[发明专利]温度循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度循环装置，其用以实施在分子生物学研究领域等中使用的生物样品反应、尤其是核酸扩增。

背景技术

在分子生物学研究中，对样品分析等利用各种化学反应，例如酶反应。在供于反应的样品量有限时，优选能够以微量样品实施反应。

核酸扩增反应为反复合成具有与模板核酸互补和/或相同的序列的核酸的方法，已开发出PCR法、LCR法、NASBA法、ICAN法、SDA法、LAMP法之类的原理不同的多种方法。它们分别具有不同的特征，根据目的等加以区分使用，但是在大多数情况下利用PCR法。

PCR法是通过将含有模板核酸、一对寡核苷酸引物、耐热性DNA聚合酶的反应液供于依次发生“双链核酸的变性”、“寡核苷酸引物向模板核酸的退火”、“与模板核酸互补的核酸的合成”这样的温度循环而加以实施的。为了该目的，开发了使反应液的温度经时地且自动地改变的反应装置(热循环仪)。

通常，PCR用微量(10～200μL左右)反应液进行实施。在使用容量大的反应容器时，若在反应容器部位间存在温差，则在低温部位，例如在未与反应液接触的反应容器上部壁面产生水蒸气的凝结，而成为扩增效率降低、样品间扩增效率波动的原因。为了解决该问题，实现更准确的温度循环，开发了具有以经加热的构件覆盖容纳样品的反应容器的上面的机构的装置(日本特开平6-233670号公报)、利用循环空气加热/冷却前述反应容器整体的装置(日本特表2000-511435号公报)。

专利文献

专利文献1：日本特开平6-233670号公报

专利文献2：日本特表2000-511435号公报

发明内容

后者的装置不仅需要在反应容器周围设置用于空气循环的空间、用于空气的温度控制和循环的机构的复杂构成，而且需要使用热传导优异的反应容器(例如玻璃制容器)。与此相对，前者的装置为以加热块和罩为主要构成要素的简单构成，能够使用在生物化学领域中通用的微管、微量滴定板。但是，由于加热块与罩之间产生空隙，因此反应容器的该部位的温度降低，而会发生水蒸气等的凝结。另外，根据设置反应容器的场所，例如设置于加热块中央部的情况和设置于加热块端部的情况下产生温差。因此，在进行PCR、酶反应时，产生因设置反应容器的位置而导致出现反应不均这样的问题。进而，在对扩增中伴随着目标核酸扩增而产生的信号进行检测的核酸检测方法(实时-PCR)中，因用罩覆盖反应容器上面而导致该信号的检测出现问题。

本发明人等发现通过将用于温育反应液的加热块制成由上层加热块与下层加热块构成的双层结构，将上层加热块的温度调节成比下层加热块的温度高，从而能够阻碍来自反应液的水蒸气等的凝结而再现性良好地实施PCR。

即，本发明涉及一种温度循环装置，其特征在于，用于温育反应液，

(1)具备用于将容纳反应液的反应容器进行保持并加热的加热块，加热块由下层加热块和上层加热块这两层构成；进而，

(2)具备温度控制机构，该温度控制机构分别独立地控制下层加热块的温度与上层加热块的温度，在温育反应液时将上层加热块的温度维持成比下层加热块的温度高。

本发明提供具备由上层加热块和下层加热块这两层构成的加热块的温度循环装置。

前述加热块为形成有能够将容纳被温育的反应液的容器(反应容器)进行保持的凹处(槽)的结构物。前述槽只要制成与所用反应容器相应的形状即可，例如，以能够保持微管和/或微量滴定板(96孔、386孔等)、毛细管的方式进行设计。作为该反应容器，使用保持在1个槽中的每个反应容器的容量为10～2000μL的容器。另外，为了防止反应容器内的水分等蒸发而向反应容器外逸出，优选在反应容器带有帽、封口的基础上，将其容纳在本发明的装置中。

加热块优选为热传导率优异的材质的加热块，通常使用热传导率良好的金属制(例如铝、铜合金等)加热块。本发明中可使用使上层加热块和下层加热块为相同材质的构成、为不同材质的构成中的任何构成。

加热块形成如下结构：反应容器以贯通上层加热块而与下层加热块接触的方式得以保持。因而，通常上层加热块的厚度设计为0.5～1cm的范围，优选设计为0.6～0.8cm的范围。下层加热块的厚度只要为在与上层加热块组合时能够容纳反应容器的范围，就没有特别的限定。优选地，由上层加热块与下层加热块这2层构成的加热块优选为能够基本到达反应容器的上端(例如为反应容器总高度的70％以上、优选为80％以上、更优选为85％以上)地将其容纳于槽内的结构。