JPH0738788B2 - 非屈曲熱伝導性壁を有するキュベット - Google Patents
非屈曲熱伝導性壁を有するキュベットInfo
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- JPH0738788B2 JPH0738788B2 JP29716988A JP29716988A JPH0738788B2 JP H0738788 B2 JPH0738788 B2 JP H0738788B2 JP 29716988 A JP29716988 A JP 29716988A JP 29716988 A JP29716988 A JP 29716988A JP H0738788 B2 JPH0738788 B2 JP H0738788B2
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- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、中に含まれる液体内で反応を行なう（特にこ
れらの反応は注意深い温度調整、およびキュベットへの
またはキュベットからの急速な熱伝達を必要とする）キ
ュベットに関する。
れらの反応は注意深い温度調整、およびキュベットへの
またはキュベットからの急速な熱伝達を必要とする）キ
ュベットに関する。
（従来の技術） 本発明は核酸拡張に使用するキュベットに限られるもの
ではないが、そのような拡張は本発明に通じるので、こ
れに関連させて説明する。
ではないが、そのような拡張は本発明に通じるので、こ
れに関連させて説明する。
核酸拡張は通常特定の方法で進む。有用な方法の１つは
米国特許第4,683,195号に示されているものであり、そ
れはDNA拡張の場合以下のような特徴を有する： １）完全なDNA二重らせんを適当の制限酵素を使って任
意に化学的に切り離して関心のある範囲を単離する。
米国特許第4,683,195号に示されているものであり、そ
れはDNA拡張の場合以下のような特徴を有する： １）完全なDNA二重らせんを適当の制限酵素を使って任
意に化学的に切り離して関心のある範囲を単離する。
２）単離した核酸部分（ここでは、DNA）およびヌクレ
オチドの溶液を92〜95℃に加熱しそして、例えば約10分
以内の間、この温度に保って２つの核酸ストランドを変
性させる（すなわち、これらのらせんをとき、分離し、
そして原型を形成する）。
オチドの溶液を92〜95℃に加熱しそして、例えば約10分
以内の間、この温度に保って２つの核酸ストランドを変
性させる（すなわち、これらのらせんをとき、分離し、
そして原型を形成する）。
３）次に溶液を50〜60℃の帯域に通して冷却してプライ
マー核酸ストランドをアニールする、すなわち２つの原
型ストランドのそれぞれにこれを結合させる。これが確
実に起こるようにするために、溶液を適当な温度、例え
ば約55℃、に約15秒間、「培養」帯域に保つ。
マー核酸ストランドをアニールする、すなわち２つの原
型ストランドのそれぞれにこれを結合させる。これが確
実に起こるようにするために、溶液を適当な温度、例え
ば約55℃、に約15秒間、「培養」帯域に保つ。
４）次に溶液を約70℃に加熱し、この温度に保って、存
在するヌクレオチドを使い、拡張酵素、好ましくは熱に
安定な酵素、で原型ストランドに結合したプライマース
トランドを拡張させる。
在するヌクレオチドを使い、拡張酵素、好ましくは熱に
安定な酵素、で原型ストランドに結合したプライマース
トランドを拡張させる。
５）完成した新しい対のストランドを再び92〜95℃に約
10〜15秒間加熱して、この対を分離する。
10〜15秒間加熱して、この対を分離する。
６）次に適当な数のストランドが得られるまで工程３）
〜５）を何回か繰り返す。繰り返すほど、多数の核酸
（ここでは、DNA）が生成される。希望の濃度の核酸が
最少の時間に得られるのが好ましい。
〜５）を何回か繰り返す。繰り返すほど、多数の核酸
（ここでは、DNA）が生成される。希望の濃度の核酸が
最少の時間に得られるのが好ましい。
キュベットは通常、溶液が前記の温度段階を通過する間
溶液を保持するのに使われる。キュベットを速やかに様
々な段階に進めることができるかどうかはキュベットの
デザインによる。これをコントロールする鍵となるもの
はキュベットの熱伝導効率である−−すなわち、キュベ
ット内の溶液全体へまたは溶液全体から熱を瞬時に伝達
するキュベットの能力である。熱源またはシンクから比
較的離れている溶液部分は望ましい温度に達するのによ
り時間がかかるので、配置および溶液自体の熱抵抗が通
常熱伝達に影響を及ぼす主な要素である。
溶液を保持するのに使われる。キュベットを速やかに様
々な段階に進めることができるかどうかはキュベットの
デザインによる。これをコントロールする鍵となるもの
はキュベットの熱伝導効率である−−すなわち、キュベ
ット内の溶液全体へまたは溶液全体から熱を瞬時に伝達
するキュベットの能力である。熱源またはシンクから比
較的離れている溶液部分は望ましい温度に達するのによ
り時間がかかるので、配置および溶液自体の熱抵抗が通
常熱伝達に影響を及ぼす主な要素である。
従来使用されてきた最も素朴で初期のタイプのキュベッ
トは試験管であり、これは、ａ）ガラスまたはプラスチ
ックのキュベットの壁が熱エネルギーをよく伝達しな
い、およびｂ）円筒状の液体では液体すみずみへの熱伝
達が比較的不十分であるため熱伝導効率が不十分であ
る。すなわち、液体の熱伝導が低いばかりでなく、円筒
状の液体は表面対容積比（すなわち、約100μの注入
に対して約27in-1である）が小さい。
トは試験管であり、これは、ａ）ガラスまたはプラスチ
ックのキュベットの壁が熱エネルギーをよく伝達しな
い、およびｂ）円筒状の液体では液体すみずみへの熱伝
達が比較的不十分であるため熱伝導効率が不十分であ
る。すなわち、液体の熱伝導が低いばかりでなく、円筒
状の液体は表面対容積比（すなわち、約100μの注入
に対して約27in-1である）が小さい。
DNA拡張における別の問題は、反応の完了後キュベット
から液体を簡単に取り出せるようにすることである。試
験管の形はそれが簡単にできる。しかしながら、キュベ
ットをよりよい熱伝導効率のものに変えると、液体の移
動性が悪くなる。すなわち、毛管間隔のキュベットのみ
が内容物を急速に加熱することができる。しかしなが
ら、毛管間隔は液体の除去を妨げる。この問題は米国特
許第4,405,235号に例示されており、ここでは壁の１つ
が鋼プレートである液体容器が教示されている。しかし
ながら、記載されているキャビティーは厚さが0.15mmで
あり、これは毛管間隔である。さらに、この特許に記載
されているような容器を用いて内容物を加熱すると、鋼
プレートは、プレートであるために、加熱するのが非常
に遅く、上記のサイクルプロセスにはあまりにも遅すぎ
る。しかしながら、プレートをフォイルの厚さに減じる
と、内側で蒸気圧が高まるので、プレートは外側に曲が
り易くなる。よくてもこの曲がりは発熱体との熱接触に
影響を及ぼす。悪くすると、金属層をキュベットから分
離することになる。
から液体を簡単に取り出せるようにすることである。試
験管の形はそれが簡単にできる。しかしながら、キュベ
ットをよりよい熱伝導効率のものに変えると、液体の移
動性が悪くなる。すなわち、毛管間隔のキュベットのみ
が内容物を急速に加熱することができる。しかしなが
ら、毛管間隔は液体の除去を妨げる。この問題は米国特
許第4,405,235号に例示されており、ここでは壁の１つ
が鋼プレートである液体容器が教示されている。しかし
ながら、記載されているキャビティーは厚さが0.15mmで
あり、これは毛管間隔である。さらに、この特許に記載
されているような容器を用いて内容物を加熱すると、鋼
プレートは、プレートであるために、加熱するのが非常
に遅く、上記のサイクルプロセスにはあまりにも遅すぎ
る。しかしながら、プレートをフォイルの厚さに減じる
と、内側で蒸気圧が高まるので、プレートは外側に曲が
り易くなる。よくてもこの曲がりは発熱体との熱接触に
影響を及ぼす。悪くすると、金属層をキュベットから分
離することになる。
本発明の目的は、熱を急速にサイクルさせる、そして熱
接触を維持する非屈曲熱伝導性側壁を有するキュベット
を提供することである。
接触を維持する非屈曲熱伝導性側壁を有するキュベット
を提供することである。
（発明の構成） 本発明の目的は、以下のような加熱器または冷却器によ
って加えられる温度をサイクルさせる液体成分の制御反
応用の熱サイクルキュベットによって達成される。この
キュベットは２つの間隔をおいて離れた向かいあった壁
（それぞれ液体に接する主要面となる）によって定めら
れた少なくとも１つの液体を入れる室を有し；向かいあ
った壁の１つは唯一の構造部材としての熱伝導性材料か
らなり、この熱伝導性材料は環境に曝されていて外部加
熱器または冷却器に接続でき；この熱伝導性構造部材の
代わりに上記の壁の向かい合った１つが内圧下で曲がる
ように、熱伝導性壁の反対側の壁の曲げ強さが熱伝導性
構造部材の曲げ強さよりも十分に小さいものである。
って加えられる温度をサイクルさせる液体成分の制御反
応用の熱サイクルキュベットによって達成される。この
キュベットは２つの間隔をおいて離れた向かいあった壁
（それぞれ液体に接する主要面となる）によって定めら
れた少なくとも１つの液体を入れる室を有し；向かいあ
った壁の１つは唯一の構造部材としての熱伝導性材料か
らなり、この熱伝導性材料は環境に曝されていて外部加
熱器または冷却器に接続でき；この熱伝導性構造部材の
代わりに上記の壁の向かい合った１つが内圧下で曲がる
ように、熱伝導性壁の反対側の壁の曲げ強さが熱伝導性
構造部材の曲げ強さよりも十分に小さいものである。
本発明は以後、DNAストランドの複製化に特に有用な少
なくとも35℃の範囲に渡る温度サイクルについて述べ
る。さらに、これは、その中で反応が行われるキュベッ
トの加熱および冷却を繰り返し行う必要のある液体成分
および試薬のどのような種類の反応にも有用である。サ
イクルさせる温度範囲が大体35℃であるとさらに好まし
い。
なくとも35℃の範囲に渡る温度サイクルについて述べ
る。さらに、これは、その中で反応が行われるキュベッ
トの加熱および冷却を繰り返し行う必要のある液体成分
および試薬のどのような種類の反応にも有用である。サ
イクルさせる温度範囲が大体35℃であるとさらに好まし
い。
「上」および「下」のような配置方向は、そのように使
用するのが好ましいキュベットに関して用いる。
用するのが好ましいキュベットに関して用いる。
まず第１〜２図について述べる。前記の共有出願に記載
のようにして作ったキュベット30を示す。これは、距離
t1の間隔で離れた２つの向かいあった壁34および36によ
って定められた液体を入れる室32（第２図）よりなる。
そのような間隔は室32の向かいあった端42および44で接
合する側壁38および40によって得られる。最も好ましい
のは、側壁38および40の形が徐々にへこんでいく形のも
のであり、そのためこれらの壁は末端42（第１図）で約
90゜の角度にて分かれ、末端42および44の中途の地点か
ら再び約90゜の角度で１点に集まるように近づき始め
る。距離t1（第２図）は、側壁38および40の形のありか
たを考えた場合、液体を取り除いたときキュベットに留
まる液体の量が最少となるような距離を選ぶ。さらに詳
しくは、壁38および40に対する形が一定であるなら、こ
の距離は、キャピラリー・ナンバー（Nca）およびゴウ
チャー（goucher）・ナンバー（Ngo）（共に流体管理の
技術分野で公知の標準用語である）がそれぞれ0.05未満
であるように選択する。そのように選択した場合、特に
液体輸送システム下での運動量輸送は、液体を室32から
大部分除去することになる。t1の非常に好ましい値は約
0.5〜約2.5mmである。
のようにして作ったキュベット30を示す。これは、距離
t1の間隔で離れた２つの向かいあった壁34および36によ
って定められた液体を入れる室32（第２図）よりなる。
そのような間隔は室32の向かいあった端42および44で接
合する側壁38および40によって得られる。最も好ましい
のは、側壁38および40の形が徐々にへこんでいく形のも
のであり、そのためこれらの壁は末端42（第１図）で約
90゜の角度にて分かれ、末端42および44の中途の地点か
ら再び約90゜の角度で１点に集まるように近づき始め
る。距離t1（第２図）は、側壁38および40の形のありか
たを考えた場合、液体を取り除いたときキュベットに留
まる液体の量が最少となるような距離を選ぶ。さらに詳
しくは、壁38および40に対する形が一定であるなら、こ
の距離は、キャピラリー・ナンバー（Nca）およびゴウ
チャー（goucher）・ナンバー（Ngo）（共に流体管理の
技術分野で公知の標準用語である）がそれぞれ0.05未満
であるように選択する。そのように選択した場合、特に
液体輸送システム下での運動量輸送は、液体を室32から
大部分除去することになる。t1の非常に好ましい値は約
0.5〜約2.5mmである。
壁34および36は液体と接触する主要面となる。そのた
め、厚さを間隔t1と考えた場合、それらの表面積を、室
32の表面対容積比が高速度の熱エネルギー伝達に最も適
するように選択する。非常に好ましい例は、各壁34およ
び36の露出表面積が2.4cm2（0.37in2）であり、0.36cm2
の接触面積で側壁の面と接触している場合である。した
がって、表面対容積比が、注入容積200〜100μに対
し、それぞれ約65〜130in-1であるのが最も好ましい。
め、厚さを間隔t1と考えた場合、それらの表面積を、室
32の表面対容積比が高速度の熱エネルギー伝達に最も適
するように選択する。非常に好ましい例は、各壁34およ
び36の露出表面積が2.4cm2（0.37in2）であり、0.36cm2
の接触面積で側壁の面と接触している場合である。した
がって、表面対容積比が、注入容積200〜100μに対
し、それぞれ約65〜130in-1であるのが最も好ましい。
液体表面積対容積比（s/v）がそのように大きいと、急
速な熱エネルギー伝達とは別の利点がもたらされる。こ
れは、一定の容積に対して、より広い表面積が塗布試薬
に提供されることを意味する。このことは、早すぎる混
合、すなわち、液体を室に注入する前の混合、を防ぐた
めに表面上の離れた位置に塗布しなければならない試薬
の場合、特に重要なことである。また、キュベットの大
きなs/v比によってもたらされる大きな試薬／液体界面
領域および短い拡散路により、外部刺激（例えば振盪）
を必要とせずに試薬は速やかに溶解する。
速な熱エネルギー伝達とは別の利点がもたらされる。こ
れは、一定の容積に対して、より広い表面積が塗布試薬
に提供されることを意味する。このことは、早すぎる混
合、すなわち、液体を室に注入する前の混合、を防ぐた
めに表面上の離れた位置に塗布しなければならない試薬
の場合、特に重要なことである。また、キュベットの大
きなs/v比によってもたらされる大きな試薬／液体界面
領域および短い拡散路により、外部刺激（例えば振盪）
を必要とせずに試薬は速やかに溶解する。
従って、任意に、１つ以上の試薬層（図示されていな
い）を、１層以上が、室32に挿入する液体試料との反応
に加わるようにする形で壁36の内面に塗布することがで
きる。ここで使う「試薬」には、不連続な点として塗布
した試薬が含まれる。
い）を、１層以上が、室32に挿入する液体試料との反応
に加わるようにする形で壁36の内面に塗布することがで
きる。ここで使う「試薬」には、不連続な点として塗布
した試薬が含まれる。
液体出入口60は端42に隣接する壁36に形成される（第２
図）。この出入口は上部62および下部64を有し、上部を
室32に接続している。好ましくは、少なくとも上部62は
円錐形であり、その傾斜は円錐ピペットＰ（第１図）が
合うようになっている。
図）。この出入口は上部62および下部64を有し、上部を
室32に接続している。好ましくは、少なくとも上部62は
円錐形であり、その傾斜は円錐ピペットＰ（第１図）が
合うようになっている。
反対の端44には、米国特許第4,426,451号に記載のよう
に空気抜き70が設けられている。最も好ましくは、空気
抜き70は通路72に延び（第３図）、端42の隣接点に戻
り、出入口60に隣接する開口74で終わる。
に空気抜き70が設けられている。最も好ましくは、空気
抜き70は通路72に延び（第３図）、端42の隣接点に戻
り、出入口60に隣接する開口74で終わる。
単一の密封機構で出入口60および空気抜き開口74を共に
シールするには、高くした円筒上ボス80でこれらを囲
む。どのような密封機構もボス80に対して有用である。
そのような栓には、ボスの雌ねじ（図示されていない）
に合う雄ねじがあってもよく、あるいはボス80内への押
し込み式にしてもよい。
シールするには、高くした円筒上ボス80でこれらを囲
む。どのような密封機構もボス80に対して有用である。
そのような栓には、ボスの雌ねじ（図示されていない）
に合う雄ねじがあってもよく、あるいはボス80内への押
し込み式にしてもよい。
壁36の反対側の壁34は熱伝達性の壁であり、熱エネルギ
ー伝達が高速となる予め決められた熱路長さおよび熱抵
抗を有するように作る。最も好ましいのは、そのような
路の長さ（第２図のt2）が約0.3mm以下であり、熱抵抗
が約0.01℃／ワット以下である。このような性質は、厚
さ約0.15mmのアルミニウムのような金属から壁34を作る
ことによって簡単に得られる。そのようなアルミニウム
は、厚さｘ・1/（熱伝導率Ｋ・表面積Ａ）として計算し
て、約0.003℃／ワットの熱抵抗を有する。（これらの
値は、約0.24℃の熱抵抗を有する同じ厚さの普通のガラ
スと対照的である。） 壁34は側壁38および40にどのような適当な手段で固定し
てもよい。そのような１つの手段は、例えば一般的な高
温硬化接着剤よりなる層90（第２図）および一般的なポ
リエステル接着剤の層である。最も好ましくは、層90は
壁34の表面領域一面に延ばす必要はない。というのは、
このように一面に延ばすと壁34の熱抵抗が高まり、室内
での前述の反応が妨げられる場合があるからである。
ー伝達が高速となる予め決められた熱路長さおよび熱抵
抗を有するように作る。最も好ましいのは、そのような
路の長さ（第２図のt2）が約0.3mm以下であり、熱抵抗
が約0.01℃／ワット以下である。このような性質は、厚
さ約0.15mmのアルミニウムのような金属から壁34を作る
ことによって簡単に得られる。そのようなアルミニウム
は、厚さｘ・1/（熱伝導率Ｋ・表面積Ａ）として計算し
て、約0.003℃／ワットの熱抵抗を有する。（これらの
値は、約0.24℃の熱抵抗を有する同じ厚さの普通のガラ
スと対照的である。） 壁34は側壁38および40にどのような適当な手段で固定し
てもよい。そのような１つの手段は、例えば一般的な高
温硬化接着剤よりなる層90（第２図）および一般的なポ
リエステル接着剤の層である。最も好ましくは、層90は
壁34の表面領域一面に延ばす必要はない。というのは、
このように一面に延ばすと壁34の熱抵抗が高まり、室内
での前述の反応が妨げられる場合があるからである。
第１〜第２図の上記のようなキュベットでは、熱時定数
タウ（τ）が約10秒以下となることがわかった。最も好
ましいのは、τが３〜８秒のものである。水を入れたそ
のようなキュベットを壁34の外側にそって加熱し、その
温度をＹ点（第２図）で測定すると、熱応答曲線が28℃
〜最終温度103℃に生じる。中の液体が76℃（初期温度2
8℃、プラス差（103.9−28）の63％）となるのにかかる
時間がタウのおおよその値である。（おおよその）この
値はよく知られた以下の熱応答式から得られる： （１） 温度Ｔ（ｔ）＝最終温度（時間＝無限大に対す
る）＋（初期温度−最終温度）・ｅ−t/τ 従って、式中の時間間隔ｔがタウに等しい場合、ｅ
−t/τ＝e-10.37となる。このような場合、Ｔ（ｔ）
（ｔ＝タウでの）は初期温度と、（最終温度−初期温
度）の63％との合計に等しい温度である。
タウ（τ）が約10秒以下となることがわかった。最も好
ましいのは、τが３〜８秒のものである。水を入れたそ
のようなキュベットを壁34の外側にそって加熱し、その
温度をＹ点（第２図）で測定すると、熱応答曲線が28℃
〜最終温度103℃に生じる。中の液体が76℃（初期温度2
8℃、プラス差（103.9−28）の63％）となるのにかかる
時間がタウのおおよその値である。（おおよその）この
値はよく知られた以下の熱応答式から得られる： （１） 温度Ｔ（ｔ）＝最終温度（時間＝無限大に対す
る）＋（初期温度−最終温度）・ｅ−t/τ 従って、式中の時間間隔ｔがタウに等しい場合、ｅ
−t/τ＝e-10.37となる。このような場合、Ｔ（ｔ）
（ｔ＝タウでの）は初期温度と、（最終温度−初期温
度）の63％との合計に等しい温度である。
上記キュベットの場合、そこに含まれる液体のタウは約
3.5秒である。
3.5秒である。
層90の接着剤を壁34の表面全体に広げると、タウは７〜
８秒にも増加する。
８秒にも増加する。
特にサイクルの高温端でキュベット30に時々問題が生じ
る。キュベット内の液体および空気の熱膨張ならびに液
体中に溶解した気体の放出および上記のような開口60の
シールによって、圧力が高まる。第２図のキュベットで
は、これによって、疑似模型線34′で示すように壁34が
外側に変形する傾向となる。外側への変形によって、キ
ュベット30が平らな発熱体上に正しく載るのを妨げる厚
さのドームが生じる。すなわち、発熱体と接触し続ける
のは面34′の少しの部分のみである。従って、そのよう
なドームの形成は好ましい壁34を通しての急速な熱伝達
を減じる。本発明によって（第３図）、上記の問題は以
下のキュベットにより解消される。それは熱伝導性壁以
外のキュベットの一部が、反応容器壁と培養器との間の
緊密な接触を維持するために、圧力に適応するように部
分的に変形するものである。前に記載したものと類似の
部品には識別のための文字「ａ」を添えた同じ参照番号
を付けた。
る。キュベット内の液体および空気の熱膨張ならびに液
体中に溶解した気体の放出および上記のような開口60の
シールによって、圧力が高まる。第２図のキュベットで
は、これによって、疑似模型線34′で示すように壁34が
外側に変形する傾向となる。外側への変形によって、キ
ュベット30が平らな発熱体上に正しく載るのを妨げる厚
さのドームが生じる。すなわち、発熱体と接触し続ける
のは面34′の少しの部分のみである。従って、そのよう
なドームの形成は好ましい壁34を通しての急速な熱伝達
を減じる。本発明によって（第３図）、上記の問題は以
下のキュベットにより解消される。それは熱伝導性壁以
外のキュベットの一部が、反応容器壁と培養器との間の
緊密な接触を維持するために、圧力に適応するように部
分的に変形するものである。前に記載したものと類似の
部品には識別のための文字「ａ」を添えた同じ参照番号
を付けた。
従って、向かい合った壁34aおよび36aは側壁40a（１つ
のみ図示）と共に間隔t1を有する室32aを定める。これ
らおよび出入口60aおよび空気抜き70aは一般に前記と同
様に作られている。壁34aが加圧下で確実に変形しない
ようにするために、壁36aは壁34aより小さい曲げ強さを
有するように作られている。
のみ図示）と共に間隔t1を有する室32aを定める。これ
らおよび出入口60aおよび空気抜き70aは一般に前記と同
様に作られている。壁34aが加圧下で確実に変形しない
ようにするために、壁36aは壁34aより小さい曲げ強さを
有するように作られている。
詳しくは、以下のようにするのが好ましい：壁34aが厚
さ約0.15mmのアルミニウムからなる場合、曲げ中心での
その曲げ強さＫは以下のようにして判定される： 撓みＸはよく知られた以下の式で判定される： （２） Ｘ＝αPa2/Et3 〔式中、Ｐ＝全加荷重、Ｅ＝プレートの弾性率、ｔ＝プ
レートの厚さ、そしてαは実験係数（通常約0.015であ
る）〕 整理し直すと、 （３） P/X＝Et3/αa2 P/XはＫ（曲げ強さ）に等しいF/Xに類似しているので、 （４） ＫEt3/αa2 このことからＫは約6.11×106ダイン/mmと計算できる。
これよりも曲げ強さが小さい（例えば、約１×106ダイ
ン/mm以下の値）壁36aの場合は、同様に計算して約8.3
×105ダイン/mmの曲げ強さを持つ約0.3mmの厚さ（アル
ミニウムの壁34aの２倍）のポリエチレンまたはポリプ
ロピレンの層よりもっぱらなる必要がある。そのような
構造では、室32a内に圧（例えば12psi）が生じるにつ
れ、壁36aは上にドーム状にふくらみ、壁34aを発熱体に
して平らな状態にしておく（「Ｅ」として疑似模型で示
す）。
さ約0.15mmのアルミニウムからなる場合、曲げ中心での
その曲げ強さＫは以下のようにして判定される： 撓みＸはよく知られた以下の式で判定される： （２） Ｘ＝αPa2/Et3 〔式中、Ｐ＝全加荷重、Ｅ＝プレートの弾性率、ｔ＝プ
レートの厚さ、そしてαは実験係数（通常約0.015であ
る）〕 整理し直すと、 （３） P/X＝Et3/αa2 P/XはＫ（曲げ強さ）に等しいF/Xに類似しているので、 （４） ＫEt3/αa2 このことからＫは約6.11×106ダイン/mmと計算できる。
これよりも曲げ強さが小さい（例えば、約１×106ダイ
ン/mm以下の値）壁36aの場合は、同様に計算して約8.3
×105ダイン/mmの曲げ強さを持つ約0.3mmの厚さ（アル
ミニウムの壁34aの２倍）のポリエチレンまたはポリプ
ロピレンの層よりもっぱらなる必要がある。そのような
構造では、室32a内に圧（例えば12psi）が生じるにつ
れ、壁36aは上にドーム状にふくらみ、壁34aを発熱体に
して平らな状態にしておく（「Ｅ」として疑似模型で示
す）。
使用の際、キュベットを44（第２図）のところあたりま
で満たす。これは反応のための好ましい試料を含む液
体、例えば拡張を行うDNA配列の溶液、で約90％満たす
ことになる。次にこの装置を適当な培養器に入れ、反応
に必要な段階をサイクルさせる。
で満たす。これは反応のための好ましい試料を含む液
体、例えば拡張を行うDNA配列の溶液、で約90％満たす
ことになる。次にこの装置を適当な培養器に入れ、反応
に必要な段階をサイクルさせる。
本発明のキュベットを好ましい加熱および冷却段階にサ
イクルさせるのに、どのような培養器も有用である。最
も好ましいのは、発明の背景で記載した温度をサイクル
させる段階をもたらすものである。これを行うために都
合のよい培養器については前記関連出願に記載されてお
り、その詳細を参考としてここに採用する。以下のステ
ーションを有するものが好ましい： 予備培養ステーションは約95℃に加熱する加熱手段を有
する。ここから、キュベットを従来の押し出し手段で一
定温度のステーションのリング上に押し出す。その最初
のステーションは55℃に保たれている。このステーショ
ンからキュベットを次の隣接する、すなわち第２ステー
ションに動かし、ここで70℃に加熱する。この温度にあ
る時間保つ。従って、第３ステーションもその温度であ
る。次に、95℃に保たれている短時間変性ステーション
（第４ステーション）で新しく複製化したDNAを変性す
る。ステーション５〜12はステーション１〜４ですでに
行われたサイクルをさらに２回繰り返すだけである。キ
ュベットは適当な回数培養器の中をサイクルさせてから
取り出すことができる。サイクル数は拡張する希望の目
標DNA配列の試料中の濃度および希望する最終濃度によ
って決まる。第12ステーションの後、従来の移動装置で
キュベットをリングから次の工程に移す。（液体のキュ
ベットへの注入および液体のそこからの取り出しはライ
ンから離れて、すなわち、培養器の外側、で行われ
る。） （発明の効果） 本発明の有益な技術的効果は、熱伝達壁が内圧下で曲が
る程十分に薄い特徴を有する、急速な熱サイクル用のキ
ュベットにおいて、そのような屈曲を防ぐ手段がとられ
ているキュベットを提供することである。本発明に関連
する有益な技術的効果は、熱伝達壁が変形する前に熱伝
達壁の反対側の壁が内圧を除くように変形するよう熟考
して作られているキュベットを提供することである。
イクルさせるのに、どのような培養器も有用である。最
も好ましいのは、発明の背景で記載した温度をサイクル
させる段階をもたらすものである。これを行うために都
合のよい培養器については前記関連出願に記載されてお
り、その詳細を参考としてここに採用する。以下のステ
ーションを有するものが好ましい： 予備培養ステーションは約95℃に加熱する加熱手段を有
する。ここから、キュベットを従来の押し出し手段で一
定温度のステーションのリング上に押し出す。その最初
のステーションは55℃に保たれている。このステーショ
ンからキュベットを次の隣接する、すなわち第２ステー
ションに動かし、ここで70℃に加熱する。この温度にあ
る時間保つ。従って、第３ステーションもその温度であ
る。次に、95℃に保たれている短時間変性ステーション
（第４ステーション）で新しく複製化したDNAを変性す
る。ステーション５〜12はステーション１〜４ですでに
行われたサイクルをさらに２回繰り返すだけである。キ
ュベットは適当な回数培養器の中をサイクルさせてから
取り出すことができる。サイクル数は拡張する希望の目
標DNA配列の試料中の濃度および希望する最終濃度によ
って決まる。第12ステーションの後、従来の移動装置で
キュベットをリングから次の工程に移す。（液体のキュ
ベットへの注入および液体のそこからの取り出しはライ
ンから離れて、すなわち、培養器の外側、で行われ
る。） （発明の効果） 本発明の有益な技術的効果は、熱伝達壁が内圧下で曲が
る程十分に薄い特徴を有する、急速な熱サイクル用のキ
ュベットにおいて、そのような屈曲を防ぐ手段がとられ
ているキュベットを提供することである。本発明に関連
する有益な技術的効果は、熱伝達壁が変形する前に熱伝
達壁の反対側の壁が内圧を除くように変形するよう熟考
して作られているキュベットを提供することである。
第１図は、本発明によって改良されたキュベットの等角
投影図である。 第２図は、第１図のキュベットの中央軸に添った垂直断
面図である。 第３図は、本発明を説明するための、第２図と同様な断
面図である。 図中、数字は次の意味を持つ： 30……キュベット、32……室、 34,36;34a,36a……液体と接触する主要面を有する向か
い合った壁、34および34aは熱伝導性であり、36aは34a
より曲げ強さが小さい。 t1……非毛管間隔、t3……壁36aの厚さ
投影図である。 第２図は、第１図のキュベットの中央軸に添った垂直断
面図である。 第３図は、本発明を説明するための、第２図と同様な断
面図である。 図中、数字は次の意味を持つ： 30……キュベット、32……室、 34,36;34a,36a……液体と接触する主要面を有する向か
い合った壁、34および34aは熱伝導性であり、36aは34a
より曲げ強さが小さい。 t1……非毛管間隔、t3……壁36aの厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョハンズ・ジャコブス・ポート アメリカ合衆国ニューヨーク州14580，ウ ェブスター，ハード・ロード 733 (72)発明者 リチャード・ルイス・コロンブス アメリカ合衆国ニューヨーク州14610，ロ チェスター市アンバサダー・ドライブ 230 (72)発明者 ジェフリー・アレン・ウェルマン アメリカ合衆国ニューヨーク州14615，ロ チェスター市ストーン・ロード 1544
Claims (1)
- 【請求項１】加熱器又は冷却器によって加えられる温度
をサイクルさせる液体成分の制御反応用の熱サイクルキ
ュベットにおいて、 前記キュベットは２つの間隔をおいて離れた向かい合っ
た壁（それぞれ液体に接する主要面となる）によって定
められた少なくとも１つの液体を入れる室を有し、 向かい合った壁の１つは唯一の構造材料としての熱伝導
性材料からなり、この熱伝導性材料は外部加熱器又は冷
却器に接しており、 熱伝導性壁の反対側の壁の曲げ強さが熱伝導性構造部材
の曲げ強さよりも十分に小さくして、前記室の内部圧力
で熱伝導性壁の反対側の壁が曲げられ、前記熱伝導性構
造部材が平らに保持される、前記キュベット。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12375187A | 1987-11-23 | 1987-11-23 | |
| US123752 | 1987-11-23 | ||
| US07/123,752 US4810653A (en) | 1987-11-23 | 1987-11-23 | Cuvette with non-flexing thermally conductive wall |
| US123751 | 1987-11-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168270A JPH01168270A (ja) | 1989-07-03 |
| JPH0738788B2 true JPH0738788B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=26821856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29716988A Expired - Lifetime JPH0738788B2 (ja) | 1987-11-23 | 1988-11-24 | 非屈曲熱伝導性壁を有するキュベット |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0318256B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0738788B2 (ja) |
| DE (1) | DE3876957T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4495866B2 (ja) * | 1999-05-28 | 2010-07-07 | セフィード | 化学反応を制御するためのカートリッジ |
| DE10258840A1 (de) | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Eppendorf Ag | Stapelanordnung von Reaktionsgefäßen |
| US7754473B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-07-13 | Abacus Diagnostica Oy | Temperature control of reaction vessel, system with reaction vessel, software product for system and use of system |
| EP1886727A1 (en) | 2006-07-14 | 2008-02-13 | Roche Diagnostics GmbH | Analytical device |
| JP5178224B2 (ja) * | 2008-02-06 | 2013-04-10 | パナソニック株式会社 | 分析用デバイスおよびこれを使用する分析装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4753531A (en) * | 1983-11-29 | 1988-06-28 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Flat container type analytical instrument |
| US4595561A (en) * | 1984-11-19 | 1986-06-17 | Martin Marietta Corporation | Liquid sample holder |
| US4822742A (en) * | 1987-05-11 | 1989-04-18 | Life Technologies, Inc. | Reaction tray for membrane hybridizations |
-
1988
- 1988-11-23 DE DE19883876957 patent/DE3876957T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-23 EP EP19880311060 patent/EP0318256B1/en not_active Expired
- 1988-11-24 JP JP29716988A patent/JPH0738788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3876957T2 (de) | 1993-07-08 |
| DE3876957D1 (de) | 1993-02-04 |
| EP0318256B1 (en) | 1992-12-23 |
| EP0318256A3 (en) | 1990-03-21 |
| EP0318256A2 (en) | 1989-05-31 |
| JPH01168270A (ja) | 1989-07-03 |
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