JP2011115159A - Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置 - Google Patents

Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011115159A
JP2011115159A JP2010246917A JP2010246917A JP2011115159A JP 2011115159 A JP2011115159 A JP 2011115159A JP 2010246917 A JP2010246917 A JP 2010246917A JP 2010246917 A JP2010246917 A JP 2010246917A JP 2011115159 A JP2011115159 A JP 2011115159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pcr
reaction solution
electrode pair
container
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010246917A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5700403B2 (ja
Inventor
Shuzo Hirahara
修三 平原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FURUIDO KK
Original Assignee
FURUIDO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FURUIDO KK filed Critical FURUIDO KK
Priority to JP2010246917A priority Critical patent/JP5700403B2/ja
Publication of JP2011115159A publication Critical patent/JP2011115159A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5700403B2 publication Critical patent/JP5700403B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B01L7/525—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples with physical movement of samples between temperature zones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
    • C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/088—Channel loops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1833—Means for temperature control using electrical currents in the sample itself
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0469—Buoyancy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0472—Diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

【課題】印加する電圧が低くてもＰＣＲサイクルのために十分なジュール熱を発生させることができ、かつ、反応液に電流を流しても反応液を電気分解することがないＰＣＲ方法及びＰＣＲ装置を提供すること。
【解決手段】ポリメラ−ゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行う容器の内面に、反応液の流れに沿うギャップを挟んで対向して配置される電極対を設け、該電極対に交流電圧を印加して反応液に交流電流を流すことによってジュール熱を発生させて前記反応液の温度を制御する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、ＰＣＲ（ポリメラ−ゼ連鎖反応）方法及びＰＣＲ装置に関し、特に、温度制御に対する応答速度が速いＰＣＲ方法及びＰＣＲ装置に関する。
従来のＰＣＲ方法は、ＰＣＲサイクルのために反応液の温度を上げる手段として外部ヒータを使い、そのヒータの熱を反応容器の壁を介して反応液に伝達させて反応液を加熱している。しかし、この場合、まず壁を加熱して、その壁の熱で反応液を加熱するため、温度制御の応答速度が遅く、かつ、熱が壁伝いに拡散して、エネルギー効率が悪い。
そこで、反応液に電流を流してジュール熱によって反応液を直接加熱することが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
Guoqing Hu et al.,"Electrokinetically controlled real-time polymerase chain reaction inmicrochannel using Joule heating effect", Analytica Chimica Acta, vol.557,(2006) pp.146-151.
しかし、従来のジュール加熱によるＰＣＲ方法は、直流電流を反応液に流すものであるので、反応液が電気分解してしまい、電極の周辺に不要な気体の発生や、不要な酸性及びアルカリ性の溶液が発生してしまうので、その対処が必要であると共に、長いチャネルの両端に電圧を印加するものであるので、必要なジュール熱を発生させるためには高い電圧を印加しなければならならず、回路負担が大きかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、印加する電圧が低くてもＰＣＲサイクルのために十分なジュール熱を発生させることができ、かつ、反応液に電流を流しても反応液を電気分解することがないＰＣＲ方法及びＰＣＲ装置を提供することを目的とする。
本発明のＰＣＲ方法は、ポリメラ−ゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行う容器の内面に、反応液の流れに沿うギャップを挟んで対向して配置される電極対を設け、該電極対に交流電圧を印加して反応液に交流電流を流すことによってジュール熱を発生させて前記反応液の温度を制御することを特徴とする。
また、本発明のＰＣＲ装置は、ポリメラ−ゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行う容器と、該容器の内面に、反応液の流れに沿うギャップを挟んで対向して配置される電極対と、に交流電圧を印加して反応液に交流電流を流すことによってジュール熱を発生させて前記反応液の温度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
また、前記容器は、管状のチャネルであることで、チャネル内の僅かな量の反応液と比べて大きな電極を用いることができるので、電圧印加に対する反応液温度応答速度を速くすることができる。
また、前記チャネルは、鉛直方向を向いていることで、ジュール加熱による反応液の上昇流を利用することができる。
また、前記容器は、鉛直方向に立っている平たいチャンバーであり、前記電極対は、該チャンバーの一方の側壁内面に鉛直方向のギャップを挟んで対向して配置されていることで、反応液をチャンバー内で循環させてＰＣＲサイクルを行うことができる。
また、前記容器は、鉛直方向に立っている平たいチャンバーであり、前記電極対は、該チャンバーの一方の側壁内面と他方の側壁内面に、チャンバーをギャップとして挟み、対向して配置されていることでも、反応液をチャンバー内で循環させてＰＣＲサイクルを行うことができる。
本発明によれば、印加する電圧が低くてもＰＣＲサイクルのために十分なジュール熱を発生させることができ、かつ、反応液に電流を流しても反応液を電気分解することがない。
本発明の実施例１によるＰＣＲ装置の反応容器の構成を示す分解斜視図である。 図１Ａの断面図である。 本発明の実施例１によるＰＣＲ装置の反応容器の上面図及びその周辺の構成を示す図である。 本発明の実施例２によるＰＣＲ装置の反応容器の上面図及びその周辺の構成を示す図である。 本発明の実施例３によるＰＣＲ装置の反応容器の正面図である。 本発明の実施例４によるＰＣＲ装置の反応容器の正面図である。 本発明の実施例５によるＰＣＲ装置の反応容器の構成を示す分解斜視図である。 図６Ａの正面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の実施例１によるＰＣＲ装置の反応容器の構成を示す分解斜視図であり、図１Ｂは、その断面図である。図１Ｂは、図１Ａを組み合わせた場合のＡＡ'面の断面図である。本実施例のＰＣＲ装置は、チャネル形成板１６、及び基板２１を備える。基板２１は、ガラス製であり上面に薄いクロム、その上に金を蒸着して作成した電極対２２がパターニングされ、電極対２２からは引出し部２３が配線接続される。電極対２２のギャップ幅は１０〜５００μｍ、例えば５０μｍ、長さは２〜８ｍｍ、例えば５.２ｍｍである。基板２１及びチャネル形成板１６とによって直線状の管状のチャネル１９を形成する。チャネル形成板１６は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）製であり、基板２１の上に接着されて配置され、下側表面にチャネル１９を形成する溝が設けられ、チャネル１９の一方端に反応液の注入ウェル１７、他方端に反応液の排出ウェル１８が設けられる。チャネル１９は例えば幅９８０μｍ、深さ６００μｍ、長さは電極対２２と同じである。チャネル１９両端の注入ウェル１７及び排出ウェル１８に接する基板２１の部分には厚み方向に貫通孔２４、２５が開けられ、貫通孔２４、２５の下表面側にはハトメ２８、２９が固定されている。このハトメ２８、２９にチューブを接続して反応液の流入流出が行われる。
図２は、本発明の実施例１によるＰＣＲ装置の反応容器の上面図及びその周辺の構成を示す図である。ポンプ２６は反応液を注入ウェル１７からチャネル１９に注入する。ポンプ２７はチャネル１９内の反応液を排出ウェル１８から排出する。制御部３１は、ＰＣＲサイクルを行うために必要な交流電圧を電極対２２に印加する。交流の周波数は、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、例えば５ＭＨｚである。チャネル１９内の僅かな量の反応液と比べて大きな電極を用いることができ、かつ反応液を直接加熱する構成を採用しているので、電圧印加に対する反応液温度応答の時定数は１秒以内とすることができる。
ＰＣＲサイクルは例えば次のステップを順に２０〜３０サイクル繰返し行う。
(1).変性（≒９４℃）を２から１０秒
(2).アニール（５４〜６０℃）を５秒
(3).伸長（≒７２℃）を２から１０秒
実際には、反応容器を囲む環境をアニール温度に保ち、変成温度及び伸長温度となるように電極対２２にそれぞれに対応する交流電圧を印加することで反応液に交流電流を流しジュール熱によって反応液を加熱することによって反応液の温度を制御して、ＰＣＲサイクルを行う。
なお、アニールと伸長を同じ温度で行う２ステップのＰＣＲサイクルでも良い。
次の３つのタイプのいずれのＰＣＲ方法も、本実施例は行うことができる。
(1).注入ウェル１７から排出ウェル１８に反応液を連続的又は断続的に流しながら、チャネル１９内の反応液の全体をＰＣＴサイクルとなるように温度制御する。
(2).反応液をチャネル１９内に注入し、チャネル１９内に停止させた状態で、反応液の全体をＰＣＴサイクルとなるように温度制御する。
(3).電極対２２をいくつかに分割し、それぞれの電極対２２にＰＣＲサイクルの各ステップに対応する交流電圧を常に印加しておき、注入ウェル１７から排出ウェル１８に反応液を連続的又は断続的に流す。
本実施例は、反応液に交流電流を流すので、反応液を電気分解することはない。また、反応液の流れに沿う電極間ギャップに電流を流すので、電流の流れは幅が広くかつ距離が短いから、負荷抵抗が小さく、低い印加電圧であってもＰＣＲサイクルの温度制御に十分なジュール熱を発生させることができる。
さらに、本実施例のチャネルを用いる場合、オンラインプロセスとして、前段又は後段のプロセスと連結できる。前段としては、細胞のすりつぶし、遺伝子の取り出しと精製、又は遺伝子の細分化などが考えられ、また後段としてしては、電気泳動分析、マイクロアレイ分析、又は質量分析装置への接続、さらにはチューブを介さずに直接マイクロチャネルで接続する一体型のデバイスとして、様々な遺伝子分析方法をつなげることができる。
図３は、本発明の実施例２によるＰＣＲ装置の反応容器の上面図及びその周辺の構成を示す図である。本実施例は実施例１の反応容器を鉛直方向に立てて、チャネル１９の下から反応液を注入し、上から排出する。チャネル１９内の反応液はジュール加熱されることによって上昇流となるので、ポンプ２６、２７がなくても反応液は注入ウェル１７から排出ウェル１８に送流される。なお、ポンプ２６、２７を併用すれば、いろいろなタイプのＰＣＲ方法に必要な所定の速さで送流することができる。
図４は、本発明の実施例３によるＰＣＲ装置の反応容器の正面図である。本実施例のＰＣＲ装置は、カバー板４１、排出口４２、注入口４３、チャネル４４、電極対４５、チャネル形成板４６、及び基板（図では見えない）を備え、反応容器は鉛直方向に立っている。ここでは、ポンプ、引出し部、及び制御部を省略している。本実施例のチャネル４４は、環状の管状になっている。反応液は注入口４３から注入される。反応液は電極対４５によってジュール加熱され変成温度にされると共に、電極対４５の周辺で上昇流となって、環状のチャネル４４内を循環し、ＰＣＲサイクルが行われる。ここでは２ステップＰＣＲサイクルを想定している。ＰＣＲが完了すると反応液は排出口４２から排出される。本実施例においてもジュール加熱による反応液の上昇流を利用する。
図５は、本発明の実施例４によるＰＣＲ装置の反応容器の正面図である。本実施例のＰＣＲ装置は、カバー板５１、排出口５２、注入口５３、チャンバー５４、電極対５５、チャンバー形成板５６、及び基板（図では見えない）を備え、反応容器は鉛直方向に立っている。カバー板５１と基板はチャンバー形成板５６を挟んで固定され、それぞれチャンバー５４の上面と下面を形成する。ここでは、ポンプ、引出し部、及び制御部を省略している。本実施例のチャンバー５４は、平たい円形の空間になっている。電極対５５はチャンバー５４の中央に設けられ、電極間ギャップは鉛直方向に向いている。反応液は注入口５３から注入される。反応液は電極対５５によってジュール加熱され変成温度にされると共に、電極対５５の周辺で上昇流となって、平たいチャンバー５４内を２つの環状に循環し、ＰＣＲサイクルが行われる。ここでは２ステップＰＣＲサイクルを想定している。ＰＣＲが完了すると反応液は排出口５２から排出される。本実施例においてもジュール加熱による反応液の上昇流を利用する。
図６Ａは、本発明の実施例５によるＰＣＲ装置の反応容器の構成を示す分解斜視図であり、図６Ｂは、その正面図である。本実施例のＰＣＲ装置は、上基板６１、下基板６２、チャンバー形成板６３、チャンバー６４、電極対６５、引出し部６６、及び注入排出兼用口６７を備え、反応容器は鉛直方向に立っている。上基板６１と下基板６２はチャンバー形成板６３を挟んで固定され、それぞれチャンバー６４の（正面から見て）上面と下面を形成する。ここでは、制御部を省略している。電極対６５の一方は上基板６１内面に、もう他方は下基板６２内面に配置され、反応液を挟み、チャンバー中央の断面を横切って電圧を印加する電極対を構成する。図６Ｂの正面図において、電極対６５が重ならないように配置されている。これにより電流は電極のエッジからエッジに流れることになり、電極の長手方向に亘って流れる各電流路の抵抗のばらつきを減らして各電流のばらつきを減らし、均一な温度制御ができる。本実施例のチャンバー６４は、平たいＵ字形の空間になっていて、鉛直方向に開いた注入排出兼用口６７を備えている。反応液は注入排出兼用口６７からμピペットなどを用いて注入される。チャンバー上端は大気中に開放状態となるため、ミネラルオイルで開放端を塞ぎ、反応液の蒸発を防止する。反応液は電極対６５によってジュール加熱され変成温度にされると共に、電極対６５の周辺で上昇流となって、平たいチャンバー６４内を２つの環状に循環し、ＰＣＲサイクルが行われる。ここでは２ステップＰＣＲサイクルを想定している。ＰＣＲが完了すると反応液は注入排出兼用口６７からガラスキャピラリなどを用いて排出される。本実施例においてもジュール加熱による反応液の上昇流を利用する。実施例１から４の場合には基板に沿って電流を流すので、加熱しても少なくない熱が基板から逃げてしまうが、本実施例の場合には基板から基板へとチャンバーの（厚み方向）中央に電流を流すので、逃げてしまう熱を減らして、効率よく温度制御することができる。また、本実施例の場合は、電極間ギャップの距離をチャンバー形成板であるスペーサによって規定するので、高価な電極対のパターニングの必要がなく、安価かつ均一に製造することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
各構成要素の材質は上述のものに限られず、一般的なマイクロチャネルに用いられる材質のものを採用することができる。
明細書、特許請求の範囲及び図面を含む２００９年１１月 ４日に出願の日本特許出願２００９−２５２８１１の開示は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。
本明細書で引用したすべての刊行物、特許及び特許出願は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。
４１、５１ カバー板
１６、４６ チャネル形成板
１７ 注入ウェル
１８ 排出ウェル
１９、４４ チャネル
２１ 基板
２２、４５、５５、６５ 電極対
２３、６６ 引出し部
２４、２５ 貫通孔
２６、２７ ポンプ
２８、２９ ハトメ
３１ 制御部
４２、５２ 排出口
４３、５３ 注入口
５４、６４ チャンバー
５６、６３ チャンバー形成板
６１ 上基板
６２ 下基板
６７ 注入排出兼用口

Claims (6)

  1. ポリメラ−ゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行う容器の内面に、反応液の流れに沿うギャップを挟んで対向して配置される電極対を設け、該電極対に交流電圧を印加して反応液に交流電流を流すことによってジュール熱を発生させて前記反応液の温度を制御することを特徴とするＰＣＲ方法。
  2. ポリメラ−ゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行う容器と、
    該容器の内面に、反応液の流れに沿うギャップを挟んで対向して配置される電極対と、
    該電極対に交流電圧を印加して反応液に交流電流を流すことによってジュール熱を発生させて前記反応液の温度を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とするＰＣＲ装置。
  3. 前記容器は、管状のチャネルであることを特徴とする請求項２記載のＰＣＲ装置。
  4. 前記チャネルは、鉛直方向を向いていることを特徴とする請求項３記載のＰＣＲ装置。
  5. 前記容器は、鉛直方向に立っている平たいチャンバーであり、前記電極対は、該チャンバーの一方の側壁内面に鉛直方向のギャップを挟んで対向して配置されていることを特徴とする請求項２記載のＰＣＲ装置。
  6. 前記容器は、鉛直方向に立っている平たいチャンバーであり、前記電極対は、該チャンバーの一方の側壁内面と他方の側壁内面に、チャンバーをギャップとして挟み、対向して配置されていることを特徴とする請求項２記載のＰＣＲ装置。
JP2010246917A 2009-11-04 2010-11-02 Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置 Active JP5700403B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010246917A JP5700403B2 (ja) 2009-11-04 2010-11-02 Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009252811 2009-11-04
JP2009252811 2009-11-04
JP2010246917A JP5700403B2 (ja) 2009-11-04 2010-11-02 Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011115159A true JP2011115159A (ja) 2011-06-16
JP5700403B2 JP5700403B2 (ja) 2015-04-15

Family

ID=43795182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010246917A Active JP5700403B2 (ja) 2009-11-04 2010-11-02 Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9050597B2 (ja)
EP (1) EP2322647B1 (ja)
JP (1) JP5700403B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016131548A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 有限会社フルイド Ｐｃｒ装置及びｐｃｒ方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9255290B2 (en) 2013-03-14 2016-02-09 The Regents Of The University Of California Methods and devices for non-therman polymerase chain reaction
CN108913811B (zh) * 2018-07-05 2020-06-16 圣湘生物科技股份有限公司 乙肝病毒核酸的快速扩增方法
EP3946714A1 (en) * 2019-03-29 2022-02-09 Palogen, Inc. Nanopore device and methods of biosynthesis using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08322569A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Shimadzu Corp Ｄｎａの複製方法
JPH0994086A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Olympus Optical Co Ltd Ｄｎａ増幅装置
WO2003057875A1 (fr) * 2002-01-08 2003-07-17 Japan Science And Technology Agency Procede de pcr par transport electrostatique, procede d'hybridation pour transport electrostatique et dispositifs prevus a cet effet
JP2009529909A (ja) * 2006-03-21 2009-08-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 加熱電極を有するマイクロエレクトロニクス装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6235471B1 (en) 1997-04-04 2001-05-22 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
US5965410A (en) 1997-09-02 1999-10-12 Caliper Technologies Corp. Electrical current for controlling fluid parameters in microchannels
US20020072054A1 (en) * 2000-12-13 2002-06-13 The Regents Of The University Of California Sensor using impedance change to detect the end-point for PCR DNA amplification
JP4997571B2 (ja) 2006-12-19 2012-08-08 有限会社フルイド マイクロ流体デバイスおよびそれを用いた分析装置
JP4935741B2 (ja) 2008-04-02 2012-05-23 三菱電機株式会社 炭化珪素半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08322569A (ja) * 1995-05-31 1996-12-10 Shimadzu Corp Ｄｎａの複製方法
JPH0994086A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Olympus Optical Co Ltd Ｄｎａ増幅装置
WO2003057875A1 (fr) * 2002-01-08 2003-07-17 Japan Science And Technology Agency Procede de pcr par transport electrostatique, procede d'hybridation pour transport electrostatique et dispositifs prevus a cet effet
JP2009529909A (ja) * 2006-03-21 2009-08-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 加熱電極を有するマイクロエレクトロニクス装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016131548A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 有限会社フルイド Ｐｃｒ装置及びｐｃｒ方法
EP3047909A1 (en) 2015-01-22 2016-07-27 Fluid Incorporated Pcr device and pcr method
US10040070B2 (en) 2015-01-22 2018-08-07 Fluid Incorporated PCR device and PCR method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2322647B1 (en) 2016-06-15
JP5700403B2 (ja) 2015-04-15
EP2322647A2 (en) 2011-05-18
US9050597B2 (en) 2015-06-09
US20110212492A1 (en) 2011-09-01
EP2322647A3 (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zimmerman Electrochemical microfluidics
US9534304B2 (en) Scodaphoresis and methods and apparatus for moving and concentrating particles
JP5700403B2 (ja) Ｐｃｒ方法及びｐｃｒ装置
US9909172B2 (en) Non-thermal cycling for polymerase chain reaction
Yasui et al. Electroosmotic flow in microchannels with nanostructures
KR101664201B1 (ko) 마이크로 유체 디바이스
JP6004486B2 (ja) マイクロ流体装置を活用した核酸増幅方法
JP2009529909A (ja) 加熱電極を有するマイクロエレクトロニクス装置
Yuan et al. Thermally biased AC electrokinetic pumping effect for lab-on-a-chip based delivery of biofluids
US20090038938A1 (en) Microfluidic central processing unit and microfluidic systems architecture
JP2018027018A (ja) 生体分子熱変性装置及びその製造方法
WO2018118893A1 (en) Multi-planar microelectrode array device and methods of making and using same
CN107129933A (zh) 一种基于电驱动的数字微流控pcr芯片装置
US20100008183A1 (en) Self-Cleaning and Mixing Microfluidic Elements
CN108355726B (zh) 一种基于交流电热效应驱动的叉指型增速微泵芯片
Wang et al. Temperature control of a droplet heated by an infrared laser for PCR applications
Chen et al. Natural discharge after pulse and cooperative electrodes to enhance droplet velocity in digital microfluidics
Riaz et al. Low-cost energy-efficient 3-D nano-spikes-based electric cell lysis chips
JP5783586B1 (ja) Ｐｃｒ装置及びｐｃｒ方法
US20090155894A1 (en) Electrokinetic Thermal Cycler and Reactor
KR101231373B1 (ko) 세포 분해, 피씨알에 기반한 디엔에이 증폭 및 디엔에이 검출이 가능한 집적 장치
KR101950210B1 (ko) 히터 유닛이 반복 배치된 열 블록을 포함하는 전기화학적 신호를 검출하기 위한 실시간 ｐｃｒ 장치, 및 이를 이용한 실시간 ｐｃｒ 방법
JP2004156964A (ja) 液体混合装置
Shin et al. One-directional flow of ionic solutions along fine electrodes under an alternating current electric field
Wu et al. AC electrokinetic pumps for micro/nanofluidics

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5700403

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250