BR112020025833A2 - dispositivo de tratamento de reação - Google Patents

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BR112020025833A2
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Shuya Ogi
Takashi Fukuzawa
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Nippon Sheet Glass Company, Limited
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Abstract

dispositivo de tratamento de reação. este dispositivo de tratamento de reação é fornecido com: um recipiente de tratamento de reação 10; um primeiro sensor óptico 51munido com uma primeira lente objetiva ob1 que irradia uma amostra com a primeira luz de excitação enquanto concentra aprimeira luz fluorescente gerada a partir da amostra; um segundo sensor óptico 55 munido com uma segunda lente objetiva ob2 queirradia uma amostra com a segunda luz de excitação enquanto concentra a segunda luz fluorescente gerada a partir da amostra; e um elemento de retenção 61 para segurar o primeiro sensor óptico 51 e o segundo sensor óptico 55. a faixa de comprimento de onda da primeira luz fluorescente e a faixa de comprimento de onda da segunda luz fluorescente pelo menos parcialmente se sobrepõem. adistância p entre o eixo óptico da primeira lente objetiva ob1 e o eixo óptico da segunda lente objetiva ob2 satisfaz 2•p0 + 2•p1 +4•p2 + 4•p3 < p, p0 = l•na/v(1 - na2), p1 = t1•na/v(n12 - na2), p2= t2•na/v(1 - na2) e p3 = t3•na/v(n32 - na2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPO- SITIVO DE TRATAMENTO DE REAÇÃO".
CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente invenção refere-se a um processador de reação utilizado para uma reação em cadeia da polimerase (PCR).
TÉCNICA ANTECEDENTE
[0002] O teste genético é amplamente utilizado para exames em uma ampla variedade de áreas médicas, identificação de produtos agrícolas e micro-organismos patogênicos, avaliação de segurança para produtos alimentícios, e ainda para exames de vírus patogênicos e uma variedade de doenças infecciosas. Para detectar uma pequena quantidade de DNA com alta sensibilidade, um método para analisar um produto obtido pela amplificação de uma parte do DNA é conheci- do. Acima de tudo, um método que utiliza a POR é uma técnica notá- vel para amplificar seletivamente uma certa parte de uma quantidade muito pequena de DNA coletado de um organismo ou similar.
[0003] A PCR aplica um ciclo térmico predeterminado a uma amostra em que uma amostra biológica contendo DNA e um reagente de PCR contendo um iniciador, uma enzima e similares são mistura- dos, provoca uma reação de desnaturação, recozimento e alongamen- to repetidamente e amplifica seletivamente uma parte específica do DNA.
[0004] É uma prática comum executar a PCR através da coloca- ção de uma quantidade predeterminada de uma amostra alvo em um tubo de PCR ou um recipiente de processamento de reação tal como uma microplaca (microcavidade) em que uma pluralidade de orifícios é formada. No entanto, nos últimos anos, a PCR utilizando um recipiente de processamento de reação (também referido como "chip") incluindo um microcanal que é formado em um substrato foi colocada em uso prático (por exemplo, Documento de Patente 1).
[0005] [Documento de patente 1] Publicação do Pedido de Patente Japonesa No. 2009-232700.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMA A SER RESOLVIDO PELA INVENÇÃO
[0006] Na PCR que utiliza um tal recipiente de processamento de reação incluindo um canal como descrito acima, um dispositivo de de- tecção de fluorescência pode ser utilizado com a finalidade de detectar uma mudança quantitativa de uma amostra. Um corante fluorescente é adicionado a uma amostra, e a amostra é irradiada com luz de excita- ção utilizando um dispositivo de detecção de fluorescência durante a PCR para detectar a fluorescência emitida pela amostra. Uma vez que a intensidade da fluorescência emitida pela amostra aumenta à medi- da que a amplificação do DNA prossegue, o valor da intensidade da fluorescência pode ser utilizado como um índice que serve como um fator de tomada de decisão para o progresso da PCR ou término da reação.
[0007] Na PCR, alguns alvos de amplificação geralmente utilizam um reagente no qual uma pluralidade de corantes fluorescentes é mis- turada. Neste caso, uma pluralidade de dispositivos de detecção de fluorescência precisa ser eliminada. Em particular, em um processador de reação para detectar a fluorescência de uma amostra enquanto move a amostra em um canal formado em um recipiente de proces- samento de reação em forma de placa, a fim de detectar a fluorescên- cia da amostra que passa através de um único canal tendo, por exem- plo, um corte transversal de 2 mm? ou menos, é necessário dispor uma pluralidade de dispositivos de detecção de fluorescência em uma dire- ção da extensão do canal.
[0008] Por exemplo, quando O-157 é amplificado por PCR, VTI1 e VT2 são medidos simultaneamente. Por exemplo, um kit de teste (FIK- 362) fabricado pela Toyobo Co., Ltd. utiliza ROX (corante fluorescente que é excitado por irradiação com luz substancialmente verde e emite fluorescência substancialmente vermelha, e a característica de tal fluo- rescência é daqui em diante referida como "excitação verde/fluores- cência vermelha") e Cy5 (excitação vermelha/fluorescência infraverme-
Ilha) como corantes fluorescentes. Neste caso, dois dispositivos de de- tecção de fluorescência são necessários.
[0009] Quando um norovírus é detectado, G1 e G2 são medidos simultaneamente. Por exemplo, tanto um kit de teste (RR255A) fabri- cado pela Takara Bio Inc. quanto um kit de teste (FIK-253) fabricado pela Toyobo Co., Ltd. utilizam FAM (excitação azul/fluorescência ver- de), ROX (excitação verde/fluorescência vermelha) e Cy5 (excitação vermelha/fluorescência infravermelha) como corantes fluorescentes. Neste caso, três dispositivos de detecção de fluorescência são neces- sários.
[0010] Como descrito acima, quando a fluorescência é detectada para uma amostra que passa através de um canal utilizando uma plu- ralidade de dispositivos de detecção de fluorescência, interferência pode ocorrer entre os dispositivos de detecção de fluorescência. A se- guir, a descrição será feita com base em um exemplo.
[0011] Quando FAM e ROX são simultaneamente adicionados a uma amostra e utilizados como corantes fluorescentes, uma faixa de comprimento de onda de luz que corresponde a substancialmente ver- de da luz de excitação a ser emitida para excitar ROX pode se sobre- por parcialmente com uma faixa de comprimento de onda de luz cor- respondente a substancialmente verde da fluorescência emitida a par- tir do FAM. Nesse caso, quando uma parte da luz de excitação emitida para excitar ROX entra em um fotodetector, tal como um elemento de conversão fotoelétrico para detectar a fluorescência emitida a partir do FAM, a luz de excitação torna-se uma interferência e pode tornar im- possível a medição com alta sensibilidade. Geralmente, a quantidade de luz da luz de excitação é de várias dezenas de uW, enquanto que a quantidade de luz de fluorescência a ser detectada é da ordem de vá- rios pW ou menos. O dispositivo de detecção de fluorescência detecta uma tal quantidade mínima de fluorescência. No entanto, se apenas uma parte da luz de excitação atinge o fotodetector, a luz de excitação aparece como uma grande interferência.
[0012] Quando ROX e Cy5 são simultaneamente adicionados a uma amostra e utilizados como corantes fluorescentes, uma faixa de comprimento de onda de luz correspondente a substancialmente ver- melho da luz de excitação a ser emitida para excitar Cy5 pode se so- brepor parcialmente a uma faixa de comprimento de onda de luz que corresponde a substancialmente vermelho de fluorescência emitida a partir de ROX. Também neste caso, quando uma parte da luz de exci- tação emitida para excitar Cy5 entra em um fotodetector para detectar fluorescência emitida de ROX, a luz de excitação torna-se uma interfe- rência e pode tornar impossível a medição de fluorescência com alta sensibilidade.
[0013] A presente invenção foi alcançada em vista de tais circuns- tâncias, e um objetivo da mesma é fornecer uma técnica capaz de su- primir a interferência entre uma pluralidade de dispositivos de detec- ção de fluorescência em um processador de reação, incluindo os dis- positivos de detecção de fluorescência.
MEIO PARA RESOLVER O PROBLEMA
[0014] A fim de resolver os problemas acima, um processador de reação de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui: um recipiente de processamento de reação incluindo um substrato tendo uma primeira superfície principal com um canal através do qual uma amostra se move e uma película de vedação de canal disposta na primeira superfície principal de modo a vedar o canal; um primeiro sensor óptico incluindo uma primeira lente objetiva para irradiar uma amostra no canal com a primeira luz de excitação e coletar a primeira fluorescência gerada a partir da amostra por irradiação com a primeira luz de excitação; um segundo sensor óptico incluindo uma segunda lente objetiva para irradiar uma amostra no canal com a segunda luz de excitação e coletar a segunda fluorescência gerada a partir da amostra por irradiação com a segunda luz de excitação; e um membro de retenção segurando o primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico. O primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico são dispos-
tos lado a lado em uma direção longitudinal do canal. Uma faixa de comprimento de onda da primeira fluorescência e uma faixa de com- primento de onda da segunda luz de excitação pelo menos parcial- mente se sobrepõem uma à outra. Uma distância P entre o eixo óptico da primeira lente objetiva e o eixo óptico da segunda lente objetiva sa- tisfaz 2-Po + 2+P1 + 4+P2 + 4-P3 < P, em que Po = L-NA/N(1 - NA), P1 = tiºNA/V(Nn42 = NA), P2 = to-NA/N(1 - NA2), e P3 = ta-NA/V(n3? — NA?) (em que L representa um distância do membro de retenção até a película de vedação do canal, t; representa a espessura da película de veda- ção do canal, tz representa a profundidade do canal, t; representa uma espessura de uma parte inferior do canal até a segunda superfície principal do substrato, NA representa a abertura numérica da primeira lente objetiva e da segunda lente objetiva, n; representa o índice refra- tivo da película de vedação de canal e n3 representa o índice refrativo do substrato).
[0015] A distância P pode ainda satisfazer 1,1 x (2ºPo + 2ºP;' + 4ºP2 + 4ºP3) < P, mais preferivelmente 1,2 x (2ºPo + 2ºP1 + 4ºP2 + 4ºP3) <P.
[0016] A distância P pode satisfazer P < S - 2 x AS (em que S re- presenta o comprimento de uma parte linear do canal em que o primei- ro sensor óptico e o segundo sensor óptico estão dispostos, e AS re- presenta 1 (mm)).
[0017] Uma camada de absorção de luz para absorver a luz de excitação pode ser disposta entre uma parte inferior do canal no subs- trato e a segunda superfície principal.
[0018] Outra modalidade da presente invenção também se refere a um processador de reação. Este processador de reação inclui: um recipiente de processamento de reação incluindo um substrato tendo uma primeira superfície principal com um canal através do qual uma amostra se move, e uma película de vedação de canal disposto na primeira superfície principal de modo a vedar o canal; um primeiro sensor óptico incluindo uma primeira lente objetiva para irradiar uma amostra no canal com a primeira luz de excitação e coletar a primeira fluorescência gerada a partir da amostra por irradiação com a primeira luz de excitação; um segundo sensor óptico incluindo uma segunda lente objetiva para irradiar uma amostra no canal com a segunda luz de excitação e coletar a segunda fluorescência gerada a partir da amostra por irradiação com a segunda luz de excitação; e um membro de retenção que prende o primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico. O primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico são dispos- tos lado a lado em uma direção longitudinal do canal. Uma faixa de comprimento de onda da primeira fluorescência e uma faixa de com- primento de onda da segunda luz de excitação pelo menos parcial- mente se sobrepõem uma à outra. Uma camada de absorção de luz para absorver a luz de excitação é disposta no substrato.
[0019] A camada de absorção de luz pode ser formada de modo que um coeficiente de absorção a satisfaça a > 0,58/t;' (em que t3' re- presenta a espessura da camada de absorção de luz).
[0020] A camada de absorção de luz pode ser formada de tal mo- do que um coeficiente de absorção a satisfaça a 2 0,75/t;' (em que t3' representa a espessura da camada de absorção de luz).
[0021] A camada de absorção de luz pode ser formada de modo que um coeficiente de absorção a satisfaça a 2 1,15/t;' (em que t3' re- presenta a espessura da camada de absorção de luz).
[0022] A camada absorvente de luz pode ser disposta entre uma parte inferior do canal e a segunda superfície principal do substrato. À camada de absorção de luz pode ser disposta na segunda superfície principal do substrato.
VANTAGEM DA INVENÇÃO
[0023] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma técnica capaz de suprimir a interferência entre uma pluralidade de dispositivos de detecção de fluorescência em um processador de rea- ção, incluindo os dispositivos de detecção de fluorescência.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0024] As Figs. 1A e 1B são vistas para explicar um recipiente de processamento de reação utilizável em um processador de reação de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0025] A Fig. 2 é um diagrama esquemático para explicar um pro- cessador de reação de acordo com uma modalidade da presente in- venção.
[0026] A Fig. 3 é um diagrama para explicar a configuração de um dispositivo de detecção de fluorescência.
[0027] A Fig. 4 é um diagrama que ilustra um estado em que um primeiro sensor óptico de um primeiro dispositivo de detecção de fluo- rescência e um segundo sensor óptico de um segundo dispositivo de detecção de fluorescência estão dispostos.
[0028] A Fig. 5 é um diagrama que ilustra um modelo de simulação óptica.
[0029] A Fig. 6 é um diagrama para explicar a derivação de uma distância centro a centro entre dois sensores ópticos.
[0030] A Fig. 7 é um gráfico que ilustrta uma mudança na quanti- dade relativa de interferência quando uma distância centro a centro entre dois sensores ópticos é alterada no Exemplo 1 da presente in- venção; e
[0031] A Fig. 8 é um gráfico que ilustrta uma mudança na quanti- dade relativa de interferência quando uma distância centro a centro entre dois sensores ópticos é alterada no Exemplo 2 da presente in- venção.
MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO
[0032] Em seguida, um processador de reação de acordo com uma modalidade da presente invenção será descrito. Os mesmos ele- mentos constituintes ou equivalentes, membros e processos ilustrados nos desenhos são indicados pelos mesmos números de referência, e explicações duplicadas serão omitidas apropriadamente. A modalidade não limita a invenção e é descrita para propósitos ilustrativos, e todas as características descritas na modalidade e uma combinação das mesmas não são necessariamente essenciais para a invenção.
[0033] As Figs. 1A e 1B são vistas para explicar um recipiente de processamento de reação 10 utilizável em um processador de reação de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Fig. 1A é uma vista plana do recipiente de processamento de reação 10 e a Fig. 1B é uma vista frontal do recipiente de processamento de reação 10.
[0034] Conforme ilustrado nas Figs. 1A e 1B, o recipiente de pro- cessamento de reação 10 inclui um substrato 14 e uma película de ve- dação de canal 16.
[0035] O substrato 14 é de preferência formado de um material que é estável sob mudanças de temperatura e é resistente a uma so- lução de amostra a ser utilizada. Além disso, o substrato 14 é preferi- velmente formado de um material tendo boa capacidade de ser mol- dada, uma boa transparência e propriedades de barreira, e uma baixa propriedade de autofluorescência. Como um tal material, um material inorgânico tal como vidro ou silício (Si) e uma resina tal como polímero acrílico, polipropileno, poliéster ou silicone são preferidos. Acima de tudo, o polímero de ciclo-olefina é preferível. Por exemplo, as dimen- sões do substrato 14 são um lado longo de 75 mm, um lado curto de mm e uma espessura de 4 mm.
[0036] Um canal em forma de ranhura 12 é formado em uma pri- meira superfície principal 14a do substrato 14, e este canal 12 é veda- do pela película de vedação de canal 16. Por exemplo, as dimensões do canal 12 formado na primeira superfície principal 14a do substrato 14 são uma largura de 0,7 mm e uma profundidade de 0,7 mm. Um primeiro orifício de comunicação 17 que se comunica com o lado de fora é formado em uma extremidade do canal 12 no substrato 14. Um segundo orifício de comunicação 18 é formado na outra extremidade do canal 12 no substrato 14. O par do primeiro orifício de comunicação 17 e do segundo orifício de comunicação 18 formados em ambas as extremidades do canal 12 é formado de modo a ser exposto a uma segunda superfície principal 14b (superfície oposta à primeira superfí- cie principal 14a) do substrato 14. Um tal substrato pode ser fabricado através da moldagem por injeção ou corte com uma máquina de pro- cessamento NC ou similar.
[0037] Conforme ilustrado na Fig. 1B, a película de vedação de canal 16 é grudada na primeira superfície principal 14a do substrato
14. No recipiente de processamento de reação 10 de acordo com a modalidade, a maior parte do canal 12 é formada em uma forma de ranhura exposta na primeira superfície principal 14a do substrato 14. Isto é para tornar a moldagem facilmente possível através da molda- gem por injeção utilizando uma matriz ou similar. A fim de vedar esta ranhura e utilizar a ranhura como um canal, a película de vedação de canal 16 é grudada na primeira superfície principal 14a do substrato
14.
[0038] A película de vedação de canal 16 pode ter uma superfície principal tendo adesão ou aderência ou pode ter uma superfície princi- pal incluindo uma camada funcional que apresentam adesão ou ade- rência por meio de prensagem, irradiação com energia tal como um raio ultravioleta, aquecimento ou similar. A película de vedação de ca- nal 16 possui a função de ser facilmente capaz de ser integral com a primeira superfície principal 14a do substrato 14, enquanto está em contato próximo com a primeira superfície principal 14a. A película de vedação de canal 16 é desejavelmente formada por um material tendo uma propriedade de baixa autofluorescência, incluindo a parte da ca- mada que exerce a função de adesão e aderência. A este respeito, uma película transparente formada de uma resina tal como polímero de ciclo-olefina, poliéster, polipropileno, polietileno ou polímero acrílico é adequada, mas não está limitada a estas. A película de vedação de canal 16 pode ser formada de um vidro tipo placa ou plástico. Uma vez que a rigidez pode ser esperada neste caso, a película de vedação de canal 16 é útil para evitar empenamento e deformação do recipiente de processamento de reação 10.
[0039] O canal 12 possui uma região de reação onde as tempera- turas de uma pluralidade de níveis podem ser controladas por um pro- cessador de reação descrito posteriormente. Ao mover uma amostra de tal modo que a amostra alterne continuamente na região de reação onde as temperaturas de uma pluralidade de níveis são mantidas, um ciclo térmico pode ser aplicado à amostra.
[0040] A região de reação do canal 12 ilustrada nas Figs. 1h e 1B inclui um canal sinuoso no qual uma volta é feita continuamente pela combinação de uma parte curva e uma parte linear. Quando o recipi- ente de processamento de reação 10 é montado em um processador de reação descrito posteriormente, o lado direito do canal 12 nos de- senhos deve se tornar uma região de temperatura relativamente ele- vada (ao redor de 95 ºC) (em seguida referida como "região de alta temperatura"), e espera-se que o lado esquerdo do canal 12 se torne uma região de temperatura mais baixa (ao redor de 60 ºC) (daqui em diante referida como "região de baixa temperatura"). A região de rea- ção do canal 12 inclui uma região de conexão que conecta a região de alta temperatura com a região de baixa temperatura entre as mesmas. A região de conexão pode ser um canal linear.
[0041] Quando a região de alta temperatura e a região de baixa temperatura são formadas por um canal sinuoso como na presente modalidade, uma área eficaz de um aquecedor ou coisa parecida que constitui um meio de controle de temperatura descrito mais tarde pode ser efetivamente utilizada, variação de temperatura no região de rea- ção é facilmente reduzida, o tamanho substancial do recipiente de pro- cessamento de reação pode ser reduzido e o tamanho do processador de reação pode ser reduzido com vantagem.
[0042] Uma amostra à qual um ciclo térmico é aplicado é introdu- zida no canal 12 a partir do primeiro orifício de comunicação 17 ou do segundo orifício de comunicação 18. O método de introdução não está limitado aos mesmos. Alternativamente, por exemplo, uma quantidade apropriada de uma amostra pode ser introduzida diretamente a partir do orifício de comunicação utilizando uma pipeta, um conta-gotas, uma seringa, ou similar. Alternativamente, um método de introdução que é executado enquanto evita a contaminação por meio de um chip de agulha em forma de cone tendo um filtro feito de PTFE poroso ou poli- etileno incorporado pode ser utilizado. Em geral, muitos tipos de tais chips de agulha são vendidos e facilmente disponíveis, e podem ser utilizados enquanto são fixados a um orifício de uma pipeta, um conta- gotas, uma seringa ou similar. Além disso, uma amostra pode ser mo- vida para uma posição predeterminada no canal através da descarga e introdução da amostra por uma pipeta, um conta-gotas, uma seringa, ou similar, e depois pressionar ainda mais da amostra através de pressurização.
[0043] Os exemplos da amostra incluem aqueles obtidos pela adi- ção de um corante fluorescente, uma enzima termoestável e quatro tipos de trifosfatos de desoxirribonucleosídeo (dATP, dCTP, dGTP e dTTP) como reagentes de PCR a uma mistura contendo um ou mais tipos de DNA. Além disso, um iniciador que reage especificamente com o DNA para ser submetido a um processo de reação e, opcional- mente, uma sonda fluorescente tal como TaqMan é ainda misturada (TaqMan é uma marca registrada da Roche Diagnostics Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung). Um kit de reagente de PCR em tempo real e similares comercialmente disponíveis também podem ser utilizados.
[0044] A Fig. 2 é um diagrama esquemático para explicar um pro- cessador de reação 30 de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0045] O processador de reação 30 de acordo com a presente modalidade inclui uma unidade de colocação de recipiente de proces- samento de reação (não ilustrada) na qual o recipiente de processa- mento de reação 10 é colocado, um sistema de controle de temperatu- ra 32 e uma CPU 36. Como ilustrado na Fig. 2, em relação ao recipien- te de processamento de reação 10 colocado na unidade de colocação do recipiente de processamento de reação, o sistema de controle de temperatura 32 pode manter e controlar com precisão a temperatura da região do lado direito do canal 12 do recipiente de processamento de reação 10 no desenho para ser ao redor de 95 “ºC (região de alta temperatura) e a temperatura da região do lado esquerdo no desenho para ser ao redor de 60 ºC (região de baixa temperatura).
[0046] O sistema de controle de temperatura 32 é para manter a temperatura de cada região de temperatura da região de reação e in- clui especificamente um aquecedor de alta temperatura 60 para aque- cer a região de alta temperatura do canal 12, um aquecedor de baixa temperatura 62 para aquecer a região de baixa temperatura do canal 12, um sensor de temperatura (não ilustrado) para medir a temperatu- ra real de cada região de temperatura, tal como um termopar, um aci- onador de aquecedor de alta temperatura 33 para controlar a tempera- tura do aquecedor de alta temperatura 60, e um acionador de aquece- dor de baixa temperatura 35 para controlar a temperatura do aquece- dor de baixa temperatura 62. Informação sobre a temperatura real me- dida pelo sensor de temperatura é enviada para a CPU 36. Com base nas informações sobre a temperatura real de cada região de tempera- tura, a CPU 36 controla cada acionador de aquecedor de tal modo que a temperatura de cada aquecedor seja uma temperatura predetermi- nada. Cada aquecedor pode ser, por exemplo, um elemento de aque- cimento com resistência ou um elemento Peltier. O sistema de controle de temperatura 32 pode ainda incluir outro componente para melhorar a capacidade de controle da temperatura de cada região de tempera- tura.
[0047] O processador de reação 30 de acordo com a presente modalidade inclui ainda um sistema de alimentação de líquido 37 para mover a amostra 20 introduzida no canal 12 do recipiente de proces- samento de reação 10 no canal 12. O sistema de alimentação de líqui- do 37 inclui uma primeira bomba 39, uma segunda bomba 40, um pri- meiro acionador de bomba 41 para acionar a primeira bomba 39, um segundo acionador de bomba 42 para acionar a segunda bomba 40,
um primeiro tubo 43 e um segundo tubo 44.
[0048] Uma extremidade do primeiro tubo 43 é conectada com o primeiro orifício de comunicação 17 do recipiente de processamento de reação 10. Um material de fechamento 45 ou uma vedação para garantir a hermeticidade é preferivelmente disposto em uma parte de conexão do primeiro orifício de comunicação 17 e uma extremidade do primeiro tubo 43. A outra extremidade do primeiro tubo 43 está conec- tada com a saída da primeira bomba 39. Da mesma forma, uma ex- tremidade do segundo tubo 44 está conectada com o segundo orifício de comunicação 18 do recipiente de processamento de reação 10. Um material de fechamento 46 ou uma vedação para garantir a hermetici- dade é de preferência disposto em uma parte de conexão do segundo orifício de comunicação 18 e uma extremidade do segundo tubo 44. À outra extremidade do segundo tubo 44 é conectada com a saída da segunda bomba 40.
[0049] Cada uma da primeira bomba 39 e da segunda bomba 40 pode ser, por exemplo, uma bomba de microventilador incluindo uma bomba de diafragma. Cada uma da primeira bomba 39 e da segunda bomba 40, por exemplo, uma bomba de microventilador (modelo MZB1001 TO02) fabricada pela Murata Manufacturing Co., Ltd. pode ser utilizada. Embora esta bomba de microventilador possa aumentar a pressão em um lado secundário para ser maior do que aquela no lado primário durante a operação, a pressão sobre o lado primário e a pres- são sobre o lado secundário tornam-se iguais no momento em que as bombas são interrompidas ou quando as bombas estão paradas.
[0050] A CPU 36 controla o fornecimento de ar e a pressurização da primeira bomba 39 e da segunda bomba 40 através do primeiro acionador de bomba 41 e do segundo acionador de bomba 42. O su- primento de ar e a pressurização da primeira bomba 39 e da segunda bomba 40 atuam na amostra 20 no canal 12 através do primeiro orifí- cio de comunicação 17 e do segundo orifício de comunicação 18 e se tornam uma força propulsora para mover a amostra 20. Mais especifi-
camente, através da operação alternada da primeira bomba 39 e da segunda bomba 40, a pressão aplicada para qualquer extremidade da superfície da amostra 20 torna-se maior do que a pressão aplicada à outra extremidade, e uma força propulsora relacionada ao movimento da amostra 20 pode, assim, ser obtida. Ao operar alternadamente a primeira bomba 39 e a segunda bomba 40, a amostra 20 pode ser mo- vida de forma recíproca no canal 12 e pode ser interrompida em cada região de temperatura do canal 12 do recipiente de processamento de reação 10. Como um resultado, um ciclo térmico pode ser aplicado à amostra 20. Mais especificamente, mediante a aplicação repetida de uma etapa de desnaturação na região de alta temperatura e uma eta- pa de recozimento e alongamento na região de baixa temperatura, o DNA alvo na amostra 20 é seletivamente amplificado. Em outras pala- vras, a região de alta temperatura pode ser considerada como uma região de temperatura de desnaturação e a região de baixa temperatu- ra pode ser considerada como uma região de temperatura de recozi- mento e alongamento. O tempo de residência em cada região de tem- peratura pode ser ajustado de forma adequada através da alteração do tempo durante o qual a amostra 20 para em uma posição prede- terminada em cada região de temperatura.
[0051] O processador de reação 30 de acordo com a presente modalidade inclui ainda um primeiro dispositivo de detecção de fluo- rescência 50 e um segundo dispositivo de detecção de fluorescência
54. Como descrito acima, a amostra 20 contém um corante fluorescen- te predeterminado. Uma vez que a intensidade de um sinal de fluores- cência emitido a partir da amostra 20 aumenta à medida que a amplifi- cação do DNA prossegue, a flutuação do valor de intensidade do sinal de fluorescência pode ser utilizada como um índice que serve como um fator de tomada de decisão para o progresso da PCR ou término da reação.
[0052] Como o primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 e o segundo dispositivo de detecção de fluorescência 54, um dis-
positivo de detecção de fluorescência do tipo de fibra óptica FLE-510 fabricado pela Nippon Sheet Glass Co., Ltd., que é um sistema óptico muito compacto que pode executar a medição rápida e pode detectar a fluorescência independentemente do local ser claro ou escuro, pode ser utilizado. Este dispositivo de detecção de fluorescência do tipo fi- bra óptica pode ser ajustado de tal modo que as características de comprimento de onda da luz de excitação/fluorescência do mesmo se- jam adequadas com relação às características de fluorescência emiti- da a partir da amostra 20 e possam fornecer um sistema óptico e de detecção ideal para cada uma das amostras tendo várias característi- cas. Além disso, o detector de fluorescência do tipo fibra óptica é ade- quado para detectar a fluorescência de uma amostra presente em uma região pequena ou estreita, tal como um canal, devido ao pequeno di- âmetro de um feixe de luz induzido pelo dispositivo de detecção de fluorescência do tipo de fibra óptica.
[0053] O primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 in- clui um primeiro sensor óptico 51, uma primeira fonte de luz de excita- ção de detecção de fluorescência/módulo detector 52 e uma fibra ópti- ca F12 que se conecta com o primeiro sensor óptico 51 à primeira fon- te de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo detector
52. De forma similar, o segundo dispositivo de detecção de fluorescên- cia 54 inclui um segundo sensor óptico 55, uma segunda fonte de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo detector 56 e uma fibra óptica F22 conectando o segundo sensor óptico 55 com a segunda fonte de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo detector 56.
[0054] Cada uma da primeira fonte de luz de excitação de detec- ção de fluorescência/módulo detector 52 e da segunda fonte de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo detector 56 inclui uma fonte de luz para luz de excitação, um multiplexador/demultiplexador de comprimento de onda, um detector de fluorescência, um acionador para o controle, e similares. Cada um do primeiro sensor óptico 51 e do segundo sensor óptico 55 é formado por um sistema óptico, tal como uma lente, e possui a função de irradiar direcionalmente uma amostra com luz de excitação e coletar a fluorescência emitida da amostra. À fluorescência coletada pelo primeiro sensor óptico 51 e pelo segundo sensor óptico 55 é separada da luz de excitação através do multiple- xador/demultiplexador de comprimento de onda na primeira fonte de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo detector 52 e na segunda fonte de luz de excitação de detecção de fluorescên- cia/módulo detector 56 através das fibras ópticas F12 e F22, respecti- vamente, e convertida em sinais elétricos pelos detectores de fluores- cência. Os detalhes da configuração do dispositivo de detecção de flu- orescência serão descritos mais adiante.
[0055] No processador de reação 30 de acordo com a presente modalidade, o primeiro sensor óptico 51 está disposto de modo que a fluorescência possa ser detectada a partir da amostra 20 que passa por uma região parcial 12a (referida como "primeira região de detec- ção de fluorescência 12a") na região de conexão que conecta a região de alta temperatura com a região de baixa temperatura. O segundo sensor óptico 55 está disposto de tal modo que a fluorescência possa ser detectada a partir da amostra 20 que passa através de outra região parcial 12b (referida como "segunda região de detecção de fluores- cência 12b") na região de conexão. A reação progride alternando a amostra 20 repetidamente no canal 12, e o DNA predeterminado con- tido na amostra 20 é amplificado. Portanto, mediante o monitoramento de uma mudança na quantidade de fluorescência detectada, o grau de progresso da amplificação de DNA pode ser encontrado em tempo re- al.
[0056] A Fig. 3 é um diagrama para explicar a configuração de um dispositivo de detecção de fluorescência. A Fig. 3 ilustra a configura- ção do primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50. No entan- to, o segundo dispositivo de detecção de fluorescência 54 também possui a mesma configuração, exceto que o comprimento de onda central de um filtro passa-faixa é diferente.
[0057] Conforme ilustrado na Fig. 3, o primeiro dispositivo de de- tecção de fluorescência 50 inclui o primeiro sensor óptico 51, a primei- ra fonte de luz de excitação de detecção de fluorescência/módulo de- tector 52, e a fibra óptica F12 que conecta o primeiro sensor óptico 51 com a primeira fonte de luz de excitação de detecção de fluorescên- cia/módulo detector 52. A primeira fonte de luz de excitação de detec- ção de fluorescência/módulo detector 52 inclui uma primeira fonte de luz de excitação 64, um primeiro multiplexador/demultiplexador de comprimento de onda 65 e um primeiro detector de fluorescência 66, e estes elementos funcionais são conectados por fibras ópticas. A luz de excitação e a fluorescência são propagadas nas fibras ópticas.
[0058] Um filtro passa-faixa A1 está disposto em torno da primeira fonte de luz de excitação 64 de modo a transmitir a luz de excitação emitida a partir da primeira fonte de luz de excitação 64. O primeiro multiplexador/demultiplexador de comprimento de onda 65 inclui um filtro passa-faixa B1. Um filtro passa-faixa C1 está disposto em torno do primeiro detector de fluorescência 66 de modo a transmitir fluores- cência que entra no primeiro detector de fluorescência 66. As caracte- rísticas de comprimento de onda desses filtros passa-faixa são proje- tadas, por exemplo, de acordo com as características de comprimento de onda relacionadas à excitação/fluorescência de um corante fluores- cente, tal como FAM. Cada um dos filtros passa-faixa possui uma fun- ção espectral de transmissão de luz em uma faixa de comprimento de onda específica com alta eficiência (por exemplo, uma transmitância de 75% ou mais) e reflete a luz fora da faixa de comprimento de onda com alta eficiência (por exemplo, uma refletância de 75% ou mais, de- sejavelmente, 85% ou mais).
[0059] Na presente modalidade, o primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 pode detectar a fluorescência de uma amostra contendo FAM como um corante fluorescente.
[0060] A primeira fonte de luz de excitação 64 não é particular- mente limitada, contanto que seja capaz de dispersar a luz tendo um comprimento de onda alvo posterior e, por exemplo, LD, LED ou uma fonte de luz branca pode ser utilizada. A luz de excitação emitida a partir da primeira fonte de luz de excitação 64 é dispersa pelo filtro passa-faixa A1, e apenas a luz tendo um comprimento de onda em uma faixa predeterminada com um comprimento de onda central de cerca de 470 nm (daqui em diante referido como "luz de excitação OE1") é propagada em uma fibra óptica F11.
[0061] A luz de excitação OE1 entra no primeiro multiplexa- dor/demultiplexador de comprimento de onda 65, é colimada por uma lente L1, e depois atinge o filtro passa-faixa B1. Visto que o filtro pas- sa-faixa B1 é projetado de forma a refletir a luz de excitação OE1, a luz de excitação OE1 é coletada novamente pela lente L1 e entra na fibra óptica F12. A luz de excitação OE1 é propagada na fibra óptica F12 e atinge o primeiro sensor óptico 51. O primeiro sensor óptico 51 inclui uma primeira lente objetiva OB1 e a amostra 20 é irradiada com a luz de excitação OE1 como luz de excitação em uma distância de trabalho predeterminada. A Fig. 3 ilustra um exemplo no qual uma len- te do tipo de índice refrativo graduado é utilizada como a primeira lente objetiva OB1.
[0062] Quando a amostra 20 é irradiada com a luz de excitação OE1, um corante fluorescente na amostra 20 é excitado e a fluores- cência OF1 é emitida a partir da amostra 20. A fluorescência OF1 é coletada pela primeira lente objetiva OB1 do primeiro sensor óptico 51, entra na fibra óptica F12 e é propagada na fibra óptica F12. A fluores- cência OF1 entra no primeiro multiplexador/demultiplexador de com- primento de onda 65, é colimada pela lente L1 e, em seguida, atinge o filtro passa-faixa B1.
[0063] Em geral, o comprimento de onda da fluorescência gerada pela irradiação com luz de excitação é maior do que o comprimento de onda da luz de excitação. Isto é, se o comprimento de onda central da luz de excitação for representado por Ae e o comprimento de onda central de fluorescência for representado por M, Ae < M é satisfeito.
Portanto, a fim de guiar apenas a fluorescência OF1 para o primeiro detector de fluorescência 66, como o filtro passa-faixa B1, aquele ten- do uma característica espectral de refletir luz tendo um comprimento de onda de Ae e transmitir luz tendo um comprimento de onda de M é utilizado. O filtro passa-faixa B1 é projetado de modo a transmitir luz tendo um comprimento de onda em uma faixa que não se sobrepõe ao comprimento de onda da luz de excitação OE1 na fluorescência OF1. A fluorescência OF1 que passou pelo filtro passa-faixa B1 é coletada por uma lente L2 e entra em uma fibra óptica F13. O filtro passa-faixa B1 possui a função de refletir a luz de excitação e transmitir fluores- cência. Portanto, um filtro de borda que pode refletir luz em uma faixa de comprimento de onda incluindo Ae e transmitir luz em uma faixa de comprimento de onda incluindo Af de acordo com seus comprimentos de onda centrais pode ser utilizado em vez do filtro passa-faixa.
[0064] A fluorescência OF1 que foi propagada na fibra óptica F13 atinge o primeiro detector de fluorescência 66. A fluorescência OF1 pode passar através do filtro passa-faixa C1 antes de entrar no primei- ro detector de fluorescência 66 a fim de ajustar com precisão a faixa de comprimento de onda. Apenas a luz tendo um comprimento de on- da em uma faixa predeterminada com um comprimento de onda cen- tral de cerca de 530 nm, que passou pelos filtros passa-faixa B1 e C1, entra no primeiro detector de fluorescência 66. O primeiro detector de fluorescência 66 é, por exemplo, um elemento de conversão fotoelétri- ca tal como PD, APD ou um fotomultiplicador. Um sinal que foi conver- tido em um sinal elétrico pelo primeiro detector de fluorescência 66 é submetido ao processamento de sinal descrito posteriormente.
[0065] No primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 ilustrado na Fig. 3, cada elemento pode incluir uma lente para transmi- tir ou combinar luz de forma eficiente ou melhorar a eficiência de utili- zação de um filtro passa-faixa. Exemplos de lentes incluem uma lente de índice refrativo graduado, lente esférica e lente anesférica. No pri- meiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 ilustrado na Fig. 3,
as fibras ópticas F11, F12 e F13 podem ser fibras de modo único ou fibras multimodo.
[0066] O primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 ten- do a configuração acima irradia uma amostra com luz tendo um com- primento de onda central de 470 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 450 a 490 nm como a primeira luz de excitação OE1, e detecta a primeira fluorescência OF1 tendo um comprimento de on- da central de 530 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 510 a 550 nm, emitida a partir da amostra. Aqueles versados na técnica podem entender que as características relacionadas a um comprimento de onda são determinadas por uma combinação de ca- racterísticas de transmissão ou reflexão de cada filtro passa-faixa, con- forme descrito acima, e que sua alteração e sua customização tam- bém são possíveis.
[0067] Enquanto isso, na presente modalidade, o segundo disposi- tivo de detecção de fluorescência 54 pode detectar a fluorescência de uma amostra contendo ROX como um corante fluorescente. O segun- do dispositivo de detecção de fluorescência 54 irradia uma amostra com luz tendo um comprimento de onda central de 530 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 510 a 550 nm como a segunda luz de excitação OE2, e detecta a segunda fluorescência OF2 tendo um comprimento de onda central de 610 nm e um faixa de comprimen- to de onda de cerca de 580 a 640 nm.
[0068] A Fig. 4 ilustra um estado no qual o primeiro sensor óptico 51 do primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 e o segun- do sensor óptico 55 do segundo dispositivo de detecção de fluores- cência 54 estão dispostos. O primeiro sensor óptico 51 está disposto de modo a ser capaz de detectar a fluorescência da amostra 20 que passa através da primeira região de detecção de fluorescência 12a do canal 12. O segundo sensor óptico 55 está disposto de modo a ser ca- paz de detectar fluorescência da amostra 20 que passa através da se- gunda região de detecção de fluorescência 12b do canal 12. O primei-
ro sensor óptico 51 e o segundo sensor óptico 55 são mantidos por um elemento de retenção (não ilustrado na Fig. 4, consultar a Fig. 5).
[0069] Conforme ilustrado na Fig. 4, o primeiro sensor óptico 51 coleta a primeira luz de excitação OE1 que foi propagada na fibra ópti- ca F12 com a primeira lente objetiva OB1 para irradiar a amostra 20 que passa através da primeira região de detecção de fluorescência 12a com a luz coletada e coleta a primeira fluorescência OF1 gerada a partir da amostra 20 com a primeira lente objetiva OB1 para fazer com que a luz coletada entre na fibra óptica F12. Da mesma forma, o se- gundo sensor óptico 55 coleta a segunda luz de excitação OE2 que foi propagada na fibra óptica F22 com a segunda lente objetiva OB2 para irradiar a amostra 20 que passa através da segunda região de detec- ção de fluorescência 12b com a luz coletada, e coleta a segunda fluo- rescência OF2 gerada a partir da amostra 20 com a segunda lente ob- jetiva OB2 para fazer com que a luz coletada entre na fibra óptica F22.
[0070] Assim como a primeira lente objetiva OB1 e a segunda len- te objetiva OB2, é possível utilizar uma lente ou um grupo de lentes tendo uma potência positiva, por exemplo, uma microlente SELFOC (marca registrada) que é uma lente de índice refrativo graduado. Tal como a primeira lente objetiva OB1 e a segunda lente objetiva OB2, por exemplo, aquelas tendo um diâmetro de 1,8 mm, uma abertura numérica (NA) de 0,23 e uma distância de trabalho (WD) de 1 mm a 3 mm podem ser utilizadas.
[0071] Na presente modalidade, uma primeira fonte de luz de exci- tação do primeiro dispositivo de detecção de fluorescência 50 é modu- lada por um primeiro sinal de modulação e emite luz de forma intermi- tente. De forma similar, uma segunda fonte de luz de excitação do se- gundo dispositivo de detecção de fluorescência 54 é modulada por um segundo sinal de modulação e emite luz de forma intermitente.
[0072] Na presente modalidade, o primeiro sensor óptico 51 e o segundo sensor óptico 55 estão dispostos lado a lado em uma direção longitudinal do canal 12, a fim de detectar a amostra 20 que passa através do canal único 12. Conforme descrito acima, o primeiro dispo- sitivo de detecção de fluorescência 50 emite a primeira luz de excita- ção OE1 tendo um comprimento de onda central de 470 nm e uma fai- xa de comprimento de onda de cerca de 450 a 490 nm, e detecta a primeira fluorescência OF1 tendo um comprimento de onda central de 530 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 510 a 550 nm. O segundo dispositivo de detecção de fluorescência 54 emite a segunda luz de excitação OE2 tendo um comprimento de onda central de 530 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 510 a 550 nm, e detecta a segunda fluorescência OF2 tendo um comprimen- to de onda central de 610 nm e uma faixa de comprimento de onda de cerca de 580 a 640 nm. Portanto, a faixa de comprimento de onda (ao redor de 510 a 550 nm) da segunda luz de excitação OE? e a faixa de comprimento de onda (ao redor de 510 a 550 nm) da primeira fluores- cência OF1 se sobrepõem entre si. Neste caso, quando uma parte da segunda luz de excitação OE2 emitida do segundo sensor óptico 55 pode ser detectada pelo primeiro sensor óptico 51, há uma possibili- dade de que a segunda luz de excitação OE2 não seja removida pelos filtros passa-faixa B1 e C1 em um estágio posterior do primeiro sensor óptico 51 e atinge o primeiro detector de fluorescência 66. A segunda luz de excitação OE2 é uma interferência no primeiro detector de fluo- rescência 66, e há uma possibilidade de que a primeira fluorescência OF1 a ser originalmente detectada não possa ser detectada.
[0073] Um tal problema não ocorre quando o primeiro sensor ópti- co 51 e o segundo sensor óptico 55 estão dispostos suficientemente separados um do outro. No entanto, neste caso, o tamanho do proces- sador de reação 30 é aumentado. A fim de resolver tais problemas contraditórios, o presente inventor analisou um fenômeno que, quando dois sensores ópticos são colocados lado a lado, a luz de excitação emitida de um sensor óptico atinge o outro sensor óptico como uma interferência através da simulação óptica.
[0074] A Fig. 5 é um diagrama que ilustra um modelo de simulação óptica. Nesta simulação óptica, a primeira lente objetiva OB1 e a se- gunda lente objetiva OB2 eram lentes do tipo de índice refrativo gra- duadas, cada uma tendo um diâmetro de 1,8 mm, um índice refrativo central de 1,616 (comprimento de onda = 530 nm), VA (constante ópti- ca) de 0,346 mm” (comprimento de onda = 530 nm) e um comprimen- to de lente de 4,45 mm. As fibras ópticas F12 e F22 eram fibras multi- modo, cada uma tendo um diâmetro de núcleo de 200 um, um diâme- tro de revestimento de 220 um e NA de 0,3. A distância de trabalho entre a lente objetiva e a fibra multimodo foi de 1,8 mm.
[0075] Como ilustrado na Fig. 5, a primeira lente objetiva OB1 e a segunda lente objetiva OB2 foram mantidas por um elemento de fixa- ção de aço inoxidável 61. Uma distância entre o eixo óptico da primei- ra lente objetiva OB1 e o eixo óptico da segunda a lente objetiva OB2 é referida como “distância centro a centro P”. As superfícies laterais da primeira lente objetiva OB1 e da segunda lente objetiva OB2 foram fi- xadas ao membro de retenção 61 por meio de uma camada adesiva de epóxi tendo uma espessura de 10 um. Uma superfície superior 61a do elemento de retenção 61 está nivelada com as superfícies de ex- tremidade lateral de emissão de luz de excitação da primeira lente ob- jetiva OB1 e da segunda lente objetiva OB2.
[0076] Tal como para o recipiente de processamento de reação 10, um substrato de polímero de ciclo-olefina (índice refrativo 1,53) tendo uma espessura de 4 mm foi utilizado como o substrato 14. O canal 12 tendo uma largura de 0,7 mm, uma profundidade de 0,7 mm, e um corte transversal quadrado foi formado em uma superfície inferior do substrato 14 e uma superfície inferior do canal 12 foi vedada pela película de vedação de canal 16 (feito de polímero de ciclo-olefina, ín- dice refrativo 1,53) tendo uma espessura de 0,1 mm. Esta simulação óptica adotou um modelo no qual uma substância tendo um índice re- frativo de 1 (que corresponde ao ar) está presente no canal 12 se o canal estiver vazio, e uma substância tendo um índice refrativo de 1,333 (que corresponde à água) está presente se uma amostra está presente no canal.
[0077] A distância entre uma lente objetiva e uma amostra foi ba- seada em uma distância de trabalho de 1,8 mm (combinada com uma distância de trabalho entre a lente objetiva e uma fibra multimodo) co- mo um sistema de formação imagem de ampliação igual, de tal modo que uma superfície inferior do canal 12 (uma superfície superior da película de vedação de canal 16) era uma posição de formação de imagem mediante a correção (afastamento) da posição de formação de imagem por um desvio da posição de formação de imagem devido à presença da película de vedação de canal 16 em uma via óptica.
[0078] A simulação óptica foi executada para um caso em que a luz foi motivada a entrar em uma superfície de extremidade da fibra óptica F22 oposta à segunda lente objetiva OB2 e a luz foi emitida da segunda lente objetiva OB2 constituindo o modelo como descrito aci- ma. Os resultados da simulação óptica são ilustrados na Fig. 5.
[0079] Conforme ilustrado na Fig. 5, um feixe de luz (que corres- ponde à luz de excitação) emitido da segunda lente objetiva OB2 do segundo sensor óptico 55 passou através do canal 12 e foi refletido pela segunda superfície principal 14b do substrato 14, e a luz refletida passou através do canal 12 na direção oposta. Depois disso, o feixe de luz foi refletido pela superfície superior 61a do elemento de reten- ção 61 entre as duas lentes objetivas, passou através do canal 12 no- vamente e foi refletido pela segunda superfície principal 14b do subs- trato 14. A luz refletida passou através do canal 12 novamente na dire- ção oposta, foi recebida pela primeira lente objetiva OB1 do primeiro sensor óptico 51 e foi emitida através da fibra óptica F12. A partir des- ta simulação óptica, observou-se que a luz de excitação emitida por um sensor óptico atinge o outro sensor óptico como uma interferência devido a uma tal via óptica.
[0080] A Fig. 6 é um diagrama para explicar a derivação da distân- cia centro a centro P entre dois sensores ópticos. Conforme descrito na Fig. 5, em relação a um feixe de luz emitido pela segunda lente ob-
jetiva OB2 do segundo sensor óptico 55 e recebido pela primeira lente objetiva OB1 do primeiro sensor óptico 51, a seguinte fórmula (1) é satisfeita pela aplicação da lei de Snell para cada interface se um ân- gulo formado por um feixe de luz emitido da segunda lente objetiva OB2 com o eixo óptico da segunda lente objetiva OB2 (ângulo inciden- te em relação à película de vedação de canal 16) é representado por 8, um ângulo de refração em uma interface entre uma camada de ar 63 entre a segunda lente objetiva OB2 e a película de vedação de ca- nal 16 e a película de vedação do canal 16 é representada por 81, um ângulo de refração em uma interface entre a película de vedação do canal 16 e o canal 12 é representado por 92, um ângulo de refração em uma interface entre o canal 12 e o substrato 14 é representado por 83, O Índice refrativo da película de vedação do canal 16 é representa- do por n1, o Índice refrativo do canal 12 é representado por n2 (varia dependendo se uma amostra está presente ou ausente (isto é, em um caso de ar) no canal 12), e o índice refrativo do substrato 14 é repre- sentado por n3. sing = niºsind1 = n>ºsinB2 = na*sinB3***(1)
[0081] Em consideração da simetria geométrica, a distância centro a centro P entre os dois sensores ópticos pode ser expressa como a seguinte fórmula (2) como a soma dos componentes longitudinais do canal de uma via óptica. P = (L*tang + ti-tanO; + 2-to-tanO2 + 2-ta-tanOs) x 2 = 2ºL-tang + 2-ti-tanO, + 4ºto-tanO2 + 4-ta-tanB3.**(2)
[0082] Na fórmula (2), L representa uma distância (mm) da super- fície superior 61a do membro de retenção 61 até a película de veda- ção de canal 16, t; representa a espessura (mm) da película de veda- ção de canal 16, t> representa a profundidade (mm) do canal 12 e ts representa uma espessura (mm) de uma parte inferior do canal 12 até a segunda superfície principal 14b do substrato 14.
[0083] A conexão da seguinte fórmula (3) é satisfeita entre sinô e tan.
1/tan?8 + 1 = 1/sin20---(3)
[0084] Quando a fórmula (3) é transformada, a seguinte fórmula (4) é obtida. tan = sing/N(1 - sin28)---(4)
[0085] Se a conexão da fórmula (4) for aplicada à fórmula (2), a seguinte fórmula (5) é obtida. P = 2-Lesin6/N(1 - sin20) + 2-tisin61/NV(1 - sin201) + 4-to-sind2/N(1 - Sin282) + 4ºta"sinB3/N(1 - sin203):--(5)
[0086] Quando a fórmula (1) é colocada na fórmula (5), a seguinte fórmula (6) é obtida. P = 2-Lesin6/N(1 - sin20) + 2-ti-sing/(V(n12 - sin26)) + 4-to-sing/V(n2? - sin28) + 4-t3*sin8/YV(n32 - sin20)---(6)
[0087] Na fórmula (6), o terceiro termo no lado direito é grande quando n2 é pequeno (isto é, quando uma amostra está ausente no canal 12 e o ar está presente nele), e a distância centro a centro P é um valor máximo Pmax quando 8 é um valor máximo max (ângulo de abertura), isto é, quando 8 é um ângulo que corresponde a NA de uma lente objetiva de um sensor óptico.
[0088] A partir do acima, se a abertura numérica que corresponde a Bmax for representada por NA, Pmax pode ser expresso pela seguinte fórmula (7).
Pmax = 2ºPo + 2ºP1 + 4ºP2 + 4ºPase(7) Aqui, Po = L-NA/N(1 - NA2) P1 = te NA/V(n432 - NA?) P2 = to-NA/N(1 - NA?) P3 = ta NA/V(n3? - NA?)
[0089] Se a distância centro a centro P entre os dois sensores óp- ticos for maior do que Pmax expresso pela fórmula (7), é possível evitar a chegada de luz de excitação emitida de um sensor óptico (segundo sensor óptico 55) no outro sensor óptico (primeiro sensor óptico 51). Isto é, no processador de reação 30 de acordo com a presente moda- lidade, a distância centro a centro P satisfaz a seguinte fórmula (8).
Pmax = 2ºPo + 2ºP1 + 4ºP2 + 4ºP3 < P+**(8)
[0090] Ao dispor os sensores ópticos de modo que a distância centro a centro P satisfaça a fórmula (8), é possível evitar a chegada de luz de excitação emitida de um sensor óptico no outro sensor óptico e, portanto, a interferência entre os dispositivos de detecção de fluo- rescência pode ser suprimida. Como um resultado, um sinal de fluo- rescência estável pode ser obtido e um processador de reação tendo boa precisão de medição pode ser alcançado.
[0091] Aqui, 1,1 x Pmax € P (isto é, o fator de segurança é 1,1) é de preferência satisfeito, e 1,2 x Pmax € P (isto é, o fator de segurança é 1,2) é mais preferivelmente satisfeito em consideração aos erros de parâmetros e similares.
[0092] Embora o limite inferior da distância centro a centro P tenha sido descrito acima, o limite superior da distância centro a centro P pode ser determinado de acordo com um comprimento S (mm) de uma parte linear do canal 12 no qual os dois sensores ópticos estão dispos- tos. O comprimento S da parte linear do canal 12 é o comprimento da região de conexão no canal 12 (ver a Fig. 1A). Cada um do primeiro sensor óptico 51 e do segundo sensor óptico 55 está preferivelmente disposto de modo que o eixo óptico dos mesmos seja posicionado pa- ra dentro de uma extremidade da parte linear do canal 12 por um comprimento predeterminado AS (mm). Isto é, os dois sensores ópti- cos são de preferência dispostos de modo que a distância centro a centro P satisfaça P < S — 2 x AS. Por exemplo, AS pode ser 1 mm. Ao dispor os sensores ópticos desta maneira, a fluorescência pode ser detectada de forma estável.
[0093] Na modalidade acima, o canal 12 possui um corte transver- sal quadrado. No entanto, a forma do corte transversal do canal 12 pode ser, por exemplo, um retângulo, um trapézio, um semicírculo ou qualquer outra forma. Mediante o uso de um ponto de intersecção com o eixo óptico de um sensor óptico como uma parte inferior do canal 12, o canal 12 pode ser tratado de uma maneira similar à acima.
[0094] Na modalidade acima, uma camada de absorção de luz pa- ra absorver luz de excitação pode ser disposta entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfície principal 14b no substrato 14. Como ilustrado na Fig. 5, a luz de excitação que atinge um sensor óptico (primeiro sensor óptico 51) como a interferência da luz do outro sensor óptico (segundo sensor óptico 55) passa através de uma área entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfície principal 14b no subs- trato 14 quatro vezes. Portanto, através da disposição da camada de absorção de luz entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfí- cie principal 14b no substrato 14, a interferência da luz que atinge um sensor óptico a partir do outro sensor óptico pode ser atenuada. Por- tanto, a interferência entre os dispositivos de detecção de fluorescên- cia pode ser suprimida de forma mais confiável.
[0095] A seguir, exemplos da presente invenção serão descritos. Exemplo 1
[0096] No Exemplo 1, na configuração ilustrada na Fig. 5, a fim de enfatizar e avaliar a luz refletida, a superfície superior 61a do membro de retenção 61 entre as duas lentes objetivas foi utilizada como uma superfície de espelho (superfície onde a luz que atingiu a superfície superior 61a é refletida de acordo com a lei de Snell), e 25000 feixes de luz (comprimento de onda 530 nm) foram emitidos dos arredores de uma superfície de extremidade da fibra óptica F22 do segundo sensor óptico 55 em direção à fibra óptica F22 sob condições de um diâmetro de 200 um (correspondendo ao diâmetro do núcleo de uma fibra mul- timodo) e Lambertian de 17,5º (correspondendo a NA (0,3) de uma fibra multimodo). A intensidade de um feixe de luz que atinge uma su- perfície de avaliação disposta nos arredores da superfície de extremi- dade da fibra óptica F12 do primeiro sensor óptico 51 foi determinada pela simulação óptica. A Fig. 7 ilustra uma alteração na intensidade relativa dos feixes de luz quando a distância centro a centro P entre os dois sensores ópticos foi alterada em uma faixa de 2,5 mm a 8,0 mm.
[0097] Ao colocar os parâmetros de L = 1,735 mm, NA = 0,3, th =
0,1 mm, tz = 0,7 mm, ta = 3,3 mm, n1 = 1,53 e na = 1,53 na fórmula acima (7), Pmax = 4,65 mm é obtida. Acima, foi descrito que, ao definir Pmax < P, é possível evitar que a luz de excitação de um sensor óptico atinja o outro sensor óptico. A partir do resultado da simulação ilustra- do na Fig. 7, foi confirmado que uma interferência pode ser suprimida para um valor suficientemente pequeno (a quantidade relativa de inter- ferência é de cerca de 0,1 ou menos) quando Pmax = 4,685 mm < P é satisfeita. Além disso, foi confirmado que uma interferência pode ser suprimida para um valor menor (a quantidade de interferência relativa é menor do que cerca de 0,1) quando 1,1 x Pmax = 5,12mm < P é sa- tisfeita e essa geração de uma interferência pode ser suprimida de forma confiável (quantidade relativa de interferência é menor do que 0,05) quando 1,2 x Pmax = 5,58 mm < P é satisfeita.
[0098] No Exemplo 1, quanto à lente objetiva, uma lente tipo índice graduado capaz de captar efetivamente a luz emitida por uma fibra multimodo de NA = 0,3 foi utilizada, e uma tal configuração que as dis- tâncias de trabalho da lente objetiva no lado incidente e no lado da emissão eram iguais (sistema de formação imagem de ampliação igual) foi utilizada. Portanto, NA que corresponde a um ângulo de aber- tura que é um ângulo no qual um feixe de luz incidente é vista de uma posição focal no eixo óptico sem a película de vedação de canal 16 pode ser considerado como sendo substancialmente igual a NA da luz emitida por uma fibra multimodo. Exemplo 2
[0099] No Exemplo 2, um furo de alfinete com um diâmetro de 0,8 mm foi disposto em uma superfície de extremidade de emissão da se- gunda lente objetiva OB2 do segundo sensor óptico 55. As outras con- dições eram similares àquelas do Exemplo 1, e a intensidade de um feixe de luz atingindo uma superfície de avaliação foi determinada por simulação óptica. A Fig. 8 ilustra uma mudança na intensidade relativa de um feixe de luz quando a distância centro a centro P entre os dois sensores ópticos foi alterada em uma faixa de 2,5 mm a 6,0 mm.
[00100] ANA no Exemplo 2 é determinado por NA = NA = sinô = sin(tan* (0,4/1,8)) = 0,22 como um seno de um ângulo em que uma abertura de um furo de alfinete é vista de uma posição focal no eixo óptico sem a película de vedação de canal 16. Mediante a colocação dos parâmetros de L = 1,735 mm, NA = 0,22, ti = 0,1 mm, tz = 0,7 mm, t; = 3,3 mm, n1 = 1,53 e n; = 1,53 na fórmula acima (7), Pmax = 3,36 mm é obtida. A partir do resultado da simulação ilustrado na Fig. 8, foi confirmado que uma interferência pode ser suprimida para um valor suficientemente pequeno (a quantidade de interferência relativa é de cerca de 0,1 ou menos) quando Pmax = 3,36 mm < P é satisfeita. Além disso, foi confirmado que uma interferência pode ser suprimida para um valor menor (a quantidade de interferência relativa é menor do que cerca de 0,1) quando 1,1 x Pmax = 3,70 mm < P é satisfeita e essa ge- ração de uma interferência pode ser suprimida de forma confiável (quantidade de interferência relativa é menor do que 0,05) quando 1,2 x Pmax = 4,03 mm < P é satisfeita.
[00101] A seguir, outra modalidade da presente invenção será des- crita. Na modalidade acima, em um caso em que dois sensores ópti- cos em que o comprimento de onda da luz de excitação e o compri- mento de onda de fluorescência se sobrepõem estão dispostos lado a lado, através do uso de uma configuração em que a distância centro a centro P entre os dois sensores ópticos satisfaz a fórmula (8), a che- gada da luz de excitação emitida por um sensor óptico no outro sensor óptico é suprimida. No entanto, a partir dos resultados da simulação óptica ilustrada nas Figs. 7 e 8, se a intensidade da luz de interferência pode ser reduzida em um dígito (isto é, reduzida para 10%) pela ca- mada de absorção de luz disposta no substrato 14, pode-se esperar que reduza a quantidade de interferência até um nível aceitável mes- mo quando a distância centro a centro P entre os dois sensores ópti- cos é igual ou inferior a Pmax expressa pela fórmula (7).
[00102] Em bdgeral, se a intensidade da luz incidente for representada por lp e a intensidade da luz emitida for representada por |, a absor-
bância de uma substância pode ser representada por -ln (I/lo). A fim de fazer com que a luz passe através da camada de absorção de luz do substrato 14 quatro vezes para produzir luz de interferência a 10%, é apenas necessário definir a absorvância da camada de absorção de luz para -1/4-In (0,1) = 0,58. Portanto, se uma absorvância A da cama- da de absorção de luz do substrato 14 satisfaz A > 0,58, a intensidade da luz de interferência que atinge um sensor óptico a partir do outro sensor óptico pode ser reduzida para 10% ou menos. Um feixe de luz real entra na camada de absorção de luz do substrato 14 em um ângu- lo de 83 conforme ilustrado na Fig. 6. Se a espessura da camada de absorção de luz é representada por t3, um comprimento da via óptica é t3/cos8; quando a luz passa pela camada de absorção de luz uma vez. No entanto, é apenas necessário dispor a camada de absorção de luz de modo que um coeficiente de absorção a > 0,58/t;' seja satis- feito na espessura t3' através do tratamento do valor mínimo t3' como o comprimento do percurso óptico com uma margem. Mediante a dispo- sição de uma tal camada de absorção de luz no substrato 14, a luz de interferência que atinge um sensor óptico a partir de outro sensor ópti- co pode ser reduzida. Portanto, a interferência entre os dispositivos de detecção de fluorescência pode ser suprimida.
[00103] “Embora a camada de absorção de luz para reduzir a luz de interferência para 10% tenha sido descrita acima, é mais preferível ser capaz de reduzir a luz de interferência para 5%, e é ainda mais prefe- rivelmente ser capaz de reduzir a luz de interferência para 1%. A fim de reduzir a luz de interferência para cerca de 5%, é necessário ape- nas dispor a camada de absorção de luz de tal modo que um coefici- ente de absorção a 2 —1/4-In (0,05) /ts' = 0,75/t3' seja satisfeito para um comprimento de onda alvo. A fim de reduzir a luz de interferência para cerca de 1%, é necessário apenas dispor a camada de absorção de luz de tal modo que um coeficiente de absorção a > —1/4-In (0,01)/t3' = 1,15/t3' seja satisfeito para um comprimento de onda alvo.
[00104] A camada de absorção de luz pode ser disposta em toda a área entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfície principal 14b no substrato 14 ou pode ser disposta em uma parte do substrato 14 em uma direção de espessura do mesmo, através da formação do próprio substrato 14 com um material absorvente de luz. Alternativa- mente, a camada de absorção de luz pode ser disposta separadamen- te na segunda superfície principal 14b do substrato 14 em um estado tendo um índice refrativo combinado com aquele do substrato 14. Aqui, "um estado tendo um índice refrativo combinado com aquele do substrato 14" significa que a diferença entre um índice refrativo na frente de uma interface e um índice refrativo atrás da interface é de 0,025 ou menos.
[00105] Em seguida, os Exemplos serão descritos em relação à ou- tra modalidade da presente invenção descrita acima. Exemplo 3
[00106] O Exemplo 3 é um exemplo em que uma camada de absor- ção de luz é disposta em toda a área entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfície principal 14b no substrato 14. No Exemplo 3, assim como no Exemplo 1, L = 1,735 mm, NA = 0,3, ti = 0.1 mm, tz = 0,7 mm, ta = 3,3 mm, n1 = 1,53 e na = 1,53 foram utilizados. No Exem- plo 3, a distância centro a centro P era de 3,5 mm, que é menor do que a Pmax = 4,65 mm obtida no Exemplo 1. A camada de absorção de luz tendo uma espessura de t;' = 3,3 mm e um coeficiente de absorção a de 0,58/0,33 = 1,76 cm” foi disposta entre a parte inferior do canal 12 e a segunda superfície principal 14b no substrato 14, e a intensida- de de um feixe de luz que atinge uma superfície de avaliação foi de- terminada por simulação óptica como no Exemplo 1.
[00107] Como um resultado da simulação óptica, no Exemplo 3, a quantidade de interferência relativa foi de 0,02 em um caso em que uma amostra não estava presente no canal 12, e a quantidade de in- terferência relativa foi de 0,03 em um caso onde uma amostra estava presente no canal 12. A partir da Fig. 7, no Exemplo 1, quando a dis- tância de centro a centro P foi de 3,5 mm, a quantidade de interferên-
cia relativa foi de 0,19 em um caso em que uma amostra não estava presente no canal 12, e a quantidade de interferência relativa foi de 0,31 em um caso em que uma amostra estava presente no canal 12. Portanto, foi confirmado que o Exemplo 3, no qual a camada absor- vente de luz foi disposta no substrato 14, pode reduzir a quantidade de interferência para cerca de 10% em comparação com o Exemplo 1. Exemplo 4
[00108] O Exemplo 4 é um exemplo em que uma camada de absor- ção de luz é disposta na segunda superfície principal 14b do substrato
14. No Exemplo 4, assim como no Exemplo 2, um furo de alfinete com um diâmetro de 0,8 mm foi disposto em uma superfície de extremidade de emissão da segunda lente objetiva OB2 do segundo sensor óptico
55. No Exemplo 4, a distância centro a centro P era de 2,75 mm, que é menor do que a Pmax = 3,36 mm obtida no Exemplo 2. No Exemplo 4, a camada de absorção de luz tendo um índice refrativo de 1,53, uma es- pessura de 1,0 mm e um coeficiente de absorção a de 0,58/0,1 = 5,8 cm” foi disposta através de uma camada de resina tendo um índice refrativo de 1,53 e uma espessura de 0,1 mm sem absorção substan- cial na segunda superfície principal 14b do substrato 14, e a intensida- de de um feixe de luz que atinge uma superfície de avaliação foi de- terminada pela simulação óptica como nos Exemplos acima sob uma condição de que uma amostra estava presente no canal 12.
[00109] “Como um resultado da simulação óptica, no Exemplo 4, a quantidade de interferência relativa foi de 0,1. A partir da Fig. 8, no Exemplo 2, quando a distância centro a centro P foi de 2,75 mm, a quantidade de interferência relativa foi de 0,85 em um caso em que uma amostra estava presente no canal 12. Portanto, foi confirmado que o Exemplo 4 no qual a camada de absorção de luz estava dispos- ta na segunda superfície principal 14b do substrato 14 pode reduzir a quantidade de interferência para cerca de 12% em comparação com o Exemplo 2.
Exemplo 5
[00110] No Exemplo 5, apenas o coeficiente de absorção de uma camada de absorção de luz disposta na segunda superfície principal 14b do substrato 14 foi alterado a partir do Exemplo 4. No Exemplo 5, um coeficiente de absorção a da camada de absorção de luz foi defini- do como a = 0,75/0,1 = 7,5 cm, e a intensidade de um feixe de luz que atinge uma superfície de avaliação foi determinada através da si- mulação óptica como nos Exemplos acima.
[00111] Como um resultado da simulação óptica, no Exemplo 5, a quantidade de interferência relativa foi de 0,05. Em comparação com a quantidade de interferência relativa (0,85) no Exemplo 2 (distância centro a centro P = 2,75 mm), foi confirmado que o Exemplo 5 pode reduzir a quantidade de interferência para cerca de 6%.
[00112] No Exemplo 5 em que o coeficiente de absorção a da ca- mada de absorção de luz foi de 7,5 cm”, quando a simulação óptica foi executada de forma similar mediante a alteração do índice refrativo da camada de resina disposta entre o substrato 14 e da camada de ab- sorção de luz dentro de um faixa de 1,530 a 1,505 (diferença no índice refrativo: 0,025), a intensidade máxima de um feixe de luz que atinge uma superfície de avaliação parou em um aumento de cerca de 2% em comparação com o caso em que o índice refrativo da camada de resina foi de 1,530. Exemplo 6
[00113] Da mesma forma no Exemplo 6, apenas o coeficiente de absorção de uma camada de absorção de luz disposta na segunda superfície principal 14b do substrato 14 foi alterado a partir do Exem- plo 4. No Exemplo 6, um coeficiente de absorção a da camada de ab- sorção de luz foi definido como a = 1,15/0,1 = 11,5 cm”, e a intensida- de de um feixe de luz que atinge uma superfície de avaliação foi de- terminada por simulação óptica como nos Exemplos acima.
[00114] Como um resultado da simulação óptica, no Exemplo 6, a quantidade de interferência relativa foi de 0,01. Em comparação com a quantidade de interferência relativa (0,85) no Exemplo 2 (distância centro a centro P = 2,75 mm), foi confirmado que o Exemplo 6 pode reduzir a quantidade de ruído para cerca de 1%.
[00115] Até agora, a presente invenção foi descrita com base nas modalidades. Estas modalidades pretendem ser apenas ilustrativas e serão óbvias para aqueles versados na técnica, em que várias modifi- cações aos elementos e processos constituintes podem ser desenvol- vidas e que tais modificações também estão dentro do escopo da pre- sente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
[00116] A presente invenção é aplicável a uma reação em cadeia da polimerase (PCR).
DESCRIÇÃO DOS NUMERAIS DE REFERÊNCIA recipiente de processamento da reação, 12 canal, 14 substrato, 16 películade vedação de canais, 17 primeiro orifício de comunicação, 18 segundo orifício de comunicação, amostra, processador de reação, 32 sistema de controle da temperatura, 33 acionadordo aquecedor de alta temperatura, 36 CPU, 37 sistema de alimentação de líquido, 39 primeirabomba, 40 segunda bomba, 41 primeiro acionador de bomba, 42 segundo acionador de bomba, 43 primeiro tubo, 44 segundo tubo, 45, 46 material de fechamento,
50 primeiro dispositivo de detecção de fluorescência, 51 primeiro sensor óptico, 52 primeira fonte de luz de excitação de detecção de fluorescên- cia/módulo detector, 54 segundo dispositivo de detecção de fluorescência, 55 segundo sensor óptico, 56 segunda fonte de luz de excitação de detecção de fluorescên- cia/módulo detector, 60 aquecedor de alta temperatura, 61 elemento de retenção, 62 aquecedor de baixa temperatura, 64 primeira fonte de luz de excitação, 65 primeiro multiplexador/demultiplexador de comprimento de onda.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES
1. Processador de reação, caracterizado pelo fato de que compreende: um recipiente de processamento de reação incluindo um substrato tendo uma primeira superfície principal com um canal atra- vés do qual uma amostra se move, e uma película de vedação de ca- nal disposta na primeira superfície principal de modo a vedar o canal; um primeiro sensor óptico incluindo uma primeira lente ob- jetiva estruturada para irradiar uma amostra no canal com a primeira luz de excitação e para coletar a primeira fluorescência gerada a partir da amostra através da irradiação com a primeira luz de excitação; um segundo sensor óptico incluindo uma segunda lente ob- jetiva estruturada para irradiar uma amostra no canal com a segunda luz de excitação e para coletar a segunda fluorescência gerada a partir da amostra através da irradiação com a segunda luz de excitação; e um membro de retenção que segura o primeiro sensor ópti- co e o segundo sensor óptico, em que o primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico estão dispostas lado a lado em uma direção longitudinal do canal, uma faixa de comprimento de onda da primeira fluorescên- cia e uma faixa de comprimento de onda da segunda luz de excitação pelo menos parcialmente se sobrepõem entre si, e uma distância P entre um eixo óptico da primeira lente obje- tiva e um eixo óptico da segunda lente objetiva satisfaz a seguinte fórmula: 2ºPo + 2º+P1 + 4+P2 + 4ºP3 <P, Po = L.NA/N(1 - NA2), P1 = te NA/V(Nn32 - NA?), P2 = t-NA/N(1 - NA2), e P3 = ta NA/V(n3? - NA?) (em que L representa uma distância do membro de retenção até a pe- lícula de vedação do canal, ti representa uma espessura da película de vedação do canal, tz representa uma profundidade do canal, t; re- presenta uma espessura de uma parte inferior do canal até uma se- gunda superfície principal do substrato, NA representa uma abertura numérica da primeira lente objetiva e da segunda lente objetiva, n; re- presenta um índice refrativo da película de vedação de canal e n3 re- presenta um índice refrativo do substrato).
2. Processador de reação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância P satisfaz ainda 1,1 x (2ºPo + 2ºP1 + 4º+P2 + 4ºP3) < P, e mais preferivelmente satisfaz 1,2 x (2-Pºo + 2ºP1 + 4ºP2 + 4ºP3) <P.
3. Processador de reação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a distância P satisfaz P<S —- 2x AS (em que S representa um comprimento de uma parte linear do ca- nal em que o primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico são dispostos, e AS representa 1 mm).
4. Processador de reação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreen- de uma camada de absorção de luz estruturada para absorver a luz de excitação entre a parte inferior do canal e a segunda superfície princi- pal no substrato.
5. Processador de reação, caracterizado pelo fato de que compreende: um recipiente de processamento de reação incluindo um substrato tendo uma primeira superfície principal com um canal atra- vés do qual uma amostra se move, e uma película de vedação de ca- nal disposta na primeira superfície principal de modo a vedar o canal; um primeiro sensor óptico incluindo uma primeira lente ob- jetiva estruturada para irradiar uma amostra no canal com a primeira luz de excitação e para coletar a primeira fluorescência gerada a partir da amostra através da irradiação com a primeira luz de excitação; um segundo sensor óptico incluindo uma segunda lente ob- jetiva estruturada para irradiar uma amostra no canal com a segunda luz de excitação e para coletar a segunda fluorescência gerada a partir da amostra através da irradiação com a segunda luz de excitação; e um membro de retenção que segura o primeiro sensor ópti- co e o segundo sensor óptico, em que o primeiro sensor óptico e o segundo sensor óptico estão dispostas lado a lado em uma direção longitudinal do canal, uma faixa de comprimento de onda da primeira fluorescên- cia e uma faixa de comprimento de onda da segunda luz de excitação pelo menos parcialmente se sobrepõem entre si, e uma camada de absorção de luz estruturada para absorver a luz de excitação é disposta no substrato.
6. Processador de reação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada de absorção de luz é forma- da de tal modo que um coeficiente de absorção a satisfaz a > 0,58/t3' (em que t3' representa uma espessura da camada de absorção de luz).
7. Processador de reação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada de absorção de luz é forma- da de tal modo que um coeficiente de absorção a satisfaz a > 0,75/t3' (em que t3' representa uma espessura da camada de absorção de luz).
8. Processador de reação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada de absorção de luz é forma- da de tal modo que um coeficiente de absorção a satisfaz a 2 1,15/t3' (em que t3' representa uma espessura da camada de absorção de luz).
9. Processador de reação de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a camada absor- vente de luz está disposta entre uma parte inferior do canal e uma se- gunda superfície principal do substrato.
10. Processador de reação de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que a camada de absorção de luz está disposta em uma segunda superfície principal do substrato.
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