核酸扩增反应器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种核酸扩增反应器，其特征在于，具备基板（１）、形成在基板（１）内的腔室（２）、用于密封腔室（２）的盖板（３）、形成在盖板（３）上的样品注入孔（４），在腔室（２）内具有连接在盖板（３）或基板（１）上的柱状构造体（６）。使用本发明专利技术的核酸扩增反应器，可以高速进行样品液的温度上升、下降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在利用聚合酶链反应的核酸扩增中所使用的。
技术介绍
近年来，有关基因信息的技术正在不断被开发出来。特别是通过对医疗领域中的有关疾病的基因进行分析，可以进行分子水平的疾病治疗。另外，可以通过基因诊断进行针对患者个人的量体裁衣式治疗。而且，在制药领域中使用基因信息来特定抗体或激素等蛋白质分子而作为药品利用。另外，在农业或食品等领域中制造出许多利用基因信息的产品。在有关这种基因信息的技术中，作为最重要的方法之一有核酸的扩增反应。其中，聚合酶链反应是只在基因的某个特定部分进行大量扩增的技术，除了分子生物学等研究用途之外，还被广泛应用到医疗微生物学、遗传疾病的临床诊断、法医学等领域。特别是临床基因诊断技术，有望可以进行更快速的分析，即使在聚合酶链反应法中也要求研发高速化技术。这种聚合酶链反应法包括下述的三道工序。(1)热变性工序是把双链DNA解离成单链的工序。(2)退火工序是接合引物的工序。(3)延伸反应工序是通过聚合酶延长DNA的工序。通常情况下，把上述3个阶段的工序作为1个循环，重复实施这些工序30～35个循环。特开昭62-000281号公报中公开这些工序的处理条件分别是(1)热变性工序94℃×1分钟，(2)退火工序50～60℃×1分钟，(3)延伸反应工序72℃×1～5分钟。另外，特开2002-207031号公报提出作为用于进行聚合酶链反应的容器或芯片使用下述的构件。例如，在上侧基材上形成用于配置毛细管的沟槽，在该上侧基材和下侧基材之间重叠放置毛细管并进行接合，由此可以把已有想要扩增的核酸的样品放置到毛细管中，通过对该毛细管进行温度控制，可以使样品中的核酸扩增。而且，对可以使上述聚合酶链反应高速化的装置的研发也在进行中。例如，罗士(Loche)公司制的轻循环控制装置(LightCycler)使用热风作为热源，通过向玻璃毛细管制的容器中提供样品而尝试高速化。另外，Cepheid公司制的智能循环控制装置(SmartCycler)(R)使用管壁较薄的专用聚丙烯制试管，进行聚合酶链反应的高速化。但是，在聚合酶链反应中，40℃左右的温度变化也需要重复30次以上。在以往的进行聚合酶链反应的装置中，在向聚丙烯制试管中提供样品的同时使用铝块使温度升高，为了完成聚合酶链反应需要数小时以上的处理时间。另外，特开2002-207031号公报所公开的方法是通过把毛细管封闭在上下基材内而有望在某种程度上改善热传导性。但是，当单独构成毛细管、上侧基材、下侧基材之后，采用粘结技术以接合它们。此时，对于上下基材和毛细管之间的热传导性，形成粘结材料等构成热阻挡层，有可能妨碍迅速的温度上升、下降。另外，可以通过使用把热风作为热源的装置而实现高速化，但即使这样仍需要数十分钟以上的处理时间。而且，以前的技术都使用毛细管等专用容器来谋求高速化。因此，例如用于从血液中抽取DNA的聚合酶链反应的前处理必须成为分批处理，缺点是样品的处理非常繁琐。
技术实现思路
本专利技术的核酸扩增反应器是具备基板、形成在该基板内的腔室、用于密封该腔室的盖板、形成在该盖板上的样品注入孔的容器，其特征在于，在腔室内设置连接在盖板或基板上的柱状结构体。当从构成核酸扩增反应器的盖板以及基板中任意一方或者它们两者进行加热、冷却时，因为具有柱状构造体而促进热传递，可以高速改变腔室内含有核酸的溶液的温度。其结果是能确实可靠地进行高速聚合酶链反应的核酸扩增反应器可以得到实现。本专利技术的核酸扩增反应器是腔室的形状为弯曲形或漩涡形的反应器。通过腔室的形状为这些形状之一，相对于腔室的体积，腔室的表面积增大，所以可以有效进行和基板的热交换。本专利技术的核酸扩增反应器的制造方法是在腔室内设置与盖板或基板一体化的柱状构造体的反应容器的制造方法，是采用阳极接合法或直接接合法中的任意一种方法进行盖板和基板之间的接合的制造方法。该制造方法的特征在于，采用阳极接合法或直接接合法中的任意一种方法进行盖板和基板之间的接合，通过在盖板和基板之间的接合面上不存在这些材料之外的物质的接合方法而进行接合，可以实现热传导性良好、无需担心在核酸扩增反应器中使容器内剩余的成分会溶出的核酸扩增反应器。本专利技术的核酸扩增反应容器的制造方法的特征在于，是腔室的形状为弯曲形或漩涡形的反应器的制造方法。通过采用阳极接合法或直接接合法中的任意一种方法进行盖板和基板之间的接合，通过在上述盖板和上述基板之间的接合面上不存在这些材料之外的物质的接合方法而进行接合。本专利技术的，通过实现可以高速加热、冷却的结构，可以高精度且高速地对样品中的DNA进行扩增。另外，可以提供样品处理容易且用于核酸扩增反应的芯片型核酸扩增反应容器及其制造方法。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1中一例核酸扩增反应器的结构的立体图。图2是表示实施方式1中核酸扩增反应器分解立体图。图3是表示实施方式1中其它例核酸扩增反应器的结构的主要部分立体图。图4是表示实施方式1中其它例核酸扩增反应器的结构的主要部分立体图。图5是表示本专利技术的实施方式2中一例核酸扩增反应器的结构的主要部分立体图。图6是表示实施方式2中其它例核酸扩增反应器的结构的主要部分立体图。图7～图12是对实施方式2中核酸扩增反应器的制造工序进行说明的剖面图。图13A、13B、13C、13D是表示实施方式2的实验中试用的核酸扩增反应器的分解俯视图。图14是表示使用实施方式2中的核酸扩增反应器的聚合酶链反应的特性比较图。具体实施例方式本专利技术的核酸扩增反应器是用于核酸扩增的反应器，是具备基板、形成在该基板内的腔室、用于密封该腔室的盖板、形成在该盖板上的样品注入孔，且在腔室内设置连接在盖板或基板上的柱状结构体的反应器。关于用于利用聚合酶链反应的核酸扩增方法的核酸扩增反应容器，当从盖板、基板或者它们的两面进行加热、冷却时，热迅速传递至上述柱状构造体，所以可以高速改变腔室内含有核酸的溶液的温度，其结果是可以实现能确实可靠地进行高速聚合酶链反应的核酸扩增反应器。本专利技术的核酸扩增反应器是柱状构造体的断面形状为圆形、椭圆形、弯曲形的核酸扩增反应器。可以通过选择这些形状进行有效的热交换，从而可以实现能进行高速聚合酶链反应的核酸扩增反应器。本专利技术的核酸扩增反应器可以具有多个柱状构造体。通过具有多个柱状构造体，使能更有效地进行热交换的核酸扩增反应器得到实现。本专利技术的核酸扩增反应器的柱状构造体与盖板或基板的材料相同，是不存在其接合面的一体化构造体反应器。作为相同材料而不存在接合面，所以没有热交换的阻挡，所以能更高速地进行聚合酶链反应的核酸扩增反应器可以得到实现。本专利技术的核酸扩增反应器是基板和柱状构造体直接接合的反应器。能进行生产率优良的高速聚合酶链反应的核酸扩增反应器可以得到实现。本专利技术的核酸扩增反应器是盖和柱状构造体直接接合的反应器。能进行生产率优良的高速聚合酶链反应的核酸扩增反应器可以得到实现。本专利技术的核酸扩增反应器是腔室形状为弯曲形或漩涡形的反应器。关于这些形状的腔室，可以说弯曲形或漩涡形的沟槽的壁自身是柱状构造体。通过使腔室形状为弯曲形或漩涡形，相对于腔室的体积，腔室的表面积增大，从而可以有效地进行和基板的热交换。本专利技术的核酸扩增反应器是用玻璃制造盖板，基板为硅的反应容器。因基板为硅，可以成为具有较高热传递性的核酸扩增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于核酸扩增的反应器，其特征在于，具有形成了可收容样品的腔室的基板和形成有通向所述腔室的样品注入孔且覆盖所述腔室并与所述基板接合的盖板，在所述腔室中具有露出表面的柱状构造体。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中谷将也，行政哲男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]