(57)【要約】 【課題】  反応に用いる溶液の蒸発損失を容易に抑制しつつ、反応液の供給および回収を適切かつ容易に行う。【解決手段】  先ず、反応チップの流路状の反応部の開口部から、反応部の内部へと向かい反応液を供給する。次に、反応液を貯留する反応部の内部へと向かい、開口部から熱硬化性樹脂を供給し、反応部の内部において雰囲気中に露出する反応液の液面上に熱硬化性樹脂を重層させる。次に、反応部の温度状態を制御してポリメラーゼ連鎖反応を生じさせると共に、反応液の液面上を覆う熱硬化性の熱硬化性樹脂を硬化させる。【選択図】      図５
2006345814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの開口部を有する容器に反応液を供給する反応液供給工程と、
前記容器に貯留された前記反応液の液面に液体状の熱硬化性樹脂を重層させる熱硬化性樹脂供給工程と、
前記反応液に対して、前記熱硬化性樹脂の硬化温度を超える温度状態となる所定反応を生じさせる反応生成工程と
を含むことを特徴とする反応方法。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液に対して不溶となる前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴とする請求項１に記載の反応方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液の比重未満の比重を有する前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反応方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液の反応温度よりも低い硬化温度を有する前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の反応方法。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂供給工程は、粘度が、２３℃において１００ｄＰａ・ｓ〜１０００ｄＰａ・ｓとなる前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の反応方法。
【請求項６】
前記反応生成工程は、酵素反応を生じさせることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１つに記載の反応方法。
【請求項７】
前記酵素反応は、ポリメラーゼ連鎖反応であることを特徴とする請求項６に記載の反応方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば生化学反応等において微量の試料溶液を処理する反応装置として、反応チップの母材の表面上に設けられた複数の反応場としての凹部と、各凹部毎に温度状態を制御可能なペルチェ素子等からなる温度制御装置とを備えると共に、複数の凹部の各開口部を閉塞可能な蓋を搬送する搬送装置を備える反応装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、例えば生化学反応等において用いられる反応器として、反応チップの基材の表面上に設けられた複数の反応場としての凹部と、基材に熱溶着または圧着されて複数の凹部の各開口部を閉塞可能なフィルムとを備える反応器が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−３１７０３０号公報
【特許文献２】特開平９−９９９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係る反応装置および反応器によれば、微量の試料溶液の蒸発による損失を抑制するために蓋またはフィルムにより複数の凹部の各開口部が閉塞されるようになっている。
しかしながら、上記従来技術に係る反応装置のように蓋を搬送する搬送装置を備える場合には、反応装置の装置構成が複雑化してしまうという問題が生じる。また、この搬送装置によって異なる反応チップに対して共通の蓋を用いる場合には、蓋を洗浄する洗浄装置が必要となり、より一層、装置構成が複雑化してしまうという問題が生じる。
また、上記従来技術に係る反応器のようにフィルムによって各開口部を閉塞する場合には、反応終了後にフィルムを剥離するという煩雑な手間が必要となり、一連の処理工程を効率良く実行することが困難となる。
また、試料溶液に相対的に比重が軽いミネラルオイルを重層させる方法では、試料溶液の蒸発を抑制する作用を向上させることが困難であって、しかも、反応終了後に試料溶液を回収する際にミネラルオイルの混入を防ぐことが困難になるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、反応に用いる溶液の蒸発損失を容易に抑制しつつ、反応液の供給および回収を適切かつ容易に行うことが可能な反応方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の反応方法は、少なくとも１つの開口部（例えば、実施の形態での開口部２４、４１ｂ）を有する容器（例えば、実施の形態での反応部１２、反応部材４１）に反応液を供給する反応液供給工程と、前記容器に貯留された前記反応液の液面に液体状の熱硬化性樹脂を重層させる熱硬化性樹脂供給工程と、前記反応液に対して、前記熱硬化性樹脂の硬化温度を超える温度状態となる所定反応を生じさせる反応生成工程とを含むことを特徴としている。
【０００５】
さらに、請求項２に記載の本発明の反応方法は、前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液に対して不溶となる前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴としている。
【０００６】
さらに、請求項３に記載の本発明の反応方法は、前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液の比重未満の比重を有する前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項４に記載の本発明の反応方法では、前記熱硬化性樹脂供給工程は、前記反応液の反応温度よりも低い硬化温度を有する前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項５に記載の本発明の反応方法では、前記熱硬化性樹脂供給工程は、粘度が、２３℃において１００ｄＰａ・ｓ〜１０００ｄＰａ・ｓとなる前記熱硬化性樹脂を供給することを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項６に記載の本発明の反応方法では、前記反応生成工程は、酵素反応を生じさせることを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項７に記載の本発明の反応方法では、前記酵素反応は、ポリメラーゼ連鎖反応であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の本発明の反応方法によれば、容器に貯留された反応液に重層するようにして熱硬化性樹脂が供給され、反応生成工程での所定反応によって液体状の熱硬化性樹脂が硬化して反応液の液面全体を覆う蓋となり、反応液の蒸発損失を抑制することができる。
【００１２】
さらに、請求項２に記載の本発明の反応方法によれば、反応液に重層される熱硬化性樹脂が反応液に不溶となることで、反応液と熱硬化性樹脂とが混合せずに、熱硬化性樹脂によって反応液の蒸発損失を抑制することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の本発明の反応方法によれば、反応液に重層される熱硬化性樹脂の比重が反応液の比重未満となることで、反応液の蒸発損失を抑制することができる。
なお、熱硬化性樹脂の比重が反応液の比重よりも大きくなる場合には、熱硬化性樹脂を反応液の液面上に重層させることができなくなる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の本発明の反応方法によれば、熱硬化性樹脂の硬化温度が反応液の反応温度よりも低いことから、反応生成工程での所定反応によって液体状の熱硬化性樹脂が適切に硬化して反応液の液面全体を覆う蓋となり、反応液の蒸発損失を抑制することができる。
【００１５】
さらに、請求項５に記載の本発明の反応方法によれば、反応液に重層される熱硬化性樹脂の粘度が、２３℃において１００ｄＰａ・ｓ〜１０００ｄＰａ・ｓとなることで、反応液の蒸発損失を抑制することができる。
なお、熱硬化性樹脂の粘度が、２３℃において１００ｄＰａ・ｓ未満となる場合には、熱硬化性樹脂と反応液との混合が生じ、熱硬化性樹脂を反応液の液面上に重層させることができず、一方、熱硬化性樹脂の粘度が、２３℃において１０００ｄＰａ・ｓよりも大きくなる場合には、反応液の液面の全体を覆うことができなくなる。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の本発明の反応方法によれば、酵素反応に用いられる反応液の蒸発損失を容易に抑制することができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の反応方法によれば、ポリメラーゼ連鎖反応に用いられる反応液の蒸発損失を容易に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る反応方法について添付図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施形態の反応方法に係る生化学反応装置１は、例えば図１に示すように、反応チップ１０に対して反応試薬を収容する試薬収容工程を実行する試薬収容装置２と、例えば酵素反応であるポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：Polymerase Chain Reaction）等の所定反応を生じさせる反応工程を実行する反応装置３と、例えば光学分析等によりＤＮＡ等の検体を検出する検出工程を実行する検出装置４とを備えて構成されている。
【００１９】
そして、生化学反応装置１の試薬収容装置２は、例えばポリメラーゼ連鎖反応等の各種の反応処理に用いる検体試薬および他の試薬と、検出工程で用いる各種の試薬と、希釈液またはバッファー液等とを、反応チップ１０の試薬収容部１１に収容する。
【００２０】
そして、生化学反応装置１の反応装置３は、例えば反応工程での反応液の温度状態を制御するペルチェ素子等を具備する温度制御装置５を備えて構成されている。
例えば図１に示すように、温度制御装置５は、後述する反応チップ１０の反応部１２を厚さ方向の両側（つまり、表面側および裏面側）から挟み込むようにして配置される２つのペルチェ素子部５ａ，５ｂを備え、反応チップ１０の表面と当接する各ペルチェ素子部５ａ，５ｂの表面は、後述する反応チップ１０の反応部１２の表面形状（例えば、凸形状等）に沿った形状（例えば、凹形状等）を有するように形成されている。
【００２１】
そして、生化学反応装置１の検出装置４は、反応装置３によるポリメラーゼ連鎖反応等の所定反応によって調整された検体と、検出用の各種の試薬とを、反応チップ１０の検出部１３において反応させ、予め検体あるいは核酸プローブに付けた標識物質（例えば、蛍光物質）の有無を、例えば反応チップ１０の検出部１３の裏面側等から検出する発光検出を行う。
【００２２】
反応チップ１０は、例えば図２に示すように、単一の略長方形板状の基材１０ａに設けられた試薬収容部１１と、反応部１２と、検出部１３とを備えて構成されている。
なお、基材１０ａは、好ましくは、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせ、あるいは、ガラス等により形成されることで、耐熱性、耐薬品性、成形加工性等に優れたものとなる。
【００２３】
そして、試薬収容部１１は、例えば基材１０ａの長手方向に沿った一方の端部に設けられ、基材１０ａの表面上に設けられた複数の凹穴状の試薬収容凹部１１ａ，…，１１ａを備えて構成され、例えばポリメラーゼ連鎖反応等の各種の反応処理に用いる検体試薬および他の試薬と、検出工程で用いる各種の試薬と、希釈液またはバッファー液等を収容する。
【００２４】
そして、後述する反応部１２は、例えば基材１０ａの長手方向に沿った央部に設けられている。
そして、検出部１３は、例えば基材１０ａの長手方向に沿った他方の端部に設けられ、基材１０ａの表面上に設けられた複数の凹穴状の検出凹部１３ａ，…，１３ａを備えて構成され、反応部１２においてポリメラーゼ連鎖反応等の所定反応により調整された検体と、検出用の各種の試薬とを収容する。
【００２５】
なお、各試薬収容凹部１１ａおよび各検出凹部１３ａの形状は、特に限定されるものではなく、例えば円錐台形、角錐台形、円錐、角錐、曲面状の底部を有する形状等の適宜のウェル形状であってもよく、加工成形性、溶液の注入性等により適宜に設定される。
なお、各試薬収容凹部１１ａおよび各検出凹部１３ａは、基材１０ａがプラスチックからなる場合には、例えば切削加工、成型加工等により形成される。また、基材１０ａがガラスからなる場合には、例えば切削加工等により形成される。
【００２６】
なお、各試薬収容凹部１１ａの大きさは収容する試薬の量に応じて設定され、例えば開孔径０．１〜１０ｍｍ、深さ０．１〜１０ｍｍである。
なお、ＤＮＡの分析に用いる試薬の量は微量であるため、各検出凹部１３ａは、好ましくは、開孔径５ｍｍ以下、特に、開孔径０．０１ｍｍ〜５ｍｍであって、深さ５ｍｍ以下、特に、深さ０．０１ｍｍ〜５ｍｍである。
また、各試薬収容凹部１１ａおよび各検出凹部１３ａの内面は、例えば親水化または撥水化等の表面処理が施されてもよい。
【００２７】
また、各試薬収容凹部１１ａおよび各検出凹部１３ａは、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＴＰＸフィルム（三井化学株式会社製）などのメチルペンテン系フィルム、ゼオノア（日本ゼオン株式会社製）などのシクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルム等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせによる被覆フィルムにより被覆されてもよい。
【００２８】
反応部１２は、例えば図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、基材１０ａの裏面１０Ｂ上に設けられた溝部２１と、この溝部２１の開口端２１ａを覆うことで溝部２１の開口部を封止して流路２２を形成するフィルム２３と、基材１０ａを厚さ方向に貫通し、基材１０ａの表面１０Ａ上に設けられた２つの各開口部２４，２４に接続されると共に溝部２１の内部で開口する２つの貫通孔２５，２５とを備えて構成されている。つまり、この反応部１２は流路状であって、基材１０ａの表面１０Ａ上で開口する一方の開口部２４から反応部１２の内部に供給された溶液は、順次、一方の貫通孔２５と、溝部２１およびフィルム２３により形成された流路２２と、他方の貫通孔２５と、他方の開口部２４とを流通可能となっている。
【００２９】
なお、フィルム２３は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＴＰＸフィルム（三井化学株式会社製）などのメチルペンテン系フィルム、ゼオノア（日本ゼオン株式会社製）などのシクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂フィルム、フッ素系ポリマーフィルム等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせによる単層構造あるいは多層構造のフィルム、あるいは、例えばアルミニウム、銅、金等の各金属あるいは複数の金属の合金による単層構造あるいは多層構造のフィルム、さらには、プラスチックと金属との組み合わせによる多層構造のフィルム等である。
【００３０】
そして、フィルム２３の厚さは、例えば１〜５００μｍであって、好ましくは、１〜１００μｍであって、この範囲内で薄くなることに伴い、より好ましくなる。
なお、厚さが１μｍ未満であると、熱変形が過剰に大きくなると共に所望の強度を確保することができなくなり、一方、厚さが５００μｍよりも厚くなると、熱伝導性が過剰に低下し、反応部１２内の溶液の温度状態を外部から制御する際に、溶液全体に対して温度状態を均一に制御することが困難となって、反応状態に対する所望の均一性を確保することができなくなる。
また、金属からなるフィルム２３は、好ましくは、厚さが１〜５０μｍである。
【００３１】
また、プラスチックからなるフィルム２３は、好ましくは、熱伝導率が０，１ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上であって、例えばＰＰ（ポリプロピレン）では熱伝導率が０，１１９ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度であり、ＰＣ（ポリカーボネート）では熱伝導率が０，１６６ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度であり、ＰＥ（ポリエチレン）では熱伝導率が０，２５２ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度である。
また、金属からなるフィルム２３は、好ましくは、熱伝導率が１００ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上であって、例えばアルミニウムでは熱伝導率が１７７ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度であり、銅では熱伝導率が３２４ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度であり、金では熱伝導率が２５４ｋｃａｌ／ｍｈ℃程度である。
【００３２】
なお、プラスチックからなる単層構造のフィルム２３は、好ましくは、厚さが１０〜１００μｍ程度である。
なお、金属からなる単層構造のフィルム２３は、例えば軟質アルミニウムの場合、好ましくは、厚さが５〜８０μｍ程度であり、硬質アルミニウムの場合、好ましくは、厚さが５〜５０μｍ程度である。
【００３３】
また、プラスチックからなる多層構造のフィルム２３は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）等により形成され、好ましくは、厚さが１〜２０μｍ程度に設定されることで、所望の強靭性および柔軟性が確保される。
また、プラスチックと金属との組み合わせによる多層構造のフィルム２３は、例えばアルミニウムの場合、好ましくは、厚さが７〜５０μｍ程度であり、さらに、アルミニウムの表面上には、反応チップ１０の基材１０ａの表面に、例えば熱溶着あるいは圧着により貼付可能なシール層が、アルミニウムと一体となるように設けられている。このシール層は、例えばナイロン等の樹脂フィルム状のシーラントがアルミニウムの表面上に積層、あるいは、例えばマレイン酸変性ポリプロピレン等がアルミニウムの表面上に塗工されて形成されている。このフィルム２３では、さらに、強度を増大させるために、アルミニウム層側にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）等のフィルムを積層させても良い。
【００３４】
なお、フィルム２３が貼付される基材１０ａの表面上には、例えば反応部１２の溝部２１や開口部２４の周囲において表面上から突出する突出部を設け、この突出部とフィルム２３とが当接するように設定してもよい。
【００３５】
本実施形態の反応方法に係る生化学反応装置１および反応チップ１０は上記構成を備えており、次に、この生化学反応装置１の動作について説明する。
【００３６】
先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、試薬収容工程として、試薬収容装置２により、例えばポリメラーゼ連鎖反応等の各種の反応処理に用いる検体試薬および他の試薬と、検出工程で用いる各種の試薬と、希釈液またはバッファー液等とを、反応チップ１０の試薬収容部１１に収容する。
【００３７】
次に、ステップＳ０２においては、後述する反応工程として、所定反応（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応）を生じさせる。
【００３８】
次に、ステップＳ０３においては、検出工程として、反応工程でのポリメラーゼ連鎖反応によって調整された検体と、検出用の各種の試薬（例えば、核酸プローブ等）とを、反応チップ１０の検出部１３においてハイブリダイゼーション等により反応させ、予め検体あるいは核酸プローブに付けた標識物質（例えば、蛍光物質）の有無を、例えば反応チップ１０の検出部１３の裏面側等から検出する発光検出を行い、一連の処理を終了する。
【００３９】
以下に、上述したステップＳ０２での反応工程について説明する。
先ず、例えば図５に示すステップＳ１１においては、反応液供給工程として、反応チップ１０の流路状の反応部１２の開口部２４から、反応部１２の内部へと向かい反応液を供給する。
なお、ポリメラーゼ連鎖反応に対する反応液は、例えば血液等から抽出したＤＮＡまたは予め生成された鋳型ＤＮＡと、ポリメラーゼ酵素と、各塩基の材料であるｄＮＴＰ（デオキシヌクレオチド３リン酸）と、ｐＨおよび濃度調整のための希釈液またはバッファー液とからなる。
【００４０】
次に、ステップＳ１２においては、熱硬化性樹脂供給工程として、反応液を貯留する反応部１２の内部へと向かい、開口部２４から液体状の熱硬化性樹脂を供給し、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、反応部１２の内部において雰囲気中に露出する反応液Ｒの液面上に液体状の熱硬化性樹脂Ｈを重層させる。
この熱硬化性樹脂は、例えば後述する反応生成工程での温度状態（例えば、９６℃程度）よりも低い硬化温度を有する液状エポキシ樹脂等であって、粘度が、２３℃において１００ｄＰａ・ｓ〜１０００ｄＰａ・ｓ、かつ、比重が反応液の比重未満、かつ、反応液に対して不溶とされている。
【００４１】
なお、熱硬化性樹脂の粘度が２３℃において１００ｄＰａ・ｓ未満となる場合には、熱硬化性樹脂と反応液との混合が生じ、熱硬化性樹脂を反応液の液面上に重層させることができず、一方、熱硬化性樹脂の粘度が２３℃において１０００ｄＰａ・ｓよりも大きくなる場合には、反応液の液面の全体を覆うことができなくなる。
また、熱硬化性樹脂の比重が反応液の比重よりも大きくなる場合には、熱硬化性樹脂を反応液の液面上に重層させることができなくなる。
【００４２】
なお、熱硬化性樹脂の比重が相対的に重い場合には、この熱硬化性樹脂中に比重調整が可能な添加物を混入させてもよい。例えば、中空粒子を分散配置させて比重を調整することができる。この中空粒子としては、例えば、シリカ等の無機粒子、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の有機粒子を用いることができる。
また、熱硬化性樹脂が反応液に不溶であれば、熱硬化性樹脂と反応液との混合が生じない。一般に、反応液は水系であるため、熱硬化性樹脂は、水に不溶な疎水性樹脂であればよい。
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂、メラミン樹脂等を用いることができる。
【００４３】
次に、ステップＳ１３においては、後述する反応生成工程として、ポリメラーゼ連鎖反応を生じさせ、一連の処理を終了する。
【００４４】
以下に、上述したステップＳ１３での反応生成工程について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ２１においては、変性工程として、温度制御装置５により反応部１２の温度状態を、所定時間（例えば、５〜２５秒等）に亘って、所定温度（例えば、９０〜１００℃程度）となるように制御し、反応液のＤＮＡを熱変性させる。
この変性工程においては、反応液の液面上に重層された熱硬化性樹脂が硬化して、反応液の液面全体を覆う蓋となり、反応液の液面が反応部１２の内部の雰囲気に曝されることが、より一層、抑制される。
【００４５】
次に、ステップＳ２２においては、アニーリング工程として、温度制御装置５により反応部１２の温度状態を、所定時間（例えば、１５〜６０秒等）に亘って、所定温度（例えば、５０〜６０℃程度）となるように制御し、各種のプライマー（つまり、ＤＮＡの断片）を所望の遺伝子配列と結合（アニーリング）させる。
【００４６】
次に、ステップＳ２３においては、伸長反応工程として、温度制御装置５により反応部１２の温度状態を、所定時間（例えば、１〜５分等）に亘って、所定温度（例えば、６５〜７５℃程度）となるように制御し、ＤＮＡポリメラーゼによる相補鎖合成を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ２４においては、一連の処理を継続するか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ２１に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
【００４８】
なお、以下に、上述した反応チップ１０の反応部１２の製造方法について説明する。
先ず、例えば射出成型法あるいは切削加工法により、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせからなる基材１０ａの裏面１０Ｂ上に溝部２１を形成する（ステップＳ３１）。
【００４９】
次に、例えば切削加工法により、基材１０ａを厚さ方向に貫通し、基材１０ａの表面１０Ａ上に設けられた２つの各開口部２４，２４に接続されると共に溝部２１の内部で開口する２つの貫通孔２５，２５を形成する（ステップＳ３２）。
【００５０】
次に、フィルム２３によって溝部２１の開口端２１ａを覆い、溝部２１の開口部を封止するようにして、フィルム２３を基材１０ａの裏面１０Ｂ上に熱溶着あるいは圧着により、あるいは、例えばポリ酢酸ビニル系およびポリアミド系等の熱可塑性樹脂接着剤を介して貼付し、溝部２１とフィルム２３とにより流路２２を形成する（ステップＳ３３）。
なお、ＰＥ（ポリエチレン）等からなるフィルム２３は、熱溶着性であるため、接着剤を用いずに基材１０ａと貼り合わせることができる。
【００５１】
上述したように、本実施の形態による反応方法によれば、反応チップ１０の反応部１２が流路状であることから、反応部１２への溶液の供給および反応部１２からの溶液の回収が容易となる。これに加えて、反応チップ１０の反応部１２に貯留された反応液に重層するようにして液体状の熱硬化性樹脂が供給されることから、反応液の蒸発損失を容易に抑制することができる。しかも、反応生成工程での所定反応（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応）において、反応液に重層された熱硬化性樹脂の温度が増大することにより、熱硬化性樹脂が硬化して反応液の液面全体を覆う蓋となり、反応液の蒸発損失を、より一層、抑制することができる。
しかも、反応チップ１０は、単一の基材１０ａに試薬収容部１１と、反応部１２と、検出部１３とを備えて構成されることから、一連の試薬収容工程と反応工程と検出工程とを連続的に効率よく実行することができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態においては、反応チップ１０を、試薬収容部１１と、反応部１２と、検出部１３とを備えて構成するとしたが、これに限定されず、例えば試薬の種類や数、検体の種類や数等に応じて、複数の試薬収容部１１，…，１１と、複数の反応部１２，…，１２と、複数の検出部１３，…，１３とを備えて構成してもよい。
また、上述した実施の形態においては、反応チップ１０において、試薬収容部１１と、反応部１２と、検出部１３とを、流路等によって互いに接続してもよい。この場合には、検査時間を短縮することができると共に、微量の試料および試薬で各種の分析を精度良く行うことができ、分析に要する費用を削減することができる。  
【００５３】
なお、上述した実施の形態においては、流路状の反応部１２において、基材１０ａの裏面１０Ｂ上に設けられた溝部２１および基材１０ａの裏面１０Ｂ上に貼付されたフィルム２３により流路２２が形成されるとしたが、これに限定されず、例えば図８に示す第１変形例のように、反応部１２を、基材１０ａの裏面１０Ｂ上に設けられた溝部２１と、この溝部２１の開口端２１ａを覆うことで溝部２１の開口部を封止するフィルム２３と、基材１０ａを厚さ方向に貫通し、基材１０ａの表面１０Ａ上に設けられた２つの各開口部２４，２４に接続されると共に溝部２１の内部で開口する２つの貫通孔２５，２５と、基材１０ａの表面１０Ａ上において２つの各開口部２４，２４と干渉しない位置に設けられ、溝部２１に接続される第２の溝部３１と、第２の溝部３１の底面３１Ａ上に貼付された第２のフィルム３２とを備えて構成してもよい。
つまり、この第１変形例において、第２の溝部３１の底面３１Ａ上には、溝部２１に接続される開口部３１ａが形成されており、底面３１Ａ上に貼付された第２のフィルム３２が開口部３１ａを封止すると共に、フィルム２３が溝部２１の開口端２１ａを覆うことで流路２２が形成されている。
なお、この第２のフィルム３２は、例えばフィルム２３と同等のフィルムである。
【００５４】
以下に、この第１変形例に係る反応チップ１０の反応部１２の製造方法について説明する。
先ず、例えば射出成型法あるいは切削加工法により、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせからなる基材１０ａの裏面１０Ｂ上に溝部２１を形成する（ステップＳ４１）。
【００５５】
次に、例えば切削加工法により、基材１０ａを厚さ方向に貫通し、基材１０ａの表面１０Ａ上に設けられた２つの各開口部２４，２４に接続されると共に溝部２１の内部で開口する２つの貫通孔２５，２５を形成する（ステップＳ４２）。
【００５６】
次に、例えば切削加工法により、基材１０ａの表面１０Ａ上において２つの各開口部２４，２４と干渉しない位置に第２の溝部３１を形成し、この第２の溝部３１の底面３１Ａ上の央部に、溝部２１に接続される開口部３１ａを形成する（ステップＳ４３）。
【００５７】
次に、フィルム２３によって溝部２１の開口端２１ａを覆い、溝部２１の開口部を封止するようにして、フィルム２３を基材１０ａの裏面１０Ｂ上に熱溶着あるいは圧着により、あるいは、例えばポリ酢酸ビニル系およびポリアミド系等の熱可塑性樹脂接着剤を介して貼付し、溝部２１とフィルム２３とにより流路２２を形成する（ステップＳ４４）。
【００５８】
次に、第２のフィルム３２によって第２の溝部３１の開口部３１ａを封止するようにして、第２のフィルム３２を第２の溝部３１の底面３１Ａ上に熱溶着あるいは圧着により、あるいは、例えばポリ酢酸ビニル系およびポリアミド系等の熱可塑性樹脂接着剤を介して貼付し、溝部２１とフィルム２３および第２の溝部３１と第２のフィルム３２とにより流路２２を形成する（ステップＳ４５）。
この第１変形例においては、溝部２１を形成する基材１０ａに対して相対的に厚さが薄くなることで熱伝導率が大きくなる第２のフィルム３２によって流路２２が形成されていることから、反応生成工程において反応部１２に貯留された反応液全体の温度状態を容易に均一に制御することができる。これにより、反応部１２の反応液全体に対して所定反応を容易に均一に発生させることができる。
【００５９】
なお、この第１変形例に係る反応チップ１０において、反応生成工程の実行以後、つまり反応液の液面上に重層された熱硬化性樹脂が硬化して、反応液の液面全体を覆う蓋となった以後において、反応液を回収する際には、例えば図９に示すように、反応液回収用プローブＰを、第２のフィルム３２を貫通するようにして反応液中に挿入する。
【００６０】
なお、上述した実施の形態においては、流路状の反応部１２をフィルム２３を備えて構成するとしたが、これに限定されず、例えば図１０（ａ）〜（ｄ）に示す第２変形例のように、反応部１２を、基材１０ａの内部で中空となり、基材１０ａの表面１０Ａ上に設けられた２つの各開口部２４，２４に接続される中空孔３５を備えて構成してもよい。
この第２変形例に係る反応チップ１０の反応部１２の製造方法では、例えば、上述した実施の形態でのフィルム２３に代わりに、基材１０ａと同等の略長方形板状の第２の基材３５ａを基材１０ａの裏面１０Ｂ上に、例えばポリ酢酸ビニル系およびポリアミド系等の熱可塑性樹脂接着剤を介して貼付して、第２の基材３５ａにより溝部２１の開口端２１ａを覆うことで溝部２１の開口部を封止して流路２２を形成する。
また、この第２変形例に係る反応チップ１０の反応部１２の製造方法では、例えば射出成型法により、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせからなる基材１０ａの内部に中空孔３５を形成してもよい
。
【００６１】
なお、上述した実施の形態においては、流路状の反応部１２を反応チップ１０に設けるとしたが、これに限定されず、例えば図１１（ａ），（ｂ）に示す第３変形例のように、反応部１２を、例えば射出成型法あるいは切削加工法により、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、シクロオレフィン系ポリマー、フッ素ポリマー、シリコン樹脂等の各プラスチックあるいは複数のプラスチックの適宜の組み合わせからなる基材１０ａの表面１０Ａ上に形成された凹穴状の凹部３６を備えて構成してもよい。
なお、この第３変形例に係る反応チップ１０において、例えば図１２に示すように、凹部３６が、基材１０ａを厚さ方向に貫通する貫通孔３６ａと、基材１０ａの裏面１０Ｂを覆うフィルム２３とにより構成されている場合には、反応生成工程の実行以後、つまり反応液の液面上に重層された熱硬化性樹脂が硬化して、反応液の液面全体を覆う蓋となった以後において、反応液を回収する際には、反応液回収用プローブＰを、基材１０ａの裏面１０Ｂ側から、フィルム２３を貫通するようにして反応液中に挿入する。
なお、この第３変形例においては、反応部１２を、基材１０ａの表面１０Ａ上に形成された凹穴状の複数の凹部３６，…，３６を備えて構成し、各凹部３６，…，３６を適宜の流路により接続してもよい。
【００６２】
なお、上述した実施の形態においては、反応装置３の反応工程で流路状の反応部１２を具備する反応チップ１０を用いるとしたが、これに限定されず、例えば図１３に示す第４変形例のように、閉塞部４１ａおよび開口部４１ｂを有する管状の容器からなる反応部材４１を用いてもよい。
なお、この第４変形例に係る反応部材４１において、反応部材４１が相対的に薄いプラスチック等により形成されている場合には、反応生成工程の実行以後、つまり反応液の液面上に重層された熱硬化性樹脂が硬化して、反応液の液面全体を覆う蓋となった以後において、反応液を回収する際には、例えば図１２に示すように、反応液回収用プローブＰを、反応部材４１を貫通するようにして反応液中に挿入する。
【００６３】
なお、上述した実施の形態においては、例えば図４に示すように、ステップＳ１２のアニーリング工程と、ステップＳ１３の伸長反応工程とを、順次、実行するとしたが、これに限定されず、例えばアニーリング工程および伸長反応工程を同時に実行してもよい。この場合には、温度制御装置５により反応部１２の温度状態を、所定時間（例えば、１〜５分等）に亘って、所定温度（例えば、５０〜７０℃程度）となるように制御することで、各種のプライマー（つまり、ＤＮＡの断片）を所望の遺伝子配列と結合（アニーリング）させると共に、ＤＮＡポリメラーゼによる相補鎖合成を行う。
また、上述した実施の形態においては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を、マルチプレックスＰＣＲとしてもよい。このマルチプレックスＰＣＲでは、ホットスタート法（つまり、プライマーのミスアニーリングやオリゴマー化の発生を抑制するために、反応液が相対的に高温状態になってから伸長反応工程の実行を開始する方法）を適用することが好ましい。
【００６４】
なお、本発明の実施の形態に係る生化学反応装置１は、様々な生化学系の反応用として用いることができ、例えば抗原抗体反応及びＤＮＡ反応の検出などに用いることができる。
抗原抗体反応による抗原検出の場合、例えば、予め各反応部１２内に抗原を含む試料を入れておき、後から抗体を含む試薬を添加し、抗原または抗体に標識物質を付けておくことで、反応の有無を検出できる。標識物質としては、蛍光などの発光物質が一般的に用いられる。
【００６５】
ＤＮＡの検出の場合、例えば、予め各検出部１３内に核酸プローブを用意しておく。次に、検体ＤＮＡをウェル状の検出部１３に供給し、核酸プローブと検体ＤＮＡとのハイブリダイゼーション反応により、ＤＮＡの検出を行うことができる。その際、検体ＤＮＡに標識物質を付けておけば、その標識物質の有無を検出することにより検出が可能となる。また、検体ＤＮＡとして、血液等から抽出したＤＮＡをＰＣＲ法、ＬＡＭＰ法などにより調整しておいたものを用いることができる。また、核酸プローブとして配列の異なる核酸を複数用意することで検体ＤＮＡがどのような配列であるかを検出することができる。
【００６６】
また、一塩基遺伝子多型（ＳＮＰ）の解析にも用いることができる。なお、その場合、プローブ核酸やその検出に用いる物質は複数あってもよく、それらの物質のひとつが標識されていればよい。
【００６７】
また、標識物質は、結合したプローブ核酸と検体ＤＮＡに特異的に作用するものを、反応後に加えることもできる。このようなものとしては、インターカレーターなどがある。また、ここでいう標識物質とは間接的なものも含む。すなわち、蛍光物質などに結合する物質を標識物質として検体ＤＮＡに結合させておき、後から蛍光物質を加えても良い。
【００６８】
また、多段階反応を行ってＳＮＰまたはＤＮＡを検出してもよい。
例えば、インベーダー・アッセイ法（サードウェイブテクノロジーズ，Ｉｎｃ（米国ウィスコンシン州マディソン市）を用いても良い。これによりＳＮＰ解析の具現化を図ることが可能となる。
【００６９】
この場合、検出ＤＮＡの検出に用いるプローブ核酸などの物質が複数種でもよく、予め各反応部１２内に少なくとも１種の物質を入れておき、その後、検出ＤＮＡと他の物質を同時または順次注入し、反応をおこなっても良い。
【００７０】
また、反応部１２には、反応用液の乾燥を防ぐ目的でミネラルオイルなどの反応用液より比重の軽い溶液を加えても良い。
また、検体ＤＮＡ又は抗原などは反応部１２内に固定してもよいし、固定させずに保持させておくだけでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る生化学反応装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る反応チップの斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る反応部の斜視図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る反応部を表面側から見た平面図であり、図３（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る反応部を裏面側から見た平面図であり、図３（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る反応部の断面図である。
【図４】図１に示す生化学反応装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すステップＳ０２での反応工程の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る反応部の斜視図であって，反応部の内部において反応液の液面上に熱硬化性樹脂を重層した状態を示す図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る反応部の断面図であって，反応部の内部において反応液の液面上に熱硬化性樹脂を重層した状態を示す図である。
【図７】図５に示すステップＳ１３での反応生成工程の処理を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、本発明の実施の形態の第１変形例に係る反応部の斜視図であり、図８（ｂ）は、本発明の実施の形態の第１変形例に係る反応部を表面側から見た平面図であり、図８（ｃ）は、本発明の実施の形態の第１変形例に係る反応部を裏面側から見た平面図であり、図８（ｄ）は、本発明の実施の形態の第１変形例に係る反応部の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の第１変形例に係る反応部の斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の実施の形態の第２変形例に係る反応部の斜視図であり、図１０（ｂ）は、本発明の実施の形態の第２変形例に係る反応部を表面側から見た平面図であり、図１０（ｃ）は、本発明の実施の形態の第２変形例に係る反応部を裏面側から見た平面図であり、図１０（ｄ）は、本発明の実施の形態の第２変形例に係る反応部の断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の実施の形態の第３変形例に係る反応部の斜視図であって，反応部の内部において反応液の液面上に熱硬化性樹脂を重層した状態を示す図であり、図１１（ｂ）は、本発明の実施の形態の第３変形例に係る反応部の断面図であって，反応部の内部において反応液の液面上に熱硬化性樹脂を重層した状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態の第３変形例に係る反応部の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態の第４変形例に係る反応部材の斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態の第４変形例に係る反応部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  反応チップ
１２  反応部（容器）
２４  開口部
４１  反応部材（容器）
４１ｂ  開口部
【図１】
2006345814.tif 000003
【図２】
2006345814.tif 000004
【図３】
2006345814.tif 000005
【図４】
2006345814.tif 000006
【図５】
2006345814.tif 000007
【図６】
2006345814.tif 000008
【図７】
2006345814.tif 000009
【図８】
2006345814.tif 000010
【図９】
2006345814.tif 000011
【図１０】
2006345814.tif 000012
【図１１】
2006345814.tif 000013
【図１２】
2006345814.tif 000014
【図１３】
2006345814.tif 000015
【図１４】
2006345814.tif 000016