JP4338595B2 - 検体分析用インキュベーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体分析用インキュベーション装置、特に検体分析装置において、マイクロプレートに形成されている複数のウェルに予め収容した検体をインキュベーションする際、マイクロプレートの全範囲にわたってウェルの温度分布を均等にする際に適用して好適な、検体分析用インキュベーション装置に関する。

従来、酵素免疫法等を行なうための検体分析装置においては、反応容器としてのウェル（穴）が複数形成されたマイクロプレートが使用される。このマイクロプレートでは、各ウェルに所定の試薬を予め塗布し固相化してあり、これら各ウェルに検体を供給して検体と試薬とを反応させることにより検体を分析するようになっている。

このような検体分析装置において、上記マイクロプレートを用いて検体を分析する際には、各ウェルの検体と試薬の反応を同一の温度条件で進行させることが重要であり、そのために検体供給後のマイクロプレートを全範囲にわたって一定温度に維持する必要がある。このような目的で使用されるインキュベーション装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。

従来のインキュベーション装置の一例を以下に説明する。図５は、使用状態にあるインキュベーション装置を模式的に示す平面図、図６はそのＺ−Ｚ断面図である。

このインキュベーション装置は、ペルチェ素子からなる加熱冷却部１０と、該加熱冷却部１０に載設された、アルミニウム製の伝熱板１２と、該加熱冷却部１０の裏面側に取り付けられているヒートシンク（放熱板）１４とを備えており、上記伝熱板１２には平坦な上面からなる戴面台１２Ａが形成され、該載置台１２Ａには所定の形状及びサイズからなるマイクロプレートＰが載置されるようになっている。

このインキュベーション装置においては、図示されるように複数（例えば、８×１２）の凹部からなるウェル（穴）Ｗが配列形成されているマイクロプレートＰを、伝熱板１２の載置台１２Ａに載置し、加熱冷却部１０により冷却又は加熱した所定の温度に保持することにより、各ウェルＷに供給された検体の反応を促進することが可能になっている。

従って、全てのウェルＷに供給された検体を同一の温度条件で反応させるためには、伝熱板１２の載置台１２Ａに接触した裏面から加熱又は冷却されるマイクロプレートＰの平面方向における温度分布が均一になるようにすることが重要である。

ところが、従来のインキュベーション装置では、伝熱板１２の載置台１２Ａでは中央部に比べ周縁部の方が熱の伝達が悪く、放熱され易いため、該載置台１２Ａ上にマイクロプレートＰを載置すると、その中央部に形成されているウェルＷ−１と周端部に形成されているウェルＷ−２との間で温度差が生じる。

このようなマイクロプレートＰの周端部における温度降下を防止するために、前記図６に示されるように、載置台１２Ａの周囲上方にまで伝熱板１２の周縁部を延在させ、該延在部１２Ｂにより保温壁を形成することが行なわれている。

特開２００３−９３０４３号公報

しかしながら、前記のように載置台１２Ａの周囲上方にまで伝熱板１２の延在部１２Ｂを形成したとしても、該延在部１２Ｂに熱が到達するまでの放熱が大きいため、必ずしも十分な保温効果が得られないという問題があった。

なお、マイクロプレートＰの周端部における温度降下を防止するために、熱が逃げないように保温効果の高い断熱部材で外周を取り囲むことも考えられるが、構造が複雑になって製造が難しくなる上に、コストアップの原因となるため別な問題が生じる。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、伝熱板の構造を複雑にすることなく、マイクロプレート周端部に対する保温効果の高い検体分析用インキュベーション装置を提供することを課題とする。

加熱冷却手段と、該加熱冷却手段上に載設された伝熱板とを備え、該伝熱板に形成された載置台にマイクロプレートを載置し、該マイクロプレートに形成されている複数のウェルに予め供給された検体を、加熱又は冷却する検体分析用インキュベーション装置において、前記伝熱板の載置台の周囲に、内側端部側が伝熱板に接触され、且つ外側端部が前記載置台より上に延在された保温壁を、伝熱板の材料より熱伝導性が高い高熱伝導材料で形成したことにより、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、伝熱板の周囲に、該伝熱板より高熱伝導性の材料からなる保温壁を形成するようにしたので、該伝熱板を単純な形状にした上で、その周縁部からの放熱を有効に防止することができるため、載置されるマイクロプレートＰの周端部を十分に保温することが可能となり、その結果、該マイクロプレートを全範囲にわたって均等に加熱することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態のインキュベーション装置を模式的に示す平面図、図２はそのＸ−Ｘ断面図、図３は同じくＹ−Ｙ断面の拡大図である。

本実施形態のインキュベーション装置は、図２の断面図に示されるように、前記図５の場合と同様にペルチェ素子（加熱冷却手段）１０と、該ペルチェ素子１０上に載設されたアルミニウム製の伝熱板１２とを備えており、該伝熱板１２にはマイクロプレートＰが載置され、該マイクロプレートＰに形成されている複数のウェルＷに予め供給された検体を加熱又は冷却することが可能になっている。なお、ペルチェ素子１０の裏側には、同様にヒートシンク１４が取り付けられている。

本実施形態では、前記伝熱板１２が、マイクロプレートＰの裏面が接触可能な平坦面からなるな載置台１２Ａと、その周囲に形成された低部１２Ｃとからなる単純な形状で形成されている。

そして、この伝熱板１２の周囲には、内側端部側が該伝熱板１２の裏面に接触され、且つ外側端部が前記載置台１２Ａの平坦面より上に延在された保温壁１６が形成されている。なお、この保温壁１６は、ねじ１５により伝熱板１２の裏面に固定されている。

又、この保温壁１６は、伝熱板１２の材料であるアルミニウムより熱伝導性が高い高熱伝導材料で形成されている。この高熱伝導材料は、具体的には松下電器産業（株）製のグラファイトシート（商品名）１８であり、厚さ方向に比べシート方向（面方向）に優れた熱伝導性を有している。このグラファイトシート１８は、厚さ０．１ｍｍ程度で強度が低いため、所定形状のプラスチック（例えば、ＡＢＳ樹脂）からなる補強材２０の内側に付設されて、図示されるような保温壁１６が形成されている。

本実施形態のインキュベーション装置では、図１において下側の符号１６Ａが、伝熱板１２上のマイクロプレートＰを出し入れする際に使用する開閉扉であり、該開閉扉１６Ａも同様に保温壁として機能するように、グラファイトシート１８が付設された板材２２で形成されている。

又、この開閉扉１６Ａは、その下端部が図３のＹ−Ｙ断面拡大図に概要が示されるように、伝熱板１２の前端部にばね（弾性体）２４を介して係合されている。従って、前に倒すことにより容易に開くことが可能であり、又、ばね２４の作用により容易に閉じた状態に戻すことが可能であることから、マイクロプレートＰを出し入れし易くなっている。又、上記ばね２４はグラファイトシート１８と熱的に接続されているため、該シート１８への伝熱も可能になっている。

又、マイクロプレートＰの出し入れ（着脱）に際しては、伝熱板１２に載置台１２Ａの周囲に、高さが低い低部１２Ｃが形成されているため、該マイクロプレートＰの下側に対する棒状ハンド（図示せず）の抜き差しが容易であるという利点もある。なお、図３で符号２６はインキュベーション時に使用する上蓋である。

以上の構成において、ペルチェ素子１０の作用により伝熱板１２が加熱されると、その熱がグラファイトシート１８を介して速やかに伝達されることになる。

従って、従来のインキュベーション装置では、マイクロプレートＰの中央部に位置するウェルＷ−１の温度に比較して、周端部に位置するウェルＷ−２の温度は低くなっていたが、本実施形態においては、グラファイトシート１８が熱伝導性に優れているため、ウェルＷ−２に対して外側から放射熱が伝わることになり、中央部のウェルＷ−１との温度差が極めて小さくなる。

以上詳述した本実施形態によれば、伝熱板１２の周囲全体を、該伝熱板１２の裏面に接触させたグラファイトシート１８で取り囲むようにしたことから、その周縁部を効果的に保温することが可能となり、載置されるマイクロプレートＰを全範囲に亘って均等な温度に保持することが可能となる。

又、伝熱板１２を単純な形状にできるため、加工が簡単となり、コストダウンを図ることが可能となる。

なお、保温壁を構成する高熱伝導性材料としては、前記グラファイトシートに限定されず、アルミニウム等の伝熱板本体を形成する材料より熱伝導率が高いものであれば特に制限されない。

又、保温壁１６の構造も、マイクロプレートＰの着脱を容易にするため、図４の部分断面図に示すように、ヒンジ２８等で外側に倒して退避できるようにしてもよい。

以上説明したとおり、本発明によれば、伝熱板の構造を単純にした上で、マイクロプレート周端部に対する保温効果を向上することが可能となる。

又、従来の構造でも、周りに断熱領域を設けることにより対応できるが、この場合は設置スペースが広くなる上に、コストアップにつながる。これに対して本発明によれば、装置構成をコンパクトにできる上に、コスト低減も図ることができる。

本発明に係る一実施形態のインキュベーション装置を模式的に示す平面図 本実施形態のインキュベーション装置のＸ−Ｘ断面図 本実施形態のインキュベーション装置のＹ−Ｙ拡大部分断面図 本発明の変形例を示す部分断面図 従来のインキュベーション装置を模式的に示す平面図 従来のインキュベーション装置のＺ−Ｚ断面図

符号の説明

１０…ペルチェ素子（加熱冷却手段）
１２…伝熱板
１２Ａ…載置台
１４…ヒートシンク
１６…保温壁
１８…グラファイトシート
２０…補強材
Ｐ…マイクロプレート
Ｗ…ウェル

Claims (3)

1. 加熱冷却手段と、該加熱冷却手段上に載設された伝熱板とを備え、該伝熱板に形成された載置台にマイクロプレートを載置し、該マイクロプレートに形成されている複数のウェルに予め供給された検体を、加熱又は冷却する検体分析用インキュベーション装置において、
   前記伝熱板の載置台の周囲に、内側端部側が伝熱板に接触され、且つ外側端部が前記載置台より上に延在された保温壁を、伝熱板の材料より熱伝導性が高い高熱伝導材料で形成したことを特徴とする検体分析用インキュベーション装置。
2. 前記高熱伝導材料が、グラファイトシートであることを特徴とする請求項１に記載の検体分析用インキュベーション装置。
3. 前記グラファイトシートが、所定形状の補強材の内側に付設されていることを特徴とする請求項２に記載の検体分析用インキュベーション装置。

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