JP7417794B2 - 核酸増幅方法、核酸増幅装置及び核酸増幅用チップ - Google Patents
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Description
そこで、本発明者は、送液用機構を1つ有する核酸増幅装置において、四方向弁とともに二方向弁を用いることにより、流路内圧力の上昇を回避できることを見出した。
項1.以下の工程を含む、核酸増幅用チップ(2)及び前記核酸増幅用チップ(2)を載置可能な基板(3)を備える核酸増幅装置(1)を用いる核酸増幅方法:
工程1:核酸増幅装置(1)の基板(3)上に核酸増幅用チップ(2)を載置する工程であって、
当該核酸増幅装置(1)が、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30)の移動を可能にする送液用機構(6)、
第1四方向弁(7)及び第2四方向弁(8)、
第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)、
第1四方向弁、第2四方向弁、第1二方向弁及び第2二方向弁の切り替えを制御する制御装置(11)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第1接続部(12)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第2接続部(13)、
前記送液用機構と第1四方向弁及び第2四方向弁とを接続する第1流路(14)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1接続部(12)に接続されている第2流路(15)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2接続部(13)に接続されている第3流路(16)、
一端が前記第1四方向弁に(7)接続され、他端が前記第1二方向弁(9)に接続されている第4流路(17)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2二方向弁(10)に接続されている第5流路(18)、
一端が前記第1二方向弁(9)に接続され、他端が流路外に開放されている第6流路(19)、
一端が前記第2二方向弁(10)に接続され、他端が流路外に開放されている第7流路(20)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が流路外に開放されている第8流路(21)、及び
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が流路外に開放されている第9流路(22)、
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1)であり、
前記核酸増幅用チップ(2)が、前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯とに各々対応する第1曲線流路(23)及び第2曲線流路(24)、当該第1曲線流路(23)及び第2曲線流路(24)をつなぐ中間流路(25)、前記核酸増幅装置に接続可能な2つの接続部(26、27)、第1曲線流路(23)と接続部(26)とをつなぐ第1接続流路(28)、及び第2曲線流路(24)と接続部(27)とをつなぐ第2接続流路(29)を備える、工程、
工程2:核酸増幅用チップ(2)における接続部(26、27)と核酸増幅装置における第1接続部(12)及び第2接続部(13)とを接続する工程、
工程3:前記送液用機構により試料液に第1曲線流路(23)と第2曲線流路(24)とを中間流路(25)を介して往復させてサーマルサイクリングを行う工程、及び
ただし、工程3において試料液(30)を前記第1ヒーター(4)側から第2ヒーター(5)側に移動させる場合には第1流路(14)と第2流路(15)とを通じ、第4流路(17)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1流路(14)と第5流路(18)とを通じ、第3流路(16)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、かつ第2二方向弁(10)を閉じた状態とし、第1二方向弁(9)を閉じた状態又は開いた状態とし、
工程3において試料液(30)を前記第2ヒーター(5)側から第1ヒーター(4)側に移動させる場合には第1流路(14)と第3流路(16)とを通じ、第5流路(18)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、第1流路(14)と第4流路(17)とを通じ、第2流路(15)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1二方向弁(9)を閉じた状態とし、かつ第2二方向弁(10)を閉じた状態又は開いた状態とし、
工程3において試料液(30)の移動を止める場合には、第1流路(14)と第4流路(17)とを通じ、第2流路(15)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1流路(14)と第5流路(18)を通じ、第3流路(16)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、かつ第1二方向弁及び/又は第2二方向弁を開けた状態とする。
前記方法が、工程4:前記中間流路(25)の所定の位置で前記蛍光検出器によりサーマルサイクル毎の試料液(30)の蛍光強度の計測を行う工程をさらに含む、方法。
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30)の移動を可能にする送液用機構(6)、
第1四方向弁(7)及び第2四方向弁(8)、
第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)、
第1四方向弁、第2四方向弁、第1二方向弁及び第2二方向弁の切り替えを制御する制御装置(11)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第1接続部(12)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第2接続部(13)、
前記送液用機構(6)と第1四方向弁及び第2四方向弁とを接続する第1流路(14)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1接続部(12)に接続されている第2流路(15)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2接続部(13)に接続されている第3流路(16)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1二方向弁(9)に接続されている第4流路(17)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2二方向弁(10)に接続されている第5流路(18)、
一端が前記第1二方向弁(9)に接続され、他端が流路外に開放されている第6流路(19)、
一端が前記第2二方向弁(10)に接続され、他端が流路外に開放されている第7流路(20)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が流路外に開放されている第8流路(21)、及び
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が流路外に開放されている第9流路(22)、
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1)。
従って、本発明の1つは以下の項を提供する:
項5.以下の工程を含む、核酸増幅用チップ(2’)及び前記核酸増幅用チップ(2’)を載置可能な基板(3’)を備える核酸増幅装置(1’)を用いる核酸増幅方法:
工程1:核酸増幅装置(1’)の基板(3’)上に核酸増幅用チップ(2’)を載置する工程であって、
当該核酸増幅装置(1’)が、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4’)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5’)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30’)の移動を可能にする送液用機構(6’)、
第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)、
第1三方向弁(7’)、第2三方向弁(8’)、送液用機構(6’)の駆動を制御する制御装置(11’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第1接続部(12’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第2接続部(13’)、
前記送液用機構と第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)とを接続する第1流路(14’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が前記第1接続部(12’)に接続されている第2流路(15’)、
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が前記第2接続部(13’)に接続されている第3流路(16’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が流路外に開放されている第4流路(21”)、及び
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が流路外に開放されている第5流路(22”)
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1’)であり、
前記核酸増幅用チップ(2’)が、前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯とに各々対応する第1曲線流路(23’)及び第2曲線流路(24’)、当該第1曲線流路(23’)及び第2曲線流路(24’)をつなぐ中間流路(25’)、前記核酸増幅装置に接続可能な2つの接続部(26’、27’)、第1曲線流路(23’)と接続部とをつなぐ第1接続流路(28’)、及び第2曲線流路(24’)と接続部とをつなぐ第2接続流路(29’)を備える、工程、
工程2:核酸増幅用チップ(2’)における接続部(26’、27’)と核酸増幅装置(1’)における第1接続部(12’)及び第2接続部(13’)とを接続する工程、
工程3:前記送液用機構により試料液を第一曲線流路(23’)と第2曲線流路(24’)とを中間流路(25’)を介して往復させてサーマルサイクリングを行う工程、及び
ただし、工程3において試料液(30’)を前記第1ヒーター(4’)側から第2ヒーター(5’)側に移動させる場合には第1流路(14’)と第2流路(15’)とを通じさせ、第4流路(21”)は第1流路(14’)及び第2流路(15’)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、第3流路(16)と第5流路(22”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第3流路(16’)と第5流路(22”)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、試料液が前記中間流路(25’)を通過する速度が100mm/s以下となるように送液用機構(6’)が制御され、
工程3において試料液(30’)を前記第2ヒーター(5’)側から第1ヒーター(4’)側に移動させる場合には第1流路(14’)と第3流路(16’)とを通じさせ、第5流路(22”)は第1流路(14’)及び第3流路(16’)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、第2流路(15’)と第4流路(21”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第2流路(15’)と第4流路(21”)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、試料液(30’)が前記中間流路(25’)を通過する速度が100mm/s以下となるように送液用機構(6’)が制御され、
工程3において試料液(30’)の移動を止める場合には、第2流路(15’)と第4流路(21”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第2流路(15’)と第4流路(21”)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、第3流路(16’)と第5流路(22”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第3流路(16’)と第5流路(22”)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、かつ前記第1三方向弁(7’)及び前記第2三方向弁(8’)の両弁を前記状態に制御後2秒以内に送液用機構(6’)を停止させる。
前記方法が、前記中間流路(25’)の所定の位置で前記蛍光検出器によりサーマルサイクル毎の試料液の蛍光強度の計測を行う工程を含む、方法。
以下に図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの図面に具現化された特定の実施形態に特定されない。
図1に、本発明の核酸増幅で用いる核酸増幅装置(1)及び核酸増幅用チップ(2)の一実施形態を示す。図1に示すように、核酸増幅装置(1)は、
核酸増幅用チップを載置可能な基板(3)、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30)の移動を可能にする送液用機構(6)、
第1四方向弁(7)及び第2四方向弁(8)、
第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)、
第1四方向弁(7)、第2四方向弁(8)、第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)の切り替えを制御する制御装置(11)、
前記核酸増幅用チップに接続可能な第1接続部(12)、
前記核酸増幅用チップに接続可能な第2接続部(13)、
前記送液用機構と第1四方向弁及び第2四方向弁とを接続する第1流路(14)、
一端が前記第1四方向弁に接続され、他端が前記第1接続部に接続されている第2流路(15)、
一端が前記第2四方向弁に接続され、他端が前記第2接続部に接続されている第3流路(16)、
一端が前記第1四方向弁に接続され、他端が前記第1二方向弁に接続されている第4流路(17)、
一端が前記第2四方向弁に接続され、他端が前記第2二方向弁に接続されている第5流路(18)、
一端が前記第1二方向弁に接続され、他端が流路外に開放されている第6流路(19)、
一端が前記第2二方向弁に接続され、他端が流路外に開放されている第7流路(20)、
一端が前記第1四方向弁に接続され、他端が流路外に開放されている第8流路(21)、及び
一端が前記第2四方向弁に接続され、他端が流路外に開放されている第9流路(22)、
を備える。
第1四方向弁(7)側については、第1二方向弁(9)が閉じているためその先に抜けることができない。一方第2四方向弁(8)側は、第3流路(16)、核酸増幅用チップ(2)における第2曲線流路(24)、中間流路(25)及び第1曲線流路(23)、第2流路(15)、第1四方向弁(7)及び第8流路(21)を介して末端が流路外に開放されるため、送液用機構(6)からの空気の圧力により試料液(30)は第1ヒーター(4)側に移動する。
図8に、本発明の核酸増幅で用いる核酸増幅装置(1’)及び核酸増幅用チップ(2’)の一実施形態を示す。図8に示すように、核酸増幅装置(1’)は、
核酸増幅用チップを載置可能な基板(3’)、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4’)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5’)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30’)の移動を可能にする送液用機構(6’)、
第1三方向弁(7’)及び第2四方向弁(8’)、
第1三方向弁(7’)、第2三方向弁(8’)及び送液用機構(6’)の駆動を制御する制御装置(11’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第1接続部(12’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第2接続部(13’)、
前記送液用機構(6‘)と第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)とを接続する第1流路(14’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が前記第1接続部(12’)に接続されている第2流路(15’)、
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が前記第2接続部(13’)に接続されている第3流路(16’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が流路外に開放されている第4流路(21”)、及び
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が流路外に開放されている第5流路(22”)、を備える。
制御装置(11’)としては、第1三方向弁(7’)、第2三方向弁(8’)及び送液用機構(6’)の駆動を制御するためのCPU等が挙げられる。
図10に示すように、当該工程3’において、試料液(30’)を前記第1ヒーター(4’)側から第2ヒーター(5’)側に移動させる場合には、第1流路(14’)と第2流路(15’)とを通じ、第4流路(21”)は第1流路(14’)及び第2流路(15’)とは通じていない状態になるように第1三方向弁(7’)を制御する。一方、第3流路(16’)と第5流路(22”)とを通じ、第1流路(14’)は第三流路(16’)及び第5流路(22”)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御する。送液用機構(6’)から送り出された空気は、第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)に向かう。第2三方向弁(8’)側については、空気はその先に抜けることができない。一方第1三方向弁(7’)側は、第2流路(15’)、核酸増幅用チップ(2’)における第1曲線流路(23’)、中間流路(25’)及び第2曲線流路(24’)、第3流路(16’)、第2三方向弁(8’)及び第5流路(22”)を介して末端が流路外に開放されるため、送液用機構(6’)からの空気の圧力により試料液(30’)は第2ヒーター(5’)側に移動する。
第1三方向弁(7’)側については、空気はその先に抜けることができない。一方第2三方向弁(8’)側は、第3流路(16’)、核酸増幅用チップ(2’)における第2曲線流路(24’)、中間流路(25’)及び第1曲線流路(23’)、第2流路(15’)、第1三方向弁(7)及び第4流路(21”)を介して末端が流路外に開放されるため、送液用機構(6’)からの空気の圧力により試料液(30’)は第1ヒーター(4’)側に移動する。
核酸増幅装置(1)の各流路の形状:円形
核酸増幅装置(1)の各流路の直径: 3mm
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の形状: 直方形状
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の幅: 0.5mm
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の深さ: 0.5mm
試料液:15μL
リアルタイムPCRにおけるサーマルサイクル条件: 98℃で30秒加熱後、さらに98℃で2秒と58℃で4秒を45サイクル繰り返す。
上記条件でリアルタイムPCRを行うことにより、試料の移動を停止する際の残圧の影響を抑えつつ、第1流路(14)の過剰な圧力によるポンプへのダメージを抑制すこともできる。
核酸増幅装置(1)の各流路の形状:円形
核酸増幅装置(1)の各流路の直径: 3mm
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の形状: 直方形状
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の幅: 0.5 mm
核酸増幅用チップ(2)のチップ流路の深さ: 0.5 mm
試料液:15μL
試料液の中間流路の通過速度を60mm/sとなるように設定する。
試料液を流路内で停止させるために第1三方向電磁弁及び第2三方向電磁弁を制御後0.4秒以内にポンプを停止する。
リアルタイムPCRにおけるサーマルサイクル条件: 98℃で30秒加熱後、さらに98℃で2秒と58℃で4秒を45サイクル繰り返す。
上記条件でリアルタイムPCRを行うことにより、試料の移動を停止する際の残圧の影響を抑えつつ、第1流路(14’)の過剰な圧力によるポンプへのダメージを抑制すこともできる。
1’・・・核酸増幅装置、2’・・・核酸増幅用チップ、3’・・・基板、4’・・・第1ヒーター、5’・・・第2ヒーター、6’・・・送液用機構、7’・・・第1三方向弁、8’・・・第2三方向弁、11’・・・制御装置、12’・・・第1接続部、13’・・・第2接続部、14’・・・第1流路、15’・・・第2流路、16’・・・第3流路、21”・・・第4流路、22”・・・第5流路、23’・・・第1曲線流路、24’・・・第2曲線流路、25’・・・中間流路、26’、27’・・・接続部、28’・・・第1接続流路、29’・・・第2接続流路、30’・・・試料液
Claims (8)
- 以下の工程を含む、核酸増幅用チップ(2)及び前記核酸増幅用チップ(2)を載置可能な基板(3)を備える核酸増幅装置(1)を用いる核酸増幅方法:
工程1:核酸増幅装置(1)の基板(3)上に核酸増幅用チップ(2)を載置する工程であって、
当該核酸増幅装置(1)が、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30)の移動を可能にする送液用機構(6)、
第1四方向弁(7)及び第2四方向弁(8)、
第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)、
第1四方向弁、第2四方向弁、第1二方向弁及び第2二方向弁の切り替えを制御する制御装置(11)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第1接続部(12)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第2接続部(13)、
前記送液用機構と第1四方向弁及び第2四方向弁とを接続する第1流路(14)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1接続部(12)に接続されている第2流路(15)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2接続部(13)に接続されている第3流路(16)、
一端が前記第1四方向弁に(7)接続され、他端が前記第1二方向弁(9)に接続されている第4流路(17)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2二方向弁(10)に接続されている第5流路(18)、
一端が前記第1二方向弁(9)に接続され、他端が流路外に開放されている第6流路(19)、
一端が前記第2二方向弁(10)に接続され、他端が流路外に開放されている第7流路(20)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が流路外に開放されている第8流路(21)、及び
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が流路外に開放されている第9流路(22)、
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1)であり、
前記核酸増幅用チップ(2)が、前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯とに各々対応する第1曲線流路(23)及び第2曲線流路(24)、当該第1曲線流路(23)及び第2曲線流路(24)をつなぐ中間流路(25)、前記核酸増幅装置に接続可能な2つの接続部(26、27)、第1曲線流路(23)と接続部(26)とをつなぐ第1接続流路(28)、及び第2曲線流路(24)と接続部(27)とをつなぐ第2接続流路(29)を備える、工程、
工程2:核酸増幅用チップ(2)における接続部(26、27)と核酸増幅装置における第1接続部(12)及び第2接続部(13)とを接続する工程、
工程3:前記送液用機構により試料液に第1曲線流路(23)と第2曲線流路(24)とを中間流路(25)を介して往復させてサーマルサイクリングを行う工程、及び
ただし、工程3において試料液(30)を前記第1ヒーター(4)側から第2ヒーター(5)側に移動させる場合には第1流路(14)と第2流路(15)とを通じ、第4流路(17)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1流路(14)と第5流路(18)とを通じ、第3流路(16)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、かつ第2二方向弁(10)を閉じた状態とし、第1二方向弁(9)を閉じた状態又は開いた状態とし、
工程3において試料液(30)を前記第2ヒーター(5)側から第1ヒーター(4)側に移動させる場合には第1流路(14)と第3流路(16)とを通じ、第5流路(18)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、第1流路(14)と第4流路(17)とを通じ、第2流路(15)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1二方向弁(9)を閉じた状態とし、かつ第2二方向弁(10)を閉じた状態又は開いた状態とし、
工程3において試料液(30)の移動を止める場合には、第1流路(14)と第4流路(17)とを通じ、第2流路(15)と第8流路(21)とを通じさせるように前記第1四方向弁(7)を制御し、第1流路(14)と第5流路(18)を通じ、第3流路(16)と第9流路(22)とを通じさせるように前記第2四方向弁(8)を制御し、かつ第1二方向弁及び/又は第2二方向弁を開けた状態とする。 - 請求項1に記載の方法であって、前記核酸増幅装置(1)が、前記中間流路(25)を通過する試料液(30)の蛍光強度を測定可能な蛍光検出器をさらに備え、
前記方法が、工程4:前記中間流路(25)の所定の位置で前記蛍光検出器によりサーマルサイクル毎の試料液(30)の蛍光強度の計測を行う工程をさらに含む、方法。 - 前記工程3において、前記制御装置に試料液(30)の移動に関する前記蛍光検出器からの電気信号が送られ、当該電気信号に基づき、中間流路の試料液(30)の通過を制御装置が感知し、第1四方向弁、第2四方向弁、第1二方向弁及び第2二方向弁の切り替えを制御する、請求項2に記載の方法。
- 核酸増幅用チップ(2)を載置可能な基板(3)、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30)の移動を可能にする送液用機構(6)、
第1四方向弁(7)及び第2四方向弁(8)、
第1二方向弁(9)及び第2二方向弁(10)、
第1四方向弁、第2四方向弁、第1二方向弁及び第2二方向弁の切り替えを制御する制御装置(11)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第1接続部(12)、
前記核酸増幅用チップ(2)に接続可能な第2接続部(13)、
前記送液用機構(6)と第1四方向弁及び第2四方向弁とを接続する第1流路(14)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1接続部(12)に接続されている第2流路(15)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2接続部(13)に接続されている第3流路(16)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が前記第1二方向弁(9)に接続されている第4流路(17)、
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が前記第2二方向弁(10)に接続されている第5流路(18)、
一端が前記第1二方向弁(9)に接続され、他端が流路外に開放されている第6流路(19)、
一端が前記第2二方向弁(10)に接続され、他端が流路外に開放されている第7流路(20)、
一端が前記第1四方向弁(7)に接続され、他端が流路外に開放されている第8流路(21)、及び
一端が前記第2四方向弁(8)に接続され、他端が流路外に開放されている第9流路(22)、
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1)。 - 以下の工程を含む、核酸増幅用チップ(2’)及び前記核酸増幅用チップ(2’)を載置可能な基板(3’)を備える核酸増幅装置(1’)を用いる核酸増幅方法:
工程1:核酸増幅装置(1’)の基板(3’)上に核酸増幅用チップ(2’)を載置する工程であって、
当該核酸増幅装置(1’)が、
変性温度帯を形成できる第1ヒーター(4’)、
伸長・アニーリング温度帯を形成できる第2ヒーター(5’)、
前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯との間の試料液(30’)の移動を可能にする送液用機構(6’)、
第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)、
第1三方向弁(7’)、第2三方向弁(8’)、送液用機構(6’)の駆動を制御する制御装置(11’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第1接続部(12’)、
前記核酸増幅用チップ(2’)に接続可能な第2接続部(13’)、
前記送液用機構と第1三方向弁(7’)及び第2三方向弁(8’)とを接続する第1流路(14’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が前記第1接続部(12’)に接続されている第2流路(15’)、
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が前記第2接続部(13’)に接続されている第3流路(16’)、
一端が前記第1三方向弁(7’)に接続され、他端が流路外に開放されている第4流路(21”)、及び
一端が前記第2三方向弁(8’)に接続され、他端が流路外に開放されている第5流路(22”)
を備え、サーマルサイクル毎の蛍光強度の計測を行うことでリアルタイムPCRを行うことを特徴とするレシプロカルフロー型の核酸増幅装置(1’)であり、
前記核酸増幅用チップ(2’)が、前記変性温度帯と前記伸長・アニーリング温度帯とに各々対応する第1曲線流路(23’)及び第2曲線流路(24’)、当該第1曲線流路(23’)及び第2曲線流路(24’)をつなぐ中間流路(25’)、前記核酸増幅装置に接続可能な2つの接続部(26’、27’)、第1曲線流路(23’)と接続部とをつなぐ第1接続流路(28’)、及び第2曲線流路(24’)と接続部とをつなぐ第2接続流路(29’)を備える、工程、
工程2:核酸増幅用チップ(2’)における接続部(26’、27’)と核酸増幅装置(1’)における第1接続部(12’)及び第2接続部(13’)とを接続する工程、
工程3:前記送液用機構により試料液を第一曲線流路(23’)と第2曲線流路(24’)とを中間流路(25’)を介して往復させてサーマルサイクリングを行う工程、及び
ただし、工程3において試料液(30’)を前記第1ヒーター(4’)側から第2ヒーター(5’)側に移動させる場合には第1流路(14’)と第2流路(15’)とを通じさせ、第4流路(21”)は第1流路(14’)及び第2流路(15’)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、第3流路(16)と第5流路(22”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第3流路(16’)と第5流路(22”)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、試料液が前記中間流路(25’)を通過する速度が100mm/s以下となるように送液用機構(6’)が制御され、
工程3において試料液(30’)を前記第2ヒーター(5’)側から第1ヒーター(4’)側に移動させる場合には第1流路(14’)と第3流路(16’)とを通じさせ、第5流路(22”)は第1流路(14’)及び第3流路(16’)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、第2流路(15’)と第4流路(21”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第2流路(15’)と第4流路(21”)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、試料液(30’)が前記中間流路(25’)を通過する速度が100mm/s以下となるように送液用機構(6’)が制御され、
工程3において試料液(30’)の移動を止める場合には、第2流路(15’)と第4流路(21”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第2流路(15’)と第4流路(21”)とは通じていない状態になるように前記第1三方向弁(7’)を制御し、第3流路(16’)と第5流路(22”)とを通じさせ、第1流路(14’)は第3流路(16’)と第5流路(22”)とは通じていない状態になるように前記第2三方向弁(8’)を制御し、かつ前記第1三方向弁(7’)及び前記第2三方向弁(8’)の両弁を前記状態に制御後2秒以内に送液用機構(6’)を停止させる。 - 請求項5に記載の方法であって、前記核酸増幅装置(1’)が、前記中間流路(25’)を通過する前記試料液(30’)の蛍光強度を測定可能な蛍光検出器を備え、
前記方法が、前記中間流路(25’)の所定の位置で前記蛍光検出器によりサーマルサイクル毎の試料液の蛍光強度の計測を行う工程を含む、方法。 - 前記工程3において、前記制御装置(11’)に試料液(30’)の移動に関する蛍光検出器からの電気信号が送られ、当該電気信号に基づき、中間流路(25’)の試料液(30’)の通過を制御装置が感知し、第1三方向弁(7’)、第2三方向弁(8’)、送液用機構(6’)の駆動を制御する、請求項6に記載の方法。
- 前記第1流路(14’)の内部断面が、第1曲線流路(23’)、第2曲線流路(24’)及び中間流路(25’)の内部断面より大きい流路である、請求項5~7のいずれか一項に記載の方法。
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