CN108291184A - Pcr反应容器、pcr装置、pcr方法 - Google Patents

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Abstract

PCR反应容器(10)包括：基板(14)；流道(12)，形成于基板(14)；一对第1过滤器(28)、第2过滤器(30)，设于流道(12)的两端；一对第1空气连通口(24)、第2空气连通口(26)，通过第1过滤器(28)、第2过滤器(30)而与流道(12)相连通；热循环区域(12e)，形成于流道(12)中的第1过滤器(28)与第2过滤器(30)之间；分岔点(112c)，形成于流道(12)中的第1过滤器(28)与第2过滤器(30)之间；分岔流道(131)，其一端连接于分岔点(112c)；以及样品导入口(133)，形成于分岔流道(131)的另一端。

Description

PCR反应容器、PCR装置、PCR方法
技术领域
本发明涉及用于聚合酶链式反应(PCR：Polymerase Chain Reaction)的PCR反应容器和使用了该PCR反应容器的PCR装置、PCR方法。
背景技术
遗传基因检测已经不仅被广泛活用于各种医学领域中的检测、农作物或者病原性微生物的类别确定、食品安全性的评价，还被广泛活用于针对病原性病毒或者各种感染病的检测。已知有为高灵敏度地检测作为遗传基因的微量的DNA而分析使DNA的一部分扩增后获得的样品的方法。尤其是PCR法，它是用于有选择地、使从活体等提取出来的极微量的DNA的某一部分进行扩增的、众所瞩目的技术。PCR法是针对将含有DNA的活体样本和由引物或者酶等构成的PCR试剂混合而成的样品施以预定的热循环，以使其反复发生变性、退火和延伸这些反应，以有选择地使DNA的特定部分扩增的技术。
在PCR法中，通常是将预定数量的对象样品放入PCR管或者形成有多个孔的微板(微孔板)等反应容器中来进行的，但近几年来，使用了具有形成在基板上的细微流道(微流道)的反应容器(也称作chip)来进行的方式也被实用化了。无论在哪一反应容器中，都因为各种的技术进步而能够在该反应容器内高速且高精度地施以预定的热循环。
专利文献1中公开了一种反应容器，其形成有用于进行PCR的流道。在该反应容器中，重合的2张树脂基板之间形成有流道，并且留有用于通过树脂基板上所形成的贯通孔l来向流道中导入样品的样品导入口和用于排放样品的样品排放口。树脂基板背面的凹陷部位被配置有例如由珀尔帖元件等构成的温度调节部。在反应容器的样品导入口配置有喷嘴，通过由该喷嘴进行的空气的供给、吸引，能够使样品在流道中移动。
[在先技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2009-232700号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
在PCR法中，在样品处理中必须要避免发生从外部至系统内的污染(contamination)。若污染包含了处理对象以外的活体标本等，则可能会使得该处理对象以外的活体标本所含有的DNA扩增。此时，就无法使用处理对象样品来准确地进行此后的分析了。因此，需要想办法以使得在将样品导入到反应容器后不会发生污染。
但是，在专利文献1中所公开的发明中，例如若在喷嘴或者向喷嘴输送空气的泵上附着有处理对象以外的活体标本，则该处理对象以外的活体标本可能会从样品导入口侵入到反应容器内，从而导致污染。另外，从成本角度、环境角度来看，每次进行PCR处理时都更换喷嘴、泵的前端零件、配件等是不现实的。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种能够合适地防止污染的PCR反应容器、使用了该PCR反应容器的PCR装置、PCR方法。
[用于解决问题的手段]
为解决上述问题，本发明实施方式之一的PCR反应容器具有：基板；流道，形成于基板；一对过滤器，设于流道的两端；一对空气连通口，通过过滤器而与流道相连通；热循环区域，形成于流道中的一对过滤器之间；分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；分岔流道，其一端连接于分岔点；以及样品导入口，形成于分岔流道的另一端。
本发明的另一实施方式也是PCR反应容器。该PCR反应容器具有：基板；流道，形成于基板；一对过滤器，设于流道的两端；一对空气连通口，通过过滤器而与流道相连通；热循环区域，形成于流道中的一对过滤器之间；第1分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；第1分岔流道，其一端连接于第1分岔点；第1样品导入口，形成于第1分岔流道的另一端；第2分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；第2分岔流道，其一端连接于第2分岔点；以及第2样品导入口，形成于第2分岔流道的另一端。
上述PCR反应容器还可以具有被形成在流道中的第1分岔点与第2分岔点之间的缓冲流道区域。
可以将缓冲流道区域设定成与想要施以PCR处理的样品的量相应的预定体积。
热循环区域可以包含蛇行流道。热循环区域也可以包括：分别包含蛇行流道的一对反应区域；以及用于连接一对反应区域的连接区域。
还可以具有用于密封空气连通口和样品导入口的密封薄膜。
密封薄膜可以被形成为可被针头穿孔。
本发明的另一实施方式是PCR装置。该装置可以具有：上述PCR反应容器；温度调节部，用于调节热循环区域的温度；以及泵系统，为使样品在热循环区域内移动而介由空气连通口来控制流道内的压力。
泵系统可以具有在停止时初级侧和次级侧的压力变得相等的类型的气泵。
气泵可以具有喷嘴，该喷嘴在前端设有中空针头。
PCR装置还可以具有用于检测从流道内的样品发出的荧光的荧光检测器。
PCR装置还可以具有控制部，其根据荧光检测器检测到的值来控制泵系统。
本发明的另一实施方式是PCR方法。该方法具有：准备PCR反应容器的步骤、介由样品导入口向PCR反应容器内导入样品的步骤、在具有泵的PCR装置设置PCR反应容器的步骤、将泵的喷嘴连接于空气连通口的步骤、以及通过由泵控制流道内的压力，以使得样品在热循环区域内移动的步骤，其中，PCR反应容器具有：基板；流道，形成于基板；一对过滤器，设于流道的两端，一对空气连通口，通过过滤器而与流道相连通；热循环区域，形成于流道中的一对过滤器之间；分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；分岔流道，其一端连接于分岔点；以及样品导入口，形成于分岔流道的另一端。
在使样品发生移动的步骤中，分岔流道可以留有不供于PCR的样品。
本发明的另一实施方式也是PCR方法。该PCR方法具有：准备PCR反应容器的步骤、介由第1样品导入口或者第2样品导入口向PCR反应容器内导入样品的步骤、在具有泵的PCR装置设置PCR反应容器的步骤、将泵的喷嘴连接于空气连通口的步骤、通过由泵控制流道内的压力，来使样品在热循环区域内移动的步骤，其中，上述PCR反应容器具有：基板；流道，形成于基板；一对过滤器，设于流道的两端；一对空气连通口，通过过滤器与流道相连通；热循环区域，形成于流道中的一对过滤器之间；第1分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；第1分岔流道，其一端连接于第1分岔点；第1样品导入口，形成于第1分岔流道的另一端；第2分岔点，形成于流道中的一对过滤器之间；第2分岔流道，其一端连接于第2分岔点；以及第2样品导入口，形成于第2分岔流道的另一端。
PCR反应容器可以还具有被形成在流道中的第1分岔点与第2分岔点之间的缓冲流道区域，上述PCR方法可以还具有使用缓冲流道区域来分注样品的步骤。
在使样品移动的步骤中，在第1分岔流道和第2分岔流道可以停留有不供于PCR的样品。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种能够合适地防止污染的PCR反应容器、使用了该PCR反应容器的PCR装置、PCR方法。
附图说明
图1的(a)、(b)是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的PCR反应容器的图。
图2是图1的(a)所示的PCR反应容器的A-A剖面图。
图3是图1的(a)所示的PCR反应容器的B-B剖面图。
图4是第1实施方式的PCR反应容器所具有的基板的俯视图。
图5是用于说明第1实施方式所涉及的PCR反应容器的构造的示意图。
图6是示意性地示出第1实施方式中，样品被导入PCR反应容器内时的情况的图。
图7是示出第1实施方式中，又将第3密封薄膜粘贴回基板时的状态的图。
图8是用于说明PCR装置的图，该PCR装置使用了第1实施方式所涉及的PCR反应容器。
图9是用于说明第1实施方式中，将PCR反应容器设置于PCR装置的预定位置时的状态的图。
图10是示出第1实施方式中，将泵系统的喷嘴与PCR反应容器的空气连通口连接在一起时的情况的图。
图11是图10所示的PCR反应容器的C-C剖面图。
图12是示出第1实施方式中，使泵系统工作，以使样品移动时的情况的图。
图13的(a)、(b)是用于说明本发明的第2实施方式所涉及的PCR反应容器的图。
图14是图13的(a)所示的PCR反应容器的A-A剖面图。
图15是图13的(a)所示的PCR反应容器的B-B剖面图。
图16是第2实施方式的PCR反应容器所具有的基板的俯视图。
图17是用于说明第2实施方式所涉及的PCR反应容器的构造的示意图。
图18是示意性地示出第2实施方式中，将样品导入PCR反应容器内时的情况的图。
图19是示出第2实施方式中，又将第3密封薄膜粘贴回基板时的状态的图。
图20是用于说明PCR装置的图，其中，该PCR装置使用了第2实施方式所涉及的PCR反应容器。
图21是用于说明第2实施方式中，将PCR反应容器设置于PCR装置的预定位置时的状态的图。
图22是示出第2实施方式中，将泵系统的喷嘴与PCR反应容器的空气连通口连接在一起时的情况的图。
图23是图22所示的PCR反应容器的C-C剖面图。
图24是示出第2实施方式中，使泵系统工作，以使样品移动时的情况的图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施方式所涉及的PCR反应容器和PCR装置。对各附图所示的相同或者等同的构成要素、部件、处理标记相同标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式并非用于限定发明，而是一种例示，并非实施方式所记述的所有特征或其组合都是本发明的本质性要素。
[第1实施方式]
图1的(a)、(b)是用于说本发明的第1实施方式所涉及的PCR反应容器10的图。图1的(a)是PCR反应容器10的俯视图，图1的(b)是PCR反应容器10的正视图。图2是图1的(a)所示的PCR反应容器10的A-A剖面图。图3是图1的(a)所示的PCR反应容器10的B-B剖面图。图4是PCR反应容器10所具有的基板14的俯视图。图5是用于说明PCR反应容器10的构造的示意图。
PCR反应容器10由如下要素构成：树脂性基板14，在底面14a上形成有槽状流道12；流道密封薄膜16，被粘贴于基板14的底面14a上且用于密封流道12，3张密封薄膜(第1密封薄膜18、第2密封薄膜20和第3密封薄膜22)，被粘贴于基板14的顶面14b上。
基板14优选由热传导性较好、相对于温度变化也较稳定、且不易侵入所使用的样品溶液的材质形成。而且，基板14优选由可塑性较强，透明度和绝缘性良好且具有较弱的自体荧光性的材质形成。作为这样的材质，优选玻璃、硅等无机材料或者丙烯酸树脂、聚酯、硅酮等树脂，尤其优选环烯烃(cyclo olefin)。作为基板14的尺寸的一个例子，长边为70mm、短边为42mm、厚度为3mm。作为基板14的底面14a上所形成的流道12的尺寸的一个例子，宽度为0.5mm、深度为0.5mm。
如上文所述，基板14的底面14a形成有槽状的流道12，且该流道12被流道密封薄膜16密封着(参照图2)。基板14中，在流道12的一端12a的位置形成有第1空气连通口24。基板14中，在流道12的另一端12b的位置形成有第2空气连通口26。一对第1空气连通口24、第2空气连通口26被形成为露出在基板14的顶面14b。这样的基板能够通过射出成型或者由NC加工机等进行的切削加工来制作。
基板14中，在第1空气连通口24与流道12的一端12a之间设有第1过滤器28(参照图2)。基板14中，在第2空气连通口26与流道12的另一端12b之间设有第2过滤器30。流道12的两端所设的一对第1过滤器28、第2过滤器30低杂质特性良好，且仅使空气通过，从而防止污染，以使得通过PCR而得到扩增的DNA的质量不发生劣化。作为过滤器材料，优选聚乙烯或者PTFE等，还可以具备多孔质或者疏水性。第1过滤器28和第2过滤器30的尺寸被形成为能够恰好容纳于基板14上所形成的过滤器设置空间中。
基板14中，在第1过滤器28与第2过滤器30之间的分岔点112c形成有从流道12分岔出来的分岔流道131。基板14中，在分岔流道131的末端31a的位置形成有样品导入口133(参照图3)。样品导入口133被形成为露出在基板14的顶面14b。
流道12中，在第1过滤器28与分岔点112c之间的部分为对样品施以热循环而形成热循环区域12e，其中，该热循环区域12e中预定有高温区域、中温区域。流道12的热循环区域12e包括蛇行流道。这是为了将在PCR工序中由PCR装置提供的热量高效地传递到样品，以及为了使能供于PCR的样品的体积成为一定量以上。本第1实施方式中虽然在热循环区域12e与第2过滤器30之间设置了分岔点112c，但由于分岔点112c是用于通过连接于它的分岔流道131和样品导入口133来将供于PCR的样品导入流道内的，故其只要形成于第1过滤器28与第2过滤器30之间，在功能上就没有问题。由于PCR反应容器10被设置于PCR装置，并被预定为对样品施以热循环，且测量从样品发出的荧光等的光学物性值，故只要还考虑下文所述的温度调节部和荧光检测用探测器的配置等地任意选择以流道、分岔点为首的各要素的配置即可。本第1实施方式中，将分岔点112c配置在了更靠近第2过滤器30的一侧，并将热循环区域设计在了分岔点112c至第1过滤器28之间。由此，能够使分岔点112c与第1过滤器28之间的流道上的距离较大，能够留出高效地配置热循环区域、以及在被设置于PCR装置时配置温度调节部的空间。相反地，在将分岔点112c配置于靠近第1过滤器28的一侧时，在分岔点112c与第2过滤器30之间形成热循环区域12e更为合理。
在本第1实施方式所涉及的PCR反应容器10中，流道12的大部分被形成为露出在基板14的底面14a的槽状。这是为了能够容易通过使用了模具等的射出成型来成形。为将该槽作为流道来活用，在基板14的底面14a上粘贴有流道密封薄膜16。流道密封薄膜16可以是其一个主面具备粘着性，也可以是在其一个主面上形成有能够通过按压而发挥粘着性或者接合性的功能层，由此具有能够容易地贴合于基板14的底面14a而一体化的功能。流道密封薄膜16优选包括粘接剂在内都由具有较弱的自体荧光性的材质形成。在这一点上，由环烯烃聚合物、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或者丙烯酸树脂等树脂构成的透明薄膜较为合适，但不限定于此。另外，流道密封薄膜16也可以由板状的玻璃或者树脂形成。此时，因能够具备刚硬(rigid)性，故能够有效地防止PCR反应容器10的翘曲或者变形。
此外，在本第1实施方式所涉及的PCR反应容器10中，第1空气连通口24、第2空气连通口26、第1过滤器28、第2过滤器30、样品导入口133都露出在基板14的顶面14b上。因此，为密封第1空气连通口24和第1过滤器28而将第1密封薄膜18粘贴于基板14的顶面14b。此外，为密封第2空气连通口26和第2过滤器30而将第2密封薄膜20粘贴在基板14的顶面14b。此外，为密封样品导入口133而将第3密封薄膜22粘贴于基板14的顶面14b。
第1密封薄膜18使用能够同时密封第1空气连通口24和第1过滤器28的大小的密封薄膜，第2密封薄膜20使用能够同时密封第2空气连通口26和第2过滤器30的大小的密封薄膜。增压泵(将在下文叙述)与第1空气连通口24、第2空气连通口26的连接，是通过由泵前端设有的中空的针头(前端尖锐的注射针)穿孔于第1空气连通口24、第2空气连通口26来进行的。因此，第1密封薄膜18、第2密封薄膜20优选由易被针头穿孔的材质和厚度形成的薄膜。本第1实施方式中记载了能够同时密封住相应的空气连通口和过滤器的大小的密封薄膜，但也可以是分别密封它们的方式。此外，也可以是能够一并(以一张)密封第1空气连通口24、第1过滤器28、第2空气连通口26、第2过滤器30的密封薄膜。
第3密封薄膜22采用能够密封样品导入口133的大小的密封薄膜。将样品通过样品导入口133导入到流道12内，是通过将第3密封薄膜22暂时从基板14揭下来后进行的，在导入预定量的样品后，又将第3密封薄膜22粘贴回基板14的顶面14b。因此，作为第3密封薄膜22，最好是具有能够耐受多轮的粘贴、剥离的粘着性的薄膜。此外，第3密封薄膜22也可以是在样品被导入后粘贴新薄膜的方式，此时，粘贴、剥离的相关特性的重要性可以降低。
此外，在导入样品时，需要与第3密封薄膜22一样地暂时剥离第1密封薄膜18和第2密封薄膜20中的任一者。这是因为若不做出空气出口，则样品不会进入到流道中。因此，第1密封薄膜18和第2密封薄膜20最好是具有同样的能够耐受数轮粘贴、剥离的粘着性的薄膜。此外，也可以采用在样品被导入后粘贴新薄膜的方式。
第1密封薄膜18、第2密封薄膜20、第3密封薄膜22可以与流道密封薄膜16一样，在其一个主面形成有粘接剂层、或者形成有能够通过按压来发挥粘着性或者接合性的功能层。第1密封薄膜18、第2密封薄膜20、第3密封薄膜22优选包括粘接剂在内都由具有较弱的自体荧光性的材质形成。在这一点上，由环烯烃、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或者丙烯酸树脂等树脂构成的透明薄膜较为合适，但不限定于此。此外，最好是如上文所述那样，即使经过多次粘贴、剥离，其粘着性等特性也不会劣化到能够影响其使用的程度，但在采用进行剥离并导入样品等后又粘贴新的薄膜的方式的情况下，该粘贴、剥离的相关特性的重要性可以降低。
接下来，说明如以上那样构成的PCR反应容器10的使用方法。首先，准备应通过热循环而扩增的样品。作为样品，可以列举出向含有两种以上DNA的混合物中添加作为PCR试剂的多种引物、耐热性酶等、以及4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)而得的产物。接下来，将第1密封薄膜18和第3密封薄膜22从基板14揭下来，以打开第1空气连通口24和样品导入口133。在第1密封薄膜18是能够同时密封住第1空气连通口24和第1过滤器28的大小时，可以将第1密封薄膜18完全从基板14上揭下来，以使第1空气连通口24和第1过滤器28开放于大气，但通过不将第1密封薄膜18完全从基板14揭下来，而是仅使第1空气连通口24开放，不会使得第1过滤器28暴露在大气中，能够有效地防止污染。此外，在使用能够分别密封第1空气连通口24和第1过滤器28的密封薄膜时也是一样，不会使得第1过滤器28暴露在大气中，能够有效地防止污染。
接下来，用吸液体管或者注射器等向样品导入口133内导入样品。图6示意性地表示了将样品70导入PCR反应容器10内时的情况。而且，图6中为突显出样品70的位置，用粗于流道12的实线表示了样品70。请留意，其并非表示样品70从流道中溢出的状态。
如图6所示，被导入到样品导入口133中的样品70通过被吸液体管或者注射器等压入，或者通过毛细管作用而充满流道。样品70被填充成超过流道12中的分岔点112c并向热循环区域12e前进的方向(第1空气连通口24的方向)前进。但是，样品70不会填充成超过分岔点112c并向第2空气连通口26这一方向前进。这是因为第2空气连通口26是被密封住的，没有空气出口。
接下来，如图7所示，再将第1密封薄膜18和第3密封薄膜22粘贴回基板14，以密封住第1空气连通口24和样品导入口133。也可以如上文所述那样，粘贴新的第1密封薄膜18和第3密封薄膜22。至此，向PCR反应容器10中导入样品70的工序结束。
图8是用于说明PCR装置100的图，该PCR装置100使用了PCR反应容器10。图9是用于说明将PCR反应容器10设置(set)于PCR装置100的预定位置时的状态的图。
PCR装置100具有荧光检测用光电探测器122、第1加热器134、以及第2加热器135。如图9所示，PCR反应容器10被如下这样设置于PCR装置100，即，流道12的热循环区域12e的两个反应区域分别被配置于第1加热器134和第2加热器135上，且荧光检测用光学探测器122被配置于两个反应区域之间的连接区域。
PCR装置100还具有用于使样品70在热循环区域12e内往复运动的泵系统110。该泵系统110具有第1喷嘴101、第2喷嘴102、第1泵103、第2泵104、第1驱动器105、第2驱动器106、以及控制部107。泵系统110的第1喷嘴101连接于PCR反应容器10的第1空气连通口24，泵系统110的第2喷嘴102连接于PCR反应容器10的第2空气连通口26。将会在下文叙述喷嘴与空气连通口的具体连接方法。泵系统110通过介由第1空气连通口24和第2空气连通口26控制流道12内的压力，以使样品在热循环区域12e内移动。
在本第1实施方式所涉及的PCR装置100中，将第1加热器134和第2加热器135设定为不同的温度。各加热器是为分别控制热循环区域12e中的两个反应区域的温度而给与热量的部件，并且具有能够覆盖住各反应区域的面积的面积。此外，每个加热器都可以是电阻加热或者珀尔帖元件等手段或者构造。例如，第1加热器134被第1加热器驱动器130控制，以使得流道12的热循环区域12e中的纸面右侧的反应区域的温度保持在固定的94℃。此外，第2加热器驱动器132控制第2加热器135，以使得纸面左侧的反应区域的温度保持在固定的60℃。也可以是通过热电偶等温度传感器(未图示)来测量各反应区域的温度，并且由各驱动器根据其电信号来控制对各加热器的输出这种形式。这样，第1加热器134、第2加热器135、第1加热器驱动器130、第2加热器驱动器132、以及温度传感器构成了用于调节热循环区域12e的温度的温度调节部，但也可以包含用于提高温度控制性的其它要素。下面，将流道12中的气氛温度为94℃的反应区域称作“高温部111”，将流道12中的气氛温度为60℃的反应区域称作“中温部112”。此外，本实施方式中详细说明具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，其中，PCR反应容器具有能够将2个标准的温度区域设定为两个反应区域的那样的热循环区域，但也可以是具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，其中，PCR反应容器具有能够设定3个标准以上的温度区域的那样的热循环区域。此时(未图示)，作为一个例子，可以是如下这样的具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，即，PCR反应容器具有从纸面的左侧起按低温部、中温部、高温部的顺序排列的反应区域。在此种情况下，例如控制使得低温部保持在50～70℃，中温部保持在72℃，高温部保持在94℃。
泵系统110如上文所述，是为使样品70在流道12的热循环区域12e内往复运动而配置的。通过由控制部107通过第1驱动器105、第2驱动器106使第1泵103、第2泵104在一定条件下交替工作，能够使样品70在流道12的高温部111与中温部112之间往复运动，由此，能够在一定条件下对样品70施以热循环。在本第1实施方式所涉及的PCR装置100中，第1泵103、第2泵104是如下这样类型的气泵或者增压泵：在它们都停止了的情况下，初级侧与次级侧的气压会瞬间变得相等，此外，当它们都停止着时，初级侧与次级侧的气压变得相等。若不使用这种类型的泵，即，若使用了即使停止也会保持即将停止前的压力的这种泵，则即使泵停止了，也可能会发生样品继续较小幅度地移动的现象，故其不会停止在预定的反应区域，导致无法适当地控制样品的温度。此外，在本第1实施方式所涉及的PCR装置100中，在停止时(开放时)外部空气与PCR反应容器的流道气压连通，变得与大气压相等，但由于空气连通口与流道之间具有过滤器，故能够防止朝向流道内的污染。
样品70能够通过上文所述的热循环来实施PCR，能够检测来自流道内的样品70的荧光，并将其值作为PCR的进展或者反应结尾的判定材料之指标。作为荧光检测用光学探测器122和驱动器121，能够使用由日本板硝子株式会社制造的光纤型荧光检测器FLE-510，其能够以非常紧凑的光学系统迅速地进行测定，且无论明暗氛围如何都能够检测荧光。该光纤型荧光检测器也能够容易地配置于热循环区域内的2个反应区域之间的狭窄的空间内。该光纤型荧光检测器能够将其激发光/荧光的波长特性事先调整(tuning)成适合样品70的荧光特性的状态，以针对具有各种特性的样品提供最合适的光学检测系统。此外，也可以具有在热循环区域12e内多处设置的荧光检测用光学探测器122和驱动器121。例如可以为检测来自位于高温部111和中温部112的流道内的样品70的荧光而设置。其不但具有获取PCR的进展、结束的判断材料这样的功能，还能够作为位置传感器来发挥作用，其中，该位置传感器能够可靠地检测出样品70是否位于高温部111或者中温部112。
在如上构成的PCR装置100中，泵系统110的控制部107、荧光检测用光学探测器122的驱动器121、第1加热器驱动器130和第2加热器驱动器132都被CPU141控制成能够最佳地工作。此外，如上文所述，在具有设有3个标准的温度的反应区域时，除上述外，第3加热器驱动器(未图示)也由CPU控制。
图10是用于表示将泵系统的喷嘴和PCR反应容器的空气连通口连接在一起时的情况的图。图11是图10所示的PCR反应容器10的C-C剖面图。如上文所述，第1喷嘴101连接于第1空气连通口24，第2喷嘴102连接于第2空气连通口26。
如图11所示，在第1喷嘴101的前端设有中空的针头150。通过由该针头150穿孔第1密封薄膜18，第1喷嘴101连接于第1空气连通口24。第2喷嘴102与第2空气连通口26的连接也是一样。
在针头150中，为确保连接部周边的气密性，设有由贴合于密封薄膜表面的软性树脂构成的密封件151。因PCR反应容器10刚被设置(set)于PCR装置100时，泵系统110还未工作且开放于大气中，故流道内的压力上成为与大气压相等的状态。
图12表示使泵系统110工作而使样品70移动时的情况。使第1泵103和第2泵104中的任一者工作，以使样品70向热循环区域12e的高温部111或者中温部112移动。图12中，使第2喷嘴102所连接的第2泵104工作，第1喷嘴101所连接的第1泵103停止。即，从第1泵103起延伸的第1喷嘴101所连接的第1空气连通口24开放于大气压。使第2泵104工作，以使得从第2喷嘴102向第2空气连通口26送入空气时，样品70会运动，即经过中温部112向高温部111移动。将该状态称作初始状态。
更具体来说，在第2泵104开始工作时就同时使用荧光检测用光学探测器122，或者在其即将开始工作时使用荧光检测用光学探测器122，来开始针对从流道中的样品发出的荧光的监控(monitor)。当在荧光检测用光学探测器122的测定点什么都没有时，检测出的荧光为零或者为背景水平，而在测定点有样品70时，则会检测到荧光。因此，从第2泵104开始工作前就开始进行荧光监控，由此能够通过荧光从背景水平上升、又降低回到背景水平，而获知到样品70已经移动到高温部111，在此时点停止第2泵104的工作，由此初始状态的设置(setting)完成。此外，若荧光检测用光学探测器还位于高温部111，则能够更可靠地使样品70停止在高温部111。
在此，请留意即使让第2泵104工作，位于分岔流道131内的样品70也几乎会停留于该处。这是因为，样品导入口133被第3密封薄膜22密封住了。位于该分岔流道131内的样品70不供于PCR。
在设置成初始状态后，使样品70进行热循环，进行PCR。继续进行基于荧光检测用光学探测器122的荧光测定。
(A)首先，使样品70在高温部111(约94℃的气氛)停留1～30秒钟(Deneturation：热变性工序)。通过该工序，双链的DNA变性成为单链。
(B)接下来，使第1喷嘴101所连接的第1泵103工作，以使样品70移动到中温部112(大约60℃高的气氛)。具体来说，样品70通过第1泵103的作用而被从高温部111推向中温部112的方向。因荧光检测用光学探测器122所实施的荧光测定还在继续进行，故在因样品70经过荧光检测用光学探测器122的测定点而荧光量从背景水平起上升后又下降了时(或者荧光量下降后经过了一段时间后)，使第1泵103的工作停止。此外，若荧光检测用光学探测器122存在于中温部112，则能够更可靠地使样品70停止在中温部112。
(C)使样品70在中温部112停留3～60秒钟(Annealing+Elongation：退火工序+延伸工序)。通过该工序，样品70事先含有的引物发生结合，进而成为延伸了的DNA。
(D)接下来，使第2喷嘴102所连接的第2泵104工作，来使样品70从中温部112向高温部111移动。与上述一样，根据用荧光检测用光学探测器122测定的荧光量的变动来判断出泵的工作停止时机。使样品70移动到高温部111后，使其停留1～30秒钟，以使其发生热变性。
(E)反复进行预定轮数的上述(B)～(D)，对样品70进行热循环，以使样品70所包含的DNA经过多轮的热变性-退火-延伸工序，来实现DNA的扩增。轮数根据对象DNA和引物、酶等的组合来适当决定。
在预定轮数的热循环结束后，停止第1泵103和第2泵104，以结束PCR。在进行了预定轮数的热循环时，荧光检测用光学探测器122仍然测定荧光，从样品70检测到的荧光会随着样品70所含有的DNA扩增而增强。由此能够准确地获知到样品70的浓度。
根据第1实施方式所涉及的PCR反应容器10，通过在第1空气连通口24与流道12之间设置第1过滤器28，并在第2空气连通口26与流道12之间设置第2过滤器30，能够防止流道12内的污染。若在泵系统110一侧施以污染防止对策，则成本往往会增加，但在本第1实施方式的PCR反应容器10中，由于能够仅在PCR反应容器10一侧防止污染，故其能够节约成本。此外，若将PCR反应容器作为一次性(disposable)部件来使用，则由于过滤器总是新的，而能够进一步谋求低成本地防止污染。此外，关于PCR反应容器的废弃处理，因样品处于被PCR反应容器大致密封的状态，故在安全方面、环境保护方面有意义。
在本第1实施方式所涉及的PCR装置100中，通过使在停止时初级侧与次级侧的压力变得相等的第1泵103和第2泵104交替工作，能够使样品在PCR反应容器10的流道12内往复移动。此时，送液(针对流道中的样品施加压力)中的样品不会被施加过多的压力，且不进行流道内的减压，故能够防止因高温部111的作用而导致的含有样品的液体的蒸发或者沸腾(发泡)。
此外，在本第1实施方式所涉及的PCR装置100中，在热循环区域，在PCR过程中仍然一直监控来自样品的荧光(实时PCR)。由此，能够根据所测定出来的荧光量来断定PCR的结束时机。此外，通过用荧光检测用光学探测器122监控荧光的变化，能够获知样品的通过，并根据伴随该通过而发生的荧光量的变化来控制第1泵103、第2泵104的交替工作，故能够准确地使供于PCR的样品定位在热循环区域的高温部111或者中温部112。
此外，在采用具有被控制成前述的高温部、中温部、低温部这3个标准的温度的反应区域的PCR反应容器和PCR装置时，能够在高温部承担热变性、在中温部承担退火、并且在低温部承担延伸的工序，这些控制是能够被本领域技术人员基于上述详细说明容易地扩展、改良的。此外，本领域技术人员可根据样品的特性来适当地选择将反应区域设成2个标准还是3个标准。
[第2实施方式]
图13的(a)、(b)是用于说明本发明的第2实施方式所涉及的PCR反应容器210的图。图13的(a)是PCR反应容器210的俯视图，图13的(b)是PCR反应容器210的正视图。图14是图13的(a)所示的PCR反应容器210的A-A剖面图。图15是图13的(a)所示的PCR反应容器210的B-B剖面图。图16是PCR反应容器210所具有的基板214的俯视图。图17是用于说明PCR反应容器210的构造的示意图。第2实施方式中的PCR反应容器210具有2个分岔点(第1分岔点212c和第2分岔点212d)和2个从该处起延伸的分岔流道、样品导入口(第1分岔流道231和第1样品导入口233、第2分岔流道232和第2样品导入口234)，在第1分岔点212c与第2分岔点212d之间具有缓冲流道区域212f这一点等上与第1实施方式不同。
PCR反应容器210由如下部件构成，即：树脂性的基板214，在底面214a上形成有槽状的流道212；流道密封薄膜216，被粘贴于基板214的底面214a上且用于密封流道212；以及3张密封薄膜(第1密封薄膜218、第2密封薄膜220、以及第3密封薄膜222)，被粘贴于基板214的顶面214b上。
基板214优选由热传导性较好，相对于温度变化也较稳定、且不易侵入到所使用的样品溶液的材质形成。而且，基板214优选由可塑性较强且透明度和绝缘性良好，并具有较弱的自体荧光性的材质形成。作为这样的材质，优选玻璃、硅等无机材料或者丙烯酸树脂、聚酯、硅酮等树脂，尤其优选环烯烃。作为基板214的尺寸的一个例子，长边为70mm、短边为42mm、厚度为3mm。作为基板214的底面214a上所形成的流道212的尺寸的一个例子，宽度为0.5mm、深度为0.5mm。
如上文所述，基板214的底面214a形成有槽状的流道212，该流道212被流道密封薄膜216密封着(参照图14)。在基板214中的流道212的一端212a的位置，形成有第1空气连通口224。在基板214中的流道212的另一端212b的位置，形成有第2空气连通口226。一对第1空气连通口224、第2空气连通口226被形成为露出在基板214的顶面214b。这样的基板能够通过射出成型或者NC加工机等进行的切削加工来制作。
在基板214中的第1空气连通口224与流道212的一端212a之间，设有第1过滤器228(参照图14)。在基板214中的第2空气连通口226与流道212的另一端212b之间，设有第2过滤器230。该流道212的两端所设的一对第1过滤器228、第2过滤器230低杂质特性良好，且仅使空气通过，从而防止污染，以使得通过PCR而得到扩增的DNA的质量不发生劣化。作为过滤器材料，优选聚乙烯或者PTFE等，还可以具备多孔质或者疏水性。第1过滤器228和第2过滤器230的尺寸被形成为能够恰好容纳于基板214上所形成的过滤器设置空间中。
在基板214中，在第1过滤器228与第2过滤器230之间的第1分岔点212c形成有从流道212分岔出来的第1分岔流道231。在基板214中的第1分岔流道231的末端231a的位置，形成有第1样品导入口233(参照图15)。在基板214中，还在位于第1分岔点212c与第2过滤器230之间的第2分岔点212d形成有从流道212分岔出来的第2分岔流道232。在基板214中的第2分岔流道232的末端232a的位置，设有第2样品导入口234。第1样品导入口233和第2样品导入口234被形成为露出在基板214的顶面214b。
流道212中的第1过滤器228与第1分岔点212c之间的部分为对样品施以热循环而形成热循环区域212e，其中，该热循环区域212e被预定有高温区域和中温区域。流道212的热循环区域212e包括蛇行流道。这是为了将在PCR工序中由PCR装置提供的热量高效地传递到样品，以及为了使能供于PCR的样品的体积成为一定量以上。热循环区域212e具有分别包括蛇行流道的一对反应区域和连接一对反应区域的连接区域。
流道212中的第1分岔点212c与第2分岔点212d之间的部分形成缓冲流道区域212f。流道212的缓冲流道区域212f包括蛇行流道。将流道212的缓冲流道区域212f的体积设定为与想要施以PCR处理的样品的量相应的预定体积。将在下文叙述缓冲流道区域的功能。
在本第2实施方式所涉及的PCR反应容器210中，流道212的大部分都被形成为露出在基板214的底面214a的槽状。这是为了能够容易通过使用了模具等的射出成型来成形。为将该槽作为流道来活用，在基板214的底面214a上粘贴有流道密封薄膜216。流道密封薄膜216可以是其一个主面具备粘着性，也可以是其一个主面上形成有能够通过按压而发挥粘着性或者接合性的功能层，由此具有能够容易地贴合于基板214的底面214a而一体化的功能。流道密封薄膜216优选包括粘接剂在内都由具有较弱的自体荧光性的材质形成。在这一点上，由环烯烃聚合物、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或者丙烯酸树脂等树脂构成的透明薄膜较为合适，但不限定于此。另外，流道密封薄膜216也可以由板状的玻璃或者树脂形成。此时，因能够具备刚硬性，故能够有效地防止PCR反应容器210的翘曲或者变形。
此外，在本第2实施方式所涉及的PCR反应容器210中，第1空气连通口224、第2空气连通口226、第1样品导入口233、第2样品导入口234、第1过滤器228、第2过滤器230都露出在基板214的顶面214b。因此，为密封第1空气连通口224和第1过滤器228，将第1密封薄膜218粘贴于基板214的顶面214b。此外，为密封第2空气连通口226和第2过滤器230，将第2密封薄膜220粘贴在基板214的顶面214b。此外，为密封第1样品导入口233和第2样品导入口234，将第3密封薄膜222粘贴于基板14的顶面214b。
第1密封薄膜218使用能够同时密封住第1空气连通口224和第1过滤器228的大小的密封薄膜，第2密封薄膜220使用能够同时密封住第2空气连通口226和第2过滤器230的大小的密封薄膜。加压泵(将在下文叙述)向第1空气连通口224、第2空气连通口226的连接，是通过由泵前端设有的中空的针头(前端尖锐的注射针)穿孔于第1空气连通口224、第2空气连通口226来进行的。因此，第1密封薄膜218、第2密封薄膜220优选由易被针头穿孔的材质和厚度构成的薄膜。本第2实施方式中记载了能够同时密封住相应的空气连通口和过滤器的大小的密封薄膜，但也可以是分别密封它们的方式。此外，也可以是能够一并(以一张)密封第1空气连通口224、第1过滤器228、第2空气连通口226、第2过滤器230的密封薄膜。
第3密封薄膜222使用能够同时密封住第1样品导入口233和第2样品导入口234的大小的密封薄膜。将样品通过第1样品导入口233、第2样品导入口234导入到流道212内是通过将第3密封薄膜222暂时从基板214揭下来而进行的，在导入预定量的样品后，又将第3密封薄膜222粘贴回基板214的顶面214b。因此，作为第3密封薄膜222，最好是具有能够耐受数轮的粘贴、剥离的粘着性的薄膜。此外，第3密封薄膜222也可以是在样品导入后粘贴新薄膜的方式，此时，与粘贴、剥离相关的特性的重要性可以降低。此外，本第2实施方式中记载了能够同时密封住第1样品导入口233和第2样品导入口234的大小的密封薄膜，但也可以是分别密封它们的方式。
第1密封薄膜218、第2密封薄膜220、第3密封薄膜222可以与流道密封薄膜216一样，在其一个主面形成有粘接剂层、或者形成有能够通过按压来发挥粘着性或者接合性的功能层。第1密封薄膜218、第2密封薄膜220、第3密封薄膜222优选包括粘接剂在内都由具有较弱自体荧光性的材质形成。在这一点上，环烯烃(COP)、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或者丙烯酸树脂等树脂构成的透明薄膜较为合适，但不限定于此。此外，最好是如上文所述那样即使经过多次粘贴、剥离，其粘着性等特性也不会劣化到能够影响到其使用的程度，但在采用进行剥离并导入样品等后，又粘贴新的薄膜的方式的情况下，该粘贴、剥离的相关特性的重要性可以降低。
接下来，说明如以上那样被构成的PCR反应容器210的使用方法。首先，准备应通过热循环而扩增的样品。作为样品，可以列举出向含有两种以上DNA的混合物中添加作为PCR试剂的多种引物、耐热性酶等、以及4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)而得的产物。接下来，将第3密封薄膜222从基板214上揭下来，以打开第1样品导入口233和第2样品导入口234。
接下来，用吸液体管或者注射器等向第1样品导入口233和第2样品导入口234中的任一者导入样品。图18示意性地表示了样品270被导入到PCR反应容器210内的情况。而且，图18中，为突显出样品270的位置，用粗于流道212的实线表示了样品270。请留意，其并非表示样品270从流道溢出的状态。如图18所示，被导入到第1样品导入口233和第2样品导入口234中的任一者中的样品270通过被吸液体管或者注射器压入或者毛细管作用而充满流道。样品270被填充在流道212中的第1分岔点212c与第2分岔点212d之间的缓冲流道区域212f。但是，样品270不会越过位于缓冲流道区域两端的第1分岔点212c、第2分岔点212d而侵入到流道212的热循环区域212e和第2空气连通口26的领域。这是因为该流道的两端(即第1空气连通口224和第2空气连通口226)此时是密封住的，没有空气排出口。
接下来，如图19所示，再将第3密封薄膜222粘贴回基板214，以密封住第1样品导入口233和第2样品导入口234。也可以如上文所述，粘贴新的第3密封薄膜222。至此，将样品270导入到PCR反应容器210中的步骤完成。
图20是用于说明PCR装置300的图，其中，PCR装置300使用了PCR反应容器210。图21是用于说明将PCR反应容器210设置于PCR装置300的预定位置时的状态图。
PCR装置300具有荧光检测用光学探测器2122、第1加热器2134、以及第2加热器2135。如图21所示，关于PCR反应容器210，其流道212的热循环区域212e的一对反应区域被配置于第1加热器2134和第2加热器2135上，且荧光检测用光学探测器2122被配置于一对反应区域之间的连接区域地设置于PCR装置300中。PCR装置300可引用在第1实施方式所涉及的PCR用反应容器中所适用的PCR装置。
PCR装置300还具有用于使样品270在热循环区域212e内往复运动的的泵系统2110。该泵系统2110具有第1喷嘴2101、第2喷嘴2102、第1泵2103、第2泵2104、第1驱动器2105、第2驱动器2106、以及控制部2107。泵系统2110的第1喷嘴2101连接于PCR反应容器210的第1空气连通口224，PCR反应容器210的第2喷嘴2102连接于PCR反应容器210的第2空气连通口226。喷嘴与空气连通口的具体连接方法将在下文叙述。泵系统2110通过介由第1空气连通口224和第2空气连通口226控制流道212内的压力，来使样品在热循环区域212e内移动。
在本第2实施方式所涉及的PCR装置300中，将第1加热器2134和第2加热器2135设定为不同的温度。各加热器是为分别控制热循环区域212e中的一对反应区域的温度而给与热量的部件，也可以是电阻加热或者珀尔帖元件等手段或者构造。例如，第1加热器驱动器2130控制第1加热器2134，以使得流道212的热循环区域212e中，纸面右侧的反应区域温度保持在固定的94℃。此外，第2加热器驱动器2132控制第2加热器2135，以使得纸面左侧的反应区域温度保持在固定的60℃。可以是通过热电偶等温度传感器(未图示)来测量各反应区域的温度，并由各驱动器根据其电信号来控制对各加热器的输出的这种方式。这样，第1加热器2134、第2加热器2135、第1加热器驱动器2130、第2加热器驱动器2132、以及温度传感器构成了用于调节热循环区域212e的温度的温度调节部，但也可以包含用于提高温度控制性的其它要素。通过该温度调节部，能够将流道212的热循环区域212e分割成气氛温度不同的2个区域。各加热器旁边可以含有用于测量相应位置的温度的、如热电偶这样的温度传感器(未图示)，也可以包含用于提高温度控制性的其它构造。下面，将流道212中的气氛温度为94℃的反应区域称作“高温部2111”，将流道212中的气氛温度为60℃的反应区域称作“温部2112”。此外，本实施方式中详细说明具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，其中，PCR反应容器具有能够将2个标准的温度区域设定为两个反应区域的那样的热循环区域，但可以是具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，其中，PCR反应容器具有能够设定3个标准以上的温度区域的那样的热循环区域。此时(未图示)，作为一个例子，可以是如下这样的具有PCR反应容器和温度控制部的PCR装置，即PCR反应容器具有从纸面的左侧起按低温部、中温部、高温部的顺序排列而成的反应区域。在这样的情况下，例如控制使得低温部保持在50～70℃，中温部保持在72℃，高温部保持在94℃。
泵系统21100如上文所述，是为使样品270在流道212的热循环区域212e内往复运动而配置的。由控制部2107通过第1驱动器2105、第2驱动器2106使第1泵2103、第2泵2104在一定条件下交替工作，由此能够使样品270在流道212的高温部2111与中温部2112之间往复运动，由此能够在一定条件下对样品270施以热循环。在本第2实施方式所涉及的PCR装置300中，第1泵2103、第2泵2104是如下这样类型的气泵或增压泵：在它们都停止了的情况下，初级侧与次级侧的气压会瞬间变得相等，此外，当在它们都停止着时，初级侧与次级侧的气压变得相等。若不使用这种类型的泵，即，若使用了即使停止也会保持即将停止前的压力的这种泵，则即使泵停止了，也可能会发生样品继续较小幅度地移动的现象，故其不会停止在预定的反应区域，导致无法适当地控制样品的温度。此外，在停止时(开放时)，外部空气与PCR反应容器的流道的气压相连通，变得与大气压相等，但由于空气连通口与流道之间具有过滤器，故能够防止朝向流道内的污染。
样品270能够通过上述热循环来实施PCR，能够检测来自流道内的样品270的荧光，并将其值作为PCR的进展或反应结尾的判定材料之指标。作为荧光检测用光学探测器2122和驱动器2121，能够使用由日本板硝子株式会社制造的光纤型荧光检测器FLE-510，其能够以非常紧凑的光学系统迅速地进行测定，且无论明暗氛围如何都能够检测荧光。该光纤型荧光检测器也能够容易地配置于热循环区域内的2个温度区域之间狭窄的空间内。该光纤型荧光检测器能够将其激发光/荧光的波长特性事先调整成适合样品270的荧光特性的状态，以针对具有不同特性的样品提供最合适的光学、检测系统。此外，也可以具有在热循环区域212e内多处设置的荧光检测用光学探测器2122和驱动器2121。例如可以为检测来自位于高温部2111或者中温部2112的流道内的样品270的荧光而设置。其不但具有获取PCR的进展、结束的判断材料这样的功能，还能够作为位置传感器来发挥作用，其中，该位置传感器能够可靠地检测出样品270是否位于高温部2111或者中温部2112。
在如上构成的PCR装置300中，泵系统2110的控制部2107、荧光检测用光学探测器2122的驱动器2121、第1加热器驱动器2130和第2加热器驱动器2132由CPU2141控制成能够最佳地工作。此外，如上文所述，在具有设有3个标准的温度的反应区域时，除上述外，第3加热器驱动器(未图示)也由CPU来控制。
图22是用于表示将泵系统的喷嘴和PCR反应容器的空气连通口连接在一起的情况的图。图23是与图23所示的PCR反应容器210有关的C-C剖面图。如上文所述，第1喷嘴2101连接于第1空气连通口224，第2喷嘴2102连接于第2空气连通口226。
如图23所示，在第1喷嘴2101的前端设有针头2150。第1喷嘴2101通过由该针头2150穿孔第1密封薄膜218而连接于第1空气连通口224。第2喷嘴2102与第2空气连通口226的连接也是一样。
在针头2150上，为确保连接部周边的气密性，设有与密封薄膜的表面贴合的由软性树脂构成的密封件2151。因PCR反应容器210刚被设置于PCR装置300时，泵系统2110还未工作且开放于大气中，故流道内的压力成为与大气压相等的状态。
图24表示使泵系统2110工作，以使样品270移动时的情况。使第1泵2103和第2泵2104中的任一者工作，以使样品270从流道212的缓冲流道区域212f移动到热循环区域212e的高温部2111或者中温部2112。图24中，使第2喷嘴2102所连接的第2泵2104工作，但第1喷嘴2101所连接的第1泵2103停止。即，从第1泵2103起延伸的第1喷嘴2101所连接的第1空气连通口224开放于大气压。使第2泵2104工作，以使从第2喷嘴2102向第2空气连通口226内送入空气时，样品270会从流道212的缓冲流道区域212f移动，经过中温部2112而移动到高温部2111。将该状态称作初始状态。
更具体来说，在第2泵2104开始工作时就同时使用荧光检测用光学探测器2122，或者在第2泵2104即将开始工作前使用荧光检测用光学探测器2122，来开始监控从流道中发出的荧光。若荧光检测用光学探测器2122的测定点什么也没有，则所检测出的荧光为零或者为背景水平，但若测定点有样品270时，则会检测到荧光。因此，从第2泵2104开始工作时就开始监控荧光，通过荧光值从背景水平起上升后又降低回背景水平，就能够获知样品270已移动到高温部2111，此时停止第2泵2104的工作，由此，初始状态的设置完成。此外，若荧光检测用光学探测器2122还位于高温部2111，则能够更可靠地使样品270停止在高温部2111。
在此，请留意即使让第2泵2104工作，位于第1分岔流道231和第2分岔流道232内的样品270也会停留在那里。这是因为第1样品导入口233和第2样品导入口234已被第3密封薄膜222密封住。位于该第1分岔流道231和第2分岔流道232内的样品270不供于PCR。因此，即使被最早导入到PCR反应容器210中的样品的量存在偏差，也能够通过将PCR反应容器210中所形成的流道212的缓冲流道区域212f的体积设定成与所欲施以PCR处理的样品量相应的预定体积，而总是能够将所希望的一定量的样品送入流道212的热循环区域212e中，能够使对PCR的进展或者结尾的判断产生影响的荧光量大致固定。即，流道212的缓冲流道区域212f具备能够抽取所希望的一定量的样品的分注(dispensing)功能。
在设置成初始状态后，对样品270施加热循环，推进PCR。继续进行基于荧光检测用光学探测器2122的荧光测定。
(A)首先，使样品270在高温部2111(大约94℃的气氛)停留1～30秒钟(Deneturation：热变性工序)。通过该工序，双链的DNA变性成为单链。
(B)接下来，使第1喷嘴2101所连接的第1泵2103工作，来使样品270移动到中温部2112(大约60℃的气氛)。具体来说，样品270通过第1泵2103的作用而被从高温部2111推向中温部2112的方向。因荧光检测用光学探测器2122所实施的荧光测定还在继续进行，故在荧光量因样品270经过荧光检测用光学探测器2122的测定点而从背景水平上升后又下降了时(或者在荧光量下降后经过了一定时间后)，使第1泵2103的工作停止。此外，若荧光检测用光学探测器2122位于中温部2112，则能够更可靠地使样品270停止在中温部2112。
(C)在中温部2112，使样品270停留3～60秒钟(Annealing+Elongation：退火工序+延伸工序)。通过该工序，样品270事先含有的引物发生结合，进而成为延伸了的DNA。
(D)接下来，使第2喷嘴2102所连接的第2泵2104工作，以使样品270从中温部2112移动到高温部2111。与上述一样，根据荧光检测用光学探测器2122所测定的荧光量的变动而判断出泵的工作停止时机。使样品270移动到高温部2111后，使其停留1～30秒钟，以使其发生热变性。
(E)反复进行预定轮数的上述(B)～(D)，对样品270进行热循环，使样品270所包含的DNA经过多轮的热变性-退火-延伸工序，来实现DNA的扩增。轮数根据对象DNA和引物、酶等的组合来适当决定。
在预定轮数的热循环结束后，停止第1泵2103和第2泵2104，以结束PCR。在进行了预定轮数的热循环时，荧光检测用光学探测器122仍然测定荧光，从样品270检测到的荧光会随着样品270所含有的DNA扩增而增强。由此，能够准确地获知样品270的浓度。
根据本第2实施方式所涉及的PCR反应容器210所述，通过在第1空气连通口224与流道212之间设置了第1过滤器228，并在第2空气连通口226与流道212之间设置了第2过滤器230，能够防止朝向流道212内的污染。若在泵系统2110一侧施以污染防止对策，则成本往往会增加，但在本第2实施方式的PCR反应容器210中，由于能够仅在PCR反应容器210一侧防止污染，故其能够节约成本。此外，若将PCR反应容器作为一次性部件来使用，则由于过滤器总是新的，故能够进一步谋求低成本地防止污染。此外，关于PCR反应容器的废弃处理，因样品处于被PCR反应容器大致密封的状态，故在安全方面、环保方面有意义。
此外，根据本第2实施方式所涉及的PCR反应容器210所述，通过在流道212设置了缓冲流道区域，进行供于PCR的样品的分注，能够总是仅将必要量的样品送入流道212的热循环区域中。
在本第2实施方式所涉及的PCR装置300中，通过使在停止时初级侧和次级侧的压力会变得相等的第1泵2103和第2泵2104交替工作，能够使样品在PCR反应容器210的流道212内往复移动。此时，因送液(针对流道中的样品施加压力)中的样品未被施加过多的压力，且不进行流道内的减压，故能够防止因高温部2111的作用而导致的含有样品的液体的蒸发或者沸腾(发泡)。
此外，在本第2实施方式所涉及的PCR装置300中，在热循环区域，在PCR过程中也始终监控来自样品的荧光(实时PCR)。由此，能够根据所测定出来的荧光量来断定PCR的结束时机。此外，能够通过用荧光检测用光学探测器2122监控荧光的变化而获知样品的经过，并根据伴随该经过的荧光量的变化来控制第1泵2103和第2泵2104的交替工作，故能够准确地使供于PCR的样品定位在热循环区域的高温部2111或者中温部2112。
此外，在采用具有被控制成上述高温部、中温部、低温部的3个标准温度的反应区域的PCR反应容器和PCR装置时，能够使高温部承担热变性，使中温部承担退火，使低温部承担延伸的各工序，这些控制是本领域技术人员能够基于上述详细说明容易地扩展、改良的事项。
此外，本领域技术人员可根据样品的特性来适当地选择将反应区域设置成2个标准还是设置成3个标准。
至此，基于实施方式说明了本发明。该实施方式是例示，本领域技术人员当然明白这些构成要素或者各处理过程的组合能够有各种变形例，且这样的变形例也包括在本发明的范围内。
上述实施方式中，在流道两端配置了在停止时初级侧和次级侧的压力会变得相等的一对泵，但也可以仅在流道的任一端设置可进行加压和吸引的泵，其另一端开放于大气压。即，通过介由第1空气连通口或者第2空气连通口控制流道内的压力，以使样品在热循环区域内移动。此时，不需要在固定的时机切换1对泵的工作这一处理，故泵的控制变得容易。
此外，在上述实施方式中，在高温部和中温部的中间配置了荧光检测用光学探测器的测定点，但也可以在高温部和中温部分别配置荧光检测用光学探测器的测定点。此时，能够提高样品的定位精度。
[标号说明]
10、210 PCR反应容器，12、212流道，14、214基板，16、216流道密封薄膜，18、218第1密封薄膜，20、220第2密封薄膜，22、222第3密封薄膜，24、224第1空气连通口，26、226第2空气连通口，28、228第1过滤器，30、230第2过滤器，70、270样品，100、300 PCR装置，101、2101第1喷嘴，102、2102第2喷嘴，103、2103第1泵，104、2104第2泵，105、2105第1驱动器，106、2106第2驱动器，107、2107控制部，110、2110泵系统，111、2111高温部，112、2112中温部，121、2121驱动器，122、2122荧光检测用光学探测器，130、2130第1加热器驱动器，131分岔流道，132、2132第2加热器驱动器，133样品导入口，134、2134第1加热器，135、2135第2加热器，141、2141 CPU，231第1分岔流道，232第2分岔流道，233第1样品导入口，234第2样品导入口。
[工业可利用性]
本发明能够使用于聚合酶链式反应(PCR)。

Claims (18)

1.一种PCR反应容器，其特征在于，包括：
基板，
流道，形成于上述基板，
一对过滤器，设于上述流道的两端，
一对空气连通口，通过上述过滤器而与上述流道相连通，
热循环区域，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
分岔流道，其一端连接于上述分岔点，以及
样品导入口，形成于上述分岔流道的另一端。
2.一种PCR反应容器，其特征在于，包括：
基板，
流道，形成于上述基板，
一对过滤器，设于上述流道的两端，
一对空气连通口，通过上述过滤器而与上述流道相连通，
热循环区域，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第1分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第1分岔流道，其一端连接于上述第1分岔点，
第1样品导入口，形成于上述第1分岔流道的另一端，
第2分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第2分岔流道，其一端连接于上述第2分岔点，以及
第2样品导入口，形成于上述第2分岔流道的另一端。
3.如权利要求2所述的PCR反应容器，其特征在于，还包括被形成在上述流道中的上述第1分岔点与上述第2分岔点之间的缓冲流道区域。
4.如权利要求3所述的PCR反应容器，其特征在于，上述缓冲流道区域被设定成与想要施以PCR处理的样品的量相应的预定体积。
5.如权利要求1至4的任一项所述的PCR反应容器，其特征在于，上述热循环区域包含蛇行流道。
6.如权利要求5所述的PCR反应容器，其特征在于，
上述热循环区域包括：
分别包含蛇行流道的多个反应区域，以及
连接上述多个反应区域的连接区域。
7.如权利要求1至6的任一项所述的PCR反应容器，其特征在于，还包括用于密封上述空气连通口和上述样品导入口的密封薄膜。
8.如权利要求7所述的PCR反应容器，其特征在于，上述密封薄膜被形成为可被针头穿孔。
9.一种PCR装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至8的任一项所述的PCR反应容器，
温度调节部，用于调节上述热循环区域的温度，以及
泵系统，为使样品在上述热循环区域内移动而介由上述空气连通口来控制上述流道内的压力。
10.如权利要求9所述的PCR装置，其特征在于，上述泵系统包括在停止时初级侧和次级侧的压力变得相等的类型的气泵。
11.如权利要求10所述的PCR装置，其特征在于，上述气泵包括喷嘴，该喷嘴在其前端设有中空的针头。
12.如权利要求9至11的任一项所述的PCR装置，其特征在于，还包括用于检测从上述流道内的样品发出的荧光的荧光检测器。
13.如权利要求12所述的PCR装置，其特征在于，还包括控制部，该控制部根据上述荧光检测器检测到的值来控制上述泵系统。
14.一种PCR方法，其特征在于，包括：
准备具有如下构成的PCR反应容器的步骤：
基板，
流道，形成于上述基板，
一对过滤器，设于上述流道的两端，
一对空气连通口，通过上述过滤器而与上述流道相连通，
热循环区域，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
分岔流道，其一端连接于上述分岔点，以及
样品导入口，形成于上述分岔流道的另一端；
介由上述样品导入口向上述PCR反应容器内导入样品的步骤；
将上述PCR反应容器设置于具有泵的PCR装置中的步骤；
将上述泵的喷嘴连接于上述空气连通口的步骤；以及
通过由上述泵控制上述流道内的压力，来使样品在上述热循环区域内移动的步骤。
15.如权利要求14所述的PCR方法，其特征在于，在使样品移动的步骤中，上述分岔流道内留有不供于PCR的样品。
16.一种PCR方法，其特征在于，包括：
准备具有如下构成的PCR反应容器的步骤：
基板，
流道，形成于上述基板，
一对过滤器，设于上述流道的两端，
一对空气连通口，通过上述过滤器而与上述流道相连通，
热循环区域，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第1分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第1分岔流道，其一端连接于上述第1分岔点，
第1样品导入口，形成于上述第1分岔流道的另一端，
第2分岔点，形成于上述流道中的上述一对过滤器之间，
第2分岔流道，其一端连接于上述第2分岔点，以及
第2样品导入口，形成于上述第2分岔流道的另一端；
介由上述第1样品导入口或者上述第2样品导入口向上述PCR反应容器内导入样品的步骤；
将上述PCR反应容器设置于具有泵的PCR装置的步骤；
将上述泵的喷嘴连接于上述空气连通口的步骤；以及
通过由上述泵控制上述流道内的压力，来使样品在上述热循环区域内移动的步骤。
17.如权利要求16所述的PCR方法，其特征在于，
上述PCR反应容器还包括被形成在上述流道中的上述第1分岔点与上述第2分岔点之间的缓冲流道区域；
本PCR方法还包括使用上述缓冲流道区域来分注样品的步骤。
18.如权利要求16或17所述的PCR方法，其特征在于，
在使样品移动的步骤中，在上述第1分岔流道和上述第2分岔流道留有不供于PCR的样品。
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