(57)【要約】  温調素子を用いた温度調整装置に係り，温調素子の温調性能を定量的に評価することで，信頼性の高い温度調整装置を提供する。温調素子と，前記温調素子の近傍に設けられた一個以上の温度検出素子と，温度検出素子の出力を演算処理する演算部とで，演算部が算出した，該温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつ，もしくは，該算出結果に起因する警告を表示する表示部と，を備える温度調整装置。
2017043203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調素子と，
前記温調素子の近傍に設けられた一個以上の温度検出素子と，
温度検出素子の出力を演算処理する演算部と、
演算部が算出した，該温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつ，もしくは，該算出結果に起因する警告を表示する表示部と，を備える温度調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の温度調整装置において，
前記演算部は，前記の温度検出素子の予測温度を算出する予測部と，前記温度検出素子から測定された実測温度が入力される入力部と，
前記予測温度と前記実測温度を比較し，前記予測温度と前記実測温度が同じ値となるように前記予測部を修正する比較部を有し，
前記予測部を修正した値によって該温調素子の温調性能を算出することを特徴とする温度調整装置。
【請求項３】
請求項１記載の温度調節装置であって、
前記動作回数とは、所望の温調性能を下回るまでのテスト回数または分析回数であることを特徴とする温度調整装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の温度調整装置を有する核酸増幅装置。
【請求項５】
請求項４記載の核酸増幅装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器を保持する複数の温調ブロックを備え、
前記複数の温調ブロックはそれぞれに前記温調素子を有し、
前記演算部は前記複数の温調ブロックに設けられた複数の温調素子の出力を演算処理することを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項６】
請求項５記載の核酸増幅装置において、
前記表示部は、前記演算部よって演算処理された温調素子の出力に起因して警告を表示すべき温調素子を有する温調ブロックを特定する表示をすることを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項７】
請求項５記載の核酸増幅装置において、
前記表示部は、前記演算部が算出した，温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつを、該温調素子を有する前記複数の温調ブロックごとに一覧表示することを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項８】
請求項５記載の核酸増幅装置において、
さらに、反応容器を前記温調ブロックに投入するアームと、
前記演算部によって所望の温調性能を下回ると演算処理された温調素子を有する温調ブロックに反応容器を投入しないように前記アームを制御する制御部と、を備えることを特徴とする核酸増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，温調素子を用いた温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度調整装置において，加熱により温度上昇を調整する温調素子としてセラミックヒータやフィルムヒータが利用され，冷却により温度下降を調整する温調素子として，ペルチェ素子や冷却ファン，冷却水チラーユニットが用いられている。特にペルチェ素子は，１つの素子で加熱，冷却を行うことができるため，温調素子として広く用いられている。このペルチェ素子は，素子に電流を印加することで素子の一方の面では熱が吸収され温度が下がり，他方の面では熱が発生し，温度が上昇する特性がある。印加電流を大きくすることで，吸収あるいは発生する熱量を増加させることができ，また，印加電流の方向を反転させることで，熱を吸収する面と熱が発生する面を反転させることができるため，加熱／冷却の両方向に使用でき，精密な温度制御に広く用いられている。しかし，ペルチェ素子では加熱／冷却のサイクルを過度に繰り返すと，ペルチェ素子を構成する半導体や半導体接合部が劣化し，印加電流の大きさに対する加熱，冷却性能が低下する場合がある。この性能低下に伴い，目標とする温度に到達させるまでに時間がかかる，あるいは目標温度を精度よく維持できず，温度調整装置の信頼性が低下するという課題がある。【０００３】
たとえば，温度調整装置を遺伝子検査装置に適用し，核酸増幅技術の一つであるポリメラーゼ連鎖反応（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ：  ＰＣＲ）法では、検体と試薬を混合した反応液の温度を加熱、冷却を繰り返すことによって、所望の塩基配列を選択的に増幅させることができる。このようなＰＣＲ法に代表される核酸分析手法を実施する温度調整装置は，反応溶液の温度を４５℃，６５℃，９５℃などさまざまな温度に繰り返し制御するため，短時間でペルチェ素子による加熱冷却を繰り返す必要があるが，ペルチェ素子が劣化した状態で温度制御を行うと，温度調整の精度や速度が低下し，所望の検査が停止してしまう。【０００４】
そこで，ペルチェ素子が所望の温調性能を有しているか否かを評価し，ペルチェ素子が所望の温調性能を下回り，検査が停止してしまうことを防ぐ手法が求められている。【０００５】
そこで，特許文献１には，ペルチェ素子の電流値と電圧値を測定することで，電気抵抗を算出し，電気抵抗の変化からペルチェ素子の性能劣化を診断する手法が記載されている。【０００６】
特許文献２には，ペルチェ素子によって変化させる温度の単位時間当たりの温度変化分を検出し，そのときの入力信号のデューティー比率が所定値よりも大きいとき，ペルチェ素子の故障を判断する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１０４３８２号公報，
【特許文献２】特開２００８−２３２５０３号公報，
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された診断方法では，電気抵抗を算出し，電気抵抗の初期値からの変化によってペルチェ素子の性能劣化を診断している。ここで，ペルチェ素子の電気抵抗は素子温度に依存して変化するため，加熱，冷却サイクルを繰り返している間は素子温度が変化を繰り返しており、電気抵抗の値が一定にならず，高精度に劣化を評価することが困難である。また，電流計と電圧計といった測定装置を温度制御装置に追加する必要があり，構造が複雑になるといった課題がある。【０００９】
特許文献２に記載された診断方法では，温度変化と入力信号のデューティー比率が閾値を超えているか否かで劣化を診断するため，新たな測定装置を追加する必要はない。しかし，ペルチェ素子によって生じる温度変化の大きさは素子温度に依存して変化する。すなわち，ペルチェ素子の動作温度によって同じ入力信号のデューティー比率であっても単位時間当たりの温度変化分は変化してしまうため，ペルチェ素子の温調性能低下を定量的に評価することは困難である。また，閾値に対して異常の有無を診断することになるため，いつ異常と診断されるかわからないといった課題がある。【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みなされたものであって，温調素子を用いた温度調整装置に係り，温度検出素子から得られる温度データにより，温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期あるいは，予想結果に起因する警告を表示させることで信頼性の高い温度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
温調素子と，前記温調素子の近傍に設けられた一個以上の温度検出素子と，温度検出素子の出力を演算処理する演算部とで，演算部が算出した，該温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつ，もしくは，該算出結果に起因する警告を表示する表示部と，を備えることを特徴とする。また、前記演算部は，前記の温度検出素子の予測温度を算出する予測部と，前記温度検出素子から測定された実測温度が入力される入力部と，前記予測温度と前記実測温度を比較し，前記予測温度と前記実測温度が同じ値となるように前記予測部を修正する比較部を有し，前記予測部を修正した値によって該温調素子の温調性能を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，温度検出素子から得られる温度データから，所望の温調性能を下回ると予想される時期あるいは，所望の温調性能を下回ると予想される時期に起因した警告を表示することができ，温度調整装置の信頼性を高く保つことができる。【００１３】
上記以外の，課題，構成及び効果は，以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の形態に係る温度調整装置の全体構成を模式的に示した概略全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１の形態に係る温度調整装置の機能の構成を示した説明図である。
【図３】比較部におけるデータ同化演算の演算手順を示した説明図である
【図４】本発明の実施例１の形態に係るペルチェ素子の構造を模式的に示した概略構造図である。
【図５】本発明の実施例１の形態に係る温度調整装置による温度変化および電気抵抗の温度特性係数を推定する履歴を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の形態に係る温度調整装置を備えた核酸検査装置の全体構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例２の形態に係る温度調整装置の全体構成を模式的に示した概略全体構成図である。
【図８】本発明の実施例２の形態に係る温度調整装置の断面を模式的に示した概略断面図である。
【図９】本発明の実施例２の形態に係る温度調整装置の入出力装置の表示画面上に表示された演算部の算出結果を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下，本発明に係る温度調整装置の実施例１の形態について，図面に基づき説明する。図１は，本実施例の形態に係る温度調整装置の構成を模式的に示した概略全体構成図である。【００１７】
本実施の形態に係る温度調整装置１は，主に温調部１ａと、演算部８と、表示部９と、から構成される。温調部１ａは、温度を調整する対象となる温調ブロック３と温調ブロック３の温度を検出する温度検出素子５と，温調ブロック３の温度を調整する温調素子２と，温調素子２を保持する固定ブロック４と，温調素子２に通電出力を入力する通電入力部７から構成される。演算部８は、温度検出素子５から得られた結果を用いて温調素子２の温調性能の状態を算出する。表示部９は、演算部８の推定結果を表示する。ここで，温調ブロック３は，温度検出素子５で検出された温度が温度制御部（図示なし）に入力され，温度制御部に入力された温度を元に通電入力部７の温調素子２への通電出力を調整することで，所定温度に調整される。【００１８】
ここで，温調素子２は例えばペルチェ素子を利用することができる。図２を用いて温度調整装置の機能の構成を説明する。なお、図２は温調素子２としてペルチェ素子２ａを用いた場合を記載しているが、温度を調節できる部材であればペルチェ素子に限られない。図２のペルチェ素子２ａは通電入力部７と電気的に接続されており，通電入力部７からの通電出力に従ってペルチェ素子２ａは隣接する温調ブロック３を加熱あるいは冷却する。このとき，ペルチェ素子２ａの反対面から生じた熱は固定ブロック４に放熱される。【００１９】
ここで，固定ブロック４はアルミ，銅など熱伝導率の高い材質とすることで，ペルチェ素子２ａの固定ブロック４側で生じる熱を固定ブロック４に素早く効率よく拡散させることができ，温度を均一に保つことができる。さらに，固定ブロック４の温度をセラミックヒータやフィルムヒータ等の温度制御装置（図示なし）によって加熱することで温度調整してもよい。これによって、固定ブロックの温度を冷却して温度を均一に保つことができる。また，ペルチェ素子や冷却ファン，冷却水チラーユニットを用いて冷却することで温度調整してもよい。【００２０】
表示部９では，演算部８で算出した温調素子２の温調性能評価の結果を表示する。例えば温調素子２の温調性能１０、温調素子の交換推奨時期１１、温調性能変化１２の表示を行う。温調性能はここで，温調性能１０は数値による表示だけでなく，温調性能を任意の範囲で分類し，例えば３段階に分けて“良好”，“注意”，“要交換”のように温調性能に応じた警告の表示１０ａを表示してもよい。これによって装置のユーザーに分かりやすく、突然温調機能の異常が警告されるのではなく、注意段階を表示することによって、交換の準備等を行いやすくなる。また，温調性能変化１２の表示として、縦軸を温調性能，横軸を時間あるいは動作回数としたグラフを作成し，表示部９に示しても良い。これによって、ユーザーがどのような推移で温調素子の性能が劣化しているのかを確認することができる。さらに，演算部８で温調性能と温度調整装置１の動作時間あるいは動作回数の関係を多項式で近似することで将来の温調性能の低下を予測し，温調素子２の交換推奨時期を算出し，交換推奨時期の表示１１を行ってもよい。交換推奨時期は，交換を推奨する年月日の表示に限らず，交換を推奨する任意の閾値までの残された稼働時間や動作回数を表示しても良い。【００２１】
さらに、演算部８は温度検出素子５から得られる温度データを入力する入力部１３と，温度検出素子５の予測温度を算出する予測部１４と，入力部１３に入力された温度データと予測部１４で算出された予測温度を比較する比較部１５から構成される。ここで，予測部１４で算出する温度検出素子５の予測温度は，演算式による演算，あるいは熱流体シミュレーションを実施できる熱流体解析モデルあるいは熱回路網など低次元のシミュレーションモデルを用いて算出することができる。【００２２】
次に、比較部１５において，温調素子２の温調性能を評価するための計算手順について説明する。本実施例による温度調整装置１は温調素子２の吸熱面側と放熱面側の２点の温度データと、予測温度を比較することで温調素子の温調性能を評価する。図２では、温調素子２によって変化する温調ブロック３側の温度検出素子５によって検出された温度データと固定ブロック４側で検出された温度データと，予測部１４で算出した予測温度を比較部１５で比較することでペルチェ素子２の温調性能を評価する。【００２３】
さらに、比較部１５において温度データと予測温度を比較して温調性能を評価する手法としてデータ同化手法を用いる例について説明する。データ同化とはシミュレーションと測定結果を比較することで，シミュレーションに係るパラメータを修正し，シミュレーションの精度を高める手法である。【００２４】
図３を用いて比較部１５におけるデータ同化演算３００の計算手順を説明する。はじめに，シミュレーションを実施するため，温度，発熱量などのパラメータ初期値を設定する（ステップ３０１）。【００２５】
次にステップ３０１で設定したパラメータ初期値に対して誤差を与える。ここで，シミュレーションを実現する誤差を含むパラメータの組み合わせを粒子と呼び，パラメータ初期値に対して誤差によるばらつきを持ったＮ個の粒子を生成する  （ステップ３０２）。【００２６】
Ｎ個の粒子それぞれに対してシミュレーションを実行する（ステップ３０３）。【００２７】
ここで，ある時刻ｔのシミュレーションを実施するためのパラメータの組み合わせをベクトルｘｔとする。また，温度データなどの実際に測定される値を観測値と呼び，観測値をベクトルｙｔとする。ここで，パラメータを含むベクトルｘｔを観測値ｙｔに変換する行列をＨｔとし，観測値ｙｔとシミュレーションによる計算結果を示すＨｔｘｔの誤差をｗｔとすると，それぞれの値の関係は数１のように示される。【００２８】
【数１】
2017043203.tif 000003
【００２９】
次に，シミュレーションによって計算されたＮ個の結果と，観測された結果を比較し，各粒子が観測結果にどれだけ近いかを示す重み付けを行う（ステップ３０４）。このステップにおける計算は数２から数３で示される。【００３０】
【数２】
2017043203.tif 000004
【００３１】
【数３】
2017043203.tif 000005
【００３２】
ここで，ｐは条件付確率を示す。すなわちｘｔが確定しているときにｙｔが起こる確率を示し，その計算結果であるλｔは尤度と呼ばれる量であり，ｘｔが観測値ｙｔにどれだけ近いかを示す値である。添え字のｉおよびｊは１からＮまでの粒子番号を示す。また，βｔは尤度λｔを正規化した値であり，各粒子の重みを示す。【００３３】
重み付けの結果，各粒子を重みの割合に合わせて粒子の復元抽出を行う（ステップ３０５）。この操作により，観測結果により近い結果が得られるパラメータをもつ粒子の割合が増大する。【００３４】
シミュレーションの時刻が完了していない場合，再びステップ１０２まで戻り，計算を繰り返す（ステップ３０６）。【００３５】
これらの計算ステップを繰り返すことで，シミュレーション内で設定したパラメータｘｔがより観測値ｙｔを正しく再現するように修正され，観測を高精度に再現する熱解析モデルに収束する。【００３６】
次に，比較部１５において前述したデータ同化演算１００を用いた場合の，ペルチェ素子２ａの温調性能を評価する手順を示す。まず，入力部１３に入力された温度検出素子５の温度データを比較部１５に送り，データ同化演算１００を行う。比較部１５では，データ同化演算１００によって予測部１４の熱解析モデルが修正される。修正された値から温調性能および交換推奨時期を算出して表示部９に送り，温調性能１０と交換推奨時期１１を表示する。ただし，比較部１５の演算では，温度データだけでなく，通電入力部７からペルチェ素子２ａへの通電出力のデータを利用して演算を行ってもよい。【００３７】
ここで，温調性能は例えばペルチェ素子２ａの温度に依存する電気抵抗の温度特性係数を温調性能の指標として用いることができる。ペルチェ素子２ａの電気抵抗が増大すると，通電出力を与えたときのジュール熱が増大し，通電出力に対する吸熱量あるいは発熱量が変化してしまうため，所望の温調性能を得られなくなる。そのため，電気抵抗の変化によってペルチェ素子の温調性能を評価することができる。ここで，電気抵抗は温度に依存するため，温度の影響を除いた温度特性係数により評価することが望ましい。ただし，温調性能を算出する指標は温度特性係数に限るものではなく，温度データやペルチェ素子２ａへの通電出力を用いても良い。以下ではペルチェ素子２ａの電気抵抗の温度特性係数を温調性能の指標とするときの計算例を示す。図４はペルチェ素子２ａの概略構成図を示す。また，ペルチェ素子２ａの電気抵抗と温度特性係数の関係は数４のように示される。【００３８】
【数４】
2017043203.tif 000006
【００３９】
ここで，Ｎｐはペルチェ素子２ａを形成する半導体素子の素子対数，Ａは半導体素子の断面積，ｈは半導体素子の高さを示す。また，ρ０は０次の電気抵抗の温度特性係数，ρ１は１次の電気抵抗の温度特性係数，ρ２は２次の電気抵抗の温度特性係数を示す。また，Ｔは温度検出素子５における温度を示す。これらの温度特性と温調部１ａの関係は演算部１３にて演算式として再現される。得られた温度データＴを用いたデータ同化演算１００によりρ０あるいはρ１あるいはρ２の値を演算する。このとき，ρ０およびρ１およびρ２はいずれもペルチェ素子２ａの温度に依存しない係数であり，ペルチェ素子２ａが使用されている温度条件に依存せず，高精度にペルチェ素子２ａの温調性能の変化を評価することができる。【００４０】
図５は温度検出素子５から得られた温度データ１６とデータ同化演算１００の結果得られたρ２の時間変化１８の例を示す。図中ρ２は右軸の値で示す。ペルチェ素子２ａによって温調ブロック３を加熱，冷却したときの温度測定データを予測部１４で算出した予測温度を用いてデータ同化演算１００を行うことで，例えばρ２を算出する。比較部１５で算出したρ２が，温度サイクルを加える前のρ２の初期値と比較して，その変化量を温調性能の変化として表示部９で表示する。【００４１】
例えば，温度特性係数が初期値と比べて１０％変化したとき，温調性能が１０％低下したと評価する。たとえば，温調性能が２０％低下したときにペルチェ素子２ａの交換推奨時期に到達したと診断することもできる。ただし，交換推奨時期を決める温調性能の閾値は温度調整装置１の管理定義によって任意に決定することができる。【００４２】
また，温調性能の評価は，温調部１ａの温度調整を行っている間，同時に温調性能の演算を行っても良いが，例えば１日１回あるいは一定の回数，装置を稼動した後に，入力部１３に保存された温度データを用いて，温調部１ａの温度調整を行っていない時間に温調性能の評価を実施する，あるいは，温度調整装置１の操作者が任意の時間に保守作業として温調性能を評価してもよい。【００４３】
また，温度検出素子５は１つに限定するものではなく，温調部１ａに設ける温度検出素子５を増やす，あるいは固定ブロック４に1つ以上の温度検出素子を設けてもよく，温度測定データが増加すると，比較部１５における温度特性係数の演算精度を向上させることができる。さらに，温度データだけでなく，ペルチェ素子２ａへの通電出力を演算部１４におけるパラメータとして用いてもよく，温度特性係数の演算精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００４４】
本発明に係る温度調整装置１の実施例２の形態について，図面に基づき説明する。本実施例は，温調部１ａを複数設け，同時に温度を調整できる複数の温調ブロックを備えた核酸検査装置１００の全体構成を概略的に示す図である。【００４５】
なお，説明に当たって前述の温度調整装置と同一または同様な構成については，図中に同一符号を付し，その詳細な説明は省略する。図６において、核酸検査装置１００には、増幅処理の対象となる核酸を含む検体が収容された複数のサンプル容器１０１と、複数のサンプル容器１０１が収納されたサンプル容器ラック１０２と、検体に加えるための種々の試薬が収容された複数の試薬容器１０３と、複数の試薬容器１０３が収納された試薬容器ラック１０４と、検体と試薬を混合するための反応容器１０５と、未使用の反応容器１０５が複数収容された反応容器ラック１０６と、未使用の反応容器１０５を載置し、サンプル容器１０１及び試薬容器１０３のそれぞれから反応容器１０５への検体及び試薬の分注を行うための反応液調整ポジション１０７と、検体と試薬の混合液である反応液が収容された反応容器１０５を蓋部材により密閉する閉栓ユニット１０８と、密閉された反応容器１０５に収容された反応液を攪拌する攪拌ユニット１０９とが備えられている。【００４６】
また、核酸検査装置１００には、核酸検査装置１００上にＸ軸方向（図１４中左右方向）に延在するよう設けられたロボットアームＸ軸１１０、及びＹ軸方向（図１４中上下方向）に延在するよう配置され、ロボットアームＸ軸１１０にＸ軸方向に移動可能に設けられたロボットアームＹ軸１１１を備えたロボットアーム装置１１２と、ロボットアームＹ軸１１１にＹ軸方向に移動可能に設けられ、反応容器１０５を把持して核酸検査装置１００内の各部に搬送するグリッパユニット１１３と、ロボットアームＹ軸１１１にＹ軸方向に移動可能に設けられ、サンプル容器１０１の検体や試薬容器１０３の試薬を吸引し、反応液調整ポジション１０７に載置された反応容器１０５に吐出する（分注する）分注ユニット１１４と、分注ユニット１１４の検体や試薬と接触する部位に装着されるノズルチップ１１５と、未使用のノズルチップ１１５が複数収納されたノズルチップラック１１６と、反応容器１０５に収容された反応液に核酸増幅処理を施す核酸増幅装置１と、使用済みのノズルチップ１１５や使用済み（検査済み）の反応容器１０５を破棄する廃棄ボックス１１７と、キーボードやマウス等の入力装置１１８や液晶モニタ等の表示装置１１９を備え核酸増幅装置１を含む核酸検査装置１００の全体の動作を制御する制御装置１２０とが備えられている。【００４７】
図７は図６に示した温度調整装置１の概略全体構成図である。また，図８は図７に示す温度調整装置１の概略断面図を示す。本発明に係る温度調整装置１において，例えば，温調部１ａは固定ブロック４に対して１つでなくともよく，固定ブロック４の側面外周部に２つ以上固定しても良い。図６は例えば固定ブロック４を１２面体で形成し，各側面に温調部１ａを固定した例を示す。【００４８】
また，本実施例は温度調整装置をＰＣＲ装置における反応溶液の温度調整装置として利用した例を示しており，温調ブロック３に反応溶液を封入した反応容器２８を固定することで，反応溶液の温度調整を行う。ここで，温調ブロック３が保持する反応容器２８は一つでなくともよく，温調ブロック３に対して２つ以上の反応容器２８を固定し，複数の反応容器２８の温度調整を同時に実施しても良い。また，固定ブロック４に温度検出素子５および温度制御装置２６を設け，固定ブロック４の温度を一定に保つ。ここで，温度制御装置２６はセラミックヒータやフィルムヒータ等で加熱することで温度調整してもよく，また，ペルチェ素子や冷却ファン，冷却水チラーユニットを用いて冷却することで温度調整してもよい。【００４９】
ここで，通電入力部７に入出力装置２７を接続し，温調部１ａそれぞれが異なる温度変化のサイクルを行う。そのため，温調素子２の温調性能は使用される条件等によって，温調部１ａごとに差異が現れる。そのため、制御装置１２０によって、演算部において所望の温調性能を下回ると評価された温調素子２を有する温調ブロック３に反応容器を投入しないようにアームを制御する。これによって、所望の温調ができない温調ブロック３に反応容器をいれないようにすることができ、ＰＣＲ増幅結果の性能を上げることができる。【００５０】
ここで，温調ブロック３には１つずつ温度検出素子５が配置されている。一方で，固定ブロック４が銅やアルミといった熱伝導率の高い部材で構成されているとき，固定ブロック４の温度分布は小さくなり，固定ブロック４に１つの温度検出素子５を設け，固定ブロック４の代表温度としてもよい。ただし，固定ブロック４に設ける温度検出素子５は１つに限定するものではなく，固定ブロック４に２つ以上配置することで，データ同化演算１００の演算精度を高めることができる。【００５１】
図９は入出力装置２７を表示部９としても利用し，表示画面上に表示された温度調整装置１の温調性能一覧表示２９と温度調整装置１の位置情報表示３０を示した例である。表示画面上に温調部１ａごとの温調性能と，PCR装置として分析可能な回数を温度調整装置１の位置情報とあわせて表示することで，温調性能の低下した温度調整部１ａを明確にし，例えば温調性能の低下した温度調整部１ａの稼動頻度を下げることで，温度調整装置１全体の温調性能の低下を均一にすることができ，温度調整装置１のメンテナンスを実施する頻度を下げることができる。温調性能の低下した温度調整部１ａの稼動頻度を下げるために、温調性能の低下した温度調節部１ａに反応容器を投入しないように制御装置１２０はアームを制御することができる。ただし，温調性能一覧表示２９に示す演算結果は分析可能な回数の表示に限定するものでなく，交換推奨時期や動作可能な回数を表示しても良い。さらに、温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間を、温調素子２を有する温調ブロックごとに一覧表示することで、さらにメンテナンス性を向上させることができる。また動作回数として、所望の温調性能が下回るまでのＰＣＲのテスト回数や分析回数を表示することができる。【００５２】
また，温度調整装置１の位置情報表示３０において，温調性能が低下した温調部１ａに対して，警告表示３１を行うことで，温調性能が低下した温調部１ａを特定しやすくなり，メンテナンス性が向上する。
【符号の説明】
【００５３】
１  温度調整装置  ，１ａ  温調部  
２  温調素子  ，２ａ  ペルチェ素子  ，２ｂ  ペルチェ素子を構成する半導体
３  温調ブロック  
４  固定ブロック  
５  温度検出素子  
７  通電入力部  
８  演算部  
９  表示部  
１０  温調性能の表示，１０ａ  警告表示
１１  交換推奨時期の表示
１２  温調性能変化の表示
１３  入力部  
１４  予測部  
１５  比較部  
１６  温調ブロック温度データ  
１８  電気抵抗の２次の温度特性係数  
２６  温度制御装置
２７  入出力装置  
２８  反応容器  
２９  温調性能評価一覧
３０  温調部位置表示
３１  警告表示
３００  データ同化演算
３０１  初期設定ステップ
３０２  粒子生成ステップ
３０３  シミュレーションステップ
３０４  重み付けステップ
３０５  復元抽出ステップ
３０６  解析時間診断ステップ
１００  核酸検査装置
１０１  サンプル容器
１０２  サンプル容器ラック
１０３  試薬容器
１０４  試薬容器ラック
１０５  反応容器
１０６  反応容器ラック
１０７  反応液調整ポジション
１０８  閉栓ユニット
１０９  攪拌ユニット
１１０  ロボットアームＸ軸
１１１  ロボットアームＹ軸
１１２  ロボットアーム装置
１１３  グリッパユニット
１１４  分注ユニット
１１５  ノズルチップ
１１６  ノズルチップラック
１１７  廃棄ボックス
１１８  入力装置
１１９  表示装置
１２０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月28日(2017.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調素子と，
前記温調素子の近傍に設けられた一個以上の温度検出素子と，
温度検出素子の出力を演算処理する演算部と、
演算部が算出した，該温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつ，もしくは，該算出結果に起因する警告を表示する表示部と，を備える温度調整装置において、
温度に依存しない温度特性係数の変化量によって温調素子の温調性能の変化を評価する温度調整装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１記載の温度調整装置において、
電気抵抗ｒ、半導体素子の素子対数をＮｐ、半導体素子の断面積をＡ、半導体素子の高さをｈ、温度をＴ、０次の温度特性係数をρ０、１次の温度特性係数をρ１、２次の温度特性係数をρ２とするとき、
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の関係で示される温度調整装置。
【請求項４】
請求項３記載の温度調整装置において、ρ０、ρ１、ρ２の少なくとも一つの値を算出する温度調整装置。
【請求項５】
請求項４記載の温度調整装置において、ρ０、ρ１、ρ２の値の算出はデータ同化手法によって行う温度調整装置。
【請求項６】
請求項１記載の温度調整装置において、
温調性能の変化の評価は、シミレーションと測定結果を比較し、シミレーションに係るパラメータを修正するデータ同化手法を用いて行う温度調整装置。
【請求項７】
請求項１記載の温度調節装置であって、
前記動作回数とは、所望の温調性能を下回るまでのテスト回数または分析回数であることを特徴とする温度調整装置。
【請求項８】
請求項１記載の温度調整装置を有する核酸増幅装置。
【請求項９】
請求項８記載の核酸増幅装置において、
検体と試薬を混合した反応液を収容した反応容器を保持する複数の温調ブロックを備え、
前記複数の温調ブロックはそれぞれに前記温調素子を有し、
前記演算部は前記複数の温調ブロックに設けられた複数の温調素子の出力を演算処理することを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１０】
請求項９記載の核酸増幅装置において、
前記表示部は、前記演算部よって演算処理された温調素子の出力に起因して警告を表示すべき温調素子を有する温調ブロックを特定する表示をすることを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１１】
請求項９記載の核酸増幅装置において、
前記表示部は、前記演算部が算出した，温調素子が所望の温調性能を下回ると予想される時期，動作回数，通電時間の少なくともひとつを、該温調素子を有する前記複数の温調ブロックごとに一覧表示することを特徴とする核酸増幅装置。
【請求項１２】
請求項９記載の核酸増幅装置において、
さらに、反応容器を前記温調ブロックに投入するアームと、
前記演算部によって所望の温調性能を下回ると演算処理された温調素子を有する温調ブロックに反応容器を投入しないように前記アームを制御する制御部と、を備えることを特徴とする核酸増幅装置。
【国際調査報告】
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