JP2017112842A - Heat cycle device and control method thereof - Google Patents

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健 富樫
Ken Togashi
健 富樫
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat cycle device capable of suppressing convection.SOLUTION: A heat cycle device comprises: an attachment part to which a substance amplification reaction container can be attached, the substance amplification reaction container stores a reaction liquid and a liquid having a specific gravity smaller than that of the reaction liquid, and not being mixed with the reaction liquid, and forms a channel in which a first channel and a second channel are connected through a bent part, and where the reaction liquid is moved; a first heating part for heating a first area on the channel to a first temperature; a second heating part for heating a second area on the channel to a second temperature higher than the first temperature; and a third heating part for heating a third area on the channel to a third temperature equal to the second temperature or higher than the second temperature, in which the first area is an end on the first channel side of the channel, the second area is an end on the second channel side of the channel and the third area is an area on the second channel different from the second area, or an area of the bent part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱サイクル装置および熱サイクル装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a heat cycle device and a control method for the heat cycle device.

現在、鼻腔拭い液などの検体を用いて、インフルエンザに代表される感染症診断を迅速に行う簡易検査キットが普及している。その多くはイムノクロマト法を利用したものであるが、より精度の高い検査を行う場合には、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR: Polymerase Chain Reaction)法が有効である。   At present, simple test kits for rapidly diagnosing infectious diseases typified by influenza using a sample such as a nasal wipe are widely used. Most of them use an immunochromatography method, but a polymerase chain reaction (PCR) method is effective for conducting a test with higher accuracy.

例えば特許文献1には、2水準の温度を有するオイル中を液滴が比重差で移動することにより、チューブ内で加熱冷却サイクルを行うPCR法が記載されている。特許文献1に記載の方法は、ヒートブロック全体の過熱冷却を繰り返す方法や、チューブを複数のヒートブロックに移動させる方法に比べ、PCR反応にかかる時間を短縮することができる。   For example, Patent Document 1 describes a PCR method in which a heating and cooling cycle is performed in a tube by moving droplets in oil having two levels of temperature with a specific gravity difference. The method described in Patent Document 1 can shorten the time required for the PCR reaction as compared with a method of repeating overheating cooling of the entire heat block or a method of moving a tube to a plurality of heat blocks.

特開2012−115208号公報JP 2012-115208 A

しかしながら、特許文献1の方法では、熱サイクル時に高温の容器端部に液滴(反応液)を保持する場合、高温のオイルの直上に低温のオイルが位置する。そのため、特許文献1の方法では、オイルの対流が生じて容器内の温度が変動し、PCR反応が不安定になって、核酸の増幅量がばらついてしまう可能性がある。   However, in the method of Patent Document 1, when a droplet (reaction liquid) is held at the end of a high-temperature container during a thermal cycle, the low-temperature oil is positioned immediately above the high-temperature oil. Therefore, in the method of Patent Document 1, convection of oil occurs, the temperature in the container fluctuates, the PCR reaction becomes unstable, and the nucleic acid amplification amount may vary.

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、対流を抑制することができる熱サイクル装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、対流を抑制することができる熱サイクル装置の制御方法を提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a thermal cycler capable of suppressing convection. Another object of some aspects of the present invention is to provide a method for controlling a thermal cycler that can suppress convection.

本発明に係る熱サイクル装置は、
反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第1流路と第2流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成している物質増幅反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の第1領域を、第1温度に加熱可能な第1加熱部と、
前記流路の第2領域を、前記第1温度よりも高い第2温度に加熱可能な第2加熱部と、
前記流路の第3領域を、前記第2温度と同じか、前記第2温度よりも高い第3温度に加熱可能な第3加熱部と、
を含み、
前記第1領域は、前記流路の前記第1流路側の端部であり、
前記第2領域は、前記流路の前記第2流路側の端部であり、
前記第3領域は、前記第2領域とは異なる前記第2流路の領域、または前記屈曲部の領域である。
The thermal cycle apparatus according to the present invention is
The reaction liquid and a liquid having a specific gravity smaller than that of the reaction liquid and immiscible with the reaction liquid are filled, and the first flow path and the second flow path are connected via a bent portion, so that the reaction liquid is A mounting portion on which a substance amplification reaction vessel forming a moving flow path can be mounted;
A first heating section capable of heating the first region of the flow path to a first temperature;
A second heating part capable of heating the second region of the flow path to a second temperature higher than the first temperature;
A third heating section capable of heating the third region of the flow path to a third temperature that is the same as or higher than the second temperature;
Including
The first region is an end of the channel on the first channel side,
The second region is an end of the channel on the second channel side,
The third region is a region of the second flow path different from the second region, or a region of the bent portion.

このような熱サイクル装置では、反応液を第2領域に保持している間、第2領域よりも低温となる第1領域は、第2領域に対して重力の作用する方向で上(第2領域の直上)には位置せず、第2領域の直上には、第2領域よりも高温となる第3領域が位置している。
したがって、このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。
In such a heat cycle apparatus, while the reaction solution is held in the second region, the first region that is lower in temperature than the second region is located above the second region in the direction in which gravity acts (second A third region that is higher in temperature than the second region is positioned directly above the second region, not directly above the region.
Therefore, in such a heat cycle device, convection of the liquid can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第3加熱部は、前記第2流路の前記第3領域を加熱してもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The third heating unit may heat the third region of the second flow path.

このような熱サイクル装置では、第3加熱部が屈曲部を加熱する場合に比べて、第1加熱部と第3加熱部との間の距離を大きくすることができる。これにより、このような熱サイクル装置では、第1領域の液体と第3領域の液体との間の熱の干渉を抑制することができる。   In such a heat cycle device, the distance between the first heating unit and the third heating unit can be increased as compared with the case where the third heating unit heats the bent portion. Thereby, in such a heat cycle device, interference of heat between the liquid in the first region and the liquid in the third region can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第1流路の中心軸と前記第2流路の中心軸とのなす角度は、90°であってもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The angle formed by the central axis of the first flow path and the central axis of the second flow path may be 90 °.

このような熱サイクル装置では、反応液を第2領域に保持している間、より確実に、第1領域を、第2領域の直上に位置させないことができる。   In such a heat cycle device, the first region can be more reliably not positioned immediately above the second region while the reaction solution is held in the second region.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記物質増幅反応容器を、第1配置および第2配置に切り換える駆動機構と、
前記物質増幅反応容器を、前記第1配置に所定時間維持した後に、前記第2配置に所定時間維持するように、前記駆動機構を制御する制御部と、
を含み、
前記第1配置は、前記第2領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記第2領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であってもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
A drive mechanism for switching the substance amplification reaction vessel between the first arrangement and the second arrangement;
A controller that controls the drive mechanism so that the substance amplification reaction container is maintained in the second arrangement for a predetermined time after being maintained in the first arrangement;
Including
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
The second arrangement may be an arrangement in which the first area is lower than the second area and the third area in a direction in which gravity acts.

このような熱サイクル装置では、自動で、物質増幅反応容器を、第1配置および第2配置に切り換えることができる。   In such a heat cycle apparatus, the substance amplification reaction vessel can be automatically switched between the first arrangement and the second arrangement.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記駆動機構は、前記物質増幅反応容器を、第3配置および第4配置に切り換え、
前記第1配置は、前記第2領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第3配置は、前記屈曲部が前記第2領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第4配置は、前記屈曲部が前記第1領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であってもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The drive mechanism switches the substance amplification reaction vessel between a third arrangement and a fourth arrangement,
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the bent part in a direction in which gravity acts,
The second arrangement is an arrangement in which the first region is lower than the bent portion in the direction in which gravity acts,
The third arrangement is an arrangement in which the bent portion is below the second region in the direction in which gravity acts,
The fourth arrangement may be an arrangement in which the bent portion is below the first region in the direction in which gravity acts.

このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。   In such a heat cycle device, liquid convection can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第1加熱部には、前記第1領域が挿入可能な第1開口部が設けられ、
前記第2加熱部には、前記第2領域が挿入可能な第2開口部が設けられ、
前記第3加熱部には、前記第3領域が挿入可能な第3開口部が設けられていてもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The first heating unit is provided with a first opening into which the first region can be inserted,
The second heating unit is provided with a second opening into which the second region can be inserted,
The third heating unit may be provided with a third opening into which the third region can be inserted.

このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。   In such a heat cycle device, liquid convection can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第1開口部、前記第2開口部、および前記第3開口部は、前記装着部であってもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The first opening, the second opening, and the third opening may be the mounting portion.

このような熱サイクル装置では、対流を抑制することができる。   In such a heat cycle device, convection can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置において、
前記反応液は、核酸を含んでもよい。
In the thermal cycle apparatus according to the present invention,
The reaction solution may contain a nucleic acid.

このような熱サイクル装置では、対流を抑制することができる。   In such a heat cycle device, convection can be suppressed.

本発明に係る熱サイクル装置の制御方法は、
物質増幅反応容器を第1配置および第2配置に切り換える制御を行う熱サイクル装置の制御方法であって、
前記物質増幅反応容器は、反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第1流路と第2流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成し、
前記流路の第1領域は、第1温度で加熱され、
前記流路の第2領域は、前記第1温度よりも高い第2温度で加熱され、
前記流路の第3領域は、前記第2温度と同じか、前記第2温度よりも高い第3温度で加熱され、
前記第1領域は、前記流路の前記第1流路側の端部であり、
前記第2領域は、前記流路の前記第2流路側の端部であり、
前記第3領域は、前記第2領域とは異なる前記第2流路の領域、または前記屈曲部の領域であり、
前記第1配置は、前記第2領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第1配置に所定時間維持された後に、前記第2配置に所定時間維持されるように制御を行う。
The control method of the heat cycle apparatus according to the present invention is as follows:
A control method for a thermal cycle apparatus that performs control for switching a substance amplification reaction vessel between a first arrangement and a second arrangement,
The substance amplification reaction vessel is filled with a reaction liquid and a liquid having a specific gravity smaller than that of the reaction liquid and immiscible with the reaction liquid, and the first flow path and the second flow path are connected via a bent portion. Forming a flow path through which the reaction solution moves,
The first region of the flow path is heated at a first temperature;
The second region of the flow path is heated at a second temperature higher than the first temperature;
The third region of the flow path is heated at a third temperature that is the same as or higher than the second temperature,
The first region is an end of the channel on the first channel side,
The second region is an end of the channel on the second channel side,
The third region is a region of the second flow path different from the second region, or a region of the bent portion,
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
The second arrangement is an arrangement in which the first region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
Control is performed so that the second arrangement is maintained for a predetermined time after the first arrangement is maintained for a predetermined time.

このような熱サイクル装置の制御方法では、対流を抑制することができる。   In such a control method of the heat cycle apparatus, convection can be suppressed.

本実施形態に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the thermal cycle apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the control method of the heat cycle apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the control method of the heat cycle apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the control method of the heat cycle apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る熱サイクル装置の処理を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the process of the heat cycle apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態の第1変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the heat cycle apparatus which concerns on the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第2変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the heat cycle apparatus which concerns on the 2nd modification of this embodiment. 本実施形態の第2変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the heat cycle apparatus which concerns on the 2nd modification of this embodiment. 本実施形態の第3変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the heat cycle apparatus which concerns on the 3rd modification of this embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 熱サイクル装置
1.1. 構成
まず、本実施形態に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る熱サイクル装置100を模式的に示す図である。なお、図1では、重力の作用する方向(以下、「重力作用方向」ともいう)であって、下方向を矢印gで示している。
1. Thermal cycle apparatus 1.1. Configuration First, a thermal cycle apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a heat cycle apparatus 100 according to the present embodiment. In FIG. 1, the direction in which gravity acts (hereinafter also referred to as “gravity acting direction”), and the downward direction is indicated by an arrow g.

熱サイクル装置100は、図1に示すように、物質増幅反応容器10を装着可能な加熱部20,22,24と、駆動機構30と、制御部40と、を含む。図1では、加熱部20,22,24に、物質増幅反応容器10が固定された状態を示している。   As shown in FIG. 1, the thermal cycle apparatus 100 includes heating units 20, 22, and 24 to which the substance amplification reaction vessel 10 can be attached, a drive mechanism 30, and a control unit 40. In FIG. 1, the substance amplification reaction vessel 10 is fixed to the heating units 20, 22, and 24.

物質増幅反応容器10には、反応液4および液体6が充填されている。反応液4は、液体6の中に液滴の状態で保持されている。反応液4は、液体6よりも比重が大きいため、例えば、物質増幅反応容器10の重力作用方向における最下部の領域に位置している。反応液4は、例えば、PCRによって増幅されるDNA(標的核酸)、DNAを増幅するために必要なDNAポリメラーゼなどの酵素、およびプライマー、および核酸の増幅産物を検出するための蛍光プローブ等を含む。液体6は、反応液4とは混和しない、すなわち混ざり合わない液体である。液体6は、反応液4よりも比重が小さい。液体6は、例えば、ジメチルシリコーンオイル、パラフィンオイルなどである。   The substance amplification reaction vessel 10 is filled with the reaction solution 4 and the liquid 6. The reaction liquid 4 is held in the liquid 6 in the form of droplets. Since the specific gravity of the reaction liquid 4 is larger than that of the liquid 6, for example, the reaction liquid 4 is located in the lowermost region in the gravity acting direction of the substance amplification reaction vessel 10. The reaction solution 4 includes, for example, DNA (target nucleic acid) amplified by PCR, an enzyme such as DNA polymerase necessary for amplifying the DNA, a primer, a fluorescent probe for detecting a nucleic acid amplification product, and the like. . The liquid 6 is a liquid that is not miscible with the reaction liquid 4, that is, does not mix. The liquid 6 has a specific gravity smaller than that of the reaction liquid 4. The liquid 6 is, for example, dimethyl silicone oil or paraffin oil.

物質増幅反応容器10の材質は、例えば、ガラス、高分子、金属などである。物質増幅反応容器10は、反応液4が移動する流路12を形成している。流路12は、第1流路14と、第2流路16と、屈曲部18と、を有している。   The material of the substance amplification reaction vessel 10 is, for example, glass, polymer, metal or the like. The substance amplification reaction vessel 10 forms a flow path 12 through which the reaction solution 4 moves. The flow channel 12 includes a first flow channel 14, a second flow channel 16, and a bent portion 18.

第1流路14と第2流路16とは、屈曲部18を介して接続されている。すなわち、流路12は、屈曲している部分を有している。流路14,16は、直線状に延出している。図示の例では、第1流路14の中心軸αと、第2流路16の中心軸βと、のなす角度θは、90°である。物質増幅反応容器10は、反応液4および液体6が注入されるための蓋(図示せず)を有し、該蓋は、物質増幅反応容器10の屈曲部18を形成する部分に設けられていてもよい。   The first flow path 14 and the second flow path 16 are connected via a bent portion 18. That is, the channel 12 has a bent portion. The flow paths 14 and 16 extend linearly. In the illustrated example, the angle θ formed by the central axis α of the first flow path 14 and the central axis β of the second flow path 16 is 90 °. The substance amplification reaction vessel 10 has a lid (not shown) for injecting the reaction solution 4 and the liquid 6, and the lid is provided at a portion where the bent portion 18 of the substance amplification reaction vessel 10 is formed. May be.

第1流路14は、第1領域12aを有している。第1領域12aは、流路12の第1流路14側の端部である。すなわち、第1領域12aは、第1流路14の屈曲部18側とは反対側の端部である。第2流路16は、第2領域12bおよび第3領域12cを有している。第2領域12bは、流路12の第2流路16側の端部である。すなわち、第2領域12bは、第2流路16の屈曲部18側とは反対側の端部である。第3領域12cは、第2領域12bとは異なる第2流路16の領域である。第3領域12cは、第2領域12bよりも屈曲部18側に設けられている。   The first flow path 14 has a first region 12a. The first region 12a is an end of the flow channel 12 on the first flow channel 14 side. That is, the first region 12a is an end portion of the first flow path 14 on the side opposite to the bent portion 18 side. The second flow path 16 has a second region 12b and a third region 12c. The second region 12b is an end of the flow channel 12 on the second flow channel 16 side. That is, the second region 12b is an end portion of the second flow path 16 on the side opposite to the bent portion 18 side. The third region 12c is a region of the second flow path 16 that is different from the second region 12b. The third region 12c is provided closer to the bent portion 18 than the second region 12b.

第1加熱部20、第2加熱部22、および第3加熱部24は、図示しないヒーターから発生した熱を、物質増幅反応容器10に伝える部材である。加熱部20,22,24は、例えば、物質増幅反応容器10に接している。加熱部20,22,24は、例えば、アルミニウム製のヒートブロックである。ヒートブロックをアルミニウム製とすることで、物質増幅反応容器10を効率よく加熱することができる。また、ヒートブロックにおいて温度の均一性を向上させることができ、精度の高い熱サイクルを実現することができる。また、加工が容易なので、ヒートブロックを高い精度で成型することができる。   The first heating unit 20, the second heating unit 22, and the third heating unit 24 are members that transmit heat generated from a heater (not shown) to the substance amplification reaction vessel 10. The heating units 20, 22, and 24 are in contact with the substance amplification reaction vessel 10, for example. The heating units 20, 22, and 24 are, for example, aluminum heat blocks. By making the heat block made of aluminum, the substance amplification reaction vessel 10 can be efficiently heated. Moreover, the uniformity of temperature can be improved in the heat block, and a highly accurate thermal cycle can be realized. Moreover, since processing is easy, a heat block can be shape | molded with high precision.

第1加熱部20には、第1領域12aが挿入可能な第1開口部21が設けられている。図示の例では、第1開口部21は、有底の穴である。第1加熱部20は、第1領域12a
の液体6を第1温度に加熱可能である。第1温度は、例えば、55℃以上72℃以下であり、好ましくは60℃である。第1温度は、PCR反応において、アニーリング(プライマーの1本鎖DNAに結合する反応)および伸長反応(プライマーを始点としてDNAの相補鎖が形成される反応)に適した温度である。第1開口部21が有低の穴であることにより、第1開口部21が貫通孔である場合に比べて、第1加熱部20は、第1領域12aの液体6を効率よく加熱することができる。
The first heating unit 20 is provided with a first opening 21 into which the first region 12a can be inserted. In the illustrated example, the first opening 21 is a bottomed hole. The first heating unit 20 includes the first region 12a.
The liquid 6 can be heated to the first temperature. The first temperature is, for example, 55 ° C. or more and 72 ° C. or less, and preferably 60 ° C. The first temperature is a temperature suitable for annealing (reaction that binds to the single-stranded DNA of the primer) and extension reaction (reaction in which a complementary strand of DNA is formed starting from the primer) in the PCR reaction. Compared with the case where the 1st opening part 21 is a through-hole, the 1st heating part 20 heats the liquid 6 of the 1st area | region 12a more efficiently than the case where the 1st opening part 21 is a through-hole. Can do.

第2加熱部22には、第2領域12bが挿入可能な第2開口部23が設けられている。図示の例では、第2開口部23は、有底の穴である。第2加熱部22は、第2領域12bの液体6を第2温度に加熱可能である。第2温度は、第1温度よりも高く、例えば、92℃以上97℃以下であり、好ましくは95℃である。第2温度は、PCR反応において、変性(2本鎖DNAの解離)に適した温度である。第2開口部23が有低の穴であることにより、第2開口部23が貫通孔である場合に比べて、第2加熱部22は、第2領域12bの液体6を効率よく加熱することができる。   The second heating unit 22 is provided with a second opening 23 into which the second region 12b can be inserted. In the illustrated example, the second opening 23 is a hole with a bottom. The second heating unit 22 can heat the liquid 6 in the second region 12b to the second temperature. The second temperature is higher than the first temperature, for example, 92 ° C. or more and 97 ° C. or less, and preferably 95 ° C. The second temperature is a temperature suitable for denaturation (dissociation of double-stranded DNA) in the PCR reaction. Compared to the case where the second opening 23 is a through-hole, the second heating unit 22 efficiently heats the liquid 6 in the second region 12b because the second opening 23 is a hole having a height. Can do.

第3加熱部24には、第3領域12cが挿入可能な第3開口部25が設けられている。図示の例では、第3開口部25は、貫通孔である。第3加熱部24は、第3領域12cの液体6を第3温度に加熱可能である。第3温度は、第2温度と同じか、第2温度よりも高く(第3温度は第2温度以上であり)、例えば、92℃以上110℃以下であり、好ましくは100℃である。第3温度は、反応液4に含まれる酵素が失活する温度未満である。   The third heating unit 24 is provided with a third opening 25 into which the third region 12c can be inserted. In the illustrated example, the third opening 25 is a through hole. The third heating unit 24 can heat the liquid 6 in the third region 12c to the third temperature. The third temperature is the same as or higher than the second temperature (the third temperature is equal to or higher than the second temperature), and is, for example, 92 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, preferably 100 ° C. The third temperature is lower than the temperature at which the enzyme contained in the reaction solution 4 is deactivated.

加熱部20,22,24の温度は、図示せぬ温度センサーおよび制御部40によって制御されていてもよい。加熱部20,22,24にそれぞれ設けられた開口部21,23,25は、物質増幅反応容器10を装着可能な装着部である。   The temperatures of the heating units 20, 22, and 24 may be controlled by a temperature sensor and a control unit 40 (not shown). Openings 21, 23, and 25 provided in the heating units 20, 22, and 24 are mounting units to which the substance amplification reaction vessel 10 can be mounted.

駆動機構30は、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24を、第1配置、第2配置、第3配置、および第4配置に切り換える機構である。駆動機構30は、図示はしないが、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24を支持する支持部と、該支持部を回転させるモーターと、を有している。支持部の回転軸Qは、例えば、中心軸α,βと直交する方向である。図示の例では、回転軸Qの位置は、流路12の第1流路14側の端と流路12の第1流路14側の端とを結ぶ仮想直線Lに、中心軸α,βの交点Pから下ろした垂線の足の位置である。これにより、駆動機構30の小型化を図ることができ、熱サイクル装置100の小型化を図ることができる。駆動機構30は、モーターの動作により、回転軸Qを中心として、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24の位置関係を維持したまま支持部を回転させる。   The drive mechanism 30 is a mechanism that switches the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 to the first arrangement, the second arrangement, the third arrangement, and the fourth arrangement. Although not shown, the drive mechanism 30 includes a support unit that supports the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24, and a motor that rotates the support unit. The rotation axis Q of the support portion is, for example, a direction orthogonal to the central axes α and β. In the illustrated example, the position of the rotation axis Q is centered on the imaginary straight line L connecting the end of the flow path 12 on the first flow path 14 side and the end of the flow path 12 on the first flow path 14 side. It is the position of the leg of the perpendicular drawn from the intersection P. Thereby, size reduction of the drive mechanism 30 can be achieved, and size reduction of the heat cycle apparatus 100 can be achieved. The drive mechanism 30 rotates the support portion around the rotation axis Q while maintaining the positional relationship between the substance amplification reaction vessel 10 and the heating portions 20, 22, and 24 by the operation of the motor.

制御部40は、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24を、第1配置に所定時間維持した後に、第2配置に所定時間維持するように、駆動機構30を制御する。制御部40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)および記憶部(ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory))を含んで構成されている。記憶部には、例えば、駆動機構30を制御するための各種プログラム、データ等が記録されている。記憶部は、例えば、制御部40が行う各種処理の処理中のデータや処理結果等を一時的に記録する。   The control unit 40 controls the drive mechanism 30 so that the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 are maintained in the first arrangement for a predetermined time and then maintained in the second arrangement for a predetermined time. The control unit 40 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit (ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory)). For example, various programs and data for controlling the drive mechanism 30 are recorded in the storage unit. The storage unit temporarily records, for example, data during processing of various processes performed by the control unit 40, processing results, and the like.

1.2. 制御方法
図2〜図4は、熱サイクル装置100の制御方法を説明するための模式図である。図5は、熱サイクル装置100の処理を説明するためのフローチャートである。なお、便宜上、図2〜図4では、駆動機構30および制御部40の図示を省略している。また、図2〜図4では、重力作用方向であって、下方向を矢印gで示している。
1.2. Control Method FIGS. 2 to 4 are schematic diagrams for explaining a control method of the heat cycle apparatus 100. FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing of the heat cycle apparatus 100. For convenience, illustration of the drive mechanism 30 and the control unit 40 is omitted in FIGS. Moreover, in FIGS. 2-4, it is a gravity action direction, Comprising: The downward direction is shown by the arrow g.

まず、反応液4および液体6が充填された物質増幅反応容器10を、加熱部20,22,24に固定する(ステップS101)。例えば物質増幅反応容器10は、柔軟性のある樹脂で構成され、物質増幅反応容器10を曲げながら開口部21,23,25に挿入して、加熱部20,22,24に固定する。   First, the substance amplification reaction vessel 10 filled with the reaction solution 4 and the liquid 6 is fixed to the heating units 20, 22, and 24 (step S101). For example, the substance amplification reaction vessel 10 is made of a flexible resin, and the substance amplification reaction vessel 10 is inserted into the openings 21, 23, 25 while being bent, and fixed to the heating units 20, 22, 24.

ステップS101において、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24の配置は、第1配置である(図1参照)。第1配置は、図1に示すように、第2領域12bが、第1領域12a、第3領域12c、および屈曲部18よりも重力作用方向で下となる配置である。第1配置においては、例えば、重力作用方向における流路12の最下部に第2領域12bが位置している。したがって、液体6よりも比重の大きい反応液4は、第2領域12bに位置している。図示の例では、第2領域12aは、屈曲部18の直下に位置している。   In step S101, the arrangement of the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 is the first arrangement (see FIG. 1). As shown in FIG. 1, the first arrangement is an arrangement in which the second region 12 b is below the first region 12 a, the third region 12 c, and the bent portion 18 in the direction of gravity action. In the first arrangement, for example, the second region 12b is located at the lowest part of the flow path 12 in the direction of gravity action. Therefore, the reaction liquid 4 having a larger specific gravity than the liquid 6 is located in the second region 12b. In the illustrated example, the second region 12 a is located directly below the bent portion 18.

次に、加熱部20,22,24によって、物質増幅反応容器10を加熱する(ステップS102)。具体的には、第1加熱部20は、第1領域12aの液体6を第1温度に加熱する。第2加熱部22は、第2領域12bの液体6を第2温度に加熱する。第3加熱部24は、第3領域12cの液体6を第3温度に加熱する。   Next, the substance amplification reaction vessel 10 is heated by the heating units 20, 22, and 24 (step S102). Specifically, the first heating unit 20 heats the liquid 6 in the first region 12a to the first temperature. The second heating unit 22 heats the liquid 6 in the second region 12b to the second temperature. The third heating unit 24 heats the liquid 6 in the third region 12c to the third temperature.

ステップS102において、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24の配置は、第1配置であるので、反応液4は、第2温度に加熱される。したがって、ステップS102においては、反応液4に対して第2温度における反応(変性)が行われる。   In step S102, since the arrangement of the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 is the first arrangement, the reaction solution 4 is heated to the second temperature. Therefore, in step S102, the reaction (denaturation) is performed on the reaction solution 4 at the second temperature.

次に、制御部40は、第1配置において、第1の時間が経過したか否かを判定する(ステップS103)。第1の時間は、第1配置を保持する時間であり、変性に必要な時間である。具体的には、制御部40は、タイマーを含んで構成され、該タイマーが予め設定された時間を経過したか否かを判定する。本実施形態において、ステップS102に続いてステップS103が行われる場合、すなわち、1回目のステップS103が行われる場合は、制御部40は、温度センサー(第2加熱部22に接続された温度センサー)が所定の温度に達してから経過した時間が第1の時間となったか否かを判定する。   Next, the control unit 40 determines whether or not the first time has elapsed in the first arrangement (step S103). The first time is the time for maintaining the first arrangement, and is the time required for denaturation. Specifically, the control unit 40 includes a timer, and determines whether or not the preset time has elapsed. In this embodiment, when step S103 is performed following step S102, that is, when the first step S103 is performed, the control unit 40 is a temperature sensor (a temperature sensor connected to the second heating unit 22). It is determined whether or not the time elapsed since the temperature reached the predetermined temperature is the first time.

ステップS103において、第1の時間が経過したと判定した場合(Yesの場合)は、ステップS104へ進む。ステップS103において、第1の時間が経過していないと判定した場合(Noの場合)は、ステップS103が繰り返される。   When it is determined in step S103 that the first time has elapsed (in the case of Yes), the process proceeds to step S104. If it is determined in step S103 that the first time has not elapsed (in the case of No), step S103 is repeated.

ステップS103においてYesの場合、制御部40は、駆動機構30を制御して、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24を、第1配置から第2配置に切り換える(ステップS104)。これにより、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24は、図2に示す状態(第3配置)を経て、図3に示す状態(第2配置)となる。具体的には、図1に示す状態から、回転軸Qを中心として180°反時計回りに回転されて、図2に示す状態となり、さらに、図2に示す状態から、回転軸Qを中心として90°反時計回りに回転されて、図3に示す状態となる。   In the case of Yes in step S103, the control unit 40 controls the drive mechanism 30 to switch the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 from the first arrangement to the second arrangement (step S104). Thereby, the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 are changed to the state (second arrangement) shown in FIG. 3 through the state (third arrangement) shown in FIG. Specifically, from the state shown in FIG. 1, it is rotated counterclockwise by 180 ° around the rotation axis Q to be in the state shown in FIG. 2, and further from the state shown in FIG. 2 around the rotation axis Q. It is rotated by 90 ° counterclockwise to reach the state shown in FIG.

図2に示す状態(第3配置)は、屈曲部18が第2領域12bおよび第3領域12cよりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液4は、第2領域12bから第3領域12cを通って、屈曲部18に至る。図示の例では、屈曲部18は、第2領域12bの直下に位置している。   The state shown in FIG. 2 (third arrangement) is an arrangement in which the bent portion 18 is below the second region 12b and the third region 12c in the direction of gravity action. Therefore, the reaction solution 4 reaches the bent portion 18 from the second region 12b through the third region 12c. In the illustrated example, the bent portion 18 is located immediately below the second region 12b.

図3に示す状態(第2配置)は、第1領域12aが、第2領域12b、第3領域12c、および屈曲部18よりも重力作用方向で下となる配置である。第2配置においては、例えば、重力作用方向における流路12の最下部に第2領域12bが位置している。したが
って、反応液4は、屈曲部18から第1領域12aに至る。図示の例では、第1領域12aは、屈曲部18の直下に位置している。
The state (second arrangement) shown in FIG. 3 is an arrangement in which the first region 12a is below the second region 12b, the third region 12c, and the bent portion 18 in the direction of gravity action. In the second arrangement, for example, the second region 12b is located at the lowest part of the flow path 12 in the direction of gravity action. Therefore, the reaction solution 4 reaches the first region 12a from the bent portion 18. In the illustrated example, the first region 12 a is located directly below the bent portion 18.

次に、制御部40は、第2配置において、第2の時間が経過したか否かを判定する(ステップS105)。第2の時間は、第2配置を保持する時間であり、アニーリングおよび伸長反応に必要な時間である。制御部40は、第2配置に達してからの時間が第2の時間に達したか否かを判定する。具体的には、制御部40は、タイマーを含んで構成され、該タイマーが予め設定された時間を経過したか否かを判定する。ステップS105において、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24の配置は、第2配置であるので、反応液4は、第1温度に加熱される。したがって、ステップS105においては、反応液4に対して第1温度における反応(アニーリングおよび伸長反応)が行われる。   Next, the control unit 40 determines whether or not the second time has elapsed in the second arrangement (step S105). The second time is the time for maintaining the second configuration, and is the time required for the annealing and extension reaction. The control unit 40 determines whether or not the time after reaching the second arrangement has reached the second time. Specifically, the control unit 40 includes a timer, and determines whether or not the preset time has elapsed. In step S105, since the arrangement of the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, 24 is the second arrangement, the reaction solution 4 is heated to the first temperature. Therefore, in step S105, the reaction at the first temperature (annealing and extension reaction) is performed on the reaction solution 4.

ステップS105において、第2の時間が経過したと判定した場合(Yesの場合)は、ステップS106へ進む。ステップS105において、第2の時間が経過していないと判定した場合(Noの場合)は、ステップS105が繰り返される。   When it is determined in step S105 that the second time has elapsed (in the case of Yes), the process proceeds to step S106. If it is determined in step S105 that the second time has not elapsed (in the case of No), step S105 is repeated.

ステップS105においてYesの場合、制御部40は、熱サイクルの回数が所定のサイクル数に達したか否かを判定する(ステップS106)。具体的には、制御部40は、ステップS103からステップS105までの手順が、所定回数完了したか否かを判定する。本実施形態においては、ステップS103からステップS105までの手順が完了した回数は、ステップS103,S105において、「Yes」と判定された回数で判定される。ステップS103からステップS105までが1回行われると(ステップS103,S105において「Yes」と1回ずつ判定されると)、反応液4に熱サイクルが1サイクル施されるので、ステップS103からステップS105までの手順が完了した回数(熱サイクルのサイクル数)は、1サイクルとなる。   In the case of Yes in step S105, the control unit 40 determines whether or not the number of thermal cycles has reached a predetermined number of cycles (step S106). Specifically, the control unit 40 determines whether or not the procedure from step S103 to step S105 has been completed a predetermined number of times. In the present embodiment, the number of times the procedure from step S103 to step S105 is completed is determined by the number of times determined as “Yes” in steps S103 and S105. When Steps S103 to S105 are performed once (when “Yes” is determined once in Steps S103 and S105), the reaction solution 4 is subjected to one thermal cycle, so Steps S103 to S105 are performed. The number of times until the above procedure is completed (the number of thermal cycles) is one cycle.

ステップS106において、制御部40が熱サイクル数が所定のサイクル数行われた(Yes)と判定した場合には、制御部40は、処理を完了する(END)。制御部40が熱サイクルが所定のサイクル数行われていない(No)と判定した場合には、ステップS107へ進む。   In step S106, when the control unit 40 determines that the predetermined number of thermal cycles has been performed (Yes), the control unit 40 completes the processing (END). When the control unit 40 determines that the predetermined number of thermal cycles have not been performed (No), the process proceeds to step S107.

ステップS106においてNo場合、制御部40は、駆動機構30を制御して、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24を、第2配置から第1配置に切り換える(ステップS107)。これにより、物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24は、図4に示す状態(第4配置)を経て、図1に示す状態(第1配置)となる。具体的には、図3に示す状態から、回転軸Qを中心として180°反時計回りに回転されて、図4に示す状態となり、さらに、図4に示す状態から、回転軸Qを中心として90°時計回りに回転されて、図1に示す状態となる。   In the case of No in step S106, the control unit 40 controls the drive mechanism 30 to switch the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 from the second arrangement to the first arrangement (step S107). Thereby, the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 are changed to the state (first arrangement) shown in FIG. 1 through the state (fourth arrangement) shown in FIG. Specifically, the state shown in FIG. 3 is rotated counterclockwise by 180 ° around the rotation axis Q to be in the state shown in FIG. 4, and further, the state shown in FIG. It is rotated 90 ° clockwise to the state shown in FIG.

図4に示す状態(第4配置)は、屈曲部18が第1領域12aよりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液4は、第1領域12aから屈曲部18に至る。図示の例では、屈曲部18は、第1領域12aの直下に位置している。   The state shown in FIG. 4 (fourth arrangement) is an arrangement in which the bent portion 18 is below the first region 12a in the direction of gravity action. Accordingly, the reaction solution 4 reaches the bent portion 18 from the first region 12a. In the illustrated example, the bent portion 18 is located immediately below the first region 12a.

図1に示す状態(第1配置)は、第2領域12bが、第1領域12a、第3領域12c、および屈曲部18よりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液4は、屈曲部18から第2領域12bに至る。物質増幅反応容器10および加熱部20,22,24が第1配置に達したら、ステップS103が開始される。   The state (first arrangement) shown in FIG. 1 is an arrangement in which the second region 12b is below the first region 12a, the third region 12c, and the bent portion 18 in the direction of gravity action. Accordingly, the reaction solution 4 reaches the second region 12b from the bent portion 18. When the substance amplification reaction vessel 10 and the heating units 20, 22, and 24 reach the first arrangement, step S103 is started.

ステップS107に続いてステップS103が行われる場合、すなわち、2回目以降のステップS103においては、制御部40は、物質増幅反応容器10および加熱部20,
22,24が第1配置に達してからの時間が第1の時間に達したか否かを判定する。
When step S103 is performed subsequent to step S107, that is, in the second and subsequent steps S103, the control unit 40 includes the substance amplification reaction vessel 10 and the heating unit 20,
It is determined whether or not the time since the arrival of the first arrangement 22 and 24 has reached the first time.

なお、第1温度、第2温度、第3温度や、第1の時間、第2の時間、およびサイクル数は、反応液4や液体6の種類および量、ならびに物質増幅反応容器の大きさなどを考慮して、適宜決定される、
熱サイクル装置100は、例えば、以下の特徴を有する。
The first temperature, the second temperature, the third temperature, the first time, the second time, and the number of cycles are the types and amounts of the reaction solution 4 and the liquid 6, the size of the substance amplification reaction vessel, etc. Is determined as appropriate,
The thermal cycle apparatus 100 has the following characteristics, for example.

熱サイクル装置100では、第1流路14と第2流路16とが屈曲部18を介して接続されて流路12を形成している物質増幅反応容器10を装着可能な装着部を含む。さらに、熱サイクル装置100では、第1領域12aを第1温度で加熱可能な第1加熱部20と、第2領域12bを第1温度よりも高い第2温度で加熱可能な第2加熱部22と、第3領域12cを第2温度よりも高い第3温度で加熱可能な第3加熱部24と、を含む。そのため、熱サイクル装置100では、図1に示すように、反応液4を第2領域12bに保持している間、第2領域12bよりも低温となる第1領域12aは、第2領域12bに対して重力作用方向で上(第2領域12bの直上)には位置せず、第2領域12bの直上には、第2領域12bよりも高温となる第3領域12cが位置している。したがって、熱サイクル装置100では、液体6の対流を抑制することができ、対流によって液体6の温度勾配が崩れることを抑制することができる。その結果、熱サイクル装置100では、物質増幅反応容器10内の温度を安定させ、PCR反応を安定して行うことができるので、核酸の増幅量の均一性を向上させることができる。   The thermal cycle apparatus 100 includes a mounting portion to which the substance amplification reaction vessel 10 in which the first flow path 14 and the second flow path 16 are connected via the bent portion 18 to form the flow path 12 can be mounted. Further, in the heat cycle apparatus 100, the first heating unit 20 capable of heating the first region 12a at the first temperature and the second heating unit 22 capable of heating the second region 12b at the second temperature higher than the first temperature. And a third heating unit 24 capable of heating the third region 12c at a third temperature higher than the second temperature. Therefore, in the heat cycle apparatus 100, as shown in FIG. 1, while the reaction solution 4 is held in the second region 12b, the first region 12a, which is lower in temperature than the second region 12b, is converted into the second region 12b. On the other hand, the third region 12c that is higher in temperature than the second region 12b is positioned directly above the second region 12b, not positioned above the second region 12b in the direction of gravity action. Therefore, in the heat cycle apparatus 100, the convection of the liquid 6 can be suppressed, and the temperature gradient of the liquid 6 can be prevented from collapsing due to the convection. As a result, in the thermal cycle apparatus 100, the temperature in the substance amplification reaction vessel 10 can be stabilized and the PCR reaction can be performed stably, so that the uniformity of the nucleic acid amplification amount can be improved.

熱サイクル装置100では、第3加熱部24は、第2流路16の第3領域12cを加熱する。そのため、熱サイクル装置100では、第3加熱部24が屈曲部18を加熱する場合に比べて、第1加熱部20と第3加熱部24との間の距離を大きくすることができる。これにより、熱サイクル装置100では、第1領域12aの液体6と第3領域12cの液体6との間の熱の干渉を抑制することができる。   In the heat cycle apparatus 100, the third heating unit 24 heats the third region 12 c of the second flow path 16. Therefore, in the heat cycle apparatus 100, the distance between the first heating unit 20 and the third heating unit 24 can be increased as compared with the case where the third heating unit 24 heats the bent portion 18. Thereby, in the heat cycle apparatus 100, the heat interference between the liquid 6 in the first region 12a and the liquid 6 in the third region 12c can be suppressed.

さらに、第3加熱部24が屈曲部18を加熱する場合、第3加熱部24は、例えば、二分割されたヒートブロックからなり、屈曲部18を該ヒートブロックで挟み込んで、物質増幅反応容器10は固定される。一方、第3加熱部24が第2流路16の第3領域12cを加熱する場合は、第3加熱部24は、貫通孔(開口部25)が設けられたヒートブロックであり、該貫通孔に第2流路16を挿入して、物質増幅反応容器10を固定することができる。したがって、第3加熱部24が第2流路16の第3領域12cを加熱する場合は、第3加熱部24を容易に製造することができ、かつ、物質増幅反応容器10を容易に固定することができる。   Furthermore, when the 3rd heating part 24 heats the bending part 18, the 3rd heating part 24 consists of a heat block divided | segmented into 2 parts, for example, the bending part 18 is inserted | pinched with this heat block, and the substance amplification reaction container 10 is included. Is fixed. On the other hand, when the third heating unit 24 heats the third region 12c of the second flow path 16, the third heating unit 24 is a heat block provided with a through hole (opening 25), and the through hole The substance amplification reaction vessel 10 can be fixed by inserting the second flow channel 16 into the tube. Therefore, when the 3rd heating part 24 heats the 3rd field 12c of the 2nd channel 16, the 3rd heating part 24 can be manufactured easily, and material amplification reaction container 10 is fixed easily. be able to.

熱サイクル装置100では、第1流路14の中心軸αと第2流路16の中心軸βとのなす角度θは、90°である。そのため、熱サイクル装置100では、反応液4を第2領域12bに保持している間、より確実に、第1領域12aを、第2領域12bの直上に位置させないことができる。   In the heat cycle apparatus 100, the angle θ formed by the central axis α of the first flow path 14 and the central axis β of the second flow path 16 is 90 °. Therefore, in the heat cycle apparatus 100, the first region 12a can be more reliably not positioned immediately above the second region 12b while the reaction solution 4 is held in the second region 12b.

熱サイクル装置100では、物質増幅反応容器10を、第1配置および第2配置に切り換える駆動機構30と、物質増幅反応容器10を、第1配置に所定時間維持した後に、第2配置に所定時間維持するように、駆動機構30を制御する制御部40と、を含む。そのため、熱サイクル装置100では、自動で、物質増幅反応容器10を、第1配置および第2配置に切り換えることができる。   In the thermal cycle apparatus 100, the drive mechanism 30 that switches the substance amplification reaction vessel 10 to the first arrangement and the second arrangement, and the substance amplification reaction container 10 is maintained in the first arrangement for a predetermined time, and then in the second arrangement for a predetermined time. And a control unit 40 that controls the drive mechanism 30 so as to be maintained. Therefore, in the thermal cycle apparatus 100, the substance amplification reaction vessel 10 can be automatically switched between the first arrangement and the second arrangement.

2. 熱サイクル装置の変形例
2.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説
明する。図6は、本実施形態の第1変形例に係る熱サイクル装置200を模式的に示す図である。なお、図6では、重力作用方向であって、下方向を矢印gで示している。
2. Modification of heat cycle apparatus 2.1. First Modification Next, a thermal cycler according to a first modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram schematically showing a heat cycle apparatus 200 according to a first modification of the present embodiment. In addition, in FIG. 6, it is a gravity action direction, Comprising: The downward direction is shown by the arrow g.

以下、本実施形態の第1変形例に係る熱サイクル装置200において、本実施形態に係る熱サイクル装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第2,第3変形例に係る熱サイクル装置においても同様である。   Hereinafter, in the thermal cycle apparatus 200 according to the first modification of the present embodiment, members having the same functions as those of the structural members of the thermal cycle apparatus 100 according to the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is given. Is omitted. The same applies to the thermal cyclers according to the second and third modifications of the present embodiment described below.

上述した熱サイクル装置100では、図1に示すように、第3加熱部24は、第2流路16の第3領域12cを加熱可能であった。これに対し、熱サイクル装置200では、図6に示すように、第3加熱部24は、屈曲部18の領域である第3領域12cを加熱可能である。   In the thermal cycle apparatus 100 described above, as shown in FIG. 1, the third heating unit 24 can heat the third region 12 c of the second flow path 16. On the other hand, in the heat cycle apparatus 200, as shown in FIG. 6, the 3rd heating part 24 can heat the 3rd area | region 12c which is the area | region of the bending part 18. As shown in FIG.

熱サイクル装置200では、熱サイクル装置100と同様に、液体6の対流を抑制することができる。   In the heat cycle apparatus 200, the convection of the liquid 6 can be suppressed as in the heat cycle apparatus 100.

2.2. 第2変形例
次に、本実施形態の第2変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図7は、本実施形態の第2変形例に係る熱サイクル装置300を模式的に示す図である。なお、図7では、重力作用方向であって、下方向を矢印gで示している。
2.2. Second Modification Example Next, a thermal cycler according to a second modification example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram schematically showing a heat cycle apparatus 300 according to the second modification of the present embodiment. In FIG. 7, the gravity direction is indicated by the arrow g in the downward direction.

上述した熱サイクル装置100では、図1に示すように、第1流路14の中心軸αと第2流路16の中心軸βとのなす角度θは、90°であった。これに対し、熱サイクル装置300では、図7に示すように、角度θは、90°ではない。角度θは、例えば、60°以上120°以下である。なお、熱サイクル装置300では、図8に示すように、第3加熱部24は、屈曲部18の領域である第3領域12cを加熱可能であってもよい。   In the heat cycle apparatus 100 described above, as shown in FIG. 1, the angle θ formed by the central axis α of the first flow path 14 and the central axis β of the second flow path 16 was 90 °. On the other hand, in the heat cycle apparatus 300, as shown in FIG. 7, the angle θ is not 90 °. The angle θ is, for example, not less than 60 ° and not more than 120 °. In the heat cycle apparatus 300, as shown in FIG. 8, the third heating unit 24 may be able to heat the third region 12 c that is the region of the bent portion 18.

熱サイクル装置300では、熱サイクル装置100と同様に、液体6の対流を抑制することができる。   In the heat cycle apparatus 300, the convection of the liquid 6 can be suppressed as in the heat cycle apparatus 100.

2.3. 第3変形例
次に、本実施形態の第3変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図9は、本実施形態の第3変形例に係る熱サイクル装置400を模式的に示す図である。なお、図9では、重力作用方向であって、下方向を矢印gで示している。
2.3. Third Modification Next, a thermal cycler according to a third modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram schematically showing a heat cycle apparatus 400 according to a third modification of the present embodiment. In FIG. 9, the gravity direction is indicated by the arrow g in the downward direction.

熱サイクル装置400は、図9に示すように、蛍光検出部50を含む点において、上述した熱サイクル装置100と異なる。   As shown in FIG. 9, the thermal cycle apparatus 400 is different from the thermal cycle apparatus 100 described above in that it includes a fluorescence detection unit 50.

蛍光検出部50は、例えば制御部40の制御により、反応液4に光を照射し、反応液4から放出される蛍光(反応液4の蛍光)を検出する。蛍光検出部50は、第1領域12aに光を照射可能な位置に設けられている。図示の例では、第1加熱部20に設けられた第1開口部21は、貫通孔であり、蛍光検出部50は、第3配置において、第1開口部21を通して第1領域12a内の反応液4に光を照射する。蛍光検出部50は、PCRを行っている間、光を射出し続けてもよい。蛍光検出部50は、駆動機構30によって回転されず、固定されている。   The fluorescence detection unit 50 irradiates the reaction solution 4 with light under the control of the control unit 40, for example, and detects fluorescence emitted from the reaction solution 4 (fluorescence of the reaction solution 4). The fluorescence detection unit 50 is provided at a position where the first region 12a can be irradiated with light. In the illustrated example, the first opening 21 provided in the first heating unit 20 is a through hole, and the fluorescence detection unit 50 reacts in the first region 12a through the first opening 21 in the third arrangement. The liquid 4 is irradiated with light. The fluorescence detection unit 50 may continue to emit light while performing PCR. The fluorescence detection unit 50 is fixed without being rotated by the drive mechanism 30.

蛍光検出部50の検出結果は、制御部40の記憶部に保存されてもよい。制御部40は、蛍光検出部50で検出された蛍光の輝度(蛍光輝度)に基づいて、例えばPCRの核酸の増幅曲線を取得し、PCRの温度サイクルの回数を決定することができる。例えば、ステップS106(図5参照)において、制御部40は、検出された蛍光輝度が予め記憶部
に記憶された所定値以上か否か判定する。そして、検出された蛍光輝度が所定値以上の場合の場合は、制御部40は、所定のサイクル数に達したと判定する。一方、検出された蛍光輝度が所定値未満の場合は、制御部40は、所定のサイクル数に達していないと判定する。
The detection result of the fluorescence detection unit 50 may be stored in the storage unit of the control unit 40. The control unit 40 can acquire, for example, a PCR nucleic acid amplification curve based on the fluorescence brightness (fluorescence brightness) detected by the fluorescence detection unit 50 and determine the number of PCR temperature cycles. For example, in step S106 (see FIG. 5), the control unit 40 determines whether or not the detected fluorescence brightness is equal to or greater than a predetermined value stored in the storage unit in advance. When the detected fluorescence brightness is equal to or higher than a predetermined value, the control unit 40 determines that the predetermined number of cycles has been reached. On the other hand, when the detected fluorescence luminance is less than the predetermined value, the control unit 40 determines that the predetermined number of cycles has not been reached.

熱サイクル装置400では、蛍光検出部50を含む。そのため、熱サイクル装置400では、蛍光検出部50で検出された蛍光輝度に基づいて、PCRの温度サイクルの回数を決定することができる。   The thermal cycle apparatus 400 includes a fluorescence detection unit 50. Therefore, the thermal cycle apparatus 400 can determine the number of PCR temperature cycles based on the fluorescence brightness detected by the fluorescence detection unit 50.

熱サイクル装置400では、蛍光検出部50は、第1領域12a内の反応液4に光を照射する。そのため、熱サイクル装置400では、第1領域12aよりも高温となる第2領域12bに光を照射する場合に比べて、正確に蛍光測定を行うことができる。例えば、インターカレータータイプの色素を用いて蛍光測定を行う場合、第2領域12bのような高温になる領域で、蛍光測定を行うことはできない。   In the heat cycle apparatus 400, the fluorescence detection unit 50 irradiates light to the reaction solution 4 in the first region 12a. Therefore, in the heat cycle apparatus 400, the fluorescence measurement can be accurately performed as compared with the case where the second region 12b, which is higher in temperature than the first region 12a, is irradiated with light. For example, when the fluorescence measurement is performed using an intercalator type dye, the fluorescence measurement cannot be performed in a high temperature region such as the second region 12b.

なお、図示はしないが、上述した熱サイクル装置200,300において、熱サイクル装置400のように、蛍光検出部50を含んでいてもよい。   Although not shown, the thermal cycle devices 200 and 300 described above may include the fluorescence detection unit 50 as in the thermal cycle device 400.

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。   In the present invention, a part of the configuration may be omitted within a range having the characteristics and effects described in the present application, or each embodiment or modification may be combined.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

4…反応液、6…液体、10…物質増幅反応容器、12…流路、12a…第1領域、12b…第2領域、12c…第3領域、14…第1流路、16…第2流路、18…屈曲部、20…第1加熱部、21…第1開口部、22…第2加熱部、23…第2開口部、24…第3加熱部、25…第3開口部、30…駆動機構、40…制御部、50…蛍光検出部、100,200,300,400…熱サイクル装置 4 ... reaction liquid, 6 ... liquid, 10 ... substance amplification reaction vessel, 12 ... channel, 12a ... first region, 12b ... second region, 12c ... third region, 14 ... first channel, 16 ... second Flow path, 18 ... bent portion, 20 ... first heating portion, 21 ... first opening, 22 ... second heating portion, 23 ... second opening, 24 ... third heating portion, 25 ... third opening, DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Drive mechanism, 40 ... Control part, 50 ... Fluorescence detection part, 100, 200, 300, 400 ... Thermal cycle apparatus

Claims (9)

反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第1流路と第2流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成している物質増幅反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の第1領域を、第1温度に加熱可能な第1加熱部と、
前記流路の第2領域を、前記第1温度よりも高い第2温度に加熱可能な第2加熱部と、
前記流路の第3領域を、前記第2温度と同じか、前記第2温度よりも高い第3温度に加熱可能な第3加熱部と、
を含み、
前記第1領域は、前記流路の前記第1流路側の端部であり、
前記第2領域は、前記流路の前記第2流路側の端部であり、
前記第3領域は、前記第2領域とは異なる前記第2流路の領域、または前記屈曲部の領域である、熱サイクル装置。
The reaction liquid and a liquid having a specific gravity smaller than that of the reaction liquid and immiscible with the reaction liquid are filled, and the first flow path and the second flow path are connected via a bent portion, so that the reaction liquid is A mounting portion on which a substance amplification reaction vessel forming a moving flow path can be mounted;
A first heating section capable of heating the first region of the flow path to a first temperature;
A second heating part capable of heating the second region of the flow path to a second temperature higher than the first temperature;
A third heating section capable of heating the third region of the flow path to a third temperature that is the same as or higher than the second temperature;
Including
The first region is an end of the channel on the first channel side,
The second region is an end of the channel on the second channel side,
The thermal cycle apparatus, wherein the third region is a region of the second flow path different from the second region, or a region of the bent portion.
請求項1において、
前記第3加熱部は、前記第2流路の前記第3領域を加熱する、熱サイクル装置。
In claim 1,
The third heating unit is a thermal cycle device that heats the third region of the second flow path.
請求項1または2において、
前記第1流路の中心軸と前記第2流路の中心軸とのなす角度は、90°である、熱サイクル装置。
In claim 1 or 2,
The thermal cycle device, wherein an angle formed by the central axis of the first flow path and the central axis of the second flow path is 90 °.
請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記物質増幅反応容器を、第1配置および第2配置に切り換える駆動機構と、
前記物質増幅反応容器を、前記第1配置に所定時間維持した後に、前記第2配置に所定時間維持するように、前記駆動機構を制御する制御部と、
を含み、
前記第1配置は、前記第2領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記第2領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置である、熱サイクル装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
A drive mechanism for switching the substance amplification reaction vessel between the first arrangement and the second arrangement;
A controller that controls the drive mechanism so that the substance amplification reaction container is maintained in the second arrangement for a predetermined time after being maintained in the first arrangement;
Including
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
The second arrangement is a thermal cycle apparatus in which the first area is arranged below in the direction in which gravity acts than the second area and the third area.
請求項4において、
前記駆動機構は、前記物質増幅反応容器を、第3配置および第4配置に切り換え、
前記第1配置は、前記第2領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第3配置は、前記屈曲部が前記第2領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第4配置は、前記屈曲部が前記第1領域よりも重力が作用する方向で下となる配置である、熱サイクル装置。
In claim 4,
The drive mechanism switches the substance amplification reaction vessel between a third arrangement and a fourth arrangement,
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the bent part in a direction in which gravity acts,
The second arrangement is an arrangement in which the first region is lower than the bent portion in the direction in which gravity acts,
The third arrangement is an arrangement in which the bent portion is below the second region in the direction in which gravity acts,
Said 4th arrangement | positioning is a thermal cycle apparatus which is an arrangement | positioning in which the said bending part becomes lower than the said 1st area | region in the direction where gravity acts.
請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記第1加熱部には、前記第1領域が挿入可能な第1開口部が設けられ、
前記第2加熱部には、前記第2領域が挿入可能な第2開口部が設けられ、
前記第3加熱部には、前記第3領域が挿入可能な第3開口部が設けられている、熱サイクル装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The first heating unit is provided with a first opening into which the first region can be inserted,
The second heating unit is provided with a second opening into which the second region can be inserted,
The heat cycle apparatus, wherein the third heating unit is provided with a third opening into which the third region can be inserted.
請求項6において、
前記第1開口部、前記第2開口部、および前記第3開口部は、前記装着部である、熱サイクル装置。
In claim 6,
The thermal opening device, wherein the first opening, the second opening, and the third opening are the mounting portions.
請求項1ないし7のいずれか1項において、
前記反応液は、核酸を含む、熱サイクル装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The thermal reaction apparatus, wherein the reaction solution contains a nucleic acid.
物質増幅反応容器を第1配置および第2配置に切り換える制御を行う熱サイクル装置の制御方法であって、
前記物質増幅反応容器は、反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第1流路と第2流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成し、
前記流路の第1領域は、第1温度で加熱され、
前記流路の第2領域は、前記第1温度よりも高い第2温度で加熱され、
前記流路の第3領域は、前記第2温度と同じか、前記第2温度よりも高い第3温度で加熱され、
前記第1領域は、前記流路の前記第1流路側の端部であり、
前記第2領域は、前記流路の前記第2流路側の端部であり、
前記第3領域は、前記第2領域とは異なる前記第2流路の領域、または前記屈曲部の領域であり、
前記第1配置は、前記第2領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第2配置は、前記第1領域が前記第1領域および前記第3領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第1配置に所定時間維持された後に、前記第2配置に所定時間維持されるように制御を行う、熱サイクル装置の制御方法。
A control method for a thermal cycle apparatus that performs control for switching a substance amplification reaction vessel between a first arrangement and a second arrangement,
The substance amplification reaction vessel is filled with a reaction liquid and a liquid having a specific gravity smaller than that of the reaction liquid and immiscible with the reaction liquid, and the first flow path and the second flow path are connected via a bent portion. Forming a flow path through which the reaction solution moves,
The first region of the flow path is heated at a first temperature;
The second region of the flow path is heated at a second temperature higher than the first temperature;
The third region of the flow path is heated at a third temperature that is the same as or higher than the second temperature,
The first region is an end of the channel on the first channel side,
The second region is an end of the channel on the second channel side,
The third region is a region of the second flow path different from the second region, or a region of the bent portion,
The first arrangement is an arrangement in which the second region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
The second arrangement is an arrangement in which the first region is lower than the first region and the third region in the direction in which gravity acts,
A control method for a heat cycle apparatus, wherein control is performed so that the second arrangement is maintained for a predetermined time after being maintained for a predetermined time in the first arrangement.
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