CN109154555A - 反应容器及生物化学分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的反应容器具备:具有在第一表面上开口的多个凹部的透明的基材;和红外线吸收性的盖构件,其按照成为在所述第一表面中含有所述多个凹部的区域的内侧、在该盖构件与所述第一表面之间空有间隙的状态的方式,在所述区域的外侧焊接在所述基材上,所述盖构件能够将可见光波长区域中的至少一部分范围的光透射。
Description
技术领域
本发明涉及反应容器及生物化学分析方法。
本申请基于2016年4月27日在日本申请的特愿2016-089362号主张优先权,将其内容援引于此。
背景技术
一直以来已知通过对生物体分子进行解析来进行疾病或体质的诊断。
例如,已知有利用DNA内记录的单核苷酸多态性(Single NucleotidePolymorphism:SNP)解析进行的体质诊断、利用体细胞突变解析进行的抗癌药的投予判断、利用病毒的蛋白质解析进行的感染症应对等。
例如,对于癌症的治疗药物,教示了通过在EGFR-TKI(酪氨酸激酶抑制剂)的投予前后对EGFR(表皮生长因子受体)基因突变的扩增量(拷贝数)进行定量,可以成为治疗效果的指标。以往一直进行使用了实时PCR(聚合酶链反应)的定量,但知道了检查中使用的核酸的总量发生变化会对定量性造成影响,目前开发出了核酸的总量不会影响定量性的数字PCR技术。
数字PCR技术是指将PCR试剂与核酸的混合物分割成多个微小液滴、对这些微小液滴进行以混合物中的核酸中成为检测对象的核酸为模板的PCR扩增、从而由含有模板核酸的微小液滴检测出因PCR扩增所产生的荧光等信号、计算微小液滴总数中检测到信号的微小液滴的比例、由此对试样中的核酸进行定量的数字解析技术之一。
数字解析技术需要用于将与混合物及微小液滴结合而发光的荧光珠粒密封、且可利用显微镜进行读取的密封容器。在该密封的容器内,为了能够分别地辨别各荧光珠粒和液滴,在容器内的底面上均等地配置收纳珠粒的微小孔穴,按照珠粒收纳在各个孔穴内的方式进行流入和密封。
数字PCR中,按照存在于1个微小液滴内的成为模板的核酸为0个~1个的方式,将PCR反应试剂与核酸的混合物进行了稀释。数字PCR中,为了提高核酸扩增的灵敏度,并且为了对多个微小液滴同时地进行核酸扩增,优选各微小液滴的体积小。例如,专利文献1中公开了按照各孔的容积达到6nl(纳升)的方式形成的微阵列状的反应容器。另外,专利文献2中公开了下述方法:对在流路内形成有多个深度为3μm、直径为5μm的孔的微阵列、向流路内流入试样并将试样导入至各孔内之后,利用密封液挤出流路内的剩余试剂,从而向各孔内导入试样。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/151135号
专利文献2:国际公开第2014/007190号
发明内容
发明要解决的技术问题
具有流路的微阵列状的反应容器可以通过对多个树脂构件进行焊接来制造。数字PCR等数字解析技术中,有时使用可见光或荧光对反应容器内的反应状态进行观察,对反应容器有时要求透光性。作为以高精度将树脂构件之间进行焊接的技术,已知将具有透光性的树脂构件和具有光吸收性的树脂构件进行激光焊接的激光透射焊接法。但是,通过激光透射焊接法焊接得到的多个树脂构件由于含有带有光吸收性的树脂构件,因此作为整体的透光性低,在进行使用了可见光的明视野观察时,存在视野变暗的问题。
本发明鉴于上述事实而作出,其目的在于提供能够以高精度对具有透光性的树脂进行焊接、同时能够获得明视野观察下的充分亮度的反应容器;以及使用了该反应容器的生物化学分析方法。
用于解决技术问题的手段
本发明第一方式的反应容器具备:具有在第一表面上开口的多个凹部的透明的基材;和红外线吸收性的盖构件,其按照成为在所述第一表面中含有所述多个凹部的区域的内侧、在该盖构件与所述第一表面之间空有间隙的状态的方式,在所述区域的外侧焊接在所述基材上,所述盖构件能够将可见光波长区域中的至少一部分范围的光透射。
上述第一方式中,所述盖构件可以是可见光波长区域中的480nm以上且570nm以下范围的光的透射率为25%以上。
上述第一方式中,可以是在相对于所述第一表面垂直的方向上,所述盖构件的所述第一表面一侧的红外线吸收率最高。
上述第一方式中,上述方式的反应容器可以进一步具备按照能够接触于收纳在所述凹部内的液体的方式配置在所述凹部内的检测电极。
上述第一方式的反应容器可以在所述第一表面上具有多个所述区域,按照多个所述区域成为相互间独立的多个反应区间的方式将多个所述区域的各自的外周焊接在所述盖构件上。
上述第一方式中,所述盖构件的总光线透射率可以为0.01~60%。
本发明第二方式的生物化学分析方法是使用了上述第一方式的反应容器的生物化学分析方法,其含有下述工序:将按照1个检测对象物质进入所述凹部的方式稀释而成的试样送液至所述基材与所述盖构件之间的所述间隙中的送液工序;向所述间隙中送液油性的密封液、将多个凹部分别地进行密封的密封工序;在所述密封工序之后,使用所述一部分范围的光对所述凹部内的试样进行明视野观察的第一观察工序;以及在所述密封工序之后,透过所述基材对所述凹部内的试样照射激发光,同时对所述试样对应于所述激发光所产生的荧光进行观察的第二观察工序。
上述第二方式的生物化学分析方法可以在所述密封工序之后、所述第二观察工序之前进一步含有在所述凹部内进行信号放大反应的反应工序。
上述第二方式中,所述信号放大反应可以是酶反应。
上述第二方式中,所述酶反应可以是等温反应。
上述第二方式中,所述酶反应可以是侵入反应。
上述第二方式中,所述试样可以含有:成为分析对象物的DNA、RNA、miRNA、mRNA或蛋白质;和针对所述分析对象物的特异性标记物质。
上述第二方式中,所述分析对象物可以含有核酸,所述特异性标记物质可以含有与所述分析对象物不同的核酸、酶、粒子、抗体及脂质体中的至少1种。
此外,作为粒子,可举出聚合物珠粒、磁性珠粒、荧光珠粒、荧光标记磁性珠粒、二氧化硅珠粒、金属胶体。
上述第二方式中,所述密封液可以含有氟系油和硅系油中的至少任一种。
发明效果
根据本发明上述方式的反应容器,可以在以高精度对具有透光性的树脂进行焊接的同时、获得明视野观察下的充分的亮度。
根据本发明上述方式的生物化学分析方法,可以使用上述反应容器进行明视野观察及荧光观察。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的反应容器的全视图。
图2为本发明一个实施方式的反应容器的截面图。
图3为表示在关于发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件为透明时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。
图4为表示在关于本发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件为透明时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
图5为表示在关于本发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件具有透光性且经过了着色时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。
图6为表示在关于本发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件具有透光性且经过了着色时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
图7为表示在关于本发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件为不透光时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。
图8为表示在关于本发明一个实施方式的反应容器的盖构件的透光性的实验例中、使用了与盖构件为不透光时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
图9为表示在实施例2中对具有光的透射率不同的盖构件的多个反应容器进行明视野观察及荧光观察的结果的照片。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式进行说明。
图1为本实施方式的反应容器1的全视图。图2为本实施方式的反应容器1的截面图。
如图1及图2所示,本实施方式的反应容器1具备基材2和盖构件4。
基材2由透光性树脂形成。本实施方式的基材2实质上是透明的。
基材2具有多个凹部3。基材2的凹部3在基材2的表面(第一表面2a)上开口。凹部3的形状、尺寸及配置并无特别限定。本实施方式中,在基材2上形成有能够收纳在使用反应容器1进行的生物化学分析中所用的一定量试样的同样形状同样大小的多个凹部3。另外,在使用反应容器1进行的生物化学分析中使用微珠时,在基材2上形成有具有能够收纳1个微珠的形状及尺寸且能够收纳含有微珠的一定量试样的同样形状同样大小的凹部3。
本实施方式中,例如能够收纳直径为2μm以上且直径为5μm以下的微珠且容积为约15μl的凹部3按照从垂直于第一表面2a的方向进行观察时形成三角格子状或正方格子状的方式进行排列地形成在基材2上。例如,假设收纳直径为3μm的微珠时,凹部3的直径例如为5μm、凹部3的深度例如为3μm。
基材2的第一表面2a中含有多个凹部3的区域成为被填充在生物化学分析中成为分析对象的1种试样的区域。在该区域的内侧,在基材2与盖构件4之间开有间隙(流路)S。
将盖构件4焊接在基材2上。盖构件4中配置有隔壁部5,该隔壁部5用于规定基材2的上述区域内侧的间隙S的大小,且按照将该区域包围的方式配置。隔壁部5是盖构件4的一部分,由树脂形成。隔壁部5按照从盖构件4下表面的外周边缘部向基材2突出的方式设置。隔壁部5利用激光透射焊接法焊接在基材2上。另外,在盖构件4上形成有用于向盖构件4与基材2之间的间隙中注入试样等的开口4a。即,基材2和盖构件4介由隔壁部5彼此焊接在一起,被基材2、盖构件4及隔壁部5包围的区域成为流路(间隙)S。
盖构件4具有红外线吸收性。例如,盖构件4由含有用于提高红外线吸收的添加剂的热塑性树脂形成。进而,盖构件4能够透射可见光波长区域中至少一部分范围的光。例如,盖构件4的总光线透射率比基材2的总光线透射率低,并高达能够确保在明视野观察下所需的亮度的程度。另外,盖构件4在红外区域的透射率可以比在可见光区域的透射率低。例如,盖构件4可以在为红外线不透射的同时具有对于可见光为实质上透明的程度的透射性。此外,盖构件4中接触于基材2的面优选红外线的反射率低。
盖构件4遍及整体地具有大致均匀的透光性。例如,盖构件4由含有环烯烃聚合物(COP)或丙烯酸树脂的热塑性树脂形成。此外,盖构件4的透光性还可以在盖构件4的厚度方向上具有梯度。例如,盖构件4可以是基材2一侧的透光性较低、与基材2相反一侧的透光性较高。此时,盖构件4中的基材2的第一表面2a一侧的红外线吸收率最高。
本实施方式中,盖构件4的总光线透射率优选为0.01~60%、优选为0.1~60%、进一步优选为25~50%。盖构件4的总光线透射率为0.01%以上时,能够从盖构件的相反侧良好地识别到光。盖构件4的总光线透射率为0.1%以上时,利用显微镜进行观察时可以减少曝光时间。另外,盖构件4的总光线透射率为60%以下时,可以在不变形的情况下进行良好的激光焊接。进而,当盖构件4的总光线透射率为25%以上时,可以获得明视野观察下的充分的亮度。另外,盖构件4的总光线透射率为50%以下时,可以减轻利用显微镜进行观察时的盖构件自身的荧光。
对于本实施方式的反应容器1的作用,与反应容器1的制造工序一起进行说明。
制造本实施方式的反应容器1时,准备成为基材2的材料的树脂制的第一板状构件2A、和成为盖构件4的材料的树脂制的第二板状构件4A(参照图1)。
接着,对第一板状构件2A及第二板状构件4A进行加工。
对于第一板状构件2A,在板厚方向的一个面上形成多个凹部3。作为一例,如图1所示,在成为第一板状构件2A的材料的树脂板2b的板厚方向一个面上,形成在10mm见方的区域内、例如5μm直径的微小的孔排列成格子状进行开口的CYTOP(注册商标)(旭硝子)的层2c。即,第一板状构件2A具有树脂板2b和CYTOP的层2c。形成于CYTOP(注册商标)的微小的孔成为凹部3。第一板状构件2A例如是通过在实质为透明的热塑性树脂上形成CYTOP(注册商标)而成的,且具有至少在可见光及红外光区域中为实用上可视为透明的程度的透光性。另外,第一板状构件还可以用树脂进行一体成型。
作为由树脂形成的第一板状构件的材质的例子,可举出环烯烃聚合物、或者环烯烃共聚物、硅、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚乙酸乙烯酯、氟系树脂、无定形氟系树脂等。此外,作为第一板状构件的例子所示出的这些材质只不过是例子,第一板状构件的材质并非限定于这些。
第二板状构件4A按照在组装时在面向第一板状构件2A一侧的面上具有隔壁部5的方式进行成形。例如,第二板状构件4A通过使用成形模具对按照总光线透射率达到25%以上且50%以下的方式混合有添加剂的热塑性树脂的流动体进行成形,成形为具有隔壁部5的板状。另外,在第二板状构件4A上形成用于注入试样等的开口4a。对成形后的第二板状构件4A中面向第一板状构件2A一侧的面进行用于提高疏水性的表面处理。例如,在成形后的第二板状构件4A中面向第一板状构件2A一侧的面上涂布疏水性的涂覆剂而形成涂覆剂的层。
将第一板状构件2A及第二板状构件4A如上那样成形之后,按照第二板状构件4A的隔壁部5与第一板状构件2A中凹部3进行开口一侧的面(该面成为基材2的第一表面2a)接触的方式,将第一板状构件2A与第二板状构件4A重叠。进而,在第一板状构件2A和第二板状构件4A如上述那样重叠了的状态下,使近红外线以上的长波长(例如波长为800nm以上)的激光L(参照图1)透射第一板状构件2A,照射到第二板状构件4A的隔壁部5。作为照射于隔壁部5的激光,可以使用固体激光(例如YAG激光)或半导体激光(激光二极管)。能够使用的激光的波长例如可以是800nm以上且1000nm以下的范围。
照射于隔壁部5的激光几乎不会被第一板状构件2A吸收而被隔壁部5吸收,因此将隔壁部5进行加热。由此,隔壁部5中被照射了激光的部位发生熔融,进而第一板状构件2A中与隔壁部5相接触的部分因自隔壁部5传来的热量而发生熔融。当对隔壁部5的激光的照射结束时,隔壁部5和第一板状构件2A中熔融部分的温度下降,由此熔融部分一体地发生固化。其结果是,第一板状构件2A和第二板状构件4A在隔壁部5处被焊接在一起。第一板状构件2A成为反应容器1的基材2、第二板状构件4A成为反应容器1的盖构件4。
本实施方式的反应容器1中,由于利用激光透射焊接法将基材2和盖构件4进行焊接,因此能够进行精密且可靠的焊接,被注入到基材2与盖构件4之间的试样等难以泄漏。其结果是,根据本实施方式的反应容器1,使用了反应容器1的生物化学分析的重现性优异。
特别是,本实施方式中,由于基材2实质上是透明的、盖构件4的总光线透射率为25%以上,因此可以获得明视野观察下的充分的亮度。
如此,根据本实施方式的反应容器1,能够以高精度对具有透光性的树脂进行焊接,同时可以获得明视野观察下的充分的亮度。盖构件4的总光线透射率(光学浓度)可以使用公知的测定方法进行测定。此外,还可以由可见光透射率推测近红外线以上的长波长的光的透射率。例如,用COP形成盖构件时,当可见光的透射率为92%时,近红外线以上的长波长的光的透射率变成90%。
示出使用了本实施方式的反应容器1的生物化学分析之一例。
本实施方式的反应容器1可以用于对试样进行信号放大反应并观察信号、从而对试样中的分析对象物的浓度进行测定。
首先,从盖构件4的开口4a将试样送液至基材2与盖构件4之间的间隙(送液工序),所述试样是按照一分子的检测对象物质进入反应容器1的凹部3的方式进行了稀释。送液工序中被送液的试样包含成为分析对象物的DNA、RNA、miRNA、mRNA或蛋白质。另外,试样含有针对分析对象物的检测试剂。检测试剂包含酶或缓冲物质等。试剂所含的酶例如在解析对象物为核酸时,为了进行针对与解析对象物有关的模板核酸的酶反应等生物化学反应,对应于生物化学反应的内容来进行选择。针对模板核酸的生物化学反应例如是在模板核酸存在的条件下引起信号放大的反应。试剂例如根据能够检测核酸的方法来进行选择。具体地说,Invader(注册商标)法、LAMP法(注册商标)、TaqMan(注册商标)法或荧光探针法或其他方法中使用的试剂包括在本实施方式的试剂中。
送液工序中被送液至基材2与盖构件4之间的间隙的试样被收纳在多个凹部3的内部。
接着,从盖构件4的开口4a将油性的密封液送液至基材2与盖构件4的间隙中,将多个凹部3分别地密封(密封工序)。密封液是氟系油和硅系油中的任一个或者它们的混合物等。
密封工序中,密封液将上述送液工序中被送液至基材2与盖构件4的间隙的试样中未收纳在凹部3中的试样置换。由此,密封液将多个凹部3分别地密封,凹部3成为独立的反应空间。
接着,在凹部3内进行规定的生物化学反应(反应工序)。本实施方式的反应工序中,在凹部3内进行信号放大反应。即,利用反应工序对信号放大至能够观察到信号的水平,以使得在凹部3内检测到特异性标记物质来源的信号。信号可举出荧光、显色、电位变化、pH变化等。本实施方式中,例如作为反应工序中的信号放大反应,在将分析对象物及特异性标记物质一起收纳在凹部3中时,荧光信号被放大。信号放大反应例如是酶反应。作为一例,信号放大反应是在含有用于信号放大的酶的试样收纳于凹部3内的状态下将反应容器1在可获得所希望的酶活性的一定温度条件下维持规定时间的等温反应。作为具体例子,作为信号放大反应,可以使用侵入反应。此时,在凹部3内的试样中含有侵入反应试剂及模板核酸。反应工序中的生物化学反应为侵入反应时,通过利用等温反应的酶反应,在将分析对象物及特异性标记物质一起收纳在凹部3中时,由于荧光物质自消光物质游离,因此对应于激发光发出规定的荧光信号。
反应工序之后,对通过反应工序中的信号放大反应被扩增的信号进行观察。
首先,为了对收纳有特异性标记物质的凹部3进行鉴定,对凹部3内有无微珠进行观察(第一观察工序)。
第一观察工序中,进行使用了向垂直于反应容器1的第一表面2a的方向照射的白色光的明视野观察。凹部3内若存在微珠,由于观察到微珠的影子,因此可以对形成于基材2上的凹部3中收纳有微珠的珠粒进行鉴定。
第一观察工序中,对包含多个凹部3的全部区域或者一部分区域进行拍摄,作为图像保存后,利用计算机系统实施图像处理。
接着,当特异性标记物质和分析对象物在凹部3内共存时,观察有无通过上述反应工序所放大的信号(第二观察工序)。
第二观察工序中,例如进行了上述侵入反应时,将对应于荧光物质的激发光从基材2一侧照射至盖构件4一侧、透过基材2照射至凹部3内,从基材2一侧对试样所含的荧光物质发出的荧光进行观察。由于基材2实质上是透明的,因此能够以与荧光观察中使用的公知的反应容器1同等的灵敏度进行荧光观察。
第二观察工序中,对包含多个凹部3的全部区域或一部分区域进行拍摄,作为图像保存后,利用计算机系统实施图像处理。
如此,根据使用了本实施方式的反应容器1的生物化学分析方法,可以进行明视野观察及荧光观察。
(实验例)
以下示出弄清楚了盖构件4的透光性程度对明视野观察及荧光观察造成影响的实验例。以下所示的实验例中,相当于本实施方式反应容器1的构成要素带有对应的符号。
本实验例中,为了制造实验用的反应容器10,使用2张透明的树脂制的板状构件。由2张板状构件中的1个板状构件形成基材2。对于另一个板状构件,利用双面胶形成隔壁部5,粘接在基材2上,作为上述盖构件4的代用。
将分散有荧光标记微珠的液体注入到2张板状构件之间,进而利用密封液将多个凹部3分别地密封。使用荧光显微镜(Olympus公司制BX-51)观察凹部3内收纳有荧光标记微珠的状态(明视野观察及荧光观察)。
本实验例中制造的实验用的反应容器10作为整体实质上是透明的。本实验例中,在该实验用的反应容器10上粘贴具有透光性的着色膜和不透光的黑色膜中的任一者来进行观察。本实验例中,在相当于盖构件4的板状构件上粘贴上述各膜。
图3是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件为透明时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。图4是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件为透明时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
如图3及图4所示,在为均未粘贴任何膜的实验用反应容器10时,可以通过明视野观察获得图像,通过荧光观察也获得了图像。
图5是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件具有透光性且被着色时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。图6是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件具有透光性且被着色时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
如图5及图6所示,即便是为粘贴有具有透光性的着色膜的实验用反应容器10时,也可以通过明视野观察获得图像,还通过荧光观察获得了图像。
图7是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件为不透光时相对应的构成的反应容器的明视野观察结果的照片。图8是表示在与本发明反应容器的盖构件的透光性有关的实验例中、使用了与盖构件为不透光时相对应的构成的反应容器的荧光观察结果的照片。
如图7及图8所示,即便是粘贴有不透光的黑色膜的实验用反应容器10时,也未能通过明视野观察获得图像。另一方面,在此情况下通过荧光观察获得了图像。
以上参照附图详述了本发明的实施方式,但具体的构成并不限定于该实施方式,还包含不脱离本发明主旨的范围的设计变更等。
例如,上述实施方式的反应容器还可以进一步具备按照接触于收纳在凹部内的液体的方式而配置在凹部内的检测电极(未图示)。该检测电极可以通过未图示的配线连接在测定器上,可以用于pH测定等其他的电化学测定。
另外,上述实施方式的反应容器可以在第一表面上具有多个含有多个凹部的区域。此时的多个区域成为相互间独立的多个反应区间。即,可以按照1种试样对应于成为1个反应区间的1个区域的方式,向多个反应区间供给相互间不同的试样。这些多个区域被隔壁部将外周包围,隔壁部被焊接在盖构件上,从而成为可以在没有试样相混的情况下进行生物化学分析的区域。如此,通过在基材上设定多个反应区间,可以使针对多个试样的分析条件(温度或反应时间等)统一。
另外,盖构件可以是可见光波长区域的一部分范围的光的透射率比可见光波长区域中的其他范围的光的透射率还高。例如,盖构件的可见光波长区域中480nm以上且570nm以下范围的光的透射率可以为25%以上。例如,盖构件的可见光波长区域中的480nm以上且570nm以下范围的光的透射率若为25%以上,则可以良好地观察到绿色的荧光等。
实施例
[实施例1]
以下示出本发明的实施例1。
在激光透射焊接法中,将透射具有特定波长的激光的透射材料和吸收该激光的吸收材料对合,从双方进行加压之后,将上述激光从透射材料一侧对着透射材料与吸收材料的边界面照射,从而使吸收材料熔化。由此,在吸收材料熔化的同时,热量也从吸收材料传导至透射材料,由于超过透射材料熔融温度而使透射材料被加热,因此透射材料也熔化。其结果是,可以利用激光透射焊接法将相对于所照射的激光的波长为吸收率低的透射材料进行焊接。
本实施例中,对于使用激光透射焊接法制造反应容器时作为吸收材料发挥功能的盖构件,示出用于使得可以在利用激光透射焊接法可靠地焊接在基材上的同时、在使用了反应容器的生物化学反应中可以利用透射盖构件的荧光进行荧光观察的具体例。
本实施例的基材的材质为环烯烃聚合物(COP)(厚度为1mm)。
作为本实施例的盖构件的材料,使用聚苯乙烯(黑色)、PMMA(YL-500P-Y1YAG(半透明)、SIGMAKOKI制)制作盖构件。
另外,作为表示不适于激光透射焊接法的盖构件的材料的比较例,还示出了聚苯乙烯(透明)、PMMA制(YL-500P-LD(半透明))、PMMA(YL-500P-Y2氩(半透明))。这些材料是YAG激光的吸收率低的材料。
作为本实施例及比较例中的激光焊接机,使用作为YAG激光焊接机的ML-2030B(株式会社AMADAMIYACHI制)。
本实施例中,将基材与盖构件密合之后,利用长尾夹在端部将两素材夹住,按照基材一侧朝上的方式进行配置。之后,按照自基材一侧垂直地照射激光的方式,设置在激光焊接机中。
将作为前述的基材、盖构件选择的材料分别组合,实施激光焊接。用于实施激光焊接的设定项目是照射电压为400V、照射时间为1ms、照射次数为1秒10次,在相互间分开的三处照射激光。
结果是,实现了焊接的是作为盖构件的材料使用聚苯乙烯(黑色)的情况、及使用PMMA(YL-500P-Y1YAG(半透明))的情况。
接着,对于成为盖构件的各个材料,确认了是否能使经过绿色滤波器后的白色光透过、从盖构件的相反一侧看到光。
结果是,在除聚苯乙烯(黑色)以外的全部材料中均看到了光。
由以上确认到,通过作为基材和盖构件的材料分别使用COP和PMMA(YL-500P-Y1YAG(半透明))的组合,可以进行激光焊接,并且可以实现能够从盖构件一侧检测到光的材料构成。
此外,基材的材质也可以是COP以外的透光性树脂。
[实施例2]
以下示出本发明的实施例2。
本实施例中,对于使用激光透射焊接法制造反应容器时作为吸收材料发挥功能的盖构件,示出了用于可以在利用激光透射焊接法可靠地焊接在基材上的同时、在使用了反应容器的生物化学反应中可以利用透射盖构件的荧光进行荧光观察的具体例。
本实施例的基材的材质为环烯烃聚合物(COP)(厚度为0.3mm~1mm)。作为本实施例的盖构件的材质,使用添加了碳的COP材料(黑色:透射率为0.01%、0.1%、0.8%、6%、24%、47%)制作盖构件。碳添加(含有碳)COP材料可以从市售的树脂(塑料)着色用的碳材料中选择,在制作COP料时混入来制作。另外,作为表示不适于激光透射焊接法的盖构件的材料的比较例,使用未添加着色用碳的透明的COP材料(相对于空气,透射率为91%)。另外,作为表示不适于明视野观察的盖构件的材料的比较例,使用透射率为0%的COP材料。
<透射率的测定>
总光线透射率(光学浓度)的测定如下进行:在光具座上安装激光光源(2波长:532nm、632nm,输出功率为2mmW左右)、销孔、镜子、样品支架、PD光检测器(Anritsu制OPTICAL POWER METER ML910B),进行透射率的测定。此外,总光线透射率是将空气的透射率设为100%时的相对值。
作为本实施例及比较例中的激光焊接机,利用激光使用Hamamatsu Photonics制半导体激光(LD-HEATER)的焊接机,且波长使用940nm。本实施例中,在载置于焊接用气缸的金属台上重叠密合基材和盖构件之后,对气缸进行加压,将基材和盖构件按压于透明的玻璃板使其密合。之后,透过透明的玻璃板,按照垂直于玻璃板照射激光的方式,利用机械手扫描激光头来实施激光焊接。
将作为前述的基材、盖构件选择的材料分别组合,实施激光焊接。用于实施激光焊接的设定项目例如为激光输出功率、扫描速度、反复数等。
接着,对成为基材的各个材料,确认了是否可以使经过绿色滤波器后的白色光透过、从盖构件的相反一侧看到光。作为光源及滤波器,可以按照发出具有与分析对象所发的光的波长为同样波长的光的方式来使用光源及滤波器。白色光可以从LED、荧光灯等中适当选择。作为光源,可以使用发出与分析对象所发的光的波长为同样波长的光的光源。将激光焊接及识别结果示于表1中。表1中,在焊接一栏中,“○”表示实现了良好的焊接,“×”表示未能焊接。另外,表1中,在珠粒的观察一栏中,“○”表示看到了光、“×”表示未能看到光。
[表1]
透射率(%) | 焊接 | 珠粒的观察 |
0.00% | ○ | × |
0.01% | ○ | ○ |
0.10% | ○ | ○ |
0.80% | ○ | ○ |
6% | ○ | ○ |
24% | ○ | ○ |
47% | ○ | ○ |
91% | × | ○ |
如表1所示,激光焊接的结果为,在基材或盖构件不变形的情况下实现了焊接的是作为盖构件的材料使用透射率为0%~47%的情况。而透射率为91%的材料未能在不熔化的情况下进行焊接。另外确认到了,在透射率为60%以下时,可以在基材或盖构件不变形的情况下进行焊接。
另外,使用透射率为0.01%~47%的材料时,从基材一侧看到了从与盖构件的基材成相反一侧照射来的光。另一方面,使用透射率为0%的材料时,未能看到来自盖构件的相反一侧的光。
由以上可知,在用COP材料形成盖构件时,当使透射率为0.01%~47%时,可进行良好的激光焊接,可以实现从盖构件一侧能够检测到光的材料构成。此外,基材的材质也可以是COP以外的透光性树脂。
另外,在各透射率下改变曝光时间来进行拍摄,确认了透射率对拍摄时间造成的影响。图9是表示对透射率为0%、0.1%、24%、47%、91%、100%的盖构件改变曝光时间进行明视野及荧光观察的结果的照片。其结果是,若透射率为0.1%以上,则在1秒钟以内的曝光时间获得了清晰的明视野图像。而透射率低于0.1%时,曝光时间需要超过1秒钟,为了获得明视野图像需要更长的拍摄时间。
符号说明
1 反应容器
2 基材
2A 第一板状构件
3 凹部
4 盖构件
4A 第二板状构件
5 隔壁部
10 实验用的反应容器
Claims (14)
1.一种反应容器,其具备:
具有在第一表面上开口的多个凹部的透明的基材;和
红外线吸收性的盖构件,其按照成为在所述第一表面中含有所述多个凹部的区域的内侧、在该盖构件与所述第一表面之间空有间隙的状态的方式,在所述区域的外侧焊接在所述基材上,
所述盖构件能够将可见光波长区域中的至少一部分范围的光透射。
2.根据权利要求1所述的反应容器,其中,所述盖构件的可见光波长区域中的480nm以上且570nm以下范围的光的透射率为25%以上。
3.根据权利要求1所述的反应容器,其中,在相对于所述第一表面垂直的方向上,所述盖构件的所述第一表面一侧的红外线吸收率最高。
4.根据权利要求1所述的反应容器,其进一步具备按照能够接触于收纳在所述凹部内的液体的方式配置在所述凹部内的检测电极。
5.根据权利要求1所述的反应容器,其中,
在所述第一表面上具有多个所述区域,
按照多个所述区域成为相互间独立的多个反应区间的方式,将多个所述区域的各自外周焊接于所述盖构件。
6.根据权利要求1所述的反应容器,其中,所述盖构件的总光线透射率为0.01~60%。
7.一种生物化学分析方法,其是使用了权利要求1~6中任一项所述的反应容器的生物化学分析方法,其含有下述工序:
将按照一个检测对象物质进入所述凹部的方式稀释而成的试样送液至所述基材与所述盖构件之间的所述间隙中的送液工序;
向所述间隙中送液油性的密封液、将多个凹部分别密封的密封工序;
在所述密封工序之后,使用所述一部分范围的光对所述凹部内的试样进行明视野观察的第一观察工序;以及
在所述密封工序之后,透过所述基材对所述凹部内的试样照射激发光,同时对所述试样对应于所述激发光所产生的荧光进行观察的第二观察工序。
8.根据权利要求7所述的生物化学分析方法,其中,在所述密封工序之后、所述第二观察工序之前,进一步含有在所述凹部内进行信号放大反应的反应工序。
9.根据权利要求8所述的生物化学分析方法,其中,所述信号放大反应是酶反应。
10.根据权利要求9所述的生物化学分析方法,其中,所述酶反应是等温反应。
11.根据权利要求9所述的生物化学分析方法,其中,所述酶反应是侵入反应。
12.根据权利要求7~11中任一项所述的生物化学分析方法,其中,所述试样含有:
成为分析对象物的DNA、RNA、miRNA、mRNA或蛋白质;和
针对所述分析对象物的特异性标记物质。
13.根据权利要求12所述的生物化学分析方法,其中,
所述分析对象物含有核酸,
所述特异性标记物质含有与所述分析对象物不同的核酸、酶、粒子、抗体及脂质体中的至少1种。
14.根据权利要求7所述的生物化学分析方法,其中,所述密封液含有氟系油和硅系油中的至少任一种。
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