JP2018042482A - Nucleic acid amplification reaction container, 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、核酸増幅反応装置及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.
従来から、高速で核酸を増殖させる技術として、核酸増幅反応容器に充填された核酸増幅反応液を温度の異なる第1領域と第2領域とに交互に移動させて熱サイクルを施すPCR(Polymerase Chain Reaction)法などの技術が広く普及している。PCR法では、核酸増幅反応液を移動させる移動速度と、核酸増幅反応液への熱伝達性とを向上させて、熱サイクル時間を短縮することが求められている。例えば、特許文献1には、核酸増幅反応液が第1の側壁の内面と第2の側壁の内面との両方に接触する核酸増幅反応容器が開示されている。これにより、核酸増幅反応液への熱伝達性を向上させることができると記されている。
Conventionally, as a technique for growing nucleic acids at high speed, PCR (Polymerase Chain) in which a nucleic acid amplification reaction solution filled in a nucleic acid amplification reaction vessel is alternately moved to a first region and a second region having different temperatures and subjected to thermal cycling. Reaction) and other technologies are widely used. In the PCR method, it is required to shorten the heat cycle time by improving the moving speed for moving the nucleic acid amplification reaction solution and the heat transfer property to the nucleic acid amplification reaction solution. For example,
核酸増幅反応容器には、反応液(核酸増幅反応液)と気体とが充填されており、反応液を第1領域から第2領域へ、または、第2領域から第1領域へ移動させるには、重力を利用して反応液と気体とを入れ換える必要がある。しかしながら、特許文献1に記載されている核酸増幅反応容器には、第1領域と第2領域との間で反応液を移動させる流路が1つしか形成されていない。これにより、反応液の液量や流路の断面積などによっては、反応液と気体との入れ換えが妨げられ、反応液が第1領域から第2領域へ、または、第2領域から第1領域へ移動する移動速度が低下する恐れがあった。
The nucleic acid amplification reaction vessel is filled with a reaction solution (nucleic acid amplification reaction solution) and a gas, and the reaction solution is moved from the first region to the second region or from the second region to the first region. It is necessary to exchange the reaction liquid and gas using gravity. However, the nucleic acid amplification reaction vessel described in
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る核酸増幅反応容器は、反応液を第1温度にさせる第1領域と、前記反応液を前記第1温度と異なる第2温度にさせる第2領域と、前記第1領域と前記第2領域とを連通して前記反応液を移動させる複数の流路と、を有し、前記第1領域及び前記第2領域は、第1内壁面と、前記第1内壁面に対向する第2内壁面とに挟まれた空間に形成され、前記第1内壁面と前記第2内壁面との間の距離は、前記流路を介して前記第1領域又は前記第2領域に前記反応液が導入された場合に、前記第1内壁面と前記第2内壁面との両方に前記反応液が接触する距離であること、を特徴とする。 [Application Example 1] A nucleic acid amplification reaction container according to this application example includes a first region for bringing a reaction solution to a first temperature, a second region for bringing the reaction solution to a second temperature different from the first temperature, A plurality of flow paths for communicating the first region and the second region to move the reaction solution, wherein the first region and the second region include a first inner wall surface, and the first inner A distance between the first inner wall surface and the second inner wall surface is formed in a space between the second inner wall surface facing the wall surface, and the distance between the first inner wall surface and the second inner wall surface is the first region or the second through the flow path. When the reaction solution is introduced into the region, the reaction solution is in contact with both the first inner wall surface and the second inner wall surface.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器は、第1領域と第2領域とを連通して反応液を移動させる複数の流路を備えているので、反応液を第1領域から第2領域へ、または第2領域から第1領域へ移動させる際、反応液と気体とを異なる流路によって効率よく入れ換えることができる。これにより、反応液を移動させる移動速度を向上することができる。また、第1領域及び第2領域は、核酸増幅反応容器の外部から熱せられる。反応液は、第1領域及び第2領域が形成される第1内壁面と第2内壁面の両方に接触しているので、反応液を第1温度または第2温度にさせるための熱伝導性が向上される。したがって、反応液の移動速度と、反応液への熱伝導性との向上を両立させた核酸増幅反応容器を提供することができる。 According to this application example, the nucleic acid amplification reaction vessel includes a plurality of flow paths that move the reaction solution by communicating the first region and the second region, so that the reaction solution is transferred from the first region to the second region. When moving from the second region to the first region, the reaction solution and the gas can be efficiently exchanged by different flow paths. Thereby, the moving speed which moves a reaction liquid can be improved. The first region and the second region are heated from the outside of the nucleic acid amplification reaction vessel. Since the reaction solution is in contact with both the first inner wall surface and the second inner wall surface where the first region and the second region are formed, the thermal conductivity for bringing the reaction solution to the first temperature or the second temperature. Is improved. Therefore, it is possible to provide a nucleic acid amplification reaction vessel that achieves both improvements in the moving speed of the reaction solution and the thermal conductivity to the reaction solution.
[適用例2]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記流路は、前記第1内壁面と前記第2内壁面とに挟まれた空間に形成されていること、が好ましい。 Application Example 2 In the nucleic acid amplification reaction container described in the above application example, it is preferable that the flow path is formed in a space sandwiched between the first inner wall surface and the second inner wall surface.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器の流路は、第1領域及び第2領域と同じ第1内壁面と第2内壁面とに挟まれた空間に形成されているので、第1領域、第2領域、及び流路を一体で形成することができる。 According to this application example, the flow path of the nucleic acid amplification reaction vessel is formed in the same space between the first inner wall surface and the second inner wall surface as the first region and the second region. The second region and the flow path can be integrally formed.
[適用例3]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1領域、前記第2領域及び前記流路には、オイルが配置されること、を特徴とする。 Application Example 3 In the nucleic acid amplification reaction container described in the above application example, oil is disposed in the first region, the second region, and the flow path.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器の第1領域、第2領域及び流路には、オイルが配置されるので、反応液を、第1領域から第2領域へ、または第2領域から第1領域へ移動させることと、第1温度から第2温度へ、または第2温度から第1温度へ温度変化させることとを好適に行うことができる。 According to this application example, since the oil is disposed in the first region, the second region, and the flow path of the nucleic acid amplification reaction container, the reaction solution is transferred from the first region to the second region or from the second region. It is possible to suitably perform the movement to the first region and the temperature change from the first temperature to the second temperature or from the second temperature to the first temperature.
[適用例4]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1領域、前記第2領域及び前記流路とで構成される容積の50%以上は、気体で満たされること、が好ましい。 Application Example 4 In the nucleic acid amplification reaction container according to the application example described above, it is preferable that 50% or more of the volume formed by the first region, the second region, and the flow path is filled with gas. .
本適用例によれば、核酸増幅反応容器には、第1領域、第2領域及び流路とで構成される容積の50%以上が気体で満たされる。換言すると、反応液は容積の50%未満であるので、反応液を核酸増幅反応容器の第1領域内または第2領域内に収容させることができる。これにより、反応液を第1温度から第2温度へ、または第2温度から第1温度へ効率よく温度変化させることができる。 According to this application example, the nucleic acid amplification reaction container is filled with 50% or more of the volume formed by the first region, the second region, and the flow path. In other words, since the reaction solution is less than 50% of the volume, the reaction solution can be accommodated in the first region or the second region of the nucleic acid amplification reaction vessel. Thereby, the temperature of the reaction solution can be efficiently changed from the first temperature to the second temperature or from the second temperature to the first temperature.
[適用例5]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記距離は、0.1mm以上3.0mm以下であること、が好ましい。 Application Example 5 In the nucleic acid amplification reaction container described in the above application example, the distance is preferably 0.1 mm or more and 3.0 mm or less.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器は、第1内壁面と第2内壁面との間の距離が0.1mm以上3.0mm以下で形成されている。これにより、反応液への熱伝導性が向上されるので、例えば、40サイクル/3分以下の高速での熱サイクルを可能にすることができる。 According to this application example, the nucleic acid amplification reaction container is formed such that the distance between the first inner wall surface and the second inner wall surface is 0.1 mm or more and 3.0 mm or less. As a result, the thermal conductivity to the reaction solution is improved, so that a high-temperature thermal cycle of, for example, 40 cycles / 3 minutes or less can be realized.
[適用例6]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1内壁面を構成する第1壁及び前記第2内壁面を構成する第2壁のうちの少なくとも一方の壁厚は、0.01mm以上0.5mm以下であること、が好ましい。 Application Example 6 In the nucleic acid amplification reaction container according to the application example described above, the wall thickness of at least one of the first wall constituting the first inner wall surface and the second wall constituting the second inner wall surface is: It is preferable that it is 0.01 mm or more and 0.5 mm or less.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器は、第1内壁面を構成する第1壁及び第2内壁面を構成する第2壁のうちの少なくとも一方の壁厚が0.01mm以上0.5mm以下で形成されている。これにより、反応液への熱伝導性が向上されるので、例えば、40サイクル/3分以下の高速での熱サイクルを可能にすることができる。 According to this application example, the nucleic acid amplification reaction container has a wall thickness of at least one of the first wall constituting the first inner wall surface and the second wall constituting the second inner wall surface of 0.01 mm or more and 0.5 mm. It is formed as follows. As a result, the thermal conductivity to the reaction solution is improved, so that a high-temperature thermal cycle of, for example, 40 cycles / 3 minutes or less can be realized.
[適用例7]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1壁及び前記第2壁のうちの少なくとも一方は、前記第1領域、前記第2領域及び前記流路の内圧が上昇した場合に変形すること、が好ましい。 Application Example 7 In the nucleic acid amplification reaction container according to the application example described above, at least one of the first wall and the second wall has an increased internal pressure in the first region, the second region, and the flow path. It is preferable to be deformed in such a case.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器の第1壁及び第2壁のうちの少なくとも一方は、第1領域、第2領域及び流路の内圧が上昇した場合に変形する材料で形成されているので、内圧の上昇により核酸増幅反応容器が破損することを防ぐことができる。 According to this application example, at least one of the first wall and the second wall of the nucleic acid amplification reaction container is formed of a material that deforms when the internal pressure of the first region, the second region, and the flow path rises. Therefore, it is possible to prevent the nucleic acid amplification reaction vessel from being damaged due to an increase in internal pressure.
[適用例8]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1壁及び前記第2壁のうちの少なくとも一方は、光透過性を有していること、が好ましい。 Application Example 8 In the nucleic acid amplification reaction container according to the application example described above, it is preferable that at least one of the first wall and the second wall has light transmittance.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器は、第1壁及び第2壁のうちの少なくとも一方に光透過性を有しているので、核酸増幅反応容器の側壁に励起光を照射して蛍光量を測定することができる。これにより、反応液の核酸量の検出を行うことができる。 According to this application example, since the nucleic acid amplification reaction vessel has light permeability on at least one of the first wall and the second wall, the side wall of the nucleic acid amplification reaction vessel is irradiated with excitation light to fluoresce. The amount can be measured. Thereby, the amount of nucleic acids in the reaction solution can be detected.
[適用例9]上記適用例に記載の核酸増幅反応容器において、前記第1内壁面及び前記第2内壁面は、疎水性であること、が好ましい。 Application Example 9 In the nucleic acid amplification reaction container according to the application example, it is preferable that the first inner wall surface and the second inner wall surface are hydrophobic.
本適用例によれば、核酸増幅反応容器の第1内壁面、及び第2内壁面は疎水性であるため、第1内壁面と第2内壁面との間に形成されている第1領域、第2領域及び流路の中を流動する反応液の流動抵抗が低減する。これにより、反応液を第1領域から第2領域へ、または第2領域から第1領域へ移動させる際の移動速度を向上することができる。 According to this application example, since the first inner wall surface and the second inner wall surface of the nucleic acid amplification reaction vessel are hydrophobic, the first region formed between the first inner wall surface and the second inner wall surface, The flow resistance of the reaction solution flowing in the second region and the flow path is reduced. Thereby, the moving speed when moving the reaction solution from the first region to the second region or from the second region to the first region can be improved.
[適用例10]本適用例に係る核酸増幅反応装置は、少なくとも反応液と気体とが配置された適用例1から適用例9のいずれか一項に記載の核酸増幅反応容器が装着される装着部と、前記装着部に前記核酸増幅反応容器が装着された状態において、前記核酸増幅反応容器の第1領域を第1温度に加熱する第1加熱部と、前記核酸増幅反応容器の第2領域を前記第1温度と異なる第2温度に加熱する第2加熱部と、前記装着部、前記第1加熱部及び前記第2加熱部を第1の配置と第2の配置との間で切り換える駆動機構と、を備え、前記第1の配置は、前記第1領域が重力方向において前記第2領域より下に位置する配置であり、前記第2の配置は、前記第2領域が重力方向において前記第1領域より下に位置する配置であること、を特徴とする。 [Application Example 10] A nucleic acid amplification reaction apparatus according to this application example is equipped with the nucleic acid amplification reaction container according to any one of Application Examples 1 to 9 in which at least a reaction solution and a gas are arranged. A first heating part that heats the first region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a first temperature in a state where the nucleic acid amplification reaction vessel is attached to the attachment unit, and a second region of the nucleic acid amplification reaction vessel A second heating unit that heats the second heating unit to a second temperature different from the first temperature, and a drive that switches the mounting unit, the first heating unit, and the second heating unit between the first arrangement and the second arrangement And the first arrangement is an arrangement in which the first region is located below the second region in the direction of gravity, and the second arrangement has the second region in the direction of gravity. It is characterized by being arranged below the first region. .
本適用例によれば、核酸増幅反応装置は、核酸増幅反応容器が装着される装着部、核酸増幅反応容器の第1領域を第1温度に加熱する第1加熱部及び核酸増幅反応容器の第2領域を第2温度に加熱する第2加熱部を、第1の配置と第2の配置との間で切り換える駆動機構を備えている。第1の配置は、第1領域が重力方向において第2領域より下に位置し、第2の配置は、第2領域が重力方向において第1領域より下に位置する。つまり、核酸増幅反応容器に充填された反応液は、重力の作用によって、第1の配置においては第1領域に、第2の配置においては第2領域に保持される。第1領域は、第1加熱部によって第1温度に加熱され、第2領域は、第2加熱部によって第1温度と異なる第2温度に加熱されている。核酸増幅反応装置は、装着部、第1加熱部及び第2加熱部を第1の配置に保持することで反応液を第1温度にさせることができ、装着部、第1加熱部及び第2加熱部を第2の配置に保持することで、反応液を第2温度にさせることができる。したがって、反応液に容易に熱サイクルを加えることが可能な核酸増幅反応装置を提供することができる。 According to this application example, the nucleic acid amplification reaction apparatus includes a mounting unit to which the nucleic acid amplification reaction vessel is mounted, a first heating unit that heats the first region of the nucleic acid amplification reaction vessel to the first temperature, and a first of the nucleic acid amplification reaction vessel. A drive mechanism for switching the second heating unit that heats the two regions to the second temperature between the first arrangement and the second arrangement is provided. In the first arrangement, the first area is located below the second area in the direction of gravity, and in the second arrangement, the second area is located below the first area in the direction of gravity. That is, the reaction solution filled in the nucleic acid amplification reaction vessel is held in the first region in the first arrangement and in the second region in the second arrangement by the action of gravity. The first region is heated to the first temperature by the first heating unit, and the second region is heated to the second temperature different from the first temperature by the second heating unit. The nucleic acid amplification reaction apparatus can bring the reaction solution to the first temperature by holding the mounting unit, the first heating unit, and the second heating unit in the first arrangement, and the mounting unit, the first heating unit, and the second heating unit. By holding the heating part in the second arrangement, the reaction solution can be brought to the second temperature. Therefore, it is possible to provide a nucleic acid amplification reaction apparatus that can easily apply a thermal cycle to a reaction solution.
[適用例11]本適用例に係る核酸増幅反応方法は、少なくとも反応液と気体とが配置された適用例1から適用例9のいずれか一項に記載の核酸増幅反応容器を適用例10に記載の核酸増幅反応装置の装着部に装着する装着工程と、前記核酸増幅反応容器の第1領域を第1温度に加熱する第1加熱工程と、前記核酸増幅反応容器の第2領域を前記第1温度と異なる第2温度に加熱する第2加熱工程と、重力方向において、前記第1領域が前記第2領域より下に位置する第1の配置から前記第2領域が前記第1領域より下に位置する第2の配置に切り換える第1駆動工程と、前記第2の配置から前記第1の配置に切り換える第2駆動工程と、を含み、前記第1駆動工程では、前記核酸増幅反応容器は前記第1領域及び前記第2領域を形成する第1内壁面に対して交差し水平方向の成分を有する回転軸の回りの第1方向に回動され、前記第2駆動工程では、前記核酸増幅反応容器は前記第1方向と逆向きの第2方向に回動されること、を特徴とする。 Application Example 11 In the nucleic acid amplification reaction method according to this application example, the nucleic acid amplification reaction container according to any one of Application Example 1 to Application Example 9 in which at least a reaction solution and a gas are arranged is applied to Application Example 10. A mounting step of mounting on the mounting portion of the nucleic acid amplification reaction apparatus described above; a first heating step of heating the first region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a first temperature; and a second region of the nucleic acid amplification reaction vessel of the first region. A second heating step for heating to a second temperature different from the first temperature; and a first arrangement in which the first region is located below the second region in the direction of gravity, and the second region is below the first region. And a second driving step for switching from the second arrangement to the first arrangement. In the first driving step, the nucleic acid amplification reaction vessel comprises: Forming a first region and a second region; The nucleic acid amplification reaction vessel is rotated in a first direction around a rotation axis that intersects the inner wall surface and has a horizontal component, and in the second driving step, the nucleic acid amplification reaction container is in a second direction opposite to the first direction. It is characterized by being rotated.
本適用例によれば、核酸増幅反応方法は、重力方向において、第1領域が第2領域より下に位置する第1の配置から第2領域が第1領域より下に位置する第2の配置に切り換える第1駆動工程と、第2の配置から第1の配置に切り換える第2駆動工程と、を含んでいる。つまり、第1駆動工程によって第1の配置から第2の配置に切替わることで、第1領域に保持されていた反応液は、重力の作用によって第2領域に移動し保持される。第2駆動工程によって第2の配置から第1の配置に切換わることで、第2領域に保持されていた反応液は、重力の作用によって第1領域に移動し保持される。第1領域は、第1加熱工程によって第1温度に加熱され、第2領域は、第2加熱工程によって第1温度と異なる第2温度に加熱されている。本核酸増幅反応方法は、第1駆動工程によって反応液を第1温度から第2温度にさせることができ、第2駆動工程によって反応液を第2温度から第1温度にさせることができる。これにより、反応液に熱サイクルが加えられる。また、第1駆動工程では、核酸増幅反応容器は第1内壁面に対して交差し水平方向の成分を有する回転軸の回りの第1方向に回動され、第2駆動工程では、核酸増幅反応容器は第1方向と逆向きの第2方向に回動される。これにより、第1、第2加熱部を加熱させるための電力を供給する導線の捩れが低減されるので核酸増幅反応装置の信頼性が向上する。したがって、核酸増幅反応装置の信頼性を向上させて、反応液に容易に熱サイクルを加えることが可能な核酸増幅反応方法を提供することができる。 According to this application example, in the nucleic acid amplification reaction method, in the gravity direction, the first region is located below the second region, and the second region is located below the first region. And a second driving step for switching from the second arrangement to the first arrangement. That is, by switching from the first arrangement to the second arrangement in the first driving process, the reaction liquid held in the first area is moved and held in the second area by the action of gravity. By switching from the second arrangement to the first arrangement in the second driving process, the reaction liquid held in the second area is moved and held in the first area by the action of gravity. The first region is heated to the first temperature by the first heating step, and the second region is heated to the second temperature different from the first temperature by the second heating step. In the nucleic acid amplification reaction method, the reaction solution can be changed from the first temperature to the second temperature by the first driving step, and the reaction solution can be changed from the second temperature to the first temperature by the second driving step. Thereby, a heat cycle is added to the reaction solution. In the first driving step, the nucleic acid amplification reaction vessel is rotated in a first direction around a rotation axis that intersects the first inner wall surface and has a horizontal component. In the second driving step, the nucleic acid amplification reaction is performed. The container is rotated in a second direction opposite to the first direction. Thereby, since the twist of the conducting wire that supplies electric power for heating the first and second heating units is reduced, the reliability of the nucleic acid amplification reaction apparatus is improved. Therefore, it is possible to provide a nucleic acid amplification reaction method that can improve the reliability of the nucleic acid amplification reaction apparatus and can easily apply a thermal cycle to the reaction solution.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。また、図1から図7及び図9から図14では、説明の便宜上、互いに直交する三軸として、X軸、Y軸及びZ軸を図示しており、軸方向を図示した矢印の先端側を「+側」、基端側を「−側」としている。X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member or the like is shown differently from the actual scale so as to make each member or the like recognizable. 1 to 7 and 9 to 14, for convenience of explanation, the X axis, the Y axis, and the Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other, and the tip end side of the arrow illustrating the axial direction is shown. The “+ side” and the base end side are “− side”. The direction parallel to the X axis is referred to as “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis is referred to as “Y axis direction”, and the direction parallel to the Z axis is referred to as “Z axis direction”.
(実施形態1)
<核酸増幅反応装置の構成>
図1は、実施形態1に係る核酸増幅反応装置の外観を示す斜視図である。図2は、核酸増幅反応装置に核酸増幅反応容器が装着された状態の構成を示す斜視図である。図3は、核酸増幅反応装置の分解斜視図である。図4は、図1のA−A線における断面図である。図5は、核酸増幅反応装置の本体を回転させた場合の図1のA−A線における断面図である。なお、図1から図4は、核酸増幅反応装置1が後述する第1の配置に位置する状態を示し、図5は、核酸増幅反応装置1が第2の配置に位置する状態を示している。核酸増幅反応装置1の構成を図1から図5を参照して説明する。
(Embodiment 1)
<Configuration of nucleic acid amplification reaction apparatus>
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a nucleic acid amplification reaction apparatus according to
図1及び図2に示すように、核酸増幅反応装置1は、平面視にして略長方形の本体10及び駆動機構20を含む。なお、本実施形態においては、重力方向に沿う上下方向をZ軸とし+Z軸側を「上」とする。Z軸と交差する本体10の長手方向をY軸とする。また、Z軸及びY軸の双方と交差する方向をX軸とする。
図3に示すように、本体10は、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を含む。第1加熱部12と第2加熱部13との間にはスペーサー14が設けられている。第1加熱部12、第2加熱部13及びスペーサー14は、長方形の板状をなし、Z軸方向に沿って積層されている。本実施形態の本体10は、後述する第1の配置において、−Z軸方向に位置する底板17の側に第1加熱部12が配置され、+Z軸方向に位置する蓋体50の側に第2加熱部13が配置されている。本実施形態の本体10においては、第1加熱部12、第2加熱部13及びスペーサー14は、底板17、±X軸方向に対峙する固定板19及び±Y軸方向に対峙するフランジ16に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the nucleic acid
As shown in FIG. 3, the
装着部11には、後述する核酸増幅反応容器100が装着される。図2及び図3に示すように、本実施形態の装着部11は、核酸増幅反応容器100を差し込んで装着するスロット構造であり、第1加熱部12の第1ヒートブロック12b、スペーサー14、及び第2加熱部13の第2ヒートブロック13bをZ軸方向に貫通する穴に核酸増幅反応容器100を差し込む構造となっている。装着部11の数は複数であってもよく、本実施形態では、8個の装着部11が本体10に設けられている。
The mounting
核酸増幅反応装置1は、核酸増幅反応容器100を第1加熱部12及び第2加熱部13に対して所定の位置に保持する構造を含むことが好ましい。これにより、第1加熱部12及び第2加熱部13によって核酸増幅反応容器100の所定の領域を加熱できる。より具体的には、図4に示すように、後述する核酸増幅反応容器100を構成する第1領域101を第1加熱部12によって、第2領域102を第2加熱部13によって、加熱できる。本実施形態においては核酸増幅反応容器100の位置を定める構造は底板17であり、図4に示すように、核酸増幅反応容器100を底板17に接触する位置まで差し込むことで、第1加熱部12及び第2加熱部13に対して核酸増幅反応容器100を所定の位置に保持できる。
The nucleic acid
第1加熱部12は、装着部11に核酸増幅反応容器100が装着された状態において、後述する核酸増幅反応容器100の第1領域101を第1温度に加熱する。図4に示すように、第1加熱部12は本体10において、核酸増幅反応容器100の第1領域101を加熱する位置に配置されている。
The
第1加熱部12は、熱を発生させる機構と、発生した熱を核酸増幅反応容器100に伝える部材とを含んでもよい。図3に示すように、第1加熱部12は第1ヒーター12a及び第1ヒートブロック12bを含む。本実施形態においては、第1ヒーター12aはカートリッジヒーターであり、+Y軸側のフランジ16を貫通する導線15によって図示しない外部電源に接続されている。第1ヒーター12aはY軸方向に沿って第1ヒートブロック12bに挿入されており、第1ヒーター12aが発熱することで第1ヒートブロック12bが加熱される。第1ヒートブロック12bは、第1ヒーター12aから発生した熱を核酸増幅反応容器100に伝える部材である。本実施形態においてはアルミニウム製のブロックである。
The
カートリッジヒーターは温度制御が容易であるので、第1ヒーター12aをカートリッジヒーターとすることで、第1加熱部12の温度を容易に安定させることができる。したがって、より正確な熱サイクルを実現できる。アルミニウムは熱伝導率が高いので、第1ヒートブロック12bをアルミニウム製とすることで、核酸増幅反応容器100を効率よく加熱できる。また、第1ヒートブロック12bに加熱ムラが生じにくいので、精度の高い熱サイクルを実現できる。また、加工が容易なので第1ヒートブロック12bを精度よく成型でき、加熱の精度を高めることができる。したがって、より正確な熱サイクルを実現できる。
Since the temperature control of the cartridge heater is easy, the temperature of the
第1加熱部12は、装着部11に核酸増幅反応容器100を装着した場合に、核酸増幅反応容器100に接触していることが好ましい。これにより、第1加熱部12によって核酸増幅反応容器100を加熱した場合に、第1加熱部12の熱を核酸増幅反応容器100に安定して伝えることができるので、核酸増幅反応容器100の温度を安定させることができる。本実施形態のように、装着部11が第1加熱部12の一部として形成されている場合には、装着部11が核酸増幅反応容器100と接触することが好ましい。これにより、第1加熱部12の熱を核酸増幅反応容器100に安定して伝えることができるので核酸増幅反応容器100を効率よく加熱できる。
The
第2加熱部13は、装着部11に核酸増幅反応容器100が装着された状態において、核酸増幅反応容器100の第2領域102を、第1温度と異なる第2温度に加熱する。図4に示す例では、第2加熱部13は本体10において、核酸増幅反応容器100の第2領域102を加熱する位置に配置されている。図3に示すように、第2加熱部13は、第2ヒーター13a及び第2ヒートブロック13bを含む。第2加熱部13は、加熱する核酸増幅反応容器100の領域及び加熱する温度が第1加熱部12と異なる以外は、第1加熱部12と同様である。
The
なお、第1、第2ヒートブロック12b,13bの材質は、アルミニウムであると説明したが、これに限定するものではない。ヒートブロックの材質は熱伝導率、保温性、加工しやすさ等の条件を考慮して選択できる。例えば銅合金を使用してもよく、複数の材質を組み合わせてもよい。また、第1ヒートブロック12bと第2ヒートブロック13bとが異なる材質であってもよい。
In addition, although the material of the 1st,
また、第1加熱部12及び第2加熱部13は、カートリッジヒーターであると説明したが、これに限定するものではない。第1加熱部12は第1領域101を第1温度に加熱でき、第2加熱部13は第2領域102を第2温度に加熱できるものであればよい。第1加熱部12及び第2加熱部13としては、例えば、カーボンヒーター、シートヒーター、IH(電磁誘導加熱)、ペルチェ素子、加熱液体、加熱気体などを使用できる。また、第1加熱部12と第2加熱部13とで異なる加熱機構を採用してもよい。
Moreover, although the
本実施形態においては、第1加熱部12及び第2加熱部13の温度は、図示しない温度センサー及び後述する制御部によって制御される。第1加熱部12及び第2加熱部13の温度は、核酸増幅反応容器100が所望の温度に加熱されるように設定されることが好ましい。本実施形態においては、第1加熱部12を第1温度に、第2加熱部13を第2温度に制御することで、核酸増幅反応容器100の第1領域101を第1温度に、第2領域102を第2温度に加熱できる。温度センサーとしては、熱電対、測温抵抗体やサーミスタなどを使用することができる。
In this embodiment, the temperature of the
駆動機構20は、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を第1の配置と第2の配置との間で切り換える機構である。第1の配置は、図4に示すように、装着部11に核酸増幅反応容器100が装着された状態において、核酸増幅反応容器100の第1領域101が重力方向において第2領域102より下に位置する配置である。第2の配置は、図5に示すように、装着部11に核酸増幅反応容器100が装着された状態において、核酸増幅反応容器100の第2領域102が重力方向において第1領域101より下に位置する配置である。本実施形態において、駆動機構20は本体10の−Y軸側に設けられ、図示しないモーター及び駆動軸を含んでいる。駆動軸は、駆動機構20から+Y軸方向に沿って延出し、駆動軸と本体10のフランジ16とが接続されている。本実施形態では、モーターが動作されると、駆動軸を回転の軸として本体10がY軸回りに回転する。
The
本実施形態の核酸増幅反応装置1は、図示しない制御部を含む。制御部は、後述する第1温度、第2温度、第1の時間、第2の時間及び熱サイクルのサイクル数のうち、少なくとも1つを制御する。制御部が第1の時間または第2の時間を制御する場合には、制御部は駆動機構20の動作を制御することによって、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13が所定の配置に保持される時間を制御する。制御部は、制御する項目ごとに異なる機構を設けても、全項目を一括して制御するものであってもよい。
The nucleic acid
本実施形態の核酸増幅反応装置1における制御部は電子制御であり、上記項目を全て制御する。本実施形態の制御部は図示しないCPU等のプロセッサー、及び、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置を含む。記憶装置には上記各項目を制御するための各種プログラム、データ等が記憶されている。また、記憶装置は各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。
The control part in the nucleic acid
本実施形態の本体10は、図3及び図4に示すように、第1加熱部12と第2加熱部13との間にスペーサー14が設けられている。本実施形態のスペーサー14は、第1加熱部12または第2加熱部13を保持する部材である。スペーサー14を設けることにより、第1加熱部12と第2加熱部13との間の距離を、より正確に定めることができる。すなわち、後述する核酸増幅反応容器100の第1領域101及び第2領域102に対する第1加熱部12及び第2加熱部13の位置を、より正確に定めることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
スペーサー14の材質は必要に応じて適宜選択できるが、断熱材であることが好ましい。これにより、第1加熱部12及び第2加熱部13の熱が相互に及ぼす影響を少なくできるので、第1加熱部12及び第2加熱部13の温度制御が容易になる。スペーサー14が断熱材である場合には、装着部11に核酸増幅反応容器100を装着した場合に、第1加熱部12と第2加熱部13との間の領域において核酸増幅反応容器100を囲むようにスペーサー14が配置されることが好ましい。これにより、核酸増幅反応容器100の第1加熱部12と第2加熱部13との間の領域からの放熱を抑制できるので、核酸増幅反応容器100の温度がより安定する。本実施形態においては、スペーサー14は断熱材であり、図4の例においては、装着部11はスペーサー14を貫通している。これにより、第1加熱部12及び第2加熱部13によって核酸増幅反応容器100を加熱した場合に、核酸増幅反応容器100の熱が逃げにくくなるので、第1領域101及び第2領域102の温度をより安定させることができる。
The material of the
本実施形態の本体10は、固定板19を含む。固定板19は、±X軸方向から装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を保持する部材である。図2及び図3に示す例においては、2枚の固定板19がフランジ16に嵌め合わされており、第1加熱部12、第2加熱部13及び底板17が固定されている。固定板19によって本体10の構造がより強固になるので、本体10が破損しにくくなる。
The
本実施形態の本体10は、蓋体50を含む。図1及び図4の例では、装着部11は蓋体50によって覆われている。蓋体50によって装着部11を覆うことで、第1、第2加熱部12,13によって加熱をした場合に、本体10から外部への放熱を抑制できるので、本体10内の温度を安定させることができる。蓋体50は、固定部51によって本体10に固定されてもよい。本実施形態においては、固定部51は磁石である。図2及び図3の例に示すように、本体10の蓋体50の接触する面には磁石が設けられている。図2及び図3には示されていないが、蓋体50にも、本体10の磁石が接触する位置に磁石が設けられており、蓋体50で装着部11を覆うと、磁力によって蓋体50が本体10に固定される。これにより、駆動機構20によって本体10を駆動した場合に蓋体50が外れたり動いたりすることを防止できる。したがって、蓋体50が外れることで核酸増幅反応装置1内の温度が変化することを防止できるので、より正確な熱サイクルを後述する反応液140に施すことができる。なお、固定部51は磁石であると説明したが、固定部は、蓋体50と本体10を固定できるものであればよい。
The
本体10は、気密性の高い構造であることが好ましい。本体10が気密性の高い構造であると、本体10内部の空気が本体10の外部に逃げにくいので、本体10内の温度がより安定する。本実施形態においては、図3に示すように、2個のフランジ16、底板17、2枚の固定板19、及び蓋体50によって、本体10内部の空間が密閉される。固定板19、底板17、蓋体50、フランジ16は断熱材を用いて形成されることが好ましい。これにより、本体10から外部への放熱をさらに抑制できるので、本体10内の温度をより安定させることができる。
The
図6は、核酸増幅反応容器の概略構成を示す正面図である。図7は、図6のB−B線における断面図である。図8は、図6のC−C線における断面図である。なお、図6から図8においては、核酸増幅反応容器100が第1の配置の状態に保持された状態を示している。
次に、核酸増幅反応容器100の構成について図6から図8を参照して説明する。
FIG. 6 is a front view showing a schematic configuration of the nucleic acid amplification reaction vessel. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 to 8 show a state in which the nucleic acid
Next, the configuration of the nucleic acid
核酸増幅反応容器100は、反応液140を第1温度にさせる第1領域101と、反応液140を第1温度と異なる第2温度にさせる第2領域102と、第1領域101と第2領域102とを連通して反応液140を移動させる複数の流路(第1流路103、第2流路104)とを有している。
The nucleic acid
詳しくは、核酸増幅反応容器100は扁平状の長方形をなし、長方形の一方の短辺側に第1領域101が形成され、他方の短辺側に第2領域102が形成されている。また、長方形の一方の長辺に沿って第1領域101と第2領域102とを連通する第1流路103が形成され、長方形の他方の長辺に沿って第1領域101と第2領域102とを連通する第2流路104が形成されている。これにより、第1領域101、第1流路103、第2領域102及び第2流路104が環状に連通されている。
Specifically, the nucleic acid
第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104は、第1内壁面111と、第1内壁面111に対向する第2内壁面112とに挟まれた空間に形成されている。第1内壁面111を構成する第1壁111a、第2内壁面112を構成する第2壁112aの材料には、例えば、ポリプロピレン(polypropylene)などをフィルム状に形成したプラスチック樹脂が使用されている。第1領域101、第2領域102、第1、第2流路103,104の外周、及び第1領域101、第2領域102、第1、第2流路103,104に囲まれた領域は、第1壁111aと第2壁112aとが熱溶着などにより密着されている。これにより、核酸増幅反応容器100には、第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104で連通された空間が一体で形成される。
The
第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104には、少なくとも反応液140と気体150とが配置される。核酸増幅反応容器100は、第1流路103及び第2流路104の複数の流路を有しているので、反応液140を第1領域101から第2領域102へ、または第2領域102から第1領域101へ重力の作用により移動させる際、反応液140と気体150とを異なる第1、第2流路103,104によって入れ換えることで反応液140を移動させる移動速度を向上させることができる。上述したように、核酸増幅反応装置1に装着された核酸増幅反応容器100が第1の配置の状態の時、第1領域101は反応液140を第1温度にさせる。また、核酸増幅反応装置1に装着された核酸増幅反応容器100が第2の配置の状態の時、第2領域102は反応液140を第2温度にさせる。
In the
本実施形態の第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104には、さらにオイル130が配置されている。オイル130は、反応液140よりも比重が小さく、且つ、反応液140と混和しない、すなわち混ざり合わない性質であるため、反応液140はオイル130の中に液滴の状態で保持されている。反応液140は、オイル130よりも比重が大きいため、第1の配置の状態において第1領域101の最下部に位置し、第2の状態において第2領域102の最下部に位置している。オイル130としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル又はパラフィンオイル等を使用することができる。第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104に、オイル130を配置することにより、反応液140を、第1領域101から第2領域102へ、または第2領域102から第1領域101へ移動させることと、第1温度から第2温度へ、または第2温度から第1温度へ温度変化させることとを好適に行うことができる。
反応液140は、反応に必要な成分を含む液体である。反応がPCRである場合には、PCRによって増幅されるDNA(標的核酸)、DANを増幅するために必要なDNAポリメラーゼ、及びプライマー等が含まれる。例えば、オイル130を用いてPCRを行う場合には、反応液140は上記の成分を含む水溶液であることが好ましい。
The
第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104で構成される容積の50%以上は、気体150で満たされている。換言すると、反応液140及びオイル130は、容積の50%未満であるので、反応液140及びオイル130を第1領域101内又は第2領域102内に収納可能な核酸増幅反応容器100を形成することができる。これにより、反応液140を第1温度から第2温度へ、または第2温度から第1温度へ効率よく温度変化させることができる。
50% or more of the volume formed by the
第1内壁面111及び第2内壁面112は、疎水性であることが好ましい。核酸増幅反応容器100の第1内壁面111及び第2内壁面112を疎水性にさせることで、第1内壁面111と第2内壁面112との間に形成されている第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104の中を流動する反応液140の流動抵抗が低減する。これにより、反応液140を第1領域101から第2領域102へ、または第2領域102から第1領域101へ移動させる際の移動速度を向上させることができる。
The first
第1内壁面111を構成する第1壁111a及び第2内壁面112を構成する第2壁112aのうちの少なくとも一方は、第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104の内圧が上昇した場合に変形することが好ましい。本実施形態の核酸増幅反応容器100には、第1壁111a及び第2壁112aともに形状の変形するプラスチック樹脂が使用されているので、第1領域101、第2領域102の加熱により内圧が上昇した場合に核酸増幅反応容器が破損することを防ぐことができる。
At least one of the
第1内壁面111と第2内壁面112との間の距離Lは、第1流路103又は第2流路104を介して第1領域101又は第2領域102に反応液140が導入された場合に、第1内壁面111と第2内壁面112の両方に反応液140が接触する距離である。反応液140は、第1内壁面111と第2内壁面112との両方に接しているので、第1壁111a及び第2壁112aを介して上述した第1加熱部12又は第2加熱部13から直接熱せられる。これにより、反応液140を第1温度又は第2温度にさせるための熱伝導性が向上される。
The distance L between the first
さらには、第1内壁面111と第2内壁面112との間の距離Lは、0.1mm以上3.0mm以下が好ましい。第1内壁面111と第2内壁面112との間の距離Lは、狭いほど反応液140と、第1、第2内壁面111,112との接触面積が広がるので、反応液140への熱伝導性が向上する。距離Lを3mm以下にした核酸増幅反応容器100を上述の核酸増幅反応装置1に装着させることにより、例えば、40サイクル/3分以下の高速での熱サイクルを可能にすることができる。なお、第1内壁面111と第2内壁面112との間の距離Lが0.1mm以下になると、熱伝導性の向上による熱サイクル時間の短縮効果が薄れ、逆に反応液140の移動が阻害される恐れがある。
Furthermore, the distance L between the first
第1壁111a及び第2壁112aのうちの少なくとも一方の壁厚は、0.01mm以上0.5mm以下であることが好ましい。第1壁111a及び第2壁112aの壁厚は、薄いほど反応液140への熱伝導性が向上する。壁厚を0.5mm以下にした核酸増幅反応容器100を上述の核酸増幅反応装置1に装着させることにより、例えば、40サイクル/3分以下の高速での熱サイクルを可能にすることができる。なお、壁厚が0.01mm以下になると、核酸増幅反応容器100の製造が困難になり、製造コストが上昇してしまう。
The wall thickness of at least one of the
第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104に導入される反応液140の体積は、特に限定されない。第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104に導入される反応液140の体積は、例えば、1μl以上100μl以下、好ましくは5μl以上50μl以下、より好ましくは10μl以上40μl以下、さらに好ましくは20μl以上30μl以下である。この範囲の体積であれば、反応液140中の核酸を増幅することが容易である。
The volume of the
なお、核酸増幅反応容器100は長方形状をなしているものと説明したが、核酸増幅反応容器100は角丸長方形や円、楕円形状であってもよく、第1領域101、第2領域102、第1流路103及び第2流路104が周回するように連通された空間が形成された形状であればよい。
また、第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104は、第1内壁面111と第2内壁面112との間に形成されているものと説明したが、第1内壁面111と第2内壁面112とを接続する内壁面(側壁面)を有していてもよい。
また、第1領域101と第2領域102とは、2つの第1、第2流路103,104で連通されているものと説明したが、3つ以上の流路で連通されていてもよい。
Although the nucleic acid
The
In addition, the
<核酸増幅反応方法>
図9は、核酸増幅反応方法を説明するフローチャート図である。
次に、核酸増幅反応容器100及び核酸増幅反応装置1を用いた核酸増幅反応方法(熱サイクル処理)について図4、図5及び図9を参照して説明する。なお、図4及び図5における矢印gの方向は、重力の作用する方向を示している。本実施形態においては、核酸増幅を行う熱サイクル処理の例としてシャトルPCR(2段階温度PCR)を行う場合を説明する。なお、以下に説明する各工程は熱サイクル処理の一例を示すものである。必要に応じて工程の順序を入れ換えたり、2以上の工程を連続的にあるいは並行して行ったり、工程を追加したりしてもよい。
<Nucleic acid amplification reaction method>
FIG. 9 is a flowchart for explaining the nucleic acid amplification reaction method.
Next, a nucleic acid amplification reaction method (thermal cycle process) using the nucleic acid
シャトルPCRは、高温と低温の2段階の温度処理を繰り返し反応液140に施すことにより、反応液140中の核酸を増幅させる手法である。高温の処理においては2本鎖DNAの解離(変性反応)が、低温の処理においてはアニーリング(プライマーが1本鎖DNAに結合する反応)及び伸長反応(プライマーを始点としてDNAの相補鎖が形成される反応)が行われる。
Shuttle PCR is a technique for amplifying nucleic acids in the
一般に、シャトルPCRにおける高温は80℃から100℃の間の温度、低温は50℃から70℃の間の温度である。各温度における処理は所定時間行われ、高温に保持する時間は低温に保持する時間よりも短いことが一般的である。例えば、高温が0.2秒から10秒程度、低温が0.5秒から60秒程度としてもよく、加熱部12,13から反応液140に熱を伝えるのに要する時間、反応(変性反応、アニーリング、伸長反応)が起こるために要する時間を考慮して、最適な時間を選択する。
Generally, the high temperature in shuttle PCR is a temperature between 80 ° C. and 100 ° C., and the low temperature is a temperature between 50 ° C. and 70 ° C. The treatment at each temperature is performed for a predetermined time, and the time for keeping at a high temperature is generally shorter than the time for keeping at a low temperature. For example, the high temperature may be about 0.2 to 10 seconds, and the low temperature may be about 0.5 to 60 seconds. The time required for transferring heat from the
なお、使用する試薬の種類や量によって、適切な時間、温度およびサイクル数(高温と低温を繰り返す回数)は異なるので、試薬の種類や反応液140の量を考慮して適切なプロトコルを決定した上で反応を行うことが好ましい。
In addition, since the appropriate time, temperature, and number of cycles (the number of repetitions of high temperature and low temperature) differ depending on the type and amount of reagent used, an appropriate protocol was determined in consideration of the type of reagent and the amount of
ステップS1は、少なくとも反応液140と気体150とが配置された核酸増幅反応容器100を核酸増幅反応装置1の装着部11に装着する装着工程である。本実施形態では、オイル130が充填された第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104に反応液140を導入後、密封された核酸増幅反応容器100を装着部11に装着する。オイル130に反応液140を加えた体積は、第1領域101及び第2領域102の容積と略等しいか若干少なく、第1領域101、第2領域102及び第1、第2流路103,104は、オイル130、反応液140及び気体150で満たされている。
Step S <b> 1 is a mounting step for mounting the nucleic acid
反応液140は、マイクロピペットやインクジェット方式の分注装置等を用いて核酸増幅反応容器100に導入させることができる。装着部11に核酸増幅反応容器100を装着した状態においては、第1加熱部12は第1領域101を、第2加熱部13は第2領域102を、それぞれ含む位置において核酸増幅反応容器100に接している。本実施形態においては、図4に示すように、扁平の長方形状の核酸増幅反応容器100は、短辺及び長辺で形成される平面とX軸及びZ軸で形成されるXZ平面とが略平行になるように、第1領域101側から装着部11に挿入され、第1領域101側の短辺が底板17に接触するように装着される。これにより、第1加熱部12及び第2加熱部13に対して核酸増幅反応容器100を所定の向き及び位置に保持できる。
The
本実施形態においては、ステップS1における装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13、の配置は第1の配置である。図4に示すように、第1の配置は、重力方向において、第1領域101が第2領域102より下に位置する配置であり、本実施形態では、重力の作用する方向において、核酸増幅反応容器100の第1領域101を最下部に位置させる配置である。第1の配置において、オイル130及び反応液140は、第1領域101内に収容され、オイル130よりも比重の大きい反応液140は、第1領域101の最下部に位置する。装着部11に核酸増幅反応容器100を装着した後、蓋体50によって装着部11が覆われる。
In this embodiment, arrangement | positioning of the mounting
ステップS2は、核酸増幅反応容器100の第1領域101を第1温度に加熱する第1加熱工程、及び核酸増幅反応容器100の第2領域102を第1温度と異なる第2温度に加熱する第2加熱工程である。第1、第2加熱工程によって、第1領域101と第2領域102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。本実施形態においては、第1温度は、熱サイクル処理において目的とする反応に適した温度のうち相対的に高い温度であり、第2温度は、熱サイクル処理において目的とする反応に適した温度のうち、相対的に低い温度である。したがって本実施形態のステップS2においては、第1領域101から第2領域102へ向けて温度が低くなる温度勾配が形成される。本実施形態の熱サイクル処理はシャトルPCRであるので、第1温度は2本鎖DNAの解離に適した温度、第2温度はアニーリング及び伸長反応に適した温度とすることが好ましい。
Step S2 includes a first heating step of heating the
ステップS2における、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置は第1の配置であるので、ステップS2において核酸増幅反応容器100を加熱すると、反応液140は第1温度に加熱される。したがって、ステップS2においては、反応液140に対して第1温度における反応が行われる。
Since the arrangement of the mounting
ステップS3では、第1の配置において、第1時間が経過したか否かを判定する。本実施形態においては、判定は図示しない制御部によって行われる。第1時間は、第1の配置の状態に装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を保持する時間である。本実施形態において、ステップS1での装着に続いてステップS3が行われる場合、すなわち1回目のステップS3が行われる場合には、核酸増幅反応装置1を作動させてからの時間が第1の時間に達したか否かが判定される。第1の配置においては、反応液140は第1温度に加熱されるので、第1の時間は、目的とする反応において反応液140を第1温度で反応させる時間とすることが好ましい。本実施形態においては、2本鎖DNAの解離に必要な時間とすることが好ましい。第1の時間が経過したと判定した場合(ステップS3:Yes)は、ステップS4へ進む。第1の時間が経過していないと判定した場合(ステップS3:No)は、ステップS3が繰り返される。
In step S3, it is determined whether or not the first time has elapsed in the first arrangement. In this embodiment, the determination is performed by a control unit (not shown). The first time is a time during which the mounting
ステップS4は、第1の配置から第2の配置に切り換える第1駆動工程である。第2の配置は、第2領域102が第1領域101よりも鉛直方向下となる配置であり、本実施形態では、重力の作用する方向において、核酸増幅反応容器100の第2領域102を最下部に位置させる配置である。第2の配置において、オイル130及び反応液140は、第2領域102内に収容され、オイル130よりも比重の大きい反応液140は、第2領域102の最下部に位置する。第1駆動工程では、図4に示す第1の配置の状態から図5に示す第2の配置の状態へ、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置を切り換える。本実施形態の核酸増幅反応装置1においては、制御部の制御によって駆動機構20が駆動軸に接続された本体10を回動させることで、上記の切り換えが行われる。
Step S4 is a first driving process for switching from the first arrangement to the second arrangement. The second arrangement is an arrangement in which the
核酸増幅反応容器100は、第1領域101及び第2領域102を形成する第1内壁面111、すなわち長辺及び短辺で形成される平面に対して交差し水平方向の成分を有する回転軸の回りの第1方向に回動される。詳しくは、回転軸は、駆動機構20から+Y軸方向(水平方向)に延出する駆動軸であり、本実施形態では、長辺及び短辺で形成される平面は回転軸としての駆動軸と略直交している。第1駆動工程では、本体10は+Y軸に向かって反時計回り(第1方向)に180°回動される。これにより、第1領域101と第2領域102との重力の作用する方向における位置関係が第1の配置とは逆になるので、オイル130及び反応液140は重力の作用によって第1領域101から第2領域102へと入れ替わる。装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第2の配置に達した時に、制御部が駆動機構20の動作を停止すると、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第2の配置に保持される。
The nucleic acid
図10Aから図10Eは、第1駆動工程によってオイル及び反応液が第1領域から第2領域へと順次入れ替わる様子を示す図である。ここで、オイル130及び反応液140の動きを説明する。
図10Aは、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13が第1の配置に位置している時の核酸増幅反応容器100の状態を示している。重力方向において、第1領域101は最下部に位置しているので、オイル130及び反応液140は、第1領域101内に収容され、第1流路103、第2領域102及び第2流路104は気体150で満たされている。第1駆動工程によって、核酸増幅反応容器100は、+Y軸に向かって反時計回り(図10Aの紙面に向かって時計回り)に回動される。
FIG. 10A to FIG. 10E are views showing a state in which the oil and the reaction liquid are sequentially switched from the first region to the second region by the first driving process. Here, the movement of the
FIG. 10A shows the state of the nucleic acid
図10Bは、核酸増幅反応容器100が図10Aの状態から45°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1領域101側の短辺と第1流路103側の長辺とで形成される先端が最下部に位置するので、オイル130の一部が重力によって第1領域101から第1流路103に浸入する。同時に、第1流路103に浸入したオイル130の体積と同量の気体150が第1流路103から第2領域102、第2流路104を介して第1領域101に流入する。この時、反応液140は、上記の最下部に位置する。
FIG. 10B shows a state in which the nucleic acid
図10Cは、核酸増幅反応容器100が図10Bの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図10Aの状態から90°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1流路103側の長辺が最下部に位置するので、図10Bの状態の時に第1領域101に留まっていたオイル130及び反応液140が重力によって第1流路103内に移動する。同時に、第1流路103に移動したオイル130及び反応液140の体積と同量の気体150が第1流路103から第2領域102、第2流路104を介して第1領域101に流入する。これにより、第1領域101内が気体150で満たされる。
FIG. 10C shows a state in which the nucleic acid
図10Dは、核酸増幅反応容器100が図10Cの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図10Aの状態から135°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1流路103側の長辺と第2領域102側の短辺とで形成される先端が最下部に位置するので、オイル130の一部が重力によって第1流路103から第2領域102に浸入し、反応液140が第1流路103から第2領域102に移動する。同時に、第2領域102に浸入したオイル130及び第2領域102に移動した反応液140の体積と同量の気体150が第2領域102から第2流路104、第1領域101を介してから第1流路103に流入する。この時、反応液140は、上記の最下部に位置する。
FIG. 10D shows a state in which the nucleic acid
図10Eは、核酸増幅反応容器100が図10Dの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図10Aの状態から180°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第2領域102側の短辺が最下部に位置するので、図10Dの状態の時に第1流路103に留まっていたオイル130が重力によって第2領域102内に移動する。同時に、第2領域102に移動したオイル130の体積と同量の気体150が第2領域102から第2流路104、第1領域101を介してから第1流路103に流入する。これにより、オイル130及び反応液140が第2領域102内に収容され、第2流路104、第1領域101及び第1流路103内が気体150で満たされる。
FIG. 10E shows a state in which the nucleic acid
ステップS5では、第2の配置において、第2時間が経過したか否かを判定する。本実施形態においては、判定は図示しない制御部によって行われる。第2の時間は、第2の配置に装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を保持する時間である。本実施形態においては、第2領域102はステップS2において第2温度に加熱されているので、ステップS5においては、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第2の配置に達してからの時間が第2の時間に達したか否かが判定される。第2の配置においては、反応液140は第2領域102に保持されるので、本体10が第2の配置に保持されている時間、反応液140は第2温度に加熱される。したがって、第2の時間は、目的とする反応において、反応液140を第2温度に加熱する時間とすることが好ましい。本実施形態においては、アニーリングと伸長反応に必要な時間とすることが好ましい。第2の時間が経過したと判定した場合(ステップS5:Yes)は、ステップS6へ進む。第2の時間が経過していないと判定した場合(ステップS5:No)は、ステップS5が繰り返される。
In step S5, it is determined whether the second time has elapsed in the second arrangement. In this embodiment, the determination is performed by a control unit (not shown). The second time is a time for holding the mounting
ステップS6では、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。判定は図示しない制御部によって行われる。具体的には、ステップS3からステップS5までの手順が、所定回数完了したか否かを判定する。ステップS3からステップS5までが1回行われると、反応液140に熱サイクルが1サイクル施されるので、ステップS5において「Yes」と判断された回数を、熱サイクルのサイクル数とすることができる。したがって、ステップS6により、目的とする反応に必要な回数の熱サイクルが施されたか否かを判定できる。熱サイクルが予定のサイクル数行われた場合(ステップS6:Yes)は、処理を完了する。熱サイクルが予定のサイクル数行われていない場合(ステップS6:No)は、ステップS7へ進み、ステップS3からステップS6を繰り返す。
In step S6, it is determined whether the number of thermal cycles has reached a predetermined number of cycles. The determination is performed by a control unit (not shown). Specifically, it is determined whether or not the procedure from step S3 to step S5 has been completed a predetermined number of times. When Step S3 to Step S5 are performed once, the
ステップS7は、第2の配置から第1の配置に切り換える第2駆動工程である。制御部の制御によって駆動機構20が駆動軸に接続された本体10を回動させることで、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第2の配置から第1の配置に切り換えられる。本実施形態の第2駆動工程では、本体10は+Y軸に向かって時計回り(第1方向と逆向きの第2方向)に180°回動される。これにより、第1領域101と第2領域102との重力の作用する方向における位置関係が第2の配置とは逆になるので、オイル130及び反応液140は重力の作用によって第2領域102から第1領域101へと入れ替わる。装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第1の配置に達した時に、制御部が駆動機構20の動作を停止すると、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第1の配置に保持される。なお、ステップS7に続いて行われるステップS3では、すなわち2回目以降のステップS3においては、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13の配置が第1の配置に達してからの時間が第1時間に達したか否かが判定される。
Step S7 is a second driving process for switching from the second arrangement to the first arrangement. The arrangement of the mounting
図11Aから図11Eは、第2駆動工程によってオイル及び反応液が第2領域から第1領域へと順次入れ替わる様子を示す図である。ここで、オイル130及び反応液140の動きを説明する。
図11Aは、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13が第2の配置に位置している時の核酸増幅反応容器100の状態を示している。重力方向において、第2領域102は最下部に位置しているので、オイル130及び反応液140は、第2領域102内に収容され、第1流路103、第1領域101及び第2流路104は気体150で満たされている。第2駆動工程によって、核酸増幅反応容器100は、+Y軸に向かって時計回り(図10Aの紙面に向かって反時計回り)に回動される。
FIG. 11A to FIG. 11E are diagrams illustrating how oil and a reaction liquid are sequentially switched from the second region to the first region in the second driving process. Here, the movement of the
FIG. 11A shows a state of the nucleic acid
図11Bは、核酸増幅反応容器100が図11Aの状態から45°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第2領域102側の短辺と第1流路103側の長辺とで形成される先端が最下部に位置するので、オイル130の一部が重力によって第2領域102から第1流路103に浸入する。同時に、第1流路103に浸入したオイル130の体積と同量の気体150が第1流路103から第1領域101、第2流路104を介して第2領域102に流入する。この時、反応液140は、上記の最下部に位置する。
FIG. 11B shows a state in which the nucleic acid
図11Cは、核酸増幅反応容器100が図11Bの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図11Aの状態から90°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1流路103側の長辺が最下部に位置するので、図11Bの状態の時に第2領域102に留まっていたオイル130及び反応液140が重力によって第1流路103内に移動する。同時に、第1流路103に移動したオイル130及び反応液140の体積と同量の気体150が第1流路103から第1領域101、第2流路104を介して第2領域102に流入する。これにより、第2領域102内が気体150で満たされる。
FIG. 11C shows a state in which the nucleic acid
図11Dは、核酸増幅反応容器100が図11Cの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図11Aの状態から135°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1流路103側の長辺と第1領域101側の短辺とで形成される先端が最下部に位置するので、オイル130の一部が重力によって第1流路103から第1領域101に浸入し、反応液140が第1流路103から第1領域101に移動する。同時に、第1領域101に浸入したオイル130及び第1領域101に移動した反応液140の体積と同量の気体150が第1領域101から第2流路104、第2領域102を介して第1流路103に流入する。この時、反応液140は、上記の最下部に位置する。
FIG. 11D shows a state in which the nucleic acid
図11Eは、核酸増幅反応容器100が図11Dの状態から、さらに45°回動された状態、つまり図11Aの状態から180°回動された状態を示している。この状態の時、重力方向において、第1領域101側の短辺が最下部に位置するので、図11Dの状態の時に第1流路103に留まっていたオイル130が重力によって第1領域101内に移動する。同時に、第1領域101に移動したオイル130の体積と同量の気体150が第1領域101から第2流路104、第2領域102を介して第1流路103に流入する。これにより、オイル130及び反応液140が第1領域101内に収容され、第2流路104、第2領域102及び第1流路103内が気体150で満たされる。
FIG. 11E shows a state in which the nucleic acid
核酸増幅反応容器100は、オイル130及び反応液140を第1領域101と第2領域102との間で移動させる流路(本実施形態では第1流路103)と、気体150を第1領域101と第2領域102との間で移動させる流路(本実施形態では第2流路104)と、を有しているので、オイル130及び反応液140を移動させる移動速度を向上させることができる。
また、核酸増幅反応装置1の本体10は、第1駆動工程と第2駆動工程とで逆向きに回動されるので、第1、第2ヒーター12a,13aに電力を供給する導線15の捩れを低減することができる。
The nucleic acid
Further, since the
なお、本実施形態では、核酸増幅反応装置1の本体10は、第1駆動工程において+Y軸に向かって反時計回り、第2駆動工程において+Y軸に向かって時計回りに回動させるものと説明したが、第1駆動工程において+Y軸に向かって時計回り、第2駆動工程において+Y軸に向かって反時計回りに回動させてもよい。
また、核酸増幅反応装置1の本体10は、第1駆動工程と第2駆動工程とで逆向きに回動させるものと説明したが、同じ方への回動を複数回行った後に、逆向きへ同じ回数回動させてもよい。これにより、導線15に生じた捩れを解消できるので、逆向きへの回転を行わない場合と比較して、導線15の劣化を抑制できる。
In the present embodiment, the
In addition, the
また、本実施形態では、第1内壁面111(長辺と短辺で形成される平面)と回転軸(駆動軸)とは、略直交しているものと説明したが、第1内壁面と回転軸とは、0°又は180°(平行)以外の角度で交差していればよい。これにより、核酸増幅反応容器100を回転軸の回りに回動させた時、第1流路103と第2流路104とは、重力方向において上下にずれた状態で回動するので、オイル130及び反応液140と、気体150とを異なる流路で移動させることができる。
In the present embodiment, the first inner wall surface 111 (a plane formed by the long side and the short side) and the rotation axis (drive shaft) are described as being substantially orthogonal to each other. The rotation axis only needs to intersect at an angle other than 0 ° or 180 ° (parallel). As a result, when the nucleic acid
また、本実施形態では、核酸増幅反応容器100は密封されているものと説明したが、気体150を移動させる流路(本実施形態では第2流路104)に外気と連通する連通孔が設けられていてもよい。これにより、核酸増幅反応容器100内の気体150と外気とがオイル130及び反応液140の移動に合わせて流通するので、オイル130及び反応液140を移動させる移動速度をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, the nucleic acid
以上述べたように、本実施形態に係る核酸増幅反応容器100、核酸増幅反応装置1及び核酸増幅反応方法によれば、以下の効果を得ることができる。
核酸増幅反応容器100は、第1領域101と第2領域102とを連通する第1、第2流路103,104を備えている。例えば、第1流路103は、オイル130及び反応液140を重力の作用によって第1領域101と第2領域102との間で移動させる流路とし、第2流路104は、気体150を第1領域101と第2領域102との間で移動させる流路とすることで、オイル130及び反応液140を移動させる移動速度を向上させることができる。また、核酸増幅反応容器100の第1内壁面111と第2内壁面112との間の距離Lは、反応液140が第1内壁面111と第2内壁面112との両方に接する距離に設定されている。これにより、反応液140は、第1壁111a及び第2壁112aを介して第1加熱部12又は第2加熱部13から直接熱せられるので、反応液140を第1温度又は第2温度にさせるための熱伝導性が向上される。したがって、反応液140を移動させる移動速度と、反応液140への熱伝導性との向上を両立させた核酸増幅反応容器100を提供することができる。
As described above, according to the nucleic acid
The nucleic acid
核酸増幅反応装置1は、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を第1の配置と第2配置との間で切り換える駆動機構20を備えている。核酸増幅反応容器100は、第1領域101が第1加熱部12によって第1温度に加熱され、第2領域102が第2加熱部13によって第2温度に加熱されるように装着部11に装着される。核酸増幅反応容器100は、第1の配置において第1領域101が第2領域102より下に位置し、第2の配置において第2領域102が第1領域101より下に位置している。つまり、反応液140は、重力の作用によって、第1の配置においては第1領域101に、第2の配置においては第2領域102に保持される。核酸増幅反応装置1は、駆動機構20によって、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を第1の配置に保持することで反応液140を第1温度にさせることができ、装着部11、第1加熱部12及び第2加熱部13を第2の配置に保持することで、反応液140を第2温度にさせることができる。したがって、反応液140に容易に熱サイクルを加えることが可能な核酸増幅反応装置1を提供することができる。
The nucleic acid
核酸増幅反応方法は、重力方向において、核酸増幅反応容器100の第1領域101が第2領域102より下に位置する第1の配置から第2領域102が第1領域101より下に位置する第2の配置に切換える第1駆動工程と、第2の配置から第1の配置に切換える第2駆動工程と、を含んでいる。核酸増幅反応容器100は、第1領域101が第1加熱部12によって第1温度に加熱され、第2領域102が第2加熱部13によって第2温度に加熱されるように装着部11に装着される。つまり、第1駆動工程によって第1の配置から第2の配置に切り替わることで、第1領域101に保持されていた反応液140は、重力の作用によって第2領域102に移動して保持される。第2駆動工程によって第2の配置から第1の配置に切換わることで、第2領域102に保持されていた反応液140は、重力の作用によって第1領域101に移動し保持される。核酸増幅反応方法は、第1駆動工程によって反応液140を第1温度から第2温度にさせることができ、第2駆動工程によって反応液140を第2温度から第1温度にさせることができる。これにより、反応液140に熱サイクルが加えられる。また、核酸増幅反応装置1の本体10は、第1駆動工程と第2駆動工程とで逆向きに回動される。これにより、第1、第2ヒーター12a,13aに電力を供給する導線15の捩れを低減されるので核酸増幅反応装置1の信頼性が向上される。したがって、核酸増幅反応装置1の信頼性を向上させて、反応液140に容易に熱サイクルを加えることが可能な核酸増幅反応方法を提供することができる。
In the nucleic acid amplification reaction method, the
(実施形態2)
図12は、実施形態2に係る核酸増幅反応装置の概略構成を示す斜視図である。図13は、核酸増幅反応装置に核酸増幅反応容器が装着された状態の構成を示す斜視図である。図14は、図12のD−D線における断面図である。核酸増幅反応装置2の構成について図12から図14を参照して説明する。なお、図12においては、蓋体50を透視した図を示している。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the nucleic acid amplification reaction device according to the second embodiment. FIG. 13 is a perspective view showing a configuration in a state where a nucleic acid amplification reaction vessel is attached to the nucleic acid amplification reaction device. 14 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. The configuration of the nucleic acid amplification reaction apparatus 2 will be described with reference to FIGS. In addition, in FIG. 12, the figure which saw through the
実施形態1においては、核酸増幅反応装置1が検出装置を含まない例を示したが、図12及び図13に示すように、実施形態2に係る核酸増幅反応装置2は核酸量を測定するための蛍光検出器40を含んでいる。核酸増幅反応容器100の第1壁111a及び第2壁112aのうちの少なくとも一方は、光透過性を有していることが好ましい。本実施形態の第1、第2壁111a,112aは、光を透過するポリプロピレンなどのプラスチック樹脂で形成されている。また、図13に示すように、扁平の長方形状の核酸増幅反応容器100は、短辺及び長辺で形成される平面とX軸及びZ軸で形成されるXZ平面とでなす内角が鋭角になるように装着部11に装着されている。本実施形態では、短辺及び長辺で形成される平面とXZ平面とでなす内角が略45°に設定されている。これにより、測定窓18から第1壁111a又は第2壁112aに励起光を照射することが可能となると共に、実施形態1で説明した効果を得ることができる。
In the first embodiment, an example in which the nucleic acid
このような構成により、例えばリアルタイムPCRのような蛍光検出を伴う用途に核酸増幅反応装置2を使用できる。蛍光検出器40の数は検出が問題なく行える限り任意である。本実施形態においては、1個の蛍光検出器40をスライド22に沿って移動させて蛍光検出を行う。蛍光検出を行うために、本体10aの第2加熱部13側の側面部に孔が設けられ、測定窓18(図13、図14参照)が形成されている。蛍光検出器40は、第2領域102中に反応液140が位置する際に、測定窓18を通じて核酸増幅反応容器100の第2領域102の側壁に励起光を照射して、放射される蛍光を測定し、反応液140中の核酸増幅量を測定することができる。
With such a configuration, the nucleic acid amplification reaction apparatus 2 can be used for applications involving fluorescence detection such as real-time PCR. The number of the
図12、図13及び図14に示すように、本実施形態の核酸増幅反応装置2においては、蓋体50の側に第1加熱部12が設けられ、蓋体50から遠い側に第2加熱部13が設けられている。すなわち、第1加熱部12及び第2加熱部13と、本体10に含まれる他の部材との位置関係が核酸増幅反応装置1とは異なっている。位置関係が異なる以外は、第1加熱部12及び第2加熱部13の機能は実施形態1と同様である。本実施形態においては、図14に示すように、第2加熱部13の側面に測定窓18が設けられている。これにより、低温側(アニーリング及び伸長反応を行う温度)で蛍光測定を行うリアルタイムPCRにおいて適切な蛍光測定ができる。
As shown in FIGS. 12, 13, and 14, in the nucleic acid amplification reaction device 2 of the present embodiment, the
核酸増幅反応装置2は、設定部25を含んでいる。設定部25はUI(ユーザーインターフェイス)であり、熱サイクルの条件を設定する機器である。設定部25を操作することにより、第1温度、第2温度、第1時間、第2時間、及び熱サイクルのサイクル数のうち、少なくとも1つを設定できる。設定部25は制御部と機械的または電子的に連動しており、設定部25での設定が制御部の制御に反映される。これにより、反応の条件を変更できるので、所望の熱サイクルを反応液140に施すことができる。設定部25は、上記のいずれかの項目を個別に設定できるものであっても、例えば事前に登録した複数の反応条件の中から1つを選択すると、必要な項目が自動的に設定されるものであってもよい。本実施形態では設定部25はボタン式であり、項目別にボタンを押すことで反応条件を設定できる。
The nucleic acid amplification reaction apparatus 2 includes a
核酸増幅反応装置2は、表示部24を含んでいる。表示部24は表示装置であり、制御部は核酸増幅反応装置2に関する各種情報を表示部24に表示させる。制御部は、設定部25で設定される条件や熱サイクル処理中の実際の時間や温度を表示部24に表示させてもよい。例えば、設定を行う場合には入力された条件を表示させたり、熱サイクル処理中には温度センサーによって測定された温度、第1の配置または第2の配置において経過した時間、熱サイクルを施したサイクル数を表示させたりしてもよい。また、熱サイクル処理が終了した場合や、装置に何らかの異常が発生した場合にも、その旨を表示させてもよい。さらに、音声による通知を行ってもよい。表示や音声による通知を行うことで、熱サイクル処理の進行や終了を装置の使用者が容易に把握できる。
The nucleic acid amplification reaction apparatus 2 includes a
以上述べたように、本実施形態に係る核酸増幅反応装置2によれば、以下の効果を得ることができる。
核酸増幅反応容器100の第1壁111a及び第2壁112aは、光透過性を有している。核酸増幅反応容器100の第1壁111a又は第2壁112aを介して反応液140に励起光を照射して放射される蛍光を測定することで、反応液140中の核酸増幅量を測定することができる。
As described above, according to the nucleic acid amplification reaction device 2 according to this embodiment, the following effects can be obtained.
The
1,2…核酸増幅反応装置、10,10a…本体、11…装着部、12…第1加熱部、12a…第1ヒーター、12b…第1ヒートブロック、13…第2加熱部、13a…第2ヒーター、13b…第2ヒートブロック、14…スペーサー、15…導線、16…フランジ、17…底板、18…測定窓、19…固定板、20…駆動機構、22…スライド、24…表示部、25…設定部、40…蛍光検出器、50…蓋体、51…固定部、100…核酸増幅反応容器、101…第1領域、102…第2領域、103…第1流路、104…第2流路、111…第1内壁面、111a…第1壁、112…第2内壁面、112a…第2壁、130…オイル、140…反応液、150…気体。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記反応液を前記第1温度と異なる第2温度にさせる第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域とを連通して前記反応液を移動させる複数の流路と、を有し、
前記第1領域及び前記第2領域は、第1内壁面と、前記第1内壁面に対向する第2内壁面とに挟まれた空間に形成され、
前記第1内壁面と前記第2内壁面との間の距離は、前記流路を介して前記第1領域又は前記第2領域に前記反応液が導入された場合に、前記第1内壁面と前記第2内壁面との両方に前記反応液が接触する距離であること、を特徴とする核酸増幅反応容器。 A first region for bringing the reaction liquid to a first temperature;
A second region for bringing the reaction liquid to a second temperature different from the first temperature;
A plurality of flow paths for communicating the first region and the second region to move the reaction solution,
The first region and the second region are formed in a space sandwiched between a first inner wall surface and a second inner wall surface facing the first inner wall surface,
The distance between the first inner wall surface and the second inner wall surface is such that when the reaction solution is introduced into the first region or the second region via the flow path, A nucleic acid amplification reaction vessel characterized in that the reaction solution is in contact with both of the second inner wall surfaces.
前記装着部に前記核酸増幅反応容器が装着された状態において、
前記核酸増幅反応容器の第1領域を第1温度に加熱する第1加熱部と、
前記核酸増幅反応容器の第2領域を前記第1温度と異なる第2温度に加熱する第2加熱部と、
前記装着部、前記第1加熱部及び前記第2加熱部を第1の配置と第2の配置との間で切り換える駆動機構と、を備え、
前記第1の配置は、前記第1領域が重力方向において前記第2領域より下に位置する配置であり、
前記第2の配置は、前記第2領域が重力方向において前記第1領域より下に位置する配置であること、を特徴とする核酸増幅反応装置。 A mounting part to which the nucleic acid amplification reaction container according to any one of claims 1 to 9 is mounted, wherein at least a reaction solution and a gas are disposed;
In the state where the nucleic acid amplification reaction vessel is attached to the attachment part,
A first heating unit for heating the first region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a first temperature;
A second heating unit for heating the second region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a second temperature different from the first temperature;
A drive mechanism for switching the mounting unit, the first heating unit, and the second heating unit between a first arrangement and a second arrangement;
The first arrangement is an arrangement in which the first region is positioned below the second region in the direction of gravity.
The nucleic acid amplification reaction apparatus, wherein the second arrangement is an arrangement in which the second region is located below the first region in the direction of gravity.
前記核酸増幅反応容器の第1領域を第1温度に加熱する第1加熱工程と、
前記核酸増幅反応容器の第2領域を前記第1温度と異なる第2温度に加熱する第2加熱工程と、
重力方向において、前記第1領域が前記第2領域より下に位置する第1の配置から前記第2領域が前記第1領域より下に位置する第2の配置に切り換える第1駆動工程と、
前記第2の配置から前記第1の配置に切り換える第2駆動工程と、
を含み、
前記第1駆動工程では、前記核酸増幅反応容器は前記第1領域及び前記第2領域を形成する第1内壁面に対して交差し水平方向の成分を有する回転軸の回りの第1方向に回動され、
前記第2駆動工程では、前記核酸増幅反応容器は前記第1方向と逆向きの第2方向に回動されること、を特徴とする核酸増幅反応方法。 A mounting step of mounting the nucleic acid amplification reaction vessel according to any one of claims 1 to 9 on the mounting portion of the nucleic acid amplification reaction device according to claim 10, wherein at least a reaction solution and a gas are disposed;
A first heating step of heating the first region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a first temperature;
A second heating step of heating the second region of the nucleic acid amplification reaction vessel to a second temperature different from the first temperature;
A first driving step of switching from a first arrangement in which the first area is located below the second area to a second arrangement in which the second area is located below the first area in the direction of gravity;
A second driving step of switching from the second arrangement to the first arrangement;
Including
In the first driving step, the nucleic acid amplification reaction vessel rotates in a first direction around a rotation axis that intersects a first inner wall surface forming the first region and the second region and has a horizontal component. Moved,
In the second driving step, the nucleic acid amplification reaction container is rotated in a second direction opposite to the first direction.
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