JP4286926B2 - 反応容器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核酸物質の増幅及び検出を、好ましくは均質系ＰＣＲ法によって実施するための反応容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＲ増幅を行った後、捕捉した標的核酸物質を閉鎖容器内で分離、検出する方法において、このような容器を処理装置で個別的ではあるが並列に処理することが知られている。そのような容器の例が米国特許第５，２２９，２９７号に、またそのような処理装置の例が米国特許第５，０８９，２３３号に、それぞれ記載されている。これらの例は、主として、増幅及び検出を独立したチャンバーで且つ独立した工程において行う不均質系ＰＣＲに使用される。このような系は、診断目的用のＰＣＲを使用する上で、未使用容器のキャリオーバー汚染を防止する制限により、ブレークスルーとなるが、二次的な欠点がある。各容器は、試料を別々に添加して封止しなければならず、また、増幅された標的を独立した検出部位へ移動しなければならない。対照的に、均質系ＰＣＲは、独立したチャンバー内で増幅及び検出を別々に処理する必要がない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明がなされる以前は、試料の添加及びその後の封止を一度に全部一緒に行った複数の容器において均質系ＰＣＲが実施できるような装置に対するニーズが存在していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、より具体的には以下のように達成される：
核酸物質の増幅及び検出のための、隣接する複数のチャンバーを含んで成る反応容器であって、
各チャンバーは前壁、後壁、二枚の側壁及び底壁を含み、該前壁及び該後壁はそれらの最上縁部で終了し上部開口部を成しており、各チャンバーの側壁は、複数のチャンバーを並べて一体連接するように、隣接するチャンバーと共通の側壁を含み、
各チャンバーの前壁は、該最上縁部の下方にすべてのチャンバーにわたっている液体添加口を含み、該共通の側壁は該添加口で終了しており、
該添加口の上方の該上部開口部の内側には、該最上縁部の下方へ移動した時に各チャンバーの添加口を塞ぎ且つ各チャンバーに栓をするように形造られた移動可能な弾性プラグが搭載されており、該プラグは、該最上縁部の下方へ移動した時にすべてのチャンバーについて同時にその添加口を閉鎖するように、該反応容器内のすべてのチャンバーに差し渡されている反応容器。
【０００５】
実施態様
以下の説明は、容器が特定の形状を有し且つ均質系ＰＣＲ反応に用いられる好ましい実施態様の特徴について行うものである。さらに、本発明は、容器の形状及びその内部での反応とは無関係に有用ではあるが、その前壁が、説明するように、共通のプラグによってすべての容器について封止が行われる液体添加口を有することが必要である。
【０００６】
このような反応容器は、熱的に薄い形に、すなわち、その主壁面の少なくとも一つを介して１００μＬ程度の流体容量について３〜５秒程度の指数時定数を示す迅速な伝熱性能を有するようにすることができる。このため、本容器の各チャンバーの熱的時定数は、米国特許第５，２２９，２９７号、第８欄、第５８〜６８行に記載されているキュベットのそれに匹敵する。
【０００７】
また、本容器は、蛍光体マーカーを一端に有するＤＮＡプローブを用いた均質系ＰＣＲ反応のための蛍光検出を可能ならしめる形状を有する。このようなマーカーを使用する有用なプローブが、例えば、Nature Biotechnology, Vol. 14, 1996 年３月（第２６４頁及び第３０３〜３０８頁）に記載されている。加熱時、該プローブは解けて相補的ＤＮＡ標的鎖とハイブリダイズし得る形になり、これにハイブリダイズした標的の量に比例して蛍光を発する二本鎖を生ぜしめる。（このようなプローブは、ハイブリダイズされない場合にはクエンチング分子によって蛍光を発しないようにされる。）
【０００８】
さらに具体的に説明すると（図１）、一体連接された複数のチャンバー１２、１４、１６、１８から形成された容器１０が提供される。各チャンバーは、隣接する一つ又は二つのチャンバーと共有の側壁２０を共有している。側壁２１、２３は端壁を形成する。各チャンバーはさらに後壁２２を有する（図２）。この後壁はすべてのチャンバーに共通し、共通の前壁２４及び底壁２６についても同様である。前壁及び後壁の最上縁部３０は開放されており上部開口部３２を成している。上部開口部３２は、すべてのチャンバーを差し渡し延びている移動可能な弾性プラグ４０を保持する。プラグ４０は、これを後述のように移動させた時に側壁２０がプラグ内部でロックされるように、のこぎり歯状にされている（図１、４２、４４、４６）。チャンバーの壁部１２、１４、１６、１８は、厚さ０．５０８ｍｍ（０．０２インチ）程度の透明なプラスチック製であることが好ましい。
【０００９】
前壁２４は、すべてのチャンバーを差し渡し延びている液体添加口５０を有し、試料液を注入できるようになっている。さらに前壁２４は、肩部５２において段差が付けられており、厚さが各チャンバーの底部の厚さ「ｔ」にまで薄くなっている。肩部５２はまた、プラグ４０が下方（図２、矢印５６）へ移動した時にプラグ４０の表面５４に対して有効な封止となる。
【００１０】
本容器には、ポリスチレン、アクリル樹脂又はポリカーボネートのように、蛍光シグナルに対して透明な硬質プラスチックであればいかなるものでも使用することができる。
【００１１】
各チャンバーについては、各チャンバーは、ＰＣＲ増幅試薬と共に、そのチャンバー毎の個別具体的なアッセイに特異的な一種又は二種以上の検出試薬を含有する。患者試料ＤＮＡを開口部５０を通して（矢印６０）すべてのチャンバーに注入して各チャンバーの流体量を１００μＬとし、そしてプラグ４０を下方（矢印５６）へ移動して開口部５０を封止すると共に各チャンバーの他のチャンバーとの連絡を封止する。その後、周知のＰＣＲ法に従い加熱、冷却により増幅を行い、検出可能な蛍光シグナルを生ぜしめるに十分な量の標的ＤＮＡを得る。
【００１２】
【発明の効果】
このように、本発明の有利な特徴は、均質系ＰＣＲが、複数の容器で、一度該容器にすべての液体を存在させてこれを閉鎖した後にはステーション間を移動させる必要もなく、一度で全部実施可能な反応容器が提供されることにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構築された容器の前方立面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図である。
【符号の説明】
１０…容器
１２、１４、１６、１８…チャンバー
２０…共通側壁
２１、２３…側壁
２２…後壁
２４…共通前壁
２６…底壁
３０…最上縁部
３２…上部開口部
４０…プラグ
５２…肩部
５４…表面
【発明の属する技術分野】
本発明は、核酸物質の増幅及び検出を、好ましくは均質系ＰＣＲ法によって実施するための反応容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＲ増幅を行った後、捕捉した標的核酸物質を閉鎖容器内で分離、検出する方法において、このような容器を処理装置で個別的ではあるが並列に処理することが知られている。そのような容器の例が米国特許第５，２２９，２９７号に、またそのような処理装置の例が米国特許第５，０８９，２３３号に、それぞれ記載されている。これらの例は、主として、増幅及び検出を独立したチャンバーで且つ独立した工程において行う不均質系ＰＣＲに使用される。このような系は、診断目的用のＰＣＲを使用する上で、未使用容器のキャリオーバー汚染を防止する制限により、ブレークスルーとなるが、二次的な欠点がある。各容器は、試料を別々に添加して封止しなければならず、また、増幅された標的を独立した検出部位へ移動しなければならない。対照的に、均質系ＰＣＲは、独立したチャンバー内で増幅及び検出を別々に処理する必要がない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明がなされる以前は、試料の添加及びその後の封止を一度に全部一緒に行った複数の容器において均質系ＰＣＲが実施できるような装置に対するニーズが存在していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、より具体的には以下のように達成される：
核酸物質の増幅及び検出のための、隣接する複数のチャンバーを含んで成る反応容器であって、
各チャンバーは前壁、後壁、二枚の側壁及び底壁を含み、該前壁及び該後壁はそれらの最上縁部で終了し上部開口部を成しており、各チャンバーの側壁は、複数のチャンバーを並べて一体連接するように、隣接するチャンバーと共通の側壁を含み、
各チャンバーの前壁は、該最上縁部の下方にすべてのチャンバーにわたっている液体添加口を含み、該共通の側壁は該添加口で終了しており、
該添加口の上方の該上部開口部の内側には、該最上縁部の下方へ移動した時に各チャンバーの添加口を塞ぎ且つ各チャンバーに栓をするように形造られた移動可能な弾性プラグが搭載されており、該プラグは、該最上縁部の下方へ移動した時にすべてのチャンバーについて同時にその添加口を閉鎖するように、該反応容器内のすべてのチャンバーに差し渡されている反応容器。
【０００５】
実施態様
以下の説明は、容器が特定の形状を有し且つ均質系ＰＣＲ反応に用いられる好ましい実施態様の特徴について行うものである。さらに、本発明は、容器の形状及びその内部での反応とは無関係に有用ではあるが、その前壁が、説明するように、共通のプラグによってすべての容器について封止が行われる液体添加口を有することが必要である。
【０００６】
このような反応容器は、熱的に薄い形に、すなわち、その主壁面の少なくとも一つを介して１００μＬ程度の流体容量について３〜５秒程度の指数時定数を示す迅速な伝熱性能を有するようにすることができる。このため、本容器の各チャンバーの熱的時定数は、米国特許第５，２２９，２９７号、第８欄、第５８〜６８行に記載されているキュベットのそれに匹敵する。
【０００７】
また、本容器は、蛍光体マーカーを一端に有するＤＮＡプローブを用いた均質系ＰＣＲ反応のための蛍光検出を可能ならしめる形状を有する。このようなマーカーを使用する有用なプローブが、例えば、Nature Biotechnology, Vol. 14, 1996 年３月（第２６４頁及び第３０３〜３０８頁）に記載されている。加熱時、該プローブは解けて相補的ＤＮＡ標的鎖とハイブリダイズし得る形になり、これにハイブリダイズした標的の量に比例して蛍光を発する二本鎖を生ぜしめる。（このようなプローブは、ハイブリダイズされない場合にはクエンチング分子によって蛍光を発しないようにされる。）
【０００８】
さらに具体的に説明すると（図１）、一体連接された複数のチャンバー１２、１４、１６、１８から形成された容器１０が提供される。各チャンバーは、隣接する一つ又は二つのチャンバーと共有の側壁２０を共有している。側壁２１、２３は端壁を形成する。各チャンバーはさらに後壁２２を有する（図２）。この後壁はすべてのチャンバーに共通し、共通の前壁２４及び底壁２６についても同様である。前壁及び後壁の最上縁部３０は開放されており上部開口部３２を成している。上部開口部３２は、すべてのチャンバーを差し渡し延びている移動可能な弾性プラグ４０を保持する。プラグ４０は、これを後述のように移動させた時に側壁２０がプラグ内部でロックされるように、のこぎり歯状にされている（図１、４２、４４、４６）。チャンバーの壁部１２、１４、１６、１８は、厚さ０．５０８ｍｍ（０．０２インチ）程度の透明なプラスチック製であることが好ましい。
【０００９】
前壁２４は、すべてのチャンバーを差し渡し延びている液体添加口５０を有し、試料液を注入できるようになっている。さらに前壁２４は、肩部５２において段差が付けられており、厚さが各チャンバーの底部の厚さ「ｔ」にまで薄くなっている。肩部５２はまた、プラグ４０が下方（図２、矢印５６）へ移動した時にプラグ４０の表面５４に対して有効な封止となる。
【００１０】
本容器には、ポリスチレン、アクリル樹脂又はポリカーボネートのように、蛍光シグナルに対して透明な硬質プラスチックであればいかなるものでも使用することができる。
【００１１】
各チャンバーについては、各チャンバーは、ＰＣＲ増幅試薬と共に、そのチャンバー毎の個別具体的なアッセイに特異的な一種又は二種以上の検出試薬を含有する。患者試料ＤＮＡを開口部５０を通して（矢印６０）すべてのチャンバーに注入して各チャンバーの流体量を１００μＬとし、そしてプラグ４０を下方（矢印５６）へ移動して開口部５０を封止すると共に各チャンバーの他のチャンバーとの連絡を封止する。その後、周知のＰＣＲ法に従い加熱、冷却により増幅を行い、検出可能な蛍光シグナルを生ぜしめるに十分な量の標的ＤＮＡを得る。
【００１２】
【発明の効果】
このように、本発明の有利な特徴は、均質系ＰＣＲが、複数の容器で、一度該容器にすべての液体を存在させてこれを閉鎖した後にはステーション間を移動させる必要もなく、一度で全部実施可能な反応容器が提供されることにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構築された容器の前方立面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図である。
【符号の説明】
１０…容器
１２、１４、１６、１８…チャンバー
２０…共通側壁
２１、２３…側壁
２２…後壁
２４…共通前壁
２６…底壁
３０…最上縁部
３２…上部開口部
４０…プラグ
５２…肩部
５４…表面
Claims (1)
- 核酸物質の増幅及び検出のための、隣接する複数のチャンバーを含んで成る反応容器であって、
各チャンバーは前壁、後壁、二枚の側壁及び底壁を含み、該前壁及び該後壁はそれらの最上縁部で終了し上部開口部を成しており、各チャンバーの側壁は、複数のチャンバーを並べて一体連接するように、隣接するチャンバーと共通の側壁を含み、
各チャンバーの前壁は、該最上縁部の下方にすべてのチャンバーにわたっている液体添加口を含み、該共通の側壁は該添加口で終了しており、
該添加口の上方の該上部開口部の内側には、該最上縁部の下方へ移動した時に各チャンバーの添加口を塞ぎ且つ各チャンバーに栓をするように形造られた移動可能な弾性プラグが搭載されており、該プラグは、該最上縁部の下方へ移動した時にすべてのチャンバーについて同時にその添加口を閉鎖するように、該反応容器内のすべてのチャンバーに差し渡されている反応容器。
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