JPH0882627A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

マイクロ波加熱装置

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JPH0882627A
JPH0882627A JP6244762A JP24476294A JPH0882627A JP H0882627 A JPH0882627 A JP H0882627A JP 6244762 A JP6244762 A JP 6244762A JP 24476294 A JP24476294 A JP 24476294A JP H0882627 A JPH0882627 A JP H0882627A
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JP
Japan
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container
microwave
chamber
reagent
sealed heating
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Withdrawn
Application number
JP6244762A
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English (en)
Inventor
Miyuki Mitsuda
深雪 満田
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数に分散配置された各試薬全体を同時に均
一温度に加熱すると共に、各試薬の突沸防止を図ったマ
イクロ波加熱装置を提供すること。 【構成】 箱型のチャンバ1と、このチャンバ1内の空
間にマイクロ波を放射するマイクロ波出力手段2と、前
記チャンバ1内に収納装備される試薬載置用の密封加熱
容器3とを備える。この密封加熱容器3を、マイクロ波
透過可能な材質で形成された容器本体部4および蓋部5
と、この容器本体部4および蓋5の内部空間中央部に配
設された試薬容器載置手段6とにより構成する。容器本
体部4の内底部に水溜部4Aを設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波加熱装置に
係り、とく箱型のチャンバ内に複数の被加熱物を収納配
置してマイクロ波を照射し、これによって全体を同時に
加熱するマイクロ波加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】酵素免疫反応や抗原抗体反応における反
応は、工業的には従来より常温で処理されている。一
方、実際の反応にあっては、至適温度,至適PH(ペー
ハー)といった周辺環境によって反応が促進さたり阻害
を受けたりする場合が多く、常温では効率の悪いものと
なっている。このため、近時においては、試料の温度調
節を強制的に行う方法が検討されている。
【0003】そして、その具体的な一例として、例え
ば、試薬の反応を早めるために対象物(溶液,ゲル状物
質)に電磁波を照射し、これによって対象物を適当な温
度でエージングするという手法の研究が進められてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁波
の照射にはムラがあり、空間内を一様に照射するのは不
可能に近い。このため、電子レンジでもみられるよう
に、内部にターンテーブルを設置するか或いは反射フィ
ンを装備する等,従来より種々の試みがなされている
が、全体を均一に且つ迅速に加熱するための手法につい
ては未だ完全なものはない。
【0005】とくに、照射対象物が水溶液もしくは水溶
液系の場合は、電磁波照射の初期段階ではその全体が常
温であり、このため図7でみられるように誘電損失係数
が大きく電波の浸透度Dは小さいため、設置場所によっ
ては更に温度差が広がるという不都合が生じていた。
【0006】具体的には、例えば、酸素免疫反応の反応
時間短縮を図るために複数の試験管を対象として上記従
来例を使用した場合、各試験管(実際には内部の液体試
料)を均一に加熱することが出来ないという不都合が生
じていた。
【0007】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに複数に分散配置された各試薬全体を同
時に均一温度に加熱すると共に、各試薬の突沸防止を図
ったマイクロ波加熱装置を提供することを、その目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、箱型のチャ
ンバと、このチャンバ内の空間にマイクロ波を放射する
マイクロ波出力手段と、チャンバ内に収納装備される試
薬載置用の密封加熱容器とを備えている。この密封加熱
容器は、マイクロ波透過可能な材質で形成された容器本
体部および蓋部と、この容器本体部および蓋の内部空間
中央部に配設された試薬容器載置手段とにより構成され
ている。そして、容器本体部の内底部に水溜部を設け
る、という構成を採っている。これによって前述した目
的を達成しようとするものである。
【0009】
【作 用】密封加熱容器3内にあっては、マイクロ波照
射により熱容量の大きい水溜部4Aの水が先に加熱され
て水蒸気となり、この水蒸気が密封加熱容器3内に充満
されるため、加熱された水蒸気で各試料収納管S内の試
薬は突沸することなく徐々に加熱される。また、加熱さ
れた水蒸気が密封加熱容器内を充満するので、加熱温度
の分布が均一に設定され、従って複数の各試薬が全体的
に同時に均一に加熱される。
【0010】水の熱伝導率は(k=610〔mW/m
K〕)は常温で空気の熱伝導率(k=25.9〔mW/
mK〕)より20倍以上となっていることから、密封加
熱容器3内に所定温度の蒸気が充満した場合は、空気だ
けの場合に比較して内部の温度の均一化が促進され且つ
保持される。
【0011】また、プレート状中敷7を装備した場合に
は、その整流作用によって、マイクロ波に熱せられて生
じる加熱蒸気は、密封加熱容器3内の下方から上方へ均
一に吹く上げられる。このため、密封加熱容器3内の均
一加熱が有効に実行され維持される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図6に
基づいて説明する。
【0013】まず、図2において、符号1は箱型のチャ
ンバを示す。この箱型のチャンバ1内には、当該チャン
バ1内の空間にマイクロ波を放射するマイクロ波出力手
段2と、チャンバ1内に収納装備される試薬載置用の密
封加熱容器3とが装備されている。
【0014】密封加熱容器3は、図1に示すようにマイ
クロ波透過可能な材質(ポリエチレン等)で形成された
容器本体部4および蓋部5と、この容器本体部4および
蓋部5の内部空間中央部に配設された試薬容器載置手段
6とにより構成されている。符号Sは試料を収納した試
験管等の試料収納管を示す。また、符号Hは複数の試料
収納管Sを保持する収納管保持体を示す。これらはいず
れもマイクロ波の透過性良好なポリエチレン等により構
成されている。
【0015】蓋部5には圧力調整機構5aが装備され、
容器本体部4の内底部には水溜部4Aが設けられてい
る。また、圧力調整機構5aについては、通常の圧力調
整弁でもよいが、単なる子穴であってもよい。
【0016】この密封加熱容器3を載置し支持する試薬
容器載置手段6には、その中央部および周囲に大小複数
の通気穴6a,6bが設けられ、空気および熱が密封加
熱容器3の内部空間で自由に移動し,伝搬し得るように
なっている。
【0017】この試薬容器載置手段6は、図1に示すよ
うにその周囲がシール材8を介して前述した容器本体部
4および蓋部5の鍔部に挟持されている。符号11,1
2は鍔部挟持機構を示す。
【0018】この内、一方の鍔部挟持機構11は、コ字
状連結部材11Aと、このコ字状連結部材11Aの曲折
部に装着され外部から回すことにより前述した容器本体
部4および蓋部5の鍔部を挟持する一対のねじ部材11
B,11Cとにより構成されている。他方の鍔部挟持機
構12も、この一方の鍔部挟持機構11と同様に構成さ
れ,同様にコ字状連結部材12Aと一対のねじ部材12
B,12Cとを有している。
【0019】このため、この一方と他方の鍔部挟持機構
11,12により、密封加熱容器3の内部は、適度に機
密性を維持することができる。また、この各鍔部挟持機
構11,12は、図示のように一対のねじ部材11B,
11C(12B,12C)の操作により着脱を容易にな
し得ることから、密封加熱容器3内の複数の試料収納管
Sも収納管保持体Hと共に同時に一括して当該密封加熱
容器3内から容易に出し入れできるようになっている。
【0020】容器本体部4の内底部の水溜部4Aと前述
した試薬容器載置手段6との間には、多数の通気孔を備
えたプレート状中敷7が装備されている。このプレート
状中敷7もポリエチレン等により構成されている。この
プレート状中敷7は、本実施例では図5に示すように多
数の子穴7aが設けられたものを使用しているが、必要
に応じて、図6(A)(B)(C)又は(D)に示す他
のプレート状中敷7A,7B,7C,7Dを使用しても
よい。
【0021】ここで、水の熱伝導率は(k=610〔m
W/mK〕)は常温で空気の熱伝導率(k=25.9
〔mW/mK〕)より20倍以上となっていることか
ら、前述した密封加熱容器3内に蒸気として一定量充満
した場合は、(媒体が空気の場合よりも)均一性をより
確実に保持することができる。
【0022】同時に、前述したプレート状中敷7の整流
作用によって、マイクロ波に熱せられて生じる加熱蒸気
は、密封加熱容器3内の下方から上方へ均一に吹く上げ
られる。このため、密封加熱容器3内は順次同時にほぼ
均一に加熱される。
【0023】このように、密封加熱容器3内にあって
は、マイクロ波照射により熱容量の大きい水溜部4Aの
水が先に加熱されて水蒸気となり、この水蒸気が密封加
熱容器3内に充満されるため、加熱された水蒸気で各試
料収納管S内の試薬は徐々に加熱される。このため、各
試薬の突沸を防止することができ、また、加熱された水
蒸気が密封加熱容器3内を充満するので、加熱温度の分
布が均一に設定され、従って複数の各試薬が全体的に同
時に均一に加熱される。
【0024】上述した密封加熱容器3は、本実施例では
その複数がターンテーブル機構10上に等間隔に装備さ
れるようになっている。図2にこれを示す。
【0025】ここで、図3はターンテーブルを駆動する
太陽歯車と遊星歯車の関係を示し、図4は図2の各ター
ンテーブルの回転面を示す図である。
【0026】このターンテーブル機構10は、チャンバ
1内の底部中央に固定され上方が開口された円筒状支持
枠体34と、この円筒状支持枠体34の開口34A部分
に装備された太陽ギヤ35と、この太陽ギヤ35の周囲
に配設された四個の遊星ギヤ36,37,38,39と
を備えている。
【0027】この各四個の遊星ギヤ36〜39は、アー
ム部材40Aにより回転自在に支持されている。このア
ーム部材40Aは、円筒状支持枠体34の中心線上に回
転自在に装備された回転主軸部40に連結され支持され
ている。また、各遊星ギヤ36〜39にはターンテーブ
ル41〜44が個別に装備されている。更に、遊星ギヤ
36〜39の各々には、図4に示すように被加熱物載置
部50が個別に設けられている。
【0028】また、符号45は駆動モータを示す。この
駆動モータ45の回転力は、ウオーム45A及びウオー
ム歯車45Bを介して前述した回転主軸部40に伝達さ
れるようになっている。符号46は軸受けを示す。
【0029】更に、前述したアーム部材40Aには、各
ターンテーブル41〜44の公転と一体的に回転するカ
バープレート47が装備されている。このカバープレー
ト47は、円板状部材を素材として前述した各ターンテ
ーブル41〜44の配置部分に、当該各ターンテーブル
41〜44を収納し配置するための貫通穴47A〜47
Dを備えている。
【0030】このため、図2,図4に示すように、各タ
ーンテーブル41〜44とカバープレート47とは、そ
の各上面が同一面上に位置するように設定されている。
符号48は被加熱物載置部を固定するための固定治具を
示す。また、符号1Hはカバープレート47の回転を許
容する貫通穴を示す。
【0031】ここで、各ターンテーブル41〜44およ
びカバープレート47には、その図1における上面に、
アルミニウム材等から成るマイクロ波反射膜が被覆さ
れ、これによって該ターンテーブル機構4側へのマイク
ロ波の伝搬が阻止されている。
【0032】そして、装置全体を稼働状態に設定する
と、まず、駆動モータ45およびマイクロ波出力手段2
を稼働し回転主軸部40及びアーム部材40Aが同時に
回転し、マイクロ波放射部2Cからチャンバ1内の被加
熱物に向けてマイクロ波が放射される。
【0033】アーム部材40Aの回転により、その周囲
に回転自在に装備された遊星ギヤ36〜39は、太陽ギ
ヤ35の周囲に公転し同時に当該太陽ギヤ35との噛合
によって自転する。このため、遊星ギヤ36〜39は自
転と公転を同時に開始し、被加熱物載置部50上の前述
した密封加熱容器3も遊星ギヤ36〜39と一体となっ
て自転と公転を開始し、これによって当該各密封加熱容
器3のマイクロ波による加熱がより一層均一化される。
【0034】このように、上記各被加熱物載置部50上
の密封加熱容器3はチャンバ1内でその位置と向きが連
続的に変化することから、各密封加熱容器3に対するマ
イクロ波の照射ムラが少なくなり、当該マイクロ波を各
密封加熱容器3にほぼ均一に照射することが可能とな
り、このため各密封加熱容器3内に配設された酸素免疫
反応の液体試料は撹拌されつつ同時に加熱されるので、
酸素免疫反応の反応時間を確実に短縮することができる
という利点がある。
【0035】ここで、上記実施例では、ターンテーブル
機構として遊星歯車機構を利用した場合を例示したが、
このターンテーブル機構としては通常の一個のターンテ
ーブルを使用してもよい。また、とくにターンテーブル
機構を使用しなくても、ある程度の時間を設定すること
により、密封加熱容器3内の複数の液体試料は、前述し
たように同時に均一に加熱されるようになっている。
【0036】また、上記実施例では、試薬容器載置手段
6をシール材8を介して容器本体部4および蓋部5の鍔
部に挟持する場合を例示したが、これとは別に、試薬容
器載置手段6を予め容器本体部4内に配設し、容器本体
部4と蓋部5の鍔部はシール材8を介することなく単に
ばね製のクリップ部材等で挟持するように構成してもよ
い。この場合は、内部圧は容器本体部4と蓋部5の鍔部
の僅かな開閉で対応し得るため、蓋部5の圧力調整機構
5aは不要としてもよい。
【0037】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、マイクロ波照射により熱容量の大
きい水溜部分の水が先に加熱されて水蒸気となり、この
水蒸気が密封加熱容器内に充満されるため、加熱された
水蒸気で各試薬が徐々に加熱され、このため、各試薬の
突沸を防止することができ、また、加熱された水蒸気が
密封加熱容器内を充満するので、加熱温度の分布が均一
に設定され、従って複数の各試薬が全体的に同時に均一
に加熱されるという従来にない優れたマイクロ波加熱装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に組み込まれる密封加熱容器
を示す縦断面である。
【図2】図1の密封加熱容器を組み込んだマイクロ波加
熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図3】図2内に開示したターンテーブル機構の歯車の
配置関係を示す説明図である。
【図4】図2内に開示したターンテーブル機構部分を示
す平面図である。
【図5】図1内に開示したプレート状中敷の一例を示す
平面図である。
【図6】プレート状中敷の他の例を示す平面図で、図6
(A)は中央部のみに複数の子穴を設けたもの、図6
(B)は中央部を除いて他の部分に複数の子穴を設けた
もの、図6(C)は中央部を除いてとくに上下の二箇所
に分散して複数の子穴を設けたもの、図6(D)は全面
に網状の通気穴を設けたものを各々示す。
【図7】各種物質のマイクロ波エネルギの浸透度を示す
図表である。
【符号の説明】
1 チャンバ 2 マイクロ波出力手段 3 密封加熱容器 4 容器本体部 4A 水溜部 5 蓋部 6 試薬容器載置手段 7 プレート状中敷 10 ターンテーブル機構 S 試料収納管 H 収納管保持体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 箱型のチャンバと、このチャンバ内の空
    間にマイクロ波を放射するマイクロ波出力手段と、前記
    チャンバ内に収納装備される試薬載置用の密封加熱容器
    とを備え、 この密封加熱容器を、マイクロ波透過可能な材質で形成
    された容器本体部および蓋部と、この容器本体部および
    蓋部の内部空間中央部に配設された試薬容器載置手段と
    により構成すると共に、 前記容器本体部の内底部に水溜部を設けたことを特徴と
    するマイクロ波加熱装置。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載のマイクロ波加熱装置
    において、前記水溜部と試薬容器載置手段との間に、多
    数の通気孔を備えたプレート状中敷を装備したことを特
    徴とするマイクロ波加熱装置。
JP6244762A 1994-09-13 1994-09-13 マイクロ波加熱装置 Withdrawn JPH0882627A (ja)

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