專利名稱：反應處理裝置與反應處理方法
技術領域：
本發明涉及一種反應處理裝置和反應處理方法。更具體地，本發明涉及一種能夠進行高精度溫度控制的反應處理裝置和反應處理方法。
背景技術：
在反應必須基于溫度條件進行控制的情況下，期望以更高精度的方式控制溫度條件，而無論反應物是液體、固體或是氣體。例如，這種期望也存在于諸如基因分析的技術領域。作為一個例子，在各種生物科技領域，應用了諸如用于進行基因擴增的聚合酶鏈反應(PCR)方法的擴增特定核酸的技術，從而將其利用為核酸檢測方法。作為核酸檢測方法，已知使用了標有熒光物質的雜交探針的方法。作為核酸檢測方法的變形，例如已知核酸測定方法(實時PCR方法)和用于諸如單核苷酸多態性(SNP : Single Nucleotide Polymorphism)的變異的檢測方法(熔解曲線分析)。如果SNP分析能夠快速且容易地進行，那么將可以執行例如定制的醫療護理，在這種護理中，最佳的療法、 藥物治療等等在病人的床邊診斷，這成為有前景的定點照護(POC :Point Of Care)。鑒于這種情況，存在以更快速且容易的方式在核酸擴增反應之后檢查核酸擴增的方法的需要。此外，作為檢測方法，還已知通過測量已被用于核酸擴增反應的反應混合物的混濁度來檢查擴增的方法以及基于使用具有特定地與擴增的目標核酸相結合的探針的微陣列的方法。同時，反應檢測的主流通常是通過具有大型熱塊同時使用例如帶有預備試劑的96 井多重分析(multiassay)板的系統來進行的反應檢測(參見日本專利特開第2006-162625 號)。然而，這個系統的缺點在于，熱容量很大，因為采用了均勻加熱，因此在熱產生部消耗了大量的電力，并且相應地花費了很長的冷卻時間。出于這些原因，該系統在實踐中遠遠達不到便攜式系統的要求。此外，存在許多通過使用微芯片進行的熱反應的先例，這些先例的例子包括加熱線被纏繞在毛細管周圍的系統以及四根加熱棒被放置為與微芯片的四個角相接觸的系統。例如，已知芯片簡單地夾在上下兩塊平板之間的系統，例如日本專利特開第 2009-300299號中所述的裝置。此外，還已知容易獲得對加熱器結構的想法的系統，在該系統中，使加熱器沿著對應于通道或反應位點的形狀來接觸，例如日本專利特開第 2008-253227號中所述的反應裝置。

發明內容
然而，上述反應處理裝置在過去是不能令人滿意的，因為溫度分布差別很大，這取決于反應位點周圍的結構的設計。此外，每當反應位點的形狀改變時，需要制造并設置與如此改變的形狀相匹配的一個或多個加熱器。這使得必須每次為這種變化進行與電力和控制相關的協調。這是非常令人煩惱的。
換言之，從形成均勻的溫度分布角度來講，上述的過去的所有構造都是不能令人滿意的，使得這些構造很難保證反應位點的穩定性。此外，在反應位點井的數量增加的情況下，必須基于每種芯片設計來加工一個或多個加熱器并且必須為每次芯片變化設計溫度分布。這意味著差的通用性。因此，存在對能夠容易地且以高精度的方式進行溫度控制的反應處理裝置和反應處理方法的需要。根據本發明的實施方式，提供了包括溫度控制部的反應處理裝置，該溫度控制部控制反應區域組的外周邊緣部位的溫度。優選地，該溫度控制部是布置在反應區域組的外周邊緣部位處的第一溫度控制部。反應處理裝置包括反應溫度控制部，該反應溫度控制部包括該第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部，并且第一溫度控制部和第二溫度控制部彼此相對地布置，反應區域組位于其間。優選地，第一溫度控制部的形狀為矩形框狀。優選地，反應區域組布置在基片中，并且第一溫度控制部和第二溫度控制部與基片接觸。優選地，第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位的各邊設置有一個或多個切口。優選地，一個或多個切口設置在外周部位的角落中和/或內周部位的邊的中心部位中。此外，優選地，溫度控制部的形狀是平板狀，且在對應于反應區域組中的每個反應區域的部位處具有透光開口部(在下文中，該溫度控制部也將稱為“具有開口部的溫度控制部”)。 優選地，反應區域組布置在基片中，并且具有開口部的溫度控制部與基片接觸。優選地，具有開口部的溫度控制部設置在基片和熱隔離部之間，該熱隔離部阻止熱量從溫度控制部釋放。優選地，具有開口部的溫度控制部具有形成在遮光體中的開口部，并且反應處理裝置進一步包括照射部，該照射部被構造為用光照射反應區域；以及檢測部，該檢測部被構造為檢測來自反應區域的光。優選地，反應處理裝置包括兩個上述具有開口部的溫度控制部，并且這兩個溫度控制部彼此相對地布置，反應區域組位于其間。根據本發明另一實施方式，提供了一種反應處理方法，其中，通過溫度控制部控制反應區域組的外周邊緣部位的溫度，從而反應區域組的溫度受到控制，該溫度控制部至少布置在外周邊緣部位處。優選地，溫度控制部是布置在反應區域組的外周邊緣部位處的第一溫度控制部。第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部彼此相對地布置，反應區域組位于其間，并且第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部彼此配合從而控制反應區域組的溫度。優選地，一個或多個切口設置在第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位中，以抑制局部加熱。
此外，同樣優選地，利用在對應于反應區域組中的每個反應區域的部位處具有透光開口部的平板狀溫度控制部，通過在控制外周邊緣部位的溫度的同時抑制反應區域組中的局部加熱來控制反應區域組的溫度。根據本發明的實施方式，提供了能夠容易地且高度精確地進行溫度控制的反應處理裝置和反應處理方法。


圖1是根據本發明的實施方式的反應處理裝置的概念圖；圖2是示出反應處理裝置的主要部位的分解透視圖；圖3A至圖3D是根據本發明的實施方式的第一溫度控制部的框體部分和該框體部分的變形例的頂視圖；圖4示出了(分別設置成只帶有下表面加熱器、下表面加熱器和上部加熱器A、下表面加熱器和上部加熱器B、下表面加熱器和上部加熱器C、以及下表面加熱器和上部加熱器D的)反應處理裝置和在反應處理裝置的操作期間的溫度分布的示意圖；圖5示出了根據本發明的實施方式的(設置有上部加熱器B的)反應處理裝置、 它的(分別設置有上部加熱器C和D的)變形例、以及根據現有技術(設置有上部加熱器 A的)反應處理裝置；圖6是根據本發明的實施方式的反應處理裝置的工作示例的示意圖；圖7是根據本發明的實施方式的反應處理裝置的概念圖；圖8A是根據本發明的實施方式的溫度控制部的頂視圖，圖8B是截面圖；圖9是示出了在使用了根據本發明的實施方式的溫度控制部的情況下來自光源的光線的傳播的概念圖；以及圖10示出了(分別設置成只帶有上加熱器B、只帶有上加熱器E、以及只帶有上加熱器F的)反應處理裝置和在反應處理裝置操作期間的溫度分布的概念圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明的優選實施方式進行詳細地描述。順便提及，下述實施方式僅僅是本發明的實施方式的代表性示例，并且本發明不應僅根據實施方式理解。1.第一實施方式的反應處理裝置反應位點組(1. Ia)基片(2)反應溫度控制部(1. 2a)第一溫度控制部(1. 2b)第二溫度控制部(3)照射部(4)檢測部2.核酸擴增反應裝置(1)核酸擴增反應(2)核酸擴增檢測方法(產物)
3.第一實施方式的反應處理裝置的操作4.利用第一實施方式的反應處理裝置的核酸擴增反應裝置的操作(1)變形例(4. la) RT-LAMP 裝置的操作(4. lb) RT-PCR 裝置的操作5.第二實施方式的反應處理裝置(1)溫度控制部6.第二實施方式的反應處理裝置的操作7.利用第二實施方式的反應處理裝置的核酸擴增反應裝置的操作<1.第一實施方式的反應處理裝置>圖1是根據本發明的實施方式的反應處理裝置1的概念圖。此外，圖2是反應處理裝置1的主要部位的分解透視圖。圖3A至圖3D是反應處理裝置1中的第一溫度控制部 4的框體部分和該框體部分的變形例的頂視圖。順便提及，在下述附圖中，為便于描述，裝置的構造等是以簡化的形式示出的。如圖1所示，根據本發明的實施方式的反應處理裝置1至少具有溫度控制部4，溫度控制部4控制一組反應區域(下文也稱為“反應區域組”)2A的外周邊緣部位的溫度。溫度控制部4是布置在反應區域組2A的外周邊緣部位處的第一溫度控制部4，并且反應處理裝置1具有包括第一溫度控制部4和平面型第二溫度控制部5的反應溫度控制部。第一溫度控制部4和第二溫度控制部5彼此相對地布置，反應區域組2A在它們之間。順便提及， 反應區域組2A (基片3)能夠被安裝和拆卸。此外，根據本發明的實施方式的反應處理裝置1也能夠用作光學檢測裝置或核酸擴增反應裝置。例如，如圖1中所示，期望反應處理裝置1進一步包括照射部8、激發光濾光器6、熒光濾光器7以及檢測部9。作為具體的例子，可例舉這樣的構造在該構造中，至少設置有用光照射反應區域2的照射部8以及用于檢測從反應區域2產生的光的檢測部9。此外，雖然未示出，也可以采用這樣的構造在該構造中，從反應區域2產生的光 (散射光、熒光等)朝布置在例如照射部8的一側上的檢測部反射，使得檢測部能夠檢測到光。此外，雖然未示出，可以適當地布置針孔、各種濾光器、聚光透鏡以及支撐基座，從而支撐用于控制光量、光成分等的部。此外，優選地，設置控制單元(未示出)用于控制這些組件的各種操作(例如，光控制、溫度控制、核酸擴增反應、檢測控制、檢測到的光量的計算、監視等)。現在，下面將對根據本發明的實施方式的反應處理裝置(核酸擴增反應裝置)1的構造做出詳細描述。(1)反應區域組能夠被安裝和拆卸的反應區域組(區域)2A，是布置有一個或多個用作各種反應的反應位點的反應區域2的部(區域)。反應位點2的形狀不受特定限制，并且其實例包括圓柱形和四角錐形。優選地，多個反應區域2被布置在反應區域組2A中。反應區域的數量不受特定限制，并且反應區域的數量的例子包括6 O乘3等)、25 (5乘5等)、M G乘6等)、96 (8乘12
7等)以及384(16乘Μ)。根據本發明的實施方式，確保了即使當同時發生許多反應，反應區域組中的全部區域內的溫度分布變化極小。換言之，能夠基本上均勻地加熱整個反應區域組。具體地，能夠實現以均勻的方式進行反應，因而提高了檢測精度和工作效率，這自然是有利的。順便提及，可將待檢測的目標物質和檢測反應所必需的物質適當地布置在反應區域2內。這類物質的例子包括源自于生物體的檢測目標、合成低聚體(寡核苷酸、核酸狀合成物質)、通過熒光染料等的改性獲得的合成低聚體、酶、緩沖溶液、鹽類、諸如蠟的固定劑、 抗原、抗體、諸如水的溶液等。而且，將在PCR方法、恒溫擴增方法等中使用的dNTP、染料和其它物質也可以適當地布置在反應區域2內。(1. Ia)基片(微芯片)優選地，一個或多個反應區域2被形成為可安裝且可拆卸的諸如微芯片的反應容器(例如，基片)中的反應區域組2A。優選地，如圖1和圖2中所示，反應區域組2A形成在基片3中的與基片3的側表面的外周部位隔開的位置處。而且，反應區域組2A優選地形成為靠近基片3的相對側表面之間的中心。這里，基片的光軸上的平面(表面)將被稱為光軸表面，并且光軸表面的周圍的四邊形將被稱為側表面。順便提及，反應區域組2A在基片3中形成的高度位置不受特定限制。設置有反應區域組2A (反應區域2)的反應微芯片(基片3)可通過使用一個或多個基片形成。用于在基片3中形成一個或多個反應區域2的方法不受特定限制。形成方法的優選例子包括玻璃制造的基片層的濕蝕刻或干蝕刻、以及塑料制造的基片層的納料印刷、注塑成型或切割。例如，反應區域組2A(反應區域2)可以通過這樣的方法形成在該方法中，期望形狀的一個或多個反應區域2通過拋光和切割、模塑(澆鑄)等形成在一基片上，并且另一基片放置在這個基片的頂部。此外，基片3的材料不受特定限制。優選地，根據檢測方法、易于加工、耐久性等來適當地選擇材料。材料可以根據期望的檢測方法從透光性材料中適當地選擇。材料的例子包括玻璃和各種塑料(聚丙烯、聚碳酸脂、環烯聚合物、聚二甲基硅氧烷等)。因此，如此形成的反應區域組2A的反應區域2可以采用待檢測的目標物質的反應所必需的試劑來填充。(2)反應溫度控制部反應溫度控制部包括布置在反應區域組2A的外周邊緣部位處的溫度控制部4 (下文也稱為“第一溫度控制部4”)和平面型溫度控制部5 (下文也稱為“第二溫度控制部5”)。 這里，采用了這樣的構造在該構造中，這些溫度控制部相互相對布置，(具有用作反應的反應位點的反應區域2的)反應區域組2A在它們之間。只要使這些溫度控制部相互相對布置，反應區域組2A在它們之間就足夠了。例如，當其中一個溫度控制部位于反應區域組的上側上時，只要使另一溫度控制部位于反應區域組的下側上就足夠了。關于反應區域組， 這同樣也適用于左側和右側。從工作效率的角度來說，期望這樣的結構在該結構中，溫度控制部與根據本發明的實施方式的反應處理裝置的外殼熱絕緣。
而且，優選地采用這樣的構造以夾在第一溫度控制部4和第二溫度控制部5之間的方式設置基片3，基片3中具有反應區域組2A。此外，第一溫度控制部4和第二溫度控制部5被布置成接觸基片3是更理想的。在此情況下，優選至少第一溫度控制部中的溫度控制由反應溫度控制部的溫度控制機構(未示出)進行。而且，更優選第一溫度控制部4和平面型第二溫度控制部5的溫度控制由溫度控制機構進行。在這種情況下，優選設置溫度傳感器(例如，熱偶傳感器)。例如，可例舉下列手段(a)和(b)。(a)在設定溫度下加熱第二溫度控制部5。這種用于補償由第一溫度控制部4所釋放的(耗散的)熱量的加熱，從而調節設定溫度與反應溫度之間的偏差。(b)在設定溫度下加熱第一溫度控制部4。在第二溫度控制部5進行加熱的同時， 設定溫度與反應溫度之間的偏差被調節。而且，在溫度控制單元中可以采用諸如PID控制的反饋控制，從而能夠達到更高的溫度控制精度。作為前述情況的結果，能夠以均勻的方式加熱和冷卻基片中的整個反應區域組 (反應區域)。換言之，能夠使遍及反應區域組的溫度分布變得均勻，因而也能夠保證反應區域中反應的穩定性。具體地，整個反應區域組的溫度控制能夠容易地進行，能夠減少從反應區域到反應區域的熱量散射，并且能夠以高精度的方式進行溫度控制。此外，即使當許多樣品同時經受反應處理時，反應處理仍能夠在基本上相同的反應條件下進行，而不依賴于反應區域的布置方法。因此，也提高了反應檢測精度和工作效率。而且，不必要特地考慮反應區域的布置方法，從而也提高了基片中的反應區域組的設計自由度。順便提及，也能夠采用這種加熱器結構在該結構中，在對應于反應區域的部位中鉆孔。在這種加熱器結構中，由于溫度分布可能根據孔的周圍的結構的設計而改變，所以在設計中應當多加小心。此外，溫度控制部被設置成對應于每個反應區域的這種構造，導致當反應區域的數量增加時，在每次反應區域組的設計時，需要加工加熱器以符合反應區域組的設計，并且每次還必須對溫度分布進行設計。鑒于此點，第一實施方式中的反應溫度控制部的構造能夠被認為具有非常優良的操作性和效果。(1. 2a)第一溫度控制部第一溫度控制部4布置在反應區域組2A的外周邊緣部位處。這種布置使得可以主要加熱或冷卻反應區域組2A的外周邊緣部位。而且，與(稍后描述的)平面型溫度控制部 5共同使用，能夠減少反應區域組中的反應區域中的反應溫度的散射，并且能夠精確地進行溫度控制。第一溫度控制部4的形狀優選地為框狀。而且，框體部分的形狀優選為具有內周部位41和外周部位42的形狀，諸如矩形框狀形狀或相框狀形狀(參見圖2和圖幻。而且， 框體形狀優選為具有靠近中心區域的非加熱部位(反應區域組2A)的形狀。這使得可以防止因如下結構造成的局部加熱的發生反應區域組的中心區域中熱釋放路徑的數量小于反應區域組的外圍區域的熱釋放路徑的數量。而且，優選第一溫度控制部4在靠近其中心處是挖空的結構，由于這樣可以容易地防止中心區域中的異常局部加熱(中心區域中的異常加熱)，這種中心區域中的異常加熱在單獨使用了平面加熱器或采用平面加熱器與平面加熱器彼此組合(見圖4)的情況下會發生。
順便提及，框體部分在寬度和深度上優選地被設定為基本上等于基片3。此外，如圖3中所示，第一溫度控制部4在其框體部分的內周部位41和/或外周部位42中設置有一個或多個切口 43。切口的形狀不受特定限制，只要它是通過或猶如通過切除框體部分的一部分而獲得的形狀。切口的形狀的例子包括多邊形(長方形、正方形、六邊形等)和半橢圓形(半圓形等)。一個或多個切口 43中的每一個都優選地設置在因第一溫度控制部4的熱量集中而導致可能會發生局部加熱的地方。這確保了整個反應區域組2A能夠基本上均勻地以更高精度的方式受到溫度控制(參見圖4)。在此情況下，從降低成本和提高工作效率的角度來講，優選地根據基片3的形狀設置一個或多個切口 43。此外，優選設置多個切口 43從而使它們相互相對地布置。此外，一個或多個切口 43優選地設置在框體部分的內周部位41的每條邊的中心部位中。而且，一個或多個切口 43優選設置在外周部位42的角落中。這些切口 43的布置可以是適當組合的。例如，可例舉這樣的框形第一溫度控制部如其中，兩個切口 43分別設置在內周部位41的相對邊的中心部位中。此外，可例舉這樣的框形第一溫度控制部4b:其中，四個切口 43分別設置在外周部位42的四個角落中。此外，可例舉這樣的框形第一溫度控制部 4c 其中，四個切口 43分別設置在內周部位41的兩對相對的邊的中心部位中，并且四個切口 43分別設置在外周部位42的四個角落中。順便提及，這些例子不是限制性的。第一溫度控制部4優選布置成接觸基片3的表面(優選地，反應區域組2A的外周邊緣部位)。在此情況下，可以在這兩個構件之間插入高導熱構件。這確保精確的溫度控制。順便提及，在這種情況下基片的表面的例子包括光軸表面、上表面、下表面、左表面以及右表面。此外，第一溫度控制部4的溫度控制機構不受特定限制。所述機構的例子包括加熱器(諸如陶瓷加熱器、加熱線、珀爾帖(Peltier)元件等)以及透明導電膜(諸如透光型 ITO加熱器)。此外，由于本發明中的溫度控制部4采用了框狀形狀，所以反應區域組2A的中心區域中的熱釋放效率高，即使是缺少冷卻機構的溫度控制機構(諸如陶瓷加熱器或加熱線加熱器)也可以順利地使用。而且，本發明中的反應處理裝置是光學檢測裝置(核酸擴增反應裝置等)，溫度控制部4布置在反應區域組的外周邊緣部位處的這種構造確保了溫度控制機構可以通過使用遮光性構件，換言之，低透射率構件或不透光性構件來安裝。因此，從降低成本和便于測量的角度來講，溫度控制部是框形的這種構造有有利的。(1.2b)第二溫度控制部第二溫度控制部5以平面形式布置。利用這個形成為具有平面形狀的溫度控制部 (平板部)，可以主要加熱或冷卻反應區域組2A的鄰近部位。而且，與上述第一溫度控制部 4共同使用，能夠減少反應區域組中的反應區域中的反應溫度的散射，并且能夠以高精度的方式進行溫度控制。只要使第二溫度控制部5的形狀為平面且能夠控制反應區域組2A中的反應溫度就足夠了 ；因此，例如，也能夠采用除平面形狀之外的薄膜形狀、平板狀形狀等(參見圖1和 2)。在此情況下，溫度控制的區域優選設置成主要為整個反應區域組2A。雖然溫度控制部5可以以區域的方式具有多個用于溫度控制的溫度控制機構，但是從降低成本和易于溫度控制的角度來講，溫度控制部5優選僅具有單個溫度控制機構。即使采用這樣的單個溫度控制機構，它與上述第一溫度控制部4的組合也確保了能夠精確地控制反應區域組中的反
應溫度。第二溫度控制部5優選地布置成接觸基片3的表面(優選地，至少反應區域組2A 的區域)。在此情況下，可以在兩個構件之間插入高導熱構件。這使得精確的溫度控制成為可能。順便提及，在這種情況下基片的表面的例子包括光軸表面、上表面、下表面、左表面以及右表面。順便提及，優選這樣的構造第一溫度控制部4布置在反應區域組2A的外周邊緣部位且與基片3形成表面接觸并且第二溫度控制部5的平面構造(平面部位)與基片形成表面接觸，因為這樣的構造確保溫度控制能夠容易地且以高精度的方式進行。采用這樣的構造，能夠減少元件部分的數量，并且能夠很容易地在周圍鋪設電線。通過充分利用這些優點，可以以緊湊的形式設計反應部。由于能夠減小熱產生部的大小，所以能夠減少總的熱容量，并且能夠實現電力的大量節約。平面型第二溫度控制部5的溫度控制機構的例子包括已經在上文描述的與第一溫度控制部4相關的溫度控制機構。此外，優選使用高光透射率構件，例如透明導電膜。另一方面，如果采用了用于反射從反應區域2產生的光的機構，那么即使當使用了高度遮光性構件例如陶瓷加熱器或加熱線加熱器時，也能夠實現理想的測量。(3)照射部只要使照射部8具有光源(未示出)且照射部8構造成使反應區域2受到從光源發出的光L的照射就足夠了。具體地，照射部8能夠采用從光源發出的光L來照射反應區域 2(基片幻的上表面、下表面等，用于檢測伴隨核酸擴增反應的進程所產生的核酸擴增(產物)。例如，光源可以布置在反應區域2的上側或下側，或可以布置用于將從光源發出的光 L引導至反應區域2的導光構件(未示出)。在這些選擇中，優選照射部8設置有將從光源產生的光引導至反應區域2的導光構件。導光構件設置有光入射端部，并且從一個或多個光源發出的光入射到光入射端部上。 將入射光引導至每個反應區域的構件(例如，棱鏡、反射鏡、凹凸圖案等)設置在導光構件內。利用所布置的導光構件，能夠減少光源的數量，并且能夠用光均勻地照射基片3 上的一個或多個反應區域2。因此，在混濁度檢測中檢測靈敏度和檢測精度是理想的。而且， 由于能夠減少光源的數量，所以能夠減少整個反應處理裝置的大小，尤其是厚度，并且能夠實現電力消耗的減少。光源不受特定限制，但是優選能夠發出期望的能夠令人滿意地檢測目標核酸擴增產物的光的光源。光源的例子包括激光光源、白色或單色光發光二極管(LED)、水銀蒸汽燈以及鎢燈。此外，LED是有利的，因為通過使用各種濾光器也能獲得期望的光成分。順便提及，激光光源不受激光種類的特定限制。只要激光光源為發射氬離子(Ar) 激光、氦氖(He-Ne)激光、染料激光、氪(Kr)激光等就足夠了。這些激光光源可以單獨地使用或以它們的兩種或更多種的任意組合的方式使用。順便提及，如圖1中所示，來自照射部8的光L到達反應區域2，通過伴隨反應區域2中的反應的進程所產生的核酸擴增產物而轉變成光L3。然后，從核酸擴增產物產生的光 L3(前、后或側向散射光的量、透射光的量、熒光的量等)在受到檢測部9(光檢測器)的檢測之前適當地通過光闌、聚光透鏡、熒光濾光器等透射。(4)檢測部檢測部9可以是任何能夠檢測從反應區域2的另一端(具體地，底部表面)發出的光的量的任何檢測部。檢測部9至少設置有光檢測器。光檢測器不受特定限定。光檢測器的例子包括諸如光電二極管(PD)陳列、CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器等的面成像元件、小型傳感器、行掃描傳感器、以及光電倍增管 (PMT)，這些光檢測器可以以適當的組合的形式使用。通過光檢測器檢測到核酸擴增產物寸。 順便提及，在本發明中的核酸擴增反應裝置中，激發光濾光器6和熒光濾光器7可以被適當地布置、增設或移除。激發光濾光器使得可以根據核酸擴增反應的檢測方法獲得期望的特定波長的光成分，或除去不必要的光成分。此外，熒光濾光器使得可以獲得檢測所必需的光成分(散射光、透射光或熒光)。因此，提高了檢測靈敏度和檢測精度。<2.核酸擴增反應裝置〉由于在同一類型的微芯片的情況下，溫度部不依賴于井的數量、微井的數量或布置方式而改變，所以本發明中的反應處理裝置1在設計上具有高自由度。此外，盡管熱容量很小，但微芯片能夠維持均勻的溫度。具體地，在微井平行布置的微芯片中，能夠均勻地加熱被設計為用于對反應位點中的反應狀態進行光學檢測的微芯片。本發明中的反應處理裝置1從而具有小的反應差異；因此，使用反應處理裝置1作為被期望具有高檢測精度的核酸擴增反應裝置是有利的。現在，下面將對核酸擴增反應進行描述。(1)核酸擴增反應在本發明的描述中，術語“核酸擴增反應”不僅包括使用了溫度周期的通常的聚合酶鏈反應(PCR)方法，而且包括各種不涉及溫度周期的恒溫擴增方法。恒溫擴增方法的例子包括環介導恒溫擴增(LAMP :Loop-Mediated Isothermal Amplification)法、 智能擴增處理(SMAP Smart Amplification Process)法、基于核酸序列的擴增(NASBA Nucleic Acid Sequence-Based Amplification)法、恒溫嵌合引物激發核酸擴增(ICAN Isothermal and Chimeric primer-initiated Amplification of Nucleic acids) ^去 (注冊商標)、轉錄反轉錄協同(TRC :transcription-reverse transcription concerted) 法、鏈置換擴增(SDA:strand displacement amplification)法、轉錄介導擴增(TMA transcription-mediated amplification)法以及滾環擴增(RCA :rolling circle amplification)法。除上述之外，術語“核酸擴增反應”廣泛地包括針對核酸的擴增的變溫或恒溫核酸擴增反應。此外，這些核酸擴增反應包括涉及擴增的核酸鏈的測定的反應，諸如實時 PCR(RT-PCR)方法和 RT-LAMP 方法。此外，術語“試劑”是指在上述核酸擴增反應中獲得擴增的核酸鏈所必需的試劑。 試劑的具體例子包括設置成互補于目標核酸鏈、核酸單體(dNTP)、酶以及緩沖溶液的堿基序列的寡核苷酸引物。
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在PCR方法中，“熱變性(約95°C)—引物退火(約55°C至60°C)—伸長反應(約 720C )，，的擴增周期是連續進行的。此外，LAMP方法是這樣的方法在該方法中，通過利用DNA的循環形成在固定的溫度下獲得dsDNA作為來自DNA或RNA的擴增產物。在一例子中，添加了下文陳述的組分 (i)、(ii)、和(iii)，培養在這樣的溫度下進行該溫度使得內引物能夠在模板核酸上形成對于互補序列穩定的堿基對鍵，并且使得鏈上取代型聚合酶能夠保持酶活性，產生期望的反應進程。在此情況下培養溫度優選為50°C至70°C，并且時間優選為約1分鐘到10小時。組分(i)兩種內引物、或加兩種外引物、或加兩種環狀引物；組件(ii)鏈上取代型聚合酶；組分(III)基質核甘酸。(2)核酸擴增(產物)的檢測方法核酸擴增的檢測方法的例子包括使用了混濁物質、熒光物質、化學發光物質等的方法。此外，使用混濁物質的方法的例子包括使用焦磷酸(其作為核酸擴增反應的產物而產生)和能夠與其結合的金屬離子所生成的沉淀物質的方法。金屬離子是單價或二價金屬離子，這種金屬離子一旦與焦磷酸結合，就會形成不能溶于水或難溶于水的鹽，從而成為混濁物質。金屬離子的具體例子包括堿金屬離子、堿土金屬離子和二價過渡金屬離子。在這些金屬離子中，優選選自諸如鎂(II)、鈣(II)和鋇(II)離子的堿土金屬離子，以及諸如鋅 (II)、鉛(II)、錳(II)、鎳(II)和鐵(II)離子的二價過渡金屬離子等的一種或至少兩種。 更優選鎂(II)、錳(II)、鎳(II)和鐵(II)離子。待添加的金屬離子的濃度優選0. OlmM至100mM。檢測波長優選300nm至800nm。此外，使用了熒光物質或化學發光物質的方法包括使用熒光染料(衍生物)特地插入(夾入)雙股核酸中產生熒光的插入方法，以及使用通過將熒光染料與針對待擴增的核酸序列的寡核苷酸相結合而制備的探針的標記探針法。標記探針法的例子包括雜交(Hyb)探針法和水解(TaqMan)探針法
Hyb探針法是使用由標有供體染料的探針和標有受體染料的探針組成的兩種探針的方法，這樣的設計使得兩種探針彼此接近。當兩種探針與目標核酸雜交時，由供體染料激發的受體染料產生熒光。另一方面，TaqMan探針法是使用標記成報告基團染料和淬滅劑染料彼此接近的探針的方法。在核酸伸長時，探針水解，淬滅劑染料和報告基團染料在探針上彼此分離，報告基團染料當被激發時產生熒光。在使用熒光物質的方法中使用的熒光染料(衍生物)的例子包括注冊商標)綠I、STOR(注冊商標)綠II、STOR(注冊商標)金、惡唑黃(YO)、噻唑橙(T0)、Pico (注冊商標)綠(PG)、以及溴化乙錠。在使用化學發光物質的方法中使用的有機化合物的例子魯米那、洛芬堿、光澤精以及草酸脂。<3.第一實施方式的反應處理裝置1的操作>現在，下面將對上述反應處理裝置1的操作進行描述。
將對這樣的構造進行描述在該構造中，通過布置用作各種反應的反應位點的反應區域2而形成的反應區域組2A以夾入的方式插在第一溫度控制部4和第二溫度控制部 5之間。反應區域組2A的外周邊緣部位處的基片溫度受到第一溫度控制部4的控制，并且基片3 (至少反應區域組2A)的基片溫度受到第二溫度控制部5的控制。通過這種配合，反應區域組2A中的反應區域2中的反應溫度受到控制。從而，在根據需要加熱或冷卻基片3 期間，反應區域2中的反應受到諸如反饋控制的控制的控制。因此，利用布置在反應區域組的外周邊緣部位處的一個溫度控制部，在反應區域組的中心部分中允許容易的熱釋放，因而在這個部分中能夠阻止集中加熱的發生。而且，通過這個溫度控制部與第二溫度控制部5的配合，也可以在整個反應區域組中形成均勻的溫度分布。這確保了溫度控制能夠容易地且以高精度的方式實現，從而能夠在反應區域中穩定地提供反應產物。而且，如上所述，以緊湊的形式設計反應部成為可能。此外，由于能夠減小熱產生部的大小，所以能夠減少總的熱容量，并且能夠實現電力的大量節約。而且，優選地，一個或多個切口 43設置在第一溫度控制部4的框體部分的外周部位42和/或內周部位41中，從而更確實地阻止了局部加熱。利用設置在易于因熱量集中而發生局部加熱的部位的切口，能夠更精確地且更容易地進行溫度控制。順便提及，在反應區域2中的反應是核酸擴增反應的情況下，根據上述核酸擴增反應進行溫度控制就足夠了。<4.利用反應處理裝置1的核酸擴增反應裝置的操作>現在，下面將對上述核酸擴增反應裝置的操作進行描述。順便提及，核酸擴增反應中的溫度控制是如上所述的溫度控制，因此，在這里省略了關于溫度控制的描述。此外，在進行溫度控制的同時，對核酸擴增的檢測可以以實時方式進行。光Ll從光源8發出，并且通過激發光濾光器6轉變成光L2。光L2照射到用作核酸擴增反應的反應位點的反應區域2的一端(上表面)，從而入射在井上。在此情況下，因核酸擴增產物而產生的光L3 (熒光、散射光、透射光等)從反應區域2產生，并且從反應區域2的另一端(底部表面)出射。光L3通過熒光濾光器7轉變成期望的光成分L4(例如， 特定的熒光成分、散射光成分或透射光成分等)。光L4被供給至檢測部9 (光檢測器)，該檢測部9檢測出射的光量，從而能夠測量伴隨擴增反應的進程所產生核酸擴增產物。順便提及，在混濁度檢測的情況下，可以適當地省略激發光濾光器6和熒光濾光器7 ο(1)變形例根據本發明的實施方式的上述核酸擴增反應裝置能夠用作LAMP裝置或PCR裝置， 并且能夠用于通過熒光物質檢測或混濁物質檢測來測定核酸。盡管以下將示出混濁物質檢測，但熒光物質檢測也能夠根據如上所述的熒光檢測方法進行。(4. la) RT-LAMP 裝置的操作現在，下面將描述在RT-LAMP裝置的使用中根據步驟Sll的順序的核酸檢測方法。在溫度控制步驟(步驟Sll)中，進行設置使得在反應區域2中建立固定的溫度 (60°C至65°C )，從而核酸在每個反應區域2中逐漸擴增。順便提及，在該LAMP方法中，從單股到雙股的熱變性是不必要的，并且引物的退火和核酸的伸長在恒溫條件下被重復。作為核酸擴增反應的結果，產生了焦磷酸，金屬離子與焦磷酸相結合形成不溶的或難溶的鹽，這種鹽變成混濁物質(測量波長300nm至SOOnm)。一旦采用入射光(光L) 照射混濁物質，就會產生散射光。散射光的量由檢測部9以實時方式測量，并且對測量進行量化。此外，對透射光量的量化也是可能的。(4. lb) RT-PCR 裝置的操作現在，下面將描述在RT-PCR裝置的使用中根據步驟Spl (熱變性)、步驟Sp2 (引物的退火)和步驟Sp3 (DNA的伸長)的核酸檢測方法。在熱變性步驟(步驟Spl)中，反應區域2中的溫度由溫度控制部控制至95°C，因而雙股DNA變性成單股DNA。在隨后的退火步驟(步驟Sp2)中，反應區域2中的溫度被設定為55°C，因而引物與互補于單股DNA的堿基序列相結合。在接下來的DNA伸長步驟(步驟Sp3)中，反應區域2中的溫度被控制到72°C，因而使得聚合酶反應繼續進行，引物作為DNA合成的起點，從而達到伸長cDNA的目的。隨著這樣的步驟Spl至Sp3的溫度周期的重復，每個反應區域2中的DNA逐漸擴增。作為核酸擴增反應的結果，產生了焦磷酸，然后以上述方式檢測到混濁物質，并且對核酸的量進行量化。<5.第二實施方式的反應處理裝置〉圖7是根據本發明的第二實施方式的反應處理裝置Ia的概念圖。圖8A是根據第二實施方式的溫度控制部4d的頂視圖，而圖8B是沿著圖8A的線A-A的截面視圖。圖9是示出了在使用了根據第二實施方式的溫度控制部4d的情況下來自光源的光線傳播的概念圖。如圖7中所示，第二實施方式的反應處理裝置Ia至少包括控制反應區域組2A的外周邊緣部位的溫度的溫度控制部(4d或4e)。而且，根據本發明的第二實施方式的反應處理裝置Ia也能夠用作光學檢測裝置或核酸擴增反應裝置。例如，如圖7中所示，期望反應處理裝置Ia進一步包括照射部8(光源81)、激發光濾光器14、檢測濾光器15和16、光闌17、以及檢測部9。作為具體的例子，可例舉這樣的構造在該構造中，至少設置有用光照射反應區域2的照射部8 (光源81)以及用于檢測從反應區域2產生的光的檢測部9。順便提及，照射部8 (光源81)被設置在支撐物13上。此外，雖然附圖上并未示出，但是可以采用這樣的構造其中，例如，檢測部9被設置在照射部8(光源81)的一側，并且從反應區域2產生的光(散射光或熒光等)被朝向檢測部9反射，使得檢測部9能夠檢測到光。此外，優選設置控制部(未示出)以用于控制各種操作(例如，光控制、溫度控制、 核酸擴增反應、檢測控制、檢測到的光量的計算、監視等)。現在，下面將對本發明的第二實施方式中的反應處理裝置(核酸擴增反應裝置)Ia中的溫度控制部4d做出詳細描述。順便提及，反應區域組2A (反應區域2)、基片3、 照射部8(光源81)、檢測部9與上文第一實施方式中所述的相同，因此將省略關于它們的描述。
(1)溫度控制部溫度控制部4d具有平板狀形狀，其大小設置成與反應區域組2A的外周邊緣部位重疊。此外，在平板狀形狀的平面中，溫度控制部4d在對應于反應區域組2A中的反應區域 2的位置處設置有透光開口部44d。這種構造使得可以主要加熱或冷卻外周邊緣部位并且也加熱或冷卻開口部44d的鄰近部位。而且，開口部44d作為熱釋放路徑，因而能夠阻止反應區域組2A中的區域中的局部加熱。此外，具有開口部44d的溫度控制部4d優選布置成接觸基片3。這種構造使得有效地加熱或冷卻布置在基片3中的反應區域組2A成為可能。從有效地溫度控制的角度來看，優選設置兩個這樣的具有開口部的溫度控制部，并且溫度控制部4d和溫度控制部如彼此相對地布置，反應區域組2A(基片3)位于其間(見圖7)。順便提及，作為具有開口部44d的溫度控制部4d的溫度控制機構，能夠使用相同于或類似于上文第一實施方式中所述的溫度控制機構。在圖8中，示出了作為示例的通過將加熱線繞在金屬板的周圍獲得的溫度控制部4d。金屬板的金屬的例子包括鋁、不銹鋼、銅以及鎳(Ni)。金屬板優選形成為帶有凹槽或突出部分，使得能夠容易地將加熱線45纏繞在金屬板的周圍。開口部44d的形狀不受特定限制，并且優選為對應于每個反應區域2的形狀的形狀。形狀不限于圓形而可以是正方形或多邊形，只要它對應于每個反應區域2的形狀即可。 開口部44d的形狀的表面優選地設置成基本上平行于反應區域2。開口部44d的三維形狀的例子包括圓柱形、棱柱形以及多面體形。例如，可以采用其中帶有錐形的形狀。從成本角度來講，優選開口部44d具有一個或多個貫穿遮光體的部分(孔等)，所述部分在對應于每個反應區域2的區域中形成。具有開口部44d的溫度控制部4d能夠通過提供帶有一個或多個開口部的上述金屬板來生產，所述一個或多個開口部具有例如通過諸如壓印、切割和照相蝕刻的技術形成的預定的圖案。具有開口部44d的溫度控制部4d優選設置有用于阻止從溫度控制部4d釋放熱量的熱隔離部46，如8圖中所示。還優選溫度控制部4d設置在基片3和熱隔離部46之間。 熱隔離部46優選布置成接觸具有開口部44d的溫度控制部4d。此外，關于溫度控制部4d， 熱隔離部46優選地布置在與基片3 —側相對的一側(照射部8側邊)上。這樣的熱隔離部46確保了具有開口部44d的溫度控制部4d的熱量能夠有效地傳導至基片3 (反應區域組2A) —側。熱隔離部46的對應于反應區域組2A的整個區域的部分可以是開口的，如圖8B中所示，優選這種布置是因為光能夠容易地經過反應區域2中的每一個區域。此外，雖然未在附圖中示出，但是可以在分別對應于反應區域組2A中的反應區域2的位置對熱隔離部46 鉆孔。而且，雖然未示出，但是也可以在對應于反應區域組2A的整個區域的區域中設置熱隔離部，優選這種布置是因為溫度控制部4d的熱量更不可能釋放。在這種情況下，優選使用在對應于反應區域組2A的整個區域的區域中透明的透光構件。熱隔離部46可以與具有開口部44d的溫度控制部4d組合，以形成包括溫度控制部4d和熱隔離部46的溫度控制單元。這使得在根據本發明的實施方式的裝置的裝配過程中，可以減少元件部分的數量并且可以簡化裝配過程。熱隔離部46的材料的例子包括諸如聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚(甲基) 丙烯酸酯、聚苯乙烯等的合成樹脂以及它們的泡沫體。具有開口部44d的溫度控制部4d優選為遮光體。利用形成為遮光體的溫度控制部4d，允許光僅穿過開口部44d，并且能夠阻止光穿過除開口部44d之外的其它部分(參見圖9)。因此，當溫度控制部4d布置在照射部8 一側上時，能夠限制照射部8中的光源81的光入射到每個反應區域2上的方向。此外，當溫度控制部如布置在檢測部9 一側上時，能夠限制光從每個反應區域2出射的方向。這樣的一個或多個溫度控制部的布置確保了能夠限制會引起檢測誤差的來自反應區域周圍(具體地，相鄰的反應區域)的雜散光(串擾)， 因而提高了檢測精度(參見圖9)。從提高精度的角度來講，優選設置有兩個這樣的溫度控制部并且溫度控制部4d和溫度控制部如彼此相對地布置，反應區域組2A (基片幻位于其間(參見圖7)。從成本角度來看，優選相同的兩個溫度控制部4(1和如。此外，具有開口部的溫度控制部4d和如優選布置成接觸基片3的表面。這確保了能夠更大程度地減少來自反應區域周圍的雜散光的侵入。順便提及，溫度控制部4e也能夠設置有上述熱隔離部。在這種情況下，具有開口部Me的溫度控制部如優選設置在基片和熱隔離部之間。關于具有開口部44e的溫度控制部4e，熱隔離部優選布置在與基片3 — 側相對的一側(檢測部9側)上。開口部44d和Me優選具有預定深度(厚度)，從而限制光的出射(射出)方向和入射方向。通過控制深度，可以限制來自反應區域2中的光的出射方向以及來自照射部 8(光源81)的光的入射方向。從這個角度來看，開口部的厚度b(溫度控制部的厚度)優選在0.2mm至1.5mm的范圍內，更優選為0.5mm至1.0mm。此外，通過例如調節開口部的內側的寬度a (水平邊緣或直徑)或開口部的厚度b，也可以控制光在每個反應區域2上的入射角度以及光在檢測濾光器15上的入射角度。由于通過這種方法可以控制光的入射角度，所以也可以通過控制開口部的內側的寬度a和/或開口部的厚度b來適應各種檢測濾光器。 隨著開口部的內側的寬度a設置得更小并且開口部的厚度b設置得更大，能夠更加令人滿意地阻止雜散光。到目前為止，為了避免因雜散光(串擾)導致的誤檢，激發/光檢測已經以時間分割方式應用到每個反應區域。因此，需要為每個反應區域布置一個光源和一個檢測器。此夕卜，由于一個檢測周期所需的時間與反應區域的數量成比例，所以在測量大量樣本的情況下(例如，在使用96孔板的情況下等)，在吞吐量方面存在困難。然而，當采用了具有開口部的一個或多個溫度控制部時，能夠抑制反應區域周圍的雜散光。此外，這使得能夠一次性執行在過去以時間分割方式進行的激發/光檢測。而且，透光構件的采用使得能夠以面的方式一次性執行激發、利用均勻光執行檢測、并且大大縮短大量反應區域所需的檢測時間。在根據如上所述的第二實施方式的反應處理裝置Ia中，具有開口部44d的溫度控制部4d能夠由上文第一實施方式中所述的第一溫度控制部或第二溫度控制部替換。此外， 在根據第二實施方式的反應處理裝置Ia中，具有開口部44e的溫度控制部如能夠由第一實施方式中所述的第一溫度控制部或第二溫度控制部替換。順便提及，出于關于第一實施方式的反應處理裝置1的如上所述的相同的理由，將第二實施方式中的反應處理裝置Ia用作核酸擴增反應裝置是有利的。<6.第二實施方式的反應處理裝置Ia的操作>現在，下面將對上述反應處理裝置Ia的操作進行描述。[設置了一個溫度控制部Gd或4e)的情況]首先將描述這樣的構造在該構造中，溫度控制部(4d或4e)布置在基片3的照射部8側或檢測部9側上，基片3內設置有反應區域2以用作各種反應的反應位點。反應區域組2A的外周邊緣部位處的基片溫度主要從照射部8側或檢測部9側受到溫度控制部Gd 或4e)的控制。同時，開口部或44e)的周圍部位(每個反應區域2的周圍部位)中的基片溫度從照射部8側或檢測部9側受到控制。通過這種方式，存在于反應區域組2A中的反應區域2中的反應溫度受到控制。此外，在根據需要加熱或冷卻基片3期間，反應區域 2中的反應受到諸如反饋控制的控制的控制。因此，溫度控制部(4d或4e)至少布置在反應區域組2A的外周邊緣部位處，并且開口部或44e)設置在對應于每個反應區域2的部位處，因而熱量容易地從反應區域組2A釋放。于是，能夠阻止反應區域組2A的區域內的局部加熱，并且能夠使得每個反應區域2中的溫度分布變得均勻。[設置了兩個溫度控制部Gd和4e)的情況]將描述這樣的構造在該構造中，基片3夾在或插在兩個溫度控制部4(1和如之間 (參見圖7)。反應區域組2A的外周邊緣部位處的基片溫度主要從照射部8側和檢測部9 側受到溫度控制部4d和如的控制。同時，溫度控制部4d和如的開口部44d和44e的周圍部位(每個反應區域2的周圍部位)中的基片溫度也從照射部8側和檢測部9側受到控制。通過這種方式，存在于反應區域組2A中的反應區域2中的反應溫度受到控制。此外， 在根據需要加熱或冷卻基片3期間，反應區域2中的反應受到諸如反饋控制的控制的控制。因此，溫度控制部4d和如至少布置在反應區域組2A的外周邊緣部位處，并且開口部44d和Me設置在對應于每個反應區域2的位置處，因而熱量容易地從反應區域組2A 釋放。因此，能夠阻止反應區域組2A的區域內的局部加熱，并且能夠使得每個反應區域2 中的溫度分布變得均勻。與只帶有一個溫度控制部(4(1或如)的情況相比，采用夾在或插在兩個溫度控制部4d和如之間的基片3，能夠以更高精度的方式完成溫度控制。
因此，溫度控制能夠容易地且以高精度的方式實現，并且也能夠在反應區域中穩定地提供反應產物。而且，能夠實現反應部的緊湊設計，如上所述。此外，由于反應部的緊湊設計能夠減小熱產生部的大小，所以能夠減少總的熱容量，并且能夠實現電力的大量節約。順便提及，在反應區域2中的反應是核酸擴增反應的情況下，以根據上述核酸擴增反應情形的方式進行溫度控制就足夠了。<7.利用第二實施方式的反應處理裝置Ia的核酸擴增反應裝置的操作>現在，下面將對上述核酸擴增反應裝置的操作進行描述。順便提及，核酸擴增反應中的溫度控制與如上所述的溫度控制一樣，因此，在這里省略了關于溫度控制的描述。此外，在進行溫度控制的同時可以以實時方式檢測核酸擴增。來自照射部8中的光源81的光L被輻射到含有樣本的反應區域2。在此情況下， 每個反應區域2可以通過使用導光構件而受到光L的照射。激發光L穿過溫度控制部4d 的開口部44d，從而輻射到每個反應區域2上。通過這種方式，光L的入射方向受到穿過存在于溫度控制部4d中的每個開口部44d的通道的限制。從每個反應區域2內出射的光成分(熒光、透射光、散射光等)L穿過溫度控制部 4e中的每個開口 44e。因此，光成分L的出射方向受到穿過溫度控制部如中的每個開口部 44e的通道的限制。這使得可以抑制可能導致檢測誤差的來自反應區域周圍(具體地，相鄰的反應區域)的雜散光(串擾)。然后，出射方向受到限制的光成分L透射過檢測濾光器 15、聚光透鏡11、檢測濾光器16和聚光透鏡12，從而成為期望的光成分L。這個光成分L由檢測部9中的光檢測器進行檢測。在這種情況下，由于來自反應區域周圍的雜散光受到了抑制，因此提高了每個反應區域中的樣本的檢測精度。因此，利用在測量時用作反應位點的反應區域2，能夠實現實時檢測，并且能夠以連續的方式進行反應和檢測，這是非常方便的。順便提及，在光源是激光光源的情況下，可以不必使用激發光濾光器，并且從激光光源產生的激發光被輻射到反應區域2。在光源是LED等的情況下，已經透射過激發光濾光器14的激發光入射到反應區域2上。此外，激發光濾光器可以是多通帶濾光器，并且多通帶濾光器的使用允許多個激發光成分入射到反應區域2上。在這種情況下，適當地使用對應于上述多通帶濾光器的多通帶濾光器作為檢測濾光器就足夠了。這使得能夠進行多種光分析，并且允許以時間分割方式進行光檢測。此外，可以根據需要適當地選擇激發光濾光器、檢測濾光器和聚光透鏡的數量和種類，并且它們不限于上述數量和種類。順便提及，利用反應處理裝置Ia的核酸擴增反應裝置也能夠用作LAMP裝置或PCR 裝置，并且核酸的測定能夠通過熒光物質檢測或混濁物質檢測來進行。順便提及，本發明的實施方式能夠采用下列構造。(1) 一種反應處理裝置，包括溫度控制部，所述溫度控制部控制一組反應區域的外周邊緣部位的溫度。(2)如上面的段落⑴所述的反應處理裝置，其中，所述溫度控制部是布置在該組反應區域的外周邊緣部位處的第一溫度控制部，所述反應處理裝置包括反應溫度控制部， 所述反應溫度控制部包括所述第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部，所述第一溫度控制部和所述第二溫度控制部彼此相對地布置，所述反應區域組位于其間。(3)如上面的段落( 所述的反應處理裝置，其中，所述第一溫度控制部的形狀為矩形框狀。(4)如上面的段落(2)或(3)所述的反應處理裝置，其中，該組反應區域布置在基片中，并且所述第一溫度控制部和所述第二溫度控制部與所述基片接觸。(5)如上面的段落(2)至中任一段所述的反應處理裝置，其中，所述第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位的各邊設置有一個或多個切口。(6)如上面的段落(5)所述的反應處理裝置，其中，所述一個或多個切口設置在所述外周部位的角落中和/或所述內周部位的各邊的中心部位中。(7)如上面的段落⑴至(6)中任一段所述的反應處理裝置，其中，所述反應區域用作核酸擴增反應的反應位點，并且所述反應處理裝置進一步包括照射部，所述照射部被構造成用光照射所述反應區域；以及檢測部，所述檢測部被構造成檢測來自所述反應區域的光。(8)如上面的段落⑴所述的反應處理裝置，其中，所述溫度控制部的形狀為平板狀，并且在與該組反應區域中的每個反應區域相對應的部位處具有透光開口部。(9)如上面的段落(8)所述的反應處理裝置，其中，該組反應區域布置在基片中， 并且具有所述開口部的所述溫度控制部與所述基片接觸。(10)如上面的段落⑶或(9)所述的反應處理裝置，具有所述開口部的所述溫度控制部設置在所述基片和熱隔離部之間，所述熱隔離部阻止熱量從所述溫度控制部釋放。(11)如上面的段落(8)至(10)中任一段所述的反應處理裝置，其中，具有所述開口部的所述溫度控制部具有形成在遮光體中的開口部，并且所述反應處理裝置進一步包括照射部，所述照射部被構造成用光照射所述反應區域；以及檢測部，所述檢測部被構造成檢測來自所述反應區域的光。(12)如上面的段落(8)至(11)中任一段所述的反應處理裝置，包括兩個具有所述開口部的上述溫度控制部，并且所述兩個溫度控制部彼此相對地布置，反應區域組位于其間。(13) 一種反應處理方法，其中，一組反應區域的外周邊緣部位的溫度受到溫度控制部的控制，從而所述反應區域組的溫度受到控制，所述溫度控制部至少布置在所述外周邊緣部位處。(14)如上面的段落(1 所述的反應處理方法，其中，所述溫度控制部是布置在所述反應區域組的外周邊緣部位的第一溫度控制部，所述第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部彼此相對地布置，具有多個反應區域的反應區域組位于其間，并且所述第一溫度控制部和所述平面型第二溫度控制部彼此配合從而控制所述反應區域組的溫度。(15)如上面的段落(14)所述的反應處理方法，其中，一個或多個切口設置在所述第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位中，以抑制局部加熱。(16)如上面的段落(13)所述的反應處理方法，其中，利用在對應于反應區域組中的每個反應區域的部位處具有透光開口部的平板狀溫度控制部，通過在控制外周邊緣部位的溫度的同時抑制反應區域組中的局部加熱來控制所述反應區域組的溫度。[實施例][實驗例1]制造了如圖4和5中的分析模型。具體地，微通道芯片以夾入的方式夾在平面的ITO加熱器(下表面加熱器)和矩形框形加熱器(上部加熱器)之間。采用了熱產生部與外殼熱隔離的結構。矩形框形加熱器由鋁鑄件構成，該加熱器在其中心部分是以角狀的形式埋頭的 (counter sunk)，并且如纏線板(bobbin) —樣在其外周表面設置有凹口。沿周邊凹口纏繞鎳鉻合金線。采用導熱粘合劑密封鎳鉻合金線和纏有鎳鉻合金線的凹口，從而防止因纏繞方式的差異而導致產生熱量分布。下表面ITO加熱器與芯片的下表面接觸，該芯片的下表面具有補償從該芯片的上側釋放的熱量的作用，同時使下表面ITO加熱器以固定輸出產生熱量，從而控制該芯片的溫度。ITO加熱器具有這樣的結構在該結構中，在其上設置有噴鍍而成的ITO膜的基片的兩端上噴鍍矩形板形Cr/Au電極，通過焊接，導線連接至Au (參見圖6)。
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ITO加熱器以不干擾光學系統的方式配備有熱偶傳感器。上部加熱器也配備有處于嵌入狀態的熱偶傳感器。加熱器的輸出受到(包括來自兩個傳感器的反饋的)PID控制的控制，使得能夠均勻地加熱微芯片的內側。使用可從Cradle軟件有限公司獲得的STREAM，并且使用非穩態的三維熱傳導分析作為計算系統，對每個分析模型中的微芯片反應位點井的內部進行溫度差模擬。下面的表1中闡明了分析結果。[表 1]
權利要求
1.一種反應處理裝置，包括溫度控制部，所述溫度控制部控制反應區域組的外周邊緣部位的溫度。
2.根據權利要求1所述的反應處理裝置，其中，所述溫度控制部是布置在所述反應區域組的所述外周邊緣部位處的第一溫度控制部，所述反應處理裝置包括 反應溫度控制部，所述反應溫度控制部包括 所述第一溫度控制部；以及平面型第二溫度控制部，并且，所述第一溫度控制部和所述第二溫度控制部彼此相對地布置，所述反應區域組位于其間。
3.根據權利要求2所述的反應處理裝置，其中，所述第一溫度控制部的形狀為矩形框狀。
4.根據權利要求2所述的反應處理裝置，其中，所述反應區域組布置在基片中，并且所述第一溫度控制部和所述第二溫度控制部與所述基片接觸。
5.根據權利要求4所述的反應處理裝置，其中，所述第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位的各邊設置有一個或多個切口。
6.根據權利要求5所述的反應處理裝置，其中，所述一個或多個切口設置在所述外周部位的角落中和/或所述內周部位的邊的中心部位中。
7.根據權利要求2所述的反應處理裝置，其中，反應區域用作核酸擴增反應的反應位點，并且所述反應處理裝置進一步包括照射部，被構造為用光照射所述反應區域；以及檢測部，被構造為檢測來自所述反應區域的光。
8.根據權利要求1所述的反應處理裝置，其中，所述溫度控制部的形狀為平板狀，并且在對應于所述反應區域組中的每個反應區域的部位處具有透光開口部。
9.根據權利要求8所述的反應處理裝置， 其中，所述反應區域組布置在基片中，并且具有所述開口部的所述溫度控制部與所述基片接觸。
10.根據權利要求9所述的反應處理裝置，其中，具有所述開口部的所述溫度控制部設置在所述基片和熱隔離部之間，該熱隔離部阻止熱量從所述溫度控制部釋放。
11.根據權利要求10所述的反應處理裝置，其中，具有所述開口部的所述溫度控制部具有形成在遮光體中的所述開口部，并且所述反應處理裝置進一步包括照射部，被構造為用光照射所述反應區域；以及檢測部，被構造為檢測來自所述反應區域的光。
12.根據權利要求11所述的反應處理裝置，包括兩個具有所述開口部的所述溫度控制部，這兩個溫度控制部彼此相對地布置，所述反應區域組位于其間。
13.一種反應處理方法，其中，通過溫度控制部控制反應區域組的外周邊緣部位的溫度，從而控制所述反應區域組的溫度，所述溫度控制部至少布置在所述外周邊緣部位處。
14.根據權利要求13所述的反應處理方法，其中，所述溫度控制部是布置在所述反應區域組的所述外周邊緣部位處的第一溫度控制部，并且所述第一溫度控制部和平面型第二溫度控制部彼此相對地布置，所述反應區域組位于其間，并且，所述第一溫度控制部和所述平面型第二溫度控制部彼此配合，以控制所述反應區域組的溫度。
15.根據權利要求14所述的反應處理方法，其中，一個或多個切口設置在所述第一溫度控制部的框體部分的外周部位和/或內周部位中，以抑制局部加熱。
16.根據權利要求13所述的反應處理方法，其中，利用在對應于所述反應區域組中的每個反應區域的部位處具有透光開口部的平板狀溫度控制部，通過在控制所述外周邊緣部位的溫度的同時抑制所述反應區域組中的局部加熱來控制所述反應區域組的溫度。
全文摘要
本文公開了一種反應處理裝置與反應處理方法，該反應處理裝置包括溫度控制部，該溫度控制部包括第一溫度控制部，布置在反應區域組的外周邊緣部位處；以及平面型第二溫度控制部。其中，該第一溫度控制部和該第二溫度控制部彼此相對地布置，反應區域組位于其間。
文檔編號C12Q3/00GK102465093SQ201110359959
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月14日 優先權日2010年11月12日
發明者世取山翼, 加藤義明, 宮地政浩, 小島健介, 戶田顯, 梶原淳志, 渡邊俊夫, 渡邊英俊, 潟山浩, 穴口嵩記, 篠崎明 申請人:索尼公司