(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＣＲを用いた容易なＤＮＡ増幅方法、及び、このＤＮＡ増幅方法を行うための簡易なＤＮＡ増幅構造体、並びにこのＤＮＡ増幅構造体を用いた安価で簡易なＤＮＡ検出装置の提供。【解決手段】ＤＮＡ増幅構造体１５と、検出部２５と、制御部とを中心として構成されるＤＮＡ検出装置１１。ＤＮＡ増幅構造体１５で、ＤＮＡを含む検出用溶液が収納された容器１７の底面と加熱部２１の表面との接触及び非接触を所定回数生じさせてＰＣＲを行い、容器１７内には予め増幅したＤＮＡと結合する蛍光試薬を投入しておき、容器１７を検出部２５側に移動させ、発光素子２６としてのＬＥＤランプを照射して、容器１７内の検出用溶液から発せられた光を受光素子２８で受光して、増幅されたＤＮＡを定量化するＤＮＡ検出装置１１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返して前記ＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、
前記ＤＮＡを収納する前記容器と、加熱を行う加熱部との間の距離を相対的に変化させることでＰＣＲを行う、ＤＮＡ増幅方法。
【請求項２】
容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返して前記ＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、
前記ＤＮＡを収納する前記容器の表面と、前記容器の表面と接触可能な加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことでＰＣＲを行う、ＤＮＡ増幅方法。
【請求項３】
ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な加熱部と、
前記容器の表面と前記加熱部の表面との接触及び非接触を制御する制御部とを備える、ＤＮＡ増幅構造体。
【請求項４】
ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な加熱部と、
前記ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、
前記容器の表面と前記加熱部の表面とを相対的に移動させて前記容器の表面と前記加熱部の表面との接触及び非接触を所定回数生じさせた後、前記容器を前記検出部に移動させる制御部とを備えた、ＤＮＡ検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、発光素子及び受光素子から構成される、請求項４記載のＤＮＡ検出装置。
【請求項６】
容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返して前記ＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、
前記ＤＮＡを収納する前記容器の表面と、高温の第１の加熱部の表面とを接触させて前記ＤＮＡを加熱する第１工程と、
前記容器の表面と、低温の第２の加熱部の表面とを接触させて前記ＤＮＡを冷却する第２工程と、
を繰り返すことでＰＣＲを行う、ＤＮＡ増幅方法。
【請求項７】
ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な第１の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能であって、前記第１の加熱部とはその温度が異なる第２の加熱部と、
前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面との第１の接触と、前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面の第２の接触と、を交互に生じさせる制御部とを備える、ＤＮＡ増幅構造体。
【請求項８】
ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な第１の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能であって、前記第１の加熱部とはその温度が異なる第２の加熱部と、
前記ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、
前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面との第１の接触と、前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面との第２の接触と、を交互に所定回数生じさせた後、前記容器を前記検出部に移動させる制御部とを備える、ＤＮＡ検出装置。
【請求項９】
容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返して前記ＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、
前記ＤＮＡを収納する前記容器の表面と、高温の第１の加熱部の表面とを接触させる第１工程と、
前記容器の表面と、低温の第２の加熱部の表面とを接触させる第２工程と、
前記容器の表面と、中間温の第３の加熱部の表面とを接触させる第３工程と、
を繰り返すことでＰＣＲを行う、ＤＮＡ増幅方法。
【請求項１０】
ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な高温の第１の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能な低温の第２の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能な中間温の第３の加熱部と、
前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面との第１の接触と、前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面との第２の接触と、前記容器の表面と前記第３の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第３の加熱部の表面との第３の接触と、を繰り返させる制御部とを備えた、ＤＮＡ増幅構造体。
【請求項１１】
ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、
ＤＮＡを収納する容器と、
前記容器の表面と接触可能な高温の第１の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能な低温の第２の加熱部と、
前記容器の表面と接触可能な中間温の第３の加熱部と、
前記ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、
前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第１の加熱部の表面との第１の接触と、前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第２の加熱部の表面との第２の接触と、前記容器の表面と前記第３の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う前記容器の表面と前記第３の加熱部の表面との第３の接触と、を所定回数繰り返させた後、前記容器を前記検出部に移動させる制御部とを備える、ＤＮＡ検出装置。
【請求項１２】
前記検出部は、発光素子及び受光素子から構成され、前記発光素子と前記受光素子とが水平方向に同軸直線上で対面するように位置する、請求項４、請求項８、又は請求項１１のいずれかに記載のＤＮＡ検出装置。
【請求項１３】
前記加熱部は、発熱体と、前記発熱体の上に設置され、前記容器の下方部であってＤＮＡが収納された部分が嵌入できる凹みを有する加熱体とを含み、
前記容器は、前記凹みに嵌入した状態で加熱される、請求項３、請求項７、又は請求項１０のいずれかに記載のＤＮＡ増幅構造体。
【請求項１４】
前記加熱部は、発熱体と、前記発熱体の上に設置され、前記容器の下方部であってＤＮＡが収納された部分が嵌入できる凹みを有する加熱体とを含み、
前記容器は、前記凹みに嵌入した状態で加熱される、請求項４、請求項８、請求項１１、又は請求項１２のいずれかに記載のＤＮＡ検出装置。
【請求項１５】
加熱時において前記容器を前記凹みの方向に付勢する付勢手段を更に備えた、請求項１３記載のＤＮＡ増幅構造体。
【請求項１６】
加熱時において前記容器を前記凹みの方向に付勢する付勢手段を更に備えた、請求項１４記載のＤＮＡ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はＤＮＡ増幅方法、ＤＮＡ増幅構造体及びこれを用いたＤＮＡ検出装置に関し、特にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を用いたＤＮＡ増幅方法、ＤＮＡ増幅構造体及びこれを用いたＤＮＡ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリメラーゼ連鎖反応（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ,（以下「ＰＣＲ」と言う）と呼ばれる手法は、ＤＮＡのある生物に特徴的な特定部分だけを選択的に増幅可能な技術で、微生物感染による感染症、インフルエンザ、ＨＩＶ、結核等の検査を行う際には強力な手段となる。ＰＣＲを行うためには、目的微生物、あるいは目的生命体の特有のＤＮＡでかつ、増幅させたい特異な部分の遺伝子配列を増幅させることのできるプライマー、増幅作用の酵素として機能するＤＮＡポリメラーゼ等が必要となる。すでにプライマーの受注生産や、高機能なＤＮＡポリメラーゼが試薬として販売され、またＰＣＲを行う際に必要な温度コントロールを行うことできる装置が発売されている状況で、誰でも簡単にＰＣＲを行うことができる状況にある。
【０００３】
ＰＣＲは様々な生物学的な分析診断に応用可能なことから、手軽にＰＣＲとその後の分析を行うことが可能なＤＮＡ増幅構造体（ＤＮＡ簡易増幅システム）の開発が望まれている。更に、近年では、ベットサイド診断と言われる、その場での迅速な診断が求められており、簡便・迅速・正確に分析が可能な小型装置の開発が切望される状況にある。
【０００４】
ＰＣＲ法は標的とする生命体のＤＮＡ配列のその生命体特異なＤＮＡ配列について、数百万コピーのＤＮＡ断片を原理的に生成することができる。つまり、目的生命体の特異的な配列のみを増幅することができるので、増幅されたＤＮＡによって、目的生命体の濃度、または個数を原理的に測定することができる。
【０００５】
ＰＣＲは、原理的にはサーマルサイクルと呼ばれる三相の温度条件を繰り返すことにより、ＤＮＡの螺旋を熱変性し二重螺旋構造から、一本鎖ＤＮＡの変性（反応温度  約９４℃）、変性されたＤＮＡ一本鎖とプライマーのアニーリング（反応温度  約５５〜６０℃）、及び熱安定性ＤＮＡポリメラーゼ酵素によるプライマーの伸長（反応温度  約７２℃）という個々の反応を順次繰り返すことにより達成される。原理上、ＰＣＲ１回のサイクルで、コピー数を倍にすることが可能で、ＰＣＲの熱サイクルをｎ回繰り返すことによって、２のｎ乗倍に特異的配列の増幅が可能である。ＰＣＲによる病原菌等の定性、定量分析には理想的にはＰＣＲの増幅サイクルが１０〜１５回程度必要で、約１０，０００倍程度まで増幅して定性・定量測定する必要がある。近年においては、酵素や試薬の向上により、二相の温度条件を繰り返すのみで、三相の温度条件と同等に増幅させることが可能な技術も開発されている。
【０００６】
Ｋｏｐｐら（非特許文献１）は、ＰＣＲ反応を効率的に行うため、マイクロチップ内部に蛇行流路を作製しＰＣＲを行う方法を提案している。マイクロチップ内部のＰＣＲ反応溶液が、蛇行流路を通過する際に反応溶液が９５℃（変性）、７２℃（伸長）、及び６０℃（アニーリング）の３つの一定温度帯を通過することでＰＣＲを達成できるシステムで、Ｋｏｐｐらは蛇行流路を内包したマイクロチップを実際に作製し、ヒーターの上にマイクロチップを置くだけでＰＣＲが可能なことを実証している。
【０００７】
一方、ＰＣＲを行うための装置として、例えば、非特許文献２及び非特許文献３に開示された装置が存在する。
【０００８】
図１２は非特許文献２及び非特許文献３それぞれに開示された従来のＰＣＲを行うための装置の外観形状を簡略化して示した図である。
【０００９】
図を参照して、装置７１にあっては、ヒートブロックと呼ばれる熱伝導の良い、例えばアルミニウム合金により作成された鉄塊体７３に、ＰＣＲ反応溶液が封入されるプラスチックの容器７５を挿脱自在な穴７７が作成されており、容器７５を穴７７に差し込んでＰＣＲ反応を行う。この装置７１では、ＰＣＲを行うためにヒートブロック全体の温度を、三相の温度に変化させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ‐Ｆｌｏｗ  ＰＣＲ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ  Ｍａｒｔｉｎ  Ｕ．  Ｋｏｐｐ  ｅｔ  ａｌ．  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８０，１０４６（１９９８）
【非特許文献２】タカラバイオ株式会社  Ｔａｋａｒａ  ＰＣＲ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｙｃｌｅｒ  Ｄｉｃｅ（登録商標）カタログ
【非特許文献３】タカラバイオ株式会社  ＢＩＯ  ＶＩＥＷ  Ｎｏ．５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら非特許文献１に開示されたＫｏｐｐらのシステムでは、チップ内部の蛇行流路内をＰＣＲ反応溶液が一定の速度で前進する必要性があり、マイクロチャンネル内での流速の制御が非常に難しいのが欠点として指摘されている。
【００１２】
加えて、流速の制御には精巧に制御された外部ポンプ装置が必要で、又、送液のためにはチップ内のマイクロチャンネルに的確に接続するための熟練した技術が必要とされる。
【００１３】
更に、確実にＰＣＲを行うためには３０〜４０ターンの蛇行流路に溶液を流す必要性があるため、チップの作製が煩雑で高コストであると共に、チップ内に溶液が吸着してしまうことで、濃度についての正確性が失われてしまう欠点があった。
【００１４】
更に、３０〜４０ターンの蛇行流路内部を、ＰＣＲに必須の酵素を含有した反応溶液を流していくと、酵素が蛇行流路表面に吸着し、反応がうまく進行しなくなるといった致命的な欠陥を抱えていた。尚、このような欠陥は三相及び二相の温度条件で行ったときにも共通であった。
【００１５】
更に、前述の通りマイクロチャンネルで行うＰＣＲは蛇行流路を作製する必要があり、煩雑で高いコストをかける必要性があった。又、マイクロ流路内で押し流された溶液が気化してしまう場合もあり、送液には非常に慎重で精密なコントロールが必要であった。
【００１６】
そのため、より簡便な原理でＰＣＲを行える機構装置（システム）の開発が切望される状況にあった。
【００１７】
一方で、マイクロチャンネルを使用せず図１２で示したヒートブロックを使用したような従来の装置７１では、ヒートブロックの温度条件を瞬時に変化させるための温度可変型の高性能熱源の必要性があるが、９５℃から６０℃の温度差を一気に変化させることは難しいのが現状であった。
【００１８】
又、この装置７１にあっては、ヒートブロック全体の温度を上下させること、特に、最大９５℃、温度差約５０℃を変化させる必要があるためにＰＣＲの効率も悪く、数時間もかかる場合がある。
【００１９】
更にサンプルの採取、ＤＮＡの抽出、ＰＣＲ、検出、データ処理から構成される一連のＰＣＲ診断において、これらの方法は、ＰＣＲの部分のみを行うことができるものであって、実際の診断におけるサンプルの採取から測定、計測まで、煩雑な操作が必要になっていた。そのため、ＰＣＲから測定・診断まで一連して行うことのできる簡易システムが切望されていた。
【００２０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ＰＣＲを用いた容易なＤＮＡ増幅方法、及び、このＤＮＡ増幅方法を行うための簡易なＤＮＡ増幅構造体、並びにこのＤＮＡ増幅構造体を用いた安価で操作が容易なＤＮＡ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返してＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、ＤＮＡを収納する容器と、加熱を行う加熱部との間の距離を相対的に変化させることでＰＣＲを行うものである。
【００２２】
このように構成すると、容器と加熱部との間の距離を相対的に変化させることで、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を形成することができる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返してＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、ＤＮＡを収納する容器の表面と、容器の表面と接触可能な加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことで、ＰＣＲを行うものである。
【００２４】
このように構成すると、容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を形成することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な加熱部と、容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を制御する制御部とを備えるものである。
【００２６】
このように構成すると、容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することができる。
【００２７】
請求項４記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な加熱部と、ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、容器の表面と加熱部の表面とを相対的に移動させて容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を所定回数生じさせた後、容器を検出部に移動させる制御部とを備えたものである。
【００２８】
このように構成すると、同一の装置でＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡを検出することができる。
【００２９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、検出部は、発光素子及び受光素子から構成されるものである。
【００３０】
このように構成すると、受光した発光強度に基づいて増幅したＤＮＡを定量化することができる。
【００３１】
請求項６記載の発明は、容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返してＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、ＤＮＡを収納する容器の表面と、高温の第１の加熱部の表面とを接触させてＤＮＡを加熱する第１工程と、容器の表面と、低温の第２の加熱部の表面とを接触させてＤＮＡを冷却する第２工程と、を繰り返すことでＰＣＲを行うものである。
【００３２】
このように構成すると、容器の表面と第１の加熱部又は第２の加熱部との接触によって、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができる。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮される。
【００３３】
請求項７記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な第１の加熱部と、容器の表面と接触可能であって、第１の加熱部とはその温度が異なる第２の加熱部と、容器の表面と第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第１の加熱部の表面との第１の接触と、容器の表面と第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第２の加熱部の表面の第２の接触と、を交互に生じさせる制御部とを備えるものである。
【００３４】
このように構成すると、第１の接触と第２の接触とを繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することが安定的にできる。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮される。
【００３５】
請求項８記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な第１の加熱部と、容器の表面と接触可能であって、第１の加熱部とはその温度が異なる第２の加熱部と、ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、容器の表面と第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第１の加熱部の表面との第１の接触と、容器の表面と第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第２の加熱部の表面との第２の接触と、を交互に所定回数生じさせた後、容器を検出部に移動させる制御部とを備えるものである。
【００３６】
このように構成すると、同一の装置でＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出ができる。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮される。
【００３７】
請求項９記載の発明は、容器に収納されたＤＮＡの加熱及び冷却を繰り返してＤＮＡをＰＣＲにより増幅させるＤＮＡ増幅方法であって、ＤＮＡを収納する容器の表面と、高温の第１の加熱部の表面とを接触させる第１工程と、容器の表面と、低温の第２の加熱部の表面とを接触させる第２工程と、容器の表面と、中間温の第３の加熱部の表面とを接触させる第３工程と、を繰り返すことでＰＣＲを行うものである。
【００３８】
このように構成すると、容器の表面と第１の加熱部、第２の加熱部、又は第３の加熱部との接触によって容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができると共に、中間温度状態の維持が容易となる。
【００３９】
請求項１０記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡの増幅を行うためのＤＮＡ増幅構造体であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な高温の第１の加熱部と、容器の表面と接触可能な低温の第２の加熱部と、容器の表面と接触可能な中間温の第３の加熱部と、容器の表面と第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第１の加熱部の表面との第１の接触と、容器の表面と第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第２の加熱部の表面との第２の接触と、容器の表面と第３の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第３の加熱部の表面との第３の接触と、を繰り返させる制御部とを備えたものである。
【００４０】
このように構成すると、容器の表面と第１の加熱部、第２の加熱部、又は第３の加熱部との接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することができると共に、中間温度状態の維持が容易となる。
【００４１】
請求項１１記載の発明は、ＰＣＲを用いたＤＮＡ検出装置であって、ＤＮＡを収納する容器と、容器の表面と接触可能な高温の第１の加熱部と、容器の表面と接触可能な低温の第２の加熱部と、容器の表面と接触可能な中間温の第３の加熱部と、ＰＣＲによって増幅したＤＮＡを検出する検出部と、容器の表面と第１の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第１の加熱部の表面との第１の接触と、容器の表面と第２の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第２の加熱部の表面との第２の接触と、容器の表面と第３の加熱部の表面とを相対的に移動させて行う容器の表面と第３の加熱部の表面との第３の接触と、を所定回数繰り返させた後、容器を検出部に移動させる制御部とを備えるものである。
【００４２】
このように構成すると、同一の装置でＤＮＡの安定的な増幅及び増幅したＤＮＡの検出ができる。
【００４３】
請求項１２記載の発明は、請求項４、請求項８、又は請求項１１のいずれかに記載の発明の構成において、検出部は、発光素子及び受光素子から構成され、発光素子と受光素子とが同軸直線上で対面するように位置するものである。
【００４４】
このように構成すると、受光した発光強度に基づいて増幅したＤＮＡを定量化することができる。
【００４５】
請求項１３記載の発明は、請求項３、請求項７、又は請求項１０のいずれかに記載の発明の構成において、加熱部は、発熱体と、発熱体の上に設置され、容器の下方部であってＤＮＡが収納された部分が嵌入できる凹みを有する加熱体とを含み、容器は、凹みに嵌入した状態で加熱されるものである。
【００４６】
このように構成すると、容器に収納されたＤＮＡは、加熱体を介して熱対流によって加熱される。
【００４７】
請求項１４記載の発明は、請求項４、請求項８、請求項１１、又は請求項１２のいずれかに記載の発明の構成において、加熱部は、発熱体と、発熱体の上に設置され、容器の下方部であってＤＮＡが収納された部分が嵌入できる凹みを有する加熱体とを含み、容器は、凹みに嵌入した状態で加熱されるものである。
【００４８】
このように構成すると、容器に収納されたＤＮＡは、加熱体を介して熱対流によって加熱される。
【００４９】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の発明の構成において、加熱時において容器を凹みの方向に付勢する付勢手段を更に備えたものである。
【００５０】
このように構成すると、容器が加熱部に向かって付勢される。
【００５１】
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の発明の構成において、加熱時において容器を凹みの方向に付勢する付勢手段を更に備えたものである。
【００５２】
このように構成すると、容器が加熱部に向かって付勢される。
【発明の効果】
【００５３】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、容器と加熱部との間の距離を相対的に変化させることで、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を形成することができるため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化し、更に効率的なＰＣＲを行うことができる。
【００５４】
請求項２記載の発明は、容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を形成することができるため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化し、更に効率的なＰＣＲを行うことができる。
【００５５】
請求項３記載の発明は、容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することができるため、ＤＮＡ増幅構造体の小型化が実現できる。
【００５６】
請求項４記載の発明は、同一の装置でＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡを検出することができるため、使い勝手が良い。又、ＤＮＡの増幅から増幅したＤＮＡの検出までに要する時間を短縮できる。
【００５７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、受光した発光強度に基づいて増幅したＤＮＡを定量化することができるため、ＤＮＡの検出が容易となる。
【００５８】
請求項６記載の発明は、容器の表面と第１の加熱部又は第２の加熱部との接触によって、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができるため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化する。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮されるため、ＰＣＲに要する時間が短縮され、更に効率的なＰＣＲを行うことができる。
【００５９】
請求項７記載の発明は、第１の接触と第２の接触とを繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することが安定的にでき、又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮されるため、ＰＣＲに要する時間が短縮されたＤＮＡ増幅構造体の小型化が実現できる。
【００６０】
請求項８記載の発明は、同一の装置でＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出ができるため、使い勝手が良い。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮されるため、ＤＮＡの増幅から増幅したＤＮＡの検出までに要する時間が短縮される。更に、ＰＣＲに要する時間がより短縮される。
【００６１】
請求項９記載の発明は、容器の表面と第１の加熱部、第２の加熱部、又は第３の加熱部との接触によって容器内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができると共に、中間温度状態の維持が容易となるため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化すると共に、ＰＣＲの安定性が向上する。
【００６２】
請求項１０記載の発明は、容器の表面と第１の加熱部、第２の加熱部、又は第３の加熱部との接触を繰り返すことで、容器内のＤＮＡを所定の周期で加熱及び冷却することができると共に、中間温度状態の維持が容易となるため、安定的なＰＣＲを行うことができるＤＮＡ増幅構造体の小型化が実現できる。
【００６３】
請求項１１記載の発明は、同一の装置でＤＮＡの安定的な増幅及び増幅したＤＮＡの検出ができるため、使い勝手が良い。又、ＤＮＡの増幅から増幅したＤＮＡの検出までに要する時間が短縮される。更に、ＰＣＲの安定性が向上する。
【００６４】
請求項１２記載の発明は、請求項４、請求項８、又は請求項１１のいずれかに記載の発明の効果に加えて、受光した発光強度に基づいて増幅したＤＮＡを定量化することができるため、ＤＮＡの検出が容易となる。又、検出位置の変更や調整に有利である。更に、ＤＮＡ検出装置をより小型化できる。
【００６５】
請求項１３記載の発明は、請求項３、請求項７、又は請求項１０のいずれかに記載の発明の効果に加えて、容器に収納されたＤＮＡは、加熱体を介して熱対流によって加熱されるため、効率的な加熱制御となる。
【００６６】
請求項１４記載の発明は、請求項４、請求項８、請求項１１、又は請求項１２のいずれかに記載の発明の効果に加えて、容器に収納されたＤＮＡは、加熱体を介して熱対流によって加熱されるため、効率的な加熱制御となる。
【００６７】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の発明の効果に加えて、容器が加熱部に向かって付勢されるため、加熱状態が安定する。
【００６８】
請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の発明の効果に加えて、容器が加熱部に向かって付勢されるため、加熱状態が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図２】図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の他の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図３】図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の更に他の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図４】図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の制御ブロック図である。
【図５】図１に示したＤＮＡ増幅構造体の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図６】実施例１において唾液中にＰ．ｇ．菌が存在したときのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。
【図７】実施例１において唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していないときのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。
【図８】実施例２におけるＰ．ｇ．菌ＤＮＡのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。
【図９】実施例２におけるＴ．ｄ．菌ＤＮＡのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。
【図１０】実施例２におけるＴ．ｆ．菌ＤＮＡのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。
【図１１】表９に示した測定結果をグラフ化した図である。
【図１２】非特許文献２及び非特許文献３それぞれに開示された従来のＰＣＲを行うための装置の外観形状を簡略化して示した図である。
【図１３】この発明の第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図であって、図１に対応するものである。
【図１４】ＰＣＲ中の時間経過によるＤＮＡの温度変化を模式的に示すグラフであって、（１）は第１の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものであり、（２）は第２の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものである。
【図１５】この発明の第３の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図であって、図１に対応するものである。
【図１６】ＰＣＲ中の時間経過によるＤＮＡの温度変化を模式的に示すグラフであって、図１４に対応するものであり、第３の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものである。
【図１７】この発明の第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の第１の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図１８】図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第２の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図１９】図１８で示したＡ部分の内部の拡大端面図である。
【図２０】図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第３の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図２１】図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第４の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【図２２】図１７に対応した図であって、容器が検出部に移動したＤＮＡ検出装置の第５の動作状態を概略的に示した正面図である。
【図２３】図２２で示したＢ部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図１はこの発明の第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図であり、図２は図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の他の外観形状を概略的に示した正面図であり、図３は図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の更に他の外観形状を概略的に示した正面図であり、図４は図１に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の制御ブロック図である。
【００７１】
これらの図を参照して、ＤＮＡ検出装置１１は、ＤＮＡ増幅構造体１５と、検出部２５と、制御部３５（図１〜図３には図示せず）とを中心として構成されている。
【００７２】
ＤＮＡ増幅構造体１５は、容器１７を保持する容器ホルダー１８と、容器ホルダー１８を支持する支持部１９と、加熱部としてのプレート状のヒーター２１とを中心として構成されている。
【００７３】
容器１７には後述する唾液サンプル等が収納される。尚、容器１７の材質としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、エラストマー等の熱可塑性樹脂が挙げられる。又、容器１７の形状や大きさは、後述するようにして容器１７の底面（表面）とヒーター２１の表面とが接触したときに、容器１７内の唾液サンプル等が所定の温度で加熱される構成であれば良い。尚、加熱部をプレート状のヒーター２１とする場合には、容器１７として、例えば従来のＰＣＲ専用の市販のＰＣＲチューブ（例えば、材質：ポリプロピレン、サイズ：直径０．６３ｃｍ〜０．６４ｃｍ、深さ２．１８ｃｍ〜２．１９ｃｍ、厚さ０．０１ｃｍ〜０．０５ｃｍ）を使用することができる。
【００７４】
支持部１９は、容器ホルダー１８を支持するように構成されている。
【００７５】
容器ホルダー１８は、容器１７の底面がヒーター２１の表面と水平になるようにして容器１７を保持するように構成されている。
【００７６】
ヒーター２１は、容器１７の底面と接触するヒーター２１の表面温度を調整自在に構成されている。
【００７７】
検出部２５は、ＤＮＡ増幅構造体１５によって増幅されたＤＮＡを検出するものであり、発光素子２６と受光素子２８とを備えている。
【００７８】
本実施の形態では、発光素子２６として、有効波長が４５０ｎｍ〜５７０ｎｍのＬＥＤランプが設けられている。尚、図１〜図３の各々に示すように、発光素子２６にバンドパスフィルター２７を取り付けて、発光素子２６から発せられる光の透過波長範囲を３６０ｎｍ〜８４０ｎｍにおいて調節しても良い。
【００７９】
又、受光素子２８として、有効波長が３００ｎｍ〜８２０ｎｍのフォトダイオードが設けられている。尚、図１〜図３の各々に示すように、受光素子２８にバンドパスフィルター２９を取り付けて、受光素子２８の分光感度を５００ｎｍ〜８４０ｎｍの範囲としても良い。
【００８０】
制御部３５（図１〜図３には図示せず）は、支持部１９に対して容器ホルダー１８が上下方向にスライド自在に移動するように制御する。そして容器ホルダー１８が最下位に位置したときに、容器１７の底面はヒーター２１の表面と接触するように設定されている。尚、容器ホルダー１８のスライド移動の詳細については後述する。
【００８１】
又、制御部３５は、ＤＮＡ増幅構造体１５においてＤＮＡの増幅が行われた後、容器ホルダー１８に保持された容器１７が、検出部２５側に移動するように支持部１９を制御する。
【００８２】
更に、制御部３５は、検出部２５において、容器１７が発光素子２６の上方に配置されたときに、発光素子２６のＬＥＤランプが容器１７に向かって発光するように発光素子２６を制御する。
【００８３】
更に、制御部３５は、後述する方法によって容器１７内の検出用溶液から発せられた光を受光するように受光素子２８を制御する。
【００８４】
尚、検出部２５において、容器１７、発光素子２６、及び受光素子２８のそれぞれは、発光素子２６のＬＥＤランプから容器１７に向かって光を発することができると共に、容器１７内の検出用溶液から発せられた光を受光素子２８で受光できるように配置されていれば良い。
【００８５】
しかしながら、ＤＮＡ検出装置１１全体の小型化を実現するためには、容器１７が発光素子２６の上方に配置されたときに、容器１７と受光素子２８との間の水平距離（図３に示す距離「ｘ」）は、０．１ｃｍ〜３．０ｃｍとするのが好ましく、０．５ｃｍ〜２．５ｃｍとするのがより好ましい。又、容器１７が発光素子２６の上方に配置されたときに、容器１７の底面から発光素子２６の上方までの垂直距離（図３に示す距離「ｙ」）は、０．１ｃｍ〜３．０ｃｍとするのが好ましく、０．５ｃｍ〜２．５ｃｍとするのがより好ましい。
【００８６】
次に、本実施の形態に係るＤＮＡ増幅構造体１５における、容器ホルダー１８のスライド移動について具体的に説明する。
【００８７】
図５は図１に示したＤＮＡ増幅構造体の外観形状を概略的に示した正面図である。
【００８８】
図を参照して、ＤＮＡ増幅構造体１５は、同図（１）に示すように、容器ホルダー１８が最下位に位置したときに、容器１７の底面がヒーター２１の表面と接触するように設定されている。
【００８９】
次に同図の（２）に示すように、容器ホルダー１８は、容器１７の底面とヒーター２１の表面とが接触している状態（図５の（１）の状態）から、容器１７の底面とヒーター２１の表面との間の垂直距離がｈｍａｘとなるまで支持部１９に対してスライド上昇移動できるように設定されている。
【００９０】
又、容器ホルダー１８は、容器１７の底面とヒーター２１の表面との間の垂直距離がｈｍａｘとなると、容器１７の底面がヒーター２１の表面と接触するまで支持部１９に対してスライド下降移動できるように設定されている。
【００９１】
従ってＤＮＡ増幅構造体１５によれば、容器１７の底面とヒーター２１の表面との接触及び非接触を繰り返すことができる。
【００９２】
次に、本実施の形態に係るＤＮＡ検出装置１１を使用して、ヒトの唾液から歯周病の原因となる菌の一種であるＰ．ｇ．菌を検出する方法について説明する。
【００９３】
はじめに、ＤＮＡ検出装置１１において使用する唾液サンプルについて説明する。
【００９４】
唾液サンプルとは、唾液、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、及び超純水を含んでなるものである。
【００９５】
尚、本実施の形態において、唾液は、ヒトの口腔内から採取されたものとする。
【００９６】
又、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）は、１０×リン酸緩衝生理食塩水を水で１０倍希釈したものである。尚、希釈前の１０×リン酸緩衝生理食塩水の濃度は特に限定されるものでないが、１００ｍＭリン酸ナトリウム、及び、９．０％ＮａＣｌを含むｐＨ＝６．８±０．１（２５℃）であることが好ましい。
【００９７】
更に、唾液サンプル中に含まれる超純水は、減菌超純水であることが好ましい。
【００９８】
更に、唾液とリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）との割合（体積比）は、唾液：リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）＝１：０．１〜２．０、好ましくは、唾液：リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）＝１：０．５〜１．５とすれば良い。
【００９９】
次に、本実施の形態において使用する検出用溶液について説明する。
【０１００】
本実施の形態において、検出用溶液とは、水、緩衝液としての１０×ＴＥバッファ、３０ｍＭ  ＭｇＣｌ２溶液、ｄＮＴＰ、１００μＭプライマーＩ、１００μＭプライマーＩＩ、ＤＮＡポリメラーゼ、蛍光試薬としてのＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩ、及び上述した唾液サンプルを含んでなるものである。
【０１０１】
上述の検出用溶液において、水の種類は特に限定されるものではないが、純水であることが好ましく、超純水（純度：９９．０００％〜９９．９９９％）であることがより好ましい。
【０１０２】
又、上述の検出用溶液において、緩衝液としての１０×ＴＥバッファ、３０ｍＭ  ＭｇＣｌ２溶液の組成は、１００ｍＭ  Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、５００ｍＭ  ＫＣｌ、１５ｍＭ  ＭｇＣｌ２を組成とする。
【０１０３】
更に、上述の検出用溶液において、ｄＮＴＰとは、４種類のデオキシリボヌクレオチド三リン酸（ｄＡＴＰ、ｄＣＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰ）をそれぞれ２．５ｍＭ含むナトリウム塩水溶液である。
【０１０４】
更に、上述の検出用溶液において、プライマーＩ、プライマーＩＩは、それぞれ表１に示す配列を有するものである。
【０１０５】
【表１】
2016112015.tif 000003
更に、上述の検出用溶液において、ＤＮＡポリメラーゼは、その濃度が５Ｕ／μＬである。
【０１０６】
更に、上述の検出用溶液において、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩとは、ＰＣＲによって増幅したＤＮＡと特異的に結合することで青色光（最大吸収波長：４９７ｎｍ）を吸収し、緑色光（最大吸収波長：５２０ｎｍ）の蛍光を発する試薬である。尚、本実施の形態では、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩを水で１００００倍に希釈したものを使用する。
【０１０７】
尚、検出用溶液中、水は、５５．００重量％〜６５．００重量％、好ましくは５７．００重量％〜６３．００重量％含まれていれば良い。
【０１０８】
又、検出用溶液中、緩衝液としての１０×ＴＥバッファ、３０ｍＭ  ＭｇＣｌ２溶液は、７．００重量％〜１２．００重量％、好ましくは８．００重量％〜１１．００重量％含まれていれば良い。
【０１０９】
更に、検出用溶液中、ｄＮＴＰは、５．００重量％〜１０．００重量％、好ましくは６．００重量％〜９．００重量％含まれていれば良い。
【０１１０】
更に、検出用溶液中、１００μＭプライマーＩは、０．０１重量％〜０．４０重量％、好ましくは０．１０重量％〜０．３０重量％含まれていれば良い。
【０１１１】
更に、検出用溶液中、１００μＭプライマーＩＩは、０．０１重量％〜０．４０重量％、好ましくは０．１０重量％〜０．３０重量％含まれていれば良い。
【０１１２】
更に、検出用溶液中、ＤＮＡポリメラーゼは、０．１０重量％〜１．００重量％、好ましくは０．３０重量％〜０．７０重量％含まれていれば良い。
【０１１３】
更に、検出用溶液中、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩは、１０．００重量％〜３０．００重量％、好ましくは１５．００重量％〜２５．００重量％含まれていれば良い。
【０１１４】
更に、検出用溶液中、唾液サンプルは、０．１０重量％〜５．００重量％、好ましくは１．５０重量％〜３．５０重量％含まれていれば良い。
【０１１５】
次に、本実施の形態に係るＤＮＡ検出装置１１を使用して、上述の容器１７（図１参照）に含まれる唾液から、歯周病の原因となるＰ．ｇ．菌を検出する方法について説明する。尚、以下ではＤＮＡ検出装置１１を室温（２６℃）で使用する場合について説明するが、ＤＮＡ検出装置１１が設置される環境温度は特に限定されるものではない。
【０１１６】
再度図１と図５の（１）とを参照して、初めに上述の検出用溶液を含む容器１７をＤＮＡ増幅構造体１５の容器ホルダー１８に取り付ける。このとき、容器１７中の検出用溶液の量は特に限定されるものではないが、容器１７の容積に対して最大量加えることが好ましく、又、容器１７の上方は蓋（図示せず）をして検出用溶液の蒸発を防ぐことが好ましい。
【０１１７】
次に、容器１７の底面とヒーター２１の表面とを接触させる。このとき、ヒーター２１の表面温度は、９５℃〜１５０℃、好ましくは１１０℃〜１３０℃に設定すれば良い。尚、ＤＮＡ検出装置１１が室温（２６℃）に設置されているときには、ヒーター２１の周辺の温度は約３０℃となる。
【０１１８】
又、容器１７の底面とヒーター２１の表面との接触面積は、０．００１ｃｍ２〜１．００ｃｍ２、好ましくは０．００８ｃｍ２〜０．８００ｃｍ２とすれば良い。
【０１１９】
更に、容器１７の底面とヒーター２１の表面との接触時間は、１秒〜１２０秒、好ましくは５秒〜８０秒とすれば良い。
【０１２０】
このような条件下で容器１７の底面とヒーター２１の表面とを接触させることで、容器１７内の温度は９５℃となる。その際、容器１７内の唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していれば、Ｐ．ｇ．菌の二本鎖ＤＮＡは熱変性によって遊離して、一本鎖ＤＮＡとなる。
【０１２１】
次に、再度図２及び図５の（２）を参照して、容器１７の底面とヒーター２１の表面との間の垂直距離が、図５の（２）に示す距離ｈｍａｘになるまで容器１７を上昇移動させる。このとき、距離ｈｍａｘは、０．１ｃｍ〜３．００ｃｍ、好ましくは０．５ｃｍ〜２．００ｃｍに設定すれば良い。
【０１２２】
そして、容器１７の底面の位置がｈｍａｘに到達したら、今度は容器１７の底面がヒーター２１の表面と接触するまで容器１７を下降移動させる。尚、容器１７の底面がヒーター２１から離れて上昇移動した後、再度ヒーター２１の表面と接触するまでの時間、即ち容器１７の表面とヒーター２１の表面とが接触していない時間は、１秒〜２４０秒、好ましくは１５秒〜１６０秒とすれば良い。
【０１２３】
本実施の形態に係るＤＮＡ増幅構造体１５によれば、容器１７が上昇移動して、容器１７の底面がヒーター２１の表面から離れることで容器１７内は冷却される。そして容器１７の底面の位置がｈｍａｘに到達、保持されこの間、容器１７内の温度は６４℃に向かって移行する。そうすると、熱変性によって得られた一本鎖のＤＮＡには、容器１７中に含まれていたＤＮＡプライマーＩ、プライマーＩＩが結合し、その後ＤＮＡの増幅が行われる。
【０１２４】
このように容器１７の底面がヒーター２１の表面と接触した状態から、容器１７が上昇移動し、容器１７の底面とヒーター２１の表面との間の距離がｈｍａｘとなった後、所定時間保持し、その後容器１７が下降移動して再び容器１７の底面がヒーター２１の表面と接触するまでの工程を１サイクルとすると、ＤＮＡ増幅構造体１５では、１サイクル〜７０サイクル、好ましくは１０サイクル〜５０サイクル繰り返せば良い。そうすれば、容器１７内の唾液中にＰ．ｇ．菌が存在する場合、ＰＣＲによってＰ．ｇ．菌のＤＮＡは効率よく増幅する。この際、サイクルを繰り返す時のヒーター温度設定は１つに限定される訳ではなく、サイクル中に変化させても良い。
【０１２５】
尚、ＤＮＡ増幅構造体１５によれば、容器１７の上昇時及び下降時の各々の移動速度はＤＮＡの増幅には無関係であるため、容器の移動速度を速く設定することで、ＤＮＡの増幅から、後述する増幅されたＤＮＡの検出までに要する時間を短縮することができる。
【０１２６】
最後に再び図３を参照して、ＤＮＡ増幅構造体１５による上述の操作後、容器１７を検出部２５側に移動させる。このとき、容器１７内の唾液にＰ．ｇ．菌が存在していれば、ＰＣＲによって増幅したＰ．ｇ．菌のＤＮＡは、容器１７内のＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩと結合状態にある。従って、容器１７に向かって発光素子２６のＬＥＤ光を照射すると、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩと結合したＰ．ｇ．菌ＤＮＡは、ＬＥＤランプの光を吸収して、緑色光を発する。そのため受光素子２９としての検出素子で緑色光を受光すれば、唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していたことになる。
【０１２７】
尚、唾液中に存在するＰ．ｇ．菌の数が多いほど、緑色光の強度は高くなる。従って、ＤＮＡ検出装置１１によれば、受光部２８で受光する緑色光の強度から、唾液中にどの程度の数のＰ．ｇ．菌が存在していたかを定量化することができる。
【０１２８】
尚、上記の実施の形態では、ＤＮＡ検出装置を使用したＰ．ｇ．菌の検出方法について説明したが、本発明に係るＤＮＡ検出装置によれば、同様の操作によってＴｒｅｐｏｎｅｍａ ｄｅｎｔｉｃｏｌａ、Ｔａｎｎｅｒｅｌｌａ ｆｏｒｓｙｔｈｅｎｓｉｓ等の歯周病の原因となる他の菌を検出することができる他、ＤＮＡを持つすべての生命体の検出が可能となる。
【０１２９】
又、上記の実施の形態では、ＤＮＡ増幅構造体は特定構造を有しているが、少なくとも容器又は加熱部の一方を移動させることで容器の表面と加熱部の表面との接触及び非接触を所定の条件下で繰り返すことができる構造か、又は、ＤＮＡを収納する容器と、加熱を行う加熱部との間の距離を相対的に変化させることができる構造であれば、他の構造であっても良い。
【０１３０】
更に、上記の実施の形態では、ＤＮＡ増幅構造体において、容器を上下に移動させることで容器の底面と加熱部の表面との接触及び非接触状態を構成しているが、容器の表面と加熱部の表面とを相対的に移動させることができるのであれば、他の構成としても良い。
【０１３１】
更に、上記の実施の形態では、ＤＮＡ検出装置において、容器を検出部に移動させる構成としているが、容器と検出部を相対的に移動させることができるのであれば、他の構成としても良い。
【０１３２】
更に、上記の実施の形態では、受光した発光強度によって増幅されたＤＮＡを検出する構成としているが、他の手段によって検出する構成としても良い。
【０１３３】
図１３はこの発明の第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図であって、図１に対応するものである。
【０１３４】
図を参照して、ＤＮＡ検出装置４１は、ＤＮＡ増幅構造体４５と、検出部２５と、制御部３６（図示せず）とを中心として構成されている。
【０１３５】
尚、ＤＮＡ検出装置４１は、第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置１１と基本的に同様の構成であるため、第２の加熱部が加えられたことにより生じた差異点等を中心に説明する。又、サンプルや試薬等についても、第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置１１において用いるものと同様のものを用いることができる。
【０１３６】
ＤＮＡ増幅構造体４５は、容器１７を保持する容器ホルダー１８と、容器ホルダー１８を支持する支持部４９と、第１の加熱部としてのプレート状の第１のヒーター３１と、第２の加熱部としてのプレート状の第２のヒーター３２とを中心として構成されている。
【０１３７】
容器１７には、第１の実施の形態におけるものと同様に、唾液サンプル等のＤＮＡを含んだ溶液が収納される。その構成についても第１の実施の形態のものと同様であるので、その説明を繰り返さない。
【０１３８】
容器ホルダー１８は、容器１７の底面が第１のヒーター３１及び第２のヒーター３２の表面と水平になるようにして容器１７を保持するように構成されている。
【０１３９】
支持部４９は、容器ホルダー１８を支持するように構成されている。
【０１４０】
第１のヒーター３１は、第１の実施の形態におけるヒーター２１（例えば図１で示したもの）と同様に、容器１７の表面と接触する表面温度を調整自在となるように構成されている。又、容器１７の表面との接触の際には、第１のヒーター３１の表面温度は、９５℃〜１５０℃、好ましくは１１０℃〜１３０℃、の高温に設定すれば良い。
【０１４１】
第２のヒーター３２は、容器１７の表面と接触する表面温度を調整自在となるように構成されている。又、容器１７の表面との接触の際には、第２のヒーター３２の表面温度は、０℃〜６０℃、好ましくは４０℃〜６０℃、の低温に設定すれば良い。
【０１４２】
検出部２５は、第１の実施の形態におけるものと同様であるので、その説明を繰り返さない。
【０１４３】
制御部３６（図示せず）は、第１の実施の形態における制御部３５（例えば図４で示したもの）と同様に、ＰＣＲを実施する際には、まず支持部４９に対して容器ホルダー１８が上下方向にスライド自在に移動するように制御する。そして容器ホルダー１８が下降したときに、容器１７の表面が第１のヒーター３１の表面と接触するように設定されている。この第１の接触を所定時間（１秒〜１２０秒、好ましくは５秒〜８０秒）続けることで、容器１７内のＤＮＡが加熱され、当該ＤＮＡの変性に適した温度（９０℃〜９５℃、例えば９２℃）に達する。
【０１４４】
又、制御部３６は、第１の接触の後、上述した図５で示した場合と同様に、容器１７の底面と第１のヒーター３１の表面との間が所定距離となるまで支持部４９に対してスライド上昇移動するように制御する。
【０１４５】
更に、制御部３６は、支持部４９の容器ホルダー１８が第２のヒーター３２の上方に位置するまで支持部４９に対して横方向にスライド自在に移動するように制御する。
【０１４６】
更に、制御部３６は、支持部４９に対して容器ホルダー１８が上下方向にスライド自在に移動するように制御する。そして、容器ホルダー１８が下降したときに、容器１７の表面が第２のヒーター３２の表面と接触するように設定されている。この第２の接触を所定時間（１秒〜１８０秒、好ましくは５秒〜１２０秒）続けることで、容器１７内のＤＮＡが強制的に冷却され、当該ＰＣＲに使用するプライマーのアニーリングに適した温度（５０℃〜７０℃、例えば６０℃）に達する。このとき、第２のヒーター３２の表面から容器１７の表面への直接的な熱伝導により、容器１７の冷却は第１の実施の形態の場合の空冷よりも安定的かつ迅速に進行する。
【０１４７】
更に、制御部３６は、第２の接触の後、容器１７の底面と第２のヒーター３２の表面との間が所定距離となるまで支持部４９に対してスライド上昇移動するように制御する。
【０１４８】
更に、制御部３６は、支持部４９の容器ホルダー１８が第１のヒーター３１の上方に位置するまで支持部４９に対して横方向にスライド自在に移動するように制御する。
【０１４９】
更に、制御部３６は、上述した第１の接触と第２の接触とを交互に繰り返させるように支持部４９の移動、及び第１のヒーター３１と第２のヒーター３２の温度を制御する。
【０１５０】
図１４はこのＰＣＲ中の時間経過によるＤＮＡの温度変化を模式的に示すグラフであって、（１）は第１の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものであり、（２）は第２の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものである。
【０１５１】
図を参照して、縦軸は温度を表し、横軸は時間を表す。
【０１５２】
（１）において実線で示したデータα及び（２）において実線で示したデータβは、各々の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体を用いてＰＣＲを行った場合の所定時間帯におけるＤＮＡの温度変化を模式的に示している。
【０１５３】
（１）におけるＣ１及び（２）におけるＣ２は、各々の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体を用いたときの容器内のＤＮＡの加熱及び冷却の１周期に要する時間を示す。
【０１５４】
第２の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体にあっては、（２）においてデータβが示すように、まずＤＮＡは上述した第１の接触により例えば９２℃に加熱され変性する。その後、容器の表面が第１のヒーターの表面から第２のヒーターの表面へ移動し、次にＤＮＡは第２の接触により例えば６０℃に冷却されアニーリングが行われる。
【０１５５】
上述したように、第２の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体にあっては容器内のＤＮＡの冷却が第１の実施の形態の場合に比べて迅速に進行するため、容器内のＤＮＡの加熱及び冷却に要する時間が短くなり、Ｃ２＜Ｃ１となる。
【０１５６】
従ってＤＮＡ増幅構造体４５によれば、容器１７の表面と第１のヒーター３１又は第２のヒーター３２との接触によって、周囲温度の影響を受けにくくなり、容器１７内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができるため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化する。又、空冷のものに比べて容器内のＤＮＡの冷却に要する時間が短縮されるため、所定周期数を必要とするＰＣＲに要する時間が短縮され、更に効率的なＰＣＲを行うことができる。
【０１５７】
戻って図１３を参照して、更に、制御部３６は、第１の接触と第２の接触とを交互に所定回数生じさせＰＣＲを完了させた後、容器１７を検出部２５に移動させる。そして検出部２５において、第１の実施の形態のものと同様に、増幅したＤＮＡの定量化による検出を行うことができる。
【０１５８】
このように、制御部３６は主に、第１のヒーター３１及び第２のヒーター３２の温度維持、容器１７を移動させて行う容器１７の表面と第１のヒーター３１又は第２のヒーター３２との接触、及び検出部２５がある場合はそれにおける検出工程を制御するものである。そのため、従来の装置７１のようにヒートブロック全体の温度を上下させる必要は無く、簡易なシステムとすることができる。
【０１５９】
以上説明したように、このＤＮＡ検出装置４１は、ヒートブロック全体の温度を上下させる従来の装置７１、及び空冷によって冷却する第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置１１と比較して、ＰＣＲを迅速に完了させることができると共に、同一の装置でＤＮＡ増幅及び増幅したＤＮＡの検出を簡易に行うことができるものである。
【０１６０】
次に、図１５はこの発明の第３の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の外観形状を概略的に示した正面図であって、図１に対応するものである。
【０１６１】
図を参照して、ＤＮＡ検出装置４２は、ＤＮＡ増幅構造体４６と、検出部２５と、制御部３６（図示せず）とを中心として構成されている。
【０１６２】
尚、ＤＮＡ検出装置４２は、第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置４１と基本的に同様の構成であるため、第３の加熱部が加えられたことにより生じた差異点等を中心に説明する。又、サンプルや試薬等についても、第１又は第２の各実施の形態によるＤＮＡ検出装置において用いるものと同様のものを用いることができる。
【０１６３】
ＤＮＡ増幅構造体４６は、容器１７を保持する容器ホルダー１８と、容器ホルダー１８を支持する支持部５０と、第１の加熱部としてのプレート状の第１のヒーター３１と、第２の加熱部としてのプレート状の第２のヒーター３２と、第３の加熱部としてのプレート状の第３のヒーター３３とを中心として構成されている。
【０１６４】
容器１７には、第２の実施の形態におけるものと同様に、唾液サンプル等のＤＮＡを含んだ溶液が収納される。その構成についても第２の実施の形態のものと同様であるので、その説明を繰り返さない。
【０１６５】
容器ホルダー１８は、容器１７の底面が第１のヒーター３１、第２のヒーター３２、及び第３のヒーター３３の表面と水平になるようにして容器１７を保持するように構成されている。
【０１６６】
支持部５０は、容器ホルダー１８を支持するように構成されている。
【０１６７】
第１のヒーター３１及び第２のヒーター３２は、第２の実施の形態のものと同様であるので、その説明を繰り返さない。
【０１６８】
第３のヒーター３３は、容器１７の表面と接触する表面温度を調整自在となるように構成されている。又、容器１７の表面との接触の際には、第３のヒーター３３の表面温度は、６０℃〜８０℃、好ましくは６５℃〜７５℃、の中間温に設定すれば良い。
【０１６９】
検出部２５は、第２の実施の形態におけるものと同様であるので、その説明を繰り返さない。
【０１７０】
制御部３７（図示せず）は、まず、第２の実施の形態における制御部３６と同様に、容器１７を移動させて行う容器１７の表面と第１のヒーター３１の表面との第１の接触と、容器１７を移動させて行う容器１７の表面と第２のヒーター３２の表面との第２の接触とを生じさせる。
【０１７１】
その次に、制御部３７は、支持部５０に対して容器ホルダー１８が上下方向及び横方向に移動するように制御する。それによって容器１７が移動し、続いて制御部３７は、容器１７の表面と第３のヒーター３３の表面との第３の接触を生じさせる。
【０１７２】
このとき、第３の接触の時間は、１秒〜５００秒、好ましくは１０秒〜３００秒に設定すれば良い。
【０１７３】
第３の接触によって、第３のヒーター３３の表面から容器１７の表面への直接的な熱伝導により、容器１７内のＤＮＡは第３のヒーター３３の温度に空冷の場合よりも迅速に近づき、一定時間が経過すれば第３のヒーター３３の温度と略同一となる。これによって、容器１７内のＤＮＡは所定時間、伸長反応に適した温度が維持される。第１及び第２の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体では、このような温度維持の制御は容易ではない。
【０１７４】
図１６はＰＣＲ中の時間経過によるＤＮＡの温度変化を模式的に示すグラフであって、図１４に対応するものであり、第３の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体の場合を示したものである。
【０１７５】
図を参照して、縦軸は温度を表し、横軸は時間を表す。実線で示したデータγは、第３の実施の形態によるＤＮＡ増幅構造体を用いてＰＣＲを行った場合の所定時間帯におけるＤＮＡの温度変化を模式的に示している。Ｔは、中間温を維持する時間を示す。
【０１７６】
このＤＮＡ増幅構造体にあっては、データγが示すように、まずＤＮＡは第１の接触により例えば９２℃に加熱され変性する。その後、容器の表面が第１のヒーターの表面から第２のヒーターの表面へ移動し、次にＤＮＡは第２の接触により例えば６０℃に冷却されアニーリングが行われる。その後、容器の表面が第２のヒーターの表面から第３のヒーターの表面へ移動し、次にＤＮＡは第３の接触により例えば７２℃の中間温に加熱及びＴ時間維持され伸長反応が安定的に進行する。これによってＰＣＲの安定性が向上する。
【０１７７】
従ってＤＮＡ増幅構造体４６によれば、容器１７の表面と第１のヒーター３１、第２のヒーター３２、又は第３のヒーター３３との接触によって容器１７内のＤＮＡの加熱及び冷却周期を安定的に形成することができると共に、中間温度状態の維持が容易となる。そのため、ＰＣＲのための加熱及び冷却操作が簡素化すると共に、ＰＣＲの安定性が向上する。
【０１７８】
尚、第３の接触は伸長反応ひいてはＰＣＲを安定的に進行させる目的で行うため、第３のヒーター３３の温度及び第３の接触の時間は、当該ＤＮＡの標的配列のサイズ等を考慮して伸長反応の進行に適した条件に設定すれば良い。
【０１７９】
又、第３の接触が無くともＰＣＲの反応自体は進行し得る。
【０１８０】
戻って図１５を参照して、更に、制御部３７は、第１の接触と第２の接触と第３の接触とを所定回数繰り返させＰＣＲを完了させた後、容器１７を検出部２５に移動させる。そして検出部２５において、第１の実施の形態のものと同様に、増幅したＤＮＡの定量化による検出を行うことができる。
【０１８１】
このように、制御部３７は主に、第１のヒーター３１、第２のヒーター３２、及び第３のヒーター３３の温度維持、容器１７を移動させて行う容器１７の表面と第１のヒーター３１、第２のヒーター３２、又は第３のヒーター３３との接触、及び検出部２５がある場合はそれにおける検出工程を制御するものである。そのため、従来の装置７１のようにヒートブロック全体の温度を上下させる必要は無く、簡易なシステムとすることができる。
【０１８２】
以上説明したように、このＤＮＡ検出装置４２は、ヒートブロック全体の温度を上下させる従来の装置７１、空冷によって冷却する第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置１１、及び第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置４１と比較して、ＰＣＲの安定性が向上している。そして、同一の装置でＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出を簡易に行うことができるものである。
【０１８３】
次に、図１７はこの発明の第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置の第１の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【０１８４】
図を参照して、ＤＮＡ検出装置４３は、ＤＮＡ増幅構造体４７と、検出部５と、制御部３８（図示せず）とを中心として構成されている。
【０１８５】
尚、ＤＮＡ検出装置４３は、第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置４１と基本的に同様の構成であるため、容器の移動方法が変更されたことにより生じた差異点等を中心に説明する。又、サンプルや試薬等についても、第１から第３の各実施の形態によるＤＮＡ検出装置において用いるものと同様のものを用いることができる。
【０１８６】
ＤＮＡ増幅構造体４７は、容器５７を保持する容器ホルダー６０と、容器ホルダー６０を支持する支持部５１と、第１の加熱部としてのプレート状の第１のヒーター６４と、第２の加熱部としてのプレート状の第２のヒーター６７と、第１のヒーター６４及び第２のヒーター６７をその上面に固定する台座７０とを中心として構成されている。
【０１８７】
容器５７には、その底部に有する槽部５８に唾液サンプル等のＤＮＡを含んだ溶液が収納され、蓋５９によって密閉される。
【０１８８】
容器ホルダー６０は、容器５７の底面が第１のヒーター６４及び第２のヒーター６７の表面と水平になるようにして容器５７を保持する。又、容器ホルダー６０はその上面に着脱自在に取り付けられた固定部６１を有する。更に、固定部６１は、その内部に例えばバネ等の付勢手段６２を有する。更に、付勢手段６２が容器５７の蓋５９に対して上方から付勢することで、容器５７は下方向に付勢された状態で保持される。この付勢による効果は後述する。
【０１８９】
支持部５１は、容器ホルダー６０を支持するように構成されている。又、制御部３８からの指示に従って、支持部５１は容器ホルダー６０を図の上部の一点鎖線で描いた矢印の方向にスライド自在に移動させることができる。それによって容器５７が水平移動する。
【０１９０】
第１のヒーター６４は、加熱体６５と発熱体６６とを中心として構成されている。発熱体６６は、その温度を制御部３８によって調整自在に構成されており、加熱体６５を加熱する。加熱体６５は、例えばシリコンゴムからなり、発熱体６６の上に設置され、容器５７の下方部であってＤＮＡが収納された槽部５８が嵌入できる凹み３９を有する。凹み３９の表面は、第２の実施の形態における第１のヒーター３１の表面と同様に、制御部３８によって上述した高温に設定されている。
【０１９１】
第２のヒーター６７は、加熱体６８と発熱体６９とを中心として構成されている。発熱体６９は、その温度を制御部３８によって調整自在に構成されており、加熱体６８を加熱する。加熱体６８は、例えばシリコンゴムからなり、発熱体６９の上に設置され、容器５７の下方部であってＤＮＡが収納された槽部５８が嵌入できる凹み４０を有する。凹み４０の表面は、第２の実施の形態における第２のヒーター３２の表面と同様に、制御部３８によって上述した低温に設定されている。
【０１９２】
台座７０は、その上面に第１のヒーター６４及び第２のヒーター６７が固定されている。又、台座７０は、制御部３８によって、図の下部の一点鎖線で描いた矢印の方向にスライド上昇又は下降自在に制御されている。それによって、第１のヒーター６４及び第２のヒーター６７は上昇又は下降することができる。
【０１９３】
次に、実際にＤＮＡ検出装置４３を用いてＰＣＲを行う際の各工程について説明する。
【０１９４】
図１８は図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第２の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【０１９５】
図を参照して、まず制御部３８（図示せず）からの指示に従って台座７０が図の実線で描いた矢印の方向に上昇し、容器５７の槽部５８が加熱体６５の凹み３９に嵌入する。
【０１９６】
このとき、上述したように容器５７は付勢手段６２によって下方向（第１のヒーター６４の方向）に付勢されているため、上昇する加熱体６５の凹み３９に接触したときも容器５７が浮き上がってしまう虞が無く、接触位置が安定する。
【０１９７】
そして、この容器５７の表面と第１のヒーター６４の表面との接触（第１の接触）によって、容器５７内に収納されたＤＮＡが加熱される。
【０１９８】
ここで、第１の接触によるＤＮＡの加熱の状態について説明する。
【０１９９】
図１９は図１８で示したＡ部分の内部の拡大端面図である。
【０２００】
図を参照して、容器５７の槽部５８にはＤＮＡを含んだ溶液６３が収納されている。加熱体６５は例えばシリコンゴムからなるため、弾力性（圧縮変形からの形状回復性）及び熱伝導性に優れる。そのため、第１の接触にあっては、槽部５８は凹み４０に高い密着性で嵌入しており、加熱体６５から槽部５８への熱伝導により、溶液６３が加熱される。
【０２０１】
ここで、加熱中の溶液６３においては、Ｌで示す溶液６３上部は外気に近いため温度は相対的に低く、Ｈで示す溶液６３下部は加熱体６５からの熱が強く伝わる部分であるため温度が相対的に高く、Ｍで示す溶液６３中部はＬ及びＨの中間程度の温度となる。これにより、図の矢印で示すように、加熱された下部の溶液は上昇を始め、溶液天井で折り返す対流を起こす。この熱対流により、溶液６３は効率的に加熱される。
【０２０２】
次に、図２０は図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第３の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【０２０３】
第１の接触によって例えば９２℃に加熱されＤＮＡの変性が行われた後、制御部３８（図示せず）からの指示に従って、図の下部の矢印で示すように台座７０は下降し、第１の接触は解除される。その後、制御部３８からの指示に従って、支持部５１は容器ホルダー６０を図の上部の矢印で示すように移動させる。これによって、容器５７は第２のヒーター６７の上方に移動し、容器５７の槽部５８が加熱体６８の凹み４０の上方に位置することとなる。
【０２０４】
次に、図２１は図１７に対応した図であって、ＤＮＡ検出装置の第４の動作状態の外観形状を概略的に示した正面図である。
【０２０５】
制御部３８（図示せず）からの指示に従って、台座７０が図の実線で描いた矢印の方向に上昇し、第１の接触と同様に、容器５７の槽部５８が加熱体６８の凹み４０に安定的に嵌入する。
【０２０６】
そして、この容器５７の表面と第２のヒーター６７の表面との接触（第２の接触）によって、容器５７内に収納されたＤＮＡが冷却され、アニーリングが行われる。
【０２０７】
第２の接触が完了すると、制御部３８からの指示に従って台座７０が下降し、容器５７は第１のヒーター６４の上方に位置する図１７で示した状態に戻る。
【０２０８】
そして、第２の実施の形態によるＤＮＡ検出装置４１の場合と同様に、第１の接触と第２の接触が交互に繰り返されることにより、ＰＣＲが進行する。又、第１の接触と第２の接触が所定回数繰り返されＰＣＲが完了すると、増幅したＤＮＡの検出工程に進む。
【０２０９】
次に、図２２は図１７に対応した図であって、容器が検出部に移動したＤＮＡ検出装置の第５の動作状態を概略的に示した正面図である。
【０２１０】
図を参照して、ＰＣＲが完了した後、制御部３８からの指示に従って、支持部５１が容器ホルダー６０を図の矢印で示す方向に移動させることにより、容器５７は検出部５に移動する。
【０２１１】
図２３は図２２で示したＢ部分の平面図である。
【０２１２】
図を参照して、検出部５は、発光素子６及び受光素子８を中心として構成されている。発光素子６と受光素子８とは水平方向に同軸直線上で対面するように位置する。容器５７は、増幅したＤＮＡが収納されている槽部５８を当該直線が貫くように位置する。発光素子６は第１の実施の形態によるＤＮＡ検出装置１１における発光素子２６と基本的に同様であり、受光素子８は受光素子２８と基本的に同様である。
【０２１３】
制御部３８（図示せず）からの指示に従って、発光素子６が容器５７の槽部５８に向かって発光し、上述した検出部２５における検出法と同様の手段によって、受光素子８が受光した発光強度に基づいて増幅したＤＮＡの定量化を行うことができる。
【０２１４】
検出部５においては、発光素子６と受光素子８とを水平方向に同軸直線上で対面するように配置したことにより、検出部５の位置の自由度が高まると共に、検出部ひいてはＤＮＡ検出装置を従来のものより小型化することができる。又、例えば底面の形状が複雑な容器であっても検出できる等、使用する容器の形状に拘らず受光素子８が発光強度を安定的に受光できるため、各種形状の容器に柔軟に対応することができる。
【０２１５】
以上説明したように、このＤＮＡ検出装置４３にあっては、第１から第３の各実施の形態によるＤＮＡ検出装置と比較して、第１の接触において容器内のＤＮＡがより効率的かつ安定的に加熱されるため、ＰＣＲが安定的に行われると共にＰＣＲに要する時間も短縮されるものである。又、検出部の発光素子と受光素子が同軸直線上に配置されているため、検出位置や容器の変更に有利で、かつＤＮＡ検出装置をより小型化することに成功したものである。
【０２１６】
尚、上記の各実施の形態では、ＤＮＡ増幅構造体が特定構造を有しているが、例えば容器の位置は固定されており加熱部（第１の加熱部、第２の加熱部、又は第３の加熱部を含む。）を移動させる等の構成としても良い。即ち、容器の表面と加熱部の表面とを相対的に移動させることにより接触させることができる構造であれば、他の構造であっても良い。
【０２１７】
又、上記の各実施の形態では、加熱部が特定の位置関係であるが、ＰＣＲが正常に行われる接触順であれば、他の位置関係であっても良い。例えば第１から第３の加熱部を正三角形状の３頂点位置に配置する等として総移動距離を少なくしても良い。
【０２１８】
更に、上記の各実施の形態では、第１の接触による加熱からＰＣＲを開始しているが、容器内のＤＮＡを予備加熱してから開始しても良い。その場合、第１の接触が終了したものとしてＰＣＲを進行させれば良い。
【０２１９】
更に、上記の第４の実施の形態では、容器の槽部が加熱部の有する加熱体の凹みに嵌入することにより加熱しているが、単に容器の底面と加熱部の表面とが接触する等、他の接触の仕方で加熱しても良い。又、加熱部が凹みを明確には有さず、容器と加熱部とが接触する際に加熱部の表面が凹むことにより凹みが形成される構成でも良い。
【０２２０】
更に、上記の第４の実施の形態では、加熱部が加熱体及び発熱体を有する構成であるが、その表面と接触することで容器の表面を加熱することができる他の構成であっても良い。
【０２２１】
更に、上記の第４の実施の形態では、容器が特定形状となっているが、槽部が無いもの等、他の形状であっても良い。
【０２２２】
更に、上記の第４の実施の形態では、発光素子と受光素子を同軸直線上に配置して用いているが、発光素子と受光素子は垂直位置に配置する等、他の位置関係であっても良い。又、増幅したＤＮＡを他の手段によって検出する構成としても良い。更に、検出部が無くＤＮＡ増幅構造体のみの構成であっても、ＤＮＡの増幅は行うことができる。
【０２２３】
更に、上記の第４の実施の形態では、第１の加熱部及び第２の加熱部を有しているが、第３の加熱部を有していても良い。その場合、第３の実施の形態と同様の方法でＰＣＲを行うことができ、ＰＣＲの安定性が向上する。
【０２２４】
更に、上記の第４の実施の形態では、付勢手段にバネを用いているが、例えば鉤爪状の固定手段等、容器を接触の際に浮き上がらないようにするものであれば、他の手段を用いても良い。又、付勢手段が無くとも良い。
【実施例】
【０２２５】
以下、本発明に係るＤＮＡ増幅方法、ＤＮＡ増幅構造体、及びＤＮＡ検出装置について具体的に説明する。尚、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
＜実施例１：ＤＮＡ増幅構造体による唾液中のＰ．ｇ．菌ＤＮＡの増幅について＞
１．唾液サンプルの調製
採取具を使用して、ヒトの口腔内から採取した唾液１．０μＬに、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（シグマアルドリッチ社製）１．０μＬ、超純水９．０μＬを加えてこれらを混合し、唾液サンプルを得た。
【０２２６】
尚、それぞれの溶液の採取にはマイクロピペット（エッペンドルフ社製、品番：リサーチプラスＶ）を使用した。以下の各溶液の採取についても同様とした。
２．混合溶液の調製
表２に示す各試薬を混合して、混合溶液を得た。
【０２２７】
【表２】
2016112015.tif 000004
尚、表２に示した各試薬の詳細は以下の通りであった。
・水：超純水
・緩衝液（１０×ＴＥバッファ、３０ｍＭ  ＭｇＣｌ２溶液）：タカラバイオ株式会社製
・２．５ｍＭ  ｄＮＴＰ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ｄＮＴＰ  Ｍｉｘｔｕｒｅ
・１００μＭ  プライマー Ｉ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩ
・１００μＭ  プライマー ＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩＩ
・ＤＮＡポリメラーゼ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ＳｐｅｅｄＳＴＡＲ（登録商標）  ＨＳ  ＤＮＡ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ
又、プライマーＩ及びプライマーＩＩの配列は、表３に示す通りであった。
【０２２８】
【表３】
2016112015.tif 000005
尚、表３に示した各プライマーの詳細は以下の通りであった。
・プライマー Ｉ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩ
・プライマー ＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩＩ
３．検出用溶液の調製
上述した唾液サンプル０．２μＬ、混合溶液８．０μＬ、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩ（タカラバイオ株式会社製）２．０μＬを、容器としての０．２ｍＬのＰＣＲチューブ（トレフ社製、商品名：ＰＣＲチューブ）に入れて、検出用溶液を得た。
４．ＤＮＡ増幅構造体の設定及びその操作
本発明に係るＤＮＡ検出装置を室温（２６℃）に設置し、ＤＮＡ増幅構造体の容器ホルダーに、上述の検出用溶液を含む容器を取り付けた。又、加熱部（ヒーター）の表面温度は１２０℃に設定した。そして、以下のａ．〜ｆ．に示す工程を行った。
ａ．初めに、検出用溶液を含む容器の底面とヒーターの表面とを６０秒間接触させた。尚、検出用容器の底面とヒーターの表面との接触面積は０．０１ｃｍ２であった。
ｂ．次に、容器の底面とヒーターの表面との間の垂直距離が１．８ｃｍとなるまで容器を上昇移動させた。尚、容器の移動所要時間は１秒であった。
ｃ．次に、容器の底面とヒーターの表面との間の垂直距離が１．８ｃｍとなった位置において、容器を１００秒間保持した。
ｄ．次に、容器の底面がヒーターの表面と接触するまで容器を下降移動させた。尚、容器の移動所要時間は１秒であった。
ｅ．次に、容器の底面とヒーターの表面とを４０秒間接触させた。
ｆ．上記のｂ．〜ｅ．までの工程を１サイクルとして、このサイクルを５０回繰り返す操作を行った。
５．ＤＮＡ増幅構造体によるＰＣＲ進行の確認
本発明に係るＤＮＡ増幅構造体を使用したことでＰＣＲが進行したかを確認するために、上述の項目３．に示したものと同様の検出用溶液について、サーマルサイクラー（タカラバイオ株式会社製、品番：ＴＰ−６００）を使用してＰＣＲを行った。
【０２２９】
そしてＤＮＡ増幅構造体において上述のサイクルを５０回繰り返した後の検出用溶液と、上述のサーマルサイクラーを使用してＰＣＲを行った後の検出用溶液のそれぞれについて、キャピラリー電気泳動を行った。尚、キャピラリー電気泳動装置は自作機（キャピラリーの内径：５０μｍ、長さ：１５ｃｍ、電圧：１ｋＶ）を使用した。これらの結果を図６及び図７にそれぞれ示す。
【０２３０】
尚、図６は、唾液中にＰ．ｇ．菌が存在したときのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図であり、図７は、唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していないときのキャピラリー電気泳動の分析結果を示す。尚、それぞれの図において、横軸は時間（単位：分）を示している。又、それぞれの図において（１）で示すのは本発明に係るＤＮＡ増幅構造体を、（２）で示すのは上述のサーマルサイクラーを使用したときにそれぞれ対応する。又、（３）で示すのは、比較のために示した分析結果であり、具体的には、（３）は唾液サンプルを加えずにサーマルサイクラーを使用して反応させたものである。
【０２３１】
はじめに図６を参照して、唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していたときでは、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用したときと、（２）サーマルサイクラーを使用したときに、それぞれ図中矢印で示す個所にピークが出現した。
【０２３２】
一方で、図７を参照して、唾液中にＰ．ｇ．菌が存在していなかったときでは、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用したときと、（２）サーマルサイクラーを使用したとき共に、ピークは出現しなかった。
【０２３３】
以上の結果より、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用することで、（２）サーマルサイクラーを使用したときと同様に、ＰＣＲによるＰ．ｇ．菌のＤＮＡの増幅が行われたことが分かった。
＜実施例２：各歯周病菌ＤＮＡを使用したＤＮＡ検出装置の操作＞
以下では、本発明に係るＤＮＡ検出装置を用いて各歯周病菌ＤＮＡの増幅及び増幅されたＤＮＡの検出を行った。
１．歯周病菌ＤＮＡについて
歯周病菌ＤＮＡとして、表４に示す各歯周病菌ＤＮＡを準備した。
【０２３４】
【表４】
2016112015.tif 000006
２．混合溶液の調製
表５に示す各試薬を混合して、混合溶液を得た。
【０２３５】
【表５】
2016112015.tif 000007
尚、表５に示した各試薬の詳細は以下の通りであった。
・水：超純水
・緩衝液（１０×ＴＥバッファ、３０ｍＭ  ＭｇＣｌ２溶液）：タカラバイオ株式会社製
・２．５ｍＭ  ｄＮＴＰ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ｄＮＴＰ  Ｍｉｘｔｕｒｅ
・１０μＭ  各歯周病菌用プライマーＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩ
・１０μＭ  各歯周病菌用プライマーＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩＩ
・ＤＮＡポリメラーゼ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ＳｐｅｅｄＳＴＡＲ  ＨＳ  ＤＮＡ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ
又、上述した各歯周病菌用プライマーの配列は表６に示す通りであった。
【０２３６】
【表６】
2016112015.tif 000008
尚、表６に示した各歯周病菌用プライマーの詳細は以下の通りであった。
Ｐ.ｇ. 菌について
・プライマーＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩ
プライマーＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＰＧプライマーＩＩ
Ｔ.ｄ. 菌について
・プライマーＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＴＤプライマーＩ
プライマーＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＴＤプライマーＩＩ
Ｔ．ｆ． 菌について
・プライマーＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＴＦプライマーＩ
プライマーＩＩ：ライフテクノロジーズ社製、商品名：ＴＦプライマーＩＩ
３．検出用溶液の調製
（１）Ｐ．ｇ．菌検出用溶液
上述した混合溶液８．０μＬ、ＳＹＢＲ（登録商標）ＧｒｅｅｎＩＩ（タカラバイオ株式会社製）２．０μＬ、及びＰ.ｇ. 菌０．２μＬを、０．２ｍＬのＰＣＲチューブ（トレフ社製、商品名：ＰＣＲチューブ）に入れて、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液を得た。
（２）Ｔ．ｄ．菌検出用溶液
上述の（１）においてＰ．ｇ．菌をＴ．ｄ．菌に変えた以外はＰ．ｇ．菌検出用溶液の調製と同様にして、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液を得た。
（３）Ｔ．ｆ．菌検出用溶液
上述の（１）においてＰ.ｇ. 菌をＴ．ｆ．菌に変えた以外はＰ．ｇ．菌検出用溶液の調製と同様にして、Ｔ．ｆ．菌検出用溶液を得た。
４．ＤＮＡ検出装置の設定及びその操作
実施例１の項目４．と同様のＤＮＡ増幅構造体の条件下、上述のＰ．ｇ．菌検出用溶液についてＤＮＡ増幅構造体による上述の操作を行った。尚、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液についても同様の操作を行った。
５．ＤＮＡ増幅構造体によるＰＣＲ進行の確認
本発明に係るＤＮＡ増幅構造体を使用したことでＰＣＲが進行したかを確認するために、実施例１における検出用溶液を上述のＰ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液、及びＴ．ｆ．菌検出用溶液に変えた以外は実施例１の項目５．と同様にして、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液、及びＴ．ｆ．菌検出用溶液のそれぞれについて、実施例１と同様のサーマルサイクラーを使用してＰＣＲを行った。
【０２３７】
そしてＤＮＡ増幅構造体において上述のサイクルを５０回繰り返した後のＰ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液、及びＴ．ｆ．菌検出用溶液のそれぞれと、上述のサーマルサイクラーを使用してＰＣＲを行った後のＰ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液、及びＴ．ｆ．菌検出用溶液のそれぞれについて、実施例１と同様の装置を使用してキャピラリー電気泳動を行った。これらの結果を図８〜図１０にそれぞれ示す。尚、図８〜図１０のそれぞれにおいて、横軸は時間（単位：分）を示している。又、図８はＰ．ｇ．菌検出用溶液の、図９はＴ．ｄ．菌検出用溶液の、図１０はＴ．ｆ．菌検出用溶液のキャピラリー電気泳動の分析結果を示す図である。又、図８〜図１０のそれぞれにおいて、（１）で示すのは本発明に係るＤＮＡ増幅構造体を使用した場合、（２）で示すのは上述のサーマルサイクラーを使用した場合、（３）で示すのは菌が存在していなかったときにそれぞれ対応する。
【０２３８】
はじめに図８を参照して、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液では、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用した場合と、（２）サーマルサイクラーを使用した場合とで、図中矢印で示す同じ個所にピークが出現した。一方で、このピークは（３）Ｐ．ｇ．菌が存在していなかったときには出現しなかった。
【０２３９】
次に図９を参照して、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液では、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用した場合と、（２）サーマルサイクラーを使用した場合とで、図中矢印で示す同じ箇所にピークが出現した。一方で、このピークは（３）Ｔ．ｄ．菌が存在していなかったときには出現しなかった。
【０２４０】
最後に図１０を参照して、Ｔ．ｆ．菌検出用溶液では、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用した場合と、（２）サーマルサイクラーを使用した場合とで、図中矢印で示す同じ箇所にはピークが出現した。一方で、このピークは（３）Ｔ．ｆ．菌が存在していなかったときには出現しなかった。
【０２４１】
以上の結果より、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用したことで、（２）サーマルサイクラーを使用したときと同様に、Ｐ．ｇ．菌、Ｔ．ｄ．菌及びＴ．ｆ．菌のそれぞれについてＤＮＡの増幅が行われたことが分かった。
６．検出部の設定及びその操作
６−１．発光素子について
ＤＮＡ増幅構造体による上述の操作後、上述のＰ．ｇ．菌検出用溶液を含む容器を検出部側に移動後、容器に向かってＬＥＤランプ（日亜化学工業株式会社製、発光中心波長：４９５ｎｍ）を使用して照射した。尚、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液についても同様の操作を行った。
６−２．発光の様子
Ｐ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液それぞれに向かって上述のようにＬＥＤランプ（発光中心波長：４９５ｎｍ）を使用して照射した。
【０２４２】
又、対比実験として、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液について、サーマルサイクラー（タカラバイオ株式会社製、品番：ＴＰ−６００）を使用してＤＮＡの増幅を行った場合と、それぞれの溶液中に菌が存在しない場合（無菌状態）ついても同様に、ＬＥＤランプ（発光中心波長：４９５ｎｍ）を使用して照射した。
【０２４３】
次に、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液それぞれについて、発光の様子を撮影し、得られた画像からＰ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液それぞれについて、発光強度の数値化を行った。その結果を表７に示す。
【０２４４】
【表７】
2016112015.tif 000009
表７に示すように、サーマルサイクラーを使用した場合の発光強度を１００％とすると、（１）ＤＮＡ増幅構造体を使用した場合と、（２）サーマルサイクラーを使用した場合とでは、同程度の強度で発光していたことが分かった。
７．まとめ
上述したキャピラリー電気泳動及び発光強度の結果をまとめると、表８のようになる。ＤＮＡ増幅構造体とサーマルサイクラーを比較した結果、同様の反応結果を得ることができた。
【０２４５】
【表８】
2016112015.tif 000010
尚、表８中、「特異」とは目的とするＤＮＡの増幅により現れたピークを示し、「非特異」とは目的とするＤＮＡ以外の増幅により現れたピークを示している。
８．受光素子について
Ｐ．ｇ．菌検出用溶液を含む溶液にＬＥＤランプを照射後、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液からの発せられた光をフォトダイオード（浜松ホトニクス株式会社製、分光感度特性：３００ｎｍ〜８５０ｎｍ）で受光した。尚、Ｔ．ｄ．菌検出用溶液及びＴ．ｆ．菌検出用溶液についても同様の操作を行った。
【０２４６】
その結果、Ｐ．ｇ．菌検出用溶液、Ｔ．ｆ．菌検出用溶液及びＴ．ｇ．菌検出用溶液のそれぞれから発せられた緑色光（中心発光波長：５２０ｎｍ）はフォトダイオードにて受光後、電気信号として出力され、各検出用溶液における発光量の差として電圧が変化することを確認した。
＜実施例３：ＤＮＡ増幅構造体における「加熱部から容器までの距離」と「容器内の温度」との関係について＞
本発明に係るＤＮＡ増幅構造体においてヒーター（加熱部）の表面から容器の底面までの垂直距離と容器内の溶液温度との関係を調べるために、以下の実験を行った。
１．容器内の溶液温度測定について
容器としての０．２ｍＬのＰＣＲチューブ（トレフ社製、商品名：ＰＣＲチューブ）に水を１０μＬ加えた。そして容器をＤＮＡ増幅装置の容器ホルダーに取り付けると共に、熱電対（線径０．１φ）をその先端が水に浸るように差し込むことで、容器内の溶液温度を測定できるように設定した。尚、温度測定には日置電気株式会社製、商品名：ＨＩＯＫＩ  ＭＥＭＯＲＹ  ＨｉＬＯＧＧＥＲを使用した。
【０２４７】
又、ＤＮＡ増幅構造体のプレート状のヒーター（加熱部）の表面温度は、Ｐ．ｇ．菌のＤＮＡを増幅可能な温度である１２０℃（印加パルス数４０ＰＷＭ）に設定した。
２．加熱部の表面と容器の底面との垂直距離の変化について
ヒーターの表面からＰＣＲチューブの底面までの垂直距離を０ｍｍから２ｍｍ刻みに最大１．８ｃｍまで変化させて、それぞれの距離において室温状態から２分間、１秒間隔でＰＣＲチューブ内の溶液温度を測定したとき、保持時間１０秒後、２０秒後、３０秒後、６０秒後の温度を比較した。尚、測定時の環境条件は、温度：２６℃、湿度５０％であったその結果を表９に示す。又、表９に示した結果をグラフ化したものを図１１に示す。
【０２４８】
【表９】
2016112015.tif 000011
今回使用した容器及びヒーターの加熱条件では、熱源に容器の底部が触れてからおよそ６０秒で容器内部の溶液温度が９０℃に達していることがわかる。又、熱源からの距離が０．４ｃｍのところで６０秒間保持する場合は、容器内部の溶液温度が６５℃を示した。実際の反応では熱源と容器の接触・非接触のサイクルを繰り返すので、容器温度が室温まで下がらず、ＰＣＲを円滑に進める条件は図１１のグラフの時間より短縮させるか、もしくは熱源からの距離を増やすことが望ましい。
＜実施例４：第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置を用いた、Ｐ．ｇ．菌ＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出＞
以下では、この発明の第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置を用いて、Ｐ．ｇ．菌ＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出を行った。
１．使用したＰＣＲ用検体及び試薬
ＰＣＲ用検体として、ヤマトエスロン株式会社調製のＰ．ｇ．菌ＤＮＡ（濃度１０４ｃｅｌｌ／μＬ）を準備した。
【０２４９】
又、ＰＣＲ用検体を含め、表１０に示す各試薬を混合して、混合溶液を得た。
【０２５０】
【表１０】
2016112015.tif 000012
尚、表１０に示した各試薬の詳細は、以下の通りであった。
・水：超純水
・緩衝液（Ｍｇ２＋濃度：３０ｍＭ）：タカラバイオ株式会社製、商品名：Ｆａｓｔ  Ｂｕｆｆｅｒ  Ｉ
・２．５ｍＭ  ｄＮＴＰ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ｄＮＴＰ  Ｍｉｘｔｕｒｅ（各２．５ｍＭ）
・１００μＭ  プライマーＩ：サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、Ｐ．ｇ．菌用プライマーＩ
・１００μＭ  プライマーＩＩ：サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、Ｐ．ｇ．菌用プライマーＩＩ
・５Ｕ／μＬ  ＤＮＡポリメラーゼ：タカラバイオ株式会社製、商品名：ＳｐｅｅｄＳＴＡＲ  ＨＳ  ＤＮＡ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ
・蛍光試薬：タカラバイオ株式会社製、商品名：ＳＹＢＲ  Ｇｒｅｅｎ  ＩＩ
又、プライマーＩ及びプライマーＩＩの配列は、上述した実施例１における表３に示したＰ．ｇ．菌用プライマーＩ及びＩＩのものと同様である。
【０２５１】
そして、上記混合溶液をＰ．ｇ．菌検出用溶液として用いた。
２．ＤＮＡ増幅構造体の設定及びその操作
この発明の第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置におけるＤＮＡ増幅構造体の容器ホルダーに、上述のＰ．ｇ．菌検出用溶液を含む容器を取り付けた後、固定部及び付勢手段により付勢しつつ位置を固定した。又、第１の加熱部（第１のヒーター）の温度を１２０℃に設定し、第２の加熱部（第２のヒーター）の温度を５０℃に設定した。そして、以下のａ．〜ｆ．に示す工程を行った。
ａ．初めに、第１及び第２のヒーターを取り付けた台座を上昇させ、検出用溶液を含む容器の槽部を第１のヒーターの凹みに嵌入させ、６０秒間接触させ加熱した。尚、容器の槽部の表面と第１のヒーターの凹みの表面との接触面積は２８．７ｍｍ２であった。
ｂ．次に、台座を下降させ容器を第１のヒーターから離すと共に、容器を第２のヒーターの上方に移動させた。
ｃ．次に、台座を上昇させ、容器の槽部を第２のヒーターの凹みに嵌入させ、３０秒間接触させ冷却した。
ｄ．次に、台座を下降させ容器を第２のヒーターから離すと共に、容器を第１のヒーターの上方に移動させた。
ｅ．次に、台座を上昇させ、容器の槽部を第１のヒーターの凹みに嵌入させ、１５秒間接触させ加熱した。
ｆ．上記ａ．〜ｄ．までの工程を１サイクルとして（但し、２サイクル目からは上記のようにａ．工程はｅ．工程に変更した。）、このサイクルを４０回繰り返す操作を行った。尚、１サイクルにおける容器の移動所要時間は合計で５秒であった。
３．検出部における増幅したＤＮＡの検出
本発明に係るＤＮＡ増幅構造体を使用したことでＰＣＲが進行したかを確認するために、上述したＤＮＡ増幅構造体の操作後、容器を検出部側に移動させ、容器に向かって発光素子としてＬＥＤランプ（日亜化学工業株式会社製、発光中心波長：４９５ｎｍ）を使用して励起光を照射した。
【０２５２】
又、対比実験として、上記検定用溶液に対して検体を含まないものを準備し、上記と同様のＤＮＡ増幅構造体における操作後、容器を検出部側に移動させ、容器に向かってＬＥＤランプ（発光中心波長：４９５ｎｍ）を使用して励起光を照射した。
【０２５３】
更に、上記の照射による検出用溶液（ＤＮＡと結合した蛍光試薬）の発光強度を受光素子（フォトダイオード、浜松ホトニクス株式会社製、分光感度特性：３００ｎｍ〜８５０ｎｍ）によって受光した。
【０２５４】
更に、以上のＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出の工程を、１０回反復した。１回のＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出には、約４０分を要した。
【０２５５】
以上の測定において受光素子によって受光した発光強度は、以下の表１１に示す通りとなった。
【０２５６】
【表１１】
2016112015.tif 000013
表１１に示すように、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ（ＰＣＲ用検体を検出用溶液中に含むもの）の発光強度は、Ｎｅｇａｔｉｖｅ（ＰＣＲ用検体を検出用溶液中に含まないもの）よりも有意に大きい。
【０２５７】
これによって、第４の実施の形態によるＤＮＡ検出装置において、ＤＮＡ増幅構造体の操作によってＤＮＡが増幅されていること、及び検出部において増幅したＤＮＡが定量化され検出することができることを確認した。又、１回のＤＮＡの増幅及び増幅したＤＮＡの検出に要する時間が、実施例１及び実施例２の場合（約１２０分）よりも短い約４０分で済み、ＰＣＲに要する時間が短縮されることを確認した。
【符号の説明】
【０２５８】
５…検出部
６…発光素子
８…受光素子
１１…ＤＮＡ検出装置
１５…ＤＮＡ増幅構造体
１７…容器
１８…容器ホルダー
１９…支持部
２１…ヒーター
２５…検出部
２６…発光素子
２８…受光素子
３１…第１のヒーター
３２…第２のヒーター
３３…第３のヒーター
３５〜３８…制御部
３９、４０…凹み
４１〜４３…ＤＮＡ検出装置
４５〜４７…ＤＮＡ増幅構造体
５７…容器
６２…付勢手段
６４…第１のヒーター
６５…加熱体
６６…発熱体
６７…第２のヒーター
６８…加熱体
６９…発熱体
【図１】
2016112015.tif 000014
【図２】
2016112015.tif 000015
【図３】
2016112015.tif 000016
【図４】
2016112015.tif 000017
【図５】
2016112015.tif 000018
【図６】
2016112015.tif 000019
【図７】
2016112015.tif 000020
【図８】
2016112015.tif 000021
【図９】
2016112015.tif 000022
【図１０】
2016112015.tif 000023
【図１１】
2016112015.tif 000024
【図１２】
2016112015.tif 000025
【図１３】
2016112015.tif 000026
【図１４】
2016112015.tif 000027
【図１５】
2016112015.tif 000028
【図１６】
2016112015.tif 000029
【図１７】
2016112015.tif 000030
【図１８】
2016112015.tif 000031
【図１９】
2016112015.tif 000032
【図２０】
2016112015.tif 000033
【図２１】
2016112015.tif 000034
【図２２】
2016112015.tif 000035
【図２３】
2016112015.tif 000036