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核酸擴增反應裝置以及核酸擴增方法

文檔序號:482750閱讀:264來源:國知局
核酸擴增反應裝置以及核酸擴增方法
【專利摘要】本發明提供一種新型且處理迅速的核酸擴增反應裝置以及核酸擴增方法。核酸擴增反應裝置的特征在于,具備:(A)旋轉體,其安裝包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸擴增反應容器;(B)控制部,其使上述旋轉體旋轉,使上述反應液在第一區域與第二區域之間往復;以及(C)熒光測定器,其在沿上述旋轉體旋轉時的上述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行上述反應液的熒光測定。
【專利說明】核酸擴增反應裝置以及核酸擴增方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及核酸擴增反應裝置以及核酸擴增方法。

【背景技術】
[0002] 專利文獻1、2公開了通過使填充了反應液、和與反應液相分離的比反應液的比重 小的油的生物芯片旋轉,使反應液在生物芯片的內部移動來實施熱循環的裝置。但是,在專 利文獻1、2中,在進行實時PCR時,用于進行反應液的熒光測定的熒光測定裝置固定于核酸 擴增反應裝置的特定的位置。
[0003] 專利文獻1 :日本特開2009 - 136250號公報
[0004] 專利文獻2 :日本特開2012 - 115208號公報


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種新型且處理迅速的核酸擴增反應裝置以及核酸擴增 方法。
[0006] 用于實現上述目的的主要發明是一種核酸擴增反應裝置,其特征在于,具備:
[0007] (A)旋轉體,其能夠安裝包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸 擴增反應容器;
[0008] (B)控制部,其用于使上述旋轉體旋轉,來使上述反應液在上述核酸擴增反應容器 的第一區域與第二區域之間往復;
[0009] (C)熒光測定器,其用于在沿上述旋轉體旋轉時的上述核酸擴增反應容器的旋轉 軌道的位置進行上述反應液的熒光測定。
[0010] 對于本發明的其他的特征,利用本說明書以及附圖的記載而明確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1A以及圖1B是筒1的說明圖。
[0012] 圖2A?圖2C是筒1的動作說明圖。
[0013] 圖3A?圖3D是罐3的說明圖。
[0014] 圖4是固定爪25以及導板26和安裝部62的說明圖。
[0015] 圖5A以及圖5B是PCR容器30的周邊的說明圖。
[0016] 圖6A是PCR裝置50的內部結構的立體圖。圖6B是PCR裝置50的主要結構的側 視圖。
[0017] 圖7是PCR裝置50的框圖。
[0018] 圖8A是旋轉體61的說明圖。圖8B是在旋轉體61的安裝部62安裝了筒1的狀 態的說明圖。
[0019] 圖9A?圖9D是安裝筒1時的PCR裝置50的狀態的說明圖。
[0020] 圖10是使磁鐵71向下方移動時的磁珠7的舉動的示意圖。
[0021] 圖11A?圖11C是核酸溶出處理的說明圖。
[0022] 圖12是使磁鐵71擺動時的磁珠7的舉動的示意圖。
[0023] 圖13是表示磁鐵71有無擺動的表。
[0024] 圖14A?圖14C是液滴形成處理的說明圖。
[0025] 圖15A以及圖15B是熱循環處理的說明圖。
[0026] 圖16A是旋轉體61旋轉中的熒光測定的第一說明圖,圖16B是旋轉體61旋轉中 的熒光測定的第二說明圖。
[0027] 圖17A是旋轉體61旋轉中的熒光測定的第三說明圖,圖17B是旋轉體61旋轉中 的熒光測定的第四說明圖。
[0028] 圖18A以及圖18B是第二實施方式的筒1的說明圖。
[0029] 圖19A是第二實施方式的筒1的初始狀態的說明圖。圖19B是從圖19A的狀態按 壓柱塞10,密封件12A與下注射筒22接觸時的側視圖。圖19C是按壓柱塞10之后的第二 實施方式的筒1的說明圖。
[0030] 圖20A以及圖20B是第二實施方式的PCR容器30的周邊的說明圖。
[0031] 圖21A以及圖21B是第三實施方式中的PCR裝置50的主要結構的側視圖。
[0032] 圖22A以及圖22B是第四實施方式中的PCR裝置50的主要結構的側視圖。
[0033] 圖23A以及圖23B是第五實施方式中的PCR裝置50的主要結構的側視圖。

【具體實施方式】
[0034] 根據本說明書以及附圖的記載,至少明確以下的事項。
[0035] -種核酸擴增反應裝置,其特征在于,具備:
[0036] (A)旋轉體,其能夠安裝包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸 擴增反應容器;
[0037] (B)控制部,其用于使上述旋轉體旋轉,使上述反應液在上述核酸擴增反應容器的 第一區域與第二區域之間往復;以及
[0038] (C)熒光測定器,其用于在沿上述旋轉體旋轉時的上述核酸擴增反應容器的旋轉 軌道的位置進行上述反應液的熒光測定。
[0039] 通過這樣,能夠使旋轉體旋轉而使反應液在第一區域與第二區域之間往復來供給 熱循環,并且在沿該核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行反應液的熒光測定,所以能 夠在使旋轉體旋轉的同時進行熒光測定。因此,能夠縮短使旋轉體停止的時間。而且,能夠 縮短熱循環的每次循環的時間,提供處理速度快的核酸擴增反應裝置。
[0040] 根據所述的核酸擴增反應裝置,優選上述熒光測定器與上述旋轉體一體地旋轉。
[0041] 通過這樣,能夠使熒光測定器與旋轉體一體地旋轉,所以能夠向反應液供給熱循 環,并在沿該核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行反應液的熒光測定。
[0042] 另外,也可以為上述熒光測定器沿上述核酸擴增反應容器的旋轉軌道,伴隨著上 述旋轉體的旋轉進行移動。
[0043] 通過這樣,能夠使熒光測定器自身沿核酸擴增反應容器的旋轉軌道移動,所以能 夠向反應液供給熱循環,并且在沿核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行反應液的熒光 測定。
[0044] 另外,也可以為上述熒光測定器的檢測部在沿上述核酸擴增反應容器的旋轉軌道 的位置伴隨著上述旋轉體的旋轉進行移動。
[0045] 通過這樣,能夠使熒光測定器的檢測部在沿旋轉軌道的位置移動,所以能夠基于 經由檢測部檢測出的亮度進行反應液的熒光測定。
[0046] 另外,上述熒光測定器也可以具備熒光測定器主體部、上述檢測部、以及連接上述 熒光測定器主體部和上述檢測部的光纖。
[0047] 通過這樣,將熒光測定器主體部自身固定于核酸擴增反應裝置,并經由光纖將檢 測部檢測出的反應液的亮度發送至熒光測定器主體部,能夠進行反應液的熒光測定。
[0048] 另外,優選上述熒光測定器在上述旋轉體旋轉時進行上述反應液的熒光測定。
[0049] 通過這樣,能夠在旋轉體的旋轉中通過熒光測定器進行反應液的熒光測定,所以 能夠縮短旋轉體的停止時間。而且,能夠縮短熱循環的每次循環的時間。
[0050] 另外,也可以將上述熒光測定器在沿上述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置配 置多個。
[0051] 通過這樣,各個熒光測定器檢測不同波長區域的亮度,能夠提供多重核酸擴增反 應裝置。
[0052] 另外,優選具有加熱上述第一區域的第一加熱器、和加熱上述第二區域的第二加 熱器。
[0053] 通過這樣,能夠在第一區域提供第一溫度,另外,能夠在第二區域提供第二溫度。
[0054] 另外,根據本說明書以及附圖的記載,至少還明確以下的事項。
[0055] 一種核酸擴增方法,包括:
[0056] 使包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸擴增反應容器旋轉,使 上述反應液在上述核酸擴增反應容器的第一區域與第二區域之間往復;以及
[0057] 在沿使上述旋轉體旋轉時的上述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行上述 反應液的熒光測定。
[0058] 通過這樣,能夠使旋轉體旋轉,使反應液在第一區域與第二區域之間往復來供給 熱循環,并且在沿該核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行反應液的熒光測定,所以能 夠在使旋轉體旋轉的同時進行熒光測定。因此,能夠縮短使旋轉體停止的時間。而且,能夠 縮短熱循環的每次循環的時間,提供處理速度快的核酸擴增反應裝置。
[0059] 第一實施方式
[0060] 首先,對安裝于PCR裝置50 (核酸擴增反應裝置)的筒進行說明,然后對本實施方 式的PCR裝置50的結構、動作進行說明。
[0061] 筒 1
[0062] 圖1A以及圖1B是筒1的說明圖。圖2A?圖2C是筒1的動作說明圖。圖2A是 筒1的初始狀態的說明圖。圖2B是從圖2A的狀態按壓柱塞10,密封件12A與下注射筒22 接觸時的側視圖。圖2C是按壓柱塞10后的筒1的說明圖。
[0063] 筒1是進行使核酸從核酸結合的磁珠7溶出的核酸溶出處理的容器,并且是對成 為PCR溶液的反應液47進行用于聚合酶反應的熱循環處理的容器。
[0064] 核酸提取處理在罐3中進行,在經過管20的期間被精制。管20的材質沒有特別 限定,例如可以為玻璃、塑料等樹脂、金屬等。特別是若選擇了透明的玻璃、樹脂作為管20 的材質,則能夠從管20的外部觀察內部,所以更優選。另外,若選擇使磁力透過的物質、非 磁性體作為管20的材質,則使磁性粒子經過管20等時,通過從管20的外部供給磁力而容 易使磁性粒子移動,故優選。另外,對于管的材質,由于在附近配置加熱器(后述的溶出用 加熱器65A、高溫側加熱器65B),所以優選具有至少KKTC以上的耐熱性。此外,管20的材 質也可以與罐的材質相同。
[0065] 管20具有清洗液塞子45、反應液塞子47以及油塞子。由于核酸結合的磁珠7被 外部的磁鐵吸引,所以通過使磁鐵沿管20在外部移動,使磁珠7在管20內移動,并使其經 過清洗液塞子45而到達反應液塞子47。與磁珠7結合的核酸在清洗液塞子45被清洗液 清洗,并在反應液塞子47溶出。這里,所謂"塞子(plug) "指特定的液體在管20內占一個 分區時的液體。例如,在圖2A?圖2C中將在毛細管23內保持為柱狀的液體稱為"塞子"。 應予說明,油與其他的溶液相分離(不與其他溶液混和),因此,由油構成的塞子具有防止 其兩側的水溶性的塞子相互混合的功能。優選在塞子中、塞子間沒有氣泡、其他的液體,但 只要磁珠7能夠通過塞子,則也可以存在氣泡、其他的液體。
[0066] 油的種類沒有特別限定,能夠使用礦物油、硅油(2CS硅油等)、植物油等,但通過 使用更高粘度的油,使核酸結合性固相載體在與上側的塞子的界面移動的情況下,能夠提 高油所帶來的"洗刷效果"。由此,使核酸結合性固相載體從上側的塞子移動至由油構成的 塞子移時,能夠使附著于核酸結合性固相載體的水溶性的成分更難以帶入油內。
[0067] 熱循環處理在筒1的PCR容器30中進行。PCR容器30被填滿油,反應液47與該 油相分離,因此,若將反應液塞子47從管20推到PCR容器30中,則反應液塞子47成為液 滴狀,另外,由于反應液塞子47的比重比油大,所以成為液滴狀的反應液47沉降。利用外 部的加熱器在PCR容器30形成高溫區域36A和低溫區域36B,若反復使筒1整體與加熱器 一起上下反轉,則液滴狀的反應液47在高溫區域36A與低溫區域36B之間交替移動,對作 為PCR溶液的反應液47實施兩個階段的溫度處理。
[0068] PCR容器30的材質沒有特別限定,但例如可以為玻璃、塑料等樹脂、金屬等。另外, 對于PCR容器30的材質,由于在附近有高溫側加熱器65B,所以優選具有至少KKTC以上的 耐熱性。若PCR容器30的材質選擇透明或者半透明的材質,則容易進行熒光測定(亮度測 定),所以優選。但是無需PCR容器30的全部區域均為透明或者半透明,至少與熒光測定器 55對置的部位(例如PCR容器30的底35A)為透明或者半透明即可。此外,PCR容器30的 材質也可以與罐3、柱塞10的材質相同。
[0069] 筒1由罐3和筒主體9構成。在構成筒1的試劑盒與罐3和筒主體9 一起預先準 備有接合器5。通過使罐3和筒主體9經由接合器5連接,組裝筒1。但也可以是將罐3直 接安裝于筒主體9的結構。
[0070] 在以下的筒1的構成要素的說明中,如圖2A所示,將沿長條的筒1的方向設為"長 邊方向",將罐3側設為"上游側",將PCR容器30側設為"下游側"。應予說明,有時也僅將 上游側表示為"上",將下游側表示為"下"。
[0071] ⑴罐
[0072] 圖3A?圖3D是罐3的說明圖。
[0073] 在試劑盒預先準備的罐3收納有溶解液41和磁珠7。在罐3的開口安裝有可卸下 的蓋34(參照圖34)。作為溶解液41,使用511硫氰酸胍、2%1^如11父一100、5〇11111^8 - HCl(pH7.2)。操作者取下蓋3A打開罐3的開口(參照圖3B),將附著有病毒的棉棒浸入罐 3內的溶解液41,將病毒采集到溶解液41中(參照圖3C)。在攪拌罐3內的液體時,也可以 在圖3C的狀態下晃動罐3,但這樣溶解液41容易溢出,因此優選如圖3D所示那樣,將帶有 蓋5A的接合器5安裝至罐3的開口后晃動罐3。由此,罐3內的物質被攪拌,病毒粒子被溶 解液41溶解,核酸游離,并且涂覆于磁珠7的二氧化硅吸附核酸。磁珠7相當于核酸結合 性固相載體。然后,操作者取下安裝于罐3的開口的接合器5的蓋5A取下,并將罐3經由 接合器5安裝至筒主體9 (參照圖2A)。
[0074] 罐3由具有可撓性的樹脂構成,罐3能夠膨脹。當柱塞10滑動而從圖2A的狀態 成為圖2B的狀態時,罐3膨脹,從而抑制管20內的液體的壓力過度上升,抑制管20內的液 體被推到下游側。優選在罐3形成變形部3B,以使罐3容易膨脹。
[0075] 應予說明,提取、擴增核酸的試樣并不限于病毒,也可以是細胞。細胞的來源也沒 有特別限定,可以是微生物,也可以是高等生物的組織切片、血液等。
[0076] 另外,溶解液41只要含有離液物質就沒有特別限定,但出于破壞細胞膜或者使細 胞中所含的蛋白質變性的目的,也可以含有表面活性劑。作為該表面活性劑,只要通常被用 于從細胞等提取核酸,就沒有特別限定,但具體而言,列舉了Triton-X等Triton系表面 活性劑、TWeen20等Tween系表面活性劑這樣的非離子性表面活性劑、N-月桂酰肌氨酸鈉 (SDS)等陰離子性表面活性劑,特別優選在0. 1?2%的范圍內使用非離子性表面活性劑。 并且,優選使溶解液含有2 -巰基乙醇或者二硫蘇糖醇等還原劑。溶解液也可以是緩沖液, 但優選是PH6?8的中性。考慮這些因素,具體而言,優選含有3?7M的胍鹽、0?5%的 非離子性表面活性劑、〇?〇. 2mM的EDTA、0?0. 2M的還原劑等。
[0077] 對于離液物質,只要在水溶液中產生離液離子(離子半徑大的一價陰離子),具有 使疏水性分子的水溶性增加的作用,有助于核酸向固相載體的吸附,就沒有特別限定。具體 而言,列舉了硫氰酸胍、鹽酸胍、碘化鈉,碘化鉀,高氯酸鈉等,但優選它們中蛋白質變性作 用強的硫氰酸胍或者鹽酸胍。這些離液物質的使用濃度因各物質而不同,例如優選在使用 硫氰酸胍的情況下在3?5. 5M的范圍內使用,在使用鹽酸胍的情況下使用5M以上。
[0078] 另外,對采集試樣的器具沒有特別限定,根據用途選擇刮鏟、棒、刮刀等代替棉棒 即可。
[0079] 對罐3的內容積沒有特別限定,但例如能夠為0.lmL以上100mL以下。對罐3的 材質沒有特別限定,但例如能夠為玻璃、塑料等樹脂、金屬等。但若特別地選擇透明的玻璃、 樹脂作為罐的材質,則能夠從罐3的外部觀察內部,所以更優選。此外,罐3和各管20即可 以一體成形,也可以可拆裝。若使用橡膠、彈性體、高分子等具有可撓性的材料作為罐3的 材質,則能夠通過在罐3安裝有蓋的狀態下使罐3變形,來對罐3的內部加壓。由此,能夠 從管的前端側將管20的內容物從管的內部向外部推出。
[0080] (2)筒主體
[0081] 筒主體9具有柱塞10、管20、以及PCR容器30。
[0082] (2 - 1)柱塞
[0083] 以下,參照圖2A?圖2C對柱塞10進行說明。
[0084] 柱塞10是從作為注射筒發揮作用的管20的下游側推出液體的可動式的推桿。柱 塞10具有將管20內的規定量的液體從管20的末端向PCR容器30推出的功能。另外,柱 塞10也具有經由接合器5安裝罐3的功能。
[0085] 柱塞10具有筒狀部11以及棒狀部12。筒狀部11設置在罐3側(上游側),棒狀 部12設置在管20側(下游側)。棒狀部12從筒狀部11的下游側的內壁被板狀的兩個凸 緣13支撐。棒狀部12的下游側從筒狀部11向下游側突出。
[0086] 筒狀部11在上游側和下游側開口,筒狀部11的內壁成為液體的通路。在筒狀部 11的上游側(罐3側)的開口嵌合接合器5。也可以在試劑盒預先準備的筒主體9的柱塞 10上安裝能夠在筒狀部11的上游側的開口卸下的蓋。筒狀部11的下游側的開口位于管 20的上注射筒21的內部。從筒狀部11的上游側的開口導入的磁珠7通過筒狀部11的內 部,并穿過凸緣13的表面和背面而從筒狀部11的下游側的開口出來,導入至管20的上注 射筒21。
[0087] 筒狀部11的下游側與管20的上注射筒21的內壁嵌合。筒狀部11內接于管20 的上注射筒21,并且能夠相對于上注射筒21沿長邊方向滑動。
[0088] 在筒狀部11的上游側的開口的周圍形成有用于安裝接合器5的安裝臺11A。另 夕卜,安裝臺11A也是按壓柱塞10時被按壓的部位。通過按壓安裝臺11A,柱塞10相對于管 20滑動,從圖2A的狀態成為圖2C的狀態。若柱塞10向下游側移動,則安裝臺11A與管20 的上緣接觸(參照圖2C)。換句話說,柱塞10的安裝臺11A與管20的上緣的間隔為柱塞 10的滑動長度。
[0089] 棒狀部12在初始狀態下位于管20的上注射筒21的內部,并與下注射筒22 (參照 圖2A)分離。若柱塞10相對于管20滑動,則棒狀部12被插入至管20的下注射筒22,棒 狀部12內接于下注射筒22,并且相對于下注射筒22向下游方向滑動(參照圖2B以及圖 2C)。
[0090] 與棒狀部12的長邊方向正交的剖面的形狀是圓形。但是,只要能夠與管20的下 注射筒22的內壁嵌合,棒狀部12的剖面形狀能夠為圓形、橢圓形、多邊形,并不特別限定。
[0091] 在棒狀部12的下游側的端部形成有密封件12A。一旦密封件12A與下注射筒22 嵌合,則防止下游側的管20內的液體向上注射筒21逆流。而且,若將柱塞10從圖2B的狀 態按壓到圖2C的狀態,則管20內的液體被從下游側推出與在此期間密封件12A在下注射 筒22內滑動的體積相當的量。
[0092] 應予說明,密封件12A在下注射筒22內滑動的體積(從下游側推出管20內的液 體的量)比管20內的反應液塞子47以及第三油塞子48的總合多。由此,能夠以在管20 中不殘留反應液47的方式推出管20內的液體。
[0093] 對柱塞10的材質沒有特別限定,但例如能夠為玻璃、塑料等樹脂、金屬等。另外, 柱塞10的筒狀部11以及棒狀部12可以由相同的材質一體形成,也可以由不同的材質形 成。這里,利用樹脂分別成型筒狀部11以及棒狀部12,并經由凸緣13使筒狀部11和棒狀 部12接合來形成柱塞10。
[0094] 在柱塞10的內部預先收納有油42和第一清洗液43。由于柱塞10內的油42的比 重比第一清洗液43小,所以將罐3安裝至筒主體9時若使柱塞10的安裝臺11A朝上地堅 起筒主體9,則如圖2A所示,在罐3內的液體和筒主體9的第一清洗液43之間配置油42。 應予說明,作為油42,使用2CS硅油,作為第一清洗液43,使用8M鹽酸胍、0. 7%TritonX- 100。
[0095] 應予說明,第一清洗液43是與油42和油44混合時均相分離的液體即可。優選第 一清洗液43是水或者低鹽濃度水溶液,在低鹽濃度水溶液的情況下,優選是緩沖液。優選 低鹽濃度水溶液的鹽濃度在lOOmM以下,更優選在50mM以下,最優選在10mM以下。另外, 對低鹽濃度水溶液的下限沒有特別限定,但優選在〇.ImM以上,更優選在〇. 5mM以上,最優 選在ImM以上。另外,該溶液也可以含有Triton、Tween、SDS等表面活性劑,對pH沒有特 別限定。對用于制成緩沖液的鹽沒有特別限定,但優選使用1'1^8、冊?£3、?1?£3、磷酸等鹽。 并且,優先該清洗液含有不阻礙核酸向載體的吸附、逆轉錄反應、PCR反應等的量的乙醇。該 情況下,對乙醇濃度沒有特別限定,可以在70 %以下,也可以在60 %以下,還可以在50 %以 下,在40%以下,在30%以下,在20%以下,在10%以下,但優選在5%以下或者2%以下, 更優選在1 %以下或者0.5%以下,最優選在0.2%以下或者0. 1 %以下。
[0096] 此外,第一清洗液43也可以含有離液劑。例如若第一清洗液43含有鹽酸胍,則能 夠維持或者強化吸附于粒子等的核酸的吸附,并且能夠清洗粒子等。作為含有鹽酸胍時的 濃度,例如可以在3mol/L以上10mol/L以下,優選在5mol/L以上8mol/L以下。若鹽酸胍 的濃度在該范圍內,則能夠更穩定地使吸附于粒子等的核酸吸附,并清洗其他的雜質等。
[0097] (2 - 2)管
[0098] 以下,參照圖2A?圖2C對管20進行說明。
[0099] 管20為能夠使液體沿長邊方向流通的筒狀的形狀。管20具有上注射筒21、下注 射筒22以及毛細管23,各部的內徑階段性地不同。
[0100] 上注射筒21是能夠使液體沿長邊方向流通的筒狀的形狀。在上注射筒21的內壁 以可滑動的方式內接有柱塞10的筒狀部11,上注射筒21作為柱塞10的筒狀部11的注射 筒發揮作用。
[0101] 下注射筒22是能夠使液體沿長邊方向流通的筒狀的形狀。下注射筒22的內壁被 柱塞10的棒狀部12的密封件12A以能夠滑動的方式嵌合,下注射筒22作為柱塞10的棒 狀部12的注射筒發揮作用。
[0102] 毛細管23是能夠使液體沿長邊方向流通的細管狀的形狀。毛細管23的內徑是液 體能夠維持塞子的形狀的大小,這里為1. 〇mm。在毛細管23的末端(管20的下游側的端 部),內徑比1. 〇mm小,這里為0? 5mm。將毛細管23的末端的內徑設定為比后述的液滴狀的 反應液的直徑(1. 5?2. 0mm)小。由此,在反應液塞子47被從毛細管23的末端推出時,能 夠避免液滴狀的反應液附著在毛細管23的末端、或逆流入毛細管23內。
[0103] 應予說明,毛細管23是在內部具有空腔,且具有能夠使液體沿長邊方向流通的筒 狀的形狀即可,雖然也可以在長邊方向上彎曲,但優選為直線狀。管的內部的空腔只要能夠 使液體在管內維持塞子的形狀,則對大小、形狀均沒有特別限定。另外,管內的空腔的大小、 與長邊方向垂直的剖面的形狀也可以沿管的長邊方向變化。
[0104] 對與管的外形的長邊方向垂直的剖面的形狀也沒有限定。并且對管的壁厚(從內 部的空腔的側面到外部的表面的尺寸)也沒有特別限定。在管為圓筒狀的情況下,能夠將 其內徑(與內部的空腔的長邊方向垂直的剖面的圓的直徑)例如設為〇.5_以上2_以下。 若管的內徑在該范圍內,則在管的材質、液體的種類中廣闊的范圍內容易形成液體的塞子。 優選前端進一步變細為錐狀,能夠設為〇. 2mm以上1mm以下。并且,通過減小毛細管23的 末端的內徑(毛細管23的開口徑),能夠抑制在PCR容器30內液化了的反應液47吸附在 毛細管23的開口而不脫離。但是,若使毛細管23的末端的內徑過小,則形成許多的小的液 滴的反應液47。此外,若使毛細管23的末端以外的部分也與末端同樣地進行細徑化,則從 確保各塞子的體積的必要性考慮,筒1變長,因而不優選。
[0105] 毛細管23在內部從上游側依次具備第一油塞子44、清洗液塞子45、第二油塞子 46、反應液塞子47、第三油塞子48。換句話說,在水溶性的塞子(清洗液塞子45或者反應 液塞子47)的兩側配置有油塞子。
[0106] 此外,在比第一油塞子44靠上游側的上注射筒21以及下注射筒22預先收納有油 42以及清洗液43(參照圖2A)。上注射筒21以及下注射筒22的內徑比毛細管23的內徑 大,在上注射筒21以及下注射筒22中,不能夠將液體(油42以及清洗液43)維持為塞子 那樣的柱狀,但由于第一油塞子44被毛細管23保持塞子的形狀,所以抑制構成第一油塞子 44的油向上游側移動。
[0107] 清洗液塞子45可以由作為第二清洗液的5mMTris鹽酸緩沖液構成,但第二清洗液 可以是與在第一清洗液中述及的成分基本上相同的構成,可以與第一清洗液相同也可以不 同,但優選事實上不含有離液物質的溶液。這是為了不向后面的溶液帶入離液物質。如上 所述,也優選該清洗液包含不阻礙核酸向載體的吸附、逆轉錄反應、PCR反應等的量的乙醇。 該情況下,對乙醇濃度沒有特別限定,可以在70%以下,也可以在60%以下,還可以在50% 以下,在40%以下,在30%以下,在20%以下,在10%以下,但優選在5%以下或者2%以 下,更優選在1 %以下或者0.5%以下,最優選在0.2%以下或者0. 1 %以下。
[0108] 清洗液塞子45也可以由被油的塞子隔開的多個塞子構成。在清洗液塞子45由多 個塞子構成的情況下,各塞子的液體可以相同也可以不同。其中,只要至少有一個清洗液的 塞子,則對其他的塞子的液體沒有特別限定,但優選全部的塞子均為清洗液。例如能夠考慮 管20的長度、清洗的對象等來適當地設定分割清洗液塞子45的數目。
[0109] 反應液塞子47例如由以下的反應液構成。
[0110] 0. 2u/uLAMV逆轉錄酶(NIPPONGENE)
[0111] 0. 125u/uLGeneTaqNTPCR酶(NIPPONGENE)
[0112] 0. 5mMdNTP
[0113] 1. 0uM 引物(forward)
[0114] 1. 0uM 引物(reverse)
[0115] 0. 5uM 探針(Taqman)
[0116] 4.Omg/mLBSA
[0117] xl緩沖劑(MgCl27mM;TrispH9. 025mM;KC150mM)
[0118] 所謂反應液47指使吸附于核酸結合性固相載體的核酸從載體溶出到液體中,進 行逆轉錄反應以及聚合酶反應的液體。因此,以核酸溶出后的反應液47直接成為用于逆轉 錄反應以及聚合酶反應的緩沖劑溶液的方式預先調制。反應液47含有使核酸溶出的溶出 液。
[0119] 反應液47用于逆轉錄反應,可以含有逆轉錄酶、dNTP、以及逆轉錄酶用引物(寡聚 核苷酸),另外,用于聚合酶反應,可以包含DNA聚合酶以及DNA聚合酶用引物(寡聚核苷 酸),還可以包含TaqMan探針、MolecularBeacon、循環探針等實時PCR用探針、SYBR綠等 嵌入劑用熒光色素。此外,作為反應阻礙防止劑,優選含有BSA(牛血清白蛋白)或者明膠。 溶劑優選為水,更優選事實上不含有乙醇、異丙醇等有機溶劑和離液物質。另外,優選含有 鹽,以形成逆轉錄酶用緩沖液和/或DNA聚合酶用緩沖液。用于形成緩沖液的鹽只要不阻 礙酶反應,就沒有特別限定,但優選使用1'1~^、冊?£5、?1?£5、磷酸等鹽。對逆轉錄酶沒有特 別限定,例如可以使用來自禽成髓細胞病毒(AvianMyeloblastVirus)、Ras相關病毒2型 (RasAssociatedVirus2 型)、莫洛尼小鼠白血病病毒(MouseMolonyMurineLeukemia Virus)、人類免疫缺陷病毒1型(HumanImmunodefficiencyVirusl型)的逆轉錄酶等,但 優選耐熱性的酶。對DNA聚合酶也沒有特別限定,但優選耐熱性的酶、PCR用酶,例如有Taq 聚合酶、Tfi聚合酶、Tth聚合酶、或者這些聚合酶的改良型等大量的市售品,但優選能夠進 行熱啟動的DNA聚合酶。
[0120] DNA聚合酶用引物可以對檢測的DNA容易地決定適當的序列。通常,為了擴增一種 DNA,含有5'側的引物和3'側的引物的引物對即可。此外,為了擴增多種DNA,通過預先含 有以不同的熒光色素標記的多種引物對,也能夠應對多重PCR。該情況下,適當地使TaqMan 探針也為多個即可。
[0121] 反應液中含有的dNTP、鹽的濃度對于使用的酶適當即可,但通常,使dNTP為10? 1000i!M,優選為100?500i!M,使Mg2+為1?100mM,優選為5?10mM,使C1 -為1? 2000mM,優選為200?700mM即可,對總離子濃度沒有特別限定,可以為高于50mM的濃度, 優選為高于l〇〇mM的濃度,進一步優選為高于120mM的濃度,更優選為高于150mM的濃度, 特別優選為高于200mM的濃度。優選上限為500mM以下,進一步優選為300mM以下,更優選 為200mM以下。引物用寡聚核苷酸分別使用0. 1?10iiM,優選使用0. 1?liiM。BSA或者 明膠的濃度為lmg/mL以下時,反應阻礙防止效果小,在10mg/mL以上時,則存在阻礙逆轉錄 反應及其后的酶反應的可能性,因而優選為1?10mg/mL。在使用明膠的情況下,作為其來 源可例示牛皮、豬皮、牛骨,但并不對其進行特別限定。明膠難以溶解時,也可以加溫使其溶 解。
[0122] 對反應液塞子47的體積沒有特別限定,可以以吸附核酸的粒子等的量等作為指 標適當地設定。例如,在粒子等的體積為0. 5yL時,反應液塞子47的體積只要為0. 5yL 以上就夠了,優選為〇.8iiL以上5iiL以下,更優選為liiL以上3iiL以下。只要反應液塞 子47的體積在這些范圍內,則例如,即使使核酸結合性固相載體的體積為0. 5yL,也能夠 從載體充分地溶出核酸。
[0123] 毛細管23的下游部插入至PCR容器30。由此,通過將管20內的反應液塞子47從 管20推出,能夠將反應液47導入至PCR容器30。
[0124] 通過毛細管23的外壁的環狀的凸部與PCR容器30的內壁接觸而形成上密封部。 另外,通過使比上密封部靠下游側的毛細管23的外壁與PCR容器30的內壁接觸而形成下 密封部。后述上密封部和下密封部。
[0125] 管20還具有固定爪25以及導板26。圖4是固定爪25以及導板26和安裝部62 的說明圖。
[0126] 固定爪25是將筒1固定于安裝部62的部件。若將筒1插入安裝部62,直至固定 爪25卡住,則筒1針對安裝部62被固定在正常的位置。換句話說,筒1針對安裝部62處 于異常的位置時,固定爪25不會卡住安裝部62。
[0127] 導板26是將筒1安裝于PCR裝置50的安裝部62時用于引導筒1的部件。在PCR 裝置50的安裝部62形成有導軌63A,管20的導板26沿導軌63A進行引導,將筒1插入安 裝部62并固定。筒1為長條形狀,但利用導板26進行引導來將筒1插入安裝部62,所以容 易將筒1針對安裝部62固定在正常的位置。
[0128] 固定爪25以及導板26是從毛細管23的左右突出的板狀的部件。在利用磁鐵使 管20內的磁珠7移動時,使磁鐵從板狀的固定爪25、導板26的垂直方向接近。由此,能夠 使磁鐵與管20內的磁珠7的距離接近。但是,只要能夠使磁鐵與管20內的磁珠7的距離 接近,則固定爪25以及導板26也可以是其他的形狀。
[0129] (2 -3)PCR容器
[0130] 圖5A以及圖5B是PCR容器30的周邊的說明圖。圖5A是初始狀態的說明圖。圖 5B是按壓柱塞10之后的狀態的說明圖。以下,也參照圖2A?圖2C對PCR容器30進行說 明。
[0131] PCR容器30是接受從管20推出的液體的容器,并且是在熱循環處理時收納反應液 47的容器。PCR容器相當于核酸擴增反應容器。
[0132] PCR容器30具有密封形成部31以及流路形成部35。密封形成部31是插入管20 的部分,是抑制從流路形成部35溢出的油向外部泄漏的部位。流路形成部35是比密封形 成部31靠下游側的部分,是形成液滴狀的反應液47移動的流路的部位。PCR容器30針對 管20固定在密封形成部31的上密封部34A和下密封部34B的兩個位置。
[0133] 密封形成部31具有油接受部32和階梯部33。
[0134] 油接受部32為筒狀的部位,作為接受從流路形成部35溢出的油的腔室發揮作用。 在油接受部32的內壁和管20的毛細管23的外壁之間存在縫隙,該縫隙成為接受從流路形 成部35溢出的油的油接受空間32A。油接受空間32A的體積比柱塞10的密封件12A在管 20的下注射筒22滑動的體積大。
[0135] 通過油接受部32的上游側的內壁與管20的環狀的凸部接觸,形成上密封部34A。 上密封部34A是允許空氣通過,并抑制油接受空間32A的油向外部泄漏的密封件。上密封 部34A以油因其表面張力而不泄漏的程度形成有通氣口。上密封部34A的通氣口可以是管 20的凸部與油接受部32的內壁之間的縫隙,也可以是形成于管20的凸部的孔、槽或者切 口。另外,也可以利用吸收油的吸油收材形成上密封部34A。
[0136] 階梯部33是設于油接受部32的下游側的有高低差的部位。階梯部33的下游部 的內徑比油接受部32的內徑小。階梯部33的內壁與管20的毛細管23的下游側的外壁接 觸。通過階梯部33的內壁與管20的外壁接觸,形成下密封部34B。下密封部34B是允許流 路形成部35的油向油接受空間32A流入,并且阻礙該流入的密封件。由于在下密封部34B 的壓力損失,流路形成部35的壓力比外部氣壓高,所以即使在熱循環處理時加熱流路形成 部35的液體,流路形成部35的液體也不容易產生氣泡。
[0137] 流路形成部35是管狀的部位,成為形成液滴狀的反應液47移動的流路的容器。在 流路形成部35填充有油。流路形成部35的上游側被管20的末端封閉,管20的末端朝向 流路形成部35開口。流路形成部35的內徑比管20的毛細管23的內徑大,比反應液塞子 47的容量的液體成為球狀時的外徑大。優選流路形成部35的內壁具有水溶性的反應液47 不附著的程度的防水性。
[0138] 此外,流路形成部35的上游側被外部的高溫側加熱器65B加熱到相對高溫(例如 約95°C),形成高溫區域36A。流路形成部35的下游側被外部的低溫側加熱器65C加熱到 相對低溫(例如約60°C),形成低溫區域36B。PCR容器30的底35A(下游側的端部)包含 于低溫區域36B。由此,在流路形成部35內的液體形成溫度梯度。
[0139] 如圖5A所示,在初始狀態,在PCR容器30的流路形成部35填充有油。油的界面 位于油接受空間32A的較下游側。油接受空間32A中的比油的界面靠上游側的體積比柱塞 10的密封件12A在管20的下注射筒22滑動的體積大。
[0140] 如圖5B所示,若按壓柱塞10,則管20內的液體被推到流路形成部35。在流路形 成部35預先填充有油,管20內的液體被推到該油中,所以氣體不流入流路形成部35。
[0141] 若按壓柱塞10,則首先,管20的第三油塞子48流入流路形成部35,與流入量對應 的油從流路形成部35流入油接受空間32A,油接受空間32A的油界面上升。此時,因下密 封部34B的壓力損失,流路形成部35的液體的壓力變高。第三油塞子48從管20被推出之 后,反應液塞子47從管20流入流路形成部35。由于流路形成部35的內徑比毛細管23的 內徑大,所以在管20內為塞子狀(柱狀)的反應液47在流路形成部35的油中成為液滴狀。 此外,由于油接受空間32A的初始狀態下的比油的界面靠上游側的體積比柱塞10的密封件 12A在管20的下注射筒22滑動的體積大,所以油不會從油接受空間32A溢出。
[0142] PCR裝置 50
[0143] 圖6A是PCR裝置50的內部結構的立體圖。圖6B是PCR裝置50的主要結構的側 視圖。圖7是PCR裝置50的框圖。PCR裝置50是使用筒1進行核酸溶出處理以及熱循環 處理的裝置。
[0144] 在以下的PCR裝置50的說明中,如圖所示,定義上下、前后、左右。即,將水平地設 置PCR裝置50的基座51時的垂直方向設為"上下方向",根據重力方向定義"上"和"下"。 另外,將筒1的旋轉軸的軸向設為"左右方向",并將與上下方向以及左右方向垂直的方向 設為"前后方向"。從筒1的旋轉軸觀察,將筒插入口 53A側設為"后",將相反側設為"前"。 將從前側觀察時的左右方向的右側設為"右",將左側設為"左"。
[0145] PCR裝置50具有旋轉機構60、磁鐵移動機構70、按壓機構80、熒光測定器55、以及 控制器90。
[0146] (1)旋轉機構60
[0147] 旋轉機構60是使筒1以及加熱器旋轉的機構。旋轉機構60使筒1以及加熱器上 下反轉,從而液滴狀的反應液47在PCR容器30的流路形成部35內移動,進行熱循環處理。
[0148] 旋轉機構60具有旋轉體61和旋轉用馬達66。圖8A是旋轉體61的說明圖。圖 8B是將筒1安裝于旋轉體61的安裝部62的狀態的說明圖。
[0149] 旋轉體61是能夠以旋轉軸為中心旋轉的部件。旋轉體61的旋轉軸被固定于基 座51的支撐臺52支撐。在旋轉體61設有安裝筒1的安裝部62和加熱器(溶出用加熱器 65A、高溫側加熱器65B以及低溫側加熱器65C)。若旋轉體61旋轉,則能夠在維持筒1和加 熱器的位置關系的狀態下使筒1上下反轉。旋轉用馬達66是使旋轉體61旋轉的動力源。 旋轉用馬達66根據來自控制器90的指示,使旋轉體61旋轉到規定的位置。也可以在旋轉 用馬達66與旋轉體61之間夾設齒輪等傳遞機構。
[0150] 此外,旋轉體61的旋轉軸與筒1的PCR容器30相比,位于管20的附近。換句話 說,旋轉體61的旋轉軸的高度位于安裝于安裝部62的筒1的管20的高度。這是因為管20 比PCR容器30長,所以若假設將PCR容器30的中心作為旋轉軸(若假設旋轉體61的旋轉 軸的高度位于PCR容器的高度),則旋轉體61大型化。
[0151] 安裝部62是安裝筒1的部位。安裝部62具有形成了槽口的固定部63。另外,形 成于加熱器(溶出用加熱器65A、高溫側加熱器65B以及低溫側加熱器65C)的插入孔64A 也作為安裝部62發揮作用。在PCR容器30插入至插入孔64A的狀態下,筒1的固定爪25 卡在固定部63的槽口,從而將筒1安裝于旋轉體61 (參照圖4)。這里,加熱器的一部分兼 作安裝部62,但安裝部62與加熱器也可以各自獨立。另外,安裝部62經由溶出用加熱器 65A被間接地固定于旋轉體61,但也可以直接設于旋轉體61。另外,安裝部62能夠安裝的 筒1的個數并不限于一個,也可以是多個。
[0152] 此外,安裝部62的固定部63作為固定筒1的管20的管固定部發揮作用,插入孔 64A作為固定PCR容器30的PCR容器固定部發揮作用。由此,由管20以及PCR容器30構 成的長條的筒1穩定地固定于安裝部62。
[0153] 在固定部63沿上下方向形成有導軌63A(參照圖4)。導軌63A在前后方向限制筒 1的導板26而將其引導至插入方向。通過導軌63A引導導板26而將筒1插入安裝部62, 所以筒1的PCR容器30被引導至插入孔64A,筒1針對安裝部62被固定于正常的位置。
[0154] PCR裝置50具備溶出用加熱器65A、和作為PCR用加熱器的高溫側加熱器65B以 及低溫側加熱器65C。各加熱器由未圖示的發熱源、和加熱塊構成。發熱源例如為筒加熱 器,插入于加熱塊。加熱塊例如為導熱系數高的鋁等金屬,抑制熱不均,并用來自發熱源的 熱加熱筒1內的液體。另外,為了不吸附使磁珠7移動的磁鐵71,優選加熱塊是非磁性體。
[0155] 溶出用加熱器65A是加熱筒1的反應液塞子47的加熱器。若筒1固定于正常的 位置,則溶出用加熱器65A與管20的反應液塞子47對置。例如,通過溶出用加熱器65A將 反應液塞子47加熱到約50°C,來促進核酸從磁珠游離。
[0156] 高溫側加熱器65B是加熱PCR容器30的流路形成部35的上游側的加熱器。若筒 1固定于正常的位置,則高溫側加熱器65B與PCR容器30的流路形成部35的上游側(高溫 區域36A)對置。例如,高溫側加熱器65B將PCR容器30的流路形成部35的上游側的液體 加熱到約90?100°C。
[0157] 低溫側加熱器65C是加熱PCR容器30的流路形成部35的底35A的加熱器。若筒 1固定于正常的位置,則低溫側加熱器65C與PCR容器30的流路形成部35的下游側(低溫 區域36B)對置。例如,低溫側加熱器65C將PCR容器30的低溫區域36B的液體加熱到約 50 ?75°C。
[0158] 在高溫側加熱器65B與低溫側加熱器65C之間配置有隔離件65D。隔離件6?抑 制高溫側加熱器65B與低溫側加熱器65C之間的熱傳導。另外,隔離件65D也用于正確地 規定高溫側加熱器65B與低溫側加熱器65C之間的距離。由此,通過高溫側加熱器65B和 低溫側加熱器65C,在PCR容器30的流路形成部35內的液體形成溫度梯度。
[0159] 在分別構成溶出用加熱器65A、高溫側加熱器65B以及低溫側加熱器65C的加熱塊 上分別形成有構成插入孔64A的貫通孔。PCR容器30的底35A的外壁從低溫側加熱器65C 的插入孔64A的下側開口露出。熒光測定器55從插入孔64A的下側的開口測定反應液47 的亮度。
[0160] 此外,在高溫側加熱器65B以及低溫側加熱器65C分別設有溫度控制裝置,能夠設 定成適合各自的聚合酶反應的溫度。
[0161] (2)磁鐵移動機構70
[0162] 磁鐵移動機構70是使磁鐵71移動的機構。磁鐵移動機構70使磁鐵71吸引筒1 內的磁珠7,并且通過使磁鐵71移動來使磁珠7在筒1內移動。磁鐵移動機構70具有一對 磁鐵71、升降機構73以及擺動機構75。
[0163] 磁鐵71是吸引磁珠7的部件。作為磁鐵71能夠使用永磁鐵、電磁鐵等,但這里使 用不產生發熱等的永磁鐵。一對磁鐵71以在前后方向對置,且上下方向的位置幾乎相同的 的方式被臂72保持。各磁鐵71能夠從安裝于安裝部62的筒1的前側或者后側相對。一 對磁鐵71能夠從前后方向夾著安裝于安裝部62的筒1。通過使磁鐵71從與設置了筒1的 固定爪25或者導板26的方向(這里為左右方向)正交的方向(這里為前后方向)相對, 能夠使筒1內的磁珠7與磁鐵71的距離接近。
[0164] 升降機構73是使磁鐵71在上下方向上移動的機構。由于磁鐵71吸引磁珠7,所 以若配合磁珠7的移動而使磁鐵71在上下方向上移動,則能夠在上下方向上引導筒1內的 磁珠7。
[0165] 升降機構73具有在上下方向移動的滑架73A和升降用馬達73B。滑架73A是能夠 在上下方向移動的部件,被設于有筒插入口 53A的側壁53的滑架引導部73C引導而能夠在 上下方向移動。在滑架73A安裝有保持一對磁鐵71的臂72,所以若滑架73A在上下方向移 動,則磁鐵71在上下方向移動。升降用馬達73B是使滑架73A在上下方向移動的動力源。 升降用馬達73B根據來自控制器90的指示,使滑架73A移動至上下方向的規定的位置。升 降用馬達73B使用傳動帶73D以及滑輪73E使滑架73A在上下方向移動,但也可以通過其 他的傳遞機構使滑架73A在上下方向移動。
[0166] 滑架73A位于最上方的位置(退避位置)時,磁鐵71位于比筒1靠上側。滑架73A 位于退避位置時,即使筒1旋轉,升降機構73也不與筒1接觸。另外,升降機構73能夠使 滑架73A的位置下降到磁鐵71與反應塞子對置的位置。由此,升降機構73能夠使磁鐵71 移動,而使罐3內的磁珠7移動至反應塞子的位置。
[0167] 擺動機構75是使一對磁鐵71在前后方向擺動的機構。若使一對磁鐵71在前后 方向擺動,則各磁鐵71與筒1的間隔彼此不同地變化。磁珠7被吸引至距離近的磁鐵71, 所以通過使一對磁鐵71在前后方向擺動,筒1內的磁珠7在前后方向移動。
[0168] 擺動機構75具有擺動用馬達75A以及齒輪。擺動用馬達75A以及齒輪設于滑架 73A,能夠與滑架73A-起在上下方向移動。擺動用馬達75A的動力經由齒輪傳遞至臂72, 從而保持磁鐵71的臂72相對于滑架73A以擺動旋轉軸75B為中心旋轉。擺動機構75為 了防止磁鐵71與筒1接觸而使筒1損傷,使磁鐵71在磁鐵71和筒1在不接觸的范圍內擺 動。
[0169] 擺動旋轉軸75B是臂72的旋轉軸。擺動旋轉軸75B與左右方向平行,以使磁鐵71 能夠在前后方向擺動。從右或者左觀察擺動旋轉軸75B時,擺動旋轉軸75B配置為向比筒1 靠前側或者后側偏移。由此,能夠避免滑架73A向下移動時筒1與臂72的接觸。此外,若 能夠使磁鐵71在前后方向擺動,則擺動旋轉軸75B也可以是與上下方向平行的軸。
[0170] (3)按壓機構80
[0171] 按壓機構80是按壓筒1的柱塞10的機構。通過利用按壓機構80按壓柱塞10,將 筒1的反應液塞子47以及油塞子推出至PCR容器30中,并在PCR容器30的油中形成液滴 狀的反應液47。
[0172] 按壓機構80具有柱塞用馬達81和桿82。柱塞用馬達81是使桿82移動的動力 源。桿82是按壓筒1的柱塞10的安裝臺11A的部件。不按壓筒1的罐3而按壓安裝臺 11A的理由是因為罐3可膨脹,由具有撓性的樹脂構成。在罐3不變形的情況下,也可以通 過按壓機構80按壓罐3來按壓柱塞10。
[0173] 桿82按壓柱塞10的方向不是上下方向,而是相對于上下方向傾斜45°的方向。 因此,在通過按壓機構80按壓柱塞10時,PCR裝置50在使旋轉體61旋轉45°,而使筒1 的長邊方向與桿82的移動方向一致后,使桿82移動。由于桿82按壓柱塞10的方向相對 于上下方向傾斜45°,所以容易以不與升降機構73發生干擾的方式配置按壓機構80。另 夕卜,由于桿82按壓柱塞10的方向相對于上下方向傾斜45°,所以能夠縮小PCR裝置50的 上下方向的尺寸。
[0174] (4)熒光測定器55
[0175] 熒光測定器55是測定PCR容器30的反應液47的亮度的測定器。熒光測定器55 以在與筒1的PCR容器30的底35A對置的位置的方式固定于安裝部62。即,熒光測定器 55以能夠與旋轉體61 -體旋轉的方式固定,若旋轉體61旋轉,則熒光測定器55也隨之在 旋轉軌道上移動。
[0176] 熒光測定器55從低溫側加熱器65C的插入孔64A的下側開口測定位于PCR容器 30的底35A的反應液47的亮度。此外,為了能夠與多重PCR對應,優選熒光測定器55能夠 進行多個波長區域的亮度檢測。
[0177] (5)控制器 90
[0178] 控制器90是進行PCR裝置50的控制的控制部。控制器90例如具有CPU等處理 器和ROM、RAM等存儲裝置。在存儲裝置存儲有各種程序以及數據。另外,存儲裝置提供展 開程序的區域。處理器通過執行存儲于存儲裝置的程序,實現各種處理。
[0179] 例如,控制器90控制旋轉用馬達66,使旋轉體61旋轉至規定的旋轉位置。在旋轉 機構60設有未圖示的旋轉位置傳感器,控制器90根據旋轉位置傳感器的檢測結果使旋轉 用馬達66驅動、停止。
[0180] 另外,控制器90控制加熱器(溶出用加熱器65A、高溫側加熱器65B以及低溫側加 熱器65C),使各加熱器發熱。在構成加熱器的加熱塊設有未圖不的溫度傳感器,控制器90 根據溫度傳感器的檢測結果,控制筒加熱器的開啟、關閉。
[0181] 另外,控制器90控制升降用馬達73B,使磁鐵71在上下方向移動。在PCR裝置50 設有檢測滑架73A的位置的未圖示的位置傳感器,控制器90根據位置傳感器的檢測結果使 升降用馬達73B驅動、停止。
[0182] 另外,控制器90控制擺動用馬達75A,使磁鐵71在前后方向擺動。在PCR裝置50 設有檢測保持磁鐵71的臂72的位置的位置傳感器,控制器90根據位置傳感器的檢測結果 使擺動用馬達75A驅動、停止。
[0183] 另外,控制器90控制熒光測定器55,測定PCR容器30的反應液47的亮度。控制 器90在熒光測定器55與筒1的PCR容器30的底35A對置時,使熒光測定器55進行測定。 測定結果保存于存儲裝置。
[0184] 動作說明
[0185] (1)筒1的安裝動作
[0186] 圖9A?圖9D是筒1的安裝時的PCR裝置50的狀態的說明圖。圖9A是筒1的安 裝前的初始狀態的說明圖。圖9B是待機狀態的說明圖。圖9C是筒1的安裝后的說明圖。 圖9D是筒1的安裝狀態下的初始狀態的說明圖。
[0187] 如圖9A所示,在筒1的安裝前的初始狀態中,安裝部62的安裝方向為上下方向。 在以下的說明中,將該狀態的旋轉體61的旋轉位置作為基準(0° ),且以從右觀察逆時針 旋轉為正方向來表示旋轉體61的旋轉位置。
[0188] 如圖9B所示,控制器90驅動旋轉用馬達66,使旋轉體61旋轉一 30°。該狀態 下,操作者將筒1從筒插入口 53A插入安裝部62。此時,利用導軌63A引導導板26而將筒 1插入安裝部62,所以筒1的PCR容器30被引導至安裝部62的插入孔64A。操作者插入筒 1,直至筒1的固定爪25卡住固定部63的槽口。由此,筒1針對安裝部62固定于正常的位 置。假設PCR容器30未被插入插入孔64A,筒1針對安裝部62處于異常的位置時,筒1的 固定爪25不卡在固定部63的槽口,所以操作者能夠識別筒1處于異常的位置。
[0189] 如圖9C所示,若筒1針對安裝部62固定于正常的位置,則管20的反應液塞子47 與溶出用加熱器65A對置,PCR容器30的流路形成部35的上游側(高溫區域36A)與高溫 側加熱器65B對置,PCR容器30的流路形成部35的下游側(低溫區域36B)與低溫側加熱 器65C對置。在旋轉體61設有安裝部62以及加熱器,所以即使旋轉體61旋轉,筒1與加 熱器的位置關系也維持為原樣。
[0190]筒1安裝在安裝部62之后,如圖9D所示,控制器90使旋轉體61旋轉30°,使旋 轉體61的位置返回到基準。此外,控制器90可以通過未圖示的傳感器檢測筒1安裝于安 裝部62,也可以通過來自操作者的輸入操作來檢測。
[0191] (2)核酸溶出處理
[0192] ?磁鐵71的上下移動
[0193] 圖10是使磁鐵71向下方移動時的磁珠7的舉動的示意圖。筒1內的磁珠7被磁 鐵71吸引。因此,若磁鐵71在筒1的外部移動,則筒1內的磁珠7與磁鐵71 -起移動。
[0194] 圖11A?圖11C是核酸溶出處理的說明圖。圖11A是核酸溶出處理前的PCR裝置 50的狀態的說明圖。圖11B是使磁鐵71移動到反應液塞子47時的PCR裝置50的狀態的 說明圖。圖11C是使磁鐵71上升時的PCR裝置50的狀態的說明圖。
[0195] 如圖11A所示,初始狀態的筒1使罐3在上側,長邊方向與垂直方向平行。該狀態 下,如圖2A所示,筒1從上開始依次具備包含磁珠7的溶解液41 (罐3)、油42 (柱塞10)、 清洗液43 (管20的上游側)、第一油塞子44 (毛細管23)、清洗液塞子45 (毛細管23)、第 二油塞子46 (毛細管23)、反應液塞子47 (毛細管23)、第三油塞子48 (毛細管23)、油(PCR 容器30)。
[0196] 如圖11A所示,在初始狀態,滑架73A位于最上方的位置(退避位置),磁鐵71位 于筒1上側。從該狀態開始,控制器90驅動升降用馬達73B,使滑架73A逐漸向下方移動, 使磁鐵71逐漸向下方移動。此外,筒1的長邊方向與垂直方向平行,所以磁鐵71沿筒1移 動。
[0197] 若磁鐵71向下方移動,則磁鐵71與罐3對置,罐3內的磁珠7被磁鐵71吸引。控 制器90使滑架73A以磁珠7能夠與磁鐵71 -起移動的程度的速度向下方移動。
[0198] 若磁鐵71從與罐3對置的位置(罐3的高度)移動到與柱塞10對置的位置(柱 塞10的高度),則磁珠7通過柱塞10的筒狀部11的上游側的開口,并通過罐3內的溶解液 41與筒主體9的上游側的油42的界面。由此,結合了核酸的磁珠7導入筒主體9。磁珠7 通過與油42的界面時,溶解液41被油42洗刷,所以溶解液41的成分不容易帶入油42中。 由此,能夠抑制溶解液41的成分混入清洗液、反應液47。
[0199] 若磁鐵71在與柱塞10對置的狀態下向下方移動,則磁珠7通過筒狀部11的內部, 穿過凸緣13的表面和背面從筒狀部11的下游側的開口出來,并導入管20的上注射筒21。 在此期間,磁珠7在柱塞10內通過油42和清洗液43的界面。若磁珠7導入清洗液43,則 與磁珠7結合的核酸被清洗液43清洗。
[0200] 在該階段中,柱塞10的棒狀部12未插入管20的下注射筒22,所以若磁鐵71從與 上注射筒21對置的位置(上注射筒21的高度)移動到與毛細管23對置的位置(毛細管 23的高度),則磁珠7從上注射筒21向下注射筒22移動,并從下注射筒22移動至毛細管 23。在毛細管23的上游側有第一油塞子44,在磁珠7從下注射筒22移動到毛細管23時, 磁珠7通過清洗液43與油的界面。此時,清洗液43被油洗刷,所以清洗液43的成分不容 易帶入油中。由此,能夠抑制清洗液43的成分混入清洗液塞子45、反應液塞子47。
[0201] 若磁鐵71從與第一油塞子44對置的位置(第一油塞子44的高度)移動到與清 洗液塞子45對置的位置(清洗液塞子45的高度),則磁珠7通過油與清洗液的界面。若磁 珠7導入清洗液塞子45,則與磁珠7結合的核酸被清洗液清洗。
[0202] 若磁鐵71從與清洗液塞子45對置的位置(清洗液塞子45的高度)移動至與第 二油塞子46對置的位置(第二油塞子46的高度),則磁珠7通過清洗液與磁珠7清洗液與 油的界面。此時,清洗液被油洗刷,所以清洗液的成分不容易帶入油中。由此,能夠抑制清 洗液的成分混入反應液塞子47。
[0203] 若磁鐵71從與第二油塞子46對置的位置(第二油塞子46的高度)移動至與反 應液塞子47對置的位置(反應液塞子47的高度),則磁珠7通過油與反應液47的界面。
[0204] 控制器90在磁珠7導入反應液塞子47之前,控制溶出用加熱器65A,將反應液塞 子47加熱到約50°C。另外,通過在導入磁珠7之前加熱反應液47,能夠縮短從磁珠7導入 反應液47到核酸溶出結束的時間。
[0205] 如圖11B所示,磁鐵71移動到與反應液塞子47對置的位置(反應液塞子47的高 度)之后,控制器90使升降用馬達73B停止,使磁鐵71的上下方向的移動停止,且在50°C 下處理30秒,使與磁珠7結合的核酸游離到反應液塞子47的液體中,進行逆轉錄反應。通 過加熱反應液47,促進核酸從磁珠7的溶出以及逆轉錄反應。
[0206] 在反應液塞子47使核酸溶出之后,控制器90使升降用馬達73B向與之前相反的 方向驅動,使滑架73A逐漸向上方移動,使磁鐵71逐漸向上方移動。控制器90使滑架73A 以磁珠7能夠與磁鐵71 -起移動的程度的速度向上方移動。
[0207] 若磁鐵71從圖11B所示的狀態向上方移動,則磁珠7從反應液塞子47向第二油 塞子46移動,而從反應液塞子47去除磁珠7。
[0208] 若磁鐵71逐漸移動到與上注射筒21對置的位置,則磁珠7也移動到上注射筒21, 磁珠7與下注射筒22相比位于上側。若使磁珠7移動到該位置,則按壓柱塞10時,磁珠7 不會導入PCR容器30。因此,控制器90在從該狀態到圖11C所示的狀態期間,也可以使滑 架73A以磁珠7不能夠追隨磁鐵71的移動的程度的速度向上方移動。此外,只要按壓柱塞 10時,磁珠7不導入PCR容器30,則也可以在更早的階段加快滑架73A的移動速度。
[0209] 在控制器90的存儲裝置存儲有與磁鐵71的移動速度有關的信息,控制器90根據 該信息執行上述動作(使磁鐵71上下移動的動作)。
[0210] ?磁鐵71的擺動
[0211] 使磁鐵71在上下方向移動的期間,控制器90也可以驅動擺動用馬達75A,使夾著 筒1的一對磁鐵71在前后方向擺動。
[0212] 圖12是使磁鐵71擺動時的磁珠7的舉動的示意圖。
[0213] 磁鐵71在上下方向移動的期間,管20從前后方向被一對磁鐵71夾著。一對磁鐵 71被臂72保持,所以一對磁鐵71的前后方向的距離幾乎恒定。因此,若一對磁鐵71中的 一個接近管20,則另一個遠離管20。
[0214] 磁珠7被距離近的磁鐵71吸引,所以若一個磁鐵71接近管20,則磁珠7被吸引 至該磁鐵71側。然后,若該磁鐵71遠離管20,而相反側的磁鐵71接近管20,則這次磁珠 7被吸引至相反側的磁鐵71。由此,磁珠7在前后方向移動。若使一對磁鐵71在前后方向 擺動,則磁珠7在前后方向往復移動。
[0215] 若磁珠7在前后方向往復移動,則液體容易與磁珠7接觸。特別是在毛細管23內 的液體幾乎不具有流動性,所以欲使毛細管23內的液體盡量與磁珠7接觸的情況下,磁珠 7在前后方向往復移動很有效。
[0216] 圖13是表不磁鐵71的擺動的有無的表。
[0217] 磁珠7在油塞子(第一油塞子44或者第二油塞子46)內向下方移動時,控制器90 使擺動馬達停止,不使磁鐵71擺動。此時,控制器90以使一對磁鐵71中的一個接近管20 的狀態使磁鐵71向下方移動。這是因為與使各磁鐵71與管20的距離均等的情況相比,磁 珠7容易追隨磁鐵71的移動。
[0218] 磁珠7在清洗液塞子45內向下方移動時,控制器90驅動擺動馬達,使磁鐵71在 前后方向擺動。由此,磁珠7在清洗液塞子45內在前后方向擺動,且向下方移動,所以能夠 提高磁珠7的清洗效率。另外,由于提高了清洗效率,所以能夠抑制清洗液塞子45的量,能 夠實現筒1的小型化。
[0219] 磁珠7通過清洗液與油(第二油塞子46)的界面時,控制器90使擺動馬達停止,不 使磁鐵71擺動。由此,磁珠7不擺動地通過界面,所以清洗液的成分不容易帶入油中。此 夕卜,控制器90在使一對磁鐵71中的一個接近管20的狀態,使磁鐵71向下方移動。由此, 磁珠7被距離近的磁鐵71吸引而凝集,附著于磁珠7的清洗液集中,所以清洗液的成分不 容易帶入油中。
[0220] 磁珠7處于反應液塞子47時,控制器90驅動擺動馬達,使磁鐵71在前后方向擺 動。由此,磁珠7在反應液塞子47內在前后方向上擺動,所以能夠提高與磁珠7結合的核 酸的溶出效率。另外,由于提高了溶出效率,所以能夠縮短磁珠7被導入反應液47至核酸 溶出結束的時間。
[0221] 此外,在反應液塞子47中溶出核酸之后,使磁鐵71向上方移動來使磁珠7上升 時,控制器90使擺動馬達停止,不使磁鐵71擺動。此時,控制器90以使一對磁鐵71中的 一個接近管20的狀態使磁鐵71向下方移動。由此,磁珠7容易追隨磁鐵71的移動,能夠 提高磁鐵71的移動速度。
[0222] 在控制器90的存儲裝置存儲有與毛細管23的各塞子的位置有關的信息和如圖13 所示那樣的擺動信息,控制器90根據該信息執行上述動作(使磁鐵71擺動的動作)。
[0223] (3)液滴形成處理
[0224] 圖14A?圖14C是液滴形成處理的說明圖。圖14A是使磁鐵71上升時的PCR裝 置50的狀態的說明圖。圖14B是使旋轉體61旋轉45°的狀態的說明圖。圖14C是按壓機 構80的桿82按壓柱塞10的狀態的說明圖。
[0225] 如圖14A所示,滑架73A位于退避位置時,即使筒1旋轉,升降機構73也不與筒1 接觸。成為這樣的狀態之后,控制器90使旋轉體61旋轉45°。
[0226] 如圖14B所示,若旋轉體61旋轉45°,則筒1的長邊方向與按壓機構80的桿82 的移動方向平行。控制器90驅動柱塞用馬達81,使桿82移動。在桿82與筒1的柱塞10 的安裝臺11A接觸之后,若進一步使桿82移動,則柱塞10被按入管20側。控制器90使桿 82移動至圖14C所示的狀態,按壓柱塞10,直至柱塞10的安裝臺11A接觸管20的上緣。
[0227] 若柱塞10被按入管20側,則柱塞10的棒狀部12的密封件12A與管20的下注射 筒22嵌合(參照圖2B)。而且,若進一步按入柱塞10,則密封件12A在下注射筒22內滑動。 由此,與密封件12A在下注射筒22內滑動的體積對應的量的管20的下游側的液體(第三 油塞子48、反應液塞子47等)被推出至PCR容器30的流路形成部35。
[0228] 首先,管20的第三油塞子48流入流路形成部35。在流路形成部35中填充有油, 所以與流入量對應的量的油從流路形成部35流入油接受空間32A,油接受空間32A的油界 面上升。此時,因在下密封部34B的壓力損失,流路形成部35的液體的壓力比外部氣壓(油 接受空間32A的壓力)高。第三油塞子48從管20推出之后,反應液塞子47從管20流入 流路形成部35。由于流路形成部35的內徑比毛細管23的內徑大,所以在管20內為塞子狀 的反應液47在流路形成部35的油中成為液滴狀。
[0229] 由于密封件12A在下注射筒22內滑動的體積(管20內的液體從下游側被推出的 量)比管20內的反應液塞子47以及第三油塞子48的總和多,所以反應液塞子47從管20 被推出之后,第二油塞子46的一部分也被推出至流路形成部35。由此,在管20不殘留反應 液47,反應液塞子47的液量全部成為液滴狀。另外,第二油塞子46的一部分從管20的下 游側被推出,從而液滴狀的反應液47容易從管20分離(液滴狀的反應液47不易吸附在毛 細管23的開口)。
[0230] 將毛細管23的末端的內徑(毛細管23的開口徑)設計較小,所以在PCR容器30 內液化的反應液47不易吸附在毛細管23的開口。另外,反應液47的比重比PCR容器30 的油大。因此,液滴狀的反應液47從毛細管23的末端分離,并將流路形成部35作為流路 朝向底35A沉降。但是,在該階段,由于流路形成部35的流路傾斜45°,所以液滴狀的反應 液47容易附著在流路形成部35的內壁。因此,需要將流路形成部35的流路返回至垂直方 向。
[0231] 形成了液滴狀的反應液47之后(按壓柱塞10之后),控制器90向與之前相反的 方向驅動柱塞用馬達81,使桿82返回到原來的位置。在該狀態下,即使筒1旋轉,按壓機構 80的桿82也不接觸筒1。成為這樣的狀態之后,控制器90使旋轉體61返回到基準位置。 一旦旋轉體61返回至基準位置,流路形成部35的流路成為垂直方向,所以液滴狀的反應液 47不易附著在流路形成部35的內壁。
[0232] (4)熱循環處理
[0233] 圖15A以及圖15B是熱循環處理的說明圖。圖15A是對反應液47實施低溫側的 溫度處理的狀態的說明圖。圖15B使對反應液47實施高溫側的溫度處理的狀態的說明圖。 在各圖的左側示出了PCR裝置50的狀態,在各圖的右側示出了PCR容器30的流路形成部 35的內部的狀態。
[0234] 若筒1針對安裝部62被固定于正常的位置,則PCR容器30的流路形成部35的上 游側(高溫區域36A)與高溫側加熱器65B對置,且PCR容器30的流路形成部35的下游側 (低溫區域36B)與低溫側加熱器65C對置。熱循環處理期間,控制器90通過設于旋轉體 61的高溫側加熱器65B,將PCR容器30的流路形成部35的上游側的高溫區域36A的液體 加熱到約90?100°C。另外,控制器90通過設于旋轉體61的低溫側加熱器65C,將流路形 成部35的下游側的低溫區域36B的液體加熱到約50?75°C。由此,在熱循環處理期間,在 PCR容器30的流路形成部35內的液體形成溫度梯度。在旋轉體61設有安裝部62以及加 熱器,所以即使旋轉體61旋轉,筒1與加熱器的位置關系也維持原樣。
[0235] 在熱循環處理期間,PCR容器30內的液體被加熱。假設若對PCR容器30的液體 進行加熱而產生了氣泡,則存在流路形成部35內的液體的溫度產生偏差,或阻礙流路形成 部35中的液滴狀的反應液47的移動(沉降)的可能性。但是,在本實施方式中,通過在下 密封部34B的壓力損失,使流路形成部35的液體的壓力比外部氣壓高,所以PCR容器30的 液體不易產生氣泡。
[0236] 如圖15A所示,在旋轉體61處于基準位置時,低溫側加熱器65C位于高溫側加熱 器65B的下側,且筒1的PCR容器30的底35A在下方。由于液滴狀的反應液47的比重比 油大,所以液滴狀的反應液47在流路形成部35內沉降。液滴狀的反應液47-旦在流路形 成部35內沉降,會到達PCR容器30的底35A,于是結束沉降并停在低溫區域36B。由此,液 滴狀的反應液47移動至低溫區域36B。控制器90以規定時間保持圖15A的狀態,并在低 溫區域36B將液滴狀的反應液47加熱到約50?75°C(實施低溫側的溫度處理)。在此期 間,發生聚合酶反應的延伸反應。
[0237] 若控制器90驅動旋轉用馬達66,使旋轉體61從圖15A的狀態旋轉180°,則成為 圖15B所示的狀態。旋轉體61從基準位置旋轉180°,筒1上下反轉,并且高溫側加熱器 65B以及低溫側加熱器65C也上下反轉。換句話說,高溫側加熱器65B位于低溫側加熱器 65C的下側,且筒1的PCR容器30的底35A在上方。液滴狀的反應液47 -旦在流路形成部 35內沉降,則到達管20的末端(毛細管23的末端),于是結束沉降并停留在高溫區域36A。 由此,液滴狀的反應液47移動到高溫區域36A。控制器90以規定時間保持圖15B的狀態, 并在高溫區域36A將液滴狀的反應液47加熱到約90?100°C(實施高溫側的溫度處理)。 在此期間,發生聚合酶反應的變性反應。
[0238] 若控制器90驅動旋轉用馬達66,使旋轉體61從圖15B的狀態旋轉一 180°,則返 回到圖15A的狀態。在該狀態下,一旦液滴狀的反應液47在流路形成部35內沉降,則液滴 狀的反應液47移動至低溫區域36B,并在低溫區域36B再次被加熱到約50?75°C(實施 低溫側的溫度處理)。此外,將毛細管23的末端的內徑(毛細管23的開口徑)設計得較 小,所以反應液47不易吸附在毛細管23的開口,所以若將旋轉體61從圖15B的狀態旋轉一 180°,則液滴狀的反應液47不吸附于毛細管23的開口,就離開管20并朝向PCR容器30 的底35A沉降。
[0239] 控制器90驅動旋轉用馬達66,以規定循環次數反復使旋轉體61的旋轉位置為圖 15A的狀態和圖15B的狀態。由此,PCR裝置50能夠針對反應液47實施PCR的熱循環處 理。
[0240] 在控制器90的存儲裝置存儲有高溫側加熱器65B的溫度、低溫側加熱器65C的溫 度、保持圖15A的狀態的時間、保持圖15B的狀態的時間、循環次數(圖15A的狀態和圖15B 的狀態的反復次數)的熱循環信息,控制器90根據該熱循環信息,執行上述的處理。
[0241] (5)熒光測定
[0242] 圖16A是旋轉體61的旋轉中的熒光測定的第一說明圖,圖16B是旋轉體61的旋 轉中的熒光測定的第二說明圖。另外,圖17A是旋轉體61的旋轉中的熒光測定的第三說明 圖,圖17B是旋轉體61的旋轉中的熒光測定的第四說明圖。如上所述,在旋轉體61的安裝 部62固定有熒光測定器55。而且,熒光測定器55總是與筒1的PCR容器30的底35A對 置。
[0243] 在第一實施方式中,在旋轉體61從0°的基準位置(圖16A)到90°的位置(圖 17A)的期間,使旋轉體61旋轉的同時進行熒光測定。即,從圖16A的狀態開始旋轉體61的 旋轉,并且也開始熒光測定器55的熒光測定,如圖16B所示那樣,在旋轉體61的旋轉中也 進行熒光測定。
[0244] 這是因為如圖17A所示那樣,在旋轉體61直至到達90°為止的期間,反應液47都 保持沉降于底35a的狀態,所以若是突光測定器55與旋轉體61 -起旋轉的第一實施方式 中的PCR裝置50,則在旋轉體61的旋轉中也能夠進行熒光測定。此外,如圖17B所示,在旋 轉體61旋轉至超過90°的位置的情況下,反應液47開始朝向旋轉軸側移動。
[0245] 這樣,使旋轉體61旋轉的同時進行反應液47的熒光強度的測定,所以無需在進行 熒光強度的測定的期間使旋轉體61停止。即,在第一實施方式中的PCR裝置50中,雖然通 過使旋轉體61旋轉,使反應液47向高溫區域36A與低溫區域36B移動,對反應液47實施 規定的熱循環,但能夠在旋轉體61的旋轉中進行熒光測定,所以能夠使熒光測定所需要的 時間包含在旋轉體61旋轉的時間內。而且,進行實時PCR時,能夠縮短熱循環的每個循環 的時間。
[0246] 然而,在提供熱循環的過程中,使旋轉體61旋轉,但在使旋轉體61從圖15B的狀 態旋轉180°而向基準位置(圖16A)移動之后,存在液滴狀的反應溶液47還在PCR容器 30的流路形成部35內移動,而未到達PCR容器30的底35A的情況。
[0247] 因此,控制器90使旋轉體61的旋轉停止,直至旋轉體61的旋轉位置成為圖16A的 狀態后經過規定時間(反應液47沉降到底35A,并且經過聚合酶反應的延伸反應所需要的 時間),經過規定時間后,使旋轉體61的旋轉再次開始,并且也使熒光測定器55開始熒光強 度的測定(圖16A)。這樣,能夠在進行了聚合酶反應的延伸反應之后,通過熒光測定器55 進行反應液47的熒光測定。
[0248] 如上所述,核酸擴增反應裝置亦即PCR裝置50具備:旋轉體61,其具有安裝筒1的 安裝部(固定部63以及插入孔64A);以及PCR用加熱器(高溫側加熱器65B以及低溫側 加熱器65C),其用于在核酸擴增反應容器亦即PCR容器30的內部形成溫度梯度。安裝于旋 轉體61的筒1具備:管20,其具有包含溶出液的反應液塞子47 ;以及PCR容器30,其包含 油。而且,PCR裝置50使旋轉體61旋轉而使筒1的姿勢變化,從而從管20導入至PCR容 器30的液滴狀的反應液47在其內部移動。由此,PCR容器30的姿勢能夠與進行核酸溶出 處理的管20 -起變化,而進行聚合酶反應,所以能夠使處理時間縮短。
[0249] 根據上述的PCR裝置50,旋轉體61的旋轉軸與筒1的PCR容器30相比,位于管 20的附近。由此,能夠使旋轉體61小型化。應予說明,管20比PCR容器30長,所以若假設 將PCR容器30的中心設為旋轉軸,則旋轉體61大型化。
[0250] 固定筒1的管20的固定部63和固定PCR容器30的插入孔64A作為將筒安裝于 旋轉體的安裝部發揮作用。由此,由管20以及PCR容器30構成的長條的筒1被穩定地固 定。
[0251] 在上述的PCR裝置50中,PCR用加熱器(高溫側加熱器65B以及低溫側加熱器 65C)被設于旋轉體61。由此,無論旋轉體61的旋轉位置如何,都維持筒1的PCR容器30 與PCR用加熱器的位置關系,形成于PCR容器的內部的溫度梯度穩定。
[0252] 另外,在上述的PCR裝置50設有溶出用加熱器65A。由此,促進核酸從磁珠的游 離。
[0253] 上述的PCR裝置50具有使磁鐵71沿管20移動的磁鐵移動機構70 (升降機構73)。 由此,能夠使作為核酸結合性固相載體的磁珠的移動自動化,能夠使磁珠每次同樣地移動。
[0254] 另外,上述的磁鐵移動機構70具有擺動機構75。由此,能夠調整磁珠在管20的內 部的凝結、擴散,能夠提高清洗效率、溶出效率等,能夠使處理時間縮短。
[0255] 另外,上述的PCR裝置50具有按壓筒1的柱塞10的按壓機構80。由此,能夠使從 管20向PCR容器30導入使核酸溶出的反應液塞子47的處理自動化。
[0256] 第二實施方式
[0257] 在第二實施方式中,在PCR裝置50中安裝與第一實施方式不同的結構的筒1。
[0258] 筒 1
[0259] 圖18A以及圖18B是第二實施方式的筒1的說明圖。圖19A是第二實施方式的筒 1的初始狀態的說明圖。圖19B是從圖19A的狀態按壓柱塞10,密封件12A與下注射筒22 接觸時的側視圖。圖19C是按壓柱塞10之后的第二實施方式的筒1的說明圖。此外,在第 二實施方式的筒1的管20中,代替第一實施方式的反應液塞子47而具備溶出液塞子47A、 油塞子47B、以及核酸擴增反應液塞子47C。油塞子47B防止其兩側的水溶性的塞子亦即溶 出液塞子47A和核酸擴增反應液塞子47C相互混和。
[0260] 筒1是進行使核酸從結合了核酸的磁珠7溶出的核酸溶出處理的容器,并且是對 溶出液47A與核酸擴增反應液47C的混合液亦即PCR溶液進行用于聚合酶反應的熱循環處 理的容器。
[0261] 筒1的罐3以及筒主體9的形狀與第一實施方式相同。另外,筒1的罐3的溶解 液41也與第一實施方式相同。另外,筒主體9的油42、第一清洗液43、第一油塞子44、清洗 液塞子45 (第二清洗液)以及第二油塞子46也與第一實施方式相同。因此,省略這些部分 的說明。
[0262] 溶出液塞子47A以及核酸擴增反應液塞子47C例如由以下的反應液構成。
[0263]

【權利要求】
1. 一種核酸擴增反應裝置,其特征在于,具備: 旋轉體,其能夠安裝包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸擴增反應 容器; 控制部,其用于使所述旋轉體旋轉,來使所述反應液在所述核酸擴增反應容器的第一 區域與第二區域之間往復;以及 熒光測定器,其用于在沿所述旋轉體旋轉時的所述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位 置進行所述反應液的熒光測定。
2. 根據權利要求1所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器與所述旋轉體一體地旋轉。
3. 根據權利要求1所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器沿所述核酸擴增反應容器的旋轉軌道,伴隨著所述旋轉體的旋轉進行 移動。
4. 根據權利要求1所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器的檢測部在沿所述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置伴隨著所述 旋轉體的旋轉進行移動。
5. 根據權利要求4所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器具備熒光測定器主體部、所述檢測部、以及連接所述熒光測定主體部 和所述檢測部的光纖。
6. 根據權利要求1?5中任意一項所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器在所述旋轉體旋轉時進行所述反應液的熒光測定。
7. 根據權利要求1所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 所述熒光測定器在沿所述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置被配置多個。
8. 根據權利要求1?7中任意一項所述的核酸擴增反應裝置,其特征在于, 具有加熱所述第一區域的第一加熱器、和加熱所述第二區域的第二加熱器。
9. 一種核酸擴增方法,其特征在于,包括: 使包含核酸溶出的反應液和與該反應液相分離的油的核酸擴增反應容器旋轉,來使所 述反應液在所述核酸擴增反應容器的第一區域與第二區域之間往復;以及 在沿使所述旋轉體旋轉時的所述核酸擴增反應容器的旋轉軌道的位置進行所述反應 液的熒光測定。
【文檔編號】C12M1/36GK104342366SQ201410347402
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】村山壽郎, 大島敦 申請人:精工愛普生株式會社
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