(57)【要約】【課題】ＰＣＲの高速化を図ることができる核酸増幅反応装置を提供する。【解決手段】流路に反応液が配置された反応容器を装着可能な装着部と、前記流路の長手方向に温度勾配を形成する温度勾配形成部と、前記装着部を前記長手方向の成分を含む方向に移動させて、前記反応液を前記流路の前記長手方向に相対的に移動させる移動機構と、を含む、核酸増幅反応装置。【選択図】図１
2017148004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に反応液が配置された反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の長手方向に温度勾配を形成する温度勾配形成部と、
前記装着部を前記長手方向の成分を含む方向に移動させて、前記反応液を前記流路の前記長手方向に相対的に移動させる移動機構と、
を含む、核酸増幅反応装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記移動機構は、前記装着部を揺動させる、核酸増幅反応装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記移動機構は、前記装着部を前記長手方向に移動させる、核酸増幅反応装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記長手方向は、水平方向である、核酸増幅反応装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記長手方向は、水平方向に対して傾いた方向であり、
前記流路は、
第１温度領域と、第１温度領域よりも温度が低い第２温度領域と、を有し、
前記第２温度領域は、前記第１温度領域よりも、重力が作用する方向において下に位置する、核酸増幅反応装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記反応容器は、前記反応液と混和しない液体で充填されている、核酸増幅反応装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記移動機構は、前記長手方向の成分を含む方向の前記装着部の移動速度を変化させて、前記反応液に加速度を付与する、核酸増幅反応装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記移動機構は、前記反応液に、重力加速度よりも大きい加速度を付与する、核酸増幅反応装置。
【請求項９】
反応液が配置された流路の長手方向に温度勾配を形成する工程と、
前記流路を有する反応容器を前記長手方向の成分を含む方向に移動させて、前記反応液を前記流路の前記長手方向に相対的に移動させる工程と、
を含む、核酸増幅反応方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸増幅反応装置および核酸増幅反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子の利用技術の発展により、遺伝子診断や遺伝子治療など遺伝子を利用した医療が注目されている他、農畜産分野においても品種判別や品種改良に遺伝子を用いた手法が多く開発されている。遺伝子を利用するための技術として、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法などの技術が広く普及している。今日では、ＰＣＲ法は生体物質の情報解明において必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＰＣＲ法は、増幅の対象とする核酸（標的核酸）および試薬を含む溶液（反応液）に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。熱サイクルは、２段階以上の温度を周期的に反応液に施す処理である。ＰＣＲ法においては、２段階または３段階の熱サイクルを施す手法が一般的である。
【０００４】
例えば特許文献１には、反応液滴と、反応液滴と混和せず反応液よりも比重の小さい液体（オイル等）とが、充填された反応容器を、回転軸の回りに回転させ、比重差により反応液を移動させて熱サイクルを行う核酸増幅反応装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の核酸増幅反応装置では、重力により反応液が移動しているため、反応液の移動速度には限界があり、ＰＣＲの高速化が困難な場合があった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ＰＣＲの高速化を図ることができる核酸増幅反応装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ＰＣＲの高速化を図ることができる核酸増幅反応方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る核酸増幅反応装置は、
流路に反応液が配置された反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の長手方向に温度勾配を形成する温度勾配形成部と、
前記装着部を前記長手方向の成分を含む方向に移動させて、前記反応液を前記流路の前記長手方向に相対的に移動させる移動機構と、
を含む。
【０００９】
このような核酸増幅反応装置では、例えば重力のみによって反応液を移動させてＰＣＲを行う場合に比べて、移動機構によって装着部を移動させる速度を速くすることができ、反応液の移動速度を速くすることができる。したがって、このような核酸増幅反応装置では、ＰＣＲの高速化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記移動機構は、前記装着部を揺動させてもよい。
【００１１】
このような核酸増幅反応装置では、反応液を、温度勾配が形成された流路の長手方向に往復させることができ、反応液に温度サイクルを施すことができる。
【００１２】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記移動機構は、前記装着部を前記長手方向に移動させてもよい。
【００１３】
このような核酸増幅反応装置では、反応液を、温度勾配が形成された流路の長手方向に、より確実に移動させることができる。
【００１４】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記長手方向は、水平方向であってもよい。
【００１５】
このような核酸増幅反応装置では、反応液に温度サイクルを施している間、反応液に作用する重力は一定であるため、移動機構による装着部の移動速度の調整（移動速度の設定）を、容易に行うことができる。
【００１６】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記長手方向は、水平方向に対して傾いた方向であり、
前記流路は、
第１温度領域と、第１温度領域よりも温度が低い第２温度領域と、を有し、
前記第２温度領域は、前記第１温度領域よりも、重力が作用する方向において下に位置してもよい。
【００１７】
このような核酸増幅反応装置では、第２温度領域に位置している反応液の蛍光測定を行う際に、重力によって反応液の移動を抑制することができる。これにより、核酸増幅反応装置では、蛍光の輝度のばらつきを小さくすることができる。
【００１８】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記反応容器は、前記反応液と混和しない液体で充填されていてもよい。
【００１９】
このような核酸増幅反応装置では、反応液を液滴の状体にすることができる。
【００２０】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記移動機構は、前記長手方向の成分を含む方向の前記装着部の移動速度を変化させて、前記反応液に加速度を付与してもよい。
【００２１】
このような核酸増幅反応装置では、加速度によって、反応液を流路に対して相対的に移動させることができる。
【００２２】
本発明に係る核酸増幅反応装置において、
前記移動機構は、前記反応液に、重力加速度よりも大きい加速度を付与してもよい。
【００２３】
このような核酸増幅反応装置では、よりいっそうＰＣＲの高速化を図ることができる。
【００２４】
本発明に係る核酸増幅反応方法は、
反応液が配置された流路の長手方向に温度勾配を形成する工程と、
前記流路を有する反応容器を前記長手方向の成分を含む方向に移動させて、前記反応液を前記流路の前記長手方向に相対的に移動させる工程と、
を含む。
【００２５】
このような核酸増幅反応方法では、例えば重力のみによって反応液を移動させてＰＣＲを行う場合に比べて、反応液の移動速度を速くすることができる。したがって、このような核酸増幅反応方法では、ＰＣＲの高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る核酸増幅反応装置を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る核酸増幅反応装置を用いた核酸増幅反応方法を説明するための模式図。
【図３】本実施形態に係る核酸増幅反応装置を用いた核酸増幅反応方法を説明するためのフローチャート。
【図４】本実施形態の第１変形例に係る核酸増幅反応装置を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態の第２変形例に係る核酸増幅反応装置を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
１．  核酸増幅反応装置
１．１．  構成
まず、本実施形態に係る核酸増幅反応装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る核酸増幅反応装置１００を模式的に示す断面図である。なお、図１では、重力の作用する方向（以下、「重力作用方向」ともいう）であって、下方向を矢印ｇで示し、重力作用方向と直交する水平方向を矢印ｈで示している。
【００２９】
核酸増幅反応装置１００は、図１に示すように、反応容器１０を装着可能な加熱部２０，２２と、蛍光測定部３０と、支持部４０と、移動機構５０と、制御部６０と、を含む。図１では、加熱部２０，２２に、反応容器１０が固定された状態を示している。なお、便宜上、図１では、移動機構５０および制御部６０を機能ブロックとして示している。
【００３０】
反応容器１０は、流路１２を有している。流路１２は、反応容器１０の底部１４から蓋部１６まで直線状に設けられている。流路１２は、例えば、底部１４の中心と蓋部１６の中心とを結ぶ直線に平行な方向を、長手方向Ｌとしている。図示の例では、長手方向Ｌは、水平方向ｈである（水平方向ｈと平行である）。
【００３１】
流路１２には、反応液４および液体６が配置されている。図示の例では、流路１２は、反応液４および液体６で充填されている（満たされている）。反応液４は、液体６の中に液滴の状態で保持されている。図示の例では、反応液４の形状は、球である。反応液４は、液体６よりも比重が大きい。反応液４は、反応容器１０の移動に伴い、流路１２を、反応容器１０に対して相対的に移動する。反応液４は、例えば、ＰＣＲによって増幅されるＤＮＡ（標的核酸）、ＤＮＡを増幅するために必要なＤＮＡポリメラーゼなどの酵素、プライマー、および核酸の増幅産物を検出するための蛍光プローブ等を含む。
【００３２】
反応液４の体積は、例えば、０．１μＬ以上５μＬ以下であり、好ましくは、１μＬ程度である。反応液４の体積を０．１μＬ以上にすることにより、反応液４の質量に対する表面積の割合を抑え、ひいては液体６との摩擦抵抗を抑えることができるので、反応液４が液体６の中をスムーズに移動することができる。そのため、反応液４を所望の温度に制御することが可能となる。一方、反応液４の体積を５μＬ以下にすることにより、反応液
４の温度変化にかかる時間を短く抑えることができ、ＰＣＲの高速化を実現することができる。また、反応容器１０の内径を必要以上に大きくする必要がなく、装置の小型化にも寄与する。
【００３３】
液体６は、反応液４とは混和しない、すなわち混ざり合わない液体である。液体６は、反応液４よりも比重が小さい。液体６は、例えば、ジメチルシリコーンオイル、パラフィンオイルなどである。
【００３４】
なお、液体６は、流路１２に配置されていなくてもよい。すなわち、反応容器１０内に液体６は、存在していなくてもよい。この場合、反応液４は、液滴の状態とならず、例えば不定形な形状で、流路１２を、反応容器１０に対して相対的に移動する。
【００３５】
反応容器１０の材質は、例えば、ガラス、高分子、金属などである。反応容器１０の内径は、例えば、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。図示の例では、反応容器１０の底部１４は、放物面である底面を有している。
【００３６】
第１加熱部２０および第２加熱部２２は、図示しないヒーターから発生した熱を、流路１２に伝える部材である。加熱部２０，２２は、例えば、反応容器１０に接している。加熱部２０，２２は、例えば、互いに離間して設けられている。加熱部２０，２２は、流路１２の長手方向に沿って、並んで設けられている。反応容器１０は、加熱部２０，２２に固定されている。
【００３７】
第１加熱部２０および第２加熱部２２は、例えば、アルミニウム製のヒートブロックである。ヒートブロックをアルミニウム製とすることで、反応容器１０を効率よく加熱することができる。
【００３８】
第１加熱部２０には、第１開口部２１が設けられている。流路１２は、第１温度領域１２ａを有している。第１温度領域１２ａは、流路１２の第１開口部２１内に位置する部分である。第１開口部２１は、第１加熱部２０を貫通する貫通孔である。図示の例では、第１開口部２１内に蓋部１６の一部が位置している。
【００３９】
第１加熱部２０は、第１温度領域１２ａを第１温度に加熱可能である。具体的には、第１加熱部２０は、第１温度領域１２ａに位置する反応液４や液体６を、第１温度に加熱可能である。第１温度は、例えば、９０℃以上１１０℃以下であり、好ましくは１０５℃である。第１温度は、ＰＣＲにおいて、変性（２本鎖ＤＮＡの解離）に適した温度である。
【００４０】
第２加熱部２２には、第２開口部２３が設けられている。流路１２は、第１温度領域１２ａと異なる第２温度領域１２ｂを有している。第２温度領域１２ｂは、流路１２の第２開口部２３内に位置する部分である。第２開口部２３は、第２加熱部２２を貫通する貫通孔である。図示の例では、第２開口部２３内に底部１４が位置している。第２開口部２３が貫通孔であることにより、蛍光測定部３０は、第２温度領域１２ｂに光を照射して蛍光測定を行うことができる。
【００４１】
なお、図示はしないが、蛍光測定部３０により蛍光測定を行わない場合は、第２開口部２３は有底の穴であり、底部１４は第２加熱部２２に覆われていてもよい。これにより、反応容器１０と第２加熱部２２との接触面積を増やすことができ、第２加熱部２２は、第２温度領域１２ｂを、より所望の温度に加熱することができる。
【００４２】
第２加熱部２２は、第２温度領域１２ｂを第２温度に加熱可能である。具体的には、第２加熱部２２は、第２温度領域１２ｂに位置する反応液４や液体６を、第２温度に加熱可
能である。第２温度は、第１温度と異なる温度である。具体的には、第２温度は、第１温度よりも低く、例えば、５０℃以上７０℃以下であり、好ましくは５４℃である。したがって、第２温度領域１２ｂは、第１温度領域１２ａよりも温度が低い。第２温度は、ＰＣＲにおいて、アニーリング（プライマーが１本鎖ＤＮＡに結合する反応）および伸長反応（プライマーを始点としてＤＮＡの相補鎖が形成される反応）に適した温度である。
【００４３】
第１加熱部２０および第２加熱部２２の温度は、図示せぬ温度センサーおよび制御部６０によって制御されていてもよい。開口部２１，２３がそれぞれ設けられた加熱部２０，２２は、反応容器１０を装着可能な装着部である。上記のように第１温度および第２温度は、互いに異なる温度であるため、加熱部２０，２２は、流路１２の長手方向に温度勾配を形成する温度勾配形成部である。上記のように第１温度の方が第２温度よりも高い場合は、流路１２には、第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに向けて徐々に温度が低くなる温度勾配が形成される。
【００４４】
蛍光測定部３０は、反応液４に光を照射し、反応液４から放出される蛍光（反応液４の蛍光）を検出する。蛍光測定部３０は、反応容器１０の底部１４と対向した位置に設けられている。反応容器１０の材質は、蛍光測定部３０から射出される光、および反応液４の蛍光を透過可能な材料である。蛍光測定部３０は、例えば反応液４が底部１４に接している場合に、反応液４に光を照射することができる。蛍光測定部３０は、ＰＣＲを行っている間、光を射出し続けてもよい。
【００４５】
支持部４０は、加熱部２０，２２および蛍光測定部３０を支持している。加熱部２０，２２および蛍光測定部３０は、支持部４０に固定されている。支持部４０は、第１部分４２と、第２部分４４と、第３部分４６と、を有している。第１部分４２は、蛍光測定部３０を支持している。第１部分４２の形状は、例えば、直方体である。第２部分４４および第３部分４６は、加熱部２０，２２および第１部分４２を挟持して支持している。第２部分４４および第３部分４６の形状は、例えば、板状である。なお、支持部４０の形状は、加熱部２０，２２および蛍光測定部３０を支持することができれば、特に限定されない。また、支持部４０の材質についても、特に限定されない。
【００４６】
移動機構５０は、制御部６０により制御されて、支持部４０を移動させる機構である。移動機構５０は、支持部４０を移動させることにより、反応容器１０、加熱部２０，２２、および蛍光測定部３０を長手方向Ｌの成分を含む方向に（図示の例では長手方向Ｌに）移動させて、反応液４を反応容器１０に対して（流路１２に対して）流路１２の長手方向Ｌに相対的に移動させる。移動機構５０は、例えば、支持部４０を（反応容器１０、加熱部２０，２２、および蛍光測定部３０を）揺動（振動、往復運動）させる。これにより、反応容器１０は、長手方向Ｌに沿って往復し、反応液４は、流路１２の第１温度領域１２ａおよび第２温度領域１２ｂを往復する。なお、反応液４の動きについては、「１．２．
核酸増幅反応方法」で詳細に説明する。移動機構５０は、例えば、長手方向Ｌの成分を含む方向の支持部４０の（加熱部２０，２２の）移動速度を変化させて、反応液４に加速度を付与する。移動機構５０は、反応液４に、重力加速度よりも大きい加速度を付与してもよい。
【００４７】
移動機構５０としては、例えば、支持部４０を挟持する挟持部（図示せず）と、挟持部を振動させるモーター（図示せず）と、を備えた部材を用いる。移動機構５０による支持部４０の振動の周期は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。なお、移動機構５０としては、支持部４０を移動させて、反応液４を反応容器１０に対して相対的に移動させることができれば、その形態は特に限定されない。
【００４８】
制御部６０は、移動機構５０を制御する。制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒ
ａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）および記憶部（ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含んで構成されている。記憶部には、例えば、移動機構５０を制御するための各種プログラム、データ等が記録されている。記憶部は、例えば、制御部６０が行う各種処理の処理中のデータや処理結果等を一時的に記録する。
【００４９】
制御部６０の記録部には、蛍光測定部３０の検出結果が保存されてもよい。制御部６０は、蛍光測定部３０で検出された蛍光の輝度（蛍光輝度）に基づいて、例えばＰＣＲの核酸の増幅曲線を取得し、ＰＣＲの温度サイクルの回数を決定することができる。
【００５０】
１．２．  核酸増幅反応方法
次に、本実施形態に係る核酸増幅反応方法について、図面を参照しながら説明する。以下では、核酸増幅反応装置１００を用いた核酸増幅反応方法について説明する。図２は、核酸増幅反応装置１００を用いた核酸増幅反応方法を説明するための模式図である。図３は、核酸増幅反応装置１００を用いた核酸増幅反応方法を説明するためのフローチャートである。なお、便宜上、図２では、移動機構５０および制御部６０の図示を省略している。
【００５１】
まず、反応液４および液体６が充填された反応容器１０を、加熱部２０，２２に固定する（ステップＳ１０２）。具体的には、反応容器１０を、開口部２１，２３に挿入することによって、加熱部２０，２２に固定する。反応液４および液体６は、例えば、反応容器１０内に注入された後、蓋部１６を締めることによって反応容器１０内に充填される。なお、加熱部２０，２２の各々は、二分割されたヒートブロックからなり、反応容器１０を、該ヒートブロックで挟み込むことによって加熱部２０，２２に固定してもよい。
【００５２】
ステップＳ１０２において、反応液４は、図２の（Ａ）に示すように、流路１２の第１温度領域１２ａに位置している。図２の（Ａ）に示す例では、反応液４は、蓋部１６に接して配置されている。
【００５３】
次に、加熱部２０，２２によって、反応容器１０を加熱し、流路１２の長手方向Ｌに温度勾配を形成する（ステップＳ１０４）。具体的には、第１加熱部２０は、流路１２の第１温度領域１２ａを第１温度に加熱する。第２加熱部２２は、流路１２の第２温度領域１２ｂを第２温度に加熱する。これにより、第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂへ向けて温度が低くなる温度勾配が形成される。
【００５４】
ステップＳ１０４において、反応液４は、図２の（Ａ）に示すように、第１温度領域１２ａに位置している。したがって、反応液４は、第１温度に加熱され、反応液４に対して第１温度における反応（変性）が行われる。
【００５５】
次に、制御部６０は、移動機構５０を制御して、反応液４を第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに移動させる（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０を（反応容器１０を）長手方向Ｌ（図示の例では長手方向Ｌの一方の方向Ｌ１）に移動させる（図２の（Ａ）に示す状態から図２の（Ｂ）に示す状態にする）。その後、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０の移動を停止させる（図２の（Ｂ）に示す状態から図２の（Ｃ）に示す状態にする）。すなわち、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０の移動方向と逆向きの加速度を、反応液４に付与する。支持部４０の移動の停止、または減速により、反応液４には慣性力が働き、反応液４は、反応容器１０に対して（流路１２に対して）長手方向Ｌに相対的に移動して、第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに移動する。図２の（Ｃ）に示す例では、反応液４は、底部１４に接して配置されている。移動機構５０は、反応液４を第１温
度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに移動させる際に、反応液４に、重力加速度よりも大きい加速度を付与してもよい。
【００５６】
本実施形態において、ステップＳ１０４に続いてステップＳ１０６が行われる場合、すなわち、１回目のステップＳ１０６が行われる場合は、制御部６０は、図示しない温度センサー（第１加熱部２０に接続された温度センサー）が所定の温度に達してから所定時間が経過したと判定した場合に、反応液４を第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに移動させる。
【００５７】
反応液４が第２温度領域１２ｂに位置している間、反応液４は、第２温度に加熱され、反応液４に対して第２温度における反応（アニーリングおよび伸長反応）が行われる。
【００５８】
次に、制御部６０は、蛍光測定部３０によって検出された蛍光輝度が所定値以上か否か判定する（ステップＳ１０８）。具体的には、制御部６０は、図２の（Ｃ）に示すように、反応液４が第２温度領域１２ｂに位置している間に、蛍光測定部３０において検出された蛍光輝度（反応液４の蛍光輝度）を取得する。そして、制御部６０は、取得した蛍光輝度が、予め記憶部に記憶された所定値以上か否か判定する。
【００５９】
ステップＳ１０８において、制御部６０が検出された蛍光輝度が所定値以上（Ｙｅｓ）と判定した場合には、制御部６０は、移動機構５０の駆動を停止させ、処理を完了する（ＥＮＤ）。制御部６０が検出された蛍光輝度が所定値未満（Ｎｏ）と判定した場合には、ステップＳ１１０へ進む。
【００６０】
ステップＳ１０８においてＮｏ場合、制御部６０は、移動機構５０を制御して、反応液４を第２温度領域１２ｂから第１温度領域１２ａに移動させる（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０を長手方向Ｌ（図示の例では長手方向Ｌの他方の方向Ｌ２）に移動させる（図２の（Ｃ）に示す状態から図２の（Ｄ）に示す状態にする）。その後、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０の移動を停止させる（図２の（Ｄ）に示す状態から図２の（Ａ）に示す状態にする）。すなわち、制御部６０は、移動機構５０を制御して、支持部４０の移動方向と逆向きの加速度を、反応液４に付与する。支持部４０の移動の停止、または減速により、反応液４には慣性力が働き、反応液４は、反応容器１０に対して長手方向Ｌに相対的に移動して、第２温度領域１２ｂから第１温度領域１２ａに移動する。移動機構５０は、反応液４を第２温度領域１２ｂから第１温度領域１２ａに移動させる際に、反応液４に、重力加速度よりも大きい加速度を付与してもよい。
【００６１】
次に、再びステップＳ１０６が開始される。そして、制御部６０は、ステップＳ１０８において蛍光輝度が所定値以上（Ｙｅｓ）と判定するまで、一定の周期で、支持部４０を揺動させる。例えば、この温度サイクルを５０回転（５０サイクル）以上行うことによりＰＣＲを完了させることができる。
【００６２】
なお、反応液４が第１温度領域１２ａから第２温度領域１２ｂに移動し、さらに、第２温度領域１２ｂから第１温度領域１２ａに移動した場合に、温度サイクルが１回転とカウントされる。例えば、温度サイクルの１回転において、反応液４は、第１温度領域１２ａに１秒間程度位置し、第２温度領域１２ｂに２秒間程度位置する。
【００６３】
また、第１温度、第２温度や、支持部４０の周期、加熱部２０，２２の大きさなどは、反応液４や液体６の種類および量、ならびに反応容器１０の大きさなどを考慮して、適宜決定される、
核酸増幅反応装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６４】
核酸増幅反応装置１００では、加熱部２０，２２を流路１２の長手方向Ｌの成分を含む方向に移動させて、反応液４を反応容器１０に対して（流路１２に対して）長手方向Ｌに相対的に移動させる移動機構５０を含む。そのため、核酸増幅反応装置１００では、例えば重力のみによって反応液４を移動させてＰＣＲを行う場合に比べて、移動機構５０によって加熱部２０，２２を移動させる速度を速くすることができ、反応液４の移動速度を速くすることができる。したがって、核酸増幅反応装置１００では、ＰＣＲの高速化を図ることができる。
【００６５】
核酸増幅反応装置１００では、移動機構５０は、加熱部２０，２２を揺動させる。そのため、核酸増幅反応装置１００では、反応液４を、温度勾配が形成された流路１２の長手方向Ｌに往復させることができ、反応液４に温度サイクルを施すことができる。
【００６６】
核酸増幅反応装置１００では、移動機構５０は、加熱部２０，２２を長手方向Ｌに移動させる。そのため、核酸増幅反応装置１００では、反応液４を、温度勾配が形成された流路１２の長手方向Ｌに、より確実に移動させることができる。
【００６７】
核酸増幅反応装置１００では、長手方向Ｌは、水平方向である。そのため、核酸増幅反応装置１００では、反応液４に温度サイクルを施している間、反応液４に作用する重力は一定であるため、移動機構５０による加熱部２０，２２の移動速度の調整（移動速度の設定）を、容易に行うことができる。さらに、長手方向Ｌが水平方向に対して傾いた方向であると、重力によって反応液４が底部１４に密着して反応液４が底部１４から離れ難くなるという問題が生じる場合があるが、核酸増幅反応装置１００では、このような問題を回避することができる。
【００６８】
核酸増幅反応装置１００では、反応容器１０は、反応液４と混和しない液体６で充填されている。そのため、核酸増幅反応装置１００では、反応液４を液滴の状態にすることができる。
【００６９】
核酸増幅反応装置１００では、移動機構５０は、長手方向Ｌの成分を含む方向の加熱部２０，２２の移動速度を変化させて、反応液４に加速度を付与する。そのため、核酸増幅反応装置１００では、加速度によって、反応液４を流路１２に対して相対的に移動させることができる。
【００７０】
核酸増幅反応装置１００では、移動機構５０は、反応液４に、重力加速度よりも大きい加速度を付与する。そのため、核酸増幅反応装置１００では、よりいっそうＰＣＲの高速化を図ることができる。
【００７１】
なお、図示はしないが、核酸増幅反応装置１００は、流路１２を、第１温度および第２温度と異なる第３温度に加熱可能な第３加熱部を含んでいてもよい。第３温度は、例えば、第１温度よりも低く、かつ第２温度よりも高い温度である。これにより、第２温度をアニーリングに適した温度とし、第３温度を伸長反応に適した温度とするこができる。このように、アニーリングと伸長反応とを別々の温度で行うことができ、ＰＣＲの最適化を図ることができる。また、加熱部の数は、４つ以上であってもよい。
【００７２】
２．  核酸増幅反応装置の変形例
２．１．  第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る核酸増幅反応装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の第１変形例に係る核酸増幅反応装置２００を模式的に示す断面図である。なお、図４および以下に示す図５では、重力作用方向であって下方向を
矢印ｇで示し、重力作用方向と直交する水平方向を矢印ｈで示している。また、便宜上、図４および以下に示す図５では、移動機構５０および制御部６０を機能ブロックとして示している。
【００７３】
以下、本実施形態の第１変形例に係る核酸増幅反応装置２００において、上述した本実施形態に係る核酸増幅反応装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係る核酸増幅反応装置においても同様である。
【００７４】
上述した核酸増幅反応装置１００では、図１に示すように、流路１２の長手方向Ｌは、水平方向ｈであった。これに対し、核酸増幅反応装置２００では、図４に示すように、流路１２の長手方向Ｌは、水平方向ｈではない。長手方向Ｌは、特に限定されず、例えば、水平方向ｈと直交する鉛直方向でもよいが、図示の例では、長手方向Ｌは、水平方向ｈに対して傾いた方向である。第２温度領域１２ｂは、第１温度領域１２ａによりも、重力作用方向ｇにおいて下に位置している。
【００７５】
長手方向Ｌの水平方向ｈに対する傾き角θは、例えば、３°以上４５°以下であり、好ましくは、５°以上１５°以下である。傾き角θが３°より小さいと反応液４の蛍光を測定する際に、反応液４が動いてしまう場合がある。傾き角θが４５℃より大きいと、反応液４に作用する重力が大きくなり、反応液４を第１温度領域１２ａに移動させることが困難になる場合がある。
【００７６】
核酸増幅反応装置２００では、長手方向Ｌは、水平方向ｈに対して傾いた方向であり、第２温度領域１２ｂは、第１温度領域１２ａによりも、重力作用方向ｇにおいて下に位置している。そのため、核酸増幅反応装置２００では、第２温度領域１２ｂに位置している反応液４の蛍光測定を行う際に、重力によって反応液４の移動を抑制することができる。これにより、核酸増幅反応装置２００では、蛍光の輝度のばらつきを小さくすることができる。
【００７７】
なお、第２温度領域１２ｂに位置する反応液４の蛍光測定を行う場合は、第２温度領域１２ｂよりも高温である第１温度領域１２ａに位置する反応液４の蛍光測定を行う場合よりも、正確に蛍光測定を行うことができる。例えば、インターカレータータイプの色素を用いて蛍光測定を行う場合、第１温度領域１２ａのような高温になる領域で、蛍光測定を行うことはできない。
【００７８】
２．２．  第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る核酸増幅反応装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第２変形例に係る核酸増幅反応装置３００を模式的に示す断面図である。
【００７９】
上述した核酸増幅反応装置１００では、図１に示すように、移動機構５０は、支持部４０を（反応容器１０、加熱部２０，２２、および蛍光測定部３０を）流路１２の長手方向Ｌに移動させる。これに対し、核酸増幅反応装置３００では、図５に示すように、移動機構５０は、支持部４０を、流路１２の長手方向Ｌに対して傾いた方向Ｎに移動させる。方向Ｎは、長手方向Ｌの成分を含む方向である。すなわち、方向Ｎは、長手方向Ｌと直交する方向ではない。方向Ｎの長手方向Ｌに対する傾き角は、加熱部２０，２２を方向Ｎに移動させることにより、反応液４を長手方向Ｌに移動させることができれば、特に限定されないが、例えば、５°以上１５°以下である。
【００８０】
核酸増幅反応装置３００では、移動機構５０は、支持部４０を、流路１２の長手方向Ｌ
に対して傾いた方向Ｎに移動させる。そのため、核酸増幅反応装置３００では、移動機構５０による支持部４０の移動方向の自由度を、高くすることができる。
【００８１】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【００８２】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００８３】
４…反応液、６…液体、１０…反応容器、１２…流路、１２ａ…第１温度領域、１２ｂ…第２温度領域、１４…底部、１６…蓋部、２０…第１加熱部、２１…第１開口部、２２…第２加熱部、２３…第２開口部、３０…蛍光測定部、４０…支持部、４２…第１部分、４４…第２部分、４６…第３部分、５０…移動機構、６０…制御部、１００，２００，３００…核酸増幅反応装置
【図１】
2017148004.tif 000003
【図２】
2017148004.tif 000004
【図３】
2017148004.tif 000005
【図４】
2017148004.tif 000006
【図５】
2017148004.tif 000007