JP2017201932A - 標的核酸の分析用試薬カートリッジ、標的核酸の分析装置、および標的核酸の分析方法 - Google Patents

標的核酸の分析用試薬カートリッジ、標的核酸の分析装置、および標的核酸の分析方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で分析を行うことが可能な試薬カートリッジ、標的核酸の分析装置及び標的核酸の分析方法の提供。【解決手段】第1の標的核酸の分析用試薬のカートリッジ1は、少なくとも1つの共通試薬槽11と、複数の濃度調整試薬槽12と、複数の非共通試薬槽13とを有し、共通試薬槽11は、夫々、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、複数の濃度調整試薬槽12は、夫々、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されており、複数の非共通試薬槽13は、夫々、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能である標的核酸の分析試薬カートリッジ。【選択図】図1

Description

本発明は、標的核酸の分析用試薬カートリッジ、標的核酸の分析装置、および標的核酸の分析方法に関する。
特許文献1には、PCR等の遺伝子解析において、共通して使用可能な共通試薬が充填された共通試薬槽と、標的核酸に応じて使用者が用意するプライマー等の分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬を充填可能な非共通試薬槽とを有する試薬カートリッジが記載されている。
特許第5498944号
特許文献1において、前記共通試薬槽は、1つの試薬につき1つの槽が設けられ、各槽に所定濃度の試薬が充填されている。このため、ある成分について、プライマーやプローブ等の特性に合わせ、同じ試薬でも異なる濃度とすることが必要とされる場合、例えば、前記所定濃度よりも低濃度の成分が必要とされる場合、特許文献1のカートリッジは、前記成分の濃度が所定濃度であるため、前記成分のみを異なる濃度とすることが困難であった。
さらに、1つのサンプルに対して、複数の標的遺伝子等の複数の標的核酸を測定する場合、1つのカートリッジにおいて、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに対応した異なる成分の濃度の分析系を調製し、分析することが要求されるが、特許文献1のカートリッジでは対応が困難であった。
そこで、本発明は、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で分析を行うことが可能な試薬カートリッジ、標的核酸の分析装置、および標的核酸の分析方法の提供を目的とする。
前記本発明の課題を解決するために、本発明の第1の標的核酸の分析用試薬カートリッジ(以下、「カートリッジ」ともいう)は、少なくとも1つの共通試薬槽と、複数の濃度調整試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、
前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、
前記複数の濃度調整試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されており、
前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする。
本発明の第2のカートリッジは、複数の共通試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、
前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、
前記共通試薬は、それぞれ、前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含み、
前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする。
本発明の第1の標的核酸の分析装置(以下、「分析装置」ともいう)は、前記本発明の第1のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部と、
サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製部と、
前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析部とを含むことを特徴とする。
本発明の第1の標的核酸の分析方法(以下、「分析方法」ともいう)は、前記本発明の第1のカートリッジを用い、
サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製工程と、
前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。このため、本発明によれば、例えば、より優れた分析精度で標的核酸を分析できる。
図1(A)は、実施形態1のカートリッジの構成を示す斜視図であり、(B)は、前記(A)のI−I方向から見た断面図である。 図2(A)は、実施形態2のカートリッジの構成を示す斜視図であり、(B)は、前記(A)のII−II方向から見た断面図である。 図3(A)は、実施形態3のカートリッジの構成を示す斜視図であり、(B)は、前記(A)のIII−III方向から見た断面図である。 図4は、実施形態4の分析装置の構成を示すブロック図である。
本発明の第1のカートリッジは、例えば、前記濃度調整試薬において異なる濃度で含まれる前記成分が、
前記標的核酸の分析において、前記共通試薬および前記濃度調整試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分である。
本発明の第1のカートリッジは、例えば、前記共通試薬が、前記濃度調整試薬において異なる濃度で含まれる成分を含まない。
本発明の第2のカートリッジは、例えば、前記共通試薬において異なる濃度で含まれる前記成分が、
前記標的核酸の分析において、前記共通試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分である。
本発明の第1および第2のカートリッジは、例えば、前記異なる濃度で含まれる成分が、マグネシウムイオン、カリウムイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、およびアンモニウムイオンからなる群から選択された少なくとも1つであり、好ましくは、マグネシウムイオンである。
本発明の第1および第2のカートリッジは、例えば、前記分析用オリゴヌクレオチドが、前記標的核酸を増幅可能なプライマーであり、好ましくは、さらに、前記標的核酸を検出可能なプローブを含む。
本発明の第1および第2のカートリッジは、例えば、前記非共通試薬槽に、前記非共通試薬が予め充填されている。
本発明の第1および第2のカートリッジは、例えば、各非共通試薬槽に充填された非共通試薬が、それぞれ、異なる標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドを含む。
本発明の第1の分析装置は、例えば、前記調製部において、前記サンプル、少なくとも2つの前記濃度調整試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する。
本発明の分析方法は、例えば、前記調製工程において、前記サンプル、少なくとも2つの前記濃度調整試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する。
<第1の標的核酸の分析用試薬カートリッジ>
本発明の第1のカートリッジは、前述のように、少なくとも1つの共通試薬槽と、複数の濃度調整試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、前記複数の濃度調整試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されており、前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする。本発明の第1のカートリッジは、複数の濃度調整試薬槽を有し、前記複数の濃度調整試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されていることが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。
本発明の第1のカートリッジは、前述のように、複数の濃度調整試薬槽を有し、前記複数の濃度調整試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されている。このため、例えば、2つの標的核酸を分析する場合、前記異なる濃度で含まれる成分(以下、「調整成分」ともいう)を、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度に設定しておくことで、サンプル、前記共通試薬、最適な濃度に設定された前記濃度調整試薬、および対応する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬を、それぞれ予め定めた量で混合することにより、前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系を簡便に調製できる。また、3以上の標的核酸を分析する場合、前記調整成分のうち1つを、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度のうち、最も高い成分濃度以上に設定し、別の1つを、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度のうち、最も低い成分濃度以下に設定しておくことで、例えば、これら2つの調整成分を含む濃度調整試薬と、サンプル、前記共通試薬、および前記非共通試薬とを、それぞれ予め定めた量で混合することで、前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系を簡便に調製できる。したがって、本発明によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。さらに、本発明の第1のカートリッジによれば、前記調整成分が前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系とすることができるため、例えば、より優れた分析精度で前記標的核酸を分析できる。
本発明において、分析とは、例えば、前記標的核酸の有無を判断する定性分析でもよいし、前記標的核酸の量を判断する定量分析でもよい。
本発明において、カートリッジの材質は、特に制限されず、例えば、プラスチック等があげられる。
本発明において、前記共通試薬は、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む。前記共通試薬が含む複数の成分は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の分析方法に応じて、適宜決定できる。前記分析方法がPCR等の核酸増幅方法を含む場合、前記共通試薬が含む複数の成分は、例えば、核酸増幅方法に使用される試薬があげられ、具体例として、耐熱DNAポリメラーゼ等のDNAポリメラーゼ、デオキシヌクレオチド三リン酸(dNTP)、牛血清アルブミン等のアルブミン、アジ化ナトリウム等の防腐剤等があげられる。前記共通試薬が含む複数の成分の濃度は、特に制限されず、例えば、前記各分析方法に応じて適宜設定できる。前記共通試薬は、後述する濃度調整試薬において異なる濃度で含まれる成分を含まないことが好ましい。これにより、サンプル、前記共通試薬、前記濃度調整試薬、および前記非共通試薬を混合した分析系において、前記調整成分の濃度をより簡便に調整できる。前記共通試薬は、例えば、液体試薬でもよいし、固体試薬(乾燥試薬)でもよい。前者の場合、前記共通試薬は、例えば、溶媒に、前記共通試薬を溶解、懸濁または混合等した試薬である。前記溶媒は、特に制限されず、例えば、水、Tris−HCl、Tricine、MES、MOPS、HEPES、CAPS等の緩衝液等があげられ、具体例として、市販のPCR用緩衝液、市販のPCRキットの緩衝液等があげられる。
本発明において、前記標的核酸は、例えば、DNAでもよいし、RNAでもよい。前記標的核酸の分析は、例えば、前記標的核酸における分析対象の分析ということもできる。前記標的核酸における分析対象は、特に制限されず、例えば、一塩基多型(SNP)、遺伝子、遺伝子変異、ノンコーディングRNA、染色体、染色体異常等があげられる。前記遺伝子変異は、例えば、遺伝子における1以上の塩基の欠失、置換、挿入、および/または付加等があげられる。前記染色体異常は、例えば、染色体の断片化、欠失、重複、逆位、転位、転座、付着、および/または欠失等があげられる。本発明において、前記標的核酸は、例えば、1つでもよいし、複数でもよい。前者の場合、前記標的核酸は、例えば、複数の分析対象を含む。
本発明において、前記濃度調整試薬は、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む。前記調整成分は、例えば、前記標的核酸の分析において、前記共通試薬および前記濃度調整試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分ともいえる。前記濃度調整試薬における前記調整成分の濃度は、例えば、前記分析用オリゴヌクレオチドの塩基配列に応じて、当業者であれば、適宜設定できる。また、各濃度調整試薬間における前記調整成分の濃度比は、特に制限されず、例えば、前記分析用オリゴヌクレオチドに応じて適宜設定できる。前記調整成分の具体例としては、例えば、マグネシウムイオン、カリウムイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン等があげられ、好ましくは、マグネシウムイオンである。前記濃度調整試薬において、前記調整成分は、例えば、前記濃度調整試薬が含む塩に由来するイオンである。前記調整成分は、1つでもよいし、複数でもよい。前記濃度調整試薬の数は、複数であればよく、例えば、2〜4である。前記複数の濃度調整試薬は、それぞれ、少なくとも1つの成分を異なる濃度で含めばよく、その他の成分の濃度は、同じでもよいし、異なってもよい。前記調整成分がマグネシウムイオンの場合、各濃度調整試薬におけるマグネシウムイオンの濃度は、例えば、前記分析系における濃度が1〜10mmol/Lとなる濃度である。前記調整成分がカリウムイオンの場合、各濃度調整試薬におけるカリウムイオンの濃度は、例えば、前記分析系における濃度が0〜75mmol/L、0mmol/Lを超え、75mmol/L以下となる濃度である。前記調整成分がナトリウムイオンの場合、各濃度調整試薬におけるナトリウムイオンの濃度は、例えば、前記分析系における濃度が0〜75mmol/L、0mmol/Lを超え、75mmol/L以下となる濃度である。前記調整成分がマンガンイオンの場合、各濃度調整試薬におけるマンガンイオンの濃度は、例えば、前記分析系における濃度が0〜1mmol/L、0mmol/Lを超え、1mmol/L以下となる濃度である。前記調整成分がアンモニウムイオンの場合、各濃度調整試薬におけるアンモニウムイオンの濃度は、例えば、前記分析系における濃度が5〜30mmol/Lとなる濃度である。前記濃度調整試薬の数が3以上の場合、いずれか2つの濃度調整試薬において、前記調整成分の濃度は、同じでもよい。前記濃度調整試薬は、例えば、液体試薬でもよいし、固体試薬(乾燥試薬)でもよい。前者の場合、前記濃度調整試薬は、例えば、溶媒に、前記濃度調整試薬を溶解、懸濁または混合等した試薬である。前記溶媒は、例えば、前述の説明を援用できる。前記溶媒は、例えば、前記共通試薬と同じでもよいし、異なってもよい。前記濃度調整試薬が固体試薬の場合、前記調整成分の濃度は、例えば、前記カートリッジにおいて、予め定められた量の溶媒に溶解、懸濁または混合等した際の濃度である。
本発明において、前記非共通試薬は、前記特定の標的核酸を分析する前記分析用オリゴヌクレオチドを含む。本発明において、前記分析用オリゴヌクレオチドは、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の種類に応じて、適宜決定できる。具体例として、前記分析用オリゴヌクレオチドは、例えば、プライマーがあげられる。前記プライマーは、例えば、前記標的核酸を増幅可能なプライマーでもよいし、前記標的核酸を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマーでもよく、具体例として、前記標的核酸を増幅可能なフォワードプライマーとリバースプライマーとを含むプライマーセット、前記標的核酸を含むポリヌクレオチドを増幅可能なフォワードプライマーとリバースプライマーとを含むプライマーセットがあげられる。前記分析用オリゴヌクレオチドが前記プライマーを含む場合、前記分析用オリゴヌクレオチドは、さらに、前記プライマーに加えて、または代えてプローブを含んでもよい。前記プローブは、例えば、前記標的核酸を検出可能なプローブであり、より具体的には、前記プライマーにより増幅された増幅断片において、前記標的核酸を検出可能なプローブである。前記分析用オリゴヌクレオチドが前記プライマーおよびプローブを含む場合、前記プライマーおよびプローブは、別個の非共通試薬槽に配置してもよい。前記プライマーおよび前記プローブは、例えば、それぞれ、標識物質により標識されていてもよい。本発明において、前記プライマーおよび前記プローブの塩基配列は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の種類およびその塩基配列等に応じて、当業者であれば、適宜設計できる。
前記非共通試薬は、例えば、前記共通試薬が含む、前記複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分の一部を含んでもよく、具体例として、前記分析方法が核酸増幅方法を含む場合、前記非共通試薬が、dNTPを含んでもよい。この場合、前記共通試薬が、dNTPを含まないことが好ましい。前記非共通試薬は、例えば、液体試薬でもよいし、固体試薬(乾燥試薬)でもよい。前者の場合、前記非共通試薬は、例えば、溶媒に、前記非共通試薬を溶解、懸濁または混合等した試薬である。前記溶媒は、例えば、前述の説明を援用できる。前記溶媒は、例えば、前記共通試薬および/または前記濃度調整試薬と同じでもよいし、異なってもよい。
以下、本発明の第1のカートリッジおよびそれを用いた分析方法について、図面を参照して、例をあげて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。各実施形態は、特に言及しない限り、互いに組合せ可能である。
(実施形態1)
図1は、実施形態1のカートリッジの概略を示す図面であり、(A)は、実施形態1のカートリッジの斜視図を示し、(B)は、前記(A)のI−I方向に見た断面図である。図1(A)に示すように、本実施形態のカートリッジ1は、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12、および非共通試薬槽13を含む。また、図1(B)に示すように、共通試薬槽11には、前記複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬111が充填されている。そして、濃度調整試薬槽12は、濃度調整試薬槽12a、12bに分かれており、濃度調整試薬槽12a、12bには、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬112a、112bが、それぞれ、充填されている。さらに、非共通試薬槽13は、非共通試薬槽13a、13bに分かれている。本実施形態のカートリッジ1における各槽は、一端から他端に向かって、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12a、12b、非共通試薬槽13a、13bがこの順序で配置されているが、本発明はこれに限定されず、各槽は、任意の順序で配置できる。
本実施形態のカートリッジ1において、共通試薬槽11は、1つであるが、本発明はこれに限定されず、複数としてもよく、具体例として、共通試薬槽11の数は、1〜2である。共通試薬槽11を複数含む場合、各共通試薬槽は、同じ成分を有する共通試薬が充填されていてもよいし、異なる成分を含む共通試薬が充填されていてもよい。前記共通試薬が同じ成分を含む場合、各共通試薬において、前記同じ成分は、同じ濃度でもよいし、異なる濃度でもよい。共通試薬槽11の容積は、特に制限されず、例えば、共通試薬槽11に充填される共通試薬111の体積に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ1において、共通試薬槽11に充填された共通試薬111は、液体試薬であるが、本発明はこれに限定されず、乾燥試薬としてもよい。共通試薬111が液体試薬の場合、共通試薬槽11に充填された共通試薬111の体積は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の数に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ1において、濃度調整試薬槽12は、2つであるが、本発明はこれに限定されず、複数であればよく、具体例として、濃度調整試薬槽12の数は、2〜4である。濃度調整試薬槽12a、12bの容積は、特に制限されず、例えば、濃度調整試薬槽12に充填される濃度調整試薬112a、112bの体積に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ1において、濃度調整試薬槽12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bは、液体試薬であるが、本発明はこれに限定されず、乾燥試薬としてもよい。濃度調整試薬112a、112bが液体試薬の場合、濃度調整試薬槽12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bの体積は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の数に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ1において、非共通試薬槽13は、2つであるが、本発明はこれに限定されず、複数であればよく、具体例として、非共通試薬槽13の数は、2〜4である。非共通試薬槽13a、13bの容積は、特に制限されず、例えば、非共通試薬槽13に充填される非共通試薬113a、113bの体積に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ1において、非共通試薬槽13a、13bには、前記非共通試薬が充填されていないが、本発明はこれに限定されず、前記非共通試薬が充填されていてもよい。前記非共通試薬が充填されている場合、非共通試薬槽13a、13bに充填された共通試薬は、それぞれ、異なる標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドを含むことが好ましい。このように、前記標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む前記非共通試薬を予め調製し、非共通試薬槽13a、13bに充填しておくことで、より簡便に前記標的核酸の分析が実施できる。
つぎに、本実施形態のカートリッジ1を用いた分析方法について、説明する。まず、カートリッジ1の非共通試薬槽13a、13bに、それぞれ、非共通試薬を充填する。つぎに、サンプルと、共通試薬槽11に充填された共通試薬111と、濃度調整試薬12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bの少なくとも一方と、非共通試薬槽13a、13bに充填された一方の非共通試薬とを混合し、第1の分析系を調製する。また、前記サンプルと、共通試薬槽11に充填された共通試薬111と、濃度調整試薬12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bの少なくとも一方と、他方の非共通試薬とを混合し、第2の分析系を調製する。
そして、前記第1の分析系および前記第2の分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する。前記標的核酸の分析方法は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸に応じて、公知の核酸分析方法により実施できる。前記標的核酸がDNAであり、前記標的核酸の分析対象がSNPである場合、前記第1の分析系および前記第2の分析系について、例えば、前記非共通試薬に含まれる分析用オリゴヌクレオチドである標的核酸を増幅可能なプライマーを用いて、前記標的核酸を核酸増幅方法により増幅し、前記分析用オリゴヌクレオチドである標的核酸を検出可能なプローブを用いて、前記標的核酸およびその増幅断片について、融解曲線解析を実施することにより、分析する。
本実施形態のカートリッジ1は、さらに、サンプルを充填可能なサンプル槽を有してもよい。前記サンプルおよびサンプル槽の数は、特に制限されず、例えば、それぞれ、1〜4である。前記サンプル槽の容積は、特に制限されず、前記サンプルの容積に応じて、適宜決定できる。前記サンプルは、特に制限されず、例えば、生体試料等があげられる。前記生体試料は、例えば、血液(例えば、全血、白血球等の血球、血漿、血清等)、組織(例えば、大腸、肺等)、口腔内細胞(例えば、口腔粘膜等)、体細胞(例えば、爪および毛髪等)、生殖細胞、喀痰、羊水、腹膜液、尿、胃液等があげられる。また、前記生体試料としては、その他に、胃洗液、パラフィン包埋組織、培養細胞等の生体由来の試料もあげられる。
本実施形態のカートリッジ1は、さらに、サンプルの前処理試薬および前記前処理試薬が充填された前処理試薬槽を含んでもよい。前記前処理試薬および前処理試薬槽の数は、特に制限されず、例えば、それぞれ、1〜4である。前記前処理試薬は、例えば、前記サンプルに含まれる細胞等の細胞膜を破壊する試薬、DNA、RNA等の核酸を単離する試薬、RNAからDNAを合成する試薬等があげられる。具体例として、前記前処理試薬は、例えば、界面活性剤、還元剤、プロテアーゼ阻害剤、DNase阻害剤、RNase阻害剤、RNA依存性DNAポリメラーゼ等の逆転写酵素等があげられる。
本実施形態のカートリッジ1は、さらに、前記標的核酸の分析に関連するその他の試薬および前記その他の試薬が充填されたその他の試薬槽を含んでもよい。前記その他の試薬およびその他の試薬槽の数は、特に制限されず、例えば、それぞれ、1〜4である。前記その他の試薬は、特に制限されず、例えば、ミネラルオイル、各試薬を希釈するための希釈液等があげられる。
(実施形態2)
図2は、実施形態2のカートリッジの概略を示す図面であり、(A)は、実施形態2のカートリッジの斜視図を示し、(B)は、前記(A)のII−II方向に見た断面図である。図2において、図1と同一箇所には同一符号を付している。図2(A)に示すように、カートリッジ2は、さらに、サンプル槽14、前処理試薬槽15、およびその他の試薬槽16を含み、シール17により、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12、非共通試薬槽13、前処理試薬槽15、およびその他の試薬槽16の上部開口が封止され、サンプル槽14は、上部が開口している。また、非共通試薬槽13a、13bには、それぞれ、非共通試薬113a、113bが、充填されている。前処理試薬槽15は、前処理試薬槽15a、15bに分かれており、前処理試薬槽15a、15bには、前処理試薬115a、115bが、それぞれ充填されている。そして、その他の試薬槽16には、その他の試薬116が、充填されている。この点を除き、本実施形態のカートリッジ2は、実施形態1のカートリッジ1と同様の構成を有し、その説明を援用できる。本実施形態のカートリッジ2によれば、例えば、前処理が必要なサンプルについても、標的核酸を分析できる。本実施形態のカートリッジ2における各槽は、一端から他端に向かって、他の試薬槽16、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12a、12b、前処理試薬槽15a、15b、非共通試薬槽13a、13b、サンプル槽14がこの順序で配置されているが、本発明はこれに限定されず、各槽は、任意の順序で配置できる。
本実施形態のカートリッジ2において、非共通試薬槽13a、13bには、非共通試薬113a、113bが充填されているが、本発明はこれに限定されず、非共通試薬113a、113bが充填されていなくてもよい。また、非共通試薬槽13a、13bに充填された非共通試薬113a、113bは、液体試薬であるが、本発明はこれに限定されず、乾燥試薬としてもよい。非共通試薬113a、113bが液体試薬の場合、非共通試薬槽13a、13bに充填された非共通試薬113a、113bの体積は、特に制限されず、例えば、前記標的核酸の数に応じて、適宜設定できる。
本実施形態のカートリッジ2は、シール17を含むが、本発明はこれに限定されず、シール17は、任意の構成であり、あってもよいし、なくてもよい。また、シール17は、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12、非共通試薬槽13、前処理試薬槽15、およびその他の試薬槽16の上部開口を封止しているが、本発明はこれに限定されず、シール17は、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12、非共通試薬槽13、サンプル槽14、前処理試薬槽15、およびその他の試薬槽16のいずれか1つの上部開口を封止してもよいし、複数の上部開口を封止してもよいし、全ての上部開口を封止してもよい。シール17が複数の上部開口を封止する場合、シール17は、例えば、共通試薬槽11および濃度調整試薬槽12を封止してもよいし、共通試薬槽11、濃度調整試薬槽12、前処理試薬槽15、およびその他の試薬槽16を封止してもよい。シール17は、特に制限されず、公知のシール部材を使用できる。
つぎに、本実施形態のカートリッジ2を用いた分析方法について、説明する。まず、カートリッジ2のサンプル槽14に、サンプルを充填する。つぎに、前記サンプルを2つに分け、それぞれのサンプルについて、前記サンプルと、前処理試薬槽15a、15bに充填された前処理試薬115a、115bの少なくとも一方とを混合し、前記サンプルに対して前処理を行なう。そして、一方の前処理後のサンプルと、共通試薬槽11に充填された共通試薬111と、濃度調整試薬12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bの少なくとも一方と、非共通試薬槽13a、13bに充填された非共通試薬113a、113bの一方とを混合し、第1の分析系を調製する。また、他方の前処理後のサンプルと、共通試薬槽11に充填された共通試薬111と、濃度調整試薬12a、12bに充填された濃度調整試薬112a、112bの少なくとも一方と、非共通試薬113a、113bの他方とを混合し、第2の分析系を調製する。そして、前記第1の分析系および前記第2の分析系に、その他の試薬槽16に充填されたその他の試薬116(例えば、ミネラルオイル)を添加する。そして、前記第1の分析系および前記第2の分析系について、前記実施形態1と同様に分析する。
<第2の標的核酸の分析用試薬カートリッジ>
本発明の第2のカートリッジは、前述のように、複数の共通試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、前記共通試薬は、それぞれ、前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含み、前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする。本発明の第2のカートリッジは、前記複数の共通試薬槽を有し、前記共通試薬は、それぞれ、前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の第2のカートリッジは、前記本発明の第1のカートリッジの濃度調整試薬における調整成分を、前記共通試薬が含む。このため、本発明の第2のカートリッジは、例えば、前記本発明の第1のカートリッジの前記共通試薬が、複数であり、前記複数の共通試薬が、それぞれ、前記濃度調整試薬を含むカートリッジということもできる。本発明の第2のカートリッジは、例えば、前記本発明の第1のカートリッジの説明を援用できる。
本発明の第2のカートリッジは、前述のように、複数の共通試薬槽を有し、前記複数の共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む共通試薬が充填されている。このため、例えば、2つの標的核酸を分析する場合、前記調整成分を、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度に設定しておくことで、サンプル、最適な濃度に設定された前記共通試薬、および対応する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬を混合することにより、前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系を簡便に調製できる。また、3以上の標的核酸を分析する場合、前記調整成分のうち一方を、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度のうち、最も高い成分濃度以上に設定し、他方を、それぞれの標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じた最適な濃度のうち、最も低い成分濃度以下に設定しておくことで、例えば、これら2つの調整成分を含む共通試薬と、サンプル、および前記非共通試薬とを混合することで、前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系を簡便に調製できる。したがって、本発明によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。さらに、本発明の第2のカートリッジによれば、前記調整成分が前記分析用オリゴヌクレオチドに適した分析系とすることができるため、例えば、より優れた分析精度で前記標的核酸を分析できる。
本発明の第2のカートリッジにおいて、前記共通試薬は、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含み、且つ前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む。前記調整成分は、例えば、前記標的核酸の分析において、前記共通試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分ということもできる。前記調整成分は、例えば、前述の説明を援用できる。前記共通試薬の数は、複数であればよく、例えば、2〜5である。前記複数の共通試薬は、それぞれ、前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含めばよく、その他の成分の濃度は、同じでもよいし、異なってもよい。前記共通試薬の数が3以上の場合、いずれか2つの共通試薬において、前記調整成分の濃度は、同じでもよい。前記共通試薬は、例えば、液体試薬でもよいし、固体試薬(乾燥試薬)でもよい。前者の場合、前記共通試薬は、例えば、溶媒に、前記共通試薬を溶解、懸濁または混合等した試薬である。前記共通試薬が固体試薬の場合、前記調整成分の濃度は、例えば、前記カートリッジにおいて、予め定められた量の溶媒に溶解、懸濁または混合等した際の濃度である。
以下、本発明の第2のカートリッジおよびそれを用いた分析方法について、図面を参照して、例をあげて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
(実施形態3)
図3は、実施形態3のカートリッジの概略を示す図面であり、(A)は、実施形態3のカートリッジの斜視図を示し、(B)は、前記(A)のIII−III方向に見た断面図である。図3において、図1と同一箇所には同一符号を付している。図3(A)に示すように、本実施形態のカートリッジ3は、共通試薬槽11’および非共通試薬槽13を含む。また、図3(B)に示すように、共通試薬槽11’は、共通試薬槽11’a、11’bに分かれており、共通試薬槽11’a、11’bには、前記複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含み、且つ前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分が異なる濃度である共通試薬111’a、111’bが、それぞれ、充填されている。さらに、非共通試薬槽13は、非共通試薬槽13a、13bに分かれている。本実施形態のカートリッジ3における各槽は、一端から他端に向かって、共通試薬槽11’a、11’b、非共通試薬槽13a、13bがこの順序で配置されているが、本発明はこれに限定されず、各槽は、任意の順序で配置できる。
本実施形態のカートリッジ3において、共通試薬槽11’は、2つであるが、本発明はこれに限定されず、複数であればよく、具体例として、共通試薬槽11’の数は、2〜5である。共通試薬槽11’a、11’bの容積は、特に制限されず、例えば、共通試薬槽11’に充填される共通試薬111’a、111’bの体積に応じて、適宜設定できる。本実施形態のカートリッジ3は、さらに、前述のサンプル槽、前処理試薬および前処理試薬槽、ならびにその他の試薬およびその他の試薬槽のいずれか1つ以上を含んでもよく、各槽および試薬は、前述の説明を援用できる。
つぎに、本実施形態のカートリッジ3を用いた分析方法について、説明する。まず、カートリッジ3の非共通試薬槽13a、13bに、それぞれ、非共通試薬を充填する。つぎに、サンプルと、共通試薬槽11’a、11’bに充填された共通試薬111’a、111’bの少なくとも一方と、非共通試薬槽13に充填された一方の非共通試薬とを混合し、第1の分析系を調製する。また、前記サンプルと、共通試薬槽11’a、11’bに充填された共通試薬111’a、111’bの少なくとも一方と、他方の非共通試薬とを混合し、第2の分析系を調製する。そして、前記第1の分析系および前記第2の分析系について、前記実施形態1と同様に分析する。
<第1の標的核酸の分析装置>
本発明の第1の分析装置は、前述のように、前記本発明の第1のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部と、サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製部と、前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析部とを含むことを特徴とする。本発明の第1の分析装置は、前記本発明の第1のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の第1の分析装置は、例えば、前記本発明の第1のカートリッジの説明を援用できる。本発明の第1の分析装置によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。
以下、本発明の第1の分析装置およびそれを用いた分析方法について、図面を参照して、例をあげて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
(実施形態4)
図4は、本実施形態の分析装置の構成を示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態の分析装置4は、中央演算処理装置(CPU)41、調製部であるサンプリングポンプユニット42、およびノズル駆動ユニット43、分析部である測定部ユニット44、記憶装置45、入力装置46、ならびに出力装置47を主要構成要素として備える。CPU41は、サンプリングポンプユニット42、ノズル駆動ユニット43、および測定部ユニット44の動きを制御する。サンプリングポンプユニット42は、サンプルおよび各試薬等をサンプリングするためのポンプを駆動する。ノズル駆動ユニット43は、カートリッジの各槽にノズルを移動し、かつノズルを上下させる。測定部ユニット44は、サンプルと各試薬とを混合した分析系の反応を分析する。反応の分析方法は、例えば、光学的方法および電気化学的方法があげられる。光学的方法の場合は、前記測定ユニット44は、例えば、光源および受光部を含む。電気化学的方法の場合は、例えば、電極を含む。前記記憶装置45は、分析条件情報、その他の情報および各種プログラム等が記憶されており、フラッシュメモリ、RAMおよびROM等を適宜組み合わせて構成される。入力装置46は、分析装置に情報を入力するためのものであり、キーボード、キーシート、USB等の端子、CDやCD−R等のドライブ等があげられる。出力装置47は、分析結果およびその他の情報を出力するためのものであり、例えば、プリンターおよびディスプレイがあげられる。本実施例において、前記の各構成要素は一体化されていてもよいし、複数の装置に分かれて構成されていてもよい。例えば、サンプリングポンプユニット42、ノズル駆動ユニット43および測定部ユニット44を備えた分析装置と、CPU41、記憶装置45、入力装置46および出力装置47を含むパーソナルコンピュター(PC)とを組み合わせてもよい。
つぎに、本実施形態の分析装置を用いた分析方法について、実施形態2のカートリッジを用いた場合を例にあげて説明する。まず、サンプルが、カートリッジ2のサンプル槽14に充填される。カートリッジ2が分析装置にセットされると、ノズル駆動ユニット43により自動的にノズルが移動して、サンプリングポンプユニット42によりサンプル槽14の試料をサンプリングして、分析装置4にセットされた複数の分析槽(図示せず)に、サンプルが、それぞれ導入される。そして、自動的にノズルが移動して、シールを破って、前処理試薬115a、115bの少なくとも一方をサンプリングして、前記分析槽に導入し、前処理を行なう。つづいて、自動的にノズルが移動して、シールを破って、共通試薬111をサンプリングし、前記分析槽に導入し、さらに、ノズルが移動して、シールを破って、濃度調整試薬112a、112bの少なくとも一方をサンプリングし、前記分析槽に導入する。そして、自動的にノズルが移動して、シールを破って、非共通試薬113a、113bの一方をサンプリングし、前記分析槽に導入し、混合することで第1の分析系を調製後、前記サンプルを反応させる。また、非共通試薬113a、113bの他方をサンプリングする以外は同様にして、第2の分析系を調製後、前記サンプルを反応させる。前記第1の分析系および第2の分析系の反応がPCRの場合は、測定部ユニット44により温度サイクルが制御される。一定のサイクル数の反応の後、例えば、光学的手法により反応物中のプローブを検出する。なお、実施形態2のカートリッジ2を用いた場合を例にあげて説明したが、実施形態1のカートリッジ1を用いて実施してもよい。
<第2の標的核酸の分析装置>
本発明の第2の分析装置は、前記本発明の第2のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部と、サンプル、前記共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの共通試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製部と、前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析部とを含むことを特徴とする。本発明の第2の分析装置は、前記本発明の第2のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の第2の分析装置は、例えば、前記本発明の第1および第2のカートリッジならびに前記本発明の第1の標的核酸の分析装置の説明を援用できる。本発明の第2の分析装置によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。
本発明の第2の分析装置は、前記本発明の第1のカートリッジに代えて、前記本発明の第2のカートリッジを用い、前記調製部が、サンプル、前記共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの共通試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する点を除き、前記第1の標的核酸の分析装置と同様であり、その説明を援用できる。
本発明の第2の分析装置は、例えば、前記調製部において、前記サンプル、少なくとも2つの前記共通試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する。
<第1の標的核酸の分析方法>
本発明の第1の分析方法は、前述のように、前記本発明の第1のカートリッジを用い、サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製工程と、前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析工程とを含むことを特徴とする。本発明の第1の分析方法は、前記本発明の第1のカートリッジを用いることが特徴であり、その他の工程および条件は、特に制限されない。本発明の第1の分析方法は、例えば、前記本発明の第1のカートリッジおよび前記本発明の第1の分析装置の説明を援用できる。本発明の第1の分析方法によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。
<第2の標的核酸の分析方法>
本発明の第2の分析方法は、前記本発明の第2のカートリッジを用い、サンプル、前記共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの共通試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製工程と、前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析工程とを含むことを特徴とする。本発明の第2の分析方法は、前記本発明の第2のカートリッジを用いることが特徴であり、その他の工程および条件は、特に制限されない。本発明の第2の分析方法は、例えば、前記本発明の第1および第2のカートリッジ、前記本発明の第1および第2の分析装置、ならびに前記本発明の第1の分析方法の説明を援用できる。本発明の第2の分析方法によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。
本発明の第2の分析方法は、例えば、前記調製工程において、前記サンプル、少なくとも2つの前記共通試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する。
つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例により何ら制限されない。
[実施例1]
異なる標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドを用いた分析において、各分析用オリゴヌクレオチドに適したマグネシウムイオンおよびカリウムイオン濃度が異なることを確認した。
NRAS遺伝子(以下、「NRAS」という。)のコドン117の変異の分析系およびNRASのコドン146の変異の分析系として、それぞれ、下記表1および2の組成の分析系を調製した。下記表1に示すように、NRAS コドン117の分析系は、前記分析用オリゴヌクレオチドとして、NRASのコドン117の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なフォワードプライマー1およびリバースプライマー1、ならびにNRASのコドン117の変異を検出可能なプローブ1およびNRASのコドン117の特定の変異を検出可能なプローブ2を含む分析系である。また、下記表2に示すように、NRAS コドン146の分析系は、前記分析用オリゴヌクレオチドとして、NRASのコドン146の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なフォワードプライマー2およびリバースプライマー2、ならびにNRASのコドン146の変異を検出可能なプローブ3を含む分析系である。各分析系において、前記調整成分のマグネシウムイオンおよびカリウムイオンの濃度は、各分析用オリゴヌクレオチドに最適な濃度に調整されている。
Figure 2017201932
Figure 2017201932
各分析系を、遺伝子解析装置(i-densy(商標))を用いて、PCRおよび融解曲線解析を行なった。この結果、いずれの分析系においても、対象とする変異を優れた分析精度で分析できた。以上のことから、各分析用オリゴヌクレオチドに適したマグネシウムイオンおよびカリウムイオン濃度が異なることがわかった。
[実施例2]
異なる濃度のマグネシウムイオンをそれぞれ含む2種類の濃度調整試薬を用い、標的核酸であるNRAS遺伝子の変異について、前記標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適したマグネシウムイオン濃度で反応を行なうことができ、またより優れた分析精度で標的核酸を分析できることを確認した。
(1)試薬
DNAポリメラーゼ、BSA等を含む共通試薬および異なる濃度のマグネシウムイオンを含む2種類の濃度調整試薬1、2を調製した。また、非共通試薬として、dNTPを含む非共通試薬1〜4を調製した。非共通試薬1は、NRASのコドン12および13の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにNRASのコドン12および13の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬2は、NRASのコドン59および61の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにNRASのコドン59および61の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬3は、NRASのコドン117の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにNRASのコドン117の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬4は、NRASのコドン146の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにNRASのコドン146の変異を検出可能なプローブを含む試薬である。なお、濃度調整試薬1は、非共通試薬1および2の分析用オリゴヌクレオチドであるプライマーに応じて、前記調整成分であるマグネシウムイオンの濃度が調整された試薬である。また、濃度調整試薬2は、非共通試薬3および4の分析用オリゴヌクレオチドであるプライマーに応じて、前記調整成分であるマグネシウムイオンの濃度が調整された試薬である。
(2)サンプル
サンプルは、各変異を含むオリゴヌクレオチドを使用した。
(3)PCRおよび融解曲線解析
そして、各試薬を、それぞれ予め定めた量で組合せて分析系を調製し、前記遺伝子解析装置を用いて、PCRおよび融解曲線解析を行なった。この結果、いずれの試薬の組合せにおいても、対象とする変異は分析できた。また、非共通試薬1および2は、濃度調整試薬2と組合せた場合と比較して、濃度調整試薬1と組合せた場合の方がより優れた精度で対象とする変異を分析できた。さらに、非共通試薬3および4は、濃度調整試薬1と組合せた場合と比較して、濃度調整試薬2と組合せた場合の方がより優れた精度で対象とする変異を分析できた。これらの結果から、本発明のカートリッジによれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができることが分かった。また、本発明のカートリッジによれば、より優れた分析精度で標的核酸を分析できることがわかった。
[実施例3]
異なる濃度のマグネシウムイオンをそれぞれ含む、2種類の濃度調整試薬を用い、標的核酸であるKRAS遺伝子(以下、「KRAS」という)の変異について、前記標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適したマグネシウムイオン濃度で反応を行なうことができ、またより優れた分析精度で標的核酸を分析できることを確認した。
(1)試薬
DNAポリメラーゼ、BSA等を含む共通試薬および異なる濃度のマグネシウムイオンを含む2種類の濃度調整試薬1、2を調製した。また、非共通試薬として、dNTPを含む非共通試薬5〜8を調製した。非共通試薬5は、KRASのコドン12および13の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにKRASのコドン12および13の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬6は、KRASのコドン59および61の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにKRASのコドン59および61の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬7は、KRASのコドン117の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにKRASのコドン117の変異を検出可能なプローブを含む試薬であり、非共通試薬8は、KRASのコドン146の変異を含むポリヌクレオチドを増幅可能なプライマー、ならびにKRASのコドン146の変異を検出可能なプローブを含む試薬である。なお、濃度調整試薬1は、非共通試薬5および6の分析用オリゴヌクレオチドであるプライマーに応じて、前記調整成分であるマグネシウムイオンの濃度が調整された試薬である。また、濃度調整試薬2は、非共通試薬7および8の分析用オリゴヌクレオチドであるプライマーに応じて、前記調整成分であるマグネシウムイオンの濃度が調整された試薬である。
(2)サンプル
サンプルは、各変異を含むオリゴヌクレオチドを使用した。
(3)PCRおよび融解曲線解析
そして、各試薬を、それぞれ予め定めた量で組合せて分析系を調製し、前記遺伝子解析装置を用いて、PCRおよび融解曲線解析を行なった。この結果、いずれの試薬の組合せにおいても、対象とする変異は分析できた。また、非共通試薬5および6は、濃度調整試薬2と組合せた場合と比較して、濃度調整試薬1と組合せた場合の方がより優れた精度で対象とする変異を分析できた。さらに、非共通試薬7および8は、濃度調整試薬1と組合せた場合と比較して、濃度調整試薬2と組合せた場合の方がより優れた精度で対象とする変異を分析できた。これらの結果から、本発明のカートリッジによれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができることが分かった。また、本発明のカートリッジによれば、より優れた分析精度で標的核酸を分析できることがわかった。
以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
本発明によれば、複数の標的核酸の分析において、各標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドに適した成分濃度で反応を行うことができる。このため、本発明によれば、例えば、よりすぐれた分析精度で標的核酸を分析できる。したがって、本発明は、例えば、生命科学分野、臨床分野等において、極めて有用であるといえる。
1、2、3 カートリッジ
11、11’、11’a、11’b 共通試薬槽
111、111’a、111’b 共通試薬
12、12a、12b 濃度調整試薬槽
112、112a、112b 濃度調整試薬
13、13a、13b 非共通試薬槽
113、113a、113b 非共通試薬
14 サンプル槽
15、15a、15b 前処理試薬槽
115、115a、115b 前処理試薬
16 その他の試薬槽
116 その他の試薬
17 シール
4 分析装置
41 CPU
42 サンプリングポンプユニット
43 ノズル駆動ユニット
44 測定部ユニット
45 記憶装置
46 入力装置
47 出力装置

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの共通試薬槽と、複数の濃度調整試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、
    前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、
    前記複数の濃度調整試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な少なくとも1つの成分を異なる濃度で含む濃度調整試薬が充填されており、
    前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする、標的核酸の分析用試薬カートリッジ。
  2. 前記濃度調整試薬において異なる濃度で含まれる前記成分が、
    前記標的核酸の分析において、前記共通試薬および前記濃度調整試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分である、請求項1記載のカートリッジ。
  3. 前記共通試薬が、前記濃度調整試薬において異なる濃度で含まれる成分を含まない、請求項1または2記載のカートリッジ。
  4. 複数の共通試薬槽と、複数の非共通試薬槽とを有し、
    前記共通試薬槽は、それぞれ、複数の標的核酸の分析に共通して使用可能な複数の成分を含む共通試薬が充填されており、
    前記共通試薬は、それぞれ、前記複数の成分のうち少なくとも1つの成分を異なる濃度で含み、
    前記複数の非共通試薬槽は、それぞれ、特定の標的核酸を分析する分析用オリゴヌクレオチドを含む非共通試薬が充填可能であることを特徴とする、標的核酸の分析用試薬カートリッジ。
  5. 前記共通試薬において異なる濃度で含まれる前記成分が、
    前記標的核酸の分析において、前記共通試薬と組み合わせて使用する前記非共通試薬の分析用オリゴヌクレオチドの種類に応じて、濃度が調整される成分である、請求項4記載のカートリッジ。
  6. 前記異なる濃度で含まれる成分が、マグネシウムイオン、カリウムイオン、マンガンイオン、ナトリウムイオン、およびアンモニウムイオンからなる群から選択された少なくとも1つである、請求項1から5のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  7. 前記異なる濃度で含まれる成分が、マグネシウムイオンである、請求項1から6のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  8. 前記分析用オリゴヌクレオチドが、前記標的核酸を増幅可能なプライマーである、請求項1から7のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  9. 前記分析用オリゴヌクレオチドが、さらに、前記標的核酸を検出可能なプローブを含む、請求項8記載のカートリッジ。
  10. 前記非共通試薬槽に、前記非共通試薬が予め充填されている、請求項1から9のいずれかに記載のカートリッジ。
  11. 各非共通試薬槽に充填された非共通試薬が、それぞれ、異なる標的核酸の分析用オリゴヌクレオチドを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  12. 請求項1から3および6から11のいずれか一項に記載のカートリッジが収容されているカートリッジ収容部と、
    サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製部と、
    前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析部とを含むことを特徴とする、標的核酸の分析装置。
  13. 前記調製部において、前記サンプル、少なくとも2つの前記濃度調整試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する、請求項12記載の分析装置。
  14. 請求項1から3および6から11のいずれか一項に記載のカートリッジを用い、
    サンプル、前記共通試薬槽に充填されている共通試薬、前記濃度調整試薬槽に充填されている少なくとも1つの濃度調整試薬、および前記非共通試薬槽に充填されている少なくとも1つの非共通試薬を混合することにより、前記標的核酸の分析系を調製する調製工程と、
    前記分析系を分析することにより、前記標的核酸を分析する分析工程とを含むことを特徴とする、標的核酸の分析方法。
  15. 前記調製工程において、前記サンプル、少なくとも2つの前記濃度調整試薬、および少なくとも1つの前記非共通試薬を混合することにより、前記分析系を調製する、請求項14記載の分析方法。

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