WO2015151201A1 - 増幅装置、増幅方法及び増幅システム - Google Patents

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麻生川　稔
喜典 三品
靖夫 飯村
萩原　久
亮 山崎
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日本電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an amplification device, an amplification method, and an amplification system.
  • the present invention relates to an amplification apparatus, an amplification method, and an amplification system that amplify a desired base sequence.
  • PCR Polymerase Chain Reaction
  • An apparatus for executing PCR that is, a thermal cycler has been developed (see, for example, Patent Document 1).
  • PCR protocols that are performed without adjusting the amount of template DNA (Deoxyribonucleic Acid)
  • the number of cycles is too many and amplicons are synthesized excessively, or conversely, the number of cycles is too few and the amount of amplicons May be insufficient. In such a case, a desired result may not be obtained.
  • the number of repeats in a repeat sequence is measured based on the base length of the amplicon. At this time, if the amplicon is synthesized excessively, the DNA band becomes smeared and the base length of the amplicon cannot be measured accurately.
  • the amount of amplicon is insufficient, the detection peak of the DNA band is too low and buried in noise, and the base length of the amplicon cannot be measured.
  • An object of the present invention is to provide an amplification device, an amplification method, and an amplification system that contribute to the synthesis of an appropriate amount of a desired base sequence.
  • the amplification unit that amplifies a desired base sequence and the amount of amplicon that is the base sequence amplified by the amplification unit are monitored.
  • An amplifying apparatus is provided that includes a monitoring unit and a control unit that terminates amplification processing by the amplifying unit based on the amount of amplicon monitored by the monitoring unit.
  • an amplification step of amplifying a desired base sequence by heating and cooling the sample solution a measurement step of measuring the amount of amplicon that is the amplified base sequence, and an amplification termination step of terminating amplification of the desired base sequence based on the measured amount of amplicon.
  • a microchip having a plurality of laminated elastic sheets and an amplification tank for amplifying a desired base sequence at an unbonded portion between the elastic sheets. And an amplification unit that amplifies the desired base sequence by heating and cooling the sample solution in the amplification tank, a monitoring unit that monitors the amount of amplicon in the amplification tank, and monitoring by the monitoring unit And an amplifying apparatus including a control unit that terminates the amplifying process by the amplifying unit based on the amount of amplicon to be provided.
  • an amplification device an amplification method, and an amplification system that contribute to amplifying a desired base sequence in an appropriate amount are provided.
  • the amplification device 300 includes an amplification unit 301, a monitoring unit 302, and a control unit 303.
  • the amplification device 300 starts amplification processing in the amplification unit 301 (step S01), and monitors the amount of amplicon that is the amplified base sequence in the monitoring unit 302 (step S02).
  • the amplification device 300 ends the amplification process by the amplification unit 301 based on the amount of amplicon monitored by the monitoring unit 302 under the control of the control unit 303.
  • the amplifying apparatus 300 continues the amplification process until the amount of amplicon reaches a preset threshold value (step S02, NO branch).
  • the amplification device 300 ends the amplification process (step S03).
  • the amplification device 300 can synthesize an amplicon to an appropriate amount even for a sample solution in which the amount of template DNA is not adjusted, and can synthesize an amplicon excessively. No. That is, the amplifying apparatus 300 can synthesize an amplicon in an appropriate amount.
  • the microchip control device 10 is a device that performs PCR and electrophoresis for DNA identification using microsatellite, and the number of sequence repeats is based on the base length of the amplicon measured by the microchip control device 10. It is measured.
  • a table 12 is disposed on a pedestal 11, and a temperature control unit 13 (also referred to as an amplification unit) and an electrophoresis unit 14 are disposed on the table 12. Further, the base 11 and the lid 15 are connected via a hinge 16 so that the lid 15 can be opened and closed.
  • a temperature control unit 13 also referred to as an amplification unit
  • electrophoresis unit 14 are disposed on the table 12. Further, the base 11 and the lid 15 are connected via a hinge 16 so that the lid 15 can be opened and closed.
  • the microchip 200 is placed at a predetermined position on the table 12 by fitting the pins 17A and 17B provided on the table 12 into the pin holes 217A and 217B provided on the microchip 200.
  • a part of the region where PCR is performed on the microchip 200 comes into contact with the temperature control unit 13.
  • the region where electrophoresis is performed in the microchip 200 comes into contact with the electrophoresis unit 14, and an electrode is provided in the electrode tank of the microchip 200 through the electrode hole provided in the microchip 200. 18 is inserted.
  • the details of the region for performing PCR and the region for performing electrophoresis of the microchip 200 will be described later.
  • the cover 15 is provided with a plurality of pressure holes 19.
  • the region of the lid 15 corresponding to these pressurizing holes 19 penetrates, and the pressurizing hole 19 is connected to the electromagnetic valve 22 via the tube 21. Further, by closing the lid 15, the pressure hole 19 and various control holes on the microchip 200 are connected.
  • the pressure hole 19 and the control hole are preferably in close contact with each other through a sealing mechanism such as an O-ring 20. Various control holes on the microchip 200 will be described later.
  • a pressure medium such as compressed air is sealed in the pressure accumulator 23, and the controller 24 controls the electromagnetic valve 22 so that the pressure medium is taken in and out of the control hole on the microchip 200 through the pressure hole 19. .
  • the internal pressure of the pressure accumulator 23 is controlled so as to maintain a predetermined pressure by a pressure sensor and a pump (not shown).
  • the lid 15 is provided with a DNA extraction unit 25 for extracting sample DNA or template DNA from the sample solution.
  • the DNA extraction unit 25 includes, for example, a neodymium magnet that adsorbs magnetic beads when sample DNA is extracted using magnetic beads (silica).
  • the DNA extraction unit 25 moves the neodymium magnet closer to the DNA extraction unit 244 or moves the neodymium magnet away from the DNA extraction unit 244 under the control of the controller 24.
  • Amplicon amount monitoring unit 27 is also arranged on lid 15. The configuration and function of the amplicon amount monitoring unit 27 will be described in detail later.
  • the temperature control unit 13 has a temperature control mechanism for executing PCR and denaturation treatment.
  • the temperature control unit 13 includes a temperature sensor, a heat transfer material, a Peltier element (thermoelectric element), a heat sink, and the like, acquires the temperature of the region where PCR is performed from the temperature sensor, and is based on the acquired temperature. By controlling the heat generation or cooling of the Peltier element, temperature control of the region where PCR is performed is realized.
  • the electrophoresis unit 14 is a mechanism for executing capillary electrophoresis and detection of a fluorescent label, and includes a fluorescent lamp detection mechanism, an excitation device such as a halogen lamp, a mercury lamp, and laser light, a filter, a camera, and the like.
  • a DC voltage was applied to the electrode 18 via the power supply unit 26 and capillary electrophoresis started, the electrophoresis unit 14 monitored the fluorescent label flowing in the capillary and showed the change in fluorescence luminance over time in a graph.
  • the detection result is output via the display unit 28.
  • the controller 24 can also be realized by a computer program that causes a computer mounted on the microchip control device 10 to execute the processing of the controller 24 described in detail later by using the hardware.
  • the microchip 200 includes a DNA extraction / PCR unit 240 and an electrophoresis unit 280 as shown in FIG.
  • the DNA extraction / PCR unit 240 includes a fourth elastic sheet 214 on the resin plate 215, a third elastic sheet 213 on the fourth elastic sheet 214, and a second elastic sheet 212 on the third elastic sheet 213.
  • the first elastic sheet 211 is laminated on the second elastic sheet 212, and the resin plate 216 is laminated on the first elastic sheet 211.
  • the elastic sheets 211 to 214 are bonded together except for a part.
  • the non-bonded portion can be expanded by injecting a medium such as liquid or air, and an intermediate layer is formed between the elastic sheets 211 to 214 at that time.
  • an intermediate layer between the first elastic sheet 211 and the second elastic sheet 212 is referred to as a first intermediate layer
  • an intermediate layer between the second elastic sheet 212 and the third elastic sheet 213 is referred to as a second intermediate layer.
  • the intermediate layer between the third elastic sheet 213 and the fourth elastic sheet 214 is referred to as a third intermediate layer.
  • the elastic sheets 211 to 214 have stretchability, heat resistance, and acid / alkali resistance.
  • the resin plates 215 and 216 are desirably hard enough to control the extension of the elastic sheets 211 to 214.
  • the resin plate 215 can also be provided on the base 11 of the microchip control device 10.
  • various control holes such as a pin hole 217A and a medium entrance / exit hole 220 are formed.
  • the electrophoresis unit 280 is provided with various control holes such as a pin hole 217B and an electrode hole 219. Note that FIG. 4 is partially simplified for clarity.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the DNA extraction / PCR section 240.
  • the DNA extraction / PCR unit 240 includes a sample solution injection unit 241, a washing buffer injection unit 242, and an elution buffer injection unit 243.
  • the DNA extraction unit 244, PCR A part 245 and a weighing part 246 are formed.
  • the PCR unit 245 is also referred to as an amplification tank.
  • the sample solution injection part 241 is connected to the flow path 250A.
  • the cleaning buffer injection part 242 is connected to the flow path 250B.
  • the elution buffer injection part 243 is connected to the flow path 250C.
  • the flow paths 250A to 250C merge at the merge point 248 and are connected to the DNA extraction unit 244 via the flow path 250D.
  • the DNA extraction unit 244 is also connected to the flow channel 250E.
  • the flow channel 250E is branched into a plurality of reaction paths (a sample solution is dispensed) at a branch point 249, and a plurality of PCR units are formed as the flow channel 250F. H.245.
  • Each PCR part 245 is connected to the weighing part 246 corresponding to each via the flow path 250G.
  • the weighing unit 246 is connected to the electrophoresis unit 280 via the flow path 250H.
  • the flow paths 250A to 250H and the like are non-adhesive portions between the first elastic sheet 211 and the second elastic sheet 212, and are formed by entering liquid or the like there. That is, a space 290 is provided between the fourth elastic sheet 214 and the resin plate 215, and the elastic sheet 214 is pushed down into the space 290 when the flow path 250 or the like is formed (see FIGS. 6 and 7). reference).
  • the reaction path means a single flow path from the flow path 250F through the PCR unit 245 to the sample flow path 281. In other words, “each reaction path” and “each PCR unit 245” are interpreted interchangeably.
  • the channels 250A, C, E, G Channel opening / closing portions 260A, C, E, and G are formed.
  • a flow path opening / closing portion 270B for the flow paths 250B, D, F, and H, D, F, and H are formed.
  • the flow path opening / closing section 260A has a medium flow path 261A on the upstream side of the flow path 250A (that is, the sample solution injection section 241 side), and the second elastic sheet 212, first The medium is connected to a pressure hole 19 provided in the lid 15 through a medium entrance / exit hole 220 ⁇ / b> A that penetrates the intermediate layer, the first elastic sheet 211, and the resin plate 216.
  • the flow path opening / closing section 270B has a medium flow path 271B on the upstream side of the flow path 250B (that is, the cleaning buffer injection section 242 side), and the third elastic sheet 213.
  • FIG. 5 only the medium flow path 261A, the medium entry / exit hole 220A, the medium flow path 271B, and the medium entry / exit hole 220B are shown, and the others are omitted.
  • the sample solution injection unit 241 is a through hole that penetrates the resin plate 216 and the first elastic sheet 211, and the sample solution is injected by an operator (manual operation or automatic injection unit) to cover Covered by film 241A.
  • 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 sample solution injection part 241 is connected to the pressure hole 19 provided in the lid 15 via the cover film 241A and the O-ring 20.
  • the pressure hole 19 includes an O-ring 20, and the description of the O-ring 20 is omitted.
  • the microchip control device 10 injects a pressurized medium into the channel opening / closing sections 260C and E and the channel opening / closing section 270B to close the channels 250B, C, and E. Then, the pressurized medium is discharged from the channel opening / closing part 260A and the channel opening / closing part 270D to open the channels 250A, 250D. Then, as shown in FIG. 6B, the microchip control device 10 pushes the sample solution into the flow path 250A by applying a pressure medium to the sample solution injection unit 241 and pushing down the cover film 241A.
  • the washing buffer injection unit 242 has the same configuration as the sample solution injection unit 241 except that the channel opening / closing unit 270B for the channel 250B is arranged as the third intermediate layer, and the cleaning buffer is injected by the operator.
  • the washing buffer is, for example, a Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane) buffer.
  • the elution buffer injection unit 243 has the same configuration as the sample solution injection unit 241, and the elution buffer is injected by the operator.
  • the elution buffer is a buffer that elutes DNA from the DNA extraction unit 244 (specifically, magnetic beads). Furthermore, the amount of polymerase, dNTP mix (deoxyribonucleotide triphosphate mix), and amplicon that performs primer extension reaction is determined. Also includes fluorescent material for measurement.
  • the fluorescent material includes, for example, an incalator that emits fluorescence when incorporated into double-stranded DNA (so-called incalator method).
  • the fluorescent substance may be an oligonucleotide probe (so-called TaqMan probe method) in which the 5 ′ end is modified with a fluorescent substance and the 3 ′ end is modified with a quencher substance.
  • a chimeric probe comprising RNA and DNA and having the 5 ′ end modified with a fluorescent substance and the 3 ′ end modified with a quencher substance can be used (so-called cycling probe method).
  • the elution buffer further contains RNaseH (ribonuclease H).
  • the flow path opening / closing mechanism and the liquid transport mechanism by the microchip control device 10 will be described.
  • the microchip control device 10 circulates the liquid through the first flow path
  • the microchip control device 10 opens the first flow path by releasing the medium from the first flow path opening / closing section and contracting the first flow path opening / closing section.
  • control is performed to close the second flow path by injecting the medium into the second flow path opening / closing section and expanding the second flow path opening / closing section.
  • a liquid transport mechanism in the microchip 200 when the liquid filled in the liquid tank 240A is moved to the liquid tank 240B via the flow path 250Y will be described with reference to FIG.
  • the liquid tank 240A is formed between the first elastic sheet 211 and the second elastic sheet 212, and is connected to the flow paths 250X and 250Y.
  • a portion of the resin plate 216 corresponding to the liquid tank 240A penetrates to form a control hole, and a pressurized medium can be taken in and out of the upper part of the liquid tank 240A through a pressure hole 19A provided in the lid 15.
  • the liquid tank 240B is connected to the flow paths 250Y and 250Z, and a pressurized medium can be taken in and out of the upper part of the liquid tank 240B through the pressure hole 19B.
  • the flow paths 250X and Y are closed.
  • the microchip control device 10 first injects a pressurized medium into the flow channel opening / closing part 270Z to close the flow channel 250Z, and then the flow channel The flow path 250Y is opened by releasing the pressurized medium from the opening / closing part 260Y. Then, the microchip control device 10 applies a pressurized medium to the liquid tank 240A through the pressurized hole 19A. As a result, as shown in FIG. 7B, the liquid pushed out from the liquid tank 240A reaches the liquid tank 240B through the flow path 250Y, pushes up the first elastic sheet 211, and accumulates in the liquid tank 240B. .
  • the microchip control device 10 determines that the pressure applied to the liquid tank 240A exceeds the predetermined value and has discharged the liquid from the liquid tank 240A, as shown in FIG. A pressurized medium is injected into the flow path opening / closing part 260Y from the upstream side of the path 250Y (that is, the liquid tank 240A side). As a result, the liquid in the flow path 250Y is pushed out to the liquid tank 240B, and the liquid transport is completed. Thereafter, since it is no longer necessary to close the flow path 250X, the microchip control device 10 releases the pressurized medium from the flow path opening / closing part 270X.
  • the DNA extraction unit 244 is a mechanism provided for extracting DNA from the sample solution.
  • magnetic beads silicon are enclosed in the DNA extraction unit 244 in advance, and sample DNA is extracted from the sample solution under the control of the controller 24 and the DNA extraction unit 25.
  • the microchip control device 10 has a neodymium magnet as the DNA extraction unit 25, and the DNA extraction unit 244 is pre-encapsulated with magnetic beads coated with silica.
  • the microchip control apparatus 10 moves the sample solution injected into the sample solution injection unit 241 to the DNA extraction unit 244, and adsorbs the DNA onto magnetic beads (silica) enclosed in the DNA extraction unit 244. Then, the magnetic beads are washed with the washing buffer in the washing buffer injection unit 242 to extract the DNA.
  • the microchip control device 10 discharges the sample solution and the washing buffer from a drain port (not shown). At this time, the magnetic beads are adsorbed by the neodymium magnet, so that the magnetic beads are put together with the sample solution and the washing buffer. Is prevented from being discharged.
  • the DNA extraction method can be modified, for example, by increasing the number of washings with reference to various protocols. Further, the DNA extraction method is not limited to the method using magnetic beads, and for example, a method using a column may be adopted.
  • the PCR unit 245 executes PCR under temperature control by the temperature control unit 13. Specifically, a primer set is enclosed in the PCR unit 245 in advance, and a desired base sequence in the sample DNA (template DNA) extracted by the DNA extraction unit 244 is amplified by the action of a polymerase contained in the elution buffer. The At that time, an incalator is incorporated into the double-stranded amplicon which is a PCR product.
  • the incalator is a fluorescent substance that emits fluorescence only when it is incorporated into double-stranded DNA. Therefore, the luminance of the fluorescence emitted from the incalator is an index indicating the amount of amplicon.
  • the resin plate 215 corresponding to the PCR unit 245 penetrates through the elastic sheets 212 to 214 so that the temperature control by the temperature control unit 13 can be performed.
  • the temperature control unit 13 is embedded in a region of the table 12 and includes a temperature sensor 131, a heat transfer material 132, a Peltier element 133, and a heat dissipation plate 134.
  • the temperature sensor 131 is connected to the controller 24, measures the temperature of the PCR unit 245, and transmits it to the controller 24.
  • One surface of the heat transfer material 132 is in contact with the temperature application surface of the Peltier element 133, and the surface of the heat transfer material 132 opposite to the Peltier element 133 is exposed from the surface of the table 12.
  • One surface of the exposed heat transfer material 132 comes into contact with the microchip 200, and the temperature of the heat transfer material 132 is transmitted to the PCR unit 245 through the elastic sheets 212 to 214.
  • the power line of the Peltier element 133 is connected to the controller 24.
  • the controller 24 acquires the temperature of the PCR unit 112 from the temperature sensor 131, and determines the direction of the current supplied to the Peltier element 133 based on the acquired temperature. As a result, the temperature of the Peltier element 133 is controlled. That is, the Peltier element 133 is means for heating and cooling the sample solution in the PCR unit 245.
  • the pressure hole 19 is also provided in the resin plate 216 corresponding to the PCR unit 245, and the pressure hole 19 is connected to the electromagnetic valve 22 through the tube 21.
  • an amplicon amount monitoring unit 27 is disposed in the hollow portion of the pressurizing hole 19 and the tube 21, and the pressurizing medium enters and exits through the outside of the amplicon amount monitoring unit 27.
  • the amplicon amount monitoring unit 27 includes a light source 27 a that emits excitation light and a light receiving unit 27 b that receives fluorescence, and is connected to the controller 24.
  • the light source 27a is a means for emitting light for exciting a fluorescent substance whose luminance changes with amplification of the amplicon, and includes, for example, an argon ion laser, a filter that passes only a specific wavelength, and the like.
  • the light receiving unit 27 b includes an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device), measures the luminance of the received light, and outputs the measured value to the controller 24.
  • the light source 27a and the light receiving unit 27b are arranged so that the laser light emitted from the light source 27a does not coincide with the optical axis of the fluorescence received by the light receiving unit 27b.
  • the amplicon amount monitoring unit 27 is not floated inside the pressure hole 19 and the tube 21 of the lid 15, but by a plurality of support rods extending from the lid 15. It is fixed. It is desirable that the gap between the support bars be wide enough to prevent the pressurizing medium from entering and exiting through the pressurizing hole 19. Further, when the tube 21 is penetrated and a control line for controlling the amplicon amount monitoring unit 27 is passed, it is desirable to reinforce the pressurized medium so as not to leak from the through hole.
  • the amplicon amount monitoring unit 27 (light source 27a, A light receiving part 27b) may be arranged.
  • the light source 27 a and the light receiving unit 27 b may be configured to receive the fluorescence by irradiating the sample solution in the PCR unit 245 with laser light from an oblique direction inside the lid 15.
  • holes 216A and 216B can be provided on the resin plate 216 so that the laser beam can reach the sample solution in the PCR unit 245, thereby ensuring an optical path.
  • cover 15 and ensures an optical path may be sufficient.
  • various arrangements of the amplicon amount monitoring unit 27 can be considered.
  • the laser light or the like irradiated from the light source 27a reaches the sample solution in the PCR unit 245, and the fluorescence enters the light receiving unit 27b. Any configuration can be used.
  • the configuration in which the temperature control unit 13 including the Peltier element 133 is disposed on the lower side of the microchip 200 has been described with reference to FIGS. 15 side). Or you may arrange
  • the flow path 250G that is the downstream path connected to the PCR unit 245 is closed, and the flow path 250F that is the upstream path connected to the PCR unit 245 is opened.
  • the sample solution is moved to the PCR unit 245 by applying a pressurized medium to the DNA extraction unit 244. Then, as shown in FIG.
  • the channel 250F which is a downstream path connected to the PCR unit 245, is closed, and the solution is confined in the PCR unit 245. . It is not essential to close the flow path 250F. For example, a state in which a pressurized medium is applied to the DNA extraction unit 244 may be maintained, and a part of the solution may remain in the flow path 250F.
  • a fifth elastic sheet 210 is added on the first elastic sheet 211, and a flow path is opened and closed above the PCR unit 245.
  • a liquid tank opening / closing part 272 having the same configuration as the parts 260 and 270 is provided. Since the PCR unit 245 is crushed by injecting the pressurized medium into the liquid tank opening / closing unit 272, the solution can be discharged from the PCR unit 245.
  • processing such as providing a large number of fine through holes in the temperature control unit 13 arranged on at least one of the upper side and the lower side, and applying a pressurized medium from the through holes to move the sample solution from the PCR unit 245 To be possible.
  • the shape of the heat radiating plate 134 and the like is appropriately changed so as not to prevent the application of the pressure medium.
  • the configuration is as follows.
  • the temperature control unit 13 on the lid 15 side is configured to be slidable up and down under the control of the controller 24.
  • the temperature control unit 13 on the lid 15 side is pushed down until it comes into contact with the elastic sheet 211 and transmits the temperature of the heat transfer material 132 to the PCR unit 245 via the elastic sheet 211.
  • the temperature control unit 13 may be further pushed down to compress the PCR unit 245 as shown in FIG. 11 to 13, illustration of control lines connecting the temperature control unit 13, the amplicon amount monitoring unit 27, and the controller 24 is omitted.
  • PCR initiation reaction is, for example, a hot start process for activating a polymerase.
  • the controller 24 controls the temperature control unit 13 to execute a cycle reaction (step S102).
  • the cycle reaction includes, for example, a step of performing a denature reaction that denatures double-stranded DNA into single-stranded DNA, a step of performing an annealing reaction that hybridizes a primer to template DNA, and a step of performing a primer extension reaction using a polymerase. It is a reaction in which a series of heating and cooling processes are repeatedly executed.
  • the controller 24 controls the amplicon amount monitoring unit 27 to measure the amplicon amount, and determines whether or not the amplicon amount has reached a preset threshold value. (Step S103). Specifically, the controller 24 instructs the amplicon amount monitoring unit 27 to perform laser irradiation toward the PCR unit 245. The amplicon amount monitoring unit 27 irradiates the PCR unit 245 with laser from the light source 27a. Further, the amplicon amount monitoring unit 27 receives the fluorescence emitted from the incalator by the excitation by the laser irradiation, and outputs it to the controller 24 as the fluorescence luminance. The controller 24 compares the measured value of the fluorescence luminance with a pre-registered allowable lower limit threshold value, and determines whether or not the amount of amplicon has reached the threshold value.
  • step S103 NO branch
  • the controller 24 controls the temperature control unit 13 to continue the cycle reaction (step S102).
  • step S104 the controller 24 controls the temperature control unit 13 to execute the final extension reaction (step S104).
  • the final extension reaction is, for example, a reaction for adenylating an amplicon (maintaining 60 ° C. for 5 minutes).
  • the controller 24 controls the electromagnetic valve 22 to move a part of the liquid in the PCR unit 245 to the weighing unit 246 (step S105), and ends the PCR.
  • the controller 24 heats and cools a solution containing sample DNA and the like, thereby amplifying a desired base sequence and a measuring step for measuring the amount of amplicon that is the amplified base sequence. And an amplification termination step of terminating amplification of a desired base sequence based on the measured amount of amplicon. More specifically, the controller 24 executes a determination process for determining whether or not the measured amplicon amount has reached a preset threshold value, and then the measured amplicon amount is preset. When reaching the threshold value, amplification of the desired base sequence is terminated.
  • the PCR conditions can be adjusted according to the length and base sequence of the DNA to be amplified.
  • the primer set is a primer set for amplifying DNA, that is, a DNA test, and the time for annealing reaction can be adjusted according to the TM (melting temperature) value of the primer. .
  • the weighing unit 246 shown in FIG. 5 is a mechanism for weighing a solution containing an amplicon.
  • the weighing unit 246 is configured to be smaller than the PCR unit 245, and the microchip control device 10 allows the solution in the PCR unit 245 to move completely to the weighing unit 246 during liquid transport of the PCR unit 245.
  • the flow path 250G is closed in a state where it is not.
  • the microchip control device 10 weighs the solution containing the amplicon by leaving a part of the solution in the PCR unit 245.
  • the electrophoresis unit 280 includes a sample channel 281, a capillary 282, and a polymer injection unit 283 as shown in FIG.
  • the microchip control device 10 executes electrophoresis by flowing a current through the capillary 282 via the electrode 18, monitors the label flowing in the capillary by the electrophoresis unit 14, and graphs changes in fluorescence luminance over time.
  • the detection results shown in (1) are output via the display unit 28.
  • the microchip control device 10 executes a DNA extraction process in the DNA extraction unit 25 as shown in FIG. 16 (step S201).
  • the microchip control device 10 executes PCR (step S202) and weighing process (step S203). Then, the microchip control apparatus 10 performs capillary electrophoresis and label detection processing in the electrophoresis unit 14 (step S204), and outputs a detection result via the display unit 28 (step S105).
  • the microchip control device 10 uses the amplicon amount monitoring unit 27 to amplify the amount of amplicon every time the cycle reaction is completed. To monitor. As a result, it is possible to amplify the amplicon to an appropriate amount even for a sample solution whose DNA amount is unknown. For example, when this device is used for human identification, it is possible to increase the amplicon to an appropriate amount even for a sample solution whose DNA amount is unknown, which is directly collected from a provider. Can be obtained.
  • the microchip 200 includes a plurality of PCR units 245, and the microchip control device 10 defines the pair of the temperature control unit 13 and the amplicon amount monitoring unit 27 as the PCR unit 245. A plurality of pairs are provided so as to correspond to each. Then, the controller 24 performs a final reaction on the pair of the temperature control unit 13 and the amplicon amount monitoring unit 27 in which the amplicon amount has reached a preset threshold value. On the other hand, the amplification processing by the temperature control unit 13 is continued for the pair of the temperature control unit 13 and the amplicon amount monitoring unit 27 in which the amount of the amplicon does not reach the preset threshold value. When the final extension reaction of all reaction paths is completed, the controller 24 moves the solution in the PCR unit 245 to the weighing unit 246.
  • the microchip 200 includes a plurality of reaction paths, and includes a PCR unit 245 and a final reaction unit 247 for executing a final reaction for each reaction path. .
  • the microchip 200 includes a final reaction unit 247 between the PCR unit 245 and the weighing unit 246 for each reaction path.
  • the reaction path means a straight line from the flow path 250F through the PCR unit 245 to the sample flow path 281 as described above.
  • the microchip control device 10 further includes a final reaction unit 29 that heats the sample solution in the final reaction unit 247 and executes a final reaction.
  • the microchip control device 10 includes a final reaction unit 29 between the temperature control unit 13 and the electrophoresis unit 14 as shown in FIG.
  • the temperature control unit 13 is configured to collectively heat and cool the sample solution in each PCR unit 245, and performs amplification reactions of a plurality of reaction paths in parallel.
  • the amplicon amount monitoring unit 27 is arranged in association with each PCR unit 245, and individually monitors the amount of amplicon in the PCR unit 245.
  • the final reaction unit 29 includes a heat transfer material, a Peltier element (thermoelectric element), a heat radiating plate, and the like, and is provided on the base 11 in the same manner as the temperature control unit 13.
  • the sample solution in the final reaction unit 247 is 60 ° C. To carry out the final reaction.
  • the controller 24 moves the sample solution of the PCR unit 245 into the final reaction unit 247 with respect to the reaction path in which the amount of amplicon has reached the preset threshold value, and the amount of amplicon becomes the preset threshold value.
  • the amplification process is continued for the reaction path that has not reached.
  • the controller 24 repeats a series of heating and cooling processes and measurement of the amount of amplicons until the amount of amplicons in all reaction paths reaches a threshold value, and moves the solutions in all reaction paths to the final reaction unit 247. After the elapsed time has reached a preset final reaction time, the solution in the final reaction unit 247 is moved to the weighing unit 246.
  • PCR is not limited to being performed on a microchip.
  • the contents of the present disclosure can be applied to PCR performed in a laboratory or the like. That is, the amplicon amount monitoring unit 27 may be mounted on the thermal cycler and programmed to increase or decrease the number of cycles according to the amplicon amount.
  • sample conditions, PCR conditions, amplicon amount measurement conditions, electrophoresis conditions, etc. can be variously changed.
  • the sample solution to be analyzed simultaneously is not limited to one obtained from the same subject, and may be one obtained from a plurality of subjects.
  • the amount of template DNA contained in the sample solution varies from sample solution to sample solution.
  • PCR conditions can be variously changed according to the types of sequences to be amplified, primers, polymerase, and the like.
  • RTPCR Real-time polymerase chain reaction
  • a double-stranded amplicon is electrophoresed, but electrophoresis may be performed after denaturation into a single strand.
  • the microchip 200 is provided with a denaturing unit between the PCR unit 245 and the weighing unit 246.
  • the microchip control device 10 includes a temperature control unit that controls the temperature of the denaturing unit to 98 ° C., for example. In this way, single-stranded amplicons can be electrophoresed.
  • the microchip 200 may be configured so that a denaturing agent such as formamide is added to the sample solution in the denaturing part.
  • [Appendix 1] The amplifying apparatus according to the first aspect described above.
  • Appendix 2 The amplifying apparatus according to appendix 1, wherein the control unit ends the amplifying process by the amplifying unit when the amount of the amplicon monitored by the monitoring unit reaches a preset threshold value.
  • Appendix 3 A plurality of pairs of the amplification unit and the monitoring unit; The control unit ends the amplification process by the amplification unit for the pair of the amplification unit and the monitoring unit in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold value, and performs a final reaction for heating the amplicon.
  • a microchip comprising a plurality of reaction paths, an amplification tank for amplifying the desired base sequence, and a final reaction tank for performing a final reaction for each reaction path, The amplification unit performs the amplification reactions of the plurality of reaction paths in parallel by heating and cooling the sample solutions in the amplification tanks of the plurality of reaction paths in a lump.
  • the monitoring unit individually monitors the amount of amplicon in the amplification tank for each of the plurality of reaction paths,
  • the control unit moves the sample solution in the amplification tank to the final reaction tank with respect to the reaction path in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold, and the amount of the amplicon is set to a predetermined threshold.
  • the amplification device according to appendix 1 or 2, further comprising a final reaction unit that performs a final reaction by heating the sample solution in the final reaction tank.
  • the amplification unit amplifies the desired base sequence by a cycle reaction that repeats a series of heating and cooling processes, The control unit determines whether to end or continue the amplification process by the amplification unit based on the amount of amplicon monitored by the monitoring unit each time the series of heating and cooling processes is completed once.
  • the amplification device according to any one of appendices 1 to 4, wherein the determination is made.
  • the monitoring unit is A light source that emits light that excites a fluorescent substance whose luminance changes with amplification of the amplicon; An amplifying apparatus according to any one of appendices 1 to 5, comprising means for receiving fluorescence emitted from the fluorescent substance.
  • the amplification unit includes a thermoelectric element that heats and cools the sample solution, and a temperature sensor that measures the temperature of the sample solution, The amplification device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the control unit performs temperature control of the thermoelectric element based on a temperature measured by the temperature sensor.
  • the amplification device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the control unit performs temperature control of the thermoelectric element based on a temperature measured by the temperature sensor.
  • This is the same as the amplification method according to the second aspect described above.
  • Appendix 9 A determination step of determining whether the measured amount of amplicon has reached a preset threshold; The amplification method according to appendix 8, wherein the amplification termination step ends amplification of the desired base sequence when the measured amount of amplicon reaches a preset threshold value.
  • the amplification step individually amplifies a desired base sequence by individually heating and cooling sample solutions dispensed into a plurality of reaction paths,
  • the measurement step measures the amount of the amplicon for each reaction path,
  • the determination step determines whether or not the measured amount of amplicon has reached a preset threshold for each reaction path,
  • the amplification end step ends amplification of the desired base sequence for the reaction path in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold value, and the amount of the amplicon reaches the preset threshold value.
  • the amplification method according to appendix 9 wherein amplification of the desired base sequence is continued with respect to a reaction path that is not present.
  • the amplification step amplifies a desired base sequence by collectively heating and cooling the sample solution dispensed into a plurality of reaction paths,
  • the measurement step measures the amount of the amplicon for each reaction path,
  • the determination step determines whether or not the measured amount of amplicon has reached a preset threshold for each reaction path,
  • the amplification end step ends amplification of the desired base sequence for a reaction path in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold value, and the measured amplicon amount is a preset threshold value.
  • the amplification method according to appendix 9 further including a step of performing a final reaction of heating the amplicon after the amplification of the desired base sequence.
  • Appendix 12 This is the same as the amplification system according to the third aspect described above.
  • Appendix 13 The amplification system according to appendix 12, wherein the control unit ends the amplification process by the amplification unit when the amount of the amplicon monitored by the monitoring unit reaches a preset threshold value.
  • the microchip has a plurality of the amplification tanks,
  • the amplification device has a plurality of pairs of the amplification unit and the monitoring unit so as to correspond to the amplification tank,
  • the control unit ends the amplification process by the amplification unit for the pair of the amplification unit and the monitoring unit in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold value, and heats the amplicon in the amplification tank
  • the amplification unit performs the final reaction to be performed, and the amplification process by the amplification unit is continued with respect to the pair of the amplification unit and the monitoring unit in which the amount of the amplicon does not reach a preset threshold value. Or 13 amplification systems.
  • the microchip includes a plurality of reaction paths, and each of the reaction paths includes the amplification tank and a final reaction tank for performing a final reaction,
  • the amplification apparatus further includes a final reaction unit that performs a final reaction by heating the sample solution in the final reaction tank,
  • the amplification unit performs the amplification reactions of the plurality of reaction paths in parallel by heating and cooling the sample solutions in the amplification tanks of the plurality of reaction paths in a lump.
  • the monitoring unit individually monitors the amount of amplicon in the amplification tank for each of the plurality of reaction paths,
  • the control unit moves the sample solution in the amplification tank to the final reaction tank with respect to the reaction path in which the amount of the amplicon has reached a preset threshold, and the amount of the amplicon is set to a predetermined threshold.
  • the amplification system according to appendix 12 or 13, wherein the amplification process by the amplification unit is continued with respect to a reaction path that has not reached A.
  • the amplification unit amplifies the desired base sequence by a cycle reaction that repeats a series of heating and cooling processes, The control unit determines whether to end or continue the amplification process by the amplification unit based on the amount of amplicon monitored by the monitoring unit each time the series of heating and cooling processes is completed once.
  • the amplification system according to any one of appendices 12 to 15, wherein the amplification system is determined.
  • the monitoring unit is A light source that emits light to excite a fluorescent material that is irradiated to the amplification tank and changes in luminance as the amplicon is amplified;
  • the amplification unit includes a thermoelectric element that heats and cools the sample solution, and a temperature sensor that measures the temperature of the sample solution, The amplification system according to any one of appendices 12 to 17, wherein the control unit performs temperature control of the thermoelectric element based on a temperature measured by the temperature sensor.
  • Amplification means for amplifying a desired base sequence by heating and cooling the sample; Measuring means for measuring the amount of amplicon that is an amplified base sequence; A program for causing a computer to control an amplification device comprising: A process of determining whether the measured amount of amplicon is an appropriate amount; When the amount of the measured amplicon is an appropriate amount, a process of terminating amplification by the amplification means; A program that executes This program can be recorded on a computer-readable storage medium.
  • the storage medium may be non-transient such as a semiconductor memory, a hard disk, a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like. That is, the present disclosure can be embodied as a computer program product.

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Abstract

　アンプリコンを適量に増幅することに寄与する増幅装置を提供する。増幅装置は、増幅ユニットと、監視ユニットと、制御ユニットと、を備えている。増幅ユニットは、サンプル溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する手段である。監視ユニットは、増幅ユニットによって増幅される塩基配列であるアンプリコンの量を監視する手段である。制御ユニットは、監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づき、増幅ユニットによる増幅処理を終了する手段である。

Description

増幅装置、増幅方法及び増幅システム
　　本発明は、増幅装置、増幅方法及び増幅システムに関する。特に、所望の塩基配列を増幅する増幅装置、増幅方法及び増幅システムに関する。
　ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）は、遺伝子工学分野などで行われる反応であり、所望の塩基配列を増幅してアンプリコンが合成される。そして、ＰＣＲを実行するための装置、すなわちサーマルサイクラーが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
特表２００８－５１９６００号公報
　テンプレートＤＮＡ（Deoxyribonucleic Acid）の量を調節せずに実行するＰＣＲプロトコルでは、サイクル数が多過ぎてアンプリコンを過剰に合成してしまう場合や、逆に、サイクル数が少な過ぎてアンプリコンの量が不足する場合がある。このような場合には、所望の結果が得られないことがある。例えば、マイクロサテライトを利用したＤＮＡ鑑定では、アンプリコンの塩基長に基づいてリピート配列のリピート数が計測される。このときに、アンプリコンを過剰に合成し過ぎると、ＤＮＡバンドがスメア状になり、アンプリコンの塩基長を正確に測定できない。また、アンプリコンの量が不足した状態では、ＤＮＡバンドの検出ピークが低すぎてノイズに埋もれてしまい、アンプリコンの塩基長を測定できない。
　テンプレートＤＮＡの量を調節するＰＣＲプロトコルでは、予測されるアンプリコン量までアンプリコンを合成することができるが、テンプレートＤＮＡの量を測定する手間がかかるため作業者にかかる負担が大きい。また、事件現場に残されたＤＮＡを鑑定する時などは、取得可能なＤＮＡ量に制限があり、テンプレートＤＮＡの量を調節できない場合もある。
　本発明は、所望の塩基配列を適量に合成することに寄与する増幅装置、増幅方法及び増幅システム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、サンプル溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅ユニットと、前記増幅ユニットによって増幅される塩基配列であるアンプリコンの量を監視する監視ユニットと、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づき、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する制御ユニットと、を備えた増幅装置が提供される。
　本発明の第２の視点によれば、サンプル溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅工程と、増幅された塩基配列であるアンプリコンの量を測定する測定工程と、前記測定されたアンプリコンの量に基づき、前記所望の塩基配列の増幅を終了させる増幅終了工程と、を含む、増幅方法が提供される。
　本発明の第３の視点によれば、積層された複数の弾性シートを有し、前記弾性シート同士の間の未接着箇所に所望の塩基配列を増幅するための増幅槽が構成されるマイクロチップと、前記増幅槽内のサンプル溶液を加熱及び冷却することで、前記所望の塩基配列を増幅する増幅ユニットと、前記増幅槽内のアンプリコンの量を監視する監視ユニットと、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づき、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する制御ユニットとを備えた増幅装置と、を含む増幅システムが提供される。
　本発明の各視点によれば、所望の塩基配列を適量に増幅することに寄与する増幅装置、増幅方法及び増幅システムが、提供される。
一実施形態に係る増幅装置の構成を説明するための図である。 一実施形態に係る増幅装置の動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係るマイクロチップ制御装置の全体構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るマイクロチップの一構成例を示す模式図である。 第１の実施形態に係るＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部の一例を示す平面模式図である。 第１の実施形態に係るマイクロチップの断面模式図の一例を示す図である。 マイクロチップ制御装置による流路開閉機構及び液体輸送機構を説明するための図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの別の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの別の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの別の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの別の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るＰＣＲ部、温度制御ユニット及びアンプリコン量監視ユニットの別の一例を示す断面図である。 第１の実施形態に係るコントローラによるＰＣＲ工程の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る電気泳動部の一例を示す平面模式図である。 第１の実施形態に係るマイクロチップ制御装置によるＤＮＡ解析処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るマイクロチップ制御装置の全体構成の一例を示す斜視図である。 第３の実施形態に係るマイクロチップ制御装置の全体構成の一例を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る最終反応部の一例を示す平面模式図である。
　以下では好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明するが、本願開示を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、図面参照符号は、説明の理解を助けるために便宜上付記したものに過ぎない。
　まず、一実施形態に係る増幅装置の構成及び動作について図１、図２を用いて説明する。図１を参照すると、増幅装置３００は、増幅ユニット３０１と、監視ユニット３０２と、制御ユニット３０３と、を備えている。
　増幅装置３００は、図２に示すように、増幅ユニット３０１において増幅処理を開始し（ステップＳ０１）、増幅された塩基配列であるアンプリコンの量を監視ユニット３０２において監視する（ステップＳ０２）。増幅装置３００は、制御ユニット３０３による制御の下で、監視ユニット３０２によって監視されるアンプリコンの量に基づき、増幅ユニット３０１による増幅処理を終了する。具体的には、増幅装置３００は、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達するまでは増幅処理を継続する（ステップＳ０２、ＮＯ分岐）。一方で、増幅装置３００は、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達すると（ステップＳ０２、ＹＥＳ分岐）、増幅処理を終了する（ステップＳ０３）。
　このように、一実施形態に係る増幅装置３００は、テンプレートＤＮＡの量が調節されていないサンプル溶液についてもアンプリコンを適切な量まで合成することができるし、アンプリコンを過剰に合成することも無い。つまり、増幅装置３００は、アンプリコンを適量に合成できる。
＜第１の実施形態＞
　以下では、図面を参照しつつ具体的な一例を挙げて、増幅装置及び増幅方法を説明する。第１の実施形態では、本願開示の増幅装置を、ＰＣＲを実行するためのマイクロチップ２００及びマイクロチップ制御装置１０に適用した増幅システムについて説明する。なお、マイクロチップ制御装置１０はマイクロサテライトを利用したＤＮＡ鑑定のためにＰＣＲ及び電気泳動を実行する装置であり、マイクロチップ制御装置１０によって測定されるアンプリコンの塩基長に基づいて配列リピート数が計測される。
　図３に示すように、マイクロチップ制御装置１０は、台座１１にテーブル１２が配置され、テーブル１２には、温度制御ユニット１３（増幅ユニットとも称する）、電気泳動ユニット１４が配置される。さらに、台座１１と蓋１５は、ヒンジ１６を介して接続されており、蓋１５の開閉が可能である。
　マイクロチップ２００は、テーブル１２に設けられたピン１７Ａとピン１７Ｂを、マイクロチップ２００に設けられたピン穴２１７Ａと２１７Ｂに嵌合させることで、テーブル１２上の所定の位置に載置される。マイクロチップ２００をテーブル１２に載置した状態で、蓋１５を閉じると、マイクロチップ２００にてＰＣＲを実行する領域の一部が、温度制御ユニット１３と接触する。また、蓋１５を閉じることで、マイクロチップ２００にて電気泳動を実行する領域が電気泳動ユニット１４と接触すると共に、マイクロチップ２００に設けられた電極孔を介してマイクロチップ２００の電極槽に電極１８が挿入される。なお、マイクロチップ２００のＰＣＲを実行する領域、電気泳動を実行する領域の詳細は後述する。
　蓋１５には、複数の加圧穴１９が設けられる。これらの加圧穴１９に対応する蓋１５の領域は貫通しており、加圧穴１９はチューブ２１を介して電磁弁２２に接続されている。また、蓋１５を閉じることで、加圧穴１９と、マイクロチップ２００上の各種制御孔とを接続する。なお、加圧穴１９と制御孔とはＯ－リング２０などの密封機構を介在させて密着することが好ましい。マイクロチップ２００上の各種制御孔については、後述する。
　蓄圧器２３には圧縮空気等の加圧媒体が封入されており、コントローラ２４が電磁弁２２を制御することで、加圧穴１９を介してマイクロチップ２００上の制御孔へ加圧媒体を出し入れする。なお、蓄圧器２３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。
　蓋１５には、サンプル溶液からサンプルＤＮＡないしテンプレートＤＮＡを抽出するためのＤＮＡ抽出ユニット２５が配置される。ＤＮＡ抽出ユニット２５は、例えば、磁性ビーズ（シリカ）を用いてサンプルＤＮＡを抽出する場合には、磁性ビーズを吸着するネオジム磁石を含む。ＤＮＡ抽出ユニット２５は、コントローラ２４の制御の下でネオジム磁石をＤＮＡ抽出部２４４に近づける、又はＤＮＡ抽出部２４４からネオジム磁石を遠ざける。
　蓋１５には、アンプリコン量監視ユニット２７も配置される。アンプリコン量監視ユニット２７の構成及び機能については後に詳述する。
　温度制御ユニット１３は、ＰＣＲ及び変性処理を実行するための温度制御機構を有する。具体的には、温度制御ユニット１３は、温度センサ、伝熱材、ペルチェ素子（熱電素子）、放熱板等を含み、温度センサからＰＣＲを実行する領域の温度を取得し、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を実行する領域の温度制御を実現する。
　電気泳動ユニット１４は、キャピラリ電気泳動と蛍光標識の検出を実行する機構であり、蛍光標識検出機構としてハロゲンランプ、水銀灯、レーザ光などの励起装置及びフィルタやカメラなどを有する。電源部２６を介して電極１８に直流電圧が印加されてキャピラリ電気泳動が開始すると、電気泳動ユニット１４は、キャピラリ内を流れる蛍光標識を監視し、経時的な蛍光輝度の変化をグラフに示した検出結果を表示部２８を介して出力する。
　なお、コントローラ２４は、マイクロチップ制御装置１０に搭載されたコンピュータに、そのハードウェアを用いて、後に詳述するコントローラ２４の処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
　マイクロチップ２００は、図４に示すように、ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０と、電気泳動部２８０とを有する。ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０は、樹脂プレート２１５上に第４の弾性シート２１４、第４の弾性シート２１４上に第３の弾性シート２１３を、第３の弾性シート２１３上に第２の弾性シート２１２を、第２の弾性シート２１２上に第１の弾性シート２１１を、第１の弾性シート２１１上に樹脂プレート２１６を積層して成る。弾性シート２１１～２１４同士は一部を除いて接着される。非接着箇所は液体や空気などの媒体を注入して膨張させることができ、その際に弾性シート２１１～２１４の間に中間層が形成される。ここで、第１の弾性シート２１１と第２の弾性シート２１２の中間層を第１中間層と称し、第２の弾性シート２１２と第３の弾性シート２１３の中間層を第２中間層と称し、第３の弾性シート２１３と第４の弾性シート２１４の中間層を第３中間層と称する。
　弾性シート２１１～２１４は、伸縮性、耐熱性、耐酸・アルカリ性を有することが望ましい。樹脂プレート２１５、２１６は、弾性シート２１１～２１４の伸張を制御可能な程度に硬質であることが望ましい。なお、樹脂プレート２１５は、マイクロチップ制御装置１０の台座１１に備えることも可能である。ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０には、ピン穴２１７Ａや媒体出入孔２２０などの各種制御孔が形成される。また、電気泳動部２８０には、ピン穴２１７Ｂや電極孔２１９などの各種制御孔が設けられる。なお、図４は、明瞭化のために一部簡略化している。
　図５は、ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０の一例を示す平面模式図である。図５（Ａ）に示すように、ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０はサンプル溶液注入部２４１、洗浄バッファ注入部２４２、溶出バッファ注入部２４３を有し、第１中間層として、ＤＮＡ抽出部２４４、ＰＣＲ部２４５、秤量部２４６が形成される。なお、ＰＣＲ部２４５は、増幅槽とも称される。サンプル溶液注入部２４１は流路２５０Ａに接続される。洗浄バッファ注入部２４２は流路２５０Ｂに接続さる。溶出バッファ注入部２４３は流路２５０Ｃに接続される。流路２５０Ａ～Ｃは合流点２４８において合流し、流路２５０Ｄを介してＤＮＡ抽出部２４４へ接続される。また、ＤＮＡ抽出部２４４は、流路２５０Ｅとも接続され、流路２５０Ｅは分流点２４９において、複数の反応経路に枝分かれして（サンプル溶液が分注されて）、流路２５０Ｆとして複数のＰＣＲ部２４５に接続される。各ＰＣＲ部２４５は、各々に対応する秤量部２４６へ流路２５０Ｇを介して接続される。秤量部２４６は流路２５０Ｈを介して電気泳動部２８０へ接続される。なお、流路２５０Ａ～Ｈなどは、第１の弾性シート２１１と第２の弾性シート２１２の間の非接着箇所であり、そこへ液体などが入り込むことによって形成される。すなわち、第４の弾性シート２１４と樹脂プレート２１５の間には空間部２９０が設けられており、流路２５０などの形成時には、空間部２９０へ弾性シート２１４が押し下げられる（図６、図７を参照）。また、本願において、反応経路とは、流路２５０ＦからＰＣＲ部２４５を通り、サンプル流路２８１へ至る一筋の流路を意味するものとする。言い換えると、「反応経路ごと」と「ＰＣＲ部２４５ごと」とは、互換的に解釈される。
　図５（Ｂ）に示すように、ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部２４０において、第２の弾性シート２１２と第３の弾性シート２１３の間の第２中間層として、流路２５０Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇに対する流路開閉部２６０Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇが形成される。また、図５（Ｃ）に示すように、第３の弾性シート２１３と第４の弾性シート２１４の間の第３中間層として、流路２５０Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈに対する流路開閉部２７０Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈが形成される。
　図５（Ｂ）に示すように、流路開閉部２６０Ａは流路２５０Ａの上流側（すなわち、サンプル溶液注入部２４１側）に媒体流路２６１Ａを有し、第２の弾性シート２１２、第１中間層、第１の弾性シート２１１、樹脂プレート２１６を貫通する媒体出入孔２２０Ａを介して、蓋１５に設けられた加圧穴１９に接続される。また、流路開閉部２７０Ｂは、図５（Ｃ）に示すように、流路２５０Ｂの上流側（すなわち、洗浄バッファ注入部２４２側）に媒体流路２７１Ｂを有し、第３の弾性シート２１３、第２中間層、第２の弾性シート２１２、第１中間層、第１の弾性シート２１１、樹脂プレート２１６を貫通する媒体出入孔２２０Ｂを介して、蓋１５に設けられた加圧穴１９に接続される。なお、図５では、媒体流路２６１Ａ、媒体出入孔２２０Ａ、媒体流路２７１Ｂ、媒体出入孔２２０Ｂに限り図示し、その他は省略している。
　サンプル溶液注入部２４１は、図６に示すように、樹脂プレート２１６及び第１の弾性シート２１１を貫通する貫通孔であり、操作者（マニュアル操作ないし自動注入部）によってサンプル溶液が注入され、カバーフィルム２４１Ａによって覆われる。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。具体的には、サンプル溶液注入部２４１は、カバーフィルム２４１Ａ、Ｏ－リング２０を介して蓋１５に設けられた加圧穴１９に接続される。なお、以下では、加圧穴１９はＯ－リング２０を含むものとし、Ｏ－リング２０についての説明を省略する。
　次に、図５を参照しつつ、サンプル溶液注入部２４１から流路２５０Ａ、Ｄを介して、ＤＮＡ抽出部２４４へサンプル溶液を移動させる場合を考える。マイクロチップ制御装置１０は、まず、流路開閉部２６０Ｃ、Ｅ及び流路開閉部２７０Ｂへ加圧媒体を注入して流路２５０Ｂ、Ｃ、Ｅを閉鎖する。そして、流路開閉部２６０Ａ及び流路開閉部２７０Ｄから加圧媒体を放出して流路２５０Ａ、Ｄを開放する。そして、図６（Ｂ）に示すように、マイクロチップ制御装置１０は、サンプル溶液注入部２４１へ加圧媒体を印加してカバーフィルム２４１Ａを押し下げることで、サンプル溶液を流路２５０Ａへ押し出す。
　洗浄バッファ注入部２４２は、流路２５０Ｂに対する流路開閉部２７０Ｂが第３中間層として配される他はサンプル溶液注入部２４１と同様の構成を有し、操作者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（tris（hydroxymethyl）aminomethane）バッファである。
　溶出バッファ注入部２４３はサンプル溶液注入部２４１と同様の構成を有し、操作者によって溶出バッファが注入される。溶出バッファはＤＮＡ抽出部２４４（具体的には磁性ビーズ）からＤＮＡを溶出するバッファであり、さらに、プライマー伸長反応を行うポリメラーゼ、ｄＮＴＰミックス（デオキシリボヌクレオチド三リン酸のミックス）、アンプリコンの量を測定するための蛍光物質も含む。ここで蛍光物質は、例えば、二本鎖ＤＮＡに取り込まれた時に蛍光を発するインカレーター（いわゆるインカレーター法）を含む。また、蛍光物質は、５´末端を蛍光物質で、３´末端をクエンチャー物質で修飾したオリゴヌクレオチドプローブ（いわゆるＴａｑＭａｎプローブ法）であっても良い。また、蛍光物質としては、ＲＮＡとＤＮＡとからなり、５´末端を蛍光物質で修飾し、３´末端をクエンチャー物質で修飾したキメラプローブを用いることもできる（いわゆるサイクリングプローブ法）。なお、サイクリングプローブ法を使用する場合には、溶出バッファはＲＮａｓｅＨ（ribonuclease H）を更に含む。
　ここで、マイクロチップ制御装置１０による流路開閉機構及び液体輸送機構について説明する。マイクロチップ制御装置１０は、第１流路を介して液体を流通させる際に、第１流路開閉部から媒体を放出して第１流路開閉部を収縮させることで第１流路を開け、第２流路開閉部に媒体を注入して第２流路開閉部を膨張させることで第２流路を閉じるよう制御する。具体的な一例として、図７を参照しつつ、液体槽２４０Ａに充填した液体を、流路２５０Ｙを介して液体槽２４０Ｂへ移動させる場合のマイクロチップ２００内での液体輸送機構について説明する。液体槽２４０Ａは、第１の弾性シート２１１と第２の弾性シート２１２の間に形成され、流路２５０Ｘ及び２５０Ｙに接続される。樹脂プレート２１６において液体槽２４０Ａに対応する箇所は貫通して制御孔となっており、液体槽２４０Ａの上部には蓋１５に設けられた加圧穴１９Ａを介して加圧媒体が出し入れ可能である。同様に、液体槽２４０Ｂは流路２５０Ｙ及び２５０Ｚに接続され、液体槽２４０Ｂの上部には加圧穴１９Ｂを介して加圧媒体が出し入れ可能である。流路２５０Ｘ、Ｙは、閉鎖されている。
　このような前提の下、マイクロチップ制御装置１０は、まず、図７（Ａ）に示すように、流路開閉部２７０Ｚへ加圧媒体を注入して流路２５０Ｚを閉じ、次に、流路開閉部２６０Ｙから加圧媒体を放出することで流路２５０Ｙを開放する。そして、マイクロチップ制御装置１０は、加圧穴１９Ａを介して液体槽２４０Ａへ加圧媒体を印加する。その結果、図７（Ｂ）に示すように、液体槽２４０Ａから押し出された液体は、流路２５０Ｙを通って液体槽２４０Ｂへ到達し、第１の弾性シート２１１を押し上げて液体槽２４０Ｂに溜まる。そして、マイクロチップ制御装置１０は、液体槽２４０Ａへの加圧媒体の印加圧が所定値を超えて、液体槽２４０Ａから液体を排出したと判断すると、図７（Ｃ）に示すように、流路２５０Ｙの上流側（すなわち、液体槽２４０Ａ側）から、流路開閉部２６０Ｙへ加圧媒体を注入する。その結果、流路２５０Ｙ内の液体は液体槽２４０Ｂへ押し出され、液体輸送が完了する。その後、流路２５０Ｘを閉じる必要が無くなったため、マイクロチップ制御装置１０は、流路開閉部２７０Ｘから加圧媒体を放出する。
　図５の説明に戻ると、ＤＮＡ抽出部２４４は、サンプル溶液からＤＮＡを抽出するために設けられた機構である。例えば、ＤＮＡ抽出部２４４には、磁性ビーズ（シリカ）が予め封入され、コントローラ２４及びＤＮＡ抽出ユニット２５の制御によって、サンプル溶液からサンプルＤＮＡが抽出される。
　ＤＮＡ抽出処理について具体的に説明すると、マイクロチップ制御装置１０は、ＤＮＡ抽出ユニット２５としてネオジム磁石を有し、ＤＮＡ抽出部２４４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。マイクロチップ制御装置１０は、サンプル溶液注入部２４１に注入されたサンプル溶液をＤＮＡ抽出部２４４に移動させて、ＤＮＡ抽出部２４４に封入された磁性ビーズ（シリカ）にＤＮＡを吸着させる。そして、洗浄バッファ注入部２４２内の洗浄バッファで磁性ビーズを洗浄することでＤＮＡを抽出する。なお、マイクロチップ制御装置１０は、サンプル溶液及び洗浄バッファを排水口（図示しない）から排出するが、その際にネオジム磁石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。
　ＤＮＡ抽出方法は諸般のプロトコルなどを参照して、例えば、洗浄回数を増やすなど改変することができる。また、ＤＮＡ抽出方法は、磁性ビーズを用いる方法に限定されるものでは無く、例えば、カラムを用いた方法を採用してもよい。
　ＰＣＲ部２４５は、温度制御ユニット１３による温度制御を受けてＰＣＲを実行する。具体的には、ＰＣＲ部２４５にはプライマーセットが予め封入されており、ＤＮＡ抽出部２４４によって抽出されたサンプルＤＮＡ（テンプレートＤＮＡ）における所望の塩基配列が溶出バッファに含まれるポリメラーゼによる作用で増幅される。その際に、ＰＣＲ産物である２本鎖のアンプリコンにはインカレーターが取り込まれる。ここで、インカレーターとは２本鎖ＤＮＡに取り込まれた際にのみ蛍光を発する蛍光物質であり、そのためインカレーターが発する蛍光の輝度はアンプリコンの量を示す指標となる。
　図８に示すように、ＰＣＲ部２４５に対応する箇所の樹脂プレート２１５は、弾性シート２１２～２１４を介して温度制御ユニット１３による温度制御を受けられるように貫通している。温度制御ユニット１３は、テーブル１２の一領域に埋め込まれて配置され、温度センサ１３１、伝熱材１３２、ペルチェ素子１３３及び放熱板１３４を有する。
　温度センサ１３１は、コントローラ２４に接続され、ＰＣＲ部２４５の温度を測定して、コントローラ２４へ送信する。伝熱材１３２は一面でペルチェ素子１３３の温度印加面と接触しており、ペルチェ素子１３３と反対側の伝熱材１３２の面はテーブル１２の表面から露出する。露出した伝熱材１３２の一面はマイクロチップ２００と接触し、伝熱材１３２の温度が弾性シート２１２～２１４を介してＰＣＲ部２４５に伝えられる。
　ペルチェ素子１３３の電源線は、コントローラ２４に接続されており、コントローラ２４は、温度センサ１３１からＰＣＲ部１１２の温度を取得し、取得した温度に基づいてペルチェ素子１３３に供給する電流の方向を決定することで、ペルチェ素子１３３の温度制御を行う。即ち、ペルチェ素子１３３は、ＰＣＲ部２４５内のサンプル溶液を加熱及び冷却する手段である。
　また、図８に示すように、ＰＣＲ部２４５に対応する箇所の樹脂プレート２１６にも加圧穴１９が設けられており、加圧穴１９はチューブ２１を介して電磁弁２２に接続される。また、加圧穴１９及びチューブ２１の中空部にはアンプリコン量監視ユニット２７が配置され、加圧媒体はアンプリコン量監視ユニット２７の外側を通じて出入される。
　アンプリコン量監視ユニット２７は、図８に示すように、励起光を照射する光源２７ａと、蛍光を受光する受光部２７ｂとを有し、コントローラ２４と接続される。光源２７ａは、アンプリコンの増幅に伴って輝度が変化する蛍光物質を励起するための光を発する手段であり、例えば、アルゴンイオンレーザ、特定の波長のみを通過するフィルタなどを含む。受光部２７ｂは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子を含み、受光した光の輝度を測定して、測定値をコントローラ２４に出力する。なお、光源２７ａと受光部２７ｂは、光源２７ａから照射されるレーザ光と受光部２７ｂが受光する蛍光の光学軸が一致しないように配置する。
　なお、図８における図示を省略しているが、アンプリコン量監視ユニット２７は、蓋１５の加圧穴１９及びチューブ２１の内部に浮遊しているのではなく、蓋１５から伸びる複数の支持棒により固定されている。支持棒同士の間隙は、加圧穴１９を介した加圧媒体の出入りに支障がない程度に広くすることが望ましい。また、チューブ２１を貫通させて、アンプリコン量監視ユニット２７を制御する制御線を通す場合には、貫通孔から加圧媒体が漏洩しないように補強することが望ましい。
　図８に示す構成は例示であって、種々の変形が可能である。例えば、図９に示すように、温度制御ユニット１３の伝熱材１３２、ペルチェ素子１３３、放熱板１３４を貫通する孔を形成し、当該貫通孔の内部にアンプリコン量監視ユニット２７（光源２７ａ、受光部２７ｂ）を配置してもよい。または、図１０に示すように、光源２７ａと受光部２７ｂを蓋１５の内部に、ＰＣＲ部２４５内のサンプル溶液に対して斜め方向からレーザ光を照射し、蛍光を受光する構成としてもよい。この場合、レーザ光がＰＣＲ部２４５内のサンプル溶液に到達するように、樹脂プレート２１６上に穴部２１６Ａ、Ｂを設けて、光路を確保することができる。あるいは、光源２７ａと受光部２７ｂを、蓋１５の上方に配置し、蓋１５の一部を貫通させて光路を確保する形態であってもよい。いずれにしても、アンプリコン量監視ユニット２７の配置には、種々の変形が考えられ、光源２７ａから照射されたレーザ光等がＰＣＲ部２４５内のサンプル溶液に到達し、蛍光が受光部２７ｂに到達する構成であればよい。
　さらにまた、図８～図１０を参照しつつ、マイクロチップ２００の下側にペルチェ素子１３３を含む温度制御ユニット１３を配置する構成について説明したが、温度制御ユニット１３はマイクロチップ２００の上側（蓋１５の側）に配置されていてもよい。あるいは、マイクロチップ２００を挟むように温度制御ユニット１３を上下に配置してもよい。但し、この場合には、図１１に示すように、ＰＣＲ部２４５に接続された下流の経路である流路２５０Ｇを閉め、ＰＣＲ部２４５に接続した上流の経路である流路２５０Ｆを開けた状態にて、ＤＮＡ抽出部２４４に加圧媒体を印加することで、ＰＣＲ部２４５にサンプル溶液を移動する。そして、図１２に示すように、流路開閉部２７０Ｆに加圧媒体を注入することで、ＰＣＲ部２４５に接続された下流の経路である流路２５０Ｆを閉めて、ＰＣＲ部２４５に溶液を閉じ込める。なお、流路２５０Ｆの閉鎖は必須では無く、例えば、ＤＮＡ抽出部２４４へ加圧媒体を印加した状態を保ち、流路２５０Ｆに溶液の一部が残存したままにしても良い。
　また、温度制御ユニット１３をマイクロチップ２００の上下に配置した場合には、例えば、第１の弾性シート２１１の上に第５の弾性シート２１０を追加して、ＰＣＲ部２４５の上部に流路開閉部２６０、２７０と同様の構成を有する液体槽開閉部２７２を設ける。この液体槽開閉部２７２へ加圧媒体を注入することによってＰＣＲ部２４５が押し潰されるので、ＰＣＲ部２４５からの溶液の排出が可能になる。あるいは、上側及び下側の少なくとも一方に配置された温度制御ユニット１３に微細な貫通孔を多数設けるなどの加工を行い、当該貫通孔から加圧媒体を印加してＰＣＲ部２４５からサンプル溶液の移動が可能となるようにする。なお、温度制御ユニット１３の伝熱材１３２、ペルチェ素子１３３、放熱板１３４に微細な貫通孔を設ける場合には、放熱板１３４等の形状を適宜変更し、加圧媒体の印加を妨げないような構成とする。
　あるいは、蓋１５側の温度制御ユニット１３が、コントローラ２４の制御によって上下にスライド可能となるように構成する。その上で、ＰＣＲを実行する際には、蓋１５側の温度制御ユニット１３は、弾性シート２１１と当接するまで押し下げられ、伝熱材１３２の温度を弾性シート２１１を介してＰＣＲ部２４５に伝える。また、ＰＣＲ部２４５からサンプル溶液を排出する際には、図１３に示すように温度制御ユニット１３は、さらに押し下げられてＰＣＲ部２４５を圧縮することで、サンプル溶液の移動を行ってもよい。なお、図１１～図１３において、温度制御ユニット１３やアンプリコン量監視ユニット２７とコントローラ２４を接続する制御線の図示を省略している。
　ここで、コントローラ２４による制御の下で行われるＰＣＲの流れについて説明する。図１４に示すように、サンプルＤＮＡなどを含む溶液をＤＮＡ抽出部２４４からＰＣＲ部２４５へ移動させると、コントローラ２４は、温度制御ユニット１３を制御してＰＣＲ開始反応を実行する（ステップＳ１０１）。ＰＣＲ開始反応とは、例えば、ポリメラーゼを活性化させるためのホットスタート処理などである。
　続いて、コントローラ２４は、温度制御ユニット１３を制御してサイクル反応を実行する（ステップＳ１０２）。サイクル反応とは、例えば、２本鎖ＤＮＡを１本鎖ＤＮＡへ変性するディネイチャ反応を行うステップ、プライマーを鋳型ＤＮＡにハイブリダイズするアニール反応を行うステップ、ポリメラーゼによるプライマー伸張反応を行うステップを含む一連の加熱及び冷却処理を繰り返し実行する反応である。
　一連の加熱及び冷却処理が終了すると、コントローラ２４は、アンプリコン量監視ユニット２７を制御してアンプリコンの量を測定し、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、コントローラ２４は、アンプリコン量監視ユニット２７に対して、ＰＣＲ部２４５に向けたレーザ照射を指示する。アンプリコン量監視ユニット２７は、ＰＣＲ部２４５に対して光源２７ａからレーザを照射する。また、アンプリコン量監視ユニット２７は、レーザ照射による励起によってインカレーターが発した蛍光を受光部２７ｂで受光して、蛍光輝度としてコントローラ２４に出力する。コントローラ２４は、蛍光輝度の測定値と、予め登録された許容下限閾値とを比較して、アンプリコンの量が閾値に到達したか否かを判定する。
　アンプリコンの量が閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ１０３、ＮＯ分岐）、コントローラ２４は、温度制御ユニット１３を制御してサイクル反応を継続する（ステップＳ１０２）。
　一方で、アンプリコンの量が閾値以上であると判定した場合には、（ステップＳ１０３、ＹＥＳ分岐）、コントローラ２４は、温度制御ユニット１３を制御して最終伸張反応を実行する（ステップＳ１０４）。最終伸張反応は、例えば、アンプリコンをアデニル化する反応（６０℃を５分間維持）である。その後、コントローラ２４は、電磁弁２２を制御してＰＣＲ部２４５内の液体の一部を秤量部２４６へ移動させ（ステップＳ１０５）、ＰＣＲを終了する。
　以上のように、コントローラ２４は、サンプルＤＮＡなどを含む溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅工程と、増幅された塩基配列であるアンプリコンの量を測定する測定工程と、測定されたアンプリコンの量に基づき、所望の塩基配列の増幅を終了させる増幅終了工程と、を実行する。より具体的には、コントローラ２４は、測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定工程を実行した後、測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、所望の塩基配列の増幅を終了させる。
　なお、ＰＣＲ条件は増幅目的のＤＮＡの長さや塩基配列に応じて調節可能である。例えば、プライマーセットは、ＤＮＡを増幅するため、すなわち、ＤＮＡ鑑定のためのプライマーセットなどであり、プライマーのＴＭ（melting temperature）値に応じてアニール反応のための時間を調節することが可能である。
　図５に示す秤量部２４６は、アンプリコンを含む溶液を秤取るための機構である。具体的には、秤量部２４６はＰＣＲ部２４５よりも小さく構成され、マイクロチップ制御装置１０は、ＰＣＲ部２４５の液体輸送の際に、ＰＣＲ部２４５内の溶液が秤量部２４６へ完全に移動していない状態で流路２５０Ｇを閉鎖する。言い換えると、マイクロチップ制御装置１０は、ＰＣＲ部２４５内に溶液の一部を残留させることで、アンプリコンを含む溶液を秤取る。
　電気泳動部２８０は、図１５に示すように、サンプル流路２８１、キャピラリ２８２及びポリマ注入部２８３を有する。マイクロチップ制御装置１０は、電極１８を介してキャピラリ２８２に電流を流すことによって電気泳動を実行し、電気泳動ユニット１４によってキャピラリ内を流れる標識を監視して、経時的な蛍光輝度の変化をグラフに示した検出結果を、表示部２８を介して出力する。
　次に、マイクロチップ制御装置１０によるＤＮＡ解析処理全体の流れを説明する。なお、マイクロチップ制御装置１０による流路開閉処理などについては、説明の簡素化のために省略する。先ず、サンプル溶液、洗浄バッファ、溶出バッファ及びポリマが充填されたマイクロチップ２００がユーザによってマイクロチップ制御装置１０にセットされる。その後、マイクロチップ制御装置１０は、図１６に示すようにＤＮＡ抽出ユニット２５においてＤＮＡ抽出処理を実行する（ステップＳ２０１）。
　次に、マイクロチップ制御装置１０は、ＰＣＲ（ステップＳ２０２）と、秤量処理（ステップＳ２０３）を実行する。そして、マイクロチップ制御装置１０は、電気泳動ユニット１４において、キャピラリ電気泳動と標識検出処理とを実行し（ステップＳ２０４）、表示部２８を介して検出結果を出力する（ステップＳ１０５）。
　以上のように、第１の実施形態に係るマイクロチップ制御装置１０は、アンプリコンを増幅する際に、アンプリコン量監視ユニット２７を用いてサイクル反応が終了するごとに増幅されたアンプリコンの量を監視する。その結果、ＤＮＡ量が不明なサンプル溶液についてもアンプリコンを適切な量まで増幅することができる。例えば、本装置をヒト鑑定に使用したときは、提供者から直接採取された、ＤＮＡ量が不明なサンプル溶液についてもアンプリコンを適切な量まで増やすことができ、電気泳動において適切な強度の信号を得ることが可能になる。
＜第２の実施形態＞
　続いて、第２の実施形態について説明する。
　第２の実施形態では、図１７に示すように、マイクロチップ２００はＰＣＲ部２４５を複数有し、マイクロチップ制御装置１０は、温度制御ユニット１３とアンプリコン量監視ユニット２７のペアをＰＣＲ部２４５に各々対応するように複数対有する。そして、コントローラ２４は、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した温度制御ユニット１３とアンプリコン量監視ユニット２７のペアに関しては最終反応実行する。一方では、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない温度制御ユニット１３とアンプリコン量監視ユニット２７のペアに関しては温度制御ユニット１３による増幅処理を継続する。そして、全ての反応経路の最終伸張反応を終了すると、コントローラ２４は、ＰＣＲ部２４５内の溶液を秤量部２４６へ移動させる。
　このようにすることで、反応経路間でアンプリコン合成効率に差があったとしても、適切な量までアンプリコンを合成することが可能である。例えば、プライマーの差など種々の原因によって反応経路間でアンプリコン合成効率の差があったとしても、各反応経路のアンプリコンを各々適切な量まで合成することができる。
＜第３の実施形態＞
　続いて、第３の実施形態について説明する。
　第３の実施形態では、図１８に示すように、マイクロチップ２００は、複数の反応経路を備え、反応経路ごとに、ＰＣＲ部２４５と、最終反応を実行するための最終反応部２４７とを有する。具体的には、マイクロチップ２００は、図１９に示すように、反応経路ごとにＰＣＲ部２４５と秤量部２４６との間に最終反応部２４７を有する。ここで反応経路とは、上述のように流路２５０ＦからＰＣＲ部２４５を通り、サンプル流路２８１へ至る一筋の流路を意味するものとする。
　また、マイクロチップ制御装置１０は、最終反応部２４７内のサンプル溶液を加熱して最終反応を実行する最終反応ユニット２９を更に有する。具体的には、マイクロチップ制御装置１０は、図１８に示すように、温度制御ユニット１３と、電気泳動ユニット１４との間に最終反応ユニット２９を有する。
　温度制御ユニット１３は、各ＰＣＲ部２４５内のサンプル溶液を一括して加熱及び冷却するように構成され、複数の反応経路の増幅反応を並列に実行する。また、アンプリコン量監視ユニット２７は、ＰＣＲ部２４５ごとに対応付けて配置され、各々ＰＣＲ部２４５内のアンプリコンの量を個別に監視する。最終反応ユニット２９は、伝熱材、ペルチェ素子（熱電素子）、放熱板等を含み、温度制御ユニット１３と同様に台座１１上に設けられ、例えば、最終反応部２４７内のサンプル溶液を６０℃に加熱して最終反応を実行する。
　そして、コントローラ２４は、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関してはＰＣＲ部２４５のサンプル溶液を最終反応部２４７内に移動させ、アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては増幅処理を継続する。コントローラ２４は、全ての反応経路のアンプリコンの量が閾値に到達するまで、一連の加熱及び冷却処理とアンプリコン量の測定を繰り返し、全ての反応経路の溶液を最終反応部２４７へ移動させてからの経過時間が予め設定された最終反応時間に到達した後に、最終反応部２４７内の溶液を秤量部２４６へ移動させる。
　このようにすれば、反応経路の間でアンプリコン合成効率に差があったとしても、適切な量までアンプリコンを合成することが可能である。
　以下では、本願開示の他の実施形態について説明する。ＰＣＲはマイクロチップ上で行うものに限られない。例えば、研究室などで行うＰＣＲにも本願開示の内容を適用することができる。すなわち、サーマルサイクラーにアンプリコン量監視ユニット２７を搭載し、アンプリコン量に応じてサイクル数を増減するようにプログラムすれば良い。
　また、サンプル条件、ＰＣＲ条件、アンプリコン量の測定条件、電気泳動条件などは多様に変更することが可能である。例えば、同時に解析するサンプル溶液は、同一の被験体から取得されたものに限られず、複数の被験体からされたものであってもよい。この場合には、サンプル溶液に含まれるテンプレートＤＮＡ量はサンプル溶液ごとに異なるが、本願開示によれば、いずれのサンプル溶液も適切な量までアンプリコンを合成することが可能である。
　また、ＰＣＲ条件は、増幅する配列、プライマー、ポリメラーゼなどの種類に応じて様々に変更可能である。
　アンプリコン量の測定は、いわゆるインカレーション法、ＴａｑＭａｎプローブ法やサイクリングプローブ法などの、種々のＲＴＰＣＲ（Real-time polymerase chain reaction）に関する技術を使用することができる。
　第１の実施形態では、２本鎖アンプリコンを電気泳動しているが、１本鎖に変性した後に電気泳動を行ってもよい。例えば、マイクロチップ２００には、ＰＣＲ部２４５と秤量部２４６との間に変性部を設ける。また、マイクロチップ制御装置１０は、変性部を例えば、９８℃に温度制御する温度制御ユニットを備える。このようにすれば、１本鎖アンプリコンを電気泳動することができる。なお、変性部においてサンプル溶液にホルムアミドなどの変性剤を添加するようにマイクロチップ２００を構成してもよい。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
　上述の第１の視点に係る増幅装置のとおりである。
［付記２］
　前記制御ユニットは、前記監視ユニットによって監視される前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する、付記１の増幅装置。
［付記３］
　前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアを複数対有し、
　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を終了して、前記アンプリコンを加熱する最終反応を前記増幅ユニットに実行させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、付記１又は２の増幅装置。
［付記４］
　複数の反応経路を備え、前記所望の塩基配列を増幅するための増幅槽と、最終反応を実行するための最終反応槽とを前記反応経路ごとに有するマイクロチップに対して、
　前記増幅ユニットは、前記複数の反応経路の前記増幅槽内のサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、前記複数の反応経路の増幅反応を並列に実行し、
　前記監視ユニットは、前記増幅槽内のアンプリコンの量を前記複数の反応経路ごとに個別に監視し、
　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては前記増幅槽内のサンプル溶液を前記最終反応槽に移動させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続し、
　前記最終反応槽内のサンプル溶液を加熱して最終反応を実行する最終反応ユニットを更に有する付記１又は２の増幅装置。
［付記５］
　前記増幅ユニットは、一連の加熱及び冷却処理を繰り返すサイクル反応によって前記所望の塩基配列を増幅し、
　前記制御ユニットは、前記一連の加熱及び冷却処理が１回終了するごとに、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づいて、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了するか又は継続するかを判定する、付記１～４のいずれか１に記載の増幅装置。
［付記６］
　前記監視ユニットが、
　アンプリコンの増幅に伴って輝度が変化する蛍光物質を励起する光を発する光源と、
　前記蛍光物質が発する蛍光を受光する手段と、を備える付記１～５のいずれか１に記載の増幅装置。
［付記７］
　前記増幅ユニットが、前記サンプル溶液を加熱及び冷却する熱電素子と、前記サンプル溶液の温度を測定する温度センサとを備え、
　前記制御ユニットは、前記温度センサによって測定される温度に基づいて前記熱電素子の温度制御を行う、付記１～６のいずれか１に記載の増幅装置。
［付記８］
　上述の第２の視点に係る増幅方法のとおりである。
［付記９］
　前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定工程を更に含み、
　前記増幅終了工程は、前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記所望の塩基配列の増幅を終了させる、付記８の増幅方法。
［付記１０］
　前記増幅工程は、複数の反応経路に分注されたサンプル溶液を個別に加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を個別に増幅し、
　前記測定工程は、前記反応経路ごとに前記アンプリコンの量を測定し、
　前記判定工程は、前記反応経路ごとに前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
　前記増幅終了工程は、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を終了させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を継続させる、付記９の増幅方法。
［付記１１］
　前記増幅工程は、複数の反応経路に分注されたサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅し、
　前記測定工程は、前記反応経路ごとに前記アンプリコンの量を測定し、
　前記判定工程は、前記反応経路ごとに前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
　前記増幅終了工程は、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を終了させ、前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を継続させ、
　前記所望の塩基配列の増幅が終了したアンプリコンを加熱する最終反応を実行する工程を更に含む付記９の増幅方法。
［付記１２］
　上述の第３の視点に係る増幅システムのとおりである。
［付記１３］
　前記制御ユニットは、前記監視ユニットによって監視される前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する、付記１２の増幅システム。
［付記１４］
　前記マイクロチップは、前記増幅槽を複数有し、
　前記増幅装置は、前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアを前記増幅槽に各々対応するように複数対有し、
　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を終了して、前記増幅槽内のアンプリコンを加熱する最終反応を前記増幅ユニットに実行させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、付記１２又は１３の増幅システム。
［付記１５］
　前記マイクロチップは複数の反応経路を備え、該反応経路ごとに、前記増幅槽と、最終反応を実行するための最終反応槽とを有し、
　前記増幅装置は、前記最終反応槽内のサンプル溶液を加熱して最終反応を実行する最終反応ユニットを更に有し、
　前記増幅ユニットは、前記複数の反応経路の前記増幅槽内のサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、前記複数の反応経路の増幅反応を並列に実行し、
　前記監視ユニットは、前記増幅槽内のアンプリコンの量を前記複数の反応経路ごとに個別に監視し、
　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては前記増幅槽内のサンプル溶液を前記最終反応槽に移動させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、付記１２又は１３の増幅システム。
［付記１６］
　前記増幅ユニットは、一連の加熱及び冷却処理を繰り返すサイクル反応によって前記所望の塩基配列を増幅し、
　前記制御ユニットは、前記一連の加熱及び冷却処理が１回終了するごとに、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づいて、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了するか又は継続するかを判定する、付記１２～１５のいずれか１に記載の増幅システム。
［付記１７］
　前記監視ユニットが、
　前記増幅槽に対して照射され、前記アンプリコンの増幅に伴って輝度が変化する蛍光物質を励起するための光を発する光源と、
　前記増幅槽内の前記蛍光物質が発する蛍光を受光する手段と、を備える付記１２～１６のいずれか１に記載の増幅システム。
［付記１８］
　前記増幅ユニットが、前記サンプル溶液を加熱及び冷却する熱電素子と、前記サンプル溶液の温度を測定する温度センサと、を備え、
　前記制御ユニットは、前記温度センサによって測定される温度に基づいて前記熱電素子の温度制御を行う、付記１２～１７のいずれか１に記載の増幅システム。
［付記１９］
　サンプルを加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅手段と、
　増幅された塩基配列であるアンプリコンの量を測定する測定手段と、
　を備える増幅装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
　前記測定されたアンプリコンの量が適量か否かを判定する処理と、
　前記測定されたアンプリコンの量が適量である場合に、前記増幅手段による増幅を終了させる処理と、
　を実行させるプログラム。
　なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transient）なものとすることができる。即ち、本願開示をコンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
　なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。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、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示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　マイクロチップ制御装置
　１１　台座
　１２　テーブル
　１３　温度制御ユニット
　１４　電気泳動ユニット
　１５　蓋
　１６　ヒンジ
　１７Ａ、Ｂ　ピン
　１８　電極
　１９　加圧穴
　２０　Ｏ－リング
　２１　チューブ
　２２　電磁弁
　２３　蓄圧器
　２４　コントローラ
　２５　ＤＮＡ抽出ユニット
　２６　電源部
　２７　アンプリコン量監視ユニット
　２８　表示部
　２９　最終反応ユニット
１００　マイクロチップ
１１１　（第１の）弾性シート
１１２　（第２の）弾性シート
１１３　（第３の）弾性シート
１１４　（第４の）弾性シート
１１５　樹脂プレート
１１５Ａ、Ｂ　凹状部
１１６　樹脂プレート
１１６Ａ　制御孔
１１７　空間部
１２１～１２３　液体槽
１３１　温度センサ
１３２　伝熱材
１３３　ペルチェ素子
１３４　放熱板
１４１　（第１）流路開閉部
１４２　（第２）流路開閉部
１４３　流路開閉部
１４４　流路開閉部
２００　マイクロチップ
２１０　（第５の）弾性シート
２１１　（第１の）弾性シート
２１２　（第２の）弾性シート
２１３　（第３の）弾性シート
２１４　（第４の）弾性シート
２１５　樹脂プレート
２１６　樹脂プレート
２１６Ａ、Ｂ　穴部
２１７Ａ、Ｂ　ピン孔
２１９　電極孔
２２０Ａ、Ｂ　媒体出入孔
２４０　ＤＮＡ抽出・ＰＣＲ部
２４０Ａ、Ｂ　液体槽
２４１　サンプル溶液注入部
２４１Ａ　カバーフィルム
２４２　洗浄バッファ注入部
２４３　溶出バッファ注入部
２４４　ＤＮＡ抽出部
２４５　ＰＣＲ部
２４６　秤量部
２４７　最終反応部
２４８　合流点
２４９　分流点
２５０Ａ～Ｉ、Ｘ、Ｙ、Ｚ　流路
２６０Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｙ　（第２中間層の）流路開閉部
２６１Ａ　媒体流路
２７０Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｘ、Ｚ　（第３中間層の）流路開閉部
２７１Ｂ　媒体流路
２７２　液体槽開閉部
２８０　電気泳動部
２８１　サンプル流路
２８２　キャピラリ
２８３　ポリマ注入部
２９０　空間部
３００　増幅装置
３０１　増幅ユニット
３０２　監視ユニット
３０３　制御ユニット

Claims (18)

  1. 　サンプル溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅ユニットと、
    　前記増幅ユニットによって増幅される塩基配列であるアンプリコンの量を監視する監視ユニットと、
    　前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づき、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する制御ユニットと、
    　を備えた増幅装置。
  2. 　前記制御ユニットは、前記監視ユニットによって監視される前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する、請求項１の増幅装置。
  3. 　前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアを複数対有し、
    　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を終了して、前記アンプリコンを加熱する最終反応を前記増幅ユニットに実行させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、請求項１又は２の増幅装置。
  4. 　複数の反応経路を備え、前記所望の塩基配列を増幅するための増幅槽と、最終反応を実行するための最終反応槽とを前記反応経路ごとに有するマイクロチップに対して、
    　前記増幅ユニットは、前記複数の反応経路の前記増幅槽内のサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、前記複数の反応経路の増幅反応を並列に実行し、
    　前記監視ユニットは、前記増幅槽内のアンプリコンの量を前記複数の反応経路ごとに個別に監視し、
    　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては前記増幅槽内のサンプル溶液を前記最終反応槽に移動させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続し、
    　前記最終反応槽内のサンプル溶液を加熱して最終反応を実行する最終反応ユニットを更に有する請求項１又は２の増幅装置。
  5. 　前記増幅ユニットは、一連の加熱及び冷却処理を繰り返すサイクル反応によって前記所望の塩基配列を増幅し、
    　前記制御ユニットは、前記一連の加熱及び冷却処理が１回終了するごとに、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づいて、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了するか又は継続するかを判定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅装置。
  6. 　前記監視ユニットが、
    　アンプリコンの増幅に伴って輝度が変化する蛍光物質を励起する光を発する光源と、
    　前記蛍光物質が発する蛍光を受光する手段と、を備える請求項１～５のいずれか１項に記載の増幅装置。
  7. 　前記増幅ユニットが、前記サンプル溶液を加熱及び冷却する熱電素子と、前記サンプル溶液の温度を測定する温度センサとを備え、
    　前記制御ユニットは、前記温度センサによって測定される温度に基づいて前記熱電素子の温度制御を行う、請求項１～６のいずれか１項に記載の増幅装置。
  8. 　サンプル溶液を加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅する増幅工程と、
    　増幅された塩基配列であるアンプリコンの量を測定する測定工程と、
    　前記測定されたアンプリコンの量に基づき、前記所望の塩基配列の増幅を終了させる増幅終了工程と、
    　を含む、増幅方法。
  9. 　前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定工程を更に含み、
    　前記増幅終了工程は、前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記所望の塩基配列の増幅を終了させる、請求項８の増幅方法。
  10. 　前記増幅工程は、複数の反応経路に分注されたサンプル溶液を個別に加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を個別に増幅し、
    　前記測定工程は、前記反応経路ごとに前記アンプリコンの量を測定し、
    　前記判定工程は、前記反応経路ごとに前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
    　前記増幅終了工程は、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を終了させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を継続させる、請求項９の増幅方法。
  11. 　前記増幅工程は、複数の反応経路に分注されたサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、所望の塩基配列を増幅し、
    　前記測定工程は、前記反応経路ごとに前記アンプリコンの量を測定し、
    　前記判定工程は、前記反応経路ごとに前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
    　前記増幅終了工程は、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を終了させ、前記測定されたアンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては、前記所望の塩基配列の増幅を継続させ、
    　前記所望の塩基配列の増幅が終了したアンプリコンを加熱する最終反応を実行する工程を更に含む請求項９の増幅方法。
  12. 　積層された複数の弾性シートを有し、前記弾性シート同士の間の未接着箇所に所望の塩基配列を増幅するための増幅槽が構成されるマイクロチップと、
    　前記増幅槽内のサンプル溶液を加熱及び冷却することで、前記所望の塩基配列を増幅する増幅ユニットと、前記増幅槽内のアンプリコンの量を監視する監視ユニットと、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づき、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する制御ユニットとを備えた増幅装置と、
    　を含む増幅システム。
  13. 　前記制御ユニットは、前記監視ユニットによって監視される前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した場合に、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了する、請求項１２の増幅システム。
  14. 　前記マイクロチップは、前記増幅槽を複数有し、
    　前記増幅装置は、前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアを前記増幅槽に各々対応するように複数対有し、
    　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を終了して、前記増幅槽内のアンプリコンを加熱する最終反応を前記増幅ユニットに実行させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない前記増幅ユニットと前記監視ユニットのペアに関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、請求項１２又は１３の増幅システム。
  15. 　前記マイクロチップは複数の反応経路を備え、該反応経路ごとに、前記増幅槽と、最終反応を実行するための最終反応槽とを有し、
    　前記増幅装置は、前記最終反応槽内のサンプル溶液を加熱して最終反応を実行する最終反応ユニットを更に有し、
    　前記増幅ユニットは、前記複数の反応経路の前記増幅槽内のサンプル溶液を一括して加熱及び冷却することで、前記複数の反応経路の増幅反応を並列に実行し、
    　前記監視ユニットは、前記増幅槽内のアンプリコンの量を前記複数の反応経路ごとに個別に監視し、
    　前記制御ユニットは、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達した反応経路に関しては前記増幅槽内のサンプル溶液を前記最終反応槽に移動させ、前記アンプリコンの量が予め設定された閾値に到達していない反応経路に関しては前記増幅ユニットによる増幅処理を継続する、請求項１２又は１３の増幅システム。
  16. 　前記増幅ユニットは、一連の加熱及び冷却処理を繰り返すサイクル反応によって前記所望の塩基配列を増幅し、
    　前記制御ユニットは、前記一連の加熱及び冷却処理が１回終了するごとに、前記監視ユニットによって監視されるアンプリコンの量に基づいて、前記増幅ユニットによる増幅処理を終了するか又は継続するかを判定する、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の増幅システム。
  17. 　前記監視ユニットが、
    　前記増幅槽に対して照射され、前記アンプリコンの増幅に伴って輝度が変化する蛍光物質を励起するための光を発する光源と、
    　前記増幅槽内の前記蛍光物質が発する蛍光を受光する手段と、を備える請求項１２～１６のいずれか１項に記載の増幅システム。
  18. 　前記増幅ユニットが、前記サンプル溶液を加熱及び冷却する熱電素子と、前記サンプル溶液の温度を測定する温度センサと、を備え、
    　前記制御ユニットは、前記温度センサによって測定される温度に基づいて前記熱電素子の温度制御を行う、請求項１２～１７のいずれか１項に記載の増幅システム。
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