファクターを計算し、そ
して３つの計算を方程式（３），（４）および（５）に
従い、すべての測定した温度、比例定数（これらは持久
記憶装置に記憶される）、制御プログラムおよび種々の
ヒータゾーンの区域の特定の相互作用についての電力フ
ァクターＰ（これらは持久記憶装置に記憶される）を差
し込むことによってなされる。電力ファクターは、ブロ
ック温度をその電流レベルから設定点を経てユーザが特
定した温度レベルに動かすために必要な合計の電力であ
る。加熱および冷却を制御するためにＣＰＵが実施する
計算についてのさらに詳細は、制御ソフトウェア「ＰＩ
Ｄタスク」の説明において下に記載する。
【００９８】ヒータ１５６の３つのゾーンの各に加える
べき要求される電力を計算した後、いくつかの実施態様
において各ゾーンへ加えるべき入力電力の各ハーフサイ
クルの比率に関する、他の計算を行う。下に記載する好
ましい実施態様において、計算のモードは、２００ミリ
秒の試料の期間の間に起こるハーフサイクルの合計の数
のどれだけ多くのハーフサイクルを各ゾーンに加えるべ
きかである。このプロセスは、図４７および図４８、お
よび制御ソフトウェアの「ＰＩＤタスク」の説明に関し
て下に記載する。図１０に示す別の実施態様において、
コンピュータは各ゾーンについて図１０における分割線
１６６の位置を計算する。この計算を実施した後、適当
な制御信号を発生して、マルチゾーンヒータ１５６につ
いて電力供給を適当なスイッチさせて、各について計算
した量の電力を各ゾーンに加えるようにする。
【００９９】他の実施態様において、全体の試料ブロッ
クに均一な電力密度を供給する単一のフィルムヒータ、
およびガードバンドについて個々に１つのみのゾーンを
もつ１または２つのマルチゾーンヒータを使用して、マ
ルチゾーンヒータを実行することができる。これらの追
加のヒータを、全体の試料ブロックをカバーする単一の
フィルムヒータの上に重ねる。このような実施態様にお
いて、ガードバンドの損失の構成に必要な電力のみを追
加のヒータゾーンに加える。
【０１００】方程式（３）〜（５）における電力ファク
ターＰは、ユーザが特定した設定点およびランプ時間に
基づくＰＣＲ温度プロトコル上の種々の点についてＣＰ
Ｕ２０により計算される。しかしながら、前述のゾーン
ヒータの最大の電力供給能力に基づいて制限が付与され
る。方程式（３）〜（５）中の比例定数は、すぐれた温
度の均一性のためのガードバンドにおける過剰の熱損失
を適切に補償するために、適切にセットしなくてはなら
ない。
【０１０１】図１７を参照すると、ブロック温度の段階
的変化に応答して、試料ブロックの温度を実質的に低い
温度からほぼ９４℃の変性インキュベーションの標的温
度に向けて上昇させる、複数の異なる試料について計算
した試料温度の間の差のグラフが示されている。図１７
は、マルチゾーンヒータ１５６が方程式（３）〜（５）
について項の定義において前述の比例定数を使用して適
切に管理されるとき、計算した試料液体の温度を示す。
図１７のグラフを誘導するために使用した種々のウェル
は、単一の文字および数の組み合わせがその上に示され
ている。図２を示す８×１２のウェル列は、文字を付し
たカラムおよび番号を付した列によりコード化されてい
る。こうして、例えば、試料ウェル９０はまた試料ウェ
ルＡ１２と表示されているが、試料ウェル８９はまた試
料ウェルＢ１２と表示されている。同様に、試料ウェル
６８はまた試料ウェルＤ６などと表示されている。ここ
に記載する温度勾配を排除に対する全体の熱的設計をも
つため、ウェル温度は互いのほぼ０．５℃範囲内にある
温度に漸近的に落着くことが理解されるであろう。
【０１０２】上の記載は試料ブロックの温度を均一に制
御し、そして急速に変化させることができる方法を説明
する。しかしながら、ＰＣＲプロセスにおいて、プログ
ラミングすべきであるのは試料反応混合物の温度であっ
て、ブロック温度ではない。本発明の教示に従う好まし
い実施態様において、ユーザは試料液体それ自体につい
ての標的温度の順序を特定し、そしてＰＣＲプロセスに
おける各段階についてこれらの標的温度の各々における
試料液体のためのインキュベーション時間を特定する。
次いで、ＣＰＵ２０は試料ブロックの温度を管理して試
料の反応混合物を特定した標的インキュベーション温度
にし、そして試料混合物をそれらの標的温度に特定した
時間の間保持する。ＣＰＵ２０により実行されるユーザ
のインタフェースのコードは、このプロセスのすべての
段階において、端末１６のディスプレー上に現在の計算
した試料液体の温度を表示する。
【０１０３】実際の測定した試料温度を表示する困難
は、反応混合物の実際の温度の測定が温度測定プローブ
をその中に挿入することを必要とすることである。プロ
ーブの熱的質量はそれを配置したウェルの温度を有意に
変更することがある。なぜなら、任意の特定のウェル中
の試料の反応混合物はしばしば体積がわずかに１００μ
ｌであるからである。こうして、反応混合物の中への温
度プローブの単なる挿入は、反応混合物と付近の混合物
との間に温度勾配を存在させることがある。温度センサ
ーの余分な熱的質量はそれを浸漬した反応混合物の温度
を、小さい熱的質量を有する他のウェル中の反応混合物
の温度から、低下させるので、誤差は温度を測定しよう
と単に試みることによって増幅を生ずることができる。
【０１０４】したがって、ここに記載する計器は既知の
因子、例えば、ブロック温度の履歴およびシステムの熱
的時間の定数から試料温度を計算し、そしてディスプレ
ー上にこの試料温度を表示する。試料管を試料ウェルの
中に少なくとも最小の限界力Ｆで下にプレスする場合、
好ましい実施態様において使用した試料管の大きさおよ
び形状およびほぼ１００μｌの試料体積について、熱的
に推進される対流は試料の反応混合物内で起こりそして
このシステムは熱的に単一の時間一定の直線のシステム
の熱的に類似して作用することが、ここに記載するシス
テムについて実験的に発見された。実験において、各試
料管はほぼ５０ｇの力ですぐれたウェル−壁−対−流体
の熱伝導性についてウェル対ウェルについて押し下げな
くてはならないことが示された。下に記載する加熱され
た定盤を各試料管上に約１００ｇの力で押し下げるよう
に設計される。図１５において力ベクトルＦで記号化さ
れた、この最小の力は、試料ブロックにおける変形試料
管と種々の試料ウェルとの間のような外部の寸法のわず
かの差に無関係に、すべての試料管がすべりばめおよび
同一平面の嵌合を各管について保証し、均一な熱伝導性
を保証するために十分な力で押し下げされることを確保
するために必要である。対応する試料ウェルにおいてゆ
るい嵌合のある試料管および緊密な嵌合のある試料管を
有する設計は、熱伝導性が不均一であるために、すべて
の管について厳密な温度制御を達成することができない
であろう。不十分なレベルの力Ｆは、図１４に２８６で
示すようにブロック温度の段階的変化に対する試料液体
の温度の応答を生ずる。適切なレベルの力Ｆは２８２に
示す温度の応答を生ずる。
【０１０５】本発明の教示に従い構成された装置により
達成される結果は、各試料混合物の温度が新しい温度へ
の転移の間に、あたかも試料が物理的よく混合されるよ
うに、挙動することである。事実、各試料混合物の中に
引き起こされた対流のために、各試料管中の試料の反応
混合物はより混合されている。驚くべき結果は、全体の
システムの熱的挙動が、ブロック温度と試料温度との間
の差の減衰の半減期の約１．４４倍である９秒の単一の
時間定数をもつ、電気ＲＣ回路に似るということであ
る。５０mlの試料を充填したジェネアンプ（登録商標）
の試料管は、約２３秒の時間定数を有する。換言する
と、試料ブロックの温度の上方の変化の間、反応混合物
の温度は、電圧源Ｖの電圧出力の段階的変化に応答す
る、図１６Ｄに示すような直列のＲＣ電気回路中のコン
デンサＣ上の電圧の上昇に似たように作用する。これら
の概念を説明するために、ブロック温度の段階的変化に
対する試料液体の異なる応答を示す図１４および試料ウ
ェル／試料管の組み合わせを通る断面を示す図１５を参
照する。実験において、試料液体２７６の体積がほぼ１
００μｌであり、そしてメニスカス２７８が試料ブロッ
ク１２の上部表面２８０より下に位置するような寸法を
管がもち、そして試料管を試料ウェルの中に押し下げる
力Ｆが少なくとも３０ｇであるとき、図１５に示すシス
テムの熱的時間定数τ（タウ）は０．００９インチ
（０．２３mm）（寸法Ａ）の円錐形区画における試料管
壁厚さについてほぼ９秒であることが発見された。ま
た、実験において、３つの条件について、熱的時間定数
τは試料管の切頭体（円錐）についての壁厚さの０．０
０１インチ毎について約１秒だけ変化であることが発見
された。ここで述べる壁の薄い試料管は、２０〜１００
マイクロタイターの試料を収容する際に、約５〜１４秒
の熱時間定数を有することがわかっている。より厚い管
壁は、試料ブロックの温度の変化と試料液体温度の生ず
る変化との間の、より長い時間定数およびより多い遅れ
を生ずることが発見された。
【０１０６】数学的に、試料ブロックの温度変化に対す
る試料液体温度の熱的応答について式は、次の通りであ
る： （６） Ｔsample＝ΔＴ（１−ｅ-t/ τ） ここで、 Ｔsample＝試料液体の温度、 ΔＴ＝試料ブロック１２の温度と試料液体の温度との間
の温度差、 ｔ＝経過時間、 τ＝システムの熱的時間定数、または試料ウェルの壁か
ら試料液体への熱伝導性で割った試料の熱容量。
【０１０７】図１４において、曲線２８２は、試料管を
押し下げる力Ｆが十分に高いとき、試料ブロック温度の
理論的段階的変化に対するこの指数の温度の応答を表
す。試料ブロックの温度の段階的変化は関数２８４とし
て示されており、時間Ｔ1 において開始する温度の急速
な上昇が存在する。試料液体の温度は段階的変化に応答
して指数的に増加し、そして最終の試料ブロック温度に
慚近的に近付く方法に注意すべきである。簡単に前述し
たように、曲線２８６は、図１５における下向きの配置
力Ｆが試料管の円錐と試料ウェルの壁２９０との間の同
一平面のすべりばめを引き起こすために不十分であると
きの、熱的応答を表す。一般に、力Ｆが３０ｇより小さ
い場合、曲線２８６の熱的応答は生ずるであろう。図１
５は明瞭のために試料管の円錐と試料ウェルの壁との間
の空気の小さい層を示すが、空気はすぐれた絶縁体であ
りそしてこのシステムの熱的時間定数を実質的に増加す
るであろうので、これは所望の場合の正確に反対であ
る。
【０１０８】熱的時間定数τは直列のＲＣ回路における
ＲＣ時間定数に類似し、ここでＲは試料ウェルの壁と試
料液体との間の熱的抵抗に相当し、そしてＣは試料液体
の熱容量である。熱的抵抗は、単位ワット−秒／°Ｋで
表される熱伝導性の逆数である。図１５において試料液
体の中に示す対流の流れ２９２のために、反応混合物中
のすべての場所で、試料液体は同一温度に非常に近くに
あり、そしてブロックと試料との間の熱の流れは試料ブ
ロックと試料の反応混合物との間の温度差に非常に近く
に比例する。比例定数は、試料ブロック１２中の試料ウ
ェルの壁と反応混合物との間の熱伝導性である。異なる
試料体積または異なる管、すなわち、異なる壁厚さまた
は材料について、熱的時間定数は異なる。このような場
合において、ユーザはＰＣＲプロトコルの彼の規格の一
部分として、試料の体積または管の型を入れることがで
き、そして機械は試料温度を計算するとき使用する正し
い熱的時間定数を自動的に見るであろう。ある実施態様
において、ユーザは実際の時間定数を入れることがで
き、そして機械は試料温度の温度の計算にそれを使用す
るであろう。
【０１０９】熱的時間定数を出来るだけ小さく保持する
ために、試料管の円錐形壁は出来るだけ薄くあるべきで
ある。好ましい実施態様において、これらの円錐形壁は
０．００９インチ（０．２３mm）の厚さであるが、試料
管の円筒形部分の壁は０．０３０（０．７６mm）の厚さ
である。試料管の円錐形の形状は、試料混合物の体積に
関して、試料ウェルの壁の金属との接触表面積を比較的
大きくする。
【０１１０】試料管の成形は、４つの試料管が各射出で
成形されるような、「常温ランナー」システムおよび４
つのキャビティを使用して実施される。成形されたプラ
スチックは、残りのプラスチックが試料管の先端と試料
ウェルの先端との間のキャビティ２９１の中に突起する
ように、試料管の円錐の先端で射出される。これは残部
のプラスチックが管とウェルとの間の同一平面の嵌合を
妨害するのを防止する。０．０３０インチ（０．７６m
m）の最小限界を残部のプラスチックの大きさに置く。
【０１１１】種々の実施態様において、各々が異なる利
点をもつ３つの異なる等級のポリプロピレンを使用でき
る。好ましいポリプロピレンはヒモント（Ｈｉｍｏｎ
ｔ）からのＰＤ７０１である。なぜなら、それはオート
クレーブ処理可能であるからである。しかしながら、こ
のプラスチックは低いメルトインデックスをもつので、
成形が困難である。このプラスチックは３５のメルトイ
ンデックスおよび９の分子密度を有する。ＰＤ７０１は
ばりを残す傾向があり、そして多少斑点がある品質の部
分をつくるが、現在実施されているように円錐形区画の
先端における代わりに、成形物の厚い壁の部分に射出成
形した場合、よりよく働く。一般に、成形容易のために
高いメルトインデックスを有するが、すぐれた強さ維持
しかつ２６０°Ｋにおけるオートクレーブ処理の熱スト
レスの下でひび割れまたは割れを防止するために、ま
た、高い分子密度を有することが望ましい。他のプラス
チック、アメリカン・ヘスヒト（American Hoescht）か
らのＰＰＷ１７８０は、７５のメルトインデックスおよ
び９の分子密度を有し、そしてオートクレーブ処理可能
である。ある実施態様において使用できる他のプラスチ
ックはヒモント（Ｈｉｍｏｎｔ）４４４である。このプ
ラスチックはオートクレーブ処理可能ではなく、そして
他の方法で滅菌することが必要である。
【０１１２】他の実施態様において、溶融したプラスチ
ックの温度が型のちょうどゲートまで制御される場合、
管は「ホットランナー」または「ホットノズル」システ
ムを使用して成形できる。また、ある実施態様におい
て、多数のゲートを使用できる。しかしながら、これら
の技術のいずれも、充填の時間において、現在使用する
「常温ランナー」システムよりすぐれることが実験的に
証明された。
【０１１３】このシステムは単一の時間定数のＲＣ回路
のように熱的に作用するという事実は重要結果である。
なぜなら、それは試料ブロックから試料の反応混合物へ
の熱伝導性は既知でありかつ均一である場合、試料混合
物の熱的応答は既知でありかつ均一であることを意味す
るからである。試料の反応混合物の熱容量は既知であり
かつ一定であるので、試料の反応混合物の温度はブロッ
ク温度の経時的に測定した履歴のみを使用して正確に計
算することができる。これは試料温度を測定する必要性
を排除し、これにより無視できない熱的質量をもつプロ
ーブを試料ウェルの中に入れて試料温度を直接測定し、
これによりプロービングしたウェル中の試料の熱的質量
を変化させる誤差および困難を排除する。
【０１１４】この計算を行うアルゴリズムは、単一の温
度定数の直列のＲＣ電気回路のようにシステムの熱的挙
動を作る。このモデルは、液体試料の熱容量／試料ブロ
ックから試料の反応混合物への熱伝導性の比を使用す
る。試料の反応混合物の熱容量は、低い比熱×液体の質
量に等しい。耐熱性は１／試料ブロックから試料管壁を
通る液体反応混合物への熱伝導性に等しい。熱容量／熱
伝導性の比は一致した単位で表すとき、それは時間の次
元を有する。固定した試料体積および試料の組成、それ
らの両者はすべての試料ウェルにおいて同一である、お
よび固定した熱伝導性について、その比は、また、すべ
ての試料ウェルについて一定であり、そしてそのシステ
ムの熱的時間定数と呼ばれる。それは、ブロック温度の
急激な段階的変化後、試料温度がブロック温度の３６．
８％以内に来るために要する時間である。
【０１１５】システムのインパルスの応答が知られてい
る場合、フィルターまたは他の直線のシステムの出力応
答を計算することができるということを支持する、電子
回路の分析において使用される数学的理論が存在する。
このインパルスの応答は、また、移動関数として知られ
ている。直列ＲＣ回路の場合において、インパルスの応
答は図１６Ａに示すように指数関数である。図１６Ａの
応答を生ずるインパルスの刺激は図１６Ｂに示されてい
る通りである。このような直線のシステムの出力応答は
入力信号のたたみ込みおよび重み関数を計算することに
よって決定することができ、ここで重み関数は時間を逆
転したシステムのインパルス応答である、ことを前述の
数学的理論的は支持する。たたみ込みはそうでなければ
連続加重平均として知られているが、たたみ込みは初期
に小さい段階的大きさをもつ微分積分学における１つの
概念であるが、連続加重平均明確な段階的大きさ、すな
わち、多数の試料を有する。図１６Ｄに示す直列ＲＣ回
路のインパルス応答は次のようなものである。すなわ
ち、電圧発生器Ｖの電圧が図１６Ｂに示すような電圧の
スパイクで急激に上下するとき、コンデンサーＣ上の電
圧は図１６Ａにおいて２９４におけるピークに上昇し、
このピークは図１６Ｂに示すインパルスのピーク電圧に
等しく、次いで指数的に減衰して定常状態の電圧Ｖ1 に
戻る。生ずる重み関数は、図１６Ｃにおいて３８５に示
すように時間で回転する図１６Ａのインパルス応答であ
る。
【０１１６】近似の温度の段階的変化についての試料ブ
ロック１２の温度の典型的な温度履歴を示す仮説の曲線
３８７は、図１６Ｃ上に重ねられている。また、５つの
試料時間Ｔ1 〜Ｔ5 の温度が図１６上に重ねられてい
る。本発明の教示に従い、これらの時間Ｔ1 〜Ｔ5 の各
１つをその特定の時間における重み関数の値を掛け、次
いですべてのそれらの積を合計し、そして５で割ること
によって、試料温度は計算される。熱的システムが単一
の温度定数の直線回路のように作用するという事実は、
この複雑な熱的システムについての熱的熱移動の考慮の
複雑さに基づく、驚くべき結果である。
【０１１７】１つの実施態様において、試料温度の計算
は、ブロック温度センサーおよび試料液体への異なる熱
的通路長さにより引き起こされる輸送遅れを説明する短
い遅延により調節される。計算した試料温度は、図１に
示す端末１６上のユーザの情報のために表示される。図
１７において、９６ウェルの試料ブロックを通る６つの
異なるウェルの広がりについて、ハイブリダイゼーショ
ン／伸長温度範囲における比較的低い温度から変性のた
めのほぼ９６℃の比較的高い温度への試料ブロック温度
の段階的変化についての温度応答の結果が示されてい
る。図１７のグラフが示すように、システムが図１６Ｄ
に示す直列ＲＣ回路に好ましくは類似する場合、試料温
度における予測された指数の上昇の間にすぐれた一致が
存在し、そしてまた、温度応答のきわめてすぐれた温度
応答の均一性が存在し、ここでこの研究において使用し
た６つの試料ウェルの温度は、互いに非常に密接する温
度においておよびほぼ０．５℃の幅である変性温度の
「許容されうる」バンドにおいて漸近的に安定する。
【０１１８】１つの実施態様において、最も最近のブロ
ック温度の試料を連続加重平均について使用したが、他
の実施態様において、異なる数の温度履歴試料を使用す
ることができる。理論的に予測された結果とのすぐれた
一致は、熱的対流の流れが試料液体をよく混合し、これ
によりこのシステムを直線方式で作用させるという事実
から由来する。
【０１１９】９６ウェルの列を通る種々のウェルの広が
りにおける試料温度の間の均一性は、試料ブロック構造
における動力学的および静力学的局所的バランスおよび
局所的対称性ならびにここに詳細に記載する他の熱的設
計因子から生ずる。しかしながら、急速な温度変化の
間、ユーザが各試料ウェルに同一質量の試料液体を入れ
る場合にのみ、すべての試料ウェルは互いに０．５℃以
内の温度を有するであろうことに注意すべきである。異
なるウェルにおいて質量が等しくないとき、定常状態
で、条件が不変であり、急速な変化の間のみにおいて温
度は等しくなくなることはない。各ウェル中の試料液体
の質量は、各試料の熱容量の決定において優性因子であ
り、したがって、その特定の試料ウェルについて熱的時
間定数において優性因子である。
【０１２０】すべての試料ウェル中の試料液体を一致し
て上下の温度サイクルにかけ、そして標的温度を互いに
非常に近くに、すなわち、わずかに０．５℃の幅である
許容度のバンドにおいて安定化する能力、また、図１５
における力Ｆに依存するに注意すべきである。この力
は、同様な質量の試料液体を充填したすべての試料ウェ
ルの熱的時間定数が同一の温度定数を有する前に、最小
の限界の力を越えなくてはならない。最小の限界の力
は、ここに記載する試料管および試料ウェルの形状につ
いて３０ｇであることが実験的に決定された。より高い
レベルの精度について、図１５における最小の限界の力
Ｆは、前述したように安全性の追加の限界について少な
くとも５０ｇ、好ましくは少なくとも１００ｇであるこ
とが確立された。
【０１２１】試料ウェルの温度の熱的均一性の重要性
は、図１８を参照すると理解することができる。この図
面は、ＤＮＡのある種のセグメントの増幅の１つの例に
ついての、ＰＣＲサイクルにおいて発生したＤＮＡの量
と変性間隔の間実際の試料温度との間の関係を示す。９
３℃および９５℃の温度の間の関数２９８の傾斜は、こ
の特定のＤＮＡのセグメントおよびプライマーについて
ほぼ８％／℃である。図１８は増幅により発生したＤＮ
Ａの量に関係する曲線の一般の形状を示すが、この曲線
の形状の詳細はプライマーおよびＤＮＡ標的の各異なる
場合とともに変化する。９７℃以上の変性のための温度
は一般に熱く、そして増加する変性温度について増幅を
減少させる。９５℃および９７℃の間の温度は一般にち
ょうど正しい。
【０１２２】図１８が例示するように、ほぼ９３℃の変
性温度で安定化するこの特定のＤＮＡ標的およびプライ
マーの組み合わせを含有する試料ウェルは、９４℃で変
性したウェルより８％少ない典型的なＰＣＲプロトコル
の過程で発生したＤＮＡを有するように思われる。同様
に、９５℃の変性温度で安定化するこの混合物の試料液
体は、９４℃の変性温度で安定化する試料ウェル中で発
生したより８％多いその中で発生したＤＮＡを有するよ
うに思われる。この性質のすべての曲線は同一の一般形
状を有するので、試料温度の均一性を有することは重要
である。
【０１２３】前述したようにして計算した試料温度は、
ヒータおよびランプ冷却チャンネルを通して流れ制御
し、そして種々の標的温度に試料が保持される長さを決
定する制御アルゴリズムにより使用される。制御アルゴ
リズムは、これらの時間を使用して、ユーザが入れた各
インキュベーション期間についての所望の時間と比較す
る。時間が合致するとき、制御アルゴリズムは次のイン
キュベーションについてユーザが定めた標的温度に向か
う試料ブロックを加熱または冷却するために適当な工程
を取る。
【０１２４】計算した試料温度は設定点、すなわち、ユ
ーザがプログラミングしたインキュベーション温度の１
℃内であるとき、制御プログラムはタイマを始動させ
る。このタイマをプリセットして、セットした数をカウ
ントダウンして、実施されているインキュベーションに
ついてユーザが特定した間隔をタイムアウトすることが
できる。計算した試料温度が１℃内にあるとき、タイマ
は始動してプリセットしたカウントからカウントダウン
する。タイマがゼロカウントに到達するとき、信号は活
性化され、これによりＣＰＵはＰＣＲプロトコルの次の
セグメントを実行する作用をする。特定された間隔の時
間を定める方法は、本発明を実施する目的について十分
である。
【０１２５】典型的には、特定の標的温度付近の許容度
のバンドは±０．５℃である。いったん標的温度に到達
すると、コンピュータはバイアス冷却チャンネルおよび
フィルムヒータを使用して試料ブロックを標的温度を保
持し、こうしてすべての試料は特定した間隔についての
標的温度の近くに止まる。よく働くとここに記載する熱
的システムについて、試料ブロックから各試料への熱伝
導性は既知であり、そして非常に密接な許容度内に均一
である。そうでなければ、タイマが始動するとき、すべ
ての試料は標的温度の特定した許容度のバンド内にある
わけではなく、そしてすべての試料が標的温度において
同一のインキュベーション間隔を経験するわけではな
い。
【０１２６】また、この熱的システムがよく働くために
は、すべての試料管は周囲環境における変動から隔離し
なくてはならない。すなわち、ある試料管をドラフトに
より冷却し、一方物理的に異なる位置における他の試料
管が同一冷却作用を経験しないようにすることは望まし
くない。すぐれた均一性について、すべての試料の温度
を試料ブロックの温度によってのみ決定することは高度
に望ましい。
【０１２７】周囲からの管の隔離、および試料管を押し
下げる最小の限界の力Ｆを加えることは、試料管および
試料ブロックの上の加熱されたカバーにより達成され
る。試料液体は温度制御の金属ブロックの中に緊密にプ
レスした試料管の中に存在させ、緊密にキャップをし、
メニスカスを温度制御の金属ブロックの表面よりかなり
下にしてさえ、試料はなお対流により上方に熱を失う。
有意には、試料が非常に熱い（変性温度が典型的には試
料液体の沸点付近にある）とき、試料液体は水蒸気の還
流により非常に有意な量の熱を失う。このプロセスにお
いて、水は熱い試料液体の表面から蒸発し、そしてキャ
ップの内壁および試料ブロックの上部表面より上の試料
管のより冷たい上部の上に凝縮する。比較的大きい体積
の試料が存在する場合、凝縮は続き、そして凝縮物は蓄
積しそして試料管の壁を下に流れて反応混合物の中に入
る。この「還流」プロセスは還流される水の１ｇ当たり
約２３００ジュールの熱を運ぶ。このプロセスは１００
μｌの反応混合物の表面温度を数度低下させ、これによ
り反応の効率を大きく減少する。
【０１２８】反応混合物が少ない、例えば、２０μｌで
ありそして試料管が試料ブロックの上部表面より上で比
較的大きい表面積を有する場合、反応混合物中の水の有
意の分画は蒸発することができる。次いで、この水は試
料管の上の部分の内側で凝縮し、そしてサイクルの高い
温度の部分の残部の間に、表面張力によりそこに止まる
ことができる。これは残りの反応混合物をそのように濃
縮することができるので、反応は障害されるか、あるい
は完全に失敗する。
【０１２９】先行技術のＰＣＲ熱的サイクルにおいて、
この還流の問題は反応混合物の上に油または溶融した蝋
の層を配置することによって処理された。この油または
蝋の不混和性層は水性反応混合物上に浮き、そして急速
な蒸発を防止した。しかしながら、油の添加に労力を要
し、これは処理のコストを上昇させる。さらに、油の存
在は処理および分析の後の工程を妨害し、そして試料の
汚染の可能性をつくった。事実、工業銘柄の鉱油は、過
去において、ユーザに未知の油中の汚染因子の未知の存
在により試料を汚染することが知られている。
【０１３０】油のオーバーレイの必要性は排除され、そ
して熱損失および蒸発による反応混合物の濃縮および還
流により引き起こされる予測されない熱的作用の問題
は、本発明の教示に従い、試料管の上の部分がその中に
突起する試料より上の体積を取り囲み、そしてこの体積
を上から加熱されたカバー（これは時には、また、定盤
と呼ぶ）により加熱することによって回避される。
【０１３１】図１９を参照すると、試料管を取り囲みそ
してそれに下向きの力を加えて、図１５において最小の
限界力Ｆを供給する、構造体の断面図が示されている。
加熱された定盤１４をレッドスクリュー３１２に連結さ
れていて、矢印３１４で示す軸に沿ってレッドスクリュ
ー３１２の回転で上下に動く。レッドスクリューはすべ
りカバー３１６中の開口を通してねじ込められ、そして
ノブ３１８により回転する。定盤３１４はコンピュータ
２０により制御される抵抗ヒータ（図示せず）により水
の沸点以上の温度に加熱される。
【０１３２】すべりカバー３１６はレール３２０および
３２２上をＹ軸に沿って前後にすべる。カバー３１６は
垂直側３１７および３１９を含みそして、また、試料ブ
ロック１２および試料管を囲むＸ−Ｚ平面（図示せず）
に対して平行な垂直側を含む。この構造は試料管（それ
らの管３２４および３２６は典型的である）にドラフト
が作用するのを実質的に防止する。
【０１３３】図２０は、すべりカバーが後退位置にあっ
て試料ブロックへのアクセスを可能とする、すべりカバ
ー３１６および試料ブロック１２の斜視図である。すべ
りカバー３１６は長方形の箱の蓋に類似し、ここで垂直
壁３２８は除去されてすべりカバー３１６を試料ブロッ
ク１２の上にすべらせる部分３３０を有する。すべりカ
バーは、図２０においてＹ軸に沿って、そのカバーが試
料ブロック１２の上の中央にくるまで動く。次いで、ユ
ーザはノブ３１８をある方向に回して、ノブ３１８上の
マーク３３２が飾り板３３６上のマーク３３４と一直線
上になるまで、加熱された定盤１４を下げる。ある実施
態様において、飾り板３３６はすべりカバー３１６の上
部表面に永久的に添付することができ、こうして異なる
大きさの試料を使用するとき、インデックスマーク３３
４は異なる位置に配置することができる。換言すると、
より高い試料管を使用する場合、加熱された定盤１４は
図１５における最小の限界力Ｆを加えるほど多く下げる
必要はない。使用において、ユーザはスクリュー３１８
をねじって、インデックスマークが一直線になるまで、
定盤１４を低下させる。次いで、ユーザは最小の限界力
Ｆが各試料管に加えられたことを知る。
【０１３４】図１５および図１９を一緒に参照すると、
図１９における加熱された定盤１４を下げる前に、各試
料管のためのプラスチックキャップ３３８はプラスチッ
クトレー３４０（図１９）の壁の上部のレベルより上の
約０．５mmまで粘着し、そしてプラスチックトレー３４
０は９mmの中心上でゆるい８×１２列ですべての試料管
を保持する。試料ウェルの列は１００μｌの容量の９６
本までのマイクロアンプ（登録商標）のＰＣＲ管または
０．４mlの容量の４８本までのより大きいジェネアンプ
（登録商標）を保持することができる。このトレーは下
においてより詳細に論じられる。トレー３４０は試料管
のための８×１２の列を有する平らな表面を有する。こ
の平らな表面は図１５および図１９の水平線として示さ
れており、この水平線は図１９において試料管３２４お
よび３２６と交差する。トレー３４０は、また、４つの
垂直壁を有し、それらのうちの２つは図１９に３４２お
よび３４４で示されている。これらの垂直壁の上部のレ
ベルは、図１５に３４６で示されており、参考平面を定
める長方形の箱を確立する。
【０１３５】図１５において最もよく見られるように、
すべての試料管のキャップ３３８はこの参照平面３４６
より上にある小さい量だきえ突起し、その量はキャップ
３３８を加熱された定盤１４により軟化および変形し、
そして参照平面３４６のレベルに下方に「押しつぶす」
ように設計される。好ましい実施態様において、加熱さ
れた定盤１４は図１におけるＣＰＵ２０および定盤１４
中の抵抗ヒータ（図示せず）に連結したバス２２により
１０５℃の温度に保持される。好ましい実施態様におい
て、図１９におけるノブ３１８およびレッドスクリュー
３１２は、加熱された定盤１４が下降しそしてキャップ
３３８の上部と接触するまで、回転される。好ましい実
施態様において、試料管のためのキャップ３３８はポリ
プロピレンから作られる。これらのキャップは加熱され
た定盤１４と接触するようになった短い時間で軟化す
る。キャップは軟化するにつれて、変形するが、それら
の弾性のすべてを失うことはない。キャップと接触後、
定盤は参照平面３４６上で配置されるまでさらに下降す
る。これはそれ以上の下降はキャップ３３８を変形し、
そして少なくとも５０ｇの最小の限界力Ｆで各試料管を
押し下げて、各試料管を試料ウェルの中にしっかり配置
させる。キャップ３３８が参照平面３４６より上に突起
する量、および加熱された定盤１４が参照平面３４６の
上に静止するときの変形および残留弾性の量は、少なく
とも５０ｇ、好ましくは１００ｇの最小の限界力Ｆがす
べての試料管について達成され、次いで加熱された定盤
１４が参照平面３４６のレベルの下降した後存在するよ
うに、設計される。
【０１３６】加熱された定盤１４およびトレー３４０の
４つの垂直壁および平らな表面は、定盤１４がトレーの
上部へり３４６と接触するとき、加熱され、シールされ
た隔室を形成する。トレー３４０のプラスチックは比較
的劣った熱伝導性を有する。実験において、加熱された
定盤１４とキャップ３３８との接触および、比較的劣っ
た熱伝導性を有する材料の壁による試料ブロック１２の
上部レベル２８７０より上に突起する試料管２８８の部
分の隔離は、有益な結果を有することが発見された。こ
の構造体により、管およびキャップの上の部分全体は、
管およびキャップの内側表面上に凝縮物がほとんどまた
はまったく形成しないように十分に高い温度にされる。
なぜなら、加熱された定盤は水の沸点より上の温度に保
持されるからである。これは、図１５における試料液体
２７６がその沸点付近の温度に熱されるときでさえ、真
実である。これは試料混合物２７６の上部の上に浮く不
混和性物質、例えば、油または蝋の層の必要性を排除
し、これによりＰＣＲ反応に関係する労働の量を減少
し、そして試料の起こりうる汚染の１つの源を排除す
る。
【０１３７】実験において、加熱されたカバーの非常に
高い温度およびその試料ブロック１２への密接性にかか
わらず、高い温度および低い温度の間の正確なかつ急速
なサイクルの試料ブロック１２の能力への影響がほとん
どないことが発見された。加熱された定盤１４は前述の
還流プロセスにより試料の冷却を防止する。なぜなら、
それはキャップの温度を水の沸点より上に保持し、これ
によりキャップの内側を乾燥して保持するからである。
これは、また、キャップが管から除去されたとき、エア
ゾールの形成を防止する。
【０１３８】他の実施態様において、図１５における最
小の許容されうる下向きの力Ｆを存在する試料管の数に
無関係に各個々の試料に加えることができ、そして凝縮
および還流および対流冷却を防止する手段は、本発明を
実施する目的に十分であろう。この下向きの力Ｆの適用
および還流および望ましくない試料液体の濃縮を防止す
る熱の使用の両者は、好ましい実施態様において実施す
るのと同一のシステムにより必ずしも実施する必要はな
い。
【０１３９】試料管はそれらの高さの数千分の１インチ
だけ変化することができる。さらに、試料管のためのキ
ャップは、また、高さが数千分の１インチだけ変化する
ことができる。また、試料ブロック１２中の各円錐形試
料ウェルは同一深さに正確に孔開けすることができな
く、そして試料ブロック中の各円錐形試料ウェルはわず
かに異なる直径および角度に孔開けすることができる。
こうして、キャップをした管の集団は試料ブロックの中
に配置して対応する試料ウェルの中に静止させるとき、
キャップの上部はすべてが同一高さである必要はないで
あろう。この高さについて最も悪い不一致は最も高い管
から最も低い管で０．５mm程度に多くあることができる
であろう。
【０１４０】完全に平らな非加熱定盤１４をそれがそれ
自身の位置を自由に見いだすように取り付け、これをこ
のようなキャップの列の上に押し下げた場合、それはま
ず３つの一番高い管と接触するであろう。それ以上の圧
力を加えそして一番高い管が多少圧縮されるとき、定盤
はより低い管のあるキャップと接触し始めるであろう。
管およびキャップのアセンブリーがしなやかでないかぎ
り、一番短い管が少なくとも接触する前に、一番高い管
は損傷を受けるという、明確な可能性が存在する。ある
いは、すべての高い管を十分に圧縮して一番短い管を接
触させるために必要な力は、装置にそれを加えるのに大
きすぎることがある。いずれの場合においても、１また
は２以上の短い管はまったくプレスされないか、あるい
はその管の熱的時間定数がすべての他の管の熱的時間定
数に等しいことを保証するために不十分な力で押し下げ
られることがある。これは試料ブロック中のすべての管
について同一のＰＣＲサイクルの達成を失敗させるであ
ろう。なぜなら、異なる熱的時間定数をもつ管は他の管
と歩調をそろえないであろうからである。定盤を加熱し
そしてキャップを軟化すると、これらの危険は、１つの
因子として管の高さを異ならせる製作の許容度の誤差を
排除することによって、排除される。
【０１４１】他の実施態様において、全体の加熱された
定盤１４はしなやかなゴム層でカバーされる。加熱され
た定盤上のしなやかなゴムは高さ許容度の問題を解決す
るが、また、加熱された定盤から管のキャップへの熱の
流れを遅延させる熱的絶縁層として作用するであろう。
さらに、高温度における長時間の使用では、ほとんどの
ゴム材料は劣化するか、あるいは堅くなる。したがっ
て、加熱された定盤の表面は金属および熱のすぐれた伝
導体であることが望ましい。
【０１４２】他の別の実施態様において、９６の個々の
ばねを定盤に取り付けて、各ばねが単一の試料管を押し
下げるようにすることができる。これは複雑でありかつ
費用のかかる解決法であり、そして機械的精確さをもっ
て定盤を管の列の上に整列させることが必要であり、こ
の達成は困難または面倒である。好ましい実施態様にお
ける各試料管についての必要な個々のコンプライアンス
はプラスチックキャップの使用により供給され、これら
のキャップは定盤からの力の下で予測可能な方法でつぶ
れるが、つぶれたときでさえ、各試料管をそのウェルの
中にしっかり静止させて保持するために適切な下向きの
力Ｆをなお発揮する。
【０１４３】図１５に示す試料管のキャップ３３８にお
いて、表面３５０はぎざぎざ、ばりおよびカットを含ま
ず、こうして試料管２８８の内側壁３５２とハーメチッ
クシールを提供できるようにすべきである。好ましい実
施態様において、キャップの材料はポリプロピレンであ
る。適当な材料は前述のヒモント（Ｈｉｍｏｎｔ）によ
り製作されたヴァルティク（Ｖａｌｔｅｃ）ＨＨ−４４
４またはＰＤ７０１ポリプロピレンまたはアメリカン・
ヘスヒト（American Heoscht）によりＰＰＷ１７８０で
あることができる。好ましい実施態様において、キャッ
プのドーム部分についての壁厚さは０．１３０±０．０
０５インチ（３．３０±０．１２mm）である。好ましい
実施態様において、肩部分３５６の厚さは０．０２５イ
ンチ（０．６４mm）であり、そしてキャップのドーム形
部分の幅は０．０２０３インチ（０．５２mm）である。
【０１４４】図１５における最小の限界力Ｆをすべての
試料管に加え、そしてキャップおよび試料管の上の部分
を凝縮および還流を防止するために十分な高い温度に加
熱させる、キャップの材料および形状は、本発明を実施
する目的に十分であろう。ドーム形のキャップ３３８は
キャップの変形を促進する薄い壁を有する。加熱された
定盤は高い温度に保持されるので、ドーム形のキャップ
の壁厚さは射出成形により容易に製造されるために十分
に厚くあることができる。なぜなら、管の高さの差を説
明するために必要なコンプライアンスは室温において不
必要であるからである。
【０１４５】定盤は本発明の教示に従い９４℃〜１１０
℃の温度に保持することができるが、水の沸点は１００
℃であるので、１００℃〜１１０℃の範囲は還流の防止
に好ましい。この温度範囲において、キャップは１mm程
度に多く容易につぶれるためにちょうど十分に軟化する
ことが実験的に発見された。研究において、使用するポ
リプロピレンの弾性は、これらの温度においてさえ、つ
ぶれが完全には非弾性的でないようなものであることが
示された。すなわち、加熱された定盤はキャップの永久
的変形を引き起こすが、キャップの材料は、それらの室
温の弾性率の有意に十分な部分をなお保持するので、最
小の限界力Ｆは各試料管に加えられる。さらに、キャッ
プの軟化のために、試料ブロックの中にいかに多くの管
が存在するかに無関係に、過度の力を使用しないで、加
熱された定盤はそれと接触するすべてのキャップを一様
な高さにする。
【０１４６】キャップの温度はＰＣＲサイクル全体の間
に水の沸点より上であるので、各キャップの内側表面は
完全に乾燥して止まる。こうして、ＰＣＲプロセスの終
わりにおいて、試料を試料ブロックから取り出す前に室
温に冷却し、各試料管上のキャップを開く場合、交差汚
染を生じうる試料管の内容のエーロゾルの噴霧が発生す
る可能性は存在しない。なぜなら、シールを破壊したと
き、管のシールに対するキャップに液体が存在しないか
らである。
【０１４７】これはきわめて有利である。なぜなら、増
幅した生成物のＤＮＡを含有するエアゾールの小さい粒
子は実験室を汚染し、そして他の源、例えば、他の患者
からの試料を含有する試料管の中に入り、これにより非
常に面倒である誤った陽性または陰性の診断結果を多分
引き起こすからである。ＰＣＲ増幅プロセスのユーザ
は、他の試料を汚染しうるエアゾールの発生に極めて関
心をもつ。
【０１４８】使い捨てプラスチック製品のシステムを使
用して個々の試料管を８×１２列に変換し、この８×１
２列はマイクロタイタープレートのフォーマットの実験
室の装置と適合性であるが、十分な個々の動きの自由度
を維持して、システムの成分の熱膨張の種々の速度の差
を補償する。熱的にしなやかなキャップの関係は試料ブ
ロック、およびキャップを所定位置にもつ２本の試料管
の断面図である図２１Ａにおいて最もよく見られ、そし
て試料管はプラスチックの９６ウェルのマイクロタイタ
ートレーおよびリテイナーの１つの実施態様の組み合わ
せにより所定位置に保持されている。図２１Ｂは、シス
テムの種々の使い捨てプラスチック製品のほとんどの構
造および相互作用を示す、別の好ましい実施態様であ
る。長方形のプラスチックの９６ウェルのマイクロタイ
タープレートのトレー３４２は試料ブロック１２の表面
上に静止する。フレーム３４２の上部へり３４２は、キ
ャップ（その１例はキャップ３６４である）の高さより
ほぼ０．５インチ（１２．７mm）短い高さを有する。キ
ャップ付き管のすべてはフレーム３４２のへり３４６よ
り高く突起する。フレーム３４２は、下向きに延びるう
ね３６６がその全長を通してガードバンドみぞ７８の中
に延びる。しかしながら、フレーム３４２はギャップ
（図示せず）を有し、このギャップは図２に平面図で示
しそして図７に断面図で示す温度センサーのためのみぞ
７８中のギャップに相当する。前述の参照平面３４６は
フレーム３４２の上部により確立される。この参照平面
が加熱された定盤と相互作用する方法は次の通りであ
る。図２０におけるノブ３１８をねじ込んでインデック
スマーク３３２および３３４に合致させて増幅実験を開
始する前に、目盛り定めプロセスを実施して図２０にお
ける飾り板３３６上のマークの位置を決めた。この目盛
り定めは図２１におけるフレーム３４２を試料ブロック
の位置に配置することによって開始する。しかしなが
ら、フレーム３４２は空であるか、あるいはその中の管
は所定位置にキャップをもたないであろう。次いで、ノ
ブ３１８をねじ下げて、加熱された定盤１４をフレーム
３４２の上部へり３４６とその周辺全体の回りにしっか
り接触させる。ノブ３８を十分にねじ下げて加熱された
定盤を参照平面３４６上に静止させそしてフレーム３４
２を試料ブロックの上部表面２８０に対してしっかりプ
レスしたとき、好ましい実施態様の回転可能な飾り板３
３６を回転させて、飾り板上のインデックスマーク３３
４をノブ３１８上のインデックスマークと一致させる。
次いで、ノブ３１８を反時計回りに回転して定盤１４を
上昇させ、そして図１９におけるカバー３１６をネガテ
ィブＹ方向にすべらせて、フレーム３４２および試料ブ
ロック１２のカバーを取る。次いで、試料混合物を充填
したキャップ付き試料管をフレーム３４２中の所定位置
に配置することができる。次いで、加熱されたカバー３
１６を試料ブロックの上に配置し戻し、そしてノブ３１
８を時計回り回転して加熱された定盤１４を下げて、ノ
ブ上のインデックスマーク３３２を前述したように位置
決めしたインデックスマーク３３４と一致させる。すべ
ての管を最小の力Ｆでしっかり静止させるというこの保
証が適用された。インデックスマークの使用はユーザに
簡単な、評価可能なタスクを実施させる。
【０１４９】わずかの試料管のみが所定位置に存在する
場合、インデックスマーク３３２および３３４を一致さ
せるために、小さい量のトルクを必要とするだけであ
る。しかしながら、多数の管が存在する場合、インデッ
クスマークを一致させるために、ノブ３１８上により多
くのトルクを必要とするであろう。なぜなら、各管はキ
ャップが変形するとき加熱された定盤１４の下向きの動
き抵抗するからである。しかしながら、インデックスマ
ーク３３２および３３４が整列したとき、加熱された定
盤はもう一度フレーム３４２の上部へり３４６に対して
緊密に配置され、そしてすべての管はそれに加えられた
最小の限界力Ｆを有するであろうことを、ユーザは保証
される。これが事実上保証するように、すべての管の熱
的時間定数は実質的に同一である。
【０１５０】他の実施態様において、インデックスマー
ク３３２および３３４を省略し、そしてノブ３１８をそ
れがそれ以上回転しなくなるまで単に回転することがで
きる。加熱された定盤１４が上部へりまたは参照平面３
４６に到達し、そしてプラスチックフレーム３４２が加
熱された定盤１４のそれ以上の下向きの動きを停止させ
たとき、上の状態は起こる。明らかなように、この実施
態様において、および前述のインデックスマークの実施
態様において、フレーム３４２のプラスチックは、それ
が加熱された定盤１４と接触するとき、フレーム３４２
のプラスチックの変形を防止するために十分に高い溶融
温度を有するであろう。好ましい実施態様において、フ
レーム３４２のプラスチックは０．０５インチ（１．２
７mm）の壁厚さをもつセラニーズナイロン１５０３であ
る。
【０１５１】前述のシステムの利点は、異なる高さを有
するフレーム３４２を単に使用することによって、異な
る高さの試料管を使用できるということである。フレー
ム３４２は、それと管が試料ブロックの中に配置されて
いるとき、キャップされた管の先端の平面よりほぼ０．
５mm短い高さを有すべきである。好ましい実施態様にお
いて、２つの異なる管高さを使用する。図１９において
加熱された定盤１４を推進させるレッドスクリュー３１
２の動きの範囲は、使用すべき試料管のすべての異なる
大きさについて十分でなくてはならない。もちろん、特
定のＰＣＲ処理サイクルの間、すべての管は同一高さで
なくてはならない。
【０１５２】前述のシステムは、試料ブロックにおいて
均一な温度、ブロックから試料への均一な熱伝導性、お
よび周囲環境の変動性からの管の絶縁を提供する。９６
までの任意の数の試料管はマイクロタイタープレートの
フォーマットで配列することができる。このシステム
は、非常に多数の試料についての正確な温度制御を提供
し、そして任意の試料の温度を実際に測定しないで、す
べての試料についての試料温度の視的指示を提供する。
【０１５３】ＰＣＲ反応のために容器として、先行技術
において、マイクロ遠心器のために本来設計されたポリ
プロピレン管が普通に使用されてきている。この先行技
術の管は円筒形の断面を有し、その上部は気密シールを
つくるスナップ式キャップにより閉じられていた。この
先行技術の管は、ほぼ１７°の夾角をもつ円錐台形から
なる底区画を有した。
【０１５４】このような円錐形試料管を同一夾角をもつ
円錐形キャビティを有する試料ブロックの試料ウェルの
中に押し下げ、そしてこの管中の試料混合物が円錐形体
積内にかつ試料ブロックより下に完全に横たわるとき、
ブロックと液体との間の熱伝導は列を通る試料温度のす
ぐれた均一性について適切に予測可能にすることができ
る。試料ブロックと試料混合物との間の熱伝導の適切な
制御を達成するために、円錐形管および試料ウェルの夾
角は密接に合致しなくてはならず、そして管およびウェ
ルの円錐形表面はなめらかでありかつ平らな関係で一緒
に保持されなくてはならない。さらに、最小の限界力Ｆ
を各試料管に加えて各管を試料ウェルの中に緊密にプレ
スし、こうして熱的サイクリング、例えば、図１５にお
いて空間２９１の中に捕捉された液体からの水蒸気の形
成の間、なんらかの理由で試料管が上昇またはゆるくな
らないようにしなくてはならない。最後に、各管に同一
量の試料液体を充填しなくてはならない。上に列挙した
条件が満足される場合、試料ブロックと各管中の試料液
体との間の熱伝導性は、図１５における円錐形プラスチ
ック壁３６８、および円錐形試料管壁の内側表面３７０
における試料液体の境界層（図示せず）の伝導性によ
り、主として決定されるであろう。
【０１５５】プラスチック管壁の熱伝導性はそれらの厚
さにより決定され、そしてそれらの厚さは管製造の射出
成形法により密接にコントロールすることができる。試
料管中の試料液体は事実上同一の熱的性質を有する。実
験により、および計算により、成形した９６ウェルのワ
ンピース型マイクロタイタープレートはＰＣＲについて
限界的にのみ可能であることが発見された。なぜなら、
アルミニウムとプラスチックとの間の熱膨張係数は、列
を横切る試料液体への熱伝導性の均一性を破壊しうる寸
法変化に導くからである。すなわち、このようなワンピ
ース型プレート中の各ウェルはプレート表面を通して各
他のウェルに円錐形されるので、ウェル間の距離はプレ
ートの初期の製造時に決定されるが、プレートのプラス
チックは有意に異なる熱膨張係数を有するので温度変化
とともに変化する。また、金属の試料ブロック１２中の
試料ウェル間の距離は試料ブロックの温度に依存する。
なぜなら、アルミニウムは、また、プラスチックの熱膨
張係数と異なる、有意の熱膨張係数を有するからであ
る。すぐれた熱伝導性を有するためには、９６ウェルの
ワンピース型マイクロタイタープレート中の各試料ウェ
ルは、すべての温度において試料ブロック中の対応する
ウェルにおいてほとんど完全に適合するであろう。試料
ブロックの温度は非常に広い範囲の温度にわたって変化
するので、試料ブロック中の試料ウェルの間の距離はＰ
ＣＲサイクルの間にサイクル的に変化する。プラスチッ
クおよびアルミニウムの熱膨張係数は実質的に異なるの
で、試料ブロック中のウェルの分離距離はプラスチック
の９６ウェルのワンピース型マイクロタイタープレート
の試料ウェル間の距離についてより変化する温度にわた
って異なるように変化する。
【０１５６】こうして、ＰＣＲ温度範囲にわたる試料管
と対応する試料ウェルとの間の完全な適合のための重要
な基準として、９６ウェルの列中の各試料管は個々に自
由に横方向に動くことが必要であり、そして試料ウェル
の壁を平らな接触を行うためにどんな量が必要であって
も、各管は個々に自由に押し下げられなくてはならな
い。
【０１５７】本発明において使用する試料管は先行技術
のマイクロ遠心器管と異なり、試料管の円錐の切頭部分
の壁厚さは試料液体に出入りする熱移動を速くするため
に非常に薄い。これらの上の部分は円錐形部分より厚い
壁厚さを有する。図１５において、円筒形部分２８８の
壁厚さは一般に０．０３０インチ（０．７６mm）である
が、円錐形壁３６８の壁厚さは０．００９インチ（０．
２３mm）である。薄い部分は射出成形プロセスにおいて
厚い部分より速く冷却するので、薄い部分が冷却する前
に完全な成形物を得ることが重要である。
【０１５８】試料管の材料は化学的にＰＣＲ反応と適合
性でなくてはならない。ガラスはＰＣＲの適合性材料で
はない。なぜなら、ＤＮＡはガラスに粘着し、そして剥
離せず、ＰＣＲ増幅を妨害するからである。好ましく
は、オートクレーブ処理可能なポリプロピレンを使用す
る。これらの型の適当なポリプロピレンは上に識別した
通りである。あるプラスチックは、プラスチックからの
ガス発生のためにあるいはプラスチック壁へのＤＮＡが
粘着するために、ＰＣＲプロセスと適合性ではない。ポ
リプロピレンはこの時点において最もよく知られている
プラスチックのクラスである。
【０１５９】普通の射出成形技術および射出成形のため
に型製造技術は、本発明を実施する目的に十分であろ
う。円錐形の試料管の使用は、実質的にすべての製造の
許容度の誤差を高さの誤差、すなわち、試料管を試料ウ
ェルの中に配置させたとき、キャップの先端対試料ブロ
ックの上部の高さの管毎の変動性に転換する。例えば、
試料管壁の角度についての角度の誤差は、管を試料ブロ
ックの中に配置したとき、高さの誤差に変換される。な
ぜなら、管壁の角度と試料ウェル壁の角度は一致しない
からである。同様に、円錐の寸法の直径の誤差は、ま
た、高さの誤差に変換される。なぜなら、管の円筒形部
分はより深く侵入するか、あるいは適切な寸法の管ほど
多く侵入しないからである。
【０１６０】列を横切る熱伝導性のすぐれた均一性のた
めに、試料管と試料ウェルとの間のすぐれた適合は、熱
膨張速度の差に無関係に、０〜１００℃の完全な温度範
囲にわたって、すべての９６ウェルについて存在しなく
てはならないであろう。また、９６の試料管の各々は非
常に高い程度に均一である寸法および壁厚さをもつ壁を
もたなくてはならない。試料混合物を保持すべき各試料
管は取り外し可能な気密キャップを装備すべきであり、
そしてこのキャップは気密シールをつくり、この混合物
がその沸点にその付近にあるとき、反応混合物からの水
蒸気の損失を防止し、こうして試料混合物の体積が減少
しないようにする。すべてのこれらの因子は組み合わっ
て、すべての９６ウェルについて均一な熱伝導性を達成
する方法における、９６の個々の試料ウェルをもつワン
ピースのマイクロタイタープレートの製造を困難とす
る。
【０１６１】各試料管について必要な個々の横方向およ
び垂直方向の自由度を提供する構造は、本発明を実施す
る目的に十分であろう。本発明の好ましい実施態様の教
示に従い、すべての前述の要件は４ピースの使い捨てプ
ラスチックシステムの使用により達成された。このシス
テムは、異なる熱膨張速度を補償するために必要なすべ
ての方向における十分な自由度を各試料管に与えそし
て、しかも、工業的標準の９６ウェルのマイクロタイタ
ープレートを使用して作業する大きさである他の実験室
の装置との適合性およびユーザの便利さのために、９６
ウェルのマイクロタイタープレートのフォーマットで９
６までの試料管を保持する。マルチピースの使い捨てプ
ラスチックシステムは製造の許容度の誤差およびＰＣＲ
熱サイクルの間に直面する広い温度範囲にわたる異なる
熱膨張速度に対して非常に許容性である。
【０１６２】図２１Ａおよび２１Ｂは、異なる熱膨張速
度を説明する十分な自由度で試料ウェルの中に複数の試
料管を保持するように組み立てられた、４ピースのプラ
スチックシステムの成分の大部分の別の実施態様を断面
図で示す。図４５は、使い捨てプラスチックマイクロタ
イタープレートのエムレーションシステムのすべての部
分を分解図で示す。この図面は、すべての試料管が８×
１２のマイクロタイタープレートのフォーマットの９６
ウェルの列でゆるく保持して、部分を通して適合してマ
イクロタイタープレートを形成する方法を示す。図２２
は、図２１Ａおよび２１Ｂに部分的に断面図で示されて
いる、本発明の教示に従うマイクロタイタープレートの
フレーム３４２の平面図を示す。図２３はフレーム３４
２の底平面図を示す。図２４は図２２の線２４−２４′
から取ったフレーム３４２の端面図である。図２５は図
２２の線２５−２５′から取ったフレーム３４２の端面
図である。図２６は図２２の線２６−２６′から取った
フレーム３４２の断面図である。図２７は図２２の線２
７−２７′から取ったフレーム３４２の断面図である。
図２８は図２２の線２８−２８′から取ったフレーム３
４２の側面図であり、部分的に切断して下に記載するリ
テイナーがフレーム３４２にクリップする位置を詳細に
示す。
【０１６３】図２１Ａ，２１Ｂおよび２２〜２８を一緒
に参照すると、フレーム３４２は水平のプラスチックプ
レート３７２から構成され、ここで標準のマイクロタイ
タープレートのフォーマットで９mmの中央に間隔を置い
て９６の孔が形成されている。８つの行Ａ〜Ｈおよび１
２の列１〜１２が存在する。行Ｄ、列７における孔３７
４はこれらの孔の典型である。フレーム３４２中の各孔
の中に、円錐形試料管、例えば、図１５に示す試料管３
７６が存在する。各試料管はそれが配置されている孔よ
り直径が約０．７mmだけ小さいので、孔中のゆるい嵌合
が存在する。これは図２１Ａおよび２１Ｂにおいて、典
型的な孔の内側へり３７８とその中に配置された試料管
の側壁３８０との間の距離を観察することによって最も
よく理解される。図２１Ａおよび２１Ｂ中の参照数字３
８２は、試料管３７６の円筒形部分の外側壁から、ま
た、間隔を置いて位置する孔の対向するへりを示す。
【０１６４】各試料管は図１５，２１Ａおよび２１Ｂに
３８４で示された肩を有する。この肩は各試料管の円筒
形部分２８８の全周囲の回りに成形される。この肩３８
４の直径は十分に大きいので、それはフレーム３４２中
の孔を通過せず、しかも付近の孔の中の隣接する管の肩
に接触するほど大きくない。いったんすべての管がフレ
ーム中のそれらの孔の中に配置されると、プラスチック
リテイナー３８６（図２１Ａおよび２１Ｂおよび図４５
に最もよく示されている）はフレーム３４２中の開口の
中に嵌合される。このリテイナーの目的はすべての管を
所定位置に配置し、こうしてそれらはフレーム３４２の
中から外に落下または押し出されることができず、また
フレーム３４２中のゆるい適合を妨害しない。各試料管
がある程度垂直に上下した後、管の肩３８４がリテイナ
ー３８６またはフレーム３４２に直面するように、リテ
イナー３８６は大きさが決定されかつフレーム３４２に
適合する。こうして、フレームおよびリテイナーは、連
結されると、９６までの試料管をマイクロタイタープレ
ートのフォーマットに提供するが、図１５においてすべ
ての管が最小の限界力Ｆの影響下にすべての温度におい
てその最良の嵌合を自由に見いだすように、十分な水平
および垂直の自由度を提供する。
【０１６５】試料管および肩のより明瞭な外観は図２９
および３０を参照すると得ることができる。図２９およ
び３０は、それぞれ、典型的な試料管の肩部分の側面図
および部分的上部断面である。プラスチックのドーム形
キャップ、例えば、下に詳細に記載するキャップは、図
２９に示す試料管の中に挿入し、そして試料管の上部の
内側壁３９０とハーメチックシールを形成する。試料管
の内側壁の中に形成されたうね３９２は、ドーム形キャ
ップについてストップとして作用して、それ以上の侵入
を防止する。通常、ドーム形キャップはウェブにより接
続されるストリップとなる。
【０１６６】図３１はウェブ３９４により接続されそし
てタブ３９６で終わる３つのキャップを側面図で示す。
このタブは単一の引きによりキャップの列全体を除去す
るのを促進する。通常、ウェブ３９４は試料管の上部表
面３９８上に位置し、そしてキャップが試料管の中にさ
らに侵入するのを防止する。各キャップはキャップと試
料管の内側壁との間にハーメチックシールを形成するう
ね４００を含む。図３２は１２の接続されたキャップの
典型的なストリップ中の３つのキャップの上面図を示
す。
【０１６７】リテイナーのより詳細な理解のために、図
３３〜３７を参照する。図３３はプラスチックのリテイ
ナーの上面図である。図３４は図３３の線３４−３４′
に沿って取ったリテイナーの側面図である。図３５は図
３３の線３５−３５′に沿って取ったリテイナーの端面
図である。図３６は図３３の線３６−３６′に沿って取
ったリテイナーの断面図である。図３７は図３３の線３
７−３７′に沿って取ったリテイナーの断面図である。
【０１６８】図３３〜３７を一緒に参照すると、リテイ
ナー３８６は垂直壁４０４により取り囲まれた単一の水
平のプラスチック平面４０２から構成されている。平面
４０２はその中に形成され、４孔／群の２４群に分割さ
れた、８×１２列の９６孔を有する。これらの群は平面
４０２の中に形成されたうね、例えば、うね４０６およ
び４０８により区画されている。各孔、それらのうちの
孔４１０は典型的である、は直径Ｄを有し、この直径Ｄ
は図２９における直径Ｄ1 より大きく、そして直径Ｄ2
より小さい。これにより、リテイナーは試料管がフレー
ム３４２の中に配置された後、試料管の上をすべること
ができるが、肩３８４は大き過ぎて孔４１０を通過でき
ないので、試料管がフレームから落下するのを防止す
る。
【０１６９】リテイナーはフレーム３４２の中に、図３
４および３６に示すプラスチックタブ４１４により嵌合
する。これらのプラスチックタブは、図２３に示すよう
に、フレーム中のスロット４１６および４１８を通して
押される。２つのプラスチックタブが存在し、各々はリ
テイナーの長いへり上に存在する。これらの２つのプラ
スチックのタブは図３３に４１４Ａおよび４１４Ｂとし
て示されている。
【０１７０】図２２〜２８のフレーム３４２は、その中
に配置された９６までの試料管をもちそして所定位置に
嵌合されたリテイナー３８６をもち、単一の単位、例え
ば、図２１Ａおよび２１Ｂに示すような単位を形成し、
これはＰＣＲ処理のために試料ブロック１２の中に配置
することができる。処理後、フレーム３４２を試料ブロ
ックの中から外に持ち上げることによって、すべての管
を同時に取り出すことができる。便利さおよび貯蔵のた
めに、試料管およびリテイナーを所定位置にしてフレー
ム３４２を、ベースと呼ぶ他のプラスチック成分の中に
挿入することができる。ベースは標準の９６ウェルのマ
イクロタイタープレートの外側寸法およびフットプリン
ト（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を有し、そして図３８〜４４
に示されている。図３８はベース４２０の上面図である
が、図３９はベースの底面図である。図４０は図３８の
線４０−４０′に沿って取ったベースの側面図である。
図４１は図３８の線４１−４１′に沿って取ったベース
の端面図である。図４２は図３８の線４２−４２′に沿
って取ったベースの断面図である。図４３は図３８の線
４３−４３′に沿って取ったベースの断面図である。図
４４は図３８の線４４−４４′に沿って取ったベースの
断面図である。
【０１７１】ベース４２０はプラスチックの平らな平面
４２２を含み、ここで傾斜したへりをもつ８×１２列の
孔が形成されている。フレーム３４２がベースの中に位
置しているとき、試料管の底がベース中の円錐形孔の中
に嵌合するような、寸法および間隔をこれらの孔は有
し、こうしてフレーム３４２を試料ブロックに取り付け
るとき、試料管が保持されるのと同一のフレーム３４２
に対する関係で試料管は保持されている。孔４２４はベ
ースの中に形成された９６の孔の典型であり、そして図
３８，４４および４３に示されている。個々の試料管
は、トレーとリテイナーとの間にゆるく捕捉されている
が、フレームがベースの中に挿入されているとき、しっ
かり位置し、そして不動となる。典型的な試料管４２４
がベースの中に嵌合される方法は図４４に示されてい
る。
【０１７２】換言すると、フレーム、試料管およびリテ
イナーがベース４２０の中に位置するとき、全体のアセ
ンブリーは工業的に標準の９６ウェルのマイクロタイタ
ープレートの正確な機能的同等のものとなり、そしてそ
れ以上の処理のために９６ウェルの工業的に標準のマイ
クロタイタープレートのための事実上任意の自動化ピペ
ッティングまたはサンプリングのシステムの中に配置す
ることができる。
【０１７３】試料管は必要な試薬および増幅すべきＤＮ
Ａで充填した後、試料管にキャップすることができる。
図３１および３２に示すキャップのストリップの他の実
施態様において、８×１２列でキャップを接続するしな
やかなウェブをもつ９６キャップのマット全体を使用す
ることができる。これはウェブは、図３１に３９４で示
されており、十分にしなやかであり、こうしてキャップ
は試料管が小さい動きを妨害されないようにしなくては
ならず、これらの試料管はすべての温度において試料管
の円錐形壁の中に完全に嵌合しなくてはならない。
【０１７４】管、キャップのフレーム、リテイナーおよ
びベースのアセンブリーは、管の充填後、サーマルサイ
クラーに入れる。そこで、フレーム、キャップ付き管お
よびリテイナーのプレートはベースから１単位として取
り出される。次いで、この単位を試料ブロック１２の中
に配置して、図２１Ａおよび２１Ｂに示すアセンブリー
を作り、管は試料ブロック中の円錐形壁の中にゆるく保
持されている。図２１に示すように、フレーム３４２は
ガードバンドの上部表面上に位置する。好ましい実施態
様において、うね３６６はガードバンドのみぞ７８の中
に下向きに延びるが、これは必須ではない。
【０１７５】次に、加熱されたカバーは試料の上にすべ
り、そして加熱された定盤を前述したようにスクリュー
で下げて、フレーム３４２の上部へり３４６と接触させ
る。図１９における加熱された定盤１４がキャップ接触
した後、数秒以内で、キャップは軟化し、そして図１９
におけるレッドスクリュー３１２からの下向きの圧力下
に降伏する。次いで、ノブ３１８を回転して、図２０に
おけるインデックスマーク３３２および３３４を合致さ
せ、これはすべての試料管を試料ブロックの中に、少な
くとも最小の限界力Ｆおよび加熱された定盤１４の間の
すべての空気ギャップで、緊密にプレスさせ、試料ブロ
ックおよびフレーム３４２の上部へり３４６は緊密に閉
じる。ここで、試料管は完全に閉じ、制御された環境の
中にあり、そして温度の正確なサイクリングを開始する
ことができる。
【０１７６】ＰＣＲプロトコルの終わりにおいて、加熱
された定盤１４は上方に、試料管から離れる方向に動
き、加熱されたカバー３１６は道からはずれすべってフ
レーム３４２および試料管を露出する。次いで、フレー
ム、試料管およびキャップを取り出し、そして空のベー
スの中に再配置し、そしてキャップを除去することがで
きる。各キャップまたはキャップのひもを引き、リテイ
ナーは管をトレーの中から外に出ないように保持する。
ベースの中に形成したリブ（図３８〜４４に示されてい
ない）は、図３３に示すリテイナータブ４１４Ａおよび
４１４Ｂと接触してリテイナーを所定位置にスナップし
て保持し、こうしてキャップの除去により管に加えられ
た力がリテイナー３６６を変位させないようにする。
【０１７７】明らかなように、フレーム３４２は、必要
に応じて、９６より少ない管とともに使用することがで
きる。また、リテイナー３８６は、必要に応じて、スナ
ップを分離することによって、除去することができる。
一度に数本の管を使用し、そしてこれらの管を個々に取
り扱とき、試料ブロック上にリテイナーを使用しない
で、空のフレーム３４２を配置することができる。次い
で、ユーザは「試験管のラック」としてベースを使用
し、そしてその中に小さい数の管をセットする。次い
で、管は手動で充填し、そして個々のキャップをするこ
とができる。次いで、管を試料ブロック中のウェルの中
に個々に入れ、加熱されたカバーを閉じ、そして加熱さ
れた定盤１４をスクリューで下げて、マークを合致させ
る。次いで、ＰＣＲサイクルを開始できる。サイクリン
グが完結したとき、カバー３１６を除去し、そして試料
管を有効なベースの中に個々に配置する。リテイナーは
この型の使用において不必要である。
【０１７８】図４７および図４８を参照すると、図１に
おいてＣＰＵブロック１０により表される制御システム
の好ましい実施態様のブロック線図が示される。図４７
及び図４８の制御エレクトロニクスの目的は、なかで
も、所望のプロトコルを定めるユーザの入力データを受
けとりかつ記憶し、種々の温度センサーを読み、試料温
度を計算し、計算した試料温度をユーザが定めたＰＣＲ
プロトコルにより定められた所望の温度と比較し、電力
ラインの電圧をモニターし、そしてフィルムヒータゾー
ンおよびランプ冷却弁を制御して、ユーザが定めたＰＣ
Ｒプロトコルを実施することである。
【０１７９】マイクロプロセッサ（以後ＣＰＵという）
４５０は、下に記載しそしてソースコードの形で付録Ｃ
に記載されている制御プログラムを実行する。好ましい
実施態様において、ＣＰＵ４５０は「ＯＫＩ ＣＭＯＳ
８０８５」である。ＣＰＵはアドレスバス４５２を推
進し、これにより図４７及び図４８における他の回路要
素の種々のものがアドレスされる。ＣＰＵは、また、デ
ータバス４５２を推進し、これによりデータは図４７及
び図４８における他の回路要素の種々のものに伝えられ
る。
【０１８０】付録Ｃの制御プログラムおよびあるシステ
ム定数はＥＰＲＯＭ４５６に記憶される。ユーザが入れ
たデータおよびシステム定数および導入プロセスの間に
測定された特性（下に記載する導入プログラムの実行）
はバッテリーバックアップＲＡＭ４５８に記憶される。
システムクロック／カレンダー４６０は、制御ソフトウ
ェアの説明において下に記載する、ＰＣＲの実行および
電力故障の間の事象の履歴を記録する目的で、データお
よび時間の情報をＣＰＵ４５０に供給する。
【０１８１】アドレスデコーダー４６２はアドレスバス
４５２からのアドレスを受けとりそしてデコードし、そ
してチップ選択バス４６４上の適当なチップ選択ライン
を活性化する。ユーザはディスプレイ４６８上のＣＰＵ
により表示される情報に応答してキーボード４６６を経
てＰＣＲプロトコルを入れる。ユーザとＣＰＵ４５０と
の間の２ウェイ連絡は、制御ソフトウェアの説明のユー
ザのインタフェースの節において以下で詳細に記載す
る。キーボードインタフェース回路４７０はユーザのキ
ーボードを、データバス４５４を経てＣＰＵにより読ま
れるデータに変換する。
【０１８２】プログラム可能な間隔タイマー４７２およ
び４７４の各々はカウンターを備え、これらのカウンタ
ーはＣＰＵ４５０により計算されたカウントを負荷され
て、電力が種々のフィルムヒータゾーンに加えられる間
隔を制御する。割り込み制御装置４７６は、割り込み要
求をＣＰＵ４５０に２００ミリ秒毎に送って、制御ソフ
トウェアの説明において以下で記載するＰＩＤタスクを
ＣＰＵ４５０に実行させる。このタスクは温度センサー
を読みそして加熱または冷却の電力を計算して試料温度
を現在のレベルから、ユーザが望むレベルに動かし、こ
れはそのＰＣＲプロトコルにおける時点のために実行さ
れる。
【０１８３】ＵＡＲＴ４７８は、ＲＡＭ４８０に記憶さ
れたデータをプリンタに出力できるように「ＲＳ２３
２」インタフェース回路４８０にサービスする。制御ソ
フトウェアは各ＰＣＲランのレコードを維持し、これは
実際に実行されたＰＣＲプロトコルがユーザが望むＰＣ
Ｒプロトコル対応したというユーザの評価の目的のため
のランの間に、種々の時間に存在した実際の温度に関し
て実施される。さらに、特定のＰＣＲプロトコルの間に
望む特定の時間および温度を定めるユーザが入れたデー
タが記憶される。すべてのこのデータおよび他のデータ
は、ＣＰＵ４５０により同様によく読まれ、そしてＵＡ
ＲＴ４７８を経てＲＳ２３２ポートに連結されたプリン
タに出力される。ＲＳ２３２インタフェースは、また、
外部のコンピュータに試験の目的でアドレスおよびデー
タバスの制御をさせる。
【０１８４】周辺インタフェースチップ（以後ＰＩＣと
いう）４８２は、４入力／出力レジスタのプログラム可
能なセットとして働く。パワーアップにおいて、ＣＰＵ
４５０はアドレスデコーダー４６２およびチップ選択バ
ス４６４を経てＰＩＣ４８２を選択する。次いで、ＣＰ
ＵはＰＩＣへのデータワードをデータバス４５４を経て
書いて、どのレジスタを出力ポートおよび入力ポートに
すべきかに関して、ＰＩＣ４８２をプログラミングす
る。引き続いて、ＣＰＵ４５０は出力レジスタを使用し
て、プログラム可能なアレイ論理チップ（ＰＡＬ）４８
４の内部の論理状態を制御するために、データバス４５
４を経てＣＰＵによりその中に書かれたデータワードを
記憶する。
【０１８５】ＰＡＬ４８４は、複数の入力信号および複
数の出力信号を有する状態装置である。ＰＡＬは一般に
ある数の異なる状態を有する論理の列を含有する。各状
態は入力における論理状態の列またはベクトルにより定
められ、そして各状態は出力の論理状態の異なる列また
はベクトルを生ずる。ＣＰＵ４５０，ＰＩＣ４８２，Ｐ
ＡＬ４８４および下において定義するいくつかの他の回
路は、共働してＰＡＬ４８４からの種々の出力信号の異
なる状態を発生する。これらの異なる状態および関連す
る出力信号は、以下に記載するように図４７及び図４８
に示すエレクトロニクスの作動を制御するものである。
【０１８６】１２ビットのアナログディジタル（Ａ／
Ｄ）コンバータ４８６は、ライン４８８および４９０上
のアナログ電圧をデータバス４５４上のディジタル信号
に変換する。これらはＣＰＵによりＡ／Ｄコンバータの
ためのアドレスを発生し、こうしてＡ／Ｄコンバータの
チップ選択入力に連結したバス４６４上にチップ選択信
号が活性となりそしてコンバータを活性化するようにす
ることによって読まれる。ライン４８８および４９０上
のアナログ信号は、２つのマルチプレクサ４９２および
４９４の出力ラインである。マルチプレクサ４９２は４
つの入力ポートを有し、各々は２つの信号ラインを有す
る。これらのポートの各々はシステムにおける４つの温
度センサーの１つに連結されている。第１のポートは試
料ブロックの温度センサーに連結されている。第２およ
び第３のポートは、それぞれ、冷却液および周囲の温度
センサーに連結されており、そして第４ポートは加熱さ
れたカバーの温度センサーに連結されている。これらの
温度センサーの各１つのための典型的な回路は図４９に
示されている。２，０００オームの抵抗器４９６は、ノ
ード４９７において、バス接続ライン（図示せず）を経
て図４７及び図４８における調整された＋１５ボルト電
力供給４９８を受けとる。この＋１５ＤＣ信号のリバー
スはゼンナーダイオード５００をバイアスする。リバー
スバイアス電流およびゼンナーダイオードを横切る電圧
低下は温度の関数である。ダイオードを横切る電圧低下
は、ライン５０２および５０４を経てマルチプレクサ２
９２に入力される。各温度センサーはマルチプレクサ２
９２への同様な接続を有する。
【０１８７】マルチプレクサ４９４は、また、入力ポー
トを有するが、３つのみが接続されている。第１入力ポ
ートは較正電圧発生器５０６に連結されている。この揮
発性発生器は、２つの精確に制御された電圧レベルをマ
ルチプレクサの入力部に出力し、そして非常に熱的に安
定である。すなわち、電圧源５０６により参照電圧の出
力は、少なくとも温度とともに、ごくわずかにドリフト
する。この電圧は時間毎にＣＰＵ４５０により読まれ、
そして、この参照電圧が下に記載する導入プロセスの実
行の間に測定された既知の温度において有したレベルを
表す、記憶された定数と比較される。参照電圧が測定さ
れたレベルからドリフトしそして導入プロセスの間に記
憶された場合、種々の温度およびライン電圧を感知する
ための使用した他の電子回路が、また、ドリフトし、そ
してそれらの出力を調節し、相応して温度測定プロセス
にわたって非常に正確な制御を維持することをＣＰＵ４
５０は知る。
【０１８８】マルチプレクサ４９４への他の入力は、ラ
イン５１０を経てＲＭＳ対ＤＣコンバータ回路５１２へ
連結される。この回路はステップダウントランス５１６
に連結された入力５１４を有し、そしてＡＣ電力入力５
１８にそのとき存在するライン電圧に対して比例するＡ
Ｃ電圧を入力５１４において受けとる。ＲＭＳ対ＤＣコ
ンバータ回路５１２はＡＣ電圧を整流し、そしてそれを
平均して、ライン５１８上のＡＣ入力電圧に対して、ま
た、比例するＤＣ電圧をライン５１０上に発生する。
【０１８９】４つの光学的に連結されたトライアックド
ライバー５３０，５３２，５３４および５３６は、ＰＡ
Ｌ論理４８４から制御バス５３８を経て制御信号を受け
とる。トライアックドライバー５３０，５３２および５
３４の各々は、３つのフィルムヒータゾーンの１つへの
電力を制御する。これらのヒータゾーンはブロック２５
４，２６０／２６２および２５６／２５８（図１３にお
いて使用したのと同一の参照数字）により表される。ト
ライアックドライバー５３６は、ブロック５４４により
表される加熱されたカバーへの電力を熱的カットアウト
スイッチ５４６を経て制御する。フィルムヒータのヒー
タゾーンはブロック熱的カットアウトスイッチ５４８に
より保護される。熱的カットアウトスイッチの目的は、
不安定な間隔の間放置されているトライアックドライバ
ーに導く破壊の場合において、加熱されたカバー上にフ
ィルムヒータ／試料ブロックの溶融を防止することであ
る。このような事象が起こった場合、熱的カットアウト
スイッチは過度に熱い状態を検出し、そしてライン５５
２または５５４上のトライアックを遮断する。
【０１９０】フィルムヒータの主なヒータゾーンは３６
０ワットの定格であるが、マニホールドおよびへりのヒ
ータゾーンは、それぞれ、１８０ワットおよび１７０ワ
ットの定格である。トライアックドライバーは「モトロ
ーラ ＭＡＣ １５Ａ１０１５アンプトライアック」で
ある。各ヒータゾーンは２つの電気的絶縁された区画に
分割され、各々は１／２の電力を消散する。２つの半分
は１５０ボルトのＲＭＳより低いライン電圧５１８につ
いて並列に接続されている。これより大きいライン電圧
について、２つの半分は直列に接続されている。これら
の別の接続は「パーソナリティ」プラグ５５０を通して
達成される。
【０１９１】フィルムヒータゾーンのためのＡＣ電力供
給はライン５５９であり、そして加熱されたカバーのた
めのＡＣ供給はライン５６０を経る。ゼロ交差検出器５
６６は、ライン５１８上のＡＣ電力の各ゼロ交差におい
てライン５６８上にパルスを放射することによって、バ
イアスシステムのタイミングを提供する。ゼロ交差検出
器はアナロググラウンドに対して参照される「ナショナ
ル ＬＭ ３１１Ｎ」であり、そして２５mVのヒステリ
シスを有する。ゼロ交差検出器はトランス５１６からそ
の入力をとり、そしてトランス５１６は０〜２４０ボル
トのＡＣのＡＣ入力信号について０〜５．５２ボルトの
出力ＡＣ信号を出力する。
【０１９２】電力トランス５７０はＡＣ電力をポンプ４
１に供給し、そしてポンプ４１はランプ冷却チャンネル
およびバイアス冷却チャンネルを通して冷却液を送る。
冷却装置４０は、また、そのＡＣ電力をトランス５７０
からパーソナリティプラグ５５０の他の部分を経て受け
とる。トランス５５０は、また、３つの調整された電力
供給５７２，４９８および５７４および１つの非調整電
力供給５７６に電力を供給する。
【０１９３】温度を測定する正確な目的のために、較正
電圧発生器５０６は１系列の非常に精確な薄いフィルム
の超低温度のドリフト２０Ｋｏｈｍの抵抗器（図４７及
び図４８には示さない）を使用する。これらの同一の超
低ドリフト抵抗を使用して、アナログ増幅器５７８のゲ
インをセットし、そしてアナログ増幅器５７８はディジ
タル値への変換前に選択した温度センサーからの出力電
圧を増幅する。これらの抵抗器はわずかに５ppm ／℃ド
リフトするだけである。
【０１９４】すべての温度センサーは、それらを（それ
らが温度を測定する構造体から分離されている）をまず
安定な攪拌された油の温度記憶の浴の中に４０℃におい
て配置し、そしてマルチプレクサ４９２への入力におい
て実際のオプチクス電圧を測定することによって較正さ
れる。次いで、温度センサーを９５℃の温度の浴の中に
配置し、そしてそれらの出力電圧を再び同一点において
測定する。較正電圧発生器４９４の出力電圧は、また、
マルチプレクサ４９４の入力において測定される。各温
度について、温度センサーの出力の各と較正電圧発生器
５０６により発生した電圧から生ずるディジタル出力と
の間のＡ／Ｄコンバータからのディジタル出力の差を測
定する。次いで、温度変化について各々を較正するため
の各温度センサーのために較正定数を較正することがで
きる。
【０１９５】次いで、試料ブロックの温度センサーをそ
れ以上の較正手順にかける。この手順は試料ブロックを
２つの異なる温度に推進することを包含する。各温度レ
ベルにおいて、１６の異なる試料ウェル中のブロックの
実際の温度は、１６のＲＴＤ熱電対のプローブを使用し
て０．０２℃内で測定する。次いで、ブロックの温度に
ついての平均のプロフィルを発生させ、そしてＡ／Ｄコ
ンバータ４６４の出力は試料ブロック中のその場所にお
いてブロック温度センサーを使用して測定する。これは
両者の温度レベルにおいて実施する。ＲＴＤプローブで
測定した実際のブロック温度およびブロック温度センサ
ーのためのＡ／Ｄ出力について、それ以上の較正ファク
ターを計算することができる。そのように発生した温度
の較正はバッテリーバックアップＲＡＭ４５８の中に記
憶される。いったんこれらの較正ファクターがシステム
のために決定されると、システムは較正の時に存在する
電気的特性から認めうるほどドリフトしないことが重要
である。したがって、低いドリフトの回路を選択し、そ
して超低ドリフト抵抗器を使用することが重要である。
【０１９６】ＣＰＵ４５０が試料ブロック温度を制御す
る方法は、制御プログラムについて下に記載する選択を
参照することによって最もよく理解することができる。
しかしながら、図４７及び図４８の電子回路が制御ソフ
トウェアと共働してＰＣＲプロトコルを実施する方法を
例示するために、次を考慮する。ゼロ交差検出器５６６
は出力バス５６８の中に２つの出力を有する。これらの
出力の１つは、ゼロ電圧参照を横切るＡＣ信号の各ポジ
ティブに行く転移についてネガティブに行くパルスを放
射する。他のものはゼロ参照電圧レベルを横切るＡＣ信
号の各ポジティブに行く転移についてネガティブパルス
を放射する。これらの２つのパルス、典型的には５８０
で示す、は１つの完全なサイクルまたは２つのハーフサ
イクルを定める。それは２００ミリ秒の試料の期間を定
めるバス５６８上のパルスのトレインである。米国にお
けるような６０サイクル／秒のＡＣについて、２００ミ
リ秒は２４のハーフサイクルを含有する。
【０１９７】典型的なシステム期間は図５０に示す。図
５０中の各「チック」マークは１つのハーフサイクルを
表す。各２００ミリ秒の試料期間の間、ＣＰＵ４５０は
ユーザが定めた設定点またはインキュベーション温度に
試料ブロック温度を維持するために、あるいはＰＣＲプ
ロトコルの時間ラインにおいて特定の試料期間が存在す
る場所に依存する新しい温度にブロック温度が動かすた
めに、必要な加熱または冷却の電力を計算している。各
フィルムヒータゾーンにおいて必要な電力のマットは、
各ヒータゾーンを次の２００ミリ秒の試料期間の間に止
まるハーフサイクルに変換される。これらの計算を実施
する現在の試料期間の終わり直前に、ＣＰＵ４５０はプ
ログラム可能な間隔タイマ（ＰＩＴ）４７２中の４タイ
マの各々をアドレスする。各タイマに、ＣＰＵはハーフ
サイクルの数を表す「現在の」カウントを構成するデー
タを書き、そのタイマに関連する次の試料期間の中に止
まる。図５０において、このデータは次の試料期間の開
始時間５９２に直前間隔５９０の間にタイマに対して書
かれる。９４℃の変性温度までの急速なランプが、時間
５９２と５９４との間の試料の間隔を包含する間隔につ
いてのユーザの設定点データにより要求されると仮定す
る。したがって、フィルムヒータはその期間のほとんど
についてオンであろう。中央のゾーンヒータが試料期間
の間の３つのハーフサイクルを除外してすべてについて
オンであると仮定する。この場合において、ＣＰＵ４５
０は、間隔５９０の間の中央のゾーンヒータに関連する
ＰＩＴ４７２中のカウンターの中に３を書く。この書く
操作は自動的にタイマに、中央のゾーンヒータを制御す
るバス５９２の特定の制御ライン上の「シャットオフ」
信号を発生させる。この「シャットオフ」信号はＰＡＬ
４８４に、中央のゾーンに関連するバス５３８中の信号
ラインの特定の１つ上に「シャットオフ」信号を発生さ
せる。次いで、トライアックドライバー５３０は次のゼ
ロ交差、すなわち、時間５９２においてシャットオフす
る。ＰＩＴはライン５９４上のポジティブゴーイングパ
ルスのパルスのトレーンをＰＡＬ４８４から受けとる。
これらのパルスはＰＡＬ４８４による２ラインバス５６
８上でゼロ交差パルスの、ＰＡＬ４８４によりすべての
ゼロ交差パルス上のポジティブゴーイングパルスおよび
単一のライン、すなわち、ライン５９４上のすべてのゼ
ロ交差においてポジティブゴーイングパルスへの翻訳で
ある。中央フィルムヒータゾーンに関連するＰＩＴ４７
２中のタイマは、そのクロックとしてライン５９４上の
ハーフサイクルマーキングパルスを使用して３のその現
在のカウントからカウントダウンを開始する。第３ハー
フサイクルの終わりにおいて、このタイマは０に到達
し、そしてバス５９２上のその出力信号が状態を変化す
るようにさせる。このオフからオンへの状態の転移は図
５０に５９６で示されている。この転移はＰＡＬ４８４
に伝えられ、これによりＰＡＬ４８４はバス５３８上の
適当な出力信号の状態を変化させて、第３ゼロ交差でト
ライアックドライバー５３０をオンにスイッチする。好
ましい実施態様におけるようにゼロ交差でトライアック
をオンにスイッチすることによって、インジケータ（フ
ィルムヒータの導体）を通して流れる高い電流のオフの
スイッチングは回避されることに注意すべきである。こ
れはラジオ周波数のインターフェレンスまたは他のノイ
ズの発生を最小にする。各ハーフサイクルの位置を要求
される電力の計算量に従いフィルムヒータにスイッチす
る技術は、また、別の実施態様として働くが、この技術
により発生するノイズのために好ましくないことに注意
すべきである。
【０１９８】ＰＩＴ４７２および４７４の他のタイマ
は、同様な方法において、働いて、他のヒータゾーンお
よび加熱されたカバーへ加えられる電力をＣＰＵにより
計算された電力に従い管理する。ランプ冷却は周辺イン
タフェース４８２を通して直接ＣＰＵ４５０により制御
される。各試料期間の間に実施された加熱／冷却電力の
計算がランプ冷却電力を必要とすることを示したとき、
ＣＰＵ４５０は周辺インタフェース制御装置（ＰＩＣ）
４８２をアドレスする。次いで、データワードは適当な
レジスタの中に書かれて出力ライン６００を高く推進す
る。この出力ラインは１対の単安定マルチバイブレータ
６０２および６０４をトリガし、これにより各マルチバ
イブレータは、それぞれ、ライン６０６および６０８上
の単一のパルスを放射する。これらのパルスの各々は、
ちょうど１アンペアおよびほぼ１００ミリ秒のパルス期
間の下でピーク電流を有する。これらのパルスの目的
は、ランプ冷却流れを急速にオンにすることが非常に困
難であるランプ冷却チャンネルを通る流れを制御するソ
レノイド弁コイルを推進させることである。ライン６０
６上のパルスは、ドライバー６１０に、ソレノイド作動
弁の１つのソレノイドコイルの１つの側に連結されたラ
イン６１２を接地させる。コイル６１４の他方の端末は
電力供給５７６からの＋２４ボルトのＤＣで電力供給
「レール」６１６に連結されている。ワンショット６０
２は１つの方向の流れのためのランプ冷却ソレノイド作
動弁を制御し、そしてワンショット６０４は反対方向の
流れのためのランプ冷却ソレノイド作動弁を制御する。
【０１９９】同時に、ライン６００上のＲＣＯＯＬ信号
の活性化はドライバー６１８を活性化する。このドライ
バーは電流制限抵抗６２０を通してライン６１２を接地
させる。この電流制限抵抗の値は、ライン６２２を通し
て流れる電流がソレノイド弁６１４を開かせて保持する
ために必要な保持電流に少なくとも等しいような値であ
る。ソレノイドコイルは、ソレノイド作動弁をオンする
ために大きい電流を必要とするが、弁を開かせて保持す
るためには実質的に少ない電流を必要とするという特性
を有する。ライン６０６上の１００ミリ秒のパルスが止
んだとき、保持電流のために抵抗器６２０およびドライ
バー６１８を通る接地接続のみを残して、ライン６１２
を直接接地させる。
【０２００】ソレノイド弁６１４は１／２ランプ冷却
管、すなわち、試料ブロックを通して１つの方向に冷却
液を運ぶ管、のみにおいて試料ブロックを通るランプ冷
却冷却液の流れを制御する。他のソレノイド作動弁６２
４は、対向する方向で試料ブロックを通る冷却液の流れ
を制御する。この弁は、ドライバー６２６および６２
８、ワンショット６０４およびライン６０８により、ソ
レノイド作動弁６１４と正確に同一の方法で駆動され
る。
【０２０１】ランプ冷却の必要性は試料期間毎に１回評
価される。ブロック温度を測定しそしてそれをランプ冷
却がもはや必要ではない所望のブロック温度と比較する
ことによって、制御ソフトウェアのＰＩＤタスクが決定
されたとき、ライン６００上のＲＣＯＯＬ信号が不活性
化される。これは、ＣＰＵ４５０により、ＰＩＣ４８２
をアドレスし、そしてライン６００に連結されたＰＩＣ
４８２中のレジスタ中の適当なビットの状態を逆転する
データをそれに書き込むことによって実施される。
【０２０２】ＰＩＴ４７４は、また、２つの他のタイマ
を有し、これらは２０Hzの割り込みおよび加熱ＬＥＤ加
熱を計時し、加熱ＬＥＤは試料ブロックが熱くそして接
触に危険であるときを視的指示を与える。システムは、
また、ビーパーワンショット６３０およびビーパー６３
２を含んで、不正確なキーストロークがなされたときを
ユーザに警告する。
【０２０３】プログラム可能な割り込み制御装置４７６
を使用して、レベル１−テスト；レベル２−２０Hz；レ
ベル３−トランスミット・レディ；レベル４−レシーブ
・レディ；レベル５−キーボード・割り込み；レベル６
−メインヒータ・ターンオン；および、レベル７−ＡＣ
ラインのゼロ交差からなる７の割り込みを検出する。プ
ログラム可能な割り込み制御装置４８２は、マルチプレ
クサ４９２および４９４を制御するための４つの出力
（図示せず）を有する。これらの信号「ＭＵＸ１ Ｅ
Ｎ」および「ＭＵＸ２ ＥＮ」は、マルチプレクサ４９
２および４９４の一方または双方を使用可能とするが、
信号「ＭＵＶ０およびＭＵＶ１は増幅器５７８への入力
にどのチャンネルを選択するかを制御する。これらの信
号は、２つのマルチプレクサからの１つのチャンネルの
みを任意の１つの時間に選択できるように管理される。
【０２０４】「ＲＬＴＲＩＧ＊」信号は、ＣＰＵがクラ
ッシする場合ＰＡＬ４８４への信号「ＴＩＭＥＯＵＴ
ＥＮ＊」の活性化を経てヒータを無能化するヒータのタ
イムアウトワンショット６３２をリセットする。すなわ
ち、ワンショット６３２は、すべてのヒータゾーンを無
能化する信号「ＴＩＭＥＯＵＴ ＥＮ＊」をそれが活性
化する前に、各トリガ後、それが待つ前以て決定した間
隔を有する。ＣＰＵ４５０はルーチンを周期的に実行
し、これはＰＩＣ４８２をアドレスしそしてデータを適
当なレジスタに書き込んで、ライン６３４上の信号を活
性化してワンショット６３２をトリガする。ＣＰＵ４５
０がなんらかの理由で「クラッシ」しそしてこのルーチ
ンを実行しない場合、タイルアウトワンショット６３２
はすべてのヒータゾーンを無能化する。
【０２０５】ＰＩＣ４８２は、また、加熱されたカバー
および試料ブロックのヒータを無能化するための出力
「ＣＯＶＨＴＲ ＥＮ＊」および「ＢＬＫＨＴＲＥＮ
＊」（図示せず）を有する。これらの信号の両者は低く
活性化し、そしてそれらはバス６３６を経るＰＡＬ４８
４へ出力される。ＰＩＣ４８２は、また、信号「ＢＥＥ
Ｐ」および「ＢＥＥＰＣＬＲ＊」をバス６４０上に出力
してビーパーワンショット６３０を制御する。
【０２０６】ＰＩＣ４８２は、また、信号「ＭＥＭＩ」
（図示せず）を出力し、この信号はＥＰＲＯＭ４５６の
高いアドレス区画とバッテリーＲＡＭ４５８の低いアド
レスとの間のページをスイッチするために使用される。
２つの他の信号「ＰＡＧＥＳＥＬ０」および「ＰＡＧＥ
ＳＥＬ１」（図示せず）は出力されて、ＥＰＲＯＭ４
５６中の４つの１６Ｋページの間を選択する。
【０２０７】４つの温度センサーは、１０mV／°Ｋのゼ
ンナー電圧／温度依存性をもつナショナル ＬＭ １３
５ゼンナーダイオード型のセンサーである。ゼンナーダ
イオードは２０Ｋの抵抗器４９６を通して調整された電
力供給４９８から推進される。ゼンナーを通る電流は、
０℃〜１００℃の操作範囲にわたってほぼ５６０μＡ〜
６１５μＡの間で変化する。ゼンナーそれ自体の加熱
は、同一範囲にわたって１．６８mW〜２．１０mWの間で
変化する。
【０２０８】マルチプレクサ４９２および４９４はＤＧ
４０９アナログスイッチである。ライン４８８および４
９０上の電圧は、Ｖout ＝３＊Ｖin−７．５の移動関数
をもつＡＤ６２５ＫＮ計器増幅器により増幅される。０
℃〜１００℃にわたって２．７３〜３．７３のゼンナー
温度センサーの出力で、増幅器５７８の出力は０．６０
ボルト〜３．６９ボルトであり、これはＡ／Ｄ入力範囲
内にきっちり入る。
【０２０９】高度に精確なシステムの実施に対する重要
なことは、すぐれた精度および周囲温度の変化によるド
リフトが低いことである。これらの目標の両者は、精確
な電圧参照源、すなわち、較正電圧発生器５０６を使用
し、そして、温度センサーの出力およびライン５１０上
のＡＣライン電圧をモニターするために使用されるのと
同一のエレクトロニクスのチェインを通るその出力を連
続的にモニターすることによって達成される。
【０２１０】較正電圧発生器５０６はライン６５０およ
び６５２上に２つの精確な電圧を出力する。一方の電圧
は３．７５ボルトであり、そして他方は３．１２５ボル
トである。これらの電圧は、抵抗器間の０．０５％の合
致および抵抗器間の５ppm ／℃の温度ドリフトをもつ、
１ストリングの超低ドリフトの統合された薄いフィルム
の抵抗器を使用して、調整された供給電圧を分割するこ
とによって得られる。較正電圧発生器は、また、Ａ／Ｄ
コンバータ参照電圧について−５ボルトおよび計器増幅
器オフセットについて−７．５ボルトを発生する。これ
らの２つの電圧はライン（図示せず）によりＡ／Ｄ４８
６および増幅器５７８に伝えられる。これらの負の電圧
は、同一薄いフィルムの参照電圧のネットワークおよび
ＯＰ２７ＧＺオペアンプ（図示せず）を使用して発生さ
れる。操作増幅器５７８のためのゲイン設定抵抗器は、
また、超低ドリフトの薄いフィルムの統合された合致抵
抗器である。
【０２１１】制御ファームウェア、制御エレクトロニク
スおよびブロックの設計は、ＰＣＲプロトコルのウェル
対ウェルおよび計器対計器の輸送性が可能であるように
設計される。高い処理の実験室は、実験室の人員の広い
スペクトルについて使用容易でありそして必要とする訓
練が最小である計器から利益を得る。本発明のためのソ
フトウェアは、複雑なＰＣＲサーモサイクリングのプロ
トコルを取り扱うと同時にプログラムが容易であるよう
に開発された。さらに、それは電力の中断の間の試料の
統合性を保証するような安全装置をもって提供され、そ
して安全な記憶装置の中に各ランの詳細な事象を書き込
むことができる。
【０２１２】システムが適切に作動していることを保証
するために、図５４〜図５７に示したパワーアップ自己
検査を完結した後、本発明のユーザのインタフェース
は、ファイルを実行し、つくりまたは編集し、またはユ
ーティリティファンクションをアクセスするようにユー
ザを招待する、簡単なトップレベルのメニューを提供す
る。プログラミングの技能は要求されない。なぜなら、
前以て存在する不足のファイルは個別化した時間および
温度を使用して編集し、次いで後の使用のために記憶装
置に記憶することができるからである。ファイルは、通
常、所望の温度を保持するか、あるいはサーモサイクリ
ングするための命令の組から成る。複雑なプログラムは
ファイルを一緒にリンクしてある方法を形成することに
よってつくられる。普通に使用されるファイル、例え
ば、サーモサイクル後の４℃インキュベーションは、他
のユーザにより、記憶され、そして方法に組み込むこと
ができる。新しい型のファイル、ＡＵＴＯファイルは、
パラメータの制御にいくつかの型の変化のどれが各サイ
クル：時間の増加（オートセグメントの伸長、収率の増
大するため）、時間の減少、または温度の増加または減
少、を起こすかを特定できるようにする、ＰＣＲサイク
リングのプログラムである。最高の制御の精度および最
も信頼性がある方法の転移のために、温度は０．１℃に
安定であり、そして時間は最も近い秒にプログラミング
される。本発明は、ランの間の１または２以上の設定点
で特定したサイクルにおける試薬の添加および管の取り
出しのための、計画を立てたＰＡＵＳＥをプログラミン
グする能力を有する。
【０２１３】本発明のシステムは、各ランのための５０
０の記録履歴を記憶する能力を有する。この特徴によ
り、各サイクルにおいて個々のステップを概観し、そし
て不規則性に関する特別の状態または誤まったメッセー
ジをフラッグすることができる。オプショナルのプリン
タを使用して、本発明はファイルおよび方法のパラメー
タ、時間／日付のスタンプをもつラン−時間時間／温度
のデータ、形状のパラメータ、および分類されたファイ
ルのディクショナリーのハードコピーのドキュメンテー
ションを提供する。
【０２１４】再現性あるサーモサイクリングを保証する
ために、計算した試料の温度は各サイクルのランプおよ
び保持セグメントの間に表示される。セットした温度よ
り１°低い温度を通常使用してランプ−時間および保持
−時間のクロックをトリガするが、これはユーザにより
変更されることができる。管の型および体積についての
適切な時間を使用すると、試料は、常に、長いまたは短
いインキュベーション時間がプログラミングされるかど
うかに無関係に、同一精度で所望の温度に到達する。ユ
ーザは変性されたプライマーの特殊化されたアニーリン
グの要件、または非常にＧＣに富んだ標的のための非常
に短い（１〜５秒）高度の変性についてゆっくりしたラ
ンプをプログラミングすることができる。知能の欠乏は
２および３温度のＰＣＲサイクルについて前以てプログ
ラミングされる。
【０２１５】診断テストをアクセスして、加熱および冷
却のシステムの状態をチェックすることができる。なぜ
なら、ソフトウェアはＰａｓｓ／Ｆａｉｌのレポートを
与えるからである。さらに、システム実行のプログラム
は包括的なサブシステムの評価を実施し、そして要約の
状態のレポートを発生する。制御ファームウェアは、以
下に列挙するいくつかのセクションから構成される： − 診断 − 較正 − 導入 − 実時間オペレーション − システムを管理する９つの優先化タスク − スタートアップシーケンス − ユーザのインタフェース ファームウェアの種々のセクションを、テキスト的な記
述、擬似符号または両者で記述する。
【０２１６】ファームウェアの特徴は、次の通りであ
る： １．平均試料ブロック温度を＋／−０．１℃に管理しな
らびに試料ブロック中のウェルの間のような温度の不均
一性を＋／−０．５℃内に維持する制御システム。 ２．ライン電圧の変動およびエレクトロニック温度ドリ
フトを測定および補償する温度制御システム。
【０２１７】３．システムの成分が働いているかどうか
を決定する広範なパワーアップ診断。 ４．加熱および冷却のシステムが適切に働いているかを
評価する導入プログラムにおける包括的な診断。 ５．オペレーターのメニューへの依存性を最小にして計
器のオペレーションを可能とするメニュー推進システム
を使用する、論理および有機化されたユーザのインタフ
ェース。
【０２１８】６．１７までのＰＣＲプロトコルをリンク
しそしてそれらを１つの方法として記憶する能力。 ７．１５０までのＰＣＲプロトコルおよび方法をユーザ
のインタフェースの中に記憶する能力。 ８．シーケンスタスクの一部分として前のランの５００
までの事象をレコードする履歴ファイル。
【０２１９】９．最大の温度の精度および制御のために
ランの開始の反応体積および管の大きさ型をユーザのイ
ンタフェースの一部分として定めそしてＰＩＤタスクに
おけるタウ（管の時間定数）を変更する能力。 １０．電力破壊から回復したとき、システムは試料ブロ
ックを４℃に推進して、試料隔室の中に負荷できる試料
を救う。アナライザーは、また、シーケンスタスクの一
部分として電力破壊の期間をレポートする。
【０２２０】１１．履歴ファイルの内容、「ラン時間」
パラメータおよび記憶されたＰＣＲプロトコルのパラメ
ータをプリントタスクのパラメータとしてプリントする
能力。 下に記載する診断のいくつかのレベルが存在する：１系
列のパワーアップテストは、計器がオンにされる毎に、
自動的に実施する。それらはユーザの介在なしにハード
ウェアのクリティカル領域を評価する。成分の故障を検
出するテストを再び実行することができる。テストが２
回失敗した場合、エラーのメッセージは表示され、そし
てキーボードは電子的にロックされて、ユーザが続ける
のを防止する。
【０２２１】次の領域をテストする：プログラム可能な
周辺インタフェース装置、バッテリーＲＡＭ装置、バッ
テリーＲＡＭ検査合計、ＥＰＲＯＭ装置、プログラム可
能なインタフェースタイマ装置、クロック／カレンダー
装置、プログラム可能なインタフェース制御装置、アナ
ログ対ディジタルセクション、温度センサー、適切な構
成プラグの検証。
【０２２２】１系列のサービスオンリー診断は、製造業
者の場所における最後のテスターにおよび「隠れた」キ
ーストロークシーケンス（すなわち、カスタマーに未知
の）によるフィールドサービスエンジニアーにとって利
用可能である。テストの多くは、９９回まで連続的に実
行することができる以外、診断を開始するときのテスト
と同一である。
【０２２３】次の領域をテストする：プログラム可能な
周辺インタフェース装置、バッテリーＲＡＭ装置、バッ
テリーＲＡＭ検査合計、ＥＰＲＯＭ装置、プログラム可
能なインタフェースタイマ装置、クロック／カレンダー
装置、プログラム可能なインタフェース制御装置、アナ
ログ対ディジタルセクション、ＲＳ−２３２セクショ
ン、ディスプレイセクション、キーボード、ビーパー、
ランプ冷却弁、ＥＰＲＯＭ不一致のチェック、ファーム
ウェアのバージョンレベル、バッテリーＲＡＭ検査合計
および初期化、自動開始プログラムフラッグ、較正フラ
ッグのクリア、加熱されたカバーヒータおよび制御回
路、へりヒータおよび制御回路、製造のヒータおよび制
御回路、中央ヒータおよび制御回路、試料ブロックの熱
的カットオフテスト、加熱されたカバーの熱的カットオ
フテスト。
【０２２４】ユーザの診断を、また、使用して急速な冷
却および加熱のランプの検証および加熱および冷却シス
テムの広範な確証を実施することができる。これらの診
断、また、使用して、前のランにおいて起こった事象の
順次のレコードである、履歴ファイルを見ることができ
る。レコードは、時間、温度、設定点の数、サイクルの
数、プログラムの数および状態のメッセージを含有す
る。
【０２２５】遠隔診断を使用して、ＲＳ−２３２ポート
を経る外部のコンピュータからのシステムを制御するこ
とができる。制御はサービスの診断および計器の較正の
みに限定される。種々のプライマー、例えば、ヒータの
抵抗などを決定するための較正を実施する。較正スクリ
ーンに対してアクセスは、「隠れた」キーのシーケンス
（すなわち、カスタマーに未知である）により限定され
る。次のパラメータを較正する：構成プラグは、冷却装
置、試料ブロックヒータ、冷却液ポンプおよび適切な電
圧および周波数（１００Ｖ／５０Hz、１００／６０Hz、
１２０／６０Hz、２２０／５０Hzまたは２３０／５０H
z）のための電力供給を再配線するモジュールである。
ユーザは導入した構成プラグの型を入力する。ファーム
ウェアはこの情報を使用して試料ブロックのヒータの同
等の抵抗を計算する。パワーアップすると、システムは
選択した構成プラグが電流ラインの電圧および周波数と
一致することを検証する。
【０２２６】ヒータの抵抗は、供給されるヒータ電力の
正確な較正を実施できるように、較正プロセスにおいて
決定しなくてはならない。ユーザは６つの試料ブロック
ヒータ（２つの主ヒータ、２つのマニホールドヒータお
よび２つのへりヒータ）の実際の抵抗を入力する。構成
プラグはヒータを２２０〜２３０ＶＡＣオペレーション
について直列におよび１００〜１２０ＶＡＣオペレーシ
ョンについて並列に配線する。ファームウェアは、次の
式により３つのヒータの各々の同等の抵抗を計算する： （７）１００〜１２０ＶＡＣについて：Ｒeq＝（Ｒ1 ＊
Ｒ2 ）／Ｒ1 ＋Ｒ2 （８）２２０〜２３０ＶＡＣについて：Ｒeq＝Ｒ1 ＋Ｒ
2 同等の抵抗を使用して試料ブロックへの加熱電力の正確
な量を誘導する（電力＝電圧2 ×抵抗）。
【０２２７】Ａ／Ｄ回路の較正は、温度が正確に測定で
きるようにするために必要である。これは２つのテスト
点の電圧（ＣＰＵボード上のＴＰ６およびＴＰ７）を測
定し、そして測定した電圧を入力することによって実施
される。各電圧におけるＡ／Ｄの出力は２点の検量線の
基礎を形成する。これらの電圧は５ボルトの精度の源か
ら誘導され、そして正確でありそして温度依存性であ
る。各ランの開始において、これらの電圧は温度のため
の電子的ドリフトを測定するシステムにより読まれる。
なぜなら、Ａ／Ｄ出力の変化はアナログチェイン（マル
チプレクサ、アナログ増幅およびＡ／Ｄコンバータ）に
おける温度依存性のためからである。
【０２２８】４つの温度センサー（試料ブロック、周
囲、冷却液および加熱されたカバー）の較正は、正確な
温度測定について実施される。計器の中への導入の前
に、周囲、冷却液および加熱されたカバーの温度センサ
ーは水浴の中に配置され、ここでそれらの出力は記録さ
れる（ＹＹＹＹmVにおけるＸＸ．Ｘ℃）。次いで、これ
らの値をシステムに入力する。これらの領域における温
度の精度はクリティカルではないので、１点の検量線を
使用する。
【０２２９】試料ブロックのセンサーを計器中で較正す
る。１５の正確な温度プローブの列は、好ましい実施態
様において試料ブロックの中に戦略的に配置する。温度
プローブの出力を集め、そしてコンピュータにより平均
する。ファームウェアはブロックに４０℃に行くように
命令する。短い安定化期間後、１５プローブにより読ま
れるものとして平均のブロック温度を入力する。この手
順を９５℃において反復して２点の検量線を形成する。
【０２３０】ＡＣ対ＤＣライン電圧のサンプリング回路
の較正は、２つの所定のＡＧ入力電圧についてのＡＣ対
ＤＣ回路の出力をシステムに入力し、２点の検量線を形
成することによって実施する。回路の出力は要求される
範囲（９０〜２６０ＶＡＣ）にわたって非直線であり、
したがって各端において２点（１００および１２０、２
２０および２４０ＶＡＣ）を必要とし、そして電流入力
電圧に基づいて１セットを使用する。
【０２３１】ＡＣ電圧の正確な測定値は正確な量の電力
を試料ブロックへ供給するために必要である（電力＝電
圧2 ×抵抗）。導入プログラムは、冷却および加熱シス
テムの広範なテストを実施する診断道具である。導入の
測定値および計算値は、冷却コンダクタンス、１０℃お
よび１８℃におけるランプ冷却コンダクタンス、１０℃
および２０℃における冷却電力、試料ブロックの熱的お
よび冷却液の容量および試料ブロックのセンサー遅れを
制御する。導入の目的は３倍である： １．限界のまたは故障の成分を暴露する。
【０２３２】２．測定された値のいくつかをバッテリー
バックアップＲＡＭの中に記憶されたシステム定数とし
て使用して、所定の計器についての制御システムを最適
化する。 ３．経時的加熱および冷却システムの規模縮小を測定す
る。 システムを輸送する前に、導入を実行しそして、また、
使用前にまたは主要な成分が置換されたときはいつで
も、実行すべきである。導入プログラムは、また、ユー
ザの診断の下でユーザにより実行することができる。
【０２３３】ヒータのピングテストは、ヒータが電流ラ
イン電圧のために適切に構成されることを検証する（す
なわち、９０〜１３２ＶＡＣについて並列および２０８
〜２６４ＶＡＣについて直列）。ファームウェアは１バ
ーストの電力を試料ブロックに供給し、次いで１０秒の
時間期間にわたる温度上昇をモニターする。温度上昇が
特定したランプ速度のウインドーの外側にある場合、ヒ
ータは電流ライン電圧について不正確に配線され、そし
て導入プロセスは停止される。
【０２３４】制御冷却コンダクタンステストは試料ブロ
ックを横切る制御冷却パッセージへの熱コンダクタンス
Ｋccを測定する。このテストはまず試料ブロック温度を
６０℃に推進し（ランプ弁を閉じる）、次いでブロック
を６０℃に３０秒の時間期間にわたって維持するために
要求されるヒータ電力を積分する。積分された電力を間
隔にわたるブロック温度と冷却液温度との間の差の合計
で割る。 （９）Ｋcc＝Σヒータ電力（６０℃）／Σ（ブロック−
冷却液温度） 典型的な値は１．４０〜１．５５ワット／℃である。低
いＫccはライナーの詰まりを示す。高いＫccは完全に閉
じていないランプ弁、ライナーの直径の外側への冷却液
の漏れ、またはシフトしたライナーのためであることが
ある。ブロックの熱容量（Ｂｌｋ Ｃｐ）テストは、ま
ずブロックを３５℃に制御し、次いで最大電力をヒータ
へ２０秒間加えることによって、試料ブロックの熱容量
を測定する。試料ブロックの熱容量は、積分された電力
／ブロック温度の差に等しい。精度を増加するために、
バイアス冷却の電力の作用は増加された電力から減ず
る。 （１０）Ｂｌｋ Ｃｐ＝ランプ時間＊（ヒータ−制御冷
却電力）／Δ温度 ここで、 ランプ時間＝２０秒、 ヒータ電力＝５００ワット、 制御冷却＝（Σブロック−冷却液温度）＊Ｋcc Δ温度＝ＴＢｌｏｃｋt=20−ＴＢｌｏｃｋt=0 Ｂｌｋ Ｃｐの典型的な値は５４０ワット−秒／℃±３
０である。正常のＫcc値を仮定するとき、ブロックの熱
容量の増加は熱的負荷、例えば、フォームのバッキング
中の湿気、試料ブロックの回りの絶縁損失、またはヒー
タ電力の減少、例えば、６のヒータゾーンの１つの故障
またはヒータゾーンを推進する電子回路の故障、または
不正確さまたは不正確に配線されている電圧構成モジュ
ールのためである。
【０２３５】冷却テストは１０℃および１８℃における
システム冷却出力（ワット）を測定する。所定の温度に
おけるシステム冷却電力または冷却出力は、その温度に
おける熱的負荷の合計に等しい。主な成分は次の通りで
ある：１．所定の温度にブロックを維持するために要求
される加熱電力、２．システムの回りに冷却液を循環さ
せるために使用するポンプが消散する電力、および３．
周囲への冷却液ライン中の損失。電力パラメータは、冷
却液の温度を１０℃または１８℃に制御し、そして３２
秒の間隔にわたって一定の冷却液温度に維持するために
加えられる積分することによって測定させる。ブロック
温度と冷却液温度との間の差は、また、積分して周囲温
度への損失をクリアする。 （１１）冷却温度＝Σ加熱電力＋ポンプ電力＋（Ｋａｍ
ｂ＊Σ（ｂｌｋ−ｃｏｏｌｔｅｍｐ）） ここで、 加熱電力＝冷却液を１０℃または１８℃に３２秒の時間
にわたって維持するために要求される加熱電力の合計、 ポンプ電力＝循環ポンプ、１２ワット、 Ｋａｍｂ＝周囲へのコンダクタンス、２０ワット／℃、 ｂｌｋ−ｃｏｏｌ ｔｅｍｐ＝３２秒の時間にわたるブ
ロックおよび冷却液温度の差の合計。
【０２３６】冷却電力のための典型的な値は、１０℃に
おいて２３０ワット±４０および１８℃において３７０
ワット±３０である。低い冷却電力は、ファン通路の障
害、欠陥のあるファン、または冷却装置の限界のまたは
故障のためである。それは、また、電圧構成プラグの配
線の誤まりであることがある。ランプ冷却コンダクタン
ス（Ｋc ）テストは、１０℃および１８℃における試料
ブロックを横切るランプおよび制御冷却通路への熱コン
ダクタンスを測定する。このテストは、まず冷却液温度
を１０℃または１８℃において制御し、次いで、３０秒
の時間の間隔にわたって、所定の温度に冷却液を維持す
るために要求される加熱電力／その時間にわたるブロッ
ク温度および冷却液温度の差を積分することによって実
施される。 （１２）Ｋc ＝Σ加熱電力／Σ（ブロック−冷却液温
度） Ｋc について典型的な値は１０℃において２８ワット／
℃±１０℃および１８℃において３１ワット／℃±３で
ある。低いＫc は閉じたまたは障害されたランプ弁、キ
ンクした冷却液管、弱いポンプまたは硬水／プレストン
（登録商標）混合物のためであることがある。
【０２３７】センサー遅れテストは、まずブロック温度
を３５℃に制御し、次いで５００ワットのヒータ電力を
２秒間加え、そしてブロックを１℃上昇するために要求
される時間を測定することによって、ブロックセンサー
遅れを測定する。典型的な値は１３〜１６単位であり、
ここで各単位は２００ミリ秒に等しい。遅いまたは長い
センサー遅れは、センサーとブロックとの間の劣った界
面、例えば、熱的グリースの欠如、センサーのキャビテ
ィの劣った機械加工またはセンサーの故障のためである
ことがある。
【０２３８】残りの導入テストは現在導入プログラムに
より実行されるが、それらは計算された値であるか、あ
るいは多数の変数をもつので、それらの結果が問題の源
を正確に決定しない関数であるという事実のために、制
限された診断の目的を有する。導入プログラムは１８℃
と１０℃との間のランプ冷却コンダクタンス（Ｓc ）の
勾配を計算する。それはコンダクタンス曲線の直線性の
測度である。それは、また、０℃におけるランプ冷却コ
ンダクタンスを概算するために使用する。典型的な値は
０．４０±０．２である。値の広がりは、それがちょう
ど近似値であるという事実を証明する。 （１３）Ｓc ＝（Ｋｃ １８°−Ｋｃ １０°）／（１
８℃−１０℃） 導入プログラムは、また、冷却コンダクタンスＫc0を計
算する。Ｋc0は０℃における冷却コンダクタンスは１０
℃における実際のコンダクタンスから外挿される。典型
的な値は２３ワット／℃±５である。使用した式は次の
通りである： （１４）Ｋc0＝Ｋｃ １０−（Ｓｃ＊１０℃） 導入プログラムは、また、冷却液容量（Ｃｏｏｌ Ｃ
ｐ）を計算し、この冷却液容量は全体の冷却液の流れ
（冷却液、ポンピングライン、熱交換器、および弁）の
熱容量の近似値である。冷却容量は、冷却液の中に熱を
送る成分−冷却液から熱を除去する成分に等しい。これ
らの成分を測定しそして計算するために使用した機械は
複雑であり、そして源コードの説明のセクションにおい
て詳細に記載する。この測定において、冷却液は１０℃
において安定化されることができる。最大ヒータ電力を
１２８秒間試料ブロックに加える。 （１５）Ｃｏｏｌ Ｃｐ＝加熱源−冷却液源 （１６）Ｃｏｏｌ Ｃｐ＝加熱電力＋ポンプ電力＋Ｋａ
ｍｐ＊（ΣＴａｍｐ−ΣＴｃｏｏｌ） − Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＊（Ｔｂｌｏｃｋt=0 −Ｔｂｌｏ
ｃｋt=128 ） − Ｔｂｌｏｃｋt=0 とＴｂｌｏｃｋt=128 との間の平
均冷却電力 ｛ ｝内に囲まれた文字は源コードにおいて使用した可
変の名前を示す。ヒータピンテスト擬似コード ：ヒータピンテストは、ヒ
ータが電流ライン電圧のために適切に配線されているこ
とを検証する。
【０２３９】試料ブロックおよび冷却液を既知のおよび
安定な点にする。 ランプ冷却弁をオンにする ブロックおよび冷却液が５℃以下になるのを待つ ランプ冷却弁をオフにする ブロック温度の低下を１０秒の時間間隔にわたって測定
することによって、制御冷却の冷却効果を測定する。測
定を行う前に安定化のために１０秒待つ。 １０秒待つ ｔｅｍｐ１＝ブロック温度 １０秒待つ ｔｅｍｐ２＝ブロック温度 ｛ｔｅｍｐａ｝＝ｔｅｍｐ２−ｔｅｍｐ１ 実際に測定したライン電圧を含有する変数｛ライン電
圧｝を検査する。１９０Ｖより大きいライン電圧につい
て７５ワットで、あるいは１４０Ｖより小さい場合３０
０ワットでヒータをパルスする。 （｛ライン電圧｝＞１９０Ｖ）の場合、７５ワットをヒ
ータに供給する そのほかに３００ワットをヒータに供給する １０秒の時間の期間にわたる時間上昇を測定する。この
結果は０．０１°／秒の平均の熱速度である。 ｔｅｍｐ１＝ブロック温度 １０秒待つ ｔｅｍｐ２＝ブロック温度 ｛ｔｅｍｐｂ｝＝ｔｅｍｐ２−ｔｅｍｐ１ 制御冷却効果から平均加熱速度｛ｔｅｍｐｂ｝を減じて
真の加熱速度を計算する。 （１７）ｈｅａｔ ｒａｔｅ＝｛ｔｅｍｐｂ｝−｛ｔｅ
ｍｐａ｝ ｈｅａｔ ｒａｔｅを評価する。２２０〜２３０Ｖにつ
いて、加熱速度は０．３０°／秒より小さくあるべきで
ある。１００〜１２０Ｖについて、加熱速度は０．３０
°／秒より大きくあるべきである。（ライン電圧＝２２
０Ｖおよびｈｅａｔ ｒａｔｅ＞０．３０°／秒）であ
る場合、 エラー−＞１２０について配線されたヒータ ロックアップキーボード （ライン電圧＝１２０Ｖおよびｈｅａｔ ｒａｔｅ＜
０．３０°／秒）である場合、 エラー−＞２２０について配線されたヒータ ロックアップキーボードＫＣＣテスト擬似コード ：このテストはＫccとしてまた
知られている制御冷却を測定する。
【０２４０】Ｋccは６０℃のブロック温度において測定
した。ブロックを６０℃に推進する ブロック温度を６０℃に３００秒間を維持する ３０秒の時間の期間にわたって試料ブロックのヒータに
加えられている電力を積分する。ブロック温度を制御冷
却バイアスで維持するために要求される電力を測定およ
び積分する。 ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝０ （デルタ温度の合計） ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝０（主ヒータ電力の合計） ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝０ （補助ヒータの電力の合計） （カウント＝１〜３０） ｛ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ブロック温度−冷却液温度） １秒待つ 主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電力を蓄積す
る。実際のコードはＰＩＤ制御タスクにあり、したがっ
て２００ミリ秒毎に合計する。 ｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝＋｛actual power ｝ ｛aux pwr sum ｝＝｛aux pwr sum ｝＋｛aux1 actual｝＋｛aux2 actual｝ ｝ 電力の合計を温度の合計で割ることによってコンダクタ
ンスを計算する。単位は１０mV／℃であることに注意す
る。 （１８） Kcc＝（｛main pwr sum ｝＋｛aux pw
r sum ｝）／｛dt sum ｝ＢＬＯＣＫ ＣＰテスト擬似コード ：このテストは試料
ブロックの熱容量を測定する。ブロックを３５℃に推進
する ブロック温度を３５℃に５秒間を制御し、そして初期温
度を制御する。 ｉｎｉｔｉａｌ ｔｅｍｐ＝ブロック温度 最大電力をヒータに２０秒間供給し、その間ブロック温
度対冷却液温度の差ならびにヒータ電力を合計する。 ５００ワットを推進する ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝０ （カウント＝１〜２０秒） ｛ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ブロック温度−冷却液温度） １秒待つ ｝ （１９）ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ＝ブロック温度−ｉｎｉ
ｔｉａｌ ｔｅｍｐ ランプの間に起こる制御冷却のための冷却電力のジュー
ルを計算する。 （２０）ｃｏｏｌ ｊｏｕｌｅ＝制御冷却コンダクタン
ス（Ｋcc）＊｛ｄｔ ｓｕｍ｝ 主ヒータおよび制御冷却からブロックへ加えられる合計
のジュールを計算する。間隔にわたる温度変化で割って
熱容量を計算する。 （２１）Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＝ランプ時間＊（ヒータ電力
−ｃｏｏｌ ｊｏｕｌｅ）／ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ここで：ランプ時間＝２０秒 ヒータ電力＝５００ワットＣＯＯＬ ＰＷＲ １０ ：このテストは冷却電力を１０
℃で測定する。冷却液温度を１０℃で制御し、そして１
２０秒間安定化する。 この時点において、冷却液は１０℃に１２０秒間あり、
そして安定化された。３２秒にわたって、１２０℃の冷
却液温度を維持するために加えていた電力を積分する。 主ヒータおよび補助ヒータ加えた電力を蓄積する。実際
のコードは制御タスクにある。
【０２４１】 ｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝＋actual power ｛aux pwr sum ｝＝｛aux pwr sum ｝＋aux1 actual＋aux2 actu al delta temp sum ＝delta temp sum ＋（周囲温度−冷却液温度） １秒待つ ｝ 積分間隔の間に冷却液質量に添加されたエネルギーのジ
ュール数を計算する。「（冷却液温度−ｃｏｏｌ ｉｎ
ｉｔ）」は積分間隔の間の冷却液温度の変化である。５
５０は冷却液のＣｐ（ジュール）であり、こうして積は
ジュールである。それは冷却液に添加され余分の熱を表
し、これは冷却液を積分間隔の間に設定点からドリフト
させる。このエラーは冷却液電力の計算前に加えられた
合計の熱から減ずる。 （２２）ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ＝（冷却液温度−ｃｏｏｌ
ｉｎｉｔ＊５５０Ｊ 主電力の合計を補助ヒータの合計に添加して、３２秒で
消散したジュールを得る。３２で割って平均ジュール／
秒を得る。 （２３） ｛main pwr sum ｝＝（｛main pwr su
m ｝＋｛aux pwr sum ｝−cool init）／32 すべての冷却電力成分を合計することによって、１０℃
における冷却電力を計算する。 （２４）Power1０ ℃＝main power sum ＋PUMP PWR＋(K AMB * delta te mp sum) ここで： ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝間隔にわたるヒータ電
力の合計 ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２ワット、冷却液を計算するポン
プ ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝間隔にわたる周囲−冷
却液合計 Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ、冷却から周囲への熱的コ
ンダクタンスＫＣ １０テスト擬似コード ：このテストはランプ冷却
コンダクタンスを１０℃で測定する。
【０２４２】冷却液温度を１０℃±０．５に制御し、そ
してそれを１０秒間安定化する。この時点において、冷
却液は設定点にあり、そして制御されている。３０秒の
時間間隔にわたって、冷却液温度を１０℃に維持するた
めにヒータに加えられている電力を積分する。ブロック
温度を冷却液温度との間の差を合計する。 主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電力を蓄積す
る。実際のコードはＰＩＤ制御タスクにある。
【０２４３】 ｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝＋actual power ｛aux pwr sum ｝＝｛aux pwr sum ｝＋aux1 actual＋aux2 actu al ｛dt sum ｝＝｛dt sum ｝＋（ブロック温度−冷却液温度） １秒待つ ｝ 合計期間にわたってブロックに供給されたエネルギー
（ジュール）を計算する。単位は０．１ワットである。 （２５）｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝
＋｛aux pwr sum ｝ 電力合計をブロック温度−冷却液温度の合計で割って、
ランプ冷却コンダクタンス（１００mW／Ｋ）を得る。 （２６）Ｋｃ １０＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝／
｛ｄｔ ｓｕｍ｝ＣＯＯＬ ＰＷＲテスト擬似コード ：このテストは冷却
電力を１８℃で測定する。
【０２４４】試料ブロックおよび冷却液を既知の安定な
点にする。冷却液温度を１８℃で制御し、そして１２８
秒間安定化する。 カウント＝１２８ （カウント！＝０）の間に実施する ｛ （冷却液温度＝１８℃±０．５）の場合、カウント＝カウント−１ そのほかに カウント＝１２０ １秒待つ ｝ この時点において、冷却液は１８℃に１２０秒間あり、
そして安定化した。３２秒にわたって、１８℃の冷却液
温度を維持するために加えられる電力を積分する。 主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電力を蓄積す
る。実際のコードは制御タスクにある。
【０２４５】 ｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝＋actual power ｛aux pwr sum ｝＝｛aux pwr sum ｝＋aux1 actual＋aux2 ac tual delta temp sum ＝delta temp sum ＋（周囲温度−冷却液温度） １秒待つ ｝ 積分間隔の間に冷却液質量に添加されたエネルギーのジ
ュール数を計算する。「（冷却液温度−ｃｏｏｌ ｉｎ
ｉｔ）」は積分間隔の間の冷却液温度の変化である。５
５０は冷却液のＣｐ（ジュール）であり、こうして積は
ジュールである。それは冷却液に添加され余分の熱を表
し、これは冷却液を積分間隔の間に設定点からドリフト
させる。このエラーは冷却液電力の計算前に加えられた
合計の熱から減ずる。 （２７）ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ＝（冷却液温度−ｃｏｏｌ
ｉｎｉｔ）＊５５０Ｊ 主電力の合計を補助ヒータの合計に添加して、３２秒で
消散したジュールを得る。３２で割って平均ジュール／
秒を得る。 （２８） ｛main pwr sum ｝＝（｛main pwr su
m ｝＋｛aux pwr sum ｝−cool init）／32 すべての冷却電力成分を合計することによって、１８℃
における冷却電力を計算する。 （２９）Power1８ ℃＝main power sum ＋PUMP PWR
＋(K AMB * delta temp sum) ここで： ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝間隔にわたるヒータ電
力の合計 ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２ワット、冷却液を計算するポン
プ ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝間隔にわたる周囲−冷
却液合計 Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ、冷却から周囲への熱的コ
ンダクタンスＫＣ １８テスト擬似コード ：このテストはランプ冷却
コンダクタンスを１８℃で測定する。
【０２４６】冷却液温度を１８℃±０．５に制御し、そ
してそれを１０秒間安定化する。この時点において、冷
却液は設定点にあり、そして制御されている。３０秒の
時間間隔にわたって、冷却液温度を１８℃に維持するた
めにヒータに加えられている電力を積分する。ブロック
温度を冷却液温度との間の差を合計する。 主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電力を蓄積す
る。実際のコードは制御タスクにある。
【０２４７】 ｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝＋actual power ｛aux pwr sum ｝＝｛aux pwr sum ｝＋aux1 actual＋aux2 actu al ｛dt sum ｝＝｛dt sum ｝＋（ブロック温度−冷却液温度） １秒待つ ｝ 合計期間にわたってブロックに供給されたエネルギー
（ジュール）を計算する。単位は０．１ワットである。 （３０）｛main pwr sum ｝＝｛main pwr sum ｝
＋｛aux pwr sum ｝ 電力合計をブロック温度−冷却液温度の合計で割って、
ランプ冷却コンダクタンス（１００mW／Ｋ）を得る。 （３１）Ｋｃ １８＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝／
｛ｄｔ ｓｕｍ｝ＳＥＮＬＡＧテスト擬似コード ：このテストは試料ブロ
ックのセンサー遅れを測定する。
【０２４８】ブロックを２５℃に推進する。±０．２℃
内に２０秒間保持し、次いでブロック温度をレコードす
る。 ｛ｔｅｍｐａ｝＝ブロック温度 ５００ワットの電力を試料ブロックに供給する。次の２
秒間５００ワットの電力を加え、そしてブロック温度を
１℃増加するためのループを通る繰り返しの量をカウン
トする。各ループの繰り返しを２００ミリ秒毎に実行
し、したがって実際のセンサー遅れはカウント＊２００
ミリ秒に等しい。 ｓｅｃｓ＝０ カウント＝０ （ＴＲＵＥ）の間に実施する ｛ （ｓｅｃｓ＞＝２秒）の場合、ヒータを遮断する （ブロック温度−ｔｅｍｐａ＞１．０℃）の場合、ループの間に出る カウント＝カウント＋１ ｝ センサー遅れ＝カウント の間に実施する冷却液Ｃｐテスト擬似コード ：このテストはシステム全
体の冷却液容量を計算する。冷却液温度を１０℃±０．
５に安定化する。メッセージをＰＩＤ制御タスクに送っ
て冷却液温度をその現在の値（約１０℃）から１８℃に
ランプする。冷却液が１２℃を横切るを待って、冷却液
ＣＰランプが常に同一温度で開始し、そして明瞭に開始
されたランピングを有するようにする。初期周囲および
ブロック温度に注意する。 次の２分間、冷却液温度が１８℃にランピングする間、
冷却液温度および周囲温度と冷却液温度との間の差を合
計する。 （３２）｛ｃｏｏｌ ｓｕｍ｝＝ｃｏｏｌ ｔｅｍｐ
ｓｕｍ＋冷却液温度 （３３）｛ｔｅｍｐ ｓｕｍ｝＝周囲−冷却液温度 ２分の期間にわたる温度変化を計算する。 （３４）｛ｂｌｋ ｄｅｌｔａ｝＝ブロック温度−｛ｂ
ｌｋ ｄｅｌｔａ｝ （３５）｛ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ｝＝冷却液温度−｛ｈ２
ｏ ｄｅｌｔａ｝ ＫＣｈｉｌｌ、すなわち、１０℃〜２０℃の冷却液範囲
にわたる冷却液温度をもつ冷却電力の変化速度を計算す
る。単位はワット／１０℃であることに注意する。 （３６）ＫＣｈｉｌｌ＝（１８℃における冷却電力−１
０℃における冷却電力） ランプ冷却コンダクタンス対１８℃〜１０℃の温度範囲
の勾配であるＳｃを計算する。単位はワット／１０℃／
１０℃である。 （３７）Ｓｃ＝（Ｋｃ １８−Ｋｃ８１０）／８ Ｋｃ ０、０℃に外挿したランプ冷却コンダクタンス、
を計算する。 （３８）Ｋｃ ０＝Ｋｃ １０−（Ｓｃ＊１０） Ｃｐ Ｃｏｏｌ、冷却液のＣｐ、を次の式により計算す
る： （３９）Cp Cool＝(HEATPOWER＊128 ＋PUMP PWR ＊128 −Pwr ０℃＊128 −Block Cp＊blk delta ＋ K AMB ＊temp sum −KChill＊cool temp sum)／h2o delta ここで、 ＨＥＡＴＯＰＯＷＥＲ＝５００Ｗ、ブロックを加温し、
こうして冷却液を加熱するために加えたヒータ電力。熱
間隔は１２８秒であったので、それに１２８を掛ける、 ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２Ｗ、冷却液を循環させるポンプ
の電力×１２８秒、 Ｐｗｒ ０℃＝０℃における冷却電力×１２８秒、 Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＝試料ブロックの熱容量、 ｂｌｋ ｄｅｌｔａ＝熱間隔にわたるブロック温度の変
化、 Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ、冷却から周囲への熱的コ
ンダクタンス、 ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝間隔にわたる周囲温度−冷却液温度
の１回／秒の合計、 ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ＝加熱（ほぼ６℃）の間隔にわたる
冷却液温度の変化、 ＫＣｈｉｌｌ＝冷却電力対冷却液温度の勾配、 ｃｏｏｌ ｓｕｍ＝加熱間隔にわたる、冷却液温度、１
回／秒、の合計。実時間オペレーションシステム−ＣＲＥＴＩＮ ＣＲＥＴＩＮは、タスクと呼ぶ他のソフトウェアのモジ
ュールへシステムサービスを提供するスタンドアロン、
マルチタスキングのカーネルである。タスクはＩｎｔｅ
ｌ８０８５アセンブラーの中に書き込まれたある時間ク
リティカル領域をもつ「Ｃ」ランゲージで書き込まれ
る。各タスクはプライオリティレベルを有し、そして独
立のファンクションを提供する。ＣＲＥＴＩＮは、スタ
ートアップ診断が首尾よく実行された後の、低い記憶お
よびランにある。ＣＲＥＴＩＮはタスクのスケジューリ
ングを取り扱い、そして一度に１タスク／ランのみを可
能とする。ＣＲＥＴＩＮは、すべてのハードウェアの割
り込みを受けとり、こうして適切な割り込みが受けとら
れたとき、待つタスクを実行させる。ＣＲＥＴＩＮは実
時間クロックを提供して、タスクがタイムド事象を待つ
か、あるいは既知の間隔の間ポーズすることができるよ
うにする。ＣＲＥＴＩＮは、また、メッセージノードの
システムを通るインタータスクのコミュニケーションを
提供する。ファームウェアは、下にプライオリティの順
序で下に簡単に記載する９つのタスクから構成されてい
る。引き続くセクションは各タスクをより詳細に記載す
る。
【０２４９】１．制御タスク（ＰＩＤ）は試料ブロック
温度を制御する。 ２．キーボードタスクはキーパッドからのキーボードの
入力を処理する。 ３．タイマのタスクは半分の第２ハードウェアの割り込
みを待ち、次いでウェイクアップメッセージを両者のシ
ーケンスおよびディスプレイタスクに送る。 ４．シーケンスのタスクはユーザのプログラムを実行す
る。
【０２５０】５．ポーズのタスクは、プログラムが実行
されているとき、プログラミングした、キーパッドのポ
ーズを取り扱う。 ６．ディスプレイのタスクは実時間で表示を更新する。 ７．プリンタのタスクはＲＳ−２３２のポートのコミュ
ニケーションおよびプリントを取り扱う。
【０２５１】８．ＬＥＤタスクは加熱ＬＥＤを推進す
る。それは、また、導入を実行しているとき、冷却液温
度の制御に使用される。 ９．リンクのタスクはキーストロークをシミュレーショ
ンすることによってある方法を一緒にリンクされるファ
イルを開始する。ブロック温度制御プログラム（ＰＩＤ） 比例整数部差分（ＰＩＤ）タスクは、絶対試料ブロック
温度を０．１℃に制御しならびに、より多くの加熱電力
をブロックの周辺に加えてガードバンドのへりを通る損
失を補償することによって、試料ブロック温度の不均一
性（ＴＮＵ、最も熱いウェルの温度−最も冷たいウェル
の温度として定義される）を±０．５℃に制御する。Ｐ
ＩＤのタスクは、また、加熱されたカバーの温度をより
少ない精度に制御する。このタスクは５回／秒を実行
し、そして最高のプライオリティを有する。
【０２５２】試料ブロックへ供給される加熱電力または
冷却電力の量は、記憶装置に記憶されたユーザが特定し
た試料温度、設定点と呼ぶ、と現在の試料温度の間の差
または「誤差」から誘導される。この方式は標準のルー
プ制御の実施を可能とする。現在の誤差に直接比例する
フィルムヒータへの電力の寄与、すなわち、比例成分、
（設定点の温度−試料ブロック温度）に加えて、計算し
た電力トランスは、また、静止の誤差（設定点の温度−
ブロック温度＜０．５℃）に近くなる働きをする整数項
を組み込む。この成分は整数成分と呼ぶ。整数項を回避
するために、整数への蓄積または「ウィンドアップ」の
寄与は設定点の温度付近の小さいバンドに制限される。
比例および整数成分のゲインは、注意して選択されそし
てテストされる。なぜなら、ブロックセンサーおよび試
料管に関連する温度定数は、システムの位相の限界をき
びしく制限し、こうしてループの不安定性についての可
能性をつくるからである。比例項のゲインは下の方程式
（４６）におけるＰであり、そして整数項のゲインは下
の方程式（４８）におけるＫｉである。
【０２５３】ＰＩＤタスクは「制御されたオーバーシュ
ートのアルゴリズム」を使用し、ここで試料温度がその
所望の温度に出来るだけ急速に到達するように、ブロッ
ク温度はしばしばその最後の定常状態にオーバーシュー
トする。オーバーシュートのアルゴリズムの使用は、制
御された方法でブロック温度をオーバーシュートさせる
が、試料温度をオーバーシュートさせない。これは電力
を節約し、そしてＰＣＲ計器において新しいと信じられ
る。所望のランプ速度を達成するために試料ブロックの
すべてのヒータへ供給される合計の電力は、次の式によ
り与えられる： （４０）電力＝（ＣＰ／ｒｍｐ ｒａｔｅ）＋バイアス ここで、 ＣＰ＝ブロックの熱的質量 バイアス＝バイアスまたは制御冷却電力 ｒｍｐ ｒａｔｅ＝Ｔfinal ＋Ｔinitial ／所望のラン
プ速度 この電力は安全性のために加熱電力５００ワットの最大
にクランプされる。タスクの繰り返し毎に（２００毎
に）、システムは次のアルゴリズムに基づいて加熱また
はランプ冷却電力（必要に応じて）を供給する。
【０２５４】制御システムは計算された試料温度により
推進される。試料温度は、試料ブロックのウェルの１つ
（以後「ブロック」）の中に配置された薄い壁のプラス
チック試料管中の液体の平均温度として定義される。シ
ステム（試料温度およびその内容）の温度定数は型およ
び体積の関数である。ランの開始において、ユーザは管
の型および反応体積の量を入力する。システムは生ずる
温度定数（τまたはｔａｕ）を計算する。マイクロアン
プ（登録商標）管および１００μｌの反応体積につい
て、ｔａｕはほぼ９秒である。 （４１）Ｔblk-new ＝Ｔblk ＋Ｐｏｗｅｒ＊（２００ms
／ＣＰ） （４２）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋（Ｔblk-new −Ｔsamp）
＊２００ms／ｔａｕ ここで、 Ｔblk-new ＝現在のブロック温度 Ｔblk ＝２００ミリ秒前のブロック温度 Ｐｏｗｅｒ＝ブロックに供給した電力 ＣＰ＝ブロックの熱的質量 Ｔsamp-new＝現在の試料温度 Ｔsamp＝２００ミリ秒前の試料温度 ｔａｕ＝センサーの遅れについて調節した、試料管の熱
的時間定数（約１．５） エラーの信号または温度は、単に、次の通りである： （４３）エラー＝設定点−Ｔampl-new 閉じたループのシステムとして、正しい作用（加熱また
は冷却電力）を現在のエラーの部分を閉じる。下の方程
式（４５）において、Ｆは１つの試料期間において閉じ
るエラー信号のフラクションである。 （４４）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋Ｆ＊（ＳＰ−Ｔsamp） ここで、ＳＰ＝ユーザの設定点の温度 システムにおける大きい遅れ（長い管の温度定数）のた
めに、フラクションのＦは下にセットされる。式（４
２）および（４４）を組み合わせると：次の式が得られ
る： （４５）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋（Ｔblk-new −Ｔsamp）
＊．２／ｔａｕ＝Ｔsamp＋Ｆ＊（ＳＰ−Ｔsamp） 式（４１）および（４５）を組み合わせ、そして項Ｐ
（比例項のゲイン）を加えて、ブロック温度の振動を制
限し、そしてシステムの安定性を改良すると、次の式が
得られる： （４６）Ｐｗｒ＝ＣＰ＊Ｐ／Ｔ＊（（ＳＰ−Ｔsamp）＊
Ｆ＊Ｔａｕ／Ｔ＋Ｔsamp−Ｔblk ） ここで、 Ｐ＝比例項のゲイン、 Ｔ＝０．２秒の試料期間（２００ミリ秒）、そして Ｐ／Ｔ＝好ましい実施態様において１。 方程式（４６）は、ガードバンドなどを通して周囲への
損失なしに、ブロック温度をある所望の温度に動かすた
めに必要な電力（Ｐｗｒ）を与える、理論的方程式であ
る。
【０２５５】いったんブロックを推進するために必要な
電力が方程式（４６）を経て決定されると、この電力は
３つのヒータゾーンの面積によりこれらのゾーンの各々
に供給される電力に分割される。次いで、マニホールド
への損失は決定され、そしてこれらの損失を補償するた
めに十分な大きさを有する電力項はマニホールドのヒー
タゾーンへ供給すべき電力量に加えられる。同様に、ブ
ロックの支持ピン、ブロック温度センサーおよび周囲へ
の電力損失を補償するために十分な他の電力項は、へり
ヒータゾーンへ供給すべき電力に加えられる。これらの
追加の項およびゾーンの面積により電力の分割は、方程
式（４６）を前述の方程式（３），（４）および（５）
に変換する。
【０２５６】方程式（４６）は、試料ブロックに対して
要求される加熱または冷却電力を決定する好ましい実施
態様により使用される式である。計算された試料温度が
「整数バンド」、標的温度（ＳＰ）付近の±０．５℃、
内にあるとき、比例項のゲインは残りのエラーを閉じる
ためには小さ過ぎる。したがって、整数項を比例項に加
えて、小さいエラーを閉じる。整数項は整数項の外側で
無能化して、大きいエラー信号が蓄積するのを防止す
る。「整数バンド」の内側のアルゴリズムは、次の通り
である： （４７）Ｉｎｔ ｓｕｍ（新しい）＝Ｉｎｔ ｓｕｍ
（ｏｌｄ）＋（ＳＰ−Ｔsamp） （４８）ｐｗｒ ａｄｊ＝Ｋｉ＊Ｉｎｔ ｓｕｍ（新し
い） ここで、 Ｉｎｔ ｓｕｍ＝ＳＰとＴSAMP温度との間の試料期間の
合計、 Ｋｉ＝整数ゲイン（好ましい実施態様において５１
２）。 いったん加熱電力が計算されると、制御ソフトウェア
は、図１３における３つのヒータゾーン２５４，２６２
および２５６に、好ましい実施態様において面積に基づ
いて電力を分布させる。へり加熱はブロック温度と周囲
温度との間の差に基づいて追加の電力を受けとる。同様
に、マニホールドのヒータはブロック温度と冷却液温度
との間の差に基づいて追加の電力を受けとる。ＰＩＤ擬似コード システムのパワーアップまたはリセットのとき、 ランプ冷却をオフにする すべてのヒータをオフにする ヒータの抵抗を計算する フォエバー命令（ｄｏ ｆｏｒｅｖｅｒ）−２００ミリ
秒毎に実行する （ブロック温度＞１０５）の場合、 ヒータをオフにする ランプ弁をオンにする エラーメッセージを表示する ライン電圧｛ｌｉｎｅｖｏｌｔｓ｝を読む 冷却液センサーを読みそして温度｛ｈ２ｏｔｅｍｐ｝に
変換する 周囲センサーを読みそして温度｛ａｍｂｔｅｍｐ｝に変
換する 加熱されたカバーのセンサーを読みそして温度｛ｃｖｒ
ｔｅｍｐ｝に変換する 試料ブロックのセンサーを読みそして温度｛ｂｌｋｔｅ
ｍｐ｝に変換する。コードのこの部分は、また、温度安
定性電圧参照を読み、そしてこの電圧を計器の較正の間
に決定された参照電圧と比較する。不一致が存在する場
合、エレクトロニクスはドリフトしそして温度センサー
からの読みを相応して調節して、正確な温度の読みを得
る。低パスディジタルフィルターを使用して表示された
試料温度｛ｔｕｂｅｔｅｎｔｈｓ｝または獲得温度を計
算する。 （４９）ｔｕｂｅｔｅｎｔｈｓ＝ＴＴn-1 ＋（ＴＢn −
ＴＴn-1 ）＊Ｔ／ｔａｕ ここで、 ＴＴn-1 ＝最後の試料温度｛ｔｕｂｅｔｅｎｔｈｓ｝、 ＴＢn ＝現在のブロックセンサー温度｛ｂｌｋｔｅｎｔ
ｈｓ｝、 Ｔ＝試料間隔（秒）＝２００ミリ秒、 ｔａｕ＝ｔａｕ ｔｕｂｅ｛ｃｆ ｔａｕ｝−ｔａｕセ
ンサー｛ｃｆ ｔａｕ｝ 方程式（４９）は、上の方程式（６）としてが与えられ
た計算した試料温度を定義する指数のタイラー級数を表
す。試料ブロックより下のフォームのバッキングの温
度、仮想質量として知られている｛ｐｈａｎｔｅｎｔｈ
ｓ｝、を計算する。仮想質量の温度を使用して、仮想質
量を出入りする熱の流れを説明するブロックへ供給され
る電力を調節する。この温度はソフトウェアにおいて実
施される低パルディジタルフィルターを使用して計算さ
れる。 （５０）ｐｈａｎｔｅｎｔｈｓ＝ＴＴn-1 ＋（ＴＢn −
ＴＴn-1 ）＊Ｔ／ｔａｕ ここで、 ＴＴn-1 ＝最後の仮想質量の温度｛ｐｈａｎｔｅｎｔｈ
ｓ｝、 ＴＢn ＝現在のブロックセンサー温度｛ｂｌｋｔｅｎｔ
ｈｓ｝、 Ｔ＝試料間隔（秒）＝２００ミリ秒、 ｔａｕfoam＝フォームブロックのｔａｕ＝３０秒。
【０２５７】試料温度のエラー（試料温度と設定点温度
との間の差）（ａｂｓ ｔｕｂｅ ｅｒｒ）を計算する。 ランプ方向｛ｆａｓｔ ｒａｍｐ｝＝ＵＰ ＲＡＭＰま
たはＤＮ ＲＡＭＰを決定する （試料温度が設定点（ＳＰ）のＥＲＲ内にある）場合、 ＰＩＤは速い転移モードではない。｛ｆａｓｔ ｒａｍ
ｐ｝＝ＯＦＦ ここでＥＲＲ＝「整数バンド」、すなわち、標的または
設定点温度を取り囲む温度の幅。どれだけ多くの熱がバ
イアス冷却チャンネルへ損失されているかを決定する制
御冷却電力｛ｃｏｏｌ ｃｔｒｌ｝を計算する。
【０２５８】現在のランプ冷却電力｛ｃｏｏｌ ｒａｍ
ｐ｝を計算する ｛ｃｏｏｌ ｂｒｋｐｔ｝を計算する。ここで、｛ｃｏ
ｏｌ ｂｒｋｐｔ｝は、ランプを制御冷却に下向きのラ
ンプでいつ転移させるかを決定するために使用する冷却
電力である。それはブロック温度および冷却液温度の関
数である。制御冷却電力｛ｃｏｏｌ ｃｔｒｌ｝および
ランプ冷却電力｛ｃｏｏｌ ｒａｍｐ｝のすべては、Ｃ
ＰＵが下向きの温度のランプを制御するために、すなわ
ち、ランプ冷却のソレノイド作動弁をどれだけ長く開い
て保持するかを計算するために、知らなくてはならない
ファクターである。制御冷却電力は、（定数＋回路）×
ブロックからバイアス冷却チャンネルへの熱的コンダク
タンスに等しい。同様に、ランプ冷却電力は、ブロック
温度と冷却液温度との間の差×ブロックからランプ冷却
コンダクタンスへの熱的コンダクタンスに等しい。冷却
ブレークポイントは、定数×ブロックと冷却液との間の
温度差に等しい。
【０２５９】ブロック温度をその現在の温度から所望の
設定点（ＳＰ）温度へ動かすために必要な加熱または冷
却電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝を計算する。 （５１）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝ＫＰ＊ＣＰ＊〔（ＳＰ−
ＴSAMP）＊｛ｃｆ ｋｄ｝＋Ｔｓ−ＴBLK 〕 ここで、 ＫＰ＝比例ゲイン＝方程式（４６）中のＰ／Ｔ＝好まし
い実施態様においてほぼ１、 ＣＰ＝ブロックの熱的質量、 ＳＰ＝温度の設定点、 ＴSAMP＝試料温度、 ＴBLK ＝ブロック温度、 ｃｆ ｋｄ＝ｔａｕ＊Ｋd ／ｄｅｌｔａ ｔ、ここでｔ
ａｕは方程式（４９）において使用したのと同一のｔａ
ｕであり、そしてＫd は付録Ｃに記載する定数であり、
そしてｄｅｌｔａ ｔは２００ミリ秒の試料期間であ
る。 （試料温度が設定点の｛ｃｆ ｉｂａｎｄ｝内にある）
場合、試料エラーを積分する｛ｉ ｓｕｍ｝ そのほかに （５２）｛ｉ ｓｕｍ＝０｝をクリアする。 整数項電力を計算する。 （５３）整数項＝｛ｉ ｓｕｍ｝＊定数｛ｃｆ ｔｅｒ
ｍ｝ 整数項を電力に加える。 （５４）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＋整
数項 電力を調節して、仮想質量の作用（フォームのバッキン
グ）のための加熱負荷を、まず仮想質量の電力を見いだ
し、次いでそれを電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝に加えること
によって補償する。仮想質量の電力｛ｐｈａｎｔ ｐｗ
ｒ｝を、次の式により計算する： （５５）ｐｈａｎｔ ｐｗｒ＝Ｃ＊（ｂｌｋｔｅｎｈｓ
−ｐｈａｎｔｅｎｔｈｅｓ）／１０ ここで、 Ｃ＝フォームのバッキングの熱的質量（１．０Ｗ／
Ｋ）。 ヒータ電力を調節する ｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＋｛ｐｈａｔ
ｐｗｒ｝試料ブロックからそれを通して流れる冷却液
を有するマニホールドのへりの中への損失を補償する、
マニホールドのヒータにおいて必要な電力を計算する。
システムが下向きのランプである場合、｛ａｕｘ１ ｐ
ｏｗｅｒ｝＝０であることに注意する。マニホールドゾ
ーンの要求される電力を下に記載する： （５７）｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝＝Ｋ１＊（ＴBLK −
ＴAMB ）＋Ｋ２＊（ＴBLK −ＴCOOL）＋Ｋ５＊（ｄＴ／
ｄｔ） ここで、 Ｋ１＝係数｛ｃｆ １ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ２＝係数｛ｃｆ ２ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ５＝係数｛ｃｆ ５ｃｏｅｆｆ｝ ｄＴ／ｄｔ＝ランプ速度 ＴBLK ＝ブロック温度、 ＴAMB ＝周囲温度、 ＴCOOL＝冷却液温度。
【０２６０】試料ブロックのへりから周囲への損失を補
償するであろう、へりヒータにおいて必要な電力｛ａｕ
ｘ２ ｐｏｗｅｒ｝を計算する。下向きランプである場
合、｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝＝０であることに注意す
る。へりゾーンの要求される電力を下に記載する： （５８）｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝＝Ｋ３＊（ＴBLK −
ＴAMB ）＋Ｋ４＊（ＴBLK −ＴCOOL）＋Ｋ６＊（ｄＴ／
ｄｔ） ここで、 Ｋ３＝係数｛ｃｆ ３ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ４＝係数｛ｃｆ ４ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ６＝係数｛ｃｆ ６ｃｏｅｆｆ｝ ｄＴ／ｄｔ＝ランプ速度 ＴBLK ＝ブロック温度、 ＴAMB ＝周囲温度、 ＴCOOL＝冷却液温度。
【０２６１】マニホールド電力｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅ
ｒ｝およびへりヒータ電力｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝の寄
与を消去して、主ヒータおよびクーラにより供給されな
くてはならない合計の電力を得る。 （５９）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｏｗｅｒ｝
−｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝−｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅ
ｒ｝ ランプ冷却を加えるべきかどうかを決定する。｛ｃｏｏ
ｌ ｂｒｋｐｔ｝をランプ冷却から制御冷却へのブレー
クポイントとして使用する。 （ｉｎｔ ｐｗｒ＜ｃｏｏｌ ｂｒｋｐｔおよび下向き
ランプを実施して）設定点温度より非常に高くてランプ
冷却を必要とする場合、ランプ弁をオンにする そのほかにランプ弁をオフにし、そしてバイアス冷却に
依存する この時点において、｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝は合計のヒータ
電力を含有し、そして｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝および
｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝はブロックからへりへの損失
を含有する。補助ヒータへ供給される電力は、２つの成
分から構成される：ａｕｘ ｐｏｗｅｒおよびｉｎｔ
ｐｏｗｅｒ。電力は｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝を主ヒータおよ
び補助ヒータに面積に依存して分配する。
【０２６２】ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ ｉｎｔ ｐｗｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊６６％ ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊２０％＋
ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊１４％＋
ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ 各端ゾーンおよび適当な量の電力をヒータへ送るための
制御ループの繰り返しについて実施すべきトライアック
のためのハーフサイクルの数を計算する。このループは
１／５秒毎に１回実行し、したがって、６０Hzにおいて
１２０／５＝２４ハーフサイクルまたは５０Hzにおいて
１００／５＝２０ハーフサイクルが存在する。ハーフサ
イクルの数は要求される電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝、現在
のライン電圧｛ｌｉｎｅｖｏｌｔｓ｝およびヒータ抵抗
の関数である。正確な必要な電力は各ループに供給され
ないことがあるので、残部を計算して｛ｄｅｌｔａ ｐ
ｏｗｅｒ｝最後のループから含まれるもののトラックを
保持する。 （６０）ｉｎｔ ｐｗｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ＋ｄｅｌｔａ
ｐｏｗｅｒ １／２サイクルの数を計算してトライアックをオンに保
持する。ｉｎｄｅｘはトライアックをオンに保持するた
めのサイクル取り付けられたに等しい。 （６１）ｉｎｄｅｘ＝電力＊主ヒータｏｈｍ＊〔２０ま
たは２４〕／ｌｉｎｅｖｏｌｔｓの平方、ここで方程式
（６１）は各ヒータゾーンについて１回実施し、そして
「電力」は主ヒータについてｉｎｔ ｐｗｒであり、マ
ニホールドのヒータゾーンについてａｕｘ１ ｐｗｒで
あり、そしてへりのヒータゾーンについてａｕｘ２ ｐ
ｗｒである。供給された実際の電力の量を計算する。 （６２）ａｃｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ＝ｌｉｎｅｖｏｌｔ
ｓの平方＊ｉｎｄｅｘ／主ヒータ抵抗 次の時に添加すべき残部を計算する。 （６３）ｄｅｌｔａ ｐｏｗｅｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ−ａ
ｃｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｛ａｕｘ１ ｐｗｒ｝および｛ａｕｘ２ ｐｗｒ｝を方
程式（６０）の中に代入することによって主ヒータにつ
いて記載したのと同一の技術を使用して、へりおよびマ
ニホールドのヒータのための１／２サイクルの数を計算
する。主、マニホールドおよびへりのトライアックを制
御するカウンターの中に計算したカウントを負荷する。
加熱されたカバーのセンサーに気を付ける。加熱された
カバーが１００℃より低いとき、加熱されたカバーのカ
ウンターが５０ワットの電力を供給するように負荷す
る。試料温度に気を付ける。それが５０℃より高い場
合、ＨＯＴ ＬＥＤをオンにしてユーザがそれに触れな
いように警告する。フォエバーループの終わり。キーボードタスク キーボードタスクの目的は、ユーザがキーパッドのキー
をプレスし、キーを現在の状態について有効なキースト
ロークのリストと比較し、有効なキーに関連するコマン
ド機能を実行し、そして新しい状態に変化するために待
つことである。無効なキーストロークはビープで指示さ
れ、そして無視される。このタスクは状態が推進したユ
ーザのインタフェースの心臓である。それは「状態推
進」である。なぜなら、取られる動作はユーザのインタ
フェースの現在の状態に依存するからである。キーボードタスクの擬似コード キーボードタスクの変数を初期化する。
【０２６３】カーソルをオフにする。（導入フラッグが
セットされない）場合、導入プログラムを実行する。メ
ッセージをピッド（ｐｉｄ）タスクに送って加熱された
カバーをオンにする。（ユーザがプログラムを実行して
いる間に電力が故障した）場合、電力がオフになる分数
を計算しそして表示する。
【０２６４】電力故障状態のレコードを履歴ファイルに
書き込む。あるメッセージをシーケンスタスクに送って
４℃のソーキングを開始する。履歴ファイルを概観する
オプションをユーザに与える。（ユーザが履歴ファイル
を概観することを要求する）場合、履歴ファイルのディ
スプレイに行く。
【０２６５】トップレベルのスクリーンを表示する。 フォエバーの命令 このタスクがキーパッドからのハードウェアの割り込み
を待つシステムにメッセージを送る。
【０２６６】この割り込みがレシーブされるまで、スリ
ープ（ｓｌｅｅｐ）に行く。起きたとき、キーをキーパ
ッドから取りそしてデコードする。現在の状態のために
有効なキーのリストを得る。キーを有効なキーと比較す
る。（キーがこの状態に有効である）場合、「動作」お
よびこのキーのための次の状態の情報を獲得する。
【０２６７】この状態のための「動作」（コマンド機
能）を実行する。次の状態に行く。そのほかに無効のキ
ーのためのビーパーをビープする。フォエバーループの
終わり。タイマタスクのオーバービュー タイマタスクの目的は、１／２秒毎にシーケンスおよび
実時間表示タスクをウェイクアップすることである。ク
ロック／カレンダー装置により発生された半分のハード
ウェアの割り込みを受けとる毎に、タイマタスクはシス
テム（ＣＲＥＴＩＮ）に要求してそれをウェイクする。
次いで、タイマタスクは引き続いて２ウェイクアップメ
ッセージを、それぞれ、シーケンスタスクにおよび実時
間ディスプレイに送る。この中間のタスクは必要であ
る。なぜなら、ＣＲＥＴＩＮは割り込み当たり１タスク
のみをサービスし、こうしてより高いプライオリティタ
スク（シーケンスタスク）のみを実行するからである。タイマタスクの擬似コード フェエバーの命令 クロック／カレンダー装置からハードウェアの割り込み
のために待つメッセージをシステムに送る。
【０２６８】この割り込みをレシーブするまでスリープ
する。アウェイク（ａｗａｋｅ）したとき、メッセージ
をシーケンスおよび実時間ディスプレイタスクに送る。
フォエバーループを終わる。シーケンスタスクのオーバービュー シーケンスタスクの目的は、ユーザが定めたプログラム
の内容を実行する。それはランプおよび保持セグメント
から成る、サイクル中の各設定点を通して順次にステッ
プし、そして設定点の温度のメッセージをピッドタスク
に送り、ピッドタスクは引き続いて試料ブロックの温度
を制御する。各セグメントの終わりにおいて、それは実
時間ディスプレイタスクにディスプレイをスイッチする
メッセージおよびセグメントのルーチンの情報をプリン
トするメッセージをプリンタタスクを送る。ユーザはキ
ーパッド上のＰＡＵＳＥキーを押して実行しているプロ
グラムをポーズし、次いでＳＴＡＲＴキーを押してプロ
グラムを再開する。ユーザはＳＴＯＰキーを押してプロ
グラムを早期にアボートすることができる。このタスク
は、タイマタスクによりアウェイクされるとき、１／２
秒毎に実行する。シーケンスタスクの擬似コード フォエバーの命令 シーケンスタスクの変数を初期化する。
【０２６９】ユーザがＳＴＡＲＴキーを押すか、あるい
はメニューから選択したキーボードからのメッセージ、
あるいはある方法における次のプログラムが実行のため
に準備されたリンクタスクからのメッセージを待つ。こ
のメッセージがレシーブさるまでスリープする。アウェ
イクしたとき、アナログ回路におけるドリフトを説明す
るＡＤＣ較正の読みを更新する。
【０２７０】（４℃の電力故障のソークシーケンスを開
始しない）場合、ＰＥタイトルライシ、システム時間お
よび日付、プログラム構成パラメータ、プログラムの型
およびその数をプリントするメッセージをプリンタへ送
る。（ＨＯＬＤプログラムを開始する）場合、｛ｈｏｌ
ｄ ｔｐ｝に保持する温度を得る。
【０２７１】｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝の間保持する秒数
を得る。（３℃より大きくランピングダウンしそして
｛ｈｏｌｄ ｔｐ｝＞４５℃）である場合、中間の設定
点を配置する。最後の設定点｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝を
配置する。（保持時間｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝をカウン
トダウンする）間、タイマタスクからの１／２秒のウェ
イクアップメッセージを待つ。
【０２７２】ブロックセンサーを開いていることまたは
ショートについてチェックする。（キーボードタスクが
ＰＡＵＳＥキーを検出した）場合、現在の試料温度の設
定点を配置する。ポーズタスクをウェイクアップするメ
ッセージを送る。ポーズタスクによりアウェイクされる
まで、スリープする。
【０２７３】（中間の設定点が配置された）場合、最終
の設定点を配置する。（設定点温度が周囲温度より下で
ありそして４分より長い間存在する）場合、加熱された
カバーをオフにすることをピッドタスクに伝えるフラッ
グをセットする。１／２秒の保持時間のカウンター｛ｓ
ｔｏｒｅ ｔｉｍｅ｝を増加する。
【０２７４】中間の設定点に到達する前に保持時間が経
過した場合、最後の設定点を再び配置する−これは正し
い設定点が履歴ファイルに書き込まれることを保証す
る。データレコードを履歴ファイルに書き込む。ＨＯＬ
Ｄ情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに送
る。ＨＯＬＤプログラムの終わりそのほかに（ＣＹＣＬ
Ｅプログラムを開始する）場合、計器のランプ時間およ
びユーザがプログラミングしたランプおよび保持時間を
考慮して、サイクルにおいて合計の秒数｛ｓｅｃ ｉｎ
ｒｕｎ｝を加える。
【０２７５】サイクルにおける秒数をプログラム中のサ
イクル数｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝を掛けることによって、プ
ログラム中の合計の秒数を得る。合計の｛ｓｅｃ ｉｎ
ｒｕｎ｝＝｛ｓｅｃ ｉｎ ｒｕｎ｝／サイクル＊
｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝。（サイクル｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝の
数をカウントダウンする）間、設定点の数｛ｎｕｍ ｓ
ｅｇ｝をカウントダウンする）間、ランプ時間｛ｒａｍ
ｐ ｔｉｍｅ｝を得る。
【０２７６】最終の設定点温度｛ｔ ｆｉｎａｌ｝を得
る。保持時間｛ｌｏｃａｌ ｔｉｍｅ｝を得る。ランプ
セグメントの情報を表示するメッセージを実時間ディス
プレイタスクに送る。（ユーザがランプ時間をプログラ
ミングした）場合、プログラミングしたランプ時間と実
際のランプ時間との間のエラー｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝を
次のようにして計算する。この方程式は実験データに基
づく。 ｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝＝ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ
＊１５＋０．５（アップランプ） ｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝＝ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ
＊６＋１．０（ダウンランプ） ここで、 ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ＝（ａｂｓ（Ｔf −
Ｔc ）−１）／｛ｒａｍｐ ｔｉｍｅ｝ Ｔf ＝設定点温度｛ｔ ｆｉｎａｌ｝、 Ｔc ＝現在のブロック温度｛ｂｌｋｔｅｍｐ｝、 ａｂｓ＝式の絶対値。 注：「−１」は設定点の１℃以内でクロックが開始する
ので存在する。 新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝古い｛ｒａｍｐ ｔｉｍ
ｅ｝−｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝ （新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＞古い｛ｒａｍｐ ｔｉｍ
ｅ｝）である場合、新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝古い
｛ｒａｍｐ ｔｉｍｅ｝ そのほかに 新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝０。 （試料時間がユーザの構成した設定点のｔｉｍｅ｛ｃｆ
ｄｅｖ｝内にない）間、タイマタスクからの１／２秒
のウェイクアップを待つ。
【０２７７】新しいランプ設定点を毎秒配置する。その
ほかに（３℃より大きいランピングダウンおよび｛ｔ
ｆｉｎａｌ｝＞４５℃）の場合、中間の設定点を配置す
る。（試料温度がユーザが構成した設定点のｔｉｍｅ
｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、１／２秒のウ
ェイクアップを待つ。
【０２７８】１／２秒のランプ時間のカウンターを増加
する。ブロックセンサーをオープンまたはショートをチ
ェックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥキーを
検出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置する。
ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを送る。
【０２７９】ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。最終
の設定点を配置する。（試料温度がユーザが構成した設
定点のｔｉｍｅ｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）
間、１／２秒のウェイクアップを待つ。
【０２８０】１／２秒のランプ時間のカウンターを増加
する。ブロックセンサーをオープンまたはショートをチ
ェックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥキーを
検出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置する。
ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを送る。
【０２８１】ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。ラン
プの情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに
送る。ランプセグメントの信号の終わりに対してビーパ
ーをビープする。ランプセグメントの情報を表示するメ
ッセージを実時間ディスプレイタスクに送る。
【０２８２】（保持時間をカウントダウンする）間、タ
イマタスクからの１／２秒のウェイクアップメッセージ
を待つ。１／２秒のランプ時間のカウンターを増加す
る。ブロックセンサーをオープンまたはショートをチェ
ックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥキーを検
出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置する。
【０２８３】ポーズタスクをウェイクアップするメッセ
ージを送る。ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。デー
タのレコードを履歴ファイルに書き込む。保持の情報を
プリントするメッセージをプリンタタスクに送る。
【０２８４】（最終の設定点温度がユーザの構成可能な
｛ｃｆ ｔｅｍｐ ｄｅｖ｝より大きい）場合、エラー
のレコードを履歴ファイルに書き込む。プログラム可能
なポーズをチェックする。次のセグメントに行く。サイ
クルのメッセージの終わりをプリントするメッセージを
プリンタタスクに送る。
【０２８５】次のサイクルに行く。ＣＹＣＬＥのプログ
ラムの終わり。そのほかに（ＡＵＴＯ−ＣＹＣＬＥプロ
グラムを開始する）場合、増分のランプ時間とプログラ
ム可能な量の各サイクルにより自動的に増加または減少
することができるユーザがプログラミングした保持時間
とを考慮して、各プログラム｛ｓｅｃｓ ｉｎ ｒｕ
ｎ｝の中に合計の数を加える。
【０２８６】（サイクルの数｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝をカウ
ントダウンする）間、最終の設定点温度｛ｔ ｆｉｎａ
ｌ｝を得る。保持時間｛ｔｉｍｅ ｈｏｌｄ｝を得る。
ユーザが設定点温度および／または保持時間の自動的増
加または減少をプログラミングしたかどうかをチェック
し、そしてそれに応じてそれらを調節する。
【０２８７】温度の自動的増加または減少が設定点を０
℃以下または９９．９℃以上にする）場合、エラーのレ
コードを履歴ファイルに書き込む。設定点は０℃または
９９．９℃でキャップ（ｃａｐ）される。ランプセグメ
ントの情報を表示するメッセージを実時間ディスプレイ
タスクに送る。
【０２８８】（３℃より大きいランピングダウンおよび
｛ｔ ｆｉｎａｌ｝＞４５℃）の場合、中間の設定点を
配置する。（試料温度がユーザが構成した設定点のｔｅ
ｍｐ｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、１／２秒
のウェイクアップを待つ。１／２秒のランプ時間のカウ
ンターを増加する。
【０２８９】ブロックセンサーをオープンまたはショー
トをチェックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥ
キーを検出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置
する。ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを
送る。ポーズタスクによりアウェイクされるまで、スリ
ープする。
【０２９０】ポーズ前の設定点を配置する。最終の設定
点を配置する。（試料温度がユーザが構成した設定点の
ｔｅｍｐ｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、１／
２秒のウェイクアップを待つ。１／２秒のランプ時間の
カウンターを増加する。
【０２９１】ブロックセンサーをオープンまたはショー
トをチェックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥ
キーを検出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置
する。ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを
送る。ポーズタスクによりアウェイクされるまで、スリ
ープする。
【０２９２】ポーズ前の設定点を配置する。ランプの情
報をプリントするメッセージをプリンタタスクに送る。
ランプセグメントの信号の終わりに対してビーパーをビ
ープする。ランプセグメントの情報を表示するメッセー
ジを実時間ディスプレイタスクに送る。
【０２９３】（保持時間をカウントダウンする）間、タ
イマタスクからの１／２秒のウェイクアップメッセージ
を待つ。１／２秒のランプ時間のカウンターを増加す
る。ブロックセンサーをオープンまたはショートをチェ
ックする。（キーボードのタスクがＰＡＵＳＥキーを検
出した）場合、現在の試料時間の設定点を配置する。
【０２９４】ポーズタスクをウェイクアップするメッセ
ージを送る。ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。デー
タのレコードを履歴ファイルに書き込む。保持の情報を
プリントするメッセージをプリンタタスクに送る。
【０２９５】（最終の設定点温度がユーザの構成可能な
｛ｃｆ ｔｅｍｐ ｄｅｖ｝より大きい）場合、エラー
のレコードを履歴ファイルに書き込む。プログラム可能
なポーズをチェックする。次のセグメントに行く。サイ
クルのメッセージの終わりをプリントするメッセージを
プリンタタスクに送る。
【０２９６】次のサイクルに行く。ＡＵＴＯ−ＣＹＣＬ
Ｅのプログラムの終わり。そのほかに（ＰＯＷＥＲ Ｆ
ＡＩＬＵＲＥを開始する）場合、４℃の設定点を配置す
る。
【０２９７】ピッドタスクが加熱されたカバーをシャッ
トオフするように、フラッグ｛ｓｕｂａｍｂ ｈｏｌ
ｄ｝をセットする。フォエバーを命令する。タイマタス
クからの１／２秒のウェイクアップメッセージを待つ。
１／２秒の保持時間を増加する。フォエバーループを終
わる。電力故障の終わり。履歴ファイルに実行終わりの
状態のレコードを書き込む。
【０２９８】（方法を実行している）場合、リンクタス
クが次のプログラムの実行を開始するメッセージをシー
ケンスタスクを送ることを知るように、フラッグ｛ｗｅ
ｉｒｅｄ ｆｌａｇ｝をセットするそのほかにユーザの
インタフェースをアイドル状態の表示に戻す。フォエバ
ーループの終わり。ポーズタスクのオーバービュー ボーズタスクの目的は、ユーザがＣＹＣＬＥプログラム
の中にプログラミングするポーズあるいはユーザがキー
パッド上のＰＡＵＳＥキーを押すときのポーズを取り扱
うことである。
【０２９９】ＣＹＣＬＥプログラムを実行する間シーケ
ンスがプログラミングしたタスクに直面するとき、ポー
ズタスクは、引き続いて、ユーザがポーズするように要
求した時間の減少を連続的に表示するメッセージを実時
間ディスプレイタスクに送る。ポーズの時間を計ると
き、ポーズタスクはシーケンスタスクをアウェイクし、
次いでスリーブするメッセージを送る。ユーザはキーパ
ッド上のＳＴＡＲＴキーを押すことによってプログラム
を早期に再開することができるが、あるいはＳＴＯＰキ
ーを押すことによってプログラムをアボートすることが
できる。
【０３００】プログラムが実行されている間キーボード
タスクがＰＡＵＳＥキーを検出したとき、それはフラッ
グ｛ｐａｕｓｅ ｆｌａｇ｝をセットし、次いでシーケ
ンスタスクがそれを肯定するのを待つ。シーケンスタス
クはこのフラッグのセットを見るとき、それは肯定応答
メッセージをキーボードタスクに送り、次いでそれ自体
スリープする。キーボードタスクがこのメッセージを受
けとるとき、それはポーズタスクをアウェイクする。ポ
ーズタスクは連続的にディスプレイしかつプログラムが
ポーズする時間の量を増加するメッセージを実時間ディ
スプレイタスクに送る。タイマは、構成のセクションに
おいてユーザがセットしたポーズ時間の限界に到達する
ときをタイムアウトする。ユーザは、キーパッド上のＳ
ＴＡＲＴキーを押すことによってプログラムを再開する
か、あるいはスパイクを押すことによってプログラムを
アボートすることができる。ボーズタスクの擬似コード フォエバーを命令する キーパッドのポーズを示すキーボードタスクからのメッ
セージ、あるいはユーザのプログラミングしたポーズを
示すシーケンスからのメッセージを待つ。
【０３０１】メッセージが受けとられるまでスリープす
る。アウェイクしたとき、示したポーズの型についての
フラッグをチェックする。（それがプログラミングした
ポーズである）場合、タイマがカウントアップするポー
ズを表示するメッセージを実時間ディスプレイタスクに
送る。そのほかにタイマがカウントダウンするポーズを
表示するメッセージを実時間ディスプレイタスクに送
る。（タイムアウトカウンターをカウントダウンする）
間、このタスクを１／２秒間持続するメッセージをシス
テムに送る。ポーズの情報をプリンタタスクに送る。
（それはプログラミングしたポーズである）場合、ポー
ズはタイムアウトされているので、シーケンスタスクを
ウェイクアップするメッセージを送る。
【０３０２】ポーズの表示を中止するメッセージを実時
間ディスプレイタスクに送る。実行するプログラムの表
示を再開するメッセージを実時間ディスプレイタスクに
送る。そのほかに（それがキーパッドのポーズである）
場合、ポーズはタイムアウトされており、そしてプログ
ラムはアボートされなくてはならないので、シーケンス
タスクを中止するメッセージをシステムに送りそしてそ
れをそのＦＯＥＶＥＲループのトップに送り戻さなくて
はならない。
【０３０３】（プログラムの実行がＨＯＬＤプログラム
であった）場合、保持情報をプリントするメッセージを
プリンタタスクに送る。状態のレコードを履歴ファイル
に書き込む。ユーザのインタフェースをそのアイドル状
態に戻す。アボートのメッセージを表示する。フォエバ
ーのループの終わり。ディスプレイタスクのオーバービュー 実時間ディスプレイタスクの目的は、温度、タイマ、セ
ンサーの読み、ＡＤＣチャンネルの読み、および１／２
秒毎に更新することが必要である他のパラメーターを表
示することである。ディスプレイタスクの擬似コード ：ディスプレイタスク
の変数を初期化する。 フォエバーを命令する １／２秒毎にタイマタクスからのメッセージを待つ。
【０３０４】メッセージが受けとられるまでスリープす
る。アウェイクしたとき、他のタスクがディスプレイの
パラメーターのリストまたは現在の更新を中止するフラ
ッグを送ったかどうかをチェックする。１／２秒のフラ
ッグ｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝をトグルする。（ディスプレ
イのパラメーターのリストが存在する）場合、誰もがデ
ィスプレイを更新しないように信号をセットする。
【０３０５】カーソルをオフにする。（パラメーターの
リストを通してステップする）間、（それが時間のパラ
メーターである）場合、時間をディスプレイする。（１
／２秒のフラッグ｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝がセットされ
る）場合、時間変数を増加または減少する。
【０３０６】そのほかに（それが小数である）場合、小
数を表示する。（それが整数である）場合、整数を表示
する。そのほかに（それがＡＤＣチャンネルのリードア
ウトである）場合、ＡＤＣチャンネルからのカウントを
読む。
【０３０７】（それをmVとし表示することが必要であ
る）場合、カウントをmVに変換する。その値を表示す
る。そのほかに（それが電力のディスプレイである）場
合、電力をワットで表示する。
【０３０８】そのほかに（それが残った時間のパラメー
ターである）場合、秒を時間の１／１０に変換する。残
った時間を１／１０時間で表示する。（１／２秒のフラ
ッグ｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝をセットする）場合、秒の変
数を減少する。
【０３０９】（カーソルがオンであった）場合、それを
オンにし戻す。現在のシステム時間をバッテリーＲＡＭ
に記憶する。信号をクリアしてディスプレイを解放す
る。フォエバーのループの終わり。プリンタタスクのオーバービュー プリンタの目的は、実行時間を取り扱うことである。そ
れは低いプライオリティのタスクであり、そして他の時
間のクリティカルタスクを干渉しない。プリンタタスクの擬似コード フォエバーの命令 プリントを望むメッセージを他のタスクから待つ。
【０３１０】メッセージを受けとるまでスリープする。
アウェイクしたとき、広域変数の局所的比例定数をプリ
ントする。プリンタの肯定メッセージを配置する。（状
態またはエラーのメッセージをプリントすることが必要
である）場合、現在の履歴レコードの中に含まれている
情報をプリントする。
【０３１１】そのほかに（ページヘッダをプリントする
ことが必要である）場合、プログラムの型およびその数
をプリントする。そのほかに（プログラムの構成パラメ
ーターをプリントすることが必要である）場合、クロッ
クを開始する設定点からの管の型、反応値および試料温
度の誘導をプリントする。
【０３１２】そのほかに（サイクルの情報の終わりをプ
リントすることが必要である）場合、終わりの時間およ
び温度をプリントする。そのほかに（セグメントの情報
をプリントすることが必要である）場合、ランプおよび
保持セグメントの場合をプリントする。
【０３１３】そのほかに（ポーズの状態のメッセージを
プリントすることが必要である）場合、ポーズした時間
および温度をプリントする。フォエバーのループの終わ
り。ＬＥＤタスクのオーバービュー ＬＥＤタスクの目的は、「加熱」ＬＥＤの照明が主ヒー
タに加えた電力を反映するようにさせることである。こ
れは毎秒１回実行する低いプライオリティが存在する。ＬＥＤタスクの擬似コード ：ＬＥＤタスクの変数を初期
化する。 フォエバーの命令 このタスクを毎秒をウェイクするメッセージをシステム
に送る。
【０３１４】スリープする。アウェイクしたとき、次の
ようにして主ヒータに加えた電力を反映する値をＰＩＣ
タイマＡのカウンター２に負荷する： カウンターに値＝｛Ｋ ｈｔｌｅｄ｝＊｛ｈｔ ｌｅ
ｄ｝を負荷する ここで、｛Ｋ ｈｔｌｅｄ｝は加熱ＬＥＤをパルスする
時間を計算するための定数であり、そして１５２００／
５００に等しい。１５２００は１４．４KHz のＰＩＣの
クロックよりわずかに大きく、そしてこれはＬＥＤを絶
えずオンに保持するためにタイマに負荷する値である。
５００は主ヒータの電力である。
【０３１５】｛ｈｔ ｌｅｄ｝は０〜５００の値であ
り、そして主ヒータに加えたワットに等しくなる。 フォエバーのループの終わりリンクタスクのオーバービュー リンクタスクの目的は、キュパッド上のＳＴＡＲＴキー
を押すユーザをシミュレーションすることである。ユー
ザの介在なしに１つずつ（方法におけるように）プログ
ラムを実行できるように、このタスクは必要である。リ
ンクタスクはシーケンスタスクをウェイクアップし、そ
してＳＴＡＲＴキーが押されたように、それは次のプロ
グラムを実行を開始する。リンクタスクの擬似コード ：リンクタスクの変数を初期
化する。 フォエバーの命令 （フラッグ｛ｗｅｉｒｄ ｆｌａｇ｝はセットであり、
そしてそれがその方法における第１ファイルではない）
場合、ウェイクアップのメッセージをシーケンスタスク
に送る。フォエバーのループの終わり。スタートアップシーケンス パワーアップシーケンス 計器への電力がオンにされるか、あるいはソフトウェア
がＲＥＳＥＴを命令するとき、次のシーケンスが起こ
る。注：以下の数はフローチャート上の数である（図５
４〜図５７参照）。
【０３１６】１．ＲＳ−２３２プリンタポートの中から
外にＣｔｒｌ−Ｇ（１０進法の７）の文字を転送する。
ＲＳ−２３２ポートを少なくとも１秒間ポーリングしそ
してＣｔｒｌ−Ｇがレシーブされる場合、外部のコンピ
ュータをポートに取り付け、そしてパワーアップシーケ
ンスの間のすべてのコミュニケーションをキーパッドか
らＲＳ−２３２ポートに再び向けると仮定する。Ｃｔｒ
ｌ−Ｇがレシーブされない場合、パワーアップシーケン
スは正常として連続する。
【０３１７】２．ＭＯＲＥキーが押されたかどうかをチ
ェックする。押された場合、サービスオンリーのハード
ウェアの診断に行く。 ３．次の３テストはオーディオ／ビジュアルチェックで
あり、そしてエラーをレポートすることができない：
１）ビーパーはビープする、２）キーボード上の熱い、
冷却、および加熱ＬＥＤはフラッシする、３）ディスプ
レイの各絵素は輝く。著者権および計器のＩＤスクリー
ンは、パワーアップ診断の実行として表示される。
【０３１８】４．パワーアップ診断の１つにおいてエラ
ーが起こると、破壊した成分の名前は表示され、そして
サービスオンリーのハードウェアの診断へのアクセスを
獲得するコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、キーパ
ッドはロックされる。 ５．ＰＰＩ−Ｂのチャンネル０をチェックして、自動化
テストビットを低く引かれるかどうかを見る。そうであ
る場合、ＵＡＲＴテストを実行する。テストがパスする
場合、ビープを連続的にビープする。
【０３１９】６．ＣＲＥＴＩＮオペレーションシステム
をスタートし、このシステムは引き続いてプライオリテ
ィレベルにより各タスクをスタートする。 ７．バッテリーＲＡＭ中のフラッグをチェックして、計
器が較正されたかどうかを見る。そうでない場合、エラ
ーメッセージを表示し、そしてサービスオンリーの較正
テストへのアクセスを獲得するコード「ＭＯＲＥ９９
９」を除外して、キーパッドをロックする。
【０３２０】８．電圧およびラインの周波数を測定する
テストを実行し、そして計器を較正している間選択した
構成プラグと両者のこれらの値が合致するかどうかを見
る。合致しない場合、エラーメッセージを表示し、そし
てサービスオンリーの構成テストへのアクセスを獲得す
るコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、キーパッドを
ロックする。
【０３２１】９．導入セクションにおいて記載したよう
にヒータピングテストを実施する。ヒータは誤って配線
されている場合、エラーメッセージを表示し、そしてサ
ービスオンリーの較正テストへのアクセスを獲得するコ
ード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、キーパッドをロッ
クする。 １０．バッテリーＲＡＭ中のフラッグをチェックして、
計器が導入されたかどうかを見る。そうでない場合、エ
ラーメッセージを表示し、そして導入ルーチンへのアク
セスを獲得するコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、
キーパッドをロックする。
【０３２２】１１．遠隔モードでない場合、バッテリー
ＲＡＭ中のフラッグをチェックして、計器が実行されて
いる間に電力の故障が存在したかどうかを見る。そうで
ある場合、４℃のソークを開始しそして電力がオフにな
っていた時間の量を表示する。電力が消耗したとき、ど
れだけ長く実行されたかを正確に告げる履歴ファイルを
見たいかどうかをユーザに要求する。ユーザがｙｅｓを
選択する場合、ユーザの診断に直接行く。
【０３２３】１２．ビーパーをビープし、そして遠隔モ
ードフラッグをクリアし、こうしてすべてのコミュニケ
ーションはここでキーパッドを通して戻される。 １３．バッテリーＲＡＭをチェックして、自動的に開始
されたテストプログラムを製作が欲するかどうかをみ
る。そうである場合、プログラムの実行を開始し、そし
てそれが実施されたのち計器をリセットする。
【０３２４】１４．トップレベルのユーザのインタフェ
ースのスクリーンをディスプレイする。 図５１を参照すると、商標ＭＡＸＩＡＭＰで市販されて
いる大きい体積の薄い壁の反応管の断面図である。この
管ＰＣＲ反応に有用であり、ここで合計の体積を２００
μｌより大きくする反応混合物に、試薬または他の物質
を添加することが必要である。図５１に示されているよ
り大きい管は、Ｈｉｍｏｎｔ ＰＤポリプロピレンまた
はＶａｌｔｅｃ ＨＨ−４４４ポリプロピレンから作ら
れており、そして試料ブロックと接触する薄い壁を有す
る。選択した材料は何であっても、ＤＮＡおよびＰＣＲ
反応混合物の他の成分と適合性であって、例えば、標的
ＤＮＡを壁に粘着させることによって処理するＰＣＲ反
応を障害せずそして複製しないようにする。ガラスは一
般にすぐれた選択物ではない。なぜなら、ＤＮＡはガラ
ス管の壁に粘着することが知られているからである。図
５１中の寸法Ａは典型的には０．０１２±０．００１イ
ンチ（０．３０±０．０３mm）であり、そして管の縦軸
に関する壁の角度は典型的には１７°である。１７°壁
の角度の利点は、下向きの力が試料ブロックとすぐれた
熱的接触し、管は試料ウェル中で閉塞しないということ
である。薄い壁の利点は、それが試料ブロックの温度変
化と反応混合物の温度の対応する変化との間の遅延を最
小にすることである。これが意味するように、ユーザが
変性セグメントにおいて反応混合物を９４℃の１℃内に
５秒間止まらせ、そしてこれらのパラメーターでプログ
ラミングしようとする場合ユーザは５秒の変性間隔を獲
得し、ここで時間遅れはより厚い壁をもつ普通の管を使
用する場合より少ない。短いソーク間隔、例えば、５秒
のソーク間隔をプログラミングし、そして正確にプログ
ラミングした時間の間プログラミングした温度における
ソークを獲得することができるという、この実施の特性
は、計算した試料温度を使用してタイマを制御すること
によって可能である。ここに記載するシステムにおい
て、計算した試料温度がプログラミングしたソーク温度
に到達するまで、インキュベーションまたはソークの間
隔を時間決定するタイマはスタートしない。
【０３２５】さらに、薄い壁の試料管を使用するとき、
試料混合物が標的温度の１℃内にするのに、この試料管
は先行技術のマイクロ遠心器と比較して、約１／２〜２
／３の時間を要するのみであり、そしてこれは図５１に
示す背の高いＭＡＸＩＡＭＰ登録商標管および図１５に
示すそれより小さい薄い壁のＭＩＣＲＯＡＭＰ登録商標
管の両者では真実である。
【０３２６】ＭＡＸＩＡＭＰ管およびＭＩＣＲＯＡＭＰ
の壁厚さは、適切な構造の強さと一致するできるだけ薄
いように製作プロセスにおいて緊密に制御される。典型
的な、ポリプロピレンについて、これはどこでも０．０
０９〜０．０１２インチ（０．２３〜０．３０mm）であ
る。新しい場合、ポリプロピレンより強いよりエキゾチ
ックな材料を使用してＰＣＲ反応速度を大きくするとい
う利点を達成し、適切な強さが維持されてすぐれた熱的
接続を保証する下向きの力および通常の使用の他のスト
レスに耐える限り、壁厚さはなお薄くあることができ
る。１．１２インチ（２８．４mm）の高さ（図５１にお
いて寸法Ｂ）および０．７８０インチ（１９．８mm）の
寸法Ｃおよび０．３９５インチ（１０．０mm）の上の区
画の壁厚さ（Ｄの寸法）では、ＭＡＸＩＡＭＰ管の時間
定数はほぼ１４秒であるが、これは充填時間のように正
確に測定されなかった。図１５に示すより短い管のため
のＭＩＣＲＯＡＭＰ管の時間定数は、典型的には、０．
００９インチ±０．００１インチ（０．２３±０．０３
mm）の円錐形区画における管壁厚さで、ほぼ９．５秒で
ある。
【０３２７】図５２はより薄い壁のＭＩＣＲＯＡＭＰ管
の使用の結果を示す。標的温度の同様な速度増加の達成
は薄い壁のＭＡＸＩＡＭＰ管の使用から生ずるであろ
う。図５２を参照すると、ＭＩＣＲＯＡＭＰ管中の計算
した試料温度についての相対的インキュベーション温度
対７２℃の出発温度から９４℃の標的変性温度の１℃内
の温度に到達するための先行技術管についての時間のグ
ラフが示されている。図５２において、１００μｌの試
料が各管の中に存在した。開いた箱によりマークされた
データ点をもつ曲線は、９．５秒の応答時間および０．
００９インチ（０．２３mm）の壁厚さをもつＭＩＣＲＯ
ＡＭＰ管についての計算した試料温度応答である。×に
よりマークされたデータ点をもつ曲線は、先行技術の
０．０３０インチ（０．７６mm）の壁厚さをもつ厚い壁
のマイクロ遠心器管中の１００μｌの試料について計算
した試料温度を表す。このグラフが示すように、薄い壁
のＭＩＣＲＯＡＭＰ管はほぼ３６秒以内で９４℃の標的
ソーク温度の１℃内の計算した温度に到達するが、先行
技術管は約７３秒を要する。これは重要である。なぜな
ら、ソーク温度に実質的に到達するまで、タイマをスタ
ートさせない計器において、先行技術の管は、ことに各
ＰＣＲサイクルが少なくとも２つのランプおよびソーク
を有し、そして一般に実施する非常に多数のサイクルが
存在するという事実に照らして考慮したとき、全体のプ
ロセシング時間を実質的に増加することがあるからであ
る。実際の試料温度に無関係にブロック／浴／炉温度に
基づいてそれらの時間をスタートするシステムにおい
て、ブロック／浴／炉温度の変化と試料混合物の温度変
化との間のこれらの長い遅延は重大なマイナスの結果を
有することがある。問題は、長い遅延を反応混合物がソ
ークのためにプログラミングした温度に実際にある時間
にカットできることである。最近のＰＣＲプロセスにお
いて普通であるように非常に短いソークについて、加熱
／冷却システムをスタートして反応混合物の温度を変化
させようとする前に、反応混合物はプログラミングした
ソーク温度に決して到達することができない。
【０３２８】図５１は、プラスチックウェブ６２５によ
りＭＡＣＩＡＭＰ試料管に接続されたポリプロピレンの
キャップを示す。キャップの外径Ｅおよび管の上の区画
の内径は０．００２インチ（０．０５mm）および０．０
０５インチ（０．１３mm）の間の締り嵌めのための大き
さである。管の内側表面６５４は、ばり、切り目および
引っ掻き傷が存在せず、こうしてキャップとの緊密なシ
ールを形成できるようにすべきである。
【０３２９】図５３は、管６５１、キャップ６５０およ
びウェブ６５２の平面図を示す。肩６５６はキャップが
管の中に深く押し込まれるのを防止し、そして加熱され
た定盤と接触させるための試料管の上部へりより上のキ
ャップ十分な突起を可能とする。これは、また、十分な
管の変形を可能とし、こうして図１５における最小の許
容されうる力Ｆはキャップの変形により加えることがで
きる。
【０３３０】好ましい実施態様において、管およびキャ
ップは、１５分までの間１２６℃までの温度でオートク
レーブ処理可能であるＨｉｍｏｎｔ ＰＤ７０１ポリプ
ロピレンから作られる。これにより、この使い捨て管を
使用前に滅菌することができる。キャップは加熱された
定盤をもつ機械の中の使用のとき永久的に変形するの
で、管はただ１回の使用のために設計される。
【０３３１】ＭＩＣＲＯＡＭＰ管のためのキャップは８
または１２キャップの接続へりストリップで入手可能で
あり、各キャップは番号を付されているか、あるいは個
々のキャップに分割されている。キャップの単一の列を
使用することができそして列は必要に応じた小さい数に
容易に短くすることができるか、あるいは個々のキャッ
プをストリップから切り取ることができる。ＭＡＸＩＡ
ＭＰ管のためのキャップは図５に示されているように取
り付けられるか、あるいは分離された個々のキャップで
ある。
【０３３２】ＭＩＣＲＯＡＭＰ管上の混合を可能とする
ポス−ＰＣＲ試薬の添加のための最小体積は、ＭＡＸＩ
ＡＭＰ管について５００μｌまでである。温度の限界は
−７０℃〜１２６℃である。応答時間は試料の値に依存
する。ブロックが急激に温度を変化させたとき、応答は
新しい温度の３７％以内に試料がなる時間として測定さ
れる。典型的な応答時間は、５０μｌの充填について
７．０秒であり、そして２０μｌの充填について５．０
秒である。付録Ａ ユーザのインタフェース ユーザのインタフェースのＧｅｎｅＡｍｐのＰＣＲシス
テム９６００の目的は、ＰＣＲを実施するプログラムを
開発しそして実行することである。
【０３３３】入手可能な３つの型のプログラムが存在す
る。ＨＯＬＤプログラムは、セットした量の時間につい
て保持されるか、あるいは無限量の時間について保持さ
れそしてＳＴＯＰキーにより停止される単一の設定点か
ら成る。ＣＹＣＬＥプログラムは時間決定したランプお
よびプログラム可能なポーズの特徴を添加する。これは
プログラムは９までの設定点および９９までのサイクル
を可能とする。ＡＹＴＯプログラムにより、ユーザは設
定点の時間および／または温度をサイクル毎に固定した
量で増加または減少することができる。このプログラム
は、また、９までの設定点および９９までのサイクルを
可能とする。ＭＥＴＨＯＤプログラムは、１７の保持、
サイクルまたはオートプログラムを一緒にリンクする方
法を提供する。
【０３３４】合計１５０のプログラムを１〜１５０の範
囲の数で記憶することができる。プログラムをつくり、
記憶し、保護し、プリントし、または消去することがで
きる。記憶されたプログラムのディレクトリを見るか、
あるいはプリントすることができる。
【０３３５】
【表１】 ＲＵＮ：プログラムのディスプレイからプログラムの実
行をスタートか、あるいはプログラミングしたまたはキ
ーパッドのｐｕｓを再スタートする。 ＭＯＲＥ：ランタイムのディスプレイをトグルしそし
て、また、サービスオンリーファンクッションをアクセ
スする（コード９９９による場合）。
【０３３６】ＢＡＣＫ：同一のスクリーン内の前のフィ
ールドに動かす。現在第１フィールドに位置している場
合、それは前のスクリーンに動く。 ＳＴＥＰ：次のスクリーン中の第１フィールドに下に動
く。 ＰＡＵＳＥ：マニュアル割り込みのためにポーズしたタ
イムアウトをスタートする。
【０３３７】ＯＰＴＩＯＮ：メニューの項目を通してカ
ーソルを左右に動かし（一番左のオプションへローリン
グオーバーする）か、あるいはＹＥＳ／ＮＯの応答をト
グルする。 ＳＴＯＰ：実行しているプログラムをアボートするか、
あるいはユーザのインタフェースにおいて１レベル上に
動かす。
【０３３８】ＣＥ：無効の入力をクリアする。 ＥＮＴＥＲ：現在の数の入力を受け取り、メニューの項
目を受け取り、ＹＥＳ／ＮＯの応答を受け取るか、ある
いはディスプレイの次のフィールドにスキップする。数
の入力がディスプレイの最後である場合、ＥＮＴＥＲは
次のディスプレイにステップする。
【０３３９】普通のシステム９６００のディスプレイ
【０３４０】
【表２】 Ｐｒｏｇ ＨＯＬＤ，ＣＹＣＬ，ＡＵＴＯまたはＭＥＴＨである ＃＃＃＃ プログラム＃（１〜１５０）またはそれがまだ記憶されない場合？ ？？ Ｍｓｇ Ｄｎｅ，Ｅｒｒｏｒ，Ａｂｏｒｔまたはブランク Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｍｅｎｕ 入手可能なオプション
【０３４１】
【表３】 Ａｃｔｉｏｎ 「ｘｘ．ｘ℃において保持」または「ｘｘ．ｘ℃にランプ」 Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｔｉｍｅｒ 保持またはランプ時間をカウントダウンするか、あるいはＦ ＯＲＥＶＥＲの保持時間までカウントアップする Ｐｒｏｇ／Ｃｙｃ ＨＯＬＤファイルについて「Ｐｒｏｇ ｘｘｘ」である ＣＹＣＬまたはＡＵＴＯファイルは「Ｃｙｃｌｅ ｘｘ」で ある−カウントアップ
【０３４２】
【表４】 Ｓｅｔｐｔ 現在の設定点＃（１〜９）−カウントアップ Ｔｏｔ Ｃｙｃ 現在のプログラムにおけるサイクルの合計の＃（１〜９９） Ｔｉｍｅｒ プログラムにおける残りの時間（時間）−カウントダウン Ｐｒｏｇ 現在のプログラム＃（１〜１５０）
【０３４３】
【表５】 Ｐｒｏｇ ＨＯＬＤ，ＣＹＣＬ，ＡＵＴＯまたはＭＥＴＨである ＃＃＃＃ プログラム＃（１〜１５０）またはそれがまだ記憶されない場合？ ？？ Ｍｓｇ Ｄｏｎｅ，Ｅｒｒｏｒ，Ａｂｏｒｔまたはブランク Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｔｉｍｅｒ 構成可能なポーズ時間−カウントダウントップレベルのユーザのインタフェース
【０３４４】
【表６】 プログラムはＣＲＡＴＥのディスプレイ中のプログラム
の型を選択することによってつくる。ユーザは編集すべ
きプログラムの最初のディスプレイに直接行く。記憶さ
れたプログラムを、ＲＵＮ，ＥＤＩＴまたはプログラム
ディスプレイから数１〜１５０を入力することによって
検索する。ＲＵＮディスプレイから有効なプログラムの
数の入力はランを自動的に開始する。ＥＤＩＴまたはプ
ログラムのディスプレイから有効な数を入力すると、編
集すべきプログラムの最初にディスプレイされる。
【０３４５】ＳＴＯＰ（スクリーンを下に動かす）また
はＢＡＣＫ（前のフィールドに動く）またはＥＮＴＥＲ
（次のフィールドに動く）を押すことによって、プログ
ラムを編集する。ＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ−ＰＲＩＮＴ−Ｈ
ＯＭＥメニューのＲＵＮを選択するか、あるいはキーパ
ッド上のＲＵＮキーを押すことによって、プログラムを
実行する。
【０３４６】
【表７】 ＯＰＴＩＯＮキーはＭＩＣＲＯ（ＭｉｃｒｏＡｍｐ管）
からＴＨＩＮ（薄い壁のＧｅｎｅＡｍｐ管）に管の型を
トグルする。ユーザが特別の管を構成した場合、ＯＴＨ
ＥＲのオプションを添加する。異なる反応体積を入力す
ることができる。これらのパラメータはこのプログラム
とともに記憶される。ＥＮＴＥＲはこれらの値を受け取
る。
【０３４７】
【表８】 ユーザがランタイムプリンタのオンを構成し、そしてサ
イクル、オートまたは方法のプログラムを実行している
場合、次のプリンタの選択を与えられる。ＣＹＣＬＥは
サイクルが完結したときのみメッセージをプリントす
る。ＳＥＴＰＯＩＮＴはすべての設定点（ランプ／保持
時間および温度）についてのランタイムのデータをプリ
ントする。
【０３４８】
【表９】 ユーザがランタイムプリンタのオンを構成し、そして保
持のプログラムを実行している場合、次のプリンタの選
択を与えられる。
【０３４９】
【表１０】 加熱されたカバーが１００℃以下である場合、次のスク
リーンが表示される。加熱されたカバーが１００℃に到
達したとき、ユーザがこのディスプレイをオンにしたと
き、ランは自動的に開始する。ユーザがＳＴＯＰを打っ
た場合、ランはマニュアルで再スタートしなくてはなら
ない。プログラムをセーブしないでＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ
−ＰＲＩＮＴ−ＨＯＭＥメニューにおいてＨＯＭＥを受
け取ると、スクリーンが表示される。
【０３５０】
【表１１】 保持プログラム
【０３５１】
【表１２】 ユーザは無限のソークまたは時間限定した保持の間を選
択することができる。
【０３５２】
【表１３】 ビーパーは１秒毎に１回音を出す。保持プログラム−ランタイムの表示
【０３５３】
【表１４】 保持プログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＨＯＬＤプログラム＃ｘｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘｘ ：ｘｘまたは ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ＦＯＲＥＶＥＲ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ ｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム＃ｘｘｘ−ランの完結 １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘ ｘ ＡＭサイクルのプログラム
【０３５４】
【表１５】 不履行は３である。これはこのプログラムにおける設定
点の数を決定する。１〜９の設定点が許される。
【０３５５】
【表１６】 上で入力した設定点の数は、どれだけ多くの設定点の編
集の表示されるかを決定する。ユーザは各設定点のラン
プおよび保持時間を入力することができる。試料温度が
設定点のユーザが構成可能である温度内に入るとき、保
持タイマはスタートされるであろう。
【０３５６】
【表１７】 ユーザがポーズを欲しない場合、次の３つの表示がスキ
ップされる。１〜９９サイクルは可能である。
【０３５７】
【表１８】 設定点の数について０を入力することは、ユーザがポー
ズを望まないことを意味し、したがって次の２つの表示
がスキップされる。
【０３５８】
【表１９】 サイクルの数は上で入力した合計の数に限定される。
【０３５９】
【表２０】 不履行のポーズ時間はユーザの構成の中にセットされ
る。サイクルのプログラム−ランタイムのディスプレイ
【０３６０】
【表２１】 サイクルのプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ ＣＹＣＬ＃ｘｘ Ｓｅｔｐｔ＃ｘ ＲＡＭＰプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘ ｘ ・ ・ （９までの設定点） ・ ・ ・ （９９までの設定点） ・ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ランの完結 １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘ ｘ ＡＭ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ユーザのアボート １９９０年１１月１４日 ｘ ｘ：ｘｘ ＡＭ（アボートの場合のみ）オートプログラム
【０３６１】
【表２２】 不履行は３である。これはこのプログラムにおける設定
点の数を決定する。１〜９の設定点が許される。
【０３６２】
【表２３】 上で入力した設定点の数は、どれだけ多くの設定点の編
集の表示されるかを決定する。ランプ時間が与えられな
いと、計器は出来るだけ速くランプする。試料温度が設
定点のユーザが構成可能である温度内に入るとき、保持
タイマはスタートされるであろう。
【０３６３】
【表２４】 ユーザがサイクル毎に時間および／または温度の増加ま
たは減少しようとする場合、次の表示が与えられる。
【０３６４】
【表２５】 ＯＰＴＩＯＮキーは矢印を上に（サイクル毎の増加）ま
たは下に（サイクル毎に減少）トグルする。減少を可能
とする最大時間は設定点の保持時間に限定される。
【０３６５】
【表２６】 ９９までのサイクルが許される。オートプログラム−ランタイムのディスプレイ
【０３６６】
【表２７】 オートのプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＡＵＴＯプログラム＃ｘｘｘ ＣＹＣＬ＃ｘｘ Ｓｅｔｐｔ＃ｘ ＲＡＭＰプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘ ｘ ・ ・ （９までの設定点） ・ ・ ・ （９９までの設定点） ・ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ランの完結 １９９０年１１月１２日 ｘｘ：ｘ ｘ ＡＭ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ユーザのアボート １９９０年１１月１２日 ｘ ｘ：ｘｘ ＡＭ（アボートの場合のみ）方法のプログラム
【０３６７】
【表２８】 １７までのプログラムをある方法においてリンクするこ
とができる。ユーザが存在しないプログラム＃を入力し
ようとする場合、メッセージ「プログラムは存在しな
い」が表示される。ユーザが他の方法を入力しようとす
る場合、メッセージ「方法をリンクすることができな
い」が表示される。
【０３６８】
【表２９】 方法のプログラム−ランタイム ＲＵＮＴＩＭＥ，ＭＯＲＥおよびＰＡＵＳＥの表示は、
現在実行されているプログラムのものであろう。実行さ
れているプログラムがある方法においてリンクされると
き、２つの追加のＭＯＲＥ表示が与えられる。
【０３６９】
【表３０】 現在実行されているプログラムの数はフラッシするであ
ろう。
【０３７０】
【表３１】 方法のプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＭＥＴＨＯＤのプログラム＃ｘｘｘ −すべてのリンクされたプログラム のデータに先行する ＭＥＴＨＯＤのプログラム＃ｘｘｘ −方法の完結−すべてのリンクした プログラムデータに従う方法のプログラム−プリント
【０３７１】
【表３２】 ＭＥＴＨＯＤ この方法においてリンクした各プログラ
ムのヘッダをプリントする。 ＰＲＯＧＲＡ ＤＡＴＡ この方法においてリンクした
各プログラムのヘッダおよび内容をプリントする。プログラムの記憶 ＳＴＯＲＥがＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ−ＰＲＩＮＴ−ＨＯＭ
Ｅメニューから選択されるとき、プログラムを記憶する
ルーチンはファイルならびに方法についてと同一であ
る。プログラムを保護することによって、プログラムが
ユーザの数を知らないでオーバーライトするか、あるい
は消去されることがないことが保証される。他のユーザ
は彼らの方法において保護されたファイルを見、編集、
実行し、そしてリンクすることができるが、記憶された
バージョンを変更することができるであろう。
【０３７２】
【表３３】 ｘｘｘは１〜１５０の最初の利用可能なプログラムであ
る。
【０３７３】
【表３４】 ユーザは保護されたプログラムの＃を入力した。正しい
ユーザの＃はこのプログラムをオーバーライトするため
に入力されなくてはならない。
【０３７４】
【表３５】 誤ったユーザの＃が入力された。このディスプレイは５
秒間止まった後、前のものに戻る。ユーザは正しい＃を
入力するために３回のチャンスが与えられる。
【０３７５】
【表３６】 ユーザがある方法においてリンクされたプログラムをオ
ーバーライトしようとする場合、ユーザは警告されそし
て連続するか、あるいはしないオプションを与えられ
る。
【０３７６】
【表３７】 ユーザが他の方法においてリンクされたプログラムをオ
ーバーライトしようとする場合、エラーの方法が与えら
れる。
【０３７７】
【表３８】 ユーザはプログラムを保護しならびに前に保護されたプ
ログラムを脱保護するチャンスを与えられる。
【０３７８】
【表３９】 ユーザはプログラムを保護し、したがってユーザ＃を入
力しなくてはならない。利用可能なスロットの中にプロ
グラムを記憶できる状態にある。プログラムが保護され
る場合のみ、ユーザ＃は現れる。
【０３７９】
【表４０】 存在するプログラムをオーバーライトできる状態にあ
る。プログラムが保護される場合のみ、ユーザ＃は現れ
る。実用性のファンクション
【０３８０】
【表４１】 ＤＩＲは、それらのプログラムの数、ユーザの数または
プログラムの型により、記憶されたプログラムのディレ
クトリをユーザが見るか、あるいはプリントできるよう
にする。 ＣＯＮＦＩＧは、特別の必要性に計器の使用をユーザが
調整できるようにさせる。
【０３８１】ＤＩＡＧは、ランタイムの問題を診断しそ
して計器の性能を評価する手段をユーザに提供する。Ｄ
ＥＬは、プログラムの数、ユーザの数またはプログラム
の型により記憶されたプログラムをユーザが消去できる
ようにする。実用性−ディレクトリ
【０３８２】
【表４２】 プログラム数によるディレクトリ
【０３８３】
【表４３】 プログラムは所定の数でスタートする数の順序で記載さ
れるであろう。ＳＴＥＰキーおよびＢＡＣＫキーをディ
レクトリ表示を通して動く。ビーパーは記載したプログ
ラムの開始または終わりにおいて音を発する。
【０３８４】
【表４４】 ＳＴＯＰはユーザに上の表示に戻るようにさせる。プログラムタイプによるディレクトリ
【０３８５】
【表４５】 プログラムの数は、選択した型のプログラムについて記
載されるであろう。
【０３８６】
【表４６】 ユーザ数によるディレクトリ
【０３８７】
【表４７】 所定のユーザの数の下に記憶されたすべてのプログラム
は記載されるであろう。
【０３８８】
【表４８】 ディレクトリプリント
【０３８９】
【表４９】 ユーザはディレクトリが上で見られたのと同一の方法で
記載されるディレクトリのハードコピーを得ることがで
きる。実用性−ユーザの構成
【０３９０】
【表５０】 ファイルの構成は、メニューからＥＤＩＴを受け取る
か、あるいはＳＴＥＰキーを押すことによって編集する
ことができる。ＰＲＩＮＴはこのファイルの内容をプリ
ントする。
【０３９１】
【表５１】 ユーザはシステムの時間および日付をセットすることが
できる。
【０３９２】
【表５２】 ランタイムのプリンタがＯＮである場合、ユーザは各ラ
ンのスタートとしてプリンタのオプションで促進され
る。ランタイムのビーパーがＯＮである場合、プログラ
ムを実行する間ビーパーは各セグメントの終わり（シー
ケンスのランプまたは保持部分後）音を出す。
【０３９３】
【表５３】 この時間は、プログラムがアボート前にポーズすること
ができる時間の最大量を表す。これはキーパッドのみに
関する。
【０３９４】
【表５４】 この時間は、実際の試料温度がエラーがフラッグされる
前に設定点から変化できる度数を表す。
【０３９５】
【表５５】 この設定点は、常に存在する制御の冷却電力をバランス
するために有用である。試料温度は、計器がアイドルで
あるときはいつでも、アイドル状態に維持される。
【０３９６】
【表５６】 実行するプログラムのセグメントを時間決定するクロッ
クは、それが試料温度のこの温度内を獲得するとき、ト
リガされるように構成することができる。通常の値は
１．０℃である。
【０３９７】
【表５７】 ユーザがＭｉｃｒｏＡｍｐまたは薄い壁のＧｅｎｅＡｍ
ｐの管以外の異なる型を使用しようとする場合、ユーザ
はＹＥＳに対してこのオプションをセットし、そして少
なくとも３対の反対体積および管の時間定数のデータを
入力しなくてはならない。この曲線を使用して、ランの
開始のときユーザが入力した反応体積に依存して、各ラ
ンについて正しいタウ（管の時間定数）を外挿すること
ができる。
【０３９８】
【表５８】 ユーザが「特別の管」をＹＥＳにセットした場合、３組
のスクリーンが与える。実用性−消去
【０３９９】
【表５９】 プログラムによる消去
【０４００】
【表６０】 すべてのプログラム（ファイルおよび方法）は数により
消去することができる。
【０４０１】
【表６１】 プログラムはそれをある方法においてリンクした場合消
去することができない。
【０４０２】
【表６２】 ユーザは保護されたプログラムの＃を入力した。正しい
ユーザの＃を入力して、このプログラムを消去しなくて
はならない。
【０４０３】
【表６３】 誤ったユーザの＃が入力された。この表示が５秒間止ま
った後、前の表示に戻る。ユーザには正しい＃を入力す
る３回のチャンスを与えられる。
【０４０４】
【表６４】 プログラムの消去状態。ユーザ＃はプログラムが保護さ
れたとき現われる。ユーザによる消去
【０４０５】
【表６５】 所定のユーザの数が与えられた後、プログラムを消去す
ることができる。
【０４０６】
【表６６】 所望のユーザの＃でプログラムが存在しない場合、次の
メッセージが表示される。
【０４０７】
【表６７】 プログラムがある方法においてリンクされる場合、プロ
グラムを消去することができる。ＳＴＥＰキーリンクし
たプログラムのリストを通してサイクルするであろう。
【０４０８】
【表６８】 リンクしたプログラムのリストは、どの方法でプログラ
ムをリンクしたかを示すであろう。
【０４０９】
【表６９】 これはリンクされていない所定のユーザの＃のすべての
プログラムを消去しないであろう。全消去
【０４１０】
【表７０】 これは保護された方法でリンクされない、すべての保護
されてないプログラムを消去するであろう。実用性−ユーザの診断 診断テストを実行している間、ＳＴＯＰキーはユーザを
トップレベルの診断スクリーンにユーザを常に戻し、そ
してテストの数および名前を次のテストに自動的に増加
する。これは有効な診断を通るサイクリングをマニュア
ルに促進する。
【０４１１】
【表７１】 ユーザは診断を実行する数を入力することができるか、
あるいはＳＴＥＰまたはＢＡＣＫキーを使用して有効な
テストを通してサイクリングすることができる。ＳＴＥ
ＰまたはＢＡＣＫキーを押す毎に、テストの数は増減さ
れ、そして関連するテストの名前が表示される。この特
徴は、ユーザが各テストに関連する数を記憶する必要性
を排除する。履歴ファイルのレビュー
【０４１２】
【表７２】 履歴ファイルは、５００までの最近のランのレコードを
記憶することができる、バッテリーＲＡＭ中の循環バッ
ファである。バッファが充満されているとき、最も古い
入力はオーバーライトされるであろう。バッファは自動
的にクリアされた後、プログラムは実行される。
【０４１３】
【表７３】 履歴ファイルのヘッダはファイル中の現在のレコードの
数（「ｎｎｎ」）を表示する。ＡＬＬはすべてのレコー
ドを見る。ＡＴＡＲＴは状態のレコードのみを見る。Ｅ
ＲＲＯＲＳはエラーのメッセージをもつレコードのみを
見る。ＰＲＮＴは履歴ファイルのすべてまたは一部分を
プリントする。レコードの２つの型は、１）プログラム
についての情報を与える状態のレコードおよびプログラ
ムにおいて各保持およびランプセグメントについての情
報を与えるデータのレコードである。保持プログラムは
１つの保持セグメントとして処理され、そしてデータの
レコードはファイルが終わるとき記憶されるであろう。
数百の入力（５０サイクル×６設定点＝３５０入力）が
存在できるので、ファイルを通る２方向の動きが要求さ
れる。ほとんどのプログラムはＰＣＲプログラムは３ま
たは６設定点および４０以下のであろうことに注意す
る。入力は通常逆の順序で外観され、こうして見られる
レコードは書き込まれた最後のレコードであろう。ユー
ザが見るべきレコードの型を選択した場合、ＳＴＥＰま
たはＢＡＣＫは選択した型の１回の入力によりバッファ
を上下するであろう。ＳＴＥＰまたはＢＡＣＫの前にあ
る数を置くことによって、第２ラインを「スキップ＃ｘ
ｘｘ入力」で置換する。ユーザはある数を入力し、そし
てＥＮＴＥＲを押してその値を受け取り、そして入力の
数はスキップされ、前進（ＳＴＥＰ）または後進（ＢＡ
ＣＫ）する。ＳＴＥＰまたはＢＡＣＫの前にＲＮＵキー
を配置することによって、ユーザは選択した型の最大の
レコード＃（最新のレコード）またはレコード＃１（最
も古いレコード）に急速に動くことができる。ＳＴＯＰ
は外観モードを停止し、そしてファイルのヘッダを表示
する。状態のレコード
【０４１４】
【表７４】 「ｆｆｆｆ」はＨＯＬＤ，ＣＹＣＬまたはＡＵＴＯであ
る。「ｘｘｘ」はプログラムの数である。「／ｍｍｍ」
はリンクしたプログラムについての方法の数、そのほか
にである。「ｎｎｎ」はレコードの数である。「メッセ
ージ」は次の１つである。 状態のメッセージ 管の型：ｘｘｘｘ ランにおいて使用した試料管の型 反応体積：ｘｘｘμｌ 反応において使用した反応体積 Ｃｌｋスタートｗ／ｘ．ｘ℃ 保持クロックは設定点のこの温度内でスター トする スタートｘｘ／ｘｘ／ｘｘ ランのスタートの時間および日付 ｘｘ：ｘｘ 終わりｘｘ／ｘｘ／ｘｘ：ｘｘ ランの終わりの時間および日付 方法の完結 方法にリンクしたすべてのプログラムは完結 する ポーズｘｘ：ｘｘ，ｘｘ．ｘ℃ プログラムはこの温度においてこの時間の間 ポーズした 致命的なスタートのメッセージ センサーのエラー センサーは１列で１０回の悪い読みを有した 電力の故障ｘｘｘ．ｘ時間 電力はこの量の時間の間オフであった ユーザのアボート ユーザはＳＴＯＰキーをランの間に押す ポーズ キーパッドのポーズはその構成可能な時間限 界に到達した。 致命的な設定点のエラー 計算した量の時間以内に設定点に到達しない 場合、プログラムをアボートするための要件 である。開始ランプ温度（０℃〜１００℃、 １０℃の増分）対終了のランプ温度（同一軸 のラベリング）の１０×１０のルックアップ テーブルは、ＴＣ２が任意の所定量の度でラ ンプを上下するために要する平均時間であろ う。設定点が次のようにして計算した量の時 間で到達しない場合、ファイルはアボートさ れるであろう。 プログラム可能なランプ時間＋（２＊ルックアップテー
ブルの値）＋１０分データのレコード 「ｆ」はＨＯＬＤ，ＣＹＣＬまたはＡＵＴＯである「ｘ
ｘｘ」はプログラムの数である
【０４１５】
【表７５】 「／ｍｍｍ」はリンクしたプログラムそのほかにブラン
クについての方法の数である 「ｄｄｄ．ｄ」は設定点の温度である 「ｎｎｎ」はレコードの数である 「ｙｙ」はサイクル数である 「ｚ」は設定点の数である 「ｍｍｍ．ｓｓ」は設定点の時間である サイクルおよび設定点の数のファイルは保持プログラム
のために省略されるであろう。データエラーのレコード
【０４１６】
【表７６】 「ｄｄｄ．ｄ」は終わりの設定点の時間である 「ｎｎｎ」はレコード数である 「ｙｙ」はサイクル数である 「ｚ」は設定点の数である 「ｍｍｍ．ｓｓ」は設定点の時間である 「メッセージ」は、次のように非致命的エラーを示す： 非致命的エラーのメッセージ ステップのエラー 設定点は計算した時間で到達しなか
った： プログラム可能なランプ時間＋（２＊ルックアップテー
ブルの値） プログラムのエラー 設定点の温度または時間の自動的
プログラムの自動的増加／減少は、保持時間をネガティ
ブに進行させるか、あるいは時間を０．１〜１００℃の
中から外に進行させる。
【０４１７】温度のエラー セグメントの終わりにおい
て、設定点の温度は＋／−ユーザの構成量でドリフトし
た。保持プログラムについて、サイクルおよび設定点の
フィールドは省略されるであろう。履歴ファイルをプリントする 履歴ファイルのヘッダのメニューを通して、履歴ファイ
ルのプリントのルーチンにアクセスする。ＯＰＴＩＯＮ
のキーはオプションを通してカーソルをサイクルする。
【０４１８】
【表７７】 ＰＲＮＴがプリントスクリーンを表示している位置にカ
ーソルがあるとき、ＥＮＴＥＲキーを押す：
【０４１９】
【表７８】 ＡＬＬ ファイル中のすべてのレコードをプリントする ＳＴＡＴ 状態のレコードのみをプリントする ＥＲＲＯＲＳ エラーのメッセージをもつレコードのみ
をプリントする プリントのオプションの１つが選択されるとき、次のス
クリーンが表示される：
【０４２０】
【表７９】 第１（最も最近）のプログラム数は不履行のプログラム
であろう。ユーザはプリントを開始すべきプログラムの
数を変化させることができる。プリントの間、次のスク
リーンが表示される：
【０４２１】
【表８０】 プリントの終わりにおいて、プリントの履歴のメニュー
が再び表示される。ヒータのテスト
【０４２２】
【表８１】 ヒータのテストは、その温度が３５℃から６５℃に上昇
するとき試料ブロックの加熱速度を計算する。それがブ
ロック温度を３５℃に戻すとき、次のスクリーンが表示
される。
【０４２３】
【表８２】 温度が安定化したとき、すべてのヒータは全電力のオン
にされる。ここで表示は「６０℃に行く」を読み、そし
てブロック温度はそれが５０℃を通過した後２０秒間モ
ニターされる。２０秒後、合格または不合格のメッセー
ジが表示される。
【０４２４】
【表８３】 冷却テスト
【０４２５】
【表８４】 冷却テストは、試料ブロックの温度が３５℃から１５℃
に低下するとき、試料ブロックの冷却速度を計算する。
それがブロック温度を３５℃にさせるとき、次のスクリ
ーンが表示される。
【０４２６】
【表８５】 温度が安定化されるとき、冷却はオンである。ここで
「１５℃に行く」を読み、そしてブロック温度はそれが
２５℃を通過した後２０秒間モニターされる。２０秒
間、合格または不合格のメッセージが表示される。
【０４２７】
【表８６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示に従うサーマルサイクラーのブロ
ック線図である。
【図２】本発明の教示に従う試料ブロックの平面図であ
る。
【図３】バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャ
ンネルを示す試料ブロックの側面図である。
【図４】試料ブロックの端面図である。
【図５】試料ブロックの端面図である。
【図６】図２中の切線６−６′に沿って取った試料ブロ
ックの断面図である。
【図７】図２中の切線７−７′に沿って取った試料ブロ
ックの断面図である。
【図８】図２中の切線８−８′に沿って取った試料ブロ
ックの断面図である。
【図９】３ゾーンのフィルムヒータおよびブロック支持
体とのアセンブリー後、試料ブロックの構造の断面、側
面図である。
【図１０】３ゾーンのフィルムヒータに対して電力制御
の形態を示す電力ライン電圧のグラフである。
【図１１】典型的な３インキュベーションＰＣＲプロト
コルを示す温度のグラフである。
【図１２】局所的ゾーンの概念を示す試料ブロックの断
面図である。
【図１３】３ゾーンのヒータの平面図である。
【図１４】低すぎる試料管配置力Ｆのτの作用を示す、
試料温度対時間のグラフである。
【図１５】試料ブロックの中に配置された試料管および
キャップの断面図である。
【図１６】（Ａ）ＲＣ回路のインパルスの応答のグラフ
である。（Ｂ）インパルス励起パルスのグラフである。
（Ｃ）ブロックの熱インパルスの応答および温度履歴の
回旋が計算した試料温度を与える方法を示すグラフであ
る。（Ｄ）試料ブロック／試料管システムの熱的応答の
電気的アナログを示す。
【図１７】３ゾーンのヒータの制御に使用する方程式に
ついての比例定数が適切にセットされるとき、６つの異
なる試料のすべての計算した温度が標的温度上で互いに
約０．５℃以内へ収束する仕方を示す。
【図１８】変性標的温度が発生したＤＮＡの量に影響を
与える方法を示すグラフである。
【図１９】スライドカバーおよび加熱された定盤の断面
図である。
【図２０】スライドカバー、試料ブロックおよび加熱さ
れた定盤の下降に使用したノブの斜視図である。
【図２１】（Ａ）試料ブロック上に配置されたときの、
フレーム、リテイナー、試料管およびキャップの１つの
実施態様のアセンブリーの断面図である。（Ｂ）試料ブ
ロック上に配置されたときの、フレーム、リテイナー、
試料管およびキャップの好ましい実施態様のアセンブリ
ーの断面図である。
【図２２】マイクロタイタープレートについてのプラス
チックの使い捨てフレームの上、平面図である。
【図２３】フレームの底、平面図である。
【図２４】フレームの端、側面図である。
【図２５】フレームの他の端、側面図である。
【図２６】図２２における切線２６−２６′に沿って取
ったフレームの断面図である。
【図２７】図２２における切線２７−２７′に沿って取
ったフレームの断面図である。
【図２８】フレームのへりの側面図および部分断面図で
ある。
【図２９】好ましい試料管の断面図である。
【図３０】試料管の上部の断面図である。
【図３１】キャップのストリップの部分の側面図であ
る。
【図３２】キャップのストリップの一部分の上面図であ
る。
【図３３】９６ウェルのマイクロタイタートレーのプラ
スチックの使い捨てリテイナー部分の上、平面図であ
る。
【図３４】リテイナーの部分的区画の側面図である。
【図３５】リテイナーの端、側面図である。
【図３６】図３３における切線３６−３６′に沿って取
ったリテイナーの断面図である。
【図３７】図３３における切線３７−３７′に沿って取
ったリテイナーの断面図である。
【図３８】９６ウェルのマイクロタイタートレーのプラ
スチックの使い捨て支持体のベースの平面図である。
【図３９】ベースの底平面図である。
【図４０】ベースの側面図である。
【図４１】ベースの端側面図である。
【図４２】図３８において切線４２−４２′に沿って取
った支持体のベースの断面図である。
【図４３】図３８において切線４３−４３′に沿って取
った支持体のベースの断面図である。
【図４４】図３８において切線４４−４４′に沿って取
った支持体のベースの断面図である。
【図４５】いくつかの試料管およびキャップが所定位置
にあるマイクロタイタートレーからなる、プラスチック
の使い捨て物品の分解斜視図である。
【図４６】図１における冷却液制御システム２４の線図
である。
【図４７】本発明に従う制御エレクトロニクスのブロッ
ク線図である。
【図４８】本発明に従う制御エレクトロニクスのブロッ
ク線図である。
【図４９】本発明に従う制御エレクトロニクスのブロッ
ク線図である。
【図５０】典型的な試料期間の時間ライン線図である。
【図５１】商品名ＭＡＸＩＡＭＰで市販されている、高
い薄い壁の試料管の側面断面図である。
【図５２】薄い壁の試料管および薄い壁の先行技術の管
の間の応答時間の差を示すグラフである。
【図５３】試料管およびキャップの平面図である。
【図５４】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５５】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５６】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５７】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１〜７…カラム １０…試料 １２…試料ブロック １４…加熱されたカバー １６…端末 １８，２２…バス ２０…制御コンピュータ ２４…冷却液制御システム ２６…入力管 ２８…出力管 ３０，３２…管 ３４…熱交換器 ３６…入力管 ３８…出力管 ３９…溜 ４０…冷却装置 ４１…ポンプ ４２…ファン ４４…フィン管凝縮器 ４５，４６…管 ４７…分岐交差 ４８…熱 ４９…バイアス冷却チャンネル ５０…管 ５１…レストリクター ５２，５４…バス ５３…入力 ５５…２状態のソレノイド作動弁 ５６…周囲空気温度センサー ５７…ランプ冷却チャンネル ５８…ライン ６１…温度センサー ６３…センサー ６７…円錐形壁 ６８…試料ウェル ７０…溜 ７８…みぞ、スロット ８２…点 ８３，８９，９０…試料ウェル ９１，９３，９５，９７，９９…冷却チャンネル １００〜１０７…ランプ冷却チャンネル １１６…底面 １２２…ハイブリダイゼーションインキュベーション １２８，１３０，１３２…孔 １３０，１３２…ねじ孔 １３４〜１４３…孔 １４６…ボルト １４７…スピルカラー １４８…はがね支持ブラケット １５０，１５２…コイルばね １５４…はがね圧力板 １５６…マルチゾーン試料ブロックフィルムヒータ １５８…シリコーンゴムのパッド １６０…エポキシ樹脂フォームの層 １６２…ネガティブのハーフサイクル １６４…ポジティブのハーブサイクル １６６…分割線 １７０…変性インキュベーション １７２…ハイブリダイゼーションインキュベーション １７４…伸長インキュベーション １９８…冷却チャンネル ２００，２０２…局所的領域 ２２８，２３０…へりの表面 ２３４…試料ウェル ２５０，２５２…へり ２５４…中央ゾーン ２５６，２５８…へりヒータ領域 ２６０，２６２…マニホールドヒータ領域 ２６６，２６８…プラスチック冷却液マニホールド ２７６…試料混合物 ２８２…温度応答曲線 ２８８…試料管 ２９２…対流の流れ ２９４…ピーク ３１２…レッドスクリューアセンブリー ３１６…すべりカバー ３１８…ノブ ３２０，３２２…レール ３２４，３２６…試料管 ３３２，３３４…インデックスマーク ３３６…飾り板 ３３８…プラスチックキャップ ３４０…プラスチックトレー ３４２…マイクロタイタープレートのフレーム ３４６…上部のへり ３６８…円錐形プラスチック壁 ３７２…水平のプラスチックプレート ３７６…試料管 ３７８…内側へり ３８２…孔の対向するへり ３８６…リテイナー ３９４…ウェブ ３９６…タブ ４０２…単一の水平のプラスチック平面 ４１０…孔 ４１４…プラスチックタブ ４１６，４１８…スロット ４２０…ベース ４２４…典型的な試料管 ４５０…マイクロプロセッサ ４５２…アドレスバス ４５４…データバス ４５６…ＥＰＲＯＭ ４５８…バッテリーバックアップＲＡＭ ４６０…システムクロック／カレンダー ４６２…アドレスデコーダー ４６４…チップセレクトバス ４６６…キーボード ４６８…ディスプレイ ４７０…キーボードインタフェース回路 ４７２，４７４…プログラム可能な間隔タイマ ４７６…割込みコントローラー ４７８…ＵＡＲＴ ４８０…ＲＡＭ ４８２…プログラム可能な割り込み制御装置（ＰＩＣ） ４８４…プログラム可能なアレイ論理チップ（ＰＡＬ） ４８６…１２ビットのアナログ対ディジタルコンバータ
ー（Ａ／Ｄ） ４９２，４９４…マルチプレクサ ４９６…２，０００オームの抵抗器 ４９８…＋１５ボルトの調整された電力供給 ５００…ゼンナーダイオード ５０６…較正電圧発生器 ５１２…ＲＭＳ対ＤＣコンバーター回路 ５１６…ステップ−ダウントランス ５３０，５３２，５３４，５３６…光学的に連結された
トライアックドライバー ５３８…制御バス ５４６，５４８…熱的カットアウトスイッチ ５５０…「パーソナリティ」プラグ ５６６…ゼロ交差検出器 ５６８…２ラインバス ５７０…電力トランス ５７２，５７４…調整された電力供給 ５７６…非調整電力供給 ５７８…アナログ増幅器 ５９０…間隔 ５９２…開始時間 ５９４…時間 ６００…出力ライン ６０２，６０４…単安定マルチバイブレータ ６１４…ソレノイドコイル ６１６…電力供給「レール」 ６２０…電流制限抵抗器 ６２４…ソレノイド作動弁 ６３２…タイムアウトワンショット ６５０…ポリプロピレンのキャップ ６５２…プラスチックウェブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 温度制御を用いたポリメラーゼ連鎖反
応の自動実施装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応
（以後ＰＣＲという）を実施するためのコンピュータ制
御の機器の分野に関する。より詳しくは、本発明は、多
数の試料についてポリメラーゼ連鎖反応を同時に実施し
て、各試料についての結果を非常に高い精度で得ること
ができる自動化機器に関する。この高い精度は、なかで
も、いわゆる「定量的ＰＣＲ」を実施する可能性を提供
する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＲプロセスを使用してＤＮＡ（デオ
キシリボース核酸）を増幅するために、特別に構成した
液状反応混合物を、いくつかの異なる温度のインキュベ
ーション期間を含むＰＣＲプロトコルを通してサイクル
することが必要である。反応混合物は種々の成分、例え
ば、増幅すべきＤＮＡおよび少なくとも２つのプライマ
ーから構成され、前記プライマーは増幅すべきＤＮＡの
伸長産生物をつくることができるように、試料のＤＮＡ
に対し十分に相補的であるように所定の方法で選択され
る。反応混合物は、種々の酵素および／または他の試
薬、ならびにいくつかのデオキシリボヌクレオシドトリ
ホスフェート、例えば、ｄＡＴＰ，ｄＣＴＰ，ｄＧＴＰ
およびｄＴＴＰを包含する。一般に、プライマーはオリ
ゴヌクレオチドであり、核酸の鎖に対し相補的であるプ
ライマーの伸長産生物の合成を誘発する条件下に、すな
わち、ヌクレオチドおよび誘発因子、例えば、熱安定性
ＤＮＡポリメラーゼの存在下に適当な温度およびpHにお
いて、配置したとき、合成の開始点として作用すること
ができる。
【０００３】ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、主と
して非常に簡単でありそして要求される設備のコストが
比較的低いので、遺伝的分析に現象的に有望な技術であ
ることが証明されている。ＰＣＲに対して重要なこと
は、サーモサイクリングの概念である。すなわち、ＤＮ
Ａを溶融し、短いプライマーを一本鎖が得られるようア
ニーリングし、そしてそれらのプライマーを伸長して二
本鎖のＤＮＡの新しいコピーをつくるという交互にする
工程である。サーモサイクリングにおいて、ＰＣＲ混合
物はＤＮＡを溶融するための高い温度（＞９０℃）か
ら、プライマーのアニーリングおよび伸長のためのより
低い温度（４０℃〜７０℃）に反復してサイクリングさ
れる。ＰＣＲにおいて要求されるサーモサイクリングを
実施するための最初の商業的システムであるパーキン−
エルマー・シータス・ＤＮＡ・サーマル・サイクラー
（Perkin-Elmer Cetus DNA Thermal Cycler ）は、１９
８７年に導入された。
【０００４】ＰＣＲのための応用は、現在、基本的な研
究から、多数の同様な増幅工程を日常的に実施する応用
へと動きつつある。これらの応用範囲は、診断の研究、
生物製剤学的開発、遺伝子の分析、および環境的試験を
包含する。これらの応用範囲におけるユーザは、高い処
理量、迅速な回転時間、およひ再現性ある結果を提供す
る高性能のＰＣＲシステムから利益を受けるであろう。
また、これらの応用範囲におけるユーザは、試料対試
料、実験対実験、実験室対実験室、および計器対計器か
らの再現性を保証されるにちがいない。
【０００５】例えば、ヒトのゲノムのプロジェクトにお
ける物理学的マッピングのプロセスは、配列標的部位
（ＳＴＳ）を利用することによって、大きく簡素化する
ことができる。ＳＴＳは、ＰＣＲにより容易に増幅さ
れ、そして染色体上の位置を同定する短くかつ独特な配
列である。このような部位を検査してゲノムの地図を作
ることは、世界中を通じて再現性をもって実施すること
ができるプロトコルを使用して、短い時間で、多数の試
料を増幅することを必要とする。
【０００６】ＰＣＲの試料の数が増加するにつれて、増
幅工程を試料の調製および増幅後の分析と統合すること
がいっそう重要となる。試料の容器は急速なサーマルサ
イクリングを可能とするばかりでなく、かつまた溶媒抽
出および遠心分離等の操作のための自動化された取り扱
いを可能としなくてはならない。容器は絶えず小さい体
積で働いて、試薬のコストを減少する。
【０００７】一般に、ＰＣＲのサーマルサイクリングは
異なる温度における少なくとも２回のインキュベーショ
ンを含む。これらのインキュベーションの一方は、プラ
イマーの雑種形成および触媒されたプライマーの伸長反
応用のものである。他方のインキュベーションは変性、
すなわち、二本鎖の伸長産生物を次の雑種形成および伸
長インキュベーション間隔において使用するための、一
本鎖の型に分離するためのものである。ＰＣＲの詳細、
ＰＣＲに必要な温度サイクルおよび反応条件、ならびに
この反応の実施に必要な種々の試薬および酵素は、米国
特許第４，６８３，２０２号、米国特許第４，６８３，
１９５号、ＥＰＯ公報２５８，０１７号および４，８８
９，８１８号（Ｔａｇポリメラーゼ酵素の特許）および
すべての他のＰＣＲの特許（出願人、シータス・コーポ
レーション）に記載されている。
【０００８】ＰＣＲの目的は、最初に供給した小さい体
積の「種子」ＤＮＡと同一の、ＤＮＡを大きい体積で調
製することである。この反応は、ＤＮＡの鎖をコピー
し、次いで引き続くサイクルにおいてコピーを使用して
他のコピーを発生することを包含する。理想的な条件下
に、各サイクルは存在するＤＮＡの量を２倍にし、これ
により幾何学的進行において、反応混合物の中に存在す
る体積の「標的」または「種子」のＤＮＡの鎖のコピー
を生ずる。
【０００９】典型的なＰＣＲの温度サイクルにおいて、
反応混合物を各インキュベーション温度に規定した時間
の間正確に保持すること、および同一のサイクルまたは
同様なサイクルを多数回反復することが必要である。典
型的なＰＣＲプログラムを９４℃の試料温度で開始して
３０秒間保持して、反応混合物を変性する。次いで、反
応混合物の温度を３７℃に下げ、そして１分間保持して
プライマーを雑種形成させる。次に、反応混合物の温度
を５０℃〜７２℃の範囲の温度に上げ、ここでそれを２
分間保持して伸長産生物の合成を促進する。これは１サ
イクルを完結する。次いで、前のサイクルにおいて形成
する伸長産生物の鎖の分離のために、反応混合物の温度
を９４℃に上げることによって、次のＰＣＲサイクルを
開始する（変性）。典型的には、サイクルは２５〜３０
回反復する。
【００１０】一般に、試料温度をサイクルにおいて、い
くつかの理由で出来るだけ次の温度に迅速に変化するこ
とが望ましい。第１に、化学的反応はその段階の各々に
ついて最適な温度を有する。したがって、最適でない温
度における消費時間が少ないことは、よりよい化学的結
果が達成されることを意味する。他の理由は、各インキ
ュベーション温度に到達後、各インキュベーション温度
に反応混合物を保持する時間を最小することが必要であ
るということである。これらの最小のインキュベーショ
ン時間は、サイクルの完結に要する「床」または最小時
間を確立する。試料のインキュベーション時間の間の遷
移時間は、この最小サイクル時間に付加される時間であ
る。サイクルの数はかなり大きいので、この追加の時間
は増幅の完結に要する合計の時間を不必要に長くする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの従来の自動
化されたＰＣＲの計器においては、反応混合物はキャッ
プで閉じた、使い捨てプラスチック管の中に貯蔵されて
いた。このような管のための典型的な試料の体積はほぼ
１００μｌであった。典型的には、このような計器は試
料のＤＮＡを充填した多数のこのような管を使用し、そ
して反応混合物は金属のブロック中の試料のウェル（ｗ
ｅｌｌ）と呼ぶ孔に挿入されていた。ＰＣＲプロセスを
実施するために、ＰＣＲプロトコルのファイルにおいて
ユーザにより特定された規定した温度および時間に従
い、金属ブロックの温度を制御する。次いで、コンピュ
ータおよび関連するエレクトロニクスは、時間、温度お
よびサイクルの数などを規定するＰＣＲプロトコルのフ
ァイル中のユーザの供給したデータに従い、金属ブロッ
クの温度の変化にしたがって、種々の管の中の試料も同
様の温度変化をさせる。しかしながら、これらの先行技
術の計器において、すべての試料が正確に同一の温度サ
イクルを経験したわけではなかった。これらの先行技術
の計器において、試料温度における誤差は金属の試料ブ
ロック内の場所対場所の温度の不均一性、すなわち、ブ
ロックの金属内に存在する温度勾配により発生し、これ
によりある試料はサイクルの特定の時間において他の試
料と異なる温度を有していた。さらに、熱を試料ブロッ
クから試料に伝えるときの遅延が存在したが、遅延はす
べての試料について同一ではなかった。ＰＣＲプロセス
を首尾よくかつ効率よく実施するために、かついわゆる
「定量的」ＰＣＲを可能とするために、これらの温度の
遅延および温度の誤差は大きい程度に最小としなくては
ならない。
【００１２】試料の液体の熱の出入りのための時間の遅
延を最小にしそして金属ブロック上の種々の点における
温度勾配または温度の不均一性のための温度の誤差を最
小にするという問題は、試料を含有する領域の大きさが
大きくなるとき、とくに重大となる。工業的に標準のマ
イクロタイタープレートのフォーマットの中に配置され
た９６の試料管を収容するために十分に大きい金属ブロ
ックを有することは、ＰＣＲ計器にとって高度に望まし
い属性である。マイクロタイタープレートは、生化学お
よびバイオテクノロジーの分野において多数の小さい試
料を取り扱い、処理しそして分析するために、広く使用
されている手段である。典型的には、マイクロタイター
プレートは、３＋５／８インチ（９．２cm）幅および５
インチ（１２．７cm）長さであり、そして９mmの中央に
８ウェル×１２ウェルの長方形の列の中に９６の同一の
試料ウェルを含有するトレーである。マイクロタイター
プレートは広範な種類の材料、形状および体積の試料ウ
ェルで入手可能であり、それらは多数の異なる使用につ
いて最適化されているが、すべてのマイクロタイタープ
レートは同一の全体の外側寸法および９mmの中央に同一
の８×１２のウェルの列を有する。この標準のマイクロ
タイタープレートのフォーマットにおける試料の取り扱
い、処理および分析を自動化するための、広範な種類の
装置は入手可能である。
【００１３】一般に、マイクロタイタープレートは、射
出成形または真空成形されたプラスチックで作られ、そ
して安価であり、使い捨て可能であると考えられる。相
互汚染から生ずる法律上の責任および使用後のマイクロ
タイタープレートの洗浄および乾燥の困難のために、使
い捨て可能性は極めて望ましい。したがって、マイクロ
タイタープレートのフォーマットで配置されている９６
までの試料について同時にＰＣＲ反応を実施できること
は、ＰＣＲ計器について極めて望ましい特性である。
【００１４】もちろん、９mmの中央上の８×１２ウェル
の列の９６試料を加熱および冷却するために必要な金属
ブロックの大きさは、かなり大きい。この大きい面積の
ブロックは、一般に０〜１００℃の温度範囲に試料間の
温度の変動についての許容度を非常に小さくしてこのよ
うなブロックを非常に急速に加熱および冷却できるＰＣ
Ｒ計器の設計について、多数の対応すべき工業的問題を
生じる。これらの問題はいくつかの原因から生ずる。第
１に、ブロックの大きい熱的質量は、ブロックの温度を
操作範囲内で大きい速度で上下させることを困難とさせ
る。第２に、種々の装置、例えば、冷却液の供給および
抜き出しのためにマニホールド、ブロックの支持取り付
け点、および関連する他の周辺装置にブロックを取り付
ける必要性は、許容可能な限界を越えた温度勾配がブロ
ックを横切って存在する可能性が生じる。
【００１５】また、多数の試料の急速な、正確な温度サ
イクルを必要とするＰＣＲ反応または他の反応の自動化
実施のための、サーマルサイクリング装置の設計におけ
る要件の間に、多数の他の衝害が存在する。例えば、金
属ブロックの温度を急速に変化させるために、大量の熱
を短い時間で試料ブロックから出入りさせなくてはなら
ない。熱は電気抵抗ヒータからか、あるいは加熱された
流体をブロックと接触させて流すことによって添加する
ことができる。熱は冷却された流体をブロックと接触さ
せて流すことによって急速に除去できる。しかしなが
ら、これらの手段により、試料の間で温度の不均一性を
生じる温度勾配を形成するようなブロック中の場所対場
所で大きい温度差をつくらないで、金属ブロックに大量
の加熱を迅速に出入りさせることは不可能であるように
思われる。
【００１６】熱の添加または除去の終了後でさえ、ブロ
ック中の種々の点において貯蔵された熱がより冷たい領
域に移動して温度勾配を排除しなくてはならない距離の
平方にほぼ比例する時間の間、温度勾配は持続すること
ができる。こうして、金属ブロックをより多くの試料を
収容するためにより大きく作るとき、温度変化がより大
きい寸法のブロックを横切って存在する温度勾配を引き
起こした後ブロックの中に存在する温度勾配が消滅する
ために要する時間は顕著に長くなる場合がある。これ
は、すべての試料の間で正確な温度の均一性を維持しな
がら、試料ブロックの温度を急速にサイクルする困難を
増加させる。温度勾配を消散させるに要する時間に起因
して、ブロック中の大きい距離にわたって存在する温度
勾配の発生を防止するために、高い性能のＰＣＲ計器の
設計において、重要な必要性が発生した。他の必要性
は、金属部分またはブロックに取り付けられた他の周辺
装置の間の機械的境界を横切って熱が移動するという要
件を、出来るだけ非常に多く、回避することである。接
合部を横切ってすべての場所で高い温度伝導性を均一に
保証する方法で、金属部分を接合することは困難であ
る。熱伝導性の不均一性は望ましくない温度勾配を発生
するであろう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、試料ブ
ロック中の試料温度の変化と反応混合物中の対応する温
度変化との間の遅延を減少するための、薄い壁の試料管
が開示される。２つの異なる大きさの試料管を開示する
が、各々は試料ブロック中の合致する円錐形のくぼみの
中に嵌合する薄壁の円錐形区画を有する。典型的には、
縦軸に関して１７°の角度をもつ円錐を使用して、試料
ブロックの中への管のジャミングを防止するが、すべり
ばめを可能とする。他の形状および角度も、本発明を実
施するために十分であろう。また、試料ブロック以外
の、例えば、液体浴、オーブンなどの、他の型の熱交換
器を使用することができる。しかしながら、何らかの熱
交換器と接触する試料管の部分の壁厚さは、ＰＣＲのサ
イクリングの熱的応力および通常の使用の応力に十分に
耐えられる範囲内で、出来るだけ薄くあるべきである。
典型的には、試料管はオートクレーブ処理可能なポリプ
ロピレン、例えば、０．００９〜０．０１２インチ±
０．００１インチ（０．２３〜０．３０mm±０．０３m
m）の範囲の円錐形部分の壁厚さをもつＨｉｍｏｎｔ
ＰＤ７０１から作られる。より好ましくは、壁厚さは
０．０１２インチ（０．３０mm）である。
【００１８】好ましい実施態様において、試料管は、ま
た、円錐形部分と接合する、より薄い壁の円筒形部分を
有する。この円錐形部分はもとの反応混合物またはＰＣ
Ｒプロセス後に添加できる試薬を含有する。図５１に示
す試料管は、他のＰＣＲシステムにおける適合性のため
の薄い壁を除いて、工業的に標準の形状を有する。図１
５の試料管は、ここに開示するシステムとともに使用で
きる、短い管である。薄い壁の試料管の使用が好ましい
システム環境の他の実施態様を以下に要約する。非常に
急速な温度サイクルのＰＣＲプロトコルの実施の間に、
マイクロタイタープレートのフォーマットにおいて配置
された非常に大きい数の試料について、非常に正確な温
度制御を達成する新規な方法および装置をさらに開示す
る。本発明の教示は、試料ブロック、試料管および支持
の取り付け、加熱および冷却装置、制御エレクトロニク
スおよびソフトウェアについての新規な構造、新規なユ
ーザのインタフェースおよびＰＣＲプロトコルを実施す
るために前記装置を使用する新規な方法を包含する。
【００１９】ここに開示される装置は、多数の試料を横
切って温度制御の非常に緊密な許容度で９６までの試料
についてＰＣＲ遺伝子増幅を実施するように設計され
る。すなわち、すべての試料は、異なる試料を含有する
異なるウェルの間の温度差を非常に小さくして同時に温
度が上下する。これはポリメラーゼ連鎖反応のサイクル
を通じて真実である。また、この装置は、各試料ウェル
中の蒸発および凝縮のプロセスの制御により、反応混合
物の濃度を非常に厳密に制御することができる。さら
に、この装置は、試料ウェルの間の相互汚染を実質的に
なくして、各々が異なるドナー源からの１００μｌの９
６までの試料を処理することができる。本発明は、標準
の９６ウェルのマイクロタイタープレートのフォーマッ
トにおいてアルミニウムの試料ブロックを加熱および冷
却して試料を熱的にサイクリングし、その結果、急速な
サーマルサイクリング速度、制御しない変化する周囲温
度および他の操作条件、例えば、電力ラインの電圧およ
び冷却液温度にかかわらず、きわめてすぐれた試料対試
料の均一性が存在する新規な方法を包含する。
【００２０】また、本発明は、各試料管が加熱されたカ
バーからの下降する圧力下に試料ブロックと最良の嵌合
を見いだすために十分な個々の動きの自由度を有すると
ともに、サーマルサイクリングのためのＤＮＡを含有す
る９６までの個々の試料管を収容する、使い捨てプラス
チック９６ウェルのマイクロタイタープレートのための
新規な構成を包含する。各管の最良の嵌合を可能とする
ことによって、試料ブロックの金属と試料管およびマイ
クロタイタープレートの構造のプラスチックとの間の熱
的膨張および収縮の速度の差が、使い捨てマイクロタイ
タープレートの構造において、試料管の中心対中心の距
離に関して、試料ブロック中のウェルの相対的中心対中
心の寸法を変化させる場合でさえ、マイクロタイタープ
レートの構造は試料ブロック対各試料管の高くかつ均一
な熱伝導性を提供する。
【００２１】さらに、本発明は、処理されている試料の
温度を直接測定しないで、これらの温度を連続的に計算
しかつ表示する能力を有した、ＰＣＲ計器を制御する新
規な方法および装置を包含する。これらの計算された温
度を使用して、試料が各標記インキュベーション温度に
ついて所定の温度の許容度の帯域内に保持される時間を
制御する。この制御システムは、また、試料ブロックに
熱的に連結した３ゾーンのヒータを制御し、そして試料
ブロック中の方向的に交錯したランプ冷却チャンネルを
通して流体の流れをゲート（ｇａｔｅ）し、流体の流れ
は、試料ブロックを通る冷却液の一定のバイアス冷却流
と組み合ったとき、ユーザが特定する標的温度への急速
な温度変化およびその温度における正確な温度制御を達
成する設備を提供する。３ゾーンのヒータを制御する方
法および装置は、なかでも、３ゾーンのヒータの種々の
ゾーンへ供給すべき電気的エネルギーの量を計算すると
き、ライン電圧、ブロック温度、冷却液温度および周囲
温度を考慮する装置を含んでいる。このヒータは、試料
ブロックのへりまたは「ガードバンド」の下で別々に制
御することができ、こうして試料ブロックのへりへ取り
付けられた周辺装置を通る周囲への過剰の熱損失を補償
できるようにする、ゾーンを有する。これは温度勾配の
形成を防止する。
【００２２】さらに、本発明は、試料をそれらの沸点付
近の温度においてインキュベーションするとき、反応混
合物からの溶媒の損失を防止する新規な方法および装置
を包含する。加熱された定盤は試料管の上部をカバー
し、そして個々のキャップと接触し、これらのキャップ
は各試料管に気密シールを提供する。定盤からの熱は各
試料管およびキャップの上部を凝縮点より上の温度に加
熱するので、試料管内で凝縮および還流は起こらない。
凝縮は比較的大きい熱移動を表す。なぜなら、蒸発熱に
等しい量の熱が水蒸気の凝縮に消費されるからである。
これは、凝縮が均一に起こらない場合、試料から試料へ
の大きい温度の変動を引き起こすことがある。加熱され
た定盤は、試料管中の凝縮の発生を防止し、これにより
この潜在的な温度誤差源を最小にする。加熱された定盤
の使用は、また、試薬の消費を減少する。
【００２３】さらに、加熱された定盤は、すべての試料
管を温度制御した試料ブロックの中にしっかり押し込ん
で各管について均一なブロック対管の熱伝導を確立しか
つ維持するために必要な、実験的に決定した最小の下向
きの力を越える下向きの力を各試料管に与える。熱伝導
のこの均一性は、管対管の長さ、直径、角度または他の
寸法の誤差の変動に無関係に確立され、これらはそうで
なければある試料管を他の試料管より対応する試料ウェ
ルの中によりきっちりと嵌合させる。加熱された定盤
は、各キャップのプラスチックを軟化するが、キャップ
の弾性を完全には破壊しない。こうして、最小の限界の
下向きの力を、管対管の管の高さの差にかかわらず、各
管に連続的に加える。ここに記載するＰＣＲ計器は、２
倍またはそれ以上サイクル時間を減少し、そしてＰＣＲ
体積を２０ｕｈまで試薬のコストを下げるが、工業規格
０．５mlのマイクロ遠心分離器管との適合性を残す。
【００２４】
【実施例】図１を参照すると、本発明の教示に従いＰＣ
Ｒを実施するためのコンピュータ制御の計器の１つの実
施態様の主要なシステム要素のブロック線図が示されて
いる。増幅すべきＤＮＡまたはＲＮＡを含む試料混合物
を温度プログラムされた試料ブロック１２の中に配置
し、そして加熱されたカバー１４でカバーする。ユーザ
は、キーボードおよびディスプレイを含む端子１６を経
て、所望のＰＣＲプロトコルの時間および温度のパラメ
ーターを定めるデータを供給する。キーボードおよびデ
ィスプレイはバス１８を経て制御コンピュータ２０（以
後中央処理装置またはＣＰＵと呼ぶ）に連結する。この
中央処理装置２０は、下に記載する制御プログラム、所
望のＰＣＲプロトコルおよび以下に記載するある種の較
正定数を蓄積する記憶装置を包含する。制御プログラム
はＣＰＵ２０が試料ブロック１２の温度サイクリングを
制御するようにさせそしてユーザのインタフェースを実
施し、そしてユーザのインタフェースはある種のディス
プレイをユーザに提供し、そしてユーザにより端子１６
のキーボードを経て入力されたデータを受けとる。
【００２５】好ましい実施態様において、中央処理装置
２０は特注設計される。エレクトロニクスのブロック線
図は以下でより詳細に論ずる。他の実施態様において、
計器の種々のヒータおよび他の電気−機械的システムを
制御しそして種々のセンサーを読む中央処理装置２０お
よび関連する周辺エレクトロニクスは、任意の汎用コン
ピュータ、例えば、適当なプログラムによるパーソナル
コンピュータまたはマイクロコンピュータである。試料
１０を試料ブロック１２の中に配置されたキャップ付き
使い捨て管の中に貯蔵し、そして加熱されたカバー１４
により周囲空気から隔離し、そして加熱されたカバー１
４は以下に記載するプラスチックの使い捨てトレーと接
触して、試料管が内部に存在する加熱された箱体を形成
する。加熱されたカバーは、なかでも、試料管内の蒸
発、凝縮および還流により、試料混合物を出入りする望
ましくない熱移動を減少する働きをする。それは、ま
た、キャップの内側を乾燥に保持し、これにより管から
キャップを取ったとき、エアゾールの形成を防止するこ
とによって、相互汚染の機会を減少する。加熱されたカ
バーを試料管のキャップと接触させ、そしてそれらをほ
ぼ１０４℃または反応混合物の種々の成分の凝縮点より
上に加熱して保持する。
【００２６】中央処理装置２０は、加熱されたカバー１
４の温度を感知しそしてその中の電気抵抗ヒータを制御
してカバー１４を所定の温度に維持するために、適当な
エレクトロニクスを包含する。加熱されたカバー１４の
温度の感知およびその中の抵抗ヒータの制御は、温度セ
ンサー（図示せず）およびバス２２を経て達成される。
冷却液制御システム２４は、冷却された冷却液、例え
ば、自動車の不凍液と水の混合物を、試料ブロック１２
中のバイアス冷却チャンネル（図示せず）を通して、入
力管２６および出力管２８を経て、連続的に循環させ
る。冷却液制御システム２４は、また、試料ブロック１
２中のより高い体積のランプ冷却流体の流路（図示せ
ず）を通る流体の流れを制御する。ランプ冷却チャンネ
ルを使用して、試料ブロック１２を通して大きい体積の
冷却された冷却液を比較的高い流速で送ることによっ
て、試料ブロック１２の温度を急速に変化させる。ラン
プ冷却用冷却液は試料ブロック１２に管３０を通して入
り、そして管３２を通して試料ブロック１２から出る。
冷却液制御システムの詳細は図４６に示されている。冷
却液制御システムは、制御システムのエレクトロニクス
およびソフトウェアの説明において以下でより詳細に論
ずる。
【００２７】典型的には、試料ブロック１２の冷却に使
用する冷却液は、主として水とエチレングリコールとの
混合物から成る。冷却液は熱交換器３４により冷却さ
れ、そして熱交換器３４は試料ブロック１２から熱を抽
出した冷却液を入力管３６から受けとる。熱交換器３４
は、冷却装置４０から入力管３８を経て圧縮された液体
のフレオン冷却剤を受けとる。この冷却装置４０はコン
プレッサー（図示せず）、ファン４２およびフィン管加
熱ラジエーター４４を包含する。冷却装置４０は、管４
６を経て熱交換器３４から受けとったフレオンガスを圧
縮する。気体のフレオンはフィン管凝縮器４４において
冷却されそして液体に凝縮される。液体のフレオンの存
在は、絞り弁式毛管４７によりフィン管凝縮器中のその
蒸気圧より上に維持される。この毛管の出力は管３８を
経て熱交換器３４の入力部に連結される。熱交換器にお
いて、フレオンの圧力はフレオンの蒸気圧より下に低下
し、そしてフレオンが膨張する。この膨張工程におい
て、熱は熱交換器中を循環する加温された冷却液から吸
収され、そしてこの熱はフレオンに移動し、これにより
フレオンは沸騰するようになる。次いで、加温されたフ
レオンは熱交換器から管１６を経て抽出され、そして圧
縮されそして再びフィン管凝縮器４４を通して循環され
る。ファン４２はフィン管凝縮器４４を通して矢印４８
で示すように空気を流して、フレオン中の熱を管４６か
ら周囲の空気と交換させる。冷却装置４０は３０℃にお
いて４００ワットの熱および１０℃において１００ワッ
トの熱を冷却液から抽出して、本発明の教示に従い急速
な温度のサイクルを支持することができる。
【００２８】好ましい実施態様において、図１の装置は
ハウジング（図示せず）内に囲まれている。周囲の空気
へ追い出された熱４８はハウジング内に保持され、冷却
された冷却液またはフレオンを１つの場所から他の場所
に運ぶ種々の管上に起こる凝縮の蒸発を促進する。凝縮
は、装置またはエレクトロニクスの回路の構成において
使用した金属の腐食を引き起こすことがあり、したがっ
て除去すべきものである。囲いの内側の熱４８の放出
は、凝縮の蒸発を促進して腐食を防止する。
【００２９】その熱をフレオンと交換した後、冷却液は
熱交換器３４を管５０を経て出て、冷却液制御システム
に再び入り、ここで端子１６を経てユーザが入れたデー
タにより定められるＰＣＲサイクルの急速な冷却部分の
間、冷却液は必要に応じて試料ブロックへゲートされ
る。上記のように、ＰＣＲプロトコルは少なくとも２つ
の異なる温度およびしばしば３つの異なる温度における
インキュベーションを包含する。典型的なＰＣＲサイク
ルは図１１に示されており、ここで変性インキュベーシ
ョン１７０は９４℃付近の温度において実施し、ハイブ
リダイゼーションインキュベーション１２２は室温付近
の温度（２５℃〜３７℃）において実施し、そして伸長
インキュベーション１７４は５０℃付近の温度において
実施する。これらの温度は十分に異なり、したがって、
すべての試料の反応混合物の温度を１つの温度から他の
温度に急速に動かす手段を準備しなくてはならない。ラ
ンプ冷却システムは、試料ブロック１２の温度を高い温
度の変性インキュベーションからより低い温度のハイブ
リダイゼーションインキュベーションおよび伸長インキ
ュベーションの温度に急速に低下させる手段である。典
型的には、冷却液の温度は１０〜２０℃の範囲である。
冷却液が２０℃であるとき、それは約４００ワットの熱
を試料ブロックから送り出すことができる。典型的に
は、ランプ冷却チャンネルの寸法、冷却液の温度および
冷却液の流速は、５〜６℃／秒のピーク冷却が操作範囲
の高い端（１００℃）付近において達成され、かつ２．
５℃／秒の平均の冷却速度が試料ブロックの温度を９４
℃から３７℃にするとき達成されるようにセットする。
【００３０】ランプ冷却システムは、ある実施態様にお
いて、試料ブロックの温度を標的のインキュベーション
温度にまたはその付近に維持するために使用できる。し
かしながら、好ましい実施態様において、標的インキュ
ベーション温度を維持するための下向き試料ブロック１
２の小さい温度変化はバイアス冷却システムにより実施
される。
【００３１】図４６に示すように、ポンプ４１は濾過貯
留槽３９（１３０mlの容量）から１／２インチ管を経て
冷却液を絶えず送り、そしてそれを１／２インチ管を経
て分岐部４７へ送る。ポンプ４１は冷却液をパイプ４５
に１〜１．３ガロン／分の一定の流速で供給する。分岐
部４７において、管４５中の流れの部分はバイアス冷却
チャンネル４９を通して一定の流れとして転向する。管
４５中の流れの他の部分は、絞り弁５１を通して出力管
３８に転向する。絞り弁５１はこのシステムにおいて十
分な圧力を維持し、こうしてバス５４を経るＣＰＵ２０
の制御下に２状態のソレノイド作動弁５５の入力５３に
おいて正の圧力が存在する。ランプ冷却の急速な下向き
の温度変化の実行が望ましいとき、ＣＰＵ２０はソレノ
イド作動弁５５を開放し、冷却液をランプ冷却チャンネ
ル５７を通して流れさせる。８つのランプ冷却チャンネ
ルが存在するので、各ランプ冷却チャンネルを通る流量
は約１／８ガロン／分である。バイアス冷却チャンネル
を通る流量は、その大きく制限された断面積のために、
非常に少ない。
【００３２】バイアス冷却システムは、試料ブロック１
２中のバイアス冷却チャンネル４９を通して冷却された
冷却液の小さい一定の流れを提供する。これは試料ブロ
ック１２から一定の小さい熱損失を引き起こし、これは
マルチゾーンヒータ１５６により補償され、マルチゾー
ンヒータ１５６は試料ブロックの温度を安定した値に維
持すべきインキュベーションセグメントのために試料ブ
ロック１２に熱的に連結されている。バイアス冷却の流
れにより引き起こされる一定の小さい熱損失は、小さい
温度のための温度の上下の比例的制御を制御システムに
実行させる。これが意味するように、両者の加熱および
冷却を、制御された予測可能な小さい速度で温度サーボ
システムは利用して、ブロック温度の誤差を補正してブ
ロック温度が信頼性をもって、ユーザが入れたＰＣＲ温
度のプロフィルをたどるようにする。別の方法はフィル
ムヒータへの電力をカットオフし、そしてブロック温度
が高すぎたとき、試料ブロックが熱を放射および対流に
より周囲に放出するようにさせることである。これは、
定量的ＰＣＲサイクリングのための厳密な温度制御の規
格を満足するためには遅すぎそして予測不可能である。
【００３３】このマルチゾーンヒータ１５６は図１にお
いてＣＰＵ２０によりバス５２を経て制御され、そして
試料ブロック１２の温度をより低いインキュベーション
温度からより高いインキュベーション温度に急速に上昇
させる手段であり、そしてバイアス冷却を補償しそして
インキュベーションの間の温度のトラッキング（追跡）
および制御の間、温度誤差を上方に補正する手段であ
る。他の実施態様において、バイアス冷却は使用しない
ようにしても良く、あるいは他の手段、例えば、試料ブ
ロックの金属の中に形成された冷却ファンまたは冷却フ
ィン、ペルチエ接合または絶えず循環する水道水により
供給することができる。しかしながら、これらの他の実
施態様において、温度勾配が試料ブロックの中に生じな
いように注意しなくてはならない。温度勾配はある試料
の温度を他の試料と異なる温度にし、これによりある試
料におけるＰＣＲ増幅の結果を他の試料のそれと異なら
せる。好ましい実施態様において、バイアス冷却はブロ
ック温度と冷却液温度との間の差に比例する。
【００３４】ＣＰＵ２０は、図１において試料ブロック
１２の金属の温度を温度センサー２１およびバス５２を
介して検知することによって、及び循環冷却液の温度を
バス５４および冷却液制御システムの温度センサーを介
して感知することによって、試料ブロック１２の温度を
制御する。冷却液のための温度センサーは図４６におい
て６１に示されている。ＣＰＵは、また、図１において
システムのハウジングの内部の周囲空気の温度を周囲空
気温度センサー５６により感知する。さらに、ＣＰＵ２
０はライン５８の入力電力のライン電圧をセンサー６３
を介して感知する。データのすべてのこれらの項目は、
所望のＰＣＲプロトコル、例えば、インキュベーション
のための目標温度および時間を定めるためにユーザが入
力するデータの項目と一緒に、より詳細に後述する制御
プログラムにより使用される。この制御プログラムは、
マルチゾーン試料ブロックフィルムヒータ１５６の種々
のゾーンへバス５２を経て加える電力の量を計算し、そ
して冷却液制御システム２４においてソレノイド作動弁
５５を開閉する冷却液制御信号をバス５４を経て発生し
て、試料ブロックの温度が、ユーザが入力したデータに
より定められるＰＣＲブロトコルに従うようにさせる。
【００３５】図２を参照すると、試料ブロック１２の上
面図が示されている。試料ブロック１２の目的は、薄い
壁の試料管の列のための機械的支持および熱交換部材を
提供することであり、ここで各試料管中の試料の液体と
試料ブロック１２の中に形成されたバイアス冷却チャン
ネルおよびバイアス冷却チャンネルの中を流れる冷却液
との間で熱が交換される。更に、試料ウェルの種々のも
のの間で大きい温度勾配をつくらないでこの熱交換機能
を提供し、列中のすべての試料混合物が、空間的に分離
されていても、同一ＰＣＲサイクルを経験するようにさ
せることは、試料ブロック１２の果すべき機能の一つで
ある。ここに記載するＰＣＲ計器の全体の目的は、複数
の試料について試料液体の温度を非常に厳密に制御し、
こうしていずれの試料液体の温度も他の試料ウェル中の
いずれの他の試料液体の温度とＰＣＲサイクルのいずれ
の点においても感知しうるほど（ほぼ±０．５℃）差が
生じないようにすることである。
【００３６】「定量的」ＰＣＲと呼ばれるＰＣＲ技術の
分野が存在する。この技術において、この目的は標的Ｄ
ＮＡの量をサイクル毎に正確に２倍にすることによって
ＰＣＲ増幅を出来るだけ正確に実施することである。サ
イクル毎の正確な倍増は達成が困難であるか、あるいは
不可能であるが、厳密な温度制御はこれを達成する上で
役に立つ。多数の誤差源が存在し、これらのために、Ｐ
ＣＲサイクルはサイクルの間の標的ＤＮＡ（以後“ＤＮ
Ａ”はまた“ＲＮＡ”を意味すると理解されたい）の量
を正確に２倍にすることができないことがある。例え
ば、あるＰＣＲ増幅において、このプロセスは標的ＤＮ
Ａの単一の細胞を使用して開始する。この単一の細胞が
試料管の壁に粘着しそして最初の数サイクルで増幅しな
いようなとき、この誤差は容易に生じ得る。
【００３７】誤差の他の型は、「外来」標的ＤＮＡを攻
撃する外来ヌクレアーゼが反応混合物の中に入ることで
ある。すべての細胞は、細胞中で遊離した外来ＤＮＡを
攻撃する非特異的ヌクレアーゼを有する。これが起こる
とき、それは複製プロセスを妨害するか、あるいは停止
させる。こうして、１滴の唾液またはふけの粒子または
他の試料混合物からの物質が試料混合物の中に偶発的に
入る場合、これらの細胞中のヌクレアーゼ物質は標的Ｄ
ＮＡを攻撃しそして増幅プロセスにおいて誤差を生ず
る。すべてのこのような交差汚染源を排除することは高
度に望ましい。他の誤差源は、試料の種類が多様である
場合に生じる、試料混合物の温度制御の不正確さであ
る。例えば、すべての試料が伸長インキュベーションの
ために適切なアニーリング温度（通常５０〜６０℃の範
囲のユーザが選択した温度）を有するように正確に制御
されない場合、ＤＮＡのある種の形態は適切に伸長され
ないであろう。これが起こる理由は、温度が低すぎる場
合、伸長プロセスにおいて使用するプライマーが誤った
ＤＮＡにアニーリングすることである。アニーリング温
度が高すぎる場合、プライマーは標的ＤＮＡにまったく
アニーリングしない。
【００３８】ＰＣＲ増幅が診断試験、例えば、ＨＩＶ抗
体、肝炎、または遺伝病、例えば、鎌状赤血球貧血など
の存在についての診断試験の一部分であるとき、ＰＣＲ
増幅プロセスを不正確に実施した結果を容易に想像する
ことができる。このような診断試験における誤った陽性
または誤った陰性の結果は、個人的または法律的に破滅
的な結果を生じることがある。したがって、ここに記載
するＰＣＲ装置の設計の目的は、これらの起こりうる誤
差源、例えば、交差汚染または劣悪な温度制御の出来る
だけ多くを排除すると同時に、工業的に標準の９６ウェ
ルのマイクロタイタープレートのフォーマットと適合す
る装置を提供することである。この装置は簡単なユーザ
のインタフェースを使用して柔軟にＰＣＲを高速で実施
できるものでなくてはならない。好ましい実施態様にお
いて、試料ブロック１２は比較的純度の高い、腐食抵抗
性のアルミニウム、例えば、６０６１アルミニウム合金
から機械加工する。アルミニウムの中実ブロックからブ
ロック構造を機械加工すると、熱的により均質な構造が
生ずる。鋳造したアルミニウム構造体は、非常に厳密な
所望の温度制御の規格を満足するために必要なほど、熱
的に均質にはなりにくい。
【００３９】試料ブロック１２の熱的質量は小さくされ
ているので、急速な温度変化を行うことができる。これ
は多数の冷却通路、試料ウェル、みぞおよび他のねじ孔
または非ねじ孔をブロックの中に形成することによって
実施される。これらの孔のいくつかを使用して、ブロッ
クを支持体に取り付けそして外部の装置、例えば、マニ
ホールドおよびこぼれトレーを取り付ける。試料ブロッ
クの構造の「ハニカム」性質を最もよく理解するため
に、ブロックを平面図で示す図２ならびに試料ブロック
の正面図および断面図を示す図３〜図８を同時に参照す
る。例えば、図３は図２の線３−３′から見た冷却チャ
ンネルの位置を示す側面図である。反対側から見た、試
料ブロック１２の側面図は同一である。図４は図２の線
４−４′から見た試料ブロック１２のへりの側面図であ
る。図５は図２の線５−５′から見た試料ブロック１２
のへりの側面図である。図６は図２の線６−６′に沿っ
た試料ブロック１２の断面図である。図７は図２の線７
−７′に沿った試料ブロック１２の断面図である。図８
は図２の線８−８′に沿った試料ブロック１２の断面図
である。
【００４０】試料ブロック１２の上部表面は、６６と６
８とで代表的に示した円錐形試料ウェルの８×１２列が
孔開けされている。各試料ウェルの円錐形の形状は図８
に最もよく示されている。各試料ウェルのウェルは１７
°の角度で孔開けされていて、各試料管の円錐形部分の
角度と合致している。これは図８において直径ＤW を有
するパイロット孔を孔開けすることによって形成され
る。次いで、１７°のカウンターシンクを使用して円錐
形壁６７を形成する。
【００４１】各試料ウェルの底は、試料管の先端の浸透
深さを越える深さを有する溜７０を含む。溜７０はパイ
ロット孔によりつくられ、そして試料管が対応する試料
ウェルの中に配置されるとき、試料管より下に小さい開
いた空間を提供する。この溜は、試料ウェルの壁への各
試料管の緊密な嵌合を妨害せずに、液体、例えば、ウェ
ル壁上に形成する凝縮物が存在するための空間を提供す
る。この緊密な嵌合は、ウェル壁から試料液体への熱伝
導性を各試料管について均一かつ高くすることを保証す
るために必要である。１つの管についてゆるい嵌合を引
き起こすウェル中の汚染は、列を横切る熱伝導性のこの
均一性を破壊するであろう。すなわち、試料ウェル中の
試料管の嵌合に要する圧力では液体は実質的に圧縮され
ないので、溜７０が存在しない場合、試料ウェルの底中
に液体が存在するとその試料ウェル中の試料管は完全に
嵌合できなくなることがある。さらに、溜７０はある空
間を提供し、この空間において、溜７０の中に存在する
液体の気相は高い温度のインキュベーションの間に膨張
できるが、もし溜７０が存在しない場合には膨張による
大きい力が試料管に加えられて試料ウェルとの均一な接
触から管が押し出されてしまう恐れがある。
【００４２】実験から、各試料管はその対応する試料ウ
ェルと均一に接触することが重要であること、そしてあ
る最小の限界の力を各試料管に加えて、試料ウェルの壁
と反応混合物との間の熱伝導性を列を通じて均一に保持
する必要があることが発見された。この最小の限界の嵌
合力は、図１５に力のベクトルＦとして示されており、
そして１つの試料管の壁を通る熱伝導率がブロック中の
どこかに位置する他の試料管を通る熱伝導率と異なるの
を防止するための、主要な因子である。最小の限界の嵌
合力Ｆは３０ｇであり、そして好ましい力のレベルは５
０〜１００ｇである。
【００４３】試料ウェルの列は、図２、図６および図８
において最もよく示されるように、２つの機能を有する
みぞ７８により実質的に完全に取り囲まれている。この
みぞ７８の主な機能は試料ブロックの中央区域からブロ
ックのへりへの熱伝導を減少することである。みぞ７８
は試料ブロックの厚さの約２／３にわたって延設されて
いる。このみぞは、支持ピン、マニホールドなどのブロ
ックへの必要な機械的接続により引き起こされる、回避
不可能な熱勾配の作用を最小とする。第２の機能は熱的
質量を試料ブロック１２から除去して、試料ブロック１
２の温度をより急速に変更可能とし、そして「ガードバ
ンド」と呼ぶへり領域におけるウェルの列をシミュレー
トすることである。図２における点８０および８２の間
のみぞ７８の部分により除去される金属の量は、８つの
試料ウェル８３〜９０の隣接する列により除去される金
属の量に実質的に等しいように設計される。この目的
は、ガードバンドの熱的質量を隣接する以下に説明する
「局所的ゾーン」、の熱的質量に合致させることであ
る。
【００４４】図３、図６および図８を参照すると、試料
ブロック１２の金属の中に形成された、種々のバイアス
冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネルの数および
相対的位置が示されている。９つのバイアス冷却チャン
ネル９１〜９９が存在する。同様に、８つのランプ冷却
チャンネル１００〜１０７が存在する。これらのバイア
ス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネルの各々は
試料ブロックのアルミニウムにガン孔開けされる。ガン
孔開け法はよく知られており、試料ブロック１２の底表
面１１０の出来るだけ近くに長い非常に真っすぐな孔を
開けることができる。ガン孔開け法は真っすぐな孔を開
けるので、この方法はバイアス冷却チャンネルまたはラ
ンプ冷却チャンネルが、孔開けの間にそれることおよび
試料ブロックの底表面１１０を貫通することを防止した
り、あるいは他の冷却チャンネルに対する相対的位置の
変動を防止する上で好ましい。このような位置の誤差
は、局所的ゾーンの「局所的バランス」または「局所的
対称性」を覆すことによって、望ましくない温度勾配を
引き起こすことがある。これらの概念は以下で説明する
が、これらの概念と、この概念を実現する構造は、異な
る試料ウェルの間のように過度の温度誤差をつくらない
で、９６までの試料の急速な温度サイクリングを達成す
るために重要であることを理解すべきである。
【００４５】バイアス冷却チャンネル９１〜９９は、好
ましい実施態様においてシリコーンゴムでライニングし
て、バイアス冷却チャンネルの壁を横切る熱伝達率を低
下させる。バイアス冷却チャンネル中の壁を横切る熱伝
達率を低下させることは、マルチゾーンヒータ１５６を
オフにしそして試料ブロック１２からの熱損失が主とし
てバイアス冷却チャンネルによるときに、試料ブロック
１２の急速過ぎる温度変化を防止する上で好ましい。こ
れは、試料ブロックの温度が所望の標的インキュベーシ
ョン温度よりわずかに上昇し、そして制御システムが試
料ブロックの温度をユーザが特定したインキュベーショ
ン温度まで戻す場合の制御過程で生じる。「制御された
オーバーシュート」は以下に記載するように使用されて
いるが、この場合における冷却速度が速すぎると、制御
システムのサーボフィードバックループが応答すること
ができる前に、所望のインキュベーション温度に対して
オーバーシュートを引き起こすことがある。ブロック温
度のサーボフィードバックループは外乱に対する応答の
時定数を有するので、加熱および冷却の量および試料ブ
ロックの生ずる温度変化速度を制御し、制御システムが
温度誤差に対して応答できるより速い速度で、試料ブロ
ックの温度を変化させないことによって、オーバーシュ
ートを最小にすることが望ましい。
【００４６】好ましい実施態様において、バイアス冷却
チャンネルは直径４mmであり、そしてシリコーンゴムの
管は１mmの内径および１．５mmの壁厚さを有する。これ
は、ブロックが作動上限温度、すなわち、約１００℃で
あるとき、ほぼ０．２℃／秒のバイアス冷却速度を与
え、そして試料ブロック１２が作動下限温度であると
き、ほぼ０．１℃／秒のバイアス冷却速度を与える。図
１における冷却液制御システム２４は、バイアス冷却チ
ャンネル内に、ランプ冷却チャンネル１００〜１０７を
通る冷却液の流速のほぼ１／２０〜１／３０倍の冷却液
の流速を生じさせる。バイアス冷却チャンネルおよびラ
ンプ冷却チャンネルは同一サイズ、すなわち、４mmの直
径であり、そして試料ブロック１２全体にわたって延設
されている。バイアス冷却チャンネルは、その端にフッ
クをもつ剛性なワイヤをバイアス冷却チャンネルの中に
挿入しそしてそれを４mmよりわずかに大きい外径を有す
るシリコーンゴム管の端の孔を通してフッキングするこ
とによってライニングされる。次いで、ワイヤ中のフッ
キングをシリコーンゴム管中の孔を通し、そしてシリコ
ーンゴム管をバイアス冷却チャンネルを通して引き、そ
して試料ブロック１２の端表面と同一平面になるように
切断する。
【００４７】ねじ孔１０８〜１１４は、冷却液のマニホ
ールドを試料ブロック１２の各側にボルト止めするのに
使用される。冷却液のマニホールドはブロックの両端に
ボルト止めされる。これらの２つのマニホールドを図１
において冷却チャンネル２６，２８，３０および３１に
連結され、マニホールドと試料ブロックの金属との間に
挿入したガスケット材（図示せず）を介して試料ブロッ
ク１２に取付けられている。このガスケットは冷却液の
漏れを防止し、試料ブロック１２とヒートシンクを代表
するマニホールドとの間の熱伝導を制限する。前述の目
的に合った任意のガスケットであれば本発明の実施のた
めに十分である。
【００４８】みぞ７８の位置に対するバイアス冷却チャ
ンネルおよびランプ冷却チャンネルの位置は、図６の断
面図において最もよく示されている。試料ウェルの位置
に対するバイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャ
ンネルの位置は、図８の断面図において最もよく示され
ている。バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャ
ンネルは、一般に、隣接した試料ウェルの先端の間の位
置に介在する。さらに、図８から明らかなように、バイ
アス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネル、例え
ば、チャンネル１０６および９７は、１または２以上の
試料ウェルの壁を貫通することなしには、図の正のＺ方
向に大きく外れることはできない。同様に、冷却チャン
ネルは、試料ブロック１２の底表面１１６を貫通するこ
となしには負のｚ方向に大きく外れることはできない。
明瞭のため、バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却
チャンネルの、試料ウェルおよび他の構造物の位置に対
する相対位置は図２に示されていない。しかしながら、
試料ウェルのすべてのカラムの間にバイアス冷却チャン
ネルまたはランプ冷却チャンネルが存在する。
【００４９】図２を参照すると、孔１１８，１１９，１
２０および１２１にねじ山を形成し、そしてそれらの孔
を使用して、試料ブロック１２の中に形成する種々の孔
およびみぞを機械加工するために使用する機械に試料ブ
ロック１２を取り付ける。図２、図４および図５におい
て、孔１２４，１２５，１２６および１２７を使用し
て、以下に詳細に記載する、図９に示す支持ブラケット
に試料ブロック１２を取り付ける。鋼製のボルトはこの
支持ブラケットを通してねじ孔１２４〜１２７の中に延
びて、試料ブロック１２を機械的に支持する。これらの
鋼製のボルトは、ヒートシンクまたはヒートソースにな
るとともに、熱的質量を試料ブロック１２に付加し、そ
して試料ブロック１２と周囲の環境との間の熱的エネル
ギーの移動のための付加的通路を提供する。これらの支
持ピンおよびマニホールドは、これらの周辺構造体を通
して伝達される熱的エネルギーが試料の温度に影響を与
えるのを防止するためにガードバンドが必要となる２つ
の重要な因子である。図５を参照すると、孔１２８，１
３０および１３２は集積回路の温度センサー（図示せ
ず）のための取り付け孔であり、この温度センサーは孔
１２８を通して試料ブロックの中に挿入され、そしてね
じ孔１３０および１３２へ締結されるボルトにより固定
される。孔１２８の深さおよびみぞ７８および試料ウェ
ルの隣接する列との相対的位置は、図２に最もよく示さ
れている。
【００５０】図２を参照すると、孔１３４〜１４３はス
ピルカラー１４７（図示せず）を取り付けるために使用
する取り付け孔である。このスピルカラー１４７は図１
９に示されており、図１９は加熱された定盤１４、すべ
りカバー３１６および案内ねじアセンブリ３１２の構造
を詳細に示す。スピルカラーの目的は、試料管からこぼ
れた液体が機器ケーシングの内側に侵入して腐食を生じ
るのを防止することである。
【００５１】図９を参照すると、試料ブロック１２のた
めの支持システムおよびマルチゾーンヒータ１５６の構
造の断面図が示されている。試料ブロック１２は４つの
ボルトにより支持され、それらをボルト１４６で代表し
て示している。これらの４つのボルトは鋼製支持ブラケ
ット１４８の直立部材を貫通している。２つの大きいコ
イルばね１５０および１５２は、支持ブラケット１４８
の水平部分と鋼製圧力板１５４との間で圧縮されてい
る。ばね１５０および１５２は、試料ブロック１２の底
にフィルムヒータ１５６を圧着するために正のＺ方向に
約３００ポンド／平方インチの力を供給するように十分
に圧縮されている。この３層のフィルムヒータは、マル
チゾーンフィルムヒータ１５６、シリコーンゴムのパッ
ド１５８およびエポキシ樹脂フォームの層１６０から構
成されている。好ましい実施例において、フィルムヒー
タ１５６は３つの別々の制御可能なゾーンを有する。フ
ィルムヒータの目的は、図１においてＣＰＵ２０の制御
下に試料ブロック１２に熱を供給することである。シリ
コーンゴムのパッドの目的は、フィルムヒータ層１５６
から下の構造体への熱伝導率を低減することである。こ
れらの下部構造体はヒートシンクおよびヒートソースと
して働くため、これらの間で望ましくない熱エネルギー
が試料ブロック１２から出入りする可能性があるからで
ある。シリコーンゴムのパッド１５８は、いくつかのフ
ィルムヒータはニクロム線を有するため完全に平らでは
ない場合があるので、フィルムヒータ１５６の表面の不
規則性を補償するという追加の機能を有する。
【００５２】鋼製板１５４およびエポキシ樹脂フォーム
１６０の目的は、ばね１５０および１５２からの力をシ
リコーンゴムのパッド１５８およびマルチゾーンフィル
ムヒータ１５６に伝えて、フィルムヒータを出来るだけ
試料ブロックの底表面に密着するように押圧することで
ある。エポキシ樹脂フォームは剛性であって、ばねの力
の下に破壊しないように剛性を有するとともに、すぐれ
た絶縁体であり、熱的質量が小さい、すなわち、密でな
い構造であるべきである。１つの実施例において、フォ
ーム１６０は商標ＥＣＫＯフォームで製造されている。
他の実施態様において、他の構造体をシリコーンゴム層
１５８および／またはエポキシ樹脂フォーム層１６０の
代わりに使用することができる。例えば、剛性のハネカ
ム構造体、例えば、航空機の構成に使用する構造体を圧
力板１５４とフィルムヒータ１５６との間にそれらの間
に絶縁層を配置させて使用することができる。層１５８
および１６０のためにどんな構造体を使用しても、構造
体は試料ブロック１２が加熱されている間にそのブロッ
クから多量の熱を吸収してはならず、そして試料ブロッ
ク１２が冷却されている間に、そのブロックに多量の熱
を与えてはならない。しかしながら、周囲構造体からの
ブロックの完全な隔離は事実上不可能である。試料ブロ
ック１２と接触して、試料ブロックを周囲から出来るだ
け完全に隔離して、ブロック１２の熱的質量を最小に
し、かつ試料ブロックおよびその中に格納された試料混
合物の急速な温度変化を可能とする、他の構造体を設計
するための努力をすべきである。
【００５３】試料ブロックの温度の正確な制御は、図９
におけるマルチゾーンフィルムヒータ１５６により試料
ブロックへ供給される熱の量を制御することによって、
図１においてＣＰＵ２０により達成される。フィルムヒ
ータはパルス幅変調法の改良した方法を用いて駆動され
る。第１に、電力ラインからの１２０ボルトの波形を整
流して、同一極性の半波のみを保存する。次いで、各半
波部分をフィルムヒータの適当なゾーンに入力し、フィ
ルムヒータの種々のゾーンへ加えられる各ハーフサイク
ルの割合をＣＰＵ２０により制御する。
【００５４】図１０はフィルムヒータ１５６についての
電力制御の概念の１つの実施例を示す。図１０は供給ラ
イン電圧の電圧波形図である。ネガティブハーフサイク
ル１６２を排除する整流が起こる。参照番号１６４で例
示するポジティブハーフサイクルのみが残る。次いで、
ＣＰＵ２０およびその関連する周辺電子回路は、フィル
ムヒータ１５６の種々のゾーンへ加えられる各ハーフサ
イクルの部分を、各ゾーンについて下に記載する式に基
づいて各ゾーンについて計算した電力レベルに従い、加
える各ハーフサイクルの部分を選択することによって制
御する。すなわち、図１０の分割線１６６は、各ゾーン
について特別の式中の多数の因子に基づいて、フィルム
ヒータへの電力の量を制御するために時間軸に沿って前
後に移動せしめられる。ポジティブハーフサイクル１６
４の下の斜線区域は、分割線１６６の示した位置につい
てフィルムヒータ１５６へ加えられた電力を表す。分割
線１６６が右に動くとき、より多くの電力がフィルムヒ
ータへ加えられ、そして試料ブロック１２はより高温に
なる。分割線が時間軸に沿って左に動くとき、斜線区域
はより小さくなり、そしてより少ない電力がフィルムヒ
ータに加えられる。ＣＰＵ２０およびその関連するソフ
トウェアおよび周辺回路がブロック１２の温度を制御す
る方法を、より詳細に以下に記載する。
【００５５】フィルムヒータへ供給される電力は、０か
ら６００ワットに連続的に変化させることができる。他
の実施例において、フィルムヒータ１５６へ供給される
電力は、他の方法、例えば、ＤＣフィルムヒータを通る
電流またはそれに加えられる電圧等のコンピュータ制御
を使用して、あるいは下に記載するゼロ交差スイッチン
グ法により制御することができる。他の実施態様におい
て、試料ブロック１２の加熱制御は、試料ブロック１２
の金属内に形成される加熱制御チャンネルを通して流さ
れる、高温気体または液体の流速および／または温度を
制御することにより行うことができる。もちろん、この
ような他の実施例においては、ブロック中の試料ウェル
の数を低減しなくてはならないであろう。なぜなら、図
２〜図８に示す試料ブロック１２中には追加の加熱チャ
ンネルのための余地が存在しないからである。このよう
な他の実施例は、例えば、もしすべての他のウェルを除
去して試料ブロック中に加熱チャンネルのための余地を
つくるなら、９６ウェルのマイクロタイタープレートの
フォーマットに適合させることができる。これはこのよ
うなマイクロタイタープレートの寸法に関してのみ適合
するだけであり、９６の異なる試料の同時処理に関して
は適合しない。これらの他の実施例において局所的バラ
ンスおよび局所的対称性を保存するために注意しなくて
はならない。
【００５６】ここに記載する実施例において、フィルム
ヒータを経てブロックに供給できる最大の電力は１１０
０ワットである。この制限はブロック／ヒータの接続部
の熱伝導性から生ずる。実験において、フィルムヒータ
１５６への約１１００ワットより多い電力供給は装置の
自己破壊をしばしば生じることが発見された。
【００５７】ブロック温度を標的のインキュベーション
温度またはその付近への加熱または冷却のための電力
は、典型的には±５０ワットの範囲内である。図１１を
参照すると、典型的なＰＣＲプロトコルの時間対温度の
関係が示されている。ブロック温度の大きい下向きの変
化は、冷却された冷却液をランプ冷却チャンネルを通し
て入力すると同時に図１において温度センサー２１によ
り試料ブロックの温度をモニターすることによって達成
される。典型的には、この急速な下向きの温度変化は、
変性インキュベーション１７０とハイブリダイゼーショ
ンインキュベーション１７２の温度との間の温度変下時
に行われる。典型的には、ユーザは、図の、傾斜温度線
のレグおよびインキュベーションのレグの間の円形の交
差により示したチェックポイントの温度／時間の平面上
の位置をＣＰＵ２０に対して記述するために、１つの方
法または他の方法において、温度および時間を定めるこ
とによってプロトコルを特定しなくてはならない。図
に、インキュベーションのレグを参照数字１７０，１７
２および１７４で、ランプは参照番号１７６，１７８お
よび１８０でそれぞれ示している。一般に、インキュベ
ーションの間隔は単一の温度において実施されるが、別
の実施態様において、それらは含まれるＰＣＲサイクル
の特定の部分を実施するために許容されうる温度範囲内
の異なる温度に段階的、あるいは連続的に変化するよう
にすることができる。すなわち、変性インキュベーショ
ン１７０は図１１に示すように１つの温度において実施
する必要はないが、変性のために許容されうる温度範囲
内の複数の異なる温度のいずれにおいても実施すること
ができる。ある実施例においては、ユーザはランプセグ
メント１７６，１７８および１８０の長さを指定するこ
とができる。他の実施例においては、ユーザは各インキ
ュベーション間隔の１または２以上の温度および期間の
みを指定することができ、装置は１つのインキュベーシ
ョンの完了後他のインキュベーションの開始までの間に
出来るだけ急速に試料ブロックの温度を変化させる。好
ましい実施例において、ユーザは、また、各サイクル毎
に異なるか、あるいはすべてのサイクルについて自動的
に増加する温度および／またはインキュベーション時間
を設定することができる。
【００５８】９５℃の変性インキュベーションから３５
℃のハイブリダイゼーションインキュベーションへの転
移の間のランプ冷却の平均電力は、典型的には１キロワ
ットより大きい。これは、ブロック温度が操作範囲の高
い端にあるとき、ほぼ４〜６℃／秒、そしてブロック温
度が操作範囲の下限であるとき、ほぼ２℃／秒の試料ブ
ロックの温度変化を生ずる。一般に、ランプ冷却のため
に出来るだけ高い冷却速度を有することが望ましい。
【００５９】ランプ冷却の間に試料ブロックから非常に
多くの熱が除去されるので、ランプ冷却チャンネルの１
端から他端へ試料ブロックを横切る温度勾配が発生する
ことがある。これを防止しかつこれらの型の温度勾配を
最小にするために、ランプ冷却チャンネルは方向的に交
錯している。すなわち、図３において、ランプ冷却チャ
ンネル１００，１０２，１０４および１０６を通る冷却
液の流れの方向は、これらのランプ冷却チャンネルの孔
の内側においてｘで記号化されたように紙面の中へ向
う。交錯するランプ冷却チャンネル１０１，１０３，１
０５および１０７中のランプ冷却液の流れは、これらの
ランプ冷却チャンネルの孔の中心にある単一点により記
号化されたように紙面から外に出る。この交錯＋ランプ
冷却チャンネルを通る高い流速は、そうでなければ非交
錯の流れのパターンまたはより低い流速を使用した場合
に発生することがある温度勾配を最小にする。なぜな
ら、チャンネルの熱い端と冷たい端との間の距離がより
短かくなるからである。流速が遅いと熱のほとんどまた
は全部が移動の最初の数インチのところでブロックから
奪われることになる。これはブロックの入力側はブロッ
クの出力側より低い温度になることを意味する。早い流
速はチャンネルに沿った温度勾配を最小にする。交錯は
１つの方向に走るチャンネルの熱い端が流れが反対方向
となるチャンネルの複数の冷たい端間で「サンドイッ
チ」にされることを意味する。これはチャンネルの長さ
より短かい距離である。こうして、温度勾配を排除する
ために熱が移動しなくてはならない距離が縮少するの
で、温度勾配は減少する。これは、ランプチャンネルが
ある試料を他の試料と区別して加熱する前に、ランプチ
ャンネル中の冷却により生じるいかなる温度勾配をも急
速に解消する。交錯しないと、試料ブロックの１側は他
側よりほぼ１℃熱いであろう。交錯は、ほぼ１５秒未満
のいかなる温度勾配をも消滅させる。
【００６０】ブロックに添加またはそれから除去される
熱量を推定するために、ＣＰＵ２０は図１の温度センサ
ー２１を使用してブロック温度を測定し、そして図１の
バス５４に連結された図４６の温度センサー６１により
冷却液の温度を測定する。周囲空気の温度は、また、図
１の温度センサー５６により測定し、そしてバス５２上
でフィルムヒータに加えられる電力を制御する電力ライ
ンの電圧は、また、測定する。試料ブロックから周囲、
および試料ブロックから冷却液への熱伝導は、システム
の制御パラメータをセットするために初期化プロセス中
の測定結果としてＣＰＵ２０へ知らされる。
【００６１】試料集団の温度の均一性を良好にするため
に、ブロックは、定常温度にして、正味熱の流れを出入
りさせない。しかしながら、熱いスポットから、ブロッ
クの境界に関して正味熱の移動がゼロである冷たいスポ
ットへ流れる熱の局所的流れにより生ずる温度勾配が試
料ブロック内で起こることがある。例えば、１端で加熱
されそして他端で冷却されるスラブ材は、ブロックへ流
れる熱流がゼロである場合、定常の平均温度にある。し
かしながら、この状態で、相当に不均一な温度、すなわ
ち、温度勾配が、熱いへりから冷たいへりへ流れる熱流
により、スラブ内で形成されることがある。ブロックの
へりの加熱および冷却が停止されるとき、熱いへりから
冷たいへりへ流れる熱流はこの温度勾配を結果的に消去
し、そしてブロックは熱流開始時の熱い温度と冷たい温
度との間の平均である均一な温度に達する。
【００６２】長さＬの断面区域Ａのスラブが均一な熱伝
導率Ｋを有しそして、熱源から入る熱流Ｑinが熱吸収部
へ出る熱流Ｑout と一致することにより、スラブが定常
平均温度に保持される場合、熱の流れから生ずる定常状
態の温度プロフィルは、次の通りである： （１）デルタＴ＝（Ｑin・Ｌ）／（Ａ・Ｋ） ここで、 デルタＴ＝温度勾配、 Ｌ＝熱通路の長さ、 Ａ＝熱通路の面積、 Ｋ＝熱通路を通る熱伝導率、である。
【００６３】一般に、均一な熱伝導性の物質内で、温度
勾配は熱の流れ／単位面積に比例する。こうして、熱の
流れと温度のばらつきは緊密にリンクされる。実際に
は、熱流を出入りさせないで試料ブロックの温度を制御
することは不可能である。冷たいバイアス制御による冷
却は、ストリップヒータからの多少の熱の流入を必要と
し、バイアス冷却チャンネルを流れる冷却液により除去
される熱のバランスを保ってブロック温度を安定な値に
維持する。これらの条件下で試料ブロックの温度を均一
にする鍵は、熱源と熱吸収部の「局所的バランス」と
「局所的対称性」とを静的かつ動的に有し、そして熱い
スポットから冷たいスポットへの熱の流れが短い距離で
のみ生じるように配置された幾何学配置にある。
【００６４】簡単に述べると、「静的局所的バランス」
の概念は、全熱入力が全熱出力に等しい定常温度のブロ
ックにおいて、明確な局所的領域内で、すべての熱源が
熱吸収部によりブロックを出入りする熱の流れで完全に
そのバランスを維持するように熱源および熱吸収部が配
置されていることを意味する。したがって、各局所的領
域は、隔離されると、定常温度に維持されるであろう。
「静的局所的対称」の概念は、局所的領域内で定常温度
について、熱源の質量中心が熱吸収部の質量中心と一致
することを意味する。そうでない場合、各局所的領域内
で、各局所的領域にわたって温度勾配が生じ、これが隣
接する局所的領域の温度勾配に加わり、これにより各局
所的領域内の局所的バランスが保たれていても局所的対
称性の欠如から単一の局所的領域の大きさの２倍の勾配
が試料ブロックに生じる。局所的バランスおよび局所的
対称性の概念は、試料ブロックの温度が、例えば、イン
キュベーションのインターバル中に、定常レベルに維持
される静的温度バランスを達成するために重要である。
【００６５】試料ブロック内で急速な温度変化が起こっ
ている動的場合について、各局所的領域の熱的質量また
は熱容量は重要になる。なぜなら、各局所的領域にその
温度を変化するために流入しなくてはならない熱の量は
その領域の熱的質量に比例するからである。したがっ
て、静的局所的バランスの概念は、局所的領域が熱源お
よびヒートシンクとの合計のｘ％を含む場合には「動的
局所的バランス」が存在するために熱的質量のｘ％をも
含むことを要件として、動的場合に敷衍できる。同様
に、「動的局所的対称性」は、熱容量の中心が動的熱源
および熱吸収部の熱的質量の中心と一致することを必要
とする。簡単な用語でこれが意味することは、試料ブロ
ックの熱的質量がその金属であり、そして各局所的ゾー
ン内の金属の合計質量が同一であるように、試料ブロッ
クの機械加工が対称かつそのバランスがとれていること
である。さらに、各局所的ゾーンにおける金属の質量中
心は動的熱源および熱吸収部の質量中心と一致すべきで
ある。こうして、マルチゾーンヒータ１５６の質量中
心、すなわち、その幾何学的中心、およびバイアスなら
びにランプ冷却チャンネルの幾何学的中心は一致しなく
てはならない。図２〜図９の研究から、静的および動的
の局所的バランスおよび局所的対称性の両者が試料ブロ
ック１２に存在することは、後述の説明から理解される
であろう。
【００６６】図１２は、本発明の教示に従う試料ブロッ
ク１２の設計のための並列する２つの局所的領域を示
す。図１２において、２つの局所的領域２００および２
０２の境界は鎖線２０４，２０６および２０８で示され
ている。図１２は、ガードバンドの中に存在しない各局
所的領域が、次の構成成分から構成されていることを示
す。すなわち、試料ウェルの２つの列；ヒータの合計面
積の１／８倍であるフォイルヒータ１５６の部分；１つ
のランプ冷却チャンネル、例えば、ランプ冷却チャンネ
ル２１０および２１２；および、１つのバイアス冷却チ
ャンネルである。局所的対称性を保持するために、各局
所的領域はそのランプ冷却チャンネル上に中心が存在
し、そして各境界においてバイアス冷却チャンネル上で
１／２を占める。例えば、局所的領域２００はランプ冷
却チャンネル２１０の上に中心を有し、そしてバイアス
冷却チャンネル２１４および２１６は、それぞれ、局所
的領域の境界２０４および２０６により区切られてい
る。こうして、ランプ冷却チャンネルの質量中心（その
中心）は、バイアス冷却チャンネルの質量中心（局所的
領域の中心）および各局所的領域に連結するフィルムヒ
ータ部分の質量中心と（水平に）一致する。ＣＰＵ２０
がフィルムヒータ１５６を駆動して、ランプ冷却チャン
ネルおよびバイアス冷却チャンネルにより除去されてい
る熱エネルギーの量に等しい熱エネルギーの量を入力す
るとき、静的局所的バランスが各局所的領域に保たれ
る。９６の試料混合物が存在するブロックの中心部分の
各局所的領域が全体の試料ブロックの総熱的質量のほぼ
１／８を含み、ランプ冷却チャンネルの合計数の１／８
を含みかつバイアス冷却チャンネルの合計数の１／８を
含むので、各局所的領域について動的局所的バランスは
保持される。各局所的領域の金属の質量中心が、局所的
領域の下にあるフィルムヒータ部分の中心、ランプ冷却
チャンネルの中心および、２つの１／２長のバイアス冷
却チャンネルの質量中心と水平的に一致するので、動的
局所的対称性は各線形回帰について成立する。
【００６７】静的および動的局所的バランスおよび局所
的対称性として特徴づけられるこれらの物理学的性質に
より、試料ブロックは、集団中のすべての試料を、先行
技術の熱循環系より更にいっそう均一に加熱および冷却
する。図２は、局所的領域の境界の平面図を鎖線２１７
〜２２５により示す。図２から明らかなように、９６の
試料ウェルの中央領域は境界２１８〜２２４により画さ
れた６つの隣接する領域に分割されている。さらに、２
つのガードバンドおよび局所的領域が各へりに付加され
ている。最もネガティブのｘ座標を有するへりの局所的
領域（局所的領域は時にはまた局所的ゾーンと呼ぶ）
は、境界線２１７および２１８により画されている。最
もポジティブのｘ座標を有するへりの局所的領域は、境
界線２２４および２２５により画されている。各局所的
領域は試料ウェルのカラムを含まないが、ウェルのカラ
ムシミュレーションするみぞ７８を含む。みぞ７８の深
さおよび幅は、ウェルのカラムと同一の金属質量を除去
し、これにより動的局所的対称性を多少保持ように設計
されている。したがって、へりの局所的ゾーンでは試料
ブロックの中央部分における６つの局所的ゾーンと熱的
質量が異なる（この領域は、また、外部の接続部材、例
えば、マニホールドおよび支持ピンにより付加的熱的質
量を有する）。この差は、へりの局所的ゾーンまたはガ
ードバンドを前記マルチゾーンヒータの別々に制御可能
なゾーンと共に加熱してブロックの中央ゾーンより多く
のエネルギーをガードバンドへ送ることにより是正され
る。
【００６８】ブロックの各へりにおける局所的領域は、
６つの中央に位置する局所的領域の熱的性質と正確でな
いが略近似する。へりの局所的領域は、試料ブロック１
２の周辺の回りのガードバンドを完全にするので、「ガ
ードバンド」領域と呼ぶ。このガードバンドの目的は、
試料ブロック１２に機械的に固定される支持ピン、マニ
ホールド、ドリップカラーおよび他の装置等によってブ
ロックへ機械的接続により本来的に埋め込まれる、制御
されない熱吸収部および熱源から９６の試料ウェルを含
む試料ブロックの中央部分をある程度熱的に絶縁するこ
とである。例えば、図２において、試料ブロックのへり
の表面２２８および２３０へ、ランプ冷却チャンネルお
よびバイアス冷却チャンネルを出入りする冷却液を運ぶ
プラスチックのマニホールドを取り付ける。へり２２８
および２３０に沿ったガードバンドは、へり２２８およ
び２３０に対して並列かつそれに最も接近するスロット
７８の部分で構成する。みぞ７８の深さは、みぞの底が
バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャンネルの
周辺に、それらを実際に交差させないで可能な限り密接
するようにする。この深さに関係するみぞ７８の幅は、
図２の点８２および２３２の間のスロット７８により除
去される金属の体積が、試料ウェル２３４で初まり試料
ウェル８３で終わる試料ウェルの隣接列により除去され
る金属の体積にほぼ等しいようにする。また、試料ウェ
ルの周期的パターンがウェルの１つの列またはカラムに
より各方向へ延びる場合には、試料ウェルのかゝる付加
列が存在する所へブロックの回りのスロット７８を設置
する。
【００６９】支持接続部が試料ブロックに形成されてい
るへり２５０および２５２に沿って、ガードバンドの局
所的領域は、スロット７８の一部に加えて、いくつかの
冷却チャンネルの全長を含む。図３を参照すると、上記
ガードバンドの局所的領域は次のものを含む：隣接する
局所的領域の隣接する１／２のバイアス冷却チャンネル
と共に全長のバイアス冷却チャンネルを形成するバイア
ス冷却チャンネルの１／２（例えば、９２）；ランプ冷
却チャンネル（例えば、１００）；および全長のバイア
ス冷却チャンネル（例えば、９１）。へり２５０のへり
の局所的領域にとして、これらの冷却チャンネルは１０
７，１９８および９９で示されている。ガードバンドに
おける全長のバイアス冷却チャンネルは、ブロックのへ
りから内方にわずかに変位している。これらの全長のバ
イアス冷却チャンネルを使用する理由は、「半分の」冷
却チャンネルの構成が実際的ではないことである。バイ
アス冷却チャンネルはこのような厚い壁をもつゴムのラ
イニングを必要とするので、「半分の」バイアス冷却チ
ャンネルのライニングを通る孔を信頼性をもって開放し
ておくことは困難であろう。へりの局所的領域における
この非対称性はへりのガードバンドの局所的領域から冷
却液へ熱の小さい過剰損失を引き起こすが、それは試料
ウェルを含む試料ブロックの中央領域から十分に離れて
いるので、試料温度の不均一性への寄与は小さい。ま
た、この小さい非対称性の温度の影響を予測できるの
で、この作用は各ガードバンドの下でマルチゾーンヒー
タシステムの分離制御可能ゾーンを使用することによっ
てさらに最小にすることができる。
【００７０】図１３を参照すると、図９のフィルムヒー
タ層１５６内で別々に制御される３つのゾーンが存在す
る。これらの別々に制御されるゾーンは、支持ブラケッ
ト１４８に連結される試料ブロック１２の露出したへり
でガードバンドの下に位置する、へりのヒータのゾーン
を含む。ここには、また、冷却液のマニホールドに取り
付けられるへり２２８および２３０のためにガードバン
ドの下に位置する、別々に制御されるマニホールドのヒ
ータゾーンが存在する。最後に、試料ウェルの下には中
央ヒータゾーンが存在する。これらのゾーンの各々に加
えられる電力は、ＣＰＵ２０および制御ソフトウェアに
より別々に制御される。フィルムヒータ１５６は、金属
合金、例えば、インコネル（登録商標）の薄い板をエッ
チングすることによって形成された、導電体のパターン
から構成される。選択される金属合金は、高い電気抵抗
および良好な耐熱性を有すべきである。そのようにエッ
チングされた導電体のパターンは、電気絶縁性ポリマー
材料、例えば、カプトン（登録商標）の薄いシート間に
結合される。電気抵抗加熱要素を絶縁するためにいかな
る材料が使用されても、この材料は高温に対する抵抗、
高い静電強さおよび良好な機械的安定性をもつものでな
ければならない。
【００７１】フィルムヒータの中央ゾーン２５４は、ガ
ードバンドの内側の試料ブロックの中央部分とほぼ同一
の寸法を有する。中央部分２５４は均一な電力密度を試
料ウェル区域に供給する。へりヒータ領域２５６および
２５８は、へりガードバンドとほぼ同一の幅を有する
が、それほど長くない。マニホールドのヒータ領域２６
０および２６２は、図２のへり２２８および２３０につ
いてのガードバンドの下に横たわる。マニホールドのヒ
ータゾーン２６０および２６２は、電気的に一緒に接続
して、１つの別々に制御可能なヒータゾーンを形成す
る。また、へりヒータ区画２５６および２５８は電気的
に一緒に連結して、第２の別々に制御可能なヒータゾー
ンを形成する。第３の別々に制御可能なヒータゾーンは
中央区画２５４である。これらの３つの別々に制御可能
なヒータゾーンの各々は別の電気リード線を有し、そし
て各ゾーンは別のマイクロプロセッサまたは好ましい実
施態様において実施されるような共有のＣＰＵ２０で実
行することができる、別の制御アルゴリズムにより制御
される。
【００７２】支持ブラケットへの熱損失を補償するため
にへりヒータゾーン２５６および２５８を駆動させる。
この熱損失は、試料ブロック１２とそれを取り囲む周囲
空気との間の温度差に比例する。へりヒータゾーン２５
６および２５８は、また、試料ブロックからブロックの
各へりにおける完全なバイアス冷却チャンネルへの過剰
の熱損失を補償する。この熱損失は、試料ブロック１２
とこれらのバイアス冷却チャンネルを通して流れる冷却
液との間の温度差に比例する。マニホールドのヒータ区
画２６０および２６２は、また、試料ブロック１２のへ
りに取り付けられた、図１３のプラスチックの冷却液マ
ニホールド２６６および２６８への熱損失を補償するた
めに駆動する。マニホールドのヒータ区画２６０および
２６２のための電力は、試料ブロックと冷却液との間の
温度差に主として比例し、かつ試料ブロックと周囲空気
との間の温度差に若干比例する熱損失を補償する。
【００７３】実際的理由で、中央のヒータ区画２５４の
上に横たわる試料ウェルを包む局所的領域の熱的質量
と、ガードバンドの局所的領域の熱的質量と合致させる
ことは不可能である。例えば、プラスチックの冷却液マ
ニホールド２６６および２６８はガードバンドから離れ
る方向に熱を伝えるばかりでなく、ある量の熱的質量を
それらが取り付けられたガードバンドの局所的領域にも
加える。その結果、急速なブロックの温度変化の間に、
ガードバンドの温度の上下速度は試料ウェルの局所的領
域のそれに正確に合致しない。これはガードバンドと試
料ウェルとの間の動的温度勾配を発生させ、これが大き
くなると、許容できないほど長時間持続することにな
る。この温度勾配の作用は、ブロック温度の変化速度に
おおよそ比例し、そしてブロック温度の変化速度に比例
する速度で各ガードバンドの局所的ゾーンから熱を付加
または除去することによって最小にされる。
【００７４】ガードバンドのゾーンヒータの比例係数
は、その装置の設計の比較的安定な性質であり、プロト
タイプについての工学的測定値により決定される。比例
係数についての値は、方程式（３）〜（５）の項の定義
と関係して下に記載する。これらの方程式は、別の実施
態様における、それぞれ、マニホールドヒータゾーン、
ヒータゾーンのへりおよび中央ゾーンに加えられる電力
の量を決定する。好ましい実施態様において使用する方
程式は、ソフトウェア（方程式（４６）〜（４８）、区
域ごとに分配される電力）の説明において下に記載す
る。 （３）Ｐm ＝Ａm Ｐ＋ＫM1（ＴBLK −ＴAMB ）＋Ｋ
M2（ＴBLK −ＴCOOL）＋ＫM3（ｄｔBLK ／ｄｔ） ここで、 Ｐm ＝マニホールドヒータゾーン２６０および２６２に
供給された電力、 Ａm ＝マニホールドヒータゾーンの領域 Ｐ＝ブロック温度をＰＣＲ熱サイクルのプロトコルにお
いて任意の特定の時間で所望の温度に停止させるか、あ
るいは移動させるために必要な電力、 ＫM1＝０ワット／°Ｋに等しい、マニホールドを通る周
囲への過剰の熱損失を補償するために実験的に決定した
比例定数、 ＫM2＝０．４ワット／°Ｋに等しい、冷却液への過剰の
熱損失を補償するために実験的に決定した比例定数、 ＫM3＝６６．６ワット−秒／°Ｋに等しい、プラスチッ
クのマニホールドなどにより引き起こされるマニホール
ドのへりのガードバンドの追加の熱的質量を補償するた
めの余分の電力を提供する実験的に決定した比例定数、 ＴBLK ＝試料ブロック１２の温度、 ＴAMB ＝周囲空気の温度、 ＴCOOL＝冷却液の温度、 ｄｔBLK ／ｄｔ＝試料ブロックの温度変化／単位時間、 （４）ＰE ＝ＡE Ｐ＋ＫE1（ＴBLK −ＴAMB ）＋Ｋ
E2（ＴBLK −ＴCOOL）＋ＫE3（ｄｔBLK ／ｄｔ） ここで、 ＰE ＝へりヒータゾーンに加えるべき電力、 ＡE ＝へりヒータゾーンの領域、 ＫE1＝０．５ワット／°Ｋに等しい、マニホールドを通
る周囲への過剰の熱損失を補償するために実験的に決定
した比例定数、 ＫE2＝０．１５ワット／°Ｋに等しい、冷却液への過剰
の熱損失を補償するために実験的に決定した比例定数、 ＫE3＝１５．４ワット−秒／°Ｋに等しい、支持ピンお
よびブラケット、温度センサーなどへの試料ブロック１
２の取り付けにより引き起こされる露出されたガードバ
ンドの追加の熱的質量を補償するための余分の電力を提
供する実験的に決定した比例定数、 （５） ＰC ＝ＡC Ｐ ここで、 ＰC ＝マルチゾーンヒータの中央ゾーン２５４に加える
べき電力、 ＡC ＝中央ゾーン２５４の領域。
【００７５】方程式（３）〜（５）の各々において、電
力Ｐは変数であり、これは図１においてＣＰＵ２０によ
り実行される制御アルゴリズムの部分により計算され、
この部分はユーザが定めた設定点を読みそして、次に、
ユーザが記憶装置に記憶させた時間および温度の設定点
により定められるＰＣＲ温度のプロトコルを実行するた
めに試料ブロック温度を適切な温度で維持するか、ある
いはそれに合致させるために何を実施するかを決定す
る。設定点を読みそして電力密度を計算する方法は、下
に詳細に記載する。
【００７６】図１のＣＰＵ２０により実行される制御ア
ルゴリズムは、図１および図９の温度センサー２１およ
び図１のバス５２を経て、試料ブロックの温度を感知す
る。この温度を変化させて、試料ブロック１２の温度変
化速度を誘導する。次いで、ＣＰＵは図１の温度センサ
ー５６を経て周囲空気の温度を測定し、そして図４６に
示す冷却液制御システム２４中の温度センサー６１を経
て冷却液の温度を測定する。次いで、ＣＰＵ２０は実行
されているＰＣＲプロトコルの特定のセグメントに相当
する電力ファクターを算定し、かつ方程式（３），
（４）および（５）に従い、測定した温度、比例定数
（これらは持久記憶装置に保存される）、制御プログラ
ムと種々のヒータゾーンの区域との特定相互作用につい
ての電力ファクターＰ（これらは持久記憶装置に保存さ
れる）をすべて代入して３つの計算をする。電力ファク
ターは、ブロック温度をその電流レベルから、設定点を
経てユーザが特定した温度レベルに動かすために必要な
合計電力である。加熱および冷却を制御するためにＣＰ
Ｕが実行する計算についての詳細は、制御ソフトウェア
「ＰＩＤタスク」の説明において下に記載する。
【００７７】ヒータ１５６の３つのゾーンの各に加える
ために必要とされる電力を計算した後、いくつかの実施
態様において各ゾーンへ加えるべき入力電力の各ハーフ
サイクルの比率に関する、他の計算を行う。下に記載す
る好ましい実施態様において、計算のモードは、２００
ミリ秒の試料期間の間に生じるハーフサイクルの合計数
のうちのどれだけのハーフサイクルを各ゾーンに加える
べきかである。このプロセスは、図４７Ａおよび図４７
Ｂ（以下、図４７と言う）、および制御ソフトウェアの
「ＰＩＤタスク」の説明に関して下に記載する。図１０
に示す別の実施態様において、コンピュータは各ゾーン
について図１０における分割線１６６の位置を計算す
る。この計算を実行した後、適当な制御信号を発生し
て、マルチゾーンヒータ１５６に電力を供給し、適当に
スイッチを転換させて、計算量の電力を各ゾーンに加え
るようにする。
【００７８】他の実施態様において、全体の試料ブロッ
クに均一な電力密度を供給する単一のフィルムヒータ、
およびガードバンドについて個々に単一のゾーンをもつ
１または２つのフィルムヒータを付加的に使用して、マ
ルチゾーンヒータを実行させることができる。これらの
追加のヒータは、全体の試料ブロックをカバーする単一
のフィルムヒータの上に重ねる。このような実施態様に
おいて、ガードバンドの損失の構成に必要な電力のみを
追加のヒータゾーンに加える。方程式（３）〜（５）に
おける電力ファクターＰは、ユーザが特定した設定点お
よびランプ時間に基づくＰＣＲ温度プロトコル上の種々
の点についてＣＰＵ２０により計算される。しかしなが
ら、前述のゾーンヒータの最大の電力供給能力に基づく
制限がある。方程式（３）〜（５）中の比例定数は、良
好な温度の均一性のためのガードバンドにおける過剰の
熱損失を適切に補償するために、適切にセットされなけ
ればならない。
【００７９】図１７は、試料ブロックの温度を実質的に
低い温度からほぼ９４℃の変性インキュベーションの標
的温度に向けて上昇させるために、ブロック温度の段階
的変化に応答して複数の異なる試料について計算した試
料温度の間の差を表すグラフを示す。図１７は、マルチ
ゾーンヒータ１５６が方程式（３）〜（５）の項で定義
された前述の比例定数を使用して適切に管理されたとき
の計算された試料液体温度を示す。図１７のグラフを誘
導するために使用した種々のウェルは、単一の文字およ
び数の組み合わせにより示されている。図２を表す８×
１２のウェル列は、文字を付したカラムおよび番号を付
した列によりコード化される。こうして、例えば、試料
ウェル９０はまた試料ウェルＡ１２と表示され、試料ウ
ェル８９はまた試料ウェルＢ１２と表示される。同様
に、試料ウェル６８は試料ウェルＤ６などと表示され
る。ここに記載された全熱的設計は温度勾配を除去する
ことから、ウェル温度は互いのほぼ０．５℃範囲内の温
度に漸近的に落着くことが理解されるであろう。
【００８０】上記説明は試料ブロックの温度がどのよう
にして均一に制御され、そして急激に変化せしめられる
かを示したものである。しかしながら、ＰＣＲプロセス
において、プログラミングすべきであるのは試料反応混
合物の温度であって、試料ブロックの温度ではない。本
発明の教示に従う好ましい実施態様において、ユーザは
試料液体それ自体についての一連の標的温度を特定し、
そしてＰＣＲプロセスにおける各段階におけるこれらの
標的温度の各々における試料液体のためのインキュベー
ション（定温放置）時間を特定する。そこで、ＣＰＵ２
０は試料ブロックの温度を管理して試料の反応混合物を
特定された標的温度にし、そして試料混合物をそれらの
標的温度に特定したインキュベーション時間の間保持す
る。ＣＰＵ２０により実行されるユーザのインタフェー
スのコードは、このプロセスのすべての段階において、
端末１６のディスプレー上に現在の計算した試料液体の
温度を表示する。
【００８１】反応混合物の実際の温度の測定は温度測定
プローブをその中に挿入することを必要とするので、実
際の測定した試料温度を表示するのは困難である。プロ
ーブの熱量はそれを配置したウェルの温度をかなり変え
ることがある。なぜなら、あらゆるウェル中の試料の反
応混合物の体積は多くの場合に１００μｌほどであるか
らである。こうして、反応混合物の中への温度プローブ
の単なる挿入は、反応混合物と付近の混合物との間に温
度勾配を生じさせる。温度センサーの余分な熱量はそれ
を浸漬した反応混合物の温度を、他のウェル中の小さい
熱量を有する反応混合物の温度から、低下させるので、
温度を測定しようと試みるだけで大きな誤差が生じる。
【００８２】したがって、ここに説明する装置は、既知
の因子、例えば、ブロック温度の履歴およびシステムの
熱的時間の定数から試料温度を計算し、そしてディスプ
レー上に試料温度を表示する。ここで説明する装置で
は、試料管を試料ウェルの中に少なくとも最小の限界力
Ｆで下に押圧すると、好ましい実施態様において使用し
た試料管の大きさおよび形状およびほぼ１００μｌの試
料体積について、試料の反応混合物内で熱の対流が起こ
り、そしてこの装置は単一の時定数の直線のシステムの
ように熱的に作用することが、実験的に発見された。実
験によれば、すぐれたウェル壁対流体の熱伝導性を得る
ためにウェル毎に各試料管をほぼ５０ｇの力で押し下げ
なくてはならないことが分った。後述の加熱された定盤
は各試料管を約１００ｇの力で押し下げるように設計さ
れたものである。図１５に力ベクトルＦで示されたこの
最小の力は、種々の試料間や試料ブロック内の種々の試
料ウェルにわずかな外形寸法の差がある無しにかかわら
ず、各試料管が均一な熱伝導性を保証されるようにすべ
ての試料管がきちんと同一面上で嵌まるように十分な力
で押し下げされることを確保するために必要である。対
応する試料ウェルに対してゆるく嵌合される試料管およ
びきつく嵌合される試料管を有する設計は、熱伝導性が
不均一であるために、すべての試料管について厳密な温
度制御を達成することができないであろう。不十分なレ
ベルの力Ｆは、試料ブロックの温度のステップ状変化に
対する試料液体の温度の応答が図１４に２８６で示すよ
うなものになる結果となる。適切なレベルの力Ｆは２８
２に示す温度の応答を生ずるようになる。
【００８３】本発明の教示に従い構成された装置により
達成される結果は、各試料混合物の温度が新しい温度へ
転移する間に、あたかも試料が物理的によく混合される
ように試料混合が挙動することである。事実、各試料混
合物の中に引き起こされた対流のために、各試料管中の
試料の反応混合物はよく混合される。驚くべき結果は、
全体のシステムの熱的挙動が、ブロック温度と試料温度
との間の差の減衰の半減期の約１．４４倍である９秒の
単一の時定数をもつ電気ＲＣ回路に似るということであ
る。５０mlの試料を充填したジェネアンプ（登録商標）
の試料管は、約２３秒の時定数を有する。換言すると、
試料ブロックの温度の上向きの変化の間、反応混合物の
温度は、図１６（Ｄ）に示すような電源Ｖの電圧出力の
ステップ状変化に応答する、直列のＲＣ電気回路中のコ
ンデンサＣの電圧の上昇に似たように作用する。
【００８４】これらの概念を説明するために、ブロック
温度のステップ状変化に対する試料液体の異なる応答を
示す図１４および試料ウェル／試料管の組み合わせを通
る断面を示す図１５を参照する。実験において、試料液
体２７６の体積がほぼ１００μｌであり、そしてメニス
カス２７８が試料ブロック１２の上部表面２８０より下
に位置するような寸法を試料管がもち、そして試料管を
試料ウェルの中に押し下げる力Ｆが少なくとも３０ｇで
あるとき、図１５に示す装置の熱的時定数τ（タウ）
は、試料管の円錐形区画における試料管壁厚が０．００
９インチ（０．２３mm）（寸法Ａ）の場合にほぼ９秒で
あることが分った。また、実験において、上記条件につ
いて、熱的時定数τは試料管の円錐形区画の壁厚がの
０．００１インチ変る毎に約１秒変化することが分っ
た。ここで述べる壁の薄い試料管は、２０から１００μ
ｌの試料を収容するもので約５から１４秒の熱的時定数
を有することがわかっている。試料管の壁が大きいほ
ど、時定数は大きくなり、試料ブロックの温度の変化と
試料液体温度の変化との間の遅れが大きくなることが分
った。
【００８５】数学的に、試料ブロックの温度変化に対す
る試料液体温度の熱的応答の関係は次の式で表わされ
る。 （６） Ｔsample＝ΔＴ（１−ｅ-t/ τ） ここで、 Ｔsample＝試料液体の温度、 ΔＴ＝試料ブロック１２の温度と試料液体の温度との間
の温度差、 ｔ＝経過時間、 τ＝装置の熱的時定数、または試料ウェルの壁から試料
液体への熱伝導性で割った試料の熱容量。
【００８６】図１４において、曲線２８２は、試料管を
押し下げる力Ｆが十分に高いとき、試料ブロック温度の
理論的ステップ状変化に対する指数関数的な温度の応答
を表す。試料ブロックの温度のステップ状変化は関数２
８４として示されており、時間Ｔ1 において開始する温
度の急速な上昇が存在する。留意すべきは試料液体の温
度はステップ状変化に応答して指数関数的に増加し、そ
して最終の試料ブロック温度に慚近的に近付く様子であ
る。簡単に前述したように、曲線２８６は、図１５にお
ける下向きの配置力Ｆが試料管の円錐形区画と試料ウェ
ルの壁２９０との間のきちんとした同一面上の配置をも
たらすのに不十分であるときの、熱的応答を表す。一般
に、力Ｆが３０ｇより小さい場合、曲線２８６の熱的応
答は生ずるであろう。図１５は明瞭のために試料管の円
錐形区画と試料ウェルの壁との間に空気の小さい層があ
るように示されているが、正確にはその反対とするのが
望ましい。というのは、空気はすぐれた断熱材であり、
そして装置の熱的時定数を実質的に増加するであろうか
らである。
【００８７】熱的時定数τは直列のＲＣ回路におけるＲ
Ｃ時定数に類似し、ここでＲは試料ウェルの壁と試料液
体との間の熱的抵抗に相当し、そしてＣは試料液体の熱
容量に相当する。熱的抵抗は、単位ワット°秒／°Ｋで
表される熱伝導性の逆数である。図１５において試料液
体の中に示す対流の流れ２９２のために、反応混合物中
のすべての場所で、試料液体はほとんど同一温度に近く
なり、そして試料ブロックと試料との間の熱の流れは試
料ブロックと試料の反応混合物との間の温度差に非常に
密接に比例する。比例定数は、試料ブロック１２中の試
料ウェルの壁と反応混合物との間の熱伝導性である。異
なる試料体積または異なる試料管、すなわち、異なる壁
厚または材料について、熱的時定数は異なる。このよう
な場合において、ユーザはＰＣＲプロトコルの仕様の一
部分として、試料の体積または試料管のタイプを入力す
ることができ、すると、装置は試料温度の計算に使用す
るために正しい熱的時定数を自動的に求めるであろう。
ある実施態様において、ユーザは実際の時定数を入れる
ことができ、そして装置は試料温度の温度の計算にそれ
を使用するであろう。
【００８８】熱的時定数を出来るだけ小さく保持するた
めに、試料管の円錐形壁は出来るだけ薄くあるべきであ
る。好ましい実施態様において、これらの円錐形壁は
０．００９インチ（０．２３mm）の厚さであるが、試料
管の円筒形部分の壁は０．０３０（０．７６mm）の厚さ
である。試料管の円錐形の形状は、試料混合物の体積に
関して、試料ウェルの壁の金属との接触表面積を比較的
大きくする。試料管の成形は、４つの試料管が各射出で
成形されるような、「常温ランナー」システムおよび４
つのキャビティを使用して実施される。溶融プラスチッ
クは試料管の円錐形区画の先端部に位置する部分から射
出され、残余のプラスチックが試料管の先端と試料ウェ
ルの先端との間のキャビティ２９１の中に突出するよう
にする。これは残余のプラスチックが試料管とウェルと
の間の同一面配置を妨たげるのを防止する。残余プラス
チックの大きさは０．０３０インチ（０．７６mm）を最
大とする。
【００８９】種々の実施態様において、各々が異なる利
点をもつ３つの異なる等級のポリプロピレンを使用でき
る。好ましいポリプロピレンはヒモント（Ｈｉｍｏｎ
ｔ）からのＰＤ７０１である。なぜなら、それはオート
クレーブ処理可能であるからである。しかしながら、こ
のプラスチックは低いメルトインデックスをもつので、
成形が困難である。このプラスチックは３５のメルトイ
ンデックスおよび９の分子密度を有する。ＰＤ７０１は
ばりを残す傾向があり、そして多少斑点がある品質の部
分をつくるが、現在実施されているように円錐形区画の
先端における代わりに、成形物の厚い壁の部分に射出成
形した場合、よりよく働く。一般に、成形容易のために
高いメルトインデックスを有するが、すぐれた強さを維
持しかつ２６０°Ｋにおけるオートクレーブ処理の熱応
力の下でひび割れまたは割れを防止するために、また、
高い分子密度を有することが望ましい。他のプラスチッ
ク、アメリカン・ヘスヒト（American Hoescht）からの
ＰＰＷ１７８０は、７５のメルトインデックスおよび９
の分子密度を有し、そしてオートクレーブ処理可能であ
る。ある実施態様において使用できる他のプラスチック
はヒモント（Ｈｉｍｏｎｔ）４４４である。このプラス
チックはオートクレーブ処理可能ではなく、そして他の
方法で滅菌することが必要である。
【００９０】他の実施態様において、試料管は、溶融プ
ラスチックの温度が型のちょうどゲートまで制御される
「ホットランナー」または「ホットノズル」システムを
使用して成形できる。また、ある実施態様において、多
数のゲートを使用できる。しかしながら、これらの技術
のいずれも、充填の時間において、現在使用する「常温
ランナー」システムよりすぐれるとは言えないことが実
験的に証明された。本発明の装置が単一の時定数のＲＣ
回路のように熱的に作用するという事実は重要なことで
ある。なぜなら、試料ブロックから試料の反応混合物へ
の熱伝導性が既知でありかつ均一であるとすると、上記
事実は試料混合物の熱的応答が既知でありかつ均一であ
ることを意味するからである。試料の反応混合物の熱容
量は既知でありかつ一定であるので、試料の反応混合物
の温度は試料ブロック温度の経時的に測定した履歴のみ
を使用して正確に計算することができる。これは試料温
度を測定する必要性を排除し、これにより無視できない
熱量をもつプローブを試料ウェルの中に入れて試料温度
を直接測定し、これによりプローブを挿入したウェル中
の試料の熱量を変化させる誤差および困難を排除する。
【００９１】この計算を行うアルゴリズムは、単一の時
定数の直列のＲＣ電気回路にちなんで装置の熱的挙動を
モデル化したものである。このモデルは、液体試料の熱
容量と試料ブロックから試料の反応混合物への熱伝導性
の比を使用する。試料の反応混合物の熱容量は、低い比
熱×液体の質量に等しい。熱的抵抗は１／試料ブロック
から試料管壁を通る液体反応混合物への熱伝導性に等し
い。熱容量／熱伝導性の比は一致した単位で表すとき、
それは時間の次元を有する。試料の体積および試料の組
成が一定であってすべての試料ウェルにおいて同一であ
り、および熱伝導性が一定であると、上記比はすべての
試料ウェルについても一定であり、そして装置の熱的時
定数と呼ばれる。それは、ブロック温度の急激なステッ
プ状の変化後、試料温度がブロック温度の３６．８％以
内に来るために要する時間である。
【００９２】装置のインパルス応答が知られている場
合、フィルターまたは他の直線システムの出力応答を計
算することができるという、電子回路の分析において使
用される数学的理論が存在する。このインパルス応答
は、また、伝達関数として知られている。直列ＲＣ回路
の場合において、インパルス応答は図１６（Ａ）に示す
ように指数関数である。図１６（Ａ）の応答を生ずるイ
ンパルスの刺激は図１６（Ｂ）に示されている通りであ
る。この数学的理論では、このような直線のシステムの
出力応答は入力信号のたたみ込みおよび重み関数を計算
することによって決定することができるとされており、
ここで重み関数は時間を逆転したシステムのインパルス
応答である。たたみ込みは別名連続加重平均として知ら
れている。ただし、たたみ込みは無限に小さい階段状の
大きさをもつ微分積分学における概念であるが、連続加
重平均は離散的な階段状の大きさ、すなわち、多数の試
料を有する。図１６（Ｄ）に示す直列ＲＣ回路のインパ
ルス応答は次のようなものである。すなわち、電圧発生
器Ｖの電圧が図１６（Ｂ）に示すような電圧のスパイク
で急激に上下するとき、コンデンサーＣの電圧は図１６
（Ａ）においてピーク２９４に急激に上昇し、このピー
クは図１６（Ｂ）に示すインパルスのピーク電圧に等し
く、次いで指数関数的に減衰して定常状態の電圧Ｖ1 に
戻る。生ずる重み関数は、図１６（Ｃ）において３８５
で示されるように、図１６（Ａ）のインパルス応答の時
間を逆転したものである。
【００９３】図１６（Ｃ）には、試料ブロック１２の凡
そのステップ状の温度変化を示す典型的な温度履歴を示
す仮定の曲線３８７が示されている。また、図１６
（Ｃ）には、５つのサンプリング時間Ｔ1 〜Ｔ5 が示さ
れている。本発明の教示に従い、試料温度は、これらの
時間Ｔ1 〜Ｔ5 の各々における温度とその特定の時間に
おける重み関数の値を掛け、次いですべてのそれらの積
を合計し、そして５で割ることによって、計算される。
熱的システムが単一の時定数の直線回路のように作用す
るという事実は、この複雑な熱的システムについての熱
伝達の考慮の複雑さに見て、驚くべき結果である。
【００９４】１つの実施態様において、試料温度の計算
は、ブロック温度センサーおよび試料液体への異なる熱
的通路長さにより引き起こされる輸送遅れを説明する短
い遅延により調節される。計算した試料温度は、図１に
示す端末１６上のユーザの情報のために表示される。図
１７は、９６ウェルの試料ブロックの中に散在する６つ
の異なるウェルについて、ハイブリダイゼーション／伸
長温度範囲における比較的低い温度から変性のためのほ
ぼ９６℃の比較的高い温度への試料ブロック温度のステ
ップ状変化の際の温度応答の結果を示している。図１７
のグラフは、システムが図１６（Ｄ）に示す直列ＲＣ回
路に完全に類似する場合には試料温度が予測された指数
関数的な上昇と一致することを示しており、そしてま
た、ここでこの研究において使用した６つの試料ウェル
が互いに非常に密接した漸近的な温度で且つ変性温度の
許容範囲である０．５℃の範囲内の温度に設定された場
合においてきわめてすぐれた温度応答の均一性が存在す
ることを示している。
【００９５】１つの実施態様においては１０個の最も最
近のブロック温度の試料が連続加重平均について使用さ
れたが、他の実施態様においては異なる数の温度履歴試
料を使用することができる。理論的に予測された結果と
のすぐれた一致は、熱的対流の流れが試料液体をよく混
合し、これによりこのシステムを直線的特徴で作用させ
るという事実から由来する。９６ウェルの試料ブロック
の中に散在する種々のウェルの試料温度間の均一性は、
試料ブロック構造における動力学的および静力学的局所
的バランスおよび局所的対称性ならびにここに詳細に記
載する他の熱的設計因子から生ずる。しかしながら、ユ
ーザが各試料ウェルに同一質量の試料液体を注意深く入
れる場合にのみ、急速な温度変化の間にすべての試料ウ
ェルは互いに０．５℃以内の温度を有するであろうこと
に注意すべきである。異なるウェルにおいて質量が等し
くないとき、条件の変化のない定常状態では温度の不均
一さはなく、温度の変動は急速な変化の間においてのみ
生じる。各ウェル中の試料液体の質量は、各試料の熱容
量の決定において主要な因子であり、したがって、その
特定の試料ウェルについて熱的時定数についても主要な
因子である。
【００９６】留意すべきは、すべての試料ウェル中の試
料液体を同時的に上の温度又は下の温度に周期的に変化
させ、そして標的温度に対して互いに非常に接近した、
すなわち、わずかに０．５℃の幅である許容範囲内の温
度で安定化させる能力は、図１５における力Ｆに依存す
ることである。この力Ｆは、同様な質量の試料液体を充
填したすべての試料ウェルの熱的時定数が同一の熱的時
定数を有する前に、最小の限界値を越えるものでなくて
はならない。最小の限界値は、ここに記載する試料管お
よび試料ウェルの形状について３０ｇであることが実験
的に決定された。より高いレベルの精度について、図１
５における最小の限界の力Ｆは、前述したように安全性
の追加の限界について少なくとも５０ｇ、好ましくは少
なくとも１００ｇであることが確立された。
【００９７】試料ウェルの温度の熱的均一性の重要性
は、図１８を参照すると理解することができる。この図
面は、ＤＮＡのある種のセグメントの増幅の１つの例に
ついての、ＰＣＲサイクルにおいて発生したＤＮＡの量
と変性間隔の間の実際の試料温度との間の関係を示す。
９３℃および９５℃の温度の間の関数２９８の傾斜は、
この特定のＤＮＡのセグメントおよびプライマーについ
てほぼ８％／℃である。図１８は増幅により発生したＤ
ＮＡの量に関係する曲線の一般の形状を示すが、この曲
線の形状の詳細はプライマーおよびＤＮＡ標的の各異な
る場合とともに変化する。９７℃以上の変性のための温
度は一般に熱すぎ、そして増加する変性温度が上昇する
と増幅が減少する結果になる。９５℃および９７℃の間
の温度は一般にちょうど正しい。図１８が例示するよう
に、ほぼ９３℃の変性温度で安定化するこの特定のＤＮ
Ａ標的およびプライマーの組み合わせを含有する試料ウ
ェルは、９４℃で変性したウェルより８％少ない典型的
なＰＣＲプロトコルの過程で発生したＤＮＡを有するよ
うに思われる。同様に、９５℃の変性温度で安定化する
この混合物の試料液体は、９４℃の変性温度で安定化す
る試料ウェル中で発生したより８％多いその中で発生し
たＤＮＡを有するように思われる。この性質のすべての
曲線は同一の一般形状を有するので、試料温度の均一性
を有することは重要である。
【００９８】前述したようにして計算した試料温度は、
ヒータおよびランプ冷却チャンネルを通る流れを制御
し、そして種々の標的温度に試料が保持されるべき間の
長さを決定する制御アルゴリズムにより使用される。制
御アルゴリズムは、これらの時間を使用して、ユーザが
入れた各インキュベーション期間についての所望の時間
と比較する。時間が合致するとき、制御アルゴリズムは
次のインキュベーションについてユーザが定めた標的温
度に向かって試料ブロックを加熱または冷却するために
適当な処置を取る。計算した試料温度は設定点、すなわ
ち、ユーザがプログラミングしたインキュベーション温
度の１℃内であるとき、制御プログラムはタイマを始動
させる。このタイマはある数をカウントダウンするよう
に設定され、この数は実施されるインキュベーションの
ためにユーザによって特定された時間間隔をタイムアウ
トするように設定される。計算した試料温度が１℃内に
あるとき、タイマは始動してプリセットしたカウントか
らカウントダウンする。タイマがゼロカウントに到達す
るとき、信号は活性化され、これによりＣＰＵはＰＣＲ
プロトコルの次のセグメントを実行する作用をする。本
発明を実施するために特定の間隔の時間を定める測定す
るあらゆる方法を採用できる。
【００９９】典型的には、許容範囲は特定の標的温度±
０．５℃の範囲である。いったん標的温度に到達する
と、コンピュータはバイアス冷却チャンネルおよびフィ
ルムヒータを使用して試料ブロックを標的温度に保持
し、こうしてすべての試料は特定した時間間隔だけ標的
温度の近くに維持される。ここに記載する作用の優れた
熱的システムについては、試料ブロックから各試料への
熱伝導性は既知であり、そして非常に密接な許容範囲内
で均一である。そうでなければ、タイマが始動すると
き、すべての試料は標的温度の特定した許容範囲内にあ
るわけではなく、そしてすべての試料が標的温度におい
て同一のインキュベーション間隔を経験するわけではな
い。また、この熱的システムがよく働くためには、すべ
ての試料管は周囲環境における変動から隔離しなくては
ならない。すなわち、ある試料管をドラフトにより冷却
し、一方物理的に異なる位置における他の試料管が同一
冷却作用を経験しないようにすることは望ましくない。
すぐれた均一性について、すべての試料の温度を試料ブ
ロックの温度によってのみ決定することは高度に望まし
い。
【０１００】周囲からの管の隔離、および試料管を押し
下げる最小の限界の力Ｆを加えることは、試料管および
試料ブロックの上の加熱されたカバーにより達成され
る。試料液体は、温度制御された金属ブロックの中に緊
密に押圧保持された試料管の中にあり、この試料管が緊
密にキャップをされ、その中のメニスカスが温度制御さ
れた金属ブロックの表面よりかなり下にある場合でさ
え、試料はなお対流により上方に熱を失う。有意には、
試料が非常に熱い（変性温度が典型的には試料液体の沸
点付近にある）とき、試料液体は水蒸気の還流によりか
なりの量の熱を失う。このプロセスにおいて、水は熱い
試料液体の表面から蒸発し、そしてキャップの内壁およ
び試料ブロックの上部表面より上の試料管のより冷たい
上部の上に凝縮する。比較的大きい体積の試料が存在す
る場合、凝縮は続き、そして凝縮物は蓄積しそして試料
管の壁を下に流れて反応混合物の中に入る。この「還
流」プロセスは還流される水の１ｇ当たり約２３００ジ
ュールの熱を運ぶ。このプロセスは１００μｌの反応混
合物の表面温度を数度低下させ、これにより反応の効率
を大きく減少する。
【０１０１】反応混合物が少ない、例えば、２０μｌで
ありそして試料管が試料ブロックの上部表面より上で比
較的大きい表面積を有する場合、反応混合物中の水のか
なりの部分は蒸発することができる。次いで、この水は
試料管の上の部分の内側で凝縮し、そしてサイクルの高
い温度の部分の残の時間の間に、表面張力によりそこに
止まることができる。これは残りの反応混合物をそのよ
うに濃縮することができるので、反応は障害されるか、
あるいは完全に失敗する。先行技術のＰＣＲ熱的サイク
ルにおいては、この還流の問題は反応混合物の上に油ま
たは溶融した蝋の層を配置することによって処理されて
いた。この油または蝋の不混和性層は水性反応混合物上
に浮き、そして急速な蒸発を防止した。しかしながら、
油の添加に労力を要し、これは処理のコストを上昇させ
る。さらに、油の存在はその後の処理および分析の工程
を妨害し、そして試料の汚染の可能性をつくった。事
実、工業用等級の鉱油は、過去において、未知の油中の
汚染因子により試料を汚染していたが、そのような汚染
因子はユーザには未知であった。
【０１０２】本発明によれば、油の上層添加の必要性は
排除され、そして熱損失および蒸発による反応混合物の
濃縮および還流により引き起こされる予測されない熱的
作用の問題は、加熱カバーにより、試料ブロックの上方
の試料管の上の部分が突出する空間部を取り囲み、そし
てこの空間部を上から加熱することによって回避され
る。この加熱カバーをここでは定盤と呼ぶこともある。
図１９を参照すると、試料管を取り囲みそしてそれに下
向きの力を加えて、図１５において最小の限界力Ｆを供
給する、構造体の断面図が示されている。加熱された定
盤１４はリードスクリュー３１２に連結されていて、矢
印３１４で示す軸に沿ってリードスクリュー３１２の回
転で上下に動くようになっている。リードスクリュー３
１２はすべりカバー３１６中の開口を通してねじ込めら
れ、そしてノブ３１８により回転される。定盤３１４は
コンピュータ２０により制御される抵抗ヒータ（図示せ
ず）により水の沸点以上の温度に加熱される。
【０１０３】すべりカバー３１６はレール３２０および
３２２上をＹ軸に沿って前後にすべる。すべりカバー３
１６は垂直側３１７および３１９を含み、そして、試料
ブロック１２および試料管を囲むＸ−Ｚ平面（図示せ
ず）に対して平行な垂直側を含む。この構造は試料管
（試料管３２４および３２６が典型的に示されている）
にドラフトが作用するのを実質的に防止する。
【０１０４】図２０は、すべりカバー３１６が後退位置
にあって試料ブロックへのアクセスを可能とする、すべ
りカバー３１６および試料ブロック１２の斜視図であ
る。すべりカバー３１６は長方形の箱の蓋に類似し、こ
こで垂直壁３２８は除去されてすべりカバー３１６を試
料ブロック１２の上にすべらせる部分３３０を有する。
すべりカバーは、図２０においてＹ軸に沿って、そのカ
バーが試料ブロック１２の上の中央にくるまで動く。次
いで、ユーザはノブ３１８をある方向に回して、ノブ３
１８上のマーク３３２が飾り板３３６上のマーク３３４
と一直線上になるまで、加熱された定盤１４を下げる。
ある実施態様において、飾り板３３６はすべりカバー３
１６の上部表面に永久的に添付することができ、こうし
て異なる大きさの試料を使用するとき、インデックスマ
ーク３３４は異なる位置に配置することができる。換言
すると、より高い試料管を使用する場合、加熱された定
盤１４は図１５における最小の限界力Ｆを加えるほど多
く下げる必要はない。使用において、ユーザはスクリュ
ー３１８をねじって、インデックスマークが一直線にな
るまで、定盤１４を低下させる。次いで、ユーザは最小
の限界力Ｆが各試料管に加えられたことを知る。
【０１０５】図１５および図１９を合わせて参照する
と、図１９に示す加熱された定盤１４を下げる前に、各
試料管のためのプラスチックキャップ３３８はプラスチ
ックトレー３４０（図１９）の壁の上端レベルから上方
約０．５mmまで突出する。このプラスチックトレー３４
０は、９mmの中心間隔でゆるい８×１２の配列にすべて
の試料管を保持する。試料ウェルのこの配列は、１００
μｌの容量の９６本までのマイクロアンプ（登録商標）
のＰＣＲ管、または０．４mlの容量の４８本までのより
大きいジェネアンプ（登録商標）を保持することができ
る。このプラスチックトレーについて、以下でさらに詳
述する。プラスチックトレー３４０は、試料管のための
８×１２の配列を有する平らな表面を有する。この平ら
な表面は図１５および図１９の水平線として示されてお
り、この水平線は図１９において試料管３２４および３
２６と交差する。プラスチックトレー３４０は、また、
４つの垂直壁を有し、それらのうちの２つは図１９に３
４２および３４４で示されている。これらの垂直壁の上
端レベルは、図１５に３４６で示されており、基準面を
規定する長方形の箱を形成する。
【０１０６】図１５に最もよく示されるように、すべて
の試料管のキャップ３３８はこの基準面３４６の上方へ
わずかに突起し、それによりキャップ３３８が、加熱さ
れた定盤１４によって軟化および変形され、かつ基準面
３４６のレベルより下方へ「押しつぶされる」ようにな
っている。好ましい実施例において、加熱された定盤１
４は、図１におけるＣＰＵ２０および定盤１４中の抵抗
ヒータ（図示せず）に連結したバス２２により、１０５
℃の温度に保持される。好ましい実施例において、図１
９におけるノブ３１８および親ねじ３１２は、加熱され
た定盤１４が下降してキャップ３３８の上部と接触する
まで、回転される。好ましい実施例において、試料管の
ためのキャップ３３８はポリプロピレンから作られる。
これらのキャップは、加熱された定盤１４と接触した直
後に軟化する。キャップは軟化するにつれて変形する
が、それらの弾性のすべてを失うことはない。キャップ
と接触後、定盤は基準面３４６上に配置されるまでさら
に下降する。この下降は、キャップ３３８を変形し、そ
して少なくとも５０ｇの最小の限界力Ｆで各試料管を押
し下げて、各試料管を試料ウェルの中にしっかり配置さ
せる。キャップ３３８が基準面３４６の上方へ突出する
量、および加熱された定盤１４が基準面３４６上に静止
するときの変形および残留弾性の量は、少なくとも５０
ｇ、好ましくは１００ｇの最小の限界力Ｆが、加熱され
た定盤１４が基準面３４６のレベルまで下降した後に存
在するすべての試料管について達成されるように、設計
される。
【０１０７】加熱された定盤１４およびトレー３４０の
４つの垂直壁および平らな表面は、定盤１４がトレーの
上部へりすなわち基準面３４６と接触するとき、加熱か
つシールされた隔室を形成する。トレー３４０のプラス
チックは比較的劣った熱伝導性を有する。加熱された定
盤１４とキャップ３３８との接触、および、試料ブロッ
ク１２の上部レベル２８０の上方へ突出する試料管２８
８の部分を、比較的劣った熱伝導性を有する材料の壁に
よって隔離することは、有益な結果を有することが実験
的にわかっている。この構造により、管およびキャップ
の上方部分全体は、管およびキャップの内側表面上に凝
縮物がほとんどまたはまったく生じないような十分に高
い温度を付与される。なぜなら、加熱された定盤は水の
沸点より高い温度に保持されるからである。これは、図
１５における試料液体２７６が水の沸点付近の温度に加
熱されるときも同様である。これにより、試料液体混合
物２７６の頂面上に浮く油やワックス等の不混和性物質
の層が不要となり、ＰＣＲ反応に含まれる労働量が減少
し、そして起こりうる試料汚染の１つの要因が排除され
る。
【０１０８】加熱されたカバーの非常に高い温度および
その試料ブロック１２への密接性にかかわらず、高温部
と低温部との間の正確かつ急速な循環に対して試料ブロ
ック１２の能力への影響がほとんどないことが実験的に
わかっている。加熱された定盤１４は前述の還流プロセ
スにより試料の冷却を防止する。なぜなら、この還流プ
ロセスは、キャップの温度を水の沸点より高温に保持
し、それによりキャップの内側を乾燥して保持するから
である。定盤１４はまた、キャップを管から除去したと
きに、エアゾールの形成を防止する。他の実施例におい
て、図１５における許容しうる最小の下向きの力Ｆを、
存在する試料管の数に無関係に各個々の試料管に加える
ことができ、かつ凝縮、還流、および対流冷却を防止可
能なあらゆる手段が本発明を実施するために十分有効で
あろう。この下向きの力Ｆの適用、並びに還流および望
ましくない試料液体の濃縮を防止する熱の使用は、好ま
しい実施例において実施するのと同一のシステムにより
必ずしも実施する必要はない。
【０１０９】試料管はその全高を数千分の１インチだけ
変えることができる。さらに、試料管のキャップも、そ
の高さを数千分の１インチだけ変えることができる。ま
た、試料ブロック１２中の円錐形試料ウェルの各々は、
正確な同一深さに孔開けする必要がなく、また、わずか
に異なる直径および角度に孔開けすることができる。し
たがって、キャップを付けた管群を試料ブロック内に配
置して対応する試料ウェル内に設置するとき、キャップ
の上端部はすべてが同一高さである必要はない。キャッ
プ上端の最大限の高さずれは、最も高い管と最も低い管
との間で０．５mm程度であればよい。
【０１１０】それ自体が自由に位置決めできるように取
り付けられた完全に平らな非加熱定盤１４を、上記のキ
ャップの配列上に押し下げた場合、この定盤はまず最も
背が高い３つの最長の管と接触する。さらに圧力を加え
てこれらの最長の管が多少圧縮されると、定盤はより低
い短尺管のキャップと接触し始める。管およびキャップ
の組体が柔軟でない場合には、最短の管に接触する前
に、最長の管が損傷を受ける可能性を有することは明ら
かである。あるいは、すべての長尺管を十分に圧縮して
最短の管に接触するために必要な力は、それを加えるこ
とが装置にとって大きすぎる場合がある。いずれの場合
においても、１つまたは複数の短尺管はまったく押圧さ
れないか、または不十分な力で押し下げられることにな
り、その短尺管の熱時間定数を他のすべての管の熱時間
定数に等しくしてしまう。これは、試料ブロック中のす
べての管について同一のＰＣＲサイクルの達成を失敗さ
せるであろう。なぜなら、異なる熱時間定数をもつ管
は、他の管と歩調をそろえないからである。定盤を加熱
しキャップを軟化すると、１つの要因として管の高さを
異ならせる製造上の許容誤差が排除され、したがって上
記の問題点が排除される。
【０１１１】他の実施例において、全体の加熱された定
盤１４は柔軟なゴム層でカバーされる。加熱された定盤
上の柔軟なゴムは高さ許容度の問題を解決するととも
に、加熱された定盤から管のキャップへの熱の流れを遅
延させる熱的絶縁層として作用する。さらに、高温度に
おける長時間の使用では、ほとんどのゴム材料は劣化す
るか、あるいは堅くなる。したがって、加熱された定盤
の表面は、熱のすぐれた熱伝導体である金属からなるこ
とが望ましい。さらに他の実施例において、９６個の個
別のばねを定盤に取り付けて、各ばねがそれぞれ１つの
試料管を押し下げるようにすることができる。これは複
雑かつ費用のかかる解決法であり、また機械的精確さを
もって定盤を管の配列の上に整列させることが必要なの
で困難かつ面倒である。好ましい実施例における各試料
管についての必要な個々のコンプライアンスは、プラス
チックキャップの使用により与えられる。これらのキャ
ップは定盤による力の下で予測可能な方法でつぶれる
が、つぶれたときでさえ、各試料管をそのウェルの中に
しっかり静止させて保持するために適切な下向きの力Ｆ
をなお発揮する。
【０１１２】図１５に示す試料管のキャップ３３８にお
いて、表面３５０はぎざぎざ、ばり、および切込みを含
まず、それにより試料管２８８の内側壁３５２との間に
気密シールを提供できるようにする。好ましい実施例に
おいて、キャップの材料はポリプロピレンである。適当
な材料は、前述のヒモント（Ｈｉｍｏｎｔ）により製作
されたヴァルティク（Ｖａｌｔｅｃ）ＨＨ−４４４また
はＰＤ７０１ポリプロピレン、またはアメリカン・ヘス
ヒト（American Heoscht）によるＰＰＷ１７８０であ
る。好ましい実施例において、キャップのドーム部分に
ついての壁厚さは０．１３０±０．００５インチ（３．
３０±０．１２mm）である。好ましい実施例において、
肩部３５６の厚さは０．０２５インチ（０．６４mm）で
あり、キャップのドーム形部分の幅は０．２０３インチ
（０．５２mm）である。
【０１１３】図１５における最小の限界力Ｆをすべての
試料管に加えることができ、かつキャップと試料管の上
方部分とを、凝縮および還流を防止するに十分な高温に
加熱させることができるようなあらゆる材料および形状
を有するキャップが、本発明の実施を可能とする。ドー
ム形のキャップ３３８は、キャップの変形を促進する薄
い壁を有する。加熱された定盤は高い温度に保持される
ので、ドーム形のキャップの壁厚さを射出成形によって
容易に製造される程度に十分に厚くすることができる。
なぜなら、管の高さの差を考慮するために必要なコンプ
ライアンスは、室温において不必要なためである。定盤
は、本発明に従って９４℃〜１１０℃の温度に保持する
ことができるが、水の沸点は１００℃であるので、１０
０℃〜１１０℃の範囲は還流の防止に好ましい。この温
度範囲において、キャップは１mm程度に容易につぶれる
のに十分なだけ軟化することが実験的にわかっている。
使用するポリプロピレンの弾力性は、これらの温度にお
いてさえつぶれを完全には非弾性的でなくするものであ
ることを実験が示している。すなわち、加熱された定盤
はキャップの永久的変形を引き起こすが、キャップの材
料は、それらの室温における弾性率の有効な部分をなお
保持するので、最小の限界力Ｆが各試料管に加えられ
る。さらに、加熱された定盤は、試料ブロックの中にあ
る管の個数に無関係に、キャップの軟化によって過度の
力を用いることなく、接触するすべてのキャップを一様
な高さにする。
【０１１４】キャップの温度はＰＣＲサイクル全体の間
に水の沸点より高温であるので、各キャップの内側表面
は完全な乾燥状態を維持する。したがって、ＰＣＲプロ
セスの最終段階で、試料を、試料ブロックから取り出す
前に室温に冷却する場合や、各試料管上のキャップを開
く場合に、交差汚染を生じうる試料管の内容物のエーロ
ゾル状噴霧が発生する可能性はない。なぜなら、シール
を破壊したとき、管シールに対するキャップに液体が存
在しないからである。
【０１１５】これはきわめて有利である。なぜなら、増
幅した生成物のＤＮＡを含有するエアゾールの小さい粒
子は実験室を汚染し、そして例えば他の患者等の収集源
からの試料を含有する試料管の中に入り、それにより非
常に面倒な陽性または陰性の誤診断結果を引き起こすか
らである。ＰＣＲ増幅プロセスのユーザは、他の試料を
汚染しうるエアゾールの発生がないことに極めて関心が
ある。
【０１１６】使い捨てプラスチック要素を使った装置を
使用して、個々の試料管を８×１２の配列に変換する。
この８×１２の配列は、マイクロタイタープレートのフ
ォーマットを有する実験室装置に適合し、また、十分な
個々の動きの自由度を維持してこの装置の構成要素の多
様な熱膨張速度の差を補正する。この装置の台に対する
熱的に柔軟なキャップの関係は、試料ブロック、および
キャップを所定位置にもつ２本の試料管の断面図である
図２１Ａにおいて最もよく見られる。図示の試料管は、
プラスチック製の９６個のウェルを有するマイクロタイ
タートレーとリテイナーとの１つの実施例の組み合わせ
により、所定位置に保持されている。図２１Ｂは、別の
好ましい実施例であり、上記装置の種々の使い捨てプラ
スチック要素の構造および相互作用を示す。長方形のプ
ラスチック製９６ウェルマイクロタイタープレートのト
レーのフレーム３４２は、試料ブロック１２の表面上に
載置される。フレーム３４２の上部へり３４６（前述の
基準面３４６と同義）は、キャップ（その１例をキャッ
プ３６４で示す）の高さよりほぼ０．５インチ（１２．
７mm）短い高さを有する。キャップ付き管のすべては、
フレーム３４２のへり３４６より高く突出する。フレー
ム３４２の下向きに延びるうね３６６は、その全長を通
してガードバンドみぞ７８の中に延びる。しかしなが
ら、フレーム３４２はギャップ（図示せず）を有し、こ
のギャップは図２に平面図でかつ図７に断面図で示す温
度センサー用の、みぞ７８内のギャップに相当する。
【０１１７】前述の基準面３４６はフレーム３４２の上
部へりにより形成される。この基準面が、加熱された定
盤と相互作用する方法は次の通りである。図２０に示す
ノブ３１８をねじ込んでインデックスマーク３３２およ
び３３４に合致させて増幅実験を開始する前に、目盛り
決めプロセスを実施して図２０に示す飾り板３３６上の
インデックスマークの位置を決める。この目盛り決め
は、図２１に示すフレーム３４２を試料ブロックの位置
に配置することによって開始する。しかしながら、フレ
ーム３４２は空であるか、あるいはその中の管は所定位
置にキャップをもたない。次いで、ノブ３１８をねじ下
げて、加熱された定盤１４をフレーム３４２の上部へり
３４６とその周辺全体の周囲にしっかり接触させる。ノ
ブ３１８を十分にねじ下げて、加熱された定盤を基準面
３４６上に載置しかつフレーム３４２を試料ブロックの
上部表面２８０に対して強く押圧したとき、好ましい実
施例における回転可能な飾り板３３６を回転させて、飾
り板上のインデックスマーク３３４をノブ３１８上のイ
ンデックスマークと合致させる。次いで、ノブ３１８を
反時計回りに回転して定盤１４を上昇させ、そして図１
９に示すカバー３１６を負方向（Ｙ方向）にすべらせ
て、フレーム３４２および試料ブロック１２を開放す
る。次いで、試料混合物を充填したキャップ付き試料管
をフレーム３４２中の所定位置に配置する。次に、加熱
されたカバー３１６を試料ブロックの上に戻して配置
し、ノブ３１８を時計回りに回転して加熱された定盤１
４を下げて、ノブ上のインデックスマーク３３２を前述
のように位置決めしたインデックスマーク３３４と合致
させる。これによりすべての管は、加えられる最小の力
Ｆによって確実に設置されることとなる。インデックス
マークの使用は、ユーザに簡単かつ評価可能な作業を実
施させる。
【０１１８】わずかの試料管のみが所定位置に存在する
場合、各インデックスマーク３３２および３３４を合致
させるために、小量のトルクを必要とするだけである。
しかしながら、多数の管が存在する場合、各インデック
スマークを合致させるためには、ノブ３１８に対してよ
り大きなトルクを必要とする。なぜなら、各管は、キャ
ップが変形するとき加熱された定盤１４の下向きの動き
に抵抗を生じるからである。しかしながらユーザは、各
インデックスマーク３３２および３３４が整列したと
き、加熱された定盤が再びフレーム３４２の上部へり３
４６に対して緊密に配置され、かつすべての管がそれに
加えられた最小の限界力Ｆを有することを知る。これに
より、すべての管の熱時間定数は実質的に同一であるこ
とが事実上保証される。
【０１１９】他の実施例において、インデックスマーク
３３２および３３４を省略し、ノブ３１８をそれ以上回
転しなくなるまで単に回転する方法も可能である。この
ような状態は、加熱された定盤１４が上部へりすなわち
基準面３４６に到達して、プラスチック製のフレーム３
４２が加熱された定盤１４のそれ以上の下向きの動きを
停止させたときに生じる。この実施例、および好ましく
は前述のインデックスマークの実施例において、フレー
ム３４２のプラスチック材は、加熱された定盤１４と接
触するとき、それ自体の変形を防止するために十分に高
い溶融温度を有することが明らかである。好ましい実施
例において、フレーム３４２のプラスチック材は０．０
５インチ（１．２７mm）の壁厚さをもつセラニーズナイ
ロン１５０３である。
【０１２０】前述の装置の利点は、異なる高さを有する
フレーム３４２を使用することのみによって、異なる高
さの試料管を使用できることにある。フレーム３４２
は、それ自体と管とが試料ブロック内に配置されている
とき、キャップされた管の先端面より約０．５mm低い高
さを有すべきである。好ましい実施例において、２つの
異なる管高さを使用する。加熱された定盤１４を推進さ
せる親ねじ３１２（図１９）の動作範囲は、使用される
試料管のすべての異なる高さについて十分なものでなけ
ればならない。もちろん、特定のＰＣＲ処理サイクルの
間、すべての管は同一高さでなければならない。
【０１２１】前述の装置は、試料ブロックにおける均一
な温度、ブロックから試料への均一な熱伝導性、および
周囲環境の変動性からの管の絶縁をもたらす。９６個ま
での任意の個数の試料管は、マイクロタイタープレート
のフォーマットに基づいて配列することができる。この
装置は、非常に多数の試料に対する正確な温度制御、及
び任意の試料の温度を実際に測定せずに、すべての試料
に対する試料温度の視的指示を可能とする。ＰＣＲ反応
のための容器として、従来技術においては、マイクロ遠
心器のために本来設計されたポリプロピレン管が一般に
使用されている。従来技術におけるこの管は円筒形の断
面を有し、その上部は気密シールをつくるスナップ式キ
ャップにより閉じられる。この管は、約１７°の夾角を
もつ円錐台形からなる底部領域を有する。
【０１２２】このような円錐形試料管を、同一夾角を有
する円錐形キャビティを備えた試料ブロックの試料ウェ
ル内に押し下げ、そしてこの管内の試料混合物が円錐形
容積内でかつ試料ブロックの下方位置に完全に配置され
るとき、ブロックと液体との間の熱伝導は、上記配列に
亙る試料温度のすぐれた均一性によって、適切に予測す
ることができる。試料ブロックと試料混合物との間の熱
伝導の適切な制御を達成するために、円錐形の管および
試料ウェルの夾角は密接に合致する必要があり、そして
管およびウェルの円錐形表面は、なめらかでかつ相互に
同一面的な関係に保持されなければならない。さらに、
最小の限界力Ｆを各試料管に加えて各管を試料ウェル内
へ緊密に押圧し、それにより例えば図１５に示す空間２
９１内に捕捉された液体からの水蒸気の形成等の熱循環
の間、いかなる原因によっても試料管が上昇せず、また
はゆるくならないようにする必要がある。そして、各管
に同一量の試料液体を充填しなくてはならない。上に列
挙した条件が満足される場合、試料ブロックと各管中の
試料液体との間の熱伝導性は、図１５に示す円錐形プラ
スチック壁３６８、および円錐形試料管壁の内側表面３
７０における試料液体の境界層（図示せず）の伝導性に
より、主として決定される。
【０１２３】プラスチック管壁の熱伝導性はそれらの厚
さにより決定され、そしてそれらの厚さは管製造の射出
成形法により密接にコントロールすることができる。試
料管内の試料液体は事実上同一の熱的性質を有する。実
験および計算により、９６ウェルの一体成型マイクロタ
イタープレートは、ＰＣＲに対して限界的にのみ適合す
ることがわかっている。なぜなら、アルミニウムとプラ
スチックとの間の熱膨張係数の差は、配列を横切る試料
液体への熱伝導性の均一性を破壊しうる寸法変化を生ず
るからである。すなわち、このような一体成型プレート
内の各ウェルはプレート表面を通して他のウェルに連結
されるので、各ウェル間の距離は、プレートの初期の製
造時に決定されるが、プレートのプラスチック材が有意
な熱膨張係数を有するために温度変化とともに変化す
る。また、金属の試料ブロック１２内の試料ウェル間の
距離は、試料ブロックの温度に依存する。なぜなら、ア
ルミニウムは、プラスチックの熱膨張係数と異なる有意
の熱膨張係数を有するからである。すぐれた熱伝導性を
有するために、９６ウェルの一体成型マイクロタイター
プレート内の各試料ウェルは、すべての温度において試
料ブロック内の対応するウェルにほぼ完全に適合する。
試料ブロックの温度は極めて広範囲にわたって変化する
ので、試料ブロック内の各試料ウェル間の距離はＰＣＲ
サイクルの間にサイクル的に変化する。プラスチックお
よびアルミニウムの熱膨張係数は実質的に異なるので、
試料ブロック内の各ウェルの分離距離は、プラスチック
製の９６ウェルの一体成型マイクロタイタープレートに
おける各試料ウェル間の距離に比べ、温度変化に応じて
異なって変動する。
【０１２４】このように、ＰＣＲ温度範囲にわたる試料
管と対応する試料ウェルとの間の完全な適合のための重
要な基準として、９６ウェルの配列内の各試料管は個々
に自由に横方向に動くことが必要であり、そして試料ウ
ェルの壁と同一面的接触を行うために必要な量に応じ
て、各管が個々に自由に押し下げられることが必要であ
る。本発明において使用する試料管は、従来技術による
マイクロ遠心管と異なり、試料液体に出入りする熱移動
を速くするために試料管の円錐の切頭部分の壁厚さが非
常に薄い。これらの管の上方部分は、円錐形部分より厚
い壁厚さを有する。図１５において、円筒形部分２８８
の壁厚さは一般に０．０３０インチ（０．７６mm）であ
るが、円錐形壁３６８の壁厚さは０．００９インチ
（０．２３mm）である。薄い部分は射出成形工程におい
て厚い部分より速く冷却するので、薄い部分が冷却する
前に完全な成形物を得ることが重要である。
【０１２５】試料管の材料は化学的にＰＣＲ反応と適合
性を有する必要がある。ガラスはＰＣＲの適合性材料で
はない。なぜなら、ＤＮＡはガラスに粘着し、かつ剥離
せず、ＰＣＲ増幅を妨害するからである。好ましくは、
オートクレーブ処理可能なポリプロピレンを使用する。
適切な３タイプのポリプロピレンは、上述した通りであ
る。ある種のプラスチックは、プラスチックからのガス
発生あるいはプラスチック壁へのＤＮＡの粘着のため
に、ＰＣＲプロセスと適合性ではない。ポリプロピレン
は現時点において最もよく知られているクラスのプラス
チックである。従来一般的な射出成形技術および射出成
形のための型製造技術は、本発明を実施する目的に十分
であろう。円錐形の試料管の使用は、実質的にすべての
製造の許容誤差を、高さの誤差、すなわち試料管を試料
ウェル内に配置したときの、キャップの先端と試料ブロ
ックの上部との高さの各管毎の変動性に転換する。例え
ば、試料管壁の角度に関する角度誤差は、管を試料ブロ
ック内に配置したとき、管壁の角度と試料ウェル壁の角
度が一致しないために、高さの誤差に変換される。同様
に、円錐の寸法における直径の誤差は、管の円筒形部分
が、適切な寸法の管より深く侵入するかしないかのいず
れかを示すので、高さの誤差に変換される。
【０１２６】配列を横切る熱伝導性の高度な均一性を得
るために、試料管と試料ウェルとの間のすぐれた整合
は、熱膨張速度の差に無関係に、０〜１００℃の全温度
範囲にわたって、９６個のウェルのすべてに対して形成
されなければならない。また、９６個の試料管の各々は
極めて高度に均一な寸法および壁厚さを有する壁を備え
なければならない。試料混合物を保持する各試料管は取
り外し可能な気密キャップを装備すべきである。このキ
ャップは気密シールをつくり、反応混合物が沸点又はそ
の近辺にあるとき、反応混合物からの水蒸気の損失を防
止し、それにより試料混合物の体積の減少を防止する。
これらすべての要因の組み合せにより、全９６ウェルに
対して均一な熱伝導性を達成するように９６個の個別の
試料ウェルをもつ一体成型のマイクロタイタープレート
を製造することが極めて困難となる。
【０１２７】各試料管について必要な個々の横方向およ
び垂直方向の自由度をもたらすあらゆる構造が、本発明
を実施するために十分に適合する。本発明の好ましい実
施例に従い、前述のすべての要件は４ピースの使い捨て
プラスチック製装置の使用により達成される。この装置
は、異なる熱膨張速度を補正するために必要なすべての
方向における十分な自由度を各試料管に与え、しかも、
工業規準の９６ウェルのマイクロタイタープレートを使
用して作業するように寸法を決められた他の実験室装置
との適合性、およびユーザの便利さのために、９６ウェ
ルのマイクロタイタープレートのフォーマットにおいて
９６個までの試料管を保持するものである。マルチピー
スの使い捨てプラスチック製装置は、製造の許容誤差お
よびＰＣＲ熱サイクルの間に直面する広い温度範囲にわ
たる異なる熱膨張速度に対して、極めて大きな許容性を
有する。
【０１２８】図２１は、４ピースのプラスチック製装置
の大部分の構成要素の別の実施態様を断面図で示すもの
であり、この装置は、異なる熱膨張速度を考慮するため
の十分な動作自由度で試料ウェル内に複数の試料管を保
持するように組み立てられる。図４５は、使い捨てプラ
スチック製マイクロタイタープレートの模範装置の全部
分を分解図で示す。この図面は、すべての試料管を８×
１２のマイクロタイタープレートのフォーマットにおけ
る９６個のウェル配列にゆるく保持した状態でマイクロ
タイタープレートを形成するために、各部分を組合せる
方法を示す。図２２は、図２１に部分断面図で示された
本発明によるマイクロタイタープレートのフレーム３４
２の平面図である。図２３はフレーム３４２の底面図で
ある。図２４は図２２の線２４−２４′から見たフレー
ム３４２の端面図である。図２５は図２２の線２５−２
５′から見たフレーム３４２の端面図である。図２６は
図２２の線２６−２６′に沿ったフレーム３４２の断面
図である。図２７は図２２の線２７−２７′に沿ったフ
レーム３４２の断面図である。図２８は図２２の線２８
−２８′から見たフレーム３４２の部分切欠き側面図で
あり、後述するリテイナーがフレーム３４２をクリップ
する状態を詳細に示す。
【０１２９】図２１〜図２８を合わせて参照すると、フ
レーム３４２は水平のプラスチックプレート３７２を備
え、このプレート３７２上にマイクロタイタープレート
の規準フォーマットで９mmの中心間間隔を置いて９６個
の孔が形成される。８個の行Ａ〜Ｈおよび１２個の列１
〜１２が存在する。行Ｄ、列７における孔３７４はこれ
らの孔の典型である。フレーム３４２の各孔内に、円錐
形試料管、例えば、図１５に示す試料管３７６が配置さ
れる。各試料管はそれを配置する孔より直径が約０．７
mmだけ小さいので、孔内でのゆるい嵌合が形成される。
これは図２１（Ａ）および（Ｂ）において最も理解され
るように、典型的な孔の内側へり３７８とその中に配置
された試料管の側壁３８０との間の距離として示され
る。図２１（Ａ）および（Ｂ）中の参照番号３８２は、
試料管３７６の円筒形部分の外側壁から間隔を置いて位
置する孔の対向へりを示す。
【０１３０】各試料管は図１５、図２１（Ａ）および
（Ｂ）に示した肩３８４を有する。肩３８４は各試料管
の円筒形部分２８８の全周囲に形成される。肩３８４の
直径は、フレーム３４２の各孔を通過しないほどに十分
に大きく、しかも隣接する孔内の隣接する管の肩に接触
するほどには大きくない。すべての管をフレーム内の各
孔の中に配置すると、次にプラスチックリテイナー３８
６（図２１および図４５に最もよく示されている）をフ
レーム３４２の開口内に嵌合される。このリテイナーの
目的は、すべての管がフレーム３４２内から外に落下ま
たは押し出されず、かつそれらのフレーム３４２内での
ゆるい嵌合を妨害しないように、それらすべての管を所
定位置に配置することにある。リテイナー３８６は、管
の肩３８４がリテイナー３８６またはフレーム３４２に
当接する前に各試料管がある程度鉛直方向へ上下移動す
るように、寸法が決定されかつフレーム３４２に嵌合さ
れる。このように、フレームおよびリテイナーは相互に
連結されたときに、９６個までの試料管にマイクロタイ
タープレートのフォーマットを提供するとともに、各管
が図１５に示す最小の限界力Ｆの影響下ですべての温度
においてその最良の嵌合状態を自由に見いだすように、
水平および垂直方向への十分な自由度を提供する。
【０１３１】図２９および図３０を参照すると、試料管
および肩のより明瞭な外観が示される。図２９および図
３０は、それぞれ、典型的な試料管の肩部分の側面図お
よび部分的上部断面図である。例えば以下で詳述するよ
うなプラスチック製のドーム形キャップは、図２９に示
す試料管内へ挿入され、試料管の上部の内側壁３９０に
対して気密シールを形成する。試料管の内側壁に形成さ
れたうね３９２は、ドーム形キャップのストッパーとし
て作用して、必要以上の侵入を防止する。通常、ドーム
形キャップはウェブによって接続されたストリップ状の
ものである。図３１はウェブ３９４により接続されそし
てタブ３９６で終わる３つのキャップの側面図である。
このタブは単一の引きによりキャップの列全体を除去す
るのに役立つ。通常、ウェブ３９４は試料管の上部表面
３９８上に位置し、そしてキャップが試料管の中にさら
に侵入するのを防止する。各キャップはキャップと試料
管の内側壁との間にハーメチックシールを形成するうね
４００を含む。図３２は１２の接続されたキャップの典
型的なストリップ中の３つのキャップの上面を示す。
【０１３２】リテイナーのより詳細な理解のために、図
３３〜３７を参照する。図３３はプラスチックのリテイ
ナーの上面図である。図３４は図３３の線３４−３４′
に沿うリテイナーの側面図である。図３５は図３３の線
３５−３５′に沿うリテイナーの端面図である。図３６
は図３３の線３６−３６′に沿うリテイナーの断面図で
ある。図３７は図３３の線３７−３７′に沿うリテイナ
ーの断面図である。図３３〜３７を参照すると、リテイ
ナー３８６は垂直壁４０４により取り囲まれた単一の水
平のプラスチック平面４０２から構成されている。平面
４０２はその中に形成され、４孔／群の２４群に分割さ
れた、８×１２列の９６孔を有する。これらの群は平面
４０２の中に形成されたうね、例えば、うね４０６およ
び４０８により区画されている。各孔、それらのうちの
典型的である孔４１０は、直径Ｄを有し、この直径Ｄは
図２９における直径Ｄ1 より大きく、そして直径Ｄ2よ
り小さい。これにより、リテイナーは試料管がフレーム
３４２の中に配置された後、試料管の上をすべることが
できる。しかし、肩３８４が大き過ぎて孔４１０を通過
できないので、試料管はフレームから落下できない。
【０１３３】リテイナーはフレーム３４２の中に、図３
４および３６に示すプラスチックタブ４１４により嵌合
する。これらのプラスチックタブは、図２３に示すよう
に、フレーム中のスロット４１６および４１８を貫通す
る。２つのプラスチックタブ４１４が存在し、各々はリ
テイナーの長いへり上に存在する。これらの２つのプラ
スチックのタブは図３３に４１４Ａおよび４１４Ｂとし
て示されている。
【０１３４】図２２〜２８のフレーム３４２は、その中
に配置された９６の試料管及び所定位置に嵌合されたリ
テイナー３８６を備え、単一の単位、例えば、図２１Ａ
および２１Ｂに示すような単位を形成し、これはＰＣＲ
処理のために試料ブロック１２の中に配置することがで
きる。処理後、フレーム３４２を試料ブロックの中から
外に持ち上げることによって、すべての管を同時に取り
出すことができる。便利さおよび貯蔵のために、試料管
およびリテイナーを所定位置にしてフレーム３４２を、
ベースと呼ぶ他のプラスチック成分の中に挿入すること
ができる。ベースは標準の９６ウェルのマイクロタイタ
ープレートの外側寸法およびフットプリント（ｆｏｏｔ
ｐｒｉｎｔ）を有し、それは図３８〜４４に示されてい
る。図３８はベース４２０の上面図であるが、図３９は
ベースの底面図である。図４０は図３８の線４０−４
０′に沿うベースの側面図である。図４１は図３８の線
４１−４１′に沿うベースの端面図である。図４２は図
３８の線４２−４２′に沿うベースの断面図である。図
４３は図３８の線４３−４３′に沿うベースの断面図で
ある。図４４は図３８の線４４−４４′に沿うベースの
断面図である。
【０１３５】ベース４２０は傾斜したへりをもつ８×１
２列の孔が形成されているプラスチックの平らな平面４
２２を含む。フレーム３４２がベースの中に位置してい
るとき、試料管の底がベース中の円錐形孔の中に嵌合す
るような、寸法および間隔をこれらの孔は有し、フレー
ム３４２を試料ブロックに取り付けるとき、試料管が保
持されるのと同一のフレーム３４２に対する関係で試料
管は保持されている。孔４２４はベースの中に形成され
た９６の孔の典型であり、それは図３８，４４および４
３に示されている。個々の試料管は、トレーとリテイナ
ーとの間にゆるく捕捉されているが、フレームがベース
の中に挿入されているとき、しっかり位置し、不動とな
る。典型的な試料管４２４がベースの中に嵌合される形
式は図４４に示されている。換言すると、フレーム、試
料管およびリテイナーがベース４２０の中に位置すると
き、それ全体は工業的に標準の９６ウェルのマイクロタ
イタープレートと機能的に同等のものとなり、それは、
それ以上の処理のために９６ウェルの工業的に標準のマ
イクロタイタープレートのための事実上任意の自動化ピ
ペッティングまたはサンプリングのシステムの中に配置
され得る。
【０１３６】試料管は必要な試薬および増幅すべきＤＮ
Ａで充填した後、試料管にキャップすることができる。
図３１および３２に示すキャップ片の他の実施態様にお
いて、８×１２列でキャップを接続するしなやかなウェ
ブをもつ９６のキャップのマット全体を使用することが
できる。これはウェブは、図３１に３９４で示されてお
り、十分にしなやかであり、キャップは試料管が小さい
動きを妨害されないようにしなくてはならず、これらの
試料管はすべての温度において試料管の円錐形壁の中に
完全に嵌合しなくてはならない。管、キャップのフレー
ム、リテイナーおよびベースのアセンブリーは、管の充
填後、サーマルサイクラーに入れる。そこで、フレー
ム、キャップ付き管およびリテイナーのプレートはベー
スから１単位として取り出される。次いで、この単位を
試料ブロック１２の中に配置して、図２１Ａおよび２１
Ｂに示すアセンブリーを作り、管は試料ブロック中の円
錐形壁の中にゆるく保持されている。図２１に示すよう
に、フレーム３４２はガードバンドの上部表面上に位置
する。好ましい実施態様において、うね３６６はガード
バンドのみぞ７８の中に下向きに延びるが、これは必須
ではない。
【０１３７】次に、加熱されたカバーは試料の上にすべ
らせ、加熱した定盤を前述したようにスクリューで下げ
て、フレーム３４２の上部へり３４６と接触させる。図
１９における加熱された定盤１４がキャップ接触した
後、数秒以内で、キャップは軟化し、そして図１９にお
けるレッドスクリュー３１２からの下向きの圧力下に降
伏する。次いで、ノブ３１８を回転して、図２０におけ
るインデックスマーク３３２および３３４を合致させ、
これはすべての試料管を試料ブロックの中に、少なくと
も最小の限界力Ｆおよび加熱された定盤１４の間のすべ
ての空気ギャップで、緊密にプレスさせ、試料ブロック
およびフレーム３４２の上部へり３４６は緊密に閉じ
る。ここで、試料管は完全に閉じ、制御された環境の中
にあり、そして温度の正確なサイクリングを開始するこ
とができる。
【０１３８】ＰＣＲプロトコルの終わりにおいて、加熱
された定盤１４は上方に、試料管から離れる方向に動
き、加熱されたカバー３１６は道からはずれすべってフ
レーム３４２および試料管を露出する。次いで、フレー
ム、試料管およびキャップを取り出して空のベースの中
に再配置すると、キャップを除去することができる。各
キャップまたはキャップのひもを引き、リテイナーは管
をトレーの中から外に出ないように保持する。ベースの
中に形成したリブ（図３８〜４４に示されていない）
は、図３３に示すリテイナータブ４１４Ａおよび４１４
Ｂと接触してリテイナーを所定位置にスナップ式に保持
し、こうしてキャップの除去により管に加えられた力が
リテイナー３６６を変位させないようにする。
【０１３９】明らかなように、フレーム３４２は、必要
に応じて、９６より少ない管とともに使用することがで
きる。また、リテイナー３８６は、必要に応じて、上記
スナップを分離することによって、除去することができ
る。一度に数本の管を使用し、そしてこれらの管を個々
に取り扱うとき、試料ブロック上にリテイナーを使用し
ないで、空のフレーム３４２を配置することができる。
次いで、ユーザは「試験管のラック」としてベースを使
用し、そしてその中に小さい数の管をセットする。次い
で、管は手動で充填し、そして個々のキャップをするこ
とができる。次いで、管を試料ブロック中のウェルの中
に個別に入れ、加熱されたカバーを閉じ、そして加熱さ
れた定盤１４をスクリューで下げて、マークを合致させ
る。次いで、ＰＣＲサイクルを開始できる。サイクリン
グが完結したとき、カバー３１６を除去し、そして試料
管を有効なベースの中に個々に配置する。リテイナーは
この型の使用において不必要である。
【０１４０】図４７および図４８を参照すると、図１に
おいてＣＰＵブロック１０により表わされる制御システ
ムの好ましい実施態様のブロック線図が示される。図４
７及び図４８の制御エレクトロニクスの目的は、なかで
も、所望のプロトコルを定めるユーザの入力データを受
けとりかつ記憶し、種々の温度センサーを読み、試料温
度を計算し、計算した試料温度をユーザが定めたＰＣＲ
プロトコルにより定められた所望の温度と比較し、電力
ラインの電圧をモニターし、そしてフィルムヒータゾー
ンおよびランプ冷却弁を制御して、ユーザが定めたＰＣ
Ｒプロトコルを実施することである。マイクロプロセッ
サ（以後ＣＰＵという）４５０は、後述するソースコー
ドの形で付録Ｃに記載されている制御プログラムを実行
する。好ましい実施態様において、ＣＰＵ４５０は「Ｏ
ＫＩ ＣＭＯＳ ８０８５」である。ＣＰＵはアドレス
バス４５２を推進し、これにより図４７及び図４８にお
ける他の回路要素の種々のものがアドレスされる。ＣＰ
Ｕは、また、データバス４５２を推進し、これによりデ
ータは図４７及び図４８における他の回路要素の種々の
ものに伝えられる。
【０１４１】付録Ｃの制御プログラムおよびあるシステ
ム定数はＥＰＲＯＭ４５６に記憶される。ユーザが入れ
たデータおよびシステム定数および導入プロセスの間に
測定された特性（下に記載する導入プログラムの実行）
はバッテリーバックアップＲＡＭ４５８に記憶される。
システムクロック／カレンダー４６０は、制御ソフトウ
ェアの説明において下に記載する、ＰＣＲの実行および
電力故障の間の事象の履歴を記録する目的で、データお
よび時間の情報をＣＰＵ４５０に供給する。アドレスデ
コーダー４６２はアドレスバス４５２からのアドレスを
受けとりそしてデコードし、そしてチップ選択バス４６
４上の適当なチップ選択ラインを活性化する。ユーザは
ディスプレイ４６８上のＣＰＵにより表示される情報に
応答してキーボード４６６を経てＰＣＲプロトコルを入
れる。ユーザとＣＰＵ４５０との間の２ウェイ連絡は、
制御ソフトウェアの説明のユーザのインタフェースの節
において以下で詳細に記載する。キーボードインタフェ
ース回路４７０はユーザのキーボードを、データバス４
５４を経てＣＰＵにより読まれるデータに変換する。
【０１４２】プログラム可能な間隔タイマー４７２およ
び４７４の各々はカウンターを備え、これらのカウンタ
ーはＣＰＵ４５０により計算されたカウントを負荷され
て、電力が種々のフィルムヒータゾーンに加えられる間
隔を制御する。割り込み制御装置４７６は、割り込み要
求をＣＰＵ４５０に２００ミリ秒毎に送って、制御ソフ
トウェアの説明において以下で記載するＰＩＤタスクを
ＣＰＵ４５０に実行させる。このタスクは温度センサー
を読みそして加熱または冷却の電力を計算して試料温度
を現在のレベルから、ユーザが望むレベルに動かし、こ
れはそのＰＣＲプロトコルにおける時点のために実行さ
れる。ＵＡＲＴ４７８は、ＲＡＭ４８０に記憶されたデ
ータをプリンタに出力できるように「ＲＳ２３２」イン
タフェース回路４８０を実行させる。制御ソフトウェア
は各ＰＣＲの作動のレコードを維持し、これは実際に実
行されたＰＣＲプロトコルがユーザが望むＰＣＲプロト
コルに対応したというユーザの評価の目的のための作動
の間に、種々の時間に存在した実際の温度に関して実施
される。さらに、特定のＰＣＲプロトコルの間に望む特
定の時間および温度を定めるユーザが入れたデータが記
憶される。すべてのこのデータおよび他のデータは、Ｃ
ＰＵ４５０により同様によく読まれ、そしてＵＡＲＴ４
７８を経てＲＳ２３２ポートに連結されたプリンタに出
力される。ＲＳ２３２インタフェースは、また、外部の
コンピュータに試験の目的でアドレスおよびデータバス
の制御をさせる。
【０１４３】周辺インタフェースチップ（以後ＰＩＣと
いう）４８２は、４入力／出力レジスタのプログラム可
能なセットとして働く。パワーアップにおいて、ＣＰＵ
４５０はアドレスデコーダー４６２およびチップ選択バ
ス４６４を経てＰＩＣ４８２を選択する。次いで、ＣＰ
ＵはＰＩＣへのデータワードをデータバス４５４を経て
書いて、どのレジスタを出力ポートおよび入力ポートに
すべきかに関して、ＰＩＣ４８２をプログラミングす
る。引き続いて、ＣＰＵ４５０は出力レジスタを使用し
て、プログラム可能なアレイ論理チップ（ＰＡＬ）４８
４の内部の論理状態を制御するために、データバス４５
４を経てＣＰＵによりその中に書かれたデータワードを
記憶する。ＰＡＬ４８４は、複数の入力信号および複数
の出力信号を有する状態装置である。ＰＡＬは一般にあ
る数の異なる状態を有する論理の列を有する。各状態は
入力における論理状態の列またはベクトルにより定めら
れ、そして各状態は出力の論理状態の異なる列またはベ
クトルを生ずる。ＣＰＵ４５０，ＰＩＣ４８２，ＰＡＬ
４８４および下記において定義するいくつかの他の回路
は、共働してＰＡＬ４８４からの種々の出力信号の異な
る状態を発生する。これらの異なる状態および関連する
出力信号は、以下に記載するように図４７及び図４８に
示すエレクトロニクスの作動を制御するものである。
【０１４４】１２ビットのアナログディジタル（Ａ／
Ｄ）コンバータ４８６は、ライン４８８および４９０上
のアナログ電圧をデータバス４５４上のディジタル信号
に変換する。これらはＣＰＵによりＡ／Ｄコンバータの
ためのアドレスを発生し、こうしてＡ／Ｄコンバータの
チップ選択入力に連結したバス４６４上にチップ選択信
号が活性となりそしてコンバータを活性化するようにす
ることによって読まれる。ライン４８８および４９０上
のアナログ信号は、２つのマルチプレクサ４９２および
４９４の出力ラインである。マルチプレクサ４９２は４
つの入力ポートを有し、各々は２つの信号ラインを有す
る。これらのポートの各々はシステムにおける４つの温
度センサーの１つに連結されている。第１のポートは試
料ブロックの温度センサーに連結されている。第２およ
び第３のポートは、それぞれ、冷却液および周囲の温度
センサーに連結されており、そして第４ポートは加熱さ
れたカバーの温度センサーに連結されている。これらの
温度センサーの各１つのための典型的な回路は図４９に
示されている。２０，０００オームの抵抗器４９６は、
ノード４９７において、バス接続ライン（図示せず）を
経て図４７及び図４８における調整された＋１５ボルト
電力供給４９８を受けとる。この＋１５ＤＣ信号のリバ
ースはゼンナーダイオード５００をバイアスする。リバ
ースバイアス電流およびゼンナーダイオードを横切る電
圧低下は温度の関数である。ダイオードを横切る電圧低
下は、ライン５０２および５０４を経てマルチプレクサ
２９２に入力される。各温度センサーはマルチプレクサ
２９２への同様な接続を有する。
【０１４５】マルチプレクサ４９４は、また、入力ポー
トを有するが、３つのみが接続されている。第１入力ポ
ートは較正電圧発生器５０６に連結されている。この揮
発性発生器は、２つの正確に制御された電圧レベルをマ
ルチプレクサの入力部に出力し、非常に熱的に安定して
いる。すなわち、電圧源５０６により参照電圧の出力
は、少なくとも温度とともに、ごくわずかにドリフトす
る。この電圧は時間毎にＣＰＵ４５０により読まれ、そ
して、この参照電圧が下に記載する導入プロセスの実行
の間に測定された既知の温度において有したレベルを表
す、記憶された定数と比較される。参照電圧が測定され
たレベルからドリフトし導入プロセスの間に記憶された
場合、種々の温度およびライン電圧を感知するための使
用した他の電子回路が、ドリフトし、そしてそれらの出
力を調節し、相応して温度測定プロセスにわたって非常
に正確な制御を維持することをＣＰＵ４５０は知る。マ
ルチプレクサ４９４への他の入力は、ライン５１０を経
てＲＭＳ対ＤＣコンバータ回路５１２へ連結される。こ
の回路はステップダウントランス５１６に連結された入
力５１４を有し、そしてＡＣ電圧入力５１８にそのとき
存在するライン電圧に比例するＡＣ電圧を入力５１４に
おいて受けとる。ＲＭＳ対ＤＣコンバータ回路５１２は
ＡＣ電圧を整流し、そしてそれを平均して、ライン５１
８上のＡＣ入力電圧に対して、また、比例するＤＣ電圧
をライン５１０上に発生する。
【０１４６】４つの光学的に連結されたトライアックド
ライバー５３０，５３２，５３４および５３６は、ＰＡ
Ｌ論理４８４から制御バス５３８を経て制御信号を受け
とる。トライアックドライバー５３０，５３２および５
３４の各々は、３つのフィルムヒータゾーンの１つへの
電力を制御する。これらのヒータゾーンはブロック２５
４，２６０／２６２および２５６／２５８（図１３にお
いて使用したのと同一の参照数字）により表わされる。
トライアックドライバー５３６は、ブロック５４４によ
り表わされる加熱されたカバーへの電力を熱的カットア
ウトスイッチ５４６を経て制御する。フィルムヒータの
ヒータゾーンはブロック熱的カットアウトスイッチ５４
８により保護される。熱的カットアウトスイッチの目的
は、不安定な間隔の間放置されているトライアックドラ
イバーに導く破壊の場合において、加熱されたカバー上
のフィルムヒータ／試料ブロックの溶融を防止すること
である。このような事象が起こった場合、熱的カットア
ウトスイッチは過度に熱い状態を検出し、そしてライン
５５２または５５４上のトライアックを遮断する。
【０１４７】フィルムヒータの主なヒータゾーンは３６
０ワットの定格であるが、マニホールドおよびへりのヒ
ータゾーンは、それぞれ、１８０ワットおよび１７０ワ
ットの定格である。トライアックドライバーは「モトロ
ーラ ＭＡＣ １５Ａ１０１５アンプトライアック」で
ある。各ヒータゾーンは２つの電気的絶縁された区画に
分割され、各々は１／２の電力を消費する。２つの半分
は１５０ボルトのＲＭＳより低いライン電圧５１８につ
いて並列に接続されている。これより大きいライン電圧
について、２つの半分は直列に接続されている。これら
の別の接続は「パーソナリティ」プラグ５５０を通して
達成される。フィルムヒータゾーンのためのＡＣ電力供
給はライン５５９であり、加熱されたカバーのためのＡ
Ｃ供給はライン５６０を経る。ゼロ交差検出器５６６
は、ライン５１８上のＡＣ電力の各ゼロ交差においてラ
イン５６８上にパルスを放射することによって、バイア
スシステムのタイミングを提供する。ゼロ交差検出器は
アナロググラウンドに対して参照される「ナショナル
ＬＭ ３１１Ｎ」であり、そして２５mVのヒステリシス
を有する。ゼロ交差検出器はトランス５１６からその入
力をとり、そしてトランス５１６は０〜２４０ボルトの
ＡＣのＡＣ入力信号について０〜５．５２ボルトの出力
ＡＣ信号を出力する。
【０１４８】電力トランス５７０はＡＣ電力をポンプ４
１に供給し、そしてポンプ４１はランプ冷却チャンネル
およびバイアス冷却チャンネルを通して冷却液を送る。
冷却装置４０は、また、そのＡＣ電力をトランス５７０
からパーソナリティプラグ５５０の他の部分を経て受け
とる。トランス５５０は、また、３つの調整された電力
供給５７２，４９８および５７４および１つの非調整電
力供給５７６に電力を供給する。温度を測定する正確な
目的のために、較正電圧発生器５０６は１系列の非常に
正確な薄いフィルムの超低温度のドリフト２０Ｋｏｈｍ
の抵抗器（図４７及び図４８には示さない）を使用す
る。これらの同一の超低ドリフト抵抗を使用して、アナ
ログ増幅器５７８のゲインをセットし、そしてアナログ
増幅器５７８はディジタル値への変換前に選択した温度
センサーからの出力電圧を増幅する。これらの抵抗器は
わずかに５ppm ／℃ドリフトするだけである。
【０１４９】すべての温度センサーは、それらを（それ
らが温度を測定する構造体から分離されている）をまず
４０℃に温度制御された安定な攪拌された油の浴の中に
配置し、そしてマルチプレクサ４９２への入力において
実際のオプチクス電圧を測定することによって較正され
る。次いで、温度センサーを９５℃の温度の浴の中に配
置し、そしてそれらの出力電圧を再び同一点において測
定する。較正電圧発生器４９４の出力電圧は、また、マ
ルチプレクサ４９４の入力において測定される。各温度
について、温度センサーの出力の各と較正電圧発生器５
０６により発生した電圧から生ずるディジタル出力との
間のＡ／Ｄコンバータからのディジタル出力の差を測定
する。次いで、温度変化について各々を較正するための
各温度センサーのために較正定数を較正することができ
る。
【０１５０】次いで、試料ブロックの温度センサーを次
の較正手順にかける。この手順は試料ブロックを２つの
異なる温度に推進することを包含する。各温度レベルに
おいて、１６の異なる試料ウェル中のブロックの実際の
温度は、１６のＲＴＤ熱電対のプローブを使用して０．
０２℃内で測定する。次いで、ブロックの温度について
の平均のプロフィルを発生させ、そしてＡ／Ｄコンバー
タ４６４の出力は試料ブロック中のその場所においてブ
ロック温度センサーを使用して測定する。これは両者の
温度レベルにおいて実施する。ＲＴＤプローブで測定し
た実際のブロック温度およびブロック温度センサーのた
めのＡ／Ｄ出力について、それ以上の較正ファクターを
計算することができる。そのように発生した温度の較正
はバッテリーバックアップＲＡＭ４５８の中に記憶され
る。いったんこれらの較正ファクターがシステムのため
に決定されると、システムは較正の時に存在する電気的
特性から認めうるほどドリフトしないことが重要であ
る。したがって、低いドリフトの回路を選択し、そして
超低ドリフト抵抗器を使用することが重要である。
【０１５１】ＣＰＵ４５０が試料ブロック温度を制御す
る方法は、制御プログラムについて下に記載する選択を
参照することによって最もよく理解することができる。
しかしながら、図４７及び図４８の電子回路が制御ソフ
トウェアと共働してＰＣＲプロトコルを実施する方法を
例示するために、次のことを考慮する。ゼロ交差検出器
５６６は出力バス５６８の中に２つの出力を有する。こ
れらの出力の１つは、ゼロ電圧参照を横切るＡＣ信号の
各ポジティブに行く転移についてネガティブに行くパル
スを放射する。他のものはゼロ参照電圧レベルを横切る
ＡＣ信号の各ポジティブに行く転移についてネガティブ
パルスを放射する。典型的には５８０で示すこれらの２
つのパルスは１つの完全なサイクルまたは２つのハーフ
サイクルを定める。それは２００ミリ秒の試料の期間を
定めるバス５６８上のパルスのトレインである。米国に
おけるような６０サイクル／秒のＡＣについて、２００
ミリ秒は２４のハーフサイクルを含有する。
【０１５２】典型的なシステム期間は図５０に示す。図
５０中の各「チック」マークは１つのハーフサイクルを
表す。各２００ミリ秒の試料期間の間、ＣＰＵ４５０は
ユーザが定めた設定点またはインキュベーション温度に
試料ブロック温度を維持するために、あるいはＰＣＲプ
ロトコルの時間ラインにおいて特定の試料期間が存在す
る場所に依存する新しい温度にブロック温度が動かすた
めに、必要な加熱または冷却の電力を計算している。各
フィルムヒータゾーンにおいて必要な電力のマットは、
各ヒータゾーンを次の２００ミリ秒の試料期間の間に止
まるハーフサイクルに変換される。これらの計算を実施
する現在の試料期間の終了直前に、ＣＰＵ４５０はプロ
グラム可能な間隔タイマ（ＰＩＴ）４７２中の４タイマ
の各々をアドレスする。各タイマに、ＣＰＵはハーフサ
イクルの数を表す「現在の」カウントを構成するデータ
を書き、タイマに関連するヒーターゾーンは次の試料期
間の中にない。図５０において、このデータは次の試料
期間の開始時間５９２に先立つ直前間隔５９０の間にタ
イマに対して書き込まれる。９４℃の変性温度までの急
速なランプが、時間５９２と５９４との間の試料的間隔
を包含する間隔でユーザの設定点データにより要求され
ると仮定する。したがって、フィルムヒータはその期間
のほとんどについてオンであろう。中央のゾーンヒータ
が試料期間の間の３つのハーフサイクルを除外してすべ
てについてオンであると仮定する。この場合において、
ＣＰＵ４５０は、間隔５９０の間の中央のゾーンヒータ
に関連するＰＩＴ４７２中のカウンターの中に３を書
く。この書く操作は自動的にタイマに、中央のゾーンヒ
ータを制御するバス５９２の特定の制御ライン上の「シ
ャットオフ」信号を発生させる。この「シャットオフ」
信号はＰＡＬ４８４に、中央のゾーンに関連するバス５
３８中の信号ラインの特定の１つ上に「シャットオフ」
信号を発生させる。次いで、トライアックドライバー５
３０は次のゼロ交差、すなわち、時間５９２においてシ
ャットオフする。ＰＩＴはライン５９４上のポジティブ
ゴーイングパルスのパルスのトレーンをＰＡＬ４８４か
ら受けとる。これらのパルスはＰＡＬ４８４による２ラ
インバス５６８上でゼロ交差パルスの、ＰＡＬ４８４に
よりすべてのゼロ交差パルス上のポジティブゴーイング
パルスおよび単一のライン、すなわち、ライン５９４上
のすべてのゼロ交差においてポジティブゴーイングパル
スへの翻訳である。中央フィルムヒータゾーンに関連す
るＰＩＴ４７２中のタイマは、そのクロックとしてライ
ン５９４上のハーフサイクルマーキングパルスを使用し
てその現在の３のカウントからカウントダウンを開始す
る。第３ハーフサイクルの終わりにおいて、このタイマ
は０に到達し、そしてバス５９２上のその出力信号が状
態を変化するようにさせる。このオフからオンへの状態
の転移は図５０に５９６で示されている。この転移はＰ
ＡＬ４８４に伝えられ、これによりＰＡＬ４８４はバス
５３８上の適当な出力信号の状態を変化させて、第３ゼ
ロ交差でトライアックドライバー５３０をオンにスイッ
チする。好ましい実施態様におけるようにゼロ交差でト
ライアックをオンにスイッチすることによって、インジ
ケータ（フィルムヒータの導体）を通して流れる高い電
流のオフのスイッチングは回避されることに注意すべき
である。これはラジオ周波数のインターフェレンスまた
は他のノイズの発生を最小にする。各ハーフサイクルの
位置を要求する電力の計算量に従いフィルムヒータにス
イッチする技術は、また、別の実施態様として機能し得
るが、この技術により発生するノイズのために好ましく
ないことに注意すべきである。
【０１５３】ＰＩＴ４７２および４７４の他のタイマ
は、他のヒータゾーンおよび加熱されたカバーへ加えら
れる電力をＣＰＵにより計算された電力に従い同様な方
法で管理する。ランプ冷却は周辺インタフェース４８２
を通して直接ＣＰＵ４５０により制御される。各試料期
間の間に実施された加熱／冷却電力の計算がランプ冷却
電力を必要とすることを示したとき、ＣＰＵ４５０は周
辺インタフェース制御装置（ＰＩＣ）４８２をアドレス
する。次いで、データワードは適当なレジスタの中に書
かれて出力ライン６００を高く推進する。この出力ライ
ンは１対の単安定マルチバイブレータ６０２および６０
４をトリガし、これにより各マルチバイブレータは、そ
れぞれ、ライン６０６および６０８上の単一のパルスを
放射する。これらのパルスの各々は、ちょうど１アンペ
アおよびほぼ１００ミリ秒のパルス期間の下でピーク電
流を有する。これらのパルスの目的は、ランプ冷却流れ
を急速にオンにすることが非常に困難であるランプ冷却
チャンネルを通る流れを制御するソレノイド弁コイルを
推進させることである。ライン６０６上のパルスは、ド
ライバー６１０に、ソレノイド作動弁の１つのソレノイ
ドコイルの１つの側に連結されたライン６１２を接地さ
せる。コイル６１４の他方の端末は電力供給５７６から
の＋２４ボルトのＤＣで電力供給「レール」６１６に連
結されている。ワンショット６０２は１つの方向の流れ
のためのランプ冷却ソレノイド作動弁を制御し、そして
ワンショット６０４は反対方向の流れのためのランプ冷
却ソレノイド作動弁を制御する。
【０１５４】同時に、ライン６００上のＲＣＯＯＬ信号
の活性化はドライバー６１８を活性化する。このドライ
バーは電流制限抵抗６２０を通してライン６１２を接地
させる。この電流制限抵抗の値は、ライン６２２を通し
て流れる電流がソレノイド弁６１４を開かせて保持する
ために必要な保持電流に少なくとも等しいような値であ
る。ソレノイドコイルは、ソレノイド作動弁をオンする
ために大きい電流を必要とするが、弁を開かせて保持す
るためには実質的に少ない電流を必要とするという特性
を有する。ライン６０６上の１００ミリ秒のパルスが止
んだとき、保持電流のために抵抗器６２０およびドライ
バー６１８を通る接地接続のみを残して、ライン６１２
を直接接地させる。ソレノイド弁６１４は１／２ランプ
冷却管、すなわち、試料ブロックを通して１つの方向に
冷却液を運ぶ管、のみにおいて試料ブロックを通るラン
プ冷却冷却液の流れを制御する。他のソレノイド作動弁
６２４は、対向する方向で試料ブロックを通る冷却液の
流れを制御する。この弁は、ドライバー６２６および６
２８、ワンショット６０４およびライン６０８により、
ソレノイド作動弁６１４と全く同一の方法で駆動され
る。
【０１５５】ランプ冷却の必要性は試料期間毎に１回評
価される。ブロック温度を測定しそしてそれをランプ冷
却がもはや必要ではない所望のブロック温度と比較する
ことによって、制御ソフトウェアのＰＩＤタスクが決定
されたとき、ライン６００上のＲＣＯＯＬ信号が不活性
化される。これは、ＣＰＵ４５０により、ＰＩＣ４８２
をアドレスし、そしてライン６００に連結されたＰＩＣ
４８２中のレジスタ中の適当なビットの状態を逆転する
データをそれに書き込むことによって実施される。ＰＩ
Ｔ４７４は、２つの他のタイマを有し、これらは２０Hz
の割り込みおよび加熱ＬＥＤを計時し、加熱ＬＥＤは試
料ブロックが熱く接触すると危険であるときに視的指示
を与える。システムは、また、ビーパーワンショット６
３０およびビーパー６３２を含んで、不正確なキースト
ロークがなされたときにユーザに警告する。
【０１５６】プログラム可能な割り込み制御装置４７６
を使用して、レベル１−テスト；レベル２−２０Hz；レ
ベル３−トランスミット・レディ；レベル４−レシーブ
・レディ；レベル５−キーボード・割り込み；レベル６
−メインヒータ・ターンオン；および、レベル７−ＡＣ
ラインのゼロ交差からなる７の割り込みを検出する。プ
ログラム可能な割り込み制御装置４８２は、マルチプレ
クサ４９２および４９４を制御するための４つの出力
（図示せず）を有する。これらの信号「ＭＵＸ１ Ｅ
Ｎ」および「ＭＵＸ２ ＥＮ」は、マルチプレクサ４９
２および４９４の一方または双方を使用可能とするが、
信号「ＭＵＶ０およびＭＵＶ１は増幅器５７８への入力
にどのチャンネルを選択するかを制御する。これらの信
号は、２つのマルチプレクサからの１つのチャンネルの
みを任意の１つの時間に選択できるように管理される。
【０１５７】「ＲＬＴＲＩＧ＊」信号は、ＣＰＵが暴走
する場合ＰＡＬ４８４への信号「ＴＩＭＥＯＵＴ ＥＮ
＊」動作させてヒータの使用を禁止するヒータのタイム
アウトワンショット６３２をリセットする。すなわち、
ワンショット６３２は、所定の間隔を有し、該間隔は、
各トリガ後、ワンショット６３２がすべてのヒータゾー
ンの使用を禁止する信号「ＴＩＭＥＯＵＴ ＥＮ＊」を
動作させる前に待機する時間である。ＣＰＵ４５０はル
ーチンを周期的に実行し、これはＰＩＣ４８２をアドレ
スし、そしてデータを適当なレジスタに書き込んで、ラ
イン６３４上の信号を動作してワンショット６３２をト
リガする。ＣＰＵ４５０がなんらかの理由で「暴走」
し、そしてこのルーチンを実行しない場合、タイムアウ
トワンショット６３２はすべてのヒータゾーンの使用を
禁止する。
【０１５８】ＰＩＣ４８２は、また、加熱されたカバー
およびサンプルブロックヒータを使用可能にするための
出力ＣＯＶＨＴＲ ＥＮ＊およびＢＬＫＨＴＲＥＮ＊
（図示せず）を有する。これら両信号は低く活性化し、
そしてＣＰＵ４５０により制御される。それらはバス６
３６を経てＰＡＬ４８４へ出力される。ＰＩＣ４８２
は、また、信号ＢＥＥＰおよびＢＥＥＰＣＬＲ＊をバス
６４０に出力してビーパーワンショット６３０を制御す
る。ＰＩＣ４８２は、また、信号ＭＥＭ１（図示せず）
を出力し、この信号はＥＰＲＯＭ４５６の高いアドレス
区画とバッテリーＲＡＭ４５８の低いアドレスとの間の
ページをスイッチするために使用される。２つの他の信
号ＰＡＧＥ ＳＥＬ０、およびＰＡＧＥ ＳＥＬ１（図
示せず）は、ＥＰＲＯＭ４５６中の４つの１６Ｋページ
の間を選択する出力である。
【０１５９】４つの温度センサーは、１０mV／゜Ｋのゼ
ナー電圧／温度依存性を有するナショナル ＬＭ １３
５ゼナーダイオード型のセンサーである。ゼナーダイオ
ードは、２０Ｋの抵抗器４９６により調整された電力供
給４９８により動作する。ゼナーを通る電流は、０℃〜
１００℃の操作範囲にわたってほぼ５６０μＡ〜６１５
μＡの間で変化する。ゼナーそれ自体の加熱は、同一の
操作範囲にわたって１．６８mW〜２．１０mWの間で変化
する。伝送制御装置（マルチプレクサ）４９２および４
９４は、ＤＧ４０９アナログスイッチである。ライン４
８８および４９０上の電圧は、Ｖout ＝３＊Ｖin−７．
５の伝達関数を有するＡＤ６２５ＫＮ計器増幅器により
増幅される。Ａ／Ｄ変換器４８６は、０Ｖから５Ｖの入
力範囲を有するＡＤ７６７２である０℃〜１００℃にわ
たって２．７３〜３．７３のゼナー温度センサーの出力
で、増幅器５７８の出力は０．６０ボルト〜３．６９ボ
ルトであり、これはＡ／Ｄ変換器の入力範囲内に入る。
【０１６０】高度に精確なシステムを実施する上で重要
なことは、すぐれた精度および周囲温度の変化によるド
リフト量が少ないことである。これらの両者は、精密な
電圧基準源、すなわち、較正電圧発生器５０６を使用
し、そして、温度センサーの出力、およびライン５１０
上のＡＣライン電圧をモニターするために使用される同
一のエレクトロニクスの連鎖を通る出力を連続的にモニ
ターすることによって達成される。
【０１６１】較正電圧発生器５０６は、ライン６５０お
よび６５２上に２つの精密な電圧を出力する。一方の電
圧は３．７５ボルトであり、そして他方は３．１２５ボ
ルトである。これらの電圧は、抵抗器間の０．０５％の
合致および抵抗器間の５ppm／℃の温度ドリフト量を有
する、一連の一体化された薄膜超低ドリフト抵抗器を使
用して、調整された供給電圧を分割することによって得
られる。較正電圧発生器は、また、Ａ／Ｄコンバータ基
準電圧に対して−５ボルト、計器増幅器オフセットに対
し−７．５ボルトを発生する。これらの２つの電圧は、
ライン（図示せず）によりＡ／Ｄ４８６、および増幅器
５７８に伝えられる。これらの負の電圧は、同一薄膜基
準抵抗器のネットワークとＯＰ２７ＧＺオペアンプ（図
示せず）を使用して発生される。操作増幅器５７８のた
めのゲイン設定抵抗器は、また一体化された超低ドリフ
ト薄膜整合抵抗器である。
【０１６２】制御ファームウェア、制御エレクトロニク
スおよびブロックの設計は、ＰＣＲプロトコルのウェル
対ウェル、および計器対計器の輸送性が可能であるよう
に設計される。処理能力の高い実験室は、実験室の広い
範囲の人員に使用容易であり、かつ必要とする訓練が最
小である計器を使用している。本発明のためのソフトウ
ェアは、複雑なＰＣＲサーモサイクリングのプロトコル
を取り扱うと同時に、プログラムが容易であるように開
発された。さらに、それは電力の中断の間の試料の統合
性を保証するような安全装置をもって提供され、そして
安全な記憶装置の中に各ランの詳細な事象を書き込むこ
とができる。
【０１６３】システムが適切に作動していることを保証
するために、図５４〜図５７に示したパワーアップ自己
検査を完結した後、本発明のユーザインタフェースは、
ファイルを実行し、作成しまたは編集し、或いはユーテ
ィリティファンクションをアクセスするようにユーザを
案内する、簡単なトップレベルのメニューを提供する。
プログラミングの技能は要求されない。なぜなら、前以
て存在する不足のファイルは個別化した時間および温度
を使用して編集し、次いで後の使用のために記憶装置に
記憶することができるからである。ファイル保護システ
ムが許可なくプログラムを変更させることを防止するフ
ァイルは、通常、所望の温度を保持するか、あるいはサ
ーモサイクリングするための一連の命令から成る。複雑
なプログラムは、ファイルを一緒にリンクしてある方法
を形成することによってつくられる。共通に使用される
ファイル、例えば、サーモサイクル後の４℃保温培養
（インキュベーション）は、他のユーザにより作成され
た方法に、記憶され、そして組み込むことができる。新
しい型のファイル、ＡＵＴＯファイルはＰＣＲサイクリ
ングプログラムであり、パラメータを制御するいくつか
の型の変化、つまり時間の増加（オートセグメントの伸
長、収率の増大するため）、時間の減少、または温度の
増加または減少が各サイクルを起こすかを特定できるよ
うになっている。最高の制御精度および最も信頼性があ
る方法の転送のために、温度は０．１℃で安定してお
り、そして時間は最も近い秒にプログラミングされる。
本発明は１回の実行中に１つまたは２つ以上の設定点に
おいて、特定したサイクルにおける試薬の添加および管
の取り出しのための、定期的ＰＡＵＳＥをプログラミン
グする能力を有する。
【０１６４】本発明のシステムは、各実行について５０
０の記録履歴を記憶する能力を有する。この特徴によ
り、各サイクルにおいて個々のステップを見直し、そし
て不規則性に関する特別の状態または誤まったメッセー
ジを知らせることができる。オプショナルのプリンタを
使用して、本発明はファイルおよび方法のパラメータ、
時間／日付のスタンプを有する実行時間、時間／温度の
データ、形状パラメータ、および分類されたファイルの
記録のハードコピーを提供する。
【０１６５】再現性あるサーモサイクリングを保証する
ために、演算された試料の温度は各サイクルのランプ制
御期間および保持制御期間の間に表示される。セットし
た温度より１度低い温度を通常使用してランプ時間およ
び保持時間のクロックをトリガするが、これはユーザに
より変更することができる。管の型および体積について
の適切な時間を使用すると、長いまたは短い保温培養時
間がプログラミングされるかどうかに無関係に、試料
は、常に、同一精度で所望の温度に到達する。ユーザは
変性されたプライマープールの特殊化されたアニーリン
グの要件、または非常にＧＣに富んだ標的のための非常
に短い（１〜５秒）高温の変性についてゆっくりしたラ
ンプをプログラミングすることができる。情報（インテ
リジェント）の欠乏は２および３温度のＰＣＲサイクル
について前以てプログラミングされる。
【０１６６】診断試験をアクセスして、加熱および冷却
のシステムの状態をチェックすることができる。なぜな
ら、ソフトウェアが成功／失敗を表示するからである。
さらに、システム実行のプログラムは、包括的なサブシ
ステムの評価を実施し、そして簡単に状態を表示する。
制御ファームウェアは、以下に列挙するいくつかのセク
ションから構成される： − 診断 − 較正 − 導入（インストール） − 実時間運用システム − システムを管理する９つの序列化されたタスク − 起動シーケンス − ユーザインタフェース ファームウェアの種々のセクションを、原文通りの記
述、擬似コードまたは両者で記述する。
【０１６７】ファームウェアの特徴は、次の通りであ
る： １．試料ブロック平均温度を＋／−０．１℃に管理する
と共に試料ブロック中のウェルの間の温度の不均一性を
＋／−０．５℃内に維持する制御システム。 ２．ライン電圧の変動、並びに電子温度ドリフト量を測
定し、補償する温度制御システム。 ３．システムの各要素が作動しているか否かを、決定す
る広範なパワーアップ診断。 ４．加熱および冷却のシステムが適切に動作しているか
否かを評価する、導入（インストール）プログラムにお
ける包括的な診断。 ５．オペレーターのマニュアルの使用を最小にして計器
の操作を可能とするメニューシステムを使用する、論
理、および編成されたユーザのインタフェース。 ６．１７までのＰＣＲプロトコルをリンクして、それら
を１つの方法として記憶する能力。 ７．１５０までのＰＣＲプロトコル、および方法をユー
ザのインタフェースの中に記憶する能力。 ８．シーケンスタスクの一部分として前回の実行の５０
０までの事象をレコードする履歴ファイル。
【０１６８】９．最高温度の精度、および制御のため
に、実行開始の反応体積および管の寸法、型をユーザの
インタフェースの一部分として決定し、ＰＩＤタスクに
おけるタウ（管の時間定数）を変更する能力。 １０．停電から回復するまで、システムは試料ブロック
を４℃に維持して、試料隔室の中に入れる試料を保管す
る。アナライザーは、また、シーケンスタスクの一部分
として停電の期間を表示する。 １１．履歴ファイルの内容、「実行時間」パラメータ、
および記憶されたＰＣＲプロトコルのパラメータをプリ
ントタスクの一部としてプリントする能力。 下に記載する診断のいくつかのレベルが存在する：一連
のパワーアップ試験は、計器がオンにされる毎に、自動
的に実施される。それらはユーザの介在なしにハードウ
ェアのクリティカル領域を評価する。成分の故障を検出
するテストを再び実行することができる。テストが２回
失敗した場合、エラーのメッセージは表示され、そして
キーボードは電子的にロックされて、ユーザが続けるの
を防止する。
【０１６９】次の領域を試験する プログラム可能な周辺インタフェース装置 バッテリーＲＡＭ装置 バッテリーＲＡＭ検査合計 ＥＰＲＯＭ装置 プログラム可能なインタフェースタイマ装置 クロック／カレンダー装置 プログラム可能な遮断制御装置 アナログ対ディジタルセクション 温度センサー 適切な構成プラグの検証
【０１７０】一連のサービスオンリー診断は、製造業者
の場所における最後のテスターに、あるいは「隠れた」
キーストロークシーケンス（すなわち、カスタマーに未
知の）によりフィールドサービスエンジニアにとって利
用可能である。試験の多くは、９９回まで連続的に実行
することができる以外、診断を開始するときの試験と同
一である。
【０１７１】次の領域を試験する プログラム可能な周辺インタフェース装置 バッテリーＲＡＭ装置 バッテリーＲＡＭ検査合計 ＥＰＲＯＭ装置 プログラム可能なインタフェースタイマ装置 クロック／カレンダー装置 プログラム可能な遮断制御装置 アナログ対ディジタルセクション ＲＳ−２３２セクション ディスプレイセクション キーボード ビーパー 除冷弁 ＥＰＲＯＭ不一致のチェック ファームウェアのバージョンレベル バッテリーＲＡＭ検査合計および初期化 自動開始プログラムフラッグ 較正フラッグのクリア 加熱されたカバーヒータおよび制御回路 端部ヒータおよび制御回路 マニホールドヒータおよび制御回路 中央ヒータおよび制御回路 試料ブロックの熱的カットオフ試験 加熱されたカバーの熱的カットオフ試験
【０１７２】ユーザの診断を使用して急速な冷却、加熱
ランプの検証、および加熱、冷却システムの広範な検証
を実施することができる。これらの診断により、前回の
実行において生じた事象の順次記録である履歴ファイル
を検査することができる。該記録は、時間、温度、設定
点の数、サイクルの数、プログラムの数および状態のメ
ッセージを包含する。
【０１７３】遠隔診断により、ＲＳ−２３２ポートを介
して外部のコンピュータからシステムを制御することが
できる。該制御は、サービスの診断と計器の較正のみに
限定される。種々のパラメータ、例えば、ヒータの抵抗
等を決定するための校正を実施する。較正スクリーンに
対するアクセスは、「隠れた」キーシーケンス（すなわ
ち、カスタマーに未知である）により制限定される。次
のパラメータを較正する：構成プラグは、冷却装置と、
試料ブロックヒータと、冷却液ポンプと、適切な電圧、
周波数（１００Ｖ／５０Hz，１００／６０Hz，１２０／
６０Hz，２２０／５０Hzまたは２３０／５０Hz）の電源
とを再配線するモジュールである。ユーザは、導入した
構成プラグの型を入力する。ファームウェアは、この情
報を使用して試料ブロックのヒータの等価抵抗を演算す
る。パワーアップに際し該システムは、選択された構成
プラグが電流ラインの電圧および周波数と一致している
ことを検証する。
【０１７４】ヒータの抵抗は、供給されるヒータ電力を
正確に演算できるように、校正プロセスにおいて決定し
なくてはならない。ユーザは６つの試料ブロックヒータ
（２つの主ヒータ、２つのマニホールドヒータおよび２
つの端部ヒータ）の実際の抵抗値を入力する。構成プラ
グは、ヒータを２２０／２３０ＶＡＣオペレーションに
ついて直列に、そして１００〜１２０ＶＡＣオペレーシ
ョンについて並列に配線する。ファームウェアは、次の
式により３つのヒータの各々の同等の抵抗を演算する： （７）１００〜１２０ＶＡＣについて：Ｒeq＝（Ｒ1 ＊
Ｒ2 ）／Ｒ1 ＋Ｒ2 （８）２２０〜２３０ＶＡＣについて：Ｒeq＝Ｒ1 ＋Ｒ
2 等価抵抗を使用して試料ブロックへの正確な加熱電力を
導く（電力＝電圧2 ×抵抗）。
【０１７５】Ａ／Ｄ回路の校正は、温度を正確に測定で
きるようにするために必要である。該校正は２つの試験
点の電圧（ＣＰＵボード上のＴＰ６およびＴＰ７）を測
定し、そして測定された電圧を入力することによって実
施される。各電圧におけるＡ／Ｄの出力は２点の校正曲
線の基礎をなす。これらの電圧は、５ボルトの精密電源
から導かれ、正確であり、そして温度依存性がある。各
実行の開始において、これらの電圧は温度による電子的
ドリフトを測定するシステムにより読まれる。なぜな
ら、Ａ／Ｄ出力の変化はアナログチェイン（マルチプレ
クサ、アナログ増幅およびＡ／Ｄコンバータ）における
温度依存性を有するからである。４つの温度センサー
（試料ブロック、周囲、冷却液および加熱されたカバ
ー）の校正は、正確な温度測定について実施される。計
器の中へ設置する前に、周囲、冷却液および加熱された
カバーの温度センサーは水浴の中に配置され、ここでそ
れらの出力は記録される（ＹＹＹＹmVにおけるＸＸ．Ｘ
℃）。次いで、これらの値をシステムに入力する。これ
らの領域における温度の精度は重大ではないので、１点
の校正曲線を使用する。
【０１７６】試料ブロックのセンサーを計器中で校正す
る。１５の正確な温度プローブの配列は、好ましい実施
態様において試料ブロックの中に計画的に配置する。温
度プローブの出力を集め、そしてコンピュータにより平
均する。ファームウェアはブロックが４０℃となるよう
に指令を出す。短い安定化期間後、１５のプローブによ
り測定された温度の平均のブロック温度を入力する。こ
の手順を９５℃において反復して２点の校正曲線を形成
する。ＡＣ対ＤＣライン電圧のサンプリング回路の校正
は、２点の校正曲線を形成する２つの所定のＡＣ入力電
圧についてのＡＣ対ＤＣ回路の出力をシステムに入力す
ることによって実施される。回路の出力は要求される範
囲（９０〜２６０ＶＡＣ）にわたって非線型であり、し
たがって各端（１００，１２０，２２０，２４０ＶＡ
Ｃ）において２点を必要とするが、電流入力電圧に基づ
いて１セットを使用する。
【０１７７】ＡＣ電圧の正確な測定値は、正確な電力を
試料ブロックへ供給するために必要である（電力＝電圧
2 ×抵抗）。導入プログラムは、冷却および加熱システ
ムの広範な試験を実施する診断道具である。導入プログ
ラムの測定値および演算値は、冷却熱伝導係数、１０℃
および１８℃における除冷熱伝導係数、１０℃および２
０℃における冷却電力、試料ブロックの熱容量と、冷却
液の容量、および試料ブロックのセンサー遅れを制御す
る。導入プログラムの目的は以下の３点である。 １．限界の或いは故障の成分を明らかにする。 ２．測定された値のいくつかをバッテリーバックアップ
ＲＡＭの中に記憶されたシステム定数として使用して、
所定の計器についての制御システムを最適化する。 ３．経時的加熱および冷却システムの規模縮小を測定す
る。
【０１７８】システムを輸送する前に、導入プログラム
を実行すると共に、使用前に、或いは主要な成分が置換
されたときはいつでも実行すべきである。導入プログラ
ムは、また、ユーザの診断の下でユーザにより実行可能
である。ヒータのピング試験により、ヒータが電流ライ
ン電圧に対して適切に構成されることを検証する（すな
わち、９０〜１３２ＶＡＣについて並列および２０８〜
２６４ＶＡＣについて直列）。ファームウェアは１バー
ストの電力を試料ブロックに供給し、次いで１０秒間の
温度上昇をモニターする。温度上昇が特定したランプ速
度のウインドー外にあるならば、ヒータは電流ライン電
圧について不正確に配線されており、導入プロセスは停
止される。
【０１７９】制御冷却熱伝導係数試験は試料ブロックを
横切る制御冷却パッセージへの熱伝導係数ＫCCを測定す
る。この試験はまず試料ブロック温度を６０℃とし（除
冷弁を閉じる）、次いでブロックを３０秒間６０℃に維
持するために要求されるヒータ電力を積分する。積分さ
れた電力を前記時間間隔におけるブロック温度と冷却液
温度との間の差の合計で割る。 （９）ＫCC＝Σヒータ電力（６０℃）／Σ（ブロック冷
却液温度） 典型的な値は１．４０〜１．５５ワット／℃である。低
いＫCCは内張の閉塞を示す。高いＫCCは、完全に閉じて
いない除冷弁、内張の外側への冷却液の漏れ、または内
張が外れているためであることが考えられる。
【０１８０】ブロックの熱容量（Ｂｌｋ Ｃｐ）試験
は、まずブロックを３５℃に制御し、次いで最大電力を
ヒータへ２０秒間加えることにより、試料ブロックの熱
容量を測定して実施される。試料ブロックの熱容量は、
積分された電力／ブロック温度の差に等しい。精度を増
加するために、バイアス冷却の電力の作用は増加された
電力から減ずる。 （１０）ブロックの熱容量＝ランプ時間＊（ヒータ電力
−制御冷却電力）／Δ温度 ここで、 ランプ時間＝２０秒、 ヒータ電力＝５００ワット、 制御冷却電力＝（Σブロック温度−冷却液温度）＊ＫCC Δ温度＝ブロック温度t=20−ブロック温度t=0 ブロックの熱容量の典型的な値は５４０ワット秒／℃±
３０である。正常のＫ CC値の場合、ブロックの熱容量の
増加は例えば、フォームのバッキング中の湿気、試料ブ
ロックの回りの絶縁損失、またはヒータ電力の減少等の
熱的負荷の増加のためであり、前記ヒータ電力の減少
は、例えば、６個のヒータゾーンの１つの故障、ヒータ
ゾーンを推進する電子回路の故障、或いは不正確さ、不
正確に配線されている電圧構成モジュール等による。
【０１８１】冷却テストは、１０℃および１８℃におけ
るシステム冷却出力（ワット）を測定する。所定の温度
におけるシステム冷却電力または冷却出力は、その温度
における熱的負荷の合計に等しい。主な成分は次の通り
である。１．所定の温度にブロックを維持するために要
求される加熱電力、２．システムの回りに冷却液を循環
させるために使用されるポンプが放散する動力、および
３．冷却液ラインにおける周囲への損失。電力パラメー
タは、冷却液の温度を１０℃または１８℃に制御し、そ
して３２秒間にわたって一定の冷却液温度に維持するた
めに加えられる電力を積分することによって測定させ
る。ブロック温度と冷却液温度との間の差を積分して周
囲温度への損失を演算する。 （１１）冷却温度＝Σ加熱電力＋ポンプ動力＋（周囲へ
の熱伝導係数＊Σ（ブロックの温度−冷却液の温度）） ここで、 加熱電力＝冷却液を１０℃または１８℃に３２秒の時間
にわたって維持するために要求される加熱電力の合計 ポンプ動力＝循環ポンプの動力であって１２ワット 周囲への熱伝導係数＝２０ワット／℃ Σ（ブロックの温度−冷却液の温度）＝３２秒の時間に
わたるブロックおよび冷却液温度の差の合計
【０１８２】冷却電力のための典型的な値は、１０℃に
おいて２３０ワット±４０および１８℃において３７０
ワット±３０である。低い冷却電力は、ファン通路の障
害、欠陥のあるファン、または冷却装置の限界、或いは
故障のためである。それは、また、電圧構成プラグの誤
配線であることがある。除冷熱伝導係数（Ｋc ）試験
は、１０℃および１８℃における試験ブロックを横切る
除冷経路および制御冷却経路への熱伝導係数の測定によ
り実施される。このテストは、まず冷却液温度を１０℃
または１８℃に制御し、次いで、３０秒間所定の温度に
冷却液を維持するために要求される加熱電力をその時間
にわたるブロック温度および冷却液温度の差を積分した
値で除することによって実施される。 （１２）除冷熱伝導係数（Ｋc ）＝Σ加熱電力／Σ（ブ
ロック温度−冷却液温度） Ｋc について典型的な値は、１０℃において２８ワット
／℃±１０℃、１８℃において３１ワット／℃±３℃で
ある。Ｋc の値が小さいときは、除冷弁が閉じられてい
る場合や閉塞している場合、冷却液管に障害がある場
合、ポンプが小さい場合、あるいは硬水にプレストン
（登録商標）が混合されている場合が考えられる。
【０１８３】センサー遅れ試験は、まずブロック温度を
３５℃に制御し、次いで５００ワットのヒータ電力を２
秒間加え、そしてブロックを１℃上昇するために要求さ
れる時間を測定することによって、ブロックセンサー遅
れを測定する。典型的な値は１３〜１６単位てあり、こ
こで各単位は２００ミリ秒に等しい。遅いまたは長いセ
ンサー遅れは、センサーとブロックとの間接触不良、例
えば、熱的グリースの欠如、センサー用に備えられた空
洞の劣った機械加工またはセンサーの故障のためである
ことがある。
【０１８４】残りの導入試験は一般的に導入プログラム
により実行されるがそれらの診断目的は制限される。と
言うのはそれらは、計算された値であるか、あるいは多
数の変数を有する関数であるため、それらの結果が問題
の根源を正確に決定しない関数であるためである。導入
プログラムは１８℃と１０℃との間の除冷熱伝導係数の
勾配（Ｓc ）を計算する。それは熱伝導係数曲線の直線
性の測定である。それは、また、０℃における除冷熱伝
導係数を概算するために使用する。典型的な値は０．４
０±０．２である。値の広がりは、それが正に近似値で
あることを証明している。 （１３）Ｓc ＝（Ｋｃ 18゜−Ｋｃ 10゜）／（１８℃
−１０℃） 導入プログラムは、また、冷却熱伝導係数（Ｋc0）を計
算する。Ｋc0は０℃における冷却熱伝導係数であり、１
０℃における実際のコンダクタンスから外挿される。典
型的な値は２３ワット／℃±５である。使用した式は次
の通りである： （１４）Ｋc0＝Ｋｃ10゜−（Ｓｃ＊１０℃） 導入プログラムは、また、冷却液熱容量（Ｃｏｏｌ Ｃ
ｐ）を計算し、この冷却液熱容量は、冷却液の全経路
（冷却液、ポンピングライン、熱交換器、および弁）の
熱容量の近似値である。冷却容量は、冷却液の中に熱を
送る成分から冷却液から熱を除去する成分を減じた値に
等しい。これらの成分を測定し、そして計算するために
使用される機械は複雑であり、そしてソースコードの説
明のセクションにおいて詳細に記載する。この測定にお
いて、冷却液は１０℃において安定化している。最大ヒ
ータ電力を１２８秒間試料ブロックに加える。 （１５）冷却液の熱容量＝加熱源−冷却液源 （１６）冷却液の熱容量＝加熱電力＋ポンプ動力＋周囲
への熱伝導係数＊（Σ周囲温度−Σ冷却液温度） −ブロックの熱容量＊（ブロック温度t=0 −ブロック温
度t=128 ） −ブロック温度t=0 とブロック温度t=128 との間の平均
冷却電力
【０１８５】ヒータピング試験擬似コード：ヒータピン
グ試験は、ヒータが電流ライン電圧のために適切に配線
されていることを検証する。試料ブロックおよび冷却液
を既知で安定な点にする。除冷弁をオンにする。ブロッ
クと冷却液が５℃以下になるのを待つ除冷弁をオフにす
るブロック温度の低下を１０秒測定することによって、
制御冷却の冷却効果を測定する。測定を行う前に安定さ
せるために１０秒待つ。 ｗａｉｔ １０ ｓｅｃｏｎｄｓ ｔｅｍｐ１＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｉｔ １０ ｓｅｃｏｎｄｓ ｔｅｍｐ２＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｛ｔｅｍｐａ｝＝ｔｅｍｐ２−ｔｅｍｐ１ 実際に測定したライン電圧を含有する変数｛ｌｉｎｅｖ
ｏｌｔｓ｝を検査する。１９０Ｖより大きいライン電圧
について７５ワットで、あるいは１４０Ｖより小さい場
合３００ワットでヒータをパルスする。 ｉｆ（｛ｌｉｎｅｖｏｌｔｓ｝＞１９０ Ｖｏｌｔｓ）ｔｈｅｎ ｄｅｌｉｖｅｒ ７５ ｗａｔｔｓ ｔｏ ｈｅａｔｅｒ ｅｌｓｅ ｄｅｌｉｖｅｒ ３００ ｗａｔｔｓ ｔｏ ｈｅａｔｅｒ １０秒間時間上昇を測定する。この結果は０．０１゜／
秒の平均の加熱速度である。 ｔｅｍｐ１＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｉｔ １０ ｓｅｃｏｎｄｓ ｔｅｍｐ２＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｛ｔｅｍｐｂ｝＝ｔｅｍｐ２−ｔｅｍｐ１ 制御冷却効果から平均加熱速度｛ｔｅｍｐｂ｝を減じて
真の加熱速度を計算する。 （１７）ｈｅａｔ ｒａｔｅ＝｛ｔｅｍｐｂ｝−｛ｔｅ
ｍｐａ｝ ｈｅａｔ ｒａｔｅを評価する。２２０〜２３０Ｖにつ
いて、加熱速度は０．３０゜／秒より小さくなければな
らない。１００〜１２０Ｖについて、加熱速度は０．３
０秒より大きくなければならない。 ｉｆ（ｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅ＝２２０Ｖ ａｎｄ ｈｅａｔ ｒａｔｅ＞ ０．３０゜／ｓｅｃｏｎｄ）ｔｈｅｎ Ｅｒｒｏｒ−＞Ｈｅａｔｅｒｓ ｗｉｒｅｄ ｆｏｒ １２０ Ｌｏｃｋ ｕｐ ｋｅｙｂｏａｒｄ ｉｆ（ｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅ＝１２０Ｖ ａｎｄ ｈｅａｔ ｒａｔｅ＜ ０．３０゜／ｓｅｃｏｎｄ）ｔｈｅｎ Ｅｒｒｏｒ−＞Ｈｅａｔｅｒｓ ｗｉｒｅｄ ｆｏｒ ２２０ Ｌｏｃｋ ｕｐ ｋｅｙｂｏａｒｄＫＣＣ試験擬似コード ：この試験はＫCCとしても知られ
ている制御冷却コンダクタンスを測定する。
【０１８６】ＫCCを６０℃のブロック温度において測定
される。ブロックを６０℃に加熱。ブロック温度を６０
℃に３００秒間維持。試料ブロックのヒータへの印加電
力を３０秒間積分。ブロック温度を制御冷却バイアスで
維持するために要求される電力を測定しかつ積分。 ｛ｄｔ ｓｕｍ｝ ＝０（デルタ温度の合計） ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝０（主ヒータ電力の合計） ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝０（補助ヒータの電力の合計） ｆｏｒ（ｃｏｕｎｔ＝１ ｔｏ ３０） ｛ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃ 主ヒータおよび補助ヒータへの印加電力を積算。実際の
コードはＰＩＤ制御タスクにあり、２００ミリ秒毎に合
計がされる。 ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｃ ｕａｌ ｐｏｗｅｒ｝ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｘ１ ａｃｔｕａｌ｝＋｛ａｕｘ２ ａｃｔｕａｌ｝ ｝ 電力の合計値を温度の合計で割ることによってコンダク
タンスを計算。単位は１０mW／℃であることに注意。 （１８）ＫCC＝（｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａ
ｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝）／｛ｄｔ ｓｕｍ｝ＢＬＯＣＫ ＣＰ試験擬似コード ：このテストは試料ブ
ロックの熱容量を測定するものである。ブロックを３５
℃に加熱。ブロック温度を３５℃に５秒間を制御し、そ
して初期温度を記憶。 ｉｎｉｔｉａｌ ｔｅｍｐ＝ブロック温度 最大電力をヒータに２０秒間通電し、その間ブロック温
度対冷却液温度の差ならびにヒータ電力を合計。 ５００ワット付与 ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝０ ｆｏｒ（ｃｏｕｎｔ＝１ ｔｏ ２０ ｓｅｃｏｎｄｓ） ｛ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａ ｔｕｒｅ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ （１９）ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ−ｉｎｉｔｉａｌ ｔｅｍｐ ランプ制御の間の冷却制御系に基づく冷却電力のジュー
ル熱を算出。 （２０）ｃｏｏｌ ｊｏｕｌｅ＝ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏ
ｏｌｉｎｇ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ（ＫCC）＊｛ｄｔ
ｓｕｍ｝ 主ヒータおよび冷却制御系からブロックへ加えられる全
ジュール熱を算出。インターバル間での温度変化で割算
することで容量を算出。 （２１）Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＝ｒａｍｐｔｉｍｅ＊（ｈｅ
ａｔｅｒ ｐｏｗｅｒ−ｃｏｏｌ ｊｏｕｌｅ）／ｄｅ
ｌｔａ ｔｅｍｐ ここで：ｒａｍｐｔｉｍｅ＝２０秒 ｈｅａｔｅｒ ｐｏｗｅｒ＝５００ワット
【０１８７】ＣＯＯＬ ＰＷＲ １０：このテストは冷
却電力を１０度で測定するものである。冷却液温度を１
０℃に制御し、かつ１２０秒間安定化とせよ。 ｃｏｕｎｔ＝１２０ ｄｏ ｗｈｉｌｅ（ｃｏｕｎｔ！＝０） ｛ ｉｆ（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＝１０±０．５℃） ｔｈｅｎ ｃｏｕｎｔ＝ｃｏｕｎｔ−１ ｅｌｓｅ ｃｏｕｎｔ＝１２０ ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ この時点において、冷却液は１２０秒の間１０℃に維持
され、安定化が得られた。３２秒にわたって、１０℃の
冷却液温度を維持するための印加電力を積分。 ｛ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ｝ ＝ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝０ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝０ ｛ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ｝＝０ ｆｏｒ（ｃｏｕｎｔ＝１ ｔｏ ３２） ｛ 主ヒータおよび補助ヒータ加えた電力を積算。実際のコ
ードは制御タスクにある。 ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｃｔｕ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｘ１ ａｃｔｕａｌ＋ａｕｘ２ ａｃｔｕａｌ ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＋（ａｍｂ ｉｅｎｔ ｔｅｍｐ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔ ｅｍｐ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝
【０１８８】積分間隔の間に冷却液質量に印加されたエ
ネルギーのジュール数を計算。「（ｃｏｏｌａｎｔ ｔ
ｅｍｐ−ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ）」は積分インターバル間
の冷却液温度の変化である。５５０はジュールで表わし
た冷却液のＣｐであり、従って積はジュールで表わされ
る。この積は冷却液に添加される余剰の熱を表し、この
余剰の熱が冷却液を積分インターバル間に設定点からド
リフトせしめる。この誤差は冷却電力の計算前に加えら
れた熱の合計から減算される。 （２２）ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ＝（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅ
ｍｐ−ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ）＊５５０Ｊ 主電力の合計を補助ヒータの合計に添加して、３２秒間
に失われるジュール熱を得る。３２で割って毎秒の平均
ジュール熱を得る。 （２３）｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝（｛ｍａｉｎ
ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝−ｃ
ｏｏｌ ｉｎｉｔ）／３２ すべての冷却電力成分を合計することによって、１０℃
における冷却電力を計算する。 （２４）Ｐｏｗｅｒ10℃＝ｍａｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕ
ｍ＋ＰＵＭＰ ＰＷＲ＋（Ｋ ＡＭＢ＊ｄｅｌｔａ ｔ
ｅｍｐ ｓｕｍ） ここで： ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝インターバル間でのヒ
ータ電力の合計 ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２ワット（冷却液の循環用のポン
プ） ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝ｓｕｍｍａｔｉｏｎ
ｏｆ ａｍｂ−ｃｏｏｌａｎｔ ｏｖｅｒ ｉｎｔｅｒ
ｖａｌ Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ（冷却系から周囲への熱コ
ンダクタンス）
【０１８９】ＫＣ １０テスト擬似コード：このテスト
は１０℃でのランプ制御冷却コンダクタンスを計測する
ものである。冷却液温度を１０℃±０．５に制御し、こ
の状態を１０秒間安定化。この時点において、冷却液は
設定点をとり、この点に制御される。３０秒の時間間隔
にわたって、冷却液温度を１０℃に維持するためにヒー
タに加えられている電力を積分。ブロック温度と冷却液
温度との間の差を合計。 主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電力を積算。実
際のコードはＰＩＤ制御タスクにあり。
【０１９０】 ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｃｕ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｘ１ ａ ｃｔｕａｌ＋ａｕｘ２ ａｃｔｕａｌ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ 積算期間にわたってブロックに供給されたエネルギー
（ジュール）を計算する。単位は０．１ワットである。 （２５）｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ
ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ブロックによる電力合計を冷却液温度の合計で割って、
ランプ制御冷却コンダクタンス（１００mW／Ｋ）を得
る。 （２６）Ｋｃ １０＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝／
｛ｄｔ ｓｕｍ｝
【０１９１】ＣＯＯＬ ＰＷＲテスト擬似コード：この
テストは冷却電力を１８℃で測定するものである。試料
ブロックおよび冷却液を既知の安定な点にする。冷却液
温度を１８℃に制御し、この状態を１２８秒間安定に保
つ。 ｃｏｕｎｔ＝１２８ ｄｏ ｗｈｉｌｅ（ｃｏｕｎｔ！＝０） ｛ ｉｆ（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＝１８℃±０．５）ｔ ｈｅｎ ｃｏｕｎｔ＝ｃｏｕｎｔ−１ ｅｌｓｅ ｃｏｕｎｔ＝１２０ ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ この時点において、冷却液は１８℃に１２０秒間維持さ
れ、安定化された。３２秒にわたって、１８℃の冷却液
温度を維持するために加えられる電力を積分。 ｛ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ｝ ＝ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝０ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝０ ｛ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ｝＝０ ｆｏｒ（ｃｏｕｎｔ＝１ ｔｏ ３２） ｛ 主ヒータおよび補助ヒータ加えられる電力を積算。実際
のコードは制御タスクにある。
【０１９２】 ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｃｔｕ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ ＝｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｘ１ ａｃｔｕａｌ＋ａｕｘ２ ａｃｔｕａｌ ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＋（ａｍｂ ｉｅｎｔ ｔｅｍｐ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ 積分間隔の間に冷却液質量に添加されたエネルギーのジ
ュール数を計算する。「（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐ−
ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ）」は積分インターバル間の冷却液
温度の変化である。５５０は冷却液のＣｐ（ジュール）
であり、従ってこの積はジュールを表わす。この積は冷
却液に添加され余剰の熱を表し、これは冷却液を積分イ
ンターバル間に設定点からドリフトさせる。この誤差は
冷却液電力の計算前に加えられた合計の熱から減算され
る。 （２７）ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ＝（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅ
ｍｐ−ｃｏｏｌ ｉｎｉｔ）＊５５０Ｊ 主電力の合計を補助ヒータの合計に加算して、３２秒で
失われたジュール熱を得る。３２で割って毎秒の平均ジ
ュールを得る。 （２８）｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝（｛ｍａｉｎ
ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝−ｃ
ｏｏｌ ｉｎｉｔ）／３２ すべての冷却電力成分を合計することによって、１８℃
における冷却電力を計算。 （２９）Ｐｏｗｅｒ18℃＝ｍａｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕ
ｍ＋ＰＵＭＰ ＰＷＲ＋（Ｋ ＡＭＢ＊ｄｅｌｔａ ｔ
ｅｍｐ ｓｕｍ） ここで： ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝インターバルでのヒー
タ電力の合計 ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２ワット、冷却液循環用ポンプ ｄｅｌｔａ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝インターバル間でのａ
ｍｂ−ｃｏｏｌａｎｔの合計 Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ（冷却系から周囲への熱的
コンダクタンス）
【０１９３】ＫＣ １８テスト擬似コード：このテスト
はランプ冷却コンダクタンスを１８℃で測定するもので
ある。冷却液温度を１８℃±０．５に制御し、この状態
を１０秒間安定とする。この時点において、冷却液は設
定点にあり、この点に制御される。３０秒の時間インタ
ーバルにわたって、冷却液温度を１８℃に維持するため
にヒータに加えられている電力を積分。ブロック温度と
冷却液温度との間の差を合計。
【０１９４】主ヒータおよび補助ヒータに加えられる電
力を積算。実際のコードは制御タスクにあり。 ｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｃｕ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋ａｕｘ１ ａ ｃｔｕａｌ＋ａｕｘ２ ａｃｔｕａｌ ｛ｄｔ ｓｕｍ｝＝｛ｄｔ ｓｕｍ｝＋（ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐ） ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ 合計期間にわたってブロックに供給されたエネルギー
（ジュール）を計算する。単位は０．１ワットである。 （３０）｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝＝｛ｍａｉｎ
ｐｗｒ ｓｕｍ｝＋｛ａｕｘ ｐｗｒ ｓｕｍ｝ 電力合計をブロック温度−冷却液温度の合計で割って、
ランプ制御冷却コンダクタンス（１００mW／Ｋ）を得
る。 （３１）Ｋｃ １８＝｛ｍａｉｎ ｐｗｒ ｓｕｍ｝／
｛ｄｔ ｓｕｍ｝ＳＥＮＬＡＧテスト擬似コード ：このテストは試料ブロ
ックの検出遅れを測定する。
【０１９５】ブロックを２５℃する。±０．２℃内に２
０秒間保持し、次いでブロック温度を記憶。 ｛ｔｅｍｐａ｝＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ５００ワットの電力を試料ブロックに供給。次の２秒間
５００ワットの電力を加え、そしてブロック温度を１℃
増加するためのループを取る繰り返しの量をカウントす
る。各ループの繰り返しを２００ミリ秒毎に実行し、そ
の結果実際の検出遅れはｃｏｕｎｔ×２００ミリ秒に等
しくなる。 ｓｅｃｓ＝０ ｃｏｕｎｔ＝０ ｄｏ ｗｈｉｌｅ（ＴＲＵＥ） ｛ ｉｆ（ｓｅｃｓ＞＝２ ｓｅｃｏｎｄｓ）ｔｈｅｎ ｓｈｕｔ ｈｅａｔｅｒｓ ｏｆｆ ｉｆ（ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−ｔｅｍｐａ＞１．０℃） ｔｈｅｎ ｅｘｉｔ ｗｈｉｌｅ ｌｏｏｐ ｃｏｕｎｔ＝ｃｏｕｎｔ＋１ ｝ ｅｎｄ ｄｏ ｗｈｉｌｅ ｓｅｎｓｏｒ ｌａｇ＝ｃｏｕｎｔ冷却液ＣＰテスト擬似コード ：このテストはシステム全
体の冷却液容量を計算する。冷却液温度を１０℃±０．
５に安定化せよ。メッセージをＰＩＤ制御タスクに送
り、冷却液温度をその現在の値（約１０℃）から１８℃
にまで直線的に変化させる。冷却液が１２℃を横切るの
を待機することで、冷却液のＣＰの直線傾斜的変化を常
に同一温度で開始させ、傾斜特性の開始を明瞭とさせ
る。初期周囲およびブロック温度に注意。 ｄｏ ｗｉｔｈ（ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＜１２℃） ｛ ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｝ ｛ｂｌｋ ｄｅｌｔａ｝＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｛ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ｝＝ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 次の２分間、冷却液温度が１８℃にまで直線的に変化す
る間、冷却液温度および周囲温度と冷却液温度との間の
差を合計。 ｛ｔｅｍｐ ｓｕｍ｝＝０ ｛ｃｏｏｌ ｓｕｍ｝＝０ ｆｏｒ（ｃｏｕｎｔ １ ｔｏ １２８ ｓｅｃｏｎｄｓ） ｛ （３２）｛ｃｏｏｌ ｓｕｍ｝＝ｃｏｏｌ ｔｅｍｐ ｓｕｍ＋ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． （３３）｛ｔｅｍｐ ｓｕｍ｝＝ａｍｂｉｅｎｔ−ｃｏｏｌａｎｔ ｔｅｍｐｅ ｒａｔｕｒｅ ｗａｉｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｃｏｕｎｔ＝ｃｏｕｎｔ＋ ｝ ２分の期間にわたる温度変化を計算。 （３４）｛ｂｌｋ ｄｅｌｔａ｝＝ｂｌｏｃｋ ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ−｛ｂｌｋ ｄｅｌｔａ｝ （３５）｛ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ｝＝ｃｏｏｌａｎｔ ｔ
ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−｛ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ｝ ＫＣｈｉｌｌ、すなわち、１０℃〜２０℃の冷却液範囲
にわたる冷却液温度をもつ冷却電力の変化速度を計算す
る。単位はワット／１０℃であることに注意。 （３６）ＫＣｈｉｌｌ＝（Ｃｈｉｌｌｅｒ Ｐｗｒ ＠
１８℃−Ｃｈｉｌｌｅｒ Ｐｗｒ ＠ １０℃） ランプ冷却コンダクタンス対１８℃と１０℃の温度範囲
の勾配であるＳｃを計算する。単位はワット／１０℃／
１０℃である。 （３７）Ｓｃ＝（Ｋｃ １８−Ｋｃ８１０）／８ ランプ冷却コンダクタンスの０℃での外挿値であるＫｃ
０、を計算。 （３８）Ｋｃ ０＝Ｋｃ １０−（Ｓｃ＊１０） 冷却液のＣｐであるＣｐ Ｃｏｏｌを次の式により計算
する： （３９）Ｃｐ Ｃｏｏｌ＝（ＨＥＡＴＰＯＷＥＲ＊１２８＋ＰＵＭＰ ＰＷＲ＊ １２８ −Ｐｗｒ ０℃＊１２８ −Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＊ｂｌｋ ｄｅｌｔａ ＋Ｋ ＡＭＢ＊ｔｅｍｐ ｓｕｍ −ＫＣｈｉｌｌ＊ｃｏｏｌ ｔｅｍｐ ｓｕｍ）／ｈ ２ｏ ｄｅｌｔａ｝ ここで、 ＨＥＡＴＰＯＷＥＲ＝５００Ｗ（ブロックを加温し冷却
液を加熱するために印加される電力。熱間隔は１２８秒
であったので、それに１２８を掛算する） ＰＵＭＰ ＰＷＲ＝１２Ｗ（冷却液を循環させるポンプ
の電力×１２８秒） Ｐｗｒ ０℃＝０℃における冷却電力×１２８秒、 Ｂｌｏｃｋ Ｃｐ＝試料ブロックの熱容量、 ｂｌｋ ｄｅｌｔａ＝加熱インターバル間のブロック温
度の変化、 Ｋ ＡＭＢ＝２０ワット／Ｋ（冷却系から周囲への熱的
コンダクタンス）、 ｔｅｍｐ ｓｕｍ＝そのインターバルでの周囲温度−冷
却液温度の１回／秒の合計、 ｈ２ｏ ｄｅｌｔａ＝加熱（ほぼ６℃）の間隔にわたる
冷却液温度の変化、 ＫＣｈｉｌｌ＝冷却電力対冷却液温度の勾配、 ｃｏｏｌ ｓｕｍ＝加熱間隔にわたる、冷却液温度、１
回／秒、の合計。実時間オペレーションシステム−ＣＲＥＴＩＮ ＣＲＥＴＩＮは、タスクと呼ぶ他のソフトウェアのモジ
ュールへシステムサービスを提供するスタンドアロン、
マルチタスキングのカーネルである。タスクはＩｎｔｅ
ｌ８０８５アセンブラーの中に書き込まれたある時間ク
リティカル領域をもつ「Ｃ」ランゲージで書き込まれ
る。各タスクはプライオリティレベルを有し、そして独
立のファンクションを提供する。ＣＲＥＴＩＮは、スタ
ートアップ診断が首尾よく実行された後の、低い記憶お
よびランにある。ＣＲＥＴＩＮはタスクのスケジューリ
ングを取り扱い、そして一度に１タスク／ランのみを可
能とする。ＣＲＥＴＩＮは、すべてのハードウェアの割
り込みを受けとり、こうして適切な割り込みが受けとら
れたとき、待つタスクを実行させる。ＣＲＥＴＩＮは実
時間クロックを提供して、タスクがタイムド事象を待つ
か、あるいは既知の間隔の間ポーズすることができるよ
うにする。ＣＲＥＴＩＮは、また、メッセージノードの
システムを通るタスク間コミュニケーションのコミュニ
ケーションを提供する。ファームウェアは、下記にプラ
イオリティの順序で以下に簡単に記載する９つのタスク
から構成されている。引き続くセクションは各タスクを
より詳細に記載する。
【０１９６】１．制御タスク（ＰＩＤ）は試料ブロック
温度を制御する。 ２．キーボードタスクはキーパッドからのキーボードの
入力を処理する。 ３．タイマのタスクは半分の第２ハードウェアの割り込
みを待ち、次いでウェイクアップメッセージを両者のシ
ーケンスおよびディスプレイタスクに送る。 ４．シーケンスのタスクはユーザのプログラムを実行す
る。
【０１９７】５．ポーズのタスクは、プログラムが実行
されているとき、プログラミングした、キーパッドのポ
ーズを取り扱う。 ６．ディスプレイのタスクは実時間で表示を更新する。 ７．プリンタのタスクはＲＳ−２３２のポートのコミュ
ニケーションおよびプリントを取り扱う。
【０１９８】８．ＬＥＤタスクは加熱ＬＥＤを推進す
る。それは、また、導入を実行しているとき、冷却液温
度の制御に使用される。 ９．リンクのタスクはキーストロークをシュミレーショ
ンすることによってある方法を一緒にリンクされるファ
イルを開始する。ブロック温度制御プログラム（ＰＩＤタスク） 比例整数部差分（ＰＩＤ）タスクは、絶対試料ブロック
温度を０．１℃対応に制御しならびに、より多くの加熱
電力をブロックの周辺に加えてガードバンドのへりを通
る損失を補償することによって、試料ブロック温度の不
均一性（ＴＮＵ、最も熱いウェルの温度−最も冷たいウ
ェルの温度として定義される）を±０．５℃に制御す
る。ＰＩＤのタスクは、また、加熱されたカバーの温度
をより少ない精度に制御する。このタスクは５回／秒を
実行し、そして最高のプライオリティを有する。
【０１９９】試料ブロックへ供給される加熱電力または
冷却電力の量は、記憶装置に記憶されたユーザが特定し
た試料温度、設定点と呼ぶ、及び現時点の計算されたサ
ンプル温度と現在の試料温度の間の差または「誤差」か
ら誘導される。この方式は標準のループ制御の実施を可
能とする。現在の誤差に直接比例するフィルムヒータへ
の電力の寄与、すなわち、比例成分、（設定点の温度−
試料ブロック温度）に加えて、計算した電力トランス
は、また、静止の誤差（設定点の温度−ブロック温度＜
０．５℃）に近くなる働きをする整数項を組み込む。こ
の成分は整数成分と呼ぶ。整数項の累積又は「ウィンド
アップ」を回避するために、整数の寄与は設定点の温度
付近の小さいバンドに制限される。比例および整数成分
のゲインは、注意して選択されそしてテストされる。な
ぜなら、ブロックセンサーおよび試料管に関連する時定
数は、システムの位相の余裕をきびしく制限し、よって
ループの不安定性についてのポテンシャルをつくりだす
からである。比例項のゲインは下記の方程式（４６）に
おけるＰであり、そして整数項のゲインは下記の方程式
（４８）におけるＫｉである。
【０２００】ＰＩＤタスクは「制御されたオーバーシュ
ートのアルゴリズム」を使用し、ここで試料温度がその
所望の温度に出来るだけ急速に到達するように、ブロッ
ク温度はしばしばその最後の定常状態にオーバーシュー
トする。オーバーシュートのアルゴリズムの使用は、制
御された方法でブロック温度をオーバーシュートさせる
が、試料温度をオーバーシュートさせない。これは電力
を節約し、そしてＰＣＲ計器において新しいと信じられ
る。所望のランプ速度を達成するために試料ブロックの
すべてのヒータへ供給される合計の電力は、次の式によ
り与えられる： （４０）電力＝（ＣＰ／ｒｍｐ ｒａｔｅ）＋バイアス ここで、 ＣＰ＝ブロックの熱的質量 バイアス＝バイアスまたは制御冷却電力 ｒｍｐ ｒａｔｅ＝Ｔfinal ＋Ｔinitial ／所望のラン
プ速度 この電力は安全性のために加熱電力５００ワットの最大
にクランプされる。
【０２０１】タスクの繰り返し毎に（２００毎に）、シ
ステムは次のアルゴリズムに基づいて加熱またはランプ
冷却電力（必要に応じて）を供給する。制御システムは
計算された試料温度により駆動される。試料温度は、試
料ブロックのウェルの１つ（以後「ブロック」）の中に
配置された薄い壁のプラスチック試料管中の液体の平均
温度として定義される。システム（試料管およびその内
容）の時定数は管の型および体積の関数である。ランの
開始において、ユーザは管の型および反応体積の量を入
力する。システムは生ずる時定数（τまたはｔａｕ）を
計算する。マイクロアンプ（登録商標）管および１００
μｌの反応体積について、タウ（ｔａｕ）はほぼ９秒で
ある。 （４１）Ｔblk-new ＝Ｔblk ＋Ｐｏｗｅｒ＊（２００ms
／ＣＰ） （４２）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋（Ｔblk-new −Ｔsamp）
＊２００ms／ｔａｕ ここで、 Ｔblk-new ＝現在のブロック温度 Ｔblk ＝２００ミリ秒前のブロック温度 Ｐｏｗｅｒ＝ブロックに供給した電力 ＣＰ＝ブロックの熱的質量 Ｔsamp-new＝現在の試料温度 Ｔsamp＝２００ミリ秒前の試料温度 ｔａｕ＝センサーの遅れについて調節した、試料管の熱
的時間定数（約１．５） エラーの信号または温度は、単に、次に通りである： （４３）エラー＝設定点−Ｔsamp-new 閉じたループのシステムとして、正しい作用（加熱また
は冷却電力）は現在のエラーの部分を閉じる。以下の方
程式（４５）において、Ｆは１つの試料期間（２００m
s）において閉じるエラー信号のフラクションである。 （４４）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋Ｆ＊（ＳＰ−Ｔsamp） ここで、ＳＰ＝ユーザの設定点の温度 システムにおける大きい遅れ（長い管の時定数）のため
に、フラクションのＦは下にセットされる。式（４２）
および（４４）を組み合わせると： （４５）Ｔsamp-new＝Ｔsamp＋（Ｔblk-new −Ｔsamp）
＊．２／ｔａｕ＝Ｔsamp＋Ｆ＊（ＳＰ−Ｔsamp） 式（４１）および（４５）を組み合わせ、そして項Ｐ
（比例項のゲイン）を加えて、ブロック温度の振動を制
限し、そしてシステムの安定性を改良すると： （４６）Ｐｗｒ＝ＣＰ＊Ｐ／Ｔ＊（（ＳＰ−Ｔsamp）＊
Ｆ＊ｔａｕ／Ｔ＋Ｔsamp−Ｔblk ） ここで、 Ｐ＝比例項のゲイン、 Ｔ＝０．２秒（２００ミリ秒）の試料期間、そして Ｐ／Ｔ＝好ましい実施態様において１。 方程式（４６）は、ガードバンドなどを通して周囲への
損失なしに、ブロック温度をある所望の温度に動かすた
めに必要な電力（Ｐｗｒ）を与える、理論的方程式であ
る。
【０２０２】いったんブロックを駆動するために必要な
電力が方程式（４６）により決定されると、この電力は
これらのゾーンの領域によって３つのヒータゾーンの各
々に供給される電力に分割される。次いで、マニホール
ドへの損失が決定され、そしてこれらの損失を補償する
ために十分な大きさを有する電力項はマニホールドのヒ
ータゾーンへ供給すべき電力量へ加えられる。同様に、
ブロックの支持ピン、ブロック温度センサーおよび周囲
への電力損失を補償するために十分な他の電力項は、へ
りヒータゾーンへ供給すべき電力に加えられる。これら
の追加の項およびゾーン領域による電力の分割は、方程
式（４６）を前述の方程式（３），（４）および（５）
に変換する。
【０２０３】方程式（４６）は、試料ブロックに対して
要求される加熱または冷却電力を決定するために制御シ
ステムの好ましい実施態様により使用される式である。
計算された試料温度が「整数バンド」、例えば標的温度
（ＳＰ）付近の±０．５℃、内にあるとき、比例項のゲ
インは残りのエラーを閉じるためには小さ過ぎる。した
がって、整数項を比例項に加えて、小さいエラーを閉じ
る。整数項は整数項の外側で無能化して、大きいエラー
信号が蓄積するのを防止する。「整数バンド」の内側の
アルゴリズムは、次の通りである： （４７）Ｉｎｔ ｓｕｍ（ｎｅｗ）＝Ｉｎｔ ｓｕｍ
（ｏｌｄ）＋（ＳＰ−Ｔsa mp） （４８）ｐｗｒ ａｄｊ＝Ｋｉ＊Ｉｎｔ ｓｕｍ（ｎｅ
ｗ） ここで、 Ｉｎｔ ｓｕｍ＝ＳＰとＴSAMP温度との間の試料期間の
合計、 Ｋｉ＝整数ゲイン（好ましい実施態様において５１
２）。 いったん加熱電力が計算されると、制御ソフトウェアは
好ましい実施態様に基づいて図１３における３つのフィ
ルムヒータゾーン２５４，２６２および２５６に、電力
を分布させる。へりヒータはブロック温度と周囲温度と
の間の差に基づいて追加の電力を受けとる。同様に、マ
ニホールドのヒータはブロック温度と冷却液温度との間
の差に基づいて追加の電力を受けとる。ＰＩＤ擬似コード システムのパワーアップまたはリセットのとき、 ランプ冷却をオフにする すべてのヒータをオフにする ヒータの抵抗を計算する フェエバー命令（ｄｏ ｆｏｒｅｖｅｒ）−２００ミリ
秒毎に実行する （ブロック温度＞１０５）の場合、 ヒータをオフにする ランプ弁をオンにする エラーメッセージを表示する ライン電圧（ｌｉｎｅｖｏｌｔｓ）を読む 冷却液センサーを読みそして温度｛ｈ２ｏｔｅｍｐ｝に
変換する 周囲センサーを読みそして温度｛ａｍｂｔｅｍｐ｝に変
換する 加熱されたカバーのセンサーを読みそして温度｛ｃｖｒ
ｔｅｍｐ｝に変換する試料ブロックのセンサーを読みそ
して温度｛ｂｌｋｔｅｍｐ｝に変換する。コードのこの
部分は、また、温度安定基準電圧を読み、そしてこの電
圧を計器の較正の間に決定された基準電圧と比較する。
不一致が存在する場合、エレクトロニクスはドリフトし
そして温度センサーからの電圧の読みは正確な温度の読
みに従って調整される。試料温度｛ｔｕｂｅｔｅｎｔｈ
ｓ｝若しくはローパスディジタルフィルターを使用して
表示された獲得温度を計算する。 （４９）ｔｕｂｅｔｅｎｔｈｓ＝ＴＴn-1 ＋（ＴＢn −
ＴＴn-1 ）＊Ｔ／ｔａｕここで、 ＴＴn-1 ＝最後の試料温度｛ｔｕｂｅｔｅｎｔｈｓ｝、 ＴＢn ＝現在のブロックセンサー温度｛ｂｌｋｔｅｎｔ
ｈｓ｝、 Ｔ＝試料間隔（秒）＝２００ミリ秒、 ｔａｕ＝ｔａｕ管｛ｃｆ ｔａｕ｝−ｔａｕセンサー
｛ｃｆ ｌａｇ｝ 方程式（４９）は、上の方程式（６）としてが与えられ
た計算した試料温度を定義する指数のテイラー級数展開
の最初の項を表す。試料ブロックより下のフォームのバ
ッキングの温度、仮想質量として知られている｛ｐｈａ
ｎｔｅｎｔｈｓ｝、を計算する。仮想質量の温度を使用
して、仮想質量を出入りする熱の流れを説明するブロッ
クへ供給される電力を調節する。この温度はソフトウェ
アにおいて実施されるローパスディジタルフィルターを
使用して計算される。 （５０）ｐｈａｎｔｅｎｔｈｓ＝ＴＴn-1 ＋（ＴＢn −
ＴＴn-1 ）＊Ｔ／ｔａｕ ここで、 ＴＴn-1 ＝最後の仮想質量の温度｛ｐｈａｎｔｅｎｔｈ
ｓ｝、 ＴＢn ＝現在のブロックセンサー温度｛ｂｌｋｔｅｎｔ
ｈｓ｝、 Ｔ＝試料間隔（秒）＝２００ミリ秒、 ｔａｕfoam＝フォームブロックのｔａｕ＝３０秒。
【０２０４】試料温度のエラー（試料温度と設定点温度
との間の差）（ａｂｓ ｔｕｂｅ ｅｒｒ）を計算する。 ランプ方向｛ｆａｓｔ ｒａｍｐ｝＝ＵＰ ＲＡＭＰま
たはＤＮ ＲＡＭＰを決定する （試料温度が設定点（ＳＰ）のＥＲＲ内にある）場合、 ＰＩＤは速い転移モードではない。｛ｆａｓｔ ｒａｍ
ｐ｝＝ＯＦＦ ここでＥＲＲ＝「整数バンド」、すなわち、標的または
設定点温度を取り囲むエラーバンドの温度の幅。 どれだけ多くの熱がバイアス冷却チャンネルへ損失され
ているかを決定する現在の制御冷却電力｛ｃｏｏｌ ｃ
ｔｒｌ｝を計算する。
【０２０５】現在のランプ冷却電力｛ｃｏｏｌ ｒａｍ
ｐ｝を計算する ｛ｃｏｏｌ ｂｒｋｐｔ｝を計算する。ここで、｛ｃｏ
ｏｌ ｂｒｋｐｔ｝は、冷却液を下向きランプへ制御す
るためにランプから転移する時を決定するために使用す
る冷却電力である。それはブロック温度および冷却液温
度の関数である。制御冷却電力｛ｃｏｏｌ ｃｔｒｌ｝
およびランプ冷却電力｛ｃｏｏｌ ｒａｍｐ｝のすべて
は、ＣＰＵが下向きの温度のランプを制御するために、
すなわち、ランプ冷却のソレノイド作動弁をどれだけ長
く開いて保持するかを計算するために、知らなくてはな
らないファクターである。制御冷却電力は、定数＋冷却
温度×ブロックからバイアス冷却チャンネルへの熱的コ
ンダクタンスに等しい。同様に、ランプ冷却電力は、ブ
ロック温度と冷却液温度×ブロックからランプ冷却チャ
ネルへの熱的コンダクタンスとの間の差に等しい。冷却
ブレークポイントは、定数×ブロックと冷却液との間の
温度差に等しい。
【０２０６】ブロック温度をその現在の温度から所望の
設定点（ＳＰ）温度へ動かすために必要な加熱または冷
却電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝を計算する。 （５１）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝ＫＰ＊ＣＰ＊〔（ＳＰ−
ＴSAMP）＊｛ｃｆ ｋｄ｝＋Ｔｓ−ＴBLK 〕 ここで、 ＫＰ＝比例ゲイン＝方程式（４６）中のＰ／Ｔ＝好まし
い実施態様においてほぼ１、 ＣＰ＝ブロックの熱的質量、 ＳＰ＝温度の設定点、 ＴSAMP＝試料温度、 ＴBLK ＝ブロック温度、 ｃｆ ｋｄ＝Ｔａｕ＊Ｋd ／ｄｅｌｔａ ｔ、ここでｔ
ａｕは方程式（４９）において使用したのと同一のｔａ
ｕであり、そしてＫd は定数であり、そしてＤｅｌｔａ
ｔは２００ミリ秒の試料期間である。 （試料温度が設定点の｛ｃｆ ｉｂａｎｄ｝内にある）
場合、試料エラーを積分する｛ｉ ｓｕｍ｝ さもなければ （５２）｛ｉ ｓｕｍ＝０｝をクリアする。 整数項電力を計算する。 （５３）整数項＝｛ｉ ｓｕｍ｝＊定数｛ｃｆ ｔｅｒ
ｍ｝ 整数項を電力に加える。 （５４）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＋整
数項 電力を調節して、仮想質量の作用（フォームのバッキン
グ）により加熱負荷を、まず仮想質量の電力を見いだ
し、次いでそれを電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝に加えること
によって補償する。仮想質量の電力｛ｐｈａｎｔ ｐｗ
ｒ｝を、次の式により計算する： （５５）ｐｈａｎｔ ｐｗｒ＝Ｃ＊（ｂｌｋｔｅｎｔｈ
ｓ−ｐｈａｎｔｅｎｔｈｓ）／１０ ここで、 Ｃ＝フォームのバッキングの熱的質量（１．０Ｗ／
Ｋ）。 ヒータ電力を調節する ｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＋｛ｐｈａｎ
ｔ ｐｗｒ｝ 試料ブロックからそれを通して流れる冷却液を有するマ
ニホールドのへりへの損失を補償するマニホールドのヒ
ータ｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝において必要な電力を計
算する。システムが下向きのランプである場合、｛ａｕ
ｘ１ ｐｏｗｅｒ｝＝０であることに注意する。マニホ
ールドゾーンの要求される電力を下に記載する： （５７）｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝＝Ｋ１＊（ＴBLK −
ＴAMB ）＋Ｋ２＊（ＴBL K −ＴCOOL）＋Ｋ５＊（ｄＴ／
ｄｔ） ここで、 Ｋ１＝係数｛ｃｆ １ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ２＝係数｛ｃｆ ２ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ５＝係数｛ｃｆ ５ｃｏｅｆｆ｝ ｄＴ／ｄｔ＝ランプ速度 ＴBLK ＝ブロック温度、 ＴAMB ＝周囲温度、 ＴCOOL＝冷却液温度。
【０２０７】試料ブロックのへりから周囲への損失を補
償するであろう、へりヒータにおいて必要な電力｛ａｕ
ｘ２ ｐｏｗｅｒ｝を計算する。下向きランプである場
合、｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝＝０であることに注意す
る。へりゾーンの要求される電力を下に記載する： （５８）｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝＝Ｋ３＊（ＴBLK −
ＴAMB ）＋Ｋ４＊（ＴBL K −ＴCOOL）＋Ｋ６＊（ｄＴ／
ｄｔ） ここで、 Ｋ３＝係数｛ｃｆ ３ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ４＝係数｛ｃｆ ４ｃｏｅｆｆ｝ Ｋ６＝係数｛ｃｆ ６ｃｏｅｆｆ｝ ｄＴ／ｄｔ＝ランプ速度 ＴBLK ＝ブロック温度、 ＴAMB ＝周囲温度、 ＴCOOL＝冷却液温度。
【０２０８】マニホールド電力｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅ
ｒ｝およびへりヒータ電力｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝の寄
与を消去して、主ヒータおよびクーラにより供給されな
くてはならない合計の電力を得る。 （５９）｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝＝｛ｉｎｔ ｐｏｗｅｒ｝
−｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝−｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅ
ｒ｝ ランプ冷却を加えるべきかどうかを決定する。｛ｃｏｏ
ｌ ｂｒｋｐｔ｝をランプ冷却から制御冷却へのブレー
クポイントとして使用する。（ｉｎｔ ｐｗｒ＜ｃｏｏ
ｌ ｂｒｋｐｔおよび下向きランプを実施して）なら
ば、ブロック温度がランプ冷却で必要とされる設定点温
度より非常に高いかどうかを決めるために、ランプ弁を
オンにする さもなければ ランプ弁をオフにし、そしてバイパス冷却に依存する この時点において、｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝は合計のヒータ
電力を含有し、そして｛ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ｝および
｛ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ｝はブロックからへりへの損失
を含有する。補助ヒータへ供給される電力は、２つの成
分から構成される：ａｕｘ ｐｏｗｅｒおよびｉｎｔ
ｐｏｗｅｒ。電力は｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝を主ヒータおよ
び補助ヒータに面積に依存して分配する。
【０２０９】ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ ｉｎｔ ｐｗｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊６６％ ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊２０％＋
ａｕｘ１ ｐｏｗｅｒ ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ＝ｔｏｔａｌ ｐｗｒ＊１４％＋
ａｕｘ２ ｐｏｗｅｒ 各端ゾーンおよび適当な量の電力をヒータへ送るための
制御ループの繰り返しのための指示を行なうトライアッ
クのためのハーフサイクルの数を計算する。このループ
は１／５秒毎に１回実行し、したがって、６０Hzにおい
て１２０／５＝２４ハーフサイクルまたは５０Hzにおい
て１００／５＝２０ハーフサイクルが存在する。ハーフ
サイクルの数は要求される電力｛ｉｎｔ ｐｗｒ｝、現
在のライン電圧｛ｌｉｎｅｖｏｌｔｓ｝およびヒータ抵
抗の関数である。正確な必要な電力は各ループに供給さ
れないかもしれないので、残部を計算して｛ｄｅｌｔａ
ｐｏｗｅｒ｝最後のループから含まれるもののトラック
を保持する。 （６０）ｉｎｔ ｐｗｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ＋ｄｅｌｔａ
ｐｏｗｅｒ トライアックをオンに保持する１／２サイクルの数を計
算する。ｉｎｄｅｘはトライアックをオンに保持するた
めのサイクル数に等しい。 （６１）ｉｎｄｅｘ＝電力＊主ヒータオーム＊〔２０ま
たは２４〕／ｌｉｎｅｖｏｌｔｓの平方、ここで方程式
（６１）は各ヒータゾーンについて１回実施し、そして
主ヒータゾーンについて「電力」＝ｉｎｔ ｐｗｒであ
り、マニホールドのヒータゾーンについてａｕｘ１ ｐ
ｗｒであり、そしてへりのヒータゾーンについてａｕｘ
２ ｐｗｒである。供給された実際の電力の量を計算す
る。 （６２）ａｃｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ＝ｌｉｎｅｖｏｌｔ
ｓの平方＊ｉｎｄｅｘ／主ヒータ抵抗 次の時に添加すべき残部を計算する。 （６３）ｄｅｌｔａ ｐｏｗｅｒ＝ｉｎｔ ｐｗｒ−ａ
ｃｔｕａｌ ｐｏｗｅｒ｛ａｕｘ１ ｐｗｒ｝および
｛ａｕｘ２ ｐｗｒ｝を方程式（６０）の中に代入する
ことによって主ヒータについて記載したのと同一の技術
を使用して、へりおよびマニホールドのヒータのための
１／２サイクルの数を計算する。
【０２１０】主、マニホールドおよびへりのトライアッ
クを制御するカウンターの中に計算したカウントを負荷
する。加熱されたカバーのセンサーを見る。加熱された
カバーが１００℃より低いとき、加熱されたカバーのカ
ウンターが５０ワットの電力を供給するように負荷す
る。試料温度を見る。それが５０℃より高い場合、ＨＯ
Ｔ ＬＥＤをオンにしてユーザがそれに触れないよう警
告する。フォエバーループの終わり。キーボードタスク キーボードタスクの目的は、ユーザがキーパッドのキー
をプレスするのを待ち、キーを現在の状態について有効
なキーストロークのリストと比較し、有効なキーに関連
するコマンド機能を実行し、そして新しい状態に変化す
ることである。無効なキーストロークはビープで指示さ
れ、そして無視される。このタスクはユーザインターフ
ェイスによって駆動される状態の心臓部である。それは
「駆動される状態」である。なぜなら、取られる動作は
ユーザのインタフェースの現在の状態に依存するからで
ある。キーボードタスクの擬似コード キーボードタスクの変数を初期化する。
【０２１１】カーソルをオフにする。（導入フラッグが
セットされない）場合、導入プログラムを実行する。メ
ッセージをピッド（ｐｉｄ）タスクに送って加熱された
カバーをオンにする。（ユーザがプログラムを実行して
いる間に電力が故障した）場合、電力がオフになる分数
を計算しそして表示する。
【０２１２】電力故障状態のレコードを履歴ファイルに
書き込む。あるメッセージをシーケンスタスクに送って
４℃のソーキングを開始する。履歴ファイルを概観する
オプションをユーザに与える。（ユーザが履歴ファイル
を概観することを要求する）場合、履歴ファイルのディ
スプレイに行く。
【０２１３】トップレベルのスクリーンを表示する。 フォエバーの命令 このタスクがキーパッドからのハードウェアの割り込み
を待つシステムにメッセージを送る。この割り込みがレ
シーブされるまで、スリープ（ｓｌｅｅｐ）に行く。起
きたとき、キーパッドからのキーを読み取りそしてデコ
ードする。現在の状態にとって有効なキーのリストを得
る。キーを有効なキーと比較する。（キーがこの状態で
有効である）場合、「アクション」およびこのキーのた
めの次の状態の情報を獲得する。
【０２１４】この状態のための「アクション」（コマン
ド機能）を実行する。次の状態に行く。さもなければ無
効のキーのためのビーパーをビープする。フォエバール
ープの終わり。タイマタスクのオーバービュー タイマタスクの目的は、１／２秒毎にシーケンスおよび
実時間表示タスクを起動することである。クロック／カ
レンダー装置により発生された１／２秒のハードウェア
の割り込みを受けとる毎に、タイマタスクはシステム
（ＣＲＥＴＩＮ）にその起動を要求する。次いで、タイ
マタスクは引き続いて２ウェイクアップメッセージを、
それぞれ、シーケンスタスクにおよび実時間ディスプレ
イに送る。この中間のタスクは必要である。なぜなら、
ＣＲＥＴＩＮは割り込み当たり１タスクのみをサービス
し、こうしてより高いプライオリティタスク（シーケン
スタスク）のみを実行するからである。タイマタスクの擬似コード フォエバーの命令 クロック／カレンダー装置からハードウェアの割り込み
のために待つメッセージをシステムに送る。
【０２１５】この割り込みをレシーブするまでスリープ
する。起動（ａｗａｋｅ）されたとき、メッセージをシ
ーケンスおよび実時間ディスプレイタスクに送る。フォ
エバーループを終わる。シーケンスタスクのオーバービュー シーケンスタスクの目的は、ユーザが定めたプログラム
の内容を実行することである。それはランプおよび保持
セグメントから成る、サイクル中の各設定点を通して順
次にステップし、そして設定点の温度のメッセージをピ
ッドタスクに送り、ピッドタスクは引き続いて試料ブロ
ックの温度を制御する。各セグメントの終わりにおい
て、それは実時間ディスプレイタスクにディスプレイを
スイッチするメッセージおよびセグメントのルーチンの
情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに送
る。ユーザはキーパッド上のＰＡＵＳＥキーを押して実
行しているプログラムをポーズし、次いでＳＴＡＲＴキ
ーを押してプログラムを再開する。ユーザはＳＴＯＰキ
ーを押してプログラムを早期にアボートすることができ
る。このタスクは、タイマタスクによりアウェイクされ
るとき、１／２秒毎に実行する。シーケンスタスクの擬似コード フォエバーの命令 シーケンスタスクの変数を初期化する。
【０２１６】ユーザがＳＴＡＲＴキーを押すか、あるい
はメニューからＳＴＡＲＴを選択したというキーボード
タスクからのメッセージ、あるいはある方法における次
のプログラムが実行のために準備されたというリンクタ
スクからのメッセージを待つ。このメッセージがレシー
ブされるまでスリープする。アウェイクしたとき、アナ
ログ回路におけるドリフトの原因となるＡＤＣ較正の読
みを更新する。（４℃の電力故障のソークシーケンスを
開始しない）場合、ＰＥタイトルライン、システム時間
および日付、プログラム構成パラメータ、プログラムの
型およびその数をプリントするメッセージをプリンタタ
スクへ送る。（ＨＯＬＤプログラムを開始する）場合、
｛ｈｏｌｄ ｔｐ｝に保持する温度を得る。
【０２１７】｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝の間保持する秒数
を得る。（３℃より大きくランピングダウンしそして
｛ｈｏｌｄ ｔｐ｝＞４５℃）である場合、中間の設定
点を配置する。最後の設定点｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝を
配置する。（保持時間｛ｈｏｌｄ ｔｉｍｅ｝をカウン
トダウンする）間、タイマタスクからの１／２秒のウェ
イクアップメッセージを待つ。
【０２１８】ブロックセンサーを開いていることまたは
ショートについてチェックする。 （キーボードタスクがＰＡＵＳＥキーを検出した）場
合、現在の試料温度の設定点を配置する。ポーズタスク
をウェイクアップするメッセージを送る。ポーズタスク
によりアウェイクされるまで、スリープする。プリポー
ズ設定点を配置する。（中間の設定点が配置された）場
合、最終の設定点を配置する。（設定点温度が周囲温度
より下でありそして４分より長い間存在する）場合、加
熱されたカバーをオフにすることをピッドタスクに伝え
るフラッグをセットする。１／２秒の保持時間のカウン
ター｛ｓｔｏｒｅ ｔｉｍｅ｝を増加する。
【０２１９】中間の設定点に到達する前に保持時間が経
過した場合、最後の設定点を再び配置する−これは正し
い設定点が履歴ファイルに書き込まれることを保証す
る。データレコードを履歴ファイルに書き込む。ＨＯＬ
Ｄ情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに送
る。 ＨＯＬＤプログラムの終わり そのほかに（ＣＹＣＬＥプログラムを開始する）場合、
計器のランプ時間およびユーザがプログラミングしたラ
ンプおよび保持時間を考慮して、サイクルにおいて合計
の数｛ｓｅｃ ｉｎ ｒｕｎ｝を加える。サイクルにお
ける秒数とプログラム中のサイクル数｛ｎｕｍ ｃｙ
ｃ｝とを掛けることによって、プログラム中の合計の秒
数を得る。合計の｛ｓｅｃ ｉｎ ｒｕｎ｝＝｛ｓｅｃ
ｉｎ ｒｕｎ｝／サイクル＊｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝。
（サイクルの数｛ｎｕｍ ｃｙｃ｝をカウントダウンす
る）間、設定点の数｛ｎｕｍ ｓｅｇ｝をカウントダウ
ンする）間、ランプ時間｛ｒａｍｐ ｔｉｍｅ｝を得
る。
【０２２０】最終の設定点温度｛ｔ ｆｉｎａｌ｝を得
る。保持時間｛ｌｏｃａｌ ｔｉｍｅ｝を得る。ランプ
セグメントの情報を表示するメッセージを実時間ディス
プレイタスクに送る。（ユーザがランプ時間をプログラ
ミングした）場合、プログラミングしたランプ時間と実
際のランプ時間との間のエラー｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝を
次のようにして計算する。この方程式は実験データに基
づく。 ｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝＝ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ
＊１５＋０．５（アップランプ） ｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝＝ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ
＊６＋１．０（ダウンランプ） ここで、 ｐｒｏｇ ｒａｍｐ ｒａｔｅ＝（ａｂｓ（Ｔf −
Ｔc ）−１）／｛ｒａｍｐ ｔｉｍｅ｝ Ｔf ＝設定点温度｛ｔ ｆｉｎａｌ｝、 Ｔc ＝現在のブロック温度｛ｂｌｋｔｅｍｐ｝、 ａｂｓ＝式の絶対値。 注：「−１」は設定点の１℃以内でクロックが開始する
ので存在する。 新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝古い｛ｒａｍｐ ｔｉｍ
ｅ｝−｛ｒａｍｐ ｅｒｒ｝ （新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＞古い｛ｒａｍｐ ｔｉｍ
ｅ｝）である場合、新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝古い
｛ｒａｍｐ ｔｉｍｅ｝ そのほかに新しいｒａｍｐ ｔｉｍｅ＝０。 （試料温度がユーザの構成した設定点の温度｛ｃｆ ｃ
ｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、タイマタスクからの１／
２秒のウェイクアップを待つ。
【０２２１】新しいランプ設定点を毎秒配置する。その
ほかに（３℃より大きいランピングダウンおよび｛ｔ
ｆｉｎａｌ｝＞４５℃）の場合、中間の設定点を配置す
る。（試料温度がユーザが構成した設定点の温度｛ｃｆ
ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、タイマタスクからの
１／２秒のウェイクアップメッセージを待つ。１／２秒
のランプ時間のカウンターを増加する。ブロックセンサ
ーのオープンまたはショートをチェックする。（キーボ
ードタスクがＰＡＵＳＥキーを検出した）場合、現在の
試料温度の設定点を配置する。ポーズタスクをウェイク
アップするメッセージを送る。
【０２２２】ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。最終
の設定点を配置する。（試料温度がユーザが構成した設
定点の温度｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、タ
イマタスクからの１／２秒のウェイクアップメッセージ
を待つ。１／２秒のランプ時間のカウンターを増加す
る。ブロックセンサーのオープンまたはショートをチェ
ックする。（キーボードタスクがＰＡＵＳＥキーを検出
した）場合、現在の試料温度の設定点を配置する。ポー
ズタスクをウェイクアップするメッセージを送る。
【０２２３】ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。ラン
プの情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに
送る。ランプセグメントの信号の終わりに対してビーパ
ーをビープする。ランプセグメントの情報を表示するメ
ッセージを実時間ディスプレイタスクに送る。（保持時
間をカウントダウンする）間、タイマタスクからの１／
２秒のウェイクアップメッセージを待つ。１／２秒の保
持時間のカウンターを増加する。ブロックセンサーのオ
ープンまたはショートをチェックする。（キーボードタ
スクがＰＡＵＳＥキーを検出した）場合、現在の試料温
度の設定点を配置する。
【０２２４】ポーズタスクをウェイクアップするメッセ
ージを送る。ポーズタスクによりアウェイクされるま
で、スリープする。ポーズ前の設定点を配置する。デー
タのレコードを履歴ファイルに書き込む。保持の情報を
プリントするメッセージをプリンタタスクに送る。（最
終の設定点温度がユーザの構成可能な量｛ｃｆ ｔｅｍ
ｐ ｄｅｖ｝より大きい）場合、エラーのレコードを履
歴ファイルに書き込む。プログラムされたポーズをチェ
ックする。次のセグメントに行く。サイクルのメッセー
ジの終わりをプリントするメッセージをプリンタタスク
に送る。
【０２２５】次のサイクルに行く。ＣＹＣＬＥのプログ
ラムの終わり。そのほかに（ＡＵＴＯ−ＣＹＣＬＥプロ
グラムを開始する）場合、計器のランプ時間とプログラ
ム可能な量の各サイクルにより自動的に増加または減少
することができるユーザがプログラミングした保持時間
とを考慮して、各プログラムの中に合計の秒数｛ｓｅｃ
ｓ ｉｎ ｒｕｎ｝を加える。（サイクルの数｛ｎｕｍ
ｃｙｃ｝をカウントダウンする）間、（設定点の数
｛ｎｕｍ ｓｅｇ｝をカウントダウンする）間、最終の
設定点温度｛ｔ ｆｉｎａｌ｝を得る。保持時間｛ｔｉ
ｍｅ ｈｏｌｄ｝を得る。ユーザが設定点温度および／
または保持時間の自動的増加または減少をプログラミン
グしたかどうかをチェックし、そしてそれに応じてそれ
らを調節する。
【０２２６】温度の自動的増加または減少が設定点を０
℃以下または９９．９℃以上にする）場合、エラーのレ
コードを履歴ファイルに書き込む。設定点は０℃または
９９．９℃でキャップ（ｃａｐ）される。ランプセグメ
ントの情報を表示するメッセージを実時間ディスプレイ
タスクに送る。（３℃より大きいランピングダウンおよ
び｛ｔ ｆｉｎａｌ｝＞４５℃）の場合、中間の設定点
を配置する。（試料温度がユーザが構成した設定点の温
度｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、タイマタス
クからの１／２秒のウェイクアップメッセージを待つ。
１／２秒のランプ時間のカウンターを増加する。
【０２２７】ブロックセンサーのオープンまたはショー
トをチェックする。（キーボードタスクがＰＡＵＳＥキ
ーを検出した）場合、現在の試料温度の設定点を配置す
る。ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを送
る。ポーズタスクによりアウェイクされるまで、スリー
プする。ポーズ前の設定点を配置する。最終の設定点を
配置する。（試料温度がユーザが構成した設定点の温度
｛ｃｆ ｃｌｋ ｄｅｖ｝内にない）間、タイマタスク
からの１／２秒のウェイクアップメッセージを待つ。１
／２秒のランプ時間のカウンターを増加する。
【０２２８】ブロックセンサーのオープンまたはショー
トをチェックする。（キーボードタスクがＰＡＵＳＥキ
ーを検出した）場合、現在の試料温度の設定点を配置す
る。ポーズタスクをウェイクアップするメッセージを送
る。ポーズタスクによりアウェイクされるまで、スリー
プする。ポーズ前の設定点を配置する。ランプセグメン
ト情報をプリントするメッセージをプリンタタスクに送
る。セグメントのランプ部分の信号の終わりに対してビ
ーパーをビープする。保持セグメントの情報を表示する
メッセージを実時間ディスプレイタスクに送る。
【０２２９】（保持時間をカウントダウンする）間、タ
イマタスクからの１／２秒のウェイクアップメッセージ
を待つ。１／２秒の保持時間のカウンターを増加する。
ブロックセンサーのオープンまたはショートをチェック
する。（キーボードタスクがＰＡＵＳＥキーを検出し
た）場合、現在の試料温度の設定点を配置する。ポーズ
タスクをウェイクアップするメッセージを送る。ポーズ
タスクによりアウェイクされるまで、スリープする。ポ
ーズ前の設定点を配置する。データのレコードを履歴フ
ァイルに書き込む。保持の情報をプリントするメッセー
ジをプリンタタスクに送る。
【０２３０】（最終の設定点温度がユーザの構成可能な
量｛ｃｆ ｔｅｍｐ ｄｅｖ｝より大きい）場合、エラ
ーのレコードを履歴ファイルに書き込む。次のセグメン
トに行く。サイクルのメッセージの終わりをプリントす
るメッセージをプリンタタスクに送る。次のサイクルに
行く。ＡＵＴＯ−ＣＹＣＬＥのプログラムの終わり。そ
のほかに（ＰＯＷＥＲ ＦＡＩＬＵＲＥシーケンスを開
始する）場合、４℃の設定点を配置する。
【０２３１】ピッドタスクが加熱されたカバーをシャッ
トオフするように、フラッグ｛ｓｕｂａｍｂ ｈｏｌ
ｄ｝をセットする。フォエバーを命令する。タイマタス
クからの１／２秒のウェイクアップメッセージを待つ。
１／２秒の保持時間を増加する。フォエバーループを終
わる。電力故障シーケンスの終わり。履歴ファイルに実
行終わりの状態のレコードを書き込む。
【０２３２】（方法を実行している）場合、リンクタス
クが次のプログラムの実行を開始するメッセージをシー
ケンスタスクを送ることを知るように、フラッグ｛ｗｅ
ｉｒｄ ｆｌａｇ｝をセットするそのほかにユーザのイ
ンタフェースをアイドル状態の表示に戻す。フォエバー
ループの終わり。ポーズタスクのオーバービュー ポーズタスクの目的は、ユーザがＣＹＣＬＥプログラム
の中にプログラミングするポーズあるいはユーザがキー
パッド上のＰＡＵＳＥキーを押すときのポーズを取り扱
うことである。
【０２３３】ＣＹＣＬＥプログラムを実行する間シーケ
ンスタスクがプログラミングしたタスクに直面すると
き、シーケンスタスクはスリープに行きまたポーズタス
クをアウェイクする。ポーズタスクは、引き続いて、ユ
ーザがポーズするように要求した時間を連続的に表示し
ディクリメントするメッセージを実時間ディスプレイタ
スクに送る。ポーズタイマがタイムアウトするとき、ポ
ーズタスクはシーケンスタスクをアウェイクするメッセ
ージを送り、次いでスリープへ行く。ユーザはキッパッ
ド上のＳＴＡＲＴキーを押すことによってプログラムを
早期に再開することができるが、あるいはＳＴＯＰキー
を押すことによってプログラムを早期にアボートするこ
とができる。
【０２３４】プログラムが実行されている間キーボード
タスクがＰＡＵＳＥキーを検出したとき、それはフラッ
グ｛ｐａｕｓｅ ｆｌａｇ｝をセットし、次いでシーケ
ンスタスクがそれを肯定するのを待つ。シーケンスタス
クはこのフラッグのセットを見るとき、それは肯定応答
メッセージをキーボードタスクに送り戻し、次いでそれ
自体スリープする。キーボードタスクがこのメッセージ
を受けとるとき、それはポーズタスクをアウェイク（起
動）する。ポーズタスクはプログラムがポーズする時間
の量を連続的にディスプレイしかつ増加するメッセージ
を実時間ディスプレイタスクに送る。タイマは、構成の
セクションにおいてユーザがセットしたポーズ時間の限
界に到達するときにタイムアウトする。ユーザは、キー
パッド上のＳＴＡＲＴキーを押すことによってプログラ
ムを再開するか、あるいはＳＴＯＰを押すことによって
プログラムをアボートすることができる。ポーズタスクの擬似コード フォエバーを命令する キーパッドのポーズを示すキーボードタスクからのメッ
セージ、あるいはユーザのプログラミングしたポーズを
示すシーケンスタスクからのメッセージを待つ。
【０２３５】メッセージが受けとられるまでスリープす
る。アウェイクしたとき、示したポーズの型についての
フラッグをチェックする。（それがプログラミングした
ポーズである）場合、ポーズタイマがカウントアップす
るのを表示するメッセージを実時間ディスプレイタスク
に送る。そのほかにポーズタイマがカウントダウンする
のを表示するメッセージを実時間ディスプレイタスクに
送る。（タイムアウトカウンターをカウントダウンす
る）間、このタスクを１／２秒間持続するメッセージを
システムに送る。ポーズの情報をプリントするメッセー
ジをプリンタタスクに送る。（それはプログラミングし
たポーズである）場合、ポーズはタイムアウトされてい
るので、シーケンスタスクをウェイクアップするメッセ
ージを送る。
【０２３６】ポーズの表示を中止するメッセージを実時
間ディスプレイタスクに送る。実行するプログラムの表
示を再開するメッセージを実時間ディスプレイタスクに
送る。そのほかに（それがキーパッドのポーズである）
場合、ポーズはタイムアウトされており、そしてプログ
ラムはアボートされなくてはならないので、シーケンス
タスクを中止するメッセージをシステムに送りそしてそ
れをそのＦＯＥＶＥＲループのトップに送り戻す。
【０２３７】（プログラムの実行がＨＯＬＤプログラム
であった）場合、保持情報をプリントするメッセージを
プリンタタスクに送る。状態のレコードを履歴ファイル
に書き込む。ユーザのインタフェースをそのアイドル状
態に戻す。アボートのメッセージを表示する。フォエバ
ーのループの終わり。ディスプレイタスクのオーバービュー 実時間ディスプレイタスクの目的は、温度、タイマ、セ
ンサーの読み、ＡＤＣチャンネルの読み、および１／２
秒毎に規則的に更新することが必要である他のパラメー
ターを表示することである。ディスプレイタスクの擬似コード ：ディスプレイタスク
の変数を初期化する。フォエバーを命令する１／２秒毎
にタイマタスクからのメッセージを待つ。
【０２３８】メッセージが受けとられるまでスリープす
る。アウェイクしたとき、他のタスクがディスプレイの
パラメーターのリストまたは現在の更新を中止するフラ
ッグを送ったかどうかをチェックする。１／２秒のフラ
ッグ｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝をトグルする。（ディスプレ
イのパラメーターのリストが存在する）場合、誰もがデ
ィスプレイを更新しないように信号をセットする。カー
ソルをオフにする。（パラメーターのリストを通してス
テップする）間、（それが時間のパラメーターである）
場合、時間をディスプレイする。（１／２秒のフラッグ
｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝がセットされる）場合、時間変数
を増加または減少する。
【０２３９】そのほかに（それが小数である）場合、小
数を表示する。そのほかに（それが整数である）場合、
整数を表示する。そのほかに（それがＡＤＣチャンネル
のリードアウトである）場合、ＡＤＣチャンネルからの
カウントを読む。（それをmVと表示することが必要であ
る）場合、カウントをmVに変換する。その値を表示す
る。そのほかに（それが電力のディスプレイである）場
合、電力をワットで表示する。
【０２４０】そのほかに（それが残った時間のパラメー
ターである）場合、秒を時間の１／１０に変換する。残
った時間を１／１０時間で表示する。（１／２秒のフラ
ッグ｛ｈａｌｆ ｓｅｃ｝をセットする）場合、秒の変
数を減少する。
【０２４１】（カーソルがオンであった）場合、それを
オンにし戻す。現在のシステム時間をバッテリーＲＡＭ
に記憶する。信号をクリアしてディスプレイを解放す
る。フォエバーのループの終わり。プリンタタスクのオーバービュー プリンタタスクの目的は、実行時間のプリントを取り扱
うことである。それは低いプライオリティのタスクであ
り、そして他の時間的にクリティカルであるタスクを干
渉してはならない。プリンタタスクの擬似コード フォエバーの命令 プリントを望むメッセージを他のタスクから待つ。
【０２４２】メッセージを受けとるまでスリープする。
アウェイク（起動）したとき、広域変数の局所的なコピ
ーをプリントする。プリンタの肯定メッセージを配置す
る。（状態またはエラーのメッセージをプリントするこ
とが必要である）場合、現在の履歴レコードの中に含ま
れている情報をプリントする。そのほかに（ページヘッ
ダをプリントすることが必要である）場合、プログラム
の型およびその数をプリントする。そのほかに（プログ
ラムの構成パラメーターをプリントすることが必要であ
る）場合、クロックを開始する設定点からの管の型、反
応体積および試料温度の誘導をプリントする。
【０２４３】そのほかに（サイクルの情報の終わりをプ
リントすることが必要である）場合、終わりの時間およ
び温度をプリントする。そのほかに（セグメントの情報
をプリントすることが必要である）場合、ランプまたは
保持セグメントの情報をプリントする。
【０２４４】そのほかに（ポーズの状態のメッセージを
プリントすることが必要である）場合、ポーズした時間
および温度をプリントする。フォエバーのループの終わ
り。ＬＥＤタスクのオーバービュー ＬＥＤタスクの目的は、「加熱」ＬＥＤの照明が主ヒー
タに加えた電力を反映するようにさせることである。こ
れは毎秒１回走行する低いプライオリティのタスクであ
る。ＬＥＤタスクの擬似コード ：ＬＥＤタスクの変数を初期
化する。 フォエバーの命令 このタスクを毎秒ウェイクするメッセージをシステムに
送る。
【０２４５】スリープする。アウェイクしたとき、次の
ようにして主ヒータに加えた電力を反映する値をＰＩＣ
タイマＡのカウンター２に負荷する： カウンターに値＝｛Ｋ ｈｔｌｅｄ｝＊｛ｈｔ ｌｅ
ｄ｝を負荷する ここで、｛Ｋ ｈｔｌｅｄ｝は加熱ＬＥＤをパルスする
時間を計算するための定数であり、そして１５２００／
５００に等しい。１５２００は１４．４KHz のＰＩＣの
クロックよりわずかに大きく、そしてこれはＬＥＤを絶
えずオンに保持するためにタイマに負荷する値である。
５００は主ヒータの電力である。
【０２４６】｛ｈｔ ｌｅｄ｝は０〜５００の値であ
り、そして主ヒータに加えたワットに等しくなる。 フォエバーのループの終わりリンクタスクのオーバービュー リンクタスクの目的は、キーパッド上のＳＴＡＲＴキー
を押すユーザをシミュレーションすることである。ユー
ザの介在なしに１つずつ（方法におけるように）プログ
ラムを実行できるように、このタスクは必要である。リ
ンクタスクはシーケンスタスクをウェイクアップし、そ
してＳＴＡＲＴキーが押されたように、それは次のプロ
グラムを実行を開始する。リンクタスクの擬似コード ：リンクタスクの変数を初期
化する。 フォエバーの命令 （フラッグ｛ｗｅｉｒｄ ｆｌａｇ｝がセットされ、そ
してそれがその方法における初めての報告ではない）場
合、ウェイクアップのメッセージをシーケンスタスクに
送る。フォエバーのループの終わり。スタートアップシーケンス パワーアップシーケンス 計器への電力がオンにされるか、あるいはソフトウェア
がＲＥＳＥＴを命令するとき、次のシーケンスが起こ
る。注：以下の数はフローチャート上の数である（図５
４〜図５７参照）。
【０２４７】１．ＲＳ−２３２プリンタポートの中から
外にＣｔｒｌ−Ｇ（１０進法の７）の文字を転送する。
ＲＳ−２３２ポートを少なくとも１秒間ポーリングしそ
してＣｔｒｌ−Ｇがレシーブされる場合、外部のコンピ
ュータをポートに取り付け、そしてパワーアップシーケ
ンスの間のすべてのコミュニケーションをキーパッドか
らＲＳ−２３２ポートに再び向けると仮定する。Ｃｔｒ
ｌ−Ｇがレシーブされない場合、パワーアップシーケン
スは正常として継続する。 ２．ＭＯＲＥキーが押されたかどうかをチェックする。
押された場合、サービスオンリーのハードウェアの診断
に直行する。 ３．次の３テストはオーディオ／ビジュアルチェックで
あり、そしてエラーをレポートすることができない：
１）ビーパーはビープする、２）キーボード上の熱い、
冷却、および加熱ＬＥＤはフラッシュする、３）ディス
プレイの各絵素は輝く。著者権および計器のＩＤスクリ
ーンは、パワーアップ診断が実行されるとき表示され
る。
【０２４８】４．パワーアップ診断の１つにおいてエラ
ーが起こると、破壊した成分の名前は表示され、そして
サービスオンリーのハードウェアの診断へのアクセスを
獲得するコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、キーパ
ッドはロックされる。 ５．ＰＰＩ−Ｂ装置のチャンネル０をチェックして、自
動化テストビットがローであるかどうかを見る。そうで
ある場合、ＵＡＲＴテストを実行する。テストがパスす
る場合、ビーパーを連続的にビープする。 ６．ＣＲＥＴＩＮオペレーティングシステムをスタート
し、このシステムは引き続いてプライオリティレベルに
より各タスクをスタートする。 ７．バッテリーＲＡＭ中のフラッグをチェックして、計
器が較正されたかどうかを見る。そうでない場合、エラ
ーメッセージを表示し、そしてサービスオンリーの較正
テストへのアクセスを獲得するコード「ＭＯＲＥ９９
９」を除外して、キーパッドをロックする。
【０２４９】８．電圧およびラインの周波数を測定する
テストを実行し、そして計器を較正している間選択した
構成プラグと両者のこれらの値が合致するかどうかを見
る。合致しない場合、エラーメッセージを表示し、そし
てサービスオンリーの較正テストへのアクセスを獲得す
るコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、キーパッドを
ロックする。 ９．導入セクションにおいて記載したようにヒータピン
グテストを実施する。ヒータが誤って配線されている場
合、エラーメッセージを表示し、そしてサービスオンリ
ーの較正テストへのアクセスを獲得するコード「ＭＯＲ
Ｅ９９９」を除外して、キーパッドをロックする。 １０．バッテリーＲＡＭ中のフラッグをチェックして、
計器が導入されたかどうかを見る。そうでない場合、エ
ラーメッセージを表示し、そして導入ルーチンへのアク
セスを獲得するコード「ＭＯＲＥ９９９」を除外して、
キーパッドをロックする。
【０２５０】１１．遠隔モードでない場合、バッテリー
ＲＡＭ中のフラッグをチェックして、計器が実行されて
いる間に電力の故障が存在したかどうかを見る。そうで
ある場合、４℃のソークを開始しそして電力がオフにな
っていた時間の量を表示する。電力が消耗したとき、ど
れだけ長く実行されたかを正確に告げる履歴ファイルを
見たいかどうかをユーザに質問する。ユーザがｙｅｓを
選択する場合、ユーザの診断に直接行く。 １２．ビーパーをビープし、そして遠隔モードフラッグ
をクリアし、こうしてすべてのコミュニケーションはこ
こでキーパッドを通して戻される。 １３．バッテリーＲＡＭをチェックして、自動的に開始
されたテストプログラムを製作が欲するかどうかをみ
る。そうである場合、プログラムの実行を開始し、そし
てそれが実施されたのち計器をリセットする。
【０２５１】１４．トップレベルのユーザのインタフェ
ースのスクリーンをディスプレイする。 図５１を参照すると、商標ＭＡＸＩＡＭＰで市販されて
いる大きい体積の薄い壁の反応管の断面図である。この
管は、ＰＣＲ反応に有用であり、ここで合計の体積を２
００μｌより大きくする反応混合物に、試薬または他の
物質を添加することが必要である。図５１に示されてい
るより大きい管は、Ｈｉｍｏｎｔ ＰＤ７０１ポリプロ
ピレンまたはＶａｌｔｅｃ ＨＨ−４４４ポリプロピレ
ンから作られており、そして試料ブロックと接触する薄
い壁を有する。選択した材料は何であっても、ＤＮＡお
よびＰＣＲ反応混合物の他の成分と適合性がなければな
らず、例えば、標的ＤＮＡを壁に粘着させることによっ
て処理するＰＣＲ反応を障害せずそして複製しないよう
にする。ガラスは一般にすぐれた選択物ではない。なぜ
なら、ＤＮＡはガラス管の壁に粘着することが知られて
いるからである。図５１中の寸法Ａは典型的には０．０
１２±０．００１インチ（０．３０±０．０３mm）であ
り、そして管の縦軸に関する壁の角度は典型的には１７
゜である。１７゜の壁の角度の利点は、下向きの力が試
料ブロックとすぐれた熱的接触を誘発する間、管は試料
ウェル中で閉塞しないということである。薄い壁の利点
は、それが試料ブロックの温度変化と反応混合物の温度
の対応する変化との間の遅延を最小にすることである。
これが意味するように、ユーザが変性セグメントにおい
て反応混合物を９４℃の１℃内に５秒間止まらせ、そし
てこれらのパラメーターでプログラミングしようとする
場合ユーザは５秒の変性間隔を獲得し、ここで時間遅れ
はより厚い壁をもつ普通の管を使用する場合より少な
い。短いソーク間隔、例えば、５秒のソーク間隔をプロ
グラミングし、そして正確にプログラミングした時間の
間プログラミングした温度におけるソークを獲得するこ
とができるという、この性能特性は、計算した試料温度
を使用してタイマを制御することによって可能である。
ここに記載するシステムにおいて、計算した試料温度が
プログラミングしたソーク温度に到達するまで、インキ
ュベーションまたはソークの間隔を計時するタイマはス
タートしない。
【０２５２】さらに、薄い壁の試料壁を使用するとき、
試料混合物が標的温度の１℃内にするのに、この試料管
は先行技術の厚い壁のマイクロ遠心器と比較して、約１
／２〜２／３の時間を要するのみであり、そしてこれは
図５１に示す背の高いＭＡＸＩＡＭＰ（登録商標）管お
よび図１５に示すそれより小さい薄い壁のＭＩＣＲＯＡ
ＭＰ（登録商標）管の両者について言える。
【０２５３】ＭＡＸＩＡＭＰ管およびＭＩＣＲＯＡＭＰ
の壁厚さは、適切な構造の強さと一致するできるだけ薄
いものとなるように製作プロセスにおいて緊密に制御さ
れる。典型的には、ポリプロピレンについて、これはど
こでも０．００９〜０．０１２インチ（０．２３〜０．
３０mm）である。新しくてポリプロピレンより強いより
特殊な材料を使用してＰＣＲ反応速度を大きくするとい
う利点を達成すれば、適切な強さが維持されてすぐれた
熱的接続を保証する下向きの力および通常の使用の他の
ストレスに耐える限り、壁厚さはなお薄くすることがで
きる。１．１２インチ（２８．４mm）の高さ（図５１に
おいて寸法Ｂ）および０．７８０インチ（１９．８mm）
の寸法Ｃおよび０．３９５インチ（１０．０mm）の上部
断面の壁厚さ（Ｄの寸法）では、ＭＡＸＩＡＭＰ管の時
定数はほぼ１４秒であるが、これは充填時間のように正
確に測定されなかった。図１５に示すより短い管のため
のＭＩＣＲＯＡＭＰ管の時定数は、典型的には、０．０
０９インチ±０．００１インチ（０．２３±０．０３m
m）の円錐形断面における管壁厚さで、ほぼ９．５秒で
ある。
【０２５４】図５２はより薄い壁のＭＩＣＲＯＡＭＰ管
の使用の結果を示す。標的温度の同様な速度増加の達成
は薄い壁のＭＡＸＩＡＭＰ管の使用から生ずるであろ
う。図５２を参照すると、ＭＩＣＲＯＡＭＰ管中の計算
した試料温度についての相対的インキュベーション温度
付７２℃の出発温度から９４℃の標的変性温度の１℃内
の温度に到達するための先行技術管についての時間のグ
ラフが示されている。図５２において、１００μｌの試
料が各管の中に存在した。開いた箱によりマークされた
データ点をもつ曲線は、９．５秒の応答時間および０．
００９インチ（０．２３mm）の壁厚さをもつＭＩＣＲＯ
ＡＭＰ管についての計算した試料温度応答である。×に
よりマークされたデータ点をもつ曲線は、先行技術の
０．０３０インチ（０．７６mm）の壁厚さをもつ厚い壁
のマイクロ遠心器管中の１００μｌの試料について計算
した試料温度を表す。このグラフが示すように、薄い壁
のＭＩＣＲＯＡＭＰ管はほぼ３６秒以内で９４℃の標的
ソーク温度の１℃内の計算した温度に到達するが、先行
技術の管は約７３秒を要する。これは重要である。なぜ
なら、ソーク温度に実質的に到達するまで、タイマをス
タートさせない計器において、先行技術の管は、ことに
各ＰＣＲサイクルが少なくとも２つのランプおよびソー
クを有し、そして一般に実施する非常に多数のサイクル
が存在するという事実に照らして考慮したとき、全体の
処理時間を実質的に増加することがあるからである。実
際の試料温度に無関係にブロック／浴／炉温度に基づい
てそれらの時間をスタートするシステムにおいて、ブロ
ック／浴／炉温度の変化と試料混合物の温度変化との間
のこれらの長い遅延は重大なマイナスの結果を有するこ
とがある。問題は、反応混合物がソークのためにプログ
ラミングした温度に実際にある時間に長い遅延が干渉で
きることである。最近のＰＣＲプロセスにおいて普通で
あるように非常に短いソークについて、加熱／冷却シス
テムをスタートして反応混合物の温度を変化させようと
する前に、反応混合物はプログラミングしたソーク温度
に決して到達することができない。
【０２５５】図５１は、プラスチックウェブ６５２によ
りＭＡＸＩＡＭＰ試料管に接続されたポリプロピレンの
キャップ６５０を示す。キャップの外径Ｅおよび管の上
部断面の内径Ｆは０．００２インチ（０．０５mm）およ
び０．００５インチ（０．１３mm）の間の締め嵌めのた
めの大きさである。管の内側表面６５４は、ばり、切り
目および引っ掻き傷が存在せず、こうしてキャップとの
緊密なシールを形成できるようにすべきである。図５３
は、管６５１、キャップ６５０およびウェブ６５２の平
面図を示す。肩６５６はキャップが管の中に深く押し込
まれるのを防止し、そして加熱された定盤と接触させる
ために試料管の上部へりより上へキャップが十分に突き
出るのを可能とする。これは、また、十分な管の変形を
可能とし、こうして図１５における最小の許容されうる
力Ｆはキャップの変形により加えることができる。
【０２５６】好ましい実施態様において、管およびキャ
ップは、１５分までの間１２６℃までの温度でオートク
レーブ処理可能であるＨｉｍｏｎｔ ＰＤ７０１ポリプ
ロピレンから作られる。これにより、この使い捨て管を
使用前に滅菌することができる。キャップは加熱された
定盤をもつ機械の中で使用するとき永久的に変形するの
で、管はただ１回の使用のために設計される。ＭＩＣＲ
ＯＡＭＰ管のためのキャップは８または１２キャップの
接続へりストリップで入手可能であり、各キャップは番
号を付されているか、あるいは個々のキャップに分割さ
れている。キャップの単一の列を使用することができそ
して列は必要に応じた小さい数に容易に短くすることが
できるか、あるいは個々のキャップをストリップから切
り取ることができる。ＭＡＸＩＡＭＰ管のためのキャッ
プは図５１に示されているように取り付けられるか、あ
るいは分離された個々のキャップである。
【０２５７】ＭＩＣＲＯＡＭＰ管上の混合を可能とする
ポスト−ＰＣＲ試薬の添加のための最大体積は、２００
μｌでありＭＡＸＩＡＭＰ管について５００μｌまでで
ある。温度の限界は−７０℃〜１２６℃である。応答時
間は試料の体積に依存する。ブロックが急激に温度を変
化させたとき、応答は新しい温度の３７％以内に試料が
なる時間として測定される。典型的な応答時間は、５０
μｌの充填について７．０秒であり、そして２０μｌの
充填について５．０秒である。付録Ａ ユーザのインタフェース ユーザのインタフェースのＧｅｎｅＡｍｐのＰＣＲシス
テム９６００の目的は、ＰＣＲを実施するプログラムを
開発しそして実行することである。
【０２５８】入手可能な下記の３つの型のプログラムが
存在する。１つ目のホールド（ＨＯＬＤ）プログラム
は、セットした量の時間に対して保持されるか、あるい
は無限量の時間に対して保持されそしてＳＴＯＰキーに
より停止される単一の設定点から成る。２つ目のサイク
ル（ＣＹＣＬＥ）プログラムは、時間設定がなされたラ
ンプ応答およびプログラム可能なポーズ（休止）の特徴
を付加する。このプログラムは９までの設定点および９
９までのサイクルを可能とする。３つ目のオート（ＡＵ
ＴＯ）プログラムにより、ユーザは設定点の時間および
／または温度をサイクル毎に固定した量で増加または減
少させることができる。このプログラムは、また、９ま
での設定点および９９までのサイクルを可能とする。方
法（ＭＥＴＨＯＤ）プログラムは、上記のホールド、サ
イクルまたはオートプログラム１７まで一緒にリンクす
る方法を提供する。合計１５０のプログラムを１〜１５
０の範囲の数で記憶することができる。プログラムをつ
くり、記憶し、保護し、プリントし、または消去するこ
とができる。記憶されたプログラムのディレクトリを見
るか、あるいはプリントすることができる。
【０２５９】
【表１】
【０２６０】ＲＵＮ：プログラムのディスプレイからプ
ログラムの実行を開始するか、あるいはプログラミング
による休止またはキーパッド操作による休止を再スター
トする。 ＭＯＲＥ：ランタイムのディスプレイをトグルしそし
て、また、サービスオンリーファンクションをアクセス
する（コード９９９が後に続く場合）。 ＢＡＣＫ：同一のスクリーン内の前のフィールドに動か
す。現在のフィールドが第１フィールドに位置している
場合、そのフィールドは前のスクリーンに移動する。
【０２６１】ＳＴＥＰ：次のスクリーン中の第１フィー
ルドに向かって下方に移動する。 ＰＡＵＳＥ：マニュアル割り込みのためにポーズ（休
止）したタイムアウトをスタートする。 ＯＰＴＩＯＮ：メニューの項目を捜しながらカーソルを
左から右に動かす（一番左のオプションに戻る）か、あ
るいはＹＥＳ／ＮＯの応答をトグルする。
【０２６２】ＳＴＯＰ：実行しているプログラムを打ち
切るか、あるいはユーザのインタフェースにおいて１レ
ベル上に動かす。 ＣＥ：無効の数値入力をクリアする。 ＥＮＴＥＲ：現在の数値入力を受け取り、メニューの項
目を受け取り、ＹＥＳ／ＮＯの応答を受け取るか、ある
いはディスプレイの次のフィールドにスキップする。数
値入力がディスプレイの最後である場合、ＥＮＴＥＲに
より次のディスプレイにステップする。一般のシステム９６００のディスプレイ
【０２６３】
【表２】
【０２６４】 Ｐｒｏｇ ＨＯＬＤ，ＣＹＣＬ（ＣＹＣＬＥの略），ＡＵＴＯまたはＮＥＴＨ（ ＭＥＴＨＯＤの略） ＃＃＃ プログラム＃（１〜１５０）、またはそれがまだ記憶されていない場 合は？？？ Ｍｓｇ Ｄｏｎｅ，Ｅｒｒｏｒ，Ａｂｏｒｔまたはブランク Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｍｅｎｕ 入手可能なオプション
【０２６５】
【表３】
【０２６６】 Ａｃｔｉｏｎ 「ｘｘ．ｘ℃において保持」または「ｘｘ．ｘ℃にランプ応 答」 Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｔｉｍｅｒ 保持またはランプ応答時間をカウントダウンするか、あるい はＦＯＲＥＶＥＲの保持時間までカウントアップする Ｐｒｏｇ／Ｃｙｃ ＨＯＬＤフィルムに対して「Ｐｒｏｇ ｘｘｘ」ＣＹＣＬま たはＡＵＴＯファイルに対して「Ｃｙｃｌｅ ｘｘ」−カウ ントアップ
【０２６７】
【表４】
【０２６８】 Ｓｅｔｐｔ 現在の設定点＃（１〜９）−カウントアップ Ｔｏｔ Ｃｙｃ 現在のプログラムにおけるサイクルの合計＃（１〜９９） Ｔｉｍｅｒ プログラムにおける残りの時間（ hrsで表示）−カウントダウ ン Ｐｒｏｇ 現在のプログラム＃（１〜１５０）
【０２６９】
【表５】
【０２７０】 Ｐｒｏｇ ＨＯＬＤ，ＣＹＣＬ，ＡＵＴＯまたはＭＥＴＨ ＃＃＃ プログラム＃（１〜１５０）、またはそれがまだ記憶されていない 場合は？？？ Ｍｓｇ Ｄｏｎｅ，Ｅｒｒｏｒ，Ａｂｏｒｔまたはブランク Ｔｅｍｐ 現在の試料温度 Ｔｉｍｅｒ 構成可能なポーズ時間−カウントダウントップレベルのユーザのインタフェース
【０２７１】
【表６】
【０２７２】プログラムはＣＲＥＡＴＥのディスプレイ
中のプログラムの型を選択することによってつくる。ユ
ーザは編集すべきプログラムの最初のディスプレイに直
接行く。記憶されたプログラムを、ＲＵＮ，ＥＤＩＴま
たはプログラムのディスプレイから番号１〜１５０のい
ずれかを入力することによって検索する。ＲＵＮディス
プレイの状態で有効なプログラムの番号を入力すると、
プログラムの実行が自動的に開始する。ＥＤＩＴまたは
プログラムのディスプレイの状態で有効な番号を入力す
ると、編集すべきプログラムの最初の部分のディスプレ
イが現れる。
【０２７３】ＳＴＥＰ（スクリーンを下方に動かす）ま
たはＢＡＣＫ（前のフィールドに動く）またはＥＮＴＥ
Ｒ（次のフィールドに動く）を押すことによって、プロ
グラムを編集する。ＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ−ＰＲＩＮＴ−
ＨＯＭＥメニューのＲＵＮを選択するか、あるいはキー
パッド上のＲＵＮキーを押すことによって、プログラム
を実行する。ユーザは、上記各プログラム実行に要求さ
れる２つのパラメータを最初に入力する。
【０２７４】
【表７】
【０２７５】ＯＰＴＩＯＮキーはＭＩＣＲＯ（Ｍｉｃｒ
ｏＡｍｐ管）からＴＨＩＮ（薄い壁のＧｅｎｅＡｍｐ
管）に管の型をトグルする。ユーザが特別の管を構成し
た場合、ＯＴＨＥＲのオプションが追加される。異なる
反応体積を入力することができる。これらのパラメータ
はこのプログラムとともに記憶される。ＥＮＴＥＲはこ
れらの値を受け取る。
【０２７６】
【表８】
【０２７７】ユーザがランタイムのプリンタをオンの状
態にし、そしてサイクル、オートまたは方法のプログラ
ムを実行している場合、次のプリンタの選択が提示され
る。ＣＹＣＬＥは、サイクルが完結したときのみメッセ
ージをプリントする。ＳＥＴＰＯＩＮＴは、すべての設
定点（ランプ応答／保持時間および温度）についてのラ
ンタイムのデータをプリントする。
【０２７８】
【表９】
【０２７９】ユーザがランタイムのプリンタをオンの状
態にし、そして保持のプログラムを実行している場合、
次のプリンタの選択が提示される。
【０２８０】
【表１０】
【０２８１】加熱されたカバーが１００℃以下である場
合、次のスクリーンが表示される。ユーザがこの表示さ
れたディスプレイを監視していれば、加熱されたカバー
が１００℃に到達したときにプログラム実行は自動的に
開始する。ユーザがプログラムのディスプレイに戻すた
めにＳＴＯＰを打った場合、プログラム実行はマニュア
ルで再スタートしなくてはならない。プログラムをセー
ブ（Ｓａｖｅ）しない状態でＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ−ＰＲ
ＩＮＴ−ＨＯＭＥメニューにおけるＭＯＲＥを受け取る
と、次のスクリーンが表示される。
【０２８２】
【表１１】 ホールドプログラム
【０２８３】
【表１２】
【０２８４】ユーザは無限のソーク（Ｓｏａｋ）または
時間限定した保持のいずれかを選択することができる。
【０２８５】
【表１３】
【０２８６】ビーパーは１秒毎に１回音を出す。ホールドプログラム−ランタイムの表示
【０２８７】
【表１４】
【０２８８】 ホールドプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＨＯＬＤプログラム＃ｘｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘｘ ：ｘｘまたは ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ＦＯＲＥＶＥＲ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ ｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム＃ｘｘｘ−プログラム実行の完結 １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭサイクルプログラム
【０２８９】
【表１５】
【０２９０】ディフォルト（不履行）は３である。これ
はこのプログラムにおける設定点の数を決定する。１〜
９の設定点が許される。
【０２９１】
【表１６】
【０２９２】上で入力した設定点の数により、どれだけ
多くの設定点の編集の表示がなされるかが決定される。
ユーザは各設定点についてのランプ応答時間および保持
時間を入力することができる。ユーザが設定点を構成す
ることが可能な温度範囲内に試料温度が到達したとき
に、保持タイマがスタートするであろう。
【０２９３】
【表１７】
【０２９４】ユーザがポーズを必要としない場合、次の
３つのディスプレイがスキップされる。１〜９９サイク
ルが可能である。
【０２９５】
【表１８】
【０２９６】設定点の数について０を入力することは、
ユーザがポーズを必要としないことを意味し、したがっ
て次の２つのディスプレイがスキップされる。
【０２９７】
【表１９】
【０２９８】サイクルの数は上で入力した合計の数に限
定される。
【０２９９】
【表２０】
【０３００】ディフォルトのポーズ時間はユーザの構成
の中にセットされる。サイクルプログラム−ランタイムのディスプレイ
【０３０１】
【表２１】
【０３０２】 サイクルプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ ＣＹＣＬ＃ｘｘ Ｓｅｔｐｔ＃ｘ ＲＡＭＰプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘ ｘ ・ ・ （９までの設定点） ・ ・ ・ （９９までのサイクル） ・ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−プログラム実行の完結 １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ユーザのアボート（打ち切り）１９９０年１１月 １４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ（打ち切りの場合のみ）オートプログラム
【０３０３】
【表２２】
【０３０４】ディフォルトは３である。このディフォル
トはこのプログラムにおける設定点の数を決定する。１
〜９の設定点が許される。
【０３０５】
【表２３】
【０３０６】上で入力した設定点の数により、どれだけ
多くの設定点の編集の表示がなされるかが決定される。
ランプ応答時間が与えられないと、計器は出来る限り速
くランプ応答する。ユーザが設定点を構成することが可
能な温度範囲内に試料温度が到達したときに、保持タイ
マがスタートする。
【０３０７】
【表２４】
【０３０８】ユーザがサイクル毎に時間および／または
温度を増加または減少させようとする場合、次の表示が
与えられる。
【０３０９】
【表２５】
【０３１０】ＯＰＴＩＯＮキーは矢印を上方に（サイク
ル毎に増加）または下方に（サイクル毎に減少）トグル
する。減少を可能とする最大時間は設定点の保持時間に
限定される。
【０３１１】
【表２６】
【０３１２】９９までのサイクルが許される。オートプログラム−ランタイムのディスプレイ
【０３１３】
【表２７】
【０３１４】 オートプログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＡＵＴＯプログラム＃ｘｘｘ ＣＹＣＬ＃ｘｘ Ｓｅｔｐｔ＃ｘ ＲＡＭＰプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ ＨＯＬＤプログラム：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘｘ 実際：ｘｘ．ｘ℃ ｘｘ：ｘ ｘ ・ ・ （９までの設定点） ・ ・ ・ （９９までの設定点） ・ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−プログラム実行の完結 １９９０年１１月１２日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ ＣＹＣＬプログラム＃ｘｘｘ−ユーザの打ち切り １９９０年１１月１２日 ｘ ｘ：ｘｘ ＡＭ（打ち切りの場合のみ）方法プログラム
【０３１５】
【表２８】
【０３１６】１７までのプログラムをある方法において
リンクすることができる。ユーザが、存在しないプログ
ラム＃を入力しようとする場合、メッセージ「プログラ
ムは存在しない」が表示される。ユーザが他の方法でリ
ンクしようとする場合、メッセージ「この方法でリンク
することができない」が表示される。
【０３１７】
【表２９】
【０３１８】方法プログラム−ランタイムの表示 ＲＵＮＴＩＭＥ，ＭＯＲＥおよびＰＡＵＳＥの表示は、
現在実行されているプログラムのものであろう。実行さ
れているプログラムがある方法においてリンクされると
き、２つの付加的なＭＯＲＥのディスプレイが与えられ
る。
【０３１９】
【表３０】
【０３２０】現在実行されているプログラムの数が一時
的に表示されるであろう。
【０３２１】
【表３１】
【０３２２】 方法プログラム−ランタイムのプリントアウト ＰＥ Ｃｅｔｕｓ ＧｅｎｅＡｍｐ ＰＣＲシステム９６００ Ｖｅｒ ｘｘ． ｘ １９９０年１１月１４日 ｘｘ：ｘｘ ＡＭ 管の型：ＭＩＣＲＯ 反応体積：１００μｌ 開始クロック 設定点のｘ．ｘ℃ 以内 ＭＥＴＨＯＤプログラム＃ｘｘｘ −すべてのリンクされたプログラムの データに先行する ＭＥＴＨＯＤプログラム＃ｘｘｘ −方法の完結−すべてのリンクしたプ ログラムデータに従う方法プログラム−プリント
【０３２３】
【表３２】
【０３２４】ＭＥＴＨＯＤ この方法においてリンクし
た各プログラムのヘッダをプリントする。 ＰＲＯＧＲＡＭ ＤＡＴＡ この方法においてリンクし
た各プログラムのヘッダおよびその内容をプリントす
る。プログラムの記憶 ＳＴＯＲＥがＲＵＮ−ＳＴＯＲＥ−ＰＲＩＮＴ−ＨＯＭ
Ｅメニューから選択されるとき、プログラムを記憶する
ルーチンはファイルならびに方法について同一である。
プログラムを保護することによって、このプログラムが
ユーザの番号を認識しないために勝手に重ね書きされた
り消去されたりすることができないようにユーザが保証
されるであろう。他のユーザは彼らの方法において上記
の保護されたファイルを見、編集、実行し、そしてリン
クすることができるが、記憶されたバージョンを変更す
ることはできないであろう。
【０３２５】
【表３３】
【０３２６】ｘｘｘは１〜１５０の最初の利用可能なプ
ログラムである。
【０３２７】
【表３４】
【０３２８】ユーザは保護されたプログラムの＃を入力
した。正しいユーザの＃はこのプログラムを重ね書きす
るために入力されなくてはならない。
【０３２９】
【表３５】
【０３３０】誤ったユーザの＃が入力された。このディ
スプレイは５秒間止まった後、前のものに戻る。ユーザ
は正しい＃を入力するために３回のチャンスが与えられ
る。
【０３３１】
【表３６】
【０３３２】ユーザがある方法においてリンクされたプ
ログラムを重ね書きしようとする場合、ユーザは警告さ
れ、そして、上記動作を続けた行うか否かの選択が提示
される。
【０３３３】
【表３７】
【０３３４】ユーザが他の方法においてリンクされたプ
ログラムを重ね書きしようとする場合、エラーメッセー
ジが与えられる。
【０３３５】
【表３８】
【０３３６】ユーザは、プログラムを保護しならびに前
に保護されたプログラムを無保護にするチャンスを与え
られる。
【０３３７】
【表３９】
【０３３８】ユーザがプログラムを保護したい場合、ユ
ーザ＃を入力しなくてはならない。利用可能なスロット
の中にプログラムを記憶できる状態にある。プログラム
が保護される場合のみ、ユーザ＃が現れる。
【０３３９】
【表４０】
【０３４０】存在するプログラムを重ね書きすることが
できる状態にある。プログラムが保護される場合のみ、
ユーザ＃が現れる。ユティリティファンクション
【０３４１】
【表４１】
【０３４２】ＤＩＲは、それらのプログラムの数、ユー
ザの数またはプログラムの型の何れかにより、記憶され
たプログラムのディレクトリをユーザが見るか、あるい
はプリントできるようにする。ＣＯＮＦＩＧは、特別の
必要性に計器の使用をユーザが調整できるようにさせ
る。ＤＩＡＧは、ランタイムの問題を診断しそして計器
の性能を確認する手段をユーザに提供する。ＤＥＬは、
プログラムの数、ユーザの数またはプログラムの型によ
り記憶されたプログラムをユーザが消去できるようにす
る。ユティリティ−ディレクトリ
【０３４３】
【表４２】
【０３４４】プログラム数によるディレクトリ
【０３４５】
【表４３】
【０３４６】プログラムは所定の数でスタートする数の
順序で記載される。ＳＴＥＰキーおよびＢＡＣＫキーは
ディレクトリ表示中動く。ビーパーは記載するプログラ
ムの開始または終わりにおいて音を発する。
【０３４７】
【表４４】
【０３４８】ＳＴＯＰはユーザに上の表示に戻るように
させる。プログラムタイプによるディレクトリ
【０３４９】
【表４５】
【０３５０】プログラムの数は、選択した型のプログラ
ムについて記載される。
【０３５１】
【表４６】
【０３５２】ユーザ数によるディレクトリ
【０３５３】
【表４７】
【０３５４】所定のユーザの数の下に記憶されたすべて
のプログラムは記載されるであろう。
【０３５５】
【表４８】
【０３５６】ディレクトリプリント
【０３５７】
【表４９】
【０３５８】ユーザはディレクトリが前で見られた同一
の方法で記載されるディレクトリのハードコピーを得る
ことができる。ユティリティ−ユーザの構成
【０３５９】
【表５０】
【０３６０】ファイルの構成は、メニューからＥＤＩＴ
を受け取るか、あるいはＳＴＥＰキーを押すことによっ
て編集することができる。ＰＲＩＮＴはこのファイルの
内容をプリントする。
【０３６１】
【表５１】
【０３６２】ユーザはシステムの時間および日付をセッ
トすることができる。
【０３６３】
【表５２】
【０３６４】ランタイムのプリンタがオンである場合、
ユーザは各ランのスタートとしてプリンタのオプション
で促進される。ランタイムのビーパーがオンである場
合、プログラムを実行する間ビーパーは各セグメントの
終わり（シーケンスのランプ（ｒａｍｐ）またはシーケ
ンスの部分を保持した後）に音を出す。
【０３６５】
【表５３】
【０３６６】この時間は、プログラムがアボートする前
にポーズすることができる時間の最大量を表す。これは
キーパッドのポーズのみに関する。
【０３６７】
【表５４】
【０３６８】この時間は、エラーがフラッグされる前に
実際の試料温度が設定点から変化できる度数を表す。
【０３６９】
【表５５】
【０３７０】この設定点は、常に存在する制御の冷却電
力をバランスするために有用である。試料温度は、計器
が使用されていないときはいつでも、アイドル状態設定
点に維持される。
【０３７１】
【表５６】
【０３７２】実行中のプログラムの保持されたセグメン
トの時間を計るクロックは、試料温度のこの温度内を得
るとき、トリガされるように構成することができる。名
目上の値は１．０℃である。
【０３７３】
【表５７】
【０３７４】ユーザがＭｉｃｒｏＡｍｐまたは薄い壁の
ＧｅｎｅＡｍｐの管以外の異なる型の管を使用しようと
する場合、ユーザはＹＥＳに対してこのオプションをセ
ットし、そして少なくとも３対の反応体積および管の時
定数のデータを入力しなくてはならない。この曲線を使
用して、実行の開始のときユーザが入力した反応体積に
依存するこの特別な管を使用して、各ランについて正し
いタウ（管の時定数）を外挿することができる。
【０３７５】
【表５８】
【０３７６】ユーザが「特別の管」をＹＥＳにセットし
た場合、この３組のスクリーンが与えられる。実用性−消去
【０３７７】
【表５９】
【０３７８】プログラムによる消去
【０３７９】
【表６０】
【０３８０】すべてのプログラム（ファイルおよび方
法）は数により消去することができる。
【０３８１】
【表６１】
【０３８２】プログラムはある方法においてリンクした
場合消去することができない。
【０３８３】
【表６２】
【０３８４】ユーザは保護されたプログラムの＃を入力
した。正しいユーザの＃はこのプログラムを消去するた
め入力されねばならない。
【０３８５】
【表６３】
【０３８６】誤ったユーザの＃が入力された。この表示
は５秒間止まった後、前の表示に戻る。ユーザは正しい
＃を入力する３回のチャンスを与えられる。
【０３８７】
【表６４】
【０３８８】プログラムの消去準備。ユーザ＃はプログ
ラムが保護されたときのみ現われる。 ユーザによる消去
【０３８９】
【表６５】
【０３９０】所定のユーザの数が与えられた後、プログ
ラムを消去することができる。
【０３９１】
【表６６】
【０３９２】所定のユーザの＃を有するプログラムが存
在しない場合、次のメッセージが表示される。
【０３９３】
【表６７】
【０３９４】プログラムがある方法においてリンクされ
る場合、プログラムを消去することができない。ＳＴＥ
Ｐキーは、リンクしたプログラムのリストを通してサイ
クルする。
【０３９５】
【表６８】
【０３９６】リンクしたプログラムのリストは、どの方
法でプログラムをリンクしたかを示す。
【０３９７】
【表６９】
【０３９８】これはリンクされていない所定のユーザの
＃の下ですべてのプログラムを消去する。全消去
【０３９９】
【表７０】
【０４００】これは保護された方法でリンクされない、
すべての保護されてないプログラムを消去する。ユティリティ−ユーザの診断 診断テストを実行している間、ＳＴＯＰキーはユーザを
トップレベルの診断スクリーンにユーザを常に戻し、そ
してテストの数および名前を次のテストに自動的に増加
する。これは有効な診断を通してマニュアルサイクリン
グを促進する。
【０４０１】
【表７１】
【０４０２】ユーザは実行するため診断の数を入力する
ことができるか、あるいは有効なテストを通して、サイ
クリングするためＳＴＥＰまたはＢＡＣＫキーを使用で
きる。ＳＴＥＰまたはＢＡＣＫキーを押す毎に、テスト
の数は増減され、そして関連するテストの名前が表示さ
れる。この特徴は、ユーザが各テストに関連する数を記
憶する必要性を排除する。履歴ファイルのレビュー
【０４０３】
【表７２】
【０４０４】履歴ファイルは、５００までの最近の実行
のレコードを記憶することができる、バッテリーＲＡＭ
中の循環バッファである。バッファが充満されていると
き、最も古い入力はオーバーライトされる。バッファは
プログラムは実行された後自動的にクリアされる。
【０４０５】
【表７３】
【０４０６】履歴ファイルのヘッダはファイル中の現在
のレコードの数（「ｎｎｎ」）を表示する。ＡＬＬはす
べてのレコードを見る。ＳＴＡＲＴは状態のレコードの
みを見る。ＥＲＲＯＲＳはエラーのメッセージをもつレ
コードのみを見る。ＰＲＮＴは履歴ファイルのすべてま
たは一部分をプリントする。レコードの２つの型は、
（１）プログラムについての情報を与える状態のレコー
ドおよび（２）プログラムにおいて各保持およびランプ
セグメントについての情報を与えるデータのレコードで
ある。保持プログラムは１つの保持セグメントとして処
理され、そしてデータのレコードはファイルが終わると
き記憶される。数百の入力（５０サイクル×６設定点＝
３５０入力）が存在できるので、ファイルを通る双方向
の動作が要求される。ほとんどのＰＣＲプログラムは３
または６設定点および４０サイクル以下のであることは
重要である。入力は通常逆の順序で概観され、こうして
最初に見られるレコードは書き込まれた最後のレコード
である。ユーザが見るべきレコードの型を選択した場
合、ＳＴＥＰまたはＢＡＣＫは選択した型の１回の入力
によりバッファを上下する。前述のＳＴＥＰまたはＢＡ
ＣＫとある数とによって、第２ラインを「スキップ＃ｘ
ｘｘ入力」で置換する。ユーザはある数を入力し、そし
てＥＮＴＥＲを押してその値を受け取り、そして入力の
数はスキップされ、前進（ＳＴＥＰ）または後進（ＢＡ
ＣＫ）する。前述のＳＴＥＰまたはＢＡＣＫとＲＮＵキ
ーとによって、ユーザは選択した型の最大のレコード＃
（最新のレコード）またはレコード＃１（最も古いレコ
ード）に急速に移ることができる。ＳＴＯＰは外観モー
ドを停止し、そしてファイルのヘッダを表示する。ステータスのレコード
【０４０７】
【表７４】
【０４０８】「ｆｆｆｆ」はＨＯＬＤ、ＣＹＣＬまたは
ＡＵＴＯである。「ｘｘｘ」はプログラムの数である。
「／ｍｍｍ」はリンクしたプログラムについての方法の
数、さもなければブランクである。「ｎｎｎ」はレコー
ドの数である。「メッセージ」は次の１つである。 ステータスのメッセージ 管の型：ｘｘｘｘ 実行において使用した試料管の型 反応体積：ｘｘｘμＬ 実行において使用した反応体積 Ｃｌｋスタートｗ／ｉｎｘ．ｘ℃ 保持クロックは設定点のこの温度内でスタ ートする スタートｘｘ／ｘｘ／ｘｘ 実行のスタートの時間および日付 ｘｘ：ｘｘ 終わりｘｘ／ｘｘ／ｘｘ 実行の終わりの時間および日付 ｘｘ：ｘｘ 方法の完結 方法にリンクしたすべてのプログラムは完 結される ポーズｘｘ：ｘｘ，ｘｘ．ｘ℃ プログラムはこの温度においてこの時間の 間ポーズした 致命的なステータスのメッセージ センサーのエラー センサーは１列で１０回の悪い読みをした 電力の故障ｘｘｘ．ｘ時間 電力はこの時間の間オフであった ユーザのアボート ユーザはＳＴＯＰキーを実行の間に押す ポーズ タイムアウトｘｘ：ｘｘ キーパッドのポーズは、その構成可能な時 間限界に到達した。 致命的な設定点のエラー 計算した時間以内に設定点に到達しない場 合、プログラムをアボートするための要件 であるか。開始ランプ温度（１０℃の増分 に対して０℃〜１００℃）対終了のランプ 温度（同一軸のラベリング）である１０× １０のルックアップテーブルは、ＴＣ２が 任意の所定量の度でランプを上下するため に要する平均時間を保持する。設定点が次 のようにして計算した時間に到達しない場 合、ファイルはアボートされる。 プログラムされたランプ時間＋（２＊ルックアップテー
ブルの値）＋１０分データのレコード 「ｆ」はＨＯＬＤ、ＣＹＣＬまたはＡＵＴＯである 「ｘｘｘ」はプログラムの数である
【０４０９】
【表７５】
【０４１０】「／ｍｍｍ」はリンクされたプログラムに
対する方法の数であり、さもなければブランク 「ｄｄｄ．ｄ」は最終の設定点の温度である 「ｎｎｎ」はレコードの数である 「ｙｙ」はサイクル数である 「ｚ」は設定点の数である 「ｍｍｍ．ｓｓ」は設定点の時間である サイクルおよび設定点の数の分野は保持プログラムのた
めに省略される。データエラーのレコード
【０４１１】
【表７６】
【０４１２】「ｄｄｄ．ｄ」は終わりの設定点の温度で
ある 「ｎｎｎ」はレコード数である 「ｙｙ」はサイクル数である 「ｚ」は設定点の数である 「ｍｍｍ：ｓｓ」は設定点の時間である 「ｍｅｓｓａｇｅ」は、次のように非致命的エラーを示
す： 非致命的エラーのメッセージ ステップのエラー 設定点は計算した時間で到達しなか
った： プログラム可能なランプ時間＋（２＊ルックアップテー
ブルの値） プログラムのエラー 設定点の温度または時間の自動的
プログラムの自動的増加／減少は、保持時間を負とさせ
るか、あるいは時間を０．１〜１００℃の中から外とす
る。
【０４１３】温度のエラー セグメントの終わりにおい
て、設定点の温度はユーザの構成量を＋／−にドリフト
した。保持プログラムについて、サイクルおよび設定点
のフィールドは省略される。履歴ファイルをプリントする 履歴ファイルのヘッダのメニューを通して、履歴ファイ
ルのプリントのルーチンにアクセスする。ＯＰＴＩＯＮ
のキーはオプションを通してカーソルをサイクルする。
【０４１４】
【表７７】
【０４１５】ＰＲＮＴがプリントスクリーンを表示して
いる下でカーソルが位置づけられるとき、ＥＮＴＥＲキ
ーを押す：
【０４１６】
【表７８】
【０４１７】 ＡＬＬ ファイル中のすべてのレコードをプリントする ＳＴＡＴ ステータスレコードのみをプリントする ＥＲＲＯＲＳ エラーのメッセージをもつレコードのみ
をプリントする プリントのオプションの１つが選択されるとき、次のス
クリーンが表示される：
【０４１８】
【表７９】
【０４１９】第１（最も最近）のプログラム数は不履行
のプログラムである。ユーザはプリントを開始すべきプ
ログラムの数を変化させることができる。プリントの
間、次のスクリーンが表示される：
【０４２０】
【表８０】
【０４２１】プリントの終わりにおいて、プリントの履
歴のメニューが再び表示される。ヒータのテスト
【０４２２】
【表８１】
【０４２３】ヒータのテストは、その温度が３５℃から
６５℃に上昇するとき試料ブロックの加熱率を計算す
る。試料ブロックがブロック温度を３５℃に戻すとき、
次のスクリーンが表示される。
【０４２４】
【表８２】
【０４２５】温度が安定化したとき、すべてのヒータは
全電力をオンにされる。ここで表示は「６０℃に行く」
を読み、そしてブロック温度はブロック温度が５０℃を
通過した後２０秒間モニターされる。２０秒後、合格ま
たは不合格のメッセージが表示される。
【０４２６】
【表８３】
【０４２７】冷却テスト
【０４２８】
【表８４】
【０４２９】冷却テストは、試料ブロックの温度が３５
℃から１５℃に低下するとき、試料ブロックの冷却率を
計算する。試料ブロックがブロック温度を３５℃にさせ
るとき、次のスクリーンが表示される。
【０４３０】
【表８５】
【０４３１】温度が安定化されるとき、冷却器はオンで
ある。ここで表示に「１５℃に行く」が読まれ、そして
ブロック温度は試料ブロックが２５℃を通過した後２０
秒間モニターされる。２０秒間、合格または不合格のメ
ッセージが表示される。
【０４３２】
【表８６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示に従う熱サイクル装置のブロック
線図である。
【図２】本発明の教示に従う試料ブロックの平面図であ
る。
【図３】バイアス冷却チャンネルおよびランプ冷却チャ
ンネルを示す試料ブロックの側面図である。
【図４】試料ブロックの端面図である。
【図５】試料ブロックの端面図である。
【図６】図２中の切線６−６′に沿った試料ブロックの
断面図である。
【図７】図２中の切線７−７′に沿った試料ブロックの
断面図である。
【図８】図２中の切線８−８′に沿った試料ブロックの
断面図である。
【図９】３ゾーンのフィルムヒータとブロック支持体と
の組立て後の試料ブロックの構造の側断面図である。
【図１０】３ゾーンのフィルムヒータに対する電力制御
の形態を示す電力ライン電圧のグラフである。
【図１１】典型的な３インキュベーションＰＣＲプロト
コルを示す温度のグラフである。
【図１２】局所的ゾーンの概念を示す試料ブロックの断
面図である。
【図１３】３ゾーンのヒータの平面図である。
【図１４】低すぎる試料管配置力Ｆのτの作用を示す、
試料温度対時間のグラフである。
【図１５】試料ブロックの中に配置された試料管および
キャップの断面図である。
【図１６】（Ａ）ＲＣ回路のインパルスの応答のグラフ
である。（Ｂ）インパルス励起パルスのグラフである。
（Ｃ）ブロックの熱インパルスの応答および温度履歴の
くりこみが計算した試料温度を与える方法を示すグラフ
である。（Ｄ）試料ブロック／試料管システムの熱的応
答の電気的アナログを示す。
【図１７】３ゾーンのヒータの制御に使用する方程式に
ついての比例定数が適切にセットされるとき、６つの異
なる試料のすべての計算した温度が標的温度上で互いに
約０．５℃以内へ収束する仕方を示す。
【図１８】変性標的温度が発生したＤＮＡの量に影響を
与える方法を示すグラフである。
【図１９】スライドカバーおよび加熱された定盤の断面
図である。
【図２０】スライドカバー、試料ブロックおよび加熱さ
れた定盤の下降に使用するノブの斜視図である。
【図２１】（Ａ）試料ブロック上に配置されたときの、
フレーム、リテイナー、試料管およびキャップの１つの
実施態様のアセンブリーの断面図である。（Ｂ）試料ブ
ロック上に配置されたときの、フレーム、リテイナー、
試料管およびキャップの好ましい実施態様のアセンブリ
ーの断面図である。
【図２２】マイクロタイタープレートについてのプラス
チックの使い捨てフレームの頂面図である。
【図２３】フレームの底面図である。
【図２４】フレームの端面図である。
【図２５】フレームの他の端面図である。
【図２６】図２２における切線２６−２６′に沿ったフ
レームの断面図である。
【図２７】図２２における切線２７−２７′に沿ったフ
レームの断面図である。
【図２８】フレームのへりの正面図および部分断面図で
ある。
【図２９】好ましい試料管の断面図である。
【図３０】試料管の上部の断面図である。
【図３１】キャップのストリップの部分の正面図であ
る。
【図３２】キャップのストリップの一部分の頂面図であ
る。
【図３３】９６ウェルのマイクロタイタートレーのプラ
スチックの使い捨てリテイナー部分の頂面図である。
【図３４】リテイナーの部分切断側面図である。
【図３５】リテイナーの端面図である。
【図３６】図３３における切線３６−３６′に沿ったリ
テイナーの断面図である。
【図３７】図３３における切線３７−３７′に沿ったリ
テイナーの断面図である。
【図３８】９６ウェルのマイクロタイタートレーのプラ
スチックの使い捨て支持体のベースの平面図である。
【図３９】ベースの底面図である。
【図４０】ベースの側面図である。
【図４１】ベースの端面図である。
【図４２】図３８において切線４２−４２′に沿った支
持体のベースの断面図である。
【図４３】図３８において切線４３−４３′に沿った支
持体のベースの断面図である。
【図４４】図３８において切線４４−４４′に沿った支
持体のベースの断面図である。
【図４５】いくつかの試料管およびキャップが所定位置
にあるマイクロタイタートレーからなる、プラスチック
の使い捨て物品の分解斜視図である。
【図４６】図１における冷却液制御システム２４の線図
である。
【図４７】本発明に従う制御エレクトロニクスのブロッ
ク線図である。
【図４８】本発明に従う制御エレクトロニクスのブロッ
ク線図である。
【図４９】典型的なツェナー温度センサの概略図であ
る。
【図５０】典型的な試料期間の時間ライン線図である。
【図５１】商品名ＭＡＸＩＡＭＰで市販されている、高
い薄い壁の試料管の側断面図である。
【図５２】薄い壁の試料管および厚い壁の先行技術の管
の間の応答時間の差を示すグラフである。
【図５３】試料管およびキャップの平面図である。
【図５４】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５５】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５６】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【図５７】パワーアップ試験順序のフローチャートであ
る。
【符号の説明】 １〜７…カラム １０…試料 １２…試料ブロック １４…加熱されたカバー １６…端末 １８，２２…バス ２０…制御コンピュータ ２４…冷却液制御システム ２６…入力管 ２８…出力管 ３０，３２…管 ３４…熱交換器 ３６…入力管 ３８…出力管 ３９…溜 ４０…冷却装置 ４１…ポンプ ４２…ファン ４４…フィン管凝縮器 ４５，４６…管 ４７…分岐交差 ４８…熱 ４９…バイアス冷却チャンネル ５０…管 ５１…レストリクター ５２，５４…バス ５３…入力 ５５…２状態のソレノイド作動弁 ５６…周囲空気温度センサー ５７…ランプ冷却チャンネル ５８…ライン ６１…温度センサー ６３…センサー ６７…円錐形壁 ６８…試料ウェル ７０…溜 ７８…みぞ、スロット ８２…点 ８３，８９，９０…試料ウェル ９１，９３，９５，９７，９９…冷却チャンネル １００〜１０７…ランプ冷却チャンネル １１６…底面 １２２…ハイブリダイゼーションインキュベーション １２８，１３０，１３２…孔 １３０，１３２…ねじ孔 １３４〜１４３…孔 １４６…ボルト １４７…スピルカラー １４８…はがね支持ブラケット １５０，１５２…コイルばね １５４…はがね圧力板 １５６…マルチゾーン試料ブロックフィルムヒータ １５８…シリコーンゴムのパッド １６０…エポキシ樹脂フォームの層 １６２…ネガティブのハーフサイクル １６４…ポジティブのハーフサイクル １６６…分割線 １７０…変性インキュベーション １７２…ハイブリダイゼーションインキュベーション １７４…伸長インキュベーション １９８…冷却チャンネル ２００，２０２…局所的領域 ２２８，２３０…へりの表面 ２３４…試料ウェル ２５０，２５２…へり ２５４…中央ゾーン ２５６，２５８…へりヒータ領域 ２６０，２６２…マニホールドヒータ領域 ２６６，２６８…プラスチック冷却液マニホールド ２７６…試料混合物 ２８２…温度応答曲線 ２８８…試料管 ２９２…対流の流れ ２９４…ピーク ３１２…親ねじ ３１６…すべりカバー ３１８…ノブ ３２０，３２２…レール ３２４，３２６…試料管 ３３２，３３４…インデックスマーク ３３６…飾り板 ３３８…プラスチックキャップ ３４０…プラスチックトレー ３４２…マイクロタイタープレートのフレーム ３４６…上部のへり ３６８…円錐形プラスチック壁 ３７２…水平のプラスチックプレート ３７６…試料管 ３７８…内側へり ３８２…孔の対向するへり ３８６…リテイナー ３９４…ウェブ ３９６…タブ ４０２…単一の水平のプラスチック平面 ４１０…孔 ４１４…プラスチックタブ ４１６，４１８…スロット ４２０…ベース ４２４…典型的な試料管 ４５０…マイクロプロセッサ ４５２…アドレスバス ４５４…データバス ４５６…ＥＰＲＯＭ ４５８…バッテリーバックアップＲＡＭ ４６０…システムクロック／カレンダー ４６２…アドレスデコーダー ４６４…チップセレクトバス ４６６…キーボード ４６８…ディスプレイ ４７０…キーボードインタフェース回路 ４７２，４７４…プログラム可能な間隔タイマ ４７６…割込みコントローラー ４７８…ＵＡＲＴ ４８０…ＲＡＭ ４８２…プログラム可能な割り込み制御装置（ＰＩＣ） ４８４…プログラム可能なアレイ論理チップ（ＰＡＬ） ４８６…１２ビットのアナログ対ディジタルコンバータ
ー（Ａ／Ｄ） ４９２，４９４…マルチプレクサ ４９６…２，０００オームの抵抗器 ４９８…＋１５ボルトの調整された電力供給 ５００…ゼンナーダイオード ５０６…較正電圧発生器 ５１２…ＲＭＳ対ＤＣコンバーター回路 ５１６…ステップ−ダウントランス ５３０，５３２，５３４，５３６…光学的に連結された
トライアックドライバー ５３８…制御バス ５４６，５４８…熱的カットアウトスイッチ ５５０…「パーソナリティ」プラグ ５６６…ゼロ交差検出器 ５６８…２ラインバス ５７０…電力トランス ５７２，５７４…調整された電力供給 ５７６…非調整電力供給 ５７８…アナログ増幅器 ５９０…間隔 ５９２…開始時間 ５９４…時間 ６００…出力ライン ６０２，６０４…単安定マルチバイブレータ ６１４…ソレノイドコイル ６１６…電力供給「レール」 ６２０…電流制限抵抗器 ６２４…ソレノイド作動弁 ６３２…タイムアウトワンショット ６５０…ポリプロピレンのキャップ ６５２…プラスチックウェブ ■する。
【００２２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ギルドナー アトウッド アメリカ合衆国，コネチカット 06896, ウエストレッディング，ライムキルン ロ ード 149 (72)発明者 フェントン ウイリアムズ アメリカ合衆国，コネチカット 06804, ブルックフィールド，ストニー ヒル ビ レッジ 72 (72)発明者 ティモシー エム．ウッデンバーグ アメリカ合衆国，コネチカット 06801, ベセル，ノールウッド ドライブ 72 (72)発明者 マーセル マーグリーズ アメリカ合衆国，ニューヨーク 10583, スカーズダル，ファーラガット ロード 27 (72)発明者 ロバート ピー．ラグサ アメリカ合衆国，コネチカット 06470, ニュートン，ウィレイ ランド ３ (72)発明者 リチャード リース アメリカ合衆国，カリフォルニア 94707, バークレイ，アラメダ 1136

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定量の液体試料混合物を収容した少な
    くとも１つの試料管内におけるポリメラーゼ連鎖反応
    の、制御装置付自動遂行装置であって、 ａ）前記少なくとも１つの試料管用の少なくとも１つの
    ウェルを備えた試料ブロック、 ｂ）所定時間に亙る前記試料ブロックの温度の関数とし
    て前記液体試料混合物の温度を決定する手段を備えたコ
    ンピュータ、 ｃ）前記試料ブロックの温度を変化させるために前記コ
    ンピュータによって制御される加熱及び冷却手段、及
    び、 ｄ）前記試料ブロックへ熱的に連結され、前記所定時間
    に亙る該試料ブロックの温度を前記コンピュータへ送る
    ブロック温度センサ、を具備した装置。
  2. 【請求項２】 所定量の液体試料混合物を収容した少な
    くとも１つの試料管内におけるポリメラーゼ連鎖反応
    の、コンピュータ、前記少なくとも１つの試料管用の少
    なくとも１つのウェルを備えた試料ブロック、該試料ブ
    ロックへ熱的に連結されるブロック温度センサ、及び前
    記試料ブロックの温度を変化させるために前記コンピュ
    ータによって制御される加熱及び冷却手段、を備えたコ
    ンピュータ制御式熱循環装置による自動遂行を、コンピ
    ュータ制御するための方法であって、 前記コンピュータは、 ａ）所定の時刻における前記試料ブロックの温度を読む
    ステップ、 ｂ）所定時間に亙る前記試料ブロックの温度の関数とし
    て前記液体試料混合物の温度を決定するステップ、及
    び、 ｃ）前記液体試料混合物の温度の関数として前記加熱及
    び冷却手段を制御するステップ、を含む方法。
  3. 【請求項３】 ポリメラーゼ連鎖反応の自動遂行に適し
    た熱循環装置であって、 ａ）主頂面及び主底面を備えた金属製試料ブロック、 ｂ）前記主頂面に形成される相互に離間した試料ウェル
    群の配列、 ｃ）前記試料ブロックが３５〜１００℃の範囲内の温度
    にあるときに、外熱の供給がない限り少なくとも０．１
    ℃／秒の率で該試料ブロックを一様に冷却するのに充分
    な速度で、該試料ブロックに付与されるバイアス冷却、
    及び、 ｄ）コンピュータに応答して、前記バイアス冷却よりも
    高い割合で前記試料ブロックの温度を一様に昇温できる
    コンピュータ制御可能な加熱手段、を具備し、コンピュ
    ータの制御下で前記試料ウェルの配列を、３５〜１００
    ℃の範囲において±０．５℃の許容誤差で一定温度に維
    持可能な熱循環装置。
  4. 【請求項４】 ポリメラーゼ連鎖反応の迅速自動遂行に
    適した熱循環装置であって、 ａ）主頂面及び主底面を備えた低熱体からなる熱的に均
    質な金属製試料ブロックであって、上面の中心領域に配
    置され、工業規格のマイクロタイタープレートのフォー
    マットに適合する中心間間隔を有した試料ウェル群の８
    ×１２の長方形配列と、該配列を包囲し、かつ前記中心
    領域の熱特性と類似の熱特性を有する保護帯からなる周
    縁領域とを備えた試料ブロック、 ｂ）前記試料ブロックが３５〜１００℃の範囲内の温度
    にあるときに、外熱の供給がない限り少なくとも０．１
    ℃／秒の率で該試料ブロックを一様に冷却するのに充分
    なバイアス冷却速度で、該試料ブロックを常に冷却する
    バイアス冷却装置、 ｃ）複数の反応サイクルを決定する時間及び温度に関し
    たユーザデータを受け取りかつ記憶するコンピュータシ
    ステム、 ｄ）該コンピュータシステムに制御され、前記試料ブロ
    ックを、１００℃から少なくとも４℃／秒、及び４０℃
    から少なくとも２℃／秒の傾斜冷却速度で選択的に冷却
    する傾斜冷却装置、 ｅ）前記コンピュータシステムに制御され、前記試料ブ
    ロックの中心領域用の加熱ゾーンと前記保護帯用の加熱
    ゾーンとを備え、前記試料ブロックを３５〜１００℃の
    範囲内で一定温度に維持するのに必要な熱を供給可能
    で、かつ前記試料ブロックに傾斜加熱を供給可能な多ゾ
    ーン加熱装置、 ｆ）前記試料ブロック上で鉛直に変位可能なプレスカバ
    ー、及び、 ｇ）該カバーを昇降させ、かつ少なくとも３００ｇの抵
    抗力に対抗して該カバーの鉛直位置を保持するカバー変
    位手段、を具備し、前記試料ウェルの配列を、３５〜１
    ００℃の範囲において±０．５℃の許容誤差で一定温度
    に維持可能な熱循環装置。
  5. 【請求項５】 上端で開放する円筒形の上方部分とそこ
    から下方へ延びて閉鎖するテーパ状の下方部分とを備
    え、円形断面を有し、かつ前記上方部分の前記開放端の
    下方位置で前記上方部分から外側へ延びる包囲肩部を備
    えた所定構造のマイクロタイター試料管を９６個まで非
    拘束に保持する２ピース構造のプラスチック製ホルダで
    あって、 ａ）１ピースのトレーは、 ｉ）工業規格のマイクロタイタープレートに適合する８
    ×１２の長方形配列に９６個の穴を備え、これらの穴
    が、前記試料管の前記上方部分の外径よりわずかに大き
    くかつ前記肩部の外径より小さい径を有する平坦かつ水
    平なプレート部分と、 ii) 該プレート部分を完全に包囲し、前記穴の１つに置
    かれた試料管の高さよりも高い位置まで上方へ延びる第
    １のトレー直立側壁と、 iii) 前記プレート部分を包囲し、前記穴の１つに置か
    れた試料管の上方部分のほぼ底部まで下方へ延びる第２
    のトレー直立側壁とを具備し、 ｂ）前記トレー内に置かれた全ての試料管に亙って前記
    トレーの内部に着脱自在に係合する１ピースのリテーナ
    は、 ｉ）工業規格のマイクロタイタープレートに適合する８
    ×１２の長方形配列に９６個の穴を備え、これらの穴
    が、前記試料管の前記上方部分の外径より僅かに大きく
    かつ前記肩部の外径より小さい径を有する平坦かつ水平
    なリテーナプレート部分と、 ii) 該リテーナプレート部分を包囲して該リテーナプレ
    ート部分から上方へ延びるリテーナ直立側壁とを具備
    し、 前記リテーナが前記トレーの内部に係合するとき、前記
    リテーナプレート部分は、前記トレー内に置かれた試料
    管の肩部の僅かに上方に位置し、前記第１のトレー直立
    側壁は前記リテーナ直立側壁とほぼ同一高さにあり、そ
    れにより前記トレー内に置かれた試料管は、鉛直方向及
    び横方向のいずれにも非拘束に保持されるホルダ。
  6. 【請求項６】 それぞれに内表面を有する相互に離間し
    た試料ウェル群の配列を備える金属製試料ブロックを具
    備し、前記試料ウェル群が、上端縁を有するマイクロタ
    イタープレート内に配置されかつそれぞれに試料混合物
    を収容する１つ以上の有蓋試料管を備え、前記マイクロ
    タイタープレートが前記試料ブロック上に設置される、
    ポリメラーゼ連鎖反応の遂行に適した熱循環装置内で、
    前記有蓋試料管を包囲するカバーであって、 平坦かつ水平な矩形部分、該矩形部分の周縁部に沿って
    下方へ突出するスカート部分、及び前記矩形部分の少な
    くとも下面を加熱する装置を具備し、 前記試料管の蓋の頂部が、前記カバーに加わる熱及び下
    向きの力によって変形するとき、前記試料管に接触し、
    かつ前記試料ブロック上の前記マイクロタイタープレー
    ト及び試料管を包囲するように寸法決めされたカバー。
  7. 【請求項７】 試料混合物を収容する少なくとも１つの
    プラスチック製有蓋試料管を配置する試料ウェルを備え
    た、ポリメラーゼ連鎖反応の遂行に適した熱循環装置に
    おいて、 前記少なくとも１つの試料管と前記との間に密な接触を
    与える被熱カバーを具備した装置。
  8. 【請求項８】 略円錐形の第１壁部と略円筒形の第２壁
    部とを具備し、前記第１壁部はその外面の略全体に亙り
    熱交換器の対応形状部分に接触するよう構成され、かつ
    前記第１壁部は前記第２壁部よりも実質的に薄い壁断面
    を有する使い捨て反応容器。
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Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228756A (ja) * 1994-11-11 1996-09-10 Boehringer Mannheim Gmbh サンプル液をインキュベートするためのシステム
JPH08334482A (ja) * 1995-06-09 1996-12-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 温度制限回路
JP2000024492A (ja) * 1998-06-10 2000-01-25 Mettler Toledo Gmbh 反応アセンブリ及びそれら反応アセンブリの群列
JP2001136954A (ja) * 1999-08-31 2001-05-22 Toshiba Corp 核酸処理器及び核酸処理方法
JP2001521379A (ja) * 1997-03-28 2001-11-06 ザ パーキン−エルマー コーポレーション Ｐｃｒのための熱サイクラの改良
JP2002528108A (ja) * 1998-10-29 2002-09-03 ハンス−ノウル−インスティチュウト フュル ナトゥルストフ−フォルスチャング エー．ファウ 熱通過阻止熱サイクル用超薄マルチウェルプレート
JP2002542445A (ja) * 1999-04-08 2002-12-10 アナリティック イエナ アーゲー 急速加熱ブロックヒートサイクラー
JP2003505663A (ja) * 1999-07-30 2003-02-12 バイオ−ラッド ラボラトリーズ，インコーポレイティド 多数の容器を有する反応装置のための温度制御
JP2003508217A (ja) * 1999-09-08 2003-03-04 マイクロニック ビー．ブイ． 反応管閉塞用シーリングマット
JP2005519381A (ja) * 2002-03-06 2005-06-30 サムスン　エレクトロニクス　カンパニー　リミテッド 重合酵素連鎖反応（ｐｃｒ）チップを駆動するための温度制御方法及びその装置
JP2005304445A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Canon Inc Ｐｃｒ増幅反応装置、ならびに、該装置を利用するｐｃｒ増幅反応方法
US6988546B1 (en) 1999-11-26 2006-01-24 Eyela-Chino Inc. Sample temperature regulator
JP2006058312A (ja) * 2005-10-03 2006-03-02 Hitachi Ltd キャピラリアレイを用いた電気泳動装置及びそれに用いられるサンプルプレートアセンブリ
US7169355B1 (en) 2000-02-02 2007-01-30 Applera Corporation Apparatus and method for ejecting sample well trays
USRE39566E1 (en) 1999-09-29 2007-04-17 Applera Corporation Thermocycler and lifting element
JP2007175003A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP2007175002A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP2007175004A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP2008017842A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却を監視する温度センサー素子
JP2008017843A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却のための機器
JP2008035859A (ja) * 2006-07-14 2008-02-21 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却のための機器
JP2009005711A (ja) * 2002-07-23 2009-01-15 Applera Corp 加熱プラテンアセンブリのためのスリップカバー
JP2009254260A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Sony Corp 反応処理装置
US7645070B2 (en) 1997-03-28 2010-01-12 Applied Biosystems, Llc Thermal cycler for PCR
JP2010535469A (ja) * 2007-08-03 2010-11-25 エニグマ ディアグノスティックス リミテッド 電導性層および内側非金属層を含む反応容器
JP4863146B2 (ja) * 2006-06-29 2012-01-25 バイオ−ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッド 温度変化に迅速に応答する低質量試料ブロック
WO2012063736A1 (ja) * 2010-11-10 2012-05-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 遺伝子検査方法及び検査装置
JP2012516454A (ja) * 2009-01-30 2012-07-19 ジェン−プローブ・インコーポレーテッド 信号を検出し、信号伝送要素に熱エネルギーを加えるためのシステム及び方法
JP2013520643A (ja) * 2010-02-22 2013-06-06 フォーティテュード リミテッド マルチウェル・ストリップ
JP2013537968A (ja) * 2010-08-31 2013-10-07 キヤノン ユー．エス． ライフ サイエンシズ， インコーポレイテッド 熱較正
JP2013544491A (ja) * 2010-08-31 2013-12-19 キヤノン ユー．エス． ライフ サイエンシズ， インコーポレイテッド 熱センサ用コンパウンドキャリブレータ
JP2014501520A (ja) * 2010-12-08 2014-01-23 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 生物学的適用のための制御系および方法
JP2014100145A (ja) * 2013-12-18 2014-06-05 Koninklijke Philips Nv サーモサイクルデバイス
JP2014147296A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp 核酸検査装置
WO2018150648A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 株式会社日立製作所 温度調節装置および核酸増幅装置
WO2018216451A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 栄研化学株式会社 試薬カートリッジ
JP2019164150A (ja) * 2013-03-14 2019-09-26 ジェン−プローブ・インコーポレーテッド 自動化された試薬ベースの分析を行うためのシステム、方法、および装置
JP2022501180A (ja) * 2018-09-21 2022-01-06 エッペンドルフ アクチェンゲゼルシャフト サーマルサイクラーを制御する方法、及びサーマルサイクラー
JP2022530178A (ja) * 2019-01-17 2022-06-28 エルジー・ケム・リミテッド 遺伝子増幅モジュール

Families Citing this family (542)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5935522A (en) * 1990-06-04 1999-08-10 University Of Utah Research Foundation On-line DNA analysis system with rapid thermal cycling
US6787338B2 (en) 1990-06-04 2004-09-07 The University Of Utah Method for rapid thermal cycling of biological samples
US5455175A (en) * 1990-06-04 1995-10-03 University Of Utah Research Foundation Rapid thermal cycling device
US7273749B1 (en) 1990-06-04 2007-09-25 University Of Utah Research Foundation Container for carrying out and monitoring biological processes
US7081226B1 (en) 1996-06-04 2006-07-25 University Of Utah Research Foundation System and method for fluorescence monitoring
US6703236B2 (en) * 1990-11-29 2004-03-09 Applera Corporation Thermal cycler for automatic performance of the polymerase chain reaction with close temperature control
US5282543A (en) * 1990-11-29 1994-02-01 The Perkin Elmer Corporation Cover for array of reaction tubes
US5994056A (en) 1991-05-02 1999-11-30 Roche Molecular Systems, Inc. Homogeneous methods for nucleic acid amplification and detection
WO1992020778A1 (en) * 1991-05-24 1992-11-26 Kindconi Pty Limited Biochemical reaction control
US6180061B1 (en) 1992-05-11 2001-01-30 Cytologix Corporation Moving platform slide stainer with heating elements
US20040191128A1 (en) * 1992-05-11 2004-09-30 Cytologix Corporation Slide stainer with heating
US5947167A (en) * 1992-05-11 1999-09-07 Cytologix Corporation Dispensing assembly with interchangeable cartridge pumps
US5767259A (en) * 1994-12-27 1998-06-16 Naxcor Oligonucleotides containing base-free linking groups with photoactivatable side chains
US6495676B1 (en) 1993-04-13 2002-12-17 Naxcor Nucleic acid sequence detection employing probes comprising non-nucleosidic coumarin derivatives as polynucleotide-crosslinking agents
US6277570B1 (en) 1993-04-13 2001-08-21 Naxcor Nucleic acid sequence detection employing probes comprising non-nucleosidic coumarin derivatives as polynucleotide-crosslinking agents
CA2130517C (en) * 1993-09-10 1999-10-05 Walter Fassbind Array of reaction containers for an apparatus for automatic performance of temperature cycles
CA2130013C (en) * 1993-09-10 1999-03-30 Rolf Moser Apparatus for automatic performance of temperature cycles
EP1245286B1 (en) * 1993-10-22 2009-11-25 Abbott Laboratories Reaction tube and method of use to minimize contamination
DE4409436A1 (de) * 1994-03-19 1995-09-21 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur Bearbeitung von Nukleinsäuren
DE4412286A1 (de) * 1994-04-09 1995-10-12 Boehringer Mannheim Gmbh System zur kontaminationsfreien Bearbeitung von Reaktionsabläufen
JP2909216B2 (ja) * 1994-04-29 1999-06-23 パーキン‐エルマー コーポレイション 核酸増幅生成物のリアルタイム検出装置
US5456360A (en) * 1994-09-30 1995-10-10 The Perkin-Elmer Corporation Holder assembly for reaction tubes
US5683659A (en) * 1995-02-22 1997-11-04 Hovatter; Kenneth R. Integral assembly of microcentrifuge strip tubes and strip caps
US5780222A (en) * 1995-04-10 1998-07-14 Alpha Therapeutic Corporation Method of PCR testing of pooled blood samples
DE19519015C1 (de) * 1995-05-24 1996-09-05 Inst Physikalische Hochtech Ev Miniaturisierter Mehrkammer-Thermocycler
US5604130A (en) * 1995-05-31 1997-02-18 Chiron Corporation Releasable multiwell plate cover
US5830657A (en) * 1996-05-01 1998-11-03 Visible Genetics Inc. Method for single-tube sequencing of nucleic acid polymers
US6063633A (en) * 1996-02-28 2000-05-16 The University Of Houston Catalyst testing process and apparatus
CA2257109C (en) 1996-06-04 2009-10-06 University Of Utah Research Foundation Monitoring hybridization during pcr
US5802856A (en) * 1996-07-31 1998-09-08 Stanford University Multizone bake/chill thermal cycling module
JPH10134941A (ja) * 1996-10-29 1998-05-22 Ngk Insulators Ltd セラミックヒーター
US5882903A (en) * 1996-11-01 1999-03-16 Sarnoff Corporation Assay system and method for conducting assays
DE29623597U1 (de) * 1996-11-08 1999-01-07 Eppendorf - Netheler - Hinz Gmbh, 22339 Hamburg Temperierblock mit Temperiereinrichtungen
DE19655141C5 (de) * 1996-11-08 2013-12-05 Eppendorf Ag Gradienten-Temperierblock für Laborthermostaten
US5790437A (en) * 1996-11-26 1998-08-04 Watlow Electric Manufacturing Company Graphical interface for programming ramping controllers
US5779984A (en) * 1996-12-04 1998-07-14 Rainin Intstrumental Co., Inc. Pipette tip rack and refill pack containing large maximized volume freely nestable pipette tips
US5859699A (en) * 1997-02-07 1999-01-12 Arcturus Engineering, Inc. Laser capture microdissection analysis vessel
US6074868A (en) * 1997-03-03 2000-06-13 Regents Of The University Of Minnesota Alumina plate method and device for controlling temperature
US6126904A (en) * 1997-03-07 2000-10-03 Argonaut Technologies, Inc. Apparatus and methods for the preparation of chemical compounds
EP0983364B1 (en) 1997-03-12 2002-06-12 PE Corporation (NY) Dna polymerases having improved labeled nucleotide incorporation properties
EP1127619B1 (en) * 1997-03-28 2003-10-08 PE Corporation (NY) Assembly for thermal cycler for PCR
EP1386666B1 (en) * 1997-03-28 2012-11-14 Life Technologies Corporation Improvements in thermal cycler for pcr
US6143496A (en) 1997-04-17 2000-11-07 Cytonix Corporation Method of sampling, amplifying and quantifying segment of nucleic acid, polymerase chain reaction assembly having nanoliter-sized sample chambers, and method of filling assembly
ATE270151T1 (de) * 1997-08-08 2004-07-15 Aventis Pharma Gmbh Pipettierroboter mit temperiervorrichtung
DE29714206U1 (de) * 1997-08-08 1997-12-11 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH, 65929 Frankfurt Pipettierroboter mit verbesserter Temperiervorrichtung
US6132684A (en) * 1997-10-31 2000-10-17 Becton Dickinson And Company Sample tube holder
US6893877B2 (en) 1998-01-12 2005-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Methods for screening substances in a microwell array
CN1528880A (zh) * 1998-02-10 2004-09-15 东洋钢钣株式会社 用于制备固定化dna文库的装置，基因扩增的装置，温度控制方法以及系统比较基因的方法
US6183693B1 (en) * 1998-02-27 2001-02-06 Cytologix Corporation Random access slide stainer with independent slide heating regulation
US6096271A (en) * 1998-02-27 2000-08-01 Cytologix Corporation Random access slide stainer with liquid waste segregation
US6582962B1 (en) 1998-02-27 2003-06-24 Ventana Medical Systems, Inc. Automated molecular pathology apparatus having independent slide heaters
DE69942975D1 (de) 1998-02-27 2011-01-05 Ventana Med Syst Inc Automatisierter molekularer pathologieapparat mit unabhängigen objektträgerwärmern
US6369893B1 (en) 1998-05-19 2002-04-09 Cepheid Multi-channel optical detection system
US7188001B2 (en) * 1998-03-23 2007-03-06 Cepheid System and method for temperature control
ES2229465T3 (es) * 1998-05-04 2005-04-16 F. Hoffmann-La Roche Ag Tremo-variador que tiene una tapa que se coloca automaticamente en posicion.
US7498164B2 (en) 1998-05-16 2009-03-03 Applied Biosystems, Llc Instrument for monitoring nucleic acid sequence amplification reaction
CA2328609A1 (en) 1998-05-16 1999-11-25 Pe Corporation (Ny) Instrument for monitoring polymerase chain reaction of dna
US6818437B1 (en) 1998-05-16 2004-11-16 Applera Corporation Instrument for monitoring polymerase chain reaction of DNA
US6149882A (en) 1998-06-09 2000-11-21 Symyx Technologies, Inc. Parallel fixed bed reactor and fluid contacting apparatus
US7115231B1 (en) 1998-06-09 2006-10-03 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor with knife-edge seal
US6780617B2 (en) 2000-12-29 2004-08-24 Chen & Chen, Llc Sample processing device and method
USD420743S (en) 1998-06-24 2000-02-15 Advanced Biotechnologies Limited Multi-well plate
US7799521B2 (en) * 1998-06-24 2010-09-21 Chen & Chen, Llc Thermal cycling
AU4957699A (en) * 1998-06-24 2000-01-10 Chen & Chen, Llc Fluid sample testing system
US6759014B2 (en) * 2001-01-26 2004-07-06 Symyx Technologies, Inc. Apparatus and methods for parallel processing of multiple reaction mixtures
US6455316B1 (en) 1998-08-13 2002-09-24 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor with internal sensing and method of using same
US6913934B2 (en) * 1998-08-13 2005-07-05 Symyx Technologies, Inc. Apparatus and methods for parallel processing of multiple reaction mixtures
US6306658B1 (en) 1998-08-13 2001-10-23 Symyx Technologies Parallel reactor with internal sensing
US6864092B1 (en) 1998-08-13 2005-03-08 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor with internal sensing and method of using same
US6528026B2 (en) * 1998-08-13 2003-03-04 Symyx Technologies, Inc. Multi-temperature modular reactor and method of using same
US6548026B1 (en) 1998-08-13 2003-04-15 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor with internal sensing and method of using same
US6413780B1 (en) 1998-10-14 2002-07-02 Abbott Laboratories Structure and method for performing a determination of an item of interest in a sample
US6159368A (en) * 1998-10-29 2000-12-12 The Perkin-Elmer Corporation Multi-well microfiltration apparatus
US6906292B2 (en) * 1998-10-29 2005-06-14 Applera Corporation Sample tray heater module
US6896849B2 (en) * 1998-10-29 2005-05-24 Applera Corporation Manually-operable multi-well microfiltration apparatus and method
US20040214315A1 (en) * 1998-10-29 2004-10-28 Analytik Jena Ag Ultrathin-walled multi-well plate for heat block thermocycling
US6193064B1 (en) * 1998-11-04 2001-02-27 J. G. Finneran Associates, Inc. Multi-tier vial plate
SG81941A1 (en) * 1998-11-12 2001-07-24 Univ Singapore Device and method of concentration of samples by microcrystallization
US6372484B1 (en) 1999-01-25 2002-04-16 E.I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for integrated polymerase chain reaction and capillary electrophoresis
CA2261326A1 (en) * 1999-02-09 2000-08-09 Jean-Pascal Viola Laboratory cap and well for hanging-drop crystallization methods
US6171850B1 (en) 1999-03-08 2001-01-09 Caliper Technologies Corp. Integrated devices and systems for performing temperature controlled reactions and analyses
CN1348396A (zh) 1999-03-19 2002-05-08 金克克国际有限公司 用于高效筛选的多通孔测试板
US7410793B2 (en) * 1999-05-17 2008-08-12 Applera Corporation Optical instrument including excitation source
US20050279949A1 (en) * 1999-05-17 2005-12-22 Applera Corporation Temperature control for light-emitting diode stabilization
US7387891B2 (en) * 1999-05-17 2008-06-17 Applera Corporation Optical instrument including excitation source
US7423750B2 (en) * 2001-11-29 2008-09-09 Applera Corporation Configurations, systems, and methods for optical scanning with at least one first relative angular motion and at least one second angular motion or at least one linear motion
WO2000072969A1 (en) 1999-05-27 2000-12-07 The Perkin-Elmer Corporation Apparatus and method for the precise location of reaction plates
US6472186B1 (en) 1999-06-24 2002-10-29 Andre Quintanar High speed process and apparatus for amplifying DNA
IL147227A0 (en) * 1999-07-02 2002-08-14 Clondiag Chip Tech Gmbh Microchip matrix device for duplicating and characterizing nucleic acids
US6529796B1 (en) * 1999-07-21 2003-03-04 Caco Pacific Corporation Closed loop interactive controller
US6340589B1 (en) 1999-07-23 2002-01-22 Mj Research, Inc. Thin-well microplate and methods of making same
AU2003200514B2 (en) * 1999-07-30 2004-05-06 Bio-Rad Laboratories, Inc. Temperature control for multi-vessel reaction apparatus
US6657169B2 (en) * 1999-07-30 2003-12-02 Stratagene Apparatus for thermally cycling samples of biological material with substantial temperature uniformity
EP1464401B1 (en) * 1999-07-30 2006-09-13 Bio-Rad Laboratories, Inc. Temperature control for multi-vessel reaction apparatus
US6633785B1 (en) 1999-08-31 2003-10-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Thermal cycler and DNA amplifier method
DE19943187B4 (de) * 1999-09-09 2006-05-04 Kendro Laboratory Products Gmbh Verfahren zur Behandlung von Probenmaterial in einem Probengefäß sowie Vorrichtung
DE19946427C2 (de) * 1999-09-28 2002-07-04 Lange Gmbh Dr Bruno Verfahren und Vorrichtung zum definierten gleichzeitigen Wärmebehandeln von mehreren Probenbehältern
DE29917313U1 (de) 1999-10-01 2001-02-15 MWG-BIOTECH AG, 85560 Ebersberg Vorrichtung zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen
KR20020068516A (ko) * 1999-10-07 2002-08-27 메쿠르 템퍼러처 컨트롤, 엘엘씨 실험실용 샘플 온도를 제어하기 위한 시스템 및 그시스템에 사용하기 위한 열 트레이
US6403931B1 (en) 1999-10-07 2002-06-11 Ventana Medical Systems, Inc. Slide heater calibrator and temperature converter apparatus and method
US6300124B1 (en) 1999-11-02 2001-10-09 Regents Of The University Of Minnesota Device and method to directly control the temperature of microscope slides
US7033840B1 (en) 1999-11-09 2006-04-25 Sri International Reaction calorimeter and differential scanning calorimeter for the high-throughput synthesis, screening and characterization of combinatorial libraries
AU1591301A (en) * 1999-11-09 2001-06-06 Sri International Workstation, apparatus, and methods for the high-throughput synthesis, screeningand characterization of combinatorial libraries
EP1921440A3 (en) 1999-11-12 2008-06-04 E.I. Dupont De Nemours And Company Fluorometer with low heat-generating light source
US6852986B1 (en) * 1999-11-12 2005-02-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorometer with low heat-generating light source
JP4846152B2 (ja) 1999-11-12 2011-12-28 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 低発熱光源を有する蛍光測定器
DE10002920A1 (de) * 2000-01-19 2001-07-26 Epigenomics Ag Kontaktierungsvorrichtung
US20020151040A1 (en) 2000-02-18 2002-10-17 Matthew O' Keefe Apparatus and methods for parallel processing of microvolume liquid reactions
AU2001238606A1 (en) 2000-02-18 2001-08-27 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and methods for parallel processing of micro-volume liquid reactions
WO2001081619A2 (de) * 2000-04-22 2001-11-01 Borros Arneth Konduktivitäts-pcr (leitfähigkeits-pcr)
US6994827B2 (en) * 2000-06-03 2006-02-07 Symyx Technologies, Inc. Parallel semicontinuous or continuous reactors
DE10066431B4 (de) * 2000-06-08 2013-10-24 Eppendorf Ag Mikrotiterplatte
US7347977B2 (en) 2000-06-08 2008-03-25 Eppendorf Ag Microtitration plate
DE10028536B4 (de) * 2000-06-08 2004-08-19 Eppendorf Ag Mikrotiterplatte
DE10066211B4 (de) * 2000-06-08 2008-06-26 Eppendorf Ag Mikrotiterplatte
US6720187B2 (en) 2000-06-28 2004-04-13 3M Innovative Properties Company Multi-format sample processing devices
US6734401B2 (en) 2000-06-28 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Enhanced sample processing devices, systems and methods
ES2449445T3 (es) * 2000-06-28 2014-03-19 3M Innovative Properties Co. Dispositivos, sistemas y métodos mejorados para el tratamiento de muestras
AU2000270385A1 (en) * 2000-08-22 2002-03-04 Bionex, Inc. Thermal cycler
US7025120B2 (en) * 2000-09-05 2006-04-11 Oldenburg Kevin R Rapid thermal cycling device
US6640891B1 (en) 2000-09-05 2003-11-04 Kevin R. Oldenburg Rapid thermal cycling device
DE10046224A1 (de) * 2000-09-19 2002-03-28 Merck Patent Gmbh Inkubationsvorrichtung
US7727479B2 (en) 2000-09-29 2010-06-01 Applied Biosystems, Llc Device for the carrying out of chemical or biological reactions
US6660232B1 (en) * 2000-09-29 2003-12-09 Promega Corporation Multi-well assay plate and plate holder and method of assembling the same
WO2002047821A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-20 3-Dimensional Pharmaceuticals, Inc. Microtiter plate with integral heater
JP4201596B2 (ja) * 2000-12-18 2008-12-24 プロテダイン・コーポレーション 自動化ラボラトリシステム及び方法
US8898021B2 (en) * 2001-02-02 2014-11-25 Mark W. Perlin Method and system for DNA mixture analysis
US20020165675A1 (en) * 2001-03-03 2002-11-07 Golovlev Valeri V. Method and microelectronic device for multi-site molecule detection
US7266085B2 (en) * 2001-03-21 2007-09-04 Stine John A Access and routing protocol for ad hoc network using synchronous collision resolution and node state dissemination
US8895311B1 (en) 2001-03-28 2014-11-25 Handylab, Inc. Methods and systems for control of general purpose microfluidic devices
US7829025B2 (en) 2001-03-28 2010-11-09 Venture Lending & Leasing Iv, Inc. Systems and methods for thermal actuation of microfluidic devices
US6692708B2 (en) * 2001-04-05 2004-02-17 Symyx Technologies, Inc. Parallel reactor for sampling and conducting in situ flow-through reactions and a method of using same
US7440684B2 (en) * 2001-04-12 2008-10-21 Spaid Michael A Method and apparatus for improved temperature control in microfluidic devices
GB0110449D0 (en) * 2001-04-28 2001-06-20 Genevac Ltd Improvements in and relating to the heating of microtitre well plates in centrifugal evaporators
GB0110501D0 (en) 2001-04-30 2001-06-20 Secr Defence Brit Amplification process
GB0111275D0 (en) 2001-05-09 2001-06-27 Secr Defence Analytical method and kit
CA2348042A1 (en) 2001-06-04 2002-12-04 Ann Huletsky Sequences for detection and identification of methicillin-resistant staphylococcus aureus
US6825927B2 (en) * 2001-06-15 2004-11-30 Mj Research, Inc. Controller for a fluorometer
US6838052B2 (en) * 2001-06-29 2005-01-04 Symyx Technologies, Inc. In-situ injection and materials screening device
US6514750B2 (en) * 2001-07-03 2003-02-04 Pe Corporation (Ny) PCR sample handling device
US20040166569A1 (en) * 2001-07-13 2004-08-26 Andre Marziali Thermal cycling methods and apparatus
EP1409138B1 (en) * 2001-07-20 2010-09-01 Gen-Probe Incorporated Patent Dept Sample carrier and drip shield for use therewith
GB0121827D0 (en) * 2001-09-10 2001-10-31 Bjs Company Ltd Zone heating of specimen carriers
EP1427531B1 (en) 2001-09-11 2016-10-19 Iquum, Inc. Sample vessels
US20050042629A1 (en) 2002-09-13 2005-02-24 Applera Corporation Thermus scotoductus nucleic acid polymerases
JP2005502891A (ja) * 2001-09-20 2005-01-27 ３−ディメンショナル ファーマシューティカルズ， インコーポレイテッド 伝導性マイクロタイタープレート
US7459302B2 (en) 2001-10-02 2008-12-02 Stratagene California Side-wall heater for thermocycler device
US7363168B2 (en) * 2001-10-02 2008-04-22 Stratagene California Adaptive baseline algorithm for quantitative PCR
US20030072685A1 (en) * 2001-10-11 2003-04-17 Goldman Jeffrey A. Heat conducting sample block
US20080124717A1 (en) * 2001-10-12 2008-05-29 Scott Manalis Method and apparatus for label-free electronic real-time double-stranded nucleic acid detection
US6765490B2 (en) 2001-10-23 2004-07-20 Steven W. Lopez System and methods for detecting harmful agents within contents of mail
US7635588B2 (en) * 2001-11-29 2009-12-22 Applied Biosystems, Llc Apparatus and method for differentiating multiple fluorescence signals by excitation wavelength
AU2002346498A1 (en) 2001-11-30 2003-06-17 Applera Corporation Thermus brockianus nucleic acid polymerases
US6889468B2 (en) 2001-12-28 2005-05-10 3M Innovative Properties Company Modular systems and methods for using sample processing devices
US7373968B2 (en) * 2002-01-08 2008-05-20 Kevin R. Oldenburg Method and apparatus for manipulating an organic liquid sample
US7614444B2 (en) 2002-01-08 2009-11-10 Oldenburg Kevin R Rapid thermal cycling device
US20030147779A1 (en) * 2002-01-16 2003-08-07 Arezou Azarani Low volume micro-plate and volume-limiting plugs
US7228237B2 (en) 2002-02-07 2007-06-05 Applera Corporation Automatic threshold setting and baseline determination for real-time PCR
US6818420B2 (en) 2002-02-27 2004-11-16 Biosource International, Inc. Methods of using FET labeled oligonucleotides that include a 3′-5′ exonuclease resistant quencher domain and compositions for practicing the same
US20050266455A1 (en) * 2002-03-02 2005-12-01 Sci Tec, Inc. Method and microelectronic device for multi-site molecule detection
US20040241723A1 (en) * 2002-03-18 2004-12-02 Marquess Foley Leigh Shaw Systems and methods for improving protein and milk production of dairy herds
DE10243209A1 (de) * 2002-03-22 2003-10-02 Endress & Hauser Wetzer Gmbh Vorrichtung zur Kühlung eines Probennehmers
US11249095B2 (en) 2002-04-15 2022-02-15 Ventana Medical Systems, Inc. Automated high volume slide processing system
US7468161B2 (en) 2002-04-15 2008-12-23 Ventana Medical Systems, Inc. Automated high volume slide processing system
DK1494808T3 (da) 2002-04-15 2013-09-23 Ventana Med Syst Inc Automatiseret objektglasfarvningssystem med høj kapacitet
US20030211595A1 (en) * 2002-05-13 2003-11-13 Lee Tzong Hae Rack for handling polymerase chain reaction tubes
AU2003245302A1 (en) 2002-05-17 2003-12-02 Applera Corporation Apparatus and method for differentiating multiple fluorescence signals by excitation wavelength
DE60316938T2 (de) 2002-05-17 2008-07-17 Gen-Probe Inc., San Diego Probenträger mit lösbarer sperreinrichtung
DE60307825T2 (de) * 2002-05-17 2007-03-01 Gen-Probe Inc., San Diego Probenträger mit feststelleinrichtung und zugehörige tropfschirmvorrichtung
WO2004018704A2 (en) * 2002-05-20 2004-03-04 Northrop Grumman Corporation Point source biological agent detection system
US20030219890A1 (en) * 2002-05-21 2003-11-27 Gordon Gary B. Probe array bio-analysis by centrifuging shallow reaction cell
JP2005529626A (ja) * 2002-06-20 2005-10-06 センション，インコーポレイテッド ポリヌクレオチドの検出および定量装置
US7083974B2 (en) * 2002-07-12 2006-08-01 Applera Corporation Rotatable sample disk and method of loading a sample disk
DE10232202B4 (de) * 2002-07-16 2005-08-25 H+P Labortechnik Ag Probenbehandlungsstation
US7452712B2 (en) 2002-07-30 2008-11-18 Applied Biosystems Inc. Sample block apparatus and method of maintaining a microcard on a sample block
US8277753B2 (en) 2002-08-23 2012-10-02 Life Technologies Corporation Microfluidic transfer pin
US20040043494A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Amorese Douglas A. Apparatus for studying arrays
WO2005058501A1 (en) * 2002-09-09 2005-06-30 Bjs Company Ltd Heating samples in specimen carriers
US20040053318A1 (en) * 2002-09-17 2004-03-18 Mcwilliams Diana R. Preservation of RNA and reverse transcriptase during automated liquid handling
US6730883B2 (en) 2002-10-02 2004-05-04 Stratagene Flexible heating cover assembly for thermal cycling of samples of biological material
AU2003287568A1 (en) * 2002-11-08 2004-06-03 Irm, Llc Systems and methods of sorting samples
BR0316078A (pt) * 2002-11-08 2005-09-27 Pharmacia Corp Métodos automáticos de isolamento e quantificação de ácido nucléico de alta passagem
US6905076B2 (en) * 2002-11-15 2005-06-14 Advanced Research And Technology Institute, Inc. High temperature incubation system and method for small volumes
GB0226863D0 (en) * 2002-11-19 2002-12-24 Biogene Ltd Improvements in and relating to reaction vessels and reaction apparatus for use with such vessels
GB0229410D0 (en) * 2002-12-17 2003-01-22 Molecular Sensing Plc Sample vessel
AU2003302264A1 (en) * 2002-12-20 2004-09-09 Biotrove, Inc. Assay apparatus and method using microfluidic arrays
US20060094108A1 (en) * 2002-12-20 2006-05-04 Karl Yoder Thermal cycler for microfluidic array assays
US8676383B2 (en) 2002-12-23 2014-03-18 Applied Biosystems, Llc Device for carrying out chemical or biological reactions
US20070184548A1 (en) * 2002-12-23 2007-08-09 Lim Hi Tan Device for carrying out chemical or biological reactions
US8641987B2 (en) 2003-01-24 2014-02-04 Applied Biosystems, Llc Sample chamber array and method for processing a biological sample
EP1603674B1 (en) 2003-02-05 2016-01-06 Iquum, Inc. Sample processing
US20050153303A1 (en) * 2003-02-12 2005-07-14 Agroterra Biotech Inc. Method of mutagenic chain reaction
US7332348B2 (en) * 2003-02-28 2008-02-19 Applera Corporation Sample substrate having a divided sample chamber and method of loading thereof
CN100439515C (zh) * 2003-03-03 2008-12-03 清华大学 一种核酸分析芯片实验室系统与应用
US7041481B2 (en) 2003-03-14 2006-05-09 The Regents Of The University Of California Chemical amplification based on fluid partitioning
EP1606419A1 (en) 2003-03-18 2005-12-21 Quantum Genetics Ireland Limited Systems and methods for improving protein and milk production of dairy herds
US7148043B2 (en) 2003-05-08 2006-12-12 Bio-Rad Laboratories, Inc. Systems and methods for fluorescence detection with a movable detection module
CN1280428C (zh) * 2003-05-19 2006-10-18 清华大学 一种基于微小颗粒的生物芯片系统及其应用
US20040258563A1 (en) 2003-06-23 2004-12-23 Applera Corporation Caps for sample wells and microcards for biological materials
WO2005011867A2 (en) 2003-07-31 2005-02-10 Handylab, Inc. Processing particle-containing samples
DE10341874A1 (de) * 2003-09-05 2005-03-31 Congen Biotechnologie Gmbh Verfahren zur Validierung von Thermocyclern
US20050053950A1 (en) * 2003-09-08 2005-03-10 Enrique Zudaire Ubani Protocol and software for multiplex real-time PCR quantification based on the different melting temperatures of amplicons
US7233393B2 (en) 2004-08-05 2007-06-19 Applera Corporation Signal noise reduction for imaging in biological analysis
US20050280811A1 (en) * 2003-09-19 2005-12-22 Donald Sandell Grooved high density plate
US20050087616A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-28 Attridge Russell G. Thermal balance temperature control system
US7122799B2 (en) * 2003-12-18 2006-10-17 Palo Alto Research Center Incorporated LED or laser enabled real-time PCR system and spectrophotometer
CN101676034B (zh) * 2003-12-25 2012-05-09 爱科来株式会社 收容物的升温方法和分析装置
US20050202484A1 (en) 2004-02-19 2005-09-15 The Governors Of The University Of Alberta Leptin promoter polymorphisms and uses thereof
JP2007529015A (ja) 2004-03-12 2007-10-18 バイオトローブ， インコーポレイテッド ナノリットルのアレイローディング
GB0406015D0 (en) * 2004-03-17 2004-04-21 Dynal Biotech Asa Improvements in magnetic polymer particles
US20080118955A1 (en) * 2004-04-28 2008-05-22 International Business Machines Corporation Method for precise temperature cycling in chemical / biochemical processes
US20050244933A1 (en) * 2004-04-28 2005-11-03 International Business Machines Corporation Method and apparatus for precise temperature cycling in chemical/biochemical processes
US8852862B2 (en) 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
DE102004024350A1 (de) * 2004-05-17 2005-12-15 H+P Labortechnik Ag Reaktionsgefäß sowie dessen Herstellung und Verwendung
US7659109B2 (en) * 2004-05-17 2010-02-09 Applied Biosystems, Llc Pasting edge heater
EP1758981A4 (en) 2004-05-28 2013-01-16 Wafergen Inc APPARATUS AND METHODS FOR PERFORMING MULTIPLEX ANALYZES
US20050282270A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Applera Corporation System for thermally cycling biological samples with heated lid and pneumatic actuator
EP1618954A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-25 Corus Staal BV Steel sample tube
US20060024204A1 (en) * 2004-08-02 2006-02-02 Oldenburg Kevin R Well plate sealing apparatus and method
DE102004037341C5 (de) * 2004-08-02 2008-06-19 Dionex Softron Gmbh Vorrichtung zum gekühlten Aufbewahren und Abgeben von Proben für eine integrierte Flüssigkeits-Kühleinheit
US20060105453A1 (en) * 2004-09-09 2006-05-18 Brenan Colin J Coating process for microfluidic sample arrays
US12070731B2 (en) 2004-08-04 2024-08-27 Life Technologies Corporation Methods and systems for aligning dispensing arrays with microfluidic sample arrays
US7968287B2 (en) 2004-10-08 2011-06-28 Medical Research Council Harvard University In vitro evolution in microfluidic systems
EP1810107B1 (en) * 2004-11-02 2009-07-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Temperature control system and method
US7799283B2 (en) * 2004-11-12 2010-09-21 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Heating and cooling multiple containers or multi-chamber containers
JP4756880B2 (ja) * 2005-03-02 2011-08-24 キヤノン株式会社 Ｐｃｒ反応液の温度制御装置
US20060223075A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Exagen Diagnostics, Inc. Unique sequence hybridization probes (USP)
ES2401437T3 (es) * 2005-04-04 2013-04-19 Roche Diagnostics Gmbh Termociclado de un bloque que comprende múltiples muestras
US7910067B2 (en) 2005-04-19 2011-03-22 Gen-Probe Incorporated Sample tube holder
US20060257907A1 (en) * 2005-04-19 2006-11-16 The Regents Of The University Of California Packed bed for nucleic acid capture and amplification
WO2006124512A2 (en) * 2005-05-13 2006-11-23 Applera Corporation Low-mass thermal cycling block
DE102005027407B3 (de) * 2005-06-13 2006-11-09 Eppendorf Ag Thermocycler
WO2007002588A2 (en) * 2005-06-23 2007-01-04 Applera Corporation Thermal-cycling pipette tip
US7754474B2 (en) 2005-07-05 2010-07-13 3M Innovative Properties Company Sample processing device compression systems and methods
US7323660B2 (en) 2005-07-05 2008-01-29 3M Innovative Properties Company Modular sample processing apparatus kits and modules
US7763210B2 (en) 2005-07-05 2010-07-27 3M Innovative Properties Company Compliant microfluidic sample processing disks
JP4473189B2 (ja) * 2005-07-22 2010-06-02 株式会社椿本チエイン 創薬用試料保管システム
US20070026444A1 (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Allan Heff Thermal cycling in polymerase chain reactions by thermodynamic methods
GB2428794A (en) * 2005-08-02 2007-02-07 Advanced Biotech Ltd Two part microwell plate and method of fabricating same
GB0517005D0 (en) 2005-08-19 2005-09-28 Enigma Diagnostics Ltd Analytical method and kit
US7630849B2 (en) * 2005-09-01 2009-12-08 Applied Biosystems, Llc Method of automated calibration and diagnosis of laboratory instruments
EP1937834B1 (en) 2005-09-01 2014-06-11 AusDiagnostics Pty Ltd. Methods for the amplification, quantitation and identification of nucleic acids
JP4977138B2 (ja) * 2005-09-06 2012-07-18 フィンザイムズ・オサケユキテュア 最適化されたサンプルホルダ形状を有するサーマルサイクラー
US11834720B2 (en) 2005-10-11 2023-12-05 Geneohm Sciences, Inc. Sequences for detection and identification of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) of MREJ types xi to xx
US7754148B2 (en) 2006-12-27 2010-07-13 Progentech Limited Instrument for cassette for sample preparation
US7727473B2 (en) 2005-10-19 2010-06-01 Progentech Limited Cassette for sample preparation
EP1984738A2 (en) 2006-01-11 2008-10-29 Raindance Technologies, Inc. Microfluidic devices and methods of use in the formation and control of nanoreactors
CA2637600A1 (en) 2006-01-17 2007-07-26 Health Research, Inc. Heteroduplex tracking assay
US20070175897A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Labcyte Inc. Multimember closures whose members change relative position
US7794666B2 (en) * 2006-02-07 2010-09-14 Beckman Coulter, Inc. Method and apparatus for controlling reaction temperature in bio-chemical instruments
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
EP2001990B1 (en) 2006-03-24 2016-06-29 Handylab, Inc. Integrated system for processing microfluidic samples, and method of using same
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US7998708B2 (en) 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
EP2019687B1 (en) 2006-03-29 2014-03-19 Merial Limited Vaccine against streptococci
EP2489943B1 (en) * 2006-04-18 2018-07-11 OY Halton Group, Ltd. Modular wall unit for commercial kitchen
US9562837B2 (en) 2006-05-11 2017-02-07 Raindance Technologies, Inc. Systems for handling microfludic droplets
EP2481815B1 (en) 2006-05-11 2016-01-27 Raindance Technologies, Inc. Microfluidic devices
US8232091B2 (en) 2006-05-17 2012-07-31 California Institute Of Technology Thermal cycling system
JP2009537152A (ja) * 2006-05-17 2009-10-29 カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー 温度サイクルシステム
US8055450B2 (en) * 2006-05-18 2011-11-08 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method and apparatus for temperature control
US11001881B2 (en) 2006-08-24 2021-05-11 California Institute Of Technology Methods for detecting analytes
US20080026483A1 (en) * 2006-06-14 2008-01-31 Oldenburg Kevin R Thermal-cycling devices and methods of using the same
EP2057435A4 (en) * 2006-06-23 2011-04-20 Life Technologies Corp SYSTEMS AND METHOD FOR COOLING IN DEVICES FOR BIOLOGICAL ANALYSIS
US20080003149A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Bio-Rad Laboratories, Inc. Low mass, rigid sample block
CN1896284B (zh) * 2006-06-30 2013-09-11 博奥生物有限公司 一种鉴别等位基因类型的方法
WO2008014485A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 California Institute Of Technology Multiplex q-pcr arrays
US11525156B2 (en) 2006-07-28 2022-12-13 California Institute Of Technology Multiplex Q-PCR arrays
US11560588B2 (en) 2006-08-24 2023-01-24 California Institute Of Technology Multiplex Q-PCR arrays
EP1898218A3 (en) * 2006-09-05 2009-10-07 FUJIFILM Corporation Cold insulation unit and measurement apparatus
US8962306B2 (en) * 2006-09-08 2015-02-24 Thermo Fisher Scientific Oy Instruments and method relating to thermal cycling
US8592220B2 (en) 2006-10-26 2013-11-26 Intermolecular, Inc. High pressure parallel fixed bed reactor and method
EP2091647A2 (en) 2006-11-14 2009-08-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
WO2008060604A2 (en) 2006-11-14 2008-05-22 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
AU2007333040B2 (en) 2006-12-13 2013-02-07 Luminex Corporation Systems and methods for multiplex analysis of PCR in real time
ES2753136T3 (es) 2006-12-22 2020-04-07 Diasorin S P A Métodos de transferencia térmica para sistemas microfluídicos
DE102007002415B4 (de) * 2007-01-17 2011-04-28 Atlas Material Testing Technology Gmbh Vorrichtung zur Licht- oder Bewitterungsprüfung enthaltend ein Probengehäuse mit integriertem UV-Strahlungsfilter
DE102007003754A1 (de) * 2007-01-19 2008-07-24 Eppendorf Ag Temperiervorrichtung mit Kalibrierungseinrichtung
US20080175757A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Andrew Powell Microarray device with elastomeric well structure
CN101711257A (zh) 2007-01-22 2010-05-19 瓦弗根公司 用于高通量化学反应的装置
US8772046B2 (en) 2007-02-06 2014-07-08 Brandeis University Manipulation of fluids and reactions in microfluidic systems
EP1964609B1 (en) * 2007-02-13 2018-07-18 Eppendorf Ag Process for covering samples with sample-size independent height adjustment
US20080318280A1 (en) * 2007-02-13 2008-12-25 Eppendorf Ag Cover for an array of reaction vessels for one-step operation modus
EP2364777B1 (en) 2007-02-13 2018-07-25 Eppendorf AG Process for controlling the temperature of samples
US8865457B2 (en) 2007-03-15 2014-10-21 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Active, micro-well thermal control subsystem
WO2008116184A1 (en) 2007-03-21 2008-09-25 Applera Corporation Adaptive thermal block temperature control method and system
US8153064B2 (en) * 2007-03-22 2012-04-10 Doebler Ii Robert W Systems and devices for isothermal biochemical reactions and/or analysis
CA3135182C (en) 2007-04-04 2024-01-23 Ande Corporation Plastic microfluidic separation and detection platforms
US7968292B2 (en) 2007-04-06 2011-06-28 Becton, Dickinson And Company Compositions and methods for the identification of a carbapenemase gene
US8592221B2 (en) 2007-04-19 2013-11-26 Brandeis University Manipulation of fluids, fluid components and reactions in microfluidic systems
WO2008135565A2 (en) 2007-05-04 2008-11-13 Quantifoil Instruments Gmbh Sample handling devices and methods of handling a sample
WO2009005641A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-08 Applera Corporation Multi-material microplate and method
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
US8105783B2 (en) 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US8324372B2 (en) 2007-07-13 2012-12-04 Handylab, Inc. Polynucleotide capture materials, and methods of using same
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US20110212491A1 (en) * 2007-08-03 2011-09-01 Enigma Diagnostics Limited Reaction vessel
US8460621B2 (en) * 2007-10-15 2013-06-11 Biocision, Llc Temperature transfer stand
JP5200517B2 (ja) * 2007-12-04 2013-06-05 凸版印刷株式会社 反応容器
US20090165574A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Finnzymes Instruments Oy Instrument and method for nucleic acid amplification
WO2009083648A2 (en) 2007-12-27 2009-07-09 Finnzymes Instruments Oy Thermal cycling instrument and methods for carrying out pcr
EP2232259B1 (en) 2008-01-09 2016-10-12 Keck Graduate Institute System, apparatus and method for material preparation and/or handling
US9034635B2 (en) * 2008-02-20 2015-05-19 Streck, Inc. Thermocycler and sample vessel for rapid amplification of DNA
WO2009111475A2 (en) 2008-03-03 2009-09-11 Heatflow Technologies, Inc. Heat flow polymerase chain reaction systems and methods
US20110156090A1 (en) * 2008-03-25 2011-06-30 Lin Charles W C Semiconductor chip assembly with post/base/post heat spreader and asymmetric posts
US20110020830A1 (en) * 2008-03-31 2011-01-27 Schneider Jane C Design for rapidly cloning one or more polypeptide chains into an expression system
EP2108451A1 (de) 2008-04-11 2009-10-14 Eppendorf AG Vorrichtung zum Durchführen von Reaktionen in Proben
US20090275116A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Venugopal Subramanyam Metallic PCR frames
US8999703B2 (en) * 2008-05-05 2015-04-07 Daniel P. Welch Cell container
WO2010009199A2 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Douglas Machine Inc. Microplate and methods for making the same
US12038438B2 (en) 2008-07-18 2024-07-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Enzyme quantification
EP4047367A1 (en) 2008-07-18 2022-08-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method for detecting target analytes with droplet libraries
US8633015B2 (en) * 2008-09-23 2014-01-21 Bio-Rad Laboratories, Inc. Flow-based thermocycling system with thermoelectric cooler
US11130128B2 (en) 2008-09-23 2021-09-28 Bio-Rad Laboratories, Inc. Detection method for a target nucleic acid
US9417190B2 (en) 2008-09-23 2016-08-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Calibrations and controls for droplet-based assays
WO2011120020A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Quantalife, Inc. Droplet transport system for detection
US9764322B2 (en) 2008-09-23 2017-09-19 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for generating droplets with pressure monitoring
US10512910B2 (en) 2008-09-23 2019-12-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet-based analysis method
US9399215B2 (en) 2012-04-13 2016-07-26 Bio-Rad Laboratories, Inc. Sample holder with a well having a wicking promoter
US9492797B2 (en) 2008-09-23 2016-11-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for detection of spaced droplets
US9156010B2 (en) 2008-09-23 2015-10-13 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet-based assay system
US12090480B2 (en) 2008-09-23 2024-09-17 Bio-Rad Laboratories, Inc. Partition-based method of analysis
US8951939B2 (en) 2011-07-12 2015-02-10 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital assays with multiplexed detection of two or more targets in the same optical channel
US9132394B2 (en) 2008-09-23 2015-09-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for detection of spaced droplets
US8709762B2 (en) 2010-03-02 2014-04-29 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for hot-start amplification via a multiple emulsion
US9598725B2 (en) 2010-03-02 2017-03-21 Bio-Rad Laboratories, Inc. Emulsion chemistry for encapsulated droplets
DE202008014837U1 (de) 2008-11-07 2010-03-11 Aj Roboscreen Gmbh Vorrichtung für die Aufnahme verbundener Reaktionsräume
EP2356423B1 (en) 2008-11-12 2024-08-07 Ventana Medical Systems, Inc. Methods and apparatuses for heating slides carrying specimens
KR101143975B1 (ko) * 2008-12-16 2012-05-09 엘지전자 주식회사 냉장고
IT1397110B1 (it) * 2008-12-29 2012-12-28 St Microelectronics Rousset Microreattore autosigillante e metodo per eseguire una reazione
ES2875831T3 (es) 2009-01-08 2021-11-11 It Is Int Ltd Sistema óptico para reacciones químicas y/o bioquímicas
WO2010096723A1 (en) 2009-02-19 2010-08-26 Geneohm Sciences, Inc. Methods for the detection and identification of extended spectrum beta lactamases
DE212010000039U1 (de) * 2009-04-03 2012-02-02 Helixis, Inc. Geräte zum erhitzen biologischer proben
US20100281955A1 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 Pressure Biosciences Inc. Microtube and related methods therefor
US9166139B2 (en) * 2009-05-14 2015-10-20 The Neothermal Energy Company Method for thermally cycling an object including a polarizable material
WO2010132800A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Streck, Inc. Specimen container, system, and method
GB0910330D0 (en) 2009-06-16 2009-07-29 Univ Leiden A biological microfluidics chip and related methods
JP5711227B2 (ja) 2009-06-26 2015-04-30 クレアモント バイオソリューソンズ エルエルシー 試料破壊用ビーズを利用した生物検体の捕捉および溶出
GB2472454B (en) * 2009-08-08 2014-10-22 Bibby Scient Ltd An apparaus for treating a test sample
GB2512764B (en) * 2009-08-08 2014-12-24 Bibby Scient Ltd An apparatus for treating a test sample
CN102471746B (zh) * 2009-08-20 2013-07-10 宝生物工程有限公司 温度循环装置
IN2012DN02105A (ja) * 2009-09-01 2015-08-21 Life Technologies Corp
CA2767056C (en) 2009-09-02 2018-12-04 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for mixing fluids by coalescence of multiple emulsions
WO2011031377A1 (en) 2009-09-09 2011-03-17 Helixis, Inc. Optical system for multiple reactions
JP5426993B2 (ja) * 2009-10-30 2014-02-26 アークレイ株式会社 温度制御装置および温度制御方法
US8834792B2 (en) 2009-11-13 2014-09-16 3M Innovative Properties Company Systems for processing sample processing devices
USD638550S1 (en) 2009-11-13 2011-05-24 3M Innovative Properties Company Sample processing disk cover
USD638951S1 (en) 2009-11-13 2011-05-31 3M Innovative Properties Company Sample processing disk cover
USD667561S1 (en) 2009-11-13 2012-09-18 3M Innovative Properties Company Sample processing disk cover
US20110127254A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Cypress Technology Llc Electric Heating Systems and Associated Methods
JP5680950B2 (ja) * 2009-12-10 2015-03-04 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ マルチウェル・プレート及び蓋体
EP2338594A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 PEQLAB Biotechnologie GmbH Thermal plate
US10351905B2 (en) 2010-02-12 2019-07-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital analyte analysis
US9366632B2 (en) 2010-02-12 2016-06-14 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis
US9399797B2 (en) 2010-02-12 2016-07-26 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis
WO2011100604A2 (en) 2010-02-12 2011-08-18 Raindance Technologies, Inc. Digital analyte analysis
KR20160088958A (ko) 2010-02-23 2016-07-26 루미넥스 코포레이션 일체화된 샘플 제조, 반응 및 검출을 위한 장치 및 방법
EP2550528B1 (en) 2010-03-25 2019-09-11 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet generation for droplet-based assays
EP2550351A4 (en) 2010-03-25 2014-07-09 Quantalife Inc DETECTION SYSTEM FOR DROPLET-BASED ANALYZES
CN103003448B (zh) * 2010-04-09 2015-06-17 生命技术公司 使用动态控制改进热循环仪的热均匀性
US8383793B2 (en) 2010-04-15 2013-02-26 St. Jude Children's Research Hospital Methods and compositions for the diagnosis and treatment of cancer resistant to anaplastic lymphoma kinase (ALK) kinase inhibitors
EP2560759B1 (en) 2010-04-20 2020-02-12 QIAGEN GmbH Temperature control method and apparatus
US9144801B2 (en) 2010-08-31 2015-09-29 Abbott Laboratories Sample tube racks having retention bars
WO2012032519A2 (en) 2010-09-07 2012-03-15 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. Methods of diagnosing parkinson's disease
WO2012033914A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Battelle Memorial Institute Heating a short section of tape or wire to a controlled temperature
WO2012045012A2 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Raindance Technologies, Inc. Sandwich assays in droplets
US8409807B2 (en) 2010-10-22 2013-04-02 T2 Biosystems, Inc. NMR systems and methods for the rapid detection of analytes
US8563298B2 (en) 2010-10-22 2013-10-22 T2 Biosystems, Inc. NMR systems and methods for the rapid detection of analytes
CA3155334A1 (en) 2010-10-22 2012-04-26 T2 Biosystems, Inc. NMR SYSTEMS AND METHODS FOR RAPID ANALYTE DETECTION
CN103429331B (zh) 2010-11-01 2016-09-28 伯乐生命医学产品有限公司 用于形成乳液的系统
US20120183960A1 (en) 2010-12-07 2012-07-19 Enterologics, Inc. Method for identifying e. coli m-17
CN103476498B (zh) 2010-12-17 2016-09-28 Bjsip有限公司 用于快速pcr加热的方法及系统
EP2481812A1 (en) 2011-01-31 2012-08-01 Westfälische Wilhelms-Universität Münster Molecular sexing of avian subjects
WO2012104851A1 (en) 2011-01-31 2012-08-09 Yeda Research And Development Co. Ltd. Methods of diagnosing disease using overlap extension pcr
WO2012109600A2 (en) 2011-02-11 2012-08-16 Raindance Technologies, Inc. Methods for forming mixed droplets
US12097495B2 (en) 2011-02-18 2024-09-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Methods and compositions for detecting genetic material
WO2012112804A1 (en) 2011-02-18 2012-08-23 Raindance Technoligies, Inc. Compositions and methods for molecular labeling
ES2827293T3 (es) 2011-03-08 2021-05-20 Univ Laval Dispositivo centrípeto fluídico
WO2012129187A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 Bio-Rad Laboratories, Inc. Multiplexed digital assays with combinatorial use of signals
US20140157443A1 (en) 2011-04-14 2014-06-05 St. Jude Children's Research Hospital Methods and compositions for detecting and modulating a novel mtor complex
ES2617599T3 (es) 2011-04-15 2017-06-19 Becton, Dickinson And Company Termociclador microfluídico de exploración en tiempo real y métodos para termociclado sincronizado y detección óptica de exploración
WO2012145662A1 (en) 2011-04-21 2012-10-26 Streck, Inc. Improved sample tube having particular utility for nucleic acid amplification
EP2702175B1 (en) 2011-04-25 2018-08-08 Bio-Rad Laboratories, Inc. Methods and compositions for nucleic acid analysis
US8968684B2 (en) 2011-04-28 2015-03-03 Bin Lian Microplates, reaction modules and detection systems
EP2705130B1 (en) 2011-05-04 2016-07-06 Luminex Corporation Apparatus and methods for integrated sample preparation, reaction and detection
EP2709761B1 (en) 2011-05-18 2019-08-14 DiaSorin S.p.A. Systems and methods for volumetric metering on a sample processing device
ES2744237T3 (es) 2011-05-18 2020-02-24 Diasorin S P A Sistemas y métodos de distribución en un dispositivo de procesamiento de muestra
WO2012158997A1 (en) 2011-05-18 2012-11-22 3M Innovative Properties Company Systems and methods for detecting the presence of a selected volume of material in a sample processing device
WO2012166913A1 (en) 2011-06-01 2012-12-06 Streck, Inc. Rapid thermocycler system for rapid amplification of nucleic acids and related methods
EP3709018A1 (en) 2011-06-02 2020-09-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Microfluidic apparatus for identifying components of a chemical reaction
JP2013009585A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Sensata Technologies Massachusetts Inc 電動モータスタータ部品の組立
US8658430B2 (en) 2011-07-20 2014-02-25 Raindance Technologies, Inc. Manipulating droplet size
WO2013019751A1 (en) 2011-07-29 2013-02-07 Bio-Rad Laboratories, Inc., Library characterization by digital assay
EP2773892B1 (en) 2011-11-04 2020-10-07 Handylab, Inc. Polynucleotide sample preparation device
CA2857389C (en) * 2011-12-19 2016-10-18 Husky Injection Molding Systems Ltd. System for disconnecting electrical power upon regulation failure
ITBO20110766A1 (it) * 2011-12-28 2013-06-29 Silicon Biosystems Spa Dispositivi, apparato, kit e metodo per il trattamento di un campione biologico
PT2809810T (pt) 2012-01-06 2020-02-14 Viomics Inc Sistema e método de detetar rnas alterados por cancro do pulmão no sangue periférico
US9040000B2 (en) 2012-01-26 2015-05-26 Heatflow Technologies Inc. Sample container with sensor receptacle and methods of use
WO2013116769A1 (en) 2012-02-03 2013-08-08 Becton, Dickson And Company External files for distribution of molecular diagnostic tests and determination of compatibility between tests
BR112014024888B1 (pt) 2012-04-06 2023-05-16 Geneohm Sciences Canada, Inc Composição e método para detectar staphylococcus aureus resistente à meticilina (sarm)
US9562271B2 (en) 2012-04-20 2017-02-07 T2 Biosystems, Inc. Compositions and methods for detection of Candida species
EP2855019A1 (en) 2012-05-24 2015-04-08 BJS IP Limited Clamp for fast pcr heating
EP2875131B1 (en) 2012-07-18 2018-03-14 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. A method of normalizing biological samples
AU2013202793B2 (en) 2012-07-31 2014-09-18 Gen-Probe Incorporated System, method and apparatus for automated incubation
EP2883039A1 (en) 2012-08-10 2015-06-17 Streck Inc. Real-time optical system for polymerase chain reaction
US20140112829A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Qiagen Gaithersburg, Inc. Tube strip handling and heating apparatus
US9180461B2 (en) 2012-10-22 2015-11-10 Qiagen Gaithersburg, Inc. Condensation-reducing incubation cover
USD735881S1 (en) 2012-10-22 2015-08-04 Qiagen Gaithersburg, Inc. Tube strip holder for automated processing systems
US9512468B2 (en) * 2012-11-06 2016-12-06 Industrial Technology Research Institute Detection method uses magnetic and detectable nanoparticles with oligonucleotides attached thereto
JP6078346B2 (ja) * 2013-01-07 2017-02-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸増幅装置、温度制御方法、及び温度制御装置
WO2014108850A2 (en) 2013-01-09 2014-07-17 Yeda Research And Development Co. Ltd. High throughput transcriptome analysis
JP6180745B2 (ja) * 2013-01-30 2017-08-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸分析装置
US9045795B2 (en) * 2013-03-13 2015-06-02 Life Technologies Corporation Methods to control dissolved gas
AU2013202805B2 (en) 2013-03-14 2015-07-16 Gen-Probe Incorporated System and method for extending the capabilities of a diagnostic analyzer
US9163277B2 (en) 2013-03-14 2015-10-20 Formulatrix, Inc. Microfluidic device
US9039993B2 (en) 2013-03-14 2015-05-26 Formulatrix, Inc. Microfluidic device
US9108772B2 (en) 2013-03-15 2015-08-18 Scientific Specialties, Inc. Container latching systems for one-handed operation
WO2014149268A1 (en) 2013-03-19 2014-09-25 Life Technologies Corporation Thermal cycler cover
KR101492230B1 (ko) * 2013-05-14 2015-02-13 (주)마이크로디지탈 유전자 증폭 시스템
US9724692B2 (en) * 2013-06-27 2017-08-08 Quark Biosciences, Inc. Multiplex slide plate
US10415084B2 (en) 2013-06-27 2019-09-17 Quark Biosciences Taiwan, Inc. Multiplex slide plate device and operation method thereof
CA2916990C (en) 2013-06-28 2023-05-23 Streck, Inc. Devices for real-time polymerase chain reaction
US20160214110A1 (en) 2013-09-16 2016-07-28 Life Technologies Corporation Apparatuses, Systems and Methods for Providing Thermocycler Thermal Uniformity
SE537326C2 (sv) * 2013-09-30 2015-04-07 Symcel Sverige AB Provvial
US11901041B2 (en) 2013-10-04 2024-02-13 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital analysis of nucleic acid modification
EP3055407B1 (en) 2013-10-07 2022-01-12 Agdia Inc. Optical assembly for use in portable testing device for analyzing biological samples
GB201319759D0 (en) * 2013-11-08 2013-12-25 Thomsen Lars Device and method for heating a fluid chamber
US10119926B2 (en) * 2013-12-02 2018-11-06 Shimadzu Corporation Analytical device and autosampler used in the same
US9944977B2 (en) 2013-12-12 2018-04-17 Raindance Technologies, Inc. Distinguishing rare variations in a nucleic acid sequence from a sample
CA2928900C (en) 2013-12-13 2020-04-14 Ventana Medical Systems, Inc. Automated histological processing of biological specimens and associated technology
KR20160123356A (ko) 2014-02-18 2016-10-25 라이프 테크놀로지스 코포레이션 스케일러블 유전자증폭기를 제공하고 열전 장치를 격리시키기 위한 장치, 시스템 및 방법
CA2941567A1 (en) 2014-03-04 2015-09-11 Streck, Inc. Improved sample tube with transparent tip having particular utility for nucleic acid amplification
US20150257183A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-10 Paz Pentelka Apparatus, system and method of identifying a wireless docking station
WO2015148702A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Sigma Labs, Inc. Optical manufacturing process sensing and status indication system
PT4026917T (pt) 2014-04-14 2024-02-12 Yissum Research And Development Company Of The Hebrew Univ Of Jerusalem Ltd Método e kit para determinar a morte de células ou de tecido ou a origem de tecidos ou de células de dna por análise de metilação do dna
WO2015192089A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Axion Biosystems, Inc. Multiwell microelectrode array with optical stimulation
JP6452965B2 (ja) * 2014-06-13 2019-01-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸増幅装置
EP3160649B1 (en) 2014-06-30 2019-12-11 Bio-Rad Laboratories, Inc. Floating thermal contact enabled pcr
WO2016003543A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-07 Taunk Dale Singh Ergonomic numbered connector to hold tubes with improved cap
GB201416422D0 (en) * 2014-09-17 2014-10-29 Illumina Cambridge Ltd Flexible tape-based chemistry apparatus
DE102014018308A1 (de) * 2014-12-10 2016-06-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Temperierkörper für eine Multiwell-Platte und Verfahren und Vorrichtung zum Einfrieren und/oder Auftauen von biologischen Proben
CN107407632B (zh) * 2015-02-06 2020-08-25 生命技术公司 用于生物仪器校准的方法和系统
EP3822361A1 (en) 2015-02-20 2021-05-19 Takara Bio USA, Inc. Method for rapid accurate dispensing, visualization and analysis of single cells
CN104630057B (zh) * 2015-03-05 2016-08-17 东南大学 一种全自动热循环仪热盖
ES2970725T3 (es) 2015-03-16 2024-05-30 The Surgical Company Int B V Sistema de tallado de fluidos con capas bicidas
US9708647B2 (en) 2015-03-23 2017-07-18 Insilixa, Inc. Multiplexed analysis of nucleic acid hybridization thermodynamics using integrated arrays
US10207272B2 (en) 2015-04-19 2019-02-19 VitroSolutions, LLC Method and device for placement of microscopic sample into the tube
DE102015108173A1 (de) 2015-05-22 2016-11-24 Degudent Gmbh Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit von aus Lithiumsilikat-Glaskeramik bestehendem Formkörper
US9779974B2 (en) 2015-06-22 2017-10-03 Lam Research Corporation System and method for reducing temperature transition in an electrostatic chuck
US10381248B2 (en) * 2015-06-22 2019-08-13 Lam Research Corporation Auto-correction of electrostatic chuck temperature non-uniformity
US10763142B2 (en) 2015-06-22 2020-09-01 Lam Research Corporation System and method for determining field non-uniformities of a wafer processing chamber using a wafer processing parameter
US10386821B2 (en) 2015-06-22 2019-08-20 Lam Research Corporation Systems and methods for calibrating scalar field contribution values for a limited number of sensors including a temperature value of an electrostatic chuck and estimating temperature distribution profiles based on calibrated values
CN113275057B (zh) * 2015-07-23 2023-04-07 塞弗德公司 热控设备及其使用方法
US10647981B1 (en) 2015-09-08 2020-05-12 Bio-Rad Laboratories, Inc. Nucleic acid library generation methods and compositions
US9499861B1 (en) 2015-09-10 2016-11-22 Insilixa, Inc. Methods and systems for multiplex quantitative nucleic acid amplification
US10059061B2 (en) * 2015-10-07 2018-08-28 The Boeing Company Composite manufacturing with a multi-dimensional array of independently-controllable thermal zones
USD799715S1 (en) 2015-10-23 2017-10-10 Gene POC, Inc. Fluidic centripetal device
CN108350485A (zh) 2015-10-30 2018-07-31 精密科学发展有限责任公司 血浆dna的多重扩增检测测定以及分离和检测
RU2640186C2 (ru) * 2015-11-19 2017-12-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аналитического приборостроения Российской академии наук (ИАП РАН) Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты
JP2017108710A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 ウシオ電機株式会社 試料加熱装置
JP7523776B2 (ja) 2016-01-21 2024-07-29 ティー２ バイオシステムズ，インコーポレーテッド 細菌を迅速に検出するｎｍｒ法及びシステム
CN108699609A (zh) 2016-03-03 2018-10-23 米密德诊断学有限公司 分析rna用于诊断感染类型
WO2017155858A1 (en) 2016-03-07 2017-09-14 Insilixa, Inc. Nucleic acid sequence identification using solid-phase cyclic single base extension
SG10201700260XA (en) * 2016-06-10 2018-01-30 Star Array Pte Ltd Rapid thermal cycling for sample analyses and processing
TWI713536B (zh) * 2016-06-15 2020-12-21 諾貝爾生物有限公司 用於生物熱反應的封蓋系統及其方法
US10253316B2 (en) 2017-06-30 2019-04-09 Inscripta, Inc. Automated cell processing methods, modules, instruments, and systems
JP2018009968A (ja) * 2016-06-30 2018-01-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス ウェルプレート及びその使用方法
JP7075394B2 (ja) 2016-07-21 2022-05-25 タカラ バイオ ユーエスエー， インコーポレイテッド マルチウェルデバイスを用いたマルチｚ撮像及び分注
RU2666209C2 (ru) * 2016-09-22 2018-09-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аналитического приборостроения Российской академии наук (ИАП РАН) Устройство для одновременного контроля в реальном масштабе времени множества амплификаций нуклеиновой кислоты
CN107051611B (zh) * 2016-12-27 2019-02-22 苏州欣祥本机械科技有限公司 一种医疗试管存放箱
US10722893B2 (en) * 2017-01-13 2020-07-28 Shimadzu Corporation Mounting and heating mechanism of sample collection containers
US11118228B2 (en) 2017-01-27 2021-09-14 Exact Sciences Development Company, Llc Detection of colon neoplasia by analysis of methylated DNA
US11761032B2 (en) * 2017-03-11 2023-09-19 Yan Wang Methods and devices for performing real time digital PCR
US20200180991A1 (en) * 2017-04-28 2020-06-11 Corning Incorporated Glass structure, glass structure forming system, and method of making glass structure
US10738327B2 (en) 2017-08-28 2020-08-11 Inscripta, Inc. Electroporation cuvettes for automation
US10435713B2 (en) 2017-09-30 2019-10-08 Inscripta, Inc. Flow through electroporation instrumentation
CN107843330B (zh) * 2017-12-08 2024-04-16 上海悟道机电设备有限公司 一种流量称重的测量设备
US11154864B2 (en) 2018-01-17 2021-10-26 Qiagen Sciences, Llc Microfluidic device with vented microchambers
CN110157590A (zh) * 2018-02-13 2019-08-23 光鼎生物科技（江苏）有限公司 热循环仪
AU2019241967A1 (en) 2018-03-29 2020-11-19 Inscripta, Inc. Automated control of cell growth rates for induction and transformation
WO2019200004A1 (en) 2018-04-13 2019-10-17 Inscripta, Inc. Automated cell processing instruments comprising reagent cartridges
US10858761B2 (en) 2018-04-24 2020-12-08 Inscripta, Inc. Nucleic acid-guided editing of exogenous polynucleotides in heterologous cells
CA3108767A1 (en) 2018-06-30 2020-01-02 Inscripta, Inc. Instruments, modules, and methods for improved detection of edited sequences in live cells
EP3819624A4 (en) * 2018-07-03 2022-03-09 Shimadzu Corporation SAMPLE EXTRACTION ASSIST TOOL AND SAMPLE EXTRACTION METHOD
US10532324B1 (en) 2018-08-14 2020-01-14 Inscripta, Inc. Instruments, modules, and methods for improved detection of edited sequences in live cells
US11142740B2 (en) 2018-08-14 2021-10-12 Inscripta, Inc. Detection of nuclease edited sequences in automated modules and instruments
US10752874B2 (en) 2018-08-14 2020-08-25 Inscripta, Inc. Instruments, modules, and methods for improved detection of edited sequences in live cells
EP3837380A4 (en) 2018-08-17 2022-05-11 Cellecta, Inc. MULTIPLEX PREPARATION OF BARCODE GENE-SPECIFIC DNA FRAGMENTS
WO2020081149A2 (en) 2018-08-30 2020-04-23 Inscripta, Inc. Improved detection of nuclease edited sequences in automated modules and instruments
CN109097455B (zh) * 2018-09-03 2022-11-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种聚合酶链式反应系统
US11168373B2 (en) 2018-09-17 2021-11-09 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method for quantifying DNA fragments in a sample by size
US11298701B2 (en) 2018-11-26 2022-04-12 King Instrumentation Technologies Microtiter plate mixing control system
CN109663621A (zh) * 2019-01-17 2019-04-23 京东方科技集团股份有限公司 一种微纳结构基板的制备方法、微纳流控芯片及器件
CN109735437B (zh) * 2019-01-28 2022-04-19 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 一种细胞弹射分选后用于细胞收集与处理的器皿及方法
CN109806923A (zh) * 2019-01-29 2019-05-28 莫纳（苏州）生物科技有限公司 一种pcr基座及pcr仪
US10862502B2 (en) 2019-03-04 2020-12-08 Analog Devices International Unlimited Company ADC output drift correction techniques
EP3937780A4 (en) 2019-03-14 2022-12-07 InSilixa, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR TIMED FLUORESCENCE-BASED DETECTION
CN110170348B (zh) * 2019-05-26 2020-08-14 徐子昕 一种用于加热微量离心管的低压锅
EP3969877A1 (en) 2019-06-03 2022-03-23 Entech Instruments Inc. Improved recovery of organic compounds in liquid samples using full evaporative vacuum extraction, thermal desorption, and gcms analysis
US10907125B2 (en) 2019-06-20 2021-02-02 Inscripta, Inc. Flow through electroporation modules and instrumentation
EP3986909A4 (en) 2019-06-21 2023-08-02 Inscripta, Inc. GENOME-WIDE RATIONAL DESIGNED MUTATIONS LEADING TO INCREASED LYSINE PRODUCTION IN E. COLI
US10927385B2 (en) 2019-06-25 2021-02-23 Inscripta, Inc. Increased nucleic-acid guided cell editing in yeast
CN110501511B (zh) * 2019-08-13 2023-08-08 迈克医疗电子有限公司 在线试剂调整方法、装置及分析检测系统
EP4055189A1 (en) 2019-11-04 2022-09-14 Mirnax Biosens, S.L. Bivalent reverse primer
EP3901286A1 (en) 2020-04-24 2021-10-27 Mirnax Biosens, S.L. Bivalent reverse primer
CN114745951B (zh) 2019-11-26 2023-04-25 奥沃孵化器有限公司 孵化器
CN111154643A (zh) * 2020-01-10 2020-05-15 福建红帽子环境科技有限公司 一种水性歧化酶发生装置
US10689669B1 (en) 2020-01-11 2020-06-23 Inscripta, Inc. Automated multi-module cell processing methods, instruments, and systems
CA3157061A1 (en) 2020-01-27 2021-08-05 Christian SILTANEN Electroporation modules and instrumentation
JP2023518032A (ja) 2020-03-16 2023-04-27 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル 腫瘍誘導性ウイルスｄｎａの選択的検出のための組成物及び方法
JP7460752B2 (ja) * 2020-03-17 2024-04-02 株式会社日立ハイテク 自動分析装置
CN111468203B (zh) * 2020-03-20 2024-06-07 浙江拱东医疗器械股份有限公司 一种双色注塑翻盖密封结构的试剂管
US11597255B2 (en) * 2020-03-25 2023-03-07 Pony Al Inc. Systems and methods for cooling vehicle components
US20210332388A1 (en) 2020-04-24 2021-10-28 Inscripta, Inc. Compositions, methods, modules and instruments for automated nucleic acid-guided nuclease editing in mammalian cells
US11787841B2 (en) 2020-05-19 2023-10-17 Inscripta, Inc. Rationally-designed mutations to the thrA gene for enhanced lysine production in E. coli
EP4165209A4 (en) * 2020-06-15 2024-07-10 Bio Rad Laboratories Inc TEMPERATURE UNIFORMITY OF A PCR SAMPLE BLOCK
CN111830933B (zh) * 2020-07-16 2022-03-29 广东亨通光电科技有限公司 一种加热元件检测系统、方法、装置及存储介质
US20220113286A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Wyatt Technology Corporation Regulating a channel temperature of a field flow fractionator
CN114384945B (zh) * 2020-10-21 2023-06-27 Oppo广东移动通信有限公司 处理器温度控制方法、装置、存储介质和电子设备
IL278473A (en) 2020-11-03 2022-06-01 Yeda Res & Dev Methods for diagnosing and determining treatment in multiple myeloma
JP7463951B2 (ja) 2020-11-19 2024-04-09 横河電機株式会社 処理装置、核酸抽出システム、核酸分析システム、および処理方法
JP7327360B2 (ja) 2020-11-19 2023-08-16 横河電機株式会社 熱処理システム、核酸抽出システム、核酸分析システム
CN112698675A (zh) * 2020-12-24 2021-04-23 南通浩洋节能科技有限公司 一种恒温设备的控制装置
RU2760495C1 (ru) * 2021-02-25 2021-11-25 Общество с ограниченной ответственностью «НПО ТЕХОСНАСТКА» Пробирки в стрипе
CN113219190B (zh) * 2021-05-17 2022-05-24 青岛市三凯医学科技有限公司 一种全自动分层加热降温检测设备及方法
BR112023024191A2 (pt) 2021-05-21 2024-01-30 Ovo Incubators Pty Ltd Bandeja de incubadora incluindo um corpo e método de incubação de ovos em uma bandeja de incubadora
RU210037U1 (ru) * 2021-09-22 2022-03-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Устройство поддержания температурных режимов для синхронного культивирования микроорганизмов
CN113753381B (zh) * 2021-10-18 2022-11-15 镇江金太医学检验实验室有限公司 一种新型冠状病毒多重pcr快速检测试剂盒
CN114015546B (zh) * 2021-10-23 2022-10-28 美东汇成生命科技(昆山)有限公司 一种密封性强的pcr单管
GB2613338A (en) * 2021-11-24 2023-06-07 Genomtec Sa Thermal interface arrangement
CN114115380B (zh) * 2021-11-24 2022-07-22 广东华中科技大学工业技术研究院 一种3d玻璃热弯模具温度控制方法和系统
CN114260030B (zh) * 2021-12-27 2023-11-03 威海沃驰智能技术有限公司 一种生物技术用试管样本保存柜
CN114177963B (zh) * 2022-01-13 2024-10-11 深圳市呈晖医疗科技有限公司 核酸分析装置
TW202338077A (zh) * 2022-03-22 2023-10-01 列特博生技股份有限公司 多功能聚合酶連鎖反應裝置及其操作方法
EP4306941A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-17 Furuno Electric Co., Ltd. Apparatus and method for checking stirring quality of a chemical analyzer
CN115074236B (zh) * 2022-07-21 2022-10-25 鲲鹏基因（北京）科技有限责任公司 用于pcr仪的温控装置、扩增设备和pcr仪
WO2024038457A1 (en) 2022-08-18 2024-02-22 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. A method for determining the tissue or cell of origin of dna
CN115649527B (zh) * 2022-11-14 2023-03-21 长沙市第一医院 一次性护理垫自动包装机
CN117491672B (zh) * 2023-12-29 2024-03-15 佳木斯市中心医院 一种儿科尿液采集检测设备
CN117872719B (zh) * 2024-01-11 2024-05-31 今创集团股份有限公司 一种水剂污物处理控制系统、控制方法及应用方法
CN117951606B (zh) * 2024-03-27 2024-07-19 国网山东省电力公司梁山县供电公司 一种电力设备故障诊断方法、系统、设备及存储介质

Family Cites Families (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US34133A (en) * 1862-01-14 Improvement in grain thrashers and separators
FR413708A (fr) * 1909-03-22 1910-08-17 Adrian Baumann Ballon
DK105348C (da) * 1964-07-20 1966-09-19 Cai Aage Casper Moeller Styrekobling til styring af temperaturvariationer i et medium.
US3311303A (en) * 1965-09-28 1967-03-28 Gen Electric Programmer
US3483997A (en) * 1967-07-03 1969-12-16 Harry W Ritter Test tube rack and test tube capping devices
GB1247520A (en) * 1967-10-23 1971-09-22 Ole Rues Container for laboratory use
US3856471A (en) * 1968-08-05 1974-12-24 Nasa Amino acid analysis
US3799426A (en) * 1972-04-12 1974-03-26 D Lacy Container
US3847200A (en) * 1972-05-01 1974-11-12 Brinkmann Instr Inc Apparatus for concentrating laboratory specimens by evaporation
US3912913A (en) * 1973-04-09 1975-10-14 Courtaulds Eng Ltd Process control method and apparatus
GB1474524A (ja) * 1973-07-06 1977-05-25
US3983363A (en) * 1975-02-03 1976-09-28 Alter R R Electrically heated semen warming and storage unit
FR2330976A1 (fr) * 1975-11-05 1977-06-03 Air Ind Perfectionnements apportes aux installations thermoelectriques
DE2603683A1 (de) * 1976-01-31 1977-08-11 Loo Hans Michael Van De Dr Rer Staender mit deckel fuer reagiergefaesse
USRE34133E (en) * 1976-07-23 1992-11-24 Dynatech Holdings, Ltd. Microtest plates
US4154795A (en) * 1976-07-23 1979-05-15 Dynatech Holdings Limited Microtest plates
US4094641A (en) * 1977-02-25 1978-06-13 Waters Associates, Inc. Low loss sample bottle assembly
US4206872A (en) * 1977-03-17 1980-06-10 Levine Michael R Electronic thermostat
FR2413708A1 (fr) * 1977-12-30 1979-07-27 Poudres & Explosifs Ste Nale Procede et installation de regulation de la temperature d'un corps a partir d'un fluide
JPS55136958A (en) * 1979-04-14 1980-10-25 Olympus Optical Co Ltd Automatic analyzer
US4244920A (en) * 1979-12-10 1981-01-13 Plastronics, Inc. Specimen collection assembly
US4312835A (en) * 1980-04-21 1982-01-26 American Cyanamid Company Thermal control means for liquid chromatograph samples
US4310488A (en) * 1980-05-19 1982-01-12 Hoffmann-La Roche Inc. Sample or reagent container for analyzers
DE3026267C2 (de) * 1980-07-11 1983-10-27 Hewlett-Packard GmbH, 7030 Böblingen Thermostatisiervorrichtung für Flüssigkeitschromatographen
US4335620A (en) * 1980-07-16 1982-06-22 The Upjohn Company Temperature controlled sample carrier
CH647086A5 (de) * 1980-09-16 1984-12-28 Mettler Instrumente Ag Verfahren zur regelung der temperatur eines ofens fuer thermoanalytische versuche.
JPS5754157A (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Nippon Kayaku Co Ltd L-argininal derivative and its preparation
JPS5798013A (en) * 1980-12-12 1982-06-18 Olympus Optical Co Ltd Controlling system of cooler in chemical analyzing apparatus
US4348207A (en) * 1981-01-29 1982-09-07 Cooper Laboratories, Inc. Method and means for determination of pregnancy
US4362699A (en) * 1981-03-10 1982-12-07 Bio Research, Inc. Apparatus for high pressure peptide synthesis
JPS57201645A (en) * 1981-06-08 1982-12-10 Kyokuto Shibosan Kk Method and device for manufacturing corrugated cardboard with corrugated composite core
JPS5841358A (ja) * 1981-09-04 1983-03-10 Hitachi Ltd 自動分析装置
US4518700A (en) * 1981-12-04 1985-05-21 Beckman Instruments, Inc. Method and apparatus for regulating the temperature of an analytical instrument reactor
US4534941A (en) * 1981-12-04 1985-08-13 Beckman Instruments, Inc. Analytical instrument thermoelectric temperature regulator
US4663290A (en) * 1982-01-21 1987-05-05 Molecular Genetics, Inc. Production of reverse transcriptase
DE3238535A1 (de) * 1982-10-18 1984-04-19 Planer Products Ltd., Sunbury-on-Thames, Middlesex Verfahren und apparat zum gesteuerten kuehlen eines produktes
US4478094A (en) * 1983-01-21 1984-10-23 Cetus Corporation Liquid sample handling system
CH654210A5 (it) * 1983-05-20 1986-02-14 Hasunor Ag Procedimento per ottenere preparati metabolicamente attivi ottenuti da lievito di qualsiasi tipo.
EP0134622A3 (en) * 1983-05-25 1986-10-08 Georgetown University Apparatus and method for separating polynucleotides and detecting specific polynucleotide sequences
US4599314A (en) * 1983-06-14 1986-07-08 Hsc Research Development Corporation Multiple vessel specimen tray with lid for releasably adhering vessel covers
FI833076A0 (fi) * 1983-08-30 1983-08-30 Labsystems Oy Anordning foer maetning av uppvaermbara vaetskeprov
US4598049A (en) * 1983-08-31 1986-07-01 Systec Inc. General purpose gene synthesizer
US4554839A (en) * 1983-10-14 1985-11-26 Cetus Corporation Multiple trough vessel for automated liquid handling apparatus
DE3402276C1 (de) * 1984-01-24 1985-02-21 Eppendorf Gerätebau Netheler + Hinz GmbH, 2000 Hamburg Reaktionsgefaess aus Kunststoff fuer kleine Fluessigkeitsmengen
IL71131A (en) * 1984-03-02 1988-09-30 Product Advanced Ltd Method and apparatus for heating and/or cooling objects simultaneously at different preselected temperatures
US4554436A (en) * 1984-03-15 1985-11-19 Bodenseewerk Perkin-Elmer & Co., Gmbh Electric heater for a rotating sample vessel container in a sampling device for gas chromatography
DE3412157A1 (de) * 1984-03-31 1985-10-03 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren und thermostat zur einstellung einer konstanten temperatur fuer ein fluid mit geringem massenstrom
JPS60241884A (ja) * 1984-05-15 1985-11-30 Tokyo Daigaku 自動サイクリング反応装置およびこれを用いる自動分析装置
US4504733A (en) * 1984-05-15 1985-03-12 Sybron Corporation Dry bath temperature control
US4711851A (en) * 1984-05-21 1987-12-08 State University Of New York Test apparatus for determining a metabolic characteristic of microorganisms
US4683194A (en) * 1984-05-29 1987-07-28 Cetus Corporation Method for detection of polymorphic restriction sites and nucleic acid sequences
JPS6130597A (ja) * 1984-07-20 1986-02-12 Nippon Zeon Co Ltd ポリヌクレオチド合成装置
CH664094A5 (en) * 1984-08-30 1988-02-15 Treff Ag Clip-on lid covers arrayed containers - projecting from apertured carrier plate
US4685081A (en) * 1984-12-17 1987-08-04 Allied Corporation Peltier junction used for thermal control of solid state devices
US4708886A (en) * 1985-02-27 1987-11-24 Fisher Scientific Company Analysis system
US4965188A (en) * 1986-08-22 1990-10-23 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences using a thermostable enzyme
US5008182A (en) * 1986-01-10 1991-04-16 Cetus Corporation Detection of AIDS associated virus by polymerase chain reaction
US4683202A (en) 1985-03-28 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying nucleic acid sequences
US5038852A (en) * 1986-02-25 1991-08-13 Cetus Corporation Apparatus and method for performing automated amplification of nucleic acid sequences and assays using heating and cooling steps
US4683195A (en) 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
DK171161B1 (da) * 1985-03-28 1996-07-08 Hoffmann La Roche Fremgangsmåde til påvisning af forekomst eller fravær af mindst én specifik nukleinsyresekvens i en prøve eller til skelnen mellem to forskellige nukleinsyresekvenser i denne prøve
US4693834A (en) * 1986-05-05 1987-09-15 Murex Corporation Transverse flow diagnostic kit
US4863849A (en) * 1985-07-18 1989-09-05 New York Medical College Automatable process for sequencing nucleotide
JP2591738B2 (ja) * 1985-08-21 1997-03-19 ベーリンガー マンヘイム コーポレイション 特異的結合アッセイにおける成分の分離，混合および検出のための方法および装置
US4858155A (en) * 1985-12-24 1989-08-15 Beckman Instruments, Inc. Reaction temperature control system
US4755356A (en) * 1986-01-23 1988-07-05 Robbins Scientific Corporation Locking microcentrifuge tube
US4800159A (en) * 1986-02-07 1989-01-24 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or cloning nucleic acid sequences
CA1339653C (en) * 1986-02-25 1998-02-03 Larry J. Johnson Appartus and method for performing automated amplification of nucleic acid sequences and assays using heating and cooling steps
GB2193725A (en) * 1986-03-17 1988-02-17 Flow Lab Incubator
US4933146A (en) * 1986-07-11 1990-06-12 Beckman Instruments, Inc. Temperature control apparatus for automated clinical analyzer
CA1338457C (en) 1986-08-22 1996-07-16 Henry A. Erlich Purified thermostable enzyme
US4889818A (en) 1986-08-22 1989-12-26 Cetus Corporation Purified thermostable enzyme
US4742225A (en) * 1986-10-16 1988-05-03 Eastman Kodak Company Elliptical cylinder light collector for photosimulable phosphor imaging apparatus
US5084246A (en) * 1986-10-28 1992-01-28 Costar Corporation Multi-well test plate
BE1000415A7 (nl) * 1987-03-18 1988-11-22 Bell Telephone Mfg Asynchroon op basis van tijdsverdeling werkend communicatiesysteem.
EP0311440B1 (en) * 1987-10-09 1992-06-24 Seiko Instruments Inc. Apparatus for carrying out a liquid reaction
US4988618A (en) * 1987-11-16 1991-01-29 Gene-Trak Systems Magnetic separation device and methods for use in heterogeneous assays
US4902624A (en) * 1987-11-23 1990-02-20 Eastman Kodak Company Temperature cycling cuvette
FI79342C (fi) * 1987-12-23 1989-12-11 Orion Yhtymae Oy Apparat, del av en apparat och foerfarande foer maongfaldigande av nukleinsyror.
DE3843610A1 (de) * 1988-01-13 1989-07-27 Stephan Dr Diekmann Trenn- oder reaktionssaeuleneinheit
GB8807297D0 (en) * 1988-03-26 1988-04-27 Dean P D G Intelligent heating block
US4953741A (en) * 1988-05-09 1990-09-04 Multi-Technology Inc. Medical fail safe releasible locks and/or seals for capped disposable centrifuge containers, cryogenic vials and the like
EP0342155A3 (de) * 1988-05-13 1990-06-27 Agrogen-Stiftung Laboratoriumsgerät zum wahlweisen Heizen und Kühlen
GB8814962D0 (en) * 1988-06-23 1988-07-27 Lep Scient Ltd Biochemical reaction machine
DE8808738U1 (de) * 1988-07-07 1988-09-01 Diekmann, Stephan, Dr., 3400 Göttingen Gefäß zur Druchführung von Reaktionen bei erhöhter Temperatur
US4990129A (en) * 1988-08-16 1991-02-05 Nielsen Steven T Swinging bucket ultracentrifuge rotor, sample tube and adapter
US5075216A (en) * 1988-09-23 1991-12-24 Cetus Corporation Methods for dna sequencing with thermus aquaticus dna polymerase
US4865986A (en) * 1988-10-06 1989-09-12 Coy Corporation Temperature control apparatus
DE3839162A1 (de) * 1988-11-19 1990-05-23 Arman Notghi Vorrichtung zur selbsttaetigen einstellung von vielfaeltigen temperaturzustaenden bei molekularbiologischen verfahren
ES2085285T3 (es) * 1988-12-20 1996-06-01 Nippon Steel Corp Metodo y aparato para la gestion del funcionamiento de un alto horno.
FR2642156B1 (fr) * 1989-01-20 1994-05-20 Bertin Et Cie Procede et dispositif de regulation rapide d'une temperature de paroi
EP0388159A3 (en) * 1989-03-15 1991-06-12 Seiko Instruments Inc. Apparatus for sealing liquid within cavities
US4950608A (en) * 1989-04-25 1990-08-21 Scinics Co., Ltd. Temperature regulating container
US5254314A (en) * 1989-08-24 1993-10-19 International Mould Engineering Microcentrifuge tube
AT394323B (de) * 1989-11-02 1992-03-10 Slt Labinstruments Gmbh Temperierkammer, insbesondere fuer die temperierung des inhalts einer mikrotitrationsplatte, und verfahren zur steuerung eines heizkreises hiefuer
CA2031912A1 (en) * 1989-12-22 1991-06-23 Robert Fred Pfost Heated cover device
JP3089577B2 (ja) * 1993-01-18 2000-09-18 ヤマハ発動機株式会社 エンジンの過給装置
US5967001A (en) * 1998-01-26 1999-10-19 Qualicon Cap removing tool

Cited By (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228756A (ja) * 1994-11-11 1996-09-10 Boehringer Mannheim Gmbh サンプル液をインキュベートするためのシステム
JPH08334482A (ja) * 1995-06-09 1996-12-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 温度制限回路
JP2008278896A (ja) * 1997-03-28 2008-11-20 Applera Corp Ｐｃｒのための熱サイクラの改良
US7645070B2 (en) 1997-03-28 2010-01-12 Applied Biosystems, Llc Thermal cycler for PCR
JP2001521379A (ja) * 1997-03-28 2001-11-06 ザ パーキン−エルマー コーポレーション Ｐｃｒのための熱サイクラの改良
JP2010104382A (ja) * 1997-03-28 2010-05-13 Applied Biosystems Llc Ｐｃｒのための熱サイクラの改良
US9776187B2 (en) 1997-03-28 2017-10-03 Applied Biosystems, Llc Thermal cycler for PCR
US9044753B2 (en) 1997-03-28 2015-06-02 Applied Biosystems, Llc Thermal cycler for PCR
JP2015097526A (ja) * 1997-03-28 2015-05-28 アプライド バイオシステムズ リミテッド ライアビリティー カンパニー Ｐｃｒのための熱サイクラの改良
JP2000024492A (ja) * 1998-06-10 2000-01-25 Mettler Toledo Gmbh 反応アセンブリ及びそれら反応アセンブリの群列
JP2002528108A (ja) * 1998-10-29 2002-09-03 ハンス−ノウル−インスティチュウト フュル ナトゥルストフ−フォルスチャング エー．ファウ 熱通過阻止熱サイクル用超薄マルチウェルプレート
JP2002542445A (ja) * 1999-04-08 2002-12-10 アナリティック イエナ アーゲー 急速加熱ブロックヒートサイクラー
JP4550780B2 (ja) * 1999-07-30 2010-09-22 バイオ−ラッド ラボラトリーズ，インコーポレイティド 複数の容器を有する反応装置のための温度制御
JP2007014953A (ja) * 1999-07-30 2007-01-25 Bio Rad Lab Inc 複数の容器を有する反応装置のための温度制御
JP2003505663A (ja) * 1999-07-30 2003-02-12 バイオ−ラッド ラボラトリーズ，インコーポレイティド 多数の容器を有する反応装置のための温度制御
JP2001136954A (ja) * 1999-08-31 2001-05-22 Toshiba Corp 核酸処理器及び核酸処理方法
JP2003508217A (ja) * 1999-09-08 2003-03-04 マイクロニック ビー．ブイ． 反応管閉塞用シーリングマット
USRE39566E1 (en) 1999-09-29 2007-04-17 Applera Corporation Thermocycler and lifting element
US7182130B2 (en) 1999-11-26 2007-02-27 Eyela-Chino Inc. Sample temperature regulator
US6988546B1 (en) 1999-11-26 2006-01-24 Eyela-Chino Inc. Sample temperature regulator
US7169355B1 (en) 2000-02-02 2007-01-30 Applera Corporation Apparatus and method for ejecting sample well trays
JP2005519381A (ja) * 2002-03-06 2005-06-30 サムスン　エレクトロニクス　カンパニー　リミテッド 重合酵素連鎖反応（ｐｃｒ）チップを駆動するための温度制御方法及びその装置
JP2009005711A (ja) * 2002-07-23 2009-01-15 Applera Corp 加熱プラテンアセンブリのためのスリップカバー
JP2005304445A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Canon Inc Ｐｃｒ増幅反応装置、ならびに、該装置を利用するｐｃｒ増幅反応方法
JP2006058312A (ja) * 2005-10-03 2006-03-02 Hitachi Ltd キャピラリアレイを用いた電気泳動装置及びそれに用いられるサンプルプレートアセンブリ
JP4751720B2 (ja) * 2005-12-28 2011-08-17 株式会社島津製作所 遺伝子解析装置
JP2007175004A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP2007175003A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP4751719B2 (ja) * 2005-12-28 2011-08-17 株式会社島津製作所 遺伝子解析装置
JP2007175002A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shimadzu Corp 遺伝子解析装置
JP4751718B2 (ja) * 2005-12-28 2011-08-17 株式会社島津製作所 遺伝子解析装置
JP4863146B2 (ja) * 2006-06-29 2012-01-25 バイオ−ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッド 温度変化に迅速に応答する低質量試料ブロック
JP2008017843A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却のための機器
JP2008035859A (ja) * 2006-07-14 2008-02-21 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却のための機器
JP2008017842A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 F Hoffmann La Roche Ag 加熱及び冷却を監視する温度センサー素子
JP2010535469A (ja) * 2007-08-03 2010-11-25 エニグマ ディアグノスティックス リミテッド 電導性層および内側非金属層を含む反応容器
JP2009254260A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Sony Corp 反応処理装置
JP2012516454A (ja) * 2009-01-30 2012-07-19 ジェン−プローブ・インコーポレーテッド 信号を検出し、信号伝送要素に熱エネルギーを加えるためのシステム及び方法
JP2013520643A (ja) * 2010-02-22 2013-06-06 フォーティテュード リミテッド マルチウェル・ストリップ
JP2013544491A (ja) * 2010-08-31 2013-12-19 キヤノン ユー．エス． ライフ サイエンシズ， インコーポレイテッド 熱センサ用コンパウンドキャリブレータ
JP2013537968A (ja) * 2010-08-31 2013-10-07 キヤノン ユー．エス． ライフ サイエンシズ， インコーポレイテッド 熱較正
JP2017074043A (ja) * 2010-08-31 2017-04-20 キヤノン ユー．エス． ライフ サイエンシズ， インコーポレイテッドＣａｎｏｎ Ｕ．Ｓ． Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｉｎｃ． 熱センサ用コンパウンドキャリブレータ
US9109961B2 (en) 2010-08-31 2015-08-18 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Compound calibrator for thermal sensors
WO2012063736A1 (ja) * 2010-11-10 2012-05-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 遺伝子検査方法及び検査装置
US9440235B2 (en) 2010-11-10 2016-09-13 Hitachi High-Technologies Corporation Genetic testing method and testing apparatus
JP2012100582A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Hitachi High-Technologies Corp 遺伝子検査方法及び検査装置
JP2019047832A (ja) * 2010-12-08 2019-03-28 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 生物学的適用のための制御系および方法
JP2014501520A (ja) * 2010-12-08 2014-01-23 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 生物学的適用のための制御系および方法
JP2014147296A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp 核酸検査装置
US11420207B2 (en) 2013-03-14 2022-08-23 Gen-Probe Incorporated Reaction receptacle
JP2019164150A (ja) * 2013-03-14 2019-09-26 ジェン−プローブ・インコーポレーテッド 自動化された試薬ベースの分析を行うためのシステム、方法、および装置
JP2014100145A (ja) * 2013-12-18 2014-06-05 Koninklijke Philips Nv サーモサイクルデバイス
JPWO2018150648A1 (ja) * 2017-02-20 2019-08-08 株式会社日立製作所 温度調節装置および核酸増幅装置
WO2018150648A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 株式会社日立製作所 温度調節装置および核酸増幅装置
JP2018194523A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 栄研化学株式会社 試薬カートリッジ
WO2018216451A1 (ja) * 2017-05-22 2018-11-29 栄研化学株式会社 試薬カートリッジ
US11207692B2 (en) 2017-05-22 2021-12-28 Eiken Kagaku Kabushiki Kaisha Reagent cartridge
JP2022501180A (ja) * 2018-09-21 2022-01-06 エッペンドルフ アクチェンゲゼルシャフト サーマルサイクラーを制御する方法、及びサーマルサイクラー
JP2022530178A (ja) * 2019-01-17 2022-06-28 エルジー・ケム・リミテッド 遺伝子増幅モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
EP0488769B1 (en) 1998-04-29
CA2266010A1 (en) 1992-05-30
US6015534A (en) 2000-01-18
EP0812621B1 (en) 2002-04-17
AU662494B2 (en) 1995-09-07
EP1967857A2 (en) 2008-09-10
EP1967857A3 (en) 2009-03-04
DE69133211D1 (de) 2003-04-10
DK0488769T3 (da) 1998-10-07
CA2395941A1 (en) 1992-05-30
IE914170A1 (en) 1992-06-03
IE20020984A1 (en) 2005-09-07
US5602756A (en) 1997-02-11
DE69133211T2 (de) 2004-01-15
ATE165621T1 (de) 1998-05-15
EP1452608A1 (en) 2004-09-01
DE69133579D1 (de) 2007-10-25
KR100236506B1 (ko) 2000-01-15
IL111091A0 (en) 1994-11-28
IL111092A (en) 1996-06-18
EP1510823A2 (en) 2005-03-02
DE69132992T2 (de) 2003-01-30
NZ270629A (en) 1995-10-26
DE69129325D1 (de) 1998-06-04
ATE373107T1 (de) 2007-09-15
EP1275438A3 (en) 2003-03-26
CA2266010C (en) 2002-07-30
JP2004321192A (ja) 2004-11-18
ATE216284T1 (de) 2002-05-15
DE69133579T2 (de) 2008-07-10
ES2318232T3 (es) 2009-05-01
JP2006223312A (ja) 2006-08-31
DE69132992D1 (de) 2002-05-23
ATE409315T1 (de) 2008-10-15
JP2006262903A (ja) 2006-10-05
IE20050462A1 (en) 2005-08-24
ES2033640T1 (es) 1993-04-01
DE810030T1 (de) 1998-09-24
EP0810030B1 (en) 2003-03-05
DE488769T1 (de) 1992-12-17
DK1452608T3 (da) 2008-01-21
JP4795089B2 (ja) 2011-10-19
CA2436618C (en) 2007-09-18
DE812621T1 (de) 1998-08-13
US5710381A (en) 1998-01-20
CA2395941C (en) 2006-09-12
EP1510823A3 (en) 2005-07-06
JP2009207501A (ja) 2009-09-17
JP2011019537A (ja) 2011-02-03
DE69133211T3 (de) 2008-09-25
EP0488769A2 (en) 1992-06-03
EP0810030B2 (en) 2008-04-16
US5475610A (en) 1995-12-12
DE1157744T1 (de) 2003-11-27
IL100209A (en) 1995-03-15
IL111091A (en) 1995-12-31
IL100209A0 (en) 1992-08-18
CA2436618A1 (en) 1992-05-30
GR920300125T1 (en) 1993-03-16
EP1157744A1 (en) 2001-11-28
DE69133376T2 (de) 2005-01-20
AU8832791A (en) 1992-06-04
NZ240800A (en) 1995-10-26
DE69133376D1 (de) 2004-04-22
EP0810030A1 (en) 1997-12-03
ATE261774T1 (de) 2004-04-15
CA2056743C (en) 1999-04-13
ATE233600T1 (de) 2003-03-15
NZ270628A (en) 1995-10-26
EP0812621A1 (en) 1997-12-17
DK0810030T3 (da) 2003-07-07
EP1452608B1 (en) 2007-09-12
EP0488769A3 (en) 1993-05-26
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