Термоциклер и способ термического цикла

Термоциклер и способ термического цикла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящая патентная заявка основана на и испрашивает преимущество приоритета предварительной патентной заявки Японии № 2010-268090, поданной 1 декабря 2010 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

[0002] Настоящее изобретение относится к термоциклеру и к способу термического цикла.

Уровень техники

[0003] В последние годы с продвижением в использовании генетических технологий получило внимание медицинское лечение, которое включает в себя использование генов, такое как генетическая диагностика или генная терапия, а также в сельском хозяйстве и животноводстве было разработано большое количество способов, включающих в себя использование генов для селекции породы и улучшения сортов. В качестве одного вида технологий с использованием генов широко известен способ PCR (полимеразная цепная реакция). Способ полимеразной цепной реакции в настоящее время является важнейшей технологией для выяснения информации по биологическим вопросам.

[0004] В способе полимеразной цепной реакции термический цикл применяется к раствору (реакционной смеси), который включает в себя последовательность нуклеиновых кислот, подвергающуюся амплификации (целевая ДНК), и реагент для амплификации целевой ДНК. Термический цикл является процессом применения двух или более температурных этапов к реакционной смеси и периодического повторения цикла. В способе полимеразной цепной реакции, как правило, в термическом цикле применяются два или три температурных этапа.

[0005] В способе полимеразной цепной реакции для проведения биохимической реакции обычно используются емкости, а именно пробирки или реакционные чипы для биологического образца (биоемкость). Однако известные методы обладают теми недостатками, что требуют большого количества реагента или других жидкостей для соответствующей реакции, сложных структур устройств для реализации термических циклов, необходимых для реакции, и требуют для проведения реакции длительного периода времени. Таким образом, существует потребность в биоемкостях или реакционных устройствах для осуществления полимеразной цепной реакции, которая является точной, требует более короткого периода времени и использует минимальное количество реагента и образца.

[0006] Чтобы преодолеть такие недостатки, патент JP-A-2009-136250 раскрывает реакционный чип для биологического образца, который заполнен реакционной смесью и жидкостью, которая имеет меньший удельный вес, чем реакционная смесь, и не смешивается с реакционной смесью (такая, как минеральное масло, в дальнейшем именуемая как «жидкость»), и реакционное устройство для биологического образца, которое применяет термические циклы путем вращения реакционного чипа для биологического образца вокруг горизонтальной оси вращения, перемещая таким образом реакционную смесь.

Сущность изобретения

[0007] Реакционное устройство для биологического образца, раскрытое в патенте JP-A-2009-136250, применяет термические циклы к реакционной смеси путем вращения реакционного чипа для биологического образца. Однако реакционная смесь перемещается в камере реакционного чипа для биологического образца во время непрерывного вращения, и, следовательно, камера реакционного чипа для биологического образца конструктивно выполнена сложно для поддержания реакционной смеси при требуемой температуре в течение требуемого периода времени.

[0008] Преимуществом некоторых аспектов настоящего изобретения является создание термоциклера и способа термического цикла, которые облегчают управление периодом времени нагрева.

[0009] Пример применения 1: Термоциклер настоящего примера применения включает в себя держатель, который удерживает биоемкость, заполненную реакционной смесью и жидкостью, имеющей меньший удельный вес, чем реакционная смесь, и не смешивающейся с реакционной смесью, биоемкость, включающую в себя канал, в котором реакционная смесь перемещается поблизости к внутренней поверхности обращенных друг к другу секций стенки, нагревательный блок, который нагревает первый участок канала, когда биоемкость находится в держателе, и приводной блок, который изменяет положение держателя и нагревательного блока путем переключения между первым положением и вторым положением. Первое положение таково, что первая часть находится в самой нижней части канала по отношению к направлению силы тяжести, когда биоемкость находится в держателе, а второе положение является таким, что второй участок канала, который отличается от первого участка относительно направления перемещения реакционной смеси, находится в самой нижней части канала по отношению к направлению действия силы тяжести, когда биоемкость находится в держателе.

[0010] Термоциклер настоящего примера применения переключает положение держателя, тем самым делая переключение между состоянием, в котором биоемкость удерживается в первом положении, и состоянием, в котором биоемкость удерживается во втором положении. Первое положение таково, что первый участок канала, составляющего биоемкость, находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести. Второе положение таково, что второй участок, который отличается от первого участка по отношению к направлению перемещения реакционной смеси, находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести. Другими словами, реакционная смесь находится в первом участке в первом положении и во втором участке во втором положении благодаря силе тяжести. Первый участок нагревается нагревательным блоком, а поскольку второй участок является участком, отличающимся от первого участка по отношению к направлению перемещения реакционной смеси, температура первого участка и второго участка отличаются. Таким образом, пока биоемкость удерживается в первом положении или во втором положении, реакционная смесь выдерживается при заданной температуре, и, следовательно, обеспечивается термоциклер, который может легко управлять периодом времени нагрева.

[0011] Пример применения 2: В термоциклере вышеуказанного примера применения приводной блок может вращать держатель и нагревательный блок в одном направлении при переключении из первого положения во второе положение и в противоположном направлении при переключении из второго положения в первое положение.

[0012] Термоциклер в настоящем примере применения вращает держатель и нагревательный блок в одном направлении при переключении из первого положения во второе положение и в противоположном направлении при переключении из второго положения в первое положение, тем самым уменьшая возможности перегибов проводов термоциклера в результате вращения. Таким образом предотвращается повреждение проводов в термоциклере и, следовательно, улучшается надежность его термических циклов.

[0013] Пример применения 3: В термоциклере любого из вышеприведенных примеров применения приводной блок может сделать переключение из первого положения во второе положение, когда пройдет первый период времени удержания первого положения, и может сделать переключение из второго положения в первое положение, когда пройдет второй период времени удержания второго положения.

[0014] Термоциклер в настоящем примере применения переключает положение из первого положения во второе положение, когда пройдет первый период времени удержания первого положения, и переключает положение из второго положения в первое положение, когда пройдет второй период времени удержания второго положения, что обеспечивает возможность более точного управления периодами времени нагрева реакционной смеси в первом положении или во втором положении. Таким образом, это дает возможность более точного применения термических циклов к реакционной смеси.

[0015] Пример применения 4: В термоциклере любого из вышеприведенных примеров применения держатель может удерживать биоемкость, в которой реакционная смесь перемещается в продольном направлении канала, первый участок может быть участком, который включает в себя один конец канала в продольном направлении, а второй участок может быть участком, который включает в себя другой конец канала в продольном направлении.

[0016] В термоциклере настоящего примера применения, когда биоемкость, в которой реакционная смесь перемещается в продольном направлении канала, находится в держателе, участок, включающий в себя один конец канала в продольном направлении, является первым участком, а участок, включающий в себя другой конец канала в продольном направлении, является вторым участком. Таким образом, даже при использовании биоемкости, имеющей простую структуру канала, обеспечивается термоциклер, который может легко управлять периодами времени нагрева.

[0017] Пример применения 5: Термоциклер любого из вышеприведенных примеров применения может дополнительно включать в себя второй нагревательный блок, который нагревает второй участок, когда биоемкость находится в держателе, и нагревательный блок может нагревать первый участок до первой температуры, а второй нагревательный блок может нагревать второй участок до второй температуры, которая отличается от первой температуры.

[0018] Термоциклер настоящего примера применения включает в себя второй нагревательный блок, который нагревает второй участок до второй температуры, когда биоемкость находится в держателе, что позволяет более точно управлять температурами первого участка и второго участка биоемкости. Таким образом, это дает возможность более точного применения термических циклов к реакционной смеси.

[0019] Пример применения 6: В термоциклере предыдущего примера применения первая температура может быть выше, чем вторая температура.

[0020] В термоциклере настоящего примера применения первая температура выше, чем вторая температура, и, следовательно, когда биоемкость находится в держателе, первый участок и второй участок биоемкости могут быть нагреты до температур, соответствующих термическим циклам. Таким образом, это обеспечивает применение надлежащих термических циклов к реакционной смеси.

[0021] Пример применения 7: При использовании термоциклера предыдущего примера применения первый период времени может быть короче, чем второй период времени.

[0022] В термоциклере настоящего примера применения первый период времени короче, чем второй период времени, что позволяет устанавливать различные периоды времени нагрева биоемкости при первой температуре и при второй температуре, когда биоемкость находится в держателе. Таким образом, при проведении реакции, которая требует различных периодов времени нагрева при первой температуре и при второй температуре, это обеспечивает применение надлежащих термических циклов к реакционной смеси.

[0023] Пример применения 8: Способ термического цикла настоящего примера применения включает в себя помещение в держатель биоемкости, которая заполняется реакционной смесью и жидкостью, имеющей меньший удельный вес, чем реакционная смесь, и не смешивающейся с реакционной смесью, и которая имеет канал, в котором реакционная смесь перемещается поблизости от внутренних обращенных друг к другу секций стенки, установку биоемкости в первое положение, в котором первый участок канала находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести, нагревание первого участка канала и установку биоемкости во второе положение, в котором второй участок канала, отличающийся от первого участка относительно направления движения реакционной смеси, находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести.

[0024] Посредством способа термического цикла в настоящем примере применения биоемкость может удерживаться в первом положении или во втором положении, и в первом положении первый участок биоемкости может быть нагрет. Первое положение таково, что первый участок канала, составляющего биоемкость, находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести. Второе положение таково, что второй участок, который отличается от первого участка по отношению к направлению перемещения реакционной смеси, находится в самой нижней части канала относительно направления силы тяжести. Другими словами, реакционная смесь находится в первом участке в первом положении и во втором участке во втором положении благодаря силе тяжести. Следует отметить, что первый участок нагревается нагревательным блоком, и поскольку второй участок отличается от первого участка по отношению к направлению перемещения реакционной смеси, температура первого участка и температура второго участка различаются. Вследствие этого возможность выдерживать реакционную смесь при заданной температуре в зависимости от того, удерживается ли биоемкость в первом положении или во втором положении, реализует способ термического цикла, который позволяет легко управлять периодом времени нагрева.

Краткое описание чертежей

[0025] Фиг.1A представляет собой вид в перспективе термоциклера согласно варианту осуществления настоящего изобретения с закрытой крышкой.

Фиг.1В представляет собой вид в перспективе термоциклера согласно варианту осуществления настоящего изобретения с открытой крышкой.

Фиг.2 представляет собой разобранный вид в перспективе основного блока термоциклера согласно варианту осуществления.

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном сечении биоемкости согласно варианту осуществления.

Фиг.4A представляет собой вид поперечного сечения по линии А-А на фиг.1A, иллюстрирующий поперечное сечение основного блока в первом положении термоциклера согласно варианту осуществления.

Фиг.4B представляет собой вид поперечного сечения по линии А-А на фиг.1A, иллюстрирующий поперечное сечение основного блока во втором положении термоциклера согласно варианту осуществления.

Фиг.5 представляет собой блок-схему процесса термического цикла с использованием термоциклера данного варианта осуществления.

Фиг.6A представляет собой вид в перспективе термоциклера в модифицированном примере с закрытой крышкой.

Фиг.6B представляет собой вид в перспективе термоциклера в модифицированном примере с открытой крышкой.

Фиг.7 представляет собой вид поперечного сечения биоемкости согласно модифицированному примеру.

Фиг.8 представляет собой вид поперечного сечения вдоль линии В-В на фиг.6A, иллюстрирующий поперечное сечение основного блока термоциклера согласно модифицированному примеру.

Фиг.9 представляет собой блок-схему процесса термического цикла в соответствии с примером 1.

Фиг.10 представляет собой блок-схему процесса термического цикла в соответствии с примером 2.

Фиг.11 представляет собой таблицу, показывающую составы реакционной смеси в соответствии с примером 2.

Фиг.12A представляет собой таблицу, показывающую результаты процесса термического цикла в соответствии с примером 1.

Фиг.12B представляет собой таблицу, показывающую результаты процесса термического цикла в соответствии с примером 2.

Описание вариантов осуществления

[0026] Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи, в следующем порядке. Следует отметить, что следующий вариант осуществления ни в коем случае не ограничивает объем настоящего изобретения, изложенный в формуле изобретения. Следует отметить, что все элементы следующего варианта осуществления не обязательно должны быть приняты в качестве существенных требований для настоящего изобретения.

1. Вариант осуществления

1-1. Конфигурация термоциклера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения

1-2. Способ термического цикла, использующий термоциклер данного варианта осуществления

2. Модифицированные примеры

3. Примеры

Пример 1. Челночная полимеразная цепная реакция

Пример 2. Одноэтапная полимеразная цепная реакция в реальном времени

[0027] 1. Вариант осуществления

1-1. Конфигурация термоциклера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения

Фиг.1A представляет собой вид в перспективе термоциклера 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения с закрытой крышкой 50, а фиг.1B представляет собой вид в перспективе термоциклера 1 с открытой крышкой 50, иллюстрирующие биоемкости 100, удерживаемые в соответствующих держателях 11. Фиг.2 представляет собой разобранный вид в перспективе основного блока 10 термоциклера 1 согласно варианту осуществления. Фиг.4A представляет собой вид поперечного сечения по линии А-А на фиг.1A, иллюстрирующий поперечное сечение основного блока 10 термоциклера 1 согласно варианту осуществления.

[0028] Термоциклер 1 согласно варианту осуществления, как показано на фиг.1A, включает в себя основной блок 10 и приводной блок 20. Как показано на фиг.2, основной блок 10 включает в себя держатель 11, первый нагревательный блок 12 (который соответствует нагревательному блоку) и второй нагревательный блок 13. Между первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13 предусмотрена прокладка 14. В основном блоке 10 настоящего варианта осуществления первый нагревательный блок 12 расположен ближе к нижней пластине 17, а второй нагревательный блок 13 расположен ближе к крышке 50. В основном блоке 10 настоящего варианта осуществления первый нагревательный блок 12, второй нагревательный блок 13 и прокладка 14 прикреплены к фланцам 16, нижней пластине 17 и запирающим пластинам 19.

[0029] Держатель 11 имеет структуру, которая удерживает биоемкость 100, описанную ниже. Как показано на фиг.1B и фиг.2, держатель 11 настоящего варианта осуществления имеет гнездовую структуру, в которую вставляется и в которой удерживается биоемкость 100. Биоемкость 100 будет вставлена в отверстие, которое проходит через первый нагревательный брус 12b первого нагревательного блока 12, прокладку 14 и второй нагревательный брус 13b второго нагревательного блока 13. Количество держателей 11 может быть один или более. Основной блок 10 имеет в общей сложности 20 держателей 11 в примере, показанном на фиг.1B.

[0030] Предпочтительно, чтобы термоциклер 1 в настоящем варианте осуществления включал в себя структуру, которая удерживает биоемкость 100 в заданном положении по отношению к первому нагревательному блоку 12 и ко второму нагревательному блоку 13 так, чтобы первый нагревательный блок 12 и второй нагревательный блок 13 были способны нагревать заданные участки биоемкости 100. Более конкретно, как показано на фиг.4A и фиг.4B, первый участок 111 и второй участок 112 канала 110, составляющего биоемкость 100, нагреваются первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13, соответственно, как будет описано позже. В настоящем варианте осуществления структурой, которая позиционирует биоемкость 100, является нижняя пластина 17. Как показано на фиг.4A, вставка биоемкости 100 в такое положение, что биоемкость 100 достигает нижней пластины 17, удерживает биоемкость 100 в заданном положении по отношению к первому нагревательному блоку 12 и ко второму нагревательному блоку 13.

[0031] Когда биоемкость 100 находится в держателе 11, первый нагревательный блок 12 нагревает первый участок 111 биоемкости 100, описанной далее, до первой температуры. На фиг.4A, например, первый нагревательный блок 12 расположен в основном блоке 10 в таком положении, чтобы нагревать первый участок 111 биоемкости 100.

[0032] Первый нагревательный блок 12 может включать в себя механизм, который генерирует тепло, и часть, которая проводит сгенерированное тепло к биоемкости 100. На фиг.2, например, первый нагревательный блок 12 включает в себя первый нагреватель 12a и первый нагревательный брус 12b. В настоящем варианте осуществления первый нагреватель 12a представляет собой патронный нагревательный элемент, который подключен к внешнему источнику питания (не показан на чертежах) через проводящую жилу 15. Первый нагреватель 12а, вставленный в первый нагревательный брус 12b, генерирует тепло, нагревая первый нагревательный брус 12b. Первый нагревательный брус 12b является частью, которая проводит тепло, выделяемое первым нагревателем 12а, к биоемкости 100. В настоящем варианте осуществления для первого нагревательного бруса 12b используется алюминиевый брус.

[0033] Температурой в патронных нагревательных элементах легко управлять, и вследствие этого для первого нагревателя 12а используется патронный нагревательный элемент, чтобы легко стабилизировать температуру первого нагревательного блока 12. Таким образом реализуется более точное применение термических циклов. Алюминий обладает высокой теплопроводностью, и по этой причине первый нагревательный брус 12b изготовлен из алюминия для того, чтобы эффективно нагревать биоемкость 100. Первый нагревательный брус 12b имеет малую неравномерность нагрева, и, следовательно, реализуется применение термических циклов с более высокой точностью. Кроме того, алюминий легко обрабатывается, и, следовательно, первый нагревательный брус 12b может быть отлит с точностью, улучшающей точность нагревания в качестве результата. Таким образом реализуется более точное применение термических циклов.

[0034] Предпочтительно, чтобы первый нагревательный блок 12 находился в контакте с биоемкостью 100, когда биоемкость 100 находится в держателе 11. При такой конфигурации, когда первый нагревательный блок 12 нагревает биоемкость 100, тепло от первого нагревательного блока 12 подводится к биоемкости 100 в стабильном режиме, тем самым стабилизируя температуру биоемкости 100. Если держатель 11 выполнен в виде части нагревательного блока 12, как в настоящем варианте осуществления, то предпочтительно, чтобы держатель 11 находился в контакте с биоемкостью 100. При такой конфигурации тепло от первого нагревательного блока 12 подводится к биоемкости 100 стабильным образом, а следовательно биоемкость 100 нагревается эффективно.

[0035] Когда биоемкость 100 находится в держателе 11, второй нагревательный блок 13 нагревает второй участок 112 биоемкости 100 до второй температуры, отличной от первой температуры. На фиг.4A, например, второй нагревательный блок 13 расположен в основном блоке 10 так, чтобы нагревать второй участок 112 биоемкости 100. Как показано на фиг.2, второй нагревательный блок 13 включает в себя второй нагреватель 13а и второй нагревательный брус 13b. Второй нагревательный блок 13 имеет по существу те же самые функции, что и первый нагревательный блок 12, кроме того, что второй нагревательный блок 13 нагревает другой участок биоемкости 100 до другой температуры.

[0036] В настоящем варианте осуществления температуры первого нагревательного блока 12 и второго нагревательного блока 13 контролируются с помощью датчика температуры и блока управления (не показаны на чертежах), описанных ниже. Предпочтительно, чтобы температуры первого нагревательного блока 12 и второго нагревательного блока 13 устанавливались таким образом, чтобы нагреть биоемкость 100 до требуемой температуры. В настоящем варианте осуществления регулирование температуры первого нагревательного блока 12 до первой температуры и второго нагревательного блока 13 до второй температуры позволяет нагревать первый участок 111 биоемкости 100 до первой температуры, а второй участок 112 биоемкости 100 до второй температуры. В настоящем варианте осуществления датчик температуры является термопарой.

[0037] Приводной блок 20 представляет собой механизм, который приводит в движение держатель 11, первый нагревательный блок 12 и второй нагревательный блок 13. В настоящем варианте осуществления приводной блок 20 включает в себя двигатель и приводной вал (не показаны на чертежах). Приводной вал и фланец 16 основного блока 10 соединены. Приводной вал в настоящем варианте осуществления предусмотрен перпендикулярно продольному направлению держателя 11. Когда двигатель работает, основной блок 10 поворачивается вокруг приводного вала, который используется в качестве оси вращения.

[0038] Термоциклер 1 настоящего варианта осуществления включает в себя блок управления (не показан на чертежах). Устройство управления управляет по меньшей мере одним из следующих параметров, которые будут описаны ниже: первая температура, вторая температура, первый период времени, второй период времени и количество термических циклов. Когда блок управления управляет первым периодом времени или вторым периодом времени, блок управления управляет работой приводного блока 20, тем самым управляя периодом времени, в течение которого держатель 11, первый нагревательный блок 12 и второй нагревательный блок 13 удерживаются в заданном положении. Блок управления может быть снабжен отдельным механизмом для управления каждым из параметров или может управлять всеми параметрами интегрированно.

[0039] Блок управления термоциклером 1 настоящего варианта осуществления управляет всеми вышеупомянутыми параметрами электронно. Примеры блока управления в настоящем варианте осуществления включают в себя процессор, такой как центральный процессор (CPU, Central Processing Unit), запоминающее устройство, такое как ПЗУ (ROM, Read Only Memory) и ОЗУ (RAM, Random Access Memory). В запоминающем устройстве хранятся различные программы, данные или тому подобное для управления вышеупомянутыми параметрами. Запоминающее устройство также имеет рабочую область, которая временно сохраняет текущие данные различных процессов, результаты обработки и тому подобное.

[0040] В основном блоке 10 в настоящем варианте осуществления, как показано в примере на фиг.2 и фиг.4A, предусмотрена прокладка 14 между первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13. Прокладка 14 в настоящем варианте осуществления является опорной частью, которая поддерживает первый нагревательный блок 12 и/или второй нагревательный блок 13. Расположение прокладки 14 дает возможность более точно фиксировать расстояние между первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13. То есть, положения первого нагревательного блока 12 и второго нагревательного блока 13 по отношению, соответственно, к первому участку 111 и второму участку 112 биоемкости 100, которая будет описана ниже, определены с большей точностью.

[0041] Материал для прокладки 14 может быть выбран в соответствии с потребностями, но предпочтительно, чтобы он был теплоизоляционным материалом. Такая конфигурация позволяет уменьшить взаимное влияние между нагревом первого нагревательного блока 12 и нагревом второго нагревательного блока 13, тем самым позволяя легко контролировать температуру первого нагревательного блока 12 и температуру второго нагревательного блока 13. Если для прокладки 14 используется теплоизолирующий материал, то предпочтительно, чтобы прокладка 14 была расположена так, чтобы она окружала участок биоемкости 100 между первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13, когда биоемкость 100 находится в держателе 11. Такая конфигурация помогает подавить тепловыделение из участка между первым нагревательным блоком 12 и вторым нагревательным блоком 13, позволяя тем самым дополнительно стабилизировать температуры биоемкости 100. Прокладка 14 в настоящем варианте осуществления представляет собой теплоизолирующий материал, и, как показано на фиг.4A, держатель 11 проходит через прокладку 14. Такая конфигурация позволяет предотвратить потери тепла из биоемкости 100, когда первый нагревательный блок 12 и второй нагревательный блок 13 нагревают биоемкость 100, позволяя тем самым дополнительно стабилизировать температуру первого участка 111 и температуру второго участка 112.

[0042] Основной блок 10 в настоящем варианте осуществления включает в себя запирающие пластины 19. Запирающие пластины 19 являются опорными частями, которые поддерживают держатель 11, первый нагревательный блок 12 и второй нагревательный блок 13. На фиг.1B и фиг.2, например, две запирающие пластины 19 замкнуты фланцами 16, а первый нагревательный блок 12, второй нагревательный блок 13 и нижняя пластина 17 зафиксированы на месте. Запирающие пластины 19 делают основной блок 10 более жесткой структурой, и, следовательно, основной блок 10 становится меньше подвержен повреждениям.

[0043] Термоциклер 1 настоящего варианта осуществления включает в себя крышку 50. На фиг.1A и фиг.4A, например, держатель 11 покрыт крышкой 50. Покрытие держателя 11 крышкой 50 помогает предотвратить выделение тепла от первого нагревательного блока 12 в основном блоке 10 в окружающую среду, что позволяет стабилизировать температуру внутри основного блока 10. Крышка 50 может быть зафиксирована на месте запорными частями 51. В настоящем варианте осуществления запорные части 51 являются магнитами. Как показано на фиг.2 и фиг.1B, например, магниты расположены на той поверхности основного блока 10, с которой крышка 50 входит в контакт. Хотя это не показано на фиг.1B и фиг.2, крышка 50 также имеет магниты, расположенные на тех местах, которые входят в контакт с магнитами основного блока 10, и когда крышка 50 покрывает держатель 11, крышка 50 закрепляется на месте к основному блоку 10 магнитной силой. Такая конфигурация позволяет предотвратить перемещение или отсоединение крышки 50, когда приводной блок 20 приводит основной блок 10 в движение. Это предотвращает изменения температуры внутри термоциклера 1 из-за отсоединения крышки 50, обеспечивая возможность применения более точных термических циклов к реакционной смеси 140, описанной ниже.

[0044] Предпочтительно, чтобы основной блок 10 был очень герметичной структурой. Если основной блок 10 является очень герметичной структурой, воздух, находящийся внутри основного блока 10, практически не выходит наружу, что помогает стабилизировать температуру внутри основного блока 10. В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.2, два фланца 16, нижняя пластина 17, две запирающие пластины 19 и крышка 50 герметизируют внутреннее пространство основного блока 10.

[0045] Предпочтительно, чтобы запирающие пластины 19, нижняя пластина 17, крышка 50 и фланцы 16 были сформированы из теплоизолирующего материала. Такая конфигурация позволяет предотвратить выделение тепла из основного блока 10 в окружающую среду более надежным способом, позволяя тем самым дополнительно стабилизировать температуру внутри основного блока 10.

[0046] 1-2. Способ термического цикла, использующий термоциклер варианта осуществления настоящего изобретения

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном сечении биоемкости 100 в соответствии с вариантом осуществления. Фиг.4A и фиг.4B представляют собой виды в поперечном сечении, иллюстрирующие поперечное сечение термоциклера 1 в соответствии с вариантом осуществления по линии А-А на фиг.1A. Фиг.4A и фиг.4B показывают термоциклер 1 с размещенной в нем биоемкостью 100. Фиг.4A показывает первое положение, а фиг.4B показывает второе положение. Фиг.5 представляет собой блок-схему процесса термического цикла, использующего термоциклер 1 данного варианта осуществления. Далее в данном документе сначала будет описана биоемкость 100 в соответствии с вариантом осуществления, а затем будет описан процесс термического цикла с использованием биоемкости 100 с термоциклером 1 данного варианта осуществления.

[0047] Как показано на фиг.3, биоемкость 100 в соответствии с вариантом осуществления включает в себя канал 110 и герметичное уплотнение 120. Канал 110 заполнен реакционной смесью 140 и жидкостью 130, которая имеет меньший удельный вес, чем реакционная смесь 140, и не смешивается с реакционной смесью 140 (в дальнейшем именуемая как «жидкость»), и герметизирован герметичным уплотнением 120.

[0048] Канал 110 сформирован таким образом, что реакционная смесь 140 перемещается поблизости от его внутренних обращенных друг к другу секций стенки. Следует отметить, что «внутренние обращенные друг к другу секции стенки» канала 110 указывают одновременно на две секции стенки канала 110, которые обращены друг к другу. Также следует отметить, что перемещение «поблизости» означает, что реакционная смесь 140 и стенка канала 110 находятся поблизости, и включает в себя случай, в котором реакционная смесь 140 и стенка канала 110 входят в контакт друг с другом. Поэтому, когда реакционная смесь 140 перемещается поблизости от внутренних обращенных друг к другу секций стенки, это означает, что реакционная смесь 140 перемещается, сохраняя при этом близкое расстояние до обеих секций стенки канала 110, которые обращены друг к другу. Другими словами, реакционная смесь 140 перемещается вдоль обеих внутренних обращенных друг к другу секций стенки. Иначе говоря, расстояние между двумя внутренними обращенными друг к другу секциями стенки канала 110 таково, что реакционная смесь 140 перемещается поблизости от этих внутренних секций стенки.

[0049] Формирование канала 110 биоемкости 100 вышеописанным образом обеспечивает возможность регулирования направления, в котором реакционная смесь 140 перемещается внутри канала 110, позволяя тем самым до определенной степени определить путь, вдоль которого реакционная смесь 140 перемещается между первым участком 111 и вторым участком 112, который отличается от первого участка 111 канала 110 (описано ниже). Такая конфигурация помогает установить время, необходимое реакционной смеси 140 для перемещения между первым участком 111 и вторым участком 112, в пределах определенного диапазона. Таким образом, предпочтительно, чтобы степень «близости» была такой, чтобы изменения времени перемещения реакционной смеси 140 между первым участком 111 и вторым участком 112 не влияли на периоды времени нагрева реакционной смеси 140 в обоих участках. То есть, предпочтительно, чтобы изменения времени не оказывали значительного влияния на результат реакции. Более конкретно, расстояние между внутренними обращенными друг к другу секциями стенки в направлении, перпендикулярном направлению перемещения реакционной смеси 140, предпочтительно находится в таком диапазоне, что в нем помещаются менее двух капель реакционной смеси 140.

[0050] На фиг.3, например, биоемкость 100 выполнена цилиндрической, а канал 110 сформирован в направлении центральной оси (вертикальное направление на фиг.3). Форма канала 110 является трубчатой, а его поперечное сечение перпендикулярно продольному направлению канала 110, то есть поперечное сечение в данном участке канала 110 в направлении, перпендикулярном направлению перемещения реакционной смеси 140 (в дальнейшем именуемое как «поперечное сечение» канала 110), является круглым. Таким образом, в биоемкости 100 в настоящем варианте осуществления внутренние обращенные друг к другу секции стенки канала 110 являются участками, которые включают в себя две точки на стенке канала 110, составляющие диаметр поперечного сечения канала 110. Реакционная смесь 140 перемещается вдоль внутренних обращенных друг к другу секций стенки в продольном направлении канала 110.

[0051] Первый участок 111 биоемкости 100 представляет собой участок канала 110, который нагревается с помощью первого нагревательного блока 12 до первой температуры. Второй участок 112 представляет собой участок канала 110, который отличается от первого участка 111 и нагревается с помощью второго нагревательного блока 13 до второй температуры. В биоемкости 100 в настоящем варианте осуществления первый участок 111 представляет собой участок, который включает в себя один конец канала 110 в продольном направлении, а второй участок 112 представляет собой участок, который включает в себя другой конец канала 110 в продольном направлении. На фиг.4A и фиг.4B, например, участок, заключенный в пунктирную рамку, которая включает в себя конец со стороны, ближней к герметичному уплотнению 120 в канале 110, является вторым участком 112, а участок, заключенный в пунктирную рамку, который включает в себя дальний конец от герметичного уплотнения 120, является первым участком 111.

[0052] Канал 110 содержит внутри себя жидкость 130 и реакционную смесь 140. Жидкость 130 является несмешиваемой или не смешивается с реакционной смесью 140 по природе, и, следовательно, как показано на фиг.3, реакционная смесь 140 находится в жидкости 130 в форме капли. Реакционная смесь 140 имеет больший удельный вес, чем жидкость 130, и, следовательно, находится в самой нижней части канала 110 по отношению к направлению силы тяжести. Примеры жидкости 130 могут включать в себя диметилсиликоновое масло и парафиновое масло. Реакционная смесь 140 является жидкостью, которая содержит компоненты, необходимые для реак