核酸扩增器件的制作方法

文档序号:12140290阅读:526来源:国知局
核酸扩增器件的制作方法与工艺

本发明涉及核酸扩增器件。



背景技术:

核酸扩增器件是用于使作为试样的靶核酸扩增的器件,例如针对包含有靶核酸的反应溶液(反应流体)通过反复进行所希望的温度变化,来使靶核酸扩增。

并且,作为加快针对反应溶液的温度变化的方法,采用微流体器件是众所周知的。微流体器件是能够使含有极少量的试样或试剂的反应溶液发生反应的器件,例如有微小反应器件(微反应器)或者集成型DNA器件、微小电泳器件等。

例如,在专利文献1以及非专利文献1中公开了,将器件划分到多个不同的温度区域,并设计成蛇行延伸的流路(蛇行流路),以使反应溶液反复通过各个温度区域。通过这种构成,能够使流路内的反应溶液的温度变化速度加快,因此,在作为反应溶液使用了含有核酸的溶液的情况下,能够快速地使核酸扩增。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2002-18271号公报

专利文献2:日本专利第4993260号公报

然而,在以往的核酸扩增器件中存在的问题是,难于高精确地对反应溶液的靶核酸进行扩增。



技术实现要素:

本发明为了解决这样的问题,目的在于提供一种能够高精确地对反应溶液进行扩增的核酸扩增器件。

为了达成上述的目的,本发明所涉及的核酸扩增器件的一个形态为,该核酸扩增器件具有用于输送含有靶核酸的反应溶液的流路,所述核酸扩增器件具备:核酸扩增反应部,用于对所述反应溶液中含有的所述靶核酸进行扩增;以及输送滞留部,用于使所述反应溶液滞留,所述流路具有第一流路以及第二流路,所述第一流路被设置在所述核酸扩增反应部,所述第二流路被设置在所述输送滞留部,从所述第一流路输送的所述反应溶液滞留于所述第二流路。

通过本发明,能够高精确地对反应溶液的靶核酸进行扩增。

附图说明

图1A是实施方式所涉及的核酸扩增器件的斜视图。

图1B是示出实施方式所涉及的核酸扩增器件的概略构成的图。

图2是实施方式所涉及的核酸扩增器件的分解斜视图。

图3是实施方式所涉及的核酸扩增器件的截面图。

图4是用于说明实施方式所涉及的核酸扩增器件中的温度循环的图。

图5是示出实施方式所涉及的核酸扩增装置的构成的图。

图6A示出了在利用比较例中的核酸扩增器件来使核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)之间的关系。

图6B示出了实施方式所涉及的核酸扩增器件来使核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)之间的关系。

图7示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件来输送反应溶液的情况下的输送时间与溶液开头位置的关系。

图8示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对人类基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)的关系。

图9示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对人类基因组DNA进行核酸扩增的情况下,针对人类基因组DNA的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。

图10示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对人类基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应试样(人类基因组DNA)的浓度与阈值循环的关系。

图11示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对大肠杆菌基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)的关系。

图12示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对大肠杆菌基因组DNA进行核酸扩增的情况下,针对大肠杆菌基因组DNA的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。

图13示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对大肠杆菌基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应试样(大肠杆菌基因组DNA)的浓度与阈值循环的关系。

图14示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对肠道出血性大肠杆菌O157基因组进行核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)的关系。

图15示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对肠道出血性大肠杆菌O157基因组进行核酸扩增的情况下,针对肠道出血性大肠杆菌O157基因组的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。

图16示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对肠道出血性大肠杆菌O157基因组进行核酸扩增的情况下,反应试样(肠道出血性大肠杆菌O157基因组)的浓度与阈值循环的关系。

图17是用于说明在对作为蛋白质的人免疫球蛋白A进行检测时,预先构筑的反应概念的顺序的图。

图18是用于说明图17中的对反应系统进行构筑的顺序的一个例子的图。

图19示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对含有人免疫球蛋白A蛋白质的核酸标签进行核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)的关系。

图20示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对人类基因组DNA进行核酸扩增的情况下,针对人免疫球蛋白A蛋白质的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。

图21示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件对含有人免疫球蛋白A蛋白质的核酸标签进行核酸扩增的情况下的反应试样(人免疫球蛋白A蛋白质)的浓度与阈值循环的关系。

图22示出了实施方式所涉及的核酸扩增器件的第一变形例的概略构成。

图23示出了实施方式所涉及的核酸扩增器件的第二变形例的概略构成。

图24示出了实施方式所涉及的核酸扩增器件的第3变形例的概略构成。

图25示出了变形例1所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

图26示出了变形例2所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

图27示出了变形例3所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

图28示出了变形例4所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

图29示出了变形例5所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

图30示出了变形例6所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且,以下将要说明的实施方式均为本发明的一个优选的具体例子。因此,以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤以及步骤的顺序等均为一个例子,主旨并非是对本发明进行限制。因此,对于以下的实施方式中的构成要素之中的示出本发明的最上位概念的独立权利要求中所没有记载的构成要素,作为任意的构成要素来说明。

并且,各个图为模式图,并非是严谨的图示。并且,对于各个图中的实质上相同的构成赋予相同的符号,并省略或简化重复的说明。

(实施方式)

首先,利用图1A、图1B、图2以及图3对本发明的实施方式所涉及的核酸扩增器件100的构成进行说明。图1A是实施方式所涉及的核酸扩增器件的斜视图,图1B示出了该核酸扩增器件的概略构成。图2是该核酸扩增器件的分解斜视图,图3是该核酸扩增器件的截面图。

如图1A至图3所示,本实施方式所涉及的核酸扩增器件100是用于使成为试样的靶核酸扩增的器件(器件芯片),具备:导入部1、核酸扩增反应部2、输送滞留部3、以及排出部4。

导入部1是含有成为试样的靶核酸的反应溶液被导入的试样导入口(入口)。

核酸扩增反应部2是核酸扩增反应区域,用于对被导入到导入部1的反应溶液中包含的靶核酸进行扩增。

输送滞留部3是用于使反应溶液滞留的输送滞留区域。即,输送滞留部3不是使反应溶液的开头部分滞留在核酸扩增反应部2,而是推进到核酸扩增反应部2之前的输送推进部。输送滞留部3被构成为能够滞留一定容量的反应溶液。并且,滞留在输送滞留部3的反应溶液可以是停止流动的状态,也可以是不停止流动的行进状态。

排出部4是试样排出口(漏出口),用于使含有在核酸扩增反应部2被扩增的靶核酸的反应溶液排出。另外,反应溶液也可以不从排出部4排出。

并且,核酸扩增器件100具备流路110,用于输送含有靶核酸的反应溶液。流路110是反应溶液以单向通行来流动的反应流路,被设置成至少经由核酸扩增反应部(核酸扩增反应区域)2以及输送滞留部(输送滞留区域)3。本实施方式中的流路110被构成为一条,一侧的端部与导入部1连接,另一侧的端部与排出部4连接。

流路110具有:被设置在核酸扩增反应部2的第一流路111、以及被设置在输送滞留部3的第二流路112。第二流路112是用于使反应溶液滞留在输送滞留部3的流路,被构成为能够使包括输送到输送滞留部3(第二流路112)的反应溶液的开头部分的规定的容量的反应溶液滞留。由于输送滞留部3被设置在核酸扩增反应部2的后端,因此,在第二流路112滞留从第一流路111(核酸扩增反应部2)输送的反应溶液。

第二流路112的容积(体积)是流路110全体的容积(体积)的10%以上,优选为流路110全体的容积(体积)的30%以上。在本实施方式中,第二流路112的容积大约是流路110全体的容积的30%。

在本实施方式中,经由导入部1被导入到流路110的反应溶液,在流路110内由毛细管力(capillary force)来输送。例如,通过使流路110的内表面成为接触角为锐角的亲水性表面,从而反应溶液能够通过毛细管力来输送。

反应溶液(反应流体)至少是含有成为试样的靶核酸的溶液,在本实施方式中为含有靶核酸以及用于使靶核酸扩增的反应试剂的水溶液。并且,反应溶液中可以含有某种醇或表面活性剂等。

在本实施方式中,对利用核酸扩增器件100,进行PCR(聚合酶链式反应:Polymerase Chain Reaction)法的情况进行说明。

PCR法是通过温度循环使目标DNA扩增的技术。反应溶液中除了含有目标DNA之外,还含有PCR引物、聚合酶、缓冲液等。通过对这种反应溶液施加温度循环,从而能够扩增目标DNA。扩增了的DNA的扩增量能够通过反应检测机构来检测。

并且,本实施方式中的核酸扩增器件100是具有作为微流路的流路110的微流体器件。具体而言,核酸扩增器件100由第一基板10、第二基板20、以及加热部30构成。

加热部30具备设定温度不同的第一加热块31和第二加热块32。另外,核酸扩增器件100的外形例如是纵长为40mm,横长为20mm的大致矩形的形状。

以下利用图1A至图3对核酸扩增器件100的各个构成部件的详细构成进行说明。

[第一基板]

如图2所示,第一基板10具备:构成导入部1的一部分的第一凹部11、构成排出部4的一部分的第二凹部12、以及构成流路110的槽部13。第一基板10例如是硅基板。

槽部13(流路110)被形成为第一凹部11与第二凹部12连接。在槽部13(流路110)流动有反应溶液。具体而言,在反应溶液被导入第一凹部11(导入部1)时,该反应溶液在槽部13(流路110)内向第二凹部12(排出部4)行进。

如图2所示,核酸扩增反应部2中的流路110(第一流路111)是被形成为蛇行的蛇行流路,且被构成为反复交替地通过第一加热块31(第一温度区域)和第二加热块32(第二温度区域)。

具体而言,第一流路111被形成为,成为线状的流路按照规定的间隔弯曲,并连续地折回(往返折回)。第一流路111的折回次数例如是20至70个循环左右,但是,并非受此所限。作为一个例子,一个循环的第一流路111的长度为32mm。

并且,在本实施方式中,输送滞留部3中的流路110(第二流路112)中包括蛇行的部分(蛇行流路)。具体而言,第二流路112被形成为,成为线状的流路按照规定的间隔弯曲,并连续地折回(反复折回)。第二流路112的折回次数以及流路的朝向可以按照空间的大小来恰当设计。另外,在本实施方式中,第二流路112被设置成,其位置不在加热部30之上。

如图3所示,在构成流路110的槽部13的内表面形成有硅氧化膜14。通过形成硅氧化膜14,能够使流路110(槽部13)的壁面(内表面)亲水化。

被这样构成的流路110是微流路,例如截面形状为矩形的形状。在这种情况下,构成流路110的槽部13的流路宽度(槽宽)例如是20至300μm左右,槽部13的深度为50至150μm左右。

并且,槽部13的截面形状不受矩形所限,可以是半圆形或倒三角形。并且,第一凹部11以及第二凹部12例如可以是圆形开口的凹部。第一基板10可以是透明基板等透光性基板,也可以是不透光性基板,并且不受硅基板所限,也可以是树脂基板或玻璃基板等。

[第二基板]

如图1A所示,第二基板20是覆盖第一基板10的盖部,被配置在第一基板10上。第二基板20例如是透明树脂基板或玻璃基板等。

如图2所示,在第二基板20被设置有贯通第二基板20的第一贯通孔21,该第一贯通孔21是导入部1的一部分。并且,在第二基板20被设置有贯通第二基板20的第二贯通孔22,该第二贯通孔22是排出部4的一部分。第一贯通孔21以及第二贯通孔22例如是具有圆形开口的贯通孔。

如图3所示,通过将第二基板20载置到第一基板10上,从而槽部13的开口部分被堵塞,以形成全方位均被密封的流路110。据此,流路110成为与反应溶液的输送方向(行进方向)垂直的截面中的壁面全周封闭的构成,并且,只有导入部1以及排出部4与外部空间相通。这样,通过对流路110的全方位进行密封,从而既能够增强流路110中的毛细管力,又能够抑制输送中的反应溶液的挥发。

并且,第二基板20的材料并非受树脂或玻璃所限,也可以是硅等。

[加热部]

加热部30是用于对含有靶核酸的反应溶液进行加热的加热装置。如图1A至图2所示,加热部30至少被配置在与核酸扩增反应部2相对的位置,被输送到核酸扩增反应部2的流路110(第一流路111)的反应溶液,由加热部30而被施加规定的温度。

在本实施方式中,在核酸扩增反应部2,作为加热部30被配置有第一加热块31以及第二加热块32,该第一加热块31以及第二加热块32被设定为规定的不同的温度。即,在核酸扩增反应部2中存在两个温度区域,通过第一加热块31以及第二加热块32这两个加热块而被设定成规定的不同的温度。

并且,第一加热块31以及第二加热块32例如是采用了由铝或不锈钢等金属构成的长方体的金属块的加热器。作为加热部30,除了采用加热块以外,也可以采用在玻璃基板上通过印刷金属薄膜等而形成的金属薄膜加热等。

被设定为第一温度的第一加热块31被配置的区域是第一温度区域。并且,被设定为第二温度的第二加热块32被配置的区域是,与第一温度区域具有不同的温度的第二温度区域。

在本实施方式中被设定成,第一加热块31的温度比第二加热块32的温度高。即,配置了第一加热块31的区域为高温区域,配置了第二加热块32的区域为低温区域。

作为高温区域的第一加热块31的温度例如是93℃~98℃,在本实施方式中采用作为核酸扩增反应的变性反应温度的约95℃。另外,作为低温区域的第二加热块32的温度例如是50℃~75℃,在本实施方式中采用退火-伸长反应温度的约60℃。

加热部30被连接于温度控制部(未图示)。据此,第一加热块31以及第二加热块32的各自的温度能够由温度控制部来控制。

第一加热块31与第二加热块32隔开规定的间隙而排列。在第一加热块31以及第二加热块32上配置有第一基板10。具体而言,以第一流路111跨越第一加热块31和第二加热块32的方式,第一基板10被载置于加热部30。据此,第一流路111被构成为,以多个循环而往返于两个温度区域。

并且,在本实施方式中,输送滞留部3(第二流路112)不与加热部30相对而置,没有由加热部30直接加温。

[核酸扩增方法]

接着,参照图1A至图3并利用图4,对采用了核酸扩增器件100的核酸扩增方法进行说明。图4是用于说明实施方式所涉及的核酸扩增器件中的温度循环的图,(a)是反应溶液的前端通过核酸扩增反应部时的图,(b)是反应溶液的前端通过输送滞留部时的图。

首先,将成为试样的靶核酸与用于扩增该靶核酸的反应试剂导入到核酸扩增器件100的导入部1。具体而言,将预先对含有靶核酸的反应溶液与反应试剂进行混合后的溶液,作为反应溶液200,导入到核酸扩增器件100的导入部1。例如图3所示,利用吸移管将反应溶液200注入到导入部1。

如图1B以及图4(a)所示,被导入到导入部1的反应溶液200经过流路110,而从导入部1被输送到核酸扩增反应部2。

在核酸扩增反应部2,通过对反应溶液200施加周期的温度变化,从而对反应溶液200中含有的靶核酸进行扩增。

具体而言,到达核酸扩增反应部2的反应溶液200如图4(a)所示,以反复经过第一加热块31与第二加热块32的方式,流经流路110(第一流路111)。即,反应溶液200反复地依次流经核酸扩增反应部2中的高温区域(第一加热块31)与低温区域(第二加热块32)这两个温度区域而被输送,因此被交替地反复进行加热与冷却。据此,能够针对在流路110(第一流路111)中流动的反应溶液200,赋予加热循环,因此,反应溶液200中含有的靶核酸通过在高温区域的变性反应以及在低温区域的退火与伸长反应的反复进行而被扩增。

这样,由于能够一边进行输送一边使反应溶液200升温与降温,因此,能够实现非常快速的流程PCR。从而能够快速地使反应溶液200中含有的靶核酸扩增。

在此之后,如图1B以及图4(b)所示,反应溶液200被输送到输送滞留部3,并被输送到排出部4。即,从反应溶液200的前端(开头)的一定的部分滞留在输送滞留部3。具体而言,反应溶液200中从存在于排出部4的部分(开头部分)开始向后方的一定的长度的部分滞留在输送滞留部3。

在本实施方式中,当被导入到导入部1的反应溶液200的前端到达排出部4时,使含有靶核酸的溶液(在本实施方式中为反应溶液)向导入部1的导入停止,此时,反应溶液200充填在整个流路110中。

在本实施方式中,当反应溶液200在流路110内行进时,如以上所述,在流路110内由毛细管力来输送。例如,通过使流路110(第一流路111、第二流路112)的内表面成为接触角为锐角的亲水性表面,从而反应溶液200能够由毛细管力来输送。在本实施方式中,通过在流路110的槽部13的底面部以及两侧面这三个壁面中形成硅氧化膜14,从而能够使槽部13的内表面亲水化,这样能够使流路110的内壁面成为亲水性表面。

据此,反应溶液200通过在气液界面产生的毛细管力而在流路110内被自动地被输送(Self-propelled flow),从而自动地在流路110内行进。

因此,在核酸扩增反应部2,反应溶液200由毛细管力在流路110(第一流路111)内被输送,同时,反应溶液200中含有的靶核酸被扩增。即,反应溶液200通过自动搬送而在流路110内被输送,同时,在核酸扩增反应部2被施加周期性的温度变化,从而靶核酸被扩增。

另外,虽然只要流路100的壁面的一部分为亲水性表面即可,但是对于与输送方向垂直的截面中的流路100的壁面而言,优选的是全周均为亲水性表面。在这种情况下,不仅是第一基板10的槽部13的表面,也可以使第二基板20的表面(内表面)成为亲水性表面。在流路110的截面中,壁面的亲水性表面的比例越大,则越能够使针对反应溶液200的毛细管力增大。

[核酸扩增装置]

接着,利用图5对实施方式所涉及的核酸扩增装置300进行说明。图5示出了实施方式所涉及的核酸扩增装置的构成。

本实施方式中的核酸扩增装置300如图5所示,具备:上述的核酸扩增器件100、以及用于对核酸扩增器件100中的核酸扩增反应部2的温度进行控制的温度控制部310。通过这种构成,能够以简便的方法来进行核酸扩增。

如图5(a)所示,本实施方式中的核酸扩增装置300还具备用于对靶核酸的核酸扩增进行检测的检测部320。

检测部320是光学检测系统,包括:光输出部321,输出用于照射到核酸扩增器件100的光;受光部322,接受照射到核酸扩增器件100的光的反射光;以及光学扫描部323,用于将光扫描到核酸扩增器件100的流路110上。

光输出部321具备发出蓝色光的激光元件,例如输出中心波长为488nm的激光。受光部322例如是光电倍增管(PMT)。并且,检测部320还具备激光截止滤光片324以及二向色镜325等光学元件。

这样,本实施方式所涉及的核酸扩增装置300将加热冷却系统(温度控制部310)与光学检测系统(检测部320)作为了一体评价系统。通过将这样的检测系统一体化,从而能够实现简便的检测装置。并且,通过设定为光学检测系统,从而能够以非接触的方式来对核酸的扩增量进行检测。

并且,在对被导入到核酸扩增器件100的反应溶液(反应试样、反应试剂)中的靶核酸的扩增量进行检测的情况下,如图5(b)所示,在将激光扫描到与核酸扩增反应部2中的流路110(第一流路111)交叉的方向上的同时,接受反射光。并且,根据接受的反射光,算出第一流路111内的反应溶液中的靶核酸的扩增量。

据此,能够获得与往返于第一加热块31与第二加热块32的第一流路111的循环相对应的核酸的扩增曲线。即,通过以激光在第一流路111上扫描,从而能够将第一流路111的每个循环的核酸的扩增量作为扩增曲线来检测。具体而言,能够得到按照PCR循环的増加而核酸的扩增量増加的扩增曲线。

在本实施方式中,通过将蓝色光的激光照射到反应溶液,从而被构成为,蓝色光作为激励光,荧光发光后的绿色光作为反射光返回。该绿色光(反射光)的荧光量按照核酸的扩增量而变化。因此,通过测定绿色光的荧光量,从而能够算出核酸的扩增量。

[效果以及实验例]

接着利用图6A以及图6B,针对本实施方式中的核酸扩增器件100的效果以及得到本发明的过程和实验例进行说明。

图6A示出了利用比较例中的核酸扩增器件来使核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)之间的关系。图6B示出了利用图1A所示的实施方式所涉及的核酸扩增器件,来使核酸扩增的情况下的反应溶液的PCR循环与荧光量(扩增量)之间的关系。

比较例中的核酸扩增器件的结构为,图1A中的核酸扩增器件100中没有设置输送滞留部3(第二流路112)的结构。并且,在图6A以及图6B作为反应试样(PCR试剂)均采用含有人类基因组的β-actin(肌动蛋白)的反应溶液,利用上述图5所示的核酸扩增装置,根据荧光量来算出核酸的扩增量。

如图6A所示可知,在利用比较例中的核酸扩增器件的情况下,随着PCR循环的増加,虽然荧光量也増加(即,核酸的量増加),但是PCR循环超过一个常数时,则荧光量减少(即,核酸的量减少)。具体而言,在PCR循环全部为50循环的情况下,可以知道在35循环以后,则荧光量减少。

这可以考虑到是因为在流路内输送的反应溶液的开头部分,由于反应试剂在流路壁面的吸附或因反应溶液的蒸发而造成的浓度变化,而反应效率降低的缘故。

这样,如比较例中的核酸扩增器件所示,在到此为止的核酸扩增器件中,高精确度地对反应溶液扩增则是一个难题。

因此,本申请的发明人员考虑到,若通过反应効率低的反应溶液的开头部分与能够得到所希望的効率的反应溶液进行分离,是不是就能够实现高精确地对反应溶液的靶核酸进行扩增。

具体而言,如图1A以及图1B所示,在核酸扩增反应部2的后端设置输送滞留部3,发现反应効率低的反应溶液的开头部分滞留于输送滞留部3。据此,被输送到流路110的反应溶液的开头部分不会滞留于核酸扩增反应部2,而是行进到输送滞留部3,并能够滞留于该输送滞留部3。

这样,能够对反应効率低的反应溶液的开头部分与得到所希望的効率的反应溶液进行分离。即,通过将反应効率低的反应溶液的开头部分滞留于输送滞留部3,从而在核酸扩增反应部2,能够滞留反应效率没有降低且得到所希望的效率的反应溶液的后段部分。

这样,通过设置输送滞留部3,能够将反应効率低的反应溶液的开头部分从核酸扩增反应部2除外,因此,即使PCR循环继续増加,也能够确保所希望的荧光量(信号值)。

实际上,在采用了设置有输送滞留部3的核酸扩增器件100的情况下,如图6B所示可知,随着PCR循环的増加,荧光量不是减少而是继续增加。即可以知道,随着PCR循环的増加,核酸的量也在继续増加。

并且,如图6A所示,在没有设置输送滞留部3的情况下,所有的PCR循环(50循环)中的最后的15循环(15/50=30%)中的反应効率降低。因此,在作为反应溶液的靶核酸而采用了人类基因组的情况下,第二流路112的容积可以在流路110全体的容积的30%以上。

并且,在图6A中,虽然最大为50循环,从实验结果来看可以知道,即使在最大循环为60循环的情况以及为70循环的情况下,反应效率的降低也是从开头部分开始的15循环的部分出现。这种倾向可以考虑到至少最大循环为150循环的情况为止均会观测到。

因此,要想恰当地排出反应效率低的反应溶液的开头部分,则可以使输送滞留部3中的流路110(第二流路112)的容积成为流路110全体的容积的至少10%以上。即,被滞留在输送滞留部3的反应溶液的体积(滞留体积)成为,填充流路110全体的反应溶液的全体的体积的10%以上。据此,如图6B所示,在不会使反应效率降低的情况下,就能够高精确地使靶核酸扩增。

在此,利用图7对本实施方式中的核酸扩增器件100的输送特性进行说明。图7示出了利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,来输送反应溶液的情况下的输送时间和溶液开头位置之间的关系。并且,输送时间为开始输送之后的时间,溶液开头位置为流路中的反应溶液的开头(溶液开头)的位置。并且,作为反应试样,采用了含有β-肌动蛋白检测试剂(β-actin Detection Reagents(Life Technologies公司制品))以及人类基因组DNA的溶液。

从图7所示可知,在从0mm至760mm的区域((i)的区域)中,反应溶液的开头位于核酸扩增反应部2,在从760mm至1260mm的区域((ii)的区域)中,反应溶液的开头位于输送滞留部3。

并且也可以知道,反应溶液在6分钟之间被填充到核酸扩增反应部2,在此之后,以12分钟填充到输送滞留部3。

这样,输送滞留部3的平均输送速度约为0.68mm/s。在本实施方式中,通过由这种输送滞留部3进行后续的反应溶液的输送控制,从而能够实现高效的核酸扩增反应。

(实验结果)

以下对用于评价本实施方式中的核酸扩增器件100的扩增特性的实验结果进行说明。

(实施例1)

首先,利用图8、图9以及图10,对检测人类基因组DNA的例子,即实施例1进行说明。

图8示出了利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,来对人类基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应溶液PCR循环于荧光量(扩增量)之间的关系,并示出了利用图5的核酸扩增装置进行检测时的光学检测结果。

在该实验中也是同样,作为反应试样采用了含有β-肌动蛋白检测试剂(β-actin Detection Reagents(Life Technologies公司制品))以及人类基因组DNA的溶液。

并且,作为人类基因组DNA的浓度,对最终浓度分别为3200pg/ul、400pg/ul、40pg/ul、4pg/ul的情况下的扩增特性进行评价。并且,作为阴性对照组(NC),也对不含有人类基因组DNA的溶液(人类基因组DNA的浓度为0pg/ul)中的扩增特性进行评价。

如图8所示,不论人类基因组DNA的浓度是何种情况,可以知道随着PCR循环的増加,荧光量就会増加。即核酸的量増加。

并且,图9示出了相对于图8中的人类基因组DNA的初始浓度示出扩增前后中的标准分子标记的凝胶电泳的图像。在图9中,(a)、(b)、(c)、(d)以及(e)分别示出了针对人类基因组DNA的最终浓度为3200pg/ul、400pg/ul、40pg/ul、4pg/ul、0pg/ul(NC)的扩增产物的图像。

如图9所示,可以知道除了NC的情况以外的所有的初始浓度,观测到表示DNA扩增的荧光扩增,人类基因组DNA得到了所希望的扩增。

并且,图10示出了图8中的反应试样(人类基因组DNA)的浓度与阈值循环的关系。

从图8所示可知,依存于人类基因组DNA的初始浓度,而PCR上升时的循环不同。若将最大值(饱和值)的例如10%左右的循环定义为阈值循环(Ct值),则图10所示,能够得到高线性的标定曲线。通过利用该标定曲线,从而能够进行初始的人类基因组DNA浓度的定量。

(实施例2)

接着,利用图11、图12以及图13,对检测大肠杆菌基因组DNA的例子,即实施例2进行说明。

图11示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对大肠杆菌基因组DNA进行核酸扩增的情况下的反应溶液PCR循环与荧光量(扩增量)的关系,且示出了利用图5的核酸扩增装置进行测量时的光学检测结果。

在该实验中,作为反应试样(PCR试剂)的聚合酶,采用了宝生物工程公司(カタラバイオ社)制的SpeedSTAR HS DNA Polymerase kit(用于快速PCR扩增的Hot Start型DNA聚合酶试剂盒)。在该试剂盒中,除了含有聚合酶以外,还含有缓冲液以及反应中所需的2'-脱氧核苷-5'-三磷酸钠盐混合溶液(dNTP Mix)。具体而言,利用本试剂盒的10×Fast buffer I、0.2mM dNTP Mix、以及0.15U/μl的Speed STAR HS DNA Polymerase,加入1ug/ul的牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin;BSA)、300nM的前置引子(5’-CGGAAGCAACGCGTAAACTC-3’)、300nM的后置引子(5’-TGAGCGTCGCAGAACATTACA-3’)、300nM的TaqMan试样(5’-FAM-CGCGTCCGATCACCTGCGTC-BHQ1-3’)。并且,本引物组合以大肠杆菌的uidA基因为目标,由参考文献1(S.S.Silkie,M.P.Tolcher,K.L.Nelson,J.Microbiol.Method.,vol.72,pp.275-281(2008))公开。并且,这些仅为一个例子,只要具有同样的功能,也可以采用其他的试剂。

并且,作为大肠杆菌基因组DNA的浓度,对最终浓度分别为1.9pg/ul、0.19pg/ul、0.019pg/ul、0.0019pg/ul的情况下的扩增特性进行评价。并且,作为阴性对照组(NC),也对不含有大肠杆菌基因组DNA的溶液(大肠杆菌基因组DNA的浓度为0pg/ul)中的扩增特性进行评价。

如图11所示,不论大肠杆菌基因组DNA的浓度是何种情况,可以知道随着PCR循环的増加,荧光量就会増加。即核酸的量也増加。

并且,图12示出了相对于图11中的大肠杆菌基因组DNA的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。在图12中,作为代表示出了针对大肠杆菌基因组DNA的最终浓度为0.19pg/ul的扩增产物的电泳的图像。

观测到表示除了NC情况以外的针对所有的初始浓度的DNA扩增的荧光扩增,并知道大肠杆菌基因组DNA得到了所希望的扩增。并且,观测到扩增产物为70bp,这是所希望的DNA的长度。

并且,图13示出了图11中的反应试样(大肠杆菌基因组DNA)的浓度与上升时的阈值循环的关系。

从图11所示可知,依存于大肠杆菌基因组DNA的初始浓度,PCR上升时的循环不同。在此,在将扩增前的荧光值设为1时,若将其増加量例如为10%左右的循环定义为阈值循环(Ct值),则如图13所示,能够得到高线性的标定曲线。通过利用该标定曲线,从而能够进行初始的大肠杆菌基因组浓度的定量。

(实施例3)

接着,利用图14、图15以及图16,对检测肠道出血性大肠杆菌O157基因组的例子,即实施例3进行说明。

图14示出了在利用实施方式所涉及的核酸扩增器件,对肠道出血性大肠杆菌O157基因组进行核酸扩增的情况下的反应溶液PCR循环与荧光量(扩增量)的关系,且示出了利用图5的核酸扩增装置进行测定时的光学检测结果。

在该实验中,作为反应试样(PCR试剂)的聚合酶,采用了宝生物工程公司(カタラバイオ社)制的SpeedSTAR HS DNA Polymerase kit。在该试剂盒中,除了含有聚合酶以外,还含有缓冲液以及反应中所需的2'-脱氧核苷-5'-三磷酸钠盐混合溶液(dNTP Mix)。具体而言,利用本试剂盒的10×Fast buffer I、0.2mM dNTP Mix、以及、0.15U/μl的Speed STAR HS DNA Polymerase,加入1ug/ul的牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin;BSA)、300nM的前置引子(5’-CAATTTTTCAGGGAATAACATTG-3’)、300nM的后置引子(5’-AAAGTTCAGATCTTGATGACATTG-3’)、300nM的TaqMan试样(5’-FAM-TCAAGAGTTGCCCATCCTGCAGCAA-BHQ1-3’)。并且,本引物组合以肠道出血性大肠杆菌O157的eaeA基因为目标,由参考文献2(D.R.Call,F.J.Brockman,D.P.Chandler,Int.J.Food Microbiol.,vol.67,pp.71-80(2001))公开。并且,这些仅为一个例子,只要具有同样的功能,也可以采用其他的试剂。

并且,作为肠道出血性大肠杆菌O157基因组的浓度,对最终浓度为31pg/ul、3.1pg/ul、0.31pg/ul、0.031pg/ul的情况下的扩增特性进行评价。并且,作为阴性对照组(NC),也对不含有肠道出血性大肠杆菌O157基因组的溶液(肠道出血性大肠杆菌O157基因组的浓度为0pg/ul)中的扩增特性进行评价。

如图14所示,不论肠道出血性大肠杆菌O157基因组的浓度是何种情况,可以知道随着PCR循环的增加,荧光量就会増加。即,核酸的量也増加。

并且,图15示出了相对于图14中的肠道出血性大肠杆菌O157基因组的初始浓度示出扩增前后的标准分子标记的凝胶电泳的图像。在图15中,作为代表示出了针对肠道出血性大肠杆菌O157基因组的最终浓度为0.31pg/ul的扩增产物的电泳的图像。

观测到表示除了NC情况以外的针对所有的初始浓度的DNA扩增的荧光扩增,并知道肠道出血性大肠杆菌O157基因组得到了所希望的扩增。

并且,图16示出了图14中的反应试样(肠道出血性大肠杆菌O157基因组)的浓度与上升时的阈值循环的关系。

从图14所示可知,依存于肠道出血性大肠杆菌O157基因组的初始浓度,PCR上升时的循环不同。在此,在将扩增前的荧光值设为1时,若将其増加量例如为10%左右的循环定义为阈值循环(Ct值),则如图16所示,能够得到高线性的标定曲线。通过利用该标定曲线,从而能够进行初始的肠道出血性大肠杆菌O157基因组浓度的定量。

(实施例4)

接着,对检测作为蛋白质的人免疫球蛋白A的例子,即实施例4进行说明。

由于蛋白质不具有核酸,因此不能直接扩增。为此,需要构筑图17所示的反应系统,回收最终的标签核酸,来进行扩增以及检测。其反应概念如以下所示。

首先,在基板上对抗人免疫球蛋白A抗体进行固定化,若使作为测定对象物的抗原的人免疫球蛋白A与作为二次抗体的抗人免疫球蛋白A抗体进行反应,则如图17所示,能够形成这两个抗体夹着抗原的层叠结构。该层叠结构只有在人免疫球蛋白A存在的情况下才被形成。通过在二次抗体添加生物素,从而能够简单地与链亲和素进行反应。进而,使添加了生物素的核酸标签发生反应,通过生物素与链亲和素的反应,能够在该复合体中捕捉到核酸标签。最后,通过利用限制酶,在所希望的位置对核酸进行切断,并对核酸标签进行分离回收,从而能够进行PCR扩增。

并且,在本反应系统中,被回收的核酸标签的数量与抗原的浓度成比例,并且在以后的PCR中,由于核酸能够从若干个开始扩增,因此,通过利用本反应系统,能够对蛋白质进行高灵敏度地检测。

接着,参照图18对用于实现上述的反应系统的具体的实验顺序进行说明。图18是用于说明图17中的对反应系统进行构筑的顺序的一个例子的图。

首先,对磷酸缓冲液(Phosphate buffered saline;PBS)进行调整,以使抗人免疫球蛋白A抗体成为0.01mg/ml,并将其在塑料制的试剂盘中加入50ul,在室温中培养一个小时。据此,如图18(a)所示,抗人免疫球蛋白A抗体被固化在塑料制的试剂盘中。

培养后,以含有0.05wt%的聚氧乙烯(20)聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯(吐温20)的PBS(以下称为“PBST”),对上述的试剂盘洗涤5次。在洗涤后的试剂盘中,加入100ul的1wt%的BSA(in PBS),并在室温下培养30分钟。这将用于如图18(b)所示,通过在抗人免疫球蛋白A抗体没有被固定化而露出的试剂盘的表面吸附BSA,而防止以后的抗原非特异性地吸附的封锁中。培养后,再次以PBST洗涤5次。

接着,将作为测定对象物的人免疫球蛋白A蛋白质调整为104ng/ml、103ng/ml、102ng/ml、101ng/ml、0ng/ml(in PBS),分别在不同的试剂盘中加入50ul,并以室温培养1小时(图18(c))。

培养后,以PBST洗涤5次,添加了生物素的生物素化抗人免疫球蛋白A抗体13ng/ml(in PBS)分别加入50ul(图18(d))。

以室温培养1小时后,以PBST洗涤5次,将0.1ug/ml的链亲和素加入50ul,以室温培养30分钟(图18(e))。

以PBST洗涤5次后,将调整为5pg/ml(in PBS)的生物素化核酸标签加入50ul,以室温培养30分钟(图18(f))。

以PBST洗涤5次、以PBS洗涤3次后,加入限制酶。限制酶采用宝生物工程公司(カタラバイオ社)出售的SspI。以使SspI的最终浓度成为2U/ul的方式,利用被封闭在该试剂盒中的10×缓冲液进行调整后,加入50ul。通过以37℃培养1小时,核酸标签从抗原抗体复合体中分离(图18(g)),最后回收溶液。利用该回收溶液进行PCR扩增(图18(h))。

在这次实验例中,人免疫球蛋白A蛋白质以及抗人免疫球蛋白A抗体虽然采用了bethyl Laboratories社的产品,不过关于反应系统,可以按照测定对象物来进行适宜地变更。并且,核酸标签通过以下的方法来制作。

具体而言,通过利用以大肠杆菌uidA基因为目标的生物素化前置引子(5’-Biotin-GTGACAAAAACCACCCAAGC-3’)与后置引子(5’-TGAGCGTCGCAGAACATTACA-3’),将大肠杆菌基因组作为扩增样板来进行PCR,并对扩增产物进行精制,从而制作核酸标签。并且,核酸标签并非受本实施例所限,可以适当地变更。

图19示出了,将以上这样得到的核酸标签作为扩增样板,利用实施方式所涉及的核酸扩增器件进行核酸扩增的情况下的反应溶液PCR循环与荧光量(扩增量)的关系,并示出了利用图5的核酸扩增装置来测量时的光学检测结果。

在该实验中,作为反应试样(PCR试剂)的聚合酶,采用了宝生物工程公司(カタラバイオ社)制的SpeedSTAR HS DNA Polymerase kit。在该试剂盒中,除了聚合酶以外还含有缓冲液以及反应中所需的2'-脱氧核苷-5'-三磷酸钠盐混合溶液(dNTP Mix)。具体而言,利用本试剂盒的10×Fast buffer I、0.2mM dNTP Mix、以及0.15U/μl的Speed STAR HS DNA Polymerase,加入1ug/ul的牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin;BSA)、300nM的前置引子(5’-CGGAAGCAACGCGTAAACTC-3’)、300nM的后置引子(5’-TGAGCGTCGCAGAACATTACA-3’)、300nM的TaqMan试样(5’-FAM-CGCGTCCGATCACCTGCGTC-BHQ1-3’)。并且,本引物组以大肠杆菌的uidA基因为目标,由上述的参考文献1公开。另外,这些为一个例子,只要具有相同的功能,也可以使用其他的试剂。

并且,作为人免疫球蛋白A蛋白质的浓度,对104ng/ml、103ng/ml、102ng/ml、101ng/ml的情况下的扩增特性分别进行评价。并且,作为阴性对照组(NC),也对不含有人免疫球蛋白A蛋白质的溶液(人免疫球蛋白A蛋白质的浓度为0ng/ml)中的扩增特性进行评价。

如图19所示,不论人免疫球蛋白A蛋白质的浓度是何种情况,都可以知道随着PCR循环的増加,而荧光量也増加。即,可以知道核酸的量增加。

并且,图20示出了针对图19中的人免疫球蛋白A蛋白质的初始浓度示出扩增前后中的标准分子标记的凝胶电泳的图像。在图20中,作为代表,示出了针对人免疫球蛋白A蛋白质的最终浓度为102ng/ml的扩增产物的电泳的图像。

针对所有的初始浓度可以观测到表示DNA扩增的荧光扩增,并可以知道人免疫球蛋白A蛋白质得到了所希望的扩增。并且,在0ng/ml时虽然可以观测到微少的扩增,与101ng/ml相比,是能够充分区分的扩增。并且,观测到扩增产物为70bp,这是所希望的DNA的长度。

并且,图21示出了图19中的反应试样(人免疫球蛋白A蛋白质)的浓度与上升时的阈值循环的关系。

如图19所示,可以知道依存人免疫球蛋白A蛋白质的初始浓度,PCR上升时的循环不同。在此,在将扩增前的荧光值设为1时,若将其増加量例如为10%左右的循环定义为阈值循环(Ct值),则能够得到图21所示的标定曲线。通过使用这种标定曲线,从而能够对初始的人免疫球蛋白A蛋白质浓度进行定量。

并且,图18的(a)至(h)的反应工序,例如能够在图22所示的核酸扩增器件上实施。图22所示的核酸扩增器件被构成为,针对图1B所示的核酸扩增器件1,在导入部1(试样导入部)与核酸扩增反应部2之间设置了抗原抗体反应部5。

在抗原抗体反应部5,预先对测定对象物质与特异性发生反应的抗体进行固定。图18的工序所需要的溶液从导入部1随时滴下,并被输送到抗原抗体反应部5,从而继续进行反应。并且,在对图18的(g)的限制酶进行导入的同时,核酸扩增所需的PCR试剂也被导入。据此,PCR试剂与被分离的核酸标签一起被送到核酸扩增反应部2。

并且,图23是图22的核酸扩增器件的变形例。在图23所示的核酸扩增器件中,抗原抗体反应部5与核酸扩增反应部2之间的流路被分支。被分支的两个流路的一方经由核酸扩增反应部2以及第一输送滞留部3a与第一排出部4a连接,被分支的两个流路的另一方经由第二输送滞留部3b与第二排出部4b连接。

在这种情况下,从图18的(a)到(f)的工序中,使第一排出部4a关闭。在对第一排出部4a进行关闭的情况下,例如可以在第一排出部4a贴上密封等。并且,在图18的(g)的限制酶以及PCR试剂导入时,在对第一排出部4a进行关闭的同时,对第二排出部4b进行关闭,PCR试剂与核酸标签被输送到核酸扩增反应部2,从而执行PCR反应。

通过设定为图23所示的构成,能够在抗原抗体反应与核酸扩增反应分开输送路径。据此,不必要的溶液不会污染核酸扩增反应部2,因此能够高精度地测量核酸扩增量。

并且,图24是对图23的核酸扩增器件进一步变形的例子。在图24所示的核酸扩增器件中,导入部1被设置了两个以上,图18中所需要的溶液从所有的导入部1导入。例如,反应试样从离抗原抗体反应部5近的导入部1开始顺序导入,而被输送。

通过图24所示的构成,能够使反应试样的导入一次性完成。据此,能够提高用户的方便性。

(总结)

以上通过本实施方式中的核酸扩增器件100,在核酸扩增反应部2的后端设置了用于使反应溶液滞留的输送滞留部3。具体而言,使从被设置在核酸扩增反应部2的流路110(第一流路111)输送的反应溶液,滞留在被设置在输送滞留部160的流路110(第二流路102)。

据此,由于能够从核酸扩增反应部2去除反应効率低的反应溶液的开头部分,因此,能够高精度地对反应溶液的靶核酸进行扩增。

并且,在本实施方式中的核酸扩增器件100中,反应溶液在流路110内通过毛细管力而被输送。

据此,无需注射器等外部泵,就能够简单地对反应溶液进行输送。因此,能够低成本地进行靶核酸的核酸扩增。

并且,在本实施方式中的核酸扩增器件100中,在核酸扩增反应部2存在温度不同的至少两个以上的温度区域,且被构成为流路110在这两个以上的温度区域往返或周期性的经过。

据此,由于能够实现流程PCR,因此能够快速地对核酸进行扩增。

并且,在本实施方式中的核酸扩增器件100中,在输送滞留部3中的流路110(第二流路112)中包括蛇行流路。

据此,即使在小的空间,也能够以比较大的容积来设置第二流路112。因此,既能够节省空间,又能够使反应溶液滞留。

(变形例)

以下对本发明的变形例所涉及的核酸扩增器件进行说明。并且,以下将要说明的核酸扩增器件与上述的实施方式中的核酸扩增器件100具有相同的结构,在此对各个变形例中具有特征性的构成进行说明。

(变形例1)

图25示出了变形例1所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图25所示,在本变形例所涉及的核酸扩增器件100A中,在输送滞留部3A中的流路110(第二流路112)中包括,朝着反应溶液的输送方向而截面积逐渐增大的截面积扩大部(截面积扩大区域)。

具体而言,在输送滞留部3A的截面积扩大部的流路110(第二流路112)成为,从上游至下游,流路110(第二流路112)的宽度逐渐变宽的锥形状。并且,在本变形例中,输送滞留部3A的截面积扩大部中的流路110的深度是固定的。

这样,在本变形例中的核酸扩增器件100A中,输送滞留部3A的流路110(第二流路112)的截面积逐渐增大。据此,能够顺利地输送大体积的反应溶液。因此,能够以短时间使反应溶液滞留在输送滞留部3A。

(变形例2)

图26示出了变形例2所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图26所示,本变形例所涉及的核酸扩增器件100B中的输送滞留部3B与变形例1中的输送滞留部3A同样,具有截面积扩大部。

而且,在本变形例中,在输送滞留部3B(第二流路112)的截面积扩大部设置多个柱3P。各个柱3P例如俯视形状为圆柱状,被竖立在第二流路112内。

这样,在本变形例中的核酸扩增器件100B,在输送滞留部3B(第二流路112)的截面积扩大部设置多个柱3P。据此,反应溶液的开头的输送面统一为平面状。因此,由于能够抑制在第二流路112中产生气泡,从而能够使反应溶液的输送稳定。

也就是说,若不像图26那样设置柱,则离第二流路112的亲水性的壁面越近的反应溶液就会顺着壁面先开始行进,这样,在第二流路112的中央部分容易产生空间(气泡),然而,通过设置多个柱3P,则能够抑制离第二流路112的壁面近的反应溶液先被输送,从而能够使反应溶液的开头的输送面平整。

(变形例3)

图27示出了变形例3所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图27所示,本变形例所涉及的核酸扩增器件100C中的输送滞留部3C与变形例2中的输送滞留部3B同样,具有截面积扩大部,且具有多个柱3P。

而且,在本变形例中,多个柱3P规则地排列,且多个柱3P的每一个的俯视形状大致为菱形。据此,能够使反应溶液的开头的输送面均一。

并且,俯视形状大致为菱形是指,并非受菱形所限,菱形的角部可以包括带有圆弧的形状。

(变形例4)

图28示出了变形例4所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图28所示,本变形例所涉及的核酸扩增器件100D中的输送滞留部3D与变形例3中的输送滞留部3C同样,具有截面积扩大部,并且具有俯视形状为大致菱形的多个柱3P。

而且,在本变形例中,多个柱3P的每一个边,与输送滞留部3D的截面积扩大部中的第二流路112的侧面大致平行。据此,能够进一步使反应溶液的开头的输送面均一。

并且,在本变形例中,多个柱3P等间隔地排列。据此,能够进一步使反应溶液的开头的输送面均一。

(变形例5)

图29示出了变形例5所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图29所示,在本变形例所涉及的核酸扩增器件100E中的输送滞留部3E,第二流路112具有比核酸扩增反应部2的流路110(第一流路)的截面积大的截面积。据此,既能够节省空间,又能够使具有大容积的反应溶液滞留在输送滞留部3(第二流路)。

(变形例6)

图30示出了变形例6所涉及的核酸扩增器件的概略构成。

如图30所示,在本变形例所涉及的核酸扩增器件100F中的输送滞留部3F中,第二流路112的一部分被分支。并且,在本变形例中,第二流路112被分支为六个,但是并非受此所限。例如,第二流路112可以被分支为Y字状的两个分支,也可以被分支为除此以外的多支。

这样,第二流路112的一部分被分支,通过多条第二流路112,不仅能够顺利地与流路110连接,而且能够节省空间地使大容量的反应溶液滞留在输送滞留部3。

(其他)

以上根据实施方式以及变形例对本发明所涉及的核酸扩增器件以及核酸扩增方法等进行了说明,但是本发明并非受上述的实施方式以及变形例所限。

例如,在上述的实施方式以及变形例中,采用了将核酸扩增反应部2中的流路110作为蛇行流路,并对含有靶核酸的反应溶液反复施加温度变化的流程PCR,不过也可以不是流程PCR,而采用反复向含有靶核酸的反应溶液施加温度变化的PCR。不过,如上述实施方式所示,要想执行高效地PCR,还是设置成流程比较好。

并且,在上述的实施方式以及变形例中,虽然将流路110设置成蛇行流路,但是并非受此所限。例如,也可以被构成为,将多个高温区域(95℃)与多个低温区域(60℃)交替地线状排列,在此之上设置形成有直线状的流路的基板,流路交替地通过高温区域和低温区域。

并且,在上述的实施方式以及变形例中,加热部30虽然设置了两个温度区域,不过,也可以设置彼此温度不同的三个以上的温度区域。在这种情况下,流路可以被构成为,使反应溶液周期性地通过不同的多个温度区域。

并且,在上述的实施方式以及变形例中,多个温度区域的各个温度的设定虽然是由加热块进行的,不过也可以采用珀耳贴元件等其他的温度控制部件来进行温度设定。

并且,针对各个实施方式以及变形例实施本领域技术人员所能够想到的各种变形而得到的方式,以及在不脱离本发明的主旨的范围内对实施方式中的构成要素以及功能进行任意地组合来实现的方式均包含在本发明内。

符号说明

2 核酸扩增反应部

3、3A、3B、3C、3D、3E、3F 输送滞留部

3P 柱

100、100A、100B、100C、100D、100E、100F 核酸扩增器件

110 流路

111 第一流路

112 第二流路

200 反应溶液

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种核酸扩增器件,其具有用于输送含有靶核酸的反应溶液的流路,

所述核酸扩增器件具备:

核酸扩增反应部,用于对所述反应溶液中含有的所述靶核酸进行扩增;以及

输送滞留部,用于使反应后的所述反应溶液滞留在核酸扩增反应部,

所述流路具有第一流路以及第二流路,所述第一流路被设置在所述核酸扩增反应部,所述第二流路被设置在所述输送滞留部,

从所述第一流路输送的所述反应溶液滞留于所述第二流路。

2.如权利要求1所述的核酸扩增器件,

所述第二流路的容积在所述流路全体的容积的10%以上。

3.如权利要求1所述的核酸扩增器件,

所述第二流路的容积在所述流路全体的容积的30%以上。

4.如权利要求1至3的任一项所述的核酸扩增器件,

所述反应溶液在所述流路内由毛细管力而被输送。

5.如权利要求1至4的任一项所述的核酸扩增器件,

所述流路的内表面是接触角为锐角的亲水性表面。

6.如权利要求1至5的任一项所述的核酸扩增器件,

在所述核酸扩增反应部,存在温度不同的至少两个以上的温度区域,

所述流路被构成为,反复或周期性地经过所述两个以上的温度区域。

7.如权利要求1至6的任一项所述的核酸扩增器件,

在所述第二流路包括蛇行的部分。

8.如权利要求1至7的任一项所述的核酸扩增器件,

在所述第二流路包括截面积扩大部,该截面积扩大部是朝着所述反应溶液的输送方向而截面积逐渐增大的部分。

9.如权利要求8所述的核酸扩增器件,

在所述第二流路的所述截面积扩大部,设置了多个柱。

10.如权利要求9所述的核酸扩增器件,

所述多个柱规则地排列,

所述多个柱的每一个的俯视形状大致为菱形。

11.如权利要求10所述的核酸扩增器件,

所述截面积扩大部以所述第二流路的宽度阔宽的方式而被构成,

所述多个柱的每一个柱的一个边,与所述截面积扩大部中的所述第二流路的侧面大致平行。

12.如权利要求9至11的任一项所述的核酸扩增器件,

所述多个柱等间隔排列。

13.如权利要求1至12的任一项所述的核酸扩增器件,

所述第二流路具有比所述第一流路的截面积大的截面积。

14.如权利要求1至13的任一项所述的核酸扩增器件,

所述第二流路的一部分被分支。

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