JP3120466B2 - デオキシリボ核酸の増幅装置及び増幅方法 - Google Patents
デオキシリボ核酸の増幅装置及び増幅方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰＣＲ法を使ったデオキ
シリボ核酸の増幅に関し、特に反応液の容器として毛細
管等の細管を使用したデオキシリボ核酸の増幅装置及び
増幅方法に関する。
シリボ核酸の増幅に関し、特に反応液の容器として毛細
管等の細管を使用したデオキシリボ核酸の増幅装置及び
増幅方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＲ法を使ったデオキシリボ核酸の増
幅装置の従来技術として、特開昭62−240862号が開示さ
れている。また、反応液の容器として毛細管を使用する
方法がアナリティカル・バイオケミストリ，１８６（１
９９０）第３２８頁から３３１頁（Analytical Biochem
istry １８６(１９９０）ｐｐ３２８−３３１）に記載
されている。
幅装置の従来技術として、特開昭62−240862号が開示さ
れている。また、反応液の容器として毛細管を使用する
方法がアナリティカル・バイオケミストリ，１８６（１
９９０）第３２８頁から３３１頁（Analytical Biochem
istry １８６(１９９０）ｐｐ３２８−３３１）に記載
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭62−240862号が開示している従来技術は反応液の容
器として使い捨ての蓋付のプラスチック容器（例えば、
０.５ｍｌ のマイクロヒュージチューブ）の使用を想定
し、およそ０.１ｍｌ 程度の反応液を前記した使い捨て
の蓋付のプラスチック容器に入れ、さらに反応液の上層
に反応液中の水分の蒸発を防止するための鉱物油を重畳
し、およそ９５℃程度の熱変性温度、およそ５５℃程度
のアニーリング温度、およそ７０℃程度の重合温度の順
に、通常数十回繰返し温度変化させてＰＣＲ法を行わ
せ、デオキシリボ核酸の増幅を行っているが、増幅反応
終了後、鉱物油の除去工程が必要となる欠点がある。ま
た、使い捨ての蓋付のプラスチック容器は、熱容量も大
きく、反応液への熱伝達も悪いため、ＰＣＲ法を行う時
間が長くなる欠点がある。一方、上記アナリティカル・
バイオケミストリ，１８６（１９９０）第３２８頁から
３３１頁が開示している従来技術は反応液の容器として
毛細管を使用し、反応液を毛細管の中に入れた後、毛細
管の両端を燃焼ガスで封止することにより、反応液中の
水分の蒸発を防止するとともに、容器の熱容量を小さく
し、かつ反応液への熱伝達を良くしてPCR法を行う時間
を短くしているが、毛細管の両端を燃焼ガスで封止する
操作、増幅反応終了後、封止した毛細管から反応液を取
り出す操作が必要となる欠点がある。また、ＰＣＲ法を
用いたＤＮＡの増幅は、遺伝子解析や遺伝子診断等の一
工程であり、その前後には目的ＤＮＡの抽出，シーケン
ス反応等の工程があるので、それら前後の工程との継続
性が重要であるにもかかわらず、従来技術では前後の工
程との継続性に対する考慮がなされていない。
開昭62−240862号が開示している従来技術は反応液の容
器として使い捨ての蓋付のプラスチック容器（例えば、
０.５ｍｌ のマイクロヒュージチューブ）の使用を想定
し、およそ０.１ｍｌ 程度の反応液を前記した使い捨て
の蓋付のプラスチック容器に入れ、さらに反応液の上層
に反応液中の水分の蒸発を防止するための鉱物油を重畳
し、およそ９５℃程度の熱変性温度、およそ５５℃程度
のアニーリング温度、およそ７０℃程度の重合温度の順
に、通常数十回繰返し温度変化させてＰＣＲ法を行わ
せ、デオキシリボ核酸の増幅を行っているが、増幅反応
終了後、鉱物油の除去工程が必要となる欠点がある。ま
た、使い捨ての蓋付のプラスチック容器は、熱容量も大
きく、反応液への熱伝達も悪いため、ＰＣＲ法を行う時
間が長くなる欠点がある。一方、上記アナリティカル・
バイオケミストリ，１８６（１９９０）第３２８頁から
３３１頁が開示している従来技術は反応液の容器として
毛細管を使用し、反応液を毛細管の中に入れた後、毛細
管の両端を燃焼ガスで封止することにより、反応液中の
水分の蒸発を防止するとともに、容器の熱容量を小さく
し、かつ反応液への熱伝達を良くしてPCR法を行う時間
を短くしているが、毛細管の両端を燃焼ガスで封止する
操作、増幅反応終了後、封止した毛細管から反応液を取
り出す操作が必要となる欠点がある。また、ＰＣＲ法を
用いたＤＮＡの増幅は、遺伝子解析や遺伝子診断等の一
工程であり、その前後には目的ＤＮＡの抽出，シーケン
ス反応等の工程があるので、それら前後の工程との継続
性が重要であるにもかかわらず、従来技術では前後の工
程との継続性に対する考慮がなされていない。
【０００４】本発明は前記従来技術の欠点に鑑みてなし
たもので、鉱物油の除去工程を不要とし、ＰＣＲ法を行
う時間を短くし、毛細管の両端を燃焼ガスで封止する操
作、ならびに封止した毛細管から反応液を取り出す操作
を不要とするとともに、ＰＣＲ法を用いたＤＮＡの増幅
工程の前後の工程との継続性にも考慮した、デオキシリ
ボ核酸の増幅装置及び増幅方法を提供することにある。
たもので、鉱物油の除去工程を不要とし、ＰＣＲ法を行
う時間を短くし、毛細管の両端を燃焼ガスで封止する操
作、ならびに封止した毛細管から反応液を取り出す操作
を不要とするとともに、ＰＣＲ法を用いたＤＮＡの増幅
工程の前後の工程との継続性にも考慮した、デオキシリ
ボ核酸の増幅装置及び増幅方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、反応液の気
液界面からの水分蒸発が細管内の反応液をガスで封止す
ることで実質的に防止できることに着目して、反応液を
毛細管等の細管の中に入れ、前記した反応液を空気もし
くは他のガスで両端を挾みこんだ状態にしてＰＣＲ法を
行わせることにより達成される。
液界面からの水分蒸発が細管内の反応液をガスで封止す
ることで実質的に防止できることに着目して、反応液を
毛細管等の細管の中に入れ、前記した反応液を空気もし
くは他のガスで両端を挾みこんだ状態にしてＰＣＲ法を
行わせることにより達成される。
【０００６】
【作用】ＰＣＲ法を行うために反応液は、およそ９５°
Ｃ程度の熱変性温度、およそ５５°Ｃ程度のアニーリン
グ温度、およそ７０°Ｃ程度の重合温度の順に、通常数
十回繰返し温度変化させられ、その際、水分蒸発が起き
ると反応液の組成が変化しPCR法が目的どおりに行えな
い。しかしながら、反応液からの水分蒸発は反応液とガ
スとの界面で起きるので、前記界面の面積を十分小さく
すれば水分蒸発を十分小さくでき、ＰＣＲ法を行う場合
に支障を生じない程度の反応液の組成変化にすることが
できる。更に前記ガスで反応液の移送を制御できるか
ら、ＰＣＲ法を用いたＤＮＡ増幅工程の前後の工程との
継続性にも考慮した、デオキシリボ核酸の増幅装置、増
幅方法が容易に実現できる。
Ｃ程度の熱変性温度、およそ５５°Ｃ程度のアニーリン
グ温度、およそ７０°Ｃ程度の重合温度の順に、通常数
十回繰返し温度変化させられ、その際、水分蒸発が起き
ると反応液の組成が変化しPCR法が目的どおりに行えな
い。しかしながら、反応液からの水分蒸発は反応液とガ
スとの界面で起きるので、前記界面の面積を十分小さく
すれば水分蒸発を十分小さくでき、ＰＣＲ法を行う場合
に支障を生じない程度の反応液の組成変化にすることが
できる。更に前記ガスで反応液の移送を制御できるか
ら、ＰＣＲ法を用いたＤＮＡ増幅工程の前後の工程との
継続性にも考慮した、デオキシリボ核酸の増幅装置、増
幅方法が容易に実現できる。
【０００７】
【実施例】図１は一実施例を示す構成図で、１は内径が
約１mmの毛細管、２は反応液供給口、３はガス給気口、
４は反応液排出口、６は三方弁、７は止め弁である。８
は毛細管支持具、９は毛細管移動機構であり、これによ
り毛細管支持具８の位置を制御する。両者の詳細は省略
するが、要はスムーズに移動が制御できれば任意の構成
が取り得る。２１ａ，２２ａ，２３ａは、それぞれ容器
である。２１，２２，２３は熱媒体で、それぞれ容器２
１ａ，２２ａ，２３ａに入っている。それぞれの熱媒体
は、反応液の変性温度，アニーリング温度，重合温度に
維持されている。１１は反応液であり、毛細管内にガス
により封止されている状態である。以下、図１に従って
動作を説明する。予め毛細管１内や三方弁６止め弁７な
どの反応液の通過する部分を反応液の代わりに洗浄液を
流すことにより反応液の汚染を防止し、毛細管移動機構
９により毛細管支持具８によって毛細管１を熱媒体２１
の中に入れたのち、三方弁６，止め弁７を操作し、それ
ぞれ反応液供給口２と毛細管１，毛細管１と反応液排出
口４とを連通させる。反応液１１を反応液供給口２より
毛細管１の中に入れたのち、三方弁６を操作しガス給気
口３と毛細管１とを連通させ、反応液１１が毛細管１内
の所定の位置に来るようにガス給気口３よりガスを供給
する。所定の時間後反応液１１が熱変性温度になった
ら、毛細管支持具８に連結された毛細管移動機構９を動
作させて毛細管１を熱媒体２２の中に入れる。所定の時
間後反応液１１がアニーリング温度になったら、毛細管
支持具８に連結された毛細管移動機構９を動作させて毛
細管１を熱媒体２３の中に入れる。所定の時間後反応液
１１が重合温度になったら、毛細管支持具８に連結され
た毛細管移動機構９を動作させて毛細管１を熱媒体２１
の中に入れる。以下、毛細管１の移動をおなじ順序で繰
り返し所定の回数だけ熱変性温度，アニーリング温度，
重合温度の順に反応液を温度変化させてＰＣＲ法を実施
したのち、ガス給気口３よりガスを供給して反応液１１
を反応液排出口４より排出する。以上の動作のなかで、
三方弁６を操作しガス給気口３と毛細管１とを連通さ
せ、反応液１１が毛細管１内の所定の位置に来るように
ガス給気口３よりガスを供給する際に、止め弁７を操作
し毛細管１内に適当な内圧がかかるようにしてもよい。
このようにすると仮りに反応液１１中に微量の空気等の
ガスが混入していても反応液の温度変化によるガスの膨
張に伴う反応液の分断を防止できる効果がある。
約１mmの毛細管、２は反応液供給口、３はガス給気口、
４は反応液排出口、６は三方弁、７は止め弁である。８
は毛細管支持具、９は毛細管移動機構であり、これによ
り毛細管支持具８の位置を制御する。両者の詳細は省略
するが、要はスムーズに移動が制御できれば任意の構成
が取り得る。２１ａ，２２ａ，２３ａは、それぞれ容器
である。２１，２２，２３は熱媒体で、それぞれ容器２
１ａ，２２ａ，２３ａに入っている。それぞれの熱媒体
は、反応液の変性温度，アニーリング温度，重合温度に
維持されている。１１は反応液であり、毛細管内にガス
により封止されている状態である。以下、図１に従って
動作を説明する。予め毛細管１内や三方弁６止め弁７な
どの反応液の通過する部分を反応液の代わりに洗浄液を
流すことにより反応液の汚染を防止し、毛細管移動機構
９により毛細管支持具８によって毛細管１を熱媒体２１
の中に入れたのち、三方弁６，止め弁７を操作し、それ
ぞれ反応液供給口２と毛細管１，毛細管１と反応液排出
口４とを連通させる。反応液１１を反応液供給口２より
毛細管１の中に入れたのち、三方弁６を操作しガス給気
口３と毛細管１とを連通させ、反応液１１が毛細管１内
の所定の位置に来るようにガス給気口３よりガスを供給
する。所定の時間後反応液１１が熱変性温度になった
ら、毛細管支持具８に連結された毛細管移動機構９を動
作させて毛細管１を熱媒体２２の中に入れる。所定の時
間後反応液１１がアニーリング温度になったら、毛細管
支持具８に連結された毛細管移動機構９を動作させて毛
細管１を熱媒体２３の中に入れる。所定の時間後反応液
１１が重合温度になったら、毛細管支持具８に連結され
た毛細管移動機構９を動作させて毛細管１を熱媒体２１
の中に入れる。以下、毛細管１の移動をおなじ順序で繰
り返し所定の回数だけ熱変性温度，アニーリング温度，
重合温度の順に反応液を温度変化させてＰＣＲ法を実施
したのち、ガス給気口３よりガスを供給して反応液１１
を反応液排出口４より排出する。以上の動作のなかで、
三方弁６を操作しガス給気口３と毛細管１とを連通さ
せ、反応液１１が毛細管１内の所定の位置に来るように
ガス給気口３よりガスを供給する際に、止め弁７を操作
し毛細管１内に適当な内圧がかかるようにしてもよい。
このようにすると仮りに反応液１１中に微量の空気等の
ガスが混入していても反応液の温度変化によるガスの膨
張に伴う反応液の分断を防止できる効果がある。
【０００８】いま一例として、内径１mm，外径２mmのプ
ラスチック製の毛細管を用い、反応液を毛細管に入れた
状態で９５℃の熱変性温度から５５℃のアニーリング温
度の温水中に毛細管を入れたときの反応液の温度変化を
数値計算で求め、反応液の平均温度の時間変化としてし
めすと図２のようになる。この図から反応液の温度が約
１５秒で９５℃の熱変性温度からほぼ５５℃のアニーリ
ング温度になることが分かる。即ち、毛細管の移動時間
を入れても熱変性温度，アニーリング温度，重合温度の
一連の温度変化に要する時間は約１分程度でありそれを
３０回程度繰り返しても約３０分でＰＣＲ法を実施でき
る。計算結果は示さないが、内外径をそれぞれ１／２に
すれば約１５分でＰＣＲ法を実施できる。
ラスチック製の毛細管を用い、反応液を毛細管に入れた
状態で９５℃の熱変性温度から５５℃のアニーリング温
度の温水中に毛細管を入れたときの反応液の温度変化を
数値計算で求め、反応液の平均温度の時間変化としてし
めすと図２のようになる。この図から反応液の温度が約
１５秒で９５℃の熱変性温度からほぼ５５℃のアニーリ
ング温度になることが分かる。即ち、毛細管の移動時間
を入れても熱変性温度，アニーリング温度，重合温度の
一連の温度変化に要する時間は約１分程度でありそれを
３０回程度繰り返しても約３０分でＰＣＲ法を実施でき
る。計算結果は示さないが、内外径をそれぞれ１／２に
すれば約１５分でＰＣＲ法を実施できる。
【０００９】図３は他の実施例を示す構成図で、１は毛
細管、２は反応液供給口、３，５はガス給排気口、４は
反応液排出口、６１，６２は三方弁、２１，２２，２３
は熱媒体、２１ａ，２２ａ，２３ａは容器で、これに入
っている熱媒体はそれぞれ熱変性温度，アニーリング温
度，重合温度に維持されている。１１は反応液である。
図３の実施例は、図１のそれに比し毛細管１の移動に代
え反応液１１自体を移動させることとしたものである。
以下、図３に従って動作を説明する。予め毛細管１内や
三方弁６１，６２などの反応液の通過する部分を反応液
の代わりに洗浄液を流すことにより反応液の汚染を防止
したのち、三方弁６１，６２を操作し、それぞれ反応液
供給口２と毛細管１，毛細管１とガス給排気口５とを連
通させる。反応液１１を反応液供給口２より毛細管１の
中に入れたのち、三方弁６１を操作しガス給排気口３と
毛細管１とを連通させ、反応液１１が熱媒体２１に浸っ
ている毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気
口３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１が熱
変性温度になったら、反応液１１が熱媒体２２に浸って
いる毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気口
３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１がアニ
ーリング温度になったら、反応液１１が熱媒体２３に浸
っている毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排
気口３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１が
重合温度になったら、反応液１１が熱媒体２１に浸って
いる毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気口
５よりガスを供給する。以下、反応液１１の毛細管１内
での移動を繰り返し所定の回数だけ熱変性温度，アニー
リング温度，重合温度の順に反応液を温度変化させてＰ
ＣＲ法を実施したのち、三方弁６２を操作し毛細管１と
反応液排出口４とを連通させ、ガス給排気口３よりガス
を供給して反応液１１を反応液排出口４より排出する。
勿論、反応液を繰返しのために逆送するときは短時間で
戻るように制御することとして、この逆送による影響の
無いようにすることはいうまでもない。また、ガス給排
気口３，５よりガスを供給して反応液１１の毛細管１内
での移動を繰り返す場合に毛細管１内に適当な内圧がか
かるようにしてもよい。この効果は第１の実施例と同様
である。本実施例で、第１の実施例と同一の寸法の毛細
管を使用した場合、毛細管は既に目的の温度になってい
るので反応液の温度が目的の温度になるのに要する時間
は第１の実施例より短いことが容易に類推される。ま
た、本発明では、反応液の移動がガスの給排気によりお
こなわれるため、可動部がほとんどなく、安価で信頼性
の高い装置とすることができる効果がある。
細管、２は反応液供給口、３，５はガス給排気口、４は
反応液排出口、６１，６２は三方弁、２１，２２，２３
は熱媒体、２１ａ，２２ａ，２３ａは容器で、これに入
っている熱媒体はそれぞれ熱変性温度，アニーリング温
度，重合温度に維持されている。１１は反応液である。
図３の実施例は、図１のそれに比し毛細管１の移動に代
え反応液１１自体を移動させることとしたものである。
以下、図３に従って動作を説明する。予め毛細管１内や
三方弁６１，６２などの反応液の通過する部分を反応液
の代わりに洗浄液を流すことにより反応液の汚染を防止
したのち、三方弁６１，６２を操作し、それぞれ反応液
供給口２と毛細管１，毛細管１とガス給排気口５とを連
通させる。反応液１１を反応液供給口２より毛細管１の
中に入れたのち、三方弁６１を操作しガス給排気口３と
毛細管１とを連通させ、反応液１１が熱媒体２１に浸っ
ている毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気
口３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１が熱
変性温度になったら、反応液１１が熱媒体２２に浸って
いる毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気口
３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１がアニ
ーリング温度になったら、反応液１１が熱媒体２３に浸
っている毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排
気口３よりガスを供給する。所定の時間後反応液１１が
重合温度になったら、反応液１１が熱媒体２１に浸って
いる毛細管１内の所定の位置に来るようにガス給排気口
５よりガスを供給する。以下、反応液１１の毛細管１内
での移動を繰り返し所定の回数だけ熱変性温度，アニー
リング温度，重合温度の順に反応液を温度変化させてＰ
ＣＲ法を実施したのち、三方弁６２を操作し毛細管１と
反応液排出口４とを連通させ、ガス給排気口３よりガス
を供給して反応液１１を反応液排出口４より排出する。
勿論、反応液を繰返しのために逆送するときは短時間で
戻るように制御することとして、この逆送による影響の
無いようにすることはいうまでもない。また、ガス給排
気口３，５よりガスを供給して反応液１１の毛細管１内
での移動を繰り返す場合に毛細管１内に適当な内圧がか
かるようにしてもよい。この効果は第１の実施例と同様
である。本実施例で、第１の実施例と同一の寸法の毛細
管を使用した場合、毛細管は既に目的の温度になってい
るので反応液の温度が目的の温度になるのに要する時間
は第１の実施例より短いことが容易に類推される。ま
た、本発明では、反応液の移動がガスの給排気によりお
こなわれるため、可動部がほとんどなく、安価で信頼性
の高い装置とすることができる効果がある。
【００１０】図４は更に他の実施例を示す構成図で、１
は毛細管で螺旋状に巻かれている。２は反応液供給口、
３はガス給気口、４は反応液排出口、６は三方弁であ
る。
は毛細管で螺旋状に巻かれている。２は反応液供給口、
３はガス給気口、４は反応液排出口、６は三方弁であ
る。
【００１１】３１，３２，３３はヒートブロックでそれ
ぞれ熱変性温度，アニーリング温度，重合温度に維持さ
れており、毛細管１は、これに熱的に十分接触した状態
で螺旋状に巻かれている。１１は反応液である。毛細管
１の螺旋巻数は熱変性温度，アニーリング温度，重合温
度の順に温度変化を繰り返すＰＣＲ法の必要な回数以上
にする。以下、図４に従って動作を説明する。予め毛細
管１内や三方弁６などの反応液の通過する部分を反応液
の代わりに洗浄液を流すことにより反応液の汚染を防止
し、三方弁６を操作し、反応液供給口２と毛細管１とを
連通させる。反応液１１を反応液供給口２より毛細管１
の中に入れたのち、三方弁６を操作しガス給気口３と毛
細管１とを連通させ、反応液１１がヒートブロック３１
の所定の位置に来るようにガス給気口３よりガスを供給
する。所定の時間後反応液１１が熱変性温度になった
ら、反応液１１がヒートブロック３２の所定の位置に来
るようにガス給気口３よりガスを供給する。所定の時間
後反応液１１がアニーリング温度になったら、反応液１
１がヒートブロック３３の所定の位置に来るようにガス
給気口３よりガスを供給する。以下、同様の操作を繰り
返し所定の回数だけ熱変性温度，アニーリング温度，重
合温度の順に反応液を温度変化させてＰＣＲ法を実施し
たのち、ガス給気口３よりガスの供給速度を前記した速
度より速くして連続供給し、反応液１１を反応液排出口
４より排出する。前記した動作のなかで反応液１１が移
動中に目的の温度になるように給気口３からのガス供給
速度を適当に制御すれば、ガスの供給を連続的におこな
R>ってもＰＣＲ法を実施できる。なお、反応液排出口４
の前後の適当な位置に絞り等の流体抵抗素子を設け毛細
管１内に適当な内圧がかかるようにしてもよい。この効
果は第１の実施例と同様である。本実施例で、第１の実
施例と同一の寸法の毛細管を使用した場合、毛細管は既
に目的の温度になっているので反応液の温度が目的の温
度になるのに要する時間は第１の実施例より短いことが
容易に類推される。また、本実施例では、反応液が一方
向に移動することによりＰＣＲ法が行われるためガスの
給気制御が容易であるとともに、反応液を不適切な温度
状態にある場所を逆送する必要が無いから制御を高精度
にできる。更に可動部がほとんどなく、安価で信頼性の
高い装置とすることができる効果がある。
ぞれ熱変性温度，アニーリング温度，重合温度に維持さ
れており、毛細管１は、これに熱的に十分接触した状態
で螺旋状に巻かれている。１１は反応液である。毛細管
１の螺旋巻数は熱変性温度，アニーリング温度，重合温
度の順に温度変化を繰り返すＰＣＲ法の必要な回数以上
にする。以下、図４に従って動作を説明する。予め毛細
管１内や三方弁６などの反応液の通過する部分を反応液
の代わりに洗浄液を流すことにより反応液の汚染を防止
し、三方弁６を操作し、反応液供給口２と毛細管１とを
連通させる。反応液１１を反応液供給口２より毛細管１
の中に入れたのち、三方弁６を操作しガス給気口３と毛
細管１とを連通させ、反応液１１がヒートブロック３１
の所定の位置に来るようにガス給気口３よりガスを供給
する。所定の時間後反応液１１が熱変性温度になった
ら、反応液１１がヒートブロック３２の所定の位置に来
るようにガス給気口３よりガスを供給する。所定の時間
後反応液１１がアニーリング温度になったら、反応液１
１がヒートブロック３３の所定の位置に来るようにガス
給気口３よりガスを供給する。以下、同様の操作を繰り
返し所定の回数だけ熱変性温度，アニーリング温度，重
合温度の順に反応液を温度変化させてＰＣＲ法を実施し
たのち、ガス給気口３よりガスの供給速度を前記した速
度より速くして連続供給し、反応液１１を反応液排出口
４より排出する。前記した動作のなかで反応液１１が移
動中に目的の温度になるように給気口３からのガス供給
速度を適当に制御すれば、ガスの供給を連続的におこな
R>ってもＰＣＲ法を実施できる。なお、反応液排出口４
の前後の適当な位置に絞り等の流体抵抗素子を設け毛細
管１内に適当な内圧がかかるようにしてもよい。この効
果は第１の実施例と同様である。本実施例で、第１の実
施例と同一の寸法の毛細管を使用した場合、毛細管は既
に目的の温度になっているので反応液の温度が目的の温
度になるのに要する時間は第１の実施例より短いことが
容易に類推される。また、本実施例では、反応液が一方
向に移動することによりＰＣＲ法が行われるためガスの
給気制御が容易であるとともに、反応液を不適切な温度
状態にある場所を逆送する必要が無いから制御を高精度
にできる。更に可動部がほとんどなく、安価で信頼性の
高い装置とすることができる効果がある。
【００１２】反応液の界面での蒸発量について概算して
みると次のようである。
みると次のようである。
【００１３】前記の蓋付のプラスチック容器に反応液を
入れたときの界面の面積はおよそ３５mm2 、一方、内径
１mmの毛細管では両端合わせて約１.６mm2であるから界
面の面積は１／２０以下になる。必要に応じてさらに細
い内径の毛細管の使用すれば、界面の面積をさらに小さ
くすることも容易である。界面の面積を小さくすれば、
水分蒸発を十分小さくできることは以下の事実でも証明
される。内径１mmのプラスチック製の毛細管を用い、前
記毛細管の中に反応液を入れ、前記した反応液を空気で
両端を挾みこんだ状態にして９５℃の恒温室に１０分入
れておいても、水分蒸発量は０.１％ 程度であった。温
度が低ければ水分蒸発量がさらに小さくなることは自明
である。すなわち、内径１mm程度以下の毛細管を反応液
の容器として用い、前記毛細管の中に反応液を入れ、前
記した反応液を空気もしくは他のガスで両端を挾みこん
だ状態にすれば、従来技術で使用している鉱物油を使用
しなくてよく、また、アナリティカル・バイオケミスト
リ，１８６（１９９０）第３２８頁から３３１頁（Anal
ytical Biochemistry １８６(１９９０）ｐｐ３２８−
３３１）に提示されているように毛細管の前後を封止し
なくてもＰＣＲ法を行う場合に支障を生じない程度の反
応液の組成変化で目的とするＰＣＲ法が行える。
入れたときの界面の面積はおよそ３５mm2 、一方、内径
１mmの毛細管では両端合わせて約１.６mm2であるから界
面の面積は１／２０以下になる。必要に応じてさらに細
い内径の毛細管の使用すれば、界面の面積をさらに小さ
くすることも容易である。界面の面積を小さくすれば、
水分蒸発を十分小さくできることは以下の事実でも証明
される。内径１mmのプラスチック製の毛細管を用い、前
記毛細管の中に反応液を入れ、前記した反応液を空気で
両端を挾みこんだ状態にして９５℃の恒温室に１０分入
れておいても、水分蒸発量は０.１％ 程度であった。温
度が低ければ水分蒸発量がさらに小さくなることは自明
である。すなわち、内径１mm程度以下の毛細管を反応液
の容器として用い、前記毛細管の中に反応液を入れ、前
記した反応液を空気もしくは他のガスで両端を挾みこん
だ状態にすれば、従来技術で使用している鉱物油を使用
しなくてよく、また、アナリティカル・バイオケミスト
リ，１８６（１９９０）第３２８頁から３３１頁（Anal
ytical Biochemistry １８６(１９９０）ｐｐ３２８−
３３１）に提示されているように毛細管の前後を封止し
なくてもＰＣＲ法を行う場合に支障を生じない程度の反
応液の組成変化で目的とするＰＣＲ法が行える。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記従来技術の欠点である、鉱物油の除去工程あるいは、
毛細管の両端を燃焼ガスで封止する操作、ならびに封止
した毛細管から反応液を取り出す操作が不要で、かつ、
短時間で処理できるＰＣＲ法が実現できるだけでなく、
反応液の供給，排出がそれぞれＰＣＲ法の前処理工程，
後処理工程と連続できるよう工夫されているので、ＰＣ
Ｒ法を用いたＤＮＡの増幅工程の前後の工程との継続性
のあるデオキシリボ核酸の増幅装置が実現できる。
記従来技術の欠点である、鉱物油の除去工程あるいは、
毛細管の両端を燃焼ガスで封止する操作、ならびに封止
した毛細管から反応液を取り出す操作が不要で、かつ、
短時間で処理できるＰＣＲ法が実現できるだけでなく、
反応液の供給，排出がそれぞれＰＣＲ法の前処理工程，
後処理工程と連続できるよう工夫されているので、ＰＣ
Ｒ法を用いたＤＮＡの増幅工程の前後の工程との継続性
のあるデオキシリボ核酸の増幅装置が実現できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】反応液の平均温度変化の一例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
１…毛細管、２…反応液供給口、３…ガス給気口、４…
反応液排出口、５…ガス給排気口、６，６１，６２…三
方弁、７は止め弁、２１，２２，２３…熱媒体、３１，
３２，３３…ヒートブロック
反応液排出口、５…ガス給排気口、６，６１，６２…三
方弁、７は止め弁、２１，２２，２３…熱媒体、３１，
３２，３３…ヒートブロック
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C12M 1/00 C12Q 1/68 ＢＩＯＳＩＳ（ＤＩＡＬＯＧ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (9)
- 【請求項１】増幅すべきデオキシリボ核酸を含む反応液
を収納した細管と、前記細管内に前記反応液を送りこむ
ための装置と、前記細管部分を所定の温度に制御するた
めの装置とを具備し、前記細管内の前記反応液は、前記
反応液を送りこむためのガスで前記細管内の所定の位置
に封止され且つ所定の位置に移送されることを特徴とす
るデオキシリボ核酸の増幅装置。 - 【請求項２】増幅すべきデオキシリボ核酸を含む反応液
を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態で前記
反応液を細管の中に入れる装置と、ＰＣＲ法に於ける熱
変性温度、アニーリング温度、及び重合温度をそれぞれ
保持する第１、第２、及び第３の装置とを具備し、前記
細管の中の前記反応液の温度を、順次、前記熱変性温
度、前記アニーリング温度、及び前記重合温度に変化さ
せることを所定回数だけ繰返すことにより、デオキシリ
ボ核酸を増幅させるＰＣＲ法を実行することを特徴とす
るデオキシリボ核酸の増幅装置。 - 【請求項３】増幅すべきデオキシリボ核酸を含む反応液
を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態で前記
反応液を細管の中に入れる装置と、ＰＣＲ法に於ける熱
変性温度、アニーリング温度、及び重合温度をそれぞれ
保持する第１、第２、及び第３の装置とを具備し、前記
細管の一方から空気もしくは他のガスを供給もしくは除
去することにより、前記細管内の前記反応液を、順次、
前記熱変性温度、前記アニーリング温度、及び前記重合
温度が保持される位置に移動させて、前記細管の中の前
記反応液の温度を、順次、前記熱変性温度、前記アニー
リング温度、前記重合温度に変化させることを所定回数
だけ繰返すことにより、デオキシリボ核酸を増幅させる
ＰＣＲ法を実行することを特徴とするデオキシリボ核酸
の増幅装置。 - 【請求項４】増幅すべきデオキシリボ核酸を含む反応液
を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態で前記
反応液を細管の中に入れる装置と、前記細管を支持する
支持 手段と、前記細管を移動させる移動手段と、ＰＣＲ
法に於ける熱変性温度、アニーリング温度、及び重合温
度をそれぞれ保持する第１、第２、及び第３の装置とを
具備し、前記移動手段により前記細管を、順次、第１、
第２、及び第３の装置に移動させて、前記細管の中の前
記反応液の温度を、順次、前記熱変性温度、前記アニー
リング温度、及び前記重合温度に変化させることを所定
回数だけ繰返すことにより、デオキシリボ核酸を増幅さ
せるＰＣＲ法を実行することを特徴とするデオキシリボ
核酸の増幅装置。 - 【請求項５】増幅すべきデオキシリボ核酸を含む反応液
をガスで両端を挾みこんた状態で前記反応液を細管の中
に入れ、前記細管内の前記反応液の移送を制御する装置
と、前記細管内の前記反応液の温度を所定の温度に保持
する装置とを具備し、前記細管内の前記反応液は前記ガ
スで前記細管内の所定の位置に封止され且つ所定の位置
に移送されることを特徴とするデオキシリボ核酸の増幅
装置。 - 【請求項６】 螺旋状に複数回巻かれた細管の中に、増幅
すべきデオキシリボ核酸を含む反応液を空気もしくは他
のガスで両端を挾みこんた状態で入れる装置と、螺旋状
に複数回巻かれた前記細管の周方向に、ＰＣＲ法に於け
る熱変性温度、アニーリング温度、及び重合温度をそれ
ぞれ保持する第１、第２、及び第３の手段とが所定の順
に配置され、前記細管の中の前記反応液の温度を、順
次、前記熱変性温度、前記アニーリング温度、及び前記
重合温度に変化させることを所定回数だけ繰返すことに
より、デオキシリボ核酸を増幅させるＰＣＲ法を実行す
ることを特徴とするデオキシリボ核酸の増幅装置。 - 【請求項７】 （１）増幅すべきデオキシリボ核酸を含む
反応液を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態
で前記反応液を細管の中に入れる工程と、（２）前記細
管の中の前記反応液の温度をＰＣＲ法に於ける熱変性温
度に保持する工程と、（３）前記細管の中の前記反応液
の温度をＰＣＲ法に於けるアニーリング温度に保持する
工程と、（４）前記細管の中の前記反応液の温度をＰＣ
Ｒ法に於ける重合温度に保持する工程とを有し、前記工
程（２）から前記工程（４）を、順次、所定回 数だけ繰
返し、デオキシリボ核酸を増幅させるＰＣＲ法を実行す
ることを特徴とするデオキシリボ核酸の増幅方法。 - 【請求項８】 （１）増幅すべきデオキシリボ核酸を含む
反応液を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態
で前記反応液を細管の中に入れる工程と、（２）前記細
管の一方から空気もしくは他のガスを供給もしくは除去
することにより、前記細管内の前記反応液をＰＣＲ法に
於ける熱変性温度が保持される装置に移動させて、前記
反応液を前記熱変性温度に保持する工程と、（３）前記
細管の一方から空気もしくは他のガスを供給もしくは除
去することにより、前記細管内の前記反応液をＰＣＲ法
に於けるアニーリング温度が保持される装置に移動させ
て、前記反応液を前記アニーリング温度に保持する工程
と、（４）前記細管の一方から空気もしくは他のガスを
供給もしくは除去することにより、前記細管内の前記反
応液をＰＣＲ法に於ける重合温度が保持される装置に移
動させて、前記反応液を前記重合温度に保持する工程と
を有し、前記工程（２）から前記工程（４）を、順次、
所定回数だけ繰返し、デオキシリボ核酸を増幅させるＰ
ＣＲ法を実行することを特徴とするデオキシリボ核酸の
増幅方法。 - 【請求項９】 （１）増幅すべきデオキシリボ核酸を含む
反応液を空気もしくは他のガスで両端を挾みこんた状態
で前記反応液を細管の中に入れる工程と、（２）前記細
管内の前記反応液をＰＣＲ法に於ける熱変性温度が保持
される装置に前記細管を移動させて、前記反応液を前記
熱変性温度に保持する工程と、（３）前記細管内の前記
反応液をＰＣＲ法に於けるアニーリング温度が保持され
る装置に前記細管を移動させて、前記反応液を前記アニ
ーリング温度に保持する工程と、（４）前記細管内の前
記反応液をＰＣＲ法に於ける重合温度が保持される装置
に前記細管を移動させて、前記反応液を前記重合温度に
保持する工程とを有し、前記工程（２）から前記工程
（４）を、順次、所定回数だけ繰返し、デオキシリボ核
酸を増幅させるＰＣＲ法を実行することを特徴とするデ
オキシリボ核酸の増幅方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03095498A JP3120466B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | デオキシリボ核酸の増幅装置及び増幅方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03095498A JP3120466B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | デオキシリボ核酸の増幅装置及び増幅方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325080A JPH04325080A (ja) | 1992-11-13 |
| JP3120466B2 true JP3120466B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=14139268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03095498A Expired - Fee Related JP3120466B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | デオキシリボ核酸の増幅装置及び増幅方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3120466B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4571650B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2010-10-27 | ポステック・ファウンデーション | 連続流式高性能反応装置 |
| JP4993260B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2012-08-08 | 石川県 | 遺伝子定量装置及び定量方法 |
| JP5966158B1 (ja) | 2015-02-13 | 2016-08-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 静電噴霧装置およびそれを用いて試料ガスから液体サンプルを得る方法 |
| JP6732994B1 (ja) | 2019-04-05 | 2020-07-29 | 日本板硝子株式会社 | 反応処理容器 |
| JP6652673B1 (ja) | 2019-06-07 | 2020-02-26 | 日本板硝子株式会社 | 反応処理容器 |
| WO2024194304A1 (en) * | 2023-03-20 | 2024-09-26 | Merck Patent Gmbh | A method and system for amplification of nucleic acids using polymerase chain reaction (pcr) |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP03095498A patent/JP3120466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04325080A (ja) | 1992-11-13 |
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