JP2007189977A

JP2007189977A - Heat-insulating container and reaction container unit

Info

Publication number: JP2007189977A
Application number: JP2006012796A
Authority: JP
Inventors: Ryoko Imagawa; 僚子今川; Masaaki Chino; 正晃地野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JP5009532B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat-insulating container which can prevent that dews are formed on a reaction container or that a reagent is rapidly warmed, when the reaction container having reagent-receivable receiving portions is taken out from a refrigerator or the like. <P>SOLUTION: This heat-insulating container 31 used for a reaction container 3 having a plurality of the receiving portions 13, 15, 23 which are opened on the upper side 5a of a substrate 5 and can receive reagents is characterized by being formed from a heat-insulating material and being arranged on the lower side 5b of the substrate 5 to cover the bottom portions of the receiving portions 13, 15, 23. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、断熱容器及び反応容器ユニットに関する。 The present invention relates to a heat insulating container and a reaction container unit.

近年、化学反応やＤＮＡ反応、タンパク質反応等の生化学反応において用いられる反応容器としては、板状に形成されたチップ（基板）の表面に開口するウェル（収容部）を多数形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
この種の反応容器は、各ウェルに種々の試薬等を入れた状態において冷蔵庫等において一定の温度で保管されることがある。そして、上述の生化学反応を実行する際には、反応容器を冷蔵庫等から取り出すと共に生化学反応を行う生化学反応装置に設置する。
特開２００３−７０４５６号公報 In recent years, as a reaction vessel used in a biochemical reaction such as a chemical reaction, a DNA reaction, or a protein reaction, there is one in which a large number of wells (accommodating portions) opened on the surface of a plate-shaped chip (substrate) are formed. (For example, refer to Patent Document 1).
This type of reaction container may be stored at a constant temperature in a refrigerator or the like in a state where various reagents are placed in each well. And when performing the above-mentioned biochemical reaction, while taking out a reaction container from a refrigerator etc., it installs in the biochemical reaction apparatus which performs a biochemical reaction.
JP 2003-70456 A

しかしながら、反応容器を冷蔵庫から取り出した際にはチップの下面側に結露が発生することがあるため、反応容器を生化学反応装置に設置する前に予めチップの下面側の液滴を拭き取る必要があるため、反応容器の取り扱いが面倒となる問題がある。
また、反応容器を冷蔵庫から取り出した際には、ウェルに収容された試薬が急激に暖まることがあるため、反応装置における生化学反応に悪影響を及ぼす虞もある。 However, when the reaction container is taken out of the refrigerator, condensation may occur on the lower surface side of the chip. Therefore, it is necessary to wipe off the droplet on the lower surface side of the chip in advance before installing the reaction container in the biochemical reaction apparatus. Therefore, there is a problem that the handling of the reaction vessel becomes troublesome.
In addition, when the reaction container is taken out of the refrigerator, the reagent contained in the well may be rapidly warmed, which may adversely affect the biochemical reaction in the reaction apparatus.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、反応容器に結露が発生したり、反応容器の収容部に収容された試薬が急激に暖まることを防止できる反応容器用の断熱容器、及びこれを備える反応容器ユニットを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a heat insulating container for a reaction container capable of preventing condensation from occurring in the reaction container and preventing the reagent stored in the container of the reaction container from warming rapidly. And it aims at providing the reaction container unit provided with this.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、基板の上面に開口して試薬を収容可能な複数の収容部を設けて構成される反応容器に使用する断熱容器であって、断熱材料により形成され、前記複数の収容部の底部を覆うように前記基板の下面側に配されることを特徴とする断熱容器を提案している。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is a heat insulating container used for a reaction container configured to be provided with a plurality of storage portions that are open on the upper surface of a substrate and can store a reagent, and is formed of a heat insulating material, The thermal insulation container characterized by being arrange | positioned at the lower surface side of the said board | substrate so that the bottom part of an accommodating part may be covered is proposed.

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の断熱容器において、前記基板の下面に対向する対向面に、前記基板の下面から突出する前記収容部の底部形状に対応する凹部が形成されていることを特徴とする断熱容器を提案している。 According to a second aspect of the present invention, in the heat insulating container according to the first aspect, a concave portion corresponding to a bottom shape of the housing portion protruding from the lower surface of the substrate is formed on a facing surface facing the lower surface of the substrate. We propose a heat-insulating container characterized by

さらに、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の断熱容器と、前記反応容器とを備えることを特徴とする反応容器ユニットを提案している。 Further, the invention according to claim 3 proposes a reaction container unit comprising the heat insulating container according to claim 1 or claim 2 and the reaction container.

また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の反応容器ユニットにおいて、少なくとも１つの収容部が、前記試薬を収容して保存する試薬収容部を構成することを特徴とする反応容器ユニットを提案している。 The invention according to claim 4 is the reaction container unit according to claim 3, wherein at least one of the storage parts constitutes a reagent storage part for storing and storing the reagent. Has proposed.

さらに、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の反応容器ユニットにおいて、少なくとも１つの収容部が、光学検出可能な検出部を構成することを特徴とする反応容器ユニットを提案している。 Furthermore, the invention according to claim 5 proposes a reaction container unit according to claim 4, wherein at least one housing part constitutes a detection part capable of optical detection. .

また、請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５に記載の反応容器ユニットにおいて、少なくとも１つの収容部が、ＰＣＲ部を構成することを特徴とする反応容器ユニットを提案している。 The invention according to claim 6 proposes a reaction vessel unit according to claim 4 or claim 5, wherein at least one storage portion constitutes a PCR portion. .

請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、断熱容器を反応容器の下面側に配した状態で冷蔵庫等に保管しておくことで、反応容器を冷蔵庫等から取り出した際に反応容器の下面側に結露が発生したり、収容部に収容された試薬が急激に暖まることを防止できる。なお、生化学反応を実行する生化学反応装置に上記反応容器を設置する際には、断熱容器を反応容器から取り外せばよい。 According to invention of Claim 1 and Claim 3, when the reaction container is taken out from the refrigerator etc. by storing in a refrigerator etc. in the state which arranged the heat insulation container in the lower surface side of the reaction container, reaction container It is possible to prevent dew condensation from occurring on the lower surface side of the container and rapid warming of the reagent stored in the storage unit. In addition, what is necessary is just to remove a heat insulation container from a reaction container when installing the said reaction container in the biochemical reaction apparatus which performs a biochemical reaction.

請求項２に記載の発明によれば、収容部の底部が基板の下面から突出するように形成されていても、収容部の底部を断熱容器の凹部に収容することで、反応容器を安定した状態で配置することが可能となる。また、収容部の底部が断熱容器の凹部で包み込まれることになるため、上記結露が発生したり、上記試薬が急激に暖まることを確実に防止できる。 According to the second aspect of the present invention, even when the bottom portion of the housing portion is formed so as to protrude from the lower surface of the substrate, the reaction vessel is stabilized by housing the bottom portion of the housing portion in the recessed portion of the heat insulating container. It becomes possible to arrange in a state. Moreover, since the bottom part of an accommodating part will be enclosed by the recessed part of a heat insulation container, it can prevent reliably that the said dew condensation generate | occur | produces or the said reagent warms up rapidly.

請求項４から請求項６に記載の発明によれば、試薬収容部の収容部に試薬を入れて保存しておいても、反応容器を冷蔵庫等から取り出した際に収容部に収容された試薬が急激に暖まることを防止できるため、生化学反応装置において試薬を用いた反応処理や検出処理を正しく行うことができる。 According to invention of Claim 4-6, even if it puts and preserve | saves the reagent in the accommodating part of a reagent accommodating part, when the reaction container is taken out from a refrigerator etc., the reagent accommodated in the accommodating part Can be prevented from abruptly warming, so that a reaction process and a detection process using a reagent can be correctly performed in the biochemical reaction apparatus.

請求項５に記載の発明によれば、試薬収容部及び検出部の両方を備える場合に、単一の基板に対して、少なくとも反応試薬を収容する収容処理と、検出処理とを連続的に効率よく実行することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when both the reagent storage unit and the detection unit are provided, the storage process for storing at least the reaction reagent and the detection process are continuously performed on a single substrate. Can perform well.

請求項６に記載の発明によれば、試薬収容部及びＰＣＲ部の両方を備える場合には、単一の基板に対して、上記収容処理と反応処理とを連続的に効率よく実行することが可能となる。 According to the invention described in claim 6, when both the reagent storage unit and the PCR unit are provided, the storage process and the reaction process can be continuously and efficiently performed on a single substrate. It becomes possible.

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る反応容器について説明する。
この実施の形態に係る反応容器ユニット１は、図１から図３に示すように、化学反応やＤＮＡ反応、タンパク質反応等の生化学反応を同一のチップ上にて行うμ―ＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ技術やＬａｂ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ技術で利用される反応容器３を備えている。
反応容器３は、例えば縦横寸法が数ミリ角に設定された略長方形で板状の基板５を備えている。基板５は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせ、あるいは、ガラス等、耐熱性、耐薬品性、成形加工性等に優れた材料により形成されている。 Hereinafter, a reaction container according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
As shown in FIGS. 1 to 3, the reaction container unit 1 according to this embodiment includes μ-Total Analysis System technology for performing a biochemical reaction such as a chemical reaction, a DNA reaction, and a protein reaction on the same chip. A reaction vessel 3 used in Lab-on-Chip technology is provided.
The reaction vessel 3 includes a substantially rectangular and plate-like substrate 5 whose vertical and horizontal dimensions are set to several millimeters square, for example. The substrate 5 is made of, for example, each plastic such as PC (polycarbonate), PP (polypropylene), cycloolefin polymer, fluoropolymer, silicon resin, or an appropriate combination of a plurality of plastics, glass, etc., heat resistance, chemical resistance, It is made of a material excellent in moldability and the like.

この基板５は、試薬収容部７、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）部９、検出部１１を備えている。
試薬収容部７は、ＰＣＲ部９や検出部１１で用いる検体試薬やその他の試薬、その後の検出反応に用いる試薬、バッファー液、希釈液等の種々の液体（試薬）を注入して保存する収容部としてなるものであり、基板５の上面５ａに開口する凹状のウェル（収容部）１３を複数（図示例では４個）備えている。試薬収容部７の各ウェル１３の底部は基板５の下面５ｂから突出して形成されている。また、各ウェル１３の大きさは、収容される液体の量に応じて適宜設定されている。なお、上記ウェル１３内には、上記液体の他に例えば検体ＤＮＡを収容しておいても良い。 The substrate 5 includes a reagent storage unit 7, a PCR (polymerase chain reaction) unit 9, and a detection unit 11.
The reagent storage unit 7 stores and stores various liquids (reagents) such as sample reagents and other reagents used in the PCR unit 9 and the detection unit 11, reagents used in subsequent detection reactions, buffer solutions, and diluents. And a plurality of (four in the illustrated example) concave wells (accommodating portions) 13 opened on the upper surface 5 a of the substrate 5. The bottom of each well 13 of the reagent storage unit 7 is formed to protrude from the lower surface 5 b of the substrate 5. The size of each well 13 is appropriately set according to the amount of liquid to be stored. The well 13 may contain, for example, sample DNA in addition to the liquid.

ＰＣＲ部９は、試薬収容部７と検出部１１との間に配置されており、例えば、血液などから抽出したＤＮＡを増幅させるポリメラーゼ連鎖反応等の生化学反応を行うためのものである。
このＰＣＲ部９は、断面視で略Ｕ字状に形成されると共に、両端が基板５の上面５ａに開口する流路部（収容部）１５を備えている。この流路部１５は、基板５の下面５ｂから窪んで形成された帯状の溝部１７と、基板５の下面５ｂに配されて溝部１７を塞ぐフィルム１９と、基板５の上面５ａから厚さ方向に貫通して、基板５の上面５ａに開口すると共に溝部１７の両端に連通する２つの貫通孔２１とにより構成されている。 The PCR unit 9 is disposed between the reagent storage unit 7 and the detection unit 11 and is for performing a biochemical reaction such as a polymerase chain reaction for amplifying DNA extracted from blood or the like.
The PCR unit 9 is formed in a substantially U shape in a cross-sectional view and includes a flow path unit (accommodating unit) 15 whose both ends are open to the upper surface 5 a of the substrate 5. The flow path portion 15 includes a strip-shaped groove portion 17 formed to be recessed from the lower surface 5 b of the substrate 5, a film 19 disposed on the lower surface 5 b of the substrate 5 to close the groove portion 17, and a thickness direction from the upper surface 5 a of the substrate 5. And two through holes 21 that open to the upper surface 5 a of the substrate 5 and communicate with both ends of the groove portion 17.

なお、フィルム１９は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、メチルペンテン系フィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルム等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせによる単層構造あるいは多層構造のフィルム、あるいは、例えばアルミニウム、銅、金等の各金属あるいは複数の金属の合金による単層構造あるいは多層構造のフィルム、さらには、プラスチックと金属との組み合わせによる多層構造のフィルム等である。 The film 19 is made of, for example, PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate), POM (polyacetal), PA (polyamide), PAN (polyacrylonitrile), methyl. A single-layer or multi-layer film made of a suitable combination of plastics such as pentene film, cycloolefin film, silicon resin film, fluorine polymer film, or a plurality of plastics, or each of aluminum, copper, gold, etc. A film having a single layer structure or a multilayer structure made of a metal or an alloy of a plurality of metals, a film having a multilayer structure made of a combination of plastic and metal, and the like.

検出部１１は、ＰＣＲ部９で調整した検体ＤＮＡをプローブＤＮＡやその他の試薬と反応させることによりＤＮＡの配列を光学分析するところであり、基板５の上面５ａに開口する凹状のウェル（収容部）２３を複数（図示例では１６個）備えている。検出部１１の各ウェル２３の底部は基板５の下面５ｂから突出して形成されている。なお、上記光学分析は、検体ＤＮＡあるいは核酸プローブに付けた標識物質（例えば、蛍光物質）の有無を、ウェル２３の底部側（基板５の下面５ｂ側）から検出する発光検出により行われる。 The detection unit 11 optically analyzes the DNA sequence by reacting the sample DNA prepared by the PCR unit 9 with probe DNA and other reagents. A concave well (accommodating unit) opened in the upper surface 5a of the substrate 5 is used. 23 (16 in the illustrated example) are provided. The bottom of each well 23 of the detection unit 11 is formed so as to protrude from the lower surface 5 b of the substrate 5. The optical analysis is performed by luminescence detection in which the presence or absence of a labeling substance (for example, a fluorescent substance) attached to the sample DNA or the nucleic acid probe is detected from the bottom side of the well 23 (the lower surface 5b side of the substrate 5).

なお、試薬収容部７及び検出部１１を構成するウェル１３，２３は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、メチルペンテン系フィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルム等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせによる被覆フィルムにより被覆されてもよい。 The wells 13 and 23 constituting the reagent storage unit 7 and the detection unit 11 are, for example, PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate), POM (polyacetal). , PA (polyamide), PAN (polyacrylonitrile), PMMA (polymethyl methacrylate), methylpentene film, cycloolefin film, silicon resin film, fluorine polymer film, etc. You may coat | cover with a coating film.

反応容器ユニット１は、上記構成の反応容器３の他に、基板５の下面５ｂに配される断熱容器３１を備えている。この断熱容器３１は、例えば多孔質材料、好ましくは発泡スチロール等の発泡プラスチック材料等からなる断熱材料によって略板状に形成されており、図２から図４に示すように、反応容器３に対して着脱自在に構成されている。
断熱容器３１には、基板５の下面５ｂに対向する上面（対向面）３１ａから窪む複数の凹部３３，３５が形成されている。これら複数の凹部３３，３５は、各々試薬収容部７のウェル１３、検出部１１のウェル２３の底部形状に対応するように形成されている。すなわち、断面視略半円形状に形成された試薬収容部７のウェル１３の底部には、断面視略半円形状に形成された凹部３３が対応し、断面視略矩形状に形成された検出部１１のウェル２３の底部には、断面視略矩形状に形成された凹部３５が対応する。したがって、各凹部３３，３５によって試薬収容部７及び検出部１１の各ウェル１３，２３が包み込まれることになる。
なお、断熱容器３１の上面３１ａには、ＰＣＲ部９の流路部１５を構成するフィルム１９が収容される凹部３７も形成されている。 The reaction container unit 1 includes a heat insulating container 31 disposed on the lower surface 5b of the substrate 5 in addition to the reaction container 3 having the above configuration. The heat insulating container 31 is formed in a substantially plate shape by a heat insulating material made of, for example, a porous material, preferably a foamed plastic material such as foamed polystyrene, etc. As shown in FIGS. It is configured to be detachable.
The heat insulating container 31 is formed with a plurality of recesses 33 and 35 that are recessed from an upper surface (opposing surface) 31 a that faces the lower surface 5 b of the substrate 5. The plurality of recesses 33 and 35 are formed so as to correspond to the bottom shapes of the well 13 of the reagent storage unit 7 and the well 23 of the detection unit 11, respectively. That is, the bottom of the well 13 of the reagent container 7 formed in a substantially semicircular shape in cross section corresponds to the concave portion 33 formed in a semicircular shape in cross section, and the detection formed in a substantially rectangular shape in cross section. The bottom portion of the well 23 of the portion 11 corresponds to a concave portion 35 formed in a substantially rectangular shape in cross section. Accordingly, the wells 13 and 23 of the reagent storage unit 7 and the detection unit 11 are encased by the recesses 33 and 35.
In addition, the upper surface 31a of the heat insulation container 31 is also formed with a recess 37 in which the film 19 constituting the flow path portion 15 of the PCR unit 9 is accommodated.

上述のように構成された反応容器ユニット１を用いて生化学反応実験を行う方法の一例について、以下に説明する。
生化学反応実験を行う際には、予め、例えばポリメラーゼ連鎖反応等の各種の反応処理に用いる検体試薬および他の試薬と、検出処理で用いる各種の試薬と、希釈液またはバッファー液等とを、反応容器３の試薬収容部７に収容する試薬収容工程を実行しておく。この試薬収容工程は、反応容器３を断熱容器３１に取り付けた状態で行ってもよいし、断熱容器３１から取り外した状態で行っても構わない。
そして、反応容器３を断熱容器３１に取り付けた反応容器ユニット１を例えば冷蔵庫等において一定温度で保管しておく。 An example of a method for performing a biochemical reaction experiment using the reaction container unit 1 configured as described above will be described below.
When conducting a biochemical reaction experiment, for example, sample reagents and other reagents used in various reaction processes such as polymerase chain reaction, various reagents used in the detection process, and a diluent or buffer solution, A reagent storing step for storing the reagent in the reagent storing section 7 of the reaction container 3 is executed. This reagent storing step may be performed with the reaction container 3 attached to the heat insulating container 31 or may be performed with the reaction container 3 detached from the heat insulating container 31.
And the reaction container unit 1 which attached the reaction container 3 to the heat insulation container 31 is stored at fixed temperature, for example in a refrigerator.

その後、生化学反応実験を行う際には、反応容器ユニット１を冷蔵庫から取り出すと共に反応容器３を断熱容器３１から取り外し、生化学反応を実行する生化学反応装置（不図示）に反応容器３を固定する。
そして、反応容器３のＰＣＲ部９の流路部１５に反応溶液を供給する反応液供給工程を行う。なお、上記反応溶液は、例えばポリメラーゼ連鎖反応に使用するものであり、血液等から抽出したＤＮＡまたは予め生成された鋳型ＤＮＡと、ポリメラーゼ酵素と、各塩基の材料であるｄＮＴＰ（デオキシヌクレオチド３リン酸）と、ｐＨおよび濃度調整のための希釈液またはバッファー液とからなる。 Thereafter, when conducting a biochemical reaction experiment, the reaction vessel unit 1 is taken out of the refrigerator and the reaction vessel 3 is detached from the heat insulating vessel 31, and the reaction vessel 3 is placed in a biochemical reaction apparatus (not shown) that performs the biochemical reaction. Fix it.
And the reaction liquid supply process which supplies a reaction solution to the flow-path part 15 of the PCR part 9 of the reaction container 3 is performed. The above reaction solution is used for, for example, the polymerase chain reaction. DNA extracted from blood or the like or template DNA generated in advance, polymerase enzyme, and dNTP (deoxynucleotide triphosphate) which is a material of each base ) And a diluent or buffer solution for adjusting pH and concentration.

その後、ＰＣＲ部９を加熱する温度制御装置（不図示）を、基板５の上面５ａ及び下面５ｂから挟み込むように配置する。なお、この温度制御装置は、例えばペルチェ素子等により構成される。そして、この状態においてポリメラーゼ連鎖反応を生じさせる反応生成工程を行う。
すなわち、この反応生成工程においては、はじめに、温度制御装置によりＰＣＲ部９の温度状態を、所定時間（例えば、５〜２５秒等）に亘って、所定温度（例えば、９０〜１００℃程度）となるように制御し、反応溶液のＤＮＡを熱変性させる変性工程を行う。
次いで、温度制御装置によりＰＣＲ部９の温度状態を、所定時間（例えば、１５〜６０秒等）に亘って、所定温度（例えば、５０〜６０℃程度）となるように制御し、各種のプライマー（つまり、ＤＮＡの断片）を所望の遺伝子配列と結合（アニーリング）させるアニーリング工程を行う。 Thereafter, a temperature control device (not shown) for heating the PCR unit 9 is disposed so as to be sandwiched from the upper surface 5a and the lower surface 5b of the substrate 5. In addition, this temperature control apparatus is comprised by the Peltier device etc., for example. And in this state, the reaction production | generation process which produces a polymerase chain reaction is performed.
That is, in this reaction generation step, first, the temperature state of the PCR unit 9 is set to a predetermined temperature (for example, about 90 to 100 ° C.) over a predetermined time (for example, 5 to 25 seconds) by the temperature controller. The denaturation process which heat-denatures the DNA of a reaction solution is performed.
Next, the temperature controller controls the temperature state of the PCR unit 9 to be a predetermined temperature (for example, about 50 to 60 ° C.) over a predetermined time (for example, 15 to 60 seconds), and various primers In other words, an annealing step is performed in which (ie, a DNA fragment) is combined (annealed) with a desired gene sequence.

その後、温度制御装置によりＰＣＲ部９の温度状態を、所定時間（例えば、１〜５分等）に亘って、所定温度（例えば、６５〜７５℃程度）となるように制御し、ＤＮＡポリメラーゼによる相補鎖合成を行う伸長反応工程を行う。
この伸長反応工程の終了後には、上述した変性工程から伸長反応工程までの一連の処理を継続するか否かを判定し、継続する場合には再度変性工程から一連の処理を行う。一方、一連の処理を継続しないと判定された場合には、反応生成工程を終了する。 Thereafter, the temperature state of the PCR unit 9 is controlled by the temperature control device so as to reach a predetermined temperature (for example, about 65 to 75 ° C.) over a predetermined time (for example, 1 to 5 minutes, etc.). An extension reaction step for synthesizing complementary strands is performed.
After the end of the extension reaction step, it is determined whether or not to continue the series of processes from the above-described denaturation step to the extension reaction step. If so, the series of processing is performed again from the denaturation step. On the other hand, when it is determined not to continue the series of processes, the reaction generation step is terminated.

反応生成工程の終了後には、温度制御装置を反応容器３のＰＣＲ部９から離間させ、その後に、生成された反応生成物をＰＣＲ部９から回収する回収工程を行う。
最後に、反応生成工程でのポリメラーゼ連鎖反応によって調整された検体と、検出用の各種の試薬（例えば、核酸プローブ等）とを、反応容器３の検出部１１でハイブリダイゼーション等により反応させ、予め検体あるいは核酸プローブに付けた標識物質（例えば、蛍光物質）の有無を、反応容器３の検出部１１の底部側から検出する発光検出工程を行い、一連の処理を終了する。
以上説明したように、この反応容器３は、試薬収容部７とＰＣＲ部９と検出部１１とから構成されるため、ＰＣＲによる検体の調製からＤＮＡの分析まで同一チップ上で連続して行うことができる。 After completion of the reaction generation step, the temperature control device is separated from the PCR unit 9 of the reaction vessel 3, and thereafter, a recovery step of recovering the generated reaction product from the PCR unit 9 is performed.
Finally, the sample prepared by the polymerase chain reaction in the reaction generation step and various detection reagents (for example, nucleic acid probes) are reacted by hybridization or the like in the detection unit 11 of the reaction container 3, A luminescence detection step of detecting the presence or absence of a labeling substance (for example, a fluorescent substance) attached to the specimen or the nucleic acid probe from the bottom side of the detection unit 11 of the reaction container 3 is performed, and a series of processes is completed.
As described above, since the reaction container 3 is composed of the reagent storage unit 7, the PCR unit 9, and the detection unit 11, the preparation from the sample by PCR to the analysis of DNA should be performed continuously on the same chip. Can do.

なお、反応容器３を利用する生化学反応実験としては、上述したものの他に、例えば抗原抗体反応及びＤＮＡ反応の検出などもある。
抗原抗体反応による抗原検出の場合、例えば、予めＰＣＲ部９内に抗原を含む試料を入れておき、後から抗体を含む試薬を添加し、抗原または抗体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。 In addition to the above-described biochemical reaction experiments using the reaction vessel 3, there are, for example, antigen-antibody reaction and DNA reaction detection.
In the case of antigen detection by an antigen-antibody reaction, for example, a sample containing an antigen is placed in the PCR unit 9 in advance, a reagent containing an antibody is added later, and a labeling substance is attached to the antigen or antibody. The presence or absence of can be detected. As the labeling substance, a luminescent substance such as fluorescence is generally used.

また、ＤＮＡの検出の場合、例えば、予め検出部１１内に核酸プローブを用意しておく。次に、検体ＤＮＡを検出部１１のウェル２３に供給し、核酸プローブと検体ＤＮＡとのハイブリダイゼーション反応により、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。
ここで、検体ＤＮＡとしては、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。 In the case of DNA detection, for example, a nucleic acid probe is prepared in the detection unit 11 in advance. Next, the sample DNA can be supplied to the well 23 of the detection unit 11 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.
Here, as the sample DNA, DNA extracted from blood or the like and prepared by the PCR method, the LAMP method, or the like can be used. Further, 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.

さらに、反応容器３は一塩基遺伝子多型（ＳＮＰ）の解析にも用いることができる。なお、その場合、プローブ核酸やその検出に用いる物質は複数あってもよく、それらの物質のひとつが標識されていればよい。
また、標識物質は、結合したプローブ核酸と検体ＤＮＡに特異的に作用するものを、反応後に加えることもできる。このようなものとしては、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ＤＮＡに結合させておき、後から蛍光物質を加えても良い。 Furthermore, the reaction vessel 3 can also be used for analysis of single nucleotide polymorphism (SNP). In that case, there may be a plurality of probe nucleic acids and substances used for the detection, and one of these substances only needs to be labeled.
In addition, as the labeling substance, a substance that specifically acts on the bound probe nucleic acid and the sample DNA can be added after the reaction. Such a thing includes an intercalator. 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 the sample DNA as a labeling substance, and the fluorescent substance may be added later.

また、多段階反応を行って上述した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。
この場合、検出ＤＮＡの検出に用いるプローブ核酸などの物質が複数種でもよく、予めＰＣＲ部９内に少なくとも１種の物質を入れておき、その後、検出ＤＮＡと他の物質を同時または順次注入し、反応をおこなっても良い。 Moreover, you may detect SNP or DNA mentioned above by performing multistep reaction. For example, an invader assay method (Third Wave Technologies, Inc. (Madison, Wisconsin, USA)) may be used, thereby enabling realization of SNP analysis.
In this case, there may be a plurality of types of substances such as probe nucleic acids used for detecting the detection DNA, and at least one type of substance is put in the PCR unit 9 in advance, and then the detection DNA and other substances are injected simultaneously or sequentially. , You may react.

上記のように、この反応容器ユニット１及びこれに備える断熱容器３１によれば、基板５の下面５ｂから突出するウェル１３，２３の底部を断熱容器３１の凹部３３，３５で包み込むように、断熱容器３１を反応容器３の下面５ｂ側に配した状態で冷蔵庫等に保管しておくことにより、反応容器３を冷蔵庫等から取り出した際に基板５の下面５ｂやウェル１３，２３、流路部１５の底部側に結露が発生したり、ウェル１３に収容された試薬が急激に暖まることを確実に防止できる。また、ウェル１３に収容された試薬が急激に暖まることを防止できるため、生化学反応装置において試薬を用いた反応処理や検出処理を正しく行うことができる。
さらに、基板５の下面５ｂから突出するウェル１３，２３の底部が断熱容器３１の凹部３３，３５に収容されているため、反応容器３を冷蔵庫等において安定した状態で配置することが可能となる。 As described above, according to the reaction container unit 1 and the heat insulating container 31 provided for the reaction container unit 1, heat insulation is performed so that the bottoms of the wells 13 and 23 protruding from the lower surface 5 b of the substrate 5 are wrapped with the recesses 33 and 35 of the heat insulating container 31. By storing the container 31 in the refrigerator or the like with the container 31 disposed on the lower surface 5b side of the reaction container 3, the lower surface 5b of the substrate 5, the wells 13 and 23, the flow path portion when the reaction container 3 is taken out from the refrigerator or the like. It is possible to reliably prevent dew condensation on the bottom side of 15 and rapid warming of the reagent stored in the well 13. Moreover, since the reagent accommodated in the well 13 can be prevented from warming up rapidly, the reaction process and the detection process using the reagent can be correctly performed in the biochemical reaction apparatus.
Furthermore, since the bottoms of the wells 13 and 23 protruding from the lower surface 5b of the substrate 5 are accommodated in the recesses 33 and 35 of the heat insulating container 31, the reaction container 3 can be stably placed in a refrigerator or the like. .

なお、上記の実施形態において、ＰＣＲ部９は、両端が基板５の上面５ａに開口する流路部１５により構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば試薬収容部７や検出部１１と同様に、基板５の上面５ａに開口すると共に基板５の下面５ｂから突出する凹状のウェル（収容部）により構成されるとしても構わない。なお、上記のようにＰＣＲ部９を構成した場合には、断熱容器３１にＰＣＲ部９のウェルの底部形状に対応する凹部を形成しておけばよい。なお、ＰＣＲ部９を構成する流路部１５やウェルは１つだけ形成されるとしてもよいし、複数形成されるとしても構わない。
また、試薬収容部７及び検出部１１を構成するウェル１３，２３は、それぞれ複数形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば１つだけ形成されるとしても構わない。 In the above-described embodiment, the PCR unit 9 is configured by the flow channel unit 15 having both ends opened to the upper surface 5a of the substrate 5. However, the present invention is not limited to this. For example, the reagent storage unit 7 or the detection unit 11, it may be configured by a concave well (accommodating portion) that opens to the upper surface 5 a of the substrate 5 and protrudes from the lower surface 5 b of the substrate 5. When the PCR unit 9 is configured as described above, a recess corresponding to the bottom shape of the well of the PCR unit 9 may be formed in the heat insulating container 31. It should be noted that only one flow path part 15 or well constituting the PCR part 9 may be formed, or a plurality of wells may be formed.
In addition, a plurality of wells 13 and 23 constituting the reagent storage unit 7 and the detection unit 11 are formed, but the present invention is not limited to this. For example, only one well may be formed.

さらに、断熱容器３１の上面３１ａには、基板５の下面５ｂから突出するウェル１３，２３や流路部１５の底部形状に対応する凹部３３，３５，３７が形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともウェル１３，２３や流路部１５の底部を覆う形状に形成されていればよい。すなわち、断熱容器３１には例えば上記凹部３３，３５，３７を形成せず、断熱容器３１の上面３１ａを単純な平坦面に形成するとしても構わない。 Further, the upper surface 31a of the heat insulating container 31 is formed with the recesses 33, 35, and 37 corresponding to the bottom shapes of the wells 13 and 23 and the flow path portion 15 protruding from the lower surface 5b of the substrate 5. It does not restrict | limit, What is necessary is just to be formed in the shape which covers the bottom part of the wells 13 and 23 and the flow-path part 15 at least. That is, for example, the recessed portions 33, 35, and 37 may not be formed in the heat insulating container 31, and the upper surface 31 a of the heat insulating container 31 may be formed in a simple flat surface.

また、反応容器３のウェル１３，２３は、基板５の下面５ｂから突出するとしたが、少なくとも基板５の上面５ａに開口していればよく、例えば下面５ｂから突出していなくてもよい。
さらに、反応容器３は、試薬収容部７、ＰＣＲ部９及び検出部１１により構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも試薬を収容する試薬収容部７により構成されていればよい。 In addition, the wells 13 and 23 of the reaction vessel 3 are projected from the lower surface 5b of the substrate 5, but it is sufficient that they are open to at least the upper surface 5a of the substrate 5. For example, they may not project from the lower surface 5b.
Furthermore, the reaction container 3 is configured by the reagent storage unit 7, the PCR unit 9, and the detection unit 11. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the reaction container 3 is configured by at least the reagent storage unit 7 that stores the reagent. .

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

この発明の一実施形態に係る反応容器ユニットを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the reaction container unit which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of FIG. 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。It is BB arrow sectional drawing of FIG. 図２の反応容器ユニットにおいて、反応容器を断熱容器から取り外した状態を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the reaction container is removed from the heat insulating container in the reaction container unit of FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

１反応容器ユニット
３反応容器
５基板
５ａ上面
５ｂ下面
７試薬収容部
９ＰＣＲ部
１１検出部
１３，２３ウェル（収容部）
１５流路部（収容部）
３１断熱容器
３３，３５，３７凹部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction container unit 3 Reaction container 5 Substrate 5a Upper surface 5b Lower surface 7 Reagent accommodating part 9 PCR part 11 Detection part 13, 23 Well (accommodating part)
15 Channel part (accommodating part)
31 Insulation container 33, 35, 37 Recess

Claims

基板の上面に開口して試薬を収容可能な複数の収容部を設けて構成される反応容器に使用する断熱容器であって、
断熱材料により形成され、前記複数の収容部の底部を覆うように前記基板の下面側に配されることを特徴とする断熱容器。 A heat-insulating container used in a reaction container configured to have a plurality of storage portions that are open on the upper surface of a substrate and can store a reagent,
A heat insulating container formed of a heat insulating material and disposed on the lower surface side of the substrate so as to cover the bottoms of the plurality of housing portions.

前記基板の下面に対向する対向面に、前記基板の下面から突出する前記収容部の底部形状に対応する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱容器。 2. The heat insulating container according to claim 1, wherein a concave portion corresponding to a shape of a bottom portion of the housing portion protruding from the lower surface of the substrate is formed on a facing surface facing the lower surface of the substrate.

請求項１又は請求項２に記載の断熱容器と、前記反応容器とを備えることを特徴とする反応容器ユニット。 A reaction container unit comprising the heat insulation container according to claim 1 and the reaction container.

少なくとも１つの収容部が、前記試薬を収容して保存する試薬収容部を構成することを特徴とする請求項３に記載の反応容器ユニット。 The reaction container unit according to claim 3, wherein at least one storage unit constitutes a reagent storage unit that stores and stores the reagent.

少なくとも１つの収容部が、光学検出可能な検出部を構成することを特徴とする請求項４に記載の反応容器ユニット。 The reaction container unit according to claim 4, wherein at least one container constitutes an optically detectable detector.

少なくとも１つの収容部が、ＰＣＲ部を構成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の反応容器ユニット。

6. The reaction container unit according to claim 4 or 5, wherein at least one accommodating part constitutes a PCR part.