JP2009047643A - Biochip, and temperature detection method of same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学反応やDNA反応、タンパク質反応等を行うためのバイオチップ及びバイオチップの温度検知方法に関する。 The present invention relates to a biochip for performing a chemical reaction, a DNA reaction, a protein reaction, and the like, and a biochip temperature detection method.
近年、化学反応やDNA反応、タンパク質反応等をチップ上にて行うμ−TotalAnalysis System技術や、Lab‐on‐Chip技術などが研究され実現されつつある。これにより、今まで大型の実験装置や大量の反応試薬が必要であった反応実験が数ミリ角以下のバイオチップを用いて少量の反応試薬で行えるようになってきている。 In recent years, μ-Total Analysis System technology for performing chemical reaction, DNA reaction, protein reaction, etc. on a chip, Lab-on-Chip technology, and the like have been studied and realized. As a result, it has become possible to carry out reaction experiments that previously required a large experimental apparatus and a large amount of reaction reagent with a small amount of reaction reagent using a biochip of several millimeters square or less.
このバイオチップ上には、ウェルと呼ばれる微小な穴やくぼみが複数形成されており、それぞれが独立した反応容器として用いられる。複数のウェル状反応容器は、試液貯留部から延設された試液流路により接続されている(例えば、特許文献1参照)。
このバイオチップに試薬を封入するには予め試薬を各ウェル内に充填、保存する方法や、試薬貯留部から流路を通じて試薬を各ウェルに充填する方法が考えられる。
In order to enclose the reagent in the biochip, a method of filling and storing the reagent in each well in advance, or a method of filling the reagent into each well from the reagent reservoir through a flow path can be considered.
しかしながら、生化学でもちいられる試薬は熱に弱く、室温であっても酵素の機能低下や核酸の断絶など、致命的な被害を受けやすい。特にバイオチップ上で反応検出を行う場合、その試薬の劣化によるわずかな反応効率の低下でさえも許されない場合が多々ある。また、品質保証の観点からも、製造、輸送過程で、試薬にどの程度の熱がかかってしまったのか、把握、記録する必要がある。直接温度を測る方法としては、熱電対での測定を始め従来の様々な技術があるが、これらは破壊検査のため望ましくない。 However, reagents used in biochemistry are vulnerable to heat, and even at room temperature, they are susceptible to fatal damage such as reduced enzyme function and nucleic acid disruption. In particular, when reaction detection is performed on a biochip, even a slight decrease in reaction efficiency due to deterioration of the reagent is often not allowed. Also, from the viewpoint of quality assurance, it is necessary to grasp and record how much heat has been applied to the reagent during the manufacturing and transportation process. As a method for directly measuring the temperature, there are various conventional techniques including measurement with a thermocouple, but these are not desirable because of destructive inspection.
また、温度によって化学反応をおこす色素層の組み込み等の非破壊検査および、保存容器外壁に市販されているような示温材を貼る、或いは示温材塗料を容器の内部又は外部に塗布するという方法も知られているが、バイオチップなどの小型チップに搭載する観点からは必ずしも適切とはいえない。また、試薬に加えられた熱を正確に把握するためには、基板ではなく、試薬保存部内の温度が測定されるのが望ましい。 Also, there is a method of nondestructive inspection such as incorporation of a dye layer that causes a chemical reaction depending on temperature, and applying a temperature indicating material on the outer wall of the storage container, or applying a temperature indicating material paint inside or outside the container. Although known, it is not necessarily appropriate from the viewpoint of mounting on a small chip such as a biochip. In order to accurately grasp the heat applied to the reagent, it is desirable to measure the temperature inside the reagent storage unit, not the substrate.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造、輸送、保管、反応等の工程において試薬に加えられた熱を検知することができるバイオチップ及びバイオチップの温度検知方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、反応室に加えられた温度を簡便に検知することができるバイオチップの温度検知方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a biochip capable of detecting heat applied to a reagent in steps such as manufacturing, transportation, storage, and reaction, and a biochip temperature detection method. For the purpose.
Another object of the present invention is to provide a biochip temperature detection method capable of easily detecting the temperature applied to the reaction chamber.
本発明は、基板上に複数の反応室を有するバイオチップであって、前記複数の反応室のいずれかと同一の大きさの凹部に、所定の第1温度を融点とする温度検知体が配置された温度検知部を備え、前記温度検知部内の前記温度検知体の形状又は色彩によって前記反応室が前記第1温度以上の環境下にあったかどうかを判定できることを特徴とする。 The present invention is a biochip having a plurality of reaction chambers on a substrate, and a temperature detector having a predetermined first temperature as a melting point is disposed in a recess having the same size as any of the plurality of reaction chambers. The temperature detection unit is provided, and it can be determined whether the reaction chamber is in an environment of the first temperature or higher by the shape or color of the temperature detection body in the temperature detection unit.
本発明のバイオチップによれば、温度検知部の温度検知体の形状や色彩を見ることによって、バイオチップが第1温度以上の温度にさらされたかどうかを容易に判断することができる。 According to the biochip of the present invention, it is possible to easily determine whether or not the biochip has been exposed to a temperature equal to or higher than the first temperature by looking at the shape and color of the temperature detector of the temperature detector.
本発明のバイオチップは、前記複数の反応室のいずれかと同一の大きさの凹部に、前記第1温度と異なる第2温度を融点とする第2温度検知体が配置された第2温度検知部をさらに備えてもよい。この場合、反応中、製造時、輸送時等複数の環境において温度管理が適切に行われているかどうかを簡便に判断することができる。 In the biochip of the present invention, a second temperature detection unit in which a second temperature detection body having a second temperature different from the first temperature as a melting point is disposed in a recess having the same size as any of the plurality of reaction chambers. May be further provided. In this case, it is possible to easily determine whether or not temperature management is appropriately performed in a plurality of environments such as during reaction, during production, and during transportation.
前記複数の反応室の少なくとも1つには、試薬が配置されていてもよい。この場合、簡便に反応を行え、かつ試薬が適切な温度管理下にあったかどうかも容易に把握できるバイオチップを構成することができる。また、前記試薬は、酵素又は核酸を含むものでもよい。 A reagent may be disposed in at least one of the plurality of reaction chambers. In this case, it is possible to configure a biochip that can easily react and can easily grasp whether or not the reagent is under appropriate temperature control. The reagent may include an enzyme or a nucleic acid.
なお、「試薬」とは、バイオチップ上で反応液と反応させるために用いられるあらゆる物質を指し、基質、バッファー等も含まれる。 The “reagent” refers to any substance used for reacting with a reaction solution on a biochip, and includes a substrate, a buffer, and the like.
本発明のバイオチップは、前記複数の反応室の上面を覆う蓋材をさらに備えてもよい。この場合、反応室へのコンタミネーション等を防ぐことができる。 The biochip of the present invention may further include a lid member that covers the upper surfaces of the plurality of reaction chambers. In this case, contamination to the reaction chamber can be prevented.
本発明のバイオチップの温度検知方法は、基板上に複数の反応室を有するバイオチップの前記反応室に加えられた温度を検知する温度検知方法であって、前記バイオチップに前記複数の反応室のいずれかと同一の大きさの凹部を形成する工程と、前記凹部に所定の第1温度を融点とする温度検知体を配置する工程とを備えることを特徴とする The biochip temperature detection method of the present invention is a temperature detection method for detecting a temperature applied to a reaction chamber of a biochip having a plurality of reaction chambers on a substrate, wherein the biochip includes the plurality of reaction chambers. A step of forming a recess having the same size as any of the above, and a step of disposing a temperature detector having a predetermined first temperature as a melting point in the recess.
本発明のバイオチップによれば、製造、輸送、保管、反応等の工程において試薬に加えられた熱を検知することができるバイオチップを提供することができる。
また、本発明のバイオチップの温度検知方法によれば、反応室に加えられた温度を簡便に検知することができる。
According to the biochip of the present invention, it is possible to provide a biochip capable of detecting heat applied to a reagent in steps such as production, transportation, storage, and reaction.
Moreover, according to the biochip temperature detection method of the present invention, the temperature applied to the reaction chamber can be easily detected.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態のバイオチップ1を示す平面図である。バイオチップ1は、略長方形状の基板2上に、複数の反応室3が設けられて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a biochip 1 of the present embodiment. The biochip 1 is configured by providing a plurality of
基板2は、樹脂等からなる略長方形の板状部材である。材料となる樹脂としては、ポリプロピレン(PP)やポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PV)、ポリスチレン(PS)等が、耐熱性、耐薬品性、成型加工性などに優れているため好ましい。
The
基板2の厚さは、使用中に容易に折れ曲がることのない程度の厚みとするのが好ましい。また、基板2は、2種類以上の樹脂が接合されて形成されてもよい。この場合、それぞれの樹脂の特徴を生かして基板2を作製することにより、反応試薬及び試料等の物性に応じた多様な基板2とすることが可能となり、用途ごとに使い分けることができる。例えば、基板2の上半分と下半分とで材料を分けたりすることも可能となる。さらに、基板2の素材として石英ガラスを用いることもできる。
The thickness of the
反応室3は、図2(a)に示すように、断面が半球状(椀状)又は逆円錐状(鉢状)等の凹部であり、基板2上に整列している。反応室3は、基板2を構成する樹脂を切削加工し、又は基板2の材料樹脂を射出成形する等の方法で形成される。
反応室3の開口部の直径は0.01mm以上5mm以下とするのが好ましい。このようにすると、後述する反応試液の供給が容易になり、気泡の混入が防止される。各反応室3内には、使用時に添加されるDNAを含んだサンプルとの初期反応に必要な第1試薬(試薬)4が配置されている。バイオチップ1で複数種類の反応を行えるように、第1試薬4を一部の反応室3にのみ配置してもよい。
As shown in FIG. 2A, the
The diameter of the opening of the
また、図1に示すように、基板2の他の部位には、反応室3における初期反応後の反応に使用する第2試薬5を保存する第2試薬留置部6が設けられている。第2試薬留置部6は、図2(b)に断面で示すように、反応室3と略同一の形状の留置室7に第2試薬5が配置されて形成されている。第2試薬5は、必要となるタイミングで、定量分注器等を用いて各反応室3に添加される。
As shown in FIG. 1, a second
さらに、反応室3が設けられた領域の周辺の基板2上には、バイオチップ1に加えられた温度を検知するための第1温度検知部(温度検知部)8及び第2温度検知部9が設けられている。
図2(c)は第1温度検知部8の、図2(d)は、第2温度検知部9のそれぞれ断面図である。各温度検知部8、9は、反応室3と略同一の形状を有する凹部10、11と、それぞれ凹部10、11内に配置された第1温度検知体(温度検知体)12及び第2温度検知体13を有して構成されている。
Furthermore, on the
FIG. 2C is a cross-sectional view of the
第1温度検知部8は、バイオチップ1の製造時及び輸送時において、配置された第1試薬4及び第2試薬5の品質に影響するような温度が加えられたかどうかを検知する部分であり、配置される第1温度検知体12として、例えば35℃(第1温度)を融点とする物質が選択されている。
第2温度検知部9は、バイオチップ1上における反応時において、反応室3内の試薬に正常に反応温度が加えられたかどうかを検知する部分であり、配置される第2温度検知体13として、例えば80℃(第2温度)を融点とする物質が選択されている。
なお、第1温度検知部8、第2温度検知部9ともに、融点が異なる複数種類の第1温度検知体12及び第2温度検知体13をそれぞれ異なる凹部に配置して、複数の温度について判定できるように構成されてもよい。
The 1st
The
In addition, both the 1st
第1温度検知体12及び第2温度検知体13として用いる材料は、ある温度以上にすると状態変化を起こす物質であればどのようなものでもよい。中でもワックス類が扱いやすく好適であり、設定融点が100℃以上であればポリエチレンワックス、設定融点が80〜100℃であればマイクロクリスタリンワックス、設定融点が80℃以下であればパラフィンワックス等を用いることができる。
The material used as the
各温度検知体12、13の形状は、融解前後で異なることが容易に判別できるものが好ましい。例えば、通常融解すれば表面張力により球形に近い形状となるため、配置の時点では四角形の板状にしておくなどである。一方、反応室3に配置された第1試薬4への影響を正確に把握する観点からは、凹部10、11の底部に対する各温度検知体12、13の接触面積が、反応室3における第1試薬4と略同等であることが好ましい。また、第1試薬4と第2試薬5の形状が異なる場合は、各温度検知部8、9の一方の温度検知体12、13を第2試薬5と略同等の接触面積を有する形状にしてもよいし、上述のように、複数の温度を検知できるようにこれらが複数組設置されてもよい。
It is preferable that the shape of each of the
温度検知は、各温度検知体12、13の融解による形状変化のみによって判断してもよいし、各温度検知体12、13に色素を抱合させ、融解した場合に抱合されていた色素が凹部10、11内に拡散するようにして、より判別しやすく構成されてもよい。
The temperature detection may be determined only by the shape change due to melting of the
再び図1に示すように、反応室3の右側には、各反応室3に供給される第2試薬が試液である場合に、当該試液が貯留されるための試液貯留部14が設けられている。試液貯留部14は、第2試薬の量が多い場合などにも使用することができる。
As shown in FIG. 1 again, on the right side of the
使用前において、基板2及び各反応室3、第2試薬留置部6、各温度検知部8、9、及び試液貯留部14の上面は、図2(a)〜(d)に示すように、コンタミネーション等を防ぐため、蓋材15によって覆われている。蓋材15はヒートシールやレーザーによる熱融着等の方法で基板2に接着されてもよい。そして、このような蓋材の固定工程でかかる熱によって試薬がダメージを受けたかどうかを判断するための温度検知体が、固定工程の前に予めチップに配置されてもよい。なお、蓋材15は反応室に必要な試料等を添加した後、容易に再装着できるものが好ましい。
Before use, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d), the upper surfaces of the
また、蓋材15が製造時にヒートシールによって接着され、かつ輸送時の温度環境を検知する等の目的で、ヒートシール時の温度より低い融点を有する温度検知体が配置される場合は、当該温度検知体が配置される温度検知部を蓋材15で覆わず、ヒートシール後に当該温度検知体を配置してもよい。温度検知部には試料は添加されないため、コンタミネーション等に関しても大きな問題はない。
In addition, when a temperature detector having a melting point lower than the temperature at the time of heat sealing is disposed for the purpose of, for example, detecting the temperature environment at the time of transportation when the
以下、本発明のバイオチップについて、実施例を用いてさらに説明する。本実施例のバイオチップ20は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法に用いられるバイオチップである。
Hereinafter, the biochip of the present invention will be further described using examples. The
(実施例1)
まず、PPからなる基板21上の図3に示すような位置に、切削によって半径1.5mmの半球状の反応室22を形成した。また、温度検知部を形成するため反応室22と同一形状の凹部23、24を形成した(凹部形成工程)。反応室22の容積は、理論値で7.7μL(マイクロリットル)である。反応室22の内面にはプラズマ処理を施して親液化した。
加えて、第2試薬留置部となる留置室25及び試液貯留部26も基板21上に形成された。
(Example 1)
First, a
In addition, an indwelling
図4(b)に断面で示すように、凹部23には、第1温度検知体27として、融点98℃の粒状のクリスタリンワックス(日本精蝋社製 商品名「Hi−Mic−2095」)を配置して(温度検知体配置工程)、第1温度検知部28を形成した。第1温度検知体27は、凹部23に配置した状態でPCR変性温度(96℃)を30秒間加えると熱によって変形し、PCR変性温度より3度低い温度を同時間加えたときには変形しないことが確認されている。
なお、実施例1においては、第1温度検知部のみ設け、第2温度検知部は設けられなかった。
As shown in a cross section in FIG. 4B, granular crystal wax having a melting point of 98 ° C. (trade name “Hi-Mic-2095” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) is used as the
In Example 1, only the first temperature detection unit was provided, and the second temperature detection unit was not provided.
続いて、図4(a)に断面で示すように、各反応室22の底部に各々異なる増幅部位のプライマー(第1試薬)29を1.0μL配置して乾燥固定させ、基板21の上面に蓋材(ABI社製 ABI PRISM Optical Adhesive Cover)32を装着してバイオチップ20を作製した。
Subsequently, as shown in a cross section in FIG. 4A, 1.0 μL of a primer (first reagent) 29 having a different amplification site is placed on the bottom of each
このようなバイオチップ20を2枚用意し、テンプレートDNA、DNAポリメラーゼ、及びdNTPにバッファーを加えて試液30として調製し、蓋材32をはがして、一旦試液貯留部26に貯留してから、プライマー29を配置した各反応室22に3.5μLずつ分注した。さらに、加熱中の蒸発防止のためにミネラルオイル31を3μLずつ分注した。その後、蓋材32を再装着して上面をカバーした。
Two
作業終了後のバイオチップ20に対して、プレートPCRを用いて熱履歴をかけた。ここで、一方のバイオチップ20を温度調節正常サンプルBとして、変性過程(90〜98℃)、アニーリング過程(40〜60℃)、及び伸長過程(70℃前後)にしたがって、該当核酸増幅に最適な温度調節を行った。
A thermal history was applied to the
一方、もう一方のバイオチップ20を比較用の温度調節不備サンプルAとした。温度調節不備サンプルAに対しては、最も温度が高い変性過程において加える温度を温度調節正常サンプルより3℃低く設定し、他の過程は温度調節正常サンプルBと同様とした。この温度調節不備サンプルAは、PCR法実行時において、反応効率を下げるほどの温度不調が発生した場合を想定している。
On the other hand, the
温度調節正常サンプルBと温度調節不備サンプルAとの比較結果を表1に示す。PCR反応終了後、各サンプルの第1温度検知部を目視にて確認したところ、温度調節正常サンプルBの第1温度検知部28では、図5に示すように、凹部23内の第1温度検知体27が縁に向かって広がるように融解し、配置時と異なることが容易に識別可能な形状に変化していた。一方、温度調節不備サンプルAの第1温度検知部においては、図6に示すように、第1温度検知体27は配置時と同様の形状であり、融解していないことが確認された。
Table 1 shows a comparison result between the normal temperature control sample B and the temperature control inadequate sample A. After completion of the PCR reaction, the first temperature detection unit of each sample was visually confirmed. As shown in FIG. 5, the first
(実施例2)
次に、本発明のバイオチップを用いて、一遺伝子多型(SNP)検出法の一つであるインベーダー法を行った例を説明する。
本実施例のバイオチップ40を作製するために、まず、実施例1と同様の手順で基板21上に反応室22、凹部23、24、留置室25、及び試液貯留部26を形成する。
(Example 2)
Next, an example in which the invader method, which is one of the single gene polymorphism (SNP) detection methods, is performed using the biochip of the present invention will be described.
In order to manufacture the
次に、図3に示すように、凹部24内に、融点62℃の高純度精製パラフィンワックス(日本精蝋社製 商品名「HNP−5」)を第2温度検知体41として配置して第2温度検知部42を形成した。第2温度検知体41は、63℃で完全に融解することを予め確認した。
そして、凹部23内には、上述の高純度精製パラフィンワックスをミネラルオイル(シグマ社製 商品名「Mineral oil, Light oil」)で26倍希釈して融点を室温程度に調整したものを第1温度検知体43として配置して第1温度検知部44を形成した。第1温度検知体43は、25℃程度で数時間静置すると、融解を始めて形状が変化することを予め確認した。
Next, as shown in FIG. 3, a highly purified paraffin wax having a melting point of 62 ° C. (trade name “HNP-5” manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) is disposed as the
In the
インベーダー法においては、2種類の非蛍光標識オリゴヌクレオチド(アレルプローブ、インベーダープローブ)、2種類の蛍光標識オリゴヌクレオチド(FRETプローブ)、及びDNA構造に特異的なエンドヌクレアーゼ(クリベース)が用いられる。インベーダー反応は約63℃で数十分から4時間程度インキュベートすることによって行われる。 In the invader method, two types of non-fluorescently labeled oligonucleotides (allele probe, invader probe), two types of fluorescently labeled oligonucleotides (FRET probe), and an endonuclease (chrybase) specific to the DNA structure are used. The invader reaction is performed by incubating at about 63 ° C. for about several tens of minutes to about 4 hours.
本実施例においてはインベーダーアッセイキット(Third Wave Technologies社製)の構成に準じてバイオチップ40を作製した。
まず、反応室22の各底部に各々異なるインベーダープローブ及びそれぞれ対応するアレルプローブを、一対ずつ0.15μL加えて乾燥させた。その上に蛍光物質としてFAM標識又はRED標識が結合したFRETプローブを各反応室22に0.75μLずつ加えて乾燥させた。そしてクリベースを各反応室22に0.15μLずつ配置し、これらを第1試薬(試薬)46とした。そして、実施例1と同様に蓋材32を装着してバイオチップ40を作製した。
上記構成のバイオチップ40を3枚用意し、そのうち1枚(以下、チップAと称する。)を室温に4時間放置し(保存状態不備)、残り2枚(以下、チップB及びCと称する。)を冷蔵保存した(保存状態良好)。
In this example, a
First, 0.15 μL each of different invader probes and corresponding allele probes was added to each bottom of the
Three
保存後のバイオチップ40の蓋材32をはがし、調製済みのPCR産物(QIAGEN社製 Multiprex PCR kit使用)に対してインベーダーバッファーを加え、全量が60μLとなるように調製して試液47とした。この試液47を、一旦試液貯留部26に貯留してから、図4(a)に示すように、第1試薬46が配置された各バイオチップ40の各反応室22に3.5μLずつ分注し、さらに加熱中の蒸発防止のためにミネラルオイル48を3.0μLずつ分注した。
After the preservation, the
その後、蓋材32を基板21の上面に再装着して被覆してから、各バイオチップ40にプレートPCRにて熱履歴をかけた。このとき、反応温度としてチップA及びCは63℃(設定反応温度)、チップBは59℃(反応温度不備)でそれぞれ加熱した。
Thereafter, the
すなわち、チップAは保存状態に不備があり、設定温度で反応が進められたサンプル、チップBは、保存状態は良好であるが、反応温度に不備があったサンプル、チップCは保存状態、反応温度とも問題ないサンプルとして設定、調整されている。各チップA、B、Cの比較結果を表2に示す。 That is, chip A is incompletely stored and sample is reacted at the set temperature, chip B is in good condition but sample is inadequate in reaction temperature, and chip C is in preserved state and reaction. It is set and adjusted as a sample with no problem with temperature. Table 2 shows the comparison results of the chips A, B, and C.
インベーダー反応を開始する前に、チップA、B、Cの第1温度検知部44に設置された第1温度検知体43を目視にて観察したところ、チップAでは第1温度検知体43が変形しており、保存状態に不備があることが目視で容易に判定できた。一方、冷蔵保存されていたチップB及びチップCの第1温度検知体43には変化はなく、保存状態に問題がないことが判定できた。
Before starting the invader reaction, when the
インベーダー反応後、チップA、B、Cの第2温度検知部42に設置された第2温度検知体41を目視にて観察したところ、チップA及びCでは第2温度検知体41が変形しており、設定温度以上の温度で反応が行われたことが目視で容易に判定できた。一方、59℃で加熱されたチップBの第2温度検知体41には変化はなく、反応温度に不備があることが判定できた。
After the invader reaction, when the
各チップA、B、Cを蛍光イメージアナライザー(バイオ・ラッド ラボラトリーズ株式会社製 商品名「モレキュラーイメージャーFX466」)を用いて測定したところ、保存状態、反応温度共に問題のないチップCと比較して、いずれか一方に不備のあるチップA及びBはいずれも極端に蛍光値が低く、想定どおり反応効率が下がっていた。チップAにおいては、保存状態に不備があったため試薬の劣化によって反応効率が低下し、チップBにおいては、インベーダー反応時の温度調節に不備があったために反応効率が低下したものと推察された。 Each chip A, B, C was measured using a fluorescence image analyzer (trade name “Molecular Imager FX466” manufactured by Bio-Rad Laboratories Co., Ltd.). Both chips A and B, which are deficient in either one, had extremely low fluorescence values, and the reaction efficiency was lowered as expected. It was inferred that chip A had inadequate storage conditions and thus reduced reaction efficiency due to reagent degradation, and chip B had inadequate temperature control during the invader reaction, which resulted in decreased reaction efficiency.
本発明のバイオチップによれば、所定の温度を融点とする第1及び第2温度検知体が反応室と略同一形状の凹部に配置されて第1及び第2温度検知部が構成されているので、反応室内の試薬等にかかった熱がほぼ同様に各温度検知体に作用する。従って、反応室内の試薬がどのような温度環境下にあったかについて、目視で簡便に判定をすることができる。 According to the biochip of the present invention, the first and second temperature detectors are configured by disposing the first and second temperature detectors having a predetermined temperature as the melting point in the concave portion having substantially the same shape as the reaction chamber. Therefore, the heat applied to the reagent in the reaction chamber acts on each temperature detector almost in the same manner. Therefore, it can be easily determined visually what kind of temperature environment the reagent in the reaction chamber was in.
また、第1温度検知体として、製造や運搬時に試薬等への影響が懸念される温度を融点とする物質が選択され、第2温度検知体として、反応時の設定温度を融点とする物質が選択されているので、試験前の試薬等の状態と反応中の温度調節との2ポイントについて、監視することができる。従って、測定の品質をより向上させることができる。 Further, as the first temperature detector, a substance having a melting point at a temperature at which the influence on the reagent or the like is concerned at the time of manufacture or transportation is selected, and as the second temperature detector, a substance having a preset temperature at the time of reaction as the melting point Since it is selected, it is possible to monitor two points of the state of the reagent before the test and the temperature adjustment during the reaction. Therefore, the quality of measurement can be further improved.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
例えば、上述の実施形態においては、各反応室がそれぞれ独立している例を説明したが、これに代えて、図7に示す変形例のバイオチップ50のように、各反応室51が溝状の流路52で接続され、流路52は、試液貯留部53と接続されるように構成されてもよい。このようにすると、試液貯留部53に圧力を加えることによって、すべての反応室51に一括して試液を供給することができる。
For example, in the above-described embodiment, an example in which each reaction chamber is independent has been described, but instead of this, each
また、温度検知部を第1温度検知部の1種類のみ設ける場合は、反応時の設定温度、製造、輸送時の温度のいずれのインジケータとしても構わない。どちらを設けるかは、配置される試薬等の特性に応じて適宜決定することができる。 In addition, when only one type of temperature detection unit is provided as the first temperature detection unit, any indicator of the set temperature during reaction, the temperature during manufacturing, and the temperature during transportation may be used. Which one is provided can be appropriately determined according to the characteristics of the reagent or the like to be arranged.
さらに、上述の実施形態においては、反応室の大きさがすべて同一である例を説明したが、これに代えて、大きさの異なる複数の反応室が基板上に形成されてもよい。この場合、それぞれの反応室と同一の大きさの凹部を設けて温度検知体を配置すれば、それぞれの大きさの反応室に対応する温度検知部を構成することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the reaction chambers are all the same size has been described, but instead, a plurality of reaction chambers having different sizes may be formed on the substrate. In this case, if a temperature detector is provided with a recess having the same size as each reaction chamber, a temperature detector corresponding to each reaction chamber can be configured.
加えて、上述の各実施例においては、PCR法又はインベーダー法に使用するバイオチップに適用される例を説明したが、本発明はこれには限定されない。本発明は、適切な温度管理を必要とする試薬等が反応室に配置されたあらゆるバイオチップに適用することができる。 In addition, in each of the above-described embodiments, the example applied to the biochip used in the PCR method or the invader method has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to any biochip in which a reagent or the like requiring appropriate temperature control is arranged in a reaction chamber.
1、20、40、50 バイオチップ
2、21 基板
3、22、51 反応室
4、46 第1試薬(試薬)
8、28、44 第1温度検知部(温度検知部)
9、42 第2温度検知部
10、11、23、24 凹部
12、27、43 第1温度検知体(温度検知体)
13、41 第2温度検知体
15、32 蓋材
29 プライマー(試薬)
1, 20, 40, 50
8, 28, 44 First temperature detector (temperature detector)
9, 42
13, 41
Claims (6)
前記複数の反応室のいずれかと同一の大きさの凹部に、所定の第1温度を融点とする温度検知体が配置された温度検知部を備え、
前記温度検知部内の前記温度検知体の形状又は色彩によって前記反応室が前記第1温度以上の環境下にあったかどうかを判定できることを特徴とするバイオチップ。 A biochip having a plurality of reaction chambers on a substrate,
A temperature detection unit in which a temperature detection body having a predetermined first temperature as a melting point is disposed in a recess having the same size as any of the plurality of reaction chambers;
The biochip according to claim 1, wherein the reaction chamber can be determined based on a shape or a color of the temperature detection body in the temperature detection unit.
前記バイオチップに前記複数の反応室のいずれかと同一の大きさの凹部を形成する工程と、
前記凹部に所定の第1温度を融点とする温度検知体を配置する工程と、
を備えることを特徴とするバイオチップの温度検知方法。 A temperature detection method for detecting a temperature applied to a reaction chamber of a biochip having a plurality of reaction chambers on a substrate, wherein a recess having the same size as any of the plurality of reaction chambers is formed on the biochip. Process,
Disposing a temperature detector having a predetermined first temperature as a melting point in the recess;
A temperature detection method for a biochip, comprising:
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2007
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