(57)【要約】【課題】核酸の増幅を高速に行うことのできる反応容器、熱サイクル装置及び核酸増幅反応方法を提供すること。【解決手段】第１内壁面と、第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、第１内壁面と、第２内壁面と、の間に形成され、第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、を含み、第１内壁面と第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、反応液が第１内壁面と第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１流路及び前記第２流路は、いずれも前記長手方向に直交する断面において、前記第１内壁面に平行な方向の長さが、前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離よりも長い形状の断面を有する、核酸増幅反応用の反応容器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内には、前記反応液と、気体と、が配置された、核酸増幅反応用の反応容器。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内には、さらにオイルが配置された、核酸増幅反応用の反応容器。
【請求項５】
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器を装着可能な装着部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記第１流路の第１領域を加熱する第１加熱部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記屈曲部の第２領域を加熱する第３加熱部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記第２流路の第３領域を加熱する第２加熱部と、
前記反応液を、前記第１領域と前記第２領域との間、及び、前記第２領域と前記第３領域との間で移動させる移動機構と、
を含む、熱サイクル装置。
【請求項６】
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器を用い、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内に、前記反応液と、気体と、を配置する工程と、
前記反応容器の前記第１流路の第１領域を第１温度に加熱する工程と、
前記反応容器の前記屈曲部の第２領域を前記第１温度とは異なる第３温度に加熱する工程と、
前記反応容器の前記第２流路の第３領域を第２温度に加熱する工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第１領域から前記第２領域に移動させる工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第２領域から前記第３領域に移動させる工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第３領域から前記第１領域に移動させる工程と、
を含む、核酸増幅反応方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器、熱サイクル装置及び核酸増幅反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速で核酸を増幅させる方法として、円筒状の反応容器中に反応液と反応液とは比重が異なるオイルとを投入し、当該容器の一端を高温、他端を低温に維持し、容器を回転させて、その一端が鉛直方向下となるようにして高温のオイル中に反応液を位置させる状態と、他端が鉛直方向下となるようにして低温のオイル中に反応液を位置させる状態とを交互に切換えることにより、反応液に熱サイクルを高速で施す方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献２には、Ｖ字型の反応容器を有する核酸増幅装置が開示されている。同文献の反応容器では、３つの領域を異なる温度にすることにより、３段階の温度での温度サイクルが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１５２０８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、先行技術文献に記載の熱サイクル装置は、反応容器の断面形状が円形であるため、反応液は、流路が延在する方向に垂直な面において、二次元の自由度を有している。そのため、反応液が流路が延在する方向に対して斜め方向に落下したり、垂直に落下したりして、落下スピードの管理が必ずしも容易ではなかった。また、反応液を迅速に移動させるという点でも不十分であり、より高速なＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）を行うためには必ずしも適さないことがあった。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載されている反応液を重力の作用で移動させる昇降式のＰＣＲ装置では、円筒状の反応容器を用いており、反応容器内の流路の断面形状は、円形となっている。そして、反応液の液滴の直径が反応容器の流路の直径に比して小さくすることにより、液滴の移動を実現している。
【０００６】
ところが、このような構成では、流路を細くしすぎると液滴の移動が困難となりやすく、仮に流路を細くできたとしても、液滴と流路の壁面との接触が、点接触や線接触となり、液滴が流路の壁面と接触する面積が小さい。そのため、壁面から直接液滴に対して熱を与える場合の熱伝導の効率は必ずしも良好ではなかった。すなわち、上記文献の技術では、反応装置のヒーターによって加熱された容器の側壁の熱は、オイルを介して液滴に伝導させることが主となり、容器の側壁から直接液滴に伝導させるためには、側壁と液滴との接触面積が不十分であった。
【０００７】
本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、核酸の増幅を高速に行うことのできる反応容器、熱サイクル装置及び核酸増幅反応方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するために為されたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００９】
本発明に係る反応容器の一態様は、
核酸増幅反応用の反応容器であって、
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である。
【００１０】
このような反応容器によれば、反応液が移動する際の自由度が一次元となり、移動を迅速に行うことができるとともに、内壁面と反応液との接触面積が大きく、反応液の温度を所定の温度に早期に到達させやすいので、ＰＣＲを高速かつ容易に行うことができる。
【００１１】
本発明に係る反応容器において、
前記第１流路及び前記第２流路は、いずれも前記長手方向に直交する断面において、前記第１内壁面に平行な方向の長さが、前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離よりも長い形状の断面を有してもよい。
【００１２】
このような反応容器によれば、長手方向に直交する流路の断面において、第１内壁面に平行な方向の長さが、第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離より長いので、反応液と内壁面との接触面積を大きくすることができる。反応液と内壁面との熱交換をさらに良好とすることができる。
【００１３】
本発明に係る反応容器において、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内には、前記反応液と、気体と、が配置されてもよい。
【００１４】
このような反応容器によれば、反応液と大気等の気体との大きい比重差によって、例えば、重力を利用して反応液を移動させる場合に、反応液の移動（落下）をさらに高速に行うことができる。
【００１５】
本発明に係る反応容器において、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内には、さらにオイルが配置されてもよい。
【００１６】
このような反応容器によれば、オイルが反応容器と反応液との間に存在しやすいため、係るオイルが反応液の移動のための抵抗を小さくする作用、あるいは潤滑作用により、反応液が変形しつつ、移動する際の抵抗を低減することができる。
【００１７】
本発明に係る熱サイクル装置の一態様は、
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器を装着可能な装着部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記第１流路の第１領域を加熱する第１加熱部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記屈曲部の第２領域を加熱する第３加熱部と、
前記装着部に前記反応容器を装着した場合に、前記反応容器の前記第２流路の第３領域を加熱する第２加熱部と、
前記反応液を、前記第１領域と前記第２領域との間、及び、前記第２領域と前記第３領域との間で移動させる移動機構と、
を含む。
【００１８】
このような熱サイクル装置によれば、反応容器に反応液が導入された場合に、反応液が、第１内壁面及び第２内壁面の両者に接触し、当該接触が面接触となり、当該接触面積を大きくすることができる。また、反応液と大気等の気体との大きい比重差によって、例えば、重力を利用して、第１領域と屈曲部の間で反応液を移動させる場合に、反応液の移動（落下）が高速である。これらのことから反応液を所定の温度により早く到達させ、高速な熱サイクルを行うことができる。これにより、核酸の増幅を非常に高速に行うことができる。また、このような熱サイクル装置によれば、例えば、３段階の温度で核酸を増幅させるタイプのＰＣＲを高速に行うことができる。
【００１９】
本発明に係る核酸増幅反応方法の一態様は、
第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する第１流路と、
前記第１内壁面と、前記第２内壁面と、の間に形成され、前記第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、
を含み、
前記第１内壁面と前記第２内壁面との間の距離は、反応液が導入された場合に、前記反応液が前記第１内壁面と前記第２内壁面の両方に接触する距離である、核酸増幅反応用の反応容器を用い、
前記第１流路及び前記第２流路によって形成される流路内に、前記反応液と、気体と、を配置する工程と、
前記反応容器の前記第１流路の第１領域を第１温度に加熱する工程と、
前記反応容器の前記屈曲部の第２領域を前記第１温度とは異なる第３温度に加熱する工程と、
前記反応容器の前記第２流路の第３領域を第２温度に加熱する工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第１領域から前記第２領域に移動させる工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第２領域から前記第３領域に移動させる工程と、
前記反応液を前記流路内で移動させて、前記第３領域から前記第１領域に移動させる工程と、
を含む。
【００２０】
このような核酸増幅反応方法によれば、反応容器に反応液が導入された場合に、反応液が、第１内壁面及び第２内壁面の両者に接触し、当該接触が面接触となり、当該接触面積を大きくすることができる。また、反応液と大気等の気体との大きい比重差によって、例えば、重力を利用して、第１領域と屈曲部の間で反応液を移動させる場合に、反応液の移動（落下）が高速である。これらのことから反応液を所定の温度により早く到達させ、高速な熱サイクルを行うことができる。これにより、核酸の増幅（ＰＣＲ）を非常に高速に行うことができる。また、このような核酸増幅反応方法によれば、例えば、３水準の温度で核酸を増幅させるタイプのＰＣＲを高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る反応容器の概略を示す部分透視斜視図。
【図２】実施形態に係る反応容器の概略を平面的に見た模式図。
【図３】実施形態に係る反応容器の概略を示す断面の模式図。
【図４】実施形態に係る反応容器の断面の模式図。
【図５】実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図６】実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図７】実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図８】実施形態に係る熱サイクル装置の処理を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２３】
１．反応容器
本実施形態に係る反応容器は、核酸増幅反応用の反応容器であって、長手方向を有する第１流路と、長手方向を有し、前記第１流路と屈曲部を介して接続する第２流路と、を含む。係る第１流路及び第２流路は、第１内壁面と、第１内壁面に対向する第２内壁面と、の間に形成されている。そして、各流路は、第１内壁面に垂直な方向から見た場合に、長手方向を有する。また、本実施形態に係る反応容器は、反応液が導入された場合に、反応液が、流路を形成する第１内壁面と第２内壁面の両方に接触する距離となっている。
【００２４】
本実施形態に係る反応容器は、係る流路内に、反応液と気体とが配置されることができる。また、本実施形態の反応容器は、反応液、気体、及び、オイルが配置された状態で使用されることもできる。
【００２５】
なお、本明細書において、「反応液が内壁面に接触する」との表現は、反応液が直接内壁面に接触する場合と、反応液がオイル等の反応液と混和しない他の物質を介して接触する場合とを含む。また、「反応液が内壁面に接触する」場合の反応液の形状は、球形（例えば浮遊した状態での形状）ではなく、反応液が内壁面によって押されて少なくとも１箇所がつぶれた形状となる。また、この例において、オイルが存在する場合には、オイルは、反応液と内壁面とにより圧縮される状態となるため、薄膜状の形状となる場合がある。
【００２６】
以下、本実施形態に係る反応容器の例として、反応容器１０を例として説明した後、反応液、オイルについて説明する。
【００２７】
１．１．反応容器の構成
図１は、本実施形態に係る反応容器の概略を示す部分透視斜視図である。図２は、本実施形態に係る反応容器１０を平面的に見た模式図である、図３は、本実施形態に係る反応容器１０の断面の模式図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ線の断面に相当する。また、図３は、反応容器１０の第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４に対して直交する、屈曲部１８における断面に相当する。図１〜図３に示す例では、反応容器１０には、反応液４及び気体が充填されている。
【００２８】
図１ないし図３に示すように、反応容器１０は流路１２を含む。流路１２は、第１内壁面１１３と、第１内壁面１１３に対向する第２内壁面１１４と、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４をつなぐ第３内壁面１１５と、を含む壁面によって区画されている（図３参照）。
【００２９】
そして、第１流路１４の長手方向は、第１内壁面１１３（及び第２内壁面１１４）に沿う方向となっており、図２に示すように、第１内壁面１１３に直交する方向から見た場合に、第１流路１４の幅ｃよりも長く延びた方向である。同様に、第２流路１６の長手方向は、第１内壁面１１３（及び第２内壁面１１４）に沿う方向となっており、図２に示すように、第１内壁面１１３に直交する方向から見た場合に、第２流路１６の幅ｄよりも長く延びた方向である。第１流路１４及び第２流路１６の長手方向は、熱サイクル装置の稼働中に反応液４が移動する方向である。流路１２の全体の形状は扁平状であり、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４とが接近した形状を有する。
【００３０】
本実施形態の反応容器１０では、流路１２を区画する第３内壁面１１５を有する形状となっているが、第３内壁面１１５が存在しない形状とすることも可能である。例えば、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４をつなぐ形態として、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４を形成する第１壁１１８及び第２壁１１９を、熱融着すると、第３内壁面１１５が存在しない形状であって、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４がつながれた形状とすることができる。このような形態は、例えば、ラミネート加工やパウチ加工の手法により形成できる。なた、反応容器１０は、反応液４及び気体が注入されるための蓋（図示せず）を有することができ、該蓋は、反応容器１０のいずれの部位に設けられてもよい。
【００３１】
流路１２には、少なくとも核酸増幅反応を行う反応液（以下、単に「反応液４」ともいう。）及び気体が導入され封止されている。また、流路１２には、反応液４よりも比重が小さく、かつ、反応液４とは混和しない液体（図示せず）が導入されてもよい。係る反応液４とは混和しない液体は、例えばオイルであり、その詳細は後述する。ただし、この場合であっても流路１２には気体が存在するように各液体の量が適宜に調節される。
【００３２】
反応容器１０の流路１２の端部（第１流路１４及び第２流路１６の、屈曲部１８と反対側の端部）の形状は、特に限定されず、第１内壁面１１３に直交する方向から見た場合に矩形形状（図１〜図３参照）、半円形形状（図４参照）、多角形形状（不図示）、及び、それらを組み合わせた形状（不図示）のいずれでもよい。しかし、例えば、図４に示すように、流路１２の端部の中央の形状を外部に向かって突出する形状とすれば、反応液４が容器の底部の中央に位置しやすく、例えば、蛍光測定を行う場合において、反応液４を観測しやすいのでより好ましい。
【００３３】
第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４は互いに対向する平面である。第１内壁面１１３と第２内壁面１１４の間の距離（図３において示す幅ａ）は、反応容器１０に注入された反応液４の１つの液滴が第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両方に同時に接触する距離である。なお、反応液４が第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両方に同時に接触する状態において、反応液４は、第３内壁面１１５に接しても接しなくてもよい。
【００３４】
第１流路１４及び第２流路１６の長手方向に直交する面で切った第１流路１４及び第２流路１６の断面の形状について説明する。本実施形態の反応容器１０では、長手方向に直交する面で切った第１流路１４及び第２流路１６の断面は、略長方形の形状となっている。そして、係る断面の第１内壁面１１３（第２内壁面１１４）に平行な方向の長さは、第１内壁面１１３と第２内壁面１１４との間の距離よりも大きく、好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上、さらに好ましくは７倍以上である。すなわち、図２における幅ｃ及び幅ｄは、図３における幅ａよりも大きく、好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上、さらに好ましくは７倍以上である。
【００３５】
また、係る断面の形状はアスペクト比（扁平率）で規定することができる。本明細書では、アスペクト比とは、長手方向を有する形状において、長手方向（長軸）の大きさを、長手方向に直交する方向（短手方向）（短軸）の大きさで除した値とする。この場合、上述の第１流路１４及び第２流路１６の長手方向に直交する面で切った第１流路１４及び第２流路１６の断面のアスペクト比（ｃ／ａ又はｄ／ａ）は１以上、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、さらに好ましくは７以上であると言い換えることができる。なお、幅ｃ又は幅ｄは、図２の例では、第１内壁面１１３と第２内壁面１１４とを連絡する第３内壁面１１５間の距離ともいえる。
【００３６】
第１流路１４及び第２流路１６がこのような扁平な形状を有することにより、反応液４がより少ない量でも第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両方に同時に接触することができる。
【００３７】
次に図４を参照して本実施形態の反応容器１０の屈曲形状について説明する。図４は、本実施形態に係る反応容器１０の一形態である。図４は、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４（図４には表れていない）に対して直交する方向から見た模式図である。なお、図４では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００３８】
第１流路１４と第２流路１６とは、屈曲部１８を介して接続されている。すなわち、流路１２は、屈曲している屈曲部１８を有している。第１流路１４及び第２流路１６は、直線状に延出している。図示の例では、第１流路１４の中心軸αと、第２流路１６の中心軸βと、のなす角度θは、９０°である。中心軸α及び中心軸βのなす角θは、鋭角であっても鈍角であってもよく、例えば、５０°以上１３０°以下、好ましくは６０°以上１２０°以下、より好ましくは７０°以上１１０°以下、さらに好ましくは８０°以上１００°以下である。このような角度であれば、屈曲部１８が鉛直方向最下部となる姿勢にしたとき、屈曲部１８に反応液４を安定して配置させることができる。
【００３９】
反応液４及び気体が流路１２内に導入される体積は、特に限定されないが、気体の体積が流路１２の容積の４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。このようにすれば、異なる温度領域のいずれか一つに、反応液４を配置することができる。また、オイルが導入された場合を含め、導入される反応液４及びオイルの合計の体積は、流路１２の容積の６０％以下、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下、さらに好ましくは３０％以下である。また、第１内壁面１１３と第２内壁面１１４の間の距離（図３において示す幅ａ）に依存するが、反応液４は、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両方に同時に接触する体積が導入されれば十分であり、例えば、オイルが導入された場合を含め、導入される反応液４及びオイルの合計の体積は、流路１２の容積の５％以上、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上、さらに好ましくは２０％以上である。
【００４０】
一方、第１内壁面１１３と第２内壁面１１４との間の距離（幅ａ）は、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００４１】
反応液４が第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両方に同時に接触する状態は、反応液４の体積と、第１内壁面１１３と第２内壁面１１４との間の距離とを適宜に調節することによって得ることができる。また、流路１２中に気体が４０％以上存在する状態は、流路１２中に反応液４及びオイルと気体のみが導入される場合、例えば、反応容器１０の実用的な大きさを考慮して設計することができる。このように、本実施形態の反応容器１０の大きさ及び流路１２の形状は、導入される反応液４の体積を考慮して適宜に設計され得る。
【００４２】
流路１２に導入される反応液４の体積は、上記条件を満たすように流路１２の形状が設計される限り、特に限定されない。流路１２に導入される反応液４の体積は、例えば、１μＬ以上１００μＬ以下、好ましくは５μＬ以上５０μＬ以下、より好ましくは１０μＬ以上４０μＬ以下、さらに好ましくは２０μＬ以上３０μＬ以下である。この範囲の体積であれば、反応液４中の核酸を増幅することが容易である。
【００４３】
流路１２にオイルが導入される場合、導入されるオイルの量は、反応容器１０の内壁面を十分に濡らすことができる量であり、その典型的な量は、反応容器１０の流路１２の表面積に依存する。オイルの量としては、流路１２の単位面積当たりの体積（流路１２の内面の面積に対する体積）として、０．００５μＬ／ｍｍ２以上、好ましくは０．０１μＬ／ｍｍ２以上、より好ましくは０．０２μＬ／ｍｍ２以上である。このような体積のオイルが導入されれば、反応液４の移動を非常に円滑に行うことができる。
【００４４】
ここで、反応液４が、反応に係る第１温度に制御された第１領域と第３温度に制御された第２領域とを往復することを考える（後述の核酸増幅反応方法の項も参照。）。その際に、一方の領域で反応液が温度変化をしている間に、他方の領域からの熱が反応液に対して伝導しにくいことがより好ましい。例えば、第１温度に制御された第１領域に反応液が存在している間には、第３温度に制御された第２領域から反応液に熱が伝わらないことが望ましい。
【００４５】
また、本実施形態の反応容器１０にオイルを導入する場合、導入されるオイルの体積の典型的例としては、反応液４の体積の０．０５倍以上５倍以下、好ましくは０．１倍以上３倍以下、より好ましくは０．１倍以上３倍以下、さらに好ましくは０．２倍以上２倍以下である。オイルの体積がこの範囲であれば、反応容器１０の内壁面を十分に濡らすことができるとともに、反応液４の流路中での移動を高速に行わせることができる。
【００４６】
本実施形態の反応容器１０を使用すれば、反応液４が反応容器１０内を移動する際、反応液４が反応容器１０の対向する内壁の両方に常に接触している。さらに、流路１２の形状が扁平であるため、反応液４と、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４と、の接触が面接触となる。すなわち、反応液４は反応容器１０の第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４に挟まれており、反応液４の液滴は、厚み方向に圧縮され、その大きさは厚み方向に対して直交する方向に拡大する。そのため、接触面積を大きくすることができる。したがって、加熱部からの熱は、反応容器１０の壁面から反応液４に広い面積で直接伝達することができるので熱伝達効率が高い。これにより、反応液４と内壁面との直接の熱交換を良好に行うことができ、反応液４を所定の温度に非常に早く到達させることができる。これにより、核酸の増幅を高速に行うことができる。
【００４７】
第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４を形成する第１壁１１８及び第２壁１１９は、薄いほど容器の内外の熱交換を行いやすい。すなわち、第１壁１１８及び第２壁１１９の少なくとも一方の厚さは、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下がより好ましく、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００４８】
また、図示しないが、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４を形成する第１壁１１８及び第２壁１１９は、フィルムによって形成されてもよい。その場合には、例えば、フィルムを展張する枠に対して、フィルムを貼り付けることにより、反応容器を形成することができる。この場合のフィルムの厚さは特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、さらに好ましくは０．０４ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。
【００４９】
またこの場合、フィルム（第１壁１１８及び第２壁１１９）は、単層構造、多層構造のいずれでもよい。多層構造であると、各層に各種の機能を担わせることができるためより好ましい。そのような機能としては、ガスバリア性、接着性、溶着性、強度（剛性）、視認性等が挙げられる。フィルムの材質についても特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、及びそれらの共重合体等の高分子を含むものとし、所定の機能に合わせて適宜含むことができる。
【００５０】
第１流路１４は、第１領域１２ａを有している。図示の例では、第１領域１２ａは、流路１２の第１流路１４側の端部に設けられている。すなわち、第１領域１２ａは、第１流路１４の屈曲部１８側とは反対側の端部である。また、図示の例では、第２流路１６は、第３領域１２ｃを有している。図示の例では、第３領域１２ｃは、第２流路１６側の端部に設けられている。すなわち、第３領域１２ｃは、第２流路１６の屈曲部１８側とは反対側の端部である。また、屈曲部１８は、第２領域１２ｂを有している。第２領域１２ｂは、第１流路１４及び第２流路１６の間に設けられている。
【００５１】
１．２．反応液
反応容器１０には、反応液４を導入することができる。反応液４は、反応に必要な成分を含む液体である。反応がＰＣＲである場合には、ＰＣＲによって増幅されるＤＮＡ（標的核酸）、ＤＮＡを増幅するために必要なＤＮＡポリメラーゼ、並びにプライマー等が含まれる。また、反応液４には、ＰＣＲの進行をモニターするための蛍光プローブ等が含まれてもよい。
【００５２】
１．３．オイル
反応容器１０には、オイルが導入されてもよい。オイルとしては、特に限定されないが、シリコーンオイル、パラフィンオイル、ミネラルオイル、及び、それらの誘導体、並びに、それらの変性体の少なくとも一種であることが好ましい。このようなオイルを選択することにより、反応液４に対してさらに安定した熱サイクルを施すことができる。オイルの６０℃における動粘度は、２０センチストークス以下であることがより好ましい。このような動粘度のオイルを選択すれば、より反応液の移動を高速化することができることが分かっている。
【００５３】
オイルは、波長３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の光を透過することが好ましい。このようなオイルと選択すれば、反応液４に、蛍光プローブ等が含まれた場合に、外部から入射する励起光やプローブが発する蛍光を、オイルによって遮蔽しにくく、例えばリアルタイムＰＣＲをより容易に行うことができる。
【００５４】
さらに、オイルの２５℃における比重は、０．７５以上１以下であってもよい。このようなオイルを選択すれば、反応液４が水系である場合に、オイルの比重が、反応液４と同程度かそれ以下であるため、反応液４の移動をさらに高速化しやすい。
【００５５】
１．４．作用効果
本実施形態の反応容器１０によれば、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４が接近した形状を有する結果、反応液４が移動する際の自由度が一次元となり、移動を迅速に行うことができる。また、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４と反応液４との接触面積が大きく、反応液４の温度を所定の温度に早期に到達させやすいので、ＰＣＲを高速かつ容易に行うことができる。また、反応容器１０に、気体が封入されると、反応液４と気体との大きい比重差によって、例えば、重力を利用して反応液４を移動させる場合に、反応液４の移動（落下）をさらに高速に行うことができる。さらに、オイルが封入されると、オイルが反応容器１０（第１壁１１８及び第２壁１１９等）と反応液４との間に存在しやすいため、係るオイルが反応液４の移動のための抵抗を小さくする作用、あるいは潤滑作用により、反応液４が変形しつつ、移動する際の抵抗をさらに低減することができる。
【００５６】
２．熱サイクル装置
本実施形態に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る熱サイクル装置１００を模式的に示す図である。なお、図５では、重力の作用する方向（以下、「重力作用方向」ともいう）であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００５７】
本実施形態の熱サイクル装置１００は、少なくとも、上述した核酸増幅反応用の反応容器１０を装着可能な装着部と、装着部に反応容器１０を装着した場合に、反応容器１０の第１流路１４の第１領域１２ａを加熱する第１加熱部２０と、装着部に反応容器１０を装着した場合に、反応容器１０の第２流路１６の第３領域１２ｃを加熱する第２加熱部２２と、装着部に反応容器１０を装着した場合に、反応容器１０の屈曲部１８の第２領域１２ｂを加熱する第３加熱部２４と、反応液４を、第１領域１２ａと第２領域１２ｂとの間、及び、第２領域１２ｂと第３領域１２ｃとの間で移動させる駆動機構３０と、を含む。
【００５８】
熱サイクル装置１００は、図５に示すように、上述の反応容器１０を装着可能な第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４と、駆動機構３０と、制御部４０と、を含む。図５では、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４に、反応容器１０が固定された状態を示している。
【００５９】
第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４は、図示しないヒーターから発生した熱を、反応容器１０に伝える部材である。第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４は、例えば、反応容器１０に接している。第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４は、例えば、アルミニウム製のヒートブロックである。ヒートブロックをアルミニウム製とすることで、反応容器１０を効率よく加熱することができる。また、ヒートブロックにおいて温度の均一性を向上させることができ、精度の高い熱サイクルを実現することができる。また、加工が容易なので、ヒートブロックを高い精度で成型することができる。
【００６０】
第１加熱部２０は、第１領域１２ａが挿入可能な第１開口部２１が設けられている。図示の例では、第１開口部２１は、有底の穴である。第１加熱部２０は、第１領域１２ａを第１温度に加熱可能である。第１温度は、例えば、９２℃以上９７℃以下であり、好ましくは９５℃である。第１温度は、ＰＣＲ反応において、変性（２本鎖ＤＮＡの解離）に適した温度である。第１開口部２１が有低の穴であることにより、第１開口部２１が貫通孔である場合に比べて、第１加熱部２０は、第１領域１２ａを効率よく加熱することができる。
【００６１】
第２加熱部２２には、第３領域１２ｃが挿入可能な第２開口部２３が設けられている。図示の例では、第２開口部２３は、有底の穴である。第２加熱部２２は、第３領域１２ｃを第２温度に加熱可能である。第２温度は、例えば、６５〜８０℃であり、第２温度がこの範囲であれば、例えばＰＣＲ反応（３段階の温度変化（３ステップＰＣＲ））において、アニーリングに適した温度となる。しかし、第２温度は、実行するＰＣＲのタイプに適宜な温度としてもよい。第２開口部２３が有底の穴であることにより、第２開口部２３が貫通孔である場合に比べて、第２加熱部２２は、第３領域１２ｃを効率よく加熱することができる。
【００６２】
第３加熱部２４には、屈曲部１８が挿入可能な第３開口部２５が設けられている。図示の例では、第３開口部２５は、貫通孔である。第３加熱部２４は、屈曲部１８の領域である第２領域１２ｂを第３温度に加熱可能である。第３温度は、第１温度よりも低く、例えば、５５℃以上７２℃以下であり、好ましくは６０℃である。第３温度がこの範囲であれば、ＰＣＲ反応（２段階の温度変化（２ステップＰＣＲ））において、アニーリング（プライマーの１本鎖ＤＮＡに結合する反応）及び／又は伸長反応（プライマーを始点としてＤＮＡの相補鎖が形成される反応）に適した温度となる。しかし、第３温度は、実行するＰＣＲのタイプに適宜な温度としてもよい。
【００６３】
また、第１温度を９２〜９７℃とし、第２温度を６５〜８０℃とし、第３温度を５５〜７２℃とすれば、第３温度は、３段階の温度変化のＰＣＲ（３ステップＰＣＲ）における低温となるため、アニーリングに適した温度となり、第２温度が中温となるため、伸長反応に適した温度となる。なお、ここで示した温度は一例であり、例えば、高温、中温、低温は、いずれの領域で設定されてもよいし、流路１２に沿った順序も、実施するＰＣＲに合わせて、適宜に設定され得る。
【００６４】
第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の温度は、図示せぬ温度センサー及び制御部４０によって制御されていてもよい。第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４にそれぞれ設けられた第１開口部２１、第２開口部２３及び第３開口部２５は、反応容器１０を装着可能な装着部である。なお、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４は、それぞれ一体的に形成されてもよいし、幾つかの部材を結合して形成されてもよい。幾つかの部材で形成される場合には、反応容器１０の装着、脱着がより容易となることがある。
【００６５】
駆動機構３０は、反応容器１０及び第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４を、少なくとも第１配置、第２配置及び第３配置の３つの配置に切り換える機構である。駆動機構３０は、図示はしないが、反応容器１０及び第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４を支持する支持部と、該支持部を回転させるモーターと、を有している。支持部の回転軸Ｑは、例えば、中心軸α，βと直交する方向である。図４に示す例では、回転軸Ｑの位置は、流路１２の第１流路１４側の端と流路１２の第１流路１４側の端とを結ぶ仮想直線Ｌに、中心軸α，βの交点Ｐから下ろした垂線の足の位置である。これにより、駆動機構３０の小型化を図ることができ、熱サイクル装置１００の小型化を図ることができる。駆動機構３０は、モーターの動作により、回転軸Ｑを中心として、反応容器１０及び第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の位置関係を維持したまま支持部を回転させる。
【００６６】
制御部４０は、反応容器１０及び第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４を、特定の配置に所定時間維持した後に、他の特定の配置に所定時間維持するように、駆動機構３０を制御する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及び記憶部（ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含んで構成されている。記憶部には、例えば、駆動機構３０を制御するための各種プログラム、データ等が記録されている。記憶部は、例えば、制御部４０が行う各種処理の処理中のデータや処理結果等を一時的に記録する。
【００６７】
このような熱サイクル装置１００によれば、反応容器１０に反応液４が導入された場合に、反応液４が、第１内壁面１１３及び第２内壁面１１４の両者に接触し、当該接触が面接触となり、当該接触面積を大きくすることができる。また、反応液４と大気等の気体との大きい比重差によって、例えば、重力を利用して、第１領域１２ａと第２領域１２ｂ（屈曲部１８）の間や、第２領域１２ｂと第３領域１２ｃの間で、反応液を移動させる場合に、反応液４の移動（落下）が高速である。これらのことから反応液４を所定の温度により早く到達させ、高速な熱サイクルを行うことができる。これにより、核酸の増幅を非常に高速に行うことができる。また、熱サイクル装置１００によれば、例えば、３段階の温度で核酸を増幅させるタイプのＰＣＲを高速に行うことができる。
【００６８】
また、熱サイクル装置１００では、第１流路１４の中心軸αと第２流路１６の中心軸βとのなす角度θは、９０°である。そのため、熱サイクル装置１００では、反応液４を第２領域１２ｂに保持している間、より確実に、第１領域１２ａや第３領域１２ｃに位置させないことができる。
【００６９】
なお、上述した熱サイクル装置１００では、図１に示すように、第１流路１４の中心軸αと第２流路１６の中心軸βとのなす角度θは、９０°であった。しかし、角度θは、例えば、６０°以上１２０°以下であっても同様の作用・機能を有することは容易に理解されよう。
【００７０】
また、図示しないが、熱サイクル装置１００は、蛍光検出部を含んでもよい。蛍光検出部は、例えば制御部４０の制御により、反応液４に光を照射し、反応液４から放出される蛍光（反応液４の蛍光）を検出する。蛍光検出部は、例えば、第３領域１２ｃに光を照射可能に設けられることができる。その場合例えば、第２加熱部２２に設けられた第２開口部２３を貫通孔とし、蛍光検出部を、第３配置において、第２開口部２３を通して第３領域１２ｃ内の反応液４に光を照射する。蛍光検出部は、ＰＣＲを行っている間、光を射出し続けてもよい。また、蛍光検出部は、駆動機構３０によって回転されず、固定されるようにしてもよい。
【００７１】
蛍光検出部の検出結果は、制御部４０の記憶部に保存されてもよい。制御部４０は、蛍光検出部で検出された蛍光の輝度（蛍光輝度）に基づいて、例えばＰＣＲの核酸の増幅曲線を取得し、ＰＣＲの温度サイクルの回数を決定することができる。例えば、ステップＳ１０８（図８参照）において、制御部４０は、検出された蛍光輝度が予め記憶部に記憶された所定値以上か否か判定する。そして、検出された蛍光輝度が所定値以上の場合は、制御部４０は、所定のサイクル数に達したと判定する。一方、検出された蛍光輝度が所定値未満の場合は、制御部４０は、所定のサイクル数に達していないと判定する。
【００７２】
３．核酸増幅反応方法
図５〜図７は、熱サイクル装置１００を用いた核酸増幅反応方法の一態様に係る制御方法を説明するための模式図である。図８は、熱サイクル装置１００の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図６、図７では、駆動機構３０及び制御部４０の図示を省略している。また、図５〜図７では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００７３】
なお、本明細書で、２点が、「重力の作用する方向で上」又は「重力の作用する方向で下」というのは、重力の作用する方向に関してのみ位置に差があればよく、２点を結んだ直線が重力の作用する方向と平行であってもよく、平行でなくてもよい。
【００７４】
本実施形態の核酸増幅反応方法の説明では、３ステップＰＣＲを例示する。３ステップＰＣＲは、３段階の温度処理を繰り返し反応液に施すことにより、反応液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２本鎖ＤＮＡの解離が、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）が、中温の処理においては伸長反応（プライマーを始点としてＤＮＡの相補鎖が形成される反応）が行われる。
【００７５】
３ステップＰＣＲにおける高温はおよそ９２℃から９７℃の間の温度、低温はおよそ５５℃から７２℃の間の温度、中温はおよそ６５℃から８０℃の間の温度である。各温度における処理は所定時間行われる。使用する試薬の種類や量によって、適切な時間、温度及びサイクル数は異なるので、試薬の種類や反応液４の量を考慮して適切なプロトコルを決定した上で反応を行うことが好ましい。
【００７６】
上述の反応容器１０は、上述の熱サイクル装置１００に固定される。すなわち、第１加熱部２０の第１開口部２１穴には、反応容器１０の第１領域１２ａを挿入する。熱サイクル処理時には、第１加熱部２０によって反応容器１０の第１領域１２ａを加熱して、第１領域１２ａを第１温度に昇温させる。第１温度は、例えば、９２〜９７℃である。
【００７７】
第２加熱部２２の第２開口部２３には、反応容器１０の第３領域１２ｃを挿入する。熱サイクル処理時には、第２加熱部２２によって反応容器１０の第３領域１２ｃを加熱して、第３領域１２ｃを第２温度に昇温する。第２温度は、例えば、６５〜８０℃である。
【００７８】
第３加熱部２４の第３開口部２５には、反応容器１０の第２領域１２ｂを挿入する。熱サイクル処理時には、第３加熱部２４によって反応容器１０の第２領域１２ｂを加熱して、第２領域１２ｂを第３温度に昇温する。第３温度は、例えば５５〜７２℃である。
【００７９】
第１加熱部２０、第２加熱部２２、及び第３加熱部２４の温度は、温度センサー及び後述する制御部によって制御される。
【００８０】
まず、反応液４が充填された反応容器１０（気体も充填されている）を、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４に固定する（ステップＳ１０１）。例えば反応容器１０を柔軟性のある樹脂で構成し、反応容器１０を曲げながら第１開口部２１、第２開口部２３及び第３開口部２５に挿入して、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４に固定してもよいし、各加熱部を開閉可能な構造に形成して、反応容器１０を嵌め込むように配置して固定してもよい。第１加熱部２０は第１領域１２ａを、第２加熱部２２は第３領域１２ｃを、第３加熱部２４は第２領域１２ｂを、それぞれ含む位置において反応容器１０に接している。
【００８１】
ステップＳ１０１において、反応容器１０及び第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の配置は、第１配置である（図５参照）。第１配置は、図５に示すように、第１領域１２ａが、第２領域１２ｂ（屈曲部１８を含む）及び第３領域１２ｃよりも重力作用方向で下となる配置である。第１配置においては、例えば、重力作用方向における流路１２の最下部に第１領域１２ａが位置している。したがって、気体よりも比重の大きい反応液４は、第１領域１２ａに位置している。
【００８２】
ステップＳ１０２では、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４により反応容器１０を加熱する。第１加熱部２０と第２加熱部２２と第３加熱部２４は、反応容器１０の異なる領域を異なる温度に加熱する。すなわち、第１加熱部２０は第１領域１２ａを第１温度に加熱し、第２加熱部２２は第３領域１２ｃを第２温度に加熱し、第３加熱部２４は第２領域１２ｂを第３温度に加熱する。これにより、第１領域１２ａと第２領域１２ｂと第３領域１２ｃとの間には、第１温度と第３温度と第２温度との間で温度が変化する温度勾配が形成される。個々で説明する熱サイクル処理は３ステップＰＣＲであるので、第１温度は２本鎖ＤＮＡの解離に適した温度、第３温度はアニーリングに適した温度及び第２温度は伸長反応に適した温度となっている。
【００８３】
ステップＳ１０２における、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部の配置は第１配置であるので、ステップＳ１０２において反応容器１０を加熱すると、反応液４は第１温度に加熱される。したがって、ステップＳ１０２においては、反応液４に対して第１温度における反応（例えば、ＤＮＡの解離）が行われる。
【００８４】
ステップＳ１０３では、第１配置において、第１時間が経過したか否かを判定する。本実施形態においては、判定は図示しない制御部によって行われる。第１時間は、第１配置を保持する時間である。本実施形態において、ステップＳ１０１に続いてステップＳ１０３が行われる場合、すなわちＰＣＲ全体における１回目のステップＳ１０３が行われる場合には、熱サイクル装置を作動させてからの時間が第１時間に達したか否かが判定される。第１配置においては、反応液４は第１温度に加熱されるので、第１時間は、目的とする反応において反応液４を第１温度で反応させる時間とすることが好ましい。本実施形態においては、２本鎖ＤＮＡの解離に必要な時間とすることが好ましい。
【００８５】
ステップＳ１０３において、第１時間が経過したと判定した場合（ｙｅｓ）は、ステップＳ１０４へ進む。第１時間が経過していないと判定した場合（ｎｏ）は、ステップＳ１０３が繰り返される。
【００８６】
ステップＳ１０４では、熱サイクル装置の駆動機構によって、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の配置を第１配置から第２配置へ切換える。第２配置は、第２領域１２ｂが、第１領域１２ａ及び第３領域１２ｃよりも重力が作用する方向で下となる配置である（図６）。本実施形態のステップＳ１０４では、図５の状態から図６の状態へ第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部の配置を切り換える。
【００８７】
ステップＳ１０４において、第１配置から第２配置へ切換えられた際は、反応液４は重力の作用によって第１領域１２ａから第２領域１２ｂへと移動する（図６中矢印参照）。本実施形態の反応容器１０では、反応液４は扁平な形状であること、及び気体とともに封入されていることにより、反応液４の移動速度が大きく、かつ、温度変化も急峻に行うことができる。第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の配置が第２配置に達したら、ステップＳ１０５が開始される。
【００８８】
ステップＳ１０５では、第２配置において、第２時間が経過したか否かを判定する。第２時間は、第２配置に第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４を保持する時間である。本実施形態においては、第２領域１２ｂはステップＳ１０２において第３温度に加熱されているので、本実施形態のステップＳ１０５においては、配置が第２配置に達してからの時間が第２時間に達したか否かが判定される。第２配置においては、反応液４は第２領域１２ｂに保持されるので、第２配置に保持されている時間、反応液４は第３温度に加熱される。したがって、第２時間は、目的とする反応において、反応液４を第３温度に加熱する時間とすることが好ましい。本実施形態においては、アニーリングに必要な時間とすることが好ましい。
【００８９】
ステップＳ１０５において、第２時間が経過したと判定した場合（ｙｅｓ）は、ステップＳ１０６へ進む。第２時間が経過していないと判定した場合（ｎｏ）は、ステップＳ１０５が繰り返される。
【００９０】
ステップＳ１０６では、熱サイクル装置１００の駆動機構３０によって、第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の配置を第２配置から第３配置へ切換える。第３配置は、第３領域１２ｃが、第１領域１２ａ及び第２領域１２ｂよりも重力が作用する方向で下となる配置である（図７）。
【００９１】
ステップＳ１０６において、第２配置から第３配置へ切換えられた際は、反応液４は重力の作用によって第２領域１２ｂから第３領域１２ｃへと移動する（図７中矢印参照）。本実施形態の反応容器１０では、反応液４は扁平な形状であること、及び気体とともに封入されていることにより、反応液４の移動速度が大きく、かつ、温度変化も急峻に行うことができる。第１加熱部２０、第２加熱部２２及び第３加熱部２４の配置が第３配置に達したら、ステップＳ１０７が開始される。ステップＳ１０７では、第３配置において、第３時間が経過したか否かを判定する。第３時間は、第３配置を保持する時間である。本実施形態においては、第３領域１２ｃはステップＳ１０２において第２温度に加熱されているので、本実施形態のステップＳ１０７においては、配置が第３配置に達してからの時間が第３時間に達したか否かが判定される。第３配置においては、反応液４は第３領域１２ｃに保持されるので、第３配置に保持されている時間、反応液４は第２温度に加熱される。したがって、第３時間は、目的とする反応において、反応液４を第２温度に加熱する時間とすることが好ましい。本実施形態においては、伸長反応に必要な時間とすることが好ましい。
【００９２】
ステップＳ１０７において、第３時間が経過したと判定した場合（ｙｅｓ）は、ステップＳ１０８へ進む。第３時間が経過していないと判定した場合（ｎｏ）は、ステップＳ１０７が繰り返される。
【００９３】
ステップＳ１０８では、熱サイクルの回数が所定のサイクル数に達したか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０３からステップＳ１０７までの手順が、所定回数完了したか否かを判定する。本実施形態においては、ステップＳ１０３及びステップＳ１０７が完了した回数は、「ｙｅｓ」と判定された回数で判定される。ステップＳ１０３からステップＳ１０７までが１回行われると、反応液４に熱サイクルが１サイクル施されるので、ステップＳ１０３からステップＳ１０７が行われた回数を、熱サイクルのサイクル数とすることができる。したがって、ステップＳ１０８により、目的とする反応に必要な回数の熱サイクルが施されたか否かを判定できる。
【００９４】
ステップＳ１０８において、熱サイクルが予定のサイクル数行われた（ｙｅｓ）と判定した場合には、処理を完了する（ＥＮＤ）。熱サイクルが予定のサイクル数行われていない（ｎｏ）と判定した場合には、ステップＳ１０９へ移行する。
【００９５】
ステップＳ１０９では、第３配置から第１配置へ切換える。第１配置に達したら、ステップＳ１０３が開始される。ステップＳ１０９に続いてステップＳ１０３が行われる場合、すなわち２回目以降のステップＳ１０３においては、第１配置に達してからの時間が第１時間に達したか否かが判定される。
【００９６】
なお、第１温度、第２温度、第３温度や、第１時間、第２時間、第３時間及びサイクル数は、反応液４の種類及び量、ならびに反応容器１０の大きさなどを考慮して、適宜決定される。
【００９７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９８】
４…反応液、１０…反応容器、１２…流路、１２ａ…第１領域、１２ｂ…第２領域、１２ｃ…第３領域、１４…第１流路、１６…第２流路、１８…屈曲部、２０…第１加熱部、２１…第１開口部、２２…第２加熱部、２３…第２開口部、２４…第３加熱部、２５…第３開口部、３０…駆動機構、４０…制御部、１００…熱サイクル装置
【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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【図７】
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【図８】
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