本發(fā)明涉及核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器、核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置以及核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法。
背景技術(shù):
作為高速使核酸擴(kuò)增的方法,公知有如下方法,即,在圓筒狀的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中投入油與少量的核酸擴(kuò)增反應(yīng)液,將該容器的一端維持為高溫,將另一端維持為低溫,使容器旋轉(zhuǎn),從而交替地切換通過(guò)使該一端處于鉛垂方向下方來(lái)使反應(yīng)液位于高溫的油中的狀態(tài)、與通過(guò)使另一端處于鉛垂方向下方來(lái)使反應(yīng)液位于低溫的油中的狀態(tài),從而使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的溫度高速地產(chǎn)生熱循環(huán)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-115208號(hào)公報(bào)
在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的使反應(yīng)液通過(guò)重力的作用移動(dòng)的升降式的PCR裝置中,使用圓筒狀的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,反應(yīng)容器內(nèi)的流路的剖面形狀呈圓形。而且,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的液滴的直徑比反應(yīng)容器的流路的直徑小,由此實(shí)現(xiàn)液滴的移動(dòng)。
然而,在這樣的結(jié)構(gòu)中,液滴與流路的壁面的接觸為點(diǎn)接觸、線接觸,液滴與流路的壁面接觸的面積小。因此,從壁面直接對(duì)液滴給予熱的情況下的熱傳導(dǎo)的效率不一定良好。即,在上述文獻(xiàn)的技術(shù)中,通過(guò)反應(yīng)裝置的加熱器被加熱的容器的側(cè)壁的熱主要經(jīng)由油向液滴傳導(dǎo),用于從容器的側(cè)壁直接向液滴傳導(dǎo)的、側(cè)壁與液滴的接觸面積不充分。
另外,在上述文獻(xiàn)的技術(shù)中,核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器內(nèi)被核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與油充滿(mǎn),在油中使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液移動(dòng)的情況下伴隨有油的流動(dòng),因此產(chǎn)生油的流動(dòng)阻力。由于油具有恒定的粘性,所以核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的移動(dòng)速度因油的存在而被限制。因此,在核酸擴(kuò)增反應(yīng)的高速化這一點(diǎn)上,有需要改進(jìn)的余地。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的幾個(gè)方式的目的之一在于,提供能夠高速地進(jìn)行核酸的擴(kuò)增的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器、核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置以及核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法。
本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分完成的,能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的一個(gè)方式包含形成在第1內(nèi)壁面和與上述第1內(nèi)壁面對(duì)置的第2內(nèi)壁面之間,并且在從與上述第1內(nèi)壁面垂直的方向觀察的情況下具有長(zhǎng)邊方向的流路,上述第1內(nèi)壁面與上述第2內(nèi)壁面之間的距離是在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液被導(dǎo)入的情況下上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與上述第1內(nèi)壁面和上述第2內(nèi)壁面雙方接觸的距離,在與上述長(zhǎng)邊方向正交的上述流路的剖面中,具有與上述第1內(nèi)壁面平行的方向的長(zhǎng)度為上述第1內(nèi)壁面與上述第2內(nèi)壁面之間的距離的5倍以上的剖面。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液被導(dǎo)入的情況下,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面兩者接觸,該接觸為面接觸。而且,在與上述長(zhǎng)邊方向正交的上述流路的剖面中,具有與上述第1內(nèi)壁面平行的方向的長(zhǎng)度為上述第1內(nèi)壁面與上述第2內(nèi)壁面之間的距離的5倍以上的剖面,能夠增大該接觸面積。因此,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與內(nèi)壁面的直接的熱交換良好,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更早到達(dá)規(guī)定的溫度。由此,能夠高速地進(jìn)行核酸的擴(kuò)增。
本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的一個(gè)方式是,包含形成在第1內(nèi)壁面和與上述第1內(nèi)壁面對(duì)置的第2內(nèi)壁面之間,并且在從與上述第1內(nèi)壁面垂直的方向觀察的情況下具有長(zhǎng)邊方向的流路,上述第1內(nèi)壁面與上述第2內(nèi)壁面之間的距離是在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液被導(dǎo)入的情況下上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與上述第1內(nèi)壁面和上述第2內(nèi)壁面雙方接觸的距離,在上述流路內(nèi)配置有上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與氣體。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液被導(dǎo)入的情況下,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面兩者接觸,該接觸為面接觸。因此,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與內(nèi)壁面的直接的熱交換良好,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更早到達(dá)規(guī)定的溫度。并且,通過(guò)在流路內(nèi)導(dǎo)入氣體,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的在流路內(nèi)的移動(dòng)變?nèi)菀?,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更加迅速地移動(dòng)至規(guī)定的位置。由此,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更早到達(dá)規(guī)定的溫度。由此,能夠高速地進(jìn)行核酸的擴(kuò)增。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,也可以在上述流路內(nèi)配置有油。
這樣的話,在流路內(nèi),油位于核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與氣體之間,因此核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的成分的蒸發(fā)被抑制,能夠更正確地對(duì)核酸進(jìn)行擴(kuò)增。另外,即便存在油,也可通過(guò)存在氣體而抑制核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的移動(dòng)速度降低。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,上述氣體的體積也可以占據(jù)上述流路的容積的50%以上。
這樣的話,例如,即便將容器的每一半設(shè)定為相互不同的溫度,也容易使核酸增寬度反應(yīng)液的整體到達(dá)各自的溫度。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,上述第1內(nèi)壁面以及上述第2內(nèi)壁面之間的距離也可以為0.2mm以上3.0mm以下。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,能夠更可靠地使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面接觸。另外,核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的大小不會(huì)過(guò)大,例如,能夠提高作業(yè)性。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,形成上述第1內(nèi)壁面的第1壁以及形成上述第2內(nèi)壁面的第2壁的至少一方也可以具有0.01mm以上0.5mm以下的厚度。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,能夠縮小容器的熱傳導(dǎo)距離,能夠縮小外側(cè)與內(nèi)側(cè)的溫度差。因此,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更早到達(dá)例如外部的加熱器的設(shè)定溫度。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,上述第1壁以及上述第2壁的至少一方也可以在上述流路的內(nèi)壓上升的情況下變形。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,例如,在將核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器插入具有核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的外形形狀的孔的加熱塊的情況下,在容器的內(nèi)部的壓力因加熱塊的熱上升的情況下,能夠?qū)⒌?壁以及第2壁按壓于加熱塊。由此,能夠進(jìn)一步高效地進(jìn)行容器外部與容器內(nèi)部的熱交換。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,形成上述流路的壁的至少一個(gè)也可以具有透光性。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,能夠從外部對(duì)核酸擴(kuò)增反應(yīng)液照射光,并且能夠容易觀測(cè)在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液包含熒光探測(cè)器等的情況下產(chǎn)生的熒光。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的體積也可以為1μl以上100μl以下。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,能夠更可靠地使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面接觸。另外,核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的大小不會(huì)過(guò)大,例如,能夠提高作業(yè)性。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,上述第1內(nèi)壁面以及上述第2內(nèi)壁面也可以具有疏水性。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液難以浸濕第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面,容易使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液在流路內(nèi)進(jìn)一步移動(dòng)。由此,能夠進(jìn)行更高速的核酸擴(kuò)增反應(yīng)液的移動(dòng)。
在本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,也可以進(jìn)一步具有封閉上述流路的蓋體,上述蓋體具有包含以上述長(zhǎng)邊方向?yàn)檩S的圓筒面的形狀。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器,用戶(hù)容易對(duì)核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器進(jìn)行操作,例如,能夠提高作業(yè)性。
本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的一個(gè)方式包含:上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器;裝配上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的裝配部;加熱上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的第1區(qū)域的第1加熱部;加熱上述第2區(qū)域的第2加熱部;以及將上述裝配部、上述第1區(qū)域以及上述第2區(qū)域的配置在第1配置與第2配置之間切換的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),上述第1加熱部將上述第1區(qū)域加熱至第1溫度,上述第2加熱部將上述第2區(qū)域加熱至與上述第1溫度不同的第2溫度,上述第1配置是上述第1區(qū)域相比上述第2區(qū)域相對(duì)于重力作用的方向靠下的配置,上述第2配置是上述第2區(qū)域相比上述第1區(qū)域相對(duì)于重力作用的方向靠下的配置。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置,能夠高速地對(duì)核酸進(jìn)行擴(kuò)增。
本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法的一方式包含:在上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中導(dǎo)入核酸擴(kuò)增反應(yīng)液,并且在上述流路內(nèi)至少配置上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與氣體的工序;將上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的第1區(qū)域加熱至第1溫度的工序;將上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的第2區(qū)域加熱至與第1溫度不同的第2溫度的工序;使上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液在上述流路內(nèi)移動(dòng)而從上述第1區(qū)域向上述第2區(qū)域移動(dòng)的工序;以及使上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)液在上述流路內(nèi)移動(dòng)而從上述第2區(qū)域向上述第1區(qū)域移動(dòng)的工序。
根據(jù)這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法,能夠高速地對(duì)核酸進(jìn)行擴(kuò)增。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的立體圖。圖1A表示關(guān)閉蓋的狀態(tài),圖1B表示打開(kāi)蓋的狀態(tài)。
圖2是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置中的主體的分解立體圖。
圖3是示意性表示實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置中的主體的、圖1A的A-A線的剖面的剖視圖。圖3A表示第1配置,圖3B表示第2配置。
圖4是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的剖面的示意圖。圖4A是以相對(duì)于反應(yīng)容器的對(duì)置的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面平行的面進(jìn)行了剖切的剖面,圖4B是以相對(duì)于反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面正交的面進(jìn)行了剖切的剖面。
圖5是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的剖面的示意圖。圖5A是以相對(duì)于反應(yīng)容器的對(duì)置的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面平行的面進(jìn)行了剖切的剖面,圖5B是以相對(duì)于反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面正交的面進(jìn)行了剖切的剖面。圖5C是以相對(duì)于包含蓋體的反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面正交的面進(jìn)行了剖切的剖面。
圖6是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的剖面的示意圖。圖6A以及圖6B是以相對(duì)于反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面正交的面進(jìn)行了剖切的剖面。圖6C是以相對(duì)于包含蓋體的反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面以及第2內(nèi)壁面平行的面進(jìn)行了剖切的剖面。
圖7是示意性表示實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的立體圖。
圖8是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的剖面的示意圖。
圖9是表示使用實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的處理的流程圖。
圖10是示意表示變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的立體圖。圖10A表示關(guān)閉蓋的狀態(tài),圖10B表示打開(kāi)蓋的狀態(tài)。
圖11是變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置中的主體的、圖10A的B-B線的剖面的示意圖。
圖12是示意表示變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的立體圖。
圖13是示意表示變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的立體圖。
圖14是表示實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果的圖。
圖15是表示實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1、2、3…核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置;10、10a…主體;11…裝配部;12…第1加熱部(加熱部);12a…第1加熱器;12b…第1加熱塊;13…第2加熱部;13a…第2加熱器;13b…第2加熱塊;14…隔離物;15…導(dǎo)線;16…凸緣;17…底板;18…測(cè)定窗;19…固定板;20…驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);22…滑道;23…觀察窗;24…顯示部;25…設(shè)定部;40…熒光檢測(cè)器;50…蓋;51…固定部;100、101、102、103…反應(yīng)容器;110…流路;111…第1區(qū)域;112…第2區(qū)域;113…第1內(nèi)壁面;114…第2內(nèi)壁面;115…第3內(nèi)壁面;117…底部;118…第1壁;119…第2壁;120…蓋體;122…緣部;124…膜部;126…連通路;128…開(kāi)口;130…氣體;140…反應(yīng)液。
具體實(shí)施方式
以下,針對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明的實(shí)施方式是對(duì)本發(fā)明的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明的實(shí)施方式。本發(fā)明并不對(duì)以下的實(shí)施方式進(jìn)行任何限定,還包含在不改變本發(fā)明的主旨的范圍實(shí)施的各種變形方式。此外,以下說(shuō)明的全部結(jié)構(gòu)并不限定為本發(fā)明的必須結(jié)構(gòu)。
1.核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置
1.1.核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)
圖1是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的立體圖。圖1A表示關(guān)閉核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的蓋50的狀態(tài),圖1B表示打開(kāi)核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的蓋50的狀態(tài),并且表示在裝配部11裝配有核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的狀態(tài)。圖2是實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1中的主體10的分解立體圖。圖3是示意表示實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置中的主體10的、圖1A的A-A線的剖面的剖視圖。在圖1~3中,針對(duì)反應(yīng)容器100,例示有后述的第1方式的反應(yīng)容器100。
如圖1A所示,本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含主體10以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20。另外,如圖2所示,主體10包含裝配部11、第1加熱部12(相當(dāng)于加熱部)以及第2加熱部13。在第1加熱部12與第2加熱部13之間設(shè)置有隔離物14。在本實(shí)施方式的主體10中,第1加熱部12配置于底板17一側(cè),第2加熱部13配置于蓋50一側(cè)。在本實(shí)施方式的主體10中,第1加熱部12、第2加熱部13以及隔離物14固定于凸緣16、底板17以及固定板19。
裝配部11是裝配后述的反應(yīng)容器100的構(gòu)造。如圖1B以及圖2所示,本實(shí)施方式的裝配部11是插入反應(yīng)容器100進(jìn)行裝配的插口構(gòu)造,并且成為在貫通第1加熱部12(加熱部)的第1加熱塊12b、隔離物14以及第2加熱部13的第2加熱塊13b的孔插入反應(yīng)容器100的構(gòu)造。裝配部11的數(shù)量也可以為多個(gè),在圖1B的例子中,8個(gè)裝配部11設(shè)置于主體10。
優(yōu)選本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含將反應(yīng)容器100相對(duì)于第1加熱部12以及第2加熱部13保持于規(guī)定的位置的構(gòu)造。由此,能夠通過(guò)第1加熱部12以及第2加熱部13加熱反應(yīng)容器100的規(guī)定區(qū)域。更具體而言,如圖3所示,能夠通過(guò)第1加熱部12加熱構(gòu)成后述的反應(yīng)容器100的流路110的第1區(qū)域111,能夠通過(guò)第2加熱部13加熱第2區(qū)域112。在本實(shí)施方式中,決定反應(yīng)容器100的位置的構(gòu)造是底板17,如圖3A所示,通過(guò)將反應(yīng)容器100插入直至與底板17接觸的位置,能夠相對(duì)于第1加熱部12以及第2加熱部13將反應(yīng)容器100保持于規(guī)定的位置。
當(dāng)在裝配部11安裝有反應(yīng)容器100的情況下,第1加熱部12將后述的反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111加熱至第1溫度。在圖3A所示的例子中,第1加熱部12在主體10中配置于對(duì)反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111進(jìn)行加熱的位置。
第1加熱部12也可以包含產(chǎn)生熱的機(jī)構(gòu)與將產(chǎn)生的熱傳遞至反應(yīng)容器100的部件。在圖2所示的例子中,第1加熱部12包含第1加熱器12a以及第1加熱塊12b。在本實(shí)施方式中,第1加熱器12a是筒形加熱器,通過(guò)導(dǎo)線15與未圖示的外部電源連接。第1加熱器12a被插入第1加熱塊12b,通過(guò)第1加熱器12a發(fā)熱加熱第1加熱塊12b。第1加熱塊12b是將從第1加熱器12a產(chǎn)生的熱傳遞至反應(yīng)容器100的部件。在本實(shí)施方式中,是鋁制的塊。
筒形加熱器容易進(jìn)行溫度控制,因此通過(guò)使第1加熱器12a為筒形加熱器,能夠容易穩(wěn)定第1加熱部12的溫度。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)更正確的熱循環(huán)。由于鋁的熱傳導(dǎo)率高,所以通過(guò)將第1加熱塊12b以鋁制得,能夠高效地加熱反應(yīng)容器100。另外,由于在第1加熱塊12b難以產(chǎn)生加熱不均,所以能夠?qū)崿F(xiàn)精度高的熱循環(huán)。另外,由于加工容易,所以能夠高精度地成型第1加熱塊12b,并且能夠提高加熱的精度。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)更正確的熱循環(huán)。
優(yōu)選在裝配部11裝配有反應(yīng)容器100的情況下,第1加熱部12與反應(yīng)容器100接觸。由此,在通過(guò)第1加熱部12對(duì)反應(yīng)容器100進(jìn)行了加熱的情況下,能夠?qū)⒌?加熱部12的熱穩(wěn)定地傳遞至反應(yīng)容器100,因此能夠穩(wěn)定反應(yīng)容器100的溫度。在如本實(shí)施方式那樣裝配部11作為第1加熱部12的一部分形成的情況下,優(yōu)選裝配部11與反應(yīng)容器100接觸。由此,能夠?qū)⒌?加熱部12的熱穩(wěn)定地傳遞至反應(yīng)容器100,因此能夠高效地加熱反應(yīng)容器100。
在裝配部11安裝有反應(yīng)容器100的情況下,第2加熱部13將反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112加熱至與第1溫度不同的第2溫度。在圖3A所示的例子中,第2加熱部13在主體10中配置于對(duì)反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112進(jìn)行加熱的位置。如圖2所示,第2加熱部13包含第2加熱器13a以及第2加熱塊13b。第2加熱部13除了加熱的反應(yīng)容器100的區(qū)域以及加熱的溫度與第1加熱部12不同以外,與第1加熱部12相同。
在本實(shí)施方式中,第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度通過(guò)未圖示的溫度傳感器以及后述的控制部而被控制。優(yōu)選第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度被設(shè)定為將反應(yīng)容器100加熱至規(guī)定的溫度。在本實(shí)施方式中,通過(guò)將第1加熱部12控制為第1溫度,將第2加熱部13控制為第2溫度,能夠?qū)⒎磻?yīng)容器100的第1區(qū)域111加熱至第1溫度,將第2區(qū)域112加熱至第2溫度。本實(shí)施方式中的溫度傳感器是熱電偶。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20是驅(qū)動(dòng)裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20包含未圖示的馬達(dá)以及驅(qū)動(dòng)軸,驅(qū)動(dòng)軸與主體10的凸緣16連接。本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)軸相對(duì)于裝配部11的長(zhǎng)邊方向垂直地設(shè)置,若使馬達(dá)動(dòng)作,則主體10以驅(qū)動(dòng)軸作為旋轉(zhuǎn)的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含未圖示的控制部??刂撇繉?duì)后述的第1溫度、第2溫度、第1時(shí)間、第2時(shí)間以及熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)中的至少一個(gè)進(jìn)行控制。在控制部控制第1時(shí)間或者第2時(shí)間的情況下,控制部通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作,控制裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13保持于規(guī)定的配置的時(shí)間。控制部可以根據(jù)控制的項(xiàng)目設(shè)置不同的機(jī)構(gòu),也可以一并控制全部項(xiàng)目。
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1中的控制部是電子控制,對(duì)上述項(xiàng)目全部進(jìn)行控制。本實(shí)施方式的控制部包含未圖示的CPU等處理器、以及ROM(Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)、RAM(Random Access Memory:隨機(jī)存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)裝置。在存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)有用于控制上述各項(xiàng)目的各種程序、數(shù)據(jù)等。另外,存儲(chǔ)裝置具有在各種處理的處理中暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理結(jié)果等的工作區(qū)域。
如圖2以及圖3A的例子所示,本實(shí)施方式的主體10在第1加熱部12與第2加熱部13之間設(shè)置有隔離物14。本實(shí)施方式的隔離物14是保持第1加熱部12或者第2加熱部13的部件。通過(guò)設(shè)置隔離物14,能夠更正確地決定第1加熱部12與第2加熱部13之間的距離。即,能夠更正確地決定第1加熱部12以及第2加熱部13相對(duì)于后述的反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111以及第2區(qū)域112的位置。
雖然隔離物14的材質(zhì)能夠根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇,但優(yōu)選為隔熱材料。由此,由于能夠減小第1加熱部12以及第2加熱部13的熱彼此影響,所以第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度控制變?nèi)菀住T诟綦x物14為隔熱材料的情況下,且在裝配部11安裝有反應(yīng)容器100的情況下,優(yōu)選在第1加熱部12與第2加熱部13之間的區(qū)域以包圍反應(yīng)容器100的方式配置隔離物14。由此,由于能夠抑制來(lái)自反應(yīng)容器100的第1加熱部12與第2加熱部13之間的區(qū)域的散熱,所以反應(yīng)容器100的溫度更加穩(wěn)定。在本實(shí)施方式中,隔離物14是隔熱材料,在圖3A的例子中,裝配部11貫通隔離物14。由此,在通過(guò)第1加熱部12以及第2加熱部13對(duì)反應(yīng)容器100進(jìn)行了加熱的情況下,反應(yīng)容器100的熱難以逸出,因此能夠使第1區(qū)域111以及第2區(qū)域112的溫度更加穩(wěn)定。
本實(shí)施方式的主體10包含固定板19。固定板19是保持裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的部件。在圖1B以及圖2所示的例子中,將2張固定板19與凸緣16嵌合,并且固定第1加熱部12、第2加熱部13以及底板17。由于通過(guò)固定板19使主體10的構(gòu)造更加穩(wěn)固,所以主體10難以破損。
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含蓋50。在圖1A以及圖3A的例子中,裝配部11通過(guò)蓋50覆蓋。通過(guò)利用蓋50覆蓋裝配部11,在利用第1加熱部12進(jìn)行了加熱的情況下,能夠抑制從主體10向外部的散熱,因此能夠使主體10內(nèi)的溫度穩(wěn)定。蓋50也可以通過(guò)固定部51固定于主體10。在本實(shí)施方式中,固定部51是磁鐵。如圖1B以及圖2的例子所示那樣,在主體10的、蓋50接觸的面設(shè)置磁鐵。雖然在圖1B以及圖2中未示出,但在蓋50上,也在主體10的磁鐵接觸的位置設(shè)置磁鐵,若通過(guò)蓋50覆蓋裝配部11,則利用磁力將蓋50固定于主體10。由此,能夠避免在利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20對(duì)主體10進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)的情況下,蓋50脫落或者移動(dòng)。因此,由于能夠防止因蓋50脫落致使核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1內(nèi)的溫度變化,所以能夠?qū)笫龅姆磻?yīng)液140實(shí)施更正確的熱循環(huán)。
優(yōu)選主體10是氣密性高的構(gòu)造。若主體10是氣密性高的構(gòu)造,則主體10內(nèi)部的空氣難以向主體10的外部逸出,因此主體10內(nèi)的溫度更加穩(wěn)定。在本實(shí)施方式中,如圖2所示,通過(guò)2個(gè)凸緣16、底板17、2張固定板19以及蓋50密閉主體10內(nèi)部的空間。
優(yōu)選固定板19、底板17、蓋50以及凸緣16使用隔熱材料形成。由此,能夠進(jìn)一步抑制從主體10向外部的散熱,因此能夠使主體10內(nèi)的溫度更加穩(wěn)定。
2.核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器包含具有長(zhǎng)邊方向的流路。該流路形成于第1內(nèi)壁面與和第1內(nèi)壁面對(duì)置的第2內(nèi)壁面之間。而且,流路在從與第1內(nèi)壁面垂直的方向觀察的情況具有長(zhǎng)邊方向。
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器中,第1內(nèi)壁面與第2內(nèi)壁面的距離是在核酸擴(kuò)增反應(yīng)液被導(dǎo)入的情況下,核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與形成流路的第1內(nèi)壁面和第2內(nèi)壁面雙方接觸的距離,在與長(zhǎng)邊方向正交的流路的剖面中,具有與第1內(nèi)壁面平行的方向的長(zhǎng)度為第1內(nèi)壁面與第2內(nèi)壁面之間的距離的5倍以上的剖面。另外,本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器在該流路內(nèi)能夠配置核酸擴(kuò)增反應(yīng)液與氣體。
以下,作為本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的例子,使用反應(yīng)容器100、反應(yīng)容器101、反應(yīng)容器102以及反應(yīng)容器103對(duì)幾種方式進(jìn)行說(shuō)明。
2.1.第1方式
圖4是本方式的反應(yīng)容器100的剖面的示意圖。圖4A是以相對(duì)于反應(yīng)容器100的對(duì)置的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行并且沿著長(zhǎng)邊方向的面剖切的剖面的示意圖,圖4B是以相對(duì)于反應(yīng)容器100的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114正交并且沿著長(zhǎng)邊方向的面剖切的剖面的示意圖。
如圖4例示那樣,第1方式的反應(yīng)容器100包含流路110以及蓋體120。流路110通過(guò)包含第1內(nèi)壁面113、與第1內(nèi)壁面113對(duì)置的第2內(nèi)壁面114以及連接第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114的第3內(nèi)壁面115的壁面劃分。而且,流路110的長(zhǎng)邊方向成為沿著第1內(nèi)壁面113(以及第2內(nèi)壁面114)的方向,如圖4A所示,在從與第1內(nèi)壁面113正交的方向觀察的情況下,流路110的長(zhǎng)邊方向?yàn)楸攘髀?10的寬度c延伸更長(zhǎng)的方向,是連接開(kāi)放的一端與封閉的另一端(底部117側(cè))的方向。
另外,劃分流路110的第3內(nèi)壁面115包含沿長(zhǎng)邊方向延伸的平行的一對(duì)壁面與由底部117形成的底面。另外,流路110的被開(kāi)放的一端側(cè)通過(guò)安裝蓋體120被封閉,從而由蓋體120的表面劃分。
在流路110至少導(dǎo)入核酸擴(kuò)增反應(yīng)液(以下,也簡(jiǎn)單地稱(chēng)為“反應(yīng)液140”。)以及氣體130,通過(guò)蓋體120封閉。另外,也可以在流路110導(dǎo)入比反應(yīng)液140比重小并且不與反應(yīng)液140混和的液體(未圖示)。但是,在該情況下也以在流路110存在氣體130的方式適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)各液體的量。
反應(yīng)容器100的形狀呈扁平狀,具有長(zhǎng)邊方向(為圖4中的上下方向,與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行的方向)。流路110的長(zhǎng)邊方向是在核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的起動(dòng)中反應(yīng)液140(核酸擴(kuò)增反應(yīng)液)移動(dòng)的方向。
反應(yīng)容器100通過(guò)蓋體120被封閉。在反應(yīng)容器100中,反應(yīng)容器100的底部117的中央為朝向外部突出的形狀,以便進(jìn)入容器內(nèi)部的反應(yīng)液140的液滴在容器的底部117中容易位于底部中央。
第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114是相互對(duì)置的平面。第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離(圖4B中示出的寬度a)是被注入反應(yīng)容器100的反應(yīng)液140的一個(gè)液滴與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114雙方同時(shí)接觸的距離。此外,在反應(yīng)液140與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114雙方同時(shí)接觸的狀態(tài)下,反應(yīng)液140可以與第3內(nèi)壁面115接觸也可以不接觸。
針對(duì)通過(guò)與流路110的長(zhǎng)邊方向正交的面剖切的流路110的剖面的形狀,進(jìn)行說(shuō)明。在本方式的反應(yīng)容器100中,通過(guò)與長(zhǎng)邊方向正交的面剖切的流路110的剖面在除底部117以外的部分為大致長(zhǎng)方形的形狀。而且,該剖面的與第1內(nèi)壁面113(第2內(nèi)壁面114)平行的方向的長(zhǎng)度為第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離的5倍以上。即,圖4A中的寬度c為圖4B中的寬度a的5倍以上。
該剖面的形狀能夠通過(guò)縱橫比(扁平率)規(guī)定。在本說(shuō)明書(shū)中,縱橫比是指在具有長(zhǎng)邊方向的形狀中長(zhǎng)邊方向(長(zhǎng)軸)的大小除以與長(zhǎng)邊方向正交的方向(短邊方向)(短軸)的大小的值。在該情況下,能夠說(shuō)成通過(guò)與上述的流路110的長(zhǎng)邊方向正交的面剖切的流路110的剖面的縱橫比(c/a)為5以上。此外,在該例中,寬度c在圖4A的例子中是連接第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114的第3內(nèi)壁面115間的距離。
對(duì)于通過(guò)與長(zhǎng)邊方向正交的面剖切的流路110的剖面的與第1內(nèi)壁面113平行的方向的長(zhǎng)度而言,優(yōu)選為第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離的6倍以上,更加優(yōu)選為7倍以上,進(jìn)一步優(yōu)選為8倍以上。換言之,通過(guò)與流路110的長(zhǎng)邊方向正交的面剖切的流路110的剖面的縱橫比優(yōu)選為6以上,更加優(yōu)選為7以上,進(jìn)一步優(yōu)選為8以上。
通過(guò)使流路110具有這樣的扁平形狀,即便反應(yīng)液140為較少的量也能夠與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114雙方同時(shí)接觸。
對(duì)于反應(yīng)液140以及氣體130被導(dǎo)入流路110內(nèi)的體積而言,只要?dú)怏w130的體積占據(jù)流路110的容積的50%以上即可,并無(wú)特別限定。這樣的話,能夠在2個(gè)不同溫度區(qū)域的任一方配置反應(yīng)液140。被導(dǎo)入的反應(yīng)液140的體積為流路110的容積的50%以下,優(yōu)選為45%以下,更加優(yōu)選為40%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為35%以下。另外,雖然也取決于第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離(在圖4B中表示的寬度a),但對(duì)于反應(yīng)液140而言,只要導(dǎo)入與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114雙方同時(shí)接觸的體積,便是充分的,例如,被導(dǎo)入的反應(yīng)液140的體積為流路110的容積的5%以上,優(yōu)選為10%以上,更加優(yōu)選為15%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為20%以上。
另一方面,第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離(寬度a)為0.2mm以上3mm以下,優(yōu)選為0.5mm以上2.5mm以下,更加優(yōu)選為0.5mm以上1mm以下。
反應(yīng)液140與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114雙方同時(shí)接觸的狀態(tài)能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)反應(yīng)液140的體積、和第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離獲得。另外,在流路110中氣體130以50%以上存在的狀態(tài)能夠在流路110中僅導(dǎo)入反應(yīng)液140與氣體130的情況下(即,在不導(dǎo)入油等并且將反應(yīng)液140的體積形成為最大50%的情況下),例如考慮反應(yīng)容器100的實(shí)用的大小來(lái)設(shè)計(jì)。這樣,本方式的反應(yīng)容器100的大小以及流路110的形狀能夠考慮被導(dǎo)入的反應(yīng)液140的體積適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。
對(duì)于被導(dǎo)入流路110的反應(yīng)液140的體積而言,只要滿(mǎn)足上述條件地設(shè)計(jì)流路110的形狀,不受特別限定。被導(dǎo)入流路110的反應(yīng)液140的體積例如為1μl以上100μl以下,優(yōu)選為5μl以上50μl以下,更加優(yōu)選為10μl以上40μl以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20μl以上30μl以下。若為該范圍的體積,則容易對(duì)反應(yīng)液140中的核酸進(jìn)行擴(kuò)增。
針對(duì)導(dǎo)入上述范圍的體積的反應(yīng)液140的情況下的流路110的形狀,例示幾個(gè)進(jìn)行說(shuō)明。流路110的形狀是具有長(zhǎng)邊方向的扁平的立方體形狀,并且考慮將厚度(相當(dāng)于上述的第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離)設(shè)為D、將長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)、將與長(zhǎng)邊方向正交的方向的長(zhǎng)度(相當(dāng)于上述的寬度c)設(shè)為W的情況(此外,在該情況下,L>D。)。
在反應(yīng)液140的導(dǎo)入量為10μl的情況下,例如若D=0.2mm、W=5mm,則如果L為2cm以上,就能夠滿(mǎn)足上述條件。在該情況下,上述縱橫比成為W/D=25。同樣,在反應(yīng)液140的導(dǎo)入量為50μl的情況下,例如若D=1mm、W=5mm,則如果L為2cm以上,就能夠滿(mǎn)足上述條件。在該情況下,上述縱橫比成為W/D=5。在反應(yīng)液140的導(dǎo)入量為100μl的情況下,例如若D=1mm、W=1cm,則如果L為2cm以上,就能夠滿(mǎn)足上述條件。在該情況下,上述縱橫比成為W/D=10。此外,也可以根據(jù)容器的形狀(D、W、L)決定反應(yīng)液140的導(dǎo)入量。
此外,在本方式中,寬度c不受特別限定。即,由于向本方式的反應(yīng)容器100,向流路110導(dǎo)入50%體積以上的氣體(空氣等),所以假如反應(yīng)液140的一個(gè)液滴同時(shí)與第3內(nèi)壁面115接觸,也能夠非常容易地進(jìn)行由重力的作用引起的反應(yīng)液140在流路110內(nèi)的移動(dòng)。認(rèn)為原因之一是由于:通過(guò)使上述的剖面的縱橫比為5以上,使得反應(yīng)液140的彎液面難以形成,反應(yīng)液140的表面(與氣體130的界面)容易被破壞。
若使用本方式的反應(yīng)容器100,則在反應(yīng)液140沿反應(yīng)容器100的長(zhǎng)邊方向移動(dòng)時(shí),反應(yīng)液140與反應(yīng)容器100的對(duì)置的內(nèi)壁的雙方始終接觸。并且,由于流路110的形狀是扁平的,所以反應(yīng)液140與第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的接觸成為面接觸。而且,在與長(zhǎng)邊方向正交的流路110的剖面中,具有與第1內(nèi)壁面113平行的方向的長(zhǎng)度為第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離的5倍以上的剖面。即,反應(yīng)液140被反應(yīng)容器100的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114夾持,反應(yīng)液140的液滴在厚度方向被壓縮,其大小在相對(duì)于厚度方向正交的方向放大。
因此,能夠擴(kuò)大接觸面積。因此,來(lái)自加熱部的熱能夠從反應(yīng)容器100的壁面向反應(yīng)液140以較寬的面積直接進(jìn)行傳遞,因此熱傳遞效率高。由此,能夠良好地進(jìn)行反應(yīng)液140與內(nèi)壁面的直接的熱交換,能夠使反應(yīng)液140非常早地到達(dá)規(guī)定的溫度。由此,能夠高速地進(jìn)行核酸的擴(kuò)增。
另外,形成第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的第1壁118以及第2壁119越薄,越容易進(jìn)行容器的內(nèi)外的熱交換。即,第1壁118以及第2壁119的至少一方的厚度優(yōu)選為0.01mm以上0.5mm以下,更加優(yōu)選為0.05mm以上0.4mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1mm以上0.3mm以下。
對(duì)于本方式的反應(yīng)容器100而言,由于反應(yīng)液140的落下位置在反應(yīng)容器100的寬度方向穩(wěn)定,所以從反應(yīng)容器100的長(zhǎng)邊方向的端部(在圖示的例子中,底部117)進(jìn)行反應(yīng)液140的熒光測(cè)量更加容易。另外,對(duì)于本方式的反應(yīng)容器100而言,由于反應(yīng)液140的落下位置在反應(yīng)容器100的厚度方向穩(wěn)定,所以如下述變形例1所示那樣,即便從水平方向進(jìn)行反應(yīng)液140的熒光測(cè)量也相同。
再次參照?qǐng)D3,反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111是通過(guò)第1加熱部12加熱至第1溫度的流路110的一部分區(qū)域。第2區(qū)域112是通過(guò)第2加熱部13加熱至第2溫度的與第1區(qū)域111不同的流路110的一部分區(qū)域。在本方式的反應(yīng)容器100中,第1區(qū)域111是包含流路110的長(zhǎng)邊方向上的一方的端部的區(qū)域,第2區(qū)域112是包含流路110的長(zhǎng)邊方向上的另一方的端部的區(qū)域。在圖3A以及圖3B所示的例子中,包含流路110的蓋體120側(cè)的端部的由虛線圍起的區(qū)域是第2區(qū)域112,包含遠(yuǎn)離蓋體120一側(cè)的端部的由虛線圍起的區(qū)域是第1區(qū)域111。
在流路110中填充有氣體130與反應(yīng)液140。氣體130例如是大氣(空氣),具有疏水性,因此如圖4所示,反應(yīng)液140在氣體130之中以液滴(儲(chǔ)液)的狀態(tài)保持。反應(yīng)液140與氣體130相比比重大,因此位于流路110的重力方向的最下部的區(qū)域。
反應(yīng)液140是包含反應(yīng)所需要的成分的液體。在反應(yīng)為PCR的情況下,包含待通過(guò)PCR擴(kuò)增的DNA(目標(biāo)核酸)、為了對(duì)DNA進(jìn)行擴(kuò)增所需的DNA聚合酶以及引物等。另外,在反應(yīng)液140中也可以包含用于監(jiān)視PCR的進(jìn)行的熒光探測(cè)器等。
反應(yīng)容器100的材質(zhì)只要不因PCR反應(yīng)的溫度產(chǎn)生變形等即可,不受特別限定,例如能夠?yàn)榫埘?、聚丙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、丙烯酸系?shù)脂以及它們的共聚物等的高分子。容器與蓋體120的材質(zhì)也可以相互不同。若在反應(yīng)容器100的材質(zhì)中選擇聚丙烯等的熱塑性樹(shù)脂,則能夠通過(guò)注射模塑成形等使制造容易化。
并且,包含第1壁118以及第2壁119在內(nèi)的形成流路110的壁的至少一個(gè)也可以由透明的材質(zhì)形成從而具有透光性。這樣的話,在將反應(yīng)容器100用于熱循環(huán)處理的情況下,例如能夠容易對(duì)熒光探測(cè)器的熒光進(jìn)行測(cè)定。若使第1壁118以及第2壁119的至少一方為透明,則能夠從外部觀察反應(yīng)液140移動(dòng)的情形,因此能夠通過(guò)目視觀察確認(rèn)熱循環(huán)處理是否被適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。這里的“透明”的程度只要為在核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1中采用上述部件進(jìn)行熱循環(huán)處理的情況下能夠看到反應(yīng)液140的程度即可。
2.2.第2方式
圖5是第2方式的反應(yīng)容器101的剖面的示意圖。圖5A是從反應(yīng)容器101的長(zhǎng)邊方向觀察的俯視圖、以及通過(guò)相對(duì)于反應(yīng)容器101的對(duì)置的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行的面剖切的剖面的示意圖,圖5B是從反應(yīng)容器101的長(zhǎng)邊方向觀察的俯視圖、以及通過(guò)相對(duì)于反應(yīng)容器101的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114正交的面剖切的剖面的示意圖。在圖5A以及圖5B中,在各自的俯視圖中畫(huà)有表示對(duì)應(yīng)的剖面的點(diǎn)劃線,蓋體120被省略。圖5C是通過(guò)相對(duì)于反應(yīng)容器101的對(duì)置的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114正交的面剖切的剖面的示意圖。
除蓋體120的形狀不同、以及未如反應(yīng)容器100那樣底部的中央朝向外部突出以外,本方式的反應(yīng)容器101與上述第1方式的反應(yīng)容器100相同。因此,針對(duì)相同的部件、部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略說(shuō)明。
第2方式的反應(yīng)容器101具有封閉流路110的蓋體120,蓋體120具有包含以長(zhǎng)邊方向?yàn)檩S的圓筒面的形狀。即,雖然流路110以扁平的形狀形成,但蓋體120以包含圓柱狀或者圓筒狀的形狀的方式形成。在圖5的例子中,蓋體120具有封閉流路110的一端側(cè)的圓柱狀的栓的形狀。蓋體120可以為圖示那樣的栓的形狀,也可以為帽的形狀。并且,蓋體120也可以具備螺旋機(jī)構(gòu)等。
反應(yīng)容器101形成扁平的形狀的流路110,并且蓋體120具有包含以長(zhǎng)邊方向?yàn)檩S的圓筒面的形狀。因此,反應(yīng)容器101與反應(yīng)容器100比較,用戶(hù)容易操作,例如能夠提高作業(yè)性。
2.3.第3方式
圖6是第3方式的反應(yīng)容器102的剖面的示意圖。圖6A以及圖6B是從反應(yīng)容器101的長(zhǎng)邊方向觀察的俯視圖、以及通過(guò)相對(duì)于反應(yīng)容器101的對(duì)置的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114正交的面剖切的剖面的示意圖。在圖6A以及圖6B中,在各自的俯視圖畫(huà)有表示對(duì)應(yīng)的剖面的位置的點(diǎn)劃線。圖6C是通過(guò)相對(duì)于反應(yīng)容器101的對(duì)置的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行的面剖切的剖面的示意圖。在圖6C中,假想地畫(huà)有用于形成第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的膜部124。另外,在圖6中,蓋體120被省略。
除第1壁118以及第2壁119的構(gòu)造不同以外,第3方式的反應(yīng)容器102與上述第2方式的反應(yīng)容器101相同。因此,針對(duì)相同的部件、部分,標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略說(shuō)明。
在上述反應(yīng)容器100、反應(yīng)容器101中,第1壁118以及第2壁119與其他部分一起一體地成形。但是,第3方式的反應(yīng)容器102的流路110以包含緣部122以及膜部124的方式形成。如圖6所示,緣部122形成規(guī)定流路110的第3內(nèi)壁面115。另外,如圖6所示,膜部124形成規(guī)定流路110的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的至少一部分。第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的一部分也可以由緣部122形成。
在上述反應(yīng)容器100的說(shuō)明中敘述了優(yōu)選第1壁118以及第2壁119的至少一方的厚度為0.01mm以上0.5mm以下。若第1壁118以及第2壁119的厚度比0.1mm程度薄,則例如存在難以如圖5所示的例子那樣一體地通過(guò)注射模塑成形形成的情況。但是,如本方式的反應(yīng)容器102那樣,通過(guò)將緣部122以能夠注射模塑成形的厚度形成,并由作為分體成形的膜部124形成第1壁118以及第2壁119,能夠獲得具有極薄的第1壁118以及第2壁119的反應(yīng)容器102。
膜部124的厚度雖然不受特別限定,但例如為0.01mm以上0.5mm以下,優(yōu)選為0.02mm以上0.3mm以下,更加優(yōu)選為0.03mm以上0.2mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.04mm以上0.1mm以下。
膜部124也可以為單層構(gòu)造、多層構(gòu)造的任一種。若為多層構(gòu)造,則由于能夠使各層承擔(dān)各種功能,因此更加優(yōu)選。作為這樣的功能,例舉有氣體阻隔性、粘合性、熔敷性、強(qiáng)度(剛性)、可視性等。膜部124的材質(zhì)也不特別限定,例如配合規(guī)定的功能可適當(dāng)?shù)睾芯埘?、聚丙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、丙烯酸系?shù)脂以及它們的共聚物等的高分子。
緣部122與膜部124的粘合也可以使用粘合劑進(jìn)行,若使緣部122與膜部124的粘合面的材質(zhì)為同種的熱塑性樹(shù)脂,則能夠通過(guò)熱熔合進(jìn)行熔合,因此存在制造更加容易的情況。
對(duì)于第3方式的反應(yīng)容器102而言,形成第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的第1壁118以及第2壁119通過(guò)膜部124形成為非常薄。因此,容易進(jìn)行經(jīng)由第1壁118以及第2壁119的容器的內(nèi)外的熱交換。因此,能夠縮小熱傳導(dǎo)距離,從而能夠縮小外側(cè)與內(nèi)側(cè)的溫度差。因此,能夠使核酸擴(kuò)增反應(yīng)液更早地到達(dá)例如外部的加熱器的設(shè)定溫度。
2.4.第4方式
圖7是示意性表示第4方式的反應(yīng)容器103的立體圖。在圖7中,省略畫(huà)出膜部124以及蓋體120。圖8是反應(yīng)容器103的剖面的示意圖。圖8A以及圖8B分別相當(dāng)于圖7的A-A線剖面以及B-B線剖面。
在上述第3方式的反應(yīng)容器103中,未圖示的蓋體120被插入的方向沿著流路110的長(zhǎng)邊方向,但在第4方式的反應(yīng)容器103中,未圖示的蓋體120被插入的方向沿著與流路110的長(zhǎng)邊方向垂直的方向。第4方式的反應(yīng)容器103除因該點(diǎn)不同從而緣部122的形狀不同以外,與第3方式的反應(yīng)容器103相同。因此,針對(duì)相同的部件、部分,標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略說(shuō)明。
反應(yīng)容器103在流路110的一端側(cè)形成有連通路126。連通路126形成有用于向流路110導(dǎo)入反應(yīng)液140的路徑。在圖示的例子中,連通路126與供蓋體120(未圖示)安裝的開(kāi)口128連通。在緣部122的上表面122a以及下表面122b如圖8所示那樣配置有膜部124。因此,分別形成流路110的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114的第1壁118以及第2壁119由膜部124形成,第3內(nèi)壁面115由緣部122形成。另外,連通路126由緣部122與膜部124形成。
連通路126使用如圖示那樣在緣部122的下表面122b側(cè)形成的切口形成。切口的深度例如為緣部122的厚度(第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114之間的距離)的一半左右,例如在緣部122的厚度為0.5mm的情況下,能夠?yàn)?.25mm程度。
若連通路126的流通剖面積小,則反應(yīng)液140難以通過(guò)重力的作用侵入連通路126,因此反應(yīng)容器103中的流路110不包含連通路126。但是,在連通路126的流通剖面積大且反應(yīng)液140能夠通過(guò)重力的作用侵入連通路126的情況下,連通路126也可以是流路110。并且,若設(shè)計(jì)為將未圖示的蓋體120的前端在緣部122的上表面122a的位置進(jìn)行固定,則由下表面122b側(cè)的膜部124與蓋體120規(guī)定的空間也能夠作為流路110來(lái)利用。另外,也可以通過(guò)蓋體120封閉連通路126的與流路110相反一側(cè)的位置。
除上述各反應(yīng)容器的特征之外,反應(yīng)容器103具有在放置于桌子上等平面的狀態(tài)下穩(wěn)定這一特征。因此,例如,能夠使相對(duì)于流路110導(dǎo)入反應(yīng)液140的作業(yè)容易化。
3.使用核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置的熱循環(huán)處理
本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法包含:向上述反應(yīng)容器(例如反應(yīng)容器100)導(dǎo)入反應(yīng)液140并且在流路110內(nèi)至少配置反應(yīng)液140與氣體130的工序;將反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111加熱至第1溫度的工序;將反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112加熱至與第1溫度不同的第2溫度的工序;使反應(yīng)液140在流路110內(nèi)移動(dòng)而從第1區(qū)域111移動(dòng)至第2區(qū)域112的工序;以及使反應(yīng)液140在流路110內(nèi)移動(dòng)而從第2區(qū)域112移動(dòng)至第1區(qū)域111的工序。采用這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法,能夠高速地對(duì)核酸進(jìn)行擴(kuò)增。以下,針對(duì)核酸擴(kuò)增反應(yīng)方法,進(jìn)一步具體地進(jìn)行說(shuō)明。
在上文說(shuō)明所使用的圖3中,圖3A表示第1配置,圖3B表示第2配置。另外,圖9是表示使用實(shí)施方式中的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的熱循環(huán)處理的順序的流程圖。以下,針對(duì)使用實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的、即使用了上述實(shí)施方式的第1方式的反應(yīng)容器100的情況下的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的熱循環(huán)處理進(jìn)行說(shuō)明。
以下,參照?qǐng)D3A、圖3B以及圖9對(duì)使用實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的熱循環(huán)處理進(jìn)行說(shuō)明。在圖3A以及圖3B中,箭頭g的方向(圖中的下方)是重力作用的方向。在本實(shí)施方式中,作為熱循環(huán)處理的例子,說(shuō)明進(jìn)行反復(fù)(shuttle)PCR(兩步溫度PCR)的情況。此外,以下進(jìn)行說(shuō)明的各工序是表示熱循環(huán)處理的一個(gè)例子的工序。也可以根據(jù)需要更換工序的順序、或是連續(xù)地或者并行地進(jìn)行2個(gè)以上的工序、或是追加工序。
反復(fù)PCR是通過(guò)反復(fù)對(duì)反應(yīng)液實(shí)施高溫與低溫的兩步的溫度處理從而使反應(yīng)液中的核酸擴(kuò)增的方法。在高溫的處理中,進(jìn)行雙鏈DNA的解離,在低溫的處理中,進(jìn)行緩冷(引物與單鏈DNA結(jié)合的反應(yīng))以及伸長(zhǎng)反應(yīng)(以引物為起點(diǎn)形成DNA的互補(bǔ)鏈的反應(yīng))。
一般而言,反復(fù)PCR中的高溫是80℃~100℃之間的溫度,低溫是50℃~70℃之間的溫度。各溫度中的處理進(jìn)行規(guī)定時(shí)間,保持為高溫的時(shí)間一般比保持為低溫的時(shí)間短。例如也可以為,高溫為1~10秒左右,低溫為10~60秒左右,也可以根據(jù)反應(yīng)的條件為比這更長(zhǎng)的時(shí)間。
此外,根據(jù)使用的試藥的種類(lèi)、量,適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、溫度以及循環(huán)數(shù)(反復(fù)進(jìn)行高溫與低溫的次數(shù))不同,因此優(yōu)選在考慮試藥的種類(lèi)、反應(yīng)液140的量從而決定了適當(dāng)?shù)姆桨傅幕A(chǔ)上進(jìn)行反應(yīng)。
首先,將本實(shí)施方式的反應(yīng)容器100裝配于裝配部11(步驟S101)。在本實(shí)施方式中,在將反應(yīng)液140導(dǎo)入填充有氣體130的流路110之后,將通過(guò)蓋體120而被封閉的反應(yīng)容器100裝配于裝配部11。反應(yīng)液140的導(dǎo)入能夠使用微管、注射方式的分注裝置等進(jìn)行。在裝配部11裝配有反應(yīng)容器100的狀態(tài)下,第1加熱部12在包含第1區(qū)域111的位置,第2加熱部13在包含第2區(qū)域112的位置分別與反應(yīng)容器100接觸。在本實(shí)施方式中,如圖3A所示,通過(guò)將反應(yīng)容器100以與底板17接觸的方式進(jìn)行裝配,能夠?qū)⒎磻?yīng)容器100相對(duì)于第1加熱部12以及第2加熱部13保持于規(guī)定的位置。
在本實(shí)施方式中,步驟S101中的裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置是第1配置。如圖3A所示,第1配置是第1區(qū)域111比第2區(qū)域112靠鉛垂方向下方的配置,在本實(shí)施方式中,是使反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111位于重力作用的方向上的流路110的最下部的配置。因此,第1區(qū)域111是在裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13處于規(guī)定的配置的情況下位于重力作用的方向上的流路110的最下部的流路110的一部分區(qū)域。在第1配置中,由于第1區(qū)域111位于重力作用的方向上的流路110的最下部,所以比氣體130比重大的反應(yīng)液140位于第1區(qū)域111。在本實(shí)施方式中,在將反應(yīng)容器100裝配于裝配部11后,通過(guò)蓋50覆蓋裝配部11,使核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1工作。在本實(shí)施方式中,若使核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1工作,則開(kāi)始步驟S102以及步驟S103。
在步驟S102中,利用第1加熱部12以及第2加熱部13加熱核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100。第1加熱部12與第2加熱部13將反應(yīng)容器100的不同區(qū)域加熱至不同的溫度。即,第1加熱部12將第1區(qū)域111加熱至第1溫度,第2加熱部13將第2區(qū)域112加熱至第2溫度。由此,在流路110的第1區(qū)域111與第2區(qū)域112之間形成在第1溫度與第2溫度之間溫度逐漸變化的溫度梯度。在本實(shí)施方式中,第1溫度是在熱循環(huán)處理中適合于作為目的的反應(yīng)的溫度中的相對(duì)高的溫度,第2溫度是在熱循環(huán)處理中適合于作為目的的反應(yīng)的溫度中的相對(duì)低的溫度。因此,在本實(shí)施方式的步驟S102中,形成從第1區(qū)域111向第2區(qū)域112溫度變低的溫度梯度。由于本實(shí)施方式的熱循環(huán)處理是反復(fù)PCR,所以?xún)?yōu)選第1溫度為適合于雙鏈DNA的解離的溫度,第2溫度為適合于緩冷以及伸長(zhǎng)反應(yīng)的溫度。
由于步驟S102中的裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置是第1配置,所以若在步驟S102中對(duì)反應(yīng)容器100進(jìn)行加熱,則反應(yīng)液140被加熱至第1溫度。因此,在步驟S102中,對(duì)于反應(yīng)液140進(jìn)行第1溫度的反應(yīng)。
在步驟S103中,判定在第1配置中是否經(jīng)過(guò)第1時(shí)間。在本實(shí)施方式中,判定通過(guò)未圖示的控制部進(jìn)行。第1時(shí)間是將裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13保持為第1配置的時(shí)間。在本實(shí)施方式中,當(dāng)在步驟S101中所進(jìn)行的裝配之后進(jìn)行步驟S103的情況下,即,在進(jìn)行第一次的步驟S103的情況下,判定從使核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1工作開(kāi)始的時(shí)間是否達(dá)到第1時(shí)間。在第1配置中,由于反應(yīng)液140被加熱至第1溫度,所以?xún)?yōu)選第1時(shí)間為在作為目的的反應(yīng)中使反應(yīng)液140以第1溫度反應(yīng)的時(shí)間。在本實(shí)施方式中,優(yōu)選為雙鏈DNA的解離所需要的時(shí)間。
在步驟S103中,在判定為經(jīng)過(guò)第1時(shí)間的情況下(yes),進(jìn)入步驟S104。在判定為未經(jīng)過(guò)第1時(shí)間的情況下(no),重復(fù)步驟S103。
在步驟S104中,通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20驅(qū)動(dòng)主體10,將裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置從第1配置向第2配置切換。第2配置是第2區(qū)域112比第1區(qū)域111靠鉛垂方向下方的配置,在本實(shí)施方式中,是使第2區(qū)域112位于重力作用的方向上的流路110的最下部的配置。換言之,第2區(qū)域112是在裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13處于與第1配置不同的規(guī)定的配置的情況下位于重力作用的方向上的流路110的最下部的區(qū)域。
在本實(shí)施方式的步驟S104中,從圖3A的狀態(tài)向圖3B的狀態(tài)切換裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置。在本實(shí)施方式的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1中,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20通過(guò)控制部的控制將主體10驅(qū)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)。若將驅(qū)動(dòng)軸作為旋轉(zhuǎn)的軸,通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)凸緣16旋轉(zhuǎn),則固定于凸緣16的裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13被旋轉(zhuǎn)。由于驅(qū)動(dòng)軸是相對(duì)于裝配部11的長(zhǎng)邊方向垂直的方向的軸,所以若驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)馬達(dá)的動(dòng)作而旋轉(zhuǎn),則裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13被旋轉(zhuǎn)。在圖3A以及圖3B所示的例子中,使主體10旋轉(zhuǎn)180°。由此,將裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置從第1配置向第2配置切換。
在步驟S104中,由于第1區(qū)域111與第2區(qū)域112的重力作用的方向上的位置關(guān)系相對(duì)于第1配置發(fā)生顛倒,所以反應(yīng)液140通過(guò)重力的作用從第1區(qū)域111向第2區(qū)域112移動(dòng)。在裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置來(lái)到第2配置的情況下,如果控制部停止驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作,則裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置被保持為第2配置。若裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置來(lái)到第2配置,則開(kāi)始步驟S105。
在步驟S105中,判定在第2配置中是否經(jīng)過(guò)第2時(shí)間。第2時(shí)間是將裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13保持為第2配置的時(shí)間。在本實(shí)施方式中,由于第2區(qū)域112在步驟S102中被加熱至第2溫度,所以在本實(shí)施方式的步驟S105中,判定從裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置來(lái)到第2配置開(kāi)始的時(shí)間是否達(dá)到第2時(shí)間。由于在第2配置中,反應(yīng)液140被保持于第2區(qū)域112,所以在主體10被保持為第2配置的時(shí)間,反應(yīng)液140被加熱至第2溫度。因此,優(yōu)選第2時(shí)間為在作為目的的反應(yīng)中將反應(yīng)液140加熱至第2溫度的時(shí)間。在本實(shí)施方式中,優(yōu)選為緩冷與伸長(zhǎng)反應(yīng)所需要的時(shí)間。
在步驟S105中,在判定為經(jīng)過(guò)第2時(shí)間的情況下(yes),進(jìn)入步驟S106。在判定為未經(jīng)過(guò)第2時(shí)間的情況下(no),重復(fù)步驟S105。
在步驟S106中,判定熱循環(huán)的次數(shù)是否達(dá)到規(guī)定的循環(huán)數(shù)。具體而言,判定從步驟S103至步驟S105的順序是否完成規(guī)定次數(shù)。在本實(shí)施方式中,步驟S103以及步驟S105完成的次數(shù)通過(guò)判定為“yes”的次數(shù)進(jìn)行判定。若從步驟S103至步驟S105進(jìn)行1次,則對(duì)反應(yīng)液140實(shí)施1個(gè)循環(huán)的熱循環(huán),因此能夠?qū)⑦M(jìn)行從步驟S103到步驟S105的次數(shù)形成為熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)。因此,通過(guò)步驟S106,能夠判定是否實(shí)施作為目的的反應(yīng)所需要的次數(shù)的熱循環(huán)。
在步驟S106中,在判定為以預(yù)定的循環(huán)數(shù)進(jìn)行了熱循環(huán)(yes)的情況下,結(jié)束處理(END)。在判定為未以預(yù)定的循環(huán)數(shù)進(jìn)行熱循環(huán)(no)的情況下,移至步驟S107。
在步驟S107中,將裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置從第2配置向第1配置切換。通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20驅(qū)動(dòng)主體10,能夠使裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置形成為第1配置。若裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置來(lái)到第1配置,則開(kāi)始步驟S103。
在接著步驟S107進(jìn)行步驟S103的情況下,即,在第二次以后的步驟S103中,判定從裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置來(lái)到第1配置開(kāi)始的時(shí)間是否到達(dá)第1時(shí)間。
對(duì)于通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20使裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13旋轉(zhuǎn)的方向而言,優(yōu)選步驟S104中的旋轉(zhuǎn)與步驟S107中的旋轉(zhuǎn)為相反方向。由此,由于能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)消除在導(dǎo)線15等的布線產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn),所以能夠抑制布線的劣化。優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的方向在每次由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20產(chǎn)生一次動(dòng)作后即被反轉(zhuǎn)。由此,與連續(xù)幾次進(jìn)行向相同方向的旋轉(zhuǎn)的情況比較,能夠減少布線扭轉(zhuǎn)的程度。
4.變形例
以下,對(duì)上述實(shí)施方式的變形例進(jìn)行說(shuō)明。
圖10是變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2的立體圖。圖10A表示關(guān)閉蓋50的狀態(tài),圖10B表示打開(kāi)蓋50的狀態(tài)。圖11是示意性表示變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2的主體10a的、圖10A的B-B線的剖面的剖視圖。以下的變形例只要是相互不矛盾的結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)行任意的組合。以下,對(duì)與上述實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)詳述,對(duì)與實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,并省略說(shuō)明。關(guān)于變形例,雖然以使用上述反應(yīng)容器100的情況為中心進(jìn)行例示,但只要是不矛盾的結(jié)構(gòu),也能夠應(yīng)用于反應(yīng)容器101、反應(yīng)容器102以及反應(yīng)容器103。
(變形例1)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1未包含檢測(cè)裝置的例子,但如圖10A以及圖10B所示,本變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2也可以包含用于經(jīng)由反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112的側(cè)壁測(cè)定核酸量的熒光檢測(cè)器40。由此,例如能夠?qū)⒑怂釘U(kuò)增反應(yīng)裝置2用于實(shí)時(shí)PCR那樣的伴有熒光檢測(cè)的用途。熒光檢測(cè)器40的數(shù)量只要檢測(cè)能夠沒(méi)有問(wèn)題地進(jìn)行,任意皆可。在本變形例中,使1個(gè)熒光檢測(cè)器40沿滑道22移動(dòng)進(jìn)行熒光檢測(cè)。為了進(jìn)行熒光檢測(cè),在主體10a的第2加熱部13側(cè)的側(cè)面部設(shè)置有孔,形成有測(cè)定窗18(參照?qǐng)D11)。熒光檢測(cè)器40在反應(yīng)液140位于第2區(qū)域112中時(shí),穿過(guò)測(cè)定窗18向反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112的側(cè)壁照射激發(fā)光,通過(guò)測(cè)定被放射的熒光,從而能夠測(cè)定反應(yīng)液140中的核酸擴(kuò)增量。
在本變形例中,在圖10A、圖10B以及圖11所示的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2中,在蓋50一側(cè)設(shè)置有第1加熱部12,在遠(yuǎn)離蓋50一側(cè)設(shè)置有第2加熱部13。即,第1加熱部12以及第2加熱部13、與主體10所包含的其他部件的位置關(guān)系相對(duì)于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1存在不同。除位置關(guān)系不同以外,第1加熱部12以及第2加熱部13的功能與上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1相同。在本變形例中,如圖11所示,在第2加熱部13的側(cè)面設(shè)置有測(cè)定窗18。由此,在低溫側(cè)(進(jìn)行緩冷以及伸長(zhǎng)反應(yīng)的溫度)進(jìn)行熒光測(cè)定的實(shí)時(shí)PCR中,能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒晒鉁y(cè)定。
(變形例2)
在上述實(shí)施方式中,雖然第1溫度以及第2溫度從熱循環(huán)處理的開(kāi)始至結(jié)束為恒定,但也可以將第1溫度以及第2溫度中的至少一方在處理的中途進(jìn)行變更。第1溫度以及第2溫度能夠通過(guò)控制部的控制進(jìn)行變更。通過(guò)切換第1加熱部12以及裝配部11的配置使反應(yīng)液140移動(dòng),能夠?qū)⒎磻?yīng)液140加熱至變更后的溫度。因此,不會(huì)增加加熱部的數(shù)量、或者使裝置的構(gòu)造復(fù)雜就能夠進(jìn)行例如逆向轉(zhuǎn)印PCR那樣的需要兩種以上的溫度的組合的反應(yīng)。
(變形例3)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出裝配部11是插口構(gòu)造的例子,但裝配部11只要是能夠保持核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100的構(gòu)造即可。例如,也可以采用在與反應(yīng)容器100的形狀配合的凹槽中嵌入反應(yīng)容器100的構(gòu)造、夾持反應(yīng)容器100地進(jìn)行保持的構(gòu)造。
(變形例4)
在上述實(shí)施方式中,雖然決定反應(yīng)容器100的位置的構(gòu)造是底板17,但決定位置的構(gòu)造只要是能夠?qū)⒎磻?yīng)容器100保持于規(guī)定的位置的構(gòu)造即可。決定位置的構(gòu)造可以是設(shè)置于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2的構(gòu)造,也可以是設(shè)置于核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100的構(gòu)造,還可以是雙方的組合。例如,能夠采用螺釘、插入式的棒、在反應(yīng)容器100設(shè)置有突出部的構(gòu)造、裝配部11與反應(yīng)容器100裝配的構(gòu)造。在使用螺釘、棒的情況下,也可以通過(guò)變更螺釘?shù)拈L(zhǎng)度、旋入的長(zhǎng)度、插入棒的位置,來(lái)配合熱循環(huán)的反應(yīng)條件、反應(yīng)容器100的大小等調(diào)節(jié)保持的位置。
(變形例5)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出第1加熱部12與第2加熱部13均是筒形加熱器的例子,但第1加熱部12只要能夠?qū)⒌?區(qū)域111加熱至第1溫度即可。第2加熱部13只要能夠?qū)⒌?區(qū)域112加熱至第2溫度即可。例如,作為第1加熱部12以及第2加熱部13,能夠使用碳加熱器、片式加熱器、IH(電磁感應(yīng)加熱)、珀?duì)柼?、加熱液體、加熱氣體。另外,也可以在第1加熱部12與第2加熱部13采用不同的加熱機(jī)構(gòu)。
(變形例6)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出利用第1加熱部12與第2加熱部13加熱反應(yīng)容器100的例子,但也可以代替第2加熱部13而設(shè)置冷卻第2區(qū)域112的冷卻部。作為冷卻部,例如能夠使用珀?duì)柼S纱?,例如,在通過(guò)來(lái)自反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111的熱而使第2區(qū)域112的溫度難以降低的情況下,也能夠在流路110形成規(guī)定的溫度梯度。另外,例如,能夠?qū)Ψ磻?yīng)液140實(shí)施反復(fù)進(jìn)行加熱與冷卻的熱循環(huán)。
(變形例7)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出第1加熱塊12b以及第2加熱塊13b的材質(zhì)是鋁的例子,但加熱塊的材質(zhì)能夠考慮熱傳導(dǎo)率、保溫性、加工難易度等條件進(jìn)行選擇。例如可以使用銅合金,也可以組合多個(gè)材質(zhì)。另外,第1加熱塊12b與第2加熱塊13b也可以為不同的材質(zhì)。
(變形例8)
如上述實(shí)施方式所例示那樣,在裝配部11作為第1加熱部12的一部分形成的情況下,也可以設(shè)置使裝配部11與反應(yīng)容器100緊貼的機(jī)構(gòu)。該緊貼的機(jī)構(gòu)只要能夠使反應(yīng)容器100的至少一部分與裝配部11緊貼即可。例如,也可以通過(guò)設(shè)置于主體10、蓋50的彈簧將反應(yīng)容器100按壓于裝配部11的一方的壁面。由此,能夠?qū)⒌?加熱部12的熱向核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100進(jìn)一步穩(wěn)定地傳遞,因此能夠使反應(yīng)容器100的溫度進(jìn)一步穩(wěn)定。
另外,在上述實(shí)施方式中,雖然反應(yīng)容器100作為難以變形的牢固(剛性)的部件進(jìn)行了說(shuō)明,但反應(yīng)容器100也可以具有撓性。例如,也可以將第1壁118以及第2壁119的至少一方較薄地形成、或者由柔軟的材質(zhì)形成。這樣的話,在反應(yīng)容器100被裝配于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1并且被加熱的情況下,且在流路110內(nèi)的反應(yīng)液140、氣體130被加熱從而內(nèi)壓上升的情況下,能夠使反應(yīng)容器100的至少一部分與裝配部11緊貼。即,在內(nèi)壓上升的情況下,通過(guò)裝配部11抑制反應(yīng)容器100想要膨脹的力,因此兩者容易緊貼。由此,能夠?qū)⒌?加熱部12的熱向核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100進(jìn)一步穩(wěn)定地傳遞,因此能夠使反應(yīng)容器100的溫度進(jìn)一步穩(wěn)定。另外,也能夠有助于防止反應(yīng)容器100脫落等。
這樣的具有撓性的第1壁118以及第2壁119在上述反應(yīng)容器101、反應(yīng)容器102以及反應(yīng)容器103中也能夠采用,特別是反應(yīng)容器102以及反應(yīng)容器103中,第1壁118以及第2壁119的至少一方由膜部124形成,因此能夠容易采用。此外,為使第1壁118以及第2壁119具有撓性的第1壁118以及第2壁119的厚度取決于材質(zhì),不過(guò)例如為0.01mm以上0.4mm以下,更加優(yōu)選為0.05mm以上0.3mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.05mm以上0.2mm以下。
(變形例9)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出將第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度控制為與加熱核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100的溫度實(shí)際上相等的例子,但第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度控制并局限于實(shí)施方式。只要將第1加熱部12以及第2加熱部13的溫度控制為可將反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111以及第2區(qū)域112加熱至規(guī)定的溫度即可。例如,通過(guò)考慮反應(yīng)容器100的材質(zhì)、大小,能夠更加正確地將第1區(qū)域111以及第2區(qū)域112的溫度加熱至規(guī)定的溫度。
(變形例10)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20是馬達(dá)的例子,但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20只要是能夠驅(qū)動(dòng)裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的機(jī)構(gòu)即可。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20是使裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)的情況下,優(yōu)選將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20控制為不會(huì)達(dá)到令反應(yīng)液140因離心力而不至落下的程度的旋轉(zhuǎn)速度以上。另外,為了消除布線產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn),優(yōu)選是能夠使旋轉(zhuǎn)的方向反轉(zhuǎn)的裝置。作為這樣的機(jī)構(gòu),例如能夠采用手柄、發(fā)條等。
(變形例11)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出裝配部11是第1加熱部12的一部分的例子,但只要在使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20動(dòng)作的情況下,兩者的位置關(guān)系沒(méi)有變化,則裝配部11與第1加熱部12也可以是分開(kāi)不同的部件。在裝配部11與第1加熱部12是分開(kāi)不同的部件的情況下,優(yōu)選兩者直接或者經(jīng)由其他部件固定。另外,裝配部11與第1加熱部12可以通過(guò)相同的機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng),也可以通過(guò)不同機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng),但優(yōu)選以恒定地保持兩者的位置關(guān)系的方式進(jìn)行動(dòng)作。由此,由于在使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20動(dòng)作的情況下,能夠恒定地維持裝配部11與第1加熱部12的位置關(guān)系,所以能夠?qū)⒎磻?yīng)容器100的規(guī)定的區(qū)域加熱至規(guī)定的溫度。此外,在驅(qū)動(dòng)裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的機(jī)構(gòu)是不同機(jī)構(gòu)的情況下,使兩者一起形成為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20。
(變形例12)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出溫度傳感器是熱電偶的例子,但例如也可以使用測(cè)溫電阻體、熱敏電阻。
(變形例13)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出固定部51是磁鐵的例子,但固定部51只要能夠固定蓋50與主體10即可。例如,也可以采用鉸鏈、搭扣。
(變形例14)
在上述實(shí)施方式中,雖然驅(qū)動(dòng)軸的方向相對(duì)于裝配部11的長(zhǎng)邊方向垂直,但只要驅(qū)動(dòng)軸的方向能夠在第1配置與第2配置之間切換裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置即可,方向不受限。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20是驅(qū)動(dòng)裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)的情況下,通過(guò)使相對(duì)于裝配部11的長(zhǎng)邊方向非平行的直線為旋轉(zhuǎn)的軸,能夠切換裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置。
(變形例15)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出控制部是電子控制的例子,但控制第1時(shí)間或者第2時(shí)間的控制部(時(shí)間控制部)只要能夠控制第1時(shí)間或者第2時(shí)間即可。即,只要是能夠控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作或者停止的時(shí)機(jī)的部件即可。另外,控制熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)的控制部(循環(huán)數(shù)控制部)只要是能夠控制循環(huán)數(shù)的部件即可。作為時(shí)間控制部以及循環(huán)數(shù)控制部,例如能夠采用物理的機(jī)構(gòu)、電子控制機(jī)構(gòu)以及它們的組合。
(變形例16)
如圖10A以及圖10B所例示那樣,核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置也可以包含設(shè)定部25。設(shè)定部25是UI(用戶(hù)接口),是設(shè)定熱循環(huán)的條件的設(shè)備。通過(guò)操作設(shè)定部25,能夠設(shè)定第1溫度、第2溫度、第1時(shí)間、第2時(shí)間以及熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)中的至少一個(gè)。設(shè)定部25與控制部機(jī)械或者電子地聯(lián)動(dòng),在設(shè)定部25的設(shè)定被反映為控制部的控制。由此,由于能夠變更反應(yīng)的條件,所以能夠?qū)Ψ磻?yīng)液140實(shí)施規(guī)定的熱循環(huán)。設(shè)定部25可以是能夠分別獨(dú)立地設(shè)定上述任意項(xiàng)目的部件,例如也可以是若從預(yù)先登錄的多個(gè)反應(yīng)條件中選擇一個(gè)則自動(dòng)地設(shè)定需要的項(xiàng)目。在圖10的例子中,設(shè)定部25是按鈕式的,能夠通過(guò)根據(jù)項(xiàng)目不同按壓按鈕對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行設(shè)定。
(變形例17)
如圖10A以及圖10B所例示那樣,核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置也可以包含顯示部24。顯示部24是顯示裝置,顯示與核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置有關(guān)的各種信息。顯示部24也可以顯示通過(guò)設(shè)定部25設(shè)定的條件、熱循環(huán)處理中的實(shí)際時(shí)間、溫度。例如,也可以顯示在進(jìn)行設(shè)定的情況下被輸入的條件,或者顯示在熱循環(huán)處理中通過(guò)溫度傳感器測(cè)定的溫度、在第1配置或者第2配置經(jīng)過(guò)的時(shí)間、實(shí)施熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)。另外,也可以在熱循環(huán)處理結(jié)束的情況下、在裝置產(chǎn)生任何異常的情況下也顯示該情況。并且,也可以進(jìn)行聲音的通知。通過(guò)進(jìn)行顯示、聲音的通知,裝置的使用者能夠容易地把握熱循環(huán)處理的進(jìn)行、結(jié)束。
(變形例18)
在上述實(shí)施方式中,向反應(yīng)容器100導(dǎo)入氣體130以及反應(yīng)液140。但是,也可以向反應(yīng)容器100的流路110內(nèi)導(dǎo)入油。作為油,例如能夠使用二甲基硅油或者石蠟油,更優(yōu)選為比反應(yīng)液140比重小的油。這樣的話,在流路110內(nèi),油位于反應(yīng)液140與氣體130之間,因此反應(yīng)液140的成分(水分等)的蒸發(fā)被抑制,能夠更加正確地對(duì)核酸進(jìn)行擴(kuò)增。另外,即便在流路110內(nèi)存在油,也會(huì)由于氣體130的存在,不易使反應(yīng)液140發(fā)生移動(dòng)速度的降低。另外,在這種情況下,也如在上述實(shí)施方式中敘述的那樣,優(yōu)選氣體130的體積相對(duì)于流路110的容積的比例為50%以上。
(變形例19)
在上述實(shí)施方式中,雖然使步驟S104中的旋轉(zhuǎn)的方向與步驟S107中的旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)橄喾捶较?,但也可以在進(jìn)行了幾次向相同方向的旋轉(zhuǎn)之后,向相反方向旋轉(zhuǎn)相同次數(shù)。由此,由于能夠消除在布線產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn),所以與不進(jìn)行向相反方向的旋轉(zhuǎn)的情況比較,能夠抑制布線的劣化。
(變形例20)
雖然上述實(shí)施方式中的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含第1加熱部12以及第2加熱部13,但也可以沒(méi)有第2加熱部13。即,加熱部也可以?xún)H為第1加熱部12。由此,能夠減少使用的部件的數(shù)量,因此能夠降低制造成本。
另外,在本變形例中,通過(guò)利用第1加熱部12加熱反應(yīng)容器100的第1區(qū)域111,在溫度隨著遠(yuǎn)離第1區(qū)域111而變低的反應(yīng)容器100形成溫度梯度。由于第2區(qū)域112是與第1區(qū)域111不同的區(qū)域,所以被維持為比第1區(qū)域111低的第2溫度。在本變形例中,第2溫度例如通過(guò)反應(yīng)容器100的設(shè)計(jì)、氣體130的性質(zhì)、第1加熱部12的溫度的設(shè)定等被控制。
并且,在本變形例中,通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20將裝配部11以及第1加熱部12的配置在第1配置與第2配置之間切換,能夠使反應(yīng)液140在第1區(qū)域111與第2區(qū)域112之間移動(dòng)。由于第1區(qū)域111與第2區(qū)域112被維持為不同的溫度,所以能夠?qū)Ψ磻?yīng)液140實(shí)施熱循環(huán)。
這樣,在沒(méi)有第2加熱部13的情況下,隔離物14保持第1加熱部12。由此,由于能夠更加正確地決定主體10中的第1加熱部12的位置,所以能夠更加可靠地加熱第1區(qū)域111。在隔離物14是隔熱材料的情況下,通過(guò)以包圍由第1加熱部12加熱的區(qū)域以外的反應(yīng)容器100的區(qū)域的方式配置隔離物14,能夠使第1區(qū)域111以及第2區(qū)域112的溫度更加穩(wěn)定。
本變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置也可以具有將主體10的溫度保持為恒定的機(jī)構(gòu)。由此,由于反應(yīng)容器100的第2區(qū)域112的溫度更加穩(wěn)定,所以能夠?qū)Ψ磻?yīng)液140實(shí)施更加正確的熱循環(huán)。作為對(duì)主體10進(jìn)行保溫的機(jī)構(gòu),例如能夠使用恒溫槽。
(變形例21)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含蓋50的例子,但也可以沒(méi)有蓋50。由此,由于能夠減少使用的部件的數(shù)量,所以能夠降低制造成本。
(變形例22)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含隔離物14的例子,但也可以沒(méi)有隔離物14。例如,也可以代替上述實(shí)施方式中的隔離物14而使該隔離物14占據(jù)的空間為空氣。由此,存在能夠更加減小加熱器間的熱傳導(dǎo)的情況,另外,由于能夠減少使用的部件的數(shù)量,所以能夠降低制造成本。
(變形例23)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含底板17的例子,但如圖11所示,也可以沒(méi)有底板17。由此,由于能夠減少使用的部件的數(shù)量,所以能夠降低制造成本。
(變形例24)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1包含固定板19的例子,但也可以沒(méi)有固定板19。由此,由于能夠減少使用的部件的數(shù)量,所以能夠降低制造成本。
(變形例25)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出隔離物14與固定板19是分開(kāi)不同的部件的例子,但如圖11所示,隔離物14與固定板19也可以形成為一體。另外,底板17與隔離物14、或者底板17與固定板19也可以形成為一體。
(變形例26)
隔離物14以及固定板19也可以為透明。由此,在將透明的反應(yīng)容器100用于熱循環(huán)處理的情況下,能夠從裝置的外部觀察反應(yīng)液140移動(dòng)的情形。因此,能夠通過(guò)目視觀察確認(rèn)是否適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行熱循環(huán)處理。因此,這里的“透明”的程度只要是在將這些部件用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1并進(jìn)行熱循環(huán)處理的情況下能夠看到反應(yīng)液140的移動(dòng)的程度即可。
(變形例27)
為了觀察核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的內(nèi)部,可以使隔離物14為透明且沒(méi)有固定板19,也可以使固定板19為透明且沒(méi)有隔離物14,還可以沒(méi)有隔離物14與固定板19雙方。在觀察者與觀察對(duì)象的反應(yīng)容器100之間存在的部件越少,物體對(duì)光的折射的影響越小,因此內(nèi)部的觀察變得容易。另外,若部件少,則能夠降低制造成本。
(變形例28)
為了觀察核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1的內(nèi)部,如圖10以及圖11所例示那樣,也可以在主體10a設(shè)置觀察窗23。觀察窗23例如也可以是在隔離物14或者固定板19形成的孔、狹縫。在圖11的例子中,觀察窗23是設(shè)置于與固定板19一體形成的透明的隔離物14的凹部。通過(guò)設(shè)置觀察窗23,能夠減小在觀察者與觀察對(duì)象的反應(yīng)容器100之間存在的部件的厚度,因此內(nèi)部的觀察變?nèi)菀住?/p>
(變形例29)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出在主體10的底板17側(cè)配置有第1加熱部12并且在蓋50一側(cè)配置有第2加熱部13的例子,但如圖11所示,也可以在蓋50一側(cè)配置有第1加熱部12。在第1加熱部12配置于蓋50一側(cè)的情況下,在上述實(shí)施方式的步驟S101中裝配反應(yīng)容器100的情況下的裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置是第2配置。即,是第2區(qū)域112位于重力作用的方向上的流路110的最下部的配置。因此,在將本變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2用于實(shí)施方式的熱循環(huán)處理的情況下,在將反應(yīng)容器100裝配于裝配部11后,進(jìn)行向第1配置的切換。具體而言,在從步驟S101移至步驟S102以及步驟S103之前,進(jìn)行步驟S107的處理。
(變形例30)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出在將反應(yīng)容器100裝配于裝配部11(步驟S101)后才開(kāi)始利用第1加熱部12以及第2加熱部13加熱核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器100的工序(步驟S102)、進(jìn)行是否經(jīng)過(guò)第1時(shí)間的判定的工序(步驟S103)的例子,但開(kāi)始步驟S102的時(shí)機(jī)并不局限于上述實(shí)施方式。只要步驟S103中的到開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)刻為止第1區(qū)域111被加熱至第1溫度,則可以在任意時(shí)機(jī)開(kāi)始步驟S102。進(jìn)行步驟S102的時(shí)機(jī)考慮使用的反應(yīng)容器100的大小、材料、第1加熱塊12b的加熱所需要的時(shí)間等來(lái)決定。例如也可以為比步驟S101靠前、與步驟S101同時(shí)以及比步驟S101靠后且比步驟S103靠前的任一種。
(變形例31)
在實(shí)施方式中,雖然示出通過(guò)控制部控制第1溫度、第2溫度、第1時(shí)間、第2時(shí)間以及熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的動(dòng)作的例子,但使用者也能夠控制這些項(xiàng)目中的至少一個(gè)。在使用者控制第1溫度或者第2溫度的情況下,例如也可以通過(guò)顯示部24顯示利用溫度傳感器測(cè)定的溫度并且由使用者操作設(shè)定部25調(diào)節(jié)溫度。在使用者控制熱循環(huán)的循環(huán)數(shù)的情況下,在達(dá)到規(guī)定次數(shù)的情況下,使用者停止核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1。對(duì)于循環(huán)數(shù)的計(jì)數(shù)而言,可由使用者進(jìn)行,也可以由核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1進(jìn)行計(jì)數(shù)并將循環(huán)數(shù)顯示于顯示部24。
在使用者控制第1時(shí)間或者第2時(shí)間的情況下,使用者判斷是否達(dá)到規(guī)定的時(shí)間,使核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2切換裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置。即,使用者進(jìn)行圖9的步驟S103以及步驟S105、與步驟S104以及步驟S107的至少一部分。時(shí)間可以使用不與核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2連動(dòng)的計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量,也可以在核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2的顯示部24顯示經(jīng)過(guò)的時(shí)間。配置的切換可以通過(guò)操作設(shè)定部25(UI)進(jìn)行,也可以在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20采用手柄通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行。
(變形例32)
在上述實(shí)施方式中,雖然示出通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)切換裝配部11、第1加熱部12以及第2加熱部13的配置的情況下的旋轉(zhuǎn)角度為180°的例子,但旋轉(zhuǎn)角度只要是第1區(qū)域111與第2區(qū)域112的、重力方向上的上下的位置關(guān)系變化的角度即可。例如,若使旋轉(zhuǎn)角度小于180°,則反應(yīng)液140的移動(dòng)速度變慢。因此,通過(guò)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度,能夠調(diào)節(jié)反應(yīng)液140在第1溫度與第2溫度之間移動(dòng)的時(shí)間。即,能夠調(diào)節(jié)反應(yīng)液140的溫度在第1溫度與第2溫度之間變化的時(shí)間。
(變形例33)
圖12是表示相對(duì)于上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1裝配上述反應(yīng)容器101的情形的示意圖。如圖12所示,即便是反應(yīng)容器101那樣的具有圓筒狀形狀的反應(yīng)容器101,也能夠同樣地安裝于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1,能夠進(jìn)行PCR。在該情況下,用戶(hù)能夠把持反應(yīng)容器101的圓筒狀形狀的部分,存在能夠提高作業(yè)性的情況。此外,雖未圖示,但針對(duì)上述反應(yīng)容器102、反應(yīng)容器103也同樣如此,容易裝配于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1。
(變形例34)
圖13是變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置3的立體圖。圖13表示打開(kāi)蓋50的狀態(tài)。對(duì)于變形例的核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置3而言,只要是相互不矛盾的結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)行上述實(shí)施方式以及變形例的結(jié)構(gòu)的任意組合。
核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置3相對(duì)于上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1以及核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2,裝配部11的朝向不同。除該不同點(diǎn)以外,與上述核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1以及核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2相同,針對(duì)與實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu),標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略說(shuō)明。
對(duì)于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置1以及核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置2而言,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)軸延伸的方向均與反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行。對(duì)于核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置3而言,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)軸延伸的方向與反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114垂直。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向可以與反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114平行,也可以垂直,通過(guò)使反應(yīng)容器反轉(zhuǎn),能夠進(jìn)行流路110內(nèi)的反應(yīng)液140的基于重力的作用的移動(dòng)。但是,在反應(yīng)容器的流路110更加扁平,例如在與長(zhǎng)邊方向正交的流路110的剖面中,第1內(nèi)壁面113與第2內(nèi)壁面114之間的距離的、相對(duì)于與第1內(nèi)壁面113平行的方向的長(zhǎng)度的倍率(縱橫比)較大的情況下(例如7倍以上),通過(guò)如核酸擴(kuò)增反應(yīng)裝置3那樣使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)軸延伸的方向與反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面113以及第2內(nèi)壁面114垂直,存在能夠更加順利地進(jìn)行反應(yīng)液140的移動(dòng)的情況。認(rèn)為這是因?yàn)榉磻?yīng)液140與氣體130之間的界面在旋轉(zhuǎn)中途沿重力作用的方向產(chǎn)生更長(zhǎng)的期間。
5.實(shí)驗(yàn)例
示出通過(guò)模擬(計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn))對(duì)本發(fā)明的核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的形狀對(duì)反應(yīng)液的溫度變化造成的影響進(jìn)行了調(diào)查的結(jié)果。圖14是表示核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的第1內(nèi)壁面與第2內(nèi)壁面之間的距離對(duì)反應(yīng)液的溫度變化造成的影響的圖。圖15是表示核酸擴(kuò)增反應(yīng)容器的第1壁以及第2壁的厚度對(duì)反應(yīng)液的溫度變化造成的影響的圖。
在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中,在以間隔D(相當(dāng)于圖4中的寬度a)分離配置的厚度0.5mm的2張平行的平板(相當(dāng)于上述實(shí)施方式的第1壁118與第2壁119)之間配置反應(yīng)液,在各區(qū)域設(shè)定初始溫度,并且在平板的外側(cè)設(shè)定邊界條件,對(duì)反應(yīng)液的中心部分的溫度的時(shí)間的推移進(jìn)行了模擬。對(duì)于初始條件而言,將平板的初始溫度設(shè)為95℃,將反應(yīng)液的初始溫度設(shè)為65℃,對(duì)于邊界條件而言,使平板的外側(cè)的溫度恒定為95℃,使間隔D變化,從而進(jìn)行計(jì)算。
因此,例如,若間隔D為0.1mm,則反應(yīng)液的相對(duì)于各平面的接觸面積分別為200mm2(2cm2),若間隔D為1mm,則反應(yīng)液的相對(duì)于各平面的接觸面積分別為20mm2。
圖14表示使間隔D變化時(shí)的反應(yīng)液的中心部的溫度的推移。觀察圖14可知,間隔D越小,反應(yīng)液大致到達(dá)95℃的時(shí)間越短。例如,在間隔D為0.1mm的情況下,以5秒左右大致到達(dá)95℃。另外可知,在間隔D為0.5mm以及1mm的情況下,約15秒大致到達(dá)95℃,為3mm也在1分以?xún)?nèi)大致到達(dá)95℃。
在圖15中,使平行的平面的間隔D為1mm而成為恒定,在該平面的外側(cè)配置熱傳導(dǎo)率為0.12(W/m·K)且厚度b的物質(zhì)(相當(dāng)于上述實(shí)施方式的第1壁118以及第2壁119),對(duì)反應(yīng)液的中心部分的溫度的時(shí)間的推移進(jìn)行了模擬。對(duì)于初始條件而言,將平板的初始溫度設(shè)為95℃,將反應(yīng)液的初始溫度設(shè)為65℃,對(duì)于邊界條件而言,使平板的外側(cè)的溫度恒定為95℃。
觀察圖15可知,厚度b越小,反應(yīng)液大致到達(dá)95℃的時(shí)間越短。例如,在厚度b為0.1mm的情況下,以5秒左右大致到達(dá)95℃。另外,在厚度b為0.5mm的情況下,約15秒大致到達(dá)95℃,為1mm也在1分以?xún)?nèi)大致到達(dá)95℃。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式,并且能夠進(jìn)行各種變形。例如,本發(fā)明包含與在實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)實(shí)際上相同的結(jié)構(gòu)(例如功能、方法以及結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)、或者目的以及效果相同的結(jié)構(gòu))。另外,本發(fā)明包含對(duì)在實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的非本質(zhì)的部分進(jìn)行了替換的結(jié)構(gòu)。另外,本發(fā)明包含起到與在實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)、或者能夠?qū)崿F(xiàn)相同的目的的結(jié)構(gòu)。另外,本發(fā)明包含對(duì)在實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)附加有公知技術(shù)的結(jié)構(gòu)。