(57)【要約】【課題】試料の直近に温度センサを設けることなく、演算により試料温度を予測可能として、高精度の温度制御を迅速に行なう。【解決手段】反応容器（１０）に熱を伝える熱伝導部材（３２）と、該熱伝導部材に対して発熱あるいは吸熱する熱電変換素子（３４）と、該熱電変換素子を駆動して温度を制御する温度制御器とから構成される分析機用恒温装置において、試料温度Ｔｓの元になる温度Ｔｓｏを検出又は設定する試料元温度検出／設定手段（６４）と、反応容器の外側の温度Ｔｂを検出する反応容器温度検出手段（４０）と、前記試料元温度と反応容器温度に基づいて熱流束を算出する熱流束算出手段と、該熱流束算出手段の算出結果から試料温度の温度変化を算出する試料温度算出手段と、該試料温度算出手段の算出結果に基づいて熱電変換素子を駆動する試料温度制御手段とを設ける。【選択図】図５
2005274152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器に熱を伝える熱伝導部材と、該熱伝導部材に対して発熱あるいは吸熱する熱電変換素子と、該熱電変換素子を駆動して温度を制御する温度制御器とから構成される分析機用恒温装置において、
試料温度の元になる温度を検出又は設定する試料元温度検出／設定手段と、
反応容器の外側の温度を検出する反応容器温度検出手段と、
前記試料元温度と反応容器温度に基づいて熱流束を算出する熱流束算出手段と、
該熱流束算出手段の算出結果から試料温度の温度変化を算出する試料温度算出手段と、
該試料温度算出手段の算出結果に基づいて熱電変換素子を駆動する試料温度制御手段と、
を設けたことを特徴とする分析機用恒温装置。
【請求項２】
前記熱流束算出手段は、熱流束を算出するための熱抵抗を、試料と反応容器の熱伝導率と伝熱面積と伝熱長さから算出し、前記試料温度算出手段は、温度変化を算出するための熱容量を、試料と反応容器の比熱と重量から算出することを特徴とする請求項１に記載の分析機用恒温装置。
【請求項３】
前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて熱伝導部材を加温あるいは冷却することを特徴とする請求項１又は２に記載の分析機用恒温装置。
【請求項４】
前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導部材を目標温度に戻すための過加熱戻しあるいは過冷却戻しのための、通常の温度制御とは異なる温度制御を行なうことを特徴とする請求項３に記載の分析機用恒温装置。
【請求項５】
前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導部材が目標温度に戻る時間を、熱伝導部材の熱容量と、戻すための熱量に基づいて算出することを特徴とする請求項４に記載の分析機用恒温装置。
【請求項６】
前記熱伝導部材が目標温度に戻るときの温度変化が、通常の温度制御を行なった場合に比べて緩慢になるように、戻すための熱量を、通常の温度制御に用いる最大熱量より少なくなるように制限することを特徴とする請求項４又は５に記載の分析機用恒温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析機用恒温装置に係り、特に、酵素免疫反応測定で用いられる、試料を収容する多数のウェルが設けられたマイクロプレートを、加熱あるいは冷却して反応を促進させる際に用いるのに好適な、分析機用恒温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病原菌の感染検査法の一種として、酵素免疫反応測定がある。この測定では、例えば特許文献１に記載されているように、マイクロプレートが用いられる。
【０００３】
マイクロプレート１０は、図１（ａ）（平面図）（ｂ）（側面図）（ｃ）（図１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図）に示す如く、例えばポリスチレン等の合成樹脂からなる平板状の成形品であり、長さｌが１２７ｍｍ、幅ｗが８５ｍｍ、高さｈが１５ｍｍ程度の大きさである。又、マイクロプレート１０には、試料を入れるための直径７ｍｍ程度のウェル１２が、例えば１２×８＝９６個設けられている。
【０００４】
各ウェル１２には、基本的には別々の検体（血液等）が注入される。そして、ウェル１２内で検体と試薬が混合されて、反応後の吸光度や発光度を測定して、陰性又は陽性の感染判定が行なわれる。ここで言う「試料」とは、この検体と試薬との混合物のことである。
【０００５】
ところで、酵素免疫反応測定では、マイクロプレート１０を加熱あるいは冷却する反応工程が含まれている。反応工程の温度は、４℃から３７℃といった範囲の中から、反応を促進する温度が選ばれる。この工程は、例えば図２に示す如く、標準液又は検体滴下後３７℃を６０分、酵素標識抗体滴下後３７℃を６０分、基質液滴下後２５℃（室温）を２０分といったように、１回の測定で数回行なわれる。
【０００６】
従来、マイクロプレートの加熱あるいは冷却方法としては、次のようなものがあった。
【０００７】
（１）図３（ａ）（平面図）（ｂ）（断面図）に示す如く、一定温度に保たれたアルミニウム材の熱伝導ブロック２０Ａ、２０Ｂ上にマイクロプレート１０を載置する方法（特許文献２参照）。
【０００８】
（２）循環している恒温水の上部に、マイクロプレートを配置する方法。
【０００９】
（３）循環している恒温空気の中に、マイクロプレートを配置する方法。
【００１０】
図３において、２２Ａ、２２Ｂはヒータ、２４は断熱材、２６Ａ、２６Ｂは温度センサである。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−９４６３４号公報
【特許文献２】特開平７−２６０６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
温度変化に要する時間は、目標温度近傍で反応が最も促進されるので、短いことが望ましいが、従来の方法には、次のような問題があった。
【００１３】
（１）の熱伝導ブロックと（２）の恒温水によるものは、熱伝導によりマイクロプレートの底面に熱を伝えるが、ポリスチレンの熱伝導率が低いことから、試料が目標温度になるまでの時間が長い。
【００１４】
（３）の恒温空気によるものは、空気の熱容量が少ないことから、熱伝達効率が悪く、（１）（２）以上に目標温度になるまでの時間が長い。
【００１５】
（２）の恒温水によるものは、循環水の熱容量が大きく、短時間で温度を変更することができない。
【００１６】
加えて、試料に対する温度制御に対して、次のような問題があった。
【００１７】
試料温度が目標値を越えると試料が分解してしまう恐れがある。酵素免疫反応測定では、汚染を防ぐために試料の温度を直接測ることができない。又、各ウェル１２間の温度が均一となるように、図４（ｂ）に示すマイクロプレート１０と断熱材３８の隙間Ｃは最小限とされ、ここに非接触の温度センサを設けることができない。従って、図３に示したように、試料から離して温度センサ２６Ａ、２６Ｂを設けるが、急速な加熱や冷却を伴う制御を行なうと、熱時定数によって行き過ぎ（オーバーシュート）が生じ、試料の温度が目標値を越えてしまう。緩慢な制御によって行き過ぎを防いでいるが、このことも温度変化時間が長くなる要因となっている。
【００１８】
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、試料の直近に温度センサを設けることなく、演算により試料温度を予測可能として、高精度の温度制御を迅速に行なうことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、反応容器に熱を伝える熱伝導部材と、該熱伝導部材に対して発熱あるいは吸熱する熱電変換素子と、該熱電変換素子を駆動して温度を制御する温度制御器とから構成される分析機用恒温装置において、試料温度の元になる温度を検出又は設定する試料元温度検出／設定手段と、反応容器の外側の温度を検出する反応容器温度検出手段と、前記試料元温度と反応容器温度に基づいて熱流束を算出する熱流束算出手段と、該熱流束算出手段の算出結果から試料温度の温度変化を算出する試料温度算出手段と、該試料温度算出手段の算出結果に基づいて熱電変換素子を駆動する試料温度制御手段とを設けることにより、前記課題を解決したものである。
【００２０】
又、前記熱流束算出手段は、熱流束を算出するための熱抵抗を、試料と反応容器の熱伝導率と伝熱面積と伝熱長さから算出し、前記試料温度算出手段は、温度変化を算出するための熱容量を、試料と反応容器の比熱と重量から算出するようにしたものである。
【００２１】
又、前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて熱伝導部材を加温あるいは冷却するようにしたものである。
【００２２】
又、前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導部材を目標温度に戻すための過加熱戻しあるいは過冷却戻しのための、通常の温度制御とは異なる温度制御を行なうようにしたものである。
【００２３】
又、前記試料温度制御手段は、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導部材が目標温度に戻る時間を、熱伝導部材の熱容量と、戻すための熱量に基づいて算出するようにしたものである。
【００２４】
又、前記熱伝導部材が目標温度に戻るときの温度変化が、通常の温度制御を行なった場合に比べて緩慢になるように、戻すための熱量を、通常の温度制御に用いる最大熱量より少なくなるように制限するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、演算によって試料温度が予測できるので、目標温度を越えることがなく、又、分注量や目標温度を変えても、ほぼ同じ性能を得ることができる。又、試料の周囲に温度センサを設ける必要が無いので、隙間を大きくした場合のようにインキュベータ等の恒温装置内に温度差が生じることがなく、信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【００２６】
特に、熱伝導部材を試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却するようにした場合には、急速な加熱あるいは冷却を行なうことで、効率を大幅に向上できる。
【００２７】
又、過加熱あるいは過冷却から戻す際の熱量を制限するようにした場合は、ウェル間に温度差が生じることがなく、信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を参照して、酵素免疫反応測定で用いられるインキュベータに適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態を示すインキュベータ３０の構成図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図４において、３２は熱伝導ブロック、３４は、熱電変換素子であるペルチェ素子、３６は放熱板、３８は断熱材、４０は、ペルチェ素子３４の上面温度と略同じ熱伝導ブロック３２の下側温度（以下ブロック温度と称する）Ｔｂを検出するための温度センサ（以下ブロック温度センサとも称する）、４２は、例えば光の通過の有無により熱伝導ブロック３２上にマイクロプレート１０が載置されたことを検出するためのプレートセンサである。
【００３０】
図５は機能ブロックである。図５において、５０は上位コントローラ、５２は液温コントローラ、５４は比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラ、５６は、インキュベータ３０のペルチェ素子３４を駆動するためのペルチエドライバ、６０は分注部、６４は、図６に示す如く、該分注部６０の分注台６２の底面に配設された、マイクロプレート１０のウェル１２内に収容されている試料の温度を検出するための試料元温度センサである。
【００３１】
なお、分注部６０は、分注台６２に試料元温度センサ６４が設けられている点を除き、特許文献１や特許文献２に記載されているものと同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００３２】
以上の構成において、酵素免疫反応測定を例に説明すると、まず上位コントローラ５０の指示により、分注部６０で、予め試薬を固相化されたマイクロプレート１０の９６個のウェル１２に対して、検体の定量（本例では１００μｌ）分注が開始される（特許文献１や特許文献２参照）。同時に、液温コントローラ５２に対して、１回目の反応工程として、分注量１００（μｌ）と温度データ３７（℃）の指令が送られる。
【００３３】
以下、液温コントローラ５２の動きを、図７の流れ図に従って詳細に説明する。
【００３４】
動作を開始すると、ステップＳ１で、インキュベータ３０が維持すべき目標温度Ｔｔと、ウェル１２内の試料温度Ｔｓと、前記ブロック温度Ｔｂの各変数にデフォルト値（例えば室温の２５（℃））を初期設定する。
【００３５】
次にステップＳ２で、ウェル１２に収容されている液量を表わすウェル液量Ｖｗの変数に１００（μｌ）を初期設定する。
【００３６】
次にステップＳ３で、ＰＩＤコントローラ５４に対して、制御温度が目標温度を越えてしまったオーバーシュートを解消するための過加熱戻し（過熱戻しとも称する）の際の加熱量制限と過冷却戻し（過冷戻しとも称する）の際の吸熱量制限を解除し、目標温度Ｔｔのデータを指令する。
【００３７】
ＰＩＤコントローラ５４は、受け取ったデータの温度（Ｔｔ）となるようにブロック温度センサ４０の読込データＴｂに基づいてＰＩＤ（比例・積分・微分）演算を行ない、演算出力をペルチエドライバ５６に指令する。このＰＩＤ演算は、熱量データを操作変数として演算し、加熱量制限や吸熱量制限が有効とされているときは、受け取った加熱量制限値あるいは吸熱量制限値に応じて演算出力に制限を加える。出力される熱量データは、例えば正で加熱、負で吸熱を表わす。
【００３８】
前記ペルチエドライバ５６は、受け取った熱量データに相当する熱量をペルチエ素子３４が発生するように、ペルチエ素子３４に加える電流の量と方向を制御する。本例では、加熱量は最大１５０Ｗ、吸熱量は最大７０Ｗが可能とされている。
【００３９】
次にステップＳ４で、プレートセンサ４２の出力を確認する。このプレートセンサ４２は、マイクロプレート１０がインキュベータ３０内の熱伝導ブロック３２に載置されるとオンになる。検体分注の間、マイクロプレート１０は分注部６０にあり、インキュベータ３０内には無いので、ステップＳ５に進む。
【００４０】
ステップＳ５では、マイクロプレート１０への分注に伴って上位コントローラ５０から送られる、ウェル１２内の液量を示す液量データを受信したか否かを確認する。ここでは、先に指令されているのでステップＳ６に進む。
【００４１】
ステップＳ６では、液量データをウェル液量Ｖｗに設定する。
【００４２】
次にステップＳ７で、反応工程で試料が有すべき温度を示す温度データを受信したか否かを確認する。ここでは、先に指令されているので、ステップＳ８に進む。
【００４３】
ステップＳ８では、温度データを目標温度Ｔｔに設定する。
【００４４】
次にステップＳ９で、目標温度ＴｔのデータをＰＩＤコントローラ５４に指令する。
【００４５】
次にステップＳ１０で、試料元温度センサ６４が試料温度Ｔｓの初期値となる試料元温度Ｔｓｏを検出したかどうかを確認する。本例では、試料元温度センサ６４は、高精度なデータが得られるよう１秒毎に温度を検出する。検出した場合はステップＳ１１に進む。
【００４６】
ステップＳ１１では、検出した温度データＴｓｏを試料温度Ｔｓに初期値として設定する。なお、試料元温度Ｔｓｏが既定値である場合は、実測することなく、設定値として直接与えることも可能である。
【００４７】
次にステップＳ４に戻り、以後、マイクロプレート１０がインキュベータ３０の熱伝導ブロック３２上に置かれて、プレートセンサ４２がオンになるまで、ステップＳ４からＳ１１までを繰り返す。
【００４８】
ここで酵素免疫反応測定に戻る。上位コントローラ５０は、マイクロプレート１０内の全てのウェル１２に対して検体を分注し終えると、図示しないハンドリング装置によりマイクロプレート１０をインキュベータ３０の熱伝導ブロック３２上に移送し、載置する。
【００４９】
再び図７に戻り、ステップＳ４でプレートセンサ４２を確認する。今回はマイクロプレート１０が熱伝導ブロック３２上に載置されているので、プレートセンサ４２はオンになり、ステップＳ１１に進む。
【００５０】
ステップＳ１１では、ウェル液量Ｖｗから、冷却時の熱抵抗Ｒｓｃと、加熱時の熱抵抗Ｒｓｈと、熱容量Ｈｓを算出する。
【００５１】
マイクロプレート１０に収容している全ての試料の厚さＬｗは、
Ｌｗ＝Ｖｗ／Ｓｗ                    …（１）
Ｓｗ：ウェル１２の底面積
熱抵抗Ｒｗは、
Ｒｗ＝Ｌｗ／（λｗ×Ｓｗ×９６）    …（２）
λｗ：水の熱伝導率
重さＷｗは、
Ｗｗ＝Ｖｗ×ρｗ×９６              …（３）
ρｗ：水の密度
熱容量Ｈｗは、
Ｈｗ＝Ｗｗ×Ｃｗ                      …（４）
Ｃｗ：水の比熱
である。
【００５２】
又、マイクロプレート１０の熱抵抗Ｒｐは、
Ｒｐ＝Ｌｐ／（λｐ×Ｓｐ）            …（５）
Ｌｐ：底の厚み
λｐ：ポリスチレンの熱伝導率
Ｓｐ：底の面積
熱容量Ｈｐは、
Ｈｐ＝Ｗｐ×Ｃｐ                      …（６）
Ｗｐ：重さ
Ｃｐ：ポリスチレンの比熱
冷却時の熱抵抗Ｒｓｃは、
Ｒｓｃ＝Ｒｗ＋Ｒｐ                    …（７）
加熱時の熱抵抗Ｒｓｈは、
Ｒｓｈ＝Ｒｗ×０．９＋Ｒｐ            …（８）
０．９：対流のための補正係数
熱容量Ｈｓは、
Ｈｓ＝（Ｈｗ＋Ｈｐ）×０．７          …（９）
０．７：底付近の試料温度を制御するための補正係数
である。
【００５３】
マイクロプレート１０の熱抵抗の計算では、ポリスチレンの熱伝導率（０．１４Ｗ／ｍＫ）が小さいため、ウェル１２の円筒状側面部分は省略する。
【００５４】
次にステップＳ１２で、目標温度Ｔｔと試料温度Ｔｓの差を確認する。温度差が−１℃を越える場合はステップＳ１３、１℃を越える場合はステップＳ１５、−１℃から１℃の範囲内であればステップＳ１７に夫々分岐する。
【００５５】
ここでは、先の指令で目標温度Ｔｔは３７℃なので、試料温度Ｔｓが２３℃だとしてステップＳ１５に進む。
【００５６】
ステップＳ１５では、変数の制御状態Ｓｔに「加熱」をセットする。
【００５７】
次にステップＳ１６で、ＰＩＤコントローラ５４に対して、目標温度より１０℃高いＴｔ＋１０の温度データを指令して、加熱を促進する。
【００５８】
一方、ステップＳ１３に進んだ場合は、制御状態Ｓｔに「冷却」をセットし、ＰＩＤコントローラ５４に対して、目標温度より１０℃低いＴｔ−１０の温度データを指令して、冷却を促進する。
【００５９】
ステップＳ１７に進んだ場合は、制御状態Ｓｔに「通常」をセットし、目標温度Ｔｔをそのまま指令する。
【００６０】
次にステップＳ１９で、プレートセンサ４２を確認する。ここでは、マイクロプレート１０が載置されているのでオンでステップＳ２０に進む。
【００６１】
ステップＳ２０では、温度データの受信を確認する。マイクロプレート１０を載置してから目標温度Ｔｔを変更した場合は、ステップＳ４２で目標温度Ｔｔを更新し、ステップＳ４３で加熱量制限と吸熱量制限の解除を行ない、ステップＳ１２に戻る。本例では３７℃に設定済みであるからステップＳ２１に進む。
【００６２】
ステップＳ２１では、制御状態Ｓｔを確認する。「通常」であればステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９からＳ２１までを繰り返す。ここでは先に「加熱」が設定されているのでステップＳ２２に進む。
【００６３】
ステップＳ２２では、ブロック温度センサ４０が温度を検出したか否かを確認する。本例では、ブロック温度センサ４０は高精度のデータが得られるよう１秒毎に温度を検出する。検出した場合は、ステップＳ２３に進む。検出していなければステップＳ１９に戻る。
【００６４】
ステップＳ２３では、検出した温度データをブロック温度Ｔｂに設定する。
【００６５】
次にステップＳ２４で、制御状態Ｓｔを確認する。「加熱」又は目標温度を上にオーバーシュートしたときの「過熱戻し」であればステップＳ３５に、「冷却」又は目標温度を下にオーバーシュートしたときの「過冷戻し」ならばステップＳ２５に分岐する。ここでは先に「加熱」が設定されているのでステップＳ３５に進む。
【００６６】
ステップＳ３５では、例えば次式を用いて、試料温度Ｔｓとブロック温度Ｔｂの差ｄｉｆと加熱時の熱抵抗Ｒｓｈから熱流束ｆｌｕｘを算出し、
ｄｉｆ＝Ｔｂ−Ｔｓ                …（１０）
ｆｌｕｘ＝ｄｉｆ／Ｒｓｈ            …（１１）
熱容量Ｈｓから、試料温度Ｔｓを更新する。
【００６７】
即ち、次式で求めた温度変化ΔＴｓ
ΔＴｓ＝θ×ｆｌｕｘ／Ｈｓ          …（１２）
θ：温度検出間隔（１秒）
により、試料温度Ｔｓを次式のように更新する。
【００６８】
Ｔｓ＝Ｔｓ＋ΔＴｓ                  …（１３）
【００６９】
次にステップＳ３６で、制御状態Ｓｔを確認する。「加熱」でステップＳ３７、「過熱戻し」でステップＳ３１に分岐する。ここでは、先に「加熱」が設定されているのでステップＳ３７に進む。
【００７０】
ステップＳ３７では、吸熱量制限値ＱｍＬｍ（本例では−５Ｗ）から戻り時間ｔｍを算出する。即ち、超過温度Ｔｏｖが、
Ｔｏｖ＝Ｔｔ−Ｔｂ                …（１４）
である時の戻り時間ｔｍは、次式で求められる。
【００７１】
ｔｍ＝Ｈｂ×Ｔｏｖ／ＱｍＬｍ      …（１５）
Ｈｂ：熱伝導ブロック３２の熱容量
【００７２】
次いで、試料の到達温度Ｔｒを次式により予測する。
【００７３】
Ｔｒ＝（ΔＴｓ／θ）×ｔｍ×０．５      …（１６）
０．５：戻りの中間
【００７４】
次にステップＳ３８で、予測した到達温度Ｔｒが目標温度Ｔｔ以上になるか否かを確認する。予測した到達温度Ｔｒが目標温度Ｔｔ未満であればステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９からＳ３８までを繰り返す。
【００７５】
一方、時間経過により、予測した到達温度Ｔｒが目標温度Ｔｔ以上になるとステップＳ３９に進む。
【００７６】
ステップＳ３９では、吸熱量制限値ＱｍＬｍで吸熱量制限を設定し、目標温度Ｔｔで温度データをＰＩＤコントローラ５４に指令する。
【００７７】
次にステップＳ４０で、制御状態Ｓｔに「過熱戻し」を設定し、ステップＳ１９に戻る。次の流れではステップＳ３６の分岐判断でステップＳ３１に進む。
【００７８】
ステップＳ３１では、戻り時間ｔｍを次式により減算する。
【００７９】
ｔｍ＝ｔｍ−θ                    …（１７）
【００８０】
ステップＳ３２では、戻り時間ｔｍを確認して、過熱温度を戻し終えたか否かを判断する。未だであれば、ステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９からＳ３２までを繰り返す。時間経過により戻し終えるとステップＳ３３に進む。
【００８１】
ステップＳ３３では、加熱量制限と吸熱量制限の解除をＰＩＤコントローラ５４に指令する。
【００８２】
次にステップＳ３４では、制御状態Ｓｔに「通常」をセットする。以後、マイクロプレート１０が取り除かれるまで、ステップＳ１９からＳ２１までを繰り返す。
【００８３】
上位コントローラ５０によりマイクロプレート１０が熱伝導ブロック３２から移送されると、ステップＳ１９のプレートセンサオフ判断によりステップＳ４４に進む。
【００８４】
ステップＳ４４では、加熱量制限と吸熱量制限の解除と、目標温度Ｔｔの温度データをＰＩＤコントローラ５４に指令する。これ以降はステップＳ４からＳ１０までを繰り返し、次の反応工程を待つ。
【００８５】
一方、目標温度Ｔｔが試料温度Ｔｓより１℃以上低い場合は、ステップＳ１３とＳ１４を経由した後、制御状態が「冷却」でステップＳ１９からＳ２８を繰り返す。
【００８６】
又、予測した試料の到達温度Ｔｒが目標温度Ｔｔ以下と判断すると、ステップＳ２９とＳ３０を経由した後、制御状態が「過冷戻し」でステップＳ１９からＳ３２までを繰り返す。その後は加熱時と同じ流れとなる。ステップＳ２５からＳ３０までについては、熱流束を冷却時の熱抵抗Ｒｓｃにより求めることと、加熱量制限値ＱｐＬｍ（本例では５Ｗ）で戻り時間ｔｍを算出し、ＰＩＤコントローラ５４に加熱量制限を指令することが加熱時と異なる。
【００８７】
図８に４℃のインキュベータ内に室温のマイクロプレートを入れただけの従来例（ａ）と本発明による液温制御を行なった場合の例（ｂ）を比較して示す。本発明による場合の方が応答速度が速いことが明らかである。
【００８８】
本実施形態においては、熱流束を算出するための熱抵抗を、試料と反応容器（マイクロプレート）の熱伝導率と伝熱面積と伝熱長さから算出し、試料温度を算出する際に、温度変化を算出するための熱容量を、試料と反応容器の比熱と重量から算出するようにしているので、熱抵抗や熱容量を容易に求めることができる。なお、他の方法で熱抵抗や熱容量を求めることも可能である。
【００８９】
又、本実施形態においては、試料の目標温度を１０℃を越えて熱伝導ブロックを加温あるいは冷却するようにしているので、目標温度への到達時間を短縮することができる。なお、目標温度を越える温度差は１０℃に限定されず、他の温度差としたりすることも可能である。
【００９０】
又、本実施形態においては、熱伝導ブロックが目標温度に戻るときの温度変化が、通常の温度制御を行なった場合に比べて緩慢になるように、戻すための熱量を、通常の温度制御に用いる最大熱量より少なくなるように制限することにより、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導ブロックを目標温度に戻すための過熱戻しあるいは過冷戻しのための制御を行なうようにしたので、簡単な方法で、過熱戻しあるいは過冷戻しのための温度制御を行なうことができる。なお、過熱戻しあるいは過冷戻しのための温度制御を行なう方法は、これに限定されず、例えば熱電変換素子の特性に応じて過熱戻しと過冷戻しで制限値を変えたり、他の方法で行なったり、あるいは、いずれか一方又は両者を省略することも可能である。
【００９１】
又、本実施形態においては、試料の目標温度を越えて加温あるいは冷却された熱伝導ブロックが目標温度に戻る時間を、熱伝導ブロックの熱容量と、戻すための熱量に基づいて算出するようにしているので、目標温度に戻る時間を容易に求めることができる。なお、他の方法で目標温度に戻る時間を求めることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
なお、前記実施形態では、演算に関する変数は、液温データの上位コントローラから指令するようにしているが、他に、マイクロプレートに関しての熱伝導率、重量、比熱や厚み等を指令しても良いし、試料に関する情報を指令するようにしても良い。又、９６穴のマイクロプレートだけでなく、３８４穴のマイクロプレートや、他の反応容器一般に適用できる。
【００９３】
又、前記実施形態では、上位コントローラにより分注やマイクロプレートの移送を行なっているが、インキュベータ単体で使用してもよい。その際は、人手による搬入、搬出でもよい。
【００９４】
更に、前記実施形態では、熱伝導ブロックをアルミニウム材質としているが、銅を用いたり、グラファイト等に一部を代えて熱容量を下げ、更に効率を上げても良い。
【００９５】
又、熱流束や試料温度の算出に用いる熱抵抗や熱容量の値を、算出前に変更するパラメータ変更手段を更に設けてもよい。
【００９６】
プレートセンサも、光の通過を検出するものに限定されず、例えばリンクの動きを機械的に検知するものでも良い。
【００９７】
又、熱電変換素子も、ペルチェ素子単体に限定されず、ペルチェ素子とヒータを組み合わせたり、ヒータのみとしてもよい。
【００９８】
恒温装置の種類も、酵素免疫反応測定用のインキュベータに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】反応容器の一種であるマイクロプレートを示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図及び（ｃ）断面図
【図２】酵素免疫反応測定における温度変化状態の例を示す線図
【図３】特許文献２に記載されたマイクロプレートの温度調節装置の構成を示す（ａ）平面図及び（ｂ）断面図
【図４】本発明の実施形態におけるインキュベータを示す（ａ）平面図及び（ｂ）断面図
【図５】同じく機能ブロック図
【図６】同じく分注台を示す断面図
【図７ａ】本発明の液温コントローラにおける制御手順の前半を示す流れ図
【図７ｂ】同じく後半を示す流れ図
【図８】（ａ）従来例と（ｂ）本発明の実施例における試料温度の変化状態を比較して示す線図
【符号の説明】
【０１００】
１０…マイクロプレート
１２…ウェル
３０…インキュベータ
Ｔｔ…目標温度
３２…熱伝導ブロック
３４…ペルチェ素子
４０…ブロック温度センサ
Ｔｂ…ブロック温度
４２…プレートセンサ
５０…上位コントローラ
５２…液温コントローラ
５４…ＰＩＤコントローラ
５６…ペルチェドライバ
６０…分注部
６２…分注台
６４…試料元温度センサ
Ｔｓｏ…試料元温度
Ｔｓ…試料温度
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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