JP2009118798A - 核酸増幅装置、方法および細胞培養・核酸増幅方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、微量核酸を増幅するリアルタイム核酸増幅装置、方法および細胞培養の過程からリアルタイム核酸増幅の過程までを同じ装置で実行できる細胞培養・リアルタイム核酸増幅方法を提供する。
【選択図】図3
Description
前記熱伝導基板上の前記溶媒層中に配列された前記複数の液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
前記熱伝導性基板の下面に設けられる熱源、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記熱源から前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記熱源と前記液滴との相対的な位置を制御する温度制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。
(2)前記熱源が
所定の熱量を有し、核酸の1本鎖への変性の温度に維持されるとともに、前記所定の領域と実質的に同一の面積の面を有する第1の熱源板と、
所定の熱量を有し、1本鎖に変性された核酸にプライマーが結合する温度に維持されるとともに、前記所定の領域と実質的に同一の面積の面を有する第2の熱源板と、
を備えるものであるとともに、
前記第1の熱源板と前記第2の熱源板とが、所定のプログラムに従って前記熱伝導性基板の下面に接触させられるものである上記(1)記載のリアルタイム核酸増幅装置。
(3)前記第1の熱源板が、前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応する位置に熱伝導性の材料の突起を備える上記(2)記載のリアルタイム核酸増幅装置。
(4)基板の上面の所定の領域を囲むように設けられた側壁を有し、該側壁と該基板上面とで規定される漕内に、細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼを含むPCR反応溶液とを含有する複数の配列された液滴と、該液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層とを保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導性基板の下面に設けられ、
所定の熱量を有し、核酸の1本鎖への変性の温度に維持されるとともに、前記所定の領域の配列された液滴の列と同等の面積の面を有する第1の熱源板と、
所定の熱量を有し、1本鎖に変性された核酸にプライマーが結合する温度に維持されるとともに、前記所定の領域の配列された液滴の列と同等の面積の面を有する第2の熱源板と、
を備える熱源、
前記熱伝導性基板の下面に設けられ、前記熱伝導基板上に配列された前記複数の液滴の列の各液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記第1の熱源板と前記第2の熱源板とから前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記第1の熱源板と前記第2の熱源板と前記液滴列との相対的な位置を制御するとともに、前記光検出手段を前記第1の熱源板と前記第2の熱源板と対応させて位置を制御する制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。
(5)前記第1の熱源板が、前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応する位置に熱伝導性の材料の突起を備える上記(4)記載のリアルタイム核酸増幅装置。
(6)複数の細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼとを含むPCR反応溶液を保持でき、細胞の一つが通過するにふさわしい所定の大きさの先端開口径を有するピペットを保持する手段、
前記溶液をピペット内部から押し出して前記ピペット先端部に一つの細胞を含む液滴を形成する手段、
前記ピペット先端部に形成された前記液滴内に一つの細胞が包含され、所定の大きさの液滴となったことを確認するための手段、
前記ピペット先端部から滴下される前記液滴を受けるとともに前記液滴を保持する領域を囲むように設けられた側壁を有する熱伝導性基板であって、該側壁と該基板の上面とで規定される漕内に前記液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層を保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導性基板を載置するための基板載置手段、
前記熱伝導性基板載置手段を操作し、前記滴下される液滴を前記熱伝導基板上に所定の間隔で配列する手段、ならびに
前記熱伝導基板を介して前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し、前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように制御する温度制御手段、
前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
を備えることを特徴とする、リアルタイム核酸増幅装置。
(7)基板の上面の所定の領域を囲むように設けられた側壁を有し、該側壁と該基板上面とで規定される漕内に、細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼを含むPCR反応溶液とを含有する複数の液滴と、該液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層とを保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導基板上に配列された前記複数の液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
前記熱伝導性基板の下面に設けられるレーザー光源、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記レーザー光源から前記液滴に照射されるレーザー光を制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記レーザー光の照射位置を所定のプログラムに従って制御する温度制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。
(8)前記レーザー光源から前記液滴に照射されるレーザー光を制御する手段がガルバノミラーとその反射角を制御する手段である上記(7)記載のリアルタイム核酸増幅装置。
(1)ミネラルオイル層をアニーリング温度(50℃〜70℃)に維持しながら、変性温度(90℃〜95℃)に維持された加熱板をチップ下面から所定の時間周期で接近、離反を繰り返す。一方、チップ上面に液滴に1対1に対応する光検出器(例えば、CCD素子)を多数配置する。
(2)チップ下面にY軸方向に延伸された、変性温度(90℃〜95℃)に維持された加熱板A、アニーリング温度(50℃〜70℃)に維持された加熱板BおよびY軸方向に配列された液滴に1対1に対応する複数の光検出器をセットにして配列し、加熱板A、加熱板Bを交互にチップ下面から所定の時間周期で接近、離反を繰り返す。
(3)チップ下面に二つのガルバノミラーを配置して、全ての液滴を所定の周期でスキャンして温度制御を行う。
Claims (8)
- 基板の上面の所定の領域を囲むように設けられた側壁を有し、該側壁と該基板上面とで規定される漕内に、細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼを含むPCR反応溶液とを含有する複数の液滴と、該液滴より比重が小さくかつ実質的に該液滴と混ざらない溶媒層とを保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導基板上の前記溶媒層中に配列された前記複数の液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
前記熱伝導性基板の下面に設けられる熱源、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記熱源から前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記熱源と前記液滴との相対的な位置を制御する温度制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。 - 前記熱源が
所定の熱量を有し、核酸の1本鎖への変性の温度に維持されるとともに、前記所定の領域と実質的に同一の面積の面を有する第1の熱源板と、
所定の熱量を有し、1本鎖に変性された核酸にプライマーが結合する温度に維持されるとともに、前記所定の領域と実質的に同一の面積の面を有する第2の熱源板と、
を備えるものであるとともに、
前記第1の熱源板と前記第2の熱源板とが、所定のプログラムに従って前記熱伝導性基板の下面に接触させられるものである請求項1記載のリアルタイム核酸増幅装置。 - 前記第1の熱源板が、前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応する位置に熱伝導性の材料の突起を備える請求項2記載のリアルタイム核酸増幅装置。
- 基板の上面の所定の領域を囲むように設けられた側壁を有し、該側壁と該基板上面とで規定される漕内に、細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼを含むPCR反応溶液とを含有する複数の配列された液滴と、該液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層とを保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導性基板の下面に設けられ、
所定の熱量を有し、核酸の1本鎖への変性の温度に維持されるとともに、前記所定の領域の配列された液滴の列と同等の面積の面を有する第1の熱源板と、
所定の熱量を有し、1本鎖に変性された核酸にプライマーが結合する温度に維持されるとともに、前記所定の領域の配列された液滴の列と同等の面積の面を有する第2の熱源板と、
を備える熱源、
前記熱伝導性基板の下面に設けられ、前記熱伝導基板上に配列された前記複数の液滴の列の各液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記第1の熱源板と前記第2の熱源板とから前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記第1の熱源板と前記第2の熱源板と前記液滴列との相対的な位置を制御するとともに、前記光検出手段を前記第1の熱源板と前記第2の熱源板と対応させて位置を制御する制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。 - 前記第1の熱源板が前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応する位置に熱伝導性の材料の突起を備える請求項4記載のリアルタイム核酸増幅装置。
- 複数の細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼとを含むPCR反応溶液を保持でき、細胞の一つが通過するにふさわしい所定の大きさの先端開口径を有するピペットを保持する手段、
前記溶液をピペット内部から押し出して前記ピペット先端部に一つの細胞を含む液滴を形成する手段、
前記ピペット先端部に形成された前記液滴内に一つの細胞が包含され、所定の大きさの液滴となったことを確認するための手段、
前記ピペット先端部から滴下される前記液滴を受けるとともに前記液滴を保持する領域を囲むように設けられた側壁を有する熱伝導性基板であって、該側壁と該基板の上面とで規定される漕内に前記液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層を保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導性基板を載置するための基板載置手段、
前記熱伝導性基板載置手段を操作し、前記滴下される液滴を前記熱伝導基板上に所定の間隔で配列する手段、ならびに
前記熱伝導基板を介して前記液滴に伝播される熱エネルギーを所定のプログラムに従って制御し、前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように制御する温度制御手段、
前記熱伝導基板上に配列された前記液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
を備えることを特徴とする、リアルタイム核酸増幅装置。 - 基板の上面の所定の領域を囲むように設けられた側壁を有し、該側壁と該基板上面とで規定される漕内に、細胞と該細胞の内包する核酸をPCR増幅するためのプライマーおよびポリメラーゼを含むPCR反応溶液とを含有する複数の液滴と、該液滴より比重が小さくかつ実質的に液滴と混ざらない溶媒層とを保持するための熱伝導性基板、
前記熱伝導基板上に配列された前記複数の液滴に1対1に対応し、該液滴からの光を検出する複数の光検出器を備える光検出手段、
前記熱伝導性基板の下面に設けられるレーザー光源、
ならびに
前記熱伝導基板を介して前記レーザー光源から前記液滴に照射されるレーザー光を制御し前記液滴の温度が所定のパターンで経時的に変化するように、前記レーザー光の照射位置を所定のプログラムに従って制御する温度制御手段、
を備えることを特徴とするリアルタイム核酸増幅装置。 - 前記レーザー光源から前記液滴に照射されるレーザー光を制御する手段がガルバノミラーとその反射角を制御する手段である請求項7記載のリアルタイム核酸増幅装置。
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