JP2009171933A - Chip for biological specimen reaction, and method for biological specimen reaction - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a chip for biological specimen reaction, enabling a reaction treatment with a minute amount of a reaction liquid, and also capable of efficiently conducting a treatment of many specimens at a time. <P>SOLUTION: The chip comprises a transparent base plate 101 provided with a plurality of reaction vessels 103 and a transparent base plate 102 provided with a flow path 104 for injecting a reaction liquid thereinto. In this chip, the transparent base plate 102 is movable between a first position and a second position relative to the transparent base plate 101; wherein, when the transparent base plate 102 is disposed at the first position, the flow path 104 is connected to the respective reaction vessels 103, while when the transparent base plate 102 is disposed at the second position, the flow path is separated from the respective reaction vessels 103. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、核酸増幅などの生体試料反応を行うための、生体試料反応用チップおよび生体試料反応方法に関するものである。   The present invention relates to a biological sample reaction chip and a biological sample reaction method for performing a biological sample reaction such as nucleic acid amplification.

ガラス基板等に微細流路が設けられたマイクロ流体チップを使用して、化学分析や化学合成、あるいはバイオ関連の分析などを行う方法が注目されている。マイクロ流体チップは、マイクロTotal Analytical System (マイクロTAS)や、Lab-on-a-chip等とも呼ばれ、従来の装置に比較して試料や試薬の必要量が少ない、反応時間が短い、廃棄物が少ないなどのメリットがあり、医療診断、環境や食品のオンサイト分析、医薬品や化学品などの生産等、広い分野での利用が期待されている。試薬の量が少なくてよいことから、検査のコストを下げることが可能となり、また、試料および試薬の量が少ないことにより、反応時間も大幅に短縮されて検査の効率化が図れる。特に、医療診断に使用する場合には、試料となる血液など検体を少なくすることができるため、患者の負担を軽減できるというメリットもある。   A method of performing chemical analysis, chemical synthesis, bio-related analysis, or the like using a microfluidic chip in which a fine flow path is provided on a glass substrate or the like has attracted attention. Microfluidic chips are also called Micro Total Analytical System (Micro TAS), Lab-on-a-chip, etc., and require less samples and reagents than conventional devices, have shorter reaction times, and waste It is expected to be used in a wide range of fields, such as medical diagnosis, on-site analysis of the environment and food, and production of pharmaceuticals and chemicals. Since the amount of the reagent may be small, it is possible to reduce the cost of the inspection, and because the amount of the sample and the reagent is small, the reaction time is greatly shortened and the inspection can be made more efficient. In particular, when used for medical diagnosis, it is possible to reduce the number of specimens such as blood as a sample.

試料として用いるDNAやRNAなどの遺伝子を増幅する方法として、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法がよく知られている。PCR法は、ターゲットのDNAと試薬を混合したものをチューブに入れ、サーマルサイクラーという温度制御装置で、例えば55℃、72℃、94℃の3段階の温度変化を数分の周期で繰り返し反応させるもので、ポリメラーゼという酵素の作用により温度サイクル1回あたり、約2倍にターゲットDNAだけを増幅することができる。   As a method for amplifying a gene such as DNA or RNA used as a sample, a polymerase chain reaction (PCR) method is well known. In the PCR method, a mixture of target DNA and reagents is put in a tube, and a temperature control device called a thermal cycler is used to repeatedly react, for example, three steps of temperature changes of 55 ° C, 72 ° C, and 94 ° C with a period of several minutes. Therefore, only the target DNA can be amplified about twice as much per temperature cycle by the action of an enzyme called polymerase.

近年、特殊な蛍光プローブを用いたリアルタイムPCRという方法が実用化され、増幅反応を行いながらDNAの定量ができるようになった。リアルタイムPCRは、測定の感度、信頼性が高いことから、研究用、臨床検査用に広く使われている。   In recent years, a method called real-time PCR using a special fluorescent probe has been put into practical use, and DNA can be quantified while performing an amplification reaction. Real-time PCR is widely used for research and clinical tests because of its high measurement sensitivity and reliability.

しかし、従来の装置では、PCRに必要な反応液の量は数十μlが標準的であり、また、1つの反応系では基本的に1つの遺伝子の測定しかできないという問題があった。蛍光プローブを複数入れてその色で区別することにより4種類程度の遺伝子を同時に測定する方法もあるが、それ以上の遺伝子を同時に測定するためには反応系の数を増やすしかなかった。検体から抽出されるDNAの量は一般に少量であり、また試薬も高価なため同時に多数の反応系を測定することは困難であった。   However, in the conventional apparatus, the standard amount of reaction solution required for PCR is several tens of μl, and there is a problem that basically one reaction system can measure only one gene. There is a method of simultaneously measuring about four types of genes by inserting a plurality of fluorescent probes and distinguishing them by their colors, but the only way to measure more genes simultaneously is to increase the number of reaction systems. Since the amount of DNA extracted from the specimen is generally small and the reagents are expensive, it is difficult to measure a large number of reaction systems at the same time.

特許文献1や2には、回転駆動装置を使用して、PCR反応溶液や血液などの液状の検体試料を複数のチャンバに正確に流し込む発明が開示されている。
また、特許文献3には、半導体基板上に集積化されたマイクロウェルを作製して、当該ウェルの中でPCRを行うことにより、微量のサンプルで、多数のDNA試料を一度に増幅して解析を行う方法が開示されている。
特開2006−126010号公報 特開2006−126011号公報 特開2000−236876号公報
Patent Documents 1 and 2 disclose inventions in which a liquid specimen sample such as a PCR reaction solution or blood is accurately poured into a plurality of chambers using a rotary drive device.
In Patent Document 3, a microwell integrated on a semiconductor substrate is prepared, and PCR is performed in the well to amplify and analyze a large number of DNA samples at once with a small amount of sample. A method of performing is disclosed.
JP 2006-126010 A JP 2006-126011 A JP 2000-236876 A

本発明の目的は、微量な反応液での反応処理が可能であり、また一度に多くの検体の処理を効率よく行うことが可能な、生体試料反応用チップおよび生体試料反応方法を得ることである。   An object of the present invention is to obtain a biological sample reaction chip and a biological sample reaction method capable of performing a reaction process with a very small amount of a reaction solution and capable of efficiently processing many specimens at once. is there.

本発明に係る生体試料反応用チップは、複数の反応容器が形成された第1の基板と、反応液導入用流路が形成された第2の基板と、を備え、前記第2の基板は、前記第1の基板に対して第1の位置と第2の位置の間で移動可能であり、前記第2の基板が前記第1の位置に配置されているときには、前記反応液導入用流路は、各々の前記反応容器と接続されており、前記第2の基板が前記第2の位置に配置されているときには、前記反応液導入用流路は、各々の前記反応容器と分離されているものである。   The biological sample reaction chip according to the present invention includes a first substrate on which a plurality of reaction containers are formed, and a second substrate on which a reaction liquid introduction channel is formed, and the second substrate is The reaction solution introduction flow is movable between the first position and the second position with respect to the first substrate, and the second substrate is disposed at the first position. A path is connected to each of the reaction containers, and when the second substrate is disposed at the second position, the reaction liquid introduction channel is separated from each of the reaction containers. It is what.

本発明によれば、反応液導入用流路を通して反応容器内に反応液を供給することにより、ピペットで定量することが難しい非常に少量の反応液での反応処理が可能となる。反応液の量が少量になると、試薬等のコストを下げることが可能となり、また、反応時間も大幅に短縮されて処理の効率化が図れる。また、一度に多数の反応容器内で処理を行うことができるため、多種類の検査等を効率よく行うことができる。
また、反応容器への反応液充填時には第2の基板を第1の位置に配置し、反応処理時には第2の基板を第2の位置に配置すれば、反応処理時には個々の反応容器を分離することができるため、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。
また、反応液導入用流路に接続された反応液収容部をさらに備えるようにしてもよい。
According to the present invention, by supplying the reaction solution into the reaction vessel through the reaction solution introduction channel, it is possible to perform a reaction process with a very small amount of reaction solution that is difficult to quantify with a pipette. When the amount of the reaction solution is small, it is possible to reduce the cost of reagents and the like, and the reaction time is greatly shortened so that the processing efficiency can be improved. In addition, since processing can be performed in a large number of reaction vessels at a time, various types of inspections and the like can be performed efficiently.
In addition, when the reaction vessel is filled with the reaction solution, the second substrate is disposed at the first position, and when the reaction treatment is performed, the second substrate is disposed at the second position. Therefore, contamination between reaction vessels can be prevented.
Moreover, you may make it further provide the reaction liquid accommodating part connected to the flow path for reaction liquid introduction.

また、前記第1の基板と前記第2の基板に、前記第2の基板が移動する方向に沿ったガイド機構が設けられていることが望ましい。
さらに、前記第2の基板を前記第1の位置と前記第2の位置に固定可能に設けられたストッパーを備えていることが望ましい。
これにより、第2の基板を確実かつ容易に、第1の位置と第2の位置の間で移動させることができる。
Further, it is desirable that a guide mechanism is provided on the first substrate and the second substrate along a direction in which the second substrate moves.
Furthermore, it is desirable that a stopper is provided so that the second substrate can be fixed to the first position and the second position.
Thereby, the second substrate can be reliably and easily moved between the first position and the second position.

また、前記第1の基板と前記第2の基板の接触面が撥液性を有することが望ましい。これにより、反応容器からの液漏れを防止することができ、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。   Further, it is desirable that a contact surface between the first substrate and the second substrate has liquid repellency. Thereby, liquid leakage from the reaction containers can be prevented, and contamination between the reaction containers can be prevented.

また、前記第1の基板と前記第2の基板の接触面が密着することが望ましい。これにより、反応容器からの液漏れを防止することができ、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。   Moreover, it is desirable that the contact surfaces of the first substrate and the second substrate are in close contact with each other. Thereby, liquid leakage from the reaction containers can be prevented, and contamination between the reaction containers can be prevented.

また、前記接触面の密着力は、前記第2の基板の移動時と固定時とで調節可能にすることにより、液漏れ防止機能を強化できると共に、第2の基板の移動操作が容易になる。   In addition, by adjusting the contact force of the contact surface between when the second substrate is moved and when it is fixed, the liquid leakage prevention function can be enhanced and the second substrate can be easily moved. .

また、前記第1の位置と前記第2の位置の間の距離が、隣接する前記反応容器間の距離よりも小さいことが望ましい。   In addition, it is preferable that a distance between the first position and the second position is smaller than a distance between adjacent reaction vessels.

また、各々の前記反応容器には、反応に必要な試薬が塗布されていることが望ましい。これにより、使用者は、反応液を充填するだけで簡易に検査等を行うことができる。   Moreover, it is desirable that each reaction container is coated with a reagent necessary for the reaction. Thereby, the user can perform a test | inspection etc. simply by filling a reaction liquid.

本発明に係る生体試料反応方法は、上記の生体試料反応用チップを用いた生体試料反応方法であって、前記第2の基板を前記第1の位置に配置し、前記反応液導入用流路を通して前記反応容器に前記反応液を充填する工程と、前記第2の基板を前記第2の位置に配置し、生体試料反応処理を実行する工程と、を有する。
本発明によれば、反応液導入用流路を通して反応容器内に反応液を供給することにより、ピペットで定量することが難しい非常に少量の反応液での反応処理が可能となる。反応液の量が少量になると、試薬等のコストを下げることが可能となり、また、反応時間も大幅に短縮されて処理の効率化が図れる。また、一度に多数の反応容器内で処理を行うことができるため、多種類の検査等を効率よく行うことができる。
また、反応容器への反応液充填時には第2の基板を第1の位置に配置し、反応処理時には第2の基板を第2の位置に配置すれば、反応処理時には個々の反応容器を分離することができるため、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。
The biological sample reaction method according to the present invention is a biological sample reaction method using the above-described biological sample reaction chip, wherein the second substrate is disposed at the first position, and the reaction liquid introduction channel is provided. And filling the reaction vessel with the reaction solution, and placing the second substrate at the second position and executing a biological sample reaction process.
According to the present invention, by supplying the reaction solution into the reaction vessel through the reaction solution introduction channel, it is possible to perform a reaction process with a very small amount of reaction solution that is difficult to quantify with a pipette. When the amount of the reaction solution is small, it is possible to reduce the cost of reagents and the like, and the reaction time is greatly shortened so that the processing efficiency can be improved. In addition, since processing can be performed in a large number of reaction vessels at a time, various types of inspections and the like can be performed efficiently.
Further, when the reaction vessel is filled with the reaction solution, the second substrate is disposed at the first position, and when the reaction treatment is performed, the second substrate is disposed at the second position. Therefore, contamination between reaction vessels can be prevented.

また、前記反応液を充填する工程では、遠心力を用いて、前記反応容器に前記反応液を充填することができる。
また、前記反応液を充填する工程では、毛管力を用いて、前記反応容器に前記反応液を充填することができる。
Further, in the step of filling the reaction solution, the reaction solution can be filled into the reaction vessel using centrifugal force.
Further, in the step of filling the reaction solution, the reaction solution can be filled into the reaction vessel using capillary force.

また、前記生体試料反応処理は核酸増幅を含む処理であり、前記反応液には、ターゲット核酸、核酸を増幅するための酵素、及びヌクレオチドが所定の濃度で含まれており、前記反応容器には、予めプライマーが塗布されていることとすることができる。
また、リアルタイムPCR処理を行う場合には、反応装置内に予め蛍光プローブを塗布しておいてもよい。
The biological sample reaction process is a process including nucleic acid amplification, and the reaction solution contains a target nucleic acid, an enzyme for amplifying the nucleic acid, and nucleotides at a predetermined concentration. A primer can be applied in advance.
When performing real-time PCR processing, a fluorescent probe may be applied in advance in the reaction apparatus.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるマイクロリアクターアレイ(生体試料反応用チップ)10の概略構成を示す上面図、図2は図1のC−C断面図である。図に示すように、マイクロリアクターアレイ10は、透明基板(第1の基板)101、透明基板(第2の基板)102、反応容器103、反応液導入用流路104、反応液収容部106、反応液供給口107、ストッパー108、ガイドレール109を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of a microreactor array (biological sample reaction chip) 10 according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line CC in FIG. As shown in the figure, the microreactor array 10 includes a transparent substrate (first substrate) 101, a transparent substrate (second substrate) 102, a reaction vessel 103, a reaction solution introduction channel 104, a reaction solution storage unit 106, A reaction liquid supply port 107, a stopper 108, and a guide rail 109 are provided.

図1に示すように、マイクロリアクターアレイ10は、透明基板101と透明基板102を貼り合わせて構成されている。透明基板101には、複数の反応容器103が形成されている。透明基板102には、反応液導入用流路104、反応液収容部106が形成されている。透明基板101,102は例えば樹脂基板とすることができる。   As shown in FIG. 1, the microreactor array 10 is configured by bonding a transparent substrate 101 and a transparent substrate 102 together. A plurality of reaction vessels 103 are formed on the transparent substrate 101. On the transparent substrate 102, a reaction liquid introduction flow path 104 and a reaction liquid storage section 106 are formed. The transparent substrates 101 and 102 can be resin substrates, for example.

透明基板102は、ガイドレール109に沿って図1に示す矢印の方向に移動可能であり、ストッパー108によって、第1の位置と第2の位置に固定される。図1(A)及び図2(A)は、透明基板102が第1の位置に配置されている状態を示す図、図1(B)及び図2(B)は、透明基板102が第2の位置に配置されている状態を示す図である。   The transparent substrate 102 can move in the direction of the arrow shown in FIG. 1 along the guide rail 109 and is fixed to the first position and the second position by the stopper 108. FIGS. 1A and 2A are diagrams illustrating a state in which the transparent substrate 102 is disposed at the first position, and FIGS. 1B and 2B are diagrams in which the transparent substrate 102 is the second. It is a figure which shows the state arrange | positioned in this position.

図1(A)に示すように、透明基板102が第1の位置に配置されているときには、反応容器103は反応液導入用流路104と接続される。この状態では、反応容器103同士は、反応液導入用流路104を介して繋がっているため、個々の反応容器103は分離されていない。一方、図1(B)に示すように、透明基板102が第2の位置に配置されているときには、反応容器103と反応液導入用流路104は分離され、従って各々の反応容器103同士も分離される。第1の位置から第2の位置への移動距離は、隣接する反応容器103の間の距離よりも小さいため、透明基板102を第1の位置から第2の位置へ移動した時に、反応液導入用流路104の先端が隣の反応容器103と接触することはない。   As shown in FIG. 1A, when the transparent substrate 102 is disposed at the first position, the reaction vessel 103 is connected to the reaction liquid introduction flow path 104. In this state, the reaction vessels 103 are connected to each other via the reaction liquid introduction flow path 104, and thus the individual reaction vessels 103 are not separated. On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the transparent substrate 102 is disposed at the second position, the reaction vessel 103 and the reaction solution introduction flow path 104 are separated, and thus the reaction vessels 103 are also connected to each other. To be separated. Since the moving distance from the first position to the second position is smaller than the distance between the adjacent reaction vessels 103, the reaction liquid is introduced when the transparent substrate 102 is moved from the first position to the second position. The front end of the flow path 104 does not come into contact with the adjacent reaction vessel 103.

図3(A)はガイドレール109の例を示す断面図である。図1のD−D断面を示している。ガイドレール109を設けることにより、透明基板102をガイドレールに沿って移動させることができ、またストッパー108が設けられているため、透明基板102を第1の位置、第2の位置で止めることができる。このように、確実かつ容易に、透明基板102を第1の位置と第2の位置の間で移動させることができる。   FIG. 3A is a cross-sectional view showing an example of the guide rail 109. The DD cross section of FIG. 1 is shown. By providing the guide rail 109, the transparent substrate 102 can be moved along the guide rail, and since the stopper 108 is provided, the transparent substrate 102 can be stopped at the first position and the second position. it can. Thus, the transparent substrate 102 can be moved between the first position and the second position reliably and easily.

なお、ガイドレール109を設ける代わりに、透明基板101,102を図3(B)に示すような構成にしてもよい。このような構成にすることにより、透明基板102を所定の方向に沿って確実かつ容易に移動させることができる。   Instead of providing the guide rail 109, the transparent substrates 101 and 102 may be configured as shown in FIG. With this configuration, the transparent substrate 102 can be reliably and easily moved along a predetermined direction.

反応容器103は、例えば直径500μmの円形状で、深さ100μmに形成されている。反応液導入用流路104は、反応液の流れる方向に垂直な断面が、幅100μm、深さ100μmに形成されている。隣り合う反応容器103間の距離は、反応容器103間での反応液の混合を防止できるように十分に確保されている。なお、反応容器103、及び反応液導入用流路104は、気泡の吸着を防止するため内壁面が親液性となるように表面処理を施しておくことが望ましい。また、反応容器103、及び反応液導入用流路104、の内壁面にはタンパク質などの生体分子の非特異吸着を抑制する表面処理が施されていることが望ましい。   The reaction vessel 103 is, for example, a circular shape having a diameter of 500 μm and a depth of 100 μm. The reaction liquid introduction flow path 104 has a cross section perpendicular to the direction in which the reaction liquid flows having a width of 100 μm and a depth of 100 μm. The distance between the adjacent reaction vessels 103 is sufficiently ensured so that mixing of the reaction liquid between the reaction vessels 103 can be prevented. The reaction vessel 103 and the reaction solution introduction channel 104 are preferably subjected to surface treatment so that the inner wall surface becomes lyophilic in order to prevent adsorption of bubbles. Further, it is desirable that the inner wall surfaces of the reaction vessel 103 and the reaction solution introduction channel 104 are subjected to surface treatment for suppressing nonspecific adsorption of biomolecules such as proteins.

また、透明基板101と透明基板102の互いに接触する面が撥液性を有するように表面処理を施したり、あるいは、透明基板101と透明基板102の接触面にシール性を持たせることにより、反応容器103から反応液が漏れ、基板表面を伝わって別の反応容器103に入ることを防ぐことができる。具体的には接触面をシリコーンゴムやフッ素樹脂でコートするなどの方法が考えられる。   In addition, the surface of the transparent substrate 101 and the transparent substrate 102 that are in contact with each other is subjected to surface treatment, or the contact surface between the transparent substrate 101 and the transparent substrate 102 is provided with a sealing property so as to react. It is possible to prevent the reaction liquid from leaking from the container 103 and entering the other reaction container 103 through the substrate surface. Specifically, a method of coating the contact surface with silicone rubber or fluororesin can be considered.

なお、透明基板102を第1の位置あるいは第2の位置に固定する際には、図示しない加圧手段を用いることにより、両基板の密着力を高くし、液漏れを防止することができる。透明基板102を移動させる時には、加圧力を低くして、ガイドレールに沿って透明基板102を移動させることができる。   When the transparent substrate 102 is fixed at the first position or the second position, by using a pressing means (not shown), it is possible to increase the adhesion between the two substrates and prevent liquid leakage. When the transparent substrate 102 is moved, the transparent substrate 102 can be moved along the guide rail by reducing the applied pressure.

次に、マイクロリアクターアレイ10に反応液を充填する方法を説明する。反応液を充填する工程では、マイクロリアクターアレイ10の透明基板102を第1の位置に固定し、反応液供給口107から、ピペット等を用いて反応液収容部108に反応液を供給する。   Next, a method for filling the microreactor array 10 with the reaction solution will be described. In the step of filling the reaction solution, the transparent substrate 102 of the microreactor array 10 is fixed at the first position, and the reaction solution is supplied from the reaction solution supply port 107 to the reaction solution storage unit 108 using a pipette or the like.

反応液には、ターゲット核酸、ポリメラーゼ、及びヌクレオチド(dNTP)が反応に適した所定の濃度で含まれている。
ターゲット核酸は、例えば血液、尿、唾液、髄液のような生体サンプルから抽出したDNA、または抽出したRNAから逆転写したcDNAなどを用いることができる。
プライマーは反応液に含まれていてもよいが、本実施例のマイクロリアクターアレイでは、各反応容器103内に、予め塗付され乾燥状態で収容されている。それぞれの反応容器104には、異なるプライマーが塗付されており、同時に多数のPCRが行えるようになっている。
The reaction solution contains target nucleic acid, polymerase, and nucleotide (dNTP) at a predetermined concentration suitable for the reaction.
As the target nucleic acid, for example, DNA extracted from a biological sample such as blood, urine, saliva, spinal fluid, or cDNA reversely transcribed from the extracted RNA can be used.
The primer may be contained in the reaction solution, but in the microreactor array of this example, each primer is applied in advance and stored in a dry state. Each reaction vessel 104 is coated with a different primer so that multiple PCRs can be performed simultaneously.

次に、マイクロリアクターアレイ10を図4に示すような遠心装置20を用いて回転させる。
図4に示すように、遠心装置20の回転テーブル21上にマイクロリアクターアレイ10を固定し、遠心装置20を回転させることにより、マイクロリアクターアレイ10には、反応液収容部106から反応容器103に向かう方向に遠心力がかかる。
Next, the microreactor array 10 is rotated using a centrifuge 20 as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, by fixing the microreactor array 10 on the rotary table 21 of the centrifuge 20 and rotating the centrifuge 20, the microreactor array 10 has a reaction container 103 to a reaction vessel 103. Centrifugal force is applied in the direction of heading.

マイクロリアクターアレイ10に遠心力がかかることにより、反応液は反応液導入用流路104を充填しながら進み、さらに反応容器103を充填する。反応液よりも比重の軽い空気は反応液導入用流路104内へ押し出され、反応液と入れ替わることにより、反応容器103が反応液で満たされる。   When centrifugal force is applied to the microreactor array 10, the reaction solution proceeds while filling the reaction solution introduction channel 104, and further fills the reaction vessel 103. Air having a lighter specific gravity than the reaction liquid is pushed into the reaction liquid introduction flow path 104 and replaced with the reaction liquid, thereby filling the reaction vessel 103 with the reaction liquid.

以上のような手順でマイクロリアクターアレイ10に反応液を供給したら、次に、PCR処理(生体試料反応処理)を行う。PCR処理を行う工程では、透明基板102を第2の位置に固定し、マイクロリアクターアレイ10をサーマルサイクラーに設置してPCR処理を行う。一般的には、まず、94℃で2本鎖DNAを解離させる工程を実行し、次に、プライマーを約55℃でアニーリングする工程を実行し、次に耐熱性のDNAポリメラーゼを使用して約72℃で相補鎖の複製を行う工程を含むサイクルを繰り返す。   Once the reaction solution is supplied to the microreactor array 10 according to the above procedure, next, PCR processing (biological sample reaction processing) is performed. In the step of performing the PCR process, the transparent substrate 102 is fixed at the second position, and the microreactor array 10 is installed in the thermal cycler to perform the PCR process. In general, first, the step of dissociating the double-stranded DNA at 94 ° C. is performed, then the step of annealing the primer at about 55 ° C. is performed, and then the temperature is increased using a thermostable DNA polymerase. The cycle including the step of replicating the complementary strand at 72 ° C. is repeated.

また、マイクロリアクターアレイ10を用いてリアルタイムPCRを行う場合には、あらかじめ反応容器103の内壁にはPCR反応に用いるプライマーと蛍光プローブを塗布しておき、1サイクル毎にCCDセンサ等を用いて蛍光強度を測定する。特定の蛍光強度に到達したサイクル数から、初期のターゲット核酸の量を算出測定する。なお、リアルタイムPCRの実施方法は上記のものに限られない。例えば、SYBR(登録商標) Greenのような二本鎖結合蛍光色素を用いる場合には、蛍光プローブは不要である。   In addition, when performing real-time PCR using the microreactor array 10, a primer and a fluorescent probe used for the PCR reaction are applied to the inner wall of the reaction vessel 103 in advance, and fluorescence is obtained using a CCD sensor or the like for each cycle. Measure strength. The amount of the initial target nucleic acid is calculated and measured from the number of cycles that reached a specific fluorescence intensity. The method for performing real-time PCR is not limited to the above. For example, when a double-stranded binding fluorescent dye such as SYBR (registered trademark) Green is used, a fluorescent probe is unnecessary.

以上のように、実施の形態1によれば、遠心力を利用して、反応液導入用流路104を通して反応容器103内に反応液を供給することにより、ピペットで定量することが難しい非常に少量の反応液での反応処理が可能となる。また、一度に多数の反応容器103内で処理を行うことができるため、多種類の検査等を効率よく行うことができる。
また、反応容器103への反応液充填時には透明基板102を第1の位置に配置し、PCR反応処理時には透明基板102を第2の位置に配置することにより、反応処理時には個々の反応容器103を分離することができるため、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。
As described above, according to the first embodiment, it is difficult to quantify with a pipette by supplying the reaction liquid into the reaction vessel 103 through the reaction liquid introduction flow path 104 using centrifugal force. Reaction processing with a small amount of reaction solution becomes possible. In addition, since processing can be performed in a large number of reaction vessels 103 at a time, various types of inspections and the like can be performed efficiently.
In addition, the transparent substrate 102 is disposed at the first position when the reaction vessel 103 is filled with the reaction solution, and the transparent substrate 102 is disposed at the second position during the PCR reaction process. Since it can isolate | separate, the contamination between reaction containers can be prevented.

なお、実施の形態1では、マイクロリアクターアレイ10をリアルタイムPCR反応用の反応装置として用いたが、遺伝子や生体試料を用いた様々な反応に利用することができる。例えば、特定のタンパク質を特異的に捕捉(例えば、吸着、結合等)する抗原、抗体、レセプター、酵素等のタンパク質、ペプチド(オリゴペプチド)等を反応容器105内に塗布しておき、反応液からターゲットのタンパク質を検出する処理等に用いることもできる。   In the first embodiment, the microreactor array 10 is used as a reaction device for real-time PCR reaction, but can be used for various reactions using genes and biological samples. For example, an antigen, an antibody, a receptor, a protein such as an enzyme, a peptide (oligopeptide), or the like that specifically captures (for example, adsorbs, binds, etc.) a specific protein is coated in the reaction vessel 105 and It can also be used for processing for detecting a target protein.

(変形例)
図5は、実施の形態1の変形例によるマイクロリアクターアレイ30の構成を示す断面図である。図2に示す断面と同じ断面を示している。図に示すように、マイクロリアクターアレイ30は、透明基板101と透明基板102の間にさらに透明基板110を備えている。透明基板110には、反応液導入用流路104と反応容器103を繋ぐ貫通孔111が形成されている。
(Modification)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a microreactor array 30 according to a modification of the first embodiment. 3 shows the same cross section as that shown in FIG. As shown in the figure, the microreactor array 30 further includes a transparent substrate 110 between the transparent substrate 101 and the transparent substrate 102. The transparent substrate 110 is formed with a through-hole 111 that connects the reaction liquid introduction flow path 104 and the reaction vessel 103.

透明基板110と透明基板102は、図に示す矢印の方向に一体となって移動可能であり、ストッパー108によって、第1の位置と第2の位置に固定される。図5(A)は、透明基板110と透明基板102が第1の位置に配置されている状態を示す図、図5(B)は、透明基板110と透明基板102が第2の位置に配置されている状態を示す図である。   The transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 can move together in the direction of the arrow shown in the figure, and are fixed to the first position and the second position by the stopper 108. 5A shows a state where the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are arranged at the first position, and FIG. 5B shows a state where the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are arranged at the second position. It is a figure which shows the state currently performed.

図5(A)に示すように、透明基板110と透明基板102が第1の位置に配置されているときには、反応容器103は反応液導入用流路104と貫通孔111を介して接続される。この状態では、反応容器103同士は、反応液導入用流路104を介して繋がっているため、個々の反応容器103は分離されていない。一方、図5(B)に示すように、透明基板110と透明基板102が第2の位置に配置されているときには、貫通孔111が反応容器103から離れるため、反応容器103と反応液導入用流路104は分離され、従って各々の反応容器103同士も分離される。第1の位置から第2の位置への移動距離は、隣接する反応容器103の間の距離よりも小さいため、透明基板110と透明基板102を第1の位置から第2の位置へ移動した時に、反応液導入用流路104の先端が隣の反応容器103と接触することはない。   As shown in FIG. 5A, when the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are disposed at the first position, the reaction vessel 103 is connected via the reaction liquid introduction flow path 104 and the through hole 111. . In this state, the reaction vessels 103 are connected to each other via the reaction liquid introduction flow path 104, and thus the individual reaction vessels 103 are not separated. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are arranged at the second position, the through-hole 111 is separated from the reaction vessel 103, so that the reaction vessel 103 and the reaction liquid introduction The flow path 104 is separated, and therefore each reaction vessel 103 is also separated. Since the moving distance from the first position to the second position is smaller than the distance between the adjacent reaction vessels 103, the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are moved from the first position to the second position. The tip of the reaction liquid introduction channel 104 does not come into contact with the adjacent reaction vessel 103.

この変形例によるマイクロリアクターアレイ30によれば、透明基板110と透明基板102を第2の位置へ移動したときに、透明基板101に接する透明基板110の開口部が貫通孔111の開口部のみとなるため、反応液導入用流路104の開口部が直接透明基板101に接する場合に比べ、液漏れを防止する効果が高い。   According to the microreactor array 30 according to this modified example, when the transparent substrate 110 and the transparent substrate 102 are moved to the second position, the opening of the transparent substrate 110 in contact with the transparent substrate 101 is only the opening of the through hole 111. Therefore, compared with the case where the opening of the reaction liquid introduction flow path 104 is in direct contact with the transparent substrate 101, the effect of preventing liquid leakage is high.

実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2によるマイクロリアクターアレイ(生体試料反応用チップ)40の概略構成を示す上面図、図7は図6のE−E断面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a top view showing a schematic configuration of a microreactor array (biological sample reaction chip) 40 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.

図に示すように、マイクロリアクターアレイ40は、透明基板401,402,403a,403b,403c、反応容器404、反応液導入用流路405、排気用流路406、微細流路407,408、反応液供給口409を備えている。   As shown in the figure, the microreactor array 40 includes transparent substrates 401, 402, 403a, 403b, and 403c, a reaction vessel 404, a reaction solution introduction channel 405, an exhaust channel 406, fine channels 407 and 408, a reaction. A liquid supply port 409 is provided.

図に示すように、マイクロリアクターアレイ40は、透明基板401,402,403a〜cを貼り合わせて構成されている。透明基板401には、反応液導入用流路405が形成されている。また、透明基板402には、排気用流路406が形成されている。反応液導入用流路405及び排気用流路406は、例えば、幅500μm、深さ500μmに形成されている。   As shown in the figure, the microreactor array 40 is configured by bonding transparent substrates 401, 402, and 403a to c. In the transparent substrate 401, a reaction solution introduction channel 405 is formed. Further, an exhaust passage 406 is formed in the transparent substrate 402. The reaction liquid introduction channel 405 and the exhaust channel 406 are formed to have a width of 500 μm and a depth of 500 μm, for example.

透明基板403bには、複数の反応容器404が形成されている。反応容器404は、500μm×750μm、深さ100μmに形成されており、隣り合う反応容器404間の距離は、反応容器404間での反応液の混合を防止できるように十分に確保されている。また、透明基板403a,403cには、それぞれ微細流路407,408が形成されている。透明基板401,402,403a〜cは例えば樹脂基板とすることができる。   A plurality of reaction containers 404 are formed on the transparent substrate 403b. The reaction vessel 404 is formed to have a size of 500 μm × 750 μm and a depth of 100 μm, and the distance between the adjacent reaction vessels 404 is sufficiently secured so that mixing of the reaction liquid between the reaction vessels 404 can be prevented. Further, fine channels 407 and 408 are formed in the transparent substrates 403a and 403c, respectively. The transparent substrates 401, 402, and 403a to c can be resin substrates, for example.

透明基板401は、図6に示す矢印の方向に移動可能であり、第1の位置と第2の位置に固定される。また、透明基板402も図6に示す矢印の方向に移動可能であり、第3の位置と第4の位置に固定される。図6(A)及び図7(A)は、透明基板401が第1の位置、透明基板402が第3の位置に配置されている状態を示す図、図6(B)及び図7(B)は、透明基板401が第2の位置、透明基板402が第4の位置に配置されている状態を示す図である。   The transparent substrate 401 is movable in the direction of the arrow shown in FIG. 6, and is fixed at the first position and the second position. Further, the transparent substrate 402 is also movable in the direction of the arrow shown in FIG. 6, and is fixed at the third position and the fourth position. FIGS. 6A and 7A are diagrams showing a state in which the transparent substrate 401 is disposed at the first position and the transparent substrate 402 is disposed at the third position, and FIGS. 6B and 7B. ) Is a diagram illustrating a state in which the transparent substrate 401 is disposed at the second position and the transparent substrate 402 is disposed at the fourth position.

図6(A)及び図7(A)に示すように、透明基板401が第1の位置、透明基板402が第3の位置に配置されているときには、反応容器404は反応液導入用流路405及び排気用流路406とそれぞれ微細流路407,408を介して接続される。この状態では、反応容器404同士は、反応液導入用流路405及び排気用流路406を介して繋がっているため、個々の反応容器404は分離されていない。一方、図6(B)及び図7(B)に示すように、透明基板401が第2の位置、透明基板402が第4の位置に配置されているときには、反応液導入用流路405及び排気用流路406がそれぞれ微細流路407,408から離れるため、反応容器404と反応液導入用流路405及び排気用流路406は分離され、従って各々の反応容器404同士も分離される。なお、実施の形態1と同様に、透明基板401及び透明基板402の移動方向に沿ってガイドレールとストッパーを設けるようにしてもよい。   As shown in FIGS. 6A and 7A, when the transparent substrate 401 is disposed at the first position and the transparent substrate 402 is disposed at the third position, the reaction vessel 404 has a reaction solution introduction channel. 405 and the exhaust channel 406 are connected to each other through fine channels 407 and 408, respectively. In this state, the reaction containers 404 are connected to each other via the reaction liquid introduction flow path 405 and the exhaust flow path 406, so that the individual reaction containers 404 are not separated. On the other hand, as shown in FIGS. 6B and 7B, when the transparent substrate 401 is disposed at the second position and the transparent substrate 402 is disposed at the fourth position, the reaction solution introduction flow path 405 and Since the exhaust flow path 406 is separated from the fine flow paths 407 and 408, respectively, the reaction container 404, the reaction liquid introduction flow path 405, and the exhaust flow path 406 are separated, and thus the reaction containers 404 are also separated from each other. As in the first embodiment, a guide rail and a stopper may be provided along the moving direction of the transparent substrate 401 and the transparent substrate 402.

反応容器404、反応液導入用流路405、及び微細流路407,408は、気泡の吸着を防止するため内壁面が親液性となるように表面処理を施しておくことが望ましい。また、反応容器404、反応液導入用流路405、及び微細流路407,408の内壁面にはタンパク質などの生体分子の非特異吸着を抑制する表面処理が施されていることが望ましい。   The reaction vessel 404, the reaction solution introduction channel 405, and the fine channels 407 and 408 are desirably subjected to surface treatment so that the inner wall surface becomes lyophilic to prevent the adsorption of bubbles. Further, it is desirable that the inner wall surfaces of the reaction vessel 404, the reaction solution introduction channel 405, and the fine channels 407 and 408 are subjected to a surface treatment that suppresses nonspecific adsorption of biomolecules such as proteins.

また、透明基板401と透明基板403a、透明基板402と透明基板403cの接触する面が撥液性となるように表面処理を施したり、あるいは、これらの接触面を密着させることにより、反応容器404から反応液が漏れ、基板表面を伝わって別の反応容器404に入るのを防ぐことができる。具体的には接触面をシリコーンゴムやフッ素樹脂でコートするなどの方法が考えられる。   In addition, the surface of the transparent substrate 401 and the transparent substrate 403a and the surface of the transparent substrate 402 and the transparent substrate 403c that are in contact with each other are subjected to surface treatment, or these contact surfaces are brought into close contact with each other. It is possible to prevent the reaction solution from leaking from the substrate and entering another reaction vessel 404 along the substrate surface. Specifically, a method of coating the contact surface with silicone rubber or fluororesin can be considered.

なお、透明基板401,402を所定の位置に固定する際には、図示しない加圧手段を用いることにより、両基板の密着力を高くし、液漏れを防止することができる。透明基板401,402を移動させる時には、加圧力を低くして、透明基板401,402を移動させることができる。   When the transparent substrates 401 and 402 are fixed at predetermined positions, by using a pressurizing means (not shown), it is possible to increase the adhesion between the two substrates and prevent liquid leakage. When the transparent substrates 401 and 402 are moved, the transparent substrates 401 and 402 can be moved with a lower applied pressure.

次に、図8を用いて、マイクロリアクターアレイ40に反応液を充填する方法を説明する。反応液を充填する工程では、マイクロリアクターアレイ40の透明基板401を第1の位置に固定し、透明基板402を第3の位置に固定して、反応液供給口409から、ピペット等を用いて反応液導入用流路405に反応液を供給する。   Next, a method for filling the microreactor array 40 with the reaction solution will be described with reference to FIG. In the step of filling the reaction liquid, the transparent substrate 401 of the microreactor array 40 is fixed at the first position, the transparent substrate 402 is fixed at the third position, and a pipette or the like is used from the reaction liquid supply port 409. The reaction solution is supplied to the reaction solution introduction channel 405.

反応液には、ターゲット核酸、ポリメラーゼ、及びヌクレオチド(dNTP)が反応に適した所定の濃度で含まれている。
ターゲット核酸は、例えば血液、尿、唾液、髄液のような生体サンプルから抽出したDNA、または抽出したRNAから逆転写したcDNAなどを用いることができる。
プライマーは反応液に含まれていてもよいが、本実施例のマイクロリアクターアレイでは、各反応容器404内に、予め塗付され乾燥状態で収容されている。それぞれの反応容器404には、異なるプライマーが塗付されており、同時に多数のPCRが行えるようになっている。
The reaction solution contains target nucleic acid, polymerase, and nucleotide (dNTP) at a predetermined concentration suitable for the reaction.
As the target nucleic acid, for example, DNA extracted from a biological sample such as blood, urine, saliva, spinal fluid, or cDNA reversely transcribed from the extracted RNA can be used.
The primer may be contained in the reaction solution, but in the microreactor array of the present example, each reaction container 404 is coated in advance and stored in a dry state. Each reaction container 404 is coated with a different primer so that multiple PCRs can be performed simultaneously.

図8(A)に示すように、反応液導入用流路405に反応液を供給すると、反応液は毛管力によって反応液導入用流路103を充填しながら進む。さらに、図8(B)に示すように、反応液が反応容器404との接続部分に達すると、反応液は毛管力により反応容器404内に浸入する。さらに、反応容器404内に浸入した反応液は、図8(C)に示すように、反応容器404と排気用流路406との接続部分で進行を停止する。   As shown in FIG. 8A, when the reaction solution is supplied to the reaction solution introduction channel 405, the reaction solution proceeds while filling the reaction solution introduction channel 103 by capillary force. Further, as shown in FIG. 8B, when the reaction solution reaches the connection portion with the reaction vessel 404, the reaction solution enters the reaction vessel 404 by capillary force. Further, the reaction liquid that has entered the reaction vessel 404 stops advancing at the connection portion between the reaction vessel 404 and the exhaust passage 406 as shown in FIG.

一般に、液体が微細な流路内に進入する際には、以下の式で表される毛管力Pが作用する。
P=(lγcosθ)/S
ここで、lは流路の流れに垂直な断面の周長、Sはその面積、γは表面張力、θは接触角、である。各流路におけるγ、θは一定とすると、l/Sの値により各流路の毛管力の大小関係が決まる。ここでは、反応液導入用流路405の毛管力をA、反応液導入用流路405と反応容器404の接続部分の毛管力をB、反応容器404の毛管力をC、反応容器404と排気用流路406の接続部分の毛管力をD、排気用流路406の毛管力をE、とすると、以下の関係が成り立っている。
A<B<C<D
E<D
このように、毛管力は、反応液導入用流路405内、反応液導入用流路405と反応容器404の接続部分、反応容器404内の順に大きくなるため、反応液は毛管力によって反応容器404内に進行し、反応容器404を充填する。さらに、排気用流路406内の方が反応容器404と排気用流路406との接続部分よりも毛管力が小さいため、反応液は反応容器404から排気用流路406へ進行することができない。
Generally, when a liquid enters into a fine flow path, a capillary force P expressed by the following formula acts.
P = (lγcosθ) / S
Here, l is the circumferential length of the cross section perpendicular to the flow of the flow path, S is the area, γ is the surface tension, and θ is the contact angle. Assuming that γ and θ in each channel are constant, the magnitude relationship between the capillary forces in each channel is determined by the value of 1 / S. Here, the capillary force of the reaction solution introduction channel 405 is A, the capillary force of the connection portion between the reaction solution introduction channel 405 and the reaction vessel 404 is B, the capillary force of the reaction vessel 404 is C, and the reaction vessel 404 and the exhaust are exhausted. When the capillary force of the connecting portion of the flow channel 406 is D and the capillary force of the exhaust flow channel 406 is E, the following relationship is established.
A <B <C <D
E <D
Thus, since the capillary force increases in the order in the reaction solution introduction channel 405, the connection portion between the reaction solution introduction channel 405 and the reaction vessel 404, and the reaction vessel 404, the reaction solution is caused by the capillary force in the reaction vessel. Proceed into 404 and fill the reaction vessel 404. Further, since the capillary force in the exhaust channel 406 is smaller than the connection portion between the reaction vessel 404 and the exhaust channel 406, the reaction solution cannot travel from the reaction vessel 404 to the exhaust channel 406. .

以上のように、毛管力により、全ての反応容器404を反応液で満たすことができる。反応容器404の容積は約0.04μlであり、充填された反応液の量も約0.04μlとなる。これは従来のPCRにおける反応液の一般的な量の例である20μlと比べると非常に少ない。従来、反応液の定量にはピペットを用いていたが、0.04μlほどの微量の反応液をピペットで定量することは難しい。しかし、本実施形態によれば、ごく微量の反応液を正確に反応容器404に導入することができる。   As described above, all reaction vessels 404 can be filled with the reaction solution by capillary force. The volume of the reaction vessel 404 is about 0.04 μl, and the amount of the filled reaction solution is also about 0.04 μl. This is very small compared to 20 μl, which is an example of a general amount of reaction solution in conventional PCR. Conventionally, a pipette is used for quantifying the reaction solution, but it is difficult to quantify a small amount of the reaction solution of about 0.04 μl with the pipette. However, according to this embodiment, a very small amount of reaction solution can be accurately introduced into the reaction vessel 404.

以上のような手順でマイクロリアクターアレイ40に反応液を供給したら、PCR処理(生体試料反応処理)を行う。PCR処理を行う工程では、図8(D)に示すように、透明基板401を第2の位置に固定し、透明基板402を第4の位置に固定して、マイクロリアクターアレイ40をサーマルサイクラーに設置してPCR処理を行う。   When the reaction solution is supplied to the microreactor array 40 in the above procedure, PCR processing (biological sample reaction processing) is performed. In the PCR process, as shown in FIG. 8D, the transparent substrate 401 is fixed at the second position, the transparent substrate 402 is fixed at the fourth position, and the microreactor array 40 is used as a thermal cycler. Install and perform PCR treatment.

以上のように、実施の形態2によれば、毛管力を利用して、反応液導入用流路405を通して反応容器404内に反応液を供給することにより、ピペットで定量することが難しい非常に少量の反応液での反応処理が可能となる。また、一度に多数の反応容器404内で処理を行うことができるため、多種類の検査等を効率よく行うことができる。
また、反応容器404への反応液充填時には透明基板401を第1の位置に、透明基板402を第3の位置に配置し、PCR反応処理時には透明基板401を第2の位置に、透明基板402を第4の位置に配置することにより、反応処理時には個々の反応容器404を分離することができるため、反応容器間でのコンタミネーションを防ぐことができる。
As described above, according to the second embodiment, it is difficult to quantify with a pipette by supplying a reaction solution into the reaction vessel 404 through the reaction solution introduction channel 405 using capillary force. Reaction processing with a small amount of reaction solution becomes possible. In addition, since processing can be performed in a large number of reaction vessels 404 at a time, various types of inspections and the like can be performed efficiently.
In addition, the transparent substrate 401 is disposed at the first position and the transparent substrate 402 is disposed at the third position when the reaction container 404 is filled with the reaction solution, and the transparent substrate 402 is disposed at the second position during the PCR reaction process. Since the individual reaction containers 404 can be separated at the time of the reaction process by arranging the at the fourth position, contamination between the reaction containers can be prevented.

なお、実施の形態1と同様に、マイクロリアクターアレイ40をリアルタイムPCR反応以外の遺伝子や生体試料を用いた様々な反応に利用することができる。   As in the first embodiment, the microreactor array 40 can be used for various reactions using genes and biological samples other than the real-time PCR reaction.

(変形例)
図9は、実施の形態2の変形例によるマイクロリアクターアレイ50の概略構成を示す上面図、図10は図9のF−F断面図である。図に示すように、マイクロリアクターアレイ50は、透明基板501,502,503を備えている。透明基板501には、反応容器404が形成されており、透明基板502には、微細流路407,408が形成されている。また、透明基板503には、反応液導入用流路405、排気用流路406が形成されている。
(Modification)
FIG. 9 is a top view illustrating a schematic configuration of a microreactor array 50 according to a modification of the second embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. As shown in the figure, the microreactor array 50 includes transparent substrates 501, 502, and 503. A reaction vessel 404 is formed on the transparent substrate 501, and fine channels 407 and 408 are formed on the transparent substrate 502. The transparent substrate 503 is formed with a reaction liquid introduction channel 405 and an exhaust channel 406.

透明基板503は、図に示す矢印の方向に移動可能であり、第1の位置と第2の位置に固定される。図9(A)及び図10(A)は、透明基板503が第1の位置に配置されている状態を示す図、図9(B)及び図10(B)は、透明基板503が第2の位置に配置されている状態を示す図である。   The transparent substrate 503 is movable in the direction of the arrow shown in the figure, and is fixed at the first position and the second position. 9A and 10A are diagrams illustrating a state in which the transparent substrate 503 is disposed at the first position, and FIGS. 9B and 10B illustrate that the transparent substrate 503 is the second. It is a figure which shows the state arrange | positioned in this position.

図9(A)及び図10(A)に示すように、透明基板503が第1の位置に配置されているときには、反応容器404は反応液導入用流路405及び排気用流路406とそれぞれ微細流路407,408を介して接続される。この状態では、反応容器404同士は、反応液導入用流路405及び排気用流路406を介して繋がっているため、個々の反応容器404は分離されていない。一方、図9(B)及び図10(B)に示すように、透明基板503が第2の位置に配置されているときには、反応液導入用流路405及び排気用流路406がそれぞれ微細流路407,408から離れるため、反応容器404と反応液導入用流路405及び排気用流路406は分離され、従って各々の反応容器404同士も分離される。   As shown in FIGS. 9A and 10A, when the transparent substrate 503 is disposed at the first position, the reaction vessel 404 has a reaction liquid introduction channel 405 and an exhaust channel 406, respectively. The micro channels 407 and 408 are connected. In this state, the reaction containers 404 are connected to each other via the reaction liquid introduction flow path 405 and the exhaust flow path 406, so that the individual reaction containers 404 are not separated. On the other hand, as shown in FIGS. 9B and 10B, when the transparent substrate 503 is disposed at the second position, the reaction liquid introduction flow path 405 and the exhaust flow path 406 each have a fine flow. Since they are separated from the paths 407 and 408, the reaction vessel 404 is separated from the reaction solution introduction channel 405 and the exhaust channel 406, and thus the reaction vessels 404 are also separated from each other.

この変形例によるマイクロリアクターアレイ50によれば、反応液導入用流路405及び排気用流路406を同じ透明基板503に形成しているため、基板の枚数が少なく装置構成が簡易になる。また、透明基板503を移動させれば、反応液導入用流路405及び排気用流路406の位置を移動させることができるという利点がある。   According to the microreactor array 50 according to this modified example, the reaction liquid introduction channel 405 and the exhaust channel 406 are formed on the same transparent substrate 503, so the number of substrates is small and the apparatus configuration is simplified. Further, if the transparent substrate 503 is moved, there is an advantage that the positions of the reaction solution introduction channel 405 and the exhaust channel 406 can be moved.

本発明の実施の形態1によるマイクロリアクターアレイの概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the microreactor array by Embodiment 1 of this invention. 図2(A),(B)は、図1(A),(B)のC−C断面図である。2 (A) and 2 (B) are CC cross-sectional views of FIGS. 1 (A) and 1 (B). ガイドレールの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a guide rail. マイクロリアクターアレイに遠心力をかけるための遠心装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the centrifuge which applies centrifugal force to a microreactor array. 実施の形態1の変形例によるマイクロリアクターアレイの概略構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a microreactor array according to a modification of the first embodiment. FIG. 本発明の実施の形態2によるマイクロリアクターアレイの概略構成を示す上面図である。It is a top view which shows schematic structure of the microreactor array by Embodiment 2 of this invention. 図7(A),(B)は、図6(A),(B)のE−E断面図である。7A and 7B are EE cross-sectional views of FIGS. 6A and 6B. 実施の形態2によるマイクロリアクターアレイに反応液を充填する方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method of filling a microreactor array according to Embodiment 2 with a reaction solution. FIG. 実施の形態2の変形例によるマイクロリアクターアレイの概略構成を示す上面図である。10 is a top view showing a schematic configuration of a microreactor array according to a modification of the second embodiment. FIG. 図10(A),(B)は、図9(A),(B)のF−F断面図である。FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views taken along the line FF in FIGS. 9A and 9B.

符号の説明Explanation of symbols

10,30,40,50 マイクロリアクターアレイ、101,102,110 透明基板、103 反応容器、104 反応液導入用流路、106 反応液収容部、107 反応液供給口、108 ストッパー、109 ガイドレール、111 貫通孔、20 遠心装置、401,402,403a,403b,403c 透明基板、404 反応容器、405 反応液導入用流路、406 排気用流路、407,408 微細流路、409 反応液供給口、501,502,503 透明基板   10, 30, 40, 50 Microreactor array, 101, 102, 110 Transparent substrate, 103 Reaction vessel, 104 Reaction solution introduction channel, 106 Reaction solution storage portion, 107 Reaction solution supply port, 108 Stopper, 109 Guide rail, 111 through-hole, 20 centrifuge, 401, 402, 403a, 403b, 403c transparent substrate, 404 reaction vessel, 405 reaction liquid introduction flow path, 406 exhaust flow path, 407, 408 fine flow path, 409 reaction liquid supply port , 501, 502, 503 Transparent substrate

Claims (13)

複数の反応容器が形成された第1の基板と、
反応液導入用流路が形成された第2の基板と、を備え、
前記第2の基板は、前記第1の基板に対して第1の位置と第2の位置の間で移動可能であり、
前記第2の基板が前記第1の位置に配置されているときには、前記反応液導入用流路は、各々の前記反応容器と接続されており、
前記第2の基板が前記第2の位置に配置されているときには、前記反応液導入用流路は、各々の前記反応容器と分離されていることを特徴とする生体試料反応用チップ。
A first substrate on which a plurality of reaction vessels are formed;
A second substrate on which a reaction liquid introduction channel is formed,
The second substrate is movable between a first position and a second position relative to the first substrate;
When the second substrate is disposed at the first position, the reaction liquid introduction flow path is connected to each of the reaction vessels,
The biological sample reaction chip, wherein when the second substrate is disposed at the second position, the reaction liquid introduction flow path is separated from each of the reaction containers.
前記反応液導入用流路に接続された反応液収容部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction chip according to claim 1, further comprising a reaction solution storage unit connected to the reaction solution introduction channel. 前記第1の基板と前記第2の基板に、前記第2の基板が移動する方向に沿ったガイド機構が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction according to claim 1 or 2, wherein a guide mechanism is provided on the first substrate and the second substrate along a direction in which the second substrate moves. For chips. 前記第2の基板を前記第1の位置と前記第2の位置に固定可能に設けられたストッパーを備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction according to any one of claims 1 to 3, further comprising a stopper provided so that the second substrate can be fixed to the first position and the second position. For chips. 前記第1の基板と前記第2の基板の接触面が撥液性を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction chip according to claim 1, wherein a contact surface between the first substrate and the second substrate has liquid repellency. 前記第1の基板と前記第2の基板との接触面が密着することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction chip according to any one of claims 1 to 4, wherein a contact surface between the first substrate and the second substrate is in close contact. 前記接触面の密着力は、前記第2の基板の移動時と固定時とで調節可能なことを特徴とする請求項6に記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction chip according to claim 6, wherein the contact force of the contact surface can be adjusted when the second substrate is moved and fixed. 前記第1の位置と前記第2の位置の間の距離が、隣接する前記反応容器間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction according to any one of claims 1 to 7, wherein a distance between the first position and the second position is smaller than a distance between adjacent reaction containers. Chip. 各々の前記反応容器には、反応に必要な試薬が塗布されていることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の生体試料反応用チップ。   The biological sample reaction chip according to any one of claims 1 to 8, wherein each of the reaction containers is coated with a reagent necessary for the reaction. 請求項1から請求項9のいずれかに記載の生体試料反応用チップを用いた生体試料反応方法であって、
前記第2の基板を前記第1の位置に配置し、前記反応液導入用流路を通して前記反応容器に前記反応液を充填する工程と、
前記第2の基板を前記第2の位置に配置し、生体試料反応処理を実行する工程と、を有することを特徴とする生体試料反応方法。
A biological sample reaction method using the biological sample reaction chip according to any one of claims 1 to 9,
Placing the second substrate at the first position and filling the reaction vessel with the reaction solution through the reaction solution introduction channel;
Placing the second substrate at the second position and executing a biological sample reaction process.
前記反応液を充填する工程では、遠心力を用いて、前記反応容器に前記反応液を充填することを特徴とする請求項10に記載の生体試料反応方法。   The biological sample reaction method according to claim 10, wherein in the step of filling the reaction liquid, the reaction container is filled with the reaction liquid using centrifugal force. 前記反応液を充填する工程では、毛管力を用いて、前記反応容器に前記反応液を充填することを特徴とする請求項10に記載の生体試料反応方法。   The biological sample reaction method according to claim 10, wherein in the step of filling the reaction solution, the reaction solution is filled into the reaction vessel using capillary force. 前記生体試料反応処理は核酸増幅を含む処理であり、前記反応液には、ターゲット核酸、核酸を増幅するための酵素、及びヌクレオチドが所定の濃度で含まれており、
前記反応容器には、予めプライマーが塗布されていることを特徴とする請求項10から請求項12のいずれかに記載の生体試料反応方法。
The biological sample reaction process is a process including nucleic acid amplification, and the reaction solution contains a target nucleic acid, an enzyme for amplifying the nucleic acid, and nucleotides at a predetermined concentration,
The biological sample reaction method according to claim 10, wherein a primer is previously applied to the reaction container.
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