JP2018029514A - Material amplification equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置を提供する。【解決手段】物質増幅装置1は、反応液150にヒートサイクルを施して物質を増幅する物質増幅装置であって、長手方向に反応液150を移動させる流路160を有する反応容器100を装着可能な装着部と、反応容器100の流路160の一端部に配置される第1領域170と、流路160の一端部とは反対方向の他端部に配置される第3領域190と、流路160の第1領域170と第3領域190との間の部位に配置される第2領域180と、第1領域170を第1温度に制御する第1加熱部210と、第2領域180を第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部220と、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる駆動機構と、を備える。【選択図】図2AProvided is a substance amplifying device capable of rapidly changing a temperature of a reaction solution from a temperature at which thermal denaturation is performed to a temperature at which an annealing / extension reaction is performed. The substance amplifying apparatus 1 is a substance amplifying apparatus for amplifying a substance by subjecting a reaction liquid 150 to a heat cycle, and a reaction vessel 100 having a flow path 160 for moving the reaction liquid 150 in a longitudinal direction can be mounted. A mounting portion, a first region 170 disposed at one end of the flow channel 160 of the reaction vessel 100, a third region 190 disposed at the other end in the direction opposite to the one end of the flow channel 160, A second region 180 disposed in a portion of the path 160 between the first region 170 and the third region 190, a first heating unit 210 that controls the first region 170 to a first temperature, and a second region 180 A second heating unit 220 that controls the second temperature lower than the first temperature; and a drive mechanism that moves the reaction liquid 150 between the first region 170, the second region 180, and the third region 190. [Selection] Figure 2A
Description
本発明は、物質増幅装置に関する。 The present invention relates to a substance amplification device.
従来、高速で核酸を増幅させる方法としてPCR(Polymerase Chain Reaction)法が広く普及しており、今後もPCR関連技術の応用範囲は拡大し続けると予想されている。PCR法は、増幅の対象とする核酸(標的核酸)及び試薬を含む溶液(反応液)に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。PCR法では、現在、熱変性、アニーリングおよび伸長の各工程間の熱サイクルに要する時間を短縮することにより、効率的に標的核酸を増幅させることが求められている。 Conventionally, a PCR (Polymerase Chain Reaction) method has been widely used as a method for amplifying nucleic acids at high speed, and the application range of PCR-related technology is expected to continue to expand in the future. The PCR method is a technique for amplifying a target nucleic acid by subjecting a solution (reaction solution) containing a nucleic acid (target nucleic acid) to be amplified and a reagent to thermal cycling. In the PCR method, it is currently required to efficiently amplify a target nucleic acid by shortening the time required for a thermal cycle between each step of thermal denaturation, annealing and extension.
特許文献1では、第1領域(高温/約95℃)と第2領域(低温/約66℃)との間で反応液の液滴を移動させてPCRを行う、熱サイクル装置が開示されている。
特許文献1に記載の熱サイクル装置においては、第1領域から第2領域に反応液を移動させたとき、周囲の液体(オイル)の温度が比較的高いため、例えば1サイクル2秒程度の超高速でヒートサイクルを付与する場合には、反応液の温度が速やかに奪われないことがある。そのため、ヒートサイクルの速度を向上させることが難しいという課題がある。
従って、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置が要望されていた。
In the thermal cycle apparatus described in
Accordingly, there has been a demand for a substance amplifying apparatus that can rapidly change the temperature of the reaction solution when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed to the temperature at which annealing / extension reaction is performed.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係る物質増幅装置は、反応液にヒートサイクルを施して物質を増幅する物質増幅装置であって、長手方向に反応液を移動させる流路を有する反応容器を装着可能な装着部と、反応容器の流路の一端部に配置される第1領域と、流路の一端部とは反対方向の他端部に配置される第3領域と、流路の第1領域と第3領域との間の部位に配置される第2領域と、第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、第2領域を第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。 [Application Example 1] A substance amplification apparatus according to this application example is a substance amplification apparatus that amplifies a substance by subjecting a reaction liquid to a heat cycle, and is equipped with a reaction vessel having a flow path for moving the reaction liquid in the longitudinal direction. A possible mounting portion, a first region disposed at one end of the flow path of the reaction vessel, a third region disposed at the other end in the direction opposite to the one end of the flow path, and a first of the flow path A second region disposed in a region between the region and the third region, a first heating unit that controls the first region to a first temperature, and a second region that is controlled to a second temperature lower than the first temperature. A second heating unit and a drive mechanism that moves the reaction liquid between the first region, the second region, and the third region are provided.
本適用例の物質増幅装置によれば、流路の一端部に第1領域が配置され、他端部に第3領域が配置され、第1領域と第3領域との間の部位に第2領域が配置される。そして、第1加熱部で第1領域を第1温度(例えば、熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部で第2領域を第1温度より低い第2温度(例えば、アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域は、例えば大気(室温)と接している。そして、駆動機構により、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる。
この構成により、反応液は、第1領域から第2領域を通過して第3領域に移動する。また、第3領域に移動した反応液は、第2領域を通過して第1領域に移動する。このため、第1領域で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第2領域を通過し、第2温度より低い例えば室温と接する第3領域に移動することにより、迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液は、第3領域から第2領域に移動し、第2領域から第1領域に移動することで第2温度から第1温度で加熱される。
これにより、例えば、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第1領域で熱変性が行われる。また、反応液は、第2領域から第1領域に移動する間でアニーリング・伸長反応が行われる。
従って、反応液の温度を、熱変性が行われる温度(第1領域での第1温度)からアニーリング・伸長反応が行われる温度(第2領域での第2温度)に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置を実現することができる。また、物質増幅装置のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the substance amplifying device of this application example, the first region is disposed at one end of the flow path, the third region is disposed at the other end, and the second region is disposed between the first region and the third region. An area is placed. And the 1st field is controlled by the 1st heating part to the 1st temperature (for example, temperature in which heat denaturation is performed). Further, the second heating unit controls the second region to a second temperature lower than the first temperature (for example, a temperature at which the annealing / elongation reaction is performed). The third region is in contact with, for example, the atmosphere (room temperature). Then, the reaction solution is moved between the first region, the second region, and the third region by the driving mechanism.
With this configuration, the reaction solution moves from the first region to the third region through the second region. Further, the reaction solution that has moved to the third region passes through the second region and moves to the first region. For this reason, the reaction liquid heated to a temperature close to the first temperature in the first region passes through the second region and moves to a third region that is lower than the second temperature, for example, in contact with room temperature. Can be reduced. Then, the reaction liquid whose temperature has been lowered moves from the third region to the second region, and moves from the second region to the first region, thereby being heated from the second temperature to the first temperature.
Thereby, for example, the reaction solution heated to a temperature close to the first temperature is thermally denatured in the first region. The reaction solution undergoes an annealing / extension reaction while moving from the second region to the first region.
Therefore, when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed (first temperature in the first region) to the temperature at which annealing / extension reaction is performed (second temperature in the second region), the temperature change Can be realized. Further, the heat cycle speed of the substance amplifying apparatus can be improved.
[適用例2]本適用例に係る物質増幅装置は、反応液にヒートサイクルを施して物質を増幅する物質増幅装置であって、長手方向に反応液を移動させる流路を有する反応容器を装着可能な装着部と、反応容器の流路の一端部に配置される第1領域と、流路の一端部とは反対方向の他端部に配置される第2領域と、流路の第1領域と第2領域との間の部位に配置される第3領域と、第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、第2領域を第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。 [Application Example 2] A substance amplification apparatus according to this application example is a substance amplification apparatus that amplifies a substance by subjecting a reaction liquid to a heat cycle, and is equipped with a reaction vessel having a flow path for moving the reaction liquid in the longitudinal direction. A possible mounting portion, a first region disposed at one end of the flow path of the reaction vessel, a second region disposed at the other end in the direction opposite to the one end of the flow path, and a first of the flow path. A third region disposed in a region between the region and the second region, a first heating unit that controls the first region to a first temperature, and a second region that is controlled to a second temperature lower than the first temperature. A second heating unit and a drive mechanism that moves the reaction liquid between the first region, the second region, and the third region are provided.
本適用例の物質増幅装置によれば、流路の一端部に第1領域が配置され、他端部に第2領域が配置され、第1領域と第2領域との間の部位に第3領域が配置される。そして、第1加熱部で第1領域を第1温度(例えば、熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部で第2領域を第1温度より低い第2温度(例えば、アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域は、例えば大気(室温)と接している。そして、駆動機構により、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる。
この構成により、反応液は、第1領域から第3領域を通過して第2領域に移動する。また、第2領域に移動した反応液は、第3領域を通過して第1領域に移動する。このため、第1領域で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第2温度より低い例えば室温と接する第3領域を移動することにより、迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液は、第3領域から第2領域に移動して第2温度で加熱される。
これにより、例えば、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第1領域で熱変性が行われる。また、反応液は、第3領域で温度を低下させ、第2領域において第2温度で加熱されてアニーリングが行われる。また、第2領域から第3領域を通過して第1領域に移動する際に伸長反応が行われる。
従って、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置を実現することができる。また、物質増幅装置のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the substance amplifying device of this application example, the first region is disposed at one end of the flow path, the second region is disposed at the other end, and the third region is disposed between the first region and the second region. An area is placed. And the 1st field is controlled by the 1st heating part to the 1st temperature (for example, temperature in which heat denaturation is performed). Further, the second heating unit controls the second region to a second temperature lower than the first temperature (for example, a temperature at which the annealing / elongation reaction is performed). The third region is in contact with, for example, the atmosphere (room temperature). Then, the reaction solution is moved between the first region, the second region, and the third region by the driving mechanism.
With this configuration, the reaction solution moves from the first region to the second region through the third region. Further, the reaction solution that has moved to the second region passes through the third region and moves to the first region. For this reason, the reaction liquid heated to the temperature close to the first temperature in the first region can be quickly lowered by moving the third region that is lower than the second temperature, for example, in contact with room temperature. Then, the reaction liquid whose temperature has been lowered moves from the third region to the second region and is heated at the second temperature.
Thereby, for example, the reaction solution heated to a temperature close to the first temperature is thermally denatured in the first region. In addition, the temperature of the reaction solution is decreased in the third region, and the reaction solution is heated at the second temperature in the second region to be annealed. In addition, an extension reaction is performed when moving from the second region to the first region through the third region.
Therefore, when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed to the temperature at which annealing / extension reaction is performed, a substance amplifying device capable of rapidly changing the temperature can be realized. Further, the heat cycle speed of the substance amplifying apparatus can be improved.
[適用例3]本適用例に係る物質増幅装置は、第1の流路と第2の流路とが屈曲部を介して接続されて形成される流路を反応液が移動する反応容器を装着可能な装着部と、流路の第1の流路側の端部の領域である第1領域と、流路の第2の流路側の端部の領域である第2領域と、流路の屈曲部の領域である第3領域と、第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、第2領域を第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。 [Application Example 3] In the substance amplification device according to this application example, a reaction vessel in which a reaction solution moves in a flow path formed by connecting a first flow path and a second flow path via a bent portion. A mounting portion that can be mounted, a first region that is an end region on the first channel side of the channel, a second region that is an end region on the second channel side of the channel, A third region that is a region of the bent portion; a first heating unit that controls the first region to a first temperature; a second heating unit that controls a second region to a second temperature lower than the first temperature; And a drive mechanism for moving the reaction solution between the region, the second region, and the third region.
本適用例の物質増幅装置によれば、流路は、屈曲部を介して第1の流路と第2の流路とが接続されて形成される。そして、流路の第1の流路側の端部に第1領域が配置され、第2の流路側の端部に第2領域が配置され、屈曲部に第3領域が配置される。そして、第1加熱部で第1領域を第1温度(例えば、熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部で第2領域を第1温度より低い第2温度(例えば、アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域は、例えば大気(室温)と接している。そして、駆動機構により、第1領域、第2領域、および第3領域の間で反応液を移動させる。
この構成により、反応液は、第1領域から、屈曲部に配置される第3領域に一旦止められた後、第2領域に移動する。また、第2領域に移動した反応液は、第3領域に一旦止められた後、第1領域に移動する。このため、第1領域で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第2温度より低い例えば室温と接する第3領域に移動して一旦移動を止められることにより、確実で迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液は、第3領域から第2領域に移動して第2温度で加熱される。
これにより、例えば、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液は、第1領域で熱変性が行われる。また、反応液は、第3領域で温度を低下させ、第2領域において第2温度で加熱されてアニーリングが行われる。また、第2領域から第3領域を通過して第1領域に移動する際に伸長反応が行われる。
従って、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置を実現することができる。また、物質増幅装置のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the substance amplifying device of this application example, the flow path is formed by connecting the first flow path and the second flow path via the bent portion. The first region is disposed at the end of the flow channel on the first flow channel side, the second region is disposed at the end of the second flow channel side, and the third region is disposed at the bent portion. And the 1st field is controlled by the 1st heating part to the 1st temperature (for example, temperature in which heat denaturation is performed). Further, the second heating unit controls the second region to a second temperature lower than the first temperature (for example, a temperature at which the annealing / elongation reaction is performed). The third region is in contact with, for example, the atmosphere (room temperature). Then, the reaction solution is moved between the first region, the second region, and the third region by the driving mechanism.
With this configuration, the reaction solution is temporarily stopped from the first region to the third region disposed in the bent portion, and then moved to the second region. In addition, the reaction solution that has moved to the second region is temporarily stopped by the third region and then moved to the first region. For this reason, the reaction liquid that has been heated to a temperature close to the first temperature in the first region moves to a third region that is lower than the second temperature, for example, in contact with room temperature, and is temporarily stopped. The temperature can be lowered. Then, the reaction liquid whose temperature has been lowered moves from the third region to the second region and is heated at the second temperature.
Thereby, for example, the reaction solution heated to a temperature close to the first temperature is thermally denatured in the first region. In addition, the temperature of the reaction solution is decreased in the third region, and the reaction solution is heated at the second temperature in the second region to be annealed. In addition, an extension reaction is performed when moving from the second region to the first region through the third region.
Therefore, when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed to the temperature at which annealing / extension reaction is performed, a substance amplifying device capable of rapidly changing the temperature can be realized. Further, the heat cycle speed of the substance amplifying apparatus can be improved.
[適用例4]上記適用例に記載の物質増幅装置において、第3領域を第2温度より低い第3温度に制御する第3加熱部を備えることが好ましい。 Application Example 4 In the substance amplifying device described in the above application example, it is preferable to include a third heating unit that controls the third region to a third temperature lower than the second temperature.
本適用例の物質増幅装置によれば、第3領域を第2温度より低い第3温度に制御する第3加熱部を備えることにより、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速で的確に行うことができる。 According to the substance amplifying device of this application example, the temperature of the reaction solution is annealed from the temperature at which heat denaturation is performed by including the third heating unit that controls the third region to a third temperature lower than the second temperature. When changing to the temperature at which the extension reaction takes place, the temperature change can be made quickly and accurately.
[適用例5]上記適用例に記載の物質増幅装置において、第3領域の外壁に沿って配置され、第1加熱部および/または第2加熱部からの熱を遮断する遮断部を備えることが好ましい。 Application Example 5 In the substance amplification device according to the application example described above, the substance amplification device includes a blocking unit that is arranged along the outer wall of the third region and blocks heat from the first heating unit and / or the second heating unit. preferable.
本適用例の物質増幅装置によれば、第3領域の外壁に沿って配置される遮断部を備えて第1加熱部および/または第2加熱部から第3領域への熱を遮断することにより、第1加熱部や、第2加熱部の熱が第3領域に影響を与えることを防止することができる。これにより、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことができる。 According to the substance amplifying device of this application example, by including a blocking unit disposed along the outer wall of the third region, by blocking heat from the first heating unit and / or the second heating unit to the third region The heat of the first heating unit and the second heating unit can be prevented from affecting the third region. Accordingly, when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed to the temperature at which annealing / extension reaction is performed, the temperature change can be performed quickly.
[適用例6]上記適用例に記載の物質増幅装置において、反応容器は相対する内壁を有し、相対する内壁の距離は、反応容器に反応液が配置された場合に、相対する内壁の両方に反応液が接触する距離であることが好ましい。 [Application Example 6] In the substance amplifying device described in the above application example, the reaction container has opposing inner walls, and the distance between the opposing inner walls is equal to both of the opposing inner walls when the reaction solution is arranged in the reaction container. It is preferable that it is the distance which a reaction liquid contacts.
本適用例の物質増幅装置によれば、反応容器に反応液が配置された場合に、反応液が相対する内壁の両方に接触する距離に設定されることにより、各加熱部の熱が反応容器を介して反応液に伝わりやすくなり、また、反応液の熱が各加熱部に伝わりやすくなり、反応液を効率的に所定の温度に変化させることができる。 According to the substance amplifying apparatus of this application example, when the reaction solution is arranged in the reaction vessel, the heat of each heating unit is set to the distance that the reaction solution contacts both of the opposing inner walls. The heat of the reaction liquid is easily transmitted to each heating unit, and the reaction liquid can be efficiently changed to a predetermined temperature.
[適用例7]上記適用例に記載の物質増幅装置において、駆動機構は、装着部に反応容器が装着された場合に、装着部、第1加熱部、および第2加熱部を回動させて第1の配置と第2の配置とを切り換え、第1の配置は、重力方向において第1領域が第2領域より下になる配置であり、第2の配置は、重力方向において第2領域が第1領域より下になる配置であることが好ましい。 Application Example 7 In the substance amplification device according to the application example described above, the drive mechanism rotates the mounting unit, the first heating unit, and the second heating unit when the reaction container is mounted on the mounting unit. Switching between the first arrangement and the second arrangement, the first arrangement is an arrangement in which the first region is below the second region in the direction of gravity, and the second arrangement is the second region in the direction of gravity. The arrangement is preferably lower than the first region.
本適用例の物質増幅装置によれば、駆動機構により、重力方向において第1領域が第2領域より下になる第1の配置と、重力方向において第2領域が第1領域より下になる第2の配置とを切換える。このように重力を利用することで、例えば、核酸を増幅するための、熱変性、アニーリングおよび伸長に要する時間を短縮することができる。 According to the substance amplifying device of this application example, the driving mechanism causes the first arrangement in which the first region is lower than the second region in the gravity direction, and the second arrangement in which the second region is lower than the first region in the gravity direction. Switch between 2 arrangements. By utilizing gravity in this way, for example, the time required for heat denaturation, annealing and elongation for amplifying nucleic acids can be shortened.
[適用例8]上記適用例に記載の物質増幅装置において、駆動機構は、装着部に反応容器が装着された場合に、反応容器を押圧して反応容器の内壁を密着させる押圧部を備えることが好ましい。 Application Example 8 In the substance amplification device according to the application example described above, the drive mechanism includes a pressing unit that presses the reaction container and closely contacts the inner wall of the reaction container when the reaction container is mounted on the mounting unit. Is preferred.
本適用例の物質増幅装置によれば、押圧部を備えて反応容器を押圧して内壁を密着させることにより、反応液を第1領域、第2領域、および第3領域の間で移動させることができる。これにより、反応液の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置を実現する事ができる。また、反応容器の姿勢には無関係に、熱変性、アニーリング・伸長反応を行わせることができる。 According to the substance amplifying device of this application example, the reaction liquid is moved between the first region, the second region, and the third region by providing the pressing unit and pressing the reaction vessel to closely contact the inner wall. Can do. As a result, when the temperature of the reaction solution is changed from the temperature at which heat denaturation is performed to the temperature at which annealing / extension reaction is performed, a substance amplifying device capable of rapidly changing the temperature can be realized. Further, heat denaturation, annealing / extension reaction can be performed regardless of the posture of the reaction vessel.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明を行う。なお、以下の各図においては、説明の便宜上、各部材の尺度を実際とは異ならせて図示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is illustrated differently from the actual scale for convenience of explanation.
〔第1実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置1は、PCR(Polymerase Chain Reaction)法を用いることで、反応液150にヒートサイクルを施して核酸を増幅させる装置として構成されている。
[First Embodiment]
The
図1Aは、本実施形態に係る反応容器100の側断面図である。詳細には、反応容器100の第3壁130側からの断面図である。図1Bは、反応容器100の平断面図である。詳細には、反応容器100の第1壁110側からの断面図である。
FIG. 1A is a side sectional view of a
図1A、図1Bに示すように、反応容器100は、概ね直方体形状を成しており、第1壁110と第1壁110に対向する第2壁120と、第1壁110と第2壁120とをつなぐ第3壁130とにより構成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
第1壁110、第2壁120、および第3壁130に囲まれる反応容器100の内部には、反応液150が封入されている。本実施形態の反応液150は、反応容器100の重力方向における最下部の領域に位置しており、最下部の領域となる位置で、第1壁110、第2壁120、および第3壁130のそれぞれの内壁(第1内壁110a、第2内壁120a、第3内壁130a)に接触する状態となっている。言い換えると、反応容器100の内壁の距離は、反応容器100に反応液150が配置された場合に、反応液150が相対する第1内壁110aと第2内壁120aとの両方に接触する距離となっている。反応容器100は、上記構成により、長手方向に反応液150が移動する経路となる流路160を構成している。反応液150は、流路160により、後述する第1領域170と第2領域180と第3領域190との間を移動可能となる。
A
本実施形態の物質増幅装置1は、反応液150として、PCRによって増幅させるDNA(デオキシリボ核酸)配列を含むDNAサンプル(標的核酸)、DNAを増幅するために必要なDNAポリメラーゼ、並びにプライマー(20塩基程度のオリゴヌクレオチド等)を含む水溶液を使用している。
The
図2A〜図2Dは、物質増幅装置1を用いてPCRを行う場合の動作を模式的に示した図である。また、図2A〜図2Dは、物質増幅装置1における反応容器100と加熱部200との位置関係を示す概断面図であり、反応容器100の短手方向から見た断面図としている。
2A to 2D are diagrams schematically showing an operation when PCR is performed using the
加熱部200は、図2Aに示すように、第1加熱部210と第2加熱部220とで構成されている。第1加熱部210、第2加熱部220は、図示省略するそれぞれのヒーターから発生した熱を反応容器100に伝える部材である。第1加熱部210は、一対の第1熱印加部211で構成されている。同様に、第2加熱部220は、一対の第2熱印加部221で構成されている。なお、第1熱印加部211は、第1温度となるように温度を保持している。また、第2熱印加部221は、第2温度となるように温度を保持している。
The
第1熱印加部211、第2熱印加部221は、本実施形態ではアルミニウム製のブロックとして構成されることで、反応容器100を効率よく加熱することができる。また、熱伝導率が高いためブロックに加熱ムラが生じにくく、精度の高い熱サイクルを実現している。また、加工が容易なのでブロックを精度よく成型でき、加熱の精度を高めることができる。従って、より正確な熱サイクルを実現できる。
In the present embodiment, the first
図2Aに示すように、反応容器100において、流路160の一端部に配置される領域を第1領域170とする。本実施形態では、反応容器100を装着部(図示省略)に装着した場合、第1領域170に相対して第1加熱部210が配置されている。詳細には、反応容器100を装着部に装着した場合、一対の第1熱印加部211が第1領域170の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第1熱印加部211は、第1壁110と第2壁120とを第1温度で加熱する。
As shown in FIG. 2A, in the
図2Aに示すように、反応容器100(流路160)の一端部とは反対方向の他端部に配置される領域を第3領域190とする。本実施形態では、第3領域190に相対する位置には、加熱部200は配置されていない。言い換えると、第3領域190は大気と接しており、室温、または物質増幅装置1の内部温度となっている。
As shown in FIG. 2A, a region disposed at the other end portion in the direction opposite to the one end portion of the reaction vessel 100 (channel 160) is referred to as a
図2Aに示すように、第1領域170と第3領域190との間の部位に配置される領域を第2領域180とする。本実施形態では、反応容器100を装着部(図示省略)に装着した場合、第2領域180に相対して第2加熱部220が配置されている。詳細には、反応容器100を装着部に装着した場合、一対の第2熱印加部221が第2領域180の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第2熱印加部221は、第1壁110と第2壁120とを第2温度で加熱する。
As shown in FIG. 2A, a region disposed at a portion between the
本実施形態の物質増幅装置1は、駆動機構(図示省略)が備えられている。駆動機構は、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる機構である。また、駆動機構は、反応容器100を装着した装着部(図示省略)と加熱部200(第1加熱部210、第2加熱部220)とを第1配置と第2配置とに切換える機構である。
The
駆動機構は、モーター、駆動軸、装着部(いずれも図示省略)等を含んで構成されている。駆動軸は、第1壁110の略中心に垂直に設定される回動軸Aを基準として構成されている。保持部は、加熱部200と緩衝しない状態で反応容器100を保持している。そして、モーターを作動させることにより、駆動軸(回動軸A)を中心として装着部と加熱部200とがその位置関係を保持して回動することにより、反応容器100が回動する。
The drive mechanism includes a motor, a drive shaft, a mounting part (all not shown), and the like. The drive shaft is configured with reference to a rotation axis A that is set perpendicular to the approximate center of the
第1配置とは、本実施形態では、第1領域170が重力方向(重力が作用する方向)において第2領域180よりも下になる配置である。第1配置では、反応液150は、第1領域170に位置する状態となる。
In the present embodiment, the first arrangement is an arrangement in which the
第2配置とは、本実施形態では、第2領域180が重力方向(重力が作用する方向)において第1領域170よりも下になる配置である。本実施形態では、第2配置においては、第3領域190が重力方向における流路160の最下部に位置する配置である。第2配置では、反応液150は、第3領域190に位置する状態となる。なお、駆動機構は、装着部に反応容器100が装着された場合に、反応容器100を回動させ、第1領域170および第2領域180が重力方向において交互に上下となるように切り換える。
In the present embodiment, the second arrangement is an arrangement in which the
図2A〜図2Dは、上述したように、物質増幅装置1を用いてPCRを行う場合の動作を模式的に示した図である。詳細には、図2Aは、第1配置での反応容器100の状態を示す断面図である。図2Bは、第1配置から第2配置に向かう途中の反応容器100の状態を示す断面図である。図2Cは、第2配置での反応容器100の状態を示す断面図である。図2Dは、第2配置から第1配置に向かう途中の反応容器100の状態を示す断面図である。なお、図2A〜図2Dでは、矢印gの方向(図における下方向)が重力方向を示している。
図2A〜図2Dを参照して、物質増幅装置1を用いてPCRを行う場合の動作を説明する。
2A to 2D are diagrams schematically showing an operation in the case where PCR is performed using the
With reference to FIG. 2A-FIG. 2D, operation | movement in the case of performing PCR using the
PCRは、本実施形態では、反応液150に2段階の温度処理を繰り返し施すことにより、反応液150の中の核酸を増幅させる手法である。高温の処理においては熱変性(2本鎖DNAを1本鎖に変性(分離)すること)が行われる。そして、低温の処理においてはアニーリング(プライマーが1本鎖DNAに結合する反応)と伸長反応(DNAポリメラーゼを反応させてDNAの相補鎖が形成される反応)とが行われる。
In the present embodiment, PCR is a technique for amplifying nucleic acid in the
PCRにおいて、熱変性を行う高温(第1温度)は、例えば約92℃〜97℃の間の温度に設定され、低温(第2温度)は、例えば約65℃〜72℃の間の温度で設定される。本実施形態では、第1温度は例えば95℃とし、第2温度は例えば70℃とする。 In PCR, a high temperature (first temperature) at which heat denaturation is performed is set to a temperature between about 92 ° C. and 97 ° C., for example, and a low temperature (second temperature) is set to a temperature between about 65 ° C. and 72 ° C. for example. Is set. In the present embodiment, the first temperature is, for example, 95 ° C., and the second temperature is, for example, 70 ° C.
第1加熱部210、第2加熱部220の温度は、温度センサーおよび制御部(いずれも図示省略)によって制御される。制御部は、駆動機構の動作を制御する。制御部は、駆動機構に対して第1配置と第2配置とを所定のサイクル時間で繰り返すように制御する。
The temperatures of the
制御部は、プロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU(Central・Processing・Unit)等で構成される。また、制御部は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶装置を含んでいる。記憶装置には、上記各動作を制御するための各種プログラムやデータ等が記憶される記憶領域が設定されている。また、記憶装置には、CPUのための各種処理の処理中データ、処理結果等を一時的に記憶するワークエリアや、テンポラリーファイル等として機能する記憶領域や、その他各種の記憶領域が設定されている。 The control unit includes a CPU (Central Processing Unit) that performs various arithmetic processes as a processor. The control unit includes a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). In the storage device, a storage area for storing various programs and data for controlling each of the above operations is set. In addition, the storage device is set with a work area for temporarily storing data being processed and various processing results for the CPU, a storage area that functions as a temporary file, and other various storage areas. Yes.
PCRを行う場合の動作を具体的に説明する。
最初に、反応液150が封入された反応容器100を装着部に装着して固定する。その結果、図2Aに示すように、第1加熱部210は、第1領域170に相対する位置で反応容器100(第1壁110、第2壁120)に接する。第2加熱部220は、第2領域180に相対する位置で反応容器100(第1壁110、第2壁120)に接する。図2Aに示す状態が第1配置となる。
The operation when performing PCR will be specifically described.
First, the
図2Aに示すように、第1配置において、反応液150は第1領域170に位置する状態となる。反応液150が第1領域170に位置する状態で、第1加熱部210および第2加熱部220を所定の温度に加熱する。詳細には、第1加熱部210を第1温度に加熱し、第2加熱部220を第2温度に加熱する。本実施形態では、第1温度は高温に対応し、第2温度は低温に対応している。
As shown in FIG. 2A, in the first arrangement, the
この状態で、第1熱印加部211は、反応容器100の第1領域170を第1温度に加熱する。本実施形態では、反応液150は、反応容器100の相対する第1内壁110aと第2内壁120aの両方に接触する状態となっている。そのため、第1配置では、第1温度が反応液150に高速で伝わる。従って、反応液150に対して第1温度における反応となる熱変性が行われる。
In this state, the first
なお、この時、第2領域180では、第2熱印加部221が反応容器100を第2温度に加熱する。また、第3領域190では、物質増幅装置1の内部温度(本実施形態では仮に大気温度とする)となっている。これにより、第1領域170から第2領域180、および第2領域180から第3領域190の間には、第1温度、第2温度、大気温度との間で温度が漸次変化する温度勾配が形成される。
At this time, in the
次に、駆動機構により、反応容器100および加熱部200の配置を第1配置から第2配置へ切り換える。具体的には、第1配置から第2配置に切り換える場合、180°回転させることで行う。なお、第1配置から第2配置へ切り換える場合、第1配置での第1熱印加部211と第2熱印加部221との位置関係は維持した状態で行われる。
Next, the arrangement of the
図2Bに示すように、駆動機構は回動軸Aを中心として回動する。図2Aから図2Bに示すように、反応容器100が回動した場合、反応液150は、重力により、第1領域170から第2領域180を通過して、第3領域190に向かう。
As shown in FIG. 2B, the drive mechanism rotates about the rotation axis A. As shown in FIGS. 2A to 2B, when the
この時、第1領域170で反応液150は、熱変性が行われる第1温度に近い温度となっている。そして、回動することにより、反応液150は第2領域180を通過することで第2温度の影響を受けて温度を下げる。そして、図2Cに示すように、第2配置となった場合、反応液150は、第3領域190に位置し、大気温度の影響により、迅速に温度を低下させる。
At this time, the
次に、駆動機構により、第2配置から第1配置(図2A)に切り換える。具体的には、第2配置から第1配置に切り換える場合、第1配置から第2配置に切り換えた回転方向とは反対方向に180°回転させることで行う。図2Cから図2Dに示すように、反応容器100が回動した場合、反応液150は、重力により、第3領域190から第2領域180を通過して、第1領域170に向かう。
Next, the drive mechanism switches from the second arrangement to the first arrangement (FIG. 2A). Specifically, when switching from the second arrangement to the first arrangement, it is performed by rotating 180 ° in the direction opposite to the rotation direction switched from the first arrangement to the second arrangement. As shown in FIGS. 2C to 2D, when the
この時、第3領域190で、反応液150は温度を低下させおり、反応容器100が回動することにより、反応液150は第2領域180で第2温度の影響を受けることにより第2温度に近い温度となる。そして、第1配置(図2A)となった場合、反応液150は、第2温度から第1温度に加熱される。この場合、第2領域180から第1領域170に移動する間において、反応液150に対して第2温度における反応となるアニーリング・伸長反応が行われる。
なお、第1配置となった場合以降は、上述した動作が繰り返される。
At this time, the temperature of the
In addition, after the case where it becomes the 1st arrangement | positioning, the operation | movement mentioned above is repeated.
なお、アニーリング・伸長反応は、反応液150がアニーリングおよび伸長反応に適した温度となった場合には、第2領域180から第1領域170に移動する途中以外の流路160でも行われる。
Note that the annealing / elongation reaction is also performed in the
本実施形態の物質増幅装置1は、第1配置から第2配置に切り換え、第2配置から第1配置に切り換える迄を1サイクルとして約2秒で行うと共に、必要なサイクル数(例えば40サイクル)となるまで繰り返し行う。
The
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置1によれば、流路160の一端部に第1領域170が配置され、他端部に第3領域190が配置され、第1領域170と第3領域190との間の部位に第2領域180が配置される。そして、第1加熱部210で第1領域170を第1温度(熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部220で第2領域180を第1温度より低い第2温度(アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域190は、大気温度と接している。そして、駆動機構により、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる。
この構成により、反応液150は、第1領域170から第2領域180を通過して第3領域190に移動する。また、第3領域190に移動した反応液150は、第2領域180を通過して第1領域170に移動する。このため、第1領域170で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第2領域180を通過し、第2温度より低い大気温度と接する第3領域190に移動することにより、迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液150は、第3領域190から第2領域180に移動し、第2領域180から第1領域170に移動することで第2温度から第1温度で加熱される。
これにより、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第1領域170で熱変性が行われる。また、反応液150は、第2領域180から第1領域170に移動する間でアニーリング・伸長反応が行われる。
従って、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度(第1領域170での第1温度)からアニーリング・伸長反応が行われる温度(第2領域180での第2温度)に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置1を実現することができる。また、物質増幅装置1のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
With this configuration, the
Thus, the
Therefore, when the temperature of the
(2)本実施形態の物質増幅装置1によれば、反応容器100に反応液150が配置された場合に、反応液150が相対する内壁(第1内壁110aと第2内壁120a)の両方に接触する距離に設定されることにより、第1加熱部210、第2加熱部220の熱が反応容器100を介して反応液150に伝わりやすくなる。また、反応液150の熱が第1加熱部210、第2加熱部220に伝わりやすくなる。これにより、反応液150を効率的に所定の温度に変化させることができる。
(2) According to the
(3)本実施形態の物質増幅装置1によれば、駆動機構により、重力方向において第1領域170が第2領域180より下になる第1の配置と、重力方向において第2領域180が第1領域170より下になる第2の配置とを切換える。このように重力を利用することで、核酸を増幅するための、熱変性、アニーリングおよび伸長に要する時間を短縮することができる。
(3) According to the
〔第2実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置2は、反応容器100(流路160)における第1領域170、第2領域180、第3領域190の並び方が、第1実施形態と異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様となる。同様の構成には同様の符号を付記する。
[Second Embodiment]
The
図3A〜図3Dは、本実施形態に係る物質増幅装置2を用いてPCRを行う場合の動作を模式的に示した図である。詳細には、図3Aは、第1配置での反応容器100の状態を示す断面図である。図3Bは、第1配置から第2配置に向かう途中の反応容器100の状態を示す断面図である。図3Cは、第2配置での反応容器100の状態を示す断面図である。図3Dは、第2配置から第1配置に向かう途中の反応容器100の状態を示す断面図である。なお、図3A〜図3Dでは、矢印gの方向(図における下方向)が重力方向を示している。
図3A〜図3Dを参照して、本実施形態の反応容器100と加熱部200との位置関係を説明する。
3A to 3D are diagrams schematically showing an operation when performing PCR using the
With reference to FIG. 3A-FIG. 3D, the positional relationship of the
図3Aに示すように、反応容器100は、第1実施形態の反応容器100と同様である。異なるのは、第2領域180と第3領域190の位置となる。反応容器100において、流路160の一端部に配置される領域を第1領域170とする。なお、第1実施形態と同様に、反応容器100を装着部(図示省略)に装着した場合、第1領域170に相対して第1加熱部210が配置されている。詳細には、反応容器100を装着部に装着した場合、一対の第1熱印加部211が第1領域170の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第1熱印加部211は、第1壁110と第2壁120とを第1温度で加熱する。
As shown in FIG. 3A, the
図3Aに示すように、本実施形態では、反応容器100(流路160)の一端部とは反対方向の他端部に配置される領域が第2領域180となる。なお、第1実施形態と同様に、反応容器100を装着部(図示省略)に装着した場合、第2領域180に相対して第2加熱部220が配置されている。詳細には、反応容器100を装着部に装着した場合、一対の第2熱印加部221が第2領域180の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第2熱印加部221は、第1壁110と第2壁120とを第2温度で加熱する。
As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, a region disposed at the other end portion in the direction opposite to the one end portion of the reaction vessel 100 (flow channel 160) is the
図3Aに示すように、本実施形態では、第1領域170と第2領域180との間に配置される領域が第3領域190となる。なお、第1実施形態と同様に、第3領域190に相対する位置には、加熱部200は配置されていない。言い換えると、第3領域190は大気と接しており、室温、または物質増幅装置2の内部温度となっている。
As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, a region arranged between the
物質増幅装置2は、第1実施形態と同様に、駆動機構(図示省略)が備えられている。駆動機構は、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる機構である。また、駆動機構は、装着部と加熱部200(第1加熱部210、第2加熱部220)とを第1配置と第2配置とに切換えることで、反応容器100を第1配置と第2配置とに切換える機構である。駆動機構の概構成の説明は省略する。
The
第1配置は、第1実施形態と同様であり、第1領域170が、第2領域180よりも重力方向(重力が作用する方向)で下となる配置である。第1配置では、反応液150は、第1領域170に位置する状態となる。
The first arrangement is the same as in the first embodiment, and the
第2配置は、本実施形態では、第2領域180が、第1領域170よりも重力方向(重力が作用する方向)で下となる配置である。第2配置では、反応液150は、第2領域180に位置する状態となる。なお、駆動機構は、装着部に反応容器100が装着された場合に、反応容器100を回動させ、第1領域170および第2領域180が重力方向において交互に上下となるように切り換える。
In the present embodiment, the second arrangement is an arrangement in which the
図3A〜図3Dを参照して、物質増幅装置2を用いてPCRを行う場合の動作を説明する。PCRにおいて、第1実施形態と同様に、第1温度は例えば95℃とし、第2温度は例えば70℃とする。
With reference to FIG. 3A-FIG. 3D, operation | movement in the case of performing PCR using the
最初に、反応液150が封入された反応容器100を装着部に装着して固定する。その結果、図3Aに示すように、第1加熱部210は、第1領域170に相対する位置で反応容器100(第1壁110、第2壁120)に接する。第2加熱部220は、第2領域180に相対する位置で反応容器100(第1壁110、第2壁120)に接する。図3Aに示す状態が第1配置となる。
First, the
図3Aに示すように、第1配置において、反応液150は第1領域170に位置する状態となる。反応液150が第1領域170に位置する状態で、第1加熱部210および第2加熱部220を所定の温度に加熱する。詳細には、第1加熱部210を第1温度に加熱し、第2加熱部220を第2温度に加熱する。本実施形態では、第1温度は高温に対応し、第2温度は低温に対応している。
As shown in FIG. 3A, in the first arrangement, the
この状態で、第1熱印加部211は、反応容器100の第1領域170を第1温度に加熱する。本実施形態では、反応液150は、反応容器100の相対する第1内壁110aと第2内壁120aの両方に接触する状態となっている。そのため、第1配置では、第1温度が反応液150に高速で伝わる。従って、反応液150に対して第1温度における反応となる熱変性が行われる。
In this state, the first
なお、この時、第2領域180では、第2熱印加部221が反応容器100を第2温度に加熱する。また、第3領域190では、物質増幅装置2の内部温度(本実施形態では仮に大気温度とする)となっている。これにより、第1領域170から第3領域190、および第3領域190から第2領域180の間には、第1温度、大気温度、第2温度との間で温度が漸次変化する温度勾配が形成される。
At this time, in the
次に、駆動機構により、反応容器100および加熱部200の配置を第1配置から第2配置へ切り換える。具体的には、第1配置から第2配置に切り換える場合、180°回転させることで行う。なお、第1配置から第2配置へ切り換える場合、第1配置での第1熱印加部211と第2熱印加部221との位置関係は維持した状態で行われる。
Next, the arrangement of the
図3Bに示すように、駆動機構は回動軸Aを中心として回動する。図3Aから図3Bに示すように、反応容器100が回動した場合、反応液150は、重力により、第1領域170から第3領域190を通過して、第2領域180に向かう。
As shown in FIG. 3B, the drive mechanism rotates about the rotation axis A. As shown in FIGS. 3A to 3B, when the
この時、第1領域170で反応液150は、熱変性が行われる第1温度に近い温度となっている。そして、回動することにより、反応液150は、第3領域190を通ることで大気温度の影響を受けて迅速に温度を低下させる。そして、図3Cに示すように、第2配置となった場合、反応液150は、第2領域180に位置し、第2温度の影響を受けることにより第2温度に近い温度となる。そして、反応液150に対して第2温度における反応となるアニーリングが行われる。
At this time, the
次に、駆動機構により、第2配置から第1配置(図3A)に切り換える。具体的には、第2配置から第1配置に切り換える場合、第1配置から第2配置に切り換えた回転方向とは反対方向に180°回転させることで行う。図3Cから図3Dに示すように、反応容器100が回動した場合、反応液150は、重力により、第2領域180から第3領域190を通過して、第1領域170に向かう。
Next, the drive mechanism switches from the second arrangement to the first arrangement (FIG. 3A). Specifically, when switching from the second arrangement to the first arrangement, it is performed by rotating 180 ° in the direction opposite to the rotation direction switched from the first arrangement to the second arrangement. As shown in FIGS. 3C to 3D, when the
この時、第3領域190で、反応液150は温度を低下させる。そして、反応容器100が回動することにより、第1配置(図3A)となった場合、反応液150は、低下した温度から第1温度に加熱される。この場合、第3領域190から第1領域170に移動する間において、反応液150に対して第2温度における反応となる伸長反応が行われる。
なお、第1配置となった場合以降は、上述した動作が繰り返される。
At this time, the temperature of the
In addition, after the case where it becomes the 1st arrangement | positioning, the operation | movement mentioned above is repeated.
なお、アニーリング・伸長反応は、反応液150がアニーリングおよび伸長反応に適した温度となった場合には、第2領域180や、第3領域190から第1領域170に移動する途中以外の流路160でも行われる。
In the annealing / elongation reaction, when the
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置2によれば、流路160の一端部に第1領域170が配置され、他端部に第2領域180が配置され、第1領域170と第2領域180との間の部位に第3領域190が配置される。そして、第1加熱部210で第1領域170を第1温度(熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部220で第2領域180を第1温度より低い第2温度(アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域190は、大気温度と接している。そして、駆動機構により、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる。
この構成により、反応液150は、第1領域170から第3領域190を通過して第2領域180に移動する。また、第2領域180に移動した反応液150は、第3領域190を通過して第1領域170に移動する。このため、第1領域170で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第2温度より低い大気温度と接する第3領域190を通過することにより、迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液150は、第3領域190から第2領域180に移動して第2温度で加熱される。
これにより、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第1領域170で熱変性が行われる。また、反応液150は、第3領域190で温度を低下させ、第2領域180において第2温度で加熱されてアニーリング・伸長反応が行われる。また、第2領域180から第3領域190を通過して第1領域170に移動する際にもアニーリング・伸長反応が行われる。
従って、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置2を実現することができる。また、物質増幅装置2のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
With this configuration, the
Thus, the
Therefore, when the temperature of the
〔第3実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置3は、反応容器100Aの形状が第1実施形態の反応容器100と異なっている。本実施形態の反応容器100A(流路160A)における第1領域170、第2領域180、第3領域190の並び方が、第1実施形態とは異なっているが、第2実施形態とは略同様となる。その他の構成は第1実施形態と同様となる。
[Third Embodiment]
In the
図4A〜図4Cは、本実施形態に係る物質増幅装置3の反応容器100Aと加熱部200との形状および位置関係を示す図である。詳細には、図4Aは、反応容器100Aの斜視図である。図4Bは、反応容器100Aと加熱部200とを示す平面図である。なお、図4Bは、透視図として図示している。図4Cは、反応容器100Aと加熱部200との概断面図である。なお、図4Cは、反応容器100AをL字状に切断して、屈曲部140を反応容器100Aの短手方向から見た概断面図としている。図4A〜図4Cを参照して、本実施形態の反応容器100Aと加熱部200との形状および位置関係を説明する。
4A to 4C are diagrams showing the shape and positional relationship between the
反応容器100Aは、概ねL字状の偏平な袋状に形成されている。反応容器100Aは、L字状の第1壁110Aと、第1壁110Aに相対する第2壁120Aと、第1壁110Aと第2壁120Aとを所定の厚さで接続する第3壁130Aとで構成されている。そして、反応容器100Aの内部において、第1流路161と第2流路162とが屈曲部140を介して接続されて流路160Aを構成している。反応容器100Aに封入された反応液150は、この流路160Aを移動する。
The
図4A〜図4Cに示すように、反応容器100Aにおいて、流路160Aの端部(第1流路161側の端部)に配置される領域を第1領域170とする。なお、第1実施形態と同様に、反応容器100を装着部(図示省略)に装着した場合、第1領域170に相対して第1加熱部210が配置されている。詳細には、反応容器100Aを装着部に装着した場合、一対の第1熱印加部211が第1領域170の第1壁110Aと第2壁120Aとにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第1熱印加部211は、第1壁110Aと第2壁120Aとを第1温度で加熱する。
As shown in FIGS. 4A to 4C, in the
図4A〜図4Cに示すように、反応容器100Aにおいて、流路160Aの端部(第2流路162側の端部)に配置される領域を第2領域180とする。なお、第1実施形態と同様に、反応容器100Aを装着部(図示省略)に装着した場合、第2領域180に相対して第2加熱部220が配置されている。詳細には、反応容器100Aを装着部に装着した場合、一対の第2熱印加部221が第2領域180の第1壁110Aと第2壁120Aとにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第2熱印加部221は、第1壁110Aと第2壁120Aとを第2温度で加熱する。
As shown in FIGS. 4A to 4C, in the
図4A〜図4Cに示すように、流路160Aの屈曲部140に配置される領域を第3領域190とする。なお、第1実施形態と同様に、反応容器100Aを装着部(図示省略)に装着した場合、第3領域190に相対する位置には、加熱部200は配置されていない。言い換えると、第3領域190は大気と接しており、室温、または物質増幅装置3の内部温度となっている。
As shown in FIGS. 4A to 4C, a region disposed in the
物質増幅装置3は、第1実施形態と同様に、駆動機構(図示省略)が備えられている。駆動機構は、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる機構である。また、駆動機構は、反応容器100Aと加熱部200(第1加熱部210、第2加熱部220)とを第1配置と第2配置とに切換える機構である。駆動機構の概構成の説明は省略する。
The
第1配置は、第1領域170が、第2領域180および第3領域190よりも重力方向で下となる配置である。第1配置では、反応液150は、第1領域170に位置する状態となる。
The first arrangement is an arrangement in which the
第2配置は、本実施形態では、第2領域180が、第1領域170および第3領域190よりも重力方向で下となる配置である。第2配置では、反応液150は、第2領域180に位置する状態となる。なお、駆動機構は、装着部に反応容器100が装着された場合に、反応容器100Aを回動させ、第1領域170および第2領域180が重力方向において交互に上下となるように切り換える。
In the present embodiment, the second arrangement is an arrangement in which the
図5A〜図5Iは、物質増幅装置3を用いてPCRを行う場合の動作を模式的に示した図である。詳細には、図5Aは、第1配置での反応容器100Aの状態を示す断面図である。図5Bは、反応容器100Aを135°時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Cは、反応容器100Aを45°反時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Dは、反応容器100Aを135°時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Eは、反応容器100Aを45°反時計回りに回動させて第2配置とした状態を示す断面図である。図5Fは、反応容器100Aを135°反時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Gは、反応容器100Aを45°時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Hは、反応容器100Aを135°反時計回りに回動させた状態を示す断面図である。図5Iは、反応容器100Aを45°時計回りに回動させて第1配置に戻した状態を示す断面図(図5Aと同様)である。
FIG. 5A to FIG. 5I are diagrams schematically showing an operation when performing PCR using the
図5A〜図5Iを参照して、物質増幅装置3を用いてPCRを行う場合の動作を説明する。PCRにおいて、第1実施形態と同様に、第1温度は例えば95℃とし、第2温度は例えば70℃とする。
With reference to FIG. 5A to FIG. 5I, an operation when performing PCR using the
最初に、反応液150が封入された反応容器100Aを装着部に装着して固定する。その結果、図5Aに示すように、第1加熱部210は、第1領域170に相対する位置で反応容器100A(第1壁110A、第2壁120A)に接する。第2加熱部220は、第2領域180に相対する位置で反応容器100A(第1壁110A、第2壁120A)に接する。
First, the
図5Aに示す状態が第1配置となる。反応液150は第1領域170に位置する状態となる。反応液150が第1領域170に位置する状態で、第1加熱部210および第2加熱部220を所定の温度に加熱する。詳細には、第1加熱部210を第1温度に加熱し、第2加熱部220を第2温度に加熱する。本実施形態では、第1温度は高温に対応し、第2温度は低温に対応している。
The state shown in FIG. 5A is the first arrangement. The
この状態で、第1熱印加部211は、反応容器100Aの第1領域170を第1温度に加熱する。本実施形態では、反応液150は、反応容器100の相対する第1内壁110Aaと第2内壁120Aaの両方に接触する状態となっている。そのため、第1配置では、第1温度が反応液150に高速で伝わる。従って、反応液150に対して第1温度における反応となる熱変性が行われる。
In this state, the first
なお、この時、第2領域180では、第2熱印加部221が反応容器100を第2温度に加熱する。また、第3領域190では、物質増幅装置3の内部温度(本実施形態では仮に大気温度とする)となっている。これにより、第1領域170から第3領域190、および第3領域190から第2領域180の間には、第1温度、大気温度、第2温度との間で温度が漸次変化する温度勾配が形成される。
At this time, in the
次に、駆動機構により、反応容器100および加熱部200の配置を第1配置から第2配置へ切り換える。具体的には、最初に、図5Aに示す第1配置の状態を0°とし、駆動機構により回動軸Bを中心として、時計回りに135°回動させて、図5Bに示す状態とする。この状態では、反応液150は第1領域170に位置している。
Next, the arrangement of the
次に、図5Bに示す状態から回動軸Bを中心として反時計回りに45°回動させて、図5Cに示す状態とする。図5Cの状態では、第3領域190が重力方向で最下部に位置する状態であり、反応液150は第1領域170から第3領域190に移動する。これにより、第1領域170で加熱された反応液150は、第3領域190に位置することで、大気温度の影響を受けてその温度を迅速に低下させる。
Next, the state shown in FIG. 5B is rotated 45 degrees counterclockwise about the rotation axis B from the state shown in FIG. In the state of FIG. 5C, the
次に、図5Cに示す状態から回動軸Bを中心として時計回りに135°回動させて、図5Dに示す状態とする。この状態では、反応液150は第3領域190に位置している。そして、図5Dに示す状態から回動軸Bを中心として反時計回りに45°回動させて、図5Eに示す状態とする。図5Eの状態では、第2領域180が重力方向で最下部に位置する状態であり、第2配置となる。反応液150は第3領域190から第2領域180に移動する。これにより、反応液150は、第2温度の影響を受け、第2温度に近い温度となる。そして、反応液150に対して第2温度における反応となるアニーリング・伸長反応が行われる。
Next, the state shown in FIG. 5C is rotated by 135 ° clockwise around the rotation axis B from the state shown in FIG. 5C. In this state, the
次に、駆動機構により、反応容器100および加熱部200の配置を第2配置から第1配置へ切り換える。具体的には、最初に、図5Eに示す状態から回動軸Bを中心として反時計回りに135°回動させて、図5Fに示す状態とする。この状態では、反応液150は第2領域180に位置している。
Next, the arrangement of the
次に、図5Fに示す状態から回動軸Bを中心として時計回りに45°回動させて、図5Gに示す状態とする。図5Gの状態では、第3領域190が重力方向で最下部に位置する状態であり、反応液150は第2領域180から第3領域190に移動する。これにより、第2領域180で加熱された反応液150は、第3領域190に位置することで、大気温度の影響を受けてその温度を迅速に低下させる。
Next, the state shown in FIG. 5F is rotated 45 degrees clockwise around the rotation axis B from the state shown in FIG. 5F. In the state of FIG. 5G, the
次に、図5Gに示す状態から回動軸Bを中心として反時計回りに135°回動させて、図5Hに示す状態とする。この状態では、反応液150は第3領域190に位置している。次に、図5Hに示す状態から回動軸Bを中心として時計回りに45°回動させて、図5Iに示す状態とする。図5Iの状態では、第1領域170が重力方向で最下部に位置する状態であり、第1配置となる。なお、図5Iに示す図は、図5Aに示す図と同様である。反応液150は第3領域190から第1領域170に移動する。これにより、反応液150は、第1温度の影響を受け、第1温度に近い温度となる。
なお、第1配置となった場合以降は、上述した動作が繰り返される。
Next, from the state shown in FIG. 5G, it is rotated 135 ° counterclockwise around the rotation axis B to obtain the state shown in FIG. 5H. In this state, the
In addition, after the case where it becomes the 1st arrangement | positioning, the operation | movement mentioned above is repeated.
なお、アニーリング・伸長反応は、反応液150がアニーリングおよび伸長反応に適した温度となった場合には、第2領域180以外の流路160でも行われる。
The annealing / elongation reaction is also performed in the
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置3によれば、流路160Aは、屈曲部140を介して第1流路161と第2流路162とが接続されて形成される。そして、第1流路161側の端部に第1領域170が配置され、第2流路162側の端部に第2領域180が配置され、屈曲部140に第3領域190が配置される。そして、第1加熱部210で第1領域170を第1温度(熱変性が行われる温度)に制御する。また、第2加熱部220で第2領域180を第1温度より低い第2温度(アニーリング・伸長反応が行われる温度)に制御する。なお、第3領域190は、大気温度と接している。そして、駆動機構により、第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で反応液150を移動させる。
この構成により、反応液150は、第1領域170から、屈曲部140に配置される第3領域190に一旦止められた後、第2領域180に移動する。また、第2領域180に移動した反応液150は、第3領域190に一旦止められた後、第1領域170に移動する。このため、第1領域170で第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第2温度より低い大気温度と接する第3領域190に移動して一旦移動を止められることにより、確実で迅速に温度を低下させることができる。そして、温度を低下させた反応液150は、第3領域190から第2領域180に移動して第2温度で加熱される。
これにより、例えば、第1温度に近い温度に加熱されていた反応液150は、第1領域170で熱変性が行われる。また、反応液150は、第3領域190で温度を低下させ、第2領域180において第2温度で加熱されてアニーリング・伸長反応が行われる。また、第2領域180から第3領域190を通過して第1領域170に移動する際にもアニーリング・伸長反応が行われる。
従って、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置3を実現することができる。また、物質増幅装置3のヒートサイクルの速度を向上させることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
With this configuration, the
Thereby, for example, the
Therefore, when the temperature of the
〔第4実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置4は、第1実施形態の加熱部200に、新たに第3領域190を加熱する第3加熱部230を追加したことが、第1実施形態と異なる。
図6は、本実施形態に係る反応容器100と加熱部200とを示す断面図である。
[Fourth Embodiment]
The substance amplifying device 4 of the present embodiment is different from the first embodiment in that a
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
第1実施形態の物質増幅装置1において、第3領域190は、大気と接しており、室温、または物質増幅装置1の内部温度となっている。しかし、本実施形態の物質増幅装置4においては、第3領域190を加熱する第3加熱部230を配置している。第3加熱部230は、第1加熱部210、第2加熱部220と同様に、一対の第3熱印加部231を備えている。
In the
一対の第3熱印加部231は、第3温度となるように温度を保持している。反応容器100を装着部に装着した場合、一対の第3熱印加部231は第3領域190の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接するように配置されている。そして、熱サイクル動作時には、第3熱印加部231は、第1壁110と第2壁120とを第3温度で加熱する。なお、第3温度は、第2温度より低く設定している。具体的には、第3温度は、本実施形態では大気温度(25℃)としている。
A pair of 3rd
なお、第3加熱部230を用いた場合の物質増幅装置4の動作は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。
In addition, since the operation | movement of the substance amplification apparatus 4 at the time of using the
上述した実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置4によれば、第3領域190を第2温度より低い第3温度に制御する第3加熱部230を備えることにより、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速で的確に行うことができる。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as the first embodiment.
(1) According to the substance amplification device 4 of the present embodiment, the temperature of the
〔第5実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置5は、第1実施形態の物質増幅装置1に新たに遮断部300を設けたことが異なる。
[Fifth Embodiment]
The
図7Aは、本実施形態に係る遮断部300を示す側断面図である。図7Bは、遮断部300を第1壁110側から見た平面図である。
図7A、図7Bに示すように、遮断部300は、第3領域190の外壁(第1壁110、第2壁120)に沿って一対配置される。遮断部300は、本実施形態では、第2加熱部220からの熱を遮断する(第2加熱部220からの熱が第3領域190に伝達することを防止する)断熱用の部材で構成されている。遮断部300は、第2加熱部220に相対する側と短手方向の両端部とに設けられ、反応容器100の第3領域190側の端部は開放されて、第3領域190を囲む形態で配置されている。反応容器100を装着部に装着した場合、遮断部300は反応容器100の第1壁110と第2壁120とにそれぞれ当接する。
FIG. 7A is a side cross-sectional view showing the
As shown in FIG. 7A and FIG. 7B, a pair of blocking
なお、物質増幅装置5の動作は、第1実施形態の物質増幅装置1と同様の動作となるため説明を省略する。
Since the operation of the
上述した実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する他、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置5によれば、第3領域190の外壁(第1壁110、第2壁120)に沿って配置される遮断部300を備え、第2加熱部220から第3領域190への熱を遮断することにより、第2加熱部220の熱が第3領域190に影響を与えることを防止することができる。これにより、本実施形態では、第3領域190の温度を大気温度に維持することができるため、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことができる。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as the first embodiment.
(1) According to the
〔第6実施形態〕
本実施形態の物質増幅装置6は、第4実施形態の物質増幅装置4に新たに3つの押圧部400を設けたことが異なる。また、本実施形態の反応容器100Bは、第4実施形態の反応容器100と異なっている。また、本実施形態の物質増幅装置6は駆動機構を備えていない。
[Sixth Embodiment]
The
図8A〜図8Dは、本実施形態に係る物質増幅装置6の反応容器100B、加熱部200、押圧部400の動作を示す断面図である。詳細には、図8Aは、第1領域170に反応液150が移動した状態を示す図である。図8Bは、第1領域170の反応液150を第3領域190に移動させる状態を示す図である。図8Cは、第3領域190の反応液150を第2領域180に移動させる状態を示す図である。図8Dは、第2領域180の反応液150を第1領域170に移動させる状態を示す図である。
8A to 8D are cross-sectional views illustrating the operations of the
本実施形態の反応容器100Bは、第1壁110Bと第2壁120Bとで構成されている。反応容器100Bは、上述した反応容器100の第3壁130の機能を第1壁110Bに持たせて第2壁120Bとで封止する袋状に形成されている。また、本実施形態の反応容器100Bは可撓性を有している。なお、本実施形態の反応容器100Bは、上述した反応容器100と外観上は略同様に構成されている。
The
図8Aに示すように、本実施形態の加熱部200は、第1加熱部210、第2加熱部220、第3加熱部230を備えている。しかし、本実施形態では、第4実施形態の加熱部200と異なり、一対ではなく1つの熱印加部(第1熱印加部211、第2熱印加部221、第3熱印加部231)でそれぞれ構成され、第2壁120Bと接触する。
As shown in FIG. 8A, the
押圧部400は、第1壁110Bに配置され、第1領域170に対応させて第1押圧部410、第2領域180に対応させて第2押圧部420、第3領域190に対応させて第3押圧部430が配置されている。
The
また、物質増幅装置6は、押圧部400を初期位置と押圧位置とにそれぞれ移動させる移動機構(図示省略)を備えている。移動機構は、制御部の制御により、第1押圧部410、第2押圧部420、および第3押圧部430を、初期位置として第1壁110Bの外壁に接する位置と、押圧位置として第1壁110Bを押圧して第1内壁110Baを第2内壁120Baに密着させる位置との2つの位置に移動させる。
The
物質増幅装置6を用いてPCRを行う場合の動作に関して説明する。
最初に、反応容器100を装着部に装着した場合、押圧部400は全て初期位置に位置している(図8Bに示す状態と同様)。そして移動機構は、第3押圧部430、第2押圧部420の順番に押圧位置に移動させる(図8C、図8Dに示す状態と同様)ことで、第3領域190に位置している反応液150を、図8Aに示すように、第1領域170の位置に移動させる。
The operation when performing PCR using the
Initially, when the
次に、加熱部200は、第1加熱部210を第1温度、第2加熱部220を第2温度、第3加熱部230を第3温度にそれぞれ加熱させる。従って、第1領域170に位置する反応液150は、第1温度で加熱されることにより、熱変性が行われる。
Next, the
次に、図8Bに示すように、移動機構は、第2押圧部420、第3押圧部430を略同時に押圧位置から初期位置に移動させる。これにより、反応液150は、重力の影響もあり、第1領域170から第2領域180を通過して第3領域190に移動する。反応液150は、第1温度近くに加熱されていた状態から第3温度による加熱の状態に変化することで、迅速に温度を低下させる。
Next, as shown in FIG. 8B, the moving mechanism moves the second
次に、図8Cに示すように、移動機構は、第3押圧部430を初期位置から押圧位置に移動させる。これにより、反応液150は第3領域190から第2領域180に移動し、第2温度により加熱される状態となる。この状態で、反応液150は、アニーリングに必要な温度となっている場合には、アニーリングが行われる。次に、図8Dに示すように、移動機構は、第2押圧部420を初期位置から押圧位置に移動させる。これにより、反応液150は第2領域180から第1領域170に移動し、第1温度により加熱される状態となる。この第2領域180から第1領域170に移動する際にアニーリング・伸長反応が行われる。
Next, as shown in FIG. 8C, the moving mechanism moves the third
上述した実施形態によれば、第4実施形態と同様の効果を奏する他、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の物質増幅装置6によれば、押圧部400(第1押圧部410、第2押圧部420、および第3押圧部430)を備えて反応容器100Bを押圧して第1内壁110Baを第2内壁120Baに密着させることにより、反応液150を第1領域170、第2領域180、および第3領域190の間で移動させることができる。これにより、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を迅速に行うことが可能な物質増幅装置6を実現する事ができる。また、駆動機構が反応容器100Bを回動させて第1配置と第2配置とに切り換える必要が無く、熱変性、アニーリング・伸長反応を行わせることができる。
According to the above-described embodiment, in addition to the same effects as the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below.
(1)上記第4実施形態では、第1実施形態の加熱部200に、新たな第3加熱部230を備え、第3領域190に配置している。しかし、この構成を第2実施形態の加熱部200や第3実施形態の加熱部200の第3加熱部230として適用することでもよい。
(1) In the fourth embodiment, the
(2)上記第6実施形態では、第4実施形態の加熱部200に相対させて押圧部400を配置している。しかし、これに限られず、第2実施形態の加熱部200に第3加熱部230を追加し、加熱部200に相対させて本実施形態と同様な構成で、押圧部400を配置してもよい。
(2) In the said 6th Embodiment, the
(3)上記第5実施形態では、第2加熱部220の熱が第3領域190に影響しないように、遮断部300を配置している。しかし、この遮断部300を第2実施形態や第3実施形態での第3領域190に配置することでもよい。この構成にした場合、第1加熱部210や第2加熱部220の熱が第3領域190に影響を与えることを防止することができる。これにより、反応液150の温度を、熱変性が行われる温度からアニーリング・伸長反応が行われる温度に変化させる際、温度変化を更に迅速に行うことができる。
(3) In the fifth embodiment, the blocking
(4)上記第6実施形態では、熱印加部(第1熱印加部211、第2熱印加部221、第3熱印加部231)に相対させて押圧部400(第1押圧部410、第2押圧部420、第3押圧部430)を配置している。なお、押圧部400は加熱部200としての機能は有していない。従って、押圧部400も加熱部200としての機能を備えてもよい。言い換えると、一対の第1熱印加部211、第2熱印加部221、第3熱印加部231の一方の熱印加部を初期位置と押圧位置とに移動可能として押圧部400としての機能を持たせることでもよい。
(4) In the sixth embodiment, the pressing part 400 (the first
(5)上記第4実施形態では、第3加熱部230(第3熱印加部231)を第3領域190に配置している。第3熱印加部231はヒーターで発生した熱により温められる部材である。しかし、第3加熱部230として、ヒートシンクを用いて、放熱性能を向上させることにより反応液150の温度を冷却してもよい。また、第3加熱部230としてペルチェ素子を用いて反応液150の温度を冷却してもよい。また、この構成を第2実施形態の加熱部200や第3実施形態の加熱部200の第3加熱部230として適用することでもよい。
(5) In the fourth embodiment, the third heating unit 230 (third heat application unit 231) is disposed in the
(6)上記第1実施形態では、第1加熱部210、第2加熱部220の材質がアルミニウムである例を示したが、加熱部200の材質は熱伝導率、保温性、加工しやすさ等の条件を考慮して選択できる。例えば銅合金を使用してもよく、複数の材質を組み合わせてもよい。また、第1加熱部210、第2加熱部220が異なる材質であってもよい。これは、第2実施形態から第6実施形態でも同様となる。
(6) In the first embodiment, the example in which the material of the
(7)上記第1実施形態では、反応容器100は、図1A、図1Bに示すように、第1壁110、第2壁120、および第3壁130で構成され、第3壁130が薄い概直方体の形状を成している。しかし、この形状には限定されない。例えば、長手方向の側面となる第3壁をなくし、上下方向の面を形成する第3壁と、長手方向がこの上下の第3壁の外周をつなぐように連続する1つの壁で構成された容器としてもよい。この場合、1つの壁で長手方向の側面が構成されるが、上記第1実施形態で説明した位置関係において、相対する壁を第1壁、第2壁、または、相対する内壁を第1内壁、第2内壁とすることでよい。
(7) In the first embodiment, the
1〜6…物質増幅装置、100,100A,100B…反応容器、110,110A,100B…第1壁、110a,110Aa,110Ba…第1内壁、120,120A,120B…第2壁、120a,120Aa,120Ba…第2内壁、130,130A…第3壁、140…屈曲部、150…反応液、160,160A…流路、161…第1流路、162…第2流路、170…第1領域、180…第2領域、200…加熱部、210…第1加熱部、220…第2加熱部、230…第3加熱部、211…第1熱印加部、221…第2熱印加部、231…第3熱印加部、300…遮断部、400…押圧部、410…第1押圧部、420…第2押圧部、430…第3押圧部、A…回動軸。 1-6 ... Material amplification device, 100, 100A, 100B ... Reaction vessel, 110, 110A, 100B ... First wall, 110a, 110Aa, 110Ba ... First inner wall, 120, 120A, 120B ... Second wall, 120a, 120Aa , 120Ba ... second inner wall, 130, 130A ... third wall, 140 ... bent portion, 150 ... reaction solution, 160, 160A ... flow path, 161 ... first flow path, 162 ... second flow path, 170 ... first. Area, 180 ... second area, 200 ... heating part, 210 ... first heating part, 220 ... second heating part, 230 ... third heating part, 211 ... first heat application part, 221 ... second heat application part, 231 ... third heat applying unit, 300 ... blocking unit, 400 ... pressing unit, 410 ... first pressing unit, 420 ... second pressing unit, 430 ... third pressing unit, A ... rotating shaft.
Claims (8)
長手方向に前記反応液を移動させる流路を有する反応容器を装着可能な装着部と、
前記反応容器の前記流路の一端部に配置される第1領域と、
前記流路の前記一端部とは反対方向の他端部に配置される第3領域と、
前記流路の前記第1領域と前記第3領域との間の部位に配置される第2領域と、
前記第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、
前記第2領域を前記第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、
前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域の間で前記反応液を移動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする物質増幅装置。 A substance amplifying apparatus for amplifying a substance by subjecting a reaction solution to a heat cycle,
A mounting portion on which a reaction container having a flow path for moving the reaction solution in the longitudinal direction can be mounted;
A first region disposed at one end of the flow path of the reaction vessel;
A third region disposed at the other end in the direction opposite to the one end of the flow path;
A second region disposed at a site between the first region and the third region of the flow path;
A first heating unit that controls the first region to a first temperature;
A second heating unit for controlling the second region to a second temperature lower than the first temperature;
A drive mechanism for moving the reaction solution between the first region, the second region, and the third region;
A substance amplifying apparatus comprising:
長手方向に前記反応液を移動させる流路を有する反応容器を装着可能な装着部と、
前記反応容器の前記流路の一端部に配置される第1領域と、
前記流路の前記一端部とは反対方向の他端部に配置される第2領域と、
前記流路の前記第1領域と前記第2領域との間の部位に配置される第3領域と、
前記第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、
前記第2領域を前記第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、
前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域の間で前記反応液を移動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする物質増幅装置。 A substance amplifying apparatus for amplifying a substance by subjecting a reaction solution to a heat cycle,
A mounting portion on which a reaction container having a flow path for moving the reaction solution in the longitudinal direction can be mounted;
A first region disposed at one end of the flow path of the reaction vessel;
A second region disposed at the other end in the direction opposite to the one end of the flow path;
A third region disposed at a site between the first region and the second region of the flow path;
A first heating unit that controls the first region to a first temperature;
A second heating unit for controlling the second region to a second temperature lower than the first temperature;
A drive mechanism for moving the reaction solution between the first region, the second region, and the third region;
A substance amplifying apparatus comprising:
前記流路の前記第1の流路側の端部の領域である第1領域と、
前記流路の前記第2の流路側の端部の領域である第2領域と、
前記流路の前記屈曲部の領域である第3領域と、
前記第1領域を第1温度に制御する第1加熱部と、
前記第2領域を前記第1温度より低い第2温度に制御する第2加熱部と、
前記第1領域、前記第2領域、および前記第3領域の間で前記反応液を移動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする物質増幅装置。 A mounting portion capable of mounting a reaction vessel in which a reaction solution moves in a flow channel formed by connecting the first flow channel and the second flow channel via a bent portion;
A first region which is a region of an end of the flow channel on the first flow channel side;
A second region that is an end region of the flow channel on the second flow channel side;
A third region which is a region of the bent portion of the flow path;
A first heating unit that controls the first region to a first temperature;
A second heating unit for controlling the second region to a second temperature lower than the first temperature;
A drive mechanism for moving the reaction solution between the first region, the second region, and the third region;
A substance amplifying apparatus comprising:
前記第3領域を前記第2温度より低い第3温度に制御する第3加熱部を備えることを特徴とする物質増幅装置。 The substance amplifying device according to any one of claims 1 to 3,
A substance amplifying apparatus comprising: a third heating unit that controls the third region to a third temperature lower than the second temperature.
前記第3領域の外壁に沿って配置され、前記第1加熱部および/または前記第2加熱部からの熱を遮断する遮断部を備えることを特徴とする物質増幅装置。 The substance amplifying device according to any one of claims 1 to 3,
A substance amplifying apparatus, comprising: a blocking unit that is disposed along an outer wall of the third region and blocks heat from the first heating unit and / or the second heating unit.
前記反応容器は相対する内壁を有し、
前記相対する内壁の距離は、前記反応容器に前記反応液が配置された場合に、相対する前記内壁の両方に前記反応液が接触する距離であることを特徴とする物質増幅装置。 The substance amplifying device according to any one of claims 1 to 5,
The reaction vessel has opposing inner walls;
The distance between the opposing inner walls is a distance at which the reaction solution contacts both of the opposing inner walls when the reaction solution is disposed in the reaction vessel.
前記駆動機構は、前記装着部に前記反応容器が装着された場合に、前記装着部、前記第1加熱部、および前記第2加熱部を回動させて第1の配置と第2の配置とを切り換え、
前記第1の配置は、重力方向において前記第1領域が前記第2領域より下になる配置であり、
前記第2の配置は、重力方向において前記第2領域が前記第1領域より下になる配置であることを特徴とする物質増幅装置。 The substance amplifying device according to any one of claims 1 to 6,
When the reaction container is mounted on the mounting portion, the driving mechanism rotates the mounting portion, the first heating portion, and the second heating portion to rotate the first arrangement and the second arrangement. Switch
The first arrangement is an arrangement in which the first area is lower than the second area in the direction of gravity.
The substance amplifying apparatus according to claim 2, wherein the second arrangement is an arrangement in which the second region is below the first region in the direction of gravity.
前記駆動機構は、前記装着部に前記反応容器が装着された場合に、前記反応容器を押圧して前記反応容器の内壁を密着させる押圧部を備えることを特徴とする物質増幅装置。 The substance amplifying device according to any one of claims 1 to 6,
The substance amplifying apparatus according to claim 1, wherein the drive mechanism includes a pressing unit that presses the reaction container to closely contact an inner wall of the reaction container when the reaction container is mounted on the mounting unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016163347A JP2018029514A (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Material amplification equipment |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016163347A JP2018029514A (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Material amplification equipment |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018029514A true JP2018029514A (en) | 2018-03-01 |
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| JP2016163347A Pending JP2018029514A (en) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Material amplification equipment |
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| JP (1) | JP2018029514A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI801020B (en) * | 2021-12-07 | 2023-05-01 | 財團法人工業技術研究院 | Heating device for convective polymerase chain reaction |
| US11938485B2 (en) | 2021-12-07 | 2024-03-26 | Industrial Technology Research Institute | Heating device for convective polymerase chain reaction |
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2016
- 2016-08-24 JP JP2016163347A patent/JP2018029514A/en active Pending
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| US11938485B2 (en) | 2021-12-07 | 2024-03-26 | Industrial Technology Research Institute | Heating device for convective polymerase chain reaction |
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