WO2021100189A1 - Ｐｃｒ容器、ｐｃｒ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置 - Google Patents

Ｐｃｒ容器、ｐｃｒ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置 Download PDF

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WO2021100189A1
WO2021100189A1 PCT/JP2019/045722 JP2019045722W WO2021100189A1 WO 2021100189 A1 WO2021100189 A1 WO 2021100189A1 JP 2019045722 W JP2019045722 W JP 2019045722W WO 2021100189 A1 WO2021100189 A1 WO 2021100189A1
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WO
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pcr
temperature
pcr container
sheet
test solution
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/045722
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇人 清水
俊樹 山形
瑶子 牧野
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • the present invention relates to a PCR container, a PCR container support device, a thermal cycler, and a genetic testing device used for carrying out a polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) method.
  • PCR polymerase chain reaction
  • the PCR method is used in a nucleic acid analyzer that analyzes nucleic acids contained in biological samples such as blood and urine (so-called biological samples).
  • the PCR method is a technique for amplifying a target nucleic acid by raising or lowering the temperature using a thermostable polymerase and a primer, and is widely used in fields such as genetic engineering, biological test method, and biological detection method. ..
  • the principle of PCR is to geometrically increase the radiation of the target DNA by repeating the cycle according to the thermal profile (temperature rise and fall) many times.
  • the thermal profile is maintained at a temperature at which the double-stranded DNA containing the target DNA sequence is maintained at a temperature at which it dissociates into a single strand, and at a temperature at which the dissociated single-stranded DNA is annealed with primers in the forward and reverse directions. It is composed of three steps, a second step and a third step of maintaining the temperature at which a DNA strand complementary to the single-stranded DNA is synthesized by the DNA primer.
  • Quantitative testing methods that apply such PCR methods include real-time PCR and quantitative polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as qPCR).
  • the qPCR method is a highly sensitive gene analysis method, and is being applied in clinical tests such as quantitative gene expression analysis, pathogen detection, and drug discovery target verification.
  • an optical path for measuring the intensity of the fluorescence generated by applying excitation light to the test solution during the reaction is provided. Must be provided.
  • Patent Document 1 includes a reaction vessel body having an opening at the upper end and capable of accommodating the reaction solution, and a lid material capable of sealing the opening of the reaction vessel, and presses the test solution contained in the reaction vessel. There is a description of a reaction vessel characterized by having a pressing portion to obtain.
  • the pressing portion of the lid material enters the inside of the reaction chamber through the opening of the reaction chamber, and the test solution contained in the reaction vessel is discharged. It is designed to be pressed.
  • PCR can be realized by closely supporting the reaction vessel with a block of a thermally conductive metal whose temperature can be controlled.
  • the lid material invades the reaction vessel and presses the test solution, so that the adhesion between the reaction container, which is a heat transfer element, and the test solution is improved, and the temperature change for realizing PCR becomes quick.
  • contamination during the reaction can be prevented by sealing with a lid material.
  • Patent Documents 2 and 3 describe that the reaction vessel is covered and the PCR reaction is carried out.
  • Patent Document 4 describes an upper lid provided with an optical path for performing optical analysis while performing PCR.
  • the outer shape of the PCR container may be buckled and wrinkled due to pressing, and the volume inside the PCR container may change due to unpredictable deformation. In repeated tests, if the outer shape of the container is deformed unpredictably in each test, there is a problem that the important test solution cannot be quantified by qPCR.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and is capable of achieving both quantification accuracy of a test solution and high thermal conductivity, a PCR container, a PCR container support device, a thermal cycler, and a genetic test device.
  • the purpose is to provide.
  • An example of the PCR container according to the present invention is a PCR container provided with a thermoplastic sheet, which exhibits plasticity at a first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
  • An example of the PCR container support device is a PCR container support device provided with a thermoplastic sheet that exhibits plasticity at a first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
  • the PCR container support device includes a temperature control device and an exhaust device, and is equipped with a temperature control device and an exhaust device.
  • the temperature control device and the exhaust device are configured so that the thermoplastic sheet can be heated while being adsorbed to form or shape the first space by plastic deformation, and the first space can be sealed by welding.
  • An example of the thermal cycler according to the present invention is A PCR container composed of a thermoplastic sheet that exhibits plasticity at the first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
  • a PCR container support portion having a recess and supporting the PCR container,
  • An exhaust device for sucking air between the PCR container and the PCR container support portion and holding the PCR container in the shape of the recess.
  • a temperature controller for heating the PCR container and A pressurizing mechanism for pressurizing the thermoplastic sheet is provided.
  • the PCR container can form a first space that contains a test solution and does not contain air, and a second space that contains a test solution and air.
  • An example of the genetic testing apparatus according to the present invention includes the above-mentioned thermal cycler.
  • the PCR container since the PCR container is thin, the heat transfer performance can be improved and qPCR can be accelerated. In addition, as a result of improving the reproducibility of the amount of the test solution in the PCR container, the accuracy of the quantitative test of the target DNA or the like by qPCR can be improved.
  • FIG. 5 is a flow chart illustrating a procedure of preparation and post-treatment in a PCR cycle performed using the thermal cycler of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating steps 502 to 504 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 505 of FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 506 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 507 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating steps 508 to 510 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating procedure 511 of FIG.
  • FIG. 3 is a three-view view illustrating an example of the configuration of the lower PCR block according to Example 3 of the present invention. The figure explaining the structure of the genetic test apparatus provided with the thermal cycler of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the thermal cycler 100 according to the first embodiment.
  • the thermal cycler 100 according to the first embodiment has, as basic elements, a lower PCR block 1, an upper PCR block 2, a lower sheet 3, an upper sheet 5, and a suction syringe 6.
  • a pressurizing mechanism 7 and a syringe drive holding means 8 are provided.
  • the suction syringe 6 and the syringe drive holding means 8 constitute an exhaust device and function as a suction means for sucking air.
  • the lower PCR block 1, the upper PCR block 2, and the heating / cooling means 10 are shown only in outline in FIG. 1, and detailed configuration examples will be described in FIGS. 2 and later.
  • the lower sheet 3 and the upper sheet 5 form a PCR container or a part thereof.
  • the PCR vessel is configured to be capable of forming the quantitative test solution space 16 (first space).
  • the quantitative test solution space 16 is a space that contains the test solution 4 and does not contain air, and can contain and enclose a fixed amount of the test solution 4.
  • the test solution 4 is, for example, a mixed solution of the extracted nucleic acid as a sample and a reagent set for causing an amplification reaction.
  • the PCR container is configured so that the surplus liquid reservoir 9 (second space) can be formed.
  • the surplus liquid reservoir 9 is a space for accommodating the test liquid 4 and air.
  • the quantitative test solution space 16 is filled with the test solution 4 to eliminate air, and the excess test solution that cannot be accommodated in the quantitative test solution space 16 is eliminated. 4 can be accommodated in the surplus liquid reservoir 9 (details will be described later with reference to FIG. 5 and the like).
  • the lower PCR block 1, the upper PCR block 2, the suction syringe 6, the pressurizing mechanism 7, and the syringe drive holding means 8 constitute a PCR container support device (PCR container support portion).
  • the PCR vessel support device can be used with the PCR vessel to support and secure the PCR vessel.
  • the thermal cycler 100 includes a PCR container and a PCR container support device.
  • the PCR container support device includes a heating / cooling means 10 for a PCR thermal cycle.
  • the heating / cooling means 10 is an example of a temperature adjusting device, and includes, for example, a function of heating a PCR container and a function of actively cooling the PCR container.
  • the heating / cooling means 10 are dispersedly provided on the inner peripheral side of the upper PCR block 2 and the lower portion of the lower PCR block 1.
  • the PCR container support device includes a sheet heat welding sealing means for heating and welding (melt joining) the sheets constituting the PCR container.
  • the sheet heat welding sealing means of this embodiment includes an inner portion 11 and an outer portion 12.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lower PCR block 1, and a part thereof is shown in a cross-sectional view.
  • the lower PCR block 1 is configured to use a Peltier element.
  • the lower PCR block 1 includes a heat conductive block 201, a Pelche element 203, a heat sink 205, and a heat radiation fin 206 as a part of the heating / cooling means 10.
  • the heat conductive block 201 is made of, for example, a heat conductive metal, and is integrally formed with the heat receiving plate 201c.
  • the heat receiving plate 201c comes into contact with the Peltier element 203 so that heat exchange is possible.
  • the heat conductive block 201 has a recessed recess 201a.
  • the recess 201a is used as a female mold for suction molding the lower sheet 3.
  • a suction air conduit 13 is connected to the lower end of the recess 201a, and the suction air conduit 13 is connected to the pipe connection plug 201b.
  • a suction syringe 6 is connected to the pipe connection plug 201b via a tube, a pipe, or the like.
  • An inner lower portion 11b forming a part of the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means is attached to the upper end of the recess 201a (for example, the edge of the inner circumference of the upper end). In this embodiment, the inner lower portion 11b is formed in a ring shape.
  • a power supply lead wire 203a is attached to the Peltier element 203.
  • the high temperature side heat transfer surface 203b of the Pelche element 203 comes into contact with the heat receiving plate 201c.
  • the low temperature side heat transfer surface 203c of the Peltier element 203 is in contact with the heat sink 205, and the heat sink 205 is in contact with the heat dissipation fins 206.
  • a heat transfer sheet or heat conductive grease is used at the contact portion between the high temperature side heat transfer surface 203b and the heat receiving plate 201c and the contact portion between the low temperature side heat transfer surface 203c and the heat sink 205 to promote heat transfer. Is also good.
  • the heat conductive block 201 side (high temperature side heat transfer surface 203b side) becomes hot with respect to the Peltier element 203. It is preferable to reduce the volume of the heat conductive block 201 as much as possible so that the heat capacity is reduced so that the temperature can be changed quickly.
  • the volume of the heat sink 205 may be increased to increase the heat capacity, and if necessary, the heat radiating fins 206 may be provided to send air at room temperature.
  • the operation of the Peltier element 203 may be controlled by an external control device (not shown).
  • the temperature of the heat conductive block 201 is measured by the temperature sensor 204 attached to the heat conductive block 201, and the voltage or current supplied to the power supply lead wire 203a is set so that the measured temperature becomes the set target temperature. Be controlled.
  • the lower PCR block 1 includes a heat insulating spacer 202.
  • the heat insulating spacer 202 is made of, for example, heat resistant plastic.
  • the heat insulating spacer 202 is provided with a plurality of bolt holes 202a. A bolt is passed through the bolt hole 202a, and the heat insulating spacer 202 is fixed to the heat sink 205 by sandwiching a part of the heat conductive block 201 and the Peltier element 203 and the like.
  • it is preferable that the head of the bolt does not protrude from the bolt hole 202a.
  • an outer lower portion 12a forming a part of the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means is attached to the upper surface of the heat insulating spacer 202.
  • a lead wire 12c is attached to the outer lower portion 12a, and the outer lower portion 12a is configured to be heated by supplying electric power through the lead wire 12c.
  • the lead wire 12c can form a lateral hole extending from the lower side of the outer lower portion 12a toward the side surface of the heat insulating spacer 202, and can be arranged so as to be pulled out to the side surface of the heat insulating spacer 202. ..
  • the heat insulating spacer 202 has a cylindrical opening 202b.
  • the opening 202b extends vertically and penetrates the heat insulating spacer 202.
  • the inner diameter of the opening 202b is larger than the inner diameter of the upper end of the recess 201a of the heat conductive block 201, and a ring-shaped recessed stepped surface 201d is formed between them. Further, the inner diameter of the opening 202b is larger than the outer diameter of the inner lower portion 11b of the sheet heat welding sealing means.
  • a substantially ring-shaped space is formed by the inner peripheral surface of the opening 202b, the recessed stepped surface 201d, and a part of the lower surface of the upper PCR block 2. The excess liquid reservoir 9 of the PCR container can be accommodated in this space.
  • a hole 203d for supporting the guide rail 207 (indicated by a broken line) is opened on the upper surface of the heat insulating spacer 202.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the upper PCR block 2, and a part thereof is shown in a cross-sectional view.
  • the upper PCR block 2 is also configured to use a Peltier element.
  • the upper PCR block 2 includes a basic frame 301.
  • the basic frame 301 is made of a thermally conductive metal material and also functions as a heat sink.
  • the upper PCR block 2 is provided with a flange 301a so that the guide rail 207 of FIG. 2 can be passed through the hole of the flange 301a.
  • the upper PCR block 2 can be positioned and moved up and down in parallel with respect to the lower PCR block 1 via the guide rail 207.
  • the upper PCR block 2 may be provided with a bearing such as a linear bearing.
  • the upper PCR block 2 includes a heat insulating frame 302.
  • the heat insulating frame 302 is made of, for example, heat resistant plastic.
  • the inner upper portion 11a forming a part of the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means and the outer upper portion 12b forming a part of the outer portion 12 are inside in the lower PCR block 1, respectively. It is attached at a position corresponding to the lower portion 11b and the outer lower portion 12a.
  • a lead wire 11c is attached to the inner upper portion 11a, and the inner upper portion 11a can be heated by supplying electric power to the lead wire 11c. As shown in FIG. 3, the lead wire 11c is pulled out above the upper PCR block 2 through a hole penetrating the adiabatic frame 302 and the base frame 301.
  • the upper PCR block 2 includes a transparent window component 303 and a window mounting frame 304.
  • the transparent window component 303 constitutes the optical path transparent window 15 of FIG.
  • an optical path hole 14 (FIG. 1) for fluorescence analysis is formed in the upper PCR block 2, and the optical path transparent window 15 is arranged at one end (for example, the PCR container side) of the optical path hole 14.
  • transparent can be appropriately interpreted by those skilled in the art, but may mean, for example, that the transmittance is 80% or more at the wavelength of fluorescence used for measurement, and similarly, 90. It may mean that it is% or more, 95% or more, 99% or more. Alternatively, for example, it may mean that the haze is 5% or less at the wavelength of fluorescence used for measurement, and similarly, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less, 0.5% or less. , Or 0.1% or less.
  • the window mounting frame 304 and the heat transfer block 305 can be manufactured from, for example, a heat conductive metal material.
  • the window mounting frame 304 holds the transparent window component 303 together with the heat transfer block 305 by the fastening means 304a.
  • the fastening means 304a is realized by a screw structure in the example of FIG. 3, for example, by a male screw structure formed on the outer periphery of the window mounting frame 304 and a female screw structure formed on the inner circumference of the heat transfer block 305. Can be configured.
  • the upper PCR block 2 includes a heat transfer block 305 and a Peltier element 306 as a part of the heating / cooling means 10. Further, the basic frame 301 may be included in the heating / cooling means 10.
  • the Peltier element 306 has a donut-shaped structure with a hole in the center.
  • the high temperature side heat transfer surface 306b of the Peltier element 306 is in contact with the heat transfer block 305, and the low temperature side heat transfer surface 306c of the Peltier element 306 is in contact with the basic frame 301.
  • a heat transfer sheet or heat transfer grease is used at the contact portion between the high temperature side heat transfer surface 306b and the heat transfer block 305 and the contact portion between the low temperature side heat transfer surface 306c and the basic frame 301 to promote heat transfer. You may let me.
  • a power supply lead wire 306a is attached to the Peltier element 306.
  • the power supply lead wire 306a is led out to the side surface of the heat insulating frame 302 through a lateral hole provided in the heat insulating frame 302.
  • the power supply lead wire 306a is not pulled out to the lower surface side in contact with the lower PCR block 1 or the central hole side which is the optical path for the tendency analysis.
  • the transparent window component 303, the window mounting frame 304, and the heat transfer block 305 are fixed to each other to form a window structure portion.
  • the window structure and the donut-shaped Peltier element 306 are supported by being sandwiched between the basic frame 301 and the heat insulating frame 302.
  • the basic frame 301 and the heat insulating frame 302 are fixed and integrated by, for example, a plurality of fastening means 301b provided in the circumferential direction.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the pressurizing mechanism 7 and the sheet heat welding sealing means.
  • the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means will be described as an example, but the inner portion 11 also operates in the same manner.
  • the specific configuration of the pressurizing mechanism 7 is not particularly shown, a well-known pressurizing mechanism can be used, for example.
  • FIG. 4A shows a state before pushing down the upper PCR block 2 with respect to the lower PCR block 1
  • FIG. 4B shows a state after the pressurizing mechanism 7 pushes down the upper PCR block 2 and before heating.
  • 4 (c) shows the state after heating.
  • the outer lower part 12a is attached to the upper surface of the lower PCR block 1, and the outer upper part 12b is attached to the lower surface of the upper PCR block 2.
  • the outer lower portion 12a is arranged so as not to project upward from the upper surface of the lower PCR block 1, while the outer upper portion 12b is arranged so as to project downward from the lower surface of the upper PCR block 2 on the contrary.
  • the outer lower portion 12a is configured by using, for example, an elastically deformable heater.
  • the outer upper portion 12b is made of a material (for example, metal or heat-resistant plastic) that is not easily elastically deformed. It is preferable that the lower end of the outer lower portion 12a is formed in a shape in which the tip is rounded (indicated by an obtuse angle shape in FIG. 4) so that the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are not sheared.
  • the pressurizing mechanism 7 pushes down the upper PCR block 2, the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are pulled to become thinner and adhere to each other.
  • the outer lower portion 12a is also deformed into a concave shape so as to cover the portion where the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are in close contact with each other. In this way, the pressurizing mechanism 7 pressurizes the upper sheet 5 and the lower sheet 3.
  • a welded portion 404 as shown in FIG. 4C is generated.
  • the conditions for the welding temperature will be described later, but as an example, it is 200 ° C.
  • the welded portion 404 can seal the test solution 4 existing between the upper sheet 5 and the lower sheet 3, and in particular, in this embodiment, the welded portion 404 is formed in a ring shape, so that the test solution 4 can be used.
  • the test solution 4 can be sealed in a ring surrounding the existing region.
  • the outer upper portion 12b that functions as a heat-resistant member is attached to the upper PCR block 2, and the outer lower portion 12a that functions as a heater is attached to the lower PCR block 1. Good.
  • the arrangement of the inner upper portion 11a and the inner lower portion 11b may be interchanged.
  • the inner portion 11 has a ring shape surrounding the region where the test solution 4 exists (for example, the quantitative test solution space 16 and the excess liquid reservoir 9), and the outer portion 12 has a ring surrounding the region where the test solution 4 exists and the inner portion 11. It has a shape, and the inner portion 11 and the outer portion 12 do not intersect with each other.
  • the lower part of the upper PCR block 2 has an inverted truncated cone shape that fits into the opening of the lower PCR block 1, and the transparent window component 303 is formed so as to fit horizontally on the lower end surface thereof. Further, by pushing down the upper PCR block 2, the lower end surface of the upper PCR block 2 can be lowered to a position lower than the top surface of the test solution 4 (in the example of FIG. 1, the top surface of the test solution 4 is The upper surface of the test solution 4 in the surplus liquid reservoir 9, which is higher than the lower end surface of the upper PCR block 2).
  • the upper PCR block 2 descends to a position where it interferes with the lower PCR block 1 (for example, the position shown in FIG. 1) via the upper sheet 5 and the lower sheet 3, the upper PCR block 2 is further lowered. It is not possible to let it.
  • the PCR container according to Example 1 is configured to include a lower sheet 3 and an upper sheet 5.
  • the lower sheet 3 and the upper sheet 5 are, for example, thermoplastic sheets, and are made of the same material as an example.
  • the lower sheet 3 and the upper sheet 5 show plasticity at the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle (that is, the temperature at which DNA denaturation occurs in the PCR reaction cycle) (first temperature), and can be welded at the welding temperature (second temperature). It becomes.
  • welding means that, for example, two sheets in contact with each other are welded.
  • a plastic PCR container according to the prior art requires a wall thickness of at least 0.3 mm, but the lower sheet 3 and the upper sheet 5 according to this embodiment both have a wall thickness of, for example, 0.1 mm or less. be able to. Therefore, the heat transfer performance of the PCR container is improved as compared with the conventional case.
  • the welding temperature is selected to be higher than the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle.
  • the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle is 100 ° C. or lower, and the welding temperature is 100 ° C. or higher (200 ° C. as a specific example).
  • the lower sheet 3 and the upper sheet 5 have acid resistance.
  • a nylon sheet is an example of satisfying all of the above conditions.
  • a nylon sheet is used, sufficient mechanical strength and thermal conductivity can be realized as the PCR container of Example 1 with a thickness of 0.1 mm or less.
  • the suction syringe 6 is used for the purpose of adsorbing the lower sheet 3 to the recess 201a of the lower PCR block 1.
  • the suction syringe 6 is driven by the syringe drive holding means 8 to remove air from the space between the recess 201a and the lower sheet 3 through the suction air conduit 13.
  • the lower sheet 3 comes into close contact with the inner peripheral surface of the recess 201a.
  • the suction syringe 6 and the syringe drive holding means 8 suck the air between the PCR container and the PCR container support portion, and hold the PCR container in the shape of the recess.
  • the PCR container support device maintains the shape of the lower sheet 3 by vacuum adsorption, even if the wall thickness of the lower sheet 3 is reduced (for example, 0.1 mm or less), the lower sheet 3 is lower. Unexpected deformation (buckling, etc.) of the side seat 3 can be prevented.
  • the pressurizing mechanism 7 pulls up the upper PCR block 2, which allows the PCR container to be removed from the lower PCR block 1.
  • the pressurizing mechanism 7 pulls up the upper PCR block 2, which allows the PCR container to be removed from the lower PCR block 1.
  • air is sent between the recess 201a and the lower sheet 3, and the lower sheet 3 fixed to the recess 201a is pressed. Push it off. This allows the PCR container to be easily removed and discarded.
  • the syringe drive holding means 8 can be easily realized by using, for example, a one-way traverse device using a ball screw. Further, the pressurizing mechanism 7 can also be easily realized by a vertical one-way traverse device using a ball screw as well.
  • FIG. 5 is a flow chart illustrating preparation and post-treatment procedures in a PCR cycle performed using the thermal cycler 100.
  • FIG. 6 is a diagram of the operation timing of the thermal cycler 100 and the time change in the thermal cycle.
  • FIG. 6 shows a change in the control target temperature 603 and a change in the test solution temperature 604 by the heating / cooling means 10. Further, FIG. 6 shows a room temperature of 605, a high temperature set temperature of 606 in PCR (a temperature at which DNA denaturation occurs, for example, 95 ° C. or around), and a temperature at which PCR annealing occurs, 607 (for example, 60 ° C. or around). ) And the PCR extension reaction temperature 608 (for example, 60 ° C. or around). In the example of FIG. 6, the PCR extension reaction temperature 608 is higher than the temperature 607 at which PCR annealing occurs, but these temperatures may be the same or their relationship may be reversed.
  • the test solution 4 is discharged into the PCR container (note that, as will be described later, only the lower sheet 3 is arranged as the PCR container at this point).
  • the control target temperature 603 was kept at the high temperature set temperature 606 (denaturation temperature) for several minutes, thereby activating the enzyme and the first denaturation process to completely denature the sample DNA in the test solution into a single strand. The process of denaturing is done.
  • the welding temperature of the lower sheet 3 and the upper sheet 5 is 100 ° C. or higher, which is higher than the high temperature set temperature 606 in PCR, welding of the lower sheet 3 and the upper sheet 5 does not occur during the PCR cycle.
  • the first annealing process 610a is for a few seconds.
  • the first extension reaction process 611a takes several tens of seconds.
  • the combined period of the annealing process 610a and the extension reaction process 611a is the first PCR cycle 613a.
  • the second PCR cycle 613b is executed.
  • a second denaturation process 612 severe seconds
  • a second annealing process 610b and a second extension reaction process 611b are performed.
  • a third PCR cycle 613c may be performed.
  • the PCR cycle can be repeated any number of times (614).
  • the lower sheet 3 is first set in the lower PCR block 1 as shown in FIG. 7 (procedure 502).
  • the lower sheet 3 is pressed by using the pressing means 701 so that the lower surface of the lower sheet 3 is in close contact with the upper surface of the lower PCR block 1.
  • the pressing means 701 may have the same mechanism as the pressurizing mechanism 7.
  • the temperature here is a temperature (first temperature) at which the lower sheet 3 is plastically deformed but not welded. Heating towards the preheat period 609 of FIG. 6 is performed during this process.
  • the suction syringe 6 is moved to plastically deform the lower sheet 3 by vacuum suction (procedure 504). This is done at time 617 shown in FIG. The time 617 is before the time 616 when the test solution is discharged into the PCR container after the lower PCR block 1 reaches the preheat temperature.
  • the lower sheet 3 may be wrinkled in the process of vacuum suction. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to form the recess 801 in the lower sheet 3 in advance.
  • a dent 801 can be formed by pressing it against a male mold while heating, for example, in the manufacturing process of the lower sheet 3.
  • the recess 801 is a recess that can accommodate the test solution 4 and covers at least a part of the quantitative test solution space 16.
  • step 504 proceed with the following process while keeping the suction syringe 6 in the suction state.
  • test solution 4 is discharged into the lower sheet 3 by a dispensing pipette 901 or the like and injected (procedure 505).
  • This time point corresponds to time 616 in FIG.
  • the upper sheet 5 is installed as shown in FIG. 10 (procedure 506).
  • the upper sheet 5 may be pressed against the lower sheet 3 by using the pressing means 701.
  • the upper sheet 5 is heated to the first temperature by using the heating / cooling means 10 (see FIG. 1 and the like) of the upper PCR block 2, and the upper sheet 5 is heated by using the pressurizing mechanism 7.
  • Push down step 507.
  • the pressurizing mechanism 7 is configured so that air can be removed from the quantitative test solution space 16 by pressurizing the upper sheet 5.
  • air bubbles may remain on the test solution in the PCR container or an air layer may be formed.
  • the presence of air bubbles or air layers can reduce the reproducibility of fluorescence analysis and can fluctuate the concentration of the test solution.
  • incident excitation light and fluorescence reaction are caused by bubbles or droplets generated by dew condensation of vapor generated by heating the test solution for the PCR reaction at the light path window.
  • Light may scatter unpredictably. In that case, the reproducibility of the fluorescence measurement cannot be ensured.
  • the water content in the test solution may evaporate, which causes the concentration of the test solution to fluctuate.
  • the PCR container according to Example 1 can remove air from the quantitative test solution space 16, and therefore such a problem is solved. That is, the reproducibility of the fluorescence measurement becomes higher, and the concentration of the test solution becomes more stable.
  • the PCR container When the upper PCR block 2 descends to a point where it indirectly interferes with the lower PCR block 1, the PCR container is sealed by the sheet heat welding sealing means.
  • the inner portion 11 operates as shown in FIG. 4 to seal the PCR container (procedure 508).
  • the temperature at the time of sealing (second temperature) may be, for example, 200 ° C. or around 200 ° C., so in order to minimize the effect of killing the enzyme in the test solution, this process is performed. This is performed before the test solution temperature reaches the preheat temperature (time 618 in FIG. 6).
  • the quantitative test solution space 16 is sealed by the sealing operation by the inner portion 11.
  • the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are provided with a portion (first sealing portion) to be welded by the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means, and the first sealing portion is welded. If this is the case, it is configured to seal between the quantitative test solution space 16 and the excess liquid reservoir 9.
  • the heating / cooling means 10 heat while adsorbing the lower sheet 3, and form or shape the quantitative test solution space 16 by plastic deformation.
  • the quantitative test solution space 16 can be sealed by welding.
  • the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means operates as shown in FIG. 4, and PCR is performed.
  • the container is heated to a second temperature and sealed (procedure 509).
  • the excess liquid reservoir 9 is sealed by the sealing operation by the outer portion 12.
  • the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are provided with a portion (second sealing portion) to be welded by the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means, and the second sealing portion is welded. If this is the case, it is configured to seal between the excess liquid reservoir 9 and the outside.
  • the PCR container according to the present embodiment solves such a problem by two-step sealing in which the test solution excluded from the quantitative test solution space 16 is sealed in the surplus liquid reservoir 9. In this way, even when the PCR container is removed and discarded after the PCR reaction is completed, the entire amount of the test solution can be discarded while being completely sealed, and contamination by the excess solution does not occur.
  • FIG. 12 shows a state in which complete sealing is completed. An inner welded portion 404a and an outer welded portion 404b are formed. In this state, the preheat period 609 and the first PCR cycle 613a to the last PCR cycle 613d are performed using the heating / cooling means 10 (procedure 510).
  • a part of the upper sheet 5 is arranged between the optical path hole 14 for fluorescence analysis and the quantitative test solution space 16.
  • This part is flat and is transparent. That is, the upper sheet 5 has a transparent plane, and at least a part of the PCR container constitutes this transparent plane. Such a configuration enables fluorescence analysis.
  • the syringe drive holding means 8 of the suction syringe 6 is returned as shown in FIG. 13, and the lower sheet 3 and the lower PCR block 1 Air is blown between the recess 201a and the upper PCR block 2 is further pulled up using the pulling means 130, whereby the PCR container is removed from the lower PCR block 1 (procedure 511).
  • the pulling means 130 can be, for example, the same mechanism as the pressurizing mechanism 7.
  • the PCR container in which the test solution is sealed is removed, collected, and discarded (procedure 512). In this way, the procedure of FIG. 5 is completed (procedure 513).
  • a fixed amount of the test solution 4 is enclosed in the quantitative test solution space 16, so that the quantification accuracy of the test solution 4 can be improved. Can be improved. Further, since the wall thickness of the lower sheet 3 can be reduced by stable shaping using vacuum adsorption, the heat transfer performance can be improved.
  • FIG. 14 shows the configuration of the thermal cycler 200 according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment will be described below.
  • Example 2 the PCR container (particularly the quantitative test solution space 16) is shallowly configured. Further, in Example 2, a plurality of PCR containers can be accommodated in one PCR container support device.
  • the upper PCR block includes a plurality of individual blocks 2a and a single whole block 2b.
  • Each individual block 2a and the entire block 2b can be moved up and down independently.
  • the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means can be sealed according to the lowering of each individual block 2a, and the outer portion 12 can be sealed according to the lowering of the entire block 2b.
  • the outer portion 12 may be sealed first, and then the inner portion 11 may be sealed.
  • the outer portions 12 of the two adjacent PCR containers can be integrated to further simplify the overall configuration.
  • FIG. 15 is a three-view view showing an example of the configuration of the lower PCR block according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment will be described below.
  • Example 1 a PCR container having a shape rotationally symmetric with respect to the vertical axis was described (such a shape can also be used in Example 2).
  • the PCR container does not have to be rotationally symmetric, and has the same effect as that of the first embodiment as long as it has a shape that can be sucked and adsorbed into the concave portion of the lower PCR block (for example, a convex shape protruding downward).
  • FIG. 15 shows an example of a lower PCR block having a shape that is not rotationally symmetric.
  • FIG. 15A is a top view of the upper opening of the lower PCR block as viewed from above in the vertical direction.
  • 15 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB'of FIG. 15 (a).
  • FIG. 15 (c) is a cross-sectional view taken along the line CC'of FIG. 15 (a).
  • the temperature tends to be uniform and the reaction progresses without bias.
  • a flat flat surface can be formed not only on the upper surface but also on the side surface of the PCR container, excitation light irradiation and fluorescence measurement for fluorescence analysis are performed not only from the upper side (arrow 155) but also from the side surface (arrow 154). be able to. In this way, the detection sensitivity can be improved by performing the fluorescence analysis from a plurality of directions.
  • a PCR container was constructed using two sheets (upper sheet 5 and lower sheet 3), but the number of sheets is not limited to two. Three or more sheets may be appropriately welded and used. One sheet may be formed in a bag shape to form a PCR container. For example, when a bag-shaped sheet is used, the same effect as in Examples 1 to 3 can be obtained by performing two-step sealing in the vicinity of the opening of the bag.
  • the thermal cycler according to Examples 1 to 3 may be provided in, for example, a genetic testing device, or may be provided in another device.
  • FIG. 16 shows the configuration of the genetic testing apparatus 800 including the thermal cycler 100 of Example 1.
  • the configuration of parts other than the thermal cycler 100 can be appropriately configured by those skilled in the art based on known techniques.
  • Control target temperature 604 ... Test solution temperature 605 ... Room temperature 606 ... High temperature set temperature (first temperature) 607 ... Temperature at which PCR annealing occurs 608 ... Extension reaction temperature 200 ... Thermal cycler 2a ... Individual block (PCR container support device) 2b ... Whole block (PCR container support device) 800 ... Genetic testing device

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Abstract

試液の定量化精度と高い熱伝導性とを両立させることができる、ＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置を提供する。熱可塑性シートを備えるＰＣＲ容器において、熱可塑性シートは、第１温度において可塑性を示し、第１温度より高い第２温度において溶着可能となる。

Description

ＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置
　本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応（Polymerase Chain Reaction；以下、ＰＣＲと略称する）法の実施に用いるＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置に関する。
　ＰＣＲ法は、血液や尿等の生体由来の検体（いわゆる生体試料）に含まれる核酸を分析する核酸分析装置において利用される。ＰＣＲ法は、耐熱性ポリメラーゼおよびプライマーを利用し、温度の昇降によって標的核酸を増幅させる技術であり、遺伝子工学、生物学的試験法、生物学的検出法、等の分野で広く利用されている。
　ＰＣＲの原理は、サーマルプロフィール(温度昇降)に従ったサイクルを多数回繰り返すことにより、標的ＤＮＡを幾何級数的に増輻させるものである。サーマルプロフィールは、標的ＤＮＡ配列を含む２本鎖ＤＮＡが１本鎖に解離する温度に維持する第１段階と、解離した１本鎖ＤＮＡに正方向および逆方向のプライマーがアニーリングする温度に維持する第２段階と、ＤＮＡポリメラーセによって１本鎖ＤＮＡに相補的なＤＮＡ鎖が合成される温度に維持する第３段階との３段階を含んで構成される。
　このようなＰＣＲ法を応用した定量検査方法には、リアルタイムＰＣＲあるいは定量的ポリメラーゼ連鎖反応（以下ｑＰＣＲと略す）がある。ｑＰＣＲ法は高感度の遺伝子解析方法であり、定量的遺伝子発現解析、病原体検出、創薬ターゲット検証、等の臨床検査での応用が進んでいる。
　ｑＰＣＲ法においては、増幅しつつある標的ＤＮＡの濃度を、間接的に蛍光反応光の強度で計測するため、反応中の試液に励起光をあてて発生した蛍光の強度を計測するための光路を設けなければならない。
　特許文献１には、上端に開口部を有し反応液を収容し得る反応容器本体と、反応容器の開口部を封止し得る蓋材とを備え、反応容器に収容された試液を押圧し得る押圧部を有することを特徴とする反応容器の記載がある。
　さらに、特許文献１の反応容器は、反応容器本体に蓋材を被着すると、蓋材の押圧部が反応室の開口部から反応室の内部に進入し、反応容器内に収容された試液を押圧するようになっている。特許文献１の反応容器をＰＣＲに用いた場合、温度制御のできる熱伝導性金属のブロックにより反応容器を密着支持することによりＰＣＲを実現できる。
　このときに反応容器に蓋材が侵入し試液を押圧することによって、伝熱要素である反応容器と試液の密着性が向上して、ＰＣＲを実現するための温度変化が迅速になる。また、蓋材による封止により反応中のコンタミネーションが防止できる。
　特許文献２および３には反応容器に蓋をしてＰＣＲ反応を行う記載がある。
　また特許文献４にはＰＣＲを行いながら光学分析を行うための光路を設けた上蓋の記載がある。
国際公開第ＷＯ０２／００２７３６号パンフレット 米国特許第７７７１９３３号明細書 米国特許出願公開第２／０２７９３９２号明細書 米国特許第６６２０６１２号明細書
　しかしながら、従来の技術では、試液の定量化精度と高い伝熱性能とを両立させるのが困難であるという課題があった。
　臨床検査では、検体からの検査結果を迅速に得たいという要求がある。ｑＰＣＲでは、各温度を保つ時間はプロトコルにより決められているので、ある温度から次の温度への変化をすばやく行う必要がある。このためには、温度のランプレート（変化速度）を向上させることが必要であり、したがってＰＣＲ容器の熱伝導性を向上させることが必要である。
　特許文献１～４に記載の公知例のような従来技術によれば、上側から蓋材で押圧することにより、試液とＰＣＲ容器とを密着させ、ＰＣＲ容器と熱伝導性ブロックとを密着させることにより、熱伝導性を向上している。
　ここで、さらに熱伝導性を向上させようとするとＰＣＲ容器の肉厚を薄くすることが有効である。しかしながら上記従来技術によれば、ＰＣＲ容器の肉厚を薄くして自身の形状を保持できないような薄肉のシート構造で形成した場合には、押圧により伝熱支持ブロックとＰＣＲ容器との間に隙間ができる場合がある。隙間ができると熱伝導性の向上が望めない。
　また、ＰＣＲ容器の肉厚を薄くすると、押圧によりＰＣＲ容器外形が座屈してしわができる等、予測できない変形をして、ＰＣＲ容器内の体積が変化してしまう場合がある。繰り返し実施される試験において、試験のつど容器外形が予測できない変形をすると、ｑＰＣＲで重要な試液の定量化ができない問題がある。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、試液の定量化精度と高い熱伝導性とを両立させることができる、ＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置を提供することを目的とする。
　本発明に係るＰＣＲ容器の一例は、熱可塑性シートを備えるＰＣＲ容器であって、前記熱可塑性シートは、第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる。
　本発明に係るＰＣＲ容器支持装置の一例は、第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる、熱可塑性シートを備えるＰＣＲ容器支持装置であって、
　前記ＰＣＲ容器支持装置は温度調整装置および排気装置を備え、
　前記温度調整装置および前記排気装置は、前記熱可塑性シートを吸着しつつ加熱し、塑性変形により第１空間を形成または整形するとともに、溶着により前記第１空間を封止することができるよう構成される。
　本発明に係るサーマルサイクラーの一例は、
　第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる、熱可塑性シートから構成されるＰＣＲ容器と、
　凹部を有し、前記ＰＣＲ容器を支持するＰＣＲ容器支持部と、
　前記ＰＣＲ容器と前記ＰＣＲ容器支持部との間の空気を吸引し、前記凹部の形状に前記ＰＣＲ容器を保持するための排気装置と、
　前記ＰＣＲ容器を加熱する温度調整装置と、
　前記熱可塑性シートを加圧する加圧機構と、を備え、
　前記ＰＣＲ容器は、試液を収容し空気を収容しない第１空間と、試液および空気を収容する第２空間とを形成することが可能である。
　本発明に係る遺伝子検査装置の一例は、上述のサーマルサイクラーを備える。
　本発明に係るＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置によれば、ＰＣＲ容器が薄いので伝熱性能が向上し、ｑＰＣＲを高速化することができる。また、ＰＣＲ容器内の試液量の再現性を向上することができる結果として、ｑＰＣＲによるターゲットＤＮＡなどの定量検査の精度を向上することができる。
本発明の実施例１に係るサーマルサイクラーの構成を説明する断面図。 図１の下側ＰＣＲブロックの構成の一例を説明する図。 図１の上側ＰＣＲブロックの構成の一例を説明する図。 図１のシート加熱溶着封止手段の作用の一例を説明する図。 図１のサーマルサイクラーを用いて実施されるＰＣＲサイクルにおける、準備および後処理の手順を説明するフロー図。 図１のサーマルサイクラーの動作タイミングおよびサーマルサイクルにおける時間変化の図。 図５の手順５０２～５０４を説明する断面図。 図１の下側シートの形状を説明する図。 図５の手順５０５を説明する断面図。 図５の手順５０６を説明する断面図。 図５の手順５０７を説明する断面図。 図５の手順５０８～５１０を説明する断面図。 図５の手順５１１を説明する断面図。 本発明の実施例２に係るサーマルサイクラーの構成を説明する断面図。 本発明の実施例３に係る下側ＰＣＲブロックの構成の一例を説明する３面図。 図１のサーマルサイクラーを備える遺伝子検査装置の構成を説明する図。
　以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
　図１～図１３を使い本発明の実施例１を説明する。図１は実施例１に係るサーマルサイクラー１００の構成を説明する断面図である。図１に示されるように実施例１に係るサーマルサイクラー１００は、基本要素として、下側ＰＣＲブロック１と、上側ＰＣＲブロック２と、下側シート３と、上側シート５と、吸引シリンジ６と、加圧機構７と、シリンジ駆動保持手段８とを備える。吸引シリンジ６およびシリンジ駆動保持手段８は排気装置を構成し、空気を吸引するための吸引手段として機能する。
　なお、下側ＰＣＲブロック１、上側ＰＣＲブロック２および加熱冷却手段１０（後述）は、図１では概略のみ示し、詳細な構成例は図２以降で説明する。
　下側シート３および上側シート５が、ＰＣＲ容器またはその一部を構成する。ＰＣＲ容器は、定量試液空間１６（第１空間）を形成することができるように構成される。定量試液空間１６は、試液４を収容し空気を収容しない空間であり、一定量の試液４を収容し封入することができる。試液４は、たとえば、検体である抽出された核酸と、増幅反応を起こすための試薬セットとの混合液である。
　また、ＰＣＲ容器は、余剰液溜９（第２空間）を形成することができるように構成される。余剰液溜９は、試液４および空気を収容する空間である。ＰＣＲ容器内に、定量試液空間１６の体積よりも大きい体積の試液４を供給することにより、定量試液空間１６を試液４で満たして空気を排除するとともに、定量試液空間１６に収容できない余剰の試液４を余剰液溜９に収容できるようになっている（詳細については図５等を用いて後述する）。
　下側ＰＣＲブロック１、上側ＰＣＲブロック２、吸引シリンジ６、加圧機構７、およびシリンジ駆動保持手段８が、ＰＣＲ容器支持装置（ＰＣＲ容器支持部）を構成する。ＰＣＲ容器支持装置はＰＣＲ容器とともに使用可能であり、ＰＣＲ容器を支持し固定する。このように、サーマルサイクラー１００は、ＰＣＲ容器と、ＰＣＲ容器支持装置とを備える。
　ＰＣＲ容器支持装置は、ＰＣＲサーマルサイクル用の加熱冷却手段１０を備えている。加熱冷却手段１０は温度調整装置の例であり、たとえば、ＰＣＲ容器を加熱する機能と、積極的に冷却する機能とを備える。図１の例では、加熱冷却手段１０は、上側ＰＣＲブロック２の内周側と、下側ＰＣＲブロック１の下部とに分散して設けられている。
　ＰＣＲ容器支持装置は、ＰＣＲ容器を構成するシートを加熱して溶着（溶融接合）させるためのシート加熱溶着封止手段を備える。本実施例のシート加熱溶着封止手段は、内側部１１および外側部１２を備える。
　図２は、下側ＰＣＲブロック１の構成の一例を説明する図であり、一部を断面図で示している。下側ＰＣＲブロック１は、ペルチェ素子を使用する構成である。
　下側ＰＣＲブロック１は、加熱冷却手段１０の一部として、熱伝導性ブロック２０１、ペルチェ素子２０３、ヒートシンク２０５および放熱フィン２０６を備える。熱伝導性ブロック２０１は、たとえば熱伝導性金属から構成され、受熱板２０１ｃと一体に形成される。受熱板２０１ｃは、ペルチェ素子２０３と熱交換が可能となるよう接触する。
　熱伝導性ブロック２０１は、くぼみ形状の凹部２０１ａを有する。凹部２０１ａは、下側シート３を吸着成形するための雌型として利用される。凹部２０１ａの下端には吸引用空気導管１３が接続され、吸引用空気導管１３は配管接続プラグ２０１ｂへと接続されている。配管接続プラグ２０１ｂには、チューブまたは配管等を介して吸引シリンジ６が接続される。凹部２０１ａの上端（たとえば上端内周の縁）には、シート加熱溶着封止手段の内側部１１の一部を構成する内側下部１１ｂが取り付けられている。本実施例では、内側下部１１ｂはリング状に形成される。
　ペルチェ素子２０３には電源リード線２０３ａが取り付けられる。ペルチェ素子２０３の高温側伝熱面２０３ｂは受熱板２０１ｃと接触する。ペルチェ素子２０３の低温側伝熱面２０３ｃはヒートシンク２０５と接触し、ヒートシンク２０５は放熱フィン２０６と接触している。高温側伝熱面２０３ｂと受熱板２０１ｃとの接触部、および、低温側伝熱面２０３ｃとヒートシンク２０５との接触部には、熱伝導シートや熱伝導グリースを使用して伝熱を促進させても良い。
　ＰＣＲを行う温度は通常６０℃以上であり、室温よりも高いので、ペルチェ素子２０３に対して熱伝導性ブロック２０１の側（高温側伝熱面２０３ｂ側）が高温となる。温度変化を素早くできるようにするために、熱伝導性ブロック２０１の体積をできるだけ小さくして熱容量が小さくなるようにすると好適である。
　一方、ペルチェ素子２０３の低温側伝熱面２０３ｃ側では、ペルチェ素子２０３が輸送する熱量をできるだけ多く熱伝導性ブロック２０１の温度変化に使うために、高温側伝熱面２０３ｂ側に比べて温度変化が小さい方が（たとえば室温からあまり温度が変化しない方が）望ましい。そのため、ヒートシンク２０５の体積を大きくして熱容量を増し、さらに必要な場合は放熱フィン２０６を設けて室温の空気を送るなどしても良い。
　またペルチェ素子２０３の動作は、外部の制御装置（図示せず）により制御されてもよい。たとえば、熱伝導性ブロック２０１に取り付けた温度センサ２０４によって熱伝導性ブロック２０１の温度を計測し、計測される温度が設定した目標温度となるように、電源リード線２０３ａに供給する電圧または電流が制御される。
　下側ＰＣＲブロック１は、断熱スペーサ２０２を備える。断熱スペーサ２０２はたとえば耐熱性プラスチックから構成される。断熱スペーサ２０２には複数のボルト穴２０２ａが設けられる。ボルト穴２０２ａにボルトを通し、熱伝導性ブロック２０１の一部およびペルチェ素子２０３等を挟んで、断熱スペーサ２０２をヒートシンク２０５へ固定する。断熱スペーサ２０２の上面を平滑にするために、ボルトの頭がボルト穴２０２ａから突出しない構成すると好適である。
　また、断熱スペーサ２０２の上面には、シート加熱溶着封止手段の外側部１２の一部を構成する外側下部１２ａが取り付けられる。外側下部１２ａにはリード線１２ｃが取り付けられ、リード線１２ｃを介して電力を供給することにより外側下部１２ａが加熱されるように構成される。リード線１２ｃは、たとえば図２に示すように、外側下部１２ａの下側から断熱スペーサ２０２の側面に向けて延びる横向きの穴を形成し、断熱スペーサ２０２の側面に引き出すように配置することができる。
　断熱スペーサ２０２は、円筒形状の開口２０２ｂを有する。開口２０２ｂは、上下に延びて断熱スペーサ２０２を貫通する。開口２０２ｂの内径は、熱伝導性ブロック２０１の凹部２０１ａの上端の内径よりも大きく、これらの間にはリング状のくぼみ段差面２０１ｄが形成される。また、開口２０２ｂの内径は、シート加熱溶着封止手段の内側下部１１ｂの外径よりも大きい。開口２０２ｂの内周面と、くぼみ段差面２０１ｄと、上側ＰＣＲブロック２の下面の一部とによって、略リング状の空間が形成される。この空間には、ＰＣＲ容器の余剰液溜９が収容可能である。
　断熱スペーサ２０２の上面には、ガイドレール２０７（破線で示す）を支持するための穴２０３ｄが開いている。
　図３は、上側ＰＣＲブロック２の構成の一例を説明する図であり、一部を断面図で示している。上側ＰＣＲブロック２もまた、ペルチェ素子を使用する構成である。
　上側ＰＣＲブロック２は、基本フレーム３０１を備える。基本フレーム３０１は、熱伝導性金属材料から構成されており、ヒートシンクとしても機能する。上側ＰＣＲブロック２はフランジ３０１ａを備え、フランジ３０１ａの穴に図２のガイドレール２０７を通すことができるようになっている。ガイドレール２０７を介して、下側ＰＣＲブロック１に対し、上側ＰＣＲブロック２を位置決めするとともに、上下に平行移動させることができる。このために、上側ＰＣＲブロック２にはリニアベアリング等のベアリングを設けてもよい。
　上側ＰＣＲブロック２は断熱フレーム３０２を備える。断熱フレーム３０２はたとえば耐熱性プラスチックから構成される。断熱フレーム３０２は、シート加熱溶着封止手段の内側部１１の一部を構成する内側上部１１ａと、外側部１２の一部を構成する外側上部１２ｂとが、それぞれ、下側ＰＣＲブロック１における内側下部１１ｂおよび外側下部１２ａと対応する位置に取り付けられている。
　内側上部１１ａにはリード線１１ｃが取り付けられ、リード線１１ｃに電力を供給することによって内側上部１１ａを加熱することができる。図３に示すように、リード線１１ｃは、断熱フレーム３０２および基本フレーム３０１を貫通する穴を介して上側ＰＣＲブロック２の上方に引き出される。
　上側ＰＣＲブロック２は、透明窓部品３０３と、窓取り付け枠３０４とを備える。透明窓部品３０３は、図１の光路透明窓１５を構成する。また、上側ＰＣＲブロック２には、蛍光分析用の光路穴１４（図１）が形成され、光路透明窓１５は光路穴１４の一端（たとえばＰＣＲ容器側）に配置される。
　本明細書において「透明」とは、当業者が適切に解釈可能であるが、たとえば、測定に用いる蛍光の波長において透過率が８０％以上であることを意味してもよく、同様に、９０％以上、９５％以上、９９％以上であることを意味してもよい。または、たとえば、測定に用いる蛍光の波長においてヘイズが５％以下であることを意味してもよく、同様に、４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、または０．１％以下であることを意味してもよい。
　窓取り付け枠３０４および熱伝達ブロック３０５は、たとえば熱伝導性の金属材料から製造することができる。窓取り付け枠３０４は、締結手段３０４ａにより、熱伝達ブロック３０５とともに透明窓部品３０３を保持する。締結手段３０４ａは、図３の例では螺合構造によって実現され、例えば、窓取り付け枠３０４の外周に形成された雄ネジ構造と、熱伝達ブロック３０５の内周に形成された雌ネジ構造とによって構成することができる。
　上側ＰＣＲブロック２は、加熱冷却手段１０の一部として、熱伝達ブロック３０５およびペルチェ素子３０６を備える。さらに、基本フレーム３０１が加熱冷却手段１０に含まれてもよい。
　ペルチェ素子３０６は中央に穴の開いたドーナツ型の構造を有する。ペルチェ素子３０６の高温側伝熱面３０６ｂが熱伝達ブロック３０５と接触しており、ペルチェ素子３０６の低温側伝熱面３０６ｃは基本フレーム３０１と接触している。高温側伝熱面３０６ｂと熱伝達ブロック３０５との接触部、および、低温側伝熱面３０６ｃと基本フレーム３０１との接触部には、熱伝導シートや熱伝導グリースを使用して伝熱を促進させても良い。
　ペルチェ素子３０６には電源リード線３０６ａが取り付けられる。電源リード線３０６ａは、図３の例では、断熱フレーム３０２に設けられた横向きの穴を介して、断熱フレーム３０２の側面へと引き出される。このように、電源リード線３０６ａは、下側ＰＣＲブロック１と接する下面側や、傾向分析の光路となる中央穴側に引き出さないようにすると好適である。
　透明窓部品３０３と、窓取り付け枠３０４と、熱伝達ブロック３０５とは、互いに固定されて窓構造部を構成する。この窓構造部と、ドーナツ型のペルチェ素子３０６とを、基本フレーム３０１と断熱フレーム３０２とで挟んで支持する。基本フレーム３０１と断熱フレーム３０２とは、たとえば周方向に複数設けた締結手段３０１ｂにより固定され、一体化される。
　図４は、加圧機構７およびシート加熱溶着封止手段の作用の一例を説明する図である。図４では、シート加熱溶着封止手段のうち外側部１２を例として説明するが、内側部１１も同様に作用する。なお、加圧機構７の具体的構成はとくに図示しないが、たとえば周知の加圧機構を用いることができる。
　図４（ａ）は下側ＰＣＲブロック１に対して上側ＰＣＲブロック２を押し下げる前の状態を示し、図４（ｂ）は加圧機構７が上側ＰＣＲブロック２を押し下げた後、加熱前の状態を示し、図４（ｃ）は加熱後の状態を示す。
　図４（ａ）に示されるように、外側下部１２ａは下側ＰＣＲブロック１の上面に取り付けられ、外側上部１２ｂは上側ＰＣＲブロック２の下面に取り付けられる。外側下部１２ａは、下側ＰＣＲブロック１の上面から上側に突出しないように配置されるが、外側上部１２ｂは、逆に、上側ＰＣＲブロック２の下面から下側に突出するように配置される。
　外側下部１２ａは、たとえば弾性変形可能なヒータを用いて構成される。一方、外側上部１２ｂは、弾性変形し難い材料（たとえば金属または耐熱性プラスチック）から構成される。外側下部１２ａの下端は、上側シート５および下側シート３をせん断しないように先端を丸めた形状（図４では鈍角形状で示す）に形成すると好適である。
　図４（ｂ）に示されるように、加圧機構７が上側ＰＣＲブロック２を押し下げると、上側シート５および下側シート３が引っ張られて薄くなり密着する。同時に外側下部１２ａも凹型に変形して、上側シート５および下側シート３が密着した部分を覆うような形状になる。このように、加圧機構７は、上側シート５および下側シート３を加圧する。
　ここで一定時間外側下部１２ａを加熱すると、上側シート５および下側シート３が密着した部分のみが高温となり、図４（ｃ）に示すような溶着部分４０４が生成される。溶着温度についての条件は後に説明するが、一例として２００℃である。この溶着部分４０４は、上側シート５と下側シート３との間に存在する試液４を封止することができ、とくに本実施例では溶着部分４０４がリング状に形成されるので、試液４が存在する領域を囲むリングにおいて試液４を封止することができる。
　図４についての上記の説明は、シート加熱溶着封止手段のうち外側部１２に関するものであるが、内側部１１についても同様に当てはまる。
　なお、外側部１２については、耐熱部材として機能する外側上部１２ｂが上側ＰＣＲブロック２に取り付けられ、ヒータとして機能する外側下部１２ａが下側ＰＣＲブロック１に取り付けられるが、これらの配置は入れ替えてもよい。内側部１１についても同様に、内側上部１１ａおよび内側下部１１ｂの配置を入れ替えてもよい。
　内側部１１は、試液４が存在する領域（たとえば定量試液空間１６および余剰液溜９）を囲むリング形状をしており、外側部１２は、試液４が存在する領域および内側部１１を囲むリング形状をしており、内側部１１と外側部１２とは互いに交わらない。
　上側ＰＣＲブロック２が押し下げられて内側部１１が溶着されると、上側シート５および下側シート３の間に試液４が一定量だけ封入され、余剰分が内側部１１の外周側にあふれるが、このあふれた試液４は、下側ＰＣＲブロック１のくぼみ段差面２０１ｄによって受け止められる。
　上側ＰＣＲブロック２の下部は、下側ＰＣＲブロック１の開口部にはまる逆円錐台形状をしており、その下端面には、透明窓部品３０３が水平に嵌るよう形成されている。また、上側ＰＣＲブロック２を押し下げることにより、上側ＰＣＲブロック２の下端面が試液４の頂面よりも低い位置まで下降できるようになっている（図１の例では、試液４の頂面は、余剰液溜９における試液４の上面であり、これは上側ＰＣＲブロック２の下端面よりも高い位置にある）。
　ただし、上側ＰＣＲブロック２が、上側シート５および下側シート３等を介して下側ＰＣＲブロック１と干渉する位置（たとえば図１に示す位置）まで下降すると、それ以上は上側ＰＣＲブロック２を下降させることができないようになっている。
　実施例１に係るＰＣＲ容器は、下側シート３および上側シート５を備えて構成される。下側シート３および上側シート５は、たとえばいずれも熱可塑性シートであり、一例として同一の材料から構成される。下側シート３および上側シート５は、ＰＣＲ反応サイクルの高温設定温度（すなわちＰＣＲ反応サイクルのＤＮＡの変性が起こる温度）（第１温度）において可塑性を示し、溶着温度（第２温度）において溶着可能となる。ここで「溶着」とは、たとえば互いに接触する２枚のシートが溶着されることを意味する。
　従来技術によるプラスチック製のＰＣＲ容器では、肉厚が最低０．３ｍｍ程度必要であるが、本実施例に係る下側シート３および上側シート５は、いずれも肉厚をたとえば０．１ｍｍ以下とすることができる。このため、従来と比較して、ＰＣＲ容器の伝熱性能が向上する。
　溶着温度は、ＰＣＲ反応サイクルの高温設定温度よりも高温となるように選択される。たとえば、ＰＣＲ反応サイクルの高温設定温度は１００℃以下であり、溶着温度は１００℃以上の温度（具体例として２００℃）である。下側シート３および上側シート５は、耐酸性を有する。
　上記の条件をすべて満たす一例として、ナイロンシートが挙げられる。ナイロンシートを用いると、０．１ｍｍ以下の厚さで、実施例１のＰＣＲ容器として十分な機械的強度および熱伝導性を実現することができる。
　本実施例では、下側ＰＣＲブロック１の凹部２０１ａに下側シート３を吸着する目的で、吸引シリンジ６を使用する。吸引シリンジ６はシリンジ駆動保持手段８により駆動され、吸引用空気導管１３を通して凹部２０１ａと下側シート３との間の空間から空気を抜く。これによって、凹部２０１ａの内周面に下側シート３が密着する。このように、吸引シリンジ６およびシリンジ駆動保持手段８は、ＰＣＲ容器とＰＣＲ容器支持部との間の空気を吸引し、凹部の形状にＰＣＲ容器を保持する。
　また、空気を抜いた後も、吸引シリンジ６の状態（たとえばシリンジ駆動保持手段８の位置）を保持することにより一定の真空を維持し、下側ＰＣＲブロック１の凹部２０１ａと下側シート３との密着状態を維持する。
　このように、本実施例に係るＰＣＲ容器支持装置は、真空吸着により下側シート３の形状を維持するので、下側シート３の肉厚を薄くしても（たとえば０．１ｍｍ以下）、下側シート３の予測しない変形（座屈等）を防止できる。
　ＰＣＲ反応が終了した後には、加圧機構７が上側ＰＣＲブロック２を引き上げ、これによってＰＣＲ容器が下側ＰＣＲブロック１から取り外せるようになる。この状態で、シリンジ駆動保持手段８を押し戻して吸引シリンジ６内の空気を押し戻すことにより、凹部２０１ａと下側シート３との間に空気を送り込み、凹部２０１ａに固着している下側シート３を押しはがす。これによって、容易にＰＣＲ容器を取り外し廃棄することができる。
　シリンジ駆動保持手段８は、たとえばボールねじを用いた１方向トラバース装置を用いて簡単に実現できる。また、加圧機構７も、同様にボールねじを用いた鉛直方向の１方向トラバース装置で簡単に実現できる。
　次に、サーマルサイクラー１００の動作を説明する。図５はサーマルサイクラー１００を用いて実施されるＰＣＲサイクルにおける、準備および後処理の手順を説明するフロー図である。また、図６は、サーマルサイクラー１００の動作タイミングおよびサーマルサイクルにおける時間変化の図である。
　図６において、横軸６０１は時間を表し、縦軸６０２は温度を表す。図６に、加熱冷却手段１０による制御目標温度６０３の変化と、試液温度６０４の変化とをそれぞれ表す。また、図６に、室温６０５と、ＰＣＲでの高温設定温度６０６（ＤＮＡの変性が起こる温度であり、たとえば９５℃またはその前後）と、ＰＣＲのアニーリングが起こる温度６０７（たとえば６０℃またはその前後）と、ＰＣＲの伸長反応温度６０８（たとえば６０℃または前後）とを示す。図６の例では、ＰＣＲの伸長反応温度６０８がＰＣＲのアニーリングが起こる温度６０７より高いが、これらの温度は同一でもよいし、これらの関係が逆転してもよい。
　時刻６１６において、試液４がＰＣＲ容器内に吐出される（なお、後述するように、この時点ではＰＣＲ容器として下側シート３のみが配置されている）。プレヒート期間６０９において、制御目標温度６０３を高温設定温度６０６（変性温度）に数分間保ち、これによって、試液中の検体ＤＮＡを完全に一本鎖に変性させる１回目の変性プロセスと、酵素を活性化させるプロセスとが行われる。
　なお、下側シート３および上側シート５の溶着温度は１００℃以上であり、ＰＣＲでの高温設定温度６０６よりも高いので、ＰＣＲサイクル中では下側シート３および上側シート５の溶着は発生しない。
　１回目のアニーリングプロセス６１０ａは数秒間である。１回目の伸長反応プロセス６１１ａは数十秒間である。アニーリングプロセス６１０ａおよび伸長反応プロセス６１１ａを合わせた期間が、１回目のＰＣＲサイクル６１３ａとなる。
　次に、２回目のＰＣＲサイクル６１３ｂが実行される。このサイクルにおいて、２回目の変性プロセス６１２（数秒間）、２回目のアニーリングプロセス６１０ｂおよび２回目の伸長反応プロセス６１１ｂが行われる。さらに、３回目のＰＣＲサイクル６１３ｃが実行されてもよい。ＰＣＲサイクルは、任意の回数繰り返すことができる（６１４）。
　図５のフロー図に示す手順が開始されると（手順５０１）、最初に、下側シート３が図７に示すように下側ＰＣＲブロック１にセットされる（手順５０２）。下側シート３は、下側ＰＣＲブロック１の上面に下側シート３の下面が密着するように、押し付け手段７０１を用いて押し付けられる。押し付け手段７０１は、加圧機構７と同一の機構であってもよい。
　次に、下側ＰＣＲブロック１を加熱する（手順５０３）。ここでの温度は、下側シート３が塑性変形するが溶着しない温度（第１温度）である。図６のプレヒート期間６０９に向かう加熱がこのプロセス中に行われる。
　次に吸引シリンジ６を動かし、下側シート３を真空吸着により塑性変形させる（手順５０４）。これは、図６に示す時刻６１７において実行される。時刻６１７は、下側ＰＣＲブロック１がプレヒート温度に到達した後、試液がＰＣＲ容器内に吐出される時刻６１６より前である。
　ここで、下側シート３の形状と、下側ＰＣＲブロック１の凹部２０１ａの形状とが大きく相違していると、真空吸着の過程で下側シート３にしわが寄る場合がある。このため、図８に示すように、あらかじめ下側シート３にくぼみ８０１を形成しておくと良い。このようなくぼみ８０１は、たとえば下側シート３の製造工程において、加熱しながら雄型に押しつけることにより形成可能である。くぼみ８０１は、試液４を収容可能な凹部であり、定量試液空間１６の少なくとも一部を覆う。
　手順５０４の後、吸引シリンジ６は吸引状態にしたままで以下のプロセスを進める。
　次に、図９に示すように、試液４を分注ピペット９０１等により下側シート３内に吐出し、注入する（手順５０５）。この時点が図６の時刻６１６に対応する。
　次に、図１０に示すように上側シート５を設置する（手順５０６）。ここで、押し付け手段７０１を用いて上側シート５を下側シート３に押し付けてもよい。そのあと図１１に示すように、上側ＰＣＲブロック２の加熱冷却手段１０（図１等参照）を用いて上側シート５を第１温度に加熱しながら、加圧機構７を用いて上側シート５を押し下げる（手順５０７）。
　この過程で試液４の一部が上側シート５を介して押され、定量試液空間１６から余剰液溜９へ空気と一緒に移動する。このように、加圧機構７は、上側シート５を加圧することにより、定量試液空間１６から空気を排除することができるように構成されている。
　ここで、従来技術では、ＰＣＲ容器内の試液の上に気泡が残ったり、空気層ができることがある。気泡または空気層の存在は、蛍光分析の再現性を低下させたり、試液の濃度を変動させたりする可能性がある。
　たとえば、上方から蛍光分析をする場合には、気泡により、または、ＰＣＲ反応のために試液が加熱されて発生した蒸気が光路用窓で結露して発生する液滴により、入射励起光および蛍光反応光が予測できない散乱をする場合がある。その場合、蛍光測定の再現性が確保できなくなる。
　また、気泡または空気層がある場合には、試液中の水分が蒸発する可能性があり、これによって試液の濃度が変動する。
　このような問題に対し、実施例１に係るＰＣＲ容器は、定量試液空間１６から空気を排除することができ、したがってこのような問題が解決される。すなわち、蛍光測定の再現性がより高くなり、また、試液の濃度がより安定する。
　上側ＰＣＲブロック２が下側ＰＣＲブロック１と間接的に干渉するところまで降下した時点で、シート加熱溶着封止手段によりＰＣＲ容器の封止が行われる。まず、内側部１１が図４に示すように動作し、ＰＣＲ容器を封止する（手順５０８）。封止の際の温度（第２温度）は、たとえば２００℃またはその前後となる場合があるので、これによって試液中の酵素が死活化してしまう影響を最小限にするために、このプロセスは、試液温度がプレヒート温度に達する前（図６の時刻６１８）に行う。
　内側部１１による封止動作により、定量試液空間１６が密閉される。このように、上側シート５および下側シート３は、シート加熱溶着封止手段の内側部１１によって溶着される部分（第１封止部）を備えており、この第１封止部は、溶着された場合に、定量試液空間１６と余剰液溜９との間を封止するよう構成されている。
　また、手順５０２～手順５０８に示すように、加熱冷却手段１０、吸引シリンジ６およびシリンジ駆動保持手段８は、下側シート３を吸着しつつ加熱し、塑性変形により定量試液空間１６を形成または整形するとともに、溶着により定量試液空間１６を封止することができるよう構成されている。
　次に、余剰液溜９内にある余剰試液が蒸発し始める温度になる前（図６の時刻６１９）に、シート加熱溶着封止手段の外側部１２が図４に示すように動作し、ＰＣＲ容器を第２温度に加熱して封止する（手順５０９）。外側部１２による封止動作により、余剰液溜９が密閉される。このように、上側シート５および下側シート３は、シート加熱溶着封止手段の外側部１２によって溶着される部分（第２封止部）を備えており、この第２封止部は、溶着された場合に、余剰液溜９と外部との間を封止するよう構成されている。
　ここで、従来技術では、ＰＣＲ容器を封止する際に空気層が残らないようにしようとすると、封止する際に空気層と同時に排除された試液の一部が反応容器外に漏れ出し、装置周辺を汚染するという問題がある。これに対し、本実施例に係るＰＣＲ容器は、定量試液空間１６から排除された試液を余剰液溜９内に封止するという二段階の封止により、このような問題を解決する。なお、このようにすると、ＰＣＲ反応が終わった後にＰＣＲ容器を取り外し廃棄する際にも、試液全量を完全に封止したまま廃棄することができ、余剰液による汚染が起こらない。
　図１２に、完全封止ができた状態を示す。内側溶着部分４０４ａおよび外側溶着部分４０４ｂが形成されている。この状態で、加熱冷却手段１０を用いて、プレヒート期間６０９と、１回目のＰＣＲサイクル６１３ａから最後のＰＣＲサイクル６１３ｄまでとを実行する（手順５１０）。
　なお、この時点で、図１および図１２に示すように、上側シート５の一部が蛍光分析用の光路穴１４と定量試液空間１６との間に配置される。この部分は平面であり、透明に構成される。すなわち、上側シート５は透明な平面を有し、ＰＣＲ容器において少なくとも一部はこの透明な平面を構成する。このような構成により蛍光分析が可能となる。
　その後、冷却期間６１５を経て試液４の温度が十分に下がったら（時刻６２０）、図１３に示すように吸引シリンジ６のシリンジ駆動保持手段８を戻して下側シート３と下側ＰＣＲブロック１の凹部２０１ａとの間に空気を送り込み、さらに引き上げ手段１３０を用いて上側ＰＣＲブロック２を引き上げ、これによってＰＣＲ容器を下側ＰＣＲブロック１から外す（手順５１１）。引き上げ手段１３０は、たとえば加圧機構７と同一の機構とすることができる。最後に、試液が封止されたＰＣＲ容器を取り外して回収し、廃棄する（手順５１２）。このようにして図５の手順が終了する（手順５１３）。
　以上説明するように、本実施例に係るＰＣＲ容器、ＰＣＲ容器支持装置、およびサーマルサイクラー１００によれば、定量試液空間１６に一定量の試液４が封入されるので、試液４の定量化精度を向上させることができる。また、真空吸着を利用した安定整形により下側シート３の肉厚を薄くできるので、伝熱性能を向上させることができる。
　図１４に、本発明の実施例２に係るサーマルサイクラー２００の構成を示す。以下、実施例１との相違を説明する。
　実施例２では、ＰＣＲ容器（とくに定量試液空間１６）が浅く構成されている。また、実施例２では、１つのＰＣＲ容器支持装置に複数のＰＣＲ容器を収容することができる。
　本実施例では、上側ＰＣＲブロックは、複数の個別ブロック２ａと、単一の全体ブロック２ｂとを含む。各個別ブロック２ａと、全体ブロック２ｂとは、それぞれ独立して上下移動することができる。各個別ブロック２ａの下降に応じて、シート加熱溶着封止手段の内側部１１の封止を行うことができ、全体ブロック２ｂの下降に応じて、外側部１２の封止を行うことができる。
　本実施例では、外側部１２の封止を先に行い、その後に内側部１１の封止を行うようにしてもよい。
　このような構成によれば、複数のＰＣＲ容器を並列させて反応をさせるときは、隣合う２つのＰＣＲ容器の外側部１２を統合し、全体の構成をより簡素にすることができる。
　図１５は、本発明の実施例３に係る下側ＰＣＲブロックの構成の一例を示す３面図である。以下、実施例１との相違を説明する。
　実施例１では、鉛直軸に対して回転対称な形状のＰＣＲ容器について記載した（実施例２でもこのような形状を用いることができる）。ＰＣＲ容器は回転対称である必要はなく、下側ＰＣＲブロックの凹部に吸引吸着できる形状（たとえば下側に突出する凸面形状）であれば、実施例１と同様の効果を有する。
　図１５は、回転対称でない形状の下側ＰＣＲブロックの例を示す。図１５（ａ）は、下側ＰＣＲブロックの上方の開口部を、鉛直方向上側から見た上面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）のＣ－Ｃ’線に沿った断面図である。
　この様な形状だと、Ｂ－Ｂ’線に沿った平面と平行にペルチェ素子を配置することにより、温度が均一になりやすくなり、反応の進み方に偏りがなくなる。また、平坦な平面がＰＣＲ容器の上面だけでなく側面にも形成できるので、蛍光分析のための励起光照射および蛍光測定を、上側から（矢印１５５）のみならず側面から（矢印１５４）も行うことができる。このように、複数の方向から蛍光分析を行うことにより、検出感度を向上させることができる。
その他の実施例
　上述の実施例１～３において、２枚のシート（上側シート５および下側シート３）を用いてＰＣＲ容器を構成したが、シートの数は２に限らない。３枚以上のシートを適切に溶着して用いてもよい。１枚のシートを袋状に形成してＰＣＲ容器としてもよい。たとえば袋状に形成したシートを用いる場合には、袋の開口部付近において２段階の封止を行うことにより、実施例１～３と同様の効果を得ることができる。
　実施例１～３に係るサーマルサイクラーは、たとえば遺伝子検査装置に備えられてもよいし、他の装置に備えられてもよい。図１６に、実施例１のサーマルサイクラー１００を備える遺伝子検査装置８００の構成を示す。遺伝子検査装置８００において、サーマルサイクラー１００以外の部分の構成は、当業者が公知技術に基づき適宜構成することができる。
　１…下側ＰＣＲブロック（ＰＣＲ容器支持装置）
　２…上側ＰＣＲブロック（ＰＣＲ容器支持装置）
　３…下側シート（熱可塑性シート、ＰＣＲ容器）
　４…試液
　５…上側シート（熱可塑性シートＰＣＲ容器）
　６…吸引シリンジ（ＰＣＲ容器支持装置、排気装置）
　７…加圧機構（ＰＣＲ容器支持装置）
　８…シリンジ駆動保持手段（ＰＣＲ容器支持装置、排気装置）
　９…余剰液溜（第２空間）
　１０…加熱冷却手段（温度調整装置）
　１１…内側部（シート加熱溶着封止手段）
　１１ａ…内側上部（シート加熱溶着封止手段）
　１１ｂ…内側下部（シート加熱溶着封止手段）
　１２…外側部（シート加熱溶着封止手段）
　１２ａ…外側下部（シート加熱溶着封止手段）
　１２ｂ…外側上部（シート加熱溶着封止手段）
　１６…定量試液空間（第１空間）
　１００…サーマルサイクラー
　２０１…熱伝導性ブロック（温度調整装置）
　２０２…断熱スペーサ
　２０３…ペルチェ素子（温度調整装置）
　２０４…温度センサ
　２０５…ヒートシンク（温度調整装置）
　２０６…放熱フィン（温度調整装置）
　２０７…ガイドレール
　３０１…基本フレーム（温度調整装置）
　３０２…断熱フレーム
　３０３…透明窓部品
　３０４…窓取り付け枠
　３０５…熱伝達ブロック（温度調整装置）
　３０６…ペルチェ素子（温度調整装置）
　４０４…溶着部分
　６０３…制御目標温度
　６０４…試液温度
　６０５…室温
　６０６…高温設定温度（第１温度）
　６０７…ＰＣＲのアニーリングが起こる温度
　６０８…伸長反応温度
　２００…サーマルサイクラー
　２ａ…個別ブロック（ＰＣＲ容器支持装置）
　２ｂ…全体ブロック（ＰＣＲ容器支持装置）
　８００…遺伝子検査装置

Claims (9)

  1. 　熱可塑性シートを備えるＰＣＲ容器であって、前記熱可塑性シートは、第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる、ＰＣＲ容器。
  2. 　前記ＰＣＲ容器は、試液を収容し空気を収容しない第１空間と、試液および空気を収容する第２空間とを形成することができるよう構成され、
    　前記熱可塑性シートは、第１封止部および第２封止部を備え、
    　前記第１封止部は、溶着された場合に、前記第１空間と前記第２空間との間を封止するよう構成され、
    　前記第２封止部は、溶着された場合に、前記第２空間と外部との間を封止するよう構成される、
    請求項１に記載のＰＣＲ容器。
  3. 　少なくとも一部が透明な平面を構成する、請求項１に記載のＰＣＲ容器。
  4. 　前記ＰＣＲ容器は、前記熱可塑性シートとして、上側シートおよび下側シートを備え、
    　前記下側シートは、試液を収容可能な凹部を有し、
    　前記上側シートは、前記透明な平面を有する、
    請求項３に記載のＰＣＲ容器。
  5. 　前記第１温度はＰＣＲ反応サイクルのＤＮＡの変性が起こる温度であり、前記第２温度は１００℃以上の温度である、請求項１に記載のＰＣＲ容器。
  6. 　第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる、熱可塑性シートを備えるＰＣＲ容器とともに使用可能なＰＣＲ容器支持装置であって、
    　前記ＰＣＲ容器支持装置は温度調整装置および排気装置を備え、
    　前記温度調整装置および前記排気装置は、前記熱可塑性シートを吸着しつつ加熱し、塑性変形により第１空間を形成または整形するとともに、溶着により前記第１空間を封止することができるよう構成される、
    ＰＣＲ容器支持装置。
  7. 　前記ＰＣＲ容器支持装置は加圧機構をさらに備え、前記加圧機構は、前記熱可塑性シートを加圧することにより前記第１空間から空気を排除することができるよう構成される、請求項６に記載のＰＣＲ容器支持装置。
  8. 　第１温度において可塑性を示し、前記第１温度より高い第２温度において溶着可能となる、熱可塑性シートから構成されるＰＣＲ容器と、
    　凹部を有し、前記ＰＣＲ容器を支持するＰＣＲ容器支持部と、
    　前記ＰＣＲ容器と前記ＰＣＲ容器支持部との間の空気を吸引し、前記凹部の形状に前記ＰＣＲ容器を保持するための排気装置と、
    　前記ＰＣＲ容器を加熱する温度調整装置と、
    　前記熱可塑性シートを加圧する加圧機構と、を備え、
    　前記ＰＣＲ容器は、試液を収容し空気を収容しない第１空間と、試液および空気を収容する第２空間とを形成することが可能であるサーマルサイクラー。
  9. 　請求項８に記載のサーマルサイクラーを備える、遺伝子検査装置。
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