(57)【要約】【課題】基材と保護フィルムを有する反応容器において、成形時の変形、またその後の保護フィルム形成工程、反応検出工程での変形のない反応容器とすることを目的とする。特に、反応検出部下部からの光学的な検出を考慮した高透明な反応容器とすることを目的とする。【解決手段】基板に、複数のウェル状反応検出部を備え、該ウェル状反応検出部上に保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされてなる反応容器であって、該基板の２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）の範囲内である樹脂組成物を主成分としており、かつウェル状反応検出部底部と基板裏面の間における可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内である、ことを特徴とする反応容器とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、複数のウェル状反応検出部を備え、該ウェル状反応検出部上に保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされてなる反応容器であって、
該基板の２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）の範囲内である樹脂組成物を主成分としており、
かつウェル状反応検出部底部と基板裏面の間における可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内である、
ことを特徴とする反応容器。
【請求項２】
前記樹脂組成物の成形収縮率が０．５〜１．０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の反応容器。
【請求項３】
前記樹脂がポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の反応容器。
【請求項４】
前記樹脂が透明化剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反応容器。
【請求項５】
前記透明化剤がソルビトール骨格を有する造核剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反応容器。
【請求項６】
射出成形により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反応容器。
【請求項７】
同一基板に、ウェル状試薬収容部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の反応容器。
【請求項８】
さらに第二反応部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反応容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗原抗体反応による抗原の検出及びＤＮＡの検出等に用いられる反応容器の製造方法および容器の表面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学反応やＤＮＡ反応、たんぱく質反応などの生化学反応をチップ上にて行うμ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ技術やＬａｂ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ技術が研究され実現して
きており、今まで大型の実験装置や大量の試薬が必要であった反応実験が数ミリ角以下の
チップで少量の試薬で行えるようになってきている。
【０００３】
生化学反応の例としては、酵素反応によるＤＮＡ増幅反応や、既知の配列を有するプローブＤＮＡを用い、ハイブリダイゼーション法により検体ＤＮＡの配列を検出する方法、ＤＮＡの配列決定の中でもＳＮＰ（一塩基多型）の検出法などがある。
ＳＮＰの検出法としては、インベーダー法、タックマンＰＣＲ法をタイピング工程に用いる方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
一般的にＤＮＡを用いた検出反応には血液等を採取し抽出したものを用いるが、採取する血液等の試料を少量で済ませるため、検体ＤＮＡの調製法として、酵素反応によるＤＮＡ増幅反応を用いることが多い。
試料中に含まれる微量のＤＮＡを増加させる方法には種々の方法が知られているが、その代表的な方法として、ＰＣＲ増幅反応が知られている。この方法は、試料中の二本鎖ＤＮＡの変性工程（一本鎖に解離）、アニーリング工程（一本鎖ＤＮＡとプライマーを結合）、伸長工程（プライマーからＤＮＡを合成）から構成される３工程を１サイクルとし、このサイクルを繰り返して試料中のＤＮＡを増加させる方法である。変性工程は約９５℃、アニーリング工程は５０〜６０℃、伸長工程は６０〜８０℃で行われる。ＰＣＲ増幅反応はこの熱サイクルを繰り返すことにより行われる。１サイクルに要する時間はせいぜい数分程度であり、このサイクルを繰り返して必要量のＤＮＡを得る。
なお、ＰＣＲ反応の前には前処理として９５℃で数分〜５、６分加熱することもある。
【０００５】
ＳＮＰの検出法の一つであるインベーダー法は、二種類の非蛍光標識オリゴヌクレオチド（アレルプローブ、インベーダープローブ）、一種類の蛍光標識オリゴヌクレオチド（ＦＲＥＴプローブ）及びＤＮＡ構造に特異的なエンドヌクレアーゼ（クリベース）を使用する。アレルプローブは、鋳型ＤＮＡの配列とは無関係な配列（フラップ）を５’側に有し、３’側に鋳型ＤＮＡに特異的な相補配列を有するオリゴヌクレオチドで、その相補配列の５’側末端はＳＮＰ部位となっている。他方、インベーダープローブは、前記ＳＮＰ部位から鋳型ＤＮＡの３’側に相補的に結合するように設計されている。また、ＦＲＥＴプローブは蛍光標識を有するオリゴヌクレオチドで、その５’末端に蛍光標識（レポーター）を有し、その上流にはクエンチャーが結合している。そして、このレポーターから３’側の部位が自己ハイブリゼーションして二本鎖を構成しており、この二本鎖から３’末端側に、アレルプルーブのフラップと相補的な配列である一本鎖の部位を有するものである。また、クリベースは、ヌクレオチドが三重に重なった部位を認識し、三重に重なったヌクレオチドの３’側を切断して遊離させる酵素である。
【０００６】
このインベーダー法においては、まず検査対象の鋳型ＤＮＡとアレルプローブをハイブリゼーションしたときに、ＳＮＰ部位にインベーダープローブの３’末端が侵入する。このため、このＳＮＰ部位で、鋳型ＤＮＡ、アレルプローブ及びインベーダープローブを重ね合わせて三重になる。このＳＮＰ部位の構造をクリベースが認識して、アレルプローブのフラップを切断・遊離させる。次に、アレルプローブ起源の前記遊離フラップはＦＲＥＴプローブとハイブリゼーションする。このハイブリゼーションによって、自己ハイブリゼーションの二本鎖とアレルプローブ起源の前記遊離フラップとの交点で三重となり、クリベースは再びこの構造を認識してＦＲＥＴプローブのレポーターを切断し、クエンチャーから開放される。そして、励起光を照射することにより、切断遊離されたレポーターの蛍光標識が蛍光発色する。仮にＳＮＰ部位の塩基がアレルプローブとマッチしないものであった場合、アレルプローブ起源のフラップは切断・遊離せず、したがって、蛍光発光率が著しく低いから、この蛍光強度の差を検出することによってＳＮＰを検査することができる。なお、励起光としては一般に紫外光又は可視光が利用されている。
また、これらの反応は約６３℃で数十分〜４時間程度インキュベートすることにより行われる。
【０００７】
チップを用いて、これらの反応を行う場合、ＤＮＡの配列を決定する場合などは、スライドガラス上にプローブＤＮＡを固定し、その上でハイブリダイゼーション反応を行う方法が知られている。
また、チップ上に設けたウェルと呼ばれる微小な穴やくぼみが形成され反応場として用いることも知られている。ウェルは、半導体やガラスにエッチングで設けたり、穴のあいた板を積層することで形成されていた。
ウェルを用いる場合、試薬を基板上に固定する必要がなく、またＰＣＲ反応などにも適用できる。
【０００８】
ウェルタイプのものとしては、例えば、基板表面に多数のウェルが設けられている検出用基板が開示されている（特許文献２、３、４参照）。
また、内部に流路を設け、両端に開口部を有する、ＰＣＲ反応用の装置も知られている（特許文献５参照）。
【０００９】
このような反応チップは、ガラス基板やプラスチック基板を切削加工することにより作成することができるが、生産性などの点からプラスチック樹脂の射出成形を用いることもある。
しかし、射出成形で成形する場合、用いる樹脂の成形収縮率によっては成形時の収縮変形が問題となる。特にＤＮＡなど生化学分野の反応に用いる場合、試薬が微量でウェルなどの反応場は微細になり、また反応の有無を蛍光などの光学系で検出する場合、高レベルな位置精度、寸法安定性を要求される。
【００１０】
また、反応チップ化した後に、外部環境から混入した不純物による試薬などの内容物の汚染を防ぐためにウェル上に保護フィルムを設けるが、ヒートシール法で設ける場合、チップには２００℃近い熱が加わる。さらに、ＤＮＡの増幅反応、ハイブリダイゼーション反応では、チップに４０〜１００℃程度の熱が加わる。なお、ハイブリダイゼーション反応を行う前に加熱による前処理を行うこともあり、その場合１００℃近い温度で数分間処理を行う。そのため、成形時の収縮変形以外にも、その後の過熱工程時に、熱的なストレスによる変形が問題となる。
【００１１】
また、前述のような反応を、ウェル状の反応場の下部から検出する場合、基材の透明性も必要となるが、基材の透明性を確保するために透明性を向上させるための添加剤を加えることが多い。しかし、このような添加剤を加えると、たいていの場合、樹脂の変形率は増加する傾向にあり、透明性、反応系の影響などを考慮すると射出成形で全ての要件を満たすことが困難である。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３００８９４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００３／０３１９７２号公報
【特許文献３】特開平０９−９９９３２号公報
【特許文献４】特開２００３−７０４５６号公報
【特許文献５】特許第２７５９０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、基材と保護フィルムを有する反応容器において、成形時の変形、またその後の保護フィルム形成工程、反応検出工程での変形のない反応容器とすることを目的とする。特に、反応検出部下部からの光学的な検出を考慮した高透明な反応容器とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、基板に、複数のウェル状反応検出部を備え、該ウェル状反応検出部上に保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされてなる反応容器であって、
該基板の２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）の範囲内である樹脂組成物を主成分としており、
かつウェル状反応検出部底部と基板裏面の間における可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内である、
ことを特徴とする反応容器である。
【００１５】
請求項２の発明は、前記樹脂組成物の成形収縮率が０．５〜１．０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の反応容器である。
【００１６】
請求項３の発明は、前記樹脂がポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の反応容器である。
【００１７】
請求項４の発明は、前記樹脂が透明化剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反応容器である。
【００１８】
請求項５の発明は、前記透明化剤がソルビトール骨格を有する造核剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反応容器である。
【００１９】
請求項６の発明は、射出成形により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反応容器である。
【００２０】
請求項７の発明は、同一基板に、ウェル状試薬収容部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の反応容器である。
【００２１】
請求項８の発明は、さらに第二反応部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反応容器である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基材と保護フィルムを有する反応容器において、成形時の変形、またその後の保護フィルム形成工程、反応検出工程での変形のない反応容器とすることができる。また、透明性に優れ、反応検出部下部からの光学的な検出を効率よくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明における一実施形態を示す図を示す。図１は、略長方形の板状の基板に、ウェル状の反応検出部が複数形成されている。
【００２４】
本発明に用いる基板は、試薬に悪影響を与えず、反応系に悪影響を与えないことが必要である。
また、ＤＮＡ反応など生化学、生物学分野での反応系は微量な試薬を用いた反応が多く、基板上に複数の微小なウェル状反応検出部を設け、装置を用いて自動で反応検出する場合、高い位置精度、寸法安定性が要求される。また、ウェル状の反応検出部は、内容物の劣化防止、不純物の混入によるコンタミの影響を防ぐ目的でウェル状の反応検出部上には保護フィルムがヒートシールにより貼り合わされるので、ヒートシール時の熱や、その後の反応時の熱による変形などがないことが必要である。
【００２５】
また、基板は生産性などの点からプラスチック樹脂を用い射出成形により形成することが好ましい。しかし射出成形は用いる樹脂組成物によって異なるが、約数百度に加熱した樹脂を金型に流し込み、冷却することで成形を行う。
この時、樹脂の熱収縮などを考慮し金型を設計することにより所望の成形体が得られる。しかし、金型の設計だけでは高い位置精度、寸法安定性をだすことは困難である。
【００２６】
本発明では、基板の原料として２０〜１２０℃における熱膨張率が１００〜２０００（１０−５／℃）である樹脂組成物を用いる。この範囲内であれば、成形時の熱収縮による、変形が抑えられ、好ましいものとなる。また、保護フィルムを設ける際のヒートシール工程（約２００℃）においても熱変形の少ないものとなる。
さらに、チップ上でＰＣＲ反応、ＤＮＡハイブリダイゼーション反応を行う際の、過熱工程においても、熱変形の少ないものとなる。
なお、熱膨張率はＪＩＳ  Ｋ  ７９１７の定義にされ、１℃当たりの物体の長さ又は体積の変化率を持って示すが、ここでは線膨張率の値を用いる。
【００２７】
また、成形収縮率が０．５〜１．０％の範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、高い精度で成形できる。
【００２８】
このような樹脂組成物としては、前述の範囲内であれば特に制限はないが、ポリプロピレン、、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィン系ポリマー、ポリブチレンテレフタレートなどを主成分とするものが挙げられる。
【００２９】
また、反応の有無を反応検出部の下部から蛍光などの発光を検出することにより行う場合、可視光域での光線透過率が６０％〜９０％の範囲内であることが必要である。この場合、少なくとも反応検出部の底部と裏面の間で前記範囲に入っていれば良い。
【００３０】
このように、高い光線透過率とするためには、前記樹脂組成物に透明性を向上させる添加剤を加えても良い。しかし、このような添加剤は、多くの場合熱膨張率、成形収縮率に悪影響を与えることがある。
そのため、ソルビトール骨格を有する造核剤を用いることが好ましい。ソルビトール骨格を有する造核剤であれば、熱膨張率、成形収縮率を前述の範囲内にし、かつ薬品、反応系に悪影響を及ぼさない樹脂組成物の選択がしやすいものとなる。
【００３１】
ウェル状反応検出部は、開口部を有する凹形状である。
ウェル状の反応部の開口径は０．１〜５ｍｍの範囲内、深さが０．１〜５ｍｍ範囲内であることが好ましい。前述のようにライフサイエンス分野では、微量試薬を用いて厳密な温度制御を行うことが多く、効率的に反応を行うためには、前記範囲内であることが好ましい。
また、反応部内には予め、反応に必要な試薬を収容していても良い。
反応部の数は複数設けることができ、目的に応じて適宜設定できる。
【００３２】
ウェル状反応検出部の形状は、凹形状であれば特に限定するものではないが、開口部が円形で底部が平坦でありウェル開口部から底部まで壁面が傾斜している断面台形形状であることが好ましい。底部が平坦でありウェル開口部から底部まで壁面が傾斜している円錐台形状であれば、下方からの光学的な検出に有利である。例えば反応部内に蛍光物質を下方から紫外線を照射し、同じく下方から蛍光を検出する場合、球状やその他複雑な形状であると、蛍光物質の励起源である紫外線が屈折、散乱して蛍光物質に照射される量が減少してしまう。また生じた蛍光も屈折、散乱し、検出する蛍光強度の低下、誤検出などの原因となってしまう。
なお、それ以外にも、開口部が円形または多角形で、断面が半球形状、Ｕ字形状、三角形状、四角形状になっているものでもかまわない。また、開口部が多角形で断面が台形形状でもかまわない。
【００３３】
また、前記反応部は、図８（ｂ）に示すような基板をくりぬいた形状にしてもよいし、図８（ａ）に示すように基板裏面が反応部の形状に沿って基板下方向に凸形状になっていても良い。
【００３４】
また、反応部上に保護フィルムを設ける。保護フィルムを設けることにより、ごみ、汚染物質などによる汚染を防ぐことができる。
保護フィルムとしてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
【００３５】
これらの保護フィルムは、ヒートシールにより貼り合わせる。接着剤により貼り合わせる場合に比べ、反応部内に予め試薬を収容しておく場合、ヒートシールであれば、試薬への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。
【００３６】
ヒートシールの条件は、温度１４０℃〜２２０℃、圧力１ｋｇ〜３ｋｇ、時間０．３秒〜２．０の範囲内で、加圧しながら貼り合わせることが好ましい。温度、圧力、時間がこれ以上であると基材が変形を起こしやすくなる。また、これ以下の温度、圧力、時間であるると貼り合わせが困難である。また、温度を上げる場合は、内容物の熱劣化を考慮して時間を短くするとよい。
【００３７】
なお、保護フィルムは使用する前に剥がす必要があるため、易剥離性であることが好ましい。
【００３８】
また、例えば図７に示すように、開口部周囲に凸部を設けても良い。凸部を設けることにより、蓋材を貼り合わせやすくできる。特にヒートシールにより貼り合わせる場合、加熱する部分が、基材全体ではなく、凸部のところだけでよいので、反応部内に予め試薬を収容しておく場合、試薬への熱的な影響を低減することができる。
また、剥離する際も、接点が開口部を除いた基材全体ではなく、凸部上だけであるので剥離が容易にできる。
【００３９】
このような凸部としては、幅は０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、隆起（凸部）がシール時に変形してシールの信頼性が低下することがあり、この範囲よい大きいと、圧力が分散して均一にシールできない、基材、内容物への影響（ダメージ）が大きくなる、等の問題が生じる。
また、凸部を設けることにより反応部の容量を増やしてもよい。その場合、反応部の強度とヒートシール適性を考慮して、凸部を例えば図７（ｂ）に示すように２段階に形成してもよい。すなわち、強度を出すためにある程度の厚みを持たせた凸部を設け、その上に幅の小さい凸部を設ける２段階構造にすることにより強度とヒートシール適性を両立させてもよい。
また、凸部同士を凸部と同じ高さで連結させても良い。そのようにすることで、剥離する際に、引っ掛かりがなくスムーズに剥離ができる。
【００４０】
また、反応検出部内に表面処理を施しても良い。ウェル状反応検出部に試薬、検体などの溶液を充填する際、ウェル状の反応部内に表面処理を施しておくと気泡の混入なく溶液を注入できる。また、ウェル内で加熱により反応を行う際、液在籍位置が安定し、また蒸発しにくいものとなる。
【００４１】
なお、表面処理としては、溶液が水系の場合、親水処理を施すことが好ましい。具体的には純水との接触角が７０°以下、好ましくは４０°以下がよい。
また、接触角の測定は、公知の接触角計を用いて測定する。また、ウェル内の接触角の測定は困難であるため、同様の表面状態である基板の表面を用いて測定しても良い。
【００４２】
表面処理の方法としては、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ処理などを用いることができる。
また、処理は大気中で行っても良いが、基板と上部電極の間に処理ガスを流しても良い。処理ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが挙げられる。
中でもアルゴンガスを用いたプラズマ処理が好ましい。
【００４３】
ウェル状試薬収容部は、開口部を有する凹形状である。
ウェル状試薬収容部は、複数設けることもでき、試薬収容部を複数設ける場合、大きさが異なっていても良い。試薬収容部の数は、目的に応じて適宜設定できる。
また、試薬収容部は、予め一つの試薬を入れておき、後から別の試薬を入れ、混合させる混合場として用いることもできる。
【００４４】
ウェル状試薬収容部の形状は、凹形状であれば特に限定はしないが、半球状または円筒状で底部が半球状なものが好ましい。半球状であれば試薬を充填する際、試薬の飛び散り、気泡の混入を防げるものとなる。また収容した試薬を取り出す際の取り出し性に優れるものとなる。
なお、それ以外にも、開口部が円形または多角形で、断面が三角形状、四角形状、台形形状になっているものでもかまわない。
【００４５】
試薬収容部の容量は、１０〜３００μｌの範囲内であることが好ましい。特にＤＮＡを扱う生化学反応の分野では、反応量が微量であり、用いる試薬は高価であることが多い。また、血液から採取されるＤＮＡは通常０．１ｎｇ〜５０ｎｇ程度であり、ＤＮＡを含む試薬は数百ｎｌ〜数μｌ程度である。そのため、反応に用いる試薬、希釈剤なども多くても数百μｌ程度になり、前述の範囲内であることが好ましい。また試薬の量が数百μｌ以上になる場合は２つに分けて収容してもよい。
【００４６】
前記試薬収容部の開口径が１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
試薬の量は、数百ｎｌ程度の極微量〜数百μｌ程度であり、また一般的な分注針の径は数十μｍ〜数ｍｍ程度である、そのため、分注適正、目的容量を考慮すると、試薬収容部の開口径が１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４７】
また、深さは１〜５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４８】
また、前記試薬収容部は、図８（ｂ）に示すような基板をくりぬいた形状にしてもよいし、図８（ａ）に示すように基板裏面が反応部の形状に沿って基板下方向に凸形状になっていても良い。
【００４９】
また、試薬収容部上に蓋材を設けても良い。蓋材を設けることにより、ごみ、汚染物質などによる汚染を防ぐことができる。
蓋材としてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
【００５０】
これらのフィルム状蓋材は、接着剤を用いて貼り合わせることができる。接着剤としては、耐熱性の硬化性接着剤を用いることができる。
また、ヒートシールにより貼り合わせてもかまわない。ヒートシールであれば、試薬への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。
【００５１】
ヒートシールの条件は、温度１４０℃〜２２０℃、圧力１ｋｇ〜３ｋｇ、時間０．３秒〜２．０の範囲内で、加圧しながら貼り合わせることが好ましい。温度、圧力、時間がこれ以上であると基材が変形を起こしやすくなる。また、これ以下の温度、圧力、時間であるると貼り合わせが困難である。また、温度を上げる場合は、内容物の熱劣化を考慮して時間を短くするとよい。
【００５２】
また、蓋材を設けた場合、試薬の回収は、蓋材の上から注射器のような針状の回収具を用いて、突き刺し、回収しても良い。
【００５３】
なお、蓋材を剥がさずに試薬を回収する場合は、蓋材は剥離する必要がない。
【００５４】
また、例えば図７に示すように、開口部周囲に凸部を設けても良い。凸部を設けることにより、蓋材を貼り合わせやすくできる。
特にヒートシールにより貼り合わせる場合、加熱する部分が、基材全体ではなく、凸部のところだけでよいので、試薬収容部内の試薬への熱的な影響を低減することができる。
【００５５】
このような凸部としては、幅は０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜０．７ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、隆起（凸部）がシール時に変形してシールの信頼性が低下することがあり、この範囲よい大きいと、圧力が分散して均一にシールできない、基材、内容物への影響（ダメージ）が大きくなる、等の問題が生じる。
また、凸部を設けることにより収容部の容量を増やしてもよい。その場合、収容部の強度とヒートシール適性を考慮して、凸部を例えば図７（ｂ）に示すように２段階に形成してもよい。すなわち、強度を出すためにある程度の厚みを持たせた凸部を設け、その上に幅の小さい凸部を設ける２段階構造にすることにより強度とヒートシール適性を両立させてもよい。。
【００５６】
また、試薬収容部内に表面処理を施しても良い。ウェル状の試薬収容部内に試薬、検体などの溶液を充填する際、ウェル状の試薬収容部内に表面処理を施しておくと気泡の混入なく溶液を注入できる。また、ウェル状の試薬収容部から溶液を回収する際にも高回収率が期待できる。
【００５７】
なお、表面処理としては、溶液が水系の場合、親水処理を施すことが好ましい。具体的には純水との接触角が７０°以下、好ましくは４０°以下がよい。
また、接触角の測定は、公知の接触角計を用いて測定する。また、ウェル内の接触角の測定は困難であるため、同様の表面状態である基板の表面を用いて測定しても良い。
【００５８】
表面処理の方法としては、紫外線照射処理、プラズマ処理、コロナ処理などを用いることができる。
また、処理は大気中で行っても良いが、基板と上部電極の間に処理ガスを流しても良い。処理ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスが挙げられる。
中でもアルゴンガスを用いたプラズマ処理が好ましい。
【００５９】
本発明の容器は、例えば図２に示すように同一基板上に、ウェル状試薬収容部及びウェル状反応部を設けても良い。
ウェル状試薬収容部に反応に必要な試薬を入れておき、試薬をウェル状試薬収容部に分注し、ウェル状反応部で反応させることができる。なお、この場合、ウェル状反応部に試薬の一部を予め配置しておいても良い。
【００６０】
ウェル状試薬収容部は用いる試薬の種類などに応じて複数設けることができる。例えば、試薬収容部には検出物質を含む溶液や、検出するための試薬が複数あり、多段階反応を行う場合は、検出するための試薬の一つを含む溶液、またはその他バッファー、希釈液などを入れておくことができる。
【００６１】
また、試薬収容部では、複数の試薬を混合させてもよい。試薬収容部で試薬を混合した後に別に設けた反応部で反応させることができる。
【００６２】
ウェル状反応部は複数も受けても良い。複数も受けることにより、同時に複数の反応を行うことができる。
【００６３】
また、反応を２種類以上行う場合、第二反応部を設けても良い。
【００６４】
例えば、反応がＤＮＡの検出反応に用いる場合、第二反応部はＰＣＲ反応部にすることができる。
ＰＣＲ反応部を設けることにより、同一チップ上で検体の調整、ＤＮＡの検出を行うことができる。
ＰＣＲ反応部としては、ウェル状の反応部を設けても良いし、流路を設け流路内で反応を行っても良い（図３参照）。流路を設ける場合、例えば、両端に開口部を有し、内部に流路を設ける構造が例としてあげられる。開口部直径は５ｃｍ以下程度、開口部深さは１ｃｍ〜５ｃｍ程度である。
【００６５】
第二反応部が流路状である場合、具体的には例えば図５に示すような形状であってもよい。
流路状第二反応部は、両端に基材を貫通する貫通孔を設け、基材の裏面に両貫通孔を接続する溝部を設ける。この溝部上に底部形成用フィルムを貼り合わせることにより、流路状反応部を形成する。
この時、溝部の幅、高さはそれぞれ１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００６６】
前記溝部は両貫通孔を直線で結んでいても良いし、試薬や検査対象の蒸発を防ぐために屈曲した形状であっても良い。
【００６７】
底部形成用フィルムとしてはフィルム状のものを用いることができる。このようなものとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィンフィルム、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアセタールフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、シリコン樹脂系フィルム、フッ素系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、アルミニウムなどの金属箔や、金属箔と前述の樹脂フィルムの積層フィルムを用いても良い。
【００６８】
底部形成用フィルムは接着剤を用いて貼り合わせることができる。また、ヒートシールにより貼り合わせても良い。ヒートシールであれば、反応部内への接着剤の影響を考慮しなくても良いので好ましい。
また、底部形成用フィルムは、一部溝部へ食い込む形状であれば好ましい。基材と底部形成用フィルムの間に隙間が生じず、試薬や検査対象の漏れがないものとなるからである。
【００６９】
また、例えば図５に示すように、貫通孔開口部は容量を増やすために基材から上部に突出した形状にしてもよい。
【００７０】
また、開口部にはフタ材を設けてもよい。
【００７１】
また、その他の反応部を設けても良い。
【００７２】
また、例えば図６に示すように、ウェル状反応検出部同士を接続する流路を設けてもよい。またウェル状反応検出部と試薬収容穴部、ＰＣＲ反応部、その他の反応部を接続する流路を設けてもよい。これら流路を形成することにより、連続した反応を行わせることが可能となる。
【００７３】
また、基板には、変形などを軽減するためにリブを設けてもよい。サイドリブとしては、基板端部の下部及び／又は上部に幅０．１〜３ｍｍ、高さ０．１〜３ｍｍ程度のものを設ければよい。また、置いたときに安定するよう、支持用脚部を設けてもよい。
【００７４】
本発明では、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、予め各ウェル状反応検出部内に抗原を含む試料を入れておき、後から検体として抗体を含む試薬を添加し、抗原または抗体のいずれか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。なおこの場合、基板上に試薬収容部を設けて置き、検体を収容しておいてもよい。
【００７５】
ＤＮＡの検出の場合、例えば、予めウェル状反応検出部内に核酸プローブを用意しておく。その後、検体ＤＮＡをウェル状反応部に供給し、核酸プローブと検体ＤＮＡのハイブリダイゼーションさ反応により、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は、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出物質としての検体ＤＮＡがどのような配列であるかを検出することができる。なおこの場合、基板上に試薬収容部を設けて置き、検出物質を収容しておいてもよい。
【００７６】
また、基板上に遺伝子増幅反応部を設けておき、チップ上で連続して、血液などから抽出したＤＮＡを遺伝子増幅反応により増幅させ、それを検体とし、反応部で核酸プローブとの反応の有無を検出してもよい。具体的には、例えばウェル状試薬収容部に検体として血液などから抽出したＤＮＡを収容しておき、分注動作により、遺伝子増幅反応部へ分注し、遺伝子増幅反応により調整した検体をウェル状の反応部へ分注すればよい。ウェル状試薬収容部から遺伝子増幅反応部、ウェル状反応部へは流路を用いて送液しても良い。
なお、ここでいう遺伝子とはＤＮＡ、ＲＮＡなどのことをいう。また遺伝子増幅反応方法としては前記ＰＣＲ法、ＬＡＭＰ法などがある。
【００７７】
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、検体を検出するための試薬は複数あってもよく、検体が蛍光標識されていない場合には、試薬のひとつが標識されていればよい。
【００７８】
また、標識物質は、反応物に特有に作用するものを、反応後に加えることもできる。このようなものとしては、ＤＮＡの検出における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またはプローブ核酸などの検体を検出するための試薬に結合させておき、後から蛍光物質を加えても良い。
【００７９】
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。
【００８０】
この場合、検体を検出するための試薬が複数種でもよく、予めウェル状反応部内に少なくとも１種の試薬を入れておき、その後、検体と試薬を同時または順次注入し、反応をおこなっても良い。
【００８１】
また、ウェル状反応部、ＰＣＲ反応部には、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不揮発性液体を加えても良い。
また、検体を検出するための試薬はウェル状反応部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。
【実施例】
【００８２】
＜実施例１＞
図６のウェル形状の検出チップ１を、金型成型により作成する。成形に用いた樹脂は、パウダー状のホモポリプロピレン（サンアロマー社製）で、この樹脂にソルビトール骨格を有する造核剤（ミリケンジャパン株式会社製）を０．１ｗｔ％添加したものをペレタイズ（ペレット化）したものを用いて寸法縦２．５ｃｍ×横１２ｃｍで次に示す形状の成形品を作成した。成型条件は樹脂温度２４０℃、金型温度３０℃とし、それ以外のパラメータは通常のポリプロピレンの成型条件と同様にした。
【００８３】
試薬収容部３は開口部直径１３ｍｍ、深さ６ｍｍで先端が半球状としたもの４つ形成した。反応検出部６は直径３ｍｍ、深さ２ｍｍで側面が傾斜し底部が平坦である、断面台形形状としたものを２０個形成した。底面の直径は１ｍｍとした。なお、基材厚みは１ｍｍでウェル状試薬収容部及びウェル状反応部の底部は基板から下方にはみ出す形状にした。
【００８４】
第二反応部７であるＰＣＲ反応部は、開孔径１ｍｍで基材を貫通させ、かつ基材上部に３ｍｍせり出した開口部７ａを２つを１６ｍｍ空けて設け、底部を断面径１ｍｍの流路で接続した形状にした。なお、流路は基材裏面に溝を形成した。開口部の深さは４ｍｍとした。なお、この段階ではまだ基材裏面にはフィルムを貼り合わせていない。
【００８５】
基板の端から試薬収容部３、第二反応部７（ＰＣＲ反応部）、反応部６という順に設けた。
【００８６】
次に成型直後の成型収縮率及び反りを測定した。結果を表１に示す。
【００８７】
試薬収容部上にはフィルム上フタ材として、アルミ／ポリプロピレンからなるシーラントフィルムを、温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールした。
【００８８】
試薬収容部上には保護フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート／アルミ／ポリプロピレンからなるシーラントフィルムを、温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールした。
【００８９】
また、第二反応部７の基材裏面の溝上にポリプロピレンフィルム７ｂを温度１９０℃、圧力３ｋｇ、時間０．５秒のヒートシール条件でヒートシールすることにより、第二反応部７を形成した。
【００９０】
試薬収容部のフィルム状フタ材、反応検出部の保護フィルム、第二反応部の裏面フィルムをヒートシールした後、反りを測定した。結果を表１に示す。
【００９１】
実際に第二反応部でＰＣＲ反応を行う際は９５℃数分間熱を加える。また反応検出部でハイブリダイゼーション反応またはインベーダー反応などのＤＮＡ反応を行う場合は、約３０〜７０℃、数分〜数時間で反応を行うが、最初に前処理として９５℃数分間熱を加えることがある。
ここでは、実際に試薬を入れていないので反応は行わないが、上記条件下で反応を行った際の基材の影響を調べるために、反応検出部及び第二反応部に９５℃５分間熱を加え、その後反りを測定した。結果を表１に示す。
また、反応検出部の可視光域での光線透過率を測定した。なお、反応検出部から基材裏面までの厚みは０．５ｍｍであった。結果を表１に示す。
【００９２】
＜実施例２＞
造核剤の添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９３】
＜実施例３＞
造核剤を三井化学株式会社製のソルビトール系造核剤にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９４】
＜実施例４＞
造核剤の添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例３と同様におこなった。
【００９５】
＜実施例５＞
造核剤を新日本理化株式会社製のソルビトール系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９６】
＜比較例１＞
造核剤を竹原化学工業株式会社製の無機物系造核剤にし、添加量を５ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９７】
＜比較例２＞
造核剤を旭電化工業株式会社製のリン酸金属塩系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９８】
＜比較例３＞
造核剤をシェル ケミカルズ ジャパン株式会社製の無機物系造核剤にし、添加量を０．２ｗｔ％にした以外は、実施例１と同様におこなった。
【００９９】
【表１】
2007189960.tif 000003
【０１００】
表１より、実施例のサンプルはいずれも、成形時の収縮率が低く、また反りの少ないものとなった。その後のヒートシール時の過熱工程でも反りのないものとなった。
それに対し、比較例のサンプルは、成形時の収縮率があまり低くなく、多少反りが生じた。その後のヒートシール時の過熱工程で反りが増大した。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の基板の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１      反応容器（チップ）
２      基板
３      反応検出部
４      保護フィルム
５      試薬収納部
６      フィルム状フタ材
７      第二反応部（ＰＣＲ反応部）
７（ａ）貫通孔開口部突出部
７（ｂ）下部フィルム
８      流路
【図１】
2007189960.tif 000004
【図２】
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【図３】
2007189960.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007189960.tif 000009
【図７】
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【図８】
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