用于核酸扩增反应的微芯片及其制造方法技术

本发明专利技术提供了用于核酸扩增反应的微芯片及其制造方法，该微芯片包括：井，被配置作为核酸扩增反应的反应场所，并且具有中心部分和边缘部分；物质，以少数位于井的中心部分而多数位于井的边缘部分离心形状固定，其中该物质是用于核酸扩增反应的至少一部分物质。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种，更具体地说，涉及一种用于这样的核酸扩增反应的微芯片等:其中包含用于核酸扩增反应的一种或多种成分的试剂以特定形状固定在井中，该井被配置作为核酸扩增反应的反应场所。
技术介绍
近年来，通过应用半导体工业中的微细加工技术，已经开发出了在硅或玻璃制成的基板上形成的微芯片，具有井和流动通道，用来进行化学和生物分析。这些微芯片已开始被用于例如液相色谱法的电化学检测器或在实际医疗现场的小型电化学传感器。使用这种微芯片的分析系统被称作μ-TAS (微型总体分析系统)、芯片实验室(Lab-on-chip)、生物芯片等等,并作为一种可以加速化学和生物分析、提高其效率、整合化学和生物分析、或者减小分析装置尺寸的技术而受到关注。由于μ-TAS可以分析少量样品并且微芯片可以是一次性的(单次使用的)，期望将它应用到处理，具体来说，微量的珍贵样品或许多测试体的生物分析。μ -TAS应用的一个例子是光学检测器，它将物质引入到设置在微芯片上的多个区域，并用化学方法检测该物质。光学检测器的一个例子是反应装置(例如实时PCR装置)，该装置引起多种物质的反应，例如在微芯片的井中进行的核酸扩增反应，并且用光学方法检测所产生的物质。在相关技术中，微芯片型核酸扩增装置采用以下方法执行反应:通过提前将用于核酸扩增反应的所有试剂与模板DNA混合，并将混合液引入到设置在微芯片中的多个井。然而，在该方法中，需要花费一定的时间将混合液体引入井。有一个问题就是，在该段时间反应在混合液中进行，促进了非特异性扩增，并定量性能降低。关于上述问题，日本未经审查专利申请公开第2007-43998号中公开，例如，将一部分用于核酸扩增反应的固态试剂保持在流动通道里的微芯片。在日本未经审查专利申请公开第2007-43998号中所公开的微芯片内，没有关于固态试剂形状和详细位置的描述。
技术实现思路
因此，希望提供一种简单且精度高的用于核酸扩增反应的微芯片及制造方法。本专利技术人专注于和研究在微芯片内用于核酸扩增反应的试剂的固定形状。结果就是，他们已经发现，通过对微芯片的井(well)的要固定试剂的内表面施加亲水性处理、将包含用于核酸扩增反应的物质的溶液滴入井中并干燥该溶液，试剂被固定为少数位于井的中心部分而多数位于井的边 缘部分的离心形状。固定在井内的试剂具有大的表面区域且具有特定的均匀形状，一旦核酸扩增反应开始，该试剂容易溶解，并减少了各井之间的差异。根据本公开的实施方式，提供了一种用于核酸扩增反应的微芯片，包括被配置作为核酸扩增反应的反应场所的井，其中至少一部分用于核酸扩增反应的物质以少数位于井的中心部分而多数位于井的边缘部分离心形状固定。期望用于核酸扩增反应的微芯片的井具有亲水性表面。期望在用于核酸扩增反应的微芯片中，该物质具有从井的中心部分至边缘部分高度降低的碗形形状。更期望在用于核酸扩增反应的微芯片，该物质被环形地放置在除井的中心部分以外的区域。根据本公开的实施方式，提供了一种用于核酸扩增反应的微芯片的制造方法，包括对基板层的表面施加亲水性处理，在基板层上形成有被配置作为核酸扩增反应的反应场所的井，将用于核酸扩增反应的至少一部分物质滴入井中，干燥该物质并将其固定在井内。在用于核酸扩增反应的微芯片的制造方法中，对井在其上形成的表面的亲水性处理，优选包括将表面暴露于等离子体。在用于核酸扩增反应的微芯片的制造方法中，将物质固定在井内优选包括冷冻干燥滴入井中的物质。根据本公开的实施方式，提供了用于核酸扩增反应的简单且具有高精度的微芯片。根据对如附图所 示的具体实施方式的以下详细描述，本公开的上述和其他目标、特征和优点将会变得更加明显。附图说明图1是根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片的示意性顶视图；图2A和图2B是分别示出了固定在井内的试剂的形状的示意图；图3A和图3B是根据本 公开实施方式中用于核酸扩增反应的微芯片的示意性局部截面图(图1:p-p’截面)；图4是示出了根据本公开实施方式中用于核酸扩增反应的微芯片的制造方法的流程图；图5A至图5C是代替附图的照片，分别示出了实施例中固定在用于核酸扩增反应的微芯片的井内的试剂的形状；还有图6A至图6C是代替附图的照片，分别示出了实施例中固定在用于核酸扩增反应的微芯片的井内的溶解试剂的状态。具体实施例方式在下文中，将描述用于实现本公开的优选实施方式。应该指出的是，下面描述的实施方式仅示出了本公开的典型实施方式的例子，本公开的范围并不是由这些实施方式狭义地解释。将按照以下顺序描述这些实施方式。1.根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片(1-1)用于核酸扩增反应的微芯片的配置( 1-2)用于核酸扩增反应的试剂( 1-3)分支流动通道和井的连通部分2.根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片的制造方法(2-1)基板层的形成(2-2)井内的亲水性处理(2-3)将试剂滴入井中( 2-4 )将试剂固定在井内(2-5)基板层的接合1.根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片将描述根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片(以下简称为“微芯片”)。使用根据本公开实施方式中微芯片的“核酸扩增反应”，包括涉及温度循环的过去的PCR (聚合酶链式反应)方法和不涉及温度循环的各种等温扩增方法。等温扩增方法的例子包括LAMP (环介导等温扩增)法、SMAP (智能扩增过程)法、NASBA (基于核酸序列的扩增)法、ICAN (等温的和嵌合引物引发的核酸扩增)法TM、TRC (转录反转录协同)法、SDA (链置换扩增)法、TMA (转录介导的扩增)法、RCA (滚环扩增)法等等。“核酸扩增方法”涉及用来扩增核酸的各种各样的其他变温或等温核酸扩增反应。这些核酸扩增反应包含用来定量扩增的核酸的反应，如实时PCR法。(1-1)用于核酸扩增反应的微芯片的配置图1是根据本公开实施方式的用于核酸扩增反应的微芯片的示意性顶视图。微芯片A包括，进料口 I，样本溶液从外部被供给到其中，井4，被配置作为核酸扩增反应的反应场所，主流动通道2，其在一端与进料口 I连通，而在另一端与出口 5连通，还有分支流动通道3，其从主流动通道2分出，并且与井4连通。这里，样品溶液是指含有核酸，如DNA、RNA等的溶液，该核酸是要在核酸扩增反应中被扩增的模板核酸。微芯片A包括多个基板层。基板层可以用玻璃和各种塑料(聚丙烯、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚二甲基硅氧烷等)制成。理想的是，基板层的材料具有透光性、较少的自体荧光和小的波长色散，当以光学方法检测或定量井4内扩增的核酸链时，这会导致较少的光学误差。微芯片A包括多个基板层，并且它们的数量不受限制。此外，微芯片A可以通过粘接多种材料而制成，例如，通过粘接玻璃基板层和塑料基板层。不管使用何种材料作为基板层，设置在基板层上的井4的内表面最好是亲水性的。在(2-2)中，将描述井4内表面的亲水性处理。尽管图1示出了设置在微芯片A上的九个井4，但是可以在一个微芯片上设置任何数量的井4，井4的形状可以不仅限于圆柱形。此外，形成在微芯片上的主流动通道2和分支流动通道3不限于图1中所示的实施方式。一个微芯片可以包括多个进料口 I和多个主流动通道2。也可以不设置将从进料口 I送入微芯片A的样品溶液向外部排出的出口 5。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于核酸扩增反应的微芯片，包括：井，被配置作为核酸扩增反应的反应场所，并且具有中心部分和边缘部分，以及以少数位于井的中心部分而多数位于井的边缘部分的离心形状固定的物质，其中该物质是用于核酸扩增反应的至少一部分物质。

【技术特征摘要】
2011.10.25 JP 2011-2336811.一种用于核酸扩增反应的微芯片，包括: 井，被配置作为核酸扩增反应的反应场所，并且具有中心部分和边缘部分，以及 以少数位于井的中心部分而多数位于井的边缘部分的离心形状固定的物质，其中该物质是用于核酸扩增反应的至少一部分物质。2.根据权利要求1所述的用于核酸扩增反应的微芯片，其中，所述井具有亲水性表面。3.根据权利要求2所述的用于核酸扩增反应的微芯片，其中，所述物质具有高度从井的边缘部分到中心部分降低的碗形形状。4.根据权利要求3所述的用于核酸扩增反应的微芯片，其中，所述物质被环状地放...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛健介，佐藤正树，松本真宽，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：