WO2007122819A1 - Device for reactions with liquid media - Google Patents

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Yasuko Yoshida
Kazunari Yamada
Masahiro Murasato
Tomokazu Takase
Akinobu Oribe
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Ngk Insulators, Ltd.
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Definitions

  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of an example of a concentrating part of a reaction apparatus, in which a plan view is shown in the upper part and a sectional view is shown in the lower part.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a solid-liquid reaction part of a reaction apparatus, in which a plan view is shown in the upper part, and a sectional view and a manufacturing process thereof are shown in the lower part.
  • the degree of purification and processing of the test component contained in the sample is not particularly limited. That is, the specimen may be an unpurified sample derived from a living body, or may be appropriately separated and purified, or may contain a test component labeled for detection or the like.
  • the reaction apparatus 2 will be described as performing a solid-liquid reaction.
  • the reaction apparatus 2 includes a reagent storage unit 10, a sample introduction unit 20, a concentration unit 40, and a solid-liquid reaction unit that performs a solid-liquid reaction as a final liquid medium reaction in the reaction device 2. 50, a flow path system 60 that communicates each of the above sections so that the reaction can be performed, and a fluid drive section 80 for allowing a liquid or gas to flow through the flow path system 60.
  • a purification unit 30 can be provided for sample purification, purification after pretreatment, and the like.
  • the through-hole direction of the continuous macropores of the monolith column 32 and the flow path should be in the same direction. preferable.
  • the inner surface of the O-ring is such that the outflow of liquid from the side surface of the monolith column can be suppressed by fitting the monolith column 32 into the O-ring. It is preferable to adhere.
  • the monolith column 32 thus fitted in the O-ring is accommodated in a part of the cavity of the flow path system 60 of the solid phase body 100. At the time of accommodation, it is preferable that the space between the outer peripheral surface of the O-ring and the inner wall of the cavity is sealed by the O-ring itself or other members.
  • the gas vent 4 8 can supply gas into the chamber 4 2 through the gas permeable material 4 6. .
  • the gas since the gas is not supplied through the limited flow path system 60 such as the inlet 44a and the outlet 44b, the solvent can be effectively distilled off.
  • the solid-liquid reaction part 50 can dry the inside of the chamber 52. If the array of capillaries 57 on the solid phase 56 after washing is dried, it can be immediately analyzed using a detection device such as an appropriate array scanner.
  • various disease genes, constitutional genes, etc. In addition to the nucleotide sequence, mutation, deletion, amplification, and expression status of any gene, individual patient data regarding SNPS, etc. can be easily obtained. Furthermore, as a result, diagnosis such as drug sensitivity, side effects, disease name, treatment prognosis, etc. can be made based on individual biochemical information, so that personalized medicine can be promoted and preventive medicine can be promoted. .
  • the reaction apparatus and reaction method of the present invention can be used as various genetic test apparatuses and genetic test methods, or pretreatment apparatuses and pretreatment methods thereof.
  • clinical examination, diagnosis, drug screening, medicine, genetic identification in forensic medicine, environmental analysis, food inspection, forensic medicine, brewing, fishery, livestock, agricultural production, genetic testing in fields such as agriculture and forestry It can be used as a chemical inspection apparatus and inspection method or a pretreatment apparatus and pretreatment method thereof.
  • reaction apparatus schematically shown in Fig. 1 was manufactured, and extraction, fragmentation, labeling and hybridization of various solutions of hybridization using the array CGH as an application system and reaction were performed. Confirmed shortening of time. In addition, the amount of DNA recovered in each reaction step was evaluated.
  • Table 2 shows the recovery results for the amount of DNA (0.19 g) used in the labeling process. As shown in Table 2, in this example, 2.5 ⁇ g (recovery rate about 13 times) could be recovered stably, which was equivalent to the conventional method of Comparative Example. From the above, it was found that according to the present example, it is possible to recover the DNA label and labeled DNA at the same level as the conventional method. In addition, in the conventional method, the labeling process time was 270 minutes, but in this example, it was shortened to 70 minutes. Therefore, according to the reactor of this example, it was found that the intended amount of labeled DNA can be recovered and the process can be significantly shortened.

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Abstract

A biochemical reaction device capable of realizing speedy biochemical reaction, which is provided with reagent reservoir units (10) for feeding reagents to be used either in a solid-liquid reaction or in pretreatment thereof, a sample feed unit (20) for feeding a sample, concentration units (40) for preparing or preserving solutions for the solid-liquid reaction or pretreatment thereof wherein the solutions can be concentrated or evaporated to dryness by distilling away the solvents of the solutions, a reaction unit (70) for conducting the solid-liquid reaction, a passage system (60) for connecting the above units in such a way that the solid-liquid reaction can be carried out, and a fluid driving unit (200) for making a liquid or gas for the solid-liquid reaction flow through the passage system (60).

Description

明 細 書  Specification
液体を媒体とする反応のための装置  Equipment for liquid-based reactions
技術分野  Technical field
[0001 ] 本発明は、 液体を媒体とする反応を行うための装置に関する。  The present invention relates to an apparatus for performing a reaction using a liquid as a medium.
背景技術  Background art
[0002] 医療分野においては、 患者から採取した血液や尿などの検体を分析するこ とによって得られる各種化合物の有無や濃度等についての情報を指標として 、 疾患や症状の重症度等を診断することが行われてきている。 また、 近年は 、 国民の健康増進や医療経済等の観点から、 個人の遺伝子情報に基づく個別 化医療の促進が要望されるようになってきている。 すなわち、 遺伝子多型解 析、 染色体解析、 さらには発現プロフアイリング解析やプロテオーム解析に よって、 疾患、 体質、 薬剤感受性及び治療予後等を診断し、 こうした診断結 果を利用した個人毎の適切な治療が要望されるようになってきている。 個別 化医療によれば、 薬剤の過剰投与が低減され、 患者への副作用の低減が実現 されて国民の健康が増進され、 結果として医療費の削減につながる。 また、 個人の体質等の診断が可能となることで予防医療を促進することができる。  [0002] In the medical field, diagnoses the severity of diseases and symptoms using information on the presence and concentration of various compounds obtained by analyzing samples such as blood and urine collected from patients as indicators. Things have been done. In recent years, there has been a demand for promotion of personalized medicine based on individual genetic information from the viewpoints of public health promotion and medical economy. In other words, disease, constitution, drug sensitivity, treatment prognosis, etc. are diagnosed by gene polymorphism analysis, chromosome analysis, expression profiling analysis, and proteome analysis. There is a growing need for treatment. According to personalized medicine, overdose of drugs is reduced, side effects on patients are reduced, and people's health is improved, resulting in reduction of medical costs. In addition, preventive medical care can be promoted by making it possible to diagnose an individual's constitution.
[0003] 診断の基礎となる遺伝子情報のような個人の生化学的情報を取得するには 、 P C R、 核酸ハイブリダィゼーシヨン、 抗原抗体反応等の手法が用いられ る。 例えば、 D N Aマイクロアレイを用いた核酸ハイブリダィゼーシヨンは 、 一般に、 検体からの D N Aの抽出、 蛍光試薬の導入、 D N Aマイクロアレ ィ上でのハイプリダイゼーション及び洗浄等の操作が必要となる (D N Aマ イクロアレイ実戦マニュアル、 羊土社、 2 0 0 0年 1 1月発行) 。 このため 、 これらの各種の生化学的情報は、 熟練した技術者が手作業や複数の大型装 置を駆使して行うのが通常であった。 また、 このような分析には、 通常 3曰 間程度を要していた。  [0003] In order to obtain individual biochemical information such as genetic information that is the basis of diagnosis, techniques such as PCR, nucleic acid hybridization, and antigen-antibody reaction are used. For example, nucleic acid hybridization using a DNA microarray generally requires operations such as extraction of DNA from a sample, introduction of a fluorescent reagent, and hybridization and washing on a DNA microarray (DNA Microarray combat manual, Yotei, published in January 2000. For this reason, these various types of biochemical information are usually performed manually by skilled engineers and using a plurality of large devices. In addition, such analysis usually required about 3 months.
[0004] 一方、 近年、 基板等の微細加工技術や表面処理技術が発展した結果、 基板 などの固相体上において液体を送液し、 分離し、 混合し、 反応させたりする ことができる、 T A S、 ラボオンチップ、 マイクロ化学チップなどの各種 反応デバィスの開発が行われるようになってきている。 [0004] On the other hand, as a result of the development of microfabrication technology and surface treatment technology for substrates and the like in recent years, liquids are fed, separated, mixed, and reacted on solid phase bodies such as substrates. Development of various reaction devices such as TAS, lab-on-chip, and microchemical chips is now underway.
発明の開示  Disclosure of the invention
[0005] 個別化医療の実現のためには、 各種の生化学的情報を大規模医療施設に限 らず分散的に存在する診療所などの中小規模医療施設などの医療現場におい て取得できることが重要である。 しかしながら、 上記のように結果がでるま で数日を要するような分析を個別の医療現場で実施することは不可能である 。 また、 装置が大型であることや専門技術者の配置の困難性の観点からも個 別医療現場で分析を実施することが困難である。 さらに、 現状において、 上 記生化学的情報を迅速かつ簡易に医療現場において取得できる装置は存在し ない。  [0005] In order to realize personalized medical care, various biochemical information can be acquired not only in large-scale medical facilities but also in medical sites such as small and medium-sized medical facilities that exist in a distributed manner. is important. However, it is impossible to carry out an analysis that takes several days until the result is obtained as described above at an individual medical site. In addition, it is difficult to carry out analysis at individual medical sites from the viewpoint of the large size of the equipment and the difficulty of arranging specialist engineers. Furthermore, at present, there is no device that can quickly and easily obtain the above-mentioned biochemical information at a medical site.
[0006] そこで、 本発明は、 各種生化学的情報を迅速に取得することのできる装置 を提供することを一つの目的とする。 さらに、 本発明は、 各種生化学的情報 を取得するためのコンパク卜な装置を提供することを他の一つの目的とする 発明の概要  [0006] Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of quickly acquiring various biochemical information. Another object of the present invention is to provide a compact apparatus for acquiring various biochemical information.
[0007] 本発明者らは、 生化学的情報を迅速に取得するという課題を解決するのに あたり、 装置をコンパク卜化する点、 個別化医療が一個人の検体について多 種類の項目について情報を取得する必要がある点、 こうした多種類の項目に ついて同時的に分析を行う必要がある点に着目し、 こうした反応の少なくと も 1ステップとして固液反応などの液体を媒体とする反応を採用することと した。 そして、 反応工程に微小量でかつ高濃度に被験成分を含む反応液を供 給することによって、 反応の拡散律速を抑制又は解消して、 反応を予想を超 えて迅速化できることを見出して、 反応全体の迅速化と装置のコンパク卜化 を実現できることを見出し、 本発明を完成した。 本発明によれば、 以下の手 段が提供される。  [0007] In order to solve the problem of quickly obtaining biochemical information, the inventors have made the device compact, and personalized medicine provides information on various types of items for a single specimen. Focusing on the points that need to be acquired and the need to analyze these various types of items simultaneously, at least one step of these reactions is a liquid-based reaction such as a solid-liquid reaction. It was decided to. Then, it was found that by supplying a reaction solution containing a test component in a minute amount and at a high concentration to the reaction process, the diffusion rate limiting of the reaction can be suppressed or eliminated, and the reaction can be accelerated more quickly than expected. The present invention has been completed by finding that the entire system can be speeded up and the apparatus can be made compact. According to the present invention, the following means are provided.
[0008] 本発明によれば、 液体を媒体とする反応のための反応装置であって、 前記 反応又はその前処理に使用する試薬を貯留する試薬貯留部と、 検体を導入す る検体導入部と、 前記反応又はその前処理のために準備される溶液を調製又 は貯留するとともに当該溶液の溶媒を留去して前記溶液を濃縮又は乾固可能 な濃縮部と、 前記反応を実施する反応部と、 前記各部を前記反応を実施可能 に連絡する流路系と、 前記反応のための液体又はガスを前記流路系を介して 流通させる流体駆動部と、 を備える、 反応装置が提供される。 これらの各部 及び流路系は固相体において備えられていることが好ましい。 また、 これら の反応装置では、 前記反応は固液反応であることが好ましく、 核酸、 タンパ ク質などの生体分子に関する固液反応であることが好ましい。 [0008] According to the present invention, there is provided a reaction apparatus for a reaction using a liquid as a medium, the reagent storing unit storing a reagent used for the reaction or its pretreatment, and a sample being introduced A sample introduction part, a concentration part capable of concentrating or drying the solution by distilling off the solvent of the solution while preparing or storing a solution prepared for the reaction or its pretreatment, and the reaction A reaction unit that performs the reaction, a flow channel system that communicates the respective units so that the reaction can be performed, and a fluid drive unit that circulates the liquid or gas for the reaction through the flow channel system. An apparatus is provided. These parts and the channel system are preferably provided in a solid phase body. In these reaction apparatuses, the reaction is preferably a solid-liquid reaction, and is preferably a solid-liquid reaction relating to biomolecules such as nucleic acids and proteins.
[0009] 本反応装置においては、 前記濃縮部内の溶液を前記濃縮部内で乾固するも のであってもよいし、 さらに、 前記溶液の濃縮又は乾固は、 前記濃縮部内の 吸引又は加熱を伴っていてもよい。 また、 本反応装置は、 前記濃縮部は、 前 記濃縮部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向 にほぼ直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅 及び前記溶液の排出部位の幅の 4倍以下の幅とすることができる。  [0009] In the present reaction apparatus, the solution in the concentration unit may be dried in the concentration unit, and the concentration or drying of the solution is accompanied by suction or heating in the concentration unit. It may be. Further, in this reaction apparatus, the concentration unit has a flow direction of the solution in the concentration unit as a longitudinal direction, a direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution is a short direction, and the short direction is a solution The width of the supply site and the width of the solution discharge site can be 4 times or less.
[0010] 本反応装置は、 また、 前記濃縮部の所定の一部に前記濃縮部内の溶液を濃 縮又は乾固可能とすることもできる。 この態様においては、 前記溶液の乾固 部位若しくは濃縮部位は、 前記反応装置における反応後段側への連絡部近傍 とすることもできる。 さらに、 前記溶液の乾固部位又は濃縮部位は、 前記試 薬貯留部からの試薬貯留部位とすることができる。 前記濃縮部は、 前記濃縮 部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ 直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前 記溶液の排出部位の幅の倍以下の幅とすることができる。 さらにまた、 前記 濃縮部内に残留する前記溶液の濃縮部位を前記濃縮部外から視認可能として もよい。 [0010] In the present reaction apparatus, the solution in the concentrating unit can be concentrated or dried to a predetermined part of the concentrating unit. In this embodiment, the dry or concentrated part of the solution may be in the vicinity of the connecting part to the reaction rear stage side in the reaction apparatus. Furthermore, the dried or concentrated portion of the solution may be a reagent reservoir portion from the reagent reservoir. The concentration unit has a flow direction of the solution in the concentration unit as a longitudinal direction, a direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution as a short direction, and the short direction includes the width of the solution supply site and the above-described direction. The width can be less than or equal to twice the width of the solution discharge site. Furthermore, the concentration part of the solution remaining in the concentration part may be visible from outside the concentration part.
[0011 ] 本反応装置は、 前記濃縮部内に露出され前記反応液に対する撥液性を有し て前記濃縮部内のガスを排出可能な通気性材料と、 前記濃縮部内のガスが前 記通気性材料を介して吸引されるとき前記溶媒を前記通気性材料を介して前 記濃縮部外に留去する通気部とを備えることができる。 この態様においては 、 前記濃縮部は、 前記濃縮部に供給される前記反応液が接触する重力方向下 方面の少なくとも一部に前記通気性材料を備えることができるし、 前記濃縮 部は、 前記重力方向下方面のほぼ全面に前記通気性材料を備えていてもよい 。 また、 前記濃縮部内に露出される前記通気性材料の全面から前記濃縮部内 のガスを吸引可能に前記通気部を備えていてもよいし、 前記濃縮部内に露出 される前記通気性材料の一部から前記濃縮部内のガスを吸引可能に前記通気 部を備えていてもよい。 [0011] The present reaction apparatus includes a breathable material that is exposed in the concentration section and has liquid repellency with respect to the reaction solution and can discharge the gas in the concentration section, and the gas in the concentration section is the breathable material described above. And a ventilation part for distilling the solvent out of the concentration part through the air-permeable material. In this embodiment The concentration unit may include the breathable material in at least a part of the lower surface in the gravitational direction where the reaction solution supplied to the concentrating unit comes into contact, and the concentrating unit is provided on the lower surface in the gravitational direction. The breathable material may be provided on almost the entire surface. In addition, the ventilation portion may be provided so that gas in the concentration portion can be sucked from the entire surface of the breathable material exposed in the concentration portion, or a part of the breathable material exposed in the concentration portion. The aeration part may be provided so that the gas in the concentration part can be sucked.
[0012] さらに、 本反応装置は、 前記濃縮部内に露出され前記反応液に対する撥液 性を有して前記濃縮部内のガスを排出可能な通気性材料を、 前記濃縮部の重 力方向下面のほぼ全面に有し、 前記濃縮部内のガスが前記通気性材料を介し て吸引されるとき前記溶媒を前記通気性材料を介して前記濃縮部外に留去す る通気部を備え、 前記通気性材料の所定の一部に前記濃縮部内の溶液を濃縮 又は乾固可能であリ、 前記所定の一部が前記試薬貯留部からの試薬貯留部位 とすることもできる。 さらに、 前記濃縮部は、 前記濃縮部における前記溶液 の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手 方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の 幅の 4倍以下の幅であり、 前記濃縮部内の前記溶液の濃縮部位を前記濃縮部 外から視認可能とすることができる。  [0012] Further, the present reaction apparatus comprises a breathable material that is exposed in the concentrating part and has liquid repellency with respect to the reaction liquid and can exhaust the gas in the concentrating part. A vent part that has substantially the entire surface, and when the gas in the concentrated part is sucked through the breathable material, the solvent is distilled out of the concentrated part through the breathable material; The solution in the concentration part can be concentrated or dried to a predetermined part of the material, and the predetermined part can be a reagent storage part from the reagent storage part. Further, the concentration unit has a flow direction of the solution in the concentration unit as a longitudinal direction, a direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution as a short direction, and the short direction includes a width of a solution supply site and The width of the solution discharge site is 4 times or less, and the concentration site of the solution in the concentration unit can be made visible from outside the concentration unit.
[0013] 本反応装置は、 また、 前記濃縮部内において差圧を形成して前記溶液を混 合可能とすることができる。 また、 この態様においては、 前記差圧を前記濃 縮部内において露出され前記反応液に対する撥液性を有して前記濃縮部内の ガスを排出可能な通気性材料を介して前記濃縮部内のガスの吸引によって形 成することができる。  [0013] In the present reaction apparatus, the solution can be mixed by forming a differential pressure in the concentration section. Further, in this aspect, the differential pressure is exposed in the concentrating part, and has a liquid repellency with respect to the reaction liquid, and the gas in the concentrating part is discharged through a gas-permeable material capable of discharging the gas in the concentrating part. Can be formed by suction.
[0014] 本反応装置は、 さらに、 前記反応又はその前処理のために準備される溶液 中の被験成分を精製する精製部を備えることができる。 また、 この態様にお いては、 前記精製部はモノリスカラムを備え、 前記モノリスカラムは前記被 験成分を吸着後、 溶出液として水を用いて前記被験成分を脱着可能するもの であってもよい。 さらに、 前記精製部により精製された被験成分を含有する 溶出液を前記濃縮部で濃縮又は乾固可能とすることができる。 また、 前記被 験成分は核酸としてもよいし、 前記モノリスカラムに対して前記溶液又は前 記試薬を加圧又は減圧状態で導入するようにしてもよい。 [0014] The present reaction apparatus can further include a purification unit for purifying a test component in a solution prepared for the reaction or its pretreatment. Further, in this embodiment, the purification unit may include a monolith column, and the monolith column may be capable of desorbing the test component using water as an eluent after adsorbing the test component. . Furthermore, it contains a test component purified by the purification unit The eluate can be concentrated or dried in the concentration section. In addition, the test component may be a nucleic acid, or the solution or the reagent may be introduced into the monolith column in a pressurized or reduced pressure state.
[0015] また、 本反応装置は、 前記反応部は、 前記反応部における前記溶液の流通 方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向と し、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の幅の 4 倍以下の幅とすることができる。 この態様においては、 前記被験成分は核酸 であり、 前記反応部における反応は、 核酸ハイブリダィゼーシヨン反応とす ることができる。 さらに、 前記核酸ハイブリダィゼーシヨンは、 アレイ C G Hとすることができる。 前記反応部における前記被験成分である核酸の濃度 を 0 . 3 g Z I以上としてもよい。  [0015] Further, in the present reaction apparatus, the reaction part has a flow direction of the solution in the reaction part as a longitudinal direction, a direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution as a short direction, and the short direction. The width of the solution supply site and the width of the solution discharge site may be 4 times or less. In this embodiment, the test component is a nucleic acid, and the reaction in the reaction part can be a nucleic acid hybridization reaction. Further, the nucleic acid hybridization can be an array CGH. The concentration of the nucleic acid that is the test component in the reaction part may be 0.3 g Z I or more.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0016] [図 1 ]アレイ C G Hを実施する反応装置の一例の概略を示す図である。 [0016] FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of a reaction apparatus for carrying out array CGH.
[図 2]反応装置の濃縮部の一例の概要を示す図であり、 上段に平面図を示し、 下段に断面図を示す。  FIG. 2 is a diagram showing an outline of an example of a concentrating part of a reaction apparatus, in which a plan view is shown in the upper part and a sectional view is shown in the lower part.
[図 3]反応装置の固液反応部の一例を示す図であり、 上段に平面図を示し、 下 段に断面図とその作製工程を示す。  FIG. 3 is a diagram showing an example of a solid-liquid reaction part of a reaction apparatus, in which a plan view is shown in the upper part, and a sectional view and a manufacturing process thereof are shown in the lower part.
[図 4]本反応装置を用いたアレイ C G Hのフローの一例を示す図である。  FIG. 4 is a diagram showing an example of the flow of an array C G H using this reaction apparatus.
[図 5]実施例 1及び比較例によるアレイ C G Hによる蛍光シグナル比 I o g 2 ([FIG. 5] Fluorescence signal ratio I og 2 (by array CGH in Example 1 and comparative example)
C y 3 Z C y 5 ) の比較結果を示す図である。 It is a figure which shows the comparison result of Cy3ZCy5).
[図 6]実施例 1で得られたスキャン画像を示す図である。  FIG. 6 is a view showing a scanned image obtained in Example 1.
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0017] 本発明は、 液体を媒体とする反応のための反応装置及び反応方法に関する 。 本発明の反応装置は、 前記反応又はその前処理に使用する試薬を貯留する 試薬貯留部と、 検体を導入する検体導入部と、 前記反応又はその前処理のた めに準備される溶液を調製又は貯留するとともに当該溶液の溶媒を留去して 前記溶液を濃縮又は乾固可能な濃縮部と、 前記反応を実施する反応部と、 前 記各部を前記固液反応を実施可能に連絡する流路系と、 前記反応のための液 体又はガスを前記流路系を介してする流通させる流体駆動部と、 を備えるこ とができる。 本発明の反応装置によれば、 液体を媒体とする反応のための溶 液が濃縮又は乾固可能である。 このため、 反応を実施できる程度の液体が乾 固物又は濃縮物に供給されることで、 被験成分を高濃度に含む反応用の溶液 を調製することができる。 この結果、 被験成分濃度が高濃度の状態で反応が 可能となる。 被験成分が高濃度であることで、 反応の拡散律速を抑制又は回 避して、 反応を迅速に行うことができ、 生化学的情報を迅速に取得すること ができる。 The present invention relates to a reaction apparatus and reaction method for reaction using a liquid as a medium. The reaction apparatus of the present invention prepares a reagent storage unit for storing a reagent used for the reaction or its pretreatment, a sample introduction unit for introducing a sample, and a solution prepared for the reaction or its pretreatment Alternatively, the concentration part that can concentrate and dry the solution by distilling off the solvent of the solution while being stored, the reaction part that performs the reaction, and the flow that communicates the parts to enable the solid-liquid reaction. Path system and liquid for the reaction A fluid drive unit for circulating a body or gas through the flow path system. According to the reaction apparatus of the present invention, a solution for reaction using a liquid as a medium can be concentrated or dried. For this reason, the liquid for reaction can be prepared by supplying the liquid to the dried product or the concentrate to the reaction solution containing the test component at a high concentration. As a result, the reaction can be performed at a high concentration of the test component. The high concentration of the test component allows the reaction to be carried out quickly by suppressing or avoiding the diffusion rate limiting of the reaction, and biochemical information can be obtained quickly.
[0018] また、 本反応装置によれば、 乾固物又は濃縮物に反応等に必要な液体を供 給すれば反応を実施できるため、 反応のための液量を抑制することができる 。 この結果、 反応を一層迅速化することができるとともに反応部をコンパク 卜に実施することができる。  [0018] Further, according to the present reaction apparatus, the reaction can be carried out by supplying a liquid necessary for the reaction or the like to the dried or concentrated product, so that the amount of the liquid for the reaction can be suppressed. As a result, the reaction can be further accelerated and the reaction section can be implemented in a compact manner.
[0019] 濃縮部は、 反応の前処理のために準備される溶液を調製又は貯留するため にも備えることができる。 これらの溶液 (前処理液) が濃縮又は乾固されて いることで、 次工程に必要な液体が供給されることで、 被験成分を高濃度に 含む前処理用の溶液を調製することができる。 このため、 各種の前処理工程 を被験成分が高濃度でかつ液量が抑制された状態で実施することができ、 こ の結果、 目的とする液体を媒体とする反応に至る各種前処理も迅速かつコン パク卜に実施することができる。  [0019] The concentration unit can also be provided for preparing or storing a solution prepared for the pretreatment of the reaction. Since these solutions (pretreatment liquids) are concentrated or dried, the liquid required for the next step can be supplied to prepare a pretreatment solution containing the test component at a high concentration. . For this reason, various pretreatment steps can be carried out in a state where the concentration of the test component is high and the amount of the liquid is suppressed, and as a result, various pretreatments leading to reactions using the target liquid as a medium can be performed quickly. And it can be implemented in a compact manner.
[0020] 以下、 本発明の実施形態である、 反応装置及び反応方法について、 適宜図 面を参照しながら説明する。 図 1〜図 4は、 血液から D N Aを抽出して固液 反応であるアレイ C G Hを実施するための反応装置に関し、 図 1は、 本発明 の反応装置の一例の概略を示す図である、 図 2は、 本発明の反応装置の濃縮 部の一例の概要を示す図であり、 図 3は、 本発明の反応装置の反応部の一例 を示す図であり、 図 4は、 本反応装置を用いた反応工程のフローの一例を示 す図である。 なお、 これらの図面に示す反応装置及びその一部は、 いずれも 本発明を説明するための例示であって、 本発明を限定するものではない。  Hereinafter, a reaction apparatus and a reaction method which are embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 to FIG. 4 relate to a reaction apparatus for performing array CGH, which is a solid-liquid reaction by extracting DNA from blood, and FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of the reaction apparatus of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an outline of an example of the concentration unit of the reaction apparatus of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing an example of the reaction unit of the reaction apparatus of the present invention, and FIG. 4 uses the present reaction apparatus. It is a figure which shows an example of the flow of the reaction process which had been. Note that the reaction apparatus and a part thereof shown in these drawings are only examples for explaining the present invention, and do not limit the present invention.
[0021 ] 本反応装置は、 液体を媒体とする反応を実施するための装置である。 液体 を媒体とする反応としては、 特に限定しない。 液一液反応、 気一液反応、 固 一液反応等の界面における反応も本反応装置における 「液体を媒体とする反 応」 に含まれる。 本反応装置 2は、 固液反応を実施するものであることが好 ましい。 固液反応は、 拡散律速であり、 一般に相当な長時間を要する。 本発 明における 「反応」 としては、 合成や分解等の一般的な化学反応や電気化学 反応のほか、 水素結合、 疎水結合、 双極子相互作用、 ファンデルワールス力 等の各種分子間相互作用の発現あるいは変化を包含している。 例えば、 固液 反応として実施可能な反応としては、 抗原抗体反応;各種酵素反応;特定遺 伝子や S N P sの検出、 アレイ C G H、 発現プロフアイリングなどの核酸ハ イブリダィゼーシヨン; P C R ; D N Aなど核酸合成反応等が挙げられる。 [0021] The present reaction apparatus is an apparatus for carrying out a reaction using a liquid as a medium. liquid There is no particular limitation on the reaction using a medium. Reactions at the interface such as liquid-liquid reaction, gas-liquid reaction, solid-liquid reaction, etc. are also included in “reaction using liquid as medium” in this reaction apparatus. The present reactor 2 is preferably one that performs a solid-liquid reaction. Solid-liquid reactions are diffusion-controlled and generally take a considerable amount of time. The “reaction” in the present invention includes not only general chemical reactions and electrochemical reactions such as synthesis and decomposition, but also various molecular interactions such as hydrogen bonds, hydrophobic bonds, dipole interactions, and van der Waals forces. Includes expression or change. For example, reactions that can be performed as solid-liquid reactions include antigen-antibody reactions; various enzyme reactions; detection of specific genes and SNPs, array CGH, expression profiling, and other nucleic acid hybridization; PCR; Examples include nucleic acid synthesis reactions such as DNA.
[0022] 反応装置は、 液体を媒体とする反応を実施するための装置である、 反応を 実施するのにあたり他の反応を実施することができる。 例えば、 反応に適し た溶液を調製するための、 溶解、 希釈、 濃縮、 混合、 分離、 抽出、 洗浄、 吸 着、 脱離、 乾燥、 加熱、 冷却、 各種電子線等の照射、 超音波処理及び電気的 処理などの要素を含む前処理反応が挙げられる。 例えば、 生体由来の検体と 予め準備されたプローブとの核酸ハイブリダィゼーシヨンを実施するために は、 検体からの D N Aの分離,精製、 断片化、 標識が前処理として必要であ る。 [0022] The reaction apparatus is an apparatus for carrying out a reaction using a liquid as a medium. In carrying out the reaction, another reaction can be carried out. For example, to prepare a solution suitable for the reaction, dissolution, dilution, concentration, mixing, separation, extraction, washing, adsorption, desorption, drying, heating, cooling, irradiation with various electron beams, ultrasonic treatment and Examples include pretreatment reactions that include elements such as electrical treatment. For example, in order to perform nucleic acid hybridization between a biological specimen and a probe prepared in advance, separation, purification, fragmentation, and labeling of DNA from the specimen are required as pretreatment.
[0023] なお、 反応の媒体となる液体は、 特に限定しない。 水のほか、 各種有機溶 媒、 これらの混合液を包含する。 これらの液体には、 緩衝液等のように塩な どの媒体の一部としての溶質を含むこともできる。 本発明の反応装置におい て、 抗原抗体反応、 酵素反応及び核酸ハイブリダィゼーシヨン並びに細胞に 関する反応を実施する場合、 液体は、 水を含む水性の液体であることが多い  [0023] The liquid used as a reaction medium is not particularly limited. In addition to water, various organic solvents and mixtures thereof are included. These liquids can also contain solutes as a part of a medium such as a salt such as a buffer solution. In the reaction apparatus of the present invention, when the antigen-antibody reaction, the enzyme reaction, the nucleic acid hybridization, and the cell-related reaction are performed, the liquid is often an aqueous liquid containing water.
[0024] これらの反応に関わる成分 (反応成分) としては、 化合物のほか、 細胞を 含むことができる。 化合物としては、 D N A、 R N A、 D N AZ R N Aキメ ラ又はこれらの誘導体を含む核酸、 タンパク質、 糖類などを含むことができ る。 核酸やタンパク質等は、 予め蛍光色素などにより標識されたものであつ てもよい。 また、 タンパク質としては、 酵素、 抗体、 抗原、 リガンド及びレ セプター並びにペプチド等が挙げられる。 なお、 反応成分が細胞の場合には 、 細胞と細胞との間における相互作用の発現及び変化や細胞培養や細胞破壊 (あるいはそれに伴う抽出) 、 細胞分離なども反応に包含される。 なお、 こ こでいう細胞には、 微生物 (細菌、 カビ、 ウィルス等) 、 動植物細胞及び組 織も包含される。 [0024] The component (reaction component) involved in these reactions can include cells in addition to compounds. The compounds can include DNA, RNA, DNAZ RNA cameras, or nucleic acids including these derivatives, proteins, saccharides, and the like. Nucleic acids and proteins are pre-labeled with fluorescent dyes. May be. Examples of proteins include enzymes, antibodies, antigens, ligands and receptors, and peptides. In the case where the reaction component is a cell, the reaction includes expression and change of interaction between cells, cell culture, cell destruction (or extraction associated therewith), cell separation, and the like. The cells mentioned here include microorganisms (bacteria, fungi, viruses, etc.), animal and plant cells, and tissues.
[0025] 反応装置 2に適用する検体としては、 こうした反応成分を被験成分として 含有することができる。 ヒト、 ヒト以外の動物などから採取した全血、 血清 、 尿、 糞便、 唾液、 喀痰など生体由来試料;細胞胞培養物;ウィルス、 細菌 、 カビ、 酵母、 植物、 動物などの試料;微生物などが混入または含有する可 能性のある試料、 その他核酸、 タンパク質などの含有されている可能性のあ るあらゆる試料が挙げられる。  [0025] The specimen applied to the reaction apparatus 2 can contain such a reaction component as a test component. Whole blood, serum, urine, feces, saliva, sputum and other biological samples collected from humans and non-human animals; cell follicle cultures; samples of viruses, bacteria, molds, yeasts, plants, animals, etc .; microorganisms Samples that may contain or contain other samples that may contain nucleic acids, proteins, etc.
[0026] なお、 検体中に含まれる被験成分の精製程度や加工程度は特に限定しない 。 すなわち、 検体としては、 生体由来の未精製試料であってもよいし、 適宜 分離精製されたもの、 あるいは検出等のために標識等された被験成分を含有 するものであってもよい。  [0026] The degree of purification and processing of the test component contained in the sample is not particularly limited. That is, the specimen may be an unpurified sample derived from a living body, or may be appropriately separated and purified, or may contain a test component labeled for detection or the like.
[0027] なお、 以下の説明においては、 反応装置 2を固液反応を実施するものとし て説明する。 反応装置 2は、 試薬貯留部 1 0と、 検体導入部 2 0と、 濃縮部 4 0と、 反応装置 2で最終的に目的とする液体媒体反応として固液反応を実 施する固液反応部 5 0と、 前記各部を前記反応を実施可能に連絡する流路系 6 0と、 流路系 6 0に液体又はガスを流通させるための流体駆動部 8 0とを 、 備えることができる。 また、 検体の精製程度や反応に必要な溶液によって は、 検体の精製や前処理後の精製等のために精製部 3 0を備えることができ る。  [0027] In the following description, the reaction apparatus 2 will be described as performing a solid-liquid reaction. The reaction apparatus 2 includes a reagent storage unit 10, a sample introduction unit 20, a concentration unit 40, and a solid-liquid reaction unit that performs a solid-liquid reaction as a final liquid medium reaction in the reaction device 2. 50, a flow path system 60 that communicates each of the above sections so that the reaction can be performed, and a fluid drive section 80 for allowing a liquid or gas to flow through the flow path system 60. In addition, depending on the degree of sample purification and the solution required for the reaction, a purification unit 30 can be provided for sample purification, purification after pretreatment, and the like.
[0028] 本反応装置 2は、 上記各部の少なくとも一部を固相体 1 0 0に備えている ことが好ましい。 固相体 1 0 0は、 立方体や直方体あるいは不定形状の三次 元形状体とすることもできるが、 流路系 6 0をおおよそ同一平面に配するこ と等を考慮すると、 平板状体とすることが好ましい。 固相体 1 0 0は、 図 2 等に示すように 2層以上の積層体とすることができる。 こうすることで、 試 薬貯留部 1 0、 濃縮部 3 0、 固液反応部 5 0等のためのチェンバーや流路系 6 0を容易に構築することができる。 [0028] In the present reactor 2, it is preferable that at least a part of each of the above parts is provided in the solid phase body 100. The solid phase body 100 can be a cube, a rectangular parallelepiped, or an indeterminate three-dimensional shape, but it is a flat body considering the fact that the flow path system 60 is roughly arranged on the same plane. It is preferable. Fig. 2 As shown in the above, it can be a laminate of two or more layers. By doing so, a chamber and a channel system 60 for the reagent storage unit 10, the concentration unit 30, the solid-liquid reaction unit 50, etc. can be easily constructed.
[0029] このような固相体 1 0 0は、 特に限定しないで、 1種又は 2種以上の材料 を組み合わせて用いることができる。 例えば、 ガラス、 シリコン、 セラミツ クス、 ガラスセラミックスのほか、 P M M A、 P D M Sなどのプラスチック や金属等を用いることができる。 また、 流路系 6 0の構成材料は、 液体の液 性を考慮して選択することができる。 例えば、 疎水性、 親水性など、 液体に 対する撥液性を考慮して構成材料を選択してもよい。  [0029] Such a solid phase 100 is not particularly limited, and one or more materials can be used in combination. For example, in addition to glass, silicon, ceramics, glass ceramics, plastics such as PMMA, PDMS, metals, and the like can be used. Further, the constituent material of the flow path system 60 can be selected in consideration of the liquidity of the liquid. For example, the constituent material may be selected in consideration of liquid repellency such as hydrophobicity and hydrophilicity.
[0030] 固相体 1 0 0に流路系 6 0や各部のための凹部又は貫通孔を形成するには 、 例えば、 マイクロマシンや MEMS (m i cro E l ectro Mechan i ca l System) の 製作技術を適用することができる。 各種のエッチング技術、 リソグラフィ技 術、 接合技術、 成膜技術、 レーザ等による精密微細加工技術、 超音波技術等 を適宜組み合わせて用いることができる。 また、 マイクロ塑性加工技術、 マ イク口射出成形技術、 マイクロ光造形技術などのマイクロ成形技術を用いる こともできる。 なお、 用いる成形■加工技術に応じて、 固相体 1 0 0を適宜 選択すればよい。 また、 各部や流路系 6 0を固相体 1 0 0を積層して形成す る場合には、 流路系 6 0を貫通孔等としてパターニングした固相体 1 0 0と 他の平板状の固相体 1 0 0とを、 熱圧着や超音波接合等の適切な手法で接着 又は接合すればよい。 接着には、 このほか両面粘着又は両面接着テープを用 いることもできる。  [0030] In order to form the flow path system 60 and the recesses or through-holes for each part in the solid phase body 100, for example, a manufacturing technique of a micromachine or MEMS (micro Electro Mechanical System) Can be applied. Various etching techniques, lithography techniques, bonding techniques, film forming techniques, precision micromachining techniques using lasers, ultrasonic techniques, and the like can be used in appropriate combinations. It is also possible to use micro-molding technology such as micro-plastic processing technology, micro-mouth injection molding technology, and micro stereolithography technology. It should be noted that the solid phase body 100 may be appropriately selected according to the molding / processing technique used. Further, when each part and the flow path system 60 are formed by laminating the solid phase body 100, the solid phase body 100 and the other flat plate shape patterned with the flow path system 60 as a through-hole or the like. The solid phase body 100 may be bonded or bonded by an appropriate technique such as thermocompression bonding or ultrasonic bonding. In addition, double-sided adhesive or double-sided adhesive tape can be used for bonding.
[0031 ] 反応装置 2は、 制御部 2 0 0を含めて全体として卓上サイズであることが 好ましく、 制御部以外の部分は、 一般的なスライドガラス (7 6 . 2 m m X 2 5 . 4 mm) 程度であることが好ましい。 また、 例えば、 固液反応部 5 0 は、 1 0 0 I以下の容積であることが好ましく、 より好ましくは 6 0 I 以下である。  [0031] The reaction apparatus 2 preferably has a desktop size as a whole including the control unit 200, and a portion other than the control unit is a general slide glass (76.2 mm X 25.4 mm ) Is preferable. In addition, for example, the solid-liquid reaction part 5 0 preferably has a volume of 100 I or less, more preferably 60 I or less.
[0032] (試薬貯留部)  [0032] (Reagent reservoir)
本発明の反応装置 2は、 試薬貯留部 1 0を備えることができる。 試薬貯留 部 1 0は、 予め各種試薬を貯留することができ、 固液反応又はその前処理に 試薬を供給可能に準備しておくことができる。 試薬貯留部 1 0は、 用いる試 薬の種類に応じて適数個設けることができる。 試薬貯留部 1 0は、 適当な容 量のチェンバー 1 2と当該チェンバーから流路系 6 0に連絡する開口 1 4を 備えることができる。 The reaction apparatus 2 of the present invention can include a reagent reservoir 10. Reagent storage The unit 10 can store various reagents in advance, and can be prepared so that the reagents can be supplied to the solid-liquid reaction or the pretreatment thereof. An appropriate number of reagent reservoirs 10 can be provided according to the type of reagent used. The reagent reservoir 10 can include a chamber 12 having an appropriate capacity and an opening 14 communicating from the chamber to the flow path system 60.
[0033] 試薬貯留部 1 0は、 予め所定量の、 例えば、 一回の反応に用いる試薬量が 充填されておリ、 反応毎に交換可能なカートリツジ形態とすることもできる 。 好ましくは、 反応装置 2は、 一回の反応に用いる複数の試薬を予め充填し た試薬貯留部 1 0を複数個がカセッ卜化され交換可能な試薬カートリッジ 1 6として試薬貯留部 1 0を備える。 こうしたカートリッジ形態によれば、 必 要量の試薬を簡易に確実に準備しておくことができる。 こうした試薬カー卜 リッジ 1 6は、 反応装置 2を構成する固相体 1 0 0の一部を構成するように 交換可能に装着されることが好ましい。  [0033] The reagent storage unit 10 may be pre-filled with a predetermined amount of, for example, a reagent amount used for one reaction, and may be in a cartridge form that can be exchanged for each reaction. Preferably, the reaction apparatus 2 includes the reagent storage unit 10 as a reagent cartridge 16 that can be replaced with a plurality of reagent storage units 10 that are pre-filled with a plurality of reagents used in one reaction. . According to such a cartridge form, a necessary amount of reagent can be prepared easily and reliably. Such a reagent cartridge 16 is preferably mounted so as to be replaceable so as to form a part of the solid phase body 100 constituting the reaction apparatus 2.
[0034] また、 試薬貯留部 1 0は、 開閉可能な試薬導入口を有して試薬を注入可能 な繰り返し使用可能な形態としてもよい。 試薬貯留部 1 0の容量は特に限定 しないが、 必要量の試薬を貯留することができる所定の容量とすることで反 応コス卜を低減することができるとともに反応装置 2のコンパク卜化するこ とができる。  [0034] The reagent reservoir 10 may have a reagent inlet that can be opened and closed, and may have a form that can be repeatedly used so that a reagent can be injected. The capacity of the reagent reservoir 10 is not particularly limited, but the reaction cost can be reduced and the reaction apparatus 2 can be made compact by setting it to a predetermined capacity capable of storing a necessary amount of reagent. You can.
[0035] 試薬貯留部 1 0に貯留する試薬としては、 反応装置 2によって実施しょう とする固液反応によって異なるが、 例えば、 酵素、 その基質、 核酸プローブ 、 拡散プライマー、 抗原、 抗体、 標識試薬、 各種試薬類 (呈色試薬、 反応試 薬など) が挙げられる。 また、 試薬としては、 後述するように、 精製部 3 0 のモノリスカラム 3 2に供給する吸着液、 洗浄液及び溶出液も含まれる。  [0035] The reagent stored in the reagent storage unit 10 varies depending on the solid-liquid reaction to be performed by the reaction apparatus 2, but includes, for example, an enzyme, its substrate, a nucleic acid probe, a diffusion primer, an antigen, an antibody, a labeling reagent, Various reagents (coloring reagent, reaction reagent, etc.) can be mentioned. In addition, as described later, the reagent also includes an adsorption solution, a washing solution, and an elution solution supplied to the monolith column 32 of the purification unit 30.
[0036] (検体導入部)  [0036] (Sample introduction part)
検体導入部 2 0は、 検体を反応装置 2に導入するための部位であって、 反 応装置 2に負荷する検体の量及び検体とともに供給される試薬があるときに は当該試薬との総量に応じた容量を備えることができる。 検体導入部 2 0の 形態は、 特に限定しないが、 適当な容量のチェンバー 2 2と当該チェンバー から流路系 6 0に連絡する開口 2 4を備えることができる。 検体導入部 2 0 も、 試薬貯留部 1 0と同様に、 反応毎に交換可能なカートリッジ形態として もよいし、 開閉可能な検体導入口を有するなどして繰り返し使用可能な形態 としてもよい。 さらに、 開閉可能な検体導入口を有して繰り返し使用可能な カートリッジ形態としてもよい。 図 1に示す反応装置 2では、 検体導入部 2 0は、 検体導入口を有した検体カートリッジ 2 6となっている。 なお、 検体 導入部 2 0を複数個備えていてもよい。 The sample introduction unit 20 is a part for introducing the sample into the reaction device 2, and when there is a sample amount to be loaded on the reaction device 2 and a reagent supplied together with the sample, the total amount with the reagent is included. It can be provided with a corresponding capacity. The form of the sample introduction unit 20 is not particularly limited, but the chamber 22 having an appropriate capacity and the chamber Can be provided with an opening 24 communicating with the flow path system 60 from. Similarly to the reagent storage unit 10, the sample introduction unit 20 may have a cartridge form that can be exchanged for each reaction, or may have a form that can be used repeatedly by having a sample introduction port that can be opened and closed. Further, it may have a cartridge form having a sample introduction port that can be opened and closed and can be used repeatedly. In the reaction apparatus 2 shown in FIG. 1, the sample introduction unit 20 is a sample cartridge 26 having a sample introduction port. Note that a plurality of sample introduction units 20 may be provided.
[0037] (精製部) [0037] (Purification Department)
反応装置 2は、 1又は 2以上の精製部 3 0を備えることができる。 精製部 3 0は、 検体中の被験成分の分離又は精製や反応のための前処理液の被験成 分の分離又は精製等のために備えることができる。 精製部 3 0は、 単なるフ ィルターやカラムとすることができるが、 好ましくは、 モノリスカラム 3 2 を用いる。 モノリスカラム 3 2は、 相互に接続されて連通するマクロ孔を有 する構造体から形成されている。 モノリスカラム 3 2は、 圧力損失が低く通 液性が良好であるため、 夾雑成分が多く粘度が高くなる傾向がある生体由来 の検体に好ましい。  The reaction apparatus 2 can include one or two or more purification units 30. The purification unit 30 can be provided for the separation or purification of the test component in the sample, the separation or purification of the test component of the pretreatment liquid for the reaction, and the like. The purification unit 30 can be a simple filter or column, but preferably a monolith column 3 2 is used. The monolith column 32 is formed of a structure having macropores that are connected to and communicate with each other. The monolith column 32 has a low pressure loss and good liquid permeability, and is therefore preferable for a biological sample that has many contaminating components and tends to have a high viscosity.
[0038] モノリスカラム 3 2としては、 上記マクロ孔を有する無機質材料構造体又 は無機有機ハイブリツド構造体を用いることができる。 モノリスカラム 3 2 は、 マクロ孔内部にさらにミクロ孔も有することがきる。 モノリスカラム 3 2を構成する無機質材料は、 特に限定しないが、 シリカやガラス材料を用い ることができる。 モノリスカラム 3 2のマクロ孔表面は、 適宜、 ォクタデシ ル成分などの表面処理ゃィォン交換性の樹脂などで表面処理することができ る。  [0038] As the monolith column 32, an inorganic material structure or an inorganic-organic hybrid structure having the above macropores can be used. The monolith column 3 2 can further have micropores inside the macropores. The inorganic material constituting the monolith column 32 is not particularly limited, and silica or glass material can be used. The surface of the macropores of the monolith column 32 can be appropriately surface-treated with a surface-treating ion-exchangeable resin such as octadecyl component.
[0039] モノリスカラム 3 2は、 それ自体カラムとして利用可能な形態を採ること ができ、 その形態は特に限定されない。 例えば、 ディスク状体として、 単独 で又は複数個積層して用いることができる。 このようなモノリスカラム 3 2 は、 多数個のセラミックス等の無機質粒子を結合して所定形状の無機質構造 体に成形したものを用いてもよいし、 ゾル一ゲル法を用いて焼成を経て多孔 質化したセラミックス等の無機質構造体を用いてもよい。 このようなモノリ スカラム 3 2の作製方法は、 特開 2 0 0 2 _ 3 5 0 4 1 2、 特開 2 0 0 3 _ 7 5 4 2 0、 特開及び特開 2 0 0 5— 2 2 4 1 6 7、 特開 2 0 0 6— 2 2 3 9 6 0、 特開 2 0 0 6— 3 4 0 6 4 9等に記載されている。 [0039] The monolithic column 32 can take a form that can be used as a column itself, and the form is not particularly limited. For example, as a disk-shaped body, it can be used alone or in a plurality of layers. Such a monolithic column 3 2 may be formed by bonding a large number of inorganic particles such as ceramics into a predetermined shaped inorganic structure, or may be porous after being fired using a sol-gel method. An inorganic structure such as refined ceramics may be used. The manufacturing method of such a monolithic column 32 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 2 _ 3 5 0 4 1 2, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 3 _ 7 5 4 2 0, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 4 1 6 7, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 6-2 2 3 9 60, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 6-3 4 0 6 4 9 and the like.
[0040] こうしたモノリスカラム 3 2を、 反応装置 2の精製部 3 0として組み込む 場合には、 モノリスカラム 3 2の連続するマクロ孔の貫通方向と流路とが同 方向となるようにするのが好ましい。 また、 モノリスカラム 3 2における液 体の流路方向を制限する観点から、 モノリスカラム 3 2を Oリング内に嵌め 込むようにしてモノリスカラムの側面からの液体の流出を抑制可能な程度の Oリング内面の密着させることが好ましい。 こうして Oリング内にはめ込ん だモノリスカラム 3 2は、 固相体 1 0 0の流路系 6 0の一部のキヤビティに 収容される。 収容時には、 Oリングの外周面とキヤビティの内壁との間が O リング自体あるいは他の部材によってシールされることが好ましい。  [0040] When such a monolith column 32 is incorporated as the purification unit 30 of the reaction apparatus 2, the through-hole direction of the continuous macropores of the monolith column 32 and the flow path should be in the same direction. preferable. In addition, from the viewpoint of restricting the flow direction of the liquid in the monolith column 32, the inner surface of the O-ring is such that the outflow of liquid from the side surface of the monolith column can be suppressed by fitting the monolith column 32 into the O-ring. It is preferable to adhere. The monolith column 32 thus fitted in the O-ring is accommodated in a part of the cavity of the flow path system 60 of the solid phase body 100. At the time of accommodation, it is preferable that the space between the outer peripheral surface of the O-ring and the inner wall of the cavity is sealed by the O-ring itself or other members.
[0041 ] Oリングの材質としては、 二卜リルゴム、 水素化二卜リルゴム、 フッ素ゴ ム、 シリコーンゴム、 エチレンプロピレンゴム、 クロロプレンゴム、 ァクリ ルゴム、 」 ブチルゴム、 ウレタンゴム、 クロロスルフォン化ポリエチレン、 ェピクロルヒドリンゴム、 天然ゴム、 フッ素樹脂などを用いることができる  [0041] The materials of the O-ring include diaryl rubber, hydrogenated diaryl rubber, fluorine rubber, silicone rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, urethane rubber, chlorosulfonated polyethylene, epoxy Chlorhydrin rubber, natural rubber, fluororesin, etc. can be used
[0042] また、 モノリスカラム 3 2を熱収縮チューブにより圧締めして、 固相体 1 0 0のチェンバーに収容してもよい。 このとき、 精製部 3 0のチャンバ一内 壁と熱収縮チュ一ブの外周面とをシールしておくことが好ましい。 熱収縮チ ユーブとしては、 アクリル樹脂、 ポリエレフィン樹脂、 フッ素樹脂、 シリコ ーンゴム、 ポリ塩化ビニル等を用いることができる。 [0042] Alternatively, the monolith column 32 may be clamped with a heat-shrinkable tube and housed in the chamber of the solid phase 100. At this time, it is preferable to seal the inner wall of the chamber of the purification unit 30 and the outer peripheral surface of the heat shrinkable tube. As the heat shrinkable tube, acrylic resin, polyelephine resin, fluororesin, silicone rubber, polyvinyl chloride and the like can be used.
[0043] モノリスカラム 3 2を精製部 3 0に備える場合、 検体又は反応装置 2で調 製する含む溶液中の被験成分に吸着液を用いてモノリスカラム 3 2に吸着後 、 洗浄液を用いて被験成分以外の夾雑物を排出させ、 その後、 溶出液を用い て被験成分をモノリスカラム 3 2から溶出させることができる。 モノリス力 ラム 3 2は、 以下の (1 ) 〜 (6 ) の点において、 反応装置 2における反応 の迅速化及び装置のコンパク卜化等に大きく貢献することができる。 [0043] When the purification unit 30 is equipped with the monolith column 32, the test component in the solution to be prepared with the sample or the reaction apparatus 2 is adsorbed to the test component and then adsorbed to the monolith column 32, and then the test is performed using the washing solution. The impurities other than the components can be discharged, and then the test component can be eluted from the monolith column 32 using the eluate. The monolith force ram 3 2 is the reaction in reactor 2 in the following points (1) to (6) It is possible to greatly contribute to the speeding up of the apparatus and the compactness of the apparatus.
[0044] ( 1 ) 低圧力損失であり通液性が良好であることから、 本来的に又濃縮によ つて粘度が高くなる傾向にある検体等を容易に通過させることができる。 溶 液を低粘度化しなくてもよい点において装置のコンパク卜化に貢献している  [0044] (1) Since the pressure loss is low and the liquid permeability is good, it is possible to easily pass a specimen or the like that tends to increase in viscosity inherently or due to concentration. Contributes to compacting of equipment in that it is not necessary to lower the viscosity of the solution
( 2 ) 相互に接続されて連通するマクロ孔を有するため、 モノリスカラム 3 2を加圧又は吸引することで液体をモノリスカラム 3 2に送液したりモノリ スカラム 3 2から液体を排出させたりすることができる。 このため、 こうし た加圧又は吸引により、 カラム 3 2内における液体移動を促進して、 各種の 試薬や溶液のカラム 3 2への送液、 カラム 3 2からの排出を迅速に行うこと ができる (2) Since the macropores are connected to each other and communicate with each other, the liquid is sent to the monolith column 3 2 or discharged from the monolith column 3 2 by pressurizing or sucking the monolith column 3 2. be able to. For this reason, such pressurization or suction facilitates liquid movement in the column 3 2, so that various reagents and solutions can be quickly sent to and discharged from the column 3 2. it can
( 3 ) 加圧や吸引によって液体を供給及び除去できてモノリスカラム 3 2に おいて固液分離が容易である点において、 自動化に寄与している。  (3) It contributes to automation in that the liquid can be supplied and removed by pressurization and suction, and solid-liquid separation is easy in the monolith column 32.
( 4 ) モノリスカラム 3 2に被験成分を保持させた状態で洗浄液等の液体を 吸引することで被験成分をモノリスカラム 3 2中に濃縮又は乾固することが 可能である。 このため、 溶出液において被験成分を高濃度化することができ る。  (4) The test component can be concentrated or dried in the monolith column 32 by sucking a liquid such as a washing solution while the test component is held in the monolith column 32. For this reason, the concentration of the test component can be increased in the eluate.
( 5 ) 塩類が全く含まれていないか又はその後の濃縮又は乾固に差し支えな い量にまで塩類量が抑制された溶出液でモノリスカラム 3 2に保持させた被 験成分を溶出させることで、 当該溶出液を高度に濃縮又は乾固することがで きる。 したがって、 反応装置 2を通じて溶液の液量を効果的に抑制でき、 か つ高濃度化を容易に達成できる。  (5) By eluting the test component retained in the monolith column 32 with an eluate that does not contain any salt or that has been suppressed to a level that does not interfere with subsequent concentration or drying. The eluate can be highly concentrated or dried. Therefore, the volume of the solution can be effectively suppressed through the reactor 2, and a high concentration can be easily achieved.
( 6 ) 溶出用液を次工程で用いる試薬や媒体とすることで、 溶出液をそのま ま次工程に供給することができ、 工程を簡略化し迅速化することができる。  (6) By using the elution solution as a reagent or medium used in the next step, the eluate can be supplied to the next step as it is, and the process can be simplified and speeded up.
[0045] モノリスカラム 3 2を反応装置 2に用いることは、 カラム溶出液の液量の 抑制に有効である。 したがって、 モノリスカラム 3 2の反応装置 2への使用 により、 溶出液量を抑制しつつ被験成分を容易に精製することができ、 溶出 液中の被験成分の濃度を他のカラムや精製手段を用いた場合に比較して高濃 度化することができる。 反応装置 2では、 こうして液量が抑制され高濃度に 被験成分を含有する溶出液を、 さらに濃縮又は乾固することで、 検体からの 被験成分の抽出や固液反応のための前処理を行うことによって増加する溶出 液の液量の全部又は一部を容易にキャンセルすることができる。 この結果、 後段の工程に対しても、 当該工程の液の使用量を抑制でき、 結果として高濃 度及び小液量を容易に維持でき、 反応の迅速化及び装置のコンパクト化を実 現できる。 [0045] The use of the monolith column 3 2 for the reaction apparatus 2 is effective in suppressing the volume of the column eluate. Therefore, by using the monolith column 3 2 in the reactor 2, the test component can be easily purified while suppressing the amount of the eluate, and the concentration of the test component in the eluate can be adjusted using another column or purification means. Higher than that Can be tempered. In the reaction apparatus 2, the eluate containing the test component at a high concentration is controlled in such a manner, and the pretreatment for the extraction of the test component from the specimen and the solid-liquid reaction is performed by further concentrating or drying the eluate. Thus, all or part of the amount of the eluate that increases can be easily canceled. As a result, it is possible to suppress the amount of liquid used in the subsequent process, and as a result, it is possible to easily maintain a high concentration and a small liquid volume, and to achieve a rapid reaction and a compact apparatus. .
[0046] 以上のことから、 反応装置 2を用いて行う 1又は 2以上の前処理反応の後 でモノリスカラム 3 2を用いた精製 (溶出液の調製)と当該溶出液の濃縮又は 乾固が可能に精製部 3 0と後述する濃縮部 4 0とを備えることで、 各種前処 理反応によって得られる被験成分を含む溶液の最終液量を極めて効果的に抑 制し、 これによリ後段において使用する液量を抑制するとともに後段の反応 を迅速化することができる。 また、 各種工程を実施する各部をコンパクト化 することができる。 さらに、 最終的に固液反応に供給される溶液の液量の抑 制と被験成分の高濃度化とを実現して、 固液反応時間の短縮及び迅速化と同 時に装置全体のコンパク卜化に大きく貢献することができる。  [0046] From the above, after one or more pretreatment reactions performed using the reaction apparatus 2, purification using the monolith column 3 2 (preparation of the eluate) and concentration or drying of the eluate are performed. By providing a purification unit 30 and a concentrating unit 40, which will be described later, the final volume of the solution containing the test component obtained by various pretreatment reactions can be extremely effectively suppressed. In addition, the amount of liquid used can be suppressed and the subsequent reaction can be accelerated. In addition, each part that performs various processes can be made compact. In addition, the volume of the solution finally supplied to the solid-liquid reaction is reduced and the concentration of the test component is increased, shortening and speeding up the solid-liquid reaction time, and at the same time making the entire device compact. Can contribute greatly.
[0047] 特に、 モノリスカラム 3 2は被験成分が核酸であるとき、 例えば、 以下の 方法によリ、 無機塩類が含まれないかあるいはその後の濃縮又は乾固に不都 合がない程度に無機塩類濃度が抑制された溶出液を得ることができる。 一つ は、 核酸の吸着液としてグァニジン塩酸塩やグァニジンチォシアン酸などの カオトロピック塩溶液を吸着液として用いて、 モノリスカラム 3 2に核酸を 吸着させ、 その後、 エタノールなどのアルコールを含有する水溶液でモノリ スカラム 3 2を洗浄し、 水などの無機塩類濃度が抑制された溶出液 (好まし くは水) で溶出する。 吸着液や洗浄液には、 適宜酢酸カリウムなどの力リウ ム塩を含むことができる (特開 2 0 0 5— 2 2 4 1 6 7 ) 。 また、 他の一つ は、 硫酸ナトリウム、 硫酸アンモニゥムなどのアンチカオトロピック塩の溶 液を吸着液とし、 エタノールなどのアルコールを含有する水溶液を洗浄液と し、 トリスー塩酸緩衝液、 リン酸緩衝液及び水など無機塩類濃度が抑制され た溶液を溶出液 (好ましくは水) とする (特開 2 0 0 6— 3 4 0 6 4 9 ) 。 [0047] In particular, when the test component is a nucleic acid, the monolith column 32 is inorganic to the extent that no inorganic salts are contained or there is no inconvenience in subsequent concentration or drying by, for example, the following method. An eluate in which the salt concentration is suppressed can be obtained. One is to use a chaotropic salt solution such as guanidine hydrochloride or guanidine thiocyanate as the adsorbent for nucleic acid to adsorb the nucleic acid to the monolith column 32, and then an aqueous solution containing alcohol such as ethanol. Wash the monolith column 3 2 with, and elute it with an eluent (preferably water) in which the concentration of inorganic salts such as water is suppressed. The adsorbing liquid and the cleaning liquid can appropriately contain a strong rhodium salt such as potassium acetate (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-0 2 2 4 1 6 7). The other is a solution of an antichaotropic salt such as sodium sulfate or ammonium sulfate as an adsorbent, and an aqueous solution containing an alcohol such as ethanol as a washing solution, and a Tris-HCl buffer, phosphate buffer and water. Inorganic salt concentration is suppressed The obtained solution is used as an eluent (preferably water) (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-063 4 0 6 9).
[0048] 核酸をモノリスカラム 3 2で精製する場合、 好ましくは、 硫酸アンモニゥ ム等のアンチカオトロピック塩水溶液を吸着液とし、 8 0 %エタノール水溶 液を洗浄液とし、 蒸留水等の水を溶出液とする。 これらの各種液を用いるこ とで、 モノリスカラム 3 2からの核酸の溶出液中から塩類を効果的に排除で きる。 なお、 こうした吸着液及び洗浄液をモノリスカラム 3 2に供給し、 そ の後、 十分に吸引してモノリスカラム 3 2からこれらの液を除去することが 好ましい。 一方、 溶出液をモノリスカラム 3 2に供給した後は、 モノリス力 ラム 3 2内において溶出液をしばらく滞留させた後、 溶出液を排出するよう にすることが好ましい。 こうすることで、 被験成分の回収率を向上させ、 溶 出液を高濃度化することができる。  [0048] When the nucleic acid is purified by the monolith column 32, preferably, an aqueous solution of an antichaotropic salt such as ammonium sulfate is used as an adsorbent, an 80% ethanol aqueous solution is used as a washing solution, and water such as distilled water is used as an eluent. To do. By using these various solutions, salts can be effectively excluded from the nucleic acid eluate from the monolith column 32. It is preferable to supply the adsorbed liquid and the cleaning liquid to the monolith column 32 and then remove the liquid from the monolith column 32 by sufficiently sucking. On the other hand, after the eluate is supplied to the monolith column 32, it is preferable that the eluate is retained in the monolith force ram 32 for a while and then the eluate is discharged. By doing so, the recovery rate of the test component can be improved and the concentration of the eluate can be increased.
[0049] モノリスカラム 3 2を用いた精製では、 モノリスカラム 3 2における圧力 損失を抑制することが好ましい。 圧力損失が増大すると、 精製部 3 0のみな らず反応装置 2の全体で液体の移動が困難となリ、 実質的に固液反応を行う ことが困難になる。 モノリスカラムにおける圧力損失を効果的に低減するに は、 反応装置に組み入れる前にあらかじめ真空ポンプ等を用いてカラム内の 脱泡処理をしておくと良い。 モノリスカラムにおける圧力損失は、 5 k g f Z c m2以下となるようにすることが好ましい。 圧力損失が当該数値を超える と、 液の漏洩頻度が高くなリ、 使用が困難となるからである。 より好ましく は、 2 k g f Z c m2以下である。 [0049] In the purification using the monolith column 32, it is preferable to suppress the pressure loss in the monolith column 32. When the pressure loss increases, it becomes difficult to move the liquid not only in the purification unit 30 but also in the entire reaction apparatus 2, and it becomes difficult to perform a solid-liquid reaction substantially. In order to effectively reduce the pressure loss in the monolith column, it is advisable to defoam the column in advance using a vacuum pump or the like before incorporating it into the reactor. The pressure loss in the monolith column is preferably 5 kgf Z cm 2 or less. This is because if the pressure loss exceeds this value, the liquid leaks more frequently and is difficult to use. More preferably, it is 2 kgf Z cm 2 or less.
[0050] 精製部 3 0は、 検体中から被験成分を精製分離するのに適用することがで きるし、 被験成分を反応に適した状態に加工する前処理反応後において前処 理反応生成物を精製するのに用いることができる。 反応装置 2においては、 こうした精製部 3 0は、 検体導入部 2 0の後段に備えることができる。 また 、 後述する濃縮部 4 0の前段に備えることができる。  [0050] The purification unit 30 can be applied to purify and separate a test component from a sample, and a pretreatment reaction product after a pretreatment reaction that processes the test component into a state suitable for the reaction. Can be used to purify. In the reaction apparatus 2, such a purification unit 30 can be provided after the sample introduction unit 20. Further, it can be provided in the preceding stage of the concentrating unit 40 described later.
[0051 ] (濃縮部)  [0051] (Concentration part)
反応装置 2は、 反応又はその前処理のために準備される溶液を調製又は貯 留するとともに当該溶液の溶媒を留去して前記溶液を濃縮又は乾固可能な 1 又は 2以上の濃縮部 4 0を備えることができる。 図 2に示すように、 濃縮部 4 0は、 反応ための必要な容量を備えるチェンバー 4 2と試薬や前段からの 溶液を受け入れるための注入口 4 4 aと半溶液を排出するための排出口 4 4 bとを備えている。 チェンバー 4 2の大きさは特に限定しないで、 前処理反 応等に必要な容量に設定することができる。 The reactor 2 can prepare or store a solution prepared for the reaction or its pretreatment, and can concentrate or dry the solution by distilling off the solvent of the solution 1 Alternatively, two or more concentration units 40 can be provided. As shown in FIG. 2, the concentrating unit 40 includes a chamber 42 having a necessary capacity for reaction, an inlet for receiving reagents and solutions from the previous stage, and a discharge port for discharging semi-solutions. 4 4 b. The size of the chamber 42 is not particularly limited, and can be set to a capacity required for pretreatment reaction or the like.
[0052] 濃縮部 4 0は、 チェンバー 4 2内の溶液の溶媒を留去して溶液を濃縮又は 乾固可能に形成されている。 溶液を濃縮するか乾固するかは必要に応じて適 宜設定すればよい。 溶液中に含まれる可能性のある無機塩類の種類や濃度に よって決定してもよいし、 また、 後段の使用する試薬との関係で決定しても よい。 [0052] The concentrating unit 40 is formed so that the solvent of the solution in the chamber 42 can be distilled off to concentrate or dry the solution. Whether the solution is concentrated or dried may be appropriately set as necessary. It may be determined according to the type and concentration of inorganic salts that may be contained in the solution, or may be determined in relation to the reagent to be used later.
[0053] 濃縮部 4 0によれば、 濃縮部 4 0に貯留される溶液の液量又は濃縮部 4 0 での反応溶液の液量がたとえ増加しても、 その場において濃縮又は乾固可能 であるので、 濃縮部 4 0内の溶液の全量又は一部をキャンセルして、 液量を 抑制しかつ被験成分を高濃度に維持することができる。 また、 濃縮部 4 0は 、 既に説明したように、 精製部 3 0からの溶出液が直接流入されるよう精製 部 3 0の直後の後段に備えられていることが好ましい。 こうすることで、 精 製部 3 0における精製によってたとえ液量が増えたとしても、 得られた溶出 液の全量又はその一部を容易にキヤンセルできる。  [0053] According to the concentrating unit 40, even if the amount of the solution stored in the concentrating unit 40 or the amount of the reaction solution in the concentrating unit 40 increases, it can be concentrated or dried on the spot. Therefore, all or a part of the solution in the concentration unit 40 can be canceled to suppress the liquid volume and maintain the test component at a high concentration. Further, as described above, it is preferable that the concentrating unit 40 is provided in the subsequent stage immediately after the purifying unit 30 so that the eluate from the purifying unit 30 can be directly flowed in. In this way, even if the liquid volume is increased by purification in the purification unit 30, the entire amount or a part of the obtained eluate can be easily cancelled.
[0054] したがって、 濃縮部 4 0を備えることで、 反応装置 2においては被験成分 について高濃度で各種前処理反応や目的とする反応を実施できる。 本発明者 らによれば、 前処理反応工程として実施されるゲノム D N Aの断片化反応に おいては、 通常の酵素濃度 (1 U Z I ) では、 反応時間が約 1 2 0分であ るところ、 酵素濃度を 1 0倍とすることで 1分に短縮できることがわかって いる。 また、 本発明者らによれば、 断片化した D N Aの標識工程についても 、 酵素濃度を 1 0倍とすることで、 従来約 1 2 0分間であった標識時間を約 2 0分間程度に短縮するできることがわかっている。 このように、 試薬及び 被験成分の高濃度化は、 目的とする反応以外の各種の液体を媒体とする反応 の迅速化に寄与することができる。 [0055] 濃縮部 4 0は、 加熱により溶媒を蒸発させ、 適宜蒸発した溶媒をチエンバ 一 4 2から排気するように形成することができる。 チェンバー 4 2内を加熱 する手段は、 特に限定しないで、 ペルチェ素子など公知の加熱手段を採用で きる。 また、 チェンバー 4 2に空気などのガスを供給し排気したり、 チェン バー 4 2内のガスを吸引するようにして乾燥してもよく、 これらに加熱手段 による加熱を付加してもよい。 こうしたチェンバー 4 2内へのガスの供給や 吸引は、 別途説明する流体駆動部 8 0を用いればよい。 [0054] Therefore, by providing the concentration unit 40, the reaction apparatus 2 can carry out various pretreatment reactions and intended reactions at high concentrations for the test component. According to the present inventors, in a genomic DNA fragmentation reaction carried out as a pretreatment reaction step, at a normal enzyme concentration (1 UZI), the reaction time is about 120 minutes. It is known that the enzyme concentration can be shortened to 1 minute by increasing the enzyme concentration by 10 times. Further, according to the present inventors, in the fragmented DNA labeling step, by increasing the enzyme concentration by 10 times, the labeling time, which was conventionally about 120 minutes, was reduced to about 20 minutes. I know you can. Thus, increasing the concentration of the reagent and the test component can contribute to speeding up the reaction using various liquids as a medium other than the target reaction. [0055] The concentrating section 40 can be formed so that the solvent is evaporated by heating and the appropriately evaporated solvent is exhausted from the chamber 42. The means for heating the inside of the chamber 42 is not particularly limited, and a known heating means such as a Peltier element can be employed. Further, gas such as air may be supplied to the chamber 42 and exhausted, or drying may be performed by sucking the gas in the chamber 42, and heating by heating means may be added thereto. Such supply and suction of gas into the chamber 42 may be performed using a fluid drive unit 80 which will be described separately.
[0056] 図 2に示すように、 濃縮部 4 0は、 チェンバー 4 2内に露出され溶液に対 する撥液性を有してチェンバー 4 2内のガスを排出可能な通気性材料 4 6を 備え、 チェンバー 4 2内のガスを通気性材料 4 6を介して吸引可能な通気部 4 8を備えることができる。 通気部 4 8からチェンバー 4 2内のガスを吸引 することで、 チェンバー 4 2内の溶媒を留去することができる。 こうするこ とで迅速な溶液の濃縮又は乾固が可能になる。 この場合においても、 適宜チ ェンバー 4 2内を加熱することが好ましい。 また、 通気部 4 8からチェンバ 一 4 2内を吸引することで、 チェンバー 4 2内において溶液の位置制御を容 易に行うことができる。  [0056] As shown in FIG. 2, the concentrating unit 40 is provided with a breathable material 46 that is exposed in the chamber 42 and has a liquid repellency with respect to the solution and can discharge the gas in the chamber 42. It is possible to provide a ventilation part 48 capable of sucking the gas in the chamber 42 through the breathable material 46. By sucking the gas in the chamber 42 from the ventilation part 48, the solvent in the chamber 42 can be distilled off. This makes it possible to concentrate or dry the solution quickly. Even in this case, it is preferable to heat the chamber 42 as appropriate. Further, the position of the solution in the chamber 42 can be easily controlled by sucking the chamber 42 from the vent 48.
[0057] 通気性材料 4 6は、 濃縮部 4 0に供給される溶液が接触する重力方向下面 に配置されていることが好ましい。 こうした部位に通気性材料 4 6が配置さ れていることで、 通気部 4 8を介して溶液を攪拌、 混合等することが容易で あり、 また、 通気部 4 8によって通気性材料 4 6上における溶液の位置制御 が容易であるため、 結果として濃縮部 4 0における溶液の位置制御が可能と なる。  The breathable material 46 is preferably disposed on the lower surface in the direction of gravity where the solution supplied to the concentrating unit 40 comes into contact. Since the air-permeable material 46 is disposed at such a site, it is easy to stir and mix the solution through the air-permeable portion 48, and the air-permeable material 48 can be As a result, the position control of the solution in the concentrating part 40 becomes possible.
[0058] また、 通気性材料 4 6は、 溶液が接触する重力方向下面の一部に備えられ ていてもよいし、 その全体に備えられていてもよい。 全体に通気性材料 4 6 を備える場合には、 重力方向下面全体の任意の部位で溶液の位置制御が可能 である。 また、 一部に備えられている場合には、 当該部位にて確実に溶液を 固定することができる。  [0058] Further, the air-permeable material 46 may be provided on a part of the lower surface in the gravitational direction in contact with the solution, or may be provided on the whole. When the entire breathable material 4 6 is provided, the position of the solution can be controlled at any part of the entire bottom surface in the direction of gravity. In addition, when a part of the solution is provided, the solution can be reliably fixed at the site.
[0059] 通気部 4 8は、 例えば、 通気性材料 4 6から流体駆動系 8 0に連絡されて 通気性材料 4 6からチェンバー 4 2内を吸引可能に形成されていればよい。 したがって、 通気性材料 4 6の一部又は全部を介してチェンバー 4 2内部と 連通していればよい。 通気性材料 4 6の一部からチェンバー 4 2内を吸引可 能とする場合には、 当該一部においてのみ連通していてもよいし、 吸引部位 を移動させることができるように、 通気部 4 8が通気性材料 4 6に沿つて移 動可能に形成されていてもよい。 [0059] The ventilation part 48 is communicated from the breathable material 46 to the fluid drive system 80, for example. The inside of the chamber 4 2 may be formed so as to be suckable from the breathable material 46. Therefore, it is only necessary to communicate with the inside of the chamber 42 through part or all of the breathable material 46. When it is possible to suck the inside of the chamber 4 2 from a part of the breathable material 4 6, the ventilation part 4 may be communicated only in the part or the suction part can be moved. 8 may be formed so as to be movable along the breathable material 46.
[0060] 通気性材料 4 6をチェンバー 4 2内の重力方向下面の全面に有し、 かつ通 気部 4 8が通気性材料 4 6の全面からチェンバー 4 2内のガスを吸引可能で ある場合には、 チェンバー 4 2内の溶液中の溶媒を効果的に蒸発させること ができ、 迅速な濃縮又は乾固が可能である。 また、 チェンバー 4 2内におい て気泡が発生した場合にも、 容易に除去することができる。  [0060] When the air-permeable material 4 6 is provided on the entire lower surface of the chamber 4 2 in the direction of gravity, and the ventilation portion 4 8 can suck the gas in the chamber 4 2 from the entire surface of the air-permeable material 4 6 In this case, the solvent in the solution in the chamber 42 can be effectively evaporated, and rapid concentration or drying is possible. In addition, even when bubbles are generated in the chamber 42, they can be easily removed.
[0061 ] 通気性材料 4 6が、 ガスを双方向に流通可能である場合には、 通気部 4 8 は、 通気性材料 4 6を介してチェンバー 4 2内にガスを供給することができ る。 こうしたガス供給形態によれば、 注入口 4 4 a及び排出口 4 4 b等の限 定された流路系 6 0を介したガス供給でないため、 効果的に溶媒を留去でき る ½ もめる。  [0061] When the gas permeable material 4 6 can circulate the gas bidirectionally, the gas vent 4 8 can supply gas into the chamber 4 2 through the gas permeable material 4 6. . According to such a gas supply mode, since the gas is not supplied through the limited flow path system 60 such as the inlet 44a and the outlet 44b, the solvent can be effectively distilled off.
[0062] 図 2に示すように、 濃縮部 4 0は、 チェンバー 4 2内の所定の一部におい て溶液を濃縮又は乾固可能であってもよい。 予め設定した一部で溶液を濃縮 又は乾固するようにすれば、 後段で使用する試薬を試薬貯留部 1 0から供給 する部位又は到達が容易な部位等で濃縮することができ、 濃縮後の被験成分 を少量の試薬で確実に溶解させることができる。 また、 溶液の濃縮又は乾固 部位は、 前記濃縮部の反応後段側への排出口 4 4 b、 すなわち、 連絡部近傍 としてもよい。 こうすることで、 試薬に溶解後直ちに後段に溶液を移動させ る場合には、 少量の溶液であってもロスなく後段に移動させることができる  As shown in FIG. 2, the concentrating unit 40 may be capable of concentrating or drying the solution in a predetermined part in the chamber 42. If the solution is concentrated or dried at a part set in advance, the reagent used in the subsequent stage can be concentrated at a site where it is supplied from the reagent reservoir 10 or at a site where it can be easily reached. The test component can be reliably dissolved with a small amount of reagent. In addition, the concentration or dryness of the solution may be the outlet 44 b to the post-reaction side of the concentration part, that is, the vicinity of the communication part. In this way, when the solution is moved to the subsequent stage immediately after dissolution in the reagent, even a small amount of the solution can be moved to the subsequent stage without loss.
[0063] このような濃縮部 4 0のチェンバー 4 2の形態は特に限定しないが、 例え ば、 図 2に示すように、 濃縮部 4 0における溶液の流通方向を長手方向とし 、 溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とする細長い形状とするこ とができる。 こうした形態を取ることで、 溶液の流通方向が長手方向である ために、 例えば、 このチェンバー 4 2の注入口 4 4 aを開放し排出口 4 4 b を閉じた状態で、 重力方向下面の全体からチェンバー 4 2内を吸引し、 また は長手方向後段側の端部の通気性材料 4 6をチェンバー 4 2内を吸引するこ とで、 溶媒が留去されるに伴い濃縮された溶液は、 チェンバー 4 2内の後段 側端部に集中される。 このときチェンバー 4 2が細長い形状であると、 後段 側端部に集中した濃縮液は、 チェンバー 4 2内を外部から視認可能の場合、 排出口 4 4 bを基点として注入口 4 4 a側に伸びるバー状として視認できる 。 すなわち、 こうした構成によれば、 濃縮液自体が濃縮程度の効果的なイン ジケーターとして機能することができる。 この結果、 濃縮液量を容易に目視 又は C C D等の検出手段によリ検出することができ、 目的の濃縮程度又は乾 固を検出したら、 濃縮動作を停止するなどの制御や調節が可能となる。 濃縮 部 4 0は、 好ましくは、 長楕円形状か長方形形状である。 [0063] The form of the chamber 42 of the concentration unit 40 is not particularly limited. For example, as shown in Fig. 2, the flow direction of the solution in the concentration unit 40 is the longitudinal direction, and the flow direction of the solution The shape should be long and narrow, with the direction perpendicular to You can. By adopting such a configuration, the flow direction of the solution is the longitudinal direction. For example, with the inlet 4 4 a of the chamber 4 2 opened and the outlet 4 4 b closed, the entire bottom surface in the direction of gravity is As the solvent is distilled off, the solution concentrated as a result of the suction of the inside of the chamber 4 2 from the inside of the chamber 4 2 or the suction of the breathable material 4 6 at the end on the rear side in the longitudinal direction into the chamber 4 2 It is concentrated at the rear end of chamber 42. At this time, if the chamber 4 2 has an elongated shape, the concentrated liquid concentrated at the end on the rear side is visible from the outside to the inlet 4 4 a side with the outlet 4 4 b as the base point. Visible as an extending bar. That is, according to such a configuration, the concentrated solution itself can function as an effective indicator of the degree of concentration. As a result, the amount of the concentrated liquid can be easily detected visually or by a detection means such as a CCD, and when the target concentration level or dryness is detected, the concentration operation can be stopped or controlled. . The concentrating section 40 is preferably oval or rectangular.
[0064] なお、 濃縮部 4 0を濃縮のインジケータ一として機能させる場合には、 ィ ンジケ一ターとしての視認性を向上させるために、 上記のような所定の細長 い長楕円形状や長方形形状とするときには、 容量等の関係で前処理反応等を その濃縮部 4 0で行うことが適当でない場合がある。 そのような場合には、 濃縮部 4 0は濃縮のためにのみ機能させて、 当該濃縮部 4 0で濃縮又は乾固 させたものに次工程で使用する試薬を供給して、 後段の反応部 7 0に送液す るようにすることができる。  [0064] It should be noted that when the concentration unit 40 functions as a concentration indicator, in order to improve the visibility as an indicator, the predetermined elongated oblong shape or rectangular shape as described above may be used. In this case, it may not be appropriate to perform the pretreatment reaction or the like in the concentrating part 40 because of the capacity. In such a case, the concentrating unit 40 functions only for concentrating, and supplies the reagent used in the next step to the condensing unit 40 concentrated or dried to the subsequent reaction unit. The liquid can be sent to 70.
[0065] このような細長い形状のチェンバー 4 2の短手方向の幅は、 注入口 4 4 a 及び排出口 4 4 bの幅の 4倍以下であることが好ましい。 4倍以下であると 、 注入口及び排出口のそれぞれの近傍から通気性材料、 或いはバルブ開閉を 介してのチェンバー内を吸引等した攪拌又は混合について、 短手壁面近傍の 溶液へも効果的に実施することができる。 より好ましくは、 2倍以下であり 、 さらに好ましくは 1倍以下である。  [0065] The width of the elongate chamber 42 in the short direction is preferably not more than four times the width of the inlet 4 4a and the outlet 4 4b. If it is 4 times or less, it is effective for the solution near the short wall surface with respect to stirring or mixing by sucking the inside of the chamber through the air-permeable material or the valve opening / closing from the vicinity of the inlet and outlet. Can be implemented. More preferably, it is 2 times or less, and more preferably 1 time or less.
[0066] 濃縮部 4 0における通気性材料 4 6及び通気部 4 8は、 チェンバー 4 2内 の溶液を攪拌又は混合する混合部としても用いることができる。 すなわち、 濃縮部 4 0がこうしたチェンバー 4 2を備える場合、 注入口 4 4 a及び排出 口 4 4 bのそれぞれの近傍から通気性材料 4 6を介してチェンバー 4 2内を 吸引するなどして、 交互に又は断続的に差圧を形成することで、 チ Iンバー 4 2内の溶液を攪拌又は混合することができる。 この結果、 濃縮部 4 0にお ける各種反応を効果的に実施することができる。 特に、 高濃度の被験成分を 少量の試薬で反応させる場合に有効である。 さらに、 チェンバー 4 2内にお けるこうした差圧形成は、 濃縮部 4 0における濃縮又は乾固を促進すること ができる。 この場合には、 差圧形成してチャンバ一 4 2内の溶液を攪拌等に 都合のよい吸引部位に適数個の通気部 4 8を設けて当該部位の通気性材料 4 6からチェンバー 4 2内を吸引可能とするか、 あるいは適切な吸引部位に 1 又は 2以上の通気部 4 8を移動可能に設けるなどすればよい。 [0066] The breathable material 46 and the vent 48 in the concentrating part 40 can also be used as a mixing part for stirring or mixing the solution in the chamber 42. That is, When the concentrating unit 40 is equipped with such a chamber 4 2, the inside of the chamber 4 2 is alternately sucked from the vicinity of the inlet 4 4 a and the outlet 4 4 b through the air-permeable material 4 6. Alternatively, the solution in the chamber 42 can be stirred or mixed by intermittently forming a differential pressure. As a result, various reactions in the concentration unit 40 can be carried out effectively. This is particularly effective when reacting high concentrations of test components with small amounts of reagents. Further, such differential pressure formation in the chamber 42 can promote concentration or drying in the concentration unit 40. In this case, an appropriate number of ventilation portions 48 are provided in a suction portion convenient for stirring the solution in the chamber 42 by forming a differential pressure, and the breathable material 46 in the portion is changed from the chamber 42 to the chamber 42. The inside can be sucked, or one or two or more ventilation portions 48 can be movably provided at an appropriate suction portion.
[0067] なお、 こうした差圧形成は、 必ずしも通気性材料 4 6及び通気部 4 8を介 したものに限定されない。 濃縮部 4 0に付随して設けられたバルブの開閉と 流体駆動部 8 0の動作によっても形成することができる。  [0067] It should be noted that such differential pressure formation is not necessarily limited to that through the air-permeable material 46 and the air-permeable portion 48. It can also be formed by opening / closing a valve provided to the concentrating unit 40 and the operation of the fluid driving unit 80.
[0068] 濃縮部 4 0は、 このように反応ラインにおいて容易に溶液を濃縮又は乾固 することができる。 このため、 各前処理反応及び固液反応を迅速化できると ともに装置をコンパクト化することができる。 さらに、 濃縮部 4 0で各種反 応を実施することができると同時に溶液の濃縮又は乾固を実施することがで きる点、 すなわち、 2つの工程を一つの要素において実施することができる 点で工程の迅速化と装置のコンパクト化を実現することができる。 これに加 えて、 濃縮部 4 0は、 溶液の攪拌や混合が可能なときには、 反応装置 2にお いて、 貯留した溶液の濃縮又は乾固、 反応及び混合を実施することができる 多用途 (反応と混合、 濃縮と混合、 濃縮と反応と混合) の装置要素として機 能できる。 したがって、 溶液の攪拌や混同可能な濃縮部 4 0を備えることで 反応の迅速化を一層容易に実現でき、 かつ反応装置 2の一層のコンパク卜化 を実現できる。  [0068] In this way, the concentration unit 40 can easily concentrate or dry the solution in the reaction line. Therefore, each pretreatment reaction and solid-liquid reaction can be accelerated, and the apparatus can be made compact. Furthermore, various reactions can be performed in the concentration unit 40, and at the same time, the solution can be concentrated or dried, that is, the two steps can be performed in one element. Speeding up of the process and downsizing of the apparatus can be realized. In addition, the concentration unit 40 can perform concentration or drying of the stored solution, reaction and mixing in the reactor 2 when the solution can be stirred and mixed. And mixing, concentration and mixing, and concentration and reaction and mixing). Therefore, by providing the concentration unit 40 capable of stirring and mixing the solution, the reaction can be speeded up more easily and the reactor 2 can be further compacted.
[0069] 濃縮部 4 0は、 必ずしも濃縮を目的として反応装置 2に備えられていなく てもよく、 チェンバー 4 2内の溶液を攪拌又は混合するためにのみ利用する 混合部としてのみ反応装置 2に備えられていてもよい。 [0069] The concentration unit 40 does not necessarily have to be provided in the reaction apparatus 2 for the purpose of concentration, and is used only for stirring or mixing the solution in the chamber 42. The reaction apparatus 2 may be provided only as a mixing unit.
[0070] 以上のことから、 濃縮部 4 0は以下の形態を備えることが好ましい。 すな わち、 濃縮部 4 0は、 チェンバー 4 2内に露出され、 溶液に対する撥液性を 有してチェンバー 4 2内のガスを排出可能な通気性材料 4 6を、 チェンバー 4内の重力方向下面のほぼ全面に有し、 チェンバー 4 2内のガスを通気性材 料 4 6を介して吸引可能な通気部 4 8を備え、 通気性材料 4 6の所定の一部 に溶液を濃縮又は乾固可能であり、 当該所定の一部が試薬貯留部 1 0からの 試薬貯留部位でとすることができる。 さらに、 この濃縮部 4 0は、 例えば、 濃縮部 4 0における溶液の流通方向を長手方向とし、 溶液の流通方向にほぼ 直交する方向を短手方向とする細長い形状とし、 短手方向の幅は、 注入口 4 4 a及び排出口 4 4 bの幅の 4倍以下とすることができる。  [0070] From the above, it is preferable that the concentration unit 40 has the following configuration. In other words, the concentrating unit 40 is exposed in the chamber 42, and is provided with a breathable material 46 that has liquid repellency with respect to the solution and can discharge the gas in the chamber 42, and the gravity in the chamber 4. It has a ventilation part 48 that can be sucked through the breathable material 46 and has the solution concentrated on a predetermined part of the breathable material 46. It can be dried, and the predetermined part can be a reagent storage part from the reagent storage unit 10. Further, the concentrating part 40 has, for example, an elongated shape in which the solution flow direction in the concentrating part 40 is a longitudinal direction and a direction substantially perpendicular to the solution flowing direction is a short direction, and the width in the short direction is The width of inlet 4 4 a and outlet 4 4 b can be 4 times or less.
[0071] なお、 通気性材料 4 6は、 チェンバー 4 2内で接触する溶液に対して撥液 性を備えることで、 通気部 4 8における液密性を高めることができる。 通気 性材料 4 6は、 溶液が水性であるなど極性が高い場合には、 チェンバー 4 2 内に露出される表層側には疎水性を備え、 液体が有機溶媒であるなど極性が 低い場合には、 そのような表層側には親水性を備えることができる。 したが つて、 溶液が水性の場合には、 親水性材料の表層に疎水性材料をコートした ものなど、 表層側において適切な撥液性を備えていれば足りる。 また、 通気 性材料 4 6は、 チ Iンバー 4 2内のガスを排出可能であればよいが、 好まし くは、 双方向にガスを流通可能である。 さらに、 空気や窒素などの不活性ガ スに対して良好な排気能又は流通能を備えていればよい。 好ましくは空気に 対する良好な排気能又は流通能を備えている。  [0071] Note that the air-permeable material 46 has liquid repellency with respect to the solution in contact with the chamber 42, so that the liquid tightness in the air-permeable portion 48 can be improved. The air-permeable material 46 has hydrophobicity on the surface layer side exposed in the chamber 42 when the solution is aqueous and has high polarity, and it has low polarity when the liquid is an organic solvent. Such a surface layer side can be provided with hydrophilicity. Therefore, when the solution is aqueous, it is sufficient if the surface layer side has appropriate liquid repellency, such as a surface layer of a hydrophilic material coated with a hydrophobic material. The breathable material 46 may be any gas as long as the gas in the chamber 42 can be discharged. Preferably, the gas can flow in both directions. Furthermore, it is only necessary to have a good exhaust capacity or distribution capacity against an inert gas such as air or nitrogen. Preferably, it has a good exhaust ability or circulation ability for air.
[0072] こうした通気性材料 4 6としては、 例えば、 プラスチックなどの有機質材 料や無機質材料に微細な孔部 (貫通孔) を形成したものが挙げられる。 こう した孔部は、 レーザ加工等により形成することができる。 孔部のサイズは特 に限定されないが、 1 m程度から数百// m程度の範囲で適宜選択することが できる。 また、 こうした通気性材料 4 6としては、 多孔質有機質材料や多孔 質無機質材料を用いることもできる。 このような多孔質膜の平均細孔径は、 0 . 0 1 m以上 1 O z m以下であることが好ましいが、 膜厚方向にガス透過 性を制御しょうとする場合には、 平均細孔径は、 0 . 1 m以上 0 . 3 m以 下程度であることが好ましい。 [0072] Examples of such a breathable material 46 include a material in which fine holes (through holes) are formed in an organic material such as plastic or an inorganic material. Such holes can be formed by laser processing or the like. The size of the hole is not particularly limited, but can be appropriately selected within the range of about 1 m to several hundreds / m. Further, as such a breathable material 46, a porous organic material or a porous inorganic material can be used. The average pore size of such a porous membrane is The average pore diameter is about 0.1 m or more and 0.3 m or less when it is desired to control the gas permeability in the film thickness direction. It is preferable that
[0073] 通気性材料 4 6に用いる典型的な疎水性有機質材料としては、 ポリテトラ フルォロエチレン (P T F E ) 、 シリコーン、 ポリエチレン、 ポリプロピレ ン、 ポリエチレン、 ポリスチレン、 ポリ塩化ビニル、 ポリカーボネート、 ポ リスルホン、 ポリエーテルスルホン、 ポリアリレー卜、 ポリメチルペンテン 及び 1, 3 _シクロへキサジェン系重合体等が挙げられる。  [0073] Typical hydrophobic organic materials used for the air permeable material 46 include polytetrafluoroethylene (PTFE), silicone, polyethylene, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, Examples thereof include polyarylene terephthalate, polymethylpentene, and 1,3-cyclohexanegene polymer.
[0074] 通気部 4 8を構成する通気性材料 4 6の材質、 孔部の大きさや個数又は平 均細孔径ゃ気孔率等を必要に応じて選択することで通気部 4 8を介した通気 方向や通気量等を調節して好ましい送液制御が可能となる。  [0074] By selecting the material of the air-permeable material 4 6 constituting the ventilation part 48, the size and number of the holes, the average pore diameter, the porosity, etc. as necessary, the ventilation through the ventilation part 48. It is possible to perform preferable liquid feeding control by adjusting the direction and the air flow rate.
[0075] なお、 通気性材料 4 6は、 濃縮部 4 0に形成した凹部状等のチェンバー 4 2の開口を遮断するように付与することができる。 このような開口部を通気 性材料 4 6で閉鎖するのに際しては、 通気性材料 4 6の種類等に応じて、 接 着、 粘着、 溶着、 熱圧着等の従来公知の技術を用いることができる。  Note that the air-permeable material 46 can be applied so as to block the opening of the chamber 42 having a concave shape or the like formed in the concentrating part 40. In closing such an opening with the breathable material 46, conventionally known techniques such as adhesion, adhesion, welding, and thermocompression bonding can be used depending on the type of the breathable material 46. .
[0076] (他の反応部)  [0076] (Other reaction parts)
反応装置 2は、 目的とする液体媒体反応又はその前処理のために準備され る溶液を調製又は貯留する他の反応部 7 0を備えることができる。 すなわち 、 他の反応部 7 0は、 こうした溶液を調製するが、 当該溶液の溶媒を留去し て前記溶液を濃縮又は乾固可能でない溶液貯留部である。 前後の工程の関係 や容量等の関係で固液反応部 5 0と別個にしたり、 また、 濃縮又は乾固する 濃縮部 4 0とは個別に前処理反応のみのための反応部を設けることが好まし い場合には、 こうした他の反応部 7 0を設けることができる。 他の反応部 7 0は、 濃縮部 4 0と同様、 楕円形状か長方形形状であることが好ましい。  The reaction apparatus 2 can include another reaction unit 70 that prepares or stores a solution prepared for a target liquid medium reaction or a pretreatment thereof. That is, the other reaction unit 70 is a solution storage unit that prepares such a solution but cannot concentrate or dry the solution by distilling off the solvent of the solution. Separately from the solid-liquid reaction part 50 due to the relationship between the previous and subsequent processes and the capacity, etc., or concentrating or drying to solidify the reaction part for only the pretreatment reaction. If desired, these other reaction units 70 can be provided. The other reaction part 70 is preferably elliptical or rectangular like the concentrating part 40.
[0077] (固液反応部)  [0077] (Solid-liquid reaction part)
反応装置 2は、 固液反応部 5 0を備えることができる。 図 3に示すように 、 固液反応部 5 0は、 反応ためのチェンバー 5 2と、 固液反応用の溶液中の 被験成分が相互作用するキヤプチヤー 5 7を備える固相 5 6とを備えること できる。 この固相は、 反応装置 2の各部を備えることのできる固相体 1 0 0 とは別個であってもよいし、 同一であってもよい。 好ましくは、 固液反応毎 に交換可能なカートリッジ形態である。 また、 固液反応部 5 0には、 適当な 温度制御手段を備えることができる。 図 1において、 固液反応部 5 0は、 交 換可能な反応カー卜リッジ 5 8の形態を備えている。 The reaction apparatus 2 can include a solid-liquid reaction unit 50. As shown in FIG. 3, the solid-liquid reaction unit 50 includes a chamber 52 for reaction, and a solid phase 56 including a cap 5 7 with which a test component in a solution for solid-liquid reaction interacts. it can. This solid phase may be separate from or the same as the solid phase body 100 which can include each part of the reaction apparatus 2. The cartridge is preferably exchangeable for each solid-liquid reaction. Further, the solid-liquid reaction unit 50 can be provided with an appropriate temperature control means. In FIG. 1, the solid-liquid reaction section 50 has a form of a replaceable reaction cartridge 58.
[0078] 固液反応部 5 0において用いるキヤプチヤー 5 7は特に限定しないで固液 反応の種類に応じて選択することができる。 核酸ハイブリダィゼーシヨンを 伴う場合には、 プローブ、 クローン (アレイ C G Hの場合) 等であり、 P C Rの場合には、 プライマーであり、 抗原抗体反応の場合には、 抗原又は抗体 等とすることができる。 なお、 核酸ハイブリダィゼーシヨンの場合、 静置反 応のほか循環反応によっても実施することができる。  The caps 57 used in the solid-liquid reaction part 50 are not particularly limited and can be selected according to the type of solid-liquid reaction. If accompanied by nucleic acid hybridization, it should be a probe, clone (array CGH), etc., if PCR, a primer, if antigen-antibody reaction, antigen or antibody, etc. Can do. In the case of nucleic acid hybridization, it can be carried out by a circulation reaction in addition to a stationary reaction.
[0079] チェンバー 5 2は、 固液反応のための反応液が注入される注入口 5 4 aと 排出口 5 4 bとを備えることができる。 チェンバー 5 2の形状は、 固液反応 の種類に応じ、 またその実施形態に応じて適宜選択することができるが、 好 ましくは、 濃縮部 4 0と同様、 固液反応部 5 0における溶液の流通方向を長 手方向とし、 溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とする細長い形 状とすることができる。 こうした細長い形状を採ることで、 固液反応用の反 応液とキヤプチヤーを固定化した固相表面に十分に核酸させることができる 。 固液反応部 5 0は、 好ましくは、 長楕円形状か長方形形状である。 このチ ェンバー 5 2は、 好ましくは、 その短手方向の幅が、 注入口 5 4 a及び排出 口 5 4 bの開口幅の 4倍以下であることが好ましい。 こうした幅であると、 固液反応用の反応液を、 キヤプチヤーを固定化した固相表面にチ Iンバー短 手壁面近傍を含めて均一に注入、 排出ができ、 固相表面上への気泡残留を回 避することができる。 加えて、 固液反応用の反応液を攪拌等する場合、 チェ ンバー短手壁面近傍の溶液を含めて効果的に実施することができるからであ る。 好ましくは、 2倍以下であり、 さらに好ましくは 1倍以下である。  [0079] The chamber 52 can include an inlet 5 4a into which a reaction liquid for a solid-liquid reaction is injected and an outlet 5 4b. The shape of the chamber 52 can be appropriately selected according to the type of the solid-liquid reaction and according to the embodiment. Preferably, the solution in the solid-liquid reaction unit 50 is the same as the concentration unit 40. It is possible to form a long and narrow shape in which the flow direction is the long direction and the direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution is the short direction. By adopting such an elongated shape, sufficient nucleic acid can be applied to the solid phase surface on which the reaction liquid and capillaries for solid-liquid reaction are immobilized. The solid-liquid reaction part 50 is preferably oval or rectangular. Preferably, the width of the chamber 52 in the short direction is not more than four times the opening width of the inlet 54a and outlet 54b. With such a width, the reaction liquid for solid-liquid reaction can be uniformly injected and discharged, including the vicinity of the short side wall of the chamber, onto the solid surface where the capillaries are fixed, and bubbles remain on the solid surface. Can be avoided. In addition, when the reaction liquid for the solid-liquid reaction is stirred, it can be effectively carried out including the solution near the short wall of the chamber. Preferably, it is 2 times or less, more preferably 1 time or less.
[0080] 固液反応部 5 0は、 例えば、 図 3に示すようなカートリッジ形態を採るこ とができる。 この反応カートリッジ 5 8は、 キヤプチヤー 5 7が固定化され た固相 5 6に対して、 注入口 5 4 a、 排出口 5 4 bを備えて固相 5 6表面に 所定の容量のチェンバー 5 2を形成できるカバー部材 5 5を接着剤や粘着剤 によって装着及び固定できるようになつている。 このようなカートリッジ形 態を採ることで、 固液反応に応じた固相 5 6及びキヤプチヤー 5 7を容易に 準備できる。 [0080] The solid-liquid reaction unit 50 can take, for example, a cartridge form as shown in FIG. This reaction cartridge 5 8 has Capture 5 7 immobilized. The cover member 5 5 is provided with an inlet 5 4 a and an outlet 5 4 b for forming a chamber 5 2 of a predetermined capacity on the surface of the solid phase 5 6 with adhesive or adhesive It can be mounted and fixed. By adopting such a cartridge form, a solid phase 56 and a cap 57 corresponding to a solid-liquid reaction can be easily prepared.
[0081] 固液反応部 5 0には、 精製部 3 0及び濃縮部 4 0で前処理反応工程を経て 液量が抑制され、 被験成分が高濃度に維持された固液反応用の溶液が供給さ れる。 このため、 固液反応を短時間で実施することができる。 本発明者らに よれば、 静置法であっても被験成分濃度を高めることで顕著に反応時間を短 縮できることがわかっている。 例えば、 静置法による核酸ハイブリダィゼー シヨンおいては、 被験成分である核酸濃度を通常の 1 5倍〜 4 0倍程度とす ることで、 反応時間を 1 0分の 1以下程度とすることができることがわかつ ている。 以上のことから核酸ハイブリダィゼーシヨンにおいては、 被験成分 としての核酸の濃度を 0. 3 β g Z u I以上とすることが好ましい。 当該濃 度は、 通常のアレイ CGHにおけるハイブリダィゼーシヨン濃度の 15倍以上であ リ、 核酸ハイブリダィゼーシヨン反応時間を 1 0分の 1以下程度に短縮する ことができる。  [0081] The solid-liquid reaction unit 50 has a solution for solid-liquid reaction in which the amount of liquid is suppressed through the pretreatment reaction step in the purification unit 30 and the concentration unit 40, and the test component is maintained at a high concentration. Supplied. For this reason, the solid-liquid reaction can be carried out in a short time. According to the present inventors, it has been found that the reaction time can be significantly shortened by increasing the concentration of the test component even in the case of the stationary method. For example, in the nucleic acid hybridization by the stationary method, the reaction time may be about 10 times or less by setting the concentration of the nucleic acid as the test component to about 15 to 40 times the normal concentration. I know what I can do. From the above, in the nucleic acid hybridization, the concentration of the nucleic acid as the test component is preferably 0.3 β g Zu I or more. This concentration is 15 times or more of the hybridization concentration in ordinary array CGH, and the nucleic acid hybridization reaction time can be reduced to about 10 times or less.
[0082] このように固液反応部 5 0においては、 被験成分濃度を高めることが固液 反応の迅速化に有効であるほか、 固液反応部 5 0のコンパク卜化にも寄与し ている。 核酸濃度を例えば上記のように 1 5倍〜 4 0倍程度とすることは換 言すれば、 固液反応部 5 0のチ Iンバー 5 2の溶液を 4 0分の 1から 1 5分 の 1程度にできるからである。  [0082] As described above, in the solid-liquid reaction part 50, increasing the concentration of the test component is effective for speeding up the solid-liquid reaction, and also contributes to the compacting of the solid-liquid reaction part 50. . For example, if the nucleic acid concentration is set to about 15 to 40 times as described above, the solution of the chamber 52 in the solid-liquid reaction section 50 is reduced from 40 to 15 minutes. This is because it can be reduced to about one.
[0083] 反応装置 2は、 固液反応部 5 0を洗浄可能であることが好ましい。 こうす ることで、 固液反応終了後の試料の検出工程直前までを自動化してヒユーマ ンエラーを抑制して実験精度を高めることができるとともに、 全体としての 分析時間を短縮することができる。 なお、 洗浄液は、 試薬貯留部 1 0に予め 貯留しておくことができる。  [0083] The reaction apparatus 2 is preferably capable of washing the solid-liquid reaction section 50. In this way, it is possible to increase the accuracy of the experiment by suppressing the human error by automating the sample detection process immediately after the completion of the solid-liquid reaction, and to shorten the analysis time as a whole. The cleaning liquid can be stored in the reagent storage unit 10 in advance.
[0084] 洗浄方法は特に限定しないが、 洗浄液の流体圧力が 3 0 k Pa以上であるこ とが好ましい。 この圧力以上であると、 チェンバー短手壁面近傍を含んで、 固相表面上を均一に洗浄液が流れるからである。 非特異結合した核酸を安定 的に除去できるため、 高精度の結果を得ることができる。 [0084] The cleaning method is not particularly limited, but the fluid pressure of the cleaning liquid is 30 kPa or more. And are preferred. This is because if the pressure is higher than this pressure, the cleaning liquid flows uniformly on the solid phase surface, including the vicinity of the short side wall of the chamber. Since non-specifically bound nucleic acids can be removed stably, highly accurate results can be obtained.
[0085] また、 固液反応部 5 0は、 洗浄液を連続的に通液したときであっても、 チ ェンバー 5 2の全体に洗浄液を行きわたらせることができるため、 上記した 細長い形状であると、 洗浄を短時間で行うことができる。 また、 細長い形状 である方が、 同流量の洗浄液を供給した場合のチエンバー内の通液速度が速 し、。 洗浄結果を左右する大きな要因は流体圧力であるが、 通液速度にも多少 依存する。 そのため、 通液速度の速い条件の方が、 短時間で、 かつ少量の洗 浄液で洗浄を行うことができる。  [0085] In addition, the solid-liquid reaction unit 50 has the above-described elongated shape because the cleaning liquid can be distributed throughout the chamber 52 even when the cleaning liquid is continuously passed. And cleaning can be performed in a short time. Also, the longer the shape, the faster the flow rate in the chamber when the same amount of cleaning liquid is supplied. The major factor that affects the cleaning result is the fluid pressure, but it also depends somewhat on the flow rate. For this reason, it is possible to perform the cleaning with a small amount of cleaning liquid in a short time under the condition where the liquid passing speed is high.
[0086] また、 固液反応部 5 0はチェンバー 5 2内を乾燥可能であることが好まし い。 洗浄後の固相 5 6上のキヤプチヤー 5 7のアレイを乾燥すれば、 その後 、 適切なアレイスキャナ一等の検出装置を用いて直ちに解析が可能である。  [0086] Further, it is preferable that the solid-liquid reaction part 50 can dry the inside of the chamber 52. If the array of capillaries 57 on the solid phase 56 after washing is dried, it can be immediately analyzed using a detection device such as an appropriate array scanner.
[0087] (流路系)  [0087] (Flow path system)
流路系 6 0は、 これらの各部を連絡するとともに後述する流体駆動系によ リ送液や乾燥、 濃縮のためのガス又は試薬、 各種溶液等の液体を流通可能な 配管系である。 流路系 6 0は、 好ましくは、 上記各部を備える固相体 1 0 0 内に備えられている。 流路系 6 0は、 既に説明したように、 マイクロマシン や MEMSの製作技術、 各種のエッチング技術、 リソグラフィ技術、 接合技術、 成膜技術、 レーザ等による精密微細加工技術、 超音波技術等を適宜組み合わ せて用いることができる。 また、 マイクロ塑性加工技術、 マイクロ射出成形 技術、 マイクロ光造形技術などのマイクロ成形技術を用いて形成することが できる。  The flow path system 60 is a piping system that communicates each of these parts and that can circulate liquids such as gas or reagent for drying, concentration, and various solutions by a fluid drive system described later. The flow path system 60 is preferably provided in a solid phase body 100 including the above-described parts. As described above, the flow path system 60 is appropriately combined with micromachine and MEMS manufacturing technologies, various etching technologies, lithography technologies, bonding technologies, film formation technologies, precision micromachining technologies using lasers, ultrasonic technologies, etc. Can be used. It can also be formed using micro-molding technology such as micro-plastic processing technology, micro-injection molding technology, and micro stereolithography technology.
[0088] (流体駆動部) [0088] (Fluid drive unit)
本発明の反応装置 2は、 流路系 6 0を介して検体、 試薬及び各部での反応 液等を送液したり排気したりするための流体駆動部 8 0を備えている。 流動 駆動部 8 0は、 同時に流路系 6 0や各部内のガスを吸引したリガスを供給し たりすることも行うことができる。 さらに、 流体駆動部 8 0は、 同時に、 上 記各部や流路系 6 0に付随して備えられている各種のバルブも含んでいる。 The reaction apparatus 2 of the present invention includes a fluid drive unit 80 for sending and exhausting a specimen, a reagent, a reaction solution in each part, and the like through a flow path system 60. The flow drive unit 80 can simultaneously supply the regas that has sucked the gas in the flow path system 60 and each unit. Furthermore, the fluid drive unit 80 is It also includes various valves provided in association with each part and the flow path system 60.
[0089] 液体の流通とガスの流通とは 2以上の流体駆動部 8 0で制御してもよいし 、 同一の流体駆動部 8 0を用いて制御してもよい。 こうした流体駆動系 8 0 としては、 公知のマイクロバルブ、 ダイヤフラムポンプのほか、 撥液性の通 気性材料を用いた送液機構を採用することができる。 [0089] The flow of liquid and the flow of gas may be controlled by two or more fluid drive units 80, or may be controlled by using the same fluid drive unit 80. As such a fluid drive system 80, a liquid feed mechanism using a liquid repellent and air permeable material can be adopted in addition to a known microvalve and a diaphragm pump.
[0090] 撥液性の通気性材料を用いた送液機構は、 既に説明した濃縮部における通 気部と同様の構造を有することができる。 濃縮部 4 0においては、 通気部 4 8にからのチェンバー 4 2内のガスの吸引をチェンバー 4 2内での溶液の位 置制御に用いたが、 溶液の位置制御は流路系 6 0等においては溶液の送液と して実施することができる。 すなわち、 流路系 6 0においても、 適宜、 溶液 に対して撥液性を有する通気性材料を介して流路系 6 0の一部から流路系 6 0内のガスを吸引することで、 流路系 6 0に差圧を形成して、 吸引箇所まで 溶液を到達させることができる。 したがって、 吸引箇所を流路系 6 0におけ る液体の到達部位に応じて移動等させることで結果として送液することがで きるのである。 [0090] A liquid feeding mechanism using a liquid-repellent breathable material can have the same structure as the air-flowing portion in the concentration portion already described. In the concentration section 40, the suction of the gas in the chamber 42 from the ventilation section 48 is used for the position control of the solution in the chamber 42, but the position control of the solution is controlled by the flow path system 60, etc. Can be carried out as a solution feed. That is, in the flow path system 60 as well, by appropriately sucking the gas in the flow path system 60 from a part of the flow path system 60 through a breathable material having liquid repellency with respect to the solution, By forming a differential pressure in the flow path system 60, the solution can reach the suction point. Therefore, by moving the suction location according to the liquid arrival location in the flow path system 60, the liquid can be sent as a result.
[0091 ] (制御部) [0091] (Control part)
本発明の反応装置 2は、 上記各部における検体の精製、 前処理、 固液反応 を実施するための試薬等の液体の流通、 ガスの流通及びバルブの開閉、 温度 制御等を実施するための制御部 2 0 0を備えることができる。 このような制 御部 2 0 0は、 反応装置 2の一部であってもよいが、 反応装置 2に接続され た外部のコンピュータとすることもできる。 制御部 2 0 0は、 各種センサに より各部の状態を監視するとともに、 予め組み込まれたプログラムにより流 路系 6 0上のバルブの開閉、 流体駆動部 8 0によるガス流通及び温度などを 制御することができる。  The reaction apparatus 2 of the present invention is a control for performing the purification of the sample in each of the above parts, the pretreatment, the flow of the liquid such as the reagent for performing the solid-liquid reaction, the flow of the gas, the opening and closing of the valve, and the temperature control Part 2 0 0 can be provided. Such a control unit 200 may be a part of the reaction apparatus 2, but may be an external computer connected to the reaction apparatus 2. The control unit 20 0 monitors the state of each unit with various sensors, and controls opening and closing of valves on the flow path system 60, gas flow and temperature by the fluid drive unit 80, and the like by a preinstalled program. be able to.
[0092] 次に、 反応装置 2を用いて血液から D N Aを抽出してアレイ C G Hを実施 する工程の一例について図 1及び図 4に基づいて説明する。 以下の説明では 、 D N Aを精製し、 精製した D N Aを断片化し、 標識し、 標識した D N Aを C G Hアレイに供給してァレイ C G Hを実施する工程について説明する。 な お、 試薬カートリッジ 1 6の各試薬貯留部 1 0には、 それぞれ必要な試薬の 必要量が予め充填された状態で反応装置 2に装着され、 固液反応部 5 0の固 相 5 6にはァレイ C G Hのためのクローン D N Aが予め固定化されて準備さ れている。 また、 以下の説明において、 各種試薬の送液やガスの吸排は、 制 御部 2 0 0に予め記憶されているプログラムに基づいて流体制御部 8 0と流 路系 6 0の各部にあるバルブの開閉とを制御して実行する。 [0092] Next, an example of a process for performing array CGH by extracting DNA from blood using the reaction apparatus 2 will be described with reference to Figs. In the following description, the steps for purifying DNA, fragmenting the purified DNA, labeling, supplying the labeled DNA to a CGH array and performing array CGH are described. Na Each reagent storage section 10 of the reagent cartridge 16 is loaded in the reaction apparatus 2 in a state in which a necessary amount of necessary reagent is filled in advance, and the solid phase 56 in the solid-liquid reaction section 50 is loaded in the solid phase 56. Clone DNA for array CGH is pre-immobilized and prepared. Further, in the following description, the supply of various reagents and the intake / exhaust of gas are performed based on a program stored in advance in the control unit 20 0 and valves in each part of the fluid control unit 80 and the flow path system 60. Control the opening and closing of the.
[0093] (検体導入工程)  [0093] (Sample introduction process)
検体導入工程は、 検体導入部 2 0にて実施する。 検体である血液と血液を D N Aの精製用の精製部 3 0のモノリスカラム 3 2に吸着させるための D N A精製用の吸着用液とともに検体導入部 2 0に導入する。 なお、 吸着用液は 試薬貯留部 1 0から供給されるようにしてもよい。  The sample introduction process is performed in the sample introduction unit 20. The sample blood and blood are introduced into the sample introduction unit 20 together with the DNA purification solution for adsorption onto the monolith column 32 of the purification unit 30 for DNA purification. The adsorbing liquid may be supplied from the reagent reservoir 10.
[0094] ( D N A精製工程)  [0094] (DNA purification process)
次に、 検体中の D N Aを精製する D N A精製工程を D N A精製用の精製部 3 0にて実施する。 血液と吸着用液との混合液を精製部 3 0に導入及び排出 させるように送液する。 混合液中の被験成分である D N Aは吸着用液の作用 によりモノリスカラム 3 2に吸着される。 その後、 D N A精製用の洗浄用液 をモノリスカラム 3 2を通過し排出して反応ライン外に廃棄されるように送 液する。 さらに、 D N A精製用の溶出用液をモノリスカラム 3 2を通過して 精製部 4 0に貯留されるように送液する。 精製部 4 0に送液される溶出液は 、 被験成分である D N Aを含有している。  Next, a DNA purification step for purifying the DNA in the sample is performed in the purification unit 30 for DNA purification. The liquid mixture of blood and adsorbing liquid is sent to the purification unit 30 so as to be introduced and discharged. D N A, which is the test component in the mixed solution, is adsorbed to the monolith column 32 by the action of the adsorption solution. After that, the cleaning solution for DNA purification passes through the monolith column 32, is discharged, and is sent to the outside of the reaction line. Further, the elution solution for DNA purification passes through the monolith column 32 and is sent so as to be stored in the purification unit 40. The eluate sent to the purification unit 40 contains DNA, which is a test component.
[0095] (濃縮工程 1 )  [0095] (Concentration step 1)
濃縮工程 1は、 図 1において反応ラインにおける 1つめの濃縮部 4 0で実 施する。 濃縮部 4 0の通気性材料 4 6から通気部 4 8を介してチャンバ一 4 2内を吸引することで精製部 3 0から溶出されてチャンバ一 4 2に貯留され た溶出液の溶媒を留去し、 乾固する。 濃縮工程 1では、 チェンバー 4 2内を 加熱することが好ましい。  Concentration step 1 is performed in the first concentration unit 40 in the reaction line in FIG. The solvent of the eluate eluted from the purification unit 30 and stored in the chamber 42 is retained by sucking the inside of the chamber 42 through the ventilation unit 48 through the ventilation unit 48. Leave to dry. In the concentration step 1, it is preferable to heat the inside of the chamber 42.
[0096] ( D N A断片化工程)  [0096] (DNA fragmentation step)
D N A断片化工程は、 濃縮工程 1を実施した濃縮部 4 0で実施する。 断片 化工程は、 濃縮部 4 0に D N A断片化用溶液を貯留するように送液し、 乾固 物を溶解して D N Aを断片化する。 D N Aの断片化は、 濃縮部 4 0内で所定 時間ィンキュベー卜して行う。 チェンバー 4 2は酵素反応に適切な温度に加 温されることが好ましい。 濃縮部 4 0では、 チェンバー 4 0内で交互又は断 続的に差圧を形成して均一にこれらを混合して D N A断片化工程を実施でき る。 The DNA fragmentation step is performed in the concentrating unit 40 where the concentrating step 1 is performed. fragment In the fragmentation step, the solution for DNA fragmentation is stored in the concentrating unit 40, and the dried product is dissolved to fragment the DNA. DNA fragmentation is carried out by incubation for a predetermined time in the concentration unit 40. The chamber 42 is preferably heated to a temperature suitable for the enzyme reaction. In the concentration unit 40, a DNA fragmentation step can be performed by forming a differential pressure alternately or intermittently in the chamber 40 and mixing them uniformly.
[0097] (断片化 D N Aの精製工程)  [0097] (Step of purifying fragmented DNA)
断片化 D N Aの精製工程のうち、 濃縮部 4 0で吸着用液と混合した断片化 D N A反応液を、 直後にある精製部 3 0に送液して実施する。 まず、 吸着用 液を濃縮部 4 0に供給しライン外へ廃棄されるように送液し、 その後、 精製 部 3 0に吸着用液と断片化反応液との混合液に供給するとともにライン外へ 廃棄するように送液する。 引き続き、 洗浄用液を精製部 3 0に供給しライン 外へ廃棄するように送液し、 さらに、 溶出用液を精製部 3 0に供給し、 後段 の濃縮部 4 0に貯留されるように送液する。 精製部 4 0に送液される溶出液 は、 被験成分である断片化 D N Aを含有している。  In the fragmentation DNA purification step, the fragmentation DNA reaction solution mixed with the adsorption solution in the concentration unit 40 is sent to the purification unit 30 immediately after that to carry out. First, the adsorbing liquid is supplied to the concentrating unit 40 and sent to the outside of the line so as to be discarded. After that, the adsorbing liquid is supplied to the refining unit 30 to the mixed liquid of the adsorbing liquid and the fragmentation reaction liquid, and the outside of the line. To liquid for disposal. Subsequently, the cleaning solution is supplied to the refining unit 30 and sent to the outside of the line to be discarded, and the elution solution is supplied to the refining unit 30 and stored in the subsequent concentration unit 40. Deliver liquid. The eluate sent to the purification unit 40 contains fragmented DNA, which is a test component.
[0098] (濃縮工程 2 )  [0098] (Concentration step 2)
濃縮工程 2は、 図 1において反応ラインにおける 2つめの濃縮部 4 0で実 施する。 濃縮工程 2は、 濃縮工程 1と同様、 濃縮部 4 0の通気性材料 4 6か ら通気部 4 8を介してチャンバ一 4 2内を吸引することで精製部 3 0から溶 出されてチャンバ一 4 2に貯留された溶出液の溶媒を留去し、 乾固する。 濃 縮部 4 0は加熱されることが好ましい。  Concentration step 2 is performed in the second concentration unit 40 in the reaction line in FIG. In the concentration step 2, as in the concentration step 1, the inside of the chamber 42 is sucked from the breathable material 46 of the concentration unit 40 through the ventilation unit 48 to be dissolved from the purification unit 30. Remove the solvent from the eluate stored in 1 and 2 and dry. The concentrated portion 40 is preferably heated.
[0099] (標識工程)  [0099] (Labeling step)
標識工程は、 濃縮工程 2を実施した濃縮部 4 0で実施する。 標識工程は、 濃縮部 4 0に標識用液 (反応用バッファ) を貯留するように送液する。 そし て、 チェンバー 4 2内を加熱して反応用バッファ中で D N Aがー本鎖となる ように加熱して変性させ、 その後速やかに冷却する。 続いて、 標識用酵素液 (酵素、 基質及び C y 3標識) を濃縮部 3 0に貯留するように送液する。 そ の後、 チェンバー 4 2内で標識反応を適温下で実施する。 濃縮部 4 0では、 チェンバー 4 0内で交互又は断続的に差圧を形成して均一にこれらを混合し て標識工程を実施することができる。 The labeling step is performed in the concentrating section 40 where the concentrating step 2 has been performed. In the labeling step, liquid is fed so that the labeling solution (reaction buffer) is stored in the concentration unit 40. Then heat the inside of chamber 42 to denature it in the reaction buffer so that the DNA becomes a single strand, and then cool it down quickly. Subsequently, the labeling enzyme solution (enzyme, substrate, and Cy3 label) is fed so as to be stored in the concentration unit 30. After that, the labeling reaction is performed in the chamber 42 at an appropriate temperature. In the concentration unit 40, The labeling step can be performed by forming a differential pressure alternately or intermittently in the chamber 40 and mixing them uniformly.
[0100] (標識 D N Aの精製工程)  [0100] (Purification process of labeled DNA)
標識 D N Aの精製工程は、 吸着用液とともに標識反応液を反応部 7 0に貯 留するように送液し、 その後、 直後の精製部 4 0を通過し、 ライン外に廃棄 するように送液する。 引き続き、 洗浄用液を精製部 4 0を通過しライン外に 廃棄するように送液し、 さらに、 溶出用液を精製部 4 0を通過し、 直後の濃 縮部 3 0に貯留するように送液する。 精製部 4 0に送液される溶出液は、 被 験成分である標識 D N Aを含有している。  In the purification process of the labeled DNA, the labeling reaction solution is sent together with the adsorption solution to be stored in the reaction unit 70, and then passed through the purification unit 40 immediately after that and sent to the outside of the line. To do. Subsequently, the cleaning solution passes through the purification unit 40 and is sent to the outside of the line, and the elution solution passes through the purification unit 40 and is stored in the concentrating unit 30 immediately thereafter. Deliver liquid. The eluate sent to the purification unit 40 contains labeled DNA, which is a test component.
[0101 ] (濃縮工程 3 )  [0101] (Concentration process 3)
濃縮工程 3は、 図 1において反応ラインにおける 3つめの濃縮部 4 0で実 施する。 濃縮工程 3は、 濃縮工程 1と同様、 濃縮部 4 0の通気性材料 4 6か ら通気部 4 8を介してチャンバ一 4 2内を吸引すること直前の精製部 3 0か ら溶出されてチャンバ一 4 2に貯留された溶出液の溶媒を留去し、 1 0 0分 の 1程度にまで濃縮する。 なお、 この濃縮工程 3では、 次工程が固液反応ェ 程であるため、 固液反応を実施するのに適当な反応液容量となるように濃縮 されればよく乾固するよりも適量に濃縮することが好ましい場合がある。  Concentration step 3 is performed in the third concentration unit 40 in the reaction line in FIG. Concentration step 3 is eluted from the purification unit 30 immediately before aspirating the inside of the chamber 42 through the ventilation unit 48 from the breathable material 46 of the concentration unit 40 as in the concentration step 1. Evaporate the solvent from the eluate stored in chamber 42 and concentrate to about 1 in 10 minutes. In this concentration step 3, the next step is a solid-liquid reaction process, so it is sufficient to concentrate to an appropriate reaction volume for carrying out the solid-liquid reaction. It may be preferable to do so.
[0102] (アレイ C G H反応溶液調製工程)  [0102] (Array C G H reaction solution preparation process)
アレイ C G H反応に先だって、 そのための反応溶液を調製する工程を、 濃 縮部 4 0で実施する。 濃縮された標識 D N A溶液にアレイ C G Hのための必 要な成分を含んだ溶液を濃縮部 4 0に貯留されるように送液する。 濃縮部 4 0では、 チ Iンバー 4 0内で交互又は断続的に差圧を形成して均一に混合し て反応溶液を調製することができる。  Prior to the array C G H reaction, the step of preparing the reaction solution is performed in the concentration section 40. The concentrated labeled DNA solution is fed so that the solution containing the necessary components for array CGH is stored in the concentration unit 40. In the concentration unit 40, a reaction solution can be prepared by forming a differential pressure alternately or intermittently in the chamber 40 and mixing them uniformly.
[0103] (アレイ C G H反応工程)  [0103] (Array C G H reaction process)
濃縮部 4 0で調製したアレイ C G H反応溶液を固液反応部 5 0に貯留する ように送液し、 その後、 所定時間、 所定条件下でハイブリダィゼーシヨンを 実施する。  The array C GH reaction solution prepared in the concentration unit 40 is fed so as to be stored in the solid-liquid reaction unit 50, and then hybridization is performed for a predetermined time under predetermined conditions.
[0104] (洗浄工程) 所定時間ハイブリダイゼーションを実施後、 チェンバー 5 2から反応溶液 を排出しライン外に廃棄するとともに、 洗浄用液を固液反応部 5 0を通過す るように供給する。 [0104] (Washing process) After performing hybridization for a predetermined time, the reaction solution is discharged from the chamber 52 and discarded outside the line, and the washing solution is supplied so as to pass through the solid-liquid reaction unit 50.
[0105] (乾燥工程)  [0105] (Drying process)
洗浄用液を排出後、 固液反応部 5 0にガス (空気) を供給して固相 5 6上 のキヤプチヤー 5 7のアレイを乾燥する。  After discharging the cleaning solution, gas (air) is supplied to the solid-liquid reaction unit 50 to dry the array of capillaries 57 on the solid phase 56.
[0106] その後、 反応カートリッジ 5 8を反応装置 2から取り外し、 適切なスキヤ ナ一により標識に基づく蛍光を観察する。 検出手段は特に限定されない。 標 識が付与されている場合には、 付与された標識を検出できる検出手段であれ ばよく、 また、 標識によらないでハイブリダィゼーシヨン産物を電気的にあ るいは化学的に検出するものであってもよい。  [0106] Thereafter, the reaction cartridge 58 is removed from the reaction apparatus 2, and the fluorescence based on the label is observed with an appropriate scanner. The detection means is not particularly limited. In the case where a label is assigned, any detection means capable of detecting the assigned label may be used, and the hybridization product can be detected electrically or chemically without using the label. It may be a thing.
[0107] 以上説明したように、 本発明の反応装置によれば、 装置内における各種処 理によって付加された液体の量の全部又は一部を濃縮部によってキャンセル しつつ、 後段の反応を実施することができる。 この結果、 装置内において多 工程を実施しても、 液量の増大を抑制するとともに被験成分を高濃度化でき 、 結果として固液反応の迅速化を達成できる。 同時に、 装置全体における反 応の迅速化とコンパクト化も達成できる。 また、 コンパクトに自動化可能で あるため、 遺伝的情報をはじめとする生化学情報を簡易に精度よく取得する ことができる。  [0107] As described above, according to the reaction apparatus of the present invention, the subsequent reaction is performed while all or part of the amount of liquid added by various processes in the apparatus is canceled by the concentrating unit. be able to. As a result, even if multiple steps are performed in the apparatus, the increase in the liquid volume can be suppressed and the concentration of the test component can be increased. At the same time, the response of the entire device can be accelerated and compact. In addition, since it can be compactly automated, biochemical information including genetic information can be easily and accurately acquired.
[0108] また、 通気性材料と通気部とを介してチェンバー内のガスを吸引可能な濃 縮部を備えることで、 各種溶液の濃縮又は乾固及び反応とが可能であるため 、 工程の迅速化と装置のコンパクト化が容易化されるとともに、 さらに濃縮 部において溶液の攪拌混合を可能とすることで、 一層工程の迅速化と装置の コンパク卜化が容易となる。  [0108] Further, by providing a concentration part capable of sucking the gas in the chamber through the air-permeable material and the ventilation part, various solutions can be concentrated or dried and reacted, so that the process can be performed quickly. And making the device more compact, and by allowing the solution to be stirred and mixed in the concentrating part, further speeding up the process and making the device more compact.
[0109] 以上、 本発明の反応装置について説明したが、 上記実施形態に基づけば、 本発明の他の実施形態には、 固液反応部までの工程を各種前処理反応工程の みを実施する前処理装置も含まれる。 この前処理装置によれば、 煩雑な処理 を簡易にかつコンパクトに実施できる。 前処理装置は、 以上説明した各種形 態の本発明の反応装置において固液反応部を備えていない形態で実施するこ とができる。 [0109] Although the reaction apparatus of the present invention has been described above, based on the above embodiment, in other embodiments of the present invention, only the various pretreatment reaction steps are performed up to the solid-liquid reaction section. A pre-processing device is also included. According to this pre-processing apparatus, complicated processing can be performed easily and compactly. The pre-processing device has the various types described above. The reaction apparatus of the present invention can be carried out in a form in which the solid-liquid reaction part is not provided.
[0110] また、 本発明の他の実施形態は、 固液反応以降の工程を実施する各部のみ を備える構成とすることもできる。 例えば、 固液反応工程を実施する固液反 応部と、 固液反応後の洗浄工程を実施するための洗浄溶液貯留部と洗浄液を 固液反応部に通液する流体駆動部とを備える固液反応装置としてもよい。 さ らに、 この固液反応装置は、 前記流体駆動部により固液反応部におけるァレ ィ等を乾燥するためのガスを流通可能になっていてもよい。 さらに、 本発明 の他の実施形態は、 固液反応後の洗浄工程及び乾燥工程を実施する各部のみ を備える構成とすることもできる。  [0110] In addition, another embodiment of the present invention may be configured to include only each unit that performs the steps after the solid-liquid reaction. For example, a solid-liquid reaction part that performs a solid-liquid reaction process, a solid solution reaction part that performs a cleaning process after the solid-liquid reaction, and a fluid drive part that passes the cleaning liquid to the solid-liquid reaction part. A liquid reactor may be used. Further, the solid-liquid reaction apparatus may be configured to allow a gas for drying the array or the like in the solid-liquid reaction part to flow through the fluid driving part. Furthermore, other embodiment of this invention can also be set as the structure provided only with each part which implements the washing | cleaning process after a solid-liquid reaction, and a drying process.
[0111 ] また、 本発明の他の実施形態には、 制御部を備えない反応装置も含まれる [0111] Further, another embodiment of the present invention includes a reaction apparatus not provided with a control unit.
。 制御部は、 反応装置とは別に設置される形態としてもよい。 . The control unit may be installed separately from the reaction device.
[0112] さらに、 以上の説明においては、 濃縮部 4 0の多くはその濃縮物又は乾固 物に対して新たな試薬を添加して反応する反応場としても機能しているが、 濃縮部 4 0のみとして機能させ、 濃縮物又は乾固物についての反応部 7 0を 別途設けるようにしてもよい。 特に、 濃縮部 4 0を同時に濃縮インジケータ 一として使用する場合において、 濃縮物又は乾固物の次段の反応は、 濃縮物 又は乾固物に次工程の試薬を供給し溶解後に反応部 7 0に送液して、 当該反 応部 7 0で実施するようにすることが好ましい。  [0112] Furthermore, in the above description, most of the concentrating unit 40 also functions as a reaction field in which a new reagent is added to the concentrate or dried product to react, but the concentrating unit 4 It is possible to make it function as 0 only, and to provide a reaction part 70 for the concentrated or dried product separately. In particular, when the concentration unit 40 is used as the concentration indicator at the same time, the reaction in the next stage of the concentrate or the dried product is performed by supplying the reagent of the next step to the concentrate or the dried product and dissolving it after the dissolution. It is preferable that the reaction is performed at the reaction section 70.
[0113] 本発明の反応方法によれば、 精製、 断片化、 標識等の各種前処理によって 付加された液体の量の全部又は一部を濃縮工程によリキヤンセルし、 後段を 開始する際の液量の増加を抑制することができる。 このため、 最終の反応ェ 程に至るまで多工程を要する場合であっても、 液量の増大を抑制するととも に、 被験成分を高濃度化して結果として目的とする最終反応の迅速化を達成 できる。 この結果、 一般に多工程を要する遺伝的情報をはじめとする生化学 情報を簡易に精度よく取得することができる。  [0113] According to the reaction method of the present invention, all or a part of the amount of liquid added by various pretreatments such as purification, fragmentation, and labeling is subjected to concentration in the concentration step, and the liquid used for starting the subsequent stage. An increase in the amount can be suppressed. For this reason, even when multiple steps are required to reach the final reaction step, the increase in the liquid volume is suppressed, and the concentration of the test component is increased, resulting in the speeding up of the intended final reaction. it can. As a result, biochemical information including genetic information that generally requires multiple steps can be easily and accurately acquired.
[0114] また、 本発明の他の実施形態には、 最終の反応工程に至る前処理工程のみ を実施する前処理方法としての実施形態も含まれる。 [0115] 以上の説明では、 本発明の反応装置及び反応方法を、 液体を媒体とする反 応を固液反応として固液反応部を備える反応装置及び固液反応工程を実施す る反応方法として説明したが、 本発明の反応装置及び反応方法は固液反応装 置及び固液反応方法に限定するものではない。 固液反応部及び固液反応工程 は、 目的とする反応に応じて、 気一液、 液一液反応などの界面反応のほか、 通常の液体媒体反応を実施する反応部及び反応工程としても実施することが できる。 [0114] Further, another embodiment of the present invention includes an embodiment as a pretreatment method in which only the pretreatment process leading to the final reaction process is performed. [0115] In the above description, the reaction apparatus and the reaction method of the present invention are used as a reaction apparatus having a solid-liquid reaction part and a solid-liquid reaction step in which a reaction using a liquid as a medium is a solid-liquid reaction. Although described, the reaction apparatus and the reaction method of the present invention are not limited to the solid-liquid reaction apparatus and the solid-liquid reaction method. Depending on the target reaction, the solid-liquid reaction part and the solid-liquid reaction process can be implemented as a reaction part and a reaction process that perform normal liquid medium reactions in addition to interfacial reactions such as gas-liquid and liquid-liquid reaction. can do.
[0116] なお、 本発明の反応方法は、 以下の実施形態を採ることができる。  [0116] The reaction method of the present invention can take the following embodiments.
(1 ) 液体を媒体とする反応方法であって、  (1) A reaction method using a liquid as a medium,
前記反応又はその前処理のために準備される溶液を調製又は貯留するとと もに当該溶液の溶媒を留去して前記溶液を濃縮又は乾固可能な濃縮部を備え る反応装置を用い、  Using a reactor equipped with a concentration unit capable of concentrating or drying the solution by distilling off the solvent of the solution while preparing or storing the solution prepared for the reaction or its pretreatment,
前記反応又はその前処理のために準備される溶液を調製する溶液調製工程 前記溶液を精製して精製液を取得する精製工程と、  A solution preparation step of preparing a solution prepared for the reaction or its pretreatment; a purification step of purifying the solution to obtain a purified solution;
前記精製液を前記濃縮部で濃縮又は乾固する濃縮工程と、  A concentration step of concentrating or drying the purified liquid in the concentration section;
を備える、 方法。  Comprising a method.
(2) 前記精製液は、 精製カラムからの溶出液である、 (1 ) に記載の方法  (2) The method according to (1), wherein the purified solution is an eluate from a purification column.
(3) 前記精製カラムは、 モノリスカラムである、 (2) に記載の方法。 (3) The method according to (2), wherein the purification column is a monolith column.
(4) 前記濃縮工程は、 前記濃縮部内の所定の一部に前記精製液を濃縮又は 乾固する工程である、 (1 ) 〜 (3) のいずれかに記載の方法。  (4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the concentration step is a step of concentrating or drying the purified liquid to a predetermined part in the concentration unit.
(5) 前記濃縮工程は、 前記精製液を乾固する工程である、 (1 ) 〜 (4) のいずれかに記載の方法。  (5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the concentration step is a step of drying the purified solution.
(6) 前記濃縮工程は、 前記濃縮部内の吸引又は加熱を伴う工程である、 ( 1 ) 〜 (5) のいずれかに記載の方法。  (6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the concentration step is a step involving suction or heating in the concentration unit.
(7) 前記濃縮工程の後で、  (7) After the concentration step,
前記濃縮部において、 前記濃縮又は乾固による濃縮物又は乾固物について 前記固液反応又はその前処理のために準備される溶液を調製する後段の溶液 調製工程を実施する、 (1 ) 〜 (6) のいずれかに記載の方法。 In the concentration section, the concentrated or dried solid product The method according to any one of (1) to (6), wherein a subsequent solution preparation step of preparing a solution prepared for the solid-liquid reaction or its pretreatment is performed.
(8) 前記液体を媒体とする反応は固液反応である、 (1 ) 〜 (7) のいず れかに記載の方法。  (8) The method according to any one of (1) to (7), wherein the reaction using the liquid as a medium is a solid-liquid reaction.
(9) 前記濃縮部は、 前記濃縮部内に露出され前記反応液に対する撥液性を 有して前記濃縮部内のガスを排出可能な通気性材料と、 前記濃縮部内のガス を前記通気性材料を介して吸引可能な通気部とを備え、  (9) The concentrating unit includes a breathable material that is exposed in the concentrating unit and has liquid repellency with respect to the reaction solution and can discharge the gas in the concentrating unit, and the gas in the concentrating unit is used as the breathable material. And a ventilation part that can be sucked through,
前記通気部からのガス吸引により前記濃縮工程を実施する、 (1 ) 〜 (8 ) のいずれかに記載の方法。  The method according to any one of (1) to (8), wherein the concentration step is performed by gas suction from the ventilation section.
(1 0) 前記濃縮部は、 前記濃縮部内において差圧を形成して前記溶液を混 合可能であり、  (10) The concentration unit can mix the solution by forming a differential pressure in the concentration unit,
前記濃縮工程の後で、  After the concentration step,
前記濃縮部において、 前記濃縮又は乾固による濃縮物又は乾固物について 前記反応又はその前処理のために準備される溶液を、 前記差圧を形成して混 合しつつ調製する後段の溶液調製工程を実施する、 (1 ) 〜 (9) のいずれ かに記載の方法。  In the concentration section, a solution prepared for the reaction or the pre-treatment is prepared for the concentrate or the dried product by the concentration or drying, and the solution prepared at the latter stage is prepared while forming the differential pressure and mixing. The method according to any one of (1) to (9), wherein the step is performed.
(1 1 ) 前記濃縮部は、 前記濃縮部内において露出され前記反応液に対する 撥液性を有して前記濃縮部内のガスを排出可能な通気性材料と、 前記濃縮部 内のガスを前記通気性材料を介して吸引可能な通気部とを備えており、 前記後段の溶液調製工程は、 前記差圧を、 前記通気部からの吸引によって 形成する工程である、 (1 0) に記載の方法。  (1 1) The concentrating unit is a gas-permeable material that is exposed in the concentrating unit and has liquid repellency with respect to the reaction solution and can discharge the gas in the concentrating unit, and the gas in the concentrating unit The method according to (10), further comprising: a vent part that can be sucked through a material, wherein the subsequent solution preparation step is a step of forming the differential pressure by suction from the vent part.
(1 2) 前記精製工程は、 水溶液である精製液を取得する工程である、 (1 ) 〜 (1 1 ) のいずれかに記載の方法。  (1 2) The method according to any one of (1) to (1 1), wherein the purification step is a step of obtaining a purified solution that is an aqueous solution.
(1 3) 前記反応の被験成分は核酸である、 (1 ) 〜 (1 2) のいずれかに 記載の方法。  (1 3) The method according to any one of (1) to (12), wherein the test component of the reaction is a nucleic acid.
(1 4) 前記反応は固液反応である、 (1 ) 〜 (1 3) のいずれかに記載の 方法。  (14) The method according to any one of (1) to (13), wherein the reaction is a solid-liquid reaction.
本発明の反応装置及び反応方法によれば、 各種疾患遺伝子、 体質遺伝子な どの各種遺伝子の塩基配列、 変異、 欠損や増幅や発現状況のほか、 S N P S 等に関する患者個人のデータを容易に得ることができる。 さらに、 この結果 、 薬剤感受性、 副作用、 疾患名、 治療予後などの診断を個別の生化学的情報 に基づいて行うことができるため個別化医療を促進できるとともに、 予防医 療を促進することができる。 According to the reaction apparatus and reaction method of the present invention, various disease genes, constitutional genes, etc. In addition to the nucleotide sequence, mutation, deletion, amplification, and expression status of any gene, individual patient data regarding SNPS, etc. can be easily obtained. Furthermore, as a result, diagnosis such as drug sensitivity, side effects, disease name, treatment prognosis, etc. can be made based on individual biochemical information, so that personalized medicine can be promoted and preventive medicine can be promoted. .
[0118] 本発明の反応装置及び反応方法は、 各種の遺伝子検査装置及び遺伝子検査 方法又はこれらの前処理装置及び前処理方法として利用できる。 例えば、 臨 床検査,診断、 医薬スクリーニング、 医薬、 法医学における遺伝子識別、 環 境分析、 食品検査、 法医学、 醸造、 漁業、 畜産、 農産製造、 農林業等の分野 における遺伝子検査を始めとする各種生化学検査装置及び検査方法又はそれ らの前処理装置及び前処理方法として利用することができる。  [0118] The reaction apparatus and reaction method of the present invention can be used as various genetic test apparatuses and genetic test methods, or pretreatment apparatuses and pretreatment methods thereof. For example, clinical examination, diagnosis, drug screening, medicine, genetic identification in forensic medicine, environmental analysis, food inspection, forensic medicine, brewing, fishery, livestock, agricultural production, genetic testing in fields such as agriculture and forestry It can be used as a chemical inspection apparatus and inspection method or a pretreatment apparatus and pretreatment method thereof.
実施例 1  Example 1
[0119] 本実施例では、 図 1に模式的に示す反応装置を製作してアレイ CGHを適 用系とした抽出、 断片化、 標識及びハイブリダィゼーシヨンの各種溶液の微 量化及び反応の短時間化を確認した。 また、 各反応工程における DN A回収 量を評価した。  [0119] In this example, the reaction apparatus schematically shown in Fig. 1 was manufactured, and extraction, fragmentation, labeling and hybridization of various solutions of hybridization using the array CGH as an application system and reaction were performed. Confirmed shortening of time. In addition, the amount of DNA recovered in each reaction step was evaluated.
[0120] く断片化〉  [0120] Fragmentation>
断片化は断片化反応とその反応液の濃縮が可能な濃縮部で行った。 また、 断片化は以下の工程で行った。 DN A断片化後の精製はモノリスカラム (ø 2mmX 2. 6mm) を装着した精製部で行った。  Fragmentation was performed in a concentration section where fragmentation reaction and concentration of the reaction solution were possible. Fragmentation was performed in the following steps. Purification after DNA fragmentation was carried out in a purification section equipped with a monolith column (ø2mmX 2.6 mm).
1. 反応装置の所定の箇所にサンプル, 試薬等をセットする。  1. Set the sample, reagent, etc. in the specified place of the reactor.
'断片化反応サンプル (0. 24 gZ1 0 L) * DNA抽出後の状態 ■断片化バッファー (0. 22 L)  'Fragmentation reaction sample (0.24 gZ1 0 L) * Status after DNA extraction ■ Fragmentation buffer (0.22 L)
■断片化酵素 (1. 94 L)  ■ Fragmentation enzyme (1. 94 L)
'吸着バッファー (1 0. 8 L) ( 4 M硫酸アンモニゥム水溶液) ■洗浄バッファー (84 L) (80 %ェタノール水溶液)  'Adsorption buffer (1 0. 8 L) (4 M ammonium sulfate aqueous solution) ■ Washing buffer (84 L) (80% ethanol aqueous solution)
■溶出バッファー (5 L) (水)  ■ Elution buffer (5 L) (water)
2. 反応サンプルを濃縮部にて乾固状態にする 3. DN A断片化用液 (断片化バッファーと断片化酵素) を濃縮部に送液■2. Dry the reaction sample in the concentration section 3. Transfer the DNA fragmentation solution (fragmentation buffer and fragmentation enzyme) to the concentration section.
:曰 A : 曰 A
,比口 , Higuchi
4. 酵素反応 37 °C、 1分  4. Enzymatic reaction at 37 ° C for 1 minute
5. 吸着場バッファーを酵素反応溶液と併せてモノリスカラムに通液して廃 棄  5. Dispose of the adsorption field buffer together with the enzyme reaction solution through a monolithic column.
6. 洗浄バッファーをモノリスカラムに通液して廃棄  6. Pass the wash buffer through the monolith column and discard
7. 溶出バッファーをモノリスカラムに通液して濃縮部に回収  7. Pass the elution buffer through a monolith column and collect it in the concentration section.
8. 本来は次工程である標識工程のためにカラムからの溶出液を乾固させる が、 モノリスカラムの評価のために溶出液を回収して吸光度測定を実施 8. The eluate from the column is dried for the labeling process, which is essentially the next step, but the eluate is collected and the absorbance is measured for the evaluation of the monolithic column.
9. 溶出液を濃縮部にて乾固 9. Dry the eluate in the concentration section
、ネ示 δ Z  , Δ Z
反応装置にて断片化し精製した溶出液を反応装置における標識に適用した 。 標識反応は反応液を濃縮可能な濃縮部で行った。 標識後の精製にはモノリ スカラム (02mmX 4. 6mm) を用いた。 標識は以下の工程で行った。  The eluate that was fragmented and purified by the reactor was applied to the label in the reactor. The labeling reaction was performed in a concentrating part capable of concentrating the reaction solution. A monolithic column (02mmX 4.6mm) was used for purification after labeling. Labeling was performed in the following steps.
1. 前処理装置の所定の箇所にサンプル, 試薬等をセットする。  1. Set the sample, reagent, etc. in the designated place of the pretreatment device.
■乾固物 (断片化 DNA) (0. 1 9 g) *断片化後の乾固状態 ■標識バッファー (7. 07 L)  ■ Dry product (Fragmented DNA) (0.19 g) * Dry state after fragmentation ■ Labeling buffer (7. 07 L)
■ d CTP M i x t u r e (1. 9 L)  ■ d CTP M i x t u r e (1.9 L)
■ Cy 3-d CTP (1. 1 4 L)  ■ Cy 3-d CTP (1.1 4 L)
'標識酵素液 (1. 4 L)  'Labeling enzyme solution (1.4 L)
'吸着バッファー (57. 5 L) ( 4 M硫酸アンモニゥム水溶液) ■洗浄バッファー (300 L) (80 %ェタノール水溶液)  'Adsorption buffer (57. 5 L) (4 M ammonium sulfate aqueous solution) ■ Washing buffer (300 L) (80% ethanol aqueous solution)
■溶出バッファー (1 8 L) (水)  ■ Elution buffer (18 L) (water)
■ 20 X Co t - 1 DN A (0. 44 L)  ■ 20 X Co t-1 DN A (0.44 L)
■ MM# 1 (5. 6 L)  ■ MM # 1 (5.6 L)
■ 5 X y e a s t t RN A (0. 1 6 L)  ■ 5 X y e a s t t RN A (0. 1 6 L)
■ 20%S DS ( 1. 6 L)  ■ 20% S DS (1.6 L)
2. 標識バッファーを濃縮部に送液,混合 3. 熱変性 95°C、 5分 2. Transfer and mix the labeling buffer to the concentration section 3. Thermal denaturation 95 ° C, 5 minutes
4. 冷却 4°C、 1 0分  4. Cooling 4 ° C, 10 minutes
5. d CTP M i x t u r e、 Cy 3_d CTP、 標識酵素を濃縮部に送 液■混合  5.d CTP M i xt ure, Cy 3_d CTP, and labeling enzyme are sent to the concentration unit.
6. 酵素反応 37°C、 40分  6. Enzymatic reaction at 37 ° C for 40 minutes
7. 吸着バッファーを酵素反応溶液と併せてモノリスカラムに通液して廃棄 7. Dispose of the adsorption buffer together with the enzyme reaction solution through a monolith column
8. 洗浄バッファーをモノリスカラムに通液して廃棄 8. Pass the wash buffer through the monolith column and discard
9. 溶出バッファーをモノリスカラムに通液して濃縮部に回収  9. Pass the elution buffer through a monolith column and collect it in the concentration section.
1 0. 本来は次工程である反応工程のために溶出液を乾固させるが、 モノリ スカラム評価のために溶出液を回収して吸光度測定を実施  1 0. Although the eluate is dried for the next reaction step, the eluate is collected and the absorbance is measured for monolithic column evaluation.
1 1. 溶出液を濃縮部で乾固  1 1. Dry the eluate in the concentration section
1 2. 20xCo t _ 1 DNA、 MM#1、 5 X y e a s t t RNA、 2 0 % S D Sを濃縮部に送液して反応液を調整  1 2. 20xCo t _ 1 DNA, MM # 1, 5 X y e a s t tRNA, 20% S D S is sent to the concentration section to prepare the reaction solution
なお、 このハイプリダイゼーション溶液における D N A濃度は従来法であ る比較例の 1 5倍であった。  The DNA concentration in this hyperprecipitation solution was 15 times that of the comparative example of the conventional method.
[0122] <固液反応 (ハイブリダィゼーシヨン) > [0122] <Solid-liquid reaction (hybridization)>
図 3に示す構成を有する容積 8 Iの固液反応チェンバーを準備した。 固 相には予め目的とするクローン DN Aが固定化されている CGHアレイを用 いた。 次に、 この固液反応チェンバーを、 マイクロバルブ、 ダイヤフラム式 マイクロポンプ及び洗浄用液タンクを備える反応装置にセッ卜した。 このと き固液反応チ Iンバーの注入口及び排出口のそれぞれは Oリングを介して反 応装置のマイク口バルブに連絡されるように接合した。  A solid-liquid reaction chamber with a volume of 8 I having the configuration shown in FIG. 3 was prepared. As the solid phase, a CGH array in which the target clone DNA was immobilized in advance was used. Next, this solid-liquid reaction chamber was set in a reaction apparatus equipped with a microvalve, a diaphragm type micropump, and a cleaning liquid tank. At this time, each of the inlet and outlet of the solid-liquid reaction chamber was joined so as to communicate with the microphone port valve of the reaction device via an O-ring.
*マイクロバルブ (高砂電気工業社製 LV—2—MF F)  * Micro valve (LV-2—MF F, manufactured by Takasago Electric)
[0123] ハイブリダィゼーシヨン溶液を反応チャンバ一に注入後、 以下の条件でハ イブリダィゼーシヨンを行った。 [0123] After injecting the hybridization solution into the reaction chamber, hybridization was performed under the following conditions.
反応時間: 4時間  Reaction time: 4 hours
反応温度: 42°C  Reaction temperature: 42 ° C
反応液量 8 \ [0124] 上記反応時間経過後、 以下の条件で洗浄を実施した。 Reaction volume 8 \ [0124] After the reaction time, washing was performed under the following conditions.
洗浄時間:総計 7分  Cleaning time: 7 minutes in total
洗浄温度: 42°C  Washing temperature: 42 ° C
洗浄液量:各 500 I  Cleaning fluid volume: 500 I each
洗浄方法:送液洗浄 (各洗浄用液を固液反応チェンバーの注入口から注入 し、 排出口から排出するように送液)  Cleaning method: Liquid feeding cleaning (Liquid for each cleaning liquid is injected from the inlet of the solid-liquid reaction chamber and discharged from the outlet)
洗浄溶液:  Cleaning solution:
( 1 ) 2 55〇溶液を1分送液  (1) 2 550 solution delivered for 1 minute
(2) 50°C 50%ホルムアミド Z2 X SSC溶液 1分送液  (2) 50 ° C 50% formamide Z2 X SSC solution for 1 minute
(3) 50°C 2 X SSCZ0. 1 %S DS溶液を 2分送液  (3) 50 ° C 2 X SSCZ 0. 1% SDS solution for 2 minutes
(4) PN B u f f e r溶液 1分送液  (4) PN B u f f e r solution for 1 minute
(5) 2 55〇溶液1分送液  (5) 2 550 solution for 1 minute
[0125] 洗浄後、 マイクロポンプからエアーを 1分間送風して乾燥した。 その後ス ャャナ一 (A g i l e n t T e c h n o l o g i e s社^ M i c r o a r r a y S c a n n e r) にて蛍光測定を行った。 数値化解析ソフ卜 (A x o n 社製 G e n e P i x. P r o) にて蛍光シグナル強度の数値化をした。 さ らに、 数値化解析を行った。  [0125] After washing, air was blown from the micropump for 1 minute to dry. Thereafter, fluorescence measurement was performed in a scandal (A g i lent T e c h n o l o g i e s ^ M i c r o r r a r y S c a n n e r). The fluorescence signal intensity was digitized using a numerical analysis software (GenePix.Pro, manufactured by Axon). In addition, a numerical analysis was performed.
[0126] 次に、 DN A断片化及び標識についての比較例として、 細胞工学 Vo l . 23 N o. 3 2004記載の手順に従って、 DNAを断片化、 標識し た。 また精製にはそれぞれエタノール沈殿を用いた。 また、 こうして得られ た標識 DNAに、 以下の反応試薬を混合してハイブリダィゼーシヨン溶液 ( 1 20 I ) とした。 [0126] Next, as a comparative example for DNA fragmentation and labeling, DNA was fragmented and labeled according to the procedure described in Cell Engineering Vol. 23 No. 3 2004. In addition, ethanol precipitation was used for purification. Further, the labeled DNA thus obtained was mixed with the following reaction reagent to obtain a hybridization solution (120 I).
MM# 1 : 84 I  MM # 1: 84 I
Y e a s t t RN A : 1 2 I  Y e a s t t RN A: 1 2 I
20%S DS : 24 μ I  20% S DS: 24 μI
[0127] なお、 ハイブリダィゼーシヨンは、 図 3に示す構成で容積 1 20 Iの固 液反応チェンバーを別途準備した。 実施例と同様の C G Hアレイを用いた。 [0128] ハイプリダイゼーション溶液を反応チャンバ一に注入後、 反応チェンバー をオーブン (ADVAN T EC社製 F V-320) にセットし、 以下の条件で ハイブリダィゼーシヨンを行った。 [0127] For the hybridization, a solid-liquid reaction chamber with a volume of 120 I having the configuration shown in Fig. 3 was separately prepared. The same CGH array as in the example was used. [0128] After injecting the hybridization solution into the reaction chamber, the reaction chamber was set in an oven (FV-320, manufactured by ADVAN TEC), and hybridization was performed under the following conditions.
反応時間: 48時間  Reaction time: 48 hours
反応温度: 42°C  Reaction temperature: 42 ° C
反応液量: 1 20 I  Reaction volume: 1 20 I
[0129] 上記反応時間経過後、 以下の条件で洗浄を実施した。 [0129] After the reaction time, washing was performed under the following conditions.
洗浄時間:総計 70分  Cleaning time: 70 minutes in total
洗浄温度:室温及び 50 °C  Cleaning temperature: room temperature and 50 ° C
洗浄液量:各 250 m I  Cleaning fluid volume: 250 m I each
洗浄方法:浸漬洗浄  Cleaning method: immersion cleaning
洗浄溶液:  Cleaning solution:
(1 ) 室温、 2 XSSC溶液によるリンス洗浄  (1) rinse at room temperature with 2 XSSC solution
(2) 50°C、 50%ホルムアミド Z2 X S S C溶液中にて 1 5分浸漬洗浄 (2) Immersion cleaning for 15 minutes in 50 ° C, 50% formamide Z2 X S S C solution
(3) 50°C、 2 XSSCZ0. 1 %S DS溶液中にて 30分浸漬洗浄 (3) 50 ° C, 2 XSSCZ 0.1% 30% immersion cleaning in 1% SDS solution
(4) 室温、 PN Bu f f e r溶液中にて 1 5分浸漬洗浄  (4) Immersion cleaning at room temperature for 15 minutes in PN buffer solution
(5) 室温、 2 XSSC溶液中にて 5分浸とう洗浄  (5) Wash for 5 minutes in 2 XSSC solution at room temperature
[0130] 洗浄後、 アレイを遠心 (1 000 r pmX 3分) して乾燥し、 その後実施 例と同様にして蛍光測定〜解析を行った。  [0130] After washing, the array was centrifuged (1 000 rpm 3 minutes) and dried, followed by fluorescence measurement and analysis in the same manner as in the Examples.
[0131] <断片化 DN Aの回収結果 >  [0131] <Recovery result of fragmented DN A>
断片化工程に用いたゲノム量 (0. 24 g) についての回収結果を表 1に 示す。 表 1に示すように、 本実施例では、 安定して 0. 1 9 g (回収率約 81 %) を回収でき、 従来法である比較例と同等であった。 以上のことから 、 従来法と同等レベルでの DN Aの断片化及び断片化 DN Aの回収が可能で あることがわかった。 また、 従来法では DN A断片化工程に要する時間は 1 35分であったのに対し、 本実施例では 9分に短縮することができた。 した がって、 本実施例の反応装置によれば、 意図した量の DN Aを回収可能であ るとともに工程を顕著に短時間できることがわかつた。 [表 1]Table 1 shows the recovery results for the amount of genome (0.24 g) used in the fragmentation process. As shown in Table 1, in this example, 0.19 g (recovery rate of about 81%) could be stably recovered, which was equivalent to the comparative example of the conventional method. From the above, it was found that DNA fragmentation and fragmentation DNA recovery at the same level as the conventional method can be performed. In addition, the time required for the DNA fragmentation step in the conventional method was 135 minutes, but in this example, it was shortened to 9 minutes. Therefore, according to the reactor of the present example, it was found that the intended amount of DNA can be recovered and the process can be shortened remarkably. [table 1]
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000041_0001
[0132] <標識 D NAの回収結果 >  [0132] <Recovery result of labeled DNA>
標識工程に用いた D NA量 (0. 1 9 g) についての回収結果を表 2に 示す。 表 2に示すように、 本実施例では、 安定して 2. 5 μ g (回収率約 1 3倍) を回収でき、 従来法である比較例と同等であった。 以上のことから、 本実施例によれば、 従来法と同等レベルでの D N A標識及び標識 D N Aの回 収が可能であることがわかった。 また、 従来法では、 標識工程時間が 27 0 分であったのに対し、 本実施例では 7 0分に短縮することができた。 したが つて、 本実施例の反応装置によれば、 意図した量の標識 D N Aを回収が可能 であるとともに工程を顕著に短縮できることがわかつた。  Table 2 shows the recovery results for the amount of DNA (0.19 g) used in the labeling process. As shown in Table 2, in this example, 2.5 μg (recovery rate about 13 times) could be recovered stably, which was equivalent to the conventional method of Comparative Example. From the above, it was found that according to the present example, it is possible to recover the DNA label and labeled DNA at the same level as the conventional method. In addition, in the conventional method, the labeling process time was 270 minutes, but in this example, it was shortened to 70 minutes. Therefore, according to the reactor of this example, it was found that the intended amount of labeled DNA can be recovered and the process can be significantly shortened.
[表 2] [Table 2]
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Figure imgf000041_0002
[0133] <ハイブリダィゼーシヨン結果 >  [0133] <Hybridization result>
実施例 1及び比較例によるアレイ CG Hによる蛍光シグナル比 I o g 2 (C y 3/C y 5) の比較結果を図 5に示す。 図 5に示すように、 従来法との蛍 光シグナル比 L o g 2 (C y 3ZC y 5) は、 相関係数 0. 857 3を示し ており、 データ相関のある結果が得られた。 また、 図 6に実施例 1によるス キャン画像を示す。 図 6に示すように、 スキャニング画像ではハイプリムラ 、 汚れ等を認められなかった。 FIG. 5 shows a comparison result of the fluorescence signal ratio I og 2 (C y 3 / C y 5) by the array CG H according to Example 1 and the comparative example. As shown in Fig. 5, the fluorescence signal ratio L og 2 (C y 3ZC y 5) with the conventional method shows a correlation coefficient of 0.857 3, and a data-correlated result was obtained. Fig. 6 shows a scan image according to Example 1. As shown in Fig. 6, high primula, dirt, etc. were not recognized in the scanning image.
[0134] 以上のことから、 ハイブリダィゼーシヨン時の D N A濃度を 1 5倍にする とハイブリダィゼーシヨンの反応時間を従来の 48時間から 4時間に短縮す ることができることがわかった。 すなわち、 ハイブリダィゼーシヨン等の固 液反応の迅速化には被験成分の高濃度化が極めて有効であることがわかった 。 また、 被験成分の高濃度化は装置各部のコンパク卜化にも有効であること がわかった。 また、 浸漬洗浄でなく送液洗浄によって、 洗浄の拡散律速を解 消して洗浄時間を従来の 70分から 7分に洗浄することができることがわか つた o [0134] Based on the above, increase the DNA concentration by 15 times during hybridization It was found that the reaction time of the hybridization can be reduced from 48 hours to 4 hours. That is, it has been found that increasing the concentration of the test component is extremely effective for speeding up the solid-liquid reaction such as hybridization. It was also found that increasing the concentration of the test component is effective for compacting each part of the device. In addition, it was found that the cleaning time can be reduced from the conventional 70 minutes to 7 minutes by canceling the diffusion rate limiting of the cleaning by liquid feeding cleaning instead of immersion cleaning o
実施例 2  Example 2
[0135] 本実施例では、 DN A断片化工程における酵素の高濃度化による工程時 間の短縮化について試験した。  [0135] In this example, a test was conducted to shorten the process time by increasing the enzyme concentration in the DNA fragmentation process.
[0136] く DNA断片化 > [0136] DNA fragmentation>
まず、 以下の試薬を 0. 5MLマイクロチューブに入れて混合した (酵素濃 度 5 UZ I )。  First, the following reagents were placed in a 0.5 ML microtube and mixed (enzyme concentration: 5 UZ I).
■ゲノム DNA K562 (コスモバイオ、 品番 D 1 255820) : 1 μ ■ Genomic DNA K562 (Cosmo Bio, product number D 1 255820): 1 μ
S ( 1 J"し ; 1 g/ し) S (1 J "; 1 g / de)
■ Dpn I Iバッファ (D p n I I u f f e r &酵素は N EW ENGLAND B i o La b s I NC. 製) : 2 L  ■ Dpn I I buffer (D pn I I uf er & enzyme is made by N EW ENGLAND Bio Labs I NC.): 2 L
■ Dpn 11酵素: 1 00 U ( 1 0 L ; 1 0 U/μ L)  ■ Dpn 11 enzyme: 1 00 U (1 0 L; 1 0 U / μL)
■滅菌水: 7 fl L  ■ Sterile water: 7 fl L
[0137] 次いで、 ヒートブロック (ブロックインキュベーター B I _525、 ァス テック社製) を用いて、 この混合液を 37°C、 1 0分、 5分、 1分インキュ ベー卜し、 PCR purification K i t (Q I AG EN社製) にて精製した 。 さらに、 この精製物を電気泳動 (2% ァガロース、 1 K b  [0137] Next, this mixture was incubated at 37 ° C, 10 minutes, 5 minutes, 1 minute using a heat block (Block Incubator BI _525, manufactured by ASTEC), and PCR purification Kit ( QI AG EN). Furthermore, this purified product was subjected to electrophoresis (2% agarose, 1 Kb
DNA Ladder) にて確認した。  DNA Ladder).
[0138] 比較例として、 滅菌水の量を 1 6 μ Iとし、 酵素を 1 0 U用い、 インキュ ペート時間を 2時間とする(酵素濃度 0. 5 UZ I )以外は、 上記実施例と 同様にして D Ν Α断片化工程を実施した。  [0138] As a comparative example, the same as the above example except that the amount of sterilized water is 16 μI, the enzyme is 10 U, the incubation time is 2 hours (enzyme concentration 0.5 UZ I). Then, the D Α Α fragmentation step was performed.
[0139] 実施例では、 比較例に比して酵素濃度が 1 0倍であった。 実施例では 1分 のインキュベー卜で比較例と同等に D N Aを断片化することができた。 以上 のことから酵素濃度を高めることで極めて短時間で D N Aを断片化できるこ とがわかった。 [0139] In the examples, the enzyme concentration was 10 times that of the comparative example. 1 minute in the example It was possible to fragment DNA in the same manner as in the comparative example. From the above, it was found that DNA can be fragmented in a very short time by increasing the enzyme concentration.
実施例 3  Example 3
[0140] 本実施例では、 D N A標識工程における酵素の高濃度化による工程時間 の短縮化について試験した。  [0140] In this example, a test was carried out to shorten the process time by increasing the enzyme concentration in the DNA labeling process.
[0141] ぐ標識 > [0141] Gu signs>
以下の試薬を 0. 5M Lマイクロチューブに入れて混合した。 なお、 2. 5 X R a n d om  The following reagents were placed in a 0.5 M L microtube and mixed. 2.5 X R a n d om
Pr imers Solutionは Invは rogen社製でめった。  Primers Solution was manufactured by Rogen.
( B i o P r i m e Array C G H G e n om i c L a b e l i n g S y s t em ; 品番 1 8095— 0 1 1 )  (B i o P r i m e Array C G H G e n o m i c L a b e l i n g S y s t em; Part No. 1 8095— 0 1 1)
■断片化 D NA : 0. 5 g ( 1 2 // L ; 1 g/24 // L)  ■ Fragmentation D NA: 0.5 g (1 2 // L; 1 g / 24 // L)
• 2. 5 X b u f f e r mix : 20 L  • 2.5 X b u f f e r mix: 20 L
[0142] 次に、 ヒートブロック (ブロックインキュベーター B I _525、 ァステ ック社製) を用いて、 この混合液を 99°C、 5分インキュベートし、 氷冷 1 0分した。 さらに、 1 0 xdCT P N u c l e o t i d e M i x 5 L、 C y 3 _dCT P 3 L、 滅菌水 9 β I及び E x o -K I e n o w f r a g m e n t 1 Lを添加し混合した。 なお、 1 0 xdCT P N u c l e o t i d e M i x &. E x o— K I e n o w f r a gm e n t la» I n v ι t r o g e n社製であり、 (B i o P r i m e Array C G H G e n om i c L a b e l i n S y s t em ; 品番 1 8095— 0 1 1 ) C y 3— dCT Pは G E h e a I t h c a r e社製 (品番 PA 5303 1であった。  [0142] Next, this mixed solution was incubated at 99 ° C for 5 minutes using a heat block (block incubator B I — 525, manufactured by ASTEC), and ice-cooled for 10 minutes. Furthermore, 10 xdCT P Nuclte o te dM ix 5 L, Cy 3 _dCT P 3 L, sterilized water 9 β I and E xo -K I e n w f r a g m e n t 1 L were added and mixed. 10 xdCT PN ucleotide M ix &. E xo— KI enowfra gm ent la »I nv ι trogen, (B io Prime Array CGHG en om ic Labelin Syst em; Part No. 1 8095— 0 1 1) C y 3— dCT P was manufactured by GE hea Ithcare (part number PA 5303 1).
[0143] この混合液をヒートブロックで 37°Cで、 1分間、 5分間、 1 0分間、 1 2分間、 1 5分間及び 20分間インキュベートした。 反応生成物を P C R p u r i f i c a t i o n k i tで精製し、 分光光度計にて吸光度 (A 26 0 ; D NA量、 A 530 ; C y 3標識量) を測定した。  [0143] This mixture was incubated in a heat block at 37 ° C for 1 minute, 5 minutes, 10 minutes, 12 minutes, 15 minutes and 20 minutes. The reaction product was purified by PCRpurification kit, and the absorbance (A260; DNA amount, A530; Cy3 labeled amount) was measured with a spectrophotometer.
[0144] 比較例として、 E x o _K l e n o w f r a gm e n t 1 0 L添加して 酵素量を 1 0倍とし、 インキュベート時間を 2時間とする以外は、 上記実施 例と同様にして標識工程を実施し、 最終的な DN A量及び Cy 3標識量を測 定した。 [0144] As a comparative example, E xo _K lenowfra gm ent 10 L was added. The labeling step was carried out in the same manner as in the above example except that the enzyme amount was 10 times and the incubation time was 2 hours, and the final DNA amount and Cy 3 labeling amount were measured.
[0145] 実施例では、 比較例に比して酵素濃度が 1 0倍であった。 実施例では 20 分のインキュベー卜で比較例と同等に DN Aを断片化することができた。 以 上のことから酵素濃度を高めることで極めて短時間で D N Aを標識できるこ とがわかった。  [0145] In the examples, the enzyme concentration was 10 times that of the comparative example. In the example, DNA could be fragmented in an incubator for 20 minutes as in the comparative example. From the above, it was found that DNA can be labeled in a very short time by increasing the enzyme concentration.
[0146] 本出願は、 2006年 4月 1 8日に米国に仮出願された米国特許出願番号  [0146] This application is a US patent application number filed provisionally in the United States on April 18, 2006.
60/792, 620、 2006年 4月 1 9日に米国に仮出願された米国特 許出願番号 60Z792, 982及び 2006年 9月 29日に出願された日 本国特許出願特願 2006— 26921 7を優先権主張の基礎としておリ、 その内容の全てが本明細書に含まれる。  60/792, 620, US Patent Application No. 60Z792, 982 filed provisionally in the United States on April 1, 2006 and Japanese Patent Application Patent Application 2006—26921 7 filed on September 29, 2006 All the contents of this document are included in this specification as the basis for priority claim.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[1 ] 液体を媒体とする反応のための反応装置であって、  [1] A reaction apparatus for reaction using a liquid as a medium,
前記反応又はその前処理に使用する試薬を供給する試薬貯留部と、 検体を供給する検体導入部と、  A reagent reservoir for supplying a reagent used for the reaction or its pretreatment, a sample introduction unit for supplying a sample,
前記反応又はその前処理のために準備される溶液を調製又は貯留するとと もに当該溶液の溶媒を留去して前記溶液を濃縮又は乾固可能な濃縮部と、 前記反応を実施する反応部と、  A concentration unit capable of concentrating or drying the solution by distilling off the solvent of the solution while preparing or storing the solution prepared for the reaction or its pretreatment, and a reaction unit for performing the reaction When,
前記各部を前記反応を実施可能に連絡する流路系と、  A flow path system that communicates each of the parts to enable the reaction;
前記反応のための液体又はガスを前記流路系において流通させる流体駆動 部と、  A fluid drive unit for flowing the liquid or gas for the reaction in the flow path system;
を備える、 反応装置。  Comprising a reaction device.
[2] 前記濃縮部内の溶液を前記濃縮部内で乾固する、 請求項 1に記載の装置。  [2] The apparatus according to [1], wherein the solution in the concentration part is dried in the concentration part.
[3] 前記溶液の濃縮又は乾固は、 前記濃縮部内の吸引又は加熱を伴う、 請求項 [3] The concentration or drying of the solution involves suction or heating in the concentration section.
1又は 2に記載の装置。  The apparatus according to 1 or 2.
[4] 前記濃縮部は、 前記濃縮部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の幅の 4倍以下の幅である、 請 求項 1〜 3のいずれかに記載の装置。 [4] The concentration unit has a flow direction of the solution in the concentration unit as a longitudinal direction, a direction substantially orthogonal to the flow direction of the solution as a short direction, and the short direction is a width of a solution supply site And the apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the apparatus has a width that is not more than four times the width of the discharge site of the solution.
[5] 前記濃縮部の所定の一部に前記濃縮部内の溶液を濃縮又は乾固可能である[5] The solution in the concentration part can be concentrated or dried to a predetermined part of the concentration part.
、 請求項 1〜 4のいずれかに記載の装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 4.
[6] 前記溶液の乾固部位若しくは濃縮部位は、 前記濃縮部の反応後段側への連 絡部近傍である、 請求項 5に記載の装置。 [6] The apparatus according to [5], wherein the dry or concentrated portion of the solution is in the vicinity of a communication portion of the concentrating portion to the reaction post-stage side.
[7] 前記溶液の乾固部位又は濃縮部位は、 前記試薬貯留部からの試薬貯留部位 である、 請求項 5又は 6に記載の装置。 [7] The apparatus according to claim 5 or 6, wherein the dry or concentrated part of the solution is a reagent storage part from the reagent storage part.
[8] 前記濃縮部は、 前記濃縮部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の幅の 4倍以下の幅である、 請 求項 7に記載の装置。 前記濃縮部内に残留する前記溶液の濃縮部位を前記濃縮部外から視認可能 である、 請求項 5〜 8のいずれかに記載の装置。 [8] The concentration unit has a longitudinal direction as a flow direction of the solution in the concentration unit, a short direction as a direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution, and the short direction is a width of a solution supply site The apparatus according to claim 7, wherein the apparatus has a width that is not more than four times the width of the discharge site of the solution. The apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein a concentration part of the solution remaining in the concentration part is visible from outside the concentration part.
前記濃縮部は、  The concentration unit includes
前記濃縮部内に露出され前記反応液に対する撥液性を有して前記濃縮部内 のガスを排出可能な通気性材料と、 前記濃縮部内のガスを前記通気性材料を 介して吸引可能な通気部とを備える、 請求項 1〜 9のいずれかに記載の反応 装置。  A breathable material that is exposed in the concentration section and has liquid repellency with respect to the reaction solution and can discharge the gas in the concentration section; and a ventilation section that can suck the gas in the concentration section through the breathable material. The reaction apparatus according to claim 1, comprising:
前記濃縮部は、 前記濃縮部に供給される前記反応液が接触する重力方向下 方面の少なくとも一部に前記通気性材料を備える、 請求項 1 0に記載の反応 装置。  The reaction apparatus according to claim 10, wherein the concentrating unit includes the air-permeable material on at least a part of a lower surface in a gravitational direction in contact with the reaction solution supplied to the concentrating unit.
前記濃縮部は、 前記重力方向下方面のほぼ全面に前記通気性材料を備える 、 請求項 1 1に記載の装置。  The apparatus according to claim 11, wherein the concentrating portion includes the air-permeable material on substantially the entire lower surface in the gravitational direction.
前記濃縮部は、 前記濃縮部内に露出される前記通気性材料の全面から前記 濃縮部内のガスを吸引可能に前記通気部を備える、 請求項 1 0〜 1 2のいず れかに記載の装置。  The apparatus according to any one of claims 10 to 12, wherein the concentration unit includes the ventilation unit so that gas in the concentration unit can be sucked from the entire surface of the breathable material exposed in the concentration unit. .
前記濃縮部は、 前記濃縮部内に露出される前記通気性材料の一部から前記 濃縮部内のガスを吸引可能に前記通気部を備える、 請求項 1 0〜 1 2のいず れかに記載の装置。  The said concentration part is equipped with the said ventilation part so that the gas in the said concentration part can be attracted | sucked from a part of said breathable material exposed in the said concentration part, The statement of any one of Claims 10-12. apparatus.
前記濃縮部は、  The concentration unit includes
前記濃縮部内に露出され前記反応液に対する撥液性を有して前記濃縮部内 のガスを排出可能な通気性材料と、 前記濃縮部の重力方向下面のほぼ全面に 有し、 前記濃縮部内のガスを前記通気性材料を介して吸引可能な通気部とを 備え、  A gas permeable material that is exposed in the concentrating part and has a liquid repellency to the reaction liquid and capable of discharging the gas in the concentrating part; A breathable portion that can be sucked through the breathable material,
前記通気性材料の所定の一部に前記濃縮部内の溶液を濃縮又は乾固可能で あり、  The solution in the concentration part can be concentrated or dried to a predetermined part of the breathable material,
前記所定の一部が前記試薬貯留部からの試薬貯留部位である、 請求項 1又 は 2に記載の装置。  The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the predetermined part is a reagent storage part from the reagent storage part.
前記濃縮部は、 前記濃縮部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の幅の 4倍以下の幅であり、 前記濃縮部内の前記溶液の濃縮部位を前記濃縮部外から視認可能である、 請求項 1 5に記載の装置。 The concentration part has a longitudinal direction as a flow direction of the solution in the concentration part, The direction substantially perpendicular to the flow direction of the solution is the short direction, and the short direction is a width of 4 times or less the width of the solution supply site and the width of the solution discharge site, The apparatus according to claim 15, wherein a concentration site of the solution is visible from outside the concentration unit.
[17] 前記濃縮部内において差圧を形成して前記溶液を混合可能である、 請求項 [17] The solution can be mixed by forming a differential pressure in the concentration section.
1〜 1 6のいずれかに記載の装置。  The apparatus in any one of 1-16.
[18] 前記差圧を前記濃縮部内において露出され前記反応液に対する撥液性を有 して前記濃縮部内のガスを排出可能な通気性材料を介して前記濃縮部内のガ スの吸引によって形成する、 請求項 1 7に記載の装置。 [18] The differential pressure is formed by suction of the gas in the concentrating part through a breathable material that is exposed in the concentrating part and has liquid repellency to the reaction liquid and can discharge the gas in the concentrating part. The apparatus of claim 17.
[19] さらに、 前記反応又はその前処理のために準備される溶液中の被験成分を 精製する精製部を備える、 請求項 1〜 1 8のいずれかに記載の装置。 [19] The apparatus according to any one of claims 1 to 18, further comprising a purification unit that purifies a test component in a solution prepared for the reaction or a pretreatment thereof.
[20] 前記精製部はモノリスカラムを備え、 [20] The purification section includes a monolith column.
前記モノリスカラムは前記被験成分を吸着後、 溶出液として水を用いて前 記被験成分を溶出可能である、 請求項 1 9に記載の装置。  The apparatus according to claim 19, wherein the monolith column is capable of eluting the test component using water as an eluent after adsorbing the test component.
[21 ] 前記精製部によリ精製された被験成分を含有する溶出液を前記濃縮部で濃 縮又は乾固可能である、 請求項 1 9又は 2 0に記載の装置。 [21] The apparatus according to [19] or [20], wherein the eluate containing the test component purified by the purification unit can be concentrated or dried in the concentration unit.
[22] 前記被験成分は核酸である、 請求項 1 9〜 2 1のいずれかに記載の装置。 [22] The device according to any one of claims 19 to 21, wherein the test component is a nucleic acid.
[23] 前記モノリスカラムに対して前記溶液又は前記試薬を加圧又は減圧状態で 導入可能である、 請求項 1 9〜 2 2のいずれかに記載の装置。 [23] The apparatus according to any one of claims 19 to 22, wherein the solution or the reagent can be introduced into the monolith column in a pressurized or reduced pressure state.
[24] 前記反応部は、 前記反応部における前記溶液の流通方向を長手方向とし、 前記溶液の流通方向にほぼ直交する方向を短手方向とし、 前記短手方向は、 溶液の供給部位の幅及び前記溶液の排出部位の幅の 4倍以下の幅である、 請 求項 1〜 2 3のいずれかに記載の装置。 [24] The reaction unit has a flow direction of the solution in the reaction unit as a longitudinal direction, a direction substantially orthogonal to the solution flow direction as a short direction, and the short direction is a width of a solution supply site And the apparatus according to any one of claims 1 to 23, wherein the apparatus has a width that is not more than four times the width of the discharge site of the solution.
[25] 前記被験成分は核酸であり、 前記反応部における反応は、 核酸ハイブリダ ィゼーシヨンである、 請求項 2 4に記載の装置。 25. The apparatus according to claim 24, wherein the test component is a nucleic acid, and the reaction in the reaction part is a nucleic acid hybridization.
[26] 前記核酸ハイブリダィゼーシヨンは、 アレイ C G Hである、 請求項 2 5に 記載の装置。 26. The apparatus according to claim 25, wherein the nucleic acid hybridization is an array CGH.
[27] 前記反応部における前記被験成分である核酸の濃度が 0 . 3 g/ l以上で ある、 請求項 2 5又は 2 6に記載の装置。 [27] When the concentration of the nucleic acid as the test component in the reaction part is 0.3 g / l or more, The device according to claim 25 or 26.
前記液体を媒体とする反応は固液反応である、 請求項 1〜2 7のいずれか に記載の反応装置。  The reaction apparatus according to any one of claims 1 to 27, wherein the reaction using the liquid as a medium is a solid-liquid reaction.
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