JP2009136250A - 生体試料反応用チップ、生体試料反応装置、および生体試料反応方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PCR反応装置20は水平方向の回転軸201の周りに回転可能であり、回転軸201部分にヒーターが設けられているため温度勾配が形成され、第1のウェル103、第2のウェル104、第3のウェル105は、それぞれ95℃、72℃、55℃に設定される。PCR反応装置20を回転させて、PCR反応液の液滴Pを第1のウェル103、第2のウェル104、第3のウェル105の間で移動させることにより、熱変性(95℃)→アニーリング(55℃)→伸長反応(72℃)を繰り返すことができる。
【選択図】図3
Description
また、前記第1〜第3の反応部と前記第1および第2の流路に反応液と混和せず前記反応液よりも比重の軽い液体が充填されており、前記液体中に反応液が液滴の状態で含まれることが望ましい。これにより、微量な反応液で効率よく反応を行うことができる。例えば、液体がミネラルオイルの場合には、反応液はミネラルオイル中に非乳化状態の液滴として含まれている。
本発明によれば、回転軸に対して対称な温度分布が形成されるので、反応液を第1の反応部、第2の反応部、および第3の反応部の間で移動させることにより、温度制御が簡単で消費電力も低い、熱サイクル反応を実現することができる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるPCR用チップ(生体試料反応用チップ)10と、PCR反応装置(生体試料反応装置)20の構成を示す斜視図である。図に示すように、PCR用チップ10は、透明基板101,102を貼り合わせて構成されており、第1のウェル(第1の反応部)103、第2のウェル(第2の反応部)104、第3のウェル(第3の反応部)105、第1の流路106、第2の流路107が形成されている。透明基板101,102は例えばガラス基板とすることができる。各々1つの第1のウェル103、第2のウェル104、第3のウェル105、第1の流路106、及び第2の流路107によって1つの反応系が形成される。本実施形態では、PCR用チップ10は1つの基板状に7個の反応系を有している。
図3は、PCR用チップ10を収納したPCR反応装置20の、回転軸201に垂直な面の断面を示す模式図である。
PCR反応装置20が図中の矢印方向(右回り)に回転することにより、PCR用チップ10は図中の領域(1)〜(3)(図中、丸数字で示す1〜3の領域)を繰り返し通過する。図中(1)の領域(図3の断面を時計の文字盤に見立てると1時〜5時に相当する領域)にPCR用チップ10がある期間は、反応液Pは第1のウェル103に位置する。このため、PCR用チップ10が領域(1)にある間は、95℃で熱変性処理が行われる。PCR用チップ10が領域(3)から領域(1)へ入る際、ミネラルオイル中の反応液はミネラルオイルより比重が重いため第2のウェル104から第1のウェル103へ沈降する。
図4〜図9は、本実施形態の変形例を示す図である。図4(A)〜図9(A)は、PCR用チップ10を収納したPCR反応装置20の、回転軸201に垂直な面の断面を示す模式図、図4(B)〜図9(B)は、PCR用チップ10の反応系の断面(図2(A)のB−B断面)を示す図である。
熱変性(95℃):アニーリング(55℃):伸長反応(72℃)
=角度A+角度B:角度C−角度A:360度−(角度B+角度C)
本発明の実施の形態2によるPCR用チップ(生体試料反応用チップ)30と、PCR反応装置(生体試料反応装置)40の構成を示す斜視図である。
実施の形態2においても、PCR反応装置40は円筒形に形成されており、中心部に水平方向に伸びた回転軸401を有し、回転軸401がヒータ(温度調節手段)となっていて、回転軸401の近傍から外側へ向かうにつれて低くなっていく温度勾配が形成されている。また、PCR反応装置40は、円筒の外周面近傍に配置されたフィルムヒータ403と、回転軸401とフィルムヒータ403の間に同心円状に配置された断熱材404を備えている。
Claims (6)
- 第1〜第3の反応部と、
前記第1の反応部と前記第2の反応部を繋ぐ第1の流路と、
前記第2の反応部と前記第3の反応部を繋ぐ第2の流路と、を備え、
前記第1の流路と前記第1の反応部の成す角度をA、前記第1の流路と前記第2の反応部の成す角度をB、前記第1の流路と前記第2の流路の成す角度をCとすると、
A<C、かつ、0度<B<180度、かつ、C>90度、
であることを特徴とする生体試料反応用チップ。 - 前記第1〜第3の反応部と前記第1および第2の流路に反応液と混和せず前記反応液よりも比重の軽い液体が充填されており、
前記液体中に反応液が液滴の状態で含まれることを特徴とする請求項1に記載の生体試料反応用チップ。 - 請求項1または請求項2に記載の生体試料反応用チップを用いて生体試料反応処理を行うための生体試料反応装置であって、
水平方向の回転軸の周りに回転可能であり、
前記生体試料反応用チップを収納可能な収容部と、
回転軸近傍に設けられた温度調節手段を備え、
前記回転軸に対して対称な温度分布を有することを特徴とする生体試料反応装置。 - 前記収容部は、前記第1の反応部、前記第2の反応部、前記第3の反応部の順に前記回転軸から遠くに配置されるように、前記生体試料反応用チップを収納可能なことを特徴とする請求項3に記載の生体試料反応装置。
- 請求項3または請求項4に記載の生体試料反応装置を用いた生体試料反応方法であって、
前記生体試料反応装置を前記回転軸の周りに回転させることにより、前記反応液の液滴を前記第1〜第3の反応部の間で移動させ、各々の反応部で生体試料反応処理を行うことを特徴とする生体試料反応方法。 - 前記生体試料反応処理は核酸増幅を含む処理であり、前記反応液には、ターゲット核酸、プライマー、核酸を増幅するための酵素、及びヌクレオチドが所定の濃度で含まれていることを特徴とする請求項5に記載の生体試料反応方法。
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