温度調節流路付きスライド構造
【課題】ペルチェ素子よる吸熱・発熱効果よりも大幅に温度の昇降時間を短縮、すなわちＰＣＲ反応の１サイクル数分単位から数秒単位まで短縮することができる温度調節流路付きスライド構造を提供すること。同時に反応部のDNAや細胞の1分子観察技術を可能とする。
【解決手段】スライド１は、シリコン板２の裏面に液体の温度調節流路８となる溝を形成し、シリコン板２に溝を閉塞するシート状ガラス３を固定して温度調節流路８を形成している。スライド１には、ＤＮＡ、細胞などを収容する反応チャンバー５と温度調節流路８に連通する供給口１０と排水口１１とを形成している。供給口１０は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、供給口１０から排水口１１に向かって流体を流し、反応部７の温度調整を瞬時できるようにした。シート状ガラス３は、厚さが０．１７ｍｍであり、反応部７液浸対物レンズで観察することができる。
【解決手段】スライド１は、シリコン板２の裏面に液体の温度調節流路８となる溝を形成し、シリコン板２に溝を閉塞するシート状ガラス３を固定して温度調節流路８を形成している。スライド１には、ＤＮＡ、細胞などを収容する反応チャンバー５と温度調節流路８に連通する供給口１０と排水口１１とを形成している。供給口１０は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、供給口１０から排水口１１に向かって流体を流し、反応部７の温度調整を瞬時できるようにした。シート状ガラス３は、厚さが０．１７ｍｍであり、反応部７液浸対物レンズで観察することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸の配列解析や細胞の長時間観察に使用することができる温度調整流路付きスライド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子を解析するのに、ＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応、polymerase chain reaction）がある。その原理は、２本鎖であるＤＮＡが水溶液中で高温になると、水素結合が破壊されて変性が生じ、二重らせんが2本の一本鎖に分離する。このようにして1本鎖のＤＮＡとなった溶液を冷却していくと、相補的なＤＮＡが互いに結合し再び2本鎖となる（アニーリング）。
ＰＣＲ法では、増幅対象のＤＮＡ、ポリメラーゼ及びプライマーと呼ばれるオリゴヌクレオチドを予め混合し、変性・アニーリングを行う。この状態でＤＮＡポリメラーゼが働くと、プライマーが結合した部分を起点として1本鎖部分と相補的なＤＮＡが合成される。このように、ＰＣＲ法は、温度の上下を繰り返すだけでＤＮＡ合成を繰り返し、ＤＮＡを増幅する技術である。
【０００３】
下記の特許文献１に開示された全自動遺伝子解析システムにはＰＣＲ反応部を備え、このＰＣＲ反応部には、ＰＣＲ反応液と鋳型となる核酸とを含有する混合液を貯溜するＰＣＲプレートが利用されている。一般的にペルチェ素子によってＰＣＲプレートの反応部の温度を昇降させている。
【特許文献１】特開２００５−２０４５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように従来では、ＰＣＲ反応部において、反応部の温度調節をするためにペルチェ素子が使用されている。上述したようにＰＣＲ反応では、温度を昇降させてＤＮＡの２本鎖の分離、結合を繰り返しているので、その温度の昇降速度を迅速にすればＤＮＡの増幅速度を速くすることができる。
通常では、ペルチェ素子では、温度を６０℃から９５℃に温度を切り換えるには、ＰＣＲ反応の１サイクルにおいて数分の時間を要し、昇降時間の短縮化が望まれている。
一方、細胞のタイムラプス撮影では、最適温度の環境下のもとで長時間観察することから、チャンバーの温度を恒温化し、その状態で細胞を観察できる環境が望まれている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ペルチェ素子よりも大幅に温度の昇降時間を短縮、すなわちＰＣＲ反応の１サイクル数分から数秒まで短縮することができる温度調節流路付きスライド構造、若しくは一定温度を維持することができる温度調節流路付きスライド構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の温度調節流路付きスライド構造は、上記目的を達成するために、板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにした。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下とすることができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材をシリコン板とすることができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材の裏面と前記ガラス板とを陽極接合によって接合することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の温度調節流路付きスライド構造は、板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにしたので、温度調整用の流体によってチャンバーの温度を迅速に昇降若しくは、一定の恒温状態にすることができる。ペルチェ素子などのヒーター機構の必要が無いため、上下に試料の観察エリアを確保できる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下であるので、液浸対物レンズによる試料の観察をすることができる。また、ガラスの板厚が薄いため、細胞内の構造等が明瞭に観察することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造の前記板材がシリコン板であるので、シリコンは熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋと優れているため、供給された温度調整用の液体の温度を、チャンバー内に、瞬時に温度を伝えることが可能となる。
上記温度調節流路付きスライド構造は前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成するようにしたので、板材とシート状ガラスの２層構造によって、スライド本体を形成することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材と前記シート状ガラスとを陽極接合によって接合したので、接着剤を使用しないため、細胞に悪影響を与えないで観察が可能となる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成するようにしたので、スライド本体によって、試料の連続反応が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の第１の実施形態による温度調節流路付きスライド構造について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係わるスライドを示し、図１のＡはその平面図、図１のＢはそれを一側面（長辺）方向から見た断面図、図１のＣは他側面（短辺）方向から見た断面図である。なお、スライド１の厚さは、本実施形態では、０．７７ｍｍと極めて薄いため、図１のＢ及びＣにおけるスライド１の厚さ（高さ）は、実物よりも大幅に厚くしている。なお、スライド１の実寸法については、スライド１の形状を理解しやすくするため、後述する。
【０００８】
平面視が長方形のスライド１は、上層側にフィルム状のシリコン板２を配設し、下層側にフィルム状のシート状ガラス３を配設した２層構造である。スライド１の中央部には反応チャンバー５が設けられ、反応チャンバー５の底部には、シリコン板２によって形成される台座６とこの台座６よりも一段低い位置にあり、底部にシート状ガラス３が位置する反応部７が設けられている。反応チャンバー５は、本実施形態では、台座６よりも上の部分は水平方向断面が円形であり、台座６よりも下の部分が略楕円若しくは略菱形形状である。
スライド１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路８が形成されている。温度調節流路８は、スライド１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて反応チャンバー５を囲むように一対の通路８ａ，８ｂが形成され、スライド１の中央部では、通路８ａ，８ｂの各々が反応チャンバー５に近接するように形成されている。温度調節流路８は、シリコン板２の底面側に流路８ａ，８ｂの形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３をシリコン板２に重ね合わせて取付け、溝を閉塞することによって形成される。
【０００９】
温度調節流路８の一端側、すなわちスライド１の一端側には、温度調節用の液体が供給される供給口１０が形成され、温度調節流路８の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口１１が形成されている。供給口１０には、シリコン板２の上面から温度調節流路８まで垂下する流通孔８ｃが形成され、排水口１１にはシリコン板２の上面から温度調節流路９まで垂下する流通孔８ｄが形成されている。なお、供給口１０及び排水口１１の入口形状は、スライド１の短辺側に長い丸長孔形状に形成されている。
温度調節流路８の高さは、シリコン板２の厚さの１／２以上となるように形成している。
スライド１の供給口１０には、図示しない温度切換調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口１０に温度調節流体が供給され、排水口１１から排水される。
【００１０】
温度調節流路８によって囲まれるシリコン板１の略菱形状の部分（以下中州部と呼ぶ）１２には、スライド１の長辺間の中央部を直線状に通る反応液流路１４が形成されている。反応液流路１４は、反応室７を挟むようにして中州部１２の一端側に反応液の供給口１５を設け、他端側に排水口１６を設けている。そして、反応液流路１４は、一端側に供給口１５から反応部７まで延びる通路１４ａを形成し、他端側に反応部７から排水口１６まで延びる通路１４ｂを形成している。
供給口１５には、シリコン板２の上面から通路１４ａまで垂下する流通孔１４ｃを形成し、排水口１６にはシリコン板２の上面から通路１４ｂまで垂下する流通孔１４ｄを形成している。
反応液流路１４は、シリコン板２の底面（裏面）側に流路１４ａ，１４ｂの形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３をシリコン板２に重ねて溝を閉塞することによって形成される。
【００１１】
シリコン板２とシート状ガラス３との接合は、陽極接合によって行う。陽極接合とは可動イオンを含むガラスとシリコンや金属等を密着接合する加工方法であり、ガラスとシリコンを重ね合わせた重合体を加熱してガラス側を軟化させ、同時にシリコン側を陽極として両者の間に高電圧を付加することにより電気的二重層を発生させ、静電引力により基板を接合する方法である。
本実施形態におけるスライド１の実寸を説明すると、スライド１の長辺ａは７６ｍｍ、短辺ｂは４５ｍｍである。スライド１の厚さｃは０．７７ｍｍであり、このうちシリコン板２の厚さｄは０．６ｍｍであり、シート状ガラス３の厚さｅは０．１７ｍｍである。スライド１の長辺方向における中州部１２の最大幅ｆは５５．２３ｍｍであり、短辺方向における最大幅ｇは１２ｍｍである。温度調節流路８の通路８ａ，８ｂの幅ｈは４ｍｍであり、高さｉは０．４〜０．４５ｍｍである。反応チャンバー５の直径ｊは１０．２ｍｍである。
【００１２】
このように、スライド１の反応チャンバー５を有する中州部１２の部分が比較的大きな温度流通路８に囲まれている。そして、中州部１２を形成するシリコン板２の厚さが薄く、さらにシリコンが熱伝導率に優れているので、中州部１２及びこれに囲繞されている反応チャンバー５の温度調節を迅速にするように構成している。
したがって、上述したスライド１の実寸は、一例であって、反応チャンバー５を有する部分の温度変化を迅速にできる構造であればよい。
【００１３】
次に、本第１の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
初めに、スライド１の反応チャンバー５内の反応部７に、供給口１５及び反応液供給流路１４を介して、反応部７に蛍光プローブやＤＮＡ連結酵素が供給される。一方、温度調節流路８では、４℃の冷水が、図示しない温度切換調節システムから供給口１５に供給され、通路８ａ，８ｂを流れ、排水口１１から排出される。したがって、反応部７の温度は４℃になる。これにより蛍光プローブの連結反応が起こる。
次に、反応部７に制限酵素が供給される。温度調節流路８では、３７℃の温水が、図示しない温度切換調節システムから供給口１５に供給され、反応部の温度が３７℃になる、これによりパリンドロームの配列を認識して特定の位置で切断が起こる。この反応の繰り返しにより、迅速に塩基配列の決定が行われる。
【００１４】
シリコンは、上述したように、熱伝導に優れており、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋである。
本実施形態では、４℃から３７℃に温度を上昇させる時間を、２秒以内に設定し、３７℃から４℃に温度を下降させる時間を２秒以内に設定すれば、反応１サイクルを３０秒に設定できる。従来のペルチェ素子では、温度変化に数分間を要しており、大幅な時間短縮を図ることができる。牽いては、個人のゲノム解析（塩基配列３０億個）の時間の短縮に大きく貢献することができる。
【００１５】
このスライド１を用いる温度領域について説明すると、スライド１は、シリコン板２とシート状ガラス３とから形成されているので、異種の２部材の熱膨張率差による損傷が懸念される。
しかしながら、室温時での結晶シリコンの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、３．３ｐｐｍ／Ｋであり、ガラスの熱膨張係数は３．５ｐｐｍ／Ｋとほぼ両者が同一であるので問題はなく、実用面において、冷却域では液体窒素環境である−１９６℃に耐え、加温域では４００℃にまで耐えうる。
【００１６】
従来では、ペルチェ素子型温調器が反応チャンバーを直接温度調節していたため、温調器自体が、観察の障害になっていた。
これに対し、本実施形態のスライド１は、上方が開放されているため、上方からの反応部７の観察が可能であり、これに加えて底板をシート状ガラス３としたことによって、スライド１の底部から、顕微鏡による反応部７の観察が可能になり、液浸（油浸・水浸）レンズの使用ができるようになった。さらに、シート状ガラス３の厚さは０．１５〜０．１７ｍｍであるので、対物レンズの６３〜１００倍の高倍率観察が可能になった。したがって、観察物を高解像度で鮮明に観察できる。なお、６３〜１００倍の液浸レンズによる対物レンズを使用できるシート状ガラス３の厚さは、０．２ｍｍ以下である。
【００１７】
スライド１にシリコン板２を使用することによるさらなる効果は、シリコンが光を遮断することである。このように、反応部７の周囲は光を遮断するシリコン板２であるので、顕微鏡観察時に鮮明な像を観察できる。また、シリコン板２及びシート状ガラス３を用いることで、耐薬品性に優れている。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態による温度調節流路付きスライド構造について、図３を参照にして説明する。
図３は、本発明に係わるスライド２１を示し、図３のＡはその平面図、図３のＢはそれを一側面方向（長辺方向）から見た断面図である。
図３のＡに示すように、平面視が長方形のスライド２１は、３層構造であり、上層側にガラス板２２を配設し、中間層にシート状ガラス２３を配設し、下層側にシリコン板２４を配設している。スライド２１のほぼ中央部には、ガラス板２２を貫通して形成されたチャンバー２５が設けられ、チャンバー２５の底面は、シート状ガラス２３によって形成されている。チャンバー２５の形状は、平面視が四角形状であり、上周縁部からチャンバー２５の内方側下向きの傾斜面を有している。
スライド２１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路２７が形成されている。温度調節流路２７は、スライド２１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて形成され、中央部ではチャンバー２５の下を通る。温度調節流路２７は、上面がシート状ガラス２３で形成され、側面及び底面がシリコン板２４で形成されている。温度調節流路２７は、シリコン板２４の上面側に温度調節流路２７の形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス２３をシリコン板２４に重ね合わせて溝を閉塞することによって形成される。
【００１９】
温度調節流路２７の一端側、すなわちスライド２１の一端側のガラス板２２には、温度調節用の液体が供給される円形の供給口２８が形成され、温度調節流路２７の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口２９が形成されている。供給口２８は、スライド２１の短辺側に沿って２個設けられ、温度調節用流路２７は、スライド２１の一端側で、矩形形状とせず、台形形状に形成され、供給口２８から供給された温度調節用の流体が角部に滞留するのを防止している。
供給口２８にはガラス板２２の上面から温度調節流路８まで垂下する流通孔２７ａが形成されている。流通孔２７ａはガラス板２２及びシート状ガラス２３を貫通して形成されている。排水口２９は、温度調節流路２７の他端、すなわちスライド２１の他端側側面がそのまま排水口２９となっている。
温度調節流路２７の高さは、シリコン板２４の厚さの１／３の長さとなるように形成している。
【００２０】
スライド２１の供給口２８には、図示しない温度切換調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口２８に温度調節流体が供給され、排水口２９から排水される。
スライド２１のチャンバー２５の下部に位置させて、シリコン板２４には、熱電対取付孔３０を形成している。
ガラス板２２とシート状ガラス２３との接合は、上述した陽極接合によって接合され、シート状ガラス２３とシリコン板２４との接合も陽極接合によって行う。
本実施形態におけるスライド２１の実寸を説明すると、スライド２１の長辺の長さａ１は５４ｍｍ、短辺の長さｂ１は２５ｍｍである。スライド１の厚さｃ１は５．７ｍｍ、このうちガラス板２２の厚さｄ１は２．５ｍｍ、シート状ガラス３の厚さｅ１は０．２ｍｍ、シリコン板２４の厚さｆ１は３ｍｍである。温度調節流路２７の長さｇ１は５１ｍｍ、幅ｈ１は１８ｍｍ、高さｉ１は１ｍｍである。チャンバー２５の底面の大きさは、スライド２１の長辺方向の長さｊ１が２１ｍｍ、チャンバー２５のスライド２１の短辺方向の長さｋ１は１７ｍｍ、供給口２８の直径ｍ１は１，５ｍｍ、熱電対取付孔３０の直径ｎ１は５ｍｍである。
【００２１】
次に、本第２の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
スライド２１の温度調節流路２７では温水が、図示しない温度切換調節システムから供給口２８に供給され、温度調節流路２７を流れ、排水口２９から排出される。スライド２１のチャンバー２５の底面には、ＤＮＡプローブが固定されている。
本実施形態では、温度調節流路２７の流域がチャンバー２５の底部全体に亘っており、温度を昇降させる際に、さらなる時間の短縮が可能であり、温度昇降のロスタイムが無い効果がある。また、チャンバー２５の下部に０．２ｍｍの厚さの薄いシート状ガラス２３及びシリコン材の薄壁を介して熱電対の取付孔３０に熱電対（図示せず）を取付けているので、チャンバー２５内部の反応温度を正確にモニターできる効果がある。
本実施形態では、チャンバー２５を観察するときに、上方側からCCDカメラで観察する。ガラスとシリコンとの熱膨張率、耐熱効果、及び接着剤による悪影響や不要な化学反応が生じないことについては、上記第１の実施形態と同じである。
シリコンは、上述したように、熱伝導に優れており、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋである。また、温度調節流路８と反応部７との間の距離が短く、中州部１２の体積が小さい割に温度調節流路８の体積が大きいため、反応部７は瞬時に９５℃まで上昇する。すると２本鎖を維持していたＤＮＡは、迅速に１本鎖に変性する。そして、温度を９５℃から再び６０℃とし１本鎖ＤＮＡを２本鎖ＤＮＡにさせてアニーリングを行い、変性、アニーリングを交互に繰り返す。
図２に示すように、本実施形態では、６０℃から９５℃に温度を上昇させて変性を起こさせるための時間を例えば１秒に設定し、９５℃から６０℃に温度を下降させてアニーリングを起こさせるまでの時間を３秒に設定することができ、この間の１サイクルは４秒である。従来では、ペルチェ素子によってこれに数分間を要しており、大幅な時間短縮を図ることができる。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態による温度調節付きスライド構造について説明する。
図３は、本発明に係わるスライド３１を示し、図３のＡはその平面図、図３のＢはそれを一側面方向（長手方向）から見た断面図である。
平面視が長方形のスライド３１は、上層側にシリコン板３２を配設し、下層側にシート状ガラス３３を配設した２層構造である。スライド３１の中央部には、一対のチャンバー３４，３５が設けられ、チャンバー３４，３５の底部には、シート状ガラス３３で形成されている。チャンバー３４，３５は、本実施形態では、水平方向断面が略楕円若しくは略菱形形状である。
スライド３１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路３６が形成されている。温度調節流路３６は、スライド３１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて形成され、一対のチャンバー３４，３５の周囲では、これらのチャンバー３４，３５を備えた中州３９，４０を囲むように中央通路３６ａ及び分岐通路３６ｂ，３６ｃが形成され、通路３６ａ，３６ｂが一方の反応チャンバー３４に近接し、通路３６ａ，３６ｃが他方の反応チャンバー３５に近接するように形成されている。温度調節流路３６は、シリコン板３２の底面に温度調節流路３６の形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３３をシリコン板３２に重ね合わせて取付け、溝を閉塞することによって形成される。
【００２３】
温度調節流路３６の一端側、すなわちスライド３１の一端側には、温度調節用の液体が供給される供給口３７が形成され、温度調節流路３６の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口３８が形成されている。供給口３７には、シリコン板３２の上面から温度調節流路３６まで垂下する流通孔３６ｄが形成され、排水口３８にはシリコン板３２の上面から温度調節流路３６まで垂下する流通孔３６ｅが形成されている。供給口３７及び排水口３８の形状は、丸孔形状に形成されている。
温度調節流路３６の高さは、シリコン板３２の厚さの４／５の長さで形成している。
スライド３１の供給口３７には、図示しない温度調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口３７に温度調節流体が供給され、排水口３８から排水される。
【００２４】
シリコン板３２とシート状シート状ガラス３３との接合は、陽極接合によって行う。
本実施形態におけるスライド３１の実寸を説明すると、スライド３１の長辺の長さａ２は７６ｍｍ、短辺の長さｂ２は２６ｍｍである。スライド３１の厚さｃ２は０．７７ｍｍであり、このうちシリコン板３２の厚さｄ２は５ｍｍであり、シート状ガラス３３の厚さｅ２は０．１５である。スライド３１の長辺方向における中州部３９，４０の長さｆ２は１１ｍｍであり、短辺方向における中州部３９，４０の長さｇ２は７ｍｍである。温度調節流路８の幅ｈ２は３ｍｍであり、中央通路及び分岐通路の幅も同様に３ｍｍである。温度調節流路の高さｉ２は４ｍｍである。長さｊ２は６６ｍｍである。反応チャンバー５の中心部の直径ｋ２は４ｍｍである。
【００２５】
次に、本第３の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
スライド３１の温度調節流路３８では３７℃に設定した温水が、図示しない温度調節システムから供給口３７に供給され、温度調節流路２７を流れ、排水口３８から排出される。スライド３１のチャンバー３４，３５には、細胞を注入している。
本実施形態では、温度調節流路２７の流域が中州３９，４０を介してチャンバー３４，３５の周囲全体に亘っており、温度を安定して３７℃に維持させることができる。３７℃にチャンバー３４，３５を維持させることによって、細胞の連続形態観察が可能となる。
なお、上方からのチャンバー３４，３５の観察はもちろん、液浸レンズによって、下方から対物レンズによって細胞を観察することも可能である。
本実施形態では、チャンバー３４，３５を２個配設したが、シリコンが遮光性に優れていることから、観察時に隣接するチャンバー３４，３５の遮光が可能となるため、隣りのチャンバーの影響を受けることなく、非常にクリアな観察ができる。
【００２６】
また、上述したように、スライド３１が液体窒素保存にも耐えられるので、細胞を冷凍保存することが可能となり、冷凍保存した細胞等を利用することが可能になる。
本実施形態では、シリコン板３２の厚さを５ｍｍと厚くしてチャンバー３４，３５を深くし、比較的直径（中央の円形部分）を４ｍｍと小さくすることによって、細胞等の乾燥を防ぐことができる。
ガラスとシリコンとの熱膨張率、耐熱効果、及び接着剤による悪影響や不要な化学反応が生じないことについての効果は、上記第１の実施形態と同じである。
【００２７】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、シリコンとシート状ガラスとによって、スライド１，２１，３１を形成したが、シリコンに代えて他の熱伝導率の良い材料を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態による温度調節流路付きスライド構造であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＸ−Ｘ方向の断面図、ＣはＡのＹ−Ｙ方向の断面図である。
【図２】本発明の温度調節流路付きスライド構造を用いてチャンバーを温度調節した状態と、ペルチェ素子を用いてチャンバーを温度調節したときの時間と温度を示す線図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による温度調節流路付きスライド構造（３層構造）であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＷ−Ｗ方向の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による温度調節流路付きスライド構造であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＺ−Ｚ方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，２１，３１ スライド
２，２４，３２ シリコン板
３，２３，３３ シート状ガラス
５ 反応チャンバー
７ 反応部
８，２７，３６ 温度調節流路
１０，１５，２８，３７ 供給口
１１，１６，２９，３８ 排水口
２５，３１ チャンバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸の配列解析や細胞の長時間観察に使用することができる温度調整流路付きスライド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子を解析するのに、ＰＣＲ法（ポリメラーゼ連鎖反応、polymerase chain reaction）がある。その原理は、２本鎖であるＤＮＡが水溶液中で高温になると、水素結合が破壊されて変性が生じ、二重らせんが2本の一本鎖に分離する。このようにして1本鎖のＤＮＡとなった溶液を冷却していくと、相補的なＤＮＡが互いに結合し再び2本鎖となる（アニーリング）。
ＰＣＲ法では、増幅対象のＤＮＡ、ポリメラーゼ及びプライマーと呼ばれるオリゴヌクレオチドを予め混合し、変性・アニーリングを行う。この状態でＤＮＡポリメラーゼが働くと、プライマーが結合した部分を起点として1本鎖部分と相補的なＤＮＡが合成される。このように、ＰＣＲ法は、温度の上下を繰り返すだけでＤＮＡ合成を繰り返し、ＤＮＡを増幅する技術である。
【０００３】
下記の特許文献１に開示された全自動遺伝子解析システムにはＰＣＲ反応部を備え、このＰＣＲ反応部には、ＰＣＲ反応液と鋳型となる核酸とを含有する混合液を貯溜するＰＣＲプレートが利用されている。一般的にペルチェ素子によってＰＣＲプレートの反応部の温度を昇降させている。
【特許文献１】特開２００５−２０４５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように従来では、ＰＣＲ反応部において、反応部の温度調節をするためにペルチェ素子が使用されている。上述したようにＰＣＲ反応では、温度を昇降させてＤＮＡの２本鎖の分離、結合を繰り返しているので、その温度の昇降速度を迅速にすればＤＮＡの増幅速度を速くすることができる。
通常では、ペルチェ素子では、温度を６０℃から９５℃に温度を切り換えるには、ＰＣＲ反応の１サイクルにおいて数分の時間を要し、昇降時間の短縮化が望まれている。
一方、細胞のタイムラプス撮影では、最適温度の環境下のもとで長時間観察することから、チャンバーの温度を恒温化し、その状態で細胞を観察できる環境が望まれている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ペルチェ素子よりも大幅に温度の昇降時間を短縮、すなわちＰＣＲ反応の１サイクル数分から数秒まで短縮することができる温度調節流路付きスライド構造、若しくは一定温度を維持することができる温度調節流路付きスライド構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の温度調節流路付きスライド構造は、上記目的を達成するために、板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにした。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下とすることができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材をシリコン板とすることができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材の裏面と前記ガラス板とを陽極接合によって接合することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の温度調節流路付きスライド構造は、板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにしたので、温度調整用の流体によってチャンバーの温度を迅速に昇降若しくは、一定の恒温状態にすることができる。ペルチェ素子などのヒーター機構の必要が無いため、上下に試料の観察エリアを確保できる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下であるので、液浸対物レンズによる試料の観察をすることができる。また、ガラスの板厚が薄いため、細胞内の構造等が明瞭に観察することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造の前記板材がシリコン板であるので、シリコンは熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋと優れているため、供給された温度調整用の液体の温度を、チャンバー内に、瞬時に温度を伝えることが可能となる。
上記温度調節流路付きスライド構造は前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成するようにしたので、板材とシート状ガラスの２層構造によって、スライド本体を形成することができる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記板材と前記シート状ガラスとを陽極接合によって接合したので、接着剤を使用しないため、細胞に悪影響を与えないで観察が可能となる。
上記温度調節流路付きスライド構造は、前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成するようにしたので、スライド本体によって、試料の連続反応が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の第１の実施形態による温度調節流路付きスライド構造について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係わるスライドを示し、図１のＡはその平面図、図１のＢはそれを一側面（長辺）方向から見た断面図、図１のＣは他側面（短辺）方向から見た断面図である。なお、スライド１の厚さは、本実施形態では、０．７７ｍｍと極めて薄いため、図１のＢ及びＣにおけるスライド１の厚さ（高さ）は、実物よりも大幅に厚くしている。なお、スライド１の実寸法については、スライド１の形状を理解しやすくするため、後述する。
【０００８】
平面視が長方形のスライド１は、上層側にフィルム状のシリコン板２を配設し、下層側にフィルム状のシート状ガラス３を配設した２層構造である。スライド１の中央部には反応チャンバー５が設けられ、反応チャンバー５の底部には、シリコン板２によって形成される台座６とこの台座６よりも一段低い位置にあり、底部にシート状ガラス３が位置する反応部７が設けられている。反応チャンバー５は、本実施形態では、台座６よりも上の部分は水平方向断面が円形であり、台座６よりも下の部分が略楕円若しくは略菱形形状である。
スライド１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路８が形成されている。温度調節流路８は、スライド１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて反応チャンバー５を囲むように一対の通路８ａ，８ｂが形成され、スライド１の中央部では、通路８ａ，８ｂの各々が反応チャンバー５に近接するように形成されている。温度調節流路８は、シリコン板２の底面側に流路８ａ，８ｂの形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３をシリコン板２に重ね合わせて取付け、溝を閉塞することによって形成される。
【０００９】
温度調節流路８の一端側、すなわちスライド１の一端側には、温度調節用の液体が供給される供給口１０が形成され、温度調節流路８の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口１１が形成されている。供給口１０には、シリコン板２の上面から温度調節流路８まで垂下する流通孔８ｃが形成され、排水口１１にはシリコン板２の上面から温度調節流路９まで垂下する流通孔８ｄが形成されている。なお、供給口１０及び排水口１１の入口形状は、スライド１の短辺側に長い丸長孔形状に形成されている。
温度調節流路８の高さは、シリコン板２の厚さの１／２以上となるように形成している。
スライド１の供給口１０には、図示しない温度切換調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口１０に温度調節流体が供給され、排水口１１から排水される。
【００１０】
温度調節流路８によって囲まれるシリコン板１の略菱形状の部分（以下中州部と呼ぶ）１２には、スライド１の長辺間の中央部を直線状に通る反応液流路１４が形成されている。反応液流路１４は、反応室７を挟むようにして中州部１２の一端側に反応液の供給口１５を設け、他端側に排水口１６を設けている。そして、反応液流路１４は、一端側に供給口１５から反応部７まで延びる通路１４ａを形成し、他端側に反応部７から排水口１６まで延びる通路１４ｂを形成している。
供給口１５には、シリコン板２の上面から通路１４ａまで垂下する流通孔１４ｃを形成し、排水口１６にはシリコン板２の上面から通路１４ｂまで垂下する流通孔１４ｄを形成している。
反応液流路１４は、シリコン板２の底面（裏面）側に流路１４ａ，１４ｂの形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３をシリコン板２に重ねて溝を閉塞することによって形成される。
【００１１】
シリコン板２とシート状ガラス３との接合は、陽極接合によって行う。陽極接合とは可動イオンを含むガラスとシリコンや金属等を密着接合する加工方法であり、ガラスとシリコンを重ね合わせた重合体を加熱してガラス側を軟化させ、同時にシリコン側を陽極として両者の間に高電圧を付加することにより電気的二重層を発生させ、静電引力により基板を接合する方法である。
本実施形態におけるスライド１の実寸を説明すると、スライド１の長辺ａは７６ｍｍ、短辺ｂは４５ｍｍである。スライド１の厚さｃは０．７７ｍｍであり、このうちシリコン板２の厚さｄは０．６ｍｍであり、シート状ガラス３の厚さｅは０．１７ｍｍである。スライド１の長辺方向における中州部１２の最大幅ｆは５５．２３ｍｍであり、短辺方向における最大幅ｇは１２ｍｍである。温度調節流路８の通路８ａ，８ｂの幅ｈは４ｍｍであり、高さｉは０．４〜０．４５ｍｍである。反応チャンバー５の直径ｊは１０．２ｍｍである。
【００１２】
このように、スライド１の反応チャンバー５を有する中州部１２の部分が比較的大きな温度流通路８に囲まれている。そして、中州部１２を形成するシリコン板２の厚さが薄く、さらにシリコンが熱伝導率に優れているので、中州部１２及びこれに囲繞されている反応チャンバー５の温度調節を迅速にするように構成している。
したがって、上述したスライド１の実寸は、一例であって、反応チャンバー５を有する部分の温度変化を迅速にできる構造であればよい。
【００１３】
次に、本第１の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
初めに、スライド１の反応チャンバー５内の反応部７に、供給口１５及び反応液供給流路１４を介して、反応部７に蛍光プローブやＤＮＡ連結酵素が供給される。一方、温度調節流路８では、４℃の冷水が、図示しない温度切換調節システムから供給口１５に供給され、通路８ａ，８ｂを流れ、排水口１１から排出される。したがって、反応部７の温度は４℃になる。これにより蛍光プローブの連結反応が起こる。
次に、反応部７に制限酵素が供給される。温度調節流路８では、３７℃の温水が、図示しない温度切換調節システムから供給口１５に供給され、反応部の温度が３７℃になる、これによりパリンドロームの配列を認識して特定の位置で切断が起こる。この反応の繰り返しにより、迅速に塩基配列の決定が行われる。
【００１４】
シリコンは、上述したように、熱伝導に優れており、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋである。
本実施形態では、４℃から３７℃に温度を上昇させる時間を、２秒以内に設定し、３７℃から４℃に温度を下降させる時間を２秒以内に設定すれば、反応１サイクルを３０秒に設定できる。従来のペルチェ素子では、温度変化に数分間を要しており、大幅な時間短縮を図ることができる。牽いては、個人のゲノム解析（塩基配列３０億個）の時間の短縮に大きく貢献することができる。
【００１５】
このスライド１を用いる温度領域について説明すると、スライド１は、シリコン板２とシート状ガラス３とから形成されているので、異種の２部材の熱膨張率差による損傷が懸念される。
しかしながら、室温時での結晶シリコンの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、３．３ｐｐｍ／Ｋであり、ガラスの熱膨張係数は３．５ｐｐｍ／Ｋとほぼ両者が同一であるので問題はなく、実用面において、冷却域では液体窒素環境である−１９６℃に耐え、加温域では４００℃にまで耐えうる。
【００１６】
従来では、ペルチェ素子型温調器が反応チャンバーを直接温度調節していたため、温調器自体が、観察の障害になっていた。
これに対し、本実施形態のスライド１は、上方が開放されているため、上方からの反応部７の観察が可能であり、これに加えて底板をシート状ガラス３としたことによって、スライド１の底部から、顕微鏡による反応部７の観察が可能になり、液浸（油浸・水浸）レンズの使用ができるようになった。さらに、シート状ガラス３の厚さは０．１５〜０．１７ｍｍであるので、対物レンズの６３〜１００倍の高倍率観察が可能になった。したがって、観察物を高解像度で鮮明に観察できる。なお、６３〜１００倍の液浸レンズによる対物レンズを使用できるシート状ガラス３の厚さは、０．２ｍｍ以下である。
【００１７】
スライド１にシリコン板２を使用することによるさらなる効果は、シリコンが光を遮断することである。このように、反応部７の周囲は光を遮断するシリコン板２であるので、顕微鏡観察時に鮮明な像を観察できる。また、シリコン板２及びシート状ガラス３を用いることで、耐薬品性に優れている。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態による温度調節流路付きスライド構造について、図３を参照にして説明する。
図３は、本発明に係わるスライド２１を示し、図３のＡはその平面図、図３のＢはそれを一側面方向（長辺方向）から見た断面図である。
図３のＡに示すように、平面視が長方形のスライド２１は、３層構造であり、上層側にガラス板２２を配設し、中間層にシート状ガラス２３を配設し、下層側にシリコン板２４を配設している。スライド２１のほぼ中央部には、ガラス板２２を貫通して形成されたチャンバー２５が設けられ、チャンバー２５の底面は、シート状ガラス２３によって形成されている。チャンバー２５の形状は、平面視が四角形状であり、上周縁部からチャンバー２５の内方側下向きの傾斜面を有している。
スライド２１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路２７が形成されている。温度調節流路２７は、スライド２１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて形成され、中央部ではチャンバー２５の下を通る。温度調節流路２７は、上面がシート状ガラス２３で形成され、側面及び底面がシリコン板２４で形成されている。温度調節流路２７は、シリコン板２４の上面側に温度調節流路２７の形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス２３をシリコン板２４に重ね合わせて溝を閉塞することによって形成される。
【００１９】
温度調節流路２７の一端側、すなわちスライド２１の一端側のガラス板２２には、温度調節用の液体が供給される円形の供給口２８が形成され、温度調節流路２７の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口２９が形成されている。供給口２８は、スライド２１の短辺側に沿って２個設けられ、温度調節用流路２７は、スライド２１の一端側で、矩形形状とせず、台形形状に形成され、供給口２８から供給された温度調節用の流体が角部に滞留するのを防止している。
供給口２８にはガラス板２２の上面から温度調節流路８まで垂下する流通孔２７ａが形成されている。流通孔２７ａはガラス板２２及びシート状ガラス２３を貫通して形成されている。排水口２９は、温度調節流路２７の他端、すなわちスライド２１の他端側側面がそのまま排水口２９となっている。
温度調節流路２７の高さは、シリコン板２４の厚さの１／３の長さとなるように形成している。
【００２０】
スライド２１の供給口２８には、図示しない温度切換調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口２８に温度調節流体が供給され、排水口２９から排水される。
スライド２１のチャンバー２５の下部に位置させて、シリコン板２４には、熱電対取付孔３０を形成している。
ガラス板２２とシート状ガラス２３との接合は、上述した陽極接合によって接合され、シート状ガラス２３とシリコン板２４との接合も陽極接合によって行う。
本実施形態におけるスライド２１の実寸を説明すると、スライド２１の長辺の長さａ１は５４ｍｍ、短辺の長さｂ１は２５ｍｍである。スライド１の厚さｃ１は５．７ｍｍ、このうちガラス板２２の厚さｄ１は２．５ｍｍ、シート状ガラス３の厚さｅ１は０．２ｍｍ、シリコン板２４の厚さｆ１は３ｍｍである。温度調節流路２７の長さｇ１は５１ｍｍ、幅ｈ１は１８ｍｍ、高さｉ１は１ｍｍである。チャンバー２５の底面の大きさは、スライド２１の長辺方向の長さｊ１が２１ｍｍ、チャンバー２５のスライド２１の短辺方向の長さｋ１は１７ｍｍ、供給口２８の直径ｍ１は１，５ｍｍ、熱電対取付孔３０の直径ｎ１は５ｍｍである。
【００２１】
次に、本第２の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
スライド２１の温度調節流路２７では温水が、図示しない温度切換調節システムから供給口２８に供給され、温度調節流路２７を流れ、排水口２９から排出される。スライド２１のチャンバー２５の底面には、ＤＮＡプローブが固定されている。
本実施形態では、温度調節流路２７の流域がチャンバー２５の底部全体に亘っており、温度を昇降させる際に、さらなる時間の短縮が可能であり、温度昇降のロスタイムが無い効果がある。また、チャンバー２５の下部に０．２ｍｍの厚さの薄いシート状ガラス２３及びシリコン材の薄壁を介して熱電対の取付孔３０に熱電対（図示せず）を取付けているので、チャンバー２５内部の反応温度を正確にモニターできる効果がある。
本実施形態では、チャンバー２５を観察するときに、上方側からCCDカメラで観察する。ガラスとシリコンとの熱膨張率、耐熱効果、及び接着剤による悪影響や不要な化学反応が生じないことについては、上記第１の実施形態と同じである。
シリコンは、上述したように、熱伝導に優れており、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋである。また、温度調節流路８と反応部７との間の距離が短く、中州部１２の体積が小さい割に温度調節流路８の体積が大きいため、反応部７は瞬時に９５℃まで上昇する。すると２本鎖を維持していたＤＮＡは、迅速に１本鎖に変性する。そして、温度を９５℃から再び６０℃とし１本鎖ＤＮＡを２本鎖ＤＮＡにさせてアニーリングを行い、変性、アニーリングを交互に繰り返す。
図２に示すように、本実施形態では、６０℃から９５℃に温度を上昇させて変性を起こさせるための時間を例えば１秒に設定し、９５℃から６０℃に温度を下降させてアニーリングを起こさせるまでの時間を３秒に設定することができ、この間の１サイクルは４秒である。従来では、ペルチェ素子によってこれに数分間を要しており、大幅な時間短縮を図ることができる。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態による温度調節付きスライド構造について説明する。
図３は、本発明に係わるスライド３１を示し、図３のＡはその平面図、図３のＢはそれを一側面方向（長手方向）から見た断面図である。
平面視が長方形のスライド３１は、上層側にシリコン板３２を配設し、下層側にシート状ガラス３３を配設した２層構造である。スライド３１の中央部には、一対のチャンバー３４，３５が設けられ、チャンバー３４，３５の底部には、シート状ガラス３３で形成されている。チャンバー３４，３５は、本実施形態では、水平方向断面が略楕円若しくは略菱形形状である。
スライド３１の内部には、温度調節用の液体が流れる温度調節流路３６が形成されている。温度調節流路３６は、スライド３１の長手（長辺）方向の一端側から他端側へ向けて形成され、一対のチャンバー３４，３５の周囲では、これらのチャンバー３４，３５を備えた中州３９，４０を囲むように中央通路３６ａ及び分岐通路３６ｂ，３６ｃが形成され、通路３６ａ，３６ｂが一方の反応チャンバー３４に近接し、通路３６ａ，３６ｃが他方の反応チャンバー３５に近接するように形成されている。温度調節流路３６は、シリコン板３２の底面に温度調節流路３６の形状に対応する溝を形成し、シート状ガラス３３をシリコン板３２に重ね合わせて取付け、溝を閉塞することによって形成される。
【００２３】
温度調節流路３６の一端側、すなわちスライド３１の一端側には、温度調節用の液体が供給される供給口３７が形成され、温度調節流路３６の他端側には、温度調節用の液体が排水される排水口３８が形成されている。供給口３７には、シリコン板３２の上面から温度調節流路３６まで垂下する流通孔３６ｄが形成され、排水口３８にはシリコン板３２の上面から温度調節流路３６まで垂下する流通孔３６ｅが形成されている。供給口３７及び排水口３８の形状は、丸孔形状に形成されている。
温度調節流路３６の高さは、シリコン板３２の厚さの４／５の長さで形成している。
スライド３１の供給口３７には、図示しない温度調節システムが備えられた温度調節流体の貯溜部と接続され、貯溜部から供給口３７に温度調節流体が供給され、排水口３８から排水される。
【００２４】
シリコン板３２とシート状シート状ガラス３３との接合は、陽極接合によって行う。
本実施形態におけるスライド３１の実寸を説明すると、スライド３１の長辺の長さａ２は７６ｍｍ、短辺の長さｂ２は２６ｍｍである。スライド３１の厚さｃ２は０．７７ｍｍであり、このうちシリコン板３２の厚さｄ２は５ｍｍであり、シート状ガラス３３の厚さｅ２は０．１５である。スライド３１の長辺方向における中州部３９，４０の長さｆ２は１１ｍｍであり、短辺方向における中州部３９，４０の長さｇ２は７ｍｍである。温度調節流路８の幅ｈ２は３ｍｍであり、中央通路及び分岐通路の幅も同様に３ｍｍである。温度調節流路の高さｉ２は４ｍｍである。長さｊ２は６６ｍｍである。反応チャンバー５の中心部の直径ｋ２は４ｍｍである。
【００２５】
次に、本第３の実施形態による温度調節付きスライド構造の作用・効果について説明する。
スライド３１の温度調節流路３８では３７℃に設定した温水が、図示しない温度調節システムから供給口３７に供給され、温度調節流路２７を流れ、排水口３８から排出される。スライド３１のチャンバー３４，３５には、細胞を注入している。
本実施形態では、温度調節流路２７の流域が中州３９，４０を介してチャンバー３４，３５の周囲全体に亘っており、温度を安定して３７℃に維持させることができる。３７℃にチャンバー３４，３５を維持させることによって、細胞の連続形態観察が可能となる。
なお、上方からのチャンバー３４，３５の観察はもちろん、液浸レンズによって、下方から対物レンズによって細胞を観察することも可能である。
本実施形態では、チャンバー３４，３５を２個配設したが、シリコンが遮光性に優れていることから、観察時に隣接するチャンバー３４，３５の遮光が可能となるため、隣りのチャンバーの影響を受けることなく、非常にクリアな観察ができる。
【００２６】
また、上述したように、スライド３１が液体窒素保存にも耐えられるので、細胞を冷凍保存することが可能となり、冷凍保存した細胞等を利用することが可能になる。
本実施形態では、シリコン板３２の厚さを５ｍｍと厚くしてチャンバー３４，３５を深くし、比較的直径（中央の円形部分）を４ｍｍと小さくすることによって、細胞等の乾燥を防ぐことができる。
ガラスとシリコンとの熱膨張率、耐熱効果、及び接着剤による悪影響や不要な化学反応が生じないことについての効果は、上記第１の実施形態と同じである。
【００２７】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、シリコンとシート状ガラスとによって、スライド１，２１，３１を形成したが、シリコンに代えて他の熱伝導率の良い材料を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態による温度調節流路付きスライド構造であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＸ−Ｘ方向の断面図、ＣはＡのＹ−Ｙ方向の断面図である。
【図２】本発明の温度調節流路付きスライド構造を用いてチャンバーを温度調節した状態と、ペルチェ素子を用いてチャンバーを温度調節したときの時間と温度を示す線図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による温度調節流路付きスライド構造（３層構造）であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＷ−Ｗ方向の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による温度調節流路付きスライド構造であり、Ａはその平面図、ＢはＡのＺ−Ｚ方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，２１，３１ スライド
２，２４，３２ シリコン板
３，２３，３３ シート状ガラス
５ 反応チャンバー
７ 反応部
８，２７，３６ 温度調節流路
１０，１５，２８，３７ 供給口
１１，１６，２９，３８ 排水口
２５，３１ チャンバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、
該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、
前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにしたことを特徴とする温度調節流路付きスライド構造。
【請求項２】
前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項３】
前記板材がシリコン板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項４】
前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、
該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項５】
前記板材と前記シート状ガラスとを陽極接合によって接合したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項６】
前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項１】
板材に液体の流路となる溝を形成し、前記板材に前記溝を閉塞するシート状ガラスを固定して前記流路を形成したスライド本体を設け、
該スライド本体には、試料を収容するチャンバーと前記流路に連通する供給口と排水口とを形成し、これらの供給口と排水口との間にて、前記チャンバーに臨むようにして前記流路を配設し、
前記供給口は、温度調整用の流体供給手段へ接続し、前記供給口から排水口に向かって流体を流すようにしたことを特徴とする温度調節流路付きスライド構造。
【請求項２】
前記シート状ガラスの厚さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項３】
前記板材がシリコン板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項４】
前記板材が、前記板材の表面側から裏面側へ向かって貫通し、前記チャンバーを構成する貫通孔を形成するとともに、該板材の裏面側に前記流路となる溝を形成し、
該溝と前記貫通孔を前記シート状ガラスによって閉塞し、前記流路と前記チャンバーとを形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項５】
前記板材と前記シート状ガラスとを陽極接合によって接合したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【請求項６】
前記チャンバーに試料及び／又は反応液を供給する流路を、前記スライド本体に形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の温度調節流路付きスライド構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−８１８０６（Ｐ２０１０−８１８０６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５１１１８（Ｐ２００８−２５１１１８）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００１３３７８８）株式会社テクニスコ (8)
【出願人】（５０３３１８６６６）日京テクノス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（０００１３３７８８）株式会社テクニスコ (8)
【出願人】（５０３３１８６６６）日京テクノス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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