JP7036243B2 - 解析方法 - Google Patents
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Description
本願は、2016年4月28日に日本に出願された特願2016-091949号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、特許文献2では、微小空間内でインベーダー反応を行うことで遺伝子の1塩基の違いを検出する方法が示されている。
この解析方法では、試料及び試薬を液体注入部から注入し、廃液貯蔵部内で試料及び試薬の余剰分と封止液との界面が形成され、かつ、廃液貯蔵部における試料及び試薬の余剰分と封止液との界面と複数の収容部の底面との距離が蛍光取得可能距離以上離れている状態となるように、所定量の封止液を液体注入部から注入することによって複数の収容部を個別に封止し、複数部の収容部に対して励起光を照射し、励起光に基づき複数の収容部で生じる蛍光を観察する。
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る解析キットにおける解析デバイスの模式的な断面図である。図2は、解析デバイスに試料と試薬の混合液が注入された状態を示す模式図である。図3は、解析デバイスに封止液が注入された状態を示す模式図である。
本実施形態に係る解析キット1によって解析される対象物は、例えば核酸などの試料である。一例として、本実施形態に係る解析キット1は、核酸を定量するために利用可能である。
解析デバイス2は、基体部3とカバー部7とを備えている。
基体部3は、基板4と、基板4上に形成された微小孔アレイ層5とを備えている。
樹脂から形成された微小孔アレイ層5の材質の例としては、シクロオレフィンポリマーや、シクロオレフィンコポリマー、シリコン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素樹脂、アモルファスフッ素樹脂などが挙げられる。なお、微小孔アレイ層5の例として示されたこれらの材質はあくまでも例であり、微小孔アレイ層5の材質はこれらには限られない。
なお、本実施形態における疎水性とは、接触角試験における疎水性材料とフッ素系オイル(製品名FC-40、本実施形態に係る疎水性評価の標準溶液)との接触角が25°以下の範囲にあることと定義される。好ましくは、フッ素系オイルとの接触角が10°以下である。
なお、本実施形態において微小孔アレイ層5に使用される材質とフッ素系オイルとの接触角の一例としては、疎水性樹脂であるシクロオレフィンポリマー(COP)のフッ素系オイルとの接触角は10°程度である。
なお、接触角試験には、液滴法を用いた。
このパターニングによって、微小孔アレイ層5が除去されて基板4が露出した部分が底面6aとなり、基板4が露出した部分を囲む微小孔アレイ層5が側面となる複数の収容部6が微小孔アレイ層5に形成される。
各収容部6の間隔(隙間)の大きさは、各収容部6において独立してシグナル検出ができる分解能に応じて設定される。
各収容部6は微小孔アレイ層5に対して三角格子状を有するように配列されている。
なお、各収容部6の配列方法は特に限定されない。微小孔アレイ層5に形成された貫通孔と、基板4の表面とによって、基板4を底面6aとする有底筒状の微小な収容部6が形成されている。
具体的には、直接染料、塩基性染料、カチオン染料、酸性染料、媒染染料、酸性媒染染料、硫化染料、建染染料、ナフトール染料、分散染料、反応染料などが挙げられる。特に、樹脂を染色する場合には、分散染料が選択されてよい。
なお、図1~図3においては、廃液貯蔵部12が流路の垂直方向に位置する(流路9の上方に位置する)例を示したが、廃液貯蔵部12が流路の水平方向に位置していてもよい。すなわち、図1~図3における解析デバイス2の側面に廃液貯蔵部12が設けられていてもよい。廃液貯蔵部12が流路の水平方向に配置された場合、微小孔アレイに格納されなかった試料は、観察面方向(水平方向)へ移動させることもできる。
廃液貯蔵部12を流路の水平方向に配置するように構成した場合には、解析デバイス2を平たくすることができる(厚みを薄くすることができる)ため、持ち運びに優れ、装置との干渉も少なくすることができる。
なお、廃液貯蔵部の配置は、流路の垂直方向、流路の水平方向に限られず、試料の解析、検出を妨げない範囲においては、流路の斜め上、流路の斜め下等に配置されていてもよく、本実施形態の例示に限定されない。
また、フェライトや磁石を含有するビーズ14を用いて、磁石によりビーズ14を収容部6に誘導してもよい。磁性ビーズを使うことで磁力によりビーズ14を収容部6の中に引き込むことも可能である。
また、樹脂でできているビーズ14を解析対象物の捕捉用ビーズとして選択し、遠心力を利用して収容部6にトラップしてもよい。ビーズ14の材料としての樹脂は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリテレフタラートなどの樹脂の中から任意の材料を選択してもよい。
解析対象物となる物質自体は、溶媒中に分散しているので、解析対象物が溶媒中に分散したままでは収容部6内に入りにくい。本実施形態では、溶媒よりも比重が高いビーズ14に解析対象物を捕捉させて、収容部6内へ解析対象物をビーズ14とともに収容することができる。
すなわち、ビーズ14のサイズが0.1μmから20μmの範囲にあることによって、光学的な観察が容易であるとともに十分に高いハイブリダイゼーション効率を得ることができる。なお、ビーズ14のサイズは、収容部6の形状に対応して、上記の好ましい範囲(0.1~20μm)以外のサイズとすることもできる。
例えば、特定の遺伝子が解析(検出)対象の場合、鋳型核酸そのもの、又は鋳型核酸の一部分が解析対象となる。
例えば、蛍光は活性酸素などの影響により劣化してしまう場合があるので、これを防止するために、スカベンジャー試薬やグルコースオキシダーゼなどが試薬15に添加されていてもよい。
本実施形態では、封止液17の比重は、ビーズ14を除く試薬15の比重よりも高い。
以下では、解析対象物が核酸であり、核酸の濃度を測定する例を示す。
本実施形態では、解析対象物である核酸を、ハイブリダイゼーションによってビーズ14に捕捉させる。試料16に含まれる核酸には、解析対象となる核酸以外の核酸も含まれている。ビーズ14は、解析対象となる核酸に対して相補的なプローブによって修飾されているので、解析対象となる核酸を特異的に捕捉することができる。ビーズ14上に結合している核酸捕捉用プローブとしては、例えば目的核酸と相補鎖を形成するDNA、RNA、BNA、PNAなどの核酸から任意のものを選択できる。
例えば磁気ビーズを使用した場合には、ハイブリダイゼーションが終わったら、磁気スタンドを用いてビーズ14をチューブの底に集め、上清をピペットにより取り除く。他の方法としては、ハイブリダイズ後のビーズを含む溶液をピペットチップに吸い取った後、磁石をピペットチップに当てて、ビーズ14を捕捉した状態で、液のみ排出する。その後、検出用試薬15を吸引し、磁石を外してビーズ14と試薬15を攪拌した後に、ビーズ14の入った試薬15を検出デバイスに導入してもよい。使用する磁石は、ピペットチップの側面から当ててもよい。また、ピペットチップに装着可能なドーナツ状の磁石を使用することもできる。
また、シリカビーズ等磁気ビーズ以外のビーズ14を使用した場合には、遠心分離によりビーズ14を回収して検出用試薬15と混合する。この場合、ビーズ14の直径よりも孔径の小さなフィルターを使用してビーズ14を分離してもよい。
解析対象物を含む溶液を空の解析デバイス2の液体注入部11から導入する場合、流路9内の一部のみを満たす微量の溶液を導入し、続けて封止液17を導入することで、溶液に満たされた部分に形成された収容部6に溶液を導入しつつ、収容部6には入らなかった溶液が封止液17で押し出されてその先の流路9内の一部を満たし、この部分に形成された収容部6に溶液を導入しつつ、さらに封止液17で押し出されて収容部6には入らなかった溶液が、さらにその先の流路9内の一部を満たすことを繰り返すことで、微量の溶液を効率よく収容部6へ導入してもよい。
たとえば、解析デバイス2の内部を事前に事前バッファーで満たしておき、試料16(解析対象物を捕捉したビーズ14)と試薬15との混合液を液体注入部11から導入して事前バッファーと置換することで収容部6へ混合液を導入してもよい。
空の解析デバイス2の液体注入部11から溶液を導入して解析デバイス2に遠心力を加えることで収容部6へ混合液を導入してもよい。
解析デバイス2内の空気が溶け込むことが出来る容量の溶液や事前バッファーを液体注入部11から導入し続けることで収容部6へ混合液を導入してもよい。
廃液貯蔵部12内において、ビーズ14を除く試薬15よりも封止液17の方が比重が高いので、試薬15と試料16との混合液は封止液17に重層された状態となっている。
インベーダー反応は、所定の温度条件で一定時間反応を行う等温反応である。このため、インベーダー反応を行う場合には、温度が一定に保たれたチャンバー内に、解析デバイス2を静置する。また、温度が一定に保たれたホットプレート上に解析デバイス2を静置してもよい。反応温度に加温するホットプレートなどの加熱装置は、タイマー付きの装置を使用してもよい。
本実施形態において使用される蛍光顕微鏡は、顕微鏡画像を撮像するためのカメラと、カメラが撮像した顕微鏡画像を解析するソフトウェアがインストールされたコンピュータシステムとに接続されている。
また、ビーズ14に焦点が合うように画像処理・画像認識アルゴリズムを入れてもよい。
一方、画像認識に関しては登録してある画像、特にピンボケ、照明ムラ、汚れ等が発生したビーズ14がどのように観察されるか画像データベース化しておくと、適合精度が上がり、なお好ましい。好ましくはさらに、透過照明で、位相差で、エッジを際立たせた状態で、ビーズ14と収容部6のピント方向のZ軸上の位置を記憶させて、蛍光照明に切り替えて蛍光画像で、ビーズ14と収容部6を確認するような仕組みにすれば、より精度が上がり望ましい。
収容部6を縦長くし、フォーカスしてよい範囲を広げ、ビーズ14を捜すようにすることも可能である。
もしくは、フィルターによってオフセットするような光路長が変化する光学素子で、調整してもよい。
解析デバイス2に照射する励起光を強くすることで、蛍光が暗くても、長時間の露光は必要なくなり、短時間で測定できる。また、解析デバイス2の照射する励起光を弱くした場合、露光に必要な時間は増加するが、蛍光の退色を低く抑えることができる。
最近、LED光源が蛍光顕微鏡用に販売されている。まだ、それほど多くの波長の種類がなく、すべてで水銀ランプよりLEDが強い励起光源になる訳ではないが、波長が合えば励起波長に合った強い励起光が可能で、蛍光強度も強いが、蛍光劣化は少ない光源とすることが可能で、露光時間を短くすることが可能となる。
UV側をカットでき、励起光幅の広い適切なフィルターを選べば、励起光を強くしたことと同じになり、露光時間を減らすことが可能である。
例えば、400万画素程度のカメラで撮影する場合、1000万画素クラスに変更して、解像度を高くする。
低倍率の対物レンズの撮影結果から、撮影条件を決定することも可能である。例えば、低倍率の対物レンズで撮影を行い、画像全体の輝度が高かった場合にはターゲット濃度が高いため、多くの収容部6を観察せず撮影枚数を減らすことが可能であり、低倍率の対物レンズで撮影をしたときに全体の輝度が低かった場合には、ターゲット濃度が低いため撮影枚数を増やすようにすることも可能である。低倍率で撮影した後に、撮影を高倍率に切り替えることも可能である。
また、蛍光強度が規定の値以上高い値を示す収容部6の割合が、たとえば全体の10%以上の場合は、エラーとすることもできる。特に、解析データとして成り立つ条件を明らかにし、その上で判定する基準を設けることができる。
また、エラーに関するデータを蓄えておき、エラーの参照のデータベースを構築することで、エラーであるか否かの判定が難しいデータについて都度確認を要求するプログラムとしてもよい。また、エラーの可能性があることを認識するような仕組みを設けてもよい。また、判定基準よりも規定の倍数以上高い値を示すものに関しては、生化学的反応が起こらなかった収容部6にも生化学的反応が生じた収容部6にも含めない(すなわち無視する)とする方法も採用できる。
カメラの感度は、最大もしくは、1秒程度(初期設定で、0.1秒にも、5秒にも、10秒にも設定できる)の露光からはじめる。その間は、励起光は強めることが出来ない。
本実施形態では、試料16と試薬15との混合液と封止液17との界面18近傍において、混合液と封止液17とが撹拌されたり、混合液中の溶質が封止液17へ移行したりすることが考えられる。試料16と試薬15の混合液は、蛍光を発する生化学的反応が起こっているので、励起光の照射に対応して蛍光を発し得る状態にある。このため、試料16と試薬15との混合物の余剰分が収容部6の近傍に位置していると、余剰分による蛍光と収容部6における蛍光との区別がつきにくくなってしまう。また、試料16と試薬15との混合物の余剰分が封止液17と混合されて収容部6近傍まで移動してくる場合にも、余剰分による蛍光と収容部6における蛍光との区別がつきにくくなってしまう。
本発明の第2実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係る解析キットにおける解析デバイスの模式的な断面図である。
本実施形態に係る解析デバイス2Aにおいて、廃液貯蔵部12と収容部6との最短距離は、流路9に沿って2mm以上離れている必要はない。そのかわり、本実施形態に係る解析デバイス2Aにおいては、試料16及び試薬15が封止液17上に重層された状態で廃液貯蔵部12に貯蔵されている時の試料16及び試薬15と封止液17との界面18と収容部6との最短距離は、流路9に沿って2mm以上離れている。界面18の位置は、液体注入部11から注入される封止液17の量に対応している。すなわち、本実施形態では、界面18と収容部6との最短距離L2が流路9に沿って2mm以上離れるようにするために必要な量の封止液17が液体注入部11から注入されるようになっている。たとえば、本実施形態における界面18と収容部6との最短距離L2は、例えば、複数の収容部6において最も廃液貯蔵部12に近い位置にある収容部6から界面18までを流路9及び廃液貯蔵部12内を通じて最短でつなぐように屈曲した直線に沿って測った距離でよい。
なお、界面18と収容部6との最短距離は、流路9の中央を通るように測った距離としてもよい。
封止液17の注入は、手作業で行われてもよい。また、封止液17の注入は、所定量の封止液17を自動的に注入するシステムにより行われてもよい。
なお、図4においては、廃液貯蔵部12が流路の垂直方向に位置する(流路9の上方に位置する)例を示したが、廃液貯蔵部12が流路の水平方向に位置していてもよい。すなわち、図4における解析デバイス2Aの側面に廃液貯蔵部12が設けられていてもよい。廃液貯蔵部12が流路の水平方向に配置された場合、微小孔アレイに格納されなかった試料は、観察面方向(水平方向)へ移動させることもできる。廃液貯蔵部12が流路の水平方向に配置された場合においても、廃液貯蔵部12に貯蔵されている時の試料16及び試薬15と封止液17との界面18が形成されるように構成してもよく、界面18と収容部6との最短距離は、流路9に沿って2mm以上離れているように構成することが好ましい。
廃液貯蔵部12を流路の水平方向に配置するように構成した場合には、解析デバイス2Aを平たくすることができる(厚みを薄くすることができる)ため、持ち運びに優れ、装置との干渉も少なくすることができる。
なお、廃液貯蔵部12の配置は、流路の垂直方向、流路の水平方向に限られず、試料の解析、検出を妨げない範囲においては、流路の斜め上、流路の斜め下等に配置されていてもよく、本実施形態の例示に限定されない。
本発明の第3実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係る解析装置(解析システム)の模式図である。
図5に示す本実施形態に係る解析装置(解析システム)20は、上記の第1実施形態に開示された解析デバイス2および上記の第2実施形態に開示された解析デバイス2Aを用いて自動的に解析を行うシステムを含む装置である。以下では、第1実施形態に開示された解析デバイス2を用いて解析を行うシステムについて説明する。第2実施形態に開示された解析デバイス2Aも、本実施形態の解析システム20において同様に利用可能である。
制御部29は解析デバイス2の形状に関するデータと、対物レンズ31の焦点深度33に関するデータとを記憶している。
解析デバイス2の形状に関するデータとは、少なくとも、対物レンズ31の光軸方向における収容部6の底面6aの位置と、解析デバイス2に液体を注入する量と廃液貯蔵部12における当該液体の表面位置との関係を示すデータである。
解析デバイス2に液体を注入する量と廃液貯蔵部12における当該液体の表面位置との関係を示すデータは、テーブルや計算式等として制御部29に記憶されている。
本実施形態の解析システム20の使用時には、封止液17の注入が終了した時点において、試料16及び試薬15の余剰分並びに流路9に供給された封止液17の一部が、廃液貯蔵部12に廃液として貯蔵される。試料16及び試薬15の混合液は、廃液貯蔵部12内において、封止液17上に重層された状態となる。廃液貯蔵部12における試料16及び試薬15の混合液と封止液17との界面18の位置は、対物レンズ31の光軸方向において、収容部6の底面6aから蛍光取得可能距離34よりも離れた位置にある。このため、廃液貯蔵部12に貯蔵された試料16及び試薬15は、光学系30においてピントが合う範囲外に位置している。廃液貯蔵部12内の試料16及び試薬15の混合液は、解析対象物及び試薬15を含んでいるので、励起光の照射に対応して蛍光を発し得る状態となっている。本実施形態では、光学系30を通じて廃液貯蔵部12内の混合液に励起光が照射された場合、廃液貯蔵部12内の混合液が焦点位置32から離れた位置にあるので、蛍光強度が低い。さらに、廃液貯蔵部12内の混合液はピントが合う位置にないので、蛍光を発していても画像上で光点とならない。このため、本実施形態に係る解析システム20では、廃液貯蔵部12の近くにある収容部6における蛍光と、廃液貯蔵部12内における蛍光とのS/N比を、解析装置37において収容部6の蛍光の有無を判定できる程度に十分に高めることができる。
なお、図5においては、上記第1実施形態および第2実施形態と同様に、廃液貯蔵部12が流路の垂直方向に位置する(流路の上方に位置する)例を示したが、廃液貯蔵部12が流路の水平方向に位置していてもよい。すなわち、図5における解析デバイス2、2Aの側面に廃液貯蔵部12が設けられていてもよい。廃液貯蔵部12が流路の水平方向に配置された場合、微小孔アレイに格納されなかった試料は、観察面方向(水平方向)へ移動させることもできる。廃液貯蔵部12が流路の水平方向に配置された場合においても、廃液貯蔵部12に貯蔵されている時の試料16及び試薬15と封止液17との界面18が形成されるように構成してもよく、界面18と収容部6との最短距離は、流路9に沿って2mm以上離れていることが好ましい。
廃液貯蔵部12を流路の水平方向に配置するように構成した場合には、解析デバイス2、2Aを平たくすることができる(厚みを薄くすることができる)ため、持ち運びに優れ、解析システム20に用いる装置との干渉も少なくすることができる。
なお、廃液貯蔵部12の配置は、流路の垂直方向、流路の水平方向に限られず、試料の解析、検出を妨げない範囲においては、流路の斜め上、流路の斜め下等に配置されていてもよく、本実施形態の例示に限定されない。
上記各実施形態に開示された解析デバイス2の変形例について説明する。
本変形例の解析デバイス2は、ビーズ14を使用しない解析に使用される。
解析対象物を含む溶液を解析デバイス2に直接導入することで、収容部6に解析対象物を導入し、解析を行う。解析対象物の濃度が低い場合は、解析対象物を含む溶液を解析デバイス2に導入する前にプレ増幅を行ってもよい。プレ増幅は、ポリメラーゼチェーン反応(PCR)を用いてもよい。PCRは必要に応じて数サイクルから数十サイクル行ってもよく、好ましくは、10サイクル以上がよい。また、解析対象物がRNAの場合は、解析対象物を含む溶液を解析デバイス2に導入する前に逆転写PCRを行ってもよい。
収容部6の容積を増やす場合、反応速度の低下が懸念される。よって、縦長い収容部6にすることで、反応速度が低下しても観察方向の蛍光シグナルを積算し、観察を容易にすることができる。収容部6の深さと直径の比を1:1以上にすることが好ましいが、直径が小さくなりすぎるとカメラによる観察が困難になるため直径の長さを考慮して決定する必要がある。収容部6の深さと直径の比は、さらに好ましくは1:2以上である。
<解析デバイスの作製>
0.6mm厚であり、シクロオレフィンポリマー製であり、直径5μmの孔を100万個持つ基体部3を射出成形にて作製した。
本実施例では水性液体の組成は20mM MOPS pH7.5、15mM NaCl、6.25mM MgCl2である。
インベーダー反応試薬(1μM アレルプローブ、1μM インベーダーオリゴ、1μM FAM標識アーム、20mM MOPS pH7.5、15mM NaCl、6.25mM MgCl2、50U/μL クリベース(登録商標))と、人工合成DNAとを混合して得た混合液Xを、注液装置22の第一注液部23を用いて、液体注入部11を介して基体部3とカバー部7との間の隙間に送液した。
ここで、人工合成DNAの濃度については、基体部3に形成された直径5μmの孔の1つに1分子が入るように、人工合成DNAの濃度が3pMとなるように人工合成DNAを混合液Xに添加した。
直径5μm高さ3μmの円柱の微小孔は59fLの体積となり、ポアソン分布に従うと仮定すると3pMの人工合成DNA濃度では100万個の微小孔のうち10%の微小孔に入ると推定される。
インベーダー反応試薬と人工合成DNAとの混合物を送液した後、注液装置22の第二注液部24を用いて、液体注入部11を介して基体部3とカバー部7との間の隙間に油性封止液17としてFC-40(SIGMA)を送液し、直径5μmの孔を封止することで、100万個の独立した核酸検出反応容器を構成した。
この際、図5に示したように、収容部6の底面6aから廃液貯蔵部12における試料及び試薬の混合液と封止液との界面18までの距離L3が、0mm(試験A)、1mm(試験B)、2mm(試験C)、4mm(試験D)、8mm(試験E)となるように、封止液17の注液量を変えた条件で以下の蛍光観察の測定を行った。
次に、100万個の独立した核酸検出反応容器を有する本実施例の解析デバイスを、63℃の条件で15分間インキュベートし、蛍光顕微鏡(図5における光学系30、対物レンズ31、光源部36、撮像部35、解析装置37に対応する)で撮影し各孔の蛍光強度を観察した。
ここでは、反応後の解析デバイスは、蛍光顕微鏡を用いて蛍光画像を撮影した。
なお、蛍光顕微鏡の制御部は、ステージ上に載置された解析デバイスにおける複数の収容部の位置と、蛍光顕微鏡における対物レンズの焦点深度と、を取得可能なように構成した。
実施例1に係る蛍光顕微鏡で用いた対物レンズの焦点深度は、3μmであった。
距離L3が1mmである試験Bにおいては、試験Aと同様に、廃液貯蔵部に存在する核酸に由来すると考えられるバックグラウンドの蛍光発光の影響が大きく、蛍光を発する核酸検出反応容器の数が計測できなかった。
距離L3が2mmである試験C、距離L3が4mmである試験D、距離L3が8mmである試験Eの条件においては、廃液貯蔵部に存在する核酸に由来すると考えられるバックグラウンドの蛍光発光の影響を受けずに、蛍光を発する核酸検出反応容器の数を計測することができた。
特に距離L3が2mmより大きいデバイスD、デバイスEにおいては、廃液貯蔵部に存在する核酸に由来すると考えられるバックグラウンドの蛍光発光の影響を受けずに、蛍光を発する核酸検出反応容器の数を再現性よく、かつ、ノイズ発生の影響をより低減して、計測することができた。
すなわち、蛍光取得可能距離34(2mm)>L3の関係である場合、蛍光を発する核酸検出反応容器の数を計測することが困難であった。一方、蛍光取得可能距離34(2mm)≦L3の関係を満たす場合、本実施例において、蛍光を発する核酸検出反応容器の数を計測可能であることを確認した。
このように、収容部の底面から廃液貯蔵部における試料及び試薬の混合液と封止液との界面までの距離L3が2mm以上である(蛍光取得可能距離以上である)デバイスC~デバイスEによれば、廃液貯蔵部に存在する核酸に由来すると考えられるバックグラウンドの蛍光発光の影響を受けずに、蛍光を発する核酸検出反応容器の数を計測することができることを確認した。
たとえば、上記の第1実施形態では、解析デバイスが核酸定量用のアレイデバイスとして使用される場合が示されているが、解析デバイスを用いた解析対象物は核酸には限られない。たとえば、本発明の実施形態に係る解析デバイスは、タンパク質や脂質や糖鎖を解析するためのアレイデバイスに適用することもできる。
また、解析デバイスにおいて、流路の入口と出口とが兼用されるように、貫通孔を1つのみ有していてもよい。この場合、貫通孔の大きさは特に制限されない。たとえば、基板の厚さ方向から見たときに複数の収容部が含まれるような口径の貫通孔がカバー部に形成されていてもよい。この場合、収容部が配された領域において流路の上面が貫通孔によって開放された状態となっており、この領域では、収容部内における試料と試薬との混合液は封止液によって封止され、封止液上に試料と試薬との混合液の余剰分が重層された状態となる。この場合においても、試料と試薬との混合液の余剰分が対物レンズの焦点深度の範囲外に封止液によって移動されるように制御部が封止液の注入量を決定することで、試料と試薬との混合液の余剰分からの蛍光と収容部内からの蛍光とのS/N比を上記第3実施形態と同様に高めることができる。
なお、上記具体的な構成に対する設計変更等は上記事項には限定されない。
2、2A 解析デバイス
3 基体部
4 基板
5 微小孔アレイ層
6 収容部
7 カバー部
8 入口
9 流路
10 出口
11 液体注入部
12 廃液貯蔵部
13 スペーサ
14 ビーズ
15 試薬
16 試料(解析対象物を含んだ試料)
17 封止液
18 界面
20 解析装置(解析システム)
21 ステージ
22 注液装置
23 第一注液部
24 第二注液部
25 タンク
26 配管
27 ノズル
28 ポンプ
29 制御部
30 光学系
31 対物レンズ
32 焦点位置
33 焦点深度
34 蛍光取得可能距離
Claims (9)
- 生化学的反応に用いられる試料及び試薬が収容される複数の収容部と、入口と出口とを有し前記複数の収容部を繋ぐ流路と、前記試料及び前記試薬並びに前記複数の収容部を個別に封止する封止液を前記流路へ供給するように接続された液体注入部と、前記複数の収容部に収容される前記試料及び前記試薬の余剰分並びに前記流路に供給された前記封止液の一部を廃液として貯蔵するために前記出口に接続された廃液貯蔵部と、を備えた解析デバイスと、前記解析デバイスの前記複数の収容部に対して励起光を照射するとともに前記励起光に基づき前記複数の収容部で生じる蛍光を観察するように構成された対物レンズ及び光学系と、を用いて解析対象物を解析する解析方法であって、
前記試料及び前記試薬を前記液体注入部から注入し、
前記廃液貯蔵部内で前記試料及び前記試薬の前記余剰分と前記封止液との界面が形成され、かつ、前記廃液貯蔵部における前記試料及び前記試薬の前記余剰分と前記封止液との前記界面と前記複数の収容部の底面との距離が蛍光取得可能距離以上離れている状態となるように、所定量の前記封止液を前記液体注入部から注入することによって前記複数の収容部を個別に封止し、
前記複数部の収容部に対して励起光を照射し、
前記励起光に基づき前記複数の収容部で生じる蛍光を観察する、
解析方法。 - 前記複数の収容部を有する微小孔アレイ層を有し、前記微小孔アレイ層が親水処理されている、
請求項1に記載の解析方法。 - 前記親水処理は、前記微小孔アレイ層に親水性膜が塗布されることである、
請求項2に記載の解析方法。 - 前記蛍光取得可能距離が、前記複数の収容部において最も前記廃液貯蔵部に近い位置にある前記収容部から前記界面までを前記流路及び前記廃液貯蔵部内を通じて最短で繋ぐように屈曲した直線に沿って測った距離である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の解析方法。 - 前記蛍光取得可能距離が2mmである、
請求項1から4のいずれか一項に記載の解析方法。 - 前記封止液の比重が前記試薬の比重よりも高い、
請求項1から5のいずれか一項に記載の解析方法。 - 前記解析デバイス内において、前記試料に含まれる解析対象物に対し、ポリメラーゼチェーン反応もしくは逆転写PCRが行われる、
請求項1から6のいずれか一項に記載の解析方法。 - 前記封止液が熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂である、
請求項1から7のいずれか一項に記載の解析方法。 - 前記封止液が油性の封止液である、
請求項1から7のいずれか一項に記載の解析方法。
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