JP2004257962A

JP2004257962A - 生体関連物質の検査用の反応チップと反応容器

Info

Publication number: JP2004257962A
Application number: JP2003051250A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Matsuo; 祐一郎松尾
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】熱抵抗が小さく熱効率のロスが少ない生体関連物質の検査用の反応容器のための反応チップを提供する。
【解決手段】反応チップ１１０は、生体関連物質を捕捉するプローブを含む固相坦体１１２と、固相坦体１１２をそれらの間に挟んで保持する一対の支持部材１１４と１１６とを備えている。固相坦体１１２と支持部材１１４と１１６は接着によって一体化されている。支持部材１１４と１１６は、それぞれ、固相坦体１１２を部分的に上下面を共に露出させる四つの円形の開口部１２２と１２４を有している。固相坦体１１２の上下面共に露出している部分は、検査される生体関連物質との反応に供される。支持部材１１４と１１６は、高融点発熱材料製であり、電流供給に対して発熱する加温体として働き得る。支持部材１１４と１１６は、それぞれ、電流供給用の一対の電極１２６と１２８を有している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遺伝子等の生体関連物質の検査用の反応チップと反応容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ヒトを含む多くの生物やイネをはじめとする多くの植物の遺伝子等の生体関連物質の解析が進められている。
【０００３】
遺伝子等の生体関連物質の検査は、これまでは一般に電気泳動法により行なわれていた。電気泳動法では、検査に長い時間を必要とし、一度に行なえる検査の数も少数に限られる。
【０００４】
最近では、半導体等にＤＮＡを規則正しく配列したＤＮＡチップあるいはＤＮＡマイクロアレイを用いた新規な検査方法が開発されている。この新規な検査方法では、同時に複数の遺伝子等の生体関連物質を検査することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この新規な検査方法は、検査に長い時間を必要とし、再現性の良い分析結果を得ることが難しい。
【０００６】
本出願人は、特願２００１−２３２５０１号において、三次元ＤＮＡマイクロアレイを用いた、簡便に短時間で遺伝子を検査し得る遺伝子検査装置と遺伝子検出方法を提案している。
【０００７】
この遺伝子検査では、反応液は、多孔質のフィルターを坦体とする三次元ＤＮＡマイクロアレイ（反応部）によって仕切られた液体収容部に入れられ、ポンプたとえばシリンジポンプによる加圧・減圧によって繰り返し反応部を通過させられる。これにより短時間の内に再現性良く核酸が得られる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願人は、特願２００１−３９５１４０号において、このような遺伝子等の生体関連物質の検査に好適に適用され得る反応容器を提案している。
【０００９】
その反応容器は、ＤＮＡチップ等の反応チップと、反応チップを収容し保持する容器本体とを備えており、反応用器本体は、上方に開放した上側ウェルと、反応チップを挟んで上側ウェルの下方に位置する下側ウェルと、下側ウェルと外部空間を連絡する流路とを有している。反応チップは、検査する生体関連物質を含む反応液の通過を許す多孔質の固相坦体を有しており、固相坦体は、上側ウェルと下側ウェルの間に位置する部分は生体関連物質との反応に供される反応部であり、反応部は生体関連物質を捕捉する複数のプローブを有している。反応容器の上方に開放した上側ウェルは、反応容器の上方からの反応部の光学的な観察を可能にしている。
【００１０】
このような反応容器は、生体関連物質の検査の際、生体関連物質とプローブとの反応の促進するために適当な温度に加温される。反応容器の加温は、これまで、反応容器の近くに配置されたヒーターやペルチェ素子などによって間接的に行なわれている。
【００１１】
しかし、このような間接的な加温は、熱抵抗が大きく、熱効率のロスを招いたり、俊敏な温度変化に追従できず、反応時間のロスを招くことがある。
【００１２】
本発明の目的は、熱抵抗が小さく、熱効率のロスが少ない、生体関連物質の検査用の反応容器を提供することであり、また、そのための反応チップを提供することである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
第一実施形態
図１に示されるように、反応チップ１１０は、生体関連物質を捕捉するプローブを含む多孔質の固相坦体１１２と、固相坦体１１２をそれらの間に挟んで保持する一対の支持部材１１４と１１６とを備えている。固相坦体１１２と支持部材１１４と１１６は接着によって一体化されている。支持部材１１４と１１６は、それぞれ、互いに対応して位置する四つの円形の開口部１２２と１２４を有している。互いに対応して位置する開口部１２２と１２４は、固相坦体１１２を部分的に上下面を共に露出させる。一対の支持部材１１４と１１６は、固相坦体１１２を少なくとも部分的に露出させて支持する支持体を構成している。
【００１５】
反応チップ１１０は、例えば、ＤＮＡ検査のためのＤＮＡチップであるが、特にこれに限定されるものではなく、広く生体関連物質を検査するためのあらゆるチップを含む。
【００１６】
固相坦体１１２の上下面共に露出している部分は、検査される生体関連物質との反応に供される反応部を構成している。反応部には複数のスポットが形成されており、それぞれのスポットは特定の生体関連物質を捕捉するためのプローブを有している。固相坦体１１２は上下に貫通した多数の微細な孔を有しており、プローブはそれらの孔の中に固定されている。
【００１７】
支持体は加温体として働き得る。このため、支持部材１１４と１１６は、発熱材料であれば特に制限はないが、例えば、高融点発熱材料製であり、電流供給に対して発熱する。本実施形態では、支持部材１１４と１１６が共に高融点発熱材料製であるが、それらの一方だけが高融点発熱材料製であってもよい。
【００１８】
支持部材１１４と１１６用の好適な高融点発熱材料は、例えばタングステンである。しかし、支持部材１１４と１１６用の高融点発熱材料は、タングステンに限定されるものではなく、タンタルやニクロム（登録商標）など、他の高融点発熱材料であってもよい。
【００１９】
支持部材１１４と１１６は、それぞれ、電流供給用の一対の電極１２６と１２８を有している。支持部材１１４と１１６は、電極１２６と１２８を除いて絶縁膜で被覆されている。つまり、支持部材１１４と１１６は、電極１２６と１２８を除いてそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している。絶縁材料は、例えば樹脂である。樹脂は、例えば高密度ポリエチレンであるが、これに限定されるものではなく、他の樹脂であってもよい。
【００２０】
支持部材１１４と１１６は、例えば、タングステンの板に対して切り出し加工等を行なって開口部１２２と１２４と電極１２６と１２８を形成した後、電極１２６と１２８を除いて高密度ポリエチレンでライニングして絶縁膜を形成することにより、作製される。
【００２１】
反応チップ１１０は、図２と図３に示されるように、容器本体１４０に収容され保持される。容器本体１４０は反応チップ１１０と共に生体関連物質の検査用の反応容器１００を構成する。
【００２２】
容器本体１４０は、反応チップ１１０をそれらの間に挟んで保持する上側容器半体１４２と下側容器半体１４４とを備えている。上側容器半体１４２と下側容器半体１４４は、例えばポリカーボネート製であり、ねじ止めや接着など、適当な手法によって互いに固定され、反応チップ１１０を保持する。
【００２３】
上側容器半体１４２は、反応チップ１１０の電極１２６と１２８を外部に突出させる切り欠き部１４８を有している。
【００２４】
容器本体１４０は、検査される生体関連物質を含む反応液を収容する反応液収容部を有している。反応液収容部は、図３において、反応チップ１１０の上側に位置する上側ウェル１５２と、反応チップ１１０の下側に位置する下側ウェル１５４と、下側ウェル１５４と外部空間を連絡する流路１５６とを有している。
【００２５】
このため、上側容器半体１４２は、上側ウェル１５２を規定するテーパー状の貫通孔を有しており、下側容器半体１４４は、下側ウェル１５４を規定する凹部と、流路１５６を規定する中空部とを有している。中空部は、下側ウェル１５４を規定する凹部の底面から延び、下側容器半体１４４の側面１５８で終端している。
【００２６】
反応液収容部は、反応チップ１１０で仕切られている。より詳しくは、上側ウェル１５２と下側ウェル１５４の間には、反応チップ１１０の反応部すなわちプローブが形成された固相坦体１１２が位置している。上側ウェル１５２と下側ウェル１５４の間に位置する固相坦体１１２は、反応液収容部に収容された反応液の通過を許す。つまり、反応液収容部に収容された反応液は、反応チップ１１０の固相坦体１１２を通過して、上側ウェル１５２と下側ウェル１５４の間を行き来し得る。
【００２７】
上側ウェル１５２は、上方に開放しており、上方からの反応チップ１１０の固相坦体１１２の光学的観察を可能にしている。
【００２８】
下側ウェル１５４と流路１５６の容積の合計は、上側ウェル１５２の容積よりも大きい。従って、下側ウェル１５４と流路１５６は、最初に上側ウェル１５２に入れられる反応液の全量を収容し得る。
【００２９】
容器本体１４０は、好ましくは、上側ウェル１５２と反応部を液密に保つために上側容器半体１４２と反応チップ１１０の間に設けられた上側パッキン部材と、下側ウェル１５４と反応部を液密に保つために下側容器半体１４４と反応チップ１１０の間に設けられた下側パッキン部材とを更に備えている。
【００３０】
例えば、上側パッキン部材はＯリング１６２で構成され、下側パッキン部材はＯリング１６４で構成される。これに対応して、上側容器半体１４２は、Ｏリング１６２を収容する上側ウェル１５２の下端を取り囲むリング状の溝１６６を有している。下側容器半体１４４は、Ｏリング１６４を収容する下側ウェル１５４の上端を取り囲むリング状の溝１６８を有している。
【００３１】
このような上側容器半体１４２と反応チップ１１０の間あるいは下側容器半体１４４と反応チップ１１０の間に設けられたパッキン部材は、ウェルの各々を液密に保ち、これにより、外部空間からの影響を遮断すると共に、ウェルの間同士の影響をも遮断する。
【００３２】
反応容器１００は、好ましくは、さらに、反応チップ１１０の温度を測定する測温体を有している。測温体は、例えば、図２に示されるように、反応チップ１１０の近くに配置された、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体１７２を含む。測温抵抗体１７２は絶縁膜で被覆されている。つまり、測温抵抗体１７２はそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している。
【００３３】
測温抵抗体１７２は、下側容器半体１４４に設けられており、下側容器半体１４４は、その上面に設けられた内部電極１７４を有し、内部電極１７４は測温抵抗体１７２と電気的に接続されている。上側容器半体１４２は、その下面に設けられた内部電極１７６と、外側に設けられた外部電極１７８とを有しており、内部電極１７６と外部電極１７８は電気的に接続されている。上側容器半体１４２の内部電極１７６と下側容器半体１４４の内部電極１７４は、上側容器半体１４２と下側容器半体１４４とが固定された際に導通される。
【００３４】
反応容器１００は、生体関連物質の検査に際して、インキュベーターに格納される。
【００３５】
インキュベーターに格納された反応容器１００は、図示されていないが、流路１５６がチューブを介してシリンジポンプ等のポンプと連絡される。これにより、反応容器１００の反応液収容部内（上側ウェル１５２と下側ウェル１５４と流路１５６）の反応液は、空気層を途中に挟んで、ポンプと流体的に連絡される。
【００３６】
ポンプは反応液との間に存在する空気を吸引・吐出し、それに応じて流路１５６が減圧・加圧される。
【００３７】
流路１５６の減圧に応じて、上側ウェル１５２内の反応液は、反応部（プローブが形成された固相坦体１１２）を通って、下側空間（下側ウェル１５４と流路１５６の空間）へ移動する。
【００３８】
前述したように下側ウェル１５４と流路１５６の合計の容積は、上側ウェル１５２の容積よりも大きいため、最初に上側ウェル１５２に入れられた反応液は、その全量が下側空間（下側ウェル１５４と流路１５６の空間）内に収容され得る。
【００３９】
また、流路１５６の加圧に応じて、下側空間（下側ウェル１５４と流路１５６の空間）内の反応液は、反応部（プローブが形成された固相坦体１１２）を通って、上側ウェル１５２へ移動する。
【００４０】
このように、ポンプの吸引・吐出を繰り返し行なうことにより、反応液は、反応部（プローブが形成された固相坦体１１２）を通って、上側ウェル１５２と下側空間（下側ウェル１１２と流路１１４の空間）の間を行き来する。
【００４１】
このように反応液に繰り返し反応部（プローブが形成された固相坦体１１２）を通過させることにより、遺伝子や核酸等の検査対象物を比較的短時間で検出することができる。
【００４２】
検査対象物の検出の際、反応容器１００は検査対象物の検出に適した温度に温度制御される。図４は、反応容器１００の温度制御系を示している。
【００４３】
図４に示されるように、温度制御系は、インキュベーター１８２に収納された反応容器１００内の反応チップ１１０の支持部材１１４と１１６を発熱させるための制御電圧を出力する温度調節器１８４と、温度調節器１８４からの制御電圧を増幅して反応チップ１１０の支持部材１１４と１１６に供給するドライブ回路１８６と、温度調節器１８４とドライブ回路１８６に電力を供給する電源回路１８８と、温度調節器１８４を制御するＰＣ１９０と、制御に必要な情報を表示するモニター１９２とを有している。
【００４４】
温度調節器１８４は、電源回路１８８から２４Ｖの電力供給を受けて動作し、測温抵抗体１７２からの温度情報をＰＣ１９０に送る。ＰＣ１９０は設定温度との乖離を把握しながら温度調節器１８４を制御する。温度調節器１８４はＰＣ１９０によって９６００ｂｐｓの通信レートで制御される。温度調節器１８４は、定格出力電流が２０ｍＡの加温部制御用出力端子を備えている。加温部制御用出力端子は、ドライブ回路１８６に接続されている。ドライブ回路１８６は、ＭＯＳ−ＦＥＴ等により電流回路を構成しており、電源回路１８８から２４Ｖの電力供給を受けて動作する。ドライブ回路１８６は、最大２Ａまでの電流をドライブすることができ、反応チップ１１０の支持部材１１４と１１６を最大１００℃まで温度上昇させることができる。
【００４５】
ＰＣ１９０には、反応チップ１１０の設定温度がキーボードから予め入力される。温度調節器１８４は、反応チップ１１０の温度を測温抵抗体１７２によって常時モニターしており、その情報をＰＣ１９０に送る。ＰＣ１９０は、その情報に基づいて、反応チップ１１０の現在温度を求め、それを予め入力された設定温度と共にモニター１９２に表示する。
【００４６】
ＰＣ１９０は、予め入力された設定温度と、反応チップ１１０の現在温度とに基づいて、温度調節器１８４を制御する。温度調節器１８４は加温部制御用出力端子から反応チップ１１０の現在温度に応じた０〜１２Ｖの範囲内の制御電圧を出力し、ドライブ回路は供給される制御電圧に応じて０〜約２４Ｖの範囲内の電圧を反応チップ１１０に供給する。
【００４７】
反応チップ１１０の加温の初期においては、温度調節器１８４は最大の制御量で動作される。反応チップ１１０の温度が設定温度に近くなると、図５に示されるような反応チップ１１０の温度が設定温度に対してオーバーシュート・アンダーシュートを避けるために、温度調節器１８４は制御量を徐々に下げながら設定温度に近づける。
【００４８】
温度調節器１８４は、一度ＰＣ１９０から設定温度の指示を受け、温調開始命令を受けると、ＰＣ１９０から設定温度変更の指示を受けるか温調停止命令を受けるまで、指示された温度で制御量を微調整しながら、反応チップ１１０が一定温度になるような制御を続ける。
【００４９】
本実施形態の反応容器１００は、反応チップ１１０の支持部材１１４と１１６が発熱する（つまり加温体として働く）ので、熱抵抗が小さく、熱効率のロスが少ない。このため、反応容器１００は、設定温度への温度追従性が良く、加温体の温度と検体（反応液と固相坦体）の温度がほとんど同じなので高精度の温度制御を行なうことができる。
【００５０】
図６は、本発明に従って反応チップが発熱する場合の反応チップの温度曲線と、従来通り間接的に加熱される反応容器の反応チップの温度曲線とを示している。
【００５１】
図６から分かるように、本実施形態の反応容器１００は、間接的に加熱される反応容器と比べて、反応チップが８０℃の設定温度に早く到達している。図６において、本実施形態の温度曲線は、設定温度付近で波状になっている。これは、温度調節器１８４のヒーター制御がオン・オフ制御であることに起因している。このような温度変動は、オン・オフの制御周期を短くすることにより、あるいは温度調節器をリニア制御方式のものに変更することにより、容易に滑らかにすることができる。また、反応チップが発熱した方がよりサンプルに近い部材が発熱するので、温度の追従性はより高くなる。本実施形態では反応チップの温度設定を８０℃としたが、任意の温度に設定することが可能である。
【００５２】
第二実施形態
図７に示されるように、反応容器２００は、ＤＮＡチップ等の反応チップ２１０と、反応チップ２１０を収容し保持する容器本体２４０とを備えている。
【００５３】
容器本体２４０は、反応チップ２１０をそれらの間に挟んで保持する上側容器半体２４２と下側容器半体２４４とを備えている。上側容器半体２４２と下側容器半体２４４は、ねじ止めや接着など、適当な手法によって互いに固定され、反応チップ２１０を保持する。
【００５４】
反応チップ２１０は、図８に示されるように、生体関連物質を捕捉するプローブを含む多孔質の固相坦体２１２と、固相坦体２１２をそれらの間に挟んで保持する一対の支持部材２１４と２１６とを備えている。固相坦体２１２と支持部材２１４と２１６は接着によって一体化されている。支持部材２１４と２１６は、ポリカーボネート等の樹脂製で、それぞれ、互いに対応して位置する四つの円形の開口部２２２と２２４を有している。互いに対応して位置する開口部２２２と２２４は、固相坦体２１２を部分的に上下面を共に露出させる。一対の支持部材２１４と２１６は、固相坦体２１２を少なくとも部分的に露出させて支持する支持体を構成している。
【００５５】
固相坦体２１２の上下面共に露出している部分は、検査される生体関連物質との反応に供される反応部を構成している。反応部には複数のスポットが形成されており、それぞれのスポットは特定の生体関連物質を捕捉するためのプローブを有している。固相坦体２１２は上下に貫通した多数の微細な孔を有しており、プローブはそれらの孔の中に固定されている。
【００５６】
容器本体２４０は、検査される生体関連物質を含む反応液を収容する反応液収容部を有している。反応液収容部は、図９において、反応チップ２１０の上側に位置する上側ウェル２５２と、反応チップ２１０の下側に位置する下側ウェル２５４と、下側ウェル２５４と外部空間を連絡する流路２５６とを有している。
【００５７】
このため、上側容器半体２４２は、上側ウェル２５２を規定するテーパー状の貫通孔を有しており、下側容器半体２４４は、下側ウェル２５４を規定する凹部と、流路２５６を規定する中空部とを有している。中空部は、下側ウェル２５４を規定する凹部の底面から延び、下側容器半体２４４の側面２５８で終端している。
【００５８】
反応液収容部は、反応チップ２１０で仕切られている。より詳しくは、上側ウェル２５２と下側ウェル２５４の間には、反応チップ２１０の反応部すなわちプローブが形成された固相坦体２１２が位置している。上側ウェル２５２と下側ウェル２５４の間に位置する固相坦体２１２は、反応液収容部に収容された反応液の通過を許す。つまり、反応液収容部に収容された反応液は、反応チップ２１０の固相坦体２１２を通過して、上側ウェル２５２と下側ウェル２５４の間を行き来し得る。
【００５９】
上側ウェル２５２は、上方に開放しており、上方からの反応チップ２１０の固相坦体２１２の光学的観察を可能にしている。
【００６０】
下側ウェル２５４と流路２５６の容積の合計は、上側ウェル２５２の容積よりも大きい。従って、下側ウェル２５４と流路２５６は、最初に上側ウェル２５２に入れられる反応液の全量を収容し得る。
【００６１】
容器本体２４０は、好ましくは、上側ウェル２５２と反応部を液密に保つために上側容器半体２４２と反応チップ２１０の間に設けられた上側パッキン部材と、下側ウェル２５４と反応部を液密に保つために下側容器半体２４４と反応チップ２１０の間に設けられた下側パッキン部材とを更に備えている。
【００６２】
例えば、上側パッキン部材はＯリング２６２で構成され、下側パッキン部材はＯリング２６４で構成される。これに対応して、上側容器半体２４２は、Ｏリング２６２を収容する上側ウェル２５２の下端を取り囲むリング状の溝２６６を有している。下側容器半体２４４は、Ｏリング２６４を収容する下側ウェル２５４の上端を取り囲むリング状の溝２６８を有している。
【００６３】
このような上側容器半体２４２と反応チップ２１０の間あるいは下側容器半体２４４と反応チップ２１０の間に設けられたパッキン部材は、ウェルの各々を液密に保ち、これにより、外部空間からの影響を遮断すると共に、ウェルの間同士の影響をも遮断する。
【００６４】
容器本体２４０は加温体として働き得る。このため、上側容器半体２４２と下側容器半体２４４は、発熱部材であれば特に制限はないが、高融点発熱材料製であり、電流供給に対して発熱する。本実施形態では、上側容器半体２４２と下側容器半体２４４が共に高融点発熱材料製であるが、それらの一方だけが高融点発熱材料製であってもよい。
【００６５】
上側容器半体２４２と下側容器半体２４４用の好適な高融点発熱材料は、例えばタングステンである。しかし、上側容器半体２４２と下側容器半体２４４用の高融点発熱材料は、タングステンに限定されるものではなく、タンタルやニクロム（登録商標）など、他の高融点発熱材料であってもよい。
【００６６】
下側容器半体２４４は、外部に露出した電流供給用の一対の電極２８６を有している。また、上側容器半体２４２は電流供給用の一対の内部電極２８２を有し、下側容器半体２４４は、上側容器半体２４２の電極２８２に向き合う通電用の一対の内部電極２８２を有している。上側容器半体２４２の内部電極２８２と下側容器半体２４４の内部電極２８４は、上側容器半体２４２と下側容器半体２４４とが一体化された際に、互いに電気的に接続される。
【００６７】
これにより、上側容器半体２４２は、下側容器半体２４４の内部電極２８４を介して、下側容器半体２４４の電流供給用の一対の電極２８６と電気的に接続される。下側容器半体２４４の電極２８６への電流供給に対して、下側容器半体２４４が発熱するだけでなく、上側容器半体２４２も発熱する。
【００６８】
上側容器半体２４２は内部電極２８２を除いて絶縁膜で被覆されており、下側容器半体２４４は、内部電極２８４と電極２８６を除いて絶縁膜で被覆されている。つまり、上側容器半体２４２は内部電極２８２を除いてそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有しており、下側容器半体２４４は内部電極２８４と電極２８６を除いてそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している。絶縁材料は、例えば樹脂である。樹脂は、例えばポリスチレンであるが、これに限定されるものではなく、他の樹脂であってもよい。
【００６９】
反応容器２００は、反応チップ２１０の温度を測定する測温体を有している。測温体は、例えば、図７に示されるように、反応チップ２１０の近くに配置された、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体２７２を含む。測温抵抗体２７２は絶縁膜で被覆されている。つまり、測温抵抗体２７２はそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している。
【００７０】
測温抵抗体２７２は、上側容器半体２４２に設けられており、上側容器半体２４２には、測温抵抗体２７２と電気的に接続された電極２７４が設けられている。
【００７１】
本実施形態の反応容器２００は、容器本体２４０すなわち上側容器半体２４２と下側容器半体２４４が発熱する（つまり加温体として働く）ので、熱抵抗が小さく、熱効率のロスが少ない。このため、反応容器２００は、設定温度への温度追従性が良く、加温体の温度と検体（反応液と固相坦体）の温度がほとんど同じなので高精度の温度制御を行なうことができる。
【００７２】
図１１は、本発明に従って容器本体が発熱する反応容器の反応チップの温度曲線と、従来通り間接的に加熱される反応容器の反応チップの温度曲線とを示している。
【００７３】
図１１から分かるように、本実施形態の反応容器２００は、間接的に加熱される反応容器と比べて、反応チップが８０℃の設定温度に早く到達している。図１１において、本実施形態の温度曲線は、設定温度付近で波状になっている。これは、温度調節器１８４のヒーター制御がオン・オフ制御であることに起因している。このような温度変動は、オン・オフの制御周期を短くすることにより、あるいは温度調節器をリニア制御方式のものに変更することにより、容易に滑らかにすることができる。
【００７４】
反応チップが発熱する場合は、温度制御の追従性が高くなり、温度変化を与えて反応させる場合には好ましいが、反面、発熱部材のコストが高くなり好ましくない。第二実施形態のように、反応容器を発熱させて、反応チップの保持部材を例えば、樹脂等のフィルムで構成し、反応チップのみを交換可能に構成すると、従来の反応容器を間接的に加熱するときよりも温度の追従性は向上し、コストアップすることもなく好ましい。
【００７５】
図１０は、本実施形態の変形例の反応容器２００Ａを示している。図１０において、図７と同じ参照符号で指示された部材は同一の部材を示しており、その詳しい説明は省略する。
【００７６】
本変形例の反応容器２００Ａは、図８に示された反応チップを収容し保持する反応容器２４０Ａを有しており、反応容器２４０Ａは上側容器半体２４２Ａと下側容器半体２４４とで構成されている。上側容器半体２４２Ａは、測温体２９４が反応チップの近くに配置されることを可能にする孔２９２を有している。
【００７７】
これまで、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形されてよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、熱抵抗が小さく、熱効率のロスが少ない、反応容器が提供される。このため、本発明の反応容器は、設定温度への温度追従性が良く、高精度の温度制御を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態による反応チップの分解斜視図である。
【図２】図１に示された反応チップを含む反応容器の分解斜視図である。
【図３】図２に示された反応容器の反応液収容部を示す断面図である。
【図４】図２と図３に示された反応容器の温度制御系を示している。
【図５】温度調節時に現れる不所望なオーバーシュートとアンダーシュートを示している。
【図６】反応チップ自体が発熱する反応チップの温度曲線と、間接的に加熱される反応容器の反応チップの温度曲線とを示している。
【図７】本発明の第二実施形態による反応容器を示している。
【図８】図７に示された反応チップの分解斜視図である。
【図９】図７に示された反応容器の反応液収容部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態の変形例の反応容器を示している。
【図１１】容器本体が発熱する反応容器の反応チップの温度曲線と、間接的に加熱される反応容器の反応チップの温度曲線とを示している。
【符号の説明】
１００…反応容器、１１０…反応チップ、１１２…固相坦体、１１４，１１６…支持部材、１２２，１２４…開口部、１２６，１２８…電極、１４０…容器本体、１４２…上側容器半体、１４４…下側容器半体、１５２…上側ウェル、１５４…下側ウェル、１５６…流路、１７２…測温抵抗体。

Claims

生体関連物質の検査用の反応チップであり、
生体関連物質を捕捉するプローブを含む多孔質の固相坦体と、
固相坦体を少なくとも部分的に露出させて支持する支持体とを備えており、支持体が加温体として働き得る、反応チップ。
支持体は、固相坦体をそれらの間に挟んで保持する一対の支持部材で構成されている、請求項１に記載の反応チップ。
少なくとも一つの支持部材は発熱部材であり、電流供給に対して発熱する、請求項２に記載の反応チップ。
一対の支持部材は共に発熱部材である、請求項３に記載の反応チップ。
発熱部材の支持部材は、電流供給用の電極と、電極を除いてそれ自体を覆っている絶縁材料の膜とを含んでいる、請求項３に記載の反応チップ。
生体関連物質の検査用の反応容器であり、
請求項１に記載の反応チップと、
反応チップを収容し保持する容器本体とを備えており、
反応容器は検査される生体関連物質を含む反応液を収容する反応液収容部を有し、反応液収容部は反応チップで仕切られており、反応チップの露出した固相坦体は反応液収容部に収容された反応液がそれを通過するのを許し、反応液収容部は反応チップの上側に位置する上方に開放した上側ウェルを含んでおり、上側ウェルは上方からの反応チップの固相坦体の光学的観察を可能にしている、反応容器。
反応容器は、反応チップの温度を測定する測温体を有している、請求項６に記載の反応容器。
測温体は、反応チップの近くに配置された、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体を含み、測温抵抗体はそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している、請求項７に記載の反応容器。
生体関連物質の検査用の反応容器であり、
生体関連物質を捕捉するプローブを含む多孔質の固相坦体とそれを少なくとも部分的に露出させて支持する支持体とを有する反応チップと、
反応チップを収容し保持する容器本体とを備えており、
反応容器は検査される生体関連物質を含む反応液を収容する反応液収容部を有し、反応液収容部は反応チップで仕切られており、反応チップの露出した固相坦体は反応液収容部に収容された反応液がそれを通過するのを許し、反応液収容部は反応チップの上側に位置する上方に開放した上側ウェルを含んでおり、上側ウェルは上方からの反応チップの固相坦体の光学的観察を可能にしており、容器本体が加温体として働き得る、反応容器。
容器本体は、反応チップをそれらの間に挟んで保持する一対の容器半体で構成されている、請求項９に記載の反応容器。
反応チップが交換可能である、請求項１０に記載の反応容器。
少なくとも一つの容器半体は発熱部材であり、電流供給に対して発熱する、請求項１０に記載の反応容器。
一対の容器半体は共に発熱部材である、請求項１２に記載の反応容器。
発熱部材の容器半体は、電流供給用の電極と、電極を除いてそれ自体を覆っている絶縁材料の膜とを含んでいる、請求項１２に記載の反応容器。
反応容器は、反応チップの温度を測定する測温体を有している、請求項９に記載の反応容器。
測温体は、反応チップの近くに配置された、温度に依存して電気抵抗が変化する測温抵抗体を含み、測温抵抗体はそれ自体を覆っている絶縁材料の膜を有している、請求項１５に記載の反応容器。
容器本体は、測温体が反応チップの近くに配置されることを可能にする孔を有している、請求項９に記載の反応容器。