(57)【要約】【課題】ウェルを密閉することが可能となる被検液の充填方法及びチップキットを提供する。【解決手段】被検液の充填方法は、チップキット２を用いた被検液の充填方法であって、第１シール１４は、基板面２０に接着され、基板面２０から剥離可能な第１シール面と、第１シール１４面に対向する第２シール面と、第１シール面と第２シール面との間に形成され、第１シール面のうち、開口に対向する領域に配置された第１シール開口４３と、第１シール面のうち、導入口３０に対向する領域に配置された第２シール開口４４とを接続する流路１２と、を含み、第２シール２２は、基板面１６に接着可能であり、充填方法は、ウェルチップに圧力又は慣性力を印加して、リザーバー２６から流路１２を通じてウェル２４に被検液４０を充填する工程と、第１シール１４を基板面２０から剥離する工程と、第２シール２２を基板面１６に接着する工程と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップキットを用いた被検液の充填方法であって、
前記チップキットは、
基板及び第１シールを含むウェルチップと、
第２シールと、
を含み、
前記基板は、
基板面と、
前記基板面に開口を有し、前記被検液が収容されたリザーバーと、
前記基板面に導入口を有するウェルと、
を含み、
前記ウェルから前記リザーバーへ向かう方向を第１方向とした場合に、
前記第１方向における前記導入口の長さは、前記第１方向における前記ウェルの底面の長さよりも短く、かつ、前記導入口は前記ウェルに対して前記第１方向の側に配置されており、
前記第１シールは、
前記基板面に接着され、前記基板面から剥離可能な第１シール面と、
前記基板面とは反対の側において前記第１シール面に対向する第２シール面と、
前記第１シール面と前記第２シール面との間に形成され、前記第１シール面のうち、前記開口に対向する領域に配置された第１シール開口と、前記第１シール面のうち、前記導入口に対向する領域に配置された第２シール開口とを接続する流路と、
を含み、
前記第２シールは、
前記基板面に接着可能であり、
前記充填方法は、
前記ウェルチップに圧力又は慣性力を印加して、前記リザーバーから前記流路を通じて前記ウェルに前記被検液を充填する工程と、
前記第１シールを前記基板面から剥離する工程と、
前記第２シールを前記基板面に接着する工程と、
を含むことを特徴とする被検液の充填方法。
【請求項２】
前記充填する工程は、前記第１方向の側において前記基板面に垂直な直線を回転の中心として前記ウェルチップを回転させることによって遠心力を印加することを特徴とする請求項１に記載の被検液の充填方法。
【請求項３】
前記充填する工程は、前記リザーバーに圧力を印加することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の被検液の充填方法。
【請求項４】
基板及び第１シールを含むウェルチップと、第２シールと、を含むチップキットであって、
前記基板は、
基板面と、
前記基板面に開口を有し、被検液が収容されたリザーバーと、
前記基板面に導入口を有するウェルと、
を含み、
前記ウェルから前記リザーバーへ向かう方向を第１方向とした場合に、
前記第１方向における前記導入口の長さは、前記第１方向における前記ウェルの底面の長さよりも短く、かつ、前記導入口は前記ウェルに対して前記第１方向の側に配置されており、
前記第１シールは、
前記基板面に接着され、前記基板面から剥離可能な第１シール面と、
前記基板面とは反対の側において前記第１シール面に対向する第２シール面と、
前記第１シール面と前記第２シール面との間に形成され、前記第１シール面のうち、前記開口に対向する領域に配置された第１シール開口と、前記第１シール面のうち、前記導入口に対向する領域に配置された第２シール開口とを接続する流路と、
を含み、
前記第２シールは、前記基板面に接着可能であることを特徴とするチップキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検液の充填方法及びチップキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生物学、生化学、化学、医療の分野における分析や測定において、使用する試薬や被検液を微量化する技術の開発が進んでいる。試薬量を少なくすることでコストを下げ、被検液量を少なくすることで希少な被検液で様々な分析を行うことが可能となる。例えば、ウェルチップと呼ばれる反応基板を用いて分析を行う方法がある。ウェルチップは一般に、ウェルと称される複数の微小な反応容器を備えており、当該複数の反応容器の各々において、互いに異なる反応を行うことができるものもある。ウェルチップは、従来の分析装置、分析器具、反応容器などに比較して試料や試薬の量を非常に少なくすることができる。さらに、多数のウェルで一度に反応を行うことができるので、少量の試薬や被検液で多数の分析を一度にできるといったメリットがある。そのため、医療診断、環境や食品のオンサイト分析、医薬品や化学品等の生産等、広い分野での利用が期待される。
【０００３】
均一に微量の試薬と被検液をウェルに分注し、分析する方法で効率化が図られており、遺伝子検査の場合、ＰＣＲを用いた分析が行われている。サンプル中のＤＮＡやＲＮＡのような遺伝子を増幅及び定量する方法としてＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応；Polymerase Chain Reaction）が知られている。ＰＣＲは、標的核酸及び試薬を混合したものをＰＣＲ用のチューブ（反応容器）に入れ、熱サイクルを温度制御できる装置で、例えば９４℃、５５℃、７２℃の３段階の温度変化を繰り返すことで遺伝子を増幅させるもので、酵素（ＤＮＡポリメラーゼ）の作用により温度サイクル１回あたり、標的核酸だけを約２倍に増幅することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ウェルチップを用いて分析や測定を行うために、微量の反応液を安定して分注する技術が求められており、様々な方法が考案されている。多数のウェルに試薬や被検液を入れる方法として、機械による自動化があるが、機械が高価、大型であるため一般的なユーザーには用いられていない。自動機械を用いず簡単に分注する方法として、特許文献２では遠心を用いた方法によって分注を行っている。
【０００５】
また、ＰＣＲは、熱を用いた温度サイクルの繰り返しを用いた反応である。よって、ウェルを密閉しないと反応液の水分が蒸発してしまうため、分注後にはウェルの開口部を密閉する必要がある。そのための方法として、特許文献３のような熱圧着でシールする方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６０１０号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、遠心を用いて試料をウェルに分注し、そのウェルをシールにより密閉する場合、試料がウェルに入るときに基板上の流路が濡れることによりシールの粘着力が弱まってしまう。そのため例えばＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応；Polymerase Chain Reaction）のように熱を加える反応に特許文献２の方法で分注を行ったマイクロウェルチップを用いると、ウェルのまわりのシールが反応中に剥がれ、反応途中に隣のウェルと中の反応液が混ざる場合や、水分の蒸発により反応液の濃度が濃くなり、反応の精度が低下する場合がある。
【０００８】
また、ＰＣＲなどの生化学分析では、酵素を使用する。特許文献３のような熱圧着を行えば、ウェルは密閉できるが、およそ１００℃以上の高温によって酵素が変性してしまうため、１００℃以上の温度が必要な熱圧着を用いると反応の精度が低下する。よって、タンパク質で構成される酵素などを使用する反応においては、特許文献３のように、高温での熱圧着を用いてウェルを密閉することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例に係る被検液の充填方法は、チップキットを用いた被検液の充填方法であって、前記チップキットは、基板及び第１シールを含むウェルチップと、第２シールと、を含み、前記基板は、基板面と、前記基板面に開口を有し、被検液が収容されたリザーバーと、前記基板面に導入口を有するウェルと、を含み、前記ウェルから前記リザーバーへ向かう方向を第１方向とした場合に、前記第１方向における前記導入口の長さは、前記第１方向における前記ウェルの底面の長さよりも短く、かつ、前記導入口は前記ウェルに対して前記第１方向の側に配置されており、前記第１シールは、前記基板面に接着され、前記基板面から剥離可能な第１シール面と、前記基板面とは反対の側において前記第１シール面に対向する第２シール面と、前記第１シール面と前記第２シール面との間に形成され、前記第１シール面のうち、前記開口に対向する領域に配置された第１シール開口と、前記第１シール面のうち、前記導入口に対向する領域に配置された第２シール開口とを接続する流路と、を含み、前記第２シールは、前記基板面に接着可能であり、前記充填方法は、前記ウェルチップに圧力又は慣性力を印加して、前記リザーバーから前記流路を通じて前記ウェルに前記被検液を充填する工程と、前記第１シールを前記基板面から剥離する工程と、前記第２シールを前記基板面に接着する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、リザーバーから被検液が第１シール内の流路を通ってウェルに分注されるため、基板面を被検液で濡らすことなくウェルに被検液を分注可能となり、これによって、分注後に第１シールを剥がして第２シールをすることでウェルを密閉することが可能となる。
【００１２】
本適用例によれば、第１シールは基板面から剥離可能であり、基板面に開口したリザーバーに収容された被検液は第１シールで囲まれた空間内にあり、リザーバーから第１シールの内部の流路を通じて流路上の第２シール開口から基板面の導入口へと被検液が通ることが可能となる。
【００１３】
［適用例２］上記適用例に記載の被検液の充填方法において、前記充填する工程は、前記第１方向の側において前記基板面に垂直な直線を回転の中心として前記ウェルチップを回転させることによって遠心力を印加することを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、リザーバーに収容された被検液は、密閉空間内を遠心力によって、各ウェルに充填される。遠心力を用いるため、ウェルに空気が入ることなく充填することが可能となる。
【００１５】
［適用例３］上記適用例に記載の充填方法において、前記充填する工程は、前記リザーバーに圧力を印加することによって行われることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、リザーバーに収容された被検液は、密閉空間内を圧力によって、各ウェルに充填されることが可能となる。
【００１７】
［適用例４］本適用例に係るチップキットは、基板及び第１シールを含むウェルチップと、第２シールと、を含むチップキットであって、前記基板は、基板面と、前記基板面に開口を有し、被検液が収容されたリザーバーと、前記基板面に導入口を有するウェルと、を含み、前記ウェルから前記リザーバーへ向かう方向を第１方向とした場合に、前記第１方向における前記導入口の長さは、前記第１方向における前記ウェルの底面の長さよりも短く、かつ、前記導入口は前記ウェルに対して前記第１方向の側に配置されており、前記第１シールは、前記基板面に接着され、前記基板面から剥離可能な第１シール面と、前記基板面とは反対の側において前記第１シール面に対向する第２シール面と、前記第１シール面と前記第２シール面との間に形成され、前記第１シール面のうち、前記開口に対向する領域に配置された第１シール開口と、前記第１シール面のうち、前記導入口に対向する領域に配置された第２シール開口とを接続する流路と、を含み、前記第２シールは、前記基板面に接着可能であることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、リザーバーから被検液が第１シール内の流路を通ってウェルに分注されるため、基板面を被検液で濡らすことなくウェルに被検液を分注可能となり、これによって、分注後に第１シールを剥がして第２シールをすることでウェルを密閉することが可能となる。
【００１９】
本適用例によれば、第１シールは基板面から剥離可能であり、基板面に開口したリザーバーに収容された被検液は第１シールで囲まれた空間内にあり、リザーバーから第１シールの内部の流路を通じて流路上の第２シール開口から基板面の導入口へと被検液が通ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る反応液が満たされた、分注後のバイオ反応プレート（基板）を示す構造図。（Ａ）は、基板の第１面を模式的に示す平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、（Ｃ）は、（Ａ）に示す基板の第２面を模式的に示す平面図、（Ｄ）は、基板のウェルの一つの断面を拡大して示す模式図。
【図２】本実施形態に係る試薬塗布後、裏面（第２面）をシールした状態を示す図。
【図３】本実施形態に係る反応液供給シール（第１シール）を示す構成図。（Ａ）は、反応液供給シール（第１シール）が２枚の構造図、（Ｂ）は、反応液供給シール（第１シール）が３枚の構造図。
【図４】本実施形態に係るシール流路内に試料が満たされている様子を示す図。
【図５】本実施形態に係る遠心分注の過程図（ウェルに液体残る）。
【図６】本実施形態に係るリザーバー内部がシールで覆われていない状態の遠心分注の過程を示す図。
【図７】本実施形態に係る廃液リザーバー（圧力分注）の遠心分注の過程を示す図。
【図８】変形例１のスライド型バイオ反応プレートを示す図。
【図９】変形例２の円盤型バイオ反応プレートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
Ａ．構成
１．チップキット
本実施形態のチップキット２は、基板（バイオ反応プレート）１０と、流路１２が内部に備わっている第１シール１４と、基板１０の第２面１６を塞ぐ第３シール１８と、基板１０の第１面２０を塞ぐ第２シール２２とを有する（図５参照）。基板１０及び第１シール１４を含んでウェルチップを構成する。
【００２２】
１．１．基板
図１は、本実施形態に係る反応液が満たされた、分注後のバイオ反応プレート（基板）を示す構造図である。図１（Ａ）は、本実施形態に係る基板１０の第１面（基板面）２０を模式的に示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す基板１０の第２面（基板面）１６を模式的に示す平面図、図１（Ｄ）は、基板のウェル２４の一つの断面を拡大して示す模式図である。図１（Ａ）のＡ−Ａ線の断面のウェル２４の一つの拡大図が図１（Ｄ）に相当する。
【００２３】
基板１０は、チップキット２の基体となる板状の部材である。基板１０は、図１（Ｂ）に示すように、第１面２０及び第１面２０に対向する第２面１６を有する。基板１０は、第１面２０に開口したリザーバー２６を有する。さらに、基板１０を第１面２０から第２面１６まで貫通する複数の貫通孔（導入口）２８を有する。基板１０は、第２面１６に開口したウェル２４を有し、さらにウェル２４と貫通孔２８をつなぐ溝（導入口）３０を第２面１６の側に有する。基板１０の形状は、平板状であれば特に限定されない。基板１０の厚み（第１面２０及び第２面１６の間の距離）も特に限定されないが、取扱いの容易さや、破損しにくさの点で、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。基板１０の平面的な外形形状については、特に限定されず、矩形、円形などとすることができる。本実施形態では、基板１０の平面的な形状が長方形である例を示す。
【００２４】
基板１０の材質としては、特に限定されず、無機材料（例えば単結晶シリコン、パイレックス（登録商標）ガラス）、及び有機材料（例えばポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂）を挙げることができ、これらの複合材料であってもよい。チップキット２を、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction：ポリメラーゼ連鎖反応）の反応容器（反応チップ）として使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、基板１０は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、チップキット２をＰＣＲに用いる場合、基板１０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。
【００２５】
さらに、基板１０の材質には、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、又はＣｒの炭化物などの黒色物質等を配合することができる。基板１０の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。また、後述するウェル２４等をチップキット２の外部から観察するような用途（例えば、リアルタイムＰＣＲなど）にチップキット２を用いる場合には、必要に応じて、基板１０の材質を透明なものとすることができる。またなお、チップキット２をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、基板１０の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。
【００２６】
基板１０が無機材料で形成される場合には、フォトリソグラフィー法を用いたドライエッチングなどを行って、成形、加工することができる。また、基板１０が樹脂を主成分として形成される場合には、鋳型成形、射出成形又はホットエンボス加工などの方法によって、成形、加工することができる。
【００２７】
１．１．１．リザーバー領域及びウェル領域
図１に示すように、基板１０には、平面視において、リザーバー領域３２及びウェル領域３４が設けられる。リザーバー領域３２及びウェル領域３４は、互いに隣り合って設けられる。リザーバー領域３２及びウェル領域３４は、隣接して設けられてもよい。また、リザーバー領域３２及びウェル領域３４は、複数設けられてもよい。基板１０におけるリザーバー領域３２及びウェル領域３４の設けられる位置は、基板１０に遠心力等の慣性力が印加された際に、リザーバー領域３２からウェル領域３４に向かう方向に当該慣性力が作用することができる限り、特に限定されない。リザーバー領域３２及びウェル領域３４の平面的な形状は、特に限定されず、矩形、円形等とすることができる。
【００２８】
１．１．２．リザーバー
基板１０のリザーバー領域３２には、リザーバー２６が形成される。リザーバー２６は、チップキット２を使用する際に、少なくとも慣性力が印加される前に、試料（被検液等の液体）を貯留するための空間である。リザーバー２６は、基板１０の第１面２０に開口を有して形成される。リザーバー２６の平面的な形状は限定されず、円形、矩形などとすることができる。リザーバー２６の容積の大きさは、例えば、ウェル２４の合計の容積と同じかそれよりも大きくすることが好ましい。
【００２９】
１．１．３．貫通孔と溝
基板１０には、第１面２０と第２面１６とを貫通する貫通孔２８を有する。貫通孔２８の直径は、ウェル２４の直径の半分より短いほうが好ましい。さらに、第２面１６の側のウェル２４と貫通孔２８をつなぐ溝（導入口）３０を第２面１６の側に有する。
【００３０】
１．１．４．ウェル
基板１０のウェル領域３４には、図１（Ｃ）に示すように、基板１０の第２面１６の側に開口３６を有するウェル２４が形成される。
【００３１】
ウェル２４は、ウェル領域３４に複数形成されることができる。ウェル領域３４に複数形成される際のウェル２４の配置は、その機能を損なわない限り任意である。ウェル２４は、基板１０の第２面１６の側に開口３６を有した容器状の形状を有する。チップキット２としてみた場合、第２面１６の側は第３シール１８（図５（Ａ）参照）で密閉されるため、基板１０の第１面２０から試料を流すと、試料は貫通孔２８を通り、第２面１６の側の溝３０を通り、ウェル２４へと充填される。
【００３２】
ウェル２４からリザーバー２６へ向かう方向を第１方向とした場合に、第１方向における溝３０の長さは、第１方向におけるウェル２４の底面の長さよりも短いために、ウェル２４に充填された試料は、逆流しにくくなっている。よって、ウェル２４は、内部に被検液（試料）等の液体を保持することができる。貫通孔２８の直径の大きさと、溝３０とウェル２４との直径の大きさは、図１（Ｄ）のような構造のために、ウェル２４に充填された試料は、逆流しにくくなっている。また、ウェル２４の内部において、被検液等の液体の反応を行うことができる。例えば、ウェル２４には、リザーバー２６の内容物を導入して保持することができ、その反応容器としての機能を果たすことができる。また、溝３０はウェル２４に対して第１方向の側に配置されている。
【００３３】
本実施形態によれば、基板１０の第１面２０と第２面１６とは貫通孔２８によってつながっているため、基板１０の第１面２０上に試料が流れてきた場合、第１面２０と第２面１６とを貫通する貫通孔２８を試料が通り、貫通孔２８と第２面１６の側に開口したウェル２４とを結ぶ浅い溝３０を通り、ウェル２４へと試料が流れることによって、ウェル２４へ第１面２０上の試料が充填され、さらにこの構造から、ウェル２４に充填された試料の逆流を防ぐことが可能となる。
【００３４】
ウェル２４の形状は、第２面１６の側に開口して、第１面２０に貫通していなければ、特に限定されず、多様な形態を採ることができる。よって、ウェル２４の深さは基板１０の厚み以下となる。例えば、ウェル２４の形状は、円形、四角形、三角形、楕円形のような形状、並びにこれらを組み合わせた形状のいずれでもよい。
【００３５】
図２は、本実施形態に係る試薬塗布後、裏面（第２面）をシールした状態を示す図である。図２に示すように、ウェル２４の内部には、予め、反応又は検査のための試薬３８を配置しておくことができる。配置される試薬３８の状態は、固体であることが好ましい。例えば、チップキット２をＰＣＲのチップとして用いる場合には、試薬３８としては、標的核酸を増幅するためのプライマー（核酸）、増幅産物量を測定するための蛍光試薬（例えばＳＹＢＲ  ＧＲＥＥＮ（商標））、及び、必要な場合には他の核酸などを配置することができる。試薬３８として、前記例示のもののような、乾燥等に対して安定性の高いものを用いる場合には、ウェルの内部で乾燥されてもよく、図２に示すように、例えば、ウェル２４の内壁面に塗布されて乾燥された状態で配置されてもよい。このように試薬３８をウェル２４の内壁面に塗布する方法としては、例えば、インクジェット方式の印刷に用いられる液体噴射ヘッド等により、試薬３８を塗布する方法が挙げられる。
【００３６】
また、試薬３８をウェル２４の内部に配置する場合は、複数のウェル２４に互いに同じ試薬３８が配置されてもよいし、互いに異なる試薬３８が配置されてもよい。ウェル２４が複数形成されている場合、ウェル２４ごとにどのように試薬３８を配置するかについては、所望の反応や検査の態様にしたがって任意に設計することができる。
【００３７】
基板１０の第２面１６の側のウェル２４の開口３６は、後述する第３シール１８によって塞がれ、さらに試料を充填後には第２シール２２で基板１０の第１面２０を密閉することができる。これにより、ウェル２４は、独立した密閉容器となることができる。このようにウェル２４を独立して密閉することにより、他のウェル２４の内容物との混合やコンタミネーションを抑制できる。
【００３８】
１．２．第３シール
第３シール１８は、基板１０の第２面１６の側に接着される。第３シール１８は、フィルム又はシート状の形状を有する。第３シール１８の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。第３シール１８の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致していてもいなくてもよい。図２の例では、第３シール１８の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致している。第３シール１８は、基板１０に接した状態で、基板１０の第２面１６の側に設けられるウェル２４の開口３６を塞ぐことができる。
【００３９】
この第３シール１８は、基板１０に粘着剤を用いて接着し、基板１０の第２面１６を覆うシールであるので、第３シール１８で接着する前にウェル２４に基板１０の第２面１６が上面にくるように置き、試薬を塗布できる。試薬塗布後、第３シール１８を接着することにより、基板１０の第２面１６側の開口３６は密閉されることになる。
【００４０】
第３シール１８の材質としては、接着後に基板１０から剥がれることのない接着力を有するものがよい。例えば、有機材料（ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂及び各種のゴム）や、有機材料と無機材料の複合材料を挙げることができる。チップキット２を、ＰＣＲの反応チップとして使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、第３シール１８は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。チップキット２をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、第３シール１８の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。またなお、チップキット２をＰＣＲのチップとして用いる場合は、第３シール１８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。
【００４１】
また、第３シール１８の材質には、基板１０と同様に、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、又はＣｒの炭化物などの黒色物質を配合することができる。第３シール１８の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。さらに、後述するウェル２４をチップキット２の外部から観察するような用途にチップキット２を用いる場合には、必要に応じて、第３シール１８の材質を透明なものとすることができる。第３シール１８は、例えば、フィルム成形、シート成形、射出成形、プレス成形などの方法によって、成形、加工することができる。
【００４２】
第３シール１８は、基板１０の第２面１６と接着される面（第３シール面ｂ）と、一番外側となる第３シール面ａが表裏となっている。すなわち、第３シール面ｂが基板１０の第２面１６に面するように設けられる。第３シール面ｂは、接着性を有してもよい。表面が接着性を有する場合には、チップキット２のウェル２４の内部に液体が充填されても、漏れないような接着力とすることが好ましい。
【００４３】
第３シール面ｂは、接着力を有さなくてもよい。このような場合には、第２面１６に第３シール面ｂを固着させるために、接着剤を利用することや、熱融着を行うことができる。また、第３シール面ｂの表面は、第３シール１８を基板１０に対して加圧しない状態では接着力を発揮せずに、加圧により接着力を発揮する性質を有してもよい。このような第３シール面ｂの表面としては、多孔質となっているものを例示することができる。このような方法であれば、基板１０及び第３シール１８を固着させる際に、加圧させるだけなので熱が発生することがなく、チップキット２の温度の上昇を抑制することができ、試料等に与える熱の影響を抑制することができる。このような表面を有する第３シール１８の具体例としては、商品名：LightCycler ４８０ Sealing Foil・型名：０４ ７２９ ７５７ ００１・ロシュ・ダイアグノスティクス社製、商品名：ポリオレフィン マイクロプレートシーリングテープ・型名：９７９３・３Ｍ社製、商品名：アンプリフィケーションテープ９６・型名：２３２７０２・Ｎｕｎｃ社製などを例示することができる。
【００４４】
また、第３シール面ｂと基板１０の第２面１６とを固着させる方法としては、超音波溶着法を利用してもよい。例えば、固着させたい領域の形状に対応する形状の治具を第３シール１８の基板１０に対して固着させたい部分に押しつけて超音波振動させ、第３シール１８と基板１０とを溶着（固着）させてもよい。このようにすれば、基板１０と第３シール１８とを超音波照射によって溶着（固着）させるため、例えば液体が、生化学的な試料である場合などにおいて、試料に対する加熱を抑えることができるため、試料に与えるダメージを少なくすることができる。また、例えば、ウェル２４に含まれる試薬の活性を低下させることも抑制できる。さらに、基板１０の第２面１６と第３シール面ｂとを超音波溶着法によって形成した場合は、溶着による基板１０と第３シール１８との接合力は比較的強いため、ウェル領域３４からの液体の漏れをより確実に防止することができる。
【００４５】
１．３．第１シール
図３は、本実施形態に係る反応液供給シール（第１シール）を示す構成図である。
第１シール１４は、基板１０の第１面２０の側に接着される。第１シール１４は、フィルム又はシート状の形状を有する。第１シール１４の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。第１シール１４の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致していてもいなくてもよい。第１シール１４は、第１面２０に接着され、第１面２０から剥離可能な第１シール面と、第１面２０とは反対の側において第１シール面に対向する第２シール面と、第１シール面と第２シール面との間に形成され、第１シール面のうち、リザーバー２６の開口に対向する領域に配置された第１シール開口４３と、第１シール面のうち、貫通孔２８に対向する領域に配置された孔（第２シール開口）４４とを接続する流路１２と、を備える。図３の例では、第１シール１４の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致している。
【００４６】
図３（Ａ）は、反応液供給シール（第１シール）が２枚で構成されている場合の解体図である。各シール４６，４８は表裏になっており、裏面には粘着剤が塗布されており、基板１０の第１面２０に接着できる。１枚目シール４６には、表面に流路１２が溝となっており、その流路１２上に１枚目シール４６を貫通する孔４４が備えられている。その孔４４は、基板１０の第１面２０の貫通孔２８と一致する大きさである。また、流路１２上にリザーバー２６から試料（被検液）４０が流れやすいように、リザーバー２６の側に入口もあいている。２枚目シール４８はフラットなシールであり、裏面の粘着剤によって、１枚目シール４６の表面側に重ねるようにして貼り付けることにより、１枚目シール４６の流路１２の溝が空間となり、結果として第１シール１４の内部に流路１２が設けられることとなる。
【００４７】
本実施形態によれば、第１シール１４は２枚から構成されることにより、流路１２以外の構造として、シールで囲まれた袋状の空間構造であるスペースを形成することが可能となる。
【００４８】
図３（Ｂ）は、反応液供給シール（第１シール）が３枚で構成されている場合の解体図である。各シール５０，５２，５４は表裏になっており、裏面には粘着剤が塗布されており、基板１０の第１面２０に接着できる。１枚目シール５０は基板１０に接着されたときに基板１０の貫通孔２８へと通じる孔４４が複数あいている。また、流路１２上にリザーバー２６から試料４０が流れやすいように、リザーバー２６の側に入口もあいている。２枚目シール５２は、流路１２の部分が貫通した溝となっている。３枚目シール５４は、フラットなシールとなっており、１枚目シール５０を基板１０の側に、２枚目シール５２をその上に、３枚目シール５４を一番上に重ねて貼り付けることにより、シール３枚内部に流路１２が形成され、さらに流路１２上には基板１０の貫通孔２８へと通じる孔４４も形成される。
【００４９】
第１シール１４は２枚から構成されることにより、流路１２以外の構造として、シールで囲まれた袋状の空間構造であるスペースを、形成することが可能となる。袋状のスペース構造により、液体を保持可能である。
【００５０】
第１シール１４は、ピペットで孔を開けても密閉されるような弾性シールで形成され、シール数枚を用いて形成されたスペースは、ピペットを用いて孔を開けて試料をスペースの内部に入れても、弾性シールという材質から収容した試料は外部に漏れない。よって、リザーバー２６上にシールで囲まれた試料を収容する供給スペース５６を形成することができ、基板１０のリザーバー２６部分さえも濡らすことなくウェル２４に試料を充填することが可能となる。さらに、供給スペース５６を備えた第１シール１４ごと試料の分注後に剥がすことができるので、次ステップに残った試料を持ち込まなくてもよくなる。
【００５１】
この第１シール１４の供給スペース５６には、シール上に試料を入れる入口があり、試料を入れた後は、シールすることによって密閉可能としてもよい。
【００５２】
第１シール１４の流路１２の下流に廃液スペース４２を形成することにより、ウェル２４へ液体を充填後、不要な液体が収容される（図７（Ａ）参照）。
【００５３】
本実施形態によれば、この第１シール１４は、リザーバー２６から基板１０上をそって反対側に、分注後の余った試料を収容する廃液スペース４２を２枚から構成されるシールにより形成可能となる。
【００５４】
１．４．第２シール
第２シール２２は、基板１０の第１面２０の側に接着される。第２シール２２は、フィルム又はシート状の形状を有する。第２シール２２の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。第２シール２２の平面的な外形形状は、基板１０の平面的な外形形状と一致していてもいなくてもよい。第２シール２２は遠心でウェル２４に試料４０を分注した後に、分注で用いた第１シール１４を基板１０の第１面２０から剥がし、第２シール２２を基板１０の第１面２０に接着することにより、ウェル２４へ通じる貫通孔２８を塞ぎ、ウェル２４を密閉することができる（図５参照）。
【００５５】
第２シール２２の材質としては、接着後に基板１０から剥がれることのない接着力を有するものがよい。例えば、有機材料（ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂及び各種のゴム）や、有機材料と無機材料の複合材料を挙げることができる。チップキット２を、ＰＣＲの反応チップとして使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、第２シール２２は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。チップキット２をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、第２シール２２の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。またなお、チップキット２をＰＣＲのチップとして用いる場合は、第２シール２２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。
【００５６】
また、第２シール２２の材質には、基板１０と同様に、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、又はＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、又はＣｒの炭化物などの黒色物質を配合することができる。第２シール２２の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。さらに、後述するウェル２４をチップキット２の外部から観察するような用途にチップキット２を用いる場合には、必要に応じて、第２シール２２の材質を透明なものとすることができる。第２シール２２は、例えば、フィルム成形、シート成形、射出成形、プレス成形などの方法によって、成形、加工することができる。
【００５７】
第２シール２２は、基板１０の第１面２０と接着される面（第２シール面ｂ）と、一番外側となる第２シール面ａが表裏となっている。すなわち、第２シール面ｂが基板１０の第１面２０に面するように設けられる。第２シール面ｂは、接着性を有してもよい。表面が接着性を有する場合には、チップキット２のウェル２４の内部に液体が充填されても、漏れないような接着力とすることが好ましい。さらにその接着剤は、ＰＣＲ等の反応を阻害しないようなものが好ましい。
【００５８】
Ｂ．実施例の動作
次に、本例の動作について説明する。
以上説明したチップキット２は、広範な用途に使用することができるが、以下、チップキット２をＰＣＲのためのチップとして用いる場合を例として、その使用方法を説明する。
【００５９】
図４は、本実施形態に係るシール流路内に試料が満たされている様子を示す図である。第１シール１４の材質が、孔を開けても密閉できるようなものであれば、第１シール１４を基板１０の第１面２０に接着した後、チップ等で孔を開けてリザーバー２６に試料４０を入れる。また、第１シール１４が孔を開けられないようなものであったり、孔を開けたら密閉できないようなものであったりすれば、先に試料４０をリザーバー２６に入れてから第１シール１４をしてもよい。試料４０の状態は、液体である。
【００６０】
図５は、本実施形態に係る遠心分注の過程図（ウェルに液体残る）である。
まず、標的核酸を含む試料４０を調製する。ＰＣＲの試料としては、標的核酸、プライマーＤＮＡ、ＰＣＲマスターミックス（例えば、ポリメラーゼ、ヌクレオチド、及びＭｇＣｌ2等の補酵素を含む）を含む水溶液を例示することができる。試料４０において、測定対象となる標的核酸としては、例えば、血液、尿、唾液、髄液等から抽出されたＤＮＡ又はＲＮＡから逆転写したｃＤＮＡ等が挙げられる。試料４０の量は、ウェル２４と貫通孔２８と溝３０との全体の容積に応じて適宜決定されるが、例えば複数のウェル２４の総容積と同じか又は前記総容積より多いことが好ましく、複数のウェル２４により確実に試料４０を充填できる点で、複数のウェル２４の総容積より多いことがより好ましい。
【００６１】
次に、試料４０をチップキット２のリザーバー２６に収容する（図５（Ｂ）参照）。この時点では、バイオ反応プレート１０のウェル２４の内部には、試料４０は導入されておらず、試薬３８等が各ウェル２４に配置されている。試薬３８等としては、プライマーＤＮＡや蛍光プローブＤＮＡを例示することができる。また、リザーバー２６に被検液４０を入れる方法は、特に限定されず、既に述べたように、例えば、第１シール１４を装着する前に行ってもよいし、第１シール１４が装着された後にあっては、第１シール１４のリザーバー２６に対応する領域に孔を形成して該孔から供給してもよい。よって、リザーバー２６に試料４０を入れた後、第１シール１４によって密閉できればよい。
【００６２】
又は、図６に示すように、基板１０の第１面２０に第１シール１４を接着するとき、基板１０の第１面２０のリザーバー２６上に供給スペース５６が位置するため、シール内がリザーバーとなり、リザーバーとしての役割を果たすこともできる。
図６は、本実施形態に係るリザーバー内部がシールで覆われていない状態の遠心分注の過程を示す図である。
【００６３】
次に、バイオ反応プレート１０に、リザーバー領域３２の側からウェル領域３４の側に向かう慣性力又は圧力を作用させる。本実施形態では、慣性力は遠心機によって印加される。遠心機の回転軸Ｒは、バイオ反応プレート１０のリザーバー領域３２から見て、ウェル領域３４と反対側に配置される。遠心機を運転して、バイオ反応プレート１０に慣性力（遠心力）が発生すると、図５（Ｃ）に示すように、リザーバー２６の中の試料４０が、回転軸Ｒから遠ざかる方向、すなわちウェル領域３４に向かう方向に加速度Ｇ（図中矢印）を受ける。そして加速度Ｇを受けている状態では、第１シール１４の内部の流路１２を試料４０が通り、試料４０は、ウェル領域３４に向かって該間隙内を移送され、基板１０のウェル領域３４に形成されたウェル２４に通じる貫通孔２８から、慣性力でウェル２４の内部の空気と入れ替わることによって試料４０がウェル２４に導入される。ウェル２４に導入された試料４０は、ウェル２４の内部に予め配置された試薬３８等と混合される。
【００６４】
これによれば、リザーバー２６又は第１シール１４の供給スペース５６に収容された試料４０は、密閉空間内を遠心力によって、各ウェル２４に充填される。遠心力を用いるため、ウェル２４に空気が入ることなく充填することが可能となる。
【００６５】
又は、図７に示すように、廃液スペース４２を設けて、圧力によってリザーバー２６の試料４０をウェル２４に分注することも可能である。
図７は、本実施形態に係る廃液リザーバー（圧力分注）の遠心分注の過程を示す図である。
【００６６】
これによれば、リザーバー２６又は第１シール１４で囲まれたリザーバー２６に収容された試料４０は、密閉空間内を圧力によって、各ウェル２４に充填されることが可能となる。
【００６７】
ウェル２４に試料４０を充填できたら、分注に用いた流路１２を備えた第１シール１４を基板１０の第１面２０から剥がす。その後、第２シール２２を基板１０の第１面２０に接着することにより、ウェル２４を密閉することができる。基板１０が試料４０で濡れていないので、第２シール２２は一度接着されると剥がれにくくなっている。
【００６８】
その後、バイオ反応プレート１０をサーマルサイクラーなどの温度制御装置（図示せず）に導入して、ＰＣＲの反応をウェル２４の内部で行う。ＰＣＲ反応の温度制御の一例としては、５５℃、７４℃、９５℃の３段階の温度変化を数分の周期で繰り返す方法が挙げられる。このような温度サイクルにより、１サイクル当たり標的核酸を２倍に増幅することができる。さらに、ここでは第３シール１８が透明な材質であるため、必要に応じて、第３シール１８の外側から、第３シール１８を介してウェル２４の内部を観察できる。そのため、標的核酸の定量（リアルタイムＰＣＲ）が可能であり、ＰＣＲ反応の途中でも反応の進行状況等を確認することができる。また、バイオ反応プレート１０を用いて、ＳＮＰなどの遺伝子の変異やＤＮＡのメチル化等、ＰＣＲの原理を用いた様々な核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）の解析を行うことができる。
【００６９】
本実施形態によれば、リザーバー２６から試料４０が第１シール１４の内部の流路１２を通ってウェル２４に分注されるため、基板１０の第１面２０を試料４０で濡らすことなくウェル２４に試料４０を分注可能となり、これによって、分注後に第１シール１４を剥がして第２シール２２をすることでウェル２４を密閉することが可能となる。
【００７０】
また、基板１０の第１面２０と第２面１６とは貫通孔２８によってつながっているため、基板１０の第１面２０上に試料４０が流れてきた場合、第１面２０と第２面１６とを貫通する貫通孔２８を試料４０が通り、貫通孔２８と第２面１６の側に開口したウェル２４とを結ぶ浅い溝３０を通り、ウェル２４へと試料４０が流れることによって、ウェル２４へ第１面２０上の試料４０が充填され、さらにこの構造から、ウェル２４に充填された試料４０の逆流を防ぐことが可能となる。
【００７１】
さらに、第１シール１４は基板１０の第１面２０から剥離可能であり、基板１０の第１面２０の側に開口したリザーバー２６に収容された試料４０は第１シール１４で囲まれた空間内にあり、リザーバー２６から第１シール１４の内部の流路１２を通じて流路１２上の孔４４から基板１０の第１面２０の貫通孔２８へと試料４０が通ることが可能となる。
【００７２】
Ｃ．変形例
なお、本発明は上記した実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱したい範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００７３】
Ｃ−１．変形例１
図８は、本変形例のスライド型バイオ反応プレートを示す図である。
上述した実施例において、基板１０の形状をスライド型にすることができる。ウェル２４の配置は自由であるが、遠心力や圧力で第１シール１４の内部の流路１２を通って全てのウェル２４に試料４０が充填される配置がよい。さらに、図８では、試料４０を分注後、基板１０のリザーバー２６部分が切り取れるようなものとなっている。切り取ることにより、ＰＣＲ等の反応にリザーバー２６に残った試料４０を持ち込むことがない。
【００７４】
Ｃ−２．変形例２
図９は、本変形例の円盤型バイオ反応プレートを示す図である。
上述した実施例において、基板１０の形状を円盤型にすることができる。リザーバー２６上の第１シール１４は供給スペース５６があるものにし、試料４０を分注した後に、第１シール１４を剥がすことにより、基板１０上にはリザーバー２６が残らず、試料４０が充填されたウェル２４だけが残る。
【符号の説明】
【００７５】
２…チップキット  １０…基板（バイオ反応プレート）  １２…流路  １４…第１シール  １６…第２面（基板面）  １８…第３シール  ２０…第１面（基板面）  ２２…第２シール  ２４…ウェル  ２６…リザーバー  ２８…貫通孔（導入口）  ３０…溝（導入口）  ３２…リザーバー領域  ３４…ウェル領域  ３６…開口  ３８…試薬  ４０…被検液（試料）  ４２…廃液スペース  ４３…第１シール開口  ４４…孔（第２シール開口）  ４６…１枚目シール  ４８…２枚目シール  ５０…１枚目シール  ５２…２枚目シール  ５４…３枚目シール  ５６…供給スペース。
【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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