(57)【要約】【課題】ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法が提供される。【解決手段】ラボラトリ用機器は、高い温度均一性と少なくとも３つの同一の温度センサとを備えた試料ホルダを含む。温度プロフィールの実行を続けるべきか又は中止するべきかを決定するために、試料ホルダの測定された実際温度が処理される。さらに、特定の要件を満たさない実際温度を測定する温度センサは、試料ホルダの温度をさらにモニターして制御することから排除される。【選択図】図１
2020014462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラボラトリ用機器（１０）の試料ホルダ（１２）の温度を、前記試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行中にモニター及び制御する方法（６６）であって、前記ラボラトリ用機器（１０）が、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）と、前記試料ホルダ（１２）と熱接触している熱電素子（１４）と、制御デバイス（１６）とを含み、前記試料ホルダ（１２）が少なくとも３つの同一の温度センサ（２２）を含み、前記温度プロフィール（２８）が少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）を含み、前記試料ホルダ（１２）上の前記温度プロフィール（２８）の実行は、所定の期間（３６，４２，４８，５４，６０）にわたって、そして所定の時点（３８，４４，５０，５６，６２）で前記試料ホルダ（１２）を前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）まで加熱又は冷却することを含み、
前記方法（６６）が以下のステップ（６８，７０，７２，７４，７６，７８）：
ａ）  前記制御デバイス（１６）が、前記試料ホルダ（１２）を前記温度プロフィール（２８）の前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）まで加熱又は冷却するように、前記熱電素子（１４）を制御し、
ｂ）  前記少なくとも３つの同一の温度センサ（２２）が、前記試料ホルダ（１２）の少なくとも３つの実際温度を測定し、そして前記少なくとも３つの測定された実際温度を前記制御デバイス（１６）へ伝送し、
ｃ）  前記制御デバイス（１６）が、前記少なくとも３つの測定された実際温度を、前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）からの所定の最大許容温度偏差範囲と比較し、
ｄ）  前記制御デバイス（１６）が、前記少なくとも３つの測定された実際温度のそれぞれの間の少なくとも３つの温度差を計算し、
ｅ）  前記制御デバイス（１６）が、前記少なくとも３つの計算された温度差のそれぞれを所定の最大許容温度差範囲と比較し、
ｆ）  前記測定された実際温度のうちの少なくとも２つが、前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）からの所定の最大許容温度偏差範囲内にある場合、及び前記少なくとも３つの計算された温度差のうちの少なくとも１つが前記所定の最大許容温度差範囲内にある場合には、前記制御デバイス（１６）が、前記試料ホルダ（１２）上の前記温度プロフィール（２８）の実行を続けること（８１）を決定し、或いは
前記測定された実際温度のうち、前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下である場合、及び前記少なくとも３つの計算された温度差のうち、前記所定の最大許容温度差範囲内にあるものが１つもない場合には、前記制御デバイス（１６）が、前記試料ホルダ（１２）上の前記温度プロフィール（２８）の実行を中止すること（８０）を決定する
を含む、前記方法（６６）。
【請求項２】
前記制御デバイス（１６）が前記試料ホルダ（１２）上の前記温度プロフィール（２８）の実行を続けること（８１）を決定するか、或いは前記試料ホルダ（１２）上の後続の温度プロフィールの実行を開始したときに、ステップａ）〜ｆ）（６８，７０，７２，７４，７６，７８）が繰り返される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも３つの同一の温度センサ（２２）のうちの１つが、前記温度センサ（２２）の測定された温度が前記所定の最大許容温度範囲から外れているか、又は結果として前記所定の最大許容温度差範囲内にはない少なくとも２つの計算された温度差をもたらした時には、ステップａ）〜ｆ）（６８，７０，７２，７４，７６，７８）の繰り返しから排除される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）が蒸気チャンバ（２４）を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記熱電素子（１４）が電着熱電素子を含む、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記制御デバイス（１６）がさらにユーザーインターフェイス（２０）を含み、残りの温度センサの数が２つの温度センサに減った場合に、前記ユーザーインターフェイス（２０）を介してユーザー通知が表示される、請求項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ユーザーインターフェイス（２０）がディスプレイであり、前記ユーザー通知が前記ディスプレイ上に表示され、そして予防メンテナンスのプロンプト、さらなる温度センサが排除されると前記試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行が直ちに中止されることを示す警告、又は前記試料ホルダ（２８）上の温度プロフィール（２８）の実行を続けるために又は前記試料ホルダ上の後続の温度プロフィールを開始するためにユーザーによって選択し得るユーザーインターフェイス制御エレメント、又はこれらの組み合わせを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記温度プロフィール（２８）が、試験試料の温度依存性反応を実施するために前記試料ホルダ（１２）上で実行され、前記試料ホルダ（１２）が、試験試料を含む試料容器（１５）を受容するように構成された少なくとも１つの凹部（１３）を含み、前記方法（６６）のステップａ）（６８）の前に、前記試験試料を含む少なくとも１つの試料容器（１５）が前記少なくとも１つの凹部（１３）内に挿入される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記試験試料の前記温度依存性反応が、所定の時間分にわたって前記試験試料を少なくとも１つの所定の試験試料温度まで加熱又は冷却することを含み、前記少なくとも１つの所定の試験試料温度と前記温度プロフィール（２８）の前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）とが同じであるか、又は異なっている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記試験試料の前記温度依存性反応が核酸増幅反応である、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記温度プロフィール（２８）が、前記熱電素子（１４）及び試料ホルダ（１２）の機能試験を実施するために前記試料ホルダ（１２）上で実行され、前記方法（６６）が前記ラボラトリ用機器（１０）の始動中に実行され、前記温度プロフィール（２８）がただ１つの設定点温度（３４）を含む、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ステップｆ）（７８）で前記制御デバイス（１６）が前記試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行を続けることを決定した場合、工程ａ）（６８）における前記熱電素子（１４）の制御が下記サブステップ（８２，８４，８６，８８）ｊ：
ｇ）  前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、そして結果として前記所定の最大許容温度差範囲内にある少なくとも１つの計算された温度差をもたらす少なくとも２つの測定された実際温度の平均を、前記制御デバイス（１６）が計算し、
ｈ）  前記制御デバイス（１６）が、前記少なくとも２つの測定された実際温度の前記計算された平均を、前記温度プロフィール（２８）の前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）と比較し、
ｉ）  前記少なくとも２つの測定された実際温度の前記計算された平均と、前記温度プロフィール（２８）の前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）との間の偏差を、前記制御デバイス（１６）が判定し、
ｊ）  前記少なくとも２つの測定された実際温度の前記計算された平均と、前記温度プロフィール（２８）の前記少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）との間の判定された偏差に従って、前記熱電素子（１４）の加熱又は冷却を、前記制御デバイス（１６）が調節する、
サブステップ（８２，８４，８６，８８）
を含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ラボラトリ用機器（１０）であって、前記ラボラトリ用機器（１０）が、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）と、前記試料ホルダ（１２）と熱接触している熱電素子（１４）と、制御デバイス（１６）とを含み、前記試料ホルダ（１２）が少なくとも３つの同一の温度センサ（２２）を含み、前記制御デバイス（１６）が、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法（６６）のステップ（６８，７０，７２，７４，７６，７８）を実行するように構成されている、ラボラトリ用機器（１０）。
【請求項１４】
コンピュータプログラムプロダクトであって、請求項１３に記載のラボラトリ用機器（１０）に、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法（６６）のステップ（６８，７０，７２，７４，７６，７８）を実行させるための命令を含む、コンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムプロダクトが記憶されているコンピュータ可読媒体（１８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体外診断試験試料処理の分野に属する。この分野内で、本発明は、ラボラトリ用機器内部の試料ホルダの温度を、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中に信頼性高くモニターして制御するための方法、ラボラトリ用機器、コンピュータプログラムプロダクト、及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
診断ラボラトリ環境において、試験試料は数多くのラボラトリ用機器、例えば事前分析機器、分析機器、及び事後分析機器上で処理され分析される。典型的には、このようなラボラトリ用機器は、試料容器内部の試験試料の熱処理又は熱依存性反応を実施するための手段を含む。分析機器上で実施される温度依存性反応中、被分析物の存在、及び所望の場合にはその濃度、又は試験試料のパラメータを判定することができる。これを目的として、試験試料を含む試料容器が試料ホルダ内に置かれる。この試料ホルダは、試験プロトコルの温度プロフィールに基づく所定の設定点温度まで加熱及び／又は冷却することができる。このような温度依存性反応の質は、試料ホルダ及び試験試料の正確な加熱及び／又は冷却に依存する。具体的には、温度依存性反応、例えば核酸増幅反応中の被分析物の定量分析のために、サーモサイクラ機器内の試料ホルダ上の温度プロフィールを信頼性高く実行することが必須である。試験試料ホルダの不正確な温度は、間違った（高い又は低い）試験結果をもたらし、或いは最悪の場合、偽陰性又は偽陽性の試験結果をもたらすおそれがある。このことは試験結果の誤解釈、不適切な追加試験、及び患者にとって潜在的に有害な結果を伴う治療の開始を招く。従って、試料ホルダの温度及び／又は試験試料の温度は、温度プロフィール実行中に温度センサを使用してモニターされる。
【０００３】
しかしながら、この分野におけるサーモサイクラ機器の最も一般的なエラーの１つは欠陥のある、又はオフセットを有する不正確な温度センサである。このような温度センサは不正確な試験結果、温度依存性反応の中止、及び試験試料の損失を招くおそれがある。欧州特許第２７３９７４７号明細書に開示された、サーモサイクラ機器を操作する方法の場合、試料ホルダの温度及び熱交換器の温度が、互いに離隔した少なくとも２つの温度センサによってモニターされ、暴走温度状態のような異常が感知されると電気的に駆動された１つ又は２つ以上の構成部分のシャットダウン動作が引き起こされる。しかしながら、シャッドダウン動作をも引き起こすことができるセンサそれ自体の故障は検出されない。ＥＰ２９４９７４１に開示された核酸増幅デバイスは、多数の温度制御ウェルを含み、これらのウェルの温度が温度センサによってモニターされる。センサの故障の検出後、不具合を有する温度制御ウェルはメンテナンスのために取り外され、さらなる動作のためには利用されない。欠陥を有しているのはそのセンサだけであるにもかかわらず、温度制御ウェル全体が修理又は交換される必要があり、その結果、メンテナンス活動、コスト、及び動作ダウンタイムが増大する。
【０００４】
従って、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を、単純で信頼性高く、そして費用効率が高い仕方でモニターし制御することが必要である。本発明の目的は、コンベンショナルな試料ホルダの温度のモニター及び制御を改善すること、具体的には自動的な体外診断試験試料処理のニーズによりよく対応することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ラボラトリ用機器内部の試料ホルダの温度をモニターして制御するための方法、ラボラトリ用機器、コンピュータプログラムプロダクト、及びコンピュータ可読媒体を開示する。
【０００６】
本発明は、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法に関する。ラボラトリ用機器は、高い温度均一性を備えた試料ホルダと、試料ホルダと熱接触している熱電素子と、制御デバイスとを含む。試料ホルダは少なくとも３つの同一の温度センサを含み、温度プロフィールは少なくとも１つの設定点温度を含み、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行は、所定の時間分にわたって、そして所定の時点で試料ホルダを少なくとも１つの設定点温度まで加熱又は冷却することを含む。方法は以下のステップ、すなわち、
ａ）  試料ホルダを温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度まで加熱又は冷却するように、制御デバイスが熱電素子を制御し、
ｂ）  少なくとも３つの同一の温度センサが試料ホルダの少なくとも３つの実際温度を測定し、少なくとも３つの測定された実際温度を制御デバイスへ伝送し、
ｃ）  制御デバイスが少なくとも３つの測定された実際温度を、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲と比較し、
ｄ）  制御デバイスが、少なくとも３つの測定された実際温度のそれぞれの間の少なくとも３つの温度差を計算し、
ｅ）  制御デバイスが、少なくとも３つの計算された温度差のそれぞれを所定の最大許容温度差範囲と比較し、
ｆ）  測定された実際温度のうちの少なくとも２つが、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にある場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうちの少なくとも１つが所定の最大許容温度差範囲内にある場合には、制御デバイスが、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定し、或いは、測定された実際温度のうち、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下である場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうち、所定の最大許容温度差範囲内にあるものが１つもない場合には、制御デバイスが、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を中止することを決定する
ステップを含む。
【０００７】
本発明はまた、ラボラトリ用機器であって、ラボラトリ用機器が、高い温度均一性を備えた試料ホルダと、試料ホルダと熱接触している熱電素子と、制御デバイスとを含む。試料ホルダは少なくとも３つの同一の温度センサを含む。そして制御デバイスは、本明細書中に記載された、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法のステップを実行するように構成されている。
【０００８】
本発明はさらに、コンピュータプログラムプロダクトであって、本明細書中に記載されたラボラトリ用機器に、本明細書中に記載された、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法のステップを実行させるための命令を含む、コンピュータプログラムプロダクトに関する。
【０００９】
本発明はまた、コンピュータ可読媒体であって、本明細書中に記載されたラボラトリ用機器に、本明細書中に記載された、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法のステップを実行させるための命令を含むコンピュータプログラムプロダクトが記憶されている、コンピュータ可読媒体に関する。
【００１０】
詳細な説明
本発明は、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にモニターして制御する方法に関する。ラボラトリ用機器は、高い温度均一性を備えた試料ホルダと、試料ホルダと熱接触している熱電素子と、制御デバイスとを含む。試料ホルダは少なくとも３つの同一の温度センサを含み、温度プロフィールは少なくとも１つの設定点温度を含み、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行は、所定の時間分にわたって、そして所定の時点で試料ホルダを少なくとも１つの設定点温度まで加熱又は冷却することを含む。方法は以下のステップ、すなわち、
ａ）  試料ホルダを温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度まで加熱又は冷却するように、制御デバイスが熱電素子を制御し、
ｂ）  少なくとも３つの同一の温度センサが試料ホルダの少なくとも３つの実際温度を測定し、少なくとも３つの測定された実際温度を制御デバイスへ伝送し、
ｃ）  制御デバイスが少なくとも３つの測定された実際温度を、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲と比較し、
ｄ）  制御デバイスが、少なくとも３つの測定された実際温度のそれぞれの間の少なくとも３つの温度差を計算し、
ｅ）  制御デバイスが、少なくとも３つの計算された温度差のそれぞれを所定の最大許容温度差範囲と比較し、
ｆ）  測定された実際温度のうちの少なくとも２つが、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にある場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうちの少なくとも１つが所定の最大許容温度差範囲内にある場合には、制御デバイスが、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定し、或いは、測定された実際温度のうち、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下である場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうち、所定の最大許容温度差範囲内にあるものが１つもない場合には、制御デバイスが、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を中止することを決定する
ステップを含む。
【００１１】
明細書中に使用される「ラボラトリ用機器（laboratory intrument）」という用語は、温度プロフィールに従って試験試料を処理又は処置するように形成された任意の事前分析機器、分析機器、及び事後分析機器に関する。事前分析機器は通常、試験試料の事前の処理又は処置のために使用することができる。分析機器は例えば、試験試料又は試験試料の部分と、試薬とを使用することにより、測定可能な信号を生成するように設計することができる。この信号に基づいて、被分析物が存在するか否か、そして所望の場合にはその濃度を判定することが可能である。事後分析機器は通常、特定の温度条件における試験試料のアーカイブのような試験試料の後処理又は後処置のために使用することができる。ラボラトリ用機器は、例えば次のデバイス、すなわち試験試料又は試料容器を選別するための選別デバイス、試料容器のキャップ又はクロージャを取り外すためのキャップ取り外しデバイス、キャップ又はクロージャを試料容器に取り付けるためのキャップ取り付けデバイス、キャップ又はクロージャを試料容器に対して取り外す／取り付けるためのキャップ取り外し／取り付けデバイス、試験試料及び／又は試薬をピペット操作するためのピペットデバイス、試験試料及び／又は試薬をアリコートするためのアリコートデバイス、試験試料及び／又は試薬を遠心分離するための遠心分離デバイス、試料ホルダを加熱及び／又は冷却するための熱電素子、試験試料及び／又は試薬を含有する試料容器を保持するための試料ホルダ、試験試料及び／又は試薬を混合するための混合デバイス、試験試料の被分析物を単離するための単離デバイス、試験試料及び／又は試薬を貯蔵するための貯蔵デバイス、試験試料及び／又は試薬をアーカイブするためのアーカイブデバイス、試料容器タイプを判定するための試料容器タイプ判定デバイス、試料容器を特定するための試料容器特定デバイス、試験試料の被分析物を検出するための検出デバイス、から成る群から少なくとも１つのデバイスを含んでよい。このようなラボラトリ用機器は当業者によく知られている。
【００１２】
明細書中に使用される「試料ホルダ（sample holder）」という用語は、試験試料及び／又は試薬を含有する少なくとも１つの試料容器を受容、保持、及び／又は解離するように構成された任意のデバイスに関する。試料ホルダは、試験試料との熱交換を容易にし得る形式で１つ又は２つ以上の試料容器を受容し収納するように形成された少なくとも１つの挿入領域又は凹部を含んでよい。
【００１３】
１つの実施態様では、試料ホルダは円筒形状と、閉じた底部と、１つの試料容器を直立位置で挿入するための挿入領域を備えた上部とを有している。このような試料ホルダの非制限的な例は単一の試料容器ホルダである。
【００１４】
別の実施態様では、試料ホルダは立方形状と、閉じた底部と、１つ又は複数の試料容器を直立位置で挿入するための１つ又は複数の挿入領域又は凹部を備えた上部とを有している。このような立方状試験試料ホルダの非制限的な例は、１つ又は複数の試料容器又はマルチウェルプレートを受容、保持、及び／又は解離するように形成された試験試料ブロックである。
【００１５】
明細書中に使用される「高い温度均一性（high temperature uniformity）」という用語は、試料ホルダの加熱及び／又は冷却後に、温度が試料ホルダ全体にわたって均一又は一様に分布していることを意味する。従って試料ホルダ上の異なる位置における温度はほぼ同じである。例えば、ラボラトリ用機器の適用領域に応じて、試料ホルダ上の種々異なる位置における温度は±０．３℃又は±１℃の範囲内で変化してよい。具体的には、高い温度均一性は、複数の試料容器を挿入するための複数の挿入領域又は凹部を含む試料ホルダにとって重要である。このことは、全ての試験試料がほぼ同じ温度に晒され、これが全ての試験試料の同等の定量分析を可能にすることを保証する。
【００１６】
この方法の１実施態様では、高い温度均一性を備えた試料ホルダは蒸気チャンバを含む。蒸気チャンバは、熱を輸送して分配するための特殊なヒートパイプである。ヒートパイプ（heat pipe）という用語は、内部作業流体の蒸発及び凝縮によって熱を移動させる内側ウィック構造を有するシールされた真空容器に対して確立された名称である。熱がヒートパイプの一方の側で吸収されるのに伴って、作業流体は気化され、前記ヒートパイプ内部で圧力勾配を形成する。蒸気は強制的にピートパイプのより低温の端部へ流され、この場所で蒸気は凝縮してその潜熱を周囲環境へ散逸させる。凝縮された作業流体は、内側ウィック構造内部の重力又は毛管作用を介して蒸発器へ戻る。蒸気チャンバは、米国特許第９１４９８０９号の図１〜４の符号１２、及び対応説明個所に記載されているように設計されてよい。
【００１７】
別の実施態様では、高い温度均一性を備えた試料ホルダは、サーマルブロックと蒸気チャンバとを含む集成体である。サーマルブロックは立方形状を有していてよく、１つ又は複数の試料容器又はマルチウェルプレートを直立位置で挿入するための１つ又は複数の挿入領域又は凹部を含んでよい。サーマルブロックは、銅、アルミニウム、銀、又はグラファイトのような材料から形成されていてよい。サーマルブロックは、蒸気チャンバ上に載置されていてよく、ほぼ平面形状を有する蒸気チャンバと熱接触していてよい。試料ホルダのサーマルブロックと蒸気チャンバとは、欧州特許出願公開第１７１００１７号の図１における符号１，４及び６、及び対応説明個所に記載されているように設計されてよい。
【００１８】
本明細書中に使用される「温度プロフィール（temperature profile）」という用語は、設定点温度の所定の時間的経過であって、この設定点温度まで試料ホルダが加熱／冷却され、又はこの設定点温度で試料ホルダ温度が所定の時間分にわたって維持される、設定点温度の時間的経過に関する。温度プロフィールは少なくとも１つの所定の設定点温度を含み、この設定点温度まで試料ホルダが所定の時間分にわたって、そして所定の時点で加熱又は冷却される。そして試料ホルダ上の温度プロフィールの実行は、制御デバイスによって制御された熱電素子を使用して、所定の時点で所定の時間分にわたって少なくとも１つの設定点温度まで試料ホルダを加熱又は冷却することを含む。このように、温度プロフィールの実行は、所定の設定点温度に達するために所定の時点で試料ホルダを加熱又は冷却し、そして、到達した所定の設定点温度で試料ホルダ温度を所定の時間分にわたって維持するために試料ホルダを加熱又は冷却することを含んでよい。設定点温度は、ある特定の試料処理ステップ、例えば事前分析、分析、又は事後分析の試料処理ステップが支援されるか又は可能にされる際の温度であってよい。例えば、ある特定の温度依存性反応、例えば化学反応、酵素反応、又は微生物反応がある特定の温度でのみ生じ得ることがあり、又はある特定の温度でより効率的になることがある。さらに、設定点温度は、熱電素子及び／又は試料ホルダの機能が試験される際の温度であってよい。正確な温度依存性反応及び機能試験のために、実際の試料ホルダ温度は、設定点温度周辺の温度上限及び温度下限によって定義される所定の最大許容温度偏差範囲から逸脱してはならない。
【００１９】
１実施態様では、温度プロフィールはただ１つの設定点温度を含んでよい。例えば、試料ホルダは、所定の時点（例えば温度プロフィールの時間軸上の時点＝０秒）で、所定の時間分（例えば１０秒間）にわたって所定の設定点温度（例えば９５℃）まで熱電素子によって加熱される。そしてその後、試料ホルダは、熱電素子の支援なしに室温まで冷める。
【００２０】
別の実施態様では、温度プロフィールは２つの設定点温度を含んでよい。例えば、試料ホルダは、第１の所定の時点（例えば温度プロフィールの時間軸上の時点＝０秒）で、第１の所定の時間分（例えば約３時間）にわたって第１の所定の設定点温度（例えば３７℃）まで熱電素子によって加熱される。第１の所定の時間分の間に温度依存性反応が発生し得る。その後、第２の所定の時点（例えば第１の所定の時間分の後）で、試料ホルダは所定の時間分（約２４時間）にわたって第２の所定の設定点温度（例えば４℃）まで熱電素子によって冷却される。
【００２１】
さらなる実施態様の場合、温度プロフィールは３つ又は４つ以上の設定点温度を含む。例えば、試料ホルダは、第１の所定の時点（例えば温度プロフィールの時間軸上の時点＝０秒）で、第１の所定の時間分（例えば約３０秒間）にわたって第１の所定の設定点温度（例えば９５℃）まで熱電素子によって加熱される。次いで、試料ホルダは第２の所定の時点（例えば第１の所定の時間分の後）で、第２の所定の時間分（約３０秒間）にわたって第２の所定の設定点温度（例えば６５℃）まで熱電素子によって冷却される。続いて、試料ホルダは第３の所定の時点（例えば第２の所定の時間分の後）で、第３の所定の時間分（約２分間）にわたって第３の所定の設定点温度（例えば７２℃）まで熱電素子によって加熱される。第１の時間分にわたる第１の所定の設定点温度、第２の時間分にわたる第２の所定の設定点温度、及び第３の時間分にわたる第３の所定の設定点温度のシーケンスは、温度プロフィールのサイクルを定義することができる。このサイクル中、１つ又は複数の温度依存性反応が生じ得る。そして温度プロフィール実行中には、この温度プロフィールサイクルは、試料ホルダが第４の所定の時点（例えば温度プロフィールの最終サイクルの第３時間分の後）で、所定の時間分（約２４時間）にわたって第４の所定の設定点温度（例えば４℃）まで熱電素子によって冷却される前に、複数回（例えば４０回）繰り返されてよい。
【００２２】
本明細書中に使用される「熱電素子（thermoelectric element）」は試料ホルダを加熱しアクティブに冷却するためのデバイスに関する。従って、熱電素子は、温度コントローラとして使用される。温度コントローラは、所定の温度プロフィールに基づく少なくとも１つの設定点温度まで、ラボラトリ用機器の試料ホルダを加熱又は冷却する。熱電素子は、セラミックプレート間又は他の絶縁材料間にサンドイッチされた一連のｐ型及びｎ型半導体対又は半導体接合部を含む半導体材料から形成されたソリッドステート・ヒートポンプである。電子がｐ型素子における低エネルギーレベルからｎ型素子における高エネルギーレベルへ移動するのに伴って、低温接合部において電子によって熱が吸収される。高温接合部においては、電子が高エネルギーｎ型素子から低エネルギーｐ型素子へ移動するのに伴って、エネルギーが例えばヒートシンクへ駆出される。ＤＣ電源がエネルギーを供給することにより、電子がシステムを通るようにする。ポンピングされる熱の量は、熱電素子を通流する電流の量に対して比例し、ひいては厳密な温度制御が可能である。電流を反転することによって、熱電素子はヒーター又はクーラーとして機能することができる。ヒーター又はクーラーは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を制御するのに有用であり得る。比較的多量の熱が小さな面積にわたってポンピングされるので、熱電素子は一般に、熱を周囲環境内へ散逸させるためにヒートシンクを必要とする。熱電素子のよく知られたタイプはペルティエ素子である。
【００２３】
より具体的な実施態様では、熱電素子は電着熱電素子を含む。電着熱電素子は、ｐ型素子及びｎ型素子の電着によって形成又は製造される熱電素子に関する。電着は、エレクトロコーティング、ｅ−コーティング、カソード電着、アノード電着、及び電気泳動コーティング、又は電気泳動塗装を含むプロセスである。このプロセスの特徴は、液状媒体中に懸濁されたコロイド粒子が電界の影響下で移動し（電気泳動）、電極上に堆積されることである。安定懸濁液を形成するために使用することができ、そして電荷を担持することができる全てのコロイド粒子を電気泳動堆積に使用することができる。これはポリマー、顔料、染料、セラミック、及び金属のような材料を含む。このプロセスは任意の導電性表面に材料を被着するのに有用である。電着は、ｐ型素子及びｎ型素子の高度に粒状の配列を可能にするので、電着熱電素子は高いフレキシビリティを有し、むしろ低い労力で個別に成形することができる。電着熱電素子は、欧州特許出願公開第３２９０１１９号の図１〜８の符号４８、及び対応説明個所に記載されているように設計されてよい。
【００２４】
１実施態様では、ラボラトリ用機器はさらにヒートシンクを含む。ヒートシンクは熱電素子と熱接触していてよい。そして電着熱電素子は試料ホルダとヒートシンクとの間に堆積されてよい。従って、熱を試料ホルダから除去し、ヒートシンクに移すことができる。ヒートシンクは、欧州特許出願公開第３２９０１１９号の図１，２，３，４，６，７，８の符号３０、及び対応説明個所に記載されているように設計されてよい。
【００２５】
本明細書中に使用される「制御デバイス（control device）」という用語は、プロセッサを含む任意の物理的又は仮想的な処理デバイスであって、プロセッサは、試験試料処理ステップがラボラトリ用機器によって実施されるべくラボラトリ用機器を制御するように形成されている、処理デバイスを含む。制御デバイスのプロセッサは例えば、事前分析、事後分析、及び分析試験試料処理工程を実施するようにラボラトリ用機器に命令することができる。この制御デバイスは、特定の試験試料を用いてどのステップを実施することが必要なのかに関連してデータ管理ユニットから情報を受信することができる。制御デバイスのプロセッサは例えばプログラマブル論理コントローラとして具体化されてよい。このプログラマブル論理コントローラは、ラボラトリ用機器の動作を実施するための命令を備えたコンピュータ可読プログラムを実行するように構成されている。このような動作の１つの例は、所定の時間分にわたって、そして所定の時点で温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度まで試料ホルダを加熱又は冷却するために熱電素子を制御することである。このような動作のさらなる例は、本明細書中にさらに説明するように、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御する方法を実施することである。
【００２６】
本明細書中に使用される「温度センサ（temperature sensor）」という用語は、温度を検出且つ／又は測定するように形成されたデバイスに関する。温度センサは機械的又は電気的な温度センサであってよい。電気的な温度センサの非制限的な例は、サーミスタ、サーモカップル、抵抗温度計、又はシリコンバンドギャップ温度センサである。このような電気的な温度センサは当業者によく知られている。温度センサは試料ホルダに載置されるか、又は取り付けられてよい。例えば、温度センサは、任意の好適な手段、例えば接着剤又は機械的ファスナエレメント（例えばねじ）によって試料ホルダの表面に取り付けられてよく、これにより温度センサは現在の試料ホルダ温度の信頼性高い測定のために試料ホルダと直接に接触している状態になる。
【００２７】
本明細書中に使用される「所定の最大許容温度偏差範囲（predefined maximum permissible temperature deviation range）」という用語は、設定点温度周辺の温度上限及び温度下限によって定義される温度範囲に関する。所定の最大許容温度偏差範囲は、試料ホルダ及び／又は熱電素子の形態に依存する。例えば、所定の最大許容温度偏差範囲は設定点温度の±５℃である。所定の最大許容温度偏差範囲を外れた、温度センサによって測定された実際温度は、対応する温度センサの欠陥を示し、この温度センサはラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をさらにモニター且つ／又は制御することから排除することができる。
【００２８】
高い温度均一性を備えた試料ホルダは、温度センサの一般的な製造精度範囲内にある少なくとも３つの同一の温度センサを含む。従って、これら少なくとも３つの同一の温度センサは、正常な動作状態では、ほぼ同じ温度を測定する。オフセットを備えた温度センサを特定し、且つ／又はこの温度センサを、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御することから排除するために、少なくとも３つの同一の温度センサの少なくとも３つの測定された実際温度のそれぞれの間の少なくとも３つの温度差が計算され、所定の最大許容温度偏差範囲と比較される。この方法の１つの実施態様の場合、少なくとも３つの計算された温度差は絶対温度差である。例えば、測定された実際温度からの全ての計算された温度差は、所定の最大許容温度差範囲内、例えば１℃の範囲内にあってよい値を含む。少なくとも２つの計算された温度差が所定の最大許容温度差範囲から外れている、温度センサによって測定された実際温度は、この温度センサのオフセットを示している。そしてこの温度センサは次いで、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をさらにモニター且つ／又は制御することから排除される。所定の最大許容温度偏差範囲内にあるが、しかし少なくとも２つの計算された温度差が所定の最大許容温度差範囲から外れている、温度センサによって測定された実際温度も、この温度センサのオフセットを示す。そしてこの温度センサは次いで、やはりラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をさらにモニター且つ／又は制御することから排除することができる。従って、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を信頼性高くモニターし制御するために、測定された温度のうちの少なくとも２つが少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあってよく、そして少なくとも３つの計算された温度差のうち少なくとも１つが所定の最大許容温度差範囲内にあってよい。両要件は、少なくとも２つの温度センサが正しく作業している限り満たされる。測定された実際温度のうち、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下である場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうち、所定の最大許容温度差範囲内にあるものが１つもない場合には、
試料ホルダ上の温度プロフィールの実行は中止される。それというのも、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を信頼性高くモニターして制御することが保証されないからである。
【００２９】
この方法の１実施態様の場合、制御デバイスが試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定するか、或いは試料ホルダ上の後続の温度プロフィールの実行を開始したときに、ステップａ）〜ｆ）が繰り返される。従って、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度は、試料上の温度プロフィールの実行中に連続的にモニターして制御することができる。試験試料の温度依存性反応は、極めて高い温度感受性を有し得るので、試料ホルダ温度の連続的なモニター及び制御は、このような高感受性の温度依存性試験試料反応から導出された試験結果の質を保証する。
【００３０】
この方法のさらなる実施態様では、少なくとも３つの同一の温度センサのうちの１つが、前記温度センサの測定された温度が所定の最大許容温度範囲から外れているか、又は結果として所定の最大許容温度差範囲内にはない少なくとも２つの計算された温度差をもたらした時には、ステップａ）〜ｆ）の繰り返しから排除される。
【００３１】
温度センサの測定された温度が所定の最大許容温度範囲から外れている場合、温度センサは欠陥を有していることがある。欠陥温度センサは排除されてよく、残りの温度センサが温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニター且つ／又は制御し続けることができる。従って、機能している温度センサだけが、試料ホルダの温度を信頼性高くモニター且つ／又は制御することに関与し、欠陥温度センサが温度プロフィールの中止を必ずしも引き起こさなくてよい。このことは重要且つ緊急の試験試料（例えばターンアラウンドタイムが短い試験試料）が試料ホルダ内で温度プロフィールに従って処理される場合に有利であり得る。従ってこの方法は、試験結果が時間通りに提供されることを保証する。さらに、このことは、貴重な試料（例えば小さな制限された体積しか入手できない試験試料）が試料ホルダ内で温度プロフィールに従って処理され、中止が試験試料の完全な損失を招くことになる場合にも有利であり得る。
【００３２】
温度センサの測定された実際温度が、所定の最大許容温度差範囲内に含まれない少なくとも２つの計算された温度差をもたらすときには、温度センサはオフセットを有しているおそれがあり、試料ホルダ温度をもはや充分に正確には測定することができない。オフセットを有する温度センサは排除することができ、残りの温度センサが温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニター且つ／又は制御し続けることができる。従って、オフセットを有していない温度センサだけが、試料ホルダの温度を信頼性高くモニター且つ／又は制御することに関与し、オフセットを有する温度センサが温度プロフィールの中止を必ずしも引き起こさなくてよい。こうして、温度プロフィールに従って処理された緊急の試験試料の試験結果を時間通りに提供することができる。さらに、温度プロフィールに従って処理された貴重な試験試料の損失を防止することができる。
【００３３】
この方法のさらなる実施態様では、試料ホルダは４つの同一の温度センサを含む。試料ホルダのこのような形態によって、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中に試料ホルダの温度をモニターして制御する精度及び信頼性がもはや保証されなくなる前に、最大２つの温度センサが故障してもよく、又はオフセットを発生させてもよい。従って、ラボラトリ用機器の動作時間を、試料ホルダ及び／又は温度センサのメンテナンス活動又は交換が必要となる前に延長することができる。
【００３４】
この方法の１つの実施態様では、制御デバイスがさらにユーザーインターフェイスを含む。残りの温度センサの数が２つの温度センサに減った場合に、ユーザーインターフェイスを介してユーザー通知が表示される。ユーザーインターフェイスは、ユーザー通知が表示されるディスプレイ又はスクリーンであってよい。或いは、ユーザーインターフェイスはランプ（例えば発光ダイオード）であってもよい。ランプは、残りの温度センサの数が２つの温度センサに減った場合に活性化される。従って、ユーザーは試料ホルダ及び少なくとも３つの温度センサの目下の状態に関して情報を与えられ、適切な処置を開始することができる。例えば、ユーザーは予防的なメンテナンス活動（例えば交換のための新しい試料ホルダの注文、又はその試料ホルダの交換）を開始してよく、或いはユーザーは試料ホルダを動作させておいてもよい。それというのも、残りの温度センサが温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度を信頼性高くモニター且つ／又は制御し続けることができるからである。
【００３５】
さらに具体的な実施態様では、ユーザーインターフェイスはディスプレイであり、ユーザー通知はディスプレイ上に表示される。ユーザー通知は、予防メンテナンスのプロンプト、さらなる温度センサが排除されると試料ホルダ上の温度プロフィールの実行が直ちに中止されることを示す警告、又は試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けるために又は試料ホルダ上の後続の温度プロフィールを開始するためにユーザーによって選択し得るユーザーインターフェイス制御エレメント、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３６】
本明細書中に使用される「予防的メンテナンス（preventive maintenance）」という用語は、故障の可能性を低減するためにラボラトリ用機器の一部又は一片上でラボラトリ用機器によってユーザーにより又は自動的に定期的に実施されるメンテナンス活動に関する。予防メンテナンスはラボラトリ用機器がまだ機能している間に実施されるので、これが予期せずに故障することはない。予防的メンテナンス活動の非制限的例は、試料ホルダのようなスペア部品をユーザーによって交換することである。
【００３７】
本明細書中に使用される「ユーザーインターフェイス制御エレメント（user interface control element）」という用語は、ユーザーインターフェイスの任意のグラフィックエレメントであって、エレメントを選択又は活性化することにより、ユーザーとラボラトリ用機器との相互作用を可能にするグラフィックエレメントに関する。例えば、ユーザーインターフェイス制御エレメントは、表示された通知の確認／拒否のための、或いはラボラトリ用機器の任意の動作を開始、持続、又は停止するための選択可能なボタンであってよい。
【００３８】
この方法の１実施態様では、温度プロフィールは、試験試料の温度依存性反応を実施するために試料ホルダ上で実行される。試料ホルダは、試験試料を含む試料容器を受容するように構成された少なくとも１つの凹部を含む。方法のステップａ）の前に、試験試料を含む少なくとも１つの試料容器が少なくとも１つの凹部内に挿入される。
【００３９】
本明細書中に使用される「温度依存性反応（temperature-dependent reaction）」という用語は、所定の温度条件下で試験試料の被分析物又は被分析物関連パラメータと関連する検出可能な信号を発生させるための反応又はプロセスに関する。典型的には、試験試料を試薬と混合し、所定の時間分にわたって所定の試験試料温度でインキュベートする。試験試料温度は、温度プロフィールの所定の設定点温度と関連する。試薬は、検出可能な信号を発生させるために被分析物又は被分析物関連物質と反応する物質又は溶液を含む。試験試料温度は反応を支援又は可能にする。温度依存性反応の非制限的例は化学試験反応、免疫学的試験反応、酵素試験反応、分子生物学的試験反応、染料ステイニング、凝固試験反応、凝集試験反応である。
【００４０】
本明細書中に使用される「試料容器（sample vessel）」という用語は、内容物、例えば試験試料（例えば血液、尿、血清、血漿、又は液化生検試料など）、試薬（例えば免疫化学試験、臨床化学試験、凝固試験、血液学的試験、分子生物学的試験などのための試薬）、又はこれらの組み合わせを受容、貯蔵、輸送、及び／又は放出するように構成されたコンテナ又はレセプタクルに関する。試料容器の内容物、試料処理ステップ、及び製造者に応じて、試料容器の材料、並びに寸法、例えば直径、辺長、高さ、及びジオメトリが変化する。
【００４１】
１実施態様の場合、試料容器は、円筒状、円錐状、又は立方状の形状を有する容器であってよい。試料容器は閉じた底部及び開いた上部を有していてよい。円筒形容器の閉じた底部は丸みを帯びていてよく、開いた上部は、例えばキャップを使用することにより閉鎖可能であってよい。単一の円筒形又は円錐形の分離容器の非制限的例は、当業者によく知られた一次又は二次試料容器である。或いは、２つ又は３つ以上の試料容器がマルチ試料容器集成体として配列されていてもよい。このようなマルチ試料容器集成体の非制限的な例は、当業者によく知られたマルチウェルプレートである。
【００４２】
この方法のより具体的な実施態様では、試験試料の温度依存性反応は、所定の時間分にわたって試験試料を少なくとも１つの所定の試験試料温度まで加熱又は冷却することを含み、少なくとも１つの所定の試験試料温度と温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度とは同じであるか、又は異なっている。例えば、ある特定の温度依存性反応のための最適な試験試料温度は７２℃である。ラボラトリ用機器の内部における条件、試料ホルダ及び使用される試料容器の形態に応じて、試料ホルダがそこまで加熱される設定点温度は、最適な試験試料温度よりも僅かに高く（例えば７２．５℃）、これにより、この最適な試験試料温度に達することができる。
【００４３】
この方法のさらなる具体的な実施態様では、試験試料の温度依存性反応は核酸増幅反応である。
【００４４】
本明細書中に使用される「核酸増幅反応（nucleic acid amplification reaction）」という用語は、ＤＮＡ断片の単一のコピー又はいくつかのコピーを増幅して検出可能な量のＤＮＡ断片コピーにするために分子生物学において用いられる方法又は反応に関する。このような方法又は反応は、ポリメラーゼとの反復する温度依存性反応を伴う。このような温度依存性反応は試料ホルダ上の１つの温度プロフィールサイクルの実行中に行うことができる。そして各温度プロフィールサイクルは、少なくとも３つの不連続な設定点温度を含んでよい。例えば、各温度プロフィールサイクルは、核酸増幅反応の、変性段階のための第１設定点温度及び第１時間分（例えば３０秒間にわたって９５℃）と、アニーリング段階のための第２設定点温度及び第２時間分（例えば３０秒間にわたって６５℃）と、伸長段階のための第３設定点温度及び第３時間分（例えば２分間にわたって７２℃）とを含んでよい。典型的には、核酸増幅反応の温度プロフィールは、検出可能な量のＤＮＡ断片コピーが生成されるまで、２０〜４０回繰り返されるサイクルから成る。ＤＮＡ断片コピーの検出は、核酸増幅反応が完了した後で、又は核酸増幅反応中にリアルタイムで行うことができる。このような核酸増幅反応を実施するためのラボラトリ用機器は典型的にはサーモサイクラ機器と呼ばれ、当業者によく知られている。
【００４５】
この方法の１実施態様の場合、温度プロフィールは、熱電素子及び試料ホルダの機能試験を実施するために試料ホルダ上で実施され、この方法はラボラトリ用機器の始動中に実行され、温度プロフィールはただ１つの設定点温度を含む。本明細書中に使用された「機能試験（functional test）」という用語は、ラボラトリ用機器上で試験試料が処理される前に、ラボラトリ用機器の種々の構成部分又はデバイスの機能を試験するための、ラボラトリ用機器の自動化された試験に関する。例えば、ラボラトリシステムにおいて温度依存性反応を実施する前に、試験試料及び／又は試薬を加熱及び／又は冷却するための、熱電素子及び試料ホルダの機能を試験することができる。このような機能試験が不合格になった場合には、ユーザーは適切なメンテナンス活動を開始し、これを実施することによって、それ以降のラボラトリ用機器の信頼性高い動作を保証することができる。
【００４６】
この方法のさらなる実施態様では、ステップｆ）で制御デバイスが試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定した場合、工程ａ）における熱電素子の制御が下記サブステップ、すなわち、
ｇ）  少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、そして結果として所定の最大許容温度差範囲内にある少なくとも１つの計算された温度差をもたらす少なくとも２つの測定された実際温度の平均を、制御デバイスが計算し、
ｈ）  制御デバイスが、少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均を、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度と比較し、
ｉ）  少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均と、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度との間の偏差を、制御デバイスが判定し、
ｊ）  少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均と、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度との間の判定された偏差に従って、熱電素子の加熱又は冷却を、制御デバイスが調節する、
サブステップを含む。
【００４７】
従って、それぞれの機能するセンサの測定された実際温度は、熱電素子を制御するために用いられる。その結果、熱電素子によって試料ホルダがより正確に加熱され且つ／又は冷却されることになる。さらに、或る温度センサが故障しても、残りの温度センサが熱電素子を信頼性高く制御し続け、そして欠陥のある温度センサ又はオフセットを有する温度センサは温度プロフィールの中止を必ずしも引き起こさなくてよい。従って、緊急の試験試料から導き出される試験結果の入手が遅れること、又は貴重な試験試料が完全に損失されることを防止することができる。
【００４８】
別の実施態様では、ラボラトリ用機器はさらに、試料ホルダ上の温度プロフィール実行中に少なくとも１つの試料容器内の実際試験試料温度を測定するための少なくとも１つの試験試料温度プローブを含む。試料ホルダの測定された実際温度の代わりに、又はこれに加えて、熱電素子によって試料ホルダの加熱又は冷却を制御するために、少なくとも１つの測定された実際試験試料温度を用いてもよい。こうしてこの方法の別の実施態様では、ステップｆ）で制御デバイスが試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定した場合、工程ａ）における熱電素子の制御が下記サブステップ、すなわち、
ｋ）  制御デバイスが、少なくとも１つの測定された実際試験試料温度の平均を計算し、
ｌ）  制御デバイスが、少なくとも１つの測定された実際試験試料温度の計算された平均を、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度、又は少なくとも１つの所定の試験試料温度と比較し、
ｍ）  少なくとも１つの測定された実際試験試料温度の計算された平均と、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度、又は少なくとも１つの所定の試験試料温度との間の偏差を、制御デバイスが判定し、
ｎ）  少なくとも１つの測定された実際試験試料温度の計算された平均と、温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度、又は少なくとも１つの所定の試験試料温度との間の判定された偏差に従って、熱電素子の加熱又は冷却を、制御デバイスが調節する、
サブステップを含む。
【００４９】
本発明はまた、高い温度均一性を備えた試料ホルダと、試料ホルダと熱接触している熱電素子と、制御デバイスとを含むラボラトリ用機器に関する。試料ホルダは少なくとも３つの同一の温度センサを含む。そして制御デバイスは、本明細書中に記載された、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御する方法のステップを実行するように構成されている。
【００５０】
本発明はさらに、コンピュータプログラムプロダクトであって、本明細書中に記載された、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御する方法のステップを、本明細書中に記載されたラボラトリ用機器に実行させるための命令を含むコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【００５１】
本発明はまた、コンピュータ可読媒体であって、本明細書中に記載された、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行中にラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御する方法のステップを、本明細書中に記載されたラボラトリ用機器に実行させるための命令を含むコンピュータプログラムプロダクトが記憶されているコンピュータ可読媒体に関する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、ラボラトリ用機器の１実施態様を示す図である。
【図２】図２は、試料ホルダの実施態様を示す図である。
【図３Ａ−Ｂ】図３は、温度プロフィールの実施態様を示す図である。
【図３Ｃ】図３は、温度プロフィールの実施態様を示す図である。
【図４】図４は、ラボラトリ用機器の試料ホルダの温度をモニターして制御する方法の実施態様を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図面の詳細な説明
図１には、ラボラトリ用機器（１０）の概略図が示されている。ラボラトリ用機器（１０）は、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）と、試料ホルダ（１２）と熱接触している熱電素子（１４）と、制御デバイス（１６）とを含む。図示の例では、試料ホルダ（１２）は４つの同一の温度センサ（２２）を含む。４つの温度センサ（２２）は、４つの同一の温度センサ（２２）から制御デバイス（１６）へ、試料ホルダ（１２）の測定された実際温度を伝送するために制御デバイス（１６）に通信接続されている。制御デバイス（１６）を、熱電素子（１４）を制御するように熱電素子（１４）に通信接続することにより、温度プロフィール（２８）の少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）まで試料ホルダ（１２）を加熱又は冷却する。制御デバイス（１６）はさらに、プロセッサ（１７）と、コンピュータプログラムプロダクトが記憶されたコンピュータ可読媒体（１８）とを含む。コンピュータ可読媒体は図４にさらに記載されているように、ラボラトリ用機器（１０）の制御デバイス（１６）に、方法（６６）のステップ（６８，７０，７２，７４，７６，７８，８０，８１，８２，８４，８６，８８）を実施させるための命令を含む。制御デバイス（１６）はさらに、ユーザーインターフェイス（２０）を含んでいてよい。試料ホルダ（１２）の温度をモニター且つ／又は制御するための残りの温度センサの数が２つの温度センサ（２２）に減った場合に、ユーザーインターフェイス（２０）上にユーザー通知を表示することができる。このようなユーザー通知は、予防メンテナンスのプロンプト、さらなる温度センサ（２２）が排除されると試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行が直ちに中止される（８０）ことを示す警告、又は試料ホルダ（２８）上の温度プロフィール（２８）の実行を続ける（８１）ために又は試料ホルダ（１２）上の後続の温度プロフィールを開始するためにユーザーによって選択し得るユーザーインターフェイス制御エレメントを含むことができる。
【００５４】
図示の試料ホルダ（１２）は２４個の凹部（１３）を含む。これらの凹部は、破線の矢印によって示されているように、試験試料を含む少なくとも１つの試料容器（１５）を受容するように形成されている。ラボラトリ用機器（１０）はさらにヒートシンク（２７）を含んでいてよい。ヒートシンクは熱電素子（１４）と熱接触している。図示のラボラトリ用機器（１０）の場合、熱電素子（１４）は、試料ホルダ（１２）から熱を取り除き、この熱をヒートシンク（２７）へ移すために、試料ホルダ（１２）とヒートシンク（２７）との間に配置されている。
【００５５】
図２Ａ〜Ｂは、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）の２つの異なる実施態様を示す概略側面図である。図２Ａに示されているように、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）は蒸気チャンバ（２４）を含む。図示の蒸気チャンバは立方形状を有しており、１つ又は複数の試料容器（１５）を直立位置で挿入するための挿入領域又は凹部（１３）を上部に含む。蒸気チャンバ（２４）は熱電素子（１４）と熱接触している。そして熱電素子（１４）は蒸気チャンバ（２４）とヒートシンク（２７）との間に位置している。
【００５６】
図２Ｂは、高い温度均一性を備えた試料ホルダ（１２）の別の実施態様を示している。試料ホルダは、サーマルブロック（２６）と蒸気チャンバ（２４）とを含む集成体であってよい。サーマルブロック（２６）は、１つ又は複数の試料容器（１５）を直立位置で挿入するための複数の挿入領域又は凹部（１３）を上部に含む固体立方体であってよい。サーマルブロック（２６）は金属、例えばアルミニウム又は銀から形成されていてよい。サーマルブロック（２６）は蒸気チャンバ（２４）上に載置されており、蒸気チャンバ（２４）と熱接触している。蒸気チャンバはほぼ平面状の形状を有しており、好ましくは凹部を有していない。図示の蒸気チャンバ（２４）は、熱電素子（１４）と熱接触しており、熱電素子（１４）は蒸気チャンバ（２４）とヒートシンク（２７）との間に配置されている。
【００５７】
図３Ａ〜Ｃは、設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）の所定の時間的経過である温度プロフィール（２８）であって、これらの設定点温度まで試料ホルダ（１２）が経時的に熱電素子（１４）によって加熱及び／又は冷却される、温度プロフィール（２８）の実施態様を示している。図示の温度プロフィール（２８）は、互いに垂直方向に整列した温度軸（３２）と時間軸（３０）とによって定義される二次元グラフとして示されている。図３Ａ〜Ｃに示されているように、温度プロフィールは少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）を含む。この設定点温度まで、試料ホルダ（１２）は所定の時間分（３６，４２，４８，５４，６０）にわたって、そして所定の時点（３８，４４，５０，５６，６２）で加熱又は冷却される。少なくとも１つの設定点温度までの加熱又は冷却は例えば５秒間にわたって行われる。図３Ａに示された温度プロフィール（２８）は、ただ１つの所定の設定点温度（３４）を含む。試料ホルダ（１２）は、温度プロフィール（３０）の時間軸上の所定の時点（３８）、例えば０秒時に、所定の時間分（３６）、例えば３０秒間にわたって、室温（３３）、例えば２５℃から所定の設定点温度（３４）、例えば９５℃まで、熱電素子（１４）によって加熱される。このような短い温度プロフィール（２８）は、ラボラトリ用機器（１０）の始動中に熱電素子（１４）及び試料ホルダ（１２）の機能試験のために実行することができる。所定の時間分（３６）後、試料ホルダ（１２）は、図３Ａに点線によって示されているように、熱電素子（１４）の支援なしに室温（３３）、例えば２５℃まで冷める。図３Ｂに示されているように、温度プロフィール（２８）は２つの設定点温度（４０，４６）を含んでよい。試料ホルダ（１２）は、温度プロフィール（３０）の時間軸上の第１の所定の時点（４４）、例えば０秒時に、第１の所定の時間分（４２）、例えば３時間にわたって、室温（３３）、例えば２５℃から第１の所定の設定点温度（４０）、例えば３７℃まで、熱電素子（１４）によって加熱される。第１の所定の時間分（４２）の間、温度依存性反応が生じてよい。その後、第２の所定の時点（５０）、例えば第１の所定の時間分（４２）後に、試料ホルダ（１２）は第２の所定の時間分（４８）、例えば４．７時間にわたって、第２の所定の設定点温度（４６）、例えば４℃まで、熱電素子（１４）によって冷却される。
【００５８】
図３Ｃに示された温度プロフィールの実行中、試料ホルダ（１２）は、温度プロフィール（３０）の時間軸上の第１の所定の時点（４４）、例えば０秒時に、第１の所定の時間分（４２）、例えば３０秒間にわたって、室温（３３）、例えば２５℃から第１の所定の設定点温度（４０）、例えば９５℃まで、熱電素子（１４）によって加熱される。次いで、第２の所定の時点（５０）、例えば第１の所定の時間分（４２）後に、試料ホルダ（１２）は第２の所定の時間分（４８）、例えば３０秒間にわたって、第２の所定の設定点温度（４６）、例えば６５℃まで、熱電素子（１４）によって冷却される。続いて、試料ホルダ（１２）は、第３の所定の時点（５６）、例えば第２の所定の時間分（４８）後に、第３の所定の時間分（５４）、例えば２分間にわたって、第３の所定の設定点温度（５２）、例えば７２℃まで、熱電素子（１４）によって加熱される。第１の時間分（４２）にわたる第１の所定の設定点温度（４０）、第２の時間分（４８）にわたる第２の所定の設定点温度（４６）、及び第３の時間分（５４）にわたる第３の所定の設定点温度（５２）のシーケンスは、温度プロフィールのサイクル（６４）を定義することができる。このサイクル中、１つ又は複数の温度依存性反応が生じ得る。第４の所定の時点（６２）、例えば温度プロフィールの最後のサイクル（６４）の第３の時間分（５４）後に、第４の所定の時間分（６０）、例えば２４時間にわたって、第４の所定の設定点温度（５８）、例えば４℃まで熱電素子（１４）によって試料ホルダ（１２）が冷却される前に、図３Ｃに示されているように、温度プロフィール（３８）はこのサイクル（６４）の複数回の繰り返し、例えば図３Ｃに示されているように３回の繰り返しを含んでよい。
【００５９】
図４Ａ〜Ｂは、試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行中にラボラトリ用機器（１０）の試料ホルダ（１２）の温度をモニターして制御する方法（６６）の実施態様を示すフローチャートである。
【００６０】
図４Ａに示されているように、方法のステップａ）（６８）において、試料ホルダ（１２）を温度プロフィール（２８）の少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）まで加熱又は冷却するように、ラボラトリ用機器（１０）の制御デバイス（１６）は熱電素子（１４）を制御する。次いで、方法のステップｂ）（７０）において、試料ホルダ（１２）の少なくとも３つの同一の温度センサ（２２）が試料ホルダ（１２）の少なくとも３つの実際温度を測定し、少なくとも３つの測定された実際温度を制御デバイスへ伝送する。方法のステップｃ）（７２）において、制御デバイス（１６）は少なくとも３つの測定された実際温度を、少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）からの所定の最大許容温度偏差範囲と比較する。方法のステップｄ）（７４）において、制御デバイス（１６）は、少なくとも３つの測定された実際温度のそれぞれの間の少なくとも３つの温度差を計算する。その後、方法のステップｅ）（７６）において、制御デバイス（１６）は、少なくとも３つの計算された温度差のそれぞれを所定の最大許容温度差範囲と比較する。方法のステップｆ）（７８）において、制御デバイス（１６）は、試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行を続けること（８１）又は中止すること（８０）を決定する。測定された実際温度のうち、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下である場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうち、所定の最大許容温度差範囲内にあるものが１つもない場合には、制御デバイス（１６）は、試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行を中止すること（８０）を決定する。或いは、測定された実際温度のうちの少なくとも２つが、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にある場合、そして少なくとも３つの計算された温度差のうちの少なくとも１つが所定の最大許容温度差範囲内にある場合には、制御デバイス（１６）は温度プロフィール（２８）の実行を続けること（８１）を決定する。制御デバイス（１６）が、試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行を続ける（８１）ことを決定するか、又は試料ホルダ（１２）上で後続の温度プロフィールを実行開始するときには、ステップａ）（６８）、ステップｂ）（７０）、ステップｃ）（７２）、ステップｄ）（７４）、ステップｅ）（７６）、及びステップｆ）（７８）が、ラボラトリ用機器（１０）の試料ホルダ（１２）の温度を連続してモニターし制御するために繰り返される。
【００６１】
図４Ｂに示されているように、ステップｆ）（７８）で制御デバイス（１６）が試料ホルダ（１２）上の温度プロフィール（２８）の実行を続ける（８１）ことを決定した場合、方法の工程ａ）（６８）における熱電素子（１４）の制御はさらに付加的なサブステップ（８２，８４，８６，８８）を含んでよい。サブステップｇ）（８２）において、少なくとも１つの設定点温度からの所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、そして結果として所定の最大許容温度差範囲内にある少なくとも１つの計算された温度差をもたらす少なくとも２つの測定された実際温度の平均を、制御デバイス（１６）は計算する。次いで、サブステップｈ）（８４）において、制御デバイス（１６）は、少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均を、温度プロフィール（２８）の少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）と比較する。サブステップｉ）（８６）において、少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均と、温度プロフィール（２８）の少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）との間の偏差を、制御デバイス（１６）は判定する。続いて、サブステップｊ）（８８）において、少なくとも２つの測定された実際温度の計算された平均と、温度プロフィール（２８）の少なくとも１つの設定点温度（３４，４０，４６，５２，５８）との間の判定された偏差に従って、熱電素子（１４）の加熱又は冷却を、制御デバイス（１６）は調節する。
【実施例】
【００６２】
下記５つの非制限的実施例において、試料ホルダは４つの同一の温度センサを含む。温度プロフィールの少なくとも１つの設定点温度は９５℃である。欠陥のある温度センサを特定且つ／又は排除するための所定の最大許容温度偏差範囲（下記表では偏差範囲と称する）は９５℃±５℃である。オフセットを有する温度センサを特定且つ／又は排除するための所定の最大許容温度差範囲（下記表では差範囲と称する）は１℃である。
【表１】
2020014462.tif 000003
【表２】
2020014462.tif 000004
測定された全ての実際温度が所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、計算された全ての温度差が所定の最大許容温度差範囲内にある。この方法のステップｆ）において、制御デバイスは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定する。
【００６３】
【表３】
2020014462.tif 000005
【表４】
2020014462.tif 000006
測定された３つの実際温度が所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、計算された３つの温度差が所定の最大許容温度差範囲内にある。この方法のステップｆ）において、制御デバイスは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定する。さらに、センサ２はこの方法のステップａ）〜ｆ）の繰り返しから排除される。それというのも、センサ２の測定された実際温度は所定の最大許容温度偏差範囲から外れており、センサ２の測定された実際温度によって、所定の最大許容温度差範囲から外れた３つの温度差が計算されているからである。
【００６４】
【表５】
2020014462.tif 000007
【表６】
2020014462.tif 000008
測定された全ての実際温度が所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、計算された３つの温度差が所定の最大許容温度差範囲内にある。この方法のステップｆ）において、制御デバイスは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定する。さらに、センサ２はこの方法のステップａ）〜ｆ）の繰り返しから排除される。それというのも、センサ２の測定された実際温度によって、所定の最大許容温度差範囲から外れた３つの温度差が計算されているからである。
【００６５】
【表７】
2020014462.tif 000009
【表８】
2020014462.tif 000010
測定された３つの実際温度が所定の最大許容温度偏差範囲内にあり、計算された１つの温度差が所定の最大許容温度差範囲内にある。この方法のステップｆ）において、制御デバイスは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を続けることを決定する。センサ２はこの方法のステップａ）〜ｆ）の繰り返しから排除される。それというのも、センサ２の測定された実際温度によって、所定の最大許容温度差範囲から外れた３つの温度差が計算されているからである。センサ３もこの方法のステップａ）〜ｆ）の繰り返しから排除される。それというのも、センサ３の測定された実際温度が所定の最大許容温度偏差範囲から外れており、センサ３の測定された実際温度によって、所定の最大許容温度差範囲から外れた３つの温度差が計算されているからである。
【００６６】
【表９】
2020014462.tif 000011
【表１０】
2020014462.tif 000012
測定された実際温度のうち所定の最大許容温度偏差範囲内にあるものが１つ以下であり、そして計算された温度差のうち所定の最大許容温度差範囲内にあるものは１つもない。この方法のステップｆ）において、制御デバイスは、試料ホルダ上の温度プロフィールの実行を中止することを決定する。
【符号の説明】
【００６７】
１０    ラボラトリ用機器
１２    試料ホルダ
１３    凹部
１４    熱電素子
１５    試料容器
１６    制御デバイス
１７    プロセッサ
１８    コンピュータ可読媒体
２０    ユーザーインターフェイス
２２    温度センサ
２４    蒸気チャンバ
２６    サーマルブロック
２７    ヒートシンク
２８    温度プロフィール
３０    温度プロフィールの時間軸
３２    温度プロフィールの温度軸
３３    室温
３４    設定点温度
３６    時間分
３８    時点
４０    第１設定点温度
４２    第１時間分
４４    第１時点
４６    第２設定点温度
４８    第２時間分
５０    第２時点
５２    第３設定点温度
５４    第３時間分
５６    第３時点
５８    第４設定点温度
６０    第４時間分
６２    第４時点
６４    温度プロフィールのサイクル
６６    方法
６８    方法のステップａ）
７０    方法のステップｂ）
７２    方法のステップｃ）
７４    方法のステップｄ）
７６    方法のステップｅ）
７８    方法のステップｆ）
８０    温度プロフィールの実行を中止する
８１    温度プロフィールの実行を続ける
８２    方法のステップａ）のサブステップｇ）
８４    方法のステップａ）のサブステップｈ）
８６    方法のステップａ）のサブステップｉ）
８８    方法のステップａ）のサブステップｊ）
【図１】
2020014462.tif 000013
【図２】
2020014462.tif 000014
【図３Ａ−Ｂ】
2020014462.tif 000015
【図３Ｃ】
2020014462.tif 000016
【図４】
2020014462.tif 000017
【外国語明細書】
2020014462000001.pdf