JP2007189979A - Reaction vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、生化学反応などに用いられる反応容器に関する。 The present invention relates to a reaction vessel used for, for example, a biochemical reaction.
従来、例えば生化学反応などにおいて微量の試薬を処理する反応容器として、反応場としての複数の凹部または流路を有するものが提供されている(例えば、特許文献1参照)。このような反応容器では、各凹部または流路の温度状態を制御可能なペルチェ素子などからなる温度制御装置を備える反応装置により、各凹部または流路に供給した反応試薬の加熱を行っている。
ここで、流路状の反応部を有する反応容器の場合、流路に供給された反応試薬が流路の開口部からのみ外部に露出しているので、反応時の反応試薬の蒸発を減少することができる。しかし、混入した気泡の膨張、流路状反応部の表面粗さや加工スジなどの表面状態、温度制御装置の挟み込み具合などにより、反応液が移動し、加熱部から外れて効率低下を起こしたり、さらには反応液が開口部まで到達して蒸発したりしてしまうことがある。このとき、より反応試薬の蒸発を防止するため、反応試薬が供給された流路に対して、例えば、ミネラルオイルなどの封止液をさらに供給することで、流路をこの封止液で封止して反応試薬を流路と封止液とで閉塞することがある。
Here, in the case of a reaction vessel having a flow channel-like reaction section, the reaction reagent supplied to the flow path is exposed to the outside only from the opening of the flow path, thereby reducing the evaporation of the reaction reagent during the reaction. be able to. However, due to the expansion of mixed bubbles, the surface condition of the flow path-like reaction part and the surface condition such as processing stripes, the reaction liquid moves due to the pinching condition of the temperature control device, etc. Furthermore, the reaction solution may reach the opening and evaporate. At this time, in order to further prevent evaporation of the reaction reagent, for example, a sealing liquid such as mineral oil is further supplied to the flow path to which the reaction reagent is supplied, so that the flow path is sealed with the sealing liquid. The reaction reagent may be blocked by the flow path and the sealing liquid.
しかしながら、上記従来の反応容器には、以下の課題が残されている。すなわち、流路に反応試薬や封止液を供給したとき、流路内に空気が気泡として混入することがある。この気泡は反応試薬が加熱されることで膨張し、これにより封止液が開口部から押し出されて流路の外部に流出することがある。このため、反応試薬が蒸発し、反応試薬の損失が発生するという問題がある。また、反応試薬が流出することで、反応試薬による汚染が発生するという問題がある。 However, the following problems remain in the conventional reaction vessel. That is, when a reaction reagent or sealing liquid is supplied to the flow path, air may be mixed as bubbles in the flow path. The bubbles expand when the reaction reagent is heated, which may cause the sealing liquid to be pushed out of the opening and out of the flow path. For this reason, there exists a problem that the reaction reagent evaporates and the loss of the reaction reagent occurs. Further, there is a problem that contamination by the reaction reagent occurs due to the reaction reagent flowing out.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、反応試薬の損失を回避すると共に反応試薬による汚染を防止できる反応容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reaction vessel that can avoid loss of a reaction reagent and prevent contamination by the reaction reagent.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の反応容器は、基材の一面に形成された開口部と、該開口部を覆う蓋部材とを有する反応部を備え、前記蓋部材が、前記開口部に連通される連通口と、前記蓋部材に当接させた分注部材の前記蓋部材に対する移動に基づいて前記連通口を開閉させる開閉部を有することを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the reaction container of the present invention includes a reaction part having an opening formed on one surface of a base material and a lid member covering the opening, and the communication port through which the lid member communicates with the opening And an opening / closing part that opens and closes the communication port based on the movement of the dispensing member brought into contact with the lid member with respect to the lid member.
この発明では、ピペットチップや注射針などの分注部材の先端部を蓋部材に当接させた状態で蓋部材に対して移動させることで連通口を開状態としても、ピペットチップなどを離間させたときに連通口が閉状態となることで反応部の密閉状態が維持される。これにより、反応部内に反応試薬などを供給したときに気泡が混入しても、反応部内に収容された試薬の蒸発や流出、反応容器外部への飛散が抑制される。したがって、反応試薬の損失を回避すると共に反応試薬による汚染が防止できる。 In this invention, even if the communicating port is opened by moving the tip of a dispensing member such as a pipette tip or an injection needle in contact with the lid member, the pipette tip or the like is separated. When the communication port is closed, the sealed state of the reaction part is maintained. Thereby, even if bubbles are mixed when a reaction reagent or the like is supplied into the reaction part, evaporation and outflow of the reagent accommodated in the reaction part and scattering to the outside of the reaction container are suppressed. Therefore, loss of the reaction reagent can be avoided and contamination by the reaction reagent can be prevented.
また、本発明の反応容器は、前記蓋部材が、前記基材に固定されて前記開閉部を支持する固定部を有し、前記開閉部が、互いに接近離間可能で前記分注部材が当接される複数の可動部と、該複数の可動部を前記連通口が閉状態となるように付勢した状態で前記固定部に接続する接続部とを備えることが好ましい。
この発明では、ピペットチップなどの先端部を可動部に当接させた状態で移動させることで連通口を開状態とする。ここで、可動部が接続部により連通口が閉状態となるように付勢されているので、ピペットチップなどの先端部を離間させたときに連通口が閉状態となる。
Further, in the reaction container of the present invention, the lid member has a fixing portion that is fixed to the base material and supports the opening / closing portion, and the opening / closing portion can be moved toward and away from each other, and the dispensing member abuts on the container. It is preferable to include a plurality of movable portions and a connection portion that connects the plurality of movable portions to the fixed portion in a state where the movable portions are biased so that the communication port is closed.
In the present invention, the communication port is opened by moving the tip of a pipette tip or the like in contact with the movable part. Here, since the movable part is urged by the connection part so that the communication port is closed, the communication port is closed when the tip part such as a pipette tip is separated.
また、本発明の反応容器は、前記接続部が、前記可動部を前記一面に沿う軸回りで回動させる回動軸を備えることとしてもよい。
この発明では、ピペットチップなどを可動部に当接させた状態で開口部に向けて押し込むように移動させると、複数の可動部が基材の一面に沿う軸回りで傾き、連通口が開状態となる。そして、可動部からピペットチップなどの先端部を離間させると、可動部が上述のように付勢されていることで上述とは逆方向の軸回りで移動し、連通口が閉状態となる。
Moreover, the reaction container of this invention is good also as the said connection part being provided with the rotation axis | shaft which rotates the said movable part around the axis along the said one surface.
In this invention, when the pipette tip or the like is in contact with the movable part and moved so as to be pushed toward the opening, the plurality of movable parts are inclined about the axis along one surface of the base material, and the communication port is in the open state. It becomes. When the tip of the pipette tip or the like is moved away from the movable part, the movable part is biased as described above, so that it moves around the axis opposite to the above, and the communication port is closed.
また、本発明の反応容器は、前記接続部が、前記可動部を前記一面に垂直な軸回りで回動させる回動軸を備えることが好ましい。
この発明では、ピペットチップなどの先端部を可動部に当接させた状態で開口部に向けて押し込むように移動させると、複数の可動部が基材の一面に垂直な軸回りで相互に離間する方向に回動し、連通口が開状態となる。そして、可動部からピペットチップなどの先端部を離間させると、可動部が上述のように付勢されていることで上述とは逆方向に回動し、連通口が閉状態となる。
In the reaction container of the present invention, it is preferable that the connection portion includes a rotation shaft that rotates the movable portion around an axis perpendicular to the one surface.
In this invention, when the tip of a pipette tip or the like is moved so as to be pushed toward the opening in contact with the movable part, the plurality of movable parts are separated from each other around an axis perpendicular to one surface of the substrate. And the communication port is opened. Then, when the tip of the pipette tip or the like is separated from the movable part, the movable part is biased as described above, so that it rotates in the opposite direction to the above, and the communication port is closed.
また、本発明の反応容器は、前記基材の表面上に、光学分析可能な検出部が設けられていることが好ましい。
この発明では、単一の基材に対して、少なくとも所望の反応を生じさせる処理と、検出処理とを連続的に効率よく実行することができる。
Moreover, it is preferable that the reaction container of this invention is provided with the detection part which can be optically analyzed on the surface of the said base material.
According to the present invention, it is possible to continuously and efficiently execute at least a process for causing a desired reaction and a detection process on a single substrate.
また、本発明の反応容器は、前記基材の表面上に、反応試薬を収容する試薬収容部が設けられていることが好ましい。
この発明では、単一の基材に対して、少なくとも反応試薬を収容する処理と、所望の反応を生じさせる処理とを連続的に効率よく実行することができる。
Moreover, it is preferable that the reaction container of this invention is provided with the reagent storage part which accommodates the reaction reagent on the surface of the said base material.
In this invention, the process which accommodates at least a reaction reagent and the process which produces a desired reaction with respect to a single base material can be performed continuously and efficiently.
本発明の反応容器によれば、連通口を開状態としてもピペットチップなどを離間させたときに連通口が閉状態となることで反応部の密閉状態が維持されるので、反応部内に収容された試薬の蒸発や流出、反応容器外部への飛散が抑制され、反応試薬の損失を回避すると共に反応試薬による汚染が防止できる。 According to the reaction container of the present invention, even when the communication port is in an open state, the communication port is closed when the pipette tip or the like is separated, so that the sealed state of the reaction unit is maintained. As a result, evaporation and outflow of the reagent and scattering to the outside of the reaction vessel are suppressed, and loss of the reaction reagent can be avoided and contamination by the reaction reagent can be prevented.
以下、本発明にかかる反応容器の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態による反応容器1は、例えば図1(a)〜(c)に示すように、単一のほぼ長方形板状の基材2に設けられた試薬収容部3と、反応部4と、検出部5とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a reaction container according to the present invention will be described with reference to the drawings.
For example, as shown in FIGS. 1A to 1C, the
基材2は、例えばPC(ポリカーボネート)やPP(ポリプロピレン)、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、シリコン樹脂などの各プラスチックまたはこれら複数のプラスチックの適宜の組合せで構成されており、射出成形法により形成されている。また、基材2は、耐熱性、耐薬品性、成形加工性などに優れている。
The
試薬収容部3は、例えば基材2の長手方向に沿った一方の端部に設けられており、基材2の表面(一面)2A上の複数箇所(4箇所)に形成された凹穴状の試薬収容凹部11によって構成されている。
複数の試薬収容凹部11には、例えばPCR(Polymerase Chain Reaction:ポリメラーゼ連鎖反応)などの各種の反応処理に用いられる反応試薬などの各種の試薬や、希釈液またはバッファ液などを収容されている。ここで、試薬収容凹部11の大きさは、収容する試薬の量に応じて適宜設定されており、例えば開口径が0.1mm〜10mm、深さが0.1mm〜10mmとなっている。
The
In the plurality of
なお、試薬収容凹部11の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円錐台形や角錐台形、円錐、角錐、曲面状の底部を有する形状など、適宜のウェル形状であればよく、加工性形成や溶液の注入性などによって適宜に設定される。また、試薬収容凹部11の内面には、例えば親水化または撥水化などの表面処理を施してもよい。
また、試薬収容凹部11の内面は、例えばPCやPP、PS(ポリスチレン)、PE(ポリエチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、POM(ポリアセタール)、PA(ポリアミド)、PAN(ポリアクリロニトリル)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、TPXフィルム(登録商標、三井化学株式会社製)などのメチルペンテン系フィルム、ゼオノア(登録商標、日本ゼオン株式会社製)などのシクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルムなどの各プラスチックまたはこれら複数のプラスチックを適宜組合せたフィルムによって被覆されてもよい。
The shape of the
The inner surface of the
反応部4は、例えば基材2の長手方向に沿った中央部に設けられており、基材2の裏面5Bに形成された溝部12及びこの溝部12の開口端12Aを覆うフィルム13によって形成された空間である流路14と、基材2の厚さ方向に貫通して基材2の表面2A上に設けられた2つの各開口部15A、15Bと溝部12とをそれぞれ連通する貫通孔である注液部16A、16Bとを備えている。
すなわち、この反応部4は、流路状であって、基材2の表面2A上で開口する一方の開口部15Aから反応部4の内部に供給された溶液が順次一方の注液部16Aと溝部12及びフィルム13によって形成された流路14と他方の注液部16Bとを流通可能となっている。ここで、各開口部15A、15Bは、平面視円形を有している。
また、反応部4は、各開口部15A、15Bのそれぞれを覆うように着脱可能に配置された蓋部材17を備えている。
The
That is, the
Moreover, the
この蓋部材17は、例えばPCやPP、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、シリコン樹脂などの各プラスチックまたはこれら複数のプラスチックの適宜の組合せで構成されており、ほぼ有底円筒形状を有している。そして、蓋部材17は、図1(a)〜(c)及び図2(a)に示すように、切込21によって形成された固定部22と開閉部23とを備えている。
The
固定部22は、開閉部23と一体的に形成されて開口部15Aの周囲を囲む筒形状を有しており、基材2上に立設されている。そして、固定部22の上端には、開口部15Aと連通する連通口22Aが形成されている。また、固定部22には、基材2の一面に形成された係合溝(図示略)と係合することによって蓋部材17を基材2に固定する係合爪(図示略)が形成されている。
The fixing
開閉部23は、固定部22上に設けられており、2つの可動部25と、この可動部25と固定部22とを接続する接続部26とを備えている。
可動部25は、蓋部材17に切込21を設けることによって固定部22上の2箇所に形成されている。また、可動部25には、開閉部23が閉状態であるときに後述するピペットチップPを当接させる当接凹部25Aが形成されている。
接続部26は、可動部25と同様に蓋部材17に切込21を設けることによって設けられており、各可動部25と固定部22とをそれぞれ接続している。また、接続部26は、切込21を深く形成して蓋部材17を薄肉とすることで、可動部25を仮想的に形成された回動軸27の軸回りで回動可能に支持している。ここで、回動軸27は、基材2の一面2Aにほぼ平行になるように設けられている。さらに、各接続部26は、蓋部材17の弾性力によって2箇所に形成された可動部25を互いに接近させる方向に付勢している。すなわち、各可動部25は、連通口22Aを閉状態とするように付勢された状態で各固定部22に固定されている。
The opening / closing
The
Similarly to the
なお、フィルム13は、PCやPP、PS、PE、PET、POM、PA、PAN、PMMA、TPXフィルム(登録商標、三井化学株式会社製)などのメチルペンテン系フィルム、ゼオノア(登録商標、日本ゼオン株式会社製)などのシクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルムなどの各プラスチックまたはこれら複数のプラスチックを適宜組み合わせた単層構造または多層構造のフィルム、あるいは、例えば、アルミニウムや銅、金などの各金属またはこれら複数の金属を適宜組み合わせた単層構造または多層構造のフィルム、さらには、プラスチックと金属との組み合わせによる多層構造のフィルムからなる。
Note that the
そして、フィルム13の厚さは、例えば1〜500μmであって、好ましくは1〜100μmであって、この範囲内で薄くなることにしたがって、より好ましくなる。なお、厚さが1μm未満であると、熱変形が過剰に大きくなると共に所望の強度を確保することができなくなる。一方、フィルム13の厚さが500μmよりも厚くなると、熱伝導性が過剰に低下し、反応部4内の溶液の温度状態を外部から制御する際に、溶液全体に対して温度状態を均一に制御することが困難となって、反応状態に対する所望の均一性を確保することができなくなる。また、金属からなるフィルム13は、好ましくは、厚さが1〜50μmである。
And the thickness of the
また、プラスチックからなるフィルム13は、好ましくは熱伝導率が0.1kcal/mh℃以上であり、例えばPPでは熱伝導率が0.119kcal/mh℃程度であり、PCでは熱伝導率が0.166kcal/mh℃程度であり、PEでは熱伝導率が0.252kcal/mh℃程度である。
また、金属からなるフィルム13は、好ましくは、熱伝導率が100kcal/mh℃以上であって、例えばアルミニウムでは熱伝導率が177kcal/mh℃程度であり、銅では熱伝導率が324kcal/mh℃程度であり、金では熱伝導率が254kcal/mh℃程度である。
The
The
なお、プラスチックからなる単層構造のフィルム13は、好ましくは厚さが10μm〜100μm程度である。
なお、金属からなる単層構造のフィルム13は、例えば軟質アルミニウムの場合、好ましくは、厚さが5μm〜80μm程度であり、硬質アルミニウムの場合、好ましくは、厚さが5μm〜50μm程度である。
The single-
In addition, the
また、プラスチックからなる多層構造のフィルム13は、例えばPETまたはOPP(延伸ポリプロピレン)などにより形成され、好ましくは、厚さが1μm〜20μm程度に設定されることで、所望の強靭性及び柔軟性が確保される。
また、プラスチックと金属との組み合わせによる多層構造のフィルム13は、例えばアルミニウムの場合、好ましくは、厚さが7μm〜50μm程度であり、さらに、アルミニウムの表面上には、反応容器1の基材2の表面に、例えば熱溶着あるいは圧着により貼付可能なシール層が、アルミニウムと一体となるように設けられている。このシール層は、例えばナイロンなどの樹脂フィルム状のシーラントがアルミニウムの表面上に積層、あるいは、例えばマレイン酸変性ポリプロピレンなどがアルミニウムの表面上に塗工されて形成されている。このフィルム13では、さらに、強度を増大させるために、アルミニウム層側にPETまたはOPPなどのフィルムを積層させても良い。
The
Further, the
検出部5は、例えば基材2の長手方向に沿った他方の端部に設けられており、基材2の表面上の複数箇所(16箇所)に形成された凹穴状の検出凹部29によって構成されている。
ここで、検出凹部29は、DNAの分析に用いる試薬の量に応じて適宜設定されているが、試薬の量が微量であるため、例えば開口径が0.01mm〜5mm、深さが0.01mm〜5mmとなっている。
なお、検出凹部29の形状は、試薬収容凹部11と同様に、特に限定されるものではなく、上述した適宜のウェル形状であればよく、成形加工性や溶液の注入性などによって適宜に設定される。また、検出凹部29の内面には、例えば親水化または撥水化などの表面処理を施してもよい。
また、検出凹部29の内面は、上述と同様に、各プラスチックまたはこれら複数のプラスチックを適宜組合せた被覆フィルムによって被覆されてもよい。
The
Here, the
The shape of the
Further, the inner surface of the
以上のような構成の反応容器1は、図3に示すような生化学反応装置30を用いて生化学反応試験を行うために用いられる。
この生化学反応装置30は、例えば酵素反応であるPCRなどの所定反応を生じさせる反応装置31と、例えば光学分析などによりDNAなどの検体を検出する検出装置32とを備えている。
The
The
反応装置31は、後述する反応試薬の温度状態を制御するペルチェ素子などを備える温度制御装置33を有して構成されている。例えば、図3に示すように、温度制御装置33は、反応容器1の反応部7を厚さ方向の両側(すなわち、反応容器1の表面側と裏面側)から挟み込むようにして配置される2つのペルチェ素子部34a、34bを備えている。ここで、反応容器1の表面と当接する各ペルチェ素子部34a、34bは、反応容器1の反応部7の表面形状(例えば、凸形状など)に沿った形状(例えば、凹形状など)を有するように構成されている。
検出装置32は、反応装置31によるPCRなどの所定反応によって調整された検体と、検出用の各種の試薬とを、反応容器1の検出部8において反応させ、あらかじめ検体または核酸プローブに付した標識物質(例えば、蛍光物質)の有無を、例えば反応容器1の検出部8の裏面側などから検出する発光検出を行う。
なお、本実施形態では、生化学反応装置30が反応装置31及び検出装置32を備えているが、少なくとも反応装置31を備えていればよい。
The
The
In the present embodiment, the
次に、反応容器1を用いた生化学反応装置30による生化学反応試験について説明する。
まず、例えばPCRなどを生じさせる反応工程を行う。これは、反応試薬供給工程と封止工程と反応生成工程とからなる。
まず、反応試薬を供給する反応試薬供給工程を行う。例えば反応部4の開口部15Aから流路14の内部に反応試薬を供給する。すなわち、最初に試薬収容凹部11内に収容されている反応試薬を、後述する分注手段であるピペットチップP内に充填する。そして、図4(a)に示すように、ピペットチップPの先端部を蓋部材17の当接凹部25Aに当接させ、開口部15Aに向けてピペットチップPを押し込む。これにより、2つの可動部25は、回動軸27の軸回りで図4(a)に示す矢印R1方向に回動し、互いが離間することで連通口22Aが開状態となる。このようにしてピペットチップPの先端部を流路14に侵入させ、内部に充填された反応試薬を流路14内に供給する。
その後、ピペットチップPを蓋部材17から抜去すると、接続部26により2つの可動部25が互いに接近する方向に回動するように付勢されているので、2つの可動部25が弾性復帰して図3(b)に示す矢印R2方向に回動して連通口22Aが閉状態になる。これにより、流路14の密閉状態が維持される。このようにして、開閉部23は、ピペットチップPの蓋部材17に対する移動に基づいて連通口22Aを開閉させる。
ここで、反応試薬は、流路14内に貯留されるように供給する。なお、PCRに対する反応試薬として、例えば血液などから抽出したDNAまたはあらかじめ精製された鋳型DNAと、ポリメラーゼ酵素と、各塩基の材料であるdNTP(デオキシヌクレオチド3リン酸)と、pH及び濃度調整のための希釈液またはバッファ液とからなる。
Next, a biochemical reaction test by the
First, for example, a reaction step that causes PCR or the like is performed. This consists of a reaction reagent supply step, a sealing step, and a reaction generation step.
First, a reaction reagent supply step for supplying a reaction reagent is performed. For example, the reaction reagent is supplied into the
Thereafter, when the pipette tip P is removed from the
Here, the reaction reagent is supplied so as to be stored in the
そして、封止液としてミネラルオイルを供給する封止工程を行う。これは、反応試薬を貯留している流路14の内部へと向かうように開口部15A、15Bからミネラルオイルを供給し、流路14の内部において雰囲気中に露出する反応試薬の液面上にミネラルオイルを重層させ、流路14の内部を封止する。なお、反応試薬やミネラルオイルの供給時に、流路14内に気泡が混入する場合がある。
And the sealing process which supplies mineral oil as sealing liquid is performed. This is because mineral oil is supplied from the
続いて、PCRを生じさせる反応生成工程を行う。これは、変性工程とアニーリング工程と伸長反応工程とからなる。
これは、まず反応試薬中のDNAを熱変性させる変性工程を行う。これは、温度制御装置33により反応部4の温度状態を所定時間(例えば、5秒〜25秒など)にわたって所定温度(例えば、90℃〜100℃程度)となるように制御し、反応試薬のDNAを熱変性させる。
Then, the reaction production | generation process which produces PCR is performed. This consists of a denaturation step, an annealing step and an extension reaction step.
First, a denaturation step is performed in which DNA in the reaction reagent is thermally denatured. This is because the
次に、DNAを結合(アニーリング)させるアニーリング工程を行う。これは、温度制御装置33により反応部4の温度状態を所定時間(例えば、15秒〜60秒など)にわたって所定温度(例えば、50℃〜60℃程度)となるように制御し、各種のプライマーであるDNAの断片を所望の遺伝子配列と結合させる。
Next, an annealing step for binding (annealing) DNA is performed. This is because the
そして、DNAポリメラーゼによる相補鎖合成を行う伸長反応工程を行う。これは、温度制御装置33により反応部4の温度状態を所定時間(例えば、1分〜5分など)にわたって所定温度(例えば、65℃〜75℃程度)となるように制御することで、DNAポリメラーゼによる相補鎖合成を行う。ここで、これら変性工程、アニーリング工程及び伸長反応工程において反応部4を加熱することにより流路14内に混入された気泡が加熱によって膨張しても、蓋部材17によって流路14が密閉されているので、蓋部材17から反応試薬が流出することが防止され、反応試薬の蒸発などによる損失が回避されている。
この後、一連の処理を継続するか否かを判定し、継続する場合には上記変性工程に戻り、終了する場合には次の検出工程に進む。
Then, an extension reaction step for synthesizing complementary strands by DNA polymerase is performed. This is because the
Thereafter, it is determined whether or not to continue the series of processes. If the process is continued, the process returns to the denaturing process.
次に、検体及び検出用の各種の試薬を用いた検出工程を行う。これは、反応生成工程におけるPCRにより調整された検体と、検出用の各種の試薬(例えば、核酸プローブなど)とを、反応容器1の検出部5においてハイブリダイゼーションなどにより反応させる。すなわち、上述した反応試薬供給工程と同様に、ピペットチップPの先端部を流路14に進入させる。そして、流路14内の検体をピペットチップPの中に充填する。その後、ピペットチップPに充填された検体を検出凹部29に供給し、検体と検出凹部29内に収容された検出用試薬とをハイブリダイゼーションなどにより反応させる。
この後、あらかじめ検体または核酸プローブに付した標識物質(例えば、蛍光物質)の有無を、例えば反応容器1の検出部5の裏面側などから検出する発光検出を行う。
以上のようにして、反応容器1を用いた生化学反応試験を行う。
Next, the detection process using the specimen and various reagents for detection is performed. In this method, a specimen prepared by PCR in a reaction generation step and various detection reagents (for example, a nucleic acid probe) are reacted in the
Thereafter, luminescence detection is performed in which the presence or absence of a labeling substance (for example, a fluorescent substance) previously attached to the specimen or the nucleic acid probe is detected from, for example, the back side of the
As described above, the biochemical reaction test using the
以上のように構成された反応容器1によれば、連通口22Aを開状態としてもピペットチップPを離間させたときに連通口22Aが閉状態となることで流路14の密閉状態が維持されるので、流路14内に収容された試薬の蒸発や流出、反応容器1外部への飛散が抑制され、反応試薬の損失を回避すると共に反応試薬による汚染が防止できる。
ここで、可動部25が接続部26により連通口22Aが閉状態となるように付勢されているので、ピペットチップPの先端部を離間させたときに連通口22Aが閉状態となる。
しかも、単一の基材2に対して、試薬収容部3と反応部4と検出部5とを備えているので、一連の反応工程及び検出工程を連続的に効率よく実行することができる。
According to the
Here, since the
Moreover, since the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、各蓋部材17の接続部26が可動部25を基材2の一面2Aに平行な軸回りで回動可能としているが、基材2の一面2Aに垂直な軸回りで回動可能としてもよい。
すなわち、蓋部材50は、図5及び図6(a)、(b)に示すように、切込51によって形成された固定部52及び開閉部53を備えている。
固定部52には連通口52Aが形成されており、開閉部53は2つの可動部55及び各可動部55を固定部52に接続する接続部56を備えている。また、可動部55には当接凹部55Aが形成されている。そして、接続部56は、各可動部55を仮想的に設けられた回動軸57の軸回りで回動可能に支持している。ここで、回動軸57は、基材2の一面2Aにほぼ垂直となるように設けられている。これにより、各可動部55は、接続部56により互いに接近する方向に回動するように付勢されている。
このように構成された蓋部材50は、図6(a)に示すように、ピペットチップPを当接凹部55Aに当接させて開口部に向けて押し込むことで、各可動部55が回動軸57の軸回りでそれぞれ矢印R3方向に回動し、連通口52Aが開状態となる。そして、図6(b)に示すように、ピペットチップPを抜去することで、各可動部55が弾性復帰して矢印R4方向に回動し、連通口52Aが閉状態となる。
このような構成の蓋部材50であっても、上述と同様の作用、効果を奏する。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the connecting
That is, the
The fixed
As shown in FIG. 6A, the
Even the
また、分注手段としてピペットチップPを用い、このピペットチップPを開閉部23の当接凹部25Aに当接させて開口部15Aに向けて押し込むことにより開閉部23を開状態とし、引き抜くことで開閉部23を閉状態としているが、分注手段が開閉部の開閉状態を変更する開閉用治具を有し、この開閉用治具を用いて開閉部の開閉状態を変更してもよい。
すなわち、蓋部材60は、図7及び図8(a)、(b)に示すように、可動部25に形成されて棒板状の開閉用治具P’の先端部が挿入される治具用凹部61を有する。また、図8(b)に示すピペットチップPと開閉用治具P’とによって分注手段を構成している。
そして、蓋部材60は、図8(a)に示すように、開閉用治具P’を治具用凹部61に挿入した後、図8(b)に示すように、矢印R5方向にほぼ90°回転させることにより各可動部25を回動軸27(図示略)の軸回りで矢印R6方向に回動させ、連通口22Aを開状態とする。その後、蓋部材60は、開閉用治具P’を治具用凹部61から離間させることで連通口22Aが閉状態となる。
このような構成の蓋部材60であっても、上述と同様の作用、効果を奏する。ここで、上述した蓋部材50に蓋部材60と同様の治具用凹部61を設け、開閉用治具P’を用いて連通口52Aの開閉を行ってもよい。
Further, the pipette tip P is used as a dispensing means, and the pipette tip P is brought into contact with the contact
That is, as shown in FIGS. 7 and 8A and 8B, the
Then, as shown in FIG. 8 (a), the
Even the
また、蓋部材が固定部及び開閉部を備えているが、固定部を設けない構成としてもよい。
また、蓋部材が、切込を設けることにより固定部及び開閉部を一体的に形成した構成となっているが、固定部及び開閉部を別部材とした構成としてもよい。
また、蓋部材が基材に対して着脱可能となっているが、蓋部材と基材とを一体的に形成してもよい。
また、蓋部材が基材に対して着脱可能となっているが、基材と枠体とを一体的に形成し、着脱不能としてもよい。
また、容器本体が試薬収容部と反応部と検出部とを備えているが、少なくとも反応部を備えていればよい。
また、容器本体は、例えば、試薬の種類や数、検体の種類や数などに応じて、複数の試薬収容部と複数の反応部と複数の検出部とを備える構成としてもよい。
また、容器本体の基材は、試薬収容凹部や溝部、検出凹部を射出成形法によって形成しているが、基材の厚さは設計に応じて適宜変更してもよく、切削加工法を用いて各凹部や溝部を形成してもよい。さらに、容器本体の基材としてプラスチックを用いているが、耐熱性、耐薬品性、成形加工性などを有していれば、ガラスなど他の材料を用いて形成してもよい。
また、反応部の流路は、基材に形成された溝部の開口端をフィルムで覆うことによって形成されているが、溝部の開口部を基材と同質の材料を用いて形成した他の基材で覆うことや、基材に各開口部を連通する流路状の貫通孔を設けることによって形成されてもよい。
また、反応部は、流路状の反応部に限らず、試薬収容凹部や検出凹部と同様に、基材に形成された凹部によって構成されてもよい。
また、反応部には、封止液としてミネラルオイルを加えているが、反応試薬より比重が軽ければ他の溶液を加えてもよい。
また、検体DNAまたは抗原などは反応部内に固定してもよいし、固定させずに保持させておくだけでもよい。
また、あらかじめ試薬収容部の各試薬収容凹部に反応試薬などを収容し、検出部の検出凹部内にプローブ核酸を収容しているが、生化学反応装置に試薬収容装置を設け、この試薬収容装置を用いて試薬収容部に反応試薬などを収容すると共に検出部にプローブ核酸を収容してもよい。ここで、試薬収容装置によらず、手動で反応試薬などを収容してもよい。
Moreover, although the lid member includes the fixing portion and the opening / closing portion, the fixing member may not be provided.
In addition, the lid member has a configuration in which the fixing portion and the opening / closing portion are integrally formed by providing a cut, but the fixing portion and the opening / closing portion may be separate members.
Moreover, although the lid member is detachable from the base material, the lid member and the base material may be integrally formed.
Moreover, although the lid member is detachable from the base material, the base material and the frame body may be integrally formed so as not to be detachable.
Moreover, although the container main body is provided with the reagent storage part, the reaction part, and the detection part, what is necessary is just to provide the reaction part at least.
In addition, the container body may be configured to include a plurality of reagent storage units, a plurality of reaction units, and a plurality of detection units, for example, depending on the type and number of reagents, the type and number of samples, and the like.
Further, the base material of the container main body is formed with the reagent containing concave portion, groove portion, and detection concave portion by an injection molding method, but the thickness of the base material may be appropriately changed according to the design, and a cutting method is used. Recesses and grooves may be formed. Furthermore, although plastic is used as the base material of the container body, other materials such as glass may be used as long as they have heat resistance, chemical resistance, moldability, and the like.
Further, the flow path of the reaction part is formed by covering the opening end of the groove part formed in the base material with a film, but the other part formed by using the same material as the base material for the opening part of the groove part. It may be formed by covering with a material or by providing a channel-shaped through-hole communicating with each opening in the substrate.
Further, the reaction unit is not limited to the flow channel-like reaction unit, and may be configured by a recess formed in the base material, similar to the reagent storage recess and the detection recess.
Moreover, although mineral oil is added to the reaction part as a sealing liquid, other solutions may be added as long as the specific gravity is lighter than the reaction reagent.
In addition, the sample DNA or antigen may be fixed in the reaction part or may be held without being fixed.
In addition, a reaction reagent or the like is stored in advance in each reagent storage recess of the reagent storage unit, and a probe nucleic acid is stored in the detection recess of the detection unit. The reagent storage unit is provided in the biochemical reaction apparatus, and this reagent storage unit The reagent reagent may be stored in the reagent container and the probe nucleic acid may be stored in the detector. Here, the reaction reagent or the like may be stored manually without using the reagent storage device.
また、アニーリング工程と伸長反応工程とを順次実行しているが、アニーリング工程及び伸長反応工程を同時に実行してもよい。このとき、温度制御装置により反応部の温度状態を、所定時間(例えば、1分〜5分など)にわたって所定温度(例えば、50℃〜70℃程度)となるように制御することで、各種のプライマー(つまり、DNAの断片)を所望の遺伝子配列と結合させると共に、DNAポリメラーゼによる相補鎖合成を行う。
また、PCRを、マルチプレックスPCRとしてもよい。このマルチプレックスPCRでは、プライマーのミスアニーリングやオリゴマー化の発生を抑制するために反応試薬が相対的に高温状態になってから伸長反応工程の実行を開始するホットスタート法を適用することが好ましい。
Further, although the annealing step and the extension reaction step are sequentially executed, the annealing step and the extension reaction step may be executed simultaneously. At this time, the temperature state of the reaction part is controlled by the temperature control device so as to be a predetermined temperature (for example, about 50 ° C. to 70 ° C.) over a predetermined time (for example, 1 minute to 5 minutes). A primer (that is, a DNA fragment) is combined with a desired gene sequence, and complementary strand synthesis is performed with a DNA polymerase.
The PCR may be multiplex PCR. In this multiplex PCR, it is preferable to apply a hot start method in which the execution of the extension reaction step is started after the reaction reagent is at a relatively high temperature in order to suppress the occurrence of primer misannealing and oligomerization.
また、生化学反応装置は、抗原抗体反応及びDNA反応の検出など、さまざまな生化学系の反応用として用いることができる。
抗原抗体反応による抗原検出の場合、例えば、あらかじめ反応部内に抗原を含む試薬を添加し、抗原または抗体に標識物質を付しておくことで、反応の有無を検出できる。ここで、標識物質としては、蛍光などの発光物質が一般的に用いられる。
The biochemical reaction device can be used for various biochemical reactions such as detection of antigen-antibody reaction and DNA reaction.
In the case of antigen detection by antigen-antibody reaction, for example, the presence or absence of a reaction can be detected by adding a reagent containing an antigen in the reaction part in advance and attaching a labeling substance to the antigen or antibody. Here, as the labeling substance, a luminescent substance such as fluorescence is generally used.
また、DNAの検出の場合、例えば、あらかじめ検出部内に核酸プローブを用意しておき、次に、検体DNAをウェル状の検出部に供給して核酸プローブと検体DNAとのハイブリダイゼーション反応により、DNAの検出を行うことができる。また、検体DNAとして、血液などから抽出したDNAをPCR法、LAMP法などにより調整したものを用いることができる。また、核酸プローブとして配列の異なる核酸を複数用意することで検体DNAがどのような配列であるかを検出することができる。
さらに、生化学反応装置は、SNP(Single Nucleotide Polymorphism:一塩基遺伝子多型)の解析用いることができる。このとき、プローブ核酸やその検出に用いる物質は複数あってもよく、それらの物質の一つが標識されていればよい。
In the case of detection of DNA, for example, a nucleic acid probe is prepared in advance in the detection unit, and then the sample DNA is supplied to the well-shaped detection unit and a DNA reaction is performed by a hybridization reaction between the nucleic acid probe and the sample DNA. Can be detected. Further, as the sample DNA, a DNA extracted from blood or the like prepared by the PCR method, the LAMP method or the like can be used. Further, by preparing a plurality of nucleic acids having different sequences as nucleic acid probes, it is possible to detect the sequence of the sample DNA.
Furthermore, the biochemical reaction apparatus can be used for analysis of SNP (Single Nucleotide Polymorphism). At this time, there may be a plurality of probe nucleic acids and substances used for detection thereof, and one of those substances only needs to be labeled.
また、標識物質は、結合したプローブ核酸と検体DNAに特異的に作用するものを反応後に加えることもできる。このようなものとしては、インターカレーターなどがある。また、ここでいう標識物質としては、間接的なものも含まれる。すなわち、蛍光物質などに結合する物質を標識物質として検体DNAに結合させておき、後から蛍光物質を加えてもよい。 Further, as the labeling substance, a substance that specifically acts on the bound probe nucleic acid and sample DNA can be added after the reaction. Such a thing includes an intercalator. Further, the labeling substance here includes indirect substances. That is, a substance that binds to a fluorescent substance or the like may be bound to the sample DNA as a labeling substance, and the fluorescent substance may be added later.
また、多段階反応を行ってSNPまたはDNAを検出してもよい。例えば、インベーダー・アッセイ法(サードウェイブテクノロジーズInc(米国ウィスコンシン州マディソン市))を用いてもよい。これによりSNP解析の具現化を図ることが可能となる。
この場合、検体DNAの検出に用いるプローブ核酸などの物質が複数種でもよく、あらかじめ検出部内に少なくとも1種の物質を入れておき、その後、検体DNAと他の物質とを同時または順次注入し、反応を行ってもよい。
Alternatively, SNP or DNA may be detected by performing a multistep reaction. For example, an invader assay method (Third Wave Technologies Inc. (Madison, Wis., USA)) may be used. This makes it possible to realize SNP analysis.
In this case, there may be a plurality of types of substances such as probe nucleic acids used for detecting the sample DNA, and at least one type of substance is previously placed in the detection unit, and then the sample DNA and other substances are injected simultaneously or sequentially, A reaction may be performed.
1 反応容器
2 基材
3 試薬収容部
4 反応部
5 検出部
15A、15B 開口部
17、50、60 蓋部材
22、52 固定部
22A、52A 連通口
23、53 開閉部
25、55 可動部
26、56 接続部
27、57 回動軸
P ピペットチップ(分注手段)
P’ 開閉用治具(分注手段)
DESCRIPTION OF
P 'Open / close jig (dispensing means)
Claims (6)
前記蓋部材が、前記開口部に連通される連通口と、前記蓋部材に当接させた分注部材の前記蓋部材に対する移動に基づいて前記連通口を開閉させる開閉部を有することを特徴とする反応容器。 A reaction portion having an opening formed on one surface of the substrate and a lid member covering the opening;
The lid member includes a communication port that communicates with the opening, and an opening / closing portion that opens and closes the communication port based on movement of the dispensing member that is in contact with the lid member with respect to the lid member. A reaction vessel.
前記開閉部が、互いに接近離間可能で前記分注部材が当接される複数の可動部と、該複数の可動部を前記連通口が閉状態となる方向に付勢した状態で前記固定部に接続する接続部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の反応容器。 The lid member has a fixing portion that is fixed to the base material and supports the opening and closing portion;
A plurality of movable parts that can be moved toward and away from each other and that are in contact with the dispensing member, and a plurality of movable parts that are biased in a direction in which the communication port is closed to the fixed part The reaction container according to claim 1, further comprising a connection portion to be connected.
The reaction container according to any one of claims 1 to 5, wherein a reagent storage section for storing a reaction reagent is provided on the surface of the base material.
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