KR102679722B1 - 샘플 홀더 어셈블리를 포함하는 써멀 사이클러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더의 안정적인 핵산 반응을 위해 샘플 홀더의 열적 제어에 관여하는 방열판이 복수로 존재하는 경우 인접하는 방열판 사이에 차단벽이 형성된 써멀 사이클러를 제공한다.

Description

샘플 홀더 어셈블리를 포함하는 써멀 사이클러{thermal cycler comprising sample holder assembly}
본 발명은 핵산 반응을 위한 써멀 사이클러에 관한 것이다.
중합효소 연쇄반응(Polynucleotide chain reaction: PCR)은 가장 널리 사용되는 핵산 증폭 반응으로서, 이중가닥 DNA의 변성, DNA 주형에로의 올리고뉴클레오타이드 프라이머의 어닐링 및 DNA 중합효소에 의한 프라이머 연장의 반복된 사이클 과정을 포함한다(Mullis 등, 미국 특허 제4,683,195호, 제4,683,202호 및 제4,800,159호; Saiki et al, (1985) Science 230, 1350-1354). DNA의 변성은 약 95도에서 진행되고, 어닐링 및 프라이머의 연장은 95도보다 낮은 온도인 55내 내지 75도에서 진행된다. 따라서, 써멀 사이클러는 샘플 홀더에 포함된 반응 용기들의 온도를 올렸다 내리는 과정을 반복하여 반응 용기들에 포함된 샘플의 핵산 증폭 반응을 수행한다. 이때 샘플 홀더에 제공되는 열은 열 발생 소자에 의해 발생되는 것으로, 열 발생 소자에서 발생하는 열은 방열판을 통해 외부로 배출할 필요가 있다.
써멀 사이클러는 모터에 연결되어 회전하는 방열팬을 통해 방열판을 냉각시켜 방열판의 뜨거운 공기를 통로를 통해 외부로 방출하는 것이 일반적이다.
이러한 방열판은 열 발생 소자와 대응되게 구성됨으로써 효율적으로 방열 성능을 달성할 수 있도록 한다.
열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더를 포함하는 써멀 사이클러의 경우 각 샘플 홀더를 열적으로 독립되게 제어할 필요가 있다. 이를 위해 각 샘플 홀더별 개별적인 열 발생 소자와 방열판을 구비하는 것이 바람직하다. 하지만 복수의 샘플 홀더에 따라 구성되는 복수의 방열판 같은 경우 공기 흐름에 있어서 서로 인접한 방열판 상호 간 간섭 현상이 발생하는 단점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명은 핵산 반응용 써멀 사이클러에 사용될 수 있는 차단벽을 갖는 샘플 홀더 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 써멀 사이클러는 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더; 각각의 상기 샘플 홀더는 샘플 또는 샘플 반응 용기를 수용할 수 있고, 상기 복수의 샘플 홀더의 온도를 제어하는 복수의 열 발생 소자; 각각의 상기 샘플 홀더에는 하나 이상의 열 발생 소자가 열적으로 연결되어 있으며, 및 상기 복수의 샘플 홀더를 냉각(cooling)시키기 위한 복수의 방열판 (heat sink); 각각의 상기 샘플 홀더에는 하나 이상의 방열판이 열적으로 연결되어있는 것을 특징으로 하는 샘플 홀더 어셈블리를 포함한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 상기 복수의 방열판을 냉각(cooling)시키기 위한 복수의 냉각기(Cooler)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 써멀 사이클러는 각각의 상기 샘플 홀더에 대하여 하나 이상의 냉각기가 배치되는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 상기 방열판 중에서 선택되는 인접하는 방열판 상호 간의 간섭을 차단하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판들 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 동일한 샘플 홀더에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판들 사이에는 위치하지 않는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 모든 인접하는 방열판 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 상기 냉각기 중에서 선택되는 인접하는 냉각기의 에어 플로우 경로를 서로 분리시키는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기들의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기들의 에어 플로우 경로 사이에는 위치하지 않는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 모든 인접하는 냉각기의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 상기 샘플 홀더 중에서 선택되는 서로 다른 샘플 홀더에 연결되어 인접하게 되는 방열판 사이 및 상기 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 서로 다른 샘플 홀더 사이 및/또는 상기 서로 다른 샘플 홀더에 연결되어 인접하게 되는 열 발생 소자 사이에 위치하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는, 상부에서 하부 방향으로 상기 샘플 홀더, 상기 열 발생 소자 및 상기 방열판 순서로 배열된 구조를 갖고, 상기 냉각기는 상기 방열판의 하부에 위치하거나 또는 측면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는 샘플 홀더 수용 유닛을 추가적으로 포함하고, 상기 샘플 홀더 수용 유닛은, 상하가 개방되고, 상기 복수의 샘플 홀더를 수용하는 수용부를 포함하고, 상기 샘플 홀더 수용 유닛의 하부에는 상기 차단벽이 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 샘플 홀더 어셈블리는 상기 샘플 홀더 어셈블리 하우징에 수용되어 있고, 상기 하우징에 상기 차단벽이 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
일 예에서, 상기 차단벽은 상기 방열판 또는 방열팬의 일부와 결착할 수 있는 클램핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 써멀 사이클러는 열적으로 독립된 샘플 홀더들에 대하여 개별적인 방열판 및 방열팬을 사용하여 상기 샘플 홀더들의 독립적인 온도 제어가 달성될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 써멀 사이클러는 인접하는 방열판 사이에 차단벽이 존재하여 상호 간 공기 흐름을 방해하지 않고 효율적으로 방열을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 써멀 사이클러는 인접하는 방열팬의 에어 플로우 경로 사이에 차단벽이 존재하여 각각의 방열팬이 냉각하고자 하는 방열판에 대한 냉각을 다른 방열팬에 의하여 영향을 받지 않고 수행할 수 있도록 한다.
도 1a-1c는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플 홀더 어셈블리의 측면도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 샘플 홀더 어셈블리의 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샘플 홀더 어셈블리의 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 홀더 수용 유닛 및 차단벽을 포함하는 샘플 홀더 어셈블리의 상부 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 홀더 수용 유닛 및 차단벽을 포함하는 샘플 홀더 어셈블리의 하부 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샘플 홀더 수용 유닛을 포함하는 샘플 홀더 어셈블리의 측면도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 세 개의 샘플 홀더가 수용되는 샘플 홀더 수용 유닛의 사시도
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명의 써멀 사이클러를 이용하여 다양한 핵산 증폭 반응을 수행할 수 있다. 예를 들어, 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction; PCR), 리가아제 연쇄 반응(ligase chain reaction; LCR, 참조 Wiedmann M, 등, "Ligase chain reaction (LCR)- overview and applications." PCR Methods and Applications 1994 Feb;3(4):S51-64), 갭 필링 LCR(gap filling LCR; GLCR, 참조 WO 90/01069, 유럽 특허 제439182호 및 WO 93/00447), Q-베타 리플리카제 증폭(Q-beta replicase amplification; Q-beta, 참조 Cahill P, 등, Clin Chem., 37(9): 1482-5(1991), 미국 특허 제5556751호), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification; SDA, 참조 G T Walker 등, Nucleic Acids Res. 20(7):16911696(1992), 유럽 특허 제497272호), 핵산 서열-기반 증폭(nucleic acid sequence-based amplification; NASBA, 참조 Compton, J. Nature 350(6313):912(1991)), 전사 매개 증폭(Transcription-Mediated Amplification; TMA, 참조 Hofmann WP 등, J Clin Virol. 32(4):289-93(2005); 미국 특허 제5888779호) 또는 롤링 서클 증폭(Rolling Circle Amplification; RCA, 참조 Hutchison C.A. 등, Proc. Natl Acad. Sci. USA. 102:1733217336(2005))에 의해 실시된다.
특히, 본 발명의 써멀 사이클러는 polymerase chain reaction 기반의 핵산 증폭 반응에 유용하게 이용된다. polymerase chain reaction을 기반으로 하는 다양한 핵산 증폭 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 정량 PCR (quantitative PCR), digital PCR, 비대칭 PCR (asymmetric PCR), 역전사 효소 PCR (RT-PCR), 분별 디스플레이 PCR (Differential Display PCR: DD-PCR), 중첩 (nested PCR) 임의적 프라이밍 PCR(AP-PCR), 멀티플렉스 PCR, SNP 지놈 타이핑 PCR 등을 포함한다.
용어 "사이클"은 일정한 과정의 반응을 반복하거나 일정한 시간 간격 기준으로 반응을 반복하는 경우, 반복의 하나의 단위를 의미한다.
일 예로 중합효소 연쇄 반응(PCR)의 경우 하나의 사이클은 핵산의 열 변성단계(heat denaturation), 핵산과 프라이머의 결합 단계(hybridization 또는 annealing) 및 프라이머의 연장 단계(extension)를 포함하는 반응을 의미한다. 이 경우 일정한 조건의 변화는 반응의 반복 횟수의 증가이며, 상기 일련의 단계를 포함하는 반응의 반복 단위가 하나의 사이클로 설정된다.
본 발명의 써멀 사이클러(미도시)는 샘플 홀더 어셈블리(100)를 포함한다. 샘플 홀더 어셈블리(100)는 써멀 사이클러 내부 미리 정해진 공간에 위치한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 샘플 홀더 어셈블리(100)의 측면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 복수의 샘플 홀더(110, 111), 복수의 열 발생 소자(120, 121), 및 복수의 방열판(130, 131) 을 포함한다.
다른 일 실시예에 따르면, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 복수의 샘플 홀더(110, 111), 복수의 열 발생 소자(120, 121), 복수의 방열판(130, 131) 및 방열팬(또는, 냉각기),(150,151)을 포함한다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 복수의 샘플 홀더(110, 111), 복수의 열 발생 소자(120, 121), 복수의 방열판(130, 131), 방열팬(150,151) 및 차단벽 (140) 포함한다.
샘플 홀더(110)는 샘플을 직접 수용하거나 샘플을 포함하는 반응 용기를 수용하는 부품(component)이다.
일 실시예에서 샘플 홀더(110)가 샘플을 직접 수용하는 경우, 상기 샘플 홀더 (110)는 장치에 고정되어 있지 않고, 장치 작동시 장착될 수 있다.
본 명세서에서, 표현 "샘플 홀더(110)는 샘플을 수용할 수 있다"는 샘플 홀더(110)가 직접 샘플을 수용하거나 샘플을 포함하는 반응 용기를 수용하는 경우를 포괄적으로 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
샘플 홀더(110)에는 열 발생 소자(120)에 의하여 열이 공급될 수 있으며, 샘플 홀더(110)에 직접 수용된 샘플 또는 반응 용기에 수용된 샘플에 열이 전달된다.
반응 용기를 수용하는 샘플 홀더(110)는 블록 또는 플레이트의 형상을 가질 수 있다. 반응 용기를 수용하는 샘플 홀더(110)는 상기 반응 용기를 수용하는 리세스(recess,예, well)를 포함하거나 평평한 표면을 가질 수 있다. 반응 용기를 수용하는 샘플 홀더(110)는 반응 용기의 위치를 가이드하거나 반응 용기를 고정시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다.
하나의 샘플 홀더(110)는 하나 이상의 샘플을 수용시킬 수 있도록 제작된다.
반응 용기를 수용하는 샘플 홀더(110)의 대표적인 일 예는 열 블록이다. 열 블록은 복수의 웰들 또는 홀들을 포함하고, 웰 또는 홀들에 반응 용기들이 수용될 수 있다.
샘플 홀더(110)가 반응 용기들을 수용한다는 것은 반응 용기들이 샘플 홀더(110)에 형성된 복수의 웰들에 놓인 상태 또는 샘플 홀더 상의 배정된 위치에 놓인 상태를 의미할 수 있다.
반응 용기는 분석하고자 하는 샘플을 수용하기 위하여 사용되며, 다양한 형태의 용기, 예를 들어, 튜브(tube), 바이알(vial), 복수 개의 단일 튜브가 연결된 스트립(strip), 복수 개의 튜브가 연결된 플레이트(plate), 마이크로카드(microcard), 칩(chip), 큐벳(cuvette) 또는 카트리지를 포함한다.
반응 용기는 다양한 소재, 예를 들어, 플라스틱, 세라믹, 유리, 금속으로 제작될 수 있다.
샘플을 직접 수용하는 샘플 홀더(110)는 상술한 반응 용기의 형상을 가질 수 있다. 샘플을 직접 수용하는 샘플 홀더(110)는 상술한 반응 용기의 소재로 제작될 수 있다.
일 실시예에서 샘플 홀더(110)는 열 전도성을 갖는 소재로 제작된다. 샘플 홀더(110)가 샘플과 직접 접촉하거나 또는 반응 용기들과 접촉하면, 샘플 홀더(110)로부터 샘플 또는 반응 용기 내의 샘플에 열이 전달될 수 있다.
샘플 홀더(110)는 알루미늄, 금, 은, 니켈 또는 구리 등 금속으로 제작되거나 플라스틱 또는 세라믹으로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 샘플 홀더(110)가 블록인 경우 열 용량을 줄이기 위해 웰(well)들 사이에 형성된 빈 공간이 존재할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 샘플 홀더(110)에서 복수의 웰들은 규칙적인 배열로 형성되어 있다. 예를 들어, 복수의 웰은 열(column)과 행(row)을 이루는 매트릭스(matrix) 형태로 형성되어 있다. 4 x 4 형태의 16-웰, 6 x 4 형태의 24-웰, 4 x 8 형태의 32-웰, 5 x 12 형태의 60-웰, 5 x 18 형태의 90-웰, 8 x 12 형태의 96-웰 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이들로 제한되지 않지만 16-웰, 32-웰, 96-웰이 주로 사용될 수 있다.
웰들의 형상, 크기 등은 수용되는 반응 용기에 적합하도록 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 샘플 홀더(110)에 형성되는 웰의 개수는, 500 이하, 400 이하, 300 이하, 200 이하, 100 이하 또는 50 이하이다.
일 실시예에 따르면, 샘플 홀더(110)에 형성되는 웰의 개수는, 4 이상, 8 이상, 10 이상, 20 이상, 30 이상 또는 40 이상이다.
본 발명에 따른 샘플 홀더 어셈블리(100)는 상기 샘플 홀더(110)를 복수 개 포함한다. 각각의 샘플 홀더(110, 111)는 열적으로 독립되어 있다.
열적으로 독립된 샘플 홀더(110, 111)들이라 함은 샘플 홀더 간에 상호 열 교환이 일어나지 않는 것을 나타낸다. 일 실시예에 따르면, 열적으로 독립된 샘플 홀더(110, 111)들은 서로 인접하지 않고 이격되어 있으며, 그 사이는 절연체가 존재하거나 빈 공간일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 열적으로 독립된 복수의 열 블록에 하나의 반응 용기(예를 들어, 96 micro-well pate)를 장착할 수 있으며, 서로 다른 열 블록에 놓인 웰(well) 들 간의 열 교환이 미미하거나 없는 재질로 제작된 반응 용기를 사용한다.)
샘플 블록(110)에는 열 발생 소자(120)가 열적으로 연결되어 있으며, 상기 열 발생 소자(120)로부터 제공되는 열을 이용하여 상기 샘플 블록(110)의 온도를 높일 수 있다.
열 발생 소자(120)는 샘플 홀더(110)의 실시예 또는 전기를 공급하는 방식에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 샘플 홀더(110)의 특정 영역을 커버할 수 있는 정도의 면적을 가지는 다각 형상의 플레이트 형상, 전기 전도성 단자를 선형태로 압착한 열선 형상, 이러한 열 발생 소자(120, 121)들은 파워 모듈과 전기적으로 연결되어 파워 모듈로부터 제공받은 전력을 이용하여 발열할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러에 의해 열 발생 소자(120)의 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 열 발생 소자(120)는 열전기 모듈(thermoelectric module)이다. 예를 들어, 펠티어 소자이다. 일 실시예에 따르면, 열전기 모듈(thermoelectric module)은 샘플 홀더(110)와는 분리된 별개의 컴포넌트(component)로 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 열전기 모듈은 샘플 홀더(110)의 하부에 위치한다.
다른 일 실시예에 따르면, 열 발생 소자(120)는 저항 가열 성분(resistance heatingelement) 이다. 예를 들어, 저항 가열 성분(resistance heating element)는 메탈(metal), 세라믹(ceramic) 및 반도체(semiconductor) 등의 소재로 제작되며, 하나 이상의 가닥으로 구성된 형상, 플레이트(plate), 호일(foil), 필름(film) 등의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 저항 가열 성분(resistance heating element)는 샘플 홀더(110)와 탈착되는 방식으로 샘플 홀더(110)와 결합되거나 분리되지 않는 방식으로 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저항 가열 요소(resistance heating element)는 샘플 홀더(110)의 하부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저항 가열 요소(resistance heating element)는 샘플이 담겨진 공간의 최소 일부를 감싸는 형상으로 샘플 홀더(110)와 결합될 수 있다.
사용하는 열 발생 소자(120)에 따라, 열 발생 소자(120)는 샘플 홀더(110)를 가열시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 펠티어 소자는 샘플 홀더(110)의 가열 및 냉각이 가능하다.
샘플 홀더(110)과 열 발생 소자(120)와 관련하여 사용되는 용어 "열적으로 연결"은 열 발생 소자(120)가 샘플 홀더(110)와 열을 교환, 전달 또는 전도할 수 있도록 직접 또는 간접적으로 연결 또는 접촉되어 있는 것을 나타낸다.
예를 들어, 샘플 홀더(110)가 열 발생 소자(120)와 직접 접촉한 경우뿐 만 아니라, 샘플 홀더(110)와 열 발생 소자(120) 사이에 열 전도성 컴포넌트(components) (예를 들어, 열 전도성 플레이트(plate), 호일(foil), 필름(film), 구리스(grease) 등)가 존재하는 경우도 열적으로 연결된 것으로 표현할 수 있다.
샘플 홀더(110, 111)과 열 발생 소자와 관련하여 사용되는 용어 "열 발생 소자(120)의 배치"는 열 발생 소자(120)가 샘플 홀더(110)의 온도를 제어할 수 있는 위치에 놓여 있다는 것을 의미한다. 상기 용어는 샘플 홀더(110)와 상기 샘플 홀더(110)의 온도를 제어하는 열 발생 소자(110)가 열적으로 연결된 상태로 위치하고 있는 것을 나타낼 수 있다.
열 발생 소자(120)는 샘플 홀더(110, 111)의 측면 또는 아래에 배치될 수 있다. 특히, 열 발생 소자(120)는 샘플 홀더(110, 111)와 인접하여 접촉하도록 배치될 수 있다.
열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110, 111)는 각각에 대하여 개별적으로 배정된 열 발생 소자(120, 121)에 의하여 온도가 제어될 수 있다.
샘플 블록(110)과 열적으로 연결된 열 발생 소자(120)은 열적으로 독립된 다른 샘플 블록(11)과는 열적으로 연결되지 않도록 한다.
열 발생 소자(120)는 개별적 (또는 독립적)으로 제어 가능하며, 샘플 홀더(110)의 온도를 개별적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 샘플 홀더(110)에는 하나 이상의 열 발생 소자(120)가 배치되며, 상기 샘플 홀더(110)와 상기 열 발생 소자(120)는 열적으로 연결되어 있다.
일 실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 각 샘플 홀더(110, 111) 아래에는 상기 샘플 홀더(110, 111)의 하측을 충분히 커버할 수 있는 면적을 가지는 하나의 열 발생 소자(120, 121)가 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 샘플 홀더(111) 아래에는 두 개의 열 발생 소자(121, 123)가 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 샘플 홀더(111)이 32-웰 형태의 샘플 홀더인 경우, 열 발생 소자는 16 웰씩을 커버할 수 있는 면적을 가지는 열 발생 소자(121, 123)가 두 개 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하나의 열적으로 독립된 샘플 홀더의 온도 제어를 위하여 열적으로 연결된 하나 이상의 열 발생 소자(120)가 사용될 수 있으며, 특히 1, 2, 3 또는 4 개의 열 발생 소자(120)을 사용할 수 있다. 하나의 샘플 홀더(110)에 대하여 복수 개의 열 발생 소자(120)를 사용하는 경우, 상기 복수 개의 열 발생 소자(120)는 각각을 독립적으로 제어하거나 전체적으로 하나의 열 발생 소자(120)처럼 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 샘플 홀더(110)과 열 발생 소자(120) 사이에는 열 전도성 물질 층이 존재할 수 있다. 예를 들어, 열 전도성 물질은 금속, 세라믹, 그라파이트 (graphite), 구리스(grease), 접착제 등을 포함한다. 샘플 홀더(110)과 열 발생 소자(120) 사이에서 열 분산, 열 전도율 등을 향상시키거나 접착을 향상시키는 기능을 할 수 있다.
본 발명의 샘플 홀더 어셈블리(100)는 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110) 각각에 대하여 개별적인 방열판(130)이 배정되는 것을 특징으로 한다. 이는 상기 복수의 샘플 홀더(110)의 온도 제어가 보다 더 독립적으로 이루어질 수 있도록 한다.
방열판(130)은 수동 열 교환기(passive heat exchanger)로서 샘플 홀더(110)로 부터 열을 효율적으로 방출시키기 위하여 사용하는 컴포넌트(component)이다.
샘플 홀더(110)와 방열판(130)과 관련하여 사용되는 용어 "열적으로 연결(thermally coupled)"은 방열판(130)가 샘플 홀더(110)와 열을 교환, 전달 또는 전도할 수 있는 직접적으로 또는 간접적으로 연결 또는 접촉되어 있는 것을 나타낸다.
예를 들어, 샘플 홀더(110)가 방열판(130)과 직접 접촉한 경우뿐 만 아니라, 샘플 홀더(110)와 방열판(130) 사이에 열 발생 소자(120)가 존재하는 경우도 열적으로 연결된 것으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 펠티어 소자 또는 plate 또는 film 형상의 resistance heating element가 존재하는 경우 이다.
일 실시예에 따르면, 열 발생 소자(120)로 와이어(wire)로 구성된 저항 열 성분(resistance heating element)를 사용하는 경우, 샘플 홀더(110)와 방열판(130)이 직접 접촉할 수 있다.
또한, 샘플 홀더(110)와 방열판(130) 사이에 열 전도성 components (예를 들어, 열 전도성 plate, foil, film, grease 등)가 존재하는 경우도 열적으로 연결된 것으로 표현할 수 있다.
샘플 홀더(110)와 방열판(130) 사이에 열 발생 소자(120)인 펠티어 소자가 존재하고 이들 사이에 상기 열 전도성 컴포넌트(components)가 존재하는 경우도 열적으로 연결된 것으로 표현할 수 있다.
방열판(130)은 열 발생 소자(120)와 열적으로 연결될 수 있으며, 이 경우, 방열판(130)은 열 발생 소자(120)로부터 열을 방출시키기 위하여 사용되는 부품이 될 수 있다.
방열판(130)과 열 발생 소자(120)와 관련하여 사용되는 용어 "열적으로 연결(thermally coupled)"은 방열판(130)가 열 발생 소자(120)가 열을 교환, 전달 또는 전도할 수 있는 직접적으로 또는 간접적으로 연결 또는 접촉되어 있는 것을 나타낸다.
샘플 홀더(110)또는 열 발생 소자(120)와 관련하여 사용되는 용어 "방열판(130)의 배치"는 방열판(130)이 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)으로부터 열을 충분히 방출시킬 수 있는 위치에 놓여 있다는 것을 의미한다. 상기 용어는 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)로부터 열을 방출시키는 방열판(130)이 상기 부품들과 열적으로 연결된 상태로 위치하고 있는 것을 나타낼 수 있다.
샘플 블록(110)과 열적으로 연결된 방열판(130)은 열적으로 독립된 다른 샘플 블록(111)과는 열적으로 연결되지 않도록 한다. 샘플 블록(110)과 열적으로 연결된 열 발생 소자 (120)의 냉각을 위하여 사용되는 방열판(130)은 열적으로 독립된 다른 샘플 블록(111)과 열적으로 연결된 열 발생 소자 (120)의 냉각을 위하여 사용되지 않는다.
일 구형예에서, 방열판(130)은 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)의 아래에 위치할 수 있다. 특히, 방열판(130)은 열 발생 소자(120)와 인접하여 접촉하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열판(120)은 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)의 측면에 위치할 수 있다. 이 경우, 매개체로서 열 파이프(heat pipe)를 사용할 수 있다.
방열판(130)은 금속, 세라믹 또는 플라스틱으로 제작될 수 있다. 방열판(130)은 방열 면적을 넓히기 위한 복수개의 방열핀을 포함할 수 있다. 다양한 형상의 핀(fin)을 사용될 수 있으며, 예를 들어, 방열판(Heat sink)의 핀 타입(fin type) 은 pin fin, straight fin or flared fin 을 포함한다.
복수개의 방열핀은 방열판의 베이스부에 수직으로 일렬 배치되거나, 방사상으로 배열될 수 있다. 방열판(130)에 형성된 방열핀은 실시 형태에 따라 다양한 방향으로 배열될 수 있다. 이 예를 들어, 스트레이트 핀(straight fin)이 방열판(130)의 베이스부 의 X축 또는 Y축 방향으로 배열될 수 있다.
일 실시예 따르면, 일정 간격으로 컷(cut)된 straight fin이 배열되어 있을 수 있다. 사용되는 방열핀의 형상, 개수, 방열핀의 높이, 폭과 길이는 방열판의 방열 성능을 최적화하기 위해서 선택적으로 조절될 수 있다.
방열판에 형성된 방열핀의 배열 방향은 공기의 배출 방향을 가이드하는 역할 수 있다.
본 발명에 따른 써멀 사이클러는 양 측면 및 하단부, 후면부에 공기 순환을 위한 통로들을 포함할 수 있다.
본 써멀 사이클러에는 공지된 다양한 방열판이 사용될 수 있다.
열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110)는 각각에 대하여 개별적으로 배정된 방열판(130)에 의하여 냉각될 수 있다.
일 실시예어서, 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110, 111)은 동일한 방열판(130)에 열적으로 연결되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 샘플 홀더(110)에는 하나 이상의 방열판 (130)이 배치되며, 상기 샘플 홀더(110)와 상기 방열판(130)는 열적으로 연결되어 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 열 발생 소자(120)에는 하나 이상의 방열판(130)이 배치되며, 상기 열 발생 소자(120)와 상기 방열판(130)는 열적으로 연결되어 있다.
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 열 발생 소자(121) 아래에는 상기 열 발생 소자(121)의 하측을 충분히 커버할 수 있는 면적을 가지는 하나의 방열판(131)이 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 열 발생 소자(121) 아래에는 두 개의 방열판(131, 133)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 발생 소자(121)가 32 웰 형태의 샘플 홀더(111)을 커버하는 경우 상기 방열판(131,133)은 샘플 홀더(111)의 16 웰씩을 커버할 수 있는 정도의 면적을 가지는 방열판(131,133)이 두 개 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 일부의 열 발생 소자(121,123)들에는 하나의 방열판(131)이 배치될 수 있다. 도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 동일한 샘플 홀더(111)에 2 이상의 열 발생 소자(121, 123)들이 배치되는 경우, 열 발생 소자(121, 123)들에는 하나의 방열판(131)이 배치될 수 있다. 상기 예에서, 복수개의 열 발생 소자들(121, 123)은 공통의 샘플 홀더(111)의 온도 제어를 위하여 사용되고 있으므로, 각각의 열 발생 소자(121, 123)에 대하여 개별적인 방열판(131)을 사용하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하나의 열적으로 독립된 샘플 홀더(110)에는 열적으로 연결된 하나 이상의 방열판(130)이 사용될 수 있으며, 특히 1, 2, 3 또는 4 개의 방열판(130)을 사용할 수 있다.
본 발명의 샘플 홀더 어셈블리(100)는 추가적으로 방열팬(150)을 더 포함한다.
본 발명의 샘플 홀더 어셈블리는 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110,111) 각각에 대하여 개별적인 방열팬(150,151)이 배치되는 것을 특징으로 한다.
열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더(110,111) 각각에 대하여 개별적인 방열판(130,131)이 배치되어 있으며, 상기 개별적인 방열판(130,131) 각각에 대하여 개별적인 방열팬(150,151)이 될 수 있다.
개별적으로 배치된 방열팬(150,151)의 온-오프를 제어함으로써, 상기 복수의 샘플 홀더(110,111)의 온도 제어가 독립적으로 이루어질 수 있도록 한다.
샘플 홀더(110) 및 방열팬(150)와 관련하여 사용되는 용어 "방열판(130)의 배치"는 방열팬(130)이 샘플 홀더(110)로부터 열을 방출시킬 수 있는 위치에 놓여 있다는 것을 의미한다. 방열팬(130)은 샘플 홀더(110)을 직접 냉각시키는 것 보다는 샘플 홀더(110)에 열적으로 연결된 방열판(130)을 냉각시켜 상기 샘플 홀더(110)을 냉각시킬 수 있다. 상기 용어는 샘플 홀더(110)에 열적으로 연결된 방열판(130)으로부터 열을 방출시킬 수 있는 위치에 놓여 있다는 것을 의미할 수 있다.
샘플 홀더(110)을 냉각시키기 위해 사용되는 (또는 배치되는) 방열팬(150)은 열적으로 독립된 다른 샘플 블록(111)을 냉각시키기 위해 사용되지 (또는 배치되지) 않는다.
샘플 홀더(110)과 열적으로 연결된 방열판(130)을 냉각시키기 위해 사용되는 (또는 배치되는) 방열팬(150)은 열적으로 독립된 다른 샘플 블록(111)과 열적으로 연결된 방열판(131)을 냉각시키기 위해 사용되지 (또는 배치되지) 않는다.
일 실시예에 따르면, 방열팬(150)은 모터에 의한 회전으로 에어 플로우를 발생시켜 샘플 홀더(110) 또는 방열판(130)을 냉각시킨다.
방열팬(150)은 공지된 다양한 종류의 방열팬을 사용할 수 있다. 예를 들어, 축류팬(axial fans), 원심팬(centrifugal fans) 및 크로스 플로 팬(cross flow fans)을 사용할 수 있다.
방열팬(150)은 방열판(130)에 열적으로 결합된 구성 요소를 냉각하기 위해 공기를 방열판(130)을 가로질러 이동합니다. 예를 들어, 샘플 홀더(110), 열 발생 소자(120) 및 방열판(130)의 순서로 열적으로 연결된 샘플 홀더 어셈블리(100)에서 방열팬(150)은 상기 부품들의 냉각에 기여를 하며, 특히, 궁극적으로 샘플 홀더(110)을 냉각하는데 기여를 한다.
본 발명의 장치에서 사용되는 복수의 방열팬(150)들은 서로 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 온-오프될 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 샘플 홀더(110)는 가열 과정에 있고, 다른 하나의 샘플 홀더(111)는 냉각 과정에 있을 때, 가열 과정의 샘플 홀더(110)에 대하여 사용되는 방열팬(150)은 정지시키고, 냉각 과정의 샘플 홀더(111)에 대하여 사용되는 방열팬(151)은 작동시킬 수 있다.
하나의 열적으로 독립된 샘플 홀더(110)의 냉각을 위하여 하나 이상의 방열팬(150)을 사용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나의 샘플 홀더의 냉각을 위하여 1, 2, 3 또는 4 개의 방열팬(150)을 사용한다. 하나의 샘플 홀더(110)의 냉각을 위하여 복수 개의 방열팬(150)을 사용하는 경우, 상기 복수 개의 방열팬(150)은 각각을 독립적으로 제어하거나 전체적으로 하나의 방열팬(150)처럼 제어할 수 있다.
방열팬(150)이 에어 플로우를 발생시켜 방열판(130)을 냉각시키는 경우, 방열팬(150)은 방열판(130)의 밑면, 전면, 후면, 좌면, 우면 또는 이들의 조합에 위치하여, 방열판(130)을 냉각시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열팬(150)의 위치는 방열판(130)의 방열핀의 배열 방향을 고려하여 결정된다.
도 1a-1c 및 도 4는 방열팬(150)이 방열판(130)의 밑면에 위치하는 경우이다. 도 5는 방열팬(150)이 방열판(130)의 전면에 위치하는 경우이다. 특히, 도 5는 방열판(130)의 전면에서 후면으로 배열된 핀의 방향을 고려하여 방열팬(150)의 전면에 위치한 경우이다.
일 실시예에 따르면, 방열팬(150)에 의하여 발생하는 에어 플로우가 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)에 미치지 않도록 하는 실링(sealing) 구조 또는 에어 플로우 가이드 구조가 샘플 홀더 어셈블리(100)에 추가적으로 포함될 수 있다.
방열팬(150)은 방열판(130)과 직접 접촉하는 것 보다는 서로 떨어져 위치한다.
본 발명의 샘플 홀더 어셈블리(100)은 방열판 및/또는 방열팬에 대한 차단벽(140)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1a에서 차단벽(140)은 인접하는 방열판(130, 131) 사이에 위치하여 방열판 상호 간 대기조건(air condition)의 간섭을 차단한다. 대기 조건은 각 방열판(130, 131)에서 방열팬(150, 151)을 통해 유발되는 공기 흐름, 풍향 등의 대기 흐름 또는 대기 온도를 나타낸다.
본 발명의 써멀 사이클러는 방열팬(150)의 회전에 의하여 대기 흐름을 유발하여 방열판을 쿨링(cooling)시키고, 이를 통해 각 방열판(130)에는 특정 대기 조건이 형성된다. 복수의 방열판이 배치되는 경우 각 방열판의 일면이 마주하는 방열판들 사이에서는 공기 흐름이 서로 간섭되어 공기가 충돌하므로 각 방열판의 특정 대기 조건이 변형될 수 있다.
이러한 현상은 방열판의 방열 기능에 영향을 주고, 결국 샘플 홀더(110, 111)의 온도를 정확히 제어하지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 복수의 각 방열판(130, 131)의 대기 조건의 간섭 없이 방열판(130, 131) 각각에서 개별적으로 원하는 방향으로 열기가 배출되도록 차단벽(140)을 형성한다.
일 실시예에서, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 인접하는 방열판 중에서 하나 이상의 인접한 방열판(130,131)들 사이에 존재하는 차단벽을 포함한다.
차단벽(140)은 대기 흐름을 차단할 수 있는 한도 내에서 다양한 소재로 제작될 수 있다. 알루미늄과 같은 금속 또는 아크릴, 폴리카보네이트, 플라스틱 또는 투명(또는 반투명)의 레진, 고무, 세라믹 등으로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 차단벽(140)은 특히, 열이 전도되지 않는 절연성 소재로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 차단벽(140)의 차단 면적은, 각 방열판(130, 131)이 마주하는 일면 보다 크거나 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 이러한 형태의 차단벽(140)은 형성된 통로로 바람의 흐름을 가이드할 수 있으며, 상기 차단벽(140)에 의해 단방향 예컨대, 통로가 위치한 방향으로 디렉션된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차단벽(140)은, 최소한 방열판 간의 사이를 차단하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1a과 같이 차단벽(140)은, 수직의 일자 형태일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상단부에 비해 하단부가 더 돌출된 역 T 자 형태일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면 상단부만 돌출된 형태 또는 상단부 및 하단부 모두 돌출된 형태일 수 있다.
방열판(130,131)은 상기 차단벽(140)과 밀착되거나 이격되어 위치할 수 있다.
상기 돌출된 형태는 상기 방열판(130,131)의 위쪽 또는 아래쪽으로 에어가 흐르는 것을 차단할 수 있다.
이러한 형태의 차단벽(140)은 더 돌출된 상단부 또는 하단부가 전체 형성되거나 상부 또는 하부에 부분적으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 차단벽(140)과 방열판 (130)사이의 틈을 실링(sealing)할 수 있으며, 이러한 실링으로 방열판 (130)의 상부에 위치하는 샘플 홀더(110) 또는 열 발생 소자(120)로부터 방열판(130)의 열기를 차단할 수 있다.
실링은 다양한 방법, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP), 실리콘(silicon), 실란트(sealant) 및 고무재 등을 이용하여 접합 혹은 도포하는 방법으로 실시될 수 있다.
일 실시예 따르면, 실링을 위하여, 일정한 형상을 갖는 부품 (예를 들어, 가스켓(gasket))을 제작하여 사용할 수 있다.
차단벽(140)은 방열판(130, 131)들의 배치에 따라 샘플 홀더 어셈블리(100)내에 하나 이상의 행으로 형성되거나, 하나 이상의 열로 형성되거나 행과 열의 조합으로 형성될 수 있다. 하나의 행 또는 열을 형성하는 차단벽(140)은 복수 개의 차단벽(140)이 연결된 것이거나 일체형으로 제작된 하나의 차단벽(140)일 수 있다.
도 2 내지 도 4는 방열판(130)에 사용되는 차단벽(140)을 예시하고 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 샘플 홀더(110, 111)가 사용되는 경우, 차단벽(140)은 서로 다른 샘플 홀더(110, 111)에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판들(130, 131) 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 샘플 홀더(110, 111)가 사용되는 경우, 차단벽(140)은 서로 다른 샘플 홀더(110, 111)에 배치되어 인접하게 되는 방열판(130,131)들 사이에 위치할 수 있다.
샘플 홀더와 방열판 관련하여 사용되는 용어 "서로 다른 샘플 홀더에 배치는 방열판들"은 복수의 샘플 홀더(110, 111) 중 제 1 샘플 홀더(110)의 냉각에 사용되는 방열판들(130)과 상기 제 1 샘플 홀더(110)가 아닌 다른 제 2 샘플 홀더(111)의 냉각에 사용되는 되는 방열판들(131)을 나타내기 위하여 사용될 수 있다. 샘플 홀더(110)과 방열판(130)은 직접으로 접촉하도록 배치되지 않더라도, 상대적인 위치는 표현할 수 있다.
일 실시예에서, 차단벽(140)은 동일한 샘플 홀더(111)에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판(131,133)들 사이에는 위치하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차단벽(140)은 동일한 샘플 홀더(111)에 배치되어 인접하게 되는 방열판(131,133)들 사이에는 위치하지 않는다.
샘플 홀더와 방열판 관련하여 사용되는 용어 "동일한 샘플 홀더에 배치는 방열판들"은 복수의 샘플 홀더(110,111) 중 제 1 샘플 홀더(111)의 냉각에 사용되는 하나 이상의 방열판들(131,133)을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
샘플 홀더(111)는 크기(16-웰, 24-웰, 32-웰, 60-웰, 90-웰, 96-웰 등)에 따라 복수의 방열판(131,133)을 분리하여 배치할 수 있다. 이럴 경우 동일한 샘플 홀더(111)에서 서로 인접하는 방열판(131,133)이 존재할 수 있다. 한편, 이웃하는 샘플 홀더(110,111)들에 존재하는 방열판(130,131)들이 서로 인접할 수 있다.
방열판들이 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하는 지 또는 동일한 샘플 홀더에 배치되어 인접하는 지에 따라 차단벽(140)의 사용을 조절할 수 있다.예를 들어, 도 4에서 샘플 홀더 (110) 및 샘플 홀더(111) 아래에 각각 방열판(130, 132 및 131, 133)이 두 개씩 위치하고 있다. 이 경우, 차단벽(140)은 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 방열판들 즉, 방열판(130) 및 방열판 (131) 그리고, 방열판(132)(미도시) 및 방열판(133) 사이에 위치할 수 있다.
서로 다른 샘플 홀더(110,111)에 배치되는 방열판(130,131) 간에는 차단벽(140)을 배치함으로써, 서로 다른 샘플 홀더(110,111)들의 독립적 온도 제어를 보다 정확히 구현할 수 있다.
한편, 도 4에서 동일한 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 방열판들 즉, 방열판(130) 및 방열판 (132) 그리고, 방열판(131) 및 방열판(133) 사이에는 차단벽(140)이 위치하지 않을 수 있다. 동일한 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 방열판들은 동일한 샘플 홀더의 온도 제어에 관여하므로, 차단벽(140)을 선택적으로 사용할 수 있다.
도 4에서 방열판(130) 및 방열판 (131) 그리고, 방열판(132) 및 방열판(133) 사이에 위치하는 차단벽(140)은 하나의 차단벽이거나 두 개의 차단벽을 연결한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차단벽(140)은 모든 인접하는 방열판 사이에 위치한다.
도 5에 개시된 것처럼, 두 개의 방열팬(150,151)이 인접한 경우, 대응하는 방열판(130,131)의 기능에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 제 1 방열팬(150)이 대응하는 제 1 방열판(130)으로 바람을 공급하는 경우, 제 1 방열팬(150)의 바람이 제 1 방열판(130)에 인접하는 제 2 방열판(131)으로 흘러들어 갈 수 있다. 제 2 방열팬(151)은 오프 상태인 경우, 제 2 방열판(131)에 예상하지 않은 에어 플로우가 제공될 수 있다.
이러한 현상은 방열판(130,131)의 방열 기능에 영향을 주고, 결국 샘플 홀더(110, 111)의 온도를 정확히 제어하지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
인접한 방열팬(150,151) 사이의 간섭을 차단하기 위하여 방열판(130)에서와 같은 차단벽(140)이 사용될 수 있다.
도 1b에서 차단벽(140)은 인접하는 방열팬(150, 151)의 에어 플로우 경로 사이에 위치하여 대응하는 방열판(130,131)에 대한 방열팬(150,151) 상호 간의 간섭을 차단한다.
도 1c는 차단벽 (140)이 인접한 방열판(130, 131) 사이뿐 만 아니라 인접한 방열팬(150, 151) 사이에도 존재하는 예를 보여 준다.
방열판(130)에 대한 차단벽(140)과 방열팬(150)에 대한 차단벽(140)을 구분하여 나타낼 필요가 있는 경우, 방열판(에 대한 차단벽(140) "차단벽(141)"로 나타내고, 방열팬에 대한 차단벽(140)은 "차단벽(142)" 나타낼 수 있다(참고 도 1c).
방열판(130) 사이에 사용되는 차단벽(140)에 대하여 상술한 사항은 방열팬(150)에 대한 차단벽(140)에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 동일한 소재와 형상으로 제작될 수 있으며, 배열 방식도 동일 할 수 있다.
일 실시예에서, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 인접하는 방열팬(150) 중에서 하나 이상의 인접한 방열팬(150,151)의 에어 플로우 경로를 서로 분리시키는 차단벽(140)을 포함한다.
일 실시예에서, "방열팬(150)의 에어 플로우 경로"는 방열팬으로부터 상기 방열팬에 의하여 냉각시키고자 하는 방열판 까지의 경로를 나타낸다.
본 명세서에서 용어 "인접하는 방열팬(150,151) 사이에 위치하는 차단벽(140)"은 특별히 언급되지 않는 한 "인접한 방열팬(150,151)의 에어 플로우 경로를 서로 분리시키는 차단벽(140)"을 의미한다.
용어 "인접한 방열팬(150,151)의 에어 플로우 경로를 서로 분리시키는 차단벽(140)"은 인접한 방열팬 (150,151)이 위치하는 지점까지 설치된 차단벽(140)뿐만 아니라, 인접한 방열팬(150,151)의 에어 플로우 경로에만 설치된 차단벽도 포함하기 위하여 사용된다.
도 1c, 도 4 및 도 5에 예시된 것처럼, 복수의 샘플 홀더(110,111)가 사용되는 경우, 일 실시예에 따르면, 차단벽(140)은 서로 다른 샘플 홀더(110,111)에 배치되어 인접하게 되는 방열팬(150, 151)들의 에어 플로우 경로 사이에 위치할 수 있다.
샘플 홀더와 방열팬 관련하여 사용되는 용어 "서로 다른 샘플 홀더에 배치는 방열팬들"은 복수의 샘플 홀더(110,111) 중 제 1 샘플 홀더(110)에 사용되는 방열판(130)을 냉각시킬 수 있는 지점에 위치하게 되는 방열팬들(150)과 상기 제 1 샘플 홀더(110)가 아닌 다른 제 2 샘플 홀더(111)에 사용되는 방열판(131)을 냉각시킬 수 있는 지점에 위치하게 되는 방열팬들(151)을 나타내기 위하여 사용될 수 있다. 샘플 홀더(110)와 방열팬(130)은 직접으로 접촉하도록 배치되지 않더라도, 상대적인 위치는 표현할 수 있다.
도 4에 예시된 것처럼, 일 실시예에 따르면, 차단벽(140)은 동일한 샘플 홀더(111)에 배치되어 인접하게 되는 방열팬(151,153)들의 에어 플로우 경로 사이에는 위치하지 않는다.
샘플 홀더(110)와 방열팬(150) 관련하여 사용되는 용어 "동일한 샘플 홀더에 배치는 방열팬들"은 복수의 샘플 홀더(110,111) 중 제 1 샘플 홀더 방열판(150)을 냉각시킬 수 있는 지점에 위치하게 되는 하나 이상의 방열팬들(150)을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
샘플 홀더(111)는 크기(16-웰, 24-웰, 32-웰, 60-웰, 90-웰, 96-웰 등)에 따라 복수의 방열팬(151,153)을 분리하여 배치할 수 있다. 이럴 경우 동일한 샘플 홀더(111)에서 서로 인접하는 방열팬(151,153)이 존재할 수 있다. 한편, 이웃하는 샘플 홀더들(110,111)에 존재하는 방열팬들(150, 151)이 서로 인접할 수 있다.
방열팬들이 서로 다른 샘플 홀더(110,111)에 배치되어 인접하는 지 또는 동일한 샘플 홀더(111)에 배치되어 인접하는 지에 따라 차단벽(140)의 사용을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차단벽(140)은 모든 인접하는 방열팬의 에어 플로우 경로 사이에 위치한다.
샘플 블록 어셈블리(100)에서 차단벽(140)에 의하여 차단되는 부품의 조합은 다양할 수 있다.
일 실시예에서, 차단벽(140)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 인접하는 방열판(130, 131) 사이에 배치될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 차단벽(140)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 인접하는 방열팬(150, 151) 사이에 배치될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 도 1c, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 차단벽(140)은 방열판(130, 131) 사이에서부터 방열팬(150, 151) 사이까지 연장되어 배치될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 차단벽(140)은 인접하는 샘플 홀더(110,111) 사이에서부터 인접하는 방열팬(150,151) 사이까지 연장되어 배치되거나, 인접하는 열 발생 소자(120, 121)에서 인접하는 방열팬(150,151) 사이까지 연장되어 배치될 수 있다.
본 발명의 써멀 사이클러에서 샘플 홀더(110,111) 사이 및/또는 열 발생 소자(120, 121) 사이의 차단을 위하여 차단벽(140)과는 별도의 실링(sealing) 물질이나 부품, 별도의 차단벽(barrier) 부품 (예를 들어, gasket)을 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 샘플 홀더(110, 111), 열 발생 소자(120, 121), 방열판(130, 131), 방열팬(150, 151), 차단벽(140)을 포함하는 샘플 홀더 어셈블리(100)는 써멀 사이클러 내부 미리 정해진 공간에 위치한다.
일 실시예에 따르면, 샘플 홀더 어셈블리(100)는 샘플 홀더 어셈블리 하우징(미도시)에 수용되어 있고, 써멀 사이클러 내부 미리 정해진 공간에 상기 샘플 홀더 어셈블리 하우징이 위치한다.
일 실시예에 따르면, 차단벽(140)은 샘플 홀더 어셈블리(100) 내의 특정 부품과 결합되어 고정되거나, 샘플 홀더 어셈블리 하우징 내에 고정되어 있을 수 있다.
본 실시 형태에 따른 샘플 홀더에는 최소 하나의 열 발생 소자, 최소 하나의 방열판이 열적으로 결합되고, 방열판의 아래 또는 측면에는 방열판의 방열을 위한 최소 하나의 방열팬이 필요하다. 또한 본 실시 형태에 따라 상기 방열판(30, 31) 사이에는 차단벽(140)이 위치한다.
이러한 각 구성요소들은 본 발명에 따른 써머 사이클러의 열 블록 어셈블리(100)에서 증폭 반응을 위해 각 샘플 홀더의 열적 제어의 독립성을 제공하기 위한 것이다.
도면에서는 편의를 위해 두 개의 샘플 홀더(110, 111), 두 개의 열 발생 소자(120, 121), 두 개의 방열판(130, 131), 두 개의 방열팬(150, 151) 및 이 들 사이의 차단벽 (140)을 도시하였다.
샘플 홀더 어셈블리(100)에는 샘플 홀더(110), 상기 샘플 홀더(110)에 열적으로 연결된 열 발생 소자(120), 상기 샘플 홀더(110), 상기 열 발생 소자에 열적으로 연결된 방열판(130), 상기 방열판을 냉각시키기 위하여 배치된 방열팬(150)을 포함하는 구성물이 세 개 이상 존재할 수 있다. 특히, 서로 인접하는 샘플 홀더 간의 방열판 및/또는 방열팬 사이에는 차단벽이 존재할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구성물이 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 개 존재할 수 있다.
써멀 사이클러는 열 발생 소자(120) 및 방열팬(150)을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함한다. 하나 이상의 컨트롤러가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 컨트롤러에 의하여 열 발생 소자(120) 및 방열팬(150)이 제어된다. 또는 발생 소자(120) 컨트롤러 및 방열팬(150) 컨트롤러가 사용될 수 있다. 복수의 발생 소자(120) 및 복수의 방열팬(150) 각각에 대한 컨트롤러가 사용될 수 있다. 복수의 컨트롤러가 사용될 때는 이들을 통합적으로 제어하는 컨트롤러가 사용될 수 있다.
본 발명의 샘플 홀더 어셈블리(100)는 샘플 홀더 수용 유닛(160)을 추가적으로 포함한다.
샘플 홀더(110)가 열 블록인 경우 이를 수용하는 열 블록 수용 유닛(160)을 추가적으로 포함한다.본 발명에서 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)에 연결되어 있을 수 있다. 특히, 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)의 하부에 위치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 블록 수용 유닛(160) 및 차단벽(140) 의 상부 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 블록 수용 유닛(160) 및 차단벽(140) 의 하부 사시도이다.
열 블록 수용 유닛(160)은 상하가 개방된 형태이다.
개방형 구조로 이루어진 열 블록 수용 유닛(160)은 복수의 열 블록을 수용할 수 있는 수용부(162)를 포함한다. 수용부(162)는 복수의 열 블록을 수용시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수용부(162)에서 복수의 각 열 블록은 상호 간격을 두고 위치되어 인접하는 열 블록과 일정 간격을 유지한다. 이때 열 블록들 사이는 빈 공간이다. 또는 빈 공간 대신에 수용부(162)를 열 블록 별로 구획할 수 있는 가림막(미도시)을 포함할 수 있다. 가림막은 열 블록 사이에 배치되고 하부의 차단벽(140)과 연결될 수 있다. 열 블록 간의 열적인 독립을 위하여 상기 가림막은 단열성 물질로 제작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 열 블록 수용 유닛(160)은 열 블록을 수용하는 구조체 또는 하우징을 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 열 블록 수용 유닛(160)의 구조체 또는 하우징 구조는 일반적으로 각형으로 구분되지만, 다른 형상의 구조체 또는 하우징도 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 열 블록 수용 유닛(160)은 사각 프레임 형태로 이루어지고, 상하가 개방된 구조를 통해 수용부(162)가 위치하여 열 블록이 수용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 열 블록 수용 유닛(160)의 수용부(162)는 클램핑부(165)를 포함한다. 클램핑부(165)는 열 블록을 상부에서 하부로 가압 고정한다.
클램핑부(165)를 통해 수용부(162)에 인입된 각 열 블록은 수평 상태를 유지할 수 있으며, 위로 빠지지 않게 된다.
또한, 클램핑부(165)는 열 블록을 상부에서 하부 방향으로 가압하여 고정함으로써 수용부(162)로부터 위로 튕겨져 나오는 현상을 방지한다.
일 실시예에서, 클램핑부(165)는 수용부(162)에서 각 열 블록의 클램핑이 이루어지도록 내측면에 적어도 둘 이상 형성될 수 있다. 클램핑 힘을 향상시키기 위해서 본 실시 형태에 따른 클램핑부(165)는 열 블록의 측면에 위치하는 웰과 웰 사이에 대면하는 내측면에 웰과 웰 사이의 형상에 따라 걸림돌기 형태로 형성될 수 있다. 걸림돌기를 통해 열 블록의 물림과 해제를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수용부(162)에 열 블록 별 구획을 위한 가림막이 형성된 경우 상기 가림막에도 적어도 하나 이상의 클램핑부(165)를 형성해 강한 고정력을 얻을 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 열 블록 수용 유닛(160)은 도 7과 같이 삽입부(168)를 포함한다. 삽입부(168)는 복수의 열 블록 각각에 결합되는 열 발생 소자(120, 121), 방열판(130, 131) 및 수용부(162) 간의 상호 연결을 보장하여 결합이 견고하도록 한다.
열 블록에 결합된 열 발생 소자(120) 및 방열판(130)을 열 블록 수용 유닛(160)에 연결하는 과정에서 상기 열 발생 소자(120) 및 방열판(130)의 외측면은 상기 삽입부(168)와 밀착될 수 있기 때문에 연결 맞춤이 편리하고 열 블록에 결합된 열 발생 소자(120) 및 방열판(130)이 한 쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.
열 블록 수용 유닛(160)에 수용된 열 블록을 고정시키거나 열 블록 수용 유닛과 열 블록 사이의 틈을 메우기 위하여, 열 블록의 측면, 특히 하부 측면과 열 블록 수용 유닛(160)사이가 실링(sealing)되어 있을 수 있다. 실링은 다양한 방법, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)을 사용하거나 실리콘(silicon), 실란트(sealant) 및 고무재 등을 이용하여 접합 혹은 도포함으로써 접착력의 향상과 방풍, 방열 기능이 효과적으로 향상된다.
도 8은 열 블록 수용 유닛(160)을 포함하는 열 블록 어셈블리(100)의 측면도이다. 열 블록 수용 유닛(160)의 수용부(162)에는 두 개의 열 블록인 샘플 홀더(110, 111)이 위치하고, 열 블록인 샘플 홀더(110, 111)의 아래에는 열 발생 소자(120, 121)가 위치하고, 열 발생 소자(120, 121)의 아래에는 방열판(130, 131)이 위치하고, 방열판(130, 131)의 아래에는 방열팬(150)이 위치하고, 차단벽(140)은 인접한 방열판(130, 131) 사이에 위치하며, 열 블록 수용 유닛(160)에 연결되어 있다.
본 발명에서 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)에 연결되어 있을 수 있다. 특히, 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)의 하부에 위치할 수 있다.
수용부(162)가 복수의 열 블록인 샘플 홀더(110, 111)를 수용함에 따라 상기 열 블록인 샘플 홀더(110, 111) 각각에 열적으로 결합되는 열 발생 소자(120, 121) 및 방열판(130, 131)도 존재할 수 있다.
방열판이 상호 인접한 경우 인접한 방열판과 마주하는 지점에서 각 방열판의 바람이 중첩되어 서로 충돌함으로써 외부로 배출되지 않고 내부로 확산하여 인접한 방열판의 방열 기능에 영향을 미칠 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 열 블록 수용 유닛(160)은 하부에 차단벽(140)이 연결될 수 있다.
이러한 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)에 일체형으로 형성되거나 또는 탈부착 방식으로 결합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차단벽(140)은 별도의 수단을 통해 열 블록 수용 유닛(160) 하부에서 필요에 따라 탈부착 방식으로 결합될 수 있다. 열 블록 수용 유닛(160) 하부에는 차단벽(140)의 탈부착에 관여하는 구성을 포함할 수 있다.
예를 들어, 열 블록 수용 유닛(160) 및 차단벽(140)은 홈부와 돌출부로 각각 구성되어 끼움 방식으로 결합되거나, 접착 방식으로 부착되어 결합하는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따르면, 차단벽(140)은 열 블록 수용 유닛(160)가 수용되는 하우징의 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 블록 수용 유닛(160)가 수용되는 하우징의 벽면에 차단벽(140)을 연결시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 열 블록 수용 유닛(160)의 하부에 위치하는 차단벽(140)은 방열판(130)의 일부와 결착할 수 있는 클램핑부(145)를 포함한다.
차단벽(140)의 클램핑부(145)는 차단벽(140)의 하단부에 위치하여 차단벽(140)의 상면보다 양측면이 더 돌출되어 형성될 수 있다. 차단벽(140)과 방열판(130) 사이의 이격 거리만큼 돌출된 하단부를 통해 차단벽(140)의 클램핑부(145)는 방열판(130)의 일면과 결착되어 수용부(162)의 열 블록과 그 아래에 위치하는 열 발생 소자(120)로부터 방열판(130)으로 가중되는 하중을 지지할 수 있다
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세 개의 열 블록이 수용되는 열 블록 수용 유닛(160)의 사시도이다. 열 블록 수용 유닛 (160)의 수용부(162)에는 열 블록들을 구획할 수 있는 가림막(166)이 모든 열 블록들 사이에 또는 선택된 열 블록들 사이에 존재할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 열적으로 독립된 복수의 샘플 홀더; 각각의 상기 샘플 홀더는 샘플 또는 샘플 반응 용기를 수용할 수 있고,
    상기 복수의 샘플 홀더의 온도를 제어하는 복수의 열 발생 소자; 각각의 상기 샘플 홀더에는 하나 이상의 열 발생 소자가 열적으로 연결되어 있으며,
    상기 복수의 샘플 홀더를 냉각(cooling)시키기 위한 복수의 방열판 (heat sink); 각각의 상기 샘플 홀더에는 하나 이상의 방열판이 열적으로 연결되고,
    상기 복수의 방열판을 냉각(cooling)시키기 위한 복수의 냉각기(Cooler);각각의 상기 샘플 홀더에 대하여 하나 이상의 냉각기가 배치되고, 및
    상기 냉각기 중에서 선택되는 인접하는 냉각기의 에어 플로우 경로를 서로 분리시키는 차단벽;을 포함하는 샘플 홀더 어셈블리를 포함하는 써멀 사이클러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는,
    상기 방열판 중에서 선택되는 인접하는 방열판 상호 간의 간섭을 차단하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 동일한 샘플 홀더에 열적으로 연결되어 인접하게 되는 방열판들 사이에는 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단벽은 모든 인접하는 방열판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기들의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽은 상기 샘플 홀더 중에서 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기들의 에어 플로우 경로 사이에는 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽은 모든 인접하는 냉각기의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는,
    상기 샘플 홀더 중에서 선택되는 서로 다른 샘플 홀더에 연결되어 인접하게 되는 방열판 사이 및 상기 서로 다른 샘플 홀더에 배치되어 인접하게 되는 냉각기의 에어 플로우 경로 사이에 위치하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는,
    서로 다른 샘플 홀더 사이 및/또는 상기 서로 다른 샘플 홀더에 연결되어 인접하게 되는 열 발생 소자 사이에 위치하는 차단벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는,
    상부에서 하부 방향으로 상기 샘플 홀더, 상기 열 발생 소자 및 상기 방열판 순서로 배열된 구조를 갖고,
    상기 냉각기는 상기 방열판의 하부에 위치하거나 또는 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는 샘플 홀더 수용 유닛을 추가적으로 포함하고,
    상기 샘플 홀더 수용 유닛은,
    상하가 개방되고,
    상기 복수의 샘플 홀더를 수용하는 수용부를 포함하고,
    상기 샘플 홀더 수용 유닛의 하부에는 상기 차단벽이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플 홀더 어셈블리는 상기 샘플 홀더 어셈블리 하우징에 수용되어 있고, 상기 하우징에 상기 차단벽이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단벽은 상기 방열판 또는 방열팬의 일부와 결착할 수 있는 클램핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 사이클러.

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021089994A (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 日立Astemo株式会社 車載電子制御装置
CA3232733A1 (en) 2021-09-23 2023-03-30 Pranav Patel Methods and systems for sample analysis

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200285745Y1 (ko) 2002-03-22 2002-08-14 이씨테크 (주) 열교환 유니트

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29917313U1 (de) * 1999-10-01 2001-02-15 MWG-BIOTECH AG, 85560 Ebersberg Vorrichtung zur Durchführung chemischer oder biologischer Reaktionen
US8676383B2 (en) * 2002-12-23 2014-03-18 Applied Biosystems, Llc Device for carrying out chemical or biological reactions
CA2523040C (en) * 2003-05-23 2012-01-17 Bio-Rad Laboratories, Inc. Localized temperature control for spatial arrays of reaction media
US20090139311A1 (en) * 2007-10-05 2009-06-04 Applied Biosystems Inc. Biological Analysis Systems, Devices, and Methods
US9034635B2 (en) * 2008-02-20 2015-05-19 Streck, Inc. Thermocycler and sample vessel for rapid amplification of DNA
IN2012DN02105A (ko) * 2009-09-01 2015-08-21 Life Technologies Corp
JP5249988B2 (ja) * 2010-05-07 2013-07-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 核酸増幅装置及びそれを用いた核酸検査装置
FR2964482B1 (fr) * 2010-09-02 2012-09-28 Commissariat Energie Atomique Procede de test en ligne des etages de pipeline temporairement non utilises et son dispositif associe
WO2012075360A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Idaho Technology, Inc. Thermal cycler apparatus and related methods
KR101316595B1 (ko) * 2011-03-31 2013-10-15 주식회사 제이오텍 혼성화 챔버장치, 혼성화 챔버의 세척/건조장치 및 이를 포함하는 혼성화 시스템
KR20130071645A (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 케이맥(주) 독립적으로 온도제어 가능한 다중 실험 장치
AU2013202793B2 (en) * 2012-07-31 2014-09-18 Gen-Probe Incorporated System, method and apparatus for automated incubation
US20160214110A1 (en) * 2013-09-16 2016-07-28 Life Technologies Corporation Apparatuses, Systems and Methods for Providing Thermocycler Thermal Uniformity

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200285745Y1 (ko) 2002-03-22 2002-08-14 이씨테크 (주) 열교환 유니트

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