JP2007175006A - 遺伝子解析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズル28により分注チップ内にミネラルオイル39、PCR反応液38及びミネラルオイル39の順に吸引し、分注チップ内では上層にミネラルオイル39、中間層にPCR反応液38、下層にミネラルオイルの3層になる状態にする。その後、そのまま増幅反応部に注入する。
【選択図】 図6
Description
患者が敗血症に罹りやすいか否か及び/又は敗血症に急速に進行しやすいか否かを決定するために、患者から核酸サンプルを採取し、該サンプル中におけるパターン2対立遺伝子、又はパターン2対立遺伝子と連鎖不平衡であるマーカー遺伝子を検出し、パターン2対立遺伝子又はパターン2対立遺伝子と連鎖不平衡であるマーカー遺伝子が検出されれば該患者が敗血症に罹りやすいと判定する(特許文献1参照。)。
比較的に少量の核酸を用いて数十万箇所に及ぶSNP部位についてタイピングを行なうために、少なくとも一つの一塩基多型部位を含む複数の塩基配列を、核酸及び複数対のプライマーを用いて同時に増幅し、増幅した複数の塩基配列を用いて、当該塩基配列に含まれる一塩基多型部位の塩基をタイピング工程により判別する。そのタイピング工程として、インベーダ法又はタックマンPCR(polymerase chain reaction)法を用いる(特許文献3参照。)。
そこで、本発明は増幅反応部で増幅反応を行なわせる際に、反応液と蒸発を防ぐための不揮発性液体との間に空気層や気泡を存在させないようにして増幅反応部に反応液を導入することを目的とするものである。
不揮発性液体は特に限定されるものではないが、比重が増幅反応液と同じか又はそれよりも低い液体であることが好ましい。不揮発性液体の一例は、ミネラルオイルである。
反応容器のさらに好ましい一例は、増幅反応部が設けられている基板に、凹部として形成され複数の多型部位それぞれをはさんで結合する複数のプライマーを含む遺伝子増幅試薬を収容しフィルムで封止された遺伝子増幅試薬収容部をさらに備えたものである。
遺伝子増幅反応終了後に、ポートからさらに液体を分注して遺伝子増幅反応終了液を他方のポートへ集めた後に遺伝子増幅反応終了液の回収を行なうようにすれば、遺伝子増幅反応終了液の回収が容易になる。
液を出し入れするための少なくとも2つのポートをもち内部に増幅反応液を収容する増幅反応部を基板に備えた反応容器を装着する装着部を備えている。さらに、図1に示されるように、吸引及び吐出のためのノズル28を移動させて反応容器の液の移送を行なう分注部112と、少なくとも分注部112の分注動作を制御する制御部118とを少なくとも備えている。
遺伝子増幅反応としてPCR反応を使用する場合は、増幅反応温度制御部120はPCR反応のための温度サイクル用の温度調節部となる。
制御部118を外部から操作したり検査結果を表示したりするために、制御部118にパーソナルコンピュータ(PC)122を接続してもよい。
遺伝子増幅試薬の一例はPCR反応試薬である。
タイピング工程はインベーダ法やタックマンPCR法を使用することができる。その場合、タイピング試薬はインベーダ試薬又はタックマンPCR試薬である。
PCR工程では血液などの生体サンプル2にPCR反応試薬4を添加するか、逆にPCR反応試薬4に生体サンプル2を添加する。
プライマーはPCR反応によるDNA合成の開始点として働くオリゴヌクレオチドをいう。プライマーは合成したものであってもよく、生物界から単離したものであってもよい。
各レポータープローブはそれに対応したSNPの塩基に応じて2種類のものを用意すれば、そのSNPがホモ接合体であるかヘテロ接合体であるかを判別することができる。
平板状の基板10の同じ側に試薬収容部14及び反応液よりも比重の低い不揮発性液体収容部16が凹部として形成されている。基板10の同じ側にはさらに、反応部18も形成されている。試薬収容部14と不揮発性液体収容部16はフィルム20で封止されており、試薬と不揮発性液体をノズルで吸入して他の場所に移送する際には、そのフィルム20を取り除いてノズルで吸入するか、又はそのフィルム20をノズルで貫通可能なものとしておいてノズルを貫通させてノズルで吸入する。
基板10の表面は、フィルム20上から、試薬収容部14、不揮発性液体収容部16及び反応部18を被う大きさの剥離可能なシール材22で被われている。
実施例では、不揮発性液体としてミネラルオイルを使用し、以後、不揮発性液体収容部をミネラルオイル収容部と称す。
増幅反応部32はPCR反応試薬とサンプルとの混合液に対して遺伝子増幅反応を行なわせるものである。
増幅反応部32は基板内に形成された流路状の反応室33と、反応室33が構成されている流路の両端につながり、上方に向かって開口したポート34a,34bを備えている。
図4(B)は流路状の反応室33bの第2の形態を表わしたものであり、その反応室33bを構成する流路はポート34a,34bの間で「コ」状に折れ曲がっている。
増幅反応部32の平面状の部分には上下から温度調節ユニット37a,37bが接触して反応室33a,33b内の反応液の温度を制御し、増幅反応を起こさせる。
図5に示されるように、使用時にシール材22が剥がされる。タイピング試薬収容部14、ミネラルオイル収容部18及び遺伝子増幅試薬収容部30を封止しているフィルム20は剥がされないでそのまま残っている。
また、遺伝子解析装置には使い捨て可能な分注チップがセットされる。
ノズル28がフィルム20を貫通して遺伝子増幅試薬収容部30に挿入されてPCR反応試薬が吸入され、PCR反応試薬はそのノズル28によりサンプル注入部12に2〜20μL移送される。サンプル注入部12ではノズル28による吸入と吐出が繰り返されることにより、サンプル反応液とPCR反応試薬が混合されてPCR反応液となる。
ここで、ポート34aから注入する液体はミネラルオイル40に限らず、他の液体であってもよく、好ましくは比重が反応液と同じか反応液よりも低い液体である。
各プローブ配置部18では反応液がプローブと反応して所定のSNPがあればそのプローブから蛍光が発せられる。蛍光は基板10の裏面側から励起光を照射することにより検出する。
PCR反応試薬は既知のものであり、例えば特許文献3の段落[0046]に記載されているような、プライマー、DNAポリメラーゼ及びTaqStart (CLONTECH Laboratories社製)を含む反応試薬を使用することができる。また、PCR反応試薬にはAmpDirect(島津製作所製)が混入されていてもよい。プライマーは、例えば、特許文献3の表1に記載されているSNP ID1〜20、配列番号を1〜40などを使用することができる。
装置内にヒータとして上下に一対のヒートブロック60と62が配置されている。反応容器装着部は下側ヒートブロック60上に図2に示された反応容器41がスライドして所定の位置に位置決めされる案内部が形成されていることにより、構成されている。反応容器装着部には反応容器41にサンプルが注入されたものが5枚平行に並べて設置される。これらのヒートブロック60,62は、矢印で示されるY方向に移動することができる。
ノズル28は液の吸入と吐出を行なうときは先端に分注チップ70を装着する。
4 PCR反応試薬
6 インベーダ試薬
8 プローブ配置部
10a 基板
12 サンプル注入部
14 タイピング試薬収容部
16 ミネラルオイル収容部
18 プローブ配置部
20 フィルム
22 シール材
28 分注ノズル
30 遺伝子増幅試薬収容部
31 PCR終了液注入部
32 増幅反応部
34a,34b ポート
36a,36b ポートの開口
38 PCR反応液
38a PCR反応終了液
41 反応容器
60,62 ヒートブロック
64 蛍光検出部
66 送液アーム
70 分注チップ
110 タイピング反応温度制御部
112 分注部
118 制御部
Claims (7)
- 液を出し入れするための少なくとも2つのポートをもち内部に増幅反応液を収容する増幅反応部を基板に備えた反応容器を装着する装着部と、増幅反応部内の増幅反応液に遺伝子増幅反応をさせるために増幅反応部の温度を制御する増幅部と、増幅反応液と不揮発性液体を増幅反応部へ移送する分注装置とを備えた遺伝子解析装置において、
前記分注装置の動作を制御する制御部は、分注装置の分注チップ内に上層に不揮発性液体、中間層に増幅反応液、下層に不揮発性液体の3層になる状態で吸引し、増幅反応部の1つのポートからその3層を下層から順に注入するように注入動作を制御することを特徴とする遺伝子解析装置。 - 前記制御部は、増幅反応部に注入された増幅反応液の層が増幅部の遺伝子増幅反応温度制御領域にのみ配置されるように分注装置による前記3層の液体の分注を制御するものである請求項1に記載の遺伝子解析装置。
- 前記分注装置は遺伝子増幅反応終了後に増幅反応終了液を増幅反応部から回収する機能を備えたものであり、
前記制御部は、前記分注に使用したポート又は別のポートから不揮発性液体/増幅反応終了液/不揮発性液体の3層、もしくは不揮発性液体/遺伝子増幅反応終了液の2層を回収するように前記分注装置により回収動作を制御するものである請求項1又は2に記載の遺伝子解析装置。 - 前記制御部は、遺伝子増幅反応終了後に、前記分注に使用したポート又は別のポートから、さらに不揮発性液体又は他の液体を分注して遺伝子増幅反応終了液を他方のポートへ集めた後に遺伝子増幅反応終了液の回収を行なう請求項3に記載の遺伝子解析装置。
- 前記反応容器は、前記基板に、凹部として形成され前記不揮発性液体を収容しフィルムで封止された不揮発性液体収容部をさらに備えたものである請求項1から4のいずれかに記載の遺伝子解析装置。
- 前記反応容器は、前記基板に、凹部として形成され複数の多型部位それぞれをはさんで結合する複数のプライマーを含む遺伝子増幅試薬を収容しフィルムで封止された遺伝子増幅試薬収容部をさらに備えたものである請求項1から5のいずれかに記載の遺伝子解析装置。
- 前記反応容器は、前記基板に、凹部として形成されタイピング試薬を収容しフィルムで封止されたタイピング試薬収容部と、複数の多型部位のそれぞれに対応して蛍光を発するプローブを個別に保持した複数のプローブ配置部とを備えた遺伝子多型診断用反応容器である請求項1から6のいずれかに記載の遺伝子解析装置。
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