(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から裏面へ貫通する開口を有する基板と、
基板の両面から開口を密閉して内部空間を形成する第１および第２密閉板とを備え、
第１密閉板は、開口の表面側から内部空間へ熱を供給するための第１加熱部材を有し、
第２密閉板は、開口の裏面側から内部空間へ熱を供給するための第２加熱部材を有し、
基板は内部空間に対して液体を給排する給液口と排液口を有し、
基板の開口の貫通方向が、給液口から内部空間への液体の流入方向と交わる方向である液体加温器。
【請求項２】
各密閉板は熱伝導板からなり、各加熱部材がフィルム状ヒータからなり、そのヒータは熱伝導板の背面に取り付けられてなる請求項１記載の液体加温器。
【請求項３】
基板が耐薬品性材料からなる請求項１記載の液体加温器。
【請求項４】
第１密閉板は、表面に第１耐薬品性フィルムを有し、第１耐薬品性フィルムを介して基板に設置され、
第２密閉板は、表面に第２耐薬品性フィルムを有し、第２耐薬品性フィルムを介して基板に設置されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体加温器。
【請求項５】
第１密閉板と基板との間に介在する第１パッキング部材と、
第２密閉板と基板との間に介在する第２パッキング部材とをさらに備えてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体加温器。
【請求項６】
給液口が内部空間から基板の一方の端面に連通する第１連通孔からなり、
排液口が内部空間から基板の他方の端面に連通する第２連通孔からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体加温器。
【請求項７】
基板は、第１および第２連通孔にそれぞれニップルを設けてなる請求項６記載の液体加温器。
【請求項８】
断熱部材をさらに備え、断熱部材は各密閉板が有する加熱部材の少なくとも一部を覆う請求項１記載の液体加温器。
【請求項９】
開口が複数の開口からなり、給液口および排液口が各開口に対応して設けられてなる請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体加温器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体加温器を備えた分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体加温器に関し、例えば試料分析装置において、希釈液や液体状試薬の温度を所定温度に加温又は保温して試料の希釈又は反応状態を一定にするために適用される加温器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の加温器としては、ステンレス鋼製やセラミックス製の立方体状ブロックに液体を収容する円筒状の収容室を設け、ブロックの対向する２つの面に設けたヒータで収容室内の液体を加熱すると共に、液体への熱伝達を制御するために液体を収容室の壁面近くに導く機構や加熱済みの液体と未加熱の液体とを分離する機構などを収容室内に設置したものが知られている（例えば、実用新案登録第２５８９７８９号，第２５５４２９８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来のこの種の加温器に比べて、熱交換効率が高く、しかも構成が簡単で製作が容易な液体加温器を提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、表面から裏面へ貫通する開口を有する基板と、基板の両面から開口を密閉して内部空間を形成する第１および第２密閉板とを備え、第１密閉板は、開口の表面側から内部空間へ熱を供給するための第１加熱部材を有し、第２密閉板は、開口の裏面側から内部空間へ熱を供給するための第２加熱部材を有し、基板は内部空間に対して液体を給排する給液口と排液口を有し、基板の開口の貫通方向が、給液口から内部空間への液体の流入方向と交わる方向である液体加温器を提供するものである。
【０００５】
この発明の加温器の内部空間の容積Ｖは実質的に開口の面積Ｓと基板の厚さＴとの積で決定され、Ｖ＝ＳＴとなる。
この発明では内部空間に容積Ｖの液体が収容されると、加熱部材が面積Ｓの開口の両側全体からその液体を加熱する。
従って、容積Ｖが一定であると、開口面積Ｓを大きくして厚さＴを小さくすることにより、液体の熱交換効率をきわめて高くすることができる。
また、この加温器は開口を有する基板と第１および第２密閉板とを主構成とするので、構成が簡単で、かつ、製作が容易である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明において、各密閉板は熱伝導板からなり、加熱部材がフィルム状ヒータからなり、そのヒータは熱伝導板の背面に取り付けられてもよい。
その場合、熱伝導板の材料としては、熱伝導度の高い金属、例えば、アルミニウム，銅，銀などが挙げられる（ただし、これらの金属は耐薬品性は低い）。
また、フィルム状ヒータとしてはシリコンラバーヒータを用いることができる。
【０００７】
この発明の加温器を試薬の加温に用いる場合には、基板および第１、第２密閉板には耐薬品性が求められる。この場合、基板は耐薬品性に優れた金属，樹脂又はセラミックスのような材料からなることが好ましく、例えば金属であればステンレス鋼、樹脂であればポリエーテルイミド，ポリエーテルケトン，又はポリアセタールなどが挙げられる。
なお、上記のような樹脂を用いれば射出成型のような成型加工により、基板を安価で精度よく量産することができる。
【０００８】
また、密閉板に高い耐薬品性と熱伝導性とをもたせるには、各密閉板が上記のような熱伝導板からなり、その表面に耐薬品性フィルムを有し、各熱伝導板がそのフィルムを介して基板に設置されることが好ましい。
耐薬品性フィルムとしては、例えばフッ素樹脂フィルムを用いることができ、その厚さは、熱伝導の点からみて薄い程好ましいが、機械的強度から見て０．１〜０．５ｍｍが適当である。
【０００９】
基板の開口周縁にＯリングのようなパッキング部材を設け、密閉板による開口の密閉性の向上をはかることが好ましい。
また、この発明は、断熱材をさらに備え、加温器全体を包むことが好ましいが、少なくとも加熱部材の一部を覆うことによってヒータの不要な熱の漏洩や消費を抑制することができる。
また、基板に複数の開口を設け、それらの開口を基板両面から樹脂フィルムを介して第１および第２密閉板で密閉するようにしてもよい。
【００１０】
そして、形成された複数の内部空間のそれぞれに給液口および排液口を設ければ、複数回路用の液体加温器を簡単に構成することができる。
なお、給液口および排液口には、配管用チューブとの接続を容易に行うためにそれぞれニップルを設けることが好ましい。
【００１１】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図１はこの発明の一実施例の液体加温器の分解斜視図である。同図に示すように本体１００は、基板１と、第１および第２密閉板１０１，１０２を備える。基板１は表面から裏面へ貫通する２つの開口２，３を有する。
【００１２】
第１密閉板１０１は第１熱伝導板４と樹脂フィルム６とフィルム状ヒータ８と断熱板１０を備える。第２密閉板１０２は第２熱伝導板５と樹脂フィルム７とフィルム状ヒータ９と断熱板１１を備える。
【００１３】
第１および第２熱伝導板４，５はそれぞれの背面にフィルム状ヒータ８，９がシリコン接着剤によって接着される。第１および第２熱伝導板４，５は、基板１の両面からそれぞれ樹脂フィルム６，７を介して開口２，３を密閉し、ヒータ８，９から熱を開口２，３へ伝導するためのものである。
【００１４】
ヒータ８，９のそれぞれの背面にさらに断熱板１０，１１が設置される。基板１の表面および裏面には開口２，３の周縁の環状溝（図示しない）にそれぞれ２つずつ合計４つのＯリング１２が設置され、基板１の４隅にはそれぞれ貫通ネジ孔１３が設けられている。
【００１５】
組立て時には、貫通ネジ孔１３に係合可能な４つのビス１４によって断熱板１０，第１熱伝導板４，および樹脂フィルム６が基板１の表面に締付けられ固着される。同様に貫通ネジ孔１３に係合可能な４つのビス１４によって断熱板１１，熱伝導板５，および樹脂フィルム７が基板１の裏面に締付けられ固着される。
【００１６】
これによって、第１および第２熱伝導板４，５は開口２，３を樹脂フィルム６，７を介して完全に密閉し２つの内部空間を形成する。
なお、基板１には下端面から開口２，３へ連通する給液口１５，１６が設けられ、給液口１５，１６にはそれぞれ試薬供給チューブを接続するするニップル１５ａ，１６ａが設けられている。
【００１７】
また、基板１には上端面から開口２，３へ連通する排液口１７，１８が設けられ、排液口１７，１８にはそれぞれ試薬排出チューブを接続するニップル１７ａ，１７ａが設けられている。
【００１８】
そして、熱伝導板４，５にはそれぞれ温度センサ１９，２０が設置されている。
ここで、基板１は板厚Ｔ＝６ｍｍのポリエーテルイミド板、樹脂フィルム６，７は厚さ０．２ｍｍのフッ素樹脂フィルムであり、予め熱伝導板４，５の表面に接着されている。熱伝導板４，５は厚さ３．０ｍｍのアルミニウム板である。断熱板１０，１１には、発泡ポリエチレンが用いられる。ここで、開口２，３はそれぞれ１３ｃｍの周長さＬと１０ｃｍ2の面積Ｓを有し、開口２，３によって形成される内部空間はそれぞれ６ｍＬの容積Ｖを有する。
【００１９】
そこで、本体１００の２つの内部空間へそれぞれニップル１５ａ，１６ａを介して６ｍＬの液体が供給され、フィルム状ヒータ８，９へ通電が行われると、フィルム状ヒータ８，９から熱伝導板４，５と樹脂フィルム６，７を介して液体へ熱が供給される。この時、開口２，３の各内部空間内の液体は、２７．８ｃｍ2（Ｌ×Ｔ＋２Ｓ）の表面積を有する壁面で囲まれ、その内、面積２０ｃｍ2（２×Ｓ）の壁面から、つまり全壁面の７２％、２Ｓ×１００／（Ｌ×Ｔ＋２Ｓ）の壁面からヒータ８，９の熱を受け取ることになる。従って、フィルム状ヒータ８，９の熱は液体に対して極めて効率よく伝達され高い熱交換効率が得られる。
【００２０】
図２は、この発明の液体加温器を駆動する電気配線図である。フィルム状ヒータ８，９および温度センサ１９，２０は温度制御回路６０に接続されている。温度制御回路６０は、温度センサ１９，２０から得られた温度情報に基づき、本体１００内に収容される液体の温度が目的の温度になるように、フィルム状ヒータ８，９への電力供給状態を制御する。この実施例では、一例として液体の温度を４７±２℃になるようにする。温度制御の方法としては公知技術を用いることができる。
【００２１】
ニップル１５ａ，１６ａから本体１００へ供給された液体は所定時間、本体１００内で保持され、目的の温度になった段階で排出されるようになっている。このように加温される液体としては、血液試料を希釈するための希釈液や、赤血球を溶血させるための溶血剤などが挙げられる。
【００２２】
図３は、図１と図２に示す液体加温器を２つ用いた血液分析装置、つまりフローサイトメータを示す構成説明図である。
同図において、先ず、バルブ２１を開き、試薬チャンバ２２とダイアフラムポンプ２３とを連通させる。次に、バルブ２４を開くと、陰圧２５により試薬（希釈液）がダイアフラムポンプ２３に１ｍＬだけ吸引される。バルブ２１，２４を閉、バルブ２６，２７を開にすると、陽圧２８により１ｍＬの試薬がダイアフラムポンプ２３から液体加温器本体１００ａへニップル１５ａを介して供給され加熱される。
【００２３】
以上の動作を複数回くり返すことにより、所定温度まで上昇した試薬がニップル１７ａから送出され、サンプリングバルブ２９の試薬流路２９ａを介して反応チャンバ３０の手前までの流路を満たす。
【００２４】
次に、シリンジ３１を作動させ試料チャンバ３２から試料（血液）をサンプリングバルブ２９の定量流路２９ｂへ吸引する。サンプリングバルブ２９を回転させ４μＬの試料を定量し、定量流路２９ｂを試薬流路２９ａと切換える。これによって、試料は試薬によって前後がはさまれる。そこで、上述のようにダイアフラムポンプ２３を作動させて本体１００ａから１ｍＬ試薬を送出すると、４μＬの試料が１ｍＬの試薬と共に反応チャンバ３０に流入し、反応チャンバ３０で撹拌されて希釈試料が作成される。
【００２５】
次に、バルブ３３，３４，３５を開にし、ダイアフラムポンプ３６に陰圧３７を印加すると、反応チャンバ３０とバルブ３４との間の流路が希釈試料で満たされる。バルブ３３，３４を閉にし、シリンジ３８を作動させると、希釈試料はシースフローセル３９内のノズル４０から吐出される。
【００２６】
一方、バルブ５７を開にすると、シース液がチャンバ４１から陽圧４２によりシースフローセル３９に供給され、ノズル４０から吐出される希釈試料を包み込んで、いわゆる、シースフローを形成する。そのシースフローに発光素子４３から光が照射され、希釈試料に含有される粒子からの散乱光や蛍光などの光が受光素子４４によって検出される。
【００２７】
分析部４５は検出された光強度に基づいて希釈試料中の粒子の特徴を分析する。そして、シースフローを形成した希釈試料とシース液は排液チャンバ４６へ排出される。
以上のようにして分析動作が終了すると、次に洗浄動作が行われる。
【００２８】
まず、バルブ４７，４８を開にする。洗浄液チャンバ４９に陽圧５０を印加して洗浄液を、バルブ４７，ニップル１６ａ，本体１００ａ，ニップル１８ａ，サンプリングバルブ２９，および反応チャンバ３０へと流し、反応チャンバ３０があふれる前にバルブ４７，４８を閉にする。
【００２９】
バルブ３３，３４，３５を開き、陰圧３７をダイアフラムポンプ３６に印加して、洗浄液を反応チャンバ３０からバルブ３３，３４を介してダイアフラムポンプ３６まで吸引する。バルブ３４，３５を閉、バルブ５１，５２を開にして陽圧５３をダイアフラムポンプ３６に印加すると、ダイアフラムポンプ３６の洗浄液はバルブ５１を介して排液チャンバ５４へ排出される。次に、バルブ５５を開くと、反応チャンバ３０の残りの洗浄液も排液チャンバ５４へ排出される。
【００３０】
次にバルブ４８，５６を開にし、洗浄液チャンバ４９に陽圧５０を印加すると、洗浄液は洗浄液チャンバ４９からバルブ５６，液体加温器本体１００ｂ，シリンジ３８，ノズル４０およびシースフローセル３９を経て排液チャンバ４６へ排出される。このようにして洗浄動作が終了する。なお、洗浄液も試薬と同様に液体加温器で加熱するのは、洗浄液によって流路を冷やさないためである。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、基板に液体を収容する開口を設け、開口の両側から加熱部材で液体を加熱するようにしたので、構成が簡単で、熱交換効率が高い液体加温器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の液体加温器を示す分解斜視図である。
【図２】この発明の実施例を制御する電気回路図である。
【図３】図１に示す液体加温器を用いた血液分析装置の構成説明図である。
【符号の説明】
１  基板
２  貫通開口
３  貫通開口
４  第１熱伝導板
５  第２熱伝導板
６  樹脂フィルム
７  樹脂フィルム
８  フィルム状ヒータ
９  フィルム状ヒータ
１０  断熱板
１１  断熱板
１２  Ｏリング
１３  ネジ穴
１４  ビス
１５  給液口
１５ａ  ニップル
１６  給液口
１６ａ  ニップル
１７  排液口
１７ａ  ニップル
１８  排液口
１８ａ  ニップル
１９  温度センサ
２０  温度センサ
１００  本体
１０１  第１密閉板
１０２  第２密閉板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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