JP7299148B2 - 検査試料の熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、体外診断用検査試料の処理及び分析の技術分野に属する。当該技術分野において、本発明は検査試料の熱処理のための装置、実験機器及び方法に関する。

診断実験室においては、検査試料は事前分析用、分析用及び事後分析用の機器等の実験機器を用いて処理され、分析される。概して、そのような実験機器は、検査試料消耗品内の検査試料の熱処理や温度依存性反応を行うための手段を備える。分析機器を用いて実行される温度依存性反応を通して、検査試料の検体あるいはパラメータの存在、また必要に応じてその濃度を決定することができる。この目的のために、検査試料を含む検査試料消耗品は、所定の温度又は検査手順の温度曲線に応じた設定点温度に加熱及び／又は冷却され得る試料ホルダ内に置かれる。このような温度依存性反応及び得られる分析の質は、試料ホルダ及び検査試料の正確な加熱及び／又は冷却に依存する。特に、核酸増幅反応のような温度依存性反応を通じての被検体の定量分析では、サーモサイクラー機器内の試料ホルダの温度曲線の確実な実行が不可欠である。試料ホルダの不正確な温度は、不正確な（高められたあるいは弱められた）検査結果につながり得る。また、最悪の場合、検査結果の誤解釈、不適切な追加検査及び危険な結果の可能性を伴う患者の治療開始を引き起こすこととなる検知漏れや誤検知の検査結果につながり得る。

複数の検査試料の効率的かつ同時的熱処理のために、試料ホルダはそれぞれが検査試料を含む複数の検査試料消耗品を挿入あるいは配置するための複数の凹部あるいは配置領域を備えても良い。全ての処理済検査試料の比較定量分析のため、各検査試料は、実質的に同じ温度に同じ継続時間、晒されなければならない。したがって、試料ホルダの加熱及び／又は冷却後、試料ホルダ全体に最短の時間内に温度が一様にあるいは均等に分布するように、試料ホルダは高い温度均一性を有する必要がある。

特許文献１及び特許文献２は、試料ホルダの高い温度均一性を得るための蒸気チャンバを備えた試料ホルダを記載している。蒸気チャンバは熱を運び、分配するための特殊なヒートパイプである。ヒートパイプとの用語は、内部作動流体の蒸発及び凝縮により熱を運ぶ内側芯構造を有する密封真空容器の定着名称である。熱がヒートパイプの一方の側（蒸発部）から吸収されると内部作動流体が蒸発し、該ヒートパイプの内部に圧力勾配が生じる。蒸気は熱パイプの冷却端（凝縮部）に向かって流され、そこで凝縮してその潜熱を周囲環境に放散する。内部作動流体は、内側芯構造内の重力及び／又は毛細管作用により蒸発部に戻る。

米国特許第１４９８０９（Ｂ２）号明細書 欧州特許出願公開第１７１００１７（Ａ１）号明細書

試料ホルダが一様な温度に到達する速さあるいは時間、つまり試料ホルダの熱均一性は効率的な内部作動流体の効率的戻りに依存することから、本発明の目的は従来の検査試料熱処理用の試料ホルダを改善すること、特に自動化された体外診断用検査試料処理のニーズにより良く応えることである。

本発明は検査試料の熱処理のための装置、実験機器及び方法を開示する。

本発明は検査試料の熱処理装置に関する。この装置は試料ホルダ及び一つ以上の熱電素子を備える。試料ホルダは、互いに対向する内側底面と内側上端面とを有する中空体を備える。中空体は内部作動流体を備える。試料ホルダは更に、内側上端面に対して平行な外側上端面を備える。内側底面と内側上端面とは、内側底面に対して垂直な垂直軸線に沿って延びる支柱によって互いに接続されている。外側上端面は、検査試料消耗品若しくは検査試料消耗品の一部を保持するようにそれぞれ構成された少なくとも二つの保持部位を備える。垂直軸線は、実質的にこの少なくとも二つの保持部位間の距離の中央にある。
一つ以上の熱電素子は中空体に熱的に接触している。

また、本発明は検査試料の熱処理を実行するための実験機器に関する。この実験機器は、ここに開示される検査試料の熱処理装置及び制御装置を備える。この制御装置は、試料ホルダを加熱あるいは冷却するために前記一つ以上の熱電素子を制御するように構成されている。

本発明は更に、ここに開示される検査試料の熱処理装置の内部、あるいはここに開示される検査試料の熱処理実行用の実験機器の内部の検査試料を熱処理する方法に関する。この方法は、一つ以上の熱電素子を操作することにより、検査試料を一つ以上の所定の温度に晒すことを含んでおり、該検査試料は前記少なくとも二つの試料保持部位の一方により保持される検査試料消耗品内にある。

発明の詳細な説明
本発明は検査試料の熱処理装置に関する。この装置は試料ホルダ及び一つ以上の熱電素子を備える。試料ホルダは、互いに対向する内側底面と内側上端面とを有する中空体を備える。中空体は内部作動流体を含む。試料ホルダは更に、内側上端面に対して平行な外側上端面を備える。内側底面と内側上端面とは、内側底面に対して垂直な垂直軸線に沿って延びる支柱によって互いに接続されている。外側上端面は、検査試料消耗品あるいは検査試料消耗品の一部を保持するようにそれぞれ構成された少なくとも二つの保持部位を備える。垂直軸線は、実質的にこの少なくとも二つの保持部位間の距離の中央にある。一つ又は複数の熱電素子は中空体に熱的に接触している。

ここで用いられる用語「熱処理」は、検査試料を所定の検査試料温度に加熱及び／又は冷却し、検査試料温度を所定の継続時間、この所定の検査試料温度に維持するための検査試料事前分析処理、分析処理又は事後分析処理に関わるものである。したがって、検査試料の熱処理とは、検査試料の一定の温度での一定継続時間の保温、あるいは検査試料の一定の貯蔵温度での一定時間の貯蔵状態、あるいは検査試料の温度依存性反応であり得る。

検査試料の温度依存性反応は、所定の温度状態での検査試料の検体又は検体に関するパラメータに関係する検出可能信号を発生させる反応又はプロセスに関わる。通常、検査試料は検査試薬と混合される。その後、検査試料／試薬混合物は、所定の温度曲線の設定点温度に関係するものであっても良い所定の検査試料温度に加熱及び／又は冷却され、そして所定の継続時間維持される。検査試薬は、検出可能信号を発生させるために検体又は検体関連物質と反応する物質又は溶液を含み、検査試料温度は該反応を支える、又は可能にする。温度依存性反応の非限定例には、化学検査反応、免疫検査反応、酵素検査反応、分子生物検査反応、染料染色、凝固検査反応、凝集検査反応がある。

温度依存性反応の温度曲線は、試料ホルダが加熱及び／又は冷却されるかあるいは試料ホルダが所定の継続時間維持される所定の設定点温度の時間経路に関わるものであり、それにより検査試料は所定の検査試料温度に加熱及び／又は冷却されるかあるいは検査試料温度が所定継続時間維持される。温度曲線は、試料ホルダが所定の継続時間、所定の時点で加熱又は冷却される、少なくとも一つの所定の設定点温度を含む。試料ホルダについての温度曲線の実行は、制御装置により制御される一つ以上の熱電素子を用いて、所定時点に試料ホルダを少なくとも一つの設定点温度に所定の継続時間加熱又は冷却することを含む。したがって、温度曲線の実行は、所定の設定点温度に到達するために試料ホルダを所定の時点で加熱又は冷却し、試料ホルダ温度を到達した設定点温度に所定の継続時間維持するため、試料ホルダを加熱又は冷却することを含んでも良い。設定点温度は、事前分析処理、分析処理又は事後分析処理のような特定の試料処理ステップが支えられる、又は可能にされる温度であっても良い。例えば、化学反応、酵素反応又は微生物反応のような特定の温度依存性反応は、特定の温度のみで行われても良く、また特定の温度でより効率的であっても良い。

一実施形態では、温度曲線は一つだけの設定点温度を含む。例えば、試料ホルダは一つ以上の熱電素子により、所定時点において所定の設定点温度（例えば９５°Ｃ）に所定の継続時間（例えば１０秒）加熱される。その後、試料ホルダを一つ以上の熱電素子を用いることなく室温まで冷ます。

他の実施形態では、温度曲線は二つの設定点温度を含む。例えば、試料ホルダは一つ以上の熱電素子により、第１の所定時点において第１の所定設定点温度（例えば３７°Ｃ）に第１の所定継続時間（例えば３時間）加熱される。第１の所定継続時間の間に温度依存性反応が発生しても良い。その後、第２の所定時点（例えば、第１の所定継続時間の後）において、同じ試料ホルダが一つ以上の熱電素子により第２の所定設定点温度（例えば４°Ｃ）に所定の継続時間（例えば２４時間）冷却される。

更に別の実施形態では、温度曲線は三つ以上の設定点温度を含む。例えば、同じ試料ホルダは一つ以上の熱電素子により、第１の所定時点において第１の所定設定点温度（例えば９５°Ｃ）に第１の所定継続時間（例えば３０秒）加熱される。次に、同じ試料ホルダは一つ以上の熱電素子により、第２の所定時点（例えば第１の継続時間の後）において第２の所定設定点温度（例えば６５°Ｃ）に第２の所定継続時間（例えば３０秒）冷却される。その後、同じ試料ホルダは一つ以上の熱電素子により、第３の所定時点（例えば第２の継続時間の後）において第３の所定設定点温度（例えば７２°Ｃ）に第３の所定継続時間（例えば２分）加熱される。第１の継続時間の第１の所定設定温度、第２の継続時間の第２の所定設定温度及び第３の継続時間の第３の所定設定温度のシーケンスは、一つ以上の温度依存性反応がその間に発生する温度曲線のサイクルを規定しても良い。温度曲線の実行中、一つ以上の熱電素子により、試料ホルダが第４の所定時点（例えば温度曲線の最後のサイクルの第３の継続時間の後）において第４の所定設定点温度（例えば４°Ｃ）に所定継続時間（例えば２４時間）冷却される前に、この温度曲線のサイクルが複数回（例えば４０回）繰り返されても良い。以下に更に記載するような核酸増幅反応を行うために、上記のような温度曲線を試料ホルダを用いて実行しても良い。

ここで用いられる用語「検査試料」は、患者検体（例えば血清、血漿、全血、尿、糞便、唾液、脳脊髄液、骨髄、組織など）に関わるものであり、温度依存性反応を用いることによりそれらから、被検体あるいは着目パラメータの存在、また必要に応じてその濃度を決定することができる。検査試料は特定の時刻に個々の患者から採取されるので、着目する対応被検体あるいはパラメータは各検査試料に固有である。

ここで用いられる用語「試料ホルダ」は、検査試料及び／又は検査試薬を含む少なくとも一つの検査試料消耗品を受容し、保持し及び／又は解放することに対応した手段に関わるものである。試料ホルダは、互いに対向する内側底面と内側上端面とを有する中空体を備える。中空体は銅、アルミニウム、銀又は金などの金属で作られても良い。この金属は焼結金属であっても良い。あるいは中空体は銅合金、アルミニウム合金、銀合金又は金合金であっても良い。合金は焼結合金であっても良い。中空体は立方体形状であっても良い。中空体は内部作動流体を備える。中空体内の内部作動流体の蒸発及び凝縮は、熱を中空体の内側面の一方から他方に運ぶのに用いられる。例えば、中空体の内側底面は蒸発部であっても良く、そこでは熱が一つ以上の熱電素子により供給され、内側底面で吸収される。内部作動流体は蒸発し、中空体の内部に圧力勾配が生じる。また、中空体の内側上端面は、そこに蒸気が流される凝縮部であっても良く、そこでは蒸気は凝縮し、その熱を中空体の外側上端面、更には検査試料消耗品に放散する。その後、内部作動流体は重力又は毛細管作用により内側底面に戻る。

試料ホルダは更に、内側上端面に対して平行な外側上端面を備える。外側上端面は、検査試料消耗品あるいは検査試料消耗品の一部を保持するようにそれぞれ構成された少なくとも二つの保持部位を備える。

一実施形態では、外側上端面は、少なくとも二つの保持部位のそれぞれに凹部あるいは配置領域を備える。各凹部あるいは配置領域は、検査試料消耗品あるいは検査試料消耗品の一部を、試料ホルダと検査試料消耗品との間の熱交換が促進され得るように、受容し、収容し、そして解放するように構成されている。凹部あるいは配置領域の形状は、試料ホルダと検査試料消耗品との間の双方向熱流束が最良となるよう、検査試料消耗品の形状に対応させても良い。凹部は円筒、円錐又は立方体の形状を有しても良い。配置領域は検査試料消耗品の正確且つ確実な配置のためのフレーム形成する突起を持つ平坦面を有しても良い。あるいは複数の配置領域の複数の突起が、検査試料消耗品の正確且つ確実な配置のための共通フレームを形成しても良い。

ここで用いられる用語「検査試料消耗品」は、検査試料（例えば血液、尿、血清、血漿、液体生検試料、組織など）、検査試薬（例えば免疫化学検査、臨床化学検査、凝析検査、血液検査、分子生物学検査、染料染色などのための試薬）、あるいはこれらの組み合わせのような内容物を受容し、格納し、搬送し及び／又は解放することに対応した手段に関わるものである。検査試料消耗品の内容物、試料処理ステップあるいは検査試料の熱処理、更には材料メーカーにより、直径、側面長、高さ及び形状のような検査試料消耗品の寸法は変わる。

具体的実施形態では、検査試料消耗品は凹部により受容されるように構成された検査試料容器であり、この検査試料容器は検査試料を受容し、搬送し、そして解放するように構成される。試料容器は、円筒、円錐又は立方体の形状であっても良い。試料容器は閉じた底部と開いた上端部とを有しても良い。円筒形状の容器の閉じた底部は丸くすることができ、開いた上端部は例えば蓋を用いることにより開閉可能であっても良い。単一の円筒形又は円錐形の分離容器の一つの非限定例は、当技術分野で周知の一次又は二次試料容器である。あるいは、二つ以上の試料容器が、試料ホルダの複数の凹部に受容されるように構成されたマルチ検査試料容器アセンブリとして配列されても良い。このようなマルチ検査試料容器アセンブリの一つの非限定例は、当技術分野で周知のマルチウェルプレートである。

他の具体的実施形態では、検査試料消耗品は配置領域に受容されるように構成されたマイクロ流体装置であり、このマイクロ流体装置は検査試料を受容し、格納し、搬送し、解放するように構成されている。マイクロ流体装置は、少なくとも一つの検査試料の温度依存性反応用の反応チャンバとして意図されたウェルアレイと流体連通する少なくとも一つの流路を備えても良い。マイクロ流体装置は、欧州特許出願公開第３３００８０１（Ａ１）号明細書、図１の参照番号１及び対応の説明に記載されているようにデザインされても良い。

より具体的な実施形態では、検査試料消耗品は配置領域に受容されるように構成された検査試料キャリアであり、この検査試料キャリアは検査試料を受容し、格納し、搬送し、そして解放するように構成されている。検査試料キャリアは、ガラス又はプラスチックの小さな矩形片であり、その上に一つ以上の検査試料を分析のために置くことができる。検査試料キャリアの非限定例は、顕微鏡スライドであり、その上に染料染色及びそれに続くイメージング又は顕微鏡観察のために一つ以上の組織切片を置くことができる。顕微鏡スライドは更に顕微鏡スライドの上に置かれるカバーガラスを備えても良い。

中空体の内側底面と内側上端面とは、内側底面に対して垂直な垂直軸線に沿って延びる支柱によって互いに接続されている。垂直軸線は、実質的にこの少なくとも二つの保持部位間の距離の中央にある。したがって支柱は、一般的製作精度の範囲内の少なくとも二つの保持部位の間に位置する。温度調整された検査試料はサーマルマスを有するので、温度調整された検査試料を有する検査試料消耗品が少なくとも二つの保持部位により保持される場合には、内部作動流体は、最初に内側上端面上に支柱位置において凝縮する。そのため、少なくとも二つの保持部位の間にある内側底面と内側上端面とを接続する支柱は、内部作動流体の戻り、したがって試料ホルダが一様な温度に達する速さあるいは時間を改善し得る。

ここで用いられる用語「支柱」は、凝縮した内部作動流体の中空体の内側面の一方から他方への誘導された且つ効率的な戻りのために、中空体の内側底面と内側上端面とを接続する垂直構造体に関わるものである。凝縮した内部作動流体は、毛細管作用により、また重力に支えられて内側上端面から内側底面に戻り得る。それに加え、支柱は支持機能を有し得、中空体の安定性に寄与する。中空体のデザイン及び凹部あるいは配置領域の形状と配列とに応じて、直径、側面長、高さ、形状のような支柱の寸法は変化する。一つの実施形態では、支柱は円筒形状を有する。あるいは、支柱は円錐又は立方体の形状を有しても良い。支柱は中実であっても中空であっても良い。

更に他の実施形態では、支柱は軸方向溝を持つ面を備える。軸方向溝は、該面上を垂直且つ平行に延びても良く、あるいは螺旋状に延びても良い。軸方向溝は支柱面を増加させ得るので、内部作動流体のより効率的戻りに寄与し得る。

一つの実施形態では支柱は芯構造を備える。芯構造は、作動流体を中空体の内側上端面（凝縮部）から内側底面（蒸発部）に移動させるための毛細管、狭小空間、細孔又は格子構造からなっても良い。このようにして芯構造は、支柱の毛細管作用を支え、そして作動流体が重力のような外力の助け無しで流れることを可能にする。芯構造は、様々な材料及び方法により組み立てることができる。

支柱の具体的な実施形態においては、芯構造は多孔質構造である。したがって、支柱は細孔を備える多孔質材料で作られても良い。細孔は、内部作動流体の効率的吸収又は通過を許容する任意の種類の微細な開口あるいは隙間である。したがって、細孔は支柱の毛細管作用を更に向上させ得る。

より具体的な施形態では、多孔質構造は焼結金属あるいは焼結合金で作られる。ここで用いられる用語「焼結金属」あるいは「焼結合金」は、異なる種類の金属あるいは合金の粉末冶金のプロセスを通して作られる固形製品に関するものである。例えば、支柱の多孔質構造は、焼結銅、焼結アルミニウム、焼結銀、焼結金、焼結銅合金（例えばブロンズ、真鍮など）、焼結アルミニウム合金、焼結銀合金あるいは焼結金合金で作られる。

一つの実施形態では、支柱は二つ以上の副支柱のアセンブリである。中空体の内側底面と内側上端面とは、アセンブリの各副支柱により互いに接続される。アセンブリは水平外周部と、内側底面に対して垂直であり水平外周部の中心に位置する追加垂直軸線とを備える。副支柱はアセンブリの水平外周部の内部に、あるいは水平外周部に沿って配列される。追加垂直軸線は垂直軸線と一線に並んでも良い。各副支柱は芯構造を備えても良い。各副支柱は円筒形状を有しても良い。各副支柱は更に軸方向溝を有する面を備えても良い。各副支柱の芯構造は、焼結金属又は合金で作られた多孔質構造であっても良い。各副支柱の芯構造は、支柱の全体的毛細管作用を向上させ得る。アセンブリの水平外周部は、任意の幾何形状（例えば、円形、三角形、正方形など）を有することができ、副支柱は水平外周部の内部に又は水平外周部に沿って対称的あるいは非対称的順序で配列され得る。一つの実施形態では、複数の副支柱は水平外周部に沿って等間隔に配列される。必要であれば副支柱を水平外周部の中心に配置しても良い。アセンブリは、一般的製作精度の範囲内の少なくとも二つの保持部位の間に位置する。温度調整された検査試料はサーマルマスを有するので、温度調整された検査試料を有する検査試料消耗品が少なくとも二つの保持部位により保持される場合には、内部作動流体は、最初に内側上端面上にアセンブリの中心において凝縮する。そのため、少なくとも二つの保持部位の間にある複数の副支柱により内側底面と内側上端面とを接続するアセンブリは、内部作動流体の戻り、したがって試料ホルダが一様な温度に達する速さあるいは時間を改善し得る。

より具体的な実施形態では、支柱は３Ｄプリント製品である。ここで用いられる用語「３Ｄプリント製品」は、３Ｄプリントのプロセスを通して作られる固形製品に関わるものである。３Ｄプリンタは、金属、合金、焼結金属あるいは焼結合金のフィラメントから、実質的に自由形状の支柱を製作することができる。

装置の一つの実施形態では、中空体は第１の金属、第１の焼結金属、第１の合金又は第１の焼結合金で作られる。支柱は、第２の金属、第２の焼結金属、第２の合金又は第２の焼結合金で作られる。第１の金属、第１の焼結金属、第１の合金又は第１の焼結合金は、第２の金属、第２の焼結金属、第２の合金又は第２の焼結合金と同じであるか、あるいは異なる。

具体的な実施形態では、第１の金属又は第１の焼結金属は、銅、アルミニウム、銀又は金である。第１の合金又は第１の焼結合金は、銅合金、アルミニウム合金、銀合金又は金合金である。第２の金属又は第２の焼結金属は、銅、アルミニウム、銀又は金である。第２の合金又は第２の焼結合金は、銅合金、アルミニウム合金、銀合金又は金合金である。非限定例として、中空体はアルミニウム又はアルミニウム合金であっても良く、支柱は焼結銅又は焼結銅合金で合っても良い。このようにして、中空体の熱拡散機能の効率を最大限にすることにより、中空体の重量及びコストの両方を最小にすることができる。支柱は中空体の外側壁よりも体積が小さいと見込まれるので、支柱だけをより高価で重い焼結銅あるいは焼結銅合金で作っても良い。しかしながら、銅はアルミニウムよりも僅かに優れた熱伝導率を有する。内部作動流体に加え、銅又は銅合金で作られた支柱は熱拡散を更に向上させ得る。

一つの実施形態では、中空体及び支柱は単一片からなり、該単一片は３Ｄプリント製品である。したがって、支柱と中空体の内側底面／上端面との間に隙間は無く、効率的な内部作動流体の戻りを可能にする。それに加え、漏れやすい溶接継ぎ目が中空体の製造中に生じることはないので、中空体の気密性を確保し得る。３Ｄプリンタは、同じ又は異なる金属、合金、焼結金属あるいは焼結合金からなる単一片を、支柱及び中空体用に製造することができる。

別の実施形態においては、中空体は、内側上端面を備える中空体上端部と内側底面を備える中空体底部とからなる。支柱は支柱上端部と支柱底部とからなる。支柱上端部は中空体上端部により構成され、支柱底部は中空体底部により構成される。中空体上端部は中空体底部に固定され、それにより中空体と支柱とを形成する。例えば、中空体上端部は、気密の中空体が製造されるように任意の適切な手段（例えば溶接）により中空体底部に固定される。一方、支柱上端部は、ロック機構により支柱底部に接続されても良い。このようなロック機構の非限定例として、支柱上端部は支柱底部のピンホールに嵌るピンを備えても良い。

より具体的な実施形態では、支柱上端部は、支柱上端部が中空体の内側上端面に直接接触するように任意の適切な手段（例えば、はんだ付け、溶接、接着、クランピングのような圧着又はねじ留）により、中空体上端部の内側上端面に貼付される、又は取り付けられる。支柱底部は、支柱底部が中空体の内側底面に直接接触するよう任意の適切な手段（例えば、はんだ付け、溶接、接着、クランピングのような圧着又はねじ留）により、中空体底部の内側底面に貼付される、又は取り付けられる。

他の具体的な実施形態では、中空体上端部及び支柱上端部は単一片からなり、中空体底部及び支柱底部は別の単一片からなる。両方の単一片は、任意の適切な手段（例えば、溶接）により中空体及び支柱が形成されるように互いに固着できる３Ｄプリント製品である。

一つの実施形態では、外側上端面は中空体により構成され、内側上端面の形状は外側上端面に対応する。したがって、試料ホルダは中空体のみからなっても良い。検査試料消耗品用の凹部又は配置領域は、中空体の外側上端面と内側上端面とにより構成、あるいは形成されても良い。

一つの実施形態では、試料ホルダは更に熱ブロックを備え、外側上端面は熱ブロックにより構成される。中空体は実質的に平坦であり、熱ブロックは中空体の上に位置する。したがって、試料ホルダは中空体と熱ブロックとを備えるアセンブリであっても良い。熱ブロックは、立方体形状を有し、そして一つ又は複数の凹部あるいは配置領域を備えても良い。各凹部あるいは配置領域は、試料ホルダと検査試料消耗品との間の熱交換が促進され得るように、検査試料消耗品あるいは検査試料消耗品の一部を受容し、収容し、そして解放するように構成されている。一つの実施形態では、熱ブロックは、銅、アルミニウム、銀、銅合金、アルミニウム合金、銀合金又は金合金で作られている。熱ブロックは、実質的に平坦な形状を有する中空体と直接熱接触しても良い。熱ブロック及び試料ホルダの窪みは、欧州特許出願公開第１７１００１７（Ａ１）号明細書、図１の参照番号１、４、６及び対応の説明に記載されているようにデザインされても良い。

具体的な実施形態では、熱ブロックは中空体に搭載される。例えば、熱ブロックは、接着や機械的留め具（例えばねじ）のような任意の適切な手段により中空体の外側上端面に取り付けられ、熱ブロックは効率的な双方向熱流束のため中空体の外側上端面と直接接触する。

他の具体的な実施形態では、中空体及び熱ブロックは単一片からなり、該単一片は３Ｄプリント製品である。中空体と熱ブロックとの間に隙間や裂け目は存在しないので、中空体と熱ブロックとの間の双方向熱流束の効率を向上し得る。３Ｄプリンタは、同じ又は異なる金属、合金、焼結金属あるいは焼結合金からなる単一片を熱ブロック及び中空体用に製造することができる。あるいは、上述したような中空体上端部が熱ブロックを備えても良い。

装置は、更に中空体と熱接触する一つ以上の熱電素子を備える。ここで用いられる用語「熱電素子」は、試料ホルダの加熱及び／又は能動冷却用の装置に関わるものである。したがって、一つ以上の熱電素子は、少なくとも一つの所定温度又は温度曲線の設定点温度に試料ホルダを加熱又は冷却する温度コントローラとして用いられる。熱電素子は、セラミックプレート又は他の絶縁材料の間に挟まれたｐ型・ｎ型半導体ペアあるいは接続体を備える半導体材料から作られる固体ヒートポンプである。熱は、電子がｐ型素子内の低エネルギーレベルからｎ型素子内の高エネルギーレベルに移行する時に、該電子により冷接点において吸収される。エネルギーは、電子がｎ型素子内の高エネルギーレベルからｐ型素子内の低エネルギーレベルに移動する時に、温接点において例えばヒートシンクに放出される。電子をシステム内で移動させるエネルギーは、直流電源が提供する。ポンピングされる熱の量は熱電素子を流れる電流の量に比例するので、精密な温度制御が可能である。電流を反転させることにより、熱電素子はヒーター又はクーラーとして機能可能であり、これは試料ホルダについての温度曲線の実行を制御するのに有用である。小領域でポンピングされる熱の量は比較的大きいので、通常、熱電素子は熱を周囲環境に放散するためのヒートシンクを必要とする。周知のタイプの熱電素子は、ペルチェ素子である。

具体的な実施形態では、一つ以上の熱電素子は一つ以上の電着熱電素子を備える。電着熱電素子は、ｐ型及びｎ型素子の電着により作られる又は製造される熱電素子に関わるものである。電着とは、電着塗装、ｅ－コーティング、カソード電着、アノード電着、電気泳動塗装又は電気塗装を含むプロセスである。このプロセスの特徴は、液状媒体の中に浮いているコロイド粒子が電界の影響下で移動（電気泳動）し、電極上に析出することである。安定した懸濁液を形成することに用いることができ、且つ電荷を運ぶことのできる、あらゆるコロイド粒子を電気泳動析出に用いることができる。これは、ポリマー、顔料、染料、セラミックス、ケイ酸塩、メタロイド（半金属）及び金属を含む。このプロセスは、材料を任意の導電性面に塗布するのに有用である。電着はｐ型及びｎ型素子の非常に緻密な材料を実現するので、電着熱電素子は柔軟性が高く、比較的容易に個別成形することができる。電着熱電素子は、欧州特許出願公開第３２９０１１９（Ａ１）号明細書、図１ないし図８の参照番号４８及び対応の説明に記載されているようにデザインされても良い。

一つの実施形態では、装置は更に、一つ以上の熱電素子と熱接触するヒートシンクを備える。一つ以上の熱電素子は試料ホルダとヒートシンクとの間に配置されても良い。したがって、熱は試料ホルダから取り除かれ、熱を周囲環境に放散するヒートシンクに運ばれる。ヒートシンクは欧州特許出願公開第３２９０１１９（Ａ１）号明細書、図１、２、３、４、６、７、８の参照番号３０及び対応の説明に記載されているようにデザインされても良い。

より具体的な実施形態では、ヒートシンクは追加中空体である。追加中空体は、互いに対向し且つ平行な追加内側底面と追加内側上端面とを備える。追加中空体は銅、アルミニウム、銀又は金のような金属で作られても良い。あるいは、追加中空体は銅合金、アルミニウム合金、銀合金又は金合金で作られても良い。金属は焼結金属であってもよく、合金は焼結合金であっても良い。追加中空体は立方体の形状を有しても良い。追加中空体は追加内部作動流体を備えても良い。追加中空体内部の追加内部作動流体の蒸発及び凝縮は、熱を追加中空体の追加内面の一方から他方に運ぶために用いられる。例えば、一つ以上の熱電素子により供給された熱が追加中空体の追加内側上端面（追加中空体の蒸発部）で吸収されると、内部作動流体は蒸発し、追加中空体内に圧力勾配が生じる。蒸気は、追加中空体の追加内側底面の冷却端（追加中空体の凝縮部）に流され、そこで凝縮してその潜熱を周囲環境に放散する。

一つの実施形態では、追加中空体の追加内側上端面及び追加内側底面は追加支柱により互いに接続されても良い。支柱及び追加支柱は、内側底面及び追加内側底面に対して垂直である、同じ又は別の垂直軸線に沿って延びても良い。追加支柱は芯構造及び円筒形状を有しても良い。追加支柱は更に軸方向溝を有する面を備えても良い。芯構造は、焼結金属又は合金で作られた多孔質構造であっても良い。芯構造は、追加支柱の毛細管作用を支え、作動流体が重力の助け無しに又は重力に逆らってでも追加内側底面から追加内側上端面に流れることを可能にする。熱は追加中空体に一様に分布するので、熱を均一に、したがって効率的に周囲に放散させ、冷却効率が向上する。

一つの実施形態では、追加支柱は二つ以上の追加副支柱の追加アセンブリであっても良い。追加中空体の追加内側底面と追加内側上端面とは、追加アセンブリの各追加副支柱により互いに接続されても良い。追加アセンブリは、追加水平外周部と、追加内側底面に対して垂直であり追加水平外周部の中心に位置する追加垂直軸線とを有しても良い。追加副支柱は追加アセンブリの追加水平外周部の内部に、あるいは追加水平外周部に沿って配列されている。追加垂直軸線は垂直軸線と一線に並んでも良い。各追加副支柱は芯構造を備えても良い。各追加副支柱は円筒形状を備えても良い。各追加副支柱は、更に軸方向溝を有する面を備えても良い。各追加副支柱の芯構造は、焼結金属又は合金で作られた多孔質構造であっても良い。各副支柱の芯構造は、追加支柱の全体的毛細管作用を向上させ得る。追加アセンブリの水平外周部は、任意の幾何形状（例えば、円形、三角形、正方形など）を有することができ、追加副支柱は追加水平外周部の内部に又は追加水平外周部に沿って対称的あるいは非対称的順序で配列されても良い。一つの実施形態では、複数の追加副支柱は追加水平外周部に沿って等間隔に配列される。必要であれば追加副支柱を追加水平外周部の中心に配置しても良い。

本発明はまた、検査試料の熱処理実行用の実験機器に関する。実験機器は、ここに開示されるような検査試料の熱処理装置及び制御装置を備える。制御装置は、試料ホルダを加熱又は冷却するための一つ以上の熱電素子を制御するように構成されている。

ここで用いられる用語「実験機器」は、所定の温度又は温度曲線の設定点温度に応じて検査試料を処理する又は取り扱うように構成された、任意の事前分析機器、分析機器又は事後分析機器に関するものである。事前分析機器は、通常、検査試料の前処理又は取扱いに使用できる。分析機器は、例えば、検体が存在するか否かそしてもし必要であればその濃度を決定することを可能にする、測定可能な信号を生成するために、検査試料あるいは検査試料の一部及び検査試薬を使用するようにデザイン可能である。事後分析機器は、通常、検査試料のある温度状態での保管のような検査試料の事後処理又は取扱いに使用できる。実験機器は、例えば次に記載する装置群の中の少なくとも一つの装置を備えても良い。検査試料あるいは検査試料消耗品のソーティング装置、試料容器の蓋や栓の取外しのための蓋取外し装置、試料容器の蓋や栓の取付けのための蓋取付け装置、試料容器の蓋や栓の取外し／取付けのための蓋取外し／取付け装置、検査試料及び／又は検査試薬を分注するための分注装置、検査試料及び／又は検査試薬を分取するための分取装置、検査試料及び／又は検査試薬を遠心分離するための遠心分離装置、試料ホルダを加熱及び／又は冷却するための一つ以上の熱電素子、検査試料及び／又は検査試薬を含む検査試料消耗品を保持するための試料ホルダ、検査試料及び／又は検査試薬を混合するための混合装置、検査試料の検体を分離するための分離装置、検査試料及び／又は検査試薬を保存するための保存装置、検査試料及び／又は検査試薬を保管するための保管装置、検査試料消耗品のタイプを決定するための検査試料消耗品タイプ決定装置、検査試料消耗品の品質を決定するための検査試料消耗品品質決定装置、検査試料消耗品を特定するための検査試料消耗品特定装置、検査試料の検体を検出するための検出装置。上記の実験機器は当技術分野で周知である。

ここで用いられる用語「制御装置」は、検査試料処理ステップが実験機器により実行されるように該実験機器を制御するように構成されたプロセッサを備える、任意の物理的な又は仮想の処理装置を含むものである。制御装置のプロセッサは、例えば実験機器に対し、事前分析、事後分析及び分析の各検査試料処理ステップを実行するよう指示する。制御装置は、ある検査試料についてどのステップを行う必要があるかということに関するデータを、データ管理ユニットから受け取っても良い。制御装置のプロセッサは、例えば、実験機器の動作を行う命令を含むコンピュータ可読プログラムを実行するように構成されたプログラマブルロジックコントローラとして実現しても良い。そのような動作の一つは、試料ホルダを所定時点で所定時間、少なくとも一つの所定温度又は温度曲線の設定点温度に加熱又は冷却するために、一つ以上の熱電素子を制御することである。

一つの実施形態では、実験機器は更に、少なくとも二つの保持部位に向けて光を発するように構成された光源と、この少なくとも二つの保持部位から発せられる光を検出するように構成された検出器とを備える。したがって、光源は、検査試料消耗品内の検査試料が照らされるように、少なくとも二つの保持部位に向けて光を発するように構成される。非限定例として、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲンランプ、キセノンランプ又はレーザーであっても良い。少なくとも二つの保持部位に向かって発せられた光は、検査試料の検体、検体関連のパラメータ又は検体関連物質と相互作用し得、その結果少なくとも二つの保持部位から発せられる光が生じる。非限定例として、発せられた光と、検体、検体関連のパラメータ又は検体関連物質との相互作用は、反射、散乱、螢光を含む吸収、ルミネセンス、屈折、光学活性及び光電効果に基づくものであっても良い。少なくとも二つの保持部位から発せられる光の強度は検出器により測定できる。非限定例として、検出器は単一のフォトダイオード、フォトダイオードアレイ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、又は光電子増倍管（ＰＭＴ）あるいはそのアレイを備える。測定した光強度に基づき、分析された検査試料の検査結果を計算し得る。
検査結果は、検査試料中の検体、検体関連のパラメータ又は検体関連物質の存在及び／又は濃度を示し得る。

一つの実施形態では、実験機器で行われる検査試料の熱処理は温度依存性反応である。

より具体的な実施形態では、実験機器で行われる検査試料の熱処理は核酸増幅反応である。ここで用いられる用語「核酸増幅反応」は、ＤＮＡセグメント単一のコピー又はいくつかのコピーを、該ＤＮＡセグメントの検出可能なコピー数まで増幅するためのポリメラーゼによる繰り返し温度依存性反応を含む、分子生物学に用いられる方法又は反応に関するものである。一つのそのような温度依存性反応は、試料ホルダの温度曲線の１サイクルの実行中に起こり得る。温度曲線の各サイクルは少なくとも三つの離散的設定点温度を備えても良い。例えば、温度曲線の各サイクルは、変性フェーズのための第１の設定点温度と第１の継続時間（例えば９５°Ｃで３０秒）、アニーリングのための第２の設定点温度と第２の継続時間（例えば６５°Ｃで３０秒）及び核酸増幅反応の延長フェーズのための第３の設定点温度と第３の継続時間（例えば７２°Ｃで２分）を備えても良い。通常、核酸増幅反応の温度曲線は、検出可能なコピー数のＤＮＡセグメントが生成されるまでの２０－４０回の繰り返しサイクルからなる。ＤＮＡセグメントのコピーの検出は核酸増幅反応が完了した後に、若しくは核酸増幅反応中リアルタイムに行うことが可能である。

本発明は更に、検査試料の熱処理を、ここに開示するような検査試料の熱処理用の装置内又はここに開示するような検査試料の熱処理用の実験機器内で検査試料の熱処理を行う方法に関するものである。この方法は、一つ以上の熱電素子を操作することにより検査試料を一つ以上の所定温度に晒すこと含み、この検査試料は少なくとも二つの試料保持部位の一方に保持される検査試料消耗品内にある。

図１は本発明に従う検査試料の熱処理装置の実施形態を示す。 図２は本発明に従う検査試料の熱処理装置の他の実施形態を表す。 図３は本発明に従う検査試料の熱処理装置の別の実施形態を示す。 図４は本発明に従う検査試料の熱処理装置の追加の実施形態を示す。 図５は本発明に従う検査試料の熱処理装置の他の実施形態を表す。 図６は本発明に従う装置の追加の実施形態を示す。 図７は本発明に従う実験機器の実施形態を示す。

図１Ａ－Ｂは、検査試料の熱処理装置（１０）の実施形態の側平面図を示す。図１Ａに示されるように、検査試料の熱処理装置（１０）は試料ホルダ（１２）及び一つ以上の熱電素子（１４）を備える。試料ホルダ（１２）は、互いに対向する内側底面（１８）と内側上端面（２０）とを有する中空体（１６）を備える。一つ以上の熱電素子（１４）は中空体（１６）と熱接触している。示される実施形態では、中空体（１６）の内側底面（１８）と内側上端面（２０）とは互いに平行である。中空体（１６）は内部作動流体（不図示）を備える。試料ホルダ（１２）は、更に内側上端面（２０）に対して平行な外側上端面（２２）を備える。図示の実施形態では、外側上端面（２２）は中空体（１６）からなる。内側底面（１８）と内側上端面（２０）とは、内側底面（１８）に対して垂直な垂直軸線（２６）に沿って延びる支柱（２４）により互いに接続される。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、外側上端面（２２）は二つの保持部位（２８）を備える。保持部位（２８）は、図１Ｂに十字形のポジションマーカで示されている。各保持部位（２８）は検査試料消耗品（３０）を保持するように構成される。図示の実施形態では、外側上端面（２２）は少なくとも二つの保持部位（２８）を配置領域に（３６）に備える。各配置領域（３６）は、試料ホルダ（１２）と検査試料消耗品（３０）との間の熱交換が促進され得るように検査試料消耗品（３０）を受容し、収容し、そして解放するように構成される。配置領域（３６）は、検査試料消耗品（３０）、例えば正方形の顕微鏡スライドのような検査試料キャリアの正確且つ確実な配置のためのフレーム（３５）を形成する突起を有する平坦面を備えても良い。図１Ａ及び１Ｂに更に示されるように、垂直軸線（２６）は、少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。

図２Ａ－Ｂは、検査試料の熱処理装置（１０）の更なる実施形態の平面図を表す。図２Ａに示されるように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）の外側上端面（２２）は、四つの十字形のポジションマーカで示される四つの保持部位（２８）を備える。言うまでもなく、保持部位の数は、同時に分析すべき検査試料の数に応じて変化し得る。中空体（１６）の外側上端面（２２）は、四つの保持部位（２８）のそれぞれに四つの配置領域を備える。配置領域は、検査試料消耗品（３０）、例えば正方形の顕微鏡スライドのような検査試料キャリアの正確且つ確実な配置のためのフレーム（３５）を形成する突起を有する平坦面を備えても良い。図２Ａに更に示されるように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）は三つの支柱（２４）を備える。各支柱（（２４）は、少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。

あるいは、図２Ｂに示されるように、各保持部位（２８）は検査試料消耗品（３０）の一部を保持するように構成される。図２Ｂに示されるように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）の外側上端面（２２）は、四つの十字形のポジションマーカで示される四つの保持部位（２８）を備える。中空体（１６）の外側上端面（２２）は、四つの保持部位（２８）のそれぞれに四つの配置領域を備える。二つの配置領域の突起は、検査試料消耗品（３０）、例えば矩形の顕微鏡スライドのような検査試料キャリアの正確且つ確実な配置のための共通フレーム（３７）を形成しても良い。図２Ｂに更に示されるように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）は三つの支柱（２４）を備える。各支柱（（２４）は、少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。

図３Ａ－Ｂは、試料ホルダ（１２）と一つ以上の熱電素子（１４）とを備える検査試料の熱処理装置（１０）の他の実施形態の側平面図を示す。図３Ａに示されるように、試料ホルダ（１２）は、互いに対向する内側底面（１８）と内側上端面（２０）とを有する中空体（１６）を備える。一つ以上の熱電素子（１４）は中空体（１６）と熱接触している。中空体（１６）は内部作動流体（不図示）を備える。試料ホルダ（１２）は更に内側上端面（２０）に対して平行な外側上端面（２２）を備える。図示の実施形態では、外側上端面（２２）は中空体（１６）からなる。内側底面（１８）と内側上端面（２０）とは、内側底面（１８）に対して垂直な垂直軸線（２６）に沿って延びる支柱（２４）により互いに接続される。図３Ａに示されるように、外側上端面（２２）は、検査試料消耗品（３０）を保持するようにそれぞれ構成された二つの保持部位（２８）を備える。図３Ｂにおいて、二つの保持部位（２８）は十字形のポジションマーカで示され、検査試料消耗品は示されていない。図示の実施形態では、外側上端面（２２）は、少なくとも二つの保持部位（２８）において円錐形凹部（３４）を備える。各円錐形凹部は、例えば円錐形の検査試料容器である検査試料消耗品（３０）を受容し、収容し、そして解放するように構成されている。図３Ａ及び３Ｂに更に示されるように、垂直軸線（２６）は少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。

図４は、試料ホルダ（１２）と一つ以上の熱電素子（１４）とを備える検査試料の熱処理装置（１０）の更なる実施形態を表している。試料ホルダ（１２）は熱ブロック（４０）と中空体（１６）とを備える。試料ホルダ（１２）の外側上端面（２２）は熱ブロック（４０）からなる。図４に示すように、外側上端面（２２）は、それぞれ検査試料消耗品（３０）を保持するように構成された二つの保持部位（２８）を備える。図示の実施形態では外側上端面（２２）は、少なくとも二つの保持部位（２８）のそれぞれにおいて円錐形凹部（３４）を備える。各円錐形凹部（３４）は、例えば円錐形の検査試料容器である検査試料消耗品（３０）を受容し、収容し、そして解放するように構成されている。あるいは、外側上端面（２２）は、少なくとも二つの保持部位（２８）のそれぞれにおいて配置領域を備えても良い。各配置領域は、図１Ａに示すように、例えば顕微鏡スライドのような検査試料キャリアである検査試料消耗品あるいは検査試料消耗品の一部を受容し、収容し、そして解放するように構成されている。中空体（１６）は実質的に平坦であり、熱ブロック（４０）は中空体（１６）の上に位置する。中空体（１６）は、互いに対向し且つ平行であって内側底面（１８）に対して垂直な垂直軸線（２６）に沿って延びる支柱（２４）により互いに接続される、内側底面（１８）と内側上端面（２０）とを備える。図４に更に示すように、垂直軸線（２６）は、少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。

図５Ａ－Ｂは、本発明に従う検査試料の熱処理装置（１０）の更なる実施形態の平面図を表す。図５Ａに示すように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）の外側上端面（２２）は、九つの十字形のポジションマーカで示される九つの保持部位（２８）を備える。言うまでもなく、保持部位の数は、同時に分析すべき検査試料の数に応じて変化し得る。したがって、試料ホルダは、九つ以上、例えば９６、３８４又は１５３６の数の保持部位を備えても良い。図示の中空体（１６）の外側上端面（２２）は、九つの保持部位（２８）のそれぞれにおいて九つの凹部（３４）を備える。凹部は、検査試料消耗品、例えば円錐形の検査試料容器（不図示）を受容し、収容し、そして解放するように構成された円錐の形状を有しても良い。あるいは九つの凹部は、例えばマルチウェルプレートのようなマルチ検査試料容器アセンブリを受容し、収容し、そして解放するように構成されても良い。図５Ａに更に示すように、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）は、１６の数の支柱（２４）を備える。各支柱（２４）は、少なくとも二つの保持部位（２８）間の距離の実質的に中央にある。

図５Ｂに示すように、支柱は二つ以上の副支柱（６４）のアセンブリ（６２）であっても良い。図示の実施形態では、アセンブリ（６２）は三つの副支柱（６４）を備える。中空体（１６）の内側底面と内側上端面とは、アセンブリ（６２）の三つの副支柱（６４）により互いに接続されている。図示のアセンブリ（６２）は、水平三角外周部（６６）を備える。このアセンブリは、内側底面（１８）に対して垂直であり水平外周部（６６）の中心（６８）に位置する追加垂直軸線を備える。三つの副支柱（６４）は、アセンブリ（６２）の水平三角外周部（６６）に沿って等間隔に、例えば水平三角外周部（６６）の各コーナーに配列されている。

図６Ａ－Ｂは、本発明に従う検査試料の熱処理装置（１０）の更なる実施形態を表す。図６Ａに示すように、装置（１０）は、図４により詳細に記載されるような試料ホルダ（１２）を備える。あるいは、装置（１０）は、図１Ａ又は図３Ａに記載されるような試料ホルダ（１２）を備えても良い。装置（１０）は、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）と熱接触する一つ以上の熱電素子（１４）を備える。装置（１０）は更に、一つ以上の熱電素子（１４）と熱接触するヒートシンク（３８）を備えても良い。一つ以上の熱電素子（１４）は、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）とヒートシンク（３８）との間に配置される。ヒートシンク（３８）は、ヒートシンク（３８）全体に均一に分布するフィン（３９）を備えても良い。図６Ｂに示すように、ヒートシンク（３８）は追加中空体（４２）であっても良い。追加中空体（４２）は、互いに対向し且つ平行な追加内側底面（４４）と追加内側上端面（４６）とを備える。追加中空体は追加内部作動流体（不図示）を備える。追加中空体（４２）の追加内側上端面（４６）と追加内側底面（４４）とは追加支柱（４８）により互いに接続されても良い。図示の実施形態では、中空体（１６）の支柱（２４）及び追加中空体（４２）の追加支柱（４８）は、中空体（１６）の内側底面（１８）及び追加中空体（４２）の内側底面（４４）に対して垂直である、同じ垂直軸線（２６）に沿って延びる。更に示されるように、垂直軸線（２６）は少なくとも二つの保持部位（２８）の間の距離（３２）の実質的に中央にある。あるいは、追加支柱（４８）は追加中空体（４２）の内側底面（４４）に対して垂直である、異なる垂直軸線に沿って延びても良い。例えば、追加支柱（４８）は、内側底面（４４）に対して垂直な垂直軸線に沿って、そして実質的に保持部位（２８）において延びても良い。一つ以上の熱電素子（１４）は、試料ホルダ（１２）の中空体（１６）とヒートシンク（３８）の追加中空体（４２）との間に配置されても良い。図６Ｂに示すような装置（１０）は、図３Ａにより詳細に記載されるような試料ホルダ（１２）を備えても良い。あるいは、図６Ｂに示すような装置（１０）は、図１Ａ又は図４に記載されるような試料ホルダ（１２）を備えても良い。

図７に検査試料の熱処理を行うための実験機器（５０）の略図を示す。実験機器（５０）は、検査試料の熱処理装置（１０）と制御装置（５２）とを備える。検査試料の熱処理装置（１０）は少なくとも、図１から図５に詳細に記載される試料ホルダ（１２）と一つ以上の熱電素子（１４）とを備える。検査試料の熱処理装置（１０）は更に、図６に詳細に記載されるヒートシンク（３８）を備えても良い。制御装置（５２）は、装置（１０）の試料ホルダ（１２）を加熱又は冷却するために一つ以上の熱電素子（１４）を制御するように構成されている。制御装置（５２）は、一つ以上の熱電素子（１４）を制御するために該一つ以上の熱電素子（１４）に通信可能に接続されている。制御装置（５２）は更に、プロセッサ（５４）とコンピュータ可読媒体（５６）とを備え、該コンピュータ可読媒体（５６）は、試料ホルダ（１２）を所定時点で所定時間、少なくとも一つの所定温度又は温度曲線の設定点温度に加熱又は冷却するために、一つ以上の熱電素子（１４）を制御する命令を含むコンピュータプログラム製品を格納する。

図示の実験機器（５０）は更に、少なくとも二つの保持部位（２８）に向けて光（５９）を発するように構成された光源（５８）と、この少なくとも二つの保持部位（２８）から発せられた光（６１）を検出するように構成された検出器（６０）とを備える。したがって、光源（５８）は、検査試料消耗品（３０）内の検査試料が照らされ、その結果として検査試料から発せられる検体関連の光が検出器（６０）により検出されるように、少なくとも二つの保持部位（２８）に向けて光（５９）を発するように構成される。

１０ 検査試料の熱処理装置
１２ 試料ホルダ
１４ 熱電素子
１６ 中空体
１８ 内側底面
２０ 内側上端面
２２ 外側上端面
２４ 支柱
２６ 垂直軸線
２８ 保持部位
３０ 検査試料消耗品
３２ 距離
３４ 凹部
３５ フレーム
３６ 配置領域
３７ 共通フレーム
３８ ヒートシンク
３９ フィン
４０ 熱ブロック
４２ 追加中空体
４４ 追加内側底面
４６ 追加内側上端面
４８ 追加支柱
５０ 実験機器
５２ 制御装置
５４ プロセッサ
５６ コンピュータ可読媒体
５８ 光源
５９ 少なくとも二つの保持部位に向けて発せられる光
６０ 検出器
６１ 少なくとも二つの保持部位から発せられる光
６２ 副支柱のアセンブリ
６４ 副支柱
６６ アセンブリの水平外周部
６８ アセンブリの水平外周部の中心

Claims (15)

1. 試料ホルダ（１２）と一つ以上の熱電素子（１４）とを備える検査試料の熱処理装置（１０）であって、前記試料ホルダ（１２）は互いに対向する内側底面（１８）と内側上端面（２０）とを有する中空体（１６）を備え、前記中空体は内部作動流体を備え、前記試料ホルダ（１２）は更に内側上端面（２０）に対して平行な外側上端面（２２）を備え、前記内側底面（１８）と前記内側上端面（２０）とは前記内側底面（１８）に対して垂直な垂直軸線（２６）に沿って延びる支柱（２４）により互いに接続され、前記外側上端面（２２）は検査試料消耗品（３０）又は検査試料消耗品の一部を保持するようにそれぞれ構成された少なくとも二つの保持部位（２８）を備え、前記垂直軸線（２６）は前記少なくとも二つの保持部位（２８）間の距離（３２）の実質的に中央に位置し、前記一つ以上の熱電素子（１４）は中空体（１６）と熱接触している、検査試料の熱処理装置（１０）。
2. 前記外側上端面（２２）は少なくとも二つの保持部位（２８）のそれぞれにおい凹部（３４）又は配置領域（３６）を備え、各前記凹部（３４）又は配置領域（３６）は検査試料容器（３０）又は検査試料容器の一部を前記試料ホルダ（１２）と前記検査試料消耗品（３０）との間の熱交換が促進され得るように受容し、収容し、そして解放するように構成されている、請求項１に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
3. 前記支柱（２４）は芯構造を備える、請求項１から２の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
4. 前記芯構造は多孔質構造である、請求項３に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
5. 前記多孔質構造は焼結金属又は焼結合金で作られる、請求項４に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
6. 前記支柱は二つ以上の副支柱（６４）のアセンブリ（６２）であり、前記中空体（１６）の前記内側底面（１８）と前記内側上端面（２０）とは前記アセンブリ（６２）の各前記副支柱（６４）により互いに接続され、前記アセンブリ（６２）は水平外周部（６６）と、前記内側底面（１８）に対して垂直であり前記水平外周部（６６）の中心（６８）に位置する追加垂直軸線とを備え、前記副支柱（６４）は前記追加アセンブリ（６２）の前記追加水平外周部（６６）の内部に又は前記追加水平外周部（６６）に沿って配列され前記追加垂直軸線は前記垂直軸線（２６）と一線に並ぶ、請求項１から５の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
7. 前記中空体（１６）は第１の金属、第１の焼結金属、第１の合金又は第１の焼結合金で作られ、前記支柱（２４）は第２の金属、第２の焼結金属、第２の合金又は第２の焼結合金で作られ、前記第１の金属、前記第１の焼結金属、前記第１の合金又は前記第１の焼結合金は前記第２の金属、前記第２の焼結金属、前記第２の合金又は前記第２の焼結合金と同じであるか又は異なる、請求項１から６の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
8. 前記一つ以上の熱電素子（１４）と熱接触するヒートシンク（３８）を更に備える請求項１から７の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
9. 前記ヒートシンク（３８）は追加中空体（４２）である、請求項８に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
10. 前記外側上端面（２２）は前記中空体（１６）からなり、前記内側上端面（２０）の形状は前記外側上端面（２２）に対応する、請求項１から９の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
11. 前記試料ホルダ（１２）は更に熱ブロック（４０）を備え、前記外側上端面（２２）は前記熱ブロック（４０）からなり、前記中空体（１６）は実質的に平坦であり、前記熱ブロック（４０）は前記中空体（１６）上に位置する、請求項１から９の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
12. 前記中空体（１６）及び前記支柱（２４）は単一片からなり、前記単一片は３Ｄプリント製品である、請求項１から１１の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）。
13. 請求項１から１２の何れか一項に記載の検査試料の熱処理装置（１０）と制御装置（５２）とを備える実験機器（５０）であって、前記制御装置は前記試料ホルダ（１２）を加熱又は冷却するために前記一つ以上の熱電素子（１４）を制御するように構成される、実験機器（５０）。
14. 前記少なくとも二つの保持部位に向けて光を発するように構成された光源（５４）と、前記少なくとも二つの保持部位から発せられる光を検出するように構成された検出器（５６）とを更に備える、請求項１３に記載の実験機器（５０）。
15. 請求項１から１２の何れか一項に記載の装置内又は請求項１３から１４の何れか一項に記載の実験機器内の検査試料の熱処理を実行する方法であって、前記一つ以上の熱電素子を操作することにより検査試料を一つ以上の所定温度に晒すことを含み、前記検査試料は前記少なくとも二つの試料保持部位の一方に保持された検査試料消耗品の内部にある、検査試料の熱処理を実行する方法。

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