(57)【要約】【課題】高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及び検出精度の双方を高めることができる、反応チャンバーを提供する。【解決手段】温度調節装置により温度調節される温調面１２ａを有し、核酸の増幅反応に用いられる反応チャンバー１２であって、温調面１２ａを含むように設けられており、核酸の増幅反応が行われる増幅部１５と、温調面１２ａを含むように設けられており、核酸の増幅反応を検出可能な検出部１６と、を備え、検出部１６以外の部分が、増幅部１５とされており、検出部１６の厚みが、増幅部１５の厚みよりも厚い、反応チャンバー１２。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節装置により温度調節される温調面を有し、核酸の増幅反応に用いられる反応チャンバーであって、
前記温調面を含むように設けられており、核酸の増幅反応が行われる増幅部と、
前記温調面を含むように設けられており、核酸の増幅反応を検出可能な検出部と、
を備え、
前記検出部以外の部分が、前記増幅部とされており、
前記検出部の厚みが、前記増幅部の厚みよりも厚い、反応チャンバー。
【請求項２】
前記反応チャンバー全体の体積に対する前記検出部の体積の比（検出部／反応チャンバー）が、０．１以上、０．７以下である、請求項１に記載の反応チャンバー。
【請求項３】
前記反応チャンバーの体積が、０．５μＬ以上、２０μＬ以下である、請求項１又は２に記載の反応チャンバー。
【請求項４】
前記増幅部の厚みに対する前記検出部の厚みの比（検出部／増幅部）が、１．１以上、１０以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の反応チャンバー。
【請求項５】
前記増幅部の厚みが、０．４ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反応チャンバー。
【請求項６】
前記検出部の厚みが、０．２ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の反応チャンバー。
【請求項７】
前記検出部の中心から、前記反応チャンバーにおける一方側の端部までの距離が、１．５ｍｍ以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反応チャンバー。
【請求項８】
少なくとも６５℃〜８５℃が含まれるように加熱及び冷却を繰り返す冷熱サイクル処理を、１５分間以内に３０回以上行うことを可能とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の反応チャンバー。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の反応チャンバーを有する、チップと、
前記チップ上において、前記反応チャンバーの前記温調面側に配置されている、前記温度調節装置と、
前記チップ上において、前記反応チャンバーの前記温調面とは異なる面側に配置されており、核酸の増幅反応を検出するための検出器と、
を備える、反応デバイス。
【請求項１０】
前記チップが、凹部を有する基板と、前記基板上において前記凹部を閉成するように設けられている、カバー部材とを有し、
前記反応チャンバーと、前記温度調節装置とが、前記カバー部材を介して隔てられている、請求項９に記載の反応デバイス。
【請求項１１】
前記カバー部材の厚みが、０．２ｍｍ以下である、請求項１０に記載の反応デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応チャンバー及び該反応チャンバーを用いた反応デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に代表される核酸増幅反応は、生物の遺伝子多型（ＳＮＰ）を調べる方法としてのみならず、細胞中への導入遺伝子の発現量を調べる方法としても有用である。
【０００３】
ところで、ＰＣＲによる各種検査及び診断を行う場合、判定結果のフィードバックに時間がかかるという問題がある。判定結果のフィードバックの時間を短縮するためには、ＰＣＲの高速化が必要となる。
【０００４】
下記の特許文献１には、ＰＣＲなどの反応が行われるマイクロチャンバーが複数設けられたマイクロチャンバープレートが開示されている。特許文献１では、マイクロチャンバーの幅が０．３〜３ｍｍであり、深さが０．５ｍｍ〜５ｍｍとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１９１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＰＣＲの高速化が進んでおり、高速ＰＣＲにおいても核酸の増幅効率を高められる反応システムが求められている。しかしながら、特許文献１のような反応デバイスにおいては、高速ＰＣＲにおいて核酸の増幅効率を高めることは難しく、たとえ増幅効率を高められたとしても検出感度が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及び検出精度の双方を高めることができる、反応チャンバー及び反応チャンバーを用いた反応デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る反応チャンバーは、温度調節装置により温度調節される温調面を有し、核酸の増幅反応に用いられる反応チャンバーであって、前記温調面を含むように設けられており、核酸の増幅反応が行われる増幅部と、前記温調面を含むように設けられており、核酸の増幅反応を検出可能な検出部と、を備え、前記検出部以外の部分が、前記増幅部とされており、前記検出部の厚みが、前記増幅部の厚みよりも厚い。
【０００９】
本発明に係る反応チャンバーのある特定の局面では、前記反応チャンバー全体の体積に対する前記検出部の体積の比（検出部／反応チャンバー）が、０．１以上、０．７以下である。
【００１０】
本発明に係る反応チャンバーの他の特定の局面では、前記反応チャンバーの体積が、０．５μＬ以上、２０μＬ以下である。
【００１１】
本発明に係る反応チャンバーのさらに他の特定の局面では、前記増幅部の厚みに対する前記検出部の厚みの比（検出部／増幅部）が、１．１以上、１０以下である。
【００１２】
本発明に係る反応チャンバーのさらに他の特定の局面では、前記増幅部の厚みが、０．４ｍｍ以下である。
【００１３】
本発明に係る反応チャンバーのさらに他の特定の局面では、前記検出部の厚みが、０．２ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下である。
【００１４】
本発明に係る反応チャンバーのさらに他の特定の局面では、前記検出部の中心から、前記反応チャンバーにおける一方側の端部までの距離が、１．５ｍｍ以上である。
【００１５】
本発明に係る反応チャンバーのさらに他の特定の局面では、少なくとも６５℃〜８５℃が含まれるように加熱及び冷却を繰り返す冷熱サイクル処理を、１５分間以内に３０回以上行うことを可能とする。
【００１６】
本発明に係る反応デバイスは、本発明に従って構成される反応チャンバーを有する、チップと、前記チップ上において、前記反応チャンバーの前記温調面側に配置されている、前記温度調節装置と、前記チップ上において、前記反応チャンバーの前記温調面とは異なる面側に配置されており、核酸の増幅反応を検出するための検出器と、を備える。
【００１７】
本発明に係る反応デバイスのある特定の局面では、前記チップが、凹部を有する基板と、前記基板上において前記凹部を閉成するように設けられている、カバー部材とを有し、前記反応チャンバーと、前記温度調節装置とが、前記カバー部材を介して隔てられている。
【００１８】
本発明に係る反応デバイスの他の特定の局面では、前記カバー部材の厚みが、０．２ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及び検出精度の双方を高めることができる、反応チャンバー及び反応チャンバーを用いた反応デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る反応デバイスを構成するチップを示す模式的平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う部分の模式的断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る反応デバイスを構成するチップの変形例を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る反応チャンバーの長さ方向に沿う模式的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る反応チャンバーの変形例における模式的断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る反応デバイスを示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２２】
（反応チャンバー）
図１は、本発明の一実施形態に係る反応デバイスを構成するチップを示す模式的平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う部分の模式的断面図である。
【００２３】
図１に示すように、反応デバイス１は、板状のチップ２を有する。このチップ２の内部に、流体が送液される流路３が設けられている。なお、図１においては、チップ２内に設けられる流路３を破線で示している。
【００２４】
流路３は、流入口４及び流出口５を有する。主流路６は、流入口４と流出口５とを結んでいる。主流路６に、複数の分岐流路７の流入端が接続されている。分岐流路７の流入端とは反対側の端部に、断面積がより小さい流路抵抗部８が連ねられている。流路抵抗部８の下流端が、出口側流路９に接続されている。出口側流路９は、流入もしくは流出口１０，１１に接続されている。
【００２５】
流入口４，流出口５，流入もしくは流出口１０，１１には、図示しないバルブが接続されている。これらのバルブを閉じた状態とすることにより、流路３内を封止することができる。
【００２６】
複数の分岐流路７は、それぞれ、反応チャンバー１２を構成している。すなわち、複数の分岐流路７は、それぞれ、核酸を加熱及び冷却することにより、核酸増幅反応が行われる反応チャンバー１２を構成している。なお、図１においては、送液の分注を前提として複数の反応チャンバー１２が構成されているが、図３に変形例で示すように、チップ２内に独立した複数の反応チャンバー１２Ａ〜１２Ｃがそれぞれ構成されていてもよい。また、チップ２内に単一の反応チャンバー１２のみが設けられていてもよい。
【００２７】
図１に戻り、反応チャンバー１２の平面形状は、略矩形形状である。本実施形態では、反応チャンバー１２の平面形状が、長さ方向及び幅方向を有する長方形である。もっとも、本発明において、反応チャンバー１２の平面形状は、略円状であってもよく、略楕円状であってもよく、特に限定されない。
【００２８】
ところで、チップ２は、図２に示すように、板状の基板１３と、カバー部材１４とを有する。基板１３は、対向し合う第１の主面１３ａ及び第２の主面１３ｂを有する。基板１３の第１の主面１３ａ側には、複数の凹部１３ｃが設けられている。複数の凹部１３ｃは、第１の主面１３ａ側に開口するように設けられている。
【００２９】
基板１３は、合成樹脂の成形体からなることが好ましい。より好ましくは、合成樹脂の射出成形体からなることが望ましい。もっとも、基板１３は、複数枚の合成樹脂のシートを積層することにより形成されていてもよい。また、基板１３は、ベースシートと、ベースシート上に設けられた貫通孔を有する基材本体とにより構成されていてもよい。
【００３０】
合成樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。なかでも、合成樹脂としては、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、シクロオレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、又はアモルファスポリオレフィンであることがより好ましい。これらは、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
【００３１】
基板１３の第１の主面１３ａ上には、カバー部材１４が設けられている。カバー部材１４は、エンジニアリングプラスチックフィルム等の耐熱性の高い樹脂フィルムや、熱伝導性に優れる金属フィルムであることが好ましい。また、樹脂フィルムに金属蒸着した樹脂金属複合フィルムであることが好ましい。この場合、熱伝導性をより一層高めることができ、後述する温調面１２ａの温度をより一層効率よく調整することができる。
【００３２】
なお、カバー部材１４は、封止テープであってもよい。カバー部材１４は、合成樹脂フィルムなどの可撓性フィルムや、エラストマーなどの弾性部材を基板１３に貼り合わせたものでもよい。また、本発明において、基板１３とカバー部材１４とは、一体的に構成されていてもよい。
【００３３】
カバー部材１４の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。この場合、熱伝導性をより一層高めることができ、後述する温調面１２ａの温度をより一層効率よく調整することができる。
【００３４】
カバー部材１４は、対向している第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する。第２の主面１４ｂは、カバー部材１４の基板１３側の主面である。第１の主面１４ａは、カバー部材１４の基板１３とは反対側の主面である。この第１の主面１４ａ上に、後述する温度調節装置１７が配置される。
【００３５】
また、本実施形態において、カバー部材１４は、基板１３の複数の凹部１３ｃを閉成するように設けられている。カバー部材１４が、基板１３の複数の凹部１３ｃを閉成することにより、複数の反応チャンバー１２が構成されている。なお、図２においては、反応チャンバー１２の幅方向における断面が示されている。以下、複数の反応チャンバー１２のうち、１つの反応チャンバー１２の長さ方向に沿う断面形状について説明する。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態に係る反応チャンバーの長さ方向に沿う模式的断面図である。
【００３７】
図４に示すように、反応チャンバー１２は、温度調節装置により温度調節される温調面１２ａを有する。温調面１２ａは、図２に示すカバー部材１４の第２の主面１４ｂに接する面であり、後述する温度調節装置１７が配置される側の面である。
【００３８】
図４に戻り、反応チャンバー１２は、増幅部１５及び検出部１６を有する。温調面１２ａ上に、増幅部１５及び検出部１６が設けられている。増幅部１５では、核酸の増幅反応が行われる。検出部１６では、核酸の増幅反応を検出することができる。
【００３９】
検出部１６においては、温調面１２ａと対向するように対向面１２ｂが設けられている。対向面１２ｂ側に、後述する検出器が配置される。本実施形態では、対向面１２ｂが検出器により検出される領域とされている。従って、平面視においてこの対向面１２ｂと重なる部分が検出部１６となる。具体的に、図４においては、検出部１６を斜線で示している。本実施形態のように、平面視において検出面が平坦な範囲と重なる部分を反応チャンバー１２の検出部１６としてもよいし、平面視において検出スポットと重なる部分を反応チャンバー１２の検出部１６としてもよい。その場合、検出スポット径により検出部１６を定めてもよい。なお、検出部１６は、核酸の増幅反応を検出可能な部分であれば、核酸の増幅反応が行われる部分を兼ねていてもよい。
【００４０】
増幅部１５は、検出部１６以外の部分である。また、増幅部１５は、平面であっても、曲面であってもよい。増幅部１５が曲面の場合、例えば、図５に変形例で示すように、検出部１６の端部から外側に向かうにつれて、増幅部１５の厚みが曲線状に減少していてもよい。
【００４１】
図４に戻り、反応チャンバー１２は、略直方体状の形状を有している。より具体的には、検出部１６のみが突出した凸状の形状を有している。従って、検出部１６の厚みＴ１が、増幅部１５の厚みＴ２よりも厚い。もっとも、本発明においては、検出部１６の厚みＴ１が、増幅部１５の厚みＴ２よりも厚い限りにおいて、反応チャンバー１２の形状は特に限定されない。なお、本実施形態では、検出部１６の厚みＴ１及び増幅部１５の厚みＴ２が一定であることを前提としているが、厚みが一定でない場合、厚みが最も薄い部分をそれぞれ検出部１６の厚みＴ１及び増幅部１５の厚みＴ２とする。なお、その場合においても、検出部１６の厚みの平均値が、増幅部１５の厚みの平均値よりも厚いものとする。この場合、厚みの平均値は、例えば、長さ方向の両端におけるそれぞれの厚み及び長さ方向の中央における厚みの平均値とすることができる。
【００４２】
本実施形態では、１つの反応チャンバー１２内に、増幅部１５及び検出部１６の双方が設けられているので、ＰＣＲと検出を短時間で行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態では、検出部１６の厚みＴ１が、増幅部１５の厚みＴ２よりも厚い。特に、増幅部１５の厚みＴ２が薄くされているので、ＰＣＲにおける温度変化に追従し易く、核酸の増幅効率を高めることができる。また、検出部１６の厚みＴ１が厚くされているので、検出部１６に含まれる光量を多くすることができ、検出感度を高めることができる。
【００４４】
従って、本実施形態の反応チャンバー１２によれば、高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及びリアルタイムでの検出感度の双方を高めることができる。
【００４５】
特に、反応チャンバー１２は、少なくとも６５℃〜８５℃が含まれるように加熱及び冷却を繰り返す冷熱サイクル処理を、１５分間以内に３０回以上行うことを可能とすることが好ましく、１０分間以内に３０回以上行うことを可能とすることがより好ましい。なお、少なくとも６５℃〜８５℃が含まれるように加熱及び冷却を繰り返す冷熱サイクル処理は、例えば、６０℃〜９０℃の加熱及び冷却を繰り返す冷熱サイクル処理であってもよい。
【００４６】
本実施形態において、検出部１６の厚みＴ１と、増幅部１５の厚みＴ２との比（Ｔ１／Ｔ２）は、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．５以上、さらに好ましくは２以上、好ましくは１０以下、より好ましくは７以下、さらに好ましくは５以下である。比（Ｔ１／Ｔ２）が上記下限値以上である場合、検出感度をより一層高めることができる。比（Ｔ１／Ｔ２）が上記上限値以下である場合、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。
【００４７】
増幅部１５の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。増幅部１５の厚みが上記下限値以上である場合、増幅部１５における増幅産物を検出部１６により一層流入し易くすることができる。また、増幅部１５の厚みが上記上限値以下である場合、ＰＣＲにおける温度変化により一層追従し易くなることから、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。
【００４８】
検出部１６の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上、好ましくは０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以下である。検出部１６の厚みが上記下限値以上である場合、検出部１６に含まれる光量をより一層多くすることができ、検出精度をより一層高めることができる。また、検出部１６の厚みが上記上限値以下である場合、ＰＣＲにおける温度変化により一層追従し易くなることから、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。
【００４９】
長さ方向において、検出部１６の中心から反応チャンバー１２における一方側の端部までの距離Ｌ１は、好ましくは１．０ｍｍ以上、より好ましくは１．５ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上、好ましくは７ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは４ｍｍ以下である。距離Ｌ１が上記下限値以上である場合、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。また、距離Ｌ１が上記上限値以下である場合、増幅部１５における増幅産物を検出部１６により一層流入し易くすることができる。また、後述する温度調節装置１７が必要な面積が小さくなるため、反応デバイス１の設計がより一層容易となる。なお、反応チャンバー１２の端部とは、ＰＣＲ時に液体が満たされる際に、中央から最も離れている部分をいうものとする。
【００５０】
また、検出部１６の長さＬ２と、反応チャンバー１２の全長、すなわち検出部１６と増幅部１５の長さの合計Ｌ３との比（Ｌ２／Ｌ３）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２５以上、好ましくは０．６以下、より好ましくは０．４以下である。比（Ｌ２／Ｌ３）が上記下限値以上である場合、検出精度をより一層高めることができる。比（Ｌ２／Ｌ３）が上記上限値以下である場合、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。
【００５１】
なお、検出部１６の長さＬ２は、例えば、０．４ｍｍ以上、２ｍｍ以下とすることができる。また、検出部１６と増幅部１５の長さの合計Ｌ３は、例えば、１．５ｍｍ以上、８ｍｍ以下とすることができる。
【００５２】
なお、検出部１６は、本実施形態のように長さ方向の中央に設けられていることが好ましい。この場合、増幅部１５における増幅産物を検出部１６により一層流入し易くすることができる。もっとも、本発明において、検出部１６の設けられる位置は特に限定されない。
【００５３】
本実施形態において、増幅部１５及び検出部１６は、図２に示す同じ幅Ｗを有している。もっとも、増幅部１５及び検出部１６の幅Ｗは、それぞれ異なっていてもよい。増幅部１５及び検出部１６の幅Ｗは、後述する反応チャンバー１２の容積に応じて適宜設定することができる。増幅部１５及び検出部１６の幅Ｗは、それぞれ、例えば、０．４ｍｍ以上、２ｍｍ以下とすることができる。
【００５４】
反応チャンバー１２全体の体積に対する検出部１６の体積の比（検出部１６／反応チャンバー１２）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６５以下である。比（検出部１６／反応チャンバー１２）が上記下限値以上である場合、検出部１６に含まれる光量をより一層多くすることができ、検出精度をより一層高めることができる。また、比（検出部１６／反応チャンバー１２）が上記上限値以下である場合、核酸の増幅効率をより一層高めることができる。
【００５５】
また、反応チャンバー１２の体積は、好ましくは０．５μＬ以上、より好ましくは１μＬ以上、さらに好ましくは２μＬ以上、好ましくは２０μＬ以下、より好ましくは１０μＬ以下、さらに好ましくは５μＬ以下である。反応チャンバー１２の体積が上記下限値以上である場合、流入する核酸の量のバラツキをより一層小さくすることができる。反応チャンバー１２の体積が上記上限値以下である場合、温度調節装置１７が必要な面積が小さくなるため、反応デバイス１の設計がより一層容易となる。
【００５６】
本発明において、チップ２内に設けられる流路３は、マイクロ流路であってもよい。流路３は、マイクロ流路よりも断面積の大きな流路であってもよい。もっとも、マイクロ流路であることが好ましい。それによって、微量の試料により、様々な検査を行うことができる。
【００５７】
ところで、マイクロ流路とは、流体の搬送に際し、マイクロ効果が生じるような微細な流路をいう。このようなマイクロ流路では、流体は、表面張力の影響を強く受け、通常の大寸法の流路を流れる流体とは異なる挙動を示す。
【００５８】
マイクロ流路の横断面形状及び大きさは、上記のマイクロ効果が生じる流路であれば特に限定はされない。例えば、マイクロ流路に流体を流す際、ポンプや重力を用いる場合には、流路抵抗をより一層低下させる観点から、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形（正方形を含む）の場合には、小さい方の辺の寸法で、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。また、マイクロ流体デバイスをより一層小型化する観点より、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下がさらに好ましい。
【００５９】
また、マイクロ流路の横断面形状がおおむね円形の場合には、直径（楕円の場合には、短径）が、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。反応デバイスをより一層小型化する観点からは、直径（楕円の場合には、短径）が、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下がさらに好ましい。
【００６０】
一方、例えば、マイクロ流路に流体を流す際、毛細管現象をより一層有効に活用するときに、マイクロ流路の横断面形状がおおむね長方形（正方形を含む）の場合には、小さい方の辺の寸法で、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。また、小さい方の辺の寸法で、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００６１】
また、本発明において、例えば、流路３を送液される液体は、反応デバイス１の内部又は外部に設けられた送液手段により送液することができる。送液手段としては、特に限定されず、例えば、マイクロポンプが挙げられる。具体的には、マイクロポンプを用いて、主流路６に液体や空気、又は所定のガスを送り込むことにより、複数の分岐流路７側へ液体を送液する手段が挙げられる。この場合、マイクロポンプは、反応デバイス１の内部に設けられていてもよいし、反応デバイス１の外部に設けられていてもよい。
【００６２】
また、他の送液手段としては、主流路６より上流側に連結された空間に配置されたガス発生部材が挙げられる。ガス発生部材とは、光や熱等の外力によりガスを発生する部材である。ガス発生部材に所定のタイミングで外力を加えることによりガスを発生させ、主流路６にガスを送り込むことができる。それによって、主流路６から複数の分岐流路７側へ液体を送液することができる。ガス発生部材としては、例えば、ガス発生テープが挙げられる。
【００６３】
（反応デバイス）
図６は、本発明の一実施形態に係る反応デバイスを示す模式的断面図である。反応デバイス１は、チップ２と、温度調節装置１７と、検出器１８とを有する。
【００６４】
温度調節装置１７は、反応チャンバー１２内を温度制御し、反応チャンバー１２内でＰＣＲを行うために設けられている。温度調節装置１７は、ペルチェヒーターであってもよく、温度の異なる複数のヒーターを順次接触させるものでもよい。
【００６５】
温度調節装置１７は、カバー部材１４の第１の主面１４ａ上に設けられている、そのため、反応チャンバー１２と、温度調節装置１７は、カバー部材１４を介して隔てられている。もっとも、本発明において、温度調節装置１７の位置は特に限定されないが、カバー部材１４を介して反応チャンバー１２と隔てられていることが好ましい。この場合、反応チャンバー１２の温調面１２ａをより一層精度良く温度制御することができる。
【００６６】
また、検出器１８は、上述した反応チャンバー１２内のＰＣＲを検出するために設けられている。検出器１８は、光学的検出装置など様々な測定原理による検出装置で構成することができる。
【００６７】
検出器１８は、非接触式に反応チャンバー１２内のＰＣＲを測定し得るものが望ましい。従って、本実施形態では、検出器１８は、チップ２から隔てられて設けられている。より具体的に、検出器１８は、基板１３の第２の主面１３ｂと隔てられて設けられている。検出器１８は、本実施形態のように、温度調節装置１７に対して垂直方向に配置してもよく、水平方向に配置してもよい。垂直方向に設置する場合は、検出スポット径をより一層大きく配置することができる。
【００６８】
反応デバイス１は、上述の反応チャンバー１２を備えているので、高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及びリアルタイムでの検出感度の双方を高めることができる。
【００６９】
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１〜６及び比較例１〜２）
実施例１〜６では、図６に示す反応デバイス１を作製した。また、比較例１〜２では、増幅部１５と検出部１６の厚みの関係等が反応デバイス１と異なっている。
【００７１】
具体的には、３０×２５×４ｍｍの板状のチップ２に、同一形状の反応チャンバー１２を３個設置した。チップ２は、シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０Ｒ」）を射出成形することにより、凹部１３ｃを有する基板１３を作製し、これに０．１ｍｍ厚みのフィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０Ｒ」）を熱融着することにより得た。反応チャンバー１２の寸法等の詳細は、下記の表１に示す通りである。
【００７２】
フィルム上には、温度調節装置１７として、昇降温速度が昇温、降温とも８℃／秒以上で熱サイクル可能なペルチェヒーターを用い、反応チャンバー１２を介して温度調節装置１７と垂直に交わる軸に検出スポット径１．０ｍｍの検出器１８を設置した。温度調節装置１７と反応チャンバー１２は２ｋｇｆの荷重にて接近させ、温調は９５℃と６０℃を１０分間で３２サイクルのペースで最大４５サイクルＰＣＲを実施し、リアルタイムにて検出を行った。同様の操作を３個のチップ２で行ない、ＰＣＲ４０サイクル時の検出値の平均値及び検出値のばらつきを求めた。この場合、３個のチップ２にそれぞれ３個の反応チャンバー１２が設けられているので、上記平均値は、９個の反応チャンバー１２の平均値であり、上記ばらつきは、９個の反応チャンバー１２のばらつきであるものとする。
【００７３】
なお、増幅の目的核酸としては、合成ＤＮＡを１０コピー／μＬの濃度になるよう用い、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、「Ｔａｑｍａｎ  Ｆａｓｔ  Ｖｉｒｕｓ  １−Ｓｔｅｐ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｍｉｘ」ＰＣＲ試薬で調整した。
【００７４】
結果を下記の表１に示す。
【００７５】
【表１】
2020110060.tif 000003
【００７６】
表１より、検出部の厚みが、増幅部の厚みよりも厚い実施例１〜６では、高速ＰＣＲにおいても、核酸の増幅効率及び検出精度の双方を高められることが確認できた。
【符号の説明】
【００７７】
１…反応デバイス
２…チップ
３…流路
４…流入口
５…流出口
６…主流路
７…分岐流路
８…流路抵抗部
９…出口側流路
１０，１１…流入もしくは流出口
１２，１２Ａ〜１２Ｃ…反応チャンバー
１２ａ…温調面
１２ｂ…対向面
１３…基板
１３ａ，１４ａ…第１の主面
１３ｂ，１４ｂ…第２の主面
１３ｃ…凹部
１４…カバー部材
１５…増幅部
１６…検出部
１７…温度調節装置
１８…検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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