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JP5015441B2 - Reaction chip and reaction method - Google Patents
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Description

本発明は、反応チップおよび反応方法に関するものである。   The present invention relates to a reaction chip and a reaction method.

近年、化学反応やDNA反応、たんぱく質反応などをチップ上にて行うμ−Total Analysis System技術や、Lab−on−Chip技術などが研究され実現されつつある。これにより、今まで大型の実験装置や大量の反応試薬が必要であった反応実験が、数ミリ角以下の反応チップを用いて少量の反応試薬で行えるようになってきている。   In recent years, μ-Total Analysis System technology for performing chemical reaction, DNA reaction, protein reaction, etc. on a chip, Lab-on-Chip technology, and the like have been studied and realized. As a result, it has become possible to carry out reaction experiments, which have heretofore required a large experimental apparatus and a large amount of reaction reagent, with a small amount of reaction reagent using a reaction chip of several millimeters or less.

この反応チップ上には、ウェルと呼ばれる微小な穴やくぼみが複数形成され、反応容器として用いられている。複数のウェル状反応容器は、試液貯留部から延設された試液流路により接続されている(例えば、特許文献1参照)。
この反応チップを用いて反応を行うには、まず複数のウェル状反応容器内に反応試薬を配置する。次に、試液貯留部に反応試液を注入することにより、試液流路を介して、複数のウェル状反応容器に反応試液を供給する。これにより、反応試薬と反応試液とが接触して反応が開始する。なお必要に応じて、反応時にウェル状反応容器を加熱する。
特表2002−503336号公報
On this reaction chip, a plurality of minute holes and indentations called wells are formed and used as reaction vessels. The plurality of well-like reaction vessels are connected by a reagent solution flow path extending from the reagent solution reservoir (see, for example, Patent Document 1).
In order to perform a reaction using this reaction chip, first, a reaction reagent is arranged in a plurality of well-like reaction vessels. Next, by injecting the reaction reagent into the reagent storage part, the reaction reagent is supplied to the plurality of well-like reaction containers via the reagent flow path. Thereby, a reaction reagent and a reaction reagent solution contact and reaction starts. If necessary, the well-like reaction vessel is heated during the reaction.
Japanese translation of PCT publication No. 2002-503336

しかしながら、上述した反応方法では、試液流路を介してウェル状反応容器内に反応試液を供給する際に、予めウェル状反応容器内に配置されていた反応試薬が、隣接するウェル状反応容器に流出するおそれがある。これにより、コンタミネーションが発生するという問題がある。
また、各ウェル状反応容器での反応中に、反応試薬や反応試液、検出用の蛍光物質等が隣接するウェル状反応容器に拡散するおそれがある。これにより、正確な反応データを測定することができなくなるという問題がある。
However, in the above-described reaction method, when the reaction reagent is supplied into the well-like reaction container via the reagent solution channel, the reaction reagent previously arranged in the well-like reaction container is transferred to the adjacent well-like reaction container. There is a risk of spillage. As a result, there is a problem that contamination occurs.
In addition, during the reaction in each well-like reaction container, there is a possibility that reaction reagents, reaction reagents, fluorescent substances for detection, etc. may diffuse into adjacent well-like reaction containers. As a result, there is a problem that accurate reaction data cannot be measured.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、コンタミネーションの発生を防止することが可能であり、また正確な反応データを測定することが可能な、反応チップおよび反応方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a reaction chip and a reaction method capable of preventing the occurrence of contamination and measuring accurate reaction data. With the goal.

上記目的を達成するため、請求項1の発明に係る反応チップでは、反応試薬が配置された複数のウェル状反応容器と、前記複数のウェル状反応容器に対して順に反応試液を供給する試液流路とを備えた反応チップであって、前記反応試薬が、前記ウェル状反応容器内に配置された熱溶融型の封止剤で覆われ、前記封止剤は、前記反応試薬および前記反応試液より比重が小さい材料で構成され、熱溶融した前記封止剤により、前記ウェル状反応容器の開口部および前記試液流路が塞がれた状態になることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the reaction chip according to the invention of claim 1, a plurality of well-like reaction containers in which reaction reagents are arranged, and a reagent solution flow for sequentially supplying reaction reagent solutions to the plurality of well-like reaction containers A reaction chip provided with a channel, wherein the reaction reagent is covered with a hot-melt sealing agent disposed in the well-like reaction container, and the sealing agent includes the reaction reagent and the reaction reagent The sealant, which is made of a material having a lower specific gravity and is melted by heat, closes the opening of the well-like reaction vessel and the reagent solution flow path .

また請求項の発明に係る反応チップでは、前記試液流路は、試液貯留部から延設されていることを特徴とする。 Further, in the reaction chip according to the invention of claim 2 , the reagent solution flow path is extended from the reagent solution storage part.

また請求項の発明に係る反応チップでは、前記試液貯留部から、複数の前記試液流路が延設されていることを特徴とする。 The reaction chip according to the invention of claim 3 is characterized in that a plurality of the reagent flow paths are extended from the reagent storage part.

また請求項の発明に係る反応チップでは、前記反応試薬が、核酸プローブを含むことを特徴とする。 The reaction chip according to the invention of claim 4 is characterized in that the reaction reagent includes a nucleic acid probe.

一方、請求項の発明に係る反応方法では、基板上に形成された試液貯留部と、前記試液貯留部から延設された試液流路と、前記試液流路により順に連結された複数のウェル状反応容器と、前記ウェル状反応容器内に配置された反応試薬と、前記反応試薬を覆って前記ウェル状反応容器内に配置された熱溶融型の封止剤と、を備える反応チップを用いた反応方法であって、前記封止剤は、前記反応試薬および前記反応試液より比重が小さい材料で構成され、前記試液貯留部に反応試液を注入することにより、前記試液流路を介して、前記複数のウェル状反応容器における前記封止剤の上方に前記反応試液を供給する工程と、前記封止剤を加熱して溶融させることにより、前記封止剤で前記ウェル状反応容器の開口部および前記試液流路を塞ぎつつ、前記反応試薬と前記反応試液とを接触させる工程と、を有することを特徴とする。 On the other hand, in the reaction method according to the invention of claim 5 , a reagent solution storage part formed on the substrate, a reagent solution channel extending from the reagent solution storage part, and a plurality of wells sequentially connected by the reagent solution channel A reaction chip comprising a reaction container, a reaction reagent disposed in the well reaction container, and a hot-melt sealant disposed in the well reaction container so as to cover the reaction reagent The sealing agent is made of a material having a specific gravity smaller than that of the reaction reagent and the reaction reagent, and by injecting the reaction reagent into the reagent reservoir, Supplying the reaction reagent solution above the sealant in the plurality of well-like reaction vessels; and heating and melting the sealant to open the well-like reaction vessel with the sealant. And block the reagent channel. One, characterized by having a the steps of contacting the reaction reagent and the reagent.

請求項1の発明によれば、反応試薬を覆った封止剤の上方に反応試液が供給されるので、反応試薬が隣接するウェル状反応容器に流出することがなくなる。したがって、コンタミネーションの発生を防止することができる。
また、反応温度で溶融する封止剤を使用することで、反応試液と封止剤が反応温度で入れ替わり、反応試薬と反応試液とが接触して反応している間、反応容器の開口部が封止剤により塞がれた状態となる。これにより、主反応中に反応試薬および反応試液が隣接するウェル状反応容器に拡散することがなくなる。したがって、正確な反応データを測定することができる。
According to the first aspect of the present invention, the reaction reagent is supplied above the sealant covering the reaction reagent, so that the reaction reagent does not flow out to the adjacent well-like reaction container. Therefore, the occurrence of contamination can be prevented.
In addition , by using a sealant that melts at the reaction temperature, the reaction reagent and the sealant are exchanged at the reaction temperature, and while the reaction reagent and the reaction reagent are in contact and reacting with each other, the opening of the reaction vessel is opened. It will be in the state obstruct | occluded with the sealing agent. This prevents the reaction reagent and reaction reagent from diffusing into the adjacent well-like reaction vessel during the main reaction. Therefore, accurate reaction data can be measured.

請求項の発明によれば、試液貯留部に反応試液を注入することにより、試液流路に連結された複数のウェル状反応容器に連続して一気に反応試液を供給することができる。 According to the invention of claim 2 , by injecting the reaction reagent into the reagent storage part, the reaction reagent can be continuously supplied to a plurality of well-like reaction vessels connected to the reagent solution flow path.

請求項の発明によれば、試液貯留部に反応試液を注入することにより、複数の試液流路にそれぞれ連結された複数のウェル状反応容器に連続して一気に反応試液を供給することができる。 According to the invention of claim 3 , by injecting the reaction reagent into the reagent storage part, the reaction reagent can be continuously supplied to the plurality of well-like reaction vessels respectively connected to the plurality of reagent channels. .

請求項の発明によれば、ハイブリタイゼーションによるDNA検出反応を実現することができる。 According to the invention of claim 4 , a DNA detection reaction by hybridization can be realized.

請求項の発明によれば、反応試薬を覆った封止剤の上方に反応試液を供給するので、反応試薬が隣接するウェル状反応容器に流出することがなくなる。したがって、コンタミネーションの発生を防止することができる。また反応温度で溶融する封止剤を使用することで、反応試液と封止剤が反応温度で入れ替わり、反応試薬と反応試液とが接触して反応している間、反応容器の開口部が封止剤により塞がれた状態となる。これにより、主反応中に反応試薬および反応試液が隣接するウェル状反応容器に拡散することがなくなる。したがって、正確な反応データを測定することができる。 According to the invention of claim 5 , since the reaction reagent is supplied above the sealing agent covering the reaction reagent, the reaction reagent does not flow out to the adjacent well-like reaction container. Therefore, the occurrence of contamination can be prevented. In addition, by using a sealant that melts at the reaction temperature, the reaction reagent and the sealant are exchanged at the reaction temperature, and the reaction container and the reaction reagent are in contact with each other while the reaction reagent is in contact with the reaction reagent. It will be in the state of being blocked by the stop agent. This prevents the reaction reagent and reaction reagent from diffusing into the adjacent well-like reaction vessel during the main reaction. Therefore, accurate reaction data can be measured.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、実施形態に係る反応チップの平面図である。この反応チップ1は、長方形状の基板2に、反応試薬が配置された複数のウェル状反応容器10と、複数のウェル状反応容器10に対して順に反応試液を供給する試液流路40とを備えたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a reaction chip according to an embodiment. The reaction chip 1 includes a rectangular substrate 2 and a plurality of well-like reaction containers 10 in which reaction reagents are arranged, and a reagent solution channel 40 for sequentially supplying reaction reagent solutions to the plurality of well-like reaction containers 10. It is provided.

基板2は、全体的に略長方形状を呈しており、使用中に容易に折れ曲がることのない厚みをもたせて形成される。この基板2は、PP(ポリプロピレン)やPC(ポリカーボネート)、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PE(ポリエチレン)、PV(ポリ塩化ビニル)、PS(ポリスチレン)等の樹脂材料で構成されている。このような合成樹脂を用いて基板2を作製すれば、耐熱性、耐薬品性、成形加工性などに優れているため好ましい。さらに、2種類以上の樹脂を接合して用いてもよい。この場合、それぞれの樹脂の特徴を活かして基板2を作製することにより、反応試薬及び試料等の特性に応じた多様な基板2とすることが可能となり、用途ごとに使い分けることができる。例えば、基板2の上半分と下半分とで材料を分けたりすることも可能となる。なお、基板2の素材として石英ガラスを用いてもよい。   The board | substrate 2 is exhibiting the substantially rectangular shape as a whole, and is formed with the thickness which does not bend easily during use. The substrate 2 is made of a resin material such as PP (polypropylene), PC (polycarbonate), acrylic resin (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate), PE (polyethylene), PV (polyvinyl chloride), PS (polystyrene). It is configured. It is preferable to produce the substrate 2 using such a synthetic resin because it is excellent in heat resistance, chemical resistance, moldability, and the like. Further, two or more kinds of resins may be joined and used. In this case, by making the substrate 2 by making use of the characteristics of each resin, it is possible to make various substrates 2 according to the characteristics of the reaction reagent, the sample, and the like, which can be properly used for each application. For example, it is possible to divide the material between the upper half and the lower half of the substrate 2. Note that quartz glass may be used as the material of the substrate 2.

基板2には、反応試薬を収容する試薬収容部3と、反応後の反応試液を貯留する試液貯留部4と、反応試液内の特定物質を検出する検出部5とが設けられている。なお試薬収容部3と試液貯留部4との間または試薬収容部3を挟んで試液貯留部4の反対側に、PCR反応等を実施するための反応部が設けられていてもよい。検出部5では、反応試液内の特定物質を検出するため、反応試薬を用いた検出反応が実施される。そこで、検出部5には複数のウェル状反応容器10が形成され、各ウエル状反応容器内に反応試薬が配置されている。このウェル状反応容器10に反応試液を供給するため、試液貯留部4から複数の試液流路40が延設されるとともに、マイクロポンプ等の強制的な送液装置(不図示)が設けられている。それぞれの試液流路40には、複数のウェル状反応容器10が接続されている。またウェル状反応容器10および試液流路40を覆うように、蓋部材50が設けられている。   The substrate 2 is provided with a reagent storage unit 3 that stores a reaction reagent, a reagent storage unit 4 that stores a reaction reagent after reaction, and a detection unit 5 that detects a specific substance in the reaction reagent. A reaction unit for performing a PCR reaction or the like may be provided between the reagent storage unit 3 and the reagent storage unit 4 or on the opposite side of the reagent storage unit 4 across the reagent storage unit 3. In the detection part 5, in order to detect the specific substance in the reaction reagent, a detection reaction using a reaction reagent is performed. Therefore, a plurality of well-like reaction vessels 10 are formed in the detection unit 5, and reaction reagents are arranged in each well-like reaction vessel. In order to supply the reaction reagent solution to the well-like reaction container 10, a plurality of reagent solution channels 40 are extended from the reagent solution storage unit 4 and a forced liquid delivery device (not shown) such as a micropump is provided. Yes. A plurality of well-like reaction vessels 10 are connected to each reagent solution channel 40. A lid member 50 is provided so as to cover the well-like reaction vessel 10 and the reagent solution flow path 40.

図2(a)はウェル状反応容器の説明図であり、図1のA−A線における側面断面図である。図2(a)に示すように、ウェル状反応容器10は、半球状(椀状)や逆円錐台状(鉢状)等に形成されている。ウェル状反応容器10の開口部の直径は、0.01mm以上5mm以下であることが望ましい。これにより、ウェル状反応容器10に対する反応試液の供給が容易になり、気泡の混入を防止することができる。   FIG. 2A is an explanatory view of a well-like reaction vessel, and is a side cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 2A, the well-like reaction vessel 10 is formed in a hemispherical shape (a bowl shape), an inverted truncated cone shape (a bowl shape), or the like. The diameter of the opening of the well-like reaction vessel 10 is desirably 0.01 mm or more and 5 mm or less. Thereby, supply of the reaction reagent with respect to the well-like reaction container 10 becomes easy, and mixing of bubbles can be prevented.

図1に示すように、ウェル状反応容器10は、樹脂材料からなる基板2を切削する方法や、金型内で樹脂材料を射出成型する方法等によって形成されている。基板2をPC(ポリカーボネート)などの硬質の樹脂材料で構成する場合には、切削法を用いてウェル状反応容器10を形成することができる。また、基板をPP(ポリプロピレン)などの軟質な樹脂材料で構成する場合には、成型法を用いてウェル状反応容器10を形成することが好ましい。またPCで成型法を用いてウェル状反応容器10を形成することもできる。   As shown in FIG. 1, the well-like reaction vessel 10 is formed by a method of cutting a substrate 2 made of a resin material, a method of injection molding a resin material in a mold, or the like. When the substrate 2 is made of a hard resin material such as PC (polycarbonate), the well-like reaction vessel 10 can be formed using a cutting method. When the substrate is made of a soft resin material such as PP (polypropylene), it is preferable to form the well-like reaction vessel 10 using a molding method. Further, the well-like reaction vessel 10 can be formed using a molding method with a PC.

複数のウェル状反応容器10に対して順に反応試液を供給するため、基板2の表面に試液流路40が形成されている。この試液流路40により、複数のウェル状反応容器10が連結された状態となっている。この試液流路40も、ウェル状反応容器10と同様に、切削法や成型法等によって形成されている。   A reagent channel 40 is formed on the surface of the substrate 2 in order to supply the reaction reagent to the plurality of well-like reaction vessels 10 in order. A plurality of well-like reaction vessels 10 are connected by the reagent solution channel 40. Similar to the well-like reaction vessel 10, this reagent solution channel 40 is also formed by a cutting method, a molding method, or the like.

このように、ウェル状反応容器10および試液流路40が形成された基板2の表面に、反応試液を円滑に流動させるための表面処理を施してもよい。表面処理としては、プラズマ処理、コロナ処理や、バフ処理などの各種親水化処理が挙げられる。基板2に表面処理を施すことにより、試液貯留部4から試液流路40を介してウェル状反応容器10に反応試液を供給しやすくなり、送液装置の消費電力を低減することができる。さらに、基板2内の空気がうまく逃げるので、反応試液内への気泡の混入を防止することができる。   In this manner, surface treatment for smoothly flowing the reaction reagent solution may be performed on the surface of the substrate 2 on which the well-like reaction vessel 10 and the reagent solution channel 40 are formed. Examples of the surface treatment include various hydrophilization treatments such as plasma treatment, corona treatment, and buff treatment. By subjecting the substrate 2 to the surface treatment, it becomes easier to supply the reaction reagent solution from the reagent solution storage unit 4 to the well-like reaction vessel 10 via the reagent solution channel 40, and the power consumption of the solution feeding device can be reduced. Furthermore, since air in the substrate 2 escapes well, it is possible to prevent bubbles from entering the reaction reagent.

(封止剤)
図2(a)に示すように、ウェル状反応容器10の内部には、核酸プローブ等の固体の反応試薬12が配置されている。この反応試薬が、ウェル状反応容器10内に配置された熱溶融型の封止剤20で覆われている。熱溶融型の封止剤20とは、常温で固体であり、反応試薬と反応試液との反応(以下「主反応」という。)の開始温度付近で溶融する封止剤である。少なくとも80〜90℃付近で溶解するように、融点は35〜90℃付近であることが望ましい。この封止剤20として、反応試薬および反応試液より比重が小さいものを採用することが望ましい。ただし、主反応を阻害しないものであることが前提となる。具体的な封止剤として、タカラバイオ株式会社製のAmpliWax(登録商標) PCR Gem 100/50を採用する。これは、PCR増幅の際に溶解して層をなし反応試液の蒸発を防ぐよう、ミネラルオイルにかわるものとして考案された製品である。常温では固体であり、55〜58℃で融解する。なお封止剤20によって覆われる反応試薬12は、液体でも固体でもよい。固体の場合、反応試液との混合がより容易に行われるので有利である。
(Sealing agent)
As shown in FIG. 2 (a), a solid reaction reagent 12 such as a nucleic acid probe is disposed inside the well-like reaction vessel 10. This reaction reagent is covered with a hot-melt sealant 20 disposed in the well-like reaction vessel 10. The hot-melt type sealing agent 20 is a sealing agent that is solid at room temperature and melts in the vicinity of the start temperature of the reaction between the reaction reagent and the reaction reagent (hereinafter referred to as “main reaction”). It is desirable for the melting point to be around 35-90 ° C. so that it dissolves at around 80-90 ° C. As the sealant 20, it is desirable to employ a sealant having a specific gravity smaller than that of the reaction reagent and the reaction sample solution. However, it is assumed that the main reaction is not inhibited. As a specific sealant, AmpliWax (registered trademark) PCR Gem 100/50 manufactured by Takara Bio Inc. is employed. This is a product devised as an alternative to mineral oil to dissolve and form a layer during PCR amplification to prevent evaporation of the reaction reagent. It is solid at room temperature and melts at 55-58 ° C. The reaction reagent 12 covered with the sealant 20 may be liquid or solid. In the case of a solid, it is advantageous because mixing with a reaction reagent is easier.

この封止剤20をウェル状反応容器10内に配置するには、予め反応試薬が配置されたウェル状反応容器内に、適量の固体の封止剤を投入する。次に、その封止剤を加熱する。これにより、溶融された封止剤がウェル状反応容器10の底部に濡れ広がる。その後、封止剤を冷却すれば、反応試薬12を覆った状態でウェル状反応容器10内に封止剤20を配置することができる。このように、ウェル状反応容器10内に封止剤20を配置した後に、図1に示す蓋部材50を装着する。   In order to arrange the sealing agent 20 in the well-like reaction vessel 10, an appropriate amount of solid sealing agent is put into a well-like reaction vessel in which a reaction reagent has been arranged in advance. Next, the sealing agent is heated. As a result, the melted sealant wets and spreads on the bottom of the well-like reaction vessel 10. Thereafter, if the sealant is cooled, the sealant 20 can be disposed in the well-like reaction vessel 10 in a state of covering the reaction reagent 12. Thus, after arrange | positioning the sealing agent 20 in the well-like reaction container 10, the cover member 50 shown in FIG. 1 is mounted | worn.

(使用方法)
次に、上述した反応チップの使用方法につき、図1および図2を用いて説明する。図2(b)および図2(c)は実施形態に係る反応方法の工程図であり、図1のA−A線における側面断面図である。
まず、図1に示す試液貯留部4に、反応試液を注入する。次に送液装置を運転して、試液貯留部4から試液流路40に反応試液を流出させる。反応試液は、試液流路40を通って、複数のウェル状反応容器10に対して順に供給される。この反応試液の供給は、常温または常温以下の送液可能なまでの低温で行う。
(how to use)
Next, a method for using the above-described reaction chip will be described with reference to FIGS. 2B and 2C are process diagrams of the reaction method according to the embodiment, and are side cross-sectional views taken along line AA in FIG.
First, a reaction reagent solution is injected into the reagent solution storage unit 4 shown in FIG. Next, the liquid feeding device is operated to cause the reaction reagent solution to flow out from the reagent solution reservoir 4 to the reagent solution channel 40. The reaction reagent solution is sequentially supplied to the plurality of well-like reaction containers 10 through the reagent solution channel 40. The reaction reagent solution is supplied at room temperature or at a low temperature at which the liquid can be fed at or below room temperature.

図2(b)に示すように、ウェル状反応容器10の内部には、反応試薬12を覆った状態で固体の封止剤20が配置されている。そのため、ウェル状反応容器10に供給された反応試液42は、反応試薬12と接触することなく封止剤20の表面に配置される。
このように、本実施形態の反応チップでは、反応試薬を覆った封止剤の上方に反応試液が供給されるので、反応試薬が隣接するウェル状反応容器に流出することがなくなる。したがって、コンタミネーションの発生を防止することができる。
As shown in FIG. 2B, a solid sealing agent 20 is disposed inside the well-like reaction vessel 10 so as to cover the reaction reagent 12. Therefore, the reaction reagent solution 42 supplied to the well-like reaction vessel 10 is disposed on the surface of the sealant 20 without contacting the reaction reagent 12.
As described above, in the reaction chip of this embodiment, the reaction reagent is supplied above the sealing agent covering the reaction reagent, so that the reaction reagent does not flow out to the adjacent well-like reaction container. Therefore, the occurrence of contamination can be prevented.

次に図2(c)に示すように、ウェル状反応容器10を加熱して封止剤20を溶融させる。この封止剤20は、反応試液42より比重が小さいので、反応試液42と上下が入れ替わる。これにより、反応試薬12が反応試液42と接触する。なお主反応の反応開始温度が封止剤20の融点と同等または封止剤20の融点より低い場合には、反応試薬12と反応試液42との接触と同時に主反応が開始する。また主反応の反応開始温度が封止剤20の融点より高い場合には、ウェル状反応容器10をさらに加熱して主反応を開始させる。   Next, as shown in FIG. 2C, the well-like reaction vessel 10 is heated to melt the sealant 20. Since the sealant 20 has a specific gravity smaller than that of the reaction reagent 42, the reaction reagent 42 and the upper and lower sides are interchanged. As a result, the reaction reagent 12 comes into contact with the reaction reagent 42. When the reaction start temperature of the main reaction is equal to or lower than the melting point of the sealant 20, the main reaction starts simultaneously with the contact between the reaction reagent 12 and the reaction reagent 42. If the reaction start temperature of the main reaction is higher than the melting point of the sealant 20, the well-like reaction vessel 10 is further heated to start the main reaction.

ここで、反応試液42と上下が入れ替わった封止剤20により、ウェル状反応容器10の開口部および試液流路40が塞がれた状態となる。これにより、本実施形態の反応チップでは、主反応中に反応試薬や反応試液等が隣接するウェル状反応容器に拡散することがなくなる。したがって、コンタミネーションの発生を防止することができるとともに、正確な反応データを測定することができる。   Here, the opening of the well-like reaction container 10 and the reagent solution flow path 40 are closed by the sealant 20 whose top and bottom are exchanged with the reaction reagent solution 42. Thereby, in the reaction chip of this embodiment, a reaction reagent, a reaction reagent, etc. do not diffuse into an adjacent well-like reaction container during the main reaction. Therefore, the occurrence of contamination can be prevented, and accurate reaction data can be measured.

次に、本発明に係る反応チップおよび反応方法の実施例として、ハイブリタイゼーションによるDNA検出法について説明する。なお図3の各図では、上段が比較例であり、下段が実施例である。   Next, as an example of the reaction chip and reaction method according to the present invention, a DNA detection method by hybridization will be described. In each drawing of FIG. 3, the upper stage is a comparative example, and the lower stage is an example.

図3(a)に示すように、厚さ2mmのポリプロピレン樹脂基板に、複数のウェル状反応容器10を形成して、簡易的な反応チップを作製した。なおウェル状反応容器10の開口部直径は3mm、底部直径は1mm、ウェル容積は理論上7.7μLである。複数のウェル状反応容器10を連結するように、基板上に試液流路40を形成した。なお試液流路40の幅は0.5mm、深さは0.5mmであり、切削加工により形成した。   As shown in FIG. 3A, a simple reaction chip was prepared by forming a plurality of well-like reaction vessels 10 on a polypropylene resin substrate having a thickness of 2 mm. The well-shaped reaction vessel 10 has an opening diameter of 3 mm, a bottom diameter of 1 mm, and a well volume of 7.7 μL theoretically. A reagent solution channel 40 was formed on the substrate so as to connect a plurality of well-like reaction vessels 10. The test solution flow path 40 had a width of 0.5 mm and a depth of 0.5 mm, and was formed by cutting.

一列に配置された複数のウェル状反応容器10のうち、奇数番目のウェル状反応容器10aに、反応試薬12としてプローブDNAおよび蛍光物質を配置して減圧乾燥させた。なお偶数番目のウェル状反応容器10bには何も配置しなかった。   Of the plurality of well-like reaction vessels 10 arranged in a row, the probe DNA and the fluorescent substance were placed as the reaction reagent 12 in the odd-numbered well-like reaction vessels 10a and dried under reduced pressure. Nothing was placed in the even-numbered well-like reaction vessel 10b.

次に、すべてのウェル状反応容器10に、封止剤としてタカラバイオ株式会社製のAmpliWax(登録商標) PCR Gem 50を投入した。なお、一つのウェル状反応容器10に対する封止剤の投入量は2〜4μLである。この封止剤を80℃に加熱して溶融させ、室温で再び凝固させた。これにより、奇数番目のウェル状反応容器10aでは、反応試薬12を封止剤で覆った。次に、反応チップの表面に蓋部材を配置して、試液流路40の両端以外をほぼ密封した。   Next, AmpliWax (registered trademark) PCR Gem 50 (manufactured by Takara Bio Inc.) was introduced into all well-like reaction vessels 10 as a sealant. Note that the amount of sealing agent introduced into one well-like reaction vessel 10 is 2 to 4 μL. This sealant was heated to 80 ° C. to melt and solidified again at room temperature. Thereby, in the odd-numbered well-like reaction vessel 10a, the reaction reagent 12 was covered with the sealant. Next, a lid member was disposed on the surface of the reaction chip, and the portions other than both ends of the reagent solution channel 40 were almost sealed.

次に、反応試液として血液等から抽出したDNAを供給した。反応試液は、試液流路40の端部から常温で供給し、すべてのウェル状反応容器10に行き渡らせた。なお、一つのウェル状反応容器10に対する反応試液の供給量は3〜5μLである。次に、反応チップを加熱して封止剤を溶融させ、反応試薬と反応試液とを反応させた。最後に、ウェル状反応容器内の蛍光物質を検出した。   Next, DNA extracted from blood or the like was supplied as a reaction reagent. The reaction reagent solution was supplied at normal temperature from the end of the reagent solution channel 40 and was distributed to all the well-like reaction vessels 10. The supply amount of the reaction reagent for one well-like reaction vessel 10 is 3 to 5 μL. Next, the reaction chip was heated to melt the sealing agent, and the reaction reagent and the reaction reagent were reacted. Finally, the fluorescent substance in the well-like reaction container was detected.

(比較例)
上記実施例と同様に、基板上に複数のウェル状反応容器10および試液流路40を形成した。また奇数番目のウェル状反応容器10aに反応試薬12を配置し、偶数番目のウェル状反応容器10aには何も配置しなかった。そして比較例では、すべてのウェル状反応容器10に封止剤を投入することなく、反応チップの表面に蓋部材を配置した。次に、試液流路40の端部から常温で反応試液を供給した。なお、一つのウェル状反応容器10に対する反応試液の供給量は7〜8μLである。次に、反応チップを加熱して反応試薬と反応試液とを反応させ、ウェル状反応容器内の蛍光物質を検出した。
(Comparative example)
Similar to the above example, a plurality of well-like reaction vessels 10 and a reagent solution channel 40 were formed on the substrate. Moreover, the reaction reagent 12 was arrange | positioned to the odd-numbered well-like reaction container 10a, and nothing was arrange | positioned to the even-numbered well-like reaction container 10a. In the comparative example, the lid member was arranged on the surface of the reaction chip without introducing the sealant into all the well-like reaction vessels 10. Next, the reaction reagent solution was supplied from the end of the reagent solution channel 40 at room temperature. In addition, the supply amount of the reaction reagent with respect to one well-like reaction vessel 10 is 7 to 8 μL. Next, the reaction chip was heated to react the reaction reagent with the reaction reagent, and the fluorescent substance in the well-like reaction vessel was detected.

図3(b)は、反応試液を供給した段階での反応チップの平面図である。上段の比較例では、奇数番目のウェル状反応容器10aに配置されていた反応試薬の一部が、反応試液の供給により偶数番目のウェル状反応容器10bに流出していた。これに対して、下段の実施例では、反応試薬が偶数番目のウェル状反応容器10bに流出していないことが確認された。これは、反応試薬を覆った封止剤の表面に反応試液が供給されたからであると考えられる。   FIG. 3B is a plan view of the reaction chip at the stage where the reaction reagent solution is supplied. In the upper comparative example, a part of the reaction reagent arranged in the odd-numbered well-like reaction container 10a flows out into the even-numbered well-like reaction container 10b by the supply of the reaction reagent. On the other hand, in the lower example, it was confirmed that the reaction reagent did not flow out to the even-numbered well-like reaction vessel 10b. This is presumably because the reaction reagent was supplied to the surface of the sealant covering the reaction reagent.

図3(c)は、主反応後における蛍光検出結果の説明図である。上段の比較例では、奇数番目のウェル状反応容器10aに加えて、偶数番目のウェル状反応容器10bにも蛍光が確認された。これは、奇数番目のウェル状反応容器10aに配置されていた反応試薬の一部が、主反応中に偶数番目のウェル状反応容器10bに拡散したからであると考えられる。これに対して、下段の実施例では、偶数番目のウェル状反応容器10bに蛍光が確認されなかった。これは、ウェル状反応容器10aの開口部が封止剤により塞がれていたので、主反応中に反応試薬が拡散しなかったからであると考えられる。   FIG. 3C is an explanatory diagram of the fluorescence detection result after the main reaction. In the upper comparative example, fluorescence was confirmed in the even-numbered well-like reaction vessel 10b in addition to the odd-numbered well-like reaction vessel 10a. This is considered to be because a part of the reaction reagent arranged in the odd-numbered well-like reaction vessel 10a diffused into the even-numbered well-like reaction vessel 10b during the main reaction. On the other hand, in the lower example, no fluorescence was confirmed in the even-numbered well-like reaction vessel 10b. This is presumably because the reaction reagent did not diffuse during the main reaction because the opening of the well-like reaction vessel 10a was blocked by the sealant.

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

実施形態に係る反応チップの平面図である。It is a top view of the reaction chip concerning an embodiment. ウェル状反応容器の説明図および実施形態に係る反応方法の工程図である。It is explanatory drawing of a well-like reaction container and process drawing of the reaction method which concerns on embodiment. 実施例および比較例の説明図である。It is explanatory drawing of an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1…反応チップ 4…試液貯留部 10…ウェル状反応容器 12…反応試薬 20…封止剤 40…試液流路 42…反応試液   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reaction chip 4 ... Test solution storage part 10 ... Well-like reaction container 12 ... Reaction reagent 20 ... Sealing agent 40 ... Test solution flow path 42 ... Reaction test solution

Claims (5)

反応試薬が配置された複数のウェル状反応容器と、前記複数のウェル状反応容器に対して順に反応試液を供給する試液流路とを備えた反応チップであって、
前記反応試薬が、前記ウェル状反応容器内に配置された熱溶融型の封止剤で覆われ
前記封止剤は、前記反応試薬および前記反応試液より比重が小さい材料で構成され、
熱溶融した前記封止剤により、前記ウェル状反応容器の開口部および前記試液流路が塞がれた状態になることを特徴とする反応チップ。
A reaction chip comprising a plurality of well-like reaction containers in which reaction reagents are arranged, and a reagent solution channel for sequentially supplying reaction reagent solutions to the plurality of well-like reaction containers,
The reaction reagent is covered with a hot-melt sealant disposed in the well-like reaction vessel ,
The sealant is composed of a material having a specific gravity smaller than that of the reaction reagent and the reaction reagent,
The reaction chip , wherein the heat-melted sealing agent closes the opening of the well-like reaction vessel and the reagent solution flow path .
前記試液流路は、試液貯留部から延設されていることを特徴とする請求項1に記載の反応チップ。 The reaction chip according to claim 1, wherein the reagent solution flow path is extended from a reagent solution storage part. 前記試液貯留部から、複数の前記試液流路が延設されていることを特徴とする請求項に記載の反応チップ。 The reaction chip according to claim 2 , wherein a plurality of the test solution flow paths are extended from the test solution storage unit. 前記反応試薬が、核酸プローブを含むことを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の反応チップ。 The reaction chip according to any one of claims 1 to 3 , wherein the reaction reagent includes a nucleic acid probe. 基板上に形成された試液貯留部と、前記試液貯留部から延設された試液流路と、前記試液流路により順に連結された複数のウェル状反応容器と、前記ウェル状反応容器内に配置された反応試薬と、前記反応試薬を覆って前記ウェル状反応容器内に配置された熱溶融型の封止剤と、を備える反応チップを用いた反応方法であって、
前記封止剤は、前記反応試薬および前記反応試液より比重が小さい材料で構成され、
前記試液貯留部に反応試液を注入することにより、前記試液流路を介して、前記複数のウェル状反応容器における前記封止剤の上方に前記反応試液を供給する工程と、
前記封止剤を加熱して溶融させることにより、前記封止剤で前記ウェル状反応容器の開口部および前記試液流路を塞ぎつつ、前記反応試薬と前記反応試液とを接触させる工程と、
を有することを特徴とする反応方法。
A reagent storage part formed on the substrate, a reagent solution channel extending from the reagent solution storage part, a plurality of well-like reaction vessels sequentially connected by the reagent solution channel, and disposed in the well-like reaction vessel A reaction chip comprising a reaction chip, and a hot melt sealing agent that covers the reaction reagent and is disposed in the well-like reaction container,
The sealant is composed of a material having a specific gravity smaller than that of the reaction reagent and the reaction reagent,
Supplying the reaction reagent solution above the sealant in the plurality of well-like reaction containers via the reagent solution channel by injecting the reaction reagent solution into the reagent solution storage unit;
Heating and sealing the sealant to bring the reaction reagent and the reaction reagent solution into contact with each other while closing the opening of the well-like reaction container and the reagent solution channel with the sealant ;
The reaction method characterized by having.
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