(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる温度領域を有するオイル中で核酸増幅反応溶液を移動させて核酸増幅反応を高速で行う際、核酸をより安定して複製できて、より安定に核酸量の検出が可能となる核酸増幅反応装置の提供。【解決手段】第１の側壁と第１の側壁に対向配置された第２の側壁とを有し、第１の側壁の内面と第２の側壁の内面との距離は核酸増幅反応液１４０が注入された場合に、核酸増幅反応液が第１の側壁と第２の側壁の両方に接触する長さである核酸増幅反応容器１００を装着する装着部１１と装着部に核酸増幅反応容器を装着した場合に核酸増幅反応容器の第１領域１１１を加熱する第１加熱部１２と、核酸増幅反応容器の第２領域１１２の第１の側壁または第２の側壁に励起光を照射して放射される蛍光を測定する蛍光測定手段１８と、装着部、第１領域及び第２領域の配置を第１の配置と第２の配置との間で切換える駆動機構とを含む核酸増幅反応装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側壁と、前記第１の側壁に対向配置された第２の側壁と、を有し、前記第１の側壁の内面と前記第２の側壁の内面との距離は、核酸増幅反応液が注入された場合に、前記核酸増幅反応液が前記第１の側壁と前記第２の側壁の両方に接触する長さである核酸増幅反応容器を装着する装着部と、
前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記核酸増幅反応容器の第１領域を加熱する第１加熱部と、
前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射して放射される蛍光を測定する蛍光測定手段と、
前記装着部、前記第１領域及び前記第２領域の配置を、第１の配置と、第２の配置との間で切換える駆動機構と、
を含み、
前記第１の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第１領域が、前記第２領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置であり、
前記第２の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域が、前記第１領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置である、
核酸増幅反応装置。
【請求項２】
前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域を加熱する第２加熱部を含み、
前記第１加熱部は、第１の温度に前記第１領域を加熱し、
前記第２加熱部は、前記第１の温度とは異なる第２の温度に、前記第２領域を加熱する、請求項１に記載の核酸増幅反応装置。
【請求項３】
前記第２加熱部は、外部から前記装着部に通じる孔を有し、
前記蛍光測定手段は、前記孔を通じて前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射する、請求項２に記載の核酸増幅反応装置。
【請求項４】
第１の側壁と、前記第１の側壁に対向配置された第２の側壁と、を有し、前記第１の側壁の内面と前記第２の側壁の内面との距離は、核酸増幅反応液が注入された場合に、前記核酸増幅反応液が前記第１の側壁と前記第２の側壁の両方に接触する長さである核酸増幅反応容器と、
前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記核酸増幅反応容器の第１領域を加熱する第１加熱部と、
前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射して放射される蛍光を測定する蛍光測定手段と、
前記装着部、前記第１領域及び前記第２領域の配置を、第１の配置と、第２の配置との間で切換える駆動機構と、
を含み、
前記第１の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第１領域が、前記第２領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置であり、
前記第２の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域が、前記第１領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置である、
核酸増幅反応装置。
【請求項５】
前記第２領域を加熱する第２加熱部を含み、
前記第１加熱部は、第１の温度に前記第１領域を加熱し、
前記第２加熱部は、前記第１の温度とは異なる第２の温度に、前記第２領域を加熱する、請求項４に記載の核酸増幅反応装置。
【請求項６】
前記第２加熱部は、外部から前記装着部に通じる孔を有し、
前記蛍光測定手段は、前記孔を通じて前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射する、請求項５に記載の核酸増幅反応装置。
【請求項７】
前記核酸増幅反応液が１．０〜７．０μｌであるときに、前記距離が０．２〜１．４ｍｍである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の核酸増幅反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸増幅反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速で核酸を増幅させる方法として、円筒状の核酸増幅反応容器中にオイルと少量の核酸増幅反応液を投入し、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、核酸増幅反応液の温度に熱サイクルを高速で発生させる方法が知られている（例えば、引用文献１参照）。特許文献１に記載の核酸増幅反応装置では、円筒状の反応容器が用いられている。そして、核酸量を測定するには、鉛直方向下に位置する反応容器の底面を介して、反応容器の底部に位置する反応液に対して励起光を照射し、また、反応液から放射される蛍光量を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載された核酸増幅反応装置では、核酸増幅反応液の液滴の直径が反応容器の直径に比して小さいため、核酸増幅反応液は、反応容器の長手方向に垂直な面において２次元の自由度がある。よって、核酸増幅反応液の液滴が、重力が作用する方向に対して傾斜して落下したり、垂直に落下したりすることにより、核酸増幅反応液の液滴が落下速度にばらつきを生じるため、核酸増幅反応液の加熱量を厳密に管理することは容易ではない。核酸増幅反応液の加熱量の管理が十分になされないと、核酸の増幅量にばらつきが生じる可能性がある。また、落下位置と検出機構の焦点位置とがずれ易くなり、核酸量の安定的な検出が困難になる。そして、容器が円筒状の反応容器は、その側面が曲面であるため、反応容器の側面に向けて励起光を照射すると光が反応容器の表面で反射してしまう。このため、反応容器の側面を介した反応容器内の核酸量の安定的な検出が困難になる。一方で、チューブ底面を介して反応容器内部の反応液に励起光を照射しても、反応液中に混入した遮光物質が反応容器の底面に蓄積する場合には核酸量の安定的な検出が困難になる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、異なる温度領域を有するオイル中で核酸増幅反応溶液を移動させることにより核酸増幅反応を高速で行う方法において、核酸をより安定して複製させることができ、また、より安定に核酸量の検出が可能となる核酸増幅反応装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様は、第１の側壁と、前記第１の側壁に対向配置された第２の側壁と、を有し、前記第１の側壁の内面と前記第２の側壁の内面との距離は、核酸増幅反応液が注入された場合に、前記核酸増幅反応液が前記第１の側壁と前記第２の側壁の両方に接触する長さである核酸増幅反応容器を装着する装着部と、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記核酸増幅反応容器の第１領域を加熱する第１加熱部と、前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射して放射される蛍光を測定する蛍光測定手段と、前記装着部、前記第１領域及び前記第２領域の配置を、第１の配置と、第２の配置との間で切換える駆動機構と、を含み、前記第１の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第１領域が、前記第２領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置であり、前記第２の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域が、前記第１領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置である、核酸増幅反応装置である。前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域を加熱する第２加熱部を含み、前記第１加熱部は、第１の温度に前記第１領域を加熱し、前記第２加熱部は、前記第１の温度とは異なる第２の温度に、前記第２領域を加熱してもよい。前記第２加熱部は、外部から前記装着部に通じる孔を有し、前記蛍光測定手段は、前記孔を通じて前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射してもよい。前記核酸増幅反応液が１．０〜７．０μｌであるときに、前記距離が０．２〜１．４ｍｍであってもよい。
【０００７】
本発明の他の実施態様は、第１の側壁と、前記第１の側壁に対向配置された第２の側壁と、を有し、前記第１の側壁の内面と前記第２の側壁の内面との距離は、核酸増幅反応液が注入された場合に、前記核酸増幅反応液が前記第１の側壁と前記第２の側壁の両方に接触する長さである核酸増幅反応容器と、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記核酸増幅反応容器の第１領域を加熱する第１加熱部と、前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射して放射される蛍光を測定する蛍光測定手段と、前記装着部、前記第１領域及び前記第２領域の配置を、第１の配置と、第２の配置との間で切換える駆動機構と、を含み、前記第１の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第１領域が、前記第２領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置であり、前記第２の配置は、前記装着部に前記核酸増幅反応容器を装着した場合に、前記第２領域が、前記第１領域よりも重力の作用する方向に対して下となる配置である、核酸増幅反応装置である。前記第２領域を加熱する第２加熱部を含み、前記第１加熱部は、第１の温度に前記第１領域を加熱し、前記第２加熱部は、前記第１の温度とは異なる第２の温度に、前記第２領域を加熱してもよい。前記第２加熱部は、外部から前記装着部に通じる孔を有し、前記蛍光測定手段は、前記孔を通じて前記核酸増幅反応容器の第２領域の前記第１の側壁または前記第２の側壁に励起光を照射してもよい。前記核酸増幅反応液が１．０〜７．０μｌであるときに、前記距離が０．２〜１．４ｍｍであってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、異なる温度領域を有するオイル中で核酸増幅反応溶液を移動させることにより核酸増幅反応を高速で行う方法において、核酸をより安定して複製させることができ、また、核酸量をより安定的に検出することができる核酸増幅反応装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る核酸増幅反応装置の斜視図。図１（Ａ）は蓋を閉じた状態、図１（Ｂ）は蓋を開けた状態を示す。
【図２】実施形態に係る核酸増幅反応装置における本体の分解斜視図。
【図３】実施形態に係る核酸増幅反応容器の断面図。図３（Ａ）は核酸増幅反応容器１００の対向する第１の内壁１１３および第２の内壁１１４に対して平行な方向の断面図であり、図３（Ｂ）は核酸増幅反応容器１００の第１の内壁１１３および第２の内壁１１４に対して直交する方向の断面図である。
【図４】実施形態に係る核酸増幅反応装置における本体の、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す断面図。図４（Ａ）は第１の配置、図４（Ｂ）は第２の配置を示す。
【図５】実施形態に係る核酸増幅反応装置を用いた処理の手順を表すフローチャート。
【図６】変形例に係る核酸増幅反応装置の斜視図。図６（Ａ）は蓋を閉じた状態、図６（Ｂ）は蓋を開けた状態を示す。
【図７】変形例に係る核酸増幅反応装置における本体の、図６（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に示す断面図。
【図８】核酸増幅反応容器内の液滴の投影直径の大きさを示す図。
【図９】円筒状の核酸増幅反応容器内の液滴の投影直径に対する本発明にかかる核酸増幅反応容器内の液滴の投影直径の比を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて以下の順序に従って説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１１】
１．実施形態
１−１．実施形態における核酸増幅反応装置の構成
図１は、実施形態に係る核酸増幅反応装置１の斜視図である。図１（Ａ）は核酸増幅反応装置１の蓋５０を閉じた状態、図１（Ｂ）は核酸増幅反応装置１の蓋５０を開けた状態であり、装着部１１に核酸増幅反応容器１００が装着された状態を表す。図２は、実施形態に係る核酸増幅反応装置１における本体１０の分解斜視図である。図４（Ａ）は、実施形態に係る核酸増幅反応装置１における本体１０の、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す断面図である。
【００１２】
実施形態に係る核酸増幅反応装置１は、図１（Ａ）に示すように、本体１０及び駆動機構２０を含む。図２に示すように、本体１０は、装着部１１、第１加熱部１２（加熱部に相当）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。
【００１３】
装着部１１は、後述する核酸増幅反応容器１００を装着する構造である。図１（Ｂ）および図２に示すように、本実施形態の装着部１１は、核酸増幅反応容器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（加熱部）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容器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１（Ｂ）の例では、８個の装着部１１が本体１０に設けられている。
【００１４】
本実施形態の核酸増幅反応装置１は、核酸増幅反応容器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ことが好ましい。これにより、第１加熱部１２及び第２加熱部１３によって核酸増幅反応容器１００の所定の領域を加熱できる。より具体的には、図４に示すように、後述する核酸増幅反応容器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容器１００の位置を定める構造は底板１７であり、図４（Ａ）に示すように、核酸増幅反応容器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容器１００を所定の位置に保持できる。
【００１５】
第１加熱部１２は、装着部１１に核酸増幅反応容器１００を装着した場合に、後述する核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１を第１の温度に加熱する。図４（Ａ）に示す例では、第１加熱部１２は本体１０において、核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１を加熱する位置に配置されている。
【００１６】
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容器１００に伝える部材とを含んでもよい。図２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容器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。
【００１７】
カートリッジヒーターは温度制御が容易であるので、第１ヒーター１２ａをカートリッジヒーターとすることで、第１加熱部１２の温度を容易に安定させることができる。したがって、より正確な熱サイクルを実現できる。アルミニウムは熱伝導率が高いので、第１ヒートブロック１２ｂをアルミニウム製とすることで、核酸増幅反応容器１００を効率よく加熱できる。また、第１ヒートブロック１２ｂに加熱ムラが生じにくいので、精度の高い熱サイクルを実現できる。また、加工が容易なので第１ヒートブロック１２ｂを精度よく成型でき、加熱の精度を高めることができる。したがって、より正確な熱サイクルを実現できる。
【００１８】
第１加熱部１２は、装着部１１に核酸増幅反応容器１００を装着した場合に、核酸増幅反応容器１００に接触していることが好ましい。これにより、第１加熱部１２によって核酸増幅反応容器１００を加熱した場合に、第１加熱部１２の熱を核酸増幅反応容器１００に安定して伝えることができるので、核酸増幅反応容器１００の温度を安定させることができる。本実施形態のように、装着部１１が第１加熱部１２の一部として形成されている場合には、装着部１１が核酸増幅反応容器１００と接触することが好ましい。これにより、第１加熱部１２の熱を核酸増幅反応容器１００に安定して伝えることができるので核酸増幅反応容器１００を効率よく加熱できる。
【００１９】
第２加熱部１３は、装着部１１に核酸増幅反応容器１００を装着した場合に、核酸増幅反応容器１００の第２領域１１２を、第１の温度とは異なる第２の温度に加熱する。図４（Ａ）に示す例では、第２加熱部１３は本体１０において、核酸増幅反応容器１００の第２領域１１２を加熱する位置に配置されている。図２に示すように、第２加熱部１３は、第２ヒーター１３ｂ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容器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。
【００２０】
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、核酸増幅反応容器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の温度に、第２加熱部１３を第２の温度に制御することで、核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１を第１の温度に、第２領域１１２を第２の温度に加熱できる。本実施形態における温度センサーは熱電対である。
【００２１】
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が回転される。
【００２２】
本実施形態の核酸増幅反応装置１は、図示しない制御部を含む。制御部は、後述する第１の温度、第２の温度、第１の時間、第２の時間、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の時間または第２の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。
【００２３】
本実施形態の核酸増幅反応装置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 O
nly 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。
【００２４】
本実施形態の本体１０は、図２及び図４（Ａ）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または第２加熱部１３を保持する部材である。スペーサー１４を設けることにより、第１加熱部１２と第２加熱部１３との間の距離を、より正確に定めることができる。すなわち、後述する核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１及び第２領域１１２に対する第１加熱部１２及び第２加熱部１３の位置を、より正確に定めることができる。
【００２５】
スペーサー１４の材質は必要に応じて適宜選択できるが、断熱材であることが好ましい。これにより、第１加熱部１２及び第２加熱部１３の熱が相互に及ぼす影響を少なくできるので、第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度制御が容易になる。スペーサー１４が断熱材である場合には、装着部１１に核酸増幅反応容器１００を装着した場合に、第１加熱部１２と第２加熱部１３との間の領域において核酸増幅反応容器１００を囲むようにスペーサー１４が配置されることが好ましい。これにより、核酸増幅反応容器１００の第１加熱部１２と第２加熱部１３との間の領域からの放熱を抑制できるので、核酸増幅反応容器１００の温度がより安定する。本実施形態においては、スペーサー１４は断熱材であり、図４（Ａ）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。これにより、第１加熱部１２及び第２加熱部１３によって核酸増幅反応容器１００を加熱した場合に、核酸増幅反応容器１００の熱が逃げにくくなるので、第１領域１１１及び第２領域１１２の温度をより安定させることができる。
【００２６】
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１（Ｂ）及び図２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。固定板１９によって本体１０の構造がより強固になるので、本体１０が破損しにくくなる。
【００２７】
本実施形態の核酸増幅反応装置１は、蓋５０を含む。図１（Ａ）及び図４（Ａ）の例では、装着部１１は蓋５０によって覆われている。蓋５０によって装着部１１を覆うことで、第１加熱部１２によって加熱をした場合に、本体１０から外部への放熱を抑制できるので、本体１０内の温度を安定させることができる。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１（Ｂ）及び図２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１（Ｂ）及び図２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。これにより、駆動機構２０によって本体１０を駆動した場合に蓋５０が外れたり動いたりすることを防止できる。したがって、蓋５０が外れることで核酸増幅反応装置１内の温度が変化することを防止できるので、より正確な熱サイクルを後述する反応液１４０に施すことができる。
【００２８】
本体１０は、気密性の高い構造であることが好ましい。本体１０が気密性の高い構造であると、本体１０内部の空気が本体１０の外部に逃げにくいので、本体１０内の温度がより安定する。本実施形態においては、図２に示すように、２個のフランジ１６、底板１７、２枚の固定板１９、及び蓋５０によって、本体１０内部の空間が密閉される。
【００２９】
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。これにより、本体１０から外部への放熱をさらに抑制できるので、本体１０内の温度をより安定させることができる。
【００３０】
本実施形態の核酸増幅反応装置１は、核酸増幅反応用容器の第２領域１１２の側壁に励起光を照射して、放射される蛍光を測定し、核酸量を測定するための蛍光検出器４０を含む。これにより、例えばリアルタイムＰＣＲのような蛍光検出を伴う用途に核酸増幅反応装置１を使用できる。蛍光検出器４０の数は検出が問題なく行える限り任意である。本実施形態においては、１個の蛍光検出器４０をスライド２２に沿って移動させて蛍光検出を行う。蛍光検出を行うために、本体１０の第２加熱部１３側の側面部に孔が設けられ、測定窓１８が形成されている。蛍光検出器４０は、第２領域１１２中に核酸増幅反応液が位置する際に、測定窓１８を通じて核酸増幅反応用容器の第２領域１１２の側壁に励起光を照射して、放射される蛍光を測定し、核酸増幅反応液１４０中の核酸増幅量を測定することができる。本実施形態においては、第２加熱部１３の側面に測定窓１８が設けられているため、低温側（アニーリング及び伸長反応を行う温度）で蛍光測定を行うリアルタイムＰＣＲにおいて適切な蛍光測定ができる。
【００３１】
本実施形態では、反応容器の側面に励起光を照射して蛍光量を測定することができるため、遮光物質が反応容器の底面に蓄積する場合にも、より安定的に核酸量の検出を行うことができる。
【００３２】
１−２．実施形態における核酸増幅反応装置を用いた熱サイクル処理
図３は、実施形態に係る核酸増幅反応容器１００の断面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、実施形態に係る核酸増幅反応装置１の、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に示す断面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、核酸増幅反応装置１に核酸増幅反応容器１００が装着された状態を示す。図４（Ａ）は第１の配置、図４（Ｂ）は第２の配置を示す。図５は、実施形態における核酸増幅反応装置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、まず、実施形態に係る核酸増幅反応容器１００について説明し、次に、核酸増幅反応容器１００を用いた場合の、実施形態に係る核酸増幅反応装置１を用いた熱サイクル処理について説明する。
【００３３】
図３の例に示すように、実施形態に係る核酸増幅反応容器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（以下、「液体」という）１３０とが充填され、封止部１２０によって封止されている。
【００３４】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、実施形態に係る核酸増幅反応容器１００の断面図であり、図３（Ａ）は核酸増幅反応容器１００の対向する第１の内壁１１３および第２の内壁１１４に対して平行な方向の断面図であり、図３（Ｂ）は核酸増幅反応容器１００の第１の内壁１１３および第２の内壁１１４に対して直交する方向（以下、厚み方向という）の断面図である。核酸増幅反応容器１００の形状は扁平状であり、中心軸方向（図３における上下方向）に、核酸増幅反応装置の起動中に核酸増幅反応液が移動するための流路１１０が形成されている。核酸増幅反応容器１００は封止部１２０で封止されている。容器内部に入れた核酸増幅反応液１００の液滴が底部１７０において底部の中央に位置しやすいように、核酸増幅反応容器１００の底部１７０の中央が外部に向かって突出する形状となっている。第１の内壁１１３および第２の内壁１１４は平面である。第１の内壁１１３と第２の内壁１１４の距離（図３において示す幅ａ）は、核酸増幅反応容器１００に注入された核酸増幅反応液１４０の１つの液滴が第１の内壁１１３および第２の内壁１１４の両方に同時に接触する長さである。核酸増幅反応液１４０を例えば１〜７μｌ注入する場合、第１の内壁１１３と第２の内壁１１４の距離は０．２〜１．４ｍｍが好ましく、０．２〜０．８ｍｍがより好ましい。また、核酸増幅反応液１４０の液滴の流路１１０の長手方向への移動を妨げないように、対向する側面の内壁である第３の内壁１１５および第４の内壁１１６の距離（図３において示す幅ｃ）は、核酸増幅反応液１４０の１つの液滴が第３の内壁１１５および第４の内壁１１６の両方に同時に接触しない長さとし、核酸増幅反応容器１００の厚み方向に見た液滴の直径の２倍以上とすることが好ましく、３倍以上の大きさとすることがより好ましい。
【００３５】
本実施形態にかかる核酸増幅反応容器１００を使用すれば、核酸増幅反応液１４０が核酸増幅反応容器１００の長手方向に移動する際、核酸増幅反応液１４０が核酸増幅反応容器１００の対向する内壁の両方に常に接触しているため、核酸増幅反応液１４０の内壁に垂直な方向の移動は制限されるため、核酸増幅反応液が移動する速度のバラツキを抑えて核酸を安定して増幅させることができ、また、より確実に検出機構の焦点位置に落下させることができるため、核酸量をより安定的に検出することができる。
【００３６】
また、本実施形態にかかる核酸増幅反応容器１００は、核酸増幅反応液１４０の落下位置が核酸増幅反応容器１００の厚み方向に安定するため、下記変形例１に示すように、水平方向から核酸増幅反応液１４０の蛍光計測が容易である。従来は核酸増幅反応容器の下方向から励起光を照射して計測していたが、核酸増幅反応容器の底には遮光する不純物が沈む場合があるため、水平方向から励起光を照射して放射される蛍光を測定したほうがより正確な計測が可能となる。
【００３７】
核酸増幅反応液１４０の液滴の注入量を１．５μｌ以上、第１の内壁１１３および第２の内壁１１４の距離（図３において示す幅ａ）を０．６ｍｍ以下とすることが好ましい。この条件では、実施例において示すように、核酸増幅反応液１４０は核酸増幅反応容器１００の第１の内壁１１３および第２の内壁１１４に挟まれており、核酸増幅反応液１４０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。これにより、核酸増幅反応容器の厚み方向に見た場合の液滴の直径ｂは、第１の内壁１１３及び第２の内壁１１４による圧縮効果が無いことにより球形である場合の液滴の直径よりも大きくなる。加熱部からの熱は、核酸増幅反応容器１００の壁面から核酸増幅反応液１４０に広い面積でオイルを介さずに直接伝達することができるので熱伝達効率が高い。
【００３８】
核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１は、第１加熱部１２によって第１の温度に加熱される、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の温度に加熱される、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容器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４（Ａ）及び図４（Ｂ）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。
【００３９】
流路１１０には、液体１３０と、反応液１４０とが充填されている。液体１３０は、反応液１４０とは混和しない、すなわち混ざり合わない性質であるため、図３に示すように、反応液１４０は液体１３０の中に液滴の状態で保持されている。反応液１４０は、液体１３０よりも比重が大きいため、流路１１０の重力方向における最下部の領域に位置している。液体１３０としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル又はパラフィンオイルを使用できる。反応液１４０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。例えば、液体１３０としてオイルを用いてＰＣＲを行う場合には、反応液１４０は上記の成分を含む水溶液であることが好ましい。
【００４０】
以下、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、及び図５を参照しながら、実施形態に係る核酸増幅反応装置１を用いた熱サイクル処理を説明する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）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。
【００４１】
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）が行われる。
【００４２】
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。
【００４３】
なお、使用する試薬の種類や量によって、適切な時間、温度およびサイクル数（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。
【００４４】
まず、本実施形態に係る核酸増幅反応容器１００を、装着部１１に装着する（ステップＳ１０１）。本実施形態では、液体１３０が充填された流路１１０に反応液１４０を導入後、封止部１２０によって封止された核酸増幅反応容器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に核酸増幅反応容器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核酸増幅反応容器１００に接している。本実施形態においては、図４（Ａ）に示すように核酸増幅反応容器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に対して核酸増幅反応容器１００を所定の位置に保持できる。
【００４５】
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の配置である。図４（Ａ）に示すように、第１の配置は、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、核酸増幅反応容器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の配置においては、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、液体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に核酸増幅反応容器１００を装着したら、蓋５０によって装着部１１を覆い、核酸増幅反応装置１を作動させる。本実施形態においては、核酸増幅反応装置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。
【００４６】
ステップＳ１０２では、第１加熱部１２及び第２加熱部１３により核酸増幅反応容器１００を加熱する。第１加熱部１２と第２加熱部１３とは、核酸増幅反応容器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の温度に加熱し、第２加熱部１３は第２領域１１２を第２の温度に加熱する。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の温度と第２の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の温度は、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の温度は、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の温度は２本鎖ＤＮＡの解離に適した温度、第２の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。
【００４７】
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の配置であるので、ステップＳ１０２において核酸増幅反応容器１００を加熱すると、反応液１４０は第１の温度に加熱される。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の温度における反応が行われる。
【００４８】
ステップＳ１０３では、第１の配置において、第１の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の時間は、第１の配置に装着部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、核酸増幅反応装置１を作動させてからの時間が第１の時間に達したか否かが判定される。第１の配置においては、反応液１４０は第１の温度に加熱されるので、第１の時間は、目的とする反応において反応液１４０を第１の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。
【００４９】
ステップＳ１０３において、第１の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の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。
【００５０】
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の配置から第２の配置へ切換える。第２の配置は、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の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。
【００５１】
本実施形態のステップＳ１０４では、図４（Ａ）の状態から、図４（Ｂ）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。本実施形態の核酸増幅反応熱装置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４（Ａ）及び図４（Ｂ）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の配置から第２の配置へ切換えられる。
【００５２】
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の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の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の配置に保持される。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の配置に達したら、ステップＳ１０５が開始される。
【００５３】
ステップＳ１０５では、第２の配置において、第２の時間が経過したか否かを判定する。第２の時間は、第２の配置に装着部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の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の配置に達してからの時間が第２の時間に達したか否かが判定される。第２の配置においては、反応液１４０は第２領域１１２に保持されるので、本体１０が第２の配置に保持されている時間、反応液１４０は第２の温度に加熱される。したがって、第２の時間は、目的とする反応において、反応液１４０を第２の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。
【００５４】
ステップＳ１０５において、第２の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の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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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の配置から第１の配置へ切換える。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の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の配置に達したら、ステップＳ１０３が開始される。
【００５８】
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の配置に達してからの時間が第１の時間に達したか否かが判定される。
【００５９】
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。
【００６０】
２．変形例
以下、実施形態に基づいて変形例について説明する。図６は、変形例に係る核酸増幅反応装置２の斜視図である。図６（Ａ）は蓋５０を閉じた状態、図６（Ｂ）は蓋５０を開けた状態を示す。図７は、変形例に係る核酸増幅反応装置２の本体１０ａの、図６（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に示す断面図である。以下の変形例は、相互に矛盾しない構成である限り任意の組み合わせが可能である。該当する変形例については、図６ないし図７を参照して説明する。以下においては実施形態とは異なる構成について詳述し、実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
（変形例１）
実施形態においては、第１の温度及び第２の温度は熱サイクル処理の開始から終了まで一定としたが、第１の温度及び第２の温度のうち少なくとも一方を処理の途中で変更してもよい。第１の温度及び第２の温度は、制御部の制御によって変更できる。第１加熱部１２および装着部１１の配置を切換えて反応液１４０を移動させることで、変更された温度に反応液１４０を加熱できる。したがって、加熱部の数を増やしたり、装置の構造を複雑にしたりすることなく、例えば逆転写ＰＣＲのような、２種類以上の温度の組み合わせを必要とする反応を行うことができる。
【００６２】
（変形例２）
実施形態においては、装着部１１がスロット構造である例を示したが、装着部１１は核酸増幅反応容器１００を保持できる構造であればよい。例えば、核酸増幅反応容器１００の形状に合わせた窪みに核酸増幅反応容器１００をはめ込む構造や、核酸増幅反応容器１００を挟んで保持する構造を採用してもよい。
【００６３】
（変形例３）
実施形態においては、核酸増幅反応容器１００の位置を定める構造は底板１７であったが、位置を定める構造は所望の位置に核酸増幅反応容器１００を保持できるものであればよい。位置を定める構造は、核酸増幅反応装置１に設けられた構造であっても、核酸増幅反応容器１００に設けられた構造であっても、両方の組み合わせであってもよい。例えば、螺子、差込式の棒、核酸増幅反応容器１００に突出部を設けた構造、装着部１１と核酸増幅反応容器１００とが勘合する構造を採用できる。螺子や棒を用いる場合には、螺子の長さやねじ込む長さ、棒を差込む位置を変更することで、熱サイクルの反応条件や核酸増幅反応容器１００の大きさ等に合わせて保持する位置を調節できるようにしてもよい。
【００６４】
（変形例４）
実施形態においては、第１加熱部１２と第２加熱部１３とがともにカートリッジヒーターである例を示したが、第１加熱部１２は第１領域１１１を第１の温度に加熱できるものであればよい。第２加熱部１３は第２領域１１２を第２の温度に加熱できるものであればよい。例えば、第１加熱部１２及び第２加熱部１３としては、カーボンヒーター、シートヒーター、ＩＨ（電磁誘導加熱）、ペルチェ素子、加熱液体、加熱気体を使用できる。また、第１加熱部１２と第２加熱部１３とで異なる加熱機構を採用してもよい。
【００６５】
（変形例５）
実施形態においては、核酸増幅反応容器１００を第１加熱部１２と第２加熱部１３によって加熱する例を示したが、第２加熱部１３の代わりに第２領域１１２を冷却する冷却部を設けてもよい。冷却部としては、例えばペルチェ素子を使用できる。これにより、例えば、核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１からの熱によって第２領域１１２の温度が低下しにくい場合にも、流路１１０に所望の温度勾配を形成できる。また、例えば、加熱と冷却を繰り返す熱サイクルを反応液１４０に施すことができる。
【００６６】
（変形例６）
実施形態においては、第１ヒートブロック１２ｂ及び第２ヒートブロック１３ｂの材質がアルミニウムである例を示したが、ヒートブロックの材質は熱伝導率、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ヒートブロック１２ｂと第２ヒートブロック１３ｂとが異なる材質であってもよい。
【００６７】
（変形例７）
実施形態に例示したように、装着部１１が第１加熱部１２の一部として形成されている場合には、装着部１１を核酸増幅反応容器１００に密着させる機構を設けてもよい。密着させる機構は、核酸増幅反応容器１００の少なくとも一部を装着部１１に密着させることができればよい。例えば、本体１０や蓋５０に設けたバネによって核酸増幅反応容器１００を装着部１１の一方の壁面に押し付けてもよい。これにより、第１加熱部１２の熱を核酸増幅反応容器１００にさらに安定して伝えることができるので、核酸増幅反応容器１００の温度をさらに安定させることができる。
【００６８】
（変形例８）
実施形態においては、第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度が、核酸増幅反応容器１００を加熱する温度と実質的に等しくなるよう制御される例を示したが、第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度制御は、実施形態に限定されない。第１加熱部１２及び第２加熱部１３の温度は、核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１及び第２領域１１２が所望の温度に加熱されるように制御されていればよい。例えば、核酸増幅反応容器１００の材質や大きさを考慮することで、第１領域１１１及び第２領域１１２の温度をより正確に所望の温度に加熱できる。
【００６９】
（変形例９）
実施形態においては、駆動機構２０がモーターである例を示したが、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を駆動できる機構であればよい。駆動機構２０が装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を回転させる機構である場合、駆動機構２０は遠心力によって液体１３０の温度勾配が乱されない程度の回転速度に制御可能であることが好ましい。また、配線に生じた捩れを解消するために、回転の方向を反転させることができるものであることが好ましい。このような機構としては、例えばハンドル、ぜんまい等を採用できる。
【００７０】
（変形例１０）
実施形態においては、装着部１１が第１加熱部１２の一部である例を示したが、駆動機構２０を動作させた場合に両者の位置関係が変化しない限り、装着部１１と第１加熱部１２とは別の部材であってもよい。装着部１１と第１加熱部１２とが別の部材である場合には、両者が直接または他の部材を介して固定されていることが好ましい。また、装着部１１と第１加熱部１２とは同一の機構によって駆動されても、別個の機構によって駆動されてもよいが、両者の位置関係を一定に保つように動作することが好ましい。これにより、駆動機構２０を動作させた場合に装着部１１と第１加熱部１２との位置関係を一定に維持できるので、核酸増幅反応容器１００の所定の領域を所定の温度に加熱できる。なお、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を駆動する機構が別個の機構である場合には、両者を合わせて駆動機構２０とする。
【００７１】
（変形例１１）
実施形態においては、温度センサーが熱電対である例を示したが、例えば測温抵抗体やサーミスタを使用してもよい。
【００７２】
（変形例１２）
実施形態においては、固定部５１が磁石である例を示したが、固定部５１は蓋５０と本体１０を固定できるものであればよい。例えば、蝶番やキャッチクリップを採用してもよい。
【００７３】
（変形例１３）
実施形態においては、駆動軸の方向は装着部１１の長手方向に対して垂直であるとしたが、駆動軸の方向は、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を第１の配置と第２の配置との間で切換えることができる限り任意である。駆動機構２０が装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３を回転駆動する機構である場合、装着部１１の長手方向に対して非平行な直線を回転の軸とすることで、装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を切換えることができる。
【００７４】
（変形例１４）
実施形態においては、制御部は電子制御である例を示したが、第１の時間または第２の時間を制御する制御部（時間制御部）は、第１の時間または第２の時間を制御できるものであればよい。すなわち、駆動機構２０の動作または停止のタイミングを制御できるものであればよい。また、熱サイクルのサイクル数を制御する制御部（サイクル数制御部）は、サイクル数を制御できるものであればよい。時間制御部およびサイクル数制御部としては、例えば、物理的な機構や電子制御機構、及びこれらの組み合わせを採用できる。
【００７５】
（変形例１５）
核酸増幅反応装置は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に例示するように、設定部２５を含んでもよい。設定部２５はＵＩ（ユーザーインターフェイス）であり、熱サイクルの条件を設定する機器である。設定部２５を操作することにより、第１の温度、第２の温度、第１の時間、第２の時間、及び熱サイクルのサイクル数のうち、少なくとも１つを設定できる。設定部２５は制御部と機械的または電子的に連動しており、設定部２５での設定が制御部の制御に反映される。これにより、反応の条件を変更できるので、所望の熱サイクルを反応液１４０に施すことができる。設定部２５は、上記のいずれかの項目を個別に設定できるものであっても、例えば事前に登録した複数の反応条件の中から１つを選択すると、必要な項目が自動的に設定されるものであってもよい。図６の例では設定部２５はボタン式であり、項目別にボタンを押すことで反応条件を設定できる。
【００７６】
（変形例１６）
核酸増幅反応装置は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に例示するように表示部２４を含んでもよい。表示部２４は表示装置であり、核酸増幅反応装置に関する各種情報を表示する。表示部２４は、設定部２５で設定される条件や熱サイクル処理中の実際の時間や温度を表示してもよい。例えば、設定を行う場合には入力された条件を表示したり、熱サイクル処理中には温度センサーによって測定された温度、第１の配置または第２の配置において経過した時間、熱サイクルを施したサイクル数を表示したりしてもよい。また、熱サイクル処理が終了した場合や、装置に何らかの異常が発生した場合にも、その旨を表示してもよい。さらに、音声による通知を行ってもよい。表示や音声による通知を行うことで、熱サイクル処理の進行や終了を装置の使用者が容易に把握できる。
【００７７】
（変形例１７）
実施形態においては、液体１３０は反応液１４０よりも比重が小さい液体であるとしたが、液体１３０は、反応液１４０とは混和せず、かつ、反応液１４０と比重が異なる液体であればよい。例えば、反応液１４０とは混和せず、かつ、反応液１４０よりも比重が大きい液体を採用してもよい。液体１３０が反応液１４０よりも比重が大きい場合には、反応液１４０は重力方向における流路１１０の最上部に位置する。
【００７８】
（変形例１８）
実施形態においては、ステップＳ１０４における回転の方向と、ステップＳ１０７における回転の方向を反対方向としたが、同じ方向への回転を複数回行った後に、反対方向へ同じ回数回転させてもよい。これにより、配線に生じた捩れを解消できるので、反対方向への回転を行わない場合と比較して、配線の劣化を抑制できる。
【００７９】
（変形例１９）
実施形態における核酸増幅反応装置１は、第１加熱部１２及び第２加熱部１３を含んだが、第２加熱部１３は無くてもよい。すなわち、加熱部は第１加熱部１２のみであってもよい。これにより、使用する部材の数を減らすことができるので、製造コストを削減できる。
【００８０】
本変形例においては、第１加熱部１２によって核酸増幅反応容器１００の第１領域１１１を加熱することにより、第１領域１１１から距離が離れるにつれて温度が低くなる核酸増幅反応容器１００に温度勾配が形成される。第２領域１１２は、第１領域１１１とは異なる領域であるので、第１領域１１１よりも低い第２の温度に維持される。本変形例においては、第２の温度は、例えば核酸増幅反応容器１００の設計や液体１３０の性質、第１加熱部１２の温度の設定等によって制御される。
【００８１】
本変形例においては、駆動機構２０によって装着部１１および第１加熱部１２の配置を第１の配置と第２の配置との間で切換えることで、反応液１４０を第１領域１１１と第２領域１１２との間で移動させることができる。第１領域１１１と第２領域１１２とは異なる温度に維持されているので、反応液１４０に熱サイクルを施すことができる。
【００８２】
第２加熱部１３が無い場合には、スペーサー１４は第１加熱部１２を保持する。これにより、本体１０における第１加熱部１２の位置をより正確に定めることができるので、第１領域１１１をより確実に加熱できる。スペーサー１４が断熱材である場合には、第１加熱部１２によって加熱される領域以外の核酸増幅反応容器１００の領域を囲むようにスペーサー１４を配置することで、第１領域１１１及び第２領域１１２の温度をより安定させることができる。
【００８３】
本変形例の核酸増幅反応装置は、本体１０の温度を一定に保つ機構を有してもよい。これにより、核酸増幅反応容器１００の第２領域１１２の温度がより安定するので、より正確な熱サイクルを反応液１４０に施すことができる。本体１０を保温する機構としては、例えば恒温槽が使用できる。
【００８４】
（変形例２０）
実施形態においては、核酸増幅反応装置１が蓋５０を含む例を示したが、蓋５０は無くてもよい。これにより、使用する部材の数を減らすことができるので、製造コストを削減できる。
【００８５】
（変形例２１）
実施形態においては、核酸増幅反応装置１がスペーサー１４を含む例を示したが、スペーサー１４は無くてもよい。これにより、使用する部材の数を減らすことができるので、製造コストを削減できる。
【００８６】
（変形例２２）
実施形態においては、核酸増幅反応装置１が底板１７を含む例を示したが、図７に示すように、底板１７は無くてもよい。これにより、使用する部材の数を減らすことができるので、製造コストを削減できる。
【００８７】
（変形例２３）
実施形態においては、核酸増幅反応装置１が固定板１９を含む例を示したが、固定板１９は無くてもよい。これにより、使用する部材の数を減らすことができるので、製造コストを削減できる。
【００８８】
（変形例２４）
実施形態においては、スペーサー１４と固定板１９が別個の部材である例を示したが、図７に示すように、スペーサー１４と固定板１９と一体に形成されていてもよい。また、底板１７とスペーサー１４、あるいは底板１７と固定板１９とが一体に形成されていてもよい。
【００８９】
（変形例２５）
スペーサー１４及び固定板１９は、透明であってもよい。これにより、透明な核酸増幅反応容器１００を熱サイクル処理に使用した場合に、装置の外部から反応液１４０が移動する様子を観察できる。したがって、熱サイクル処理が適切に行われているか否かを、目視により確認できる。したがって、ここでの「透明」の程度は、これらの部材を核酸増幅反応装置１に採用して熱サイクル処理を行った場合に、反応液１４０の移動が視認できる程度で
あればよい。
【００９０】
（変形例２６）
核酸増幅反応装置１の内部を観察するためには、スペーサー１４を透明にして固定板１９を無くしても、固定板１９を透明にしてスペーサー１４を無くしても、スペーサー１４と固定板１９の両方を無くしてもよい。観察者と観察対象の核酸増幅反応容器１００の間に存在する部材が少ないほど、物体による光の屈折の影響が少なくなるので、内部の観察が容易になる。また、部材が少なければ、製造コストを削減できる。
【００９１】
（変形例２７）
核酸増幅反応装置１の内部を観察するためには、図６及び図７に例示するように、本体１０ａに観察窓２３を設けてもよい。観察窓２３は、例えば、スペーサー１４または固定板１９に形成された穴やスリットであってもよい。図７の例では、観察窓２３は固定板１９と一体に形成された透明なスペーサー１４に設けられた凹部である。観察窓２３を設けることで、観察者と観察対象の核酸増幅反応容器１００の間に存在する部材の厚みを少なくできるので、内部の観察が容易になる。
【００９２】
（変形例２８）
実施形態においては、本体１０の底板１７側に第１加熱部１２が、蓋５０の側に第２加熱部１３が配置されている例を示したが、図７に示すように、蓋５０の側に第１加熱部１２が配置されていてもよい。第１加熱部１２が蓋５０の側に配置されている場合には、実施形態のステップＳ１０１において核酸増幅反応容器１００を装着した場合の装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置は第２の配置である。すなわち、第２領域１１２が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配置である。したがって、本変形例の核酸増幅反応装置２を実施形態に係る熱サイクル処理に適用した場合には、核酸増幅反応容器１００を装着部１１に装着したら、第１の配置への切換えが行われる。具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０２及びステップＳ１０３へ移行する前に、ステップＳ１０７の処理が行われる。
【００９３】
（変形例２９）
実施形態においては、第１加熱部１２及び第２加熱部１３によって核酸増幅反応容器１００を加熱する工程（ステップＳ１０２）と、第１の時間が経過したか否かの判定を行う工程（ステップＳ１０３）とが、核酸増幅反応容器１００を装着部１１に装着したら（ステップＳ１０１）開始される例を示したが、ステップＳ１０２を開始するタイミングは実施形態に限定されない。ステップＳ１０３において計時が開始される時点までに第１領域１１１が第１の温度に加熱される限り、ステップＳ１０２は任意のタイミングで開始してよい。ステップＳ１０２を行うタイミングは、使用する核酸増幅反応容器１００の大きさや材料、第１ヒートブロック１２ｂの加熱に必要な時間等を考慮して決定される。例えば、ステップＳ１０１より前、ステップＳ１０１と同時、及びステップＳ１０１より後でステップＳ１０３より前、のいずれかとしてもよい。
【００９４】
（変形例３０）
実施形態においては、第１の温度、第２の温度、第１の時間、第２の時間、及び熱サイクルのサイクル数、駆動機構２０の動作を制御部によって制御する例を示したが、これらの項目のうち少なくとも１つを使用者が制御することも可能である。使用者が第１の温度または第２の温度を制御する場合は、例えば温度センサーによって測定された温度を表示部２４で表示し、使用者が設定部２５を操作して温度を調節してもよい。使用者が熱サイクルのサイクル数を制御する場合、所定回数に達した場合に使用者が核酸増幅反応装置１を停止させる。サイクル数の計数は、使用者が行っても、核酸増幅反応装置１が計数を行ってサイクル数を表示部２４に表示してもよい。
【００９５】
使用者が第１の時間または第２の時間を制御する場合には、使用者が所定の時間に達したか否かを判断し、核酸増幅反応装置２に装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を切換えさせる。すなわち、図５のステップＳ１０３及びステップＳ１０５と、ステップＳ１０４及びステップＳ１０７の少なくとも一部を使用者が行う。時間は核酸増幅反応装置２とは連動しないタイマーを用いて計測しても、核酸増幅反応装置２の表示部２４で経過した時間を表示してもよい。配置の切換えは、設定部２５（ＵＩ）を操作することで行っても、駆動機構２０にハンドルを採用して手動で行ってもよい。
【００９６】
（変形例３１）
実施形態においては、駆動機構２０の回転によって装着部１１、第１加熱部１２並びに第２加熱部１３の配置を切換える場合の回転角度が１８０°である例を示したが、回転角度は、第１領域１１１と第２領域１１２との、重力方向における上下の位置関係が変化する角度であればよい。例えば、回転角度を１８０°未満であれば、反応液１４０の移動速度が遅くなる。したがって、回転角度を調節することで、反応液１４０が第１の温度と第２の温度との間を移動する時間を調節できる。すなわち、反応液１４０の温度が第１の温度と第２の温度との間で変化する時間を調節できる。
【実施例】
【００９７】
本発明にかかる核酸増幅反応容器の第１の内壁と第２の内壁との距離および注入する核酸増幅反応液の液量の好適条件を示す。
【００９８】
ここで、核酸増幅反応液を注入した場合の、当該核酸増幅反応容器の厚み方向に見た核酸増幅反応液の液滴の直径を概算するにあたり、核酸増幅反応容器内の液滴の形状については、液滴の第１の内壁と第２の内壁に接している部分が円状の底面となり、核酸増幅反応容器の幅（第１の内壁と第２の内壁との間隔）が高さとなる円柱形状と考えた。そして、その底面の直径を核酸増幅反応液の液滴の直径とみなした。また、比較例に係る円筒状の核酸増幅反応容器に核酸増幅反応液を入れた場合の液滴の形状については、球状と考えた。そして、その直径を核酸増幅反応液の液滴の直径とみなした。図８には、本実施例と比較例の結果を示している。図９には、本実施例の比較例に対する比を求めた結果を示している。
【００９９】
図８および図９で示されているように、第１の内壁と第２の内壁の距離が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの核酸増幅反応容器に、１．０μｌ〜７．０μｌの核酸増幅反応液を入れた場合は、円筒状の核酸増幅反応容器に液滴を入れた場合よりも、液滴の直径が大きいことがわかる。
【０１００】
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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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また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】
【０１０１】
１，２…核酸増幅反応装置、１０，１０ａ…本体、１１…装着部、１２…第１加熱部（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、１８…測定窓、１９…固定板、２０…駆動機構、２２…スライド、２３…観察窓、２４…表示部、２５…設定部、４０…蛍光検出器、５０…蓋、５１…固定部、１００，１００ａ…核酸増幅反応容器、１１０…流路、１１１…第１領域、１１２…第２領域、１１３…第１の内壁、１１４…第２の内壁、１１５…第３の内壁、１１６…第４の内壁、１１７…底部、１２０…封止部、１３０…液体、１４０…反応液。
【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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【図９】
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