JP2005509424A - 流体循環装置 - Google Patents
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Abstract
Description
技術分野
本発明は流体循環装置に係り、一層詳細には2つ以上のチャンバまたは区間を有する流体循環装置、それを利用した核酸増幅装置、及びそれを含むチップに関する。
【0002】
背景技術
PCR(Polymerase Chain Reaction)法は周期的な加熱/冷却法により核酸序列を増幅させるために開発された。PCRにて、1サイクルのDNA増幅のためには生化学サンプルの温度をT1(変性)→T2(アニーリング)→T3(延長)に変化させねばならない。
【0003】
図1の如く、従来のPCRシステムの場合にチャンバ内にPCR流体のような生化学流体を保持するチャンバの温度を制御し、(変性(94℃)→アニーリング(55℃)→延長(72℃))PCR反応を行う構造を有している。かようなシステムにおいて、チャンバの加熱と冷却とを反復することにより加熱と冷却時間が遅延され、正確な温度制御のために複雑な回路を必要とする短所があった。
【0004】
USP5,270,183は図2の如くPCR流体のような生化学流体をして相異なる温度区間をジグザグ型に連続的に流すことによりPCRを行う、PCRを使用したサンプル内核酸を増幅するための装置及び方法を開示する。従って、かようなシステムはT3区間からT1区間に移動する時にT2区間を必ず通過してしまい、正確な温度プロファイルを伴わせるために非常に長いチャンネルが必要になる。
【0005】
また、図3の如くPCR流体のような生化学流体を相異なる温度区間を同心円方向に連続的に流してPCR反応を行うPCRシステムが開示された(Proc.Miniaturized Total Analysis Systems(uTAS 2001),Luisiana State University,Steven A.Soper et al.,pp.459−461)。かようなシステムは毎サイクルを回るたびに流路が短くなるので、温度プロファイルを伴わせるためには流れの速度を正確に制御しなければならない。
【0006】
発明の開示
本発明の1つの様態として、相異なる温度の設定された2以上のチャンバを含む流体循環装置であり、前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポート(入口空気圧ポート)を含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポート(出口空気圧ポート)を含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結される流体循環装置が提供される。
【0007】
本発明の他の様態として、チャンバの入口空気圧ポートに空気圧を加え、同時に流体流れ方向に隣接したチャンバの出口空気圧ポートを開放することにより、前記流体を前記チャンバから前記隣接したチャンバに移動させ、前記隣接したチャンバの出口空気圧ポートに加えられる圧力を調節することにより、前記隣接したチャンバに所望の時間流体を保持させ、前記段階を順次反復することにより、流体を循環させることを含む前記流体循環装置の作動法が提供される。
【0008】
本発明のさらに他の様態として、重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための3つのチャンバを含む装置であり、前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結され、前記3つのチャンバは変性のための温度が設定された第1チャンバ、アニーリングのための温度が設定された第2チャンバ、及び延長のための温度の設定された第3チャンバを含む装置が提供される。
【0009】
本発明のさらに他の様態として、重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための2つのチャンバを含む装置であり、前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁は他のチャンバの入口弁に連結され、いずれか1つのチャンバは変性のための温度が設定され、他のチャンバはアニーリング及び延長のための温度が設定された装置が提供される。
【0010】
本発明のさらに他の様態として、相異なる温度の設定された2つ以上の区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して残りの1つ以上の区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含む流体循環装置が提供される。
【0011】
本発明のさらに他の様態として、前記磁石に力を加えて磁性流体を移動させることにより、前記流体を隣接した区間に移動させることを含む前記流体循環装置の作動法が提供される。
【0012】
本発明のさらに他の様態として、重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置であり、3つの区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して残りの区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含み、前記3つの区間は変性のための温度が設定された第1区間、アニーリングのための温度が設定された第2区間、及び延長のための温度が設定された第3区間を含む装置が提供される。
【0013】
本発明のさらに他の様態として、重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置であり、2つの区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して他の区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含み、いずれか1つの区間は変性のための温度が設定され、他の区間はアニーリング及び延長のための温度が設定された装置が提供される。
【0014】
本発明のさらに他の様態として、基板、前記基板上に形成された前記核酸増幅装置及びそれと流動的に連結された電気泳動遂行部を含むチップが提供される。
【0015】
本発明は相異なる温度が設定された2つ以上のチャンバまたは区間を有する流体循環装置及びそれを作動する方法を提供する。また、本発明はそれを利用した核酸増幅装置及びそれを含むチップを提供する。
【0016】
図面の簡単な説明
図1は従来のPCRシステムを示し、
図2は他の形態の従来のPCRシステムを示し、
図3はさらに他の形態の従来のPCRシステムを示し、
図4及び図5はPCRのために異なる温度が設定された2つ以上の区間に沿ってPCR流体のような生化学流体を循環させる概要を示し、
図6及び図7は空気圧型PCRシステムにて、各チャンバ単位の基本成分を概略的に示し、
図8は1つのチャンバ単位を有する装置での動作原理を概略的に示し、
図9及び図10はそれぞれ2つ及び3つのチャンバ単位が連結された装置の動作原理を概略的に示し、
図11は3つのチャンバが互いに連結された流体循環装置の概要を概略的に示し、
図12は循環式PCR装置での動作原理を概略的に示し、
図13は磁性流体型PCRシステムにて、磁性流体を使用してPCR流体のような生化学流体を循環させる動作原理を概略的に示す。
【0017】
<符号の説明>
11,21,31 チャンバ
発明を実施するための最良の態様
本発明の装置は流体が循環する相異なる温度が設定された2つ以上のチャンバを含む。すなわち、前記流体循環装置は相異なる温度が設定された2以上のチャンバを含み、前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポート(入口空気圧ポート)を含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポート(出口空気圧ポート)を含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結される。
【0018】
前記流体は反応のために温度が設定された空間にて所定時間保持される流体ならばいずれも適用可能である。前記流体はPCR反応に使われる鋳型DNA、オリゴヌクレオチドプライマ、4種のdNTP(dATP,dCTP,dGTP及びdTTP)と熱安定性DNAポリマラーゼとを含むPCR流体のような生化学流体でありうる。
【0019】
本発明の流体循環装置において、各チャンバの出口弁はそれとつながるチャンバの入口弁と統合されうる。
【0020】
前記入口弁及び出口弁は受動的に作動される弁でありうる。また、前記受動的に作動される弁は出口弁のチャンネルが入口弁のチャンネルより狭く形成された弁または出口弁の内部表面を疎水性物質で処理した弁でありうる。
【0021】
本発明の装置において、各チャンバに加えられる圧力を調節することにより流体が循環される。流体循環装置の作動法はチャンバの入口空気圧ポートに空気圧を加え、同時に流体流れ方向に隣接したチャンバの出口空気圧ポートを開放することにより、前記流体を前記チャンバから前記隣接したチャンバに移動させ、前記隣接したチャンバの出口空気圧ポートに加えられる圧力を調節することにより、前記隣接したチャンバに所望の時間流体を保持させ、前記段階を順次反復することにより、流体を循環させることを含む。
【0022】
前記流体は入口空気圧ポート及び出口空気圧ポートを通じてそれぞれ注入及び排出されうる。
【0023】
本発明は流体循環装置を使用して核酸を増幅させる装置を含む。前記重合装置は重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるのに使われ、3つのチャンバを含みうる。各チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結される。前記3つのチャンバは変性のための温度の設定された第1チャンバ、アニーリングのための温度が設定された第2チャンバ、及び延長のための温度が設定された第3チャンバを含む。
【0024】
また、前記重合装置は重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるのに使われ、2つのチャンバを含みうる。各チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、いずれか1つのチャンバの出口弁は他のチャンバの入口弁に連結される。いずれか1つのチャンバは変性のための温度が設定され、他のチャンバはアニーリング及び延長のための温度が設定される。
【0025】
本発明の核酸増幅装置はPCR流体のような生化学流体が相異なる温度が設定された2つまたは3つのチャンバを循環する超小型化された「循環式PCR」サイクラでありうる。例えば、第1チャンバ(変性温度:T1)→第2チャンバ(アニーリング温度:T2)→第3チャンバ(延長温度:T3)または第1チャンバ(変性温度:T1)→第2チャンバ(アニーリング及び延長温度:T2’)の順序で流体を循環させることにより、1サイクルのDNA増幅が完成される。続いて、PCR装置にて数十サイクルを反復すれば、サンプル内DNA量が幾何級数的に増幅される。
【0026】
代替的に、相異なる温度の設定された2つ以上の区間がマイクロチャンネルに形成されうる。すなわち、流体循環装置は相異なる温度が設定された2つ以上の区間を有するマイクロチャンネルを含む。このうちいずれか1つの区間は流体を保持して残りの1つ以上の区間は磁性流体を保持する。注入/排出弁が前記マイクロチャンネルに連結され、前記磁性流体に磁場を形成する磁石が前記マイクロチャンネル外部に配される。
【0027】
前記磁石は前記マイクロチャンネル中央に位置した磁石または前記マイクロチャンネルに沿って位置した電磁石でありうる。
【0028】
前記磁性流体は単純磁石または電磁石の磁力により移動させられる流体ならばいずれも使用可能である。例えば、磁性流体は磁性粒子が水に混ざっている磁性流体、油に混ざっている磁性流体、またはゲルに混ざっている磁性流体であり、このうち油に混ざっている磁性流体が望ましい。
【0029】
磁気的または電気的力を磁石に加えることにより移動が始まる。磁石が動くにつれて磁性流体が動くことにより、流体が隣接した区間に移動する。
【0030】
前記マイクロチャンネルが3つの区間を含む場合、重合酵素連鎖反応を利用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置が提供される。前記3つの区間は変性のための温度が設定された第1区間、アニーリングのための温度が設定された第2区間、及び延長のための温度が設定された第3区間を含む。
【0031】
前記マイクロチャンネルが2つの区間を含む場合、重合酵素連鎖反応を利用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置がさらに提供される。いずれか1つの区間は変性のための温度が設定され、他の区間はアニーリング及び延長のための温度が設定される。
【0032】
本発明の核酸増幅装置はPCR流体のような生化学流体が相異なる温度が設定された2つまたは3つの区間を循環する超小型化された「循環式PCR」サイクラでありうる。例えば、第1区間(変性温度:T1)→第2区間(アニーリング温度:T2)→第3区間(延長温度:T3)または第1区間(変性温度:T1)→第2区間(アニーリング及び延長温度:T2’)の順序で流体を循環させることにより1サイクルのDNA増幅が完成される。続いて、PCR装置にて数十サイクルを反復すればサンプル内DNA量が幾何級数的に増幅される。
【0033】
前記増幅装置はチップに形成されうる。前記チップは基板、前記基板上に形成された核酸増幅装置及びそれと流動的に連結された電気泳動遂行部を含む。また、前記基板は基板上に配された加熱手段を含み、前記加熱手段は熱電気的装置、赤外線、または既加熱金属ブロックを含む。
【0034】
例えば、本発明のチップに注入されたサンプルのうちDNA量は増幅され、電気泳動遂行部を経つつその分子量や電荷量により分離されて最終的に特定DNAを確認できる。
【0035】
チップの基板はガラス、石英、シリコン、プラスチック、セラミック及び金属よるなる群から選択されうる。前記電気泳動遂行部は毛細管電気泳動のためのマルチチャンネル状でありうる。前記PCR増幅装置と電気泳動遂行部とは基板上にフォトリソグラフィを利用して具現されうる。
【0036】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明する。
【0037】
図4及び図5に示されたように、PCR流体のような生化学流体がPCRのために相異なる温度が設定された2つ以上の区間を循環する。図4及び図5にて、円は流体が循環する通路、T1、T2及びT3はそれぞれ相異なる温度区間を示す。矢印は流体が循環したり注入/排出される方向を示す。本発明によれば、従来システムにて要求される長いチャンネル及び/または正確な温度制御のための複雑な回路が必要ではない。
【0038】
図6及び図7は空気圧型PCRシステムにて、各チャンバ単位の基本成分を概略的に示す。図6及び図7で、温度の設定されたチャンバ(またはマイクロチャンバ11)はPCRのために流体を所定時間保持する。基本成分はチャンバ11、入口空気圧ポート13を含む入口弁12及び出口空気圧ポート13’を含む出口弁12’を含む。各チャンバの出口弁はそれとつながるチャンバの入口弁と統合することにより各チャンバ単位を連結して装置を構成できる。流体の流れは出口弁のチャンネルが入口弁のチャンネルより狭く形成されることにより急激な圧力低下効果を出す弁または出口弁の内部表面を疎水性物質で処理して流体の流れを調節する弁のような受動的に作動される弁で調節される。
【0039】
出口弁12’より入口弁12内の入口空気圧ポート13に高い圧力を加えれば、チャンバ11内の流体は出口弁12’方向に移動する。この時、出口空気圧ポート13’に加えられる圧力を下げることにより空気が排出される。
【0040】
かような各チャンバの基本成分は空気圧により一方向にだけ流体を移動させる。かような基本成分が2つ以上が連結されて空気圧による流体循環装置をなす。
【0041】
図8は1つのチャンバ単位を有する装置の動作原理を概略的に示す。入口空気圧ポート13に印加された空気圧によりチャンバ11内の流体が出口側に移動する。この時、入口空気圧ポート13に印加された空気圧が出口弁22に印加された圧力より大きければ、流体が出口弁方向に移動する。疎水性処理や突然に狭くなるチャンネル構造による急激な圧力低下により出口弁を受動的に作動させられる。
【0042】
図9は2つのチャンバ単位が連結された装置の動作原理を概略的に示す。入口空気圧ポート13に空気を印加して出口空気圧ポート33を開放すれば、圧力差P1i−P3oが発生する。この時、入口空気圧ポート13の空気圧P1iが弁22の圧力P2より大きい場合、チャンバ11にある生化学流体が隣接したチャンバ21方向に移動する。また、弁32の圧力P3がP1iより大きい場合、気体は容易に抜け出るが、流体はチャンバ21内に残る。
【0043】
図10は3つのチャンバ単位が連結された装置の動作原理を概略的に示す。これは図9を参照して説明した方法と同一に作動し、空気圧ポート13,23,33に順次空気圧を印加するにつれて流体がチャンバ11,21,31を順次移動する。
【0044】
図11は3つのチャンバが互いに連結された流体循環装置の概要を示す。動作原理は図10を参照して説明したのと同一である。すなわち、空気圧ポートに順次空気圧を印加するにつれて流体がチャンバ11(Temp Zone1)、チャンバ21(Temp Zone2)及びチャンバ31(Temp Zone3)を矢印方向に回転移動する。
【0045】
図12は循環式PCR装置の動作原理を概略的に示す。プラグを介して流体がチャンバ11に注入される。第1サイクルを完成すれば、注入された流体がチャンバ11(変性チャンバ)→チャンバ21(アニーリングチャンバ)→チャンバ31(延長チャンバ)と回転移動してPCRが行われる。同じ方法で第2PCRサイクルが行われ、前記サイクルを反復することにより所望するだけ十分なPCRを行う。所定のサイクルを完了した後、流体をプラグを介して取り出して電気泳動などの分析のためのチャンネルかチャンバに移動させる。
【0046】
図13は磁性流体型PCRシステムにて、磁性流体を使用してPCR流体のような生化学流体を循環させる動作原理を概略的に示す。この装置は生化学流体を回転移動させるために空気圧の代わりに磁性流体を使用する。マイクロチャンネルの中央に位置した磁石またはマイクロチャンネルに沿って位置した電磁石を順次作動させて磁性流体2をマイクロチャンネルに沿って移動させることにより生化学流体1も相異なる温度の設定された区間T1,T2,T3を循環する。
【0047】
以下、実施例を通じて本発明を一層詳細に説明する。それら実施例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がそれら実施例により制限されるものと解釈されてはならない。
【0048】
実施例1.2つのチャンバを有する空気圧型PCRシステム
重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置は2つのチャンバを有する。各チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含んでいる。1チャンバの出口弁は他のチャンバの入口弁と統合した。1チャンバは変性のために94℃ほどに設定し、他のチャンバはアニーリング及び延長のために68℃ほどに設定した。サンプル内核酸の量はPCRにより増幅された。
【0049】
実施例2.3つのチャンバを有する空気圧型PCRシステム
重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置は3つのチャンバを有する。各チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含んでいる。1チャンバの出口弁はそれにつながるチャンバの入口弁と統合した。3つのチャンバは、変性のために94℃ほどに設定した温度の設定された第1チャンバ、アニーリングのために55℃ほどに設定された第2チャンバ、及び延長のために72℃ほどに設定された第3チャンバを含んでいる。サンプル内核酸の量はPCRにより増幅された。
【0050】
実施例3.2つの温度区間を有するマイクロチャンネルを含んだ磁性流体型PCRシステム
重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置は2つの区間を有するマイクロチャンネルを含んでいる。1区間は流体を保持させて他の区間は磁性流体を保持させた。注入/排出弁をマイクロチャンネルに連結させて回転磁石をマイクロチャンネル中央に位置させた。1区間は変性のために94℃ほどに設定し、他の区間はアニーリング及び延長のために68℃ほどに設定した。サンプル内核酸の量はPCRにより増幅された。
【0051】
実施例4.3つの温度区間を有するマイクロチャンネルを含んだ磁性流体型PCRシステム
重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置は3つの区間を有するマイクロチャンネルを含んでいる。このうちいずれか1つの区間は流体を保持させて残り2つの区間は磁性流体を保持させた。注入/排出弁をマイクロチャンネルに連結させて回転磁石をマイクロチャンネルに中央に位置させた。3つの区間は、変性のために94℃ほどに設定された第1区間、アニーリングのために55℃ほどに設定された第2区間、及び延長のために72℃ほどに設定された第3区間を含んでいる。サンプル内核酸の量はPCRにより増幅された。
【0052】
産業上の利用分野
本発明による流体循環装置及び方法は次のような長所がある。
【0053】
従来のPCRサイクラの場合、加熱(普通1〜2秒)と冷却(普通3〜4秒)とが必要である。本発明の場合、温度が既設定のチャンバを使用してサンプル流体が一連の該当チャンバを通じて移動する。従って、サンプル流体が1つのチャンバから他のチャンバに移動するためには所定時間がかかる。移動時間は空気圧または磁気力に依存して1秒以内となる。従って、1サイクルの作動時間は従来のPCRサイクラに比べてはるかに短縮される。
【0054】
流体が温度設定されたチャンバまたは区間を移動するために、流体がチャンバまたは区間に留まっている時間を調節することにより生化学流体の性質によりPCR条件を調節できる。
【0055】
また、複雑な回路が必要ではない。既存のPCRサイクラの場合、正確な温度調節のために、PID(Propotional/Integral/Differential)のような複雑な回路が必要である。また、速い加熱のために高い電圧を印加しなければならないために、チャンバ内温度が1〜2℃程度上がるオーバシュート現象が現れる。
【0056】
また、冷却システムが必要ではない。既存のPCRサイクラの場合、速い冷却のために冷却ファンや冷却装置が必要である。しかし本発明の場合、冷却のための回路や冷却システムが必要ではなくなる。
【0057】
連続的流れPCRの場合のように長いチャンネルが必要ではない。従って、本発明の全体システムを小さくできるだけではなく、携帯用システムに製作可能である。
【0058】
本発明はマイクロチップ、例えばラボ・オン・チップ上に具現可能なために、シリコン、ガラス、プラスチックなどを使用した微細加工技術を利用できる。
【0059】
本発明はマイクロチップ上に具現が可能なので、非常に微量(mLないしpL)のPCR流体のような生化学流体を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のPCRシステムを示す図面である。
【図2】他の形態の従来のPCRシステムを示す図面である。
【図3】さらに他の形態の従来のPCRシステムを示す図面である。
【図4】PCRのために異なる温度が設定された2つ以上の区間に沿ってPCR流体のような生化学流体を循環させる概要を示す図面である。
【図5】PCRのために異なる温度が設定された2つ以上の区間に沿ってPCR流体のような生化学流体を循環させる概要を示す図面である。
【図6】空気圧型PCRシステムにて、各チャンバ単位の基本成分を概略的に示す図面である。
【図7】空気圧型PCRシステムにて、各チャンバ単位の基本成分を概略的に示す図面である。
【図8】1つのチャンバ単位を有する装置での動作原理を概略的に示す図面である。
【図9】2つのチャンバ単位が連結された装置の動作原理を概略的に示す図面である。
【図10】3つのチャンバ単位が連結された装置の動作原理を概略的に示す図面である。
【図11】3つのチャンバが互いに連結された流体循環装置の概要を概略的に示す図面である。
【図12】循環式PCR装置での動作原理を概略的に示す図面である。
【図13】磁性流体型PCRシステムにて、磁性流体を使用してPCR流体のような生化学流体を循環させる動作原理を概略的に示す図面である。
【符号の説明】
11,21,31 チャンバ
Claims (17)
- 相異なる温度の設定された2以上のチャンバを含む流体循環装置であり、
前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポート(入口空気圧ポート)を含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポート(出口空気圧ポート)を含む出口弁とを含み、
いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結される流体循環装置。 - 前記各チャンバの出口弁はそれにつながるチャンバの入口弁と統合されることを特徴とする請求項1に記載の流体循環装置。
- 前記入口弁及び出口弁は受動的に作動される弁であることを特徴とする請求項1に記載の流体循環装置。
- 前記受動的に作動する弁は出口弁のチャンネルが入口弁のチャンネルより狭く形成された弁または出口弁の内部表面を疎水性物質で処理した弁であることを特徴とする請求項3に記載の流体循環装置。
- チャンバの入口空気圧ポートに空気圧を加え、同時に流体流れ方向に隣接したチャンバの出口空気圧ポートを開放することにより、前記流体を前記チャンバから前記隣接したチャンバに移動させ、
前記隣接したチャンバの出口空気圧ポートに加えられる圧力を調節することにより、前記隣接したチャンバに所望の時間流体を保持させ、
前記段階を順次反復することにより、流体を循環させることを含む請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の流体循環装置の作動法。 - 重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための3つのチャンバを含む装置であり、
前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、
いずれか1つのチャンバの出口弁はそれと隣接したチャンバの入口弁に流体の流れる方向に連結されることにより前記チャンバが順次連結され、
前記3つのチャンバは変性のための温度が設定された第1チャンバ、アニーリングのための温度が設定された第2チャンバ、及び延長のための温度の設定された第3チャンバを含む装置。 - 重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための2つのチャンバを含む装置であり、
前記チャンバはチャンバへの流体流入を調節する空気圧ポートを含む入口弁と、チャンバからの流体流出を調節する空気圧ポートを含む出口弁とを含み、
いずれか1つのチャンバの出口弁は他のチャンバの入口弁に連結され、
いずれか1つのチャンバは変性のための温度が設定され、他のチャンバはアニーリング及び延長のための温度が設定された装置。 - 相異なる温度の設定された2つ以上の区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して残りの1つ以上の区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、
前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、
前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含む流体循環装置。 - 前記磁石がマイクロチャンネル中央に位置した磁石または前記マイクロチャンネルに沿って位置した電磁石であることを特徴とする請求項8に記載の流体循環装置。
- 前記磁性流体は磁性粒子の油内混合物であることを特徴とする請求項8に記載の流体循環装置。
- 前記磁石に力を加えて磁性流体を移動させることにより、前記流体を隣接した区間に移動させることを含む請求項8ないし10のうちいずれか1項による流体循環装置の作動法。
- 重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置であり、
3つの区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して残りの区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、
前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、
前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含み、
前記3つの区間は変性のための温度が設定された第1区間、アニーリングのための温度が設定された第2区間、及び延長のための温度が設定された第3区間を含む装置。 - 重合酵素連鎖反応を使用してサンプルに存在する核酸の量を増幅させるための装置であり、
2つの区間を含み、このうちいずれか1つの区間は流体を保持して他の区間は磁性流体を保持するマイクロチャンネルと、
前記マイクロチャンネルに連結された注入/排出弁と、
前記マイクロチャンネル外部に配されて前記磁性流体に磁場を形成する磁石とを含み、
いずれか1つの区間は変性のための温度が設定され、他の区間はアニーリング及び延長のための温度が設定された装置。 - 基板、前記基板上に形成された請求項6、7、12あるいは13による装置及びそれと流動的に連結された電気泳動遂行部を含むチップ。
- 前記基板はガラス、石英、シリコン、プラスチック、セラミックまたは金属であることを特徴とする請求項14に記載のチップ。
- 前記基板が基板上に配された加熱手段を含むことを特徴とする請求項14に記載のチップ。
- 前記加熱手段が熱電気的装置、赤外線、または既加熱金属ブロックを含むことを特徴とする請求項16に記載のチップ。
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