JP2006238759A - Pcr反応液の温度制御装置 - Google Patents
Pcr反応液の温度制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006238759A JP2006238759A JP2005057517A JP2005057517A JP2006238759A JP 2006238759 A JP2006238759 A JP 2006238759A JP 2005057517 A JP2005057517 A JP 2005057517A JP 2005057517 A JP2005057517 A JP 2005057517A JP 2006238759 A JP2006238759 A JP 2006238759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heating
- annealing
- extension
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
【解決手段】 反応液の加熱冷却手段として、熱伝導による熱交換方式を採用する加熱冷却部を用い、各工程間の「昇温/降温」操作に際して、該加熱冷却部の温度を、「ディネーチャ工程」の温度より高い温度、「アニーリング工程」の温度より低い温度、「エクステンション工程」の温度より高い温度に設定する温度設定プログラムを採用することで、それぞれ、「ディネーチャ工程」温度への昇温、「アニーリング工程」温度への降温、「エクステンション工程」温度への昇温に要する時間を大幅に短縮することが可能な温度制御方式が達成される温度制御装置となる。
【選択図】 図2
Description
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する液収納部材と、その液収納部材の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記液収納部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、液収納部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置である。
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、温度サイクルの間、前記反応液が所定の流速で移動する流路と、その流路の構成部材の外部に接して、流路に沿って設けられる加熱冷却部とを備え、流路内を移動する反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記流路の構成部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、流路の構成部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程の間に反応液が移動する流路に沿った、各流路部分に設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程において、反応液が移動する各流路部分に設ける前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置である。
すなわち、本発明にかかるPCR反応液の温度制御方法は、
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御方法であって、
該反応液の温度制御方法は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する容器と、その容器の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記容器を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式を用いて、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、容器の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを使用して、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムを選択して、反応液の温度制御を行う
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御方法である。
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する液収納部材と、その液収納部材の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記液収納部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、液収納部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置である。この本発明の第一形態にかかるPCR反応液の温度制御装置においては、前記温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムでは、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
少なくとも、T4≦T2、T1>T5≧T3、T6>T1の範囲となるように設定する、温度制御プログラムを選択することがより好ましい。
前記「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルにおいて、
Textension=Tannealingと選択する際、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」の所要時間を零に選択し、
対応する「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、ならびに、「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5を、
T2=T3=Textension、
T5=T3=Textensionとそれぞれ設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている装置構成を採用することができる。
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、温度サイクルの間、前記反応液が所定の流速で移動する流路と、その流路の構成部材の外部に接して、流路に沿って設けられる加熱冷却部とを備え、流路内を移動する反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記流路の構成部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、流路の構成部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程の間に反応液が移動する流路に沿った、各流路部分に設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程において、反応液が移動する各流路部分に設ける前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置である。その際、本発明の第二形態にかかるPCR反応液の温度制御装置においても、前記温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムでは、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
少なくとも、T4≦T2、T1>T5≧T3、T6>T1の範囲となるように設定する、温度制御プログラムを選択することがより好ましい。
前記「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルにおいて、
Textension=Tannealingと選択する際、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」の所要時間を零に選択し、
対応する「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、ならびに、「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5を、
T2=T3=Textension、
T5=T3=Textensionとそれぞれ設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムを選択することが望ましい。
該温度サイクル過程の間に反応液が移動する流路は、
前記「ディネーチャ工程」、「降温工程」、「アニーリング工程」、「第二の昇温工程」、「エクステンション工程」、「第一の昇温工程」の6つに区分した工程に要する時間と、
流路沿って設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定値;T1、T4、T2、T5、T3、T6を有する各流路部分を反応液が通過する上で要する時間とが対応するように、
各流路部分の流路距離を選択する構造とする。少なくとも、
前記各流路部分を反応液が通過する上で要する時間は、
各流路部分の流路距離と、該流路を移動する反応液の流速とを設定することで選択されている構成とする。
DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御方法であって、
該反応液の温度制御方法は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する容器と、その容器の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記容器を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式を用いて、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、容器の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを使用して、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムを選択して、反応液の温度制御を行う
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御方法であるが、
かかるPCR反応液の温度制御方法を、本発明の第一形態にかかるPCR反応液の温度制御装置を利用して実施する際には、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する容器と、その容器の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記容器を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式は、
前記反応液を保持する容器として、前記反応液を保持する液収納部材を選択した上で、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する液収納部材と、その液収納部材の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記液収納部材を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式とする。また、かかるPCR反応液の温度制御方法を、本発明の第二形態にかかるPCR反応液の温度制御装置を利用して実施する際には、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する容器と、その容器の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記容器を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式は、
前記反応液を保持する容器として、温度サイクルの間、前記反応液が所定の流速で移動する流路を選択した上で、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、温度サイクルの間、前記反応液が所定の流速で移動する流路と、その流路の構成部材の外部に接して、流路に沿って設けられる加熱冷却部とを備え、流路内を移動する反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記流路の構成部材を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式とする。
Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分され、
各工程における、加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択される。
前記「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルにおいて、
Textension=Tannealingと選択する際は、Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」は設ける必要はない。換言するならば、上記の6つの工程に区分される、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムにおいて、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」の所要時間を零に選択し、
対応する「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、ならびに、「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5を、
T2=T3=Textension、
T5=T3=Textensionとそれぞれ設定する形態とすることもできる。
温度サイクルの過程を、該反応液温度Tを
Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分する際、
各工程に相当する、各流路区分に設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6に選択する。
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択される。
Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分する際、各工程に相当する、各流路区分に設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定値は、上記の上記本発明の第一の形態における各工程における加熱冷却部温度Tsourceの設定値;
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6と同様に選択することが好ましい。すなわち、本発明の第一の形態において、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature、「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing、「エクステンション工程における反応温度」Textensionならびに、各工程における加熱冷却部温度Tsourceの設定値として、好適な範囲は、本発明の第二の形態においても、好適な範囲となる。
図1、図2を参照して、具体例1のPCR反応液の温度制御装置について説明する。具体例1のPCR反応液の温度制御装置において、そのハードウエア的構成として、図1に示す従来型の生化学反応カートリッジ1とペルチェ素子を利用する加熱冷却ユニット(ペルチェ・ユニット)5を用いた加熱冷却器8とからなる装置構成を選択している。PCR反応液は、生化学反応カートリッジ1における反応液チャンバ2内に、流路3より送入される。この反応液チャンバ2内において、PCR反応を行った後、PCR増幅産物を含む反応液は、流路4を介して、流出される。
図3を参照して、具体例2のPCR反応液の温度制御装置について説明する。具体例2のPCR反応液の温度制御装置において、そのハードウエア的構成として、図3に示す従来型の生化学反応カートリッジと加熱・冷却に所定温度の熱媒体(気体または液体)の熱交換システムを採用する加熱冷却器8とからなる装置構成を選択している。PCR反応液は、生化学反応カートリッジ1における反応液チャンバ2内に、流路3より送入される。この反応液チャンバ2内において、PCR反応を行った後、PCR増幅産物を含む反応液は、流路4を介して、流出される。
図4を参照して、具体例3のPCR反応液の温度制御装置について説明する。具体例3のPCR反応液の温度制御装置では、PCR反応工程における温度サイクルに従って、反応液温度を変更する手段として、所定の温度に保持されている複数種の領域を順次通過する流路を設け、反応液を所定流量で前記流路内を流通させることで、反応液温度を順次変更する装置構成を利用している。すなわち、所定の温度に保持されている領域を反応液が通過する間に、かかる領域の流路内壁と接触する間に熱交換が進行し、その結果、反応液温度は、該領域に設定される温度と一致することに伴い、反応液温度の変更、制御が行われる。
(温度指令プログラム条件の設定、ならびに、制御操作実行用プログラムのフローチャート)
図1に例示するハードウエア構成のPCR反応液の温度制御装置において、PCR反応工程全体の加熱冷却器に対する温度指令プログラム条件の設定と、該温度指令プログラムに従って、PCR反応液の温度制御を実施する際に用いる、制御操作実行用プログラムの一例を以下に説明する。
2 反応液チャンバ
3、4 流路
5 ペルチェ・ユニット
6 放熱器
7 温度センサ
8 加熱冷却器
10〜16 各工程の一定温度保持期間
21〜25 温度推移カーブ(「昇温/降温」時の過渡的温度変化)
31〜34 「昇温/降温」時の過渡的な温度設定値
40〜41 各工程の一定温度保持期間の温度設定値
90〜96 各工程の温度設定値
53、54、55 カートリッジ内の反応液流路
141 流体状熱媒体循環用ポンプ
142 144 流体状熱媒体循環、切換え用電磁弁群
143 流体状熱媒体の加熱・保温用用温浴槽
Claims (6)
- DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する液収納部材と、その液収納部材の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記液収納部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、液収納部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置。 - DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御装置であって、
該反応液の温度制御装置は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、温度サイクルの間、前記反応液が所定の流速で移動する流路と、その流路の構成部材の外部に接して、流路に沿って設けられる加熱冷却部とを備え、流路内を移動する反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記流路の構成部材を介する熱伝導過程によって行う機構を有し、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、流路の構成部材の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程の間に反応液が移動する流路に沿った、各流路部分に設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを備え、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程において、反応液が移動する各流路部分に設ける前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御装置。 - 前記「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルにおいて、
Textension=Tannealingと選択する際、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」の所要時間を零に選択し、
対応する「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、ならびに、「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5を、
T2=T3=Textension、
T5=T3=Textensionとそれぞれ設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムが選択されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のPCR反応液の温度制御装置。 - 該温度サイクル過程の間に反応液が移動する流路は、
前記「ディネーチャ工程」、「降温工程」、「アニーリング工程」、「第二の昇温工程」、「エクステンション工程」、「第一の昇温工程」の6つに区分した工程に要する時間と、
流路沿って設ける加熱冷却部温度Tsourceの設定値;T1、T4、T2、T5、T3、T6を有する各流路部分を反応液が通過する上で要する時間とが対応するように、
各流路部分の流路距離を選択する構造である
ことを特徴とする請求項2または3に記載のPCR反応液の温度制御装置。 - 前記各流路部分を反応液が通過する上で要する時間は、
各流路部分の流路距離と、該流路を移動する反応液の流速とを設定することで選択されている
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載のPCR反応液の温度制御装置。 - DNAポリメラーゼ、鋳型DNA、プライマーDNA及びdNTPを含む反応液を、「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenature→「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealing→「エクステンション工程における反応温度」Textensionの温度サイクルに従って、該反応液温度Tを周期的に変化させ、PCR反応による増幅を行う際に使用されるPCR反応液の温度制御方法であって、
該反応液の温度制御方法は、
前記温度サイクルの過程として、各工程における反応液温度を、Tdenature>Textension≧Tannealingと選択する条件において、
前記反応液温度Tを制御するための熱交換機構として、前記反応液を保持する容器と、その容器の外部に接して設けられる加熱冷却部とを備え、反応液と加熱冷却部との間における熱の授受は前記容器を介する熱伝導過程によって行う温度制御方式を用いて、
前記熱交換機構において熱供給源、熱吸収源として機能する加熱冷却部における、容器の外部と接する部位の加熱冷却部温度Tsourceを制御するための加熱冷却部温度設定機構と、
該温度サイクル過程における加熱冷却部温度Tsourceの設定条件を規定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムとを使用して、
前記温度サイクルの過程として、該反応液温度Tを
「ディネーチャ工程における熱変性温度」Tdenatureに保持する「ディネーチャ工程」、
Tdenature→Tannealingへと変化させる「降温工程」、
「アニーリング工程におけるアニーリング温度」Tannealingに保持する「アニーリング工程」、
Tannealing→Textensionへと変化させる「第二の昇温工程」、
「エクステンション工程における反応温度」Textensionに保持する「エクステンション工程」
Textension→Tdenatureへと変化させる「第一の昇温工程」の6つの工程に区分した上、
各工程における、前記加熱冷却部温度Tsourceの設定値を、
「ディネーチャ工程」における温度Tsourceの設定値T1、
「降温工程」における温度Tsourceの設定値T4、
「アニーリング工程」における温度Tsourceの設定値T2、
「第二の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T5、
「エクステンション工程」における温度Tsourceの設定値T3、
「第一の昇温工程」における温度Tsourceの設定値T6、と定義する際、
T1=Tdenature、T2=Tannealing、T3=Textensionであり、
T4≦T2、T5≧T3、T6≧T1の範囲であって、
少なくとも、T4≠T2、T5≠T3、T6≠T1のいずれか一つの条件を満足する値に設定する、一連の加熱冷却部温度指令値からなる温度制御プログラムを選択して、反応液の温度制御を行う
ことを特徴とするPCR反応液の温度制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005057517A JP4756880B2 (ja) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Pcr反応液の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005057517A JP4756880B2 (ja) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Pcr反応液の温度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006238759A true JP2006238759A (ja) | 2006-09-14 |
JP4756880B2 JP4756880B2 (ja) | 2011-08-24 |
Family
ID=37045781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005057517A Expired - Fee Related JP4756880B2 (ja) | 2005-03-02 | 2005-03-02 | Pcr反応液の温度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4756880B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009005001A1 (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Toppan Printing Co., Ltd. | 遺伝子検出判定装置、遺伝子反応装置、およびインキュベータ |
JPWO2008146754A1 (ja) * | 2007-05-23 | 2010-08-19 | トラストメディカル株式会社 | 反応液用容器、及びそれを用いる反応促進装置、並びにその方法 |
US9268346B2 (en) | 2008-04-15 | 2016-02-23 | Sony Corporation | Reactor with accurate temperature control |
CN113272064A (zh) * | 2019-01-17 | 2021-08-17 | 株式会社Lg化学 | 基因扩增模块 |
CN114690812A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 中元汇吉生物技术股份有限公司 | 温控单元、温控单体及温控装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004321192A (ja) * | 1990-11-29 | 2004-11-18 | Applera Corp | 温度制御を用いたポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置 |
WO2004108288A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Applera Corporation | Thermal cycling apparatus and method for providing thermal uniformity |
WO2004108287A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-16 | Micronics, Inc. | System and method for heating, cooling and heat cycling on microfluidic device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0739241B1 (en) * | 1994-01-11 | 1998-08-12 | Abbott Laboratories | Apparatus and method for thermal cycling nucleic acid assays |
-
2005
- 2005-03-02 JP JP2005057517A patent/JP4756880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004321192A (ja) * | 1990-11-29 | 2004-11-18 | Applera Corp | 温度制御を用いたポリメラーゼ連鎖反応の自動実施装置 |
WO2004108288A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Applera Corporation | Thermal cycling apparatus and method for providing thermal uniformity |
WO2004108287A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-16 | Micronics, Inc. | System and method for heating, cooling and heat cycling on microfluidic device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2008146754A1 (ja) * | 2007-05-23 | 2010-08-19 | トラストメディカル株式会社 | 反応液用容器、及びそれを用いる反応促進装置、並びにその方法 |
WO2009005001A1 (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Toppan Printing Co., Ltd. | 遺伝子検出判定装置、遺伝子反応装置、およびインキュベータ |
JPWO2009005001A1 (ja) * | 2007-06-29 | 2010-08-26 | 凸版印刷株式会社 | 遺伝子検出判定装置、遺伝子反応装置、およびインキュベータ |
US8828712B2 (en) | 2007-06-29 | 2014-09-09 | Toppan Printing Co., Ltd. | Genetic detection and determination apparatus and method, gene reactor, and incubator |
US9268346B2 (en) | 2008-04-15 | 2016-02-23 | Sony Corporation | Reactor with accurate temperature control |
CN113272064A (zh) * | 2019-01-17 | 2021-08-17 | 株式会社Lg化学 | 基因扩增模块 |
CN114690812A (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 中元汇吉生物技术股份有限公司 | 温控单元、温控单体及温控装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4756880B2 (ja) | 2011-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4758891B2 (ja) | 微小流体デバイス上の加熱、冷却および熱サイクリングのためのシステムおよび方法 | |
JP6731012B2 (ja) | エクストリームpcr | |
EP2076605B1 (en) | Cooling in a thermal cycler using heat pipes | |
US8623637B2 (en) | Nucleic acid amplification apparatus and thermal cycler | |
CN102164674B (zh) | 热循环设备 | |
EP3066222B1 (en) | Induction pcr | |
JP4756880B2 (ja) | Pcr反応液の温度制御装置 | |
EP2454381A1 (en) | A method for amplification of nucleic acids | |
JP2006094866A (ja) | Dna増幅装置 | |
US20170114380A1 (en) | Systems and methods for the amplification of dna | |
US10487301B2 (en) | Reaction tube for nucleic acid amplification capable of controlling liquid circulation path | |
JP2012242118A (ja) | 流体デバイスを用いる熱処理装置、および流体の処理方法 | |
Kim et al. | PID temperature control system-based microfluidic PCR chip for genetic analysis | |
KR102039785B1 (ko) | 핵산증폭 반응의 온도조절 방법 및 그 용도 | |
Zhang et al. | Microfluidic gradient PCR (MG-PCR): a new method for microfluidic DNA amplification | |
JP2016144431A (ja) | 核酸増幅用サーマルサイクラー、核酸分析装置、核酸増幅反応における温度変化率の制御システム、核酸増幅反応における温度変化率の制御方法、核酸分析方法及び核酸増幅反応における温度制御プログラム | |
JP6447810B2 (ja) | 核酸検出方法 | |
TW201028470A (en) | Methods and apparatuses for convective polymerase chain reaction | |
US20230131184A1 (en) | Intermittent warming of a biologic sample including a nucleic acid | |
TW201311886A (zh) | 聚合酶連鎖反應的溫度設定方法 | |
JP2007110943A (ja) | ペルチェモジュールの温度制御装置 | |
WO2021183513A1 (en) | Microfluidic temperature control systems | |
JP2005006507A (ja) | インキュベータ | |
JP2003299484A (ja) | 熱サイクルを併用する超臨界二酸化炭素利用型の遺伝子増幅装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080303 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110425 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110525 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110531 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140610 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |