[发明专利]小型基因分析装置

说明书

本申请是原申请的申请日为2006年11月27日，申请号为200610146885.1，发明名称为“小型基因分析装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及核酸分析装置。更具体地说，涉及可进行基因排序分析、基因多型分析及基因变异分析的装置。

背景技术

在确定DNA碱基排列顺序时广泛地使用采用了电泳及萤光检测的方法。这种方法首先制作了许多用以进行排序分析的DNA片段的复制品。以DNA的5’末端为起点制作各种长度的萤光标记片段。另外，根据这些DNA片段的3’末端的碱基种类预先附加波长不同的萤光标记。利用凝胶电泳识别一个碱基之差的长度不同，分别检测各片段组所发出的光。根据发光波长的颜色便可知道测定中的DNA片段组的DNA末端的碱基种类。由于DNA从短的片段组起依次通过萤光检测部，因而，通过测定萤光颜色便可以知道从短的DNA起依次的末端碱基种类。由此确定排序。这种萤光式DNA测序器广泛地普及，并在人体基因组分析中非常活跃。另一方面，如2003年宣言那样，人体基因组排序分析已经完成，进入了将排序信息有效应用到医疗及各种产业的时代。因此，已没有必要对整个长的DNA进行分析，而只要知道作为目标的短的DNA排序往往已经足够了。对于这种DNA排序分析需要简便的方法及装置。

在作为满足这样的要求的方法而产生的技术中，有以热测序为代表的利用阶段化学反应确定排序的方法(例如专利文献1-国际公开第98/13523号文件，专利文献2-国际公开第98/28440号文件)。这种方法是使引物与作为目标的DNA链杂交，将4种互补链合成核酸基质(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)每一种依次加入到反应液中以进行互补链合成反应。当进行互补链合成反应时，DNA互补链加长，作为副产物生成了焦磷酸(ppi)。焦磷酸在共存的酶的作用下转换成ATP，在萤光素和萤光素酶共存之下进行反应而发光。通过检测这种光便可知道所加入的互补链合成基质被连接到DNA链中，从而知道了互补链的排序信息，便相应地知道了作为目标的DNA链的排序信息。另一方面，在反应中未使用的互补链合成基质由于腺苷三磷酸双磷酸酶等酶的作用而迅速分解，对以后的反应阶段没有影响(例如专利文献2)。进行这种热测序的装置往往使用将具有96孔的反应池(体积100μL以下)的滴定板用作反应池板的化学发光检测系统。这种装置将4种互补链合成核酸基质(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)分别保持在各自的反应试剂槽中，并依次注入反应池(例如专利文献3-国际公开第00/56455号文件)。即，预先将DNA、引物、互补链合成酶、化学发光试剂等加入到反应池中，然后，使由4个管嘴构成的试剂分注器的管嘴或滴定板沿X-Y方向和转动方向动作，对试剂槽中的空气加压，从而使试剂液滴从管嘴前端部依次滴下而检测发光。

另外，还公开了可进行以上热测序的小型化技术(例如，专利文献4-日本特开2001-258543号公报)。这种技术采用将细管从各dNTP槽连接到反应部，利用这些细管依次注入4种dNTP的方法，暗示了实现小型而简便的分析。

另一方面，作为小型的生物发光检测装置，公开了以加压分配方式进行试剂分注的发光检测装置(例如专利文献5-日本特开2004-12411号公报)。该技术将分注用毛细管与反应池1对1地配置，通过加压控制进行试剂分注。

另外，作为可应用于热测序反应的试剂，公开了与先前叙述的技术不同的反应系统的例子(例如专利文献6-日本特开平9-234099号公报)。这种现有技术是使用丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)的逆反应，将AMP和PPi合成为ATP来测定AMP浓度的方法。

热测序法由于所使用的反应机理简单，因而可以认为是适合于装置小型化和价格低廉化的方法。如上所述，由于在测定中需要四种互补链合成核酸基质，因而需要将它们进行高精度的分注。另外，为了实现小型化及价格低廉化，必须将所使用的试剂的总量微量化。