WO2023089992A1 - サーマルサイクル用流路プレート及びサーマルサイクル装置 - Google Patents

サーマルサイクル用流路プレート及びサーマルサイクル装置 Download PDF

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WO2023089992A1
WO2023089992A1 PCT/JP2022/038090 JP2022038090W WO2023089992A1 WO 2023089992 A1 WO2023089992 A1 WO 2023089992A1 JP 2022038090 W JP2022038090 W JP 2022038090W WO 2023089992 A1 WO2023089992 A1 WO 2023089992A1
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channel
plate
heating
thermal cycle
sample
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Application number
PCT/JP2022/038090
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳子 伊藤
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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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 thermal cycle channel plate and a thermal cycle device.
  • a thermal cycle channel plate having micro-order channels (microchannels) inside generally requires only a small amount of samples and reagents to be measured for analysis. It is used in genetic testing, etc., in which a part of the DNA is amplified and analyzed.
  • thermal cycle channel plate for example, a resin substrate having groove-shaped channels formed on the bottom surface, and a channel sealing film for sealing the channels attached to the bottom surface of the substrate
  • a PCR reaction vessel comprising a sealing film affixed to the upper surface of a substrate has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
  • the PCR reaction vessel is arranged on the first heater and the second heater so that the two reaction areas of the thermal cycle area of the channel in the PCR reaction vessel are located on the first heater and the second heater. do.
  • a sample obtained by mixing a biological sample containing DNA and a PCR reagent consisting of primers, enzymes, etc., is supplied into the channel, the thermal cycle region of the channel is heated, and the sample flowing through the channel is heated in the thermal cycle region. to move back and forth.
  • a sample to a predetermined thermal cycle to repeatedly cause denaturation, annealing, and elongation, a specific portion of DNA is selectively amplified and the result is analyzed.
  • both the first heater and the second heater are installed on the lower side of the PCR reaction container. is also heated from below. Therefore, convection occurs in the flow channel located above the first heater, in which the sample flows from the bottom to the top.
  • the temperature of the sample passing through the channel located above the second heater is Since the temperature is higher than that of the second heater, convection does not occur in the sample passing through the channel located above the second heater. Therefore, there is a problem that it takes a long time until the temperature distribution of the sample passing through the channel located above the second heater becomes uniform, and the processing time of the sample in the PCR reaction container becomes long.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide a thermal cycle channel plate capable of shortening the processing time of samples in channels.
  • thermal cycle channel plate includes a horizontally extending plate-like member, a heating channel horizontally extending in the plate-like member, and A cooling channel extending in the horizontal direction, a connection channel connecting the heating channel and the cooling channel, and a first temperature adjustment unit that heats the heating channel.
  • a heating surface and a surface to be cooled that is in contact with a second temperature control unit that cools the cooling channel at a temperature lower than that of the first temperature control unit, and the sample containing nucleic acid is cooled from the heating channel to the cooling target surface.
  • a thermal cycle channel plate conveyed to a cooling channel, wherein the surface to be heated is provided below the heating channel, and the surface to be cooled is provided above the cooling channel was established.
  • thermal cycle channel plate according to the present invention can shorten the processing time of the sample in the channel.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a thermal cycler provided with a thermal cycle channel plate according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of a thermal cycle channel plate
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a thermal cycle channel plate
  • FIG. 3 is a plan view of a thermal cycle channel plate
  • FIG. 3 is a view taken along the line I-I in FIG. 2; It is a figure of the II-II direction view in FIG. It is a figure explaining the state which a sample is heated by the 1st temperature control part, and a convection produces.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which convection occurs when the sample is cooled by the second temperature control unit;
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which convection occurs when the sample is cooled by the second temperature control unit
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a thermal cycler provided with a thermal cycle channel plate according to a second embodiment
  • FIG. 5 is a perspective view of a thermal cycle channel plate according to a second embodiment
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a thermal cycle channel plate
  • FIG. 3 is a plan view of a thermal cycle channel plate
  • FIG. 4 is a perspective view showing only a part of the flow path inside the plate-like member
  • FIG. 10 is a perspective view showing only another part of the flow path in the plate-like member
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a state when the membrane valve is closed; It is the figure which looked at the membrane valve from the upstream. It is the figure which looked at the membrane valve from the downstream.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a state when the membrane valve is open;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of temperature change of a sample;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing temperature measurement locations in Example 1;
  • 5 is a diagram showing the results of measuring the temperatures of the upper and lower surfaces of the channels of the thermal cycle channel plate of Example 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing temperature measurement locations in Comparative Example 1;
  • FIG. 10 is a diagram showing measurement results of the temperatures of the upper and lower surfaces of the channels of the thermal cycle channel plate of Comparative Example 1;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing temperature measurement locations in Example 2;
  • FIG. 10 is a diagram showing measurement results of the temperatures of the upper and lower surfaces of the channels of the thermal cycle channel plate of Example 2;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing temperature measurement locations in Comparative Example 2;
  • FIG. 10 is a diagram showing the measurement results of the temperatures of the upper and lower surfaces of the channels of the thermal cycle channel plate of Comparative Example 2;
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a thermal cycler provided with a thermal cycle channel plate according to the first embodiment.
  • the thermal cycler 1A according to the present embodiment includes a thermal cycle channel plate 10A, a transport section 20, a first temperature adjustment section 30, a second temperature adjustment section 40, a light irradiation section 50, a light A unit 60, a control unit 70, and a display unit 80 are provided, and the nucleic acid amplification reaction of the nucleic acid contained in the nucleic acid-containing sample proceeds.
  • the thermal cycler 1A shortens the processing time required for the amplification reaction when proceeding with the amplification reaction of the nucleic acid contained in the sample transported to the thermal cycle channel plate 10A by the transport unit 20, thereby improving the efficiency of the analysis. be able to.
  • a sample is a sample containing nucleic acids
  • examples of samples include a specimen obtained by mixing a biological sample containing DNA, such as blood, nasal mucus, saliva, and urine, with a PCR reagent consisting of primers, enzymes, and the like.
  • a biological sample containing DNA such as blood, nasal mucus, saliva, and urine
  • a PCR reagent consisting of primers, enzymes, and the like.
  • Nucleic acid amplification reactions are used in methods such as amplifying a portion of DNA to detect and analyze a very small amount of DNA, which is a gene, with high sensitivity.
  • the polymerase chain reaction PCR is a method of selectively amplifying a specific portion of a very small amount of DNA collected from a living organism, etc., and examining the genetic polymorphism (SNP) of the organism. , is effectively used as a method for examining the expression level of transgenes in cells.
  • the thermal cycle channel plate 10A will be described. 2 is a perspective view of the thermal cycle channel plate 10A according to the first embodiment, FIG. 3 is an exploded perspective view of the thermal cycle channel plate 10A, and FIG. It is a top view of road plate 10A. As shown in FIGS. 2 and 3, the thermal cycle channel plate 10A has a plate-like member (plate main body) 11A formed in a substantially plate-like shape.
  • a three-dimensional orthogonal coordinate system with three axial directions (X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction) is used, and the width direction of the thermal cycle channel plate 10A is the X-axis direction.
  • Let the length direction be the Y-axis direction, and let the height (thickness) direction be the Z-axis direction.
  • the direction from the bottom to the top of the thermal cycle channel plate 10A is the +Z-axis direction, and the opposite direction is the -Z-axis direction.
  • one main surface 11a side in the height direction of the thermal cycle channel plate 10A may be referred to as upper or upper side, and the other main surface 11b side may be referred to as lower or lower side.
  • the plate-like member 11A is formed in a rectangular shape in a plan view of the plate-like member 11A.
  • the plate member 11A has optical transparency. Moreover, it is preferable that the plate-like member 11A has good thermal conductivity, is stable against temperature changes, and is not easily attacked by the sample. It should be noted that the term "light-transmitting” refers to having the property of transmitting through the inside of the plate-like member 11A when the measuring light is irradiated from the outside of the plate-like member 11A.
  • measurement light examples include visible light (light with a wavelength of 380 to 780 nm), ultraviolet light (light with a wavelength of 10 nm to 400 nm), and infrared light (light with a wavelength of 750 nm to 1000 ⁇ m).
  • the plate member 11A includes a central substrate 111, a lower thin plate member 112 provided below the central substrate 111, and an upper thin plate provided above the central substrate 111. and the member 113 .
  • the plate-like member 11A is configured by laminating a central substrate 111, a lower thin plate member 112 and an upper thin plate member 113 in the order of the lower thin plate member 112, the central substrate 111 and the upper thin plate member 113 in the plate thickness direction. It is
  • the central base material 111, the lower thin plate member 112, and the upper thin plate member 113 can be formed using materials with high transmittance of the measurement light used for analysis.
  • the material include olefin resins, acrylic resins, styrene resins, vinyl resins, fluorine resins, engineering plastics, super engineering plastics, thermosetting resins and glass. Only one of the materials may be used, or two or more of them may be used in combination.
  • olefin-based resins examples include polyethylene resins such as polyethylene (PE), high-density polyethylene, and low-density polyethylene; polypropylene resins such as polypropylene (PP) and propylene-ethylene copolymer; cycloolefin polymer (COP), cycloolefin Cycloolefinic resins such as copolymers (COC) and ethylene-cyclic olefin copolymers can be mentioned.
  • cycloolefin-based resins are preferably used in terms of ease of production, wide range of wavelengths through which light can pass, chemical resistance, etc.
  • COP and COC are particularly preferable. .
  • COP is a resin obtained by polymerizing monomer components including cycloolefin monomers.
  • the cycloolefin monomer constituting the COP is not particularly limited, it is preferably a norbornene-based monomer.
  • the norbornene-based monomer is not particularly limited as long as it has a norbornene ring.
  • the COP may contain, in addition to the cycloolefin monomers, other monomers copolymerizable with the cycloolefin monomers.
  • Other monomers include linear or branched chain alkene monomers, including ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene and 1-hexene.
  • COC is a copolymer that combines two or more of the above cycloolefin monomers.
  • acrylic resins examples include polymethyl methacrylate (PMMA).
  • styrene-based resins examples include polystyrene (PS), acrylonitrile-styrene resins, and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins.
  • PS polystyrene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • vinyl resins include polyvinyl chloride (PVC) resin, vinylidene chloride resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, acrylic acid copolymer and polyvinyl alcohol.
  • PVC polyvinyl chloride
  • vinylidene chloride resin vinylidene chloride resin
  • acrylic acid copolymer polyvinyl alcohol
  • fluorine-based resins examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride resin, and polyvinylidene fluoride.
  • Engineering plastics include, for example, polycarbonate (PC) resin; polyacetal (POM) resin; polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polycyclohexylene dimethyl terephthalate; polyphenylene ether (PPE) resin; Oxide; polyamide (PA) resins such as nylon 6, nylon 66, and aromatic polyamides.
  • PC polycarbonate
  • POM polyacetal
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • Oxide polyamide
  • PA polyamide
  • super engineering plastics examples include polyphenylene sulfide (PPS) resin, polysulfone (PSF) resin, polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), polyarylate resin, aromatic polyester resin, and polyimide (PI). resins, polyamideimide (PAI) resins, polyetherimide (PEI) resins, and aramid resins.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PSF polysulfone
  • PES polyether sulfone
  • PEEK polyether ether ketone
  • PI polyarylate resin
  • resins polyamideimide (PAI) resins
  • PEI polyetherimide
  • aramid resins examples include polyamideimide (PAI) resins, polyetherimide (PEI) resins, and aramid resins.
  • Thermosetting resins include epoxy resins, silicone resins, phenol resins, unsaturated polyester resins and polyurethane resins.
  • any one of the above materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the central base material 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 may be formed using the same material, or may be formed using different materials.
  • the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are made of a material having a high transmittance of the measurement light used for analysis in order to suppress the transmission of the measurement light to the outside while passing through the channel in the plate member 11A.
  • the central substrate 111 may be formed using a material having a lower transmittance for the measurement light used for analysis than the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 .
  • the material used for forming the central substrate 111 a material having a lower transmittance of the measurement light than the material used for forming the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 is selected from the above materials. may be used.
  • the central base member 111 may have a lower transmittance of the measurement light than the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113, and preferably does not transmit the measurement light.
  • the central substrate 111 may be colored so that the measurement light is not transmitted therethrough.
  • Materials used for forming the central base material 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are appropriately selected according to the wavelength of the measurement light used.
  • the COC used to form the central substrate 111 is the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113.
  • a COC having a lower transmittance of the measurement light than the COC used for the measurement is used.
  • the central substrate 111, the lower thin plate member 112, and the upper thin plate member 113 are made of olefin resin, acrylic resin, styrene resin, vinyl resin, fluorine resin, engineering plastic, super engineering plastic, or When formed using a thermosetting resin, it may be obtained by molding a resin material containing these materials as a main component (base resin).
  • the central base material 111, the lower thin plate member 112, and the upper thin plate member 113 may further contain one or more additives selected from the group of reinforcing agents, release agents, antioxidants, etc. as subcomponents. good.
  • the central substrate 111, the lower thin plate member 112, and the upper thin plate member 113 are formed using COC or COP as super engineering plastics, the content of additives added in addition to the main components of COC or COP is adjusted. By doing so, the transmittance can be adjusted. Therefore, by adjusting the additive amount used for the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 and the additive amount used for the central substrate 111, the transmittance of the central substrate 111 can be adjusted to that of the lower thin plate member 113. and the transmittance of the upper thin plate member 113 can be made smaller.
  • the respective thicknesses of the central substrate 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 can be appropriately designed according to the size of the plate member 11A.
  • the thickness of the central substrate 111 is preferably 2 mm to 5 mm. If the central base material 111 has a thickness of 2 mm to 5 mm, the plate member 11A can have sufficient strength even if the central base material 111 is formed with grooves.
  • the thickness of the lower thin plate member 112 is preferably 0.1 mm to 0.2 mm. If the thickness of the lower thin plate member 112 is 0.1 mm to 0.2 mm, the heat from the second temperature control section 40 can be easily transferred to the cooling channel 1143, and the second temperature control section 40 can be brought into contact with the cooling channel 1143. It can have strength to the extent that it does not break even if it is used.
  • the thickness of the upper thin plate member 113 is preferably 0.1 mm to 0.2 mm.
  • the heat from the first temperature control section 30 is easily transferred to the heating channel 1141, and the first temperature control section 30 is in contact. It can have strength to the extent that it does not break even if it is damaged.
  • the central substrate 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are made of synthetic resin or glass, for example, they may be bonded using thermocompression bonding, or may be bonded with an adhesive such as an ultraviolet curing resin. may be used to join. If the upper thin plate member 113 and the central substrate 111 are made of glass, they can be joined using an adhesive.
  • the plate member 11A has a channel (fluid channel) 12A through which the sample passes.
  • the channel 12A has a guiding channel 13 and a microchannel 14, as shown in FIG.
  • the channel 12A has an inlet 15 through which the sample is supplied and an outlet 16 through which the sample is discharged, on the main surface 11a of the plate member 11A in the +Z-axis direction.
  • the central substrate 111 is formed with holes and grooves having shapes corresponding to the flow paths 12A.
  • the holes 111a and 111b of the central substrate 111 are formed in a substantially circular shape when viewed from the center line of the holes 111a and 111b.
  • part of the guiding channel 13 and the microchannel 14 are formed in substantially circular shapes in the holes 111a and 111b of the central substrate 111, respectively. It is
  • the lower groove portion 111c of the central substrate 111 is formed on the lower surface of the central substrate 111, and as shown in FIG. It is By bonding the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 together, a part of the microchannel 14 (a heating channel 141 to be described later) is formed in the central substrate 111 . That is, part of the microchannel 14 (heating channel 141, which will be described later) is formed in the central substrate 111 with the joint surface between the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 sandwiched therebetween.
  • the upper groove portion 111d of the central base member 111 is formed on the upper surface of the central base member 111, and as shown in FIG. It is By bonding the central substrate 111 and the upper thin plate member 113 together, a part of the microchannel 14 (a cooling channel 143 to be described later) is formed in the central substrate 111 . That is, part of the microchannel 14 (cooling channel 143, which will be described later) is formed in the central substrate 111 with the joint surface between the central substrate 111 and the upper thin plate member 113 sandwiched therebetween.
  • the upper thin plate member 113 is formed with holes having shapes corresponding to the inflow port 15 and the outflow port 16 .
  • the hole of the upper thin plate member 113 is formed in a substantially circular shape when viewed from the center line of the hole.
  • the inlet 15 and the outlet 16 are provided in the upper thin plate member 113 as shown in FIGS.
  • the inlet 15 is provided on the side of the main surface 11a of the plate member 11A in the -Y-axis direction in plan view of the plate member 11A.
  • the outflow port 16 is provided on the side of the main surface 11a of the plate-like member 11A in the +Y-axis direction in plan view of the plate-like member 11A.
  • the inflow port 15 and the outflow port 16 pass through approximately the middle of the X-axis direction side of the plate-like member 11A and are parallel to the Y-axis direction side of the plate-like member 11A (side perpendicular to the X-axis direction side). It is provided so as to be substantially symmetrical with respect to the center line.
  • the inflow port 15 and the outflow port 16 are each formed in a substantially circular shape in plan view of the plate member 11A.
  • the flow path 12A is formed.
  • the channel 12A is provided inside the plate-like member 11A, as shown in FIG. 2, and functions as a passage for the sample to pass through the inside of the plate-like member 11A.
  • the guiding channel 13 and the microchannel 14 are designed to have diameters of, for example, several nanometers to several hundreds of micrometers.
  • the diameters (inner diameters) of the guiding channel 13 and the microchannel 14 pass through the center of the guiding channel 13 and the microchannel 14, and the guiding channel 13 and the microchannel 14 are virtually defined in a cross section perpendicular to the length direction. It is the diameter when the hole in the cross section when cut into 2 is assumed to be an imaginary circle.
  • the size of the diameter of the guiding channel 13 and the microchannel 14 is the length of the diameter of these diameters.
  • the induction channel 13 and the microchannel 14 are substantially rectangular, the sizes of their diameters are assumed to be diameters of circles having the same area as the substantially rectangular shape.
  • the guiding channel 13 is formed in the central substrate 111 as shown in FIGS.
  • the guide channel 13 is provided near the short side of the plate-like member 11A in the -Y-axis direction, passing through substantially the middle of the side of the plate-like member 11A in the X-axis direction.
  • the guiding channel 13 connects the inlet 15 and the microchannel 14 as shown in FIG.
  • the guide channel 13 is formed substantially perpendicularly from the inlet 15 to the thickness direction (-Z-axis direction) of the plate member 11A.
  • the plate-like member 11A extends from the inlet 15 along the ⁇ Z-axis direction to the boundary between the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 and is connected to the microchannel 14 .
  • the guide channel 13 has a cross section larger than that of the microchannel 14 .
  • a supply pipe for supplying the sample is inserted into the inlet 15 of the guide channel 13 when supplying the sample. Therefore, if the guide channel 13 has a large cross section, the supply pipe can be easily inserted into the guide channel 13 .
  • the microchannel 14 is formed in the central substrate 111, and is formed by bonding the central substrate 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 together.
  • the microchannel 14 is a channel for connecting the induction channel 13 and the outlet 16 and for heating the sample flowing from the induction channel 13 .
  • the microchannel 14 has a heating channel 141 , a connection channel 142 and a cooling channel 143 .
  • the heating channel 141 is connected to the side surface of the induction channel 13 and extends horizontally inside the plate member 11A.
  • the heating channel 141 is configured by a space surrounded by the lower groove 111 c formed in the lower surface of the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 .
  • the heating channel 141 is formed in a bellows shape so as to reciprocate three times in the X-axis direction in plan view of the plate member 11A.
  • the heating channel 141 includes a plurality of linear portions arranged parallel to each other at intervals in the length direction (Y-axis direction) of the plate-like member 11A, and approximately It is formed in a U shape and has a folded portion connecting adjacent straight portions.
  • the folded portion connects the ends on one end side (+X axis direction) or the ends on the other end side ( ⁇ X axis direction) of the adjacent linear portions.
  • the heating channel 141 is formed so as to be folded multiple times (seven times in FIG. 2) in a U-shape in the length direction (Y-axis direction) of the plate-like member 11A at the linear portion and the folded portion. , forming a flow path through which the sample meanders.
  • the number of turns of the heating channel 141 is not particularly limited, and can be appropriately set according to the size of the plate-like member 11A, and may be one or more.
  • the cross section of the heating channel 141 is formed in a substantially rectangular shape with respect to the direction perpendicular to the flow of the sample.
  • connection channel 142 is provided through the central substrate 111 so as to allow light transmission in the vertical direction of the plate member 11A, and connects the heating channel 141 and the cooling channel 143 .
  • the connection flow path 142 is a space formed by the hole portion 111b formed in the main surface of the central substrate 111 and connecting the lower groove portion 111c and the upper groove portion 111d.
  • the connection channel 142 is a space irradiated with measurement light, and can be used as an optical detection channel. As shown in FIGS. 5 and 6, the connection channel 142 is provided vertically in a part of the channel 12A (between the heating channel 141 and the cooling channel 143).
  • connection channel 142 is provided in the central base member 111 inside the plate-like member 11A along the Z-axis direction of the plate-like member 11A.
  • connection flow path 142 is formed by the hole 112b of the central substrate 111 and the joint surfaces of the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113. It is formed.
  • connection channel 142 is formed in a circular shape when viewed in the axial direction, and is formed in a rectangular shape when viewed from the side of the plate member 11A as shown in FIG.
  • connection channel 142 is formed to have a size through which the reagent and the measurement light can pass when viewed in the axial direction, and as shown in FIG. It has a small cross-sectional area approximately equal to or less than that of channel 143 .
  • the size of the connection channel 142 when viewed in the axial direction can be appropriately set according to the amount of the reagent used for the test, the concentration of the component contained in the reagent, and the like.
  • the size of the connection channel 142 in the axial direction can be set by adjusting the size of the hole 112b.
  • the hole portion 112b may be formed to have a size through which the reagent and the measurement light can pass, and the cross-sectional shape is not limited to a circle, and may be polygonal such as a square, for example.
  • connection channel 142 has an inner wall perpendicular to the incident direction of the measurement light, and has an inlet 142a and an outlet 142b for the liquid on the inner wall.
  • the inflow port 142a is located on the end surface side of the connection channel 142 in the -Y axis direction
  • the outflow port 142b is located on the end surface side of the connection channel 142 in the +Y axis direction.
  • the connecting channel 142 is connected to the heating channel 141 on the inner surface of the connecting channel 142 in the -Y-axis direction in a side view of the thermal cycle channel plate 10A. , are connected to the cooling channel 143 on the inner surface of the connection channel 142 in the +Y-axis direction.
  • the cooling channel 143 connects between the connection channel 142 and the outlet 16 and extends horizontally within the plate member 11A.
  • the cooling channel 143 is configured by a space surrounded by the upper groove portion 111 d formed on the upper surface of the central substrate 111 and the upper thin plate member 113 .
  • the cooling channel 143 is formed in a bellows shape so as to reciprocate three times in the X-axis direction in a plan view of the plate member 11A.
  • the cooling channels 143 are also arranged parallel to each other at intervals in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the plate member 11A, similarly to the heating channels 141. and a folded portion formed in a substantially U shape and connecting the adjacent straight portions. Since the configuration of the straight portion and the folded portion is the same as that of the heating channel 141, details thereof will be omitted.
  • the cooling flow path 143 is formed so as to be folded a plurality of times (seven times in FIG. 2) in a U shape in the length direction (Y-axis direction) of the plate member 11A at the linear portion and the folded portion. , forming a flow path through which the sample meanders.
  • the cross section of the cooling channel 143 is formed in a substantially rectangular shape with respect to the direction perpendicular to the flow of the sample, like the heating channel 141 .
  • the plate-like member 11A has a surface to be heated with which the first temperature adjustment unit 30 that heats the heating channel 141 contacts, and a second temperature that cools the cooling channel 143 at a temperature lower than that of the first temperature adjustment unit 30. and a surface to be cooled with which the adjustment part 40 contacts.
  • the surface to be heated is the main surface (lower surface) 11b of the plate-like member 11A, which is positioned below the heating channel 141.
  • the surface to be cooled is the main surface (upper surface) 11a of the plate member 11A, which is located above the cooling flow path 143. As shown in FIG.
  • the channel 12A of the thermal cycle channel plate 10A, the inlet 15, and the outlet 16 are formed on the joint surface sides of two of the three rectangular plates. , forming grooves or holes. Thereby, the center base material 111 and the upper thin plate member 113 are obtained. The remaining one sheet is used as the lower thin plate member 112 .
  • the grooves and holes in the central base material 111 and the upper thin plate member 113 may be formed when the central base material 111 and the upper thin plate member 113 are formed by injection molding, transfer molding, or the like, or may be formed by machining, laser processing, or the like. It may be formed by processing. Further, grooves may be formed on the surfaces of the central base material 111 and the upper thin plate member 113 by press working or the like.
  • the joint surface of the central base material 111 is sandwiched between the joint surfaces of the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113, and these members are stacked so that the positions of these members do not shift.
  • the central substrate 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are joined integrally by, for example, heating and welding (thermocompression bonding).
  • the central substrate 111, the lower thin plate member 112, and the upper thin plate member 113 are joined integrally by applying an adhesive to the portions other than the grooves and holes and then sticking them together.
  • the thermal cycle channel plate 10A shown in FIG. 2 is obtained.
  • the transport unit 20 transports the sample from the sample storage unit 21 to the thermal cycle channel plate 10A, and transfers the sample from the heating channel 141 to the cooling channel 143 in the thermal cycle channel plate 10A. It is a device for transporting to As the conveying unit 20, for example, a compressing pump or the like is used.
  • the first temperature control section 30 is provided so as to come into contact with the surface to be heated (main surface 11b) of the plate member 11A. As shown in FIGS. 2 and 4, the first temperature adjustment section 30 is provided in a region of the surface to be heated of the plate member 11A where the heating channel 141 is arranged in plan view.
  • the first temperature adjuster 30 functions as a heating element that heats the heating channel 141 via the surface to be heated.
  • the first temperature adjustment section 30 only needs to be able to heat the plate-shaped member 11A, and as the first temperature adjustment section 30, a general heating device such as a hot plate or an aluminum block heater can be used.
  • the first temperature adjustment unit 30 can heat the heating channel 141 to any desired temperature according to the type of sample. For example, 85°C to 98°C is preferable, and around 94°C is particularly preferable. If the sample is a mixture of DNA and PCR reagents, the double strands of DNA can be separated into single strands within this temperature range.
  • the first temperature adjustment unit 30 heats the sample in the heating channel 141, the heat may not be sufficiently transferred to the sample.
  • the temperature may be set a few degrees higher (for example, 2°C to 3°C).
  • the installation area of the first temperature control unit 30 may be within a range that includes the heating channel 141 in plan view of the plate member 11A.
  • the thermal cycler 1A may control the temperature of the heating channel 141 by providing a temperature sensor or the like (not shown) on the surface to be heated (main surface 11b) of the plate member 11A.
  • the second temperature control part 40 is provided so as to come into contact with the surface to be heated (main surface 11a) of the plate member 11A.
  • the second temperature control section 40 is provided in a region of the surface to be heated of the plate member 11A where the cooling flow path 143 is arranged in plan view.
  • the second temperature adjuster 40 functions as a cooling body that cools the cooling channel 143 via the surface to be heated.
  • the second temperature adjuster 40 lowers the temperature of the sample heated by the first temperature adjuster 30 in the heating channel 141 .
  • the second temperature adjustment section 40 only needs to be able to cool the sample heated in the heating channel 141, and as the second temperature adjustment section 40, a general heating device such as a heater or a cooling device can be used.
  • the second temperature control unit 40 can cool the cooling channel 143 to an arbitrary temperature according to the type of sample. If the sample is a sample obtained by mixing DNA and PCR reagents, within this temperature range, the single-stranded DNA and PCR reagents are annealed and the DNA is further elongated to obtain DNA contained in the sample. of the amplification reaction can proceed.
  • the second temperature adjustment unit 40 may not be able to sufficiently absorb heat from the sample. Therefore, the temperature may be set lower by several degrees Celsius (for example, 2 degrees Celsius to 3 degrees Celsius).
  • the installation area of the second temperature control unit 40 may be within a range that includes the cooling flow path 143 in plan view of the plate member 11A.
  • thermal cycler 1A may control the temperature of the cooling channel 143 by providing a temperature sensor or the like (not shown) on the heated surface of the plate member 11A.
  • the light irradiator 50 irradiates the connection channels 142 of the thermal cycle channel plate 10A with measurement light.
  • a known light source such as an LED, a tungsten lamp, or a laser can be used.
  • the light receiving section 60 receives and detects the measurement light emitted from the light irradiating section 50 and passed through the connecting channel 142 in the thermal cycle channel plate 10A.
  • the light-receiving unit 60 is connected via the connection flow path 142 so that the optical axis of the measurement light emitted from the light-irradiating unit 50 and the optical axis of the measurement light received by the light-receiving unit 60 are substantially on the same straight line. , are provided facing the light irradiation unit 50 .
  • the light receiving unit 60 may be any device as long as it can detect the measurement light, and a known detector can be used.
  • the light receiving section 60 is connected to the control section 70 via wiring 61 .
  • control unit 70 analyzes the liquid that has passed through the connection channel 142 of the thermal cycle channel plate 10A based on the detection result of the measurement light detected by the light receiving unit 60.
  • FIG. The control unit 70 transmits analysis results to the display unit 80 .
  • the display unit 80 displays the analysis results transmitted from the control unit 70, as shown in FIG. A monitor or the like can be used as the display unit 80 .
  • the thermal cycle channel plate 10A When the thermal cycle channel plate 10A is inserted into the device body of the thermal cycle device 1A, the position of the thermal cycle channel plate 10A is fixed within the device body. After that, as shown in FIG. 1, a supply pipe 91 for supplying the sample is automatically inserted into the inlet 15 and a discharge pipe 92 for discharging the sample is automatically inserted into the outlet 16 . After that, the sample is injected from the supply pipe 91 into the inlet 15 . In place of the supply pipe 91, the sample may be supplied to the inlet 15 by a dropper, a syringe, or the like.
  • the sample in the sample storage unit 21 is pumped by the transport unit 20 and supplied from the supply pipe 91 to the inlet 15 .
  • the sample injected into the inlet 15 flows from the inlet 15 through the guiding channel 13 in the thickness direction ( ⁇ Z-axis direction) of the thermal cycle channel plate 10A, and then It flows from the induction channel 13 into the heating channel 141 formed on the lower surface of the central substrate 111 .
  • the sample flowing through the heating channel 141 is heated to a high temperature (eg, 94° C.) by the first temperature adjustment unit 30 while passing through the heating channel 141 (thermal denaturation).
  • the sample in the heating channel 141 is heated to separate the double strands of DNA contained in the sample into single strands.
  • the sample flowing through the heating channel 141 is heated from below, the sample located at the lower side of the heating channel 141 is quickly heated to a high temperature, and the sample located at the upper side of the heating channel 141 is heated to a high temperature.
  • a located sample is slow to heat up to a high temperature. Therefore, as shown in FIG. 7, the sample located at the lower side in the heating channel 141 moves upward, the sample located at the upper side in the heating channel 141 moves downward, and the heating channel moves downward. Convection of the sample flowing in channel 141 readily occurs. Therefore, the sample flowing through the heating channel 141 is easily heated to a high temperature by the convection.
  • the transport speed of the sample flowing through the heating channel 141 may be adjusted so that the sample is heated to a predetermined temperature (eg, 94°C).
  • the sample can be maintained at a predetermined temperature (eg, 94° C.) for 20 seconds to 2 minutes after reaching the predetermined temperature (eg, 94° C.). preferable.
  • a predetermined temperature eg, 94° C.
  • the sample that has passed through the heating channel 141 is supplied to the connecting channel 142 .
  • the sample flows through the connection channels 142 in the thickness direction (+Z-axis direction) of the thermal cycle channel plate 10A.
  • measurement light is irradiated from the light irradiation unit 50 into the connection channel 142 so as to pass through the connection channel 142 .
  • the light irradiated from the light irradiation section 50 passes through the connecting channel 142, is received by the light receiving section 60, and is detected. Thereby, the components in the sample that have passed through the connecting channel 142 are analyzed. Visible light, ultraviolet light, infrared light, or the like can be used as the measurement light.
  • the detection result detected by the light receiving unit 60 is sent to the control unit 70 via the wiring 61, and the control unit 70 analyzes each component in the sample that has passed through the connection channel 142.
  • the control unit 70 transmits the analysis result to the display unit 80, and the analysis result is displayed on the display unit 80.
  • FIG. From the result displayed on the display unit 80 it can be confirmed that the sample has passed through the connection channel 142 from the heating channel 141 .
  • connection channel 142 After passing through the connection channel 142 , the sample flows from the connection channel 142 into the cooling channel 143 formed on the upper surface of the central substrate 111 .
  • the sample flowing through the cooling channel 143 is cooled to a low temperature (eg, 60°C) by the second temperature control unit 40 (annealing and elongation).
  • a low temperature eg, 60°C
  • the second temperature control unit 40 annealing and elongation
  • the sample flowing in the cooling channel 143 is cooled from the upper side, so the sample located in the upper part of the cooling channel 143 is quickly cooled to a low temperature, and the cooling channel Samples located lower in channel 143 are slower to cool to low temperatures. Therefore, as shown in FIG. 8, the sample located at the upper side in the cooling channel 143 moves downward, the sample located at the lower side in the cooling channel 143 moves upward, and the cooling channel moves downward. Convection of the sample flowing in channel 143 is easily generated. Therefore, the sample flowing through the cooling channel 143 is easily cooled to a low temperature by the convection.
  • the sample supplied into the channel 12A is alternately reciprocated a plurality of times in the heating channel 141 and the cooling channel 143 in the microchannel 14 so as to form a thermal cycle in the plate member 11A.
  • the sample can be alternately reciprocated a plurality of times between the heating channel 141 and the cooling channel 143 in the microchannel 14.
  • the sample is pumped by the transport unit 20 to move the sample from the heating channel 141 side to the cooling channel 143 side
  • the sample is sucked by the transport unit 20 to move the sample from the cooling channel 143 side. It is moved to the heating channel 141 side.
  • the sample supplied into the channel 12A is alternately reciprocated a plurality of times through the heating channel 141 and the cooling channel 143 in the microchannel 14, thereby ensuring the nucleic acid amplification reaction of the sample, particularly PCR. can proceed to
  • the number of times the sample in the channel 12A is reciprocated between the heating channel 141 and the cooling channel 143 is appropriately determined according to the combination of symmetrical nucleic acids, primers, enzymes, and the like.
  • the thermal cycle channel plate 10A includes the plate member 11A, the heating channel 141, the connecting channel 142, the cooling channel 143, and the surface to be heated (main surface). 11b) and a surface to be cooled (principal surface 11a), the surface to be heated is provided below the heating channel 141, and the surface to be cooled is provided above the cooling channel 143.
  • the sample is heated in the heating channel 141 by the first temperature control unit 30 and cooled in the cooling channel 143 by the second temperature control unit 40. Even in this case, convection can be generated in the reagent in the heating channel 141 and the cooling channel 143, so that the temperature of the reagent can be easily made uniform. Since the thermal cycle channel plate 10A can shorten the time until the temperature distribution in the heating channel 141 and the cooling channel 143 becomes uniform, the heating channel 141 and the cooling channel 143 The processing time of the sample inside can be shortened.
  • the thermal cycle channel plate 10A can uniformly heat the temperature of the reagent in the heating channel 141, it is possible to suppress variations in temperature during heating of the reagent. Therefore, the thermal cycle channel plate 10A can reduce the occurrence of so-called overshoot, in which the heating temperature rises above the set temperature when the reagent is heated in the heating channel 141 . If the heating temperature is set higher than the predetermined temperature in order to shorten the time to raise the temperature of the reagent, the temperature of the reagent tends to fluctuate. , tends to overshoot. Since the thermal cycle channel plate 10A can uniformly heat the temperature of the reagent in the heating channel 141, it is possible to suppress the reagent from rising above the set temperature and suppress the overshoot.
  • the plate member 11A is composed of a central substrate 111, a lower thin plate member 112 and an upper thin plate member 113, and the heating channel 141 is formed with the lower groove portion 111c of the central substrate 111.
  • the space surrounded by the lower thin plate member 112 constitutes the cooling channel 143, and the cooling channel 143 is constituted by the space surrounded by the upper groove portion 111d formed on the upper surface of the central substrate 111 and the upper thin plate member 113, and connected.
  • the flow path 142 can be configured by a space connecting the lower groove portion 111c and the upper groove portion 111d. Since the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are thin, heat transfer efficiency can be improved.
  • the thermal cycle channel plate 10A can increase the heating and cooling efficiency of the sample in the heating channel 141 and the cooling channel 143 via the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113.
  • the sample processing time in the channel 141 and the cooling channel 143 can be further shortened.
  • the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 are made of a material having optical transparency.
  • the thermal cycle channel plate 10A can reduce the transmission of the measurement light incident on the connection channel 142 from the upper thin plate member 113 to the outside of the connection channel 142 while passing through the central substrate 111.
  • the detection amount of the measurement light emitted from the side thin plate member 112 can be increased.
  • the thermal cycle channel plate 10A can detect the measurement light emitted from the lower thin plate member 112, thereby performing highly accurate optical detection.
  • the thermal cycle channel plate 10A can cause a nucleic acid amplification reaction in the channel 12A consisting of the heating channel 141 and the cooling channel 143. Therefore, the thermal cycle channel plate 10A can be effectively used as an analysis plate for generating PCR or the like.
  • a thermal cycler 1A includes a thermal cycle channel plate 10A, a transport unit 20, a microchannel 14, a first temperature adjustment unit 30, and a second temperature adjustment unit 40.
  • the microchannel 14 is A heating channel 141, a connecting channel 142, and a cooling channel 143 are provided, the first temperature adjusting section 30 is provided below the heating channel 141, and the second temperature adjusting section 40 is provided below the cooling channel 143. is set above the When the sample is heated in the heating channel 141 by the first temperature adjusting unit 30 and cooled in the cooling channel 143 by the second temperature adjusting unit 40, the thermal cycle apparatus 1A heats the sample in the channel 12A. Alternatively, cooling can induce convection in the reagent. Therefore, the thermal cycler 1A can shorten the time required for the temperature distribution in the channel 12A to become uniform, thereby shortening the sample processing time in the channel 12A.
  • the thermal cycle channel plate 10A and the thermal cycle device 1A can shorten the sample processing time as described above, so that they can be effectively used for nucleic acid amplification reactions such as PCR. can be done.
  • Nucleic acid amplification reactions are used to understand gene expression patterns of cells in special states such as iPS cells, ES cells, and cancer cells, identify pathogens, examine genetic polymorphisms (SNPs) in organisms, and transfer genes into cells.
  • the nucleic acid amplification reaction can amplify a very small amount of nucleic acid to a visually perceptible amount, so it is also useful for the detection of very small amounts of microorganisms, and can be effectively used in a rapid detection method for microorganisms. can be done.
  • the nucleic acid amplification reaction can be effectively used for the detection of minute amounts of RNA by converting RNA into complementary DNA (cDNA) using reverse transcriptase and then amplifying the cDNA by the nucleic acid amplification reaction. can be done.
  • the thermal cycle channel plate 10A and the thermal cycler 1A can shorten the processing time for advancing a nucleic acid amplification reaction such as PCR, blood components such as proteins and nucleic acids contained in blood can be used. It is possible to easily improve the accuracy of the analysis of a trace amount of substances. Therefore, the thermal cycle flow path plate 10A and the thermal cycle device 1A can be used for inspection in the medical field, identification of agricultural products and pathogenic microorganisms, food safety evaluation, genetic inspection such as inspection of pathogenic viruses and various infectious diseases. It can be used preferably.
  • the thermal cycler 1A includes a first force-feeding unit (not shown) connected to the inlet 15 and a second force-feeding unit (not shown) connected to the outlet 16 (for example, a pressurizing pump).
  • a first force-feeding unit for example, a pressurizing pump, etc.
  • the outflow port 16 is connected to a second nozzle connected to a second force-feeding unit (for example, a pressurizing pump, etc.) not shown.
  • the first pressure-feeding unit (not shown) After the sample is moved from the heating channel 141 side to the cooling channel 143 side by operating the first pressure-feeding unit (not shown) to supply air from the first pressure-feeding unit (not shown) into the channel 12A , the first pressure-feeding unit (not shown) is stopped, the second pressure-feeding unit (not shown) is operated, air is supplied from the second pressure-feeding unit (not shown) into the flow channel 12A, and the sample is transferred to the cooling flow channel 143 side. to the heating channel 141 side.
  • the thermal cycle channel plate 10A alternately reciprocates the sample supplied into the channel 12A multiple times through the heating channel 141 and the cooling channel 143 in the microchannel 14,
  • the nucleic acid amplification reaction of the sample particularly PCR, can proceed reliably.
  • the thermal cycler according to this embodiment includes two heating channels 141 of the microchannel 14A in the channel 12A of the thermal cycle channel plate 10A according to the first embodiment. , is provided behind the cooling channel 143 .
  • the thermal cycler according to the present embodiment is such that in the thermal cycler 1A according to the first embodiment, the temperature of the sample is adjusted between the temperature adjusted by the first temperature adjustment section 30 and the second temperature adjustment section 40. and a third temperature adjustment unit that adjusts the temperature to
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a thermal cycler provided with a thermal cycle channel plate according to the second embodiment.
  • the thermal cycler 1B according to the present embodiment includes a thermal cycle channel plate 10B, a transport section 20, a first temperature control section 30, a second temperature control section 40, and a third temperature control section 45. , a light irradiation unit 50, a light receiving unit 60, a control unit 70, and a display unit 80, and progresses the nucleic acid amplification reaction of the nucleic acid contained in the nucleic acid-containing sample.
  • the thermal cycle device 1B has the same configuration as the first embodiment except for the thermal cycle channel plate 10B and the third temperature adjustment unit 45. 3 Only the temperature adjustment unit 45 will be described, and descriptions of other configurations will be omitted.
  • Thermal cycle channel plate 10 is a perspective view of a thermal cycle channel plate according to the second embodiment
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the thermal cycle channel plate
  • FIG. 12 is a thermal cycle channel plate. is a plan view of the.
  • the thermal cycle channel plate 10B has a plate member 11B instead of the plate member 11A in the thermal cycle channel plate 10A according to the first embodiment.
  • the plate-like member 11B may be formed in a substantially square shape when viewed from above.
  • the plate member 11B has a channel 12B inside which the sample passes. Since this embodiment is the same as the thermal cycle channel plate 10A according to the above-described first embodiment except that the configuration of the flow channel 12B is changed, the configuration of the flow channel 12B is not described in this embodiment. only explained.
  • the channel 12B has a guiding channel 13 and a microchannel 14B.
  • the channel 12B has openings 17A to 17C on the main surface 11a of the plate member 11B in the +Z-axis direction, and a membrane valve 18 in the middle of the microchannel 14B.
  • the central substrate 111 is formed with holes and grooves having shapes corresponding to the flow paths 12B.
  • the holes 111e to 111g of the central base material 111 are formed in a substantially circular shape when viewed from the center line of the holes 111e to 111g. 10 (connection channels 142A and 142B, which will be described later) of the guiding channel 13 and the microchannel 14 shown in FIG.
  • the lower grooves 111h and 111j of the central base material 111 are formed on the lower surface of the central base material 111, and are formed in a substantially rectangular shape like the lower groove part 111c.
  • a part of the microchannel 14 shown in FIG. That is, part of the microchannel 14 shown in FIG. 10 (heating channels 141A and 141B, which will be described later) is formed in the central substrate 111 across the joint surface between the central substrate 111 and the lower thin plate member 112. be done.
  • the upper groove portion 111i of the central base material 111 is formed on the upper surface of the central base material 111, and is formed in a substantially rectangular shape like the upper groove portion 111d.
  • the upper thin plate member 113 is formed with holes having shapes corresponding to the openings 17A to 17C.
  • the hole of the upper thin plate member 113 is formed in a substantially circular shape when viewed from the center line of the hole. That is, the openings 17A to 17C are respectively provided in the upper thin plate member 113 and formed in a substantially circular shape when viewed from above the plate-like member 11B.
  • the opening 17A is provided on the side of the main surface 11a of the plate-like member 11A in the -Y-axis direction in plan view of the plate-like member 11B.
  • the opening 17B is provided on the side in the ⁇ X-axis direction and the side in the +Y-axis direction of the main surface 11a of the plate-like member 11B in a plan view of the plate-like member 11B.
  • the opening 17C is provided on the +X-axis direction side and +Y-axis direction side of the main surface 11a of the plate-like member 11B in a plan view of the plate-like member 11B.
  • the openings 17B and 17C are formed on a center line that passes through substantially the middle of the X-axis direction side of the plate-like member 11B and is parallel to the Y-axis direction side of the plate-like member 11B (side perpendicular to the X-axis direction side). are provided so as to be substantially symmetrical to each other.
  • the flow path 12B is formed. As shown in FIG. 10, the channel 12B is provided inside the plate-like member 11B and functions as a passage for the sample to pass through the inside of the plate-like member 11B.
  • the guiding channel 13 is formed in the central base material 111 as shown in FIG.
  • the guide channel 13 passes through substantially the middle of the X-axis direction side of the plate-like member 11B and is provided near the ⁇ Y-axis direction side of the plate-like member 11B.
  • the guiding channel 13 connects the opening 17A and the microchannel 14 .
  • the guide channel 13 is formed substantially perpendicularly from the opening 17A to the thickness direction (-Z-axis direction) of the plate member 11A.
  • the plate-like member 11A extends from the opening 17A along the ⁇ Z-axis direction to the boundary between the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 and is connected to the microchannel 14 .
  • the microchannel 14B is formed in the central substrate 111, and is formed by bonding the central substrate 111, the lower thin plate member 112 and the upper thin plate member 113 together.
  • the microchannel 14B is formed so that one end and the other end of the microchannel 14B are connected to the guide channel 13 and circulate. is the road.
  • the microchannel 14B has a heating channel 141A, a connecting channel 142A, a cooling channel 143, a connecting channel 142B, and a heating channel 141B.
  • the heating channel 141A is connected to the side surface of the induction channel 13 and extends horizontally inside the plate member 11A.
  • the heating channel 141 ⁇ /b>A is configured by a space surrounded by the lower groove 111 h formed in the lower surface of the central substrate 111 and the lower thin plate member 112 .
  • the heating channel 141A is formed so that the channel becomes larger in the middle.
  • the cross section of the heating channel 141A is formed in a substantially rectangular shape with respect to the direction perpendicular to the flow of the sample.
  • connection channel 142A penetrates the central substrate 111 so as to allow light transmission in the vertical direction of the plate member 11A, and connects the heating channel 141A and the cooling channel 143.
  • the connection channel 142A is formed by a hole portion 111f formed in the main surface of the central substrate 111, and as shown in FIG.
  • the connection channel 142A has liquid flow openings 142c and 142d on its inner wall. As shown in FIG. 11, the flow port 142c is formed on the -Y axis direction side of the connection flow channel 142A in plan view of the plate member 11A, and the flow port 142d is formed on the +X direction side of the connection flow channel 142A. It is formed. As shown in FIG.
  • connection flow path 142A is connected to the heating flow path 141A on the inner surface of the connection flow path 142A on the -Y axis direction side, and the cooling flow path on the +X axis direction side of the connection flow path 142A. It is connected with road 143 . Since the connection channel 142A is the same as the connection channel 142 provided in the thermal cycle channel plate 10A according to the above-described first embodiment, the details of the connection channel 142A are omitted.
  • the cooling channel 143 connects the connection channel 142A and the connection channel 142B and extends horizontally in the plate member 11B.
  • the cooling channel 143 is constituted by a space surrounded by the upper groove 111i formed on the upper surface of the central substrate 111 and the upper thin plate member 113.
  • the cooling channel 143 is formed so that the channel becomes larger in the middle.
  • the cooling channel 143 may have a substantially rectangular cross section with respect to the direction perpendicular to the flow of the sample.
  • connection channel 142B like the connection channel 142A, penetrates the central substrate 111 so as to allow light transmission in the vertical direction of the plate member 11B, and connects the cooling channel 143 and the heating channel 141B.
  • the connection channel 142B is formed by a hole portion 111g formed in the main surface of the central substrate 111, and as shown in FIG. 14, is a space that communicates the upper groove portion 111i and the lower groove portion 111j.
  • the connection channel 142B has liquid flow openings 142e and 142f on its inner wall. As shown in FIG.
  • the flow port 142e is formed on the -X-axis direction side of the connection channel 142A
  • the flow port 142f is formed on the -Y-axis direction side of the connection channel 142A.
  • the connection channel 142B is connected to the cooling channel 143 on the inner surface of the connection channel 142B on the ⁇ X axis direction side, and is connected to the cooling channel 143 on the inner surface of the connection channel 142B on the ⁇ Y axis direction side. It is connected with the flow path 141B.
  • the connection channel 142B is the same as the connection channel 142A except that it is a channel that connects the cooling channel 143 and the heating channel 141B, so the details are omitted.
  • the heating channel 141B is connected to the side surface of the connection channel 142B and the side surface of the induction channel 13, and extends horizontally inside the plate member 11B.
  • the heating channel 141B is configured by a space surrounded by the lower groove 111j formed in the lower surface of the central substrate 111 and the lower thin plate member 112. As shown in FIG. Since the heating channel 141B is the same as the heating channel 141A except that it is a channel that connects the connection channel 142B and the induction channel 13, details thereof will be omitted.
  • the openings 17A to 17C are used as holes for supplying or discharging samples or for controlling the pressure inside the channel 12B.
  • a syringe 93 (see FIG. 9) of a syringe pump is inserted into the openings 17A-17C.
  • a syringe 93 (see FIG. 9) inserted into the opening 17A serves as a supply pipe 91 (see FIGS. 1 and 2) and a discharge pipe 92 (see FIGS. 1 and 2) for supplying and discharging the sample.
  • a syringe 93 (see FIG. 9) inserted into openings 17B and 17C functions as a tube for supplying and sucking air into flow path 12B.
  • the membrane valve 18 is provided in part of the microchannel 14. As shown in FIG. The membrane valve 18 may be detachably attached to the microchannel 14 .
  • the membrane valve 18 has three membrane valves 18A-18C.
  • the membrane valve 18A is horizontally attached to the inner wall of the connecting portion connecting the region of the heating channel 141A with a large cross-sectional area to the narrow region. As shown in FIG. 15, the membrane valve 18A has an upstream end portion 181A arranged on the induction channel 13 side and a downstream end portion 182A arranged on the connection channel 142A side.
  • the membrane valve 18B is horizontally attached to the inner wall of the connecting portion connecting the large cross-sectional area of the cooling channel 143 to the narrow area. As shown in FIG. 15, the membrane valve 18B has an upstream end portion 181B arranged on the connecting channel 142A side and a downstream end portion 182A arranged on the connecting channel 142B side.
  • the membrane valve 18C is horizontally attached to the inner wall of the connecting portion that connects the region of the heating channel 141B with a large cross-sectional area to the narrow region, and as shown in FIG. is arranged on the connecting channel 142B side, and the downstream end portion 182C is arranged on the guiding channel 13 side.
  • the membrane valves 18A to 18C are cylindrical moldings made of an elastic material such as rubber, and in a free state, as shown in FIG. Therefore, the opening is formed so as to gradually narrow.
  • the upstream ends 181A to 181C are rectangular and open, and the intermediate portions of the membrane valves 18A to 18C have elliptical cross sections, and the downstream ends 80B are shown in FIG.
  • the inner peripheral surfaces facing each other are in a straight line when viewed from the axial direction, and the opening is in a closed state.
  • the downstream ends 182A to 182C are closed so that the openings can be opened and closed, and the openings are kept closed when the samples are not flowing into the membrane valves 18A to 18C, and the samples are flowing into the membrane valves 18A to 18C. It is designed to open at the supplied pressure (positive pressure) or negative pressure.
  • the membrane valves 18A to 18C are not particularly limited to the membrane valves having the configurations shown in FIGS. 15 to 17, and any valves that can adjust the opening according to the pressure applied to the membrane valves 18A to 18C may be used. .
  • the plate-shaped member 11B like the plate-shaped member 11A, has a surface to be heated that is in contact with the first temperature adjustment units 30 and 90 that heat the heating channels 141A and 141B, and a temperature lower than that of the first temperature adjustment unit 30. and a cooled surface with which the second temperature control unit 40 that cools the cooling channel 143 contacts.
  • the surface to be heated is the main surface (lower surface) 11b of the plate member 11A, which is located below the heating channels 141A and 141B.
  • the surface to be cooled is the main surface (upper surface) 11a of the plate member 11A, which is located above the cooling flow path 143. As shown in FIG.
  • the third temperature adjustment part 45 is provided so as to come into contact with the surface to be heated (main surface 11b) of the plate member 11A. As shown in FIG. 10, the third temperature adjustment section 45 is provided in a region of the surface to be heated of the plate member 11A where the heating flow path 141B is arranged in a plan view.
  • the third temperature adjuster 45 functions as a heating element that heats the heating channel 141B via the surface to be heated.
  • the third temperature adjuster 45 adjusts the sample in the heating channel 141B to a temperature between the temperatures adjusted by the first temperature adjuster 30 and the second temperature adjuster 40 via the plate member 11B. It is good if it can be heated by As the third temperature control section 45, a heating device similar to that of the first temperature control section 30 can be used.
  • the third temperature adjustment unit 45 can heat the heating channel 141B to any desired temperature according to the type of sample, for example, preferably 60°C to 72°C, particularly preferably around 70°C.
  • the primers contained in the sample can be maintained at the optimum temperature for DNA polymerase activity without separation.
  • the third temperature adjustment unit 45 heats the sample in the heating channel 141B, the heat may not be sufficiently transferred to the sample.
  • the temperature may be set a few degrees higher (for example, 2°C to 3°C).
  • the installation area of the third temperature control unit 45 may be within a range that includes the heating channel 141B in plan view of the plate member 11B.
  • the thermal cycler 1B may control the temperature of the heating channel 141B by providing a temperature sensor or the like (not shown) on the surface to be heated (main surface 11b) of the plate member 11B.
  • the thermal cycle channel plate 10B After the thermal cycle channel plate 10B is inserted into the body of the thermal cycle device (not shown) and fixed in position, syringes 93 are automatically inserted into the openings 17A to 17C, respectively, as shown in FIG. . After that, the membrane valve 18A is closed and the membrane valves 18B and 18C are opened by sucking the air in the channel 12B from the syringes supplied to the openings 17B and 17C.
  • the sample supplied to the opening 17A passes through the guide channel 13 from the opening 17A and flows in the thickness direction of the thermal cycle channel plate 10A ( ⁇ Z-axis direction), and then flows from the induction channel 13 into the heating channel 141A formed on the lower surface of the central substrate 111 .
  • the sample flowing through the heating channel 141A is heated to a high temperature (eg, 94° C.) by the first temperature control unit 30A while passing through the heating channel 141A (thermal denaturation).
  • the sample in the heating channel 141 is heated to separate the double strands of DNA contained in the sample into single strands.
  • the sample flowing through the heating channel 141A is heated from below, convection of the sample flowing through the heating channel 141 easily occurs as described above. Therefore, the sample flowing through the heating channel 141A is easily heated to a high temperature by the convection.
  • the opening and closing of the membrane valves 18A to 18C are controlled. , may be held in the heating channel 141A until it is heated to a high temperature (for example, 94° C.).
  • the sample After passing through the heating channel 141A, the sample passes through the membrane valve 18B and then flows through the connection channel 142 in the thickness direction (+Z-axis direction) of the thermal cycle channel plate 10A.
  • the measurement light is irradiated from the light irradiation unit 50 (see FIG. 1) into the connection channel 142A so as to pass through the connection channel 142A. good too.
  • the light emitted from the light emitting section 50 (see FIG. 1) passes through the connection channel 142A, is received by the light receiving section 60 (see FIG. 1), and is detected.
  • the detection result detected by the light receiving unit 60 (see FIG. 1) is sent to the control unit 70 (see FIG. 1) via the wiring 61 (see FIG. 1), and the control unit 70 (see FIG. 1) outputs the connection current.
  • the components in the sample that pass through path 142A are analyzed.
  • the control unit 70 (see FIG. 1) transmits the analysis result to the display unit 80 (see FIG. 1), and the analysis result is displayed on the display unit 80 (see FIG. 1). It can be confirmed that the liquid has passed through the connecting channel 142A.
  • the sample flows from the connection channel 142A to the cooling channel 143 formed on the upper surface of the central substrate 111. flow inside.
  • the sample flowing through the cooling channel 143 is cooled to a low temperature (eg, 60°C) by the second temperature control unit 40 (annealing and elongation).
  • a low temperature eg, 60°C
  • the second temperature control unit 40 annealing and elongation
  • the sample flowing through the cooling channel 143 is cooled from above, so convection of the sample flowing through the cooling channel 143 easily occurs as described above. Therefore, the sample flowing through the cooling channel 143 is easily cooled to a low temperature by the convection.
  • the opening and closing of the membrane valves 18A to 18C are controlled.
  • the sample may be held in the cooling channel 143 until cooled to a low temperature (eg, 60° C.).
  • the sample After passing through the cooling channel 143, the sample flows through the connecting channel 142B in the thickness direction (-Z-axis direction) of the thermal cycle channel plate 10A after passing through the membrane valve 18C.
  • measurement light from the light irradiation unit 50 passes through the connecting channel 142B in the same manner as described above. , and the components in the sample that have passed through the connecting channel 142B may be analyzed.
  • the supply of the sample from the supply pipe 91 supplied to the opening 17A is stopped, the injection of air into the channel 12B is stopped, and the air in the channel 12B is supplied from the syringe supplied to the opening 17C. to close the membrane valve 18C.
  • the sample flows from the connecting channel 142B into the heating channel 141B formed on the lower surface of the central base member 111 .
  • the sample flowing through the heating channel 141B is heated to a medium temperature (eg, 60° C. to 72° C.) while passing through the heating channel 141B by the first temperature adjusting section 30B.
  • a medium temperature eg, 60° C. to 72° C.
  • the supply of the sample from the opening 17A is stopped, and the supply of suction of the air in the channel 12B from the syringes supplied to the openings 17B and 17C is stopped to control the opening and closing of the membrane valves 18A to 18C.
  • the sample may be held in the heating channel 141B until it is heated to a medium temperature (eg, 60° C. to 72° C.).
  • the sample that has passed through the heating channel 141B flows into the induction channel 13 after passing through the membrane valve 18A.
  • a flow from the supply of the sample to the heating channel 141A to the discharge from the heating channel 141B is defined as one cycle.
  • the sample passes through the membrane valve 18A, passes through the induction channel 13, and flows again into the heating channel 141A, and is circulated for one cycle or more in the same manner as described above.
  • the temperature of the sample is repeatedly set to 90° C., 50° C., and 70° C., so that the nucleic acid amplification reaction of the sample, particularly PCR, can be reliably progressed.
  • the sample After the sample circulates in the channel 12B for one cycle or more, it passes through the induction channel 13 and is discharged from the opening 17A1 to the supply pipe 91.
  • the sample discharged from the opening 17A into the syringe 93 may be analyzed (observed) by the controller 70 (see FIG. 1).
  • the thermal cycle channel plate 10B includes two heating channels 141A and 141B, the heating channel 141B is provided after the cooling channel 143, and the surface to be heated is It is provided below the heating channels 141A and 141B and the surface to be cooled is provided above the cooling channel 143 .
  • the thermal cycle channel plate 10B is heated by the third temperature adjustment unit 45 in the heating channel 141B. Even when the heating channels 141A and 141B and the cooling channel 143 are used, convection can be generated in the reagent. Therefore, the thermal cycle channel plate 10B can easily uniformize the temperature of the reagent in any of these channels. Therefore, the thermal cycle channel plate 10B can shorten the time until the temperature distribution in the heating channels 141A and 141B and the cooling channel 143 becomes uniform. 141B and the sample processing time in the cooling channel 143 can be shortened.
  • the thermal cycler 1B includes a thermal cycle channel plate 10B, a transport section 20, microchannels 14, a first temperature control section 30, a second temperature control section 40 and a third temperature control section 45.
  • the microchannel 14 has heating channels 141A and 141B, connection channels 142A and 141B, and a cooling channel 143, and the first temperature adjustment unit 30 is provided below the heating channel 141A, The second temperature adjustment part 40 is provided above the cooling channel 143, and the third temperature adjustment part 45 is provided below the heating channel 141B.
  • the thermal cycle apparatus 1B heats the sample in the heating channel 141A by the first temperature adjusting unit 30, cools the sample in the cooling channel 143 by the second temperature adjusting unit 40, and cools the sample in the heating channel 141B. 3.
  • the thermal cycler 1B can shorten the time required for the temperature distribution in the channel 12B to become uniform, so that the sample processing time in the channel 12B can be shortened.
  • Example 1 [Fabrication of channel plate for thermal cycle] Three plate-shaped plates were prepared using cycloolefin polymer (COP). Among them, the thickness of one plate-like plate was set to 4 mm, and the thickness of the remaining two plate-like plates was set to 0.188 mm. A lower groove was formed in the lower surface of one plate-like plate to prepare a center substrate. The depth of the lower groove was 1 mm, and the depth of both ends and the periphery thereof was less than 1 mm. The remaining two plate-like plates were used as a lower thin plate member and an upper thin plate member, respectively.
  • COP cycloolefin polymer
  • the central base material is sandwiched between the lower thin plate member and the upper thin plate member, and the central base material is bonded by thermocompression. Bonding was performed between the base material and the lower thin plate member and between the central base material and the upper thin plate member.
  • a thermal cycle channel plate having channels with a height of 1 mm on the lower surface of the central substrate and inlets and outlets at both ends of the channels was produced.
  • the channel was formed in a chamber-like cross-section along its longitudinal direction.
  • thermocouple GRAFTEC LOGGER GL240
  • Example 1 [Fabrication of channel plate for thermal cycle]
  • the center substrate was produced in the same manner as in Example 1, except that the lower groove was formed on the lower surface of one plate-like plate and the upper groove was formed on the upper surface of the plate-like plate.
  • a thermal cycle channel plate was manufactured.
  • Example 1 [heating] In Example 1, an aluminum block heater was placed on the upper surface of the thermal cycle channel plate, and the aluminum block heater was brought into contact with the upper surface of the thermal cycle channel plate. Then, as shown in FIG. 22, a thermocouple (GRAFTEC LOGGER GL240) was attached to the surface of the aluminum block heater (point A in FIG. 22, point B) and the lower surface (the inner surface inside the central substrate in the channel) (point C in FIG. 22), and the lower surface of the thermal cycle channel plate (point D in FIG. 22). . Other than that, it was carried out in the same manner as in Example 1. The temperature of the upper surface of the channel (the inner surface on the aluminum block heater side in the channel) (point B in FIG. 22) and the lower surface (the inner surface inside the central base material in the channel) (point C in FIG. 22) FIG. 23 shows the measurement results.
  • a thermocouple GRAFTEC LOGGER GL240
  • thermocouple GRAFTEC LOGGER GL240
  • the aluminum block heater was heated to 50°C to heat the upper surface of the thermal cycle channel plate to 50°C, and pure water (70°C) was supplied to the channels to cool the pure water in the channels. Note that the hot plate was heated to 70° C. to heat the lower surface of the thermal cycle channel plate to 70° C. so that the portion other than the upper surface of the thermal cycle channel plate would not be cooled.
  • the temperature of the upper surface of the channel (the inner surface on the aluminum block heater side in the channel) (point B in FIG. 24) and the lower surface (the inner surface inside the central base material in the channel) (point C in FIG. 24) FIG. 25 shows the measurement results.
  • thermocouple GRAFTEC LOGGER GL240
  • the hot plate was heated to 50°C to heat the lower surface of the thermal cycle channel plate to 50°C, and pure water (70°C) was supplied to the channels to cool the pure water in the channels.
  • An aluminum block heater was heated to 70° C. to heat the upper surface of the thermal cycle channel plate to 70° C. so that the thermal cycle channel plate was not cooled except for the lower surface.
  • Example 1 the temperature on the upper surface side in the flow channel increased to substantially the same temperature as the temperature on the lower surface side in the flow channel in several seconds.
  • FIG. 23 in Comparative Example 1, the temperature difference between the upper surface side of the channel and the lower surface side of the channel remains large, and the upper surface side of the channel is the lower surface side of the channel. did not reach the same temperature as Therefore, when pure water is heated, if the lower surface side of the channels in the thermal cycle channel plate is heated, the temperature of the channels is higher than that of heating the upper surface side of the channels in the thermal cycle channel plate. It can be said that the temperature of water can be heated more quickly and uniformly. This is because the lower surface of the channel in the thermal cycle channel plate is heated to heat the pure water flowing in the channel, which causes convection in the pure water flowing in the channel. can be uniformly heated in a short time at a predetermined heating temperature.
  • Example 2 the temperature of the upper surface side in the channel decreased to approximately the same temperature as the lower surface side in the channel in several seconds.
  • FIG. 27, in Comparative Example 2 the temperature difference between the upper surface side of the flow channel and the lower surface side of the flow channel remains large, and the upper surface side of the flow channel becomes the lower surface side of the flow channel. did not drop to the same temperature as Therefore, when cooling pure water, cooling the upper surface side of the channels in the thermal cycle channel plate is more effective than cooling the lower surface side of the channels in the thermal cycle channel plate. It can be said that the temperature of the water can be cooled more quickly and uniformly. This is because the pure water flowing in the channel is cooled by cooling the upper surface side of the channel in the thermal cycle channel plate, causing convection in the pure water flowing in the channel, can be uniformly cooled in a short time at a predetermined cooling temperature.

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Abstract

本発明に係るサーマルサイクル用流路プレートは、水平方向に延在する板状部材と、前記板状部材内に水平方向に延設された加熱用流路と、前記板状部材内に水平方向に延設された冷却用流路と、前記加熱用流路と前記冷却用流路を接続する接続流路と、前記加熱用流路を加熱する第１温度調整部が接触する被加熱面と、前記第１温度調整部よりも低い温度で前記冷却用流路を冷却する第２温度調整部が接触する被冷却面とを備え、対象の試料が前記加熱用流路から前記冷却用流路に搬送されるサーマルサイクル用流路プレートであって、前記被加熱面は、前記加熱用流路の下側に設けられ、前記被冷却面は、前記冷却用流路の上側に設けられた。

Description

サーマルサイクル用流路プレート及びサーマルサイクル装置
　本発明は、サーマルサイクル用流路プレート及びサーマルサイクル装置に関する。
　マイクロオーダーの流路（マイクロ流路）を内部に備えるサーマルサイクル用流路プレートは、一般に、分析に必要な測定対象である試料や試薬の量が少量で済むため、極微少量の遺伝子であるＤＮＡの一部を増幅して分析する遺伝子検査等において使用されている。
　サーマルサイクル用流路プレートとして、例えば、下面に溝状の流路が形成された樹脂性の基板と、基板の下面に貼られた、流路を封止するための流路封止フィルムと、基板の上面に貼られた封止フィルムとから成るＰＣＲ反応容器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１では、ＰＣＲ反応容器を、ＰＣＲ反応容器内の流路のサーマルサイクル領域の二つの反応領域が第１ヒータ及び第２ヒータ上に位置するように第１ヒータ及び第２ヒータ上に配置する。ＤＮＡを含む生体サンプルと、プライマー及び酵素等からなるＰＣＲ試薬とを混合した試料を流路内に供給して、流路のサーマルサイクル領域を加熱し、流路内を流れる試料をサーマルサイクル領域内で往復移動させる。試料に、所定のサーマルサイクルを与えて、変性、アニーリング及び伸長を繰り返し起こさせることで、ＤＮＡの特定の部分を選択的に増幅させて得られたものを分析している。
日本国特許６８０３０３０号公報
　特許文献１では、第１ヒータ及び第２ヒータがいずれもＰＣＲ反応容器の下側に設置されているため、第１ヒータ及び第２ヒータ上に位置する反応領域の流路内を通る試料はいずれも下側から加熱される。そのため、第１ヒータ上に位置する流路内では、試料が下側から上側に流れる対流が生じる。しかしながら、第１ヒータで加熱された試料が第２ヒータ上に位置する流路で第１ヒータよりも低い温度に冷却される際、第２ヒータ上に位置する流路内を通る試料の温度は第２ヒータの温度よりも高いため、第２ヒータ上に位置する流路内を通る試料は対流しない。そのため、第２ヒータ上に位置する流路内を通る試料の温度分布が均一になるまでの時間が長くなり、ＰＣＲ反応容器内で試料の処理時間が長くなる、という問題があった。
　本発明の一態様は、流路内の試料の処理時間を短縮することができるサーマルサイクル用流路プレートを提供することを目的とする。
　本発明に係るサーマルサイクル用流路プレートの一態様は、水平方向に延在する板状部材と、前記板状部材内に水平方向に延設された加熱用流路と、前記板状部材内に水平方向に延設された冷却用流路と、前記加熱用流路と前記冷却用流路を接続する接続流路と、前記加熱用流路を加熱する第１温度調整部が接触する被加熱面と、前記第１温度調整部よりも低い温度で前記冷却用流路を冷却する第２温度調整部が接触する被冷却面とを備え、核酸を含む試料が前記加熱用流路から前記冷却用流路に搬送されるサーマルサイクル用流路プレートであって、前記被加熱面は、前記加熱用流路の下側に設けられ、前記被冷却面は、前記冷却用流路の上側に設けられた。
　本発明に係るサーマルサイクル用流路プレートの一態様は、流路内の試料の処理時間を短縮することができる。
第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置の構成を示す図である。 サーマルサイクル用流路プレートの斜視図である。 サーマルサイクル用流路プレートの分解斜視図である。 サーマルサイクル用流路プレートの平面図である。 図２中のI-I方向視の図である。 図２中のII-II方向視の図である。 試料が第１温度調整部により加熱されて対流が生じる状態を説明する図である。 試料が第２温度調整部により冷却されて対流が生じる状態を説明する図である。 第２の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置の構成を示す図である。 第２の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートの斜視図である。 サーマルサイクル用流路プレートの分解斜視図である。 サーマルサイクル用流路プレートの平面図である。 板状部材内の流路の一部のみを示す斜視図である。 板状部材内の流路の他の一部のみを示す斜視図である。 メンブレンバルブが閉鎖している時の状態の一例を示す断面図である。 メンブレンバルブを上流側から見た図である。 メンブレンバルブを下流側から見た図である。 メンブレンバルブが開口している時の状態の一例を示す断面図である。 試料の温度変化の一例を示す説明図である。 実施例１の温度測定箇所を示す説明図である。 実施例１のサーマルサイクル用流路プレートの流路の上面及び下面の温度の測定結果を示す図である。 比較例１の温度測定箇所を示す説明図である。 比較例１のサーマルサイクル用流路プレートの流路の上面及び下面の温度の測定結果を示す図である。 実施例２の温度測定箇所を示す説明図である。 実施例２のサーマルサイクル用流路プレートの流路の上面及び下面の温度の測定結果を示す図である。 比較例２の温度測定箇所を示す説明図である。 比較例２のサーマルサイクル用流路プレートの流路の上面及び下面の温度の測定結果を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書において数値範囲を示す「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
［第１の実施形態］
＜サーマルサイクル装置＞
　第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ａは、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａ、搬送部２０、第１温度調整部３０、第２温度調整部４０、光照射部５０、受光部６０、制御部７０及び表示部８０を備え、核酸を含む試料に含まれる核酸の核酸増幅反応を進行させる。
　サーマルサイクル装置１Ａは、搬送部２０によりサーマルサイクル用流路プレート１０Ａに搬送される試料に含まれる核酸の増幅反応を進行させる際、増幅反応に要する処理時間を短縮して分析の効率化を図ることができる。
　試料は、核酸を含む試料であり、試料としては、例えば、血液、鼻水、唾液及び尿等のＤＮＡを含む生体サンプルと、プライマー及び酵素等からなるＰＣＲ試薬とを混合した検体等が挙げられる。本実施形態では、試料が生体サンプルとＰＣＲ試薬とを混合した検体である場合について説明する。
　核酸増幅反応は、ＤＮＡの一部を増幅して遺伝子である微小量のＤＮＡを高感度に検出して分析する方法等において用いられる。核酸増幅反応の中でも、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：Polymerase Chain Reaction）は、生体等から採取された極微量のＤＮＡの特定の部分を選択的に増幅させ、生物の遺伝子多型（ＳＮＰ）を調べる方法、細胞中への導入遺伝子の発現量を調べる方法として有効に用いられる。
（サーマルサイクル用流路プレート）
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ａについて説明する。図２は、第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの斜視図であり、図３は、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの分解斜視図であり、図４は、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの平面図である。図２及び図３に示すように、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、略板状に形成された板状部材（プレート本体）１１Ａを有する。
　なお、図２～図４では、３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の３次元直交座標系を用い、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの幅方向をＸ軸方向とし、長さ方向をＹ軸方向とし、高さ（厚さ）方向をＺ軸方向とする。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの下から上に向かう方向を＋Ｚ軸方向とし、その反対方向を－Ｚ軸方向とする。以下の説明において、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの高さ方向の一方の主面１１ａ側を上又は上方といい、他方の主面１１ｂ側を下又は下方という場合がある。
　板状部材１１Ａは、図４に示すように、板状部材１１Ａの平面視において、矩形状に形成されている。板状部材１１Ａは、光透過性を有する。また、板状部材１１Ａは、熱伝導性が良く、温度変化に対して安定であり、試料に対して侵され難いことが好ましい。なお、光透過性を有するとは、測定光が板状部材１１Ａの外側から照射された際に、板状部材１１Ａの内部を透過する透過性を有していることをいう。測定光として、例えば、可視光（波長３８０～７８０ｎｍの光）、紫外線（波長１０ｎｍ～４００ｎｍの光）及び赤外線（波長７５０ｎｍ～１０００μｍの光）等が挙げられる。
　板状部材１１Ａは、図２及び図３に示すように、中心基材１１１と、中心基材１１１の下側に設けられる下側薄板部材１１２と、中心基材１１１の上側に設けられる上側薄板部材１１３とからなる。板状部材１１Ａは、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を、下側薄板部材１１２、中心基材１１１及び上側薄板部材１１３の順にこれらの板厚方向に積層して構成されている。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、分析に使用される測定光の透過率が高い材料を用いて形成できる。前記材料としては、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック、熱硬化性樹脂及びガラス等が挙げられる。前記材料は、一つだけ用いてもよいし、二つ以上を併用してもよい。
　オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂；ポリプロピレン（ＰＰ）、プロピレン－エチレン共重合体等のポリプロピレン樹脂；シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）及びエチレン－環状オレフィン共重合体等のシクロオレフィン系樹脂を挙げることができる。これらの中でも、製造のし易さ、光が透過可能な波長の範囲の広さ、及び耐薬品性等の点から、シクロオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、その中でも特に、ＣＯＰ及びＣＯＣが好ましい。
　ＣＯＰは、シクロオレフィンモノマーを含む単量体成分を重合してなる樹脂である。ＣＯＰを構成するシクロオレフィンモノマーは、特に限定されないが、ノルボルネン系モノマーであることが好ましい。ノルボルネン系モノマーとしては、ノルボルネン環を有するものであれば特に限定されない。ＣＯＰは、シクロオレフィンモノマーの他に、シクロオレフィンモノマーと共重合可能な他のモノマーを含有してもよい。他のモノマーとしては、直鎖状又は分岐鎖状のアルケンモノマーが挙げられ、例えば、エチレン、プロピレン、１－ブテン、イソブテン及び１－ヘキセン等のα－オレフィンが挙げられる。
　ＣＯＣは、上記のシクロオレフィンモノマーを２種類以上組み合わせたコポリマーである。
　アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）が挙げられる。
　スチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン樹脂及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂が挙げられる。
　ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、アクリル酸共重合体及びポリビニルアルコールが挙げられる。
　フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル樹脂及びポリフッ化ビニリデンが挙げられる。
　エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂；ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキシレンジメチルテレフタレート等のポリエステル樹脂；ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリフェニレンオキシド；ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド（ＰＡ）樹脂が挙げられる。
　スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリサルフォン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、アラミド樹脂が挙げられる。
　熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂等が挙げられる。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、上記材料の何れか一種類を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、同様の材料を用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成してもよい。測定光が板状部材１１Ａ内の流路の通過途中で外部に透過することを抑える点から、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、分析に使用される測定光の透過率が高い材料を用いて形成され、中心基材１１１は、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３よりも、分析に使用される測定光の透過率が低い材料を用いて形成されてもよい。
　この場合、中心基材１１１の形成に用いられる材料としては、上記の材料の中から、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の形成に用いられる材料よりも測定光の透過率が低い材料を用いてよい。中心基材１１１は、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３よりも測定光の透過率が低ければよく、測定光が透過しないことが好ましい。中心基材１１１は、有色として、測定光が透過しないように構成してもよい。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の形成に用いる材料は、使用する測定光の波長に応じて適宜選択される。例えば、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３が、いずれもＣＯＣで形成される場合、中心基材１１１の形成に用いられるＣＯＣは、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３に用いられるＣＯＣよりも測定光の透過率が低いＣＯＣを用いることになる。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３が、上記の材料のうち、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック又は熱硬化性樹脂を用いて形成される場合、これらの材料を主成分（ベース樹脂）として含む樹脂材料を成形することで得てもよい。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、さらに、強化材、離型剤及び酸化防止剤等の群から選択される一種又は二種以上の添加剤を副成分として含んでもよい。中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３がスーパーエンジニアリングプラスチックとしてＣＯＣやＣＯＰを用いて形成する場合、ＣＯＣやＣＯＰの主成分の他に添加される添加剤の含有量を調整することで、透過率を調整できる。そのため、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３に使用される添加量と、中心基材１１１に使用される添加量とを調整することで、中心基材１１１の透過率は下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の透過率よりも小さくできる。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３のそれぞれの厚さは、板状部材１１Ａの大きさ等に応じて適宜設計できる。例えば、中心基材１１１の厚さは２ｍｍ～５ｍｍが好ましい。中心基材１１１の厚さが２ｍｍ～５ｍｍであれば、中心基材１１１に溝部を形成しても、板状部材１１Ａは十分な強度を有することができる。
　下側薄板部材１１２の厚さは０．１ｍｍ～０．２ｍｍが好ましい。下側薄板部材１１２の厚さが０．１ｍｍ～０．２ｍｍであれば、第２温度調整部４０からの熱が冷却用流路１１４３内に伝え易くなると共に、第２温度調整部４０が接触しても破損しない程度の強度を有することができる。
　上側薄板部材１１３の厚さは０．１ｍｍ～０．２ｍｍが好ましい。上側薄板部材１１３の厚さが０．１ｍｍ～０．２ｍｍであれば、第１温度調整部３０からの熱が加熱用流路１１４１内に伝え易くなると共に、第１温度調整部３０が接触しても破損しない程度の強度を有することができる。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は、例えば、合成樹脂又はガラスで形成されている場合は、熱圧着を用いて接合してもよいし、紫外線硬化樹脂等の接着剤を用いて接合してもよい。上側薄板部材１１３と中心基材１１１がガラスで形成されている場合は、接着剤を用いて接合することができる。
　板状部材１１Ａは、図２に示すように、その内部に試料が通る流路（流体流路）１２Ａを有する。
　流路１２Ａは、図２に示すように、誘導流路１３及びマイクロ流路１４を有する。また、流路１２Ａは、板状部材１１Ａの＋Ｚ軸方向の主面１１ａに、試料が供給される流入口１５と、試料が排出される流出口１６を有する。
　図３に示すように、中心基材１１１には、流路１２Ａに対応した形状の孔部及び溝部が形成されている。
　図３に示すように、中心基材１１１の孔部１１１ａ及び１１１ｂは、孔部１１１ａ及び１１１ｂの中心線から見て、略円形に形成されている。誘導流路１３及びマイクロ流路１４の一部（後述する、接続流路１４２）は、図３及び図４に示すように、それぞれ、中心基材１１１の孔部１１１ａ及び１１１ｂに略円形に形成されている。
　図３に示すように、中心基材１１１の下側溝部１１１ｃは、中心基材１１１の下面に形成され、図５に示すように、下側溝部１１１ｃの中心線から見て、略矩形に形成されている。中心基材１１１と下側薄板部材１１２とを貼り合わせることで、マイクロ流路１４の一部（後述する、加熱用流路１４１）が中心基材１１１に形成される。即ち、マイクロ流路１４の一部（後述する、加熱用流路１４１）は、中心基材１１１と下側薄板部材１１２との接合面を挟んで中心基材１１１に形成される。
　図３に示すように、中心基材１１１の上側溝部１１１ｄは、中心基材１１１の上面に形成され、図５に示すように、上側溝部１１１ｄの中心線から見て、略矩形に形成されている。中心基材１１１と上側薄板部材１１３とを貼り合わせることで、マイクロ流路１４の一部（後述する、冷却用流路１４３）が中心基材１１１に形成される。即ち、マイクロ流路１４の一部（後述する、冷却用流路１４３）は、中心基材１１１と上側薄板部材１１３との接合面を挟んで中心基材１１１に形成される。
　図３に示すように、上側薄板部材１１３には、流入口１５及び流出口１６に対応した形状の孔部が形成されている。上側薄板部材１１３の孔部は、図４に示すように、孔部の中心線から見て、略円形に形成されている。流入口１５及び流出口１６は、図５及び図６に示すように、上側薄板部材１１３に設けられる。
　流入口１５は、図４に示すように、板状部材１１Ａの平面視において、板状部材１１Ａの主面１１ａの－Ｙ軸方向の辺側に設けられる。流出口１６は、板状部材１１Ａの平面視において、板状部材１１Ａの主面１１ａの＋Ｙ軸方向の辺側に設けられる。流入口１５及び流出口１６は、板状部材１１ＡのＸ軸方向の辺の略中間を通り、かつ板状部材１１ＡのＹ軸方向の辺（Ｘ軸方向の辺に直交する辺）に平行な中心線に対して略対称となるように設けられている。流入口１５及び流出口１６は、板状部材１１Ａの平面視において、それぞれ、略円形に形成されている。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を接合することによって、流路１２Ａが形成される。このように、流路１２Ａは、図２に示すように、板状部材１１Ａの内部に設けられ、板状部材１１Ａ内を試料が通るための通路として機能する。
　誘導流路１３及びマイクロ流路１４は、その口径が、例えば、数ｎｍ～数百μｍに設計されている。誘導流路１３及びマイクロ流路１４の口径（内径）は、誘導流路１３及びマイクロ流路１４の中心を通り、長さ方向に垂直な断面で誘導流路１３及びマイクロ流路１４を仮想的に切断したときの断面の孔を仮想円とした時の直径とする。誘導流路１３及びマイクロ流路１４が円形の場合には、誘導流路１３及びマイクロ流路１４の口径の大きさは、これらの口径の直径の長さとする。誘導流路１３及びマイクロ流路１４が略矩形の場合には、これらの口径の大きさは、これらを略矩形と等しい面積を有する円と仮定した時の直径とする。
　誘導流路１３は、図２及び図３に示すように、中心基材１１１に形成される。誘導流路１３は、板状部材１１ＡのＸ軸方向の辺の略中間を通り、かつ板状部材１１Ａの－Ｙ軸方向の短辺寄りに設けられる。誘導流路１３は、図２に示すように、流入口１５とマイクロ流路１４とを連結する。誘導流路１３は、流入口１５から板状部材１１Ａの厚さ方向（－Ｚ軸方向）に略垂直に形成される。板状部材１１Ａは、流入口１５から－Ｚ軸方向に沿って、中心基材１１１と下側薄板部材１１２との境界部分まで伸び、マイクロ流路１４に連結される。
　誘導流路１３の断面は、マイクロ流路１４の断面よりも大きめに形成されることが好ましい。試料の供給時において、誘導流路１３の流入口１５には試料を供給する供給管が挿入される。そのため、誘導流路１３の断面が大きめに形成されていれば、供給管が誘導流路１３に挿入され易い。
　マイクロ流路１４は、図２及び図３に示すように、中心基材１１１に形成され、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を貼り合わせることにより形成される。
　マイクロ流路１４は、図２に示すように、誘導流路１３と流出口１６とを連結し、誘導流路１３から流れる試料を加温するための流路である。マイクロ流路１４は、加熱用流路１４１、接続流路１４２及び冷却用流路１４３を有する。
　加熱用流路１４１は、図２に示すように、誘導流路１３の側面に連結され、板状部材１１Ａ内に水平方向に延設されている。加熱用流路１４１は、中心基材１１１の下面に形成された下側溝部１１１ｃと下側薄板部材１１２によって囲まれた空間により構成される。加熱用流路１４１は、板状部材１１Ａの平面視において、Ｘ軸方向に３回往復するように蛇腹状に形成されている。
　即ち、加熱用流路１４１は、図２及び図４に示すように、板状部材１１Ａの長さ方向（Ｙ軸方向）に間隔をおいて平行に配置されている複数の直線部と、略Ｕ字状に形成され、隣り合う直線部同士を連結する折返し部とを有する。折返し部は、隣り合う直線部の一端側（＋Ｘ軸方向）の端部同士又は他端側（－Ｘ軸方向）の端部同士を連結する。加熱用流路１４１は、直線部と折返し部とで、板状部材１１Ａの長さ方向（Ｙ軸方向）にＵ字状に複数回（図２では、７回）折り返すように形成されることで、試料が蛇行して流れる流路を形成する。なお、加熱用流路１４１の折返しの回数は、特に限定されず、板状部材１１Ａの大きさ等に応じて適宜設定でき、１回以上であればよい。
　加熱用流路１４１の断面は、試料の流れに直交する方向に対して略矩形状に形成されている。
　接続流路１４２は、板状部材１１Ａの上下方向に光透過可能に中心基材１１１に貫設され、加熱用流路１４１と冷却用流路１４３とを接続する。接続流路１４２は、中心基材１１１の主面に形成された孔部１１１ｂにより構成され、下側溝部１１１ｃと上側溝部１１１ｄを連通させる空間である。接続流路１４２は、測定光が照射される空間であり、光学検出用流路として用いることができる。図５及び図６に示すように、接続流路１４２は、流路１２Ａの一部（加熱用流路１４１と冷却用流路１４３との間）に垂直に設けられる。接続流路１４２は、板状部材１１Ａ内の中心基材１１１に、板状部材１１ＡのＺ軸方向に沿って設けられる。接続流路１４２は、中心基材１１１を下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３で挟むことで、中心基材１１１の孔部１１２ｂと下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の接合面とにより形成される。
　接続流路１４２は、図４に示すように、その軸方向視において円形に形成され、図５に示すように、板状部材１１Ａの側面視において長方形状に形成されている。
　接続流路１４２は、その軸方向視において、試薬及び測定光が通過可能な大きさに形成されており、図４に示すように、その軸方向視において、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３と略同等かそれ以下の小さな断面積を有する。接続流路１４２の軸方向視の大きさは、検査に用いる試薬の量や試薬に含まれる成分の濃度等に応じて適宜設定可能である。接続流路１４２の軸方向視の大きさは、孔部１１２ｂの大きさを調整することで設定できる。なお、孔部１１２ｂは、試薬及び測定光が通過可能な大きさに形成されていればよく、断面形状は、円形に限らず、例えば、四角形等の多角形でもよい。
　接続流路１４２は、図５に示すように、測定光の入射方向と直交する内壁に有し、その内壁に、液体の流入口１４２ａ及び流出口１４２ｂを有する。図５に示すように、流入口１４２ａは、接続流路１４２の－Ｙ軸方向の端面側に位置し、流出口１４２ｂは、接続流路１４２の＋Ｙ軸方向の端面側に位置する。本実施形態では、図５に示すように、接続流路１４２は、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの側面視において、接続流路１４２の－Ｙ軸方向の内面で加熱用流路１４１と連結され、接続流路１４２の＋Ｙ軸方向の内面で冷却用流路１４３と連結されている。
　冷却用流路１４３は、図２及び図５に示すように、接続流路１４２と流出口１６との間を連結して、板状部材１１Ａ内に水平方向に延設されている。冷却用流路１４３は、中心基材１１１の上面に形成された上側溝部１１１ｄと上側薄板部材１１３によって囲まれた空間により構成される。冷却用流路１４３は、板状部材１１Ａの平面視において、Ｘ軸方向に３回往復するように蛇腹状に形成されている。
　即ち、冷却用流路１４３も、加熱用流路１４１と同様、図２及び図４に示すように、板状部材１１Ａの長さ方向（Ｙ軸方向）に間隔をおいて平行に配置されている複数の直線部と、略Ｕ字状に形成され、隣り合う直線部同士を連結する折返し部とを有する。直線部及び折返し部の構成は、加熱用流路１４１と同様であるため、詳細は省略する。冷却用流路１４３は、直線部と折返し部とで、板状部材１１Ａの長さ方向（Ｙ軸方向）にＵ字状に複数回（図２では、７回）折り返すように形成されることで、試料が蛇行して流れる流路を形成する。
　冷却用流路１４３の断面は、加熱用流路１４１と同様、試料の流れに直交する方向に対して、略矩形状に形成されている。
　板状部材１１Ａは、加熱用流路１４１を加熱する第１温度調整部３０が接触する被加熱面と、第１温度調整部３０よりも低い温度で冷却用流路１４３を冷却する第２温度調整部４０が接触する被冷却面とを備える。
　被加熱面は、板状部材１１Ａの主面（下面）１１ｂであり、加熱用流路１４１の下側に位置する。被冷却面は、板状部材１１Ａの主面（上面）１１ａであり、冷却用流路１４３の上側に位置する。
　次に、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの製造方法の一例について説明する。まず、三枚の矩形状に形成されたプレートのうちの２枚のプレートのそれぞれの接合面側に、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの流路１２Ａと、流入口１５及び流出口１６を構成する、溝部又は孔部を形成する。これにより、中心基材１１１及び上側薄板部材１１３が得られる。残りの１枚は、下側薄板部材１１２とする。
　中心基材１１１及び上側薄板部材１１３の溝部及び孔部は、射出成形及びトランスファー成形等で中心基材１１１及び上側薄板部材１１３を成形する際に形成してもよいし、機械加工やレーザー等で加工して形成してもよい。また、中心基材１１１及び上側薄板部材１１３の表面にプレス加工等で溝部を形成してもよい。
　次に、中心基材１１１の接合面を下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の接合面で挟み、これらの部材の位置がずれないように、これらの部材を重ねる。その後、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を、例えば、加熱して溶着（熱圧着）等することで、一体に接合する。例えば、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３の溝部及び孔部に相当する部分以外に、接着剤を塗布した後、貼り合わせることで、一体に接合する。これにより、図２に示すサーマルサイクル用流路プレート１０Ａが得られる。
（搬送部）
　図１に示すように、搬送部２０は、試料を試料貯蔵部２１からサーマルサイクル用流路プレート１０Ａに搬送し、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａ内の加熱用流路１４１から冷却用流路１４３に搬送するための装置である。搬送部２０としては、例えば、圧送ポンプ等を用いられる。
（第１温度調整部）
　図１に示すように、第１温度調整部３０は、板状部材１１Ａの被加熱面（主面１１ｂ）に接触するように設けられている。第１温度調整部３０は、図２及び図４に示すように、平面視において、板状部材１１Ａの被加熱面のうち、加熱用流路１４１の配置される領域に設けられている。第１温度調整部３０は、被加熱面を介して加熱用流路１４１を加熱する加熱体として機能する。
　第１温度調整部３０は、板状部材１１Ａを加熱できればよく、第１温度調整部３０としては、ホットプレート、アルミブロックヒータ等の一般的な加熱装置を用いることができる。
　第１温度調整部３０は、試料の種類に応じて適宜任意の温度に加熱用流路１４１を加熱でき、例えば、８５℃～９８℃が好ましく、９４℃前後が特に好ましい。試料がＤＮＡとＰＣＲ試薬とを混合した検体である場合、この温度範囲内であれば、ＤＮＡの２本鎖を１本鎖に分離できる。
　なお、第１温度調整部３０は、加熱用流路１４１内の試料を加熱する際、試料に十分に伝熱できない場合があるため、第１温度調整部３０の設定温度は、試料の温度に応じて、数℃（例えば、２℃～３℃）だけ高めに設定してもよい。
　第１温度調整部３０の設置面積は、板状部材１１Ａの平面視において、加熱用流路１４１が含まれる範囲内であればよい。
　なお、サーマルサイクル装置１Ａは、板状部材１１Ａの被加熱面（主面１１ｂ）に、不図示の温度センサ等を設けて、加熱用流路１４１の温度を制御してもよい。
（第２温度調整部）
　図１に示すように、第２温度調整部４０は、板状部材１１Ａの被加熱面（主面１１ａ）に接触するように設けられている。第２温度調整部４０は、図２及び図４に示すように、平面視において、板状部材１１Ａの被加熱面のうち、冷却用流路１４３の配置される領域に設けられている。第２温度調整部４０は、被加熱面を介して冷却用流路１４３を冷却する冷却体として機能する。第２温度調整部４０は、加熱用流路１４１において第１温度調整部３０により加熱された試料の温度を下げる。
　第２温度調整部４０は、加熱用流路１４１において加熱された試料を冷却できればよく、第２温度調整部４０としては、ヒータ等の一般的な加熱装置又は冷却装置を用いることができる。
　第２温度調整部４０は、試料の種類に応じて適宜任意の温度に冷却用流路１４３を冷却でき、例えば、５５℃～６５℃が好ましく、６０℃前後が特に好ましい。試料がＤＮＡとＰＣＲ試薬とを混合した検体である場合、この温度範囲内であれば、１本鎖のＤＮＡとＰＣＲ試薬とをアニーリングさせ、ＤＮＡを更に伸長させることで、試料中に含まれるＤＮＡの増幅反応を進行させることができる。
　なお、第２温度調整部４０は、冷却用流路１４３内の試料を冷却する際、試料から十分に吸熱できない場合があるため、第２温度調整部４０の設定温度は、試料の温度に応じて、数℃（例えば、２℃～３℃）だけ低めに設定してもよい。
　第２温度調整部４０の設置面積は、板状部材１１Ａの平面視において、冷却用流路１４３が含まれる範囲内であればよい。
　なお、サーマルサイクル装置１Ａは、板状部材１１Ａの被加熱面に、不図示の温度センサ等を設けて、冷却用流路１４３の温度を制御してもよい。
（光照射部）
　図１に示すように、光照射部５０は、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの接続流路１４２に測定光を照射する。光照射部５０としては、例えば、ＬＥＤ、タングステンランプ、レーザー等の公知の光源を用いることができる。
（受光部）
　図１に示すように、受光部６０は、光照射部５０から照射され、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａ内の接続流路１４２を通過した測定光を受光して検出する。受光部６０は、光照射部５０から照射される測定光の光軸と、受光部６０で受光される測定光の光軸とが略同一直線上となるように、接続流路１４２を介して、光照射部５０と対向して設けられている。
　受光部６０は、測定光を検出することができるものであればよく、公知の検出器を用いることができる。受光部６０は、配線６１を介して制御部７０と接続されている。
（制御部）
　制御部７０は、図１に示すように、受光部６０で検出された測定光の検出結果に基づいて、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａの接続流路１４２内を通った液体の分析を行う。制御部７０は、表示部８０に分析結果を送信する。
（表示部）
　表示部８０は、図１に示すように、制御部７０から送信された分析結果を表示する。表示部８０としては、モニター等を用いることができる。
　本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ａの使用方法の一例について説明する。
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ａがサーマルサイクル装置１Ａの装置本体内に挿入されると、装置本体内でサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの位置が固定される。その後、図１に示すように、流入口１５には試料を供給する供給管９１が自動挿入され、流出口１６には試料を排出する排出管９２が自動挿入される。その後、供給管９１から流入口１５に試料が注入される。なお、供給管９１に代えては、スポイト、シリンジ等で流入口１５に試料を供給してもよい。
　搬送部２０により試料貯蔵部２１の試料を圧送して供給管９１から流入口１５に供給する。流入口１５に注入された試料は、図２に示すように、流入口１５から誘導流路１３を通ってサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの厚さ方向（－Ｚ軸方向）に流れた後、誘導流路１３から中心基材１１１の下面に形成された加熱用流路１４１内に流れる。
　加熱用流路１４１内を流れる試料は、第１温度調整部３０により、加熱用流路１４１内を通過しながら、高温（例えば、９４℃）に加熱される（熱変性）。加熱用流路１４１内の試料は加熱されることで、試料中に含まれるＤＮＡの２本鎖を１本鎖に分離する。
　このとき、加熱用流路１４１内を流れる試料は下側から加熱されるため、加熱用流路１４１内の下側に位置する試料は高温に早く加熱され、加熱用流路１４１内の上側に位置する試料は高温に加熱されるのが遅い。そのため、図７に示すように、加熱用流路１４１内の下側に位置する試料は上側に移動し、加熱用流路１４１内の上側に位置する試料は下側に移動し、加熱用流路１４１内を流れる試料の対流が容易に生じる。そのため、加熱用流路１４１内を流れる試料はその対流により高温に加熱され易い。
　加熱用流路１４１内を流れる試料の搬送速度は、試料が所定の温度（例えば、９４℃）に加熱されるように調整すればよい。
　加熱用流路１４１内を試料が流れる時間は、試料が所定の温度（例えば、９４℃）に到達した後、２０秒～２分間、試料が所定の温度（例えば、９４℃）を保持できることが好ましい。
　加熱用流路１４１内を通過した試料は、接続流路１４２に供給される。試料は、接続流路１４２内を通ってサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの厚さ方向（＋Ｚ軸方向）に流れる。
　試料が接続流路１４２内を流れる前又は流れている状態で、接続流路１４２内に光照射部５０から測定光が接続流路１４２を通過するように照射される。光照射部５０から照射された光は接続流路１４２を通過して、受光部６０に受光され、検出される。これにより、接続流路１４２を通過した試料中の成分が分析される。測定光としては、可視光や紫外光や赤外光等を用いることができる。
　受光部６０で検出された検出結果は、配線６１を介して制御部７０に送られ、制御部７０で、接続流路１４２内を通った試料中の各成分の分析が行われる。制御部７０は、分析結果を表示部８０に送信し、表示部８０に分析結果が表示される。表示部８０に表示結果から、試料が加熱用流路１４１から接続流路１４２内を通過したことを確認できる。
　試料は、接続流路１４２内を通過した後、接続流路１４２から中心基材１１１の上面に形成された冷却用流路１４３内に流れる。
　冷却用流路１４３内を流れる試料は、第２温度調整部４０により、低温（例えば、６０℃）に冷却される（アニーリング及び伸長）。冷却用流路１４３内の試料は冷却されることで、１本鎖ＤＮＡと試料に含まれてるプライマーをアニーリングさせ、ＤＮＡを更に伸長させることで、試料中に含まれるＤＮＡの増幅反応を進行させる。
　このとき、冷却用流路１４３内では、冷却用流路１４３内を流れる試料は上側から冷却されるため、冷却用流路１４３内の上側に位置する試料は低温に早く冷却され、冷却用流路１４３内の下側に位置する試料は低温に冷却されるのが遅い。そのため、図８に示すように、冷却用流路１４３内の上側に位置する試料は下側に移動し、冷却用流路１４３内の下側に位置する試料は上側に移動し、冷却用流路１４３内を流れる試料の対流が容易に生じる。そのため、冷却用流路１４３内を流れる試料はその対流により低温に冷却され易い。
　冷却用流路１４３を通って、流出口１６から排出管９２に排出される。流出口１６から排出管９２に排出された試料は、制御部７０で分析（観察）される。
　流路１２Ａ内に供給した試料は、マイクロ流路１４内の加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３を交互に複数回往復して移動させ、板状部材１１Ａ内にサーマルサイクルを形成するようにしてもよい。例えば、搬送部２０で試料の圧送及び吸引を行うことで、試料はマイクロ流路１４内の加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３の間を交互に複数回往復して移動させることができる。搬送部２０で試料を圧送して、試料を加熱用流路１４１側から冷却用流路１４３側に移動させた後、搬送部２０で試料を吸引して、試料を冷却用流路１４３側から加熱用流路１４１側に移動させる。流路１２Ａ内に供給した試料を、マイクロ流路１４内の加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３を交互に複数回往復して移動させることで、試料の核酸増幅反応、特にＰＣＲを確実に進行させることができる。
　なお、流路１２Ａ内の試料を加熱用流路１４１と冷却用流路１４３との間で往復させる回数は、対称の核酸、プライマー、酵素等の組み合わせより適宜決定される。
　このように、本実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、板状部材１１Ａと、加熱用流路１４１と、接続流路１４２と、冷却用流路１４３と、被加熱面（主面１１ｂ）と、被冷却面（主面１１ａ）とを備え、被加熱面を加熱用流路１４１の下側に設け、被冷却面を冷却用流路１４３の上側に設ける。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、試料が、加熱用流路１４１において第１温度調整部３０により加熱される際、及び冷却用流路１４３において第２温度調整部４０により冷却する際のいずれの場合でも、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３内で試薬に対流を生じさせることができるため、試薬の温度を容易に均一にさせることができる。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３内の温度分布が均一になるまでの時間を短縮することができるため、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３内の試料の処理時間を短縮することができる。
　また、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、加熱用流路１４１内において、試薬の温度を均一に加熱できるため、試薬の加熱時の温度のばらつきを抑えることができる。そのため、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、加熱用流路１４１において試薬を加熱する際に、加熱温度が設定温度以上に上昇する、所謂オーバーシュートが生じることを低減することができる。試薬の温度を上昇させる時間を短くするために、加熱温度を所定温度よりも高めに設定して試薬の温度を高めると、試薬の温度にばらつきが生じ易いため、試薬が設定温度以上に上昇し、オーバーシュートし易い傾向にある。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、加熱用流路１４１内において、試薬の温度を均一に加熱できるため、試薬が設定温度以上に上昇することが抑えられ、オーバーシュートを抑えることができる。
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、板状部材１１Ａを、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３で構成し、加熱用流路１４１を中心基材１１１の下側溝部１１１ｃと下側薄板部材１１２によって囲まれた空間により構成し、冷却用流路１４３を、中心基材１１１の上面に形成された上側溝部１１１ｄと上側薄板部材１１３によって囲まれた空間により構成し、接続流路１４２を下側溝部１１１ｃと上側溝部１１１ｄを連通させる空間により構成できる。下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３は厚さが薄いため、熱伝達効率を高めることができる。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を介して加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３内の試料の加熱及び冷却効率を高めることができるため、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３内の試料の処理時間を更に短縮することができる。
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を光透過性を有する材料で構成し、接続流路１４２を板状部材１１Ａの上下方向に中心基材１１１に貫設されることができる。これにより、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、上側薄板部材１１３から接続流路１４２に入射した測定光が中心基材１１１を通過中に接続流路１４２外に透過することを低減できるため、下側薄板部材１１２から出射される測定光の検出量を増大することができる。サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、下側薄板部材１１２から出射された測定光を検出することで、高精度な光学的検出を行うことができる。
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、試料が核酸を含む場合、加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３からなる流路１２Ａ内で核酸増幅反応を生じさせることができる。そのため、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、ＰＣＲ等を生じさせる分析用プレートとして有効に用いることができる。
　本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ａは、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａ、搬送部２０、マイクロ流路１４、第１温度調整部３０及び第２温度調整部４０を備え、マイクロ流路１４は、加熱用流路１４１、接続流路１４２及び冷却用流路１４３を有し、第１温度調整部３０を加熱用流路１４１の下側に設け、第２温度調整部４０を冷却用流路１４３の上側に設けている。サーマルサイクル装置１Ａは、試料を、加熱用流路１４１において第１温度調整部３０により加熱する際、冷却用流路１４３において第２温度調整部４０により冷却する際でも、流路１２Ａ内で加熱又は冷却により、試薬に対流を生じさせることができる。このため、サーマルサイクル装置１Ａは、流路１２Ａ内の温度分布が均一になるまでの時間を短くできるため、流路１２Ａ内の試料の処理時間を短縮することができる。
　このように、本実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａ及びサーマルサイクル装置１Ａは、上述の通り、試料の処理時間を短縮することができるので、ＰＣＲ等の核酸増幅反応に有効に用いることができる。核酸増幅反応は、ｉＰＳ細胞、ＥＳ細胞、癌細胞等の特別の状態にある細胞の遺伝子発現パターンの把握、病原体の同定、生物の遺伝子多型（ＳＮＰ）を調べる方法、細胞中への導入遺伝子の発現量を調べる方法等に有効に用いることができる。また、核酸増幅反応は、ごく微量の核酸を視覚的に捉えられる量にまで増幅することができるため、微生物の極微量検出にも有用であり、微生物の迅速検出法等においても有効に用いることができる。さらに、核酸増幅反応は、逆転写酵素を用いて、ＲＮＡを相補的なＤＮＡ（ｃＤＮＡ）に転換した後、ｃＤＮＡを核酸増幅反応によって増幅させることにより、ＲＮＡの微量検出等においても有効に用いることができる。
　本実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａ及びサーマルサイクル装置１Ａは、ＰＣＲ等の核酸増幅反応を進行させるための処理時間を短縮できるため、血液中に含まれるタンパク質や核酸等の血液成分等の微量な物質の分析等の精度を簡易に高めることができる。よって、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａ及びサーマルサイクル装置１Ａは、医学分野における検査、農作物や病原性微生物の同定、食品の安全性評価、病原性ウィルス及び各種感染症の検査等の遺伝子検査等に好適に用いることができる。
（変形例）
　サーマルサイクル装置１Ａの変形例について説明する。
　本実施形態においては、サーマルサイクル装置１Ａは、流入口１５に接続される不図示の第１圧送部と、流出口１６に接続される不図示の第２圧送部（例えば、加圧式ポンプ等）を有してもよい。この場合、流入口１５に試料を導入した後、供給管９１を板状部材１１Ａから取り外して、不図示の第１圧送部（例えば、加圧式ポンプ等）と接続された第１ノズルを接続させると共に、流出口１６に不図示の第２圧送部（例えば、加圧式ポンプ等）と接続された第２ノズルを接続する。不図示の第１圧送部を稼働させて不図示の第１圧送部から空気を流路１２Ａ内に供給して、試料を加熱用流路１４１側から冷却用流路１４３側に移動させた後、不図示の第１圧送部を停止して不図示の第２圧送部を稼働させて不図示の第２圧送部から空気を流路１２Ａ内に供給して、試料を冷却用流路１４３側から加熱用流路１４１側に移動させる。これにより、サーマルサイクル用流路プレート１０Ａは、流路１２Ａ内に供給した試料を、マイクロ流路１４内の加熱用流路１４１及び冷却用流路１４３を交互に複数回往復して移動させ、板状部材１１Ａ内にサーマルサイクルを形成することで、試料の核酸増幅反応、特にＰＣＲを確実に進行させることができる。
［第２の実施形態］
＜サーマルサイクル装置＞
　第２の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置について説明する。本実施形態に係るサーマルサイクル装置は、上記の第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの流路１２Ａに、マイクロ流路１４Ａの加熱用流路１４１を２つ備え、２つ目の加熱用流路を冷却用流路１４３の後段に備える。また、本実施形態に係るサーマルサイクル装置は、上記の第１の実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ａにおいて、試料を第１温度調整部３０と第２温度調整部４０とで調整される温度の間の温度に調整する第３温度調整部を備える。
　図９は、第２の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートを備えるサーマルサイクル装置の構成を示す図である。図９に示すように、本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ｂは、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂ、搬送部２０、第１温度調整部３０、第２温度調整部４０、第３温度調整部４５、光照射部５０、受光部６０、制御部７０及び表示部８０を備え、核酸を含む試料に含まれる核酸の核酸増幅反応を進行させる。本実施形態では、サーマルサイクル装置１Ｂは、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂ及び第３温度調整部４５以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂ及び第３温度調整部４５のみ説明し、それ以外の構成の説明は省略する。
（サーマルサイクル用流路プレート）
　図１０は、第２の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレートの斜視図であり、図１１は、サーマルサイクル用流路プレートの分解斜視図であり、図１２は、サーマルサイクル用流路プレートの平面図である。図１０及び図１１に示すように、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂは、上記の第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａにおいて、板状部材１１Ａに代えて、板状部材１１Ｂを備える。板状部材１１Ｂは、図１２に示すように、板状部材１１Ｂの平面視において、略正方形に形成されてよい。
　図１０に示すように、板状部材１１Ｂは、その内部に試料が通る流路１２Ｂを有する。本実施形態においては、流路１２Ｂの構成を変更したこと以外、上記の第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａと同様であるため、本実施形態では、流路１２Ｂの構成についてのみ説明する。
　流路１２Ｂは、誘導流路１３及びマイクロ流路１４Ｂを有する。流路１２Ｂは、板状部材１１Ｂの＋Ｚ軸方向の主面１１ａに開口１７Ａ～１７Ｃを有し、マイクロ流路１４Ｂの途中にメンブレンバルブ１８を有する。
　図１１に示すように、中心基材１１１には、流路１２Ｂに対応した形状の孔部及び溝部が形成されている。
　中心基材１１１の孔部１１１ｅ～１１１ｇは、孔部１１１ｅ～１１１ｇの中心線から見て、略円形に形成されている。図１０に示す誘導流路１３及びマイクロ流路１４の一部（後述する、接続流路１４２Ａ及び１４２Ｂ）は、それぞれ、中心基材１１１の孔部１１１ｅ～１１１ｇに略円形に形成されている。
　中心基材１１１の下側溝部１１１ｈ及び１１１ｊは、中心基材１１１の下面に形成され、下側溝部１１１ｃと同様、略矩形に形成されている。中心基材１１１と下側薄板部材１１２とを貼り合わせることで、図１０に示すマイクロ流路１４の一部（後述する、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂ）が中心基材１１１に形成される。即ち、図１０に示すマイクロ流路１４の一部（後述する、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂ）は、中心基材１１１と下側薄板部材１１２との接合面を挟んで中心基材１１１に形成される。
　中心基材１１１の上側溝部１１１ｉは、中心基材１１１の上面に形成され、上側溝部１１１ｄと同様、略矩形に形成されている。中心基材１１１と上側薄板部材１１３とを貼り合わせることで、図１０に示すマイクロ流路１４の一部（後述する、冷却用流路１４３）が中心基材１１１に形成される。即ち、図１０に示すマイクロ流路１４の一部（後述する、冷却用流路１４３）は、中心基材１１１と上側薄板部材１１３との接合面を挟んで中心基材１１１に形成される。
　上側薄板部材１１３には、開口１７Ａ～１７Ｃに対応した形状の孔部が形成されている。上側薄板部材１１３の孔部は、孔部の中心線から見て、略円形に形成されている。即ち、開口１７Ａ～１７Ｃは、それぞれ、上側薄板部材１１３に設けられ、板状部材１１Ｂの平面視において略円形に形成されている。
　図１２に示すように、開口１７Ａは、板状部材１１Ｂの平面視において、板状部材１１Ａの主面１１ａの－Ｙ軸方向の辺側に設けられる。開口１７Ｂは、板状部材１１Ｂの平面視において、板状部材１１Ｂの主面１１ａの－Ｘ軸方向の辺側であって、＋Ｙ軸方向の辺側に設けられる。開口１７Ｃは、板状部材１１Ｂの平面視において、板状部材１１Ｂの主面１１ａの＋Ｘ軸方向の辺側であって、＋Ｙ軸方向の辺側に設けられる。開口１７Ｂ及び１７Ｃは、板状部材１１ＢのＸ軸方向の辺の略中間を通り、かつ板状部材１１ＢのＹ軸方向の辺（Ｘ軸方向の辺に直交する辺）に平行な中心線に対して略対称となるように設けられている。
　中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を接合することによって、流路１２Ｂが形成される。この流路１２Ｂは、図１０に示すように、板状部材１１Ｂの内部に設けられ、板状部材１１Ｂ内を試料が通るための通路として機能する。
　誘導流路１３は、図１０に示すように、中心基材１１１に形成される。誘導流路１３は、板状部材１１ＢのＸ軸方向の辺の略中間を通り、かつ板状部材１１Ｂの－Ｙ軸方向の辺寄りに設けられる。誘導流路１３は、開口１７Ａとマイクロ流路１４とを連結する。誘導流路１３は、開口１７Ａから板状部材１１Ａの厚さ方向（－Ｚ軸方向）に略垂直に形成される。板状部材１１Ａは、開口１７Ａから－Ｚ軸方向に沿って、中心基材１１１と下側薄板部材１１２との境界部分まで伸び、マイクロ流路１４に連結される。
　マイクロ流路１４Ｂは、図１０及び図１１に示すように、中心基材１１１に形成され、中心基材１１１、下側薄板部材１１２及び上側薄板部材１１３を貼り合わせることにより形成される。
　マイクロ流路１４Ｂは、図１０に示すように、その一端と他端が誘導流路１３と連結して循環するように形成され、誘導流路１３から流れる試料を加温及び冷却するための流路である。マイクロ流路１４Ｂは、加熱用流路１４１Ａ、接続流路１４２Ａ、冷却用流路１４３、接続流路１４２Ｂ及び加熱用流路１４１Ｂを有する。
　加熱用流路１４１Ａは、図１０に示すように、誘導流路１３の側面に連結され、板状部材１１Ａ内に水平方向に延設されている。加熱用流路１４１Ａは、中心基材１１１の下面に形成された下側溝部１１１ｈと下側薄板部材１１２によって囲まれた空間により構成される。加熱用流路１４１Ａは、その途中で流路が大きくなるように形成されている。
　加熱用流路１４１Ａの断面は、試料の流れに直交する方向に対して略矩形状に形成されている。
　接続流路１４２Ａは、板状部材１１Ａの上下方向に光透過可能に中心基材１１１に貫設され、加熱用流路１４１Ａと冷却用流路１４３とを接続する。接続流路１４２Ａは、中心基材１１１の主面に形成された孔部１１１ｆにより構成され、図１３に示すように、下側溝部１１１ｈと上側溝部１１１ｉを連通させる空間である。接続流路１４２Ａは、内壁に、液体の流通口１４２ｃ及び１４２ｄを有する。図１１に示すように、流通口１４２ｃは、板状部材１１Ａの平面視において、接続流路１４２Ａの－Ｙ軸方向側に形成され、流通口１４２ｄは、接続流路１４２Ａの＋Ｘ軸方向側に形成される。図１３に示すように、接続流路１４２Ａは、接続流路１４２Ａの－Ｙ軸方向側の内面で加熱用流路１４１Ａと連結され、接続流路１４２Ａの＋Ｘ軸方向側の内面で冷却用流路１４３と連結されている。接続流路１４２Ａは、上述の第１の実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ａが備える接続流路１４２と同様であるため、接続流路１４２Ａの詳細は省略する。
　冷却用流路１４３は、図１０に示すように、接続流路１４２Ａと接続流路１４２Ｂとの間を連結して、板状部材１１Ｂ内に水平方向に延設されている。冷却用流路１４３は、図１１に示すように、中心基材１１１の上面に形成された上側溝部１１１ｉと上側薄板部材１１３によって囲まれた空間により構成される。冷却用流路１４３は、加熱用流路１４１Ａと同様、その途中で流路が大きくなるように形成されている。冷却用流路１４３の断面は、加熱用流路１４１と同様、試料の流れに直交する方向に対して、略矩形状に形成されてよい。
　接続流路１４２Ｂは、接続流路１４２Ａと同様、板状部材１１Ｂの上下方向に光透過可能に中心基材１１１に貫設され、冷却用流路１４３と加熱用流路１４１Ｂとを接続する。接続流路１４２Ｂは、中心基材１１１の主面に形成された孔部１１１ｇにより構成され、図１４に示すように、上側溝部１１１ｉと下側溝部１１１ｊとを連通させる空間である。接続流路１４２Ｂは、内壁に、液体の流通口１４２ｅ及び１４２ｆを有する。図１１に示すように、流通口１４２ｅは、接続流路１４２Ａの－Ｘ軸方向側に形成され、流通口１４２ｆは、接続流路１４２の－Ｙ軸方向側に形成される。図１４に示すように、接続流路１４２Ｂは、接続流路１４２Ｂの－Ｘ軸方向側の内面で冷却用流路１４３と連結され、接続流路１４２Ｂの－Ｙ軸方向側の内面で加熱用流路１４１Ｂと連結されている。接続流路１４２Ｂは、冷却用流路１４３と加熱用流路１４１Ｂとを接続する流路であること以外、接続流路１４２Ａと同様であるため、詳細は省略する。
　加熱用流路１４１Ｂは、図１０に示すように、接続流路１４２Ｂの側面と誘導流路１３の側面に連結され、板状部材１１Ｂ内に水平方向に延設されている。加熱用流路１４１Ｂは、中心基材１１１の下面に形成された下側溝部１１１ｊと下側薄板部材１１２によって囲まれた空間により構成される。加熱用流路１４１Ｂは、接続流路１４２Ｂと誘導流路１３とを接続する流路であること以外、加熱用流路１４１Ａと同様であるため、詳細は省略する。
　図１０及び図１２に示すように、開口１７Ａ～１７Ｃは、試料が供給又は排出される孔、又は流路１２Ｂ内の圧力を制御するための孔として用いられる。開口１７Ａ～１７Ｃには、シリンジポンプのシリンジ９３（図９参照）が挿入される。本実施形態では、開口１７Ａに挿入されるシリンジ９３（図９参照）が試料の供給及び排出を行う供給管９１（図１及び図２参照）及び排出管９２（図１及び図２参照）として機能し、開口１７Ｂ及び１７Ｃに挿入されるシリンジ９３（図９参照）が流路１２Ｂ内に空気の供給及び吸引を行う管として機能する。
　図１０及び図１２に示すように、メンブレンバルブ１８は、マイクロ流路１４の一部に設けられている。なお、メンブレンバルブ１８は、マイクロ流路１４に着脱可能に固定して取り付けられればよい。メンブレンバルブ１８は、３つのメンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃを有する。
　メンブレンバルブ１８Ａは、加熱用流路１４１Ａの断面積が大きい領域から狭い領域へつながる連結部分の内壁に水平方向に取り付けられている。図１５に示すように、メンブレンバルブ１８Ａは、上流端部１８１Ａを誘導流路１３側に配置し、下流端部１８２Ａを接続流路１４２Ａ側に配置している。
　メンブレンバルブ１８Ｂは、冷却用流路１４３の断面積が大きい領域から狭い領域へつながる連結部分の内壁に水平方向に取り付けられている。図１５に示すように、メンブレンバルブ１８Ｂは、上流端部１８１Ｂを接続流路１４２Ａ側に配置し、下流端部１８２Ａを接続流路１４２Ｂ側に配置している。
　メンブレンバルブ１８Ｃは、加熱用流路１４１Ｂの断面積が大きい領域から狭い領域へつながる連結部分の内壁に水平方向に取り付けられており、図１５に示すように、メンブレンバルブ１８Ｃは、上流端部１８１Ｃを接続流路１４２Ｂ側に配置し、下流端部１８２Ｃを誘導流路１３側に配置している。
　メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃは、ゴム等の弾性体からなる筒状の成形体であり、自由状態では、図１５に示すように、上流端部１８１Ａ～１８１Ｃから下流端部１８２Ａ～１８２Ｃ側へ向かうにしたがって徐々に開口部分が狭くなるように形成されている。上流端部１８１Ａ～１８１Ｃは、図１６に示すように、矩形に形成されて開口しており、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃの中間部では断面が楕円形とされ、下流端部８０Ｂは、図１７に示すように、軸方向から見て直線状となって互いに対向する内周面が接触して開口が閉じた状態となっている。
　下流端部１８２Ａ～１８２Ｃは、開口が開閉可能に閉じており、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃに試料が流入していない時に開口が閉じた状態で維持されると共に、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃに試料が流入した時にその供給圧（正圧）又は負圧で開口するようになっている。
　流路１２Ｂの内が負圧になると、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃには、引っ張られる力が作用し、図１８に示すように、閉じていた下流端部１８２Ａ～１８２Ｃが開放される。メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃの下流端部１８２Ａ～１８２Ｃが開放されると、常時開口している上流端部１８１Ａ～１８１Ｃを通じて、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂ、又は冷却用流路１４３からメンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃへ流入する試料が、開放された下流端部１８２Ａ～１８２Ｃから流出する。
　なお、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃは、特に図１５～図１７に示すような構成を有するメンブレンバルブに限定されず、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃに加えられる圧力に応じて開口を調整できるバルブであればよい。
　板状部材１１Ｂは、板状部材１１Ａと同様、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂを加熱する第１温度調整部３０及び９０が接触する被加熱面と、第１温度調整部３０よりも低い温度で冷却用流路１４３を冷却する第２温度調整部４０が接触する被冷却面とを備える。
　被加熱面は、板状部材１１Ａの主面（下面）１１ｂであり、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂの下側に位置する。被冷却面は、板状部材１１Ａの主面（上面）１１ａであり、冷却用流路１４３の上側に位置する。
（第３温度調整部）
　図９に示すように、第３温度調整部４５は、板状部材１１Ａの被加熱面（主面１１ｂ）に接触するように設けられている。第３温度調整部４５は、図１０に示すように、平面視において、板状部材１１Ａの被加熱面のうち、加熱用流路１４１Ｂの配置される領域に設けられている。第３温度調整部４５は、被加熱面を介して加熱用流路１４１Ｂを加熱する加熱体として機能する。
　第３温度調整部４５は、板状部材１１Ｂを介して加熱用流路１４１Ｂ内の試料を第１温度調整部３０と第２温度調整部４０とで調整される温度の間の温度に調整して加熱できればよい。第３温度調整部４５としては、第１温度調整部３０と同様の加熱装置を用いることができる。
　第３温度調整部４５は、試料の種類に応じて適宜任意の温度に加熱用流路１４１Ｂを加熱でき、例えば、６０℃～７２℃が好ましく、７０℃前後が特に好ましい。試料がＤＮＡとＰＣＲ試薬とを混合した検体である場合、この温度範囲内であれば、試料中に含まれるプライマーを分離させずにＤＮＡポリメラーゼの活性に至適な温度に維持できる。
　なお、第３温度調整部４５は、加熱用流路１４１Ｂ内の試料を加熱する際、試料に十分に伝熱できない場合があるため、第３温度調整部４５の設定温度は、試料の温度に応じて、数℃（例えば、２℃～３℃）だけ高めに設定してもよい。
　第３温度調整部４５の設置面積は、板状部材１１Ｂの平面視において、加熱用流路１４１Ｂが含まれる範囲内であればよい。
　なお、サーマルサイクル装置１Ｂは、板状部材１１Ｂの被加熱面（主面１１ｂ）に、不図示の温度センサ等を設けて、加熱用流路１４１Ｂの温度を制御してもよい。
　本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ｂの使用方法の一例について説明する。
　サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂが不図示のサーマルサイクル装置の装置本体内に挿入され、位置が固定された後、図１０に示すように、開口１７Ａ～１７Ｃにはそれぞれシリンジ９３が自動挿入される。その後、開口１７Ｂ及び１７Ｃに供給されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気を吸引することで、メンブレンバルブ１８Ａを閉鎖すると共にメンブレンバルブ１８Ｂ及び１８Ｃを開放する。開口１７Ａに挿入されたシリンジ９３から試料が開口１７Ａに供給されると、開口１７Ａに供給された試料は、開口１７Ａから誘導流路１３を通ってサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの厚さ方向（－Ｚ軸方向）に流れた後、誘導流路１３から中心基材１１１の下面に形成された加熱用流路１４１Ａ内に流れる。
　加熱用流路１４１Ａ内を流れる試料は、第１温度調整部３０Ａにより、加熱用流路１４１Ａ内を通過しながら、高温（例えば、９４℃）に加熱される（熱変性）。加熱用流路１４１内の試料は加熱されることで、試料中に含まれるＤＮＡの２本鎖を１本鎖に分離する。
　このとき、加熱用流路１４１Ａ内を流れる試料は下側から加熱されるため、上述の通り、加熱用流路１４１内を流れる試料の対流が容易に生じる。そのため、加熱用流路１４１Ａ内を流れる試料はその対流により高温に加熱され易い。
　開口１７Ａからの試料の供給を停止すると共に、開口１７Ｂ及び１７Ｃに供給されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気の吸引を停止して、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃの開閉を制御することで、試料は、加熱用流路１４１Ａ内に、高温（例えば、９４℃）に加熱されるまで保持させてもよい。
　加熱用流路１４１Ａ内を通過した試料は、メンブレンバルブ１８Ｂを通過した後、接続流路１４２内を通ってサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの厚さ方向（＋Ｚ軸方向）に流れる。
　なお、試料が接続流路１４２Ａ内を流れる前又は流れている状態で、接続流路１４２Ａ内に光照射部５０（図１参照）から測定光を接続流路１４２Ａを通過するように照射させてもよい。この場合、光照射部５０（図１参照）から照射された光は接続流路１４２Ａを通過して、受光部６０（図１参照）に受光され、検出される。受光部６０（図１参照）で検出された検出結果は、配線６１（図１参照）を介して制御部７０（図１参照）に送られ、制御部７０（図１参照）で、接続流路１４２Ａ内を通った試料中の成分が分析される。制御部７０（図１参照）が分析結果を表示部８０（図１参照）に送信して表示部８０（図１参照）で分析結果が表示されることで、試料が加熱用流路１４１Ａから接続流路１４２Ａ内を通過したことを確認できる。
　次に、開口１７Ｂに挿入されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気を吸引することを停止することで、試料は、接続流路１４２Ａから中心基材１１１の上面に形成された冷却用流路１４３内に流れる。
　冷却用流路１４３内を流れる試料は、第２温度調整部４０により、低温（例えば、６０℃）に冷却される（アニーリング及び伸長）。冷却用流路１４３内の試料は冷却されることで、１本鎖ＤＮＡと試料に含まれてるプライマーをアニーリングさせ、ＤＮＡを更に伸長させることで、試料中に含まれるＤＮＡの増幅反応を進行させる。
　このとき、冷却用流路１４３内を流れる試料は上側から冷却されるため、上述の通り、冷却用流路１４３内を流れる試料の対流が容易に生じる。そのため、冷却用流路１４３内を流れる試料はその対流により低温に冷却され易い。
　開口１７Ａからの試料の供給を停止すると共に、開口１７Ｂ及び１７Ｃに供給されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気を吸引の供給を停止して、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃの開閉を制御することで、試料は、冷却用流路１４３内で、低温（例えば、６０℃）に冷却されるまで保持させてもよい。
　冷却用流路１４３内を通過した試料は、メンブレンバルブ１８Ｃを通過した後、接続流路１４２Ｂ内を通ってサーマルサイクル用流路プレート１０Ａの厚さ方向（－Ｚ軸方向）に流れる。
　なお、試料が冷却用流路１４３内を流れる前又は流れている状態で、上記と同様に接続流路１４２Ｂ内に光照射部５０（図１参照）から測定光が接続流路１４２Ｂを通過するように照射して、接続流路１４２Ｂを通過した試料中の成分を分析してもよい。
　次に、開口１７Ａに供給された供給管９１から試料の供給を停止し、流路１２Ｂ内への空気の圧入を停止すると共に、開口１７Ｃに供給されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気を供給してメンブレンバルブ１８Ｃを閉鎖する。これにより、試料は、接続流路１４２Ｂから中心基材１１１の下面に形成された加熱用流路１４１Ｂ内に流れる。
　加熱用流路１４１Ｂ内を流れる試料は、第１温度調整部３０Ｂにより、加熱用流路１４１Ｂ内を通過しながら、中温（例えば、６０℃～７２℃）に加熱される。加熱用流路１４１Ｂ内の試料は中温に加熱されることで、試料中に含まれるプライマーの分離が生じずにＤＮＡポリメラーゼの活性に至適な温度を維持できる。
　このとき、加熱用流路１４１Ｂ内を流れる試料は下側から加熱されるため、上述の通り、加熱用流路１４１Ｂ内を流れる試料の対流が容易に生じる、そのため、加熱用流路１４１Ｂ内を流れる試料はその対流により中温に加熱され易い。
　なお、開口１７Ａからの試料の供給を停止すると共に、開口１７Ｂ及び１７Ｃに供給されたシリンジから流路１２Ｂ内の空気を吸引の供給を停止して、メンブレンバルブ１８Ａ～１８Ｃの開閉を制御することで、試料は、加熱用流路１４１Ｂ内で、中温（例えば、６０℃～７２℃）に加熱されるまで保持させてもよい。
　加熱用流路１４１Ｂ内を通過した試料は、メンブレンバルブ１８Ａを通過した後、誘導流路１３に流れる。試料が加熱用流路１４１Ａに供給されてから加熱用流路１４１Ｂから排出されるまでの流れを１サイクルとする。加熱用流路１４１Ｂ内を通過した試料は、メンブレンバルブ１８Ａを通過した後、誘導流路１３を通って、再度、加熱用流路１４１Ａに流し、上述と同様に、１サイクル以上循環させる。これにより、試料の温度は、図１９に示すように、９０℃、５０℃及び７０℃を繰り返すことで、試料の核酸増幅反応、特にＰＣＲを確実に進行させることができる。
　試料が、流路１２Ｂ内を１サイクル以上循環した後、誘導流路１３を通って開口１７Ａ１から供給管９１に排出される。開口１７Ａからシリンジ９３（図９参照）に排出された試料は、制御部７０（図１参照）で分析（観察）してもよい。
　このように、本実施形態に係るサーマルサイクル用流路プレート１０Ｂは、２つの加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂを備え、加熱用流路１４１Ｂを冷却用流路１４３の後段に備え、被加熱面を加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂの下側に設け、被冷却面を冷却用流路１４３の上側に設ける。サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂは、試料が加熱用流路１４１Ａで加熱される際と冷却用流路１４３で冷却される際の他に、加熱用流路１４１Ｂにおいて第３温度調整部４５により加熱される際でも、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂと冷却用流路１４３のいずれの流路内で試薬に対流を生じさせることができる。このため、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂは、これらのいずれの流路内において試薬の温度を容易に均一にさせることができる。よって、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂは、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂと、冷却用流路１４３内の温度分布が均一になるまでの時間を短縮することができるため、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂと冷却用流路１４３内の試料の処理時間を短縮することができる。
　本実施形態に係るサーマルサイクル装置１Ｂは、サーマルサイクル用流路プレート１０Ｂ、搬送部２０、マイクロ流路１４、第１温度調整部３０、第２温度調整部４０及び第３温度調整部４５を備える。マイクロ流路１４は、加熱用流路１４１Ａ及び１４１Ｂと、接続流路１４２Ａ及び１４１Ｂと、冷却用流路１４３を有し、第１温度調整部３０を加熱用流路１４１Ａの下側に設け、第２温度調整部４０を冷却用流路１４３の上側に設け、第３温度調整部４５を加熱用流路１４１Ｂの下側に設けている。サーマルサイクル装置１Ｂは、試料を、加熱用流路１４１Ａにおいて第１温度調整部３０により加熱する際、冷却用流路１４３において第２温度調整部４０により冷却する際、加熱用流路１４１Ｂにおいて第３温度調整部４５により加熱する際、流路１２Ｂ内で加熱又は冷却により、試薬に対流を生じさせることができる。よって、サーマルサイクル装置１Ｂは、サーマルサイクル装置１Ａと同様、流路１２Ｂ内の温度分布が均一になるまでの時間を短くできるため、流路１２Ｂ内の試料の処理時間を短縮することができる。
　以下、実施例及び比較例を示して実施形態を更に具体的に説明するが、実施形態はこれらの実施例及び比較例により限定されるものではない。
＜実施例１＞
［サーマルサイクル用流路プレートの作製］
　シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を用いて、板状に成形した板状プレートを３枚準備した。そのうち、１枚の板状プレートの厚さは４ｍｍとし、残り２枚の板状プレートの厚さは０．１８８ｍｍとした。１枚の板状プレートの下面には下側溝部を形成し、中心基材を作製した。下側溝部の深さは１ｍｍとし、その両端とその周辺の深さは１ｍｍよりも浅くした。残り２枚の板状プレートは、それぞれ、下側薄板部材及び上側薄板部材とした。その後、中心基材、下側薄板部材及び上側薄板部材の接合面に接着剤を塗布した後、下側薄板部材と上側薄板部材との間に中心基材を挟み、熱圧着することで、中心基材と下側薄板部材との間と、中心基材と上側薄板部材との間とを接合した。これにより、中心基材の下面に高さ１ｍｍの流路と、その流路の両端に流入口及び流出口とを有するサーマルサイクル用流路プレートを作製した。流路は、その長軸方向における断面においてチャンバー状に形成した。
［加熱］
　サーマルサイクル用流路プレートをホットプレートの上に置いて、サーマルサイクル用流路プレートの下面をホットプレートに接触させ、熱電対（ＧＲＡＦＴＥＣ　ＬＯＧＧＥＲ　ＧＬ２４０）を図２０に示すように、ホットプレートの表面（図２０中、点Ａ）と、下面（流路内のホットプレート側の内面）（図２０中、点Ｂ）及び流路の上面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２０中、点Ｃ）と、サーマルサイクル用流路プレートの上面（図２０中、点Ｄ）に設置した。ホットプレートを５０℃に加熱してサーマルサイクル用流路プレートの下面を５０℃に加熱し、流路に純水（２０℃）を供給した。流路の下面（流路内のホットプレート側の内面）（図２０中、点Ｂ）及び上面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２０中、点Ｃ）の温度の測定結果を図２１に示す。
＜比較例１＞
［サーマルサイクル用流路プレートの作製］
　実施例１において、１枚の板状プレートの下面に形成した下側溝部を板状プレートの上面に上側溝部を形成し、中心基材を作製したこと以外は、実施例１と同様にして行い、サーマルサイクル用流路プレートを作製した。
［加熱］
　実施例１において、サーマルサイクル用流路プレートの上面にアルミブロックヒータを載せて、サーマルサイクル用流路プレートの上面にアルミブロックヒータを接触させた。そして、熱電対（ＧＲＡＦＴＥＣ　ＬＯＧＧＥＲ　ＧＬ２４０）を図２２に示すように、アルミブロックヒータの表面（図２２中、点Ａ）と、流路の上面（流路内のアルミブロックヒータ側の内面）（図２２中、点Ｂ）及び下面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２２中、点Ｃ）と、サーマルサイクル用流路プレートの下面（図２２中、点Ｄ）に設置した。それ以外は、実施例１と同様にして行った。流路の上面（流路内のアルミブロックヒータ側の内面）（図２２中、点Ｂ）及び下面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２２中、点Ｃ）の温度の測定結果を図２３に示す。
＜実施例２＞
［サーマルサイクル用流路プレートの作製］
　比較例１と同様にしてサーマルサイクル用流路プレートを作製した。
［冷却］
　比較例１と同様にして、サーマルサイクル用流路プレートの上面に第２温度調整部として用いるアルミブロックヒータを載せて、サーマルサイクル用流路プレートの上面にアルミブロックヒータを接触させた。なお、サーマルサイクル用流路プレートをホットプレートの上に置いた。そして、熱電対（ＧＲＡＦＴＥＣ　ＬＯＧＧＥＲ　ＧＬ２４０）を、図２４に示すように、アルミブロックヒータの表面（図２４中、点Ａ）と、流路の上面（流路内のアルミブロックヒータ側の内面）（図２４中、点Ｂ）及び下面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２４中、点Ｃ）と、サーマルサイクル用流路プレートの下面（図２４中、点Ｄ）に設置した。
　アルミブロックヒータを５０℃に加熱してサーマルサイクル用流路プレートの上面を５０℃に加熱して、流路に純水（７０℃）を供給し、流路内の純水を冷却した。なお、サーマルサイクル用流路プレートの上面側以外が冷却されないように、ホットプレートを７０℃に加熱してサーマルサイクル用流路プレートの下面を７０℃に加熱した。流路の上面（流路内のアルミブロックヒータ側の内面）（図２４中、点Ｂ）及び下面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２４中、点Ｃ）の温度の測定結果を図２５に示す。
＜比較例２＞
［サーマルサイクル用流路プレートの作製］
　実施例１と同様にしてサーマルサイクル用流路プレートを作製した。
［冷却］
　実施例１と同様にして、サーマルサイクル用流路プレートを第２温度調整部として用いるホットプレートの上に置いて、サーマルサイクル用流路プレートの下面をホットプレートに接触させた。なお、サーマルサイクル用流路プレートの上面にアルミブロックヒータを載せた。そして、熱電対（ＧＲＡＦＴＥＣ　ＬＯＧＧＥＲ　ＧＬ２４０）を図２６に示すように、ホットプレートの表面（図２６中、点Ａ）と、流路の下面（流路内のホットプレート側の内面）（図２６中、点Ｂ）及び上面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２６中、点Ｃ）と、サーマルサイクル用流路プレートの上面（図２６中、点Ｄ）に設置した。
　ホットプレートを５０℃に加熱してサーマルサイクル用流路プレートの下面を５０℃に加熱して、流路に純水（７０℃）を供給し、流路内の純水を冷却した。なお、サーマルサイクル用流路プレートの下面側以外が冷却されないように、アルミブロックヒータを７０℃に加熱してサーマルサイクル用流路プレートの上面を７０℃に加熱した。流路の下面（流路内のホットプレート側の内面）（図２６中、点Ｂ）及び上面（流路内の中心基材の内側の内面）（図２６中、点Ｃ）の温度の測定結果を図２７に示す。
　図２１に示すように、実施例１では、流路内の上面側は流路内の下面側と略同じ温度にまで数秒で上昇した。一方、図２３に示すように、比較例１では、流路内の上面側と流路内の下面側との温度差は大きいままであり、流路内の上面側は流路内の下面側と同じ温度にまで上昇しなかった。よって、純水を加熱する時は、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の下面側を加熱すれば、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の上面側を加熱するよりも、流路の水の温度をより早期に均一に加熱できるといえる。これは、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の下面側を加熱して、流路内を流れる純水が加熱されることで、流路内を流れる純水中に対流が生じ、純水を所定の加熱温度により短時間で均一に加熱できるためといえる。
　図２５に示すように、実施例２では、流路内の上面側は流路内の下面側と略同じ温度にまで数秒で低下した。一方、図２７に示すように、比較例２では、流路内の上面側と流路内の下面側との温度差は大きいままであり、流路内の上面側は流路内の下面側と同じ温度にまで低下しなかった。よって、純水を冷却する時は、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の上面側を冷却すれば、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の下面側を冷却するよりも、流路の水の温度をより早期に均一に冷却できるといえる。これは、サーマルサイクル用流路プレート内の流路の上面側を冷却して、流路内を流れる純水が冷却されることで、流路内を流れる純水中に対流が生じ、純水を所定の冷却温度により短時間で均一に冷却できるためといえる。
　以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　本出願は、２０２１年１１月１６日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－１８６６４９号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２１－１８６６４９号の全内容を本出願に援用する。
　１Ａ、１Ｂ　サーマルサイクル装置
　１０Ａ、１０Ｂ　サーマルサイクル用流路プレート
　１１Ａ、１１Ｂ　板状部材（プレート本体）
　１１１　中心基材
　１１２　下側薄板部材
　１１３　上側薄板部材
　１２Ａ、１２Ｂ　流路（流体流路）
　１３　誘導流路
　１４　マイクロ流路
　１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、２１Ａ、２１Ｂ　開口
　２０　搬送部
　３０　第１温度調整部
　３１　加熱用流路
　３２　接続流路
　３３　冷却用流路
　４０　第２温度調整部
　４５　第３温度調整部
　５０　光照射部
　６０　受光部
　７０　制御部
　８０　表示部

Claims (5)

  1. 　水平方向に延在する板状部材と、
    　前記板状部材内に水平方向に延設された加熱用流路と、
    　前記板状部材内に水平方向に延設された冷却用流路と、
    　前記加熱用流路と前記冷却用流路を接続する接続流路と、
    　前記加熱用流路を加熱する第１温度調整部が接触する被加熱面と、
    　前記第１温度調整部よりも低い温度で前記冷却用流路を冷却する第２温度調整部が接触する被冷却面とを備え、
    　対象の試料が前記加熱用流路から前記冷却用流路に搬送されるサーマルサイクル用流路プレートであって、
    　前記被加熱面は、前記加熱用流路の下側に設けられ、
    　前記被冷却面は、前記冷却用流路の上側に設けられたサーマルサイクル用流路プレート。
  2. 　前記板状部材は、中心基材と、前記中心基材の下側に設けられる下側薄板部材と、前記中心基材の上側に設けられる上側薄板部材とからなり、
    　前記加熱用流路は、前記中心基材の下面に形成された下側溝部と前記下側薄板部材によって囲まれた空間により構成され、
    　前記冷却用流路は、前記中心基材の上面に形成された上側溝部と前記上側薄板部材によって囲まれた空間により構成され、
    　前記接続流路は、前記下側溝部と前記上側溝部を連通させる空間により構成された請求項１に記載のサーマルサイクル用流路プレート。
  3. 　前記上側薄板部材及び前記下側薄板部材は、光透過性を有する材料からなり、
    　前記接続流路は、前記板状部材の上下方向に前記中心基材に貫設されている請求項２に記載のサーマルサイクル用流路プレート。
  4. 　前記試料は核酸を含み、前記加熱用流路及び前記冷却用流路からなる流路内で核酸増幅反応が行われる請求項１～３の何れか一項にサーマルサイクル用流路プレート。
  5. 　水平方向に延在する板状部材と、
    　前記板状部材内に水平方向に延設された加熱用流路と、
    　前記板状部材内に水平方向に延設された冷却用流路と、
    　前記加熱用流路と前記冷却用流路を接続する接続流路と、
    　対象の試料を前記加熱用流路から前記冷却用流路に搬送する搬送部と、
    　前記板状部材の下面に設けられ、前記加熱用流路の下側を加熱する第１温度調整部と、
    　前記板状部材の上面に設けられ、前記第１温度調整部よりも低い温度で前記冷却用流路の上側を冷却する第２温度調整部と、
    を備えたサーマルサイクル装置。
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