バイオチップ、反応装置及び反応方法
【課題】ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップ、反応装置及び反応方法を提供すること。
【解決手段】長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液（検体を含む液体）を保持し、所定の押圧力によって所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含む。容室１１は、所定領域４０となる第１領域４１と、容室１１の長手方向に長い第２領域４２とを含んでいてもよい。保持手段２０は、所定の押圧力により第１領域４１から第２領域４２へと被検液を移動させるように構成されていてもよい。
【解決手段】長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液（検体を含む液体）を保持し、所定の押圧力によって所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含む。容室１１は、所定領域４０となる第１領域４１と、容室１１の長手方向に長い第２領域４２とを含んでいてもよい。保持手段２０は、所定の押圧力により第１領域４１から第２領域４２へと被検液を移動させるように構成されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップ、反応装置及び反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な疾患に関与する遺伝子の存在が明らかになり、遺伝子診断や遺伝子治療など遺伝子を利用した医療が注目されている他、農畜産分野においても品種判別や品種改良に遺伝子を用いた手法が多く開発されてきており、遺伝子の利用技術が拡大している。遺伝子を利用するために核酸増幅技術が広く普及している。この技術としては一般的にＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎｅ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）などが知られており、今日では、ＰＣＲは、生体物質の情報解明において必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＰＣＲによる検査では、チューブやチップ（バイオチップ）と称する検体反応用容器を用いて反応を行う手法が一般的である。しかしながら従来の手法においては、必要な試薬等の量が多く、また必要な熱サイクルを実現するために装置が複雑化したり、反応に時間がかかったりするという問題があった。そのため微少量の試薬や検体を用いてＰＣＲを精度よく短時間で行うためのバイオチップや反応装置が必要とされていた。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１には、被検液と混和せず被検液よりも比重の軽い液体（ミネラルオイル等）を充填したチューブの中で、液滴の状態で含まれる被検液を往復移動させることによってサーマルサイクルをかけて反応を行う方式（以下、本明細書において、これを「昇降型」と称する場合がある。）のバイオチップ及び反応装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３６２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＣＲを開始する前には、被検液を所定温度で所定時間だけ保持する工程が必要となることも多い。
【０００７】
例えば、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法でＰＣＲを行う場合には、９５℃で５分間程度の保持時間が必要になる。また、インフルエンザウイルスのようなＲＮＡウイルスの検査を行うためには、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとしてからＰＣＲを行うのが通常であるが、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとするためには、例えば、４５℃で３０分間程度の保持時間が必要になる。
【０００８】
このような場合には、昇降型においては、所定温度で所定時間だけ保持する工程を他の装置で行う方法や、バイオチップの収容部の回転を停止させた状態で、所定温度で所定時間だけ保持する方法がある。
【０００９】
しかしながら、前者の方法の場合には、装置間でバイオチップを移し替える手間がかかり、後者の方法の場合には、異なるタイミングで用意された複数のバイオチップを連続して処理できるという昇降型の反応装置の利点が失われる。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップ、反応装置及び反応方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係るバイオチップは、
長手方向を有する容室と、
前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、
前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、
を含む。
【００１２】
本発明によれば、容室の長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室内において所定領域から被検液を解放する保持手段を有することにより、被検液を所定領域内に留める状態と、被検液を所定領域外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。したがって、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１３】
（２）このバイオチップは、
前記容室は、前記所定領域となる第１領域と、前記長手方向に長い第２領域とを含み、
前記保持手段は、前記所定の押圧力により前記第１領域から前記第２領域へと前記被検液を移動させてもよい。
【００１４】
所定の押圧力により、容室の長手方向に長い第２領域に被検液を移動させることにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１５】
（３）このバイオチップは、
前記保持手段は、前記長手方向と直交する面における前記容室の断面積を、前記長手方向と直交する面における前記所定領域での前記容室の断面積よりも小さく構成する手段であってもよい。
【００１６】
これにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１７】
（４）このバイオチップは、
前記保持手段は、弁を有していてもよい。
【００１８】
これにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１９】
（５）このバイオチップは、
前記容室の、前記所定領域側となる前記長手方向の一端を封止する第１可動栓と、
前記容室の、前記長手方向の他端を封止する第２可動栓とを含み、
前記押圧手段は、前記第１可動栓であってもよい。
【００２０】
これにより、容室の体積を略一定にした状態で、所定の押圧力を印加することができる。
【００２１】
（６）このバイオチップは、
前記押圧手段は、前記保持手段を介して前記被検液に前記所定の押圧力を印加し、
前記保持手段は、前記容室にオイルが充填されている場合に、前記被検液を解放するとともに、前記所定領域内の前記被検液と前記オイルとを入れ替えてもよい。
【００２２】
これにより、所定の押圧力を印加することによる容室の体積変化を小さくできる。
【００２３】
（７）本発明に係る反応装置は、
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップを収容する収容部と、
水平成分を持つ方向の回転軸で前記収容部を回転させる回転駆動部と、
前記収容部に前記バイオチップが収容された場合に、前記回転軸に対して温度分布が軸対称になるように、前記回転軸から第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、前記回転軸から前記第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、前記第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックと、
を含み、
前記収容部は、前記バイオチップが収容された場合に、
前記容室の前記長手方向の一端と他端とで、前記回転軸からの距離が異なり、
前記所定領域の少なくとも一部が、前記回転軸から前記第１距離範囲及び前記第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている。
【００２４】
本発明によれば、所定領域の少なくとも一部が、回転軸から第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されていることにより、被検液を所定領域内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応装置を実現できる。
【００２５】
（８）本発明に係る反応方法は、
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの前記容室の前記所定領域内に前記被検液を注入する注入工程と、
前記保持手段により前記被検液を前記所定領域内に保持した状態で、前記所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、前記容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸で、前記バイオチップを回転させる第１回転工程と、
前記押圧手段により前記被検液に前記所定の押圧力を印加して、前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放させる押圧工程と、
前記バイオチップを前記回転軸で回転させる第２回転工程と、
を含む。
【００２６】
本発明によれば、押圧手段により被検液に所定の押圧力を印加して、容室内において所定領域から被検液を解放させる押圧工程により、被検液を所定領域内に留める状態と、被検液を所定領域外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液を所定領域内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（Ａ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の断面構造を模式的に表した図、図１（Ｂ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図２】図２（Ａ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の断面構造を模式的に表した図、図２（Ｂ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図３】図３（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの断面構造を模式的に表した図、図３（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図４】図４（Ａ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の断面構造を模式的に表した図、図４（Ｂ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図４（Ｃ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に表した図。
【図５】図５（Ａ）は、本実施形態に係る反応装置１００を模式的に表した図、図５（Ｂ）は、本実施形態に係る反応装置１００の図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図６】本実施形態に係る反応装置１００の収容部１１０に、バイオチップ１が収容される様子を模式的に表す図。
【図７】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図８】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図９】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図１０】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１１】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１２】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１３】本実施形態に係る反応方法を説明するためのフローチャート。
【図１４】図１４（Ａ）ないし図１４（Ｄ）は、バイオチップ１と反応装置１００とを用いて本実施形態に係る反応方法を実施する様子を模式的に表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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の形態は、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。
【００２９】
１．第１実施形態に係るバイオチップ
図１（Ａ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の断面構造を模式的に表した図、図１（Ｂ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００３０】
第１実施形態に係るバイオチップ１は、長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液（検体を含む液体）を保持し、所定の押圧力によって所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含む。
【００３１】
バイオチップ１の外形形状は、任意の形状を有することができる。バイオチップ１の大きさや形状は、特に限定されないが、用途に応じ、例えば、充填されるオイル等の液体の量、熱伝導率、内部に形成される容室１１の形状、および取り扱いの容易さの少なくとも１種を考慮して選択されてもよい。
【００３２】
バイオチップ１の材質としては、特に限定されず、無機材料（例えばパイレックスガラス（パイレックスは登録商標））、および有機材料（例えばポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂）を挙げることができ、これらの複合材料であってもよい。バイオチップ１を、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎｅ Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）の反応容器（反応チップ）として使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、バイオチップ１は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、バイオチップ１をＰＣＲの反応容器として用いる場合、バイオチップ１はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００３３】
さらに、バイオチップ１の材質には、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質等を配合することができる。バイオチップ１の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。また、バイオチップ１の外部から、内部の容室１１内を観察するような用途（例えば、リアルタイムＰＣＲなど）にバイオチップ１を用いる場合には、必要に応じて、バイオチップ１の材質を透明なものとすることができる。またなお、バイオチップ１をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、バイオチップ１の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。
【００３４】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１では、略中空円筒状に構成された容器本体部１０の中空部分の一部を容室１１として用いている。図１（Ａ）に示すように、容器本体部１０は、端部に鍔１２を有していてもよい。
【００３５】
図１（Ａ）に示す例では、容室１１は、略中空円筒状に構成された容器本体部１０の中心軸方向（図１（Ａ）における上下方向）を長手方向とする形状に構成されている。
【００３６】
容室１１が、細長い形状であると、例えば、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、容室１１内に温度の異なる領域が設けられるようにバイオチップ１を温度制御する際に、異なる温度の領域の間の距離を離間させやすくなる。昇降型のサーマルサイクラーとは、被検液と混和せず被検液よりも比重の軽い液体（ミネラルオイル等）を充填した反応容器の中に液滴の状態で含まれる被検液を、反応容器中のある温度領域と異なる温度領域とを往復移動させることによってサーマルサイクルを実現する装置である。
【００３７】
また、容室１１が細長い形状を有すると、容器の体積に対して、容器の表面積の割合が大きくなるので、例えば、容室１１内にオイル等の液体が充填された場合に、熱の伝導の効率がよくなり、液体の温度調節を容易化することができる。
【００３８】
容室１１の機能の一つとしては、液体が充填されたときに、当該液体の反応室となることが挙げられる。例えば、容室１１は、被検液となるＰＣＲ反応液とオイルとが充填された場合には、ＰＣＲ反応液を反応させる空間となることができる。そして特に容室１１が細長い場合には、昇降型のサーマルサイクラーを用いて容室１１の中でＰＣＲ反応液を移動させることにより、ＰＣＲ反応液にサーマルサイクルを施すことが容易となる。
【００３９】
図１（Ａ）に示すバイオチップ１では、容室１１は、所定領域４０となる第１領域４１と、容室１１の長手方向に長い第２領域４２とを含んでいる。すなわち、図１（Ａ）に示すバイオチップ１では、容室１１の長手方向において、第２領域４２は第１領域４１よりも長い領域として構成されている。また、図１（Ａ）に示す例では、第１領域４１と第２領域４２とは、容器本体部１０の内側面（すなわち、容室１１内）に設けられた保持手段２０によって区切られている。
【００４０】
保持手段２０は、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域４０から被検液を解放する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、所定の押圧力により第１領域４１から第２領域４２へと被検液を移動させるように構成されている。
【００４１】
より具体的には、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、容室１１の長手方向と直交する面における容室１１の断面積を、容室１１の長手方向と直交する面における所定領域４０（すなわち、第１領域４１）での容室１１の断面積よりも小さく構成する手段で構成されている。また、保持手段２０の表面は、撥水性を有するように構成されていてもよい。
【００４２】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、中心部に円形の開口を有する円形の板状に構成され、周囲が容器本体部１０の内側面に密着された状態で保持されている。開口の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が開口を通って第２領域４２に移動できるような大きさであればよい。なお、開口の形状は円形に限らず、例えば、多角形であってもよい。また、開口を複数有していてもよい。
【００４３】
押圧手段３０は、所定領域４０内に置かれた被検液に所定の押圧力を印加する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、バイオチップ１は、容室１１の所定領域４０側となる長手方向の一端を封止する第１可動栓３１と、容室１１の長手方向の他端を封止する第２可動栓３２とを含み、押圧手段３０は、第１可動栓３１で構成されている。バイオチップ１は、第１可動栓３１と保持手段２０との距離を近づけるように第１可動栓３１及び容器本体部１０の少なくとも一方に外部から力を加えることにより、所定領域４０（第１領域４１）内に置かれた被検液に対して所定の押圧力を印加することができる。
【００４４】
第１可動栓３１及び第２可動栓３２は、容室１１内に充填される被検液やオイル等が容室１１外に漏れ出さないように構成されているとともに、少なくとも容室１１内の所定範囲内で移動可能に構成されている。これにより、バイオチップ１は、第１可動栓３１と保持手段２０との距離を近づけるとともに、第２可動栓３２と保持手段２０との距離を遠ざけることにより、容室１１の体積を略一定に保つことができる。したがって、バイオチップ１は、容室１１の両端にそれぞれ第１可動栓３１及び第２可動栓３２を有することにより、容室１１の体積を略一定にした状態で、所定の押圧力を印加することができる。
【００４５】
このように構成された第１実施形態に係るバイオチップ１によれば、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域から被検液を解放する保持手段２０を有することにより、被検液を所定領域４０内に留める状態と、被検液を所定領域４０外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液を所定領域４０内に留める状態では、昇降型のサーマルサイクラーの回転に関わらず所定の温度領域に被検液を置くことができ、被検液を所定領域４０外に移動できる状態では、昇降型のサーマルサイクラーの回転に応じて温度サイクル内に被検液を置くことができる。
【００４６】
これにより、他の装置から昇降型のサーマルサイクラーにバイオチップを移し替える手間がかからず、また、１つの昇降型のサーマルサイクラーで、異なるタイミングで用意された複数のバイオチップを連続して処理できるようになる。したがって、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４７】
また、所定の押圧力により、所定領域４０（第１領域４１）から、長手方向に長い第２領域４２に被検液を移動させることにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４８】
さらに、容室１１の長手方向と直交する面における容室１１の断面積を、容室１１の長手方向と直交する面における所定領域４０（すなわち、第１領域４１）での容室１１の断面積よりも小さく構成する保持手段２０を有することにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４９】
なお、バイオチップ１の容室１１内に被検液と混和しないオイルが充填されていてもよい。これにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて容易にＰＣＲを行うことができる。
【００５０】
さらに、バイオチップ１の容室１１内に、標的核酸を増幅するためのプライマー及び増幅産物を検出するための蛍光プローブの少なくとも一方が塗布されていてもよい。これにより、バイオチップに被検液を分注すれば、被検液と標的核酸を増幅するためのプライマー及び増幅産物を検出するための蛍光プローブの少なくとも一方とを混合することができるので、より簡単にＰＣＲを行うことができる。
【００５１】
２．第２実施形態に係るバイオチップ
図２（Ａ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の断面構造を模式的に表した図、図２（Ｂ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００５２】
第２実施形態に係るバイオチップ２は、第１実施形態に係るバイオチップ１と比べて、保持手段２０の構成のみが異なり、他の構成はバイオチップ１と同様である。したがって、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の構成には同一の符号を付し、以下では、特にバイオチップ２の保持手段２０の構成について説明する。
【００５３】
第２実施形態に係るバイオチップ２の保持手段２０は、弁２１を有している。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す例では、保持手段２０は、支持部２２で容器本体部１０の内側面の一部と接続されることにより支持されている弁２１を有している。また、弁２１は、支持部２２を支点として、容室１１の一部を開閉可能に構成されている。すなわち、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す例では、弁２１は仕切弁として機能する。
【００５４】
弁２１の弾性の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が弁２１を開き、開口を通って第２領域４２に移動できるような弁２１の弾性の大きさであればよい。
【００５５】
図３（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの断面構造を模式的に表した図、図３（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００５６】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、保持手段２０は、支持部２２ａで中心部に円形の開口を有する円形の板状の部材の一部と接続されることにより支持されている弁２１ａを有している。板状の部材は、その周囲が容器本体部１０の内側面に密着された状態で保持されて構成されている。また、弁２１ａ及び支持部２２ａは、第１領域４１から第２領域４２への被検液の移動を必要以上に制限しないように、第２領域４２側に設けられ、板状の部材の開口を開閉可能に構成されている。すなわち、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、弁２１ａは仕切弁として機能する。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、弁２１ａは、第１領域４１から第２領域４２への移動を可能にするとともに、第２領域４２から第１領域４１への移動を制限する、逆止弁として機能する。
【００５７】
開口の大きさ及び弁２１ａの弾性の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が弁２１ａを開き、開口を通って第２領域４２に移動できるような開口の大きさ及び弁２１ａの弾性の大きさであればよい。なお、開口の形状は円形に限らず、例えば、多角形であってもよい。また、開口と、開口に対応する弁２１ａとを複数有していてもよい。
【００５８】
このように、保持手段２０が弁２１又は弁２１ａを有することにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００５９】
第２実施形態に係るバイオチップ２及び第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａは、保持手段２０以外の構成については、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様であり、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の効果を奏する。また、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の変形が可能である。
【００６０】
３．第３実施形態に係るバイオチップ
図４（Ａ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の断面構造を模式的に表した図、図４（Ｂ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図４（Ｃ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に表した図である。
【００６１】
第３実施形態に係るバイオチップ３は、第１実施形態に係るバイオチップ１と比べて、主として保持手段２０及び押圧手段３０の構成が異なり、他の構成はバイオチップ１と同様である。したがって、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の構成には同一の符号を付し、以下では、主としてバイオチップ３の保持手段２０及び押圧手段３０の構成について説明する。
【００６２】
第３実施形態に係るバイオチップ３においては、押圧手段３０は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加し、保持手段２０は、容室１１にオイルが充填されている場合に、被検液を解放するとともに、所定領域４０内の被検液とオイルとを入れ替えるように構成されている。
【００６３】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、押圧手段３０は、可動栓３３として構成されている。可動栓３３（押圧手段３０）は、保持手段２０と一体となるように構成されていてもよい。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、可動栓３３（押圧手段３０）は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加することができる。
【００６４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、保持手段２０は、挟持部２３として構成されている。挟持部２３は、容室１１の長手方向と平行な方向に、可動栓３３（押圧手段３０）から遠い方から近い方に向かって（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下から上に向かって）スリット２４を有している。また、図４（Ａ）ないし図４（Ｃ）に示すように、挟持部２３のスリット２４の内部には、所定領域４０となるキャビティー４５が設けられている。すなわち、キャビティー４５は、スリット２４を介して容室１１と連通可能に構成されている。
【００６５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、容器本体部１０の内側面に楔２５が設けられている。楔２５は、可動栓３３（押圧手段３０）から遠い方から近い方に向かって（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下から上に向かって）細くなるように構成されている。また、楔２５は、挟持部２３が所定の位置に到達した場合に、スリット２４に挟入される位置に設けられている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す例では、挟持部２３は、スリット２４の面方向に幅広となる部分を有し、当該幅広となる部分が楔２５の端部に到達した場合に、楔２５がスリット２４に挟入されるように構成されている。
【００６６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３では、被検液を挟持部２３のキャビティー４５（所定領域４０）内に挟持させることができる。また、可動栓３３（押圧手段３０）により挟持部２３（保持手段２０）を介して所定の押圧力が被検液に印加されると、挟持部２３（保持手段２０）にも押圧力が印加されるため、挟持部２３が可動栓３３と反対向き（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下向き）に移動して楔２５がスリット２４に挟入されることにより挟持部２３が開き、被検液をキャビティー４５（所定領域４０）から解放することができる。容室１１にオイルが充填されている場合には、挟持部２３が開くことにより、キャビティー４５（所定領域４０）内の被検液とオイルとが入れ替わることになる。
【００６７】
このように、押圧手段３０は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加し、保持手段２０は、容室１１にオイルが充填されている場合に、被検液を解放するとともに、所定領域４０内の被検液とオイルとを入れ替えるように構成されていることより、所定の押圧力を印加することによる容室１１の体積変化を小さくできる。
【００６８】
第３実施形態に係るバイオチップ３は、保持手段２０及び押圧手段３０以外の構成については、ほぼ第１実施形態に係るバイオチップ１と同様であり、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の効果を奏する。また、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の変形が可能である。
【００６９】
４．反応装置
図５（Ａ）は、本実施形態に係る反応装置１００を模式的に表した図、図５（Ｂ）は、本実施形態に係る反応装置１００の図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００７０】
本実施形態に係る反応装置１００は、バイオチップを収容する収容部１１０を含む。収容部１１０に収容されるバイオチップは、長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含むバイオチップである。このようなバイオチップの例としては、上述した第１実施形態に係るバイオチップ１、第２実施形態に係るバイオチップ２、第３実施形態に係るバイオチップ３などを挙げることができる。
【００７１】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、反応装置１００は、円柱状の回転体１２４を有し、収容部１１０は、バイオチップを挿入するための挿入孔として、回転体１２４の側面に開口を有するように設けられている。収容部１１０は、収容されるバイオチップの外側面との摩擦力により、バイオチップの移動を抑制するように構成されていてもよい。
【００７２】
本実施形態に係る反応装置１００は、水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで収容部１１０を回転させる回転駆動部１２０を含む。水平成分を持つ方向とは、水平方向のベクトル成分を持つ方向、すなわち、非重力方向である。図５（Ａ）に示す例では、回転軸Ｒは、水平方向の回転軸である。
【００７３】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、回転駆動部１２０は、回転支持部１２２を介して回転体１２４を回転軸Ｒで回転させることにより、収容部１１０を回転軸Ｒで回転させるように構成されている。
【００７４】
本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０にバイオチップが収容された場合に、回転軸Ｒに対して温度分布が軸対称になるように、回転軸Ｒから第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、回転軸Ｒから第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックを含む。
【００７５】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、回転軸Ｒに近い順に、ヒートブロック２１０、ヒートブロック２２０、ヒートブロック２３０が、回転体１２４に設けられている。ヒートブロック２１０、ヒートブロック２２０、ヒートブロック２３０のうち、任意に選択した２つのヒートブロックが、それぞれ第１ヒートブロック及び第２ヒートブロックに対応する。
【００７６】
ヒートブロックは、温度制御部２４０によって制御され、所望の温度に加熱又は冷却することができる。例えば、反応装置１００を、インフルエンザウイルスのようなＲＮＡウイルスの検査を行うために、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとしてから、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法によるＰＣＲに用いる場合には、ヒートブロック２１０を４５℃に、ヒートブロック２２０を９５℃に、ヒートブロック２３０を６５℃に制御してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、隣り合うヒートブロック２１０とヒートブロック２２０との間と、隣り合うヒートブロック２２０とヒートブロック２３０との間に、それぞれ断熱材２５０を設けてもよい。
【００７７】
図６は、本実施形態に係る反応装置１００の収容部１１０に、バイオチップ１が収容される様子を模式的に表す図である。
【００７８】
本実施形態に係る反応装置１００において、収容部１１０は、バイオチップが収容された場合に、容室１１の長手方向の一端と他端とで、回転軸Ｒからの距離が異なり、所定領域４０の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている。
【００７９】
図６に示す例では、回転軸Ｒに最も近いヒートブロック２１０を第１ヒートブロックとし、回転軸Ｒからのヒートブロック２１０が設けられている距離範囲を第１距離範囲として、バイオチップ１の所定領域４０（第１領域４１）が、回転軸Ｒから第１距離範囲となるように、収容部１１０が構成されている。
【００８０】
また、図６に示す例では、回転軸Ｒに２番目に近いヒートブロック２２０を第２ヒートブロックとし、回転軸Ｒからのヒートブロック２２０が設けられている距離範囲を第２距離範囲として、バイオチップ１の第２領域４２の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第２距離範囲となるように、収容部１１０が構成されている。
【００８１】
図６に示す例において、被検液を所定領域４０内に留める状態では、ヒートブロック２１０の温度である４５℃の状態に保持して被検液を置くことができる。また、図６に示す例において、被検液を所定領域４０外に移動できる状態（被検液が第２領域４２内にある状態）では、被検液が第２領域４２の長手方向の範囲で移動可能になるため、第２領域４２の長手方向における温度分布に基づいて、温度サイクル内に被検液を置くことができる。
【００８２】
このように、本実施形態に係る反応装置１１０によれば、所定領域４０の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されていることにより、被検液を所定領域４０内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域４０外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応装置を実現できる。
【００８３】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０に収容されるバイオチップを移動させる容器移動手段３００を含んでいてもよい。また、図５（Ａ）に示すように、本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０に収容されるバイオチップの押圧手段３０に所定の押圧力を印加する押圧力印加手段４００を含んでいてもよい。
【００８４】
図７ないし図９は、容器移動手段３００の一例を説明するための図である。図７ないし図９は、収容部１１０にバイオチップ１が収容されている例である。また、バイオチップ１の容室１１にはオイルが充填され、所定領域４０内に被検液８００が液滴として置かれている。
【００８５】
図７に示す例では、容器移動手段３００は、筐体３１０と可動板３２０とを含んでいる。可動板３２０には、バイオチップ１の鍔１２と係合されることにより、バイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加するためのフォーク３２３が設けられている。
【００８６】
図７に示す例では、筐体３１０には、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２が固定して設けられている。可動板３２０には、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２とそれぞれ係合するガイド溝３２１及び３２２が設けられ、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２が、それぞれガイド溝３２１及び３２２の形状によって規定される範囲で可動板３２０は筐体３１０に対して移動可能に構成されている。図７に示す例では、可動板３２０が、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づく動作と、垂直方向に下降する動作とを行えるように、ガイド溝３２１及び３２２は、アルファベットのＬ字型に構成されている。
【００８７】
また、図７に示す例では、容器移動手段３００は、溝カム３５０を含んでいる。溝カム３５０は、筐体３１０に設けられた駆動軸３５１、一端が駆動軸３５１に固定され、駆動軸３５１を回転軸として回転される腕３５２、腕３５２の他端に設けられたピン３５３、ピン３５３と係合し可動板３２０に設けられたＬ字型のカム溝３５４を含んで構成されている。
【００８８】
次に、容器移動手段３００の動作について、図７ないし図９を参照して説明する。まず、図７に示す状態から、溝カム３５０の腕３５２を駆動軸３５１で右回り（図７における白抜き矢印方向）に１８０度回転させると、可動板３２０は、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づき、フォーク３２３がバイオチップ１の鍔１２と係合した、図８に示す状態となる。
【００８９】
図８に示す状態から、溝カム３５０の腕３５２を駆動軸３５１で右回り（図８における白抜き矢印方向）に９０度回転させると、可動板３２０は、垂直方向に下降し、フォーク３２３を介してバイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加することにより、バイオチップ１を押し下げた、図９に示す状態となる。
【００９０】
図７ないし図９に示す例では、ヒートブロック２１０に対応する位置からヒートブロック２２０に対応する位置まで所定領域４０内に被検液８００を置いたままバイオチップ１を移動させることができる。
【００９１】
このように、容器移動手段３００によって、収容部１１０に収容されたバイオチップ１を収容部１１０内で移動させることができる。これにより、被検液８００を異なる温度のヒートブロックに対応する位置に移動させることができる。
【００９２】
図１０ないし図１２は、押圧力印加手段４００の一例を説明するための図である。図１０ないし図１２は、収容部１１０にバイオチップ１が収容されている例である。また、バイオチップ１の容室１１にはオイルが充填され、所定領域４０内に被検液８００が液滴として置かれている。
【００９３】
図１０に示す例では、押圧力印加手段４００は、筐体４１０と可動板４２０と可動栓押さえ板４３０とを含んでいる。可動板４２０には、バイオチップ１の鍔１２と係合されることにより、バイオチップ１の鍔１２に上向きの力を印加するためのフォーク４２４が設けられている。
【００９４】
図１０に示す例では、筐体４１０には、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２が固定して設けられている。可動板４２０には、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２とそれぞれ係合するガイド溝４２１及び４２２が設けられ、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２が、それぞれガイド溝４２１及び４２２の形状によって規定される範囲で可動板４２０は筐体４１０に対して移動可能に構成されている。図１０に示す例では、可動板４２０が、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づく動作と、垂直方向に上昇する動作とを行えるように、ガイド溝４２１及び４２２は、アルファベットのＬ字型に構成されている。
【００９５】
また、図１０に示す例では、押圧力印加手段４００は、溝カム４５０を含んでいる。溝カム４５０は、筐体４１０に設けられた駆動軸４５１、一端が駆動軸４５１に固定され、駆動軸４５１を回転軸として回転される腕４５２、腕４５２の他端に設けられたピン４５３、ピン４５３と係合し可動板４２０に設けられたＬ字型のカム溝４５４を含んで構成されている。
【００９６】
さらに、図１０に示す例では、Ｌ字型に設けられた可動栓押さえ板４３０の上下移動を制限するガイド板４１３が筐体４１０に設けられている。また、可動栓押さえ板４３０が可動板４２０の上下移動には追従せず、水平移動には追従するように、ガイド溝４２３が可動板４２０に設けられている。
【００９７】
次に、押圧力印加手段４００の動作について、図１０ないし図１２を参照して説明する。まず、図１０に示す状態から、溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１０における白抜き矢印方向）に１８０度回転させると、可動板４２０は、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づき、フォーク４２３がバイオチップ１の鍔１２と係合し、可動栓押さえ板４３０が可動栓３１の上部を押さえる状態となる。すなわち、フォーク４２４と可動栓押さえ板４３０とでバイオチップ１を挟持する状態となる。
【００９８】
さらに、図１１に示すように、溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１１における白抜き矢印方向）に回転させると、可動栓押さえ板４３０の位置は変化せず、可動板４２０は垂直方向に上昇し、フォーク４２３を介してバイオチップ１の鍔１２に上向きの力を印加することにより、バイオチップ１の容器本体部１０を押し上げる。溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１１における白抜き矢印方向）に回転させると、図１２に示す状態となる。すなわち、可動栓３１の位置を変化させることなく、容器本体部１０を上昇させることにより、可動栓３１（押圧手段３０）を介して所定領域４０内に置かれた被検液８００に所定の押圧力を印加し、被検液８００を所定領域４０（第１領域４１）から解放させることができる。
【００９９】
図１０ないし図１２に示す例では、容室１１に充填されたオイルの、ヒートブロックに対する位置を変化させることなく、可動栓３１（押圧手段３０）を介して被検液８００に所定の押圧力を印加することができる。これにより、容室１１に充填されたオイルの温度分布が安定した状態で、被検液８００を温度サイクル内に置くことができる。
【０１００】
このように、押圧力印加手段４００によって、可動栓３１（押圧手段３０）を介して所定領域４０内に置かれた被検液８００に所定の押圧力を印加することができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係る反応装置１００は、図５（Ａ）に示すように、蛍光検出器５００を含んでいてもよい。図５（Ａ）に示す例では、蛍光検出器５００は、回転体１２４の下方に設けられている。蛍光検出器５００としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーを利用したエリアセンサー、ラインセンサー、ポイントセンサーなどを用いることができる。
【０１０２】
これにより、バイオチップを反応装置１００の収容部１１０に入れたまま、蛍光検出することができる。したがって、リアルタイムＰＣＲ測定に適した反応装置を実現できる。
【０１０３】
５．反応方法
図１３は、本実施形態に係る反応方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０４】
本実施形態に係る反応方法は、長手方向を有する容室と、容室の長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室内において所定領域から被検液を解放する保持手段と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの容室の所定領域内に被検液を注入する注入工程（ステップＳ１００）と、保持手段により被検液を所定領域内に保持した状態で、所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで、バイオチップを回転させる第１回転工程（ステップＳ１０２）と、押圧手段により被検液に所定の押圧力を印加して、容室内において所定領域から被検液を解放させる押圧工程（ステップＳ１０４）と、バイオチップを回転軸Ｒで回転させる第２回転工程（ステップＳ１０６）と、を含む。
【０１０５】
本実施形態に係る反応方法で用いられるバイオチップの例としては、上述した第１実施形態に係るバイオチップ１、第２実施形態に係るバイオチップ２、第３実施形態に係るバイオチップ３などを挙げることができる。
【０１０６】
図１４（Ａ）ないし図１４（Ｄ）は、バイオチップ１と反応装置１００とを用いて本実施形態に係る反応方法を実施する様子を模式的に表す図である。バイオチップ１の容室１１には、被検液８００と混和しないオイルが充填されている。また、被検液８００には、検体の他に、反応に必要な酵素等が含まれている。
【０１０７】
まず、バイオチップ１の容室１１の所定領域４０内に被検液８００を注入する注入工程を行う（ステップＳ１００）。
【０１０８】
次に、保持手段２０により被検液８００を所定領域４０内に保持した状態で、所定領域４０が所定の温度となるように配置するとともに、容室１１の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで、バイオチップ１を回転させる第１回転工程を行う（ステップＳ１０２）。
【０１０９】
図１４（Ａ）に示す例では、所定領域４０が４５℃となるように、４５℃に制御されたヒートブロック２１０に対応する位置に配置されている。図１４（Ａ）に示す状態で、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００は所定領域４０内に留まっているため、バイオチップ１の回転に関わらず４５℃となる所定領域４０に配置され続ける。例えば、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとする場合には、図１４（Ａ）に示す状態で、バイオチップ１を３０分間程度回転させてもよい。
【０１１０】
また、図１４（Ｂ）に示す例では、所定領域４０が９５℃となるように、９５℃に制御されたヒートブロック２２０に対応する位置に配置されている。例えば、図７ないし図９に示す容器移動手段３００のフォーク３２３を介してバイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加することにより、図１４（Ａ）に示す状態から図１４（Ｂ）に示す状態へと移行させてもよい。図１４（Ｂ）に示す状態で、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００は所定領域４０内に留まっているため、バイオチップ１の回転に関わらず９５℃となる所定領域４０に配置され続ける。例えば、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法でＰＣＲを行う場合には、図１４（Ｂ）に示す状態で、バイオチップ１を５分間程度回転させてもよい。
【０１１１】
次に、押圧手段３０により被検液８００に所定の押圧力を印加して、容室１１内において所定領域４０から被検液８００を解放させる押圧工程を行う（ステップＳ１０４）。例えば、図１０ないし図１２に示す押圧力印加手段４００のフォーク４２４と可動栓押さえ板４３０とで、バイオチップ１の鍔１２と可動栓３１（押圧手段３０）とを挟持するように力を加えることにより、被検液８００に所定の押圧力を印加してもよい。これにより、図１４（Ｃ）に示す、被検液８００が所定領域４０内に留まっている状態から、図１４（Ｄ）に示す、被検液８００が容室１１内において所定領域４０から解放されている状態となる。
【０１１２】
次に、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させる（ステップＳ１０６）。図１４（Ｄ）に示す状態でバイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００が容室１１内において所定領域４０から解放されている状態で、重力方向における容室１１内の最下点と回転軸Ｒとの距離が変化するようにバイオチップ１が回転される。このため、被検液８００が所定領域４０内に留まっている状態とは異なり、被検液８００は容室１１内を移動して、容室１１の長手方向の温度分布に基づいて、温度サイクル内に置かれることになる。例えば、シャトルＰＣＲによりＤＮＡを増幅する場合には、９５℃に制御されたヒートブロック２２０に対応する位置と、６３℃に制御されたヒートブロック２３０に対応する位置にまたがるようにバイオチップ１を配置して、１回転あたり１５秒程度の回転速度で、回転軸Ｒで回転させてもよい。これにより、９５℃と６３℃の温度サイクル内に被検液８００を置くことができる。また、１回転ごとに蛍光検出器５００によって蛍光検出することにより、リアルタイムＰＣＲ測定が可能になる。
【０１１３】
このように、本実施形態に係る反応方法によれば、押圧手段２０により被検液８００に所定の押圧力を印加して、容室１１内において所定領域４０から被検液８００を解放させる押圧工程（ステップＳ１０４）により、被検液８００を所定領域４０内に留める状態と、被検液８００を所定領域４０外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液８００を所定領域４０内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液８００を所定領域４０外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応方法を実現できる。
【０１１４】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【０１１５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施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】
【０１１６】
１，２，２ａ，３ バイオチップ、１０ 容器本体部、１１ 容室、１２ 鍔、２０ 保持手段、２１，２１ａ 弁、２２，２２ａ 支持部、２３ 挟持部、２４ スリット、２５ 楔、３０ 押圧手段、３１ 第１可動栓、３２ 第２可動栓、３３ 可動栓、４０ 所定領域、４１ 第１領域、４２ 第２領域、４５ キャビティー、１００ 反応装置、１１０ 収容部、１２０ 回転駆動部、１２２ 回転支持部、１２４ 回転体、２１０，２２０，２３０ ヒートブロック、２４０ 温度制御部、２５０ 断熱材、３００ 容器移動手段、３１０ 筐体、３１１，３１２ ガイドピン、３２０ 可動板、３２１，３２２ ガイド溝、３２３ フォーク、３５０ 溝カム、３５１ 駆動軸、３５２ 腕、３５３ ピン、３５４ カム溝、４００ 押圧力印加手段、４１０ 筐体、４１１，４１２ ガイドピン、４１３ ガイド板、４２０ 可動板、４２１，４２２ ガイド溝、４２３ ガイド溝、４２４ フォーク、４３０ 可動栓押さえ板、４５０ 溝カム、４５１ 駆動軸、４５２ 腕、４５３ ピン、４５４ カム溝、５００ 蛍光検出器、８００ 被検液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップ、反応装置及び反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な疾患に関与する遺伝子の存在が明らかになり、遺伝子診断や遺伝子治療など遺伝子を利用した医療が注目されている他、農畜産分野においても品種判別や品種改良に遺伝子を用いた手法が多く開発されてきており、遺伝子の利用技術が拡大している。遺伝子を利用するために核酸増幅技術が広く普及している。この技術としては一般的にＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎｅ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）などが知られており、今日では、ＰＣＲは、生体物質の情報解明において必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
ＰＣＲによる検査では、チューブやチップ（バイオチップ）と称する検体反応用容器を用いて反応を行う手法が一般的である。しかしながら従来の手法においては、必要な試薬等の量が多く、また必要な熱サイクルを実現するために装置が複雑化したり、反応に時間がかかったりするという問題があった。そのため微少量の試薬や検体を用いてＰＣＲを精度よく短時間で行うためのバイオチップや反応装置が必要とされていた。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１には、被検液と混和せず被検液よりも比重の軽い液体（ミネラルオイル等）を充填したチューブの中で、液滴の状態で含まれる被検液を往復移動させることによってサーマルサイクルをかけて反応を行う方式（以下、本明細書において、これを「昇降型」と称する場合がある。）のバイオチップ及び反応装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３６２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＣＲを開始する前には、被検液を所定温度で所定時間だけ保持する工程が必要となることも多い。
【０００７】
例えば、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法でＰＣＲを行う場合には、９５℃で５分間程度の保持時間が必要になる。また、インフルエンザウイルスのようなＲＮＡウイルスの検査を行うためには、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとしてからＰＣＲを行うのが通常であるが、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとするためには、例えば、４５℃で３０分間程度の保持時間が必要になる。
【０００８】
このような場合には、昇降型においては、所定温度で所定時間だけ保持する工程を他の装置で行う方法や、バイオチップの収容部の回転を停止させた状態で、所定温度で所定時間だけ保持する方法がある。
【０００９】
しかしながら、前者の方法の場合には、装置間でバイオチップを移し替える手間がかかり、後者の方法の場合には、異なるタイミングで用意された複数のバイオチップを連続して処理できるという昇降型の反応装置の利点が失われる。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップ、反応装置及び反応方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係るバイオチップは、
長手方向を有する容室と、
前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、
前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、
を含む。
【００１２】
本発明によれば、容室の長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室内において所定領域から被検液を解放する保持手段を有することにより、被検液を所定領域内に留める状態と、被検液を所定領域外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。したがって、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１３】
（２）このバイオチップは、
前記容室は、前記所定領域となる第１領域と、前記長手方向に長い第２領域とを含み、
前記保持手段は、前記所定の押圧力により前記第１領域から前記第２領域へと前記被検液を移動させてもよい。
【００１４】
所定の押圧力により、容室の長手方向に長い第２領域に被検液を移動させることにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１５】
（３）このバイオチップは、
前記保持手段は、前記長手方向と直交する面における前記容室の断面積を、前記長手方向と直交する面における前記所定領域での前記容室の断面積よりも小さく構成する手段であってもよい。
【００１６】
これにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１７】
（４）このバイオチップは、
前記保持手段は、弁を有していてもよい。
【００１８】
これにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００１９】
（５）このバイオチップは、
前記容室の、前記所定領域側となる前記長手方向の一端を封止する第１可動栓と、
前記容室の、前記長手方向の他端を封止する第２可動栓とを含み、
前記押圧手段は、前記第１可動栓であってもよい。
【００２０】
これにより、容室の体積を略一定にした状態で、所定の押圧力を印加することができる。
【００２１】
（６）このバイオチップは、
前記押圧手段は、前記保持手段を介して前記被検液に前記所定の押圧力を印加し、
前記保持手段は、前記容室にオイルが充填されている場合に、前記被検液を解放するとともに、前記所定領域内の前記被検液と前記オイルとを入れ替えてもよい。
【００２２】
これにより、所定の押圧力を印加することによる容室の体積変化を小さくできる。
【００２３】
（７）本発明に係る反応装置は、
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップを収容する収容部と、
水平成分を持つ方向の回転軸で前記収容部を回転させる回転駆動部と、
前記収容部に前記バイオチップが収容された場合に、前記回転軸に対して温度分布が軸対称になるように、前記回転軸から第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、前記回転軸から前記第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、前記第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックと、
を含み、
前記収容部は、前記バイオチップが収容された場合に、
前記容室の前記長手方向の一端と他端とで、前記回転軸からの距離が異なり、
前記所定領域の少なくとも一部が、前記回転軸から前記第１距離範囲及び前記第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている。
【００２４】
本発明によれば、所定領域の少なくとも一部が、回転軸から第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されていることにより、被検液を所定領域内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応装置を実現できる。
【００２５】
（８）本発明に係る反応方法は、
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの前記容室の前記所定領域内に前記被検液を注入する注入工程と、
前記保持手段により前記被検液を前記所定領域内に保持した状態で、前記所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、前記容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸で、前記バイオチップを回転させる第１回転工程と、
前記押圧手段により前記被検液に前記所定の押圧力を印加して、前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放させる押圧工程と、
前記バイオチップを前記回転軸で回転させる第２回転工程と、
を含む。
【００２６】
本発明によれば、押圧手段により被検液に所定の押圧力を印加して、容室内において所定領域から被検液を解放させる押圧工程により、被検液を所定領域内に留める状態と、被検液を所定領域外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液を所定領域内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（Ａ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の断面構造を模式的に表した図、図１（Ｂ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図２】図２（Ａ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の断面構造を模式的に表した図、図２（Ｂ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図３】図３（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの断面構造を模式的に表した図、図３（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図４】図４（Ａ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の断面構造を模式的に表した図、図４（Ｂ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図４（Ｃ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に表した図。
【図５】図５（Ａ）は、本実施形態に係る反応装置１００を模式的に表した図、図５（Ｂ）は、本実施形態に係る反応装置１００の図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図。
【図６】本実施形態に係る反応装置１００の収容部１１０に、バイオチップ１が収容される様子を模式的に表す図。
【図７】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図８】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図９】容器移動手段３００の一例を説明するための図。
【図１０】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１１】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１２】押圧力印加手段４００の一例を説明するための図。
【図１３】本実施形態に係る反応方法を説明するためのフローチャート。
【図１４】図１４（Ａ）ないし図１４（Ｄ）は、バイオチップ１と反応装置１００とを用いて本実施形態に係る反応方法を実施する様子を模式的に表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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の形態は、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。
【００２９】
１．第１実施形態に係るバイオチップ
図１（Ａ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の断面構造を模式的に表した図、図１（Ｂ）は、第１実施形態に係るバイオチップ１の図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００３０】
第１実施形態に係るバイオチップ１は、長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液（検体を含む液体）を保持し、所定の押圧力によって所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含む。
【００３１】
バイオチップ１の外形形状は、任意の形状を有することができる。バイオチップ１の大きさや形状は、特に限定されないが、用途に応じ、例えば、充填されるオイル等の液体の量、熱伝導率、内部に形成される容室１１の形状、および取り扱いの容易さの少なくとも１種を考慮して選択されてもよい。
【００３２】
バイオチップ１の材質としては、特に限定されず、無機材料（例えばパイレックスガラス（パイレックスは登録商標））、および有機材料（例えばポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂）を挙げることができ、これらの複合材料であってもよい。バイオチップ１を、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎｅ Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）の反応容器（反応チップ）として使用する場合など、蛍光測定を伴う用途に使用する場合には、バイオチップ１は、自発蛍光の小さい材質で形成されることが望ましい。このような自発蛍光の小さい材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、バイオチップ１をＰＣＲの反応容器として用いる場合、バイオチップ１はＰＣＲにおける加熱に耐えられる材質であることが好ましい。
【００３３】
さらに、バイオチップ１の材質には、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、若しくは、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＣｏまたはＣｕの酸化物、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒまたはＣｒの炭化物などの黒色物質等を配合することができる。バイオチップ１の材質に、このような黒色物質が配合されることにより、樹脂等の有する自発蛍光をさらに抑制することができる。また、バイオチップ１の外部から、内部の容室１１内を観察するような用途（例えば、リアルタイムＰＣＲなど）にバイオチップ１を用いる場合には、必要に応じて、バイオチップ１の材質を透明なものとすることができる。またなお、バイオチップ１をＰＣＲの反応チップとして使用する場合には、バイオチップ１の材質は、核酸やタンパク質の吸着が少なく、ポリメラーゼ等の酵素反応を阻害しない材質であることが好ましい。
【００３４】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１では、略中空円筒状に構成された容器本体部１０の中空部分の一部を容室１１として用いている。図１（Ａ）に示すように、容器本体部１０は、端部に鍔１２を有していてもよい。
【００３５】
図１（Ａ）に示す例では、容室１１は、略中空円筒状に構成された容器本体部１０の中心軸方向（図１（Ａ）における上下方向）を長手方向とする形状に構成されている。
【００３６】
容室１１が、細長い形状であると、例えば、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、容室１１内に温度の異なる領域が設けられるようにバイオチップ１を温度制御する際に、異なる温度の領域の間の距離を離間させやすくなる。昇降型のサーマルサイクラーとは、被検液と混和せず被検液よりも比重の軽い液体（ミネラルオイル等）を充填した反応容器の中に液滴の状態で含まれる被検液を、反応容器中のある温度領域と異なる温度領域とを往復移動させることによってサーマルサイクルを実現する装置である。
【００３７】
また、容室１１が細長い形状を有すると、容器の体積に対して、容器の表面積の割合が大きくなるので、例えば、容室１１内にオイル等の液体が充填された場合に、熱の伝導の効率がよくなり、液体の温度調節を容易化することができる。
【００３８】
容室１１の機能の一つとしては、液体が充填されたときに、当該液体の反応室となることが挙げられる。例えば、容室１１は、被検液となるＰＣＲ反応液とオイルとが充填された場合には、ＰＣＲ反応液を反応させる空間となることができる。そして特に容室１１が細長い場合には、昇降型のサーマルサイクラーを用いて容室１１の中でＰＣＲ反応液を移動させることにより、ＰＣＲ反応液にサーマルサイクルを施すことが容易となる。
【００３９】
図１（Ａ）に示すバイオチップ１では、容室１１は、所定領域４０となる第１領域４１と、容室１１の長手方向に長い第２領域４２とを含んでいる。すなわち、図１（Ａ）に示すバイオチップ１では、容室１１の長手方向において、第２領域４２は第１領域４１よりも長い領域として構成されている。また、図１（Ａ）に示す例では、第１領域４１と第２領域４２とは、容器本体部１０の内側面（すなわち、容室１１内）に設けられた保持手段２０によって区切られている。
【００４０】
保持手段２０は、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域４０から被検液を解放する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、所定の押圧力により第１領域４１から第２領域４２へと被検液を移動させるように構成されている。
【００４１】
より具体的には、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、容室１１の長手方向と直交する面における容室１１の断面積を、容室１１の長手方向と直交する面における所定領域４０（すなわち、第１領域４１）での容室１１の断面積よりも小さく構成する手段で構成されている。また、保持手段２０の表面は、撥水性を有するように構成されていてもよい。
【００４２】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、保持手段２０は、中心部に円形の開口を有する円形の板状に構成され、周囲が容器本体部１０の内側面に密着された状態で保持されている。開口の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が開口を通って第２領域４２に移動できるような大きさであればよい。なお、開口の形状は円形に限らず、例えば、多角形であってもよい。また、開口を複数有していてもよい。
【００４３】
押圧手段３０は、所定領域４０内に置かれた被検液に所定の押圧力を印加する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すバイオチップ１の例では、バイオチップ１は、容室１１の所定領域４０側となる長手方向の一端を封止する第１可動栓３１と、容室１１の長手方向の他端を封止する第２可動栓３２とを含み、押圧手段３０は、第１可動栓３１で構成されている。バイオチップ１は、第１可動栓３１と保持手段２０との距離を近づけるように第１可動栓３１及び容器本体部１０の少なくとも一方に外部から力を加えることにより、所定領域４０（第１領域４１）内に置かれた被検液に対して所定の押圧力を印加することができる。
【００４４】
第１可動栓３１及び第２可動栓３２は、容室１１内に充填される被検液やオイル等が容室１１外に漏れ出さないように構成されているとともに、少なくとも容室１１内の所定範囲内で移動可能に構成されている。これにより、バイオチップ１は、第１可動栓３１と保持手段２０との距離を近づけるとともに、第２可動栓３２と保持手段２０との距離を遠ざけることにより、容室１１の体積を略一定に保つことができる。したがって、バイオチップ１は、容室１１の両端にそれぞれ第１可動栓３１及び第２可動栓３２を有することにより、容室１１の体積を略一定にした状態で、所定の押圧力を印加することができる。
【００４５】
このように構成された第１実施形態に係るバイオチップ１によれば、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域から被検液を解放する保持手段２０を有することにより、被検液を所定領域４０内に留める状態と、被検液を所定領域４０外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液を所定領域４０内に留める状態では、昇降型のサーマルサイクラーの回転に関わらず所定の温度領域に被検液を置くことができ、被検液を所定領域４０外に移動できる状態では、昇降型のサーマルサイクラーの回転に応じて温度サイクル内に被検液を置くことができる。
【００４６】
これにより、他の装置から昇降型のサーマルサイクラーにバイオチップを移し替える手間がかからず、また、１つの昇降型のサーマルサイクラーで、異なるタイミングで用意された複数のバイオチップを連続して処理できるようになる。したがって、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４７】
また、所定の押圧力により、所定領域４０（第１領域４１）から、長手方向に長い第２領域４２に被検液を移動させることにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４８】
さらに、容室１１の長手方向と直交する面における容室１１の断面積を、容室１１の長手方向と直交する面における所定領域４０（すなわち、第１領域４１）での容室１１の断面積よりも小さく構成する保持手段２０を有することにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００４９】
なお、バイオチップ１の容室１１内に被検液と混和しないオイルが充填されていてもよい。これにより、昇降型のサーマルサイクラーを用いて容易にＰＣＲを行うことができる。
【００５０】
さらに、バイオチップ１の容室１１内に、標的核酸を増幅するためのプライマー及び増幅産物を検出するための蛍光プローブの少なくとも一方が塗布されていてもよい。これにより、バイオチップに被検液を分注すれば、被検液と標的核酸を増幅するためのプライマー及び増幅産物を検出するための蛍光プローブの少なくとも一方とを混合することができるので、より簡単にＰＣＲを行うことができる。
【００５１】
２．第２実施形態に係るバイオチップ
図２（Ａ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の断面構造を模式的に表した図、図２（Ｂ）は、第２実施形態に係るバイオチップ２の図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００５２】
第２実施形態に係るバイオチップ２は、第１実施形態に係るバイオチップ１と比べて、保持手段２０の構成のみが異なり、他の構成はバイオチップ１と同様である。したがって、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の構成には同一の符号を付し、以下では、特にバイオチップ２の保持手段２０の構成について説明する。
【００５３】
第２実施形態に係るバイオチップ２の保持手段２０は、弁２１を有している。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す例では、保持手段２０は、支持部２２で容器本体部１０の内側面の一部と接続されることにより支持されている弁２１を有している。また、弁２１は、支持部２２を支点として、容室１１の一部を開閉可能に構成されている。すなわち、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す例では、弁２１は仕切弁として機能する。
【００５４】
弁２１の弾性の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が弁２１を開き、開口を通って第２領域４２に移動できるような弁２１の弾性の大きさであればよい。
【００５５】
図３（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの断面構造を模式的に表した図、図３（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａの図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００５６】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、保持手段２０は、支持部２２ａで中心部に円形の開口を有する円形の板状の部材の一部と接続されることにより支持されている弁２１ａを有している。板状の部材は、その周囲が容器本体部１０の内側面に密着された状態で保持されて構成されている。また、弁２１ａ及び支持部２２ａは、第１領域４１から第２領域４２への被検液の移動を必要以上に制限しないように、第２領域４２側に設けられ、板状の部材の開口を開閉可能に構成されている。すなわち、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、弁２１ａは仕切弁として機能する。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す例では、弁２１ａは、第１領域４１から第２領域４２への移動を可能にするとともに、第２領域４２から第１領域４１への移動を制限する、逆止弁として機能する。
【００５７】
開口の大きさ及び弁２１ａの弾性の大きさは、所定の押圧力が被検液に印加されるまでは、被検液を所定領域４０（第１領域４１）に留めておくことができ、所定の押圧力が被検液に印加された場合には、被検液が弁２１ａを開き、開口を通って第２領域４２に移動できるような開口の大きさ及び弁２１ａの弾性の大きさであればよい。なお、開口の形状は円形に限らず、例えば、多角形であってもよい。また、開口と、開口に対応する弁２１ａとを複数有していてもよい。
【００５８】
このように、保持手段２０が弁２１又は弁２１ａを有することにより、簡易な構成で、昇降型のサーマルサイクラーを用いて、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができるバイオチップを実現できる。
【００５９】
第２実施形態に係るバイオチップ２及び第２実施形態の変形例に係るバイオチップ２ａは、保持手段２０以外の構成については、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様であり、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の効果を奏する。また、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の変形が可能である。
【００６０】
３．第３実施形態に係るバイオチップ
図４（Ａ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の断面構造を模式的に表した図、図４（Ｂ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図、図４（Ｃ）は、第３実施形態に係るバイオチップ３の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面を模式的に表した図である。
【００６１】
第３実施形態に係るバイオチップ３は、第１実施形態に係るバイオチップ１と比べて、主として保持手段２０及び押圧手段３０の構成が異なり、他の構成はバイオチップ１と同様である。したがって、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の構成には同一の符号を付し、以下では、主としてバイオチップ３の保持手段２０及び押圧手段３０の構成について説明する。
【００６２】
第３実施形態に係るバイオチップ３においては、押圧手段３０は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加し、保持手段２０は、容室１１にオイルが充填されている場合に、被検液を解放するとともに、所定領域４０内の被検液とオイルとを入れ替えるように構成されている。
【００６３】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、押圧手段３０は、可動栓３３として構成されている。可動栓３３（押圧手段３０）は、保持手段２０と一体となるように構成されていてもよい。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、可動栓３３（押圧手段３０）は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加することができる。
【００６４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、保持手段２０は、挟持部２３として構成されている。挟持部２３は、容室１１の長手方向と平行な方向に、可動栓３３（押圧手段３０）から遠い方から近い方に向かって（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下から上に向かって）スリット２４を有している。また、図４（Ａ）ないし図４（Ｃ）に示すように、挟持部２３のスリット２４の内部には、所定領域４０となるキャビティー４５が設けられている。すなわち、キャビティー４５は、スリット２４を介して容室１１と連通可能に構成されている。
【００６５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３の例では、容器本体部１０の内側面に楔２５が設けられている。楔２５は、可動栓３３（押圧手段３０）から遠い方から近い方に向かって（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下から上に向かって）細くなるように構成されている。また、楔２５は、挟持部２３が所定の位置に到達した場合に、スリット２４に挟入される位置に設けられている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す例では、挟持部２３は、スリット２４の面方向に幅広となる部分を有し、当該幅広となる部分が楔２５の端部に到達した場合に、楔２５がスリット２４に挟入されるように構成されている。
【００６６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すバイオチップ３では、被検液を挟持部２３のキャビティー４５（所定領域４０）内に挟持させることができる。また、可動栓３３（押圧手段３０）により挟持部２３（保持手段２０）を介して所定の押圧力が被検液に印加されると、挟持部２３（保持手段２０）にも押圧力が印加されるため、挟持部２３が可動栓３３と反対向き（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）における下向き）に移動して楔２５がスリット２４に挟入されることにより挟持部２３が開き、被検液をキャビティー４５（所定領域４０）から解放することができる。容室１１にオイルが充填されている場合には、挟持部２３が開くことにより、キャビティー４５（所定領域４０）内の被検液とオイルとが入れ替わることになる。
【００６７】
このように、押圧手段３０は、保持手段２０を介して被検液に所定の押圧力を印加し、保持手段２０は、容室１１にオイルが充填されている場合に、被検液を解放するとともに、所定領域４０内の被検液とオイルとを入れ替えるように構成されていることより、所定の押圧力を印加することによる容室１１の体積変化を小さくできる。
【００６８】
第３実施形態に係るバイオチップ３は、保持手段２０及び押圧手段３０以外の構成については、ほぼ第１実施形態に係るバイオチップ１と同様であり、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の効果を奏する。また、第１実施形態に係るバイオチップ１と同様の変形が可能である。
【００６９】
４．反応装置
図５（Ａ）は、本実施形態に係る反応装置１００を模式的に表した図、図５（Ｂ）は、本実施形態に係る反応装置１００の図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を模式的に表した図である。
【００７０】
本実施形態に係る反応装置１００は、バイオチップを収容する収容部１１０を含む。収容部１１０に収容されるバイオチップは、長手方向を有する容室１１と、容室１１の長手方向の所定領域４０内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室１１内において所定領域４０から被検液を解放する保持手段２０と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段３０と、を含むバイオチップである。このようなバイオチップの例としては、上述した第１実施形態に係るバイオチップ１、第２実施形態に係るバイオチップ２、第３実施形態に係るバイオチップ３などを挙げることができる。
【００７１】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、反応装置１００は、円柱状の回転体１２４を有し、収容部１１０は、バイオチップを挿入するための挿入孔として、回転体１２４の側面に開口を有するように設けられている。収容部１１０は、収容されるバイオチップの外側面との摩擦力により、バイオチップの移動を抑制するように構成されていてもよい。
【００７２】
本実施形態に係る反応装置１００は、水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで収容部１１０を回転させる回転駆動部１２０を含む。水平成分を持つ方向とは、水平方向のベクトル成分を持つ方向、すなわち、非重力方向である。図５（Ａ）に示す例では、回転軸Ｒは、水平方向の回転軸である。
【００７３】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、回転駆動部１２０は、回転支持部１２２を介して回転体１２４を回転軸Ｒで回転させることにより、収容部１１０を回転軸Ｒで回転させるように構成されている。
【００７４】
本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０にバイオチップが収容された場合に、回転軸Ｒに対して温度分布が軸対称になるように、回転軸Ｒから第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、回転軸Ｒから第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックを含む。
【００７５】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す例では、回転軸Ｒに近い順に、ヒートブロック２１０、ヒートブロック２２０、ヒートブロック２３０が、回転体１２４に設けられている。ヒートブロック２１０、ヒートブロック２２０、ヒートブロック２３０のうち、任意に選択した２つのヒートブロックが、それぞれ第１ヒートブロック及び第２ヒートブロックに対応する。
【００７６】
ヒートブロックは、温度制御部２４０によって制御され、所望の温度に加熱又は冷却することができる。例えば、反応装置１００を、インフルエンザウイルスのようなＲＮＡウイルスの検査を行うために、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとしてから、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法によるＰＣＲに用いる場合には、ヒートブロック２１０を４５℃に、ヒートブロック２２０を９５℃に、ヒートブロック２３０を６５℃に制御してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、隣り合うヒートブロック２１０とヒートブロック２２０との間と、隣り合うヒートブロック２２０とヒートブロック２３０との間に、それぞれ断熱材２５０を設けてもよい。
【００７７】
図６は、本実施形態に係る反応装置１００の収容部１１０に、バイオチップ１が収容される様子を模式的に表す図である。
【００７８】
本実施形態に係る反応装置１００において、収容部１１０は、バイオチップが収容された場合に、容室１１の長手方向の一端と他端とで、回転軸Ｒからの距離が異なり、所定領域４０の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている。
【００７９】
図６に示す例では、回転軸Ｒに最も近いヒートブロック２１０を第１ヒートブロックとし、回転軸Ｒからのヒートブロック２１０が設けられている距離範囲を第１距離範囲として、バイオチップ１の所定領域４０（第１領域４１）が、回転軸Ｒから第１距離範囲となるように、収容部１１０が構成されている。
【００８０】
また、図６に示す例では、回転軸Ｒに２番目に近いヒートブロック２２０を第２ヒートブロックとし、回転軸Ｒからのヒートブロック２２０が設けられている距離範囲を第２距離範囲として、バイオチップ１の第２領域４２の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第２距離範囲となるように、収容部１１０が構成されている。
【００８１】
図６に示す例において、被検液を所定領域４０内に留める状態では、ヒートブロック２１０の温度である４５℃の状態に保持して被検液を置くことができる。また、図６に示す例において、被検液を所定領域４０外に移動できる状態（被検液が第２領域４２内にある状態）では、被検液が第２領域４２の長手方向の範囲で移動可能になるため、第２領域４２の長手方向における温度分布に基づいて、温度サイクル内に被検液を置くことができる。
【００８２】
このように、本実施形態に係る反応装置１１０によれば、所定領域４０の少なくとも一部が、回転軸Ｒから第１距離範囲及び第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されていることにより、被検液を所定領域４０内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液を所定領域４０外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応装置を実現できる。
【００８３】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０に収容されるバイオチップを移動させる容器移動手段３００を含んでいてもよい。また、図５（Ａ）に示すように、本実施形態に係る反応装置１００は、収容部１１０に収容されるバイオチップの押圧手段３０に所定の押圧力を印加する押圧力印加手段４００を含んでいてもよい。
【００８４】
図７ないし図９は、容器移動手段３００の一例を説明するための図である。図７ないし図９は、収容部１１０にバイオチップ１が収容されている例である。また、バイオチップ１の容室１１にはオイルが充填され、所定領域４０内に被検液８００が液滴として置かれている。
【００８５】
図７に示す例では、容器移動手段３００は、筐体３１０と可動板３２０とを含んでいる。可動板３２０には、バイオチップ１の鍔１２と係合されることにより、バイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加するためのフォーク３２３が設けられている。
【００８６】
図７に示す例では、筐体３１０には、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２が固定して設けられている。可動板３２０には、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２とそれぞれ係合するガイド溝３２１及び３２２が設けられ、ガイドピン３１１及びガイドピン３１２が、それぞれガイド溝３２１及び３２２の形状によって規定される範囲で可動板３２０は筐体３１０に対して移動可能に構成されている。図７に示す例では、可動板３２０が、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づく動作と、垂直方向に下降する動作とを行えるように、ガイド溝３２１及び３２２は、アルファベットのＬ字型に構成されている。
【００８７】
また、図７に示す例では、容器移動手段３００は、溝カム３５０を含んでいる。溝カム３５０は、筐体３１０に設けられた駆動軸３５１、一端が駆動軸３５１に固定され、駆動軸３５１を回転軸として回転される腕３５２、腕３５２の他端に設けられたピン３５３、ピン３５３と係合し可動板３２０に設けられたＬ字型のカム溝３５４を含んで構成されている。
【００８８】
次に、容器移動手段３００の動作について、図７ないし図９を参照して説明する。まず、図７に示す状態から、溝カム３５０の腕３５２を駆動軸３５１で右回り（図７における白抜き矢印方向）に１８０度回転させると、可動板３２０は、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づき、フォーク３２３がバイオチップ１の鍔１２と係合した、図８に示す状態となる。
【００８９】
図８に示す状態から、溝カム３５０の腕３５２を駆動軸３５１で右回り（図８における白抜き矢印方向）に９０度回転させると、可動板３２０は、垂直方向に下降し、フォーク３２３を介してバイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加することにより、バイオチップ１を押し下げた、図９に示す状態となる。
【００９０】
図７ないし図９に示す例では、ヒートブロック２１０に対応する位置からヒートブロック２２０に対応する位置まで所定領域４０内に被検液８００を置いたままバイオチップ１を移動させることができる。
【００９１】
このように、容器移動手段３００によって、収容部１１０に収容されたバイオチップ１を収容部１１０内で移動させることができる。これにより、被検液８００を異なる温度のヒートブロックに対応する位置に移動させることができる。
【００９２】
図１０ないし図１２は、押圧力印加手段４００の一例を説明するための図である。図１０ないし図１２は、収容部１１０にバイオチップ１が収容されている例である。また、バイオチップ１の容室１１にはオイルが充填され、所定領域４０内に被検液８００が液滴として置かれている。
【００９３】
図１０に示す例では、押圧力印加手段４００は、筐体４１０と可動板４２０と可動栓押さえ板４３０とを含んでいる。可動板４２０には、バイオチップ１の鍔１２と係合されることにより、バイオチップ１の鍔１２に上向きの力を印加するためのフォーク４２４が設けられている。
【００９４】
図１０に示す例では、筐体４１０には、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２が固定して設けられている。可動板４２０には、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２とそれぞれ係合するガイド溝４２１及び４２２が設けられ、ガイドピン４１１及びガイドピン４１２が、それぞれガイド溝４２１及び４２２の形状によって規定される範囲で可動板４２０は筐体４１０に対して移動可能に構成されている。図１０に示す例では、可動板４２０が、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づく動作と、垂直方向に上昇する動作とを行えるように、ガイド溝４２１及び４２２は、アルファベットのＬ字型に構成されている。
【００９５】
また、図１０に示す例では、押圧力印加手段４００は、溝カム４５０を含んでいる。溝カム４５０は、筐体４１０に設けられた駆動軸４５１、一端が駆動軸４５１に固定され、駆動軸４５１を回転軸として回転される腕４５２、腕４５２の他端に設けられたピン４５３、ピン４５３と係合し可動板４２０に設けられたＬ字型のカム溝４５４を含んで構成されている。
【００９６】
さらに、図１０に示す例では、Ｌ字型に設けられた可動栓押さえ板４３０の上下移動を制限するガイド板４１３が筐体４１０に設けられている。また、可動栓押さえ板４３０が可動板４２０の上下移動には追従せず、水平移動には追従するように、ガイド溝４２３が可動板４２０に設けられている。
【００９７】
次に、押圧力印加手段４００の動作について、図１０ないし図１２を参照して説明する。まず、図１０に示す状態から、溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１０における白抜き矢印方向）に１８０度回転させると、可動板４２０は、収容部１１０に収容されたバイオチップ１に対して水平方向に近づき、フォーク４２３がバイオチップ１の鍔１２と係合し、可動栓押さえ板４３０が可動栓３１の上部を押さえる状態となる。すなわち、フォーク４２４と可動栓押さえ板４３０とでバイオチップ１を挟持する状態となる。
【００９８】
さらに、図１１に示すように、溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１１における白抜き矢印方向）に回転させると、可動栓押さえ板４３０の位置は変化せず、可動板４２０は垂直方向に上昇し、フォーク４２３を介してバイオチップ１の鍔１２に上向きの力を印加することにより、バイオチップ１の容器本体部１０を押し上げる。溝カム４５０の腕４５２を駆動軸４５１で右回り（図１１における白抜き矢印方向）に回転させると、図１２に示す状態となる。すなわち、可動栓３１の位置を変化させることなく、容器本体部１０を上昇させることにより、可動栓３１（押圧手段３０）を介して所定領域４０内に置かれた被検液８００に所定の押圧力を印加し、被検液８００を所定領域４０（第１領域４１）から解放させることができる。
【００９９】
図１０ないし図１２に示す例では、容室１１に充填されたオイルの、ヒートブロックに対する位置を変化させることなく、可動栓３１（押圧手段３０）を介して被検液８００に所定の押圧力を印加することができる。これにより、容室１１に充填されたオイルの温度分布が安定した状態で、被検液８００を温度サイクル内に置くことができる。
【０１００】
このように、押圧力印加手段４００によって、可動栓３１（押圧手段３０）を介して所定領域４０内に置かれた被検液８００に所定の押圧力を印加することができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係る反応装置１００は、図５（Ａ）に示すように、蛍光検出器５００を含んでいてもよい。図５（Ａ）に示す例では、蛍光検出器５００は、回転体１２４の下方に設けられている。蛍光検出器５００としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーを利用したエリアセンサー、ラインセンサー、ポイントセンサーなどを用いることができる。
【０１０２】
これにより、バイオチップを反応装置１００の収容部１１０に入れたまま、蛍光検出することができる。したがって、リアルタイムＰＣＲ測定に適した反応装置を実現できる。
【０１０３】
５．反応方法
図１３は、本実施形態に係る反応方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０４】
本実施形態に係る反応方法は、長手方向を有する容室と、容室の長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって容室内において所定領域から被検液を解放する保持手段と、被検液に所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの容室の所定領域内に被検液を注入する注入工程（ステップＳ１００）と、保持手段により被検液を所定領域内に保持した状態で、所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで、バイオチップを回転させる第１回転工程（ステップＳ１０２）と、押圧手段により被検液に所定の押圧力を印加して、容室内において所定領域から被検液を解放させる押圧工程（ステップＳ１０４）と、バイオチップを回転軸Ｒで回転させる第２回転工程（ステップＳ１０６）と、を含む。
【０１０５】
本実施形態に係る反応方法で用いられるバイオチップの例としては、上述した第１実施形態に係るバイオチップ１、第２実施形態に係るバイオチップ２、第３実施形態に係るバイオチップ３などを挙げることができる。
【０１０６】
図１４（Ａ）ないし図１４（Ｄ）は、バイオチップ１と反応装置１００とを用いて本実施形態に係る反応方法を実施する様子を模式的に表す図である。バイオチップ１の容室１１には、被検液８００と混和しないオイルが充填されている。また、被検液８００には、検体の他に、反応に必要な酵素等が含まれている。
【０１０７】
まず、バイオチップ１の容室１１の所定領域４０内に被検液８００を注入する注入工程を行う（ステップＳ１００）。
【０１０８】
次に、保持手段２０により被検液８００を所定領域４０内に保持した状態で、所定領域４０が所定の温度となるように配置するとともに、容室１１の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸Ｒで、バイオチップ１を回転させる第１回転工程を行う（ステップＳ１０２）。
【０１０９】
図１４（Ａ）に示す例では、所定領域４０が４５℃となるように、４５℃に制御されたヒートブロック２１０に対応する位置に配置されている。図１４（Ａ）に示す状態で、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００は所定領域４０内に留まっているため、バイオチップ１の回転に関わらず４５℃となる所定領域４０に配置され続ける。例えば、ＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡとする場合には、図１４（Ａ）に示す状態で、バイオチップ１を３０分間程度回転させてもよい。
【０１１０】
また、図１４（Ｂ）に示す例では、所定領域４０が９５℃となるように、９５℃に制御されたヒートブロック２２０に対応する位置に配置されている。例えば、図７ないし図９に示す容器移動手段３００のフォーク３２３を介してバイオチップ１の鍔１２に下向きの力を印加することにより、図１４（Ａ）に示す状態から図１４（Ｂ）に示す状態へと移行させてもよい。図１４（Ｂ）に示す状態で、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００は所定領域４０内に留まっているため、バイオチップ１の回転に関わらず９５℃となる所定領域４０に配置され続ける。例えば、Ｔａｑポリメラーゼを用いたホットスタート法でＰＣＲを行う場合には、図１４（Ｂ）に示す状態で、バイオチップ１を５分間程度回転させてもよい。
【０１１１】
次に、押圧手段３０により被検液８００に所定の押圧力を印加して、容室１１内において所定領域４０から被検液８００を解放させる押圧工程を行う（ステップＳ１０４）。例えば、図１０ないし図１２に示す押圧力印加手段４００のフォーク４２４と可動栓押さえ板４３０とで、バイオチップ１の鍔１２と可動栓３１（押圧手段３０）とを挟持するように力を加えることにより、被検液８００に所定の押圧力を印加してもよい。これにより、図１４（Ｃ）に示す、被検液８００が所定領域４０内に留まっている状態から、図１４（Ｄ）に示す、被検液８００が容室１１内において所定領域４０から解放されている状態となる。
【０１１２】
次に、バイオチップ１を回転軸Ｒで回転させる（ステップＳ１０６）。図１４（Ｄ）に示す状態でバイオチップ１を回転軸Ｒで回転させると、被検液８００が容室１１内において所定領域４０から解放されている状態で、重力方向における容室１１内の最下点と回転軸Ｒとの距離が変化するようにバイオチップ１が回転される。このため、被検液８００が所定領域４０内に留まっている状態とは異なり、被検液８００は容室１１内を移動して、容室１１の長手方向の温度分布に基づいて、温度サイクル内に置かれることになる。例えば、シャトルＰＣＲによりＤＮＡを増幅する場合には、９５℃に制御されたヒートブロック２２０に対応する位置と、６３℃に制御されたヒートブロック２３０に対応する位置にまたがるようにバイオチップ１を配置して、１回転あたり１５秒程度の回転速度で、回転軸Ｒで回転させてもよい。これにより、９５℃と６３℃の温度サイクル内に被検液８００を置くことができる。また、１回転ごとに蛍光検出器５００によって蛍光検出することにより、リアルタイムＰＣＲ測定が可能になる。
【０１１３】
このように、本実施形態に係る反応方法によれば、押圧手段２０により被検液８００に所定の押圧力を印加して、容室１１内において所定領域４０から被検液８００を解放させる押圧工程（ステップＳ１０４）により、被検液８００を所定領域４０内に留める状態と、被検液８００を所定領域４０外に移動できる状態とを、所定の押圧力によって切り替えることができる。これにより、被検液８００を所定領域４０内に留める状態では所定の温度状態に保持し、被検液８００を所定領域４０外に移動できる状態では所定の温度サイクルを実現できる。したがって、ＰＣＲを用いる一連の検査を迅速に効率良く行うことができる反応方法を実現できる。
【０１１４】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【０１１５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施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】
【０１１６】
１，２，２ａ，３ バイオチップ、１０ 容器本体部、１１ 容室、１２ 鍔、２０ 保持手段、２１，２１ａ 弁、２２，２２ａ 支持部、２３ 挟持部、２４ スリット、２５ 楔、３０ 押圧手段、３１ 第１可動栓、３２ 第２可動栓、３３ 可動栓、４０ 所定領域、４１ 第１領域、４２ 第２領域、４５ キャビティー、１００ 反応装置、１１０ 収容部、１２０ 回転駆動部、１２２ 回転支持部、１２４ 回転体、２１０，２２０，２３０ ヒートブロック、２４０ 温度制御部、２５０ 断熱材、３００ 容器移動手段、３１０ 筐体、３１１，３１２ ガイドピン、３２０ 可動板、３２１，３２２ ガイド溝、３２３ フォーク、３５０ 溝カム、３５１ 駆動軸、３５２ 腕、３５３ ピン、３５４ カム溝、４００ 押圧力印加手段、４１０ 筐体、４１１，４１２ ガイドピン、４１３ ガイド板、４２０ 可動板、４２１，４２２ ガイド溝、４２３ ガイド溝、４２４ フォーク、４３０ 可動栓押さえ板、４５０ 溝カム、４５１ 駆動軸、４５２ 腕、４５３ ピン、４５４ カム溝、５００ 蛍光検出器、８００ 被検液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向を有する容室と、
前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、
前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、
を含む、バイオチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、
前記容室は、前記所定領域となる第１領域と、前記長手方向に長い第２領域とを含み、
前記保持手段は、前記所定の押圧力により前記第１領域から前記第２領域へと前記被検液を移動させる、バイオチップ。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記保持手段は、前記長手方向と直交する面における前記容室の断面積を、前記長手方向と直交する面における前記所定領域での前記容室の断面積よりも小さく構成する手段である、バイオチップ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記保持手段は、弁を有する、バイオチップ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記容室の、前記所定領域側となる前記長手方向の一端を封止する第１可動栓と、
前記容室の、前記長手方向の他端を封止する第２可動栓とを含み、
前記押圧手段は、前記第１可動栓である、バイオチップ。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記押圧手段は、前記保持手段を介して前記被検液に前記所定の押圧力を印加し、
前記保持手段は、前記容室にオイルが充填されている場合に、前記被検液を解放するとともに、前記所定領域内の前記被検液と前記オイルとを入れ替える、バイオチップ。
【請求項７】
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップを収容する収容部と、
水平成分を持つ方向の回転軸で前記収容部を回転させる回転駆動部と、
前記収容部に前記バイオチップが収容された場合に、前記回転軸に対して温度分布が軸対称になるように、前記回転軸から第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、前記回転軸から前記第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、前記第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックと、
を含み、
前記収容部は、前記バイオチップが収容された場合に、
前記容室の前記長手方向の一端と他端とで、前記回転軸からの距離が異なり、
前記所定領域の少なくとも一部が、前記回転軸から前記第１距離範囲及び前記第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている、反応装置。
【請求項８】
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの前記容室の前記所定領域内に前記被検液を注入する注入工程と、
前記保持手段により前記被検液を前記所定領域内に保持した状態で、前記所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、前記容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸で、前記バイオチップを回転させる第１回転工程と、
前記押圧手段により前記被検液に前記所定の押圧力を印加して、前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放させる押圧工程と、
前記バイオチップを前記回転軸で回転させる第２回転工程と、
を含む、反応方法。
【請求項１】
長手方向を有する容室と、
前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、
前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、
を含む、バイオチップ。
【請求項２】
請求項１に記載のバイオチップにおいて、
前記容室は、前記所定領域となる第１領域と、前記長手方向に長い第２領域とを含み、
前記保持手段は、前記所定の押圧力により前記第１領域から前記第２領域へと前記被検液を移動させる、バイオチップ。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記保持手段は、前記長手方向と直交する面における前記容室の断面積を、前記長手方向と直交する面における前記所定領域での前記容室の断面積よりも小さく構成する手段である、バイオチップ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記保持手段は、弁を有する、バイオチップ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記容室の、前記所定領域側となる前記長手方向の一端を封止する第１可動栓と、
前記容室の、前記長手方向の他端を封止する第２可動栓とを含み、
前記押圧手段は、前記第１可動栓である、バイオチップ。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のバイオチップにおいて、
前記押圧手段は、前記保持手段を介して前記被検液に前記所定の押圧力を印加し、
前記保持手段は、前記容室にオイルが充填されている場合に、前記被検液を解放するとともに、前記所定領域内の前記被検液と前記オイルとを入れ替える、バイオチップ。
【請求項７】
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップを収容する収容部と、
水平成分を持つ方向の回転軸で前記収容部を回転させる回転駆動部と、
前記収容部に前記バイオチップが収容された場合に、前記回転軸に対して温度分布が軸対称になるように、前記回転軸から第１距離範囲に設けられ、第１温度に制御される第１ヒートブロック、及び、前記回転軸から前記第１距離範囲と異なる第２距離範囲に設けられ、前記第１温度と異なる第２温度に制御される第２ヒートブロックと、
を含み、
前記収容部は、前記バイオチップが収容された場合に、
前記容室の前記長手方向の一端と他端とで、前記回転軸からの距離が異なり、
前記所定領域の少なくとも一部が、前記回転軸から前記第１距離範囲及び前記第２距離範囲のいずれかの距離となるように構成されている、反応装置。
【請求項８】
長手方向を有する容室と、前記容室の前記長手方向の所定領域内に被検液を保持し、所定の押圧力によって前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放する保持手段と、前記被検液に前記所定の押圧力を印加する押圧手段と、を含むバイオチップの前記容室の前記所定領域内に前記被検液を注入する注入工程と、
前記保持手段により前記被検液を前記所定領域内に保持した状態で、前記所定領域が所定の温度となるように配置するとともに、前記容室の長手方向の一端と他端とからの距離が異なり水平成分を持つ方向の回転軸で、前記バイオチップを回転させる第１回転工程と、
前記押圧手段により前記被検液に前記所定の押圧力を印加して、前記容室内において前記所定領域から前記被検液を解放させる押圧工程と、
前記バイオチップを前記回転軸で回転させる第２回転工程と、
を含む、反応方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−２１７６９９（Ｐ２０１１−２１７６９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９２９２８（Ｐ２０１０−９２９２８）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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