JP2007189960A - Reaction vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗原抗体反応による抗原の検出及びＤＮＡの検出等に用いられる反応容器の製造方法および容器の表面処理装置に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a reaction vessel and a surface treatment apparatus for the vessel used for antigen detection and DNA detection by antigen-antibody reaction.
近年、化学反応やＤＮＡ反応、たんぱく質反応などの生化学反応をチップ上にて行うμ−Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ技術やＬａｂ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ技術が研究され実現して
きており、今まで大型の実験装置や大量の試薬が必要であった反応実験が数ミリ角以下の
チップで少量の試薬で行えるようになってきている。
In recent years, μ-Total Analysis System technology and Lab-on-Chip technology that perform biochemical reactions such as chemical reactions, DNA reactions, and protein reactions on a chip have been studied and realized, and until now, large-scale experimental devices and large quantities have been developed. It is now possible to carry out reaction experiments that require these reagents with a small amount of reagent on a chip of several millimeters or less.
生化学反応の例としては、酵素反応によるＤＮＡ増幅反応や、既知の配列を有するプローブＤＮＡを用い、ハイブリダイゼーション法により検体ＤＮＡの配列を検出する方法、ＤＮＡの配列決定の中でもＳＮＰ（一塩基多型）の検出法などがある。
ＳＮＰの検出法としては、インベーダー法、タックマンＰＣＲ法をタイピング工程に用いる方法が知られている（特許文献１参照）。
Examples of biochemical reactions include DNA amplification reaction by enzymatic reaction, a method of detecting a sample DNA sequence by a hybridization method using a probe DNA having a known sequence, and SNP (single nucleotide sequence) in DNA sequencing. Type) detection method.
As a method for detecting SNP, a method using an invader method or a Tuckman PCR method in a typing process is known (see Patent Document 1).
一般的にＤＮＡを用いた検出反応には血液等を採取し抽出したものを用いるが、採取する血液等の試料を少量で済ませるため、検体ＤＮＡの調製法として、酵素反応によるＤＮＡ増幅反応を用いることが多い。
試料中に含まれる微量のＤＮＡを増加させる方法には種々の方法が知られているが、その代表的な方法として、ＰＣＲ増幅反応が知られている。この方法は、試料中の二本鎖ＤＮＡの変性工程（一本鎖に解離）、アニーリング工程（一本鎖ＤＮＡとプライマーを結合）、伸長工程（プライマーからＤＮＡを合成）から構成される３工程を１サイクルとし、このサイクルを繰り返して試料中のＤＮＡを増加させる方法である。変性工程は約９５℃、アニーリング工程は５０〜６０℃、伸長工程は６０〜８０℃で行われる。ＰＣＲ増幅反応はこの熱サイクルを繰り返すことにより行われる。１サイクルに要する時間はせいぜい数分程度であり、このサイクルを繰り返して必要量のＤＮＡを得る。
なお、ＰＣＲ反応の前には前処理として９５℃で数分〜５、６分加熱することもある。
In general, a detection reaction using DNA is performed by collecting and extracting blood or the like. However, in order to use a small amount of sample such as collected blood, a DNA amplification reaction by an enzymatic reaction is used as a method for preparing a sample DNA. There are many cases.
Various methods are known for increasing a trace amount of DNA contained in a sample, and a PCR amplification reaction is known as a typical method. This method consists of three steps consisting of a denaturation step of double-stranded DNA in a sample (dissociation into single strands), an annealing step (binding single-stranded DNA and primers), and an extension step (synthesize DNA from primers) Is one cycle, and this cycle is repeated to increase the DNA in the sample. The denaturing step is performed at about 95 ° C., the annealing step is performed at 50 to 60 ° C., and the extension step is performed at 60 to 80 ° C. The PCR amplification reaction is performed by repeating this thermal cycle. The time required for one cycle is about several minutes at most, and this cycle is repeated to obtain a necessary amount of DNA.
In addition, before PCR reaction, it may heat for several minutes-5 to 6 minutes at 95 degreeC as pre-processing.
ＳＮＰの検出法の一つであるインベーダー法は、二種類の非蛍光標識オリゴヌクレオチド（アレルプローブ、インベーダープローブ）、一種類の蛍光標識オリゴヌクレオチド（ＦＲＥＴプローブ）及びＤＮＡ構造に特異的なエンドヌクレアーゼ（クリベース）を使用する。アレルプローブは、鋳型ＤＮＡの配列とは無関係な配列（フラップ）を５’側に有し、３’側に鋳型ＤＮＡに特異的な相補配列を有するオリゴヌクレオチドで、その相補配列の５’側末端はＳＮＰ部位となっている。他方、インベーダープローブは、前記ＳＮＰ部位から鋳型ＤＮＡの３’側に相補的に結合するように設計されている。また、ＦＲＥＴプローブは蛍光標識を有するオリゴヌクレオチドで、その５’末端に蛍光標識（レポーター）を有し、その上流にはクエンチャーが結合している。そして、このレポーターから３’側の部位が自己ハイブリゼーションして二本鎖を構成しており、この二本鎖から３’末端側に、アレルプルーブのフラップと相補的な配列である一本鎖の部位を有するものである。また、クリベースは、ヌクレオチドが三重に重なった部位を認識し、三重に重なったヌクレオチドの３’側を切断して遊離させる酵素である。 The invader method, which is one of the methods for detecting SNPs, consists of two types of non-fluorescently labeled oligonucleotides (allele probe, invader probe), one type of fluorescently labeled oligonucleotide (FRET probe), and an endonuclease specific to the DNA structure ( Chestnut base). The allele probe is an oligonucleotide having a sequence (flap) unrelated to the sequence of the template DNA on the 5 ′ side and a complementary sequence specific to the template DNA on the 3 ′ side, and the 5 ′ end of the complementary sequence. Is a SNP site. On the other hand, the invader probe is designed to complementarily bind to the 3 'side of the template DNA from the SNP site. The FRET probe is an oligonucleotide having a fluorescent label, and has a fluorescent label (reporter) at its 5 'end, and a quencher is bound upstream thereof. The 3 'site from this reporter is self-hybridized to form a double strand. From this double strand to the 3' end, a single strand that is complementary to the allele probe flap. It has a part of. Cribase is an enzyme that recognizes a triplet overlapping site and cleaves and releases the 3 'side of the triplet nucleotide.
このインベーダー法においては、まず検査対象の鋳型ＤＮＡとアレルプローブをハイブリゼーションしたときに、ＳＮＰ部位にインベーダープローブの３’末端が侵入する。このため、このＳＮＰ部位で、鋳型ＤＮＡ、アレルプローブ及びインベーダープローブを重ね合わせて三重になる。このＳＮＰ部位の構造をクリベースが認識して、アレルプローブのフラップを切断・遊離させる。次に、アレルプローブ起源の前記遊離フラップはＦＲＥＴプローブとハイブリゼーションする。このハイブリゼーションによって、自己ハイブリゼーションの二本鎖とアレルプローブ起源の前記遊離フラップとの交点で三重となり、クリベースは再びこの構造を認識してＦＲＥＴプローブのレポーターを切断し、クエンチャーから開放される。そして、励起光を照射することにより、切断遊離されたレポーターの蛍光標識が蛍光発色する。仮にＳＮＰ部位の塩基がアレルプローブとマッチしないものであった場合、アレルプローブ起源のフラップは切断・遊離せず、したがって、蛍光発光率が著しく低いから、この蛍光強度の差を検出することによってＳＮＰを検査することができる。なお、励起光としては一般に紫外光又は可視光が利用されている。
また、これらの反応は約６３℃で数十分〜４時間程度インキュベートすることにより行われる。
In this invader method, when the template DNA to be examined and the allele probe are first hybridized, the 3 ′ end of the invader probe enters the SNP site. For this reason, at this SNP site, the template DNA, the allele probe and the invader probe are overlapped to form a triple. Crybase recognizes the structure of this SNP site and cleaves / releases the flap of the allele probe. The free flap originating from the allelic probe is then hybridized with the FRET probe. This hybridization results in a triple at the intersection of the self-hybridization duplex and the free flap originating from the allele probe, and the chestnut base again recognizes this structure, cleaves the reporter of the FRET probe, and is released from the quencher. . Then, by irradiating with excitation light, the fluorescent label of the reporter released by cleavage emits fluorescence. If the base of the SNP site does not match the allele probe, the flap originating from the allele probe will not be cleaved / released, and thus the fluorescence emission rate is extremely low. Therefore, by detecting this difference in fluorescence intensity, Can be inspected. In general, ultraviolet light or visible light is used as the excitation light.
These reactions are carried out by incubating at about 63 ° C. for about several tens of minutes to about 4 hours.
チップを用いて、これらの反応を行う場合、ＤＮＡの配列を決定する場合などは、スライドガラス上にプローブＤＮＡを固定し、その上でハイブリダイゼーション反応を行う方法が知られている。
また、チップ上に設けたウェルと呼ばれる微小な穴やくぼみが形成され反応場として用いることも知られている。ウェルは、半導体やガラスにエッチングで設けたり、穴のあいた板を積層することで形成されていた。
ウェルを用いる場合、試薬を基板上に固定する必要がなく、またＰＣＲ反応などにも適用できる。
When these reactions are performed using a chip, or when the sequence of DNA is determined, a method is known in which probe DNA is immobilized on a slide glass and a hybridization reaction is performed thereon.
It is also known that a minute hole or depression called a well provided on a chip is formed and used as a reaction field. The well has been formed by etching a semiconductor or glass or laminating a plate with holes.
In the case of using wells, it is not necessary to fix the reagent on the substrate, and it can also be applied to a PCR reaction or the like.
ウェルタイプのものとしては、例えば、基板表面に多数のウェルが設けられている検出用基板が開示されている（特許文献２、３、４参照）。
また、内部に流路を設け、両端に開口部を有する、ＰＣＲ反応用の装置も知られている（特許文献５参照）。
As a well-type substrate, for example, a detection substrate having a large number of wells provided on the substrate surface is disclosed (see
An apparatus for PCR reaction is also known which has a flow path inside and has openings at both ends (see Patent Document 5).
このような反応チップは、ガラス基板やプラスチック基板を切削加工することにより作成することができるが、生産性などの点からプラスチック樹脂の射出成形を用いることもある。
しかし、射出成形で成形する場合、用いる樹脂の成形収縮率によっては成形時の収縮変形が問題となる。特にＤＮＡなど生化学分野の反応に用いる場合、試薬が微量でウェルなどの反応場は微細になり、また反応の有無を蛍光などの光学系で検出する場合、高レベルな位置精度、寸法安定性を要求される。
Such a reaction chip can be prepared by cutting a glass substrate or a plastic substrate, but plastic resin injection molding may be used from the viewpoint of productivity.
However, when molding by injection molding, depending on the molding shrinkage of the resin used, shrink deformation at the time of molding becomes a problem. In particular, when used in reactions in the biochemical field such as DNA, the reaction field such as wells becomes minute with a small amount of reagent, and when detecting the presence or absence of reaction with an optical system such as fluorescence, high level positional accuracy and dimensional stability As required.
また、反応チップ化した後に、外部環境から混入した不純物による試薬などの内容物の汚染を防ぐためにウェル上に保護フィルムを設けるが、ヒートシール法で設ける場合、チップには２００℃近い熱が加わる。さらに、ＤＮＡの増幅反応、ハイブリダイゼーション反応では、チップに４０〜１００℃程度の熱が加わる。なお、ハイブリダイゼーション反応を行う前に加熱による前処理を行うこともあり、その場合１００℃近い温度で数分間処理を行う。そのため、成形時の収縮変形以外にも、その後の過熱工程時に、熱的なストレスによる変形が問題となる。 In addition, after forming a reaction chip, a protective film is provided on the well in order to prevent contamination of contents such as reagents due to impurities mixed from the external environment, but when the heat seal method is used, heat of about 200 ° C. is applied to the chip. . Furthermore, in a DNA amplification reaction or hybridization reaction, heat of about 40 to 100 ° C. is applied to the chip. In some cases, pretreatment by heating is performed before the hybridization reaction. In this case, the treatment is performed at a temperature close to 100 ° C. for several minutes. Therefore, in addition to shrinkage deformation at the time of molding, deformation due to thermal stress becomes a problem during the subsequent overheating process.
また、前述のような反応を、ウェル状の反応場の下部から検出する場合、基材の透明性も必要となるが、基材の透明性を確保するために透明性を向上させるための添加剤を加えることが多い。しかし、このような添加剤を加えると、たいていの場合、樹脂の変形率は増加する傾向にあり、透明性、反応系の影響などを考慮すると射出成形で全ての要件を満たすことが困難である。 In addition, when the reaction as described above is detected from the bottom of the well-like reaction field, the transparency of the base material is also required, but it is added to improve the transparency to ensure the transparency of the base material. Additives are often added. However, when such additives are added, the deformation rate of the resin tends to increase in most cases, and it is difficult to satisfy all the requirements in injection molding in consideration of the effects of transparency, reaction system, etc. .
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、基材と保護フィルムを有する反応容器において、成形時の変形、またその後の保護フィルム形成工程、反応検出工程での変形のない反応容器とすることを目的とする。特に、反応検出部下部からの光学的な検出を考慮した高透明な反応容器とすることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in a reaction vessel having a base material and a protective film, the reaction without deformation in the molding process, the subsequent protective film forming process, and the reaction detecting process. It is intended to be a container. In particular, an object is to provide a highly transparent reaction vessel in consideration of optical detection from the lower part of the reaction detection unit.
請求項１の発明は、基板に、複数のウェル状反応検出部を備え、該ウェル状反応検出部上に保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされてなる反応容器であって、
該基板の２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）の範囲内である樹脂組成物を主成分としており、
かつウェル状反応検出部底部と基板裏面の間における可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内である、
ことを特徴とする反応容器である。
The invention of
The main component is a resin composition whose thermal expansion coefficient at 20 to 120 ° C. is in the range of 100 to 2000 (10 −5 / ° C.),
And the light transmittance in the visible light region between the bottom of the well-like reaction detector and the back surface of the substrate is in the range of 60% to 90%.
It is the reaction container characterized by this.
請求項２の発明は、前記樹脂組成物の成形収縮率が０．５〜１．０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の反応容器である。
The invention according to
請求項３の発明は、前記樹脂がポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の反応容器である。
The invention according to
請求項４の発明は、前記樹脂が透明化剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反応容器である。
The invention according to
請求項５の発明は、前記透明化剤がソルビトール骨格を有する造核剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反応容器である。
The invention according to
請求項６の発明は、射出成形により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反応容器である。
Invention of
請求項７の発明は、同一基板に、ウェル状試薬収容部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の反応容器である。 A seventh aspect of the present invention is the reaction container according to any one of the first to sixth aspects, wherein a well-shaped reagent containing portion is provided on the same substrate.
請求項８の発明は、さらに第二反応部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反応容器である。
The invention according to
本発明によれば、基材と保護フィルムを有する反応容器において、成形時の変形、またその後の保護フィルム形成工程、反応検出工程での変形のない反応容器とすることができる。また、透明性に優れ、反応検出部下部からの光学的な検出を効率よくできる。 According to the present invention, in a reaction container having a base material and a protective film, it is possible to obtain a reaction container that is not deformed at the time of molding and that is not deformed in the subsequent protective film forming process and reaction detecting process. Moreover, it is excellent in transparency and can efficiently perform optical detection from the lower part of the reaction detection unit.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明における一実施形態を示す図を示す。図１は、略長方形の板状の基板に、ウェル状の反応検出部が複数形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a plurality of well-like reaction detectors are formed on a substantially rectangular plate-like substrate.
本発明に用いる基板は、試薬に悪影響を与えず、反応系に悪影響を与えないことが必要である。
また、ＤＮＡ反応など生化学、生物学分野での反応系は微量な試薬を用いた反応が多く、基板上に複数の微小なウェル状反応検出部を設け、装置を用いて自動で反応検出する場合、高い位置精度、寸法安定性が要求される。また、ウェル状の反応検出部は、内容物の劣化防止、不純物の混入によるコンタミの影響を防ぐ目的でウェル状の反応検出部上には保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされるので、ヒートシール時の熱や、その後の反応時の熱による変形などがないことが必要である。
The substrate used in the present invention is required not to adversely affect the reagent and not adversely affect the reaction system.
In addition, reaction systems in the biochemistry and biology fields such as DNA reactions often use a small amount of reagent, and a plurality of minute well-like reaction detectors are provided on the substrate to automatically detect the reaction using the apparatus. In this case, high positional accuracy and dimensional stability are required. In addition, a well-like reaction detection unit is attached to the well-like reaction detection unit by heat sealing to prevent the contents from deteriorating and contamination caused by impurities. It is necessary that there is no deformation due to heat of the reaction or heat during the subsequent reaction.
また、基板は生産性などの点からプラスチック樹脂を用い射出成形により形成することが好ましい。しかし射出成形は用いる樹脂組成物によって異なるが、約数百度に加熱した樹脂を金型に流し込み、冷却することで成形を行う。
この時、樹脂の熱収縮などを考慮し金型を設計することにより所望の成形体が得られる。しかし、金型の設計だけでは高い位置精度、寸法安定性をだすことは困難である。
The substrate is preferably formed by injection molding using a plastic resin from the viewpoint of productivity. However, although injection molding differs depending on the resin composition used, molding is performed by pouring a resin heated to about several hundred degrees into a mold and cooling.
At this time, a desired molded body can be obtained by designing the mold in consideration of the thermal shrinkage of the resin. However, it is difficult to achieve high positional accuracy and dimensional stability only by designing the mold.
本発明では、基板の原料として２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）である樹脂組成物を用いる。この範囲内であれば、成形時の熱収縮による、変形が抑えられ、好ましいものとなる。また、保護フィルムを設ける際のヒートシール工程（約２００℃）においても熱変形の少ないものとなる。
さらに、チップ上でＰＣＲ反応、ＤＮＡハイブリダイゼーション反応を行う際の、過熱工程においても、熱変形の少ないものとなる。
なお、熱膨張率はＪＩＳ Ｋ ７９１７の定義にされ、１℃当たりの物体の長さ又は体積の変化率を持って示すが、ここでは線膨張率の値を用いる。
In this invention, the resin composition whose thermal expansion coefficient in 20-120 degreeC is 100-2000 (10 < -5 > / degreeC) is used as a raw material of a board | substrate. Within this range, deformation due to heat shrinkage during molding is suppressed, which is preferable. Moreover, it becomes a thing with few heat deformation also in the heat seal process (about 200 degreeC) at the time of providing a protective film.
Furthermore, even in the overheating step when performing PCR reaction or DNA hybridization reaction on the chip, the thermal deformation is small.
The coefficient of thermal expansion is defined by JIS K 7917 and is shown with the rate of change of the length or volume of the object per 1 ° C. Here, the value of the coefficient of linear expansion is used.
また、成形収縮率が０．５〜１．０％の範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、高い精度で成形できる。 Further, the molding shrinkage is preferably in the range of 0.5 to 1.0%. Within this range, molding can be performed with high accuracy.
このような樹脂組成物としては、前述の範囲内であれば特に制限はないが、ポリプロピレン、、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン系ポリマー、ポリブチレンテレフタレートなどを主成分とするものが挙げられる。 Such a resin composition is not particularly limited as long as it is within the above-mentioned range, and examples thereof include those mainly composed of polypropylene, polyethylene terephthalate, cyclic olefin polymer, polybutylene terephthalate, and the like.
また、反応の有無を反応検出部の下部から蛍光などの発光を検出することにより行う場合、可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内であることが必要である。この場合、少なくとも反応検出部の底部と裏面の間で前記範囲に入っていれば良い。 Moreover, when performing the presence or absence of reaction by detecting light emission, such as fluorescence, from the lower part of a reaction detection part, it is necessary for the light transmittance in visible region to be in the range of 60%-90%. In this case, it is only necessary to be within the above-mentioned range between the bottom part and the back surface of the reaction detection part.
このように、高い光線透過率とするためには、前記樹脂組成物に透明性を向上させる添加剤を加えても良い。しかし、このような添加剤は、多くの場合熱膨張率、成形収縮率に悪影響を与えることがある。
そのため、ソルビトール骨格を有する造核剤を用いることが好ましい。ソルビトール骨格を有する造核剤であれば、熱膨張率、成形収縮率を前述の範囲内にし、かつ薬品、反応系に悪影響を及ぼさない樹脂組成物の選択がしやすいものとなる。
Thus, in order to obtain a high light transmittance, an additive for improving transparency may be added to the resin composition. However, such additives often adversely affect the thermal expansion coefficient and molding shrinkage ratio.
Therefore, it is preferable to use a nucleating agent having a sorbitol skeleton. In the case of a nucleating agent having a sorbitol skeleton, it becomes easy to select a resin composition that has a thermal expansion coefficient and a molding shrinkage ratio within the above-mentioned ranges and does not adversely affect the chemicals and reaction system.
ウェル状反応検出部は、開口部を有する凹形状である。
ウェル状の反応部の開口径は０．１〜５ｍｍの範囲内、深さが０．１〜５ｍｍ範囲内であることが好ましい。前述のようにライフサイエンス分野では、微量試薬を用いて厳密な温度制御を行うことが多く、効率的に反応を行うためには、前記範囲内であることが好ましい。
また、反応部内には予め、反応に必要な試薬を収容していても良い。
反応部の数は複数設けることができ、目的に応じて適宜設定できる。
The well-like reaction detection unit has a concave shape having an opening.
The opening diameter of the well-like reaction part is preferably in the range of 0.1 to 5 mm and the depth is preferably in the range of 0.1 to 5 mm. As described above, in the life science field, strict temperature control is often performed using a trace amount of reagent, and it is preferably within the above range in order to perform the reaction efficiently.
Moreover, the reagent required for reaction may be accommodated in the reaction part in advance.
A plurality of reaction units can be provided, and can be appropriately set according to the purpose.
ウェル状反応検出部の形状は、凹形状であれば特に限定するものではないが、開口部が円形で底部が平坦でありウェル開口部から底部まで壁面が傾斜している断面台形形状であることが好ましい。底部が平坦でありウェル開口部から底部まで壁面が傾斜している円錐台形状であれば、下方からの光学的な検出に有利である。例えば反応部内に蛍光物質を下方から紫外線を照射し、同じく下方から蛍光を検出する場合、球状やその他複雑な形状であると、蛍光物質の励起源である紫外線が屈折、散乱して蛍光物質に照射される量が減少してしまう。また生じた蛍光も屈折、散乱し、検出する蛍光強度の低下、誤検出などの原因となってしまう。
なお、それ以外にも、開口部が円形または多角形で、断面が半球形状、Ｕ字形状、三角形状、四角形状になっているものでもかまわない。また、開口部が多角形で断面が台形形状でもかまわない。
The shape of the well-like reaction detection part is not particularly limited as long as it is concave, but the opening is circular and the bottom is flat, and the trapezoidal shape is a cross-sectional trapezoid with the wall surface inclined from the well opening to the bottom. Is preferred. A frustoconical shape having a flat bottom and an inclined wall surface from the well opening to the bottom is advantageous for optical detection from below. For example, when a fluorescent material is irradiated into the reaction part from below and the fluorescence is detected from below, if the fluorescent material is spherical or other complicated shape, the ultraviolet light that is the excitation source of the fluorescent material is refracted and scattered to the fluorescent material. The amount of irradiation will decrease. In addition, the generated fluorescence is also refracted and scattered, resulting in a decrease in the detected fluorescence intensity and false detection.
In addition, the opening may be circular or polygonal, and the cross section may be hemispherical, U-shaped, triangular, or quadrangular. The opening may be polygonal and the cross section may be trapezoidal.
また、前記反応部は、図８（ｂ）に示すような基板をくりぬいた形状にしてもよいし、図８（ａ）に示すように基板裏面が反応部の形状に沿って基板下方向に凸形状になっていても良い。 In addition, the reaction part may be formed by hollowing out the substrate as shown in FIG. 8B, or the back surface of the substrate is directed downward along the shape of the reaction part as shown in FIG. 8A. It may be convex.
また、反応部上に保護フィルムを設ける。保護フィルムを設けることにより、ごみ、汚染物質などによる汚染を防ぐことができる。
保護フィルムとしてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
Moreover, a protective film is provided on the reaction part. By providing the protective film, it is possible to prevent contamination by dust, contaminants, and the like.
A film-like thing can be used as a protective film. Examples of such films include polyolefin films such as polyethylene, polypropylene and polymethylpentene, acrylic films such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polystyrene films, polyacetal films, polyamide films, polyacrylonitrile films, polycarbonate films, Examples include olefin-based films, silicon resin-based films, and fluorine-based resin films.
Moreover, you may use metal foil, such as aluminum, and the laminated film of metal foil and the above-mentioned resin film.
これらの保護フィルムは、ヒートシールにより貼り合わせる。接着剤により貼り合わせる場合に比べ、反応部内に予め試薬を収容しておく場合、ヒートシールであれば、試薬への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。 These protective films are bonded together by heat sealing. Compared to the case of bonding with an adhesive, when the reagent is accommodated in the reaction portion in advance, heat sealing is preferable because the influence of the adhesive on the reagent need not be considered.
ヒートシールの条件は、温度１４０℃〜２２０℃、圧力１ｋｇ〜３ｋｇ、時間０．３秒〜２．０の範囲内で、加圧しながら貼り合わせることが好ましい。温度、圧力、時間がこれ以上であると基材が変形を起こしやすくなる。また、これ以下の温度、圧力、時間であるると貼り合わせが困難である。また、温度を上げる場合は、内容物の熱劣化を考慮して時間を短くするとよい。 The heat sealing conditions are preferably a temperature of 140 ° C. to 220 ° C., a pressure of 1 kg to 3 kg, and a time of 0.3 seconds to 2.0, with pressure being applied. If the temperature, pressure, and time are more than this, the substrate tends to be deformed. Further, if the temperature, pressure and time are less than this, it is difficult to bond. Moreover, when raising temperature, it is good to shorten time in consideration of the thermal deterioration of the contents.
なお、保護フィルムは使用する前に剥がす必要があるため、易剥離性であることが好ましい。 In addition, since it is necessary to peel off a protective film before using, it is preferable that it is easily peelable.
また、例えば図７に示すように、開口部周囲に凸部を設けても良い。凸部を設けることにより、蓋材を貼り合わせやすくできる。特にヒートシールにより貼り合わせる場合、加熱する部分が、基材全体ではなく、凸部のところだけでよいので、反応部内に予め試薬を収容しておく場合、試薬への熱的な影響を低減することができる。
また、剥離する際も、接点が開口部を除いた基材全体ではなく、凸部上だけであるので剥離が容易にできる。
Further, for example, as shown in FIG. 7, a convex portion may be provided around the opening. By providing the convex portion, the lid material can be easily bonded. Especially when pasting together by heat sealing, the heating part only needs to be at the convex part, not the whole base material, so when the reagent is stored in the reaction part in advance, the thermal influence on the reagent is reduced. be able to.
Also, when peeling, the contact is not on the whole substrate excluding the opening but only on the convex part, so that peeling can be easily performed.
このような凸部としては、幅は０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、***（凸部）がシール時に変形してシールの信頼性が低下することがあり、この範囲よい大きいと、圧力が分散して均一にシールできない、基材、内容物への影響（ダメージ）が大きくなる、等の問題が生じる。
また、凸部を設けることにより反応部の容量を増やしてもよい。その場合、反応部の強度とヒートシール適性を考慮して、凸部を例えば図７（ｂ）に示すように２段階に形成してもよい。すなわち、強度を出すためにある程度の厚みを持たせた凸部を設け、その上に幅の小さい凸部を設ける２段階構造にすることにより強度とヒートシール適性を両立させてもよい。
また、凸部同士を凸部と同じ高さで連結させても良い。そのようにすることで、剥離する際に、引っ掛かりがなくスムーズに剥離ができる。
As such a convex part, it is preferable that the width is within a range of 0.1 to 2 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm. If it is smaller than this range, the bulges (convex parts) may be deformed at the time of sealing and the reliability of the seal may be lowered. If this range is larger and larger, pressure will be dispersed and uniform sealing will not be possible. The problem (such as damage) becomes large.
Moreover, you may increase the capacity | capacitance of a reaction part by providing a convex part. In that case, in consideration of the strength of the reaction part and heat sealability, the convex part may be formed in two stages as shown in FIG. 7B, for example. That is, it is possible to achieve both strength and heat sealability by providing a two-stage structure in which a convex portion having a certain thickness is provided in order to increase strength and a convex portion having a small width is provided thereon.
Moreover, you may connect convex parts with the same height as a convex part. By doing so, when peeling, there is no catch and it can peel smoothly.
また、反応検出部内に表面処理を施しても良い。ウェル状反応検出部に試薬、検体などの溶液を充填する際、ウェル状の反応部内に表面処理を施しておくと気泡の混入なく溶液を注入できる。また、ウェル内で加熱により反応を行う際、液在籍位置が安定し、また蒸発しにくいものとなる。 Further, a surface treatment may be performed in the reaction detection unit. When filling the well-like reaction detection unit with a solution such as a reagent or a specimen, the surface can be injected into the well-like reaction unit without introducing bubbles. Further, when the reaction is carried out by heating in the well, the liquid enrollment position becomes stable and is difficult to evaporate.
なお、表面処理としては、溶液が水系の場合、親水処理を施すことが好ましい。具体的には純水との接触角が７０°以下、好ましくは４０°以下がよい。
また、接触角の測定は、公知の接触角計を用いて測定する。また、ウェル内の接触角の測定は困難であるため、同様の表面状態である基板の表面を用いて測定しても良い。
In addition, as a surface treatment, when the solution is aqueous, it is preferable to perform a hydrophilic treatment. Specifically, the contact angle with pure water is 70 ° or less, preferably 40 ° or less.
The contact angle is measured using a known contact angle meter. In addition, since it is difficult to measure the contact angle in the well, the measurement may be performed using the surface of the substrate in the same surface state.
表面処理の方法としては、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ処理などを用いることができる。
また、処理は大気中で行っても良いが、基板と上部電極の間に処理ガスを流しても良い。処理ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが挙げられる。
中でもアルゴンガスを用いたプラズマ処理が好ましい。
As the surface treatment method, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, corona treatment or the like can be used.
The processing may be performed in the atmosphere, but a processing gas may be flowed between the substrate and the upper electrode. Examples of the processing gas include inert gases such as nitrogen, argon, and helium.
Among these, plasma treatment using argon gas is preferable.
ウェル状試薬収容部は、開口部を有する凹形状である。
ウェル状試薬収容部は、複数設けることもでき、試薬収容部を複数設ける場合、大きさが異なっていても良い。試薬収容部の数は、目的に応じて適宜設定できる。
また、試薬収容部は、予め一つの試薬を入れておき、後から別の試薬を入れ、混合させる混合場として用いることもできる。
The well-shaped reagent container has a concave shape having an opening.
A plurality of well-like reagent storage units can be provided. When a plurality of reagent storage units are provided, the sizes may be different. The number of reagent storage units can be appropriately set according to the purpose.
In addition, the reagent container can be used as a mixing field in which one reagent is put in advance and another reagent is put and mixed later.
ウェル状試薬収容部の形状は、凹形状であれば特に限定はしないが、半球状または円筒状で底部が半球状なものが好ましい。半球状であれば試薬を充填する際、試薬の飛び散り、気泡の混入を防げるものとなる。また収容した試薬を取り出す際の取り出し性に優れるものとなる。
なお、それ以外にも、開口部が円形または多角形で、断面が三角形状、四角形状、台形形状になっているものでもかまわない。
The shape of the well-shaped reagent container is not particularly limited as long as it is concave, but a hemispherical or cylindrical shape with a hemispherical bottom is preferable. If hemispherical, when the reagent is filled, the reagent can be prevented from scattering and bubbles from being mixed. Moreover, it becomes excellent in the taking-out property at the time of taking out the accommodated reagent.
In addition, the opening may be circular or polygonal, and the cross section may be triangular, quadrangular, or trapezoidal.
試薬収容部の容量は、１０〜３００μｌの範囲内であることが好ましい。特にＤＮＡを扱う生化学反応の分野では、反応量が微量であり、用いる試薬は高価であることが多い。また、血液から採取されるＤＮＡは通常０．１ｎｇ〜５０ｎｇ程度であり、ＤＮＡを含む試薬は数百ｎｌ〜数μｌ程度である。そのため、反応に用いる試薬、希釈剤なども多くても数百μｌ程度になり、前述の範囲内であることが好ましい。また試薬の量が数百μｌ以上になる場合は２つに分けて収容してもよい。 The volume of the reagent storage unit is preferably in the range of 10 to 300 μl. In particular, in the field of biochemical reactions dealing with DNA, the reaction amount is very small and the reagents used are often expensive. In addition, DNA collected from blood is usually about 0.1 ng to 50 ng, and a reagent containing DNA is about several hundred nl to several μl. Therefore, the number of reagents, diluents, etc. used in the reaction is at most several hundred μl, and is preferably within the above-mentioned range. In addition, when the amount of the reagent is several hundred μl or more, it may be accommodated in two.
前記試薬収容部の開口径が１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
試薬の量は、数百ｎｌ程度の極微量〜数百μｌ程度であり、また一般的な分注針の径は数十μｍ〜数ｍｍ程度である、そのため、分注適正、目的容量を考慮すると、試薬収容部の開口径が１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
It is preferable that the opening diameter of the reagent container is in the range of 1 to 50 mm.
The amount of the reagent is from a very small amount of about several hundred nl to about several hundred μl, and the diameter of a general dispensing needle is about several tens of μm to several mm. Then, it is preferable that the opening diameter of a reagent accommodating part exists in the range of 1-50 mm.
また、深さは１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。 The depth is preferably in the range of 1 to 50 mm.
また、前記試薬収容部は、図８（ｂ）に示すような基板をくりぬいた形状にしてもよいし、図８（ａ）に示すように基板裏面が反応部の形状に沿って基板下方向に凸形状になっていても良い。 In addition, the reagent container may be formed by hollowing out the substrate as shown in FIG. 8B, or the back surface of the substrate is directed downward along the shape of the reaction portion as shown in FIG. 8A. It may be convex.
また、試薬収容部上に蓋材を設けても良い。蓋材を設けることにより、ごみ、汚染物質などによる汚染を防ぐことができる。
蓋材としてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
Moreover, you may provide a cover material on a reagent storage part. By providing the cover material, it is possible to prevent contamination by dust, contaminants, and the like.
A film-like thing can be used as a cover material. Examples of such films include polyolefin films such as polyethylene, polypropylene and polymethylpentene, acrylic films such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polystyrene films, polyacetal films, polyamide films, polyacrylonitrile films, polycarbonate films, Examples include olefin-based films, silicon resin-based films, and fluorine-based resin films.
Moreover, you may use metal foil, such as aluminum, and the laminated film of metal foil and the above-mentioned resin film.
これらのフィルム状蓋材は、接着剤を用いて貼り合わせることができる。接着剤としては、耐熱性の硬化性接着剤を用いることができる。
また、ヒートシールにより貼り合わせてもかまわない。ヒートシールであれば、試薬への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。
These film-like cover materials can be bonded together using an adhesive. As the adhesive, a heat-resistant curable adhesive can be used.
Further, it may be bonded by heat sealing. A heat seal is preferable because it is not necessary to consider the influence of the adhesive on the reagent.
ヒートシールの条件は、温度１４０℃〜２２０℃、圧力１ｋｇ〜３ｋｇ、時間０．３秒〜２．０の範囲内で、加圧しながら貼り合わせることが好ましい。温度、圧力、時間がこれ以上であると基材が変形を起こしやすくなる。また、これ以下の温度、圧力、時間であるると貼り合わせが困難である。また、温度を上げる場合は、内容物の熱劣化を考慮して時間を短くするとよい。 The heat sealing conditions are preferably a temperature of 140 ° C. to 220 ° C., a pressure of 1 kg to 3 kg, and a time of 0.3 seconds to 2.0, with pressure being applied. If the temperature, pressure, and time are more than this, the substrate tends to be deformed. Further, if the temperature, pressure and time are less than this, it is difficult to bond. Moreover, when raising temperature, it is good to shorten time in consideration of the thermal deterioration of the contents.
また、蓋材を設けた場合、試薬の回収は、蓋材の上から注射器のような針状の回収具を用いて、突き刺し、回収しても良い。 Further, when a lid member is provided, the reagent may be collected by piercing with a needle-like collection tool such as a syringe from above the lid member.
なお、蓋材を剥がさずに試薬を回収する場合は、蓋材は剥離する必要がない。 Note that when the reagent is recovered without removing the lid, the lid does not need to be peeled off.
また、例えば図７に示すように、開口部周囲に凸部を設けても良い。凸部を設けることにより、蓋材を貼り合わせやすくできる。
特にヒートシールにより貼り合わせる場合、加熱する部分が、基材全体ではなく、凸部のところだけでよいので、試薬収容部内の試薬への熱的な影響を低減することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 7, a convex portion may be provided around the opening. By providing the convex portion, the lid material can be easily bonded.
In particular, when pasting together by heat sealing, the portion to be heated is not only the entire base material but the convex portion, so that the thermal influence on the reagent in the reagent storage portion can be reduced.
このような凸部としては、幅は０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、***（凸部）がシール時に変形してシールの信頼性が低下することがあり、この範囲よい大きいと、圧力が分散して均一にシールできない、基材、内容物への影響（ダメージ）が大きくなる、等の問題が生じる。
また、凸部を設けることにより収容部の容量を増やしてもよい。その場合、収容部の強度とヒートシール適性を考慮して、凸部を例えば図７（ｂ）に示すように２段階に形成してもよい。すなわち、強度を出すためにある程度の厚みを持たせた凸部を設け、その上に幅の小さい凸部を設ける２段階構造にすることにより強度とヒートシール適性を両立させてもよい。。
As such a convex part, it is preferable that the width is within a range of 0.1 to 2 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm. If it is smaller than this range, the bulges (convex parts) may be deformed at the time of sealing and the reliability of the seal may be lowered. If this range is larger and larger, pressure will be dispersed and uniform sealing will not be possible. The problem (such as damage) becomes large.
Moreover, you may increase the capacity | capacitance of an accommodating part by providing a convex part. In that case, in consideration of the strength of the housing portion and heat sealability, the convex portion may be formed in two stages as shown in FIG. 7B, for example. That is, it is possible to achieve both strength and heat sealability by providing a two-stage structure in which a convex portion having a certain thickness is provided in order to increase strength and a convex portion having a small width is provided thereon. .
また、試薬収容部内に表面処理を施しても良い。ウェル状の試薬収容部内に試薬、検体などの溶液を充填する際、ウェル状の試薬収容部内に表面処理を施しておくと気泡の混入なく溶液を注入できる。また、ウェル状の試薬収容部から溶液を回収する際にも高回収率が期待できる。 Moreover, you may perform a surface treatment in a reagent accommodating part. When the well-shaped reagent container is filled with a solution such as a reagent or a specimen, the solution can be injected without mixing bubbles if a surface treatment is performed in the well-shaped reagent container. Also, a high recovery rate can be expected when recovering a solution from a well-like reagent container.
なお、表面処理としては、溶液が水系の場合、親水処理を施すことが好ましい。具体的には純水との接触角が７０°以下、好ましくは４０°以下がよい。
また、接触角の測定は、公知の接触角計を用いて測定する。また、ウェル内の接触角の測定は困難であるため、同様の表面状態である基板の表面を用いて測定しても良い。
In addition, as a surface treatment, when the solution is aqueous, it is preferable to perform a hydrophilic treatment. Specifically, the contact angle with pure water is 70 ° or less, preferably 40 ° or less.
The contact angle is measured using a known contact angle meter. In addition, since it is difficult to measure the contact angle in the well, the measurement may be performed using the surface of the substrate in the same surface state.
表面処理の方法としては、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ処理などを用いることができる。
また、処理は大気中で行っても良いが、基板と上部電極の間に処理ガスを流しても良い。処理ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが挙げられる。
中でもアルゴンガスを用いたプラズマ処理が好ましい。
As the surface treatment method, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, corona treatment or the like can be used.
The processing may be performed in the atmosphere, but a processing gas may be flowed between the substrate and the upper electrode. Examples of the processing gas include inert gases such as nitrogen, argon, and helium.
Among these, plasma treatment using argon gas is preferable.
本発明の容器は、例えば図２に示すように同一基板上に、ウェル状試薬収容部及びウェル状反応部を設けても良い。
ウェル状試薬収容部に反応に必要な試薬を入れておき、試薬をウェル状試薬収容部に分注し、ウェル状反応部で反応させることができる。なお、この場合、ウェル状反応部に試薬の一部を予め配置しておいても良い。
For example, as shown in FIG. 2, the container of the present invention may be provided with a well-like reagent storage part and a well-like reaction part on the same substrate.
Reagents necessary for the reaction can be put in the well-like reagent container, and the reagent can be dispensed into the well-like reagent container and reacted in the well-like reaction part. In this case, a part of the reagent may be arranged in advance in the well-like reaction part.
ウェル状試薬収容部は用いる試薬の種類などに応じて複数設けることができる。例えば、試薬収容部には検出物質を含む溶液や、検出するための試薬が複数あり、多段階反応を行う場合は、検出するための試薬の一つを含む溶液、またはその他バッファー、希釈液などを入れておくことができる。 A plurality of well-shaped reagent containers can be provided depending on the type of reagent used. For example, the reagent container has a solution containing a detection substance and a plurality of reagents for detection, and when performing a multi-step reaction, a solution containing one of the reagents for detection, or other buffers, diluents, etc. Can be put in.
また、試薬収容部では、複数の試薬を混合させてもよい。試薬収容部で試薬を混合した後に別に設けた反応部で反応させることができる。 In the reagent storage unit, a plurality of reagents may be mixed. After mixing the reagent in the reagent storage unit, the reaction can be performed in a reaction unit provided separately.
ウェル状反応部は複数も受けても良い。複数も受けることにより、同時に複数の反応を行うことができる。 A plurality of well-like reaction units may be received. By receiving a plurality, a plurality of reactions can be performed simultaneously.
また、反応を２種類以上行う場合、第二反応部を設けても良い。 Moreover, when performing 2 or more types of reaction, you may provide a 2nd reaction part.
例えば、反応がＤＮＡの検出反応に用いる場合、第二反応部はＰＣＲ反応部にすることができる。
ＰＣＲ反応部を設けることにより、同一チップ上で検体の調整、ＤＮＡの検出を行うことができる。
ＰＣＲ反応部としては、ウェル状の反応部を設けても良いし、流路を設け流路内で反応を行っても良い（図３参照）。流路を設ける場合、例えば、両端に開口部を有し、内部に流路を設ける構造が例としてあげられる。開口部直径は５ｃｍ以下程度、開口部深さは１ｃｍ〜５ｃｍ程度である。
For example, when the reaction is used for a DNA detection reaction, the second reaction part can be a PCR reaction part.
By providing a PCR reaction section, sample preparation and DNA detection can be performed on the same chip.
As the PCR reaction part, a well-like reaction part may be provided, or a flow path may be provided to carry out the reaction in the flow path (see FIG. 3). In the case of providing a flow path, for example, a structure having openings at both ends and a flow path inside is given as an example. The opening diameter is about 5 cm or less, and the opening depth is about 1 cm to 5 cm.
第二反応部が流路状である場合、具体的には例えば図５に示すような形状であってもよい。
流路状第二反応部は、両端に基材を貫通する貫通孔を設け、基材の裏面に両貫通孔を接続する溝部を設ける。この溝部上に底部形成用フィルムを貼り合わせることにより、流路状反応部を形成する。
この時、溝部の幅、高さはそれぞれ１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
When the second reaction part has a flow path shape, specifically, for example, a shape as shown in FIG. 5 may be used.
The flow path-like second reaction part is provided with through holes penetrating the base material at both ends, and provided with a groove part connecting both through holes on the back surface of the base material. A channel-like reaction part is formed by bonding a bottom forming film on the groove part.
At this time, it is preferable that the width and height of the groove are within a range of 1 mm to 5 mm, respectively.
前記溝部は両貫通孔を直線で結んでいても良いし、試薬や検査対象の蒸発を防ぐために屈曲した形状であっても良い。 The groove portion may be formed by connecting both through holes with a straight line, or may have a bent shape in order to prevent evaporation of a reagent or a test object.
底部形成用フィルムとしてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
A film-like film can be used as the bottom forming film. Examples of such films include polyolefin films such as polyethylene, polypropylene and polymethylpentene, acrylic films such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polystyrene films, polyacetal films, polyamide films, polyacrylonitrile films, polycarbonate films, Examples include olefin-based films, silicon resin-based films, and fluorine-based resin films.
Moreover, you may use metal foil, such as aluminum, and the laminated film of metal foil and the above-mentioned resin film.
底部形成用フィルムは接着剤を用いて貼り合わせることができる。また、ヒートシールにより貼り合わせても良い。ヒートシールであれば、反応部内への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。
また、底部形成用フィルムは、一部溝部へ食い込む形状であれば好ましい。基材と底部形成用フィルムの間に隙間が生じず、試薬や検査対象の漏れがないものとなるからである。
The bottom forming film can be bonded using an adhesive. Moreover, you may bond together by heat sealing. A heat seal is preferable because it is not necessary to consider the influence of the adhesive in the reaction part.
Moreover, if the film for bottom part formation is a shape which bites into a part groove part, it is preferable. This is because there is no gap between the base material and the bottom forming film, and there is no leakage of reagents and test objects.
また、例えば図５に示すように、貫通孔開口部は容量を増やすために基材から上部に突出した形状にしてもよい。 For example, as shown in FIG. 5, the through-hole opening may have a shape protruding upward from the base material in order to increase the capacity.
また、開口部にはフタ材を設けてもよい。 Moreover, you may provide a cover material in an opening part.
また、その他の反応部を設けても良い。 Moreover, you may provide another reaction part.
また、例えば図６に示すように、ウェル状反応検出部同士を接続する流路を設けてもよい。またウェル状反応検出部と試薬収容穴部、ＰＣＲ反応部、その他の反応部を接続する流路を設けてもよい。これら流路を形成することにより、連続した反応を行わせることが可能となる。 For example, as shown in FIG. 6, you may provide the flow path which connects well-like reaction detection parts. Further, a flow path connecting the well-like reaction detection unit, the reagent storage hole, the PCR reaction unit, and other reaction units may be provided. By forming these flow paths, it is possible to perform a continuous reaction.
また、基板には、変形などを軽減するためにリブを設けてもよい。サイドリブとしては、基板端部の下部及び／又は上部に幅０．１〜３ｍｍ、高さ０．１〜３ｍｍ程度のものを設ければよい。また、置いたときに安定するよう、支持用脚部を設けてもよい。 Further, a rib may be provided on the substrate in order to reduce deformation and the like. As a side rib, what is necessary is just to provide a thing about 0.1-3 mm in width and 0.1-3 mm in height in the lower part and / or upper part of a board | substrate edge part. Moreover, you may provide the leg part for support so that it may be stabilized when putting.
本発明では、様々な生化学系の反応用として用いることができ、例えば抗原抗体反応及びＤＮＡ反応の検出などに用いることができる。
抗原抗体反応による抗原検出の場合、例えば、予め各ウェル状反応検出部内に抗原を含む試料を入れておき、後から検体として抗体を含む試薬を添加し、抗原または抗体のいずれかに標識物質を付けておくことで、反応の有無を検出できる。標識物質としては、蛍光などの発光物質が一般的に用いられる。なおこの場合、基板上に試薬収容部を設けて置き、検体を収容しておいてもよい。
In the present invention, it can be used for various biochemical reactions, for example, for detection of antigen-antibody reaction and DNA reaction.
In the case of antigen detection by antigen-antibody reaction, for example, a sample containing an antigen is previously placed in each well-like reaction detection unit, a reagent containing an antibody is added later as a specimen, and a labeling substance is added to either the antigen or the antibody. By attaching it, the presence or absence of a reaction can be detected. As the labeling substance, a luminescent substance such as fluorescence is generally used. In this case, a reagent storage unit may be provided on the substrate to store the specimen.
ＤＮＡの検出の場合、例えば、予めウェル状反応検出部内に核酸プローブを用意しておく。その後、検体ＤＮＡをウェル状反応部に供給し、核酸プローブと検体ＤＮＡのハイブリダイゼーションさ反応により、ＤＮＡの検出を行うことができる。その際、検体ＤＮＡに標識物質を付けておけば、その標識物質の有無を検出することにより検出が可能となる。また、検体ＤＮＡは、血液等から抽出したＤＮＡをＰＣＲ法、ＬＡＭＰ法などにより調整しておいたものを用いることができる。また、核酸プローブとして配列の異なる核酸を複数用意することで検出物質としての検体ＤＮＡがどのような配列であるかを検出することができる。なおこの場合、基板上に試薬収容部を設けて置き、検出物質を収容しておいてもよい。 In the case of DNA detection, for example, a nucleic acid probe is prepared in advance in a well-like reaction detector. Thereafter, the sample DNA is supplied to the well-like reaction section, and the DNA can be detected by a hybridization reaction between the nucleic acid probe and the sample DNA. At this time, if a labeling substance is attached to the sample DNA, detection can be performed by detecting the presence or absence of the labeling substance. The sample DNA can be prepared by adjusting DNA extracted from blood or the like by the PCR method, the LAMP method, or the like. In addition, by preparing a plurality of nucleic acids having different sequences as nucleic acid probes, it is possible to detect the sequence of the sample DNA as the detection substance. In this case, a reagent storage unit may be provided on the substrate to store the detection substance.
また、基板上に遺伝子増幅反応部を設けておき、チップ上で連続して、血液などから抽出したＤＮＡを遺伝子増幅反応により増幅させ、それを検体とし、反応部で核酸プローブとの反応の有無を検出してもよい。具体的には、例えばウェル状試薬収容部に検体として血液などから抽出したＤＮＡを収容しておき、分注動作により、遺伝子増幅反応部へ分注し、遺伝子増幅反応により調整した検体をウェル状の反応部へ分注すればよい。ウェル状試薬収容部から遺伝子増幅反応部、ウェル状反応部へは流路を用いて送液しても良い。
なお、ここでいう遺伝子とはＤＮＡ、ＲＮＡなどのことをいう。また遺伝子増幅反応方法としては前記ＰＣＲ法、ＬＡＭＰ法などがある。
In addition, a gene amplification reaction part is provided on the substrate, and DNA extracted from blood or the like is continuously amplified on the chip by a gene amplification reaction, which is used as a sample, and the presence or absence of reaction with the nucleic acid probe in the reaction part May be detected. Specifically, for example, DNA extracted from blood or the like is stored as a sample in a well-shaped reagent storage unit, dispensed to a gene amplification reaction unit by a dispensing operation, and a sample prepared by a gene amplification reaction is prepared in a well state. To the reaction part. You may send a liquid from a well-like reagent accommodating part to a gene amplification reaction part and a well-like reaction part using a flow path.
In addition, a gene here means DNA, RNA, etc. Examples of the gene amplification reaction method include the PCR method and the LAMP method.
また、一塩基遺伝子多型（ＳＮＰ）の解析にも用いることができる。なお、検体を検出するための試薬は複数あってもよく、検体が蛍光標識されていない場合には、試薬のひとつが標識されていればよい。 It can also be used to analyze single nucleotide gene polymorphisms (SNPs). Note that there may be a plurality of reagents for detecting the specimen, and if the specimen is not fluorescently labeled, one of the reagents only needs to be labeled.
また、標識物質は、反応物に特有に作用するものを、反応後に加えることもできる。このようなものとしては、ＤＮＡの検出におけるインターカレーターなどがある。また、ここでいう標識物質とは間接的なものも含む。すなわち、蛍光物質などに結合する物質を標識物質として検体またはプローブ核酸などの検体を検出するための試薬に結合させておき、後から蛍光物質を加えても良い。 In addition, a labeling substance that acts specifically on the reaction product can be added after the reaction. Such an example includes an intercalator for detecting DNA. Further, the labeling substance here includes indirect substances. That is, a substance that binds to a fluorescent substance or the like may be bound to a reagent for detecting a specimen such as a specimen or a probe nucleic acid as a labeling substance, and the fluorescent substance may be added later.
また、多段階反応を行ってＳＮＰまたはＤＮＡを検出してもよい。
例えば、インベーダー・アッセイ法（サードウェイブテクノロジーズ，Ｉｎｃ（米国ウィスコンシン州マディソン市）を用いても良い。これによりＳＮＰ解析の具現化を図ることが可能となる。
Alternatively, SNP or DNA may be detected by performing a multistep reaction.
For example, an invader assay method (Third Wave Technologies, Inc. (Madison, Wisconsin, USA)) may be used, thereby enabling realization of SNP analysis.
この場合、検体を検出するための試薬が複数種でもよく、予めウェル状反応部内に少なくとも１種の試薬を入れておき、その後、検体と試薬を同時または順次注入し、反応をおこなっても良い。 In this case, a plurality of types of reagents for detecting the sample may be used, and at least one type of reagent may be previously placed in the well-shaped reaction part, and then the sample and the reagent may be injected simultaneously or sequentially to perform the reaction. .
また、ウェル状反応部、ＰＣＲ反応部には、反応用液の乾燥を防ぐ目的でミネラルオイルなどの反応用液より比重の軽い不揮発性液体を加えても良い。
また、検体を検出するための試薬はウェル状反応部内に固定してもよいし、固定させずに保持させておくだけでもよい。
In addition, a non-volatile liquid having a specific gravity lighter than that of the reaction liquid such as mineral oil may be added to the well-like reaction part and the PCR reaction part in order to prevent the reaction liquid from drying.
In addition, the reagent for detecting the specimen may be fixed in the well-like reaction part or may be held without being fixed.
＜実施例１＞
図６のウェル形状の検出チップ１を、金型成型により作成する。成形に用いた樹脂は、パウダー状のホモポリプロピレン（サンアロマー社製）で、この樹脂にソルビトール骨格を有する造核剤（ミリケンジャパン株式会社製）を０．１ｗｔ％添加したものをペレタイズ（ペレット化）したものを用いて寸法縦２．５ｃｍ×横１２ｃｍで次に示す形状の成形品を作成した。成型条件は樹脂温度２４０℃、金型温度３０℃とし、それ以外のパラメータは通常のポリプロピレンの成型条件と同様にした。
<Example 1>
The well-shaped
試薬収容部３は開口部直径１３ｍｍ、深さ６ｍｍで先端が半球状としたもの４つ形成した。反応検出部６は直径３ｍｍ、深さ２ｍｍで側面が傾斜し底部が平坦である、断面台形形状としたものを２０個形成した。底面の直径は１ｍｍとした。なお、基材厚みは１ｍｍでウェル状試薬収容部及びウェル状反応部の底部は基板から下方にはみ出す形状にした。
Four
第二反応部７であるＰＣＲ反応部は、開孔径１ｍｍで基材を貫通させ、かつ基材上部に３ｍｍせり出した開口部７ａを２つを１６ｍｍ空けて設け、底部を断面径１ｍｍの流路で接続した形状にした。なお、流路は基材裏面に溝を形成した。開口部の深さは４ｍｍとした。なお、この段階ではまだ基材裏面にはフィルムを貼り合わせていない。
The PCR reaction section, which is the
基板の端から試薬収容部３、第二反応部７（ＰＣＲ反応部）、反応部６という順に設けた。
The
次に成型直後の成型収縮率及び反りを測定した。結果を表１に示す。 Next, the molding shrinkage and warping immediately after molding were measured. The results are shown in Table 1.
試薬収容部上にはフィルム上フタ材として、アルミ／ポリプロピレンからなるシーラントフィルムを、温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールした。 On the reagent container, a sealant film made of aluminum / polypropylene was heat-sealed under a heat-sealing condition of a temperature of 190 ° C., a pressure of 3 kg, and a time of 0.5 seconds as a film top cover material.
試薬収容部上には保護フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート／アルミ／ポリプロピレンからなるシーラントフィルムを、温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールした。 A sealant film made of polyethylene terephthalate / aluminum / polypropylene was heat-sealed as a protective film on the reagent container under the heat-sealing conditions of a temperature of 190 ° C., a pressure of 3 kg, and a time of 0.5 seconds.
また、第二反応部７の基材裏面の溝上にポリプロピレンフィルム７ｂを温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールすることにより、第二反応部７を形成した。
Moreover, the
試薬収容部のフィルム状フタ材、反応検出部の保護フィルム、第二反応部の裏面フィルムをヒートシールした後、反りを測定した。結果を表１に示す。 Warping was measured after the film-like lid material of the reagent storage unit, the protective film of the reaction detection unit, and the back film of the second reaction unit were heat sealed. The results are shown in Table 1.
実際に第二反応部でＰＣＲ反応を行う際は９５℃数分間熱を加える。また反応検出部でハイブリダイゼーション反応またはインベーダー反応などのＤＮＡ反応を行う場合は、約３０〜７０℃、数分〜数時間で反応を行うが、最初に前処理として９５℃数分間熱を加えることがある。
ここでは、実際に試薬を入れていないので反応は行わないが、上記条件下で反応を行った際の基材の影響を調べるために、反応検出部及び第二反応部に９５℃５分間熱を加え、その後反りを測定した。結果を表１に示す。
また、反応検出部の可視光域での光線透過率を測定した。なお、反応検出部から基材裏面までの厚みは０．５ｍｍであった。結果を表１に示す。
When the PCR reaction is actually performed in the second reaction part, heat is applied at 95 ° C. for several minutes. When performing a DNA reaction such as a hybridization reaction or an invader reaction in the reaction detector, the reaction is performed at about 30 to 70 ° C. for several minutes to several hours, but first heat is applied at 95 ° C. for several minutes as a pretreatment. There is.
Here, the reaction is not performed because the reagent is not actually added, but in order to investigate the influence of the base material when the reaction is performed under the above conditions, the reaction detection unit and the second reaction unit are heated at 95 ° C. for 5 minutes. After that, the warpage was measured. The results are shown in Table 1.
Moreover, the light transmittance in the visible light region of the reaction detector was measured. In addition, the thickness from a reaction detection part to a base material back surface was 0.5 mm. The results are shown in Table 1.
＜実施例２＞
造核剤の添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Example 2>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the addition amount of the nucleating agent was 0.2 wt%.
＜実施例３＞
造核剤を三井化学株式会社製のソルビトール系造核剤にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Example 3>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nucleating agent was a sorbitol nucleating agent manufactured by Mitsui Chemicals.
＜実施例４＞
造核剤の添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例３と同様におこなった。
<Example 4>
The same procedure as in Example 3 was performed except that the addition amount of the nucleating agent was 0.2 wt%.
＜実施例５＞
造核剤を新日本理化株式会社製のソルビトール系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Example 5>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nucleating agent was a sorbitol nucleating agent manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., and the addition amount was 0.2 wt%.
＜比較例１＞
造核剤を竹原化学工業株式会社製の無機物系造核剤にし、添加量を５ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Comparative Example 1>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nucleating agent was an inorganic nucleating agent manufactured by Takehara Chemical Industry Co., Ltd. and the addition amount was 5 wt%.
＜比較例２＞
造核剤を旭電化工業株式会社製のリン酸金属塩系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Comparative example 2>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nucleating agent was a phosphate metal salt nucleating agent manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., and the addition amount was 0.2 wt%.
＜比較例３＞
造核剤をシェル ケミカルズ ジャパン株式会社製の無機物系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
<Comparative Example 3>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nucleating agent was an inorganic nucleating agent manufactured by Shell Chemicals Japan Co., Ltd., and the addition amount was 0.2 wt%.
表１より、実施例のサンプルはいずれも、成形時の収縮率が低く、また反りの少ないものとなった。その後のヒートシール時の過熱工程でも反りのないものとなった。
それに対し、比較例のサンプルは、成形時の収縮率があまり低くなく、多少反りが生じた。その後のヒートシール時の過熱工程で反りが増大した。
From Table 1, all of the samples of the examples had a low shrinkage during molding and little warpage. Even in the subsequent overheating process during heat sealing, there was no warpage.
On the other hand, the sample of the comparative example did not have a very low shrinkage rate at the time of molding, and somewhat warped. Warpage increased in the subsequent heating process during heat sealing.
１ 反応容器（チップ）
２ 基板
３ 反応検出部
４ 保護フィルム
５ 試薬収納部
６ フィルム状フタ材
７ 第二反応部（ＰＣＲ反応部）
７（ａ）貫通孔開口部突出部
７（ｂ）下部フィルム
８ 流路
1 reaction container (chip)
2
7 (a) Through-hole opening protrusion 7 (b)
Claims (8)
該基板の２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）の範囲内である樹脂組成物を主成分としており、
かつウェル状反応検出部底部と基板裏面の間における可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内である、
ことを特徴とする反応容器。 A reaction container comprising a plurality of well-like reaction detectors on a substrate, and a protective film bonded to the well-like reaction detector by heat sealing,
The main component is a resin composition whose thermal expansion coefficient at 20 to 120 ° C. is in the range of 100 to 2000 (10 −5 / ° C.),
And the light transmittance in the visible light region between the bottom of the well-like reaction detector and the back surface of the substrate is in the range of 60% to 90%.
A reaction vessel characterized by that.
The reaction container according to claim 1, further comprising a second reaction part.
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