WO2021100189A1 - Pcr容器、pcr容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置 - Google Patents
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- WO2021100189A1 WO2021100189A1 PCT/JP2019/045722 JP2019045722W WO2021100189A1 WO 2021100189 A1 WO2021100189 A1 WO 2021100189A1 JP 2019045722 W JP2019045722 W JP 2019045722W WO 2021100189 A1 WO2021100189 A1 WO 2021100189A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
Definitions
- the present invention relates to a PCR container, a PCR container support device, a thermal cycler, and a genetic testing device used for carrying out a polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) method.
- PCR polymerase chain reaction
- the PCR method is used in a nucleic acid analyzer that analyzes nucleic acids contained in biological samples such as blood and urine (so-called biological samples).
- the PCR method is a technique for amplifying a target nucleic acid by raising or lowering the temperature using a thermostable polymerase and a primer, and is widely used in fields such as genetic engineering, biological test method, and biological detection method. ..
- the principle of PCR is to geometrically increase the radiation of the target DNA by repeating the cycle according to the thermal profile (temperature rise and fall) many times.
- the thermal profile is maintained at a temperature at which the double-stranded DNA containing the target DNA sequence is maintained at a temperature at which it dissociates into a single strand, and at a temperature at which the dissociated single-stranded DNA is annealed with primers in the forward and reverse directions. It is composed of three steps, a second step and a third step of maintaining the temperature at which a DNA strand complementary to the single-stranded DNA is synthesized by the DNA primer.
- Quantitative testing methods that apply such PCR methods include real-time PCR and quantitative polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as qPCR).
- the qPCR method is a highly sensitive gene analysis method, and is being applied in clinical tests such as quantitative gene expression analysis, pathogen detection, and drug discovery target verification.
- an optical path for measuring the intensity of the fluorescence generated by applying excitation light to the test solution during the reaction is provided. Must be provided.
- Patent Document 1 includes a reaction vessel body having an opening at the upper end and capable of accommodating the reaction solution, and a lid material capable of sealing the opening of the reaction vessel, and presses the test solution contained in the reaction vessel. There is a description of a reaction vessel characterized by having a pressing portion to obtain.
- the pressing portion of the lid material enters the inside of the reaction chamber through the opening of the reaction chamber, and the test solution contained in the reaction vessel is discharged. It is designed to be pressed.
- PCR can be realized by closely supporting the reaction vessel with a block of a thermally conductive metal whose temperature can be controlled.
- the lid material invades the reaction vessel and presses the test solution, so that the adhesion between the reaction container, which is a heat transfer element, and the test solution is improved, and the temperature change for realizing PCR becomes quick.
- contamination during the reaction can be prevented by sealing with a lid material.
- Patent Documents 2 and 3 describe that the reaction vessel is covered and the PCR reaction is carried out.
- Patent Document 4 describes an upper lid provided with an optical path for performing optical analysis while performing PCR.
- the outer shape of the PCR container may be buckled and wrinkled due to pressing, and the volume inside the PCR container may change due to unpredictable deformation. In repeated tests, if the outer shape of the container is deformed unpredictably in each test, there is a problem that the important test solution cannot be quantified by qPCR.
- the present invention has been made to solve such a problem, and is capable of achieving both quantification accuracy of a test solution and high thermal conductivity, a PCR container, a PCR container support device, a thermal cycler, and a genetic test device.
- the purpose is to provide.
- An example of the PCR container according to the present invention is a PCR container provided with a thermoplastic sheet, which exhibits plasticity at a first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
- An example of the PCR container support device is a PCR container support device provided with a thermoplastic sheet that exhibits plasticity at a first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
- the PCR container support device includes a temperature control device and an exhaust device, and is equipped with a temperature control device and an exhaust device.
- the temperature control device and the exhaust device are configured so that the thermoplastic sheet can be heated while being adsorbed to form or shape the first space by plastic deformation, and the first space can be sealed by welding.
- An example of the thermal cycler according to the present invention is A PCR container composed of a thermoplastic sheet that exhibits plasticity at the first temperature and can be welded at a second temperature higher than the first temperature.
- a PCR container support portion having a recess and supporting the PCR container,
- An exhaust device for sucking air between the PCR container and the PCR container support portion and holding the PCR container in the shape of the recess.
- a temperature controller for heating the PCR container and A pressurizing mechanism for pressurizing the thermoplastic sheet is provided.
- the PCR container can form a first space that contains a test solution and does not contain air, and a second space that contains a test solution and air.
- An example of the genetic testing apparatus according to the present invention includes the above-mentioned thermal cycler.
- the PCR container since the PCR container is thin, the heat transfer performance can be improved and qPCR can be accelerated. In addition, as a result of improving the reproducibility of the amount of the test solution in the PCR container, the accuracy of the quantitative test of the target DNA or the like by qPCR can be improved.
- FIG. 5 is a flow chart illustrating a procedure of preparation and post-treatment in a PCR cycle performed using the thermal cycler of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating steps 502 to 504 of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 505 of FIG. FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 506 of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the procedure 507 of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating steps 508 to 510 of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating procedure 511 of FIG.
- FIG. 3 is a three-view view illustrating an example of the configuration of the lower PCR block according to Example 3 of the present invention. The figure explaining the structure of the genetic test apparatus provided with the thermal cycler of FIG.
- FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the thermal cycler 100 according to the first embodiment.
- the thermal cycler 100 according to the first embodiment has, as basic elements, a lower PCR block 1, an upper PCR block 2, a lower sheet 3, an upper sheet 5, and a suction syringe 6.
- a pressurizing mechanism 7 and a syringe drive holding means 8 are provided.
- the suction syringe 6 and the syringe drive holding means 8 constitute an exhaust device and function as a suction means for sucking air.
- the lower PCR block 1, the upper PCR block 2, and the heating / cooling means 10 are shown only in outline in FIG. 1, and detailed configuration examples will be described in FIGS. 2 and later.
- the lower sheet 3 and the upper sheet 5 form a PCR container or a part thereof.
- the PCR vessel is configured to be capable of forming the quantitative test solution space 16 (first space).
- the quantitative test solution space 16 is a space that contains the test solution 4 and does not contain air, and can contain and enclose a fixed amount of the test solution 4.
- the test solution 4 is, for example, a mixed solution of the extracted nucleic acid as a sample and a reagent set for causing an amplification reaction.
- the PCR container is configured so that the surplus liquid reservoir 9 (second space) can be formed.
- the surplus liquid reservoir 9 is a space for accommodating the test liquid 4 and air.
- the quantitative test solution space 16 is filled with the test solution 4 to eliminate air, and the excess test solution that cannot be accommodated in the quantitative test solution space 16 is eliminated. 4 can be accommodated in the surplus liquid reservoir 9 (details will be described later with reference to FIG. 5 and the like).
- the lower PCR block 1, the upper PCR block 2, the suction syringe 6, the pressurizing mechanism 7, and the syringe drive holding means 8 constitute a PCR container support device (PCR container support portion).
- the PCR vessel support device can be used with the PCR vessel to support and secure the PCR vessel.
- the thermal cycler 100 includes a PCR container and a PCR container support device.
- the PCR container support device includes a heating / cooling means 10 for a PCR thermal cycle.
- the heating / cooling means 10 is an example of a temperature adjusting device, and includes, for example, a function of heating a PCR container and a function of actively cooling the PCR container.
- the heating / cooling means 10 are dispersedly provided on the inner peripheral side of the upper PCR block 2 and the lower portion of the lower PCR block 1.
- the PCR container support device includes a sheet heat welding sealing means for heating and welding (melt joining) the sheets constituting the PCR container.
- the sheet heat welding sealing means of this embodiment includes an inner portion 11 and an outer portion 12.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the lower PCR block 1, and a part thereof is shown in a cross-sectional view.
- the lower PCR block 1 is configured to use a Peltier element.
- the lower PCR block 1 includes a heat conductive block 201, a Pelche element 203, a heat sink 205, and a heat radiation fin 206 as a part of the heating / cooling means 10.
- the heat conductive block 201 is made of, for example, a heat conductive metal, and is integrally formed with the heat receiving plate 201c.
- the heat receiving plate 201c comes into contact with the Peltier element 203 so that heat exchange is possible.
- the heat conductive block 201 has a recessed recess 201a.
- the recess 201a is used as a female mold for suction molding the lower sheet 3.
- a suction air conduit 13 is connected to the lower end of the recess 201a, and the suction air conduit 13 is connected to the pipe connection plug 201b.
- a suction syringe 6 is connected to the pipe connection plug 201b via a tube, a pipe, or the like.
- An inner lower portion 11b forming a part of the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means is attached to the upper end of the recess 201a (for example, the edge of the inner circumference of the upper end). In this embodiment, the inner lower portion 11b is formed in a ring shape.
- a power supply lead wire 203a is attached to the Peltier element 203.
- the high temperature side heat transfer surface 203b of the Pelche element 203 comes into contact with the heat receiving plate 201c.
- the low temperature side heat transfer surface 203c of the Peltier element 203 is in contact with the heat sink 205, and the heat sink 205 is in contact with the heat dissipation fins 206.
- a heat transfer sheet or heat conductive grease is used at the contact portion between the high temperature side heat transfer surface 203b and the heat receiving plate 201c and the contact portion between the low temperature side heat transfer surface 203c and the heat sink 205 to promote heat transfer. Is also good.
- the heat conductive block 201 side (high temperature side heat transfer surface 203b side) becomes hot with respect to the Peltier element 203. It is preferable to reduce the volume of the heat conductive block 201 as much as possible so that the heat capacity is reduced so that the temperature can be changed quickly.
- the volume of the heat sink 205 may be increased to increase the heat capacity, and if necessary, the heat radiating fins 206 may be provided to send air at room temperature.
- the operation of the Peltier element 203 may be controlled by an external control device (not shown).
- the temperature of the heat conductive block 201 is measured by the temperature sensor 204 attached to the heat conductive block 201, and the voltage or current supplied to the power supply lead wire 203a is set so that the measured temperature becomes the set target temperature. Be controlled.
- the lower PCR block 1 includes a heat insulating spacer 202.
- the heat insulating spacer 202 is made of, for example, heat resistant plastic.
- the heat insulating spacer 202 is provided with a plurality of bolt holes 202a. A bolt is passed through the bolt hole 202a, and the heat insulating spacer 202 is fixed to the heat sink 205 by sandwiching a part of the heat conductive block 201 and the Peltier element 203 and the like.
- it is preferable that the head of the bolt does not protrude from the bolt hole 202a.
- an outer lower portion 12a forming a part of the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means is attached to the upper surface of the heat insulating spacer 202.
- a lead wire 12c is attached to the outer lower portion 12a, and the outer lower portion 12a is configured to be heated by supplying electric power through the lead wire 12c.
- the lead wire 12c can form a lateral hole extending from the lower side of the outer lower portion 12a toward the side surface of the heat insulating spacer 202, and can be arranged so as to be pulled out to the side surface of the heat insulating spacer 202. ..
- the heat insulating spacer 202 has a cylindrical opening 202b.
- the opening 202b extends vertically and penetrates the heat insulating spacer 202.
- the inner diameter of the opening 202b is larger than the inner diameter of the upper end of the recess 201a of the heat conductive block 201, and a ring-shaped recessed stepped surface 201d is formed between them. Further, the inner diameter of the opening 202b is larger than the outer diameter of the inner lower portion 11b of the sheet heat welding sealing means.
- a substantially ring-shaped space is formed by the inner peripheral surface of the opening 202b, the recessed stepped surface 201d, and a part of the lower surface of the upper PCR block 2. The excess liquid reservoir 9 of the PCR container can be accommodated in this space.
- a hole 203d for supporting the guide rail 207 (indicated by a broken line) is opened on the upper surface of the heat insulating spacer 202.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the upper PCR block 2, and a part thereof is shown in a cross-sectional view.
- the upper PCR block 2 is also configured to use a Peltier element.
- the upper PCR block 2 includes a basic frame 301.
- the basic frame 301 is made of a thermally conductive metal material and also functions as a heat sink.
- the upper PCR block 2 is provided with a flange 301a so that the guide rail 207 of FIG. 2 can be passed through the hole of the flange 301a.
- the upper PCR block 2 can be positioned and moved up and down in parallel with respect to the lower PCR block 1 via the guide rail 207.
- the upper PCR block 2 may be provided with a bearing such as a linear bearing.
- the upper PCR block 2 includes a heat insulating frame 302.
- the heat insulating frame 302 is made of, for example, heat resistant plastic.
- the inner upper portion 11a forming a part of the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means and the outer upper portion 12b forming a part of the outer portion 12 are inside in the lower PCR block 1, respectively. It is attached at a position corresponding to the lower portion 11b and the outer lower portion 12a.
- a lead wire 11c is attached to the inner upper portion 11a, and the inner upper portion 11a can be heated by supplying electric power to the lead wire 11c. As shown in FIG. 3, the lead wire 11c is pulled out above the upper PCR block 2 through a hole penetrating the adiabatic frame 302 and the base frame 301.
- the upper PCR block 2 includes a transparent window component 303 and a window mounting frame 304.
- the transparent window component 303 constitutes the optical path transparent window 15 of FIG.
- an optical path hole 14 (FIG. 1) for fluorescence analysis is formed in the upper PCR block 2, and the optical path transparent window 15 is arranged at one end (for example, the PCR container side) of the optical path hole 14.
- transparent can be appropriately interpreted by those skilled in the art, but may mean, for example, that the transmittance is 80% or more at the wavelength of fluorescence used for measurement, and similarly, 90. It may mean that it is% or more, 95% or more, 99% or more. Alternatively, for example, it may mean that the haze is 5% or less at the wavelength of fluorescence used for measurement, and similarly, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less, 0.5% or less. , Or 0.1% or less.
- the window mounting frame 304 and the heat transfer block 305 can be manufactured from, for example, a heat conductive metal material.
- the window mounting frame 304 holds the transparent window component 303 together with the heat transfer block 305 by the fastening means 304a.
- the fastening means 304a is realized by a screw structure in the example of FIG. 3, for example, by a male screw structure formed on the outer periphery of the window mounting frame 304 and a female screw structure formed on the inner circumference of the heat transfer block 305. Can be configured.
- the upper PCR block 2 includes a heat transfer block 305 and a Peltier element 306 as a part of the heating / cooling means 10. Further, the basic frame 301 may be included in the heating / cooling means 10.
- the Peltier element 306 has a donut-shaped structure with a hole in the center.
- the high temperature side heat transfer surface 306b of the Peltier element 306 is in contact with the heat transfer block 305, and the low temperature side heat transfer surface 306c of the Peltier element 306 is in contact with the basic frame 301.
- a heat transfer sheet or heat transfer grease is used at the contact portion between the high temperature side heat transfer surface 306b and the heat transfer block 305 and the contact portion between the low temperature side heat transfer surface 306c and the basic frame 301 to promote heat transfer. You may let me.
- a power supply lead wire 306a is attached to the Peltier element 306.
- the power supply lead wire 306a is led out to the side surface of the heat insulating frame 302 through a lateral hole provided in the heat insulating frame 302.
- the power supply lead wire 306a is not pulled out to the lower surface side in contact with the lower PCR block 1 or the central hole side which is the optical path for the tendency analysis.
- the transparent window component 303, the window mounting frame 304, and the heat transfer block 305 are fixed to each other to form a window structure portion.
- the window structure and the donut-shaped Peltier element 306 are supported by being sandwiched between the basic frame 301 and the heat insulating frame 302.
- the basic frame 301 and the heat insulating frame 302 are fixed and integrated by, for example, a plurality of fastening means 301b provided in the circumferential direction.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the pressurizing mechanism 7 and the sheet heat welding sealing means.
- the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means will be described as an example, but the inner portion 11 also operates in the same manner.
- the specific configuration of the pressurizing mechanism 7 is not particularly shown, a well-known pressurizing mechanism can be used, for example.
- FIG. 4A shows a state before pushing down the upper PCR block 2 with respect to the lower PCR block 1
- FIG. 4B shows a state after the pressurizing mechanism 7 pushes down the upper PCR block 2 and before heating.
- 4 (c) shows the state after heating.
- the outer lower part 12a is attached to the upper surface of the lower PCR block 1, and the outer upper part 12b is attached to the lower surface of the upper PCR block 2.
- the outer lower portion 12a is arranged so as not to project upward from the upper surface of the lower PCR block 1, while the outer upper portion 12b is arranged so as to project downward from the lower surface of the upper PCR block 2 on the contrary.
- the outer lower portion 12a is configured by using, for example, an elastically deformable heater.
- the outer upper portion 12b is made of a material (for example, metal or heat-resistant plastic) that is not easily elastically deformed. It is preferable that the lower end of the outer lower portion 12a is formed in a shape in which the tip is rounded (indicated by an obtuse angle shape in FIG. 4) so that the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are not sheared.
- the pressurizing mechanism 7 pushes down the upper PCR block 2, the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are pulled to become thinner and adhere to each other.
- the outer lower portion 12a is also deformed into a concave shape so as to cover the portion where the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are in close contact with each other. In this way, the pressurizing mechanism 7 pressurizes the upper sheet 5 and the lower sheet 3.
- a welded portion 404 as shown in FIG. 4C is generated.
- the conditions for the welding temperature will be described later, but as an example, it is 200 ° C.
- the welded portion 404 can seal the test solution 4 existing between the upper sheet 5 and the lower sheet 3, and in particular, in this embodiment, the welded portion 404 is formed in a ring shape, so that the test solution 4 can be used.
- the test solution 4 can be sealed in a ring surrounding the existing region.
- the outer upper portion 12b that functions as a heat-resistant member is attached to the upper PCR block 2, and the outer lower portion 12a that functions as a heater is attached to the lower PCR block 1. Good.
- the arrangement of the inner upper portion 11a and the inner lower portion 11b may be interchanged.
- the inner portion 11 has a ring shape surrounding the region where the test solution 4 exists (for example, the quantitative test solution space 16 and the excess liquid reservoir 9), and the outer portion 12 has a ring surrounding the region where the test solution 4 exists and the inner portion 11. It has a shape, and the inner portion 11 and the outer portion 12 do not intersect with each other.
- the lower part of the upper PCR block 2 has an inverted truncated cone shape that fits into the opening of the lower PCR block 1, and the transparent window component 303 is formed so as to fit horizontally on the lower end surface thereof. Further, by pushing down the upper PCR block 2, the lower end surface of the upper PCR block 2 can be lowered to a position lower than the top surface of the test solution 4 (in the example of FIG. 1, the top surface of the test solution 4 is The upper surface of the test solution 4 in the surplus liquid reservoir 9, which is higher than the lower end surface of the upper PCR block 2).
- the upper PCR block 2 descends to a position where it interferes with the lower PCR block 1 (for example, the position shown in FIG. 1) via the upper sheet 5 and the lower sheet 3, the upper PCR block 2 is further lowered. It is not possible to let it.
- the PCR container according to Example 1 is configured to include a lower sheet 3 and an upper sheet 5.
- the lower sheet 3 and the upper sheet 5 are, for example, thermoplastic sheets, and are made of the same material as an example.
- the lower sheet 3 and the upper sheet 5 show plasticity at the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle (that is, the temperature at which DNA denaturation occurs in the PCR reaction cycle) (first temperature), and can be welded at the welding temperature (second temperature). It becomes.
- welding means that, for example, two sheets in contact with each other are welded.
- a plastic PCR container according to the prior art requires a wall thickness of at least 0.3 mm, but the lower sheet 3 and the upper sheet 5 according to this embodiment both have a wall thickness of, for example, 0.1 mm or less. be able to. Therefore, the heat transfer performance of the PCR container is improved as compared with the conventional case.
- the welding temperature is selected to be higher than the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle.
- the high temperature set temperature of the PCR reaction cycle is 100 ° C. or lower, and the welding temperature is 100 ° C. or higher (200 ° C. as a specific example).
- the lower sheet 3 and the upper sheet 5 have acid resistance.
- a nylon sheet is an example of satisfying all of the above conditions.
- a nylon sheet is used, sufficient mechanical strength and thermal conductivity can be realized as the PCR container of Example 1 with a thickness of 0.1 mm or less.
- the suction syringe 6 is used for the purpose of adsorbing the lower sheet 3 to the recess 201a of the lower PCR block 1.
- the suction syringe 6 is driven by the syringe drive holding means 8 to remove air from the space between the recess 201a and the lower sheet 3 through the suction air conduit 13.
- the lower sheet 3 comes into close contact with the inner peripheral surface of the recess 201a.
- the suction syringe 6 and the syringe drive holding means 8 suck the air between the PCR container and the PCR container support portion, and hold the PCR container in the shape of the recess.
- the PCR container support device maintains the shape of the lower sheet 3 by vacuum adsorption, even if the wall thickness of the lower sheet 3 is reduced (for example, 0.1 mm or less), the lower sheet 3 is lower. Unexpected deformation (buckling, etc.) of the side seat 3 can be prevented.
- the pressurizing mechanism 7 pulls up the upper PCR block 2, which allows the PCR container to be removed from the lower PCR block 1.
- the pressurizing mechanism 7 pulls up the upper PCR block 2, which allows the PCR container to be removed from the lower PCR block 1.
- air is sent between the recess 201a and the lower sheet 3, and the lower sheet 3 fixed to the recess 201a is pressed. Push it off. This allows the PCR container to be easily removed and discarded.
- the syringe drive holding means 8 can be easily realized by using, for example, a one-way traverse device using a ball screw. Further, the pressurizing mechanism 7 can also be easily realized by a vertical one-way traverse device using a ball screw as well.
- FIG. 5 is a flow chart illustrating preparation and post-treatment procedures in a PCR cycle performed using the thermal cycler 100.
- FIG. 6 is a diagram of the operation timing of the thermal cycler 100 and the time change in the thermal cycle.
- FIG. 6 shows a change in the control target temperature 603 and a change in the test solution temperature 604 by the heating / cooling means 10. Further, FIG. 6 shows a room temperature of 605, a high temperature set temperature of 606 in PCR (a temperature at which DNA denaturation occurs, for example, 95 ° C. or around), and a temperature at which PCR annealing occurs, 607 (for example, 60 ° C. or around). ) And the PCR extension reaction temperature 608 (for example, 60 ° C. or around). In the example of FIG. 6, the PCR extension reaction temperature 608 is higher than the temperature 607 at which PCR annealing occurs, but these temperatures may be the same or their relationship may be reversed.
- the test solution 4 is discharged into the PCR container (note that, as will be described later, only the lower sheet 3 is arranged as the PCR container at this point).
- the control target temperature 603 was kept at the high temperature set temperature 606 (denaturation temperature) for several minutes, thereby activating the enzyme and the first denaturation process to completely denature the sample DNA in the test solution into a single strand. The process of denaturing is done.
- the welding temperature of the lower sheet 3 and the upper sheet 5 is 100 ° C. or higher, which is higher than the high temperature set temperature 606 in PCR, welding of the lower sheet 3 and the upper sheet 5 does not occur during the PCR cycle.
- the first annealing process 610a is for a few seconds.
- the first extension reaction process 611a takes several tens of seconds.
- the combined period of the annealing process 610a and the extension reaction process 611a is the first PCR cycle 613a.
- the second PCR cycle 613b is executed.
- a second denaturation process 612 severe seconds
- a second annealing process 610b and a second extension reaction process 611b are performed.
- a third PCR cycle 613c may be performed.
- the PCR cycle can be repeated any number of times (614).
- the lower sheet 3 is first set in the lower PCR block 1 as shown in FIG. 7 (procedure 502).
- the lower sheet 3 is pressed by using the pressing means 701 so that the lower surface of the lower sheet 3 is in close contact with the upper surface of the lower PCR block 1.
- the pressing means 701 may have the same mechanism as the pressurizing mechanism 7.
- the temperature here is a temperature (first temperature) at which the lower sheet 3 is plastically deformed but not welded. Heating towards the preheat period 609 of FIG. 6 is performed during this process.
- the suction syringe 6 is moved to plastically deform the lower sheet 3 by vacuum suction (procedure 504). This is done at time 617 shown in FIG. The time 617 is before the time 616 when the test solution is discharged into the PCR container after the lower PCR block 1 reaches the preheat temperature.
- the lower sheet 3 may be wrinkled in the process of vacuum suction. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to form the recess 801 in the lower sheet 3 in advance.
- a dent 801 can be formed by pressing it against a male mold while heating, for example, in the manufacturing process of the lower sheet 3.
- the recess 801 is a recess that can accommodate the test solution 4 and covers at least a part of the quantitative test solution space 16.
- step 504 proceed with the following process while keeping the suction syringe 6 in the suction state.
- test solution 4 is discharged into the lower sheet 3 by a dispensing pipette 901 or the like and injected (procedure 505).
- This time point corresponds to time 616 in FIG.
- the upper sheet 5 is installed as shown in FIG. 10 (procedure 506).
- the upper sheet 5 may be pressed against the lower sheet 3 by using the pressing means 701.
- the upper sheet 5 is heated to the first temperature by using the heating / cooling means 10 (see FIG. 1 and the like) of the upper PCR block 2, and the upper sheet 5 is heated by using the pressurizing mechanism 7.
- Push down step 507.
- the pressurizing mechanism 7 is configured so that air can be removed from the quantitative test solution space 16 by pressurizing the upper sheet 5.
- air bubbles may remain on the test solution in the PCR container or an air layer may be formed.
- the presence of air bubbles or air layers can reduce the reproducibility of fluorescence analysis and can fluctuate the concentration of the test solution.
- incident excitation light and fluorescence reaction are caused by bubbles or droplets generated by dew condensation of vapor generated by heating the test solution for the PCR reaction at the light path window.
- Light may scatter unpredictably. In that case, the reproducibility of the fluorescence measurement cannot be ensured.
- the water content in the test solution may evaporate, which causes the concentration of the test solution to fluctuate.
- the PCR container according to Example 1 can remove air from the quantitative test solution space 16, and therefore such a problem is solved. That is, the reproducibility of the fluorescence measurement becomes higher, and the concentration of the test solution becomes more stable.
- the PCR container When the upper PCR block 2 descends to a point where it indirectly interferes with the lower PCR block 1, the PCR container is sealed by the sheet heat welding sealing means.
- the inner portion 11 operates as shown in FIG. 4 to seal the PCR container (procedure 508).
- the temperature at the time of sealing (second temperature) may be, for example, 200 ° C. or around 200 ° C., so in order to minimize the effect of killing the enzyme in the test solution, this process is performed. This is performed before the test solution temperature reaches the preheat temperature (time 618 in FIG. 6).
- the quantitative test solution space 16 is sealed by the sealing operation by the inner portion 11.
- the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are provided with a portion (first sealing portion) to be welded by the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means, and the first sealing portion is welded. If this is the case, it is configured to seal between the quantitative test solution space 16 and the excess liquid reservoir 9.
- the heating / cooling means 10 heat while adsorbing the lower sheet 3, and form or shape the quantitative test solution space 16 by plastic deformation.
- the quantitative test solution space 16 can be sealed by welding.
- the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means operates as shown in FIG. 4, and PCR is performed.
- the container is heated to a second temperature and sealed (procedure 509).
- the excess liquid reservoir 9 is sealed by the sealing operation by the outer portion 12.
- the upper sheet 5 and the lower sheet 3 are provided with a portion (second sealing portion) to be welded by the outer portion 12 of the sheet heat welding sealing means, and the second sealing portion is welded. If this is the case, it is configured to seal between the excess liquid reservoir 9 and the outside.
- the PCR container according to the present embodiment solves such a problem by two-step sealing in which the test solution excluded from the quantitative test solution space 16 is sealed in the surplus liquid reservoir 9. In this way, even when the PCR container is removed and discarded after the PCR reaction is completed, the entire amount of the test solution can be discarded while being completely sealed, and contamination by the excess solution does not occur.
- FIG. 12 shows a state in which complete sealing is completed. An inner welded portion 404a and an outer welded portion 404b are formed. In this state, the preheat period 609 and the first PCR cycle 613a to the last PCR cycle 613d are performed using the heating / cooling means 10 (procedure 510).
- a part of the upper sheet 5 is arranged between the optical path hole 14 for fluorescence analysis and the quantitative test solution space 16.
- This part is flat and is transparent. That is, the upper sheet 5 has a transparent plane, and at least a part of the PCR container constitutes this transparent plane. Such a configuration enables fluorescence analysis.
- the syringe drive holding means 8 of the suction syringe 6 is returned as shown in FIG. 13, and the lower sheet 3 and the lower PCR block 1 Air is blown between the recess 201a and the upper PCR block 2 is further pulled up using the pulling means 130, whereby the PCR container is removed from the lower PCR block 1 (procedure 511).
- the pulling means 130 can be, for example, the same mechanism as the pressurizing mechanism 7.
- the PCR container in which the test solution is sealed is removed, collected, and discarded (procedure 512). In this way, the procedure of FIG. 5 is completed (procedure 513).
- a fixed amount of the test solution 4 is enclosed in the quantitative test solution space 16, so that the quantification accuracy of the test solution 4 can be improved. Can be improved. Further, since the wall thickness of the lower sheet 3 can be reduced by stable shaping using vacuum adsorption, the heat transfer performance can be improved.
- FIG. 14 shows the configuration of the thermal cycler 200 according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment will be described below.
- Example 2 the PCR container (particularly the quantitative test solution space 16) is shallowly configured. Further, in Example 2, a plurality of PCR containers can be accommodated in one PCR container support device.
- the upper PCR block includes a plurality of individual blocks 2a and a single whole block 2b.
- Each individual block 2a and the entire block 2b can be moved up and down independently.
- the inner portion 11 of the sheet heat welding sealing means can be sealed according to the lowering of each individual block 2a, and the outer portion 12 can be sealed according to the lowering of the entire block 2b.
- the outer portion 12 may be sealed first, and then the inner portion 11 may be sealed.
- the outer portions 12 of the two adjacent PCR containers can be integrated to further simplify the overall configuration.
- FIG. 15 is a three-view view showing an example of the configuration of the lower PCR block according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment will be described below.
- Example 1 a PCR container having a shape rotationally symmetric with respect to the vertical axis was described (such a shape can also be used in Example 2).
- the PCR container does not have to be rotationally symmetric, and has the same effect as that of the first embodiment as long as it has a shape that can be sucked and adsorbed into the concave portion of the lower PCR block (for example, a convex shape protruding downward).
- FIG. 15 shows an example of a lower PCR block having a shape that is not rotationally symmetric.
- FIG. 15A is a top view of the upper opening of the lower PCR block as viewed from above in the vertical direction.
- 15 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB'of FIG. 15 (a).
- FIG. 15 (c) is a cross-sectional view taken along the line CC'of FIG. 15 (a).
- the temperature tends to be uniform and the reaction progresses without bias.
- a flat flat surface can be formed not only on the upper surface but also on the side surface of the PCR container, excitation light irradiation and fluorescence measurement for fluorescence analysis are performed not only from the upper side (arrow 155) but also from the side surface (arrow 154). be able to. In this way, the detection sensitivity can be improved by performing the fluorescence analysis from a plurality of directions.
- a PCR container was constructed using two sheets (upper sheet 5 and lower sheet 3), but the number of sheets is not limited to two. Three or more sheets may be appropriately welded and used. One sheet may be formed in a bag shape to form a PCR container. For example, when a bag-shaped sheet is used, the same effect as in Examples 1 to 3 can be obtained by performing two-step sealing in the vicinity of the opening of the bag.
- the thermal cycler according to Examples 1 to 3 may be provided in, for example, a genetic testing device, or may be provided in another device.
- FIG. 16 shows the configuration of the genetic testing apparatus 800 including the thermal cycler 100 of Example 1.
- the configuration of parts other than the thermal cycler 100 can be appropriately configured by those skilled in the art based on known techniques.
- Control target temperature 604 ... Test solution temperature 605 ... Room temperature 606 ... High temperature set temperature (first temperature) 607 ... Temperature at which PCR annealing occurs 608 ... Extension reaction temperature 200 ... Thermal cycler 2a ... Individual block (PCR container support device) 2b ... Whole block (PCR container support device) 800 ... Genetic testing device
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Abstract
試液の定量化精度と高い熱伝導性とを両立させることができる、PCR容器、PCR容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置を提供する。熱可塑性シートを備えるPCR容器において、熱可塑性シートは、第1温度において可塑性を示し、第1温度より高い第2温度において溶着可能となる。
Description
本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応(Polymerase Chain Reaction;以下、PCRと略称する)法の実施に用いるPCR容器、PCR容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置に関する。
PCR法は、血液や尿等の生体由来の検体(いわゆる生体試料)に含まれる核酸を分析する核酸分析装置において利用される。PCR法は、耐熱性ポリメラーゼおよびプライマーを利用し、温度の昇降によって標的核酸を増幅させる技術であり、遺伝子工学、生物学的試験法、生物学的検出法、等の分野で広く利用されている。
PCRの原理は、サーマルプロフィール(温度昇降)に従ったサイクルを多数回繰り返すことにより、標的DNAを幾何級数的に増輻させるものである。サーマルプロフィールは、標的DNA配列を含む2本鎖DNAが1本鎖に解離する温度に維持する第1段階と、解離した1本鎖DNAに正方向および逆方向のプライマーがアニーリングする温度に維持する第2段階と、DNAポリメラーセによって1本鎖DNAに相補的なDNA鎖が合成される温度に維持する第3段階との3段階を含んで構成される。
このようなPCR法を応用した定量検査方法には、リアルタイムPCRあるいは定量的ポリメラーゼ連鎖反応(以下qPCRと略す)がある。qPCR法は高感度の遺伝子解析方法であり、定量的遺伝子発現解析、病原体検出、創薬ターゲット検証、等の臨床検査での応用が進んでいる。
qPCR法においては、増幅しつつある標的DNAの濃度を、間接的に蛍光反応光の強度で計測するため、反応中の試液に励起光をあてて発生した蛍光の強度を計測するための光路を設けなければならない。
特許文献1には、上端に開口部を有し反応液を収容し得る反応容器本体と、反応容器の開口部を封止し得る蓋材とを備え、反応容器に収容された試液を押圧し得る押圧部を有することを特徴とする反応容器の記載がある。
さらに、特許文献1の反応容器は、反応容器本体に蓋材を被着すると、蓋材の押圧部が反応室の開口部から反応室の内部に進入し、反応容器内に収容された試液を押圧するようになっている。特許文献1の反応容器をPCRに用いた場合、温度制御のできる熱伝導性金属のブロックにより反応容器を密着支持することによりPCRを実現できる。
このときに反応容器に蓋材が侵入し試液を押圧することによって、伝熱要素である反応容器と試液の密着性が向上して、PCRを実現するための温度変化が迅速になる。また、蓋材による封止により反応中のコンタミネーションが防止できる。
特許文献2および3には反応容器に蓋をしてPCR反応を行う記載がある。
また特許文献4にはPCRを行いながら光学分析を行うための光路を設けた上蓋の記載がある。
しかしながら、従来の技術では、試液の定量化精度と高い伝熱性能とを両立させるのが困難であるという課題があった。
臨床検査では、検体からの検査結果を迅速に得たいという要求がある。qPCRでは、各温度を保つ時間はプロトコルにより決められているので、ある温度から次の温度への変化をすばやく行う必要がある。このためには、温度のランプレート(変化速度)を向上させることが必要であり、したがってPCR容器の熱伝導性を向上させることが必要である。
特許文献1~4に記載の公知例のような従来技術によれば、上側から蓋材で押圧することにより、試液とPCR容器とを密着させ、PCR容器と熱伝導性ブロックとを密着させることにより、熱伝導性を向上している。
ここで、さらに熱伝導性を向上させようとするとPCR容器の肉厚を薄くすることが有効である。しかしながら上記従来技術によれば、PCR容器の肉厚を薄くして自身の形状を保持できないような薄肉のシート構造で形成した場合には、押圧により伝熱支持ブロックとPCR容器との間に隙間ができる場合がある。隙間ができると熱伝導性の向上が望めない。
また、PCR容器の肉厚を薄くすると、押圧によりPCR容器外形が座屈してしわができる等、予測できない変形をして、PCR容器内の体積が変化してしまう場合がある。繰り返し実施される試験において、試験のつど容器外形が予測できない変形をすると、qPCRで重要な試液の定量化ができない問題がある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、試液の定量化精度と高い熱伝導性とを両立させることができる、PCR容器、PCR容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置を提供することを目的とする。
本発明に係るPCR容器の一例は、熱可塑性シートを備えるPCR容器であって、前記熱可塑性シートは、第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる。
本発明に係るPCR容器支持装置の一例は、第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、熱可塑性シートを備えるPCR容器支持装置であって、
前記PCR容器支持装置は温度調整装置および排気装置を備え、
前記温度調整装置および前記排気装置は、前記熱可塑性シートを吸着しつつ加熱し、塑性変形により第1空間を形成または整形するとともに、溶着により前記第1空間を封止することができるよう構成される。
前記PCR容器支持装置は温度調整装置および排気装置を備え、
前記温度調整装置および前記排気装置は、前記熱可塑性シートを吸着しつつ加熱し、塑性変形により第1空間を形成または整形するとともに、溶着により前記第1空間を封止することができるよう構成される。
本発明に係るサーマルサイクラーの一例は、
第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、熱可塑性シートから構成されるPCR容器と、
凹部を有し、前記PCR容器を支持するPCR容器支持部と、
前記PCR容器と前記PCR容器支持部との間の空気を吸引し、前記凹部の形状に前記PCR容器を保持するための排気装置と、
前記PCR容器を加熱する温度調整装置と、
前記熱可塑性シートを加圧する加圧機構と、を備え、
前記PCR容器は、試液を収容し空気を収容しない第1空間と、試液および空気を収容する第2空間とを形成することが可能である。
第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、熱可塑性シートから構成されるPCR容器と、
凹部を有し、前記PCR容器を支持するPCR容器支持部と、
前記PCR容器と前記PCR容器支持部との間の空気を吸引し、前記凹部の形状に前記PCR容器を保持するための排気装置と、
前記PCR容器を加熱する温度調整装置と、
前記熱可塑性シートを加圧する加圧機構と、を備え、
前記PCR容器は、試液を収容し空気を収容しない第1空間と、試液および空気を収容する第2空間とを形成することが可能である。
本発明に係る遺伝子検査装置の一例は、上述のサーマルサイクラーを備える。
本発明に係るPCR容器、PCR容器支持装置、サーマルサイクラーおよび遺伝子検査装置によれば、PCR容器が薄いので伝熱性能が向上し、qPCRを高速化することができる。また、PCR容器内の試液量の再現性を向上することができる結果として、qPCRによるターゲットDNAなどの定量検査の精度を向上することができる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図1~図13を使い本発明の実施例1を説明する。図1は実施例1に係るサーマルサイクラー100の構成を説明する断面図である。図1に示されるように実施例1に係るサーマルサイクラー100は、基本要素として、下側PCRブロック1と、上側PCRブロック2と、下側シート3と、上側シート5と、吸引シリンジ6と、加圧機構7と、シリンジ駆動保持手段8とを備える。吸引シリンジ6およびシリンジ駆動保持手段8は排気装置を構成し、空気を吸引するための吸引手段として機能する。
なお、下側PCRブロック1、上側PCRブロック2および加熱冷却手段10(後述)は、図1では概略のみ示し、詳細な構成例は図2以降で説明する。
下側シート3および上側シート5が、PCR容器またはその一部を構成する。PCR容器は、定量試液空間16(第1空間)を形成することができるように構成される。定量試液空間16は、試液4を収容し空気を収容しない空間であり、一定量の試液4を収容し封入することができる。試液4は、たとえば、検体である抽出された核酸と、増幅反応を起こすための試薬セットとの混合液である。
また、PCR容器は、余剰液溜9(第2空間)を形成することができるように構成される。余剰液溜9は、試液4および空気を収容する空間である。PCR容器内に、定量試液空間16の体積よりも大きい体積の試液4を供給することにより、定量試液空間16を試液4で満たして空気を排除するとともに、定量試液空間16に収容できない余剰の試液4を余剰液溜9に収容できるようになっている(詳細については図5等を用いて後述する)。
下側PCRブロック1、上側PCRブロック2、吸引シリンジ6、加圧機構7、およびシリンジ駆動保持手段8が、PCR容器支持装置(PCR容器支持部)を構成する。PCR容器支持装置はPCR容器とともに使用可能であり、PCR容器を支持し固定する。このように、サーマルサイクラー100は、PCR容器と、PCR容器支持装置とを備える。
PCR容器支持装置は、PCRサーマルサイクル用の加熱冷却手段10を備えている。加熱冷却手段10は温度調整装置の例であり、たとえば、PCR容器を加熱する機能と、積極的に冷却する機能とを備える。図1の例では、加熱冷却手段10は、上側PCRブロック2の内周側と、下側PCRブロック1の下部とに分散して設けられている。
PCR容器支持装置は、PCR容器を構成するシートを加熱して溶着(溶融接合)させるためのシート加熱溶着封止手段を備える。本実施例のシート加熱溶着封止手段は、内側部11および外側部12を備える。
図2は、下側PCRブロック1の構成の一例を説明する図であり、一部を断面図で示している。下側PCRブロック1は、ペルチェ素子を使用する構成である。
下側PCRブロック1は、加熱冷却手段10の一部として、熱伝導性ブロック201、ペルチェ素子203、ヒートシンク205および放熱フィン206を備える。熱伝導性ブロック201は、たとえば熱伝導性金属から構成され、受熱板201cと一体に形成される。受熱板201cは、ペルチェ素子203と熱交換が可能となるよう接触する。
熱伝導性ブロック201は、くぼみ形状の凹部201aを有する。凹部201aは、下側シート3を吸着成形するための雌型として利用される。凹部201aの下端には吸引用空気導管13が接続され、吸引用空気導管13は配管接続プラグ201bへと接続されている。配管接続プラグ201bには、チューブまたは配管等を介して吸引シリンジ6が接続される。凹部201aの上端(たとえば上端内周の縁)には、シート加熱溶着封止手段の内側部11の一部を構成する内側下部11bが取り付けられている。本実施例では、内側下部11bはリング状に形成される。
ペルチェ素子203には電源リード線203aが取り付けられる。ペルチェ素子203の高温側伝熱面203bは受熱板201cと接触する。ペルチェ素子203の低温側伝熱面203cはヒートシンク205と接触し、ヒートシンク205は放熱フィン206と接触している。高温側伝熱面203bと受熱板201cとの接触部、および、低温側伝熱面203cとヒートシンク205との接触部には、熱伝導シートや熱伝導グリースを使用して伝熱を促進させても良い。
PCRを行う温度は通常60℃以上であり、室温よりも高いので、ペルチェ素子203に対して熱伝導性ブロック201の側(高温側伝熱面203b側)が高温となる。温度変化を素早くできるようにするために、熱伝導性ブロック201の体積をできるだけ小さくして熱容量が小さくなるようにすると好適である。
一方、ペルチェ素子203の低温側伝熱面203c側では、ペルチェ素子203が輸送する熱量をできるだけ多く熱伝導性ブロック201の温度変化に使うために、高温側伝熱面203b側に比べて温度変化が小さい方が(たとえば室温からあまり温度が変化しない方が)望ましい。そのため、ヒートシンク205の体積を大きくして熱容量を増し、さらに必要な場合は放熱フィン206を設けて室温の空気を送るなどしても良い。
またペルチェ素子203の動作は、外部の制御装置(図示せず)により制御されてもよい。たとえば、熱伝導性ブロック201に取り付けた温度センサ204によって熱伝導性ブロック201の温度を計測し、計測される温度が設定した目標温度となるように、電源リード線203aに供給する電圧または電流が制御される。
下側PCRブロック1は、断熱スペーサ202を備える。断熱スペーサ202はたとえば耐熱性プラスチックから構成される。断熱スペーサ202には複数のボルト穴202aが設けられる。ボルト穴202aにボルトを通し、熱伝導性ブロック201の一部およびペルチェ素子203等を挟んで、断熱スペーサ202をヒートシンク205へ固定する。断熱スペーサ202の上面を平滑にするために、ボルトの頭がボルト穴202aから突出しない構成すると好適である。
また、断熱スペーサ202の上面には、シート加熱溶着封止手段の外側部12の一部を構成する外側下部12aが取り付けられる。外側下部12aにはリード線12cが取り付けられ、リード線12cを介して電力を供給することにより外側下部12aが加熱されるように構成される。リード線12cは、たとえば図2に示すように、外側下部12aの下側から断熱スペーサ202の側面に向けて延びる横向きの穴を形成し、断熱スペーサ202の側面に引き出すように配置することができる。
断熱スペーサ202は、円筒形状の開口202bを有する。開口202bは、上下に延びて断熱スペーサ202を貫通する。開口202bの内径は、熱伝導性ブロック201の凹部201aの上端の内径よりも大きく、これらの間にはリング状のくぼみ段差面201dが形成される。また、開口202bの内径は、シート加熱溶着封止手段の内側下部11bの外径よりも大きい。開口202bの内周面と、くぼみ段差面201dと、上側PCRブロック2の下面の一部とによって、略リング状の空間が形成される。この空間には、PCR容器の余剰液溜9が収容可能である。
断熱スペーサ202の上面には、ガイドレール207(破線で示す)を支持するための穴203dが開いている。
図3は、上側PCRブロック2の構成の一例を説明する図であり、一部を断面図で示している。上側PCRブロック2もまた、ペルチェ素子を使用する構成である。
上側PCRブロック2は、基本フレーム301を備える。基本フレーム301は、熱伝導性金属材料から構成されており、ヒートシンクとしても機能する。上側PCRブロック2はフランジ301aを備え、フランジ301aの穴に図2のガイドレール207を通すことができるようになっている。ガイドレール207を介して、下側PCRブロック1に対し、上側PCRブロック2を位置決めするとともに、上下に平行移動させることができる。このために、上側PCRブロック2にはリニアベアリング等のベアリングを設けてもよい。
上側PCRブロック2は断熱フレーム302を備える。断熱フレーム302はたとえば耐熱性プラスチックから構成される。断熱フレーム302は、シート加熱溶着封止手段の内側部11の一部を構成する内側上部11aと、外側部12の一部を構成する外側上部12bとが、それぞれ、下側PCRブロック1における内側下部11bおよび外側下部12aと対応する位置に取り付けられている。
内側上部11aにはリード線11cが取り付けられ、リード線11cに電力を供給することによって内側上部11aを加熱することができる。図3に示すように、リード線11cは、断熱フレーム302および基本フレーム301を貫通する穴を介して上側PCRブロック2の上方に引き出される。
上側PCRブロック2は、透明窓部品303と、窓取り付け枠304とを備える。透明窓部品303は、図1の光路透明窓15を構成する。また、上側PCRブロック2には、蛍光分析用の光路穴14(図1)が形成され、光路透明窓15は光路穴14の一端(たとえばPCR容器側)に配置される。
本明細書において「透明」とは、当業者が適切に解釈可能であるが、たとえば、測定に用いる蛍光の波長において透過率が80%以上であることを意味してもよく、同様に、90%以上、95%以上、99%以上であることを意味してもよい。または、たとえば、測定に用いる蛍光の波長においてヘイズが5%以下であることを意味してもよく、同様に、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、または0.1%以下であることを意味してもよい。
窓取り付け枠304および熱伝達ブロック305は、たとえば熱伝導性の金属材料から製造することができる。窓取り付け枠304は、締結手段304aにより、熱伝達ブロック305とともに透明窓部品303を保持する。締結手段304aは、図3の例では螺合構造によって実現され、例えば、窓取り付け枠304の外周に形成された雄ネジ構造と、熱伝達ブロック305の内周に形成された雌ネジ構造とによって構成することができる。
上側PCRブロック2は、加熱冷却手段10の一部として、熱伝達ブロック305およびペルチェ素子306を備える。さらに、基本フレーム301が加熱冷却手段10に含まれてもよい。
ペルチェ素子306は中央に穴の開いたドーナツ型の構造を有する。ペルチェ素子306の高温側伝熱面306bが熱伝達ブロック305と接触しており、ペルチェ素子306の低温側伝熱面306cは基本フレーム301と接触している。高温側伝熱面306bと熱伝達ブロック305との接触部、および、低温側伝熱面306cと基本フレーム301との接触部には、熱伝導シートや熱伝導グリースを使用して伝熱を促進させても良い。
ペルチェ素子306には電源リード線306aが取り付けられる。電源リード線306aは、図3の例では、断熱フレーム302に設けられた横向きの穴を介して、断熱フレーム302の側面へと引き出される。このように、電源リード線306aは、下側PCRブロック1と接する下面側や、傾向分析の光路となる中央穴側に引き出さないようにすると好適である。
透明窓部品303と、窓取り付け枠304と、熱伝達ブロック305とは、互いに固定されて窓構造部を構成する。この窓構造部と、ドーナツ型のペルチェ素子306とを、基本フレーム301と断熱フレーム302とで挟んで支持する。基本フレーム301と断熱フレーム302とは、たとえば周方向に複数設けた締結手段301bにより固定され、一体化される。
図4は、加圧機構7およびシート加熱溶着封止手段の作用の一例を説明する図である。図4では、シート加熱溶着封止手段のうち外側部12を例として説明するが、内側部11も同様に作用する。なお、加圧機構7の具体的構成はとくに図示しないが、たとえば周知の加圧機構を用いることができる。
図4(a)は下側PCRブロック1に対して上側PCRブロック2を押し下げる前の状態を示し、図4(b)は加圧機構7が上側PCRブロック2を押し下げた後、加熱前の状態を示し、図4(c)は加熱後の状態を示す。
図4(a)に示されるように、外側下部12aは下側PCRブロック1の上面に取り付けられ、外側上部12bは上側PCRブロック2の下面に取り付けられる。外側下部12aは、下側PCRブロック1の上面から上側に突出しないように配置されるが、外側上部12bは、逆に、上側PCRブロック2の下面から下側に突出するように配置される。
外側下部12aは、たとえば弾性変形可能なヒータを用いて構成される。一方、外側上部12bは、弾性変形し難い材料(たとえば金属または耐熱性プラスチック)から構成される。外側下部12aの下端は、上側シート5および下側シート3をせん断しないように先端を丸めた形状(図4では鈍角形状で示す)に形成すると好適である。
図4(b)に示されるように、加圧機構7が上側PCRブロック2を押し下げると、上側シート5および下側シート3が引っ張られて薄くなり密着する。同時に外側下部12aも凹型に変形して、上側シート5および下側シート3が密着した部分を覆うような形状になる。このように、加圧機構7は、上側シート5および下側シート3を加圧する。
ここで一定時間外側下部12aを加熱すると、上側シート5および下側シート3が密着した部分のみが高温となり、図4(c)に示すような溶着部分404が生成される。溶着温度についての条件は後に説明するが、一例として200℃である。この溶着部分404は、上側シート5と下側シート3との間に存在する試液4を封止することができ、とくに本実施例では溶着部分404がリング状に形成されるので、試液4が存在する領域を囲むリングにおいて試液4を封止することができる。
図4についての上記の説明は、シート加熱溶着封止手段のうち外側部12に関するものであるが、内側部11についても同様に当てはまる。
なお、外側部12については、耐熱部材として機能する外側上部12bが上側PCRブロック2に取り付けられ、ヒータとして機能する外側下部12aが下側PCRブロック1に取り付けられるが、これらの配置は入れ替えてもよい。内側部11についても同様に、内側上部11aおよび内側下部11bの配置を入れ替えてもよい。
内側部11は、試液4が存在する領域(たとえば定量試液空間16および余剰液溜9)を囲むリング形状をしており、外側部12は、試液4が存在する領域および内側部11を囲むリング形状をしており、内側部11と外側部12とは互いに交わらない。
上側PCRブロック2が押し下げられて内側部11が溶着されると、上側シート5および下側シート3の間に試液4が一定量だけ封入され、余剰分が内側部11の外周側にあふれるが、このあふれた試液4は、下側PCRブロック1のくぼみ段差面201dによって受け止められる。
上側PCRブロック2の下部は、下側PCRブロック1の開口部にはまる逆円錐台形状をしており、その下端面には、透明窓部品303が水平に嵌るよう形成されている。また、上側PCRブロック2を押し下げることにより、上側PCRブロック2の下端面が試液4の頂面よりも低い位置まで下降できるようになっている(図1の例では、試液4の頂面は、余剰液溜9における試液4の上面であり、これは上側PCRブロック2の下端面よりも高い位置にある)。
ただし、上側PCRブロック2が、上側シート5および下側シート3等を介して下側PCRブロック1と干渉する位置(たとえば図1に示す位置)まで下降すると、それ以上は上側PCRブロック2を下降させることができないようになっている。
実施例1に係るPCR容器は、下側シート3および上側シート5を備えて構成される。下側シート3および上側シート5は、たとえばいずれも熱可塑性シートであり、一例として同一の材料から構成される。下側シート3および上側シート5は、PCR反応サイクルの高温設定温度(すなわちPCR反応サイクルのDNAの変性が起こる温度)(第1温度)において可塑性を示し、溶着温度(第2温度)において溶着可能となる。ここで「溶着」とは、たとえば互いに接触する2枚のシートが溶着されることを意味する。
従来技術によるプラスチック製のPCR容器では、肉厚が最低0.3mm程度必要であるが、本実施例に係る下側シート3および上側シート5は、いずれも肉厚をたとえば0.1mm以下とすることができる。このため、従来と比較して、PCR容器の伝熱性能が向上する。
溶着温度は、PCR反応サイクルの高温設定温度よりも高温となるように選択される。たとえば、PCR反応サイクルの高温設定温度は100℃以下であり、溶着温度は100℃以上の温度(具体例として200℃)である。下側シート3および上側シート5は、耐酸性を有する。
上記の条件をすべて満たす一例として、ナイロンシートが挙げられる。ナイロンシートを用いると、0.1mm以下の厚さで、実施例1のPCR容器として十分な機械的強度および熱伝導性を実現することができる。
本実施例では、下側PCRブロック1の凹部201aに下側シート3を吸着する目的で、吸引シリンジ6を使用する。吸引シリンジ6はシリンジ駆動保持手段8により駆動され、吸引用空気導管13を通して凹部201aと下側シート3との間の空間から空気を抜く。これによって、凹部201aの内周面に下側シート3が密着する。このように、吸引シリンジ6およびシリンジ駆動保持手段8は、PCR容器とPCR容器支持部との間の空気を吸引し、凹部の形状にPCR容器を保持する。
また、空気を抜いた後も、吸引シリンジ6の状態(たとえばシリンジ駆動保持手段8の位置)を保持することにより一定の真空を維持し、下側PCRブロック1の凹部201aと下側シート3との密着状態を維持する。
このように、本実施例に係るPCR容器支持装置は、真空吸着により下側シート3の形状を維持するので、下側シート3の肉厚を薄くしても(たとえば0.1mm以下)、下側シート3の予測しない変形(座屈等)を防止できる。
PCR反応が終了した後には、加圧機構7が上側PCRブロック2を引き上げ、これによってPCR容器が下側PCRブロック1から取り外せるようになる。この状態で、シリンジ駆動保持手段8を押し戻して吸引シリンジ6内の空気を押し戻すことにより、凹部201aと下側シート3との間に空気を送り込み、凹部201aに固着している下側シート3を押しはがす。これによって、容易にPCR容器を取り外し廃棄することができる。
シリンジ駆動保持手段8は、たとえばボールねじを用いた1方向トラバース装置を用いて簡単に実現できる。また、加圧機構7も、同様にボールねじを用いた鉛直方向の1方向トラバース装置で簡単に実現できる。
次に、サーマルサイクラー100の動作を説明する。図5はサーマルサイクラー100を用いて実施されるPCRサイクルにおける、準備および後処理の手順を説明するフロー図である。また、図6は、サーマルサイクラー100の動作タイミングおよびサーマルサイクルにおける時間変化の図である。
図6において、横軸601は時間を表し、縦軸602は温度を表す。図6に、加熱冷却手段10による制御目標温度603の変化と、試液温度604の変化とをそれぞれ表す。また、図6に、室温605と、PCRでの高温設定温度606(DNAの変性が起こる温度であり、たとえば95℃またはその前後)と、PCRのアニーリングが起こる温度607(たとえば60℃またはその前後)と、PCRの伸長反応温度608(たとえば60℃または前後)とを示す。図6の例では、PCRの伸長反応温度608がPCRのアニーリングが起こる温度607より高いが、これらの温度は同一でもよいし、これらの関係が逆転してもよい。
時刻616において、試液4がPCR容器内に吐出される(なお、後述するように、この時点ではPCR容器として下側シート3のみが配置されている)。プレヒート期間609において、制御目標温度603を高温設定温度606(変性温度)に数分間保ち、これによって、試液中の検体DNAを完全に一本鎖に変性させる1回目の変性プロセスと、酵素を活性化させるプロセスとが行われる。
なお、下側シート3および上側シート5の溶着温度は100℃以上であり、PCRでの高温設定温度606よりも高いので、PCRサイクル中では下側シート3および上側シート5の溶着は発生しない。
1回目のアニーリングプロセス610aは数秒間である。1回目の伸長反応プロセス611aは数十秒間である。アニーリングプロセス610aおよび伸長反応プロセス611aを合わせた期間が、1回目のPCRサイクル613aとなる。
次に、2回目のPCRサイクル613bが実行される。このサイクルにおいて、2回目の変性プロセス612(数秒間)、2回目のアニーリングプロセス610bおよび2回目の伸長反応プロセス611bが行われる。さらに、3回目のPCRサイクル613cが実行されてもよい。PCRサイクルは、任意の回数繰り返すことができる(614)。
図5のフロー図に示す手順が開始されると(手順501)、最初に、下側シート3が図7に示すように下側PCRブロック1にセットされる(手順502)。下側シート3は、下側PCRブロック1の上面に下側シート3の下面が密着するように、押し付け手段701を用いて押し付けられる。押し付け手段701は、加圧機構7と同一の機構であってもよい。
次に、下側PCRブロック1を加熱する(手順503)。ここでの温度は、下側シート3が塑性変形するが溶着しない温度(第1温度)である。図6のプレヒート期間609に向かう加熱がこのプロセス中に行われる。
次に吸引シリンジ6を動かし、下側シート3を真空吸着により塑性変形させる(手順504)。これは、図6に示す時刻617において実行される。時刻617は、下側PCRブロック1がプレヒート温度に到達した後、試液がPCR容器内に吐出される時刻616より前である。
ここで、下側シート3の形状と、下側PCRブロック1の凹部201aの形状とが大きく相違していると、真空吸着の過程で下側シート3にしわが寄る場合がある。このため、図8に示すように、あらかじめ下側シート3にくぼみ801を形成しておくと良い。このようなくぼみ801は、たとえば下側シート3の製造工程において、加熱しながら雄型に押しつけることにより形成可能である。くぼみ801は、試液4を収容可能な凹部であり、定量試液空間16の少なくとも一部を覆う。
手順504の後、吸引シリンジ6は吸引状態にしたままで以下のプロセスを進める。
次に、図9に示すように、試液4を分注ピペット901等により下側シート3内に吐出し、注入する(手順505)。この時点が図6の時刻616に対応する。
次に、図10に示すように上側シート5を設置する(手順506)。ここで、押し付け手段701を用いて上側シート5を下側シート3に押し付けてもよい。そのあと図11に示すように、上側PCRブロック2の加熱冷却手段10(図1等参照)を用いて上側シート5を第1温度に加熱しながら、加圧機構7を用いて上側シート5を押し下げる(手順507)。
この過程で試液4の一部が上側シート5を介して押され、定量試液空間16から余剰液溜9へ空気と一緒に移動する。このように、加圧機構7は、上側シート5を加圧することにより、定量試液空間16から空気を排除することができるように構成されている。
ここで、従来技術では、PCR容器内の試液の上に気泡が残ったり、空気層ができることがある。気泡または空気層の存在は、蛍光分析の再現性を低下させたり、試液の濃度を変動させたりする可能性がある。
たとえば、上方から蛍光分析をする場合には、気泡により、または、PCR反応のために試液が加熱されて発生した蒸気が光路用窓で結露して発生する液滴により、入射励起光および蛍光反応光が予測できない散乱をする場合がある。その場合、蛍光測定の再現性が確保できなくなる。
また、気泡または空気層がある場合には、試液中の水分が蒸発する可能性があり、これによって試液の濃度が変動する。
このような問題に対し、実施例1に係るPCR容器は、定量試液空間16から空気を排除することができ、したがってこのような問題が解決される。すなわち、蛍光測定の再現性がより高くなり、また、試液の濃度がより安定する。
上側PCRブロック2が下側PCRブロック1と間接的に干渉するところまで降下した時点で、シート加熱溶着封止手段によりPCR容器の封止が行われる。まず、内側部11が図4に示すように動作し、PCR容器を封止する(手順508)。封止の際の温度(第2温度)は、たとえば200℃またはその前後となる場合があるので、これによって試液中の酵素が死活化してしまう影響を最小限にするために、このプロセスは、試液温度がプレヒート温度に達する前(図6の時刻618)に行う。
内側部11による封止動作により、定量試液空間16が密閉される。このように、上側シート5および下側シート3は、シート加熱溶着封止手段の内側部11によって溶着される部分(第1封止部)を備えており、この第1封止部は、溶着された場合に、定量試液空間16と余剰液溜9との間を封止するよう構成されている。
また、手順502~手順508に示すように、加熱冷却手段10、吸引シリンジ6およびシリンジ駆動保持手段8は、下側シート3を吸着しつつ加熱し、塑性変形により定量試液空間16を形成または整形するとともに、溶着により定量試液空間16を封止することができるよう構成されている。
次に、余剰液溜9内にある余剰試液が蒸発し始める温度になる前(図6の時刻619)に、シート加熱溶着封止手段の外側部12が図4に示すように動作し、PCR容器を第2温度に加熱して封止する(手順509)。外側部12による封止動作により、余剰液溜9が密閉される。このように、上側シート5および下側シート3は、シート加熱溶着封止手段の外側部12によって溶着される部分(第2封止部)を備えており、この第2封止部は、溶着された場合に、余剰液溜9と外部との間を封止するよう構成されている。
ここで、従来技術では、PCR容器を封止する際に空気層が残らないようにしようとすると、封止する際に空気層と同時に排除された試液の一部が反応容器外に漏れ出し、装置周辺を汚染するという問題がある。これに対し、本実施例に係るPCR容器は、定量試液空間16から排除された試液を余剰液溜9内に封止するという二段階の封止により、このような問題を解決する。なお、このようにすると、PCR反応が終わった後にPCR容器を取り外し廃棄する際にも、試液全量を完全に封止したまま廃棄することができ、余剰液による汚染が起こらない。
図12に、完全封止ができた状態を示す。内側溶着部分404aおよび外側溶着部分404bが形成されている。この状態で、加熱冷却手段10を用いて、プレヒート期間609と、1回目のPCRサイクル613aから最後のPCRサイクル613dまでとを実行する(手順510)。
なお、この時点で、図1および図12に示すように、上側シート5の一部が蛍光分析用の光路穴14と定量試液空間16との間に配置される。この部分は平面であり、透明に構成される。すなわち、上側シート5は透明な平面を有し、PCR容器において少なくとも一部はこの透明な平面を構成する。このような構成により蛍光分析が可能となる。
その後、冷却期間615を経て試液4の温度が十分に下がったら(時刻620)、図13に示すように吸引シリンジ6のシリンジ駆動保持手段8を戻して下側シート3と下側PCRブロック1の凹部201aとの間に空気を送り込み、さらに引き上げ手段130を用いて上側PCRブロック2を引き上げ、これによってPCR容器を下側PCRブロック1から外す(手順511)。引き上げ手段130は、たとえば加圧機構7と同一の機構とすることができる。最後に、試液が封止されたPCR容器を取り外して回収し、廃棄する(手順512)。このようにして図5の手順が終了する(手順513)。
以上説明するように、本実施例に係るPCR容器、PCR容器支持装置、およびサーマルサイクラー100によれば、定量試液空間16に一定量の試液4が封入されるので、試液4の定量化精度を向上させることができる。また、真空吸着を利用した安定整形により下側シート3の肉厚を薄くできるので、伝熱性能を向上させることができる。
図14に、本発明の実施例2に係るサーマルサイクラー200の構成を示す。以下、実施例1との相違を説明する。
実施例2では、PCR容器(とくに定量試液空間16)が浅く構成されている。また、実施例2では、1つのPCR容器支持装置に複数のPCR容器を収容することができる。
本実施例では、上側PCRブロックは、複数の個別ブロック2aと、単一の全体ブロック2bとを含む。各個別ブロック2aと、全体ブロック2bとは、それぞれ独立して上下移動することができる。各個別ブロック2aの下降に応じて、シート加熱溶着封止手段の内側部11の封止を行うことができ、全体ブロック2bの下降に応じて、外側部12の封止を行うことができる。
本実施例では、外側部12の封止を先に行い、その後に内側部11の封止を行うようにしてもよい。
このような構成によれば、複数のPCR容器を並列させて反応をさせるときは、隣合う2つのPCR容器の外側部12を統合し、全体の構成をより簡素にすることができる。
図15は、本発明の実施例3に係る下側PCRブロックの構成の一例を示す3面図である。以下、実施例1との相違を説明する。
実施例1では、鉛直軸に対して回転対称な形状のPCR容器について記載した(実施例2でもこのような形状を用いることができる)。PCR容器は回転対称である必要はなく、下側PCRブロックの凹部に吸引吸着できる形状(たとえば下側に突出する凸面形状)であれば、実施例1と同様の効果を有する。
図15は、回転対称でない形状の下側PCRブロックの例を示す。図15(a)は、下側PCRブロックの上方の開口部を、鉛直方向上側から見た上面図である。図15(b)は、図15(a)のB-B’線に沿った断面図である。図15(c)は、図15(a)のC-C’線に沿った断面図である。
この様な形状だと、B-B’線に沿った平面と平行にペルチェ素子を配置することにより、温度が均一になりやすくなり、反応の進み方に偏りがなくなる。また、平坦な平面がPCR容器の上面だけでなく側面にも形成できるので、蛍光分析のための励起光照射および蛍光測定を、上側から(矢印155)のみならず側面から(矢印154)も行うことができる。このように、複数の方向から蛍光分析を行うことにより、検出感度を向上させることができる。
上述の実施例1~3において、2枚のシート(上側シート5および下側シート3)を用いてPCR容器を構成したが、シートの数は2に限らない。3枚以上のシートを適切に溶着して用いてもよい。1枚のシートを袋状に形成してPCR容器としてもよい。たとえば袋状に形成したシートを用いる場合には、袋の開口部付近において2段階の封止を行うことにより、実施例1~3と同様の効果を得ることができる。
実施例1~3に係るサーマルサイクラーは、たとえば遺伝子検査装置に備えられてもよいし、他の装置に備えられてもよい。図16に、実施例1のサーマルサイクラー100を備える遺伝子検査装置800の構成を示す。遺伝子検査装置800において、サーマルサイクラー100以外の部分の構成は、当業者が公知技術に基づき適宜構成することができる。
1…下側PCRブロック(PCR容器支持装置)
2…上側PCRブロック(PCR容器支持装置)
3…下側シート(熱可塑性シート、PCR容器)
4…試液
5…上側シート(熱可塑性シートPCR容器)
6…吸引シリンジ(PCR容器支持装置、排気装置)
7…加圧機構(PCR容器支持装置)
8…シリンジ駆動保持手段(PCR容器支持装置、排気装置)
9…余剰液溜(第2空間)
10…加熱冷却手段(温度調整装置)
11…内側部(シート加熱溶着封止手段)
11a…内側上部(シート加熱溶着封止手段)
11b…内側下部(シート加熱溶着封止手段)
12…外側部(シート加熱溶着封止手段)
12a…外側下部(シート加熱溶着封止手段)
12b…外側上部(シート加熱溶着封止手段)
16…定量試液空間(第1空間)
100…サーマルサイクラー
201…熱伝導性ブロック(温度調整装置)
202…断熱スペーサ
203…ペルチェ素子(温度調整装置)
204…温度センサ
205…ヒートシンク(温度調整装置)
206…放熱フィン(温度調整装置)
207…ガイドレール
301…基本フレーム(温度調整装置)
302…断熱フレーム
303…透明窓部品
304…窓取り付け枠
305…熱伝達ブロック(温度調整装置)
306…ペルチェ素子(温度調整装置)
404…溶着部分
603…制御目標温度
604…試液温度
605…室温
606…高温設定温度(第1温度)
607…PCRのアニーリングが起こる温度
608…伸長反応温度
200…サーマルサイクラー
2a…個別ブロック(PCR容器支持装置)
2b…全体ブロック(PCR容器支持装置)
800…遺伝子検査装置
2…上側PCRブロック(PCR容器支持装置)
3…下側シート(熱可塑性シート、PCR容器)
4…試液
5…上側シート(熱可塑性シートPCR容器)
6…吸引シリンジ(PCR容器支持装置、排気装置)
7…加圧機構(PCR容器支持装置)
8…シリンジ駆動保持手段(PCR容器支持装置、排気装置)
9…余剰液溜(第2空間)
10…加熱冷却手段(温度調整装置)
11…内側部(シート加熱溶着封止手段)
11a…内側上部(シート加熱溶着封止手段)
11b…内側下部(シート加熱溶着封止手段)
12…外側部(シート加熱溶着封止手段)
12a…外側下部(シート加熱溶着封止手段)
12b…外側上部(シート加熱溶着封止手段)
16…定量試液空間(第1空間)
100…サーマルサイクラー
201…熱伝導性ブロック(温度調整装置)
202…断熱スペーサ
203…ペルチェ素子(温度調整装置)
204…温度センサ
205…ヒートシンク(温度調整装置)
206…放熱フィン(温度調整装置)
207…ガイドレール
301…基本フレーム(温度調整装置)
302…断熱フレーム
303…透明窓部品
304…窓取り付け枠
305…熱伝達ブロック(温度調整装置)
306…ペルチェ素子(温度調整装置)
404…溶着部分
603…制御目標温度
604…試液温度
605…室温
606…高温設定温度(第1温度)
607…PCRのアニーリングが起こる温度
608…伸長反応温度
200…サーマルサイクラー
2a…個別ブロック(PCR容器支持装置)
2b…全体ブロック(PCR容器支持装置)
800…遺伝子検査装置
Claims (9)
- 熱可塑性シートを備えるPCR容器であって、前記熱可塑性シートは、第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、PCR容器。
- 前記PCR容器は、試液を収容し空気を収容しない第1空間と、試液および空気を収容する第2空間とを形成することができるよう構成され、
前記熱可塑性シートは、第1封止部および第2封止部を備え、
前記第1封止部は、溶着された場合に、前記第1空間と前記第2空間との間を封止するよう構成され、
前記第2封止部は、溶着された場合に、前記第2空間と外部との間を封止するよう構成される、
請求項1に記載のPCR容器。 - 少なくとも一部が透明な平面を構成する、請求項1に記載のPCR容器。
- 前記PCR容器は、前記熱可塑性シートとして、上側シートおよび下側シートを備え、
前記下側シートは、試液を収容可能な凹部を有し、
前記上側シートは、前記透明な平面を有する、
請求項3に記載のPCR容器。 - 前記第1温度はPCR反応サイクルのDNAの変性が起こる温度であり、前記第2温度は100℃以上の温度である、請求項1に記載のPCR容器。
- 第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、熱可塑性シートを備えるPCR容器とともに使用可能なPCR容器支持装置であって、
前記PCR容器支持装置は温度調整装置および排気装置を備え、
前記温度調整装置および前記排気装置は、前記熱可塑性シートを吸着しつつ加熱し、塑性変形により第1空間を形成または整形するとともに、溶着により前記第1空間を封止することができるよう構成される、
PCR容器支持装置。 - 前記PCR容器支持装置は加圧機構をさらに備え、前記加圧機構は、前記熱可塑性シートを加圧することにより前記第1空間から空気を排除することができるよう構成される、請求項6に記載のPCR容器支持装置。
- 第1温度において可塑性を示し、前記第1温度より高い第2温度において溶着可能となる、熱可塑性シートから構成されるPCR容器と、
凹部を有し、前記PCR容器を支持するPCR容器支持部と、
前記PCR容器と前記PCR容器支持部との間の空気を吸引し、前記凹部の形状に前記PCR容器を保持するための排気装置と、
前記PCR容器を加熱する温度調整装置と、
前記熱可塑性シートを加圧する加圧機構と、を備え、
前記PCR容器は、試液を収容し空気を収容しない第1空間と、試液および空気を収容する第2空間とを形成することが可能であるサーマルサイクラー。 - 請求項8に記載のサーマルサイクラーを備える、遺伝子検査装置。
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Legal Events
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Ref document number: 19953593 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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