JP6037445B2 - Fluorescence measuring apparatus and fluorescence measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光測定装置およびこれを用い、特にPCRに適した蛍光測定方法に関するものである。 The present invention relates to a fluorescence measuring apparatus and a fluorescence measuring method using the same and particularly suitable for PCR.
PCR(Polymerase Chain Reaction)法は、ごく微量のDNAから目的とするDNA領域を短時間で増殖する方法として知られている。その原理は、2本鎖DNA上の2つの既知配列を利用して、互いの合成方向が向かい合うような2つのプライマーDNAを設計する。これらのプライマーに挟まれた領域のDNAが合成されると、それが次のサイクルでは鋳型になる。このような反応を繰り返すことで、DNA鎖を幾何級数的に増幅することができる。 The PCR (Polymerase Chain Reaction) method is known as a method for proliferating a target DNA region in a short time from a very small amount of DNA. The principle uses two known sequences on double-stranded DNA to design two primer DNAs that face each other in the synthesis direction. When the DNA in the region sandwiched between these primers is synthesized, it becomes a template in the next cycle. By repeating such a reaction, the DNA strand can be amplified geometrically.
このようなPCR法を用いることで、血清中のウィルス診断を行うことが可能である。例えば、HBV(B型肝炎ウィルス)の検査では血清の中にどれくらいのHBVが存在するかの濃度を測定することができる。この場合、1mlの血清の中で、ウィルスのコピー数が102〜106の間での感度が特に重要であり、それ以上の場合は相当に重篤な状態といえる。これを測定するためには、HBVのウィルスのDNAに蛍光のついたプライマーを付けて、PCR法によってDNAを増幅して蛍光の増減を測定する方法が用いられる。 By using such a PCR method, virus diagnosis in serum can be performed. For example, in testing for HBV (hepatitis B virus), the concentration of how much HBV is present in the serum can be measured. In this case, the sensitivity at a virus copy number of 10 2 to 10 6 in 1 ml of serum is particularly important. In order to measure this, a method is used in which a fluorescent primer is attached to the DNA of HBV virus, and the increase or decrease in fluorescence is measured by amplifying the DNA by the PCR method.
まず、血清からウィルスを溶解および抽出し、その中からHVBのDNAを取り出す。次に、HBV中の特定のDNAを増幅する。このためにはHBV−DNAに合うプライマー設計をしてHBV−DNAを増幅する。特にHBV−DNAの濃度が薄い場合にはこれを増やさないと計測することができない。この時にプライマーに特定の蛍光を付与して、この蛍光がHBV−DNAの増加と共に“比例して増加、又は減衰”することにより、HBV−DNAの濃度計測が可能となる。HBV−DNAの増加はPCR法によるが、理論的には1回で2倍になる。HBV−DNAに適当なプライマーを設計すると、亜型であるA〜Hのどの型があっても、PCRを40回ほど行えば蛍光増幅又は減衰するのでHBV−DNAを検出できる。 First, the virus is lysed and extracted from the serum, and the HVB DNA is taken out therefrom. Next, specific DNA in HBV is amplified. For this purpose, primers suitable for HBV-DNA are designed to amplify HBV-DNA. In particular, when the concentration of HBV-DNA is low, it cannot be measured unless it is increased. At this time, a specific fluorescence is imparted to the primer, and this fluorescence is “proportionally increased or attenuated” with an increase in HBV-DNA, whereby the concentration of HBV-DNA can be measured. The increase in HBV-DNA depends on the PCR method, but theoretically doubles at one time. When an appropriate primer is designed for HBV-DNA, any type of subtypes A to H can detect HBV-DNA because it is amplified or attenuated after about 40 PCRs.
例えば、40回のPCRを行うとHBV−DNAは、初期に比べて240倍となり、これは1012倍(一兆倍)と略同等である。すなわち、PCRを40回行うことは元のHBV−DNAを一兆倍に増やすことになる。したがって、PCRを40回行えば、100コピー数/mlの希薄な核酸であっても、コピー数は100×1012/mlになるので、プライマーに蛍光を付与することにより、蛍光増減を検出することが可能となる。たとえば、プライマーに付与する蛍光としては、N,N´―ビス−3−アミノプロピル−2、7−ジアミノー1、8−ナフチリジンいわゆるDANPなどを用いることができる。
For example, performing the HBV-
なお、PCR装置は、3ステップ法では、53〜56℃で一本鎖のDNA(=核酸)にプライマーを付与して、60〜70℃でこれを増幅し、95℃で二本鎖から一本鎖に分解し、これを繰り返す。2ステップ法ではプライマー付与と増幅を同一温度(60〜65℃)で行うので、3ステップ法より短時間で行える。 In the three-step method, the PCR apparatus applies a primer to single-stranded DNA (= nucleic acid) at 53 to 56 ° C., amplifies it at 60 to 70 ° C., and at 95 ° C. Decompose into main chains and repeat this. In the two-step method, primer application and amplification are performed at the same temperature (60 to 65 ° C.), so that it can be performed in a shorter time than the three-step method.
このような蛍光標識を用いたリアルタイムPCR法としては、インターレーション法やハイブリダイゼーション法、ヘアピンプライマーPCR法がある。ハイブリダイゼーション法の方がインターカレション法よりも非特異的増幅の確率が低く、目的とする遺伝子鎖の増幅効率が高くなることが知られている。 As a real-time PCR method using such a fluorescent label, there are an interaction method, a hybridization method, and a hairpin primer PCR method. It is known that the hybridization method has a lower probability of non-specific amplification than the intercalation method, and the amplification efficiency of the target gene chain is higher.
図6は、ヘアピンプライマーPCR法の概念図である。この方法では、図6(a)に示すように、プライマーの末端にヘアピン構造を形成するDNA配列を付加したヘアピンプライマー103が用いられる。ヘアピン領域には低分子が特異的に結合するシトシンバルジ領域が導入されている。また、PCR前には、シトシンバルジに結合すると蛍光を発する低分子化合物が結合されている。
FIG. 6 is a conceptual diagram of the hairpin primer PCR method. In this method, as shown in FIG. 6A, a
図6(b)に示すように、ポリメラーゼ107によるDNA鎖の合成が進行し、PCRによりヘアピンプライマー103のヘアピン構造が開かれると、シトシンバルジ構造が消失する。このため蛍光色素105が遊離する。したがって、蛍光強度が低下する。すなわち、反応系の蛍光強度の減少を検出することで、PCRの進行を把握することができる。
As shown in FIG. 6B, when the synthesis of the DNA strand by the
図7は、このようなリアルタイムPCRによって、蛍光を測定するためのウェル近傍を示す概略図である。まず、ウェル109内に前述した各種の構成を含む反応溶液113が入れられる。この状態で、上方より照射・受光部111より光を照射する(図中矢印E方向)。照射・受光部111は、例えば光ファイバであり、図示を省略した光源および蛍光測定器に接続されている。 FIG. 7 is a schematic view showing the vicinity of a well for measuring fluorescence by such real-time PCR. First, the reaction solution 113 including the various components described above is placed in the well 109. In this state, light is irradiated from above by the irradiation / light receiving unit 111 (in the direction of arrow E in the figure). The irradiation / light receiving unit 111 is, for example, an optical fiber, and is connected to a light source and a fluorescence measuring device (not shown).
光が照射された反応溶液113からは、PCRの進行に応じた蛍光が発生(消失)する。反応溶液113から発生する蛍光の一部は、照射・受光部111で受光されて、蛍光が測定される。 From the reaction solution 113 irradiated with light, fluorescence corresponding to the progress of PCR is generated (disappears). A part of the fluorescence generated from the reaction solution 113 is received by the irradiation / light receiving unit 111, and the fluorescence is measured.
特許文献1には、励起光を発生させるランプ14から、光分波器5を介して励起光を光ファイバに導き、可動ミラー32と光学レンズ22、24を介してマイクロ流路構造体2における流路3に近接配置した蛍光物質7に励起光を受光させて蛍光を発生させ、蛍光物質が発生した蛍光を可動ミラー32で反射させ、光分波器5を介して、光検出部8に導き、蛍光強度を測定する測定装置において、光源及び光検出部と発光体との間の光路を切り変える光スイッチを有する蛍光測定装置が開示されている。そして、可動ミラー32がベース部材11の光路形成部の真上に配置されることが記載されている。
In
特許文献2には、励起光源から出射された励起光が、ダイクロイックミラーを経て、超薄基板上に存在する蛍光体標識されたアレイのスポットの上へ、斜め上方に配置されたミラーにより、斜め上方より、角度θで配置されたミラー116を通過する。放出された蛍光はレンズ127によって集められ、フィルター128を通り、そこから、コンピュータ制御132されたCCDカメラの開口部126を通る蛍光測定装置が開示されている。 In Patent Document 2, excitation light emitted from an excitation light source passes through a dichroic mirror, and is obliquely reflected by a mirror disposed obliquely upward onto a spot of a fluorescently labeled array existing on an ultrathin substrate. From above, it passes through the mirror 116 arranged at an angle θ. The emitted fluorescence is collected by a lens 127, passed through a filter 128, and from there through a computer controlled 132 CCD camera aperture 126 is disclosed.
特許文献3には、試料プレート10が試料プレート10の下方に配置された加熱冷却用ブロック3に密に接するように構成され、試料プレート10の斜め上方から、励起光をビームスプリッター6、ビーム方向変更ミラー7、フレネルレンズ8を通過させ、試料プレート10に照射して、試料プレート10から発生する蛍光をビーム方向変更ミラー7、ビームスプリッター6、放射フィルター11、レンズ6を通過させて、試料プレートの斜め上方に設けたCCDカメラ13に入射させる蛍光測定が記載されている。
In
このような蛍光測定を行う装置は種々開発されており、たとえば、特許文献1は、光ファイバからの励起光をマイクロ流路構造体の蛍光物質に向けて照射させ、蛍光物質からの蛍光を光ファイバに向けて反射させる時に、ベース部材の上の可動ミラーを切り替えて使用する光スイッチを有する蛍光測定装置である。この場合には、光スイッチはマイクロ流路構造体の側部または上部に配置される。
Various apparatuses for performing such fluorescence measurement have been developed. For example,
特許文献2には、励起光源から出射された励起光が、ダイクロイックミラーなどの光学系を経て、超薄基板上の蛍光体標識されたアレイのスポットへ、斜め上方より照射され、逆にアレイのスポットから放出された蛍光はレンズ、フィルターを通り、そこから、超薄基板上に配置されたCCDカメラの開口部を通る測定装置である。 In Patent Document 2, the excitation light emitted from the excitation light source is irradiated from an obliquely upper side to the spot of the fluorescently labeled array on the ultrathin substrate through an optical system such as a dichroic mirror, and conversely The fluorescence emitted from the spot passes through a lens and a filter, and from there, passes through an opening of a CCD camera disposed on an ultrathin substrate.
特許文献3には、試料プレートが試料プレートの下側に配置された加熱冷却用ブロックに密に接するように構成され、励起光を試料プレートの斜め上方から、種々の光学部品を介して試料プレートに照射し、試料プレートから発生する蛍光を、試料プレートの斜め上方に設けたCCDカメラに入射させる蛍光測定装置である。
In
以上のように、いずれの特許文献の場合でも、励起光を試料プレートやマイクロアレイの上方から照射し、試料プレート上のウェルやアレイから発生する蛍光を、試料プレートやアレイの上方で受光するものである。これは、図示の有無に関わらず、通常試料プレートの下側に加熱冷却用ブロックや、たとえば、ペルチェ素子やファンなどの加熱冷却部品が配置されるからである。 As described above, in any patent document, excitation light is irradiated from above the sample plate or microarray, and fluorescence generated from the well or array on the sample plate is received above the sample plate or array. is there. This is because a heating / cooling block, or a heating / cooling component such as a Peltier element or a fan, for example, is usually disposed below the sample plate, regardless of whether or not shown.
図8は、従来の一般的に用いられる蛍光測定器の概略図である。蛍光測定器の上部には、例えばアルミニウムブロックからなるウェル保持部119に配置された複数のウェル109が用いられる。ウェル保持部119の下部には、ペルチェ加熱部115が設けられる。ペルチェ加熱部115によって、ウェル109内の反応溶液を昇温することができる。さらに、ペルチェ加熱部115の下部には、冷却部117が設けられる。冷却部117は、例えば冷却ファンが内蔵されており、ペルチェ加熱部115を介して、ウェル109内の反応溶液を降温することができる。
FIG. 8 is a schematic view of a conventional fluorescence measuring apparatus generally used. A plurality of wells 109 arranged in a well holding part 119 made of, for example, an aluminum block are used in the upper part of the fluorescence measuring instrument. A Peltier
しかし、従来の測定法では、図8に示すようにペルチェ加熱部115のペルチェ素子に孔を空けると、ペルチェ素子が破損することから、ペルチェ加熱部に孔を設けることが困難である。また、冷却部117ではファンが回転するため、冷却部117までウェル109を挿入することができない。このため、ウェル109の下方に光源や測定器を配置することはできなかった。
However, in the conventional measurement method, as shown in FIG. 8, if a hole is formed in the Peltier element of the
このように、従来の測定法では、ウェル上部からレーザ光を照射し、ウェル上部から蛍光を計測していたために、装置上部にスペースを広く取る必要が有り計測部が大きくなっていた。また、光ファイバを使用した測定装置では、光ファイバに取り込む蛍光強度が不足するために、多くの場合には集光のためのレンズ系を使用する必要があり、さらには、ウェル内で発生した蛍光がウェル上部の空間全体に均等に広がるため、レンズ内に集光できない蛍光が多く存在し、蛍光強度が低下する問題がある。 As described above, in the conventional measurement method, since the laser beam is irradiated from the upper part of the well and the fluorescence is measured from the upper part of the well, it is necessary to take a large space in the upper part of the apparatus, and the measurement unit is large. In addition, in a measuring apparatus using an optical fiber, since the fluorescence intensity taken into the optical fiber is insufficient, in many cases, it is necessary to use a lens system for condensing light. Since the fluorescence spreads evenly over the entire space above the well, there is a large amount of fluorescence that cannot be collected in the lens, and there is a problem that the fluorescence intensity decreases.
また、ウェルの上方に種々の光学部品を配置する測定装置の場合は、部品点数が多く、構造が複雑になるだけでなく、ウェルから直接蛍光を取り込むことができないため、蛍光を光学系に取り込む際に、蛍光強度が低下する問題があった。 In addition, in the case of a measuring apparatus in which various optical components are arranged above a well, the number of components is large, the structure is complicated, and fluorescence cannot be directly captured from the well, so that fluorescence is captured in the optical system. However, there is a problem that the fluorescence intensity is lowered.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、コンパクトで簡単な構造であると同時に、蛍光の集光効率が高く測定時間も短い蛍光測定装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fluorescence measuring apparatus and the like that have a compact and simple structure and at the same time have high fluorescence collection efficiency and a short measurement time.
前述した目的を達するために第1の発明は、蛍光測定装置であって、反応溶液を保持する複数のウェルと、前記ウェルの上部に設けられる蓋と、前記ウェルとは別体で設けられ、前記ウェルを並列させて保持する受熱ブロックとしての保持部と、前記ウェルの下方にそれぞれの前記ウェルに直接接続される複数の導波路と、前記保持部と接触し、反応溶液の温度調整が可能な温調器と、前記導波路を介して前記ウェル内の反応溶液に励起光を照射する光源と、前記ウェル内で発生する蛍光を測定する蛍光測定器と、を具備し、前記保持部には、前記ウェルの底面を露出させて保持するように貫通孔を設け、前記導波路の下方から前記光源により励起光を前記導波路に入射させ、前記導波路を介して前記ウェルの底面から前記ウェル内の反応溶液に励起光を照射し、前記ウェル内で発生する蛍光を、前記ウェルの底面から前記励起光を入射させた導波路と同一の導波路に入射させ、前記蛍光を、前記導波路を介して、前記導波路の下方で前記蛍光測定器により、測定可能な構造を有することを特徴とする蛍光測定装置である。 In order to achieve the above-mentioned object, the first invention is a fluorescence measuring apparatus, which is provided separately from a plurality of wells for holding a reaction solution, a lid provided on the top of the well, and the well. The temperature of the reaction solution can be adjusted by contacting the holding unit as a heat receiving block that holds the wells in parallel, a plurality of waveguides directly connected to the wells below the well, and the holding unit. A temperature controller, a light source that irradiates the reaction solution in the well via the waveguide with excitation light, and a fluorescence measuring instrument that measures fluorescence generated in the well, and the holding unit includes Provides a through-hole so as to expose and hold the bottom surface of the well, and allows excitation light to enter the waveguide from the lower side of the waveguide by the light source, and from the bottom surface of the well through the waveguide. Reaction solution in well Irradiating the excitation light to the well, the fluorescence generated in the well is made incident on the same waveguide as the waveguide in which the excitation light is incident from the bottom of the well, and the fluorescence is passed through the waveguide, A fluorescence measuring apparatus having a structure that can be measured by the fluorescence measuring instrument below the waveguide.
ここで、前記保持部は、前記保持部に設けた貫通孔に導波路の端部を挿入して、前記ウェルおよび前記導波路を並列させて保持することができる。 Here, the holding portion can hold the well and the waveguide in parallel by inserting an end portion of the waveguide into a through hole provided in the holding portion.
前記温調器は、ペルチェ素子とファンにより構成され、前記保持部の側部に接触して設けられる。さらに、前記導波路の上部の直径は、ウェルの底面の寸法と略同一であり、前記導波路は、前記ウェルの底面に対して押し付けられることで、前記ウェルの底面に前記導波路が密着する。 The temperature controller includes a Peltier element and a fan, and is provided in contact with a side portion of the holding portion. Furthermore, the diameter of the upper part of the waveguide is substantially the same as the size of the bottom surface of the well, and the waveguide is pressed against the bottom surface of the well, so that the waveguide is in close contact with the bottom surface of the well. .
このような構造にすることで、ウェル底面からの蛍光を、ウェル底面直下に各ウェル位置に対応して配置した導波路に送る際の漏光やウェル底面からの光の拡散を少なくすることができる。また、必要に応じて、透明で光透過性の優れるマッチングオイルなどを極薄く導波路の上端面に塗布することも可能であるが、ウェル底面と導波路が密着するため、マッチングオイルは使用しなくても良い。 By adopting such a structure, it is possible to reduce light leakage and diffusion of light from the well bottom surface when fluorescent light from the well bottom surface is sent to the waveguides disposed immediately below the well bottom surface corresponding to each well position. . If necessary, a matching oil that is transparent and has excellent light transmittance can be applied to the top surface of the waveguide very thinly, but the matching oil is used because the bottom of the well and the waveguide are in close contact. It is not necessary.
前記導波路は、上下に略同一径であってもよく、前記導波路は、下方が僅かに縮径するようにテーパ形状を有するか、あるいは前記ウェルと接続される端面と反対側の端面にレンズ加工されていてもよい。導波路がテーパ形状を有していることにより、蛍光測定器の開口径と一致させることで、蛍光測定器に蛍光を取り込みやすくなる。また、ウェルと接続される端面と反対側の端面にレンズ加工することで、蛍光測定器の蛍光取り込み部に焦点を略一致させることができ、導波路の出射側の蛍光の取り出し効率を向上させることができる。 The waveguide may have substantially the same diameter in the upper and lower sides, and the waveguide has a tapered shape so that the diameter is slightly reduced in the lower part, or on the end surface opposite to the end surface connected to the well. The lens may be processed. Since the waveguide has a tapered shape, it becomes easy to capture fluorescence into the fluorescence measuring device by making it coincide with the aperture diameter of the fluorescence measuring device. Further, by processing the lens on the end surface opposite to the end surface connected to the well, the focal point can be made substantially coincident with the fluorescence capturing portion of the fluorescence measuring instrument, and the fluorescence extraction efficiency on the emission side of the waveguide is improved. be able to.
前記蓋には反射膜が形成されることが望ましい。前記導波路の外周面には反射膜が形成されてもよい。前記導波路の外周面または前記蓋の少なくともいずれかには反射膜が形成されることで、ウェルの蓋や導波路の外周面からの漏光を防止できる。また、前記蓋の内側にゴム製の台座を設け、前記蓋をウェルに押圧することで、蓋をウェルに密着させ、反応溶液の漏れを確実に防止できる。 A reflective film is preferably formed on the lid. A reflective film may be formed on the outer peripheral surface of the waveguide. By forming a reflective film on at least one of the outer peripheral surface of the waveguide and the lid, light leakage from the lid of the well and the outer peripheral surface of the waveguide can be prevented. In addition, by providing a rubber pedestal inside the lid and pressing the lid against the well, the lid can be brought into close contact with the well, and leakage of the reaction solution can be reliably prevented.
前記光源および前記蛍光測定器は、前記ウェルおよび前記導波路の配置に対応して移動可能であることを特徴とする蛍光測定装置である。蛍光測定器を移動することで、多数のウェルの測定が可能になる。前記蛍光測定装置が前記温調器の温度調節機能を利用してPCR用の蛍光測定に用いられる。 The fluorescence measuring apparatus is characterized in that the light source and the fluorescence measuring instrument are movable in accordance with the arrangement of the well and the waveguide. By moving the fluorescence measuring instrument, it is possible to measure a large number of wells. The fluorescence measurement device is used for fluorescence measurement for PCR using the temperature adjustment function of the temperature controller.
第1の発明によれば、ウェルを保持する保持部が温調器と接合され、前記保持部は受熱ブロックとしての役割を果たすため、熱変性による分離、一本鎖DNAへのプライマーの結合、DNA合成による増幅および蛍光の測定を連続して行うことができる。また、蛍光測定器が、複数並列されたウェルおよび導波路の下方を移動可能であるため、一台の蛍光測定器によって複数のウェルの蛍光測定が可能である。 According to the first invention, the holding part for holding the well is joined to the temperature controller, and the holding part serves as a heat receiving block. Therefore, separation by thermal denaturation, binding of a primer to single-stranded DNA, Amplification by DNA synthesis and measurement of fluorescence can be performed continuously. In addition, since the fluorescence measuring instrument can move below a plurality of wells and waveguides arranged in parallel, a single fluorescence measuring instrument can measure fluorescence of a plurality of wells.
また、受熱ブロックである保持部の底部にウェルの底面を露出させて保持するように貫通孔を設けることで、前記貫通孔を通じて導波路をウェルに直接接続させることが可能になり、ウェルの下方から導波路を介して励起光を照射し、発生した蛍光を下方で検出するため、装置がコンパクトである。ウェルの交換作業時に励起光の光源や蛍光測定装置が交換作業の妨げになることがない。1回の測定が比較的短時間で行なうことができるため、光源と測定装置を高速で移動すれば、複数のウェルの蛍光測定を比較的短時間で行なうことができる。 In addition, by providing a through hole so that the bottom surface of the well is exposed and held at the bottom of the holding unit that is a heat receiving block, the waveguide can be directly connected to the well through the through hole. Since the excitation light is irradiated through the waveguide and the generated fluorescence is detected below, the apparatus is compact. When exchanging the well, the light source of excitation light and the fluorescence measuring device do not interfere with the exchanging operation. Since one measurement can be performed in a relatively short time, the fluorescence measurement of a plurality of wells can be performed in a relatively short time by moving the light source and the measuring device at a high speed.
また、ウェルには蓋が設けられるため、DNAの増幅のための昇温時に、反応溶液が蒸発して飛散することを防止することができる。また、ウェルの蓋を加熱する必要がある。この理由は、ウェルの蓋を加熱しないと、PCR時などのウェル過熱時にウェルとウェルの蓋に温度差が生じて、ウェル内での反応が均一に進行しない可能性があるからである。ここで、ウェルの蓋には、耐熱性樹脂を使用することが望ましく、耐熱性が優れるテフロン(登録商標)などが使用できる。PCRの加熱時の温度履歴に伴う圧力の増加に対しても、蓋が外れないような構造とする必要がある。 In addition, since the well is provided with a lid, the reaction solution can be prevented from evaporating and scattering at the time of temperature rise for DNA amplification. It is also necessary to heat the well lid. This is because if the well lid is not heated, a temperature difference occurs between the well and the well lid when the well is heated, such as during PCR, and the reaction in the well may not proceed uniformly. Here, it is desirable to use a heat resistant resin for the lid of the well, and Teflon (registered trademark) having excellent heat resistance can be used. It is necessary to have a structure that prevents the lid from being removed even when the pressure increases with the temperature history during PCR heating.
たとえば、そのための機構としては、回転軸に垂直に設けたアームの一端を回転軸に固定し、蓋を回転軸とは反対のアームの他端部に固定し、この蓋を取付けたアームの回転軸をモータ駆動により、180°回転させることにより、反転してウェルにかぶせる開閉する機構や、蓋の外周部の側面に嵌合用の凹凸を形成して、さらにこれと嵌合する蓋固定枠を設けて蓋を圧入して取り付ける機構、さらに、中空形状の金属管を利用して、管内部を真空または負圧にするよう減圧し、蓋をウェル直上に移動しウェルに蓋をかぶせた後、金属管の先端で蓋を押圧する機構などが考えられる。 For example, as a mechanism for this, one end of an arm provided perpendicular to the rotation axis is fixed to the rotation axis, a lid is fixed to the other end of the arm opposite to the rotation axis, and the rotation of the arm to which this lid is attached is performed. By rotating the shaft 180 ° by driving the motor, a mechanism that opens and closes by reversing and forming a fitting unevenness on the side surface of the outer peripheral part of the lid, and a lid fixing frame that fits this A mechanism for installing and attaching the lid by press fitting, and further using a hollow metal tube, reducing the pressure inside the tube to vacuum or negative pressure, moving the lid directly above the well and covering the well with the lid, A mechanism for pressing the lid with the tip of the metal tube is conceivable.
このようにすることで、ウェルと蓋を強固に固定することができ、測定中の反応溶液の漏れを防止することができる。ここで、アームとモータを用いる方法では、蓋をかぶせた後もモータの駆動力を押圧力として加えることで、反応溶液の漏れをより確実に防止することができる。 By doing in this way, a well and a lid | cover can be fixed firmly and the leakage of the reaction solution during a measurement can be prevented. Here, in the method using an arm and a motor, leakage of the reaction solution can be more reliably prevented by applying the driving force of the motor as a pressing force even after the cover is put on.
また、蓋をかぶせる装置には、ゴム製の台座を設けて、台座を介してウェルを押圧することで、蓋に対する押圧力を均等にしてウェルと蓋の密着性を改善することができる。 Further, the device for covering the lid is provided with a rubber pedestal, and the well is pressed through the pedestal so that the pressing force against the lid can be made uniform and the adhesion between the well and the lid can be improved.
また、導波路が、ウェルの底面に押し付けられるため、導波路とウェルの境界部における光の反射や拡散による漏れを抑制することができる。 Further, since the waveguide is pressed against the bottom surface of the well, leakage due to light reflection and diffusion at the boundary between the waveguide and the well can be suppressed.
また、蓋に反射膜を設けることで、反応溶液で発生した蛍光が、蓋を透過して外部に漏れ、または、蓋に蛍光が吸収されることを抑制することができる。また、導波路の外周面に反射膜を形成することで、導波路の途中で光が漏れることを抑制することができる。 In addition, by providing a reflective film on the lid, it is possible to suppress the fluorescence generated in the reaction solution from leaking to the outside through the lid or being absorbed by the lid. Further, by forming a reflective film on the outer peripheral surface of the waveguide, it is possible to prevent light from leaking in the middle of the waveguide.
本発明では、励起光源は、少なくとも1個あればよいことから、導波路の外周に反射膜を設けなくとも、蛍光強度測定時に隣接する導波路間の漏光による影響を受けることがない。 In the present invention, since at least one excitation light source is sufficient, even if a reflection film is not provided on the outer periphery of the waveguide, it is not affected by light leakage between adjacent waveguides when measuring fluorescence intensity.
なお、導波路の外径が上下方向でほぼ一定であれば、光の漏れを抑制可能であるとともに、製造も容易である。また、導波路の下方が縮径するようなテーパ形状とすれば、ウェルの容積を大きくし、測定部を小さくすることができる。 If the outer diameter of the waveguide is substantially constant in the vertical direction, light leakage can be suppressed and manufacturing is easy. Further, if the tapered shape is formed so that the diameter of the lower portion of the waveguide is reduced, the volume of the well can be increased and the measurement unit can be reduced.
第2の発明は第1の発明に係る蛍光測定装置を用い、前記ウェルに反応溶液を注入し、前記ウェルの上部を前記蓋で密封した状態で、前記導波路は、前記ウェルの底面に対して押し付けて密着させることで、前記ウェルの底面に前記導波路を直接接続して、前記ウェル内で発生する蛍光を測定することを特徴とする蛍光測定方法である。 A second invention uses the fluorescence measuring apparatus according to the first invention, injects a reaction solution into the well, and seals the upper part of the well with the lid, and the waveguide is connected to the bottom surface of the well. In this fluorescence measurement method, the waveguide is directly connected to the bottom surface of the well by being pressed and adhered, and the fluorescence generated in the well is measured.
前記光源および前記蛍光測定器は、前記ウェルおよび前記導波路の配置に対応して移動させて測定することができる。また、前記ウェル内で発生した蛍光を、前記蛍光測定器によって測定した後、前記ウェルのみを交換することで、新たな測定を繰り返すことができる。 The light source and the fluorescence measuring instrument can be moved and measured in accordance with the arrangement of the well and the waveguide. In addition, after the fluorescence generated in the well is measured by the fluorescence measuring device, a new measurement can be repeated by replacing only the well.
さらに、前記温調器によって前記反応溶液の温度を調整することで、反応溶液中でDNAの熱変性による分離、一本鎖DNAへのプライマーの結合、およびDNAの合成による増幅を行い、上記工程を複数回繰り返した後、前記光源と前記蛍光測定器を前記導波路の下部で相対移動させながら、前記ウェル内で発生した蛍光を、前記蛍光測定器によって測定することができる。 Furthermore, by adjusting the temperature of the reaction solution with the temperature controller, separation by thermal denaturation of DNA in the reaction solution, binding of a primer to single-stranded DNA, and amplification by DNA synthesis are performed, Is repeated a plurality of times, and the fluorescence generated in the well can be measured by the fluorescence measuring instrument while the light source and the fluorescence measuring instrument are relatively moved below the waveguide.
第2の発明によれば、コンパクトな測定装置を用いて、蛍光測定器を移動させることで、短時間で多数のウェルの蛍光測定が可能となる。また、ウェルを交換するだけで、新たに測定を繰り返すことができることから、蛍光測定を利用したリアルタイム蛍光測定を行なうことができ、リアルタイムでのPCRに適用できる測定方法を提供できる。 According to the second invention, it is possible to measure the fluorescence of a large number of wells in a short time by moving the fluorescence measuring instrument using a compact measuring apparatus. In addition, since the measurement can be newly repeated simply by exchanging the wells, real-time fluorescence measurement using fluorescence measurement can be performed, and a measurement method applicable to real-time PCR can be provided.
本発明によれば、コンパクトであると同時に、測定時間も短い蛍光測定装置等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fluorescence measuring apparatus that is compact and has a short measurement time.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、蛍光測定装置1を示す分解斜視図である。蛍光測定装置1は主に、温調器3、ウェル保持部5、ウェル7、導波路11、蛍光測定器および光源等から構成される。なお、簡単のため、図1においては、蛍光測定器および光源等は図示を省略し、詳細は後述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the
ウェル保持部5には、複数の孔13が併設される。それぞれの孔13には、ウェル7が挿入される。なお、図示した例では、複数のウェル7が一体で形成されているが、ウェル7は、個々に分割されていてもよい。また、ウェル7の配置数は、図示した例には限られず、通常は縦横に複数配列させることが多い。ウェル7は、例えば樹脂製であり、ポリスチレン、ポリカーボネイト、アクリル樹脂等を用いることができる。上記以外でも耐熱性と光透過性を有する樹脂であれば、その他の樹脂を用いることもできる。
The well holding unit 5 is provided with a plurality of
それぞれのウェル7には、蓋9が被せられる。蓋9は、ウェル7内の反応溶液が、熱によって蒸発して飛散することを防止する。また、蓋9によって室内にウィルス等が拡散することを防止することができる。なお、図示した例では、複数の蓋9が一体で形成されているが、ウェル7と同様に、蓋9は個々に分割されていてもよい。また、詳細は後述するが、蓋9の内面には、金属などの反射膜が形成されていることが望ましい。反射膜は、ウェル7内の光が、ウェル7の上端から漏れだすことを防止するものである。反射膜としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ニオブなどの物質を蒸着などによって形成すればよく、また、反射膜成分を塗布してもよい。
Each well 7 is covered with a
ウェル保持部5は、温調器3の側方に温調器と接触するように接合され、温度調節を行なう際の受熱ブロックとして用いることができる。温調器3としては、ペルチェ加熱器と冷却器(冷却ファン)によって温度調節が行われるが、ヒータブロックや抵抗加熱などのヒータなど用いることもできる。温調器3によって温度を調整することで、受熱ブロックであるウェル保持部5を介して、ウェル7およびウェル7内の反応溶液の温度を調整することができる。したがって、ウェル保持部5は熱伝導率の良好な剛性の高い材質が望ましく金属製であることが望ましい。この際、より温度調節の時間を短縮するためには、前述のように、蓋9の上方にも簡易な加熱装置を設けることができる。このようにすることで、ウェル7側部に設けた温調器と蓋の上方に設けた加熱装置により、2方向から加熱できるためより短時間で高精度の温度調整が可能になる。
The well holding part 5 is joined to the side of the
ウェル保持部5のそれぞれの孔13には、下方から導波路11が挿入される。導波路11は、ほぼ円柱状の形状である。なお、導波路11は下方から上方に押し付けられる。すなわち、導波路11はウェル7の底面に押し付けられて用いられる。導波路11は、全体がほぼ均一な材質で構成され、材質としては、ガラスを用いることができる。ガラス材としては、不純物の少ないシリカ系ガラスが好ましい。さらには、導波路11内部での反射特性を向上させるためには、前記シリカ系ガラスの外周にフッ素をドープしたガラス、あるいは前記シリカ系ガラスの中心にゲルマニウムをドープしたガラスを用いることができる。このように、シリカ系ガラスに不純物をドープすることで、ガラスの中心部の屈折率を、外周部より高くすることで、導波路11からの励起光や蛍光の漏れを少なくでき、蛍光の測定感度がさらに向上することになる。ここで、導波路11の材料としては、耐熱性を考慮するとガラスの方が好ましいが、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの樹脂を用いることもできる。なお、導波路11の外周面には、蓋9と同様の反射膜を形成してもよい。このようにすることで、導波路11から外部へ光が漏れることを防止できる。
The
次に、蛍光測定装置1の機能および詳細な構造について説明する。図2は、蛍光測定装置1のウェル7および導波路11における断面図である。ウェル7の内部には、DNA(核酸)と試薬などの反応溶液が入れられる。ウェル7に入れられる反応溶液は、例えば50〜60μl程度である。ウェル7の上方には、蓋9が被せられ、ウェル7が密閉される。
Next, the function and detailed structure of the
ウェル7は、下方が縮径するようなテーパ形状を有する。なお、ウェル7の外面のテーパ形状は、孔13への挿入性も考慮すると5°〜10°程度あればよい。ウェル7の内部形状は、図示したように、逆円錐型であってもよく、深さ方向にほぼ同一径で構成してもよい。なお、図に示す例では、各部の形状を簡略化して描いているが、ウェル7は、反応溶液が入れられる深さが約15mm程度であり、上部の内径が約6mmであり、下部の内径が1.0〜3.5mm程度である。
The well 7 has a tapered shape such that the diameter of the well 7 is reduced. In addition, the taper shape of the outer surface of the well 7 may be about 5 ° to 10 ° in consideration of the insertion property into the
ここで、通常、樹脂は励起光を受けた時に、励起光より少し波長が長い光を放出する。特に、可視域で蛍光を強く発するものを自家蛍光があるという。このような自家蛍光は、400nmから700nmの波長帯の波長を有し、自家蛍光が長波長側になるほど低下する。したがって、ウェル7の自家蛍光の影響を小さくし、金属製のウェル保持部5からの熱伝導も考慮すると、ウェル7の底面の樹脂厚さは薄くする必要がある。したがって、ウェル7の底面および側面の厚みは、例えば0.5mm〜1.5mm厚程度とすることが望ましい。最近では、光透過性や自家蛍光性が低いシクロオレフィンなども提案されており、これらの材料もウェル7の材料として用いることができる。また、樹脂による自家蛍光は事前に自家蛍光の強度を測定してバックグランドとして除去することができる。 Here, normally, when the resin receives the excitation light, the resin emits light having a slightly longer wavelength than the excitation light. In particular, autofluorescence is what emits strong fluorescence in the visible range. Such autofluorescence has a wavelength in the wavelength band of 400 nm to 700 nm, and decreases as the autofluorescence becomes longer. Therefore, considering the effect of autofluorescence of the well 7 and considering the heat conduction from the metal well holding part 5, the resin thickness on the bottom surface of the well 7 needs to be thin. Therefore, the thickness of the bottom surface and side surface of the well 7 is desirably about 0.5 mm to 1.5 mm, for example. Recently, cycloolefins having low light transmission and autofluorescence have been proposed, and these materials can also be used as the material for the well 7. In addition, autofluorescence due to the resin can be removed as a background by measuring the intensity of autofluorescence in advance.
また、ウェル7の上面および内面には親水処理が施されてもよい。親水処理を施すことで、ウェル7と反応溶液との濡れ性を高めることができる。したがって、反応溶液をウェル7に入れやすくなる。このような親水処理としては、例えば、ウェル7の表面に親水性のポリマー等を塗布しても良く、または、樹脂の表面改質を行う方法もある。表面改質の方法としては、UV照射、コロナ放電、プラズマ処理、プライマー処理などの表面改質方法が知られており、これらの方法を用いることができる。 Further, the upper surface and inner surface of the well 7 may be subjected to a hydrophilic treatment. By performing the hydrophilic treatment, wettability between the well 7 and the reaction solution can be enhanced. Therefore, it becomes easy to put the reaction solution into the well 7. As such a hydrophilic treatment, for example, a hydrophilic polymer or the like may be applied to the surface of the well 7, or there is a method of modifying the surface of the resin. As surface modification methods, surface modification methods such as UV irradiation, corona discharge, plasma treatment, and primer treatment are known, and these methods can be used.
孔13の上部であって、ウェル7が挿入される部位は、ウェル7の外形に対応した形状となる。すなわち、孔13は、上部が拡径するようなテーパ形状を有する。ウェル7が孔13に挿入されると、ウェル7はウェル保持部5と密着し、互いに嵌合する。例えば、図示したように、ウェル7の外周面に微小な凸部19を形成し、孔13の内面には、凸部19に対応した形状の凹部21が設けられる。このようにすることで、ウェル7が孔13の上方に浮き上がることがない。
A portion of the upper portion of the
孔13の下方からは、導波路11が挿入される。導波路11の一部には、フランジ15が接着等によって取り付けられる。フランジ15の下方には、弾性部材17が配置され、フランジ15を押し上げる(図中矢印A)。すなわち、導波路11が、上方に押し上げられる。ウェル7の底面と導波路11の上面は、いずれも平滑に形成される。したがって、導波路11が上方に押し上げられると、導波路11の上面がウェル7の底面に押し付けられて密着する。このようにすることで、ウェル7と導波路11の境界部に空気層が形成されることを防止することができる。なお、導波路11をウェル7に対して押し付けることが可能であれば、その方法は限定されず、図示した例には限られない。
The
このような状態で、温調器3によって、所定の温度サイクルでウェル7内の反応溶液の温度を変化させる、例えば、DNA(核酸)が増幅する温度(55℃〜95℃)に順次温度制御される。以上により、DNA(核酸)を増幅させることができる。所定回数の増幅が完了すると、光源25から所定波長の光を照射する。光源25は、例えばレーザを照射可能である。レーザは特に限定されないが、例えば405nm±5nmであり、50mWのレーザである。
In such a state, the
光源25は、導波路11に対してほぼ垂直な方向に設けられる。光源25と導波路11の延長線上の交点近傍にはフィルター27が設けられる。フィルター27は、特定の波長の光のみを透過するものである。フィルター27は、光源25からの照射方向に対して略45°の角度に配置される。また、フィルター27の透過波長は、光源25から照射される励起光の波長とは異なるため、光源25から照射された光は、フィルター27で反射し、導波路11に導入する(図中矢印B)。なお、光路上には、適宜光を集光するためのレンズを配置してもよい。
The light source 25 is provided in a direction substantially perpendicular to the
導波路11に導入した励起光は、導波路11内をウェル7の方向に伝播し、ウェル7に導入され、さらに、ウェル7内部の反応溶液を照射する。なお、ウェル7と導波路11とは密着しているため、境界部での励起光の反射を抑制することができる。
The excitation light introduced into the
ウェル7内の反応溶液に励起光が照射されると、前述したように、DNAの増幅に応じた強度で所定波長の蛍光が発生する。ここで、通常蛍光波長は励起光の波長に対して、長波長側に20〜50nm程度シフトする。ウェル7内で生じた蛍光は、再び励起光が導波された導波路と同一の導波路11に導入され、導波路内を下方に伝播する。
When the reaction solution in the well 7 is irradiated with excitation light, as described above, fluorescence having a predetermined wavelength is generated with an intensity corresponding to the amplification of DNA. Here, the fluorescence wavelength is usually shifted to the long wavelength side by about 20 to 50 nm with respect to the wavelength of the excitation light. The fluorescence generated in the well 7 is again introduced into the
ここで、ウェル7で発生した蛍光の波長(例えば380〜460nm)は、フィルター27の透過波長と一致する。したがって、導波路11の下端から出射した蛍光の波長は、励起光と比べて長波長であるためフィルター27を透過して、フィルター27の下方に配置された蛍光測定器23で測定可能である。このように、励起光を反射し、蛍光を透過するフィルター27を光路に対して45°の角度に配置することで、光源25と蛍光測定器23とを垂直な方向に配置し、蛍光強度を測定することができる。
Here, the wavelength of the fluorescence generated in the well 7 (for example, 380 to 460 nm) coincides with the transmission wavelength of the filter 27. Therefore, since the wavelength of the fluorescence emitted from the lower end of the
図3は、このようにして複数のウェル7の蛍光を測定する方法を示す図である。まず、一つのウェル7に対して光源25(図示省略)から光を照射して、蛍光測定器23で蛍光を測定する。次に、隣の導波路11の下部に蛍光測定器23、光源25およびフィルター27が一体で移動し(図中矢印D)、同様に蛍光測定を行なう。すなわち、ウェル7内のDNA増幅等は、同時に行われるが、蛍光測定はそれぞれウェル7ごとに行われる。 FIG. 3 is a diagram showing a method for measuring the fluorescence of the plurality of wells 7 in this way. First, one well 7 is irradiated with light from a light source 25 (not shown), and fluorescence is measured by the fluorescence measuring instrument 23. Next, the fluorescence measuring instrument 23, the light source 25, and the filter 27 are moved together under the adjacent waveguide 11 (arrow D in the figure), and the fluorescence measurement is performed in the same manner. That is, DNA amplification or the like in the well 7 is performed simultaneously, but fluorescence measurement is performed for each well 7.
なお、蛍光測定器23等は、各導波路11の下部で停止してもよく、連続して移動させてもよい。蛍光測定器23等の移動速度は例えば30〜80mm/sec.である。このように、一式の蛍光測定器23等を移動して蛍光を測定するため、ウェル7の個数分の蛍光測定器23等が不要である。このため、蛍光測定装置1がコンパクトになる。また、同時に複数のウェル7の蛍光を測定することで、隣り合う導波路11に蛍光が漏れ、蛍光の測定精度に影響を与えることがない。また、一つのウェル7の蛍光測定は極めて短時間で完了するため、短時間で複数のウェル7の蛍光測定を行うことができる。
Note that the fluorescence measuring instrument 23 or the like may be stopped below each
次に、蛍光強度とHBV−DNAの個数(コピー数)の関係について説明する。図4は、蛍光残存率と反応溶液中のHBV−DNA総コピー数との関係を示す図である。ウィルスを含まないダミー反応溶液に対して、光を照射して、蛍光の強度を測定したものを100%とした。これに対し、HBV−DNAのコピー数増幅をし、それぞれのコピー数において、蛍光を測定した。 Next, the relationship between the fluorescence intensity and the number (copy number) of HBV-DNA will be described. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the fluorescence residual rate and the total number of copies of HBV-DNA in the reaction solution. The dummy reaction solution containing no virus was irradiated with light and the fluorescence intensity measured was taken as 100%. On the other hand, HBV-DNA copy number amplification was performed, and fluorescence was measured at each copy number.
前述したように、HBV−DNAが増幅すると蛍光が消失していくため、蛍光残存率が低下する。したがって、ダミー測定値に対する蛍光残存率を測定することで、反応溶液中のHBV−DNA総コピー数を推定することができる。例えば、図示は省略するが、複数回の同様の測定を行った結果、測定ばらつきを考慮すると、蛍光残存率が90%では、30〜110コピー程度であり、蛍光残存率が80%では、200〜800コピーであり、蛍光残存率が55%では、100万〜250万コピーであり、蛍光残存率が45%では、108コピー程度であった。なお、蛍光残存率は、ある程度まで低下するとそれ以上は低下せずにほぼ一定となる。したがって、蛍光残存率が、45%〜90%の場合に、ウィルスが所定量だけ存在していたと判断することができる。 As described above, since fluorescence disappears when HBV-DNA is amplified, the residual fluorescence rate decreases. Therefore, the total copy number of HBV-DNA in the reaction solution can be estimated by measuring the fluorescence residual ratio with respect to the dummy measurement value. For example, although illustration is omitted, as a result of performing the same measurement a plurality of times, in consideration of measurement variation, when the residual fluorescence rate is 90%, it is about 30 to 110 copies, and when the residual fluorescence rate is 80%, it is 200. When the fluorescence remaining rate was 55%, it was 1 million to 2.5 million copies, and when the fluorescence remaining rate was 45%, it was about 10 8 copies. Note that when the fluorescence residual ratio is reduced to a certain level, it does not decrease any more and becomes substantially constant. Therefore, when the fluorescence residual ratio is 45% to 90%, it can be determined that a predetermined amount of virus is present.
以上説明したように、本実施の形態によれば、ウェル7の下方から光を照射し、下方で蛍光を測定可能であり、さらに、一式の蛍光測定器23等が移動しながら蛍光測定を行うことで、コンパクトであり短時間に測定が可能な蛍光測定装置1を得ることができる。また、ウェル7と導波路11とが一体で形成されずに分離されているため、個々の部材の構造が簡易であり、さらにウェル7と導波路11とが一体に接続されるため漏光も少ない。また、ウェル7のみを交換すれば、測定を繰り返すことが可能である。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to irradiate light from below the well 7 and measure fluorescence below, and further perform fluorescence measurement while the set of fluorescence measuring instruments 23 and the like move. Thereby, the
また、励起光の入射と蛍光の受光を装置の下方で行うことができる。このため、蛍光測定器による蛍光測定部と試料配置部とを上下に分離することができる。したがって、蛍光測定部がウェル7の交換作業等の妨げとならず、迅速な測定が可能である。さらに、蛍光測定部と試料配置部とが空間的に分離されることで、ウェル7内の処理液で測定装置が汚染されることがない。 In addition, excitation light and fluorescence can be received below the apparatus. For this reason, the fluorescence measurement part and sample arrangement | positioning part by a fluorescence measuring device can be isolate | separated up and down. Therefore, the fluorescence measurement unit does not hinder the replacement work of the well 7, and rapid measurement is possible. Furthermore, since the fluorescence measurement unit and the sample placement unit are spatially separated, the measurement apparatus is not contaminated by the processing liquid in the well 7.
また、ウェル7には蓋9が被せられるため、反応溶液が蒸発して飛散することがない。この際、蓋9には反射膜が形成されるため、蓋9から蛍光が漏れることを防止することができる。同様に、導波路11の外周面に反射膜を設けることで導波路11から光が漏れることを防止することができる。
In addition, since the well 7 is covered with the
また、ウェル7に対して導波路11を押し付けるため、境界部において励起光や蛍光が反射や拡散して漏れることを抑制することができる。また、ウェル7の蓋9を上方から押圧したり、下方から導波路11を押圧することで、ウェル7の密閉性をより高めることができる。さらに、蓋9の上方からウェル7を加熱することで、ウェル7の温度を均一に保つことができ、ウェル7内の反応を安定させることができる。
Further, since the
次に、他の実施の形態について説明する。図5は、第2の実施の形態にかかる蛍光測定装置1aを示す概略図である。なお、以下の説明において、蛍光測定装置1と同様の機能を奏する構成については、図1〜図4等と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
Next, another embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a fluorescence measuring apparatus 1a according to the second embodiment. In the following description, components having the same functions as those of the
蛍光測定装置1aは、蛍光測定装置1と略同様の構成であるが、導波路11がウェル保持部5の孔13に挿入されていない点で異なる。すなわち、ウェル保持部5の孔13には、ウェル7のみが挿入される。導波路11はガイド29によって支持される。ガイド29は、例えば断熱性を有し、内面で光を反射する部材であることが望ましい。
The fluorescence measuring device 1a has substantially the same configuration as that of the
このように、導波路11をガイド29によって支持しても、前述した蛍光測定装置1と同様の効果を得ることができる。
Thus, even if the
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば、前述の例では、ヘアピンプライマーPCR法への適用について説明したが、本発明はこれに限られない。他のPCR法に対しても適用が可能である。また、導波路11は、全長にわたって略一定の径で構成したが、下方に行くにつれて徐々に縮径するテーパ形状としてもよい。このようにすることで、ウェル7の容積を大きくし、測定部を小さくすることができる。また、導波路の下端部をレンズ加工することでも同様の効果が得られる。
For example, in the above-described example, the application to the hairpin primer PCR method has been described, but the present invention is not limited to this. It can be applied to other PCR methods. Moreover, although the
1、1a………蛍光測定装置
3………温調器
5………ウェル保持部
7………ウェル
9………蓋
11………導波路
13………孔
15………フランジ
17………弾性部材
19………凸部
21………凹部
23………蛍光測定器
25………光源
27………フィルター
29………ガイド
103………ヘアピンプライマー
105………蛍光色素
107………ポリメラーゼ
109………ウェル
111………照射・受光部
113………反応溶液
115………ペルチェ加熱器
117………冷却部
119………ウェル保持部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
反応溶液を保持する複数のウェルと、
前記ウェルの上部に設けられる蓋と、
前記ウェルとは別体で設けられ、前記ウェルを並列させて保持する受熱ブロックとしての保持部と、
前記ウェルの下方にそれぞれの前記ウェルに直接接続される複数の導波路と
前記保持部と接触し、反応溶液の温度調整が可能な温調器と、
前記導波路を介して前記ウェル内の反応溶液に励起光を照射する光源と、
前記ウェル内で発生する蛍光を測定する蛍光測定器と、を具備し、
前記保持部には、前記ウェルの底面を露出させて保持するように貫通孔を設け、
前記導波路の下方から前記光源により励起光を前記導波路に入射させ、
前記導波路を介して前記ウェルの底面から前記ウェル内の反応溶液に励起光を照射し、
前記ウェル内で発生する蛍光を、前記ウェルの底面から前記励起光を入射させた導波路と同一の前記導波路に入射させ、
前記導波路を介して、前記蛍光を、前記導波路の下方の前記蛍光測定器により測定可能な構造を有することを特徴とする蛍光測定装置。 A fluorescence measuring device comprising:
A plurality of wells for holding the reaction solution;
A lid provided on top of the well;
A holding unit as a heat receiving block provided separately from the well and holding the wells in parallel;
A plurality of waveguides directly connected to each of the wells below the wells and a temperature controller capable of adjusting the temperature of the reaction solution in contact with the holding unit;
A light source that irradiates the reaction solution in the well with excitation light through the waveguide;
A fluorescence measuring instrument for measuring fluorescence generated in the well,
The holding portion is provided with a through hole so as to expose and hold the bottom surface of the well,
Excitation light is incident on the waveguide by the light source from below the waveguide,
Irradiating the reaction solution in the well with excitation light from the bottom of the well through the waveguide,
Fluorescence generated in the well is incident on the same waveguide as the waveguide in which the excitation light is incident from the bottom of the well,
A fluorescence measuring apparatus having a structure in which the fluorescence can be measured by the fluorescence measuring device below the waveguide through the waveguide.
上記工程を複数回繰り返した後、前記光源と前記蛍光測定器を前記導波路の下部で相対移動させながら、前記ウェル内で発生した蛍光を、前記蛍光測定器によって測定することを特徴とする請求項10に記載の蛍光測定方法。
By adjusting the temperature of the reaction solution with the temperature controller, separation by thermal denaturation of DNA in the reaction solution, primer binding to single-stranded DNA and amplification by DNA synthesis are performed,
The fluorescence generated in the well is measured by the fluorescence measuring device while the light source and the fluorescence measuring device are relatively moved below the waveguide after the above process is repeated a plurality of times. Item 11. The fluorescence measurement method according to Item 10.
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