JP5940458B2 - 3段熱対流装置及びその使用法 - Google Patents
3段熱対流装置及びその使用法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5940458B2 JP5940458B2 JP2012548512A JP2012548512A JP5940458B2 JP 5940458 B2 JP5940458 B2 JP 5940458B2 JP 2012548512 A JP2012548512 A JP 2012548512A JP 2012548512 A JP2012548512 A JP 2012548512A JP 5940458 B2 JP5940458 B2 JP 5940458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat source
- chamber
- channel
- temperature
- thermal convection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 101
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 claims description 514
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 391
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 182
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 152
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 74
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 72
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 70
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 66
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 63
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 51
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 44
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 39
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 18
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 17
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 17
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 15
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 15
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 119
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 85
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 71
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 60
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 57
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 39
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 39
- 230000006870 function Effects 0.000 description 39
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 39
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 37
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 34
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 33
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 33
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 27
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 25
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 25
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 25
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 25
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 23
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 description 16
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 10
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 10
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 9
- 108091005904 Hemoglobin subunit beta Proteins 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 108020005187 Oligonucleotide Probes Proteins 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 5
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 5
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102100021519 Hemoglobin subunit beta Human genes 0.000 description 4
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 4
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 4
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 3
- 101001012157 Homo sapiens Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Proteins 0.000 description 3
- 102100030086 Receptor tyrosine-protein kinase erbB-2 Human genes 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 108020000946 Bacterial DNA Proteins 0.000 description 2
- 102000013701 Cyclin-Dependent Kinase 4 Human genes 0.000 description 2
- 108010025464 Cyclin-Dependent Kinase 4 Proteins 0.000 description 2
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 2
- 101001125551 Homo sapiens Ribose-phosphate pyrophosphokinase 1 Proteins 0.000 description 2
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 102100029508 Ribose-phosphate pyrophosphokinase 1 Human genes 0.000 description 2
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 2
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 2
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 2
- 238000007849 hot-start PCR Methods 0.000 description 2
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 101150082072 14 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100036285 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- 102100022900 Actin, cytoplasmic 1 Human genes 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000011412 Complement 3d Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010023729 Complement 3d Receptors Proteins 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010015742 Cytochrome P-450 Enzyme System Proteins 0.000 description 1
- 102000003849 Cytochrome P450 Human genes 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 description 1
- 101150112014 Gapdh gene Proteins 0.000 description 1
- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- 239000006091 Macor Substances 0.000 description 1
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 description 1
- 108700020796 Oncogene Proteins 0.000 description 1
- 101150095279 PIGR gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 102100035187 Polymeric immunoglobulin receptor Human genes 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920003776 Reny® Polymers 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- 241000081258 Vesper Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- ULHRKLSNHXXJLO-UHFFFAOYSA-L Yo-Pro-1 Chemical compound [I-].[I-].C1=CC=C2C(C=C3N(C4=CC=CC=C4O3)C)=CC=[N+](CCC[N+](C)(C)C)C2=C1 ULHRKLSNHXXJLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 208000021841 acute erythroid leukemia Diseases 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000007844 allele-specific PCR Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000037029 cross reaction Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003292 kidney cell Anatomy 0.000 description 1
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 1
- 238000007854 ligation-mediated PCR Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
- B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
- B01L3/50851—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates specially adapted for heating or cooling samples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
- C12M1/38—Temperature-responsive control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/142—Preventing evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/143—Quality control, feedback systems
- B01L2200/147—Employing temperature sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/04—Closures and closing means
- B01L2300/041—Connecting closures to device or container
- B01L2300/042—Caps; Plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
- B01L2300/0654—Lenses; Optical fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
- B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1838—Means for temperature control using fluid heat transfer medium
- B01L2300/1844—Means for temperature control using fluid heat transfer medium using fans
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1883—Means for temperature control using thermal insulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0442—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces thermal energy, e.g. vaporisation, bubble jet
- B01L2400/0445—Natural or forced convection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
- B01L3/5082—Test tubes per se
- B01L3/50825—Closing or opening means, corks, bungs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、3段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応(polymerase chain reaction(PCR))を助ける少なくとも一つの温度形状化要素(temperature shaping element)を備える。本発明は、従来の装置での面倒でかつたびたび高費用のハードウェアを使用しないで、鋳型DNAを増幅するのを含む非常に多様な応用を含む。一実施例において本装置は、携帯用PCR増幅装置として使用されるために、ユーザの手の平に合うように作られることができる。
重合酵素連鎖反応(PCR)は、温度変化サイクルが完了するごとにポリヌクレオチド配列(polynucleotide sequence)を増幅させる技術である。例えば、次を参照すればよい。PCR:A Practical Approach,by M.J.McPherson,et al.,IRL Press(1991),PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications,by Innis,et al.,Academic Press (1990),and PCR Technology:Principals and Applications for DNA Amplification,H. A. Erlich,Stockton Press(1989).PCRは、U.S. Pat. Nos.4,683,195;4,683,202;4,800,159;4,965,188;4,889,818;5,075,216;5,079,352;5,104,792;5,023,171;5,091,310;and 5,066,584を含む多くの特許にも説明されている。
本発明は、多段熱対流装置に関し、特に、3段熱対流装置及びその使用法に関する。本装置は、重合酵素連鎖反応(polymerase chain reaction(PCR))を助ける少なくとも一つの温度形状化要素(temperature shaping element)を一般に備える。以下に述べられたように、一般的な温度形状化要素は、熱対流PCRを助ける装置の構造的、及び/又は位置的特徴である。温度形状化要素の存在は、PCR増幅の効率及び速度を向上させ、小型化を支援し、多量の電力に対する必要性を減少させる。一実施例において、本装置は、ユーザの手の平に容易に合うサイズであり、バッテリーの動作に十分な低電力必要条件を揃えている。この実施例において、装置は、以前の多くのPCR装置よりさらに小さく、もっと安く、携帯しやすい。
(a)PCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、
(b)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、
(c)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、
(d)熱対流PCRを助けるよう適応された少なくとも一つの温度形状化要素と、
(e)前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてを作動可能に連結した構成要素として備える。
(a)二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第1熱源を維持するステップと、
(b)少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、
(c)前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合(polymerization)を助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップと、
(d)プライマー伸長生成物を生成すほど十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべてのステップを含む。
次の図面の略語一覧が図面及び請求項を含む本発明の理解を助けるはずである。
10 装置実施例
20 第1熱源(下部ステージ)
21 第1熱源の上部面
22 第1熱源の下部面
23 第1熱源突出部(第2熱源に向かっている)
24 第1熱源突出部(テーブル方向に向かっている)
30 第2熱源(中間ステージ)
31 第2熱源の上部面
32 第2熱源の下部面
33 第2熱源突出部(第1熱源に向かっている)
34 第2熱源突出部(第3熱源に向かっている)
40 第3熱源(上部ステージ)
41 第3熱源の上部面
42 第3熱源の下部面
43 第3熱源突出部(第2熱源に向かっている)
44 第3熱源突出部(装置から遠ざかる方向に向かっている)
50 第1断熱体(又は第1断熱性ギャップ)
51 第1断熱体チャンバー
60 第2断熱体(又は第2断熱性ギャップ)
61 第2断熱体チャンバー
70 チャネル
71 チャネル/貫通口の上端部
72 チャネルの下端部
73 収容口
74 収容口ギャップ
80 チャネルの(中心)軸
90 反応容器
91 反応容器の上端部
92 反応容器の下端部
93 反応容器の外壁
94 反応容器の内壁
95 反応容器の(中心)軸
100 第1チャンバー
101 チャンバーの上限線を定義する第1チャンバーの上端部
102 チャンバーの下限線を定義する第1チャンバーの下端部
103 チャンバーの水平限界線を定義する第1チャンバーの第1壁
105 第1チャンバーのギャップ
106 第1チャンバーの(中心)軸
110 第2チャンバー
111 第2チャンバーの上端部
112 第2チャンバーの下端部
113 第2チャンバーの第1壁
115 第2チャンバーのギャップ
120 第3チャンバー
121 第3チャンバーの上端部
122 第3チャンバーの下端部
123 第3チャンバーの第1壁
125 第3チャンバーのギャップ
130 第1温度ブレーキ
131 第1温度ブレーキの上端部
132 第1温度ブレーキの下端部
133 チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する第1温度ブレーキの第1壁
140 第2温度ブレーキ
141 第2温度ブレーキの上端部
142 第2温度ブレーキの下端部
143 チャネルの少なくとも一部と本質的に接触する第2温度ブレーキの第1壁
160 加熱/冷却要素
160a 第1熱源の加熱(及び/又は冷却)要素
160b 第2熱源の加熱(及び/又は冷却)要素
160c 第3熱源の加熱(及び/又は冷却)要素
170 温度センサ
170a 第1熱源の温度センサ
170b 第2熱源の温度センサ
170c 第3熱源の温度センサ
200 次の要素のうち、少なくとも一つを含む第1固定要素
201 スクリュー又はファスナー(一般に熱断熱体で作られる)
202a ウォッシャー又は位置固定スタンドオフ(一般に熱断熱体で作られる)
202b スペーサ又は位置固定スタンドオフ(一般に熱断熱体で作られる)
202c スペーサ又は位置固定スタンドオフ(一般に熱断熱体で作られる)
203a 第1熱源の固定要素
203b 第2熱源の固定要素
203c 第3熱源の固定要素
210 第2固定要素(一般にウィング構造で作られる)
‐第1ハウジング要素300に熱源組立体を組立てるために使用される
300 第1ハウジング要素
310 第3断熱体(又は第3断熱性ギャップ)
‐熱源の側面と第1ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
320 第4断熱体(又は第4断熱性ギャップ)
‐第1熱源の下部と第1ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
330 支持台
400 第2ハウジング要素
410 第5断熱体(又は第5断熱性ギャップ)
‐第1ハウジング要素の側壁と第2ハウジング要素の側壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される。
420 第6断熱体(又は第6断熱性ギャップ)
‐第1ハウジング要素の下部壁と第2ハウジング要素の下部壁との間に位置する
‐空気、気体、又は固体断熱体のような熱断熱体で充填される
500 遠心分離機装置
501 モータ
510 遠心分離回転軸
520 回転腕(rotation arm)
530 傾斜軸
600〜603 光学検出装置
610 光学ポート
620 光源
630 励起光レンズ(excitation lens)
635 レンズ
640 励起光フィルタ(excitation filter)
650 検出器
655 開口又はスリット
660 放出光レンズ
670 放出光フィルタ
680 ダイクロイックビーム‐スプリッタ
690 反応容器キャップ
695 光学ポート
696 光学ポートの下端部
697 光学ポートの上端部
698 反応容器の内壁と光学ポートの側壁との間の開放された空間
699 光学ポートの側壁
論議されたように、一実施例において、本発明は、熱対流PCR増幅を行うように構成された3段熱対流装置を特徴とする。
(a)PCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、
(b)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、
(c)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、
(d)前記第2又は第3熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置された少なくとも一つのギャップ又は空間(例、チャンバー)のような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーギャップは、前記第2又は第3熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分な、少なくとも一つの温度形状化要素と、
(e)前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口とを備える。
A.ギャップ又はチャンバー
本装置の一実施例において、各チャネルは、少なくとも一つのギャップ又はチャンバーを温度形状化要素として備える。一般的な実施例において、前記装置は、各チャネルの周囲に配置された1、2、3、4、5、又はさらには6個のチャンバーを備え、第2及び第3熱源のうち、少なくとも一つに各チャネルに対して1個、2個、又は3個のこのようなチャンバーを備える。本発明のこのような例において、チャンバーは、チャネルと第2又は第3熱源との間にユーザが前記装置内で温度分布を正確に制御するようにする空間を形成する。すなわち、チャンバーは、遷移領域(transition region)でチャネルの温度分布を形状化するのを助ける。「遷移領域」は、概略的に第3熱源と接触するチャネルの上部と第1熱源と接触するチャネルの下部との間のチャネルの領域を意味する。チャンバーは、意図した結果が達成されるかぎりには、チャネルの周囲のほとんどどの領域にも位置できる。例えば、チャンバー(又は一つ以上のチャンバー)を第2熱源、第3熱源、又は第2熱源及び第3熱源の両側内に又は隣接して位置させることは、発明の多くの応用において有用である。前記装置内のチャネルが多数のチャンバーを有する実施例において、各チャンバーは、他のチャンバーから分離されることができ、ある例では、前記装置内で一つ又はそれ以上の他のチャンバーと接触できる。
本発明の装置内の各チャネルは、装置内の温度分布を制御するための1、2、3、4、5、6個又はそれ以上の温度ブレーキ、一般に1個又は2個の温度ブレーキを備えることができる。多い実施例において、前記温度ブレーキは、上端部と下端部、そして必要によって選択的にチャネルと熱的に接触する壁により定義されるはずである。前記温度ブレーキは、一般にギャップ又はチャンバー(存在するならば)の壁に隣り合っているか、又は隣接して配置される。温度ブレーキを温度形状化要素として備えることによって、一つの熱源から他の熱源への温度プロファイルの好ましくない侵害が制御でき、一般に減少できる。以下詳細に説明するが、熱対流PCR増幅効率は、温度ブレーキの位置と厚さに敏感であるということが見出された。適した温度ブレーキは、チャネルに対して対称的又は非対称的に配置されうる。
本発明の装置が少なくとも一つの位置的又は構造的非対称要素、例えば、各チャネルに対して1、2、3、4、5、6又は7個のこのような要素を備える場合、熱対流PCRがより速くてより効率的であることが見出された。このような要素は、一つ又はそれ以上のチャネルの周囲に、又は全体装置にわたって位置できる。理論に拘束されることを望まないが、前記装置内の非対称要素の存在が増幅過程をより速くてより効率よくする方式で浮力(buoyancy force)を増加させると信じられる。前記装置内にチャネル軸又は重力方向に対して「水平的に非対称的加熱又は冷却」を発生させうる少なくとも一つの位置的又は構造的非対称性を導入することによって、熱対流PCRを助けることができるということが見出された。理論に拘束されることを望まないが、内部に少なくとも一つの非対称要素を有する装置は、チャネルを加熱又は冷却することに関する装置の対称性を破壊し、浮力の生成を助けたり増加させることによって増幅過程をより速くてより効率よくすることができると信じられる。「位置的非対称要素」は、チャネル軸又は装置を重力方向に対して傾くように作る構造的要素を意味する。「構造的非対称要素」は、チャネル及び/又はチャネル軸に対して装置内で対称的にならないように配置される構造的要素を意味する。
本発明の目的を達成するために、熱源の各々を他の熱源から断熱させることが多くの場合に有用でありうる。次の説明で明らかなように、前記装置は、各熱源間の断熱性ギャップに位置した多様な断熱体と共に使用されうる。したがって、一実施例において、第1断熱体は、第1及び第2熱源間の第1断熱性ギャップに位置し、第2断熱体は、第2及び第3熱源間の第2断熱性ギャップに位置する。低い熱伝導率(thermal conductivity)を有する気体又は固体断熱体の一つ又は組み合わせが使用されうる。本発明の多数の目的のための一般に有用な断熱体は、空気(静的空気(static air)の場合に、常温で約0.024W・m‐1・K‐1の低い熱伝導率を有し、温度が増加するにつれて徐々に増加する)である。静的空気より大きな熱伝導率を有する材料が電力消費外の他の装置性能を顕著に減少させないながら使用されうるが、空気と似ているか、又は空気より小さな熱伝導率を有する気体又は固体断熱体を使用することが一般に好ましい。良い熱断熱体の例は、木、コルク、繊維、プラスチック、セラミック、ゴム、シリコン、シリカ、カーボンなどがあるが、これらに限定されるものではない。このような材料からなる硬質フォーム(rigid foam)が非常に低い熱伝導率を表すので、特に有用である。硬質フォームの例は、発泡スチレン(Styro foam)、ポリウレタンフォーム(polyurethane foam)、シリカエアロゾル(silica aerosol)、カーボンエアロゾル(carbona erosol)、シージェル(SEAgel)、シリコン又はゴムフォーム、ウッド、コルクなどがあるが、これに限定されるものではない。空気に加えて、ポリウレタンフォーム、シリカエアロゾル及びカーボンエアロゾルが特に高い温度で使用するのに有用な熱断熱体である。
(a)チャネル70を加熱又は冷却し、上部面21と下部面22とを有する第1熱源であって、前記チャネル70は、PCRを行うための反応容器90を収容するように適応された第1熱源20と、
(b)前記チャネル70を加熱又は冷却し、上部面31と前記第1熱源の上部面21と向き合う下部面32とを有する第2熱源30と、
(c)前記チャネル70を加熱又は冷却し、上部面41と前記第2熱源の上部面31と向き合う下部面42とを有する第3熱源40であって、前記チャネル70は、前記第1熱源20と接する下端部72と、前記第3熱源の上部面41と接する貫通口71により定義され、この実施例において、前記下端部72と前記貫通口71との間の中心点がチャネル軸80を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネル70が配置される、第3熱源40と、
(d)前記第2熱源30又は前記第3熱源40の少なくとも一部内で前記チャネル70の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバーであって、この実施例において、前記第1チャンバー100は、前記第2熱源30又は前記第3熱源40と前記チャネル70との間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャンバーギャップ105を前記第2熱源30又は前記第3熱源40と前記チャネル70との間に有する、チャンバーと、
(e)前記第1熱源20内に前記チャネル70を収容するように適応された収容口73とを、備える。
図2A〜図2Cに示す装置を再度述べると、第1チャンバー100は、チャネル70を基準に第2熱源30内に対称的に配置される。前記装置10内のこのような物理的に非接触している(しかしながら、熱的に接触する)空間の存在は、多い利点と長所を提供する。例えば、そして如何なる理論にも拘束されることを望まないが、第1チャンバー100の存在は、好ましくは、少なく効果的な第2熱源30からチャネル70又は反応容器90への熱伝逹を提供する。すなわち、チャンバー100は、第2熱源30とチャネル70又は反応容器90との間での熱伝逹を実質的に減少させる。つながる議論でより明確になるだろうが、本発明は、前記装置10内で安定的でより速い熱対流PCRを助けることを特徴とする。
図4Aは、熱源のうちの何れか一つに位置する3個のチャンバーを有する発明実施例を示す。特に、装置10は、第2熱源30内に位置する第1チャンバー100、第2チャンバー110、及び第3チャンバー120を有する。この実施例において、第3チャンバー120は、ギャップ125を備える。第3チャンバー120は、チャネル軸80と本質的に平行に位置する壁123を備える。第3チャンバー120は、第2熱源の上部31と隣接した上端部121によりさらに定義される。第3チャンバー120は、第2熱源30内の特定領域(図4Aにおいて点線で表示された円を参照しなさい)と接触する下端部122によりさらに定義される。図示のように、第3チャンバー120の上端部121と下端部122とは、チャネル軸80に垂直である。
A.垂直プロファイル
本発明は、多数のチャネル構成と完全に両立可能である。例えば、図5A〜図5Dは、適切なチャネル構成の垂直断面を示す。図示のように、チャネルの垂直プロファイルは、線形(図5C〜図5D)又はテーパー型(図5A〜図5B)チャネルから形成されうる。テーパー型実施例において、チャネルは、上部から下部に又は下部から上部にテーパーされうる。チャネルの垂直プロファイルと関連して多様な変形が可能であるが(例えば、曲線形状、又は二つ以上の相異なる角度を有するようテーパーされている側壁を有するチャネル)、上部から下部に(線形的に)テーパーされているチャネルが、そういう構造が製作工程だけでなくチャネルに対する反応容器の導入も容易にするために、一般に好まれる。一般に有用なテーパー角(θ)は、約0度ないし約15度の範囲、好ましくは、約2度ないし約10度の範囲である。
本発明は、多様な水平チャネルプロファイルと両立することができる。容易な製造が関心事である場合、本質的に対称的なチャネル形態が一般に好まれる。図6A〜図6Jは、それぞれが表示された対称要素を有する適した水平チャネルプロファイルのいくつかの例を示す。例えば、チャネル70は、チャネル軸80に対して円形(図6A)、正方形(図6D)、丸い正方形(図6G)、又は六角形(図6J)である水平形態を有することができる。他の実施例において、チャネル70は、長さより大幅を有する(又はその反対の)水平形態を有することができる。例えば、図6B、図6E、図6Hの中間列に示すように、チャネル70の水平プロファイルは、楕円形(図6B)、長方形(図6E)、又は丸い長方形(図6H)に形成されうる。このような類型の水平形態は、一方から上向きへ動き(例えば、左側において)反対側から下向きに動く(例えば、右側において)対流流れパターンを使用する時に有用である。長さに比べて相対的に大幅のプロファイルが使用されているので、上向き及び下向き熱対流流れ間の干渉が減少でき、これにより、より円滑な循環性流れを誘導するようになる。チャネルは、一方が反対側より狭い水平形態を有することができる。いくつかの例が図6C、図6F、及び図6Iの右側列に示されている。例えば、チャネルの左側が右側より狭く示されている。このような類型の水平形態も、一方側において上向きへ動き(例えば、左側において)、反対側から下向きに動く(例えば、右側において)対流流れパターンを使用する時に有用である。また、このような類型の形態が使用される場合、下向き流れの速度(例えば、右側において)が上向き流れに対して制御できる(一般に減少する)。対流流れは、試料の連続的な媒体内で連続的でなければならないので、流れの速度は、断面領域が大きくなるほど減少しなければならない(又はその反対)。この特徴は、重合効率性を増大することと関連して特に重要である。重合ステップは、一般に下向き流れ(すなわち、アニーリングステップ以後)の間に行われ、したがって、上向き流れに比べて下向き流れをより遅くすることで重合ステップのための時間を延長でき、より効率的なPCR増幅を誘導できる。
論議されたように、本発明の装置は、装置内の、例えばチャネルの遷移領域内の、温度分布を制御することを助ける少なくとも一個のチャンバー、好ましくは、一個、二個、又は三個のチャンバーを備えることができる。チャネルは、意図した発明の目的が達成されるならば、適切な形態のうちの何れか一つ又は組み合わせを有することができる。
言及したように、本発明は、多様なチャネル及びチャンバーの構成と両立可能である。一実施例において、適切なチャネルは、チャンバーに対して非対称的に配置される。図8A〜図8Pは、このような概念のいくつかの例を示す。
本発明のさらに他の目的は、第2熱源が温度分布を制御するのを助けるための少なくとも一個のチャンバー(一般に、一個、二個、又は三個のチャンバー)を備える装置を提供することにある。好ましくは、チャンバーは、装置内の一つの熱源(例えば、第1熱源20)から装置内の他の熱源(例えば、第3熱源40)への遷移領域の温度勾配を制御するのを助ける。チャンバーに対する多様な適切な改造は、それが本発明の対流‐基盤PCR工程に適切な温度分布を提供するかぎり、本発明の範ちゅうに属する。
適切な熱源、断熱体、チャネル、ギャップ、チャンバー、収容口の構成及びPCR条件が本出願に記述され、必要であれば、次の発明例と共に使用される。
以下、図9A〜図9Bを参照すれば、装置実施例は、チャネルと同心円をなす第1チャンバー100を特徴とする。本発明のこの例において、チャンバー軸(すなわち、チャンバーの上端部と下端部の中心により形成される軸)は、チャネル軸80と一致する。第1チャンバー100のチャンバー壁103は、チャネル軸80に対して角度を有する。すなわち、チャンバー壁103は、第1チャンバー100の上端部101から下端部102にテーパーされている(図9A)。図9Bにおいて、チャンバー壁103は、第1チャンバー100の下端部102から上端部101にテーパーされている。このような構造は、下部に狭いホールを、上部に広いホールを提供したり、又はその反対に提供する。例えば、図9Aのように、下部がより狭く形成されると、第2熱源30の下部32からチャネル70への熱伝逹が、第2熱源30の上部31からの熱伝逹より大きくなる。また、第1熱源20の一般的な高い変性温度が、第3熱源40の相対的に低いアニーリング温度に比べて、より優先的に遮断される。図9Bのように、第2熱源の上部31がより狭く形成されると、第3熱源の効果は、より優先的に遮断される。
これから図10Aを参照し、前記装置10は、チャネル軸80を基準に本質的に対称的に第2熱源30内に形成された第1チャンバー100と第2チャンバー110とを特徴とする。この実施例において、第1チャンバー100は、第2熱源30の下部に位置し、第2チャンバー110は、第2熱源30の上部に位置する。前記装置10は、温度分布のより積極的な制御を提供するのを助ける第1温度ブレーキ130を備える。この実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー110の幅は、ほぼ同一である。しかしながら、第1チャンバー100と第2チャンバー110の高さは、下で論議されるように、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて、チャネル軸80に沿って約0.2mmないし第2熱源30の長さの約80%又は90%までの間で多様でありうる。図10Bは、上端部131、下端部132、及びチャネル70と接触する壁133により定義される第1温度ブレーキ130の拡大図を提供する。この実施例において、チャネル軸80方向の第1温度ブレーキ130の位置及び厚さは、チャネル軸80方向の第1チャンバー100及び第2チャンバー110の高さにより定義されるはずである。チャネル軸80方向の前記温度ブレーキ130の厚さは、約0.1mmないしチャネル軸80方向の第2熱源30の高さの約80%までであり、好ましくは、約0.5mmないし第2熱源30の高さの約までである。第1温度ブレーキ130は、使用されるDNA重合酵素の温度属性に応じて、第1チャンバー100及び第2チャンバー110の間の第2熱源内のどこにでも位置できる。使用されるDNA重合酵素の最適温度が第1熱源20の変性温度より第3熱源40のアニーリング温度により近接するならば、第1温度ブレーキ130を第2熱源30の下部面32により隣接するように位置させることが好ましく、又はその反対の場合も可能である。
言及した通りに、装置内の熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上からの、例えば第1及び第3熱源からの、温度プロファイルの侵害を減少させることが、ある発明実施例では有用であるはずである。この実施例において、2個の温度ブレーキを備えることが一般に有用である。
ある発明実施例では、熱源のうち、少なくとも一つの構造を変更することによってチャンバーのうちの何れか一つ又はそれ以上の構造を調整することが有用である。例えば、第1、第2、及び第3熱源のうち、少なくとも一つが、ギャップ又はチャンバーを定義し、一般にチャネル軸又はチャンバー軸と本質的に平行に延びる一つ又はそれ以上の突出部を備えるように構成されうる。突出部は、チャネル軸又はチャンバー軸を基準に対称的に又は非対称的に配置されうる。重要な突出部は、装置内の一つの熱源から他の熱源に向かって延びる。例えば、第2熱源突出部が第2熱源から第1熱源又は第3熱源の方向に向かって延びる。このような実施例において、突出部は、チャンバーと接触し、チャンバーギャップ又はチャンバー壁を定義する。特定実施例において、チャネル軸に沿って第2熱源突出部の幅又は直径は、第2熱源から遠ざかるほど減少する反面、チャネル軸に沿って突出部に隣接する第1又は第2断熱体の幅は増加する。各チャンバーは、同じ又は相異なる突出部(突出部を備えないものまで)を有することができる。突出部の重要な利点は、熱源のサイズを減少させ、チャネル軸の方向のチャンバー寸法と断熱体又は断熱性ギャップ寸法を長くすることができるように助けることである。これらと他の利点は、装置の消費電力をかなり減少させながら、装置内の熱対流PCRを助けると見出された。
言及したように、本発明の一目的は、水平非対称性を有する少なくとも一つの温度形状化要素を有する装置を提供することにある。「水平的非対称性」は、チャネル及び/又はチャネル軸に垂直な方向又は面上での非対称性を意味する。ここで提供される多くの装置例が水平非対称性を有するように適応されうるということが明らかになるはずである。一実施例において、収容口は、安定的で調節された対流流れを誘導するのに適した水平的に非対称的な温度分布を形成するほど十分に、第1熱源内にチャネル軸に対して非対称的に配置される。理論に拘束されることを望まないが、収容口とチャンバーの下端部との間の領域は、熱対流流れのための主要駆動力が生成される所と信じられる。容易に明白になるだろうが、この領域は、最高の温度(すなわち、変性温度)まで初期加熱されて低い温度(すなわち、重合温度)への遷移が起きる所であり、したがって、最も大きな駆動力がこの領域から始まることができる。
論議されたように、発明は、少なくとも一個、二個、又は三個のチャンバーから約四個、五個までのチャンバーを備える熱対流PCRを行うための装置を提供する。一実施例において、一個、二個、又は三個のこのようなチャンバーは、第2熱源、第3熱源又は第2及び第3熱源の両方内で部分的に又は全体的に対称的に位置できる。例が図14A〜14Cに提供される。
少なくとも一個のチャンバー(例えば、一個、二個、又は三個のチャンバー)が第3熱源内に位置する装置がまた本発明により提供される。必要であれば、熱源のうち、少なくとも一つのチャネル軸の方向の長さは、図2Aに示す実施例と比較して減少できる。代案としてそして追加的に、熱源のうち、少なくとも一つのチャネル軸の方向の長さは増加されうる。
言及したように、発明の一目的は、チャネル、収容口、突出部(存在するならば)、チャンバーのようなギャップ、断熱体又は断熱性ギャップ、及び温度ブレーキのうちの何れか一つ又はそれ以上のような多様な温度形状化要素の各々がチャネル軸を基準に対称的に配置された装置を提供することにある。使用途中、前記装置は、チャネル軸が重力の方向と実質的に整列されるように、平らで水平的な表面上に多くの場合に設置されうる。このような配置において、浮力(buoyancy force)がチャネル内の温度勾配により生成され、浮力もまたチャネル軸に平行に整列されると信じられる。また、浮力が(垂直方向に応じる)温度勾配に比例する大きさで重力の方向と反対になる方向を有すると信じられる。この実施例においてチャネルと一つ又はそれ以上のチャンバーがチャネル軸を基準に対称的に配置されたので、チャネルの内部から生成される温度分布(すなわち、温度勾配の分布)もまた、チャネル軸に対して対称的でなければならないと信じられる。したがって、浮力の分布もまた、チャネル軸に平行な方向を有しチャネル軸に対して対称的でなければならない。
論議されたように、熱対流PCRを助けるよう第1熱源内に一つ又はそれ以上の非対称性を導入することは、本発明の範ちゅうに属する。一実施例において、第1熱源の収容口は、この目的を達成するために一つ又はそれ以上の構造的非対称性を含む。
図21A〜図21Bは、収容口73がチャネルを基準に非対称的に配置される適切な装置実施例の追加的な例を示す。収容口の部分が他の部分より第1熱源内でより深く、チャンバー又は第2熱源により近接し、したがって第2熱源に向かって不均一な熱流れを提供する。
論議されたように、本発明の一目的は、例えば第2熱源内に一個、二個、又は三個のチャンバーを有する装置を提供することにある。一実施例において、チャンバーのうち、少なくとも一つは、水平非対称性を有する。非対称性は、装置内で水平的に非対称的な駆動力を生成するのを助ける。例えば、図25に示す実施例において、第1チャンバー100と第2チャンバー120とは、チャネル軸80から反対方向に沿ってそれぞれ中心を外れている。特に、第1チャンバーの上端部101は、第2チャンバーの下端部112と本質的に同じ高さに位置する。第1及び第2チャンバーは、相異なる幅又は直径を有することができる。二つの反対側上のチャンバーギャップ105、115の差は、少なくとも約0.2mmから約4ないし6mmの範囲でありうる。
本発明の一目的は、一つ又はそれ以上の温度ブレーキ、例えばこれらのうちの何れか一つ又はそれ以上が水平的非対称性を有する一個、二個、又は三個の温度ブレーキを有する装置を提供することにある。図28A〜図28Bに示す装置を参照すれば、第1温度ブレーキ130は、水平的非対称性を有する。この実施例において、第1温度ブレーキ内に形成された(一般にチャネルと合うように形成された)貫通口は、一方により小さなギャップを提供し(又はいかなるギャップも提供せずに)反対側により大きなギャップを提供するように、チャネル70より大きく、チャネル軸80から中心を外れている。温度分布は、チャンバーの非対称性(すなわち、第1チャンバー壁103の非対称性)に比べて温度ブレーキの非対称性により敏感であるということが見出された。好ましくは、温度ブレーキ内の貫通口は、少なくとも約0.1mmから約2mmがより大きく形成され、チャネル軸から少なくとも約0.05mmから約1mmまで中心を外れている。
図29Aを参照すれば、第1チャンバー100は、チャネル軸80に対して中心を外れている。この実施例において、収容口73は、チャネル軸80を基準に対称的に配置され、一定の深さを有する。第1チャンバー100は、チャネル70から中心を外れることによって、チャンバーギャップ105は一方側において反対側と比較してより小さい。図29Bに示すように、チャンバー100は、チャネル70からより中心を外れることによって、チャネル70の一方又は片方壁がチャンバー壁と接触する。この実施例において、チャネル形成側(例えば、図29Bの左側)は、自身の上端部131と下端部132とが第1チャンバー100の上端部101と下端部102と一致する第1温度ブレーキ130として機能する。このような実施例において、第2熱源30とチャネル70との間の熱伝逹は、チャンバーギャップ105がより小さいか、又は存在しない側(すなわち、図29A及び図29Bにおいて左側)においてより大きく、したがって水平的に非対称的な温度分布を生成する。図29Cは、第1温度ブレーキ130の拡大図を提供する。二つの反対側におけるチャンバーギャップ間の適合した差は、好ましくは、約0.2mmから約4ないし6mmの範囲であり、したがってチャンバー軸は、チャネル軸から少なくとも約0.1mmから約2ないし3mmだけ中心を外れている。
追加的な装置実施例が図36A〜図36C、図37A〜図37C、及び図38A〜38Cに示されている。
A.熱源
大部分の発明実施例に対して、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、他の温度サイクリング型装置のために使用される材料に比べて相対的に低い熱伝導率を有する材料からなることができる。 本発明では速い温度変化工程を一般に回避できる。したがって、熱源の各々に対する高温均一性(例えば、約0.1℃より小さな温度変化を有する)が相対的に低い熱伝導率を有する材料を使用しても容易に達成できる。熱源は、試料又は反応容器のそれより十分に大きな、好ましくは、少なくとも約10倍大きな、さらに好ましくは、少なくとも約100倍大きな熱伝導率を有するいかなる固体型材料からなることができる。加熱する試料は、主に常温で0.58W・m‐1・K‐1の熱伝導率を有する水であり、反応容器は、一般に約数十分のW・m‐1・K‐1の熱伝導率を有するプラスチックからなる。したがって、適切な材料の熱伝導率は、少なくとも約5W・m‐1・K‐1又はそれ以上、さらに好ましくは、少なくとも約50W・m‐1・K‐1又はそれ以上である。反応容器がプラスチックより大きな熱伝導率を有するガラス又はセラミックからなる場合、若干大きな熱伝導率を有する材料、例えば約80又は約100W・m‐1・K‐1より大きな熱伝導率を有することを使用することが好ましい。大部分の金属及び金属合金のみでなく高い熱伝導率セラミックがこのような必要条件を満たす。より高い熱伝導率を有する材料が一般に熱源の各々に対してより良い温度均一性を提供するはずであるが、アルミニウム合金及び銅合金が相対的に低廉でかつ高い熱伝導率を有し、製造しやすいから、一般に有用な材料である。
本明細書に記述されるいかなる熱対流PCR装置も相異なったPCR増幅技法のうちの何れか一つ又は組み合わせを行うために使用されうる。一つの適切な方法は、:
(a)二本鎖(double‐strand)核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第1熱源を維持するステップと、
(b)少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、
(c)前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合(polymerization)を助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップと、
(d)プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間で熱対流を生成するステップと;のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含む。
次の節は、温度形状化要素の選択及び使用に対する追加的な案内を提供するための意図である。これは、本発明を特定装置考案又は使用に制限するための意図ではない。
上に参照された発明装置は、単独に、又は適切なハウジング、温度感知、及び加熱及び/又は冷却要素と組合わせられて使用されうる。図39に示す一実施例において、第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40は、少なくとも一つの第1固定要素200(一般にスクリュー穴)と第2固定要素210を特徴とし、この要素の各々は、熱源、第1断熱体50及び第2断熱体60を単一作動可能な装置として共に固定するように適応されている。第2固定要素210は、追加的な断熱空間(以下参照)をのための境界を提供するのを助けるために、好ましくは、「ウィング形態(wing‐shaped)」である。加熱及び/又は冷却要素160a、160b、160cは、第1熱源20、第2熱源30、及び第3熱源40内にそれぞれ位置する。熱源のそれぞれは、一般に少なくとも一つの加熱要素を有する。一般に有用な加熱要素は、抵抗型加熱(resistive heating)又は誘導型加熱(inductive heating)方式である。意図した用途に応じて、熱源のうち一つ又はそれ以上は、一つ又はそれ以上の冷却要素及び/又は一つ又はそれ以上の加熱要素をさらに備えることができる。一般に好まれる冷却要素は、ファン(fan)又はペルチェ冷却器(Peltier cooler)である。周知のように、ペルチェ冷却器は、加熱及び冷却の両要素として機能できる。温度勾配作動が熱源にかけて異なる温度を提供するために要求される場合、熱源のうち一つ又はそれ以上の相異なる位置に一つより多くの加熱要素又は加熱及び冷却の両要素を使用することが特に好ましい。第1熱源10、第2熱源30、及び第3熱源40は、熱源のそれぞれに配置された温度センサ170a、170b、及び170cをそれぞれさらに備える。大部分の実施例に対して、熱源のそれぞれは、一般に一つの温度センサを備える。しかしながら、熱源のうち一つ又はそれ以上に温度勾配作動機能を有するようなある実施例では、二つ又はそれ以上の温度センサがその熱源の相異なる位置に位置できる。
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の選択的な追加特徴として「遠心加速度(centrifugal acceleration)」を提供することにある。上で論議されたように、垂直温度勾配(そして、選択的に又は追加的に、位置的又は構造的非対称性が使用される時の水平的に非対称な温度分布)が流体内部に生成される時、熱対流が最適に生成されうる。垂直温度勾配のサイズに比例して、流体内部で対流流れを駆動する浮力が生成される。発明装置により生成される熱対流は、一般にPCR反応を起こすための多様な条件を満たさなければならない。例えば、熱対流は、PCR反応の各ステップ(すなわち、変性、アニーリング、及び重合ステップ)に適した温度範囲に各空間的領域を維持しながら、複数の空間的領域を通過して順次的にかつ繰り返し的に流れなければならない。また、熱対流は、前記3個のPCR反応ステップのそれぞれに適した時間を許すように適切な速度を有するように制御されなければならない。
熱対流PCR遠心分離器の他の一実施例において、熱源のうちの何れか一つ又はそれ以上は、円形又は半円形形態を有する。図47A〜図47B、図48A〜図48C、図49A〜図49B、及び図50A〜図50Cは、このような熱源構造の特定実施例を示す。
前記装置の適切なチャネルが装置内で反応容器を収容するように適応されることによって、意図した結果が達成できる。大部分の場合に、チャネルは、反応容器の下部の構成と本質的に同じ構成を有する。この実施例において、反応容器の外部プロファイルは、特に下部は、チャネルの垂直及び水平プロファイルと本質的に同一である。反応容器の上部(すなわち、上端部に向かう)は、意図した使用により如何なる形状も有することができる。例えば、反応容器は、試料の導入を容易にするために上部により大きな幅又は直径を有することができ、熱対流PCRに適用される試料の導入後に反応容器を密封するためのキャップを有することができる。
本発明の一目的は、本明細書に記述された装置実施例の追加的な特徴として「光学検出」を提供することにある。PCR反応間又は以後に、速度と正確性を有して重合酵素連鎖反応(PCR)の進行状態と結果を検出することが重要である。光学検出特徴は、PCR反応の同時的な増幅及び検出のための装置及び方法を提供することによって、このような必要に有用でありうる。
材料及び方法
Takara Bio(日本)、Finnzymes(フィンランド)、及びKapa Biosystems(南アフリカ共和国)から購入した3個の相異なるDNA重合酵素がいろいろな発明装置のPCR増幅性能を試験するために使用された。複数の挿入配列を含むプラスミドDNA、ヒトゲノムDNA、及びcDNAが鋳型DNAとして使用された。プラスミドDNAは、他のサイズの挿入配列をpcDNA3.1ベクトルにクローニングすることで用意した。ヒトゲノムDNAは、ヒト胎児由来腎臓細胞(293、ATCC CRL−1573)から用意した。cDNAは、HOS又はSV−OV−3細胞からのmRNA抽出物を逆転写(reverse transcription)して用意した。
この例で使用された装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を持っている。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約5.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体(又は断熱性ギャップ)は、それじれ約2mm及び約0.5mmのチャネル隣接領域(すなわち、突出部領域内で)でのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル外部領域(すなわち、突出部領域の外部)でのチャネル軸80方向の第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm(位置に応じて)及び約1mmであった。第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置し、約4.5mmのチャネル軸80方向の長さと約4mmの直径を有する円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、チャネル70又は反応容器90の全体周りと接触する第1温度ブレーキの壁133と共に約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。チャネル軸80方向の収容口73の深さは、約1.5mmないし約3mmの範囲で変化した。この装置で、チャネル70は、第3熱源40内の貫通口71、第2熱源30内の第1温度ブレーキ130の壁133、及び第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有している。チャネルの平均直径は、約2mmで、下端部(収容口内)での直径は、約1.5mmであった。この装置で、第1チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、第1及び第2断熱体、及び突出部を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。
図53A〜図53Cは、上で説明された三個の相異なったDNA重合酵素(それぞれがTakara Bio、Finnzymes、及びKapa Biosystemsから購入された)を使用して、1ngプラスミドDNA鋳型から得られたPCR増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、373bpであった。使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5´‐TAATACGACTCACTATAGGGAGACC‐3´(SEQ ID NO:1)及び5´‐TAGAAGGCACAGTCGAGGCT‐3´(SEQ ID NO:2)であった。図53A〜図53Cにおいて、最左側レーンは、DNAサイズマーカー(ニュー・イングランド・バイオラボ社製の2‐Log DNA Ladder(0.1‐10.0kb))を示し、レーン1において5は、各図の下部に表示されたように、それぞれ10、15、20、25、及び30分のPCR反応時間において熱対流PCR装置から得られた結果である。発明装置の第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び54℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。レーン6(下部にCで表示される)は、Biometra社製の温度サイクラー(thermocycler)を使用して得られた対照実験からの結果である。同じ量のプラスミド鋳型を含む同じPCR混合物が対照実験で使用された。対照実験の全体PCR反応時間は、ホットスターティング(hot starging)のための予熱(5分)と最終延長(10分)を含んで約1時間30分である。図53A〜図53Cに示すように、熱対流装置は、対照実験でのサイズと同じサイズで、しかしながらはるかにより短いPCR反応時間内に(すなわち、約3ないし4倍より短い)増幅された生成物を生成した。PCR増幅は、約10ないし15分に検出可能な水準に到達し、約20分又は25分内に飽和された。明らかになったとおり、前記3個のDNA重合酵素は、熱対流PCR装置と共に使用するのにほぼ同等であるということが見出された。
図56A〜図56Cに示す結果は、上昇した変性温度における熱対流PCRの加速を立証する。使用された鋳型は、373bpアンプリコンを生成できる1ngプラスミドであった。変性温度を除き、使用された鋳型及びプライマーを含むすべての他の実験的条件は、図53A〜図53Cに提示された実験において使用されたことと同じである。第2及び第3熱源の温度が70℃及び54℃にそれぞれ設定された反面、第1熱源の温度は、100℃(図56A)、102℃(図56b)、及び104℃(図56C)に増加された。図56A〜図56Cに示すように、変性温度(すなわち、第1熱源の温度)の上昇は、PCR増幅の加速をもたらす。373bp生成物は、変性温度が100℃であるとき(図56A)に8分の反応時間においてやっと観測される程度であったし、変性温度が102℃に上昇した時(図56B)に、同じ8分の反応時間でより強くなった。変性温度が104℃(図56c)にさらに上昇した時(図56C)に、373bp生成物は、6分の反応時間でも観測可能になった。
図57A〜図57Cは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流PCRの三個の例を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び54℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約3,000コピーに該当する10ngであった。図57Aは、β‐グロビン遺伝子の363bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5´‐GCATCAGGAGTGGACAGAT‐3´(SEQ ID NO:3及び5´‐AGGGCAGAGCCATCTATTG‐3´(SEQ ID NO:4)であった。図57Bは、GAPDH遺伝子の469bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5´‐GCTTGCCCTGTCCAGTTAA‐3´(SEQ ID NO:5)及び5´‐TGACCAGGCGCCCAATA‐3´(SEQ ID NO:6)であった。図57Cは、β‐グロビン遺伝子の514bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この実験に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5´‐TGAAGTCCAACTCCTAAGCCA‐3´(SEQ ID NO:7)及び5´‐AGCATCAGGAGTGGACAGATC‐3´(SEQ ID NO:8)であった。
図59は、本発明装置を使用して非常に低いコピー数の試料からのPCR増幅を示す。使用された鋳型試料は、293細胞から抽出されたヒトゲノムDNAであった。この実験で使用されたプライマーは、SEQ ID NOs:3及び4に記載された配列を有する。標的配列は、β‐グロビンの363bpセグメントであった。PCR反応時間は、30分であった。三個の熱源の温度と収容口の深さを含んだすべての他の実験条件は、図57A〜図57C及び図58に提示された実験に使用されたものと同様である。図59の下部に表示されたように、各反応に使用されたヒトゲノム試料の量は、10ng(約3,000コピー)から始めて1ng(約300コピー)、0.3ng(約100コピー)、及び0.1ng(約30コピー)まで順次に減少した。明らかになったように、熱対流PCRは、30コピー試料ほど少ない試料からも成功的なPCR増幅を示した。単一コピー試料もまた熱対流PCR増幅で試験された。単一コピー試料からの増幅は、約30ないし40%の確率で成功的であったことが見出されたが、たぶん単一コピーをサンプリングする機会と関連した統計的確率に因ったことであろう。
図12Aに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、図39及び図42に示すように、互いに9mm離隔して位置した12個のチャネル(3×4)を有する。第1、第2、及び第3熱源は、それぞれに図42に示すようにチャネルの間に配置されたNiCr加熱ワイヤー160a〜160cが装着されている。装置は、また必要な場合に第3熱源に冷却を提供するために、第3熱源上にファンを含んである。再充電可能なLi+ポリマーバッテリー(12.6V)のDC電力が各加熱ワイヤーに供給され、PID(proportional‐integral‐derivative)制御アルゴリズムにより制御されて、三つの熱源のそれぞれの温度を予め設定された目標値に維持するようにした。
この例では、熱対流PCRに対した重力傾斜角θgの効果が試験された。この例で使用された装置は、図12Bに定義された重力傾斜角(θg)の使用を除いては、例1で使用されたことと同じ構造及び寸法を有する。装置は、下部に傾斜したウェッジを装着することによって、チャネル軸が重力の方向に対してθg分だけ傾くようにした。
図62A〜図62Eは、プラスミド試料からの増幅に対する熱対流PCRの結果を重力傾斜角の関数として示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び54℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.8mmであった。各反応に使用された鋳型プラスミドの量は、1ngであった。使用されたプライマーは、SEQ ID NOs:1及び2に記載された配列を有した。予想されるアンプリコンのサイズは、373bpであった。図62Aは、重力傾斜角が0であるときに得られた結果を示す。図62B〜図62Eは、それぞれθgが10度、20度、30度、及び45度である時に得られた結果を示す。重力傾斜角が0であるときに(図62A)には、増幅された生成物が15分の反応時間でやっと観測でき、20分には強くなった。これに対して、10度の重力傾斜角が導入された時は、増幅された生成物は、10分の反応時間に相当な強度で観測可能であった(図62B)。重力傾斜角が20度に増加されるにつれて(図62C)、10分及び/又は15分の反応時間に生成物バンド強度の追加的な増加が観測された。20度以上の傾斜角(図62D〜図62E)では、増幅速度が20度で観測されたことと類似に観測された。
図63A〜図63Dは、重力傾斜角の効果を立証する他の例を示す。この実験において、10ngヒトゲノム試料(約3,000コピー)が鋳型DNAとして使用され、SEQ ID NOs:3及び4に記載された配列を有するプライマーが使用された。β‐グロビン遺伝子の363bpセグメントが標的であった。他の実験的条件らは、図62A〜図62Eに提示された実験に使用されたものと同一であった。図63A〜図63Dは、θgがそれぞれ0度、10度、20度、及び30度に設定された時に得られた結果を示す。図示のように、熱対流PCRは、重力傾斜角が導入された時に加速された(すなわち、図63Aと比較して図63B〜図63D)。PCR増幅の速度は、重力傾斜角の増加に伴って増加されることと観測された。類似の増幅速度が20度(図63C)と30度(図63D)で観測された。
図65は、重力傾斜角が使用される時に、極めて低いコピーヒトゲノム試料からの熱対流PCR増幅の結果を示す。使用されたプライマーは、図64A〜図64Bに提示された実験で使用されたものと同様である。したがって、増幅標的は、β‐アクチン遺伝子の521bpセグメントであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、74℃、及び60℃に設定された。チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。重力傾斜角は10度に設定され、PCR反応時間は、30分に設定された。図65に示すように、熱対流PCRは、30コピー試料分だけの少ない試料からも成功的なPCR増幅を表した。
この例で使用された装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第2チャンバー110、第1温度ブレーキ130、収容口73、及び貫通口71を有する図14Cに示す構造を有した。いかなる突出部構造もこの装置では使用されなかった。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約5mm、約4mm、及び約5mmであった。第1及び第2断熱体(又は断熱性ギャップ)は、それぞれ約2mm及び約1mmのチャネル軸80方向の長さを有した。第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置し、約3mmのチャネル軸80方向の長さと約4mmの直径とを有した円筒形態を有した。第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、チャネル70又は反応容器90の全体周りと接触する第1温度ブレーキ130の壁133と共に約1mmのチャネル軸80方向の長さ又は厚さを有した。第2チャンバー110は、第3熱源40の下部に位置し、約4mmの直径を有した円筒形態を有した。チャネル軸80方向の第2チャンバー110の長さは、収容口73の深さによって約1.5mmないし約0.5mmの間で変化した。チャネル軸80方向の収容口73の深さは、約2mmないし約3mmの範囲で変化した。この装置において、チャネルは、第3熱源40内の貫通口71、第2熱源30内の第1温度ブレーキ130の壁133、及び第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、テーパーされている円筒形態を有した。下端部(収容口内)での直径が約1.5mmであるチャネルの平均直径は、約2mmであった。この装置で、第1及び第2チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。
図66は、配列5´‐AAGGTGAGATGAAGCTGTAGTCTC‐3´(SEQ ID NO:32)及び5´‐CATTCCATTTTCTGGCGTTCT‐3´(SEQ ID NO:33)を有した二つのプライマーを使用して1ngプラスミド試料から得られたPCR増幅結果を示す。予想されるアンプリコンのサイズは、152bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び56℃に設定された。チャネル軸の方向の第2チャンバーの長さは、約1mmであり、チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。図66に示すように、熱対流PCRは、10分だけ短い時間内に成功的な増幅を表すことによって、このような類型の発明装置での速くてかつ効率的なPCR増幅を示す。
図68A〜図68Bは、ヒトゲノム試料からの増幅に対する熱対流PCRの二例を示す。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び56℃に設定された。チャネル軸の方向の第2チャンバーの長さは、約1mmであり、チャネル軸の方向の収容口の深さは、約2.5mmであった。各反応に使用されたヒトゲノム鋳型の量は、約3,000コピーに対応する10ngであった。図68Aは、β‐グロビン遺伝子の500bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列に使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ5´‐GCATCAGGAGTGGACAGAT‐3´(SEQ ID NO:3)及び5´‐CTAAGCCAGTGCCAGAAGA‐3´(SEQ ID NO:34)であった。図68Bは、β‐アクチン遺伝子の500bpセグメントの増幅に対する結果を示す。この配列のために使用された順方向及び逆方向プライマーは、それぞれ配列5´‐CGGACTATGACTTAGTTGCG‐3´(SEQ ID NO:35)及び5´‐ATACATCTCAAGTTGGGGGA‐3´(SEQ ID NO:36)を有した。
図69は、発明装置を使用した極めて低いコピー数のプラスミド試料からのPCR増幅を示す。プラスミド試料の量を除いては、三つの熱源の温度と収容口の深さを含む他のすべての実験的条件は、図66に提示された実験と同一であった。使用された鋳型プラスミドとプライマーもまた同一であった。PCR反応時間は、30分であった。図69の下部に示されたように、各反応に対して使用されたプラスミド試料の量は、約10,000コピー(レーン1)から始めて、約1,000コピー(レーン2)、100コピー(レーン3)、及び10コピー(レーン4)まで順次に減少した。明らかになったように、熱対流PCRは、10コピー試料程に少ない試料でも成功的なPCR増幅を表した。単一コピー試料もまた試験された。単一コピー試料からの増幅は、約30ないし40%確率で成功的であることが見出された。
図14Cに示す構造を有する発明装置の温度安定性及び消費電力が試験された。この実験で使用された装置は、互いに9mm離隔して配置された48個のチャネル(6×8)を有した。この発明装置に対して観測された温度変化は、例1で提示された実験に使用された図12Aに示す構造を有する装置(上の1.5節参照)より若干大きかった。温度維持時間の間の各熱源の平均温度は、目標温度の各々に対して約±0.1℃以内であった。各熱源の温度変動(すなわち、標準バラツキ)は、約±0.1℃以内であった。温度維持時間の間の平均消費電力は、周辺温度に応じて約15Wないし約20Wの範囲であった。図12Aに示す構造を有する装置と比較して、図12A装置で使用された突出部構造の不在による減少した断熱性ギャップの結果として、消費電力は、約1.5ないし2倍より大きかった。この結果は、突出部構造の使用が発明装置の消費電力を減少させるのに効率的であることを立証する。
この例で使用された装置は、図17Aに示す構造を有するが、第3熱源40の突出部43、44を有さない。装置は、チャネル70、第1チャンバー100、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える。第1チャンバー100は、第2熱源30内に配置され、温度ブレーキの構造は使用されなかった。チャネル軸80方向の第1、第2、及び第3熱源の長さは、それぞれ約4mm、約6.5mm、及び約4mmであった。第1及び第2断熱体(又は断熱性ギャップ)は、それぞれチャネル隣接領域(すなわち、突出部領域内)で約1mm及び約0.5mmのチャネル軸80方向の長さを有した。チャネル領域の外部(すなわち、突出部領域の外部)での第1及び第2断熱体の長さは、それぞれ約6mmないし約3mm(位置に応じて)と約1mmであった。第1チャンバー100は、チャネル軸80方向の第2熱源の長さ(すなわち、約6.5mm)と同一なチャネル軸80方向の長さを有する円筒形態を有した。第1チャンバー100の直径は、約4mmから約2.5mmまで変化した。チャネル軸の方向の収容口73の深さは、約2mmから約3mmまで変化した。この装置において、チャネル70は、第3熱源40内の貫通口71と第1熱源20内の収容口73により定義された。チャネル70は、約2mmの平均直径と下端部(収容口内)での約1.5mmの直径を有するテーパーされている円筒形態を有した。この装置において、第1チャンバー、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置された。
この例において、熱対流PCRは、相異なった収容口の深さでチャンバーの直径の関数として試験された。使用された鋳型DNAは、1ngプラスミドであった。SEQ ID NOs:1及び2に記載された配列を有した二つのプライマーが使用され、アンプリコンのサイズは、373bpであった。第1、第2、及び第3熱源の温度は、それぞれ98℃、70℃、及び54℃に設定された。
この例では、発明装置の熱対流PCRが重力傾斜角(θg)を導入することによってさらに試験された。重力傾斜角を除いては、使用された鋳型DNAとプライマーを含む他のすべての実験的条件は、図70A〜図70D及び図71A〜図71Dにおいて提示された例で使用されたものと同様である。
この例では、二類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有した。したがって、図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置した。チャネル軸80方向の第1温度ブレーキの厚さは、約1mmであった。
この例では、三類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有する。したがって、図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の下部に位置し、第1チャンバー100は、第2熱源30の上部に位置した。チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さが変化した。
この例では、3つの類型の装置が使用された。使用された第1装置は、チャネル70、第1チャンバー100、第1温度ブレーキ130、収容口73、貫通口71、第2熱源30の突出部33、34、及び第1熱源20の突出部23、24を備える図12Aに示す構造を有する。図12Aに示すように、第1温度ブレーキ130は、第2熱源30の上部に位置した第1チャンバー100と共に、第2熱源30の下部に位置した。チャネル軸の方向の第1温度ブレーキの厚さは、約1mmであった。この装置で、第1チャンバー、第1温度ブレーキ、収容口、及び第1及び第2断熱体を備えるすべての温度形状化要素は、チャネル軸に対して対称的に配置されていた。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕熱対流PCRを行うように適応された装置であって、
(a)PCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、
(b)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、
(c)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、
(d)前記第2又は第3熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素であって、前記チャンバーは、前記第2又は第3熱源及び前記チャネルの間に、前記第2又は第3熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャネルギャップを有する、少なくとも一つの温度形状化要素と、
(e)前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
備えることを特徴とする熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔2〕前記装置は、前記第1熱源の上部面と前記第2熱源の下部面との間に位置した第1断熱体を備えることを特徴とする前記〔1〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔3〕前記装置は、前記第2熱源の上部面と前記第3熱源の下部面との間に位置した第2絶縁体を備えることを特徴とする前記〔1〕又は〔2〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔4〕前記チャネル軸の方向の前記第1断熱体の長さは、前記チャネル軸の方向の前記第2断熱体の長さより大きいことを特徴とする前記〔3〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔5〕前記第2熱源の長さは、前記チャネル軸の方向の前記第1熱源又は前記第3熱源の長さより大きいことを特徴とする前記〔1〕ないし〔4〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔6〕前記装置は、前記第2熱源又は前記第3熱源内に完全に位置した第1チャンバーを備えることを特徴とする前記〔1〕ないし〔5〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔7〕前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第1チャンバーの下端部と向き合う第1チャンバーの上端部を備えることを特徴とする前記〔6〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔8〕前記装置は、前記第2熱源に位置する第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔7〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔9〕前記装置は、前記第2熱源に位置する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔8〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔10〕前記装置は、前記第3熱源に位置する第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔7〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔11〕前記装置は、前記第3熱源に位置する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔8〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔12〕前記第1チャンバーは、前記第3熱源内に位置し、前記チャネル軸に沿って第1チャンバーの下端部と向き合う第1チャンバーの上端部を備えることを特徴とする前記〔6〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔13〕前記チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁をさらに備えることを特徴とする前記〔7〕ないし〔12〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔14〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に沿って前記チャネルによりさらに定義されることを特徴とする前記〔13〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔15〕前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して本質的に平行に配置されることを特徴とする前記〔13〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔16〕前記第1チャンバーの上端部と前記第1チャンバーの下端部のそれぞれは、前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなすことを特徴とする前記〔13〕ないし〔15〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔17〕前記第1断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔2〕ないし〔16〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔18〕前記第2断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔3〕ないし〔17〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔19〕少なくとも一個のチャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔6〕ないし〔16〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔20〕前記第1断熱体及び前記第2断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする前記〔19〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔21〕前記気体は、空気であることを特徴とする前記〔17〕ないし〔20〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔22〕前記チャネルは、前記チャネルの下端部から前記貫通口の上端部までの前記チャネル軸の方向の高さhによりさらに定義されることを特徴とする前記〔1〕ないし〔21〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔23〕前記チャネルは、前記チャネル軸に本質的に垂直な第1方向に従う第1幅w1によりさらに定義されることを特徴とする前記〔22〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔24〕前記チャネルは、前記第1方向と前記チャネル軸に対して本質的に垂直をなす第2幅w2によりさらに定義されることを特徴とする前記〔23〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔25〕前記第1及び/又は第2幅(w1及び/又はw2)は、前記チャネル軸に沿って前記上端部から前記下端部まで減少することを特徴とする前記〔23〕又は〔24〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔26〕前記チャネルの前記第1及び第2幅(w1又はw2)は、約0度ないし約15度のテーパー角(θ)により定義されることを特徴とする前記〔25〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔27〕前記第1及び/又は第2幅(w1及び/又はw2)は、前記チャネル軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔23〕又は〔24〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔28〕前記チャネルの下端部は、球形であるか、平らであるか、又は曲面形であることを特徴とする前記〔22〕ないし〔27〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔29〕前記高さhは、少なくとも約5mmないし約25mmであることを特徴とする前記〔22〕ないし〔28〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔30〕前記チャネル軸の方向の前記第1又は第2幅(w1又はw2)の平均は、少なくとも約1mmないし約5mmであることを特徴とする前記〔22〕ないし〔29〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔31〕前記第1又は第2幅(w1又はw2)に対した前記高さhの比率により定義された前記チャネルの垂直縦横比は、約4ないし約15であることを特徴とする前記〔24〕ないし〔30〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔32〕前記第2幅(w2)に対した前記第1幅(w1)の割合で定義される前記チャネルの水平の横縦比は、約1ないし約4であることを特徴とする前記〔24〕ないし〔31〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔33〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔1〕ないし〔32〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔34〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔33〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔35〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔34〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔36〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第1、第2、又は第3熱源内に存在することを特徴とする前記〔33〕ないし〔35〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔37〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に本質的に垂直な面に沿って水平形態を有することを特徴とする前記〔6〕ないし〔36〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔38〕前記水平形態は、少なくとも一つの反射又は回転対称要素を有することを特徴とする前記〔37〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔39〕前記水平形態は、前記面に沿って円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、半円形、台形、又は丸い台形であることを特徴とする前記〔38〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔40〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第2又は第3熱源内に存在することを特徴とする前記〔37〕ないし〔39〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔41〕前記チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔6〕ないし〔40〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔42〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔6〕ないし〔40〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔43〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー内に位置することを特徴とする前記〔41〕又は〔42〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔44〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバー壁に接触することを特徴とする前記〔42〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔45〕前記チャネルの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャンバーの外部に位置し、前記第2又は第3熱源と接触することを特徴とする前記〔42〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔46〕前記チャネル軸に垂直な前記面は、前記第2又は第3熱源内に存在することを特徴とする前記〔41〕ないし〔45〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔47〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に沿ってテーパーされていることを特徴とする前記〔41〕ないし〔46〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔48〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2熱源内に位置し、前記第1熱源より前記第3熱源に向かってより大きな前記チャネル軸に垂直な幅(w)を有することを特徴とする前記〔47〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔49〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2熱源内に位置し、前記第3熱源より前記第1熱源に向かってより大きな前記チャネル軸に垂直な幅(w)を有することを特徴とする前記〔47〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔50〕前記装置は、前記第2熱源内に位置する前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーの幅(w)と相異なった前記チャネル軸に垂直な幅(w)を有することを特徴とする前記〔41〕ないし〔46〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔51〕前記第1チャンバーは、前記第1熱源と向き合うことを特徴とする前記〔50〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔52〕前記収容口は、前記チャネル軸を基準に対称的に配置されることを特徴とする前記〔1〕ないし〔51〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔53〕前記収容口は、前記チャネルの幅(w1又はw2)とほぼ同じ前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔52〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔54〕前記収容口は、前記チャネルの幅(w1又はw2)より約0.01mmないし約0.2mm大きな前記チャネル軸に対して垂直な幅を有することを特徴とする前記〔52〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔55〕前記装置は、前記第2熱源内に位置する前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さ(l)だけ離隔していることを特徴とする前記〔6〕ないし〔54〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔56〕前記第1チャンバー、前記第2チャンバー、及び前記第2熱源は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ(又は体積)で前記第1及び第2チャンバーの間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔55〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔57〕前記第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔56〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔58〕前記長さ(l)は、約0.1mmないし前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80%であることを特徴とする前記〔57〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔59〕前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記第1チャンバー及び前記第1断熱体は、前記第1熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さ(又は体積)で前記第1チャンバー及び前記第1断熱体の間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔6〕ないし〔54〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔60〕前記第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを有することを特徴とする前記〔59〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔61〕前記第1温度ブレーキの前記下部面は、前記第2熱源の前記下部面とほぼ同じ高さに位置することを特徴とする前記〔60〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔62〕前記第1チャンバーは、前記第1断熱体から前記チャネル軸の方向の長さ(l)だけ離隔していることを特徴とする前記〔61〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔63〕前記長さ(l)は、約0.1mmないし前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80%であることを特徴とする前記〔62〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔64〕前記装置は、前記第2熱源内に位置し前記第2熱源の上部面と接触する第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔56〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔65〕前記第3チャンバー、前記第2チャンバー、及び前記第2熱源は、前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ(又は体積)で前記第2及び第3チャンバーの間で前記チャネルと接触する第2温度ブレーキを定義することを特徴とする前記〔64〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔66〕前記第1及び第2温度ブレーキの厚さの合計は、前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの約80%より小さなことを特徴とする前記〔65〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔67〕前記装置は、第1チャンバー、前記第1チャンバーと前記第1断熱体との間に位置する第1温度ブレーキ、及び前記第2熱源内で前記第1チャンバーと前記第2断熱体との間に位置する第2温度ブレーキを備え、
前記第1及び第2温度ブレーキのそれぞれは、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積及び厚さ(又は体積)で前記チャネルと接触することを特徴とする前記〔6〕ないし〔54〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔68〕前記収容口は、前記チャネル軸に対して中心を外れていることを特徴とする前記〔6〕ないし〔67〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔69〕前記収容口は、約0.02mmないし約0.5mmだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔68〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔70〕前記収容口は、前記チャネルの幅(w1又はw2)より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔68〕又は〔69〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔71〕前記収容口の幅(w)は、前記チャネルの幅(w1又はw2)より約0.04mmないし約1mm大きいことを特徴とする前記〔70〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔72〕前記装置は、前記第3熱源内に第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔6〕ないし〔71〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔73〕前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーのチャンバー壁は、ほぼ同じ軸上に位置することを特徴とする前記〔72〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔74〕前記装置は、前記第2熱源内に第3チャンバーをさらに備えることを特徴とする前記〔72〕又は〔73〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔75〕前記第1、第2、及び第3チャンバーのチャンバー壁は、ほぼ同じ軸上に位置することを特徴とする前記〔74〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔76〕温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記第1及び第3チャンバーの間に位置することを特徴とする前記〔75〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔77〕前記装置は、前記第1チャンバーと前記第2熱源の下部面との間に位置する温度ブレーキをさらに備えることを特徴とする前記〔72〕又は〔73〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔78〕前記第1チャンバーは、前記第3熱源内に完全に位置することを特徴とする前記〔6〕ないし〔67〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔79〕前記第2熱源は、前記第2熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔1〕ないし〔78〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔80〕前記第2熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第1又は第3熱源に向かって延びることを特徴とする前記〔79〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔81〕前記第2熱源は、前記第1熱源に向かって延び、前記第1チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする前記〔79〕又は〔80〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔82〕前記第2熱源の第1突出部は、前記第1断熱体及び前記第2熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔81〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔83〕前記第2熱源の第1突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第1断熱体を分離させることを特徴とする前記〔81〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔84〕前記第2熱源は、前記第3熱源に向かって延び、前記チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第2突出部をさらに備えることを特徴とする前記〔81〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔85〕前記第2熱源の第2突出部は、前記第2熱源及び前記第2断熱体の一部を定義することを特徴とする前記〔84〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔86〕前記第2熱源の第2突出部は、前記チャンバー又は前記チャネルから前記第2断熱体を分離させることを特徴とする前記〔84〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔87〕前記第1熱源は、前記第1熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔1〕ないし〔86〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔88〕前記第1熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第2熱源に向かったり前記第1熱源の下部面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔87〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔89〕前記第1熱源は、前記第2熱源に向かって延び、前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする前記〔87〕又は〔88〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔90〕前記第1熱源の第1突出部は、前記第1熱源及び前記第1断熱体の一部を定義することを特徴とする前記〔89〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔91〕前記第1熱源の第1突出部は、前記チャネルから前記第1断熱体を分離させることを特徴とする前記〔89〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔92〕前記第1断熱体は、少なくとも前記第1熱源、前記第1熱源の第1突出部、前記第2熱源の第1突出部、及び前記第2熱源により定義される第1断熱体チャンバーを備えることを特徴とする前記〔89〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔93〕前記第3熱源は、前記第3熱源から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする前記〔1〕ないし〔92〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔94〕前記第3熱源の突出部は、前記チャネル軸と本質的に平行であり、前記第2熱源に向かって又は前記第3熱源の上部面から遠ざかって延びることを特徴とする前記〔93〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔95〕前記第3熱源は、前記第2熱源に向かって延び、前記チャンバー又は前記チャネルの一部を定義する第1突出部を備えることを特徴とする前記〔93〕又は〔94〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔96〕前記第3熱源の第1突出部は、前記第2断熱体及び前記第3熱源の一部を定義することを特徴とする前記〔95〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔97〕前記第3熱源の第1突出部は、前記チャネル又は前記チャンバーから前記第2断熱体を分離させることを特徴とする前記〔95〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔98〕前記第2断熱体は、少なくとも前記第3熱源、前記第3熱源の第1突出部、前記第2熱源の第2突出部、及び前記第2熱源により定義される第2断熱体チャンバーを備えることを特徴とする前記〔95〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔99〕前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適用されることを特徴とする前記〔1〕ないし〔98〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔100〕前記チャネル軸は、前記第1、第2、及び第3熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする前記〔99〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔101〕前記チャネル軸は、前記第1、第2、及び第3熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直な方向から傾斜していることを特徴とする前記〔99〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔102〕前記傾斜は、前記チャネル軸と前記重力方向の間の角度(θg)により定義され、前記傾斜角は、約2度ないし約60度の範囲であることを特徴とする前記〔99〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔103〕前記収容口は、前記第1熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔1〕ないし〔102〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔104〕前記収容口は、(約0.02mmないし約0.5mmだけ)前記チャネル軸に対して中心を外れた収容口ギャップを備えることを特徴とする前記〔103〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔105〕前記収容口の少なくとも一部は、前記チャネルの幅(w1又はw2)より大きな前記チャネル軸に垂直な幅を有することを特徴とする前記〔104〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔106〕前記収容口の幅(w)は、前記チャネルの幅(w1又はw2)より約0.04mmないし約1mm大きいことを特徴とする前記〔105〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔107〕前記装置は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有する前記収容口を備えることを特徴とする前記〔103〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔108〕前記第1熱源は、前記第2熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第1突出部を備えることを特徴とする前記〔107〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔109〕前記第2熱源は、前記チャネルの周囲の領域から前記チャネル軸の方向に一定の高さを有することを特徴とする前記〔107〕又は〔108〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔110〕前記第2熱源は、前記チャネル周囲の領域において一方側において他方側より前記チャネル軸の方向に沿ってより高い高さを有することを特徴とする前記〔107〕又は〔108〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔111〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔109〕又は〔110〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔112〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第2熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔110〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔113〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記第2又は第3熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸を基準に非対称的に配置されることを特徴とする前記〔6〕ないし〔112〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔114〕前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記第2熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有することを特徴とする前記〔113〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔115〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に前記チャネルの周囲に一定の深さを有することを特徴とする前記〔114〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔116〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔115〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔117〕前記収容口は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より大きな深さを有することを特徴とする前記〔114〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔118〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より前記第2熱源の下部面により隣接したことを特徴とする前記〔117〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔119〕前記収容口の上端部は、前記チャネル軸の方向に前記第2熱源の下部面から一定の高さに位置することを特徴とする前記〔117〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔120〕前記第2熱源は、前記第1熱源の上部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを有する第1突出部を備えることを特徴とする前記〔114〕ないし〔119〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔121〕前記第2熱源は、前記第3熱源の下部面に向かって延び、前記チャネル軸の方向に一方側において他方側より高い高さを選択的に有する第2突出部を備えることを特徴とする前記〔114〕ないし〔120〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔122〕前記装置は、前記第2熱源内に位置し、それぞれ反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れている第1チャンバー及び第2チャンバーを備えることを特徴とする前記〔113〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔123〕前記第1チャンバーの上端部は、前記第2チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔122〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔124〕少なくとも一個のチャンバーの前記チャンバー壁は、前記チャネル軸に対して傾斜していることを特徴とする前記〔113〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔125〕前記傾斜角は、約2度ないし約30度の範囲であることを特徴とする前記〔124〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔126〕前記第2熱源内のチャンバーの少なくとも一つは、前記第2熱源から前記チャネルへの水平的に不均一な熱伝逹を発生させるほど十分に一方側において他方側より高く配置されるチャンバー壁を有することを特徴とする前記〔113〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔127〕前記第1及び第2チャンバーは、前記第2熱源内に位置し前記チャネル軸を基準に対称的に配置されていることを特徴とする前記〔6〕ないし〔112〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔128〕前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーから前記チャネル軸の方向に長さ(l)だけ離隔していることを特徴とする前記〔127〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔129〕前記装置は、前記第1及び第2チャンバーの間の長さ(l)上において前記チャネルと接触する前記第2熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔127〕又は〔128〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔130〕前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さ(l)上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔129〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔131〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に対して約0.1mmないし約3mmだけ中心を外れていることを特徴とする前記〔113〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔132〕前記チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な方向に沿って一方側において他方側より大きなチャンバーギャップを有することを特徴とする前記〔131〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔133〕前記装置は、前記チャネルと接触する前記第2熱源の一部をさらに備え、前記接触は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な温度ブレーキとして機能することを特徴とする前記〔131〕又は〔132〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔134〕前記温度ブレーキは、一方側において前記チャネルと接触し、他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔133〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔135〕前記温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記チャネルの一方側の全体高さと接することを特徴とする前記〔134〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔136〕前記温度ブレーキは、前記第2熱源内で前記チャネルの高さの一部と接触することを特徴とする前記〔133〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔137〕前記装置は、前記第2熱源内に位置する第1チャンバー及び第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記チャネル軸の方向に前記第2チャンバーから長さ(l)だけ離隔していることを特徴とする前記〔136〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔138〕前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さ(l)上において前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔139〕前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔138〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔140〕前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔138〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔141〕前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さ(l)上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔142〕前記第1チャンバーの上端部は、前記第2チャンバーの下端部と本質的に同じ高さに位置し、前記温度ブレーキは、前記第1又は第2チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔136〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔143〕前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとは、同じ方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔144〕前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとは、反対方向に沿って前記チャネル軸から中心を外れていることを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔145〕前記温度ブレーキは、前記第1及び第2チャンバーの間の長さ(l)上において前記チャネルの一方と接触し、前記チャネルの他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔143〕又は〔144〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔146〕前記装置は、前記第1チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを備え、他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔122〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔147〕前記装置は、前記第2チャンバー内の一方側において前記チャネルと接触する第2温度ブレーキをさらに備え、他方側は、前記第2熱源から離隔していることを特徴とする前記〔146〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔148〕前記第1温度ブレーキの上端部は、前記第2温度ブレーキの下端部と本質的に同じ高さに位置することを特徴とする前記〔147〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔149〕前記第1温度ブレーキの上端部は、前記第2温度ブレーキの下端部より高く位置することを特徴とする前記〔147〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔150〕前記第1温度ブレーキの上端部は、前記第2温度ブレーキの下端部より低く位置することを特徴とする前記〔147〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔151〕前記第1チャンバーの上端部と前記第2チャンバーの下端部とは、前記チャネル軸に垂直な方向に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔152〕前記温度ブレーキは、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔151〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔153〕前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとは、前記チャネル軸に対してそれぞれ傾斜していることを特徴とする前記〔137〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔154〕前記第1チャンバーの下端部と前記第2チャンバーの上端部とは、それぞれが前記チャネル軸に本質的に垂直であることを特徴とする前記〔153〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔155〕前記温度ブレーキは、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間の前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔154〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔156〕前記第1チャンバーの下端部と前記第2チャンバーの上端部とは、それぞれ前記チャネル軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔153〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔157〕前記温度ブレーキは、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとの間で、そして一方側において他方側より高い位置で、前記チャネルの全体周りと接触することを特徴とする前記〔156〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔158〕前記第1熱源、前記第2熱源、及び前記第3熱源のそれぞれは、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔3〕ないし〔157〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔159〕前記第1断熱体及び第2断熱体のそれぞれは、少なくとも一つの固定要素を備えることを特徴とする前記〔158〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔160〕前記装置は、前記第1熱源、第2熱源、第3熱源、第1断熱体、及び第2断熱体を取り囲む第1ハウジング要素を備えることを特徴とする前記〔158〕又は〔159〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔161〕前記装置は、前記第1ハウジング要素を取り囲む第2ハウジング要素をさらに備えることを特徴とする前記〔160〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔162〕前記固定要素は、前記第1熱源、第2熱源、第3熱源、第1断熱体、及び第2断熱体を互いに又は前記第1ハウジング要素に固定させるように適応されることを特徴とする前記〔160〕又は〔161〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔163〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第1熱源、第2熱源、第3熱源、第1断熱体、及び第2断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての外部領域に位置することを特徴とする前記〔162〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔164〕前記固定要素のうち、少なくとも一つは、前記第1熱源、第2熱源、第3熱源、第1断熱体、及び第2断熱体のうち、少なくとも一つ、好ましくは、すべての内部領域に位置することを特徴とする前記〔162〕又は〔163〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔165〕前記第1熱源、第1断熱体、第2熱源、第2断熱体、及び第3熱源のうち、少なくとも一つは、少なくとも一つのウィング構造を含むことを特徴とする前記〔158〕ないし〔164〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔166〕前記ウィング構造は、第1、第2、第3、及び第4ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔165〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔167〕前記第3熱源は、前記ウィング構造を含むことを特徴とする前記〔165〕又は〔166〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔168〕前記ウィング構造は、前記第1、第2、及び第3熱源と前記第1ハウジング要素との間の第3断熱体を定義することを特徴とする前記〔165〕ないし〔167〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔169〕前記第1及び第2ウィング構造は、前記第3断熱体の第1部分を定義することを特徴とする前記〔168〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔170〕前記第2及び第3ウィング構造は、前記第3断熱体の第2部分を定義することを特徴とする前記〔169〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔171〕前記第3及び第4ウィング構造は、前記第3断熱体の第3部分を定義することを特徴とする前記〔170〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔172〕前記第4及び第1ウィング構造は、前記第3断熱体の第4部分を定義することを特徴とする前記〔171〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔173〕前記第3断熱体の第1、第2、第3、及び第4部分のそれぞれは、前記第1ハウジング要素によりさらに定義されることを特徴とする前記〔169〕ないし〔172〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔174〕前記第1熱源の下部と前記第1ハウジング要素とは、第4断熱体を定義することを特徴とする前記〔173〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔175〕前記装置は、前記第1ハウジング要素及び前記第2ハウジング要素により定義される第5断熱体及び/又は第6断熱体をさらに備えることを特徴とする前記〔174〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔176〕前記第1、第2、及び第3熱源のそれぞれは、少なくとも一つの加熱及び/又は冷却要素を備えることを特徴とする前記〔158〕ないし〔175〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔177〕前記第1、第2、及び第3熱源のそれぞれは、温度センサをさらに備えることを特徴とする前記〔176〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔178〕前記装置は、前記第1、第2、及び/又は第3熱源から熱を除去するための少なくとも一つのファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔177〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔179〕前記装置は、前記第3熱源から熱を除去するために前記第3熱源の上部に位置する第1ファン装置を備えることを特徴とする前記〔178〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔180〕前記装置は、前記第1熱源から熱を除去するために前記第1熱源の下部に位置する第2ファン装置をさらに備えることを特徴とする前記〔179〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔181〕前記装置は、対流PCRを変調するように前記チャネルの内部に遠心力を生成するように適応されることを特徴とする前記〔1〕ないし〔180〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔182〕前記装置は、回転軸を基準に前記熱源を回転させるために回転子に回転可能に装着された少なくとも前記第1、第2、及び第3熱源を備えることを特徴とする前記〔181〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔183〕前記装置は、前記回転軸から前記チャネルの中心までの前記遠心回転の半径を定義する前記回転子に付着された回転腕を備えることを特徴とする前記〔182〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔184〕前記回転軸は、重力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔182〕又は〔183〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔185〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向と本質的に平行であることを特徴とする前記〔182〕ないし〔184〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔186〕前記チャネル軸は、重力と前記遠心力により形成されたネット力の方向に対して傾斜していることを特徴とする前記〔182〕ないし〔184〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔187〕前記チャネル軸と前記ネット力の方向との間の傾斜角は、約2度ないし約60度の範囲であることを特徴とする前記〔186〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔188〕前記装置は、前記チャネル軸と前記ネット力との間の角度を制御するように適応された傾斜軸をさらに備えることを特徴とする前記〔185〕ないし〔187〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔189〕前記回転軸は、前記第1、第2、及び第3熱源の外部に位置することを特徴とする前記〔182〕ないし〔188〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔190〕前記回転軸は、前記第1、第2、及び第3熱源の中心に本質的に位置することを特徴とする前記〔182〕ないし〔188〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔191〕前記装置は、前記回転軸に対して同心的に位置する複数のチャネルを備えることを特徴とする前記〔190〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔192〕前記第1、第2、及び第3熱源は、円形形態を有することを特徴とする前記〔191〕に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔193〕遠心分離条件下に重合酵素連鎖反応(PCR)を行うように適応されたPCR遠心分離機であって、前記〔181〕ないし〔192〕のうちの何れか1項に記載の装置を備えることを特徴とするPCR遠心分離機。
〔194〕熱対流により重合酵素連鎖反応(PCR)を行うための方法であって、
(a)二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に収容口を備える第1熱源を維持するステップと、
(b)少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、
(c)前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合を助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップと、
(d)プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間に熱対流を生成するステップと
のうち、少なくとも一つを、好ましくは、すべてのステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔195〕前記方法は、水溶液内にある前記二本鎖核酸及びオリゴヌクレオチドプライマーを含む反応容器を提供するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔194〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔196〕前記反応容器は、DNA重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔195〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔197〕前記DNA重合酵素は、固定化されたDNA重合酵素であることを特徴とする前記〔196〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔198〕前記方法は、前記反応容器を前記収容口、及び前記第2又は第3熱源のうち、少なくとも一つの中に配置されたチャンバーのような少なくとも一つの温度形状化要素に接触させるステップをさらに含み、前記接触は、前記反応容器内で前記熱対流を助けるほど十分であることを特徴とする前記〔195〕ないし〔197〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔199〕前記方法は、前記反応容器を前記第1及び第2熱源の間の第1断熱体及び前記第2及び第3熱源の間の第2断熱体に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする前記〔198〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔200〕前記第1、第2、及び第3熱源は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約10倍大きな熱伝導率を有することを特徴とする前記〔199〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔201〕前記第1及び第2断熱体は、前記反応容器又はその中の水溶液より少なくとも約5倍小さな熱伝導率を有し、前記第1及び第2断熱体の熱伝導率は、前記第1、第2、及び第3熱源間の熱伝逹を減少させるのに十分であることを特徴とする前記〔200〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔202〕前記方法は、前記チャネル軸に対して本質的に対称的な前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔194〕ないし〔201〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔203〕前記方法は、前記チャネル軸を基準に非対称である前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔194〕ないし〔201〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔204〕少なくともステップ(a)ないし(c)は、プライマー伸長生成物を生成するために、反応容器当たりの約1Wの電力より少ない電力を消費することを特徴とする前記〔195〕ないし〔203〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔205〕前記方法を行うための前記電力は、バッテリーにより提供されることを特徴とする前記〔204〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔206〕前記PCR伸長生成物は、約15分ないし30分内又はその以内に生成されることを特徴とする前記〔194〕ないし〔205〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔207〕前記反応容器は、約50マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔195〕ないし〔206〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔208〕前記反応容器は、約20マイクロリットルより少ない体積を有することを特徴とする前記〔207〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔209〕前記方法は、PCRを行うことを助けるために、前記反応容器に遠心力を適用するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔194〕ないし〔208〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔210〕熱対流により重合酵素連鎖反応(PCR)を行うための方法であって、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記〔1〕ないし〔192〕のうちの何れか1項に記載の装置により収容される反応容器に、オリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップを含むことを特徴とする熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔211〕前記方法は、前記反応容器にDNA重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔210〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔212〕熱対流により重合酵素連鎖反応(PCR)を行うための方法であって、前記方法は、前記〔193〕に記載のPCR遠心分離機により収容される反応容器にオリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、及び緩衝溶液を追加するステップと、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記反応容器に遠心力を適用するステップとを含む熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔213〕前記方法は、前記反応容器にDNA重合酵素を追加するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔212〕に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔214〕前記〔1〕ないし〔192〕のうちの何れか1項に記載の装置又は前記〔193〕に記載のPCR遠心分離器により収容されるように適応された反応容器であって、
前記反応容器は、上端部、下端部、外壁、及び内壁を有し、前記外壁の垂直横縦比が少なくとも約4ないし約15の範囲であり、前記外壁の水平の横縦比が約1ないし約4の範囲であり、前記外壁のテーパー角(θ)が約0度ないし約15度の範囲であることを特徴とする反応容器。
〔215〕前記外壁の上端部と下端部の中心点は、反応容器軸を定義することを特徴とする前記〔214〕に記載の反応容器。
〔216〕前記反応容器軸方向の前記反応容器の高さは、少なくとも約6mmないし約35mmの範囲であることを特徴とする前記〔215〕に記載の反応容器。
〔217〕前記外壁の幅の平均は、約1mmないし約5mmの範囲であることを特徴とする前記〔216〕に記載の反応容器。
〔218〕前記内壁の幅の平均は、約0.5mmないし約4.5mmの範囲であることを特徴とする前記〔217〕に記載の反応容器。
〔219〕前記外壁と前記内壁とは、前記反応容器軸に沿って本質的に同じ垂直形態を有することを特徴とする前記〔215〕ないし〔218〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔220〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って本質的に同じ水平形態を有することを特徴とする前記〔219〕に記載の反応容器。
〔221〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に沿って相異なった垂直形態を有することを特徴とする前記〔215〕ないし〔218〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔222〕前記外壁及び前記内壁は、前記反応容器軸に垂直な断面に沿って相異なった水平形態を有することを特徴とする前記〔221〕に記載の反応容器。
〔223〕前記水平形態は、円形、ひし形、正方形、丸い正方形、楕円形、長斜方形、長方形、丸い長方形、卵形、三角形、丸め三角形、台形、丸い台形、又は楕円形長方形のうちの何れか一つ又はそれ以上であることを特徴とする前記〔220〕又は〔222〕に記載の反応容器。
〔224〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に配置されることを特徴とする前記〔219〕ないし〔223〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔225〕前記反応容器壁の厚さは、約0.1mmないし約0.5mmの範囲であることを特徴とする前記〔224〕に記載の反応容器。
〔226〕前記反応容器壁の厚さは、前記反応容器軸に沿って本質的に変わらないことを特徴とする前記〔225〕に記載の反応容器。
〔227〕前記内壁は、前記反応容器軸に対して中心から外れるように配置されていることを特徴とする前記〔219〕ないし〔223〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔228〕前記反応容器壁の厚さは、約0.1mmないし約1mmの範囲であることを特徴とする前記〔227〕に記載の反応容器。
〔229〕前記反応容器壁の厚さは、一方側において少なくとも約0.05mmだけ他方側より薄いことを特徴とする前記〔228〕に記載の反応容器。
〔230〕前記下端部は、平らであるか、曲面形、又は球形であることを特徴とする前記〔214〕ないし〔229〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔231〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して本質的に対称的に形成されたことを特徴とする前記〔230〕に記載の反応容器。
〔232〕前記下端部は、前記反応容器軸に対して非対称的に配置されることを特徴とする前記〔230〕に記載の反応容器。
〔233〕前記下端部は、詰まっていることを特徴とする前記〔230〕ないし〔232〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔234〕前記反応容器は、プラスチック、セラミック又はガラスからなるか、これらを含むことを特徴とする前記〔214〕ないし〔233〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔235〕固定化されたDNA重合酵素をさらに含むことを特徴とする前記〔214〕ないし〔234〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔236〕前記反応容器と密封接触するキャップをさらに備えることを特徴とする前記〔214〕ないし〔235〕のうちの何れか1項に記載の反応容器。
〔237〕前記キャップは、光学ポートを備えることを特徴とする前記〔236〕に記載の反応容器。
〔238〕前記反応容器の内壁と前記光学ポートの側面部分との間に開放された空間をさらに備えることを特徴とする前記〔237〕に記載の反応容器。
〔239〕少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔1〕ないし〔192〕のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
〔240〕前記〔181〕ないし〔192〕のうちの何れか1項に記載の装置は、少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする前記〔193〕に記載のPCR遠心分離機。
〔241〕少なくとも一つの光学検出装置を使用して前記プライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含むことを特徴とする前記〔194〕ないし〔209〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
〔242〕少なくとも一つの光学検出装置を使用してプライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含む前記〔210〕ないし〔213〕のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
Claims (29)
- 熱対流PCRを行うように適応された装置であって、
(a)PCRを行うための反応容器を収容するように適応されたチャネルを加熱又は冷却し、上部面と下部面とを有する第1熱源と、
(b)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第1熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第2熱源と、
(c)前記チャネルを加熱又は冷却し、上部面と前記第2熱源の上部面と向き合う下部面とを有する第3熱源であって、前記チャネルは、前記第1熱源と接触する下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、また前記下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、第3熱源と、
(d)前記第2又は第3熱源の少なくとも一部内で前記チャネルの周囲に配置された少なくとも一つのチャンバーであって、前記チャンバーは、前記第2又は第3熱源及び前記チャネルの間に、前記第2又は第3熱源と前記チャネルとの間の熱伝逹を減少させるほど十分なチャンバーギャップを有する、少なくとも一つのチャンバーと、
(e)前記第1熱源内で前記チャネルを収容するように適応された収容口と
を備えることを特徴とする、熱対流PCRを行うように適応された装置。 - 前記装置は、前記第1熱源の上部面と前記第2熱源の下部面との間に位置した第1断熱体を備え、かつ、
前記装置は、前記第2熱源の上部面と前記第3熱源の下部面との間に位置した第2断熱体を備える
ことを特徴とする、請求項1に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。 - 前記装置は、前記第2熱源内に完全に位置した第1チャンバーを備え、
前記第1チャンバーは、前記チャネル軸に沿って第1チャンバーの下端部と向き合う第1チャンバーの上端部を備え、かつ、
前記第1チャンバーは、前記チャネル軸の周囲に配置された少なくとも一個のチャンバー壁を備える
ことを特徴とする、請求項1に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。 - 前記装置は、前記第2熱源に位置する第2チャンバーをさらに備えることを特徴とする、請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1断熱体及び第2断熱体は、固体又は気体を含むことを特徴とする、請求項2に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1チャンバーは、固体又は気体を含むことを特徴とする、請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記気体は、空気であることを特徴とする、請求項5ないし6のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1チャンバーは、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に対称的に配置されることを特徴とする、請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1チャンバーの少なくとも一部は、前記チャネル軸に垂直な面に沿って前記チャネルを基準に非対称的に配置されることを特徴とする、請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第2熱源内に位置する前記第1チャンバー及び前記第2チャンバーを備え、前記第1チャンバーは、前記第2チャンバーから前記チャネル軸の方向の長さ(l)だけ離隔しており、前記長さ(l)が0.1mmないし前記チャネル軸の方向の前記第2熱源の高さの80%であることを特徴とする、請求項4に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1チャンバー、前記第2チャンバー、及び前記第2熱源は、前記第1熱源からの又は前記第3熱源への熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さで前記第1及び第2チャンバーの間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする、請求項10に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記第1熱源の上部面と前記第2熱源の下部面との間に位置した第1断熱体を備え、かつ、
前記第1チャンバーは、前記第2熱源内に位置し、前記第1チャンバー及び前記第1断熱体は、前記第1熱源からの熱伝逹を減少させるほど十分な面積と厚さで前記第1チャンバー及び前記第1断熱体の間で前記チャネルと接触する第1温度ブレーキを定義することを特徴とする、請求項3に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。 - 前記第1温度ブレーキは、上部面と下部面とを有し、かつ、
前記第1温度ブレーキの前記下部面は、前記第2熱源の前記下部面と同じ高さに位置する
ことを特徴とする、請求項12に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。 - 前記第2熱源は、前記第2熱源から遠ざかり、前記第1又は第3熱源に向かって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする、請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第1熱源は、前記第1熱源から遠ざかり、前記第2熱源に向かって伸びる、又は、前記第1熱源の下部面から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする、請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記第3熱源は、前記第3熱源から遠ざかり、前記第2熱源に向かって伸びる、又は、前記第3熱源の上部面から遠ざかって延びる少なくとも一つの突出部を備えることを特徴とする、請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記装置は、前記チャネル軸が重力方向に対して傾斜するように適用されることを特徴とする、請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 前記チャネル軸は、前記第1、第2、及び第3熱源のうち何れか一つの上部面又は下部面に垂直で、前記装置は、傾斜していることを特徴とする、請求項17に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 熱対流により重合酵素連鎖反応(PCR)を行うための方法であって、
(a)二本鎖核酸分子を変性させて一本鎖鋳型を形成するのに適した温度範囲に、収容口を備える第1熱源を維持するステップと、
(b)少なくとも一つのオリゴヌクレオチドプライマーを前記一本鎖鋳型にアニールするのに適した温度範囲に第3熱源を維持するステップと、
(c)前記一本鎖鋳型に沿って前記プライマーの重合を助けるのに適した温度に第2熱源を維持するステップであって、
ここで、チャネルは、前記第1熱源と接触する前記収容口の下端部と前記第3熱源の上部面と接する貫通口により定義され、
前記チャネルは、反応容器を収容するように適応されており、更に、
前記収容口の下端部と前記貫通口との間の中心点がチャネル軸を形成し、前記チャネル軸を基準に前記チャネルが配置される、ステップと、
(d)プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で前記収容口と前記第3熱源との間に熱対流を生成するステップと
を含み、
前記方法が、前記反応容器を、前記収容口、及び、前記第2又は第3熱源のうち少なくとも一つの中に配置されたチャンバーに接触させるステップをさらに含み、
前記チャンバーは、前記第2又は第3熱源及び前記チャネルの間にチャンバーギャップを有し、
前記接触させるステップは、前記反応容器内で前記熱対流を助けるほど十分である、
ことを特徴とする、熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。 - 前記反応容器が、水溶液内にある前記二本鎖核酸分子及びオリゴヌクレオチドプライマー、並びに、水溶液内にあるDNA重合酵素又は固定化されたDNA重合酵素を含むことを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記反応容器を前記第1及び第2熱源の間の第1断熱体及び前記第2及び第3熱源の間の第2断熱体に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記チャネル軸に対して対称的な前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記方法は、前記チャネル軸を基準に非対称である前記反応容器内の流体流れを生成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 少なくともステップ(a)ないし(c)は、プライマー伸長生成物を生成するために、反応容器当たりの1Wの電力より少ない電力を消費することを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 前記PCR伸長生成物は、15分ないし30分内又はより短い時間内に生成されることを特徴とする、請求項19に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 熱対流により重合酵素連鎖反応(PCR)を行うための方法であって、前記方法は、プライマー伸長生成物を生成するのに十分な条件下で請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の装置により収容される反応容器に、オリゴヌクレオチドプライマー、核酸鋳型、DNA重合酵素、及び緩衝溶液を追加するステップを含むことを特徴とする、熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 少なくとも一つの光学検出装置をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜6及び8〜13のうちの何れか1項に記載の熱対流PCRを行うように適応された装置。
- 少なくとも一つの光学検出装置を使用して前記プライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19〜25のうちの何れか1項に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
- 少なくとも一つの光学検出装置を使用してプライマー伸長生成物をリアルタイムで検出するステップをさらに含む、請求項26に記載の熱対流により重合酵素連鎖反応を行うための方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US29444510P | 2010-01-12 | 2010-01-12 | |
US61/294,445 | 2010-01-12 | ||
PCT/IB2011/050103 WO2011086497A2 (en) | 2010-01-12 | 2011-01-11 | Three-stage thermal convection apparatus and uses thereof |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016099986A Division JP6432946B2 (ja) | 2010-01-12 | 2016-05-18 | 3段熱対流装置及びその使用法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013516975A JP2013516975A (ja) | 2013-05-16 |
JP2013516975A5 JP2013516975A5 (ja) | 2015-11-12 |
JP5940458B2 true JP5940458B2 (ja) | 2016-06-29 |
Family
ID=44304735
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012548512A Active JP5940458B2 (ja) | 2010-01-12 | 2011-01-11 | 3段熱対流装置及びその使用法 |
JP2016099986A Active JP6432946B2 (ja) | 2010-01-12 | 2016-05-18 | 3段熱対流装置及びその使用法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016099986A Active JP6432946B2 (ja) | 2010-01-12 | 2016-05-18 | 3段熱対流装置及びその使用法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9573134B2 (ja) |
EP (1) | EP2524026A4 (ja) |
JP (2) | JP5940458B2 (ja) |
KR (2) | KR102032522B1 (ja) |
CN (2) | CN102791847B (ja) |
AU (2) | AU2011206359B2 (ja) |
BR (1) | BR112012017165A2 (ja) |
WO (1) | WO2011086497A2 (ja) |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104630056B (zh) * | 2010-01-12 | 2017-11-07 | 阿赫姆生物系统公司 | 两阶段热对流装置及其用途 |
CN102791847B (zh) * | 2010-01-12 | 2015-01-21 | 阿赫姆生物系统公司 | 三阶段热对流装置及其用途 |
EP2699352A1 (en) | 2011-04-21 | 2014-02-26 | Streck Inc. | Improved sample tube having particular utility for nucleic acid amplification |
CA2835654A1 (en) | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Streck, Inc. | Rapid thermocycler system for rapid amplification of nucleic acids and related methods |
CN102876569A (zh) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | 瑞基海洋生物科技股份有限公司 | 用于热对流聚合酶连锁反应装置的毛细管 |
CN103173434A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 厦门万泰沧海生物技术有限公司 | 一种在恒温热源下进行聚合酶链式反应的方法及装置 |
US9505004B2 (en) * | 2012-03-09 | 2016-11-29 | Genereach Biotechnology Corp. | Device for controlling thermal convection velocity of biochemical reaction and method for the same |
TWI482856B (zh) * | 2012-05-25 | 2015-05-01 | Ind Tech Res Inst | 聚合酶連鎖反應裝置 |
US9932632B2 (en) | 2012-08-10 | 2018-04-03 | Streck, Inc. | Real-time optical system for polymerase chain reaction |
JP5967611B2 (ja) * | 2012-08-22 | 2016-08-10 | 国立大学法人大阪大学 | 熱対流生成用チップ及び熱対流生成装置 |
US9440234B2 (en) * | 2013-03-22 | 2016-09-13 | Rarecyte, Inc. | Device for analysis of a target analyte |
EP3014251A1 (en) | 2013-06-28 | 2016-05-04 | Streck Inc. | Devices for real-time polymerase chain reaction |
JP6427753B2 (ja) | 2013-09-11 | 2018-11-28 | 国立大学法人大阪大学 | 熱対流生成用チップ、熱対流生成装置、及び熱対流生成方法 |
US9427739B2 (en) * | 2013-10-11 | 2016-08-30 | Benjamin Albert Suhl | Rapid thermal cycling for PCR reactions using enclosed reaction vessels and linear motion |
EP3141592B1 (en) | 2014-05-08 | 2020-03-11 | Osaka University | Heat convection-generating chip and liquid-weighing instrument |
CN105358673A (zh) * | 2014-05-21 | 2016-02-24 | 卡尤迪生物科技(北京)有限公司 | 用于热循环的系统和方法 |
WO2015176253A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Coyote Bioscience Co., Ltd. | Systems and methods for low power thermal cycling |
US10196678B2 (en) | 2014-10-06 | 2019-02-05 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of nucleic acids |
US9921182B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-03-20 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of mercury |
US10627358B2 (en) | 2014-10-06 | 2020-04-21 | Alveo Technologies, Inc. | Method for detection of analytes |
US9506908B2 (en) | 2014-10-06 | 2016-11-29 | Alveo Technologies, Inc. | System for detection of analytes |
US10352899B2 (en) | 2014-10-06 | 2019-07-16 | ALVEO Technologies Inc. | System and method for detection of silver |
TW201628718A (zh) * | 2015-02-13 | 2016-08-16 | Genereach Biotechnology Corp | 加熱裝置以及具有該加熱裝置的生化反應器 |
CN107530703B (zh) * | 2015-03-13 | 2020-02-07 | 瑞基海洋生物科技股份有限公司 | 加热装置以及具有该加热装置的生化反应器 |
CN107058307A (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-18 | 深圳市瀚海基因生物科技有限公司 | 引物、试剂盒以及检测hbb基因序列的方法 |
CN106680250B (zh) * | 2015-11-10 | 2023-06-30 | 北京万泰生物药业股份有限公司 | 用于聚合酶链式反应的检测机构及聚合酶链式反应装置 |
CN105441321B (zh) * | 2015-12-11 | 2018-06-08 | 杭州优思达生物技术有限公司 | 全自动一体化核酸分析仪 |
CN105505763A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-04-20 | 上海理工大学 | 自然对流型pcr-电泳集成芯片及检测方法 |
CN106047688A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-26 | 车团结 | 一种聚合酶链式反应仪及其温度控制系统 |
CN106367336B (zh) * | 2016-08-08 | 2020-03-03 | 皮卡(上海)生物科技有限公司 | 用于进行化学反应的装置、方法和系统 |
MX2019003273A (es) | 2016-09-23 | 2019-09-13 | Alveo Tech Inc | Metodos y composiciones para detectar analitos. |
CN106399088A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-02-15 | 北京工业大学 | 一种用于单通道往复式循环荧光pcr研究的方法 |
CN109957506B (zh) * | 2017-12-22 | 2022-04-01 | 克雷多生物医学私人有限公司 | 通过试剂容器以热对流进行定量聚合酶链式反应的装置 |
CN109321428B (zh) * | 2018-09-20 | 2022-10-14 | 北京酷搏科技有限公司 | 一种热循环装置、方法及应用 |
US11788887B2 (en) * | 2020-03-27 | 2023-10-17 | Nanohmics, Inc. | Tunable notch filter |
JP2023110116A (ja) * | 2020-06-26 | 2023-08-09 | 野村メディカルデバイス株式会社 | 核酸測定装置及び核酸測定方法 |
KR20230049744A (ko) * | 2020-08-19 | 2023-04-13 | 스핀디아그 게엠바하 | Dna를 복제하기 위한 방법, 회전 장치 및 dna를 복제하기 위한 시스템 |
WO2023102208A1 (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-08 | Adaptive Phage Therapeutics, Inc. | Heating arrangement |
US11938485B2 (en) | 2021-12-07 | 2024-03-26 | Industrial Technology Research Institute | Heating device for convective polymerase chain reaction |
JP7253032B1 (ja) | 2021-12-07 | 2023-04-05 | 財團法人工業技術研究院 | 対流式ポリメラーゼ連鎖反応のための加熱装置 |
Family Cites Families (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4683202A (en) | 1985-03-28 | 1987-07-28 | Cetus Corporation | Process for amplifying nucleic acid sequences |
US6787338B2 (en) | 1990-06-04 | 2004-09-07 | The University Of Utah | Method for rapid thermal cycling of biological samples |
US5455175A (en) | 1990-06-04 | 1995-10-03 | University Of Utah Research Foundation | Rapid thermal cycling device |
RU2017821C1 (ru) | 1990-10-10 | 1994-08-15 | Анатолий Михайлович Онищенко | Способ амплификации днк и устройство для его осуществления |
US6703236B2 (en) * | 1990-11-29 | 2004-03-09 | Applera Corporation | Thermal cycler for automatic performance of the polymerase chain reaction with close temperature control |
US5270183A (en) | 1991-02-08 | 1993-12-14 | Beckman Research Institute Of The City Of Hope | Device and method for the automated cycling of solutions between two or more temperatures |
EP0636413B1 (en) | 1993-07-28 | 2001-11-14 | PE Corporation (NY) | Nucleic acid amplification reaction apparatus and method |
DE4412286A1 (de) | 1994-04-09 | 1995-10-12 | Boehringer Mannheim Gmbh | System zur kontaminationsfreien Bearbeitung von Reaktionsabläufen |
US5589136A (en) | 1995-06-20 | 1996-12-31 | Regents Of The University Of California | Silicon-based sleeve devices for chemical reactions |
US6524532B1 (en) | 1995-06-20 | 2003-02-25 | The Regents Of The University Of California | Microfabricated sleeve devices for chemical reactions |
US6168948B1 (en) | 1995-06-29 | 2001-01-02 | Affymetrix, Inc. | Miniaturized genetic analysis systems and methods |
DE19534632A1 (de) * | 1995-09-19 | 1997-03-20 | Boehringer Mannheim Gmbh | System zur Temperaturwechselbehandlung von Probenflüssigkeiten |
US5761377A (en) | 1995-09-28 | 1998-06-02 | Holmes Products Corporation | Tower type portable radiant heater |
JP3851672B2 (ja) | 1995-09-29 | 2006-11-29 | オリンパス株式会社 | Dna増幅装置 |
EP0927265A4 (en) | 1996-06-17 | 2000-07-12 | Trustees Of Board Of | THERMOCYCLING APPARATUS AND METHOD |
US5786182A (en) | 1997-05-02 | 1998-07-28 | Biomerieux Vitek, Inc. | Dual chamber disposable reaction vessel for amplification reactions, reaction processing station therefor, and methods of use |
EP0997530B1 (en) | 1997-06-26 | 2006-08-23 | Takara Bio Inc. | Dna polymerase-related factors |
CA2328609A1 (en) * | 1998-05-16 | 1999-11-25 | Pe Corporation (Ny) | Instrument for monitoring polymerase chain reaction of dna |
US6780617B2 (en) | 2000-12-29 | 2004-08-24 | Chen & Chen, Llc | Sample processing device and method |
US7799521B2 (en) * | 1998-06-24 | 2010-09-21 | Chen & Chen, Llc | Thermal cycling |
ATE468175T1 (de) | 1999-03-25 | 2010-06-15 | Alphahelix Molecular Diagnosti | Homogenisierung von kleinvolumigen mischungen durch zentrifugierung und erhitzen |
US6472186B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-10-29 | Andre Quintanar | High speed process and apparatus for amplifying DNA |
JP2005095001A (ja) | 1999-10-22 | 2005-04-14 | Fujisawa Pharmaceut Co Ltd | ヘテロマーペプチドの遺伝子工学的固定化 |
US6740495B1 (en) | 2000-04-03 | 2004-05-25 | Rigel Pharmaceuticals, Inc. | Ubiquitin ligase assay |
AUPQ671500A0 (en) | 2000-04-05 | 2000-05-04 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Fuel injector nozzles |
US6720187B2 (en) * | 2000-06-28 | 2004-04-13 | 3M Innovative Properties Company | Multi-format sample processing devices |
US6734401B2 (en) | 2000-06-28 | 2004-05-11 | 3M Innovative Properties Company | Enhanced sample processing devices, systems and methods |
AU2001290309A1 (en) | 2000-10-27 | 2002-05-15 | International Reagents Corporation | Method of diagnosing nephropathy |
US6586233B2 (en) | 2001-03-09 | 2003-07-01 | The Regents Of The University Of California | Convectively driven PCR thermal-cycling |
AU2002313676A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-03-03 | Idaho Technology, Inc. | Thermal cycling system and method of use |
WO2003022435A2 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Iquum, Inc. | Sample vessels |
KR100488281B1 (ko) | 2001-09-15 | 2005-05-10 | 아람 바이오시스템 주식회사 | 열 대류를 이용한 염기서열 증폭 방법 및 장치 |
WO2003038127A1 (en) | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Ahram Biosystems Inc. | Method and apparatus for amplification of nucleic acid sequences using immobilized dna polymerase |
KR100740869B1 (ko) * | 2002-09-13 | 2007-07-19 | 아람 바이오시스템 주식회사 | 고정화된 디엔에이 중합효소를 사용한 염기서열 증폭 방법및 장치 |
US7537890B2 (en) | 2003-10-03 | 2009-05-26 | The Regents Of The University Of Michigan | Methods of performing biochemical reactions in a convective flow field |
US8043849B2 (en) * | 2004-02-24 | 2011-10-25 | Thermal Gradient | Thermal cycling device |
ATE460947T1 (de) | 2004-06-07 | 2010-04-15 | Core Dynamics Ltd | Verfahren zur sterilisation von biologischen präparaten |
CN2767454Y (zh) * | 2004-07-06 | 2006-03-29 | 北京工业大学 | 一种应用于pcr扩增的微流控芯片应用封装结构 |
WO2008070198A2 (en) * | 2006-05-17 | 2008-06-12 | California Institute Of Technology | Thermal cycling system |
JPWO2007141912A1 (ja) * | 2006-06-07 | 2009-10-15 | 住友ベークライト株式会社 | Rna検出方法 |
US8735103B2 (en) * | 2006-12-05 | 2014-05-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Natural convection-driven PCR apparatus and method using disposable polymer chip |
CN1995319A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-11 | 北京工业大学 | 面向聚合酶链式反应微流控芯片的多通道智能温控装置 |
JP2010537204A (ja) * | 2007-08-28 | 2010-12-02 | コーベット リサーチ プロプライエタリー リミテッド | 選択的に開放することが可能なポートを有する熱サイクル適用デバイス。 |
EP2235196A4 (en) | 2008-01-24 | 2011-09-28 | Medigen Biotechnology Corp | METHODS AND APPARATUSES FOR CONVECTIVE POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) |
JP2009201444A (ja) | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析装置 |
CN104630056B (zh) | 2010-01-12 | 2017-11-07 | 阿赫姆生物系统公司 | 两阶段热对流装置及其用途 |
CN102791847B (zh) * | 2010-01-12 | 2015-01-21 | 阿赫姆生物系统公司 | 三阶段热对流装置及其用途 |
-
2011
- 2011-01-11 CN CN201180013468.9A patent/CN102791847B/zh active Active
- 2011-01-11 WO PCT/IB2011/050103 patent/WO2011086497A2/en active Application Filing
- 2011-01-11 EP EP11732725.4A patent/EP2524026A4/en not_active Withdrawn
- 2011-01-11 BR BR112012017165A patent/BR112012017165A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-01-11 AU AU2011206359A patent/AU2011206359B2/en not_active Ceased
- 2011-01-11 CN CN201510009215.4A patent/CN104611222B/zh active Active
- 2011-01-11 KR KR1020187018037A patent/KR102032522B1/ko active IP Right Grant
- 2011-01-11 JP JP2012548512A patent/JP5940458B2/ja active Active
- 2011-01-11 KR KR1020127020988A patent/KR101873199B1/ko active IP Right Grant
-
2012
- 2012-07-02 US US13/539,821 patent/US9573134B2/en active Active
-
2016
- 2016-02-12 AU AU2016200907A patent/AU2016200907B2/en not_active Ceased
- 2016-05-18 JP JP2016099986A patent/JP6432946B2/ja active Active
-
2017
- 2017-01-04 US US15/398,613 patent/US10086374B2/en active Active
-
2018
- 2018-08-22 US US16/108,547 patent/US20190168215A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112012017165A2 (pt) | 2015-09-15 |
AU2011206359B2 (en) | 2015-11-26 |
KR101873199B1 (ko) | 2018-08-03 |
AU2016200907B2 (en) | 2018-04-19 |
AU2011206359A1 (en) | 2012-08-23 |
KR102032522B1 (ko) | 2019-11-08 |
US10086374B2 (en) | 2018-10-02 |
US20190168215A1 (en) | 2019-06-06 |
JP2013516975A (ja) | 2013-05-16 |
CN104611222A (zh) | 2015-05-13 |
WO2011086497A3 (en) | 2012-02-16 |
JP6432946B2 (ja) | 2018-12-05 |
US20130109022A1 (en) | 2013-05-02 |
KR20120138747A (ko) | 2012-12-26 |
AU2016200907A1 (en) | 2016-03-03 |
US20170239654A1 (en) | 2017-08-24 |
WO2011086497A2 (en) | 2011-07-21 |
CN104611222B (zh) | 2017-05-24 |
US9573134B2 (en) | 2017-02-21 |
EP2524026A2 (en) | 2012-11-21 |
KR20180073725A (ko) | 2018-07-02 |
CN102791847B (zh) | 2015-01-21 |
CN102791847A (zh) | 2012-11-21 |
EP2524026A4 (en) | 2017-10-18 |
JP2016144479A (ja) | 2016-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6432946B2 (ja) | 3段熱対流装置及びその使用法 | |
JP6427483B2 (ja) | 2段熱対流装置及びその使用法 | |
JP2013516976A5 (ja) | ||
JP2013516975A5 (ja) | ||
WO2018143469A1 (ja) | 遺伝子増幅システム、流路チップ、回転駆動機構、及び遺伝子増幅方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140110 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150318 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150618 |
|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20150918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160518 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5940458 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |