(57)【要約】【課題】対流を抑制することができる熱サイクル装置を提供する。【解決手段】反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第１流路と第２流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成している物質増幅反応容器を装着可能な装着部と、前記流路の第１領域を、第１温度に加熱可能な第１加熱部と、前記流路の第２領域を、前記第１温度よりも高い第２温度に加熱可能な第２加熱部と、前記流路の第３領域を、前記第２温度と同じか、前記第２温度よりも高い第３温度に加熱可能な第３加熱部と、を含み、前記第１領域は、前記流路の前記第１流路側の端部であり、前記第２領域は、前記流路の前記第２流路側の端部であり、前記第３領域は、前記第２領域とは異なる前記第２流路の領域、または前記屈曲部の領域である、熱サイクル装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第１流路と第２流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成している物質増幅反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の第１領域を、第１温度に加熱可能な第１加熱部と、
前記流路の第２領域を、前記第１温度よりも高い第２温度に加熱可能な第２加熱部と、
前記流路の第３領域を、前記第２温度と同じか、前記第２温度よりも高い第３温度に加熱可能な第３加熱部と、
を含み、
前記第１領域は、前記流路の前記第１流路側の端部であり、
前記第２領域は、前記流路の前記第２流路側の端部であり、
前記第３領域は、前記第２領域とは異なる前記第２流路の領域、または前記屈曲部の領域である、熱サイクル装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第３加熱部は、前記第２流路の前記第３領域を加熱する、熱サイクル装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１流路の中心軸と前記第２流路の中心軸とのなす角度は、９０°である、熱サイクル装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記物質増幅反応容器を、第１配置および第２配置に切り換える駆動機構と、
前記物質増幅反応容器を、前記第１配置に所定時間維持した後に、前記第２配置に所定時間維持するように、前記駆動機構を制御する制御部と、
を含み、
前記第１配置は、前記第２領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記第２領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置である、熱サイクル装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記駆動機構は、前記物質増幅反応容器を、第３配置および第４配置に切り換え、
前記第１配置は、前記第２領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第３配置は、前記屈曲部が前記第２領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第４配置は、前記屈曲部が前記第１領域よりも重力が作用する方向で下となる配置である、熱サイクル装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記第１加熱部には、前記第１領域が挿入可能な第１開口部が設けられ、
前記第２加熱部には、前記第２領域が挿入可能な第２開口部が設けられ、
前記第３加熱部には、前記第３領域が挿入可能な第３開口部が設けられている、熱サイクル装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１開口部、前記第２開口部、および前記第３開口部は、前記装着部である、熱サイクル装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記反応液は、核酸を含む、熱サイクル装置。
【請求項９】
物質増幅反応容器を第１配置および第２配置に切り換える制御を行う熱サイクル装置の制御方法であって、
前記物質増幅反応容器は、反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第１流路と第２流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成し、
前記流路の第１領域は、第１温度で加熱され、
前記流路の第２領域は、前記第１温度よりも高い第２温度で加熱され、
前記流路の第３領域は、前記第２温度と同じか、前記第２温度よりも高い第３温度で加熱され、
前記第１領域は、前記流路の前記第１流路側の端部であり、
前記第２領域は、前記流路の前記第２流路側の端部であり、
前記第３領域は、前記第２領域とは異なる前記第２流路の領域、または前記屈曲部の領域であり、
前記第１配置は、前記第２領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第１配置に所定時間維持された後に、前記第２配置に所定時間維持されるように制御を行う、熱サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱サイクル装置および熱サイクル装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、鼻腔拭い液などの検体を用いて、インフルエンザに代表される感染症診断を迅速に行う簡易検査キットが普及している。その多くはイムノクロマト法を利用したものであるが、より精度の高い検査を行う場合には、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ： Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法が有効である。
【０００３】
例えば特許文献１には、２水準の温度を有するオイル中を液滴が比重差で移動することにより、チューブ内で加熱冷却サイクルを行うＰＣＲ法が記載されている。特許文献１に記載の方法は、ヒートブロック全体の過熱冷却を繰り返す方法や、チューブを複数のヒートブロックに移動させる方法に比べ、ＰＣＲ反応にかかる時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、熱サイクル時に高温の容器端部に液滴（反応液）を保持する場合、高温のオイルの直上に低温のオイルが位置する。そのため、特許文献１の方法では、オイルの対流が生じて容器内の温度が変動し、ＰＣＲ反応が不安定になって、核酸の増幅量がばらついてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、対流を抑制することができる熱サイクル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、対流を抑制することができる熱サイクル装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る熱サイクル装置は、
反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第１流路と第２流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成している物質増幅反応容器を装着可能な装着部と、
前記流路の第１領域を、第１温度に加熱可能な第１加熱部と、
前記流路の第２領域を、前記第１温度よりも高い第２温度に加熱可能な第２加熱部と、
前記流路の第３領域を、前記第２温度と同じか、前記第２温度よりも高い第３温度に加熱可能な第３加熱部と、
を含み、
前記第１領域は、前記流路の前記第１流路側の端部であり、
前記第２領域は、前記流路の前記第２流路側の端部であり、
前記第３領域は、前記第２領域とは異なる前記第２流路の領域、または前記屈曲部の領域である。
【０００８】
このような熱サイクル装置では、反応液を第２領域に保持している間、第２領域よりも低温となる第１領域は、第２領域に対して重力の作用する方向で上（第２領域の直上）には位置せず、第２領域の直上には、第２領域よりも高温となる第３領域が位置している。
したがって、このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。
【０００９】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第３加熱部は、前記第２流路の前記第３領域を加熱してもよい。
【００１０】
このような熱サイクル装置では、第３加熱部が屈曲部を加熱する場合に比べて、第１加熱部と第３加熱部との間の距離を大きくすることができる。これにより、このような熱サイクル装置では、第１領域の液体と第３領域の液体との間の熱の干渉を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第１流路の中心軸と前記第２流路の中心軸とのなす角度は、９０°であってもよい。
【００１２】
このような熱サイクル装置では、反応液を第２領域に保持している間、より確実に、第１領域を、第２領域の直上に位置させないことができる。
【００１３】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記物質増幅反応容器を、第１配置および第２配置に切り換える駆動機構と、
前記物質増幅反応容器を、前記第１配置に所定時間維持した後に、前記第２配置に所定時間維持するように、前記駆動機構を制御する制御部と、
を含み、
前記第１配置は、前記第２領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記第２領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であってもよい。
【００１４】
このような熱サイクル装置では、自動で、物質増幅反応容器を、第１配置および第２配置に切り換えることができる。
【００１５】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記駆動機構は、前記物質増幅反応容器を、第３配置および第４配置に切り換え、
前記第１配置は、前記第２領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記屈曲部よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第３配置は、前記屈曲部が前記第２領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第４配置は、前記屈曲部が前記第１領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であってもよい。
【００１６】
このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。
【００１７】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第１加熱部には、前記第１領域が挿入可能な第１開口部が設けられ、
前記第２加熱部には、前記第２領域が挿入可能な第２開口部が設けられ、
前記第３加熱部には、前記第３領域が挿入可能な第３開口部が設けられていてもよい。
【００１８】
このような熱サイクル装置では、液体の対流を抑制することができる。
【００１９】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記第１開口部、前記第２開口部、および前記第３開口部は、前記装着部であってもよい。
【００２０】
このような熱サイクル装置では、対流を抑制することができる。
【００２１】
本発明に係る熱サイクル装置において、
前記反応液は、核酸を含んでもよい。
【００２２】
このような熱サイクル装置では、対流を抑制することができる。
【００２３】
本発明に係る熱サイクル装置の制御方法は、
物質増幅反応容器を第１配置および第２配置に切り換える制御を行う熱サイクル装置の制御方法であって、
前記物質増幅反応容器は、反応液、および前記反応液よりも比重が小さく、かつ、前記反応液とは混和しない液体が充填され、第１流路と第２流路とが屈曲部を介して接続されて前記反応液が移動する流路を形成し、
前記流路の第１領域は、第１温度で加熱され、
前記流路の第２領域は、前記第１温度よりも高い第２温度で加熱され、
前記流路の第３領域は、前記第２温度と同じか、前記第２温度よりも高い第３温度で加熱され、
前記第１領域は、前記流路の前記第１流路側の端部であり、
前記第２領域は、前記流路の前記第２流路側の端部であり、
前記第３領域は、前記第２領域とは異なる前記第２流路の領域、または前記屈曲部の領域であり、
前記第１配置は、前記第２領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第２配置は、前記第１領域が前記第１領域および前記第３領域よりも重力が作用する方向で下となる配置であり、
前記第１配置に所定時間維持された後に、前記第２配置に所定時間維持されるように制御を行う。
【００２４】
このような熱サイクル装置の制御方法では、対流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。
【図２】本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図３】本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図４】本実施形態に係る熱サイクル装置の制御方法を説明するための模式図。
【図５】本実施形態に係る熱サイクル装置の処理を説明するためのフローチャート。
【図６】本実施形態の第１変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。
【図７】本実施形態の第２変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。
【図８】本実施形態の第２変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。
【図９】本実施形態の第３変形例に係る熱サイクル装置を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
１．  熱サイクル装置
１．１．  構成
まず、本実施形態に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る熱サイクル装置１００を模式的に示す図である。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で示している。
【００２８】
熱サイクル装置１００は、図１に示すように、物質増幅反応容器１０を装着可能な加熱部２０，２２，２４と、駆動機構３０と、制御部４０と、を含む。図１では、加熱部２０，２２，２４に、物質増幅反応容器１０が固定された状態を示している。
【００２９】
物質増幅反応容器１０には、反応液４および液体６が充填されている。反応液４は、液体６の中に液滴の状態で保持されている。反応液４は、液体６よりも比重が大きいため、例えば、物質増幅反応容器１０の重力作用方向における最下部の領域に位置している。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、およびプライマー、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。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。
【００３０】
物質増幅反応容器１０の材質は、例えば、ガラス、高分子、金属などである。物質増幅反応容器１０は、反応液４が移動する流路１２を形成している。流路１２は、第１流路１４と、第２流路１６と、屈曲部１８と、を有している。
【００３１】
第１流路１４と第２流路１６とは、屈曲部１８を介して接続されている。すなわち、流路１２は、屈曲している部分を有している。流路１４，１６は、直線状に延出している。図示の例では、第１流路１４の中心軸αと、第２流路１６の中心軸βと、のなす角度θは、９０°である。物質増幅反応容器１０は、反応液４および液体６が注入されるための蓋（図示せず）を有し、該蓋は、物質増幅反応容器１０の屈曲部１８を形成する部分に設けられていてもよい。
【００３２】
第１流路１４は、第１領域１２ａを有している。第１領域１２ａは、流路１２の第１流路１４側の端部である。すなわち、第１領域１２ａは、第１流路１４の屈曲部１８側とは反対側の端部である。第２流路１６は、第２領域１２ｂおよび第３領域１２ｃを有している。第２領域１２ｂは、流路１２の第２流路１６側の端部である。すなわち、第２領域１２ｂは、第２流路１６の屈曲部１８側とは反対側の端部である。第３領域１２ｃは、第２領域１２ｂとは異なる第２流路１６の領域である。第３領域１２ｃは、第２領域１２ｂよりも屈曲部１８側に設けられている。
【００３３】
第１加熱部２０、第２加熱部２２、および第３加熱部２４は、図示しないヒーターから発生した熱を、物質増幅反応容器１０に伝える部材である。加熱部２０，２２，２４は、例えば、物質増幅反応容器１０に接している。加熱部２０，２２，２４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、物質増幅反応容器１０を効率よく加熱することができる。また、ヒートブロックにおいて温度の均一性を向上させることができ、精度の高い熱サイクルを実現することができる。また、加工が容易なので、ヒートブロックを高い精度で成型することができる。
【００３４】
第１加熱部２０には、第１領域１２ａが挿入可能な第１開口部２１が設けられている。図示の例では、第１開口部２１は、有底の穴である。第１加熱部２０は、第１領域１２ａ
の液体６を第１温度に加熱可能である。第１温度は、例えば、５５℃以上７２℃以下であり、好ましくは６０℃である。第１温度は、ＰＣＲ反応において、アニーリング（プライマーの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。第１開口部２１が有低の穴であることにより、第１開口部２１が貫通孔である場合に比べて、第１加熱部２０は、第１領域１２ａの液体６を効率よく加熱することができる。
【００３５】
第２加熱部２２には、第２領域１２ｂが挿入可能な第２開口部２３が設けられている。図示の例では、第２開口部２３は、有底の穴である。第２加熱部２２は、第２領域１２ｂの液体６を第２温度に加熱可能である。第２温度は、第１温度よりも高く、例えば、９２℃以上９７℃以下であり、好ましくは９５℃である。第２温度は、ＰＣＲ反応において、変性（２本鎖ＤＮＡの解離）に適した温度である。第２開口部２３が有低の穴であることにより、第２開口部２３が貫通孔である場合に比べて、第２加熱部２２は、第２領域１２ｂの液体６を効率よく加熱することができる。
【００３６】
第３加熱部２４には、第３領域１２ｃが挿入可能な第３開口部２５が設けられている。図示の例では、第３開口部２５は、貫通孔である。第３加熱部２４は、第３領域１２ｃの液体６を第３温度に加熱可能である。第３温度は、第２温度と同じか、第２温度よりも高く（第３温度は第２温度以上であり）、例えば、９２℃以上１１０℃以下であり、好ましくは１００℃である。第３温度は、反応液４に含まれる酵素が失活する温度未満である。
【００３７】
加熱部２０，２２，２４の温度は、図示せぬ温度センサーおよび制御部４０によって制御されていてもよい。加熱部２０，２２，２４にそれぞれ設けられた開口部２１，２３，２５は、物質増幅反応容器１０を装着可能な装着部である。
【００３８】
駆動機構３０は、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４を、第１配置、第２配置、第３配置、および第４配置に切り換える機構である。駆動機構３０は、図示はしないが、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４を支持する支持部と、該支持部を回転させるモーターと、を有している。支持部の回転軸Ｑは、例えば、中心軸α，βと直交する方向である。図示の例では、回転軸Ｑの位置は、流路１２の第１流路１４側の端と流路１２の第１流路１４側の端とを結ぶ仮想直線Ｌに、中心軸α，βの交点Ｐから下ろした垂線の足の位置である。これにより、駆動機構３０の小型化を図ることができ、熱サイクル装置１００の小型化を図ることができる。駆動機構３０は、モーターの動作により、回転軸Ｑを中心として、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４の位置関係を維持したまま支持部を回転させる。
【００３９】
制御部４０は、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４を、第１配置に所定時間維持した後に、第２配置に所定時間維持するように、駆動機構３０を制御する。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  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、駆動機構３０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４０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。
【００４０】
１．２．  制御方法
図２〜図４は、熱サイクル装置１００の制御方法を説明するための模式図である。図５は、熱サイクル装置１００の処理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〜図４では、駆動機構３０および制御部４０の図示を省略している。また、図２〜図４では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００４１】
まず、反応液４および液体６が充填された物質増幅反応容器１０を、加熱部２０，２２，２４に固定する（ステップＳ１０１）。例えば物質増幅反応容器１０は、柔軟性のある樹脂で構成され、物質増幅反応容器１０を曲げながら開口部２１，２３，２５に挿入して、加熱部２０，２２，２４に固定する。
【００４２】
ステップＳ１０１において、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４の配置は、第１配置である（図１参照）。第１配置は、図１に示すように、第２領域１２ｂが、第１領域１２ａ、第３領域１２ｃ、および屈曲部１８よりも重力作用方向で下となる配置である。第１配置においては、例えば、重力作用方向における流路１２の最下部に第２領域１２ｂが位置している。したがって、液体６よりも比重の大きい反応液４は、第２領域１２ｂに位置している。図示の例では、第２領域１２ａは、屈曲部１８の直下に位置している。
【００４３】
次に、加熱部２０，２２，２４によって、物質増幅反応容器１０を加熱する（ステップＳ１０２）。具体的には、第１加熱部２０は、第１領域１２ａの液体６を第１温度に加熱する。第２加熱部２２は、第２領域１２ｂの液体６を第２温度に加熱する。第３加熱部２４は、第３領域１２ｃの液体６を第３温度に加熱する。
【００４４】
ステップＳ１０２において、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４の配置は、第１配置であるので、反応液４は、第２温度に加熱される。したがって、ステップＳ１０２においては、反応液４に対して第２温度における反応（変性）が行われる。
【００４５】
次に、制御部４０は、第１配置において、第１の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。第１の時間は、第１配置を保持する時間であり、変性に必要な時間である。具体的には、制御部４０は、タイマーを含んで構成され、該タイマーが予め設定された時間を経過したか否かを判定する。本実施形態において、ステップＳ１０２に続いてステップＳ１０３が行われる場合、すなわち、１回目のステップＳ１０３が行われる場合は、制御部４０は、温度センサー（第２加熱部２２に接続された温度センサー）が所定の温度に達してから経過した時間が第１の時間となったか否かを判定する。
【００４６】
ステップＳ１０３において、第１の時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０３において、第１の時間が経過していないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１０３が繰り返される。
【００４７】
ステップＳ１０３においてＹｅｓの場合、制御部４０は、駆動機構３０を制御して、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４を、第１配置から第２配置に切り換える（ステップＳ１０４）。これにより、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４は、図２に示す状態（第３配置）を経て、図３に示す状態（第２配置）となる。具体的には、図１に示す状態から、回転軸Ｑを中心として１８０°反時計回りに回転されて、図２に示す状態となり、さらに、図２に示す状態から、回転軸Ｑを中心として９０°反時計回りに回転されて、図３に示す状態となる。
【００４８】
図２に示す状態（第３配置）は、屈曲部１８が第２領域１２ｂおよび第３領域１２ｃよりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液４は、第２領域１２ｂから第３領域１２ｃを通って、屈曲部１８に至る。図示の例では、屈曲部１８は、第２領域１２ｂの直下に位置している。
【００４９】
図３に示す状態（第２配置）は、第１領域１２ａが、第２領域１２ｂ、第３領域１２ｃ、および屈曲部１８よりも重力作用方向で下となる配置である。第２配置においては、例えば、重力作用方向における流路１２の最下部に第２領域１２ｂが位置している。したが
って、反応液４は、屈曲部１８から第１領域１２ａに至る。図示の例では、第１領域１２ａは、屈曲部１８の直下に位置している。
【００５０】
次に、制御部４０は、第２配置において、第２の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第２の時間は、第２配置を保持する時間であり、アニーリングおよび伸長反応に必要な時間である。制御部４０は、第２配置に達してからの時間が第２の時間に達したか否かを判定する。具体的には、制御部４０は、タイマーを含んで構成され、該タイマーが予め設定された時間を経過したか否かを判定する。ステップＳ１０５において、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４の配置は、第２配置であるので、反応液４は、第１温度に加熱される。したがって、ステップＳ１０５においては、反応液４に対して第１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。
【００５１】
ステップＳ１０５において、第２の時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０５において、第２の時間が経過していないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１０５が繰り返される。
【００５２】
ステップＳ１０５においてＹｅｓの場合、制御部４０は、熱サイクルの回数が所定のサイクル数に達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部４０は、ステップＳ１０３からステップＳ１０５までの手順が、所定回数完了したか否かを判定する。本実施形態においては、ステップＳ１０３からステップＳ１０５までの手順が完了した回数は、ステップＳ１０３，Ｓ１０５において、「Ｙｅｓ」と判定された回数で判定される。ステップＳ１０３からステップＳ１０５までが１回行われると（ステップＳ１０３，Ｓ１０５において「Ｙｅｓ」と１回ずつ判定されると）、反応液４に熱サイクルが１サイクル施されるので、ステップＳ１０３からステップＳ１０５までの手順が完了した回数（熱サイクルのサイクル数）は、１サイクルとなる。
【００５３】
ステップＳ１０６において、制御部４０が熱サイクル数が所定のサイクル数行われた（Ｙｅｓ）と判定した場合には、制御部４０は、処理を完了する（ＥＮＤ）。制御部４０が熱サイクルが所定のサイクル数行われていない（Ｎｏ）と判定した場合には、ステップＳ１０７へ進む。
【００５４】
ステップＳ１０６においてＮｏ場合、制御部４０は、駆動機構３０を制御して、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４を、第２配置から第１配置に切り換える（ステップＳ１０７）。これにより、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４は、図４に示す状態（第４配置）を経て、図１に示す状態（第１配置）となる。具体的には、図３に示す状態から、回転軸Ｑを中心として１８０°反時計回りに回転されて、図４に示す状態となり、さらに、図４に示す状態から、回転軸Ｑを中心として９０°時計回りに回転されて、図１に示す状態となる。
【００５５】
図４に示す状態（第４配置）は、屈曲部１８が第１領域１２ａよりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液４は、第１領域１２ａから屈曲部１８に至る。図示の例では、屈曲部１８は、第１領域１２ａの直下に位置している。
【００５６】
図１に示す状態（第１配置）は、第２領域１２ｂが、第１領域１２ａ、第３領域１２ｃ、および屈曲部１８よりも重力作用方向で下となる配置である。したがって、反応液４は、屈曲部１８から第２領域１２ｂに至る。物質増幅反応容器１０および加熱部２０，２２，２４が第１配置に達したら、ステップＳ１０３が開始される。
【００５７】
ステップＳ１０７に続いてステップＳ１０３が行われる場合、すなわち、２回目以降のステップＳ１０３においては、制御部４０は、物質増幅反応容器１０および加熱部２０，
２２，２４が第１配置に達してからの時間が第１の時間に達したか否かを判定する。
【００５８】
なお、第１温度、第２温度、第３温度や、第１の時間、第２の時間、およびサイクル数は、反応液４や液体６の種類および量、ならびに物質増幅反応容器の大きさなどを考慮して、適宜決定される、
熱サイクル装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５９】
熱サイクル装置１００では、第１流路１４と第２流路１６とが屈曲部１８を介して接続されて流路１２を形成している物質増幅反応容器１０を装着可能な装着部を含む。さらに、熱サイクル装置１００では、第１領域１２ａを第１温度で加熱可能な第１加熱部２０と、第２領域１２ｂを第１温度よりも高い第２温度で加熱可能な第２加熱部２２と、第３領域１２ｃを第２温度よりも高い第３温度で加熱可能な第３加熱部２４と、を含む。そのため、熱サイクル装置１００では、図１に示すように、反応液４を第２領域１２ｂに保持している間、第２領域１２ｂよりも低温となる第１領域１２ａは、第２領域１２ｂに対して重力作用方向で上（第２領域１２ｂの直上）には位置せず、第２領域１２ｂの直上には、第２領域１２ｂよりも高温となる第３領域１２ｃが位置している。したがって、熱サイクル装置１００では、液体６の対流を抑制することができ、対流によって液体６の温度勾配が崩れることを抑制することができる。その結果、熱サイクル装置１００では、物質増幅反応容器１０内の温度を安定させ、ＰＣＲ反応を安定して行うことができるので、核酸の増幅量の均一性を向上させることができる。
【００６０】
熱サイクル装置１００では、第３加熱部２４は、第２流路１６の第３領域１２ｃを加熱する。そのため、熱サイクル装置１００では、第３加熱部２４が屈曲部１８を加熱する場合に比べて、第１加熱部２０と第３加熱部２４との間の距離を大きくすることができる。これにより、熱サイクル装置１００では、第１領域１２ａの液体６と第３領域１２ｃの液体６との間の熱の干渉を抑制することができる。
【００６１】
さらに、第３加熱部２４が屈曲部１８を加熱する場合、第３加熱部２４は、例えば、二分割されたヒートブロックからなり、屈曲部１８を該ヒートブロックで挟み込んで、物質増幅反応容器１０は固定される。一方、第３加熱部２４が第２流路１６の第３領域１２ｃを加熱する場合は、第３加熱部２４は、貫通孔（開口部２５）が設けられたヒートブロックであり、該貫通孔に第２流路１６を挿入して、物質増幅反応容器１０を固定することができる。したがって、第３加熱部２４が第２流路１６の第３領域１２ｃを加熱する場合は、第３加熱部２４を容易に製造することができ、かつ、物質増幅反応容器１０を容易に固定することができる。
【００６２】
熱サイクル装置１００では、第１流路１４の中心軸αと第２流路１６の中心軸βとのなす角度θは、９０°である。そのため、熱サイクル装置１００では、反応液４を第２領域１２ｂに保持している間、より確実に、第１領域１２ａを、第２領域１２ｂの直上に位置させないことができる。
【００６３】
熱サイクル装置１００では、物質増幅反応容器１０を、第１配置および第２配置に切り換える駆動機構３０と、物質増幅反応容器１０を、第１配置に所定時間維持した後に、第２配置に所定時間維持するように、駆動機構３０を制御する制御部４０と、を含む。そのため、熱サイクル装置１００では、自動で、物質増幅反応容器１０を、第１配置および第２配置に切り換えることができる。
【００６４】
２．  熱サイクル装置の変形例
２．１．  第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説
明する。図６は、本実施形態の第１変形例に係る熱サイクル装置２００を模式的に示す図である。なお、図６では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００６５】
以下、本実施形態の第１変形例に係る熱サイクル装置２００において、本実施形態に係る熱サイクル装置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，第３変形例に係る熱サイクル装置においても同様である。
【００６６】
上述した熱サイクル装置１００では、図１に示すように、第３加熱部２４は、第２流路１６の第３領域１２ｃを加熱可能であった。これに対し、熱サイクル装置２００では、図６に示すように、第３加熱部２４は、屈曲部１８の領域である第３領域１２ｃを加熱可能である。
【００６７】
熱サイクル装置２００では、熱サイクル装置１００と同様に、液体６の対流を抑制することができる。
【００６８】
２．２．  第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第２変形例に係る熱サイクル装置３００を模式的に示す図である。なお、図７では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００６９】
上述した熱サイクル装置１００では、図１に示すように、第１流路１４の中心軸αと第２流路１６の中心軸βとのなす角度θは、９０°であった。これに対し、熱サイクル装置３００では、図７に示すように、角度θは、９０°ではない。角度θは、例えば、６０°以上１２０°以下である。なお、熱サイクル装置３００では、図８に示すように、第３加熱部２４は、屈曲部１８の領域である第３領域１２ｃを加熱可能であってもよい。
【００７０】
熱サイクル装置３００では、熱サイクル装置１００と同様に、液体６の対流を抑制することができる。
【００７１】
２．３．  第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係る熱サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の第３変形例に係る熱サイクル装置４００を模式的に示す図である。なお、図９では、重力作用方向であって、下方向を矢印ｇで示している。
【００７２】
熱サイクル装置４００は、図９に示すように、蛍光検出部５０を含む点において、上述した熱サイクル装置１００と異なる。
【００７３】
蛍光検出部５０は、例えば制御部４０の制御により、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。蛍光検出部５０は、第１領域１２ａに光を照射可能な位置に設けられている。図示の例では、第１加熱部２０に設けられた第１開口部２１は、貫通孔であり、蛍光検出部５０は、第３配置において、第１開口部２１を通して第１領域１２ａ内の反応液４に光を照射する。蛍光検出部５０は、ＰＣＲを行っている間、光を射出し続けてもよい。蛍光検出部５０は、駆動機構３０によって回転されず、固定されている。
【００７４】
蛍光検出部５０の検出結果は、制御部４０の記憶部に保存されてもよい。制御部４０は、蛍光検出部５０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。例えば、ステップＳ１０６（図５参照）において、制御部４０は、検出され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。そして、検出された蛍光輝度が所定値以上の場合の場合は、制御部４０は、所定のサイクル数に達したと判定する。一方、検出された蛍光輝度が所定値未満の場合は、制御部４０は、所定のサイクル数に達していないと判定する。
【００７５】
熱サイクル装置４００では、蛍光検出部５０を含む。そのため、熱サイクル装置４００では、蛍光検出部５０で検出された蛍光輝度に基づいて、ＰＣＲの温度サイクルの回数を決定することができる。
【００７６】
熱サイクル装置４００では、蛍光検出部５０は、第１領域１２ａ内の反応液４に光を照射する。そのため、熱サイクル装置４００では、第１領域１２ａよりも高温となる第２領域１２ｂに光を照射する場合に比べて、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２領域１２ｂ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。
【００７７】
なお、図示はしないが、上述した熱サイクル装置２００，３００において、熱サイクル装置４００のように、蛍光検出部５０を含んでいてもよい。
【００７８】
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。
【００７９】
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】
【００８０】
４…反応液、６…液体、１０…物質増幅反応容器、１２…流路、１２ａ…第１領域、１２ｂ…第２領域、１２ｃ…第３領域、１４…第１流路、１６…第２流路、１８…屈曲部、２０…第１加熱部、２１…第１開口部、２２…第２加熱部、２３…第２開口部、２４…第３加熱部、２５…第３開口部、３０…駆動機構、４０…制御部、５０…蛍光検出部、１００，２００，３００，４００…熱サイクル装置
【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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