JP2006271216A - System for judging presence or absence of nucleic acid having specific nucleic acid sequence and method of the judgement - Google Patents

System for judging presence or absence of nucleic acid having specific nucleic acid sequence and method of the judgement Download PDF

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Takeshi Ebara
岳 江原
Yoshiko Ido
由子 井戸
Tsutomu Mochida
勉 餅田
Yasuyuki Watanabe
泰之 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analytical member capable of judging whether there is a nucleic acid having a specific nucleic acid sequence in a specimen or not, quickly and accurately without requiring complex operations, and a method for judging the presence or absence of the nucleic acid having the specific nucleic acid sequence in the specimen by using the analytical member. <P>SOLUTION: This analytical member in which a nucleic acid-amplifying part for performing amplification and a probe part having a porous layer immobilized with a probe for hybridizing a target base sequence are joined by a flow passage is provided. By using the member, the method for judging the presence or absence of the nucleic acid having the specific base sequence in the specimen is performed by flowing a solution containing the specimen, a primer and a DNA polymerase from the nucleic acid-amplifying part to the probe part in this order and detecting the presence or absence of the nucleic acid amplification in the nucleic acid-amplifying part by the hybridization at the probe part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、検体中に存在する特定の塩基配列を有する核酸が存在するか否かを判定するシステムおよび判定する方法に関する。   The present invention relates to a system and a determination method for determining whether or not a nucleic acid having a specific base sequence exists in a specimen.

検体中の特定塩基配列を有する核酸を検出し、判定する方法は数多く知られており、例えば、ハイブリダイズ法が挙げられる。ハイブリダイズの効率を上げ、検出感度を高めるために、ハイブリダイズに先立ち検体(核酸)を70−100℃で2−10分間加熱した後、5℃以下に急冷するという方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、検体液の体積が大きい場合、急冷は困難で、充分な効果が得られないことがあった。また、加熱冷却操作に長時間を要することから、迅速な判定には不向きであった。   Many methods for detecting and determining nucleic acids having a specific base sequence in a specimen are known, and examples thereof include a hybridization method. In order to increase the efficiency of hybridization and increase the detection sensitivity, a method is disclosed in which a specimen (nucleic acid) is heated at 70-100 ° C. for 2-10 minutes prior to hybridization and then rapidly cooled to 5 ° C. or less (see FIG. For example, see Patent Document 1). However, when the volume of the sample solution is large, rapid cooling is difficult and a sufficient effect may not be obtained. Further, since the heating and cooling operation takes a long time, it is not suitable for quick determination.

一方、ハイブリダイズの迅速化に焦点を当てた手法として、マイクロ流体デバイスを用いた方法が知られている。例えばマイクロ流体デバイスの流路内にDNAプローブを固定したハイブリダイズ部を設け、検体を送液して該ハイブリダイズ部に接触させることでハイブリダイズさせる方法が挙げられる(例えば、特許文献2参照。)。この方法は、迅速性に優れているが、ハイブリダイズ効率が悪く検出感度が低くなることや、そのため正確な判断が困難となる場合があった。   On the other hand, a method using a microfluidic device is known as a method focusing on rapid hybridization. For example, there is a method in which a hybridizing part in which a DNA probe is fixed is provided in the flow path of a microfluidic device, and the specimen is fed and brought into contact with the hybridizing part for hybridization (see, for example, Patent Document 2). ). Although this method is excellent in rapidity, there are cases in which hybridization efficiency is poor and detection sensitivity is low, and therefore accurate determination is difficult.

特開2004−28620号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-28620 特開2002−300877号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300877

本発明が解決しようとする課題は、検体中に存在する特定の塩基配列を有する核酸を煩雑な操作を必要とせず、迅速かつ高感度で検出し判定することが可能なシステムおよび判定方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a system and a determination method capable of detecting and determining a nucleic acid having a specific base sequence present in a sample quickly and with high sensitivity without requiring a complicated operation. It is to be.

本発明者らは、鋭意検討した結果、毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイスに核酸を含む検体を注入し、該流路内を移動させながら核酸を熱変性、次いで10℃以下に冷却した後、固定化プローブに接触させることによって、特定の塩基配列を有する核酸を迅速かつ効率的にハイブリダイズ、結果として高感度で検出できることを見いだし、本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors inject a specimen containing a nucleic acid into a microfluidic device having a capillary channel and having a probe fixed to a part of the capillary channel. Nucleic acids are thermally denatured while moving inside, then cooled to 10 ° C or lower, and then contacted with an immobilized probe to rapidly and efficiently hybridize nucleic acids having a specific base sequence, resulting in high sensitivity detection. We have found what we can do and have arrived at the present invention.

すなわち本発明は、核酸を含む溶液を流すための毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイス(I)と、
前記核酸を含む溶液を核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)、及び
前記核酸を含む溶液を10℃以下の設定温度に冷却する温度調整手段(b)
を有する温度調整装置(II)とを有し、
前記毛細管状流路内を流れる核酸が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)の順序で加熱および冷却されるように、マイクロ流体デバイス(I)と温度調整手段(a)及び前記温度調整手段(b)を有する温度調整装置(II)とが配置されている、特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定するシステム(以下、単に「本発明のシステム」という。)を提供する。
That is, the present invention includes a microfluidic device (I) having a capillary channel for flowing a solution containing a nucleic acid, and a probe fixed to a part of the capillary channel;
Temperature adjusting means (a) for heating the solution containing the nucleic acid to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured; and temperature adjusting means (b) for cooling the solution containing the nucleic acid to a set temperature of 10 ° C. or lower.
A temperature control device (II) having
The microfluidic device (I), the temperature adjusting means (a) and the temperature so that the nucleic acid flowing in the capillary channel is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (a) and the temperature adjusting means (b). A system for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence (hereinafter simply referred to as “the system of the present invention”), in which a temperature adjusting device (II) having adjusting means (b) is arranged, is provided.

また、本発明は、毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイスを用いて、ハイブリダイゼーション法に基づき検体中の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法であって、核酸を含む溶液を、該毛細管状流路内を移動させることにより、a)核酸を熱変性する工程、b)熱変性した核酸を10℃以下に冷却する工程、c)冷却した核酸をプローブとハイブリダイズさせる工程をこの順に有する、特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法(以下、単に「本発明の判定方法」という。)を提供する。   The present invention also provides a specific base sequence in a specimen based on a hybridization method using a microfluidic device having a capillary channel and having a probe fixed to a part of the capillary channel. A method for determining the presence or absence of nucleic acid having: a) a step of thermally denaturing nucleic acid by moving a solution containing the nucleic acid in the capillary channel; and b) keeping the heat-denatured nucleic acid at 10 ° C. or lower. A method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence (hereinafter, simply referred to as “determination method of the present invention”) comprising a cooling step and c) a step of hybridizing the cooled nucleic acid with a probe in this order. To do.

本発明のシステムおよび判定方法によれば、マイクロ流体デバイスの毛細管状流路内で検体に含まれる核酸の熱変性、冷却、プローブとの接触を実施するため、迅速かつ高効率のハイブリダイズが可能で、結果として迅速、高感度かつ正確に特定の塩基配列を有する核酸の有無の判定が可能となる。   According to the system and determination method of the present invention, heat denaturation, cooling, and contact with a probe of a nucleic acid contained in a specimen are performed in a capillary channel of a microfluidic device, so that rapid and highly efficient hybridization is possible. As a result, it is possible to quickly determine the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence with high sensitivity and accuracy.

(1)システム
本発明のシステムは、核酸を含む溶液を流すための毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイス(I)と、
前記核酸を含む溶液を核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)、及び
前記核酸を含む溶液を10℃以下の設定温度に冷却する温度調整手段(b)
を有する温度調整装置(II)とを有し、
前記毛細管状流路内を流れる核酸が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)の順序で加熱および冷却されるように、マイクロ流体デバイス(I)と温度調整手段(a)及び前記温度調整手段(b)を有する温度調整装置(II)とが配置されており、特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する。以下、説明する。
(1) System The system of the present invention includes a microfluidic device (I) having a capillary channel for flowing a solution containing a nucleic acid, and a probe fixed to a part of the capillary channel;
Temperature adjusting means (a) for heating the solution containing the nucleic acid to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured; and temperature adjusting means (b) for cooling the solution containing the nucleic acid to a set temperature of 10 ° C. or lower.
A temperature control device (II) having
The microfluidic device (I), the temperature adjusting means (a) and the temperature so that the nucleic acid flowing in the capillary channel is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (a) and the temperature adjusting means (b). A temperature adjustment device (II) having adjustment means (b) is arranged to determine the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence. This will be described below.

(1.1)マイクロ流体デバイス(I)
(1.1.1)マイクロ流体デバイスの定義
本発明において、マイクロ流体デバイスとは、マイクロ・フルイディック・デバイス、マイクロ・ファブリケイテッド・デバイス、ラボ・オン・チップ、又はマイクロ・トータル・アナリティカル・システム(μ−TAS)とも呼ばれるものを指し、流路内で、流体が温度変化をうける機構、濃度調整される機構、化学反応をうける機構、流動の流速、流動の分岐、混合若しくは分離などの制御をうける機構、又は電気的、光学的な測定をうける機構等を設けた毛細管状の流路を有するデバイスである。なお、該流路はマイクロ流体デバイスの外部に連絡していても良いし、外部に連絡しておらず、デバイス内に他の構造、例えば、貯液槽、廃液吸収部、圧力タンク、減圧タンクなどを設けておき、それらに連絡していても良い。
(1.1) Microfluidic device (I)
(1.1.1) Definition of microfluidic device In the present invention, a microfluidic device is a microfluidic device, a microfabricated device, a lab-on-chip, or a micrototal analytical device. -This system is also called a system (μ-TAS). In the flow path, the mechanism in which the fluid undergoes a temperature change, the mechanism in which the concentration is adjusted, the mechanism in which a chemical reaction occurs, the flow velocity of the flow, the branching of the flow, mixing, or separation It is a device having a capillary channel provided with a mechanism for controlling the above or a mechanism for receiving an electrical or optical measurement. The flow path may communicate with the outside of the microfluidic device, or may not communicate with the outside, and other structures in the device, such as a liquid storage tank, a waste liquid absorption unit, a pressure tank, and a vacuum tank Etc. may be provided to contact them.

本発明で使用されるマイクロ流体デバイスの外形、材質は任意であって、毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されていればよい。毛細管状流路は、塊状や板状の成形物の内部に形成してもよく、好ましくは薄板状やシート状の基板内に形成された毛細管状の流路を有するマイクロ流体デバイスが用いられる。基板は、例えば、ガラス、水晶等の結晶、シリコンなどの半導体、セラミック、炭素、有機重合体(ポリジメチルシロキサンのように、無機元素を含有するものであってもよい。以下単に「重合体」と称する。)、又はこれらの発泡体などであることが好ましい。特に重合体を材料に用いた場合、安価で大量に製造できるため検体毎の使い捨てが可能となり、他検体のコンタミネーションを防止できること、また容易に焼却処理することが可能なため、検体由来の汚染や感染を抑制できることなどから材料として重合体が好ましい。   The external shape and material of the microfluidic device used in the present invention are arbitrary, as long as the microfluidic device has a capillary channel and a probe is fixed to a part of the capillary channel. The capillary channel may be formed inside a lump or plate-shaped molded product, and a microfluidic device having a capillary channel formed in a thin plate or sheet substrate is preferably used. The substrate may be, for example, a glass, a crystal such as quartz, a semiconductor such as silicon, a ceramic, carbon, an organic polymer (such as polydimethylsiloxane, which contains an inorganic element. Hereinafter, simply referred to as “polymer”. Or a foam thereof. In particular, when a polymer is used as a material, it can be manufactured in large quantities at a low cost, so that it is possible to dispose of each specimen, prevent contamination of other specimens, and easily incinerate, so that contamination from specimens can occur. A polymer is preferred as a material because it can suppress infection and infection.

(1.1.2)毛細管状流路
毛細管状流路の太さは、特に本発明の効果を損ねない範囲であれば限定されないが、断面積が1×10−12〜1×10−6、好ましくは1×10−10〜2.5×10−5の毛細管状の流路を有することが好ましい。流路断面の幅、高さは、両者とも好ましくは1μm〜1000μmであり、さらに好ましくは10μm〜500μmである。流路断面が10μmより大きい場合には製造が容易となる。また、流路が1000μmより小さい場合には、マイクロ流体デバイスとしての効果、すなわち反応・分析時間の短縮、少量の試料で合成・分析が可能、少廃棄物、温調精度の向上などの特長が発揮されるため好ましい。
(1.1.2) Capillary channel The thickness of the capillary channel is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but the cross-sectional area is 1 × 10 −12 m 2 to 1 × 10. It is preferable to have a capillary channel of −6 m 2 , preferably 1 × 10 −10 m 2 to 2.5 × 10 −5 m 2 . Both the width and height of the cross section of the flow channel are preferably 1 μm to 1000 μm, and more preferably 10 μm to 500 μm. Manufacture is easy when the cross section of the flow path is larger than 10 μm. In addition, when the flow path is smaller than 1000 μm, there are advantages as a microfluidic device, that is, shortening of reaction / analysis time, synthesis / analysis with a small amount of sample, small waste, improvement of temperature control accuracy, etc. Since it is exhibited, it is preferable.

流路断面の幅/高さ比は、用途、目的に応じて任意に設定できるが、一般には、0.5〜10が好ましく、0.7〜5が更に好ましい。流路の断面形状は、矩形(角が丸められた矩形を含む。以下同じ)、台形、円、半円形、スリット状など任意である。流路の幅は一定である必要はない。   The width / height ratio of the channel cross section can be arbitrarily set according to the application and purpose, but generally 0.5 to 10 is preferable, and 0.7 to 5 is more preferable. The cross-sectional shape of the channel is arbitrary such as a rectangle (including a rectangle with rounded corners; the same applies hereinafter), a trapezoid, a circle, a semicircle, and a slit. The width of the channel need not be constant.

(1.1.3)プローブ部
本発明で用いられるマイクロ流体デバイスは、毛細管状流路の内壁面の少なくとも一部にプローブが固定されている。プローブと対向する内壁までの平均距離が1〜100μmの範囲にあることにより、プローブが固定されている毛細管内を移動する核酸とプローブとの間に有効にアフィニティーが生じるため、有効にハイブリダイズすることが可能となる。プローブは、標的とする塩基配列の核酸に対し特異的にアフィニティーを示すものであれば任意であり、例えば、標的とする塩基配列に実質的に相補的な塩基配列を有する核酸が好ましく用いられる。該プローブは、一本鎖であっても、二本鎖であってもよく、内壁面の少なくとも一部に物理的、あるいは化学的に固定して用いられることが好ましい。固定には、公知慣用の任意の方法が使用できるが、例えば、プローブの末端をアミノ基等で修飾し、内壁面の少なくとも一部にアルデヒド基などを有する多孔質層を設け、公知の方法で化学的に結合させると、プローブが多孔質層と強固に結合し、内壁面に固定することができる。
(1.1.3) Probe part In the microfluidic device used in the present invention, a probe is fixed to at least a part of the inner wall surface of the capillary channel. Since the average distance to the inner wall facing the probe is in the range of 1 to 100 μm, an effective affinity is generated between the probe and the nucleic acid moving in the capillary to which the probe is fixed, so that the probe hybridizes effectively. It becomes possible. The probe is not particularly limited as long as it has a specific affinity for a nucleic acid having a target base sequence. For example, a nucleic acid having a base sequence substantially complementary to the target base sequence is preferably used. The probe may be single-stranded or double-stranded, and is preferably used physically or chemically immobilized on at least a part of the inner wall surface. For fixing, any known and commonly used method can be used. For example, the end of the probe is modified with an amino group or the like, and a porous layer having an aldehyde group or the like is provided on at least a part of the inner wall surface. When chemically bonded, the probe is firmly bonded to the porous layer and can be fixed to the inner wall surface.

固定されているプローブが一本鎖の核酸の場合は、そのまま使用することができる。また、二本鎖核酸の場合は、加熱変性させて、一本鎖核酸とした後、使用することが好ましい。   When the immobilized probe is a single-stranded nucleic acid, it can be used as it is. In the case of a double-stranded nucleic acid, it is preferably used after heat-denaturing to make a single-stranded nucleic acid.

多孔質層とは、層内に、表面まで連絡し、表面に開口している多数の細孔、即ち、連通細孔を有するものをいう。細孔の形状は任意であり、例えば三次元網目状(スポンジ状)、凝集粒子状、井戸状、不織布や編織布の繊維間状等であってもよい。多孔質層は、流路断面全面に形成されていても、また、一部に形成されていてもよい。特に、流路断面が方形である場合、一面のみの多孔質層で充分なプローブ固定量が得られる限り、作製が容易な一面のみ多孔質層の流路とすることが好ましい。多孔質層の厚みは、0.5μm〜30μmが好ましく、1μm〜20μmがさらに好ましく、2μm〜10μmが最も好ましい。0.5μm以上とすることで、充分な量のプローブを流路内面に固定可能であり、30μm以下とすることで、分離や分析の時間短縮が計れる。上記多孔質層の細孔の孔径も任意であるが、0.05μm〜3μmが好ましく、0.1μm〜1μmがさらに好ましい。0.05μm以上とすることで、充分な量の標的とする塩基配列をハイブリダイズするプローブが固定可能となる。なお、前記細孔径は、多量に存在する細孔の孔径であり、必ずしも平均径とは限らない。   The porous layer means a layer having a large number of pores that communicate with the surface and open to the surface, that is, communicating pores. The shape of the pores is arbitrary, and may be, for example, a three-dimensional network shape (sponge shape), an aggregated particle shape, a well shape, or a fiber-like shape of a nonwoven fabric or a woven fabric. The porous layer may be formed on the entire cross section of the flow path or may be formed on a part thereof. In particular, when the cross section of the flow path is square, it is preferable that the flow path of the porous layer is only one surface that is easy to manufacture as long as a sufficient amount of probe fixation is obtained with the porous layer of only one surface. The thickness of the porous layer is preferably 0.5 μm to 30 μm, more preferably 1 μm to 20 μm, and most preferably 2 μm to 10 μm. By setting it to 0.5 μm or more, a sufficient amount of probes can be fixed to the inner surface of the flow path, and by setting it to 30 μm or less, the time required for separation and analysis can be shortened. Although the pore diameter of the pores of the porous layer is also arbitrary, it is preferably 0.05 μm to 3 μm, more preferably 0.1 μm to 1 μm. By setting the thickness to 0.05 μm or more, a probe that hybridizes a sufficient amount of the target base sequence can be immobilized. In addition, the said pore diameter is a hole diameter of the pore which exists in large quantities, and is not necessarily necessarily an average diameter.

(1.1.4)核酸増幅部分
本発明で使用されるマイクロ流体デバイスは、検体中の核酸を増幅する手段を有する部分(以下、単に「核酸増幅部分」という)を有してもよく、より好ましい形態として使用される。この態様の詳細については、後述する。
(1.1.4) Nucleic Acid Amplification Portion The microfluidic device used in the present invention may have a portion having means for amplifying nucleic acid in a specimen (hereinafter simply referred to as “nucleic acid amplification portion”), It is used as a more preferred form. Details of this aspect will be described later.

(1.2)温度調整装置(II)
(1.2.1)核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)
本発明のシステムに使用する温度調整装置(II)は、毛細管状流路内を流れる核酸を含む溶液を、核酸が熱変性する温度に加熱する少なくとも1つの温度調整手段(a)を有する。該温度調整手段(a)は任意であって、例えば、マイクロ流体デバイス自身にヒーターを設けて所定部分を加熱しても、温度調整された加熱装置にマイクロ流体デバイスを接触させて所定部分を加熱しても良い。温度調整された加熱装置の例としては、金属製やセラミック製などの蓄熱体を加熱ヒーターで加熱し、温度調節器で設定温度より低い場合には加熱し、逆に設定温度より高い場合は放冷するなどして一定の温度に調節する装置等が挙げられる。前記核酸が熱変性する温度は、検出しようとする核酸の種類、例えば、核酸の長さやGC含量などによって変動しうるが、通常、90〜96℃であればよい。検体中の核酸は、該温度調整手段(a)で熱変性温度に加熱されることによって、二本鎖核酸から一本鎖核酸に変性する。
(1.2) Temperature control device (II)
(1.2.1) Temperature adjusting means (a) for heating to a temperature at which nucleic acid is thermally denatured
The temperature adjusting device (II) used in the system of the present invention has at least one temperature adjusting means (a) for heating the solution containing the nucleic acid flowing in the capillary channel to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured. The temperature adjusting means (a) is arbitrary. For example, even if a microfluidic device itself is provided with a heater to heat a predetermined portion, the microfluidic device is brought into contact with a temperature-controlled heating apparatus to heat the predetermined portion. You may do it. As an example of a temperature-adjusted heating device, a heat storage body made of metal or ceramic is heated with a heater, and if it is lower than the set temperature with a temperature controller, it is heated when it is higher than the set temperature. An apparatus that adjusts to a certain temperature by cooling or the like may be used. The temperature at which the nucleic acid is thermally denatured may vary depending on the type of nucleic acid to be detected, for example, the length of the nucleic acid and the GC content, but it is usually 90 to 96 ° C. The nucleic acid in the sample is denatured from a double-stranded nucleic acid to a single-stranded nucleic acid by being heated to the heat denaturation temperature by the temperature adjusting means (a).

(1.2.2)10℃以下の設定温度に冷却する温度調整手段(b)
本発明のシステムに使用する温度調整装置(II)は、毛細管状流路内を流れる核酸を含む溶液を、10℃以下の任意の設定温度に冷却する少なくとも1つの温度調整手段(b)を有する。該温度調整手段(b)は、前述の温度調整手段(a)に対して、毛細管流路の下流部に設けられる。温度調整手段(b)は任意であって、例えば、マイクロ流体デバイス自身に冷却装置を設けて所定部分を冷却しても、温度調整された冷却装置にマイクロ流体デバイスを接触させて所定部分を冷却しても良い。そのような冷却装置の例としては、金属製やセラミック製などの蓄熱体を冷媒やペルチェ素子で冷却し、温度調節器で設定温度より高い場合には冷却し、逆に設定温度より低い場合には加熱するなどして一定の温度に調節する装置等が挙げられる。検体中の核酸は加熱変性後、該温度調整手段(b)で急冷されることによって一本鎖解離状態に保たれると考えられる。温度調整手段(b)は、核酸が一本鎖解離状態を保てるよう10℃以下とすることが好ましく、また、毛細管内で液が凍結せず流動できるよう−10℃〜10℃の任意の温度とすることがより好ましい。
(1.2.2) Temperature adjusting means for cooling to a set temperature of 10 ° C. or lower (b)
The temperature adjusting device (II) used in the system of the present invention has at least one temperature adjusting means (b) for cooling a solution containing a nucleic acid flowing in the capillary channel to an arbitrary set temperature of 10 ° C. or lower. . The temperature adjusting means (b) is provided in the downstream portion of the capillary channel with respect to the temperature adjusting means (a). The temperature adjusting means (b) is optional. For example, even if a microfluidic device itself is provided with a cooling device to cool a predetermined portion, the microfluidic device is brought into contact with the temperature-controlled cooling device to cool the predetermined portion. You may do it. As an example of such a cooling device, a heat storage body made of metal or ceramic is cooled with a refrigerant or a Peltier element, and when it is higher than a set temperature by a temperature controller, it is cooled when it is lower than a set temperature. May be a device that adjusts to a certain temperature by heating or the like. It is considered that the nucleic acid in the specimen is kept in a single-strand dissociation state by being rapidly denatured by the temperature adjusting means (b) after heat denaturation. The temperature adjusting means (b) is preferably 10 ° C. or lower so that the nucleic acid can maintain a single-strand dissociation state, and any temperature of −10 ° C. to 10 ° C. so that the liquid can flow without freezing in the capillary. More preferably.

(1.2.3)プローブ部の温度調整手段(c)
本発明のシステムに使用する温度調節装置(II)は、プローブ部の温度を調整できる温度調整手段(c)を備えることが望ましい。温度調整手段(c)は任意であって、例えば、マイクロ流体デバイス自身に加熱または冷却装置を設けてプローブ部を温度調整しても、任意の温度に温度調整された温度調整装置にマイクロ流体デバイスを接触させてプローブ部を温度調整しても良い。温度調整された温度調整装置の例としては、金属製やセラミック製などの蓄熱体を加熱ヒーターで加熱し、温度調節器で設定温度より高い場合には冷却し、逆に設定温度より低い場合には加熱するなどして一定の温度に保持できる装置等が挙げられる。プローブ部の温度は、その使用方法によって異なり、プローブに核酸をハイブリダイズさせる場合は、実質的に相補的でない核酸や、プライマー、副産物などがハイブリダイズされないことが望ましく、プローブの鎖長やGC含量などによって変動しうるが、例えば、45〜68℃の範囲で最適な温度に保持するのが好ましい。
(1.2.3) Temperature adjusting means of probe section (c)
The temperature adjusting device (II) used in the system of the present invention preferably includes temperature adjusting means (c) that can adjust the temperature of the probe section. The temperature adjusting means (c) is optional. For example, even if the microfluidic device itself is provided with a heating or cooling device to adjust the temperature of the probe part, the microfluidic device is added to the temperature adjusting device adjusted to an arbitrary temperature. May be contacted to adjust the temperature of the probe portion. As an example of a temperature adjustment device that has been temperature adjusted, a heat storage body made of metal or ceramic is heated by a heater, and if it is higher than the set temperature by the temperature controller, it is cooled, and conversely if it is lower than the set temperature May be a device that can be maintained at a constant temperature by heating or the like. The temperature of the probe varies depending on the method of use. When nucleic acids are hybridized to the probe, it is desirable that substantially non-complementary nucleic acids, primers, by-products, etc. are not hybridized, and the probe chain length and GC content. For example, it is preferable to maintain the temperature within the range of 45 to 68 ° C.

また、プローブにハイブリダイズさせた核酸を解離させる場合は、該温度調整手段(c)は、必要に応じて連続的に、あるいは、段階的に昇温できる機能を有していることが好ましい。この場合、ハイブリダイズさせた温度からプローブのTm値以上に昇温すればよく、一定の速度、例えば、1分あたり5〜20℃の昇温スピードで、Tm値以上、例えば、60〜96℃まで昇温すればよい。   When the nucleic acid hybridized to the probe is dissociated, it is preferable that the temperature adjusting means (c) has a function of increasing the temperature continuously or stepwise as necessary. In this case, the temperature may be increased from the hybridized temperature to the Tm value of the probe or more, and at a constant rate, for example, a temperature increase rate of 5 to 20 ° C. per minute, the Tm value or more, for example, 60 to 96 ° C. The temperature may be raised to.

(1.2.4)核酸増幅の為の温度調整手段(d)
さらに本発明のシステムに使用する温度調整装置(II)は核酸を増幅するための手段を備えていても良く、一連の検出操作を簡略化できることから本発明の形態としてより好ましい。核酸を増幅する方法は任意であり、例えばPCR法(ポリメラーゼ連鎖反応法)を用いることができる。マイクロ流体デバイスの毛細管状流路内でPCR法に基づき所望の核酸を増幅させる場合、本発明のシステムに使用する温度調整装置(II)は、核酸の熱変性温度、アニーリング温度及び伸長反応温度をそれぞれ保持する温度調整手段(d)を有することが好ましい。より具体的には、マイクロ流体デバイスの一部に核酸が増幅する反応場となる毛細管状流路(以下、「核酸増幅部分」という)を設け、該核酸増幅部分全体の温度を、PCRに必要とされる変性、アニーリング、伸長反応温度にコントロールすることを繰り返す方法や、核酸増幅部分に変性、アニーリング、伸長反応温度の3つの温度帯を設け、それらの温度帯に核酸を含む溶液を通過させる、いわゆるフロースルーPCR法が挙げられる。前者の場合、目的の温度に到達するために一定の時間が必要であり、さらに、一定の温度に安定化させるためにも時間が必要であるのに対して、後者の場合、予め温度を設定するために、昇温、降温に要する時間が不要であり、PCRに要する時間が大きく短縮されることから、より好ましい形態である。
(1.2.4) Temperature adjusting means for nucleic acid amplification (d)
Furthermore, the temperature control device (II) used in the system of the present invention may be provided with a means for amplifying nucleic acid, and a series of detection operations can be simplified, which is more preferable as an embodiment of the present invention. A method for amplifying a nucleic acid is arbitrary, and for example, a PCR method (polymerase chain reaction method) can be used. When a desired nucleic acid is amplified in the capillary channel of the microfluidic device based on the PCR method, the temperature adjusting device (II) used in the system of the present invention is capable of adjusting the heat denaturation temperature, annealing temperature, and extension reaction temperature of the nucleic acid. It is preferable to have temperature adjusting means (d) for holding each. More specifically, a capillary channel (hereinafter referred to as a “nucleic acid amplification part”) that provides a reaction field for nucleic acid amplification is provided in a part of the microfluidic device, and the temperature of the entire nucleic acid amplification part is required for PCR. The method of repeatedly controlling the denaturation, annealing, and elongation reaction temperature, and the nucleic acid amplification part are provided with three temperature zones, namely, denaturation, annealing, and elongation reaction temperature, and a solution containing nucleic acid is passed through those temperature zones. The so-called flow-through PCR method can be mentioned. In the former case, a certain amount of time is required to reach the target temperature, and in addition, in the latter case, the temperature is set in advance. Therefore, the time required for temperature increase / decrease is not required, and the time required for PCR is greatly reduced, which is a more preferable mode.

前記温度調節手段(d)はマイクロ流体デバイス自身に組み込んで、核酸増幅部分の温度制御を行っても良いし、また、マイクロ流体デバイス自身には組み込まず、核酸増幅部分に相当するデバイス表面に前記温度調整手段(d)を接触させるように配置して核酸増幅部分の温度制御を行っても良い。   The temperature adjusting means (d) may be incorporated in the microfluidic device itself to control the temperature of the nucleic acid amplification part, or may not be incorporated in the microfluidic device itself and may be placed on the device surface corresponding to the nucleic acid amplification part. The temperature adjusting means (d) may be arranged so as to be in contact with each other to control the temperature of the nucleic acid amplification part.

例えば核酸増幅部分に変性、アニーリング、伸長反応温度の3つの温度帯を設ける方法として、3つの異なる温度を持つ3つの外部ヒーターを平行に置き、該外部ヒーターによって構成される平面と平行となるような同一平面上に、一本の毛細管状の流路が該ヒーター上を往復するように複数回折り曲げたものを核酸増幅部分として接触させる方法などが挙げられる。   For example, as a method of providing three temperature zones of denaturation, annealing, and extension reaction temperature in the nucleic acid amplification part, three external heaters having three different temperatures are placed in parallel so that they are parallel to the plane constituted by the external heaters. For example, there may be mentioned a method in which a single capillary channel is bent several times so as to reciprocate on the heater, and is brought into contact as a nucleic acid amplification part.

前記核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)と、PCR法等の核酸増幅手段で用いる変性温度を保持する温度調整手段(d)とは共通であっても良い。   The temperature adjustment means (a) for heating to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured and the temperature adjustment means (d) for maintaining the denaturation temperature used in the nucleic acid amplification means such as the PCR method may be common.

(1.3)核酸検出手段
本発明のシステムは、その構成の一部として、プローブにハイブリダイズされた核酸の有無を判定するために、必要に応じて核酸検出手段を有する。本発明のシステムにおいて、プローブにハイブリダイズした核酸の有無を目視にて検出できる場合は特段の核酸検出手段を備えている必要はないが、目視にて検出できない場合は、例えば、蛍光顕微鏡、マイクロプレートリーダー、蛍光光度計、吸光光度計、電離箱、GM計数管、シンチレーション検出器などの従来公知の核酸検出手段を有する。
(1.3) Nucleic Acid Detection Unit The system of the present invention includes a nucleic acid detection unit as necessary in order to determine the presence or absence of a nucleic acid hybridized to a probe as part of its configuration. In the system of the present invention, when the presence or absence of the nucleic acid hybridized to the probe can be visually detected, it is not necessary to have a special nucleic acid detection means. It has conventionally known nucleic acid detection means such as a plate reader, a fluorometer, an absorptiometer, an ionization chamber, a GM counter, and a scintillation detector.

(1.4)移送手段
本発明のシステムは、検体を毛細管状流路内を移送させるために、移送手段を有することが好ましい。該移送手段は、任意であり、検体を一定の速度で移送できることが好ましく、例えば、マイクロシリンジポンプなどの微量の液体を送液できるポンプの使用が好ましく用いられる。この場合、マイクロ流体デバイスの注入口から注入してもよく、逆に排出口から吸引してもよい。勿論、注入と吸引を同時に行ってもよい。
(1.4) Transfer Means The system of the present invention preferably has a transfer means for transferring the specimen in the capillary channel. The transfer means is arbitrary, and it is preferable that the specimen can be transferred at a constant speed. For example, use of a pump capable of feeding a small amount of liquid such as a microsyringe pump is preferably used. In this case, it may be injected from the injection port of the microfluidic device, or may be sucked from the discharge port. Of course, injection and suction may be performed simultaneously.

(1.5)配置
本発明のシステムは、前記毛細管状流路内を流れる核酸が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)の順序で加熱および冷却されるように、マイクロ流体デバイス(I)と温度調整手段(a)及び温度調整手段(b)を有する温度調整装置(II)とが配置される。この際、核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)及び10℃以下の設定温度に冷却する温度調整手段(b)を有する温度調整装置上に、毛細管状流路内を通過する検体が温度調整手段(a)及び温度調整手段(b)の順序で加熱および冷却されるようにマイクロ流体デバイスが配置されることが好ましい。
(1.5) Arrangement The system of the present invention is arranged so that the nucleic acid flowing in the capillary channel is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (a) and the temperature adjusting means (b). I) and a temperature adjusting device (II) having a temperature adjusting means (a) and a temperature adjusting means (b) are arranged. Under the present circumstances, it passes the inside of a capillary channel on the temperature control apparatus which has the temperature adjustment means (a) which heats to the temperature which nucleic acid denatures, and the temperature adjustment means (b) which cools to the preset temperature of 10 degrees C or less. The microfluidic device is preferably arranged so that the specimen is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (a) and the temperature adjusting means (b).

また、本発明のシステムに使用する温度調整装置(II)が、さらに温度調整手段(c)を有する場合には、本発明のシステムは、前記毛細管状流路内を流れる核酸が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)及び温度調整手段(c)の順序で加熱および冷却されるように、マイクロ流体デバイス(I)と温度調整手段(a)、温度調整手段(b)及び温度調整手段(c)を有する温度調整装置(II)とが配置される。この際、温度調整手段(a)、温度調整手段(b)及び温度調整手段(c)を有する温度調整装置(II)上に、毛細管状流路内を通過する検体が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)及び温度調整手段(c)の順序で加熱および冷却されるようにマイクロ流体デバイスが配置されることが好ましい。その際、プローブ部は温度調整手段(c)に接するよう配置される。また、特定の塩基配列を有する核酸をプローブ部にハイブリダイズした状態で検出できるように、あるいはまた、一旦ハイブリダイズした該核酸をプローブ部から解離させ、これを下流部分で検出できるように核酸検出手段(3)を必要に応じて設置する。   In addition, when the temperature adjusting device (II) used in the system of the present invention further has a temperature adjusting means (c), the system of the present invention is configured such that the nucleic acid flowing in the capillary channel is a temperature adjusting means ( a), the microfluidic device (I), the temperature adjusting means (a), the temperature adjusting means (b), and the temperature adjustment so that they are heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (b) and the temperature adjusting means (c). A temperature control device (II) having means (c) is arranged. At this time, the specimen passing through the capillary channel on the temperature adjusting device (II) having the temperature adjusting means (a), the temperature adjusting means (b), and the temperature adjusting means (c) is temperature adjusting means (a). The microfluidic device is preferably arranged so that it is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (b) and the temperature adjusting means (c). In that case, a probe part is arrange | positioned so that a temperature control means (c) may be touched. Nucleic acid detection so that a nucleic acid having a specific base sequence can be detected in a hybridized state with the probe part, or alternatively, the nucleic acid once hybridized can be dissociated from the probe part and detected in the downstream part. Means (3) is installed as necessary.

また例えば、より好ましい形態として核酸増幅部分があるマイクロ流体デバイスを使用する場合、本発明のシステムは例えば、核酸増幅の為の温度調整手段(d)、温度調整手段(a)、温度調整手段(b)及び温度調整手段(c)を有する温度調整装置(II)上に、毛細管状流路内を通過する検体が核酸増幅手段、温度調整手段(a)、温度調整手段(b)、温度調整手段(c)の順序で加熱もしくは冷却されるようにマイクロ流体デバイスが配置される。それ以外の配置、構成は上記と同じである。
更に、上記配置を補助する目的でマイクロ流体デバイス(I)と温度調整装置(II)を所定位置に固定する位置決め装置が設けられていてもよい。
For example, when a microfluidic device having a nucleic acid amplification portion is used as a more preferable form, the system of the present invention includes, for example, a temperature adjustment means (d), a temperature adjustment means (a), a temperature adjustment means ( b) and on the temperature adjustment device (II) having the temperature adjustment means (c), the specimen passing through the capillary channel is a nucleic acid amplification means, temperature adjustment means (a), temperature adjustment means (b), temperature adjustment The microfluidic device is arranged to be heated or cooled in the order of means (c). Other arrangements and configurations are the same as described above.
Further, a positioning device for fixing the microfluidic device (I) and the temperature adjusting device (II) at a predetermined position may be provided for the purpose of assisting the above arrangement.

(1.6)使用方法
前記のように配置されたシステムのマイクロ流体デバイスに注入口から検体液を注入する。注入した検体液の移送方法として、例えば注入口にシリンジポンプなどを接続し排出口に向けて送液する。送液の流速は流路の幅や深さ、受けさせたい温度履歴などによって適宜調節すればよいが、遅すぎると蒸発や拡散といった問題が、速すぎると温度調節がうまくいかないという問題が発生することから、0.1〜100μl/分の範囲で設定することが好ましい。
(1.6) Method of Use The sample liquid is injected from the injection port into the microfluidic device of the system arranged as described above. As a method for transferring the injected specimen liquid, for example, a syringe pump or the like is connected to the injection port and the liquid is sent toward the discharge port. The flow rate of the liquid can be adjusted as appropriate depending on the width and depth of the flow path and the temperature history that you want to receive, but if it is too slow, problems such as evaporation and diffusion will occur, and if it is too fast, the problem will be that temperature adjustment will not be successful. From this, it is preferable to set in the range of 0.1 to 100 μl / min.

検体液中の核酸は(核酸増幅部分を有するシステムにおいてはこれを通過する過程で増幅され)、核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)上を通過する際に一本鎖に解離し、次いで温度調整手段(b)上を通過することで一本鎖状態が保持される。そしてプローブ部を通過する際、プローブと実質的に相補的な配列を有する核酸のみがハイブリダイズする。   The nucleic acid in the sample liquid (amplified in the process of passing through the nucleic acid amplification part in the system having the nucleic acid amplification part) becomes a single strand when passing over the temperature adjusting means (a) that is heated to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured. By dissociating and then passing over the temperature adjusting means (b), the single-stranded state is maintained. When passing through the probe portion, only the nucleic acid having a sequence substantially complementary to the probe hybridizes.

検体液に続けて、プローブ部に非特異的に吸着した核酸を洗浄するなどの目的で緩衝液を送液してもよい。緩衝液としては例えばSSCなどが挙げられる。   Subsequent to the sample solution, a buffer solution may be sent for the purpose of washing the non-specifically adsorbed nucleic acid on the probe part. Examples of the buffer solution include SSC.

ハイブリダイズした核酸は、目視あるいは必要に応じて核酸検出手段で検出することができる。検出はプローブ部を観察することによっても、あるいはプローブ部から熱変性により解離させたものが通過する下流部分を観察することによっても可能である。これにより、検体液中に特定の塩基配列を有する核酸が存在するか否かを判定することができる。   The hybridized nucleic acid can be detected visually or by a nucleic acid detection means as necessary. The detection can also be performed by observing the probe part or by observing the downstream part through which the probe part dissociated by thermal denaturation passes. Thereby, it can be determined whether or not a nucleic acid having a specific base sequence exists in the sample liquid.

(2)判定方法
本発明の判定方法は、毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイスを用いて、ハイブリダイゼーション法に基づき検体中の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法であって、核酸を含む溶液を、該毛細管状流路内を移動させることにより、a)核酸を熱変性する工程、b)熱変性した核酸を10℃以下に冷却する工程、c)冷却した核酸をプローブとハイブリダイズさせる工程をこの順に有することを特徴とする。以下、詳述する。
(2) Determination method The determination method of the present invention uses a microfluidic device having a capillary channel, and a probe is fixed to a part of the capillary channel, in a sample based on the hybridization method. A method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence of: a) a step of thermally denaturing a nucleic acid by moving a solution containing the nucleic acid in the capillary channel; and b) heat denatured. A step of cooling the nucleic acid to 10 ° C. or lower, and c) a step of hybridizing the cooled nucleic acid with the probe in this order. Details will be described below.

(2.1)マイクロ流体デバイスを用いたハイブリダイゼーション法
(2.1.1)検体
本発明の判定方法は、まず、検体を含む溶液を、前記マイクロ流体デバイスの毛細管状流路に導入する。
検体としては、核酸、および核酸を含有する試料が挙げられ、全血、血清、糞便、尿等の生体由来物、または、動物、植物、ウイルス由来の細胞組織、細胞培養物、さらには、飲料物、缶詰等の加工食品を含む食品一般等が挙げられる。また、核酸あるいは核酸を含有する試料を予め核酸増幅方法によって増幅した試料を検体として用いることもできる。例えば、検体中に微量の核酸を含む場合、もしくは検体中に含まれる核酸量が未知の場合、予めサーマルサイクラー等を用いて核酸を増幅し、これを検体として用いることができる。
(2.1) Hybridization Method Using Microfluidic Device (2.1.1) Sample In the determination method of the present invention, first, a solution containing a sample is introduced into the capillary channel of the microfluidic device.
Samples include nucleic acids and nucleic acid-containing samples, whole blood, serum, stool, urine and other living organisms, or animal, plant, virus-derived cell tissues, cell cultures, and beverages General foods including processed foods such as foods and canned foods. A sample obtained by previously amplifying a nucleic acid or a sample containing the nucleic acid by a nucleic acid amplification method can also be used as a specimen. For example, when a sample contains a small amount of nucleic acid or the amount of nucleic acid contained in the sample is unknown, the nucleic acid can be amplified in advance using a thermal cycler or the like and used as the sample.

(2.1.2)マイクロ流体デバイスを用いた核酸の増幅
検体中の核酸を増幅する場合、核酸増幅部分を有するマイクロ流体デバイスを用いれば、増幅から検出までを連続して行うことができ、煩雑な操作やサンプルの移動に伴うコンタミネーションの危険が減るため、より好ましい。
(2.1.2) Amplification of nucleic acid using a microfluidic device When a nucleic acid in a specimen is amplified, if a microfluidic device having a nucleic acid amplification part is used, amplification to detection can be performed continuously. This is more preferable because the risk of contamination due to complicated operations and sample movement is reduced.

マイクロ流体デバイスで核酸を増幅する場合、例えば、検体、プライマー及びDNAポリメラーゼを含む溶液をマイクロ流体デバイスの注入口から注入し、シリンジポンプなどにより送液して毛細管状流路中の核酸増幅部分を通過させればよい。通過する過程で例えばフロースルーPCRなどが行われ、検体中の核酸が増幅される。
フロースルーPCRの場合、例えば90℃前後、72℃前後、55℃前後に温度調節した金属ブロックを並べて配置し、これらの上を順に繰り返し通過するようデザインされた流路を有するデバイスを密着させ、注入口から検体、プライマー及びDNAポリメラーゼを含む溶液を注入し、送液すればよい。
When amplifying nucleic acid with a microfluidic device, for example, a solution containing a sample, a primer, and a DNA polymerase is injected from the injection port of the microfluidic device, and sent by a syringe pump or the like, so that the nucleic acid amplification part in the capillary channel is removed. Just let it pass. In the process of passing, for example, flow-through PCR is performed, and the nucleic acid in the specimen is amplified.
In the case of flow-through PCR, for example, the metal blocks whose temperatures are adjusted to around 90 ° C., around 72 ° C., around 55 ° C. are arranged side by side, and a device having a channel designed to repeatedly pass through these is in close contact, What is necessary is just to inject | pour the solution containing a test substance, a primer, and DNA polymerase from an injection port, and to send.

本発明で用いるDNAポリメラーゼは任意であるが、熱安定性を有していることが好ましい。   The DNA polymerase used in the present invention is arbitrary, but preferably has thermal stability.

本発明で用いるプライマーは任意であり、増幅しようとする塩基配列に従い、公知の知見に基づいて調製したものを使用することができる。また、プライマーは標識されていてもよく、使用可能な標識としては蛍光物質、放射性同位体、ビオチン、酵素、発光団、抗原および抗体などが挙げられる。より具体的には、蛍光物質としてFITC、Cy3、Cy5、TET、テキサスレッド等が、放射性同位体としては32P、14C等が、また酵素としてはアルカリフォスファターゼ、ペルオキシダーゼ等が、発光団としてはルテニウム等が挙げられる。 The primer used in the present invention is arbitrary, and a primer prepared based on known knowledge can be used according to the base sequence to be amplified. The primer may be labeled, and usable labels include fluorescent substances, radioisotopes, biotin, enzymes, luminophores, antigens and antibodies. More specifically, FITC, Cy3, Cy5, TET, Texas Red, etc. as fluorescent substances, 32 P, 14 C, etc. as radioactive isotopes, alkaline phosphatase, peroxidase, etc. as enzymes, Examples include ruthenium.

核酸増幅反応液にはデオキシリボヌクレオシド三リン酸、塩化マグネシウムなどの金属塩類、トリス(Tris)等の緩衝剤を含んでいてもよい。   The nucleic acid amplification reaction solution may contain a metal salt such as deoxyribonucleoside triphosphate and magnesium chloride, and a buffer such as Tris.

(2.1.3)核酸を熱変性する工程(a)
本発明の判定方法は、核酸を含む検体溶液を前記マイクロ流体デバイスの毛細管状流路に導入後、送液しながら核酸が熱変性する温度にまで加熱された流路部分を通過させる工程を含む。これによって検体中の核酸は熱変性して一本鎖となる。核酸の熱変性温度は、判定しようとする核酸の種類、例えば、核酸の長さやGC含量などによって変動しうるが、通常90〜96℃である。
(2.1.3) Heat denaturation of nucleic acid (a)
The determination method of the present invention includes a step of allowing a sample solution containing nucleic acid to be introduced into the capillary channel of the microfluidic device and then passing through the heated channel portion to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured while being fed. . As a result, the nucleic acid in the specimen is thermally denatured to become a single strand. The heat denaturation temperature of a nucleic acid can vary depending on the type of nucleic acid to be determined, for example, the length of the nucleic acid and the GC content, but is usually 90 to 96 ° C.

(2.1.4)熱変性した核酸を10℃以下に冷却する工程(b)
さらに本発明の判定方法は、熱変性した一本鎖の核酸を送液しながら、冷却された流路部分を通過させる工程を含む。この急冷操作によって、二本鎖に戻ることを抑制し一本鎖状態を保持させる。冷却温度は10℃以下であれば良く、毛細管内で液が凍結せず流動できるよう−10〜10℃の任意の温度であることが好ましい。
(2.1.4) Step (b) of cooling the heat-denatured nucleic acid to 10 ° C. or lower
Furthermore, the determination method of the present invention includes a step of passing the cooled channel portion while feeding the heat-denatured single-stranded nucleic acid. This rapid cooling operation suppresses the return to the double strand and maintains the single strand state. The cooling temperature should just be 10 degrees C or less, and it is preferable that it is arbitrary temperature of -10-10 degreeC so that a liquid can flow without freezing in a capillary tube.

(2.1.5)冷却した核酸をプローブとハイブリダイズさせる工程(c)
本発明の判定方法は、工程(a)で熱変性され、続く工程(b)で冷却された核酸をプローブ部に移送し、毛細管内壁に固定されたプローブと接触させることによってこれとハイブリダイズさせる工程を含む。ハイブリダイズの温度条件としては、核酸の長さやGC含量などによって変動しうるものの、例えば45〜68℃の範囲で最適な温度に設定することが好ましい。
(2.1.5) Step of hybridizing cooled nucleic acid with probe (c)
In the determination method of the present invention, the nucleic acid heat-denatured in the step (a) and cooled in the subsequent step (b) is transferred to the probe portion and hybridized with the probe by contacting with the probe fixed to the inner wall of the capillary tube. Process. The temperature condition for hybridization may vary depending on the length of nucleic acid, GC content, etc., but is preferably set to an optimum temperature in the range of 45 to 68 ° C., for example.

(2.2)ハイブリダイズ検出による核酸の有無の判定方法
検体中の特定塩基配列を有する核酸の有無は、プローブにハイブリダイズした核酸の検出結果により判定する。ハイブリダイズした核酸が検出されれば検体中に特定の塩基配列を有する核酸が存在するものと判定される。
ハイブリダイズした核酸を検出する方法としては、ハイブリダイズしているプローブ部を直接観察する方法と、ハイブリダイズした核酸を加熱により解離させ、これを流路中下流部分で観察する方法が挙げられる。検出手段は任意であるが、例えば核酸が蛍光標識されている場合は、蛍光顕微鏡などにより蛍光強度を測定すればよいし、また例えば放射性同位体標識されている場合は、GM計数管やシンチレーションカウンターなどにより測定すればよい。更に例えば核酸が標識されていない場合には、プローブとハイブリダイズしている状態の核酸に蛍光性インターカレーターなどを作用させ、その蛍光強度を測定すればよい。いずれの方法手段においても、バックグラウンドやノイズの低減を図る為、ハイブリダイズ後、検出に先立ちハイブリダイズ部を緩衝液などで洗浄することが好ましい。
(2.2) Method for determining presence / absence of nucleic acid by hybridization detection The presence / absence of a nucleic acid having a specific base sequence in a sample is determined based on the detection result of the nucleic acid hybridized to the probe. If a hybridized nucleic acid is detected, it is determined that a nucleic acid having a specific base sequence is present in the sample.
As a method for detecting the hybridized nucleic acid, there are a method of directly observing the hybridized probe portion and a method of dissociating the hybridized nucleic acid by heating and observing it in the downstream portion in the flow path. The detection means is arbitrary. For example, when the nucleic acid is fluorescently labeled, the fluorescence intensity may be measured by a fluorescence microscope or the like. For example, when the nucleic acid is labeled with a radioisotope, a GM counter or a scintillation counter is used. What is necessary is just to measure by. Further, for example, when the nucleic acid is not labeled, a fluorescent intercalator or the like is allowed to act on the nucleic acid that is hybridized with the probe, and the fluorescence intensity may be measured. In any of the method means, in order to reduce background and noise, it is preferable to wash the hybridized portion with a buffer solution or the like prior to detection after hybridization.

(2.3)冷却効果の作用機序について
プローブにハイブリダイズできるのは検体中に一本鎖として存在している核酸であり、その割合を高めるため加熱変性させる工程をとっているが、温度が徐々に低下すると再び相補鎖とアニールしてもとの二本鎖に戻ってしまう。そこで、プローブと効率的にハイブリダイズさせるためには、相補鎖とアニールする前に一本鎖の状態でプローブと接触させることが必要である。マイクロ流体デバイスを用いた場合、解離された一本鎖の核酸は比較的短時間でプローブ部に到達し、プローブと接触しうるが、一本鎖の核酸が相補鎖とアニールする速度は相当に速く、マイクロ流体デバイスを使用しても効率的なハイブリダイズは困難である。
(2.3) Mechanism of action of cooling effect Nucleic acid that can be hybridized to the probe is a single-stranded nucleic acid, and a heat denaturation step is taken to increase the ratio. When it gradually decreases, it will return to the original double strand even after annealing with the complementary strand. Therefore, in order to efficiently hybridize with the probe, it is necessary to contact the probe in a single strand state before annealing with the complementary strand. When a microfluidic device is used, the dissociated single-stranded nucleic acid reaches the probe part in a relatively short time and can come into contact with the probe, but the rate at which the single-stranded nucleic acid anneals with the complementary strand is considerably high. Fast and efficient hybridization is difficult using microfluidic devices.

マイクロ流体デバイス上の核酸の熱変性部とプローブ部との間に冷却部を設けることによって、核酸を効率的にハイブリダイズできる理由は必ずしも明らかではないが、マイクロ流体デバイスは伝熱性に優れるために、急速に冷却することができ、ごく短時間で解離された状態を保持することができるためと推測される。解離された状態を保持できる理由もまた明らかではないが、冷却によって核酸の三次元的構造が変化し、相補鎖同士がアニールしにくい構造になっていること、あるいは、核酸が非特異的にアニールすることによって、相補鎖同士がアニールできない状態になっていることなどが推測される。後者の場合、非特異的にアニールされたものは、結合領域がプローブ鎖長より短いものが多いと考えられ、この場合、プローブ部の熱により解離されて一本鎖の核酸となり、プローブにハイブリダイズしやすくなる。   The reason why the nucleic acid can be efficiently hybridized by providing a cooling part between the heat-denatured part of the nucleic acid on the microfluidic device and the probe part is not necessarily clear, but the microfluidic device is excellent in heat transfer This is presumably because it can be rapidly cooled and kept in a dissociated state in a very short time. The reason why the dissociated state can be maintained is also not clear, but the three-dimensional structure of the nucleic acid changes due to cooling, and the complementary strands are difficult to anneal, or the nucleic acid anneals nonspecifically. By doing so, it is presumed that complementary strands cannot be annealed. In the latter case, many non-specifically annealed ones are considered to have a binding region shorter than the probe chain length. In this case, they are dissociated by the heat of the probe part to become single-stranded nucleic acids and hybridize to the probe. It becomes easy to soy.

また、マイクロ流体デバイス上の核酸の熱変性部とプローブとは、該デバイスを軽量、微小化するために比較的近い距離に設定されることが多い。特に、プローブ部の温度調整手段は、厳密に温度制御されることが必要であるにもかかわらず、仮に熱変性部とプローブ部の間に冷却部が無い場合には、近傍にプローブ部よりも30〜60℃以上も高温の熱変性部があるため、プローブ部が熱変性部からの熱の流入による外乱を受け精密な制御が困難となる。一方、熱変性部とプローブ部との間に冷却体がある場合には、熱変性部の熱が冷却部に流れ、該冷却部がいわば緩衝剤的な役割を果たす結果、プローブ部の厳密な温度制御が可能となることが良好なハイブリダイズを示す一因と考えられる。   Also, the nucleic acid heat denaturing part and the probe on the microfluidic device are often set at a relatively close distance in order to make the device lighter and smaller. In particular, if the temperature adjustment means of the probe section needs to be strictly temperature controlled, but there is no cooling section between the heat-denaturing section and the probe section, it is closer to the probe section than the probe section. Since there is a heat-denatured part having a temperature as high as 30 to 60 ° C. or more, the probe part receives disturbance due to the inflow of heat from the heat-denatured part, and precise control becomes difficult. On the other hand, when there is a cooling body between the heat denaturing part and the probe part, the heat of the heat denaturing part flows to the cooling part, and the cooling part plays a role as a buffer, so It is considered that the fact that temperature control is possible is one of the reasons for good hybridization.

以上のことから、本発明のシステムおよび判定方法は、マイクロ流体デバイスの毛細管状流路内で検体に含まれる核酸の熱変性、冷却、プローブとの接触を実施するため、迅速かつ高効率のハイブリダイズが可能で、結果として迅速、高感度かつ正確に特定の塩基配列を有する核酸の有無の判定が可能となる。また、マイクロ流体デバイス内で一連の操作を実施することができるため、煩雑な操作を必要とせず、簡便に検出操作ができるだけでなく、さらに、検体を確実にプローブ部に輸送できることから、検体試料の移動に伴う夾雑物(コンタミ)の混入防止、判定ミス、検体取り違え、操作者への感染、人為的操作ミスを未然に防止することができ、特に臨床現場での利用に有効である。   From the above, the system and determination method of the present invention perform rapid denaturation, cooling, and contact with a probe in a capillary channel of a microfluidic device, so that rapid and highly efficient hybridization can be achieved. Soybean can be produced, and as a result, the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence can be determined quickly, with high sensitivity and accurately. In addition, since a series of operations can be performed in the microfluidic device, a complicated operation is not required, and not only a detection operation can be easily performed, but also the sample can be reliably transported to the probe portion, so that the sample sample Prevention of contamination (contamination) associated with the movement of the device, determination mistakes, sample mistakes, infection to the operator, and human error can be prevented in advance, which is particularly effective for clinical use.

(3)用途
本発明のシステムおよび検出方法は医学分野、薬学分野、農学分野などにおいて、遺伝子の発現解析やDNA診断など種々の用途、目的に使用できる。例えば、農学分野では品種の鑑定や種の改良などを目的とした塩基配列と表現型の関係解明が挙げられ、薬学分野では患者の薬物感受性の予察が挙げられる。また、医学分野では感染症の原因微生物の分析、疾患関連遺伝子のタイピング、ガンの診断、生体移植の適合性分析などが挙げられる。その他にも同一人判定、親子判定、男女判定などの法務鑑定での使用、考古学的研究での使用などを挙げることができる。
(3) Applications The system and detection method of the present invention can be used for various applications and purposes such as gene expression analysis and DNA diagnosis in the medical field, pharmaceutical field, agricultural field and the like. For example, in the field of agriculture, elucidation of the relationship between a base sequence and a phenotype for the purpose of cultivar identification or species improvement is mentioned, and in the pharmacy field, prediction of patient drug sensitivity is mentioned. In the medical field, analysis of infectious disease-causing microorganisms, typing of disease-related genes, diagnosis of cancer, compatibility analysis of living transplantation, and the like can be mentioned. In addition, it can be used for legal judgment such as single person determination, parent-child determination, gender determination, and use in archaeological research.

以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。本実施例における紫外線照射、および蛍光特性測定は、以下の方法にて行った。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, this invention is not limited to the range of a following example. Ultraviolet irradiation and fluorescence characteristic measurement in this example were performed by the following methods.

(紫外線ランプ1による照射)
3000Wメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のUE031−353CHC型UV照射装置を用い、365nmにおける紫外線強度が40mW/cmの紫外線を特に指定が無い限り室温、窒素雰囲気中で照射した。
(Irradiation with ultraviolet lamp 1)
Using a UE031-353CHC type UV irradiation device manufactured by Eye Graphics Co., Ltd. using a 3000 W metal halide lamp as a light source, ultraviolet rays having an ultraviolet intensity at 365 nm of 40 mW / cm 2 were irradiated in a nitrogen atmosphere at room temperature unless otherwise specified.

(紫外線ランプ2による照射)
250W高圧水銀ランプを光源とするウシオ電機株式会社製のマルチライト250Wシリーズ露光装置用光源ユニットを用い、365nmにおける紫外線強度が50mW/cmの紫外線を、特に指定が無い限り室温、窒素雰囲気中で照射した。
(Irradiation with ultraviolet lamp 2)
Using a light source unit for multi-light 250W series exposure apparatus manufactured by USHIO INC., Which uses a 250W high-pressure mercury lamp as a light source, ultraviolet light with an ultraviolet intensity at 365 nm of 50 mW / cm 2 is used in a nitrogen atmosphere at room temperature unless otherwise specified. Irradiated.

(蛍光強度測定方法)
ライカ株式会社製の共焦点レーザー顕微鏡TCS−NTを用いて測定した。測定条件はPMT感度450V、ピンホール1.00である。
(Fluorescence intensity measurement method)
Measurement was performed using a confocal laser microscope TCS-NT manufactured by Leica Corporation. The measurement conditions are PMT sensitivity 450V and pinhole 1.00.

(実施例1)
[エネルギー線硬化性組成物(i)の調製]
平均分子量2000の3官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大日本インキ化学工業株式会社製の「ユニディックV−4263」)72質量部、ジシクロペンタニルジアクリレート(日本化薬株式会社製の「R−684」)18質量部、メタクリル酸グリシジル(和光純薬工業株式会社製)10質量部、デカン酸メチル(和光純薬工業株式会社製)を150質量部、揮発性の良溶剤としてアセトンを10質量部、紫外線重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー社製の「イルガキュア184」)3質量部を均一に混合して組成物(i)を調製した。
Example 1
[Preparation of energy ray curable composition (i)]
72 parts by mass of trifunctional urethane acrylate oligomer having an average molecular weight of 2000 (“Unidic V-4263” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), dicyclopentanyl diacrylate (“R-684” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) ) 18 parts by mass, 10 parts by mass of glycidyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 150 parts by mass of methyl decanoate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 10 parts by mass of acetone as a volatile good solvent, A composition (i) was prepared by uniformly mixing 3 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) as an ultraviolet polymerization initiator.

[エネルギー線硬化性組成物(ii)の調製]
活性エネルギー線架橋重合性化合物として、「ユニディックV−4263」を80質量部、及び1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(第一工業製薬株式会社製の「ニューフロンティアHDDA」)を20質量部、光重合開始剤として「イルガキュア184」5質量部を均一に混合して組成物(ii)を調製した。
[Preparation of energy beam curable composition (ii)]
As an active energy ray crosslinkable polymerizable compound, 80 parts by mass of “Unidic V-4263” and 20 parts by mass of 1,6-hexanediol diacrylate (“New Frontier HDDA” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), A composition (ii) was prepared by uniformly mixing 5 parts by mass of “Irgacure 184” as a photopolymerization initiator.

[エネルギー線硬化性組成物(iii)の調製]
活性エネルギー線架橋重合性化合物として、「ユニディックV−4263」を60質量部、「ニューフロンティアHDDA」40質量部、光重合開始剤として「イルガキュア184」5質量部、及び重合遅延剤として2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(関東化学株式会社製)0.5質量部を均一に混合して組成物(iii)を調製した。
[Preparation of energy beam curable composition (iii)]
As an active energy ray crosslinkable polymerizable compound, “Unidic V-4263” is 60 parts by mass, “New Frontier HDDA” is 40 parts by mass, “Irgacure 184” is 5 parts by mass as a photopolymerization initiator, and 2, 2, Composition (iii) was prepared by uniformly mixing 0.5 parts by mass of 4-diphenyl-4-methyl-1-pentene (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.).

[多孔質層を底面に持つ凹部(流路)の形成]
ポリアクリレート(三菱レイヨン社製の「アクリライトL 000番」)製の7.5cm×2.5cm×1mmの板に、組成物(ii)を塗布し、紫外線ランプ1により紫外線を3秒照射した。この半硬化状態の塗膜上に、組成物(i)を塗布し、該組成物(i)に紫外線ランプ1により紫外線を40秒間照射して組成物(i)を硬化させ、n−ヘキサンでデカン酸メチルを洗浄除去して多孔質塗膜を形成した。
[Formation of a recess (flow path) having a porous layer at the bottom]
The composition (ii) was applied to a 7.5 cm × 2.5 cm × 1 mm plate made of polyacrylate (“Acrylite L 000” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) and irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 1 for 3 seconds. . The composition (i) is applied onto the semi-cured coating film, and the composition (i) is cured by irradiating the composition (i) with ultraviolet rays for 40 seconds using an ultraviolet lamp 1, and the composition (i) is cured with n-hexane. Methyl decanoate was washed away to form a porous coating film.

上記多孔質塗膜に、組成物(iii)を染みこませ、該組成物(iii)の未硬化塗膜を形成し、所定のフォトマスクを通して紫外線ランプ2による紫外線照射を120秒間行って前記組成物(iii)の半硬化塗膜を形成し、非照射部分の未硬化の前記組成物(iii)をエタノールで除去して、多孔質塗膜が一部分に存在する塗膜を支持体上に形成した。該塗膜の上に、組成物(iii)を塗工し、該組成物(iii)の未硬化塗膜を形成し、所定のフォトマスクを通して紫外線ランプ2による紫外線照射を120秒間行い前記組成物(iii)の半硬化塗膜を形成し、非照射部分の未硬化の前記組成物(iii)をエタノールで除去して、多孔質塗膜が底面の一部に露出した凹部状の塗膜を支持体上に形成した。   The porous coating film is impregnated with the composition (iii) to form an uncured coating film of the composition (iii), and irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 2 through a predetermined photomask for 120 seconds. A semi-cured coating film of the product (iii) is formed, and the uncured composition (iii) in the non-irradiated portion is removed with ethanol to form a coating film in which the porous coating film is partially present on the support. did. The composition (iii) is applied onto the coating film, an uncured coating film of the composition (iii) is formed, and the composition is subjected to ultraviolet irradiation with an ultraviolet lamp 2 through a predetermined photomask for 120 seconds. The semi-cured coating film of (iii) is formed, the uncured portion of the uncured composition (iii) is removed with ethanol, and a concave coating film in which the porous coating film is exposed on a part of the bottom surface is obtained. Formed on a support.

[多孔質塗膜へのプローブの固定]
10%ポリアリルアミン溶液(日東紡製のPAA−10C)を純水にて希釈して5質量%ポリアリルアミン水溶液を調製した。次に、上記工程で作製した凹部を有する支持体を、該5質量%ポリアリルアミン水溶液と接触させ、50℃にて2時間反応させることにより、ポリアリルアミン中の一部のアミノ基を、多孔質塗膜中のエポキシ基と反応させた。その後、流水で30分間洗浄することによって、該標的とする塩基配列をハイブリダイズするプローブ固定用部分多孔質塗膜へのアミノ基の導入を行った。
[Fixing the probe to the porous coating]
A 10% polyallylamine solution (PAA-10C manufactured by Nittobo) was diluted with pure water to prepare a 5% by mass polyallylamine aqueous solution. Next, the support having a recess produced in the above step is brought into contact with the 5% by mass polyallylamine aqueous solution and reacted at 50 ° C. for 2 hours, whereby some amino groups in the polyallylamine are made porous. It was made to react with the epoxy group in a coating film. Then, the amino group was introduce | transduced into the partial porous coating film for probe fixation which hybridizes this target base sequence by wash | cleaning for 30 minutes with running water.

25質量%グルタルアルデヒド溶液(和光純薬工業製の25%グルタルアルデヒド溶液)をリン酸緩衝液(和光純薬工業製の「りん酸緩衝剤粉末」を1リットルの滅菌水に溶解したもの)にて5倍希釈して5質量%グルタルアルデヒド水溶液を調製した。次に、上記工程にてアミノ基を導入した凹部を有する支持体を、該5質量%グルタルアルデヒド水溶液中に入れ、50℃、2時間反応させて、該多孔質塗膜中に導入されたほぼ全てのアミノ基を、該グルタルアルデヒド中の片方のアルデヒド基と反応させた。その後、流水で5分洗浄して、該標的とする塩基配列をハイブリダイズするプローブ固定用部分多孔質塗膜へのアルデヒド基の導入を行った。   25% by mass glutaraldehyde solution (25% glutaraldehyde solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in phosphate buffer (“phosphate buffer powder” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, dissolved in 1 liter of sterile water) Was diluted 5 times to prepare a 5 mass% glutaraldehyde aqueous solution. Next, the support having a concave portion into which an amino group has been introduced in the above step is placed in the 5% by mass glutaraldehyde aqueous solution, reacted at 50 ° C. for 2 hours, and introduced into the porous coating film. All amino groups were reacted with one aldehyde group in the glutaraldehyde. Thereafter, the membrane was washed with running water for 5 minutes, and an aldehyde group was introduced into the probe-imparted partially porous coating film that hybridizes the target base sequence.

PCR用サンプルチューブに5’末端をアミノ基修飾した核酸A(500μmol/l;配列番号1;nucleic acid A)を1μl、核酸Aに相補的な核酸B(500μmol/l;配列番号2;nucleic acid B)を1μl、PCR用10×緩衝液(宝酒造株式会社製の10× Ex Taq Buffer)を1μl、滅菌水を7μl加えた。サーマルサイクラーを用いてこれに「95℃、2分→80℃、2分→70℃、2分→60℃、2分→50℃、2分→40℃、2分→30℃、2分→4℃、2分」の温度変化を与えることにより、核酸AとBをアニールさせて二本鎖核酸とし、核酸溶液(C)を調製した。   1 μl of nucleic acid A (500 μmol / l; SEQ ID NO: 1; nucleic acid A) modified with an amino group at the 5 ′ end in a PCR sample tube, and nucleic acid B complementary to nucleic acid A (500 μmol / l; SEQ ID NO: 2; nucleic acid) 1 μl of B), 1 μl of 10 × buffer solution for PCR (10 × Ex Taq Buffer manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) and 7 μl of sterilized water were added. Using a thermal cycler, “95 ° C., 2 minutes → 80 ° C., 2 minutes → 70 ° C., 2 minutes → 60 ° C., 2 minutes → 50 ° C., 2 minutes → 40 ° C., 2 minutes → 30 ° C., 2 minutes → By applying a temperature change of “4 ° C., 2 minutes”, nucleic acids A and B were annealed to form double-stranded nucleic acid, and a nucleic acid solution (C) was prepared.

前記工程にてアルデヒド基を導入した多孔質塗膜に、核酸溶液(C)を5μl滴下して、湿度100%、50℃にて15時間インキュベートし、核酸の末端アミノ基を多孔質層のアルデヒド基と共有結合させた。その後、該多孔質塗膜を0.2質量%のテトラヒドロ硼酸ナトリウム水溶液に浸漬し、5分間還元反応させ、次いで、0.2×SSC/0.1%SDS溶液でリンスし、さらに、0.2×SSCでリンスし、プローブ固定用部分多孔質塗膜への前記二本鎖核酸(C)の固定を行った。   5 μl of the nucleic acid solution (C) is dropped on the porous coating film into which the aldehyde group has been introduced in the above step and incubated at 100% humidity and 50 ° C. for 15 hours, and the terminal amino group of the nucleic acid is converted into the aldehyde of the porous layer. Covalently bonded to the group. Thereafter, the porous coating film is immersed in a 0.2% by mass sodium tetrahydroborate aqueous solution, subjected to a reduction reaction for 5 minutes, and then rinsed with a 0.2 × SSC / 0.1% SDS solution. After rinsing with 2 × SSC, the double-stranded nucleic acid (C) was immobilized on the partially porous coating film for probe immobilization.

10×TBE緩衝液(和光純薬工業製の「10×TBE粉末」を滅菌水に溶かしたもの)を滅菌水にて100倍して0.1×TBE緩衝液を調製した。次に、上記工程にて核酸溶液(C)を導入した凹部を有する支持体を、該0.1×TBE緩衝液に浸漬し、95℃にて5分間煮沸しプローブ固定用部分多孔質塗膜に固定された核酸(C)から前記核酸(B)を解離させ、前記核酸(A)のみがプローブ固定用部分多孔質塗膜上に固定された凹部を有する支持体を得た。   A 10 × TBE buffer solution (a solution of “10 × TBE powder” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in sterilized water was multiplied by 100 with sterilized water to prepare a 0.1 × TBE buffer solution. Next, the support having a concave portion into which the nucleic acid solution (C) has been introduced in the above step is immersed in the 0.1 × TBE buffer, boiled at 95 ° C. for 5 minutes, and a partially porous coating film for probe fixation. The nucleic acid (B) was dissociated from the nucleic acid (C) immobilized on the substrate to obtain a support having a recess in which only the nucleic acid (A) was immobilized on the partial porous coating film for probe immobilization.

[蓋の固着]
組成物(ii)を、一時的な支持体である15cm×5cm×30μmのポリプロピレンフィルム(二村化学工業社製の「二軸延伸ポリプロピレンフィルム「太閤」FOR 30番」)のコロナ放電処理された面上に、128μmのアプリケータを用いて塗工した。該組成物(ii)の未硬化塗膜に、紫外線ランプ1により紫外線を3秒照射し、前記組成物の半硬化塗膜を形成し、上記工程で作製した凹部に張り合わせ、紫外線ランプ1により、紫外線を40秒間照射して完全に硬化させた後、該一時的な支持体であるポリプロピレンフィルムを剥離し、多孔質層が底面に露出した流路を形成した。この後、前記工程において凹部上に張り合わせ完全に硬化した塗膜上に組成物(i)を塗布して塗膜を形成し、さらにその上に上基材として、下基材と同じポリアクリレート製(三菱レイヨン社製の「アクリライトL 000番」)の7.5cm×2.5cm×1mmの板を重ね合わせ、50mW/cm2の紫外線を窒素雰囲気中にて塗膜全面に40秒間照射し、塗膜を硬化させた。
[Fixing the lid]
A surface of the composition (ii) subjected to corona discharge treatment of a 15 cm × 5 cm × 30 μm polypropylene film (“biaxially stretched polypropylene film“ Taiko ”FOR No. 30” manufactured by Nimura Chemical Co., Ltd.) as a temporary support. The coating was carried out using a 128 μm applicator. The uncured coating film of the composition (ii) is irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp 1 for 3 seconds to form a semi-cured coating film of the composition, which is bonded to the recesses produced in the above process, and the ultraviolet lamp 1 After being completely cured by irradiation with ultraviolet rays for 40 seconds, the polypropylene film as the temporary support was peeled off to form a flow path with the porous layer exposed on the bottom surface. Thereafter, the composition (i) is applied onto the coating film that has been completely cured by laminating on the recesses in the above-mentioned step, and a coating film is formed thereon. Further, the upper substrate is made of the same polyacrylate as the lower substrate. A 7.5 cm x 2.5 cm x 1 mm plate ("Acrylite L 000" manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is layered, and 50 mW / cm 2 ultraviolet rays are irradiated on the entire surface of the coating film in a nitrogen atmosphere for 40 seconds. The coating was cured.

次いで、上基板を通過し流路に通じる直径1mmの孔を、ドリルを使用して流路の両末端に形成し、さらにこれら2つの孔にそれぞれ内径3mm、高さ5mmのポリ塩化ビニル管を接着して注入口(12)、排出口(13)とし、図2及び図3に示すマイクロ流体デバイス(1’)を製造した。   Next, holes with a diameter of 1 mm that pass through the upper substrate and communicate with the flow path are formed at both ends of the flow path by using a drill, and a polyvinyl chloride tube with an inner diameter of 3 mm and a height of 5 mm is formed in each of these two holes. The microfluidic device (1 ′) shown in FIGS. 2 and 3 was manufactured by bonding to form an inlet (12) and an outlet (13).

[PCR(サーマルサイクラー)]
DNAポリメラーゼとしてジーンタック(株式会社ニッポンジーン製)を使用し、PCR用緩衝液、dNTP混合液は該酵素に添付のものを使用した。200μl容量のPCR用サンプルチューブに、5μlの10×PCR用緩衝液、4μlのdNTP混合液(dATP、dGTP、dCTP、dTTP 各2.5mmol/l)、2.5μlのプライマー1(FITC標識、10μmol/l;配列番号3;primer 1)、2.5μlのプライマー2(10μmol/l;配列番号4;primer 2)、0.25μlのジーンタック(5ユニット/μl)、テンプレートとして0.5μlのras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Gly(DNA1ng;タカラバイオ株式会社製;配列番号5)を入れ、さらに滅菌水を加えて50μlとした。また、ras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyの代わりにプラスミドpUC119溶液(DNA1ng)を用いたものも用意した。これらをサーマルサイクラーにセットし、「94℃、30秒→55℃、30秒→72℃10秒」のサイクルを30回行うことによって核酸を増幅させた。これらのPCR産物を検体液として以下の試験に供した。
[PCR (thermal cycler)]
Genetack (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) was used as the DNA polymerase, and the PCR buffer solution and dNTP mixed solution attached to the enzyme were used. In a sample tube for PCR of 200 μl volume, 5 μl of 10 × PCR buffer, 4 μl of dNTP mixture (dATP, dGTP, dCTP, dTTP each 2.5 mmol / l), 2.5 μl of primer 1 (FITC labeled, 10 μmol) / L; SEQ ID NO: 3; primer 1), 2.5 μl of primer 2 (10 μmol / l; SEQ ID NO: 4; primer 2), 0.25 μl of gene tack (5 units / μl), 0.5 μl of ras as template Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly (DNA 1 ng; manufactured by Takara Bio Inc .; SEQ ID NO: 5) was added, and further sterilized water was added to make 50 μl. Moreover, what used the plasmid pUC119 solution (DNA1ng) instead of ras Mutant Set c-Ki-ras codon12 Gly was also prepared. These were set in a thermal cycler, and nucleic acid was amplified by performing a cycle of “94 ° C., 30 seconds → 55 ° C., 30 seconds → 72 ° C. 10 seconds” 30 times. These PCR products were subjected to the following tests as sample solutions.

[ハイブリダイゼーション]
マイクロ流体デバイス(1’)を図4に示す3つの金属ブロックから成る温度調整装置上に固定した。金属ブロック(A)(21)を90℃、金属ブロック(B)(22)を1℃、金属ブロック(C)(23)を55℃に設定した。前記で調製した各検体液20μlをそれぞれマイクロ流体デバイス(1’)の注入口(12)に注入し、さらに注入口(12)にマイクロシリンジポンプ(kdScientific社製 IC3200)を接続し、流速5μl/分で排出口(13)に向けて送液し、次いで、0.2×SSCに切り替えて送液した。送液の過程で金属ブロック(A)(21)上を通過させることによって検体液中の核酸を変性して一本鎖化し、金属ブロック(B)(22)上を通過させることによって一本鎖状態を保持し、引き続く該金属ブロック(C)(23)上で一本鎖化した核酸をプローブとハイブリダイズさせた。
[Hybridization]
The microfluidic device (1 ′) was fixed on a temperature adjusting device composed of three metal blocks shown in FIG. The metal blocks (A) and (21) were set at 90 ° C, the metal blocks (B) and (22) at 1 ° C, and the metal blocks (C) and (23) at 55 ° C. 20 μl of each sample solution prepared above was injected into the injection port (12) of the microfluidic device (1 ′), and a micro syringe pump (IC3200 manufactured by kd Scientific) was further connected to the injection port (12). The liquid was sent toward the discharge port (13) in minutes, and then the liquid was switched to 0.2 × SSC. The nucleic acid in the sample liquid is denatured and single-stranded by passing it over the metal block (A) (21) in the process of liquid feeding, and single-stranded by passing over the metal block (B) (22). The state was maintained, and the nucleic acid subsequently single-stranded on the metal block (C) (23) was hybridized with the probe.

[核酸の検出]
プローブ部(9’)をライカ株式会社製の共焦点レーザー顕微鏡TCS−NTにて観察することによって、ハイブリダイズした核酸の検出を行った。テンプレートにras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyを用いた試験区では、検体液注入から約3分後に該プローブ部(9’)の蛍光強度が大きく増加し、その際の蛍光強度は200であった。一方、pUC119を用いた試験区の蛍光強度は0であり、両者の蛍光強度の差は大きかった。これにより、検体中の特定塩基配列を有する核酸の塩基配列特異的検出が、即ち、検体中に特定塩基配列を有する核酸が含まれているか否かを迅速かつ正確に判定できた。
[Detection of nucleic acid]
The probe portion (9 ′) was observed with a confocal laser microscope TCS-NT manufactured by Leica Corporation to detect the hybridized nucleic acid. In the test group using ras Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly as a template, the fluorescence intensity of the probe portion (9 ′) greatly increased about 3 minutes after the sample liquid injection, and the fluorescence intensity at that time was 200. there were. On the other hand, the fluorescence intensity in the test section using pUC119 was 0, and the difference in fluorescence intensity between the two was large. As a result, base sequence-specific detection of a nucleic acid having a specific base sequence in a sample, that is, whether or not a nucleic acid having a specific base sequence is contained in the sample can be determined quickly and accurately.

(実施例2)
基板としてポリアクリレート(三菱レイヨン社製の「アクリライトL 000番」)製の12cm×3cm×1mmの板を用い、露光時のフォトマスクを変えた以外は、実施例1と同様の操作で、図5及び図6に示すマイクロ流体デバイス(1’’)を得た。
(Example 2)
Using a 12 cm × 3 cm × 1 mm plate made of polyacrylate (Mitsubishi Rayon “Acrylite L 000”) as the substrate and changing the photomask during exposure, the same operation as in Example 1, The microfluidic device (1 ″) shown in FIGS. 5 and 6 was obtained.

[フロースルーPCR]
マイクロ流体デバイス(1’’)を図7に示す5つの金属ブロックから成る温度制御装置上に固定した。金属ブロック(A)(31)を90℃、金属ブロック(B)(32)を72℃、金属ブロック(C)(33)を55℃、金属ブロック(D)(34)を1℃、金属ブロック(E)(35)を50℃に設定した。
[Flow-through PCR]
The microfluidic device (1 ″) was fixed on a temperature control device consisting of five metal blocks shown in FIG. Metal block (A) (31) is 90 ° C, Metal block (B) (32) is 72 ° C, Metal block (C) (33) is 55 ° C, Metal block (D) (34) is 1 ° C, Metal block (E) (35) was set to 50 ° C.

DNAポリメラーゼとしてジーンタック(株式会社ニッポンジーン製)を使用し、PCR用緩衝液、dNTP混合液は該酵素に添付のものを使用した。200μl容量のPCR用サンプルチューブに、5μlの10×PCR用緩衝液、4μlのdNTP混合液(dATP、dGTP、dCTP、dTTP 各2.5mmol/l)、2.5μlのプライマー1(FITC標識、10μmol/l;配列番号3;primer 1)、2.5μlのプライマー2(10μmol/l;配列番号4;primer 2)、0.25μlのジーンタック(5ユニット/μl)、テンプレートとして0.5μlのras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Gly(DNA1ng;タカラバイオ株式会社製;配列番号5)、10μlの25%Tween80水溶液、5μlのグリセロールを入れ、さらに滅菌水を加えて50μlとした。また、ras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyの代わりにプラスミドpUC119溶液(DNA1ng)を用いたものも用意した。これらを検体液として以下の試験に供した。   Genetack (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd.) was used as the DNA polymerase, and the PCR buffer solution and dNTP mixed solution attached to the enzyme were used. In a 200 μl volume of PCR sample tube, 5 μl of 10 × PCR buffer, 4 μl of dNTP mixture (dATP, dGTP, dCTP, dTTP each 2.5 mmol / l), 2.5 μl of primer 1 (FITC labeled, 10 μmol) / L; SEQ ID NO: 3; primer 1), 2.5 μl of primer 2 (10 μmol / l; SEQ ID NO: 4; primer 2), 0.25 μl of gene tack (5 units / μl), 0.5 μl of ras as template Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly (DNA 1 ng; manufactured by Takara Bio Inc .; SEQ ID NO: 5) 10 μl of 25% Tween 80 aqueous solution and 5 μl of glycerol were added, and sterilized water was added to make 50 μl. Moreover, what used the plasmid pUC119 solution (DNA1ng) instead of ras Mutant Set c-Ki-ras codon12 Gly was also prepared. These were used for the following tests as specimen solutions.

各検体液20μlをそれぞれマイクロ流体デバイス(20)の注入口(12’)に注入し、さらに注入口(12’)にマイクロシリンジポンプ(kdScientific社製 IC3200)を接続し、流速5μl/分にて排出口(13’’)に向けて送液した。次いで0.2×SSCに切り替えて送液した。これにより、検体液は「金属ブロック(A)(31)→(B)(32)→(C)(33)→(B)(32)→(A)(31)→(B)(32)→(C)(33)・・・」という順序で金属ブロック上を通過した。核酸の伸長反応は、(C)(33)→(B)(32)へと移動する際の(B)(32)上で行われる。   20 μl of each sample solution is injected into the injection port (12 ′) of the microfluidic device (20), and a micro syringe pump (IC3200 manufactured by kd Scientific) is connected to the injection port (12 ′) at a flow rate of 5 μl / min. Liquid was fed toward the discharge port (13 ″). Subsequently, it switched to 0.2xSSC and liquid-fed. As a result, the sample liquid becomes “metal block (A) (31) → (B) (32) → (C) (33) → (B) (32) → (A) (31) → (B) (32). → (C) (33)... The nucleic acid elongation reaction is performed on (B) (32) when moving from (C) (33) to (B) (32).

[ハイブリダイゼーション]
検体液は前記核酸増幅(フロースルーPCR)部を通過した後、金属ブロック(A)(31)→(D)(34)、(E)(35)上を通過し排出口(13’’)から排出される。該金属ブロック(A)(31)上で核酸を変性して一本鎖化し、金属ブロック(D)(34)上で一本鎖状態を保持し、続く金属ブロック(E)(35)上でプローブとハイブリダイズさせた。
[Hybridization]
After passing through the nucleic acid amplification (flow-through PCR) section, the sample liquid passes over the metal blocks (A) (31) → (D) (34), (E) (35) and is discharged (13 ″) Discharged from. On the metal block (A) (31), the nucleic acid is denatured to be single-stranded, and the single-stranded state is maintained on the metal block (D) (34). On the subsequent metal block (E) (35) Hybridized with probe.

[核酸の検出]
プローブ部(9’’)をライカ株式会社製の共焦点レーザー顕微鏡TCS−NTにて観察することによって、ハイブリダイズした核酸の検出を行った。テンプレートにras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyを用いた試験区では、検体液注入から約20分後に該プローブ部(9’’)表面の蛍光強度が大きく増加し、その際の蛍光強度は170であった。一方、pUC119を用いた試験区の蛍光強度は0であり、両者の蛍光強度の差は大きかった。これにより、検体中の特定塩基配列を有する核酸の塩基配列特異的検出が、即ち、検体中に特定塩基配列を有する核酸が含まれているか否かを迅速かつ正確に判定できた。
[Detection of nucleic acid]
By observing the probe portion (9 ″) with a confocal laser microscope TCS-NT manufactured by Leica Corporation, the hybridized nucleic acid was detected. In the test group using ras Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly as a template, the fluorescence intensity on the surface of the probe portion (9 ″) greatly increased about 20 minutes after the injection of the sample liquid. 170. On the other hand, the fluorescence intensity in the test section using pUC119 was 0, and the difference in fluorescence intensity between the two was large. As a result, base sequence-specific detection of a nucleic acid having a specific base sequence in a sample, that is, whether or not a nucleic acid having a specific base sequence is contained in the sample can be determined quickly and accurately.

(比較例1)
実施例1において、図4に示す温度調整手段(b)の電源をオフにして冷却しなかった以外、実施例1と同様の操作で検出を行った。
(Comparative Example 1)
In Example 1, detection was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature adjusting means (b) shown in FIG.

テンプレートにras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyを用いた試験区では検体液注入から約3分後に、プローブ部(9’’)の蛍光強度が僅かに増加した。その際の蛍光強度は30であった。一方、pUC119を用いた試験区の蛍光強度は0であり、両者の蛍光強度の差は僅かであった。よって、これをもって検体中の特定塩基配列を有する核酸の塩基配列特異的検出、即ち、検体中に特定塩基配列を有する核酸が含まれているか否かの判定を行うのは困難であった。   In the test group using ras Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly as a template, the fluorescence intensity of the probe portion (9 ″) slightly increased about 3 minutes after the sample liquid injection. The fluorescence intensity at that time was 30. On the other hand, the fluorescence intensity in the test section using pUC119 was 0, and the difference in fluorescence intensity between the two was slight. Therefore, it has been difficult to perform base sequence-specific detection of a nucleic acid having a specific base sequence in a sample, that is, to determine whether or not a nucleic acid having a specific base sequence is contained in the sample.

(比較例2)
温度調整装置として、図8に示す4つの金属ブロックから成る温度調整装置を用い、金属ブロック(A)(41)を90℃、金属ブロック(B)(42)を72℃、金属ブロック(C)(43)を55℃、金属ブロック(D)(44)を50℃に設定した上に固定した以外、実施例2と同様にして得られたマイクロ流体デバイスを用いて、同様の操作で検出した。
(Comparative Example 2)
As the temperature adjusting device, a temperature adjusting device comprising four metal blocks shown in FIG. 8 is used. The metal block (A) (41) is 90 ° C., the metal block (B) (42) is 72 ° C., and the metal block (C). Detection was carried out in the same manner using the microfluidic device obtained in the same manner as in Example 2 except that (43) was fixed at 55 ° C. and the metal block (D) (44) was set at 50 ° C. .

テンプレートにras Mutant Set c−Ki−ras codon12 Glyを用いた試験区では検体液注入から約20分後に、プローブ部(9’’)の蛍光強度が僅かに増加した。その際の蛍光強度は30であった。一方、pUC119を用いた試験区の蛍光強度は0であり、両者の蛍光強度の差は僅かであった。よって、これをもって検体中の特定塩基配列を有する核酸の塩基配列特異的検出、即ち、検体中に特定塩基配列を有する核酸が含まれているか否かの判定を行うのは困難であった。   In the test group using ras Mutant Set c-Ki-ras codon 12 Gly as a template, the fluorescence intensity of the probe portion (9 ″) slightly increased about 20 minutes after the sample liquid injection. The fluorescence intensity at that time was 30. On the other hand, the fluorescence intensity in the test section using pUC119 was 0, and the difference in fluorescence intensity between the two was slight. Therefore, it has been difficult to perform base sequence-specific detection of a nucleic acid having a specific base sequence in a sample, that is, to determine whether or not a nucleic acid having a specific base sequence is contained in the sample.

本発明のシステムの模式図である。It is a schematic diagram of the system of this invention. 実施例1及び比較例1で使用したマイクロ流体デバイスの模式図の平面図である。2 is a plan view of a schematic diagram of a microfluidic device used in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1及び比較例1で使用したマイクロ流体デバイスの模式図の側面図である。It is a side view of the schematic diagram of the microfluidic device used in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1及び比較例1で使用したマイクロ流体デバイス及び温度調整装置を有するシステムの模式図の平面図である。It is a top view of the schematic diagram of the system which has the microfluidic device and temperature control apparatus which were used in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例2及び比較例2で使用したマイクロ流体デバイスの模式図の平面図である。It is a top view of the schematic diagram of the microfluidic device used in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2及び比較例2で使用したマイクロ流体デバイスの模式図の側面図である。It is a side view of the schematic diagram of the microfluidic device used in Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2で使用したマイクロ流体デバイスと温度調整装置とを有するシステムの模式図の平面図である。It is a top view of the schematic diagram of the system which has the microfluidic device and temperature control apparatus which were used in Example 2. FIG. 比較例2で使用したマイクロ流体デバイスと温度調整装置とを有するシステムの模式図の平面図である。It is a top view of the schematic diagram of the system which has the microfluidic device and temperature control apparatus which were used in the comparative example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…マイクロ流体デバイス、1’…実施例1で用いたマイクロ流体デバイス、1’’…実施例2および比較例で用いたマイクロ流体デバイス
2…温度調整装置、3…温度調整手段(a)、4…温度調整手段(b)、5…温度調整手段(c)、6…ポンプ、7…廃液、8…温度調節器
9…プローブ部、9’…実施例1で用いたマイクロ流体デバイスのプローブ部、
10…核酸検出手段
11…毛細管状流路、11’…実施例1及び比較例1で用いたマイクロ流体デバイスの毛細管状流路、11’’…実施例2および比較例2で用いたマイクロ流体デバイスの毛細管状流路、12…実施例1及び比較例1で用いたマイクロ流体デバイスの注入口、12’…実施例2および比較例2で用いたマイクロ流体デバイスの注入口、13…実施例1及び比較例1で用いたマイクロ流体デバイスの排出口、13’…実施例2および比較例2で用いたマイクロ流体デバイスの排出口
21…金属ブロック(A)、22…金属ブロック(B)、23…金属ブロック(C)、
24…デバイス架設台、25…デバイス位置決め支持具
31…金属ブロック(A)、32…金属ブロック(B)、33…金属ブロック(C)、
34…金属ブロック(D)、35…金属ブロック(E)
41…金属ブロック(A)、42…金属ブロック(B)、43…金属ブロック(C)、
44…金属ブロック(D)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microfluidic device, 1 '... Microfluidic device used in Example 1, 1''... Microfluidic device used in Example 2 and the comparative example 2 ... Temperature adjusting device, 3 ... Temperature adjusting means (a), DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Temperature adjustment means (b), 5 ... Temperature adjustment means (c), 6 ... Pump, 7 ... Waste liquid, 8 ... Temperature controller 9 ... Probe part, 9 '... Probe of the microfluidic device used in Example 1 Part,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Nucleic acid detection means 11 ... Capillary channel, 11 '... Capillary channel of the microfluidic device used in Example 1 and Comparative Example 1, 11 "... Microfluidic used in Example 2 and Comparative Example 2 Capillary channel of device, 12... Microfluidic device inlet used in Example 1 and Comparative Example 1, 12 ′... Microfluidic device inlet used in Example 2 and Comparative Example 2, 13. 1 and the discharge port of the microfluidic device used in Comparative Example 1, 13 '... the discharge port of the microfluidic device used in Example 2 and Comparative Example 2 ... Metal block (A), 22 ... Metal block (B), 23 ... Metal block (C),
24 ... Device installation base, 25 ... Device positioning support 31 ... Metal block (A), 32 ... Metal block (B), 33 ... Metal block (C),
34 ... Metal block (D), 35 ... Metal block (E)
41 ... Metal block (A), 42 ... Metal block (B), 43 ... Metal block (C),
44 ... Metal block (D).

Claims (10)

核酸を含む溶液を流すための毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイス(I)と、
前記核酸を含む溶液を核酸が熱変性する温度に加熱する温度調整手段(a)、及び
前記核酸を含む溶液を10℃以下の設定温度に冷却する温度調整手段(b)
を有する温度調整装置(II)とを有し、
前記毛細管状流路内を流れる核酸が温度調整手段(a)、温度調整手段(b)の順序で加熱および冷却されるように、マイクロ流体デバイス(I)と温度調整手段(a)及び前記温度調整手段(b)を有する温度調整装置(II)とが配置されていることを特徴とする特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定するシステム。
A microfluidic device (I) having a capillary channel for flowing a solution containing a nucleic acid, and a probe fixed to a part of the capillary channel;
Temperature adjusting means (a) for heating the solution containing the nucleic acid to a temperature at which the nucleic acid is thermally denatured; and temperature adjusting means (b) for cooling the solution containing the nucleic acid to a set temperature of 10 ° C. or lower.
A temperature control device (II) having
The microfluidic device (I), the temperature adjusting means (a) and the temperature so that the nucleic acid flowing in the capillary channel is heated and cooled in the order of the temperature adjusting means (a) and the temperature adjusting means (b). A system for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence, wherein a temperature adjusting device (II) having an adjusting means (b) is arranged.
さらに核酸検出手段(III)を有する請求項1記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定するシステム。   Furthermore, the system which determines the presence or absence of the nucleic acid which has a specific base sequence of Claim 1 which has a nucleic acid detection means (III). 前記温度調整装置(II)が、さらに、毛細管状流路中に固定されているプローブを加熱又は冷却するために前記毛細管状流路を加熱又は冷却する温度調整手段(c)を有する請求項1又は2に記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定するシステム。   The temperature adjusting device (II) further comprises temperature adjusting means (c) for heating or cooling the capillary channel in order to heat or cool the probe fixed in the capillary channel. Or the system which determines the presence or absence of the nucleic acid which has the specific base sequence of 2. 前記温度調整装置(II)が、さらに、毛細管状流路中においてPCR法に基づき所望の核酸を増幅させる為に前記核酸を含む溶液を熱変性温度、アニーリング温度及び伸長反応温度にそれぞれ保持するために、前記毛細管状流路を加熱又は冷却する温度調整手段(d)を有するものである請求項1〜3のいずれかの請求項に記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定するシステム。   The temperature adjusting device (II) further maintains the solution containing the nucleic acid at a heat denaturation temperature, an annealing temperature, and an extension reaction temperature in order to amplify a desired nucleic acid in the capillary channel based on the PCR method. The system for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to any one of claims 1 to 3, further comprising temperature adjusting means (d) for heating or cooling the capillary channel. . 毛細管状流路を有し、かつ該毛細管状流路の一部にプローブが固定されているマイクロ流体デバイスを用いて、ハイブリダイゼーション法に基づき検体中の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法であって、核酸を含む溶液を、該毛細管状流路内を移動させることにより、a)核酸を熱変性する工程、b)熱変性した核酸を10℃以下に冷却する工程、c)冷却した核酸をプローブとハイブリダイズさせる工程をこの順に有することを特徴とする特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。   Using a microfluidic device that has a capillary channel and a probe is fixed to a part of the capillary channel, the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence is determined based on the hybridization method A) a step of thermally denaturing the nucleic acid by moving a solution containing the nucleic acid in the capillary channel, b) a step of cooling the heat-denatured nucleic acid to 10 ° C. or lower, c) A method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence, comprising the step of hybridizing a cooled nucleic acid with a probe in this order. 請求項1に記載のシステムを用いる請求項5記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。   A method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to claim 5 using the system according to claim 1. 前記溶液が、核酸増幅反応により得られた核酸を含む溶液である請求項5記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。   The method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to claim 5, wherein the solution is a solution containing a nucleic acid obtained by a nucleic acid amplification reaction. 核酸増幅反応がPCR法である請求項7記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。   The method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to claim 7, wherein the nucleic acid amplification reaction is a PCR method. 請求項4記載のシステムを用いて、マイクロ流体デバイスの毛細管状流路中においてPCR法に基づき所望の核酸を増幅させる請求項8記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。   The method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to claim 8, wherein a desired nucleic acid is amplified based on a PCR method in a capillary channel of a microfluidic device using the system according to claim 4. 請求項3記載のシステムを用いて、プローブの温度を連続的あるいは段階的に変化させながら検出する請求項5記載の特定の塩基配列を有する核酸の有無を判定する方法。
6. The method for determining the presence or absence of a nucleic acid having a specific base sequence according to claim 5, wherein the detection is performed while changing the probe temperature continuously or stepwise using the system according to claim 3.
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