JP2021193942A - Nucleic acid determination method and reagent kit - Google Patents

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Abstract

To determine nucleic acid more accurately by LAMP method.SOLUTION: A nucleic acid determination method according to an embodiment is a method for determining a target nucleic acid sequence by LAMP method. The method includes: an amplification process of amplifying a target nucleic acid sequence; a detection process of detecting a first amplification product including at least one of F3 sequence, B3 sequence, F3c sequence and B3c sequence; and a determination process of determining the concentration of the target nucleic acid sequence from the detection result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、核酸定量方法及び試薬キットに関する。 The embodiments disclosed herein and in the drawings relate to nucleic acid quantification methods and reagent kits.

標的配列の検出には、PCR(Polymerase Chain Reaction)法やLAMP(Loop−mediated Isothermal Amplification)法が利用されている。しかしPCR法は核酸の定量が可能であるが、反応時間が長く、サーマルサイクラーのような装置が必要である。また、LAMP法による濁度の立ち上がり時間を利用した定量方法は、正確に核酸の定量をすることが難しい。 The PCR (Polymerase Chain Reaction) method and the LAMP (Loop-mediated Isothermal Expression) method are used for the detection of the target sequence. However, although the PCR method can quantify nucleic acids, it has a long reaction time and requires a device such as a thermal cycler. In addition, it is difficult to accurately quantify nucleic acids in the quantification method using the rise time of turbidity by the LAMP method.

特開2002−186781号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-186781.

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、LAMP法でより正確に核酸を定量することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings is to quantify nucleic acid more accurately by the LAMP method. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem.

実施形態に従う核酸定量方法は、LAMP法で、標的核酸配列を定量する方法である。当該方法は、標的核酸配列を増幅する増幅工程、F3配列、B3配列、F3c配列、及びB3c配列の少なくとも1つを含む第1増幅産物を検出する検出工程、及び前記検出の結果から前記標的核酸配列の濃度を決定する決定工程を含む。標的核酸配列は、二本鎖核酸であり、一方の鎖は3’末端側から5’末端側に向かって、F3c配列、F2c配列、F1c配列、B1配列、B2配列及びB3配列をこの順番で含み、他方の鎖は、3’末端側から5’末端側に向かって、B3c配列、B2c配列、B1c配列、F1配列、F2配列及びF3配列を含み、F1配列とF1c配列、F2配列とF2c配列、F3配列とF3c配列、B1配列とB1c配列、B2配列とB2c配列、B3配列とB3c配列は互いに相補的である。 The nucleic acid quantification method according to the embodiment is a method of quantifying a target nucleic acid sequence by the LAMP method. The method comprises an amplification step of amplifying a target nucleic acid sequence, a detection step of detecting a first amplification product containing at least one of an F3 sequence, a B3 sequence, an F3c sequence, and a B3c sequence, and a detection step of detecting the target nucleic acid. Includes a determination step to determine the concentration of the sequence. The target nucleic acid sequence is a double-stranded nucleic acid, and one strand is a F3c sequence, an F2c sequence, an F1c sequence, a B1 sequence, a B2 sequence, and a B3 sequence in this order from the 3'end side to the 5'end side. The other chain contains B3c sequence, B2c sequence, B1c sequence, F1 sequence, F2 sequence and F3 sequence from the 3'end side to the 5'end side, and contains F1 sequence and F1c sequence, F2 sequence and F2c. The sequences, F3 and F3c sequences, B1 and B1c sequences, B2 and B2c sequences, and B3 and B3c sequences are complementary to each other.

図1は、第1実施形態に係るプライマーセット及び標的核酸配列の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a primer set and a target nucleic acid sequence according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る核酸定量方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the nucleic acid quantification method according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る標的核酸配列及び増幅産物の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a target nucleic acid sequence and an amplification product according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態に係る増幅時間と信号の検出値との関係の一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the amplification time and the detected value of the signal according to the first embodiment. 図5は、第2実施形態に係るプライマーセット及び標的核酸配列の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a primer set and a target nucleic acid sequence according to the second embodiment. 図6は、第2実施形態に係る増幅産物の一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the amplification product according to the second embodiment. 図7は、第2実施形態に係る増幅時間と信号の検出値との関係の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the amplification time and the detected value of the signal according to the second embodiment. 図8は、第3実施形態に係る標的核酸配列及び増幅産物を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a target nucleic acid sequence and an amplification product according to the third embodiment. 図9は、第5実施形態に係る標的核酸配列定量装置の一例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an example of the target nucleic acid sequence quantifying device according to the fifth embodiment.

以下、図面を参照しながら実施形態の核酸定量方法、及び試薬キットについて説明する。 Hereinafter, the nucleic acid quantification method and the reagent kit of the embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
・核酸定量方法
実施形態に従う核酸定量方法は、LAMP法を用いて標的核酸配列を定量する方法である。標的核酸配列は、例えば、試料中に含まれ得る分析対象の核酸配列である。
(First Embodiment)
-Nucleic acid quantification method The nucleic acid quantification method according to the embodiment is a method of quantifying a target nucleic acid sequence by using the LAMP method. The target nucleic acid sequence is, for example, a nucleic acid sequence to be analyzed that can be contained in a sample.

試料は、例えば、動物から得られる体液、例えば、血液、血清、血球、血漿、間質液、尿、便、汗、唾液、口腔内粘膜、喀痰、リンパ液、髄液、涙液、母乳、羊水、精液、細胞の抽出液又は胸水等である。試料は、細胞又は組織等であってもよい。或いは試料は植物、河川水若しくは海水等環境由来の液体、細菌、菌類若しくはウイルス等を含むことが予想される液体、人工的な核酸を含む液体などであってもよい。 Samples include body fluids obtained from animals, such as blood, serum, blood cells, plasma, interstitial fluid, urine, stool, sweat, saliva, oral mucosa, sputum, lymph, spinal fluid, tears, breast milk, and amniotic fluid. , Saliva, cell extract or plasma, etc. The sample may be cells, tissues, or the like. Alternatively, the sample may be a liquid derived from the environment such as plants, river water or seawater, a liquid expected to contain bacteria, fungi or viruses, a liquid containing artificial nucleic acid, or the like.

核酸定量方法では、一般的なLAMP法と同様に標的核酸配列内にプライマーが結合するための認識配列を設定する。 In the nucleic acid quantification method, a recognition sequence for binding a primer is set in the target nucleic acid sequence as in the general LAMP method.

標的核酸配列及び核酸定量方法に用いられるプライマーについて、図1を参照して説明する。図1に示す通り、標的核酸配列11は、例えば二本鎖核酸である。標的核酸配列11の一方の鎖は3’末端側から5’末端側に向かって、F3c配列、F2c配列、F1c配列、B1配列、B2配列、及びB3配列をこの順番で含む。他方の鎖は、3’末端側から5’末端側に向かって、B3c配列、B2c配列、B1c配列、F1配列、F2配列、及びF3配列をこの順番で含む。F1c配列とB1配列との間は100〜300塩基程度の間隔を空けることが好ましい。 The target nucleic acid sequence and the primers used in the nucleic acid quantification method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the target nucleic acid sequence 11 is, for example, a double-stranded nucleic acid. One strand of the target nucleic acid sequence 11 contains the F3c sequence, the F2c sequence, the F1c sequence, the B1 sequence, the B2 sequence, and the B3 sequence in this order from the 3'end side to the 5'end side. The other strand contains the B3c sequence, the B2c sequence, the B1c sequence, the F1 sequence, the F2 sequence, and the F3 sequence in this order from the 3'end side to the 5'end side. It is preferable to leave a space of about 100 to 300 bases between the F1c sequence and the B1 sequence.

ここで、F1〜F3配列、及びB1〜B3配列は、プライマーが結合するための認識配列である。F1配列とF1c配列、F2配列とF2c配列、F3配列とF3c配列、B1配列とB1c配列、B2配列とB2c配列、B3配列とB3c配列は互いに相補的である。 Here, the F1 to F3 sequences and the B1 to B3 sequences are recognition sequences for binding the primers. The F1 and F1c sequences, the F2 and F2c sequences, the F3 and F3c sequences, the B1 and B1c sequences, the B2 and B2c sequences, and the B3 and B3c sequences are complementary to each other.

上記のような標的核酸配列11に対して、FIPプライマー、F3プライマー、BIPプライマー、及びB3プライマーの合計4種類のプライマーを設定する。FIPプライマーは、5’側から3’側に向けてF1c配列とF2配列とをこの順番で含み、BIPプライマーは、5’側から3’側に向けてB2配列とB1c配列とをこの順番で含む。F3プライマーは、F3配列を含み、B3プライマーは、B3配列を含む。 A total of four types of primers, FIP primer, F3 primer, BIP primer, and B3 primer, are set for the target nucleic acid sequence 11 as described above. The FIP primer contains the F1c sequence and the F2 sequence from the 5'side to the 3'side in this order, and the BIP primer contains the B2 sequence and the B1c sequence from the 5'side to the 3'side in this order. include. The F3 primer comprises the F3 sequence and the B3 primer comprises the B3 sequence.

F3プライマー、及びB3プライマーの少なくとも一方は、第1の物質14で標識されている。図1には、F3プライマーが標識されている一例を示す。第1の物質14は、それによって標識されているF3プライマー又はB3プライマーが標的核酸配列11に結合することで、第1の信号15を発する物質である。 At least one of the F3 primer and the B3 primer is labeled with the first substance 14. FIG. 1 shows an example in which the F3 primer is labeled. The first substance 14 is a substance that emits a first signal 15 when the F3 primer or B3 primer labeled thereby binds to the target nucleic acid sequence 11.

第1の物質14として、光学的な第1の信号15を発する物質を用いることが好ましい。光学的信号は、例えば、蛍光、発光又は呈色等である。光学的な第1の信号15を発する第1の物質14として、例えば、蛍光色素と一般に呼ばれるもの、例えば、Alexa flour、BODIPY、Cy3、Cy5、FAM、Fluorescein、HEX、JOE、Marina Blue(登録商標)、Oregon Green、Pacific Blue(登録商標)、Rhodamine、Rhodol Green、ROX、TEMRA、TET及びTexas Red(登録商標)などの色素を用いることができる。 As the first substance 14, it is preferable to use a substance that emits an optical first signal 15. The optical signal is, for example, fluorescence, light emission, coloration, or the like. As the first substance 14 that emits the first optical signal 15, for example, what is generally called a fluorescent dye, for example, Alexa flow, BODIPY, Cy3, Cy5, FAM, Fluorescein, HEX, JOE, Marina Blue (registered trademark). ), Fluorescein, Pacific Blue®, Rhodamine, Rhodol Green, ROX, TEMRA, TET and Texas Red®.

光学的な第1の信号15とは、プライマーが標的核酸配列11に結合したときの光の発生若しくは光の強度の増加であってもよく、光の消失若しくは光の強度の低減であってもよく、或いは光の波長の変化であってもよい。 The optical first signal 15 may be the generation of light or an increase in light intensity when the primer binds to the target nucleic acid sequence 11, or may be the disappearance of light or a decrease in light intensity. It may be a change in the wavelength of light.

例えば、F3又はB3プライマーの一端に色素を結合し、他端にクエンチャーを結合したものを使用することができる。このようなプライマーは、例えば単独の状態ではクエンチャーにより色素の光学的信号の発生が抑制されているが、標的核酸配列11に結合したときに抑制が解除されて光学的信号が発生する。また、クエンチャーを用いずに、F3又はB3プライマーが標的核酸配列11に結合したときに光学的信号が発生する色素をF3又はB3プライマーの一端に結合させてもよい。 For example, one in which a dye is bound to one end of an F3 or B3 primer and a quencher is bound to the other end can be used. In such a primer, for example, in a single state, the generation of the optical signal of the dye is suppressed by the quencher, but when it binds to the target nucleic acid sequence 11, the suppression is released and the optical signal is generated. Further, a dye that generates an optical signal when the F3 or B3 primer binds to the target nucleic acid sequence 11 may be bound to one end of the F3 or B3 primer without using a quencher.

又は、光の消失若しくは光の強度の低減が得られる第1の物質14として、例えば、Quenchingプローブ(Qプローブ)を用いてもよい。或いは、第1の信号15として電気的信号を発する物質を第1の物質14として用いてもよい。或いは、第1の信号15としてタンパク質等の検出可能な物質を提示する第1の物質14を用いてもよい。 Alternatively, for example, a Quenching probe (Q probe) may be used as the first substance 14 that can obtain the disappearance of light or the reduction of light intensity. Alternatively, a substance that emits an electrical signal as the first signal 15 may be used as the first substance 14. Alternatively, the first substance 14 that presents a detectable substance such as a protein may be used as the first signal 15.

第1の物質14は、上記に限定されるものではなく、それ自身公知の方法により検出することが可能な信号を発するものであればいずれのものも用いることができる。 The first substance 14 is not limited to the above, and any substance that emits a signal that can be detected by a method known per se can be used.

第1の物質14は、核酸に物質を結合するときに用いられる一般的な方法でプライマーに結合させればよい。 The first substance 14 may be bound to the primer by a general method used when binding the substance to nucleic acid.

図1ではF3プライマーが標識されている例を示したが、F3プライマーに代えてB3プライマーが第1の物質14で標識されていてもよいし、F3プライマーとB3プライマーとの両方が標識されていてもよい。 Although the example in which the F3 primer is labeled is shown in FIG. 1, the B3 primer may be labeled with the first substance 14 instead of the F3 primer, and both the F3 primer and the B3 primer are labeled. May be.

また、標的核酸配列11の増幅用にこの4種類のプライマーの他に図示しないループプライマーを併せて用いてもよい。ループプライマーとしては、LFプライマー、及びLBプライマーの少なくとも一方を用いることができる。LFプライマーは、例えば図1のF1配列とF2配列の間の配列に相補的な配列を持つように設計され、LBプライマーは、例えば図1のB1配列とB2配列の間の配列に相補的な配列を持つように設計され得る。LFプライマー、及びLBプライマーの少なくとも一方を用いることにより、増幅効率が上がり、増幅に要する時間を1/2〜1/3の時間に短縮することが可能である。 Further, in addition to these four types of primers, a loop primer (not shown) may be used in combination for amplification of the target nucleic acid sequence 11. As the loop primer, at least one of an LF primer and an LB primer can be used. The LF primer is designed to have a sequence complementary to, for example, the sequence between the F1 and F2 sequences of FIG. 1, and the LB primer is, for example, complementary to the sequence between the B1 and B2 sequences of FIG. It can be designed to have an array. By using at least one of the LF primer and the LB primer, the amplification efficiency is increased, and the time required for amplification can be shortened to 1/2 to 1/3.

第1実施形態に係る標的定量方法は、図2に示すように、標的核酸配列11を増幅する増幅工程S1、F3配列、B3配列、F3c配列、及びB3c配列の少なくとも1つを含む第1増幅産物12を検出する検出工程S2、及び検出の結果から前記標的核酸配列11の濃度を決定する決定工程S3の工程を含み得る。 As shown in FIG. 2, the target quantification method according to the first embodiment is a first amplification including at least one of the amplification steps S1, F3 sequence, B3 sequence, F3c sequence, and B3c sequence for amplifying the target nucleic acid sequence 11. It may include a detection step S2 for detecting the product 12 and a determination step S3 for determining the concentration of the target nucleic acid sequence 11 from the result of the detection.

なお、標的核酸配列11は、例えば、検出対象のRNAを逆転写したものであってもよい。例えば、増幅工程S1の前に、当該RNAの逆転写反応を行ってもよい。 The target nucleic acid sequence 11 may be, for example, a reverse transcriptase of the RNA to be detected. For example, the reverse transcription reaction of the RNA may be performed before the amplification step S1.

増幅工程S1は、上記した実施形態に従うプライマーセット、即ち、F3プライマー及びB3プライマーの少なくとも一方が第1の物質14で標識されているプライマーセットを用いて行われる。それ以外の材料及び手順は、一般的なLAMP法と同様に行えばよい。 The amplification step S1 is performed using a primer set according to the above-described embodiment, that is, a primer set in which at least one of the F3 primer and the B3 primer is labeled with the first substance 14. Other materials and procedures may be performed in the same manner as the general LAMP method.

増幅工程S1は、例えば、試料と、増幅試薬とを含む反応液を増幅条件に維持することで行われる。増幅試薬は、例えば、基質と、増幅酵素と、上記プライマーセットとを少なくとも含む。 The amplification step S1 is performed, for example, by maintaining the reaction solution containing the sample and the amplification reagent under the amplification conditions. The amplification reagent includes, for example, a substrate, an amplification enzyme, and at least the above-mentioned primer set.

基質は、核酸の構成単位を含む。基質は、例えばdNTP等である。 The substrate contains a building block of nucleic acid. The substrate is, for example, dNTP or the like.

増幅酵素は、標的核酸の種類、及びプライマーなどに基づいて選択され得る。増幅酵素は、例えば、鎖置換型DNAポリメラーゼであり得る。 The amplifying enzyme can be selected based on the type of target nucleic acid, primers and the like. The amplifying enzyme can be, for example, a strand-substituted DNA polymerase.

増幅試薬は、増幅反応に必要な更なる試薬を含んでもよく、更なる試薬は、例えば、pH調整剤等の緩衝剤、塩、増粘剤若しくは緩衝液又はこれらの混合物等であり得る。反応液には、検出工程S2に使われる第1の信号15を検出するために必要な試薬等を添加しておいてもよい。 The amplification reagent may contain additional reagents necessary for the amplification reaction, and the additional reagents may be, for example, a buffer such as a pH regulator, a salt, a thickener or a buffer, or a mixture thereof. A reagent or the like necessary for detecting the first signal 15 used in the detection step S2 may be added to the reaction solution.

増幅条件は、例えば、使用される増幅方法の種類、プライマーセットの種類、標的核酸の種類又は増幅酵素の種類などに基づいて選択される。増幅条件は、等温増幅反応条件である。等温増幅条件に維持する場合、例えば、反応場の温度を55℃〜65℃に維持することがより好ましい。 The amplification conditions are selected based on, for example, the type of amplification method used, the type of primer set, the type of target nucleic acid, the type of amplification enzyme, and the like. The amplification conditions are isothermal amplification reaction conditions. When maintaining the isothermal amplification condition, for example, it is more preferable to maintain the temperature of the reaction field at 55 ° C to 65 ° C.

増幅工程S1により、試料中に標的核酸配列11が存在する場合は増幅反応が生じ、増幅産物が生成され得る。例えば、標的核酸配列11から生成する増幅産物の中には、F3配列B3配列、F3c配列、及びB3c配列の少なくとも1つを含む増幅産物(以下、「第1増幅産物12」と称する)とF3配列、B3配列、F3c配列、及びB3c配列を含まないダンベル型の増幅産物(以下、「第2増幅産物13」と称する)とが存在する。これらの増幅産物の例について図3を用いて説明する。 In the amplification step S1, if the target nucleic acid sequence 11 is present in the sample, an amplification reaction may occur and an amplification product may be produced. For example, among the amplification products generated from the target nucleic acid sequence 11, an amplification product containing at least one of the F3 sequence B3 sequence, the F3c sequence, and the B3c sequence (hereinafter referred to as “first amplification product 12”) and F3. There is a dumbbell-type amplification product (hereinafter referred to as “second amplification product 13”) that does not contain a sequence, a B3 sequence, an F3c sequence, and a B3c sequence. Examples of these amplification products will be described with reference to FIG.

第1増幅産物12は、例えば、F3プライマー又はB3プライマーの結合を起点とする増幅により得られる増幅産物であり得る。第1増幅産物12の一例は、例えば図3に示すように標的核酸配列11と同じ配列構成を有し、F3配列B3配列、F3c配列、及びB3c配列の少なくとも1つを含む。 The first amplification product 12 can be, for example, an amplification product obtained by amplification starting from the binding of an F3 primer or a B3 primer. An example of the first amplification product 12 has the same sequence structure as the target nucleic acid sequence 11 as shown in FIG. 3, for example, and contains at least one of the F3 sequence B3 sequence, the F3c sequence, and the B3c sequence.

第1増幅産物12は、PCR法における増幅のように、F3プライマー及びB3プライマーにより増幅酵素の反応速度と比例して生成し得る。したがって、第1増幅産物12の生成量は、試料中の標的核酸配列11の存在量に相関し得る。また、第1増幅産物12のF3配列、B3配列、F3c配列、及びB3c配列の少なくとも1つは、F3プライマー及びB3プライマーが標的核酸配列11に結合して得られたものであるため、第1増幅産物12が生成することにより第1の物質14から第1の信号15が得られる。故に、第1の信号15の検出量は、試料中の標的核酸配列11の存在量に相関し得る。 The first amplification product 12 can be produced by the F3 primer and the B3 primer in proportion to the reaction rate of the amplification enzyme, as in the case of amplification in the PCR method. Therefore, the amount of the first amplification product 12 produced can correlate with the abundance of the target nucleic acid sequence 11 in the sample. Further, at least one of the F3 sequence, B3 sequence, F3c sequence, and B3c sequence of the first amplification product 12 is obtained by binding the F3 primer and the B3 primer to the target nucleic acid sequence 11, and thus is the first. By producing the amplification product 12, the first signal 15 is obtained from the first substance 14. Therefore, the detected amount of the first signal 15 can correlate with the abundance of the target nucleic acid sequence 11 in the sample.

一方、第2増幅産物13は、FIPプライマー又はBIPプライマーの結合を起点とする増幅により得られる増幅産物であり得る。第2増幅産物13の一例は、例えば、図3に示すように3’末端から5’末端へ向かう方向で、F1配列、F2c配列、F1c配列、B1配列、B2配列、B1c配列を含む一本鎖核酸である。その3’末端においては、F1配列がF1c配列と結合し、5’末端においてはB1c配列がB2配列と結合することで2つのステムループ構造が形成されている。 On the other hand, the second amplification product 13 can be an amplification product obtained by amplification starting from the binding of the FIP primer or the BIP primer. An example of the second amplification product 13 is, for example, one including an F1 sequence, an F2c sequence, an F1c sequence, a B1 sequence, a B2 sequence, and a B1c sequence in the direction from the 3'end to the 5'end as shown in FIG. It is a chain nucleic acid. At the 3'end, the F1 sequence binds to the F1c sequence, and at the 5'end, the B1c sequence binds to the B2 sequence to form two stem-loop structures.

図3に示すダンベル型の第2増幅産物13は、その後、FIPプライマー及びBIPプライマー、必要に応じてLFプライマー及びLBプライマーにより繰り返し増幅され、この第2増幅産物13に由来する、F3配列及びB3配列を含まない増幅産物が多量に生成する。即ち、第2増幅産物13はその増幅機構によって、第1増幅産物12に比べて短時間で急速に増幅し得る。第2増幅産物13は、図3に示すものに限定されるものではなく、これらのF3配列及びB3配列を含まない増幅産物も含む。したがって、第2増幅産物13の生成量は、試料中の標的核酸配列11の存在量との相関性が低い。なお、第2増幅産物13は、F3配列及びB3配列に相補的な配列を含まないため、第2増幅産物13から第1増幅産物12が生成しない。 The dumbbell-shaped second amplification product 13 shown in FIG. 3 is subsequently repeatedly amplified by a FIP primer and a BIP primer, and if necessary, an LF primer and an LB primer, and the F3 sequence and B3 derived from the second amplification product 13 are obtained. A large amount of sequence-free amplification product is produced. That is, the second amplification product 13 can be amplified more rapidly in a shorter time than the first amplification product 12 due to its amplification mechanism. The second amplification product 13 is not limited to that shown in FIG. 3, and includes amplification products that do not contain these F3 sequences and B3 sequences. Therefore, the amount of the second amplification product 13 produced has a low correlation with the amount of the target nucleic acid sequence 11 present in the sample. Since the second amplification product 13 does not contain a sequence complementary to the F3 sequence and the B3 sequence, the first amplification product 12 is not produced from the second amplification product 13.

次に、第1増幅産物12を検出する(検出工程S2)。 Next, the first amplification product 12 is detected (detection step S2).

検出工程S2は、例えば、第1増幅産物12の生成に由来する第1の信号15を計測することによって行われ得る。例えば、第1の信号15が蛍光の場合、例えば分光蛍光光度計等を用いて蛍光強度を検出する。 The detection step S2 can be performed, for example, by measuring the first signal 15 derived from the production of the first amplification product 12. For example, when the first signal 15 is fluorescent, the fluorescence intensity is detected by using, for example, a spectroscopic fluorometer or the like.

検出は経時的に行われることが好ましく、例えば増幅工程S1と並行して行われ得る。ここで、「経時的に検出」とは、連続的であってもよいし、一定の時間間隔で少なくとも3回以上検出することであってもよい。例えば、増幅工程S1における増幅の開始から、第1の信号15が変化しなくなるまで経時的に検出を行う。 The detection is preferably performed over time, for example, in parallel with the amplification step S1. Here, "detection over time" may be continuous, or may be detected at least three times or more at regular time intervals. For example, detection is performed over time from the start of amplification in the amplification step S1 until the first signal 15 does not change.

例えば、経時的検出により図4に示すグラフが得られる。図4に示すグラフの横軸は増幅時間を示し、縦軸は第1の信号15の検出値を示す。このグラフは、増幅産物の増加に従って第1の信号15が増加する例を示している。第1の信号15の検出値(実線)は、例えば特定の時点で増加し始め、増幅時間に比例して増加し、特定の時点で飽和して変化しなくなる、S字曲線となり得る。 For example, detection over time gives the graph shown in FIG. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the amplification time, and the vertical axis indicates the detected value of the first signal 15. This graph shows an example in which the first signal 15 increases as the amplification product increases. The detected value (solid line) of the first signal 15 can be, for example, an S-shaped curve that starts to increase at a specific time point, increases in proportion to the amplification time, saturates at a specific time point, and does not change.

試料中の標的核酸配列11が少ない場合、増幅産物の生成が遅くなり、S字曲線は右側にシフトする。即ち、一定の増幅時間における第1の信号15の検出値は小さくなる。反対に標的核酸配列11が多い場合、早い時点で増幅産物の生成が起こり、S字曲線は左側にシフトする。即ち、一定の増幅時間における第1の信号15の検出値は大きくなる。 When the target nucleic acid sequence 11 in the sample is small, the production of the amplification product is delayed and the S-curve shifts to the right. That is, the detected value of the first signal 15 in a constant amplification time becomes small. On the contrary, when the target nucleic acid sequence 11 is abundant, the production of the amplification product occurs at an early stage, and the S-shaped curve shifts to the left side. That is, the detected value of the first signal 15 in a certain amplification time becomes large.

次に、検出工程S2の結果から、標的核酸配列11の濃度を決定する(決定工程S3)。 Next, the concentration of the target nucleic acid sequence 11 is determined from the result of the detection step S2 (determination step S3).

標的核酸配列11の濃度は、例えば、濃度既知の標準標的核酸配列の検出結果と比較することによって決定することが好ましい。標準標的核酸配列は、標的核酸配列11と同じ配列を有し、同じ第1の物質で標識されている。異なる複数の濃度の標準標的核酸配列を用意し、それぞれ増幅工程S1及び検出工程S2と同様の方法で増幅し、第1の信号15の検出量を経時的に測定する。その結果、例えば図4に破線で示すような、標準標的核酸配列の濃度に比例した増幅開始時間を有する複数の標準曲線が得られる。標準曲線の位置と、試料から得られたS字曲線の位置とを比較することによって、標的核酸配列11の濃度を算出することができる。 The concentration of the target nucleic acid sequence 11 is preferably determined, for example, by comparing with the detection result of a standard target nucleic acid sequence having a known concentration. The standard target nucleic acid sequence has the same sequence as the target nucleic acid sequence 11 and is labeled with the same first substance. Standard target nucleic acid sequences having different concentrations are prepared, amplified by the same method as in the amplification step S1 and the detection step S2, respectively, and the detected amount of the first signal 15 is measured over time. As a result, a plurality of standard curves having an amplification start time proportional to the concentration of the standard target nucleic acid sequence are obtained, for example, as shown by a broken line in FIG. The concentration of the target nucleic acid sequence 11 can be calculated by comparing the position of the standard curve with the position of the S-shaped curve obtained from the sample.

例えば、互いに濃度の異なる複数の標準標的核酸配列をそれぞれ別々の容器に収容し、試料を更に別の容器に収容し、各容器に同じ増幅試薬を添加し、同時に増幅工程S1及び検出工程S2を行い、図4に示すように1つのグラフに各容器における結果を記録して上記比較を行うことが好ましい。しかしながら、過去に得られた標準標的核酸配列の曲線を比較に使用することも可能である。 For example, a plurality of standard target nucleic acid sequences having different concentrations are housed in separate containers, a sample is housed in a separate container, the same amplification reagent is added to each container, and the amplification step S1 and the detection step S2 are simultaneously performed. It is preferable to perform the above comparison by recording the results in each container in one graph as shown in FIG. However, it is also possible to use the curves of the standard target nucleic acid sequences obtained in the past for comparison.

或いは、標準標的核酸配列の測定結果から、一定増幅時間における、標準標的核酸配列の濃度に対する第1の信号15の検出量を示す検量線を作成してもよい。この検量線と、試料における同じ増幅時間における第1の信号15の検出量を照らし合わせることで試料中における標的核酸配列11の濃度を決定することも可能である。 Alternatively, from the measurement result of the standard target nucleic acid sequence, a calibration curve showing the detection amount of the first signal 15 with respect to the concentration of the standard target nucleic acid sequence in a constant amplification time may be created. It is also possible to determine the concentration of the target nucleic acid sequence 11 in the sample by comparing this calibration curve with the amount of the first signal 15 detected in the sample at the same amplification time.

実施形態に係る核酸定量方法によれば、第1増幅産物12の生成量を指標とすることにより、正確に標的核酸配列11の定量を行うことができる。この方法によれば、PCR法による定量よりも短時間で定量を行うことができる。また、従来行われていた定量LAMP法では、第1増幅産物12と、第1増幅産物12と比較して急速に増幅する第2増幅産物13とを区別せずに増幅し、定量していた。そのため、定量の精確性を欠いていた。しかし、この方法によれば、第1増幅産物12を検出の対象としているため、従来の方法と比較して、より精確な定量が可能である。 According to the nucleic acid quantification method according to the embodiment, the target nucleic acid sequence 11 can be accurately quantified by using the amount of the first amplification product 12 produced as an index. According to this method, the quantification can be performed in a shorter time than the quantification by the PCR method. Further, in the conventional quantitative LAMP method, the first amplification product 12 and the second amplification product 13, which is rapidly amplified as compared with the first amplification product 12, are amplified and quantified without distinction. .. Therefore, it lacked the accuracy of quantification. However, according to this method, since the first amplification product 12 is targeted for detection, more accurate quantification is possible as compared with the conventional method.

(第2実施形態)
第2実施形態に係る標的核酸配列11の定量方法は、検出工程S2において、第2増幅産物13を検出することを更に含む。
(Second Embodiment)
The method for quantifying the target nucleic acid sequence 11 according to the second embodiment further comprises detecting the second amplification product 13 in the detection step S2.

図5に示すように、第2実施形態では、F3プライマー及びB3プライマーの少なくとも一方が第1の物質14で標識され、更にFIPプライマー及びBIPプライマーの少なくとも一方が第2の物質16で標識されたプライマーセットを用いて、増幅工程S1を行う。図5には、FIPプライマーが第2の物質16で標識された例を示しているが、FIPプライマーに代えてBIPプライマーが第2の物質16で標識されていてもよく、或いは、FIPプライマー及びBIPプライマーが第2の物質16で標識されていてもよい。また、ループプライマーであるLFプライマー及びLBプライマーの少なくとも一方が第2の物質16で標識されたプライマーセットを更に用いてもよい。 As shown in FIG. 5, in the second embodiment, at least one of the F3 primer and the B3 primer was labeled with the first substance 14, and at least one of the FIP primer and the BIP primer was labeled with the second substance 16. The amplification step S1 is performed using the primer set. FIG. 5 shows an example in which the FIP primer is labeled with the second substance 16, but the BIP primer may be labeled with the second substance 16 instead of the FIP primer, or the FIP primer and The BIP primer may be labeled with the second substance 16. Further, a primer set in which at least one of the LF primer and the LB primer, which are loop primers, is labeled with the second substance 16 may be further used.

第2の物質16は、それが結合しているFIPプライマー又はBIPプライマーが標的核酸配列11に結合することで第2の信号17を発する物質である。第2の物質16は、例えば、上述した第1の物質14と同様のものを用いることができるが、第1の信号15及び第2の信号17は、互いに異なることが好ましい。第2の信号17は、例えば、上述した第1の信号15と異なる波長の、蛍光又は発光等であることが好ましい。 The second substance 16 is a substance that emits a second signal 17 when the FIP primer or BIP primer to which it is bound binds to the target nucleic acid sequence 11. As the second substance 16, for example, the same substance as the first substance 14 described above can be used, but it is preferable that the first signal 15 and the second signal 17 are different from each other. The second signal 17 is preferably, for example, fluorescence or light emission having a wavelength different from that of the first signal 15 described above.

第2実施形態に係る増幅工程S1によれば、図6に示すように、第1実施形態と同様に第1増幅産物12の生成に起因して第1の信号15が生じ、加えてFIPプライマー又はBIPプライマーの結合に起因して第2増幅産物13が生成し、その時に第2の信号17が生じる。 According to the amplification step S1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, the first signal 15 is generated due to the production of the first amplification product 12 as in the first embodiment, and in addition, the FIP primer is generated. Alternatively, the second amplification product 13 is produced due to the binding of the BIP primer, and the second signal 17 is generated at that time.

図示しないが、LFプライマー及びLBプライマーを含み、それらの少なくとも一方が、第2の物質16で標識されたプライマーセットを用いる場合、増幅の過程でLFプライマー又はLBプライマーの結合に起因して第2の信号17が生じる。 Although not shown, when an LF primer and an LB primer are included, and at least one of them uses a primer set labeled with the second substance 16, the second due to the binding of the LF primer or the LB primer in the process of amplification. Signal 17 is generated.

検出工程S2は、第1増幅産物12及び第2増幅産物13の両方を検出することを含む。例えば、第1増幅産物12の検出は、第1の信号15の検出により行われ、第2増幅産物13の検出は、第2の信号17の検出によって行われ得る。第1増幅産物12及び第2増幅産物13の検出は、同時に経時的に行われることが好ましいが、どちらかを先に順次行うことも可能である。 The detection step S2 includes detecting both the first amplification product 12 and the second amplification product 13. For example, the detection of the first amplification product 12 may be performed by the detection of the first signal 15, and the detection of the second amplification product 13 may be performed by the detection of the second signal 17. The detection of the first amplified product 12 and the second amplified product 13 is preferably performed simultaneously over time, but it is also possible to sequentially perform either of them first.

第1の信号15の検出、及びそれに基づく標的核酸配列11の定量は、第1実施形態の増幅工程S1、検出工程S2、及び決定工程S3と同様に行うことができる。 The detection of the first signal 15 and the quantification of the target nucleic acid sequence 11 based on the detection can be performed in the same manner as in the amplification step S1, the detection step S2, and the determination step S3 of the first embodiment.

第2増幅産物13は、第1実施形態で説明したように、第1増幅産物12よりも短時間で急速に増幅され得る。そのため、図7に示すように第2の信号17(破線)は第1の信号15(実線)よりも早い時間で検出され得る。第2の信号17は、標的核酸配列11の試料中における濃度に依存せず、どのような濃度であっても同様に急速に増加し得る。したがって、第2の信号17から標的核酸配列11の定量を行うことは困難であるが、第2の信号17から標的核酸配列11の存在の有無を判定し得る。 As described in the first embodiment, the second amplified product 13 can be amplified more rapidly than the first amplified product 12. Therefore, as shown in FIG. 7, the second signal 17 (broken line) can be detected earlier than the first signal 15 (solid line). The second signal 17 is independent of the concentration of the target nucleic acid sequence 11 in the sample and can increase similarly rapidly at any concentration. Therefore, although it is difficult to quantify the target nucleic acid sequence 11 from the second signal 17, the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 can be determined from the second signal 17.

したがって、第2実施形態の方法によれば、第1増幅産物12の検出による標的核酸配列11の定量を行うと同時に、第2増幅産物13の検出による標的核酸配列11の存在の有無の判定を行うことができる。有無判定と定量とを同時に行うことによって、第1の信号15が第1増幅産物12の非特異的増幅の結果(偽陽性)あるか否かを判断することが可能である。例えば第1の信号15が検出され、第2の信号17が検出されない場合は偽陽性と判断される。その場合には、試薬の種類及び/又は増幅条件の変更を行って再度試料の検出を行うことが好ましい。 Therefore, according to the method of the second embodiment, the target nucleic acid sequence 11 is quantified by the detection of the first amplification product 12, and at the same time, the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 is determined by the detection of the second amplification product 13. It can be carried out. By simultaneously performing the presence / absence determination and the quantification, it is possible to determine whether or not the first signal 15 is the result of non-specific amplification (false positive) of the first amplification product 12. For example, if the first signal 15 is detected and the second signal 17 is not detected, it is determined to be a false positive. In that case, it is preferable to change the type of reagent and / or the amplification condition and detect the sample again.

(第3実施形態)
第3実施形態に係る標的核酸配列11の定量方法においては、第2実施形態のFIPプライマー及びBIPプライマーの少なくとも一方を第2の物質16で標識して標的核酸配列11の検出を行うことに代えて、二本鎖認識物質18を用いて二本鎖を含む増幅産物(第1増幅産物12及び第2増幅産物13の両方を含み得る)を検出することで、標的核酸配列11の検出を行う。それ以外の構成は第1実施形態と同様であり、第1の物質14によるF3プライマー及び/又はB3プライマーの標識と、第1の信号15の検出は第1実施形態と同様に行う。
(Third Embodiment)
In the method for quantifying the target nucleic acid sequence 11 according to the third embodiment, instead of labeling at least one of the FIP primer and the BIP primer of the second embodiment with the second substance 16 to detect the target nucleic acid sequence 11. The target nucleic acid sequence 11 is detected by detecting the double-stranded amplification product (which may contain both the first amplification product 12 and the second amplification product 13) using the double-stranded recognition substance 18. .. Other than that, the configuration is the same as that of the first embodiment, and the labeling of the F3 primer and / or the B3 primer by the first substance 14 and the detection of the first signal 15 are performed in the same manner as in the first embodiment.

二本鎖認識物質18は、二本鎖核酸と結合して信号(以下、「第3の信号19」と称する)を発する物質であることが好ましい。第3の信号19は、例えば、光学的信号、電気的信号又はタンパク質等の物質の提示などであってよい。二本鎖認識物質18は、例えば、インターカレーターと一般的に呼ばれるものであってもよく、TB Green(登録商標)等を用いることができる。第3の信号19は、第1の信号15と異なるものであることが好ましい。第3の信号19は、第1の信号15と同時に存在していても、分離して認識できるようなものであることが好ましい。 The double-stranded recognition substance 18 is preferably a substance that binds to the double-stranded nucleic acid and emits a signal (hereinafter referred to as "third signal 19"). The third signal 19 may be, for example, an optical signal, an electrical signal, a presentation of a substance such as a protein, or the like. The double-stranded recognition substance 18 may be, for example, a substance generally called an intercalator, and TB Green (registered trademark) or the like can be used. The third signal 19 is preferably different from the first signal 15. It is preferable that the third signal 19 can be separated and recognized even if it exists at the same time as the first signal 15.

二本鎖認識物質18は、増幅工程S1において他の増幅試薬とともに反応液に添加され得る。それ以外は、第1実施形態に説明した核酸検出方法と同様に増幅工程S1を行うことができる。 The double-stranded recognition substance 18 can be added to the reaction solution together with other amplification reagents in the amplification step S1. Other than that, the amplification step S1 can be performed in the same manner as the nucleic acid detection method described in the first embodiment.

増幅工程を行うことによって、図8に示すように、第1増幅産物12及び第2増幅産物13は、共にインターカレーターで標識され得る。 By performing the amplification step, as shown in FIG. 8, both the first amplification product 12 and the second amplification product 13 can be labeled with an intercalator.

第3実施形態に係る検出工程S2では、例えば第1増幅産物12由来の第1の信号15の検出と、第1増幅産物12及び第2増幅産物13を標識したインターカレーター由来の第3の信号19の検出とが行われる。これらの検出は、同時に経時的に行われることが好ましいが、どちらかを先に順次行うことも可能である。第3の信号19単独では第1増幅産物12と第2増幅産物13とを識別することはできないが、第1増幅産物12から生ずる第1の信号15は、第3の信号19と異なるため第3の信号19から分離して検出することができる。 In the detection step S2 according to the third embodiment, for example, the detection of the first signal 15 derived from the first amplification product 12 and the third signal derived from the intercalator labeled with the first amplification product 12 and the second amplification product 13 19 detections are performed. It is preferable that these detections are performed simultaneously over time, but it is also possible to perform either of them sequentially first. Although the first amplification product 12 and the second amplification product 13 cannot be distinguished by the third signal 19 alone, the first signal 15 generated from the first amplification product 12 is different from the third signal 19, so that the third signal 19 is the third signal. It can be detected separately from the signal 19 of 3.

第1の信号15は、第1実施形態と同様に検出され、それに基づいて標的核酸配列11の定量が行われる。 The first signal 15 is detected in the same manner as in the first embodiment, and the target nucleic acid sequence 11 is quantified based on the detection.

第3の信号19は、第1増幅産物12と第2増幅産物13とに由来するため、第2実施形態で説明した第2の信号17と同様に第1の信号15よりも短時間で急速に増幅され得る。そのため、第3の信号19は、標的核酸配列11の試料中における濃度に依存せず、標的核酸配列11の存在の有無が判定され得る。 Since the third signal 19 is derived from the first amplification product 12 and the second amplification product 13, it is faster and faster than the first signal 15 like the second signal 17 described in the second embodiment. Can be amplified to. Therefore, the third signal 19 does not depend on the concentration of the target nucleic acid sequence 11 in the sample, and the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 can be determined.

したがって、第3実施形態の方法によれば、第1増幅産物12の検出による標的核酸配列11の定量を行うと同時に、第1増幅産物12及び第2増幅産物13を含む二本鎖部分を含む増幅産物の検出による標的核酸配列11の検出を行うことができる。その結果、偽陽性を防止することが可能である。 Therefore, according to the method of the third embodiment, the target nucleic acid sequence 11 is quantified by detecting the first amplification product 12, and at the same time, the double-stranded portion containing the first amplification product 12 and the second amplification product 13 is contained. The target nucleic acid sequence 11 can be detected by detecting the amplification product. As a result, it is possible to prevent false positives.

(第4実施形態)
・試薬キット
第4実施形態によれば、第1〜第3実施形態の核酸定量方法に用いるための試薬キットが提供される。
(Fourth Embodiment)
-Reagent Kit According to the fourth embodiment, a reagent kit for use in the nucleic acid quantification method of the first to third embodiments is provided.

例えば、第1実施形態の方法に従う試薬キットは、溶媒に含まれるFIPプライマー、F3プライマー、BIPプライマー及びB3プライマーを含むプライマーセットを少なくとも含み、F3プライマー及びB3プライマーの少なくとも一方は、上述したように第1の物質14で標識されている。プライマーセットは更にLFプライマー及びLBプライマーの少なくとも一方を更に含んでもよい。これらのプライマーは一つの容器にまとめられて収容されてもよいし、個別に容器に収容されてもよい。 For example, a reagent kit according to the method of the first embodiment contains at least a primer set containing an FIP primer, an F3 primer, a BIP primer and a B3 primer contained in a solvent, and at least one of the F3 primer and the B3 primer is as described above. It is labeled with the first substance 14. The primer set may further include at least one of an LF primer and an LB primer. These primers may be contained together in one container or may be individually contained in a container.

試薬キットは、増幅試薬、検出試薬等を更に含んでもよい。試薬キットは、濃度が既知である標準標的核酸配列を個別に更に含んでもよい。例えば、試薬キットは所定の濃度の標準標的核酸配列を含む溶液を1つ含み、使用者はこの溶液を所望の濃度に希釈することで、複数の異なる濃度の標準標的核酸配列を調製することができる。 The reagent kit may further include an amplification reagent, a detection reagent, and the like. The reagent kit may further individually further include a standard target nucleic acid sequence of known concentration. For example, a reagent kit may contain one solution containing a standard target nucleic acid sequence of a given concentration, and the user may dilute this solution to the desired concentration to prepare multiple different concentrations of the standard target nucleic acid sequence. can.

試薬キットは、更に、各成分を混合するためのチューブストリップなどの容器を含んでもよい。 The reagent kit may further include a container such as a tube strip for mixing each component.

第2実施形態の方法に従う試薬キットは、例えば、FIPプライマー及びBIPプライマーの少なくとも一方が第2の物質16で更に標識されており、それを除いて第1実施形態の試薬キットと同様であり得る。また、LFプライマー及びBFプライマーの少なくとも一方が第2の物質16で更に標識されていてもよい。 The reagent kit according to the method of the second embodiment can be the same as the reagent kit of the first embodiment except that, for example, at least one of the FIP primer and the BIP primer is further labeled with the second substance 16. .. Further, at least one of the LF primer and the BF primer may be further labeled with the second substance 16.

第3実施形態に従う試薬キットは、二本鎖認識物質18を更に含み、それを除いて、第1実施形態に従う試薬キットと同様であり得る。 The reagent kit according to the third embodiment may be the same as the reagent kit according to the first embodiment, except that the double-stranded recognition substance 18 is further contained.

(第5実施形態)
・標的核酸配列定量装置
第5実施形態よれば、上記核酸定量方法を実施するための核酸定量装置が提供される。
(Fifth Embodiment)
-Target Nucleic Acid Sequence Quantitator According to the fifth embodiment, a nucleic acid quantifier for carrying out the above nucleic acid quantification method is provided.

核酸定量装置は、例えば、核酸定量方法の増幅工程S1〜決定工程S3を自動的に行うことができるように構成されている。 The nucleic acid quantification apparatus is configured so that, for example, the amplification steps S1 to the determination step S3 of the nucleic acid quantification method can be automatically performed.

図9に示すように、核酸定量装置100は、例えば、測定部200、記憶部300、CPU400、入力部500及び表示部600を備える。記憶部300、CPU400、入力部500及び表示部600は、例えばバス810を介して互いに接続されている。 As shown in FIG. 9, the nucleic acid quantifying device 100 includes, for example, a measuring unit 200, a storage unit 300, a CPU 400, an input unit 500, and a display unit 600. The storage unit 300, the CPU 400, the input unit 500, and the display unit 600 are connected to each other via, for example, the bus 810.

測定部200は、導入部210、温度調節器220、及び測定器230を含む。 The measuring unit 200 includes an introduction unit 210, a temperature controller 220, and a measuring instrument 230.

導入部210は、試料、増幅試薬及び検出試薬等を含む反応液を収容した容器を設置する、複数の有底穴を備える。有底穴は、例えばチューブストリップ等の容器よりわずかに広い内径を有し、容器を挿入でき、且つ支持できる。或いは導入部210は、試料と、増幅試薬と、検出試薬とを自動的に計量して混合する機構を備えてもよい。 The introduction unit 210 includes a plurality of bottomed holes in which a container containing a reaction solution containing a sample, an amplification reagent, a detection reagent, and the like is placed. The bottomed hole has an inner diameter slightly wider than that of a container such as a tube strip, and can insert and support the container. Alternatively, the introduction unit 210 may include a mechanism for automatically weighing and mixing the sample, the amplification reagent, and the detection reagent.

温度調節器220は、有底穴の温度を一定の温度に維持できるヒータを備える。温度調節器220は、例えばインターフェース(I/F)710を介してバス810と接続されている。 The temperature controller 220 includes a heater capable of maintaining the temperature of the bottomed hole at a constant temperature. The temperature controller 220 is connected to the bus 810 via, for example, an interface (I / F) 710.

測定器230は、例えば、有底穴に設置された複数の容器から第1の信号15を検出するように構成される。測定器230は、第1の信号15の種類に応じて選択され、例えば光学検出器であれば光学的な第1の信号15を検出できる。光学検出器は、例えば、220〜900nmの範囲の波長の蛍光を測定できる。また、2つ以上の異なる波長を検出できる構成であることが好ましい。この場合、有底穴に配置される容器は、光透過性の材料から構成されることが好ましい。測定器230は、例えばインターフェース(I/F)720を介してバス810と接続されている。 The measuring instrument 230 is configured to detect the first signal 15 from, for example, a plurality of containers installed in a bottomed hole. The measuring instrument 230 is selected according to the type of the first signal 15, and for example, an optical detector can detect the optical first signal 15. The optical detector can measure fluorescence at wavelengths in the range 220-900 nm, for example. Further, it is preferable that the configuration is such that two or more different wavelengths can be detected. In this case, the container arranged in the bottomed hole is preferably made of a light-transmitting material. The measuring instrument 230 is connected to the bus 810 via, for example, an interface (I / F) 720.

記憶部300は、測定器230から得られた第1の信号15の測定値及び第2の信号17又は第3の信号19の測定値を含む測定データ310、第1の信号15の測定値から試料中の標的核酸配列11の濃度を算出するための演算式及び第2の信号17又は第3の信号19の測定値から標的核酸配列11の有無を算出する演算式等を含む演算式320、演算によって得られた演算結果330並びに各部を制御するためのプログラムPを含む。 The storage unit 300 is based on the measurement data 310 including the measurement value of the first signal 15 and the measurement value of the second signal 17 or the third signal 19 obtained from the measuring device 230, and the measurement value of the first signal 15. An arithmetic expression 320, which includes an arithmetic expression for calculating the concentration of the target nucleic acid sequence 11 in the sample and an arithmetic expression for calculating the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 from the measured values of the second signal 17 or the third signal 19. The calculation result 330 obtained by the calculation and the program P for controlling each part are included.

CPU400は、プログラムPに従って、上記演算などの情報処理、及び各部の制御を行う。 The CPU 400 performs information processing such as the above calculation and control of each part according to the program P.

入力部500は、核酸定量装置100の各操作を開始又は停止するためのパラメータ等を操作者が入力する構成を有する。入力部500は、マウス、キーボード、又はボタン等を含む。 The input unit 500 has a configuration in which the operator inputs parameters and the like for starting or stopping each operation of the nucleic acid quantifying device 100. The input unit 500 includes a mouse, a keyboard, a button, and the like.

表示部600は、演算結果330等の情報を表示する。表示部600は、例えばディスプレイを備える。 The display unit 600 displays information such as the calculation result 330. The display unit 600 includes, for example, a display.

以下、核酸定量装置100の操作方法について説明する。 Hereinafter, the operation method of the nucleic acid quantifying device 100 will be described.

まず、導入部210に備えられた有底穴に、容器を設置する。例えば、試料が収容された容器、及び濃度が既知の標準標的核酸配列が収容されている複数の容器を設置してもよい。 First, the container is installed in the bottomed hole provided in the introduction portion 210. For example, a container containing a sample and a plurality of containers containing a standard target nucleic acid sequence of known concentration may be installed.

次に、増幅用配列の増幅を行う(増幅工程S1)。例えば、CPU400はプログラムPに従って温度調節器220の駆動を命令し、温度調節器220が有底穴を加熱する。例えば、温度調節器220のヒータの温度及び加温時間を入力部500から入力してもよい。加温により、容器は温められ、容器に含まれる標的核酸配列11、及び標準標的核酸配列の増幅が開始される。 Next, the amplification sequence is amplified (amplification step S1). For example, the CPU 400 commands the drive of the temperature controller 220 according to the program P, and the temperature controller 220 heats the bottomed hole. For example, the temperature and heating time of the heater of the temperature controller 220 may be input from the input unit 500. By heating, the container is warmed and amplification of the target nucleic acid sequence 11 contained in the container and the standard target nucleic acid sequence is started.

次に、測定器230により検出を行う(検出工程S2)。例えば、CPU400はプログラムPに従って測定器230に命令を送り、各容器から第1の信号15が測定される。得られた測定値は、記憶部300に送られ、格納される。また、測定値は図4のようなグラフとして表示部600に表示されてもよい。検出工程S2は、増幅工程S1と並行して行われ得る。 Next, detection is performed by the measuring instrument 230 (detection step S2). For example, the CPU 400 sends a command to the measuring instrument 230 according to the program P, and the first signal 15 is measured from each container. The obtained measured value is sent to the storage unit 300 and stored. Further, the measured value may be displayed on the display unit 600 as a graph as shown in FIG. The detection step S2 can be performed in parallel with the amplification step S1.

第2の信号17又は第3の信号19の検出を行う場合、例えば追加でこれらの信号を測定する旨を入力部500から入力する。その結果、CPU400はプログラムPに従って測定器230に命令を送り、検出工程S2において、第2の信号17又は第3の信号19が測定される。 When detecting the second signal 17 or the third signal 19, for example, it is input from the input unit 500 that these signals are additionally measured. As a result, the CPU 400 sends a command to the measuring instrument 230 according to the program P, and the second signal 17 or the third signal 19 is measured in the detection step S2.

次に、試料に含まれる標的核酸配列11の濃度の決定を行う(決定工程S3)。CPU400は、記憶部300に格納された測定データ310及び演算式320を取り出し、標的核酸配列11の濃度を演算する。濃度は、例えば、試料の測定値、及び標準標的核酸配列の測定値の経時的な変化を比較することで演算される。また、既知の標準標的核酸配列の測定値の代わりに、過去の測定値を使用してもよい。その場合、過去の測定値は、予め記憶部300に格納されていることが好ましい。演算された演算結果330は、記憶部300に出力されて格納されてもよく、表示部600に出力されてもよい。 Next, the concentration of the target nucleic acid sequence 11 contained in the sample is determined (determination step S3). The CPU 400 takes out the measurement data 310 and the arithmetic expression 320 stored in the storage unit 300, and calculates the concentration of the target nucleic acid sequence 11. The concentration is calculated, for example, by comparing the measured values of the sample and the measured values of the standard target nucleic acid sequence over time. Also, past measurements may be used instead of the measurements of known standard target nucleic acid sequences. In that case, it is preferable that the past measured values are stored in the storage unit 300 in advance. The calculated calculation result 330 may be output to the storage unit 300 and stored, or may be output to the display unit 600.

必要に応じて、決定工程S3と同時に、試料中の標的核酸配列11の存在の有無が判定されてもよい。CPU400は、記憶部300に格納された第2の信号17又は第3の信号19についての測定データ310及び演算式320を取り出す。また、必要であれば過去の測定値、標準標的核酸配列の測定値、又はパターン等を記憶部300から取り出す。これらの何れかの値と、第2の信号17又は第3の信号19の測定データ310との比較を行い、試料中の標的核酸配列11の存在の有無について判定を行う。算出された結果は、上述した濃度の演算結果330と同様に、記憶部300に出力されて格納されてもよく、表示部600に表示されてもよい。 If necessary, the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 in the sample may be determined at the same time as the determination step S3. The CPU 400 retrieves the measurement data 310 and the arithmetic expression 320 for the second signal 17 or the third signal 19 stored in the storage unit 300. Further, if necessary, past measured values, measured values of the standard target nucleic acid sequence, patterns, and the like are retrieved from the storage unit 300. Any of these values is compared with the measurement data 310 of the second signal 17 or the third signal 19, and the presence or absence of the target nucleic acid sequence 11 in the sample is determined. The calculated result may be output to the storage unit 300 and stored, or may be displayed on the display unit 600, as in the above-mentioned density calculation result 330.

以上に説明した少なくとも一つの実施形態によれば、LAMP法を用いて標的核酸配列を正確に定量することができる。 According to at least one embodiment described above, the target nucleic acid sequence can be accurately quantified by using the LAMP method.

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

11…標的核酸配列、12…第1増幅産物、13…第2増幅産物、14…第1の物質、15…第1の信号、16…第2の物質、17…第2の信号、18…二本鎖認識物質、19…第3の信号 11 ... target nucleic acid sequence, 12 ... first amplification product, 13 ... second amplification product, 14 ... first substance, 15 ... first signal, 16 ... second substance, 17 ... second signal, 18 ... Double-stranded recognition substance, 19 ... Third signal

Claims (10)

LAMP法で、標的核酸配列を定量する方法であって、
前記標的核酸配列を増幅する増幅工程、
ここで前記標的核酸配列は、二本鎖核酸であり、一方の鎖は3’末端側から5’末端側に向かって、F3c配列、F2c配列、F1c配列、B1配列、B2配列及びB3配列をこの順番で含み、他方の鎖は、3’末端側から5’末端側に向かって、B3c配列、B2c配列、B1c配列、F1配列、F2配列及びF3配列を含み、
前記F1配列と前記F1c配列、前記F2配列と前記F2c配列、前記F3配列と前記F3c配列、前記B1配列と前記B1c配列、前記B2配列と前記B2c配列、前記B3配列と前記B3c配列は互いに相補的であり、
前記F3配列、前記B3配列、前記F3c配列、及び前記B3c配列の少なくとも1つを含む第1増幅産物を検出する検出工程、及び
前記検出の結果から前記標的核酸配列の濃度を決定する決定工程、
を含む核酸定量方法。
It is a method of quantifying the target nucleic acid sequence by the LAMP method.
Amplification step of amplifying the target nucleic acid sequence,
Here, the target nucleic acid sequence is a double-stranded nucleic acid, and one strand has an F3c sequence, an F2c sequence, an F1c sequence, a B1 sequence, a B2 sequence, and a B3 sequence from the 3'end side to the 5'end side. Containing in this order, the other strand contains B3c sequence, B2c sequence, B1c sequence, F1 sequence, F2 sequence and F3 sequence from the 3'end side to the 5'end side.
The F1 sequence and the F1c sequence, the F2 sequence and the F2c sequence, the F3 sequence and the F3c sequence, the B1 sequence and the B1c sequence, the B2 sequence and the B2c sequence, and the B3 sequence and the B3c sequence complement each other. Being targeted
A detection step of detecting a first amplification product containing at least one of the F3 sequence, the B3 sequence, the F3c sequence, and the B3c sequence, and a determination step of determining the concentration of the target nucleic acid sequence from the result of the detection.
Nucleic acid quantification method including.
前記増幅工程は、第1の物質で標識されたF3プライマー及び第1の物質で標識されたB3プライマーの少なくとも一方を含むプライマーセットを用いて行われ、
前記F3プライマーは前記F3配列を含み、前記B3プライマーは前記B3配列を含み、
前記第1の物質は、それが結合した前記F3プライマー、及び前記B3プライマーの少なくとも一方が前記標的核酸配列に結合することで第1の信号を発する物質であり、
前記検出工程は、前記第1の信号を測定することを含む、請求項1に記載の方法。
The amplification step is performed using a primer set containing at least one of an F3 primer labeled with the first substance and a B3 primer labeled with the first substance.
The F3 primer comprises the F3 sequence and the B3 primer comprises the B3 sequence.
The first substance is a substance that emits a first signal when at least one of the F3 primer to which it is bound and the B3 primer binds to the target nucleic acid sequence.
The method of claim 1, wherein the detection step comprises measuring the first signal.
前記増幅工程は、濃度が互いに異なる複数の標準標的核酸配列を個別に増幅することを更に含み、
前記標準標的核酸配列は、前記標的核酸配列と同じ配列を含み、
前記検出工程は、前記標準標的核酸配列から得られた前記F3配列及び前記B3配列の少なくとも一方を含む増幅産物を検出することを更に含み、
前記決定工程は、前記標準標的核酸配列における検出結果を更に使用して行われる、
請求項1又は2に記載の方法。
The amplification step further comprises individually amplifying a plurality of standard target nucleic acid sequences having different concentrations.
The standard target nucleic acid sequence comprises the same sequence as the target nucleic acid sequence.
The detection step further comprises detecting an amplification product comprising at least one of the F3 sequence and the B3 sequence obtained from the standard target nucleic acid sequence.
The determination step is further performed using the detection results in the standard target nucleic acid sequence.
The method according to claim 1 or 2.
前記検出工程は、前記F3配列及び前記B3配列を含まない第2増幅産物を検出することを更に含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection step further comprises detecting a second amplification product that does not contain the F3 sequence and the B3 sequence. 前記増幅工程は、第2の物質で標識されたFIPプライマー及び第2の物質で標識されたBIPプライマーの少なくとも一方を含むプライマーセットを用いて行われ、
ここで、前記FIPプライマーは、5’側から3’側に向けて前記F1c配列と前記F2配列とをこの順番で含み、前記BIPプライマーは、5’側から3’側に向けて前記B1c配列と前記B2配列とをこの順番で含み、
前記第2の物質は、それが結合する前記FIPプライマー及び前記BIPプライマーの少なくとも一方が前記標的核酸配列に結合することで第2の信号を発する物質であり、
前記検出工程は、前記第2の信号を測定することを更に含む、請求項4に記載の方法。
The amplification step is performed using a primer set containing at least one of a FIP primer labeled with the second substance and a BIP primer labeled with the second substance.
Here, the FIP primer contains the F1c sequence and the F2 sequence in this order from the 5'side to the 3'side, and the BIP primer has the B1c sequence from the 5'side to the 3'side. And the B2 sequence are included in this order.
The second substance is a substance that emits a second signal when at least one of the FIP primer and the BIP primer to which it binds binds to the target nucleic acid sequence.
The method of claim 4, wherein the detection step further comprises measuring the second signal.
前記第1の物質及び前記第2の物質は、互いに異なる、請求項4又は5に記載の方法。 The method according to claim 4 or 5, wherein the first substance and the second substance are different from each other. 前記増幅工程は、二本鎖認識物質を更に用いて行われ、
前記二本鎖認識物質は、二本鎖核酸と結合して第3の信号を発する物質であり、
前記検出工程は、前記第3の信号を測定することを更に含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
The amplification step is further carried out using a double-stranded recognition substance.
The double-stranded recognition substance is a substance that binds to a double-stranded nucleic acid and emits a third signal.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection step further comprises measuring the third signal.
前記第1の物質で標識された前記F3プライマー及び前記第1の物質で標識された前記B3プライマーの少なくとも一方を含む、プライマーセットを具備する請求項1〜7の何れか1項に記載の方法に用いるための試薬キット。 The method according to any one of claims 1 to 7, comprising a primer set comprising at least one of the F3 primer labeled with the first substance and the B3 primer labeled with the first substance. Reagent kit for use in. 前記プライマーセットは、前記第2の物質で標識された前記FIPプライマー及び前記第2の物質で標識された前記BIPプライマーの少なくとも一方を更に含む、請求項8に記載の試薬キット。 The reagent kit according to claim 8, wherein the primer set further comprises at least one of the FIP primer labeled with the second substance and the BIP primer labeled with the second substance. 前記プライマーセットは、前記二本鎖認識物質を更に含む、請求項8に記載の試薬キット。 The reagent kit according to claim 8, wherein the primer set further contains the double-stranded recognition substance.
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