(57)【要約】生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリは、試料ブロックと、加熱及び冷却要素と、表面を含むヒートシンクと、を含み、該表面は、加熱及び冷却要素と係合して、ヒートシンク上に加熱及び冷却要素を保持するための複数の突起部を含む。生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリは、加熱及び冷却要素と、加熱及び冷却要素と熱的に結合されるように構成された下面を含む試料ブロックと、試料ブロックの下面の１つ以上の溝を通って延在するように構成された１つ以上の温度センサと、１つ以上の温度センサと加熱及び冷却要素との間の１つ以上のサーマルパッドと、を含む。
2018533913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリであって、
試料保持器を収容するように構成された試料ブロックであって、前記試料保持器が、複数の試料を受容するように構成された、試料ブロックと、
加熱及び冷却要素と、
表面を含むヒートシンクであって、前記表面が、前記加熱及び冷却要素と係合して、前記加熱及び冷却要素を前記ヒートシンク上に保持するための複数の突起部を含む、ヒートシンクと、を備える、サーマルブロックアセンブリ。
【請求項２】
前記試料ブロックと、熱電デバイスとを熱的に結合するための熱伝導体をさらに備え、
前記熱伝導体が、複数の開口部を含み、前記ヒートシンクの前記表面上の前記複数の突起部が、熱伝導体の前記複数の開口部と係合するように構成されている、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項２】
前記複数の突起部が、複数の隆起部を含む、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項３】
加熱及び冷却要素が、複数の隣接した熱電デバイスを含み、前記複数の突起部が、前記隣接した熱電デバイスの各々間に延在するように構成されている、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項４】
前記ヒートシンクが、周縁部をさらに含み、前記周縁部が、加熱及び冷却要素の周縁部と係合するように構成された複数の外周突起部を含む、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項５】
前記複数の突起部が、複数の行及び列の形で配置されている、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項６】
前記加熱及び冷却要素が、６つの隣接した熱電デバイスを含み、前記複数の突起部が５列に配置されている、請求項１に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項７】
生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリであって、
加熱及び冷却要素と、
試料保持器を収容するように構成された、１つ以上の空洞を有する上面を有する試料ブロックであって、前記試料ブロックが、前記加熱及び冷却要素と熱的に結合されるように構成された下面を含み、前記下面が、１つ以上の溝を含む、試料ブロックと、
前記試料ブロックの前記下面の前記１つ以上の溝を通って延在するように構成された１つ以上の温度センサと、
前記１つ以上の温度センサと加熱及び冷却要素との間の１つ以上のサーマルパッドと、を備える、サーマルブロックアセンブリ。
【請求項８】
前記１つ以上のサーマルパッドが、前記１つ以上の温度センサに隣接して、前記溝内に位置づけられている、請求項７に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項９】
前記試料ブロックが、３８４個の空洞を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のサーマルブロックアセンブリ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のサーマルブロックアセンブリを備える、生物学的分析システム。
【請求項１１】
複数の試料を受容するように構成された試料保持器と一緒に使用するための生物学的分析システムであって、
前記試料保持器を収容するように構成された試料ブロックと、
加熱及び冷却要素と、
ヒートシンクと、
前記試料保持器が前記試料ブロック上に位置づけられたとき、前記試料ブロックと係合して、前記試料保持器内の前記複数の試料から前記加熱及び冷却要素ならびに前記ヒートシンクをシーリングするためのドリップパンであって、前記ドリップパンが、前記試料保持器を前記試料ブロックから押し出すための押し出し機構を含む、ドリップパンと、を備える、生物学的分析システム。
【請求項１２】
前記押し出し機構が、１つ以上のキャップを含み、各キャップが、キャップカバー及び少なくとも１つのばねを含む、請求項１１に記載の生物学的分析システム。
【請求項１３】
前記１つ以上のキャップの各々が、ハウジングによって前記ドリップパンと結合され、前記ハウジングが、肩部を有し、前記キャップカバーが外縁部を含み、前記肩部が、前記外縁部と係合するように構成されている、請求項１２に記載の生物学的分析システム。
【請求項１４】
前記押し出し機構が、１つ以上の押し出しプレートを含み、各押し出しプレートが、少なくとも１つの肩部ねじ及び少なくとも１つのばねを含む、請求項１１に記載の生物学的分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、２０１５年９月１５日出願の米国特許仮出願第６２／２７０，９４８号、及び２０１５年１２月２２日出願の米国特許仮出願第６２／２７０，９７５号からの優先権を主張し、これらの両方とも、本明細書に参照により組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、生物学的分析のためのシステム及び方法、より具体的には、サーマルサイクラー及びそれらを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
生体試料または化学試料の試験は、多くの場合、複数の試料を反復して一連の温度サイクルに供するためのデバイスを必要とする。そのようなデバイスは、サーマルサイクラーまたはサーモサイクリングデバイスと説明され、特定の温度サイクルを生成するため、すなわち所定の時間間隔で維持される反応槽で所定の温度を設定するために使用される。
【０００４】
一般に、ＰＣＲの場合、いくつかの理由で、試料温度をできるだけ迅速にサイクルで必要とされる温度間で変化させることが望ましい。まず、化学反応は、その化学反応の各段階の各々に関して最適温度を有するため、最適ではない温度でより短い時間を費やすことが、より良好な化学結果が達成されることを意味する。次に、最小サイクル時間を設定する任意の所与の設定点での最小時間が通常必要とされ、設定値間の遷移で費やされるあらゆる時間が、この最小時間を増加させる。通常、サイクル数はかなり大きいため、この遷移時間は、増幅を完了させるのに必要な合計時間を著しく増加させ得る。
【０００５】
試料ブロックが温度を変化させるに従い、様々なウェル内の試料は、類似した温度変化を経験する。多くの場合、温度勾配がサーマルブロックアセンブリ内で存在し、該サイクル内の特定の時間に、他の材料とは異なる温度を有することを生じさせる。さらに、加熱及び冷却要素、試料ブロック、ならびに試料からの熱の変換に遅延が存在し、これらの遅延は、試料ブロック全体にわたって異なり得る。これらの温度差及び熱変換における遅延は、ＰＣＲプロセスの収率が、試料ブロックにおける試料の位置によって試料間で異なる原因となる。試料ブロックにおける試料の位置から生じる、ＰＣＲプロセスからの収率における差は、ＰＣＲ反応から得られたデータの信頼度を減少させ得る。さらに、ヒートシンクにおける不規則さは、試料ブロックの加熱及び冷却において、偏差を生み出し得る。これは、試料ブロック、加熱及び冷却要素、ならびにヒートシンクの相対的位置を維持するためにネジまたはクランプを利用するデバイスにおける特有の問題である。ＰＣＲプロセスをうまく、効率的に、かつ正確に行うために、これらの時間遅延及び温度の不規則さは、できる限り最小化するべきである。
【０００６】
上記の欠点のうちの１つ以上に対処する改善された生物学的分析システムを提供する高まる必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態において、生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリは、試料保持器を収容するように構成された試料ブロックと、複数の試料を受容するように構成された試料保持器と、加熱及び冷却要素と、表面を含むヒートシンクと、を含む。該表面は、加熱及び冷却要素と係合して、加熱及び冷却要素をヒートシンク上に保持するための複数の突起部を含む。
【０００８】
別の実施形態において、生物学的分析システムで使用するためのサーマルブロックアセンブリは、加熱及び冷却要素と、試料保持器を収容するように構成された、１つ以上の空洞を有する上面を有する試料ブロックと、を含む。試料ブロックは、加熱及び冷却要素と熱的に結合するように構成された下面を含み、該下面は、１つ以上の溝を含む。サーマルブロックアセンブリは、試料ブロックの下面の１つ以上の溝を通って延在するように構成された１つ以上の温度センサと、１つ以上の温度センサと加熱及び冷却要素．との間の１つ以上のサーマルパッドと、をさらに含む。
【０００９】
別の実施形態において、複数の試料を受容するように構成された試料保持器と一緒に使用するための生物学的分析システムは、試料保持器を収容するように構成された試料ブロックと、加熱及び冷却要素と、ヒートシンクと、ドリップパンと、を含む。ドリップパンは、試料保持器が試料ブロック上に位置づけられたとき、試料ブロックと係合して、加熱及び冷却要素ならびにヒートシンクを試料保持器内の複数の試料からシーリングするためのものである。ドリップパンは、試料保持器を試料ブロックから押し出すための押し出し機構を含む。
【００１０】
本発明の様々な追加の特徴及び利点が、添付の図面と合わせて取り入れられる例示的実施形態の以下の詳細な説明を概観すると、当業者にはより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本明細書に組み込まれ、本明細書を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例示し、上に示される本発明の概要及び以下に示される詳細な説明と一緒に、本発明を説明するのに役立つ。
【００１２】
【図１】一実施形態に従う生物学的分析システムの斜視図である。
【図２】図１の生物学的分析システムの一部の斜視図である。
【図３】図１の生物学的分析システムの一部の斜視図である。
【図４】図２の生物学的分析システムの一部の分解図である。
【図５】図１の生物学的分析システムのサーマルブロックアセンブリの斜視図である。
【図６】試料ブロックを取り除いた図５のサーマルブロックアセンブリの一部の分解図である。
【図７】図５のサーマルブロックアセンブリの試料ブロックの斜視図である。
【図８】図７の試料ブロックの底面及び関連する構成要素の斜視図である。
【図９】図８の試料ブロックの底面及び関連する構成要素の分解図である。
【図１０】図１の生物学的分析システムのドリップパン及び押し出し機構の斜視図である。
【図１１】図１０の押し出し機構の拡大図である。
【図１２Ａ】キャップが押し下げられた状態．にある図１１の１２Ａ−１２Ａの線に沿ってとった押し出し機構の断面図である。
【図１２Ｂ】キャップが押し下げられた状態にある図１１の１２Ｂ−１２Ｂの線に沿ってとった押し出し機構の断面図である。
【図１３Ａ】キャップが伸長した状態にある．図１１の１２Ａ−１２Ａの線に沿ってとった押し出し機構の断面図である。
【図１３Ｂ】キャップが伸長した状態にある図１１の１２Ｂ−１２Ｂの線に沿ってとった押し出し機構の断面図である。
【図１４】一実施形態に従う押し出し機構の分解図である。
【図１５Ａ】押し出し機構が係合状態にある図１４の押し出し機構の断面図である。
【図１５Ｂ】押し出し機構が脱係合状態にある図１４の押し出し機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜３を参照すると、本発明の例示される実施形態に従って構築された生物学的分析システム、サーマルサイクラーシステム１０が示される。サーマルサイクラーシステム１０は、図４に示される押し出し機構（以下にさらに考察される）を含むドリップパン１２及びサーマルブロックアセンブリ１４を含む。ドリップパン１２は、ドリップパン１２上の環境条件からサーマルブロックアセンブリ１４の構成要素をシーリングする。図５に最もよく示されるように、サーマルブロックアセンブリ１４は、試料ブロックアセンブリ１６と、加熱及び冷却要素１８と、熱交換器またはヒートシンク２４と、を含む。試料ブロックアセンブリ１６は、試料ブロック２０及び試料保持器２２（図１２Ａ及び１２Ｂに示される）を含む。試料ブロック２０は、複数の空洞２６を含み、複数のウェル２８内に複数の生体試料または生化学試料を含む、対応するように成形された試料保持器２２が装着されるように構成されている。サーマルサイクラーシステム１０のさらなる詳細は、以下に論じられる。
【００１４】
図６を参照すると、サーマルブロックアセンブリ１４の加熱及び冷却要素１８がより詳細に示される。加熱及び冷却要素１８は、試料ブロック２０を均一に加熱及び冷却するのに使用され、加熱及び冷却要素１８は、試料保持器２２のウェル２８内の試料に及び該試料から熱を伝達する。加熱及び冷却要素１８は、例えば、ペルチェデバイス等の熱電デバイス３２を含んでもよい。加熱及び冷却要素１８は、６つの熱電デバイス３２を含んで示されているが、熱電デバイス３２の数は、コスト、所望される独立した区域の数、及び試料ブロック２０の大きさを含むが、これらに限定されないいくつかの要素に応じて変化し得ることが理解される。
【００１５】
図６をさらに参照すると、サーマルブロックアセンブリ１４のヒートシンク２４が、より詳細に示される。ヒートシンク２４は、ヒートシンク２４に対する熱電デバイス３２の位置を固定するための支柱または隆起部等の突起部を含む。この点に関して、ヒートシンク２４は、列及び行の形で配置された隆起部３４を含む。例示される実施形態において、隆起部３４の列は、隣接した熱電デバイス３２間の間隙と一直線になっている。換言すれば、隆起部３４は、加熱及び冷却要素１８を通って延在し、個々の熱電デバイス３２の隣接した縁部３６と係合するように構成されている熱電デバイス３２の数に応じて、隆起部３４の数及び構成が調整され得ることが理解されるべきである。通常、ヒートシンク２４の表面上の不規則さは、ヒートシンク２４による熱の不均一な放散をもたらし、これは、試料ブロック２０内に位置づけられた試料保持器２２内の試料の不均一な加熱及び冷却をもたらし得る。隆起部３４が熱電デバイス３２の表面よりも隣接した縁部３６と係合するため、隆起部３４は、ヒートシンク２４と熱電デバイス３２との間の熱分配に著しい不規則さをもたらさない。ヒートシンク２４は、ヒートシンク２４の周縁部４０の周りに配置された隆起部３８も含む。隆起部３８は、加熱及び冷却要素１８の周縁部４２と係合するように構成されている。この配置において、隆起部３４、３８は、熱分配の均一性を保ちながらヒートシンク２４に対する加熱及び冷却要素１８の位置を固定する。
【００１６】
一実施形態において、再び図６を参照すると、加熱及び冷却要素１８は、熱伝導体４４によってヒートシンク２４と熱的に結合されている。熱伝導体４４は、加熱及び冷却要素１８と実質的に同じ寸法を有し、開口部４６を含む。熱伝導体４４がヒートシンク２４上に位置づけられたとき、開口部４６は、隆起部３４と整列するように構成されている。加熱及び冷却要素１８及び熱伝導体４４がヒートシンク２４上に位置づけられたとき、隆起部３４は、（図１２Ｂに最もよく示されるように）熱伝導体４４の開口部４６及び隣接した熱電デバイス３２間の間隙を通って延在する。熱伝導体４４は、加熱及び冷却要素１８とヒートシンク２４との間の熱分配を改善する。熱伝導体４４は、例えば、熱伝導体４４の各面上にコーティングされた熱伝導性相変化物質を含んでもよい。
【００１７】
依然として図６を参照すると、加熱及び冷却要素１８は、相変化層４８を介して試料ブロック２０と熱的に結合されている。加熱及び冷却要素１８の設計に応じて、相変化層４８は、加熱及び冷却要素１８と実質的に同じ寸法を有する単一の要素であり得るか、または各々が複数のブロック設計の個々の熱電デバイス３２と実質的に同じ寸法を有する複数の要素であり得るかのいずれかであり得る。例示されるように、相変化層４８は、６つの熱電デバイス３２に対応する６つの要素を含む。相変化層４８の複数の要素の利用は、過剰な相変化物質が熱電デバイス３２間を流れることを妨げるのを助ける。一実施形態において、相変化層４８は、熱伝導性相変化物質でコーティングされた箔からできていてもよい。例えば、該箔は、アルミニウムであってもよい。
【００１８】
図７を参照すると、試料ブロック２０がより詳細に示される。上述の通り、様々な実施形態において、試料ブロック２０は、試料保持器２２の複数の対応するように成形されたウェル２８を受容にするように構成された複数の空洞２６を有し得る。ウェル２８は、複数の試料を受容するように構成されており、ウェル２８は、ふた、キャップ、シーリングフィルム、またはウェル２８と加熱されたカバーとの間の他のシーリング機構によって試料保持器２２内にシーリングされ得る。例示的実施形態において、試料ブロック２０は、３８４個の空洞２６を含む。そのような実施形態において、試料保持器２２は、３８４ウェルマイクロタイタープレートであってもよい。試料ブロックアセンブリ１６が代替の構成を有し得ることが理解されるべきである。例えば、試料保持器２２は、限定されないが、２４ウェルマイクロタイタープレート、５０ウェルマイクロタイタープレート、９６ウェルマイクロタイタープレート、マイクロカード、貫通孔アレイ、またはガラスもしくはプラスチックスライド等の実質的に平面の保持器を含む、限定されないが、任意のサイズの多ウェルプレート、カード、またはアレイであり得る。試料保持器２２の様々な実施形態におけるウェル２８は、試料保持器２２の表面上に形成された規則的または不規則的アレイの形で模様づけられた凹部、陥凹部、隆起部、及びそれらの組み合わせを含み得る。試料または反応体積は、基材に形成されたウェルもしくは陥凹部、表面基材上に配置された溶液の小さな領域、または例えば、試料もしくは溶液がマイクロ流体システムの試験場所内もしく体積内に位置される他の種類の反応チャンバもしくは構成、あるいは小さいビーズもしくは球体内または小さいビーズもしくは球体内上にも位置され得る。ウェル２８内に保持される試料は、標的または基準核酸配列を検出するのに好適な少なくとも１つの標的核酸配列、少なくとも１つのプライマー、少なくとも１つの緩衝液、少なくとも１つのヌクレオチド、少なくとも１つの酵素、少なくとも１つの洗剤、少なくとも１つの遮断剤、または少なくとも１つの染料、マーカー、及び／もしくはプローブのうちの１つ以上を含み得る。
【００１９】
試料ブロック２０は、例えば、ヒートシンク２４等のサーマルブロックアセンブリ１４の他の構成要素に固定または留められ得る。あるいは、試料ブロック２０は、浮遊していてもよい。浮遊試料ブロック２０は、試料ブロック２０をサーマルブロックアセンブリ１４の他の構成要素と実質的に整列させたままにするために、平坦な表面または表面上に提供されてもよい。しなしながら、浮遊試料ブロック２０は、四方に向かって横方向に動くことができる。一般に、そのような動きは、試料ブロック２０が、例えば、熱電デバイス３２、ヒートシンク２４及び／または加熱されたカバーと正しく整列されないことを防ぐように制限される。本アセンブリは、例えば、横方向の動きを制約する支台（図示せず）を提供し得る。動きは、例えば、四方に向かって１ｍｍに制限されてもよい。そのような制約された横方向の動きを許容することによって、浮遊ブロックは、ブロックが加熱されたカバーに対して有し得るあらゆる重なった許容誤差及びずれに適応することができる。
【００２０】
図８及び９を参照すると、サーマルブロックアセンブリ１４の追加の構成要素が、より詳細に示される。例示されているサーマルブロックアセンブリ１４は、浮遊加熱器５０及び温度センサ５２を含む。浮遊加熱器５０は、試料ブロック２０の底面５６の外側外周出っ張り５４に沿って位置され得る。浮遊加熱器５０は、より中心に位置する空洞２６と比較して試料ブロック２０の外周の周りの空洞２６の付近のより冷たい温度を埋め合わせるのに使用される。一実施形態において、浮遊加熱器５０は、片面がアルミニウム箔でコーティングされたＫａｐｔｏｎ加熱器でもよい。温度センサ５２は、試料ブロック２０の長さに沿った離間距離で、試料ブロック２０の温度を検出するのに使用される。温度センサ５２からの読み取り数値は、試料ブロック２０とヒートシンク２４との間の熱分配の手がかりとなる。従来、温度センサは、試料ブロックに溶接され、これが、不均一な熱分配をもたらす試料ブロックの表面の不規則さをもたらす。一実施形態において、各温度センサ５２は試料ブロック２０の底面５６の溝５８に位置づけられる。温度センサ５２及び溝５８によってもたらされるあらゆる熱分配の不均一性への悪影響を打ち消すために、各温度センサ５２は、熱界面パッド６０を伴う。熱界面パッド６０は、熱電デバイス３２と温度センサ５２との間の衝撃吸収材としても機能し得る。熱界面パッド６０は、溝５８の温度センサ５２に隣接して位置づけられ、試料ブロック２０の底面５６と同一平面にある。熱界面パッド６０は、温度センサ５２が組み立て中に適所に概して保持されるように、粘着性または接着剤様の表面を有し得る。一実施形態において、熱界面パッド６０は、試料ブロック２０よりも低い熱伝導率を有する材料でできている。代表的な好適な材料は、Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＧａｐ  Ｐａｄ  ＶＯである。図８に示されるように、熱界面パッド６０は、各溝５８の長さの全体には延在しなくてもよい。温度センサ５２及び熱界面パッド６０で占められていない溝５８の部分は、放熱グリス等の熱伝導性化合物が充填されていてもよい。温度センサ５２及び熱界面パッド６０は一緒に、温度センサ５２及び溝５８によってもたらされる熱分配における干渉を減少させて、試料ブロック２０に沿った熱分配の検出を可能にする。
【００２１】
ここで図１０及び１１を参照すると、サーマルサイクラーシステム１０は、試料ブロック２０の上に配置されたドリップパン１２を含む。ドリップパン１２は、任意のシーリング機構またはガスケット６２（図１２Ａ及び１２Ｂに示される）と共に、空洞２６内に受容されたウェル２８を有する試料ブロック２０及びドリップパン１２上部の環境条件から熱電デバイス３２を隔離するための、試料ブロック２０とドリップパン１２との間のシーリング機構を形成する。具体的には、ドリップパン１２は、ウェル２８の外側にはね得るあらゆる試料が、サーマルブロックアセンブリ１４のデリケートな電子構成要素に到達するのを防ぐ。試料保持器２２は、試料ブロック２０及びドリップパン１２上に位置づけられる。加熱されたカバー（図示せず）は、試料保持器２２に下方の力をもたらし得る。この下方の力は、試料ブロックアセンブリ１６と、サーマルブロックアセンブリ１４の他の構成要素との間に垂直圧縮をもたらし、これが、ウェル２８内の試料を加熱及び冷却するための、試料ブロック２０と試料保持器２２との間の熱接触を改善する。加熱されたカバーはまた、ウェル２８内に収容された試料の上部の凝縮及び蒸発を防ぐかまたは最小化し得、これは、試料への光アクセスを維持するのにも役立ち得る。従来のシステムにおいて、ＰＣＲプロセスが完了した後、使用者は、典型的には、試料保持器２２を試料ブロック２０から離れて引っ張り、これには、試料保持器２２を解除するためにいくらかの力を必要とする。試料保持器２２を動かすのに必要な力は、試料がこぼれるのをもたらし得る。こぼれるリスクを減少させ、かつ試料保持器２２を取り外す容易さを増大させるために、ドリップパン１２は、押し出し機構６４を含む。例示的実施形態において、押し出し機構６４は、キャップ６６を含み、キャップ６６は各々、２つのばね６８及びキャップカバー７０を含む。
【００２２】
図１２Ａ〜１３Ｂを参照すると、ドリップパン１２は、キャップ６６と係合するハウジング７２を含む。各ハウジング７２は、上部にばね６８が位置づけられた２つの支柱８０を有する出っ張り７４を含む。ばね６８は、第１の端部７６及び第２の端部７８を含む。ばね６８の第１の端部７６は、支柱８０と係合しており、したがって、ハウジング７２に対するばね６８の位置を固定する。ばね６８の第２の端部７８は、キャップ６６が係合位置と脱係合位置との間を移動したとき、キャップカバー７０と係合する（以下でさらに論じられる）。ハウジング７２は、肩部８２をさらに含み、キャップカバーは、外縁部８４を含む。肩部８２は、外縁部８４と係合するように構成され、外縁部８４が肩部８２を越えて移動することを防ぐ。
【００２３】
図１２Ａ〜１３Ｂをさらに参照すると、各キャップ６６は、係合位置及び脱係合位置を有し得る。図１２Ａ及び１２Ｂは、加熱されたカバー（図示せず）が試料保持器２２を試料ブロック２０に押し付けたときに起こるキャップ６６の係合または圧縮位置を例示する。加熱されたカバーが試料保持器２２に対して下方の力をもたらしたとき、試料保持器２２は、キャップカバー７０を押し下げ（すなわち、キャップカバー７０を出っ張り７４に向かって動かす）、ばね６８を縮ませる。ＰＣＲプロセスが完了し、加熱されたカバーが開けられた後、試料保持器２２を試料ブロック２０に接して保持するための、加熱されたカバーからの下方の力が取り除かれる。図１３Ａ及び１３Ｂを参照すると、キャップ６６の脱係合または伸展位置が示され、ここで、試料保持器２２は、試料ブロック２０から持ち上げられている。加熱されたカバーからの下方の力が取り除かれると、キャップ６６は、試料保持器２２を押し出す。ばね６８が延びるに従い、キャップカバー７０は、出っ張り７４から離れて移動し、キャップカバー７０の外縁部８４は、肩部８２と係合する。使用者による試料保持器２２の取り外しは、今では試料保持器２２とドリップパン１２との間の分離に起因して、より少ない力を必要とする。取り外しがより容易になったため、ウェル２８から試料がこぼれるリスクが減少する。一実施形態において、各ばね６８は、約０．４ｋｇｆ〜約０．５ｋｇｆの力を有し得、これは、各キャップ６６が約０．８ｋｇｆ〜約１．０ｋｇｆの力を有することを意味する。全部で４つのキャップ６６がドリップパン１２に含まれるとき、約３．２ｋｇｆ〜約４．０ｋｇｆの合力が、加熱されたカバーを押し出すのに利用可能になる。
【００２４】
図１４〜１５Ｂを参照すると、例示的押し出し機構８６が示される。例示的実施形態において、押し出し機構８６は、２つのイジェクタプレート８８を含み、イジェクタプレート８８は各々、２つのばね９０を含む。押し出し機構８６は、肩部ねじ９４によってドリップパン９２に連結されていてもよい。図１４に示されるように、ドリップパン９２は、イジェクタプレート８８に対応する陥凹９６を含む。ばね９０の端部は、イジェクタプレート８８が係合または圧縮位置と脱係合または伸長位置との間を移動したとき、イジェクタプレート８８と係合する（以下でさらに論じられる）。肩部ねじ９４は、イジェクタプレート８８の一部分と係合するように構成され、イジェクタプレート８８が脱係合位置を越えて移動することを防ぐ。
【００２５】
図１５Ａ及び１５Ｂを参照すると、イジェクタプレート８８の係合及び脱係合位置がそれぞれ示される。図１５Ａは、加熱されたカバー（図示せず）が試料保持器２２を試料ブロック２０に押し付けたときに起こるイジェクタプレート８８の係合または圧縮位置を例示する。加熱されたカバーが試料保持器２２に対して下方の力をもたらしたとき、試料保持器２２は、イジェクタプレート８８を押し下げ（すなわち、イジェクタプレート８８をドリップパンの出っ張り９８に向かう方向に動かす）、ばね９０を縮ませる。ＰＣＲプロセスが完了し、加熱されたカバーが開けられた後、試料保持器２２を試料ブロック２０に接して保持するための、加熱されたカバーからの下方の力が取り除かれる。図１５Ｂを参照すると、イジェクタプレート８８の脱係合または伸展位置が示され、ここで試料保持器２２は、試料ブロック２０から持ち上げられている。加熱されたカバーからの下方の力が取り除かれると、イジェクタプレート８８は、試料保持器２２を押し出す。ばね９０が延びるに従い、イジェクタプレート８８は、出っ張り９８から離れて移動しイジェクタプレート８８の一部分は、肩部ねじ９４と係合する。使用者による試料保持器２２の取り外しは、今では試料保持器２２とドリップパン９２との間の分離に起因して、より少ない力を必要とする。一実施形態において、ばね９０は、係合位置から脱係合位置まで２ｍｍの距離、イジェクタプレート８８を伸展させ得る。取り外しがより容易になったため、ウェル２８から試料がこぼれるリスクが減少する。
【００２６】
示していないが、サーマルサイクラーシステム１０は、サーマルサイクリングを行うための様々な他のモジュール及びシステムを含み得る。例えば、サーマルサイクラーシステム１０は、光学システムを含み得る。光学システムは、電磁エネルギーを放射する照明光源、試料保持器２２内の試料から電磁エネルギーを受信するための光学センサ、検出器、または撮像装置、及び各ＤＮＡ試料からの電磁エネルギーを撮像装置に誘導するために使用される光学素子を有し得る。サーマルサイクラーシステム１０は、サーマルサイクラーシステム１０の動作を制御することができる制御システム及び／またはコンピュータシステムをさらに含み得る。本発明の実施形態は、より大きい数の試料または溶液試験量が処理、観察、及び／または測定されるあらゆるＰＣＲプロセス、実験、アッセイ、またはプロトコルに適用可能であり得る。
【００２７】
本発明が本発明の特定の実施形態の説明によって例示され、実施形態がかなり詳細に記載されているが、添付の特許請求の範囲をその様な詳細に制限または決して限定することを意図しない。本明細書で論じられる様々な特徴は、単独で、または組み合わせて使用され得る。追加の利点及び修正が、当業者には容易に明らかとなろう。その境界態様における発明は、それ故に特定の細部、代表的な装置及び方法、ならびに示されたかつ記載された実施例に限定するものではない。したがって、出願人の一般的な発明の概念の範囲または趣旨から逸脱することなく、そのような細部から逸脱がなされてもよい。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【国際調査報告】
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