特表 2024-522918 ＰＣＲモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(54)【発明の名称】ＰＣＲモジュール

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20240614BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

C12M1/34 Z

C12M1/00 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023580544

(86)(22)【出願日】2022-06-21

(85)【翻訳文提出日】2023-12-27

(86)【国際出願番号】 KR2022008788

(87)【国際公開番号】W WO2023282502

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】10-2021-0090030

(32)【優先日】2021-07-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519122725

【氏名又は名称】オプトレーン テクノロジーズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＯＰＴＯＬＡＮＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】チョ，スン・ソン

(72)【発明者】

【氏名】チェ，アン・シク

(72)【発明者】

【氏名】クァク，ビョン・ジュ

(72)【発明者】

【氏名】オレクサンドロフ，セルゲイ

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA07

4B029AA27

4B029BB20

4B029CC01

4B029FA15

4B029GA08

4B029GB06

4B029GB10

(57)【要約】

毛細管原理を用いて試料注入が可能なＰＣＲモジュールが開示される。ＰＣＲモジュールは、試料の投入のために形成されたインレット部を含み、射出成形で製造可能な微小流体チャンバ；上下部が貫通された複数のマイクロウェルを含み、微小流体チャンバの下面に配されたウェルアレイ；及びインレット部を通じて投入される試料が毛細管現象によって、マイクロウェルに到達するように経路を提供する毛細管部材；を含む。毛細管原理を用いてＰＣＲ溶液を反応空間に移動させ、その溶液が反応空間を満たす時、反応空間であるウェルアレイのコーナーやエッジ領域にエアポケットの生成を遮断することができる。これにより、ＰＣＲ試験結果でエアポケットによる誤差の発生を防止することができる。また、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ上にウェルアレイが位置するので、リアルタイムＰＣＲ反応を測定することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料の投入のために形成されたインレット部を含み、射出成形で製造可能な微小流体チャンバと、
上下部が貫通された複数のマイクロウェルを含み、前記微小流体チャンバの下面に配されたウェルアレイと、
前記インレット部を通じて投入される試料が毛細管現象によって、前記マイクロウェルに到達するように経路を提供する毛細管部材と、を含むことを特徴とする、ＰＣＲモジュール。

【請求項2】

前記毛細管部材は、
前記微小流体チャンバと前記ウェルアレイとの間に配され、前記インレット部に対応して形成された流入ホール、前記ウェルアレイに対応して形成された投入ホール、及び前記流入ホールの直径よりも狭幅を有して、前記流入ホールと前記投入ホールとを連結する連結ホールを含む第１テープを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項3】

前記第１テープは、四角状と前記四角状のエッジ領域に円状とが重畳された形状を有し、
前記四角状は、前記ウェルアレイに対応し、前記円状は、前記微小流体チャンバのインレット部に対応することを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項4】

前記投入ホールは、前記四角状に形成され、前記流入ホールは、前記円状に形成され、前記連結ホールは、前記四角状と前記円状とが重畳された領域に形成されたことを特徴とする、請求項３に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項5】

前記第１テープは、前記微小流体チャンバに接する面と前記ウェルアレイに接する面のそれぞれに接着層が形成された両面テープを含むことを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項6】

前記投入ホールは、前記ウェルアレイの四角状よりも大きな四角状を有して、前記ウェルアレイのマイクロウェルを露出することを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項7】

前記ウェルアレイは、４個のエッジ領域が前記第１テープに付着されることを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項8】

前記第１テープの連結ホールを形成する側面は、親水処理されたことを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項9】

前記毛細管部材は、
前記ウェルアレイの下部に配され、前記第１テープに形成された前記連結ホールと前記投入ホールとをカバーする第２テープをさらに含み、
前記第２テープは、前記第１テープの円状に対応することを特徴とする、請求項２に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項10】

前記連結ホールに対応する前記第２テープの面は、親水処理されたことを特徴とする、請求項９に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項11】

前記第２テープの厚さは、前記ウェルアレイの厚さと同じであることを特徴とする、請求項９に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項12】

前記第２テープは、前記第１テープに接する面に接着層が形成された断面テープであることを特徴とする、請求項９に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項13】

前記微小流体チャンバは、ＰＤＭＳ材質を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項14】

前記微小流体チャンバは、
四角状の第１フラット部、前記第１フラット部の中心領域に形成された四角状の支持ホール、前記第１フラット部のエッジ領域に形成された円状のホールを含む四角状のベース部材と、
四角状の第２フラット部、皿状のメンブレンスイッチ、及び閉ループ状のインレット部を含み、前記ベース部材上に配される四角状のトップ部材と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＣＲモジュール。

【請求項15】

前記ウェルアレイの下に配され、前記ウェルアレイのマイクロウェルに充填された試料の反応映像をリアルタイムで撮影するＣＭＯＳフォトセンサーアレイをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＣＲモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年７月８日付の大韓民国特許出願１０－２０２１－００９００３０号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、ＰＣＲモジュールに関し、より詳細には、微小流体チャンバの反応空間のコーナーやエッジ領域でエアポケットの発生を防止すると共に、リアルタイムＰＣＲ測定が可能なＰＣＲモジュールに関する。

【背景技術】

【0003】

遺伝子増幅技術は、分子診断において必須的な過程であって、試料内の微量のデオキシリボ核酸（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ；ＤＮＡ）またはリボ核酸（Ｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ；ＲＮＡ）の特定塩基配列を繰り返して複製して増幅する技術である。そのうち、ポリメラーゼ連鎖反応（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ；ＰＣＲ）は、代表的な遺伝子増幅技術であって、ＤＮＡ変性段階（ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ）、プライマー（Ｐｒｉｍｅｒ）結合段階（アニーリング：ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、ＤＮＡ複製段階（伸長：ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）の３段階に構成されており、各段階は、試料の温度に依存されているので、試料の温度を繰り返して変わらせることにより、ＤＮＡを増幅することができる。

【0004】

従来、ＰＣＲは、一般的に９６または３８４ウェルマイクロプレート（ｗｅｌｌ ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅｓ）で行われた。さらに高い処理量を要求する場合、従来のマイクロプレートでのＰＣＲ方法は、コストにおいて効果的または効率的ではない。一方、ＰＣＲ反応容積を減少させれば、試薬の消費を減らし、反応容積の減少した熱質量で増幅時間を減らすこともできる。この戦略は、アレイ形式（ｍｘｎ）で具現することもできるので、その結果、多数のさらに小さな反応容積を具現することもできる。また、あるアレイを使用すれば、増加した定量感度、ダイナミックレンジと特異性を有する拡張可能高スループット分析を許容する。

【0005】

これまでのところ、アレイ形式を使用してデジタルポリメラーゼ連鎖反応（ｄＰＣＲ）を行った。ｄＰＣＲからの結果を使用して希少対立遺伝子（ｒａｒｅ ａｌｌｅｌｅｓ）の濃度を検出及び定量化し、核酸試料の絶対定量化を提供し、また、核酸濃度が低い折り畳み式の変化を測定することができる。一般的に、複製の数を増加させれば、ｄＰＣＲ結果の正確度及び再現性が増加する。

【0006】

ほとんどの定量ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）プラットホームのアレイ形式は、試料別に分析実験のために設計され、ここで、ＰＣＲ結果は、事後分析のためにアドレス可能でなければならない。しかし、ｄＰＣＲについて、それぞれのＰＣＲ結果の特定位置またはウェルは重要ではなく、単に試料当たり、陽性及び陰性複製の数のみ分析されることもある。

【0007】

ｄＰＣＲで、ターゲットポリヌクレオチドまたは核酸配列の相対的に少数を含む溶液を小さなテスト試料に分割することもでき、それにより、それぞれの試料は、一般的にターゲットヌクレオチド配列の一分子を含むか、またはターゲットヌクレオチド配列の分子を含まない。引き続き、試料がＰＣＲプロトコル、手続き、または実験で熱的に循環される場合、ターゲットヌクレオチド配列を含む試料は、増幅されて、陽性検出信号を生成する一方、如何なるターゲットヌクレオチド配列も含まない試料は、増幅されず、検出信号を生成しない。

【0008】

このようなデジタルＰＣＲの場合、反応空間のサイズが非常に小さく、その数が非常に多いために、反応空間のそれぞれに試料を投入しにくい。

【0009】

また、試料が反応空間のコーナーやエッジ領域まで注入されず、反応空間のコーナーやエッジ領域にエアポケットが生じうる。エアポケットは、ＰＣＲ過程中の温度変化によって膨張するか、収縮して試験結果に誤差が発生する。

【0010】

既存の主なｄＰＣＲ方式は、試料を反応空間に投入する過程と塩基配列を増幅する過程とが分けられるエンドポイント（ｅｎｄ－ｐｏｉｎｔ）ＰＣＲを使用するので、各反応空間でリアルタイムに塩基配列が増幅される反応を測定することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、毛細管原理を用いて試料を微小流体チャンバの反応空間に注入して、前記反応空間のコーナーやエッジ領域でエアポケットの発生を防止すると共に、リアルタイムＰＣＲ測定が可能なＰＣＲモジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の目的を実現するために、一実施形態によるＰＣＲモジュールは、試料の投入のために形成されたインレット部を含み、射出成形で製造可能な微小流体チャンバ；上下部が貫通された複数のマイクロウェルを含み、前記微小流体チャンバの下面に配されたウェルアレイ；及び前記インレット部を通じて投入される試料が毛細管現象によって、前記マイクロウェルに到達するように経路を提供する毛細管部材；を含む。

【発明の効果】

【0013】

このようなＰＣＲモジュールによれば、毛細管原理を用いてＰＣＲ溶液を微小流体チャンバの反応空間に移動させ、その溶液が前記反応空間を満たす時、前記反応空間内に配されたウェルアレイのコーナーやエッジ領域にエアポケットの生成を遮断することができる。これにより、ＰＣＲ試験結果でエアポケットによる誤差の発生を防止することができる。また、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ上にウェルアレイが位置するので、リアルタイムＰＣＲ反応を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態によるＰＣＲモジュールを説明する斜視図である。

【図2】図１にＰＣＲモジュールを説明する背面分解斜視図である。

【図3】図１に示された毛細管部材を説明する分解斜視図である。

【図4】図１に示されたＰＣＲモジュールを説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の目的を実現するために、一実施形態によるＰＣＲモジュールは、試料の投入のために形成されたインレット部を含み、射出成形で製造可能な微小流体チャンバ；上下部が貫通された複数のマイクロウェルを含み、前記微小流体チャンバの下面に配されたウェルアレイ；及び前記インレット部を通じて投入される試料が毛細管現象によって、前記マイクロウェルに到達するように経路を提供する毛細管部材；を含む。

【0016】

一実施形態において、前記毛細管部材は、前記微小流体チャンバと前記ウェルアレイとの間に配され、前記インレット部に対応して形成された流入ホール、前記ウェルアレイに対応して形成された投入ホール、及び前記流入ホールの直径よりも狭幅を有して、前記流入ホールと前記投入ホールとを連結する連結ホールを含む第１テープを含みうる。

【0017】

一実施形態において、前記第１テープは、四角状と前記四角状のエッジ領域に円状とが重畳された形状を有し、前記四角状は、前記ウェルアレイに対応し、前記円状は、前記微小流体チャンバのインレット部に対応することができる。

【0018】

一実施形態において、前記投入ホールは、前記四角状に形成され、前記流入ホールは、前記円状に形成され、前記連結ホールは、前記四角状と前記円状とが重畳された領域に形成されうる。

【0019】

一実施形態において、前記第１テープは、前記微小流体チャンバに接する面と前記ウェルアレイに接する面のそれぞれに接着層が形成された両面テープを含みうる。

【0020】

一実施形態において、前記投入ホールは、前記ウェルアレイの四角状よりも大きな四角状を有して、前記ウェルアレイのマイクロウェルを露出することができる。

【0021】

一実施形態において、前記ウェルアレイは、４個のエッジ領域が前記第１テープに付着される。

【0022】

一実施形態において、前記第１テープの連結ホールを形成する側面は、親水処理される。

【0023】

一実施形態において、前記毛細管部材は、前記ウェルアレイの下部に配され、前記第１テープに形成された前記連結ホールと前記投入ホールとをカバーする第２テープをさらに含み、前記第２テープは、前記第１テープの円状に対応することができる。

【0024】

一実施形態において、前記連結ホールに対応する前記第２テープの面は、親水処理される。

【0025】

一実施形態において、前記第２テープの厚さは、前記ウェルアレイの厚さと同一である。

【0026】

一実施形態において、前記第２テープは、前記第１テープに接する面に接着層が形成された断面テープである。

【0027】

一実施形態において、前記微小流体チャンバは、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）材質を含みうる。

【0028】

一実施形態において、前記微小流体チャンバは、四角状の第１フラット部、前記第１フラット部の中心領域に形成された四角状の支持ホール、前記第１フラット部のエッジ領域に形成された円状のホールを含む四角状のベース部材；及び四角状の第２フラット部、皿状のメンブレンスイッチ及び閉ループ状のインレット部を含み、前記ベース部材上に配される四角状のトップ部材；を含みうる。

【0029】

一実施形態において、前記ＰＣＲモジュールは、前記ウェルアレイの下に配され、前記ウェルアレイのマイクロウェルに充填された試料の反応映像をリアルタイムで撮影するＣＭＯＳフォトセンサーアレイをさらに含みうる。

【0030】

以下、添付した図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。本発明は、多様な変更を加え、さまざまな形態を有しうるので、特定実施形態を図面に例示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる、あらゆる変更、均等物または代替物を含むものと理解しなければならない。

【0031】

各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。添付図面において、構造物の寸法は、本発明の明確性を期するために実際よりも拡大して図示したものである。

【0032】

第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲を外れずに、第１構成要素は、第２構成要素と名付けられ、同様に、第２構成要素も、第１構成要素と名付けられうる。単数の表現は、文脈上、取り立てて明示しない限り、複数の表現を含む。

【0033】

本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在、または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解しなければならない。

【0034】

また、取り立てての定義がない限り、技術的や科学的な用語を含んで、ここで使われるあらゆる用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本明細書で明白に定義しない限り、理想的であるか、過度に形式的な意味として解釈されない。

【0035】

図１は、本発明の一実施形態によるＰＣＲモジュール１００を説明する斜視図である。

【0036】

図２は、図１にＰＣＲモジュール１００を説明する背面分解斜視図である。図３は、図１に示された毛細管部材１３０を説明する分解斜視図である。図４は、図１に示されたＰＣＲモジュール１００を説明する断面図である。

【0037】

図１ないし図４を参照すれば、本発明の一実施形態によるＰＣＲモジュール１００は、微小流体チャンバ１１０、ウェルアレイ１２０、及び毛細管部材１３０を含む。

【0038】

微小流体チャンバ１１０は、ベース部材１１２、及びトップ部材１１４を含む。ベース部材１１２とトップ部材１１４は、一体に形成されうる。微小流体チャンバ１１０の底面領域には、ウェルアレイ１２０及び毛細管部材１３０を収容するように後退した形状の空間が形成される。微小流体チャンバ１１０は、透明であり、弾力がある材質を含みうる。例えば、微小流体チャンバ１１０は、ＰＤＭＳ材質を含みうる。これにより、微小流体チャンバ１１０は、射出成形で製造が可能である。

【0039】

ベース部材１１２は、四角状の第１フラット部１１２ａ、前記第１フラット部１１２ａの下部の中心領域に形成された四角状の支持ホール１１２ｂ、前記第１フラット部１１２ａの下部の第１エッジ領域に形成された円状の第１フラットホール１１２ｃ、及び前記第１フラット部１１２ａの下部の第２エッジ領域に形成された円状の第２フラットホール１１２ｄを含む。前記第１エッジ領域と前記第２エッジ領域は、互いに対向する。支持ホール１１２ｂは、ウェルアレイ１２０に対応し、第１フラットホール１１２ｃは、試料が注入されるインレット部に対応し、第２フラットホール１１２ｄは、試料が排出されるアウトレット部に対応することができる。

【0040】

トップ部材１１４は、皿状のメンブレンスイッチ１１４ａ及び閉ループ状のインレット部１１４ｂを含み、前記ベース部材１１２上に配される。

【0041】

メンブレンスイッチ１１４ａは、トップ部材１１４の中心領域に配され、上向きに突出する。メンブレンスイッチ１１４ａの下部領域は、ベース部材１１２の支持ホールに対応する。これにより、微小流体チャンバ１１０の底面部には、後退した形状の空間が形成される。後退した空間には、ＣＭＯＳイメージセンサーとウェルアレイ１２０とが収容される。

【0042】

インレット部１１４ｂは、フェンス状（ｆｅｎｃｅ ｓｈａｐｅ）を有して、試料の投入のために形成される。インレット部１１４ｂは、メンブレンスイッチ１１４ａの一側に上向きに突出して試料の外部への流出を遮断する。インレット部１１４ｂの中心領域には、ベース部材１１２の垂直方向にインレット（ＩＮＬＥＴ）が形成される。前記インレットを通じて試料が毛細管部材１３０を経由してウェルアレイ１２０に注入される。

【0043】

トップ部材１１４は、メンブレンスイッチ１１４ａの他側に観察者の観点から上向きに突出したグリップ部１１４ｃをさらに含みうる。グリップ部１１４ｃは、メンブレンスイッチ１１４ａを基準にインレット部１１４ｂと対向するように配置される。グリップ部１１４ｃの高さは、インレット部１１４ｂの高さよりも高い。インレット部１１４ｂの高さとメンブレンスイッチ１１４ａの高さは、同一である。

【0044】

ウェルアレイ１２０は、上下部が貫通された複数のマイクロウェルを含み、微小流体チャンバ１１０の下面に配置される。ウェルアレイ１２０は、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０上に配され、ＰＣＢ１５０に形成された基板ホールに挿設される。ウェルアレイ１２０は、複数のマイクロウェルを含みうる。マイクロウェルの形状や、寸法、個数などは、多様である。マイクロウェルのそれぞれには、粉末試料または液体試料のような分析試料が収容される。前記分析試料は、生物学的物質分析のための特異成分である。すなわち、前記分析試料とは、特定の生物学的物質、例えば、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡなどの定量または定性分析のための成分であって、プライマー、プローブ、抗体、アプタマー、ＤＮＡまたはＲＮＡポリメラーゼなどを意味し、特に、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応、定温酵素反応またはＬＣＲ（Ｌｉｇａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）などを行うために必要な成分を意味する。

【0045】

毛細管部材１３０は、微小流体チャンバ１１０とウェルアレイ１２０との間に配された第１テープ１３２及びウェルアレイ１２０の下部に配された第２テープ１３４を含み、インレット部１１４ｂを通じて投入される試料が毛細管現象（ｃａｐｉｌｌａｒｉｔｙ ａｃｔｉｏｎ）によってマイクロウェルに到達するように経路を提供する。ここで、毛細管現象とは、重力などの外部力に関係なく細い管や多孔性物質などの狭い空間に沿って移動する性質を言う。

【0046】

第１テープ１３２は、四角状と前記四角状のエッジ領域に円状とが重畳された形状を有し、前記四角状は、前記ウェルアレイ１２０に対応し、前記円状は、微小流体チャンバ１１０のインレット部１１４ｂに対応することができる。

【0047】

第１テープ１３２は、インレット部１１４ｂのインレットに対応して形成された流入ホール１３２ａ、ウェルアレイ１２０に対応して形成された投入ホール１３２ｂ及び流入ホール１３２ａの直径よりも狭幅を有して、流入ホール１３２ａと投入ホール１３２ｂとを連結する連結ホール１３２ｃを含みうる。投入ホール１３２ｂは、前記四角状に形成され、前記流入ホール１３２ａは、前記円状に形成され、連結ホール１３２ｃは、前記四角状と前記円状とが重畳された領域に形成されうる。投入ホール１３２ｂは、ウェルアレイ１２０の四角状よりも大きな四角状を有して、ウェルアレイ１２０のマイクロウェルを露出することができる。

【0048】

第１テープ１３２は、微小流体チャンバ１１０に接する面とウェルアレイ１２０に接する面のそれぞれに接着層が形成された両面テープである。これにより、ウェルアレイ１２０は、４個のエッジ領域が第１テープ１３２に付着される。第１テープ１３２の連結ホール１３２ｃを形成する側面は、親水処理される。これにより、インレットを通じて注入された試料は、より円滑にウェルアレイ１２０に到達することができる。

【0049】

第２テープ１３４は、ウェルアレイ１２０の下部に配され、第１テープ１３２に形成された連結ホール１３２ｃと投入ホール１３２ｂとをカバーすることができる。第２テープ１３４は、第１テープ１３２の円状に対応することができる。連結ホール１３２ｃに対応する第２テープ１３４の面は、親水処理される。これにより、インレットを通じて注入された試料は、より円滑にウェルアレイ１２０に到達することができる。第２テープ１３４は、第１テープ１３２に接する面に接着層が形成された断面テープである。

【0050】

本発明によれば、微小流体チャンバ１１０とウェルアレイ１２０との間に配された第１テープ１３２及びウェルアレイ１２０の下部に配された第２テープ１３４で毛細管部材１３０を構成することにより、ウェルアレイ１２０のコーナーやエッジ領域にエアポケットの生成を遮断することができる。

【0051】

通常、エアポケットは、ＰＣＲ過程中の温度変化によって膨張するか、収縮してＰＣＲ試験結果に誤差が発生する。しかし、本発明によれば、毛細管部材１３０を利用した毛細管現象によって試料を移動させ、その試料が微小流体チャンバ１１０の反応空間を満たす時、反応空間であるウェルアレイ１４０のコーナーやエッジ領域でエアポケットの生成が遮断される。したがって、ＰＣＲ試験結果でエアポケットによる試験結果に誤差の発生を防止することができる。また、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０上にウェルアレイ１２０が位置するので、リアルタイムＰＣＲ反応を測定することができる。

【0052】

本発明によるＰＣＲモジュール１００は、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０をさらに含みうる。ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０は、ウェルアレイ１２０の下に配され、ウェルアレイ１２０のマイクロウェルに充填されて行われるＰＣＲ反応産物の映像をリアルタイムで撮影することができる。

【0053】

ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０は、ＰＣＢ１５０に形成された基板ホールに挿設される。ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０は、放出される光を収容してＰＣＲ装置で行われるＰＣＲ反応産物をリアルタイムで撮影することができる。すなわち、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０は、励起光線によって多数のプローブで発生する蛍光（ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｇｈｔ）を検出する。前記蛍光の検出は、時間分離方式によって行われても、波長分離方式によって行われても良い。

【0054】

前記時間分離方式の場合、蛍光物質が励起光に応答して発光を発現するにつれて、蛍光センサーアレイまたはアレイを構成する単一センサーは、エミッションフィルターを通過する発光を検出し、該検出された発光の時系列を求めて蛍光を感知する。

【0055】

このために、ＰＣＲモジュール１００は、所定の波長を有する光を選択する役割を行うエミッションフィルター（図示せず）をさらに含みうる。前記エミッションフィルターは、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０上に配置される。

【0056】

一方、前記波長分離方式の場合、蛍光物質が励起光に応答して発光を発現するにつれて、蛍光センサーアレイまたはアレイを構成する単一センサーは、前記エミッションフィルターを通過する発光を検出し、該検出された発光のスペクトル分析を通じて蛍光を感知する。

【0057】

本発明によるＰＣＲモジュール１００は、ＰＣＢ１５０をさらに含みうる。ＰＣＢ１５０は、微小流体チャンバ１１０の下に配され、搭載されるＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０を収納することができる。ＰＣＢ１５０は、微小流体チャンバ１１０の底面エッジ領域に接するように配置される。

【0058】

試料がインレットに投入されれば、毛細管部材１３０によってウェルアレイ１２０の一部領域、前記一部領域の上部領域及び前記一部領域の下部領域に提供される。

【0059】

本実施形態において、前記ＰＣＲモジュール１００は、ウェルアレイ１２０のマイクロウェルのそれぞれに収容されたプローブに向けて励起光線（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔ）を照射するように配された光提供部（図示せず）をさらに含みうる。一実施形態において、前記光提供部は、ＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源、レーザ光源のように光を放出する光源を含みうる。光源から放出された光は、ウェルアレイ１２０のマイクロウェルを通過するか、反射し、この場合、核酸増幅によって発生する光信号をＣＭＯＳフォトセンサーアレイ１４０が検出することができる。

【0060】

前述したように、本発明によれば、ＰＣＲモジュールのウェルアレイに試薬が内蔵された状態で発売されるために、試薬をセッティングするための別途の手続きが不要であって、汚染可能性が画期的に低下し、検査準備のための別途の手続きが不要である。

【0061】

また、デジタルリアルタイムＰＣＲの場合、反応空間であるウェルアレイのマイクロウェルのサイズが非常に小さく、その数が非常に多いとしても、毛細管現象によって反応空間のそれぞれに試料を投入することが可能である。

【0062】

また、試料がウェルアレイのコーナーやエッジ領域まで注入されて、反応空間であるウェルアレイのコーナーやエッジ領域にエアポケットの生成が防止され、試験結果の信頼性が向上する。

【0063】

以上、実施形態を参照して説明したが、当業者は、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができるということを理解できるであろう。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明のＰＣＲモジュールによれば、毛細管原理を用いてＰＣＲ溶液を微小流体チャンバの反応空間に移動させ、その溶液が前記反応空間を満たす時、前記反応空間内に配されたウェルアレイのコーナーやエッジ領域にエアポケットの生成を遮断することができる。これにより、ＰＣＲ試験結果でエアポケットによる誤差の発生を防止することができる。また、ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ上にウェルアレイが位置するので、リアルタイムＰＣＲ反応を測定することができる。

【符号の説明】

【0065】

１００：ＰＣＲモジュール
１１０：微小流体チャンバ
１１２ａ：第１フラット部
１１２ｂ：支持ホール
１１２ｃ：第１フラットホール
１１２：ベース部材
１１２ｄ：第２フラットホール
１１４：トップ部材
１１４ａ：メンブレンスイッチ
１１４ｂ：インレット部
１２０：ウェルアレイ
１３０：毛細管部材
１３２：第１テープ
１３２ａ：流入ホール
１３２ｂ：投入ホール
１３２ｃ：連結ホール
１３４：第２テープ
１４０：ＣＭＯＳフォトセンサーアレイ
１５０：ＰＣＢ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】