特開 2022-58248 核酸検出キット及び核酸検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022058248

(43)【公開日】2022-04-11

(54)【発明の名称】核酸検出キット及び核酸検出装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20220404BHJP

   B03C 5/00 20060101ALI20220404BHJP

   B01D 57/02 20060101ALI20220404BHJP

   G01N 35/08 20060101ALI20220404BHJP

   C12Q 1/6844 20180101ALI20220404BHJP

【ＦＩ】

C12M1/34 Z

B03C5/00 Z

B01D57/02

G01N35/08 A

C12Q1/6844 Z

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158319

(22)【出願日】2021-09-28

(31)【優先権主張番号】63/085385

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/085368

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/146219

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】202110746172.3

(32)【優先日】2021-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】520480382

【氏名又は名称】富佳生技股▲ふん▼有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】520352481

【氏名又は名称】深超光電（深セン）有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 登凱

(72)【発明者】

【氏名】楊 肅健

(72)【発明者】

【氏名】童 立宇

(72)【発明者】

【氏名】謝 旻宜

(72)【発明者】

【氏名】呉 信潔

(72)【発明者】

【氏名】盧 廷來

(72)【発明者】

【氏名】楊 少甫

(72)【発明者】

【氏名】林 原田

(72)【発明者】

【氏名】李 泰興

【テーマコード（参考）】

2G058

4B029

4B063

4D054

【Ｆターム（参考）】

2G058DA07

2G058GA11

4B029AA07

4B029BB20

4B029FA12

4B063QA01

4B063QA18

4B063QQ42

4B063QQ52

4B063QR08

4B063QR32

4B063QR35

4B063QS16

4B063QS24

4B063QX01

4D054FA06

4D054FB18

4D054FB20

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ポータブルなホーム検出ができる核酸検出装置を提供する。
【解決手段】検出チップ、電気泳動カセット、および連通構造を含む核酸検出キットおよび核酸検出装置であって、検出チップは、通路、出液口、および第１開口を備え、出液口と第１開口とはいずれも通路と接続され、電気泳動カセットは、通路に対応して設けられた入液口と、通路から離間して設けられた第２開口と、を有し、出液口は入液口に連通して、核酸増幅生成物が電気泳動カセット内に入り込む。連通構造の両端は、通路と電気泳動カセットとを連通させるように第１開口及び第２開口にそれぞれ連通する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出チップ、電気泳動カセット、および連通構造を含む核酸検出キットであって、
前記検出チップは、第１カバー板、スペーサ層、および第２カバー板を備え、前記スペーサ層の対向する両面は、それぞれ前記第１カバー板及び前記第２カバー板と隣接し、前記第１カバー板、前記スペーサ層及び前記第２カバー板は、囲んで検出液を載置するための通路を形成し、前記第１カバー板には、出液口が設けられ、前記第２カバー板には、第１開口が設けられ、前記出液口と前記第１開口とはいずれも前記通路と接続され、前記通路は、前記検出液が前記通路内で核酸増幅反応を行うように前記検出液を担持することで、核酸増幅生成物を取得し、
前記電気泳動カセットは、前記第１カバー板の前記通路から離れた側に設けられ、前記通路に対応して設けられた入液口と、前記通路から離間して設けられた第２開口と、を有し、前記出液口は前記入液口に連通して、前記核酸増幅生成物が前記電気泳動カセット内に入り込み、
前記連通構造の両端は、前記通路と前記電気泳動カセットとを連通させるように前記第１開口及び前記第２開口にそれぞれ連通することを特徴とする核酸検出キット。

【請求項2】

前記連通構造は、前記第１開口に連通する第１接続端と、前記第２開口に連通する第２接続端と、前記第１接続端と前記第２接続端とを接続する接続チャンバとを含むことを特徴とする請求項１に記載の核酸検出キット。

【請求項3】

前記連通構造は、前記第２接続端と前記接続チャンバとの間に設けられたバッファチャンバをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の核酸検出キット。

【請求項4】

前記連通構造は、連通管であることを特徴とする請求項１に記載の核酸検出キット。

【請求項5】

前記連通構造は、さらに、第１側壁と、第２側壁と、第３側壁と、底板と、天板とを備え、
前記第１側壁は前記第２カバー板の表面に設けられ、
前記第２側壁および前記第３側壁はいずれも前記電気泳動カセットの前記検出チップに近い側の表面に設けられ、
前記第３側壁は前記スペーサ層に近接して設けられ、前記第２側壁は前記スペーサ層から離れて設けられ、
前記底板は前記第２カバー板の表面に設けられ、且つ、前記第３側壁に接続され、
前記天板は、前記第１側壁および前記第２側壁の前記電気泳動カセットから離れた端に設けられ、
前記第１側壁、前記第２側壁、前記第３側壁、前記底板、前記天板及び前記電気泳動カセットが前記検出チップに近い側の面は共にチャンバを囲んで、前記第１開口は前記底板を貫通して前記チャンバ内に位置し、前記第２開口は前記チャンバ内に位置し、
前記チャンバは、前記第１開口と前記第２開口を介して、それぞれ、前記通路と前記電気泳動カセットと連通することを特徴とする請求項１に記載の核酸検出キット。

【請求項6】

前記第１開口は、前記天板を貫通して設けられることを特徴とする請求項５に記載の核酸検出キット。

【請求項7】

前記電気泳動カセットは、前記通路と前記電気泳動カセットとを連通するように、両端がそれぞれ前記出液口と前記入液口とを接続する接続装置を備え、前記接続装置は、前記出液口を介して前記通路に入り込む第１端部を有することを特徴とする請求項１に記載の核酸検出キット。

【請求項8】

前記電気泳動カセットは、電気泳動溝と、前記電気泳動溝の内部に設けられたゲル媒体と、前記ゲル媒体の一端に設けられた注液溝と、を備え、
前記接続装置は、前記第１端部から離れた、前記注液溝内に入り込む第２端部を含むことを特徴とする請求項７に記載の核酸検出キット。

【請求項9】

前記第１カバー板は、前記電気泳動溝の開口に設けられることを特徴とする請求項８に記載の核酸検出キット。

【請求項10】

ホストと、
前記ホストに設けられた検出キット装着溝と、
前記検出キット装着溝に着脱可能に装着された、請求項１から９の何れかに記載の核酸検出キットと、
を備える核酸検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は核酸検出キット及び核酸検出装置を提供する。

【背景技術】

【0002】

現在、分子診断、形態学、免疫学等に対する検出は、専門の実験室で行われることが多く、従来の検出過程は、中・大型検出装置で核酸増幅を行うステップ、電気泳動検出デバイスに、増幅された核酸を人工的に移行させて電気泳動検出を行うステップ、最後に電気泳動の検出結果を人工的に専用の蛍光分析器に移して結果分析を行うステップを一般的に含む。検出過程全体に必要な設備が複雑で体積が大きく、検出効率が低く、柔軟性が悪く、コストが高く、操作が煩雑であり、オペレータの専門レベルに要求が高く、熟練した技術者による操作が必要であり、ポータブルなホーム検出ができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

これを鑑みて、上記欠陥の少なくとも１つを克服するために、核酸検出キットを提供する必要がある。

【0004】

また、本発明は核酸検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、検出チップ、電気泳動カセット、および連通構造を含む核酸検出キットを提供する。当該検出チップは、第１カバー板、スペーサ層、および第２カバー板を備え、前記スペーサ層の対向する両面は、それぞれ前記第１カバー板及び前記第２カバー板と隣接し、前記第１カバー板、前記スペーサ層及び前記第２カバー板は、囲んで検出液を載置するための通路を形成し、前記第１カバー板には、出液口が設けられ、前記第２カバー板には、第１開口が設けられ、前記出液口と前記第１開口とはいずれも前記通路と接続され、前記通路は、前記検出液が前記通路内で核酸増幅反応を行うように検出液を担持することで、核酸増幅生成物を得る。前記電気泳動カセットは、前記第１カバー板の前記通路から離れた側に設けられ、前記通路に対応して設けられた入液口と、前記通路から離間して設けられた第２開口と、を有し、前記出液口は前記入液口に連通して、前記核酸増幅生成物が前記電気泳動カセット内に入り込む。前記連通構造の両端は前記通路と前記電気泳動カセットとを連通させるように前記第１開口及び前記第２開口にそれぞれ連通する。

【0006】

本願の実施形態において、前記連通構造は、前記第１開口に連通する第１接続端と、前記第２開口に連通する第２接続端と、前記第１接続端と前記第２接続端とを接続する接続チャンバとを含む。

【0007】

本願の実施形態において、前記連通構造は、前記第２接続端と前記接続チャンバとの間に設けられたバッファチャンバをさらに含む。

【0008】

本願の実施形態において、前記連通構造は一つの連通管である。

【0009】

本願の実施形態において、前記連通構造は、さらに、第１側壁と、第２側壁と、第３側壁と、底板と、天板とを備え、前記第１側壁は前記第２カバー板の表面に設けられ、前記第２側壁および前記第３側壁はいずれも前記電気泳動カセットの前記検出チップに近い側の表面に設けられ、前記第３側壁は前記スペーサ層に近接して設けられ、前記第２側壁は前記スペーサ層から離れて設けられ、前記底板は前記第２カバー板の表面に設けられ、且つ、前記第３側壁に接続され、前記天板は、前記第１側壁および前記第２側壁の前記電気泳動カセットから離れた端に設けられ、前記第１側壁、前記第２側壁、前記第３側壁、前記底板、前記天板及び前記電気泳動カセットが前記検出チップに近い側の面は共にチャンバを囲んで、前記第１開口は前記底板を貫通して前記チャンバ内に位置し、前記第２開口は前記チャンバ内に位置し、前記チャンバは、前記第１開口と前記第２開口を介して、それぞれ、前記通路と前記電気泳動カセットと連通する。

【0010】

本願の実施形態において、前記第１開口は、前記天板を貫通して設けられる。

【0011】

本願の実施形態において、前記電気泳動カセットは、前記通路と前記電気泳動カセットとを連通するように、両端がそれぞれ前記出液口と前記入液口とを接続する接続装置を備え、前記接続装置は、前記出液口を介して前記通路に入り込む第１端部を有する。

【0012】

本願の実施形態において、前記電気泳動カセットは、電気泳動溝と、前記電気泳動溝の内部に設けられたゲル媒体と、前記ゲル媒体の一端に設けられた注液溝と、を備え、前記接続装置は、前記第１端部から離れた、前記注液溝内に入り込む第２端部を含む。

【0013】

本願の実施形態において、前記第１カバー板は、前記電気泳動溝の開口に設けられる。

【0014】

本発明はまた、ホスト、検出キット装着溝、上記の核酸検出キットを備える核酸検出装置を提供する。前記検出キット装着溝は前記ホストに設けられ、前記核酸検出キットは、前記検出キット装着溝に着脱可能に装着される。

【発明の効果】

【0015】

従来技術よりも、本発明が提供する核酸検出キットは、核酸増幅反応と電気泳動検出を集積することで、全体構造が簡単であり、検出操作が簡便であり、作業プロセスが専門的な要求が低く、検出効率が高く、検出コストが極めて低減されている。また、検出プロセスは柔軟性が高く、固定の実験室で行なうことなく、検知設備はポータブルため、コミュニティ検知やホーム検知を実現することができる。連通構造の設置により、核酸検出キットの移動や振動による検出チップと電気泳動槽内の液体の混合やリーグを回避でき、核酸検出キットの信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のある実施の形態による核酸検出キットの構造模式図である。

【図2】本発明のある実施の形態による核酸検出キットの他の角度の構造模式図である。

【図3】本発明のある実施の形態による核酸検出キットの爆発図である。

【図4】本発明のある実施の形態による核酸検出キットが箱体を取り除いた爆発図である。

【図5】本発明のある実施の形態による検出チップの断面模式図である。

【図6】本発明のある実施の形態による検出チップにおけるＴＦＴ駆動回路の構造模式図である。

【図7】本発明のある実施の形態による電気泳動カセットの構造模式図である。

【図8】本発明のある実施の形態における核酸増幅生成物が接続装置に介して電気泳動カセットに入れた模式図である。

【図9】本発明の他の実施の形態における核酸増幅生成物が接続装置に介して電気泳動カセットに入れた模式図である。

【図10】本発明のさらに他の実施の形態における核酸増幅生成物が接続装置に介して電気泳動カセットに入れた模式図である。

【図11】本発明のある実施の形態による第１開口と第２開口との連通構造を設けた断面構造図である。

【図12】本発明のある実施の形態による第１開口と第２開口との連通構造を設けた構造模式図である。

【図13】本発明の他の実施の形態による第１開口と第２開口との連通構造を設けた構造模式図である。

【図14】本発明のある実施の形態による核酸検出デバイスの構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態をさらに説明する。本発明の実施形態における技術的解決手段は、本発明の実施形態における図面を参照して以下に明確かつ完全に説明される。なお、記載された各実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。

【0018】

なお、ある要素がもう１つの要素に「固定された」と称される場合、それは直接に前記もう１つの要素に存在してもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に固定されてもよい。１つの要素がもう１つの要素に「接続される」と考えられる場合、それは前記もう１つの要素に直接に接続されてもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に接続されてもよい。ある要素がもう１つの要素に「設けられる」と考えられる場合、それは前記もう１つの要素に直接に設けられてもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に設けられてもよい。本明細書で使用される用語「垂直」、「水平」、「左」、「右」及び類似する表現は、説明の目的だけに使用される。

【0019】

以下のシステムの実施形態は単なる例示であり、前記モジュールまたは回路の分割は論理機能の分割に過ぎず、実際の実装は別の分割方法を有してもよい。また、「含む」という言葉は、他の要素またはステップを除外しないことを理解されたい。システム請求項に記載される複数のユニットまたは装置は、同一のユニットまたは装置が、ソフトウェアまたはハードウェアで実現されてもよい。第１、第２などの単語は、名前を示すために使用され、特定の順序を示すものではない。

【0020】

本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、特に定義されない限り、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本発明の明細書で使用される用語は、具体的に実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連する項目の任意及びすべての組み合わせを含む。

【0021】

図１、図３～図５を参照しながら、図８と組み合わせて、本発明の実施例において核酸検出を行うための核酸検出キット１００を提供する。核酸検出キット１００は、箱体１と、検出チップ２と、電気泳動カセット３と、コネクタ４とを備える。検出チップ２は、箱体１内に設けられ、第１カバー板２１、スペーサ層２２、および第２カバー板２３を含み、スペーサ層２２の対向する両面は、それぞれ第１カバー板２１及び第２カバー板２３と接触し、第１カバー板２１、スペーサ層２２及び第２カバー板２３は、囲んで検出液ａを載置するための通路５を形成されている。電気泳動カセット３は、箱体１内に設けられ、通路５に連通している。コネクタ４は、検出チップ２および電気泳動カセット３とそれぞれ電気的に接続され、外部の制御ボードと電気的に接続されるためのものである。核酸検出キット１００は、核酸増幅反応及び電気泳動検出を行うためのものであり、核酸サンプルを含む検出液ａを検出チップ２の通路５内に入れる。なお、検出液ａは、通路５内に液玉として存在し、通路５内で核酸増幅反応を行って核酸増幅生成物ｂを得る。核酸増幅生成物ｂは、検出チップ２から電気泳動カセット３内に直接入って電気泳動検出を行い、最後に、核酸検出キット１００に合わせた画像取得装置により、電気泳動検出の蛍光写真である電気泳動カセット３の画像が撮像される。本発明は、検出チップ２と電気泳動カセット３を１つの箱体１内に集積することにより、全体構成が簡単であり、複雑な大型の設備を必要とせず、低コストで、検出液ａが核酸増幅を完了すると電気泳動カセット３に直接入れて電気泳動検出を行うことができ、異なる検出プロセスにおけるサンプル転送と配合の接続過程を簡素化し、検出効率を向上する。

【0022】

図１～図５を参照して、箱体１は、第１ケース１１と、第２ケース１２と、第２ケース１２に設けられたサンプル充填口１３と、第１ケース１１に設けられた検出窓１４とを含む。第１ケース１１と第２ケース１２と共に囲んで、検出チップ２、電気泳動カセット３、およびコネクタ４が収容される（図示せず）収容室を形成される。サンプル充填口１３は、検出チップ２に対応して設けられ、検出チップ２内に核酸サンプルを含む検出液ａを入れるためのものである。検出窓１４は、電気泳動カセット３に対応して設けられており、画像取得装置は、検出窓１４を介して、電気泳動カセット３の画像を取得することができる。

【0023】

図３を参照して、本実施形態では、第１ケース１１と第２ケース１２とが係合するように接続されており、また、第１ケース１１と第２ケース１２とが係合した後に周りにネジで締めることにより、第１ケース１１と第２ケース１２との接続堅牢性が増してもよい。

【0024】

図１と図２とを参照すると、本実施形態において、箱体１の側壁には、コネクタ４を取り付けるための開口１７がさらに設けられており、コネクタ４は、その全体が収容室内に位置して、開口１７によって箱体１から露出することにより、コネクタ４が外部制御ボードと電気的に接続され易いようになっている。

【0025】

図２を参照して、本実施形態において、箱体１は、第１ケース１１に設けられた係止溝１５を更に含み、核酸検出キット１００の使用時に核酸検出装置２００への装着が必要となるため、係止溝１５の設計は、使用される核酸検出装置２００への核酸検出キット１００の取り付けを容易にすることができる。

【0026】

図３と組み合わせて図１を参照して、本実施形態において、第２ケース１２は、当該収容室から離れた側に、誤挿入を回避すべく、核酸検出キット１００の核酸検出装置２００への挿入方向を指示する指示標識１８（例えば、矢印）がさらに設けられている。

【0027】

図３を参照して、本実施形態では、箱体１内に複数の支持構造１６が設けられており、検出チップ２、電気泳動カセット３およびコネクタ４は、構造設計上の厚さの差があるため、箱体１内に装着する際に検出チップ２、電気泳動カセット３およびコネクタ４を支持するために設計の高さの異なる複数の支持構造１６が必要となり、検出チップ２、電気泳動カセット３およびコネクタ４間の接続安定性を向上させる。

【0028】

本実施形態では、箱体１は、プラスチック製であり、その支持構造１６は、第１ケース１１と第２ケース１２とに一体成型された構造である。

【0029】

図４と図５を参照して、検出チップ２は、さらに、第１カバー板２１よりも第２カバー板２３側に設けられた駆動回路２４と、駆動回路２４の第２カバー板２３に近い側に設けられた第１誘電体層２６と、第２カバー板２３の第１カバー板２１に近い側に設けられた導電層２５と、導電層２５の第１カバー板２１に近い側に設けられた第２誘電体層２７とを備え、駆動回路２４と導電層２５とは、いずれもコネクタ４と電気的に接続されており、駆動回路２４と導電層２５とへの通電または断電により、検出液ａが通路５内を所定の経路に従って移動することができる。

【0030】

図１を組み合わせて図５と図６を参照して、本実施形態では、駆動回路２４は、アレイ状に配列された複数の駆動電極２４１と、全ての駆動電極２４１に電気的に接続され、コネクタ４と電気的に接続される制御電極２４２とを備える。具体的には、駆動回路２４は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）駆動回路であり、検出液ａが導電性を有しているため、誘電湿潤原理（Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ－Ｏｎ－Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ、 ＥＷＯＤ）を結合して、検出液ａが通路５内で所定の経路に従って移動することができる。ＴＦＴの原理により、ある駆動電極２４１と導電層２５との間の回路を選択的にオン／オフすることができるので、駆動電極２４１と導電層２５との間の電圧を変化させて検出液ａと第１誘電体層２６および第２誘電体層２７との間のぬれ特性を変化させ、検出液ａを通路５内で所定の経路に従って移動するように制御することができる。図５に示すように、検出液ａは、電極Ｉ、電極Ｈおよび電極Ｇ上を移動し、検出液ａが電極Ｈ上にある場合、電極Ｇと導電層２５との間に電圧を印加し、電極Ｇに電圧Ｖｄを印加するとともに、電極Ｈと導電層２５との間の電圧を断電すると、第１誘電体層２６および第２誘電体層２７との間のぬれ特性が変化し、電極Ｈと検出液ａとの間の液-固接触角が大きくなり、電極Ｈと検出液ａとの間の液固接触角が小さくなり、よって電極Ｈから電極Ｇへの検出液ａの移動を促す。

【0031】

本実施形態では、第１誘電体層２６及び第２誘電体層２７は、いずれも絶縁撥水層であり、具体的にはポリテトラフルオロエチレンコートでもよく、一方では絶縁撥水の役割を果たすことができ、他方では検出液ａを所定の経路内で移動させることができ、移動中に液玉の破裂を回避することができる。

【0032】

本実施形態では、図５を参照して、駆動回路２４は、第１カバー板２１の通路５に近い側に設けられている。具体的には、駆動回路２４は、金属エッチング方法またはメッキ法により形成することができる。

【0033】

本実施形態では、制御電極２４２は、第１カバー板２１の同じ辺に集積されており、制御電極２４２が設けられた第１カバー板２１の一辺をコネクタ４内に挿入することにより、検出チップ２とコネクタ４との電気的接続が実現される。

【0034】

図３と図８を組み合わせて図６、図１１を参照して、駆動回路２４は、異なる用途に応じて、それぞれサンプル充填領域Ａ、試薬格納領域Ｂ、複数の核酸増幅領域Ｃ、及び出液領域Ｄである複数の領域に分けることができる。第２カバー板２３には、サンプル充填領域Ａに対応して第１開口２９が設けられ、第１開口２９は、箱体１のサンプル充填口１３に対応して、第１開口２９を介してサンプル充填領域Ａに検出液ａを入れる。試薬格納領域Ｂは、蛍光試薬（例えば、蛍光色素または蛍光プローブ）を格納するためのものである。検出液ａは、核酸増幅領域Ｃに核酸増幅反応を行い、核酸増幅領域Ｃは、複数の領域を含んでもよく、具体的な領域の数は、実際の検出ニーズに応じて定めてもよい。出液領域Ｄは、出液口５１を備え、通路５は、出液口５１を介して電気泳動カセット３と連通し、核酸増幅生成物ｂは、出液領域Ｄに出液口５１を介して電気泳動カセット３内に入り込んで電気泳動検出を行う。

【0035】

図８を組み合わせて、図５と図６を参照して、検出液ａの検出チップ２内の具体的な移動経路は、検出液ａがサンプル充填領域Ａに入った後、駆動電極２４１の駆動により所定の経路に従って核酸増幅領域Ｃに移動して増幅反応を行い、増幅反応が完了した後に、増幅された生成物が試薬格納領域Ｂに移動させて蛍光試薬と混合させて、蛍光試薬が結合した核酸増幅生成物ｂが得られ、混合均一な核酸増幅生成物ｂは、駆動電極２４１の駆動によって出液領域Ｄに移動し、出液領域Ｄの出液口５１を通って電気泳動カセット３に進入する。

【0036】

本実施形態では、核酸増幅領域Ｃの数は２つであり、２つの核酸増幅領域Ｃの加熱温度が異なるため、検出液ａが異なる温度における核酸増幅反応の異なる段階を実現することができる。

【0037】

本実施形態では、蛍光試薬は、検出チップ２の装着時に試薬格納領域Ｂ内に予め塗布されており、後から単独で蛍光試薬を添加する必要がない。

【0038】

図３を参照して、他の実施形態では、蛍光試薬は、後に加えて核酸増幅生成物と混合を実現してもよい。具体的には、試薬格納領域Ｂに対応して検出チップ２上に試薬槽７を設置することで、核酸検出の際に試薬槽７内へ蛍光試薬を添加することができ、実際の需要に応じて蛍光試薬の種類を選択することができ、核酸増幅反応の柔軟性を向上させることができる。

【0039】

図３、図５および図６を参照して、検出チップ２は、さらに、第１カバー板２１及び／又は第２カバー板２３の通路５から離れた側に、核酸増幅領域Ｃに対応して設けられ、検出液ａを加熱するための加熱手段２８を備える。加熱手段２８はコネクタ４と電気的に接続され、加熱手段２８を通って通路５の特定領域に加熱される。

【0040】

本実施形態において、加熱手段２８は、第１カバー板２１及び第２カバー板２３の通路５から離れる側に設けられている。

【0041】

本実施形態において、加熱手段２８は、第１カバー板２１および第２カバー板２３の表面に熱伝導性ゴムにより接着される。

【0042】

図３と図５と図１１を参照して、本実施形態において、第１カバー板２１及び第２カバー板２３はいずれもガラス板であり、スペーサ層２２は、両面ゴム枠であり、両面ゴム枠によって第１カバー板２１及び第２カバー板２３の縁に貼り付けられ、共に密閉された通路５を構成する。そこで、通路５の容量は、実際のニーズに応じて、異なる厚みのスペーサ層２２を設計することで調整することができる。

【0043】

本実施形態では、検出チップ２を組み立てた後、通路５内にシリコーンオイルｄを注入し、検出液ａがシリコーンオイルｄ内に所定経路に従って移動する。

【0044】

図３、図４、図７、図８及び図１１を参照すると、電気泳動カセット３は、電気泳動溝３１と、電気泳動溝３１の両端に設けられた電気泳動電極３２と、電気泳動溝３１の内部に設けられたゲル媒体３３と、ゲル媒体３３の一端に設けられた注液溝３４と、接続装置３５と、電気泳動溝３１内に設けられたぬれ液と、を備える。電気泳動電極３２は、コネクタ４と電気的に接続されており、電気泳動カセット３は、出液口５１に対応して入液口３７をさらに設けられており、接続装置３５は、入液口３７および出液口５１を介して通路５内に進入する第１端部３５１と、注液溝３４内に進入する第２端部３５２とを含み、核酸増幅生成物ｂは、出液領域Ｄにおいて出液口５１を介して接続装置３５に進入する。そして、ゲル媒体３３の注液溝３４内に進入して電気泳動検出を行う。

【0045】

図３、図４、図７及び図８を参照して、本実施形態では、電気泳動溝３１は、第１カバー板２１の第２カバー板２３から遠い側に位置し、電気泳動溝３１の開口は第１カバー板２１側に向いている。電気泳動溝３１は、透明基板３１１と、透明基板３１１に接続された複数の側壁３１２とを備え、側壁３１２の透明基板３１１から離れた端は、第１カバー板２１の下面に接触し、つまり、電気泳動溝３１は、電気泳動溝３１のカバー板としての第１カバー板２１によって電気泳動カセット３の封止を実現し、このとき、出液口５１と入液口３７とは同じ通孔に属する。上記設計により、検出チップ２内のシリコーンオイルｄと電気泳動カセット３内のぬれ液との間に段差ΔＨ１が存在させることで、通路５内の核酸増幅生成物ｂを電気泳動カセット３内にスムーズに進入させることができる。また、このような構造設計は、空間利用率を向上させることができ、核酸検出キット１００の全体的な体積の低減に有利である。本実施形態では、側壁３１２と第１カバー板２１との間には、電気泳動カセット３の封止性を高めるために封止リング（図示せず）が設けられている。

【0046】

図７を参照して、電気泳動溝３１は、さらに、透明基板３１１上に設けられた複数の係止片３１３を備え、ゲル媒体３３は、略直方体構造であり、複数の係止片３１３の間に係止可能となっており、係止片３１３の設計により、ゲル媒体３３の移動ずれを防止でき、電気泳動検出の正確性を担保する。

【0047】

図３を参照して、本実施形態では、透明基板３１１は、透明ガラス板であり、電気泳動結果が観察できる。

【0048】

本実施形態では、係止片３１３の数は４つであり、４つの係止片３１３は、それぞれ、直方体構造のゲル媒体３３の４つの角に位置することで、ゲル媒体３３を固定している。

【0049】

再び図４を参照して、電気泳動溝３１は、第１カバー板２１の電気泳動カセット３に対応する位置に設けられた第２開口３６をさらに含み、第２開口３６を通じて電気泳動溝３１内にぬれ液を注入することができる。

【0050】

図４を組み合わせて図８ないし図１０を参照して、接続装置３５の第１端部３５１は、第１カバー板２１を貫通する出液口５１を介して通路５内に入り込む。接続装置３５はキャピラリーであり、キャピラリー効果により通路５内の核酸増幅生成物ｂを電気泳動カセット３のゲル媒体３３内に進入させることができる。図８に示すように、第１端部３５１の端面は、核酸増幅生成物ｂを電気泳動カセット３内に円滑に入り込むことができるように、シリコーンオイルｄの液面と面一である、すなわち第１端部３５１は一つの平面を備える必要がある。或いは、図９及び図１０に示すように、第１端部３５１は少なくとも１つの斜面を設けており、即ち、第１端部３５１が接続装置３５の中心軸ｃに対する傾斜して設けられ、このとき、該斜面の最低点と通路５の下面との間には段差ΔＨ２が存在し、シリコーンオイルｄの液面が該斜面の上に位置し、核酸増幅生成物ｂを接続装置３５内に円滑に進入させることができる。接続装置３５と検出チップ２の組み立て設計においては、接続装置３５内にぬれ液を充満させるとともに、ぬれ液を出液領域Ｄにおける核酸増幅生成物ｂの液玉の表面に接触させて、連続的な液流を形成させる必要があり、キャピラリー効果により、核酸増幅生成物ｂの接続装置３５内への円滑な進入を保証することができる。

【0051】

本実施形態では、この斜面と、接続装置３５の中心軸ｃとのなす角が４５°～６０°であり、試験検証を経て、この角度の範囲において、核酸増幅生成物ｂは接続装置３５に円滑に入り込んでゲル媒体３３内に入り込むことができる。

【0052】

本実施形態では、図９に示すように、接続装置３５の第１端部３５１側は、傾斜角度αが４５°～６０°の斜面を設けており、斜面の設計により、キャピラリー原理によって核酸増幅生成物ｂを接続装置３５内に円滑に入り込ませて、ゲル媒体３３内に入り込ませることができる。

【0053】

他の実施形態では、図１０に示すように、接続装置３５の第１端部３５１の対向する両側は、傾斜角度αが４５°～６０°の斜面をそれぞれ１つずつ設けており、２つの斜面の設計により、キャピラリー原理によって核酸増幅生成物ｂを接続装置３５内に円滑に進入り込ませて、ゲル媒体３３内に入り込ませることができる。

【0054】

図４を参照して、電気泳動電極３２は、一端が電気泳動溝３１内に入り込み、他端がコネクタ４と電気的に接続されている。

【0055】

図８を組み合わせて図３を参照して、検出チップ２と電気泳動カセット３との間に段差ΔＨ１があるため、正常に穏やかな場合には、電気泳動カセット３内のぬれ液は、接続装置３５を介して通路５内に入ることがない。また、接続装置３５の第１端部３５１の表面は、ちょうどシリコーンオイルｄの液面と面一になるため、正常に穏やかな場合には、通路５内のシリコーンオイルｄが接続装置３５を介して電気泳動カセット３内に入ることもない。しかし、核酸検出キット１００が輸送中に傾き、振動、又は内部圧力変化を生じると、具体的には、上空の低圧（０．２～０．７ｂａｒ）及び振動試験でシミュレーションを行い、検出チップ２の通路５内と通路５外とは差圧がありながらも、電気泳動カセット３内外に差圧があるため、通路５内のシリコーンオイルｄ及び電気泳動カセット３内のぬれ液の漏れや、両者が混ざり合う現象が起こり、核酸検出キット１００の性能に大きく影響し、核酸検出キット１００が潰れてしまう可能性もある。

【0056】

図１を組み合わせて、図１１を参照して、上記特殊な場合における通路５内のシリコーンオイルｄと電気泳動カセット３内のぬれ液の不本意なリークや両者の不本意な混合を回避するため、本発明が連通構造８を追加することにより、上記課題を解決する。連通構造８は、一端が第１開口２９に接続され、他端が第２開口３６に接続されて、通路５と電気泳動カセット３とが連通させることで、通路５と電気泳動カセット３内の圧力がバランスされ、通路５内のシリコーンオイルｄと電気泳動カセット３内のぬれ液の不用意な漏れや、接続装置３５により両者の不用意な混合が回避される。

【0057】

図１１を参照して、連通構造８は、第１開口２９に連通する第１接続端８１と、第２開口３６に連通する第２接続端８２と、第１接続端８１と第２接続端８２とを接続する接続チャンバ８３とを含む。連通構造８を第１開口２９と第２開口３６との間で接続することで、通路５と電気泳動カセット３との連通、さらに通路５と電気泳動カセット３内の圧力がバランスされ、通路５内の圧力が電気泳動カセット３内の圧力よりも大きくなると、第１開口２９を介して一部のシリコーンオイルｄが接続チャンバ８３内に押し込まれ、電気泳動カセット３内の圧力が通路５内の圧力よりも大きくなると、第２開口３６を介して一部のぬれ液が接続チャンバ８３内に押し込まれて、通路５と電気泳動カセット３内の圧力がバランスすることで、通路５内のシリコーンオイルｄと電気泳動カセット３内のぬれ液の不用意なリークや、接続装置３５により両者の不用意な混合が回避される。

【0058】

本実施形態では、図１１を組み合わせて図１２を参照して、連通構造８は、さらに、第２接続端８２と接続チャンバ８３との間に設けられたバッファチャンバ８４を含む。バッファチャンバ８４は、シリコーンオイルｄ又はぬれ液を貯留し、押し出されたシリコーンオイルｄ又はぬれ液が電気泳動カセット３又は通路５内に入り込まないようにする。図１１を参照して、電気泳動カセット３は検出チップ２の下方に設置され、かつ、電気泳動カセット３と検出チップ２とがずれて設置され、通路５の延在方向を垂直するもう一つの方向に沿って、電気泳動カセット３の投影面積は検出チップ２の投影面積より大きい。連通構造８は、さらに、第１側壁８５と、第２側壁８６と、第３側壁８７と、底板８８と、天板８９とを備える。第１側壁８５は第２カバー板２３の表面に設けられ、第２側壁８６および第３側壁８７はいずれも電気泳動カセット３の検出チップ２に近い側の表面に設けられ、第３側壁８７はスペーサ層２２に近接して設けられ、第２側壁８６はスペーサ層２２から離れて設けられ、底板８８は第２カバー板２３の表面に設けられ、第３側壁８７に接続され、天板８９は第１側壁８５および第２側壁８６の該電気泳動カセット３から離れた端に設けられている。第１側壁８５、第２側壁８６、第３側壁８７、底板８８、天板８９及び電気泳動カセット３が検出チップに近い側の面は共にチャンバ９を囲んで、第１開口２９は底板８８を貫通してチャンバ９内に位置し、第２開口３６はチャンバ９内に位置し、チャンバ９は、第１開口２９と第２開口３６を介して、それぞれ、通路５と電気泳動カセット３と連通している。なお、第１接続端８１、第２接続端８２、接続チャンバ８３及びバッファチャンバ８４は、共にチャンバ９を構成している。

【0059】

本実施形態では、図４と図１１とを参照して、第１カバー板２１は、電気泳動溝３１の開口に設けられ、かつ第１カバー板２１の面積が大きく、第２カバー板２３よりも大きい。このとき、第２カバー板２３を超える第１カバー板２１は、連通構造８の底部として、第１側壁８５、第２側壁８６、第３側壁８７、底板８８及び天板８９と共に前述したチャンバ９を形成することができる。この態様によれば、組み立てが容易で、電気泳動カセット３の体積を小さくすることができ、核酸検出キット１００の小型化に有利である。本実施形態では、図３と図１１とを参照して、第１開口２９は、天板８９も貫通して設けられ、さらにサンプル充填口１３と連通して、サンプル充填領域Ａにサンプル充填することができる。

【0060】

他の実施形態では、図１３を参照して、連通構造８ａは一つの連通管であってもよい。１本の連通管の一端を第１開口２９に連通し、その他端を第２開口３６に連通することで、通路５および電気泳動カセット３内の圧力をバランスすることが実現できる。また、連通構造８ａは簡単であり、組み立てが容易である。ゴム材質で作製された連通管を用いると、核酸検出キット１００内で折り曲げることができ、過剰空間を占めない。

【0061】

図１４を参照して、本発明はまた、検出キット装着溝２０２が設けられたホスト２０１と、検出キット装着溝２０２に装着された核酸検出キット１００とを有する核酸検出装置２００を提供する。

【0062】

従来技術よりも、本発明が提供する核酸検出キットは、核酸増幅反応と電気泳動検出を集積することで、全体構造が簡単であり、検出操作が簡便であり、作業プロセスが専門的な要求が低く、検出効率が高く、検出コストが極めて低減されている。また、検出プロセスは柔軟性が高く、固定の実験室で行なうことなく、検知設備はポータブルため、コミュニティ検知やホーム検知を実現することができる。連通構造の設置により、核酸検出キットの移動や振動による検出チップと電気泳動槽内の液体の混合やリーグを回避でき、核酸検出キットの信頼性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0063】

２ 検出チップ
３ 電気泳動カセット
５ 通路
８ａ 連通構造
２１ 第１カバー板
２２ スペーサ層
２３ 第２カバー板
２９ 第１開口
３１ 電気泳動溝
３３ ゲル媒体
３４ 注液溝
３５ 接続装置
３６ 第２開口
３７ 入液口
５１ 出液口
８１ 第１接続端
８２ 第２接続端
８３ 接続チャンバ
８４ バッファチャンバ
８５ 第１側壁
８６ 第２側壁
８７ 第３側壁
８８ 底板
８９ 天板
１００ 核酸検出キット
２００ 核酸検出装置
２０１ ホスト
２０２ 検出キット装着溝
３５１ 第１端部
３５２ 第２端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】