(57)【要約】【課題】核酸増幅反応のための熱サイクルを簡便に提供すること。【解決手段】核酸が溶出した溶出液において前記核酸の核酸増幅反応を行わせるための核酸増幅反応装置であって、第一の方向に延在する第一加熱部と、前記第一の方向に延在し、前記第一加熱部と異なる温度に設定可能な第二加熱部と、前記第一の方向に延びる管状部材と、を備え、前記第一の方向に延びる管状部材は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間を交互に行き来し、前記溶出液が前記管状部材内を進行することで、前記核酸の核酸増幅反応を行わせることを特徴とする、核酸増幅反応装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸が溶出した溶出液において前記核酸の核酸増幅反応を行わせるための核酸増幅反応装置であって、
第一の方向に延在する第一加熱部と、
前記第一の方向に延在し、前記第一加熱部と異なる温度に設定可能な第二加熱部と、
前記第一の方向に延びる管状部材と、
を備え、
前記第一の方向に延びる管状部材は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間を交互に行き来し、
前記溶出液が前記管状部材内を進行することで、前記核酸の核酸増幅反応を行わせることを特徴とする、核酸増幅反応装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核酸増幅反応装置であって、
前記第一加熱部と前記第二加熱部は平行に配設され、
前記第一の方向に延びる管状部材の形状は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間で行き来する所定の形状を繰り返す形状であることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の核酸増幅反応装置であって、
前記管状部材は、前記第一の方向に延びる螺旋形状を有することを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の核酸増幅反応装置であって、
前記管状部材の前記溶出液を導入する入口端側の一部を屈曲形状に保持するブロックを備えることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の核酸増幅反応装置であって、
前記溶出液の蛍光測定を行う蛍光測定部を備えることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項６】
請求項５に記載の核酸増幅反応装置であって、
前記蛍光測定部は、前記第一の方向に移動可能であることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の核酸増幅反応装置であって、
前記所定方向は第一の方向であることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の核酸増幅反応装置であって、
前記第一の方向を軸として前記管状部材を回転させる回転部を備え、
前記軸は鉛直方向に対して傾いていることを特徴とする核酸増幅反応装置。
【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】
特許文献１には、シリコンオイルを充填した細長いＰＣＲチューブの両端に異なる温度に設定されたヒートブロックをセットし、ヒートブロックごとＰＣＲチューブを上下反転することでシリコンオイルより比重の大きなＰＣＲ溶液を往復させて温度サイクルを加える熱サイクル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
核酸増幅反応のための熱サイクルをより簡便に提供することが望まれる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、核酸増幅反応のための熱サイクルを簡便に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための主たる発明は、
核酸が溶出した溶出液において前記核酸の核酸増幅反応を行わせるための核酸増幅反応装置であって、
第一の方向に延在する第一加熱部と、
前記第一の方向に延在し、前記第一加熱部と異なる温度に設定可能な第二加熱部と、
前記第一の方向に延びる管状部材と、
を備え、
前記第一の方向に延びる管状部材は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間を交互に行き来し、
前記溶出液が前記管状部材内を進行することで、前記核酸の核酸増幅反応を行わせることを特徴とする、核酸増幅反応装置であるである。
【０００７】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、第一実施形態におけるＰＣＲ装置１の平面図であり、図１Ｂは、第一実施形態におけるＰＣＲ装置１のＡ−Ａ断面図である。
【図２】第一実施形態におけるＰＣＲ装置１のブロック図である。
【図３】図３Ａは、チューブ１０の屈曲された入口部分付近の説明図であり、図３Ｂは、チューブ１０の引き延ばされた入口部分付近の説明図である。
【図４】図４Ａは、第二実施形態におけるＰＣＲ装置２０１の平面図であり、図４Ｂは、第二実施形態におけるＰＣＲ装置２０１の側面図である。
【図５】図５Ａは、第三実施形態におけるＰＣＲ装置３０１の平面図であり、図５Ｂは、第三実施形態におけるＰＣＲ装置３０１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６Ａは、第四実施形態におけるＰＣＲ装置４０１の平面図であり、図６Ｂは、第四実施形態におけるＰＣＲ装置４０１のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】第五実施形態におけるＰＣＲ装置５０１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。すなわち、
核酸が溶出した溶出液において前記核酸の核酸増幅反応を行わせるための核酸増幅反応装置であって、
第一の方向に延在する第一加熱部と、
前記第一の方向に延在し、前記第一加熱部と異なる温度に設定可能な第二加熱部と、
前記第一の方向に延びる管状部材と、
を備え、
前記第一の方向に延びる管状部材は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間を交互に行き来し、
前記溶出液が前記管状部材内を進行することで、前記核酸の核酸増幅反応を行わせることを特徴とする、核酸増幅反応装置である。  
このようにすることで、管状部材内の溶出液が第一の方向に進行すると第一加熱部側と第二加熱部側を往復できるので、核酸増幅反応のための熱サイクルを簡便に提供することができる。
【００１０】
かかる核酸増幅反応装置であって、前記第一加熱部と前記第二加熱部は平行に配設され、前記第一の方向に延びる管状部材の形状は、前記第一加熱部側と前記第二加熱部側との間で行き来する所定の形状を繰り返す形状であることが望ましい。  
このようにすることで、溶出液を第一加熱部側と第二加熱部側とで往復させたときに、規則正しい熱サイクルを提供することができる。
【００１１】
また、前記管状部材は、前記第一の方向に延びる螺旋形状を有することが望ましい。  
このようにすることで、管状部材内を滑らかに溶出液を移動させることができるとともに、規則正しい熱サイクルを提供することができる。
【００１２】
また、前記管状部材の前記溶出液を導入する入口端側の一部を屈曲形状に保持するブロックを備えることが望ましい。  
このようにすることで、管状部材の入口端側の一部が屈曲させられているときにおいて溶出液は屈曲部にとどまり、屈曲部を引き延ばしたときに溶出液の移動を開始させることができる。
【００１３】
また、前記溶出液の蛍光測定を行う蛍光測定部を備えることが望ましい。  
このようにすることで、核酸増幅反応による増幅度合いを蛍光の発色度合いで測定することができる。
【００１４】
また、前記蛍光測定部は、前記第一の方向に移動可能であることが望ましい。  
このようにすることで、溶出液の移動とともに蛍光測定部を移動させることができるので、リアルタイムに核酸増幅反応よる増幅度合いを測定することができる。
【００１５】
また、前記所定方向は第一の方向であることが望ましい。  
このようにすることで、溶出液の自重で管状部材内を所定方向に移動させることができる。
【００１６】
また、前記第一の方向を軸として前記管状部材を回転させる回転部を備え、前記軸は鉛直方向に対して傾いていることが望ましい。  
このようにすることで、管状部材を回転させることで溶出液を所定方向に移動させることができる。
【００１７】
＝＝＝第一実施形態＝＝＝
図１Ａは、第一実施形態におけるＰＣＲ装置１の平面図であり、図１Ｂは、第一実施形態におけるＰＣＲ装置１のＡ−Ａ断面図である。図２は、第一実施形態におけるＰＣＲ装置１のブロック図である。図３Ａは、チューブ１０の屈曲された入口部分付近の説明図であり、図３Ｂは、チューブ１０の引き延ばされた入口部分付近の説明図である。これらの図には、以下の説明のために必要に応じてＸＹＺ座標軸も図示してある。
【００１８】
本実施形態におけるＰＣＲ装置１（核酸増幅反応装置）は、チューブ１０と、高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２と絶縁ブロック５０と蛍光測定器７０を備える。また、ＰＣＲ装置１は、コントローラー９０（図２）を備える。
【００１９】
チューブ１０は、鉛直方向であるＺ軸方向に延び、ＸＹ平面で円を描くような螺旋形状にされた管状部材である。チューブ１０の材質は、可撓性の材料であって耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、耐熱性のエラストマーなどとすることができる。後述するように、チューブ１０は高温ヒートブロック３１に接するため、少なくとも１００℃以上の耐熱性を有することが好ましい。
【００２０】
チューブ１０の下端は、キャップ１２によって封止される。そして、チューブ１０内は、後述するＰＣＲ溶液と相分離するシリコンオイルなどのオイルが充填されている。チューブ１０の上端は、栓１１によって封止される。このようにして、チューブ１０内は、上端の栓１１からキャップ１２までシリコンオイルでほぼ完全に充たされる。
【００２１】
高温ヒートブロック３１（第一加熱部）及び低温ヒートブロック３２（第二加熱部）は、それぞれＺ軸方向に延在するブロックであり、熱伝導性に優れる材質で成型される。例えば、材料としてアルミニウムが選択される。そして、高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２は、互いに対向する位置に配置され、互いに平行に並ぶように配置される。
【００２２】
高温ヒートブロック３１は、インナーブロック３１ａとアウターブロック３１ｂを備える。インナーブロック３１ａとアウターブロック３１ｂは分割可能であり、互いに組み合わされて高温ヒートブロック３１を構成する。インナーブロック３１ａ及びアウターブロック３１ｂには、それぞれ、Ｚ軸方向に穿孔された挿通孔にカートリッジヒーター３３が挿入されている。
【００２３】
低温ヒートブロック３２は、インナーブロック３２ａとアウターブロック３２ｂを備える。インナーブロック３２ａとアウターブロック３２ｂは分割可能であり、互いに組み合わされて高温ヒートブロック３２を構成する。インナーブロック３２ａ及びアウターブロック３２ｂにも、それぞれ、Ｚ軸方向に穿孔された挿通孔にカートリッジヒーター３３が挿入されている。
【００２４】
高温ヒートブロック３１のインナーブロック３１ａと低温ヒートブロック３２のインナーブロック３２ａは、絶縁ブロック５０によって連結される。高温ヒートブロック３１のインナーブロック３１ａの外周部と、低温ヒートブロック３２のインナーブロック３２ａの外周部と、絶縁ブロック５０の外周部には、螺旋角４５度の螺旋溝３４が形成される。これらの螺旋溝３４は各ブロック間で繋がるように形成されている。そして、この螺旋溝３４に沿うようにチューブ１０が巻き付けられることにより、チューブ１０を螺旋形状に維持できる。
【００２５】
また、高温ヒートブロック３１のアウターブロック３１ｂの内周部と低温ヒートブロック３２のアウターブロック３２ｂの内周部にも、螺旋角４５度の螺旋溝３４が形成される。チューブ１０が螺旋溝３４に巻き付けられた後、高温ヒートブロック３１のアウターブロック３１ｂと低温ヒートブロック３２のアウターブロック３２ｂが外側から嵌め込まれ、固定される。
【００２６】
このようにすることにより、螺旋状のチューブ１０は、これら高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２の内部を通る。高温ヒートブロック３１は、チューブ１０を介してその内部を通過するＰＣＲ溶液２１を約９０℃〜１００℃に加熱する高温部を形成する。また、低温ヒートブロック３２は、チューブ１０を介してその内部を通過するＰＣＲ溶液２１を約５０℃〜７５℃に加熱する低温部を形成する。そして、螺旋状のチューブ１０には複数の高温部と複数の低温部とが形成される。
【００２７】
すなわち、高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２によってチューブ１０が加熱されることにより、チューブ１０内に温度勾配が生ずる。そして、温度勾配が生じたチューブ１０内をＰＣＲ溶液２１が通過することによって、ＰＣＲ溶液２１が加熱されることになる。
【００２８】
なお、高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２と絶縁ブロック５０を含むＰＣＲ装置本体５は、長さ約１ｍであって直径２ｃｍ程度の中空の円筒状形状を形成する。
【００２９】
蛍光測定器７０は、後述するコントローラー９０の制御により、チューブ１０下端のキャップ１２下側からＰＣＲ溶液２１の輝度を測定する。測定結果は記憶装置に保存される。このようにすることで、ポリメラーゼ連鎖反応の結果を蛍光の発色度合いで測定することができる。
【００３０】
コントローラー９０は、プロセッサーと記憶装置を備える。そして、高温ヒートブロック３１の温度と低温ヒートブロック３２の温度を制御する。また、蛍光測定器７０の動作を制御する。
【００３１】
コントローラー９０は、カートリッジヒーター３３を制御して発熱させる。カートリッジヒーター３３を備える高温ヒートブロック３１と低温ヒートブロック３２は、不図示の温度センサーが設けられており、コントローラー９０は、温度センサーの検出結果に応じて、カートリッジヒーター３３のオン・オフを制御する。
【００３２】
これにより、チューブ１０において高温側ヒートブロック３１が接する部分付近においてポリメラーゼ反応の変性反応を生じさせることができる温度にすることができる。また、チューブ１０において低温側ヒートブロック３２が接する部分付近においてポリメラーゼ反応の伸長反応を生じさせることができる温度にすることができる。
【００３３】
また、ＰＣＲ装置１は、ＰＣＲ装置本体５の上面に屈曲ブロック１４を備えることもできる。屈曲ブロック１４は、その上面側に側面視で半円状の凹部１４ａを有する。そして、図３Ａに示すように、ＰＣＲ装置本体５の上方から延びるチューブ１０の一部を屈曲させ、その一部屈曲させた部分を屈曲ブロック１４の凹部１４ａに密着させることができる。このようにすることで、チューブ１０の一部にＵ字状部を形成することができるので、シリコンオイルが充填されているＵ字状部にＰＣＲ溶液２１を沈降させておくことができる。
【００３４】
そして、ポリメラーゼ連鎖反応を開始させたいタイミングで、図３に示すように屈曲させたチューブ１０を引き延ばす。そうすると、ＰＣＲ溶液２１は、シリコンオイルよりも比重が重いため、シリコンオイルの充填されたチューブ１０内を自重により沈降し、チューブ１０の螺旋部分へと移動する。このようにして、屈曲ブロック１４を設けることで、ポリメラーゼ連鎖反応の開始タイミングを制御することができる。
【００３５】
屈曲ブロック１４の内部に高温ヒートブロックを備えることもできる。このようにすることで、チューブ１０の屈曲したＵ字状部分を屈曲ブロック１４に接触させることができるので、そのＵ字状部分を予め加熱しておくことができる。そうすると、Ｕ字状部分に沈降したＰＣＲ溶液２１も加熱されるので、ポリメラーゼ連鎖反応を行う際にホットスタートをすることができる。
【００３６】
以上のような構成を有するＰＣＲ装置１において、次のようにしてポリメラーゼ連鎖反応を行わせる。
【００３７】
まず、チューブ１０上部の栓１１を外し、チューブ１０の上端から液滴状のＰＣＲ溶液２１を入れる。ＰＣＲ溶液２１の組成については後述するが、ＰＣＲ溶液２１は、ポリメラーゼ連鎖反応に必要な成分を含んでおり、また、増幅対象の核酸が溶出されている。
【００３８】
このとき、チューブ１０の上部は、図３Ａのように屈曲させられていることが望ましい。これにより、チューブ１０の上端から投入されたＰＣＲ溶液２１がチューブ１０のＵ字状部に一旦とどまる。その後、屈曲させられたチューブ１０は引き延ばされ、そのタイミングでＰＣＲ溶液２１は、その自重によりチューブ１０中の螺旋経路の移動を開始する。
【００３９】
螺旋経路内を移動する過程の中で、ＰＣＲ溶液２１は、高温側ヒートブロック３１側と低温側ヒートブロック３２側を交互に行き来する。ＰＣＲ溶液２１が高温側ヒートブロック３１側を通過するときには、液滴状のＰＣＲ溶液２１は約９０〜１００℃に加熱される。この間に、ポリメラーゼ連鎖反応の変性反応が起きる。
【００４０】
一方、ＰＣＲ溶液２１が低温側ヒートブロック３２側を通過するときには、液滴状のＰＣＲ溶液２１は約５０〜７５℃に加熱される。この間に、ポリメラーゼ連鎖反応の伸長反応が起きる。
【００４１】
すなわち、自重により高温側ヒートブロック３１側と低温側ヒートブロック３２側と交互に行き来することにより、ＰＣＲ溶液２１の熱サイクル処理が行われることになる。このとき、高温側ヒートブロック３１と低温側ヒートブロック３２との間を一往復すると、１サイクルの熱サイクル処理が行われることになる。このような原理から、例えば、ポリメラーゼ反応を３０サイクル行わせたければ、ＰＣＲ装置本体５においてチューブ１０を３０回巻き付けるような構成とすればよい。
【００４２】
このようにすることで、ＰＣＲ溶液２１が自重で高温側ヒートブロック３１と低温側ヒートブロック３２との間を行き来するので、特段の動力を供給することなく熱サイクル処理を行わせることができる。
【００４３】
このように熱サイクル処理が行われたＰＣＲ溶液２１はチューブ２０の下方に取り付けられているキャップ１２に沈降する。コントローラー９０に制御される蛍光測定器７０は、ＰＣＲ溶液１２の輝度を測定する。そして、測定した輝度に基づいて、増幅の有無を判定することができる。
【００４４】
なお、ＰＣＲ溶液２１が加熱される時間は、平面視における高温側ヒートブロック３１の弧の長さ、平面視における低温側ヒートブロック３２の弧の長さ、および、螺旋角に依存することになるが、ヒートブロックの大きさ、および、螺旋角を調整することで、変性時間と伸長時間を調整することができる。一般的に、変性反応よりも伸長反応に要する時間の方が長い傾向にあるため、平面視における低温ヒートブロック３２の弧の長さを高温ヒートブロック３１の弧の長さよりも長くすることもできる。
【００４５】
また、図１において、高温側ヒートブロック３１と低温側ヒートブロック３２とが互いに対向する位置に配置されることとしたが、対向する位置に配置されなくてもよい。プライマーの結合に要する時間等に応じて、適宜配置を調整することができる。
【００４６】
一例として、ＰＣＲ装置本体５は、直径２ｃｍであって高さが約１ｍ程度の円筒状形状とすることができる。しかしながら、ＰＣＲ装置本体５の直径及び高さはこの大きさに限られない。ポリメラーゼ反応の条件に応じて異なるものが採用されてもよい。また、螺旋角は４５度程度とすることができるが、この角度についてもポリメラーゼ反応の条件に応じて異なる角度が採用されてもよい。
【００４７】
＝＝＝第二実施形態＝＝＝
上記第一実施形態では、蛍光測定器が固定されていたが、第二実施形態では蛍光測定器を反応液の移動に合わせて移動させる。以下、第二実施形態におけるＰＣＲ装置の構成を説明する。なお、第一実施形態と共通の構成については、第一実施形態における各要素に２００番台の符号を付し、一部説明を省略する。
【００４８】
図４Ａは、第二実施形態におけるＰＣＲ装置２０１の平面図であり、図４Ｂは、第二実施形態におけるＰＣＲ装置２０１の側面図である。第二実施形態におけるＰＣＲ装置２０１では、高温ヒートブロック２３１のインナーブロック２３１ａと低温ヒートブロック２３２のインナーブロック２３２ａと絶縁ブロック２５０の螺旋溝２３４をより深く形成することができる。そして、チューブ２１０を螺旋溝２３４に深く嵌め込むこととして、アウターブロックを用いない構成とすることができる。
【００４９】
また、チューブ２１０の材質として透明な材質を選択することとする。このようにすることで、チューブ２１０内のＰＣＲ溶液を外部から観察可能な構成とする。
【００５０】
さらに、第二実施形態では、蛍光測定器２７０をＰＣＲ溶液２２１の降下に同期させて鉛直方向に移動可能な構成とする。このような構成とするためには、例えば、鉛直方向に摺動可能なガイドを設け、このガイドに沿って蛍光測定器２７０が移動可能な構成とすることができる。そして、コントローラー２９０によって制御される不図示のモーターの動力を用いて蛍光測定器２７０の鉛直方向の移動を制御させることができる。
【００５１】
このとき、コントローラー２９０は、自重によって移動するＰＣＲ溶液２２１に追従するように蛍光測定器２７０を断続的に鉛直下方に移動させ、その増幅度合いを測定させる。このようにすることで、リアルタイムでポリメラーゼ連鎖反応による増幅の度合いを測定することができる。
【００５２】
ここでは、アウターブロックを用いない構成としているので、蛍光測定器２７０をチューブ２１０に近接して配置することができるという利点があり、適切にリアルタイムでポリメラーゼ連鎖反応による増幅の度合いを測定することができる。
【００５３】
また、ここではアウターブロックを用いない構成としたが、第一実施形態のようにアウターブロックを有する構成として、このアウターブロックに蛍光測定用の溝を設ける構成としてもよい。
【００５４】
さらに、上の説明では、蛍光測定器２７０がＰＣＲ溶液２２１に追従して移動する態様について説明したが、低温ヒートブロック２３２側の螺旋の同位相のターンごとに蛍光測定器２７０を配置する構成としても良いことは言うまでもない。
【００５５】
＝＝＝第三実施形態＝＝＝
上記実施形態では、チューブによって形成されるＰＣＲ溶液の経路を螺旋形状としたが、経路は螺旋形状に限られない。例えば、以下に説明する第三実施形態のように、高温ヒートブロック側と低温ヒートブロック側とを移動可能な直線的な経路とすることもできる。なお、以下の説明において、第一実施形態と共通の構成については、第一実施形態における各要素に３００番台の符号を付し、一部説明を省略する。
【００５６】
図５Ａは、第三実施形態におけるＰＣＲ装置３０１の平面図であり、図５Ｂは、第三実施形態におけるＰＣＲ装置３０１のＢ−Ｂ断面図である。第三実施形態におけるチューブ３１０は、図５Ａ及び図５ＢにおけるＸＺ平面上において略三角波形状に形成される。このような形状は、高温ヒートブロック３３１と低温ヒートブロック３３２との間をつなぐ直線状のチューブが複数連結したものとして形成することができる。
【００５７】
この場合、チューブ３１０を、高温ヒートブロック３３１のインナーブロック３３１ａと低温ヒートブロック３３２のインナーブロック３３２ａに巻き付ける必要はない。図５Ａに示されるように、さらに分割されたインナーブロック３３１ａ、３３２ａによって、チューブ３１０においてその経路が反転する部分を挟み込み固定する構成とすることができる。
【００５８】
このような形状であれば、インナーブロック３３１ａ、３３２ａにチューブ３１０を巻き付ける必要がないので、ＰＣＲ装置本体３０５内のチューブ３１０の材料としてガラスや金属などの材料を選択することができる。
【００５９】
また、このような形状にした場合であっても、ＰＣＲ溶液３２１は、自重で高温ヒートブロック３３１側と低温ヒートブロック３３２側とを行き来する。そのため、ＰＣＲ溶液３２１に対してポリメラーゼ連鎖反応に必要な熱サイクルを提供することができる。
【００６０】
＝＝＝第四実施形態＝＝＝
上記実施形態では、ＰＣＲ溶液が自重で移動する構成を有していた。以下に説明する第四実施形態では、ＰＣＲ装置本体を回転させることにより、ＰＣＲ溶液のチューブ内の相対的移動を制御する。なお、以下の説明において、前述の実施形態と共通の構成については、前述の実施形態における各要素に４００番台の符号を付し、一部説明を省略する。
【００６１】
図６Ａは、第四実施形態におけるＰＣＲ装置４０１の平面図であり、図６Ｂは、第四実施形態におけるＰＣＲ装置４０１のＣ−Ｃ断面図である。第四実施形態におけるＰＣＲ装置４０１において第一実施形態と異なるのは、ＰＣＲ装置本体４０５の中心軸が水平方向と一致している点と、ＰＣＲ装置本体４０５が回転可能な構成になっている点である。
【００６２】
ＰＣＲ装置本体４０５を回転可能とするために、ＰＣＲ装置本体４０５の中心には、その中心軸と軸心が一致する回転軸４６１が設けられている。そして、回転軸６４１の円周から放射方向に延びる腕部４６２が、回転軸６４１とＰＣＲ装置本体４０５の内部とを接続する。これにより、回転軸６４１が回転させられることにより、ＰＣＲ装置本体４０５も回転させられることになる。回転軸６４１には不図示のモーターが取り付けられており、このモーターはコントローラー４９０による制御により回転させられる。
【００６３】
このようにすることで、ＰＣＲ装置本体４０５が回転軸６４４を中心として回転させることができるので、回転軸６４４が水平方向を向くようにＰＣＲ装置本体４０５が配置された場合であっても、ＰＣＲ溶液４２１は、螺旋状のチューブ４１０内において高温ヒートブロック４３１と低温ヒートブロック４３２との間を往復しながら回転軸６４４方向に移動することができる。そして、ＰＣＲ溶液４２１に対してポリメラーゼ連鎖反応に必要な熱サイクルを提供することができる。
【００６４】
また、ＰＣＲ装置本体４０５の回転速度をコントローラー４９０により制御することができるので、チューブ４１０内のＰＣＲ溶液４２１の移動速度を適宜調整することができる。そして、ＰＣＲ溶液４２１の高温ヒートブロック４３１近傍での滞留時間と低温ヒートブロック４３２近傍での滞留時間と絶縁ブロック４５０近傍での滞留時間を制御することができる。
【００６５】
なお、第四実施形態においても屈曲ブロック４１４を設けることとしてもよい。
【００６６】
＝＝＝第五実施形態＝＝＝
前述のようなＰＣＲ装置本体を回転させる構成は、ＰＣＲ溶液の経路が螺旋形状でない場合であっても適用できる。なお、以下の説明において、前述の実施形態と共通の構成については、前述の実施形態における各要素に５００番台の符号を付し、一部説明を省略する。
【００６７】
図７は、第五実施形態におけるＰＣＲ装置５０１の断面図である。第五実施形態のＰＣＲ装置５０１におけるＰＣＲ装置本体５０５の形状は、第三実施形態におけるＰＣＲ装置本体３０５とほぼ同様である（チューブ５１０のＰＣＲ溶液５２１の入口付近において、その向きがＺ軸と一致する方向に向いている点が異なっている）。
【００６８】
そして、第五実施形態におけるＰＣＲ装置５０１では、ＰＣＲ装置本体５０５が傾けて設けられる。そして、ＰＣＲ装置本体５０５が前述の第四実施形態のように、回転可能な構成となっている。このような構成によっても、ＰＣＲ溶液５２１を高温ヒートブロック５３１と低温ヒートブロック５３２との間を往復させながら蛍光測定器５７０に向かう方向に移動させることができる。そして、ＰＣＲ溶液５２１に対してポリメラーゼ連鎖反応に必要な熱サイクルを提供することができる。
【００６９】
なお、ここでも不図示としているが、第五実施形態においても屈曲ブロック５１４を設けることとしてもよい。
【００７０】
＝＝＝ＰＣＲ溶液＝＝＝
ＰＣＲ溶液は、例えば、以下の組成を有する溶液に増幅対象の核酸が溶出したものとすることができる。ＰＣＲ溶液は、ＤＮＡポリメラーゼ、ＤＮＡポリメラーゼ用プライマー（オリゴヌクレオチド）、及びｄＮＴＰを含んでいても良く、ＴａｑＭａｎプローブや、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｃｏｎ、サイクリングプローブなどのリアルタイムＰＣＲ用プローブやＳＹＢＲグリーンなどのインターカレーター用蛍光色素を含んでいてもよい。ＤＮＡポリメラーゼも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。さらに、反応阻害防止剤として、ＢＳＡ（ウシ血清アルブミン）またはゼラチンを含有することが好ましい。
【００７１】
ＰＣＲ溶液２１に含まれるｄＮＴＰや塩の濃度は、用いるＤＮＡポリメラーゼについて適した濃度にすればよいが、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。キャリアとして、ＢＳＡまたはゼラチンなどを含有させてもよいが、その濃度は、１ｍｇ／ｍＬ以下では、反応阻害防止効果が少なく、１０ｍｇ／ｍＬ以上だと、重合反応やその後の酵素反応を阻害する可能性があるため、１〜１０ｍｇ／ｍＬが好ましい。ゼラチンを用いる場合、その由来は、牛皮、豚皮、牛骨が例示できるが、特に限定されない。ゼラチンが溶解にしくいときは、加温して溶解させてもよい。
【００７２】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７３】
１  ＰＣＲ装置（核酸増幅反応装置）、５  ＰＣＲ装置本体、
１０  チューブ（管状部材）、１１  栓、１２  キャップ、１４  屈曲ブロック、
２１  ＰＣＲ溶液（溶出液）、２２  オイル、
３１  高温ヒートブロック（第一加熱部）、
３２  低温ヒートブロック（第二加熱部）、
３３  カートリッジヒーター、３４  螺旋溝、
５０  絶縁ブロック、
７０  蛍光測定器（蛍光測定部）、９０  コントローラー
【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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