WO2024252648A1 - 液体処理装置、核酸抽出装置、及び遺伝子検査装置 - Google Patents

液体処理装置、核酸抽出装置、及び遺伝子検査装置 Download PDF

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temperature
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unit
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達也 小針
航 佐藤
宣之 磯島
匡 柴原
瑶子 牧野
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Hitachi High-Tech Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • This disclosure relates to a liquid treatment device, a nucleic acid extraction device, and a genetic testing device.
  • nucleic acids are amplified using methods such as PCR (polymerase chain reaction) and the like, and the nucleic acids contained in the sample are extracted before testing.
  • nucleic acid extraction using the Magtration method which uses magnetic particles as carriers, nucleic acids are extracted through a liquid processing step that solubilizes proteins in the sample, a liquid processing step that bonds the magnetic particle carrier with the phosphate group of the nucleic acid, a liquid processing step that removes impurities from the magnetic particles to which the nucleic acid is bound, and a liquid processing step that elutes the nucleic acid from the magnetic particles.
  • the optimal processing temperature differs depending on each liquid processing step, the type of sample, the type of reagent used, and the processing protocol. Therefore, in order to perform nucleic acid extraction for reliable genetic testing, a liquid processing device that can quickly change the temperature of the liquid depending on the content of the liquid processing is required.
  • Patent Document 1 discloses a genetic testing device that includes heat sources provided individually for multiple test vessels that contain samples, and a control unit that controls the heat sources to individually adjust the temperature of the samples.
  • Patent Document 2 discloses a laboratory thermostat equipped with at least two temperature control devices in thermally conductive contact with a temperature control block, which has a storage section for storing a container containing a liquid sample, in order to set different locations of the temperature control block to various temperatures.
  • Patent Document 2 requires multiple temperature control devices to maintain different temperatures at different locations in a temperature control block that has multiple storage compartments for containers that hold liquid samples. Therefore, by installing multiple temperature control systems, the structure related to the temperature control systems becomes more complex and costs increase, which becomes an issue.
  • the problem that this invention aims to solve is to provide a small-sized liquid treatment device that can use multiple thermostatic sections with optimal temperatures for liquid treatment without necessarily requiring multiple temperature control systems in a liquid treatment device that performs liquid treatment at multiple temperatures.
  • the liquid treatment device of the present disclosure includes a constant temperature unit having a container holding unit that holds a liquid container containing liquid and a plurality of constant temperature regions with different set temperatures, a dispenser that aspirates or dispenses the liquid contained in the liquid container, a heat transfer unit that heats or cools the constant temperature unit, a temperature sensor unit that outputs data related to the temperature of the constant temperature unit, a power supply unit that supplies power to the heat transfer unit, a control unit that controls the power supplied by the power supply unit to the heat transfer unit based on the output of the temperature sensor unit, and a first thermal resistance unit that separates at least two constant temperature regions, the first thermal resistance unit having a thermal resistance value greater than that of the constant temperature unit and such that when the temperature of one constant temperature region separated by the first thermal resistance unit becomes the set temperature of the one constant temperature region, the temperature of another constant temperature region separated by the first thermal resistance unit becomes the set temperature of the other constant temperature region.
  • the nucleic acid extraction device disclosed herein also includes the liquid treatment device described above.
  • the genetic testing device disclosed herein also includes the liquid treatment device described above.
  • the liquid treatment device can provide a compact liquid treatment device that performs liquid treatment at multiple temperatures and can utilize multiple thermostatic sections at optimal temperatures for liquid treatment without necessarily requiring multiple temperature control systems. This is expected to improve the throughput of liquid treatment, simplify the temperature control system, and reduce the costs associated with manufacturing the device. Furthermore, by miniaturizing the liquid treatment device, it becomes possible to use a multi-well plate as a liquid container, which is expected to reduce the labor required for replacing liquid containers and the risk of mix-ups.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid treatment device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the temperatures of the constant temperature region 6a, the constant temperature region 6b, the constant temperature region 6c, and the environment when a temperature sensor unit 11 is installed in the constant temperature region 6b in the liquid treatment device of Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the temperatures of the constant temperature region 6a, the constant temperature region 6b, the constant temperature region 6c, and the environment when a temperature sensor unit 11 is installed in the constant temperature region 6a in the liquid treatment device of Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of first heat resistance portions 8a and 8b of the liquid treatment device of Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of first heat resistance portions 8a and 8b of the liquid treatment device of Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the structure of first heat resistance portions 8a and 8b of the liquid treatment device of Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid treatment device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid treatment device according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of third heat resistance portions 15a and 15b of the liquid treatment device of Example 4.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the liquid treatment device according to the first embodiment.
  • a structure in which three constant temperature regions are set to different temperatures by one temperature control system will be described.
  • the liquid 1 is contained in a liquid container 2 and dispensed by aspirating and discharging with a dispenser 3.
  • the liquid processing device 4 includes the dispenser 3, a thermostatic unit 6 having a container holder 5 for holding the liquid container 2, a heat transfer unit 7, first thermal resistance units 8a and 8b, a heat dissipation unit 9, a thermal insulation unit 10, a temperature sensor unit 11, a control unit 12, and a power supply unit 13.
  • the liquid container 2 has multiple regions for storing the liquid 1.
  • the liquid container 2 may be one in which the regions for storing the liquid 1 are arranged in one direction, or a multi-well plate in which the regions are arranged in two directions. In this embodiment, a multi-well plate is used as the liquid container 2.
  • the constant temperature section 6 is provided with a set temperature.
  • the set temperature may be higher or lower than the ambient temperature.
  • the constant temperature section 6 is divided into multiple regions with different set temperatures.
  • the constant temperature section 6 is divided into three regions with different set temperatures, and each region is called the constant temperature region 6a, the constant temperature region 6b, and the constant temperature region 6c.
  • the set temperatures of the constant temperature region 6a, the constant temperature region 6b, and the constant temperature region 6c are 80°C, 70°C, and 60°C, respectively.
  • Each of the constant temperature regions 6a to 6c may hold one region of the container holding section 5, or multiple regions. It is desirable that each of the constant temperature regions 6a to 6c is made of a material with high thermal conductivity and excellent temperature uniformity.
  • the constant temperature section 6 is made of, for example, copper, aluminum, or an alloy thereof. Additionally, all of the constant temperature regions 6a-6c may be made of the same material, or at least two of the constant temperature regions 6a-6c may be made of different materials.
  • the heat transfer unit 7 heats or cools the constant temperature unit 6. If the set temperatures of the constant temperature areas 6a to 6c are higher than the ambient temperature, a heat generating component such as a heater can be used for the heat transfer unit 7. If the set temperatures of the constant temperature areas 6a to 6c are lower than the ambient temperature, the heat transfer unit 7 can be cooled by using a Peltier module, for example. In this embodiment, there are three constant temperature areas 6a to 6c with different set temperatures, while there is only one heat transfer unit 7. The heat transfer unit 7 is in contact with the constant temperature area 6a, whose set temperature is the furthest from the ambient temperature. The heat transfer unit 7 does not have to be in contact with the constant temperature area 6a, as long as it can heat or cool the constant temperature area 6a.
  • the first thermal resistance portion 8a separates the constant temperature region 6a and the constant temperature region 6b, which have different set temperatures
  • the first thermal resistance portion 8b separates the constant temperature region 6b and the constant temperature region 6c, which have different set temperatures.
  • the first thermal resistance portions 8a and 8b adjust the amount of heat transfer from the higher set temperature to the lower set temperature of the two separated constant temperature regions, and are provided with a thermal resistance value required for the temperatures of both constant temperature regions to reach the set temperature.
  • the first thermal resistance portion 8a has a thermal resistance value such that when the constant temperature region 6a has a set temperature of 80°C due to heating by the heat transfer portion 7, the constant temperature region 6b has a set temperature of 70°C.
  • the first thermal resistance portion 8b has a thermal resistance value such that when the constant temperature region 6b has a set temperature of 70°C due to heat transfer via the first thermal resistance portion 8a, the constant temperature region 6c has a set temperature of 60°C.
  • the heat dissipation unit 9 can be provided in the constant temperature area 6b or 6c other than the constant temperature area 6a, whose set temperature is the furthest from the ambient temperature.
  • the heat dissipation unit 9 is provided in the constant temperature area 6c, whose set temperature is the closest to the ambient temperature among the constant temperature areas 6a to 6c.
  • a cooling fin is used for the heat dissipation unit 9.
  • the heat dissipation unit 9 has the thermal resistance values of the first thermal resistance unit 8a and the first thermal resistance unit 8b, as well as the heat dissipation performance that allows the constant temperature areas 6a, 6b, and 6c to reach their respective set temperatures.
  • the thermal resistance values of the first thermal resistance portion 8a and the first thermal resistance portion 8b In order to provide a large temperature difference between the constant temperature regions 6a, 6b, and 6c, it is necessary to increase the thermal resistance values of the first thermal resistance portion 8a and the first thermal resistance portion 8b. In order to increase the thermal resistance value, it is necessary to reduce the apparent thermal conductivity of the first thermal resistance portion 8a and the first thermal resistance portion 8b or to increase the thickness. In the case where a multi-well plate is used as the liquid container 2 and the distance between the container holding portions 5 is determined by the dimensions of the multi-well plate as in this embodiment, it is difficult to freely change the thickness of the first thermal resistance portion 8a and the first thermal resistance portion 8b, and it may not be possible to provide a set temperature difference between the constant temperature regions 6a, 6b, and 6c.
  • the temperatures of the constant temperature regions 6b and 6c can be brought closer to the environmental temperature. Then, when the constant temperature region 6a is at the set temperature, it becomes easier to increase the temperature difference between the constant temperature regions 6a, 6b, and 6c.
  • the heat dissipation section 9 is provided in the constant temperature region 6c, but the heat dissipation section 9 may be provided in the constant temperature region 6b and the constant temperature region 6c.
  • the heat dissipation performance of the heat dissipation section 9 provided in the constant temperature region 6b and the heat dissipation performance of the heat dissipation section 9 provided in the constant temperature region 6c may be the same or different.
  • the heat insulating section 10 is configured to cover the constant temperature section 6, the heat transfer section 7, and the first thermal resistance sections 8a and 8b. This allows the constant temperature section 6 to maintain temperature uniformity. In addition, by suppressing heat dissipation to the environment, the energy consumption of the heat transfer section 7 can be kept low.
  • the temperature sensor unit 11 measures the temperature of the constant temperature unit 6 and outputs data related to the temperature of the constant temperature unit 6 to the control unit 12.
  • the control unit 12 controls the power supplied to the heat transfer unit 7 by the power supply unit 13 based on the output of the temperature sensor unit 11 so that the temperature of the constant temperature area 6b in which the temperature sensor unit 11 is installed becomes the set temperature.
  • the temperature sensor unit 11 is installed in the constant temperature area 6b, which has an intermediate set temperature among the constant temperature areas 6a to 6c, and the power supplied to the heat transfer unit 7 is controlled so that the constant temperature area 6b becomes the set temperature of 70°C.
  • the constant temperature area in which the temperature sensor unit 11 is installed may be the constant temperature area 6a or the constant temperature area 6c.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the temperatures of constant temperature area 6a, constant temperature area 6b, constant temperature area 6c, and the environment (ambient).
  • the constant temperature area 6a, constant temperature area 6b, and constant temperature area 6c are configured to have set temperatures of 80°C, 70°C, and 60°C, respectively, when the environmental temperature is 20°C.
  • constant temperature area 6b is controlled to a set temperature of 70°C even if the environmental temperature varies.
  • the temperatures of constant temperature area 6a and constant temperature area 6c vary from the set temperature due to the variation in the environmental temperature. If the degree of temperature variation in constant temperature area 6a and constant temperature area 6c is E_6a and E_6c, respectively, E_6a and E_6c will be approximately the same as shown in Figure 2.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the temperatures of the constant temperature areas 6a, 6b, 6c, and (Ambient) at this time.
  • the constant temperature area 6a is controlled to the set temperature by the action of the temperature sensor unit 11, even if the ambient temperature varies.
  • the temperatures of the constant temperature areas 6b and 6c vary from the set temperature due to the variation in the ambient temperature. If the degree of variation in temperature of the constant temperature areas 6b and 6c is E_6b and E_6c, respectively, it can be seen that E_6c is larger than E_6b, as shown in Figure 3.
  • the temperature sensor unit 11 In order to prevent any of the three constant temperature regions 6a-6c from deviating significantly from the set temperature when the environmental temperature changes, it is effective to install the temperature sensor unit 11 in the constant temperature region 6b, which has an intermediate set temperature. On the other hand, when it is necessary to control the temperature of any of the three constant temperature regions 6a-6c with high accuracy as a priority, it is effective to install the temperature sensor unit 11 in that constant temperature region.
  • the above measures are effective in preventing environmental temperature variations from reducing temperature controllability for liquid processing in a configuration with a small number of temperature control systems compared to the number of constant temperature regions 6a-6c with different set temperatures.
  • the control unit 12 may correct the power supplied by the power supply unit 13 to the heat transfer unit 7 so that the temperature of the constant temperature region where the liquid treatment is performed becomes the set temperature. For example, when performing liquid treatment in the constant temperature region 6c with a set temperature of 60°C, the control unit 12 controls the power supply unit 13 to supply to the heat transfer unit 7 the power required for the constant temperature region 6c to reach the set temperature of 60°C.
  • the control unit 12 may correct the power supply unit 13 to supply to the heat transfer unit 7 the power required for the constant temperature region 6a to reach the set temperature of 80°C.
  • the amount of power supply required for each constant temperature region to reach the set temperature can be measured and recorded in advance.
  • the environmental temperature may be measured by a temperature sensor not shown, and the amount of power supply required for a certain constant temperature unit 6 to reach the set temperature may be recorded for each environmental temperature.
  • the temperatures of the constant temperature areas 6a to 6c, which have different set temperatures are close to their respective set temperatures, so it is expected that the temperature of the constant temperature unit 6 can be brought closer to the set temperature in a short temperature change time.
  • the first thermal resistance parts 8a and 8b adjust the amount of heat transfer from the higher set temperature to the lower set temperature of the two separated constant temperature areas, and are provided with a thermal resistance value required for the temperatures of both constant temperature areas to reach the set temperature.
  • An example of the structure of the first thermal resistance parts 8a and 8b is shown in Figure 4.
  • a single thermal resistance member 801 may be used to provide the desired thermal resistance value.
  • a uniform solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature part 6 can be selected and arranged as the thermal resistance member 801. From the viewpoint of creating a temperature difference between the separated constant temperature areas, a solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature part 6 is desirable.
  • thermo resistance member 801 a resin-based material, a rubber-based material, or a heat insulating material is used.
  • a gas layer may be used as the thermal resistance member 801.
  • Both of the first thermal resistance portions 8a and 8b may be a single thermal resistance member 801, or either of the first thermal resistance portions 8a or 8b may be a single thermal resistance member 801.
  • a desired thermal resistance value may be provided by a convex part 802 and a concave part 803 provided on the surface of the constant temperature region.
  • the contact area between the convex part 802 provided on the surface of one constant temperature region and the surface of the other constant temperature region is changed, and the solid conduction heat transfer by the convex part 802 can be adjusted to provide a desired thermal resistance value.
  • the concave part 803 may be a solid material with an appropriate thermal conductivity or a gas layer, as in the thermal resistance member 801.
  • the constant temperature part 6 may be an integrated part, and a hole may be machined at a location corresponding to the concave part 803 to form a structure corresponding to the convex part 802 and the concave part 803.
  • Both the first thermal resistance parts 8a and 8b may have a structure having the convex part 802 and the concave part 803, or either one of the first thermal resistance parts 8a or 8b may have a structure having the convex part 802 and the concave part 803.
  • FIG. 5 Another example of the structure of the first thermal resistance parts 8a and 8b is shown in FIG. 5.
  • a desired thermal resistance value may be provided by a spacer 804 and a fastening member 805.
  • the spacer 804 and the fastening member 805 can fix the separated constant temperature areas in a predetermined relative positional relationship, and can also be given the role of adjusting solid conduction heat transfer.
  • the size of the spacer 804 may be changed to change the heat transfer area, the number of spacers 804 arranged may be changed to change the heat transfer area, or a material with a different thermal conductivity may be used for the spacer 804.
  • a resin washer with low thermal conductivity may be used for the spacer 804.
  • a material with a different thermal conductivity may be used for the fastening member 805.
  • a resin screw may be used for the fastening member 805.
  • Both of the first thermal resistance parts 8a and 8b may have a structure including a spacer 804 and a fastening member 805, or either one of the first thermal resistance parts 8a or 8b may have a structure including a spacer 804 and a fastening member 805.
  • the spacer 804 used as the first thermal resistance part 8a and the spacer 804 used as the first thermal resistance part 8b may be fixed with one fastening member 805.
  • the desired thermal resistance value may be provided by a heat radiation part 806 and a heat radiation part 807 provided on the opposing surfaces of the constant temperature area.
  • the desired thermal resistance value is provided by adjusting the radiation heat transfer between the surfaces of the constant temperature area.
  • the heat radiation part 806 or the heat radiation part 807 may be subjected to a surface treatment that changes the emissivity.
  • the heat radiation part 806 or the heat radiation part 807 may be made of a radiative paint or may be formed with an oxide coating such as anodized aluminum.
  • the radiation heat transfer may be adjusted depending on the area to which the surface treatment is applied to provide the desired thermal resistance value.
  • the heat radiation part 806 and the heat radiation part 807 are formed on both opposing surfaces of the constant temperature area, but a heat radiation part may be provided on only one surface.
  • both of the first thermal resistance parts 8a and 8b may have a structure including a heat radiation part 806 or 807, or either one of the first thermal resistance parts 8a or 8b may have a structure including a heat radiation part 806 or 807.
  • a sealed part 808 may be formed and the internal space of the sealed part 808 may be depressurized to have a desired thermal resistance value. If the sealed part 808 is not depressurized, heat transfer occurs due to air convection, conductive heat transfer, and radiative heat transfer between surfaces in the constant temperature region. By depressurizing the sealed part 808, the effects of air convection and conductive heat transfer may be reduced to have a desired thermal resistance value. Also, a heat insulating material that has been depressurized and sealed in advance, such as a vacuum insulation panel, may be used. Both of the first thermal resistance parts 8a and 8b may have a structure having a sealed part 808, or either one of the first thermal resistance parts 8a or 8b may have a structure having a sealed part 808.
  • the thermal resistance value of the first thermal resistance parts 8a and 8b can be easily changed by using the above structure. Even if it becomes necessary to change the set temperature of the constant temperature areas 6a to 6c, it is possible to realize the constant temperature areas 6a to 6c with different set temperatures in a short period of time by changing the thermal resistance value using the above structure, without making major changes to the overall structure.
  • Each of the first thermal resistance parts 8a and 8b may be configured by selecting one of the structures above, or may be configured by combining multiple structures.
  • the temperatures of the multiple constant temperature areas 6a-6c can be set to different set temperatures by a single temperature control system consisting of the heat transfer section 7, temperature sensor section 11, control section 12, and power supply section 13.
  • a single temperature control system consisting of the heat transfer section 7, temperature sensor section 11, control section 12, and power supply section 13.
  • the constant temperature areas 6a-6c with different set temperatures are prepared, so there is no need to wait for the temperature of the constant temperature section to rise or fall, and the constant temperature areas 6a-6c with different optimal temperatures depending on the liquid treatment can be immediately used, which is expected to improve the throughput of liquid treatment.
  • the control system can be simplified, which is expected to reduce the costs associated with manufacturing the device.
  • the structure that adjusts the heat transfer between constant temperature regions 6a to 6c via first thermal resistance portions 8a and 8b allows the entire liquid treatment device to be constructed in a compact size. This makes it possible to use a multi-well plate as the liquid container, which is expected to reduce the labor required for replacing liquid containers and the risk of mix-ups.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the liquid treatment device according to the second embodiment.
  • a structure in which three constant temperature regions are set to different temperatures by multiple temperature control systems will be described. Explanations of elements that overlap with those in the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the heat transfer unit 7 heats or cools the constant temperature unit 6. If the set temperatures of the constant temperature areas 6a to 6c are higher than the ambient temperature, a heat generating component such as a heater can be used in the heat transfer unit 7. If the set temperatures of the constant temperature areas 6a to 6c are lower than the ambient temperature, the heat transfer unit 7 can be cooled, for example, by using a Peltier module. In this embodiment, the constant temperature areas 6a, 6b, and 6c, which have different set temperatures, are heated or cooled by the heat transfer units 7a, 7b, and 7c, respectively.
  • temperature sensor unit 11a, temperature sensor unit 11b, temperature sensor unit 11c are installed in constant temperature area 6a, constant temperature area 6b, constant temperature area 6c, respectively.
  • Each temperature sensor unit 11a, temperature sensor unit 11b, temperature sensor unit 11c measures the temperature of constant temperature area 6a, constant temperature area 6b, constant temperature area 6c, respectively.
  • the measurement results by temperature sensor unit 11a, temperature sensor unit 11b, temperature sensor unit 11c are input to control unit 12a, control unit 12b, control unit 12c, respectively.
  • Control unit 12a, control unit 12b, control unit 12c control the power supplied by power supply unit 13a, power supply unit 13b, power supply unit 13c to heat transfer unit 7a, heat transfer unit 7b, heat transfer unit 7c, respectively, so that the temperatures of constant temperature area 6a, constant temperature area 6b, constant temperature area 6c become the respective set temperatures.
  • a temperature control system consisting of a heat transfer unit 7a, a temperature sensor unit 11a, a control unit 12a, and a power supply unit 13a is provided for the constant temperature region 6a
  • a temperature control system consisting of a heat transfer unit 7b, a temperature sensor unit 11b, a control unit 12b, and a power supply unit 13b is provided for the constant temperature region 6b
  • a temperature control system consisting of a heat transfer unit 7c, a temperature sensor unit 11c, a control unit 12c, and a power supply unit 13c is provided for the constant temperature region 6c.
  • a single controller having a processor and memory may execute the functions of the control unit 12a, the control unit 12b, and the control unit 12c.
  • the structure may have multiple temperature control systems, each consisting of a heat transfer unit, a temperature sensor unit, a control unit, and a power supply unit, for each of the multiple constant temperature areas 6a to 6c with different set temperatures.
  • a structure is shown in which the same number of temperature control systems are provided for the three constant temperature areas 6a to 6c with different set temperatures. This configuration is not limited to this, and the number of temperature control systems may be one or more and may be less than the number of constant temperature areas 6a to 6c with different set temperatures.
  • a structure with one temperature control system corresponds to Example 1.
  • the multiple temperature control systems can set the temperatures of the multiple constant temperature areas 6a-6c to different set temperatures.
  • the liquid treatment device 4 of this embodiment multiple constant temperature areas 6a-6c with different set temperatures are prepared, so there is no need to wait for the temperature of the constant temperature section to rise or fall, and the constant temperature areas 6a-6c with different optimal temperatures depending on the liquid treatment can be immediately used, which is expected to improve the throughput of the liquid treatment.
  • the control system can be simplified and costs related to device manufacturing can be reduced.
  • the structure that adjusts the heat transfer between constant temperature regions 6a to 6c via first thermal resistance portions 8a and 8b allows the entire liquid treatment device to be constructed in a compact size. This makes it possible to use a multi-well plate as the liquid container, which is expected to reduce the labor required for replacing liquid containers and the risk of mix-ups.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the liquid treatment device of Example 3.
  • a structure in which three constant temperature regions 6a to 6c are set to different temperatures by one temperature control system, and a structure in which one heat transfer unit heats or cools the multiple constant temperature regions 6a to 6c, will be described. Explanations of elements that overlap with Example 1 will be omitted as appropriate.
  • the temperature sensor unit 11 is installed in the constant temperature region 6a, but the temperature sensor unit 11 may be installed in the constant temperature region 6b or the constant temperature region 6c.
  • the heat transfer unit 7 heats or cools the constant temperature unit 6. If the set temperatures of the constant temperature regions 6a to 6c are higher than the ambient temperature, a heat generating component such as a heater can be used for the heat transfer unit 7. If the set temperatures of the constant temperature regions 6a to 6c are lower than the ambient temperature, the heat transfer unit 7 can be cooled by using a Peltier module, for example. In this embodiment, there are three constant temperature regions 6a to 6c with different set temperatures, whereas there is only one heat transfer unit 7.
  • the heat transfer unit 7 may also include a heat conductive member to make the temperature of the heat transfer unit 7 uniform.
  • the heat transfer unit 7 in this embodiment has a heater 701 and a heat conductive member 702. It is desirable that the heat conductive member 702 be made of a material with high thermal conductivity. For example, it is desirable that it be made of copper, aluminum, or an alloy thereof.
  • the second thermal resistance portions 14a-14c are located between the heat transfer portion 7 and the constant temperature portion 6, and adjust the amount of heat transfer from the heat transfer portion 7 to the constant temperature portion 6, and are provided with a thermal resistance value required for the temperature of the constant temperature regions 6a-6c to reach the set temperature.
  • the second thermal resistance portion 14a adjusts the amount of heat transfer from the heat transfer portion 7 to the constant temperature region 6a, and has a thermal resistance value at which the constant temperature region 6a reaches the set temperature of 80°C.
  • the second thermal resistance portion 14b adjusts the amount of heat transfer from the heat transfer portion 7 to the constant temperature region 6b, and has a thermal resistance value at which the constant temperature region 6b reaches the set temperature of 70°C.
  • the second thermal resistance portion 14c adjusts the amount of heat transfer from the heat transfer portion 7 to the constant temperature region 6c, and has a thermal resistance value at which the constant temperature region 6c reaches the set temperature of 60°C.
  • the thermal resistance value of the second thermal resistance portions 14a to 14c can be determined using a structure similar to that of the first thermal resistance portions 8a and 8b shown in Figures 4, 5, and 6.
  • a single thermal resistance member may be used to provide the desired thermal resistance value.
  • a uniform solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature section 6 may be selected and placed as the thermal resistance member.
  • a solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature section 6 is desirable.
  • a resin-based material, a rubber-based material, or a heat insulating material is used.
  • a gas layer may also be used as the thermal resistance member.
  • the desired thermal resistance value may be provided by convex and concave parts provided on the surface of the thermostatic part 6 or the surface of the heat transfer part 7 (thermal conductive member 702).
  • convex and concave parts are provided on the surface of the thermostatic part 6, the contact area between the convex parts provided on the surface of the thermostatic part 6 and the surface of the heat transfer part 7 (thermal conductive member 702) can be changed, and the solid conduction heat transfer by the convex parts can be adjusted to provide the desired thermal resistance value.
  • the concave parts may be made of a solid material with an appropriate thermal conductivity or a gas layer, as with the thermal resistance member.
  • thermostatic part 6 and the second thermal resistance parts 14a to 14c may be made into an integrated part, and a structure equivalent to the convex and concave parts may be formed by drilling holes.
  • the contact surface between the thermostatic part 6 integrated with the second thermal resistance parts 14a to 14c and the heat transfer part 7 can be configured as a substantially flat surface, making assembly easier.
  • a desired thermal resistance value may be provided by a spacer and a fastening member.
  • the spacer and fastening member can fix the thermostatic part 6 and the heat transfer part 7 in a predetermined relative positional relationship, and can also be made to play a role in adjusting solid conduction heat transfer.
  • the size of the spacer may be changed to change the heat transfer area, the number of spacers arranged may be changed to change the heat transfer area, or a material with a different thermal conductivity may be used for the spacer.
  • a resin washer with low thermal conductivity may be used.
  • a material with a different thermal conductivity may be used for the fastening member.
  • a resin screw may be used for the fastening member.
  • the desired thermal resistance value may be provided by a heat radiation portion provided on the surface of the constant temperature portion 6 or the heat transfer portion 7.
  • the desired thermal resistance value is provided by adjusting the radiative heat transfer between the surfaces of the constant temperature portion 6 and the heat transfer portion 7.
  • the heat radiation portion may be subjected to a surface treatment that changes the emissivity.
  • a radiative paint may be used, or an oxide coating such as anodized aluminum may be formed.
  • the desired thermal resistance value may also be provided by adjusting the radiative heat transfer depending on the area to which the surface treatment is applied.
  • a sealed section may be formed and the interior reduced in pressure to provide the desired thermal resistance value. If the sealed section is not reduced in pressure, heat transfer occurs through air convection and conductive heat transfer, and through radiative heat transfer between the surfaces of the constant temperature section 6 and the heat transfer section 7. By reducing the pressure in the sealed section, the effects of air convection and conductive heat transfer can be reduced to provide the desired thermal resistance value.
  • insulation that has been sealed by reducing the pressure inside beforehand such as a vacuum insulation panel, may be used.
  • the temperatures of the multiple constant temperature areas 6a-6c can be set to different set temperatures by a single temperature control system consisting of the heat transfer section 7, temperature sensor section 11, control section 12, and power supply section 13.
  • a single temperature control system consisting of the heat transfer section 7, temperature sensor section 11, control section 12, and power supply section 13.
  • the structure that adjusts the heat transfer between constant temperature regions 6a to 6c via first thermal resistance portions 8a and 8b allows the entire liquid treatment device to be constructed in a compact size. This makes it possible to use a multi-well plate as the liquid container, which is expected to reduce the labor required for replacing liquid containers and the risk of mix-ups.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the cross-sectional structure of the third thermal resistance parts 15a and 15b of Example 4.
  • the constant temperature areas 6a, 6b, and 6c, which have different set temperatures, are separated by the first thermal resistance parts 8a and 8b. If the first thermal resistance parts 8a and 8b are not given a sufficient thermal resistance value for the difference in set temperature between the constant temperature areas 6a, 6b, and 6c, the temperatures of the constant temperature areas 6a, 6b, and 6c will deviate from the set temperature.
  • the third thermal resistance parts 15a and 15b can be provided between the liquid container 2 and the container holding part 5 of the constant temperature part 6 to make the temperature of the liquid 1 the optimum temperature for liquid treatment.
  • the third thermal resistance portion 15a is provided between the liquid container 2 and the constant temperature region 6b, and the third thermal resistance portion 15b is provided between the liquid container 2 and the constant temperature region 6c.
  • both the third thermal resistance portions 15a and 15b are provided, but only one of the third thermal resistance portions 15a or 15b may be provided.
  • the third thermal resistance portion may be provided between the liquid container 2 and the constant temperature region 6a.
  • the third thermal resistance portions 15a and 15b are provided in advance with a thermal resistance value required for adjusting the amount of heat transfer between the constant temperature portion 6 and the liquid container 2 when the temperature of the constant temperature portion 6 is farther from the environmental temperature than the optimum temperature for the liquid treatment of the liquid 1.
  • the third thermal resistance portions 15a and 15b can be determined to have a thermal resistance value using a structure similar to that of the first thermal resistance portions 8a and 8b shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6.
  • a single thermal resistance member may be used to provide the desired thermal resistance value.
  • a uniform solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature part 6 may be selected and arranged as the thermal resistance member.
  • a solid material with a lower thermal conductivity than the constant temperature part 6 is desirable.
  • a resin-based material, a rubber-based material, or a heat insulating material is used.
  • a gas layer may also be used as the thermal resistance member.
  • the desired thermal resistance value may be provided by convex and concave parts provided on the surface of the thermostatic part 6.
  • convex and concave parts are provided on the surface of the thermostatic part 6, the contact area between the convex parts provided on the surface of the thermostatic part 6 and the surface of the liquid container 2 can be changed, and the solid conduction heat transfer by the convex parts can be adjusted to provide the desired thermal resistance value.
  • the concave parts may be made of a solid material with an appropriate thermal conductivity or a gas layer.
  • the thermostatic part 6 and the third thermal resistance parts 15a and 15b may be formed as an integrated part and holes may be machined to provide a structure equivalent to the convex and concave parts.
  • a spacer may be used to give the desired thermal resistance value.
  • the spacer can fix the thermostatic part 6 and the liquid container 2 in a predetermined relative positional relationship, and can also be used to adjust solid conduction heat transfer.
  • the size of the spacer may be changed to change the heat transfer area, the number of spacers arranged may be changed to change the heat transfer area, or the spacers may be made of materials with different thermal conductivities.
  • a thermal radiation part provided on the surface of the thermostatic part 6 may be used to provide the desired thermal resistance value.
  • the desired thermal resistance value is provided by adjusting the radiative heat transfer on the surface of the thermostatic part 6.
  • the thermal radiation part may be subjected to a surface treatment that changes the emissivity.
  • a radiative paint may be used, or an oxide coating such as anodized aluminum may be formed.
  • the desired thermal resistance value may also be provided by adjusting the radiative heat transfer depending on the area to which the surface treatment is applied.
  • a sealed portion may be formed and the interior reduced in pressure to provide the desired thermal resistance value. If the sealed portion is not reduced in pressure, heat transfer occurs through air convection and conductive heat transfer, and through radiation heat transfer between the surfaces of the thermostatic portion 6 and the liquid container 2. By reducing the pressure in the sealed portion, the effects of air convection and conductive heat transfer can be reduced to provide the desired thermal resistance value.
  • an insulating material that has been sealed by reducing the pressure inside beforehand such as a vacuum insulation panel, may be used.
  • one temperature control system can be used to set the temperatures of the multiple constant temperature regions 6a-6c to different set temperatures.
  • the liquid treatment device 4 of this embodiment multiple constant temperature regions 6a-6c with different set temperatures are prepared, so there is no need to wait for the temperature of the constant temperature section to rise or fall, and the constant temperature regions 6a-6c with different optimal temperatures depending on the liquid treatment can be immediately used, which is expected to improve the throughput of liquid treatment.
  • the control system can be simplified, which is expected to reduce the costs associated with manufacturing the device.
  • the entire liquid treatment device can be constructed to be compact by adjusting the heat transfer between the constant temperature areas 6a to 6c via the first thermal resistance sections 8a and 8b.
  • This makes it possible to use a multi-well plate as a liquid container, which is expected to reduce the labor required for replacing liquid containers and the risk of mix-ups.
  • Example 1 there is one heat transfer section and in Example 2 there are three heat transfer sections, but the number of heat transfer sections in the present disclosure is not limited, and for example, two heat transfer sections may be provided for three constant temperature regions. In this case, at least one of the two heat transfer sections heats or cools the constant temperature region whose set temperature is the furthest from the ambient temperature.
  • second thermal resistance parts 14a to 14c are provided in each of the constant temperature regions 6a to 6c, but the number of second thermal resistance parts in the present disclosure is not limited, and second thermal resistance parts may be provided in one or more constant temperature regions selected from the constant temperature regions 6a to 6c.
  • the nucleic acid extraction device 101 includes the liquid treatment device 4 of the above-mentioned Examples 1 to 4.
  • the genetic testing device 110 includes the nucleic acid extraction device 101. Since the nucleic acid extraction device 101 and the genetic testing device 110 include the liquid treatment device 4 of the above-mentioned Examples 1 to 4, the same effects as those described above can be obtained.
  • Liquid 1 Liquid container: 2 Dispensing machine: 3 Liquid treatment device...4 Container holding part...5 Constant temperature section: 6 Constant temperature area...6a to 6c Heat transfer part...7, 7a to 7c First heat resistance portion...8a, 8b Heat dissipation section...9 Insulation section: 10 Temperature sensor section 11, 11a to 11c Control unit: 12, 12a to 12c Power supply section...13, 13a to 13c Second heat resistance portion 14a to 14c Third heat resistance portion...15a, 15b Nucleic acid extraction device...101 Genetic testing equipment...110 Heater...701 Heat conductive member...702 Heat resistance member...801 Convex portion...802 Recess...803 Spacer: 804 Fastening member: 805 Heat radiation part...806 Heat radiation part...807 Sealing part: 808

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Abstract

液体処理装置４は、液体が収容された液体容器２を保持する容器保持部５が設けられ、及び設定温度が異なる複数の恒温領域６ａ～６ｃを有する恒温部６と、液体容器２に収容された液体を吸引又は吐出する分注機３と、恒温部６を加熱又は冷却する伝熱部７と、恒温部６の温度に係るデータを出力する温度センサ部１１と、伝熱部７に電力を供給する電源部１３と、温度センサ部１１の出力に基づいて、電源部１３が伝熱部７へ供給する電力を制御する制御部１２と、恒温領域６ａ～６ｃを隔てる第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂと、を備え、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂは、恒温部６よりも大きな熱抵抗値を有し、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂによって隔てられる一の恒温領域の温度が当該一の恒温領域の設定温度となるときに第一の熱抵抗部によって隔てられる他の恒温領域の温度が当該他の恒温領域の設定温度となる熱抵抗値を有する。

Description

液体処理装置、核酸抽出装置、及び遺伝子検査装置
　本開示は、液体処理装置、核酸抽出装置、及び遺伝子検査装置に関する。
　遺伝子検査装置では、ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ　ｃｈａｉｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ）法などによって核酸増幅して、検査を行う前に試料に含まれている核酸の抽出を行う。磁性粒子を担体としたＭａｇｔｒａｔｉｏｎ法による核酸抽出では、試料中のタンパク質を可溶化させる液体処理工程、磁性粒子担体と核酸のリン酸基を結合させる液体処理工程、核酸が結合した磁性粒子から夾雑物を除去する液体処理工程、及び磁性粒子から核酸を溶出させる液体処理工程によって核酸を抽出する。このとき、各液体処理工程、試料の種類や使用する試薬の種類、処理プロトコルの違いによってそれぞれ最適な処理温度が異なる。そのため、信頼性の高い遺伝子検査に向けた核酸抽出を行うためには、液体処理の内容によって液体の温度を迅速に変化させることが可能な液体処理装置が必要となる。
　液体処理装置における温度制御に関して、特許文献１には、試料を収容した複数の検査容器に対して個別に設けられた熱源と、当該熱源を制御して試料の温度を個別に調節する制御部を備えた遺伝子検査装置が開示されている。
　特許文献２には、液体試料を収容した容器を収納する収納部を備えた温度調節ブロックの異なる箇所を種々の温度にするために、温度調節ブロックに熱伝導的に接触する温度調節装置を少なくとも２個以上備えた実験室用恒温装置が開示されている。
特開２０１２－２２８２１２号公報 特表２０００－５０４２３１号公報
　特許文献１に記載されている遺伝子検査装置では、複数の検査容器に入った試料の温度を調節する際に、試料の入った個々の検査容器を保持する伝熱部（熱伝導部）に対して、伝熱部（熱伝導部）を加熱・冷却する熱源と熱源を制御する制御部とがそれぞれ一つずつ必要な構造となっている。そのため複数の温度制御系を搭載することにより、温度制御系に関わる構造の複雑化や、コストの増大が課題となる。また、温度の異なる複数の伝熱部（熱伝導部）の間で伝熱が起きにくくなるように分離した構造となっているため、装置の大型化が課題となる。更に、試料の反応に最適な温度が変化する際に、伝熱部（熱伝導部）を加熱・冷却して温度変化させる構造となっているため、装置の温度昇降に時間が必要となることがスループットを向上させる上で課題となる。
　特許文献２に記載されている実験室用恒温装置では、液体試料を収容した容器の収納部を複数備えた温度調節ブロックの異なる箇所を種々の温度にするために、複数の温度調節装置を必要としている。そのため複数の温度制御系を搭載することにより、温度制御系に関わる構造の複雑化や、コストの増大が課題となる。
　本発明が解決しようとする課題は、複数の温度で液体処理を行う液体処理装置において、必ずしも複数の温度制御系を必要とせずに、液体処理に最適な温度の複数の恒温部を利用できる液体処理装置を小型の装置で提供することである。
　上記課題を解決するために、本開示の液体処理装置は、液体が収容された液体容器を保持する容器保持部が設けられ、設定温度が異なる複数の恒温領域を有する恒温部と、液体容器に収容された液体を吸引又は吐出する分注機と、恒温部を加熱又は冷却する伝熱部と、恒温部の温度に係るデータを出力する温度センサ部と、伝熱部に電力を供給する電源部と、温度センサ部の出力に基づいて、電源部が伝熱部へ供給する電力を制御する制御部と、少なくとも二つの恒温領域を隔てる第一の熱抵抗部と、を備え、第一の熱抵抗部は、恒温部よりも大きな熱抵抗値を有し、第一の熱抵抗部によって隔てられる一の恒温領域の温度が当該一の恒温領域の設定温度となるときに第一の熱抵抗部によって隔てられる他の恒温領域の温度が当該他の恒温領域の設定温度となる熱抵抗値を有する。
　また、本開示の核酸抽出装置は、上記した液体処理装置を備える。
　また、本開示の遺伝子検査装置は、上記した液体処理装置を備える。
　本開示に係る液体処理装置によれば、複数の温度で液体処理を行う液体処理装置において、必ずしも複数の温度制御系を必要とせずに、液体処理に最適な温度の複数の恒温部を利用できる液体処理装置を小型の装置で提供することができる。これにより、液体処理のスループット向上、温度制御系の単純化、装置製造に関わるコスト低減が期待できる。また、液体処理装置を小型化することでマルチウェルプレートを液体容器として使用可能となり、液体容器の交換に関わる工数低減や取り違えリスクの低減が期待できる。
実施例１の液体処理装置の断面構造を示す概要図 実施例１の液体処理装置において、恒温領域６ｂに温度センサ部１１が設置されている場合の恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃ、環境の温度の模式図 実施例１の液体処理装置において、恒温領域６ａに温度センサ部１１が設置されている場合の恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃ、環境の温度の模式図 実施例１の液体処理装置の第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の例を示す概要図 実施例１の液体処理装置の第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の例を示す概要図 実施例１の液体処理装置の第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の例を示す概要図 実施例２の液体処理装置の断面構造を示す概要図 実施例３の液体処理装置の断面構造を示す概要図 実施例４の液体処理装置の第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの断面構造を示す概要図 液体処理装置を備える核酸抽出装置、及び遺伝子検査装置を示した図
　本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものには同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明は添付の特許請求の範囲によって定義されるが、その思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
　図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
　本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。
　実施例１の液体処理装置の一形態を説明する。図１は、実施例１の液体処理装置の断面構造を示す概要図である。本実施例では、一つの温度制御系によって、三つの恒温領域をそれぞれ異なる設定温度とする構造について説明する。
　液体１は、液体容器２に収容され、分注機３によって吸引及び吐出されて分注される。液体処理装置４は、分注機３、液体容器２を保持する容器保持部５を備えた恒温部６、伝熱部７、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂ、放熱部９、断熱部１０、温度センサ部１１、制御部１２、並びに電源部１３を備える。
　液体容器２には、液体１を収容する領域が複数設けられている。液体容器２には、液体１を収容する領域が一方向に並んだものを使用してもよいし、二方向に並んだマルチウェルプレートを使用してもよい。本実施例では、液体容器２としてマルチウェルプレートを使用しているとする。
　恒温部６には、設定温度が設けられる。設定温度は、環境温度に対して高くてもよく、低くてもよい。恒温部６は、設定温度が異なる複数の領域に分かれている。本実施例では、恒温部６は、設定温度が異なる三つの領域に分かれており、各領域を恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、及び恒温領域６ｃとする。例えば、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの設定温度は、それぞれ８０℃、７０℃、６０℃である。各恒温領域６ａ～６ｃが保持する容器保持部５の領域は一つでもよいし、複数であってもよい。各恒温領域６ａ～６ｃは、熱伝導率が高い材料で構成され、温度均一性に優れていることが望ましい。これによれば、恒温領域６ａ～６ｃが容器保持部５の複数の領域を保持するものであっても、複数の領域内の液体を同じ温度で処理することができる。恒温部６は、例えば銅、アルミニウム、それらの合金で構成されることが望ましい。また、恒温領域６ａ～６ｃの全てを同一材料で構成してもよいし、恒温領域６ａ～６ｃの少なくとも二つを異なる材料で構成してもよい。
　伝熱部７は、恒温部６を加熱又は冷却する。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも高ければ、伝熱部７にはヒータなどの発熱部品を使用できる。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも低ければ、伝熱部７にはペルチェモジュールを使用するなどして冷却すればよい。本実施例では、設定温度の異なる恒温領域６ａ～６ｃの個数が三つであるのに対して、伝熱部７の個数は一つである。そして、伝熱部７は、設定温度が環境温度から最も離れている恒温領域６ａに接触している。伝熱部７は、恒温領域６ａに接触していなくてもよく、恒温領域６ａを加熱又は冷却できればよい。
　第一の熱抵抗部８ａは、設定温度の異なる恒温領域６ａと恒温領域６ｂとの間を隔てて、第一の熱抵抗部８ｂは、設定温度の異なる恒温領域６ｂと恒温領域６ｃとの間を隔てる。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂは、隔てている恒温領域のうち、設定温度の高い方から、設定温度の低い方への伝熱量を調整して、両方の恒温領域の温度が設定温度となるのに必要な熱抵抗値を予め備える。本実施例では、第一の熱抵抗部８ａは、伝熱部７の加熱によって恒温領域６ａが設定温度８０℃になっているとき、恒温領域６ｂが設定温度７０℃になる熱抵抗値を持つ。また、第一の熱抵抗部８ｂは、第一の熱抵抗部８ａを介した伝熱で恒温領域６ｂが設定温度７０℃になっているとき、恒温領域６ｃが設定温度６０℃になる熱抵抗値を持つ。
　放熱部９は、設定温度が環境温度から最も離れている恒温領域６ａ以外の恒温領域６ｂ又は６ｃに備えることができる。本実施例では、恒温領域６ａ～６ｃのうち設定温度が環境温度に最も近い恒温領域６ｃに放熱部９が設置されている。放熱部９には、例えば冷却フィンを用いる。このとき放熱部９は、第一の熱抵抗部８ａ、第一の熱抵抗部８ｂの熱抵抗値と共に、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃがそれぞれ設定温度となる放熱性能を持つ。
　恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの間に大きな温度差を設けるためには、第一の熱抵抗部８ａ、及び第一の熱抵抗部８ｂの熱抵抗値を大きくする必要がある。熱抵抗値を大きくするためには、第一の熱抵抗部８ａ、及び第一の熱抵抗部８ｂの見掛けの熱伝導率を小さくするか、厚さを大きくする必要がある。本実施例のように、液体容器２としてマルチウェルプレートが使用され、容器保持部５間の距離がマルチウェルプレートの寸法によって決定される場合では、第一の熱抵抗部８ａ、及び第一の熱抵抗部８ｂの厚さを自由に変えることは難しく、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの間に設定した温度差を設けられない場合がある。そこで、恒温領域６ｃに放熱部９を設けて環境との熱交換を促進することで、恒温領域６ｂや恒温領域６ｃの温度を環境温度に近づけることができる。そして、恒温領域６ａが設定温度になっているときに、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの間に設ける温度差を大きくすることが容易になる。なお、図１の例では、恒温領域６ｃに放熱部９を設けたが、恒温領域６ｂ及び恒温領域６ｃに放熱部９を設けてもよい。恒温領域６ｂに設けられる放熱部９の放熱性能と、恒温領域６ｃに設けられる放熱部９の放熱性能とを同じにしてもよいし、異ならせてもよい。
　断熱部１０は、恒温部６、伝熱部７、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂを覆うように構成される。これにより、恒温部６は、温度均一性を保つことができる。また、環境への放熱を抑えることで伝熱部７の消費エネルギを低く抑えることができる。
　温度センサ部１１は、恒温部６の温度を測定し、恒温部６の温度に係るデータを制御部１２に出力する。制御部１２は、温度センサ部１１が設置された恒温領域６ｂの温度が設定温度となるように、温度センサ部１１の出力に基づいて、電源部１３が伝熱部７に供給する電力を制御する。本実施例では、恒温領域６ａ～６ｃのうち、設定温度が中間の恒温領域６ｂに温度センサ部１１が設置されており、恒温領域６ｂが設定温度７０℃となるように伝熱部７に供給する電力が制御される。なお、温度センサ部１１が設置される恒温領域は、恒温領域６ａであってもよいし、恒温領域６ｃであってもよい。
　恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃ、及び環境（Ａｍｂｉｅｎｔ）の温度の模式図を図２に示す。本実施例では、環境温度２０℃において恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃがそれぞれ設定温度８０℃、７０℃、６０℃になる構造となっている。ここで、環境温度が２０℃から±１０℃ばらつく場合を考える。恒温領域６ｂは、温度センサ部１１の働きによって、環境温度がばらついても設定温度７０℃に制御される。一方、恒温領域６ａと恒温領域６ｃとは、環境温度のばらつきに伴って温度が設定温度からばらつく。恒温領域６ａと恒温領域６ｃとの温度のばらつき具合をそれぞれＥ＿６ａ、Ｅ＿６ｃとすると、図２に示したようにＥ＿６ａとＥ＿６ｃは同程度となる。
　温度センサ部１１の配置の別の例として、設定温度が環境温度から最も離れていて、伝熱部７が加熱している恒温領域６ａに温度センサ部１１が設置されており、恒温領域６ａが設定温度８０℃となるように伝熱部７に供給する電力が制御される場合を考える。このときの恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃ、及び（Ａｍｂｉｅｎｔ）の温度の模式図を図３に示す。環境温度が２０℃から±１０℃ばらつく場合を考える。恒温領域６ａは、温度センサ部１１の働きによって、環境温度がばらついても設定温度に制御される。恒温領域６ｂと恒温領域６ｃとは、環境温度のばらつきに伴って温度が設定温度からばらつく。恒温領域６ｂと恒温領域６ｃとの温度のばらつき具合をそれぞれＥ＿６ｂ、Ｅ＿６ｃとすると、図３に示したようにＥ＿６ｂに対してＥ＿６ｃが大きくなることが分かる。
　環境温度が変化した時に、三つの領域に分かれている恒温領域６ａ～６ｃのうちどれかの温度が設定温度から大きく外れるのを防ぐためには、設定温度が中間の恒温領域６ｂに温度センサ部１１を設置することが有効である。一方、三つの領域に分かれている恒温領域６ａ～６ｃのうち、どれかを優先的に高精度に温度制御する必要がある場合には、その恒温領域に温度センサ部１１を設置することが有効である。以上の工夫は、設定温度の異なる恒温領域６ａ～６ｃの数に対して温度制御系の数が少ない構成において、環境温度のばらつきが液体処理のための温度制御性を低下させるのを防ぐ効果が得られる。
　環境温度の変化などの要因で複数の恒温領域６ａ～６ｃのうちどれかの温度が設定温度から外れている場合に、制御部１２は、液体処理が行われる恒温領域の温度が設定温度となるように、電源部１３が伝熱部７に供給する電力を修正してもよい。例えば、設定温度が６０℃の恒温領域６ｃで液体処理を行う際には、制御部１２は、恒温領域６ｃが設定温度６０℃になるのに必要な電力を電源部１３が伝熱部７に供給するように制御する。その後、設定温度が８０℃の恒温領域６ａで液体処理を行う際には、制御部１２は、恒温領域６ａが設定温度８０℃になるのに必要な電力を電源部１３が伝熱部７に供給するように修正してもよい。このとき、それぞれの恒温領域が設定温度になるのに必要な電力供給量は、事前に測定して記録しておくことができる。例えば、図示していない温度センサによって環境温度を測定して、ある恒温部６が設定温度になるのに必要な電力供給量を環境温度ごとに記録しておいてもよい。本実施例では、設定温度の異なる恒温領域６ａ～６ｃの温度はそれぞれの設定温度付近にあるので、短時間の温度変更時間で恒温部６の温度をより設定温度に近づけられることが期待できる。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂは、隔てている恒温領域のうち、設定温度の高い方から、設定温度の低い方への伝熱量を調整して、両方の恒温領域の温度が設定温度となるのに必要な熱抵抗値を予め備える。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の例を図４に示す。第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの構造の例として、単一の熱抵抗部材８０１によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。熱抵抗部材８０１として例えば、恒温部６より熱伝導率の低い一様の固体材料を選択して配置することができる。隔てている恒温領域に温度差を設けるという観点では、恒温部６より熱伝導率の低い固体材料が望ましい。一例として樹脂系材料、ゴム系材料、断熱材が用いられる。熱抵抗部材８０１として、固体材料の他に気体層としてよい。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの両方が、単一の熱抵抗部材８０１であってもよいし、第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの何れか一方が、単一の熱抵抗部材８０１であってもよい。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの他の構造の例として、恒温領域の表面に設けた凸部８０２と凹部８０３によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。この構造の場合、一方の恒温領域の表面に設けた凸部８０２と他方の恒温領域の表面の間の接触面積を変化させ、凸部８０２による固体伝導伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせることができる。凹部８０３は、熱抵抗部材８０１と同様に、適切な熱伝導率を持った固体材料や、気体層などを用いてもよい。また恒温部６を一体の部品として凹部８０３に対応する箇所に穴加工をすることで凸部８０２と凹部８０３に相当する構造としてもよい。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの両方が、凸部８０２及び凹部８０３を有する構造であってもよいし、第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの何れか一方が、凸部８０２及び凹部８０３を有する構造であってもよい。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の他の例を図５に示す。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの他の構造の例として、スペーサ８０４と締結部材８０５によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。スペーサ８０４と締結部材８０５は、隔てている恒温領域を相対的に所定の位置関係に固定する他、固体伝導伝熱を調整する役割を持たせることができる。スペーサ８０４によって固体伝導伝熱を調整する方法として、スペーサ８０４の大きさを変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサ８０４を配置する個数を変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサ８０４を熱伝導率の異なる材料を使用してもよい。例えば、スペーサ８０４は、締結部材８０５によって締結する際に熱伝導率の低い樹脂製のワッシャを用いることができる。締結部材８０５によって固体伝導伝熱を調整する方法として、締結部材８０５を熱伝導率の異なる材料を使用してもよい。例えば、締結部材８０５は、樹脂ねじを用いることができる。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの両方が、スペーサ８０４及び締結部材８０５を有する構造であってもよいし、第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの何れか一方が、スペーサ８０４及び締結部材８０５を有する構造であってもよい。また、第一の熱抵抗部８ａとして使用したスペーサ８０４と、第一の熱抵抗部８ｂとして使用したスペーサ８０４とを一つの締結部材８０５で固定してもよい。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造の他の例を図６に示す。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの他の構造の例として、恒温領域の対向する表面に設けた熱輻射部８０６と熱輻射部８０７とによって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。この構造では、恒温領域の表面間の輻射伝熱を調整することで所望の熱抵抗値を持たせる。熱輻射部８０６又は熱輻射部８０７に、放射率を変化させる表面処理を施してもよい。例えば、熱輻射部８０６又は熱輻射部８０７は、放射性塗料を用いてもよいし、アルマイト加工などの酸化被膜を形成してもよい。また、表面処理を施す面積によって輻射伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせてもよい。図６の例では、恒温領域の対向する表面の両方に熱輻射部８０６及び熱輻射部８０７を形成したが、一方の面のみに熱輻射部を設けてもよい。また、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの両方が、熱輻射部８０６又は８０７を有する構造であってもよいし、第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの何れか一方が、熱輻射部８０６又は８０７を有する構造であってもよい。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの他の構造の例として、密閉部８０８を形成し、密閉部８０８の内部空間を減圧することで所望の熱抵抗値を持たせてもよい。密閉部８０８は、減圧しなければ空気による対流と伝導伝熱、恒温領域の表面間輻射伝熱によって熱移動する。密閉部８０８を減圧していくことで、空気による対流と伝導伝熱の影響を減じて所望の熱抵抗値を持たせてもよい。また、真空断熱パネルのように予め内部を減圧して封止した断熱材を用いてもよい。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの両方が、密閉部８０８を有する構造であってもよいし、第一の熱抵抗部８ａ又は８ｂの何れか一方が、密閉部８０８を有する構造であってもよい。
　第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂは、上記の構造を用いることで容易に熱抵抗値を変更することができる。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度を変更する必要が生じた場合でも、上記の構造によって熱抵抗値を変更すれば、全体の構造を大きく変更することなく、短い検討期間で異なる設定温度の恒温領域６ａ～６ｃを実現することが可能である。第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの各々は、上記の構造からひとつ選択して構成されていてもよいし、複数の構造を組み合わせてもよい。
　以上の形態によって本実施例では、恒温部６が異なる設定温度の複数の領域に分かれていても、伝熱部７、温度センサ部１１、制御部１２、電源部１３からなる一つの温度制御系によって、複数の恒温領域６ａ～６ｃの温度を異なる設定温度にすることができる。これにより、本実施例の液体処理装置４では、異なる設定温度が設定された複数の恒温領域６ａ～６ｃが用意されているため、恒温部の温度昇降を待つ必要がなく、液体処理によって異なる最適な温度の恒温領域６ａ～６ｃを直ちに利用でき、液体処理のスループット向上が期待できる。また、制御系を単純化し、装置製造に関わるコストの低減が期待できる。
　また、設定温度の異なる恒温領域間を分離して、実質的に断熱して熱的に独立させる構造と比べ、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂを介した恒温領域６ａ～６ｃ間の伝熱を調整する構造によって、液体処理装置全体を小型に構築することができる。これにより、液体容器としてマルチウェルプレートを使用することが可能となり、液体容器の交換に関わる工数低減、取り違えリスクの低減が期待できる。
　実施例２の液体処理装置の一形態を説明する。図７は、実施例２の液体処理装置の断面構造を示す概要図である。本実施例では、複数の温度制御系によって、三つの恒温領域をそれぞれ異なる設定温度とする構造について説明する。実施例１と重複する要素については適宜説明を省略する。
　伝熱部７は、恒温部６を加熱又は冷却する。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも高ければ、伝熱部７にはヒータなどの発熱部品を使用できる。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも低ければ、伝熱部７にはペルチェモジュールを使用するなどして冷却すればよい。本実施例では、設定温度の異なる恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃをそれぞれ伝熱部７ａ、伝熱部７ｂ、伝熱部７ｃで加熱又は冷却する。
　本実施例では、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃに対してそれぞれ温度センサ部１１ａ、温度センサ部１１ｂ、温度センサ部１１ｃが設置されている。各温度センサ部１１ａ、温度センサ部１１ｂ、温度センサ部１１ｃが、それぞれ恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの温度を測定する。温度センサ部１１ａ、温度センサ部１１ｂ、温度センサ部１１ｃによる測定結果は、それぞれ制御部１２ａ、制御部１２ｂ、制御部１２ｃに入力される。制御部１２ａ、制御部１２ｂ、制御部１２ｃのそれぞれは、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの温度がそれぞれの設定温度となるように、電源部１３ａ、電源部１３ｂ、電源部１３ｃが伝熱部７ａ、伝熱部７ｂ、伝熱部７ｃに供給する電力を制御する。このように、本実施例では、恒温領域６ａに対して、伝熱部７ａ、温度センサ部１１ａ、制御部１２ａ、電源部１３ａからなる温度制御系、恒温領域６ｂに対して、伝熱部７ｂ、温度センサ部１１ｂ、制御部１２ｂ、電源部１３ｂからなる温度制御系、恒温領域６ｃに対して、伝熱部７ｃ、温度センサ部１１ｃ、制御部１２ｃ、電源部１３ｃからなる温度制御系、が設けられる。なお、プロセッサやメモリを有する一つのコントローラが制御部１２ａ、制御部１２ｂ、及び制御部１２ｃの機能を実行してもよい。
　本実施例のように、設定温度の異なる複数の恒温領域６ａ～６ｃのそれぞれに対して、伝熱部、温度センサ部、制御部、電源部からなる温度制御系を複数備えた構造としてもよい。本実施例では、設定温度の異なる三つの恒温領域６ａ～６ｃに対して同数の温度制御系を備えた構造を示している。この構成に限らず、温度制御系の数は、一つ以上で、かつ設定温度の異なる恒温領域６ａ～６ｃの数よりも少なくしてもよい。温度制御系の数を一つとした構造は実施例１に相当する。
　以上の形態によって本実施例では、恒温部６が異なる設定温度の複数の領域に分かれていても、複数の温度制御系によって、複数の恒温領域６ａ～６ｃの温度を異なる設定温度にすることができる。これにより、本実施例の液体処理装置４では、異なる設定温度の複数の恒温領域６ａ～６ｃが用意されているため、恒温部の温度昇降を待つ必要がなく、液体処理によって異なる最適な温度の恒温領域６ａ～６ｃを直ちに利用でき、液体処理のスループット向上が期待できる。また、温度制御系の数を、異なる設定温度の恒温領域６ａ～６ｃの数よりも少なくすれば、制御系を単純化し、装置製造に関わるコストの低減が期待できる。
　また、設定温度の異なる恒温領域間を分離して、実質的に断熱して熱的に独立させる構造と比べ、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂを介した恒温領域６ａ～６ｃ間の伝熱を調整する構造によって、液体処理装置全体を小型に構築することができる。これにより、液体容器としてマルチウェルプレートを使用することが可能となり、液体容器の交換に関わる工数低減、取り違えリスクの低減が期待できる。
　実施例３の液体処理装置の一形態を説明する。図８は、実施例３の液体処理装置の断面構造を示す概要図である。本実施例では、一つの温度制御系によって、三つの恒温領域６ａ～６ｃをそれぞれ異なる設定温度とする構造であって、一つの伝熱部が複数の恒温領域６ａ～６ｃを加熱又は冷却する構造について説明する。実施例１と重複する要素については適宜説明を省略する。図８の例では、温度センサ部１１は、恒温領域６ａに設置されているが、温度センサ部１１は、恒温領域６ｂに設置されてもよいし、恒温領域６ｃに設置されてもよい。
　伝熱部７は、恒温部６を加熱又は冷却する。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも高ければ、伝熱部７にはヒータなどの発熱部品を使用できる。恒温領域６ａ～６ｃの設定温度が環境温度よりも低ければ、伝熱部７にはペルチェモジュールを使用するなどして冷却すればよい。本実施例では、設定温度の異なる恒温領域６ａ～６ｃの個数が三つであるのに対して、伝熱部７の個数は一つでよい。また伝熱部７には、伝熱部７の温度を均一化するために熱伝導部材を含んでいてもよい。本実施例の伝熱部７は、ヒータ７０１と熱伝導部材７０２とを有する。熱伝導部材７０２は、熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。例えば銅、アルミニウム、それらの合金で構成されることが望ましい。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃは、伝熱部７と恒温部６との間に位置し、伝熱部７から恒温部６への伝熱量を調整して、恒温領域６ａ～６ｃの温度が設定温度となるのに必要な熱抵抗値を予め備える。本実施例では、第二の熱抵抗部１４ａは、伝熱部７から恒温領域６ａへの伝熱量を調整し、恒温領域６ａが設定温度８０℃になる熱抵抗値を持つ。第二の熱抵抗部１４ｂは、伝熱部７から恒温領域６ｂへの伝熱量を調整し、恒温領域６ｂが設定温度７０℃になる熱抵抗値を持つ。第二の熱抵抗部１４ｃは、伝熱部７から恒温領域６ｃへの伝熱量を調整し、恒温領域６ｃが設定温度６０℃になる熱抵抗値を持つ。第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃには、図４、図５、図６で示した第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造と同様の構造を用いて熱抵抗値を定めることができる。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃの構造の例として、単一の熱抵抗部材によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。熱抵抗部材として例えば、恒温部６より熱伝導率の低い一様の固体材料を選択して配置することができる。恒温部６と伝熱部７とに温度差を設ける点では、恒温部６より熱伝導率の低い固体材料が望ましい。一例として樹脂系材料、ゴム系材料、断熱材が用いられる。熱抵抗部材として、固体材料の他に気体層としてもよい。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃの他の構造の例として、恒温部６の表面又は伝熱部７（熱伝導部材７０２）の表面に設けた凸部と凹部によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。恒温部６の表面に凸部と凹部を設ける場合、恒温部６の表面に設けた凸部と伝熱部７（熱伝導部材７０２）の表面との間の接触面積を変化させ、凸部による固体伝導伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせることができる。凹部は、熱抵抗部材と同様に、適切な熱伝導率を持った固体材料や、気体層などを用いてもよい。また、恒温部６と第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃとを一体の部品とし、穴加工をすることで凸部と凹部に相当する構造としてもよい。この場合、第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃと一体となった恒温部６と、伝熱部７との間の接触面を実質的に平面で構成できるため組立が容易となる。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃの他の構造の例として、スペーサと締結部材によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。スペーサと締結部材は、恒温部６と伝熱部７を相対的に所定の位置関係に固定する他、固体伝導伝熱を調整する役割を持たせることができる。スペーサによって固体伝導伝熱を調整する方法として、スペーサの大きさを変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサを配置する個数を変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサを熱伝導率の異なる材料を使用してもよい。例えば、スペーサは、締結部材によって締結する際に熱伝導率の低い樹脂製のワッシャを用いることができる。締結部材によって固体伝導伝熱を調整する方法として、締結部材を熱伝導率の異なる材料を使用してもよい。例えば、締結部材は、樹脂ねじを用いることができる。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃの他の構造の例として、恒温部６又は伝熱部７の表面に設けた熱輻射部によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。この構造では、恒温部６と伝熱部７の表面間の輻射伝熱を調整することで所望の熱抵抗値を持たせる。熱輻射部として、放射率を変化させる表面処理を施してもよい。例えば放射性塗料を用いてもよいし、アルマイト加工などの酸化被膜を形成してもよい。また、表面処理を施す面積によって輻射伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせてもよい。
　第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃの他の構造の例として、密閉部を形成し内部を減圧することで所望の熱抵抗値を持たせてもよい。密閉部は、減圧しなければ空気による対流と伝導伝熱、恒温部６と伝熱部７の表面間輻射伝熱によって熱移動する。密閉部を減圧していくことで、空気による対流と伝導伝熱の影響を減じて所望の熱抵抗値を持たせてもよい。また、真空断熱パネルのように予め内部を減圧して封止した断熱材を用いてもよい。
　以上の形態によって本実施例では、恒温部６が異なる設定温度の複数の領域に分かれていても、伝熱部７、温度センサ部１１、制御部１２、電源部１３からなる一つの温度制御系によって、複数の恒温領域６ａ～６ｃの温度を異なる設定温度にすることができる。これにより、本実施例の液体処理装置４では、異なる設定温度の複数の恒温領域６ａ～６ｃが用意されているため、恒温部の温度昇降を待つ必要がなく、液体処理によって異なる最適な温度の恒温領域６ａ～６ｃを直ちに利用でき、液体処理のスループット向上が期待できる。また、制御系を単純化し、装置製造に関わるコストの低減が期待できる。
　また、設定温度の異なる恒温領域間を分離して、実質的に断熱して熱的に独立させる構造と比べ、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂを介した恒温領域６ａ～６ｃ間の伝熱を調整する構造によって、液体処理装置全体を小型に構築することができる。これにより、液体容器としてマルチウェルプレートを使用することが可能となり、液体容器の交換に関わる工数低減、取り違えリスクの低減が期待できる。
　実施例４の液体処理装置の第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの一形態を説明する。図９は、実施例４の第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの断面構造を示す概要図である。設定温度の異なる恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃは、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂにより隔てられている。恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、恒温領域６ｃの間の設定温度の差に対して、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂに十分な熱抵抗値が与えられない場合、恒温領域６ａ、恒温領域６ｂ、及び恒温領域６ｃの温度は設定温度から外れる。このような場合であっても、液体１の温度を液体処理に最適な温度にするために、液体容器２と、恒温部６の容器保持部５との間に第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂを設けることができる。第三の熱抵抗部１５ａは、液体容器２と恒温領域６ｂとの間に設けられ、第三の熱抵抗部１５ｂは、液体容器２と恒温領域６ｃとの間に設けられる。なお、図９の例では、第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの両方を設けたが、第三の熱抵抗部１５ａ又は１５ｂの何れか一方のみを設けてもよい。また、第三の熱抵抗部を、液体容器２と恒温領域６ａとの間に設けてもよい。第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂは、恒温部６の温度が液体１の液体処理に最適な温度よりも環境温度から遠いときに、恒温部６と液体容器２の間の伝熱量を調整して、液体１の温度が液体処理に最適な所定温度となるのに必要な熱抵抗値を予め備える。第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂには、図４、図５、図６で示した第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂの構造と同様の構造を用いて熱抵抗値を定めることができる。
　第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの構造の例として、単一の熱抵抗部材によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。熱抵抗部材として例えば、恒温部６より熱伝導率の低い一様の固体材料を選択して配置することができる。恒温部６と液体１に温度差を設ける点では、恒温部６より熱伝導率の低い固体材料が望ましい。一例として樹脂系材料、ゴム系材料、断熱材が用いられる。熱抵抗部材として、固体材料の他に気体層としてよい。
　第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの他の構造の例として、恒温部６の表面に設けた凸部と凹部によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。恒温部６の表面に凸部と凹部を設ける場合、恒温部６の表面に設けた凸部と液体容器２の表面の間の接触面積を変化させ、凸部による固体伝導伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせることができる。凹部は、熱抵抗部材と同様に、適切な熱伝導率を持った固体材料や、気体層などを用いてもよい。また恒温部６と第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂとを一体の部品として穴加工をすることで凸部と凹部に相当する構造としてもよい。
　第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの他の構造の例として、スペーサによって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。スペーサは、恒温部６と液体容器２を相対的に所定の位置関係に固定する他、固体伝導伝熱を調整する役割を持たせることができる。スペーサによって固体伝導伝熱を調整する方法として、スペーサの大きさを変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサを配置する個数を変えて伝熱面積を変化させてもよいし、スペーサを熱伝導率の異なる材料を使用してもよい。
　第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの他の構造の例として、恒温部６の表面に設けた熱輻射部によって所望の熱抵抗値を持たせてもよい。この構造では、恒温部６の表面の輻射伝熱を調整することで所望の熱抵抗値を持たせる。熱輻射部として、放射率を変化させる表面処理を施してもよい。例えば放射性塗料を用いてもよいし、アルマイト加工などの酸化被膜を形成してもよい。また、表面処理を施す面積によって輻射伝熱を調整して所望の熱抵抗値を持たせてもよい。
　第三の熱抵抗部１５ａ及び１５ｂの他の構造の例として、密閉部を形成し内部を減圧することで所望の熱抵抗値を持たせてもよい。密閉部は、減圧しなければ空気による対流と伝導伝熱、恒温部６と液体容器２の表面間輻射伝熱によって熱移動する。密閉部を減圧していくことで、空気による対流と伝導伝熱の影響を減じて所望の熱抵抗値を持たせてもよい。また、真空断熱パネルのように予め内部を減圧して封止した断熱材を用いてもよい。
　以上の形態によって本実施例では、恒温部６が異なる設定温度の複数の領域に分かれていても、一つの温度制御系によって、複数の恒温領域６ａ～６ｃの温度を異なる設定温度にすることができる。これにより、本実施例の液体処理装置４では、異なる設定温度の複数の恒温領域６ａ～６ｃが用意されているため、恒温部の温度昇降を待つ必要がなく、液体処理によって異なる最適な温度の恒温領域６ａ～６ｃを直ちに利用でき、液体処理のスループット向上が期待できる。また、制御系を単純化し、装置製造に関わるコストの低減が期待できる。
　また、設定温度の異なる恒温部間を分離して、実質的に断熱して熱的に独立させる構造と比べ、第一の熱抵抗部８ａ及び８ｂを介した恒温領域６ａ～６ｃ間の伝熱を調整することによって、液体処理装置全体を小型に構築することができる。これにより、液体容器としてマルチウェルプレートを使用することが可能となり、液体容器の交換に関わる工数低減、取り違えリスクの低減が期待できる。
　なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　例えば、実施例１では伝熱部は一つであり、実施例２では伝熱部は３つであったが、本開示の伝熱部の個数は限定されず、例えば、３つの恒温領域に対して２つの伝熱部を設けてもよい。この場合、２つの伝熱部の少なくとも一つは、設定温度が最も環境温度から離れている恒温領域を加熱又は冷却する。
　また、実施例３では、恒温領域６ａ～６ｃのそれぞれに第二の熱抵抗部１４ａ～１４ｃを設けたが、本開示の第二の熱抵抗部の個数は限定されず、恒温領域６ａ～６ｃから選択した一つ以上の恒温領域に第二の熱抵抗部を設けてもよい。
　また、図１０に示すように、核酸抽出装置１０１は、上記した実施例１～４の液体処理装置４を備える。そして、遺伝子検査装置１１０は、核酸抽出装置１０１を備える。核酸抽出装置１０１及び遺伝子検査装置１１０は、上記した実施例１～４の液体処理装置４を備えるため、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
液体・・・１
液体容器・・・２
分注機・・・３
液体処理装置・・・４
容器保持部・・・５
恒温部・・・６
恒温領域・・・６ａ～６ｃ
伝熱部・・・７，７ａ～７ｃ
第一の熱抵抗部・・・８ａ，８ｂ
放熱部・・・９
断熱部・・・１０
温度センサ部・・・１１，１１ａ～１１ｃ
制御部・・・１２，１２ａ～１２ｃ
電源部・・・１３，１３ａ～１３ｃ
第二の熱抵抗部・・・１４ａ～１４ｃ
第三の熱抵抗部・・・１５ａ，１５ｂ
核酸抽出装置・・・１０１
遺伝子検査装置・・・１１０
ヒータ・・・７０１
熱伝導部材・・・７０２
熱抵抗部材・・・８０１
凸部・・・８０２
凹部・・・８０３
スペーサ・・・８０４
締結部材・・・８０５
熱輻射部・・・８０６
熱輻射部・・・８０７
密閉部・・・８０８

Claims (14)

  1. 　液体が収容された液体容器を保持する容器保持部が設けられ、設定温度が異なる複数の恒温領域を有する恒温部と、
    　前記液体容器に収容された前記液体を吸引又は吐出する分注機と、
    　前記恒温部を加熱又は冷却する伝熱部と、
    　前記恒温部の温度に係るデータを出力する温度センサ部と、
    　前記伝熱部に電力を供給する電源部と、
    　前記温度センサ部の出力に基づいて、前記電源部が前記伝熱部へ供給する電力を制御する制御部と、
    　少なくとも二つの前記恒温領域を隔てる第一の熱抵抗部と、を備え、
    　前記第一の熱抵抗部は、前記恒温部よりも大きな熱抵抗値を有し、前記第一の熱抵抗部によって隔てられる一の恒温領域の温度が当該一の恒温領域の設定温度となるときに前記第一の熱抵抗部によって隔てられる他の恒温領域の温度が当該他の恒温領域の設定温度となる熱抵抗値を有する
    　ことを特徴とする液体処理装置。
  2. 　前記第一の熱抵抗部は、前記恒温部より熱伝導率の低い一様の固体材料、気体層、スペーサ、締結部材、前記恒温部の表面に施された凹凸構造、前記恒温部の表面に施された輻射性処理、又は密閉されて減圧された空間のいずれか、若しくはこれらの組み合わせで構成される
    　ことを特徴とする請求項１記載の液体処理装置。
  3. 　前記伝熱部の数が、前記恒温領域の数よりも少ない
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  4. 　前記伝熱部は複数であり、前記複数の伝熱部の少なくとも一つは、設定温度が最も環境温度から離れている前記恒温領域を加熱又は冷却する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  5. 　前記伝熱部は一つであり、当該伝熱部は、設定温度が最も環境温度から離れている前記恒温領域を加熱又は冷却する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  6. 　前記複数の恒温領域のうちの少なくとも二つの恒温領域に設けられる第二の熱抵抗部をさらに備え、
    　前記伝熱部は、前記第二の熱抵抗部が設けられた前記恒温領域を前記第二の熱抵抗部を介して加熱又は冷却し、
    　前記第二の熱抵抗部の各々は、一の前記第二の熱抵抗部が設けられる前記恒温領域の温度が当該恒温領域の設定温度となるときに、他の前記第二の熱抵抗部が設けられる前記恒温領域の温度が当該恒温領域の設定温度となる熱抵抗値を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  7. 　前記第二の熱抵抗部の少なくとも一つは、前記恒温部より熱伝導率の低い一様の固体材料、気体層、スペーサ、締結部材、前記恒温部又は前記伝熱部の表面に施された凹凸構造、前記恒温部又は前記伝熱部の表面に施された輻射性処理、密閉されて減圧された空間のいずれか、若しくはこれらの組み合わせで構成される
    　ことを特徴とする請求項６に記載の液体処理装置。
  8. 　前記容器保持部に保持される前記液体容器と前記恒温部との間に設けられる第三の熱抵抗部をさらに備え、
    　前記第三の熱抵抗部は、前記第三の熱抵抗部が設けられない恒温領域の温度が当該恒温領域の設定温度となるときに前記第三の熱抵抗部が設けられる恒温領域で処理される液体の温度が所定温度となる熱抵抗値を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  9. 　前記第三の熱抵抗部は、前記恒温部より熱伝導率の低い一様の固体材料、気体層、スペーサ、締結部材、前記恒温部の表面に施された凹凸構造、前記恒温部の表面に施された輻射性処理、密閉されて減圧された空間のいずれか、若しくはこれらの組み合わせで構成される
    　ことを特徴とする請求項８に記載の液体処理装置。
  10. 　設定温度が環境温度から最も離れている前記恒温領域以外の前記恒温領域の少なくとも一つに設けられた放熱部をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  11. 　前記複数の恒温領域は、三つ以上であり、
    　前記温度センサ部は、設定温度が環境温度から最も離れている前記恒温領域及び設定温度が環境温度に最も近い前記恒温領域以外の前記恒温領域の温度を測定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
  12. 　前記制御部は、設定温度が異なる前記複数の恒温領域で液体処理を行う際に、前記温度センサ部が出力するデータに基づいて前記温度センサ部が設けられる前記恒温領域が設定温度となるように前記伝熱部に供給する電力を制御する
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の液体処理装置。
  13. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の液体処理装置を備える
    　ことを特徴とする核酸抽出装置。
  14. 　請求項１～１２の何れか１項に記載の液体処理装置を備える
    　ことを特徴とする遺伝子検査装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503217A (ja) * 2003-05-23 2007-02-22 バイオ−ラッド ラボラトリーズ，インコーポレイティド 反応培地の空間配列に対し局部化した温度制御
JP2009232700A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Shimadzu Corp 反応処理方法及び反応処理装置
JP2010130925A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Olympus Corp 核酸増幅方法、核酸増幅装置及び微量液体の保持方法
WO2015005078A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 核酸増幅検出装置及びそれを用いた核酸検査装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503217A (ja) * 2003-05-23 2007-02-22 バイオ−ラッド ラボラトリーズ，インコーポレイティド 反応培地の空間配列に対し局部化した温度制御
JP2009232700A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Shimadzu Corp 反応処理方法及び反応処理装置
JP2010130925A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Olympus Corp 核酸増幅方法、核酸増幅装置及び微量液体の保持方法
WO2015005078A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 核酸増幅検出装置及びそれを用いた核酸検査装置

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