JPH0917566A - マイクロ波加熱用の試料保持平板加熱体 - Google Patents

マイクロ波加熱用の試料保持平板加熱体

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JPH0917566A
JPH0917566A JP18799495A JP18799495A JPH0917566A JP H0917566 A JPH0917566 A JP H0917566A JP 18799495 A JP18799495 A JP 18799495A JP 18799495 A JP18799495 A JP 18799495A JP H0917566 A JPH0917566 A JP H0917566A
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JP
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holding flat
holding
heating body
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JP18799495A
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Kosuke Suzuki
康介 鈴木
Hiroyuki Konno
裕之 今野
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Suzuki Motor Corp
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波加熱用の試料保持平板の試料を均
一に加熱する。 【構成】 本発明に係る試料保持平板加熱体10は、マ
イクロ波Mを吸収する材質から板状に形成され、試料S
を収容する多数の有底穴52を有する試料保持平板50
を載置するものである。また、試料保持平板加熱体10
は、試料保持平板50と略同じ平板状であり、試料保持
平板50よりもやや大きめとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、病理検査の分野におい
て、抗原抗体反応等の各種反応をマイクロ波加熱により
促進する際に用いられる、マイクロ波加熱用の試料保持
平板加熱体に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、マイクロ波加熱用の試料保持平
板を示す斜視図である。図10は、マイクロ波加熱装置
を示す一部を切り欠いた正面図である。以下、これらの
図面に基づき説明する。
【0003】試料保持平板50は、一般には「マイクロ
プレート」と呼ばれており、試料を収容する多数の有底
穴52を有する。試料保持平板50の材質は、マイクロ
波を透過させる、例えば、ポリスチレン,ポリテトラフ
ルオロエチレン,石英等である。試料保持平板50の大
きさは、規格により定められており、通常のものは128m
m ×85mmである。有底穴52は、一般には「ウェル」と
呼ばれており、9mm間隔で縦8穴×横12穴、設けられ
ている。有底穴52に収容される試料Sは、血清,試薬
等の水溶液である。なお、図面における有底穴52及び
試料Sは、便宜上それぞれ一つのみに符号を付してい
る。
【0004】マイクロ波加熱装置60は、試料保持平板
50を収容する加熱室62と、加熱室62内で試料保持
平板50を載置するターンテーブル64と、加熱室62
内にマイクロ波Mを照射するマイクロ波照射手段66と
から構成されている。
【0005】マイクロ波照射手段66は、商用電源電圧
を高電圧に変換する電源トランス68と、電源トランス
68で得られた高電圧によってマイクロ波Mを発生させ
るマグネトロン70と、マグネトロン70で発生したマ
イクロ波Mを加熱室62へ導くアンテナ72及び導波管
74とから構成されている。
【0006】試料Sを有底穴52に収容した試料保持平
板50を、ターンテーブル64に載置し、ターンテーブ
ル64を回転させながら、マイクロ波Mを照射した。そ
の結果、試料Sは、図11に示すような温度分布を示し
た。図11において、X軸のA〜Hが有底穴52の縦8
穴に対応しており、Y軸の1〜12が有底穴52の横12穴
に対応しており、Z軸が試料Sの温度Tである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図11から明らかなよ
うに、試料Sの温度Tは、おおよそ37〜43℃に分布して
いる。このような、各試料S間での温度のバラツキ(以
下、「加熱むら」という。)は、抗原抗体反応が不均一
となって、検査結果の再現性及び信頼性を損なうことに
なるため、できるだけ小さいことが要望されている。従
来は、ターンテーブルやスターラによって、加熱むらを
少なくする試みがなされていたが、いずれも不十分なも
のであった。
【0008】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、マイクロ波加
熱用の試料保持平板の試料を均一に加熱できる技術を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。すなわち、請求項1
記載の試料保持平板加熱体は、マイクロ波を吸収する材
質から板状に形成され、試料を収容する多数の有底穴を
有する試料保持平板を載置するものである。請求項2記
載の試料保持平板加熱体は、請求項1記載の試料保持平
板加熱体において、前記試料保持平板周縁の底面に接す
る上面部と、当該試料保持平板中央の下方に位置する開
口部とを備えたものである。請求項3記載の試料保持平
板加熱体は、請求項1記載の試料保持平板加熱体におい
て、前記マイクロ波を吸収する材質が液体であり、この
液体を収容する容器部と、この容器部へ前記液体を注入
する注入口とが付設されたものである。請求項4記載の
試料保持平板加熱体は、請求項1記載の試料保持平板加
熱体において、マイクロ波照射中に前記試料保持平板を
載置したまま水平方向に回転するターンテーブルであ
る。
【0010】
【作用】試料保持平板の有底穴のそれぞれに試料を入
れ、この試料保持平板を試料保持平板加熱体上に載置
し、マイクロ波を照射する。すると、マイクロ波は、各
試料を加熱するとともに、試料保持平板加熱体も加熱す
る。これにより、各試料は、試料自体の発熱と、試料保
持平板加熱体からの熱伝導とによって、温度が上昇する
ことになる。各試料間の発熱量は、従来技術で説明した
加熱ムラに対応するものであるため、バラツキが大き
い。これに対して、試料保持平板加熱体は、仮に加熱ム
ラが生じたとしても、板状となっているので、高温部か
ら低温部へ速やかに熱が伝導することにより、全体とし
て均一の温度になりやすい。したがって、各試料間の温
度差は、試料自体の発熱量にバラツキがあっても、試料
保持平板加熱体からの熱伝導によってそのバラツキが抑
えられる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明に係る試料保持平板加熱体の
第一実施例を示す斜視図である。以下、この図面に基づ
き説明する。
【0012】試料保持平板加熱体10は、マイクロ波M
を吸収する材質から板状に形成され、試料Sを収容する
多数の有底穴52を有する試料保持平板50を載置する
ものである。本実施例における試料保持平板加熱体10
は、試料保持平板50と略同じ平板状であり、試料保持
平板50よりもやや大きめとなっている。
【0013】マイクロ波を吸収する材質とは、誘電係数
εr・ tanδが大きいものをいい、例えば、ゴムにフェ
ライトを混合したゴムフェライト,ゴムにカーボンを混
合したゴムカーボン,発泡ポリスチロールにカーボン又
はグラファイトを混合したカーボン混合発泡ポリスチロ
ール等である。これらの中でも、一般的なマイクロ波の
周波数2.45GHz に対しては、ゴムフェライトが好まし
い。また、これらの材質のフェライト,カーボン等の混
合率を変えることにより、マイクロ波の吸収率すなわち
発熱量を変えることができる。一般に、フェライト,カ
ーボン等の混合率を、増やせば発熱量が高くなり、減ら
せば発熱量が低くなる。
【0014】また、図11に示すように、試料保持平板
加熱体10がない状態での試料Sの温度分布は、試料保
持平板50中央の温度Tが高くなり、試料保持平板50
周縁の温度Tが低くなる傾向がある。したがって、試料
保持平板加熱体10において、試料保持平板50周縁に
接する部分を発熱量が高く、試料保持平板50中央に接
する部分を発熱量が低くなるように、フェライト,カー
ボン等の混合率を変えることにより、より均一に試料S
を加熱できる。
【0015】さらに、試料保持平板加熱体10の周端
は、マイクロ波Mによる電界が集中する、いわゆるエッ
ジ効果により、中央に比べて発熱量が高くなりやすい。
したがって、試料保持平板加熱体10の外寸を、試料保
持平板50と略同じ128 ±10[mm]×85±5[mm]とする
と、試料保持平板50中央に比べて試料保持平板50周
縁をより加熱することになるので、より均一に試料Sを
加熱できる。
【0016】図2は、試料保持平板加熱体10の使用状
態を示す一部を切り欠いた正面図である。図3は、試料
保持平板加熱体10を用いてマイクロ波加熱した場合
の、試料の温度分布を示す三次元グラフである。以下、
図1乃至図3に基づき説明する。ただし、図10及び1
1と同一部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
【0017】試料保持平板50の有底穴52にそれぞれ
試料Sを入れ、試料保持平板50を試料保持平板加熱体
10上に載置し、マイクロ波Mを照射する。すると、マ
イクロ波Mは、各試料Sを加熱するとともに、試料保持
平板加熱体10も加熱する。これにより、各試料Sは、
試料S自体の発熱と、試料保持平板加熱体10からの熱
伝導とによって、温度が上昇することになる。各試料S
間の発熱量は、従来技術で説明した加熱ムラに対応する
ものであるため、バラツキが大きい。これに対して、試
料保持平板加熱体10は、仮に加熱ムラが生じたとして
も、板状となっているので、高温部から低温部へ速やか
に熱が伝導することにより、全体として均一の温度にな
りやすい。したがって、各試料S間の温度差は、試料自
体の発熱量にバラツキがあっても、試料保持平板加熱体
10からの熱伝導によって抑えられる。その結果、図3
に示すように、従来に比べて、試料保持平板50の周縁
と中央とにおいて試料Sの温度Tの差が減少し、極めて
均一な温度分布が得られた。
【0018】ここで、試料保持平板加熱体10の代わり
に電熱ヒータを用いた場合を考えてみる。電熱ヒータを
用いれば、試料保持平板加熱体10と同等の効果を期待
できそうであるが、実際には試料保持平板加熱体10と
比べて以下のような欠点がある。.発熱体,伝熱板,
電源,電源コード等から構成されるため、複雑な構成と
なる。.電源のオンオフのための制御,電源コードの
配線等の取り扱いが面倒である。
【0019】図4は本発明に係る試料保持平板加熱体の
第二実施例を示し、図4〔イ〕が平面図、図4〔ロ〕が
図4〔イ〕におけるIV−IV線縦断面図である。以下、こ
の図面に基づき説明する。
【0020】本実施例の試料保持平板加熱体20は、試
料保持平板50の周縁501の底面に接する上面部22
と、試料保持平板50の中央502の下方に位置する開
口部24とを備えたことを特徴としている。試料保持平
板加熱体20の形状は、全体として四角枠状となってい
る。試料保持平板加熱体20の寸法の一例を述べると、
図4〔イ〕において、外寸がa1 =128 ±10[mm],a2
=85±5[mm]、内寸がb1 =90±18[mm],b2 =54±18
[mm]である。
【0021】試料保持平板加熱体20がない状態では、
試料Sの温度分布は、試料保持平板50の中央502の
温度Tが高くなり、試料保持平板50の周縁501の温
度Tが低くなる傾向がある。したがって、試料保持平板
加熱体20では、上面部22によって周縁501を加熱
するとともに、開口部24によって中央502を加熱し
ないことにより、より均一に試料Sを加熱できる。
【0022】図5は本発明に係る試料保持平板加熱体の
第三実施例を示し、図5〔イ〕が平面図、図5〔ロ〕が
図5〔イ〕におけるV−V線縦断面図である。以下、こ
の図面に基づき説明する。
【0023】本実施例の試料保持平板加熱体30は、試
料保持平板50の周縁501の底面に接する上面部32
と、試料保持平板50の中央502の下方に位置する開
口部341,342とを備えたことを特徴としている。
試料保持平板加熱体30の形状は、全体として四角平板
状である。開口部341,342は、楕円状であり、試
料保持平板加熱体30の中央に二つ穿設されている。試
料保持平板加熱体30の寸法の一例を述べると、図5
〔イ〕において、外寸がc1 =128 ±10[mm],c2 =85
±5[mm]、内寸がd1 =45±9[mm],d2 =54±18[mm]
である。
【0024】試料保持平板加熱体30がない状態では、
試料Sの温度分布は、試料保持平板50の中央502の
温度Tが高くなり、試料保持平板50の周縁501の温
度Tが低くなる傾向があるが、中央502で温度Tのピ
ークが二個生ずることがある。試料保持平板加熱体30
では、このような温度分布に合わせて、開口部341,
342を設けることにより、より均一に試料Sを加熱で
きる。
【0025】図6は、本発明に係る試料保持平板加熱体
の第四実施例を示す一部を切り欠いた斜視図である。以
下、この図面に基づき説明する。
【0026】本実施例の試料保持平板加熱体40は、マ
イクロ波Mを吸収する材質が水42であり、水42を収
容する容器部44と、容器部44へ水42を注入する注
入口46とが付設されたことを特徴としている。容器部
44は、マイクロ波Mを水42へ到達させるために、マ
イクロ波Mを透過させる材質、例えば比誘電率が5.0以
下のセラミックス,ポリスチレン,ポリテトラフルオロ
エチレン,石英等が好ましい。注入口46は、容器部4
4に連通する筒部461と、筒部461に被装されるキ
ャップ部462とから構成されている。筒部461及び
キャップ部462には、ねじが形成されている。そのた
め、筒部461にキャップ部462を螺合することによ
り、容器部44の水42を密閉できるようになってい
る。勿論、筒部461にキャップ部462を被装させな
いで使用してもよい。
【0027】水42は、誘電係数εr・ tanδが極めて
大きいため、マイクロ波Mを効率よく吸収する。したが
って、昇温速度が大きくなるので、試料Sの加熱処理時
間を短縮できる。また、容器部44に収容する水42の
量を変えることにより、試料保持平板加熱体40の発熱
量を簡単に調整できる。さらに、水42は、安価でどこ
にでもあるので、入手が容易である。なお、水42の代
わりに、油,水溶液等のマイクロ波Mを吸収する液体を
用いてもよい。マイクロ波Mを吸収する液体の種類を変
えることによっても、試料保持平板加熱体40の発熱量
を簡単に調整できる。
【0028】図7は、本発明に係る試料保持平板加熱体
の第五実施例を示す斜視図である。図8は、図7の試料
保持平板加熱体の使用状態を示す一部を切り欠いた正面
図である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただ
し、図10と同一部分は同一符号を付すことにより重複
説明を省略する。
【0029】本実施例の試料保持平板加熱体48は、マ
イクロ波M照射中に試料保持平板50を載置したまま水
平方向に回転するターンテーブルであることを特徴とし
ている。試料保持平板加熱体48は、円板状を呈してい
る。試料保持平板加熱体48によれば、他にターンテー
ブルを設ける必要がないので、マイクロ波加熱装置60
を簡素化できる。
【0030】
【発明の効果】請求項1乃至4記載の試料保持平板加熱
体によれば、マイクロ波を吸収する材質から板状に形成
したことにより、試料保持平板を載置してマイクロ波を
照射した場合に、試料自体の発熱量にバラツキがあって
も、試料保持平板加熱体からの熱伝導によってそのバラ
ツキが減少するので、均一に試料を加熱できる。
【0031】請求項2記載の試料保持平板加熱体によれ
ば、試料保持平板周縁の底面に接する上面部と、試料保
持平板中央の下方に位置する開口部とを設けたことによ
り、試料の温度が試料保持平板の中央で高く周縁で低く
なる傾向があっても、上面部によって周縁を加熱すると
ともに、開口部によって中央を加熱しないことにより、
より均一に試料を加熱できる。
【0032】請求項3記載の試料保持平板加熱体によれ
ば、マイクロ波を吸収する材質が液体であり、この液体
を収容する容器部と、この容器部へ前記液体を注入する
注入口とを付設したので、容器部に収容する液体の量又
は種類を変えることにより、発熱量を簡単に調整でき
る。
【0033】請求項4記載の試料保持平板加熱体によれ
ば、マイクロ波照射中に前記試料保持平板を載置したま
ま水平方向に回転するターンテーブルとしたことによ
り、他にターンテーブルを設ける必要がないので、マイ
クロ波加熱装置を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る試料保持平板加熱体の第一実施例
を示す斜視図である。
【図2】図1の試料保持平板加熱体の使用状態を示す一
部を切り欠いた正面図である。
【図3】図1の試料保持平板加熱体を用いてマイクロ波
加熱した場合の、試料の温度分布を示す三次元グラフで
ある。
【図4】本発明に係る試料保持平板加熱体の第二実施例
を示し、図4〔イ〕が平面図、図4〔ロ〕が図4〔イ〕
におけるIV−IV線縦断面図である。
【図5】本発明に係る試料保持平板加熱体の第三実施例
を示し、図5〔イ〕が平面図、図5〔ロ〕が図5〔イ〕
におけるV−V線縦断面図である。
【図6】本発明に係る試料保持平板加熱体の第四実施例
を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図7】本発明に係る試料保持平板加熱体の第五実施例
を示す斜視図である。
【図8】図7の試料保持平板加熱体の使用状態を示す一
部を切り欠いた正面図である。
【図9】マイクロ波加熱用の試料保持平板を示す斜視図
である。
【図10】マイクロ波加熱装置を示す一部を切り欠いた
正面図である。
【図11】従来例における試料の温度分布の実測値を示
す三次元グラフである。
【符号の説明】
10,20,30,40,48 試料保持平板加熱体 22,32 上面部 24,341,342 開口部 44 容器部 46 注入口 50 試料保持平板 501 試料保持平板の周縁 502 試料保持平板の中央 52 有底穴 M マイクロ波 S 試料

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波を吸収する材質から板状に形
    成され、試料を収容する多数の有底穴を有する試料保持
    平板を載置する、マイクロ波加熱用の試料保持平板加熱
    体。
  2. 【請求項2】 前記試料保持平板周縁の底面に接する上
    面部と、当該試料保持平板中央の下方に位置する開口部
    とを備えたことを特徴とする、請求項1記載のマイクロ
    波加熱用の試料保持平板加熱体。
  3. 【請求項3】 前記マイクロ波を吸収する材質が液体で
    あり、この液体を収容する容器部と、この容器部へ前記
    液体を注入する注入口とが付設されたことを特徴とす
    る、請求項1記載のマイクロ波加熱用の試料保持平板加
    熱体。
  4. 【請求項4】 マイクロ波照射中に前記試料保持平板を
    載置したまま水平方向に回転するターンテーブルである
    ことを特徴とする、請求項1記載のマイクロ波加熱用の
    試料保持平板加熱体。
JP18799495A 1995-06-30 1995-06-30 マイクロ波加熱用の試料保持平板加熱体 Withdrawn JPH0917566A (ja)

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