JP2005351847A - Thermistor type thermometer and peltier type cell changer - Google Patents

Thermistor type thermometer and peltier type cell changer Download PDF

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Mutsumi Senuma
睦 瀬沼
Koji Nagamori
浩司 永森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermometer for controlling precisely a temperature in thermal modification analysis. <P>SOLUTION: This thermistor type thermometer 26 for monitoring directly the temperatures of insides of cells 20, 22 used in the thermal modification analysis of a sample includes thermal conductive parts 70 with one-portions inserted into the cells 20, 22, and having thermal conductivity for the temperatures of the insides of cells 20, 22, and thermistors 72 connected to the thermal conductive parts 70, and having electric resistances in response to the temperatures of the insides of cells 20, 22 transmitted via the thermal conductive parts 70, and estimates the temperatures of the insides of cells 20, 22, on the basis of the electric resistances of the thermistors 72. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はサーミスタ式温度計及びペルチェ式セルチェンジャ、特にその温調機構の改良に関する。   The present invention relates to a thermistor-type thermometer and a Peltier-type cell changer, and more particularly to an improvement in a temperature control mechanism thereof.

従来より、タンパク質や核酸の温度変化による構造変化を測定するため、熱変性解析が行われている。熱変性解析は、物質の温度を変化させながら、その物質ないしその反応生成物の物理的性質を温度の関数として測定するものである。例えばDNAは二重ラセン構造を持っているが、温度を上げるとそのバインディングが解け、ランダムな構造となるので、試料に温度勾配をかけて融解させ、この時の吸光度変化をモニタすることにより、融解温度を推定することができる。   Conventionally, thermal denaturation analysis has been performed to measure structural changes due to temperature changes of proteins and nucleic acids. Thermal denaturation analysis measures the physical properties of a substance or its reaction product as a function of temperature while changing the temperature of the substance. For example, DNA has a double helical structure, but when the temperature is raised, its binding is released and becomes a random structure. The melting temperature can be estimated.

ところで、熱変性解析を行うための装置としては、分光光度計を用いることができる。
また一般的な分光光度計に関する技術であるが、単一のレファレンスセルと多連のサンプルセルとを搭載可能な多連セルチェンジャを用いることが考えられる(例えば特許文献1参照)。
熱変性解析装置においては、温度の影響を受けやすい試料を多く扱うので、特に高精度な温度コントロールが重要である。このために従来は、サンプルセルホルダに白金抵抗体を用いた温度計を入れ、サンプルセル内の試料の温度を推定していた。
また従来は、一般的な分光光度計に関する技術であるが、サンプルセルホルダに循環水を流すことにより、サンプルセル内の試料の温度コントロールを試みていた(例えば特許文献2参照)。
By the way, a spectrophotometer can be used as an apparatus for performing thermal denaturation analysis.
Although it is a technique related to a general spectrophotometer, it is conceivable to use a multiple cell changer capable of mounting a single reference cell and multiple sample cells (see, for example, Patent Document 1).
The thermal denaturation analyzer handles many samples that are easily affected by temperature, and therefore, highly accurate temperature control is particularly important. For this reason, conventionally, a thermometer using a platinum resistor is put in the sample cell holder to estimate the temperature of the sample in the sample cell.
Conventionally, it is a technique related to a general spectrophotometer, but an attempt has been made to control the temperature of the sample in the sample cell by flowing circulating water through the sample cell holder (see, for example, Patent Document 2).

特開平6−313753号公報JP-A-6-313753 特開2001−194294号公報JP 2001-194294 A

しかしながら、前記従来方式においては、高精度な温度コントロールが行えなかった。
ここで、熱変性解析での高精度な温度コントロールを考える際、セルチェンジャによる温度調節が重要であるが、実際には温度の変動があるので、温度計による温度モニタを行い、そのモニタ結果に基づいてセルチェンジャによる温度調節を行うことが必要となるが、いまだ満足のゆく成果には至っていない。
したがって、熱変性解析での温度コントロールの高精度化は、温度計による温度モニタ技術、セルチェンジャによる温度調節技術の発展にかかっている。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その第一の目的は、熱変性解析における温度コントロールを高精度に行うための温度計を提供することにある。また本発明の第二の目的は、熱変性解析における温度コントロールを高精度に行うためのセルチェンジャを提供することにある。
However, the conventional method cannot perform temperature control with high accuracy.
Here, when considering high-accuracy temperature control in thermal denaturation analysis, it is important to adjust the temperature with a cell changer. Based on this, it is necessary to adjust the temperature with a cell changer, but the results have not yet been satisfactory.
Therefore, increasing the accuracy of temperature control in thermal denaturation analysis depends on the development of temperature monitoring technology using thermometers and temperature control technology using cell changers.
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and a first object thereof is to provide a thermometer for performing temperature control in thermal denaturation analysis with high accuracy. A second object of the present invention is to provide a cell changer for performing temperature control with high accuracy in thermal denaturation analysis.

前記第一の目的を達成するために本発明にかかるサーミスタ式温度計は、試料の熱変性解析の際に用いられるセル内の温度を直接モニタするためのサーミスタ式温度計であって、熱伝導部と、サーミスタと、を備える。前記サーミスタの電気抵抗に基づいて前記セル内の温度を推定することを特徴とする。
ここで、前記熱伝導部は、前記セル内に少なくとも一部が入れられ、該セル内の温度に対する熱伝導性を持つ。
前記サーミスタは、前記熱伝導部を介して伝えられた前記セル内の温度に応じた電気抵抗を持つ。
In order to achieve the first object, a thermistor type thermometer according to the present invention is a thermistor type thermometer for directly monitoring a temperature in a cell used in thermal denaturation analysis of a sample, And a thermistor. The temperature in the cell is estimated based on the electrical resistance of the thermistor.
Here, at least a part of the heat conducting part is placed in the cell, and has heat conductivity with respect to the temperature in the cell.
The thermistor has an electrical resistance corresponding to the temperature in the cell transmitted through the heat conducting unit.

ここにいうセル内とは、セル内に測定対象が入れられている場合は、セル内の測定対象をいい、セル内に測定対象が入れられていない場合は、セル内の雰囲気をいう。
なお、本発明においては、前記熱伝導部と、熱伝導部ホルダと、熱収縮チューブと、を含むセンサーモジュールを備える。前記熱伝導部は、セル内への挿入部分である、二の接触部と、二のスズメッキ線と、センサー線と、を備える。前記サーミスタは、前記センサー線における、前記センサーモジュールよりも外部に位置するところに設けられる。前記熱伝導部ホルダは、前記熱収縮チューブの熱収縮に伴って収縮するものとする。前記センサーモジュールは、前記製造工程において前記熱収縮チューブの熱収縮が行われたものであることが好適である。
ここで、前記熱伝導部ホルダは、前記熱伝導部の少なくともセル内への挿入部分が表出された状態で、該熱伝導部を保持する。
The inside of a cell here means the measuring object in the cell when the measuring object is put in the cell, and the atmosphere in the cell when the measuring object is not put in the cell.
In the present invention, a sensor module including the heat conducting unit, the heat conducting unit holder, and a heat shrinkable tube is provided. The heat conducting portion includes two contact portions, two tin-plated wires, and a sensor wire, which are insertion portions into the cell. The thermistor is provided in the sensor wire at a position outside the sensor module. The heat conducting unit holder contracts with the heat contraction of the heat contraction tube. In the sensor module, it is preferable that the heat shrinkable tube is subjected to heat shrinkage in the manufacturing process.
Here, the heat conducting unit holder holds the heat conducting unit in a state where at least a portion of the heat conducting unit inserted into the cell is exposed.

また前記熱収縮チューブは、前記熱伝導部ホルダの外周に設けられ、製造工程において熱収縮する性質を持つ。
前記スズメッキ線は、前記各接触部にそれぞれ接続される。
前記センサー線は、前記各スズメッキ線に接続され、前記セル内の温度を前記サーミスタに伝えるためのものとする。
また本発明においては、ワンタッチコネクタを備えることが好適である。
ここで、前記ワンタッチコネクタは、前記セルに対して前記センサーモジュールを着脱自在に設けるためのものとする。
また前記第二の目的を達成するために本発明にかかるペルチェ式セルチェンジャは、前記サーミスタ式温度計を備え、熱変性解析装置の試料室にセットされるペルチェ式セルチェンジャであって、多連のレファレンスセルホルダ及び多連のサンプルセルホルダと、セル切換手段と、ペルチェ式加熱冷却手段と、ペルチェ駆動手段と、温度制御手段と、を備える。前記各セルにそれぞれ前記サーミスタ式温度計が設けられ、かつ前記各セルホルダにそれぞれ前記ペルチェ式加熱冷却手段が設けられていることを特徴とする。
ここで、前記多連のレファレンスセルホルダは、多連のレファレンスセルに対応するものとする。
The heat shrinkable tube is provided on the outer periphery of the heat conducting unit holder, and has a property of heat shrinking in the manufacturing process.
The tin plating wire is connected to each of the contact portions.
The sensor wire is connected to each tin-plated wire and transmits the temperature in the cell to the thermistor.
In the present invention, it is preferable to provide a one-touch connector.
Here, the one-touch connector is provided to detachably attach the sensor module to the cell.
In order to achieve the second object, a Peltier cell changer according to the present invention is a Peltier cell changer provided with the thermistor thermometer and set in a sample chamber of a thermal denaturation analyzer, Reference cell holders and multiple sample cell holders, cell switching means, Peltier heating / cooling means, Peltier driving means, and temperature control means. Each of the cells is provided with the thermistor type thermometer, and each of the cell holders is provided with the Peltier heating / cooling means.
Here, the multiple reference cell holders correspond to multiple reference cells.

また前記多連のサンプルセルホルダは、多連のサンプルセルに対応するものとする。
前記セル切換手段は、前記各セルを切り換え、前記熱変性解析装置の中での所定の光路上に挿入するためのものとする。
前記ペルチェ式加熱冷却手段は、前記各セルホルダに設けられ、ペルチェ効果による加熱冷却を利用し前記各セル内の温度調節を行うためのものとする。
前記ペルチェ駆動手段は、前記ペルチェ式加熱冷却手段を駆動するためのものとする。
前記温度制御手段は、前記サーミスタ式温度計による測定温度が所望の温度となるように、前記ペルチェ駆動手段による前記ペルチェ式加熱冷却手段の動作を制御し、前記各セル内の温度制御を行うためのものとする。
The multiple sample cell holders correspond to multiple sample cells.
The cell switching means switches the cells and inserts them on a predetermined optical path in the thermal denaturation analyzer.
The Peltier heating / cooling means is provided in each of the cell holders, and is used for adjusting the temperature in each of the cells using heating / cooling by the Peltier effect.
The Peltier driving means is for driving the Peltier heating / cooling means.
The temperature control means controls the operation of the Peltier heating / cooling means by the Peltier driving means so that the temperature measured by the thermistor thermometer becomes a desired temperature, and performs temperature control in each cell. Shall be.

本発明にかかるサーミスタ式温度計によれば、熱伝導部を介して伝えられたセル内の温度に応じた電気抵抗を持つサーミスタを備え、サーミスタの電気抵抗に基づいて、熱変性解析に用いられるセル内の温度を推定することとしたので、熱変性解析における温度測定が高精度に行える。
本発明においては、熱収縮チューブを備えることにより、前記サーミスタ式温度計の小型化が確実に行えるので、セルへの設置が容易となる。
本発明においては、ワンタッチコネクタを備えることにより、セルへの着脱が容易となる。
また本発明にかかるペルチェ式セルチェンジャによれば、多連のレファレンスセルと多連のサンプルセルとを保持し、それぞれ前記サーミスタ式温度計及びペルチェ式加熱冷却手段を設けることとしたので、熱変性解析における温度コントロールが高精度に行える。
The thermistor type thermometer according to the present invention includes a thermistor having an electric resistance corresponding to the temperature in the cell transmitted through the heat conducting unit, and is used for thermal denaturation analysis based on the electric resistance of the thermistor. Since the temperature inside the cell is estimated, temperature measurement in thermal denaturation analysis can be performed with high accuracy.
In the present invention, by providing the heat shrinkable tube, the thermistor type thermometer can be surely downsized, so that it can be easily installed in the cell.
In the present invention, the attachment / detachment to / from the cell is facilitated by providing the one-touch connector.
Further, according to the Peltier cell changer according to the present invention, the multiple reference cells and the multiple sample cells are held, and the thermistor thermometer and the Peltier heating / cooling means are provided, respectively. Temperature control in analysis can be performed with high accuracy.

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
図1には本発明の一実施形態にかかるサーミスタ式温度計及びペルチェ式セルチェンジャを用いた熱変性解析装置の概略構成が示されている。同図(A)は熱変性解析装置の全体図、同図(B)はセル周辺の拡大図である。本実施形態では、最大8連のレファレンスセルと最大8連のサンプルセルとを搭載可能なペルチェ式セルチェンジャを想定しているが、同図においては、そのうちの光路上に位置する一のレファレンスセルないし一のサンプルセルのみが示されている。
同図に示す熱分析解析装置10は、例えば多連メルティングシステム等よりなり、ペルチェ式セルチェンジャ12と、分光光度計14と、熱変性解析プログラム部16とを備え、タンパク質や核酸の熱変性解析、例えばメルティング測定を行う。
ここで、ペルチェ式セルチェンジャ12は、分光光度計14の試料室18にセットされ、最大8連のレファレンスセル20と最大8連のサンプルセル22とを保持し、各セルの切り換えを行うためのものとする。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a thermal denaturation analyzer using a thermistor thermometer and a Peltier cell changer according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall view of the thermal denaturation analyzer, and FIG. 1B is an enlarged view of the periphery of the cell. In this embodiment, a Peltier-type cell changer capable of mounting a maximum of 8 reference cells and a maximum of 8 sample cells is assumed. In the figure, one reference cell located on the optical path is included. Only one sample cell is shown.
The thermal analysis analysis apparatus 10 shown in the figure is composed of, for example, a multiple melting system or the like, and includes a Peltier cell changer 12, a spectrophotometer 14, and a thermal denaturation analysis program unit 16, and thermal denaturation of proteins and nucleic acids. Analysis, for example, melting measurement is performed.
Here, the Peltier-type cell changer 12 is set in the sample chamber 18 of the spectrophotometer 14, holds a maximum of eight reference cells 20 and a maximum of eight sample cells 22, and switches each cell. Shall.

また分光光度計14は、例えば紫外可視近赤外分光光度計等よりなり、セル20,22内の試料のスペクトルを測定するためのものとする。
熱変性解析プログラム部16は、例えばコンピュータ24等よりなり、自動的にセル20,22内の温度を変化させながら、分光光度計14により試料のスペクトルを測定し、温度変化による試料の構造変化を確認するための熱変性解析プログラム、例えばメルティング測定のためのプログラムを格納している。
本実施形態においては、各セル20,22にそれぞれサーミスタ式温度計26を設け、セル20,22内の温度を直接モニタしている。また本実施形態においては、各セルホルダ28,30にそれぞれペルチェ式加熱冷却手段32を設け、ペルチェ効果による加熱冷却を利用し各セル20,22内の温度制御を行っている。
The spectrophotometer 14 is composed of, for example, an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer or the like, and is used for measuring the spectrum of the sample in the cells 20 and 22.
The thermal denaturation analysis program unit 16 comprises, for example, a computer 24 or the like, and measures the spectrum of the sample with the spectrophotometer 14 while automatically changing the temperature in the cells 20 and 22, and changes the structure of the sample due to the temperature change. A thermal denaturation analysis program for confirmation, for example, a program for melting measurement is stored.
In the present embodiment, the thermistor type thermometer 26 is provided in each of the cells 20 and 22, and the temperature in the cells 20 and 22 is directly monitored. In the present embodiment, the cell holders 28 and 30 are each provided with a Peltier heating / cooling means 32 to control the temperature in the cells 20 and 22 by using heating and cooling by the Peltier effect.

このように熱変性解析装置10を構成し、ペルチェ式セルチェンジャ12により、セル20内の試料34に所定の温度勾配をかけて溶解させ、この時の吸光度変化を分光光度計14によりモニタすることにより、その試料34の融解温度を推定することができる。
なお、温調機構としては、さらに、ペルチェ駆動手段36と、温度制御手段38とを備えている。
ここで、ペルチェ駆動手段36は、ペルチェ式加熱冷却手段32を駆動するためのものとする。温度制御手段38は、例えばコンピュータ24等よりなり、サーミスタ式温度計26よりのセル20,22内の温度に関する情報に基づいて、セル20,22内の温度を推定している。また温度制御手段38は、サーミスタ式温度計26による測定温度が、熱変性解析プログラムの設定温度となるように、ペルチェ駆動手段36によるペルチェ式加熱冷却手段32の動作を制御し、各セル20,22内の温度制御を行う。
Thus, the thermal denaturation analyzer 10 is configured, and the sample 34 in the cell 20 is dissolved by applying a predetermined temperature gradient by the Peltier cell changer 12, and the change in absorbance at this time is monitored by the spectrophotometer 14. Thus, the melting temperature of the sample 34 can be estimated.
The temperature control mechanism further includes a Peltier drive means 36 and a temperature control means 38.
Here, the Peltier driving means 36 is for driving the Peltier heating / cooling means 32. The temperature control means 38 includes, for example, a computer 24 and the like, and estimates the temperatures in the cells 20 and 22 based on information about the temperatures in the cells 20 and 22 from the thermistor thermometer 26. The temperature control means 38 controls the operation of the Peltier heating / cooling means 32 by the Peltier driving means 36 so that the temperature measured by the thermistor thermometer 26 becomes the set temperature of the thermal denaturation analysis program. Temperature control in 22 is performed.

また前記分光光度計14は、光源40と、分光器42と、検出器44,46とを備え、検出器44,46よりの試料、ブランクに関する情報は、コンピュータ24によりデータ処理され、スペクトル情報を得ている。
本実施形態において特徴的なことは、熱変性解析の際に用いる温調機構として、以下に示されるものを用いたことである。
(1)ペルチェ式セルチェンジャ12は、例えば最大8連のレファレンスセル20と最大8連のサンプルセル22とを搭載可能としている(多連化)。
(2)ペルチェ式セルチェンジャ12は、全てのセル20,22にペルチェ効果による温度調節を行っている(恒温化)。
(3)サーミスタ式温度計26は、全てのセル20,22内に直接挿入している(サーミスタ採用)。
この結果、本実施形態においては、従来方式に比較し、より高精度な例えばタンパク質、核酸等の貴重な試料の熱変性解析が、より容易に行える。
以下に、前記各特徴点について具体的に説明する。
The spectrophotometer 14 includes a light source 40, a spectroscope 42, and detectors 44 and 46. Information relating to samples and blanks from the detectors 44 and 46 is processed by the computer 24 to obtain spectral information. It has gained.
What is characteristic in the present embodiment is that the following temperature control mechanism is used for the thermal denaturation analysis.
(1) The Peltier-type cell changer 12 can mount, for example, a maximum of eight reference cells 20 and a maximum of eight sample cells 22 (multiple connection).
(2) The Peltier-type cell changer 12 performs temperature control by the Peltier effect on all the cells 20 and 22 (constant temperature).
(3) The thermistor type thermometer 26 is directly inserted into all the cells 20 and 22 (thermistor adoption).
As a result, in this embodiment, thermal denaturation analysis of precious samples such as proteins and nucleic acids can be performed more easily than in the conventional method.
Below, each said feature point is demonstrated concretely.

ペルチェ式セルチェンジャ
(1)多連化
多連セルチェンジャは、多数の試料の測定の際に便利であるが、従来のものは、スペースの制約、構成部材の配置上の制約があり、一のレファレンスセル、複数(最大6連等)のサンプルセルを搭載可能なものが一般的であった。
これに対し、本実施形態においては、従来方式に比較し、多連化を実現しており、図2には、前記図1に示した熱変性解析装置10において好適なペルチェ式セルチェンジャ12の概略構成が示されている。同図(A)はセルチェンジャ12を上方より見た一部断面図、同図(B)はセルチェンジャ12を側方より見た一部断面図である。
同図に示すペルチェ式セルチェンジャ12は、最大8連のレファレンスセルに対応する最大8連のレファレンスセルホルダ28a〜28hと、最大8連のサンプルセルに対応する最大8連のサンプルセルホルダ30a〜30hとを備える。
Peltier-type cell changer (1) Multiple cells Multiple cell cell changers are convenient for measuring a large number of samples. However, the conventional cell changer has limited space and restrictions on the arrangement of components. Generally, a reference cell and a plurality of (up to 6) sample cells can be mounted.
On the other hand, in the present embodiment, a multiple connection is realized as compared with the conventional method, and FIG. 2 shows a Peltier cell changer 12 suitable for the thermal denaturation analyzer 10 shown in FIG. A schematic configuration is shown. 4A is a partial cross-sectional view of the cell changer 12 as viewed from above, and FIG. 4B is a partial cross-sectional view of the cell changer 12 as viewed from the side.
The Peltier cell changer 12 shown in the figure includes a maximum of eight reference cell holders 28a to 28h corresponding to a maximum of eight reference cells, and a maximum of eight sample cell holders 30a to 30h corresponding to a maximum of eight sample cells. Is provided.

さらに、ペルチェ式セルチェンジャ12は、セル切換手段50を備える。セル切換手段50は、静止体52と、静止体52に対して吊り下げタイプとなる移動体54と、案内手段56と、移動手段58と、例えばコンピュータ24等の移動制御手段60とを備える。
ここで、各レファレンスセルホルダ28a〜28hと各サンプルセルホルダ30a〜30hとは、移動体54に保持されている。
セル切換手段50は、各セルを切り換えて、それぞれ分光光度計14の中でレファレンスビーム62上、サンプルビーム64上に挿入するためのものとする。
Further, the Peltier cell changer 12 includes a cell switching means 50. The cell switching unit 50 includes a stationary body 52, a moving body 54 that is a suspension type with respect to the stationary body 52, a guiding unit 56, a moving unit 58, and a movement control unit 60 such as a computer 24.
Here, the reference cell holders 28 a to 28 h and the sample cell holders 30 a to 30 h are held by the moving body 54.
The cell switching means 50 switches each cell and inserts it on the reference beam 62 and the sample beam 64 in the spectrophotometer 14, respectively.

このようなセルの多連化を、セルチェンジャ12をあまり大型化することなく、確実に行うためには、以下のセルの配置も重要である。すなわち、本実施形態においては、レファレンスセルホルダ28a〜28hは、図中、右側のエリアにて、ペルチェ式セルチェンジャ12の移動軸方向(矢印I方向)を中心線として、手前側と奥側とに、波状を描くように交互に配置している。サンプルセルホルダ30a〜30hは、図中、左側のエリアにて、前記レファレンスと同様、チェンジャの移動軸(矢印I方向)を中心線として、手前側と奥側とに、波状を描くように交互に配置している。
また案内手段56は、静止体52と移動体54との間に設けられており、移動体54は静止体52に対して、案内手段56を介して矢印I方向のみに直線運動自在に設けている。
ここで、本実施形態においては、レファレンスビーム62と、サンプルビーム64とのダブルビーム方式を採用している。このためにレファレンスビーム62用のミラー66a〜66dと、サンプルビーム64用のミラー68a〜68dとを、静止体52に設けている。
In order to surely perform such multiple cells without increasing the size of the cell changer 12, the following cell arrangement is also important. That is, in the present embodiment, the reference cell holders 28a to 28h are arranged on the front side and the back side in the area on the right side with the movement axis direction (arrow I direction) of the Peltier cell changer 12 as the center line. , Alternately arranged to draw a wave shape. The sample cell holders 30a to 30h are alternately arranged in the left area in the drawing so as to draw a wave shape on the near side and the far side with the changer moving axis (in the direction of arrow I) as the center line, similar to the reference. It is arranged.
The guide means 56 is provided between the stationary body 52 and the moving body 54, and the moving body 54 is provided so as to be linearly movable with respect to the stationary body 52 only in the direction of arrow I via the guiding means 56. Yes.
Here, in the present embodiment, a double beam system of the reference beam 62 and the sample beam 64 is adopted. For this purpose, mirrors 66 a to 66 d for the reference beam 62 and mirrors 68 a to 68 d for the sample beam 64 are provided on the stationary body 52.

このようにセル切換手段50を構成することにより、レファレンスセル(例えばセル20a)及びサンプルセル(例えばセル22a)の測定後、移動手段により矢印I方向に一セル分だけ移動し、次のレファレンスセル(例えばセル20b)及びサンプルセル(例えばセル22b)をそれぞれ光路62,64上に挿入することができるので、各セルの切り替えが行える。
したがって、本実施形態においては、最大8連のレファレンス20a〜20hと、最大8連のサンプルセル22a〜22hとを確実に搭載可能とするので、同時に最大8種まで測定することできる。これにより最大6連のサンプルセルを搭載可能なものに比較し、より多種の試料を同時に測定することできる。しかも、本実施形態においては、各サンプルセルの数に合わせて複数のレファレンスセルを搭載可能なものとすることにより、単一のレファレンスセルを搭載可能なものに比較し、より高精度な熱変性解析が確実に行える。
By configuring the cell switching means 50 in this way, after the measurement of the reference cell (for example, the cell 20a) and the sample cell (for example, the cell 22a), the cell is moved by one cell in the direction of arrow I by the moving means, and the next reference cell (For example, the cell 20b) and the sample cell (for example, the cell 22b) can be inserted on the optical paths 62 and 64, respectively, so that each cell can be switched.
Therefore, in the present embodiment, the maximum eight series of references 20a to 20h and the maximum eight series of sample cells 22a to 22h can be reliably mounted, so that a maximum of eight types can be measured simultaneously. As a result, it is possible to measure more types of samples simultaneously than those capable of mounting up to six sample cells. In addition, in this embodiment, a plurality of reference cells can be mounted in accordance with the number of each sample cell, so that heat denaturation can be performed with higher accuracy than that capable of mounting a single reference cell. Analysis can be performed reliably.

(2)恒温化
従来の多連セルチェンジャにおいては、レファレンスセルに対しては、温度調節がなされていないものが一般的であった。またレファレンスセルの温度モニタもできていなかった。
またサンプルセルの温度のモニタも、使用する白色抵抗体の寸法(最小径2mm)ないし構造等の制約から、ミクロセルへの挿入が困難なために、やむを得ずセルホルダの温度で代用するしかなく、セルホルダに白金抵抗体を用いた温度計を入れていた。
このような事情で、多連セルチェンジャにおける、レファレンスを含む複数の試料に対する実温度のモニタは、要望こそ多くして、実際には、実現困難な設計と考えられてきた。
(2) Constant temperature In the conventional multiple cell changer, the reference cell is generally not temperature-controlled. In addition, the temperature of the reference cell could not be monitored.
In addition, the temperature of the sample cell can only be replaced by the temperature of the cell holder because it is difficult to insert it into the microcell due to restrictions on the size (minimum diameter 2 mm) or structure of the white resistor used. A thermometer using a platinum resistor was included.
Under such circumstances, monitoring of the actual temperature for a plurality of samples including a reference in a multiple cell changer has been considered to be a design that is difficult to implement in practice due to the increasing demand.

これに対し、本実施形態においては、各レファレンスセルホルダ28a〜28hの底部等及び各サンプルホルダ30a〜30hの底部等に、それぞれペルチェ式加熱冷却手段32を設け、ペルチェ効果による加熱冷却を利用し、全てのレファレンスセル20a〜20h、及び全てのサンプルセル22a〜22h内の温度調節を行っている。しかも、本実施形態においては、各レファレンスセル20a〜20hと各サンプルセル22a〜22hとにそれぞれサーミスタ式温度計32を設け、全てのセル内の温度を直接モニタしている。
本実施形態においては、温度計として、一般的な白色抵抗体のものに比較し小型で高感度なサーミスタ式のものを採用し、恒温化のために、試料を精度よく一定温度に保つことができるペルチェ式のもの採用しており、これらの組み合わせにより、白色抵抗体を用いた温度計をセルホルダに入れ、セルホルダに循環水を流して一定温度とするものものに比較し、セル内の温度をより高精度にコントロールすることができるので、より高精度な熱変性解析が行える。
On the other hand, in this embodiment, Peltier-type heating / cooling means 32 is provided at the bottom of each reference cell holder 28a-28h and the bottom of each sample holder 30a-30h, respectively, and heating and cooling by the Peltier effect is used. Temperature control is performed in all the reference cells 20a to 20h and all the sample cells 22a to 22h. Moreover, in the present embodiment, the thermistor thermometer 32 is provided in each of the reference cells 20a to 20h and the sample cells 22a to 22h, and the temperatures in all the cells are directly monitored.
In the present embodiment, a thermistor type that is smaller and more sensitive than a general white resistor is used as the thermometer, and the sample can be kept at a constant temperature with high accuracy for constant temperature. Peltier type that can be used, and by combining these, put a thermometer using a white resistor in the cell holder, and let the circulating water flow through the cell holder to make it constant temperature, the temperature inside the cell is Since it can be controlled with higher precision, more accurate thermal denaturation analysis can be performed.

サーミスタ式温度計
(3)サーミスタ採用
前述のように熱変性解析に用いられる温度計においては、一般的な温度計に比較し、特に小型化と高感度化とが求められている。そこで、本実施形態においては、熱変性解析に用いられる温度計の抵抗体として、一般的な白金抵抗体に比較し、小型で僅かな温度変化を感度高く検出することができるサーミスタ式のものを選択している。
図3には、前記図1に示した熱変性解析装置10において好適な、サーミスタ式温度計26の概略構成が示されている。同図(A)はセルを正面より見た縦断面図、同図(B)はセルを側方より見た縦断面図である。
同図に示すサーミスタ式温度計26は、セル20内に少なくとも一部が入れられ、セル20内の温度に対する熱伝導性を持つ熱伝導部70と、熱伝導部70に接続され熱伝導部70を介して伝えられたセル20内の温度に応じた電気抵抗を持つサーミスタ72とを備える。そして、同図においては、温度制御手段38が、サーミスタ72の電気抵抗に基づいてセル20内の温度を推定している。
Thermistor-type thermometer (3) Adoption of the thermistor As described above, the thermometer used for thermal denaturation analysis is particularly required to be smaller and more sensitive than a general thermometer. Therefore, in this embodiment, as a thermometer resistor used for thermal denaturation analysis, compared to a general platinum resistor, a thermistor type that is small and capable of detecting a slight temperature change with high sensitivity is used. Selected.
FIG. 3 shows a schematic configuration of a thermistor type thermometer 26 suitable for the thermal denaturation analysis apparatus 10 shown in FIG. FIG. 4A is a longitudinal sectional view of the cell viewed from the front, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the cell viewed from the side.
The thermistor-type thermometer 26 shown in the figure is at least partially placed in the cell 20, and has a heat conduction part 70 having thermal conductivity with respect to the temperature in the cell 20, and is connected to the heat conduction part 70. And a thermistor 72 having an electrical resistance corresponding to the temperature in the cell 20 transmitted via the. In the figure, the temperature control means 38 estimates the temperature in the cell 20 based on the electrical resistance of the thermistor 72.

このために本実施形態においては、前記熱伝導部70と、熱伝導部用ホルダ74と、熱
収縮チューブ76とを含むセンサーモジュール78を備える。
ここで、前記熱伝導部70は、二の接触部80a,80bと、二のスズメッキ線82a,82bと、センサー線84と、を備える。
前記サーミスタ72は、センサー線84における、センサーモジュール78よりも外部に位置するところに設けられる。サーミスタ72は、例えばニッケル、コバルト、マンガンなどの金属酸化物を主成分としており、電気抵抗が温度により変化する半導体温度センサである。
前記熱伝導部用ホルダ74は、熱収縮チューブ76の熱収縮に伴って収縮する材質のものとし、熱伝導部70の少なくともセル20内への挿入部分(接触部80a,80bの少なくとも一部)が表出された状態で、熱伝導部70を保持する。
また前記熱収縮チューブ76は、熱伝導部用ホルダ74の外周に設けられ、熱収縮工程(製造工程)において熱収縮する性質を持つ。
For this purpose, in the present embodiment, a sensor module 78 including the heat conducting unit 70, a heat conducting unit holder 74, and a heat shrinkable tube 76 is provided.
Here, the heat conducting unit 70 includes two contact portions 80a and 80b, two tin-plated wires 82a and 82b, and a sensor wire 84.
The thermistor 72 is provided on the sensor wire 84 at a position outside the sensor module 78. The thermistor 72 is a semiconductor temperature sensor whose main component is a metal oxide such as nickel, cobalt, manganese, etc., and whose electrical resistance varies with temperature.
The heat conducting part holder 74 is made of a material that shrinks in accordance with the heat shrinkage of the heat shrinkable tube 76, and at least a part of the heat conducting part 70 inserted into the cell 20 (at least part of the contact parts 80a and 80b). The heat conduction part 70 is held in a state where is exposed.
The heat shrinkable tube 76 is provided on the outer periphery of the heat conducting unit holder 74 and has a property of heat shrinking in a heat shrinking process (manufacturing process).

前記スズメッキ線82a,82bは、各接触部80a,80bにそれぞれ接続される。
前記センサー線84は、各スズメッキ線82a,82bに接続され、セル内の温度をサーミスタ74に伝えるためのものとする。
そして、前記センサーモジュール78は、熱収縮工程(製造工程)において熱収縮チュ
ーブ76の熱収縮が行われた後のものである。
この結果、本実施形態においては、例えばミクロセルに対しても直接、挿入することのできる程度まで、温度計26の小型化を図ることができる。本実施形態においては、特に新設計の極細サーミスタの採用により、計16個のセルの全てに温度計26を挿入可能な設計としている。
The tin plated wires 82a and 82b are connected to the contact portions 80a and 80b, respectively.
The sensor wire 84 is connected to the tin-plated wires 82a and 82b and transmits the temperature in the cell to the thermistor 74.
The sensor module 78 is after the heat shrinkage of the heat shrinkable tube 76 in the heat shrinking process (manufacturing process).
As a result, in this embodiment, for example, the thermometer 26 can be downsized to such an extent that it can be directly inserted into the microcell. In this embodiment, the thermometer 26 can be inserted into all of the 16 cells in particular by adopting a newly designed ultrafine thermistor.

また本実施形態においては、サーミスタ74の位置を、セル寄りのセンサーモジュール78側に設けるのではなく、センサーモジュール78より離隔して設けることによっても、センサーモジュール78をより確実に小型化することができる。
これにより、本実施形態においては、より確実に全てのセル内に温度計26を挿入することができるので、全てのセル内の温度をモニタすることができる。例えば実際に試料にかかる温度を各セルごと、レファレンスにかかる温度と共に実時間でモニタすることができる。
なお、本実施形態においては、前記サーミスタ74と熱伝導性と小型化とに優れている熱伝導部70との組み合わせによっても、より小型で感度の良い温度計26となる。
In the present embodiment, the sensor module 78 can be more reliably reduced in size by providing the thermistor 74 at a position apart from the sensor module 78 instead of being provided on the sensor module 78 side of the cell. it can.
Thereby, in this embodiment, since the thermometer 26 can be inserted in all the cells more reliably, the temperature in all the cells can be monitored. For example, the temperature actually applied to the sample can be monitored in real time for each cell together with the temperature applied to the reference.
In the present embodiment, the thermometer 26 having a smaller size and higher sensitivity can be obtained by combining the thermistor 74 and the heat conducting unit 70 that is excellent in thermal conductivity and downsizing.

<ワンタッチコネクタ>
また本実施形態においては、セルに容易に着脱自在とすることも重要であり、ワンタッチコネクタ86を備えることが好適である。
ここで、ワンタッチコネクタ86は、セルホルダ(セル)28,30にセンサーモジュール78を着脱自在に設けるためのものとする。
この結果、本実施形態においては、セルに対する温度計の着脱が容易な設計が行えるので、例えばサーミスタ78を、容易に交換することのできる消耗品として提供することもできる。
<One-touch connector>
In the present embodiment, it is also important to make the cell easily detachable, and it is preferable to provide the one-touch connector 86.
Here, the one-touch connector 86 is used to detachably attach the sensor module 78 to the cell holders (cells) 28 and 30.
As a result, in the present embodiment, since the thermometer can be easily attached to and detached from the cell, for example, the thermistor 78 can also be provided as a consumable that can be easily replaced.

センサーモジュールの加工手順
本実施形態においては、熱収縮チューブを用い、以下に示されるような手順によりセンサーモジュールを加工することによっても、前記サーミスタ式温度計26の小型化が、より確実に図られる。
以下に、本実施形態において特徴的なセンサーモジュール78の加工手順について、図4を参照しつつ説明する。
まず同図(A)に示されるものをつくる。
すなわち、二の接触部80a,80bを、一の下部ホルダ74aに工具で挿入する。
そして、スズメッキ線82a,82bを、圧着又は半田88で付ける。
次に同図(B)に示されるものをつくる。
すなわち、上部ホルダ74bに、フォーミング済みのセンサー線84を挿入する。
そして、2本のセンサー線84a,84bを、それぞれスズメッキ線82a,82bに半田90で付ける。
Processing procedure of the sensor module In the present embodiment, the thermistor thermometer 26 can be downsized more reliably by processing the sensor module using the heat-shrinkable tube and the procedure shown below. .
Hereinafter, a processing procedure of the sensor module 78 which is characteristic in the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, the product shown in FIG.
That is, the two contact portions 80a and 80b are inserted into one lower holder 74a with a tool.
Then, the tin plating wires 82 a and 82 b are attached by crimping or soldering 88.
Next, the product shown in FIG.
That is, the formed sensor line 84 is inserted into the upper holder 74b.
Then, the two sensor wires 84a and 84b are attached to the tin plating wires 82a and 82b with solder 90, respectively.

次に同図(C)に示されるように、スズメッキ線82a,82bを、上部ホルダ74bに挿入する。この時、間隔は約1.5mmとしている。
次に同図(D)に示されるように、半田付部と上部孔とに接着剤92を概略詰める。
そして同図(E)に示されるように熱収縮チューブ(長さ10mm)76を被せる。
次に同図(E)に示されるものを例えば130℃以上で熱収縮させる(熱収縮工程)。
ここで、本実施形態においては、熱収縮チューブ76の下部を少し収縮させ、下部ホルダ74aの下部と位置合わせし、熱収縮チューブ76の下部と下部ホルダ74aの下部とを収縮させる。その後、センサーモジュール78の全体を加熱収縮させる。
Next, as shown in FIG. 3C, tin-plated wires 82a and 82b are inserted into the upper holder 74b. At this time, the interval is about 1.5 mm.
Next, as shown in FIG. 4D, an adhesive 92 is roughly packed in the soldered portion and the upper hole.
Then, a heat shrinkable tube (length 10 mm) 76 is put on as shown in FIG.
Next, the one shown in FIG. 2E is thermally shrunk, for example, at 130 ° C. or higher (heat shrinking step).
Here, in this embodiment, the lower part of the heat-shrinkable tube 76 is slightly contracted, aligned with the lower part of the lower holder 74a, and the lower part of the heat-shrinkable tube 76 and the lower part of the lower holder 74a are contracted. Thereafter, the entire sensor module 78 is heated and shrunk.

この結果、同図(F)に示されるもの(下方より見た図)から、同図(G)に示されるもの(下方より見た図)、つまりセンサーモジュール78の全体の外径を縮径することができる。熱収縮チューブ76の寸法は例えば、熱収縮工程前が、内径φ=6.4mm、厚さt=0.45mmに対し、熱収縮工程後が、内径φ=3.2mm、厚さt=0.89mmとなる。
なお、前記熱収縮工程後は、熱収縮チューブ76の上部のみオーバーハングさせても良い。また本実施形態においては、センサー線84の他端にサーミスタ72が設けられている。
As a result, the overall outer diameter of the sensor module 78 is reduced from that shown in FIG. (F) (viewed from below) to that shown in (G) (viewed from below). can do. The dimensions of the heat-shrinkable tube 76 are, for example, the inner diameter φ = 6.4 mm and the thickness t = 0.45 mm before the heat shrinking process, and the inner diameter φ = 3.2 mm and the thickness t = 0 after the heat shrinking process. .89 mm.
After the heat shrinking process, only the upper part of the heat shrinkable tube 76 may be overhanged. In the present embodiment, the thermistor 72 is provided at the other end of the sensor wire 84.

変形例
なお、本発明のサーミスタ式温度計、ペルチェ式セルチェンジャは、温度の影響を受けやすい試料の熱変性解析に用いることが特に好ましいが、他の試料、測定法に用いることも可能である。
また本発明のサーミスタ式温度計、ペルチェ式加熱冷却手段は、最大8連のレファレンスセル及び最大8連のサンプルセルを搭載可能なペルチェ式セルチェンジャに用いることが、その大きさと測定の効率化とのバランスに優れている点で特に好ましいが、他の数のセルを持つセルチェンジャ、ないしセルの切替手段のないセルホルダにも適用可能である。
前記構成では、ペルチェ式加熱冷却手段をセルホルダ底部に設けた例について説明したが、セル内の恒温化が図られるのであれば、セルホルダの底部ないし側部等の任意位置に設けることもできる。
Modifications Note that the thermistor thermometer and Peltier cell changer of the present invention are particularly preferably used for thermal denaturation analysis of samples that are susceptible to temperature, but can also be used for other samples and measurement methods. .
The thermistor type thermometer and Peltier heating / cooling means of the present invention can be used for a Peltier cell changer capable of mounting a maximum of 8 reference cells and a maximum of 8 sample cells, and the size and efficiency of measurement can be improved. However, the present invention is also applicable to a cell changer having another number of cells or a cell holder without a cell switching means.
In the above-described configuration, the example in which the Peltier heating / cooling means is provided at the bottom of the cell holder has been described. However, as long as the temperature inside the cell can be maintained, the Peltier heating / cooling means may be provided at any position such as the bottom or side of the cell holder.

本発明の一実施形態にかかるサーミスタ式温度計及びペルチェ式セルチェンジャを用いた熱変性解析装置の説明図である。It is explanatory drawing of the thermal denaturation analysis apparatus using the thermistor type thermometer and Peltier type cell changer concerning one Embodiment of this invention. 前記図1に示した熱変性解析装置において特徴的なペルチェ式セルチェンジャの説明図である。It is explanatory drawing of the Peltier-type cell changer characteristic in the thermal denaturation analyzer shown in the said FIG. 前記図1に示した熱変性解析装置において特徴的なサーミスタ式温度計の説明図である。It is explanatory drawing of the thermistor type thermometer characteristic in the thermal denaturation analyzer shown in the said FIG. 前記図3に示したセンサーモジュールの加工手順の説明図である。It is explanatory drawing of the process sequence of the sensor module shown in the said FIG.

符号の説明Explanation of symbols

12 ペルチェ式セルチェンジャ
14 分光光度計
20a〜20h レファレンスセル
22a〜22h サンプルセル
26 サーミスタ式温度計
32 ペルチェ式加熱冷却手段
12 Peltier cell changer 14 Spectrophotometer 20a-20h Reference cell 22a-22h Sample cell 26 Thermistor thermometer 32 Peltier heating / cooling means

Claims (4)

試料の熱変性解析の際に用いられるセル内の温度を直接モニタするためのサーミスタ式温度計であって、
前記セル内に少なくとも一部が入れられ、該セル内の温度に対する熱伝導性を持つ熱伝導部と、
前記熱伝導部に接続され、前記熱伝導部を介して伝えられた前記セル内の温度に応じた電気抵抗を持つサーミスタと、
を備え、前記サーミスタの電気抵抗に基づいて前記セル内の温度を推定することを特徴とするサーミスタ式温度計。
A thermistor-type thermometer for directly monitoring the temperature in the cell used for thermal denaturation analysis of a sample,
A heat conducting part that is at least partially placed in the cell and has thermal conductivity with respect to the temperature in the cell;
A thermistor connected to the heat conducting part and having an electrical resistance according to the temperature in the cell transmitted through the heat conducting part;
A thermistor-type thermometer characterized in that the temperature in the cell is estimated based on the electrical resistance of the thermistor.
請求項1記載のサーミスタ式温度計において、
前記熱伝導部と、
前記熱伝導部の少なくともセル内への挿入部分が表出された状態で、該熱伝導部を保持する熱伝導部ホルダと、
前記熱伝導部ホルダの外周に設けられ、製造工程において熱収縮する性質を持つ熱収縮チューブと、
を含むセンサーモジュールを備え、
前記熱伝導部は、前記セル内への挿入部分である、二の接触部と、
前記各接触部にそれぞれ接続された、二のスズメッキ線と、
前記各スズメッキ線に接続され、前記セル内の温度を前記サーミスタに伝えるためのセンサー線と、
を備え、
前記サーミスタは、前記センサー線における、前記センサーモジュールよりも外部に位置するところに設けられ、
前記熱伝導部ホルダは、前記熱収縮チューブの熱収縮に伴って収縮するものとし、
前記センサーモジュールは、前記製造工程において前記熱収縮チューブの熱収縮が行われたものであることを特徴とするサーミスタ式温度計。
The thermistor type thermometer according to claim 1,
The heat conducting part;
A heat conduction part holder for holding the heat conduction part in a state where at least an insertion part of the heat conduction part into the cell is exposed;
A heat-shrinkable tube provided on the outer periphery of the heat-conducting part holder and having a property of heat-shrinking in the manufacturing process;
Including a sensor module including
The heat conducting portion is a second contact portion that is an insertion portion into the cell;
Two tin-plated wires connected to each of the contact parts;
A sensor wire connected to each tin-plated wire and for transmitting the temperature in the cell to the thermistor;
With
The thermistor is provided in the sensor wire at a position located outside the sensor module,
The heat conduction part holder is assumed to shrink with the heat shrinkage of the heat shrinkable tube,
The thermistor-type thermometer, wherein the sensor module is obtained by performing heat shrinkage of the heat shrinkable tube in the manufacturing process.
請求項2記載のサーミスタ式温度計において、
前記セルに対して前記センサーモジュールを着脱自在に設けるためのワンタッチコネクタを備えたことを特徴とするサーミスタ式温度計。
The thermistor type thermometer according to claim 2,
A thermistor-type thermometer comprising a one-touch connector for detachably providing the sensor module to the cell.
請求項1〜3のいずれかに記載のサーミスタ式温度計を備え、熱変性解析装置の試料室にセットされるペルチェ式セルチェンジャであって、
多連のレファレンスセルに対応する多連のレファレンスセルホルダ、及び多連のサンプルセルに対応する多連のサンプルセルホルダと、
前記各セルを切り換え、前記熱変性解析装置の中での所定の光路上に挿入するためのセル切換手段と、
前記各セルホルダに設けられ、ペルチェ効果による加熱冷却を利用し前記各セル内の温度調節を行うためのペルチェ式加熱冷却手段と、
前記ペルチェ式加熱冷却手段を駆動するためのペルチェ駆動手段と、
前記サーミスタ式温度計による測定温度が所望の温度となるように、前記ペルチェ駆動手段による前記ペルチェ式加熱冷却手段の動作を制御し、前記各セル内の温度制御を行うための温度制御手段と、
を備え、前記各セルにそれぞれ前記サーミスタ式温度計が設けられ、かつ前記各セルホルダにそれぞれ前記ペルチェ式加熱冷却手段が設けられていることを特徴とするペルチェ式セルチェンジャ。
A Peltier cell changer comprising the thermistor thermometer according to any one of claims 1 to 3 and set in a sample chamber of a thermal denaturation analyzer,
A multiple reference cell holder corresponding to multiple reference cells, and a multiple sample cell holder corresponding to multiple sample cells;
Cell switching means for switching each cell and inserting it on a predetermined optical path in the thermal denaturation analyzer,
Peltier heating / cooling means for adjusting the temperature in each cell using heating and cooling by the Peltier effect, provided in each cell holder;
Peltier driving means for driving the Peltier heating / cooling means;
Temperature control means for controlling the operation of the Peltier heating / cooling means by the Peltier driving means so that the temperature measured by the thermistor thermometer becomes a desired temperature, and for controlling the temperature in each cell;
The Peltier-type cell changer is characterized in that each of the cells is provided with the thermistor-type thermometer, and each of the cell holders is provided with the Peltier-type heating / cooling means.
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