CN106574220A - 生物物质提取装置和生物物质提取设备 - Google Patents

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Abstract

生物物质提取装置和生物物质提取设备可使物质结合固相载体从洗涤容器移动至吸附容器。生物物质提取装置(6)包括具有第一流动通道(2a)并且将吸附剂(10)及流体(20)密封地保持在第一流动通道(2a)内的吸附容器(100)、以及具有第二流动通道(2b)并且将洗涤液(12，14)及流体(22，24)密封地保持在第二流动通道(2b)内的洗涤容器(210，220)，吸附容器与洗涤容器接合以形成生物物质移动经过的流动通道(2)。第一流动通道(2a)与第二流动通道(2b)在***部分(122)***到接纳部分(214)中的状态下彼此相连通。***部分(122)包括从第一流动通道(2a)延伸至第二流动通道(2b)的导引构件(123a，123b)。导引构件(123a，123b)形成流动通道(2)的位于第一流动通道(2a)的第一内壁(120a)与第二流动通道(2b)的第二内壁(210a)之间的部分。

Description

生物物质提取装置和生物物质提取设备
技术领域
本发明涉及生物物质提取装置和生物物质提取设备。
背景技术
已经在生物化学领域建立聚合酶链反应(PCR)技术。近年来，PCR扩增精度和PCR检测灵敏度已经提高，并且已经可以扩增、检测和分析微量的试样(例如DNA)。PCR技术使包括扩增靶核酸(靶核酸)和试剂的溶液(反应溶液)经历热循环，以扩增靶核酸。溶液通常在两个或三个不同的温度下经历PCR热循环。
目前，通常使用快速测试试剂盒(例如，免疫色谱法)来判定是否存在感染(例如，流感)。然而，由于在使用这种快速测试试剂盒时测定精度可能不足，因此期望使用在判定是否存在感染时能够实现较高检查精度的PCR技术。
近年来，已经提出了在毛细管内交替地层叠含水液体层和非水溶性凝胶层的装置作为用于PCR技术等的装置(参照专利文献1)。在这种情况下，使粘附有核酸的磁性材料颗粒穿过毛细管来纯化核酸。然而，这样的装置具有如下问题：一个含水液体层的组分可以逐渐扩散穿过凝胶层并且在长时间储存时污染另一含水液体层。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO2012/086243
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供生物物质提取装置和生物物质提取设备，该生物物质提取装置和生物物质提取设备即使在流动通道的内壁上形成有台阶部的情况下也能够通过施加磁力而使物质结合固相载体移动。
问题的解决方案
本发明是为了解决上述问题中的至少一些问题而提出的，并且可以如下所述地进行实施(参见以下方面和应用示例)。
应用示例1
根据本发明的一个方面，生物物质提取装置包括生物物质移动经过的流动通道，流动通道是通过接合第一容器和第二容器而形成的，第一容器包括第一流动通道并且将第一液体以及与第一液体不可混溶的流体密封地保持在第一流动通道内，第二容器包括第二流动通道并且将第二液体以及与第二液体不可混溶的流体密封地保持在第二流动通道内，
第一流动通道的一个端部***到第二流动通道的一个端部中，使得第一流动通道与第二流动通道彼此相连通，
第一容器包括导引构件，当第一流动通道与第二流动通道彼此相连通时，该导引构件从第一流动通道延伸至第二流动通道，以及
导引构件形成流动通道的位于第一流动通道的第一内壁与第二流动通道的第二内壁之间的部分。
根据该生物物质提取装置，通过使用导引构件导引物质结合固相载体，即使在第一流动通道的一个端部***到第二流动通道的一个端部中的状态下，也可使物质结合固相载体从第二容器内的第二流动通道移动至第一容器内的第一流动通道。
应用示例2
在生物物质提取装置中，导引构件可以呈板状形状，并且可以将多个导引构件设置成彼此交叉。
根据这种构型，可以在吸附容器与洗涤容器接合时提高与相对于吸附容器在围绕洗涤容器的流动通道的周向方向上的相位(相位控制)相关的自由度。
应用示例3
在生物物质提取装置中，可以在生物物质移动经过的流动通道内在导引构件的下游侧设置物质结合固相载体。
根据这种构型，可以使用导引构件将设置在导引构件的下游侧的物质结合固相载体导引至第一流动通道。
应用示例4
在生物物质提取装置中，第一容器可以是吸附容器，第二容器可以是洗涤容器，第一液体可以是吸附剂，并且第二液体可以是洗涤液。根据这种构型，可以在已经形成流动之后使用导引构件将物质结合固相载体从洗涤容器导引至吸附容器。
应用示例5
根据本发明的另一方面，生物物质提取设备包括：
保持部分，该保持部分保持生物物质提取装置；以及
磁体移动机构，该磁体移动机构使磁体沿着由保持部分保持的生物物质提取装置移动，
磁体移动机构通过使磁体移动而使设置在洗涤容器内的物质结合固相载体沿着导引构件移动至吸附容器。
根据该生物物质提取设备，可以通过如下方式使物质结合固相载体从第二流动通道移动至第一流动通道：使磁体移动机构通过使磁体移动而使物质结合固相载体沿着导引构件移动。
应用示例6
在生物物质提取设备中，生物物质提取装置还可以包括连接至第二流动通道的另一个端部的洗脱容器，洗脱容器可以保持洗脱液，洗脱液是用于将生物物质从物质结合固相载体洗脱的液体，并且磁体移动机构可以通过使磁体移动而使物质结合固相载体沿着流动通道移动经过吸附容器、洗涤容器以及洗脱容器，以将生物物质从物质结合固相载体洗脱。
根据这种构型，通过使生物物质吸附于已经沿着导引构件移动至吸附容器的物质结合固相载体上、并且随后使用磁体移动机构使物质结合固相载体沿着洗涤容器和洗脱容器内的流动通道移动，能够将生物物质从物质结合固相载体洗脱。
附图说明
图1为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的正视图。
图2为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的侧视图。
图3为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的俯视图。
图4为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的立体图。
图5为示出了沿着图3中示出的线A-A截取的根据本发明的一个实施方式的容器组件1的截面图。
图6为示出了沿着图3中示出的线C-C截取的根据本发明的一个实施方式的容器组件1的截面图。
图7A为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的容器组件1的方法的示意图。
图7B为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的容器组件1的方法的示意图。
图8A为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的容器组件1的方法的示意图。
图8B为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的容器组件1的方法的示意图。
图9为示出了PRC装置50的示意性构造图。
图10为示出了PRC装置50的框图。
图11为根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的俯视图。
图12为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的截面图。
图13为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的吸附容器100的竖向截面图。
图14为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的第一洗涤容器210的竖向截面图。
图15为示出了第一洗涤容器210的立体图。
图16为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的第二洗涤容器220的竖向截面图。
图17为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的方法的示意图。
图18为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的方法的示意图。
图19为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的方法的示意图。
图20为示出了用于操作根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的方法的示意图。
图21为示出了根据本发明的一个实施方式的核酸提取设备50A的框图。
图22为示出了根据本发明的一个实施方式的核酸提取设备50A的侧视图。
具体实施方式
下面对本发明的若干个示例性实施方式进行描述。指出的是，以下示例性实施方式仅示出本发明的示例。本发明不局限于以下示例性实施方式。本发明包括可在不脱离本发明的范围的情况下实施的各种修改。指出的是，下面结合示例性实施方式描述的所有元件不应必然被视为本发明的必要元件。
根据本发明的一个实施方式，生物物质提取装置包括使生物物质移动经过的流动通道，该流动通道是通过接合第一容器和第二容器而形成的，该第一容器包括第一流动通道并且将第一液体以及与第一液体不可混溶的流体密封地保持在第一流动通道内，该第二容器包括第二流动通道并且将第二液体以及与第二液体不可混溶的流体密封地保持在第二流动通道内，第一流动通道的一个端部***到第二流动通道的一个端部中，使得第一流动通道与第二流动通道彼此相连通，第一容器包括在第一流动通道与第二流动通道彼此相连通时从第一流动通道延伸至第二流动通道的导引构件，并且导引构件形成流动通道的位于第一流动通道的第一内壁与第二流动通道的第二内壁之间的部分。
根据本发明的一个实施方式的生物物质提取设备包括保持部分和磁体移动机构，保持部分保持生物物质提取装置，磁体移动机构使磁体沿着由保持部分保持的生物物质提取装置移动，磁体移动机构通过使磁体移动来使设置在洗涤容器内的物质结合固相载体沿着导引构件移动至吸附容器。
首先，将对容器组件1用作生物物质提取装置的实施方式进行描述，然后将对PCR装置50用作生物物质提取设备的实施方式进行描述。稍后将在部分“5.核酸提取装置”中对导引构件的细节进行描述。
生物物质的示例包括：生物聚合物如核酸(DNA和RNA)、多肽、蛋白质和多糖；生物低分子量有机化合物如蛋白质、酶、肽、核苷酸、氨基酸和维生素；无机化合物等。将以生物物质是核酸为例对本发明的实施方式进行描述。
本文中使用的术语“物质结合固相载体”指的是可以通过吸附(即，可逆的物理结合)来保持生物物质的物质。优选的是，物质结合固相载体为微粒。指出的是，物质结合固相载体不限于此。例如，物质结合固相载体可以是微纤维或网状载体。优选的是，物质结合固相载体具有磁性，使得物质结合固相载体可以在生物物质被吸附在物质结合固相载体上的状态下在容器组件内沿期望方向移动。将以物质结合固相载体是在其上吸附有核酸的磁珠30(参见图7A、图7B、图8A和图8B)为例对本发明的实施方式进行描述。
洗涤液12、14、16(参见图7A、图7B、图8A和图8B)是用于对吸附有生物物质的物质结合固相载体进行洗涤的液体。通过用洗涤液洗涤物质结合固相载体，能够在确保生物物质被以稳定的方式吸附在物质结合固相载体上的同时去除杂质等。
与洗涤液不可混溶的流体是与洗涤容器内的洗涤液不可混溶的流体，并且相对于洗涤液发生相分离。与洗涤液不可混溶的流体是对洗涤液呈惰性的物质，并且可以是气体比如空气。当洗涤液是含水液体时，可以使用与含水液体不可混溶的油、油凝胶等作为与洗涤液不可混溶的流体。本文中使用的术语“油凝胶”指的是通过使用胶凝剂使液体油凝胶化而获得的凝胶。指出的是，本文中使用的术语“油”不包括油凝胶。将以与洗涤液不可混溶的流体是油20、22、24、26(参见图7A、图7B、图8A和图8B)为例对本发明的实施方式进行描述。
洗脱液32(参见图7A、图7B、图8A和图8B)是用于从物质结合固相载体中解吸以及洗脱生物物质的物质。例如，可以使用水或缓冲液作为洗脱液。
与洗脱液不可混溶的流体是与洗脱容器内的洗脱液不可混溶的流体，并且相对于洗脱液发生相分离。与洗脱液不可混溶的流体是对洗脱液呈惰性的物质。将以与洗脱液不可混溶的流体是油26(参见图7A、图7B、图8A和图8B)为例对本发明的实施方式进行描述。
1.容器组件的概述
下面参照图1至图4对根据本发明的一个实施方式的容器组件1的概述进行描述。图1为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1(在下文中可以称为“筒”)的正视图。图2为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的侧视图。图3为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的俯视图。图4为示出了根据本发明的一个实施方式的容器组件1的立体图。指出的是，图1至图3中示出的容器组件1的状态被称为“竖立状态”。
容器组件1包括吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300以及反应容器400。容器组件1是形成从吸附容器100延伸(连通)至反应容器400的流动通道(附图中未示出)的容器。由容器组件1形成的流动通道在一个端部处由盖110封闭，并且在另一个端部处由底部402封闭。
容器组件1被设计为进行如下预处理，该预处理使得核酸结合至吸附容器100内的磁珠(附图中未示出)、在磁珠在洗涤容器200内移动的同时被纯化、以及被洗脱至洗脱容器300内的洗脱液液滴(附图中未示出)中，并且该预处理使包括有核酸的洗脱液液滴在反应容器400内经历PCR热循环。
用于形成容器组件1的材料没有特别限制。例如，容器组件1可以由玻璃、聚合物、金属等形成。优选的是，使用允许可见光穿过的材料(例如，玻璃或聚合物)形成容器组件1，因为可以从外部观察容器组件1的内部(腔)。优选的是，使用允许磁力穿过的材料或者非磁性材料形成容器组件1，因为可以例如通过从容器组件1的外部施加磁力来使磁珠(附图中未示出)容易地穿过容器组件1。容器组件1可以由例如聚丙烯树脂形成。
吸附容器100包括：筒状的注射器部分120，该注射器部分120保持吸附剂(附图中未示出)；柱塞部分130，该柱塞部分130是能够***到注射器部分120中的活动柱塞；以及盖110，该盖110固定在柱塞部分130的一个端部上。吸附容器100被设计成使得柱塞部分130能够沿着注射器部分120的内表面滑动，并且能够通过使盖110朝向注射器部分120移动而使容纳在注射器部分120中的吸附剂(附图中未示出)被排出到洗涤容器200中。吸附剂的细节在下文进行描述。
洗涤容器200是通过对第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230进行接合而组装的。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230中的每一者包括通过油层(附图中未示出)分隔开的一个或更多个洗涤液层。(通过对第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230进行接合而组装而成的)洗涤容器200包括通过多个油层(附图中未示出)分隔开的多个洗涤液层。尽管上面已经描述了洗涤容器200使用第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230的示例，但是洗涤容器的数量可以对应于洗涤液层数而适当地增加或减少。洗涤液的细节在下文进行描述。
洗脱容器300接合至包括在洗涤容器200中的第三洗涤容器230，并且洗脱容器300保持洗脱液，使得能够保持填塞物的形状。本文中使用的术语“填塞物”指的是当特定液体占据流动通道内的空间(隔室)时的所述特定液体。更具体地，由特定液体构成的填塞物指的是仅被特定液体大体占据的柱状空间(即，流动通道内的空间被由该液体构成的填塞物分隔开)。就填塞物所使用的表述“大体”指的是在填塞物周围(即，在流动通道的内壁上)可能存在少量的另一物质(例如，液体)(例如，另一物质的薄膜)。洗脱液的细节在下文进行描述。
核酸纯化装置5包括吸附容器100、洗涤容器200以及洗脱容器300。
反应容器400接合至洗脱容器300，并且反应容器400接纳从洗脱容器300排出的液体。反应容器400在热循环期间对包含有试样的洗脱液液滴进行保持。反应容器400还保持试剂(附图中未示出)。试剂的细节在下文进行描述。
2.容器组件的结构的细节
下面参照图5和图6对容器组件1的结构的细节进行描述。图5是沿着图3中的线A-A截取的根据本发明的一个实施方式的容器组件1的截面图。图6是沿着图3中的线C-C截取的根据本发明的一个实施方式的容器组件1的截面图。指出的是，容器组件1是在每个容器都充装有洗涤液等的状态下进行组装的。在图5和图6中，省略了洗涤液等，使得能够容易地理解容器组件1的结构。
2-1.吸附容器
吸附容器100具有下述结构，其中，柱塞部分130经由注射器部分120的一个开口端***到注射器部分120中，并且盖110***到柱塞部分130的开口端部中。盖110具有设置在其中心处的通气部分112。当操作柱塞部分130时，通气部分112抑制柱塞部分130的内部压力的变化。
柱塞部分130是沿着注射器部分120的内周表面滑动的大致圆柱形的柱塞。柱塞部分130包括其中***有盖110的开口端部、沿注射器部分120的纵向方向从与该开口端部相反的底部延伸的杆状部分132、以及设置在杆状部分132的端部处的端部部分134。杆状部分132从柱塞部分130的底部的中心突出。在杆状部分132的壁中形成有通孔，使得柱塞部分130的内部空间与注射器部分120的内部空间相连通。
注射器部分120形成容器组件1的流动通道2的一部分。注射器部分120包括对柱塞部分130进行保持的大直径部分、相比于大直径部分而言内径较小的小直径部分、设置在大直径部分与小直径部分之间的并且内径减小的直径减小部分、设置在小直径部分的端部处的吸附***部分122、以及覆盖吸附***部分122的筒形吸附盖部分126。形成容器组件1的流动通道2的一部分的大直径部分、小直径部分以及吸附***部分122大致呈筒形形状。
(当容器组件1被提供给工作人员时)柱塞部分130的端部部分134对注射器部分120的小直径部分进行密封以将大直径部分和直径减小部分与小直径部分分开(即，将注射器部分120分为两个隔室)。
注射器部分120的吸附***部分122***并配装至第一接纳部分214中，第一接纳部分214形成洗涤容器200中所包括的第一洗涤容器210的一个开口端部，用以使注射器部分120与第一洗涤容器210相接合。吸附***部分122的外周表面与第一接纳部分214的内周表面紧密接触，以防止液体泄漏到外部。
2-2.洗涤容器
洗涤容器200形成容器组件1的流动通道2的一部分，并且包括第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230(即，洗涤容器200是通过对第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230进行接合而组装而成的)。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230具有相同的基本结构。因此，下面仅描述第一洗涤容器210的结构，并且省略对第二洗涤容器220的结构和第三洗涤容器230的结构的描述。
第一洗涤容器210呈大致筒形形状，并且沿容器组件1的纵向方向延伸。第一洗涤容器210包括形成在一个开口端部处的第一***部分212、形成在另一个开口端部处的第一接纳部分214以及覆盖第一***部分212的圆筒状的第一覆盖部分216。
第一***部分212的外径与第二接纳部分224的内径大致相同。第一接纳部分214的内径与吸附***部分122的外径大致相同。
当第一洗涤容器210的第一***部分212***并配装至第二洗涤容器220的第二接纳部分224中时，第一***部分212的外周表面与第二接纳部分224的内周表面紧密接触(即，密封)，并且第一洗涤容器210接合至第二洗涤容器220。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230由此被接合(连接)以形成洗涤容器200。本文中使用的术语“密封”指的是对容器等进行密封，使得容纳在容器等中的至少液体或气体不会泄漏到外部。本文中使用的术语“密封”可以包括对容器等进行密封，使得液体或气体不会从外部进入容器等中。
2-3.洗脱容器
洗脱容器300呈大致筒形形状，并且沿容器组件1的纵向方向延伸。洗脱容器300形成容器组件1的流动通道2的一部分。洗脱容器300包括形成在一个开口端部处的洗脱***部分302、以及形成在另一个开口端部处的洗脱接纳部分304。
洗脱接纳部分304的内径与第三洗涤容器230的第三***部分232的外径大致相同。当第三***部分232***并配装至洗脱接纳部分304中时，第三***部分232的外周表面与洗脱接纳部分304的内周表面紧密接触(即，密封)，并且第三洗涤容器230接合至洗脱容器300。
2-4.反应容器
反应容器400呈大致筒形形状，并且沿容器组件1的纵向方向延伸。反应容器400形成容器组件1的流动通道2的一部分。反应容器400包括形成在开口端部处的反应接纳部分404、形成在(与开口端部相反地设置的)封闭端部处的底部402、以及覆盖反应接纳部分404的储存部分406。
反应接纳部分404的内径与洗脱容器300的洗脱***部分302的外径大致相同。当洗脱***部分302***并配装至反应接纳部分404中时，洗脱容器300接合至反应容器400。
储存部分406具有预定空间，并且围绕反应接纳部分404设置。储存部分406具有足以容纳由于柱塞部分130的移动而溢出反应容器400的液体的容量。
3.容器组件的内容物，以及用于操作容器组件的方法
下面参照图7A对容器组件1的内容物进行描述，并且在下面参考图7A、图7B、图8A以及图8B对用于操作容器组件1的方法进行描述。图7A和7B为示出了根据本发明的一个实施方式的用于操作容器组件1的方法的示意图。图8A和8B为示出了根据本发明的一个实施方式的用于操作容器组件1的方法的示意图。在图7A、图7B、图8A以及图8B中，每个容器都由流动通道2表示，并且省略每个容器的外部形状和接合(接头)结构，使得能够容易地理解内容物的状态。
3-1.内容物
图7A示出当容器组件1被设定至图1所示的状态时流动通道2的内容物的状态。在流动通道2中从盖110到反应容器400依次包括吸附剂10、第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、磁珠30、第三油24、第三洗涤液16、第四油26、洗脱液32、第四油26以及试剂34。
流动通道2具有下述结构，其中，交替地设置有(在与容器组件1的纵向方向正交的平面中)具有大截面面积的部分(即，粗部分)以及(在与容器组件1的纵向方向正交的平面中)具有小截面面积的部分(即，细部分)。流动通道2的细部分分别保持第一油20、第二油22、第三油24、第四油26以及洗脱液32的一部分或全部。流动通道2的细部分具有这样的截面面积：该截面面积确保彼此邻接并且彼此不可混溶的液体(可以是流体(以下相同))之间的交界面能够被以稳定的方式保持在细部分内。由于液***于细部分内，因此，位于流动通道2的细部分内的液体和与其邻接的另一液体之间的关系能够被以稳定的方式保持。甚至当位于流动通道2的细部分内的液体与位于流动通道2的粗部分内的另一液体之间的交界面形成在流动通道2的粗部分内时，即使在交界面受到高冲击的影响的情况下也可通过允许液体静置而使交界面以稳定的方式形成在预定位置处。
流动通道2的细部分形成于吸附***部分122、第一***部分212、第二***部分222、第三***部分232和洗脱***部分302内。在洗脱容器300中，流动通道2的细部分向上延伸超出洗脱***部分302。指出的是，甚至在组装之前，保持在流动通道2的细部分内的液体也被以稳定的方式保持。
3-1-1.油
第一油20、第二油22、第三油24以及第四油26包括油，并且在7A和7B中示出的状态下呈现为位于与其相邻接的液体之间的填塞物的形式。相对于每种油都发生相分离的液体(即，与每种油都不可混溶的液体)被选择作为与每种油邻接的液体，使得第一油20、第二油22、第三油24以及第四油26呈现填塞物的形式。第一油20、第二油22、第三油24以及第四油26的油的类型可以不同。例如，从硅酮基油(例如，二甲基硅油)、石蜡油、矿物油及其混合物中选择的油可以用作第一油20、第二油22、第三油24以及第四油26。
3-1-2.吸附剂
吸附剂10是这样的液体，在该液体中，核酸被吸附在磁珠30上。例如，吸附剂10是包括离液序列高的物质(材料)的含水溶液。例如，可以使用5M的硫氰酸胍、2％Triton X-100或50mM Tris-HCl(pH：7.2)作为吸附剂10。吸附剂10没有特别限制，只要吸附剂10包含离液序列高的物质即可。可以向吸附剂10中添加表面活性剂以破坏细胞膜、或使细胞中包含的蛋白质变性。表面活性剂没有特别限制，只要该表面活性剂通常用于从细胞等中提取核酸即可。表面活性剂的具体示例包括非离子表面活性剂如Triton基表面活性剂(例如Triton-X)和Tween基表面活性剂(例如Tween 20)以及阴离子表面活性剂比如月桂酰肌氨酸(SDS)。优选的是，使用浓度为0.1％至2％的非离子表面活性剂。优选的是，吸附剂10包括还原剂，例如2-巯基乙醇或二硫苏糖醇。溶剂可以是缓冲剂。优选的是，溶剂的pH值为6至8(即，中性区域)。考虑到上述方面，优选的是，吸附剂10包括胍盐(3M至7M)、非离子表面活性剂(0％至5％)、EDTA(0mM至0.2mM)、还原剂(0M至0.2M)等。
离液序列高的物质没有特别限制，只要离液序列高的物质在含水溶液中产生离液序列高的离子(即，具有大离子半径的一价阴离子)以提高疏水性分子的水溶性并且有助于核酸在固相载体上的吸附即可。离液序列高的物质的具体示例包括盐酸胍、碘化钠、高氯酸钠等。优选的是，使用表现出高的蛋白质变性作用的硫氰酸胍或盐酸胍。这些离液序列高的物质以不同的浓度使用。例如，优选地以3M至5.5M的浓度使用硫氰酸胍，并且优选地以5M或更大的浓度使用盐酸胍。
当离液序列高的物质存在于含水溶液中时，包含在含水溶液中的核酸被吸附在磁珠30的表面上，因为对于核酸而言，在热力学上有利的是被吸附在固体上而不是被水分子包围。
3-1-3.洗涤液
第一洗涤液12、第二洗涤液14以及第三洗涤液16用于对其上吸附有核酸的磁珠30进行洗涤。
第一洗涤液12是相对于第一油20和第二油22发生相分离的液体。优选的是，第一洗涤液12是水或具有低盐浓度的含水溶液。当使用具有低盐浓度的含水溶液作为第一洗涤液12时，优选地使用缓冲剂作为第一洗涤液12。具有低盐浓度的含水溶液中的盐浓度优选的为100mM或更低，更优选的为50mM或更低，并且最优选的为10mM或更低。第一洗涤液12可以包括表面活性剂(参见上文)。第一洗涤液12的pH值没有特别限制。可用于第一洗涤液12(缓冲剂)的盐没有特别限制。优选地使用Tris、HEPES、PIPES、磷酸等。优选的是第一洗涤液12包括乙醇，该乙醇的量使得核酸的在载体上的吸附、逆转录反应、PCR等不受阻碍。在这种情况下，第一洗涤液12中的乙醇浓度没有特别限制。
第一洗涤液12可以包括离液序列高的物质。例如，当第一洗涤液12包含盐酸胍时，磁珠30等可以被洗涤，且同时保持或强化核酸在磁珠30等上的吸附。
第二洗涤液14是相对于第二油22和第三油24发生相分离的液体。第二洗涤液14可以具有与第一洗涤液12的组分相同的组分，或者可以具有与第一洗涤液12的组分不同的组分。优选的是，第二洗涤液14是大体上不包含离液序列高的物质的溶液。这是因为优选的是防止在后续溶液中掺入离液序列高的物质的情况。例如，可以使用5mM的Tris-HCl缓冲剂作为第二洗涤液14。优选的是，第二洗涤液14包括乙醇(参见上文)。
第三洗涤液16是相对于第三油24和第四油26发生相分离的液体。第三洗涤液16可以具有与第二洗涤液14的组分相同的组分，或者可以具有与第二洗涤液14的组分不同的组分。指出的是，第三洗涤液16不包含乙醇。第三洗涤液16可以包含柠檬酸，以便防止乙醇进入反应容器400的情况。
3-1-4.磁珠
磁珠30是在其上吸附核酸的珠。优选的是，磁珠30具有相对较高的磁性，使得能够使用设置在容器组件1外部的磁体3来使磁珠30移动。例如，磁珠30可以是二氧化硅珠或涂覆有二氧化硅的珠。磁珠30优选的可以是涂覆有二氧化硅的珠。
3-1-5.洗脱液
洗脱液32是相对于第四油26发生相分离的液体。洗脱液32呈现为位于包括在洗脱容器300中的流动通道2内的第四油26之间的填塞物的形式。洗脱液32是用以将吸附在磁珠30上的核酸从磁珠30洗脱的液体。洗脱液32由于加热而在第四油26内形成液滴。例如，可以使用经纯化的水作为洗脱液32。指出的是，本文中使用的术语“液滴”指的是由自由表面包围的液体。
3-1-6.试剂
试剂34包括反应所需的组分。当在反应容器400内进行PCR时，试剂34可以包括：用于使洗脱到洗脱液液滴36(参见图8A和8B)中的靶核酸(DNA)扩增的酶(例如，DNA聚合酶)和引物(核酸)中的至少一者；以及用于检测扩增产物的荧光探针。例如，试剂34包括引物、酶和荧光探针的全部。试剂34与第四油26不相容。试剂34在与包括有核酸的洗脱液32的液滴36接触时溶解，并经历反应。试剂34在流动通道2的在重力方向上的最下部分中(反应容器400内)呈固体状态。例如，可以使用冷冻干燥的试剂作为试剂34。
3-2.用于操作容器组件的方法
下面参照图7A、图7B、图8A和图8B对用于操作容器组件1的方法的示例进行描述。
用于操作容器组件1的方法包括：(A)对吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300以及反应容器400进行接合以组装容器组件1(在下文中可以称为“步骤(A)”)；(B)将包含有核酸的试样引入到保持有吸附剂10的吸附容器100中(在下文中可以称为“步骤(B)”)；(C)使磁珠30从第二洗涤容器220移动至吸附容器100(在下文中可以称为“步骤(C)”)；(D)通过摇动吸附容器100而使核酸吸附在磁珠30上(在下文中可以称为“步骤(D)”)；(E)使吸附有核酸的磁珠30从吸附容器100依次经过第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、第三洗涤液16以及第四油26而移动至洗脱容器300(在下文中可以称为“步骤(E)”)；(F)将吸附在磁珠30上的核酸洗脱到洗脱容器300内的洗脱液32中(在下文中可以称为“步骤(F)”)；以及(G)使包含有核酸的液滴与包括在反应容器400中的试剂34相接触(在下文中可以称为“步骤(G)”)。
下面对每个步骤进行描述。
步骤(A)，组装容器组件1
在步骤(A)中，对吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300以及反应容器400进行接合以组装容器组件1，使得流动通道2形成为从吸附容器100延伸至反应容器400(参见图7A)。尽管图7A示出了盖110被装配至吸附容器100的状态，但盖110是在步骤(B)之后配装至柱塞部分130的。
更具体地，洗脱容器300的洗脱***部分302***到反应容器400的反应接纳部分404中，第三洗涤容器230的第三***部分232***到洗脱容器300的洗脱接纳部分304中，第二洗涤容器220的第二***部分222***到第三洗涤容器230的第三接纳部分234中，第一洗涤容器210的第一***部分212***到第二洗涤容器230的第二接纳部分224中，并且吸附容器100的吸附***部分122***到第一洗涤容器210的第一接纳部分214中。
步骤(B)，引入试样
在步骤(B)中，例如，将保持有试样的棉签经由吸附容器100的开口而放入吸附剂10中，并浸入在吸附剂10中，盖110配装至吸附容器100的开口中。更具体地，棉签经由形成在被***到注射器部分120中的柱塞部分130的一个端部处的开口而***到吸附容器100中。在从吸附容器100移除棉签之后，将盖110装配至吸附容器100中(参照图7A)。可以使用移液管等将试样引入到吸附容器100中。当试样呈糊状或固体的形式时，可以使用勺子、镊子等将试样放入吸附容器100中(或使试样粘附至柱塞部分130的内壁)。如图7A所示，注射器部分120和柱塞部分130未完全填充有吸附剂10，而是在配装盖110的开口侧形成有空余空间。
试样包括作为靶的核酸(在下文中可以称为“靶核酸”)。例如，靶核酸是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)中的任一者或两者。例如，靶核酸是从试样中提取的、洗脱到洗脱液32(在下文中描述)中的、并且被用作PCR模板。试样的实例包括生物试样，比如，血液、鼻粘液以及口腔粘膜等。
步骤(C)，使磁珠移动
在步骤(C)中，在使用磁体3施加磁力的状态下，通过使磁体3(该磁体3设置在容器外部)朝向吸附容器100移动而使位于第三油24之间并呈现为第二洗涤容器220内的填塞物的形式的磁珠30移动(参见图7A)。
当使磁珠30移动时(或者在使磁珠30移动之前)，使盖110和柱塞部分130沿着远离注射器部分120的方向移动，以使包含在吸附剂10中的试样从柱塞部分130移动至注射器部分120。由于使柱塞部分130移动，已经被端部部分134封闭的流动通道2与吸附剂10相连通。
磁珠30随着磁体3的移动而在流动通道2内向上移动，并到达包含试样的吸附剂10(参见图7B)。
步骤(D)，使核酸吸附在磁珠上
在步骤(D)中，摇动吸附容器100。由于吸附容器100的开口用盖110密封使得吸附剂10不会泄漏，因此可以有效地执行步骤(D)。由于离液剂的作用，靶核酸因而被吸附在磁珠30的表面上。在步骤(D)中，除了靶核酸和蛋白质之外的核酸可能被吸附在磁珠30的表面上。
可以使用已知的涡流振荡器等来摇动吸附容器100，或者可以手动摇动吸附容器100。可以在通过利用磁珠30的磁性而从外部施加磁场的同时摇动吸附容器100。
步骤(E)，使吸附有核酸的磁珠移动
在步骤(E)中，在从吸附容器100、洗涤容器200以及洗脱容器300的外部施加磁体3产生的磁力的同时，使磁珠30移动经过吸附剂10、第一油20、第二油22、第三油24、第四油26、第一洗涤液12、第二洗涤液14以及第三洗涤液16。
例如，永磁体、电磁体等可以用作磁体3。磁体3可以手动地移动，或者可以使用机械装置等移动。通过利用磁珠30被磁力吸引的事实，在改变磁体3的相对位置的同时，使磁珠30在流动通道2内移动经过吸附容器100、洗涤容器200以及洗脱容器300。磁珠30穿过各个洗涤液的速度没有特别限制。磁珠30可以在同一洗涤液内沿着流动通道2的纵向方向前后移动。指出的是，可以通过利用例如重力或势能差而使除了磁珠30之外的颗粒等在管内移动。
步骤(F)，洗脱核酸
在步骤(F)中，核酸被从磁珠30洗脱到洗脱容器300内的洗脱液液滴36中。在图7A和图7B中，洗脱液32呈现为包含在洗脱容器300中的流动通道的细部分内的填塞物的形式。因为反应容器400的内容物由于在移动磁珠30的同时对反应容器400进行加热而膨胀，因此洗脱液液滴36在洗脱容器300内向上移动(参见图8A和图8B)。当磁珠30已经到达包含在洗脱容器300中的洗脱液液滴36时，吸附在磁珠30上的靶核酸由于洗脱液的作用而被洗脱到洗脱液液滴36中(参见图8A)。
步骤(G)，使包含核酸的液滴与试剂34相接触
在步骤(G)中，使包含核酸的液滴36与位于反应容器400的最下部分的试剂34相接触。具体地，通过使盖110向下移动而使用柱塞部分130的端部部分134来向下推动第一油20。在将被施加有由磁体3产生的磁力的磁珠30保持在预定位置处的状态下，靶核酸已经被洗脱至其中的洗脱液液滴36因此进入反应容器400，并且与位于反应容器400的最下部分的试剂34相接触(参见图8B)。已经与液滴36相接触的试剂34被溶解，并且与包含在洗脱液中的靶核酸混合。例如，由此实现利用热循环的PCR。
4.PCR装置
下面参照图9和图10对使用容器组件1来实施核酸洗脱过程和PCR的PCR装置50进行描述。图9为示出了PCR装置50的示意性构造图。图10为示出了PCR装置50的框图。
PCR装置50包括旋转机构60、磁体移动机构70、推压机构80、荧光计55以及控制器90。
4-1.旋转机构
旋转机构60包括旋转马达66和加热器65，并且旋转机构60通过驱动旋转马达66而使容器组件1和加热器65旋转。当通过旋转机构60使容器组件1和加热器65旋转(上下翻转)时，包含靶核酸的液滴在包括在包括在反应容器400中的流动通道内移动，并经历热循环。
加热器65包括多个加热器(附图中未示出)。例如，加热器65可以包括洗脱加热器、高温加热器以及低温加热器。洗脱加热器对包含在容器组件1中的洗脱液(呈现为填塞物的形式)进行加热，以促进将靶核酸从磁珠洗脱到洗脱液中的洗脱。高温加热器将包括在反应容器400中的流动通道内的上游侧液体加热至比通过低温加热器所获得的温度更高的温度。低温加热器对反应容器400的底部402(流动通道)进行加热。通过利用高温加热器和低温加热器，能够为在反应容器400中所包括的流动通道内的液体提供温度梯度。加热器65设置有温度控制器，并且能够根据来自控制器90的指令将容器组件1内的液体设定至适于处理的温度。
加热器65具有使反应容器400的底部402的外壁露出的开口。荧光计55通过该开口对洗脱液液滴的亮度进行测量。
4-2.磁体移动机构
磁体移动机构70使磁体3移动。磁体移动机构70在磁体3吸引容器组件1内的磁珠的状态下通过使磁体3移动而使容器组件1内的磁珠移动。磁体移动机构70包括一对磁体3、升降机构以及摆动机构。
摆动机构使一对磁体3在图9中的横向方向(或者前后方向)上摆动。所述一对磁体3设置在配装至PCR装置50的容器组件1的两侧(参见图7A、图7B、图8A以及图8B)。能够在与容器组件1的流动通道正交的方向(图9中的横向方向)上减小磁珠与每个磁体3之间的距离。当一对磁体3在横向方向上(参见双向箭头)摆动时，容器组件1内的磁珠随着一对磁体3的移动而在横向方向上移动。升降机构通过使磁体3在竖向方向上移动来使磁珠沿图9中的竖向方向移动。
4-3.推压机构
推压机构80推压包括在容器组件1中的柱塞部分。当柱塞部分被推压机构80推压时，洗脱容器300内的液滴被排出至反应容器400中，并且在反应容器400内实现PCR。
在图9中，推压机构80设置在被设定为竖立状态的容器组件1的上方。指出的是，推压机构80可以例如沿着相对于竖向方向倾斜45°的方向推压柱塞部分。这使得能够容易地将推压机构80设置在推压机构80不与磁体移动机构70相干涉的位置处。
4-4.荧光计
荧光计55测量反应容器400内的液滴的亮度。荧光计55设置在与反应容器400的底部402相对的位置处。期望的是荧光计55能够检测处于多个波长带内的亮度，使得能够实施多重PCR。
4-5.控制器
控制器90是对PCR装置50进行控制的控制部分。控制器90包括处理器(例如，CPU)和存储装置(例如，ROM和RAM)。各种程序和数据存储在存储装置中。存储装置提供加载程序的区域。通过使处理器执行存储在存储装置中的程序来实施各种处理。
例如，控制器90通过控制旋转马达66而使容器组件1旋转至预定的旋转位置。旋转机构60设置有旋转位置传感器(附图中未示出)。控制器90与旋转位置传感器的检测结果相对应地驱动及停止旋转马达66。
控制器90通过对加热器65进行ON(开)/OFF(关)控制来将容器组件1内的液体加热至预定温度。
控制器90通过控制磁体移动机构70而使磁体3在竖向方向上移动、以及与位置传感器(附图中未示出)的检测结果相对应地使磁体3在图9中的横向方向上摆动。
控制器90通过控制荧光计55来测量反应容器400内的液滴的亮度。测量结果被存储于包括在控制器90中的存储装置(附图中未示出)中。
容器组件1配装至PCR装置50，并且实现步骤(C)至(G)(参见“3-2.用于操作容器组件的方法”)以及PCR。如上所述，生物物质提取装置可以构造成使得洗脱容器300连接至洗涤容器200(参见核酸纯化装置5)，并且核酸纯化装置5连接至反应容器400(参见容器组件1)。
5.核酸提取装置
下面参照图11和图12对核酸提取装置6(即，生物物质提取装置)进行详细描述。图11为示出了根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的俯视图。图12为示出了沿着图11中示出的C-C线截取的根据本发明的一个实施方式的核酸提取装置6的截面图。核酸提取装置6基本上以与包括在容器组件1中的吸附容器100和洗涤容器200相同的方式构造。与吸附容器100和洗涤容器200的元件相同的元件由相同的附图标记(符号)表示，并且省略了与以上就吸附容器100和洗涤容器200所描述的特征相同的特征的描述。
核酸提取装置6包括吸附容器100(即，第一容器)和洗涤容器200a(即，第二容器)，吸附容器100将吸附剂10(即，第一液体)以及与吸附剂10不可混溶的流体(第一油20)密封地保持在第一流动通道2a内，洗涤容器200a将第一洗涤液12(即，第二液体)、第二洗涤液14(即，第二液体)以及与第一洗涤液12和第二洗涤液14不可混溶的流体(第二油22和第三油24)密封地保持在第二流动通道2b和第三流动通道2c内，吸附容器100和洗涤容器200a接合以形成流动通道2，靶核酸移动经过该流动通道2。第一流动通道2a的一个端部***到第二流动通道2b的一个端部中，使得第一流动通道2a和第二流动通道2b彼此相连通。在图1至图8B中示出的容器组件1中，洗涤容器200包括三个单独设置的洗涤容器(即，第一洗涤容器210、第二洗涤容器220以及第三洗涤容器230)。洗涤容器200a包括两个单独设置的洗涤容器(即，第一洗涤容器210和第二洗涤容器220)。包括在洗涤容器200a中的单独设置的洗涤容器的数量可以在考虑应用的情况下适当地设定。
吸附容器100包括吸附***部分122(该吸附***部分122位于第一流动通道2a的一个端部处)，并且洗涤容器200包括第一接纳部分214(该第一接纳部分214位于第二流动通道2b的一个端部处)。在吸附***部分122***到第一接纳部分214中的状态下第一流动通道2a和第二流动通道2b彼此连通。
吸附***部分122包括吸附导引部分123，吸附导引部分123包括从第一流动通道2a延伸至第二流动通道2b的导引构件123a和123b。因此，只有导引构件123a和123b从筒形的吸附***部分122的端部突出到第二流动通道2b中。
导引构件123a和123b形成流动通道2的位于第一流动通道2a的第一内壁120a与第二流动通道2b的第二内壁210a之间的部分(靶核酸移动经过流动通道2的该部分)。导引构件123a和123b呈板状形状。导引构件123a和123b的前侧和背侧(前侧和背侧是平的)定位于距第一内壁120a和第二内壁210a给定的间隔处，在其间形成流动通道2的一部分。导引构件123a和123b的在宽度方向上的每个端部都与吸附***部分122内的第一内壁120a成一体地形成，并且与第二流动通道2b内的第二内壁210a相接触(参见图5中示出的吸附***部分122和第一接纳部分214的竖向截面形状)。
因此，核酸提取装置6构造成：即使在吸附容器100的吸附***部分122***到第一洗涤容器210的第一接纳部分214中时，也能够通过导引构件123a和123b将磁珠30从第一洗涤容器210内的第二流动通道2b朝向吸附容器100内的第一流动通道2a导引。
可以设置多个导引构件123a和123b。在图12中示出的示例中，两个导引构件123a和123b彼此交叉设置。这使得能够提高与相对于吸附容器100在围绕第一洗涤容器210的流动通道2的周向方向上的相位控制相关的自由度。
在核酸提取装置6中，磁珠30相对于导引构件123a和123b设置在下游侧。当洗涤容器200a包括两个单独设置的洗涤容器时，磁珠30设置在位于下游侧的第二洗涤容器220内的第三流动通道2c中。通过设置导引构件123a和123b，相对于导引构件123a和123b设置在下游侧的磁珠30能够被导引到第一流动通道2a。
当磁珠30与离液序列高的物质一起被长时间存储时，磁珠30的靶核酸吸附功能降低。吸附剂10通常包括离液序列高的物质，并且即使在吸附剂10由呈填塞物形状的第一油20保持时，也难以完全防止离液序列高的物质在分子水平上的移动。因此，期望将磁珠30存储在与密封地保持吸附剂10的吸附容器100不同的容器中，直到执行核酸提取步骤。因为磁珠30是微粒，所以如果手动地将磁珠30引入到吸附容器100中，则工作效率降低。可通过利用预先保持磁珠30的洗涤容器200a(即，核酸提取装置6)来提高可操作性。洗涤液可以包括微量的离液序列高的物质。在这种情况下，除了对包含有离液序列高的物质的第一洗涤液12进行保持的第一洗涤容器210之外，期望设置第二洗涤容器220并且将磁珠30存储(设置)在第二洗涤容器220中。由第二洗涤容器220保持的第二洗涤液14不包含离液序列高的物质。在这种情况下，需要向第一洗涤容器210的第一***部分212设置导引构件213a和213b。
由于流动通道2是通过对密封地保持液体的吸附容器100、第一洗涤容器210和第二洗涤容器220进行接合而形成的(如上面结合容器组件1所描述的(并且如下所述))，能够防止磁珠30由于离液序列高的物质而劣化的情况。
当磁珠30存储在与吸附容器100不同的洗涤容器200a中时，具有小尺寸的磁珠30的移动被形成在吸附容器100与洗涤容器200a之间的接合处的台阶部阻碍。吸附导引部分123和第一导引部分213解决了磁珠30的移动被台阶部阻碍的问题。
下面对用于核酸提取装置6的每个容器进行描述。指出的是，用于核酸提取装置6的每个容器与图1至图8B中示出的容器组件1中所包括的每个容器相同。
5-1.吸附容器
下面参照图13对用于核酸提取装置6的吸附容器100进行描述。图13为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的吸附容器100的竖向截面图。
如图13中所示，吸附容器100密封地保持吸附剂10和第一油20。吸附容器100可以接合至洗涤容器200a(第一洗涤容器210)。
吸附容器100具有这样的结构：柱塞部分130***到注射器部分120中，并且膜120c结合至位于注射器部分120的上端部处的凸缘120b的上侧。注射器部分120包括位于一个端部处的吸附***部分122以及位于另一个端部处的并且具有向外延伸的圆形形状的凸缘120b。吸附***部分122呈大致筒形形状，并且具有呈圆形的水平截面形状的外壁122a。
注射器部分120包括吸附覆盖部分126，该吸附覆盖部分126围绕吸附***部分122形成，并且从外壁122a的上部部分向下敞开。吸附覆盖部分126的上端部连接至吸附***部分122的外壁122a，而吸附覆盖部分126的下端部延伸超出吸附***部分122。吸附覆盖部分126的内壁126a具有圆形的台阶部126b，内壁126a的直径在圆形的台阶部126b处增大。台阶部126b位于比吸附***部分122的下端部略低的位置处，并且在台阶部126b的表面结合有膜122c。
在空气11、吸附剂10以及第一油20从凸缘120b起依次被保持在流动通道2内的状态下，吸附容器100的上部开口和下部开口分别用膜120c和膜122c密封。吸附剂10和第一油20不相互混合。由于流动通道2被端部部分134密封，因此吸附剂10不移动。当吸附容器100静止时，吸附剂10和空气11在交界面(自由交界面)处不相互混合。
吸附***部分122包括吸附导引部分123。吸附导引部分123导引磁珠30的移动。吸附导引部分123包括导引构件123a和123b，导引构件123a和123b设置成从筒形的吸附***部分122的内壁表面延伸并与第一流动通道2a相交。导引构件123a和123b与吸附***部分122的内壁表面成一体地形成并且在横向方向上将吸附***部分122内的第一流动通道2a划分为多个部分。当导引构件123a和123b是彼此交叉的两个板状构件时，第一流动通道2a在横向方向上被划分为四个部分。导引构件123a和123b的上端部从第一流动通道2a的直径减小为与吸附***部分122的内径相等的部分向下延伸，并且导引构件123a和123b的下端部从吸附***部分122的端部突出。当吸附容器100接合至第一洗涤容器210时，导引构件123a和123b的从吸附***部分122的端部突出的下端部的外侧与第一洗涤容器210的第一接纳部分214的内壁214a(参见图14)相接触。吸附导引部分123基本上以与第一洗涤容器210的第一导引部分213相同的方式构造(参见下文)。
5-2.洗涤容器
下面参照图14至图16对包括在洗涤容器200a中的第一洗涤容器210和第二洗涤容器220进行描述。图14为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的第一洗涤容器210的竖向截面图。图15为示出了第一洗涤容器210的立体图。图16为示出了沿着图11中示出的线C-C截取的第二洗涤容器220的竖向截面图。
如图14中所示，第一洗涤容器210密封地保持第一洗涤液12(即，洗涤液)和第二油22。
第一洗涤容器210包括第一***部分212(该第一***部分212位于第二流动通道2b的一个端部处)和第一接纳部分214(该第一接纳部分214位于第二流动通道2b的另一个端部处)。形成在第一洗涤容器210内的第二流动通道2b从第一***部分212延伸至第一接纳部分214。第二流动通道2b的直径从第一接纳部分214朝向第一***部分212逐渐减小。
第一***部分212呈大致筒形形状，并且具有呈圆形的水平截面形状的外壁212a。第一***部分212包括第一导引部分213。第一导引部分213具有与吸附导引部分123的结构相同的结构。导引构件213a和213b的上端部从第二流动通道2b的直径减少为与第一***部分212的直径相等的部分(即，在第一洗涤液12与第二油22之间的交界面附近)向下延伸，并且导引构件213a和213b的下端部从第一***部分212的端部突出。当第一洗涤容器210接合至第二洗涤容器220时，导引构件213a和213b的从第一***部分212的端部突出的下端部的外侧与第二洗涤容器220的第二接纳部分224内壁224a(参见图16)相接触。
在图15中，为了清楚地示出第一导引部分213的形状，省略了第一覆盖部分216。导引构件213a和213b呈板状形状，并且设置成彼此交叉。导引构件213a和213b形成十字形的水平截面形状。导引构件213a和213b在宽度方向上的每个端部都沿着第一***部分212的外壁212a的延伸部定位。由于设置了导引构件213a和213b(即，多个导引构件)，在接合第一洗涤容器210和第二洗涤容器210时，能够提高与相对于第一洗涤容器210在围绕第二洗涤容器220的第二流动通道2b和第三流动通道2c的周向方向上的相位控制相关的自由度。具体地，当仅设置有导引构件213a时，需要在设定第二洗涤容器220相对于第一洗涤容器210的相位的同时接合第一洗涤容器210和第二洗涤容器220，使得板状导引构件213a和213b的前侧或背侧必须定位成与磁珠30在水平方向(即，图22中的前后方向)上的移动相反。在这种情况下，第二洗涤容器220相对于第一洗涤容器210的相位被控制为180°。另一方面，当设置有导引构件213a和213b(即，多个导引构件)时，第二洗涤容器220相对于第一洗涤容器210的相位可以被控制为90°。接合作业得以方便地进行，并且通过增大与相位控制相关的自由度，能够简化每个容器的接合结构。这也适用于吸附容器100与第一洗涤容器210之间的接合。
如图14中所示，第一洗涤容器210包括围绕第一***部分212形成并且从外壁212a的上部部分向下敞开的第一覆盖部分216。第一盖覆盖部分216的内壁216a具有圆形的台阶部216b，内壁216a的直径在圆形的台阶部216b处增大。台阶部216b位于比第一***部分212的下端部略低的位置处，并且台阶部216b的表面接合有膜212c。
第一接纳部分214呈大致筒形形状，并且具有呈圆形的水平截面形状的内壁214a。内壁214a具有管状的台阶部214b，内壁214a的直径在管状的台阶部214b处增大。台阶部214b位于第一接纳部分214的上端部附近，并且台阶部214b的表面结合有膜214c。
在第一油20、第一洗涤液12以及第二油22从第一接纳部分214起依次被保持在第二流动通道2b内的状态下，第一洗涤容器210的上部开口和下部开口分别用膜214c和膜212c密封。由第一洗涤容器210密封地保持的第一油20和第二油22将第一洗涤液12保持成填塞物的形状。
如图16中所示，第二洗涤容器220密封地保持第二油22、第二洗涤液14(即，洗涤液)以及第三油24。
第二洗涤容器220包括第二***部分222(该第二***部分222位于第三流动通道2c的一个端部处)和第二接纳部分224(该第二接纳部分224位于第三流动通道2c的另一个端部处)。形成在第二洗涤容器220内的第三流动通道2c从第二***部分222延伸至第二接纳部分224。第三流动通道2c的直径从第二接纳部分224朝向第二***部分222逐渐减小。
第二***部分222呈大致筒形形状，并且具有呈圆形的水平截面形状的外壁222a。第二***部分222未设置导引构件。
第二洗涤容器220包括围绕第二***部分222形成并且从外壁222a的上部部分向下敞开的第二覆盖部分226。第二覆盖部分226的内壁226a具有圆形的台阶部226b，内壁226a的直径在圆形的台阶部226b处增大。台阶部226b位于比第二***部分222的下端部略低的位置处，并且台阶部226b的表面结合有膜222c。
第二接纳部分224呈大致筒形形状，并且具有呈圆形的水平截面形状的内壁224a。内壁224a具有管状的台阶部224b，内壁224a的直径在该管状的台阶部224b处增大。台阶部224b位于第二接纳部分224的上端部附近，并且台阶部224b的表面结合有膜224c。
在第二油22、第二洗涤液14、第三油24、磁珠30以及第三油24从第二接纳部分224起依次被保持在第三流动通道2c内的状态下，第二洗涤容器220的上部开口和下部开口分别用膜224c和膜222c密封。由第二洗涤容器220密封地保持的第二油22和第三油24将第二洗涤液14保持成填塞物的形状，并且第三油24保持磁珠30。由于第二洗涤液14不包含离液序列高的物质，因此可在第二洗涤容器220被膜224c和膜222c密封时防止磁珠30由于离液序列高的物质而劣化的情况。
当吸附容器100与第一洗涤容器210接合、或者第一洗涤容器210与第二洗涤容器220接合时，吸附***部分122***到第一接纳部分214中、或者第一***部分212***到第二接纳部分224中，且同时***部分122和接纳部分214使膜122c和膜214c破裂、或者***部分212和接纳部分224使膜212c和膜224c破裂。具体地，包括在吸附容器100中的第一流动通道2a和包括在第二洗涤容器220中的第三流动通道2c彼此不连通直至膜122c、214c、212c和224c破裂为止。
靶核酸是在吸附容器100内被吸附在磁珠30上的。因此，期望在容器已被接合之后立即将磁珠30移动至吸附容器100。
5-3.操作
下面将参照图17至图20对使磁珠30从第二流动通道2b移动至第一流动通道2a的操作进行描述。图17至图20为示出了根据本发明的一个实施方式的用于操作核酸提取装置6的方法的示意图。在图17至图20中，为了便于说明，省略了吸附覆盖部分126和导引构件123b。在图17至图20中，用箭头表示向上方向、向下方向、向前方向以及向后方向。指出的是，使磁珠30从第三流动通道2c移动至第二流动通道2b的操作基本上与使磁珠30从第二流动通道2b移动至第一流动通道2a的操作相同，从而省略其描述。
如图17中所示，每个磁珠30都被设置成相比于磁体3A更靠近磁珠30的磁体3B所吸引，并且朝向第二流动通道2b的位于向前方向上的第二内壁210a移动。当磁体3B沿向上方向移动时，磁珠30沿着第二流动通道2b向上移动(即，移动至由虚线指示的位置)。如果磁珠30持续地向上移动，则磁珠30与吸附***部分122的端部(台阶部)碰撞。具体地，磁珠30无法容易地移动越过流动通道变窄的台阶部。
因此，使磁体3A和3B沿水平方向(向前方向)移动(参见图18)。当磁体3B已经移动而远离第二流动通道2b并且磁体3A已经接近第二流动通道2b时，磁珠30被磁体3A吸引。由于导引构件123a在第二通道2b内延伸，因此被磁体3A吸引的磁珠30与沿向前方向设置的导引构件123a的表面相撞并停止(即，移动至由虚线指示的位置)。
当使磁体3A和3B在磁珠30被磁体3A吸引的状态下向上移动时(参见图19)，磁珠30沿着导引构件123a移动至第一流动通道2a(即，移动至由虚线指示的位置)。
然后，使磁体3A和3B沿水平方向(向后方向)移动(参见图20)。当磁体3A已经移动而远离第一流动通道2a并且磁体3B已经接近第一流动通道2a时，磁珠30被磁体3B吸引(即，移动至由虚线指示的位置)。当随后使磁体3B向上移动时，磁珠30沿着第一流动通道2a移动至吸附容器100。
具体地，通过利用导引构件213a能够使磁珠30平顺地移动，且同时防止了磁珠30的移动被流动通道变窄处的台阶部阻碍的情况。
当靶核酸已经在吸附容器100内被吸附在磁珠30上时，使磁体3A和3B向下移动，以使磁珠30连同靶核酸一起移动至第二流动通道2b和第三流动通道2c。由于流动通道从第一流动通道2a朝向第二流动通道2b变宽，所以能够仅通过使磁体3A和3B向下移动而使磁珠30平顺地向下移动。
6.核酸提取设备
下面参照图21和图22来对核酸提取设备50A(即，生物物质提取设备)进行描述。图21为示出了根据本发明的一个实施方式的核酸提取设备50A的框图。图22为示出了根据本发明的一个实施方式的核酸提取设备50A的侧视图。核酸提取设备50A使用核酸提取装置6来实施核酸提取过程。如图22中所示，限定了向上方向、向下方向、向前方向和向后方向(参见箭头)。具体地，将核酸提取设备50A的基部51水平放置时的竖向方向称为“上下方向”，并且基于重力方向限定向上方向和向下方向。将与磁体3A和3B相对于核酸提取装置6移动的上下方向相垂直的方向称为“前后方向”。
如图21中所示，核酸提取设备50A包括磁体移动机构70，该磁体移动机构70包括升降马达73B、摆动马达75A以及控制器90A。
6-1.控制器
控制器90A是对核酸提取设备50A进行控制的控制部分。控制器90A包括处理器(例如，CPU)和存储装置(例如，ROM和RAM)。各种程序和数据存储在存储装置中。存储装置提供加载程序的区域。通过使处理器执行存储在存储装置中的程序来实施各种处理。
例如，控制器90A通过控制升降马达73B而使磁体3A和3B在上下方向上移动。控制器90A通过控制摆动马达75A而使磁体3A和3B在前后方向上摆动。通过经由脉冲控制过程以给定的脉冲数使升降马达73B和摆动马达75A从初始位置旋转来控制升降马达73B和摆动马达75A。核酸提取设备50A可以设置有检测磁体3A和3B的位置的位置传感器。在这种情况下，控制器90A与位置传感器的检测结果相对应地驱动或停止升降马达73B和摆动马达75A。
如图22中所示，核酸提取设备50A包括保持部分63和磁体移动机构70，该保持部分63保持核酸提取装置6，该磁体移动机构70使磁体3A和3B沿着由保持部分63保持的核酸提取装置6移动。
保持部分63定位在旋转体61的下端部处，并且将核酸提取装置6相对于旋转体61保持在给定位置处。旋转体61能够沿由双向箭头指示的方向旋转。例如，在使旋转体61沿顺时针方向旋转-30°的状态下将核酸提取装置6***到保持部分63中(由保持部分63保持)。在使旋转体61沿逆时针方向旋转+30°以将核酸酸提取装置6设定至图22中所示的初始状态之后，操作磁体移动机构70。
6-2.磁体移动机构
磁体移动机构70使磁体3A和3B移动。磁体移动机构70使得核酸提取装置6内的磁珠30能够被磁体3A和3B吸引，并且通过使磁体3A和3B移动来使核酸提取装置6内的磁珠30移动。磁体移动机构70包括成对的磁体3A和3B、升降机构73和摆动机构75。
磁体3A和3B是吸引磁珠30的构件。永磁体、电磁体等可以用作磁体3A和3B。磁体3A和3B由臂72保持，使得磁体3A和3B在上下方向上位于几乎完全相同的位置处并且设置成透过核酸提取装置6而在前后方向上彼此对置。
升降机构73使磁体3A和3B沿上下方向移动。升降机构73包括在沿上下方向移动的支架73A和升降马达73B。支架73A是能够沿上下方向移动的构件。支架73A由支架导引件73C沿上下方向导引，支架导引件73C设置于从基部51沿竖向延伸的侧壁53上。升降马达73B是使支架73A沿上下方向移动的马达。升降马达73B根据从控制器90输出的指令而使支架73A沿上下方向移动至给定位置。升降马达73B使用带轮73E和73F以及带73D而使支架73A沿上下方向移动，带轮73E和73F设置于侧壁53的上端部和下端部，带73D围绕带轮73E和73F设置。
摆动机构75使磁体3A和3B沿前后方向摆动。当磁体3A和3B沿前后方向摆动时，每个磁体与核酸提取装置6之间的间隔交替地改变。由于磁珠30被磁体3A和3B中的定位成更靠近磁珠30的一者吸引，因此通过使磁体3A和3B沿前后方向摆动来使核酸提取装置6内的磁珠30沿前后方向移动。
摆动机构75包括摆动马达75A和保持板75C。保持板75C固定在支架73A上并且能够与支架73A一起沿上下方向移动。保持板75C保持摆动马达75A。当摆动马达75A产生的动力通过齿轮(图22中未示出)传递至摆动旋转轴75B时，对磁体3A和3B进行保持的臂72相对于支架73A绕摆动旋转轴75B旋转。摆动机构75使磁体3A和3B沿前后方向摆动，使得磁体3A和3B不与核酸提取装置6相接触。指出的是，可以提供水平移动机构等来代替摆动机构75，只要能够使磁体3A和3B在前后方向上移动即可。
6-3.核酸提取过程
核酸提取过程包括：(a)对吸附容器100、第一洗涤容器210和第二洗涤容器220进行接合以组装核酸提取装置6；(b)将核酸提取装置6固定在核酸提取设备50A的保持部分63上；(c)将包含有核酸的试样引入到保持有吸附剂10的吸附容器100中；(d)使旋转体61旋转以将核酸提取装置6设定至初始位置；(e)使磁珠30从第二洗涤容器220移动至吸附容器100；(f)通过摇动吸附容器100而使核酸吸附在磁珠30上；以及(g)使吸附有核酸的磁珠30从吸附容器100依次经过第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14以及第三油24。
在步骤(e)中，通过使用磁体移动机构70使磁体3A和3B移动来使第二洗涤容器220内的磁珠30沿着导引构件123a、123b、213a和213b移动至吸附容器100(如上面参照图17至图20所描述的)。通过使用磁体移动机构70使磁体3A和3B移动，进而由此使磁珠30沿着导引构件123a、123b、213a和213b移动，能够使磁珠30从第三流动通道2c移动至第一流动通道2a。
当核酸提取装置6包括第三洗涤容器230和洗脱容器300时(如上面参照图1至图8B所描述的)，核酸提取过程可以包括：(g’)使吸附有核酸的磁珠30移动经过第三洗涤液16和第四油26而移动至洗脱容器300；以及(h)将核酸从磁珠30洗脱到洗脱容器300内的洗脱液32中。
通过由此使靶核酸吸附在已经移动至吸附容器100的磁珠30上、并且使用磁体移动机构70使磁珠30沿着流动通道2在洗涤容器200a(或洗涤容器200)和洗脱容器300内移动，能够将核酸从磁珠30洗脱。
本发明不局限于上述实施方式。在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种修改和变化。例如，本发明包括与结合上述实施方式所描述的构型基本相同的各种其他构型(例如，具有相同功能、方法和结果的构型、或者具有相同目的和结果的构型)。尽管已经以第一容器为吸附容器、且第二容器为洗涤容器为例对上述实施方式进行了描述，但也可以使用其他容器作为第一容器和第二容器。例如，当第一容器是洗涤容器200并且第二容器是洗脱容器300时，通过在洗涤容器200与洗脱容器300之间的接合部处设置导引构件123a和123b，能够使已经从其中洗脱掉靶核酸的磁珠30从洗脱容器300向上移动至洗涤容器200。本发明还包括以其他元件来替换结合上述实施方式所描述的非实质性元件的构型。本发明还包括具有与结合上述实施方式所描述的构型的效果相同的效果的构型、或者能够实现与结合上述实施方式所描述的构型的目的相同的目的的构型。本发明还包括向结合上述实施方式所描述的构型添加已知技术的构型。
附图标记列表
1：容器组件，2：流动通道，2a：第一流动通道，2b：第二流动通道，2c：第三流动通道，3：磁体，3A：磁体(后侧)，3B：磁体(前侧)，5：核酸纯化装置，6：核酸提取装置，10：吸附剂，11：空气，12：第一洗涤液，14：第二洗涤液，16：第三洗涤液，20：第一油，22：第二油，24：第三油，26：第四油，30：磁珠，32：洗脱液，34：试剂，36：液滴，50：PCR装置，50A：核酸提取设备，51：基部，53：侧壁，55：荧光计，60：旋转机构，61：旋转体，63：保持部分，65：加热器，66：旋转马达，70：磁体移动机构，72：臂，73：升降机构，73A：支架，73B：升降马达，73C：支架导引件，73D：带，73E：带轮，73F：带轮，75：摆动机构，75A：摆动马达，75B：摆动旋转轴，75C：保持板，80：推压机构，90：控制器，90A：控制器，100：吸附容器，110：盖，112：通气部分，120：注射器部分，120a：第一内壁，120b：凸缘，120c：膜，122：吸附***部分，122a：外壁，122c：膜，123：导引部分，123a：导引构件，123b：导引构件，126：吸附覆盖部分，126a：内壁，126b：台阶部，130：柱塞部分，132：杆状部分，134：端部部分，200：洗涤容器，200a：洗涤容器，210：第一洗涤容器，210a：第二内壁，212：第一***部分，212a：外壁，212c：膜，213：第一导引部分，213a：导引构件，213b：导引构件，214：第一接纳部分，214a：内壁，214b：台阶部，214c：膜，216：第一覆盖部分，216a：内壁，216b：台阶部，220：第二洗涤容器，222：第二***部分，222a：外壁，222c：膜，224：第二接纳部分；224a：内壁，224b：台阶部，224c：膜，226：第二覆盖部分，226a：内壁，226b：台阶部，230：第三洗涤容器，232：第三***部分，234：第三接纳部分，236：第三覆盖部分，300：洗脱容器，302：洗脱***部分，304：洗脱接纳部分，400：反应容器，402：底部，404：反应接纳部分，406：储存部分。

Claims (6)

1.一种生物物质提取装置，包括：
流动通道，生物物质移动经过所述流动通道，所述流动通道是通过对第一容器和第二容器进行接合而形成的，所述第一容器包括第一流动通道并且将第一液体以及与所述第一液体不可混溶的流体密封地保持在所述第一流动通道内，所述第二容器包括第二流动通道并且将第二液体以及与所述第二液体不可混溶的流体密封地保持在所述第二流动通道内，
所述第一流动通道的一个端部***到所述第二流动通道的一个端部中，使得所述第一流动通道与所述第二流动通道彼此相连通，
所述第一容器包括导引构件，当所述第一流动通道与所述第二流动通道彼此相连通时，所述导引构件从所述第一流动通道延伸至所述第二流动通道，以及
所述导引构件形成所述流动通道的位于所述第一流动通道的第一内壁与所述第二流动通道的第二内壁之间的部分。
2.根据权利要求1所述的生物物质提取装置，
所述导引构件呈板状形状，并且
多个所述导引构件设置成彼此交叉。
3.根据权利要求1或2所述的生物物质提取装置，
在所述生物物质移动经过的所述流动通道内在所述导引构件的下游侧设置有物质结合固相载体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的生物物质提取装置，
所述第一容器是吸附容器，
所述第二容器是洗涤容器，
所述第一液体是吸附剂，以及
所述第二液体是洗涤液。
5.一种生物物质提取设备，包括：
保持部分，所述保持部分保持根据权利要求4所述的生物物质提取装置；以及
磁体移动机构，所述磁体移动机构使磁体沿着由所述保持部分保持的所述生物物质提取装置移动，
所述磁体移动机构通过使所述磁体移动而使设置在所述洗涤容器内的物质结合固相载体沿着所述导引构件移动至所述吸附容器。
6.根据权利要求5所述的生物物质提取设备，
所述生物物质提取装置还包括与所述第二流动通道的另一个端部相连接的洗脱容器，
所述洗脱容器保持洗脱液，所述洗脱液是用于将所述生物物质从所述物质结合固相载体洗脱的液体，以及
所述磁体移动机构通过使所述磁体移动而使所述物质结合固相载体沿着所述流动通道移动经过所述吸附容器、所述洗涤容器以及所述洗脱容器，以将所述生物物质从所述物质结合固相载体洗脱。
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