(57)【要約】【課題】反応液が容器の内壁に付着することを抑制し、反応液が容器内を適切に移動できるバイオチップを提供すること。【解決手段】界面活性剤を含む反応液が容器の長手方向に移動するバイオチップであって、容器と、反応液とは比重が異なり、反応液とは混和しない液体と、を含み、液体は、アミノ基を０．１２重量％以上４．０重量％以下含むアミノ変性シリコーンオイルを０．０１重量％以上５０重量％以下含む、バイオチップ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤を含む反応液が容器の長手方向に移動するバイオチップであって、
前記容器と、
前記反応液とは比重が異なり、前記反応液とは混和しない液体と、
を含み、
前記液体は、アミノ基を０．１２重量％以上４．０重量％以下含むアミノ変性シリコーンオイルを０．０１重量％以上５０重量％以下含む、バイオチップ。
【請求項２】
請求項１において、
前記反応液は、核酸増幅反応用試薬を含有する、バイオチップ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記界面活性剤は、ＮＰ４０、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、及びＴｗｅｅｎ２０の少なくとも一種である、バイオチップ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記容器の材質は、樹脂を含む、バイオチップ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記容器の材質は、ポリプロピレンを含む、バイオチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子の利用技術の発展により、遺伝子診断や遺伝子治療など遺伝子を利用した医療が注目されている他、農畜産分野においても品種判別や品種改良に遺伝子を用いた手法が多く開発されてきている。遺伝子を利用するための技術として、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法などの核酸増幅技術が広く普及している。今日では、ＰＣＲ法は、生体物質の情報解明において必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＰＣＲ法では、チューブやチップ（以下、バイオチップという）と称する、生化学反応を行うための容器を用いて反応を行う手法が一般的である。しかしながら、従来の手法においては、必要な試薬等の量が多く、また反応に必要な熱サイクルを実現するために装置が複雑化したり、反応に時間がかかったりするという問題があった。そのため微少量の試薬や検体を用いてＰＣＲを短時間で行うためのバイオチップや反応装置が必要とされていた。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１には、反応液と混和せず反応液とは比重が異なる液体（ミネラルオイル等）を充填したチューブの中で、液滴の状態で含まれる反応液を往復移動させることによって熱サイクルをかけて反応を行うバイオチップ及び装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたバイオチップを、容器外部から蛍光測定を行って増幅産物を検出するような用途に用いる場合は、容器を透明な材料で形成する必要があった。透明な材料としては、樹脂や耐熱ガラスが挙げられるが、これらの材料は摩擦などによって帯電しやすい。容器の内表面に親水処理を施せば帯電を抑制することは可能であるが、水溶液である反応液が容器に付着して移動が妨げられてしまうため、親水処理をバイオチップに採用することは困難であった。
【０００６】
一方、反応液と混和せず反応液とは比重が異なる液体としては、熱や反応液に対する安定性の観点から、シリコーンオイルやミネラルオイルを用いることができるが、これらのオイルは一般に絶縁体であるため、オイル中に導入された反応液の液滴が容易に分極する。そのため、透明な材料の容器にオイルを充填し、反応液を導入すると、反応液と容器との間に電場が生じて、反応液が容器の内壁に引き寄せられて付着したり、反発によってオイル中に浮遊したりすることがある。このような状態で、特許文献１に記載のような、バイオチップ中で反応液を重力によって移動させる方式（以下、本明細書において、この方式を「昇降型」と称する。）のＰＣＲを行うと、反応液が適切に移動せず、所望の熱サイクルを施すことができなくなる場合があった。
【０００７】
そこで、特許文献２では、バイオチップに生じた電荷を解消し、反応液に安定した熱サイクルを施すために、反応液とは混和しない液体が充填された容器を用いる際、前記液体の体積固有抵抗を０Ω・ｃｍよりも大きく５×１０１３Ω・ｃｍ以下とするバイオチップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１３６２５０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２５１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２のようにして帯電を防止しても、まだ液滴が容器に付着し、液滴がオイル中を適切に移動できない場合があった。
【００１０】
本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、反応液が容器の内壁に付着することを抑制し、反応液が容器内を適切に移動できるバイオチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【００１２】
本発明に係るバイオチップの一態様は、
界面活性剤を含む反応液が容器の長手方向に移動するバイオチップであって、
前記容器と、
前記反応液とは比重が異なり、前記反応液とは混和しない液体と、
を含み、
前記液体は、アミノ基を０．１２重量％以上４．０重量％以下含むアミノ変性シリコーンオイルを０．０１重量％以上５０重量％以下含む。
【００１３】
このようなバイオチップによれば、反応液が容器の内壁に付着しにくく、反応液を容器内で容易に移動させることができる。すなわち、バイオチップに反応液を導入した場合に、反応液の表面（反応液と液体（オイル等）との界面付近）に、アミノ変性シリコーンオイルが配置されやすく、これにより反応液の周囲に皮膜が形成され、反応液がいわゆるソフトカプセルに包まれたような状態となる。これにより反応液の界面張力が小さい場合でも、容器の内壁に反応液が濡れにくくなり、反応液が内壁に付着しにくくなる。そのため、係るバイオチップに反応液を導入して、例えば、ＰＣＲを行う場合に、容器内での反応液の移動を円滑に行うことができる。
【００１４】
本発明に係る反応液において、
前記反応液は、核酸増幅反応用試薬を含有してもよい。
【００１５】
このようなバイオチップによれば、バイオチップに反応液を導入して、容器内での反応液の移動が円滑でより高速なＰＣＲを行うことができる。
【００１６】
本発明に係る反応液において、
前記界面活性剤は、ＮＰ４０、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、及びＴｗｅｅｎ２０の少なくとも一種であってもよい。
【００１７】
このようなバイオチップによれば、反応液に、例えば、酵素の安定化に有効な界面活性剤を含有させ、酵素を安定化させることができ、それにともなって反応液の界面張力が低下したとしても、容器内での反応液の移動が円滑でより高速なＰＣＲを行うことができる。
【００１８】
本発明に係る反応液において、
前記容器の材質は、樹脂を含んでもよい。
【００１９】
このようなバイオチップによれば、より反応液が容器の内壁に付着しやすくなるにもかかわらず、反応液が内壁に付着しにくい状態とすることができる。これにより、例えば、ＰＣＲを行う場合に、容器内での反応液の移動を円滑に行うことができる。
【００２０】
本発明に係る反応液において、
前記容器の材質は、ポリプロピレンを含んでもよい。
【００２１】
このようなバイオチップによれば、成形がより容易でかつより安価に容器を形成することができ、かつ、より反応液が容器の内壁に付着しやすくなるにもかかわらず、反応液が内壁に付着しにくい状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る核酸増幅反応用チップの断面の模式図。図中ｇは重力の方向を表す。
【図２Ａ】実施形態に係る熱サイクル装置の蓋を閉じた状態を模式的に示す斜視図。
【図２Ｂ】実施形態に係る熱サイクル装置の蓋を開けた状態を模式的に示す斜視図。
【図３】実施形態に係る熱サイクル装置における本体の分解斜視図。
【図４Ａ】実施形態に係る熱サイクル装置における本体の、図２ＡのＡ−Ａ線における断面の模式図であって、第１配置を示す。図中ｇは重力の方向を表す。
【図４Ｂ】実施形態に係る熱サイクル装置における本体の、図２ＡのＡ−Ａ線における断面の模式図であって、第２配置を示す。図中ｇは重力の方向を表す。
【図５】実施形態に係る熱サイクル装置を用いた処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
１．バイオチップ
本実施形態に係るバイオチップは、界面活性剤を含む反応液が容器の長手方向に移動するバイオチップである。そして、本実施形態に係るバイオチップは、容器と、反応液とは比重が異なり、反応液とは混和しない液体と、を含む。係るバイオチップは、液滴状の反応液が、界面活性剤を含んでいても、容器の内壁に付着しにくく、反応液の液滴が、容器の長手方向に移動しやすくなっている。以下に、その構成の一例を詳述する。
【００２５】
１．１．容器
図１は、バイオチップ１００の断面図である。図１は、バイオチップ１００に反応液１４０を入れた状態を表している。
【００２６】
本実施形態に係るバイオチップ１００は、容器１５０及び封止部１２０を含んで構成されている。バイオチップ１００の大きさや形状は、特に限定されないが、例えば、反応液１４０と混和しない液体１３０（例えばオイル又はオイルの混合物であり、詳細は後述する。）の量、熱伝導率、容器１５０及び封止部１２０の形状、あるいは取り扱いの容易さの少なくとも１つを考慮して設計される。
【００２７】
バイオチップ１００の容器１５０は透明な材質から形成することができる。それによって、バイオチップ１００の外部から、容器１５０内の反応液１４０の移動を観察したり、リアルタイムＰＣＲ等の、容器１５０の外部から測定等を行うような用途に使用したりすることができる。なお、本明細書において「透明」という場合には、容器１５０の外部から容器１５０内の反応液１４０を観察できる程度の視認性が確保できるものとし、この条件が満たされる限り、必ずしもバイオチップ１００の全体が透明でなくても良いものとする。
【００２８】
バイオチップ１００の用途は特に限定されないが、例えばリアルタイムＰＣＲのような、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、容器１５０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。容器１５０はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。また、容器１５０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等による酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。これらの条件を満たす材質としては特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリル系樹脂、シクロオレフィンポリマー（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ）等の樹脂類、耐熱ガラス（例えばＰＹＲＥＸ（登録商標）ガラス）等やこれらの複合材料である。成形がより容易でかつより安価に容器を形成することができる点では、容器１５０の材質は、樹脂を含むか、樹脂のなかでもポリプロピレンを含むことがより好ましい。
【００２９】
図１に示すバイオチップ１００では、容器１５０は円筒状に形成されており、中心軸方向（図１における上下方向）が長手方向となっている。ここで用いる容器１５０は、チューブであることが好ましく、小型遠心用チューブや、ＰＣＲ用に設計されたチューブであってもよいが、長手方向を有する、即ち細長い形状であることにより、例えば、後述する昇降型のサーマルサイクラーを用いて、容器１５０内の液体１３０に温度の異なる領域が形成されるようにバイオチップ１００を温度制御する場合に、異なる温度の領域の間の距離を長くしやすくなる。これにより、容器１５０内の領域毎に、液体１３０を異なる温度に制御することが容易となるので、ＰＣＲに適した熱サイクルを実現できる。なお、昇降型のサーマルサイクラーとは、容器１５０を満たしたオイル中に少なくとも２つの温度領域を形成し、液体１３０と相分離する反応液１４０を、重力を利用することにより、これらの温度領域間で往復移動させることによって熱サイクルを実現する装置である。
【００３０】
容器１５０の形状は、長手方向を有する限り、特に限定されないが、昇降型ＰＣＲに用いる場合には、略円筒形状で内径Ｄと長手方向の長さＬとの比が１：５〜１．５：２０の範囲であることが好ましい。さらには、内径Ｄが１．５〜２ｍｍ、長さＬが１０〜２０ｍｍであることがより好ましい。
【００３１】
容器１５０は、開口部及び開口部を封止する封止部１２０を有し、容器１５０中は反応液１４０と、反応液１４０と比重が異なり、相分離する液体１３０を含む。開口部を封止部１２０により封止した場合に、容器１５０内に空気が残らないことが好ましい。容器１５０内に気泡が残ると、反応液１４０の移動が妨げられることがあるからである。封止部１２０は、容器１５０と同様の材質から形成することができる。封止部１２０の構造は、容器１５０を密閉できる構造であればよく、例えば、ねじ蓋、栓、はめ込み等の構造とすることができる。図１においては、封止部１２０は栓の構造である。
【００３２】
１．２．液体
本実施形態のバイオチップ１００は、液体１３０を含む。液体１３０は、反応液１４０とは混和しないものを用いる。容器１５０に反応液１４０を入れた場合に、反応液１４０と液体１３０とが相分離するため、液体１３０中において反応液１４０を液滴状にすることができる。こうして、反応液１４０が液体１３０中に液滴状で保持される。
【００３３】
液体１３０は、反応液１４０よりも比重が小さいものが好ましい。この場合、液体１３０中に反応液１４０を入れた場合に、反応液１４０の液滴は液体１３０よりも比重が大きいので、重力の作用によって重力の作用する方向に移動する。また、液体１３０は、反応液１４０よりも比重が大きい液体であってもよい。この場合には、反応液１４０の液滴は液体１３０よりも比重が小さいので、重力の作用によって重力の作用する方向とは反対方向に移動する。
【００３４】
液体１３０は、アミノ変性シリコーンオイルを含む。ここで、シリコーンとは、主骨格としてシロキサン結合を有するオリゴマー又はポリマーを意味する。本明細書においては、シリコーンのうち熱サイクル処理に使用する温度帯において液体の状態であるものを特にシリコーンオイルと称する。そして、本明細書では、アミノ変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルの骨格のいずれかの部位にアミノ基が導入された化学構造を有する種のオイルを指す。
【００３５】
本実施形態では、アミノ変性シリコーンオイルは、アミノ基含有量が、０．１２重量％以上４．０重量％以下のものを用いる。アミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量は、好ましくは０．２３重量％以上４．０重量％以下、より好ましくは０．５重量％以上４．０重量％以下、さらに好ましくは０．８２重量％以上４．０重量％以下である。アミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量がこの範囲であれば、上述の液体１３０におけるアミノ変性シリコーンオイルの含有量で十分な効果を得ることができる。市販されているアミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量の例としては、信越シリコーン社製のＫＦ３９３（４％）、ＫＦ−８５７（１．７７％）、ＫＦ８５９（０．２３％）、ＫＦ８６２（０．７３％）、ＫＦ８６７（０．８２％）、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のＴＳＦ４７０３（０．８７％）、ＴＳＦ４７０８（０．５％）等が例示できる（括弧内は、アミノ基含有量（質量％）を表す。）。
【００３６】
ここで、アミノ基含有量とは、アミノ変性シリコーンオイル全量当たりのアミノ基含有量を指し、一般的な分析方法（原子吸光、全窒素分析、ＮＭＲ等）により窒素の量を求め、アミノ基の分子量（原子量）１６を乗じて全アミノ基の重量とし、これをアミノ変性シリコーンオイルの全重量で除することにより、アミノ変性シリコーンオイル全量当たりのアミノ基含有量（重量％）として求めることができる。
【００３７】
液体１３０は、アミノ変性シリコーンオイルを０．０１重量％以上５０重量％以下含む。液体１３０のアミノ変性シリコーンオイルの含有量は、好ましくは０．１重量％以上５０重量％以下、より好ましくは１重量％以上５０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以上５０重量％以下、さらに好ましくは２０重量％以上５０重量％以下である。
【００３８】
液体１３０はアミノ変性シリコーンオイルを０．０１重量％以上５０重量％以下含む含むが、その他の成分として、アミノ変性シリコーンオイルと混和する（親和性の高い）オイルを含んでもよい。そのようなオイルとしては、例えば、シリコーンオイル、ミネラルオイルを挙げることができる。なお、本明細書においては、石油から精製され、熱サイクル処理に使用する温度帯において液体であるものをミネラルオイルと称する。これらのオイルは熱に対する安定性が高く、例えば粘度が５×１０３Ｎｓｍ−２以下の製品も入手しやすいので、昇降型のＰＣＲに好適である。そのようなシリコーンオイルの具体例としては、信越シリコーン社製のＫＦ−９６Ｌ−０．６５ｃｓ、ＫＦ−９６Ｌ−１ｃｓ、ＫＦ−９６Ｌ−２ｃｓ、ＫＦ−９６Ｌ−５ｃｓ、東レ・ダウコーニング社製のＳＨ２００  Ｃ  ＦＬＵＩＤ  ５ＣＳ、あるいはモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のＴＳＦ４５１−５Ａ、ＴＳＦ４５１−１０等のジメチルシリコーンオイルが例示される。また、ミネラルオイルとしては、主成分として炭素数１４から２０程度のアルカンを含有するものが例示される。すなわち、ｎ−テトラデカン、ｎ−ペンタデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−ヘプタデカン、ｎ−オクタデカン、ｎ−ノナデカン、ｎ−テトラコサンが例示される。
【００３９】
また、液体１３０は、アミノ基含有量が、０．１２重量％以上４．０重量％以下のアミノ変性シリコーンオイル以外のアミノ変性シリコーンオイルを混合して用いてもよく、そのような例としては、信越シリコーン社製のＸ２２−３８２０Ｗ（０．０２％）等（括弧内は、アミノ基含有量（質量％）を表す。）が挙げられる。
【００４０】
また、液体１３０は、アミノ変性シリコーンオイル以外の変性オイル又は変性レジン（本明細書では、使用する温度帯において、単独で固体の状態であるものをレジンということがある。レジンは、オイルに溶解することで、使用する温度帯において液体の状態となり得る。）を含んでもよく、そのような変性オイル又は変性レジンとしては、カルビノール変性シリコーンオイル若しくはそのレジン、カルボキシル変性シリコーンオイル若しくはそのレジン、アミノ変性シリコーンレジン、ポリエーテル変性シリコーンオイル若しくはそのレジン、シラノール変性シリコーンオイル若しくはそのレジン、又はフルオロ変性シリコーンオイル若しくはそのレジンを挙げることができる。具体的な、変性オイル又は変性レジンとしては、例えば、SR1000、SS4230、SS4267、YR3370（以上、Momentive社）などのシリコーンレジン、XS66-C1191（Momentive社）などのフルオロ変性シリコーンレジンを挙げることができる。
【００４１】
１．３．作用効果
本実施形態のバイオチップ１００によれば、反応液１４０が容器１５０の内壁に付着しにくく、反応液１４０を容器１５０内で容易に移動させることができる。すなわち、バイオチップ１００に反応液１４０を導入した場合に、反応液１４０の表面（反応液１４０と液体１３０との界面付近）に、アミノ変性シリコーンオイルが配置されやすく、これにより反応液１４０の周囲に皮膜が形成され、反応液１４０がいわゆるソフトカプセルに包まれたような状態となる。これにより反応液１４０に界面活性剤が配合されて反応液１４０の界面張力が小さくなっている場合でも、容器１５０の内壁に反応液１４０が濡れにくくなり、反応液１４０が内壁に付着しにくくなる。そのため、係るバイオチップ１００に反応液１４０を導入して、例えば、ＰＣＲを行う場合に、容器１５０内での反応液１４０の移動を円滑に行うことができる。
【００４２】
１．４．反応液
本実施形態のバイオチップ１００に、反応液１４０を導入すれば、例えば、係る反応液によりＰＣＲを好適に実施することができる。なお、反応液１４０が対象とする反応は特に限定されないが、例えば、核酸増幅反応用であって、核酸増幅反応用試薬を含んでもよく、増幅対象の標的核酸を含んでもよい。
【００４３】
標的核酸としては、例えば、血液、尿、唾液、髄液、組織などの検体から調整されたＤＮＡ、又は、それらの検体から調製されたＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡなどが挙げられる。核酸増幅反応用試薬は、標的核酸を増幅するためのプライマー、バッファー、ポリメラーゼ、ｄＮＴＰ、ＭｇＣｌ２及び、標的核酸の増幅産物を検出するための蛍光プローブなどを含んでいてもよい。
【００４４】
ＤＮＡポリメラーゼは特に限定されないが、耐熱性の酵素やＰＣＲ用酵素が好ましく、例えば、Ｔａｑポリメラーゼ、Ｔｆｉポリメラーゼ、Ｔｔｈポリメラーゼ、あるいはそれらの改良型など、非常に多数の市販品があるが、ホットスタートを行えるＤＮＡポリメラーゼが好ましい。
【００４５】
ｄＮＴＰや塩の濃度は、用いる酵素について適した濃度にすれば良いが、通常、ｄＮＴＰを１０〜１０００μＭ、好ましくは１００〜５００μＭ、Ｍｇ２＋を１〜１００ｍＭ、好ましくは５〜１０ｍＭ、Ｃｌ-を１〜２０００ｍＭ、好ましくは２００〜７００ｍＭ、とすれば良く、総イオン濃度は、特に限定されないが、５０ｍＭより高い濃度であってもよく、１００ｍＭより高い濃度が好ましく、１２０ｍＭより高い濃度がより好ましく、１５０ｍＭより高い濃度がさらに好ましく、２００ｍＭより高い濃度がさらに好ましい。上限は、５００ｍＭ以下が好ましく、３００ｍＭ以下がより好ましく、２００ｍＭ以下がさらに好ましい。プライマー用オリゴヌクレオチドは、それぞれ０．１〜１０μＭ、好ましくは０．１〜１μＭが用いられる。
【００４６】
反応液１４０は、界面活性剤を含む。界面活性剤は特に限定されないが、ＮＰ４０、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、Ｔｗｅｅｎ２０等を例示でき、これらのうちの少なくとも一種であることが好ましい。反応液１４０が界面活性剤を含むことにより、例えば、上述の酵素を安定化することができ、失活を抑制したり、保存安定性を高めたりすることができる。反応液１４０における界面活性剤の濃度は特に限定されないが、核酸増幅反応を阻害しない濃度が好ましく、０．００１％〜０．１％以下であってもよく、０．００２％〜０．０２％であることが好ましく、０．００５％〜０．０１％であることが最も好ましい。界面活性剤は、上述の酵素のストック溶液からの持ち込みであってもよいが、それとは独立に界面活性剤溶液を反応液１４０に添加してもよい。
【００４７】
本実施形態では、反応液１４０に界面活性剤が配合されているので、反応液１４０の界面張力は、少なくとも反応液１４０が純水である場合に比べて小さい。そのため、特に容器１５０が樹脂（ポリプロピレン等）を含む材質によって形成された場合に、反応液１４０がより内壁に付着しやすい。しかし、このような場合でも、上述の液体１３０に含有されるアミノ基が反応液１４０の周囲に付着して、アミノ変性シリコーンオイルが反応液１４０の周囲に被膜を形成すると考えられる。これにより、容器１５０の内壁に反応液１４０が付着しにくく（濡れにくく）なると考えられる。そのため、係るバイオチップ１００に反応液１４０を導入して、例えば、ＰＣＲを行う場合に、容器１５０内での反応液１４０の移動を円滑に行うことができる。
【００４８】
２．熱サイクル装置の装置構成
本実施形態では、核酸増幅反応を行うのに用いるバイオチップとして、チューブ型の核酸増幅反応用チューブ１００を用いる例を説明する。以下、上記バイオチップ１００（以下、核酸増幅反応用チューブ１００という。）に適した昇降式核酸増幅反応（ＰＣＲ）装置（以下、熱サイクル装置とも記す）の一例について、詳細に述べる。
【００４９】
図２Ａ及び図２Ｂは、熱サイクル装置１の一例を示す。図２Ａは熱サイクル装置１の蓋５０を閉じた状態、図２Ｂは熱サイクル装置１の蓋５０を開けた状態であり、装着部１１に核酸増幅反応用チューブ１００が装着された状態を表す。図３は、実施形態に係る熱サイクル装置１における本体１０の分解斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態に係る熱サイクル装置１における本体１０の断面の模式図であり、図２ＡのＡ−Ａ線における断面の模式図である。
【００５０】
熱サイクル装置１は、図２Ａに示すように、本体１０及び駆動機構２０を含む。また、図３に示すように、本体１０は、装着部１１、第１加熱部１２及び第２加熱部１３を含む。第１加熱部１２と第２加熱部１３との間にはスペーサー１４が設けられている。本実施形態の本体１０においては、第１加熱部１２が底板１７の側、第２加熱部１３が蓋５０の側に配置されている。本実施形態の本体１０においては、第１加熱部１２、第２加熱部１３、及びスペーサー１４はフランジ１６、底板１７及び固定板１９に固定されている。
【００５１】
装着部１１は、後述する核酸増幅反応用チューブ１００を装着する構造である。図２Ｂ及び図３に示すように、本実施形態の装着部１１は、核酸増幅反応用チューブ１００を差し込んで装着するスロット構造であり、第１加熱部１２の第１ヒートブロック１２ｂ、スペーサー１４、及び第２加熱部１３の第２ヒートブロック１３ｂを貫通する穴に核酸増幅反応用チューブ１００を差し込む構造となっている。装着部１１の数は複数であってもよく、図２Ｂの例では、２０個の装着部１１が本体１０に設けられている。
【００５２】
熱サイクル装置１は、核酸増幅反応用チューブ１００を第１加熱部１２及び第２加熱部１３に対して所定の位置に保持する構造を含む。より具体的には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、後述する核酸増幅反応用チューブ１００を構成する流路１１０の、第１領域１１１を第１加熱部１２によって、第２領域１１２を第２加熱部１３によって、加熱できる。本実施形態においては核酸増幅反応用チューブ１００の位置を定める構造は底板１７であり、図４Ａに示すように、核酸増幅反応用チューブ１００を底板１７に接触する位置まで差し込むことで、第１加熱部１２及び第２加熱部１３に対して核酸増幅反応用チューブ１００を所定の位置に保持できる。
【００５３】
第１加熱部１２は、装着部１１に核酸増幅反応用チューブ１００を装着した場合に、核酸増幅反応用チューブ１００の第１領域１１１を第１温度に加熱する。図４Ａに示す例では、第１加熱部１２は本体１０において、核酸増幅反応用チューブ１００の第１領域１１１を加熱する位置に配置されている。
【００５４】
第１加熱部１２は、熱を発生させる機構と、発生した熱を核酸増幅反応用チューブ１００に伝える部材とを含んでもよい。図３に示す例では、第１加熱部１２は第１ヒーター１２ａ及び第１ヒートブロック１２ｂを含む。本実施形態においては、第１ヒーター１２ａはカートリッジヒーターであり、導線１５によって図示しない外部電源に接続されている。第１ヒーター１２ａは第１ヒートブロック１２ｂに挿入されており、第１ヒーター１２ａが発熱することで第１ヒートブロック１２ｂが加熱される。第１ヒートブロック１２ｂは、第１ヒーター１２ａから発生した熱を核酸増幅反応用チューブ１００に伝える部材である。本実施形態においてはアルミニウム製のブロックである。
【００５５】
第２加熱部１３は、装着部１１に核酸増幅反応用チューブ１００を装着した場合に、核酸増幅反応用チューブ１００の第２領域１１２を、第１温度とは異なる第２温度に加熱する。図４Ａに示す例では、第２加熱部１３は本体１０において、核酸増幅反応用チューブ１００の第２領域１１２を加熱する位置に配置されている。図３に示すように、第２加熱部１３は、第２ヒーター１３ａ及び第２ヒートブロック１３ｂを含む。第２加熱部１３は、加熱する核酸増幅反応用チューブ１００の領域及び加熱する温度が第１加熱部１２と異なる以外は、第１加熱部１２と同様である。
【００５６】
本実施形態においては、第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度は、図示しない温度センサー及び後述する制御部によって制御される。第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度は、核酸増幅反応用チューブ１００が所望の温度に加熱されるように設定されることが好ましい。本実施形態においては、第１加熱部１２を第１温度に、第２加熱部１３を第２温度に制御することで、核酸増幅反応用チューブ１００の第１領域１１１を第１温度に、第２領域１１２を第２温度に加熱できる。本実施形態における温度センサーは熱電対である。
【００５７】
駆動機構２０は、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を駆動する機構である。本実施形態においては、駆動機構２０は図示しないモーター及び駆動軸を含み、駆動軸と本体１０のフランジ１６とが接続されている。本実施形態における駆動軸は、装着部１１の長手方向に対して垂直に設けられており、モーターを動作させると駆動軸を回転の軸として本体１０が回転する。
【００５８】
本実施形態の熱サイクル装置１は、図示しない制御部を含む。制御部は、後述する第１温度、第２温度、第１時間、第２時間、及び熱サイクルのサイクル数のうち、少なくとも１つを制御する。制御部が第１時間又は第２時間を制御する場合には、制御部は駆動機構２０の動作を制御することによって、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３が所定の配置に保持される時間を制御する。制御部は、制御する項目ごとに異なる機構を設けても、全項目を一括して制御するものであってもよいが、本実施形態の熱サイクル装置１における制御部は電子制御であり、上記項目を全て制御する。本実施形態の制御部は図示しないＣＰＵ等のプロセッサー、及び、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を含む。記憶装置には上記各項目を制御するための各種プログラム、データ等が記憶されている。また、記憶装置は各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。
【００５９】
本実施形態の本体１０は、図３及び図４Ａの例に示すように、第１加熱部１２と第２加熱部１３との間にスペーサー１４が設けられている。本実施形態のスペーサー１４は、第１加熱部１２又は第２加熱部１３を保持する部材である。本実施形態においては、スペーサー１４は断熱材であり、図４Ａの例においては、装着部１１はスペーサー１４を貫通している。
【００６０】
本実施形態の本体１０は、固定板１９を含む。固定板１９は、装着部１１、第１加熱部１２及び第２加熱部１３を保持する部材である。図２Ｂ及び図３に示す例においては、２枚の固定板１９がフランジ１６に嵌め合わされており、第１加熱部１２、第２加熱部１３及び底板１７が固定されている。
【００６１】
本実施形態の熱サイクル装置１は、蓋５０を含む。図２Ａ及び図４Ａの例では、装着部１１は蓋５０によって覆われている。蓋５０は、固定部５１によって本体１０に固定されてもよい。本実施形態においては、固定部５１は磁石である。図２Ｂ及び図３の例に示すように、本体１０の蓋５０の接触する面には磁石が設けられている。図２Ｂ及び図３には示されていないが、蓋５０にも、本体１０の磁石が接触する位置に磁石が設けられており、蓋５０で装着部１１を覆うと、磁力によって蓋５０が本体１０に固定される。なお、固定板１９、底板１７、蓋５０、フランジ１６は断熱材を用いて形成されることが好ましい。
【００６２】
３．熱サイクル装置を用いた熱サイクル処理
図４Ａ及び図４Ｂは、熱サイクル装置１の、図２ＡのＡ−Ａ線における断面を模式的に示す断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、熱サイクル装置１に核酸増幅反応用チューブ１００が装着された状態を示す。図４Ａは第１配置、図４Ｂは第２配置を示す。図５は、実施形態における熱サイクル装置１を用いた熱サイクル処理の手順を表すフローチャートである。以下では、実施形態に係る核酸増幅反応用チューブ１００について説明し、次に、核酸増幅反応用チューブ１００を用いた場合の、実施形態に係る熱サイクル装置１を用いた熱サイクル処理について説明する。
【００６３】
図１の例に示すように、実施形態に係る核酸増幅反応用チューブ１００は流路１１０及び封止部１２０を含む。流路１１０には、反応液１４０と、反応液１４０よりも比重が小さく、かつ、反応液１４０とは混和しない液体１３０とが充填され、封止部１２０によって封止されている。図１の例では、核酸増幅反応用チューブ１００の外形は円柱状であり、中心軸方向（図１における上下方向）に流路１１０が形成されている。流路１１０の形状は、流路１１０の長手方向に対して垂直な方向の断面、すなわち流路１１０のある領域における反応液１４０が移動する方向に対して垂直な断面（これを流路１１０の「断面」とする）が円形の筒状である。したがって、本実施形態の核酸増幅反応用チューブ１００においては、流路１１０の対向する内壁は、流路１１０の断面の直径を構成する流路１１０の壁面上の２点を含む領域であり、対向する内壁に沿って反応液１４０が流路１１０の長手方向に移動する。
【００６４】
核酸増幅反応用チューブ１００の第１領域１１１は、第１加熱部１２によって第１温度に加熱される、流路１１０の一部の領域である。第２領域１１２は、第２加熱部１３によって第２温度に加熱される、第１領域１１１とは異なる流路１１０の一部の領域である。本実施形態の核酸増幅反応用チューブ１００においては、第１領域１１１は、流路１１０の長手方向における一方の端部を含む領域であり、第２領域１１２は、流路１１０の長手方向における他方の端部を含む領域である。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、流路１１０の封止部１２０側の端部を含む点線で囲まれた領域が第２領域１１２であり、封止部１２０から遠い側の端部を含む点線で囲まれた領域が第１領域１１１である。
【００６５】
図１に示すように、流路１１０は、液体１３０と、反応液の液滴１４０とを含む。液体１３０と反応液１４０は、上述のバイオチップの記載に従って準備される。
【００６６】
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、実施形態に係る熱サイクル装置１を用いた熱サイクル処理を説明する。図４Ａ及び図４Ｂにおいては、矢印ｇの方向（図における下方向）が重力の作用する方向である。本実施形態においては、熱サイクル処理の例としてシャトルＰＣＲ（２段階温度ＰＣＲ）を行う場合を説明する。なお、以下に説明する各工程は熱サイクル処理の一例を示すものである。必要に応じて工程の順序を入れ替えたり、２以上の工程を連続的にあるいは並行して行ったり、工程を追加したりしてもよい。
【００６７】
シャトルＰＣＲは、高温と低温の２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）及び伸長反応（プライマーを始点としてＤＮＡの相補鎖が形成される反応）が起こる。
【００６８】
一般に、シャトルＰＣＲにおける高温は８０℃から１００℃の間の温度、低温は５０℃から７０℃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、高温に保持する時間は低温に保持する時間よりも短いことが一般的である。例えば、高温が１秒から１０秒程度、低温が１０秒から６０秒程度としてもよく、反応の条件によってはこれよりも長い時間であってもよい。
【００６９】
なお、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（高温と低温を繰り返す回数）は異なるので、試薬の種類や反応液１４０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。
【００７０】
まず、本実施形態に係るバイオチップ１００を、装着部１１に装着する（ステップＳ１０１）。本実施形態では、気体１３０が充填された流路１１０に反応液１４０を導入後、蓋体１２０によって封止されたバイオチップ１００を装着部１１に装着する。反応液１４０の導入は、マイクロピペットやインクジェット方式の分注装置等を用いて行うことができる。装着部１１にバイオチップ１００を装着した状態においては、第１加熱部１２は第１領域１１１を、第２加熱部１３は第２領域１１２を、それぞれ含む位置においてバイオチップ１００に接している。本実施形態においては、図４Ａ及び図４Ｂに示すようにバイオチップ１００を底板１７に接触するように装着することで、第１加熱部１２及び第２加熱部１３に対してバイオチップ１００を所定の位置に保持できる。
【００７１】
本実施形態においては、ステップＳ１０１における装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３、の配置は第１配置である。図４Ａに示すように、第１配置は、第１領域１１１が第２領域１１２よりも鉛直方向下となる配置であり、本実施形態では、バイオチップ１００の第１領域１１１を、重力の作用する方向における流路１１０の最下部に位置させる配置である。したがって、第１領域１１１は、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３が所定の配置にある場合に、重力の作用する方向における流路１１０の最下部に位置する流路１１０の一部の領域である。第１配置においては、重力の作用する方向における流路１１０の最下部に第１領域１１１が位置しているので、気体１３０よりも比重の大きい反応液１４０は、第１領域１１１に位置している。本実施形態においては、装着部１１にバイオチップ１００を装着したら、蓋５０によって装着部１１を覆い、熱サイクル装置１を作動させる。本実施形態においては、熱サイクル装置１を作動させると、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３が開始される。
【００７２】
ステップＳ１０２では、第１加熱部１２及び第２加熱部１３によりバイオチップ１００を加熱する。第１加熱部１２と第２加熱部１３とは、バイオチップ１００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１２は第１領域１１１を第１温度に加熱し、第２加熱部１３は第２領域１１２を第２温度に加熱する。これにより、流路１１０の第１領域１１１と第２領域１１２との間には、第１温度と第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。本実施形態においては、第１温度は、熱サイクル処理において目的とする反応に適した温度のうち相対的に高い温度であり、第２温度は、熱サイクル処理において目的とする反応に適した温度のうち、相対的に低い温度である。したがって本実施形態のステップＳ１０２においては、第１領域１１１から第２領域１１２へ向けて温度が低くなる温度勾配が形成される。本実施形態の熱サイクル処理はシャトル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２温度はアニーリング及び伸長反応に適した温度とすることが好ましい。
【００７３】
ステップＳ１０２における、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置は第１配置であるので、ステップＳ１０２においてバイオチップ１００を加熱すると、反応液１４０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１４０に対して第１温度における反応が行われる。
【００７４】
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配置に装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を保持する時間である。本実施形態において、ステップＳ１０１での装着に続いてステップＳ１０３が行われる場合、すなわち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１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１４０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１４０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。
【００７５】
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。
【００７６】
ステップＳ１０４では、駆動機構２０によって本体１０を駆動し、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３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１１２が第１領域１１１よりも鉛直方向下となる配置であり、本実施形態では、第２領域１１２を重力の作用する方向において流路１１０の最下部に位置させる配置である。換言すると、第２領域１１２は、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３が、第１配置とは異なる所定の配置にある場合に、重力の作用する方向における流路１１０の最下部に位置する領域である。
【００７７】
本実施形態のステップＳ１０４では、図４Ａの状態から、図４Ｂの状態へと装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を切換える。本実施形態の熱サイクル装置１においては、制御部の制御によって駆動機構２０が本体１０を回転駆動する。駆動軸を回転の軸として、モーターによってフランジ１６を回転駆動すると、フランジ１６に固定されている装着部１１、第１加熱部１２及び第２加熱部１３が回転される。駆動軸は装着部１１の長手方向に対して垂直な方向の軸であるので、モーターの動作によって駆動軸が回転すると、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３が回転される。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、本体１０を１８０°回転させる。これにより、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第１配置から第２配置へ切換えられる。
【００７８】
ステップＳ１０４においては、第１領域１１１と第２領域１１２との重力の作用する方向における位置関係が第１配置とは逆になるので、反応液１４０は重力の作用によって第１領域１１１から第２領域１１２へと移動する。装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第２配置に達した場合に、制御部が駆動機構２０の動作を停止すると、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第２配置に保持される。装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第２配置に達したら、ステップＳ１０５が開始される。
【００７９】
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配置に装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を保持する時間である。本実施形態においては、第２領域１１２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Ｓ１０５においては、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第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１４０は第２領域１１２に保持されるので、本体１０が第２配置に保持されている時間、反応液１４０は第２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１４０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、アニーリングと伸長反応に必要な時間とすることが好ましい。
【００８０】
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。
【００８１】
ステップＳ１０６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Ｓ１０５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Ｓ１０５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Ｓ１０５までが１回行われると、反応液１４０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Ｓ１０５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Ｓ１０６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。
【００８２】
ステップＳ１０６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Ｓ１０７へ移行する。
【００８３】
ステップＳ１０７では、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を、第２配置から第１配置へ切換える。駆動機構２０によって本体１０を駆動することで、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を第１配置とすることができる。装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第１配置に達したら、ステップＳ１０３が開始される。
【００８４】
ステップＳ１０７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、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置が第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。
【００８５】
駆動機構２０によって装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を回転させる方向は、ステップＳ１０４における回転と、ステップＳ１０７における回転とで、反対方向であることが好ましい。これにより、回転によって導線１５などの配線に生じた捩れを解消できるので、配線の劣化を抑制できる。回転の方向は、駆動機構２０による１回の動作毎に反転させることが好ましい。これにより、同方向への回転を複数回連続して行う場合と比較して、配線が捩れる程度を軽減できる。
【００８６】
本実施形態のバイオチップ１００を、上記ＰＣＲに用いれば、応液１４０が容器１５０の内壁に付着しにくく、反応液１４０を容器１５０内で容易に移動させることができるので、非常に円滑に反応液１４０を流路１１０内で移動させることができ、高速なＰＣＲを行うことができる。
【００８７】
なお、ここでは本実施形態のバイオチップ１００の使用例として、ＰＣＲを例示した。しかし、本発明は、界面活性剤を含む水溶液が容器内で移動する構成であって、容器と、水溶液とは比重が異なり水溶液とは混和しない液体と、を含み、液体が、アミノ変性シリコーンオイルを５体積％以上含み、液体におけるアミノ基含有量が、０．１６４％以上であれば、バイオチップや、ＰＣＲに限らず、種々の態様の液体入り容器や、処理操作系に適用可能であることは、容易に理解されよう。
【００８８】
４．実験例
以下、本発明を実験例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例に限定されるものではない。
【００８９】
４．１．界面活性剤溶液の作成
純水及び市販の界面活性剤（ＮＰ４０）（ロシュ社製）を用いて、０．０２質量％の濃度の界面活性剤溶液を作成した。
【００９０】
４．２．オイルの作成
ポリプロピレンチューブに液体（アミノ変性シリコーンオイル及びシリコーンオイルの混合物）を充填した（上記バイオチップ１００に相当する。）。表１に、使用したアミノ変性シリコーンオイルの種類、そのアミノ基含有量、及びその粘度を示す。
【００９１】
【表１】
2018046786.tif 000002
【００９２】
表１におけるアミノ変性シリコーンオイルは、以下の通りである。
・ＫＦ８００５、ＫＦ８５９、ＫＦ８６７、ＫＦ８５７、ＫＦ３９３、Ｘ−２２−３８２０Ｗ：信越シリコーン社製
・ＴＳＦ４７０８、ＴＳＦ４７０３、ＸＦ４２−Ｃ５１９７、ＸＦ４２−Ｃ５１９６：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製
【００９３】
４．３．実験内容
実験例では、市販の酵素（DNA polymerase）中に含まれる界面活性剤の濃度を参考にし、上記濃度の界面活性剤溶液を作成し、その溶液のチューブへの付着を観察した。上記作成した界面活性剤溶液の１．６μＬをピペットで、上記オイルが充填されたポリプロピレンチューブに導入し、空気が混入しないように栓をして密閉した。
【００９４】
実験では、チューブに液滴を導入した直後に、チューブを縦にして液滴をチューブの底へ移動させ、液滴が底に到達してから１分後、チューブを逆さにして、液滴のチューブ底への付着を評価した。
【００９５】
高純度のジメチルシリコーンオイルであるＫＦ−９６Ｌ−２ｃｓ（信越化学工業株式会社製）に対して、表１に示すアミノ変性シリコーンオイルをそれぞれ濃度（重量％）を変えて添加した液体を準備した。そして各実験において、３回ずつ実験を行い（ｎ＝３）液滴の付着が生じない最小の濃度を調べた。表１において、「○」は、液滴の付着が称しなかったもの、「×」は、液滴の付着が生じたものを表す。なお、表１中、X-22-3820W、XF42-C5197、及びXF42-C5196に付した「×」は、液体（混合オイル）の粘度が上昇したことにより、付着しない濃度を確認できなかったことを示す。
【００９６】
上記実験により、アミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量が０．１２重量％以上４．０重量％以下であれば、界面活性剤溶液の容器壁への付着を生じない濃度が存在することが判明した。また、アミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量が４重量％である場合には、液体全体の０．０１重量％という低い濃度でも優れた付着防止効果が得られることが判明した。また、液体全体の５０重量％を配合すれば、アミノ基含有量が０．１２重量％であっても、付着防止効果が得られることが判明した。一般に液滴中に界面活性剤を含有させると、液滴がチューブの内壁に付着し、チューブを逆さにしても液滴が落ちないという現象が見られるが、アミノ変性シリコーンオイルのアミノ基含有量及び濃度を一定以上に高めることにより、付着が生じなくなることが確認できた。
【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、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】
１…熱サイクル装置、１０…本体、１１…装着部、１２…第１加熱部、１２ａ…第１ヒーター、１２ｂ…第１ヒートブロック、１３…第２加熱部、１３ａ…第２ヒーター、１３ｂ…第２ヒートブロック、１４…スペーサー、１５…導線、１６…フランジ、１７…底板、１９…固定板、２０…駆動機構、５０…蓋、５１…固定部、１００…バイオチップ（実施例では、核酸増幅反応用チューブ）、１１０…流路、１１１…第１領域、１１２…第２領域、１２０…封止部、１３０…液体（実施例では、オイル）、１４０…反応液（実施例では、核酸増幅反応液）、１５０…容器
【図１】
2018046786.tif 000003
【図２Ａ】
2018046786.tif 000004
【図２Ｂ】
2018046786.tif 000005
【図３】
2018046786.tif 000006
【図４Ａ】
2018046786.tif 000007
【図４Ｂ】
2018046786.tif 000008
【図５】
2018046786.tif 000009