(57)【要約】【課題】  小型かつ高速の熱サイクルを実現する装置を提供する。【解決手段】  液体を収容するケーシングと、ケーシングの内部の液体に対流を生じさせる反応管と、反応管を支持する反応管支持体と、反応管支持体を回転させる回転機構と、ケーシングの内部を仕切る複数の隔壁と、複数の隔壁によりケーシングの内部に形成された複数の液体槽と、複数の液体槽の各々に対応して設けられ、複数の液体槽の各々と連通する複数の温度制御槽であって、液体の温度を制御する温度制御機構と、液体を液体槽と温度制御槽との間を循環させる液体循環機構とを有する複数の温度制御槽とを備える。【選択図】図１
2009178069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容するケーシングと、
前記ケーシングの内部の液体に対流を生じさせる反応管と、
前記反応管を支持する反応管支持体と、
前記反応管支持体を回転させる回転機構と、
前記ケーシングの内部を仕切る複数の隔壁と、
前記複数の隔壁により前記ケーシングの内部に形成された複数の液体槽と、
前記複数の液体槽の各々に対応して設けられ、前記複数の液体槽の各々と連通する複数の温度制御槽であって、前記液体の温度を制御する温度制御機構と、前記液体を前記液体槽と前記温度制御槽との間を循環させる液体循環機構とを有する複数の温度制御槽とを備えたことを特徴とする熱サイクル印加装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱サイクル印加装置において、
前記複数の隔壁の各々は、互いに隣り合う前記液体槽からの液体の流入を防止する簡易弁を備えたことを特徴とする熱サイクル印加装置。
【請求項３】
請求項１記載の熱サイクル印加装置において、
前記複数の温度制御槽の各々は、前記液体を注入する注入口を備えたことを特徴とする熱サイクル印加装置。
【請求項４】
請求項１に記載の熱サイクル印加装置であって、
前記液体の流速は、前記回転機構の回転速度よりも１０倍以上速くなるように、前記回転機構は制御されることを特徴とする熱サイクル印加装置。
【請求項５】
請求項１に記載の熱サイクル印加装置であって、
前記反応管の回転方向の前方に設けられ、前記反応管に向けて気泡を噴射する機構を備えたことを特徴とする熱サイクル印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象サンプルに熱サイクルを印加する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリメラーゼ連鎖反応（polymerase chain reaction、ＰＣＲ）は、ＤＮＡを増幅するための技術で、分子生物学の研究や医療の分野で広く普及している。
【０００３】
以下、ＰＣＲの原理について説明する。
【０００４】
ＤＮＡは高温（９４℃付近）にすると二本の鎖がほどけて一本ずつばらばらになり（熱変性）、徐々に温度を下げると元通りの二本鎖に復元する性質がある。この性質を利用して、（１）ＤＮＡを９４℃付近にまで加温し、二本鎖をほどいて２本の一本鎖を形成し（熱変性）、（２）次に温度を５０℃付近にまで下げて、大量のプライマーを入れると、それぞれの鎖上の相補的な配列の部位に優先的に結合し（ハイブリダイゼーション）、（３）そこから７２℃付近にまで温度を上げ、ＤＮＡポリメラーゼと四種類の塩基があると、プライマーが結合した部分を起点としてそれぞれの鎖を合成する（伸長反応）。
【０００５】
この原理のもと、温度サイクル「熱変性−ハイブリダイゼーション−伸長反応」を繰り返しながらＤＮＡ合成を行い、ＤＮＡを増幅する技術である。
【０００６】
ＰＣＲの熱サイクルは、前述のように（１）熱変性、（２）ハイブリダイゼーション、（３）伸長反応の３つの温度を設定する必要がある。（１）熱変性と（２）ハイブリダイゼーションについては、目標温度に一瞬でも到達していればその工程が成されるが、（３）伸長反応については、目標温度に数秒間保持する必要がある。
【０００７】
ＤＮＡ増幅のためにＤＮＡを含むサンプルに熱サイクルを印加する一般的な方法として、サンプルが入った樹脂製の反応管を金属のブロックに挿入し、ブロックの温度を変化させるものがある。構造的に簡便であるとともに、多検体を同時に扱える長所を有するが、ブロックの熱容量が大きいため、２℃／秒の加熱・冷却速度に留まる。
【０００８】
より高速な熱サイクルを実現する技術として、特表２００６−５０４４２９号公報には、熱媒体として圧縮空気を用いる方法（ガスジェット法）が開示されている。
【０００９】
この方法では、圧縮空気を熱媒体としたサーマルサイクラにおいて、筒状空洞内にガラス製の反応管を配置し、熱風と冷風を空洞の片側から交互に噴射させ、加熱および冷却を行うものである。この方法では、反応管近傍の空気流速が大きいため、２０℃／秒の加熱・冷却速度を実現している。
【００１０】
高速な熱サイクルを実現する別の技術として、広島県立東部工業技術センター研究報告Ｎｏ.１８  ｐ.１−４（２００５）には、熱媒体に液体（湯）を用いる方法（回転型液槽法）が開示されている。
【００１１】
この方法では、円柱状のケーシング内を隔壁で仕切り、仕切られた各槽に異なる温度の湯を満たす。そして樹脂製の反応管を円周方向に回転運動させながら、ＰＣＲに必要な熱サイクルを実現するものである。熱媒体として、水の熱伝達率が空気の熱伝達率に比べて約２０倍と大きい特徴を有する。
【００１２】
【特許文献１】特表２００６−５０４４２９号公報
【非特許文献１】広島県立東部工業技術センター研究報告Ｎｏ.１８  ｐ.１−４（２００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特表２００６−５０４４２９号公報に記載されたガスジェット法では、熱媒体となる空気を圧縮するための大型の圧縮源が必要であり、装置の小型化に問題がある。さらに、熱応答性を上げるために熱風として１７０℃、冷風として５℃のガスを使用しているため、ＰＣＲ用の温度制御（５０℃〜９５℃の範囲）が困難で、目標温度へのばらつきが生じるという課題がある。
【００１４】
一方、広島県立東部工業技術センター研究報告Ｎｏ.１８  ｐ.１−４（２００５）に記載の回転型液槽法では、直径２０〜３０cmの水槽内を反応管が回転するのみで、熱媒体となる湯は静止しているので、特表２００６−５０４４２９号公報に記載のガスジェット法に比べて、反応管近傍の流体速度が約１／１０００と遅く、境膜の熱伝達に課題がある。仮に、反応管近傍の流体速度を増大させるため、反応管を高速に回転するとする。前述のように、ＰＣＲの温度サイクルでは、伸長反応の温度に数秒間保持する必要がある。よって、反応管を高速回転させるには、水槽の拡大が必要である。すなわち反応管を高速回転するだけでは、熱伝達の向上と装置の小型化を両立することができない。
【００１５】
また、回転型液槽法の課題として、熱媒体の湯の蒸発がある。湯の蒸発対策として、湯を簡便に補充する手段が必要である。
【００１６】
さらに、湯から生じた小さな気泡が反応管に付着し、反応管の光学検出を妨害する課題がある。
【００１７】
本発明の目的は、装置を拡大することなく、回転型液槽法の熱伝達を向上させることで高速の熱サイクルを実現する装置を提供することにある。また、温度制御が容易で温度のばらつきが少ない熱サイクル印加装置を提供することにある。さらに、回転型液槽法の熱媒体補充が容易な熱サイクル印加装置を提供することにある。また、回転型液槽法で生じる気泡の反応管への付着を抑制する熱サイクル印加装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、液体を収容するケーシングと、前記ケーシングの内部の液体に対流を生じさせる反応管と、前記反応管を支持する反応管支持体と、前記反応管支持体を回転させる回転機構と、前記ケーシングの内部を仕切る複数の隔壁と、前記複数の隔壁により前記ケーシングの内部に形成された複数の液体槽と、前記複数の液体槽の各々に対応して設けられ、前記複数の液体槽の各々と連通する複数の温度制御槽であって、前記液体の温度を制御する温度制御機構と、前記液体を前記液体槽と前記温度制御槽との間を循環させる液体循環機構とを有する複数の温度制御槽とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱サイクル印加装置によれば、液体槽内に強制対流を生じさせることによって、小型かつ高速の熱サイクルを実現する装置を提供することができる。また温度制御が容易で温度のばらつきを少なくすることができる。さらに熱媒体の補充が容易となる。また反応管への気泡の付着を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施例１を以下に説明する。なお、本発明は、本明細書に開示した内容によって限定されるものではなく、公知技術に基づく変更を制限するものではない。
【００２１】
図１，図２および図３を参照して、実施例１の熱サイクル印加装置の構成を説明する。
【００２２】
図１は、実施例１の熱サイクル印加装置の主要構成を示す斜視図、図２は平面断面図、図３は側面断面図を示したものである。
【００２３】
実施例１の熱サイクル印加装置は、熱媒体となる液体を収容するケーシング１００，液体に対流を生じさせる反応管２００，反応管２００を支持する反応管支持材１１０，反応管支持材１１０をケーシング１００内で円周方向に回転する回転機構１２０，ケーシングの内部を仕切る隔壁１３０，１４０，１５０、３枚の隔壁によって仕切られた各液体槽１３５，１４５，１５５、３つの液体槽にそれぞれ連通する各温度制御槽１３６，１４６，１５６、液体槽１５５に外部から挿入された励起管１６０，検出管１７０から成る。
【００２４】
ケーシング１００に収容する熱媒体は、水，シリコンオイル等が好適である。取り扱いの容易な水を用いた場合、水の蒸発を防止するため、ケーシング１００にはケーシング天井１０１が設けてある。ケーシング天井１０１には、反応管２００が通過する部位のみ、隙間があいている。
【００２５】
反応管支持材１１０には、反応管２００を支持する穴があいており、反応管２００をケーシング１００内の各液体槽１３５，１４５，１５５に任意の高さで浸漬させることができる。なお、実施例１では、反応管支持材１１０は反応管２００を２本支持する場合を示しているが、反応管支持材１１０を放射状に或いは円盤状に形成することで、反応管２００をより多く支持することができ、多検体処理が可能となる。
【００２６】
反応管２００の形状，材質は特に規定されるものはないが、肉厚の薄い、ポリプロピレン製の２００μＬ容器等は好適である。さらに、容量が２０〜１００μＬと微量で、肉厚が約０.２mmと薄いガラスキャピラリーは最適である。
【００２７】
ケーシング１００の内側に回転機構１２０が設置される。回転機構１２０は、回転軸１２１とモータ１２２から構成される。回転軸１２１の上部に反応管支持材１１０を取り付け、モータ１２２を駆動することで、任意の円周方向に反応管支持材１１０を回転させることができる。
【００２８】
ケーシングの内部を仕切る隔壁１３０，１４０，１５０の素材，厚みは特に限定されるものでない。断熱性，防水性の両方を兼ね備える、発泡ウレタン等が好適である。
【００２９】
隔壁１３０，１４０，１５０には、反応管２００が通過できるだけの隙間１３１，１４１，１５１が空いている。この隙間を介して、隣り合う液体槽の液流入を防止するため、図４に示すような簡易弁１３２（１４２，１５２）を設けると良い。簡易弁の素材は特に限定されるものでなく、合成樹脂，合成ゴム等が好ましい。
【００３０】
なお、隔壁の数は、ＰＣＲの温度ステップに依存するものである。図５（Ａ）に示されるように、通常のＰＣＲは、（１）熱変性、（２）ハイブリダイゼーション、（３）伸長反応の３ステップを踏むため、温度場を３種類設けることとなる。
【００３１】
ここで、ハイブリダイゼーションの温度と伸長反応の温度が比較的近いことから、この２つの工程を６０℃付近で一括し、図５（Ｂ）で示される２段ステップとして温度サイクルを行うこともできる。この場合には、隔壁の数を２枚にすればよい。
【００３２】
隔壁によって仕切られた液体槽１３５，１４５，１５５の外周に、各液体槽と少なくとも２箇所以上で連通する（穴等の形状が設けられている）各温度制御槽１３６，１４６，１５６が設置されている。液体槽と温度制御槽の主要部を描いた平面断面図を図６に示す。
【００３３】
温度制御槽１３６，１４６，１５６にはそれぞれ、液体槽と温度制御槽の間で液を循環させる液循環機構１３７，１４７，１５７および温度制御機構１３８，１４８，１５８が設置されている。温度制御機構により、温度制御槽内の液体は液体槽の設定温度となるよう温度調節され、液循環機構により液体槽に送られる。液体の循環方向は、反応管の回転方向と同一であっても逆であっても良い。
【００３４】
液体の流速と、反応管の回転速度との速度差が、反応管の回転速度よりも大きいければ、液体が静止している場合よりも反応管近傍の流体速度が増大し、伝熱速度が向上する。
【００３５】
また、液体槽外部から恒温の強制循環流を液体槽に流すことで、従来例の攪拌子による攪拌よりも液体槽内の温度を均一にできる。
【００３６】
さらに、温度制御槽を液体槽の外部に設置することで、液体槽内の液体の蒸発に対応が容易となる。すなわち、液体槽には天井があるため、反応中に液体槽への液補充は困難であるが、各温度制御機構１３８，１４８，１５８に設けた注入口１３９，１４９，１５９より間接的に液体槽への液補充が可能となる。
【００３７】
ここで、伝熱速度計算により反応管への対流の効果を見積もる。反応管の回転直径を２０cmとし、反応管の回転速度を０.０６３ｍ／ｓ、流体の速度を回転速度の１０倍の０.６３ｍ／ｓと仮定する。熱媒体は、水とする。また、反応管２００を熱伝導性の良いガラスキャピラリーと仮定し、ガラスキャピラリーの近傍の境膜伝熱係数をα１、キャピラリー内部の伝熱係数をα２とすると、総括伝熱係数αは、下記（数１）になる。
【００３８】
α＝α１α２／（α１＋α２）    （数１）
次に、境膜伝熱係数α１を算出する。ここで、ヌッセルト数をＮｕとし、水の熱伝達率をλとし、代表寸法（キャピラリーの直径）をｌとすると、α１は下記（数２）になる。
【００３９】
α１＝Ｎｕλ／ｌ    （数２）
Ｎｕの算出に、流れに直角に置かれた円柱の熱伝達式（伝熱学ｐ.１７３：西川，藤田共著，理工学社，１９９７年）を適用し、レイノルズ数をＲｅとし、レイノルズ数によって決まる係数をＣ，ｎとし、プラントル数をＰｒとすると、Ｎｕは下記（数３）になる。
【００４０】
Ｎｕ＝１.１１ＣＰｒ1/3Ｒｅn    （数３）
また、レイノルズ数Ｒｅは、水の密度をρとし、キャピラリーの直径をｄとし、流速をｖとし、水の粘度をνとすると下記（数４）になる。
【００４１】
Ｒｅ＝ρｄｖ／ν    （数４）
ここで、ρ＝９８０kg／ｍ3，ｄ＝１.５×１０-3ｍ，ｖ＝０.６３ｍ／ｓ，ν＝４.１×１０-4kg／ｍ・ｓとし、これらの値を（数４）に代入すると、Ｒｅ（レイノルズ係数）＝２２６０と求まる。また、Ｒｅが４０〜４０００の間なので、係数Ｃ＝０.６１５，ｎ＝０.４６６となる。また、７０℃における水のＰｒ＝２.５３となるため、これらの値を（数３）に代入すると、Ｎｕ＝３４と求まる。
【００４２】
ここで、Ｎｕ＝３４，λ（７０℃）＝０.６６２Ｗ／ｍ・Ｋ，ｌ＝１.５×１０-3ｍを（数２）に代入すると、α１＝１８８００Ｗ／ｍ2・Ｋと求まる。
【００４３】
その次に、キャピラリー内部の伝熱係数α２の算出する。ここで、ガラスの熱伝導率をｋとし、ガラスの厚みをΔｘとすると、下記（数５）のように求まる。
【００４４】
α２＝ｋ／Δｘ    （数５）
ここで、ｋ＝１.１Ｗ／ｍ・Ｋ，Δｘ＝２.５×１０-4ｍとし、（数５）に代入すると、α２＝４４００Ｗ／ｍ2・Ｋと求まる。
【００４５】
以上の計算から求められたα１＝１８８００Ｗ／ｍ2・Ｋ，α２＝４４００Ｗ／ｍ2・Ｋを（数１）に代入すると、α＝３５６０Ｗ／ｍ2・Ｋと求まる。
【００４６】
ここで得られた総括伝熱係数αを用いて、キャピラリーの外部の温度変化に対して、キャピラリー内部の反応液がどのように温度追従するかを見積もった結果を図７に示す。
【００４７】
ＰＣＲの熱サイクルを、（１）熱変性：９４℃０.１秒、（２）ハイブリダイゼーション：５０℃０.１秒、（３）伸長反応：７２℃５秒と設定した場合、温度変化の時間を加味して、一温度サイクルが８.５秒で可能となる。これは、特表２００６−５０４４２９号公報に記載のガスジェット法に匹敵する熱伝達性能である。反応管の回転直径が２０cmで、一温度サイクルを１０秒未満とするには、液体の流速と、反応管の回転速度との速度差が、反応管の回転速度の１０倍以上であるのが好ましい。
【００４８】
比較として、反応管の回転直径は変えずに、液の循環がない場合の温度変化の計算結果を図８に示す。一温度サイクルに１６秒を要する。よって、液の循環を行うことにより、反応管への伝熱が促進され、温度サイクルが半分の時間に短縮されることになる。
【００４９】
このように、温度制御機構を備えた温度制御槽を液体槽の外部に設置し、温度制御槽と液体槽の間で液循環させることで、反応管の伝熱速度向上，液体槽内の温度均一化、そして、液体槽内の液位調節容易など、多くの効果を得ることができる。
【００５０】
実施例１の熱サイクル印加装置は、ＰＣＲの熱サイクルを印加するだけでなく、ＰＣＲによるＤＮＡの増幅産物を光学的に検出する機構を設けている。光学検出機構を図９に示す。光学検出は通常、ＰＣＲの熱サイクルにおける３番目の工程である伸長反応において行われる。実施例１の光学検出機構は、伸長反応を実施する液体槽１５５に設置されている。
【００５１】
光学検出機構は、反応管２００内のＤＮＡに励起光を照射する光源１６３と、励起光の特定の波長のみを透過する励起フィルタ１６２と、励起フィルタを通過した励起光を液体槽１５５に導く励起ファイバ１６１と、励起ファイバ１６１を覆う励起管１６０と、反応管２００から生じた蛍光の光路となる検出ファイバ１７１と、検出ファイバ１７１を覆う検出管１７０と、蛍光の特定の波長のみを透過する検出フィルタ１７２と、蛍光を測定する光検出器１７３と、光検出器１７３のアウトプットである電気信号を増幅変換する信号変換機１７４と、信号強度を表示する表示画面１７５とから成る。
【００５２】
励起光を反応管２００に入射する励起管１６０と、反応管２００からの蛍光を取り込む検出管１７０は、反応管２００の回転を妨げない任意の配置をすることが可能である。励起光の一部が検出管１７０に直接入らぬよう、励起管１６０と検出管１７０の成す角度は９０度以下が好ましい。
【００５３】
光源１６３は様々な波長領域のものが使用可能であるが、波長領域の広いキセノンランプを用いることができる。また波長が限定される場合には、ＬＥＤを使うこともできる。
【００５４】
光検出器１７３としてはＣＣＤカメラ，光電子倍増管，フォトダイオード等を使用できるが、装置を小型化するにはフォトダイオードが好ましい。
【００５５】
次に、実施例１の熱サイクル印加装置の動作を説明する。まず、温度制御槽１３６，１４６，１５６に、熱媒体として水、あるいはシリコンオイル等を入れる。温度制御槽１３６，１４６，１５６は、それぞれケーシング１００内の各液体槽１３５，１４５，１５５に連通しているので、温度制御槽と液体槽は同じ液位を保つ。
【００５６】
次に、温度制御機構１３８，１４８，１５８を動作させ、３つの温度制御槽の温度を、熱サイクルに必要な３種類の温度に設定する。例えば、温度制御槽１３６は（１）熱変性：９４℃、温度制御槽１４６は（２）ハイブリダイゼーション：５０℃、温度制御槽１５６は（３）伸長反応：７２℃と設定する。
【００５７】
そして温度制御槽内の液循環機構１３７，１４７，１５７を作動することにより、温度制御槽と液体槽の間で熱媒体が循環しながら、温度制御槽と液体槽の液温が設定温度に達する。
【００５８】
次に、反応管２００に、ＤＮＡを含むサンプルと、ＰＣＲの反応試薬を加える。ＰＣＲの反応試薬としては、４種類のｄＮＴＰ（ｄＡＴＰ，ｄＣＴＰ，ｄＧＴＰ，ｄＴＴＰ），ＤＮＡポリメラーゼ（ＴａｑＤＮＡポリメラーゼ，ＴｔｈＤＮＡポリメラーゼ，ＶｅｎｔＤＮＡポリメラーゼ，サーモシーケナーゼなど），バッファ（ＴＲＩＳ塩酸，ＫＣｌ，ＭｇＣｌ2など），プライマー，蛍光色素（エチジウムブロマイド，ＳＹＢＲ  ＧＲＥＥＮ（Molecular Probe製），ＦＡＭ，ＲＯＸなど）などから構成される。
【００５９】
反応管２００に蓋をした後、反応管２００を反応管支持材１１０の支持穴に通し、反応管２００をケーシング１００内の液体槽に任意の高さで浸漬させる。
【００６０】
次に、回転機構１２０内のモータ１２２を駆動し、反応管支持材１１０および反応管２００を回転させる。多検体を処理する場合、回転は等速で連続が好ましい。回転と停止を繰り返すと、反応管２００ごとに温度サイクルのムラが生じるためである。
【００６１】
実施例１では、前記の伝熱計算を元に、反応管２００がケーシング１００内を８.５秒で一周するように設定する。すなわち、反応管２００が温度制御槽１３６に１.５秒、温度制御槽１４６に２秒、温度制御槽１５６に５秒間滞留するようにモータ１２２の速度および、ケーシングを仕切る隔壁１３０，１４０，１５０の間隔を設定する。３枚の隔壁は任意に移動が可能であるため、温度サイクルの条件を容易に変更することができる。
【００６２】
反応管２００が回転しながら液体槽１３５を通過することでＤＮＡの熱変性が行われ、液体槽１４５を通過することでプライマーのハイブリダイゼーションが行われ、そして液体槽１５５を通過することで伸長反応が行われる。
【００６３】
この温度サイクルを３０〜４０回繰り返す、すなわち反応管２００を３０〜４０回回転させることで、反応管２００内のＤＮＡが増幅する。
【００６４】
実施例１のサイクル印加装置では、ＤＮＡの増幅度合いをリアルタイムにモニタすることができる。回転する反応管２００が励起管１６０前に到達した時、光源１６３からの励起光を、励起フィルタ１６２および励起ファイバ１６１を介して反応管２００に照射する。
【００６５】
反応管２００内のＤＮＡは、吸収した励起光の光エネルギーを蛍光色素に渡す（エネルギー転移）。その結果、蛍光色素は励起されて蛍光を発する。
【００６６】
反応管２００から生じた蛍光は、検出ファイバ１７１および検出フィルタ１７２を介して、光検出器１７３に取り込まれる。そして光検出器１７３のアウトプットである電気信号を信号変換機１７４により増幅変換し、表示画面１７５により信号強度の経時変化を表示する。
【００６７】
反応管２００中に目的ＤＮＡが存在した場合、図１０に示されるように、ＰＣＲの増幅産物量が蛍光検出できる量に達すると増幅曲線が立ち上がり始め、指数関数的にシグナルが上昇した後、一定値に達する。
【００６８】
このように、温度サイクルの間、光学検出機構により反応管２００中の蛍光量をモニタすることで、図８に示されるように、目的遺ＤＮＡの有無をリアルタイムに検出可能となる。
【００６９】
以上、実施例１の熱サイクル印加装置は、反応管への循環流を設けて高速の熱サイクルを実現するだけでなく、ＰＣＲによるＤＮＡの増幅産物をリアルタイムに検出することができる。
【００７０】
実施例２を以下に説明する。
【００７１】
図１１及び図１２を参照して、実施例２の熱サイクル印加装置の構成を説明する。図１１は実施例２の熱サイクル印加装置の平面断面図、図１２は側面断面図を示したものである。
【００７２】
実施例２の熱サイクル印加装置は、反応管２００に対流を生じる手段として、反応管２００に向けて気泡を噴射する機構を設けたことを特徴とする。
【００７３】
反応管２００の回転方向前方に、気泡噴射機構２２０を設ける。気泡噴射機構２２０は、反応管２００の回転方向後方に設けても良い。
【００７４】
気泡噴射機構２２０はコの字形をしており、ケーシング１００の液体槽に浸漬する気泡噴射機構２２０の両端部分には、気泡を発生させるための微小穴が形成されている。
【００７５】
気泡噴射機構２２０は外気を気泡噴射機構２２０へ送り込む送風機構２３０に連通しており、送風機構２３０を作動させることで、気泡噴射機構２２０を介して反応管２００に向けて気泡を噴射することができる。
【００７６】
気泡噴射機構支持材２１０は、気泡噴射機構２２０および送風機構２３０を支持する。
【００７７】
また、気泡噴射機構支持材２１０は回転軸１２１の上部に取り付けられている。モータ１２２を駆動することで、反応管支持材１１０に支持される反応管２００と等速度で気泡噴射機構２２０を回転させることができる。すなわち、回転する反応管２００に向けて、気泡による流れを作成することができる。気泡の噴射速度を任意に設定することにより、実施例１と同様の、反応管２００への対流を作成することができる。
【００７８】
気泡噴射機構２２０から反応管２００に向けて噴射される気泡は、反応管２００への熱伝達を促進するだけでなく、液体槽内から生じて反応管２００に付着する小さな気泡を除去する役割も果たす。気泡噴射機構２２０から噴射された気泡が、反応管２００表面の小気泡と合一し、反応管２００からの気泡離脱を促進するためである。
【００７９】
反応管２００に付着する小気泡は、蛍光検出の不安定因子となるため、反応管２００表面の小気泡を除去できる気泡噴射は有効な手段である。
【００８０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施例１における、熱サイクル印加装置の主要構成を示す図である。
【図２】実施例１における、熱サイクル印加装置の主要部の平面断面を示す図である。
【図３】実施例１における、熱サイクル印加装置の主要部の側面断面を示す図である。
【図４】本発明の熱サイクル印加装置における隔壁の簡易弁を示す図である。
【図５】ＰＣＲの温度サイクルを示す図である。
【図６】熱サイクル印加装置内の液循環を示す図である。
【図７】循環流がある場合の、キャピラリー内部の温度追従性を示す図である。
【図８】循環流がない場合の、キャピラリー内部の温度追従性を示す図である。
【図９】熱サイクル印加装置における光学検出機構を示す図である。
【図１０】熱サイクル印加装置による光学検出結果の一例を示す図である。
【図１１】実施例２における、熱サイクル印加装置の主要部の平面断面を示す図である。
【図１２】実施例２における、熱サイクル印加装置の主要部の側面断面を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  ケーシング
１１０  反応管支持材
１２０  回転機構
１２１  回転軸
１２２  モータ
１３０，１４０，１５０  隔壁
１３５，１４５，１５５  液体槽
１３６，１４６，１５６  温度制御槽
１３７，１４７，１５７  液循環機構
１３８，１４８，１５８  温度制御機構
１６０  励起管
１６１  励起ファイバ
１６２  励起フィルタ
１６３  光源
１７０  検出管
１７１  検出ファイバ
１７２  検出フィルタ
１７３  光検出器
１７４  信号変換機
１７５  表示画面
２００  反応管
２１０  気泡噴射機構支持材
２２０  気泡噴射機構
２３０  送風機構
【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１２】
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