[发明专利]用于核酸扩增反应的微芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于核酸扩增反应的微芯片及其制造方法，更具体地，涉及用于其中反应所需的多个试剂以规定顺序被层压并且被固定在被配置为用作核酸扩增反应的反应场所的井中的核酸扩增反应的微芯片等。

背景技术

近年来，通过在半导体工业中应用微细加工技术，已发展了在由硅或玻璃制成的基底上形成的用于执行化学和生物分析的具有井和流道的微芯片（例如，参见专利文献1）。在实际医药领域中，这些微芯片已开始被用于（例如）液相色谱的电化学探测器或小型电化学传感器。

使用微芯片的这种分析系统被称为μ-TAS（微全分析系统，micro-Total-Analysis System）、实验室芯片、生物芯片等，并且作为能使化学和生物分析加速、提高效率并且整合，或者减小分析装备的尺寸的技术而引起了关注。

由于μ-TAS能分析少量的样本并且微芯片会是抛弃性的（一次使用），所以期望将其应用于具体处理痕量的珍贵样本或许多测试体的生物分析。

μ-TAS的应用的实例是光电检测器，其将物质引入进微芯片中所设置的多个区域中并且对该物质或其反应产物进行光学检测。光电检测器的实例是在微芯片的井中进行核酸扩增反应并且对被扩增的核酸链进行光学检测或量化的核酸扩增装置（例如，实时PCR装置）。

通常，微芯片型核酸扩增装置采用通过预先混合核酸扩增反应和模板DNA（目标核酸链）所需的所有试剂并且将混合液引入进微芯片中所设置的多个井中以进行反应的方法。因此，困难的是将所需的所有试剂和目标核酸链预先混合。另外，在混合液被引入井中之前需花费一定的时间段，因此存在的问题是在该时间段期间在混合液中进行了反应。一旦在混合液向井中的进入完成之前进行反应，则不能严格地控制反应时间，这会是降低被扩增的核酸链的确定精度的因素。

通常，PCR方法采用被称为热启动的方法以严格控制反应时间。热启动方法是避免低聚核苷酸引物的误退火造成的非特定扩增反应并且提供想要的被扩增的产物的方法。在PCR方法中，热启动方法通过将包括除了酶以外的试剂（通常，来自于耐热菌的DNA聚合酶）和目标核酸链的混合液加热至低聚核苷酸引物的变性温度、仅在达到变性温度之后添加酶、然后执行通常温度循环来实现。

关于本发明，专利文献2公开了在流道中包括核酸扩增反应所需的低聚核苷酸引物、基质、酶以及固态的其他试剂的微流芯片。在微流芯片中，处于液态的反应所需的其余反应物被送至流道，液态的试剂与固态的试剂接触，并且处于固态的试剂被溶解以开始反应。在专利文献2中，并未描述低聚核苷酸引物、基质、酶以及其他试剂被层压并被固定在流道中。

专利文献1：日本专利申请公开第2004-219199号

专利文献2：日本专利申请公开第2007-43998号

发明内容

如上所述，在传统微芯片型核酸扩增装置中，由于试剂等被预先混合并且被引入进井中，所以困难的是其存在下面的问题。反应时间无法严格控制，因此分析的精度降低。

因此，本发明的主要目的是提供允许通过简单方法进行高精度分析的用于核酸扩增反应的微芯片。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于核酸扩增反应的微芯片，包括：入口，液体通过该入口从外部进入；多个井，被配置为用作核酸扩增反应的反应场所；以及流道，从入口进入的液体通过该流道被供给到各个井，其中，反应所需的多个试剂以规定顺序被层压并被固定在各个井中。

在用于核酸扩增反应的微芯片中，低聚核苷酸引物的固定层可被层压在酶的固定层上面，或者，以相反的方式，酶的固定层可被层压在低聚核苷酸引物的固定层的上面。在所述酶的固定层与所述低聚核苷酸引物的固定层之间可层压反应缓冲液溶质的固定层。

而且，本发明提供了一种制造用于核酸扩增反应的微芯片的方法，包括：第一步骤，在基底层上形成的、被配置为用作核酸扩增反应的反应场所的多个井中的每一个中以规定顺序层压并固定反应所需的多个试剂。

制造用于核酸扩增反应的微芯片的方法还包括：第二步骤，活化并粘合被层压并固定有试剂的基底层的表面，其中，第一步骤包括在各个井中滴入并干燥酶溶液、之后滴入并干燥低聚核苷酸引物溶液的处理。

在制造用于核酸扩增反应的微芯片的方法中，第一步骤优选包括在各个井中滴入并干燥酶溶液之后并且在滴入低聚核苷酸引物溶液之前，滴入并干燥反应缓冲液溶质溶液的处理。

另外，在用于核酸扩增反应的微芯片的方法中，第二步骤可包括通过氧等离子处理或真空紫外光处理来活化基底层的表面的处理。