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CN111601876A - 反应处理装置 - Google Patents

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CN111601876A
CN111601876A CN201980008476.0A CN201980008476A CN111601876A CN 111601876 A CN111601876 A CN 111601876A CN 201980008476 A CN201980008476 A CN 201980008476A CN 111601876 A CN111601876 A CN 111601876A
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Abstract

反应处理装置(100)包括：反应处理容器(10)，其包括流路(12)、以及第1空气连通口(24)及第2空气连通口(26)；温度控制系统(102)，其在流路(12)上提供低温区域(38)和高温区域(36)；以及送液系统(120)，其使样品(50)在流路(12)内移动。送液系统(120)包括：泵(121)，其具有排出口(121a)；第1空气流路(129)，其连接排出口(121a)与第1空气连通口(24)；第2空气流路(130)，其连接排出口(121a)与第2空气连通口(26)；第1三通阀(123)，其可在第1空气连通口(24)与排出口(121a)连通的状态、以及第1空气连通口(24)被开放于大气压的状态间进行切换；第2三通阀(124)，其可在第2空气连通口(26)与排出口(121a)连通的状态、以及第2空气连通口(26)被开放于大气压的状态间进行切换；以及CPU(105)，其控制以上构件。

Description

反应处理装置
技术领域
本发明涉及被使用于聚合酶链式反应(PCR：Polymerase Chain Reaction)的反应处理装置。
背景技术
基因检测被广泛应用于各种医学领域中的检查、农作物及病原性微生物的分类确定、以及食品的安全性评价，再者，也被广泛应用于病原性病毒或各种感染病的检查。已知为了高灵敏度地对微小量的DNA进行检测而对由扩增DNA的一部分而得到的结果进行分析的方法。其中，使用PCR的方法是一种选择性地对从生物体等提取的极微量的DNA的某一部分进行扩增的、令人瞩目的技术。
PCR为一种如下的反应：向混合有包含DNA的生物样品与由引物(primer)或酶等构成的PCR试剂的样品提供预定的热循环，并反复使其发生变性、退火、以及延伸反应，从而选择性地对DNA的特定部分进行扩增。
虽然在PCR中，通常，通过将预定量的目标样品放入PCR管或形成有多个孔的微孔板(微孔池)等反应处理容器中来进行反应，但是近年来，用包括被形成于基板的微细的流路的反应处理容器(也称芯片(chip))来进行反应这一做法逐渐得到了实用化(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-232700号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用具有流路的反应处理容器进行PCR时，在流路中，设定有高温区域及低温区域等温度区域，通过使样品在流路内往复式地进行移动，从而向样品提供热循环。
作为在反应处理容器的流路内使样品往复移动的方法，考虑使用2个送液机构的方法。送液机构例如为泵等。在流路的两端分别连接有泵，并通过流路内的压力增减来使样品移动。
然而，这样的泵的特性可能存在个体差异。在使用两个以上的泵的方法中，在这些泵的特性存在个体差异的情况下，会存在难以准确地控制流路内的压力这样的问题。
本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种易于控制反应处理容器流路内的样品移动的反应处理装置。
用于解决技术课题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的一个方案的反应处理装置包括：反应处理容器，其包括供样品移动的流路、以及被设置于流路的两端的一对第1空气连通口及第2空气连通口；温度控制部件，其在流路中的第1空气连通口及第2空气连通口之间，提供被维持在第1温度的第1温度区域、以及被维持在高于第1温度的第2温度的第2温度区域；以及送液系统，其使样品在流路内移动及停止。送液系统包括：泵，其可从排出口排出空气；第1空气流路，其连接泵的排出口与反应处理容器的第1空气连通口；第2空气流路，其连接泵的排出口与反应处理容器的第2空气连通口；第1切换阀，其被配置于第1空气流路，可在第1空气连通口与排出口连通的状态、以及第1空气连通口被开放于大气压的状态间进行切换；第2切换阀，其被配置于第2空气流路，可在第2空气连通口与排出口连通的状态、以及第2空气连通口被开放于大气压的状态间进行切换；以及控制部，其控制泵、第1切换阀及第2切换阀的动作。
也可以是，第1温度区域位于流路的第1空气连通口侧，第2温度区域位于流路的第2空气连通口侧，控制部在使样品从第1温度区域移动到第2温度区域时，使空气从泵中排出，并且将第1切换阀设为第1空气连通口与排出口连通的状态且将第2切换阀设为第2空气连通口被开放于大气压的状态，在使样品从第2温度区域移动到第1温度区域时，使空气从泵中排出，并且将第1切换阀设为第1空气连通口被开放于大气压的状态且将第2切换阀设为第2空气连通口与排出口连通的状态。
也可以是，控制部在要使样品在流路内停止时，使来自泵的空气的排出停止。
也可以是，泵在停止时，初级侧与次级侧的压力变得相等，控制部在要使样品在流路内停止时，将第1切换阀设为第1空气连通口被开放于大气压的状态，并且将第2切换阀设为第2空气连通口被开放于大气压的状态。
也可以是，第1切换阀及第2切换阀为三通阀。
本发明的另一方案也为反应处理装置。该装置包括：反应处理容器，其包括供样品移动的流路、以及被设置于流路的两端的一对第1空气连通口及第2空气连通口；温度控制部件，其在流路中的第1空气连通口及第2空气连通口之间，提供被维持在第1温度的第1温度区域、以及被维持在高于第1温度的第2温度的第2温度区域；以及送液系统，其使样品在流路内移动及停止。送液系统包括：加压腔室，其内部的压力被维持得比反应处理装置的周边环境的气压更高；泵，其被配置在加压腔室内，可从排出口排出空气；第1空气流路，其连接泵的排出口与反应处理容器的第1空气连通口；第2空气流路，其连接泵的排出口与反应处理容器的第2空气连通口；第1切换阀，其被配置于第1空气流路，可在第1空气连通口与排出口连通的状态、以及第1空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态间进行切换；第2切换阀，其被配置于第2空气流路，可在第2空气连通口与排出口连通的状态、以及第2空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态间进行切换；以及控制部，其控制泵、第1切换阀及第2切换阀的动作。
也可以是，第1温度区域位于流路的第1空气连通口侧，第2温度区域位于流路的第2空气连通口侧，控制部在使样品从第1温度区域移动到第2温度区域时，使空气从泵排出，并且将第1切换阀设为第1空气连通口与排出口连通的状态且将第2切换阀设为第2空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态，在使样品从第2温度区域移动到第1温度区域时，使空气从泵中排出，并且将第1切换阀设为第1空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态且将第2切换阀设为第2空气连通口与排出口连通的状态。
也可以是，控制部在要使样品在流路内停止时，使来自泵的空气的排出停止。
也可以是，泵在停止时，初级侧与次级侧的压力变得相等，控制部在要使样品在流路内停止时，将第1切换阀设为第1空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态，并且将第2切换阀设为第2空气连通口被开放于加压腔室的内部空间中的状态。
也可以是，第1切换阀及第2切换阀为三通阀。
发明效果
根据本发明，能够提供一种易于控制反应处理容器流路内的样品移动的反应处理装置。
附图说明
图1(a)及图1(b)是用于说明可在本发明的实施方式的反应处理装置中使用的反应处理容器的图。
图2是图1(a)所示的反应处理容器的A－A剖视图。
图3是反应处理容器所包括的基板的俯视图。
图4是示意性地表示样品被导入到反应处理容器内的情况的图。
图5是用于说明本发明的实施方式的反应处理装置的示意图。
图6是用于说明图5所示的反应处理装置中的、泵、第1三通阀及第2三通阀的控制方法的图。
图7是用于说明图5所示的反应处理装置中的、泵、第1三通阀及第2三通阀的另一控制方法的图。
图8是表示本实施方式的反应处理装置所进行的PCR的扩增结果的图。
图9是用于说明本发明的另一实施方式的反应处理装置的示意图。
图10是用于说明本发明的又一实施方式的反应处理装置的示意图。
图11是用于说明图10所示的反应处理装置中的、泵、第1三通阀及第2三通阀的另一控制方法的图。
图12是用于说明本发明的又一实施方式的反应处理装置的示意图。
图13是用于说明图12所示的反应处理装置中的、泵、第1三通阀、第2三通阀及电磁阀的控制方法的图。
图14是用于说明图12所示的反应处理装置中的、泵、第1三通阀、第2三通阀及电磁阀的另一控制方法的图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式的反应处理装置进行说明。对于各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、以及处理，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，实施方式并不对发明进行限定，仅为例示，并非实施方式所记述的所有特征及其组合都是发明的本质性内容。
图1(a)及图1(b)是用于说明可在本发明的实施方式的反应处理装置中使用的反应处理容器10的图。图1(a)是反应处理容器10的俯视图，图1(b)是反应处理容器10的主视图。图2是图1(a)所示的反应处理容器10的A－A剖视图。图3是反应处理容器10所具备的基板14的俯视图。
反应处理容器10由如下构件构成：树脂性的基板14，其在下表面14a形成有槽状的流路12；流路密封薄膜16，其被粘贴在基板14的下表面14a上，用于密封流路12；以及2张密封薄膜(第1密封薄膜18及第2密封薄膜20)，其被粘贴在基板14的上表面14b上。
基板14优选由相对于温度变化较为稳定，相对于被使用的样品溶液难以被侵蚀的材质形成。进而，基板14优选由成形性优良，透明性及阻隔性良好，且具有较低的自体荧光性的材质形成。作为这样的材质，以玻璃、硅(Si)等无机材料为代表，优选丙烯酸、聚酯、硅酮等树脂，其中，优选环烯烃聚合物树脂(COP)。基板14的尺寸的一个例子为长边76mm、短边26mm、厚度4mm。
在基板14的下表面14a，形成有槽状的流路12。在反应处理容器10中，流路12的大部分被形成为露出于基板14的下表面14a的槽状。其原因在于，通过使用了模具等的射出成型，使其能够容易地成形。为了对该槽进行密封并将其作为流路来有效利用，在基板14的下表面14a上，粘贴有流路密封薄膜16。流路12的尺寸的一个例子为：宽度0.7mm、深度0.7mm。
关于流路密封膜16，既可以是一个主表面具备粘接性，也可以是在一个主表面形成通过按压或紫外线等能量照射、以及加热等来发挥粘接性或粘附性的功能层，且该流路密封膜16具备如下功能：能够容易地通过与基板14的下表面14a密接而一体化。流路密封膜16优选由也含有粘接剂且具有较低的自体荧光性的材质形成。在这一点上，由环烯聚合物、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或丙烯酸等树脂构成的透明膜较为适合，但不被限定于此。此外，流路密封膜16也可以由板状的玻璃或树脂形成。因为在该情况下，能够期待刚性，所以有助于防止反应处理容器10的弯曲或变形。
在基板14中的流路12的一端12a的位置，形成有第1空气连通口24。在基板14中的流路12的另一端12b的位置，形成有第2空气连通口26。一对第1空气连通口24及第2空气连通口26被形成为露出到基板14的上表面14b。
在基板14中的第1空气连通口24与流路12的一端12a之间，设置有第1过滤器28。在基板14中的第2空气连通口26与流路12的另一端12b之间，设置有第2过滤器30。被设置在流路12的两端的一对第1过滤器28及第2过滤器30除了低杂质特性良好以外，还仅使空气通过，防止因PCR而污染，使得不妨碍目标DNA的扩增及其检测。关于过滤器材料，作为例子，能够使用对聚乙烯进行防水处理后得到的材料，但是只要具备上述功能，就能够从公知的材料中进行选择。第1过滤器28及第2过滤器30的尺寸被形成为无间隙地收容于被形成于基板14的过滤器设置空间那样的尺寸，例如可为直径4mm、厚度2mm。
如图1(a)所示，流路12在一对第1空气连通口24及第2空气连通口26之间，包括：热循环区域32，其用于向样品提供热循环；以及分注区域34，其用于进行提取预定量的样品的所谓分注。热循环区域32位于流路12中的第2空气连通口26侧。分注区域34位于流路12中的第1空气连通口24侧。热循环区域32与分注区域34连通。通过在分注区域34中，使分注后的样品移动到热循环区域32，并使其在热循环区域32所包含的被维持在预定的温度的反应区域间连续地往复移动，从而能够向样品提供热循环。
流路12的热循环区域32在后述的反应处理装置搭载有反应处理容器10时，包含被维持在相对低温(约60℃)的反应区域(以下，称为“低温区域38”)、被维持在较其温度更高(约95℃)的反应区域(以下，称为“高温区域36”)、以及连接高温区域36与低温区域38的连接区域40。低温区域38位于第1空气连通口24侧(换言之，分注区域34侧)、高温区域36位于第2空气连通口26侧。
高温区域36及低温区域38分别包含组合曲线部与直线部而成的连续折返的蛇行状的流路。在像这样设为蛇行状的流路的情况下，会存在如下这样的优点：能够有效地使用构成后述的温度控制部件的加热器等的有限的有效面积，易于减少反应区域内的温度的波动，并且能够减小反应处理容器的实体的大小，能够对反应处理装置的小型化做出贡献。连接区域40可为直线状的流路。
流路12的分注区域34位于热循环区域32的低温区域38与第1过滤器28之间。如上所述，分注区域34具有分注被供给到PCR的预定量的样品的功能。分注区域34包括：分注流路42，其用于规定预定量的样品；2条支流路(第1支流路43及第2支流路44)，其从分注流路42分岔；第1样品导入口45，其被配置在第1支流路43的一端；以及第2样品导入口46，其被配置在第2支流路44的一端。第1样品导入口45经由第1支流路43而与分注流路42连通。第2样品导入口46经由第2支流路44而与分注流路42连通。分注流路42为了以最小限度的面积来分注预定量的样品而被设为蛇行状的流路。第1样品导入口45及第2样品导入口46被形成为露出到基板14的上表面14b。第1样品导入口45被形成为相对小径，第2样品导入口46被形成为相对大径。在以第1支流路43从分注流路42分岔的分岔点为第1分岔点431，以第2支流路44从分注流路42分岔的分岔点为第2分岔点441时，被供给到PCR的样品的体积根据第1分岔点431与第2分岔点441之间的分注流路42内的体积来大致确定。
在反应处理容器10中，在热循环区域32与第1过滤器28之间，设置有分注区域34，但分注区域34的位置不被限定于此，也可以被设置在热循环区域32与第2过滤器30之间。此外，只要能够准确地用移液管等进行分注，也可以不设置分注区域34地构成流路，还可以是，构成为能够直接将样品导入到热循环区域32等。
第1空气连通口24、第2空气连通口26、第1过滤器28、第2过滤器30、第1样品导入口45及第2样品导入口46露出到基板14的上表面14b。因此，为了密封第1空气连通口24、第2空气连通口26、第1过滤器28及第2过滤器30，在基板14的上表面14b，粘贴有第1密封薄膜18。为了密封第1样品导入口45及第2样品导入口46，在基板14的上表面14b，粘贴有第2密封薄膜20。在贴有第1密封薄膜18及第2密封薄膜20的状态下，整个流路成为闭空间。
关于第1密封薄膜18，使用可同时密封第1空气连通口24、第2空气连通口26、第1过滤器28及第2过滤器30的大小。送液系统(后述)向第1空气连通口24、第2空气连通口26的连接通过以下方式进行：以送液系统所包括的中空的针(前端尖的注射针)在与第1空气连通口24、第2空气连通口26分别对应的第1密封薄膜18的一部分上穿孔。因此，第1密封薄膜18优选由针易穿孔的材质及厚度构成的薄膜。在反应处理容器10中，针对同时密封第1空气连通口24、第2空气连通口26、第1过滤器28及第2过滤器30的大小的密封薄膜进行了记载，但也可以是将它们单独密封的方案。此外，也可以是，剥下密封第1空气连通口24、第2空气连通口26的薄膜，并将其与送液系统连接。
关于第2密封薄膜20，使用可密封第1样品导入口45及第2样品导入口46的大小。从第1样品导入口45及第2样品导入口46通过的样品向流路12内的导入以将第2密封薄膜20暂时从基板14剥下的方式进行，在导入预定量的样品后，将第2密封薄膜20再贴回到基板14的上表面14b。因此，作为第2密封薄膜20，优选具备对于多次的粘贴/剥离较为耐久那样的粘接性的薄膜。此外，第2密封薄膜20也可以为在导入样品后粘上新的薄膜的方案，此时，与反复的粘贴/剥离相关的特性的重要性可被缓和。
也可以是，第1密封薄膜18及第2密封薄膜20与流路密封薄膜16同样，在一个主表面形成有粘接剂层、或是形成通过按压来发挥粘接性或粘附性的功能层。作为例子，由环烯烃聚合物、聚酯、聚丙烯、聚乙烯或丙烯等树脂构成的透明薄膜较为适合，但并不被限定于此。此外，虽然如上所述，优选即使通过多次粘贴/剥离，其粘接性等特性也不会劣化到会给使用带来影响的程度，但是在采用进行剥离并导入样品等之后或与加压式泵连接后、粘上新薄膜的方案的情况下，与该粘贴/剥离相关的特性的重要性可被缓和。
接着，针对如以上那样构成的反应处理容器10的使用方法进行说明。首先。准备出应通过热循环来扩增的样品。作为样品，例如可举出添加了耐热酶及4种脱氧核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)作为PCR试剂的样品。将会对反应处理对象的DNA产生特异性反应的引物、荧光探针混合于其中。对此，也能够使用市售的实时PCR用试剂套装等。进而，加入包含反应处理对象(例如PCR的扩增对象)的一个或两个以上种类的DNA的混合物。
接着，将第2密封薄膜20从基板14上剥下，并开放第1样品导入口45及第2样品导入口46。
接着，用滴定管或针筒等将样品导入到样品导入口。图4示意性地表示样品50被导入到反应处理容器10内的情况。样品50被从第1样品导入口45及第2样品导入口46中的任何一者导入到分注流路42。导入的方法不限于此，例如可用移液管或滴定管直接导入适量的样品50。在用移液管进行导入的情况下，从相对小径的第1样品导入口45导入样品50。在该情况下，样品50在分注流路42内被向第2样品导入口46填充。在用滴定管进行导入的情况下，从相对大径的第2样品导入口46导入样品50。在该情况下，样品50在分注流路42内被向第1样品导入口45填充。从任何一个样品导入口导入的样品中超过支流路的体积而剩余的样品会积累在另一个样品导入口。因此，也可以是，基于作为一种器皿来有效利用的目的，将样品导入口局部制作成具有一定的空间。如后所述，通过从第1空气连通口24、第2空气连通口26进行加压，被填充在第1分岔点431及第2分岔点441间的分注流路42的样品50会被供给PCR。如此，反应处理容器10的分注区域34会起到分注预定量样品的功能。
接着，将第2密封薄膜20再贴回到基板14，并对第1样品导入口45及第2样品导入口46进行密封。也可以是，不粘贴剥下来的第2密封薄膜20，而是贴上新的第2密封薄膜20。以上，样品50向反应处理容器10的导入结束。
上述反应处理容器中的分注功能并不妨碍用移液管单体来将样品一边精密地分注一边导入。
图5是用于说明本发明的实施方式的反应处理装置100的示意图。
本实施方式的反应处理装置100包括：容器设置部(未图示)，其设置有反应处理容器10；温度控制系统102；以及CPU105。温度控制系统102如图5所示，被构成为：对被设置于容器设置部的反应处理容器10而言，能够将反应处理容器10的流路12中的高温区域36高精度地维持、控制在约95℃(高温区域)，将低温区域38高精度地维持、控制在约60℃。
温度控制系统102调节热循环区域的各温度区域的温度，具体而言，包括：高温用加热器104，其用于加热流路12的高温区域36；低温用加热器106，其用于加热流路12的低温区域38；例如热电偶等温度传感器(未图示)，其用于计测各温度区域的实际温度；高温用加热器驱动器108，其控制高温用加热器104的温度；以及低温用加热器驱动器110，其控制低温用加热器106的温度。进而，也可以是，反应处理装置100包括：分注用加热器(未图示)，其用于加热流路12的分注区域；以及分注用加热器驱动器(未图示)。由温度传感器计测的实际温度信息被发送到CPU105。CPU105基于各温度区域的实际温度信息来控制各加热器驱动器，使得各加热器的温度成为预定的温度。各加热器例如可为电阻加热元件或珀耳帖元件等。也可以是，温度控制系统102进一步包括用于提高各温度区域的温度控制性的其它组件。
本实施方式的反应处理装置100还包括荧光检测器140。如上所述，在样品50中，添加了预定的荧光探针。因为伴随DNA扩增的进展，从样品50发出的荧光信号的强度会増加，所以能够将该荧光信号的强度值当作作为PCR的进展或其终结的判定材料的指标。
作为荧光检测器140，能够使用日本板硝子株式会社制的光纤型荧光检测器FLE－510，该检测器是一种非常紧凑的光学系统，能够迅速地进行测定，且无论明亮的场所还是阴暗的场所，都能够对荧光进行检测。该光纤型荧光检测器能够预先进行调谐，使得其激发光/荧光的波长特性与样品50所发出的荧光特性相适，并能够针对具有各种特性的样品来提供最优的光学系统及检测系统，进而，因为由光纤型荧光检测器带来的光线的直径较小，所以适于检测来自存在于流路等较小或较细区域的样品的荧光，响应速度也较为优异。
光纤型的荧光检测器140包括：光学头142；荧光检测器驱动器144；以及光纤146，其连接光学头142与荧光检测器驱动器144。在荧光检测器驱动器144中，包含激发光用光源(LED、激光及其它被调整为会射出特定波长的光源)、光纤型波分复用器及光电转换元件(PD、APD或光电倍增器等光检测器)(均未图示)等，且该荧光检测器驱动器144由用于控制它们的驱动器等构成。光学头142由透镜等光学系统构成，并承担激发光向样品的指向性照射、以及对从样品发出的荧光进行聚光的功能。被聚集的荧光从光纤146通过，被荧光检测器驱动器144内的光纤型波分复用器与激发光分开，并被光电转换元件转换为电信号。
在本实施方式的反应处理装置100中，光学头142被配置为：能够检测到来自连接高温区域36与低温区域38的流路内的样品50的荧光。因为样品50在流路内反复往复移动会导致反应发生进展，样品50所包含的预定的DNA会扩增，所以能够通过对被检测到的荧光量的变动进行监控来实时地获知DNA的扩增进度。此外，在本实施方式的反应处理装置100中，利用来自荧光检测器140的输出值，将其有效使用于样品50的移动控制中。只要荧光检测器会发挥对来自样品的荧光进行检测的功能，就不被限定于光纤型荧光检测器。
本实施方式的反应处理装置100还包括送液系统120，该送液系统120用于使样品50在反应处理容器10的流路12内移动及停止。送液系统120包括：泵121；泵驱动器122，其用于驱动泵121；第1三通阀123；以及第2三通阀124。泵驱动器122、第1三通阀123及第2三通阀124由CPU105控制。
泵121可从排出口121排出空气。泵121例如可以是由隔膜泵构成的微型鼓风泵。作为泵121，例如能够使用株式会社村田制作所制的微型鼓风泵(型号MZB1001T02)等。虽然与初级侧相比，该微型鼓风泵在动作时更能够提高次级侧的压力，但在停止的瞬间或停止时，初级侧与次级侧的压力会变得相等。CPU105介由泵驱动器122来控制来自泵121的送风及加压。
泵121的排出口121a通过第1空气流路129而与反应处理容器10的第1空气连通口24连接。在第1空气流路129的中途，配置有第1三通阀123。此外，泵121的排出口121a通过第2空气流路130与反应处理容器10的第2空气连通口26连接。在第2空气流路130的中途，配置有第2三通阀124。
第1三通阀123及第2三通阀124分别为包括端口A、端口B及端口C的三通阀，通过CPU105的控制，可在端口A和端口C连通的状态(端口B和端口C不连通)与端口B和端口C连通的状态(端口A和端口C不连通)之间进行切换。作为第1三通阀123及第2三通阀124，例如可使用SMC株式会社制的三通电磁阀(LVM095R－6A)等。
第1三通阀123的端口A通过第1管125与泵121的排出口121a连接。第1三通阀123的端口C通过第2管126与反应处理容器10的第1空气连通口24连接。第1管125及第2管126构成第1空气流路129。在第2管126的一端与第1空气连通口24的连接部，优选配置用于确保气密性的垫片134及密封件。第1三通阀123的端口B被开放于大气压。
像这样配置的第1三通阀123可在反应处理容器10的第1空气连通口24与泵121的排出口121a连通的状态、以及反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于大气压的状态之间进行切换。在使反应处理容器10的第1空气连通口24与泵121的排出口121a连通的情况下，第1三通阀123被控制为端口A与端口C连通的状态。另一方面，在将反应处理容器10的第1空气连通口24开放于大气压的情况下，第1三通阀123被控制为端口B与端口C连通的状态。
第2三通阀124的端口A通过第3管127与泵121的排出口121a连接。第2三通阀124的端口C通过第4管128与反应处理容器10的第2空气连通口26连接。第3管127及第4管128构成第2空气流路130。在第4管128的一端与第2空气连通口26的连接部，优选配置用于确保气密性的垫片136及密封件。第2三通阀124的端口B被开放于大气压。
像这样配置的第2三通阀124可在反应处理容器10的第2空气连通口26与泵121的排出口121a连通的状态、以及反应处理容器10的第2空气连通口26被开放于大气压的状态之间进行切换。在使反应处理容器10的第2空气连通口26与泵121的排出口121a连通的情况下，第2三通阀124被控制为端口A与端口C连通的状态。另一方面，在将反应处理容器10的第2空气连通口26开放于大气压的情况下，第2三通阀124被控制为端口B与端口C连通的状态。
在本实施方式的反应处理装置100中，能够通过控制泵驱动器122、第1三通阀123及第2三通阀124的动作来使样品50在流路内往复移动，从而使其反复暴露于反应处理容器10的流路12的各温度区域，结果，能够向样品50提供热循环。更具体而言，通过在高温区域36中反复提供变性，在低温区域38中反复提供退火、延伸各工序，从而使样品50中的目标DNA选择性地扩增。换言之，高温区域36可视为变性温度域，低温区域38可视为退火、延伸温度域。此外，滞留于各温度区域的时间可通过改变样品50在各温度区域的预定位置所停止的时间来适当设定。
在本实施方式的反应处理装置100中，在送液系统120中使用的泵为1个，因此，与使用2个泵的情况不同，无需在泵的控制中考虑泵特性的个体差异。因为三通阀不过是进行了端口A与端口C的连通与否或进行了端口B与端口C的连通与否的问题，所以只要选择压力损失足够小的三通阀，就不会产生个体差异。因此，本实施方式的反应处理装置100与使用2个泵的情况相比，易于控制样品的移动。此外，一般而言，三通阀比泵廉价，因此能够谋求反应处理装置100的低成本化。
图6是用于说明图5所示的反应处理装置100中的、泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制方法的图。图6中说明的控制方法中，使用在停止时初级侧与次级侧的压力会变得相等的泵作为泵121。
在图6及以后的图中，以“ON”表示泵121的动作状态(即空气的排出状态)，以“OFF”表示泵121的非动作状态(即空气的停止排出状态)。此外，针对第1三通阀123及第2三通阀124，以“A－C”表示端口A与端口C连通的状态，以“B－C”表示端口B与端口C连通的状态。
工序1表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序1中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序2表示在使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序2中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24与泵121的排出口121a连通，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为被开放于大气压的状态，因此，由于来自泵121的空气的排出，第1空气连通口24成为正压，样品50从低温区域38向高温区域36移动。
工序3表示样品50到达高温区域36时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序3中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于大气压的状态，因此样品50在高温区域36中停止。
工序4表示样品50在高温区域36中待机时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序4中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于大气压的状态，因此样品50会在高温区域36中保持停止。
工序5表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序5中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序6中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于大气压，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为与泵121的排出口121a连通的状态，因此，由于来自泵121的空气的排出，第2空气连通口26成为正压，样品50从高温区域36向低温区域38移动。
工序7表示样品50到达低温区域38时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序7中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于大气压的状态，因此样品50在低温区域38中停止。
工序8表示样品50在低温区域38中待机时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序8中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于大气压的状态，因此样品50会在低温区域38中保持停止。
反复进行以上说明的工序1～8，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
图7是用于说明图5所示的反应处理装置100中的、泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的另一控制方法的图。图7中说明的控制方法中，使用在停止时初级侧与次级侧的压力会变得相等的泵作为泵121。
工序1表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序1中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序2表示在使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序2中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24与泵121的排出口121a连通，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为被开放于大气压的状态，因此，由于来自泵121的空气的排出，第1空气连通口24成为正压，样品50从低温区域38向高温区域36移动。
工序3表示样品50到达高温区域36时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序3中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于大气压的状态，因此样品50在高温区域36中停止。
工序4表示样品50在高温区域36中待机时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序4中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于大气压的状态，因此样品50会在高温区域36中保持停止。
工序5表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序5中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序6中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于大气压，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为与泵121的排出口121a连通的状态，因此，由于来自泵121的空气的排出，第2空气连通口26成为正压，样品50从高温区域36向低温区域38移动。
工序7表示样品50到达低温区域38时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序7中，泵121被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于大气压的状态，因此样品50在低温区域38中停止。
工序8表示样品50在低温区域38中待机时的泵121、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序8中，泵121被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于大气压的状态，因此样品50会在低温区域38中保持停止。
反复进行以上说明的工序1～8，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
为了确认被像以上那样构成的反应处理装置100的效果，利用本实施方式的反应处理装置100来进行了以PCR对特定的菌株进行扩增的实验。在此，使用了上述的图6中说明的控制方法。考虑Vero毒素VT1的检测，使用日本genetics公司的PCR酶即KAPA3G PlantPCR套装，并以下表所示的要领来调整PCR用试剂。
【表1】
Figure BDA0002584973580000161
另一方面，作为铸型，准备出20000copies/μL的试剂，将其稀释，制作成铸型浓度为20000、1000、100及10copies/μL的水溶液。
进而，向上述调整后的KAPA 3G Plant溶液19μL中，添加含各浓度的铸型的水溶液1μL，制成20μL的阳性(正调控)试剂。
针对上述浓度的样品，在反应处理装置100中，将高温区域36的温度设定为96℃，将低温区域38的温度设定为62℃，将高温区域36中的待机时间设为3.5秒，将低温区域38中的待机时间设为15秒，实施50周期(50Ct)的热循环，进行PCR。送液时间设为约1秒。最初的周期的高温区域36中的待机时间设为15秒。
图8表示本实施方式的反应处理装置100所进行的PCR的扩增结果。在图8中，横轴为周期数(Ct)，纵轴为荧光信号强度(任意单位)。用上述反应处理装置100测定了与周期数对应的以荧光检测器140检测到的荧光信号的强度。当样品中的被检物扩增时，荧光信号强度会増加。
在此，针对含初始浓度为20000copies/μL、1000copies/μL、100copies/μL及10copies/μL的被检物的样品进行了PCR。如图8所示，20000copies/μL的样品的荧光信号强度从30周期附近急剧上升。此外，1000copies/μL的样品的荧光信号强度从35周期附近急剧上升。此外，100copies/μL的样品的荧光信号强度从38周期附近急剧上升。此外，10copies/μL的样品的荧光信号强度从41周期附近急剧上升。像这样的荧光信号强度的急剧上升表示样品中的被检物正在扩增，从而可知：能够使用本实施方式的反应处理装置100来进行良好的PCR。
图9是用于说明本发明的另一实施方式的反应处理装置200的示意图。在PCR中，通常，高温区域被设定为约95℃。因为样品为水溶液，所以在海拔较高的场所沸点会降低。例如，在海拔为1000m的场所，气压大概为897hPa，计算得到沸点为96.6℃，在海拔为1500m的场所，气压为845hPa，沸点为95℃，在海拔为2000m的场所，气压为797hPa，沸点为93.4℃。在这样的场所中，样品在高温区域中容易沸腾并汽化冒泡，或是样品的蒸发会变得显著，因此，会存在难以进行PCR的情况。本实施方式的反应处理装置200即使在那样气压较低的场所中，也能够一边防止样品的沸腾或气泡的产生一边进行PCR。
反应处理装置200中，送液系统220的构成与图5所示的反应处理装置100的送液系统120不同。送液系统220与送液系统120同样，包括：泵221；泵驱动器222，其用于驱动泵221；第1三通阀223；以及第2三通阀224。泵驱动器222、第1三通阀223及第2三通阀224由CPU105控制。
本实施方式的送液系统220还包括：加压腔室238；加压腔室用泵244；以及加压腔室用泵驱动器245，其用于控制该加压腔室用泵244。在本实施方式中，送液用的泵221被配置在加压腔室238内。
加压腔室238在其内部形成有具有一定体积的空间。在加压腔室238，连接有加压腔室用泵244。加压腔室用泵驱动器245按照来自CPU105的指示来控制加压腔室用泵244，使得加压腔室238内的空间存在预定的压力。作为加压腔室用泵244，除可使用应研精工株式会社的滚动泵(rolling pump)(型号：RSP08D－02RW)等之外，简易起见，还可使用由橡胶球或注射器等构成的加压部件。
在本实施方式中，加压腔室238内的压力在反应处理中，被维持在比反应处理装置200的周边环境的气压更高的值(例如1.3个大气压)。所谓反应处理装置200的周边环境的气压，是指如下场所中的压力(或大气压)：设置有反应处理装置200的场所、进行利用了反应处理装置200的PCR的场所、或在反应处理装置200被设置于从周围划分出的场所时，该被划分出来的场所。加压腔室238内的压力加压到如下的程度为好：即使样品被反复暴露在高温(95℃左右)中，也能够防止会影响到PCR反应处理那样的显著的样品蒸发或气泡等的产生。加压腔室238内的压力越高，就越是能够抑制样品的蒸发等的影响，但若也包含该操作，送液系统220会复杂化或大型化，因此，本领域技术人员能够综合地判断装置的用途或目的、费用、效果等，进行整体的系统设计。
在加压腔室238，设置有大气压开放阀248。大气压开放阀248被控制，使得在反应处理容器10脱离/安装时送液系统220及反应处理容器10的流路12内的压力变得与大气压相等。由此，能够防止样品50的急剧移动或溅出。此外，通过在反应处理中，使加压腔室用泵244停止，并预先将大气压开放阀248打开，从而成为与反应处理装置100实质上等价的反应处理装置。
此外，也可以是，在加压腔室238，设置有用于始终监控其内部空间的压力的压力传感器(未图示)。通过将以压力传感器检测到的实际压力发送到CPU105，从而能够良好地控制加压腔室238内的压力。
在本实施方式中，也能够使用在停止时初级侧与次级侧的压力会变得相等的类型的泵作为泵221。
泵221的排出口221a通过第1空气流路229与反应处理容器10的第1空气连通口24连接。在第1空气流路229的中途，配置有第1三通阀223。此外，泵221的排出口221a通过第2空气流路230与反应处理容器10的第2空气连通口26连接。在第2空气流路230的中途，配置有第2三通阀224。
第1三通阀223的端口A通过第1管225与泵221的排出口221a连接。第1三通阀223的端口C通过第2管226与反应处理容器10的第1空气连通口24连接。第1管225及第2管226构成第1空气流路229。第1三通阀223的端口B通过第5管231与加压腔室238的内部空间连通。
像这样配置的第1三通阀223可在反应处理容器10的第1空气连通口24与泵221的排出口221a连通的状态、以及反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于加压腔室238的内部空间的状态之间进行切换。在使反应处理容器10的第1空气连通口24与泵221的排出口221a连通的情况下，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态。另一方面，在将反应处理容器10的第1空气连通口24开放于加压腔室238的内部空间的情况下，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态。
第2三通阀224的端口A通过第3管227与泵221的排出口221a连接。第2三通阀224的端口C通过第4管228与反应处理容器10的第2空气连通口26连接。第3管227及第4管228构成第2空气流路230。第2三通阀224的端口B通过第6管232与加压腔室238的内部空间连通。
像这样配置的第2三通阀224可在反应处理容器10的第2空气连通口26与泵221的排出口221a连通的状态、以及反应处理容器10的第2空气连通口26被开放于加压腔室238的内部空间的状态之间进行切换。在使反应处理容器10的第2空气连通口26与泵221的排出口221a连通的情况下，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态。另一方面，在将反应处理容器10的第2空气连通口26开放于加压腔室238的内部空间的情况下，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态。
在本实施方式的反应处理装置200中，也能够通过控制泵驱动器222、第1三通阀223及第2三通阀224的动作来使样品50在流路内往复式地移动，从而使其反复暴露在反应处理容器10的流路12的各温度区域中，结果，得以向样品50提供热循环。此外，因使用的泵为1个，故样品的移动控制可谋求容易且低成本化，这一点也与上述反应处理装置100相同。
进而，在本实施方式的反应处理装置200中，在被设定为比周边环境的气压更高的压力(例如1.3个大气压)的加压腔室238的内部空间配置有泵221，并且第1三通阀223及第2三通阀224的端口B被构成为开放于加压腔室238的内部空间。因此，在反应处理中，整个流路12都被维持在比周边环境的气压更高的压力中。因此，即使在高地等大气压较低的环境下，也能够防止主要由水溶液构成的样品50的沸点降低而沸腾冒泡的情况，从而进行稳定的PCR。
关于反应处理装置200中的泵驱动器222、第1三通阀223及第2三通阀224的控制方法，可利用图6所示的方法。以下，再次参照图6来对控制方法进行说明。关于泵221，使用停止时初级侧与次级侧的压力会变得相等的泵。在反应处理装置200中，预先将大气压开放阀248设为闭，将加压腔室用泵244置于动作状态，从而预先提高加压腔室238的内部空间的压力，对各管、流路12内进行加压。此时的第1三通阀223及第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)、或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的任意一者。
工序1表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序1中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序2表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序2中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24与泵221的排出口221a连通，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态。在本实施方式中，泵221被配置在加压腔室238内，因此，当空气从泵221排出时，反应处理容器10的第1空气连通口24的压力会变得比第2空气连通口26更高，样品50会从低温区域38向高温区域36移动。
工序3表示样品50到达高温区域36时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序3中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50在高温区域36中停止。
工序4表示样品50在高温区域36中待机时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序4中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50会在高温区域36中保持停止。
工序5表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序5中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序6中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于加压腔室238的内部空间中，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为与泵221的排出口221a连通的状态，因此，当空气从泵221中排出时，反应处理容器10的第2空气连通口26的压力会变得比第1空气连通口24更高，样品50会从高温区域36向低温区域38移动。
工序7表示样品50到达低温区域38时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序7中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50在低温区域38中停止。
工序8表示样品50在低温区域38中待机时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序8中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50会在低温区域38中保持停止。
反复进行以上说明的工序1～8，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
关于反应处理装置200中的泵驱动器222、第1三通阀223及第2三通阀224的控制方法，也能够利用图7所示的方法。再次参照图7，对控制方法进行说明。该控制方法使用停止时初级侧与次级侧的压力会变得相等的泵作为泵221。同样，在反应处理装置200中，预先将大气压开放阀248设为闭，将加压腔室用泵244置于动作状态，从而预先提高加压腔室238的内部空间的压力，对各管、流路12内进行加压。
工序1表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序1中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序2表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序2中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24与泵221的排出口221a连通，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态。在本实施方式中，泵221被配置在加压腔室238内，因此，当空气从泵221排出时，反应处理容器10的第1空气连通口24的压力会变得比第2空气连通口26更高，样品50会从低温区域38向高温区域36移动。
工序3表示样品50到达高温区域36时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序3中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于加压腔室238的内部空间的状态，因此样品50在高温区域36中停止。
工序4表示样品50在高温区域36中待机时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序4中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于加压腔室238的内部空间的状态，因此样品50会在高温区域36中保持停止。
工序5表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序5中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序6中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。由此，反应处理容器10的第1空气连通口24被开放于加压腔室238的内部空间，并且反应处理容器10的第2空气连通口26成为与泵221的排出口221a连通的状态，因此，当空气从泵221中排出时，反应处理容器10的第2空气连通口26的压力会变得比第1空气连通口24更高，样品50会从高温区域36向低温区域38移动。
工序7表示样品50到达低温区域38时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序7中，泵221被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。由此，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50在低温区域38中停止。
工序8表示样品50在低温区域38中待机时的泵221、第1三通阀223及第2三通阀224的控制状态。在工序8中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或端口B与端口C连通的状态(B－C)中的一者。此时，第1空气连通口24及第2空气连通口26二者也均成为被开放于加压腔室238的内部空间中的状态，因此样品50会在低温区域38中保持停止。
反复进行以上说明的工序1～8，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
图10是用于说明本发明的又一实施方式的反应处理装置300的示意图。关于该反应处理装置300，在送液系统320中使用停止时初级侧与次级侧的压力不会变得相等的类型的泵321，这一点与图5所示的反应处理装置100不同。作为这样的泵321，例如可使用高砂电气工业株式会社制的压电微型泵(型号SDMP302(306))等。
图11是用于说明图10所示的反应处理装置300中的、泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制方法的图。
工序1表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序1中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序2表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序2中，泵321被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序3表示样品50到达高温区域36时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序3中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀124被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序4表示样品50在高温区域36中待机时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序4中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
工序5表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序5中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序6中，泵321被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。
工序7表示样品50到达低温区域38时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序7中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀124被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。
工序8表示样品50在低温区域38中待机时的泵321、第1三通阀123及第2三通阀124的控制状态。在工序8中，泵321被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀123及第2三通阀124一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。
反复进行以上说明的工序1～8，由此，能够通过使样品50在低温区域38与高温区域36之间连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。在本实施方式的反应处理装置300中也是同样，因使用的泵为1个，故而样品的移动控制可谋求容易且低成本化。
图12是用于说明本发明的又一实施方式的反应处理装置400的示意图。关于该反应处理装置400，在送液系统420中使用停止时初级侧与次级侧的压力不会变得相等的类型的泵421，这一点与图9所示的反应处理装置200不同。作为泵421，例如可使用高砂电气工业株式会社制的压电微型泵(型号SDMP302(306))等。
本实施方式的反应处理装置400还包括电磁阀401。该电磁阀401被设置于连接加压腔室238与第1空气流路229、第2空气流路230的流路，可根据CPU105的指示而在开状态与闭状态之间进行切换。在电磁阀401为开状态时，第1空气流路229、第2空气流路230与加压腔室238的内部空间连通。另一方面，在电磁阀401为闭状态时，第1空气流路229、第2空气流路230不与加压腔室238的内部空间连通。作为电磁阀401，例如可使用TDS株式会社制的电磁阀(型号TDS－V05B)等。
图13是用于说明图12所示的反应处理装置400中的、泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制方法的图。
工序1表示提高加压腔室238的内部空间的压力，并对各管、流路12内进行加压时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序1中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在开状态。
工序2表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序2中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序3表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序3中，泵421被控制在动作状态(ON。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序4表示样品50到达高温区域36时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序4中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序5表示样品50在高温区域36中待机时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序5中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在开状态。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序6中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序7表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序7中，泵421被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序8表示样品50到达低温区域38时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序8中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序9表示样品50在低温区域38中待机时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序9中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在开状态。
反复进行以上说明的工序2～9，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
关于反应处理装置400中的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制方法，也能够利用图14所示的方法。
工序1表示提高加压腔室238的内部空间的压力，并对各管、流路12内进行加压时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序1中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在开状态。
工序2表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动前的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序2中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序3表示使样品50从低温区域38向高温区域36移动时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序3中，泵421被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序4表示样品50到达高温区域36时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序4中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)，第2三通阀224被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序5表示样品50在高温区域36中待机时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序5中，泵221被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序6表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动前的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序6中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序7表示使样品50从高温区域36向低温区域38移动时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序7中，泵421被控制在动作状态(ON)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序8表示样品50到达低温区域38时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序8中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223被控制在端口B与端口C连通的状态(B－C)，第2三通阀224被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
工序9表示样品50在低温区域38中待机时的泵421、第1三通阀223、第2三通阀224及电磁阀401的控制状态。在工序9中，泵421被控制在非动作状态(OFF)。此外，第1三通阀223及第2三通阀224一同被控制在端口A与端口C连通的状态(A－C)或一同被控制端口B与端口C连通的状态(B－C)。此外，电磁阀401被控制在闭状态。
反复进行以上说明的工序2～9，由此，能够通过在低温区域38与高温区域36之间使样品50连续地进行往复移动，从而向样品50提供热循环。
在本实施方式的反应处理装置400中也是同样，因使用的泵为1个，故而样品的移动控制可谋求容易且低成本化。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。本领域技术人员应理解的是，本实施方式仅为例示，在它们的各构成要素或各处理过程的组合可能存在各种变形例，并且那样的变形例也处于本发明的范围之内。
附图标记说明
10反应处理容器、12流路、14基板、16流路密封膜、18第1密封膜、20第2密封膜、24第1空气连通口、26第2空气连通口、28第1过滤器、30第2过滤器、32热循环区域、34分注区域、36高温区域、38低温区域、40连接区域(流路)、42分注流路、43第1支流路、44第2支流路、45第1样品导入口、46第2样品导入口、50样品、100、200、300、400反应处理装置、102温度控制系统、104高温用加热器、105 CPU、106低温用加热器、108高温用加热器驱动器、110低温用加热器驱动器、120、220、320、420送液系统、121、221、321、421泵、122、222泵驱动器、123、223第1三通阀、124、224第2三通阀、125、225第1管、126、226第2管、127、227第3管、128、228第4管、129、229第1空气流路、130、230第2空气流路、134、136垫片、140荧光检测器、142光学头、144荧光检测器驱动器、146光纤、231第5管、232第6管、238加压腔室、244加压腔室用泵、245加压腔室用泵驱动器、248大气压开放阀、401电磁阀、431第1分岔点、441第2分岔点。
工业可利用性
本发明能够利用于聚合酶链式反应(PCR)。
序列号1：正向PCR引物
序列号2：反向PCR引物
序列号3：探针
序列表
<110> 日本板硝子株式会社（NIPPON SHEET GLASS COMPANY, LIMITED）
<120> 反应处理装置
<130> P0013519WO01
<150> JP 2018-004295
<151> 2018-01-15
<160> 3
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 正向PCR引物
<400> 1
ggataatttg tttgcagttg atgtc 25
<210> 2
<211> 29
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 反向PCR引物
<400> 2
caaatcctgt cacatataaa ttatttcgt 29
<210> 3
<211> 31
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 探针
<400> 3
ccgtagatta ttaaaccgcc cttcctctgg a 31

Claims (10)

1.一种反应处理装置，其特征在于，包括：
反应处理容器，其包括供样品移动的流路、以及被设置于所述流路的两端的一对第1空气连通口及第2空气连通口，
温度控制部件，其在所述流路中的所述第1空气连通口及所述第2空气连通口之间，提供被维持在第1温度的第1温度区域、以及被维持在比所述第1温度更高的第2温度的第2温度区域，以及
送液系统，其使样品在所述流路内移动及停止；
所述送液系统包括：
泵，其能够从排出口排出空气，
第1空气流路，其连接所述泵的所述排出口与所述反应处理容器的所述第1空气连通口，
第2空气流路，其连接所述泵的所述排出口与所述反应处理容器的所述第2空气连通口，
第1切换阀，其被配置于所述第1空气流路，并可在所述第1空气连通口与所述排出口连通的状态、以及所述第1空气连通口被开放于大气压的状态间进行切换，
第2切换阀，其被配置于所述第2空气流路，并可在所述第2空气连通口与所述排出口连通的状态、以及所述第2空气连通口被开放于大气压的状态间进行切换，以及
控制部，其控制所述泵、所述第1切换阀及所述第2切换阀的动作。
2.如权利要求1所述的反应处理装置，其特征在于，
所述第1温度区域位于所述流路的第1空气连通口侧，所述第2温度区域位于所述流路的第2空气连通口侧；
所述控制部
在使样品从所述第1温度区域向所述第2温度区域移动时，使空气从所述泵中排出，并且将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口与所述排出口连通的状态且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口被开放于大气压的状态，
在使样品从所述第2温度区域向所述第1温度区域移动时，使空气从所述泵中排出，并且将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口被开放于大气压的状态且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口与所述排出口连通的状态。
3.如权利要求1或2所述的反应处理装置，其特征在于，
所述控制部在使样品在所述流路内停止时，使来自所述泵的空气的排出停止。
4.如权利要求1或2所述的反应处理装置，其特征在于，
所述泵在停止时，初级侧与次级侧的压力会变得相等；
所述控制部在要使样品在所述流路内停止时，将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口被开放于大气压的状态，并且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口被开放于大气压的状态。
5.如权利要求1～4中的任何一项所述的反应处理装置，其特征在于，
所述第1切换阀及所述第2切换阀为三通阀。
6.一种反应处理装置，其特征在于，包括：
反应处理容器，其包括供样品移动的流路、以及被设置于所述流路的两端的一对第1空气连通口及第2空气连通口，
温度控制部件，其在所述流路中的所述第1空气连通口及所述第2空气连通口之间，提供被维持在第1温度的第1温度区域、以及被维持在比所述第1温度更高的第2温度的第2温度区域，以及
送液系统，其使样品在所述流路内移动及停止；
所述送液系统包括：
加压腔室，其内部的压力被维持得比所述反应处理装置的周边环境的气压更高，
泵，其被配置于所述加压腔室内，并可从排出口排出空气，
第1空气流路，其连接所述泵的所述排出口与所述反应处理容器的所述第1空气连通口，
第2空气流路，其连接所述泵的所述排出口与所述反应处理容器的所述第2空气连通口，
第1切换阀，其被配置于所述第1空气流路，并可在所述第1空气连通口与所述排出口连通的状态、以及所述第1空气连通口被开放于所述加压腔室的内部空间中的状态间进行切换，
第2切换阀，其被配置于所述第2空气流路，并可在所述第2空气连通口与所述排出口连通的状态、以及所述第2空气连通口被开放于所述加压腔室的内部空间中的状态间进行切换，以及
控制部，其控制所述泵、所述第1切换阀及所述第2切换阀的动作。
7.如权利要求6所述的反应处理装置，其特征在于，
所述第1温度区域位于所述流路的第1空气连通口侧，所述第2温度区域位于所述流路的第2空气连通口侧；
所述控制部
在使样品从所述第1温度区域向所述第2温度区域移动时，使空气从所述泵中排出，并且将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口与所述排出口连通的状态且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口被开放在所述加压腔室的内部空间中的状态，
在使样品从所述第2温度区域向所述第1温度区域移动时，使空气从所述泵中排出，并且将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口被开放在所述加压腔室的内部空间中的状态且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口与所述排出口连通的状态。
8.如权利要求6或7所述的反应处理装置，其特征在于，
所述控制部在要使样品在所述流路内停止时，使来自所述泵的空气的排出停止。
9.如权利要求6或7所述的反应处理装置，其特征在于，
所述泵在停止时，初级侧与次级侧的压力会变得相等；
所述控制部在使样品在所述流路内停止时，将所述第1切换阀设为所述第1空气连通口被开放于所述加压腔室的内部空间中的状态，并且将所述第2切换阀设为所述第2空气连通口被开放于所述加压腔室的内部空间中的状态。
10.如权利要求6～9中的任何一项所述的反应处理装置，其特征在于，
所述第1切换阀及所述第2切换阀为三通阀。
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