"熱対流PCRを行うように適応された装置であって、aPCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、b前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、c前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、d前記第2又は第3熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーは、前記第2又は第3熱源及び前記チャネルの間に、前記第2又は第3熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャネルギャップを有する、少なくとも一つの温度形状化要素と、e前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と備えることを特徴とする熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第1熱源の上部面と前記第2熱源の下部面との間に位置した第1断熱体を備えることを特徴とする請求項1に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源の上部面と前記第3熱源の下部面との間に位置した第2絶縁体を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸の方向の前記第1断熱体の長さは、前記チャネル軸の方向の前記第2断熱体の長さより大きいことを特徴とする請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の長さは、前記チャネル軸の方向の前記第1熱源又は前記第3熱源の長さより大きいことを特徴とする請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源又は前記第3熱源内に完全に位置した第1チャンバーを備えることを特徴とする請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第1チャンバーの下端部と向き合う第1チャンバーの上端部を備えることを特徴とする請求項6に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源に位置する第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源に位置する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第3熱源に位置する第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第3熱源に位置する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第3熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第1チャンバーの下端部と向き合う第1チャンバーの上端部を備えることを特徴とする請求項6に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁をさらに備えることを特徴とする請求項7ないし12のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーは、前記チャネル軸に沿って前記チャネルによりさらに定義されることを特徴とする請求項13に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して本質的に平行に配置されることを特徴とする請求項13に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーの上端部と前記第1チャンバーの下端部のそれぞれは、前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなすことを特徴とする請求項13ないし15のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項2ないし16のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項3ないし17のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。少なくとも一個のチャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項6ないし16のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1断熱体及び前記第2断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする請求項19に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記気体は、空気であることを特徴とする請求項17ないし20のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルは、前記チャネルの下端部から前記貫通口の上端部までの前記チャネル軸の方向の高さhによりさらに定義されることを特徴とする請求項1ないし21のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルは、前記チャネル軸に本質的に垂直な第1方向に従う第1幅w1によりさらに定義されることを特徴とする請求項22に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルは、前記第1方向と前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなす第2幅w2によりさらに定義されることを特徴とする請求項23に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1及び/又は第2幅w1及び/又はw2は、前記チャネル軸に沿って前記上端部から前記下端部まで減少することを特徴とする請求項23又は24に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの前記第1及び第2幅w1又はw2は、約0度ないし約15度のテーパー角θにより定義されることを特徴とする請求項25に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1及び/又は第2幅w1及び/又はw2は、前記チャネル軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする請求項23又は24に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの下端部は、球形であるか、平らであるか、又は曲面形であることを特徴とする請求項22ないし27のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記高さhは、少なくとも約5mmないし約25mmであることを特徴とする請求項22ないし28のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸の方向の前記第1又は第2幅w1又はw2の平均は、少なくとも約1mmないし約5mmであることを特徴とする請求項22ないし29のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1又は第2幅w1又はw2に対した前記高さhの比率により定義された前記チャネルの垂直縦横比は、約4ないし約15であることを特徴とする請求項24ないし30のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2幅w2に対した前記第1幅w1の割合で定義される前記チャネルの水平の横縦比は、約1ないし約4であることを特徴とする請求項24ないし31のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする請求項1ないし32のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする請求項33に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする請求項34に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第1、第2、又は第3熱源内に存在することを特徴とする請求項33ないし35のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする請求項6ないし36のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする請求項37に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする請求項38に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第2又は第3熱源内に存在することを特徴とする請求項37ないし39のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に本質的に対称的に配置されることを特徴とする請求項6ないし40のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項6ないし40のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー内に位置することを特徴とする請求項41又は42に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー壁に接触することを特徴とする請求項42に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバーの外部に位置し、前記第2又は第3熱源と接触することを特徴とする請求項42に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第2又は第3熱源内に存在することを特徴とする請求項41ないし45のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に沿ってテーパーされていることを特徴とする請求項41ないし46のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2熱源内に位置し、前記第1熱源より前記第3熱源に向かってより大きな前記チャネル軸に垂直な幅wを有することを特徴とする請求項47に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2熱源内に位置し、前記第3熱源より前記第1熱源に向かってより大きな前記チャネル軸に垂直な幅wを有することを特徴とする請求項47に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に位置する前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーの幅wと相異なった前記チャネル軸に垂直な幅wを有することを特徴とする請求項41ないし46のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第1熱源と向き合うことを特徴とする請求項50に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネル軸を基準に対称的に配置されることを特徴とする請求項1ないし51のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネルの幅w1又はw2とほぼ同じ前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする請求項52に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネルの幅w1又はw2より約0.01mmないし約0.2mm大きな前記チャネル軸に対して垂直な幅を有することを特徴とする請求項52に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に位置する前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さlだけ離隔していることを特徴とする請求項6ないし54のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバー、前記第2チャンバー、及び前記第2熱源は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ又は体積で前記第1及び第2チャンバーの間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする請求項55に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする請求項56に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記長さlは、約0.1mmないし前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80であることを特徴とする請求項57に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記第1チャンバー及び前記第1断熱体は、前記第1熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ又は体積で前記第1チャンバー及び前記第1断熱体の間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする請求項6ないし54のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする請求項59に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1温度ブレーキの前記下部面は、前記第2熱源の前記下部面とほぼ同じ高さに位置することを特徴とする請求項60に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第1断熱体から前記チャネル軸の方向の長さlだけ離隔していることを特徴とする請求項61に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記長さlは、約0.1mmないし前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80であることを特徴とする請求項62に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に位置し前記第2熱源の上部面と接触する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項56に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3チャンバー、前記第2チャンバー、及び前記第2熱源は、前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ又は体積で前記第2及び第3チャンバーの間で前記チャネルと接触する第2温度ブレーキを定義することを特徴とする請求項64に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1及び第2温度ブレーキの厚さの合計は、前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80より小さなことを特徴とする請求項65に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、第1チャンバー、前記第1チャンバーと前記第1断熱体との間に位置する第1温度ブレーキ、及び前記第2熱源内で前記第1チャンバーと前記第2断熱体との間に位置する第2温度ブレーキを備え、前記第1及び第2温度ブレーキのそれぞれは、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ又は体積で前記チャネルと接触することを特徴とする請求項6ないし54のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネル軸に対して中心を外れていることを特徴とする請求項6ないし67のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、約0.02mmないし約0.5mmだけ中心を外れていることを特徴とする請求項68に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネルの幅w1又はw2より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする請求項68又は69に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の幅wは、前記チャネルの幅w1又はw2より約0.04mmないし約1mm大きいことを特徴とする請求項70に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第3熱源内に第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項6ないし71のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーのチャンバー壁は、ほぼ同じ軸上に位置することを特徴とする請求項72に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする請求項72又は73に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1、第2、及び第3チャンバーのチャンバー壁は、ほぼ同じ軸上に位置することを特徴とする請求項74に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記第1及び第3チャンバーの間に位置することを特徴とする請求項75に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第1チャンバーと前記第2熱源の下部面との間に位置する温度ブレーキをさらに備えることを特徴とする請求項72又は73に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第3熱源内に完全に位置することを特徴とする請求項6ないし67のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記第2熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする請求項1ないし78のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第1又は第3熱源に向かって延びることを特徴とする請求項79に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記第1熱源に向かって延び、前記第1チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする請求項79又は80に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の第1突出部は、前記第1断熱体及び前記第2熱源の一部を定義することを特徴とする請求項81に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の第1突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第1断熱体を分離させることを特徴とする請求項81に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記第3熱源に向かって延び、前記チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第2突出部をさらに備えることを特徴とする請求項81に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の第2突出部は、前記第2熱源及び前記第2断熱体の一部を定義することを特徴とする請求項84に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源の第2突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第2断熱体を分離させることを特徴とする請求項84に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源は、前記第1熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする請求項1ないし86のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第2熱源に向かったり前記第1熱源の下部面から遠ざかって延びることを特徴とする請求項87に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源は、前記第2熱源に向かって延び、前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする請求項87又は88に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源の第1突出部は、前記第1熱源及び前記第1断熱体の一部を定義することを特徴とする請求項89に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源の第1突出部は、前記チャネルから前記第1断熱体を分離させることを特徴とする請求項89に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1断熱体は、少なくとも前記第1熱源、前記第1熱源の第1突出部、前記第2熱源の第1突出部、及び前記第2熱源により定義される第1断熱体チャンバーを備えることを特徴とする請求項89に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3熱源は、前記第3熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする請求項1ないし92のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第2熱源に向かって又は前記第3熱源の上部面から遠ざかって延びることを特徴とする請求項93に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3熱源は、前記第2熱源に向かって延び、前記チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする請求項93又は94に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3熱源の第1突出部は、前記第2断熱体及び前記第3熱源の一部を定義することを特徴とする請求項95に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第3熱源の第1突出部は、前記チャネル又は前記チャンバーから前記第2断熱体を分離させることを特徴とする請求項95に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2断熱体は、少なくとも前記第3熱源、前記第3熱源の第1突出部、前記第2熱源の第2突出部、及び前記第2熱源により定義される第2断熱体チャンバーを備えることを特徴とする請求項95に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適用されることを特徴とする請求項1ないし98のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸は、前記第1、第2、及び第3熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする請求項99に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャネル軸は、前記第1、第2、及び第3熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直な方向から傾斜していることを特徴とする請求項99に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記傾斜は、前記チャネル軸と前記重力方向の間の角度θgにより定義され、前記傾斜角は、約2度ないし約60度の範囲であることを特徴とする請求項99に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記第1熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項1ないし102のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、約0.02mmないし約0.5mmだけ前記チャネル軸に対して中心を外れた収容口ギャップを備えることを特徴とする請求項103に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の少なくとも一部は、前記チャネルの幅w1又はw2より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする請求項104に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の幅wは、前記チャネルの幅w1又はw2より約0.04mmないし約1mm大きいことを特徴とする請求項105に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有する前記収容口を備えることを特徴とする請求項103に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1熱源は、前記第2熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第1突出部を備えることを特徴とする請求項107に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記チャネルの周囲の領域から前記チャネル軸の方向に一定の高さを有することを特徴とする請求項107又は108に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記チャネル周囲の領域において一方側において他方側より前記チャネル軸の方向に沿ってより高い高さを有することを特徴とする請求項107又は108に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項109又は110に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第2熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする請求項110に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2又は第3熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする請求項6ないし112のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記第2熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有することを特徴とする請求項113に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネル軸の方向に前記チャネルの周囲に一定の深さを有することを特徴とする請求項114に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項115に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有することを特徴とする請求項114に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする請求項117に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第2熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする請求項117に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記第1熱源の上部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第1突出部を備えることを特徴とする請求項114ないし119のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源は、前記第3熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを選択的に有する第2突出部を備えることを特徴とする請求項114ないし120のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に位置し、それぞれ反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れている第1チャンバー及び第2チャンバーを備えることを特徴とする請求項113に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーの上端部は、前記第2チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする請求項122に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。少なくとも一個のチャンバーの前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項113に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記傾斜角は、約2度ないし約30度の範囲であることを特徴とする請求項124に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第2熱源内のチャンバーの少なくとも一つは、前記第2熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に一方側において他方側より高く配置されるチャンバー壁を有することを特徴とする請求項113に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1及び第2チャンバーは、前記第2熱源内に位置し前記チャネル軸を基準に対称的に配置されていることを特徴とする請求項6ないし112のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーから前記チャネル軸の方向に長さlだけ離隔していることを特徴とする請求項127に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第1及び第2チャンバーの間の長さl上において前記チャネルと接触する前記第2熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする請求項127又は128に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さl上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする請求項129に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に対して約0.1mmないし約3mmだけ中心を外れていることを特徴とする請求項113に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な方向に沿って一方側において他方側より大きなチャンバーギャップを有することを特徴とする請求項131に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記チャネルと接触する前記第2熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする請求項131又は132に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、一方側において前記チャネルと接触し、他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする請求項133に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記チャネルの一方側の全体高さと接することを特徴とする請求項134に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記チャネルの高さの一部と接触することを特徴とする請求項133に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記装置は、前記第2熱源内に位置する第1チャンバー及び第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記チャネル軸の方向に前記第2チャンバーから長さlだけ離隔していることを特徴とする請求項136に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さl上において前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする請求項137に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項138に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項138に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さl上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする請求項137に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーの上端部は、前記第2チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置し、前記温度ブレーキは、前記第1又は第2チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする請求項136に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項137に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする請求項137に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さl上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする請発明の概要本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、3段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応polymerasechainreactionPCRを助ける少なくとも一つの温度形状化要素temperatureshapingelementを一般に備える。以下に述べられたように、一般的な温度形状化要素は、熱対流PCRを助ける装置の構造的、及び/又は位置的特徴である。温度形状化要素の存在は、PCR増幅の効率及び速度を向上させ、小型化を支援し、多量の電力に対する必要性を減少させる。一実施例において、本装置は、ユーザの手の平に容易に合うサイズであり、バッテリーの動作に十分な低電力必要条件を揃えている。この実施例において、装置は、以前の多くのPCR装置よりさらに小さく、もっと安く、携帯しやすい。したがって、一側面によれば、本発明は、熱対流PCR増幅を行うように適応された3段熱対流装置装置を特徴とする。好ましくは、前記装置は、aPCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、b前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、c前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、d熱対流PCRを助けるよう適応された少なくとも一つの温度形状化要素と、e前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口とのうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてを作動可能に連結した構成要素として備える。また、本明細書に記述された熱対流PCRを行うほど十分にa~eのそれぞれを作動可能な組み合わせで組立てることを含む方法として前記装置を製造する方法が提供される。本発明の他の側面によれば、本明細書に記述された装置のうち、少なくとも一つを利用してPCRを行うように適応された熱対流PCR遠心分離器PCR遠心分離器を提供する。本発明により提供されるさらに他の方法は、熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法である。一実施例において、前記方法は、a二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第1熱源を維持するステップと、b少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、c前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合polymerizationを助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップと、dプライマー伸長生成物を生成すほど十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間に熱対流を生成するステップとのうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてのステップを含む。また、さらに他の側面によれば、本発明は、本発明の装置により収容されるように適応された反応容器を提供する。発明を実施するための形態論議されたように、一実施例において、本発明は、熱対流PCR増幅を行うように構成された3段熱対流装置を特徴とする。一実施例において装置は、作動可能に連結された構成要素であって、aPCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、b前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、c前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、d前記第2又は第3熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置された少なくとも一つのギャップ又は空間例、チャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーギャップは、前記第2又は第3熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分な、少なくとも一つの温度形状化要素と、e前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口とを備える。動作状態において、前記装置は、多数の熱源、一般に3個、4個、又は5個の熱源、好ましくは、それぞれが一般的な実施例において他の熱源と本質的に平行になるように前記装置内に位置する3個の熱源を使用する。この実施例において、前記装置は、速くかつ効率よい対流を基盤にしたPCR工程に適した温度分布を生成するはずである。一般的な装置は、第1、第2、及び第3熱源内に配置された複数のチャネルを備えることによって、ユーザが複数のPCR反応を同時に行うことができるようにする。例えば、前記装置は、第1、第2、及び第3熱源を介して延びている少なくとも1個又は2、3、4、5、6、7、8、9個のチャネルから約10、11、12個までのチャネル、約20、30、40、50個又は数百個までのチャネルを備えることができ、約8個ないし約100個間のチャネルが多くの発明の利用において一般に好まれる。好まれるチャネルの機能は、ユーザのPCR反応を収容する反応容器を収容することと、a熱源、b温度形状化要素、及びc収容口のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてと反応容器との間の直接又は間接的な熱的伝達を提供することである。前記3個の熱源のそれぞれの他の熱源に対する相対的な位置は、本発明の重要な特徴である。前記装置の第1熱源は、一般に下部に位置し核酸変性に適切な温度に維持され、第3熱源は、一般に上部に位置し変性された核酸鋳型が一つ又はそれ以上のオリゴヌクレオチドプライマーとアニーリングするのに適切な温度に維持される。ある実施例では、第3熱源がアニーリングと重合ともに適切な温度に維持される。第2熱源は、一般に第1及び第3熱源の間に位置し、変性された鋳型に沿ってプライマーが重合されるのに適切な温度に維持される。したがって、一実施例において、第1熱源内のチャネルの下部と第3熱源内のチャネルの上部は、それぞれPCR反応の変性とアニーリングステップに適切な温度分布を有するようになっている。第2熱源が位置している前記チャネルの上部と下部との間には、第1熱源の変性温度最高温度から第3熱源のアニーリング温度最低温度までの大部分の温度変化が起きる遷移領域transitionregionが位置している。したがって、一般的な実施例において、遷移領域の少なくとも一部は、変性された鋳型に沿ってプライマーが重合されるのに適切な温度分布を有するようになっている。第3熱源がアニーリングと重合ともに適切な温度に維持された場合、遷移領域の上部に加えて第3熱源内のチャネルの上部も重合ステップに適切な温度分布を提供する。したがって、遷移領域での温度分布は、特に、プライマー伸長と関連して、効率的なPCR増幅を達成するために重要である。反応容器内での熱対流は、一般に遷移領域内に生成された温度勾配temperaturegradientの大きさ及び方向により決定され、したがって遷移領域内の温度分布もまた反応容器内にPCR増幅を可能にする適切な熱対流を生成するために重要である。速くてかつ効率的なPCR増幅を助けるために、遷移領域内に適切な温度分布を生成するために多様な温度形状化要素が前記装置で使用されうる。一般に、それぞれの個別的な熱源は、熱対流PCRの各ステップを誘導するのに適切な温度に維持される。また、前記装置が3個の熱源を特徴とする実施例において、3個の熱源の温度は、反応容器内の試料を横切って熱対流を誘導するように適切にアレインジされる。本発明に係る適切な熱対流を誘導するための一つの一般的な条件は、高温に維持された熱源が低温に維持される熱源より前記装置内でより低い位置に位置させることである。したがって、好ましい実施例において、第1熱源は、第2又は第3熱源より前記装置内で低く位置する。この実施例において、第2熱源を第3熱源より前記装置内で低く位置させることが一般に好ましい。意図した結果が達成される場合に限って他の構成も可能である。論議されたように、本発明の目的は、少なくとも一つの温度形状化要素を備える装置を提供することにある。大部分の実施例において、前記装置のチャネルのそれぞれは、約10個以下のそういう要素、例えば、各チャネルに対して1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個の温度形状化要素を備える。温度形状化要素の一つの機能は、PCRを助ける構造的又は位置的特徴を提供することによって、熱対流により実現される効率的なPCRを提供することである。以下の例と議論により明らかになったように、このような特徴は、チャンバーのような少なくとも一つのギャップ又は空間と、熱源間に位置する少なくとも一つの断熱体又は断熱性ギャップと、少なくとも一つの温度ブレーキと、第1、第2、及び第3熱源のうち、少なくとも一つにある少なくとも一つの突出部構造と、前記装置内、特に、チャネル、第1熱源、第2熱源、第3熱源、チャンバーのようなギャップ、温度ブレーキ、突出部、第1及び第2断熱体、又は収容口のうち、少なくとも一つの内で、非対称的に配置された少なくとも一つの構造と、又は少なくとも一つの構造的又は位置的非対称性を含むが、これに限定されるものではない。構造的非対称性は、一般にチャネル及び/又はチャネル軸を基準に定義される。位置的非対称性の一つの例は、重力の方向に対して前記装置を傾くようにしたり、又はそれとも外れるようにすることである。用語ギャップと空間は、本明細書でほとんどの場合に互いに交替可能に使用されるはずである。ギャップは、熱対流PCRを助けるように前記装置内の取り囲まれた又は半分取り囲まれた小さな空間である。定義された構造を有した大きなギャップ又は大きな空間は、本明細書でチャンバーと呼ばれる。多い実施例においてチャンバーは、ギャップを有しており、本明細書においてチャンバーギャップと呼ばれる。ギャップは、空いているか、本明細書に記述された断熱性物質から充填されるか、又は部分的に充填されうる。多い応用例において、空気から充填されたギャップ又はチャンバーが一般に有用である。同一又は相異なる温度形状化要素のうちの何れか一つ又は組み合わせは、本発明の装置と共に使用されうる。以下、例示的な温度形状化要素を詳細に述べる。例示的な温度形状化要素A.ギャップ又はチャンバー本装置の一実施例において、各チャネルは、少なくとも一つのギャップ又はチャンバーを温度形状化要素として備える。一般的な実施例において、前記装置は、各チャネルの周囲に配置された1、2、3、4、5、又はさらには6個のチャンバーを備え、第2及び第3熱源のうち、少なくとも一つに各チャネルに対して1個、2個、又は3個のこのようなチャンバーを備える。本発明のこのような例において、チャンバーは、チャネルと第2又は第3熱源との間にユーザが前記装置内で温度分布を正確に制御するようにする空間を形成する。すなわち、チャンバーは、遷移領域transitionregionでチャネルの温度分布を形状化するのを助ける。遷移領域は、概略的に第3熱源と接触するチャネルの上部と第1熱源と接触するチャネルの下部との間のチャネルの領域を意味する。チャンバーは、意図した結果が達成されるかぎりには、チャネルの周囲のほとんどどの領域にも位置できる。例えば、チャンバー又は一つ以上のチャンバーを第2熱源、第3熱源、又は第2熱源及び第3熱源の両側内に又は隣接して位置させることは、発明の多くの応用において有用である。前記装置内のチャネルが多数のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーは、他のチャンバーから分離されることができ、ある例では、前記装置内で一つ又はそれ以上の他のチャンバーと接触できる。相異なるギャップ又はチャンバー構造の一つ又は組み合わせは、本発明と両立することができる。通常の必要条件として、チャンバーは、次の条件のうち、少なくとも一つ、好ましくは、全てを満たす遷移領域での温度分布を生成しなければならない:1生成された温度勾配特に、チャネルの垂直プロファイルを横切るは、反応容器内で試料を横切って熱対流を生成する程十分に大きくなければならない。2温度勾配により、このように生成された熱対流は、PCR工程の各ステップのために十分な時間が提供されうるように十分に遅くなければならない又は適切に速くなければならない。特に、一般に重合ステップが変性及びアニーリングステップより多い時間を必要とするために、重合ステップの時間を十分に長くすることが特に重要である。特別なギャップ又はチャンバーの構成の例が以下に開示されている。必要であれば、本発明の装置内のチャネルは、チャネル軸を基準に本質的に対称的又は非対称的に配置された少なくとも一個のチャンバーを有することができる。多い実施例において、1、2、又は3個のチャンバーを有する装置が好ましい。チャンバーは、熱源のうちの何れか一つ又は組み合わせの内に、例えば、第1熱源、第2熱源、第3熱源、又は第2及び第3熱源の両側に配置されうる。ある装置では、第2熱源又は第2及び第3熱源内に1、2又は3個のチャンバーを有する装置が特に有用である。そういうチャンバー実施例の例が以下に提供される。一実施例において、チャンバーは、第1熱源、第2熱源、及び第3熱源のうち、少なくとも一つからの本明細書において突出部と呼ばれることにより追加的に定義される。特定実施例において、突出部は、第2熱源から第1熱源に向かってチャネル軸に一般に平行な方向に延びる。第2熱源から第3熱源に一般にチャネル軸に平行に延びる第2突出部を備えるような他の実施例も可能である。追加的な実施例は、第1熱源から第2熱源に向かってチャネル軸に対して一般に平行に延びる突出部を有する装置を備える。さらに他の実施例は、第3熱源から第2熱源に向かってチャネル軸にまた一般に平行に延びる突出部を有する装置を備える。ある実施例では、前記装置は、チャネル軸に対して傾いている少なくとも一つの突出部を有することができる。本発明のこのような例において、チャネル軸の方向へのチャンバーの寸法を増やしながら、第1、第2及び/又は第3熱源の体積だけでなく熱源間の熱伝達を実質的に減少させることが可能である。このような特徴が消費電力を減少させながら熱対流PCR効率を向上させることが分かった。図2A、図3A、図4A、図9B、図12A、図14A、図15A、及び図22Aは、本発明で使用することができるチャンバーのいくつかの例を提供する。他の適合したチャンバー構造が以下に開示されている。B.温度ブレーキ本発明の装置内の各チャネルは、装置内の温度分布を制御するための1、2、3、4、5、6個又はそれ以上の温度ブレーキ、一般に1個又は2個の温度ブレーキを備えることができる。多い実施例において、前記温度ブレーキは、上端部と下端部、そして必要によって選択的にチャネルと熱的に接触する壁により定義されるはずである。前記温度ブレーキは、一般にギャップ又はチャンバー存在するならばの壁に隣り合っているか、又は隣接して配置される。温度ブレーキを温度形状化要素として備えることによって、一つの熱源から他の熱源への温度プロファイルの好ましくない侵害が制御でき、一般に減少できる。以下詳細に説明するが、熱対流PCR増幅効率は、温度ブレーキの位置と厚さに敏感であるということが見出された。適した温度ブレーキは、チャネルに対して対称的又は非対称的に配置されうる。本明細書に述べられる一つ又はそれ以上の温度ブレーキは、意図した結果が達成される限り、装置の各チャネルの周囲の如何なる位置にも位置できる。したがって、一実施例において、温度ブレーキは、隣接する熱源からの好ましくない熱流れを遮断又は減少させて、適切なPCR増幅を達成するためにチャンバーに隣り合っているか、又は隣接して位置できる。図10B、図10D、図10F、図11B、図14B、及び図14Cは、本発明の使用に適した温度ブレーキのいくつかの例を提供する。他の適した温度ブレーキは、以下に開示されている。C.位置的又は構造的非対称性本発明の装置が少なくとも一つの位置的又は構造的非対称要素、例えば、各チャネルに対して1、2、3、4、5、6又は7個のこのような要素を備える場合、熱対流PCRがより速くてより効率的であることが見出された。このような要素は、一つ又はそれ以上のチャネルの周囲に、又は全体装置にわたって位置できる。理論に拘束されることを望まないが、前記装置内の非対称要素の存在が増幅過程をより速くてより効率よくする方式で浮力buoyancyforceを増加させると信じられる。前記装置内にチャネル軸又は重力方向に対して水平的に非対称的加熱又は冷却を発生させうる少なくとも一つの位置的又は構造的非対称性を導入することによって、熱対流PCRを助けることができるということが見出された。理論に拘束されることを望まないが、内部に少なくとも一つの非対称要素を有する装置は、チャネルを加熱又は冷却することに関する装置の対称性を破壊し、浮力の生成を助けたり増加させることによって増幅過程をより速くてより効率よくすることができると信じられる。位置的非対称要素は、チャネル軸又は装置を重力方向に対して傾くように作る構造的要素を意味する。構造的非対称要素は、チャネル及び/又はチャネル軸に対して装置内で対称的にならないように配置される構造的要素を意味する。論議されたように、熱対流を生成するためにそしてまたPCR工程のための温度必要条件を満たすために試料流体内に垂直温度勾配を生成することが必要である。しかしながら、垂直温度勾配の存在にもかかわらず、温度分布の等温等高線isothermalcontourが重力方向すなわち、垂直方向に対して平らすなわち、水平であれば、熱対流を誘導する浮力は、生成されない場合もありうる。このような平らな温度分布内では、流体の各部分が同じ高さで流体の他の部分と同じ温度したがって、同じ密度を有するために、流体は、いかなる浮力の影響も受けないようになる。対称実施例symmetricembodimentsでは、すべての構造的要素がチャネル又はチャネル軸に対して対称をなし、重力方向は、チャネル又はチャネル軸に本質的に平行に整列される。このような対称実施例において、チャネル又は反応容器内の温度分布の等温等高線は、重力場に対してほぼ又は完壁に平らになり、したがって十分に速い熱対流を生成するのがたびたび難しくなる。理論に拘束されることを望まないが、温度分布で変動又は不安定を誘導できるいかなる撹乱要因perturbationsの存在は、たびたび浮力の生成を助けるか、又は向上させることができ、PCR増幅をより速くてより効率よくすると信じられる。例えば、一般的な環境に存在する小さな振動は、ほぼ又は完壁に平らな温度分布を撹乱することができ、又は装置の小さな構造的欠陥がチャネル/チャンバー構造又は反応容器構造の対称性を破壊することによって、ほぼ又は完壁に平らな温度分布を撹乱することができる。このような撹乱された温度分布において、流体は、流体の少なくとも一部に対して同じ高さの流体の他の部分と比較して相異なる温度を有することができ、したがってこのような温度変動又は不安定性のため浮力が形成されやすくなることができる。このような自然的又は偶発的な撹乱要因は、一般に対称実施例において熱対流を生成するにあって重要である。位置的又は構造的非対称性が前記装置内に存在する場合、チャネル又は反応容器内の温度分布は、同じ高さで均一にならないように例えば、水平的に不均一又は非対称的になるように制御できる。このような水平的に非対称的な温度分布が存在するとき、浮力は、容易に一般により強く生成されることができ、したがって熱対流PCRをより速くてより効率よく行うようになる。有用な位置的又は構造的非対称要素は、チャネル軸又は重力方向に対してチャネルの水平的に非対称的な加熱又は冷却を引き起こす。非対称性は、一つの方式又は方式の組み合わせによって本発明の装置に導入されうる。一実施例において、本発明の装置が装置に導入された位置的非対称性を有するようにすることができるが、例えば、装置又はチャネルを重力方向に対して傾けることができる。本明細書に開示されたほとんどすべての装置実施例は、チャネル軸を重力方向に対して外れるようにすることができる構造を含むことによって傾けることができる。適した構造の例は、ウェッジ又はこれと関連した傾斜した形態、又は傾斜したり傾いたチャネルである。このような発明実施例の例は、図12B及び図18A~図18Bを参照すればよい。他の実施例において、aチャネル、bチャンバーのようなギャップ、c収容口、d第1熱源、e第2熱源、f第3熱源、g温度ブレーキ、及びh断熱体のうち、少なくとも一つが前記装置内にチャネル軸に対して非対称的に配置されうる。したがって、一発明実施例において、前記装置は、構造的非対称要素としてチャンバーを特徴とする。この発明実施例において、前記装置は、チャネル、収容口、温度ブレーキ、断熱体、又は一つ又はそれ以上の熱源のような一つ又はそれ以上の他の構造的非対称要素を備えることができる。他の一実施例において、構造的非対称要素は、収容口である。また、さらに他の一実施例において、構造的非対称要素は、温度ブレーキ又は一つ以上の温度ブレーキである。前記装置は、第1熱源、第2熱源、第3熱源、チャンバー、チャネル、断熱体などのような一つ又はそれ以上の他の非対称又は対称構造的要素を備えることができる。第1熱源、第2熱源、及び/又は第3熱源が構造的非対称要素を特徴とする実施例において、チャネル軸に一般に平行に延びる突出部又は一つ以上の突出部にこのような非対称性がありうる。他の例が以下に提供される。特に、図21A~21B、図22A~22D、図23A~23B、図24A~24B、図25、図26、及び図27A~27Bを参照すればよい。論議されたように、チャネル及びチャンバーのうちの何れか一つ又は全部は、前記装置内でチャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置されうる。チャネル及び/又はチャンバーが対称又は非対称構造的要素の例として図6A~6J、図7A~7I、及び図8A~8Pを参照すればよい。収容口が構造的非対称要素である装置を有することが好ましい場合がたびたびありうる。如何なる理論にも拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部又は第2熱源間の領域は、装置内で熱対流の流れのための主要駆動力が生成される位置であると信じられる。明らかになるはずであるが、この領域は、最高温度例、変性温度まで加熱する初期加熱と低い温度例、重合温度への遷移が起きる所であり、したがって最大の駆動力がこの領域から発生する。例えば、非対称収容口の構造を示す図13及び図21A~図21Bを参照すればよい。D.断熱体及び断熱性ギャップ本発明の目的を達成するために、熱源の各々を他の熱源から断熱させることが多くの場合に有用でありうる。次の説明で明らかなように、前記装置は、各熱源間の断熱性ギャップに位置した多様な断熱体と共に使用されうる。したがって、一実施例において、第1断熱体は、第1及び第2熱源間の第1断熱性ギャップに位置し、第2断熱体は、第2及び第3熱源間の第2断熱性ギャップに位置する。低い熱伝導率thermalconductivityを有する気体又は固体断熱体の一つ又は組み合わせが使用されうる。本発明の多数の目的のための一般に有用な断熱体は、空気静的空気staticairの場合に、常温で約0.024Wm‐1K‐1の低い熱伝導率を有し、温度が増加するにつれて徐々に増加するである。静的空気より大きな熱伝導率を有する材料が電力消費外の他の装置性能を顕著に減少させないながら使用されうるが、空気と似ているか、又は空気より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を使用することが一般に好ましい。良い熱断熱体の例は、木、コルク、繊維、プラスチック、セラミック、ゴム、シリコン、シリカ、カーボンなどがあるが、これらに限定されるものではない。このような材料からなる硬質フォームrigidfoamが非常に低い熱伝導率を表すので、特に有用である。硬質フォームの例は、発泡スチレンStyrofoam、ポリウレタンフォームpolyurethanefoam、シリカエアロゾルsilicaaerosol、カーボンエアロゾルcarbonaerosol、シージェルSEAgel、シリコン又はゴムフォーム、ウッド、コルクなどがあるが、これに限定されるものではない。空気に加えて、ポリウレタンフォーム、シリカエアロゾル及びカーボンエアロゾルが特に高い温度で使用するのに有用な熱断熱体である。発明の装置が断熱性ギャップを有する実施例において、長所が明らかになる。例えば、装置のユーザは、1一つの熱源から次の熱源への熱伝逹を実質的に減少させることによって、消費電力を減少させることができ、2一つの熱源から次の熱源への大きな温度変化が断熱性ギャップ領域から発生するために、駆動力を生成するための温度勾配を制御できしたがって、熱対流を制御でき、そして33個の熱源間の熱伝逹が均衡をなすようにすることによって、隣接して配置された3個の熱源の温度を同時に維持する機械装置を単純化でき、これにより消費電力を最小化できる能力を有することができる。低い熱伝導率の断熱体を有する大きな断熱性ギャップは、一般に消費電力を減少させるのに助けになるという事実が見出された。突出構造の使用は、各断熱性ギャップの相異なる領域例えば、チャネルから隣接した領域及び遠く離れている領域を分離してを独立的に制御しながらより大きな平均ギャップが提供されうるようにするので、消費電力を実質的に減少させるのに特に有用である。特に、チャネルに隣接した領域で断熱性ギャップを変更することによって、熱対流の速度を制御でき、したがってPCR増幅の速度を制御できるという事実が見出された。チャネル領域に隣接した第1断熱性ギャップを制御することが熱対流の速度を変調することに特に有用であるということが見いだされた。また、チャネル軸の方向の第1及び第2断熱性ギャップの平均厚さの比率が3個の熱源間の熱伝逹の均衡をなすようにすることに非常に有用であるということが見出された。2個の隣接する熱源間の熱伝逹量は、2個の熱源間の距離に反比例する。したがって、第1及び第2断熱性ギャップの平均厚の比率を調整することによって、第1及び第3熱源間に位置する第2熱源が、3個の熱源間の熱伝逹の均衡の結果として、電力の消費無しで望む温度に近接するように加熱されうる。これは、装置の消費電力を実質的に減少させるだけでなく、装置に必要な温度制御装置及びメカニズムを極めて単純化させることができるようにする。多い例において、3個の熱源の望む温度に適した平均厚の比率を選択することによって、一般により多くの電力を消費し、多くの場合に体積がより大きな冷却要素を使用しないで、加熱要素だけを使用して装置が製作されうる。断熱性ギャップを有する他の利点は、以下の説明と例により明らかになるはずである。次の説明と例において発明装置は、上述した温度形状化要素の一つ又は組み合わせを含むことができるということが明らかになるはずである。したがって、一実施例において、前記装置は、第1、第2、及び第3熱源を互いに分離する第1及び第2断熱体と、チャネル軸に一般に平行であり、チャネルを基準に対称的に配置される少なくとも一個のチャンバー例、1、2、又は3個のチャンバーを特徴とする。この実施例において、前記装置は、熱対流PCRをより助けるように、一個又は二個の温度ブレーキをさらに備えることができる。前記装置が二個のチャンバーを、例えば第2熱源内に含む実施例において、各チャンバーは、チャネル軸に対して同一又は相違なる水平位置を有することができる。他の一実施例において、第2熱源は、チャネル軸に一般に平行であり、第1及び/又は第3熱源に向かって延びる突出部を特徴とし、この突出部がチャンバーを定義する。この実施例において、前記装置は、第1熱源から第2熱源方向に延びる突出部を備えることができ、必要によって選択的に第3熱源から第2熱源方向にチャネル軸に一般に平行に延びる突出部を備えることができる。このような実施例において、熱源のうち、少なくとも一つがチャンバーを備えるという前提下で、第2熱源は、チャネル軸に対して対称的に配置された一個又は二個のチャンバーを備えるか、又はチャンバーを全く備えなく、第3熱源は、チャネル軸に対して対称的に配置された一個又は二個のチャンバーを備えるか、又はチャンバーを全く備えない。論議されたように、前記装置内に非対称構造的要素を備えることが有用な場合が多い。したがって、本発明の一目的は、装置内にチャネル軸に対して非対称的に配置された収容口を備えることである。この実施例において、前記装置は、チャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置された一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。代案として又は追加的に、前記装置は、チャネル軸に対して非対称的に配置された少なくとも一つの温度ブレーキを特徴とする。この実施例において、前記装置は、チャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置された一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。代案として又は追加的に、前記装置は、チャネル軸に対して非対称的に配置された少なくとも一つの突出部を特徴とする。一実施例において、第1熱源から延びた突出部は、チャネル軸を基準に非対称的に配置される反面、第2熱源から延びる一つ又は両突出部及びチャンバーは、チャネル軸を基準に対称的に配置される。代案として又は追加的に、第2熱源の前記一つ以上の突出部及びチャンバーは、チャネル軸を基準に非対称的に配置されうる。これらの実施例において、前記装置は、第3熱源から第2熱源へ延びチャネル軸に対して対称的に又は非対称的に配置される突出部をさらに備えることができる。しかしながら、他の一実施例において、前記装置内の一つ又はそれ以上のチャネルからすべてのチャネルに至るまでいかなるチャンバーやギャップ構造を含む必要がない。このような実施例において、前記装置は、重力に対してチャネルの角度を傾けることのような位置的非対称要素の例一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素を好ましくは備えるはずである。代案として又は追加的に、チャネルは、構造的非対称性を含むか、又は本明細書に提供されたような遠心分離加速を受けることができる。例えば、例6及び図76E重力傾斜角が10度でチャネルのみがある場合を図75E重力傾斜角がなくチャネルのみがある場合と比較して参照すればよい。以下で理解されるように、他の又は追加的な非対称要素が存在する発明装置を有することが可能である。例えば、前記装置は、チャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル軸に対して非対称的に配置される二個又は三個のチャンバーを備えることができる。装置が単一チャンバーを備える実施例において、そのチャンバーは、チャネル軸に対して非対称的に配置されうる。実施例は、第2熱源から第1及び第3熱源のそれぞれに向かって延びる突出部がチャネル軸に対して非対称的に配置された装置を備える。必要であれば、上述の発明実施例のいずれも装置又はチャネルを重力方向に対して傾けることによって、又はそれをウェッジや他の傾斜した形態に位置させることによって、位置的非対称要素を備えることができる。以下で理解されるように、意図した結果が達成できるならば、装置実施例の如何なる温度形状化要素も装置内でチャネル軸に対して対称的でも又は非対称的でも装置の他の構造的又は位置的特徴を含む一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素に結び付けられることができる。また、以下で理解されるように、本発明は、融通性があり、各チャネルが同一又は相違なる温度形状化要素を有している装置を備える。例えば、前記装置の一つのチャネルは、いかなるチャンバー又はギャップ構造を有さない反面、前記装置の他のチャネルは、そういうチャンバー又はギャップ構造を1、2、又は3個備えることができる。本発明は、意図した結果が達成されるかぎり、特定チャネル構成又はチャネル構成のグループに限定されない。しかしながら、使用及び製造上の考慮事項を単純化するために、発明装置のすべてのチャネルが同じ数と同じ類型の温度形状化要素を有することが多くの場合に好ましい。次の図と例を参照することは、熱対流PCR装置に対するより良い理解を提供するためである。これは、本発明の範ちゅうを制限するための意図ではなく、そのように解釈されてはならない。これから図1及び図2A~図2Cを参照すれば、装置10は、作動可能に連結した構成要素であって:aチャネル70を加熱又は冷却し、上部面21と下部面22とを有する第1熱源であって、前記チャネル70は、PCRを行うための反応容器90を収容するように適応された第1熱源20と、b前記チャネル70を加熱又は冷却し、上部面31と前記第1熱源の上部面21と向き合う下部面32とを有する第2熱源30と、c前記チャネル70を加熱又は冷却し、上部面41と前記第2熱源の上部面31と向き合う下部面42とを有する第3熱源40であって、前記チャネル70は、前記第1熱源20と接する下端部72と、前記第3熱源の上部面41と接する貫通口71により定義され、この実施例において、前記下端部72と前記貫通口71との間の中心点がチャネル軸80を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネル70が配置される、第3熱源40と、d前記第2熱源30又は前記第3熱源40の少なくとも一部内で前記チャネル70の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーであって、この実施例において、前記第1チャンバー100は、前記第2熱源30又は前記第3熱源40と前記チャネル70との間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャンバーギャップ105を前記第2熱源30又は前記第3熱源40と前記チャネル70との間に有する、チャンバーと、e前記第1熱源20内に前記チャネル70を収容するように適応された収容口73とを、備える。作動可能に連結したoperablylinked、作動可能に連動されたoperablyassociated又はこれと類似した用語は、装置の一つ又はそれ以上の要素が一つ又はそれ以上の他の要素と作動可能に連結するのを意味する。より具体的に、このような連動は、直接的又は間接的例えば、熱的thermal、物理的及び/又は機能的でありうる。ある要素が直接的に連結され、他の要素が間接的に例えば、熱的にthermally連結する装置は、本発明の範ちゅう内に属する。図2Aに示す実施例において、前記装置は、第1熱源20の上部面21と第2熱源30の下部面32との間に位置した第1断熱体50をさらに備える。前記装置は、第2熱源30の上部面31と第3熱源40の下部面42との間に位置した第2断熱体60をさらに備える。以下で理解されるように、実際に本発明は、断熱体の数が意図した結果が達成されるのに十分であれば、2個の断熱体のみが存在することに限定されない。すなわち、本発明は、多数の断熱体例えば、2、3又は4個の断熱体を備えることができる。図2Aに示す実施例において、チャネル軸80方向の第1断熱体50の長さは、チャネル軸80方向の第2断熱体60の長さより長い。他の実施例において、第1断熱体50の長さは、第2断熱体60の長さより短いか、又は本質的に同一でありうる。しかしながら、第1断熱体50の長さが第2断熱体60の長さより長いことが一般に好ましい。このような実施例は、消費電力を減少させ、温度制御を容易にするのに利点がある。他の一実施例において、チャネル軸80方向の第2熱源30の長さが第1熱源20又は第3熱源40の長さより長いことが好ましい。他の実施例において、第2熱源30の長さが第1熱源20又は第3熱源40の長さより短いか、又は本質的に同一でありうるが、重合ステップのためにより長い経路長を達成するために、第2熱源30がより長い長さを有することが有利である。図2Aに示す一実施例において、第1断熱体50、第2断熱体60又は両断熱体50、60は、低い熱伝導率を有する熱断熱体で充填される。好ましい熱断熱体は、約10分の数Wm‐1K‐1ないし約0.01Wm‐1K‐1の間又はそれ以下の熱伝導率を有する。この実施例において、チャネル軸80方向の第1断熱体50の長さと、好ましくは、第2断熱体60の長さもまた、例えば約0.1mmないし約5mmの範囲、好ましくは、約0.2mmないし約4mmの範囲で短く構成される。本発明のこの例において、一つの熱源から隣接する熱源への熱損失が実質的に大きくありえ、装置動作の際、大きな電力消費を引き起こすことができる。多くの応用において、3個の熱源例、20、30及び40のうち、少なくとも一つを他の熱源から隔離させること、好ましくは、2個の熱源が互いに熱的に隔離されること例えば、20と30を互いに断熱すること、30と40を互いに断熱すること等が好ましい場合があり、三個の熱源とも例えば、20、30、及び40を互いに熱的に隔離させることが、多くの発明応用において一般に好まれる。一つ又はそれ以上の熱断熱体を使用することが多くの場合に有用でありうる。例えば、第1断熱性ギャップ50及び第2断熱性ギャップ60に熱断熱体を使用することによって、多くの場合に消費電力を低くすることができる。したがって、図2A~図2Cに示す本発明の発明実施例において、第1断熱体50は、固体solid又は気体gasから構成されるか、又はこれらを含む。代案として又は追加的に、第2断熱体60は、固体又は気体から構成されるか、又はこれらを含む。図2A~図2Cに示す装置を再度述べると、第2熱源内のチャンバー壁103とチャネル70との間のチャンバーギャップ105は、気体、固体、又は気体-固体の組み合わせのような熱断熱体で部分的に又は完全に充填されうる。一般に有用な断熱体は、空気、及び空気と類似しているか、より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を備える。チャンバーギャップ105の重要な一つの機能は、第2熱源内で第2熱源からチャネルへの熱伝逹を制御一般に減少することであるから、プラスチックやセラミックのような空気より大きな熱伝導率を有する材料が使用されうる。しかしながら、このような高い熱伝導率を有した材料が使用される場合、断熱体として空気を使用する実施例と比較して、チャンバーギャップ105がより大きくなるように調整されなければならない。同様に、空気より低い熱伝導率を有する材料が使用される場合、空気断熱体実施例よりチャンバーギャップ105がより小さくなるように調整されなければならない。特に、図2A~図2Cは、空気又は気体が第1断熱体50と第2断熱体60、及びチャンバーギャップ105に断熱体として使用された装置を示す。このようなギャップの内部のチャネル構造は、空気又は気体が断熱体として使用される時に、このような構造が目に見えないことを表すために点線で示された。特定発明の目的を達成するために、必要であれば、前記装置は、固体断熱体がチャンバーギャップ105に使用されるように適応されうる。代案として又は追加的に、前記装置は、第1断熱体50と第2断熱体60に固体断熱体を備えることができる。図2B及び図2Cは、図1に示したような装置のA‐A及びB‐B断面の透視図を示す。空気又は気体が断熱体として使用される実施例が示されている。図1及び図2A~図2Cの実施例に示すように、前記装置は、12個のチャネル時には反応容器チャネルとするを特徴とする。しかしながら、それ以上又はそれ以下のチャネルも、例えば、約1個又は2個から約12個までのチャネル、又は約12個から数百個までのチャネル、好ましくは、約8個ないし約100個までのチャネルも、使用目的によって可能である。好ましくは、各チャネルは、第1熱源20内の下端部92と第3熱源41の上部の上端部91により一般に定義される反応容器90を収容するように独立的に構成される。第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40内のチャネル70は、一般に第1断熱体50及び第2断熱体60を貫通して通過する。チャネル70の上端部71と下端部72との間の中心点は、熱源と断熱体がその周囲に配置されるチャネルの軸80時には、本明細書でチャネル軸とするを形成する。図1及び図2A~図2Cに示す実施例を再度参考すれば、チャネル70は、反応容器90がその中に安定的に合うように構成される。すなわち、図2Aに示すように、前記チャネルは、反応容器の下部と本質的に同じ寸法プロファイルdimensionalprofileを有する。作動途中に、チャネルは、反応容器を収容するための収容器として機能する。しかしながら、以下にさらに詳細に説明するように、チャネル70の構造は、反応容器90と熱源20、30、及び40のうちの何れか一つ又はそれ以上との間に相異なる熱接触可能性を提供するように、チャネル軸80に対して調整されるか、及び/又は移動されうる。一つの例として、第3熱源内に形成された貫通口71がチャネル70の上部として機能できる。この実施例において、第3熱源40内のチャネル70は、第3熱源40と物理的に接触する。すなわち、第3熱源40に向かって延びた貫通口71の壁が反応容器90と物理的に接触する。この実施例において、前記装置は、前記第3熱源40からチャネル70及び反応容器90への効果的な熱伝逹を提供できる。多くの発明応用のために、一般に第3熱源内の貫通口のサイズは、チャネル又は反応容器のサイズと本質的に同様にすることが好ましい。しかしながら、他の貫通口実施例も本発明の範ちゅう内に属し、本明細書に開示されている。例えば、図2A~図2Cを再度参照すれば、第3熱源40内の貫通口71は、反応容器90のサイズより大きく作られることができる。しかしながら、このような場合、第3熱源40から反応容器90への熱伝逹は、少なく効率よくなることができる。この実施例において、本発明の最適の実現のために、第3熱源の温度を低くすることが有用でありうる。大部分の発明応用のために、第3熱源40内の貫通口71のサイズを反応容器90のサイズと本質的に同じサイズにすることが一般に有用である。収容口73が第1熱源20に形成されたふさがった下端部72を有する発明実施例において、収容口は、チャネル70の下部として機能することもある。例えば、図2Aを参照しなさい。このような実施例において、第1熱源20の収容口73は、反応容器の下部92のサイズと本質的に同じサイズを有し、大部分の実施例において反応容器90に物理的な接触と効率的な熱伝逹を提供するようになる。以下で論議されるだろうが、ある発明実施例では、第1熱源20内の収容口73が反応容器の下部のサイズより若干大きいサイズを有するか、又は部分的チャンバー構造を有することができる。チャンバーの構造及び機能図2A~図2Cに示す装置を再度述べると、第1チャンバー100は、チャネル70を基準に第2熱源30内に対称的に配置される。前記装置10内のこのような物理的に非接触しているしかしながら、熱的に接触する空間の存在は、多い利点と長所を提供する。例えば、そして如何なる理論にも拘束されることを望まないが、第1チャンバー100の存在は、好ましくは、少なく効果的な第2熱源30からチャネル70又は反応容器90への熱伝逹を提供する。すなわち、チャンバー100は、第2熱源30とチャネル70又は反応容器90との間での熱伝逹を実質的に減少させる。つながる議論でより明確になるだろうが、本発明は、前記装置10内で安定的でより速い熱対流PCRを助けることを特徴とする。第2熱源30内に物理的に非接触空間を含むことが多くの場合に有用であるが、このような空間を装置10内の一つ又はそれ以上の追加的な熱源、例えば第1熱源20及び第3熱源40のうちの何れか一つ又は両方に含むことも本発明の範ちゅうに属する。例えば、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上とチャネル70又は反応容器90との間の熱伝逹を減少させるために、第1熱源20又は第3熱源40が一つ又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。図2A~図2Cに示す発明実施例は、重要な構造的要素として第2熱源20内に第1チャンバー100を備える。本発明のこの例において、第1チャンバー100は、第2熱源の上部31から第2熱源の下部32と第1熱源の上部21に向かってチャネル70を収容するように独立的に構成される。第1チャンバー100は、第2熱源30の上部の上端部101、第2熱源30の下部の下端部102、そして、チャネル軸80の周囲に配置され、第2熱源30内でチャネル70と離隔している第1チャンバー壁103により定義される。チャンバー壁103は、第2熱源30内で距離を置いてチャネル70を取り囲んで、チャンバーギャップ105を形成する。チャンバー壁103とチャネル70との間のチャンバーギャップ105は、好ましくは、約0.1mmないし約6mmの範囲内、さらに好ましくは、約0.2mmないし約4mmの範囲内にある。第1チャンバー100の長さは、約1mmないし約25mmの範囲であり、好ましくは、約2mmないし約15mmの範囲である。本発明は、多様な種類の熱源と断熱体構成とが両立可能である。例えば、第1熱源20は、チャネル軸80に沿って約1mmより長い長さ、好ましくは、約2mmないし約10mmの長さを有することができる。第2熱源30は、チャネル軸80に沿って約2mmないし約25mmの範囲の長さ、好ましくは、約3mmないし約15mmの長さを有することができる。第3熱源40は、チャネル軸80に沿って約1mmより長い長さ、好ましくは、約2mmないし約10mmの長さを有することができる。論議されたように、装置が第1断熱体50と第2断熱体60とを有するようにすることが一般に有用である。例えば、突出部のない実施例において、第1断熱体50は、チャネル軸80に沿って約0.2mmないし約5mmの範囲の長さ、好ましくは、約0.5mmないし4mmの範囲の長さを有することができる。第2断熱体60は、チャネル軸80に沿って約0.1mmないし約3mmの範囲の長さ、好ましくは、約0.2mmないし約2.5mmの範囲の長さを有することができる。突出部の構造が存在する他の実施例において、第1断熱体50及び第2断熱体60は、チャネル70に対した位置に応じてチャネル軸80に沿って相異なる長さを有することができる。例えば、チャネルに隣接しているか、又は周囲の領域において例えば、突出部内で、第1断熱体50は、チャネル軸に沿って約0.2mmないし約5mmの範囲の長さ、好ましくは、約0.5mmないし4mmの範囲の長さを有することができ、第2断熱体60は、チャネル軸80に沿って約0.1mmないし約3mmの範囲の長さ、好ましくは、約0.2mmないし2.5mmの範囲の長さを有することができる。チャネルから離れた領域例えば、突出構造の外部では、第1断熱体50は、チャネル軸に沿って約0.5mmないし約10mmの範囲の長さ、好ましくは、約1mmないし8mmの範囲の長さを有することができ、第2断熱体60は、チャネル軸80に沿って約0.2mmないし約5mmの範囲の長さ、好ましくは、約0.5mmないし4mmの範囲の長さを有することができる。論議されたように、発明装置は、第2熱源と共に熱源のうち、少なくとも一つの中に複数のチャンバー例えば、2、3、4、5、又はそれ以上のチャンバーを備えることができる。図3A~図3Bに示す実施例において、前記装置は、第2熱源30内に完全に位置した第1チャンバー100を備える。この実施例において、第1チャンバー100は、チャネル軸80に沿って第1チャンバーの下端部102と向き合うチャンバーの上端部101を備える。前記装置は、第2熱源30内に完全に位置し、第1チャンバー100の上端部101と接触する第2チャンバー110をさらに備える。第1チャンバー100の壁103は、チャネル軸80に本質的に平行に整列される。第2チャンバー110は、チャネル軸80に本質的に平行に位置する壁113によりさらに定義される。第2チャンバー110は、第2熱源30の上端部31と接触する上端部111と第1チャンバー100の上端部101と接触する下端部112とによりさらに定義される。図示のように、第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、ギャップ105、115をそれぞれ備える。図示の実施例において、第2チャンバー110の上端部111と下端部112のそれぞれは、チャネル軸80に垂直である。図3Aに示すように、チャネル軸80からの第1チャンバー100の幅又は半径は、チャネル軸80からの第2チャンバー110の幅又は半径より小さい約0.9ないし0.3倍小さい。しかしながら、図3Bの実施例に示す場合には、チャネル軸80からの第1チャンバー100の幅又は半径は、チャネル軸80からの第2チャンバー110の幅より大きい約1.1ないし約3倍大きい。図3A~図3Bを再度参照すれば、第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、非常に有用な温度制御又は形状化効果を提供する。これらの実施例において、第1チャンバー100図3A又は第2チャンバー110図3Bは、他のチャンバーと比較してより小さな直径又は幅を有する。第2チャンバー110図3B又は第1チャンバー100図3Aの狭い部分は、他のチャンバーと比較して第2熱源30からのより効率的な熱伝逹を提供する。また、これらの実施例に示すチャンバーの構成は、狭い部分に隣接して位置する他の熱源例えば、図3Aの第1熱源20からの熱伝逹を優先的に遮断する。別に言及されない限り、多数のチャンバーを有する実施例は、第1熱源一般に前記装置の下部に最も近く位置したからチャンバーに番号を付することによって記述される。したがって、第1熱源に最も近いチャンバーが第1チャンバーに指定され、第1熱源にその次に近いチャンバーは、第2チャンバーなどのように指定されるはずである。温度ブレーキの構造及び機能図4Aは、熱源のうちの何れか一つに位置する3個のチャンバーを有する発明実施例を示す。特に、装置10は、第2熱源30内に位置する第1チャンバー100、第2チャンバー110、及び第3チャンバー120を有する。この実施例において、第3チャンバー120は、ギャップ125を備える。第3チャンバー120は、チャネル軸80と本質的に平行に位置する壁123を備える。第3チャンバー120は、第2熱源の上部31と隣接した上端部121によりさらに定義される。第3チャンバー120は、第2熱源30内の特定領域図4Aにおいて点線で表示された円を参照しなさいと接触する下端部122によりさらに定義される。図示のように、第3チャンバー120の上端部121と下端部122とは、チャネル軸80に垂直である。図4Bは、図4Aに示す点線で表示された円の拡大図である。特に、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間の領域は、第1温度ブレーキ130を定義する。上で言及したように、第1温度ブレーキ130は、前記装置10内の温度分布を制御するように意図したものである。図示の実施例において、第1温度ブレーキ130は、上端部131と下端部132、及びチャネル70と本質的に接触する壁133により定義される。この実施例において、第1温度ブレーキ130の機能は、第1熱源20からの第2熱源30と第3熱源40への温度プロファイルの好ましくない侵害を減少又は遮断することである。第1温度ブレーキ130のさらに他の機能は、第2熱源30とチャネル70との間に効果的な熱伝逹を提供することによって、その領域でチャネルが第2熱源30の温度に速かに到達するようにすることである。第1温度ブレーキ130がチャネル70を基準に対称的に配置されている。図4Bに示すように、この発明実施例は、第2チャンバー110と第3チャンバー120との間の領域により定義された第2温度ブレーキ140を備える。特に、第2温度ブレーキ140は、壁143を介してチャネル70の少なくとも一部と本質的に接触する上端部141と下端部142によりさらに定義される。第2温度ブレーキ140の重要な機能は、装置10内で温度分布の制御を追加的に助けることである。この実施例において、第2温度ブレーキ140は、第3熱源40から第2熱源30への温度プロファイルの好ましくない侵害を減少又は遮断し、また第2熱源30とチャネル70との間の効果的な熱伝逹を提供することによって、その領域を第2熱源30の温度に近接した温度に維持させることに特に有用である。第2温度ブレーキ140は、チャネル70を基準に対称的に配置される。必要であれば、第1チャンバー100、第2チャンバー110、及び第3チャンバー120又はそれらの一部分のうち、少なくとも一つは、適切な固体又は気体断熱体を備えることができる。代案として又は追加的に、第1断熱体50及び/又は第2断熱体60のうちの何れか一つ又は両方が適切な固体又は気体から構成されるか、又はこれらを含むことができる。適切な断熱性気体の一例は、空気である。チャネルの構造A.垂直プロファイル本発明は、多数のチャネル構成と完全に両立可能である。例えば、図5A~図5Dは、適切なチャネル構成の垂直断面を示す。図示のように、チャネルの垂直プロファイルは、線形図5C~図5D又はテーパー型図5A~図5Bチャネルから形成されうる。テーパー型実施例において、チャネルは、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされうる。チャネルの垂直プロファイルと関連して多様な変形が可能であるが例えば、曲線形状、又は二つ以上の相異なる角度を有するようテーパーされている側壁を有するチャネル、上部から下部に線形的にテーパーされているチャネルが、そういう構造が製作工程だけでなくチャネルに対する反応容器の導入も容易にするために、一般に好まれる。一般に有用なテーパー角θは、約0度ないし約15度の範囲、好ましくは、約2度ないし約10度の範囲である。図5A~図5Bに示す実施例において、チャネル70は、開放された上端部71とふさがった下端部72とによりさらに定義されるが、このような末端部は、チャネル軸80に対して垂直図5Aであるか、又は曲面形状を有することができる図5B。下端部72は、下端部の水平プロファイルの半径又は幅の半と同じであるか、より大きな曲率半径を有する凸型又は凹型の曲面形状に形成されうる。下端部の水平プロファイルの半径又は幅の半より少なくとも2倍大きな曲率半径を有する平らであるか、又はほぼ平らな下端部が他の形態よりさらに好まれるが、これは、変性工程の間に向上した熱伝逹を提供することができるためである。チャネル70は、チャネル軸80方向の高さhとチャネル軸80に垂直な幅w1によりさらに定義される。多くの発明応用のために、本質的に直線である例えば曲がったりテーパーされていないチャネル70を有することが有用でありうる。図5C~図5Dに示す実施例において、チャネル70は、開放された上端部71とチャネル軸80に垂直であるか図5C又は曲面形状である図5Dふさがった下端部72を有する。テーパーされているチャネル実施例のように、下端部72は、凸型又は凹型の曲面形状に形成されることができ、大きな曲率を有する平らであるか、又はほぼ平らな下端部が一般により好まれる。チャネル70は、この実施例においてチャネル軸80方向の高さhとチャネル軸80に垂直な幅w1によりさらに定義される。図5A~図5Dに示すチャネル実施例において、約20マイクロリットルの試料体積に対して、高さhは、少なくとも約5mmないし約25mm、好ましくは、8mmないし約16mmである。各チャネル実施例は、チャネル軸80に沿う幅w1の平均によりさらに定義されるが、その値は、一般に少なくとも約1mmないし約5mmである。図5A~図5Dに示すチャネル実施例の各々は、高さhと幅w1の比率である垂直の縦横比と、各々第1及び第2方向への第1幅w1と第2幅w2の比率である水平の横縦比によりさらに定義されうるが、ここで、第1及び第2方向は、互いに垂直でありチャネル軸に対して垂直に整列されている。一般に適切な垂直の横縦比は、約4ないし約15の範囲であり、好ましくは、約5ないし約10である。水平の横縦比は、一般に約1ないし約4である。チャネル70がテーパーされている実施例において図5A~図5B、チャネルの幅又は直径は、チャネルの垂直プロファイルを横切って変化する。一般的な指針として、20マイクロリットルより大きいか、又は小さな試料体積に対しては、高さ及び幅又は直径は、体積比の立方根cubicroot又は時には平方根squarerootを係数として調整scaleされうる。論議されたように、チャネルの下端部72は、図5A~図5Dに示すように平らであるか、球形であるか、又は曲面形でありうる。下端部が球形又は曲面形の場合、一般に凸又は凹形態を有する。論議されたように、平らであるか又はほぼ平らな下端部が多くの発明実施例において他の形態に比べてより好まれる。如何なる理論にも拘束されることを望まないが、このような下端部の設計が第1熱源20からチャネル70の下端部71への熱伝逹を向上させることによって、変性工程を容易にすると信じられる。先に説明した垂直チャネルプロファイルのどれも相互的に排他的でない。すなわち、直線である第1部分とチャネル軸80に対してテーパーされている第2部分を有するチャネルも本発明の範ちゅうに属する。B.水平プロファイル本発明は、多様な水平チャネルプロファイルと両立することができる。容易な製造が関心事である場合、本質的に対称的なチャネル形態が一般に好まれる。図6A~図6Jは、それぞれが表示された対称要素を有する適した水平チャネルプロファイルのいくつかの例を示す。例えば、チャネル70は、チャネル軸80に対して円形図6A、正方形図6D、丸い正方形図6G、又は六角形図6Jである水平形態を有することができる。他の実施例において、チャネル70は、長さより大幅を有する又はその反対の水平形態を有することができる。例えば、図6B、図6E、図6Hの中間列に示すように、チャネル70の水平プロファイルは、楕円形図6B、長方形図6E、又は丸い長方形図6Hに形成されうる。このような類型の水平形態は、一方から上向きへ動き例えば、左側において反対側から下向きに動く例えば、右側において対流流れパターンを使用する時に有用である。長さに比べて相対的に大幅のプロファイルが使用されているので、上向き及び下向き熱対流流れ間の干渉が減少でき、これにより、より円滑な循環性流れを誘導するようになる。チャネルは、一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図6C、図6F、及び図6Iの右側列に示されている。例えば、チャネルの左側が右側より狭く示されている。このような類型の水平形態も、一方側において上向きへ動き例えば、左側において、反対側から下向きに動く例えば、右側において対流流れパターンを使用する時に有用である。また、このような類型の形態が使用される場合、下向き流れの速度例えば、右側においてが上向き流れに対して制御できる一般に減少する。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れの速度は、断面領域が大きくなるほど減少しなければならない又はその反対。この特徴は、重合効率性を増大することと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れすなわち、アニーリングステップ以後の間に行われ、したがって、上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで重合ステップのための時間を延長でき、より効率的なPCR増幅を誘導できる。したがって、一発明実施例において、チャネル70の少なくとも一部全体チャネルを含んでは、チャネル軸80に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有する。一発明の例において、水平形態は、少なくとも一つの反射σ又は回転対称要素Cxを有する。ここで、Xは、1,2,3,4,...から無限∞までである。意図した発明の目的を満たすならば、いかなる水平形態も適している。他の適した水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形を含む。必要であれば、チャネル軸80に垂直な面が第1熱源20、第2熱源30、又は第3熱源40内に存在できる。先に説明した水平チャネルプロファイのどれも相互排他的でない。すなわち、例えばチャネル軸80に対して円形である第1部分と半円形である第2部分とを有するチャネルも本発明の範ちゅう内に属する。水平チャンバーの形態及び位置論議されたように、本発明の装置は、装置内の、例えばチャネルの遷移領域内の、温度分布を制御することを助ける少なくとも一個のチャンバー、好ましくは、一個、二個、又は三個のチャンバーを備えることができる。チャネルは、意図した発明の目的が達成されるならば、適切な形態のうちの何れか一つ又は組み合わせを有することができる。例えば、図7A~図7Iは、チャンバー第1チャンバー100が単に例として使用されるの適切な水平プロファイルを示す。この発明実施例において、チャンバー100の水平プロファイルは、本質的に対称的な形態が製造工程を容易にするのに多くの場合に有用であるが、多様な相異なる形態で形成されうる。例えば、第1チャンバー100は、左側列に示すように円形、正方形、又は丸い正方形である水平形態を有することができる。図7A、図7D、及び図7Gを参照しなさい。第1チャンバー100は、幅が長さより大きな水平形態又はその反対、例えば、中間列に示すように、楕円形、長方形、又は丸い長方形を有することができる。第1チャンバー100は、右側列に示すように一方が反対より狭い水平形態を有することができる。図7C、図7F、及び図7Iを参照しなさい。論議されたように、チャンバーの構造は、熱源一般に第2熱源からチャネル又は反応容器への熱伝逹を制御する一般に減少させるのに有用である。したがって、関心の対象になる発明実施例によって第1チャンバー100の位置をチャネル70の位置に対して相対的に変更することが重要である。一実施例において、第1チャンバー100は、チャネル70の位置に対して対称的に配置される。すなわち、チャンバー軸チャンバーの上端部と下端部の中心点により形成される軸がチャネル軸80と一致する。この実施例において、熱源20、30、又は40からチャネルへの熱伝逹が特定垂直位置でチャネルの水平プロファイルにわたってすべての方向で一定になるように意図している。したがって、このような実施例においてチャネルの水平形態と同じ第1チャンバー100の水平形態を利用することが好ましい。図7A~図7Iを参照しなさい。しかしながら、チャンバー構造の他の実施例も本発明の範ちゅう内に属する。例えば、装置内のチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル70の位置に対して非対称的に配置されうる。すなわち、特定チャンバーの上端部と下端部との間に形成されたチャンバー軸106がチャネル軸80に対して中心を外れるか、傾くか、又は中心を外れながら傾くことができる。この実施例において、チャネル70とチャンバーの壁との間のチャンバーギャップのうちの何れか一つ又はそれ以上が一方側においてより大きく、そのチャンバーの反対側においてより小さくありうる。このような実施例における熱伝逹は、チャネル70の一方側においてより高く、反対側において低い前記2個の側の位置に垂直な方向に沿って位置する2個の反対側では同一又は似ているが。特定実施例において、円形又は丸い長方形である第1チャンバーの水平形態を使用することが好ましい。円形が一般により好ましい。したがって、装置の一実施例において、第1チャンバー100の少なくとも一部全体チャンバーを含んでは、チャネル軸80に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有する。例えば、図7A及び図2A~図2Cを参照しなさい。一般に、水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有する。本発明と共に使用するために好ましい水平形態は、チャネル軸80に垂直な面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形形態を含む。一実施例において、チャネル軸80と垂直な面は、第2熱源30又は第3熱源40内に存在する。チャンバー構造と位置に対する前の議論は、第1チャンバー100以上の多くのチャンバー実施例に適用できるということが理解されるはずである。すなわち、複数のチャンバー例えば、第2チャンバー110及び/又は第3チャンバー120を有する発明実施例でこのような考慮事項がまた適用されうる。非対称及び対称チャネル/チャンバーの構成言及したように、本発明は、多様なチャネル及びチャンバーの構成と両立可能である。一実施例において、適切なチャネルは、チャンバーに対して非対称的に配置される。図8A~図8Pは、このような概念のいくつかの例を示す。特に、図8A~図8Pは、チャンバー100第1チャンバー100が例示的な目的だけで使用された内のチャネル70の位置を参照して、適切なチャネル及びチャンバー構造の水平断面を示す。第1チャンバー100及びチャネル70の水平形態は、例えば円形又は丸い長方形に示されている。第1列図8A、図8E、図8I、及び図8Mは、対称的に位置した構造の例を示す。この実施例において、チャンバー軸は、チャネル軸70と一致する。したがって、第1チャンバー壁103実線とチャネル70点線との間のギャップは、左側及び右側に対して同一で、また上部側及び下部側に対して同一で、熱源からチャネルに両方向ともに対称的な熱伝逹を提供する。第2列図8B、図8F、図8J、及び図8Nは、非対称的に位置した構造の例を示す。チャネル軸80がチャンバー軸から中心を外れて左側に位置し、第1チャンバー壁103とチャネル70との間のギャップは、左側がより小さくて上部及び下部側では同一であるが、左側からより高い熱伝逹を提供する。第3列図8C、図8G、図8K、及び図8O及び第4列図8D、図8H、図8L、及び図8Pは、より非対称的熱伝逹を提供する非対称的に位置した構造の他の例を示す。第3列図8C、図8G、図8K、及び図8Oは、チャンバー壁が一方左側でチャネルと接触する例を示す。第4列図8D、図8H、図8L、及び図8Pは、一方側右側が第1チャンバー100を形成する反面、反対側左側は、チャネル70を形成する例を示す。両例において、左側での熱伝逹が右側での熱伝逹より非常に高い。第3及び第4列に示す物理的に接触する側は、温度ブレーキであって、特に、一方側においてのみ温度ブレークを提供する非対称温度ブレーキとして機能するように意図している。したがって、本発明の一目的は、内部のチャンバーのうち、少なくとも一つ例えば、第1チャンバー100、第2チャンバー110、又は第3チャンバー120のうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル軸に本質的に垂直な面に沿ってチャネルを基準に本質的に対称的に配置されている装置を提供することである。また、本発明の一目的は、チャンバーのうち、少なくとも一つがチャネル軸に本質的に垂直な面に沿って、そしてチャネルを基準に非対称的に配置される装置を提供することである。特定チャンバーらの全部又は一部は、必要であれば、チャネル軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。少なくとも一個のチャンバーがチャネル軸を基準に非対称的に配置される実施例において、チャンバー軸とチャネル軸とは、互いに対して本質的に平行でありながら中心を外れるか、傾くか、又は中心を外れながら傾いていることができる。前の特定の実施例において、全体チャンバーを備えるチャンバーの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャネルを基準に非対称的に配置される。他の実施例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバーの内部に位置する。この実施例の一例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバー壁と接触する。他の一実施例において、チャネルの少なくとも一部は、チャネル軸に垂直な面に沿ってチャンバーの外部に、そして第2又は第3熱源と接触して位置する。ある発明実施例では、チャネル軸に垂直な面が第2又は第3熱源と接触する。垂直チャンバー形態本発明のさらに他の目的は、第2熱源が温度分布を制御するのを助けるための少なくとも一個のチャンバー一般に、一個、二個、又は三個のチャンバーを備える装置を提供することにある。好ましくは、チャンバーは、装置内の一つの熱源例えば、第1熱源20から装置内の他の熱源例えば、第3熱源40への遷移領域の温度勾配を制御するのを助ける。チャンバーに対する多様な適切な改造は、それが本発明の対流‐基盤PCR工程に適切な温度分布を提供するかぎり、本発明の範ちゅうに属する。本発明の一目的は、チャンバーの少なくとも一部全体チャンバーを備えることまでがチャネル軸に沿ってテーパーされている装置を提供することにある。例えば、一実施例において、装置内の全体チャンバーを備えるチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上がチャネル軸に沿ってテーパーされている。一実施例において、チャンバーのうちの何れか一つ又はすべての少なくとも一部が第2熱源内に位置し、チャネル軸に垂直な幅wが第1熱源よりは第3熱源側においてより大きな幅を有する。ある実施例では、チャンバーの少なくとも一部が第2熱源内に位置し、チャネル軸に垂直な幅wが第3熱源よりは第1熱源側においてより大きな幅wを有する。一実施例において、前記装置は、第2熱源内に位置する第1チャンバーと第2チャンバーとを備え、第1チャンバーは、第2チャンバーの幅wより大きな又はより小さなチャネル軸に垂直な幅wを有する。ある実施例では、第1チャンバーは、第1又は第3熱源と向き合う。追加的な例示的な装置実施例適切な熱源、断熱体、チャネル、ギャップ、チャンバー、収容口の構成及びPCR条件が本出願に記述され、必要であれば、次の発明例と共に使用される。A.テーパーされているチャンバー以下、図9A~図9Bを参照すれば、装置実施例は、チャネルと同心円をなす第1チャンバー100を特徴とする。本発明のこの例において、チャンバー軸すなわち、チャンバーの上端部と下端部の中心により形成される軸は、チャネル軸80と一致する。第1チャンバー100のチャンバー壁103は、チャネル軸80に対して角度を有する。すなわち、チャンバー壁103は、第1チャンバー100の上端部101から下端部102にテーパーされている図9A。図9Bにおいて、チャンバー壁103は、第1チャンバー100の下端部102から上端部101にテーパーされている。このような構造は、下部に狭いホールを、上部に広いホールを提供したり、又はその反対に提供する。例えば、図9Aのように、下部がより狭く形成されると、第2熱源30の下部32からチャネル70への熱伝逹が、第2熱源30の上部31からの熱伝逹より大きくなる。また、第1熱源20の一般的な高い変性温度が、第3熱源40の相対的に低いアニーリング温度に比べて、より優先的に遮断される。図9Bのように、第2熱源の上部31がより狭く形成されると、第3熱源の効果は、より優先的に遮断される。図9A~図9Bに示す例において、第2熱源30内のチャネル70の温度分布は、テーパーされているチャンバーの構造により制御されうる。重合効率性が第2熱源30内の温度条件に敏感なので、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて、第2熱源30内の温度条件をこのような構造を利用して調整する必要がある。最も広く使用されるTaqDNA重合酵素又はその誘導体に対しては、TaqDNA重合酵素の最適の温度約70°Cが一般的な作動条件で変性温度に比べてアニーリング温度により近接するので、上部から下部にテーパーされている第1チャンバー壁103がより好まれる。B.一個又は二個のチャンバー、一個の温度ブレーキこれから図10Aを参照し、前記装置10は、チャネル軸80を基準に本質的に対称的に第2熱源30内に形成された第1チャンバー100と第2チャンバー110とを特徴とする。この実施例において、第1チャンバー100は、第2熱源30の下部に位置し、第2チャンバー110は、第2熱源30の上部に位置する。前記装置10は、温度分布のより積極的な制御を提供するのを助ける第1温度ブレーキ130を備える。この実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー110の幅は、ほぼ同一である。しかしながら、第1チャンバー100と第2チャンバー110の高さは、下で論議されるように、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて、チャネル軸80に沿って約0.2mmないし第2熱源30の長さの約80又は90までの間で多様でありうる。図10Bは、上端部131、下端部132、及びチャネル70と接触する壁133により定義される第1温度ブレーキ130の拡大図を提供する。この実施例において、チャネル軸80方向の第1温度ブレーキ130の位置及び厚さは、チャネル軸80方向の第1チャンバー100及び第2チャンバー110の高さにより定義されるはずである。チャネル軸80方向の前記温度ブレーキ130の厚さは、約0.1mmないしチャネル軸80方向の第2熱源30の高さの約80までであり、好ましくは、約0.5mmないし第2熱源30の高さの約までである。第1温度ブレーキ130は、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて、第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間の第2熱源内のどこにでも位置できる。使用されるDNA重合酵素の最適温度が第1熱源20の変性温度より第3熱源40のアニーリング温度により近接するならば、第1温度ブレーキ130を第2熱源30の下部面32により隣接するように位置させることが好ましく、又はその反対の場合も可能である。図10Cは、第1チャンバー100が第2チャンバー110より小さな幅を有する、例えば、約0.9ないし約0.3倍より小さな、好ましくは、約0.8ないし約0.4倍より小さな幅を有する例である。第1チャンバー100が第2チャンバー110より大幅を有する反対の配置もまた、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて使用されうる。第1温度ブレーキ130の拡大図が図10Dに示されている。図10A~図10Dに示す実施例において、前記装置は、テーパーされていない第1チャンバーと第2チャンバーとを特徴とする。この実施例において、第1チャンバーは、チャネル軸80に沿って長さl分だけ第2チャンバーから離隔している。一実施例において、第1チャンバー、第2チャンバー、及び第2熱源は、第1熱源からの又は第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ又は体積を有し、第1及び第2チャンバー間のチャネルと接触する第1温度ブレーキを定義する。図10E~図10Fを参照すれば、前記装置は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された第1チャンバー100を特徴とする。第1温度ブレーキ130は、第1チャンバー100と第1断熱体50との間で第2熱源30の下部に位置する。図10E~図10Fに示すチャネル軸80方向の第1温度ブレーキ130の厚さは、第1温度ブレーキ130の上端部131から下端部132までの距離により定義される。好ましくは、この距離は、約0.1mmないしチャネル軸80方向の第2熱源30の高さの約80まで、さらに好ましくは、約0.5mmないし第2熱源30の高さの約60までである。この実施例において、前記装置は、第2熱源の下部に位置する第1チャンバーを特徴とし、第1チャンバーと第1断熱体とは、第1温度ブレーキを定義する。第1温度ブレーキは、第1熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ又は体積を有し、第1チャンバーと第1断熱体との間でチャネルと接触する。この実施例において、第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを備え、第1温度ブレーキの下部面は、第2熱源の下部面とほぼ同じ高さに位置する。この実施例は、第1熱源の変性温度より第3熱源のアニーリング温度により近接した最適の温度を有するDNA重合酵素例えば、TaqDNA重合酵素を使用する時に、特に有用である。C.一個、二個、又は三個のチャンバー、2個の温度ブレーキ言及した通りに、装置内の熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上からの、例えば第1及び第3熱源からの、温度プロファイルの侵害を減少させることが、ある発明実施例では有用であるはずである。この実施例において、2個の温度ブレーキを備えることが一般に有用である。図11Aに示すように、前記装置10は、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、及び第2温度ブレーキ140を備える。この例において、第1温度ブレーキ130は、第1熱源20からの熱伝逹を遮断又は減少させるために、第1チャンバー100の下部に位置する。第2温度ブレーキ140は、第3熱源40からの熱伝逹を追加的に遮断又は減少させるために、第1チャンバー100の上部に位置する。図11Bは、前記装置内の第1温度ブレーキ130及び第2温度ブレーキ140の拡大図を示す。チャネル軸80方向の各温度ブレーキの厚さは、用途によって変化できる。しかしながら、各温度ブレーキ130、140は、好ましくは、少なくとも約0.1mm、さらに好ましくは、少なくとも約0.2mmである。二個の温度ブレーキ130、140の厚さの合計は、チャネル軸の方向の第2熱源の高さの約80より小さく、さらに好ましくは、約60より小さい。温度ブレーキ130、140のそれぞれの寸法は、装置の意図した用途に応じて同一又は異なりうる。図4Aは、関連実施例を示す。この実施例において、前記装置10は、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、第2チャンバー110、第2温度ブレーキ140、及び第3チャンバー120を備える。この例において、第1温度ブレーキ130は、第1熱源20からの熱伝逹を遮断又は減少させるために、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間の低い部分に位置する。第2温度ブレーキ140は、第3熱源40からの熱伝逹を追加的に遮断又は減少させるために、第2チャンバー110と第3チャンバー120との間の高い部分に位置する。図4Bは、装置内の第1温度ブレーキ130と第2温度ブレーキ140の拡大図を示す。チャネル軸80方向の各温度ブレーキの厚さは、用途に応じて変化できる。しかしながら、各温度ブレーキ130、140は、好ましくは、少なくとも約0.1mm、さらに好ましくは、少なくとも約0.2mmである。二個の温度ブレーキ130、140の厚さの合計は、チャネル軸の方向の第2熱源の高さの約80より小さく、さらに好ましくは、約60より小さい。温度ブレーキ130、140のそれぞれの寸法は、装置の意図した用途に応じて同一又は異なりうる。他の実施例において、前記装置10は、第2熱源内に二個のチャンバーと二個の温度ブレーキとを備えることができる。一実施例において、第1温度ブレーキは、第1チャンバーと第1断熱体との間の第2熱源の下部に位置し、第2温度ブレーキは、第2熱源内に第1及び第2チャンバーの間に位置する。他の一実施例において、第1チャンバーは、第2熱源の下部に位置し、第1温度ブレーキは、第1及び第2チャンバーの間に位置する。この実施例において、第2温度ブレーキは、第2チャンバーと第2断熱体との間の第2熱源の上部に位置する。D.一個のチャンバー、第1及び第2熱源、突出部ある発明実施例では、熱源のうち、少なくとも一つの構造を変更することによってチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上の構造を調整することが有用である。例えば、第1、第2、及び第3熱源のうち、少なくとも一つが、ギャップ又はチャンバーを定義し、一般にチャネル軸又はチャンバー軸と本質的に平行に延びる一つ又はそれ以上の突出部を備えるように構成されうる。突出部は、チャネル軸又はチャンバー軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。重要な突出部は、装置内の一つの熱源から他の熱源に向かって延びる。例えば、第2熱源突出部が第2熱源から第1熱源又は第3熱源の方向に向かって延びる。このような実施例において、突出部は、チャンバーと接触し、チャンバーギャップ又はチャンバー壁を定義する。特定実施例において、チャネル軸に沿って第2熱源突出部の幅又は直径は、第2熱源から遠ざかるほど減少する反面、チャネル軸に沿って突出部に隣接する第1又は第2断熱体の幅は増加する。各チャンバーは、同じ又は相異なる突出部突出部を備えないものまでを有することができる。突出部の重要な利点は、熱源のサイズを減少させ、チャネル軸の方向のチャンバー寸法と断熱体又は断熱性ギャップ寸法を長くすることができるように助けることである。これらと他の利点は、装置の消費電力をかなり減少させながら、装置内の熱対流PCRを助けると見出された。突出部を有する発明装置の特定実施例が図12Aに示されている。前記装置は、チャネル軸80を基準に本質的に対称的に配置された第2熱源30の突出部33、34を備える。重要なことに、第2熱源の下部32と第1熱源の上部21との間にギャップがある。この実施例において、第1熱源20はまた、チャネル70を基準に対称的に配置され、1熱源20から第2熱源30に向かったり又は第1熱源の下部面22から遠ざかる方向に延びる突出部23、24を備える。また、この実施例において、チャネル軸80に沿って第1熱源突出部23、24の幅又は直径は、第1熱源20から遠ざかるほど減少する。前記装置は、また、第1チャンバーの下端部102と第2熱源30の下部面32との間に位置する温度ブレーキ130を備える。また、図12Aに示すように、第2熱源30は、チャネル70を基準に対称的に配置され、第2熱源30から第3熱源40に向かって延びる突出部34を備える。また、この実施例において、第1チャンバーの上部101と第3熱源の下部41との間には、ギャップがある。また、図12Aに示すように、収容口73がチャネル軸80を基準に対称的に配置される。この実施例において、収容口73は、チャネル70の幅又は直径とほぼ同じチャネル軸80に垂直な幅又は直径を有する。代案として、収容口73は、チャネル70の幅又は直径よりある程度大きな例えば、約0.01mmないし約0.2mm大きなチャネル軸80に垂直な幅又は直径を有することができる。論議されたように、本発明の一目的は、少なくとも一つの温度形状化要素を備える熱対流PCRを行うための装置を提供することにあり、一実施例において、この温度形状化要素は、装置に導入された位置的非対称要素でありうる。図12Bは、この実施例の一つの重要な例を示す。図示のように、前記装置は、重力方向に対して各θg傾斜角分だけ傾いている。このような類型の実施例は、熱対流PCRの速度を制御すること一般に増加させることに特に有用である。下で論議されるが、傾斜角を増加させることは、一般により速くてより安定した熱対流PCRを誘導する。一つ又はそれ以上の位置的非対称要素を備える他の実施例は、以下でさらに詳細に記述される。図12A~図12Bに示す実施例は、ゲノム又は染色体の標的配列又は長い配列の標的鋳型例えば、約1.5又は2kbpより長いのような難しい試料の増幅を含む多くの発明応用に特に適合している。特に、図12Aは、対称的チャンバー及びチャネル構成を有する熱源を示す。温度ブレーキ130は、それが第2熱源の下部32に位置することによって、第1熱源20の高温が第1チャンバー100の内部に向かって侵入するのを効果的に遮断する。使用途中、温度は、第1熱源20の高い変性温度約92°Cないし約106°Cから第2熱源30の重合温度約75°Cないし約65°Cまで第1断熱体領域50内で速く下がる。第2断熱体領域60内での第2熱源30から第3熱源約45°Cないし約65°Cへの温度下降は、一般的な条件において相対的に小さい。したがって、第2熱源30内の温度が第1温度ブレーキによる高い変性温度の初期遮断のため第2熱源30の重合温度周囲により狭く分布することによって、第2熱源30内での大きな体積及び時間が重合ステップのために利用可能になる。図12A及び図12Bに示す実施例間の主な差異は、図12Bの装置が傾斜角θgを有するという点にある。傾斜角のない装置図12Aもよく作動し、装置の構造が最適化したとき、1ngプラスミド試料から増幅するのに約15分ないし25分がかかり、10ngヒトゲノム試料3,000コピーから増幅するのに約25分ないし30分がかかる。図12Bに示すように、約2度ないし約60度好ましくは、約5度ないし約30度の傾斜角が導入される場合、装置のPCR増幅の効率性は、より向上することができる。このような構造と共に導入された重力傾斜角により図12B、10ngヒトゲノム試料からのPCR増幅は、約20分ないし25分内に完了する。以下の例1と2を参照しなさい。E.非対称収容口言及したように、本発明の一目的は、水平非対称性を有する少なくとも一つの温度形状化要素を有する装置を提供することにある。水平的非対称性は、チャネル及び/又はチャネル軸に垂直な方向又は面上での非対称性を意味する。ここで提供される多くの装置例が水平非対称性を有するように適応されうるということが明らかになるはずである。一実施例において、収容口は、安定的で調節された対流流れを誘導するのに適した水平的に非対称的な温度分布を形成するほど十分に、第1熱源内にチャネル軸に対して非対称的に配置される。理論に拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部との間の領域は、熱対流流れのための主要駆動力が生成される所と信じられる。容易に明白になるだろうが、この領域は、最高の温度すなわち、変性温度まで初期加熱されて低い温度すなわち、重合温度への遷移が起きる所であり、したがって、最も大きな駆動力がこの領域から始まることができる。したがって、本発明の一目的は、第1熱源内の収容口のうち、少なくとも一つ例えば、それらの全部が第1熱源内のチャネルより大きな幅又は直径を有するようになる少なくとも一つの水平非対称性を有する装置を提供することにある。好ましくは、幅の不一致は、収容口がチャネル軸から中心を外れるのを許容する。発明のこの例において、収容口の非対称性は、収容口の一方が反対側に比べてチャネルにより隣接するように位置させるギャップを形成する。この実施例において、前記装置は、第1熱源からチャネルへの水平的に非対称的な加熱を表す。このような発明装置の例が図13に示されている。図示のように、収容口73は、収容口ギャップ74を形成するために、チャネル軸80に対して非対称的に配置される。すなわち、収容口73は、例えば約0.02mmないし約0.5mmだけ、チャネル軸80に対して若干中心を外れている。この例において、収容口73は、チャネル70の幅又は直径より大きなチャネル軸80に垂直な幅又は直径を有する。例えば、収容口73の幅又は直径は、チャネル70の幅又は直径より約0.04mmないし約1mm大きくありうる。図13に示す実施例を再度参照すれば、収容口ギャップ74を形成するために、チャネルの一方左側は、第1熱源20と接触し、反対側右側は、第1熱源20と接触しない。発明は、様々なギャップサイズと両立可能であるが、特に他方がチャネルと接触するならば、一般的な収容口ギャップは、約0.04mm程度まで小さくありうる。言い換えれば、一方は、チャネルとして形成され、反対側は、小さな空間として形成される。この実施例において、一方左側が反対側右側に比べて優先的に加熱されることによって、上向き流れがこの優先的に加熱された側左側から起きるようにする水平的に非対称的な加熱を提供する。収容口がこの収容口の壁からギャップを有し、このギャップが一方側において反対側より小さな場合、類似の効果を得ることができる。図13に示すように、第2熱源30の第1突出部33は、第1断熱体50の部分51第1断熱体チャンバーとすると第2熱源30とを定義する。図示のように、第1突出部33はまた、第1断熱体50をチャンバー100とチャネル70から分離させる。第2熱源30の第2突出部34は、また第1チャンバー100又はチャネル70の一部を定義する。この実施例において、第2突出部34は、また第2断熱体60の一部61第2断熱体チャンバーとすると第2熱源30とを定義する。追加的に、第2熱源30の第2突出部34は、第2断熱体60を第1チャンバー100とチャネル70から分離させる。F.複数のチャンバー、第2及び第3熱源論議されたように、発明は、少なくとも一個、二個、又は三個のチャンバーから約四個、五個までのチャンバーを備える熱対流PCRを行うための装置を提供する。一実施例において、一個、二個、又は三個のこのようなチャンバーは、第2熱源、第3熱源又は第2及び第3熱源の両方内で部分的に又は全体的に対称的に位置できる。例が図14A~14Cに提供される。特に、図14Aは、第1チャンバー100が第2熱源30内に対称的に配置され、第2チャンバー110が第3熱源40内にチャネル軸80に対して対称的に配置される装置を示す。第1チャンバー100の下端部102は、第2熱源30の下部32と接触する。図14Cに示すように、装置はまた、第2熱源30内で対称的に配置された第1チャンバー100を示し、第2チャンバー110は、第3熱源40内チャネル軸80に対してに対称的に配置される。しかしながら、第1チャンバー100は、第2熱源30の下部32と接触しない。その代わりに、これは、チャネル軸80に対してより短い長さを有する。すなわち、第1チャンバー100の下端部102は、第2熱源30の内部と接触する。図14A及び図14Cの両実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。しかしながら、図14Aに示す実施例とは異なり、図14Cの装置は、第1チャンバー100の下部102と第2熱源の下部32との間に位置する第1温度ブレーキ130を備える。第1温度ブレーキ130のこのような位置は、第1熱源20からの好ましくない熱流れを減少又は遮断するための多くの発明実施例において有用である。図14Bは、第1チャンバー100と第2チャンバー110とが第2熱源30内でチャネル軸80に対して対称的に配置される発明実施例を示す。この装置は、第3熱源40内にまたチャネル軸80に対して対称的に配置された第3チャンバー120をさらに備える。この実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、チャネル軸80方向の厚さ又は位置に応じて、第1熱源20からの及び/又は第3熱源40への好ましくない熱流れを減少又は遮断するのを助けるように、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間に位置する。G.一個のチャンバー、第2又は第3熱源少なくとも一個のチャンバー例えば、一個、二個、又は三個のチャンバーが第3熱源内に位置する装置がまた本発明により提供される。必要であれば、熱源のうち、少なくとも一つのチャネル軸の方向の長さは、図2Aに示す実施例と比較して減少できる。代案としてそして追加的に、熱源のうち、少なくとも一つのチャネル軸の方向の長さは増加されうる。以下、図15Aを参照すれば、第1チャンバー100は、第3熱源40内に完全に位置し、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図15Bに示す実施例において、第1熱源20は、チャネル7を基準に対称的に配置された突出部23を備えており、これにより、隣接する突出部23間の領域で第1熱源20と第2熱源30との間により大きな断熱性ギャップを形成する。必要であれば、第3熱源40もまたチャネル70を基準に対称的に配置され、第2熱源30の上部31に向かって延びる突出部43を備えることができる。このような実施例において、隣接する突出部43間の領域で第2熱源30及び第3熱源40の間により大きな断熱性ギャップが形成されうる。この実施例において、チャネル軸80方向の第2熱源30の長さは、約1mmより大きく、好ましくは、約2mmないし約6mmの範囲であり、チャネル軸80方向の第3熱源40の長さは、約2mmないし20mmの範囲であり、好ましくは、約3mmないし約10mmの範囲である。図15Aにおいて収容口73は、好ましくは、チャネルを基準に対称的に配置される。第1及び第2断熱体の好ましい長さは、既に記述されたことがある。図16A~図16Cに示す実施例において、第2熱源30は、第2熱源30から第1熱源20に向かって延びる突出部33を備える。第2熱源30は、第3熱源40に向かって延びる突出部34をさらに備える。発明のこの実施例において、突出部33、34のそれぞれは、第1チャンバー100とチャネル軸80とを基準に対称的に配置される。この実施例において、突出部33は、第1チャンバー100又はチャネル70、第1断熱体50、及び第2熱源30を定義するのを助け、第1断熱体50を第1チャンバー100又はチャネル70から分離させるのを助ける。突出部34は、第1チャンバー100又はチャネル70、第2断熱体60、及び第2熱源30を定義するのを助け、第2断熱体60を第1チャンバー100又はチャネル70から分離させるのを助ける。図示の実施例において、第1チャンバー100の上端部101と下端部102とは、チャネル軸80に対して本質的に垂直である。第1チャンバー100の長さは、約1mmないし約25mmの範囲であり、好ましくは、約2mmないし約15mmの範囲である。追加的に、収容口73は、チャネル70とチャネル軸80とを基準に対称的に配置される。図17A~図17Cに示す実施例を参照すれば、第1熱源20は、第1熱源20から延びて第2熱源30に向かる突出部23を備える。突出部23と収容口73のそれぞれは、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。また、この実施例において、前記装置10は、第2熱源30から第1熱源20又は第3熱源40に向かって延び、第1チャンバー100とチャネル軸80とを基準に対称的に配置される突出部33、34を特徴とする。前記装置10は、また第1チャンバー100とチャネル軸80とを基準に対称的に配置される第3熱源突出部43を特徴とする。突出部43は、第3熱源40から第2熱源30に向かって延びる。この実施例において、突出部23は、チャネル70、第1断熱体50、及び第1熱源20を定義するのを助け、第1断熱体50をチャネル70から分離するのを助ける。突出部43は、チャネル70、第2断熱体60、及び第3熱源40を定義するのを助け、第2断熱体60をチャネル70から分離するのを助ける。第1チャンバーの上端部101と第1チャンバーの下端部102とは、チャネル軸80に本質的に垂直である。ギャップが突出部23を第1チャンバーの下端部102から分離させる。他のギャップは、第1チャンバーの上端部101を突出部43から分離させる。また、収容口73は、チャネル70とチャネル軸80とを基準に対称的に配置される。H.傾斜した第2熱源内の一個のチャンバー言及したように、発明の一目的は、チャネル、収容口、突出部存在するならば、チャンバーのようなギャップ、断熱体又は断熱性ギャップ、及び温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上のような多様な温度形状化要素の各々がチャネル軸を基準に対称的に配置された装置を提供することにある。使用途中、前記装置は、チャネル軸が重力の方向と実質的に整列されるように、平らで水平的な表面上に多くの場合に設置されうる。このような配置において、浮力buoyancyforceがチャネル内の温度勾配により生成され、浮力もまたチャネル軸に平行に整列されると信じられる。また、浮力が垂直方向に応じる温度勾配に比例する大きさで重力の方向と反対になる方向を有すると信じられる。この実施例においてチャネルと一つ又はそれ以上のチャンバーがチャネル軸を基準に対称的に配置されたので、チャネルの内部から生成される温度分布すなわち、温度勾配の分布もまた、チャネル軸に対して対称的でなければならないと信じられる。したがって、浮力の分布もまた、チャネル軸に平行な方向を有しチャネル軸に対して対称的でなければならない。チャネル軸を重力の方向から外れるように移動させることによって、装置に水平非対称性を導入することが可能である。この実施例において、装置内の対流‐基盤PCRの効率性及び速度をより向上させることができる。したがって、発明の一目的は、一つ又はそれ以上の水平非対称性を特徴とする装置を提供することにある。位置的水平非対称性を有する発明装置の例が図18A~図18Bに提供される。図18Aにおいて、チャネル軸80は、装置に位置的水平非対称性を提供するために、重力の方向に対して外れている。特に、チャネルとチャンバーとは、チャネル軸に対して対称的に形成されている。しかしながら、全体装置は、重力の方向に対して角度θg分だけ回転されている又は傾いている。このような傾いた構造で、チャネル軸80は、重力の方向にもうこれ以上平行でなく、したがって、チャネルの下部で温度勾配により生成された浮力は、それが重力の方向と反対になる方向を持たなければならないので、チャネル軸80に対して傾くようになる。理論に拘束されることを望まないが、チャネル/チャンバー構造がチャネル軸80に対して対称的であっても、浮力の方向がチャネル軸80と角度θgを形成する。このような構造的配置において、上向き対流流れは、チャネル又は反応容器の一方図18Aの場合に左側の経路を従い、下向き流れは、反対側図18Aの場合に右側の経路を従う。したがって、対流流れの経路又はパターンは、このような構造的配置により決定されたことで、実質的に固定され、したがって対流流れは、より安定的で環境からの小さな撹乱要因又は小さな構造的欠陥に敏感にならなくなって、より安定した対流流れと改善されたPCR増幅を誘導するようになる。重力傾斜角の導入が熱対流の速度を増加させ、したがってより速くてより安定した対流PCR増幅を助けるということが見出された。傾斜角θgは、約2度ないし約60度の範囲、好ましくは、約5度ないし約30度の範囲で変化できる。この傾いた構造は、本発明で提供された対称的又は非対称的チャネル/チャンバー構造のすべてと組み合わせて使用されうる。図18Aに示す傾斜角θgは、相異なる要素の一つ又は組合により導入できる。一実施例において、傾斜は、手動で導入される。しかしながら、装置10を傾斜面上に位置することによって、例えば装置10をウェッジや又は類似の形態のベースに位置することによって、傾斜角θgを導入することがたびたびより便利である。しかしながら、ある発明実施例に対しては、装置10を傾けることが有用でない場合もある。図18Bは、水平非対称性を導入するための他の接近を示す。図示のように、チャネル及びチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上が重力の方向に対して傾いている。すなわち、チャネル軸80及びチャンバー軸が熱源の水平面に垂直な軸に対してθg分だけ外れている。この発明実施例において、装置が平らで水平的な表面上に底がその表面と向き合い、その表面と平行に設置される時典型的なことのように、チャネル軸80は、重力の方向に対して角度θgを形成する。この実施例によれば、そして理論に拘束されることを望まないが、上で説明した実施例の場合のように、チャネルの下部で温度勾配により生成されるすなわち、重力の方向と反対する方向を有するようになる浮力がチャネル軸に対して角度θgを形成する。このような構造的配置は、対流流れが一方側においてすなわち、図18Bの場合に左側上昇するようにし、反対側図18Bの場合に右側において下降するようにする。傾斜角θgは、好ましくは、約2度ないし約60度の範囲、さらに好ましくは、約5度ないし約30度の範囲で変化できる。この傾いた構造は、本発明において提供されるチャネルとチャンバーのすべての構造的特徴と組み合わせて使用されうる。本明細書に開示される装置実施例のほとんどが、それを重力の方向に対して約2度ないし約60度の範囲でチャネル軸80を外れるようにすることができる構造に配置することによって傾けることができる。言及したように、適合した構造の例は、ウェッジや関連形態のような傾斜を生成できる表面である。I.一個のチャンバー、非対称収容口論議されたように、熱対流PCRを助けるよう第1熱源内に一つ又はそれ以上の非対称性を導入することは、本発明の範ちゅうに属する。一実施例において、第1熱源の収容口は、この目的を達成するために一つ又はそれ以上の構造的非対称性を含む。図19の装置を参照すれば、収容口73は、収容口ギャップ74を形成するためにチャネル軸80を基準に非対称的に配置される。好ましくは、この非対称性は、第1熱源20からチャネル70への水平方向に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分である。したがって、収容口73は、チャネル軸80に対して約0.02mmないし約0.5mm分だけ中心を外れている。他の好まれる収容口73は、好ましくは、チャネル70の幅又は直径より大きい、例えば、チャネルの幅w1又はw2又は直径より約0.04mmないし約1mmより大きい、チャネル軸80に垂直な幅又は直径を有する。図示のように、装置の第2熱源30は、チャネル70の周囲の領域でチャネル軸80に沿って一定の高さを有する。図19に示すように、収容口の一方がチャネルと接触する時、はるかにより大きな非対称性を得ることができる。この実施例において、他のギャップ構造を有する収容口構成、例えば収容口73の二つの向き合う側にギャップを有する場合、また本発明の範ちゅうに属するが、前記収容口73により前記装置に導入された非対称性は、熱対流を駆動することを助ける。図19に示す特定実施例において、チャネル70の一方例えば、図19の場合に左側が、第1熱源20とのより良好な熱接触により、反対側より優先的に加熱し、したがってより大きな駆動力がその側から発生することによって、上向き対流流れがその経路で進むのを助ける。この実施例において収容口73の幅又は直径は、チャネル70より少なくとも約0.04mmから約1mmまでより大きいように形成され、収容口の中心は、少なくとも約0.02mmから約0.5mmまで中心を外れるように位置する。非対称性を向上させるために、第1熱源に対して収容口の一方を他方側より深くそして、チャンバーと第2熱源により近接するように形成することが可能である。これから図20A~図20Bに示す装置を参照すれば、収容口73は、収容口の一方左側でチャネルの反対側右側より大きな深さを有する。この実施例において、収容口73の両側は、チャネル70と接触を維持する。図20Aに示すように、チャネル70と第1熱源20により概略的に定義される収容口ギャップ74を形成するために、収容口73の側壁の上部が除去されている。収容口ギャップ74の下部は、チャネル軸80に垂直であるか図20A、又はそこに対して角度を有するよう配置されることができる図20B。収容口ギャップ74の側壁は、チャネル軸80に平行であるか図20A又はそこに対して角度を有することができる図20B。図20A~図20Bに示す両実施例において、チャネル70の一方が収容口ギャップ74を有する他方側より第1熱源20に対してより大きな深さを有する。理論に拘束されることを望まないが、図20A~図20Bに示す実施例においてより大きな深さを有するチャネル側が第1熱源からのより多くの熱伝逹により優先的に加熱されることによって、その側により大きな浮力を生成すると信じられる。また、このような非対称収容口73及び収容口ギャップ74を装置に追加することによって、反対側に比べてチャネル70の一方側において温度勾配が増加すると温度勾配は、一般に距離に反比例する信じられる。また、このような特徴は、一方図20A及び図20Bの左側により大きな駆動力を生成するようにして、その側に沿って上向き熱対流流れを助けると信じられる。収容口73及び収容口ギャップ74の相異なる構成の一つ又は組み合わせがこのような目標を達成するために可能であるということが理解されるであろう。しかしながら、多くの発明実施例に対して、約0.1mmから収容口の深さの約40ないし50までの範囲内で二つの向き合う側の収容口の深さに差を作ることが一般に有用である。J.一個のチャンバー、非対称的又は対称的収容口、突出部図21A~図21Bは、収容口73がチャネルを基準に非対称的に配置される適切な装置実施例の追加的な例を示す。収容口の部分が他の部分より第1熱源内でより深く、チャンバー又は第2熱源により近接し、したがって第2熱源に向かって不均一な熱流れを提供する。図21Aに示す装置において、収容口73は、第1熱源20の上部21と一致する二つの面を有する。各面は、第2熱源30と向き合い、面のうちの一つ図21Aにおいて右側面は、チャネル70の反対側にある面左側面と比較して、チャネル70の一方側において第2熱源30の下部面32に対してより大きなギャップを有する。すなわち、面のうちの一つは、他の面より第1チャンバー100の下部102又は第2熱源30の下部面32により近接している。この実施例において、収容口73の両側は、チャネル70との接触を維持する。二面間の収容口の深さの差は、好ましくは、約0.1mmから収容口の深さの約40ないし50の範囲にある。第2熱源30は、それぞれがチャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部33、34を特徴とする。また、この実施例において、第3熱源40は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部43、44を備える。図21Bに示すように、収容口73は、第1熱源20の上部21と一致する一つの傾斜した表面を有する。傾斜角は、チャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約45度の範囲にある。この実施例において、傾斜面の頂点apexは、第1チャンバー100の下部102と相対的に近接する。第2熱源30は、それぞれがチャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部33、34を特徴とする。また、この実施例において、第3熱源は、それぞれがチャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部43、44を備える。図22A~図22Bに示す実施例において、第1チャンバー100は、第2熱源20からチャネル70への水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分にチャネル軸80を基準に非対称的に配置されている。図21A~図21Bに示すように、収容口73もまたチャネル70を基準に非対称的に配置されうる。図22Aに示す実施例において、第1チャンバー100は、第2熱源30内に位置し、チャンバーの一方側においてチャネル軸80の反対側にある他方側より高い高さを有する。すなわち、第1チャンバーの上端部101の一面と第1チャンバーの下端部102の一面との間のチャネル軸80方向の長さが図22Aの左側、第1チャンバーの上端部101の他の面と第1チャンバーの下端部102の他の面との間の長さ図22Aの右側より大きい。向き合う両側間のチャンバー高の差は、好ましくは、約0.1mmないし約5mmの範囲にある。第1チャンバー100の下部101又は第2熱源の下部面と収容口73の上端部との間には、チャネル70の一方側において他方側においてより小さくなっているギャップが存在する。図22Bに示すように、第1チャンバー100の下端部102は、チャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約45度だけ傾斜している。この例において、傾斜の頂点は、収容口73により近接している。第1熱源20の上部面21と一致する収容口73の上部は、チャネル軸80に対して傾斜している。この実施例において、収容口傾斜の頂点は、第1チャンバーの下端部102により近接している。すなわち、第1チャンバー100の下部又は第2熱源の下部面と収容口73の上端部との間には、チャネル70の左側において他方側においてより小さくなっているギャップが存在する。図22A~図22Bに示す構成は、収容口73内でチャネルの一方すなわち、左側に優先的な加熱を提供し、したがって初期上向き対流流れがその側で優先的に始めることができるようにする。しかしながら、第2熱源30がその側でのより長いチャンバー長さにより同じ側に優先的な冷却を提供する。したがって、上向き流れは、第1チャンバー非対称性の程度に応じてその経路を他方に変更することもできる。図22C~図22Dに示すように、上端部101と下端部102との間の長さは、チャネル軸80に対して第1チャンバー100の一方側右側において他方側においてより大きい。ここで、第2熱源からの優先的な冷却が図22C~図22Dに示すチャンバーの右側から起きる。追加的な非対称性は、チャネル70の一方側においてすなわち、図22C~図22Dの左側他方側より収容口73がより大きな深さを有することにより提供される。収容口73において、優先的な加熱は、チャネル70の左側から起きるようになる。この実施例において、チャンバー100の下部102と収容口73の上部との間のギャップは、チャネル70を基準に本質的に一定である。図22C~図22Dに示す構成は、収容口73内でチャネルの一方すなわち、左側に優先的な加熱を支援し、第1チャンバー100内の反対側に優先的な冷却を支援し、したがって上向き対流流れが左側に優先的に留まるようにする。図22A~図22Dに示す実施例において、チャンバーの構成により導入された非対称性は、第2熱源からチャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分である。また、この実施例において、突出部23、33は、チャネル軸80に対して非対称的に配置され、突出部43は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。また、この実施例において、前記装置は、第1断熱体50と第2断熱体60とを備え、チャネル軸80方向の第1断熱体50の長さは、チャネル軸80方向の第2断熱体60の長さより長い。少なくとも一つの構造的非対称性を有する他の装置実施例も本発明の範ちゅうに属する。例えば、図23A~図23Bに示すように、第1チャンバーの下端部102は、チャネル軸80に対して非対称的に配置される。上端部101と下端部102との間の長さは、チャネル軸80に対して第1チャンバー100の一方側において図23A~図23Bの左側他方側においてより大きい。第1チャンバーの下部102と収容口73の上部との間のギャップは、チャネル70の一方図23A~図23Bの左側において他方側においてより小さい。この実施例において、突出部23は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。また、この実施例において、収容口73の右側チャネル軸80に対してにその側におけるより大きなギャップにより第2熱源による冷却がより大きなギャップのため、その側において少なく重要なために優先的な加熱が発生し、したがってより大きな駆動力がチャネルの右側に生成され、その側においてより顕著な上向き流れが生成される。また、第2熱源30は、チャネル軸80を基準に非対称的に配置された突出部33を特徴とする。この実施例において、第2熱源は、チャネル軸80を基準に非対称的に配置された突出部34を特徴とする。第3熱源は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部43、44を備える。また、図23A~図23Bに示す実施例において、前記装置は、第1断熱体50と第2断熱体60とを備え、チャネル軸80方向の第1断熱体50の長さがチャネル軸80方向の第2断熱体60の長さより長い。少なくとも一つの構造的非対称性を有する他の装置実施例も本発明の範ちゅうに属する。図24A~図24Bに示す装置実施例において、第2熱源30は、それぞれがチャネル軸80の周囲に非対称的に配置された突出部33、34を特徴とする。図24Aに示す実施例において、第1チャンバー100の下端部102は、チャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約45度の範囲で傾斜しており、下端部102の一部がチャネル軸80の反対側にある他の部分より第1熱源20により近接してある。この実施例において、下端部102と第1熱源20との間のギャップは、チャネル軸80の一方側において他方側においてより小さい。この実施例において、第1熱源20及び第3熱源40の両方とも第2熱源30に向かって延びる突出部を有していない。追加的に、第1チャンバー101の上端部は、チャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約30度の範囲だけ傾斜している。図24Bにおいて、第1チャンバーの下端部102の一面は、下端部102の他の面より第1熱源突出部23により近接するように位置する。この実施例において、第1チャンバー100の下端部102と収容口73の上部との間のギャップは、一方左側でより小さい。また、図24Bにおいて、第3熱源40は、チャネル70を基準に対称的に配置された突出部43を特徴とする。第1チャンバー100は、一面左側が他の面より第3熱源突出部43により近接するように位置する2個の面を有する上端部101を特徴とする。図24A~図24Bに示す装置実施例において、初期上向き対流流れは、その側における収容口73からの優先的な加熱の結果としてその側におけるより大きな断熱性ギャップの結果として第2熱源による少なく重要な冷却により、チャネルの右側を好んで起きるようになる。第1熱源40からの優先的な冷却が、その側におけるより大きな第2断熱性ギャップにより、右側から発生するために、第1チャンバーの上部での非対称性の程度に応じて、上向き流れが自身の経路を反対側すなわち、左側に変更できる。両実施例において、チャネル軸80に平行な第1断熱体の長さは、チャネル軸80に平行な第2断熱体60の長さより長い。K.非対称チャンバー論議されたように、本発明の一目的は、例えば第2熱源内に一個、二個、又は三個のチャンバーを有する装置を提供することにある。一実施例において、チャンバーのうち、少なくとも一つは、水平非対称性を有する。非対称性は、装置内で水平的に非対称的な駆動力を生成するのを助ける。例えば、図25に示す実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー120とは、チャネル軸80から反対方向に沿ってそれぞれ中心を外れている。特に、第1チャンバーの上端部101は、第2チャンバーの下端部112と本質的に同じ高さに位置する。第1及び第2チャンバーは、相異なる幅又は直径を有することができる。二つの反対側上のチャンバーギャップ105、115の差は、少なくとも約0.2mmから約4ないし6mmの範囲でありうる。図25に例示される中心を外れたチャンバー構造に加えて、チャンバーのうち、少なくとも一つ又はそれ以上は、チャネル軸80に対して傾いた斜めになった構造を含むことによって、水平的に非対称的に構成されうる。例えば、図26に示すように、第1チャンバー100がチャネル軸80に対して傾くことができる。この実施例において、第1チャンバーの第1壁103は、チャネル軸80に対して例えば、チャネル軸80に対して約30度より小さな角度で傾いている。チャンバー又はチャンバー壁103の中心軸とチャネル軸との間の角度により定義される傾斜角は、約2度ないし約30度の範囲、さらに好ましくは、約5度ないし約20度の範囲である。図25及び図26に示す装置実施例において、チャネル70の下部からの上向き対流流れは、その側における収容口73からの優先的な加熱の結果としてその側においてより大きなチャンバーギャップの結果として第2熱源による少なく重要な冷却により、チャネル70の右側を好んで起きるようになる。同様に、チャネル70の上部からの下向き流れは、第3熱源40又は貫通口71からの優先的な冷却の結果としてその側においてより大きなチャンバーギャップの結果として第2熱源30による少なく重要な加熱によって、チャネル70の左側を好んで起きるようになる。これから図27A~図27Bに示す装置実施例を参照すれば、第1チャンバー100の上端部101及び/又は下端部102は、チャネル軸80の二つの反対側において第3又は第1熱源からの相異なるギャップを提供するように構成されうる。例えば、図27Aを参照すれば、第1チャンバー100の上端部101及び/又は下端部102は、チャンバー軸又はチャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約30度で傾斜することができる。代案として、第1チャンバー100は、図27Bに示すように複数の上部面と下部面とを有することができる。図27A~図27Bに示す実施例において、第1チャンバーの下端部102と第1熱源の上端部21との間の、そして第1チャンバーの上端部101と第3熱源42の下端部との間のギャップは、二つの反対側すなわち、図27A~図27Bにおいて左側及び右側において互いに異なる。したがって、図25及び図26に示す実施例と同様に、チャネル70の下部からの上向き対流流れは、その側における収容口73からの優先的な加熱の結果としてその側においてより大きな断熱性ギャップの結果として第2熱源によるより少なく重要な冷却により、チャネル70の右側を好んで起きるようになる。チャネル70の上部からの下向き流れは、第3熱源40又は貫通口71からの優先的な冷却の結果としてその側においてより大きな断熱性ギャップの結果として第2熱源30によったより少なく重要な加熱によって、チャネル70の左側を好んで起きるようになる。図27A~図27Bに示す実施例において、突出部33、34は、チャネル軸80に対して第1チャンバー100を基準に非対称的に配置される。追加的に、収容口73は、チャネル軸90を基準に対称的に配置される。図27Bに示す実施例は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部23、43をさらに備える。L.二個のチャンバー、非対称温度ブレーキ本発明の一目的は、一つ又はそれ以上の温度ブレーキ、例えばこれらのうちの何れか一つ又はそれ以上が水平的非対称性を有する一個、二個、又は三個の温度ブレーキを有する装置を提供することにある。図28A~図28Bに示す装置を参照すれば、第1温度ブレーキ130は、水平的非対称性を有する。この実施例において、第1温度ブレーキ内に形成された一般にチャネルと合うように形成された貫通口は、一方により小さなギャップを提供し又はいかなるギャップも提供せずに反対側により大きなギャップを提供するように、チャネル70より大きく、チャネル軸80から中心を外れている。温度分布は、チャンバーの非対称性すなわち、第1チャンバー壁103の非対称性に比べて温度ブレーキの非対称性により敏感であるということが見出された。好ましくは、温度ブレーキ内の貫通口は、少なくとも約0.1mmから約2mmがより大きく形成され、チャネル軸から少なくとも約0.05mmから約1mmまで中心を外れている。構造的非対称性が第1温度ブレーキ130又は第2温度ブレーキ140又は第1温度ブレーキ103と第2温度ブレーキ140の両方に存在する実施例において、前記装置は、チャネル軸80を基準に対称的に又は非対称的に配置された少なくとも一個のチャンバーを備えることができる。図28Aに示す実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、第2熱源30内に位置し、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。この実施例において、第1チャンバー100は、第2チャンバー110からチャネル軸80に沿って長さlだけ離隔している。第2熱源30の一部は、第1熱源20からの又は第3熱源40への熱伝逹を減少させるほど十分な第1温度ブレーキ130を形成するためにチャネル70と接触する。第1温度ブレーキ130は、チャネル70を基準に非対称的に配置される。第1温度ブレーキ130は、第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間でチャネル70の一方と接触し、チャネル70の他方側は、第2熱源30から離隔している。図28Bは、左側においてチャネル70と接触する壁133を示す第1温度ブレーキ130の拡大図を示す。構造的非対称性が温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上と関連される時に、上向き及び下向き対流流れは、チャネル軸の方向の温度ブレーキの位置及び厚さに応じて、チャネル軸に対してチャネルの一方又は反対側を好んで起きることができる。M.温度ブレーキがあるか、又はない一個又は二個の非対称チャンバー図29Aを参照すれば、第1チャンバー100は、チャネル軸80に対して中心を外れている。この実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置され、一定の深さを有する。第1チャンバー100は、チャネル70から中心を外れることによって、チャンバーギャップ105は一方側において反対側と比較してより小さい。図29Bに示すように、チャンバー100は、チャネル70からより中心を外れることによって、チャネル70の一方又は片方壁がチャンバー壁と接触する。この実施例において、チャネル形成側例えば、図29Bの左側は、自身の上端部131と下端部132とが第1チャンバー100の上端部101と下端部102と一致する第1温度ブレーキ130として機能する。このような実施例において、第2熱源30とチャネル70との間の熱伝逹は、チャンバーギャップ105がより小さいか、又は存在しない側すなわち、図29A及び図29Bにおいて左側においてより大きく、したがって水平的に非対称的な温度分布を生成する。図29Cは、第1温度ブレーキ130の拡大図を提供する。二つの反対側におけるチャンバーギャップ間の適合した差は、好ましくは、約0.2mmから約4ないし6mmの範囲であり、したがってチャンバー軸は、チャネル軸から少なくとも約0.1mmから約2ないし3mmだけ中心を外れている。チャンバーの全体又は一部がチャネル軸80に対して非対称的に形成されることができ、例えば、チャンバーの全体又は一部が中心を外れるように形成されうることが理解されるはずである。大部分の発明応用に対して、全体チャンバーを中心から外れるようにすることが有用である。ときには、チャネル軸80を基準に対称的又は非対称的に第2熱源内に配置される一個、二個、又は三個のチャンバーを有する発明装置を有することが有用である。一実施例において、前記装置は、第1、第2、及び第3チャンバーを有し、チャンバーのうちの何れか一つ又は二つは、チャネル軸80を基準に非対称的に配置され、他のチャンバーは、同一軸を基準に対称的に配置される。前記装置がチャネル軸80を基準に非対称的にそれぞれ配置された第1チャンバーと第2チャンバーを備える実施例において、このチャンバーは、第2熱源内で完全に又は部分的に存在できる。この発明実施例の特定例が図30A~図30Dに示されている。図30Aにおいて、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30内でチャネル70の高さの一部と接触する。第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、それぞれが第2熱源30内に位置し、第1チャンバー100は、第2チャンバー110からチャネル軸80に沿って長さlだけ離隔している。この実施例において、温度ブレーキ130は、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間の長さlでチャネル70の全体周りと接触する。第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、同じ水平方向にチャネル軸80からそれぞれ中心を外れている。図30Bは、壁133がチャネル70と接触する第1温度ブレーキ130の拡大図を提供する。図30Cを参照すれば、第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、同じ水平方向にチャネル軸からそれぞれ中心を外れている。第1チャンバー100及び第2チャンバー110は、同一又は相異なる幅又は直径を有することができる。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、図30Cに示す実施例において、チャネル軸80方向の第1チャンバー100の長さと同じ第1温度ブレーキ130の下端部132から上端部131に至る長さで、第1チャンバー100内のチャネル70の一方すなわち、左側と接触する。図30Dは、チャネル70と接触する壁133を示す第1温度ブレーキ13の拡大図を提供する。図30A~図30Dに示すそれぞれの実施例において、収容口73は、チャネル70を基準に対称的に配置される。図31Aは、第1チャンバー100と第2チャンバー110とがチャネル軸に対してそれぞれ反対方向に約0.1mmから約2ないし3mmだけ中心を外れている発明実施例を示す。第1温度ブレーキ130は、チャネル軸80に対して対称的に配置されている。この実施例において、第2熱源の一部は、第1熱源20からの又は第3熱源40への熱伝逹を減少させるほど十分な第1温度ブレーキ130を形成するようにチャネル70と接触する。発明のこの例において、第1温度ブレーキ130は、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間の長さlでチャネル70の全体周りと接触する。他の実施例において、第1温度ブレーキ130は、一方側においてチャネル70と接触でき、他方側は、第2熱源30から離隔している。図31Bは、チャネル70と接触する壁133を示す第1温度ブレーキ13の拡大図を提供する。図32Aに示す実施例を参照すれば、第1チャンバー100と第2チャンバー11とは、それぞれが同じ水平方向にチャネル軸80に対して例えば、約0.1mmから約2ないし3mmに至るまで中心を外れている。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、チャネル軸80に対して非対称的に配置される。第1温度ブレーキ13とチャンバー壁103とは、同じ方向に中心を外れている。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、一方側すなわち、左側でチャネル70と接触し、他方側は、第2熱源30から離隔している。図32Bは、第1温度ブレーキ130の拡大図を示す。図32Cにおいて、第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、同じ水平方向にチャネル軸80に対してそれぞれ中心を外れており、第1温度ブレーキ130は、反対方向に中心を外れている。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、一方側においてすなわち、右側チャネル70と接触し、他方側は、第2熱源30から離隔している。図32Dは、第1温度ブレーキ130の拡大図を示す。他の発明実施例において、前記装置は、各チャンバーが相異なる水平方向に他のチャンバーから中心を外れている2個のチャンバーを第2熱源内に有している。図33Aは、例を示す。ここで、第2熱源30内の第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、それぞれが反対側の水平方向にチャネル軸80に対して例えば約0.5mmから約2ないし25mmだけ中心を外れている。第1チャンバーの壁103は、チャネル軸80に沿って第2チャンバーの壁113より低く配置されている。第1温度ブレーキの壁133は、第1チャンバー100内のチャネル70の下部でチャネル70の一方すなわち、左側と接触し、第2温度ブレーキの壁143は、第2チャンバー110内のチャネル70の上部でチャネルの他方すなわち、右側と接触する。第1温度ブレーキの上端部131は、第2温度ブレーキの下端部142と本質的に同じ高さに位置する。この配置は、一般に第2熱源30とチャネル70との間で水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分である。図33Bは、第1温度ブレーキ130と第2温度ブレーキ140の拡大図を示す。図33Cは、第1温度ブレーキの上端部131が第2温度ブレーキの下端部142より高く位置する装置実施例を示す。第1温度ブレーキの壁133と第2温度ブレーキの壁143とは、それぞれ一方側においてチャネル70と接触する。図33Dは、第1温度ブレーキ130と第2温度ブレーキ140の拡大図を示す。図33Eは、第1温度ブレーキの上端部131が第2温度ブレーキの下端部142より低く位置する実施例を示す。第1温度ブレーキの壁133と第2温度ブレーキの壁143とは、それぞれ一方側においてチャネル70と接触する。図33Fは、第1温度ブレーキ130と第2温度ブレーキ140の拡大図を示す。発明は、チャネル軸に対して温度ブレーキとチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上を傾くように斜めにすることによって、非対称性を前記装置に導入する他の実施例を提供する。図34Aを参照すれば、第1チャンバーの上端部101と第2チャンバーの下端部112とは、それぞれチャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約45度の範囲で傾斜している。この実施例において、第1熱源の上端部21と第1温度ブレーキの下端部132との間の距離は、チャネル軸80に対して一方側すなわち、左側においてより小さいから、結果的に第1チャンバー100のその側においてより大きくなるように偏った温度勾配を引き起こす。類似の効果が第2チャンバー110の反対側すなわち、右側で第3熱源の下端部42と第1温度ブレーキの上端部131との間のその側におけるより小さな距離によって期待されうる。温度ブレーキ130は、第1チャンバー100と第2チャンバー110との間のチャネルの全体周りと接触し、一方側において他方側より高い位置に形成される。図34Bは、壁133がチャネル70と接触している第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、及び第2チャンバー110の拡大図を示す。ある発明実施例では、チャネル軸に対してチャンバーのうち、少なくとも一つ例えば、チャンバーのうちの何れか一つ、二、又は三を傾けることが有用でありうる。もちろん、傾いた又は斜めになった構造の相異なる組み合わせは、意図した水平的に非対称的な温度分布を達成するために構成されうる。いくつかの例が図35A~図35Dに示されている。特に、図35Aは、第1チャンバー100と第2チャンバー110とがそれぞれチャネル軸80に対して約2度ないし約30度の間で傾いているか、又は斜めになっている場合を示す。この実施例において、第1温度ブレーキ130は傾いていない。図35Bは、壁133がチャネル70と接触している第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、及び第2チャンバー110の拡大図を示す。図35Cは、第1チャンバー100と第2チャンバー110、及び第1温度ブレーキ130のそれぞれがチャネル軸80に対して傾いている例を示す。第1チャンバー100と第2チャンバー110のそれぞれは、チャネル軸80に対して約2度ないし約30度の範囲で傾斜しているか、又は斜めになっていることができる。第1温度ブレーキ130の上端部131と下端部132とは、それぞれチャネル軸80に垂直な軸に対して約2度ないし約45度の範囲で傾斜しているか、又は傾いている。この実施例において、第1温度ブレーキ130は、第1チャンバーと第2チャンバーとの間で、そして一方側において他方側においてより高い位置でチャネルの全体周りと接触する。図31A~図31B、図32A~図32D、図33A~図33F、図34A~図34B、及び図35A~図35Dに示す実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。N.追加的な実施例追加的な装置実施例が図36A~図36C、図37A~図37C、及び図38A~38Cに示されている。図36Aに示すように、前記装置10の第1チャンバー100は、第2熱源30内にあり、第2チャンバー110は、第3熱源40内にある。第2熱源突出部33は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。前記装置10は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された第1熱源突出部23をさらに備える。この実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。図36Bに示す実施例において、前記装置10の第1チャンバー100と第2チャンバー110とは、第2熱源30内にある。前記装置は、第3熱源40内に第3チャンバー120をさらに備える。前記装置は、また第2熱源30内に第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間に配置された第1温度ブレーキ130を備える。第2熱源突出部33は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。前記装置は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された第1熱源突出部23をさらに備える。この実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置される。図36Cに示す実施例を参照すれば、第1チャンバーの下部102は、第2熱源30内にある。しかしながら、図36Aに示す装置実施例において、第1チャンバーの下部102は、第2熱源の下部面32と一致する。図36Cに示す装置は、第2熱源30内に第1チャンバー100を、第3熱源40内に第2チャンバー110を備える。前記装置は、第1チャンバーの下端部102と第2熱源の下部32との間に、第2熱源30の下部に配置された第1温度ブレーキ130をさらに備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図36A~図36Cに示す実施例において、各装置は、少なくとも第1熱源20、第1熱源の第1突出部23、第2熱源30、及び第2熱源の第1突出部33により定義される第1断熱体チャンバー51をさらに備える。図37A~図37Cに示す装置は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された第2熱源の第2突出部34と、少なくとも第3熱源40、第2熱源30、及び第2熱源の第2突出部34により定義される第2断熱体チャンバー61をさらに備える。図37Aに示す実施例において、前記装置は、第2熱源30内に第1チャンバー100を、第3熱源40内に第2チャンバー110を備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図37Bに示すように、図示の装置は、第2熱源30内に位置した第1チャンバー100と第2チャンバー110とを特徴とする。第3チャンバー120は、第3熱源40内にある。前記装置は、第2熱源30内で第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間に位置する第1温度ブレーキ130をさらに備える。この実施例において、前記装置10は、チャネル軸80に対してそれぞれ対称的に配置された突出部23、33、34を備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図37A~図37Bに示す実施例において、第1チャンバーの下端部102は、第1断熱体50と接触する。しかしながら、図37Cに示す実施例では、第1チャンバーの下端部102は、第2熱源20内にあり、第1温度ブレーキ130は、第1チャンバーの下端部102と第2熱源の下部32との間で第2熱源30の下部に位置する。図37Cに示す装置は、チャネル軸80を基準にそれぞれ対称的に配置された突出部23、33、34をまた備える。また、図37B~図37Cに示す実施例において、第1温度ブレーキ130は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図38A~図38Cに示す装置は、チャネル軸80を基準に対称的に配置された第3熱源の第1突出部43と、少なくとも第3熱源40、第3熱源突出部43、第2熱源30、及び第2熱源の第2突出部34により定義される第2断熱体チャンバー61をさらに備える。図38Aに示す実施例において、前記装置は、第2熱源30内に第1チャンバー100を、第3熱源40内に第2チャンバー110を備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図38Bに示す装置実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー110のそれぞれは、第2熱源30内に位置する。第3チャンバー120は、第3熱源40内に位置する。前記装置は、第2熱源30内で第1チャンバー100と第2チャンバー110との間に位置した第1温度ブレーキ130をさらに備える。この実施例において、前記装置は、それぞれがチャネル軸80に対して対称的に配置された突出部23、33、34、43を備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。図38Cに示す実施例において、第1チャンバーの下端部102は、第2熱源20内にあり、第1温度ブレーキ130は、第1チャンバーの下端部102と第2熱源の下部32との間で第2熱源30の下部に位置する。図37Cに示す前記装置は、それぞれがチャネル軸80を基準に対称的に配置された突出部23、33、34、43を再度備える。収容口73は、チャネル軸80に対して対称的に配置される。製造、使用及び温度形状化要素選択A.熱源大部分の発明実施例に対して、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、他の温度サイクリング型装置のために使用される材料に比べて相対的に低い熱伝導率を有する材料からなることができる。本発明では速い温度変化工程を一般に回避できる。したがって、熱源の各々に対する高温均一性例えば、約0.1°Cより小さな温度変化を有するが相対的に低い熱伝導率を有する材料を使用しても容易に達成できる。熱源は、試料又は反応容器のそれより十分に大きな、好ましくは、少なくとも約10倍大きな、さらに好ましくは、少なくとも約100倍大きな熱伝導率を有するいかなる固体型材料からなることができる。加熱する試料は、主に常温で0.58Wm‐1K‐1の熱伝導率を有する水であり、反応容器は、一般に約数十分のWm‐1K‐1の熱伝導率を有するプラスチックからなる。したがって、適切な材料の熱伝導率は、少なくとも約5Wm‐1K‐1又はそれ以上、さらに好ましくは、少なくとも約50Wm‐1K‐1又はそれ以上である。反応容器がプラスチックより大きな熱伝導率を有するガラス又はセラミックからなる場合、若干大きな熱伝導率を有する材料、例えば約80又は約100Wm‐1K‐1より大きな熱伝導率を有することを使用することが好ましい。大部分の金属及び金属合金のみでなく高い熱伝導率セラミックがこのような必要条件を満たす。より高い熱伝導率を有する材料が一般に熱源の各々に対してより良い温度均一性を提供するはずであるが、アルミニウム合金及び銅合金が相対的に低廉でかつ高い熱伝導率を有し、製造しやすいから、一般に有用な材料である。次の詳細な説明が本明細書に記述された装置実施例を構成し使用するのに一般に有用である。チャネル軸に垂直な軸方向の第1、第2、及び第3熱源の幅及び長さの寸法は、意図した用途に応じて、例えば隣接するチャネル/チャンバー構造間の間隔に応じて、いかなる値としても選択されうる。隣接するチャネル/チャンバー構造間の間隔は、少なくとも約2ないし3mm、好ましくは、約4mmないし約15mmの範囲でありうる。一般に産業標準、すなわち、4.5mm又は9mmの間隔を使用することが好ましい。一般的な実施例において、チャネル/チャンバー構造は、同様に離隔された行及び/又は列で配置される。このような実施例において、熱源各々のチャネル軸に垂直な軸方向の幅又は長さを、少なくと度の範囲隔×行又は列の個数に対応する概略の値から、この値より約1個ないし約3個の間隔だけの大きな値までに作ることが好ましい。他の実施例において、チャネル/チャンバーの構造は、円形パターンに配置されることができ、好ましくは、同じ間隔で配置される。このような実施例での間隔は、また少なくとも約2ないし3mm、好ましくは、約4mmないし約15mmであり、産業標準である4.5mm又は9mmの間隔がさらに好ましい。この実施例において、熱源の形態は、一般に中央に穴を有するドーナッツ形態であることが好ましい。チャネル/チャンバー構造は、一個、二個、三個、約10個までの同心円上に位置できる。各同心円の直径は、意図した用途のための幾何学的必要条件により、例えば、チャネル/チャンバー構造の個数、その円において隣接するチャネル/チャンバー構造間の間隔などに応じて決定されうる。熱源の外径は、最も大きな同心円の直径より少なくとも約一つの間隔だけより大きなことが好ましく、熱源の内径は、最も小さな同心円の直径より少なくとも約一つの間隔分だけ小さなことが好ましい。チャネル軸の方向の第1、第2、及び第3熱源の長さ又は厚さは、既に論議された。第2熱源内に少なくとも一個のチャンバーを備える実施例において、第1熱源の厚さは、チャネル軸の方向に約1mmより大きく、好ましくは、約2mmで約10mmまでである。チャネル軸の方向の第2熱源の厚さは、約2mmないし約25mmの範囲であり、好ましくは、3mmないし約15mmの範囲である。チャネル軸の方向の第3熱源の厚さは、約1mmより大きく、好ましくは、約2mmないし約10mmの範囲である。第3熱源内に配置されたただ一個のチャンバーを備える他の実施例において、第2及び第3熱源は、第2熱源内に少なくとも一個のチャンバーを備える実施例と比較して、チャネル軸の方向に相異なった厚さを有することができる。例えば、第2熱源は、チャネル軸の方向に1mmより大きな厚さを、好ましくは、約2mmないし約6mmの範囲の厚さを有する。このような実施例において、チャネル軸の方向の第3熱源の厚さは、約2ないし約20mmの範囲であり、好ましくは、約3mmないし約10mmの範囲である。第1熱源は、他の実施例と同じ範囲内のチャネル軸の方向の厚さ、例えば約1mmより大きい、好ましくは、約2mmないし約10mmの範囲の厚さを有することができる。チャネルの寸法は、図5A~図5D及び図6A~図6Jに示されたようないくつかのパラメーターにより定義されうる。チャネル軸の方向のチャネルの高さhは、約20マイクロリットルの試料体積に対して少なくとも約5mmないし約25mmであり、好ましくは、8mmないし約16mmである。テーパー角θは、約0度ないし約15度の範囲であり、好ましくは、約2度から約10度の範囲である。チャネル軸に垂直な軸方向のチャネルの幅w1又は直径又はそれの平均は、少なくとも約1mmないし5mmである。幅w1に対した高さhの比率により定義される垂直横縦比は、約4ないし約15の範囲であり、好ましくは、約5から約10までである。互いに対して相互垂直でチャネル軸に垂直に整列される第1及び第2方向に沿う第1幅w1の第2幅w2に対した比率により定義される水平の横縦比は、一般に約1ないし約4である。収容口は、チャネルと同じ範囲に属する、すなわち、少なくとも約1mmないし約5mmである幅又は直径を有する。チャネルがテーパーされている場合、収容口の幅又は直径は、テーパーされた方向に応じて、チャネルより小さいか大きい。収容口の深さは、一般に少なくとも約0.5mmないし約8mm、好ましくは、約1mmないし約5mmの範囲である。チャンバーは、一般にチャネル軸に垂直な軸に沿って少なくとも約1mmないし約10又は12mm、好ましくは、約2mmないし約8mmの範囲の幅又は直径を有する。チャンバー構造の存在は、チャネルとチャンバー壁との間に一般に約0.1mmないし約6mmの範囲、さらに好ましくは、約0.2mmないし約4mmの範囲のチャンバーギャップを提供する。チャネル軸の方向のチャンバーの長さ又は高さは、相異なった実施例によって変化できる。例えば、装置が第2熱源内に一個のチャンバーを備える場合、そのチャンバーは、約1mmないし約25mmの範囲、好ましくは、約2mmないし約15mmの範囲のチャネル軸の方向の高さを有することができる。第2熱源内に二個又はそれ以上のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーの高さは、約0.2mmないしチャネル軸の方向の第2熱源の厚さの約80又は90の間であり、二個又はそれ以上のチャンバーの高さの合計は、第2熱源の厚さ分だけ大きくありうる。第3熱源内に配置されたただ一個のチャンバーを有する実施例において、チャネル軸の方向のチャンバー高さは、約0.2mmでチャネル軸の方向の第3熱源の厚さの約60又は70の範囲にある。温度ブレーキと断熱体又は断熱性ギャップの寸法もまた非常に重要である。上で既に提供された一般的な仕様を参照しなさい。発明の最適の使用のために一般に要求されるものではないが、突出部24、44又は両方を有する装置を提供することも本発明の範ちゅうに属する。例えば、図22Cを参照しなさい。機械的構造を作ったり製造するにあって、ある程度の公差toleranceが一般に存在するということは自明である。したがって、実質的実施において、物理的に接触する穴例えば、特定実施例において第3熱源内の貫通口又は第1熱源内の収容口は、反応容器のサイズに対して陽の公差positivetoleranceを有するように設計されなければならない。そうでなければ、貫通口又はチャネルは、反応容器のサイズより小さいか同様に形成されることによって、反応容器をチャネルに適切に設置できなくなることができる。物理的に接触する穴に対する実質的に信頼するに値する公差は、標準製造工程で約0.05mmである。したがって、2個の対象が物理的に接続するならば、それは、二接触する対象の間に約0.05mmより小さいか同じギャップを有していると解析されなければならない。二対象が物理的に非接触するか、又は離隔されているものであれば、それは、二対象の間に約0.05又は0.1mmより大きなギャップを有していると解析されなければならない。B.使用本明細書に記述されるいかなる熱対流PCR装置も相異なったPCR増幅技法のうちの何れか一つ又は組み合わせを行うために使用されうる。一つの適切な方法は、:a二本鎖double‐strand核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第1熱源を維持するステップと、b少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、c前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合polymerizationを助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップと、dプライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間で熱対流を生成するステップと;のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含む。一実施例において、前記方法は、水性緩衝溶液aqueousbuffersolutionに二本鎖核酸とオリゴヌクレオチドプライマーとを含む反応容器を提供するステップをさらに含む。一般に反応容器は、一つ又はそれ以上のDNA重合酵素をさらに含む。必要であれば、前記酵素enzymeは、固定化されていることができる。反応方法のより特別な実施例において、前記方法は、反応容器を収容口、貫通口、及び第2又は第3熱源のうち、少なくとも一つに配置された少なくとも一つの温度形状化要素一般に、少なくとも一個のチャンバーに直接的に又は間接的に接触させるステップを含む。この実施例において、前記接触は、反応容器内での熱対流を助けるのに充分である。好ましくは、前記方法は、反応容器を第1及び第2熱源間の第1断熱体と第2及び第3熱源との間の第2断熱体に接触させるステップをさらに含む。一実施例において、第1、第2、及び第3熱源は、反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約10倍、好ましくは、約100倍大きな熱伝導率を有する。第1及び第2断熱体は、反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約5倍小さな熱伝導率を有することができ、ここで第1及び第2断熱体の熱伝導率は、第1、第2、及び第3熱源間の熱伝逹を減少させるのに充分である。前記方法のステップcにおいて、熱対流流体流れは、反応容器内でチャネル軸を基準に本質的に対称的に又は非対称的に生成される。好ましくは、上に記述された前記方法のステップa~dは、プライマー伸長生成物を生成するために反応容器当たりの約1Wより少なな、好ましくは、約0.5Wより少ない電力を消費する。必要であれば、前記方法を行うための電力は、バッテリーにより供給される。一般的な実施例において、PCR伸長生成物は、約15分ないし約30分又はより短い時間内に生成され、反応容器は、約50又は100マイクロリットルより小さな体積、例えば約20マイクロリットルより小さいか、又は同じ体積を有することができる。前記方法が本発明の熱対流PCR遠心分離機と共に使用される実施例において、前記方法は、PCRを行うのに適するように反応容器に遠心力を適用又は印加するステップをさらに含む。熱対流によりPCRを行うための方法のより詳細な実施例において、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で、本明細書に開示された装置のうちの何れか一つにより収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及びバッファを追加するステップを含む。一実施例において、前記方法は、反応容器にDNA重合酵素を追加するステップをさらに含む。熱対流によりPCRを行うための方法の他の実施例において、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で、本明細書に開示されたあるPCR遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及びバッファを追加するステップと、反応容器に遠心力を適用するステップとを含む。一実施例において、前記方法は、反応容器にDNA重合酵素を追加するステップを含む。本発明の実施は、他の多様な増幅技法のうち、量的quantitativePCRqPCR、マルチプルレックスPCRmultiplexPCR、ライゲーション‐媒介性PCRligation‐mediatedPCR、ホット~スタートPCRhot‐startPCR、対立遺伝子‐特異的PCRallele‐specificPCRを含むPCR技法の一つ又は組み合わせと両立可能である。以下の本発明の特定使用法は、図1及び図2Aに示す実施例を参照して説明される。以下で理解されうるが、本方法は、本明細書に参照された他の実施例にも一般に適用可能である。図1及び図2Aを参照し、第1熱源20は、チャネルの底部又は下部で時には、本明細書で変性領域とする変性過程に適した温度分布を生成する。第1熱源20は、一般に関心の対象になる核酸鋳型例えば、約1fgないし約100ngのDNA‐基盤鋳型を溶かすのに有用な温度に維持される。この実施例において、第1熱源20は、約92°Cないし約106°Cの範囲で、好ましくは、約94°Cないし約104°Cの間で、さらに好ましくは、約96°Cないし約102°Cの範囲で維持されなければならない。以下で理解されるように、関心の対象になる核酸、必要な敏感度、及びPCR工程が行われなければならない速度のような認識されたパラメーターに応じて、相異なる温度プロファイルが発明の最適の実施により適合できる。第3熱源40は、チャネルの最頂上又は上部時には、本明細書でアニーリング領域とするでアニーリング過程に適した温度分布を生成する。第3熱源は、一般に、例えば使用されるオリゴヌクレオチドプライマーの溶融温度及びPCR反応に経験を有した人々に知られた他のパラメーターに応じて、約45°Cないし約65°Cの範囲の温度に維持される。第2熱源30は、チャネル70の中間領域時には、本明細書で重合領域とするで重合過程に適した温度分布を生成する。多くの発明応用に対して、TaqDNA重合酵素又はそれの相対的に熱安定的な誘導体が使用される場合、第2熱源30は、約65°Cないし約75°Cの範囲、さらに好ましくは、約68°Cないし約72°C間の温度に一般に維持される。活性度温度プロファイルが異なるDNA重合酵素が使用される場合、第2熱源の温度範囲は、使用された重合酵素の温度プロファイルに合せて変化できる。熱敏感性及び熱安定性重合酵素をPCR工程に使用することと関連して、U.S.PatNo.7,238,505とそこに開示されている参考文献を参照しなさい。追加装置実施例の使用に対する情報のための例部分を参照しなさい。C.温度形状化要素の選択次の節は、温度形状化要素の選択及び使用に対する追加的な案内を提供するための意図である。これは、本発明を特定装置考案又は使用に制限するための意図ではない。発明装置と共に使用される温度形状化要素の一つ又は組み合わせの選択は、関心の対象になる特定PCR応用により案内される。例えば、標的鋳型の属性は、特定PCR応用に最も適した温度形状化要素らを選択するにあたって重要である。例えば、標的配列が相対的に短かいか長いことができ、及び/又は標的配列は、相対的に単純な構造例えば、プラスミド又はバクテリアDNA、ウイルスDNA、ファージphageDNA、又はcDNA又は複雑な構造例えば、ゲノム又は染色体DNAを有することができる。一般に、長い配列及び/又は複雑な構造を有する標的配列は、増幅するのがより難しく、一般により長い重合時間を要求する。追加的に、アニーリング又は変性のためのより長い時間がたびたび要求されることもある。また、標的配列は、多いか少ない量でありうる。少ない量の標的配列が増幅するのにより難しく、一般にPCR反応時間すなわち、より多くのPCRサイクルをより要求する。他の考慮事項も特定使用に応じて重要でありうる。例えば、後続応用、実験、又は分析のために、それとも試料から標的配列を探知したり確認するために、特定量の標的配列を生成するのにPCR装置が利用されうる。追加的な考慮において、PCR装置は、実験室又は現場で、又はある特殊な環境、例えば、車両、船舶、潜水艦、又は宇宙船内で、いろいろな苛酷な天気条件下などで使用されうる。論議されたように、本発明の熱対流PCR装置は、一般に既存のPCR装置より速くてより効率的なPCR増幅を提供する。また、本発明装置は、既存のPCR装置より実質的により低い電力必要条件とより小さなサイズを有する。例えば、熱対流PCR装置は、一般に少なくとも約1.5倍ないし2倍より速く好ましくは、約3倍ないし4倍より速く、少なくとも約5倍ないし10倍小さなサイズと重量を有し、作動のために少なくとも約5倍好ましくは、約10倍ないし数十倍より少ない電力を要求する。したがって適切な設計が選択されれば、ユーザは、時間、エネルギー、及び空間がはるかに少なく必要な装置を有することができる。適切な装置設計を選択するために、意図する温度形状化要素の重要機能を理解することが重要である。以下の表1に要約されたように、各温度形状化要素は、熱対流PCR装置の性能と関連して特定機能を有する。例えば、チャンバー構造は、一般に、チャンバーのない構造に比べてチャンバーが位置した熱源内で熱対流の速度を増加させ、温度ブレーキは、一般に、温度ブレーキが無しでチャンバー構造を有する構造に比べて熱対流の速度を減少させる。しかしながら、重要なことには、第2熱源内にチャンバー構造に加えて温度ブレーキの構造を導入することは、重合ステップに利用可能な試料の時間長又は体積をより大きくすることができるから、より長い重合時間を要求する標的配列に対してPCR増幅の効率性が増加できる。したがって、以下に論議されるように、特定応用に応じて、チャンバー構造は、温度ブレーキと共に又は温度ブレーキ無しで使用されうる。表1にまた要約されたように、チャネル構造のみを有する構造すなわち、チャンバーのない構造を含む他の熱源構造と関係なしで、対流加速要素例えば、位置的非対称性、構造的非対称性、及び遠心加速度の何れか一つ又は組み合わせが熱対流の速度を増加させるために使用されうる。したがって、必要に応じて熱対流速度を向上させるために、このような対流加速要素のうち、少なくとも一つ又は組み合わせは、ほとんどすべての熱源構造と組合わせることができる。論議されたように、前記発明装置は、主に温度サイクリング工程すなわち、熱源の温度を変更する工程に対した必要性を除去した結果として、既存のPCR装置よりはるかに少ない電力を要求する。また論議されたように、第1及び第2断熱体の適切な組み合わせすなわち、断熱性ギャップの厚さだけでなく適切な熱断熱体の使用は、本発明装置の消費電力をより減少させる。また、突出部構造らの使用は、本発明装置の消費電力を実質的により一層減少させることができ例えば、例1及び3を参照しなさい、また、チャンバー長を増加させて重合時間を増加させる。収容口の深さ及び第1、第2及び第3熱源の温度のような他のパラメーターもまた熱対流速度とまた重合、アニーリング及び変性ステップの各々に利用可能な時間を調整するのに使用されうる。以下に論議されるように、このような温度形状化要素の各々は、特定応用に適した特定熱対流PCR装置を製作するために単独に又は一つ若しくはそれ以上の他の要素と組み合わせて使用されうる。多くの有用な装置実施例が本発明により提供されるが、次の組み合わせが特に有用であり、発明装置の性能が予測しやすい。多くの応用のための適合した熱対流PCR装置は、一般にチャネルと第1及び第2断熱体又は第1及び第2断熱性ギャップを基本要素として備える。一つ又はそれ以上の他の温度形状化要素がこのような基本要素と使用されるために組合わせられることができる。チャネルと断熱体のみを使用する装置は、あるPCR応用には最適でなくありうる。チャネル構造のみを有しては、各熱源内の試料内部の温度勾配が熱源からの効率的な熱伝逹によってあまり小さくありえ、したがって熱対流があまり遅くなったり又は適切に発生しないケースもありうる。チャンバー構造の使用は、このような欠陥を解決できる。論議されたように、各熱源内の熱対流の速度は、チャンバー構造をその熱源に使用することによって増加できる。追加的な温度形状化要素としてチャンバーを使用する熱対流PCR装置は、たとえば、プラスミド又はバクテリアDNA、ウイルスDNA、ファージphageDNA、又はcDNAなどのような単純な構造を有する相対的に短い標的配列例えば、約1kbpより短く、好ましくは、約500又は600bpより短いの速い増幅に最も適している。例えば、約3ないし6mmの幅又は直径を有する第2熱源内の直線型チャンバーを有する装置設計は、標的配列の量及びサイズに応じて、このような試料のPCR増幅を約25又は30分以内、好ましくは、約10ないし20分以内に完了できる例えば、例1及び3参照。熱対流PCRの速度をより増加させることは、対流加速要素のうち、少なくとも一つを使用することによって達成できる例えば、例2及び7参照。温度ブレーキ無しでチャンバーを備える発明装置は、また長い標的配列例えば、約1kbpないし約2又は3kbpより長い又は複雑な構造を有した標的配列例えば、ゲノム又は染色体DNAだけでなく単純な構造を有した短い配列を増幅するのに有用である。このような実施例の一類型において、チャンバーは、第2熱源内にだけ、又は第2及び第3熱源の両方内に存在し、第2熱源内に位置するチャンバーの幅又は直径は、部分的に又は完全に減少しうるか、又は減少した幅又は直径を有する追加的なチャンバーが第2熱源内に使用されうる。減少したチャンバー幅又は直径は、一般に約3mmより小さな範囲に属する。このような設計において、減少した幅又は直径を有するチャンバー領域での第2熱源からの増加した熱伝達は、重合ステップに利用可能な時間長の増加をもたらし、したがって長い配列及び/又は複雑な構造を有する配列の増幅が効率よくなされるようになる。しかしながら、減少したチャンバー幅又は直径を使用することは、一般に熱対流速度の減少をもたらす。対流速度がユーザの応用においてあまり遅くなれば、対流加速要素のうち、少なくとも一つが対流速度を増加させるために結合されうる。他の類型の実施例において、チャンバーは、第3熱源内にだけ存在できる。このような類型の実施例において、相対的に高い例えば、約60°Cより高い融点を有するプライマーを使用することが上で言及された標的配列の他の類型を増幅するために一般に薦められる。上で論議されたように、温度ブレーキは、対流減速要素であり、一般に第2熱源内でチャンバー構造と結合される時に、一般に重合時間をより長くする。したがって、第2熱源内での温度ブレーキとチャンバー構造の組み合わせは、十分な重合時間を提供するのに適切に遅く、また速いPCR増幅をなすために十分に速い熱対流速度を提供できる良い設計例である。例1において立証されるように、大幅のチャンバー例えば、約3mmより大きなチャンバーの幅又は直径と薄い温度ブレーキ例えば、チャネル軸の方向の温度ブレーキの長さが約2mmより小さなとの組み合わせは、短い標的配列及び長い標的配列例えば、約2又は3kbpまでのプラスミド標的だけでなく複雑な構造を有する標的配列例えば、約1kbpないし約800bpまでのヒトゲノム標的に対しても十分に速い増幅をなすことができる装置設計の良い例である。重要なことには、このような設計は、対流加速要素のどれも使用しなく、かつ他の類型の標的配列に対して実質的に速い増幅すなわち、25又は30分以内、好ましくは、約10分ないし20分以内を提供する。また立証されるように、対流加速要素例えば、例2において位置的非対称性の使用は、さらに加速した熱対流PCRを提供できる。第2熱源内でより狭いチャンバー例えば、約3mmより小さなチャンバー幅又は直径の及び/又は温度ブレーキを使用することによって、熱対流PCR装置の作動範囲の追加的な増大が達成できる。第2熱源内での減少した幅又は直径部分的に又は完全にを有するチャンバー又は温度ブレーキの使用は、第2熱源からチャネルへの増加した熱伝逹をもたらすことができ、したがって熱対流は減速される。このような減速された熱源構造では、重合時間が増加できるようになって、長い配列、例えば、約5又は6kbpまでの配列を増幅できるようになる。しかしながら、全体PCR反応時間は、遅い熱対流速度によって不回避に増加せざるをえないが、例えば、標的配列のサイズ及び構造に応じて約35分から約1時間まで又はそれ以上に増加せざるをえない。対流加速要素のうち、何れか一つ又はそれ以上は、また、熱対流PCRの速度を必要に応じて増加させるために、このような類型の装置設計と組合わせられることができる。上で言及された対流加速要素すなわち、位置的非対称性、構造的非対称性、及び遠心加速度は、熱対流の速度に各々異なる程度で影響を与えることができる。位置的又は構造的非対称性は、一般に熱対流速度を約10又は20から約3倍ないし4倍まで増加させることができる。遠心加速度の場合、このような増加は、例えば、論議されるように、R=10cmである場合に、10,000rpmで約11,200倍に、いくらでも大きく作られることができる。実質的に有用な範囲は、約10倍ないし約20倍までの増加である。このような対流加速要素のうちの何れか一つが使用される時、熱対流の速度は増加できる。したがって、ユーザの応用のために、熱対流速度の追加的な増加が必要であるごとに、このような特徴は、便利に使用されうる。対流加速要素のうち、少なくとも一つを含む一つの特定設計は、チャンバーを備えないすなわち、チャネルのみを備える熱源構造である。例6において立証されるように図75Eと比較して図76Eを参照しなさい、対流加速要素の使用は、チャネルのみがある設計を作動可能にすることができる。このようなチャネルのみを有する設計は、それが重合ステップに利用可能な時間と試料の体積を可能なかぎり最大に提供できるために有益である。しかしながら、論議されたように、このような設計は、一般にあまり遅い熱対流速度を提供する。ユーザの要求に合せて対流加速要素のうちの何れか一つ又はそれ以上を使用して熱対流速度を増加させることによって、このような欠陥を除去できる。上で論議されたすべての装置例は、既存のPCR装置よりはるかにより少ない電力を要求し、さらには突出部の構造がなくても携帯用装置として、すなわちバッテリーとして作動可能な装置として製作されうる。論議されたように、突出部構造の使用は、実質的に消費電力を減少させることができ、したがって携帯可能なPCR装置がユーザの応用に必須な場合により薦められる。上で論議された装置設計は、最適化した場合非常に低いコピー数の試料から増幅できる。例えば、例1、2、及び3で立証されるように、約100個コピーよりはるかに少ない標的配列が約25分又は約30分内に増幅できる。また、上で論議された装置設計は、実験室の内部のように、制御された条件下で使用されうる多くの従来のPCR装置と異なり、実験室内又は現場、又はある特殊な条件で使用されうる。例えば、いくつかの発明装置を運転する間に車の内部で試験しており、速くかつ効率的なPCR増幅が実験室の内部のように達成できたということを確認した。追加的に、いくつかの発明装置をまた特殊な温度条件下で約~20°C以下から約40°C以上まで試験し、外部温度に関係なしで速くかつ効率的なPCR増幅を確認した。最後に、例を通じて例示されるように、本発明の熱対流PCR装置は、速いだけでなく非常に効率的なPCR増幅を提供できる。したがって、本発明装置が、手の平サイズの携帯可能なPCR装置という新しい特徴と共に改善された性能を提供し、PCR装置の多様な応用のほとんど一般に適しているということが立証された。ハウジング及び温度制御要素を有する装置上に参照された発明装置は、単独に、又は適切なハウジング、温度感知、及び加熱及び/又は冷却要素と組合わせられて使用されうる。図39に示す一実施例において、第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40は、少なくとも一つの第1固定要素200一般にスクリュー穴と第2固定要素210を特徴とし、この要素の各々は、熱源、第1断熱体50及び第2断熱体60を単一作動可能な装置として共に固定するように適応されている。第2固定要素210は、追加的な断熱空間以下参照をのための境界を提供するのを助けるために、好ましくは、ウィング形態wing‐shapedである。加熱及び/又は冷却要素160a、160b、160cは、第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40内にそれぞれ位置する。熱源のそれぞれは、一般に少なくとも一つの加熱要素を有する。一般に有用な加熱要素は、抵抗型加熱resistiveheating又は誘導型加熱inductiveheating方式である。意図した用途に応じて、熱源のうち一つ又はそれ以上は、一つ又はそれ以上の冷却要素及び/又は一つ又はそれ以上の加熱要素をさらに備えることができる。一般に好まれる冷却要素は、ファンfan又はペルチェ冷却器Peltiercoolerである。周知のように、ペルチェ冷却器は、加熱及び冷却の両要素として機能できる。温度勾配作動が熱源にかけて異なる温度を提供するために要求される場合、熱源のうち一つ又はそれ以上の相異なる位置に一つより多くの加熱要素又は加熱及び冷却の両要素を使用することが特に好ましい。第1熱源10、第2熱源30、及び第3熱源40は、熱源のそれぞれに配置された温度センサ170a、170b、及び170cをそれぞれさらに備える。大部分の実施例に対して、熱源のそれぞれは、一般に一つの温度センサを備える。しかしながら、熱源のうち一つ又はそれ以上に温度勾配作動機能を有するようなある実施例では、二つ又はそれ以上の温度センサがその熱源の相異なる位置に位置できる。図40A~図40Bは、図39に示す実施例の断面図を提供する。チャネル及びチャンバー構造の断面図に加えて、加熱要素及び/又は冷却要素の位置が一つの例として示されている。この例において示すように、熱源のそれぞれにわたって均一な加熱及び/又は冷却を提供するために、加熱要素及び/又は冷却要素を熱源の各々に均一に位置することが好ましい。例えば、図40Bに示すように、加熱要素及び/又は冷却要素がチャネル及びチャンバー構造各々の間に位置し、互いに同様に離隔している例えば、図42をも参照しなさい。例えば、図40Aに示す断面図は、チャネル及びチャンバー構造の各々の間に、一位置から他の位置への加熱要素及び/又は冷却要素の間の連結すなわち、円を示す。温度勾配作動オプションを有したことのような他の類型の実施例では、加熱要素又は冷却要素の二つ又はそれ以上が、熱源のうち一つ又はそれ以上に使用されることができ、その熱源にかけて偏向された加熱及び/又は冷却を提供するために、その熱源の相異なる位置に位置されうる。図41において、断面の面は、第2固定要素210と第1固定要素200のうち一つを切断する。図示のように、第1固定要素200は、スクリュー201、ウォッシャー202a、第1熱源の固定要素203a、スペーサ202b、第2熱源の固定要素203b、スペーサ202c、及び第3熱源の固定要素203cを備える。好ましくは、スクリュー201、ウォッシャー202a及びスペーサ202b及び202cのうち、少なくとも一つ、さらに好ましくは、全部は、熱断熱体材料から製作される。例として、プラスチック、セラミック、及びプラスチック混合物炭素又はガラス繊維を含むもののようなを含む。高い機械的強度、高い溶融温度及び/又は変形温度例えば、約100°C又はそれ以上、さらに好ましくは、約120°C又はそれ以上、及び低い熱伝導率例えば、約数十分のWm‐1K‐1より小さな熱伝導率を有するプラスチック又は数Wm‐1K‐1より小さな熱伝導率を有するセラミックを有する材料がさらに好ましい。より具体的な例は、ポリフェニレンスルフィドpolyphenylenesulfidePPS、ポリエーテルエーテルケトンpolyetherehterketonePEEK、Vesperポリイミドpolyimide、RENYポリアミドpolyamideなどのようなプラスチック、又はこれらの炭素又はガラス混合物、及びマコールMacor、フューズドシリカfusedsilica、酸化ジルコニウムsirconiumoxide、ムライトMullite、アクフレクトAccuflectなどの低い熱伝導率セラミックを含む。図42は、多様な固定要素と温度制御要素とを有する装置実施例の拡大図を提供する。図42に示す特定固定構造に加えて、別のものも可能であることは明らかになるはずである。したがって、一実施例において、第1及び/又は第2固定要素200、210のうち、少なくとも一つは、第1熱源20、第2熱源30、第3熱源40、第1断熱体50、及び第2断熱体60のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての他の領域に位置する。すなわち、第3熱源40が第2固定要素210を備えるように示されているが、熱源及び/又は断熱体のうちの何れか一つ又はすべてが第2固定要素210を備えることができる。他の一実施例において、第1及び/又は第2固定要素200、210のうち、少なくとも一つは、第1熱源20、第2熱源30、第3熱源40、第1断熱体50、及び第2断熱体60のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置する。前の発明実施例が多くのPCR応用に一般に有用であるが、保護ハウジングを追加することがたびたび好ましい。一実施例が図43A~図43Bに示されている。図示のように、装置10は、第1熱源20、第2熱源30、第3熱源40、第1断熱体50、及び第2断熱体60を取り囲む第1ハウジング要素300を特徴とする。この実施例において、第2固定要素210のそれぞれは、少なくとも一つの断熱性ギャップ、例えば、一、二、三、四、五、六、七、又は八個のこのようなギャップを形成するために、装置10の他の構造的要素と互いに作用するウィング形態の構造を有する。ギャップのそれぞれは、気体又は固体断熱体のように本明細書に開示されたような適切な断熱性材料で充填されうる。空気が多い応用において好ましい断熱性材料であろう。断熱性ギャップの存在は、装置10での熱損失を減少させることによって、消費電力を低くするような長所を提供する。したがって、図43A~図43Bに示す実施例において、第3熱源40は、4個の第2固定要素210を備え、第2固定要素の各対は、第3断熱性ギャップ310を定義する。図43Aは、それぞれが第1ハウジング要素300と一対の第2固定要素210により定義される第3断熱性ギャップの4個の部分を示す。図43Bは、また第1熱源20の下部及び第1ハウジング要素300に間に位置した第4断熱性ギャップ320を示す。固定された熱源を第1ハウジング要素300内にぶら下げて第3断熱性ギャップ310と第4断熱性ギャップ320を形成するのを助ける支持台330が示されている。例えば、追加的な保護と断熱性ギャップを提供するために、発明装置をよりハウジングすることがたびたび好ましい。これから図44A~図44Bを参照すれば、装置は、第1ハウジング要素300を取り囲む第2ハウジング要素400をさらに備える。この実施例において、装置10は、第1ハウジング要素300と第2ハウジング要素400により定義される第5断熱性ギャップ410をさらに備える。前記装置10は、また第1ハウジング要素300の底と第2ハウジング要素400の底との間に位置した第6断熱性ギャップ420を備えることができる。必要であれば、発明装置は、装置から熱を除去するために少なくとも一つのファン装置をさらに備えることができる。一実施例において、前記装置は、第3熱源40から熱を除去するために、第3熱源40の上側に位置した第1ファン装置を備える。必要であれば、前記装置は、第1熱源20から熱を除去するために第1熱源20の下方に位置した第2ファン装置をさらに備えることができる。遠心加速度を使用する対流PCR装置本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の選択的な追加特徴として遠心加速度centrifugalaccelerationを提供することにある。上で論議されたように、垂直温度勾配そして、選択的に又は追加的に、位置的又は構造的非対称性が使用される時の水平的に非対称な温度分布が流体内部に生成される時、熱対流が最適に生成されうる。垂直温度勾配のサイズに比例して、流体内部で対流流れを駆動する浮力が生成される。発明装置により生成される熱対流は、一般にPCR反応を起こすための多様な条件を満たさなければならない。例えば、熱対流は、PCR反応の各ステップすなわち、変性、アニーリング、及び重合ステップに適した温度範囲に各空間的領域を維持しながら、複数の空間的領域を通過して順次的にかつ繰り返し的に流れなければならない。また、熱対流は、前記3個のPCR反応ステップのそれぞれに適した時間を許すように適切な速度を有するように制御されなければならない。如何なる理論にも拘束されることを望まないが、温度勾配を、より正確には、流体内部の温度勾配の分布を制御することによって、熱対流が制御されうると信じられる。温度勾配dT/dSは、二基準位置間の温度差dTと距離dSに依存する。したがって、温度差又は距離は、温度勾配を制御するために変更されうる。しかしながら、対流PCR装置で、温度又はその差や距離のどれも容易に変更されない場合もありうる。試料流体内部の相異なる空間的領域の温度は、3個のPCR反応ステップのそれぞれに適した温度により定義される特定範囲にあらなければならない。試料内部の相異なる一般に少なくとも垂直的に相異なった空間的領域の温度を変更できる機会が多くない。また、相異なった空間的領域の垂直位置浮力駆動力を誘発するための垂直温度勾配を生成するためには、試料流体の小さな体積によって一般に制限されている。例えば、PCR試料の一般的な体積は、約20ないし50マイクロリットルであり、時には、より少ない。このような小さな体積及び空間制約は、PCR反応のための相異なった空間的領域の垂直位置を変更するための多くの自由度を許さない。論議されたように、浮力は、二基準点間の温度差及び距離に依存する垂直温度勾配に比例する。しかしながら、このような依存性に加えて、浮力は、また重力加速度地球上でg=9.8m/sec2に比例する。この力場forcefieldパラメーターは、制御又は変更できない変数である定数で、万有引力の法則により定義されるだけである。したがって、ほとんどの熱対流基盤のPCR装置は、非常に制約的な特定構造に依存し、重力の力に不回避に適応されなければならない。本発明に係る遠心加速度の使用は、このような問題点に対する解決策を提供する。対流基盤のPCR装置を遠心加速度力場の条件にあるようにすることによって、温度勾配のサイズを定義する構造と関係なしで浮力の大きさを制御でき、したがって多くの制限なしで対流速度を制御できる。図45A~図45Bは、本発明に係るPCR遠心分離機500の一実施例を示す。この例において、装置10は、モータ501に回転可能に装着された回転腕520に装着される。この実施例において、回転腕520は、回転軸510とチャネル軸80との間の角度を変更できる自由度を提供するための傾斜軸530を有する。前記PCR遠心分離機は、意図した結果が達成されるかぎりには、いかなる個数の装置10とか、例えば、2、4、6、8、10又ははなはだしきは、12個の装置を備えることもできる。前記装置10は、保護ハウジングを備えることが一般に有用であるが、上で論議された保護ハウジングを備えてもよく、備えなくてもよい。好ましくは、傾斜軸530は、回転軸に対する熱源の角度特に、チャネル軸80の角度を傾けることができる角度誘発要素angleinducingelementから構成されうる。傾斜角は、回転速度に応じてすなわち、遠心加速度の大きさに応じて調整されることによって、チャネル軸80と図46に示すネット純粋加速度ベクトルnetaccelerationvector間の傾斜角が約0度ないし約60度間の範囲で調整されうる。一実施例において、図45Aでの角度誘発要素は、水平腕と熱源組立体が位置する腕間の接合地域の中心にある回転軸円で示されるである。図45A~図45Bに示す実施例で、装置10内部に位置した反応容器内部の試料流体は、重力加速力に加えて遠心加速力の影響を受ける。図46を参照しなさい。理解するように、遠心加速度gcの方向は、遠心回転の軸に垂直でありそして、この軸から外部に向かって、その大きさは、公式gc=Rω2による。ここで、Rは、遠心回転の軸から試料流体までの距離であり、ωは、秒当たりのradian/sec単位の角速度を示す。例えば、R=10cmであり、遠心回転の速度が100rpmω=約10.5radian/secに該当である場合、遠心加速度の大きさは、約11m/sec2で地球上の重力加速度と似ている。遠心加速度が回転速度の自乗又は角速度の自乗に比例するので、遠心加速度は、回転速度の増加に対して2次式にquadratically増加するが、例えば、R=10cmであるとき、200rpmで重力加速度の約4.5倍、1,000rpmで約112倍、そして10,000rpmであるとき、約11,200倍に増加する。試料流体に作用するネット純粋力場netforcefieldの大きさは、このような遠心加速度を採択することによって自由に制御できる。したがって、浮力は、必要な分だけに制御一般に増加されえ、これにより対流速度も必要な分だけ速くなるようにすることができる。実際的に、試料流体で小さな垂直温度勾配が生成されることができるならば、非常に高い速度のPCR反応に十分な非常に高い流れ速度で熱対流を誘導することにほとんど制約がない。したがって、熱源組立体及び使用に関する既存の制約は、本発明によって遠心加速度と組合わせられる時に、最小化されるかまたは回避されうる。図46に示すように、試料流体は、遠心加速度と重力加速度の合計により生成されたネット力場の影響を受ける。一般的な実施例で、チャネル軸80は、ネット力場に平行に整列されるか、ネット力場に対して傾斜角θcを有するように作られる。論議されたように、対流流れを安定した経路に留まるようにするために、傾斜角の存在は、一般に好ましい。傾斜角の範囲θcは、約2度ないし約60度の範囲であり、さらに好ましくは、約5度ないし約30度の範囲である。PCR遠心分離器500を例示するのに利用される装置実施例が図1及び図2A~図2Cに示されていることが理解されうるであろう。しかしながら、PCR遠心分離器500は、本明細書に記述された相異なる発明装置の一つ又は組み合わせの使用と両立することができる。特に、PCR遠心分離器500は、また、小さな垂直温度勾配が試料内部で生成されることができるならば、本明細書に記述されるほとんどいかなる類型の熱源構造及び反応容器とも共に使用されうる。例えば、上でそして他の所例えば、Benettetal.のWO02/072267及びMalmquistetal.のU.SPat.No.6,783,993で記述されたほとんどいかなる熱源構造も、装置の増幅速度と性能を向上させることができるように、本発明の遠心要素と結合されることができる。また、一般的な重力的に駆動になるモードで作動可能なように作られることのできない又は高いPCR増幅速度を提供するように作られることのできない他の熱源構造も遠心加速度構造と結合される時に作動可能に作られることができる。例えば、本明細書に記述されたチャンバーを備えずにチャネル構造のみを備える熱源構造もまた作動可能に作られることができる。例えば、PCT/KR02/01900、PCT/KR02/01728及びU.S.PatentNo.7,238,505を参照しなさい。この実施例において、チャンバーのない既存の熱源構造は、恐らく第2熱源からの高い熱伝逹によって、第2熱源の内部にゆっくり変わる温度分布を提供する。その結果は、第2熱源内の小さな温度勾配である。重力だけでは、熱対流が満足でないか、又は多くのPCR応用らであまり遅いことである。しかしながら、本発明に係る遠心加速度の導入は、PCR反応を成功的にかつ効率よく誘導できるように熱対流を十分に速くかつ安定的にする。熱対流PCR遠心分離器500の一般的な作動において、回転軸510は、重力の方向に本質的に平行である。図46を参照しなさい。この実施例において、チャネル軸80は、重力と遠心力により生成されたネット力の方向に対して本質的に平行であるか又は傾いている。すなわち、チャネル軸80は、重力と遠心力により生成されたネット力の方向に対して傾くことがある。大部分の実施例に対して、チャネル軸80とネット力の方向間の傾斜角θcは、約2度ないし約60度の範囲である。傾斜軸530は、チャネル軸80とネット力との間の角度を制御するように適応されている。作動の際、回転軸510は、一般に第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40の外部に位置する。代案として、回転軸510が本質的に第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40の本質的に中心に又は中心に近接して位置する。この実施例において、装置10は、回転軸510に対して同心円的に位置する複数のチャネル70を備える。円形熱源熱対流PCR遠心分離器の他の一実施例において、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、円形又は半円形形態を有する。図47A~図47B、図48A~図48C、図49A~図49B、及び図50A~図50Cは、このような熱源構造の特定実施例を示す。図47A~図47Bは、遠心力で加速された対流PCR装置の特定実施例の垂直断面を示す。特に、図47A及び図47Bは、それぞれがチャネルと固定要素領域に沿う断面を示す。2つの断面は、それぞれが第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40の水平上面図を示す図48A~図48Cに定義されいる。図47A~図47Bに示すように、3個の円形熱源は、回転腕520を介してPCR遠心分離器500の回転軸510に回転可能に装着された装置実施例を形成するように組み立てられる。熱源組立体の中心は、回転軸510に対して同心的に位置することによって、遠心回転の半径が回転軸からチャネル70の中心までの回転腕の水平長により定義される。3個の熱源20、30、40は、一熱源の上部が隣接する熱源の下部と向き合う方式で、本質的に互いに平行に組み立てられる。また、図示のように、チャネル軸80が図46に示すネット加速度ベクトルに平行または傾くように整列されるように、熱源組立体が回転軸に対して配向されている。図48A~図48Cに示す3個の熱源は、図47Bに示すように熱源に形成されたスクリュー201、スペーサ又はウォッシャー202a~c、及び固定穴203a~cを有する第1固定要素の一セットを利用して組み立てられる。図47B及び図48Cに示す第3熱源40に形成された第2固定要素210は、第1ハウジング要素300内に装置を設置するために使用される。多様なチャネル及びチャンバー構造を備えて本出願に開示された装置実施例のほとんどが本明細書に記述された遠心的に加速された熱対流PCR装置と共に使用されうる。しかしながら、いかなるチャンバー構造もない装置もまた使用されうる。図49A及び図50A~図50Cは、熱源のそれぞれがチャネルだけを、すなわち、第1熱源20内にふさがった下端部を有する穴として形成され第2熱源30を介して第3熱源40まで延びるチャネル70だけを提供するように構成される例を示す。他の一実施例として、図47Aは、第2熱源の下部に第1温度ブレーキ130を有するチャンバー構造100がチャネル構造と組合わせられて使用される例の垂直断面を示す。図48Bは、図47Aの例において使用された通り、チャンバー100と第1温度ブレーキ130とを備える第2熱源の水平上面図を示す。第1及び第3熱源は、それぞれ図50A及び図50Cと同じ構造を有する。前の熱対流PCR遠心分離機の一実施例において、装置は、携帯可能に作られ、好ましくは、バッテリーとして作動する。図45A~図45Bに示す実施例は、例えば、高い処理量の大規模PCR増幅のために使用されうる。この実施例において、装置は、分離可能なモジュールとして使用されることができ、したがって遠心分離機装置に容易に装着又は脱着されうる。反応容器前記装置の適切なチャネルが装置内で反応容器を収容するように適応されることによって、意図した結果が達成できる。大部分の場合に、チャネルは、反応容器の下部の構成と本質的に同じ構成を有する。この実施例において、反応容器の外部プロファイルは、特に下部は、チャネルの垂直及び水平プロファイルと本質的に同一である。反応容器の上部すなわち、上端部に向かうは、意図した使用により如何なる形状も有することができる。例えば、反応容器は、試料の導入を容易にするために上部により大きな幅又は直径を有することができ、熱対流PCRに適用される試料の導入後に反応容器を密封するためのキャップを有することができる。適切な反応容器の一実施例において、図5A~図5Dを再度参照すれば、反応容器の外部プロファイルは、チャネル70のプロファイルにおいてチャネル70のプロファイルの上端部71までと一致することができる。反応容器内部の形態又はプロファイルは、反応容器の外部と異なる形態を有することができる反応容器の壁厚が変化するように作られた場合。例えば、水平断面の外部プロファイルは円形、内部プロファイルは楕円形であるか、またはその反対でありうる。外部プロファイルが熱源との適切な熱接触を提供するように適切に選択され、内部プロファイルが意図した熱対流パターンのために適切に選択されるならば、外部及び内部プロファイルの相異なる組み合わせが可能である。しかしながら、一般的な実施例において、反応容器は、ほぼ一定であるか、あまり変わらない壁厚を有する。すなわち、内部プロファイルは、一般に反応容器の外部プロファイルと一致したり似ている。一般的な壁厚は、使用された材料に応じて変わりうるが、約0.1mmないし約0.5mmの範囲、さらに好ましくは、約0.2mmないし約0.4mmの範囲である。必要であれば、図5A~図5Dに示すように、反応容器の垂直プロファイルは、チャネルに合うように線形又はテーパー型チューブを形成するように形成されうる。テーパー型の場合、上部から下部に線状にテーパーされている反応容器がチャネルの場合と同様に一般に好まれるが、反応容器は、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされていることができる。反応容器の一般的なテーパー角度θは、約0度ないし約15度の範囲、さらに好ましくは、約2度ないし約10度の範囲にある。反応容器の下端部は、図5A~図5Dに示すチャネルの下端部に対したことと同様に平らであるか、球形であるか、又は曲面形に形成されうる。下端部が球形又は曲面形の場合、それは、下端部の水平プロファイルの半径又は半幅と同一であるか、又はより大きな曲率半径を有する凸又は凹形態を有することができる。平らであるか又はほぼ平らな下端部が、変性工程を容易に行うことのできる改善された熱伝逹を提供することができるので、他の形態よりさらに好ましい。このような好ましい実施例において、平らであるか、又はほぼ平らな下端部は、下端部の水平プロファイルの半径又は半幅より少なくとも2倍以上より大きな曲率半径を有する。また、必要であれば、ある対称性を有する形態が一般に好まれるとしても、反応容器の水平プロファイルは、様々な相異なる形態で形成されることができる。図6A~図6Jは、ある対称性を有するチャネルの水平プロファイルのいくつかの例を示す。適した反応容器は、このような形態に合うように形成されうる。例えば、反応容器は、一般に図6A、図6D、図6G、及び図6Jにチャネル70に対して示したものと同様に円形上、左、正方形中間、左、又は丸い正方形下、左である水平形態を有することができる。そのため、反応容器は、幅が長さより大きな又はその反対水平形態を、例えば、一般に図6B、図6E、及び図6Hの中間列にチャネル70に対して示すものと同様に楕円形上、中間、長方形中間、中間、又は丸い長方形下、中間のような水平形態を有することができる。反応容器に対するこのような類型の水平形態は、一方例えば、左側から上向きへ動き、反対側例えば、右側から下向きに動く対流流れパターンを使用するときに有用である。長さに比べて相対的により大きな幅プロファイルが使用されているから、上向き及び下向き対流流れ間の干渉が減少でき、これによりさらに円滑な循環性流れを誘導するようになる。反応容器の一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図6A~図6Jの右側列にチャネルの形態に対して示されている。特に、チャネル70に対して図6C、図6F、及び図6Iに示すように、反応容器は、例えば反応容器の左側が右側より狭くなるように形成されうる。このような類型の水平形態も、一方例えば、左側から上向きへ動き、反対側例えば、右側から下向きに動く対流流れパターンを使用するときにまた有用である。さらに、このような類型の形態が使用される場合に、下向き流れ例えば、右側での速度は、上向き流れに対して制御一般に減少されうる。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れ速度は、断面積が大きくなるほど減少しなければならない又はその反対。この特徴は、重合効率性を増加させることと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れの間例えば、アニーリングステップ以後に行われ、したがって上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで、重合ステップのための時間が延びることができ、より効果的なPCR増幅を誘導できる。適切な反応容器の追加的な例が図51A~図51Dに提供される。図示のように、反応容器90は、中心反応容器軸95を定義する中心点を含む上端部91と下端部92とを備える。反応容器90は、PCR反応混合物を収容するための領域を取り囲む外壁93と内壁94によりさらに定義される。図51A~図51Bにおいて、反応容器90は、上端部91から下端部92にテーパーされている。一般に有用なテーパー角度θは、約0度ないし約15度の範囲、好ましくは、約2度ないし約10度の範囲にある。図51Aに示す実施例において、反応容器90は、平らであるか又はほぼ平らな下端部92を有することに対し、図52Bに示す例では、下端部は、曲面形又は球形である。チャネルの上端部71と下端部72とが図51A~図51Dに示されている。図51C~図51Dは、上端部91から下端部92に直線壁を有する適切な反応容器の例を提供する。図51Cに示す反応容器90は、平らであるか又はほぼ平らな下端部92を有することに対し、図51Dに示す例では、下端部が曲面形又は球形である。好ましくは、図51A~図51Dに示す反応容器90の外壁93の垂直の横縦比は、少なくとも約4ないし約15の範囲、好ましくは、約5ないし約10の範囲である。反応容器の水平の横縦比は、チャネルの場合と同様に、チャネル70の上端部71に対応する位置までの幅w1に対した高さhの比率により定義される。外壁93の水平の横縦比は、一般に約1ないし約4までである。水平の横縦比は、互いに直角であり、チャネル軸に垂直に整列された第1及び第2方向に従った反応容器の第2幅w2に対した第1幅w1の比率により定義される。好ましくは、反応容器軸95方向の反応容器90の高さは、少なくとも約6mmないし約35mmの範囲である。この実施例において、外壁の幅の平均は、約1mmないし約5mmの範囲であり、反応容器の内壁の幅の平均は、約0.5mmないし約4.5mmの範囲である。図52A~図52Jは、本発明で使用されるための適切な反応容器の水平断面図を示す。発明は、意図した結果が達成されるかぎり、他の反応容器構成と両立可能である。したがって、適した反応容器の水平形態は、円形、半円形、菱形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、楕円形の長方形oblongのうちの何れか一つ又は組み合わせでありうる。多い実施例において、内壁は、反応容器軸に対して本質的に対称的に形成される。例えば、反応容器壁の厚さは、約0.1mmないし約0.5mmの範囲でありうる。好ましくは、反応容器壁の厚さは、本質的に反応容器軸95に沿って変更されない。反応容器90の一実施例において、内壁94は、反応容器軸95に対して中心を外れて配置される。例えば、反応容器壁の厚さは、約0.1mmないし約1mmの範囲である。好ましくは、反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約0.05又は0.1mm分だけ他方側より薄い。論議されたように、適切な反応容器の下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形でありうる。一実施例において、下端部は、反応容器軸に対して本質的に対称的に配置される。他の一実施例において、下端部は、反応容器軸に対して非対称的に配置される。下端部は、ふさがっていることができ、プラスチック、セラミック、又はガラスからなるか、又はこれらを含む。ある反応に対しては、反応容器は、固定化したDNA重合酵素をさらに含むことができる。本明細書に記述されるほとんどいかなる反応容器も反応容器と密封接触するキャップを有することができる。反応容器が本発明の熱対流PCR遠心分離機と共に使用される実施例において、相対的に大きな力が遠心回転により生成される。好ましくは、チャネルと反応容器は、より小さな直径又は幅を有することができ、したがって大きな垂直プロファイルが使用されうる。チャネルと反応容器の外壁の直径又は幅は、少なくとも約0.4mmから約4ないし5mmまでであり、反応容器の内壁の直径又は幅は、少なくとも約0.1mmから約3.5ないし4.5mmまでである。光学検出装置を備える対流PCR装置本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の追加的な特徴として光学検出を提供することにある。PCR反応間又は以後に、速度と正確性を有して重合酵素連鎖反応PCRの進行状態と結果を検出することが重要である。光学検出特徴は、PCR反応の同時的な増幅及び検出のための装置及び方法を提供することによって、このような必要に有用でありうる。一般的な実施例において、増幅されたPCR生成物の量の関数として光学信号を発生できる検出可能なプローブprobeが試料に導入され、反応容器を開放しなくてもPCR反応の間に又は以後に検出可能なプローブからの光学信号が観測されるか、又は検出される。検出可能なプローブは、一般に、DNA分子に対する結合又は非結合、又はPCR反応及び/又はPCR生成物との相互作用により、光学的属性を変更する検出可能なDNA結合剤bindingagentである。検出可能なプローブの有用な例は、二本鎖DNAに結合する属性を有した挿入染料intercalatingdyesと検出可能な標識らを有した多様なオリゴヌクレオチドプローブを含むが、これに限定されるものではない。本発明と使用されることができる検出可能なプローブは、一般にPCR増幅に応じて蛍光の強度、波長又は偏光成果のような自身の蛍光属性を変更する。例えば、SYBRグリーン1、YO‐PRO1、臭化エチジウム、及び類似の染料のような挿入染料は、この染料が二本鎖DNAと結合される時に増加されるか、又はアクティブになる蛍光信号を生成する。したがって、このような挿入染料からの蛍光信号は、増幅されたPCR製品の量を観測するために検出されうる。挿入染料を使用して検出することは、二本鎖DNAの配列に対して非特異的である。本発明で使用されることができる多様なオリゴヌクレオチドプローブが関連分野において知られている。このようなオリゴヌクレオチドプローブは、一般に少なくとも一つの検出可能な標識と増幅されたPCR生成物又は鋳型に特異的に交雑反応するhybridize核酸配列を有する。したがって、対立遺伝的識別allelicdiscriminationを含んで、増幅されたPCR製品の配列‐特異的検出が可能である。前記オリゴヌクレオチドプローブは、二つの標識間の距離が短くなるほど相互作用蛍光性共鳴エネルギー伝達又は非蛍光性エネルギー伝達のようなが増加する、二蛍光物質の対又は蛍光物質と消光剤quencherの対のような相互作用する標識対interactivelabelpairで一般に標識される。大部分のオリゴヌクレオチドプローブは、標的DNA配列に対する結合一般に、長い距離又は非結合一般に短い距離に応じて二つの相互作用する標識間の距離が増減するように設計される。このような交雑反応‐依存的距離増減は、増幅されたPCR生成物の量に応じて、蛍光強度の変化又は蛍光波長の変化増加又は減少をもたらす。他の類型のオリゴヌクレオチドプローブでは、プローブがPCR反応の拡張ステップの間に特定化学反応、例えば、DNA重合酵素の5 ́‐3 ́ヌクレアーゼ活性5 ́‐3 ́nucleaseactivityによる蛍光物質標識の加水分解又はプローブ配列の伸長のような特定化学反応を起こすように設計される。プローブのこのようなPCR反応依存的変化は、ある蛍光物質からの蛍光信号の活性化又は増加をもたらし、PCR生成物の量の変化を知らせるようになる。多様な適切な検出可能なプローブ及びこのようなプローブを検出するための装置がU.S.Pat.Nos.5,210,015;5,487,972;5,538,838;5,716,784;5,804,375;5,925,517;5,994,056;5,475,610;5,602,756;6,028,190;6,030,787;6,103,476;6,150,097;6,171,785;6,174,670;6,258,569;6,326,145;6,365,729;6,703,236;6,814,934;7,238,517,7,504,241;7,537,377とこれに対応する米国外の出願及び特許に記述されている。本明細書で使用される複数型を含む光学検出装置という用語は、本明細書に開示された一つ又はそれ以上のPCR熱対流装置及びPCR方法と共に使用することができるPCR増幅を検出するための装置らを意味する。好ましい光学検出装置は、例えばPCR増幅反応が進行中であるとき、蛍光光学信号を検出するように構成される。一般に、このような装置は、装置に作動可能に装着された装置の少なくとも一つの反応容器を開放せずに信号の検出、及び好ましくはそれの定量化quantificationを提供する。必要であれば、光学検出装置と本発明のPCR熱対流装置の一つ又はそれ以上は、反応容器内の増幅された核酸の量すなわち、リアルタイム又は定量的PCR増幅に関連するように構成される。本発明との使用のための一般的な光学検出装置は、作動可能な組み合わせで次の構成要素のうちの何れか一つ又はそれ以上を備える:一般に約400ないし約750nmの範囲の可視光領域から蛍光を検出するための適切な熱源、レンズ、フィルタ、鏡、及びビームスプリッタ。好ましい光学検出装置は、反応容器内でPCR増幅を検出するために光を受信し出力するのに十分なように反応容器の下、上の、及び/又はそばに位置する。光学検出装置は、それが装置が意図するPCR増幅に対して安定しており、かつ敏感で迅速な検出を支援するならば、本発明の熱対流PCR装置と両立可能である。一実施例において、前記熱対流PCR装置は、反応容器内で試料の光学的属性の検出を可能にする光学検出装置を備える。検出される前記光学的属性は、好ましくは、試料の吸光度が時には検出しやすいが、使用される検出可能なプローブに依存する一つ又はそれ以上の波長の蛍光である。試料からの蛍光が検出される時に、前記光学検出装置は、試料一部又は全体試料を励起光で照射して、試料から蛍光信号を検出する。励起光の波長は、一般に蛍光より短い。吸光度を検出する場合に、前記光学検出装置は、試料を光で照射し一般に選択された波長で又は波長をスキャンすることで、試料を通過する前と以後の光の強度が測定される。蛍光検出は、それが検出される標的分子により敏感で特異的なために、一般に好まれる。次の図及び技術に対する参照は、蛍光検出のための光学検出装置を備える熱対流PCR装置に対するより良い理解を提供するためである。これは、本発明の範ちゅうを制限するために意図したものではなく、そのように読まれてもならない。図80A~図80Bを参照すれば、装置実施例は、反応容器90の下端部92又はチャネル70の下端部72から反応容器90内の試料から蛍光信号を検出するように作動可能な一つ又はそれ以上の光学検出装置600~603を特徴とする。単一光学検出装置600が複数の反応容器90から蛍光を検出するために使用される一実施例が図80Aに示されている。この実施例において、複数の反応容器を照射するために、広い励起光ビーム上向き矢印で示されるが生成され、複数の反応容器90からの蛍光信号下向き矢印で示されるが検出される。この実施例において、蛍光検出のために使用される検出器650例えば、図83参照は、好ましくは、イメージング能力を有するものであって、これにより、相異なった反応容器からの蛍光信号を蛍光イメージから区別できる。代案として、各々が各反応容器から蛍光信号を検出する複数の検出器650が使用されうる。図80Bに示す実施例において、複数の光学検出装置601~603が使用される。この実施例において、各光学検出装置は、各反応容器90内の試料を励起光で照射させ、各試料から蛍光信号を検出する。この実施例は、各反応容器に対する励起ビームのプロファイルをより精密に制御し、また相異なった反応容器からの相異なった蛍光信号を独立的に、かつ同時に測定するにあたって有利である。このような類型の実施例は、また、単一光学検出装置実施例において広い励起ビームを生成するために必要なより大きな光学要素とより長い光学経路を回避できるので、小型化した装置を構成するのに有利である。図80A~図80Bを再度参照すれば、光学検出装置600~603が反応容器90の下端部92に位置する場合、第1熱源20は、反応容器70に励起光及び放出光のための経路を提供するための各チャネル70に対した光学ポート610を含む。光学ポート610は、貫通口であるか、光学的に透明又は半透明な材料であって、例えばこのような光学的属性を有するガラス、石英又は重合体材料のような材料部分的に又は全体的にからなる光学要素でありうる。光学ポート610が貫通口として形成された場合、光学ポートの直径又は幅は、一般にチャネル70の下端部72又は反応容器90の下端部92の直径又は幅より小さい。図80A~図80Bに示す実施例において、反応容器90の下端部92もまた光学ポートとして作動する。したがって、反応容器90の下端部92の全体又は少なくとも一部が光学的に透明であるか、半透明な材料からなるようにすることが一般に好ましい。以下、図81A~図81Bを参照すれば、装置実施例は、反応容器90の上端部91の上に位置する単一光学検出装置600図81A又は複数の光学検出装置601~603図81Bを特徴とする。上述したように、単一光学検出装置600が使用される場合図81Aに、広い励起ビーム下向き矢印で示されるが複数の反応容器を照射するよう生成され、複数の反応容器90からの蛍光信号上向き矢印で示されるが検出される。複数の光学検出装置601~603図81Bが使用される場合、各光学検出装置は、各反応容器90内の試料に励起光を照射し、各試料から蛍光信号を検出する。図81A~図81Bに示す実施例において、反応容器90の上端部開口部91に一般に合う反応容器キャップ図示せずの中心部が励起光及び放出光のための光学ポートとして機能する。したがって、反応容器キャップの中心部の全部又は少なくとも一部は、光学的に透明又は半透明な材料からなる。図82は、反応容器90の側面に位置した光学検出装置600を特徴とする装置実施例を示す。この特定実施例において、光学ポート610は、第2熱源30の側面に形成される。代案として、光学ポート610は、特定応用目的により要求される蛍光検出の位置に応じて、第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40、及び第1断熱体50及び第2断熱体60のうち何れか一つ又はそれ以上に形成されうる。この実施例において、光経路方向の反応容器90の側面部と第1チャンバー100の一部もまた光学ポートとして機能し、したがって反応容器90及び第1チャンバー100の全部又は少なくとも一部は、光学的に透明又は半透明な材料からなる。光学検出装置600が反応容器90の側面に位置する時、チャネル70は、一般に線形的に又は円形に配列された一つ又は二つの配列から形成される。チャネル70のこのような配列は、他のチャネルとの干渉なしですべてのチャネル70又は反応容器90から蛍光信号を検出するためである。上で説明された実施例において、励起及び蛍光検出とも、反応容器90に対して同じ側において行われ、したがって励起部excitationpartと蛍光検出部fluorescencedetectionpartとも、同じ側に、一般に光学検出装置600~603の同じ区画内に位置する。例えば、図80A~図80Bに示す実施例において、両部分を含む光学検出装置600~603は、反応容器90の下端部92上に位置する。同様に、図81A~図81Bに示す実施例では、全体光学検出装置は、反応容器90の上端部91上に位置し、図82に示す実施例では、反応容器90の側面部に位置する。代案として、光学検出装置600~603は改造されて、励起部と蛍光検出部とが分離されて位置できる。例えば、励起部は、反応容器90の下部又は上部に位置し、蛍光検出部は、反応容器90の上部下部又は側面部に位置する。他の実施例において、励起部は、反応容器90の一方例えば、左側に位置し、蛍光検出部は、他方例えば、上側、下側、右側、前側、又は後側、又は励起側でない他の側部に位置できる。光学検出装置600~603は、一般に選択された波長を有する励起光を生成する励起部excitationpartと、反応容器90内の試料から蛍光信号を検出する蛍光検出部fluorescencedetectionpartを備える。励起部は、一般に光源、波長選択要素、及び/又はビーム形状化要素の組み合わせを含む。光源の例は、水銀アーク灯、キセノンXenonアーク灯、及びメタルハライドmetal‐halideアーク灯のようなアーク灯、レーザー、及び発光ダイオードLEDを含むが、これに限定されるものではない。アーク灯は、一般に多重帯域又は広帯域の光を生成し、レーザー及びLEDは、一般に単色光又は狭い帯域光を生成する。波長選択要素は、光源から生成された光から励起波長を選択するために使用される。波長選択要素の例は、波長を選択するためのスリット又は開口と組合わせられた光を分散するための回折格子grating又はプリズム及び選択された波長を通過させる光学フィルタを備える。光学フィルタが一般に好まれるが、これは、小さなサイズで特定波長を効率よく選択でき、相対的に安価であるためである。好ましい光学フィルタは、薄膜コーティングを有した干渉フィルタinterferencefilterであって、特定帯域の光を通過させたり帯域透過フィルタ、特定カットオンcut-on値より長いか長波長透過フィルタ又は短い短波長透過フィルタ波長を有する光を通過させることができる。音響光学フィルタacousticopticalfilterと液晶可変フィルタliquidcrystaltunablefilterは、優れた波長選択要素になりうるが、相対的に高価であるが小さなサイズで速度と正確性を有して透過波長を変更するように電子的に制御されることができるためである。彩色フィルタガラスcoloredfilterglassもまた、他の類型の波長選択要素の低廉な代替品として、又は不必要な光例えば、IR、UV、又は他の乱射光straylightの排除を向上させるための他の類型の波長選択要素との組み合わせで使用されうる。光学フィルタの選択は、光源により生成される光の特徴と励起光の波長だけでなくサイズのような装置の幾何学的要求条件に依存する。ビーム形状化要素は、励起ビームの形状を作り案内するために使用される。ビーム形状化要素は、レンズ凸型又は凹型、鏡凸型、凹型、又は楕円形又はプリズムのうちの何れか一つ又は組み合わせでありうる。蛍光検出部は、一般に検出器、波長選択要素、及び/又はビーム形状化要素の組み合わせを含む。検出器の例は、光電子増倍管PMT、フォトダイオード、電荷結合素子charge-coupleddevice、CCD、及びビデオカメラを含むが、これらに限定されるものではない。光電子増倍管は、一般に最も敏感である。したがって、非常に弱い蛍光信号により敏感性が重要事案であれば、光電子増倍管が適切な選択でありうる。しかしながら、光電子増倍管は、小さなサイズ又はイメージング能力が要求される場合大きなサイズのために適切でない。例えば、マイクロチャネルプレートで増強されたCCD、シリコンフォトダイオード、又はビデオカメラは、光電子増倍管と似た敏感性を有することができる。各反応容器のための光学検出装置を有する実施例と同様に、蛍光信号のイメージングが要求されないで小型化が重要な場合、増強装置intensifierを有する又は有さないフォトダイオード又はCCDが小さく相対的に低廉なので良い選択でありうる。複数の反応容器のための単一光学検出装置を有する実施例と同様にイメージングが要求される場合、CCDアレイ、フォトダイオードアレイ、又はビデオカメラまた増幅装置があるか又はないが使用されうる。励起部と同様に、試料から収集された光から放出波長を選択するのに波長選択要素が使用され、効果的な検出のために放出光の形状を作り案内するためのビーム形状化要素が使用される。波長選択要素とビーム形状化要素の例は、励起部に対して記述されたものと同様である。上で説明された光学要素に加えて、光学検出装置は、ビームスプリッタを含むことができる。励起部と蛍光検出部とが反応容器90に対して同じ側に位置した場合、ビームスプリッタは、特に有用である。このような実施例において、励起ビーム及び放出ビームの経路反対方向に沿っては、互いに一致し、そのためビームスプリッタを使用してビーム経路を分離する必要が生じる。一般に有用なビームスプリッタは、薄膜光学フィルタと類似の薄膜干渉コーティングを有するダイクロイックビームスプリッタ又はダイクロイックミラーである。一般的なビームスプリッタは、励起光を反射し、蛍光光を透過させたり長波長透過タイプ又はその反対短波長透過タイプである。以下、図83~図84、図85A~図85B、及び図86を参照して、光学検出装置600の構造のいくつかの設計例について述べる。図83に光学検出装置600の一実施例が示されている。この実施例において、励起光学要素620、630、640は、チャネル軸80に対して直角な方向に沿って位置し、蛍光検出光学要素650、655、660、670は、チャネル軸80方向に位置する。蛍光放出を通過させて励起光を反射するすなわち、長波長透過タイプダイクロイックビームスプリッタ680が中間の近くに位置する。通常のように、光源620により生成された光は、励起光レンズ630により収集され、所望の波長を有した励起光を選択するために、励起光フィルタ640でフィルタリングされる。選択された励起光は、以後ダイクロイックビームスプリッタにより反射され、試料を照射する。試料からの蛍光放出は、所望の波長を有する放出光を選択するためにダイクロイックビームスプリッタ680と励起光フィルタ670を通過した以後、放出光レンズ660により収集される。このように収集された蛍光光は、その後に蛍光信号を測定するために開口又はスリット655又は検出器650にフォーカシングされる。開口又はスリット655の機能は、放出のための空間的フィルタリングである。一般に、蛍光光は、開口又はスリット655に又はこれに近接してフォーカシングされ、したがって試料の特定垂直位置からの蛍光イメージが開口又はスリット655に形成される。このような光学的配置は、他の位置からの光を排除しながら、試料内の特定な制限された位置例えば、アニーリング、延長、又は変性領域からの蛍光信号を効率よく収集できるようにする。開口又はスリット655の利用は、使用される検出可能なプローブの類型に応じて選択的である。蛍光信号が試料内の特定領域から発生するようになっているならば、一つ又はそれ以上の開口又はスリット655の使用が好ましい。蛍光信号が試料内の位置に関係なしで生成されるならば、開口又はスリット655の使用が不必要であるか、より大きな開口を有するものが使用されうる。図84に示す実施例に示すように、チャネル軸80方向に沿って励起光学要素620、630、640を位置させ、チャネル軸80に直角な方向に沿って蛍光検出光学要素650、655、660、及び670を位置させるために光学検出装置600を改造できる。このような類型の実施例に有用なダイクロイックビームスプリッタ680は、励起光を透過し放出光を反射する短波長透過タイプである。図83~図84に示す実施例において使用される励起光レンズ630は、一つより多いレンズの組み合わせ又はレンズと鏡との組み合わせで代替できる。このような光学要素の組み合わせが使用される場合、第1レンズ一般に凸レンズは、励起光を効率よく収集するために、好ましくは、光源に近接して又は光源の前面に位置する。励起光の収集効率性をより向上させるために、鏡一般に凹型又は楕円形が光源の後側に配置されうる。複数の反応容器90を照射するために単一光学検出装置600を有する実施例のように励起ビームを大きくする必要がある場合、凹レンズ又は凸鏡が励起ビームを拡張するために追加的に使用されうる。ある実施例では、一つ又はそれ以上の光学要素例えば、一つ又はそれ以上のレンズ又は鏡が他の位置、例えば、反応容器90とダイクロイックビームスプリッタ680又は励起光フィルタ640の間に位置できる。他の側面において、励起光は、より大きい体積の試料を照射するために、一般に本質的に公線的なビームcollinearbeamで形成される。多光子multi‐photon励起方式を利用する時と同様にある特別な応用では、励起光は、試料内の特定位置に緊密にフォーカシングできる。図83~図84に示す実施例において使用される放出光レンズ660もまた、一つより多いレンズの組み合わせ又はレンズと鏡との組み合わせで代替されうる。このような光学要素の組み合わせが使用される場合、第1レンズ一般に凸レンズは、蛍光光をより効率よく収集するために、好ましくは、反応容器90に近接して例えば、反応容器90とダイクロイックビームスプリッタ680又は放出光フィルタ670の間に位置する。ある実施例では、一つ又はそれ以上の光学要素例えば、レンズ又はミラーは、他の位置、例えば、反応容器90とダイクロイックビームスプリッタ680又は放出光フィルタ670の間に位置できる。図85A~図85Bは、励起ビームと放出ビームの両方の形状を作るために、一つのレンズ635が使用される実施例を示す。励起光学要素620及び640と蛍光検出光学要素650、655、及び670を配置する二例が示されている。励起光学要素620及び640は、図85Aにおいてチャネル軸80に直角な方向に沿って位置し、図85Bにおいては、チャネル軸80方向に沿って位置する。単一レンズを使用するこのような類型の実施例は、図80B、図81B、及び図82に示す複数の光学検出装置を使用する実施例のように光学検出装置600を小型化するのに有用である。図86は、光学検出装置600が反応容器90の上側に位置する一装置実施例を示す。図示の光学要素の配置は、図83に示す実施例と同様である。他の類型の光学配置例えば、図84及び図85A~図85Bに示すこともまた使用されうる。光学検出装置600又は励起部又は蛍光検出部が反応容器90の上側に位置した場合、反応容器キャップ690の中心部は、光学ポート610として機能する。したがって、論議されたように、この類型の実施例では、反応容器キャップ690又は少なくともその中心部は、好ましくは、光学的に透明な又は半透明な材料からなる。図86を再度参照すれば、反応容器90と反応容器キャップ690とは、一般にPCR反応中の試料の蒸発損失を防止するために、互いに対して密封関係を有する。図86に示す反応容器実施例において、前記密封関係は、反応容器90の内壁と反応容器キャップ690の外壁との間でなされる。代案として、前記密封関係は、反応容器90の外壁と反応容器キャップ690の内壁との間、又は反応容器90の上部面と反応容器キャップ690の下部面との間でなされる。ある実施例では、反応容器キャップ690が光学的に透明な又は半透明な薄膜接着テープでありうる。このような実施例において、前記密封関係は、反応容器90の上部面と反応容器キャップ690の下部面との間でなされる。上で説明された反応容器実施例は、本発明のすべての使用に対して最適でないときもありうる。例えば、図86に示すように、試料メニスカスmeniscusすなわち、水-空気インタフェースが試料と反応容器キャップ690又は反応容器キャップ690の光学ポート部との間に形成されることが一般的である。作動の最、高温工程を伴うPCR反応により、試料内の水が蒸発して反応容器キャップ690の内部面又は反応容器キャップ690の光学ポート部に凝結される。このように凝結された水は、ある応用では、特に光学検出装置が反応容器90の上側に位置した場合に、励起ビーム及び蛍光ビームとある程度干渉をすることができる。図87A~図87Bに例示された反応容器実施例は、他の接近を提供する。図示のように、反応容器90と反応容器キャップ690とが試料と接触する光学ポート695を有するように設計されている。試料メニスカスは、光学ポート695の下部面696より高く又はほぼ同じ高さで形成される。上で説明された一般的な反応容器実施例とは異なり、励起ビームと蛍光ビームとは、反応容器90の内部の空気又はいかなる凝結された水を通過せずに光学ポート695から試料へ又はその反対に直接通過される。このような実施例のための構造的必要条件は、次の通りである。まず、図87A~図87Bに示すように、反応容器キャップ690は、反応容器90の上部とまた光学ポート695と密封関係を有する。論議されたように、反応容器90と反応容器キャップ690との間の密封は、反応容器の内壁図87A~図87Bと同様にで、又は反応容器90の外壁又は上端部91でなされる。反応容器キャップ690と光学ポート695との間の密封は、光学ポート695の上部面697図87A又は側壁699図87Bでなされる。代案として、反応容器キャップ690と光学ポート695とは、一つの構成体で形成されることができ、好ましくは、同じ又は類似の光学的に透明な又は半透明な材料を使用して形成されうる。追加的に、光学ポート695の直径又は幅そして、又は反応容器キャップ690の壁が光学ポート695の下部面696と近接したり又はほぼ同じ高さに位置する場合の直径又は幅は、光学ポート695の下部面696と近接したり又はほぼ同じ高さに位置する反応容器90の内壁の一部の直径又は幅より小さくさせられる。また、光学ポート695の下部面696は、反応容器キャップ690の内部部分の下部より低いか又はほぼ同じ高さに位置する。このような構造的要求条件が満たされると、開放空間698が反応容器90の内壁と光学ポート695の側面部との間に提供される。したがって、光学ポートの下部が試料と接触するように、反応容器90が反応容器キャップ690と密封される時に、試料がこの開放空間の一部を満たすようになり、光学ポート695の下部696上に試料メニスカスを形成するようになる。図88において、上で論議された光学的に非干渉的な反応容器の使用が例示されている。論議されたように、光学ポート695の下部696は、試料と接触し試料メニスカスは、光学ポート695の下部696上に形成される。光学検出装置600を反応容器90の上端部91に位置させることによって、励起ビームと蛍光ビームとが反応容器90の内部の空気又はいかなる凝結された水を通過せずに、光学ポート695から試料へ又はその反対に直接通過されるようになる。このような光学的構造は、本発明の光学検出特徴を大きく容易にする。次の例は、本発明がより完全に理解されるようにするために、例示の目的としてのみ与えられる。この例は、別に明示的に指摘しない限り、本発明の範ちゅうを制限するための意図ではない。例Examples材料及び方法TakaraBio日本、Finnzymesフィンランド、及びKapaBiosystems南アフリカ共和国から購入した3個の相異なるDNA重合酵素がいろいろな発明装置のPCR増幅性能を試験するために使用された。複数の挿入配列を含むプラスミドDNA、ヒトゲノムDNA、及びcDNAが鋳型DNAとして使用された。プラスミドDNAは、他のサイズの挿入配列をpcDNA3.1ベクトルにクローニングすることで用意した。ヒトゲノムDNAは、ヒト胎児由来腎臓細胞293、ATCCCRL-1573から用意した。cDNAは、HOS又はSV-OV-3細胞からのmRNA抽出物を逆転写reversetranscriptionして用意した。PCR混合物の組成は、次の通りである:実験によって相異なった量の鋳型DNA、順方向及び逆方向プライマーのそれぞれが約0.4μM、dNTPがそれぞれ約0.2mM、使用されたDNA重合酵素に応じて約0.5ないし1unitsのDNA重合酵素、及び約1.5mMないし2mMのMgCl2を各製造社により供給される緩衝溶液を使用して全体体積20μLで混合する。反応容器は、ポリプロピレンpolypropyleneからなり、図51Aに示す構造的特徴を有する。反応容器は、下端部がふさがったテーパーされている円筒形形態を有し、PCR混合物の導入後に反応容器を密封するために、反応容器の上端部の内部直径に合うようにキャップを有している。反応容器は、上部がより大きな直径を有するように、上端部から下端部に線形的にテーパーされていた。図51Aに定義されいるテーパー角は、4度であった。第1熱源内の収容口からの熱伝逹を容易にするために、反応容器の下端部は、平らになっている。反応容器は、約22mmないし約24mmの上端部から下端部までの長さ、約1.5mmの下端部での外径、約1mmの下端部での内径、約0.25mmないし約0.3mmの壁厚を有していた。各反応のために使用されたPCR混合物の体積は、20μLであった。20μLの体積を有するPCR混合物は、反応容器内に約12ないし13mmの高さを形成した。以下の例において使用されたすべての装置は、DC電力で作動可能に製作された。再充電可能なLiポリマーバッテリー12.6V又はDC電源供給装置が装置を作動させるのに使用された。例において使用された装置は、図39に例示されたように、複数の行及び列を有したアレイ形態で配列された12個3×4、24個4×6、又は48個6×8のチャネルを有していた。隣接するチャネル間の間隔は、9mmで製作された。実験において、装置の三つの熱源が所望の温度まで加熱された後、PCR混合物試料を含む反応容器がチャネルに導入された。所望のPCR反応時間以後に、PCR混合物試料は、前記装置から除去されて、増幅されたDNAバンドを可視化するための蛍光染料として臭化エチジウムEtBrを使用して、アガロースゲル電気泳動agarosegelelectrophoresisで分析された。例1.図12Aの装置を使用した熱対流PCRこの例で使用された装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を持っている。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約5.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それじれ約2mm及び約0.5mmのチャネル隣接領域すなわち、突出部領域内ででのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル外部領域すなわち、突出部領域の外部でのチャネル軸80方向の第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm位置に応じて及び約1mmであった。第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置し、約4.5mmのチャネル軸80方向の長さと約4mmの直径を有する円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、チャネル70又は反応容器90の全体周りと接触する第1温度ブレーキの壁133と共に約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。チャネル軸80方向の収容口73の深さは、約1.5mmないし約3mmの範囲で変化した。この装置で、チャネル70は、第3熱源40内の貫通口71、第2熱源30内の第1温度ブレーキ130の壁133、及び第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有している。チャネルの平均直径は、約2mmで、下端部収容口内での直径は、約1.5mmであった。この装置で、第1チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、第1及び第2断熱体、及び突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。以下に提示されたように、図12Aに示す構造を有するこの例において使用された装置は、重力の傾斜角無しで10ngヒトゲノム試料約3,000コピーから約25分ないし約30分内に増幅するのに十分なほど、効率的であることが見出された。1ngプラスミド試料に対しては、PCR増幅は、約6又は8分程度の短い時間内に検出可能な増幅を完了した。したがって、これは、重力傾斜角を使用しないで効率的なPCR増幅を提供できる対称的加熱構造の良い立証例である。例2に提示されたように、この構造は、また重力傾斜角が導入される時によりよく作動する。しかしながら、小さな約10度ないし約20度又はより小さな傾斜角がほとんどの応用に対して十分でありうる。1.1.プラスミド試料からのPCR増幅図53A~図53Cは、上で説明された三個の相異なったDNA重合酵素それぞれがTakaraBio、Finnzymes、及びKapaBiosystemsから購入されたを使用して、1ngプラスミドDNA鋳型から得られたPCR増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、373bpであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5 ́‐TAATACGACTCACTATAGGGAGACC‐3 ́SEQIDNO:1及び5 ́‐TAGAAGGCACAGTCGAGGCT‐3 ́SEQIDNO:2であった。図53A~図53Cにおいて、最左側レーンは、DNAサイズマーカーニューイングランドバイオラボ社製の2‐LogDNALadder0.1‐10.0kbを示し、レーン1において5は、各図の下部に表示されたように、それぞれ10、15、20、25、及び30分のPCR反応時間において熱対流PCR装置から得られた結果である。発明装置の第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。レーン6下部にCで表示されるは、Biometra社製の温度サイクラーthermocyclerを使用して得られた対照実験からの結果である。同じ量のプラスミド鋳型を含む同じPCR混合物が対照実験で使用された。対照実験の全体PCR反応時間は、ホットスターティングhotstargingのための予熱5分と最終延長10分を含んで約1時間30分である。図53A~図53Cに示すように、熱対流装置は、対照実験でのサイズと同じサイズで、しかしながらはるかにより短いPCR反応時間内にすなわち、約3ないし4倍より短い増幅された生成物を生成した。PCR増幅は、約10ないし15分に検出可能な水準に到達し、約20分又は25分内に飽和された。明らかになったとおり、前記3個のDNA重合酵素は、熱対流PCR装置と共に使用するのにほぼ同等であるということが見出された。図54A~図54Cは、熱対流PCRの他の例を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。図54A~図54Cは、それぞれ177bp、960bp、及び1,608bpのアンプリコンサイズを有する3個の他のプラスミドDNA鋳型からの増幅により得られた結果である。各反応のために使用された鋳型プラスミドの量は、1ngであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれSEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有する。図示のように、はなはだしきは、大きなアンプリコン約1kbp及び1.6kbpも極めて短い反応時間内に、すなわち、約20分内に検出可能な水準まで、そして約30分内に飽和水準まで増幅された。短いアンプリコン177bpは、はるかに短い反応時間内に、すなわち、約10分内に検出可能な水準まで、そして約20分内に飽和水準まで増幅された。図55は、約200bpないし約2kbpの範囲のアンプリコンサイズを有する多様な相異なったプラスミド鋳型から得られた熱対流PCR増幅の結果を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、1ngであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれSEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有している。予想されるアンプリコンのサイズは、レーン1に対しては、177bp、レーン2に対しては、373bp、レーン3に対しては、601bp、レーン4に対しては、733bp、レーン5に対しては、960bp、レーン6に対しては、1,608bp、及びレーン7に対しては、1,966bpであった。PCR反応時間は、レーン1~6に対しては、25分で、レーン7に対しては、30分であった。図示のように、ほぼ飽和された生成物バンドが短い反応時間内にすべてのアンプリコンに対して観測された。この結果は、熱対流PCRが速くてかつ効率的であり、広い作動範囲を有するということを立証する。1.2.上昇した変性温度におけるPCR増幅の加速図56A~図56Cに示す結果は、上昇した変性温度における熱対流PCRの加速を立証する。使用された鋳型は、373bpアンプリコンを生成できる1ngプラスミドであった。変性温度を除き、使用された鋳型及びプライマーを含むすべての他の実験的条件は、図53A~図53Cに提示された実験において使用されたことと同じである。第2及び第3熱源の温度が70°C及び54°Cにそれぞれ設定された反面、第1熱源の温度は、100°C図56A、102°C図56b、及び104°C図56Cに増加された。図56A~図56Cに示すように、変性温度すなわち、第1熱源の温度の上昇は、PCR増幅の加速をもたらす。373bp生成物は、変性温度が100°Cであるとき図56Aに8分の反応時間においてやっと観測される程度であったし、変性温度が102°Cに上昇した時図56Bに、同じ8分の反応時間でより強くなった。変性温度が104°C図56cにさらに上昇した時図56Cに、373bp生成物は、6分の反応時間でも観測可能になった。1.3.ヒトゲノム及びcDNA試料からのPCR増幅図57A~図57Cは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流PCRの三個の例を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約3,000コピーに該当する10ngであった。図57Aは、β‐グロビン遺伝子の363bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5 ́‐GCATCAGGAGTGGACAGAT‐3 ́SEQIDNO:3及び5 ́‐AGGGCAGAGCCATCTATTG‐3 ́SEQIDNO:4であった。図57Bは、GAPDH遺伝子の469bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5 ́‐GCTTGCCCTGTCCAGTTAA‐3 ́SEQIDNO:5及び5 ́‐TGACCAGGCGCCCAATA‐3 ́SEQIDNO:6であった。図57Cは、β‐グロビン遺伝子の514bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5 ́‐TGAAGTCCAACTCCTAAGCCA‐3 ́SEQIDNO:7及び5 ́‐AGCATCAGGAGTGGACAGATC‐3 ́SEQIDNO:8であった。図57A~図57Cに示すように、約3,000コピーのヒトゲノム試料からの熱対流PCRは、極めて短い反応時間内に正確なサイズを有したアンプリコンを生成した。PCR増幅は、約20又は25分内に検出可能な水準に到達し、約25又は30分内に飽和された。この結果は、熱対流PCRが低いコピー数の試料からの増幅にも速くかつ極めて効率よいことを立証する。図58は、10ngヒトゲノム又はcDNA試料からの熱対流PCR増幅の追加的な例を示す。PCR反応時間は30分であった。すべての他の実験的条件は、図57A~図57Cに提示された実験で使用されたことと同一である。図示のように、約100bpないし約800bpの範囲のサイズを有する総14個の遺伝子セグメントは、30分の反応時間内に成功的に増幅された。標的遺伝子と対応するプライマー配列が下記表2に整理されている。使用された鋳型は、レーン1、3~5、及び9~14に対しては、ヒトゲノムDNA10ngで、レーン2、6、7及び8に対しては、cDNAであった。cDNA試料は、HOSレーン2及び7又はSK‐OV‐3レーン6及び8細胞からのmRNA抽出物を逆転写して用意した。表2に使用された略字は、次の通りである:PRPS1:ホスホリボシルピロりん酸シンテターゼ1phosphoribosylpyrophosphatesynthetase1;NAIP:NLRファミリー、細胞死滅阻害蛋白質NLRfamily,apoptosisinhibitoryprotein;CYP27B1:シトクロムP450、ファミリーP450、サブファミリーB、ポリペプチド1cytochromeP450、family27、subfamilyB、polypeptide1;HER2:ERBB2、v‐erb‐b2赤芽球性白血病ウイルス癌遺伝子相同体2ERBB2,v‐erb‐b2erythroblasticleukemiaviraloncogenehomolog2;CDK4:サイクリン‐依存的キナーゼ4cyclin‐dependent‐kinase4;CR2:補体受容体2complementreceptor2;PIGR:重合免疫グロブリン受容体polymericimmunoglobulinreceptor;GAPDH:グリセルアルデヒド3‐リン酸デヒドロゲナーゼglyceraldehydes3‐phosphatedehydrogenase。1.4.ヒトゲノム試料の非常に低いコピーからのPCR増幅図59は、本発明装置を使用して非常に低いコピー数の試料からのPCR増幅を示す。使用された鋳型試料は、293細胞から抽出されたヒトゲノムDNAであった。この実験で使用されたプライマーは、SEQIDNOs:3及び4に記載された配列を有する。標的配列は、β‐グロビンの363bpセグメントであった。PCR反応時間は、30分であった。三個の熱源の温度と収容口の深さを含んだすべての他の実験条件は、図57A~図57C及び図58に提示された実験に使用されたものと同様である。図59の下部に表示されたように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、10ng約3,000コピーから始めて1ng約300コピー、0.3ng約100コピー、及び0.1ng約30コピーまで順次に減少した。明らかになったように、熱対流PCRは、30コピー試料ほど少ない試料からも成功的なPCR増幅を示した。単一コピー試料もまた熱対流PCR増幅で試験された。単一コピー試料からの増幅は、約30ないし40の確率で成功的であったことが見出されたが、たぶん単一コピーをサンプリングする機会と関連した統計的確率に因ったことであろう。1.5.発明装置の温度安定性及び消費電力図12Aに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、図39及び図42に示すように、互いに9mm離隔して位置した12個のチャネル3×4を有する。第1、第2、及び第3熱源は、それぞれに図42に示すようにチャネルの間に配置されたNiCr加熱ワイヤー160a~160cが装着されている。装置は、また必要な場合に第3熱源に冷却を提供するために、第3熱源上にファンを含んである。再充電可能なLiポリマーバッテリー12.6VのDC電力が各加熱ワイヤーに供給され、PIDproportional‐integral‐derivative制御アルゴリズムにより制御されて、三つの熱源のそれぞれの温度を予め設定された目標値に維持するようにした。図60は、目標温度がそれぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された時の第1、第2、及び第3熱源の温度変化を示す。周囲温度は、約25°Cであった。図示のように、三つの熱源は、約2分以内に目標温度に到達した。目標温度に到達した以後約40分の間に、三つの熱源の温度は、目標温度で安定的に正確に維持された。40分の間の各熱源の温度の平均は、各目標温度に対して約±0.05°C以内であった。温度変動もまた非常に小さくて、各熱源の温度の標準バラツキは、約±0.05°C以内であった。図61は、12個のチャネルを有する前記発明装置の消費電力を示す。図示のように、消費電力は、目標温度までの迅速な加熱がおきる初期時期すなわち、約2分までには高かった。三つの熱源が目標温度に到達した後すなわち、約2分後、消費電力は、低い値に減少した。約2分後から観測される大きな変動は、各熱源に対する電力供給の積極的な制御の結果である。このような積極的な電力制御によって、三つの熱源の温度は、図60に示すように目標温度で安定的かつ正確に維持されることができる。温度維持領域すなわち、約2分後での消費電力の平均は、図61に示したように約4.3Wであった。したがって、各チャネル又は各反応に対する消費電力は、約0.4Wより少ない。約30分又はより短い時間は、発明装置においてPCR増幅を行うのに十分なので、一つのPCR反応の完了に対するエネルギー費用は、約2mLの水を常温から約100°Cまで一回加熱するのに必要なエネルギーに対応する、約700J又は以下にすぎない。24個及び48個のチャネルを有する発明装置もまた試験された。平均消費電力は、24個チャネル装置では、約7ないし8Wであり、48個チャネル装置では、約9ないし10Wであった。したがって、各PCR反応当たりの消費電力は、より大きな装置でより少ないということ、すなわち24個チャネル装置に対しては、約0.3Wで、48個チャネル装置に対しては、約0.2Wであることが見出された。例2.図12Bの装置を使用した熱対流PCRこの例では、熱対流PCRに対した重力傾斜角θgの効果が試験された。この例で使用された装置は、図12Bに定義された重力傾斜角θgの使用を除いては、例1で使用されたことと同じ構造及び寸法を有する。装置は、下部に傾斜したウェッジを装着することによって、チャネル軸が重力の方向に対してθg分だけ傾くようにした。以下に提示されたように、重力傾斜角の導入は、対流流れをより速くし、これにより、熱対流PCRを加速させた。したがって、装置又はチャネルに重力傾斜角を付与できるウェッジ又はレッグleg、又は傾斜したり傾いたチャネルのような構造的要素が、効果的かつ速い熱対流PCR装置を構成するのに有用な構造的要素であるということが確認された。2.1.プラスミド試料からのPCR増幅図62A~図62Eは、プラスミド試料からの増幅に対する熱対流PCRの結果を重力傾斜角の関数として示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、1ngであった。使用されたプライマーは、SEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有した。予想されるアンプリコンのサイズは、373bpであった。図62Aは、重力傾斜角が0であるときに得られた結果を示す。図62B~図62Eは、それぞれθgが10度、20度、30度、及び45度である時に得られた結果を示す。重力傾斜角が0であるときに図62Aには、増幅された生成物が15分の反応時間でやっと観測でき、20分には強くなった。これに対して、10度の重力傾斜角が導入された時は、増幅された生成物は、10分の反応時間に相当な強度で観測可能であった図62B。重力傾斜角が20度に増加されるにつれて図62C、10分及び/又は15分の反応時間に生成物バンド強度の追加的な増加が観測された。20度以上の傾斜角図62D~図62Eでは、増幅速度が20度で観測されたことと類似に観測された。2.2.ヒトゲノム試料からのPCR増幅図63A~図63Dは、重力傾斜角の効果を立証する他の例を示す。この実験において、10ngヒトゲノム試料約3,000コピーが鋳型DNAとして使用され、SEQIDNOs:3及び4に記載された配列を有するプライマーが使用された。β‐グロビン遺伝子の363bpセグメントが標的であった。他の実験的条件らは、図62A~図62Eに提示された実験に使用されたものと同一であった。図63A~図63Dは、θgがそれぞれ0度、10度、20度、及び30度に設定された時に得られた結果を示す。図示のように、熱対流PCRは、重力傾斜角が導入された時に加速されたすなわち、図63Aと比較して図63B~図63D。PCR増幅の速度は、重力傾斜角の増加に伴って増加されることと観測された。類似の増幅速度が20度図63Cと30度図63Dで観測された。図64A~図64Bは、高い溶融温度60°C以上を有したプライマーが使用された他の例を示す。この実験において、10ngヒトゲノム試料約3,000コピーが鋳型DNAとして使用された。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列5 ́‐GCTTCTAGGCGGACTATGACTTAGTTGCG‐3 ́SEQIDNO:30及び5 ́‐CCAAAAGCCTTCATACATCTCAAGTTGGGGG‐3 ́SEQIDNO:31を有している。増幅標的は、β‐アクチン遺伝子の521bpセグメントであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、74°C、及び64°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。PCR反応時間は、30分に設定され、実験は、各傾斜角に対して2個ずつの試料レーン1及び2で行われた。図64A及び図64Bは、それぞれθg=0 ゚及び20 ゚で得られた結果を示す。図示のように、0度では、いかなる有意味な増幅も両PCR試料に対して観測されなかった図64A。これに対比して、20度の傾斜角が導入された時には図64B、強い生成物バンドが観測された。図63A~図63Dに提示された実験と比較して、第3及び第2熱源の温度は、それぞれ10度及び4度ずつ増加されたことに対し、第1熱源の温度は、同一であった。したがって、熱源間の減少した温度差によって熱対流は遅くなった。重力傾斜角を使用しないと図64A、熱対流PCRは、あまり遅くなって、速いPCR増幅を行うことができなくなった。しかしながら、重力傾斜角を導入することによって図64B、熱対流PCRは、短い反応時間内に低いコピーヒトゲノム試料約3,000コピーから強い生成物バンドを生成するのに十分に速くて効率よくなった。2.3.ヒトゲノム試料の非常に低いコピーからのPCR増幅図65は、重力傾斜角が使用される時に、極めて低いコピーヒトゲノム試料からの熱対流PCR増幅の結果を示す。使用されたプライマーは、図64A~図64Bに提示された実験で使用されたものと同様である。したがって、増幅標的は、β‐アクチン遺伝子の521bpセグメントであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、74°C、及び60°Cに設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。重力傾斜角は10度に設定され、PCR反応時間は、30分に設定された。図65に示すように、熱対流PCRは、30コピー試料分だけの少ない試料からも成功的なPCR増幅を表した。例3.図14Cの装置を使用した熱対流PCRこの例で使用された装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第2チャンバー110、第1温度ブレーキ130、収容口73、及び貫通口71を有する図14Cに示す構造を有した。いかなる突出部構造もこの装置では使用されなかった。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約5mm、約4mm、及び約5mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それぞれ約2mm及び約1mmのチャネル軸80方向の長さを有した。第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置し、約3mmのチャネル軸80方向の長さと約4mmの直径とを有した円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、チャネル70又は反応容器90の全体周りと接触する第1温度ブレーキ130の壁133と共に約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。第2チャンバー110は、第3熱源40の下部に位置し、約4mmの直径を有した円筒形態を有した。チャネル軸80方向の第2チャンバー110の長さは、収容口73の深さによって約1.5mmないし約0.5mmの間で変化した。チャネル軸80方向の収容口73の深さは、約2mmないし約3mmの範囲で変化した。この装置において、チャネルは、第3熱源40内の貫通口71、第2熱源30内の第1温度ブレーキ130の壁133、及び第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有した。下端部収容口内での直径が約1.5mmであるチャネルの平均直径は、約2mmであった。この装置で、第1及び第2チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。3.1.プラスミド試料からのPCR増幅図66は、配列5 ́‐AAGGTGAGATGAAGCTGTAGTCTC‐3 ́SEQIDNO:32及び5 ́‐CATTCCATTTTCTGGCGTTCT‐3 ́SEQIDNO:33を有した二つのプライマーを使用して1ngプラスミド試料から得られたPCR増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、152bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び56°Cに設定された。チャネル軸の方向の第2チャンバーの長さは、約1mmであり、チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。図66に示すように、熱対流PCRは、10分だけ短い時間内に成功的な増幅を表すことによって、このような類型の発明装置での速くてかつ効率的なPCR増幅を示す。図67は、約200bpないし約2kbpの範囲のアンプリコンサイズを有する様々な相異なったプラスミド鋳型からの熱対流PCR増幅の結果を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び56°Cに設定された。チャネル軸の方向の第2チャンバーの長さは、約1.5mmであり、チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2mmであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、1ngであった。SEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有したプライマーが使用された。予想されるアンプリコンのサイズは、レーン1に対しては177bp、レーン2に対しては373bp、レーン3に対しては601bp、レーン4に対しては733bp、レーン5に対しては960bp、レーン6に対しては1,608bp、及びレーン7に対しては1,966bpであった。PCR反応時間は、レーン1~6に対しては30分であったし、レーン7に対しては35分であった。図示のように、ほぼ飽和された生成物バンドが短い時間内にすべてのアンプリコンに対して観測された。この結果は、熱対流PCRが速くてかつ効率的であり、そのうえ広い作動範囲を有するということを立証する。3.2.ヒトゲノム試料からのPCR増幅図68A~図68Bは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流PCRの二例を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び56°Cに設定された。チャネル軸の方向の第2チャンバーの長さは、約1mmであり、チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約3,000コピーに対応する10ngであった。図68Aは、β‐グロビン遺伝子の500bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5 ́‐GCATCAGGAGTGGACAGAT‐3 ́SEQIDNO:3及び5 ́‐CTAAGCCAGTGCCAGAAGA‐3 ́SEQIDNO:34であった。図68Bは、β‐アクチン遺伝子の500bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列のために使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列5 ́‐CGGACTATGACTTAGTTGCG‐3 ́SEQIDNO:35及び5 ́‐ATACATCTCAAGTTGGGGGA‐3 ́SEQIDNO:36を有した。図68A~図68Bに示すように、約3,000コピーのヒトゲノム試料からの熱対流PCRは、短い時間内に正確なサイズを有したアンプリコンを生成した。約20又は25分内に相当な増幅が観測されたし、約30分内に飽和された増幅に到達した。この結果は、低いコピー数の試料からの増幅に対する熱対流PCRの高い速度と効率性とを立証する。3.3.極めて低いコピーのプラスミド試料からのPCR増幅図69は、発明装置を使用した極めて低いコピー数のプラスミド試料からのPCR増幅を示す。プラスミド試料の量を除いては、三つの熱源の温度と収容口の深さを含む他のすべての実験的条件は、図66に提示された実験と同一であった。使用された鋳型プラスミドとプライマーもまた同一であった。PCR反応時間は、30分であった。図69の下部に示されたように、各反応に対して使用されたプラスミド試料の量は、約10,000コピーレーン1から始めて、約1,000コピーレーン2、100コピーレーン3、及び10コピーレーン4まで順次に減少した。明らかになったように、熱対流PCRは、10コピー試料程に少ない試料でも成功的なPCR増幅を表した。単一コピー試料もまた試験された。単一コピー試料からの増幅は、約30ないし40確率で成功的であることが見出された。3.4.発明装置の温度安定性及び消費電力図14Cに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、互いに9mm離隔して配置された48個のチャネル6×8を有した。この発明装置に対して観測された温度変化は、例1で提示された実験に使用された図12Aに示す構造を有する装置上の1.5節参照より若干大きかった。温度維持時間の間の各熱源の平均温度は、目標温度の各々に対して約±0.1°C以内であった。各熱源の温度変動すなわち、標準バラツキは、約±0.1°C以内であった。温度維持時間の間の平均消費電力は、周辺温度に応じて約15Wないし約20Wの範囲であった。図12Aに示す構造を有する装置と比較して、図12A装置で使用された突出部構造の不在による減少した断熱性ギャップの結果として、消費電力は、約1.5ないし2倍より大きかった。この結果は、突出部構造の使用が発明装置の消費電力を減少させるのに効率的であることを立証する。例4.図17Aの装置を使用した熱対流PCRこの例で使用された装置は、図17Aに示す構造を有するが、第3熱源40の突出部43、44を有さない。装置は、チャネル70、第1チャンバー100、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える。第1チャンバー100は、第2熱源30内に配置され、温度ブレーキの構造は使用されなかった。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約6.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それぞれチャネル隣接領域すなわち、突出部領域内で約1mm及び約0.5mmのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル領域の外部すなわち、突出部領域の外部での第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm位置に応じてと約1mmであった。第1チャンバー100は、チャネル軸80方向の第2熱源の長さすなわち、約6.5mmと同一なチャネル軸80方向の長さを有する円筒形態を有した。第1チャンバー100の直径は、約4mmから約2.5mmまで変化した。チャネル軸の方向の収容口73の深さは、約2mmから約3mmまで変化した。この装置において、チャネル70は、第3熱源40内の貫通口71と第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、約2mmの平均直径と下端部収容口内での約1.5mmの直径を有するテーパーされている円筒形態を有した。この装置において、第1チャンバー、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。この例では、チャンバーの直径、収容口の深さ、及び重力傾斜角の効果が熱対流PCRの速度と関連して試験された。4.1.チャンバーの直径及び収容口の深さの効果この例において、熱対流PCRは、相異なった収容口の深さでチャンバーの直径の関数として試験された。使用された鋳型DNAは、1ngプラスミドであった。SEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有した二つのプライマーが使用され、アンプリコンのサイズは、373bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。図70A~図70Dは、第1チャンバーの直径が約4mm図70A、約3.5m図70B、約3mm図70C、及び約2.5mm図70Dである場合に得られた結果を示す。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2mmであった。図示のように、第1チャンバーの直径が減少するほど、対流PCRは、減速するということが見出された。第1チャンバーの直径が約4.0mmである場合、PCR生成物は、10分の反応時間においても相当な水準まで増幅された図70A。しかしながら、チャンバーの直径が約3.5mm図70B及び約3mm図70Cに減少した場合に、類似のバンド強度に到達するのにより多くの反応時間が必要であった。チャンバーの直径が約2.5mm図70Dに減少した場合、はなはだしきは、30分の反応時間以後にも検出可能ないかなるPCRバンドも観測されなかった。第2熱源とチャネルとの間のチャンバーギャップの減少は、第2熱源とチャネルとの間により効率的な熱伝逹を引き起こした。したがって、チャネルの内部の温度勾配がチャンバーの直径が小さくなるほど小さくなり、したがって熱対流速度の減少を誘導した。図71A~図71Dは、第1チャンバーの直径は同じである反面、すなわち、約4mm図71A、約3.5mm図71B、約3mm図71C、及び約2.5mm図71Dである反面、収容口の深さが約2.5mmまで増加された場合に得られた結果を示す。より深い収容口での増加された加熱によって、図70A~図70Dに示す結果と比較して、熱対流は、第1チャンバーのすべての相異なった直径に対して速くなった。第1チャンバーの直径が最も小さいときにもすなわち、約2.5mm、熱対流PCRは、約15分の反応時間内に検出可能な生成物バンドを表すほど、十分に速くかつ効率的であった。この例の結果は、チャンバーの直径又はチャンバーギャップが熱対流PCRの速度を制御するのに利用されうる重要な構造的要素であることを立証する。大きなチャンバーの直径が速い熱対流PCRを誘導し、又はその反対であることが分かった。対流流れを可能なかぎり速くすることは一般に好ましいが、時には、対流流れの速度を減少させることが好ましいときもある。例えば、長い標的配列を有する鋳型又はゲノムDNAの特定標的遺伝子のようなある鋳型試料は、対流速度があまり速いと大きなサイズ又はある複雑な構造的制限により、PCR増幅が成功的に行われない可能性もある。さらに他の例として、使用されるDNA重合酵素が熱対流PCRの速度と比較してあまり遅い重合速度を有することができる。このような場合に、相異なった一般に小さくなる直径又はチャンバーギャップを有するチャンバー構造の使用は、熱対流PCRの速度を制御一般に減少させるのに極めて有用でありうる。4.2.重力傾斜角の効果この例では、発明装置の熱対流PCRが重力傾斜角θgを導入することによってさらに試験された。重力傾斜角を除いては、使用された鋳型DNAとプライマーを含む他のすべての実験的条件は、図70A~図70D及び図71A~図71Dにおいて提示された例で使用されたものと同様である。図72A~図72D及び図73A~図73Dは、10度の重力傾斜角が導入された場合に得られた結果を示す。収容口の深さは、図72A~図72Dでは、約2.0mmであり、図73A~図73Dでは、約2.5mmであった。図70A~図70Dと図71A~図71Dに示すように、第1チャンバーの直径は、約4mm図72A及び図73A、約3.5mm図72Bと図73B、約3mm図72Cと図73C、及び約2.5mm図72Dと図73Dであった。図示のように、重力傾斜角が導入された時に、熱対流PCRの加速が明らかになることが分かった。しかしながら、収容口の深さが約2mm図70A~図70Dと比較して図72A~図72Dであるとき、熱対流PCR速度の増加がより著しかった。図70A~図70Dに示す結果と比較して、チャンバーの直径が約4mm図72Aと約3.5mm図72Bであったとき、約5分のPCR反応時間の減少が観測され、チャンバーの直径が約3mm図72Cと約2.5mm図72Dであったとき、少なくとも約10分ないし15分のPCR時間の減少が観測された。収容口の深さが約2.5mmである場合、チャンバーの直径が約4mm図71Aと比較して図73A、約3.5mm図71Bと比較して図73B、そして約3mm図71Cと比較して図73Cであるとき、熱対流PCR速度の単に一抹の増加だけ観測された。チャンバーの直径が約2.5mm図71Dと比較して図73dである時、PCR反応時間の大きい減少約10分減少が観測された。この例の結果は、重力傾斜角が熱対流PCRの速度を増加させるのに使用されうる重要な構造的要素であることを立証する。また、この結果は、熱対流PCRの速度を高めるのに装置以外のある制限がありうることを提示する。例えば、対流速度に重要に影響を与えると見出されたチャンバーの直径が変更されても、熱対流PCRの速度は、図73A~図73Cに示す結果とほぼ同じであると観測された。同様に、図73A~図73Cに示す結果は、重力傾斜角の存在又は不在と関係なく図71A~図71Cに示すものとあまり違わない。この結果は、発明装置の対流速度は、所望のとおり速く増加できるが、熱対流PCRの窮極的な速度は、使用されたDNA重合酵素の重合速度により制限されうることを示す。例5.第1温度ブレーキの位置の効果この例では、二類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有した。したがって、図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置した。チャネル軸80方向の第1温度ブレーキの厚さは、約1mmであった。使用された第2装置は、チャンバー/温度ブレーキの構造を除いては、図12Aに示す構造と同じ構造を有した。図10Aに示す構造と同様に、第2装置は、第2熱源30の下部と上部に位置した第1チャンバー100及び第2チャンバー110を備え、第1温度ブレーキ130は、第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間に位置した。チャネル軸80方向の第1温度ブレーキ130の厚さは、約1mmであった。第1温度ブレーキ130の位置は、チャネル軸80方向に変化した。両装置において、チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約6.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それぞれチャネル隣接領域すなわち、突出部領域内で約1mm及び約0.5mmのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル領域の外部すなわち、突出部領域の外部の第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm位置に応じて及び約1mmであった。第1チャンバー100及び第2チャンバー110とも、約4mmの直径を有する円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、チャネル70の全体の周りと接触する第1温度ブレーキ130の壁133と共に、約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。チャネル軸の方向の収容口73の深さは、約2.8mmであった。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有した。下端部収容口内で約1.5mmの直径を有するチャネルの平均直径は、約2mmであった。この装置で第1チャンバー、第2チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されている。この例で使用された鋳型DNAは、1ngプラスミドDNAであった。SEQIDNOs:1及び2で記載された配列を有した二つのプライマーが使用され、アンプリコンのサイズは373bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。図74A~図74Fは、チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの位置が変化したときに得られた結果を示す。第1温度ブレーキの下端部132の位置は、第2熱源の下部図74Aから、第2熱源の下部で約1mm図74B、約2.5mm図74C、約3.5mm図74D、約4.5mm図74E、又は約5.5mm図74Fまで変化した。図74A~図74Fに示すように、熱対流PCRの速度は、チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの位置に応じて増減した。第1温度ブレーキが第2熱源の下部に位置した場合図74A、熱対流PCRは、他の位置と比較して相対的に遅いPCR増幅を表した。第1温度ブレーキが約3.5mmまで図74B~図74D上昇するにつれて、PCR増幅速度は増加された。より高い位置では、図74E~図74F、増幅速度が少し減少することが観測された。この例の結果は、温度ブレーキの位置が熱対流PCRの速度を調整又は制御するために使用されうる有用な構造的要素であることを立証する。例6.第1温度ブレーキの厚さと重力傾斜角の効果この例では、三類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有する。したがって、図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置した。チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さが変化した。使用された第2装置は、図17Aに示す構造と同様に、第2熱源内に配置された第1チャンバーのみを第1温度ブレーキ無しで有している。他の構造は、第1装置の構造と同一であった。使用された第3装置は、第1装置と他の構造は同一であるが、チャンバーのない構造を有している。したがって、第3装置は、チャンバーなしで温度ブレーキとして機能するチャネル構造のみを有している。前記三つの装置において、チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約5.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それぞれチャネル隣接領域すなわち、突出部領域内で約2mm及び約0.5mmのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル領域の外部すなわち、突出部領域の外部での第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm位置に応じて及び約1mmであった。第1チャンバー100は、約4mmの直径を有する円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、チャネル70の全体の周りと接触する第1温度ブレーキ130の壁133と共に、約1mmないし約5.5mmの範囲のチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。チャネル軸の方向の収容口73の深さは、約2.8mmであった。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有した。下端部収容口内で約1.5mmの直径を有したチャネルの平均直径は、約2mmであった。この装置で第1チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されている。この例において使用された鋳型DNAは、1ngプラスミドDNAであった。SEQIDNOs:1及び2で記載された配列を有した二つのプライマーが使用され、アンプリコンのサイズは、373bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。図75A~図75Eは、チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さが変化する際に得られた結果を示す。図75Aは、いかなる温度ブレーキも存在しないときにすなわち、第1チャンバーのみあるとき得られた結果を示す。図75B~図75Eは、第1温度ブレーキの厚さが約1mm図75B、約2mm図75C、約4mm図75D、及び約5.5mm図75E、すなわち、チャンバー構造無しでチャネルのみがある構造であるときに得られた結果を示す。図示のように、第1温度ブレーキの厚さが増加されるにつれて、PCR増幅速度は減少した。温度ブレーキがないとき図75A、最高の増幅速度が観測された。第1温度ブレーキが存在すれば、温度ブレーキがない構造図75Aと比較して、増幅速度は減少した図75B~図75E。図示のように、より厚い温度ブレーキは、より強い温度ブレーキングを付与することによって、より遅いPCR増幅を誘導する。チャンバー構造がない場合図75Eには、チャネルのみがある構造による極めて強い温度ブレーキングによっていかなる有意味なPCR増幅も観測出されなかった。図76A~図76Eは、10度の重力傾斜角が導入された時に得られた結果を示す。重力傾斜角を除いては、他のすべての実験的条件は、図75A~図75Eに提示された結果のために使用されたものと同様である。図76Aは、温度ブレーキが存在しないときにすなわち、第1チャンバーのみがあるとき得られた結果を示す。図76B~図76Eは、第1温度ブレーキの厚さが約1mm図76B、約2mm図76C、約4mm図76D、及び約5.5mm図76E、すなわち、チャンバー構造無しでチャネルのみがあるる場合であるときに得られた結果を示す。重力傾斜角が導入されない図75A~図75Eに示す結果と比較すると、PCR増幅は、重力傾斜角の使用により加速された。はなはだしきは、チャンバー構造がない場合すなわち、チャネル構造のみがある場合、図76Eにも、重力傾斜角の導入は、約30分の反応時間内に成功的なPCR増幅を可能にした。重力傾斜角がなしでは、チャンバー構造がない場合図75Eにいかなる有意味なPCR増幅も観測されなかった。この例の結果は、温度ブレーキ、チャンバー、及び重力傾斜角が相異なった応用にしたがって熱対流PCRの速度を調整又は制御するために使用されうる有用な構造的要素であることを立証する。チャンバー構造と重力傾斜角は、熱対流PCRを加速化するのに有用なことに対し、温度ブレーキ自身の厚さを含んでは、熱対流PCRを減速するのに有用であることが見出された。熱対流PCRの速度は、このような温度形状化要素のうち一つ又はそれ以上を使用することによって、所望のとおりに増減できるということが確認された。例7.構造的非対称性を有した装置を使用した熱対流PCRこの例では、3つの類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有する。図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の上部に位置した第1チャンバー100と共に、第2熱源30の下部に位置した。チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さは、約1mmであった。この装置で、第1チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。使用された第2装置は、図21Aに示す構造を有する非対称収容口を有している。収容口の半分は、チャネル軸と向き合う他の半分と比較して、第1熱源でより深て第2熱源に隣接するように製作された。二反対側においての収容口の深さの差は、約0.2mm及び約0.4mmに変化した。第2装置の他の構造は、第1装置の構造と同様である。使用された第3装置は、非対称的に作られた第1温度ブレーキを有している。この装置の第1温度ブレーキは、図28Aに示す構造を有するように形成されて、温度ブレーキの一方はチャネルと接触し、反対側はチャネルから離隔されていた。第1温度ブレーキに形成された貫通口は、約0.4mmだけチャネルの直径より大きく作られており、約0.2mmだけチャネル軸に対して中心を外れていた。チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さ及び位置を含む第3装置の他の構造は、第1装置の構造と同一であった。前記三つの装置において、チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約6.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体又は断熱性ギャップは、それぞれチャネル隣接領域すなわち、突出部領域内で約1mm及び約0.5mmのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル領域の外部すなわち、突出部領域の外部での第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm位置に応じて及び約1mmであった。第1チャンバー100は、約4mmの直径を有した円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。チャネル軸の方向の収容口73の深さは、約2.8mmであった。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有した。下端部収容口内で約1.5mmの直径を有したチャネルの平均直径は、約2mmであった。この例で使用された鋳型DNAは、1ngプラスミドDNAであった。SEQIDNOs:1及び2に記載された配列を有した二つのプライマーが使用されたし、アンプリコンのサイズは、373bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98°C、70°C、及び54°Cに設定された。図77は、すべての温度形状化要素がチャネル軸に対して対称的に配置された第1装置から得られた結果を示す。図示のように、弱い生成物バンドが20分の反応時間に観測され、ほぼ飽和された強いバンドは、25分以後に観測された。図78A~図78Bは、非対称的収容口構造を有する第2装置から得られた結果を示す。二反対側における収容口の深さの差は、図78Aでは、約0.2mm、図78Bにおいては、約0.4mmであった。図78A~図78Bに示すように、PCR増幅は、対称装置から得られた結果図77と比較してほぼ2倍速くなったそして効率的である。自明になった通り、収容口内の小さな水平非対称性は、熱対流PCRを劇的に加速化するのに十分であった。図79は、非対称第1温度ブレーキを有した第3装置から得られた結果を示す。図79に示すように、PCR増幅は、対称装置から得られた結果図77と比較して2倍以上速くなったそして効率的である。第2装置から得られた結果によれば、第1温度ブレーキ内の小さな水平非対称性は、熱対流PCRを劇的に加速化するのに十分であった。この例の結果は、非対称収容口、非対称温度ブレーキ、非対称チャンバー、非対称断熱体などのような非対称構造的要素が有用な構造的要素であることを立証する。このような非対称構造的要素は、熱対流PCRの速度を所望のとおりに変調一般に増加するために、単独に又は他の温度形状化要素との組み合わせて使用されうる。本明細書に言及されたすべての参考文献の開示すべての特許及び科学文書を含むは参照されて、本明細書に結合される。本発明は、その特定実施例を参照して詳細に記述されている。しかしながら、本発明の属する分野における通常の知識を有した者であれば、このような開示を考慮して本発明の思想及び範ちゅう内で変形及び改良が可能であることはもちろんである。"