JP2018033414A - Nucleic acid amplification reaction vessel, nucleic acid amplification reaction device, and nucleic acid amplification reaction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、核酸増幅反応容器、核酸増幅反応装置、および核酸増幅反応方法に関する。 The present invention relates to a nucleic acid amplification reaction vessel, a nucleic acid amplification reaction apparatus, and a nucleic acid amplification reaction method.
近年、遺伝子の利用技術の発展により、遺伝子診断や遺伝子治療など遺伝子を利用した医療が注目されている他、農畜産分野においても品種判別や品種改良に遺伝子を用いた手法が多く開発されている。遺伝子を利用するための技術として、PCR(Polymerase Chain Reaction)法などの技術が広く普及している。今日では、PCR法は生体物質の情報解明において必要不可欠な技術となっている。 In recent years, gene-based medical care such as gene diagnosis and gene therapy has attracted attention due to the development of gene utilization technology, and many methods using genes for variety discrimination and variety improvement have been developed in the field of agriculture and livestock. . As a technique for utilizing a gene, a technique such as a PCR (Polymerase Chain Reaction) method is widely used. Today, PCR has become an indispensable technique for elucidating information on biological materials.
PCR法は、増幅の対象とする核酸(標的核酸)および試薬を含む溶液(反応液)に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。熱サイクルは、2段階以上の温度を周期的に反応溶液に施す処理である。PCR法においては、2段階または3段階の熱サイクルを施す手法が一般的である。核酸の増幅は、例えば、プローブを用いることにより定量することができる。 The PCR method is a method of amplifying a target nucleic acid by subjecting a solution (reaction solution) containing a nucleic acid (target nucleic acid) to be amplified and a reagent to thermal cycling. The thermal cycle is a process in which two or more temperatures are periodically applied to the reaction solution. In the PCR method, a method of applying a two-stage or three-stage thermal cycle is common. Nucleic acid amplification can be quantified, for example, by using a probe.
PCRの高速化は、遺伝子検査の検査時間短縮化のために必要な技術であり、遺伝子検査の業界において非常に期待されている。 The speeding up of PCR is a technique necessary for shortening the testing time of genetic testing, and is highly expected in the genetic testing industry.
例えば特許文献1には、ポリメラーゼが少なくとも0.5μM、プライマーが少なくとも2μMの濃度で提供され、1サイクルあたり20秒未満のサイクル時間で完了する方法が記載されている。
For example,
発明者らは、鋭意研究の結果、プローブが核酸増幅反応を阻害して、PCRの高速化が不十分になることを見出した。そのため、核酸増幅反応を行った後に、反応液にプローブを混合させることが考えられる。 As a result of intensive studies, the inventors have found that the probe inhibits the nucleic acid amplification reaction and the speeding up of PCR becomes insufficient. Therefore, it is conceivable to mix the probe with the reaction solution after performing the nucleic acid amplification reaction.
しかしながら、核酸増幅反応を行った後に、核酸増幅反応容器の蓋を開けてプローブを反応液に混合させると、核酸増幅反応容器に異物が混入することが懸念される。 However, when the nucleic acid amplification reaction vessel is opened after the nucleic acid amplification reaction is performed and the probe is mixed with the reaction solution, there is a concern that foreign matter may be mixed into the nucleic acid amplification reaction vessel.
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、異物が混入する可能性を低くすることができる核酸増幅反応容器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、上記核酸増幅反応容器を装着可能な核酸増幅反応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、上記核酸増幅反応容器を用いた核酸増幅反応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 nucleic acid amplification reaction vessel that can reduce the possibility of contamination. Another object of some aspects of the present invention is to provide a nucleic acid amplification reaction apparatus to which the nucleic acid amplification reaction vessel can be attached. Another object of some aspects of the present invention is to provide a nucleic acid amplification reaction method using the nucleic acid amplification reaction vessel.
本発明に係る核酸増幅反応容器は、
試薬を含む反応液を、第1領域と第2領域との間で往復させて核酸増幅反応を行う核酸増幅反応容器であって、
前記第1領域および前記第2領域と異なる領域であって、前記第1領域と前記第2領域との間以外に位置する第3領域を有し、
前記第3領域には、試薬が配置されている。
The nucleic acid amplification reaction vessel according to the present invention is
A nucleic acid amplification reaction vessel for performing a nucleic acid amplification reaction by reciprocating a reaction solution containing a reagent between a first region and a second region,
A third region that is different from the first region and the second region, and is located between the first region and the second region;
A reagent is arranged in the third region.
このような核酸増幅反応容器では、核酸増幅反応を行った後に、核酸増幅反応容器の蓋を開けて試薬を核酸増幅反応容器に導入する必要がない。そのため、このような核酸増幅反応容器では、異物が混入する可能性を低くすることができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, it is not necessary to open the lid of the nucleic acid amplification reaction vessel and introduce the reagent into the nucleic acid amplification reaction vessel after performing the nucleic acid amplification reaction. Therefore, in such a nucleic acid amplification reaction container, the possibility that foreign substances are mixed can be reduced.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記第3領域に配置された前記試薬は、プローブを含んでもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
The reagent arranged in the third region may include a probe.
このような核酸増幅反応容器では、プローブが核酸増幅反応を阻害することを抑制することができる。 In such a nucleic acid amplification reaction container, it can suppress that a probe inhibits nucleic acid amplification reaction.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記第2領域には、試薬が配置され、
前記第2領域に配置された前記試薬は、プライマーと、ポリメラーゼと、dNTPと、を含んでもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
In the second region, a reagent is disposed,
The reagent arranged in the second region may include a primer, a polymerase, and dNTP.
このような核酸増幅反応容器では、第2領域に配置された試薬を用いて核酸増幅反応を行うことができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, a nucleic acid amplification reaction can be performed using a reagent arranged in the second region.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記第2領域に配置された前記試薬は、凍結乾燥状態で配置されていてもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
The reagent disposed in the second region may be disposed in a lyophilized state.
このような核酸増幅反応容器では、第2領域に配置された試薬を、第2領域を規定する容器本体の内壁に貼り付けておくことができ、第2領域に配置された試薬と第3領域に配置された試薬とを、より確実に互いに離間させた状態で配置させておくことができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, the reagent arranged in the second region can be attached to the inner wall of the container body defining the second region, and the reagent arranged in the second region and the third region It is possible to arrange the reagents arranged in the state in a state of being separated from each other more reliably.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記第3領域に配置された前記試薬は、凍結乾燥状態で配置されていてもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
The reagent arranged in the third region may be arranged in a lyophilized state.
このような核酸増幅反応容器では、第3領域に配置された試薬を、第3領域を規定する容器本体の内壁に貼り付けておくことができ、第2領域に配置された試薬と第3領域に配置された試薬とを、より確実に互いに離間させた状態で配置させておくことができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, the reagent arranged in the third region can be attached to the inner wall of the container body defining the third region, and the reagent arranged in the second region and the third region It is possible to arrange the reagents arranged in the state in a state of being separated from each other more reliably.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記第3領域に配置された前記試薬は、ポリメラーゼを含んでもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
The reagent arranged in the third region may include a polymerase.
このような核酸増幅反応容器では、第2領域に配置された試薬に含まれるポリメラーゼによってのみプローブを分解させる場合に比べて、例えば、より確実にプローブを分解させることができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, for example, the probe can be more reliably decomposed than when the probe is decomposed only by the polymerase contained in the reagent arranged in the second region.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記反応液が流動可能な流路を含み、
前記流路は、
前記第1領域および前記第2領域を有する第1流路と、
前記第3領域を有し、前記第1流路に屈曲して接続された第2流路と、
を有してもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
Including a flow path through which the reaction solution can flow,
The flow path is
A first flow path having the first region and the second region;
A second channel having the third region and bent and connected to the first channel;
You may have.
このような核酸増幅反応容器では、反応液を、第1領域と第2領域との間で往復させて核酸増幅反応を行っている最中に、反応液が、第3領域に移動する可能性を低くする。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, the reaction solution may move to the third region while the reaction solution is reciprocated between the first region and the second region to perform the nucleic acid amplification reaction. Lower.
本発明に係る核酸増幅反応容器において、
前記反応液が流動可能な流路を含み、
前記流路は、第1内壁と、前記第1内壁に対向する第2内壁と、に挟まれ、
前記第1内壁と前記第2内壁との間の距離は、前記流路に前記反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第1内壁および前記第2内壁に接触する長さであってもよい。
In the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention,
Including a flow path through which the reaction solution can flow,
The flow path is sandwiched between a first inner wall and a second inner wall facing the first inner wall,
The distance between the first inner wall and the second inner wall is such a length that the reaction solution contacts the first inner wall and the second inner wall when the reaction solution is introduced into the flow path. May be.
このような核酸増幅反応容器では、加熱部の熱を反応液に十分に伝えることができる。 In such a nucleic acid amplification reaction vessel, the heat of the heating part can be sufficiently transferred to the reaction solution.
本発明に係る核酸増幅反応装置は、
本発明に係る核酸増幅反応容器を装着可能な装着部と、
前記第1領域を第1温度に加熱する第1加熱部と、
前記第2領域を前記第1温度よりも高い第2温度に加熱する第2加熱部と、
前記第3領域を前記第2温度よりも低い第3温度に加熱する第3加熱部と、
前記反応液が、前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域に移動するように、前記核酸増幅反応容器を動かす駆動機構と、
を含む。
The nucleic acid amplification reaction apparatus according to the present invention comprises:
A mounting part to which the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention can be mounted;
A first heating unit for heating the first region to a first temperature;
A second heating unit for heating the second region to a second temperature higher than the first temperature;
A third heating unit for heating the third region to a third temperature lower than the second temperature;
A drive mechanism for moving the nucleic acid amplification reaction vessel so that the reaction solution moves to the first region, the second region, and the third region;
including.
このような核酸増幅反応装置では、本発明に係る核酸増幅反応容器を装着可能なため、異物が混入する可能性を低くすることができる。 In such a nucleic acid amplification reaction apparatus, since the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention can be mounted, the possibility of foreign matters being mixed can be reduced.
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記第3領域を前記第2温度よりも低い第3温度に加熱する第3加熱部を含んでもよい。
In the nucleic acid amplification reaction apparatus according to the present invention,
A third heating unit that heats the third region to a third temperature lower than the second temperature may be included.
このような核酸増幅反応装置では、第3加熱部によって第3領域を第3温度に加熱することができる。 In such a nucleic acid amplification reaction apparatus, the third region can be heated to the third temperature by the third heating unit.
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記第3領域に配置された前記試薬が混合した前記反応液からの蛍光を検出する検出機構を含んでもよい。
In the nucleic acid amplification reaction apparatus according to the present invention,
A detection mechanism for detecting fluorescence from the reaction solution mixed with the reagent arranged in the third region may be included.
このような核酸増幅反応装置では、第3領域に配置された試薬が混合した反応液からの蛍光を検出することができる。 In such a nucleic acid amplification reaction apparatus, it is possible to detect fluorescence from a reaction solution in which reagents arranged in the third region are mixed.
本発明に係る核酸増幅反応方法は、
本発明に係る核酸増幅反応容器を用いた核酸増幅反応方法であって、
前記反応液を、第1温度の前記第1領域と、前記第1温度よりも高い第2温度の前記第2領域と、の間で往復させて、核酸増幅反応を行う核酸増幅反応工程と、
前記核酸増幅反応工程の後に、前記反応液を前記第2温度よりも低い第3温度の第3領域に移動させて、前記反応液に、前記第3領域に配置された前記試薬を混合する混合工程と、
前記混合工程の後に、前記反応液を前記第2領域に移動させる第1移動工程と、
前記第1移動工程の後に、前記反応液を前記第1領域または前記第3領域に移動させる第2移動工程と、
前記第2移動工程の後に、前記反応液からの蛍光を検出する検出工程と、
を含む。
The nucleic acid amplification reaction method according to the present invention comprises:
A nucleic acid amplification reaction method using the nucleic acid amplification reaction vessel according to the present invention,
A nucleic acid amplification reaction step of performing a nucleic acid amplification reaction by reciprocating the reaction solution between the first region at a first temperature and the second region at a second temperature higher than the first temperature;
After the nucleic acid amplification reaction step, the reaction solution is moved to a third region having a third temperature lower than the second temperature, and the reagent arranged in the third region is mixed with the reaction solution. Process,
A first moving step of moving the reaction solution to the second region after the mixing step;
A second moving step of moving the reaction solution to the first region or the third region after the first moving step;
A detection step of detecting fluorescence from the reaction solution after the second movement step;
including.
このような核酸増幅反応方法では、本発明に係る核酸増幅反応容器を用いるため、異物が混入する可能性を低くすることができる。 In such a nucleic acid amplification reaction method, since the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention is used, the possibility of foreign matters being mixed can be reduced.
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. 核酸増幅反応容器
まず、本実施形態に係る核酸増幅反応容器について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る核酸増幅反応容器100を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態に係る核酸増幅反応容器100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。
1. Nucleic Acid Amplification Reaction Container First, a nucleic acid amplification reaction container according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
核酸増幅反応容器100は、図1および図2に示すように、容器本体10を含む。容器本体10の材質は、例えば、ガラス、高分子、金属などである。核酸増幅反応容器100は、容器本体10によって形成された流路20を含む。流路20には、第1試薬2および第2試薬4が設けられている。
The nucleic acid
1.1. 流路
流路20は、反応液6が流動可能な流路である。流路20は、密封されている。なお、図1では、流路20に反応液6が配置される前の状態を示し、図2では、流路20に反応液6が配置された状態を示している。
1.1. Channel The
反応液6は、標的核酸(鋳型核酸)を含む鋳型核酸溶液と、容器本体10内に配置された第1試薬2と、が接触することによって調整(生成)される。したがって、反応液6は、鋳型核酸および第1試薬2を(鋳型核酸の成分および第1試薬2の成分を)含むこととなり、核酸増幅反応を進行させる場となる。鋳型核酸は、DNA(Deoxyribo Nucleic Acid)であってもよいし、RNA(Ribo Nucleic Acid)であってもよい。
The
流路20には、液体(図示せず)が収容されている。液体は、反応液6とは混和しない、すなわち混ざり合わない液体である。液体は、反応液6と異なる比重を有している。具体的には、液体の比重は、反応液6の比重よりも小さい。液体は、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。液体は、容器本体10の内壁を覆っており、流路20に反応液6が配置された際に反応液6の表面を覆う。液体は、流路20に充填されていない。これにより、核酸増幅反応容器100では、液体が流路20を充填する場合に比べて、反応液6を速く移動させることができる。
A liquid (not shown) is accommodated in the
流路20は、図1に示すように、第1領域30と、第2領域32と、第3領域34と、を有している。流路20の第1領域30は、第1温度に加熱される領域である。第1領域30に位置する反応液6は、例えば、第1温度に加熱される。第1温度は、プライマーのアニーリング反応および伸長反応に適した温度であり、例えば、55℃以上75℃以下である。第1領域30は、例えば、流路20の、第1加熱部40(図3参照)に設けられた開口部40a内に位置する部分である。
As shown in FIG. 1, the
流路20の第2領域32は、第1領域30と異なる領域である。第2領域32は、第1温度よりも高い第2温度に加熱される領域である。第2領域32に位置する反応液6は、例えば、第2温度に加熱される。第2温度は、二本鎖DNAの解離(変性反応)に適した温度であり、例えば、85℃以上105℃以下である。第2領域32は、例えば、流路20の、第2加熱部42(図3参照)に設けられた開口部42a内に位置する部分である。
The
流路20の第3領域34は、第1領域30および第2領域32と異なる領域であって、反応液6が第1領域30と第2領域32との間を往復する経路以外の領域に位置する。図1に示す例では、第3領域34は、第1領域30および第2領域32と異なる領域であって、第1領域30と第2領域32との間以外に位置する領域である。第3領域34は、第2温度よりも低い第3温度に加熱される領域である。第3領域34に位置する反応液6は、例えば、第3温度に加熱される。第3温度は、第1温度よりも高くてもよいし、第1温度と同じでもよいし、第1温度よりも低くてもよい。第3温度は、プローブが混合された反応液6からの蛍光を検出するのに適した温度である。第3領域34は、例えば、流路20の、第3加熱部44(図3参照)に設けられた開口部44a内に位置する部分である。
The
例えばプローブのTm(Melting Temperature)値がプライマーのTm値よりも低い場合、第3温度は、第1温度よりも低いことが好ましい。第3温度が第1温度よりも低いと、第3温度が第1温度以上の場合に比べて、反応液6を第2領域32から第3領域34へ移動させる際に、反応液6に対する降温速度を速くすることできる。これにより、プライマーのアニーリングの確率を低くして、プローブのハイブリダイゼーションの確率を高くすることができる。したがって、反応液6からの蛍光強度を高くすることができる。第3温度は、例えば、40℃以上105℃以下である。
For example, when the Tm (Melting Temperature) value of the probe is lower than the Tm value of the primer, the third temperature is preferably lower than the first temperature. When the third temperature is lower than the first temperature, the temperature of the
流路20は、図1に示すように、第1流路22と、第2流路24と、を有する。第1流路22は、第1領域30および第2領域32を有する。図示の例では、第1流路22は、第1領域30と、第2領域32の一部と、を有している。第1流路22は、直線状の流路である。第1流路22の形状は、例えば、直方体である。第1領域30は、第1流路22の一方側の端部の領域であり、第2領域32は、第1流路22の他方側の端部の領域である。
As shown in FIG. 1, the
第2流路24は、第3領域34を有する。第2流路24は、直線状の流路である。第2流路24の形状は、例えば、直方体である。第3領域34は、第2流路24の一方側の端部の領域である。第2流路24は、第1流路22に接続されている。図示の例では、第1流路22の他方側の端部と、第2流路24の他方側の端部と、において、第1流路22および第2流路24は、互いに接続されている。第1流路22は、第2領域32において、第2流路24と接続されている。
The
第2流路24は、第1流路22に屈曲して接続されている。すなわち、第1流路22の延出方向と第2流路24の延出方向とは互い平行ではなく、流路20は、第1流路22と第2流路24とが接続することにより、屈曲部を有する。図示の例では、第1流路22の延出方向と第2流路24の延出方向とは、直交しており、流路20は、L字状(略L字状)の形状を有している。第1流路22の延出方向と第2流路24の延出方向とのなす角度θは、70°以上110°以下であってもよい。
The
流路20は、図2に示すように、第1内壁10aと、第1内壁10aに対向する第2内壁10bと、に挟まれている。第1内壁10aおよび第2内壁10bは、容器本体10の内壁である。内壁10a,10bによって、流路20は形成されている。第1内壁10aと第2内壁10bとの間の距離Dは、流路20に反応液6が導入された場合に、反応液6が第1内壁10aおよび第2内壁10bに接触する長さである。具体的には、距離Dは、0.5mm以上3mm以下である。距離Dを0.5mm以上とすることにより、核酸増幅反応容器100の製造が困難になることを抑制することができる。距離Dを3mm以下とすることにより、加熱部の熱を反応液6に十分に伝えることができる。
As shown in FIG. 2, the
核酸増幅反応容器100は、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行うため容器である。さらに、核酸増幅反応容器100は、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させた後に、反応液6を第3領域34に移動させ、反応液6からの蛍光を検出するための容器である。
The nucleic acid
1.2. 第1試薬
第1試薬2は、図1に示すように、第2領域32に配置されている。第1試薬2は、第2試薬4と離間した状態で配置されている。第1試薬2は、導入口33から第2領域32に導入されてもよい。第1試薬2は、例えば、凍結乾燥状態(凍結乾燥された状態)で配置されている。これにより、第1試薬2は、第2領域32を規定する容器本体10の内壁に貼り付くことができる。第1試薬2は、核酸を増幅させるための試薬である。第1試薬2は、例えば、プライマーと、ポリメラーゼと、dNTPと、バッファーと、を含む。
1.2. First
プライマーは、鋳型核酸にアニーリングするよう設計されている。アニーリングとは、プライマーがDNAと結合することをいう。第1試薬2は、プライマーとして、二本鎖構造の鋳型核酸(二本鎖DNA)が変性した後に、一方の一本鎖構造の鋳型核酸(一本鎖DNA)にアニーリングするフォワードプライマー(Forward Primer)と、他方の一本鎖DNAにアニーリングするリバースプライマー(Reverse Primer)と、を含む。第2試薬4が混合された反応液6に含まれるフォワードプライマーおよびリバースプライマーの濃度は、それぞれ、例えば、0.4μM以上12.8μM以下であり、好ましくは1.6μM以上9.6μM以下である。
The primer is designed to anneal to the template nucleic acid. Annealing means that a primer binds to DNA. The
ポリメラーゼとしては、特に限定されないが、DNAポリメラーゼが挙げられる。DNAポリメラーゼは、一本鎖構造の鋳型核酸(一本鎖DNA)にアニーリングしたプライマーの末端に、鋳型核酸の塩基と相補的なヌクレオチドを重合する。DNAポリメラーゼとしては、耐熱性の酵素やPCR用酵素が好ましく、例えば、Taqポリメラーゼ、KODポリメラーゼ、Tfiポリメラーゼ、Tthポリメラーゼ、あるいはそれらの改良型など、非常に多数の市販品があるが、ホットスタートを行えるDNAポリメラーゼが好ましい。第2試薬4が混合された反応液6に含まれるポリメラーゼの量は、例えば、0.5U以上である。
Although it does not specifically limit as a polymerase, DNA polymerase is mentioned. The DNA polymerase polymerizes a nucleotide complementary to the base of the template nucleic acid at the end of the primer annealed to the template nucleic acid having a single-stranded structure (single-stranded DNA). As the DNA polymerase, a heat-resistant enzyme or a PCR enzyme is preferable. For example, there are a large number of commercially available products such as Taq polymerase, KOD polymerase, Tfi polymerase, Tth polymerase, or improved versions thereof. A DNA polymerase that can be used is preferred. The amount of polymerase contained in the
dNTPは、4種類のデオキシリボヌクレオチド三リン酸(deoxynucleotide triphosphate)の混合物を表す。すなわち、dNTPは、dATP、dCTP、dGTP、およびdTTPの混合物を表す。DNAポリメラーゼは、アニーリングしたプライマーの末端に、dATP、dCTP、dGTP、dTTPをつなぎ合わせて、新たなDNAを形成する(伸長反応)。第2試薬4が混合された反応液6に含まれるdNTPの濃度は、例えば、0.06mM以上0.75mM以下であり、好ましくは0.125mM以上0.5mM以下である。
dNTP represents a mixture of four types of deoxyribonucleotide triphosphates. That is, dNTP represents a mixture of dATP, dCTP, dGTP, and dTTP. DNA polymerase joins dATP, dCTP, dGTP, and dTTP to the ends of the annealed primers to form new DNA (extension reaction). The concentration of dNTP contained in the
バッファーは、例えば、塩を含む緩衝剤である。バッファーに含まれる塩としては、例えば、トリス、ヘペス、ピペス、リン酸などの塩が挙げられる。これらの塩により、バッファーのPHを調整することができる。バッファーは、2価の陽イオンを含む。2価の陽イオンとしては、例えば、Mn、Co,Mgが挙げられる。第2試薬4が混合された反応液6に含まれる2価の陽イオンの濃度は、例えば、2mM以上7.5mM以下である。
The buffer is, for example, a buffer containing a salt. Examples of the salt contained in the buffer include salts of Tris, Hepes, Pipes, phosphoric acid and the like. With these salts, the pH of the buffer can be adjusted. The buffer contains a divalent cation. Examples of the divalent cation include Mn, Co, and Mg. The concentration of the divalent cation contained in the
鋳型核酸としてRNAを用いる場合、第1試薬2は、さらに、逆転写酵素を含む。逆転写酵素としては、例えば、アビアンミエロブラストウイルス(Avian Myeloblast Virus)、ラスアソシエーテッドウイルス2型(Ras Associated Virus2型)、マウスモロニーミュリーンリューケミアウイルス(Mouse Molony Murine Leukemia Virus)、ヒト免疫不全ウイルス1型(Human Immunodefficiency Virus1型)由来の逆転写酵素を用いる。
When RNA is used as the template nucleic acid, the
第1試薬2が凍結乾燥されている場合、第1試薬2は、糖を含む。糖としては、例えば、二糖類および三糖類のうち、非還元糖であるスクロース、トレハロース、ラフィノース、メレジトース等が挙げられる。二糖類および三糖類の中でも、特にトレハロースは、凍結保護剤としての機能が高く、強力な水和力により、凍結乾燥試薬が水分子と接触することを防止し、凍結乾燥試薬の保存安定性を向上させることができる。凍結乾燥試薬は、第1試薬2の各成分を含む混合試薬溶液を凍結乾燥することにより調整することができる。凍結乾燥の際の温度は、例えば、−80℃程度である。なお、第2試薬4が凍結乾燥されている場合、第2試薬4も糖を含んでもよい。
When the
1.3. 第2試薬
第2試薬4は、第3領域34に配置されている。第2試薬4は、第3領域34と連通する導入口(図示せず)から第3領域34に導入されてもよい。該導入口は、第2試薬4が導入された後、蓋(図示せず)によって塞がれてもよい。第2試薬4は、例えば、凍結乾燥状態で配置されている。これにより、第2試薬4は、第3領域34を規定する容器本体10の内壁に貼り付くことができる。第2試薬4は、核酸の増幅量を定量するための試薬である。第2試薬4は、例えば、プローブ、ポリメラーゼと、を含む。
1.3. Second
プローブは、核酸の増幅量を定量するために用いられる蛍光標識プローブである。容器本体10の、少なくとも第3領域34を規定する部分は、プローブが混合された反応液6からの蛍光、および蛍光を得るための励起光を透過することができる材料で構成されている。反応液6に第2試薬4が混合された場合、反応液6に含まれるプローブの濃度は、0.5μM以上7.2μM以下であり、好ましくは0.9μM以上3.6μM以下である。
The probe is a fluorescently labeled probe used for quantifying the amount of nucleic acid amplification. At least a portion defining the
プローブは、レポーター色素およびクエンチャー色素を含む加水分解プローブであってもよい。具体的には、プローブは、TaqMan(登録商標)プローブであってもよい。加水分解プローブは、一本鎖DNAにハイブリダイゼーションして二本鎖構造を形成していている間、レポーター色素は、該レポーター色素に近接しているクエンチャー色素によって(クエンチング効果によって)、発光が抑制されている。しかし、ポリメラーゼによるエキソヌクレアーゼ活性によってプローブが分解されると、クエンチング効果が解消し、レポーター色素は、発光する。この発光により、核酸の増幅量を定量することができる。ハイブリダイゼーションとは、プローブがDNAに結合することをいう。プローブとして加水分解プローブを用いる場合は、ポリメラーゼとして5´−3´エキソヌクレアーゼ活性を有しているポリメラーゼを用いる。 The probe may be a hydrolysis probe comprising a reporter dye and a quencher dye. Specifically, the probe may be a TaqMan (registered trademark) probe. While the hydrolysis probe is hybridizing to single-stranded DNA to form a double-stranded structure, the reporter dye is emitted by the quencher dye in close proximity to the reporter dye (by the quenching effect). Is suppressed. However, when the probe is degraded by the exonuclease activity by polymerase, the quenching effect is eliminated and the reporter dye emits light. By this luminescence, the amount of nucleic acid amplification can be quantified. Hybridization means that a probe binds to DNA. When a hydrolysis probe is used as the probe, a polymerase having 5′-3 ′ exonuclease activity is used as the polymerase.
プローブは、加水分解プローブ以外の非加水分解プローブであってもよい。具体的には、プローブは、蛍光消光現象を利用したQ(Quenching)プローブであってもよい。具体的には、プローブは、SYBR Green Iであってもよい。Qプローブは、一本鎖DNAにハイブリダイゼーションしていない状態で発光し、一本鎖DNAにハイブリダイゼーションすると消光する。この発光強度の差により、核酸の増幅量を定量することができる。プローブとしてQプローブを用いる場合は、ポリメラーゼとしてポリメラーゼとして5´−3´エキソヌクレアーゼ活性を有していないポリメラーゼを用いる。5´−3´エキソヌクレアーゼ活性を有していないポリメラーゼとしては、例えば、KODポリメラーゼがあるが、この酵素は、一般的に用いられるTaqポリメラーゼよりも伸長反応の速度が大きく、熱サイクルの高速化を図ることができる。 The probe may be a non-hydrolyzed probe other than the hydrolyzed probe. Specifically, the probe may be a Q (Quenching) probe using a fluorescence quenching phenomenon. Specifically, the probe may be SYBR Green I. The Q probe emits light in a state where it is not hybridized to single-stranded DNA, and is quenched when hybridized to single-stranded DNA. The amount of nucleic acid amplification can be quantified based on the difference in emission intensity. When a Q probe is used as a probe, a polymerase having no 5′-3 ′ exonuclease activity is used as a polymerase. An example of a polymerase that does not have 5′-3 ′ exonuclease activity is KOD polymerase, but this enzyme has a higher rate of extension reaction than Taq polymerase, which is generally used, and speeds up thermal cycle. Can be achieved.
第2試薬4に含まれるポリメラーゼは、第2試薬4に含まれるプローブとして加水分解プローブを用いる場合は、例えばTaqポリメラーゼを用いる。第2試薬4に含まれるプローブとしてQプローブを用いる場合は、例えばKODポリメラーゼを用いる。なお、第2試薬4は、ポリメラーゼを含まず、プローブのみによって構成されていてもよい。
For example, Taq polymerase is used as the polymerase contained in the
核酸増幅反応容器100は、例えば、以下の特徴を有する。
The nucleic acid
核酸増幅反応容器100は、第1領域30および第2領域32と異なる領域であって、反応液6が第1領域30と第2領域32との間を往復する経路以外の領域に位置する第3領域34を有し、第3領域34には、第2試薬4が配置されている。そのため、核酸増幅反応容器100では、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行っているときに、反応液6が第2試薬4と接触することを抑制することができる。したがって、核酸増幅反応容器100では、核酸増幅反応を行った後に、核酸増幅反応容器100の蓋を開けて第2試薬4を核酸増幅反応容器100に導入する必要がない。そのため、核酸増幅反応容器100では、異物が混入する可能性を低くすることができる。さらに、核酸増幅反応を行った後に蓋を開けて第2試薬4を容器に導入する場合に比べて、作業を簡便にすることができる。
The nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、第2試薬4は、プローブを含む。そのため、核酸増幅反応容器100では、プローブが核酸増幅反応を阻害することを抑制することができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、第2領域32には、第1試薬2が配置され、第1試薬2は、プライマーと、ポリメラーゼと、dNTPと、を含む。そのため、核酸増幅反応容器100では、第1試薬2を用いて、核酸増幅反応を行うことができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、第1試薬2は、凍結乾燥状態で配置されている。そのため、核酸増幅反応容器100では、第1試薬2を、第2領域32を規定する容器本体10の内壁に貼り付けておくことができ、第1試薬2が液体の状態で配置されている場合に比べて、第1試薬2と第2試薬4とを、より確実に互いに離間させた状態で配置させておくことができる。さらに、核酸増幅反応容器100では、第1試薬2の保存安定性を高めることができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、第2試薬4は、凍結乾燥状態で配置されている。そのため、核酸増幅反応容器100では、第2試薬4を、第3領域34を規定する容器本体10の内壁に貼り付けておくことができ、第2試薬4が液体の状態で配置されている場合に比べて、第1試薬2と第2試薬4とを、より確実に互いに離間させた状態で配置させておくことができる。さらに、核酸増幅反応容器100では、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行っている最中に、第2試薬4が第1流路22に落ちてくることを抑制することができる。さらに、核酸増幅反応容器100では、第2試薬4の保存安定性を高めることができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、第2試薬4は、ポリメラーゼを含む。そのため、核酸増幅反応容器100では、第1試薬2に含まれるポリメラーゼによってのみプローブを分解させる場合に比べて、例えば、より確実にプローブを分解させることができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、流路20は、第1領域30および第2領域32を有する第1流路22と、第3領域34を有し、第1流路22に屈曲して接続された第2流路24と、を有する。そのため、核酸増幅反応容器100では、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行っている最中に、反応液6が、第3領域34に移動する可能性を低くすることができる。
In the nucleic acid
核酸増幅反応容器100では、流路20は、第1内壁10aと、第1内壁10aに対向する第2内壁10bと、に挟まれ、第1内壁10aと第2内壁10bとの間の距離Dは、流路20に反応液6が導入された場合に、反応液6が第1内壁10aおよび第2内壁10bに接触する長さである。そのため、核酸増幅反応容器100では、加熱部の熱を反応液6に十分に伝えることができる。
In the nucleic acid
なお、第1試薬2および第2試薬4が含む成分は、上記の例に限定されない。例えば、第1試薬2は、Nested PCR法における1回目のPCRを行うための試薬であってもよいし、第2試薬4は、Nested PCR法における2回目のPCRを行うための試薬であってもよい。第2試薬4は、プローブを含んでいなくてもよい。
In addition, the component which the
2. 核酸増幅反応装置
次に、本実施形態に係る核酸増幅反応装置について、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る核酸増幅反応装置200を模式的に示す断面図である。図4は、本実施形態に係る核酸増幅反応装置200を模式的に示す図3のIV−IV線断面図である。図5は、本実施形態に係る核酸増幅反応装置200の機能ブロック図である。
2. Next, the nucleic acid amplification reaction apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
本発明に係る核酸増幅反応装置は、本発明に係る核酸増幅反応容器を装着可能である。以下では、本発明に係る核酸増幅反応容器として核酸増幅反応容器100を装着可能な核酸増幅反応装置200について説明する。
The nucleic acid amplification reaction apparatus according to the present invention can be equipped with the nucleic acid amplification reaction container according to the present invention. Below, the nucleic acid
核酸増幅反応装置200は、図3〜図5に示すように、第1加熱部40と、第2加熱部42と、第3加熱部44と、駆動機構50と、検出機構60と、処理部70と、操作部72と、表示部74と、記憶部76と、を含む。核酸増幅反応装置200は、核酸増幅反応容器100を含んでもよい。
As shown in FIGS. 3 to 5, the nucleic acid
なお、便宜上、図3および図4では、駆動機構50、検出機構60、処理部70、操作部72、表示部74、および記憶部76の図示を省略している。また、図5では、核酸増幅反応容器100および加熱部40,42,44の図示を省略している。
3 and 4, the
第1加熱部40、第2加熱部42、および第3加熱部44は、核酸増幅反応容器100に接して設けられている。加熱部40,42,44は、例えば、図示しないヒーターから発生した熱を、核酸増幅反応容器100に伝えるアルミニウム製のヒートブロックである。加熱部40,42,44の温度は、図示せぬ温度センサーおよび処理部70によって制御されていてもよい。
The
第1加熱部40は、流路20の第1領域30を第1温度に加熱する。第1加熱部40は、例えば、第1領域30に位置する反応液6を第1温度に加熱する。第1加熱部40には、開口部40aが設けられている。図示の例では、開口部40aは、有底の穴である。第1領域30は、開口部40aに挿入された領域である。開口部40aは、核酸増幅反応容器100を装着可能な装着部である。
The
第2加熱部42は、流路20の第2領域32を第2温度に加熱する。第2加熱部42は、例えば、第2領域32に位置する反応液6を第2温度に加熱する。第2加熱部42には、開口部42aが設けられている。図示の例では、開口部42aは、第2加熱部42を貫通する貫通孔であり、屈曲した形状を有している。第2領域32は、開口部42aに挿入された領域である。開口部42aは、核酸増幅反応容器100を装着可能な装着部である。
The
第3加熱部44は、流路20の第3領域34を第3温度に加熱する。第3加熱部44は、例えば、第3領域34に位置する反応液6を第3温度に加熱する。第3加熱部44には、開口部44aが設けられている。図示の例では、開口部44aは、有底の穴である。第3領域34は、開口部44aに挿入された領域である。開口部44aは、核酸増幅反応容器100を装着可能な装着部である。第3加熱部44には、開口部44bが設けられている。開口部44bは、開口部44aと連通している。開口部44bは、後述する検出機構60からの励起光を第3領域34に導き、かつ、プローブが混合された反応液6からの蛍光を検出機構60に導くための開口部である。
The
駆動機構50は、反応液6が、第1領域30、第2領域32、および第3領域34に移動するように、核酸増幅反応容器100および加熱部40,42,44を動かす機構である。駆動機構50は、例えば、処理部70からの入力信号に基づいて、核酸増幅反応容器100および加熱部40,42,44を動かす。駆動機構50は、図示はしないが、核酸増幅反応容器100および加熱部40,42,44を支持する支持部と、該支持部を動かすモーターと、を有していてもよい。
The
検出機構60は、プローブが混合された反応液6からの蛍光を検出する機構である。検出機構60は、例えば、処理部70からの入力信号に基づいて、プローブが混合された反応液6に励起光を照射し、反応液6からの蛍光を検出する。検出機構60としては、蛍光を検出することができれば特に限定されず、例えば、公知の蛍光測定器を用いる。
The
処理部70は、例えば記憶部76に記憶されているプログラムに従って、駆動機構50および検出機構60を制御するための処理を行う。処理部70は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサー等により実現される。
The
操作部72は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、操作信号を処理部70に送る処理を行う。操作部72は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイク等により実現される。
The
表示部74は、処理部70によって生成された画像を表示する。表示部74は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)等により実現される。
The
記憶部76は、処理部70が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部76は、処理部70の作業領域として用いられ、処理部70が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部76は、例えば、RAM(Random Access Memory)等によって実現される。
The
核酸増幅反応装置200では、核酸増幅反応容器100を装着可能なため、異物が混入する可能性を低くすることができる。
In the nucleic acid
3. 核酸増幅反応方法
次に、本実施形態に係る核酸増幅反応方法について、図面を参照しながら説明する。図6は、本実施形態に係る核酸増幅反応方法を説明するためのフローチャートである。図7〜図9は、本実施形態に係る核酸増幅反応方法を説明するための断面図である。なお、便宜上、図7〜図9では、駆動機構50、検出機構60、処理部70、操作部72、表示部74、および記憶部76の図示を省略している。また、図7〜図9では、重力が作用する方向(重力作用方向)を矢印gで示している。以下では、一例として、核酸増幅反応容器100が装着された核酸増幅反応装置200を用いた核酸増幅反応方法について説明する。
3. Nucleic Acid Amplification Reaction Method Next, a nucleic acid amplification reaction method according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a flowchart for explaining the nucleic acid amplification reaction method according to this embodiment. 7 to 9 are cross-sectional views for explaining the nucleic acid amplification reaction method according to this embodiment. For convenience, the
まず、核酸増幅反応容器100の蓋(図示せず)を開けて、流路20の第2領域32に鋳型核酸溶液を導入し、該鋳型核酸溶液と第1試薬2とを接触させて、図7に示すように、反応液6を調製する(ステップS1)。
First, the lid (not shown) of the nucleic acid
次に、核酸増幅反応容器100を、加熱部40,42,44の開口部40a,42a,44aに装着する(ステップS2)。本工程では、核酸増幅反応容器100の配置は、第1配置である。第1配置では、図7に示すように、第2領域32は、第1領域30および第3領域34よりも、重力作用方向において下方に位置する。そのため、反応液6は、第2領域32に位置する。
Next, the nucleic acid
次に、処理部70は、操作部72から処理を開始する旨の信号を受けると、加熱部40,42,44を制御して、第1領域30を第1温度とし、第2領域32を第2温度とし、第3領域34を第3温度として、流路20に温度勾配を形成する処理を行う(ステップS3)。本工程により、第1領域30と第2領域32との間には、第1温度と第2温度との間で温度が漸次変化する温度勾配が形成される。さらに、第2領域32と第3領域34との間には、第2温度と第3温度との間で温度が漸次変化する温度勾配が形成される。本工程では、反応液6は、第2領域32に位置しているため、第2温度に加熱される。これにより、反応液6に対して変性反応を行うことができる。
Next, when the
次に、処理部70は、第2加熱部42が第2温度に到達して第1の時間(第1の期間)が経過したら、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第2配置へ切換える処理を行う(ステップS4)。処理部70は、タイマーを内蔵していてもよい。第1の時間は、変性反応のための加熱時間であり、例えば、1秒以上10秒以下である。
Next, when the first time (first period) has elapsed after the
第2配置では、図8に示すように、第1領域30は、第2領域32および第3領域34よりも、重力作用方向において下方に位置する。そのため、反応液6は、第2領域32から第1領域30に移動する。反応液6は、第1領域30において第1温度に加熱される。これにより、反応液6に対して、プライマーのアニーリング反応および伸長反応を行うことができる。処理部70は、核酸増幅反応容器100の配置を第2配置とした後に駆動機構50の動作を第2の時間(第2の期間)停止させる。これにより、核酸増幅反応容器100の配置は、第2の時間、第2配置に保持される。第2の時間は、アニーリング反応および伸長反応のための加熱時間であり、1秒以上10秒以下である。
In the second arrangement, as shown in FIG. 8, the
次に、処理部70は、第1配置から第2配置へ切換えた回数(サイクル数)が、予め記憶部76に記憶されている所定の回数に達したか否か判定する処理を行う(ステップS5)。処理部70は、第1配置から第2配置への切換えを行うたびに、サイクル数を記憶部76に記憶させ、該サイクル数と、予め記憶部76に記憶されている所定の回数と、を比較する。予め記憶部76に記憶されている所定の回数は、特に限定されないが、例えば、20回以上60回以下である。
Next, the
処理部70は、ステップS5においてサイクル数が所定の回数に達したと判定した場合(図6において「Yes」の場合)、ステップS7へ移行する。
If the
一方、処理部70は、ステップS5においてサイクル数が所定の回数に達していないと判定した場合(図6において「No」の場合)、ステップS6に移行する。ステップS6では、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第2配置から第1配置へ切換える処理を行う。処理部70は、例えば、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置とした後に駆動機構50の動作を、第1の時間停止させる。
On the other hand, if the
そして、処理部70は、再び、ステップS4へ移行し、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第2配置へ切換える処理を行う。
And the
以上のように、処理部70は、サイクル数が所定の回数となるまで、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置と第2配置とに切換える処理を行う。これにより、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて、反応液6に熱サイクルを付与することができ、核酸増幅反応を行うことができる(核酸増幅反応工程)。
As described above, the
次に、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第2配置から第1配置へ切換える処理を行う(ステップS7)。これにより、図7に示すように、反応液6を第2領域32に移動させることができる。
Next, the
次に、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第3配置へ切換える処理を行う(ステップS8)。第3配置では、図9に示すように、第3領域34は、第1領域30および第2領域32よりも、重力作用方向において下方に位置する。そのため、反応液6は、第2領域32から第3領域34に移動する。これにより、反応液6を第3領域34に移動させて、反応液6に第2試薬4を混合することができる(混合工程)。反応液6は、第3温度に加熱される。処理部70は、核酸増幅反応容器100の配置を第3配置とした後に駆動機構50の動作を第3の時間(第3の期間)停止させてもよい。第3の時間は、例えば、反応液6と第2試薬4とを確実に混合させるための時間である。
Next, the
次に、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第3配置から第1配置へ切換える処理を行う(ステップS9)。これにより、図7に示すように、反応液6を第2領域32に移動させることができる(第1移動工程)。反応液6は、第2領域32において第2温度で加熱される。これにより、反応液6に対して変性反応を行うことができる。処理部70は、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置とした後に駆動機構50の動作を第1の時間停止させる。
Next, the
次に、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第3配置へ切換える処理を行う(ステップS10)。これにより、図9に示すように、反応液6を第3領域34に移動させることができる(第2移行工程)。反応液6は、第3領域34において第3温度で加熱される。これにより、反応液6に対して、例えば、プローブのハイブリダイゼーション、およびポリメラーゼによるプローブの分解を行うことができる。処理部70は、核酸増幅反応容器100の配置を第3配置とした後に駆動機構50の動作を第4の時間(第4の期間)停止させる。第4の時間は、例えば、プローブのハイブリダイゼーション、およびポリメラーゼによるプローブの分解を行い、かつ、反応液6からの蛍光を検出するための時間である。
Next, the
次に、処理部70は、検出機構60を制御して、反応液6に、蛍光を検出するための励起光を照射し、検出機構60の測定結果として検出機構60から蛍光強度を取得する処理を行う(ステップS11)。これにより、反応液6からの蛍光を検出することができる(検出工程)。処理部70は、ステップS10の処理を開始すると同時に、励起光を照射するための処理を行ってもよい。処理部70は、予め記憶部76に記憶させた増幅曲線を読み出し、該増幅曲線と取得した蛍光強度とにより、核酸の増幅量を算出する処理を行ってもよい。処理部70は、算出した核酸の増幅量を、表示部74に表示させる処理を行ってもよい。そして、処理部70は、処理を終了する。
Next, the
ここで、図10は、核酸増幅反応装置200を模式的に示す図9のX−X線断面図である。図10に示すように、第3配置では、第3領域34は、検出機構60と対向した位置にある。検出機構60からの励起光は、開口部44bを通って反応液6に至り、反応液6からの蛍光は、開口部44bを通って検出機構60に至る。
Here, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 9 schematically showing the nucleic acid
核酸増幅反応方法では、核酸増幅反応容器100を用いるため、異物が混入する可能性を低くすることができる。
In the nucleic acid amplification reaction method, since the nucleic acid
なお、上記の例では、第2移行工程(ステップS10)において、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第3配置へ切換える処理を行ったが、処理部70は、駆動機構50を制御して、核酸増幅反応容器100の配置を第1配置から第2配置へ切換える処理を行ってもよい。これにより、反応液6を第1領域30へ移動させることができ、反応液6は、第1領域30において第1温度で加熱される。そして、反応液6に対して、例えば、プローブのハイブリダイゼーション、およびポリメラーゼによるプローブの分解を行うことができる。この場合、第2配置では、第1領域30は、検出機構60と対向した位置にあり、処理部70は、検出機構60を制御して、反応液6に、蛍光を検出するための励起光を照射する処理を行う。また。この場合、第3加熱部44は、設けられていなくてもよい。
In the above example, in the second transition step (step S10), the
4. 核酸増幅反応容器の変形例
4.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る核酸増幅反応容器について、図面を参照しながら説明する。図11は、本実施形態の第1変形例に係る核酸増幅反応容器110を模式的に示す断面図である。
4). 4. Modification of nucleic acid amplification reaction vessel 4.1. First Modification Next, a nucleic acid amplification reaction container according to a first modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
以下、本実施形態の第1変形例に係る核酸増幅反応容器110において、上述した本実施形態に係る核酸増幅反応容器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に係る第2〜第4変形例に係る核酸増幅反応容器において、同様である。
Hereinafter, in the nucleic acid
上述した核酸増幅反応容器100では、図1に示すように、第1流路22の他方側の端部と、第2流路24の他方側の端部と、において、第1流路22および第2流路24は、互いに接続されていた。核酸増幅反応容器100では、第1流路22は、第2領域32において、第2流路24と接続されていた。流路20は、L字状(略L字状)の形状を有していた。
In the nucleic acid
これに対し、核酸増幅反応容器110では、図11に示すように、第1流路22の中央部と、第2流路24の他方側の端部と、において、第1流路22および第2流路24は、互いに接続されている。第1流路22は、第1領域30および第2領域32と異なる領域において、第2流路24と接続されている。流路20は、T字状(略T字状)の形状を有している。
On the other hand, in the nucleic acid
核酸増幅反応容器110を用いた核酸増幅反応方法では、反応液6を、第1領域30と第2領域32との間で往復させて、核酸増幅反応を行う。次に、反応液6を第3領域34に移動させて、反応液6に第2試薬4を混合する。次に、反応液6を第2領域32に移動させる。次に、反応液6を第3領域34に移動させる。次に、反応液6からの蛍光を検出する。以上の工程は、核酸増幅反応容器110を装着可能な本発明に係る核酸増幅反応装置を用いて、行うことができる。このことは、以下に示す、本実施形態に係る第2〜第4変形例に係る核酸増幅反応容器において、同様である。
In the nucleic acid amplification reaction method using the nucleic acid
4.2. 第2変形例
次に、本実施形態の第2変形例に係る核酸増幅反応容器について、図面を参照しながら説明する。図12は、本実施形態の第2変形例に係る核酸増幅反応容器120を模式的に示す断面図である。
4.2. Second Modified Example Next, a nucleic acid amplification reaction container according to a second modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
上述した核酸増幅反応容器100では、図1に示すように、L字状(略L字状)の断面形状を有していた。
The nucleic acid
これに対し、核酸増幅反応容器120では、図12に示すように、多角形の断面形状を有し、具体的には三角形の断面形状を有している。図示の例では、核酸増幅反応容器120は、二等辺三角形の断面形状を有している。二等辺三角形のうち、辺122,124は、互いに長さが等しい変であり、辺126は、辺122,124を結ぶ辺である。辺122,124,126は、容器本体10の内面によって形成されている。図示の例では、第1領域30は、辺124,126によって規定されている。第2領域32は、辺122,126によって規定されている。第3領域34は、辺122,124によって規定されている。なお、図示はしないが、多角形の断面形状を有する核酸増幅反応容器120の辺は、湾曲していてもよい。
On the other hand, the nucleic acid
4.3. 第3変形例
次に、本実施形態の第3変形例に係る核酸増幅反応容器について、図面を参照しながら説明する。図13は、本実施形態の第3変形例に係る核酸増幅反応容器130を模式的に示す断面図である。
4.3. Third Modification Next, a nucleic acid amplification reaction container according to a third modification of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
上述した核酸増幅反応容器100では、図1に示すように、L字状(略L字状)の断面形状を有していた。
The nucleic acid
これに対し、核酸増幅反応容器130では、図13に示すように、多角形の断面形状を有し、具体的には四角形の断面形状を有している。図示の例では、核酸増幅反応容器130は、正方形の断面形状を有している。図示の例では、第1領域30、第2領域32、および第3領域34は、四角形の角部によって規定されている。第1領域30と第3領域34とは、対角線上に位置している。なお、図示はしないが、多角形の断面形状を有する核酸増幅反応容器130の辺は、湾曲していてもよい。
On the other hand, the nucleic acid
4.4. 第4変形例
次に、本実施形態の第4変形例に係る核酸増幅反応容器について、図面を参照しながら説明する。図14は、本実施形態の第4変形例に係る核酸増幅反応容器140を模式的に示す断面図である。
4.4. Fourth Modified Example Next, a nucleic acid amplification reaction container according to a fourth modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a nucleic acid
上述した核酸増幅反応容器100では、図1に示すように、第1領域30、第2領域32、および第3領域34は、一直線上に配置されていなかった。
In the nucleic acid
これに対し、核酸増幅反応容器140では、図14に示すように、第1領域30、第2領域32、および第3領域34は、一直線上に配置されている。核酸増幅反応容器140は、例えば、直方体の形状を有している。図示の例では、核酸増幅反応容器140の一方の端部側に第1領域30が設けられ、核酸増幅反応容器140の他方の端部側に第3領域34が設けられ、第1領域30と第3領域34との間に第2領域32が位置している。
On the other hand, in the nucleic acid
核酸増幅反応容器140は、第2領域32と第3領域34との間において、容器本体10の内面から突出する突出部142を有している。突出部142は、容器本体10の内面から、第2領域32から第3領域34へ向かう方向と直交する方向に、突出している。第2領域32は、突出部142に隣接して設けられている。
The nucleic acid
核酸増幅反応容器140では、反応液6を第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行っている最中に、突出部142によって、反応液6が第3領域34に移動することを防止することができる。反応液6を第3領域34に移動させる場合は、反応液6が突出部142を乗り越えるように、核酸増幅反応容器140を動かす。
In the nucleic acid
なお、核酸増幅反応容器140は、図15に示すように、突出部142の先端部から、第1領域30側に突出する突出部144を有していてもよい。第2領域32は、突出部142および突出部144によって規定されてもよい。これにより、反応液6を第1領域30と第2領域32との間で往復させて核酸増幅反応を行っている最中に、反応液6が第3領域34に移動することを、より確実に防止することができる。
Note that the nucleic acid
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.
2…第1試薬、4…第2試薬、6…反応液、10…容器本体、10a…第1内壁、10b…第2内壁、20…流路、22…第1流路、24…第2流路、30…第1領域、32…第2領域、34…第3領域、40…第1加熱部、40a…開口部、42…第2加熱部、42a…開口部、44…第3加熱部、44a,44b…開口部、50…駆動機構、60…検出機構、70…処理部、72…操作部、74…表示部、76…記憶部、100,110,120…核酸増幅反応容器、122,124,126…辺、130,140…核酸増幅反応容器、142,144…突出部、200…核酸増幅反応装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1領域および前記第2領域と異なる領域であって、前記反応液が前記第1領域と前記第2領域との間を往復する経路以外の領域に位置する第3領域を有し、
前記第3領域には、試薬が配置されている、核酸増幅反応容器。 A nucleic acid amplification reaction vessel for performing a nucleic acid amplification reaction by reciprocating a reaction solution containing a reagent between a first region and a second region,
A third region that is different from the first region and the second region, and is located in a region other than a path in which the reaction solution reciprocates between the first region and the second region;
A nucleic acid amplification reaction vessel in which a reagent is disposed in the third region.
前記第3領域に配置された前記試薬は、プローブを含む、核酸増幅反応容器。 In claim 1,
The reagent arranged in the third region is a nucleic acid amplification reaction vessel containing a probe.
前記第2領域には、試薬が配置され、
前記第2領域に配置された前記試薬は、プライマーと、ポリメラーゼと、dNTPと、を含む、核酸増幅反応容器。 In claim 1 or 2,
In the second region, a reagent is disposed,
The nucleic acid amplification reaction vessel, wherein the reagent arranged in the second region includes a primer, a polymerase, and dNTP.
前記第2領域に配置された前記試薬は、凍結乾燥状態で配置されている、核酸増幅反応容器。 In claim 3,
The nucleic acid amplification reaction vessel, wherein the reagent arranged in the second region is arranged in a lyophilized state.
前記第3領域に配置された前記試薬は、凍結乾燥状態で配置されている、核酸増幅反応容器。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The nucleic acid amplification reaction container, wherein the reagent arranged in the third region is arranged in a lyophilized state.
前記第3領域に配置された前記試薬は、ポリメラーゼを含む、核酸増幅反応容器。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The reagent arranged in the third region is a nucleic acid amplification reaction vessel containing a polymerase.
前記反応液が流動可能な流路を含み、
前記流路は、
前記第1領域および前記第2領域を有する第1流路と、
前記第3領域を有し、前記第1流路に屈曲して接続された第2流路と、
を有する、核酸増幅反応容器。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
Including a flow path through which the reaction solution can flow,
The flow path is
A first flow path having the first region and the second region;
A second channel having the third region and bent and connected to the first channel;
A nucleic acid amplification reaction vessel.
前記反応液が流動可能な流路を含み、
前記流路は、第1内壁と、前記第1内壁に対向する第2内壁と、に挟まれ、
前記第1内壁と前記第2内壁との間の距離は、前記流路に前記反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第1内壁および前記第2内壁に接触する長さである、核酸増幅反応容器。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
Including a flow path through which the reaction solution can flow,
The flow path is sandwiched between a first inner wall and a second inner wall facing the first inner wall,
The distance between the first inner wall and the second inner wall is such a length that the reaction liquid contacts the first inner wall and the second inner wall when the reaction liquid is introduced into the flow path. Nucleic acid amplification reaction vessel.
前記第1領域を第1温度に加熱する第1加熱部と、
前記第2領域を前記第1温度よりも高い第2温度に加熱する第2加熱部と、
前記反応液が、前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域に移動するように、前記核酸増幅反応容器を動かす駆動機構と、
を含む、核酸増幅反応装置。 A mounting part to which the nucleic acid amplification reaction container according to any one of claims 1 to 8 can be mounted;
A first heating unit for heating the first region to a first temperature;
A second heating unit for heating the second region to a second temperature higher than the first temperature;
A drive mechanism for moving the nucleic acid amplification reaction vessel so that the reaction solution moves to the first region, the second region, and the third region;
A nucleic acid amplification reaction apparatus comprising:
前記第3領域を前記第2温度よりも低い第3温度に加熱する第3加熱部を含む、核酸増幅反応装置。 In claim 9,
A nucleic acid amplification reaction apparatus comprising a third heating unit for heating the third region to a third temperature lower than the second temperature.
前記第3領域に配置された前記試薬が混合した前記反応液からの蛍光を検出する検出機構を含む、核酸増幅反応装置。 In claim 9 or 10,
A nucleic acid amplification reaction apparatus comprising a detection mechanism for detecting fluorescence from the reaction solution mixed with the reagent arranged in the third region.
前記反応液を、第1温度の前記第1領域と、前記第1温度よりも高い第2温度の前記第2領域と、の間で往復させて、核酸増幅反応を行う核酸増幅反応工程と、
前記核酸増幅反応工程の後に、前記反応液を前記第2温度よりも低い第3温度の第3領域に移動させて、前記反応液に、前記第3領域に配置された前記試薬を混合する混合工程と、
前記混合工程の後に、前記反応液を前記第2領域に移動させる第1移動工程と、
前記第1移動工程の後に、前記反応液を前記第1領域または前記第3領域に移動させる第2移動工程と、
前記第2移動工程の後に、前記反応液からの蛍光を検出する検出工程と、
を含む、核酸増幅反応方法。 A nucleic acid amplification reaction method using the nucleic acid amplification reaction container according to any one of claims 1 to 8,
A nucleic acid amplification reaction step of performing a nucleic acid amplification reaction by reciprocating the reaction solution between the first region at a first temperature and the second region at a second temperature higher than the first temperature;
After the nucleic acid amplification reaction step, the reaction solution is moved to a third region having a third temperature lower than the second temperature, and the reagent arranged in the third region is mixed with the reaction solution. Process,
A first moving step of moving the reaction solution to the second region after the mixing step;
A second moving step of moving the reaction solution to the first region or the third region after the first moving step;
A detection step of detecting fluorescence from the reaction solution after the second movement step;
A nucleic acid amplification reaction method comprising:
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