(57)【要約】【課題】ＰＣＲを高速で行うことを可能とする、ＰＣＲ用マイクロチップを提供する。【解決手段】マイクロ流路と、温度調節装置１１により加熱される加熱面と、ＰＣＲが行われる反応室とを有するＰＣＲ用マイクロチップ１であって、第１の面２ａ及び第２の面２ｂを有し、第１の面２ａに少なくとも一つの凹部２ｃが設けられている基板２と、基板２の第１の面２ａ上に設けられたカバー部材３と、を備え、反応室４が、カバー部材３と凹部２ｃにより構成されており、加熱面と反応室４との距離が０．２ｍｍ未満であり、反応室４の容量が、１μＬ以上、１０μＬ以下である、ＰＣＲ用マイクロチップ１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流路と、温度調節装置により加熱される加熱面と、ＰＣＲが行われる反応室とを有するＰＣＲ用マイクロチップであって、
互いに対向している第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面に少なくとも一つの凹部が設けられている基板と、
前記基板の前記第１の面上に設けられたカバー部材とを備え、
前記反応室が、前記カバー部材と前記凹部とにより構成されており、
前記加熱面と前記反応室との距離が０．２ｍｍ未満であり、
前記反応室の容量が、１μＬ以上、１０μＬ以下である、ＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項２】
前記反応室の個数が、５個以上、２０個以下である、請求項１に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項３】
前記基板の第１の面と前記カバー部材との間に配置されている接着剤層をさらに備える、請求項１又は２に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項４】
前記基板の前記第１の面と前記加熱面との距離が０．１８ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項５】
前記基板の前記第１の面と前記カバー部材との１０５℃における接着強度が、１Ｎ／インチ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項６】
前記基板が、前記反応室と外部とを接続する貫通孔を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項７】
前記反応室の容量の８０％以上の割合で、前記反応室に試薬が収容されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＰＣＲ用マイクロチップ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のＰＣＲ用マイクロチップと、
温度調節装置と、
を備える、核酸増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＲ用マイクロチップ及び核酸増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）による各種検査及び診断にマイクロチップが用いられている。
【０００３】
下記の特許文献１には、ＰＣＲに利用可能なマイクロチップが開示されている。特許文献１のマイクロチップは、流路用溝及び反応室用凹部が形成された基板と、カバー部材とを備えている。特許文献１では、凹部が設けられている基板の表面にカバー部材を熱接合することにより、反応室が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６０１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＰＣＲによる各種検査及び診断を行う場合、判定結果のフィードバックに時間がかかるという問題がある。判定結果のフィードバックの時間を短縮するためには、ＰＣＲの高速化が必要となる。しかしながら、特許文献１のようなマイクロチップでは、十分にＰＣＲの高速化を図ることができなかった。従って、ＰＣＲの高速化を可能とするマイクロチップが求められている。
【０００６】
本発明の目的は、ＰＣＲを高速で行うことを可能とする、ＰＣＲ用マイクロチップ及び核酸増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップは、マイクロ流路と、温度調節装置により加熱される加熱面と、ＰＣＲが行われる反応室とを有するＰＣＲ用マイクロチップであって、互いに対向している第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面に少なくとも一つの凹部が設けられている基板と、前記基板の前記第１の面上に設けられたカバー部材とを備え、前記反応室が、前記カバー部材と前記凹部とにより構成されており、前記加熱面と前記反応室との距離が０．２ｍｍ未満であり、前記反応室の容量が、１μＬ以上、１０μＬ以下である。
【０００８】
このように構成することで、反応室をより効率的に加熱又は冷却することができ、ＰＣＲの高速化を実現することができる。また、ＰＣＲ用マイクロチップを従来のものよりも小型化することができる。
【０００９】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップは、好ましくは、前記反応室の個数が、５個以上、２０個以下である。
【００１０】
このように構成することで、多項目の検査を高速に行うことができる。
【００１１】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップは、前記基板の第１の面と前記カバー部材との間に配置されている接着剤層をさらに備えていてもよい。
【００１２】
この場合、融着等のように熱を加える必要がないため、ＰＣＲ用マイクロチップをより一層簡便に作製することができる。
【００１３】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップのある特定の局面では、前記基板の前記第１の面と前記加熱面との距離が０．１８ｍｍ以上である。
【００１４】
この場合、基板とカバー部材の接合部分が加熱面から離れているため、ＰＣＲを行う際の加熱による接合部分の劣化や反応液の漏出をより一層防ぐことができ、検査の信頼性をより一層高めることができる。
【００１５】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップの他の特定の局面では、前記基板の前記第１の面と前記カバー部材との１０５℃における接着強度が、１Ｎ／インチ以上である。
【００１６】
このように構成することで、ＰＣＲを行う際の加熱による接合部分の劣化や反応液の漏出をより一層防ぐことができ、検査の信頼性をより一層高めることができる。
【００１７】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップは、前記基板が、前記反応室と外部とを接続する貫通孔を有していてもよい。
【００１８】
このように構成することで、基板とカバー部材とを接合した後でも反応液を注液することができる。
【００１９】
本発明に係るＰＣＲ用マイクロチップは、前記反応室の容量の８０％以上の割合で、前記反応室に試薬が収容されていてもよい。
【００２０】
このように構成することで、反応室の容量が小さくとも十分な量の反応液が確保されるため、ＰＣＲをより一層高速かつ確実に行うことができる。
【００２１】
本発明の核酸増幅装置は、上記本発明に従って構成されるＰＣＲ用マイクロチップと、温度調節装置と、を備える。
【００２２】
このような核酸増幅装置であれば、ＰＣＲを高速で行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＰＣＲを高速で行うことを可能とする、ＰＣＲ用マイクロチップ及び核酸増幅装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置を構成するＰＣＲ用マイクロチップ内に設けられているマイクロ流路構造を示す模式的平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置の変形例を示す概略構成図である。
【図４】ＰＣＲ用マイクロチップに試薬を充填する方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置を構成する温度調節装置を説明するための概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る核酸増幅装置の変形例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る核酸増幅装置の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。
【００２７】
核酸増幅装置１０は、ＰＣＲ用マイクロチップ１及び温度調節装置１１を備える。ＰＣＲ用マイクロチップ１は、マイクロ流路と、温度調節装置１１により加熱される加熱面と、ＰＣＲが行われる反応室４とを有し、ＰＣＲに用いられるマイクロチップである。ＰＣＲ用マイクロチップ１は、温度調節装置１１上に設けられている。核酸増幅装置１０では、温度調節装置１１によりＰＣＲ用マイクロチップ１が加熱又は冷却されることによりＰＣＲが行われる。なお、加熱面は、マイクロチップ１において、温度調節装置１１上に設けられた際に温度調節装置１１と接する面である。
【００２８】
ＰＣＲ用マイクロチップ１は、基板２及びカバー部材３を有する。基板２は、互いに対向している第１の面２ａ及び第２の面２ｂを有する。基板２の第１の面２ａには少なくとも一つの凹部２ｃが設けられている。より具体的には、基板２の第１の面２ａ側に少なくとも一つの凹部２ｃが設けられている。基板２の第１の面２ａ上には、カバー部材３が設けられている。ＰＣＲを行うための反応室４は、凹部２ｃとカバー部材３によって構成されている。凹部２ｃが複数設けられている場合は、複数の凹部２ｃそれぞれがカバー部材３と対向することで、複数の反応室４が形成される。また、複数の反応室４はそれぞれマイクロ流路に接続されている。なお、本実施形態において、ＰＣＲ用マイクロチップ１は、基板２側から温度調節装置１１上に載置されている。本実施形態においては、基板２の第２の面２ｂが加熱面である。
【００２９】
ＰＣＲ用マイクロチップ１において、加熱面と反応室４との距離は、０．２ｍｍ未満である。このように、ＰＣＲ用マイクロチップ１では、反応室４が、温度調節装置１１に近づけられている。従って、温度調節装置１１の熱が反応室４に伝わりやすい。よって、ＰＣＲ用マイクロチップ１及び核酸増幅装置１０では、ＰＣＲの高速化が可能となる。なお、加熱面と反応室４との距離とは、加熱面と反応室４との最短距離を指す。例えば、加熱面が基板２の第２の面２ｂである場合は、凹部２ｃの底部２ｄから加熱面に下ろした垂線の長さを指す。また、加熱面がカバー部材３の外表面３ａである場合は、基板２の第１の面２ａから、カバー部材３の外表面３ａに下ろした垂線の長さを指す。また、ＰＣＲのより一層の高速化を図る観点から、加熱面と反応室４との距離は、０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ未満であることが好ましい。
【００３０】
反応室４の容量は、１μＬ以上、１０μＬ以下である。ＰＣＲ用マイクロチップ１では、反応室４の容量が上記範囲内にあり、従来技術における反応室の容量に比べて小さいので、温度調節装置１１からの熱が反応室４に伝わりやすい。よって、この点からも、ＰＣＲ用マイクロチップ１及び核酸増幅装置１０では、ＰＣＲを高速化することができる。なお、ＰＣＲ用マイクロチップ１が、複数の反応室４を有する場合、反応室４の容量とは、各反応室４それぞれの容量のことをいう。従って、ＰＣＲ用マイクロチップ１が、複数の反応室４を有する場合、各反応室４の容量がそれぞれ、１μＬ以上、１０μＬ以下である。また、ＰＣＲ用マイクロチップ１が、複数の反応室４を有する場合、多項目の同時検査に用いることができる。
【００３１】
ＰＣＲ用マイクロチップ１において、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離は、０．１８ｍｍ以上である。本願発明者らは、ＰＣＲ用マイクロチップ１が基板２とカバー部材３とを接合して形成されている場合に、以下の課題があることを見出した。すなわち、ＰＣＲ反応を行う際に、温度調節装置１１の熱が反応室４のみならず基板２とカバー部材３の接合部分にも伝わることで接合強度が弱くなったり、その結果カバー部材３が基板２から剥離して反応室４から反応液が漏出したりしてしまうおそれがあることを見出した。このような場合であっても、反応室４の容量を１μＬ以上、１０μＬ以下とすることで、反応室４の容量に対して反応室４の外周の接着面が大きくなるので、カバー部材３が基板２から剥離し難くなる。さらに、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離を上記範囲内とすることで、温度変化による接合強度の低下や反応液の漏出をより一層防ぐことができ、検査の信頼性をより一層高めることができる。なお、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離とは、第１の面２ａと加熱面との最短距離を指す。本実施形態のように、基板２の第２の面２ｂが加熱面である場合は、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離は、基板２の厚みに等しい。
【００３２】
また、基板２の第１の面２ａと、カバー部材３との１０５℃における接着強度は、１Ｎ／インチ以上であることが好ましい。この場合、熱によるカバー部材３の剥がれが生じ難いので、反応室４からの液漏れがより一層生じ難く、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。
【００３３】
以下、ＰＣＲ用マイクロチップ１及び温度調節装置１１について、より詳細に説明する。
【００３４】
（ＰＣＲ用マイクロチップ）
ＰＣＲ用マイクロチップ１は、マイクロ流体が搬送されるマイクロ流路を有する。上記マイクロ流路の途中に、複数の反応室４が設けられている。具体的にＰＣＲ用マイクロチップ１内には、図２に示す流路構造が設けられている。
【００３５】
図２に示すように、導入部５に、マイクロ流路６が接続されている。マイクロ流路６が、マイクロ流路６ａ〜６ｃに分岐されている。そして、マイクロ流路６ａ〜６ｃに、秤取部７ａ〜７ｉを介して、反応室４ａ〜４ｉが接続されている。マイクロ流路６ａ〜６ｃは、排出部８に接続されている。
【００３６】
反応室４ａ〜４ｉの容量は、それぞれ、１μＬ以上、１０μＬ以下である。反応室４ａ〜４ｉの容量が上記範囲内にあり小さいため、温度調節装置１１からの熱が各反応室４ａ〜４ｉに伝わりやすく、ＰＣＲの高速化が可能とされている。反応室の個数は、５個以上であることが好ましく、２０個以下であることが好ましい。より好ましくは、８個以上であり、より好ましくは、１５個以下である。反応室の個数が上記範囲にある場合、多項目の同時検査をより一層精度良く行うことができる。
【００３７】
また、反応室４ａ〜４ｉの高さは、それぞれ、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．９ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは、０．６ｍｍ以下である。反応室４ａ〜４ｉの高さを上記範囲内とすることにより、反応室全体をより一層効率よく加熱することができ、ＰＣＲをより一層高速化することができる。なお、反応室４ａ〜４ｉの高さとは、図１に示す基板２の凹部２ｃの底部２ｄと、第１の面２ａとの距離をいう。
【００３８】
図１に戻り、複数の反応室４は、基板２の複数の凹部２ｃが、カバー部材３によって閉成されることにより構成されている。なお、図示していないが、マイクロ流路は、基板２の第１の面２ａ側に設けられたマイクロ流路用溝が、カバー部材３によって閉成されることにより構成されている。
【００３９】
より具体的には、基板２の第１の面２ａ上にカバー部材３が貼り合わされている。基板２の第１の面２ａと、カバー部材３とは熱融着により接着されている。それによって、基板２の複数の凹部２ｃ及びマイクロ流路用溝が閉成されている。なお、基板２の第１の面２ａと、カバー部材３とは光硬化性接着剤などの接着剤により接着されていてもよい。従って、図３に変形例で示すように基板２の第１の面２ａとカバー部材３との間に接着剤層９が設けられていてもよい。
【００４０】
カバー部材３には、フィルムを用いることができる。フィルムを構成する材料としては、特に限定されず、例えばポリオレフィンなどを用いることができる。カバー部材３は、同種または異種のフィルムを積層して融着したものを用いてもよい。また、カバー部材３そのものが、感圧接着テープであってもよい。その場合は、接着剤を使用しなくとも、感圧接着により基板２の第１の面２ａと接着させることができる。なお、本発明のＰＣＲ用マイクロチップにおいては、封止材としてのカバー部材３の他にも、送液用のガス発生テープなどがさらに設けられていてもよい。
【００４１】
基板２を構成する材料としては、特に限定されず、合成樹脂、ゴム又は金属などが挙げられる。好ましくは、ポリオレフィンなどの高い成形性を有する樹脂が用いられる。
【００４２】
基板２は、例えば、射出成形により形成することができる。また、インモールド成形により、カバー部材３としてのフィルムを金型に入れた状態で、基板２を成形し、熱融着により一体化してもよい。
【００４３】
カバー部材３の全光線透過率は、９０％以上である。また、カバー部材３は自家蛍光を有さない。このように温度調節装置１１側とは反対側のカバー部材３の全光線透過率を高めたり、自家蛍光を有さない材料を用いたりすることで、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。
【００４４】
また、基板２及びカバー部材３の温度３７．７℃及び湿度９０％ＲＨにおける水蒸気透過率は、１５０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。この場合、反応室４で気泡が生じ難く、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。
【００４５】
なお、ＰＣＲ用マイクロチップ１では、反応室４の容量の８０％以上の割合で、反応室４に試薬を収容することが可能とされている。反応室４の容量の８０％以上の割合で試薬が収容されている場合、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。蛍光検出の信頼性をさらに一層高める観点から、反応室４の容量の９０％以上の割合で、反応室４に試薬を収容することが可能とされていることが好ましい。また、試薬は、反応室４の容量の９０％以上の割合で試薬が収容されていることが好ましい。より好ましくは、反応室４の容量の９５％以上であり、さらに好ましくは９９％以上である。このような割合で、試薬を充填できる理由としては、以下のように説明される。
【００４６】
例えば、基板２の凹部２ｃに試薬を充填した後にカバー部材３を貼り合わせる方法では、貼り合わせ時に液がこぼれたり、貼り合わせ時の加熱や光照射が試薬に悪影響を及ぼす可能性があるため、多くとも５０％以下の容量にしか試薬を充填することができない。これに対して、ＰＣＲ用マイクロチップ１では、図４に示すように、カバー部材３を貼り合わせた後、基板２のカバー部材３とは反対側の第２の面２ｂ側から貫通孔２ｅを通って試薬を注入するので、より高い充填率で試薬を注入することが可能とされている。すなわち、反応室４の容量を小さくしても、信頼性の高いＰＣＲを行うことができる。なお、本発明において、試薬の注液に用いられる貫通孔２ｅの容量は、反応室４の容量には含まない。また、試薬の注液後は貫通孔２ｅを塞いでもよい。例えば基板２表面にフィルムを配置したり、樹脂を貫通孔２ｅ内部に充填して封止してもよい。
【００４７】
（温度調節装置）
図５は、本発明の第１の実施形態に係る核酸増幅装置を構成する温度調節装置を説明するための概略構成図である。
【００４８】
温度制御装置１１は、ペルチェ素子１２を有する。ペルチェ素子１２は、第３の面１２ａと、第３の面１２ａと対向している第４の面１２ｂとを有する。
【００４９】
第３の面１２ａ上に、熱伝導材料層１３が積層されている。熱伝導材料層１３が積層されているため、本実施形態では、加熱面の温度ムラをより一層効果的に低減することができる。熱伝導材料層１３としては、熱伝導率が高い、ＡｌまたはＡｌ合金などの金属板を用いることができる。熱伝導材料層１３の上面に、温度制御対象物として、ＰＣＲ用マイクロチップ１が積層されている。ＰＣＲ用マイクロチップ１は、図１に示す基板２側から熱伝導性材料層１３に積層されている。
【００５０】
一方、ペルチェ素子１２の第４の面１２ｂ側には、放熱部材１４が連結されている。放熱部材１４は、ペルチェ素子１２において生じた熱を放散するために設けられている。放熱部材１４としては、例えば、金属からなるヒートシンクを用いることができる。
【００５１】
なお、放熱部材１４は、ペルチェ素子１２の第４の面１２ｂ側に配置されておればよい。第４の面１２ｂに放熱部材１４が直接接触するように配置されていてもよく、第４の面１２ｂと他の部材を介して連結されていてもよい。
【００５２】
熱伝導材料層１３の上面の温度を検出するために、温度センサ１５が設けられている。温度センサ１５は、熱伝導材料層１３の上面の温度を検出し得る、適宜の感温素子により構成することができる。また、温度センサ１５は、制御装置１６に接続されており検出された温度に基づく信号を制御装置１６に与える。
【００５３】
制御装置１６には、ペルチェ素子駆動回路１７が接続されている。ペルチェ素子駆動回路１７を制御装置１６により駆動し、ペルチェ素子１２を駆動する。具体的には、ペルチェ素子駆動回路１７は、ペルチェ素子１２を加熱もしくは冷却する電圧をペルチェ素子１２に与える。それによって、ペルチェ素子１２が加熱あるいは冷却される。
【００５４】
このようにして、ペルチェ素子１２により、図１に示す反応室４の温度をコントロールする。すなわち、ＰＣＲを行うための複数の温度域の間で、加熱及び冷却を行う。それによって、ＰＣＲ反応により、核酸を増幅する。
【００５５】
核酸増幅装置１０では、上記ＰＣＲ反応により、核酸を増幅させたのち、増幅された核酸を検出する。検出方法は特に限定されず、インターカレータを用いた方法、Ｑプローブを用いた方法などを用いることができる。好ましくは、あらかじめ、複数の反応室４に、増幅された核酸を検出するための蛍光物質を収容させておくことが望ましい。それによって、蛍光法により増幅された核酸を容易に検出することができる。
【００５６】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。図６に示すように、核酸増幅装置２０では、ＰＣＲ用マイクロチップ１が、カバー部材３側から温度調節装置１１上に載置されている。本実施形態においては、カバー部材３の外表面３ａが加熱面である。
【００５７】
第２の実施形態では、加熱面と反応室４との距離は、０．２ｍｍ未満である。カバー部材３の全光線透過率は、９０％以上である。また、カバー部材３は自家蛍光を有さない。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
第２の実施形態においても、加熱面と反応室４との距離が０．２ｍｍ未満であり、反応室４が温度調節装置１１と近づけられているので、温度調節装置１１の熱が反応室４に伝わりやすい。そのため、ＰＣＲの高速化が可能である。なお、ＰＣＲのより一層の高速化を図る観点から、カバー部材３の厚みは、０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
また、第１の実施形態同様に、反応室４の容量が、１μＬ以上、１０μＬ以下であり、反応室４の大きさが小さいので、温度調節装置１１からの熱が伝わりやすい。よって、この点からも、ＰＣＲの高速化が可能とされている。
【００６０】
第１の実施形態同様に、ＰＣＲ用マイクロチップ１において、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離は、０．１８ｍｍ以上である。このように構成することで、基板２とカバー部材３との接合強度の低下や反応液の漏出をより一層防ぐことができ、検査の信頼性をより一層高めることができる。また、本実施形態においては、基板２とカバー部材３との接合面から加熱面までの距離を、基板２の厚みにかかわらず調節することができるため、反応室４（凹部２ｃ）の高さや、加熱面と反応室４との距離を自由に設定しやすい。なお、本実施形態においては、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離は、カバー部材３の厚みに等しい。
【００６１】
また、基板２の第１の面２ａと、カバー部材３との１０５℃における接着強度は、１Ｎ／インチ以上であることが好ましい。この場合、熱によるカバー部材３の剥がれが生じ難いので、反応室４からの液漏れがより一層生じ難く、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。
【００６２】
また、第２の実施形態のように、温度調節装置１１側とは反対側の基板２の全光線透過率を高めたり、基板２に自家蛍光を有さない材料を用いたりすることで、蛍光検出の信頼性をより一層高めることができる。よって、第２の実施形態の核酸増幅装置２０及びＰＣＲ用マイクロチップ１においても、ＰＣＲの高速化が可能とされており、しかも蛍光検出の信頼性が高められている。なお、第２の実施形態においても、図７に変形例で示すように基板２の第１の面２ａとカバー部材３との間に接着剤層９が設けられていてもよい。この場合、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離は、カバー部材３の厚みと接着剤層９の厚みの和に等しい。
【００６３】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態に係る核酸増幅装置を示す概略構成図である。図８に示すように、核酸増幅装置３０では、貫通孔を有する基板部材２Ａの一方面をカバー部材３Ａで封止することにより、複数の凹部２ｃを有する基板２が構成されている。その他の点は第２の実施形態と同様である。
【００６４】
第３の実施形態においても、加熱面と反応室４との距離が０．２ｍｍ未満であり、反応室４が温度調節装置１１と近づけられているので、温度調節装置１１の熱が反応室４に伝わりやすい。そのため、ＰＣＲの高速化が可能である。また、第１の実施形態と同様に、反応室４の容量が、１μＬ以上、１０μＬ以下であり、反応室４の大きさが小さいので、温度調節装置１１からの熱が伝わりやすい。よって、この点からも、ＰＣＲの高速化が可能とされている。
【００６５】
また、図９に変形例で示すように、貫通孔を有する基板部材２Ａと、カバー部材３Ａとは、接着剤により貼り合わされていてもよい。すなわち、貫通孔を有する基板部材２Ａ、接着剤層９Ａ及びカバー部材３Ａによって、複数の凹部２ｃを有する基板２が構成されていてもよい。その場合においても、第１〜第３の実施形態のＰＣＲ用マイクロチップ及び核酸増幅装置と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
［実施例及び比較例］
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１）
実施例１では、図６に示すＰＣＲ用マイクロチップ１を以下のようにして作製した。
【００６８】
まず、基板２を構成する材料として、シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４２０Ｒ」）を用い、これを射出成形することにより、凹部２ｃを１０個有し、厚みが０．５ｍｍである基板２を作製した。続いて、カバー部材３として、厚み０．１６ｍｍのシクロオレフィンポリマーフィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４Ｆ）を用い、１４０℃で熱融着することにより基板２と貼り合わせた。それによって、１０個の反応室４を有し、各反応室４の容量が５μＬであるＰＣＲ用マイクロチップ１を得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップ１では、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。すなわち、カバー部材３の外表面３ａが加熱面である。
【００６９】
（実施例２）
基板２と、カバー部材３とを熱融着ではなく、光硬化性接着剤（スリーボンド社製、商品名「３０１７Ｅ」）により貼り合わせたこと以外は、実施例１と同様にして、ＰＣＲ用マイクロチップ１を得た。光硬化性接着剤の厚みは０．０２ｍｍであった。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップ１では、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。
【００７０】
（実施例３）
カバー部材３として、フィルムではなく、厚み０．１ｍｍの感圧接着テープ（３Ｍ社製、商品名「９７９５Ｒ」）を用い、基板２と、感圧接着テープとを感圧接着により貼り合わせたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＣＲ用マイクロチップ１を得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップ１では、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。
【００７１】
（実施例４）
カバー部材３として、フィルムではなく、厚み０．１ｍｍの感圧接着テープ（３Ｍ社製、商品名「９７９５Ｒ」）を用い、基板２と、カバー部材３とを感圧接着により貼り合わせたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＣＲ用マイクロチップ１を得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップ１では、温度調節装置１１側に配置される部材が、基板２である。すなわち、基板２の第２の面２ｂが加熱面である。基板２において、加熱面と反応室４との距離は、０．１ｍｍである。
【００７２】
（実施例５）
基板２を構成する材料として、厚み０．５ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ、日本ポリプロ社製、商品名「ＭＡ３Ｈ」）を用い、カバー部材３として、厚み０．１６ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ、アクリサンデー社製、商品名「ＰＦ−１１」）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＣＲ用マイクロチップ１を得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップ１では、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。
【００７３】
（比較例１）
得られる反応室４の個数が１個であり、その容量が５０μＬとなるように基板２を構成する材料を射出成形したこと以外は、実施例１と同様にしてＰＣＲ用マイクロチップを得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップでは、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。
【００７４】
（比較例２）
得られる反応室４の個数が２個であり、各反応室４の容量が２０μＬとなるように基板を構成する材料を射出成形し、カバー部材３として、厚み０．２ｍｍのシクロオレフィンポリマーフィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノア１４Ｆ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＣＲ用マイクロチップを得た。なお、得られたＰＣＲ用マイクロチップでは、温度調節装置１１側に配置される部材が、カバー部材３である。
【００７５】
（実施例及び比較例の評価）
実施例及び比較例で得られたＰＣＲ用マイクロチップについて、下記（１）〜（３）に示す評価を実施した。結果を、下記の表１に示す。
【００７６】
（１）Ｃｔ値
蛍光色素としてＦＡＭを用い、波長４９４ｎｍの励起光を当て、波長５３４．５ｎｍの光を検出することで評価した。また、解析手法としてＣｒｏｓｓｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ法を用いた。実施例１〜５のマイクロチップを用いたＰＣＲにおいては、比較例１及び２のマイクロチップを用いた場合と比べてＣｔ値が小さく、高速なＰＣＲが実現できている。
【００７７】
（２）ピール強度（接着強度）
オリエンテック社製、商品名「ＲＴＣ−１３１０Ａ」を用いて、基板２とカバー部材３との界面のピール強度を測定した。測定は１０５℃の雰囲気下において基板２とカバー部材３の端部をそれぞれチャックして、両者の面が９０°となるように３００ｍｍ／ｍｉｎの速さで剥がすことにより行った。
【００７８】
（３）ガスリーク試験
フクダ社製、商品名「ＦＬ−６１０」を用いて、１０５℃加熱中の反応室の圧力を測定した。基板２及びカバー部材３のヒーターと接する面の温度が１０５℃となった時点から５分後の圧力が１．１５ａｔｍ以上なら合格、１．１５ａｔｍ未満なら不合格とした。
【００７９】
実施例１〜５のマイクロチップを用いたＰＣＲにおいては、比較例１及び２のマイクロチップを用いた場合と比べてＣｔ値が小さく、高速なＰＣＲが実現できていることがわかる。
【００８０】
また、実施例１〜５におけるガスリーク試験の結果から、基板２の第１の面２ａと加熱面との距離が０．１８ｍｍ以上であること、もしくは、基板２の第１の面２ａとカバー部材３との界面のピール強度（接着強度）が１Ｎ／インチ以上であることの少なくとも一方を満たせば、封止性に優れることがわかる。比較例１及び２においては、各反応室４の容量が１０μＬより大きいため、良好な封止性が得られなかったと考えられる。
【００８１】
【表１】
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【符号の説明】
【００８２】
１…ＰＣＲ用マイクロチップ
２…基板
２ａ，２ｂ…第１，第２の面
２ｃ…凹部
２ｄ…底部
２ｅ…貫通孔
２Ａ…基板部材
３，３Ａ…カバー部材
３ａ…外表面
４，４ａ〜４ｉ…反応室
５…導入部
６，６ａ〜６ｃ…マイクロ流路
７ａ〜７ｉ…秤取部
８…排出部
９…接着剤層
１０，２０，３０…核酸増幅装置
１１…温度調節装置
１２…ペルチェ素子
１２ａ，１２ｂ…第３，第４の面
１３…熱伝導材料層
１４…放熱部材
１５…温度センサ
１６…制御装置
１７…ペルチェ素子駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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