WO2015041282A1 - マイクロチップ及びサンプル注入方法 - Google Patents

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WO2015041282A1
WO2015041282A1 PCT/JP2014/074660 JP2014074660W WO2015041282A1 WO 2015041282 A1 WO2015041282 A1 WO 2015041282A1 JP 2014074660 W JP2014074660 W JP 2014074660W WO 2015041282 A1 WO2015041282 A1 WO 2015041282A1
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unit
capillary
channel
microchip
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麻生川　稔
喜典 三品
靖夫 飯村
萩原　久
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日本電気株式会社
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    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
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    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Definitions

  • the present invention is based on a Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2013-194051 (filed on September 19, 2013), and the entire description of the application is incorporated herein by reference.
  • the present invention relates to a microchip and a sample injection method.
  • the present invention relates to a microchip in which reaction vessels communicate with each other through a fine channel and a sample injection method using the microchip.
  • Electrophoresis for analysis of DNA deoxyribonucleic acid
  • ions low-molecular compounds and the like
  • electrophoresis for analysis of DNA is performed.
  • personal identification using DNA is an effective means for efficiently narrowing down investigation targets in criminal investigations, and thus the necessity of electrophoresis for DNA is increasing.
  • Patent Documents 1 to 5 disclose microchips in which a filling container and a fine channel are provided on one chip.
  • the microchips disclosed in Patent Documents 1 to 5 have a multilayer structure in which a plurality of plates are stacked, and a sample tank and a reaction tank are formed by penetrating a part of the plurality of plates. Furthermore, the transfer of the liquid is controlled by applying pressure to the sample tank and the reaction tank from the outside and pushing out the liquid into a fine channel between the sample tank and the reaction tank.
  • Non-Patent Document 1 discloses a DNA analysis apparatus that performs steps necessary for DNA analysis on a microchip.
  • DNA analyzer As mentioned above, personal identification using DNA is used for criminal investigations. At that time, there is a desire to collect samples collected from crime scenes and to identify individuals on the spot. In order to satisfy such a demand, there are some restrictions on the size and weight of the DNA analyzer. For example, if the DNA analyzer is as large as a small refrigerator, it is difficult to bring the DNA analyzer into a crime scene.
  • Non-Patent Document 1 it is conceivable to perform steps necessary for DNA analysis on a microchip. That is, the DNA analysis apparatus can be miniaturized by carrying out steps necessary for DNA analysis such as DNA extraction, DNA amplification, and DNA length specification by electrophoresis on a microchip.
  • a microchip used in a DNA analysis apparatus is composed of a main body portion in which a plurality of plates made of a shrinkable resin are stacked, and a surface layer portion covering the surface of the main body portion. Since the main body is made of a resin material, neither gas nor liquid can pass through it. On the other hand, the surface layer portion needs to be formed using a silicon film or the like as a main material.
  • the reason for using an air permeable silicon film or the like for the surface layer is as follows.
  • sample injection When performing electrophoresis, it is necessary to inject DNA contained in the reaction sample into the capillary in advance (sample injection).
  • a capillary for example, capillary 116 in FIG. 7 filled with a polymer and a sample channel (for example, the sample channel in the same figure) extending in parallel with the capillary are used.
  • a bridge channel for example, bridge channel 152 in the figure orthogonal to the capillary and the sample channel is used.
  • the capillary is filled with the polymer, and then the reaction channel is filled with the reaction sample, and then the interface between the reaction sample and the polymer is brought into contact with the bridge channel connecting the capillary and the sample channel. .
  • the bridge channel connecting the capillary and the sample channel.
  • the reaction sample and the polymer are moved and filled in the capillary and the sample channel, respectively, and further the bridge channel
  • the reaction sample is brought into contact with the polymer interface in the bridge channel.
  • a highly viscous polymer is used, an excessive pressure is applied to the silicon film on the surface layer, and the silicon film may be damaged.
  • An object of the present invention is to provide a microchip that contributes to bringing a reaction sample and a polymer interface into contact with each other even when a higher pressure is used, and a sample injection method using the microchip.
  • a sample channel filled with a reaction sample a capillary filled with a polymer, a bridge channel connecting the sample channel and the capillary, and the bridge channel
  • a microchip comprising an air discharge unit connected and having a predetermined volume.
  • a sample channel filled with a reaction sample a capillary filled with a polymer, a bridge channel connecting the sample channel and the capillary, connected to the bridge channel,
  • a sample injection method using a microchip including an air discharge unit having a predetermined volume the step of filling the capillary with the polymer, the step of filling the sample channel with the reaction sample, and the reaction
  • a sample injection method comprising: applying a pressure to a sample and the polymer to bring an interface between the reaction sample and the polymer into contact with each other in the bridge channel.
  • a microchip that contributes to bringing a reaction sample and a polymer interface into contact with each other even when a higher pressure is used, and a sample injection method using the microchip.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a DNA analysis apparatus 10 according to a first embodiment. It is a figure for demonstrating the liquid transfer between reaction tanks.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a microchip 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of a sample solution injection unit 101. It is a flowchart which shows an example of the program of PCR.
  • 2 is an example of a plan view relating to partial regions of a denaturing unit 114 and an electrophoresis unit 115 on a microchip 100.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a DNA analysis apparatus 10 according to a first embodiment. It is a figure for demonstrating the liquid transfer between reaction tanks.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a microchip 100.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of a sample solution injection unit 101. It is a flowchart which shows an example of
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the cross section of the AA direction of FIG. It is a flowchart which shows an example of sample injection.
  • 3 is a flowchart showing an example of the operation of the DNA analysis apparatus 10.
  • 2 is an example of a plan view relating to partial regions of a denaturing unit 114 and an electrophoresis unit 115 on a microchip 100.
  • FIG. 1 is a plan view relating to partial regions of a denaturing unit 114 and an electrophoresis unit 115 on a microchip 100.
  • a microchip 200 includes a sample channel 201 filled with a reaction sample, a capillary 202 filled with a polymer, a bridge channel 203 connecting the sample channel 201 and the capillary 202, and a bridge channel. 203 and an air discharge unit 204 having a predetermined volume (see FIG. 1).
  • the microchip 200 shown in FIG. 1 collects air that becomes an obstacle when the interface between the polymer and the reaction sample is brought into contact with the air discharge unit 204 connected to the bridge channel 203. Therefore, it is not necessary to cover the surface of the microchip 200 with a flexible member showing air permeability such as a silicon film. That is, a member that can withstand a higher pressure, for example, a material that does not exhibit air permeability, can be used to contact the interface between the reaction sample and the polymer.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the DNA analyzer 10 according to the present embodiment.
  • a table 12 is disposed on the pedestal 11, and temperature adjustment units 13 and 14 are embedded in the table 12.
  • An electrophoresis unit 15 is disposed on the table 12. Further, the base 11 and the lid 16 are connected via a hinge 17 so that the lid 16 can be opened and closed.
  • the microchip 100 used by the DNA analysis apparatus 10 has a multilayer structure formed by stacking a plurality of plates as disclosed in Patent Document 5.
  • the microchip 100 forms a sample tank or a reaction tank by penetrating a part of a plurality of plates.
  • the main body portion and the surface layer portion of the microchip 100 are both configured using a resin material. That is, the surface of the microchip 100 is covered with a member made of a resin having a predetermined strength, and usually has a configuration in which neither gas nor liquid is allowed to pass.
  • the microchip 100 used for DNA analysis has a predetermined position on the table 12 by fitting the pins 18a and 18b provided on the table 12 into the pin holes 19a and 19b provided on the microchip 100. Placed on.
  • a predetermined region of the microchip 100 comes into contact with the temperature adjustment units 13 and 14. Further, by closing the lid 16, a predetermined region of the microchip 100 comes into contact with the surface of the electrophoresis unit 15, and the electrode 20 is inserted into an electrode tank provided on the microchip 100.
  • the lid 16 is provided with a plurality of pressure holes 21.
  • the region of the lid 16 corresponding to these pressurizing holes 21 penetrates, and the pressurizing hole 21 provided in the lid 16 is connected to an electromagnetic valve 23 via a tube 22. Further, by closing the lid 16, the pressure hole 21 provided in the lid 16 and a predetermined region on the microchip 100 come into contact with each other.
  • Compressed air or the like is sealed in the pressure accumulator 24, and the controller 25 controls the electromagnetic valve 23 so that compressed air or the like is sent out from the pressurizing hole 21 installed in the lid 16.
  • the internal pressure of the pressure accumulator 24 is controlled to maintain a predetermined pressure by a pressure sensor and a pump (not shown).
  • the microchip 100 according to the present embodiment has a channel opening / closing function disclosed in Patent Document 5, for example.
  • the controller 25 controls the electromagnetic valve 23 to pressurize a part of the microchip 100 from the pressurizing hole 21 of the lid 16, push out the liquid from the reaction tank provided in the microchip 100 to the flow path, and perform the target reaction tank. Transport to.
  • the microchip 100 includes a main plate 121, a lid-side film 122, a pedestal-side film 123, and a support plate 124 which are laminated. Configured.
  • the main plate 121 is provided with a through-hole penetrating therethrough to form channel opening / closing portions 131, 133, 135 and cavities 132, 134.
  • the channel opening / closing parts 131, 133, 135 and the cavity parts 132, 134 are connected to the pressurizing hole 21 of the lid 16, respectively, and compressed air enters and exits through the tube 22 (22-1 to 22-5).
  • the lid-side film 122 and the pedestal-side film 123 are not bonded, and the flow paths 141, 143, and 145 are opened when the flow path opening / closing sections 131, 133, and 135 are at atmospheric pressure.
  • the flow paths 141, 143, 145 are closed. It becomes a state.
  • the reaction tanks 142 and 144 are appropriately formed by the lid-side film 122 being pushed up by the liquid flowing between the lid-side film 122 and the pedestal-side film 123.
  • the compressed air inside the channel opening / closing part 133 and the cavity part 134 is discharged through the pressurizing hole 21 and the tubes 22-3 and 22-4, and the channel opening / closing part 133 and the cavity part 134 are discharged. Is returned to atmospheric pressure, and then compressed air is fed into the cavity 132 through the tube 22-2. Then, as shown in FIG. 3B, the liquid in the reaction tank 142 flows into the flow path 143, and in the cavity 134, the liquid accumulates between the lid side film 122 and the pedestal side film 123, thereby causing the reaction tank. 144 is formed.
  • the DNA analyzer 10 realizes liquid transfer between reaction vessels in the microchip 100.
  • Patent Document 5 The liquid transfer between the reaction tanks described above is also described in detail in International Publication No. 2009/119698 (Patent Document 5), and the disclosure of the technical documents is also incorporated herein by reference.
  • An electromagnet 26 is arranged on the lid 16, and the electromagnet 26 can generate a magnetic field in a predetermined region on the microchip 100 by receiving power from the power supply unit 27.
  • the controller 25 controls the excitation of the electromagnet 26 by instructing the power supply unit 27 to supply power to the electromagnet 26 and stop the power.
  • the temperature adjustment units 13 and 14 control the temperature of a predetermined region of the microchip 100 that is determined in advance.
  • the temperature adjustment unit 13 is a means for controlling the temperature of a PCR unit (a PCR unit 112 described later) on the microchip 100 based on an instruction from the controller 25.
  • the temperature adjustment unit 13 includes a temperature sensor, a heat transfer material, a Peltier element, a heat sink, and the like.
  • the controller 25 acquires the temperature of the PCR unit from the temperature sensor that contacts the PCR unit, and controls the heat generation or cooling of the Peltier element based on the acquired temperature, thereby realizing temperature control of the PCR unit.
  • the temperature adjustment unit 14 is a means for keeping the temperature of the denaturing part (the denaturing part 114 described later) on the microchip 100 constant based on an instruction from the controller 25.
  • the configuration of the temperature adjustment unit 14 can be the same as the configuration of the temperature adjustment unit 13. However, it is not intended to limit the structure of the temperature adjustment unit 14, and the temperature adjustment unit 14 may be configured using a heater or the like.
  • the electrode 20 and the electrophoresis unit 15 are used when performing electrophoresis on the microchip 100. More specifically, the controller 25 applies a DC voltage to the electrode 20 via the power supply unit 27 in the step of performing electrophoresis in the microchip 100. When a DC voltage is applied to the electrode 20, the charged DNA moves within the capillary.
  • the electrophoresis unit 15 includes means for irradiating a laser and means for receiving fluorescence emitted by excitation by the laser irradiation. The output of the laser receiving means included in the electrophoresis unit 15 is sent to the DNA analysis unit 28 and used for analysis (discrimination) of the DNA length by the DNA analysis unit 28.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the microchip 100.
  • the microchip 100 includes a sample solution injection unit 101, a washing buffer injection unit 102, a PCR reagent injection unit 103, a formamide injection unit 104, an electrophoresis polymer injection unit 105, a drain port 106, a DNA extraction unit 111, The PCR unit 112, the weighing unit 113, the denaturing unit 114, the electrophoresis unit 115, the capillary 116, and a flow path 118 that communicates each part.
  • the capillary 116 is provided inside the microchip 100 and extends in the longitudinal direction of FIG.
  • the electrophoresis unit 115 includes an electrode tank 117, and the electrode 20 attached to the lid 16 is inserted into the electrode tank 117 when DNA is analyzed.
  • the electrode tank 117 includes an electrode tank that receives the insertion of the positive electrode and an electrode tank that receives the insertion of the negative electrode, both of which are connected to the capillary 116.
  • the sample solution injection unit 101 is a through-hole provided in the main plate 121, and the sample solution is injected by an operator (manual operation or automatic injection means) and covered with a cover film 125.
  • the sample solution injection part 101 functions in the same manner as the cavity parts 132 and 134 in FIG. 3 except that the sample solution injection part 101 is connected to the pressure hole 21 of the lid 16 through the cover film 125.
  • the sample solution can be inserted into the sample solution injection part 101 in a sealed state by a film. When pressure is applied, the sample solution is discharged from the sealed film, and the state shown in FIG. 5 is obtained, and the lid side film 122 and the pedestal side film Accumulate during 123.
  • the sample solution is a solution in which cells (eg, oral mucosa, blood, body fluid, etc.) collected from a subject are suspended in a lysis buffer (eg, SDS / LiOAc solution (sodium dodecyl sulfate / lithium acetate solution)). .
  • a lysis buffer eg, SDS / LiOAc solution (sodium dodecyl sulfate / lithium acetate solution).
  • the cleaning buffer injection unit 102 has the same configuration as the sample solution injection unit 101, and the cleaning buffer is injected by the user.
  • the wash buffer is, for example, a Tris buffer, and is prepared at a high salt concentration to maintain DNA binding to silica.
  • the PCR reagent injection unit 103 has the same configuration as the sample solution injection unit 101, and a PCR reagent is injected by the user.
  • the PCR reagent contains a polymerase, dNTPs, magnesium and the like, and also serves as an elution buffer for eluting DNA from silica, and thus is prepared at a low salt concentration.
  • the formamide injection unit 104 has the same configuration as the sample solution injection unit 101, and a formamide solution is injected by the user.
  • the formamide solution is a holding agent that holds DNA in a single-stranded state. That is, the DNA undergoing denaturation treatment is denaturation (also referred to as melting and dissociation) that denatures from a double-stranded state to a single-stranded state, and hybridization that denatures from a single-stranded state to a double-stranded state ( (Also called annealing and bonding).
  • formamide maintains DNA in a single-stranded state, formamide acts as a result to denature double-stranded DNA into single-stranded DNA.
  • “retention” and “denaturation” may be used interchangeably.
  • the formamide solution also contains a ssDNA (single-stranded DNA) size marker labeled with a fluorescent dye.
  • the electrophoresis polymer injection unit 105 has the same configuration as the sample solution injection unit 101, and a polymer for electrophoresis is injected by the user.
  • the lysis buffer, washing buffer, PCR reagent, formamide, ssDNA size marker and polymer are commercially available, and can be prepared by modifying the composition as necessary.
  • the washing buffer, PCR reagent, formamide solution, and polymer can be sealed in the microchip 100 in advance, instead of being injected by the user.
  • the DNA extraction unit 111 is a reaction tank provided for extracting DNA from a sample solution.
  • DNA extracted from the sample solution is also referred to as template DNA.
  • the DNA analysis apparatus 10 has an electromagnet 26 so as to face the DNA extraction unit 111, and magnetic beads coated with silica are encapsulated in the DNA extraction unit 111 in advance.
  • the DNA analyzer 10 moves the sample solution injected into the sample solution injection unit 101 to the DNA extraction unit 111, and adsorbs the sample DNA to magnetic beads (silica) sealed in the DNA extraction unit 111.
  • the template DNA is extracted by washing the magnetic beads with the washing buffer in the washing buffer injection unit 102.
  • the DNA analyzer 10 discharges the sample solution and the washing buffer from the drain port 106. At this time, the magnetic beads are discharged together with the sample solution and the washing buffer by adsorbing the magnetic beads to the electromagnet 26. To prevent that.
  • DNA extraction methods using magnetic beads for example, Toyobo Co., Ltd .: MagExtractor (registered trademark), Takara Bio Inc .: NucleoMag (registered trademark), etc. are known.
  • the protocol of the DNA extraction method can be modified as necessary, for example, by increasing the number of washings.
  • the DNA extraction method is not limited to the method using magnetic beads, and template DNA may be extracted using a silica bead column (see, for example, Qiagen: QIAamp).
  • the PCR unit 112 is one or a plurality of reaction tanks provided in order to perform PCR for amplifying a desired region in the template DNA, and each PCR unit 112 is arranged in contact with the temperature adjustment unit 13. Each PCR unit 112 encloses a primer set designed to amplify a desired region in the template DNA.
  • the primer set is, for example, a forward primer and a reverse primer for PCR amplification of a region containing microsatellite (TPOX, FGA, etc.), and either or both of the primers have a fluorescent dye (fluorescein, etc.) label.
  • TPOX microsatellite
  • FGA microsatellite
  • fluorescent dye fluorescein, etc.
  • Such a primer is commercially available from Promega (registered trademark) or the like, and can be designed as necessary. Note that a plurality of primer sets can be enclosed in one PCR unit 112.
  • the DNA analysis apparatus 10 moves the PCR reagent containing the template DNA from the DNA extraction unit 111 to the plurality of PCR units 112, and transmits it to the temperature adjustment unit 13.
  • the temperature of the PCR unit 112 is controlled as programmed in advance via a heat material.
  • the DNA analyzer 10 executes PCR by temperature control of temperature and time setting shown in FIG.
  • the PCR temperature conditions and the number of cycles can be changed based on the Tm value (melting temperature) and the length of the amplicon.
  • DNA amplified by PCR is referred to as an amplicon
  • a PCR reagent containing the amplicon is referred to as a reaction sample.
  • the weighing unit 113 is a reaction vessel provided for discarding a part of the reaction sample, particularly a reaction vessel having a smaller capacity than the PCR unit 112. Specifically, the weighing process will be described.
  • the DNA analyzer 10 moves the reaction sample from the PCR unit 112 to the weighing unit 113 until the weighing unit 113 is full, and discharges the remaining PCR reagents from the drain port 106.
  • the denaturing unit 114 is a reaction tank provided to denature the amplicon from double-stranded DNA (dsDNA) to single-stranded DNA (ssDNA), and is disposed so as to contact the temperature adjustment unit 14. The denaturing process will be specifically described.
  • the DNA analyzer 10 holds the denaturing unit 114 at a preset temperature (for example, 60 ° C.) via the temperature adjustment unit 14. Then, the DNA analyzer 10 moves the formamide injected into the formamide injection unit 104 to the denaturing unit 114 via the PCR unit 112 and the weighing unit 113.
  • the amplicon amplified by the PCR unit 112 flows into the denaturing unit 114 together with the retention agent (formamide), the amplicon and the retention agent are more separated than the amplicon and the retention agent that are separately flowed into the denaturation unit 114. Can be mixed well. Then, the DNA analyzer 10 holds the reaction sample for a preset reaction time in the denaturing unit 114.
  • the electrophoresis unit 115 is configured to separate the amplicons according to the base sequence length by the molecular sieving effect.
  • the electrophoresis unit 115 includes a capillary 116 and a heater configured so that the temperature of the capillary 116 is kept constant.
  • the denaturing unit 114 is connected to one end of the sample channel 151, and the electrophoresis polymer injection unit 105 of the electrophoresis unit 115 is connected to one end of the capillary 116. Further, the sample channel 151 and the capillary 116 extend in parallel in the microchip 100 and are connected by a bridge channel 152 orthogonal to the sample channel 151 and the capillary 116.
  • FIG. 7 is an example of a plan view relating to a partial region (region surrounded by a dotted line in FIG. 4) of the denaturing unit 114 and the electrophoresis unit 115 on the microchip 100.
  • the migration polymer injection part 105 filled with the polymer is connected to the liquid reservoir 153a via the capillary 116.
  • the denaturing part 114 filled with the reaction sample is connected to the liquid reservoir 153b via the sample channel 151.
  • the capillary 116 and the sample channel 151 are connected via a bridge channel 152.
  • the liquid reservoirs 153a and 153b have a predetermined volume.
  • the depth of the capillary 116 and the sample channel 151 (the length in the direction in which the plates are stacked) and the depth of the bridge channel 152 are different.
  • the depth of the capillary 116 and the sample channel 151 is 30 ⁇ m
  • the depth of the bridge channel 152 is about 5 ⁇ m.
  • the length of the bridge channel 152 in the direction in which the plurality of plates are stacked is shorter than the length of the capillary 116 in the direction in which the plurality of plates are stacked.
  • an air discharge unit 154 (not shown in FIG. 7) having a predetermined volume is connected to the bridge channel 152.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a cross section in the AA direction of FIG. Referring to FIG. 8, it can be understood that a rectangular parallelepiped space is provided in the depth direction of the bridge channel 152. A space defined by the rectangular parallelepiped is an air discharge unit 154. The air discharge unit 154 serves as a discharge destination of air existing in the bridge flow path 152.
  • each of the sample channel 151, the capillary 116, and the bridge channel 152 is formed on the surface layer of the main body 156 (the surface layer of the main plate 121) composed of a plurality of stacked plates, and It turns out that it is covered with the member (surface layer part 155) which consists of resin.
  • the surface layer portion 155 is made of a resin material and does not exhibit air permeability like a silicon film.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of sample injection. Note that the initial state before contacting the interface between the reaction sample and the polymer is as shown in FIG.
  • the controller 25 controls the electromagnetic valve 23 to send compressed air to the pressurizing hole 21 in contact with the migration polymer injection unit 105 (step S101). Then, the migration polymer injection part 105 is compressed, and the polymer filled inside is filled into the capillary 116. At this time, since the groove of the bridge channel 152 is shallow and the diameter is thin, the resistance is large, and the polymer pushed out from the migration polymer injection part 105 does not enter the bridge channel 152.
  • the controller 25 controls the electromagnetic valve 23 to send compressed air to the pressurizing hole 21 that contacts the denaturing section 114 (step S102). Then, the denaturing part 114 is compressed, and the internal reaction sample is filled in the sample channel 151. In this case as well, the reaction sample does not flow into the bridge channel 152.
  • the controller 25 controls the electromagnetic valve 23 to send compressed air to the pressurizing hole 21 in contact with the electrophoresis polymer injection unit 105, the denaturing unit 114, and the liquid reservoirs 153a and 153b (step S103). Then, the polymer filled in the capillary 116 and the reaction sample filled in the sample channel 151 flow into the bridge channel 152, respectively. At this time, since the surface layer portion 155 is formed of a resin material, the air present in the bridge channel 152 is not released to the atmosphere. Instead of the air present in the bridge channel 152 being released to the atmosphere, the air present in the bridge channel 152 flows into the air discharger 154. When the air present in the bridge channel 152 is completely recovered by the air discharge unit 154, the contact between the polymer and the reaction sample is completed. Once the contact between the polymer and the reaction sample interface is complete, the sample is ready for injection.
  • the amplicon is injected into the polymer by applying a DC voltage to the bridge channel 152 (step S104). More specifically, the amplicon is polymerized by inserting a positive electrode into the electrode tanks 117a and 117b connected to the capillary 116 and inserting a negative electrode into the electrode tanks 117c and 117d connected to the sample flow channel 151. To inject.
  • the air discharge part 154 does not exist and the surface layer part 155 covering the surfaces of the capillary 116, the sample flow path 151, and the bridge flow path 152 is formed of a silicon film, the air present in the bridge flow path 152 Is released from the silicon film to the atmosphere.
  • the user injects each solution into the sample solution injection unit 101, the washing buffer injection unit 102, the PCR reagent injection unit 103, the formamide injection unit 104, and the electrophoresis polymer injection unit 105, and sets the microchip 100 in the DNA analyzer 10. Then, the user operates the DNA analyzer 10 to start DNA analysis.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the DNA analysis apparatus 10.
  • the DNA analyzer 10 executes a preparation operation (step S01). Specifically, the DNA analyzer 10 holds the denaturing unit 114 at a preset temperature (for example, 60 ° C.) by the temperature adjustment unit 13, and the electrophoresis unit 115 (particularly the capillary 116) by the electrophoresis unit 15. ) At a preset temperature (for example, 50 ° C.). Then, the DNA analyzer 10 fills the capillary 116 with the polymer in the migration polymer injection unit 105.
  • a preset temperature for example, 60 ° C.
  • the DNA analyzer 10 fills the capillary 116 with the polymer in the migration polymer injection unit 105.
  • the DNA analysis apparatus 10 executes a DNA extraction process (step S02). Specifically, the DNA analyzer 10 moves the sample solution injected into the sample solution injection unit 101 to the DNA extraction unit 111 and adsorbs the sample DNA to magnetic beads (silica) sealed in the DNA extraction unit 111. Let Then, the template DNA is extracted by washing the magnetic beads with the washing buffer in the washing buffer injection unit 102. Subsequently, the DNA analyzer 10 moves the PCR reagent injected into the PCR reagent injection unit 103 to the DNA extraction unit 111 to elute the sample DNA.
  • a DNA extraction process step S02. Specifically, the DNA analyzer 10 moves the sample solution injected into the sample solution injection unit 101 to the DNA extraction unit 111 and adsorbs the sample DNA to magnetic beads (silica) sealed in the DNA extraction unit 111. Let Then, the template DNA is extracted by washing the magnetic beads with the washing buffer in the washing buffer injection unit 102. Subsequently, the DNA analyzer 10 moves the PCR reagent injected
  • the DNA analyzer 10 executes PCR (step S03). Specifically, the DNA analyzer 10 moves the PCR reagent containing the template DNA from the DNA extraction unit 111 to the plurality of PCR units 112, and sets the temperature of the PCR unit 112 as programmed in advance using the temperature adjustment unit 13. Control.
  • the DNA analyzer 10 performs a weighing process (step S04). Specifically, the DNA analyzer 10 moves the PCR reagent (reaction sample) including the amplicon from the PCR unit 112 to the weighing unit 113 until the weighing unit 113 is full, and the remaining PCR reagent is discharged from the drain port 106. To discharge from.
  • the DNA analyzer 10 executes a denaturing process (step S05). Specifically, the DNA analysis apparatus 10 moves the formamide injected into the formamide injection unit 104 via the PCR unit 112 and the weighing unit 113 to the denaturation unit 114, thereby mixing the reaction sample and formamide. Move to the denaturing unit 114. Then, the DNA analyzer 10 holds the reaction sample for a preset reaction time and the reaction sample in the weighing unit 113 and executes the denaturation process.
  • the DNA analyzer 10 performs an electrophoresis process (step S06). Specifically, the DNA analysis apparatus 10 moves the reaction sample from the denaturing unit 114 to the electrophoresis unit 115 and injects amplicons into the respective capillaries 116. Then, the DNA analyzer 10 starts peak detection by the light receiving means included in the electrophoresis unit 15 and applies a DC voltage to the capillary 116 to execute the electrophoresis process.
  • the DNA analyzer 10 analyzes the DNA length using the DNA analyzer 28 and outputs the analysis result (step S07).
  • the microchip 100 used in the DNA analysis apparatus 10 uses the air discharge unit connected to the bridge flow channel 152 for air that becomes an obstacle when the interface between the polymer and the reaction sample is brought into contact. Collect at 154. Therefore, it is not necessary to use a silicon film or the like for the surface layer portion 155 of the microchip 100, and the interface between the reaction sample and the polymer can be brought into contact using a material that does not show air permeability (for example, a resin material). Further, by providing the air discharge portion 154, it is not necessary to cover the surface of the main body portion 156 with a silicon film or the like, and the degree of freedom in selecting the material of the surface layer portion 155 is increased.
  • the shape of the air discharge part 154 is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be a sphere or a cone.
  • the air discharge part 154 should just have the volume which can collect
  • the air discharge part 154 does not need to be a sealed space. That is, the internal space of the air discharge unit 154 may be connected to the atmosphere. More specifically, the air discharge part 154 may be in contact with air
  • a polymer or a mesh-like substance that absorbs the reaction sample flowing into the air discharge unit 154 is enclosed in the air discharge unit 154 in advance. It is desirable to keep it.
  • the position of the air discharge unit 154 is not limited to the depth direction of the bridge flow path 152.
  • the shape may be a narrow channel parallel to the direction in which the capillary 116 extends.
  • the shape of the air discharge portion 154 may be tubular, and may extend perpendicular to the stacking direction of the plurality of plates and parallel to the capillary 116.
  • connection position between the air discharge unit 154 and the bridge channel 152 is not limited to the middle between the capillary 116 and the sample channel 151.
  • the viscosity of the reaction sample and the polymer are compared, it can be assumed that the viscosity of the polymer is often high. Therefore, it is considered that the movement in the bridge channel 152 is easier for the reaction sample than the polymer (the movement of the polymer is difficult). Since it is difficult to move the polymer freely in the bridge channel 152, it is desirable that the connection position of the air discharge unit 154 and the bridge channel 152 is on the sample channel 151 side.
  • connection position of the air discharge part 154 and the bridge channel 152 is on the capillary 116 side and the polymer reaches the connection position before the reaction sample, the air cannot be released to the air discharge part 154.
  • the connection position of the air discharge part 154 and the bridge flow path 152 is the sample flow path 151 side, the air discharge port of the bridge flow path 152 (the connection position of the air discharge part 154 and the bridge flow path 152) depends on the reaction sample. Even if it is blocked, it is pushed back by the movement of the polymer, and the air in the bridge flow channel 152 can be released to the air discharge portion 154.
  • the electrophoresis apparatus used for DNA analysis has been described.
  • the use of the electrophoresis apparatus is not limited to DNA analysis.
  • the analyte may be an ion or a low molecular compound.
  • DNA analysis is not limited to individual identification for criminal investigation, and can be applied to, for example, detection of gene deficiency.
  • Each of the sample flow path, the capillary, and the bridge flow path is formed in a plurality of stacked plates and is covered with a resin member.
  • the length of the bridge channel in the direction in which the plurality of plates are stacked is shorter than the length in the direction in which the plurality of plates in the capillary are stacked.
  • One end of the sample flow path is connected to an injection tank filled with the reaction sample, and the other end is connected to a first liquid reservoir having a predetermined volume, 4.
  • microchip according to claim 1 wherein one end of the capillary is connected to a reaction tank filled with the polymer, and the other end is connected to a second liquid reservoir having a predetermined volume.
  • the microchip according to any one of Embodiments 1 to 4 wherein the internal space of the air discharge unit is connected to the atmosphere.
  • the shape of the air discharge portion is any one of a rectangular parallelepiped, a sphere, and a cone.
  • the air discharge portion has a tubular shape that is orthogonal to the stacking direction of the plurality of plates and extends parallel to the capillary.
  • Electrophoresis unit 100, 200 Microchip 101 Sample solution injection unit 102 Wash buffer injection unit 103 PCR reagent injection unit 104 Formamide injection unit 105 Electrophoresis polymer injection unit 106 Drain port 111 DNA extraction unit 112 PCR unit 113 Weighing unit 114 Denaturing unit 115 Electrophoresis unit 116, 202 Capillary 117, 117a to 117d Electrode tank 118, 141, 143, 145 Channel 121 Main plate 122 Lid side film 123 Base side film 124 Support plate 125 Cover film 131, 133, 135 Flow path opening / closing part 132, 134 Cavity part 142, 144 Reaction tank 151, 201 Sample flow path 152

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Abstract

　より高い圧力を用いたとしても、反応サンプルとポリマの界面を接触させることができるマイクロチップを提供し、粘度の高いポリマを用いた場合にもマイクロチップが破損することを回避する。マイクロチップは、反応サンプルが充填されるサンプル流路と、ポリマが充填されるキャピラリと、サンプル流路とキャピラリを接続するブリッジ流路と、ブリッジ流路に接続され、所定の容積を有する空気排出部と、を備える。

Description

マイクロチップ及びサンプル注入方法
　［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１３－１９４０５１（２０１３年　９月１９日出願）に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、マイクロチップ及びサンプル注入方法に関する。特に、反応槽の間を微細な流路で連通したマイクロチップ及びそのマイクロチップを使用したサンプル注入方法に関する。
　ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、イオン、低分子化合物等を解析の対象とした電気泳動が行われている。とりわけ、ＤＮＡを用いた個人識別は、犯罪捜査において、効率的に捜査対象を絞り込む際に有効な手段であることから、ＤＮＡを対象とした電気泳動の必要性が増している。
　ここで、特許文献１～５において、一枚のチップ上に充填容器や微細流路を設けたマイクロチップが開示されている。特許文献１～５が開示するマイクロチップは複数のプレートを積層して構成される多層構造を備え、複数のプレートの一部を貫通させることで試料槽や反応槽を形成する。さらに、これらの試料槽や反応槽に対して、外部から圧力を加え、試料槽と反応槽の間の微細流路に液体を押し出すことで、液体の移送を制御する。
　また、非特許文献１において、マイクロチップ上でＤＮＡ解析に必要な工程を実施するＤＮＡ解析装置が開示されている。
国際公開第２００８／１０８４８１号 国際公開第２００９／０３５０６１号 国際公開第２００９／０３５０６２号 国際公開第２００９／０３８２０３号 国際公開第２００９／１１９６９８号
日本電気株式会社、"ＤＮＡを用いた個人識別とその技術"、２０１０年９月、［online］、［平成25年9月9日検索］、インターネット〈URL：http://jpn.nec.com/techrep/journal/g10/n03/pdf/100307.pdf〉
　なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。
　上述のとおり、ＤＮＡを用いた個人識別は犯罪捜査に使用される。その際、犯罪現場から採取されたサンプルを回収し、その場で個人識別を実施したいという要望がある。このような要望を満たすためには、ＤＮＡ解析装置の大きさや重さにはある程度の制限が生じる。例えば、ＤＮＡ解析装置が小型の冷蔵庫ほどの大きさであったとすれば、ＤＮＡ解析装置を犯罪現場に持ち込むことは困難である。
　そのため、非特許文献１が開示するように、マイクロチップ上で、ＤＮＡ解析に必要な工程を実施することが考えられる。即ち、マイクロチップ上で、ＤＮＡの抽出、ＤＮＡの増幅、電気泳動によるＤＮＡ長の特定、といったＤＮＡ解析に必要な工程を実施することで、ＤＮＡ解析装置の小型化を実現する。
　ＤＮＡ解析装置に用いられるマイクロチップは、収縮性の樹脂からなる複数のプレートを積層した本体部と、本体部の表面を覆う表層部と、から構成されている。本体部は樹脂材料からなるため、気体も液体も通さない。一方、表層部は、シリコンフィルム等を主材料として形成する必要がある。
　表層部に、空気透過性を示すシリコンフィルム等を用いる理由は以下のとおりである。
　電気泳動を実施する際、反応サンプルに含まれるＤＮＡをキャピラリに予めインジェクション（サンプルインジェクション）しておく必要がある。サンプルインジェクションをマイクロチップ上にて実現するためには、ポリマが充填されるキャピラリ（例えば、図７のキャピラリ１１６）と、キャピラリと平行して延伸するサンプル流路（例えば、同図のサンプル流路１５１）と、キャピラリとサンプル流路に直交するブリッジ流路（例えば、同図のブリッジ流路１５２）と、を備えるマイクロチップを使用する。
　サンプルインジェクションの際には、ポリマをキャピラリに充填し、その後、サンプル流路に反応サンプルを充填した後、キャピラリとサンプル流路を接続するブリッジ流路にて、反応サンプルとポリマの界面を接触させる。この状態にて、ブリッジ流路に直流電圧を印加することで、反応サンプルに含まれるＤＮＡをポリマにインジェクションすることができる。
　ここで、ブリッジ経路にて反応サンプルとポリマの界面を接触させる際、ブリッジ流路に存在する空気を除去する必要がある。ブリッジ流路に存在する空気を除去しなければ、反応サンプルとポリマ間の電気的接続が確保できず、ＤＮＡをキャピラリ内にインジェクションできない。そこで、キャピラリ、サンプル流路、ブリッジ流路等の表面を空気透過性のシリコンフィルム等により覆うことで、反応サンプルとポリマ間の電気的接続を阻害する空気を、シリコンフィルムを介して大気に排出する。
　上記のようなマイクロチップでは、キャピラリとサンプル流路に接続された液溜に圧力をかけることで、反応サンプルとポリマを、それぞれキャピラリ及びサンプル流路内に移動させて充填し、さらにブリッジ流路内に流入させ、ブリッジ流路内にて反応サンプルとポリマの界面を接触させる。その際、粘性の高いポリマを使用しようとすれば、表層部のシリコンフィルムに過大な圧力が加わり、シリコンフィルムが破損する可能性がある。そのため、本体部の表面をシリコンフィルム等により覆うのではなく、樹脂等の硬度の高い材料にて、本体部の表面を覆うことが望まれる。
　本発明は、より高い圧力を用いたとしても、反応サンプルとポリマの界面を接触させることに寄与するマイクロチップ及びそのマイクロチップを使用したサンプル注入方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の視点によれば、反応サンプルが充填されるサンプル流路と、ポリマが充填されるキャピラリと、前記サンプル流路と前記キャピラリを接続するブリッジ流路と、前記ブリッジ流路に接続され、所定の容積を有する空気排出部と、を備えるマイクロチップが提供される。
　本発明の第２の視点によれば、反応サンプルが充填されるサンプル流路、ポリマが充填されるキャピラリ、前記サンプル流路と前記キャピラリを接続するブリッジ流路、前記ブリッジ流路に接続され、所定の容積を有する空気排出部、を含むマイクロチップを用いたサンプル注入方法であって、前記キャピラリに前記ポリマを充填する工程と、前記サンプル流路に前記反応サンプルを充填する工程と、前記反応サンプルと前記ポリマに圧力をかけることで、前記ブリッジ流路にて、前記反応サンプルと前記ポリマの界面を接触させる工程と、を含む、サンプル注入方法が提供される。
　本発明の各視点によれば、より高い圧力を用いたとしても、反応サンプルとポリマの界面を接触させることに寄与するマイクロチップ及びそのマイクロチップを使用したサンプル注入方法が、提供される。
一実施形態に係るマイクロチップ２００の断面の一例を示す図である。 第１の実施形態に係るＤＮＡ解析装置１０の構成を示す斜視図である。 反応槽間の液体移送を説明するための図である。 マイクロチップ１００の構成の一例を示す図である。 サンプル溶液注入部１０１の断面の一例を示す図である。 ＰＣＲのプログラムの一例を示すフローチャートである。 マイクロチップ１００上の変性部１１４と電気泳動部１１５の一部の領域に関する平面図の一例である。 図７のＡ－Ａ方向の断面の一例を示す図である。 サンプルインジェクションの一例を示すフローチャートである。 ＤＮＡ解析装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。 マイクロチップ１００上の変性部１１４と電気泳動部１１５の一部の領域に関する平面図の一例である。
　初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。
　一実施形態に係るマイクロチップ２００は、反応サンプルが充填されるサンプル流路２０１と、ポリマが充填されるキャピラリ２０２と、サンプル流路２０１とキャピラリ２０２を接続するブリッジ流路２０３と、ブリッジ流路２０３に接続され、所定の容積を有する空気排出部２０４と、を備えている（図１参照）。
　図１に示すマイクロチップ２００は、ポリマと反応サンプルの界面を接触させる際の障害となる空気を、ブリッジ流路２０３に接続された空気排出部２０４に回収する。そのため、マイクロチップ２００の表面を、シリコンフィルム等の空気透過性を示す柔軟な部材により覆う必要がない。即ち、より高い圧力に耐える部材、例えば、空気透過性を示さない材料を用いて、反応サンプルとポリマの界面を接触させることができる。
　以下に具体的な実施の形態について、さらに詳しく説明する。
［第１の実施形態］
　第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
　図２は、本実施形態に係るＤＮＡ解析装置１０の構成を示す斜視図である。
　図２を参照すると、台座１１にテーブル１２が配置され、テーブル１２には温度調整ユニット１３及び１４が埋め込まれている。また、テーブル１２には電気泳動ユニット１５が配置されている。さらに、台座１１と蓋１６は、ヒンジ１７を介して接続されており、蓋１６の開閉が可能である。
　ＤＮＡ解析装置１０が使用するマイクロチップ１００は、特許文献５が開示するように、複数のプレートを積層して構成される多層構造を備えている。マイクロチップ１００は、複数のプレートの一部を貫通させることで試料槽や反応槽を形成する。マイクロチップ１００の本体部及び表層部は、いずれも樹脂材料を用いて構成される。即ち、マイクロチップ１００の表面は所定の強度を有する樹脂からなる部材により覆われており、通常、気体も液体も通さない構成である。
　ＤＮＡの解析に使用するマイクロチップ１００は、テーブル１２に設けられたピン１８ａとピン１８ｂを、マイクロチップ１００に設けられたピン穴１９ａと１９ｂに嵌合させることで、テーブル１２上の所定の位置に戴置される。マイクロチップ１００をテーブル１２に戴置した状態で、蓋１６を閉じると、マイクロチップ１００の所定の領域が、温度調整ユニット１３及び１４と接触する。また、蓋１６を閉じることで、マイクロチップ１００の所定の領域が電気泳動ユニット１５の表面と接触すると共に、電極２０がマイクロチップ１００に設けられた電極槽に挿入される。
　蓋１６には、複数の加圧穴２１が設けられている。これらの加圧穴２１に対応する蓋１６の領域は貫通しており、蓋１６に設けられた加圧穴２１はチューブ２２を介して電磁弁２３に接続されている。また、蓋１６を閉じることで、蓋１６に設けられた加圧穴２１と、マイクロチップ１００上の所定の領域が接触する。
　蓄圧器２４には圧縮空気等が封入されており、コントローラ２５が電磁弁２３を制御することで、蓋１６に設置された加圧穴２１から圧縮空気等が送出される。なお、蓄圧器２４の内部圧力は、図示しない圧力センサ及びポンプ等により、所定の圧力を維持するように制御される。なお、本実施形態に係るマイクロチップ１００は、例えば、特許文献５が開示する流路開閉機能を備えている。コントローラ２５は、電磁弁２３を制御することで、蓋１６の加圧穴２１からマイクロチップ１００の一部を加圧し、マイクロチップ１００が備える反応槽から流路に液体を押しだし、目的とする反応槽に移送する。
　反応槽間の液体移送について、一例を挙げて具体的に説明すると、マイクロチップ１００は、図３に示すように、メインプレート１２１、蓋側フィルム１２２、台座側フィルム１２３、支持プレート１２４を積層して構成される。メインプレート１２１には、貫通する貫通孔が設けられて、流路開閉部１３１、１３３、１３５と、空洞部１３２、１３４とが形成される。流路開閉部１３１、１３３、１３５及び空洞部１３２、１３４は、蓋１６の加圧穴２１にそれぞれ接続されており、チューブ２２（２２－１～２２－５）を介して圧縮空気が出入りする。
　蓋側フィルム１２２と台座側フィルム１２３とは接着されておらず、流路開閉部１３１、１３３、１３５内が大気圧の場合には流路１４１、１４３、１４５は開いた状態になる。反対に、流路開閉部１３１、１３３、１３５内に圧縮空気が送り込まれて流路開閉部１３１、１３３、１３５内が大気圧よりも陽圧になると、流路１４１、１４３、１４５は閉じられた状態になる。また、空洞部１３２、１３４では、蓋側フィルム１２２と台座側フィルム１２３の間に流入した液体によって蓋側フィルム１２２が押し上げられることによって、反応槽１４２、１４４が適宜形成される。
　このような構成の下で、流路１４３を介して反応槽１４２から反応槽１４４へ液体を移送する場合について説明する。図３（Ａ）に示すように、空洞部１３２は大気圧になっており、反応槽１４２には液体が充填されている。この時、流路開閉部１３１、１３３、１３５及び空洞部１３４には圧縮空気が送り込まれて大気圧より陽圧になっており、そのため、流路１４１、１４３、１４５は閉じられている。
　このような状態から、先ず、流路開閉部１３３及び空洞部１３４の内部の圧縮空気を加圧穴２１及びチューブ２２－３、２２－４を介して放出して流路開閉部１３３及び空洞部１３４を大気圧に戻し、続いてチューブ２２－２を介して空洞部１３２に圧縮空気を送り込む。すると、図３（Ｂ）に示すように、反応槽１４２内の液体が流路１４３へ流れ込み、空洞部１３４では、蓋側フィルム１２２と台座側フィルム１２３の間に液体が蓄積することによって反応槽１４４が形成される。
　そして反応槽１４２内の液体が全て排出された後に流路開閉部１３３へチューブ２１－３を介して再度圧縮空気を送り込むと、流路１４３が閉じた状態になる。このようにしてＤＮＡ解析装置１０は、マイクロチップ１００内における反応槽間の液体移送を実現する。
　なお、上述の反応槽間の液体移送については、国際公開第２００９／１１９６９８号（特許文献５）にも詳述されており、当該技術文献の開示も、引用をもって本書に組み込まれる。
　蓋１６には電磁石２６が配置されており、電磁石２６は電源部２７から電力の供給を受けることで、マイクロチップ１００上の所定の領域に磁場を発生させることができる。なお、コントローラ２５は、電源部２７に対して、電磁石２６への電力の供給及びその停止を指示することで、電磁石２６の励磁を制御する。
　温度調整ユニット１３及び１４は、予め定めたマイクロチップ１００の所定の領域の温度を制御する。
　温度調整ユニット１３は、コントローラ２５からの指示に基づいて、マイクロチップ１００上のＰＣＲ部（後述するＰＣＲ部１１２）の温度制御を担う手段である。温度調整ユニット１３は、温度センサ、伝熱材、ペルチェ素子、放熱板等を含んで構成される。コントローラ２５は、ＰＣＲ部に接触する温度センサからＰＣＲ部の温度を取得し、取得した温度に基づいてペルチェ素子の発熱又は冷却を制御することで、ＰＣＲ部の温度制御を実現する。
　温度調整ユニット１４は、コントローラ２５からの指示に基づいて、マイクロチップ１００上の変性部（後述する変性部１１４）の温度を一定に保持する手段である。温度調整ユニット１４の構成は、温度調整ユニット１３の構成と同一とすることができる。但し、温度調整ユニット１４の構造を限定する趣旨ではなく、ヒータ等を用いて温度調整ユニット１４を構成することも可能である。
　電極２０及び電気泳動ユニット１５は、マイクロチップ１００における電気泳動を実施する際に用いられる。より詳細には、コントローラ２５は、マイクロチップ１００において電気泳動を実施する工程において、電源部２７を介して電極２０に直流電圧を印加する。電極２０に直流電圧が印加されると、帯電したＤＮＡはキャピラリ内を移動する。また、電気泳動ユニット１５には、レーザを照射する手段と当該レーザ照射による励起によって発光した蛍光を受光する手段と、が含まれる。電気泳動ユニット１５に含まれるレーザ受光手段の出力は、ＤＮＡ解析部２８に送られ、ＤＮＡ解析部２８によるＤＮＡ長の解析（判別）に使用される。
　次に、マイクロチップ１００の構成について説明する。図４は、マイクロチップ１００の構成の一例を示す図である。
［マイクロチップの構成］
　図４に示すように、マイクロチップ１００は、サンプル溶液注入部１０１、洗浄バッファ注入部１０２、ＰＣＲ試薬注入部１０３、ホルムアミド注入部１０４、泳動ポリマ注入部１０５、排水口１０６、ＤＮＡ抽出部１１１、ＰＣＲ部１１２、秤量部１１３、変性部１１４、電気泳動部１１５、キャピラリ１１６及び各部分を連通する流路１１８を有する。
　キャピラリ１１６はマイクロチップ１００の内部に設けられ、図４の長手方向に延伸する。電気泳動部１１５は、電極槽１１７を備えており、ＤＮＡの解析時に、蓋１６に取り付けられた電極２０が電極槽１１７に挿入される。電極槽１１７は、正電極の挿入を受ける電極槽と、負電極の挿入を受ける電極槽と、が存在し、いずれもキャピラリ１１６と接続されている。
　サンプル溶液注入部１０１はメインプレート１２１に設けられた貫通孔であり、操作者（マニュアル操作ないし自動注入手段）によってサンプル溶液が注入され、カバーフィルム１２５によって覆われる。サンプル溶液注入部１０１は、図５に示すように、カバーフィルム１２５を介して蓋１６の加圧穴２１に接続される他は、図３の空洞部１３２、１３４と同様に機能する。サンプル溶液はフィルムにより、封入した状態でサンプル溶液注入部１０１に嵌入することができ、圧力を受けると封入フィルムからサンプル溶液が排出され、図５に示す状態となり、蓋側フィルム１２２と台座側フィルム１２３の間に溜まる。更に圧力を受けると溶液は蓋側フィルム１２２と台座側フィルム１２３の間の流路１１８に流入し、ＤＮＡ抽出部１１１に至る（図３参照）。なお、サンプル溶液は、リシスバッファ（例えば、ＳＤＳ／ＬｉＯＡｃ溶液（ドデシル硫酸ナトリウム／酢酸リチウム溶液））に被験者から採取した細胞（例えば、口腔内粘膜、血液、体液など）を懸濁した溶液である。
　洗浄バッファ注入部１０２はサンプル溶液注入部１０１と同様の構成を有し、ユーザによって洗浄バッファが注入される。洗浄バッファは、例えば、Ｔｒｉｓバッファであり、ＤＮＡのシリカへの結合を維持するために高塩濃度に調製される。
　ＰＣＲ試薬注入部１０３はサンプル溶液注入部１０１と同様の構成を有し、ユーザによってＰＣＲ試薬が注入される。ＰＣＲ試薬は、ポリメラーゼ、ｄＮＴＰｓ、マグネシウムなどを含み、シリカからＤＮＡを溶出する溶出バッファとしての役割も果たすため、低塩濃度に調製される。
　ホルムアミド注入部１０４はサンプル溶液注入部１０１と同様の構成を有し、ユーザによってホルムアミド溶液が注入される。ホルムアミド溶液は、ＤＮＡを一本鎖状態に保持する保持剤である。すなわち、変性処理中のＤＮＡは、二本鎖状態から一本鎖状態に変性するデナチュレーション（融解、乖離とも称される）と、一本鎖状態から二本鎖状態に変性するハイブリダイゼーション（アニーリング、結合とも称される）とを繰り返す。ここで、ホルムアミドはＤＮＡを一本鎖状態に保持するため、結果的にホルムアミドは二本鎖ＤＮＡを一本鎖ＤＮＡに変性させるように作用する。このように、本願開示において、「保持」と「変性」とは互換的に使用される場合がある。また、ホルムアミド溶液は、蛍光色素で標識されたｓｓＤＮＡ（一本鎖ＤＮＡ）サイズマーカーも含む。
　泳動ポリマ注入部１０５はサンプル溶液注入部１０１と同様の構成を有し、ユーザによって電気泳動のためのポリマが注入される。
　なお、リシスバッファ、洗浄バッファ、ＰＣＲ試薬、ホルムアミド、ｓｓＤＮＡサイズマーカー及びポリマは商業的に入手可能であるし、必要に応じて組成を改変して調製することもできる。また、洗浄バッファ、ＰＣＲ試薬、ホルムアミド溶液及びポリマはユーザが注入するのでは無く、マイクロチップ１００に予め封入しておくこともできる。
　ＤＮＡ抽出部１１１は、サンプル溶液からＤＮＡを抽出するために設けられた反応槽である。なお以下では、サンプル溶液から抽出されるＤＮＡを、テンプレートＤＮＡとも称する。
　ＤＮＡ抽出処理について具体的に説明すると、ＤＮＡ解析装置１０は、ＤＮＡ抽出部１１１に対向するように電磁石２６を有し、ＤＮＡ抽出部１１１にはシリカでコーティングされた磁性ビーズが予め封入される。ＤＮＡ解析装置１０は、サンプル溶液注入部１０１に注入されたサンプル溶液をＤＮＡ抽出部１１１に移動させて、ＤＮＡ抽出部１１１に封入された磁性ビーズ（シリカ）にサンプルＤＮＡを吸着させる。そして、洗浄バッファ注入部１０２内の洗浄バッファで磁性ビーズを洗浄することでテンプレートＤＮＡを抽出する。なお、ＤＮＡ解析装置１０は、サンプル溶液及び洗浄バッファを排水口１０６から排出するが、その際に電磁石２６に磁性ビーズを吸着させることで、サンプル溶液及び洗浄バッファと一緒に磁性ビーズが排出されることを防止する。
　なお、磁性ビーズを用いたＤＮＡ抽出方法としては、例えば、東洋紡社：MagExtractor（登録商標）、タカラバイオ株式会社：NucleoMag（登録商標）などが知られている。また、ＤＮＡ抽出方法のプロトコルは、例えば、洗浄の回数を増やすなど、必要に応じて改変することもできる。また、ＤＮＡ抽出方法は、磁性ビーズを用いた方法に限定されるものでは無く、シリカビーズカラムを用いてテンプレートＤＮＡを抽出しても良い（例えば、キアゲン社：QIAampなどを参照）。
　ＰＣＲ部１１２は、テンプレートＤＮＡ内の所望の領域を増幅するＰＣＲを実行するために間に設けられた単数又は複数の反応槽であり、各々、温度調整ユニット１３と当接するように配置される。そして、各ＰＣＲ部１１２には、テンプレートＤＮＡ内の所望の領域を増幅するように設計されたプライマーセットが封入される。
　プライマーセットは、例えば、マイクロサテライト（ＴＰＯＸやＦＧＡなど）を含む領域をＰＣＲ増幅するためのフォワードプライマー及びリバースプライマーであり、各プライマーの何れか又は両方は蛍光色素（フルオレセインなど）の標識を有する。このようなプライマーはプロメガ（登録商標）社などから商業的に入手可能であるし、必要に応じて設計することもできる。なお、１つのＰＣＲ部１１２に、複数のプライマーセットを封入することもできる。
　ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応：polymerase chain reaction）について具体的に説明すると、ＤＮＡ解析装置１０は、テンプレートＤＮＡを含むＰＣＲ試薬をＤＮＡ抽出部１１１から複数のＰＣＲ部１１２に移動させ、温度調整ユニット１３の伝熱材を介して予めプログラムされたようにＰＣＲ部１１２を温度制御する。ＰＣＲのプログラムの一例を挙げると、ＤＮＡ解析装置１０は、図６に示す温度、時間設定の温度制御によってＰＣＲを実行する。なお、ＰＣＲの温度条件やサイクル数は、Ｔｍ値（melting temperature）や単位複製配列の長さに基づいて変更可能である。以下では、ＰＣＲによって増幅されたＤＮＡをアンプリコンと称し、アンプリコンを含むＰＣＲ試薬を反応サンプルと称する。
　秤量部１１３は、反応サンプルの一部を廃棄するために設けられた反応槽、特に、ＰＣＲ部１１２よりも容量が小さい反応槽である。秤量処理について具体的に説明すると、ＤＮＡ解析装置１０は、秤量部１１３が満杯になるまで反応サンプルをＰＣＲ部１１２から秤量部１１３へ移動させて、残りのＰＣＲ試薬を排水口１０６から排出する。
　変性部１１４は、アンプリコンを二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）から一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）に変性するために設けられた反応槽であり、温度調整ユニット１４と当接するように配置される。変性処理について具体的に説明すると、ＤＮＡ解析装置１０は、温度調整ユニット１４を介して変性部１１４を予め設定された温度（例えば６０℃）に保持する。そして、ＤＮＡ解析装置１０は、ホルムアミド注入部１０４に注入されたホルムアミドをＰＣＲ部１１２及び秤量部１１３を経由させて変性部１１４へ移動させる。そのため、ＰＣＲ部１１２で増幅したアンプリコンが保持剤（ホルムアミド）と共に変性部１１４へ流入するので、アンプリコンと保持剤を別々に変性部１１４に流入させるよりも、アンプリコンと保持剤とをよりよく混合させることができる。そして、ＤＮＡ解析装置１０は、予め設定された反応時間、反応サンプルを変性部１１４に保持する。
　電気泳動部１１５は、分子ふるい効果によって、アンプリコンを塩基配列長に応じて分離するための構成である。また、電気泳動部１１５はキャピラリ１１６と、キャピラリ１１６の温度が一定に保たれるように構成されたヒータ等を含む。
　なお、図４を参照すると、変性部１１４はサンプル流路１５１の一端と接続され、電気泳動部１１５の泳動ポリマ注入部１０５はキャピラリ１１６の一端と接続されている。さらに、サンプル流路１５１とキャピラリ１１６は平行してマイクロチップ１００内を延伸し、サンプル流路１５１とキャピラリ１１６に直交するブリッジ流路１５２により接続されている。
　図７は、マイクロチップ１００上の変性部１１４と電気泳動部１１５の一部の領域（図４の点線により囲まれた領域）に関する平面図の一例である。
　図７を参照すると、ポリマが充填された泳動ポリマ注入部１０５は、キャピラリ１１６を介して、液溜１５３ａと接続されている。同様に、反応サンプルが充填された変性部１１４は、サンプル流路１５１を介して、液溜１５３ｂと接続されている。さらに、キャピラリ１１６とサンプル流路１５１は、ブリッジ流路１５２を介して、接続されている。なお、液溜１５３ａ及び１５３ｂは、所定の容積を有する。
　ここで、キャピラリ１１６とサンプル流路１５１の深さ（プレートが積層する方向の長さ）と、ブリッジ流路１５２の深さは異なる。例えば、キャピラリ１１６とサンプル流路１５１の深さを３０μｍとすれば、ブリッジ流路１５２の深さは５μｍ程度とする。つまり、ブリッジ流路１５２における複数のプレートが積層する方向の長さは、キャピラリ１１６における複数のプレートが積層する方向の長さよりも短い。
　また、ブリッジ流路１５２には、所定の容積を有する空気排出部１５４（図７にて図示せず）が接続されている。
　図８は、図７のＡ－Ａ方向の断面の一例を示す図である。図８を参照すると、ブリッジ流路１５２の深さ方向に直方体の空間が設けられていることが理解できる。この直方体による空間が、空気排出部１５４である。空気排出部１５４は、ブリッジ流路１５２に存在する空気の排出先となる。
　また、図８を参照すると、サンプル流路１５１、キャピラリ１１６、ブリッジ流路１５２のそれぞれは、積層された複数のプレートからなる本体部１５６の表層（メインプレート１２１の表層）に形成され、且つ、樹脂からなる部材（表層部１５５）により覆われていることが分かる。なお、表層部１５５は樹脂材料からなり、シリコンフィルムのような空気透過性を示さない。
　次に、アンプリコン（ＤＮＡ）をポリマにインジェクションするサンプルインジェクションの手順について説明する。
　図９は、サンプルインジェクションの一例を示すフローチャートである。なお、反応サンプルとポリマの界面を接触させる前の初期状態は、図７のとおりとする。
　初めに、コントローラ２５は電磁弁２３を制御し、泳動ポリマ注入部１０５に接触する加圧穴２１に圧縮空気を送る（ステップＳ１０１）。すると、泳動ポリマ注入部１０５が圧縮され、内部に充填されたポリマはキャピラリ１１６の内部に充填される。なお、その際、ブリッジ流路１５２の溝は浅く、径が細いため抵抗が大きく、泳動ポリマ注入部１０５から押し出されたポリマがブリッジ流路１５２に入り込むことはない。
　次に、コントローラ２５は電磁弁２３を制御し、変性部１１４に接触する加圧穴２１に圧縮空気を送る（ステップＳ１０２）。すると、変性部１１４が圧縮され、内部の反応サンプルはサンプル流路１５１の内部に充填される。なお、この場合にも、反応サンプルがブリッジ流路１５２に流れ込むことはない。
　次に、コントローラ２５は電磁弁２３を制御し、泳動ポリマ注入部１０５、変性部１１４、液溜１５３ａ及び１５３ｂに接する加圧穴２１に圧縮空気を送る（ステップＳ１０３）。すると、キャピラリ１１６に充填されたポリマと、サンプル流路１５１に充填された反応サンプルが、それぞれブリッジ流路１５２に流れ込む。その際、表層部１５５は樹脂材料により形成されるため、ブリッジ流路１５２に存在する空気は大気に放出されない。ブリッジ流路１５２に存在する空気が大気に放出されることに替えて、ブリッジ流路１５２に存在する空気は空気排出部１５４に流れ込む。ブリッジ流路１５２に存在する空気が完全に空気排出部１５４に回収されると、ポリマと反応サンプルの界面の接触が完了する。ポリマと反応サンプルの界面の接触が完了すると、サンプルインジェクションを行う準備が整う。
　その後、ブリッジ流路１５２に直流電圧を印加することで、アンプリコンがポリマにインジェクションされる（ステップＳ１０４）。より具体的には、キャピラリ１１６に接続された電極槽１１７ａ及び１１７ｂに正電極を挿入し、サンプル流路１５１に接続された電極槽１１７ｃ及び１１７ｄに負電極を挿入することで、アンプリコンをポリマにインジェクションする。
　なお、空気排出部１５４が存在せず、キャピラリ１１６、サンプル流路１５１、ブリッジ流路１５２の表面を覆う表層部１５５がシリコンフィルムにより形成されているのであれば、ブリッジ流路１５２に存在する空気は、当該シリコンフィルムから大気に放出されることになる。
　次に、ＤＮＡ解析を実行する際のユーザによる操作と、ＤＮＡ解析装置１０の動作について説明する。
［ユーザによる操作］
　ユーザは、サンプル溶液注入部１０１、洗浄バッファ注入部１０２、ＰＣＲ試薬注入部１０３、ホルムアミド注入部１０４及び泳動ポリマ注入部１０５に各溶液を注入し、マイクロチップ１００をＤＮＡ解析装置１０にセットする。そして、ユーザは、ＤＮＡ解析装置１０を操作してＤＮＡ解析を開始させる。
［ＤＮＡ解析装置による一連の動作］
　図１０は、ＤＮＡ解析装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。ユーザによりってマイクロチップ１００がセットされ、処理開始指示を受け付けると、ＤＮＡ解析装置１０は準備動作を実行する（ステップＳ０１）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、温度調整ユニット１３によって変性部１１４を予め設定された温度（例えば、６０℃）に保持し、そして、電気泳動ユニット１５によって電気泳動部１１５（特にキャピラリ１１６）を予め設定された温度（例えば、５０℃）に保持する。そして、ＤＮＡ解析装置１０は泳動ポリマ注入部１０５内のポリマをキャピラリ１１６に充填する。
　続いて、ＤＮＡ解析装置１０は、ＤＮＡ抽出処理を実行する（ステップＳ０２）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、サンプル溶液注入部１０１に注入されたサンプル溶液をＤＮＡ抽出部１１１に移動させて、ＤＮＡ抽出部１１１に封入された磁性ビーズ（シリカ）にサンプルＤＮＡを吸着させる。そして、洗浄バッファ注入部１０２内の洗浄バッファで磁性ビーズを洗浄することでテンプレートＤＮＡを抽出する。続いて、ＤＮＡ解析装置１０は、ＰＣＲ試薬注入部１０３に注入されたＰＣＲ試薬をＤＮＡ抽出部１１１に移動させてサンプルＤＮＡを溶出する。
　次に、ＤＮＡ解析装置１０は、ＰＣＲを実行する（ステップＳ０３）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、テンプレートＤＮＡを含むＰＣＲ試薬をＤＮＡ抽出部１１１から複数のＰＣＲ部１１２に移動させ、温度調整ユニット１３を用いて予めプログラムされたようにＰＣＲ部１１２を温度制御する。
　ＰＣＲが終了した後に、ＤＮＡ解析装置１０は秤量処理を実行する（ステップＳ０４）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、秤量部１１３が満杯になるまでアンプリコンを含むＰＣＲ試薬（反応サンプル）をＰＣＲ部１１２から秤量部１１３へ移動させて、残りのＰＣＲ試薬を排水口１０６から排出する。
　次に、ＤＮＡ解析装置１０は、変性処理を実行する（ステップＳ０５）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、ＰＣＲ部１１２及び秤量部１１３を経由させてホルムアミド注入部１０４に注入されたホルムアミドを変性部１１４へ移動させることで、反応サンプルとホルムアミドとを混合しつつ変性部１１４へ移動させる。そして、ＤＮＡ解析装置１０は、予め設定された反応時間、反応サンプルを秤量部１１３に保持して変性処理を実行する。
　そして、ＤＮＡ解析装置１０は、電気泳動処理を実行する（ステップＳ０６）。具体的には、ＤＮＡ解析装置１０は、変性部１１４から電気泳動部１１５へ反応サンプルを移動させて、各キャピラリ１１６にアンプリコンをインジェクションする。そして、ＤＮＡ解析装置１０は、電気泳動ユニット１５に含まれる受光手段によるピーク検出を開始し、キャピラリ１１６に直流電圧を印加して電気泳動処理を実行する。
　最後に、ＤＮＡ解析装置１０は、ＤＮＡ解析部２８を用いてＤＮＡ長の解析を行い、その解析結果を出力する（ステップＳ０７）。
　以上のように、本実施形態に係るＤＮＡ解析装置１０に使用するマイクロチップ１００は、ポリマと反応サンプルの界面を接触させる際の障害となる空気を、ブリッジ流路１５２に接続された空気排出部１５４に回収する。そのため、マイクロチップ１００の表層部１５５にシリコンフィルム等を使用する必要がなく、空気透過性を示さない材料（例えば、樹脂材料）を用いて、反応サンプルとポリマの界面を接触させることができる。また、空気排出部１５４を設けることで、シリコンフィルム等により本体部１５６の表面を覆う必要がなくなり、表層部１５５の材料を選択する際の自由度が拡大する。
［他の実施形態］
　上記の実施形態は、本願開示の好ましい一実施形態に過ぎず、必要に応じて様々に改変することができる。例えば、空気排出部１５４の形状は、直方体に限定されず、球体や円錐体であってもよい。空気排出部１５４は、ブリッジ流路１５２に存在する空気を回収できるだけの容積を有すればよい。
　また、空気排出部１５４は、密閉された空間である必要はない。即ち、空気排出部１５４の内部空間は大気と接続されていてもよい。より具体的には、空気排出部１５４は、例えば、細管等を介して、大気に接していてもよい。この場合、空気排出部１５４に回収された空気は大気に放出されるため、泳動ポリマ注入部１０５、変性部１１４、液溜１５３ａ及び１５３ｂに対する加圧が解除された際に、空気排出部１５４に回収された空気が再びブリッジ流路１５２に流入する懸念がなくなる。但し、空気排出部１５４が大気と接続されていなくとも、ポリマの粘性のため、空気がブリッジ流路１５２に流れ込むことは希であると考えられる。なお、反応サンプルやポリマまでもマイクロチップ１００の外部に排出することは望ましくないため、空気排出部１５４に流れ込むポリマや反応サンプルを吸収するメッシュ状の物質等を空気排出部１５４に予め封入しておくことが望ましい。
　さらに、空気排出部１５４に配置位置は、ブリッジ流路１５２の深さ方向に限定されない。例えば、図１１に示すように、キャピラリ１１６が延伸する方向に並行する細い流路のような形状であってもよい。即ち、空気排出部１５４の形状は管状であって、複数のプレートの積層方向に直交し、且つ、キャピラリ１１６に平行して延伸していても良い。
　さらにまた、空気排出部１５４とブリッジ流路１５２の接続位置は、キャピラリ１１６とサンプル流路１５１の中間に限定されない。但し、反応サンプルとポリマの粘度を比較すると、ポリマの粘度が高い場合が多いことが想定できる。そのため、ブリッジ流路１５２内の移動は、ポリマよりも反応サンプルの方が容易（ポリマの移動は困難）であると考えられる。ブリッジ流路１５２内でポリマを自由に移動させることは困難であるため、空気排出部１５４とブリッジ流路１５２の接続位置は、サンプル流路１５１側であることが望ましい。空気排出部１５４とブリッジ流路１５２の接続位置がキャピラリ１１６側にあって、接続位置にポリマが反応サンプルよりも先に到達してしまうと、空気排出部１５４に空気を逃がすことができない。一方、空気排出部１５４とブリッジ流路１５２の接続位置がサンプル流路１５１側であれば、ブリッジ流路１５２の空気排出口（空気排出部１５４とブリッジ流路１５２の接続位置）が反応サンプルにより塞がれていたとしても、ポリマの移動により押し戻され、ブリッジ流路１５２内の空気を空気排出部１５４に逃がすことができる。
　上記実施形態においては、ＤＮＡの解析に用いる電気泳動装置について説明したが、電気泳動装置の使用をＤＮＡの解析に限定する趣旨ではない。例えば、被解析物がイオンや低分子化合物等であってもよい。また、ＤＮＡ解析は、犯罪捜査のための個人識別に限定されるものでは無く、例えば、遺伝子欠損症の検出にも応用することができる。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の形態のようにも記載され得るが、以下には限られない。
　［形態１］
　第１の視点に係るマイクロチップのとおりである。
　［形態２］
　前記サンプル流路、前記キャピラリ、前記ブリッジ流路のそれぞれは、積層された複数のプレートに形成され、且つ、樹脂からなる部材により覆われている形態１のマイクロチップ。
　［形態３］
　前記ブリッジ流路における前記複数のプレートが積層する方向の長さは、前記キャピラリにおける前記複数のプレートが積層する方向の長さよりも短い形態２のマイクロチップ。
　［形態４］
　前記サンプル流路の一端は、前記反応サンプルが充填された注入槽に接続され、他の一端は所定の容積を有する第１の液溜と接続され、
　前記キャピラリの一端は、前記ポリマが充填された反応槽に接続され、他の一端は所定の容積を有する第２の液溜と接続される形態１乃至３のいずれか一に記載のマイクロチップ。
　［形態５］
　前記空気排出部の内部空間は大気と接続されている形態１乃至４のいずれか一に記載のマイクロチップ。
　［形態６］
　前記空気排出部の形状は、直方体、球体、円錐体のいずれかである形態１乃至５のいずれか一に記載のマイクロチップ。
　［形態７］
　前記空気排出部は、前記複数のプレートの積層方向に直交し、且つ、前記キャピラリに平行して延伸する管状の形状を有する形態２乃至５のいずれか一に記載のマイクロチップ。
　［形態８］
　第２の視点に係るサンプル注入方法のとおりである。
　なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
１０　ＤＮＡ解析装置
１１　台座
１２　テーブル
１３、１４　温度調整ユニット
１５　電気泳動ユニット
１６　蓋
１７　ヒンジ
１８ａ、１８ｂ　ピン
１９ａ、１９ｂ　ピン穴
２０　電極
２１　加圧穴
２２、２２－１～２２－５　チューブ
２３　電磁弁
２４　蓄圧器
２５　コントローラ
２６　電磁石
２７　電源部
２８　ＤＮＡ解析部
１００、２００　マイクロチップ
１０１　サンプル溶液注入部
１０２　洗浄バッファ注入部
１０３　ＰＣＲ試薬注入部
１０４　ホルムアミド注入部
１０５　泳動ポリマ注入部
１０６　排水口
１１１　ＤＮＡ抽出部
１１２　ＰＣＲ部
１１３　秤量部
１１４　変性部
１１５　電気泳動部
１１６、２０２　キャピラリ
１１７、１１７ａ～１１７ｄ　電極槽
１１８、１４１、１４３、１４５　流路
１２１　メインプレート
１２２　蓋側フィルム
１２３　台座側フィルム
１２４　支持プレート
１２５　カバーフィルム
１３１、１３３、１３５　流路開閉部
１３２、１３４　空洞部
１４２、１４４　反応槽
１５１、２０１　サンプル流路
１５２、２０３　ブリッジ流路
１５３ａ、１５３ｂ　液溜
１５４、２０４　空気排出部
１５５　表層部
１５６　本体部

Claims (8)

  1. 　反応サンプルが充填されるサンプル流路と、
    　ポリマが充填されるキャピラリと、
    　前記サンプル流路と前記キャピラリを接続するブリッジ流路と、
    　前記ブリッジ流路に接続され、所定の容積を有する空気排出部と、
    　を備えるマイクロチップ。
  2. 　前記サンプル流路、前記キャピラリ、前記ブリッジ流路のそれぞれは、積層された複数のプレートに形成され、且つ、樹脂からなる部材により覆われている請求項１のマイクロチップ。
  3. 　前記ブリッジ流路における前記複数のプレートが積層する方向の長さは、前記キャピラリにおける前記複数のプレートが積層する方向の長さよりも短い請求項２のマイクロチップ。
  4. 　前記サンプル流路の一端は、前記反応サンプルが充填された注入槽に接続され、他の一端は所定の容積を有する第１の液溜と接続され、
    　前記キャピラリの一端は、前記ポリマが充填された反応槽に接続され、他の一端は所定の容積を有する第２の液溜と接続される請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマイクロチップ。
  5. 　前記空気排出部の内部空間は大気と接続されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のマイクロチップ。
  6. 　前記空気排出部の形状は、直方体、球体、円錐体のいずれかである請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマイクロチップ。
  7. 　前記空気排出部は、前記複数のプレートの積層方向に直交し、且つ、前記キャピラリに平行して延伸する管状の形状を有する請求項２乃至５のいずれか一項に記載のマイクロチップ。
  8. 　反応サンプルが充填されるサンプル流路、ポリマが充填されるキャピラリ、前記サンプル流路と前記キャピラリを接続するブリッジ流路、前記ブリッジ流路に接続され、所定の容積を有する空気排出部、を含むマイクロチップを用いたサンプル注入方法であって、
    　前記キャピラリに前記ポリマを充填する工程と、
    　前記サンプル流路に前記反応サンプルを充填する工程と、
    　前記反応サンプルと前記ポリマに圧力をかけることで、前記ブリッジ流路にて、前記反応サンプルと前記ポリマの界面を接触させる工程と、
    　を含む、サンプル注入方法。
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JPWO2018084017A1 (ja) * 2016-11-01 2019-06-24 日本板硝子株式会社 反応処理容器、反応処理装置および反応処理方法

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