以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、実施の形態に係る核酸増幅装置1の概略構造を示す斜視図である。図2は、核酸増幅反応容器100、核酸増幅装置用カートリッジ200及び温度調節部400の概略構造を示す側面図である。なお、図2では、核酸増幅装置用カートリッジ200の筒状部214の図示を省略している。本実施の形態に係る核酸増幅装置1は、DNAやRNA等の核酸に所定の前処理を施すとともに、前処理された核酸と蛍光物質等を含む反応液の温度を制御して核酸を増幅させ、核酸の増幅を光学的な測定方法により検出することができる装置である。すなわち、核酸増幅装置1は、前処理機構及び測定機構が一体化された核酸増幅装置である。核酸増幅装置1は、従来に比べて迅速に、且つ簡単に核酸増幅反応を実施することができ、また汎用性の高い装置である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a nucleic acid amplification device 1 according to an embodiment. FIG. 2 is a side view showing a schematic structure of the nucleic acid amplification reaction vessel 100, the cartridge 200 for nucleic acid amplification device, and the temperature control unit 400. In FIG. 2, the cylindrical portion 214 of the cartridge 200 for nucleic acid amplification device is not shown. The nucleic acid amplification device 1 according to the present embodiment performs predetermined pretreatment on nucleic acid such as DNA or RNA, and amplifies the nucleic acid by controlling the temperature of the reaction solution containing the pretreated nucleic acid and a fluorescent substance. An apparatus capable of detecting nucleic acid amplification by an optical measurement method. That is, the nucleic acid amplification device 1 is a nucleic acid amplification device in which a pretreatment mechanism and a measurement mechanism are integrated. The nucleic acid amplifying apparatus 1 is a highly versatile apparatus that can perform a nucleic acid amplification reaction more quickly and easily than in the past.
本実施の形態に係る核酸増幅装置1は、板状のベース部2と、ベース部2に取り付けられるカバー4とを備える。ベース部2は、核酸増幅装置1の筐体の底面を構成し、カバー4は、当該筐体の底面を除く他の面を構成する。核酸増幅装置1の内部、すなわちベース部2とカバー4とで区画される空間には、核酸増幅反応容器100と、核酸増幅装置用カートリッジ200と、駆動部300と、温度調節部400と、測定部500と、制御部600とが収容される。
The nucleic acid amplification device 1 according to the present embodiment includes a plate-like base portion 2 and a cover 4 attached to the base portion 2. The base unit 2 constitutes the bottom surface of the casing of the nucleic acid amplification device 1, and the cover 4 constitutes the other surface excluding the bottom surface of the casing. In the interior of the nucleic acid amplification device 1, that is, in a space defined by the base portion 2 and the cover 4, a nucleic acid amplification reaction vessel 100, a nucleic acid amplification device cartridge 200, a drive unit 300, a temperature adjustment unit 400, and a measurement The unit 500 and the control unit 600 are accommodated.
カバー4は、装置前側に開口を有する。開口には、蓋部6が開閉可能に設けられる。核酸増幅装置1の使用者は、カバー4の開口を介して核酸増幅装置用カートリッジ200を装置内に挿入、あるいは装置内から取り出すことができる。また、カバー4には、測定部500の測定結果を表示する表示部8が設けられる。表示部8には、核酸増幅装置1の使用者が制御部600に対する各種指示を入力するための操作部が設けられてもよい。
The cover 4 has an opening on the front side of the apparatus. The opening 6 is provided with a lid 6 that can be opened and closed. The user of the nucleic acid amplification device 1 can insert the nucleic acid amplification device cartridge 200 into or out of the device through the opening of the cover 4. The cover 4 is provided with a display unit 8 that displays the measurement result of the measurement unit 500. The display unit 8 may be provided with an operation unit for the user of the nucleic acid amplification device 1 to input various instructions to the control unit 600.
ベース部2には、駆動部300、温度調節部400、測定部500及び制御部600が搭載される。駆動部300のカートリッジステージ302には、核酸増幅反応容器100が装着された核酸増幅装置用カートリッジ200が設置される。以下、各部の構成について詳細に説明する。
A drive unit 300, a temperature adjustment unit 400, a measurement unit 500 and a control unit 600 are mounted on the base unit 2. The cartridge stage 302 of the driving unit 300 is provided with a cartridge 200 for nucleic acid amplification apparatus to which the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is attached. Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
(核酸増幅反応容器)
図3は、核酸増幅反応容器100の内部の概略構造を示す平面図である。図4(A)は、図3におけるA−A線に沿った断面図である。図4(B)は、核酸増幅反応容器100の概略構造を示す斜視図である。図3では、カバーフィルム104側から見た核酸増幅反応容器100を図示している。図2、図3、図4(A)及び図4(B)に示すように、核酸増幅反応容器100は、基板102と、カバーフィルム104とを備える。基板102は、平板状であり、一方の主表面側に凹部102aを有する。凹部102aの深さは、例えば約150μmである。また、基板102は、他方の主表面側に接続部106を有する。接続部106は、当該他方の主表面の一端側において斜めに突出している。接続部106は、核酸増幅装置用カートリッジ200が備えるホルダ部202の容器支持部212に挿入される。
(Nucleic acid amplification reaction vessel)
FIG. 3 is a plan view showing a schematic structure inside the nucleic acid amplification reaction vessel 100. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4B is a perspective view showing a schematic structure of the nucleic acid amplification reaction vessel 100. FIG. 3 shows the nucleic acid amplification reaction vessel 100 viewed from the cover film 104 side. As shown in FIGS. 2, 3, 4 (A) and 4 (B), the nucleic acid amplification reaction vessel 100 includes a substrate 102 and a cover film 104. Substrate 102 has a flat plate shape and has a recess 102a on one main surface side. The depth of the recess 102a is, for example, about 150 μm. Further, the substrate 102 has a connecting portion 106 on the other main surface side. Connection portion 106 protrudes obliquely on one end side of the other main surface. The connection unit 106 is inserted into the container support unit 212 of the holder unit 202 provided in the cartridge 200 for nucleic acid amplification device.
カバーフィルム104は、凹部102aを覆うように基板102に貼り付けられる。基板102及びカバーフィルム104は、例えば、ポリプロピレン樹脂等の樹脂材料で形成される。また、好ましくは、カバーフィルム104は、基板102よりも融点の低い材料で形成される。例えば、基板102は、融点160℃程度のポリプロピレン樹脂で形成され、カバーフィルム104は、融点140℃程度のポリプロピレン樹脂で形成される。また、カバーフィルム104は多層構造を有してもよい。例えは、カバーフィルム104は、アルミフィルム等の金属フィルムとポリプロピレン樹脂等の樹脂フィルムとが積層された多層フィルム構造を有する。樹脂フィルムは後述する反応液と接触する側に配置され、金属フィルムは反応容器の外表面側に配置される。このような構造によれば、樹脂フィルムによって反応液への金属フィルムの影響を抑制しながら、金属フィルムによってカバーフィルム104の面方向における温度均一性を向上させることができる。
The cover film 104 is attached to the substrate 102 so as to cover the recess 102a. The substrate 102 and the cover film 104 are formed of a resin material such as polypropylene resin, for example. Preferably, the cover film 104 is formed of a material having a lower melting point than the substrate 102. For example, the substrate 102 is formed of a polypropylene resin having a melting point of about 160 ° C., and the cover film 104 is formed of a polypropylene resin having a melting point of about 140 ° C. The cover film 104 may have a multilayer structure. For example, the cover film 104 has a multilayer film structure in which a metal film such as an aluminum film and a resin film such as polypropylene resin are laminated. A resin film is arrange | positioned at the side which contacts the reaction liquid mentioned later, and a metal film is arrange | positioned at the outer surface side of reaction container. According to such a structure, the temperature uniformity in the surface direction of the cover film 104 can be improved by the metal film while suppressing the influence of the metal film on the reaction solution by the resin film.
核酸増幅反応容器100は、凹部102aとカバーフィルム104とで画成される反応室108を備える。反応室108は、凹部102aの底面及び側面と、凹部102aの開口を覆うカバーフィルム104とで囲まれる空間である。反応室108は、核酸を含む反応液を貯留する。反応液については後に詳細に説明する。また、反応室108は、カバーフィルム104側が温度調節部400に熱的に接続されて反応室108内で核酸増幅反応が行われる。なお、本実施の形態では、反応室108は基板102に一つ配置したが、基板102に複数の反応室108が設けられてもよい。
The nucleic acid amplification reaction vessel 100 includes a reaction chamber 108 defined by a recess 102 a and a cover film 104. The reaction chamber 108 is a space surrounded by the bottom and side surfaces of the recess 102a and the cover film 104 that covers the opening of the recess 102a. The reaction chamber 108 stores a reaction solution containing nucleic acid. The reaction solution will be described in detail later. Further, the reaction chamber 108 is thermally connected to the temperature control unit 400 on the cover film 104 side, and a nucleic acid amplification reaction is performed in the reaction chamber 108. Note that although one reaction chamber 108 is provided on the substrate 102 in this embodiment mode, a plurality of reaction chambers 108 may be provided on the substrate 102.
核酸増幅反応容器100は、カバーフィルム104における反応室108を画成する部分104aの厚みM2が、基板102における凹部102aの底面を形成する部分102bの厚みM1よりも薄い構造を有する。これにより、反応液の温度をより高精度に調節することができる。このため、核酸増幅反応を安定化させることができる。なお、本実施の形態では、カバーフィルム104の反応室108を画成する部分104aの全体が、凹部102aの底面を形成する部分102bの厚みM1よりも薄いが、一部のみが薄くてもよい。
The nucleic acid amplification reaction vessel 100 has a structure in which the thickness M2 of the portion 104a that defines the reaction chamber 108 in the cover film 104 is thinner than the thickness M1 of the portion 102b that forms the bottom surface of the recess 102a in the substrate 102. Thereby, the temperature of the reaction solution can be adjusted with higher accuracy. For this reason, the nucleic acid amplification reaction can be stabilized. In the present embodiment, the entire portion 104a that defines the reaction chamber 108 of the cover film 104 is thinner than the thickness M1 of the portion 102b that forms the bottom surface of the recess 102a, but only a portion may be thin. .
反応室108は、反応室入口108a及び反応室出口108bを有する。また、核酸増幅反応容器100は、反応室入口108aと基板外部とを連通する第1連通路110と、反応室出口108bと基板外部とを連通する第2連通路112とを備える。第1連通路110及び第2連通路112はともに、凹部102aとカバーフィルム104とで画成される。第1連通路110の基板外部側の端部は、基板入口114を構成する。第2連通路112の基板外部側の端部は、基板出口116を構成する。基板入口114及び基板出口116は、ともに接続部106の先端に設けられる。
The reaction chamber 108 has a reaction chamber inlet 108a and a reaction chamber outlet 108b. The nucleic acid amplification reaction vessel 100 also includes a first communication path 110 that communicates the reaction chamber inlet 108a with the outside of the substrate, and a second communication path 112 that communicates the reaction chamber outlet 108b with the outside of the substrate. Both the first communication path 110 and the second communication path 112 are defined by the recess 102 a and the cover film 104. An end of the first communication path 110 on the outside of the substrate constitutes a substrate inlet 114. An end of the second communication path 112 on the outside of the substrate constitutes a substrate outlet 116. The substrate inlet 114 and the substrate outlet 116 are both provided at the distal end of the connecting portion 106.
反応液は、基板入口114を介して基板外部から基板内部に注入される。したがって、基板入口114は、核酸増幅反応容器100の反応液注入口に相当する。基板入口114から注入された反応液は、第1連通路110を通って、反応室入口108aから反応室108内に流入する。また、反応室108内への反応液の流入に伴って、反応室108内の気体は反応室出口108bから第2連通路112に排出される。第2連通路112に排出された気体は、第2連通路112を通って、基板外部に排出される。
The reaction solution is injected from the outside of the substrate into the substrate through the substrate inlet 114. Therefore, the substrate inlet 114 corresponds to the reaction liquid inlet of the nucleic acid amplification reaction vessel 100. The reaction liquid injected from the substrate inlet 114 flows into the reaction chamber 108 from the reaction chamber inlet 108 a through the first communication path 110. Further, as the reaction liquid flows into the reaction chamber 108, the gas in the reaction chamber 108 is discharged from the reaction chamber outlet 108 b to the second communication path 112. The gas discharged to the second communication path 112 passes through the second communication path 112 and is discharged outside the substrate.
また、本実施の形態では、より確実に反応室108内を反応液で満たすために、また、より確実に反応室108内の気泡を除去するために、第1連通路110及び反応室108の合計容積を上回る量の反応液が注入される。このため、反応室108に流入する反応液の一部は、反応室出口108bから第2連通路112に排出され、基板出口116に至る。
Further, in the present embodiment, in order to more reliably fill the reaction chamber 108 with the reaction solution, and to more reliably remove bubbles in the reaction chamber 108, the first communication path 110 and the reaction chamber 108 An amount of the reaction liquid exceeding the total volume is injected. For this reason, a part of the reaction solution flowing into the reaction chamber 108 is discharged from the reaction chamber outlet 108 b to the second communication path 112 and reaches the substrate outlet 116.
反応室入口108aと反応室出口108bとは、核酸増幅反応容器100が核酸増幅装置1に装着された状態において、反応室出口108bが反応室入口108aよりも鉛直方向上方に位置するよう互いの位置関係が定められる。核酸増幅反応容器100は、核酸増幅装置1に装着された状態で、接続部106が鉛直方向上方に配置される。したがって、反応室出口108bは、反応室入口108aよりも接続部106寄りに配置される。反応室出口108bを反応室入口108aよりも鉛直方向上方に配置することで、反応室108内に反応液を充填する際に発生する気泡を、反応室出口108bから第2連通路112側に排出し易くすることができる。
The reaction chamber inlet 108a and the reaction chamber outlet 108b are positioned so that the reaction chamber outlet 108b is positioned vertically above the reaction chamber inlet 108a in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is mounted on the nucleic acid amplification apparatus 1. A relationship is established. In the nucleic acid amplification reaction container 100, the connecting portion 106 is arranged in the vertical direction while being attached to the nucleic acid amplification device 1. Therefore, the reaction chamber outlet 108b is disposed closer to the connecting portion 106 than the reaction chamber inlet 108a. By disposing the reaction chamber outlet 108b vertically above the reaction chamber inlet 108a, bubbles generated when the reaction chamber 108 is filled with the reaction liquid are discharged from the reaction chamber outlet 108b to the second communication path 112 side. Can be made easier.
反応室108内に気泡が存在すると、核酸増幅反応の過程で気泡が膨張し、反応液全体の温度が不均一になるおそれがある。反応液全体の温度が不均一になると、核酸増幅反応の安定性が損なわれる。これに対し、反応室出口108bを反応室入口108aよりも鉛直方向上方に配置することで、反応室108内の気泡をより確実に排除することができるため、核酸増幅反応の安定化を図ることができる。
If bubbles exist in the reaction chamber 108, the bubbles expand in the course of the nucleic acid amplification reaction, and the temperature of the entire reaction solution may become uneven. If the temperature of the entire reaction solution becomes uneven, the stability of the nucleic acid amplification reaction is impaired. On the other hand, by disposing the reaction chamber outlet 108b vertically above the reaction chamber inlet 108a, the bubbles in the reaction chamber 108 can be more reliably eliminated, so that the nucleic acid amplification reaction can be stabilized. Can do.
好ましくは、反応室入口108aは、反応室108における鉛直方向最下部に位置し、反応室出口108bは、反応室108における鉛直方向最上部に位置する。これにより、反応室108内の気泡をより一層排除し易くすることができる。
Preferably, the reaction chamber inlet 108 a is located at the lowest vertical direction in the reaction chamber 108, and the reaction chamber outlet 108 b is located at the uppermost vertical direction in the reaction chamber 108. Thereby, the bubbles in the reaction chamber 108 can be more easily removed.
また、図3に示すように、反応室入口108aと反応室出口108bとをつなぐ反応室108の2つの側面108c,108dは、凹曲面部108c1,108d1とテーパー部108c2,108d2とを有する。側面108c,108dは、凹部102aの側面で構成され、カバーフィルム104と凹部102aの底面とをつなぐ面である。
As shown in FIG. 3, the two side surfaces 108c and 108d of the reaction chamber 108 connecting the reaction chamber inlet 108a and the reaction chamber outlet 108b have concave curved surface portions 108c1 and 108d1, and tapered portions 108c2 and 108d2. The side surfaces 108c and 108d are configured by the side surfaces of the concave portion 102a and connect the cover film 104 and the bottom surface of the concave portion 102a.
凹曲面部108c1,108d1は、基板102の外縁側に膨らむ凹曲面状であり、反応室入口108aから所定位置Pまでの領域に延在する。テーパー部108c2,108d2は、反応室出口108bに近づくにつれて対向する側面108c,108dが近づく、すなわちテーパー部108c2とテーパー部108d2とが互いに近づくテーパー状であり、所定位置Pから反応室出口108bまでの領域に延在する。テーパー部108c2,108d2は平面状である。
The concave curved surface portions 108c1 and 108d1 are concave curved surfaces that swell toward the outer edge side of the substrate 102, and extend in a region from the reaction chamber inlet 108a to the predetermined position P. The tapered portions 108c2 and 108d2 are tapered such that the opposing side surfaces 108c and 108d approach each other as they approach the reaction chamber outlet 108b, that is, the tapered portion 108c2 and the tapered portion 108d2 approach each other, and are provided from the predetermined position P to the reaction chamber outlet 108b. Extend to the area. The tapered portions 108c2 and 108d2 are planar.
本実施の形態では、反応室入口108aから所定位置Pまでの全域にわたって凹曲面部108c1,108c2が延在する。また、所定位置Pから反応室出口108bまでの全域にわたって、テーパー部108c2が延在する。テーパー部108d2については、所定位置Pから反応室出口108bの手前まで延在する。したがって、テーパー部108c2,108d2と凹曲面部108c1,108d1とは、所定位置Pにおいて接続される。側面108dにおいて、テーパー部108d2と反応室出口108bとの間には、水平部108d3が介在している。なお、側面108dは、水平部108d3を有しなくてもよい。この場合、テーパー部108d2は、所定位置Pから反応室出口108bまでの全域にわたって延在する。
In the present embodiment, the concave curved surface portions 108c1 and 108c2 extend over the entire region from the reaction chamber inlet 108a to the predetermined position P. Further, the tapered portion 108c2 extends over the entire region from the predetermined position P to the reaction chamber outlet 108b. The tapered portion 108d2 extends from the predetermined position P to the front of the reaction chamber outlet 108b. Accordingly, the tapered portions 108c2 and 108d2 and the concave curved surface portions 108c1 and 108d1 are connected at the predetermined position P. On the side surface 108d, a horizontal portion 108d3 is interposed between the tapered portion 108d2 and the reaction chamber outlet 108b. Note that the side surface 108d may not have the horizontal portion 108d3. In this case, the tapered portion 108d2 extends over the entire region from the predetermined position P to the reaction chamber outlet 108b.
凹曲面部108c1,108d1を設けることで、反応室108の容積を確保することができる。また、テーパー部108c2,108d2を凹曲面部108c1,108d1よりも鉛直方向上方に配置することで、凹曲面部108c1,108d1を鉛直方向上方に配置する場合に比べて、側面108c,108dに付着する気泡を反応室出口108bから第2連通路112側に排出し易くすることができる。さらに、凹曲面部108c1,108d1の鉛直方向上方側の端部にテーパー部108c2,108d2が接続されているため、所定位置Pにおける側面108c,108dの屈折角度は鈍角となる。これにより、凹曲面部108c1,108d1の鉛直方向上方側の端部において、気泡がトラップされることを抑制することができる。
By providing the concave curved surface portions 108c1 and 108d1, the volume of the reaction chamber 108 can be secured. Further, by arranging the tapered portions 108c2 and 108d2 vertically above the concave curved surface portions 108c1 and 108d1, it adheres to the side surfaces 108c and 108d as compared with the case where the concave curved surface portions 108c1 and 108d1 are arranged vertically above. The bubbles can be easily discharged from the reaction chamber outlet 108b to the second communication path 112 side. Furthermore, since the tapered portions 108c2 and 108d2 are connected to the ends of the concave curved surface portions 108c1 and 108d1 in the vertical direction, the refraction angle of the side surfaces 108c and 108d at the predetermined position P becomes an obtuse angle. Thereby, it is possible to prevent bubbles from being trapped at the end portions of the concave curved surface portions 108c1 and 108d1 on the upper side in the vertical direction.
また、反応室入口108aの開口面積は、反応室出口108bの開口面積より小さい。すなわち、第1連通路110と反応室入口108aとの接続部における第1連通路110の流路幅は、第2連通路112と反応室出口108bとの接続部における第2連通路112の流路幅よりも小さい。これにより、反応室入口108aにおける反応液の流量よりも反応室出口108bにおける反応液の流量を大きくすることができるため、反応室108内の気泡を反応室108外により排出し易くすることができる。また、基板出口116の開口面積は、反応室出口108bの開口面積より大きい。これによっても、反応室108内の気泡をより排出し易くすることができる。
Further, the opening area of the reaction chamber inlet 108a is smaller than the opening area of the reaction chamber outlet 108b. That is, the flow path width of the first communication passage 110 at the connection portion between the first communication passage 110 and the reaction chamber inlet 108a is equal to the flow rate of the second communication passage 112 at the connection portion between the second communication passage 112 and the reaction chamber outlet 108b. It is smaller than the road width. As a result, the flow rate of the reaction liquid at the reaction chamber outlet 108b can be made larger than the flow rate of the reaction liquid at the reaction chamber inlet 108a, so that the bubbles in the reaction chamber 108 can be easily discharged outside the reaction chamber 108. . Further, the opening area of the substrate outlet 116 is larger than the opening area of the reaction chamber outlet 108b. This also makes it easier to discharge the bubbles in the reaction chamber 108.
また、基板102は、基板出口116に反応液貯留部118を有する。すなわち、第2連通路112は、基板出口116側の端部が反応室出口108b側の端部に比べて大きく開口しており、この開口部分が反応液貯留部118を構成している。反応液貯留部118には、反応室出口108bから第2連通路112に流出した反応液が貯留される。これにより、反応液が核酸増幅反応容器100外に飛散して、核酸増幅装置1が汚染されることを抑制することができる。なお、本実施の形態では、基板入口114にも反応液貯留部118が設けられている。これにより、基板入口114に反応液が注入される際に反応液が外部に飛散して、核酸増幅装置1が汚染されることを防ぐことができる。
Further, the substrate 102 has a reaction liquid storage unit 118 at the substrate outlet 116. That is, the second communication path 112 has a larger opening at the substrate outlet 116 side than the end at the reaction chamber outlet 108 b side, and this opening portion constitutes the reaction liquid reservoir 118. The reaction liquid reservoir 118 stores the reaction liquid flowing out from the reaction chamber outlet 108 b to the second communication path 112. Thereby, it can suppress that the reaction liquid scatters out of the nucleic acid amplification reaction container 100 and the nucleic acid amplification apparatus 1 is contaminated. In the present embodiment, a reaction liquid storage unit 118 is also provided at the substrate inlet 114. Thereby, when a reaction liquid is inject | poured into the board | substrate inlet 114, it can prevent that a reaction liquid is scattered outside and the nucleic acid amplification apparatus 1 is contaminated.
また、核酸増幅反応容器100は、第1連通路110及び第2連通路112を封止するための熱溶着部120を備える。反応室108に反応液が流入した状態で、熱溶着部120には、温度調節部400の第4温度部410から熱が加えられる。これにより、熱溶着部120において、少なくともカバーフィルム104が溶融し、基板102及びカバーフィルム104の第1連通路110を画成する部分同士、及び基板102及びカバーフィルム104の第2連通路112を画成する部分同士がそれぞれ熱溶着される。その結果、第1連通路110及び第2連通路112が封止され、反応室108内の反応液が基板外部に漏出することが抑制される。本実施の形態に係る核酸増幅反応容器100では、カバーフィルム104と基板102との熱溶着によって第1連通路110及び第2連通路112を封止している。したがって、簡単に各連通路を封止することができる。よって、核酸増幅反応を簡便に実施することができる。
In addition, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 includes a thermal welding part 120 for sealing the first communication path 110 and the second communication path 112. With the reaction liquid flowing into the reaction chamber 108, heat is applied to the heat welding unit 120 from the fourth temperature unit 410 of the temperature adjustment unit 400. Thereby, at least the cover film 104 is melted in the heat-welded portion 120, and the portions defining the first communication passage 110 of the substrate 102 and the cover film 104 and the second communication passage 112 of the substrate 102 and the cover film 104 are communicated. The parts to be defined are thermally welded to each other. As a result, the first communication path 110 and the second communication path 112 are sealed, and leakage of the reaction liquid in the reaction chamber 108 to the outside of the substrate is suppressed. In the nucleic acid amplification reaction container 100 according to the present embodiment, the first communication path 110 and the second communication path 112 are sealed by thermal welding of the cover film 104 and the substrate 102. Therefore, each communication path can be easily sealed. Therefore, the nucleic acid amplification reaction can be carried out easily.
本実施の形態では、第1連通路110及び第2連通路112は、1つの熱溶着部120を通過するように配置される。すなわち、第1連通路110を封止するための熱溶着部と第2連通路112を封止するための熱溶着部とが連続して1つの熱溶着部120を形成している。これにより、第1連通路110と第2連通路112とを同時に封止することができるため、核酸増幅反応に要する作業を簡略化することができる。なお、各連通路を封止する熱溶着部は、それぞれ独立に設けられてもよい。
In the present embodiment, the first communication path 110 and the second communication path 112 are arranged so as to pass through one thermal welding part 120. That is, the heat welding part for sealing the 1st communicating path 110 and the heat welding part for sealing the 2nd communicating path 112 continue, and form the one heat welding part 120. FIG. Thereby, since the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 can be sealed simultaneously, the operation | work required for a nucleic acid amplification reaction can be simplified. In addition, the heat welding part which seals each communicating path may be provided independently, respectively.
また、熱溶着部120は、第1連通路110に近接して設けられる第2の凹部122と、第2連通路112に近接して設けられる第3の凹部124とを有する。例えば、第2の凹部122は、熱溶着部120における第2の凹部122と第1連通路110との間の距離D1が熱溶着部120における第1連通路110の流路幅W1よりも小さくなるように配置される。また、第3の凹部124は、熱溶着部120における第3の凹部124と第2連通路112との間の距離D2が熱溶着部120における第2連通路112の流路幅W2よりも小さくなるように配置される。
Further, the heat welding part 120 includes a second recess 122 provided in the vicinity of the first communication path 110 and a third recess 124 provided in the vicinity of the second communication path 112. For example, in the second recess 122, the distance D1 between the second recess 122 and the first communication path 110 in the heat welded portion 120 is smaller than the flow path width W1 of the first communication path 110 in the heat welded portion 120. It is arranged to become. Further, in the third recess 124, the distance D2 between the third recess 124 and the second communication path 112 in the heat welding part 120 is smaller than the flow path width W2 of the second communication path 112 in the heat welding part 120. It is arranged to become.
さらに、熱溶着部120において、第1連通路110と第2連通路112とは、第1連通路110と第2連通路112との間の距離D3が、熱溶着部120における第2連通路112の流路幅W2よりも小さくなるように配置される。さらには、第1連通路110と第2連通路112とは、距離D3が流路幅W1よりも小さくなるように配置される。第2の凹部122、第1連通路110、第2連通路112及び第3の凹部124は、熱溶着部120においてこの順に配列されている。
Further, in the heat welding part 120, the first communication path 110 and the second communication path 112 are such that the distance D3 between the first communication path 110 and the second communication path 112 is the second communication path in the heat welding part 120. It is arranged to be smaller than the channel width W2 of 112. Furthermore, the first communication path 110 and the second communication path 112 are arranged such that the distance D3 is smaller than the flow path width W1. The second recess 122, the first communication path 110, the second communication path 112, and the third recess 124 are arranged in this order in the heat welding part 120.
第2の凹部122を第1連通路110の近傍に配置することで、熱溶着部120における第1連通路110の一方の隔壁を薄くすることができる。同様に、第3の凹部124を第2連通路112の近傍に配置することで、熱溶着部120における第2連通路112の一方の隔壁を薄くすることができる。また、第1連通路110と第2連通路112とを近接させることで、熱溶着部120における第1連通路110及び第2連通路112の他方の隔壁を薄くすることができる。
By disposing the second concave portion 122 in the vicinity of the first communication passage 110, one partition wall of the first communication passage 110 in the heat welded portion 120 can be thinned. Similarly, by disposing the third recess 124 in the vicinity of the second communication path 112, one partition wall of the second communication path 112 in the heat welded portion 120 can be thinned. Moreover, the other partition of the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 in the heat welding part 120 can be made thin by making the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 adjoin.
本実施の形態では、熱溶着部120において第1連通路110と第2連通路112とが近接して延在する。このため、第2連通路112は、第2の凹部122として機能し、第1連通路110は、第3の凹部124として機能する。第1連通路110の熱溶着部と第2連通路112の熱溶着部とが離間して設けられる場合には、第1連通路110の両側に第2の凹部122を設けることで、第1連通路110の両方の隔壁を薄くすることができる。同様に、第2連通路112の両側に第3の凹部124を設けることで、第2連通路112の両方の隔壁を薄くすることができる。
In the present embodiment, the first communication path 110 and the second communication path 112 extend close to each other in the heat welding portion 120. For this reason, the second communication path 112 functions as the second recess 122, and the first communication path 110 functions as the third recess 124. When the heat welding part of the first communication path 110 and the heat welding part of the second communication path 112 are provided apart from each other, the first recesses 122 are provided on both sides of the first communication path 110 to provide the first Both partition walls of the communication path 110 can be made thin. Similarly, by providing the third recesses 124 on both sides of the second communication path 112, both partition walls of the second communication path 112 can be made thin.
熱溶着部120における第1連通路110の両方の隔壁、及び第2連通路112の両方の隔壁が薄くなっているため、第4温度部410の当接によって、各連通路の隔壁を変形させる(押し潰す)ことができる。これにより、カバーフィルム104と基板102とをより確実に溶融接合することができ、その結果、第1連通路110及び第2連通路112をより確実に封止することができる。
Since both the partition walls of the first communication path 110 and the both partition walls of the second communication path 112 in the heat welding part 120 are thin, the partition walls of the communication paths are deformed by the contact of the fourth temperature part 410. Can be crushed. Thereby, the cover film 104 and the board | substrate 102 can be more reliably melt-bonded, As a result, the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 can be sealed more reliably.
なお、カバーフィルム104のみを溶融させて、各連通路を封止してもよい。この場合、例えば温度調節部400の第4温度部410に、第1連通路110及び第2連通路112の形状に合わせた凸部を設ける。そして、熱溶着部120に第4温度部410を当接させるとともに、凸部を第1連通路110及び第2連通路112に嵌め込む。これにより、第1連通路110及び第2連通路112の壁面に沿ってカバーフィルム104を溶着させることができる。カバーフィルム104のみを溶融させる場合には、第2の凹部122及び第3の凹部124を省略することができる。また、第1連通路110と第2連通路112との間の距離を自由に設定することができる。
Note that only the cover film 104 may be melted to seal each communication path. In this case, for example, convex portions that match the shapes of the first communication passage 110 and the second communication passage 112 are provided in the fourth temperature portion 410 of the temperature adjustment unit 400. And while making the 4th temperature part 410 contact | abut to the heat welding part 120, a convex part is engage | inserted in the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112. FIG. Thereby, the cover film 104 can be welded along the wall surfaces of the first communication path 110 and the second communication path 112. When only the cover film 104 is melted, the second recess 122 and the third recess 124 can be omitted. Moreover, the distance between the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 can be set freely.
基板102及びカバーフィルム104における、反応室108を画成する部分の少なくとも一部には、親水処理が施されている。これにより、反応液を反応室108に円滑に流入させることができ、反応室108内の気泡を排出し易くすることができる。なお、基板102及びカバーフィルム104における、反応室108を画成する部分の少なくとも一部には、撥水処理が施されてもよい。これにより、反応液中の核酸が反応室108の壁面に付着することを抑制することができ、核酸の増幅効率を高めることができる。
At least a part of the portion defining the reaction chamber 108 in the substrate 102 and the cover film 104 is subjected to a hydrophilic treatment. As a result, the reaction solution can smoothly flow into the reaction chamber 108, and the bubbles in the reaction chamber 108 can be easily discharged. Note that at least a part of the substrate 102 and the cover film 104 that define the reaction chamber 108 may be subjected to water repellent treatment. Thereby, it can suppress that the nucleic acid in a reaction liquid adheres to the wall surface of the reaction chamber 108, and can raise the amplification efficiency of a nucleic acid.
核酸増幅反応容器100には、以下の変形例を挙げることができる。図5(A)は、変形例1に係る核酸増幅反応容器100の内部の概略構造を示す平面図である。図5(B)は、図5(A)におけるB−B線に沿った断面図である。図5(C)は、変形例2に係る核酸増幅反応容器100の概略構造を示す断面図である。図5(D)は、変形例3に係る核酸増幅反応容器100の内部の概略構造を示す平面図である。図5(E)は、図5(D)におけるC−C線に沿った断面図である。なお、以下では、各変形例において実施の形態1に係る核酸増幅反応容器100とは異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
The nucleic acid amplification reaction vessel 100 can include the following modifications. FIG. 5A is a plan view showing a schematic structure of the inside of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to the first modification. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view showing a schematic structure of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to Modification 2. FIG. 5D is a plan view showing a schematic structure inside the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to Modification 3. FIG. 5E is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In the following, each modified example will be described focusing on the configuration different from the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to Embodiment 1, and the common configuration will be briefly described or not described.
(変形例1)
図5(A)及び図5(B)に示すように、変形例1に係る核酸増幅反応容器100は、基板102における反応室108を画成する部分に、カバーフィルム104側に突出する突起部126を有する。突起部126でカバーフィルム104を下支えすることで、カバーフィルム104が凹部102aの底面側に接近して反応室108の容積が減少することを抑制することができる。なお、基板102側に突出する突起部がカバーフィルム104に設けられてもよい。すなわち、基板102及びカバーフィルム104における、反応室108を画成する部分の少なくとも一方に、他方側に突出する突起部126が設けられることで、反応室108の容積をより確実に確保することができる。突起部126の数及び配置は、図示されたものに限定されない。
(Modification 1)
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to Modification 1 has a protrusion that protrudes toward the cover film 104 at a portion that defines the reaction chamber 108 in the substrate 102. 126. By supporting the cover film 104 with the protrusion 126, it is possible to suppress the cover film 104 from approaching the bottom surface side of the recess 102a and reducing the volume of the reaction chamber 108. Note that a protrusion protruding toward the substrate 102 may be provided on the cover film 104. That is, at least one of the portions defining the reaction chamber 108 in the substrate 102 and the cover film 104 is provided with the projection 126 that protrudes to the other side, so that the volume of the reaction chamber 108 can be ensured more reliably. it can. The number and arrangement of the protrusions 126 are not limited to those illustrated.
(変形例2)
図5(C)に示すように、変形例2に係る核酸増幅反応容器100は、反応室108内に配置される多孔質体128を備える。多孔質体128を反応室108に配置することで、カバーフィルム104が凹部102aの底面側に接近して反応室108の容積が減少することを抑制することができる。多孔質体128として用いられる材料は、反応液の核酸増幅反応及び測定部500による測定を阻害しないものであれば特に限定されず、例えば従来公知の多孔質ポリマー等を用いることができる。なお、多孔質体128は、反応室108の全体に敷き詰められてもよいし、一部に配置されてもよい。
(Modification 2)
As shown in FIG. 5C, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to the modified example 2 includes a porous body 128 disposed in the reaction chamber 108. By disposing the porous body 128 in the reaction chamber 108, it is possible to prevent the cover film 104 from approaching the bottom surface side of the recess 102a and reducing the volume of the reaction chamber 108. The material used as the porous body 128 is not particularly limited as long as it does not inhibit the nucleic acid amplification reaction of the reaction solution and the measurement by the measurement unit 500, and for example, a conventionally known porous polymer or the like can be used. Note that the porous body 128 may be spread over the entire reaction chamber 108 or may be disposed in part.
(変形例3)
図5(D)及び図5(E)に示すように、変形例3に係る核酸増幅反応容器100は、熱溶着部120にカバーフィルム104とは別部材の溶融フィルム130を備える。溶融フィルム130は、例えばカバーフィルム104よりも融点の低い材料で構成される。あるいは、溶融フィルム130は、カバーフィルム104よりも薄い。第4温度部410での加熱によって、カバーフィルム104とともに溶融フィルム130が溶融する。これにより、熱溶着部120において第1連通路110と第2連通路112とをより確実に封止することができる。
(Modification 3)
As shown in FIGS. 5D and 5E, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to the modified example 3 includes a melt film 130 that is a separate member from the cover film 104 in the heat welding portion 120. The molten film 130 is made of a material having a melting point lower than that of the cover film 104, for example. Alternatively, the molten film 130 is thinner than the cover film 104. The molten film 130 is melted together with the cover film 104 by heating at the fourth temperature unit 410. Thereby, in the heat welding part 120, the 1st communicating path 110 and the 2nd communicating path 112 can be sealed more reliably.
(核酸増幅装置用カートリッジ)
図6は、核酸増幅反応容器100、核酸増幅装置用カートリッジ200及び温度調節部400の概略構造を示す斜視図である。図2及び図6に示すように、核酸増幅装置用カートリッジ200は、ホルダ部202と、前処理部204とを備える。
(Nucleic acid amplifier cartridge)
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic structure of the nucleic acid amplification reaction vessel 100, the cartridge 200 for nucleic acid amplification device, and the temperature control unit 400. As shown in FIGS. 2 and 6, the cartridge 200 for nucleic acid amplification device includes a holder unit 202 and a pretreatment unit 204.
ホルダ部202は、有底の円筒形状を有する本体部206を有する。本体部206の中心軸は、駆動部300によってホルダ部202が回動される際の回動軸X1と一致する。本体部206の内部には、中心軸(回動軸X1)から放射状に延びる複数の隔壁208が設けられる。本体部206の底面及び内側面と2つの隔壁208とで区画される空間は、反応液の前処理に用いられる処理液を貯留する収容室210を構成する。したがって、ホルダ部202は、回動軸X1の周方向に配列される複数の収容室210を有する。前処理用の複数の処理液は、収容室210のそれぞれに個別に貯留される。収容室210の数は、図示されたものに限定されない。反応液の前処理、及び処理液については、後に詳細に説明する。
The holder part 202 has a main body part 206 having a bottomed cylindrical shape. The central axis of the main body 206 coincides with the rotation axis X <b> 1 when the holder unit 202 is rotated by the driving unit 300. A plurality of partition walls 208 extending radially from the central axis (rotation axis X1) are provided inside the main body 206. A space defined by the bottom surface and the inner side surface of the main body 206 and the two partition walls 208 constitutes a storage chamber 210 that stores a processing liquid used for pretreatment of the reaction liquid. Therefore, the holder part 202 has a plurality of storage chambers 210 arranged in the circumferential direction of the rotation axis X1. A plurality of pretreatment liquids are individually stored in the storage chambers 210. The number of storage chambers 210 is not limited to that illustrated. The pretreatment of the reaction solution and the treatment solution will be described in detail later.
また、ホルダ部202は、容器支持部212及び筒状部214を有する。容器支持部212及び筒状部214は、複数の収容室210とともに回動軸X1の周方向に配列される。容器支持部212は、本体部206内に配置される容器嵌合部216と、本体部206から鉛直方向下方に突出する容器突き当て部218とを有する。容器嵌合部216は、鉛直方向下方に開口する凹部を有し、この凹部に核酸増幅反応容器100の接続部106が挿入される。これにより、核酸増幅反応容器100が容器支持部212によって支持される。
Further, the holder part 202 has a container support part 212 and a cylindrical part 214. The container support part 212 and the cylindrical part 214 are arranged in the circumferential direction of the rotation axis X <b> 1 together with the plurality of storage chambers 210. The container support portion 212 includes a container fitting portion 216 disposed in the main body portion 206 and a container abutting portion 218 that protrudes downward from the main body portion 206 in the vertical direction. The container fitting part 216 has a recessed part opened downward in the vertical direction, and the connecting part 106 of the nucleic acid amplification reaction container 100 is inserted into this recessed part. As a result, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported by the vessel support 212.
また、容器嵌合部216は、接続部106が挿入される凹部の底面から、容器嵌合部216の鉛直方向上方側の表面まで延在する開口部216a,216bを有する。したがって、開口部216a,216bは、複数の収容室210とともに回動軸X1の周方向に配列される。開口部216aは、核酸増幅反応容器100が容器支持部212に支持された状態で、核酸増幅反応容器100の基板入口114に接続される。また、開口部216bは、核酸増幅反応容器100が容器支持部212に支持された状態で、核酸増幅反応容器100の基板出口116に接続される。
The container fitting portion 216 has openings 216a and 216b extending from the bottom surface of the recess into which the connection portion 106 is inserted to the surface on the upper side in the vertical direction of the container fitting portion 216. Therefore, the openings 216a and 216b are arranged in the circumferential direction of the rotation axis X1 together with the plurality of storage chambers 210. The opening 216a is connected to the substrate inlet 114 of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported by the vessel support 212. The opening 216b is connected to the substrate outlet 116 of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported by the vessel support 212.
容器突き当て部218は、容器嵌合部216から鉛直方向下方に延在するとともに、鉛直方向下方に向かうほど回動軸X1から離間する方向に傾く傾斜面218aを有する。核酸増幅反応容器100は、接続部106が容器嵌合部216に挿入された状態で、基板102の主表面が傾斜面218aに当接する。したがって、容器支持部212は、核酸増幅反応容器100を鉛直方向に対して傾斜した状態で支持する。核酸増幅反応容器100が容器支持部212に支持された状態で、カバーフィルム104が下面となり、基板102が上面となる。核酸増幅反応容器100を傾斜した状態で支持することで、核酸増幅反応容器100を水平に支持する場合に比べて、反応室108内の気泡を排出し易くすることができる。容器突き当て部218の傾斜面218aには、核酸増幅反応容器100が容器支持部212に支持された状態で反応室108と重なる位置に、窓部220が設けられる。
The container abutting portion 218 has an inclined surface 218a that extends downward in the vertical direction from the container fitting portion 216 and tilts in a direction away from the rotation axis X1 as it goes downward in the vertical direction. In the nucleic acid amplification reaction container 100, the main surface of the substrate 102 abuts on the inclined surface 218 a in a state where the connection part 106 is inserted into the container fitting part 216. Therefore, the container support part 212 supports the nucleic acid amplification reaction container 100 in a state inclined with respect to the vertical direction. With the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the vessel support 212, the cover film 104 becomes the lower surface and the substrate 102 becomes the upper surface. By supporting the nucleic acid amplification reaction vessel 100 in an inclined state, bubbles in the reaction chamber 108 can be easily discharged compared to the case where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported horizontally. A window portion 220 is provided on the inclined surface 218 a of the container abutting portion 218 at a position overlapping the reaction chamber 108 in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported by the container support portion 212.
筒状部214は、複数の収容室210の壁面、すなわち、隔壁208よりも鉛直方向上方に突出する。筒状部214は、鉛直方向上方に開口し、この開口を介して筒状部214に前処理部204が差し込まれる。これにより、前処理部204は、ホルダ部202に支持される。ホルダ部202は、前処理部204、特にニードル226を筒状部214に収容した状態で前処理部204を保持するため、核酸増幅装置1の使用者がニードル226に触れる可能性を低減することができる。このため、核酸増幅装置1の取り扱いを簡便にすることができる。
The cylindrical portion 214 projects upward in the vertical direction from the wall surfaces of the plurality of storage chambers 210, that is, the partition walls 208. The cylindrical part 214 opens upward in the vertical direction, and the preprocessing unit 204 is inserted into the cylindrical part 214 through this opening. Thereby, the pre-processing unit 204 is supported by the holder unit 202. Since the holder unit 202 holds the pretreatment unit 204 in a state where the pretreatment unit 204, particularly the needle 226 is accommodated in the cylindrical portion 214, the possibility that the user of the nucleic acid amplification device 1 touches the needle 226 is reduced. Can do. For this reason, handling of the nucleic acid amplification device 1 can be simplified.
筒状部214は、ホルダ部202及び前処理部204が回動軸X1周りに相対移動する際にニードル226が通過する切欠部222を有する。本実施の形態では、複数の収容室210は、ホルダ部202と前処理部204との相対的な移動方向で、すなわち回動軸X1の周方向で、筒状部214を挟んで配置される第1収容室210a及び第2収容室210bを含む。切欠部222は、回動軸X1の周方向で筒状部214の第1収容室210a側を向く面に設けられる第1切欠部222aと、回動軸X1の周方向で筒状部214の第2収容室210b側を向く面に設けられる第2切欠部222bとを含む。
The cylindrical part 214 has a notch part 222 through which the needle 226 passes when the holder part 202 and the pretreatment part 204 move relative to each other around the rotation axis X1. In the present embodiment, the plurality of storage chambers 210 are arranged with the tubular portion 214 interposed therebetween in the relative movement direction of the holder portion 202 and the pretreatment portion 204, that is, in the circumferential direction of the rotation axis X1. It includes a first storage chamber 210a and a second storage chamber 210b. The notch 222 includes a first notch 222a provided on the surface of the cylindrical portion 214 facing the first storage chamber 210a in the circumferential direction of the rotation axis X1, and the cylindrical portion 214 in the circumferential direction of the rotation axis X1. 2nd notch part 222b provided in the surface which faces the 2nd storage chamber 210b side.
筒状部214に切欠部222を設けることで、ホルダ部202と前処理部204とを相対的に回動させる際のホルダ部202と前処理部204との上下方向の移動量を少なくすることができる。これにより、反応液の前処理に要する時間を短縮することができる。
By providing the cylindrical portion 214 with the notch 222, the amount of vertical movement of the holder portion 202 and the pretreatment portion 204 when the holder portion 202 and the pretreatment portion 204 are relatively rotated is reduced. Can do. Thereby, the time required for the pretreatment of the reaction solution can be shortened.
前処理部204は、前処理室224と、ニードル226と、シリンジ接続部228とを有する。前処理室224は、略円錐形状を有し、頂点が鉛直方向下方を向くように配置される。また、前処理室224は、中空状であり、内部空間に反応液が収容される。ニードル226は、一端側から他端側にかけて流路が延在する筒状部材であり、流路が鉛直方向に延在するように配置される。ニードル226は、鉛直方向上方に位置する一端が前処理室224の下端部(円錐の頂点)に接続される。これにより、ニードル226の流路の一端と前処理室224の内部空間とが連通される。ニードル226の鉛直方向下方に位置する他端は、ホルダ部202側を向く。
The pretreatment unit 204 includes a pretreatment chamber 224, a needle 226, and a syringe connection unit 228. The pretreatment chamber 224 has a substantially conical shape, and is arranged such that the apex faces downward in the vertical direction. The pretreatment chamber 224 is hollow, and the reaction liquid is accommodated in the internal space. The needle 226 is a cylindrical member in which the flow path extends from one end side to the other end side, and is arranged so that the flow path extends in the vertical direction. One end of the needle 226 located in the upper part in the vertical direction is connected to the lower end portion (the apex of the cone) of the pretreatment chamber 224. Thereby, one end of the flow path of the needle 226 and the internal space of the pretreatment chamber 224 are communicated with each other. The other end of the needle 226 located below the vertical direction faces the holder portion 202 side.
シリンジ接続部228は、一端側から他端側にかけて流路が延在する筒状部材であり、流路が鉛直方向に延在するように配置される。シリンジ接続部228は、鉛直方向下方に位置する一端が前処理室224の上端部(円錐の底面)に接続される。これにより、シリンジ接続部228の流路の一端と前処理室224の内部空間とが連通される。また、シリンジ接続部228は、駆動部300のシリンジ320の先端に嵌合する。
The syringe connection part 228 is a cylindrical member in which the flow path extends from one end side to the other end side, and is arranged so that the flow path extends in the vertical direction. One end of the syringe connection portion 228 positioned vertically below is connected to the upper end portion (bottom surface of the cone) of the pretreatment chamber 224. As a result, one end of the flow path of the syringe connection part 228 communicates with the internal space of the pretreatment chamber 224. The syringe connection unit 228 is fitted to the tip of the syringe 320 of the drive unit 300.
前処理部204がシリンジ320に取り付けられ、ニードル226の先端が収容室210に差し込まれた状態で、駆動部300のポンプ308を駆動させると、ニードル226の先端から収容室210内の処理液を吸引することができる。また、ニードル226の先端が容器嵌合部216の開口部216aに差し込まれた状態で、駆動部300のポンプ308を駆動させると、ニードル226の先端から前処理室224内の反応液を開口部216aに吐出することができる。
When the pretreatment unit 204 is attached to the syringe 320 and the tip of the needle 226 is inserted into the storage chamber 210, when the pump 308 of the drive unit 300 is driven, the processing liquid in the storage chamber 210 is removed from the tip of the needle 226. Can be aspirated. Further, when the pump 308 of the drive unit 300 is driven in a state where the tip of the needle 226 is inserted into the opening 216 a of the container fitting part 216, the reaction liquid in the pretreatment chamber 224 is opened from the tip of the needle 226 to the opening. 216a can be discharged.
本体部206の上面には、筒状部214を除く領域にカバーフィルム(図示せず)が設けられる。これにより、複数の収容室210及び容器嵌合部216の開口部216a,216bが封止される。ニードル226は、このカバーフィルムを突き破って、先端が収容室210あるいは開口部216aに挿入される。
A cover film (not shown) is provided on the upper surface of the main body portion 206 in an area excluding the cylindrical portion 214. As a result, the plurality of storage chambers 210 and the openings 216a and 216b of the container fitting portion 216 are sealed. The needle 226 breaks through the cover film, and the tip is inserted into the storage chamber 210 or the opening 216a.
前処理部204には、以下の変形例を挙げることができる。図7(A)は、変形例4に係る前処理部204を模式的に示す側面図である。図7(B)は、図7(A)におけるD−D線に沿った断面図である。図7(C)は、変形例5に係る前処理部204を模式的に示す側面図である。図7(D)は、図7(C)におけるE−E線に沿った断面図である。なお、図7(A)及び図7(C)では、シリンジ接続部228の図示を省略している。また、以下では、各変形例において実施の形態1に係る前処理部204とは異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。
The pre-processing unit 204 can include the following modifications. FIG. 7A is a side view schematically showing the preprocessing unit 204 according to the fourth modification. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. FIG. 7C is a side view schematically showing the preprocessing unit 204 according to the fifth modification. FIG. 7D is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. In addition, illustration of the syringe connection part 228 is abbreviate | omitted in FIG. 7 (A) and FIG.7 (C). In the following, each modification will be described with a focus on a different configuration from the preprocessing unit 204 according to the first embodiment, and the common configuration will be briefly described or omitted.
(変形例4)
図7(A)及び図7(B)に示すように、変形例4に係る前処理部204は、ニードル226の周方向において半周の範囲に延在する前処理室224を有する。すなわち、前処理室224は、円錐の半分が切り欠かれた形状を有する。前処理室224は、ニードル226の一端側に接する第1傾斜面224a及び第2傾斜面224bを有する。第1傾斜面224aは、ニードル226の延在方向Z(図7(A)中の矢印Zで示す方向)に対する傾きが相対的に大きく、第2傾斜面224bは、ニードル226の延在方向Zに対する傾きが相対的に小さい。すなわち、第2傾斜面224bは、第1傾斜面224aよりも急傾斜である。例えば、第2傾斜面224bは、鉛直方向に対して略平行に延在する。
(Modification 4)
As shown in FIGS. 7A and 7B, the pretreatment unit 204 according to the modification 4 includes a pretreatment chamber 224 that extends in a range of a half circumference in the circumferential direction of the needle 226. That is, the pretreatment chamber 224 has a shape in which half of a cone is cut out. The pretreatment chamber 224 has a first inclined surface 224 a and a second inclined surface 224 b that are in contact with one end side of the needle 226. The first inclined surface 224a has a relatively large inclination with respect to the extending direction Z of the needle 226 (the direction indicated by the arrow Z in FIG. 7A), and the second inclined surface 224b is the extending direction Z of the needle 226. The inclination with respect to is relatively small. That is, the second inclined surface 224b is steeper than the first inclined surface 224a. For example, the second inclined surface 224b extends substantially parallel to the vertical direction.
(変形例5)
図7(C)及び図7(D)に示すように、変形例5に係る前処理部204は、ニードル226の周方向において円錐の一部が切り欠かれた形状の前処理室224を有する。変形例4と同様に、前処理室224は、ニードル226の一端側に接する第1傾斜面224a及び第2傾斜面224bを有する。第1傾斜面224aは、ニードル226の延在方向Z(図7(C)中の矢印Zで示す方向)に対する傾きが相対的に大きく、第2傾斜面224bは、ニードル226の延在方向Zに対する傾きが相対的に小さい。すなわち、第2傾斜面224bは、第1傾斜面224aよりも急傾斜である。
(Modification 5)
As shown in FIGS. 7C and 7D, the pretreatment unit 204 according to the modified example 5 includes a pretreatment chamber 224 having a shape in which a part of a cone is notched in the circumferential direction of the needle 226. . Similar to the fourth modification, the pretreatment chamber 224 includes a first inclined surface 224 a and a second inclined surface 224 b that are in contact with one end side of the needle 226. The first inclined surface 224a has a relatively large inclination with respect to the extending direction Z of the needle 226 (the direction indicated by the arrow Z in FIG. 7C), and the second inclined surface 224b is the extending direction Z of the needle 226. The inclination with respect to is relatively small. That is, the second inclined surface 224b is steeper than the first inclined surface 224a.
変形例4及び変形例5のように、第1傾斜面224aよりも傾斜が急である第2傾斜面224bを設けることで、核酸を処理液に分散させ易くすることができる。したがって、核酸の前処理をより確実に行うことができる。また、第2傾斜面224bよりも傾斜が緩い第1傾斜面224aを設けることで、前処理部204の上下方向寸法の大型化を抑制しながら、前処理室224の容量を確保することができる。核酸の前処理の手順と、変形例4,5の効果とについては後に詳細に説明する。
By providing the second inclined surface 224b whose inclination is steeper than that of the first inclined surface 224a as in the modified examples 4 and 5, the nucleic acid can be easily dispersed in the treatment liquid. Therefore, nucleic acid pretreatment can be performed more reliably. Further, by providing the first inclined surface 224a having a gentler inclination than the second inclined surface 224b, it is possible to secure the capacity of the pretreatment chamber 224 while suppressing an increase in the vertical dimension of the pretreatment unit 204. . The procedure of nucleic acid pretreatment and the effects of Modifications 4 and 5 will be described in detail later.
(駆動部)
図8(A)は、駆動部300におけるカートリッジステージ302、ホルダ回動モータ304及びホルダ上下移動モータ306の概略構造を示す斜視図である。図8(B)は、駆動部300におけるポンプ308及び磁石駆動モータ310の概略構造を示す斜視図である。図8(C)は、磁石駆動モータ310に接続された磁石322の近傍を拡大して示す斜視図である。図1及び図8(A)〜図8(C)に示すように、駆動部300は、カートリッジステージ302、ホルダ回動モータ304、ホルダ上下移動モータ306、ポンプ308及び磁石駆動モータ310を有する。
(Drive part)
FIG. 8A is a perspective view showing a schematic structure of the cartridge stage 302, the holder rotation motor 304, and the holder vertical movement motor 306 in the driving unit 300. FIG. FIG. 8B is a perspective view showing a schematic structure of the pump 308 and the magnet drive motor 310 in the drive unit 300. FIG. 8C is an enlarged perspective view showing the vicinity of the magnet 322 connected to the magnet drive motor 310. As shown in FIGS. 1 and 8A to 8C, the drive unit 300 includes a cartridge stage 302, a holder rotation motor 304, a holder vertical movement motor 306, a pump 308, and a magnet drive motor 310.
カートリッジステージ302は、基板312と、回動台座314と、基板支持部316とを有する。基板312は略平板状であり、中央に開口部312aを有する。回動台座314は環状であり、中央に開口部314aを有し、また外周面に歯車314bを有する。回動台座314は、開口部314aが基板312の開口部312aと重なるように配置されるとともに、基板312に対して回動可能に設置される。開口部314aには、核酸増幅装置用カートリッジ200のホルダ部202が嵌め込まれる。開口部314aにホルダ部202が嵌め込まれた状態で、容器突き当て部218は開口部312aを介して基板312よりも鉛直方向下方に突出する。
The cartridge stage 302 includes a substrate 312, a rotation base 314, and a substrate support portion 316. The substrate 312 is substantially flat and has an opening 312a at the center. The rotating pedestal 314 is annular, has an opening 314a in the center, and has a gear 314b on the outer peripheral surface. The rotation pedestal 314 is disposed so that the opening 314 a overlaps the opening 312 a of the substrate 312, and is installed to be rotatable with respect to the substrate 312. The holder 202 of the nucleic acid amplification device cartridge 200 is fitted into the opening 314a. In a state where the holder portion 202 is fitted in the opening 314a, the container abutting portion 218 protrudes downward in the vertical direction from the substrate 312 through the opening 312a.
基板支持部316は、2本のアーム316aと、アーム接続部316bと、ラック316cとを有する。2本のアーム316aは、核酸増幅装置1の前後方向に延在するとともに基板312の左右に配置され、基板312の左右側面に固定される。アーム接続部316bは、核酸増幅装置1の左右方向に延在し、2本のアーム316aの装置後方側の端部に接続される。アーム接続部316bの灯具後方側を向く面には、ラック316cが設けられる。ラック316cは、鉛直方向上下に延在するように配置される。
The substrate support unit 316 includes two arms 316a, an arm connection unit 316b, and a rack 316c. The two arms 316 a extend in the front-rear direction of the nucleic acid amplification device 1, are disposed on the left and right sides of the substrate 312, and are fixed to the left and right side surfaces of the substrate 312. The arm connection portion 316b extends in the left-right direction of the nucleic acid amplification device 1, and is connected to the end portions of the two arms 316a on the device rear side. A rack 316c is provided on the surface of the arm connecting portion 316b facing the lamp rear side. The rack 316c is disposed so as to extend vertically up and down.
ホルダ回動モータ304は、DCモータ等で構成され、出力軸が基板312の法線方向に対して平行になるように配置される。ホルダ回動モータ304の出力軸には、歯車304aが設けられる。ホルダ回動モータ304は、歯車304aが回動台座314の歯車314bと噛み合うように配置される。駆動部300は、ホルダ回動モータ304の駆動により、回動台座314に搭載されるホルダ部202を回動軸X1(図6参照)周りに回動させることができる。
The holder rotation motor 304 is configured by a DC motor or the like, and is arranged so that the output shaft is parallel to the normal direction of the substrate 312. A gear 304 a is provided on the output shaft of the holder rotation motor 304. The holder rotation motor 304 is disposed so that the gear 304 a meshes with the gear 314 b of the rotation base 314. The drive unit 300 can rotate the holder unit 202 mounted on the rotation base 314 around the rotation axis X <b> 1 (see FIG. 6) by driving the holder rotation motor 304.
ホルダ上下移動モータ306は、DCモータ等で構成され、出力軸が核酸増幅装置1の左右方向に延在するように配置される。ホルダ上下移動モータ306の出力軸には、ピニオン306aが設けられる。ホルダ上下移動モータ306は、ピニオン306aが基板支持部316のラック316cと噛み合うように配置される。駆動部300は、ホルダ上下移動モータ306の駆動により、回動台座314に搭載されるホルダ部202を上下に移動させることができる。
The holder vertical movement motor 306 is configured by a DC motor or the like, and is arranged so that the output shaft extends in the left-right direction of the nucleic acid amplification device 1. A pinion 306 a is provided on the output shaft of the holder vertical movement motor 306. The holder vertical movement motor 306 is disposed so that the pinion 306 a meshes with the rack 316 c of the substrate support portion 316. The drive unit 300 can move the holder unit 202 mounted on the rotation base 314 up and down by driving the holder up-and-down moving motor 306.
ポンプ308は、吸引力及び吐出力を発生させる従来公知のポンプで構成される。ポンプ308の吸引・吐出口には、チューブ318の一端側が接続される。チューブ318の他端側には、シリンジ320が接続される。シリンジ320の先端には、前処理部204が接続される。駆動部300は、ポンプ308の駆動により、ニードル226の先端から反応液及び処理液を吸引することができ、またニードル226の先端から前処理室224内の反応液及び処理液を吐出することができる。
The pump 308 is a conventionally known pump that generates suction force and discharge force. One end side of the tube 318 is connected to the suction / discharge port of the pump 308. A syringe 320 is connected to the other end side of the tube 318. A pretreatment unit 204 is connected to the tip of the syringe 320. The driving unit 300 can suck the reaction liquid and the processing liquid from the tip of the needle 226 by driving the pump 308, and can discharge the reaction liquid and the processing liquid in the pretreatment chamber 224 from the tip of the needle 226. it can.
磁石駆動モータ310は、DCモータ等で構成され、出力軸には磁石322が設けられる。磁石駆動モータ310は、シリンジ320の近傍に配置されるとともに、その駆動によって磁石322を第1位置と第2位置とに変位させることができる。第1位置は、磁石322が前処理部204の前処理室224に近接する位置(図8(B)に示す位置)である。第2位置は、磁石322が第1位置よりも前処理室224から離間する位置(図8(C)に示す位置)である。後述するように、核酸は磁気ビーズに固定された状態で反応液中に存在する。このため、磁石322を第1位置に配置することで、前処理室224中の核酸を捕捉することができる。また、磁石322を第2位置に配置することで、捕捉されていた核酸を解放することができる。
The magnet drive motor 310 is constituted by a DC motor or the like, and a magnet 322 is provided on the output shaft. The magnet drive motor 310 is disposed in the vicinity of the syringe 320, and can move the magnet 322 to the first position and the second position by being driven. The first position is a position where the magnet 322 is close to the pretreatment chamber 224 of the pretreatment unit 204 (position shown in FIG. 8B). The second position is a position where the magnet 322 is farther from the pretreatment chamber 224 than the first position (position shown in FIG. 8C). As will be described later, the nucleic acid is present in the reaction solution in a state of being fixed to the magnetic beads. For this reason, the nucleic acid in the pretreatment chamber 224 can be captured by arranging the magnet 322 at the first position. Moreover, the captured nucleic acid can be released by arranging the magnet 322 at the second position.
駆動部300は、ホルダ回動モータ304によってホルダ部202を回動させることで、ホルダ部202(収容室210)及び前処理部204を回動軸X1周りに相対的に回動させる。また、駆動部300は、ホルダ上下移動モータ306によってホルダ部202を上下動させることで、ホルダ部202(収容室210)及び前処理部204を相対的に上下に離間、近接させる。また、このホルダ部202の上下動により、ホルダ部202(容器支持部212)及び温度調節部400を相対的に上下に離間、接近させる。なお、駆動部300は、ホルダ部202に代えて、又は加えて前処理部204を変位させることで、ホルダ部202と前処理部204とを相対的に回動、上下動させてもよい。同様に、駆動部300は、ホルダ部202に代えて、又は加えて温度調節部400を変位させることで、ホルダ部202と温度調節部400とを相対的に上下動させてもよい。
The drive unit 300 rotates the holder unit 202 by the holder rotation motor 304 to relatively rotate the holder unit 202 (the storage chamber 210) and the pretreatment unit 204 around the rotation axis X1. In addition, the drive unit 300 moves the holder unit 202 up and down by the holder up-and-down movement motor 306, thereby moving the holder unit 202 (the storage chamber 210) and the pretreatment unit 204 up and down relatively close to each other. Moreover, the holder part 202 (container support part 212) and the temperature control part 400 are relatively spaced apart and moved closer together by the vertical movement of the holder part 202. In addition, the drive part 300 may rotate and move the holder part 202 and the pre-processing part 204 relatively by displacing the pre-processing part 204 instead of or in addition to the holder part 202. Similarly, the drive unit 300 may move the holder unit 202 and the temperature adjustment unit 400 up and down relatively by displacing the temperature adjustment unit 400 instead of or in addition to the holder unit 202.
(温度調節部)
図9は、温度調節部400の概略構造を示す斜視図である。図2、図6及び図9に示すように、温度調節部400は、台座402と、第1温度部404と、第2温度部406と、第3温度部408と、第4温度部410とを有する。台座402は、平板状の部材であり、台座402に各温度部が載置される。台座402は、鉛直方向でホルダ部202と重なるように配置される。第1温度部404、第2温度部406、第3温度部408及び第4温度部410は、回動軸X1の周方向に配列される。本実施の形態では、回動軸X1の周方向で、第4温度部410、第1温度部404、第3温度部408及び第2温度部406の順に各温度部が配列される。
(Temperature adjuster)
FIG. 9 is a perspective view showing a schematic structure of the temperature adjustment unit 400. As shown in FIGS. 2, 6, and 9, the temperature adjustment unit 400 includes a pedestal 402, a first temperature unit 404, a second temperature unit 406, a third temperature unit 408, and a fourth temperature unit 410. Have The pedestal 402 is a flat member, and each temperature unit is placed on the pedestal 402. The pedestal 402 is disposed so as to overlap the holder portion 202 in the vertical direction. The first temperature unit 404, the second temperature unit 406, the third temperature unit 408, and the fourth temperature unit 410 are arranged in the circumferential direction of the rotation axis X1. In the present embodiment, the temperature parts are arranged in the order of the fourth temperature part 410, the first temperature part 404, the third temperature part 408, and the second temperature part 406 in the circumferential direction of the rotation axis X1.
第1温度部404は、例えば従来公知のヒーター(図示せず)を有し、外部電源からの給電によりヒーターが加熱されて、所定の第1温度に維持される。第1温度は、反応液中の核酸に熱変性反応を起こさせるための温度であり、例えば90℃〜95℃程度である。また、第1温度は、熱変性温度よりも若干高い温度、例えば110℃程度としてもよい。これにより、反応液が熱変性温度に到達するまでの時間を短縮することができ、核酸の増幅効率を高めることができる。第1温度部404は、容器支持部212に支持された状態の核酸増幅反応容器100の下面、すなわちカバーフィルム104に対して平行に延在する傾斜面404aを有する。第1温度部404は、少なくとも傾斜面404aが第1温度に維持される。
The first temperature unit 404 includes, for example, a conventionally known heater (not shown), and the heater is heated by power supplied from an external power source, and is maintained at a predetermined first temperature. The first temperature is a temperature for causing a heat denaturation reaction to the nucleic acid in the reaction solution, and is, for example, about 90 ° C to 95 ° C. The first temperature may be slightly higher than the heat denaturation temperature, for example, about 110 ° C. Thereby, the time until the reaction solution reaches the heat denaturation temperature can be shortened, and the nucleic acid amplification efficiency can be increased. The first temperature unit 404 has a lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the vessel support unit 212, that is, an inclined surface 404 a extending in parallel to the cover film 104. In the first temperature unit 404, at least the inclined surface 404a is maintained at the first temperature.
第2温度部406は、第1温度部404と同様にヒーターを有し、第1温度よりも低い第2温度に維持される。第2温度は、反応液中の核酸にアニーリング反応を起こさせるための温度であり、例えば65℃〜70℃程度である。第2温度部406は、容器支持部212に支持された状態の核酸増幅反応容器100の下面に対して平行に延在する傾斜面406aを有する。第2温度部406は、少なくとも傾斜面406aが第2温度に維持される。温度調節部400は、第1温度部404及び第2温度部406によって、反応液の温度を核酸増幅反応の温度サイクルとなるよう変化させることができる。
The 2nd temperature part 406 has a heater like the 1st temperature part 404, and is maintained at the 2nd temperature lower than the 1st temperature. The second temperature is a temperature for causing an annealing reaction on the nucleic acid in the reaction solution, and is, for example, about 65 ° C to 70 ° C. The second temperature unit 406 has an inclined surface 406 a that extends in parallel to the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the vessel support unit 212. In the second temperature unit 406, at least the inclined surface 406a is maintained at the second temperature. The temperature adjustment unit 400 can change the temperature of the reaction solution to be a temperature cycle of the nucleic acid amplification reaction by the first temperature unit 404 and the second temperature unit 406.
第3温度部408は、第1温度部404と同様にヒーターを有し、第2温度よりも低い第3温度に維持される。第3温度は、アニーリング温度よりも若干低い温度であり、例えば40℃程度である。反応液に施す温度サイクルにおいて、第1温度と第2温度との間に第3温度を設けることで、第1温度から第2温度に到達するまでの時間を短縮することができ、核酸の増幅効率を高めることができる。第3温度部408は、容器支持部212に支持された状態の核酸増幅反応容器100の下面に対して平行に延在する傾斜面408aを有する。第3温度部408は、少なくとも傾斜面408aが第3温度に維持される。
The 3rd temperature part 408 has a heater like the 1st temperature part 404, and is maintained at the 3rd temperature lower than the 2nd temperature. The third temperature is slightly lower than the annealing temperature, and is about 40 ° C., for example. In the temperature cycle applied to the reaction solution, by providing the third temperature between the first temperature and the second temperature, the time required to reach the second temperature from the first temperature can be shortened, and nucleic acid amplification. Efficiency can be increased. The third temperature unit 408 has an inclined surface 408 a extending in parallel to the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the vessel support unit 212. In the third temperature unit 408, at least the inclined surface 408a is maintained at the third temperature.
第4温度部410は、第1温度部404と同様にヒーターを有し、少なくともカバーフィルム104の融点よりも高い第4温度に維持される。第4温度は、例えば165℃程度である。第4温度部410は、鉛直方向上方の頂部に熱溶融部410aを有する。第4温度部410は、少なくとも熱溶融部410aが第4温度に維持される。熱溶融部410aは、容器支持部212に支持された状態の核酸増幅反応容器100における熱溶着部120に当接するように配置される。
The fourth temperature unit 410 includes a heater similarly to the first temperature unit 404 and is maintained at a fourth temperature that is at least higher than the melting point of the cover film 104. The fourth temperature is, for example, about 165 ° C. The fourth temperature unit 410 has a heat melting part 410a at the top in the vertical direction. In the fourth temperature part 410, at least the heat melting part 410a is maintained at the fourth temperature. The thermal melting part 410a is disposed so as to contact the thermal welding part 120 in the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the container support part 212.
(測定部)
図10(A)は、測定部500による核酸増幅反応の測定方法の一例を説明するための模式図である。図10(B)は、測定部500による核酸増幅反応の測定方法の他の一例を説明するための模式図である。測定部500としては、核酸増幅装置に用いられる一般的な測定部を採用することができる。例えば測定部500は、図1に示すように、発光部502と、受光部504とを有する。
(Measurement part)
FIG. 10A is a schematic diagram for explaining an example of a method for measuring a nucleic acid amplification reaction by the measurement unit 500. FIG. 10B is a schematic diagram for explaining another example of a method for measuring a nucleic acid amplification reaction by the measurement unit 500. As the measurement unit 500, a general measurement unit used in a nucleic acid amplification apparatus can be employed. For example, the measurement unit 500 includes a light emitting unit 502 and a light receiving unit 504 as shown in FIG.
まず、本実施の形態に係る核酸増幅装置1に用いられる反応液は、所定の核酸配列に対して相補的に結合する蛍光プローブを含む。核酸に結合した蛍光プローブは、励起光を受けて蛍光を発する。このような蛍光プローブは従来公知であるため、詳細な説明は省略する。また、核酸増幅反応容器100は、反応液と接する少なくとも一部に透光部を有する。本実施の形態では、基板102及びカバーフィルム104がともに透光性材料で形成されており、したがって核酸増幅反応容器100の全体が透光部に相当する。透光部は、発光部502が出射する励起光と、蛍光プローブが発する蛍光とを透過することができる。
First, the reaction solution used in the nucleic acid amplification device 1 according to the present embodiment includes a fluorescent probe that binds complementarily to a predetermined nucleic acid sequence. The fluorescent probe bound to the nucleic acid emits fluorescence upon receiving excitation light. Since such a fluorescent probe is conventionally known, detailed description thereof is omitted. In addition, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 has a light transmitting part at least partially in contact with the reaction solution. In the present embodiment, the substrate 102 and the cover film 104 are both formed of a light-transmitting material, and therefore the entire nucleic acid amplification reaction vessel 100 corresponds to the light-transmitting portion. The light transmitting part can transmit the excitation light emitted from the light emitting part 502 and the fluorescence emitted from the fluorescent probe.
発光部502は、例えばLED等の光源を有し、蛍光プローブを励起させる励起光を透光部を介して反応液に照射する。蛍光プローブが励起光で励起されて発する蛍光は、透光部を介して核酸増幅反応容器100の外部に出射される。受光部504は、受光素子を有し、核酸増幅反応容器100から出射される蛍光を受光する。受光部504は、入射する光をサバール板等を用いて分光し、目的の蛍光を受光する。これにより、測定部500は、核酸増幅反応容器100内での反応液の核酸増幅反応を測定することができる。測定部500は、測定結果を示す信号を制御部600に送信する。信号を受信した制御部600は、測定結果を表示部8に表示する。
The light emitting unit 502 includes a light source such as an LED, and irradiates the reaction liquid with excitation light that excites the fluorescent probe through the light transmitting unit. The fluorescence emitted when the fluorescent probe is excited by the excitation light is emitted to the outside of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 through the light transmitting part. The light receiving unit 504 includes a light receiving element and receives fluorescence emitted from the nucleic acid amplification reaction vessel 100. The light receiving unit 504 separates incident light using a Savart plate or the like and receives target fluorescence. Thereby, the measurement part 500 can measure the nucleic acid amplification reaction of the reaction liquid in the nucleic acid amplification reaction vessel 100. Measurement unit 500 transmits a signal indicating the measurement result to control unit 600. The control unit 600 that has received the signal displays the measurement result on the display unit 8.
測定部500は、核酸増幅反応容器100が温度調節部400のいずれかの温度部に当接している状態で、核酸増幅反応を測定することができる。これにより、核酸増幅反応を簡便に測定することができる。
The measurement unit 500 can measure the nucleic acid amplification reaction in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is in contact with any one of the temperature control units 400. Thereby, the nucleic acid amplification reaction can be easily measured.
例えば、図10(A)に示すように、核酸増幅反応容器100が第2温度部406の傾斜面406aに当接している状態で、発光部502から核酸増幅反応容器100の上面、すなわち基板102の主表面に励起光L1が照射される。発光部502から出射される励起光L1は、容器支持部212の窓部220を介して核酸増幅反応容器100に照射される。励起光L1は反応室108内に入射し、核酸に結合した蛍光プローブから蛍光L2が発せられる。受光部504は、核酸増幅反応容器100の下面及び上面をつなぐ側面、すなわち基板102の側面から外部に出射される蛍光L2を受光する。
For example, as shown in FIG. 10A, in the state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is in contact with the inclined surface 406a of the second temperature portion 406, the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 from the light emitting portion 502, that is, the substrate 102. The main surface is irradiated with excitation light L1. Excitation light L1 emitted from the light emitting unit 502 is applied to the nucleic acid amplification reaction vessel 100 through the window 220 of the vessel support unit 212. The excitation light L1 enters the reaction chamber 108, and fluorescence L2 is emitted from the fluorescent probe bonded to the nucleic acid. The light receiving unit 504 receives the fluorescence L2 emitted to the outside from the side surface connecting the lower surface and the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100, that is, the side surface of the substrate 102.
あるいは、図10(B)に示すように、核酸増幅反応容器100が第2温度部406の傾斜面406aに当接している状態で、発光部502から核酸増幅反応容器100の上面に励起光L1が照射される。これにより、反応室108内に励起光L1が照射され、核酸に結合した蛍光プローブから蛍光L2が発せられる。受光部504は、核酸増幅反応容器100の上面から外部に出射される蛍光L2を受光する。
Alternatively, as shown in FIG. 10B, excitation light L1 is emitted from the light emitting unit 502 to the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is in contact with the inclined surface 406a of the second temperature unit 406. Is irradiated. Thereby, the excitation light L1 is irradiated into the reaction chamber 108, and the fluorescence L2 is emitted from the fluorescent probe bonded to the nucleic acid. The light receiving unit 504 receives the fluorescence L2 emitted from the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 to the outside.
発光部502の光出射口には、光ファイバー等の導光部材(図示せず)の一端が設置される。導光部材の他端は、核酸増幅反応容器100の近傍に配置される。発光部502から出射される励起光L1は、導光部材を経て核酸増幅反応容器100に照射される。また、受光部504の光入射口には、光ファイバー等の導光部材(図示せず)の一端が設置される。導光部材の他端は、核酸増幅反応容器100の近傍に配置される。反応室108から出射される蛍光L2は、導光部材を経て受光部504に入射する。発光部502及び受光部504と核酸増幅反応容器100との間に導光部材を介在させることで、発光部502及び受光部504の設置自由度を高めることができる。
One end of a light guide member (not shown) such as an optical fiber is installed at the light exit of the light emitting unit 502. The other end of the light guide member is disposed in the vicinity of the nucleic acid amplification reaction vessel 100. The excitation light L1 emitted from the light emitting unit 502 is irradiated to the nucleic acid amplification reaction vessel 100 through the light guide member. One end of a light guide member (not shown) such as an optical fiber is installed at the light incident port of the light receiving unit 504. The other end of the light guide member is disposed in the vicinity of the nucleic acid amplification reaction vessel 100. The fluorescence L2 emitted from the reaction chamber 108 enters the light receiving unit 504 through the light guide member. By interposing a light guide member between the light emitting unit 502 and the light receiving unit 504 and the nucleic acid amplification reaction vessel 100, the degree of freedom of installation of the light emitting unit 502 and the light receiving unit 504 can be increased.
受光部504による蛍光L2の受光は、核酸増幅反応容器100の上面及び側面のいずれからであってもよいが、側面から受光する方がより高精度に核酸増幅反応を測定することができる。反応室108は、カバーフィルム104から凹部102aの底面までの距離が、凹部102aの対向する2つの側面間の距離に比べて極めて短い。このため、カバーフィルム104の変形等により反応室108の容積が減少した場合、核酸増幅反応容器100の上面から出射される蛍光L2の強度の変化は、側面から出射される蛍光L2の強度の変化に比べて大きい。このため、核酸増幅反応容器100の側面から蛍光L2を受光する方がより高精度に測定することができる。
The light reception unit 504 may receive the fluorescence L2 from either the upper surface or the side surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100, but the light reception from the side surface can measure the nucleic acid amplification reaction with higher accuracy. In the reaction chamber 108, the distance from the cover film 104 to the bottom surface of the recess 102a is extremely short compared to the distance between two opposing side surfaces of the recess 102a. For this reason, when the volume of the reaction chamber 108 decreases due to deformation of the cover film 104 or the like, the change in the intensity of the fluorescence L2 emitted from the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is the change in the intensity of the fluorescence L2 emitted from the side surface. Bigger than For this reason, it is possible to measure with higher accuracy by receiving the fluorescence L2 from the side surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100.
核酸増幅反応容器100の上面から励起光L1を照射して側面から蛍光L2を受光する場合、核酸増幅反応容器100は、上面と側面とに透光部を有すればよい。また、核酸増幅反応容器100の上面から励起光L1を照射して上面から蛍光L2を受光する場合、核酸増幅反応容器100は、上面に透光部を有すればよい。なお、測定部500は、蛍光検出法以外の他の公知の測定方法を用いて、核酸増幅反応を測定してもよい。
When the excitation light L1 is irradiated from the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and the fluorescence L2 is received from the side surface, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 may have a light transmitting portion on the upper surface and the side surface. Further, when the excitation light L1 is irradiated from the upper surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and the fluorescence L2 is received from the upper surface, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 only needs to have a translucent portion on the upper surface. Note that the measurement unit 500 may measure the nucleic acid amplification reaction using a known measurement method other than the fluorescence detection method.
(制御部)
制御部600は、ハードウェア構成としてはコンピュータのCPUやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。制御部600には、各種プログラム及びデータが記憶される。制御部600は、記憶されているプログラムを実行して、核酸増幅装置1の各部を制御する。
(Control part)
The control unit 600 is realized by elements and circuits including a CPU and a memory of a computer as a hardware configuration, and is realized by a computer program and the like as a software configuration. The control unit 600 stores various programs and data. The control unit 600 executes each stored program to control each unit of the nucleic acid amplification device 1.
例えば、制御部600は、所定の前処理プログラムに従って、ホルダ回動モータ304、ホルダ上下移動モータ306及びポンプ308の駆動を以下のように制御する。図11(A)、図11(B)、図12(A)及び図12(B)は、反応液の前処理における制御部600の制御を説明するための模式図である。なお、図11(A)及び図12(A)では、ホルダ回動モータ304の図示を省略している。
For example, the control unit 600 controls the drive of the holder rotation motor 304, the holder vertical movement motor 306, and the pump 308 as follows according to a predetermined preprocessing program. FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 12A, and FIG. 12B are schematic diagrams for explaining the control of the control unit 600 in the pretreatment of the reaction liquid. In addition, in FIG. 11 (A) and FIG. 12 (A), illustration of the holder rotation motor 304 is abbreviate | omitted.
反応液の前処理において、前処理室224には反応液が予め収容されている。図11(A)及び図11(B)に示すように、所定の収容室210に収容される処理液を前処理室224内に吸引する場合、前処理部204のニードル226が所定の収容室210と対向する位置にある状態で、制御部600により駆動部300のホルダ上下移動モータ306が駆動されて、基板312が鉛直方向上方に移動する。これにより、前処理部204のニードル226が収容室210内に挿入される。そして、ポンプ308が駆動されて、ニードル226は、対向する収容室210に収容される処理液を先端から吸引する。これにより、処理液が前処理室224に移送される。そして、前処理室224において、反応液と吸引した処理液とを反応させる前処理が行われる。
In the pretreatment of the reaction solution, the reaction solution is stored in the pretreatment chamber 224 in advance. As shown in FIGS. 11A and 11B, when the processing liquid stored in the predetermined storage chamber 210 is sucked into the preprocessing chamber 224, the needle 226 of the preprocessing unit 204 is set in the predetermined storage chamber. In a state facing 210, the control unit 600 drives the holder vertical movement motor 306 of the driving unit 300 to move the substrate 312 upward in the vertical direction. As a result, the needle 226 of the pretreatment unit 204 is inserted into the storage chamber 210. Then, the pump 308 is driven, and the needle 226 sucks the processing liquid stored in the opposing storage chamber 210 from the tip. Thereby, the processing liquid is transferred to the preprocessing chamber 224. Then, in the pretreatment chamber 224, a pretreatment for reacting the reaction solution with the sucked treatment solution is performed.
所定の処理液を用いた反応液の前処理が終了すると、図12(A)及び図12(B)に示すように、制御部600により駆動部300のホルダ上下移動モータ306が駆動されて、基板312が鉛直方向下方に移動する。これにより、収容室210内に収容されていたニードル226が収容室210から引き抜かれる。基板312は、ニードル226の先端が切欠部222の下端よりも鉛直方向上方に至るまで、下方に移動する。そして、ホルダ回動モータ304が駆動されて、ホルダ部202と前処理部204とが相対的に回動され、ニードル226が他の収容室210と対向する位置に移動する。そして、再びホルダ上下移動モータ306が駆動されて基板312が鉛直方向上方に移動し、ニードル226が収容室210に挿入される。
When the pretreatment of the reaction liquid using the predetermined processing liquid is completed, the holder vertical movement motor 306 of the driving unit 300 is driven by the control unit 600 as shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B). The substrate 312 moves downward in the vertical direction. As a result, the needle 226 stored in the storage chamber 210 is pulled out of the storage chamber 210. The substrate 312 moves downward until the tip of the needle 226 reaches a position vertically above the lower end of the notch 222. Then, the holder rotation motor 304 is driven, the holder unit 202 and the pretreatment unit 204 are relatively rotated, and the needle 226 moves to a position facing the other storage chamber 210. Then, the holder vertical movement motor 306 is driven again to move the substrate 312 upward in the vertical direction, and the needle 226 is inserted into the storage chamber 210.
以後、この操作が繰り返され、ニードル226は複数の収容室210のそれぞれと対向する位置に順次移動させられて、各収容室210内の処理液を吸引する。そして、各収容室210に収容される処理液を用いた反応液の前処理が実施される。したがって、本実施の形態に係る核酸増幅装置1、あるいは核酸増幅装置用カートリッジ200によれば、反応液の前処理をより簡便に実施することができ、ひいては核酸増幅反応をより簡便に実施することができる。
Thereafter, this operation is repeated, and the needle 226 is sequentially moved to a position facing each of the plurality of storage chambers 210 to suck the processing liquid in each storage chamber 210. Then, pretreatment of the reaction solution using the treatment solution accommodated in each accommodation chamber 210 is performed. Therefore, according to the nucleic acid amplification device 1 or the cartridge 200 for nucleic acid amplification device according to the present embodiment, the pretreatment of the reaction solution can be performed more simply, and thus the nucleic acid amplification reaction can be performed more simply. Can do.
また、制御部600は、所定の核酸増幅反応プログラムに従って、ホルダ回動モータ304及びホルダ上下移動モータ306の駆動を以下のように制御する。図13(A)、図13(B)及び図14(A)〜図14(C)は、核酸増幅反応における制御部600の制御を説明するための模式図である。なお、図13(A)では、ホルダ回動モータ304の図示を省略している。また、図14(A)〜図14(C)では、筒状部214の図示を省略している。
Further, the control unit 600 controls the driving of the holder rotation motor 304 and the holder vertical movement motor 306 as follows in accordance with a predetermined nucleic acid amplification reaction program. FIGS. 13A, 13B, and 14A to 14C are schematic diagrams for explaining the control of the control unit 600 in the nucleic acid amplification reaction. In FIG. 13A, the holder rotation motor 304 is not shown. 14A to 14C, the cylindrical portion 214 is not shown.
図13(A)、図13(B)及び図14(A)に示すように、核酸増幅反応では、制御部600によりホルダ上下移動モータ306が駆動されて、基板312に搭載されたホルダ部202が鉛直方向下方に移動する。ホルダ部202は、容器支持部212に支持される核酸増幅反応容器100の下面が所定の温度部に当接するまで、下方に移動する。これにより、反応室108内の反応液が所定温度に加熱される。
As shown in FIG. 13A, FIG. 13B, and FIG. 14A, in the nucleic acid amplification reaction, the holder vertical movement motor 306 is driven by the control unit 600 and the holder unit 202 mounted on the substrate 312. Moves vertically downward. The holder unit 202 moves downward until the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 supported by the vessel support unit 212 comes into contact with a predetermined temperature unit. Thereby, the reaction liquid in the reaction chamber 108 is heated to a predetermined temperature.
核酸増幅反応プログラムで規定される時間が経過すると、図14(B)に示すように、制御部600によりホルダ上下移動モータ306が駆動されて、ホルダ部202が鉛直方向上方に移動する。次いで、図14(C)に示すように、制御部600によりホルダ回動モータ304が駆動されて、次に核酸増幅反応容器100を当接させるべき温度部の上方に核酸増幅反応容器100が位置するまで、ホルダ部202と温度調節部400とが相対的に回動される。そして、再びホルダ上下移動モータ306が駆動されてホルダ部202が鉛直方向下方に移動し、核酸増幅反応容器100が他のいずれかの温度部に当接する。
When the time specified by the nucleic acid amplification reaction program elapses, as shown in FIG. 14B, the control unit 600 drives the holder up / down movement motor 306 to move the holder unit 202 upward in the vertical direction. Next, as shown in FIG. 14C, the holder rotation motor 304 is driven by the controller 600, and the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is positioned above the temperature portion where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 should be brought into contact next. Until it does, the holder part 202 and the temperature control part 400 are rotated relatively. Then, the holder up-and-down movement motor 306 is driven again, the holder part 202 moves downward in the vertical direction, and the nucleic acid amplification reaction vessel 100 comes into contact with any other temperature part.
以後、この操作が繰り返され、核酸増幅反応容器100が第1温度部404〜第3温度部408に当接する場合には、核酸増幅反応容器100中の反応液に核酸増幅反応の温度サイクルに応じた温度変化が加えられる。また、核酸増幅反応容器100が第4温度部410に当接される場合には、核酸増幅反応容器100の熱溶着部120において、基板102及びカバーフィルム104が互いに熱溶着される。
Thereafter, when this operation is repeated and the nucleic acid amplification reaction vessel 100 comes into contact with the first temperature unit 404 to the third temperature unit 408, the reaction solution in the nucleic acid amplification reaction vessel 100 corresponds to the temperature cycle of the nucleic acid amplification reaction. Temperature change is added. Further, when the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is brought into contact with the fourth temperature unit 410, the substrate 102 and the cover film 104 are thermally welded to each other in the heat welding portion 120 of the nucleic acid amplification reaction vessel 100.
本実施の形態では、核酸増幅反応容器100は、容器支持部212によって鉛直方向に対して傾斜した状態で支持される。これにより、反応室108内の気泡を排出し易くすることができる。よって、核酸増幅反応の安定化を図ることができる。また、容器支持部212と温度調節部400とが相対的に上下に離間、接近されて、核酸増幅反応容器100の下面が第1温度部404に当接する状態、第2温度部406に当接する状態、第3温度部408に当接する状態及び第4温度部410に当接する状態が切り替えられる。このため、核酸増幅反応容器100の下面を各温度部に確実に当接させることができる。その結果、核酸増幅反応を安定的に実施することができる。
In the present embodiment, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is supported by the vessel support 212 in a state inclined with respect to the vertical direction. As a result, the bubbles in the reaction chamber 108 can be easily discharged. Therefore, stabilization of the nucleic acid amplification reaction can be achieved. In addition, the container support part 212 and the temperature control part 400 are relatively spaced apart from each other and approached so that the lower surface of the nucleic acid amplification reaction container 100 is in contact with the first temperature part 404 and in contact with the second temperature part 406. The state, the state of contacting the third temperature unit 408, and the state of contacting the fourth temperature unit 410 are switched. For this reason, the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 can be reliably brought into contact with each temperature part. As a result, the nucleic acid amplification reaction can be carried out stably.
また、核酸増幅反応容器100を水平方向に移動させて核酸増幅反応容器100の下面に当接させる温度部を切り替える構造に比べて、核酸増幅装置用カートリッジ200と温度調節部400とに要求される位置精度を下げることができる。このため、核酸増幅装置1の製造工程の簡略化を図ることができる。
Also, compared to a structure in which the temperature unit that moves the nucleic acid amplification reaction vessel 100 in the horizontal direction and contacts the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is switched, the cartridge 200 for the nucleic acid amplification device and the temperature adjustment unit 400 are required. Position accuracy can be lowered. For this reason, the manufacturing process of the nucleic acid amplification device 1 can be simplified.
また、駆動部300は、前処理行程でホルダ部202を回動させるホルダ回動モータ304を用いて、核酸増幅反応においてもホルダ部202を回動させる。すなわち、ホルダ部202と温度調節部400とを相対的に回動させる際の回動軸と、ホルダ部202と前処理部204とを相対的に回動させる際の回動軸とが共通し、ともに回動軸X1である。このため、核酸増幅装置1の構造を簡略化することができる。
Further, the driving unit 300 rotates the holder unit 202 in the nucleic acid amplification reaction by using the holder rotation motor 304 that rotates the holder unit 202 in the pretreatment process. That is, a rotation axis for relatively rotating the holder unit 202 and the temperature adjusting unit 400 and a rotation axis for relatively rotating the holder unit 202 and the pretreatment unit 204 are common. , Both are rotation axes X1. For this reason, the structure of the nucleic acid amplification device 1 can be simplified.
また、制御部600は、第1温度部404〜第4温度部410の温度を制御する。例えば、各温度部には温度センサが設けられる。制御部600は、この温度センサから得られる情報に基づいて各温度部のヒーターへの給電を制御することで、各温度部の温度を維持することができる。また、制御部600は、発光部502の点消灯を制御する。
In addition, the controller 600 controls the temperatures of the first temperature unit 404 to the fourth temperature unit 410. For example, a temperature sensor is provided in each temperature part. The control part 600 can maintain the temperature of each temperature part by controlling the electric power feeding to the heater of each temperature part based on the information obtained from this temperature sensor. In addition, the control unit 600 controls turning on / off of the light emitting unit 502.
(核酸増幅装置の動作)
続いて、核酸増幅装置1の動作について詳細に説明する。まず、核酸増幅反応の反応対象である核酸を含む検体が採取される。検体としては、鼻腔スワブ、咽頭スワブ、全血、血漿、血清、便、尿、組織、子宮頚管スワブ、喀痰、培養液、脳脊髄液、ホルマリン固定パラフィン包埋組織(FFPE)等を挙げることができる。採取された検体は、反応液として前処理部204の前処理室224に収容される。反応液は、例えばシリンジ接続部228の流路を介して前処理室224内に投入される。採取した検体の種類によっては、粘度調整等の前々処理が施され得る。
(Operation of nucleic acid amplifier)
Next, the operation of the nucleic acid amplification device 1 will be described in detail. First, a sample containing a nucleic acid that is a reaction target of a nucleic acid amplification reaction is collected. Samples include nasal swabs, pharyngeal swabs, whole blood, plasma, serum, stool, urine, tissue, cervical swabs, sputum, culture fluid, cerebrospinal fluid, formalin-fixed paraffin-embedded tissue (FFPE), etc. Can do. The collected specimen is accommodated in the pretreatment chamber 224 of the pretreatment unit 204 as a reaction solution. The reaction solution is introduced into the pretreatment chamber 224 through the flow path of the syringe connection unit 228, for example. Depending on the type of sample collected, pretreatment such as viscosity adjustment may be performed.
反応液が投入された前処理部204は、筒状部214に固定される。容器支持部212には、未使用の核酸増幅反応容器100が装着される。また、ホルダ部202の各収容室210には、所定の処理液が収容される。
The pretreatment unit 204 into which the reaction solution has been charged is fixed to the cylindrical unit 214. An unused nucleic acid amplification reaction vessel 100 is attached to the vessel support 212. A predetermined processing liquid is stored in each storage chamber 210 of the holder unit 202.
収容室210に収容される処理液としては、磁性シリカ粒子を含有する処理液が挙げられる。磁性シリカ粒子は、磁性体の表面にシリカコーティングが施されてなる粒子であり、磁性体表面のシリカに核酸が吸着する。核酸を磁性シリカ粒子に担持させることで、磁石322によって核酸を捕捉することができる。これにより、前処理室224から処理液を排出する際等に、核酸が収容室210側に流出することを防ぐことができる。なお、核酸の捕捉方法としては、シリカメンブレンを用いたブーム法、SPRI(Solid Phase Reversible Immobilization)法、フィルトレーション等が採用されてもよい。
An example of the processing liquid stored in the storage chamber 210 is a processing liquid containing magnetic silica particles. Magnetic silica particles are particles obtained by applying a silica coating on the surface of a magnetic material, and nucleic acids are adsorbed on silica on the surface of the magnetic material. The nucleic acid can be captured by the magnet 322 by supporting the nucleic acid on the magnetic silica particles. Accordingly, it is possible to prevent the nucleic acid from flowing out toward the storage chamber 210 when the processing solution is discharged from the pretreatment chamber 224. In addition, as a nucleic acid capture method, a boom method using a silica membrane, a SPRI (Solid Phase Reversible Immobilization) method, filtration, or the like may be employed.
また、収容室210に収容される処理液としては、検体に含まれる細胞、ウィルス、細菌等の膜を溶解するための処理液が挙げられる。このような処理液としては、カオトロピック剤、界面活性剤、プロテアーゼ、還元剤、水酸化ナトリウム、有機溶剤等が挙げられる。また、他の処理液としては、核酸を分解するヌクレアーゼを不活性化するためのものや、核酸増幅反応を阻害するおそれのあるタンパク質を変性させるためのものが挙げられる。このような処理液としては、カオトロピック剤と界面活性剤との組み合わせ、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ阻害剤等が挙げられる。さらに、収容室210には、DNAポリメラーゼ、プライマー、蛍光プローブ、必要に応じて逆転写酵素等の、核酸増幅反応及びその測定に必要な試薬が収容される。
Examples of the processing liquid stored in the storage chamber 210 include a processing liquid for dissolving a film of cells, viruses, bacteria, or the like contained in a specimen. Examples of such treatment liquid include chaotropic agents, surfactants, proteases, reducing agents, sodium hydroxide, organic solvents, and the like. Other treatment solutions include those for inactivating nucleases that degrade nucleic acids and those for denaturing proteins that may inhibit nucleic acid amplification reactions. Examples of such treatment liquid include a combination of a chaotropic agent and a surfactant, a protease, a nuclease inhibitor, and the like. Further, in the storage chamber 210, reagents necessary for nucleic acid amplification reaction and measurement, such as DNA polymerase, primer, fluorescent probe, and reverse transcriptase as required, are stored.
ホルダ部202には、回動軸X1の周方向に複数の収容室210が配列されている。各処理液は、前処理工程における使用順で並ぶように各収容室210に収容される。例えば、駆動部300は、筒状部214に位置する前処理部204を、最初に第1収容室210aと対向する位置に移動させる。その後、隣接する収容室210に順次移動させて、最後に第2収容室210bに移動させる。したがって、各処理液は、前処理工程での使用順で、第1収容室210aから第2収容室210bに向かって並ぶように各収容室210に収容される。好ましくは、磁性シリカ粒子を含む処理液は第1収容室210aに収容される。なお、全ての収容室210に処理液が収容されていなくてもよい。
In the holder portion 202, a plurality of storage chambers 210 are arranged in the circumferential direction of the rotation axis X1. The treatment liquids are stored in the storage chambers 210 so as to be arranged in the order of use in the pretreatment process. For example, the drive unit 300 first moves the preprocessing unit 204 located in the cylindrical portion 214 to a position facing the first storage chamber 210a. Then, it moves to the adjacent storage chamber 210 sequentially, and finally moves to the 2nd storage chamber 210b. Accordingly, the processing liquids are stored in the storage chambers 210 so as to be arranged from the first storage chamber 210a toward the second storage chamber 210b in the order of use in the pretreatment process. Preferably, the treatment liquid containing magnetic silica particles is stored in the first storage chamber 210a. Note that the processing liquid does not have to be stored in all the storage chambers 210.
反応液が収容された前処理部204と未使用の核酸増幅反応容器100とが装着され、各収容室210に処理液が収容された核酸増幅装置用カートリッジ200は、核酸増幅装置1内に挿入される。核酸増幅装置1の使用者は、蓋部6を開くことで、カバー4の開口から核酸増幅装置用カートリッジ200を装置内に挿入することができる。そして、核酸増幅装置用カートリッジ200は、回動台座314の開口部314aに嵌め込まれる。蓋部6が閉められた後、反応液の前処理が開始される。
The pretreatment unit 204 containing the reaction solution and the unused nucleic acid amplification reaction vessel 100 are mounted, and the nucleic acid amplification device cartridge 200 containing the treatment solution in each accommodation chamber 210 is inserted into the nucleic acid amplification device 1. Is done. The user of the nucleic acid amplification device 1 can insert the nucleic acid amplification device cartridge 200 into the device through the opening of the cover 4 by opening the lid 6. The cartridge 200 for nucleic acid amplification device is fitted into the opening 314a of the rotation base 314. After the lid 6 is closed, pretreatment of the reaction solution is started.
前処理が開始されると、まずホルダ上下移動モータ306が駆動されて基板312が鉛直方向上方に移動し、前処理部204のシリンジ接続部228がシリンジ320の先端に接近する。そして、シリンジ320の先端にシリンジ接続部228が嵌め込まれる。その後、各処理液を用いた反応液の前処理が実施される。
When the pretreatment is started, the holder vertical movement motor 306 is first driven to move the substrate 312 upward in the vertical direction, and the syringe connection portion 228 of the pretreatment portion 204 approaches the tip of the syringe 320. Then, the syringe connection part 228 is fitted into the tip of the syringe 320. Thereafter, pretreatment of the reaction solution using each treatment solution is performed.
ここで、任意の処理液TL1を用いた前処理の手順について説明する。図15(A)〜図15(F)は、実施の形態に係る核酸増幅装置1で実施される反応液の前処理工程を説明するための模式図である。
Here, a procedure of pretreatment using an arbitrary treatment liquid TL1 will be described. FIG. 15A to FIG. 15F are schematic diagrams for explaining a pretreatment process of a reaction solution performed in the nucleic acid amplification device 1 according to the embodiment.
まず、図15(A)に示すように、反応液、すなわち磁気シリカ粒子に吸着した状態の核酸Nは、磁石駆動モータ310によって第1位置に配置された磁石322によって、前処理室224の壁面に捕捉される。また、ニードル226が収容室210に挿入される。
First, as shown in FIG. 15A, the reaction solution, that is, the nucleic acid N adsorbed on the magnetic silica particles is separated from the wall surface of the pretreatment chamber 224 by the magnet 322 arranged at the first position by the magnet drive motor 310. Captured. Further, the needle 226 is inserted into the storage chamber 210.
次に、図15(B)に示すように、収容室210中の処理液TL1は、吸引されて前処理室224内に移送される。また、磁石322は、磁石駆動モータ310によって第2位置に配置される。これにより、捕捉されていた核酸Nは解放され、処理液TL1中に分散し始める。続いて、図15(C)及び図15(D)に示すように、核酸Nを含む処理液TL1は、収容室210に吐出された後、再び前処理室224内に吸引される。この手順により、核酸Nを処理液TL1により確実に分散させ、さらに処理液TL1中で撹拌することができる。そして、これにより核酸Nと処理液TL1との反応を促進させることができる。
Next, as illustrated in FIG. 15B, the processing liquid TL <b> 1 in the storage chamber 210 is sucked and transferred into the preprocessing chamber 224. Further, the magnet 322 is disposed at the second position by the magnet drive motor 310. Thereby, the captured nucleic acid N is released and begins to be dispersed in the treatment liquid TL1. Subsequently, as shown in FIGS. 15C and 15D, the treatment liquid TL1 containing the nucleic acid N is discharged into the storage chamber 210 and then sucked into the pretreatment chamber 224 again. By this procedure, the nucleic acid N can be reliably dispersed in the treatment liquid TL1, and further stirred in the treatment liquid TL1. Thus, the reaction between the nucleic acid N and the treatment liquid TL1 can be promoted.
所定回数の吐出、吸引が繰り返されて、処理液TL1を用いた反応液の前処理が終了すると、図15(E)に示すように、磁石駆動モータ310によって磁石322が第1位置に配置される。これにより、核酸Nは前処理室224の壁面に捕捉される。そして、図15(F)に示すように、処理液TL1のみが収容室210に吐出される。以上の手順により、処理液TL1を用いた反応液の前処理が完了する。
When the pretreatment of the reaction liquid using the treatment liquid TL1 is completed by repeating the discharge and suction a predetermined number of times, the magnet 322 is arranged at the first position by the magnet drive motor 310 as shown in FIG. The Thereby, the nucleic acid N is captured on the wall surface of the pretreatment chamber 224. Then, as shown in FIG. 15F, only the treatment liquid TL1 is discharged into the storage chamber 210. By the above procedure, the pretreatment of the reaction solution using the treatment solution TL1 is completed.
処理液TL1を用いた前処理が完了すると、ホルダ上下移動モータ306の駆動によって、収容室210からニードル226が引き抜かれる。そして、ホルダ回動モータ304の駆動によって、次の前処理用の処理液を収容する収容室210と対向する位置に、前処理部204が移動される。以後、この操作が繰り返されて、各処理液での前処理が実施される。
When the pretreatment using the treatment liquid TL1 is completed, the needle 226 is pulled out of the storage chamber 210 by driving the holder vertical movement motor 306. Then, by driving the holder rotating motor 304, the preprocessing unit 204 is moved to a position facing the storage chamber 210 that stores the processing liquid for the next preprocessing. Thereafter, this operation is repeated, and pretreatment with each treatment liquid is performed.
前処理部204として、変形例4あるいは変形例5に係る前処理部204が用いられる場合、前処理室224の壁面に捕捉された核酸Nを、より確実に処理液TL1に分散させることができる。図16(A)〜図16(C)は、変形例4及び変形例5に係る前処理部204を用いた場合の核酸の分散を説明するための模式図である。なお、図16(A)〜図16(C)に図示される前処理部204は、図7(B)のF−F線に沿った断面図、あるいは図7(D)のG−G線に沿った断面図に相当する。また、図16(A)は、前処理室224内に処理液TL1が吸引された直後の様子を示す。図16(B)及び図16(C)は、前処理室224から処理液TL1が吐出される際の様子を示す。
When the pretreatment unit 204 according to Modification 4 or Modification 5 is used as the pretreatment unit 204, the nucleic acid N captured on the wall surface of the pretreatment chamber 224 can be more reliably dispersed in the treatment liquid TL1. . FIG. 16A to FIG. 16C are schematic diagrams for explaining nucleic acid dispersion when the pretreatment unit 204 according to Modification 4 and Modification 5 is used. Note that the pre-processing unit 204 illustrated in FIGS. 16A to 16C is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 7B or a line GG in FIG. 7D. It corresponds to a cross-sectional view along the line. FIG. 16A shows a state immediately after the treatment liquid TL1 is sucked into the pretreatment chamber 224. FIGS. 16B and 16C show a state where the processing liquid TL1 is discharged from the pretreatment chamber 224. FIG.
実施の形態1に係る核酸増幅装置用カートリッジ200の前処理部204は、略円錐状あるいは漏斗状の前処理室224を有する。これにより、前処理部204の上下方向の寸法が増大することを回避しながら、前処理室224の容積を確保することができる。一方、磁石322によって核酸Nが捕捉されると、核酸N(磁気シリカ粒子)同士が集合して粒塊になりやすい。この粒塊は、前処理室224における角度の浅い傾斜面に付着する傾向にある。
The pretreatment unit 204 of the cartridge 200 for nucleic acid amplification device according to the first embodiment includes a pretreatment chamber 224 having a substantially conical or funnel shape. Thereby, the volume of the pretreatment chamber 224 can be secured while avoiding an increase in the vertical dimension of the pretreatment unit 204. On the other hand, when the nucleic acid N is captured by the magnet 322, the nucleic acids N (magnetic silica particles) are likely to gather together to form a granule. This agglomerate tends to adhere to an inclined surface with a shallow angle in the pretreatment chamber 224.
核酸Nの粒塊は、前処理室224の傾斜が緩やかな壁面に付着しているため、磁石322が第2位置に移動した状態で処理液TL1の吸引、吐出が繰り返されても、なかなか処理液TL1中に分散していかない場合がある。このため、核酸Nと処理液との反応を確実に行うために、図15(C)及び図15(D)に示す吐出吸引工程の回数を増やす必要がある。
Since the nucleic acid N agglomerates are attached to the wall of the pretreatment chamber 224 where the inclination is gentle, even if the suction and discharge of the treatment liquid TL1 is repeated while the magnet 322 is moved to the second position, it is easily treated. In some cases, the liquid TL1 may not be dispersed. For this reason, in order to reliably perform the reaction between the nucleic acid N and the treatment liquid, it is necessary to increase the number of ejection and suction steps shown in FIGS. 15C and 15D.
これに対し、変形例4,5に係る前処理部204では、図16(A)に示すように、磁石322を第2傾斜面224bの近傍に配置し、核酸Nを第2傾斜面224bに捕捉することができる。そして、第2傾斜面224bに核酸Nが捕捉された状態で、処理液TL1が吸引されて前処理室224内に移送される。次いで、図16(B)に示すように、磁石322が第2位置に移動して核酸Nが解放された後、処理液TL1が収容室210に吐出される。
On the other hand, in the pre-processing unit 204 according to the modified examples 4 and 5, as shown in FIG. 16A, the magnet 322 is disposed in the vicinity of the second inclined surface 224b, and the nucleic acid N is placed on the second inclined surface 224b. Can be captured. Then, with the nucleic acid N captured by the second inclined surface 224b, the processing liquid TL1 is sucked and transferred into the pretreatment chamber 224. Next, as shown in FIG. 16B, after the magnet 322 moves to the second position and the nucleic acid N is released, the treatment liquid TL1 is discharged into the storage chamber 210.
核酸Nの粒塊は、第1傾斜面224aよりも傾斜の急な第2傾斜面224bに付着しているため、処理液TL1が吐出される際に、この粒塊に強い水流を当てることができる。これにより、図16(C)に示すように、核酸Nの粒塊を崩して、核酸Nを処理液TL1に分散させることができる。その結果、前処理に要する時間を短縮することができる。
Since the nucleic acid N agglomerates adhere to the second inclined surface 224b that is steeper than the first inclined surface 224a, a strong water flow may be applied to the agglomerates when the processing liquid TL1 is discharged. it can. As a result, as shown in FIG. 16C, the nucleic acid N can be broken and the nucleic acid N can be dispersed in the treatment liquid TL1. As a result, the time required for preprocessing can be shortened.
磁石322は、第2傾斜面224bにおける前処理室224とニードル226との接続部近傍に配置することが好ましい。すなわち、磁石322は、第2傾斜面224bのうち、第1傾斜面224aとニードル226とが接続されてなる屈曲部と対向する位置に配置されることが好ましい。この場合、前処理部204の内部空間の断面積(水平方向における断面積)が急激に変化する位置で、核酸Nが捕捉される。これにより、核酸Nの粒塊により一層強い水流を当てることができる。また、内部空間の断面積が急激に変化する位置では渦が発生しやすいため、核酸Nをより確実に分散、撹拌することができる。
The magnet 322 is preferably disposed in the vicinity of the connection portion between the pretreatment chamber 224 and the needle 226 on the second inclined surface 224b. That is, it is preferable that the magnet 322 is disposed at a position facing the bent portion formed by connecting the first inclined surface 224a and the needle 226 in the second inclined surface 224b. In this case, the nucleic acid N is captured at a position where the cross-sectional area (the cross-sectional area in the horizontal direction) of the internal space of the pretreatment unit 204 changes rapidly. Thereby, a stronger water flow can be applied to the agglomerates of the nucleic acid N. Further, since the vortex is likely to occur at a position where the cross-sectional area of the internal space changes rapidly, the nucleic acid N can be more reliably dispersed and stirred.
なお、磁石322の配置は、例えば吸引する処理液の量に応じて変更してもよい。すなわち、前処理に用いられる処理液は、その種類によって必要量が大きく異なる場合がある。一連の前処理を同一の前処理部204で実施すると、必要量の少ない処理液を用いた前処理では、処理液が前処理室224の下端部までしか到達しないか、さらには前処理室224まで到達しない可能性がある。この場合、処理液中に分散した核酸Nを十分に捕捉することが困難となる。
Note that the arrangement of the magnets 322 may be changed according to the amount of the processing liquid to be sucked, for example. That is, the required amount of the processing liquid used for the pretreatment may vary greatly depending on the type. When a series of pretreatments are performed in the same pretreatment unit 204, in the pretreatment using a small amount of treatment liquid, the treatment liquid reaches only the lower end portion of the pretreatment chamber 224, or further, the pretreatment chamber 224. May not reach. In this case, it becomes difficult to sufficiently capture the nucleic acid N dispersed in the treatment liquid.
これに対し、第2傾斜面224bを備える前処理部204によれば、磁石322を配置可能な範囲を広げることができる。すなわち、ニードル226に対して略平行に延在する第2傾斜面224bを前処理室224に設けることで、磁石322を第2傾斜面224bの上端からニードル226の下端にかけて自由に当接させることができる。このため、処理液の量に合わせて最適な位置に磁石322を当接させることができる。
On the other hand, according to the pre-processing part 204 provided with the 2nd inclined surface 224b, the range which can arrange | position the magnet 322 can be expanded. That is, by providing the pretreatment chamber 224 with the second inclined surface 224b extending substantially parallel to the needle 226, the magnet 322 can be freely brought into contact with the lower end of the needle 226 from the upper end of the second inclined surface 224b. Can do. For this reason, the magnet 322 can be brought into contact with the optimum position according to the amount of the processing liquid.
全ての処理液での前処理が完了した後、反応液にDNAポリメラーゼやプライマー、蛍光プローブが混合される。その後、前処理部204は、容器嵌合部216の開口部216aと対向する位置に移動される。そして、前処理室224において前処理が施された反応液は、前処理部204から開口部216aに吐出される。吐出された反応液は、開口部216aに接続された基板入口114から、核酸増幅反応容器100内に注入される。これにより、反応液を簡単に核酸増幅反応容器100に注入することができる。反応液は、基板出口116に到達するまで核酸増幅反応容器100に注入される。これにより、より確実に反応室108内を反応液で満たすことができ、また反応室108内の気泡を除去することができる。
After pretreatment with all treatment solutions is completed, DNA polymerase, primers, and fluorescent probes are mixed in the reaction solution. Thereafter, the pretreatment unit 204 is moved to a position facing the opening 216 a of the container fitting unit 216. Then, the reaction liquid that has been pretreated in the pretreatment chamber 224 is discharged from the pretreatment unit 204 to the opening 216a. The discharged reaction solution is injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100 from the substrate inlet 114 connected to the opening 216a. Thereby, the reaction solution can be easily injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100. The reaction solution is injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100 until it reaches the substrate outlet 116. Thereby, the reaction chamber 108 can be more reliably filled with the reaction solution, and bubbles in the reaction chamber 108 can be removed.
核酸増幅反応容器100に反応液が注入される際、ポンプ308の駆動は、注入開始から所定時間までの平均注入速度が、当該所定時間から注入終了までの平均注入速度よりも遅くなるように制御される。これにより、気泡の発生を抑制することができる。また、ポンプ308は、所定量の反応液が核酸増幅反応容器100に注入された後、注入された反応液の一部を吸引するように制御される。これにより、反応室108内の気泡をより確実に除去することができる。吸引前に核酸増幅反応容器100に注入される反応液の量は、例えば第1連通路110と反応室108との合計容積以上の量である。
When the reaction solution is injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100, the drive of the pump 308 is controlled so that the average injection speed from the start of injection to a predetermined time is slower than the average injection speed from the predetermined time to the end of injection. Is done. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble can be suppressed. The pump 308 is controlled so as to suck a part of the injected reaction solution after a predetermined amount of the reaction solution is injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100. Thereby, the bubbles in the reaction chamber 108 can be more reliably removed. The amount of the reaction solution injected into the nucleic acid amplification reaction vessel 100 before the suction is, for example, an amount that is equal to or greater than the total volume of the first communication path 110 and the reaction chamber 108.
核酸増幅反応容器100への反応液の注入が完了すると、制御部600によりホルダ回動モータ304が駆動され、核酸増幅反応容器100と第4温度部410とが対向するようにホルダ部202が回動される。なお、前処理部204と容器嵌合部216の開口部216aとが対向する位置において核酸増幅反応容器100と第4温度部410とが対向するように各部が位置合わせされている場合には、この動作を省略することができる。
When the injection of the reaction solution into the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is completed, the holder rotation motor 304 is driven by the control unit 600, and the holder unit 202 is rotated so that the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and the fourth temperature unit 410 face each other. Moved. In addition, when each part is aligned so that the nucleic acid amplification reaction container 100 and the fourth temperature part 410 face each other at a position where the pretreatment part 204 and the opening part 216a of the container fitting part 216 face each other, This operation can be omitted.
続いて、核酸増幅反応容器100と第4温度部410とが対向した状態で、ホルダ上下移動モータ306が駆動され、核酸増幅反応容器100が鉛直方向下方に移動される。そして、核酸増幅反応容器100の熱溶着部120に位置するカバーフィルム104が第4温度部410の熱溶融部410aに当接する。これにより、熱溶着部120において、基板102及びカバーフィルム104の第1連通路110を画成する部分同士、及び第2連通路112を画成する部分同士が熱溶着され、第1連通路110及び第2連通路112が封止される。核酸増幅装置1が第4温度部410を有することで、第1連通路110及び第2連通路112を簡単に封止することができるため、核酸増幅反応に要する手順を簡略化することができる。
Subsequently, the holder vertical movement motor 306 is driven in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and the fourth temperature unit 410 face each other, and the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is moved downward in the vertical direction. And the cover film 104 located in the heat welding part 120 of the nucleic acid amplification reaction container 100 contacts the heat melting part 410a of the fourth temperature part 410. Thereby, in the heat welding part 120, the part which defines the 1st communicating path 110 of the board | substrate 102 and the cover film 104, and the parts which define the 2nd communicating path 112 are heat-welded, and the 1st communicating path 110 is comprised. And the 2nd communicating path 112 is sealed. Since the nucleic acid amplification device 1 includes the fourth temperature unit 410, the first communication path 110 and the second communication path 112 can be easily sealed, and thus the procedure required for the nucleic acid amplification reaction can be simplified. .
第1連通路110及び第2連通路112が封止された後、核酸増幅反応が開始される。核酸増幅反応において、駆動部300は、第1温度部404、第3温度部408及び第2温度部406の順に、核酸増幅反応容器100の下面を各温度部に当接させる。すなわち、まず核酸増幅反応容器100は、第1温度部404に当接される。これにより、反応液の温度が熱変性温度となり、反応液中の核酸が熱変性する。熱変性反応の時間は、例えば約2秒である。次に、核酸増幅反応容器100は、第3温度部408に当接される。これにより、反応液の温度が低下して、アニーリング反応が起こる温度に近づく。
After the first communication path 110 and the second communication path 112 are sealed, the nucleic acid amplification reaction is started. In the nucleic acid amplification reaction, the driving unit 300 causes the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 to contact each temperature unit in the order of the first temperature unit 404, the third temperature unit 408, and the second temperature unit 406. That is, first, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is brought into contact with the first temperature unit 404. Thereby, the temperature of the reaction solution becomes the heat denaturation temperature, and the nucleic acid in the reaction solution is heat denatured. The time for the heat denaturation reaction is, for example, about 2 seconds. Next, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is brought into contact with the third temperature unit 408. As a result, the temperature of the reaction solution decreases and approaches the temperature at which the annealing reaction occurs.
第3温度部408に核酸増幅反応容器100を当接させてから所定時間が経過した後、核酸増幅反応容器100は、第2温度部406に当接される。これにより、反応液の温度がアニーリング温度に維持され、反応液中の核酸がアニーリングする。アニーリング反応の時間は、例えば約5秒である。以上の工程を1サイクルとして、例えば30サイクル繰り返される。以上の工程により核酸増幅反応が終了する。核酸増幅反応全体の時間は5分程度である。
After a predetermined time has elapsed since the nucleic acid amplification reaction vessel 100 was brought into contact with the third temperature unit 408, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is brought into contact with the second temperature unit 406. Thereby, the temperature of the reaction solution is maintained at the annealing temperature, and the nucleic acid in the reaction solution is annealed. The annealing reaction time is, for example, about 5 seconds. The above process is set as one cycle, for example, 30 cycles are repeated. The nucleic acid amplification reaction is completed by the above steps. The entire nucleic acid amplification reaction takes about 5 minutes.
核酸増幅反応が終了した後、制御部600により発光部502の光源が点灯される。これにより、発光部502から励起光が出射され、核酸増幅反応容器100に照射される。核酸増幅反応容器100に励起光が照射されると、反応液中の蛍光プローブが励起されて蛍光を発する。この蛍光は、核酸増幅反応容器100に外部に出射され、受光部504によって受光される。測定部500が取得した測定結果は制御部600に送られ、表示部8に表示される。以上の工程により、核酸増幅装置1の使用者は、増幅された核酸の量等の情報を取得することができる。
After the nucleic acid amplification reaction is completed, the light source of the light emitting unit 502 is turned on by the control unit 600. As a result, excitation light is emitted from the light emitting unit 502 and irradiated onto the nucleic acid amplification reaction vessel 100. When the nucleic acid amplification reaction vessel 100 is irradiated with excitation light, the fluorescent probe in the reaction solution is excited to emit fluorescence. This fluorescence is emitted to the outside of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and received by the light receiving unit 504. The measurement result acquired by the measurement unit 500 is sent to the control unit 600 and displayed on the display unit 8. Through the above steps, the user of the nucleic acid amplification device 1 can acquire information such as the amount of amplified nucleic acid.
核酸増幅反応の測定が収容した後、前処理部204は、図示しない脱離機構によりシリンジ320から取り外され、筒状部214に挿入される。核酸増幅装置1の使用者は、蓋部6を開いて、核酸増幅装置用カートリッジ200を装置外に取り出すことができる。取り出された核酸増幅装置用カートリッジ200は廃棄される。核酸増幅装置用カートリッジ200が装置外に取り出される際、ニードル226は筒状部214に挿入された状態であるため、使用者は安全に核酸増幅装置用カートリッジ200を取り出し、廃棄することができる。
After the measurement of the nucleic acid amplification reaction is accommodated, the pretreatment unit 204 is removed from the syringe 320 by a desorption mechanism (not shown) and inserted into the cylindrical unit 214. The user of the nucleic acid amplification device 1 can open the lid 6 and take out the cartridge 200 for nucleic acid amplification device from the device. The removed cartridge 200 for nucleic acid amplification device is discarded. When the nucleic acid amplification device cartridge 200 is taken out of the device, the needle 226 is inserted into the cylindrical portion 214, so that the user can safely remove the nucleic acid amplification device cartridge 200 and discard it.
以上説明したように、本実施の形態に係る核酸増幅反応容器100は、凹部102aを有する基板102と、凹部102aを覆うカバーフィルム104と、凹部102aとカバーフィルム104とで画成される反応室108とを有する。反応室108は、カバーフィルム104側が温度調節部400の各温度部に熱的に接続され、これにより反応室108内で核酸増幅反応が行われる。そして、カバーフィルム104における反応室108を画成する部分104aの厚みM2は、基板102における凹部102aの底面を形成する部分102bの厚みM1よりも薄い。これにより、反応液の温度をより高精度に調節することができる。このため、核酸増幅反応を安定化させることができる。また、温度調節部400による反応液の温度調節をより迅速化、均一化することができる。このため、核酸の増幅効率を向上させることができる。
As described above, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 according to the present embodiment has the reaction chamber defined by the substrate 102 having the recess 102a, the cover film 104 covering the recess 102a, and the recess 102a and the cover film 104. 108. In the reaction chamber 108, the cover film 104 side is thermally connected to each temperature part of the temperature adjustment unit 400, whereby a nucleic acid amplification reaction is performed in the reaction chamber 108. The thickness M2 of the portion 104a that defines the reaction chamber 108 in the cover film 104 is smaller than the thickness M1 of the portion 102b that forms the bottom surface of the recess 102a in the substrate 102. Thereby, the temperature of the reaction solution can be adjusted with higher accuracy. For this reason, the nucleic acid amplification reaction can be stabilized. In addition, the temperature adjustment of the reaction solution by the temperature adjustment unit 400 can be speeded up and made uniform. For this reason, nucleic acid amplification efficiency can be improved.
また、核酸増幅反応容器100は、熱溶着部120を有する。そして、反応室108に反応液が流入した状態で、熱溶着部120において、基板102及びカバーフィルム104が熱溶着されて、第1連通路110及び第2連通路112が封止される。これにより、核酸増幅反応を実施する際の手順を簡略化することができる。よって、核酸増幅反応を簡便に実施することができる。その結果、核酸増幅反応に要する時間を短縮することができる。
Further, the nucleic acid amplification reaction vessel 100 has a heat welding part 120. Then, with the reaction liquid flowing into the reaction chamber 108, the substrate 102 and the cover film 104 are thermally welded in the heat welding portion 120, and the first communication passage 110 and the second communication passage 112 are sealed. Thereby, the procedure at the time of implementing a nucleic acid amplification reaction can be simplified. Therefore, the nucleic acid amplification reaction can be carried out easily. As a result, the time required for the nucleic acid amplification reaction can be shortened.
また、本実施の形態に係る核酸増幅装置1は、核酸増幅反応容器100を鉛直方向に対して傾斜した状態で支持する容器支持部212と、反応液の温度を核酸増幅反応の温度サイクルとなるように変化させる温度調節部400と、容器支持部212と温度調節部400とを相対的に上下に離間、近接させて核酸増幅反応容器100の下面を温度調節部400に当接させる駆動部300とを備える。これにより、核酸増幅反応容器100内の気泡を除去しやすくするとともに、核酸増幅反応容器100と温度調節部400とをより正確に当接させることができる。したがって、核酸増幅反応の安定化を図ることができる。また、核酸増幅反応を高精度に実施することができ、核酸の増幅効率を向上させることができる。
In addition, the nucleic acid amplification device 1 according to the present embodiment has a container support unit 212 that supports the nucleic acid amplification reaction container 100 in a state inclined with respect to the vertical direction, and the temperature of the reaction solution becomes a temperature cycle of the nucleic acid amplification reaction. The temperature control unit 400 to be changed in this manner, the container support unit 212, and the temperature control unit 400 are relatively spaced apart from each other in the vertical direction, and the drive unit 300 that makes the lower surface of the nucleic acid amplification reaction vessel 100 contact the temperature control unit 400. With. Thereby, it is possible to easily remove bubbles in the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and to bring the nucleic acid amplification reaction vessel 100 and the temperature control unit 400 into contact with each other more accurately. Therefore, the nucleic acid amplification reaction can be stabilized. Further, the nucleic acid amplification reaction can be performed with high accuracy, and the nucleic acid amplification efficiency can be improved.
また、核酸増幅装置1において、駆動部300は、処理液を収容する複数の収容室210を有するホルダ部202と、前処理室224を有する前処理部204とを、回動軸X1周りに相対的に回動させる。これにより、複数の収容室210のそれぞれと対向する位置に前処理部204を順次移動させ、各収容室210に収容される処理液を用いた反応液の前処理が実施される。このため、反応液の前処理をより簡便に実施することができる。この結果、核酸増幅反応をより簡便に実施することができる。
Further, in the nucleic acid amplification device 1, the driving unit 300 relatively moves the holder unit 202 having the plurality of storage chambers 210 for storing the processing liquid and the preprocessing unit 204 having the preprocessing chamber 224 around the rotation axis X1. To rotate. Accordingly, the pretreatment unit 204 is sequentially moved to a position facing each of the plurality of storage chambers 210, and the pretreatment of the reaction liquid using the treatment liquid stored in each of the storage chambers 210 is performed. For this reason, the pretreatment of the reaction solution can be performed more easily. As a result, the nucleic acid amplification reaction can be carried out more easily.
本発明は、上述した実施の形態や変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態や変形例も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態や変形例へのさらなる変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、変形例、及びさらなる変形それぞれの効果をあわせもつ。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications such as various design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art, and such modifications are added. The embodiments and modifications are also included in the scope of the present invention. New embodiments resulting from addition of further modifications to the above-described embodiments and modifications have the effects of the combined embodiments, modifications, and further modifications.