聚合酶链式反应装置以及聚合酶链式反应方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够高效地进行聚合酶链式反应(PCR)的PCR装置以及PCR方法。上述PCR装置是如下的装置：向容器(30)填充比重比反应液(60)小且不与反应液(60)混和的液体(50)，控制部以容器(30)的上方部分的液体(50)成为第一温度，下方部分的液体(50)成为比第一温度低的第二温度的方式驱动控制第一加热部(151)和第二加热部(152)，以在液体(50)中成为球状的反应液(60)通过基于电场的库伦力在液体(50)的上方部分与下方部分之间反复进行上下移动的方式驱动控制电场产生部，在下侧电极(10)与上侧电极(20)之间产生电场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合酶链式反应装置以及聚合酶链式反应方法。
技术介绍
作为从微量的染色体组(染色体或基因)、RNA(核糖核酸)选择性地使作为目标的DNA(脱氧核糖核酸)扩增的方法，已知有1983年美国(USA)的凯利·穆利斯(KaryBanksMullis)氏开发的聚合酶链式反应(PCR；PolymeraseChainReaction)法。PCR法是如下方法，例如具有：热变性工序，将包括成为扩增对象的双链DNA、作为DNA的断片的引物、DNA合成材料、以及DNA合成酶的水溶液加热至规定的反应温度，并使双链DNA解离成单链DNA；退火工序，使得将水溶液从上述规定的反应温度冷却并解离而成的单链DNA结合引物；以及延伸工序，使与单链DNA结合的引物进一步结合DNA合成酶，使引物延伸，通过依次反复进行该3个工序，使双链DNA以指数函数扩增。已开发了能够进行这样的聚合酶链式反应(PCR)的PCR装置、PCR方法。例如，在专利文献1中公开了如下的PCR装置，即，该PCR装置具备：进行PCR的容器；隔着沿反应液的流动的间隙与该容器的内表面对置配置的电极对；以及控制单元，其通过对电极对施加交流电压使交流电流流动于反应液，产生焦耳热，控制反应液的温度。根据该PCR装置，与使直流电流流动于反应液，产生焦耳热而加热反应液的方法相比，由于交流电流流动于反应液，因此，反应液不产生电分解，并且能够产生足够的焦耳热以用于PCR周期。另外，例如，在专利文献2中公开了如下的DNA扩增装置，该DNA扩增装置具备能够装配进行PCR的容器(对象物)的金属槽(metalwell)、通过珀尔帖效应加热或冷却对象物的温度元件、以及控制针对温度元件的通电的控制部。另外，作为该温度元件，示出了组合p型半导体和n型半导体的例子。根据这样的DNA扩增装置，能够使反应液的温度追随PCR中的规定的温度模式的变化，缩短PCR的所需时间。专利文献1：日本特开2011-115159号公报专利文献2：日本特开2011-188749号公报在上述专利文献1的PCR装置中，示出了作为反应液流动的流路的间隙(通道)的宽度为980μm、深度为600μm、长度为2～8mm的例子。这样的话，填充至间隙的反应液的体积大约是1～5μL(微升)。由于对间隙(通道)连接有用于供给反应液的注入槽和用于排出反应液的排出槽连接，因此，实际需要准备比间隙(通道)的容量多的反应液。换言之，用于进行PCR的反应液容易产生浪费。另一方面，上述专利文献2的DNA扩增装置将反应液计量并收纳至mm(毫米)单位的管(容器)，并将该管收纳至金属槽进行PCR，因此，避免不必要地消耗反应液。并且，将现有的PCR中的3个级别的温度模式的1个周期所需要的时间大约耗费的250秒缩短至150秒。然而，若使用上述专利文献2的DNA扩增装置，例如反复进行50个周期的温度模式，则PCR的所需时间达到7500秒，即耗费大约2小时，因此，存在欲进一步缩短所需时间的课题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的课题的至少一部分而成的，能够利用以下的方式或者应用例实现。应用例本应用例所涉及的聚合酶链式反应装置是使收纳于容器的反应液所包含的核酸扩增的聚合酶链式反应装置，具备：下侧电极以及上侧电极，沿铅垂方向拉开间隔配置；电场产生部；第一加热部，在上述容器被配置于上述下侧电极与上述上侧电极之间时，对上述容器的接近上述上侧电极的一侧进行加热；第二加热部，在上述容器被配置于上述下侧电极与上述上侧电极之间时，对上述容器的接近上述下侧电极的一侧进行加热；以及控制部，向上述容器填充上述反应液、以及比重比上述反应液小且不与上述反应液混和的液体，上述控制部以上述容器的上方部分的上述液体成为第一温度，上述容器的下方部分的上述液体成为比上述第一温度低的第二温度的方式驱动控制上述第一加热部和上述第二加热部，并且，以在上述液体中成为球状的上述反应液通过基于电场的库伦力在上述液体的上述上方部分与上述下方部分之间反复进行上下移动的方式驱动控制上述电场产生部，在上述下侧电极与上述上侧电极之间产生电场。根据本应用例所涉及的聚合酶链式反应(PCR)装置，在下侧电极与上侧电极之间产生电场，使库伦力作用于在液体中成为球状的反应液，使反应液在液体中上升至被靠近上侧电极的第一加热部加热的上方部分，成为第一温度，通过停止该电场的产生而使上升的反应液在液体中下降至被靠近下侧电极的第二加热部加热的下方部分，能够从第一温度快速地变化至第二温度。通过使第一温度为使聚合酶链式反应(PCR)的核酸热变性而成为单链核酸的温度，使第二温度为比第一温度低的PCR的退火、延伸的温度，能够与PCR的温度模式对应地使反应液的温度反复变化。换句话说，能够提供一种与直接或间接地加热反应液而反复进行PCR的温度模式的上述的专利文献1、专利文献2的现有的PCR装置相比，能够缩短PCR的温度模式的切换时间，缩短PCR的核酸扩增的所需时间的PCR装置。另外，由于在不与反应液混和的液体中进行反应液的PCR，所以与上述的专利文献1的PCR装置相比，能够减少反应液的浪费。在上述应用例所述的PCR装置中，优选上述控制部以向上述下侧电极赋予第一电位，在使上述反应液位于上述上方部分时，向上述上侧电极赋予电位在上述第一电位与比上述第一电位高的第二电位之间变化的交流电位的方式驱动控制上述电场产生部。根据该构成，由于基于交流电位的库伦力作用于反应液，所以反应液进行微振动。换句话说，能够对反应液进行微小搅拌，促进热变性、退火、延伸的工序。因此，能够缩短这些工序所需要的时间。应用例本应用例所涉及的其它的聚合酶链式反应装置是使收纳于容器的反应液所包含的核酸扩增的聚合酶链式反应装置，具备：下侧电极以及上侧电极，沿铅垂方向拉开间隔配置；电场产生部；第一加热部，在上述容器被配置于上述下侧电极与上述上侧电极之间时，对上述容器的接近上述上侧电极的一侧进行加热；第二加热部，在上述容器被配置于上述下侧电极与上述上侧电极之间时，对上述容器的接近上述下侧电极的一侧进行加热；以及控制部，向上述容器填充上述反应液、比重比上述反应液小且不与上述反应液混和的液体，上述控制部以上述容器的上方部分的上述液体成为第一温度，上述容器的下方部分的上述液体成为比上述第一温度低的第二温度的方式驱动控制上述第一加热部和上述第二加热部，以在上述液体中成为球状的上述反应液通过基于电场的库伦力按照上述液体的上述上方部分、上述下方部分、以及上述上方部分与上述下方部分之间的成为第三温度的中间部分的顺序反复进行上下移动的方式驱动控制上述电场产生部，在上述下侧电极与上述上侧电极之间产生电场。根据本应用例所涉及的其它的PCR装置，在下侧电极与上侧电极之间产生电场，使库伦力作用于在液体中成为球状的反应液，使反应液在液体中上升至被靠近上侧电极的第一加热部加热的上方部分，成为第一温度，通过停止该电场的产生而使上升的反应液在液体中下降至被靠近下侧电极的第二加热部加热的下方部分，能够从第一温度迅速地变化至第二温度。另外，通过改变电场强度来调整库伦力的大小，能够使反应液从下方部分上升至中间部分，从第二温度迅速地变化至第三温度。通过使第一温度为使聚合酶链式反应(PCR)的核酸热变性而成为单链核酸的温度，使第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合酶链式反应装置，是使收纳于容器的反应液所包含的核酸扩增的聚合酶链式反应装置，其特征在于，具备：下侧电极以及上侧电极，沿铅垂方向拉开间隔配置；电场产生部；第一加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述上侧电极的一侧进行加热；第二加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述下侧电极的一侧进行加热；以及控制部，向所述容器填充所述反应液、以及比重比所述反应液小且不与所述反应液混和的液体，所述控制部以所述容器的上方部分的所述液体成为第一温度，所述容器的下方部分的所述液体成为比所述第一温度低的第二温度的方式驱动控制所述第一加热部和所述第二加热部，并且，以在所述液体中，成为球状的所述反应液通过基于电场的库伦力在所述液体的所述上方部分与所述下方部分之间反复进行上下移动的方式驱动控制所述电场产生部，在所述下侧电极与所述上侧电极之间产生电场。

【技术特征摘要】
2015.08.11 JP 2015-1587611.一种聚合酶链式反应装置，是使收纳于容器的反应液所包含的核酸扩增的聚合酶链式反应装置，其特征在于，具备：下侧电极以及上侧电极，沿铅垂方向拉开间隔配置；电场产生部；第一加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述上侧电极的一侧进行加热；第二加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述下侧电极的一侧进行加热；以及控制部，向所述容器填充所述反应液、以及比重比所述反应液小且不与所述反应液混和的液体，所述控制部以所述容器的上方部分的所述液体成为第一温度，所述容器的下方部分的所述液体成为比所述第一温度低的第二温度的方式驱动控制所述第一加热部和所述第二加热部，并且，以在所述液体中，成为球状的所述反应液通过基于电场的库伦力在所述液体的所述上方部分与所述下方部分之间反复进行上下移动的方式驱动控制所述电场产生部，在所述下侧电极与所述上侧电极之间产生电场。2.根据权利要求1所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，所述控制部以向所述下侧电极赋予第一电位，在使所述反应液位于所述上方部分时，向所述上侧电极赋予电位在所述第一电位与比所述第一电位高的第二电位之间变化的交流电位的方式驱动控制所述电场产生部。3.一种聚合酶链式反应装置，是使收纳于容器的反应液所包含的核酸扩增的聚合酶链式反应装置，其特征在于，具备：下侧电极以及上侧电极，沿铅垂方向拉开间隔配置；电场产生部；第一加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述上侧电极的一侧进行加热；第二加热部，在所述容器被配置于所述下侧电极与所述上侧电极之间时，对所述容器的接近所述下侧电极的一侧进行加热；以及控制部，向所述容器填充所述反应液、以及比重比所述反应液小且不与所述反应液混和的液体，所述控制部以所述容器的上方部分的所述液体成为第一温度，所述容器的下方部分的所述液体成为比所述第一温度低的第二温度的方式驱动控制所述第一加热部和所述第二加热部，并且，以在所述液体中，成为球状的所述反应液通过基于电场的库伦力按照所述液体的所述上方部分、所述下方部分、以及所述上方部分与所述下方部分之间的成为第三温度的中间部分的顺序反复进行上下移动的方式驱动控制所述电场产生部，在所述下侧电极与所述上侧电极之间产生电场。4.根据权利要求3所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，所述控制部以向所述下侧电极赋予第一电位，在使所述反应液位于所述上方部分时，向所述上侧电极赋予电位在所述第一电位与比所述第一电位高的第二电位之间变化的交流电位，在使所述反应液位于所述中间部分时，向所述上侧电极赋予电位在所述第一电位与比所述第二电位低的第三电位之间变化的交流电位的方式驱动控制所述电场产生部。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，具备能够载置多个所述容器的工作台，对于所述多个容器，所述下侧电极以及所述上侧电极被共用地设置。6.根据权利要求5所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，所述上侧电极对所述多个容器的每个进行设置，具有能够插入至所述容器的柱状电极部。7.根据权利要求5或6所述的聚合酶链式反应装置，其特征在于，所述工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木太朗，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP