JP2016067275A - 核酸精製デバイス - Google Patents
核酸精製デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016067275A JP2016067275A JP2014199563A JP2014199563A JP2016067275A JP 2016067275 A JP2016067275 A JP 2016067275A JP 2014199563 A JP2014199563 A JP 2014199563A JP 2014199563 A JP2014199563 A JP 2014199563A JP 2016067275 A JP2016067275 A JP 2016067275A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- nucleic acid
- elution
- liquid
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 CCC1C(*(*)CC*)C2C1CC*2 Chemical compound CCC1C(*(*)CC*)C2C1CC*2 0.000 description 2
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
- C12N15/1003—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
- C12N15/1006—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
- C12N15/1003—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
- C12N15/1006—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
- C12N15/1013—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by using magnetic beads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0631—Purification arrangements, e.g. solid phase extraction [SPE]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/141—Preventing contamination, tampering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/087—Multiple sequential chambers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/043—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0478—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Immunology (AREA)
Abstract
【課題】長期間保管した場合であっても、一の水系液体層が他の水系液体層の成分で汚染されることを防止する核酸精製デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る核酸精製デバイス5は、洗浄容器200と溶出容器300とが接合されて、核酸を移動するための流路2が形成され、洗浄容器200は、第1流路2aと離間して配置され、第1流路2aと第2流路2bとの連結部250を収容する外周壁236を有し、溶出容器300は、第2流路2bの周囲に配置され、外周壁236の内壁236aに接する複数のフランジ600を有し、複数のフランジ600は、溶出容器300の、外周壁236の内部に挿入される部分310に配置され、複数のフランジ600のうち隣り合う2つのフランジ600と外周壁236とにより区画される一の空間700は、隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、一の空間700と隣り合う他の空間700と、連通している。
【選択図】図14
【解決手段】本発明に係る核酸精製デバイス5は、洗浄容器200と溶出容器300とが接合されて、核酸を移動するための流路2が形成され、洗浄容器200は、第1流路2aと離間して配置され、第1流路2aと第2流路2bとの連結部250を収容する外周壁236を有し、溶出容器300は、第2流路2bの周囲に配置され、外周壁236の内壁236aに接する複数のフランジ600を有し、複数のフランジ600は、溶出容器300の、外周壁236の内部に挿入される部分310に配置され、複数のフランジ600のうち隣り合う2つのフランジ600と外周壁236とにより区画される一の空間700は、隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、一の空間700と隣り合う他の空間700と、連通している。
【選択図】図14
Description
本発明は、核酸精製デバイスに関する。
生化学の分野において、PCR(Polymerase Chain Reaction:ポリメラーゼ連鎖反応)の技術が確立されている。最近、PCR法における増幅の精度や検出感度は向上してきており、極微量の検体(DNA等)を増幅し、検出・解析することができるようになってきた。PCRは、増幅の対象とする核酸(標的核酸)及び試薬を含む溶液(反応液)に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。PCRの熱サイクルとしては、2段階又は3段階の温度で熱サイクルを施す手法が一般的である。
一方、医療の現場におけるインフルエンザ等の感染症の診断は、現状ではイムノクロマト等の簡易検査キットを用いることが主流である。しかし、このような簡易検査では、精度が不十分となる場合があり、より高い検査精度を期待できるPCRを感染症の診断に適用することが望まれている。
近年、PCR法等に用いるデバイスとして、キャピラリー中に、水系液体層と非水溶性のゲル層とを交互に積層し、核酸を付着させた磁性体粒子を通過させることにより、核酸の精製を行うデバイスが提案されている(特許文献1参照)。しかし、このようなデバイスは、長期間保管した場合、水系液体層の成分がゲル層を通じて徐々に拡散し、一の水系液体層が他の水系液体層の成分で汚染される場合がある。
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、長期間保管した場合であっても、一の水系液体層が他の水系液体層の成分で汚染されることを防止する核酸精製デバイスを提供することにある。
[適用例1]
本発明に係る核酸精製デバイスは、
第1流路に洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体とが封止収納された洗浄容器と、第2流路に溶出液と該溶出液とは混和しない流体とが封止収納された溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置さ
れ、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している。
本発明に係る核酸精製デバイスは、
第1流路に洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体とが封止収納された洗浄容器と、第2流路に溶出液と該溶出液とは混和しない流体とが封止収納された溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置さ
れ、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している。
本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合するまで洗浄容器と溶出容器とがそれぞれ内容物を封止収納しているため、溶出液が洗浄液によって汚染されることを防止できる。また、本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合した後でも洗浄液及び溶出液は各液と混和しない流体によって混和することが防止されるため、組立後速やかに使用することにより、溶出液が洗浄液によって汚染されることを防止できる。さらに、本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合する際に(洗浄容器を溶出容器に挿入する際に)、例えば外周壁内の空気(大気)を外部に逃がしつつ、洗浄容器内の流体や溶出容器内の流体が、核酸精製デバイスの外部に漏れることを抑制することができる。さらに、本適用例に係る核酸精製デバイスによれば、複数のフランジは、溶出容器に洗浄容器を挿入するためのガイドとしての機能することができる。
[適用例2]
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接するシールフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記シールフランジより前記連結部側に配置され、
前記シールフランジは、前記外周壁の内壁とシールしてもよい。
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接するシールフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記シールフランジより前記連結部側に配置され、
前記シールフランジは、前記外周壁の内壁とシールしてもよい。
本適用例に係る核酸精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合する際に、洗浄容器内の流体や溶出容器内の流体が核酸精製デバイスの外部に漏れることを、より確実に抑制することができる。
[適用例3]
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記複数のフランジには、切り欠き部が設けられ、
前記一の空間は、前記切り欠き部を通して、前記他の空間と連通していてもよい。
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記複数のフランジには、切り欠き部が設けられ、
前記一の空間は、前記切り欠き部を通して、前記他の空間と連通していてもよい。
本適用例に係る核酸精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合する際に、例えば外周壁内の空気を、切り欠き部を通して、核酸精製デバイスの外部に逃がすことができる。
[適用例4]
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記複数のフランジの外周部は、前記切り欠き部を除いて前記外周壁の内壁と接していてもよい。
本発明に係る核酸精製デバイスにおいて、
前記複数のフランジの外周部は、前記切り欠き部を除いて前記外周壁の内壁と接していてもよい。
本適用例に係る核酸精製デバイスによれば、複数のフランジは、より確実に、溶出容器に洗浄容器を挿入するためのガイドとしての機能することができる。
[適用例5]
本発明に係る核酸精製デバイスは、
洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体を封止収納する洗浄容器と、溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器と前記溶出容器との接続部には、互いに連通する複数の円環状の空間が設けられている。
本発明に係る核酸精製デバイスは、
洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体を封止収納する洗浄容器と、溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器と前記溶出容器との接続部には、互いに連通する複数の円環状の空間が設けられている。
本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合するまで洗浄容器と溶出容器とがそれぞれ内容物を封止収納しているため、溶出液が洗浄液によって汚染されることを防止できる。また、本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合した後でも洗浄液及び溶出液は各液と混和しない流体によって混和することが防止されるため、組立後速やかに使用することにより、溶出液が洗浄液によって汚染されることを防止できる。さらに、本適用例に係る精製デバイスによれば、洗浄容器と溶出容器とを接合する際に(洗浄容器を溶出容器に挿入する際に)、例えば外周壁内の空気(大気)を外部に逃がしつつ、洗浄容器内の流体や溶出容器内の流体が、核酸精製デバイスの外部に漏れることを抑制することができる。
[適用例6]
本発明に係る核酸精製デバイスは、
第1流路に第1の液体と該第1の液体とは混和しない流体とが封止収納された第1容器と、第2流路に第2の液体と該第2の液体とは混和しない流体とが封止収納された第2容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記第1容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記第2容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置され、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している、核酸精製デバイス。
本発明に係る核酸精製デバイスは、
第1流路に第1の液体と該第1の液体とは混和しない流体とが封止収納された第1容器と、第2流路に第2の液体と該第2の液体とは混和しない流体とが封止収納された第2容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記第1容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記第2容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置され、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している、核酸精製デバイス。
本適用例に係る拡散精製デバイスによれば、長期間保管した場合であっても、一の水系液体層が他の水系液体層の成分で汚染されることを防止することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
本発明に係る核酸精製デバイスは、洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体を封止収納する洗浄容器と、溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、が接合されて、物質(核酸)を移動するための流路が形成され、前記洗浄液は、核酸が吸着した物質結合性固相担体(核酸結合性固相担体)を洗浄する液体であり、前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、前記洗浄容器は、前記洗浄容器の流路と離間して配置され、前記洗浄容器の流路と前記溶出容器の流路との連結部を収容する外周壁を有し、前記溶出容器は、前記外周壁の内壁に接して配置された複数のフランジを有し、前記複数のフランジのうち隣り合うフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通していることを特徴とする。
ここで、生体関連物質としては、生体に関連した物質であって、核酸(DNA、RNA)、ポリペプチド、タンパク質、多糖類などの生体高分子、タンパク質、酵素、ペプチド、ヌクレオチド、アミノ酸、ビタミンなどの生体由来の低分子有機化合物、及び無機化合物などを含む。以下の実施形態では、生体関連物質として核酸を用いて説明する。
また、物質結合性固相担体は、生体関連物質を吸着すなわち可逆的な物理的結合により保持することが可能な物質である。物質結合性固相担体の形状は微粒子であることが好ましいが、これに限らず微細な繊維や網状体であってもよく、特に限定されない。物質結合性固相担体は、生体関連物質を吸着したまま組立体内を所望の方向へ移動させるため、磁性を有することが好ましい。以下の実施形態では、物質結合性固相担体として核酸を吸着する磁気ビーズ30(後述の図7、図8を参照)を用いて説明する。
洗浄液12,14,16(後述の図7、図8を参照)は、生体関連物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄するための液体である。したがって、洗浄液によって物質結合性固相担体を洗浄することにより、物質結合性固相担体に吸着された生体関連物質をより安定に吸着させつつ、他の夾雑物等を取り除くことができる。
洗浄液とは混和しない流体は、洗浄容器内で洗浄液と混和しない流体であり、洗浄液と相分離することができる。洗浄液とは混和しない流体は、洗浄液に対して不活性な物質であり、空気などの気体も含む。洗浄液とは混和しない流体は、洗浄液が水系液体である場合には、これと混和しない例えばオイル、オイルゲルなどを用いることができる。オイルゲルは、液体状のオイルをゲル化剤でゲル化したものである。なお、本実施形態において単に「オイル」という場合にはゲル化したものを除く。以下の実施形態では、洗浄液とは混和しない流体としてオイル20,22,24,26(後述の図7、図8を参照)を用いて説明する。
溶出液32(後述の図7、図8を参照)は、物質結合性固相担体から生体関連物質を脱離させて溶出液中に溶出させるものである。溶出液は、例えば、水や緩衝液を用いること
ができる。
ができる。
溶出液とは混和しない流体は、溶出容器内で溶出液と混和しない流体であり、溶出液と相分離することができる。溶出液とは混和しない流体は、溶出液に対して不活性な物質である。以下の実施形態では、洗浄液とは混和しない流体としてオイル26(後述の図7、図8を参照)を用いて説明する。
1.容器組立体の概要
まず、図1〜図4を用いて、本実施形態に係る容器組立体1の概要について説明する。図1は、実施形態に係る容器組立体1(以下、カートリッジということがある)の正面図である。図2は、実施形態に係る容器組立体1の側面図である。図3は、実施形態に係る容器組立体1の平面図である。図4は、実施形態に係る容器組立体1の斜視図である。なお、図1〜図3における容器組立体1の状態を正立状態として説明する。
まず、図1〜図4を用いて、本実施形態に係る容器組立体1の概要について説明する。図1は、実施形態に係る容器組立体1(以下、カートリッジということがある)の正面図である。図2は、実施形態に係る容器組立体1の側面図である。図3は、実施形態に係る容器組立体1の平面図である。図4は、実施形態に係る容器組立体1の斜視図である。なお、図1〜図3における容器組立体1の状態を正立状態として説明する。
容器組立体1は、吸着容器100と、洗浄容器200と、溶出容器300と、反応容器400と、を含む。容器組立体1は、吸着容器100から反応容器400まで連通する図示しない流路を形成する容器である。容器組立体1の流路は、一方の端部はキャップ110によって、他方の端部は底部402によって閉じられている。
容器組立体1は、吸着容器100内で図示しない磁気ビーズに核酸を結合させ、磁気ビーズが洗浄容器200内を移動する間に精製し、溶出容器300内で図示しない溶出液液滴中に核酸を溶出させる前処理と、反応容器400内で核酸を含む溶出液の液滴に対しポリメラーゼ反応の熱サイクル処理と、を行う容器である。
容器組立体1の材質は、特に限定されないが、例えば、ガラス、高分子、金属などとすることができる。容器組立体1の材質にガラスや高分子などの可視光において透明性を有する材質を選択すると、容器組立体1の外部から内部(空洞内)を観察することができるのでより好ましい。また、容器組立体1の材質に、磁力を透過する物質や非磁性体を選択すると、容器組立体1に図示しない磁気ビーズを通過させる場合などに、容器組立体1の外部から磁力を与えることによってこれを行うことが容易化されるため好ましい。容器組立体1の材質は、例えば、ポリプロピレン樹脂であることができる。
吸着容器100は、内部に図示しない吸着液を収容する円筒状のシリンジ部120と、シリンジ部120の内部に挿入された可動式の押子であるプランジャー部130と、プランジャー部130の一方の端部に固定されるキャップ110と、を有する。吸着容器100は、キャップ110をシリンジ部120に対して移動することでプランジャー部130をシリンジ部120の内面に摺動させ、シリンジ部120内に収容した図示しない吸着液を洗浄容器200へ押し出すことができる。なお、吸着液については、後述する。
洗浄容器200は、第1〜第3洗浄容器210,220,230を接合して組み立てることで得られる。第1〜第3洗浄容器210,220,230は、それぞれ内部に図示しないオイル層で仕切られた1つ以上の洗浄液層を有する。そして、第1〜第3洗浄容器210,220,230を接合することで、洗浄容器200は内部に図示しない複数のオイル層によって区切られた複数の洗浄液層を有する。本実施形態の洗浄容器200では第1〜第3洗浄容器210,220,230からなる3つの洗浄容器を用いた例について説明したが、これに限らず、洗浄液層の数に応じて適宜増減することができる。なお、洗浄液については、後述する。
溶出容器300は、洗浄容器200の第3洗浄容器230に接合され、内部に溶出液をプラグの形状を維持可能に収容する。ここで、「プラグ」とは、流路内において、特定の
液体が一区画を占める場合の液体を意味する。より具体的には、特定の液体のプラグは、流路の長手方向において、実質的に当該特定の液体のみが内部を占める柱状のものを指し、液体のプラグによって流路の内部の一定の空間が区画されている状態を示す。ここでの実質的にとの表現は、プラグの周囲、すなわち流路の内壁に少量(例えば薄膜状)の他の物質(液体等)が存在していてもよいことを指す。なお、溶出液については、後述する。
液体が一区画を占める場合の液体を意味する。より具体的には、特定の液体のプラグは、流路の長手方向において、実質的に当該特定の液体のみが内部を占める柱状のものを指し、液体のプラグによって流路の内部の一定の空間が区画されている状態を示す。ここでの実質的にとの表現は、プラグの周囲、すなわち流路の内壁に少量(例えば薄膜状)の他の物質(液体等)が存在していてもよいことを指す。なお、溶出液については、後述する。
核酸精製デバイス5は、吸着容器100と、洗浄容器200と、溶出容器300と、を含む。
反応容器400は、溶出容器300に接合され、溶出容器300から押し出された液体を受け入れる容器であると共に、熱サイクル処理時に検体を含む溶出液の液滴を収容する容器である。また、反応容器400は、図示しない試薬を収容する。なお、試薬については、後述する。
2.容器組立体の詳細構造
次に、容器組立体1の詳細構造について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、実施形態に係る容器組立体1の図3におけるA−A断面図である。図6は、実施形態に係る容器組立体1の図3におけるC−C断面図である。なお、実際には、容器組立体1は、洗浄液などの内容物が充填された状態で組み立てられるものであるが、図5及び図6では容器組立体1の構造を説明するため内容物の記載を省略する。
次に、容器組立体1の詳細構造について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、実施形態に係る容器組立体1の図3におけるA−A断面図である。図6は、実施形態に係る容器組立体1の図3におけるC−C断面図である。なお、実際には、容器組立体1は、洗浄液などの内容物が充填された状態で組み立てられるものであるが、図5及び図6では容器組立体1の構造を説明するため内容物の記載を省略する。
2−1.吸着容器
吸着容器100は、シリンジ部120の一方の開口端部からプランジャー部130が挿入され、プランジャー部130の開口端部にはキャップ110が挿入されている。キャップ110は、その中央に通気部112を有し、プランジャー部130を操作したときに通気部112によってプランジャー部130の内圧の変化を抑えることができる。
吸着容器100は、シリンジ部120の一方の開口端部からプランジャー部130が挿入され、プランジャー部130の開口端部にはキャップ110が挿入されている。キャップ110は、その中央に通気部112を有し、プランジャー部130を操作したときに通気部112によってプランジャー部130の内圧の変化を抑えることができる。
プランジャー部130は、シリンジ部120の内周面を摺動する略円筒状の押子であり、キャップ110が挿入された開口端部と、該開口端部に対向する底部からシリンジ部120の長手方向に延びる棒状部132と、棒状部132の先端の先端部134と、を有する。棒状部132はプランジャー部130の底部の中央から突出しており、棒状部132の周囲には貫通孔が形成されてプランジャー部130内とシリンジ部内120とは連通する。
シリンジ部120は、容器組立体1の流路2の一部を構成し、プランジャー部130を収容する大径部と、該大径部より内径が小さい小径部と、大径部から小径部へ内径を縮径する縮径部と、該小径部の先端に吸着挿入部122と、吸着挿入部122の周囲を覆う円筒状の吸着カバー部126と、を有する。容器組立体1の流路2の一部となる大径部、小径部及び吸着挿入部122は、略円筒状である。
プランジャー部130の先端部134は、作業者への提供時において、シリンジ部120の小径部を封止して大径部及び縮径部と小径部とを仕切り、2つの区画を形成する。
シリンジ部120の吸着挿入部122は、洗浄容器200における第1洗浄容器210の一方の開口端部である第1受入部214内に挿入して嵌合することでシリンジ部120と第1洗浄容器210とを接合する。吸着挿入部122の外周面と第1受入部214の内周面とは密着して内容物である液体が外部へ漏れることを防止する。
2−2.洗浄容器
洗浄容器200は、容器組立体1の流路2の一部を構成し、第1〜第3洗浄容器210
,220,230からなる組立体である。第1〜第3洗浄容器210,220,230は、基本的な構造は同じであるので、第1洗浄容器210の構造について説明し、第2、第3洗浄容器220,230についての説明は省略する。
洗浄容器200は、容器組立体1の流路2の一部を構成し、第1〜第3洗浄容器210
,220,230からなる組立体である。第1〜第3洗浄容器210,220,230は、基本的な構造は同じであるので、第1洗浄容器210の構造について説明し、第2、第3洗浄容器220,230についての説明は省略する。
第1洗浄容器210は、容器組立体1の長手方向に延びる略円筒状であって、一方の開口端部に形成された第1挿入部212と、他方の開口端部に形成された第1受入部214と、第1挿入部212の周囲を覆う円筒状の第1カバー部216と、を有する。
第1挿入部212の外径は第2受入部224の内径と略同じである。また、第1受入部214の内径は吸着挿入部122の外径と略同じである。
第1洗浄容器210の第1挿入部212を第2洗浄容器220の第2受入部224に挿入して嵌合することで、第1挿入部212の外周が第2受入部224の内周と密着してシールすると共に、第1洗浄容器210と第2洗浄容器220とを接合する。同様にして、第1〜第3洗浄容器210,220,230が連結されて洗浄容器200を形成する。ここで「シールする」とは、少なくとも容器等に収容された液体または気体が外部に漏れないように封ずることであり、外部から内部へ液体または気体が侵入することを封ずることを含んでもよい。
2−3.溶出容器
溶出容器300は、容器組立体1の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体1の流路2の一部を構成する。溶出容器300は、一方の開口端部に形成された溶出挿入部302と、他方の開口端部に形成された溶出受入部304と、を有する。
溶出容器300は、容器組立体1の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体1の流路2の一部を構成する。溶出容器300は、一方の開口端部に形成された溶出挿入部302と、他方の開口端部に形成された溶出受入部304と、を有する。
溶出受入部304の内径は第3洗浄容器230の第3挿入部232の外径と略同じである。第3挿入部232を溶出受入部304に挿入して嵌合することで、第3挿入部232の外周が溶出受入部304の内周と密着してシールすると共に、第3洗浄容器230と溶出容器300とを接合する。
2−4.反応容器
反応容器400は、容器組立体1の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体1の流路2の一部を構成する。反応容器400は、開口端部に形成された反応受入部404と、他方の閉じた端部に形成された底部402と、反応受入部404を覆うリザーバー部406と、を有する。
反応容器400は、容器組立体1の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体1の流路2の一部を構成する。反応容器400は、開口端部に形成された反応受入部404と、他方の閉じた端部に形成された底部402と、反応受入部404を覆うリザーバー部406と、を有する。
反応受入部404の内径は、溶出容器300の溶出挿入部302の外径と略同じである。溶出挿入部302を反応受入部404に挿入して嵌合することで、溶出容器300と反応容器400は接合する。
反応受入部404の周囲には所定の空間を有するリザーバー部406が設けられる。リザーバー部406は、プランジャー部130の移動によって反応容器400から溢れ出る液体を受容できる容積を有する。
3.容器組立体の内容物及び容器組立体の操作
次に、容器組立体1の内容物について図7の(a)を用いて説明し、容器組立体1の操作について図7及び図8を用いて説明する。図7は、実施形態に係る容器組立体1の操作を説明する模式図である。図8は、実施形態に係る容器組立体1の操作を説明する模式図である。なお、図7及び図8では内容物の状態を説明するため、各容器を流路2で表現し、外形状や接合構造については省略している。
次に、容器組立体1の内容物について図7の(a)を用いて説明し、容器組立体1の操作について図7及び図8を用いて説明する。図7は、実施形態に係る容器組立体1の操作を説明する模式図である。図8は、実施形態に係る容器組立体1の操作を説明する模式図である。なお、図7及び図8では内容物の状態を説明するため、各容器を流路2で表現し、外形状や接合構造については省略している。
3−1.内容物
図7の(a)は、図1の状態における流路2内の内容物の状態を示す。流路2内の内容物は、キャップ110側から反応容器400へ向かって順に、吸着液10、第1オイル20、第1洗浄液12、第2オイル22、第2洗浄液14、第3オイル24、磁気ビーズ30、第3オイル24、第3洗浄液16、第4オイル26、溶出液32、第4オイル26、試薬34である。
図7の(a)は、図1の状態における流路2内の内容物の状態を示す。流路2内の内容物は、キャップ110側から反応容器400へ向かって順に、吸着液10、第1オイル20、第1洗浄液12、第2オイル22、第2洗浄液14、第3オイル24、磁気ビーズ30、第3オイル24、第3洗浄液16、第4オイル26、溶出液32、第4オイル26、試薬34である。
流路2は、容器組立体1の長手方向に直交する面の断面積が大きい部分(流路2の太い部分)と小さい部分(流路2の細い部分)とが交互に配置される。第1〜第4オイル20,22,24,26及び溶出液32は、その各液の一部または全部が流路2の細い部分に収容されている。流路2の細い部分の断面積は、隣接する互いに混和しない液体(流体であってもよい。以下同じ)の界面が流路2の細い部分に配置された場合に、その界面を安定に維持可能な面積を有する。したがって、流路2の細い部分に配置された液体によって、その液体とその液体の上下に配置された他の液体との配置関係を安定に維持することができる。また、流路2の細い部分に配置された液体と流路2の太い部分に配置された他の液体との界面が流路2の太い部分に形成される場合であっても、強い衝撃によってその界面が乱れても、静止した状態に置くことで、界面は所定の位置で安定に形成される。
流路2の細い部分は、吸着挿入部122、第1挿入部212、第2挿入部222、第3挿入部232、溶出挿入部302の内側に形成され、溶出容器300においては溶出挿入部302を超えて上方へ延在する。なお、流路2の細い部分に収容された液体は、容器を組み立てる前であっても安定に維持される。
3−1−1.オイル
第1〜第4オイル20,22,24,26は、いずれもオイルからなり、図7の状態において各オイルの前後の液体の間でプラグとして存在する。第1〜第4オイル20,22,24,26がプラグとして存在するために、各オイルの前後で隣接する液体は、互いに相分離する液体、すなわち混和しない液体が選択される。また、第1〜第4オイル20,22,24,26を構成するオイルは、互いに異なる種類のオイルであってもよい。これらに用いることができるオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーン系オイル、パラフィン系オイル及びミネラルオイル並びにそれらの混合物から選択される一種を挙げることができる。
第1〜第4オイル20,22,24,26は、いずれもオイルからなり、図7の状態において各オイルの前後の液体の間でプラグとして存在する。第1〜第4オイル20,22,24,26がプラグとして存在するために、各オイルの前後で隣接する液体は、互いに相分離する液体、すなわち混和しない液体が選択される。また、第1〜第4オイル20,22,24,26を構成するオイルは、互いに異なる種類のオイルであってもよい。これらに用いることができるオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーン系オイル、パラフィン系オイル及びミネラルオイル並びにそれらの混合物から選択される一種を挙げることができる。
3−1−2.吸着液
吸着液10とは、磁気ビーズ30に核酸を吸着させる場となる液体のことを指し、例えば、カオトロピック物質を含む水溶液である。吸着液10としては、例えば、5Mグアニジンチオシアン酸塩、2%Triton X−100、50mM Tris−HCl(pH7.2)を用いることができる。吸着液10はカオトロピック物質を含有すれば特に限定されないが、吸着液10には細胞膜の破壊あるいは細胞中に含まれるタンパク質を変性させる目的で界面活性剤を含有させてもよい。この界面活性剤としては、一般に細胞等からの核酸抽出に使用されるものであれば特に限定されないが、具体的には、Triton−Xなどのトリトン系界面活性剤やTween20などのツイーン系界面活性剤のような非イオン性界面活性剤、N−ウラロイルサルコシンナトリウム(SDS)等の陰イオン性界面活性剤が挙げられるが、特に非イオン性界面活性剤を、0.1〜2%の範囲となるように使用するのが好ましい。さらには、2−メルカプトエタノールあるいはジチオスレイトール等の還元剤を含有させることが好ましい。溶解液は、緩衝液であってもよいが、pH6〜8の中性であることが好ましい。これらのことを考慮し、具体的には、3M〜7Mのグアニジン塩、0%〜5%の非イオン性界面活性剤、0mM〜0.2mMのEDTA、0M〜0.2Mの還元剤等を含有することが好ましい。
吸着液10とは、磁気ビーズ30に核酸を吸着させる場となる液体のことを指し、例えば、カオトロピック物質を含む水溶液である。吸着液10としては、例えば、5Mグアニジンチオシアン酸塩、2%Triton X−100、50mM Tris−HCl(pH7.2)を用いることができる。吸着液10はカオトロピック物質を含有すれば特に限定されないが、吸着液10には細胞膜の破壊あるいは細胞中に含まれるタンパク質を変性させる目的で界面活性剤を含有させてもよい。この界面活性剤としては、一般に細胞等からの核酸抽出に使用されるものであれば特に限定されないが、具体的には、Triton−Xなどのトリトン系界面活性剤やTween20などのツイーン系界面活性剤のような非イオン性界面活性剤、N−ウラロイルサルコシンナトリウム(SDS)等の陰イオン性界面活性剤が挙げられるが、特に非イオン性界面活性剤を、0.1〜2%の範囲となるように使用するのが好ましい。さらには、2−メルカプトエタノールあるいはジチオスレイトール等の還元剤を含有させることが好ましい。溶解液は、緩衝液であってもよいが、pH6〜8の中性であることが好ましい。これらのことを考慮し、具体的には、3M〜7Mのグアニジン塩、0%〜5%の非イオン性界面活性剤、0mM〜0.2mMのEDTA、0M〜0.2Mの還元剤等を含有することが好ましい。
ここで、カオトロピック物質とは、水溶液中でカオトロピックイオン(イオン半径の大きな1価の陰イオン)を生じ、疎水性分子の水溶性を増加させる作用を有しており、核酸の固相担体への吸着に寄与するものであれば、特に限定されない。具体的には、グアニジン塩酸塩、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸ナトリウム等が挙げられるが、これらのうち、タンパク質変成作用の強いグアニジンチオシアン酸塩またはグアニジン塩酸塩が好ましい。これらのカオトロピック物質の仕様濃度は、各物質によって異なり、例えば、グアニジンチオシアン酸塩を使用する場合には、3M〜5.5Mの範囲で、グアニジン塩酸塩を使用する場合は、5M以上で使用するのが好ましい。
水溶液中にカオトロピック物質が存在することによって、水溶液中の核酸は、水分子に囲まれて存在するよりも、固体に吸着して存在するほうが熱力学的に有利となるため、磁気ビーズ30の表面に吸着することとなる。
3−1−3.洗浄液
第1〜第3洗浄液12,14,16は、核酸の結合した磁気ビーズ30を洗浄するものである。
第1〜第3洗浄液12,14,16は、核酸の結合した磁気ビーズ30を洗浄するものである。
第1洗浄液12は、第1オイル20及び第2オイル22のいずれとも相分離する液体である。第1洗浄液12は、水または低塩濃度水溶液であることが好ましく、低塩濃度水溶液の場合、緩衝液であることが好ましい。低塩濃度水溶液の塩濃度は、100mM以下が好ましく、50mM以下がより好ましく、10mM以下が最も好ましい。また、第1洗浄液12は、上述したような界面活性剤を含有してもよく、pHは特に限定されない。第1洗浄液12を緩衝液とするための塩は特に限定されないが、トリス、ヘペス、ピペス、リン酸などの塩が好ましい。さらに、第1洗浄液12は、アルコールを核酸の担体への吸着、逆転写反応、PCR反応などを阻害しない量だけ含むことが好ましい。この場合、アルコール濃度は特に限定されない。
なお、第1洗浄液12にカオトロピック物質を含有させてもよい。例えば、第1洗浄液12にグアニジン塩酸塩を含有させると、磁気ビーズ30等に吸着した核酸の吸着を維持または強化しつつ磁気ビーズ30等を洗浄することができる。
第2洗浄液14は、第2オイル22及び第3オイル24のいずれとも相分離する液体である。第2洗浄液14は、基本的に、第1洗浄液12と同じでも異なる組成であってもよいが、カオトロピック物質を事実上含まない溶液であるほうが好ましい。後の溶液に、カオトロピック物質の持ち込みを無くすためである。第2洗浄液14としては、例えば5mMトリス塩酸緩衝液からなってもよい。第2洗浄液14は、上述したように、アルコールを含むことが好ましい。
第3洗浄液16は、第3オイル24及び第4オイル26のいずれとも相分離する液体である。第3洗浄液16は、基本的に、第2洗浄液14と同じでも異なる組成であってもよいが、アルコールを含まない。また、第3洗浄液16は、アルコールを反応容器400に持ち込むことを防止するためにクエン酸を含むことができる。
3−1−4.磁気ビーズ
磁気ビーズ30は、核酸を吸着するビーズであり、容器組立体1の外にある磁石3によって移動させることができるように比較的強い磁性を有することが好ましい。磁気ビーズ30は、例えば、シリカビーズまたはシリカコーティングされたビーズであってもよい。磁気ビーズ30は、好ましくはシリカコーティングされたビーズであってもよい。
磁気ビーズ30は、核酸を吸着するビーズであり、容器組立体1の外にある磁石3によって移動させることができるように比較的強い磁性を有することが好ましい。磁気ビーズ30は、例えば、シリカビーズまたはシリカコーティングされたビーズであってもよい。磁気ビーズ30は、好ましくはシリカコーティングされたビーズであってもよい。
3−1−5.溶出液
溶出液32は、第4オイル26と相分離する液体であり、溶出容器300中の流路2内で第4オイル26,26に挟まれたプラグとして存在する。溶出液32は、磁気ビーズ30に吸着した核酸を、磁気ビーズ30から溶出液32中に溶出させる液体である。また、溶出液32は、加熱によって第4オイル26中で液滴となる。溶出液32は、例えば、純水を用いることができる。ここで、「液滴」とは、自由表面で囲まれた液体である。
溶出液32は、第4オイル26と相分離する液体であり、溶出容器300中の流路2内で第4オイル26,26に挟まれたプラグとして存在する。溶出液32は、磁気ビーズ30に吸着した核酸を、磁気ビーズ30から溶出液32中に溶出させる液体である。また、溶出液32は、加熱によって第4オイル26中で液滴となる。溶出液32は、例えば、純水を用いることができる。ここで、「液滴」とは、自由表面で囲まれた液体である。
3−1−6.試薬
試薬34は、反応に必要な成分を含む。試薬34は、反応容器400における反応がPCRである場合には、溶出液の液滴36(図8を参照)の中に溶出させた標的核酸(DNA)を増幅するためDNAポリメラーゼなどの酵素及びプライマー(核酸)と、増幅産物を検出するための蛍光プローブのうち少なくとも一つが含まれていることができ、ここでは、プライマー、酵素及び蛍光プローブの全てが含まれている。試薬34は、第4オイル26とは相溶せず、核酸を含む溶出液32の液滴36に接すると溶けて反応するものであり、反応容器400内の流路2の重力方向における最下部の領域に固体状態で存在する。例えば、試薬34は、凍結乾燥(フリーズドライ)したものを用いることができる。
試薬34は、反応に必要な成分を含む。試薬34は、反応容器400における反応がPCRである場合には、溶出液の液滴36(図8を参照)の中に溶出させた標的核酸(DNA)を増幅するためDNAポリメラーゼなどの酵素及びプライマー(核酸)と、増幅産物を検出するための蛍光プローブのうち少なくとも一つが含まれていることができ、ここでは、プライマー、酵素及び蛍光プローブの全てが含まれている。試薬34は、第4オイル26とは相溶せず、核酸を含む溶出液32の液滴36に接すると溶けて反応するものであり、反応容器400内の流路2の重力方向における最下部の領域に固体状態で存在する。例えば、試薬34は、凍結乾燥(フリーズドライ)したものを用いることができる。
3−2.容器組立体の操作
容器組立体1の操作の一例として、図7及び図8を用いて説明する。
容器組立体1の操作の一例として、図7及び図8を用いて説明する。
容器組立体1の操作は、
(A)吸着容器100、洗浄容器200、溶出容器300及び反応容器400を接合して容器組立体1を組み立てる工程と、
(B)吸着液10が収容された吸着容器100に、核酸を含有する検体を導入する工程と、
(C)第2洗浄容器220から吸着容器100へ磁気ビーズ30を移動する工程と、
(D)吸着容器100を揺動して核酸を磁気ビーズ30に吸着させる工程と、
(E)吸着容器100から、第1オイル20、第1洗浄液12、第2オイル22、第2洗浄液14、第3オイル24、第3洗浄液16及び第4オイル26の順に通過して、溶出容器300へ、核酸が吸着した磁気ビーズ30を移動する工程と、
(F)溶出容器300内で、溶出液32に対して磁気ビーズ30から核酸を溶出させる工程と、
(G)核酸を含む液滴を反応容器400内の試薬34に接触させる工程と、
を含む。
(A)吸着容器100、洗浄容器200、溶出容器300及び反応容器400を接合して容器組立体1を組み立てる工程と、
(B)吸着液10が収容された吸着容器100に、核酸を含有する検体を導入する工程と、
(C)第2洗浄容器220から吸着容器100へ磁気ビーズ30を移動する工程と、
(D)吸着容器100を揺動して核酸を磁気ビーズ30に吸着させる工程と、
(E)吸着容器100から、第1オイル20、第1洗浄液12、第2オイル22、第2洗浄液14、第3オイル24、第3洗浄液16及び第4オイル26の順に通過して、溶出容器300へ、核酸が吸着した磁気ビーズ30を移動する工程と、
(F)溶出容器300内で、溶出液32に対して磁気ビーズ30から核酸を溶出させる工程と、
(G)核酸を含む液滴を反応容器400内の試薬34に接触させる工程と、
を含む。
以下、各工程について順番に説明する。
(A)容器組立体1を組み立てる工程
図7の(a)に示すように、組み立てる工程は、吸着容器100から反応容器400までを接合して、吸着容器100から反応容器400まで連続する流路2を形成するように容器組立体1を組み立てる。なお、図7の(a)では、吸着容器100はキャップ110が装着されているが、キャップ110をプランジャー部130に装着するのは(B)工程の後である。
図7の(a)に示すように、組み立てる工程は、吸着容器100から反応容器400までを接合して、吸着容器100から反応容器400まで連続する流路2を形成するように容器組立体1を組み立てる。なお、図7の(a)では、吸着容器100はキャップ110が装着されているが、キャップ110をプランジャー部130に装着するのは(B)工程の後である。
より具体的には、反応容器400の反応受入部404に溶出容器300の溶出挿入部302を挿入し、溶出容器300の溶出受入部304に第3洗浄容器230の第3挿入部232を挿入し、第3洗浄容器230の第3受入部234に第2洗浄容器220の第2挿入部222を挿入し、第2洗浄容器220の第2受入部224に第1洗浄容器210の第1挿入部212を挿入し、第1洗浄容器210の第1受入部214に吸着容器100の吸着挿入部122を挿入する。
(B)検体を導入する工程
導入する工程は、例えば検体が付着した綿棒を、吸着容器100のキャップ110が装着される開口から吸着液10の中に差し入れ、吸着液10にこれを浸漬して行う。より具体的には、吸着容器100のシリンジ部120に挿入された状態のプランジャー部130の一方の端部にある開口から綿棒を差し入れる。次に、綿棒を吸着容器100から取り出し、キャップ110を装着する。これが図7の(a)の状態である。また、検体は、ピペット等によって吸着容器100へ導入してもよい。また、検体がペースト状や固体状であれば、例えば、吸着容器100へ匙やピンセット等によりプランジャー部130の内壁に付着させたり投入したりしてもよい。図7の(a)に示すように、シリンジ部120及びプランジャー部130の中は途中まで吸着液10が充填されているが、キャップ110の装着される開口側には空間が残されている。
導入する工程は、例えば検体が付着した綿棒を、吸着容器100のキャップ110が装着される開口から吸着液10の中に差し入れ、吸着液10にこれを浸漬して行う。より具体的には、吸着容器100のシリンジ部120に挿入された状態のプランジャー部130の一方の端部にある開口から綿棒を差し入れる。次に、綿棒を吸着容器100から取り出し、キャップ110を装着する。これが図7の(a)の状態である。また、検体は、ピペット等によって吸着容器100へ導入してもよい。また、検体がペースト状や固体状であれば、例えば、吸着容器100へ匙やピンセット等によりプランジャー部130の内壁に付着させたり投入したりしてもよい。図7の(a)に示すように、シリンジ部120及びプランジャー部130の中は途中まで吸着液10が充填されているが、キャップ110の装着される開口側には空間が残されている。
検体には標的となる核酸が含まれている。以下、これを単に標的核酸ということがある。標的核酸は、例えば、DNAやRNA(DNA:Deoxyribonucleic Acid、及び/又はRNA:Ribonucleic Asid)である。標的核酸は、検体から抽出され、後述する溶出液32に溶出された後、例えばPCRの鋳型として利用される。検体としては、血液、鼻腔粘液、口腔粘膜、その他各種の生体試料などが挙げられる。
(C)磁気ビーズを移動する工程
磁気ビーズ30を移動する工程は、図7の(a)に示すように第2洗浄容器220の第3オイル24,24に挟まれてプラグ状に存在する磁気ビーズ30を、容器外部に配置した磁石3の磁力を印加した状態で、磁石3を吸着容器100へ向かって移動させることによって行う。
磁気ビーズ30を移動する工程は、図7の(a)に示すように第2洗浄容器220の第3オイル24,24に挟まれてプラグ状に存在する磁気ビーズ30を、容器外部に配置した磁石3の磁力を印加した状態で、磁石3を吸着容器100へ向かって移動させることによって行う。
この磁気ビーズ30の移動に合わせて、あるいはこれより先にキャップ110及びプランジャー部130をシリンジ部120から抜き出す方向へ移動して、吸着液10内の検体をプランジャー部130内からシリンジ部120内へ移動させる。このプランジャー部130の移動によって、先端部134によって塞がれていた流路2は吸着液10へ連通する。
磁気ビーズ30は、磁石3の移動に伴って流路2内を上昇し、図7の(b)に示すように、検体のある吸着液10内へ到達する。
(D)核酸を磁気ビーズに吸着させる工程
核酸を吸着させる工程は、吸着容器100を揺動させて行われる。この工程は、吸着容器100の開口がキャップ110によって吸着液10が漏れ出さないように封止されているので、効率的に行うことができる。この工程により、標的核酸は、カオトロピック剤の作用により、磁気ビーズ30の表面に吸着される。この工程では、磁気ビーズ30の表面に標的核酸以外の核酸や蛋白質が吸着してもよい。
核酸を吸着させる工程は、吸着容器100を揺動させて行われる。この工程は、吸着容器100の開口がキャップ110によって吸着液10が漏れ出さないように封止されているので、効率的に行うことができる。この工程により、標的核酸は、カオトロピック剤の作用により、磁気ビーズ30の表面に吸着される。この工程では、磁気ビーズ30の表面に標的核酸以外の核酸や蛋白質が吸着してもよい。
吸着容器100を揺動させる方法としては、公知のボルテックスシェイカーなどの装置を用いてもよいし、作業者の手で振り混ぜてもよい。また、磁気ビーズ30の磁性を利用して、外部から磁場を与えながら吸着容器100を揺動してもよい。
(E)核酸が吸着した磁気ビーズを移動する工程
核酸が吸着した磁気ビーズ30を移動する工程は、吸着容器100、洗浄容器200及び溶出容器300の外部から磁石3の磁力を印加しながら移動することによって磁気ビーズ30を吸着液10、第1〜第4オイル20,22,24,26及び第1〜第3洗浄液12,14,16の中を移動させる。
核酸が吸着した磁気ビーズ30を移動する工程は、吸着容器100、洗浄容器200及び溶出容器300の外部から磁石3の磁力を印加しながら移動することによって磁気ビーズ30を吸着液10、第1〜第4オイル20,22,24,26及び第1〜第3洗浄液12,14,16の中を移動させる。
磁石3は、例えば、永久磁石、電磁石等を用いることができる。また、磁石3は、作業者の手で動かして行ってもよいし、機械装置等を利用して行ってもよい。磁気ビーズ30は、磁力によって引き寄せられる性質を有しているため、この性質を利用して、吸着容器100、洗浄容器200、そして溶出容器300へと、磁石3の相対的な配置を変化させて、流路2内を移動させる。磁気ビーズ30が各洗浄液を通過するときの速度は特に限定されないし、同一洗浄液内で流路2の長手方向に沿って往復するようにして移動させてもよい。なお、磁気ビーズ30以外の粒子等をチューブ内で移動させる場合は、例えば、重力や電位差を利用してこれを行うことができる。
(F)核酸を溶出させる工程
核酸を溶出させる工程は、溶出容器300内で、溶出液の液滴36に対して磁気ビーズ30から核酸を溶出させる。図7における溶出液32は、溶出容器300の流路の細い部分にプラグとして存在していたが、上記のように磁気ビーズ30を移動させる間に、反応容器400を加熱することで内容液が膨張し、図8に示すように液滴36として溶出容器300内を上方へ移動している。そして、図8の(a)に示すように、磁気ビーズ30が溶出容器300の溶出液の液滴36に到達すると、溶出液の作用により、磁気ビーズ30に吸着された標的核酸が、溶出液の液滴36内に溶出する。
核酸を溶出させる工程は、溶出容器300内で、溶出液の液滴36に対して磁気ビーズ30から核酸を溶出させる。図7における溶出液32は、溶出容器300の流路の細い部分にプラグとして存在していたが、上記のように磁気ビーズ30を移動させる間に、反応容器400を加熱することで内容液が膨張し、図8に示すように液滴36として溶出容器300内を上方へ移動している。そして、図8の(a)に示すように、磁気ビーズ30が溶出容器300の溶出液の液滴36に到達すると、溶出液の作用により、磁気ビーズ30に吸着された標的核酸が、溶出液の液滴36内に溶出する。
(G)試薬34に接触させる工程
試薬34に接触させる工程は、核酸を含む液滴36を反応容器400内の最下部にある試薬34に接触させる。具体的には、図8の(b)に示すように、キャップ110を押し、プランジャー部130の先端部134によって第1オイル20を押し下げることで、磁石3の磁力が印加された磁気ビーズ30を所定位置に維持したまま、標的核酸が溶出した溶出液の液滴36が反応容器400へ移動し、反応容器400の最下部にある試薬34に接触する。液滴36が接触した試薬34は溶けて溶出液中の標的核酸と混ざり合い、例えば熱サイクルを用いたPCRを実施することができる。
試薬34に接触させる工程は、核酸を含む液滴36を反応容器400内の最下部にある試薬34に接触させる。具体的には、図8の(b)に示すように、キャップ110を押し、プランジャー部130の先端部134によって第1オイル20を押し下げることで、磁石3の磁力が印加された磁気ビーズ30を所定位置に維持したまま、標的核酸が溶出した溶出液の液滴36が反応容器400へ移動し、反応容器400の最下部にある試薬34に接触する。液滴36が接触した試薬34は溶けて溶出液中の標的核酸と混ざり合い、例えば熱サイクルを用いたPCRを実施することができる。
4.PCR装置
図9及び図10を用いて、容器組立体1を用いて核酸溶出処理及びPCRを行うPCR装置50について説明する。図9は、PCR装置50の概略構成図である。図10は、PCR装置50のブロック図である。
図9及び図10を用いて、容器組立体1を用いて核酸溶出処理及びPCRを行うPCR装置50について説明する。図9は、PCR装置50の概略構成図である。図10は、PCR装置50のブロック図である。
PCR装置50は、回転機構60と、磁石移動機構70と、押圧機構80と、蛍光測定器55と、コントローラー90と、を有する。
4−1.回転機構
回転機構60は、回転用モーター66とヒーター65とを含み、回転用モーター66を駆動することにより容器組立体1及びヒーター65を回転する。回転機構60が容器組立体1及びヒーター65を回転して上下反転させることによって、反応容器400の流路内において標的核酸を含む液滴が移動し、熱サイクル処理が行われる。
回転機構60は、回転用モーター66とヒーター65とを含み、回転用モーター66を駆動することにより容器組立体1及びヒーター65を回転する。回転機構60が容器組立体1及びヒーター65を回転して上下反転させることによって、反応容器400の流路内において標的核酸を含む液滴が移動し、熱サイクル処理が行われる。
ヒーター65は、図示しない複数のヒーターを含み、例えば、溶出用、高温用及び低温用のヒーターを含むことができる。溶出用ヒーターは、容器組立体1のプラグ状の溶出液を加熱し、標的核酸の磁気ビーズから溶出液への溶出を促進する。高温用ヒーターは、反応容器400の流路の上流側の液体を低温用ヒーターよりも高い温度に加熱する。低温用ヒーターは、反応容器の流路の底部402を加熱する。高温用ヒーターと低温用ヒーターによって、反応容器400の流路内の液体に温度勾配を形成することができる。ヒーター65には、温度制御装置が設けられ、コントローラー90からの指令に従って、容器組立体1内の液体を処理に適した温度に設定できる。
ヒーター65は、反応容器400の底部402の外壁が露出する開口を有する。蛍光測定器55は、その開口から溶出液の液滴の輝度を測定する。
4−2.磁石移動機構
磁石移動機構70は、磁石3を移動させる機構である。磁石移動機構70は、容器組立体1内の磁気ビーズを磁石3に引き寄せるとともに、磁石3を移動させることによって磁気ビーズを容器組立体1内で移動させる。磁石移動機構70は、一対の磁石3と、昇降機構と、揺動機構と、を有する。
磁石移動機構70は、磁石3を移動させる機構である。磁石移動機構70は、容器組立体1内の磁気ビーズを磁石3に引き寄せるとともに、磁石3を移動させることによって磁気ビーズを容器組立体1内で移動させる。磁石移動機構70は、一対の磁石3と、昇降機構と、揺動機構と、を有する。
揺動機構は、一対の磁石3を図9の左右方向(図9の前後方向であってもよい)に揺動させる機構である。一対の磁石3は、PCR装置50に装着された容器組立体1を左右方向から挟みこむように配置(図7、図8を参照)され、容器組立体1の流路と直交する方向(ここでは図9の左右方向)で磁気ビーズと磁石3との距離を近接させることができる。したがって、一対の磁石3を左右方向に矢印のように揺動させると、その動きに合わせて容器組立体1内の磁気ビーズが左右方向に移動する。昇降機構は、磁石3を上下方向に移動させ、磁石3の移動に合わせて磁気ビーズを図9の上下方向に移動させることができる。
4−3.押圧機構
押圧機構80は、容器組立体1のプランジャー部を押す機構であり、プランジャー部が押圧機構80によって押されることによって、溶出容器300内の液滴が反応容器400内に押し出され、反応容器400内でPCRを実施することができるようになる。
押圧機構80は、容器組立体1のプランジャー部を押す機構であり、プランジャー部が押圧機構80によって押されることによって、溶出容器300内の液滴が反応容器400内に押し出され、反応容器400内でPCRを実施することができるようになる。
図9では、押圧機構80を正立した容器組立体1の上方に配置して示しているが、押圧機構80がプランジャー部を押す方向は、図9における上下方向ではなく、例えば、上下方向に対して45度傾いていてもよい。このようにすることで、磁石移動機構70と干渉しない位置に押圧機構80を配置することが容易になる。
4−4.蛍光測定器
蛍光測定器55は、反応容器400の液滴の輝度を測定する測定器である。蛍光測定器55は、反応容器400の底部402に対向する位置に配置される。なお、蛍光測定器55は、マルチプレックスPCRに対応できるように、複数の波長域の輝度検出が可能であると望ましい。
蛍光測定器55は、反応容器400の液滴の輝度を測定する測定器である。蛍光測定器55は、反応容器400の底部402に対向する位置に配置される。なお、蛍光測定器55は、マルチプレックスPCRに対応できるように、複数の波長域の輝度検出が可能であると望ましい。
4−5.コントローラー
コントローラー90は、PCR装置50の制御を行う制御部である。コントローラー90は、例えばCPUなどのプロセッサーと、ROMやRAMなどの記憶装置とを有する。記憶装置には各種プログラム及びデータが記憶されている。また、記憶装置は、プログラムを展開する領域を提供する。プロセッサーが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって、各種の処理が実現される。
コントローラー90は、PCR装置50の制御を行う制御部である。コントローラー90は、例えばCPUなどのプロセッサーと、ROMやRAMなどの記憶装置とを有する。記憶装置には各種プログラム及びデータが記憶されている。また、記憶装置は、プログラムを展開する領域を提供する。プロセッサーが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって、各種の処理が実現される。
例えば、コントローラー90は、回転用モーター66を制御して、容器組立体1を所定の回転位置まで回転させる。回転機構60には図示しない回転位置センサが設けられており、コントローラー90は、回転位置センサの検出結果に応じて回転用モーター66を駆動・停止させる。
また、コントローラー90は、ヒーター65を制御して、ヒーターをオン・オフ制御して発熱させ、容器組立体1内の液体を所定の温度まで加熱する。
また、コントローラー90は、磁石移動機構70を制御して、磁石3を上下方向に移動させ、図示しない位置センサの検出結果に応じて磁石3を図9の左右方向に揺動させる。
また、コントローラー90は、蛍光測定器55を制御して、反応容器400内の液滴の輝度を測定する。この測定結果は、コントローラー90の図示しない記憶装置に保存される。
このPCR装置50に容器組立体1を装着し、上記3−2の(C)〜(G)の工程を実施することができ、さらにPCRを実施することができる。
5. 核酸精製デバイスの詳細構造
本実施形態に係る核酸精製デバイス5について、図11〜図17を用いて説明する。図11は、第3洗浄容器230の斜視図である。図12は、第3洗浄容器230の縦断面図である。図13は、溶出容器300の縦断面図である。図14は、第3洗浄容器230及び溶出容器300の縦断面図である。図15は、溶出容器300の斜視図である。図16は、溶出容器300の正面図である。図17は、溶出容器300の断面図である。
本実施形態に係る核酸精製デバイス5について、図11〜図17を用いて説明する。図11は、第3洗浄容器230の斜視図である。図12は、第3洗浄容器230の縦断面図である。図13は、溶出容器300の縦断面図である。図14は、第3洗浄容器230及び溶出容器300の縦断面図である。図15は、溶出容器300の斜視図である。図16は、溶出容器300の正面図である。図17は、溶出容器300の断面図である。
なお、図11および図12は、核酸精製デバイス5を構成する前の(第2洗浄容器220及び溶出容器300と接合する前の状態の)第3洗浄容器230を示している。図13は、核酸精製デバイス5を構成する前の状態の(第3洗浄容器230及び反応容器400と接合する前の状態の)溶出容器300を示している。また、図14は、第3洗浄容器230及び溶出容器300が接合された状態を示している。また、図14では、洗浄液などの内容物を省略している。
また、図17(a)は図16におけるA−A断面図であり、図17(b)は図16におけるB−B断面図であり、図17(c)は図16におけるC−C断面図であり、図17(d)は図16におけるD−D断面図であり、図17(e)は図16におけるE−E断面図であり、図17(f)は図16におけるF−F断面図である。
核酸精製デバイス5は、図11〜図17に示すように、洗浄容器200と、溶出容器300と、を含む。ここで、洗浄容器としての最小構成単位である1つの第3洗浄容器230を洗浄容器として説明する。
5−1.洗浄容器
図11及び図12を参照して、核酸精製デバイス5を構成する前の洗浄容器について説明する。洗浄容器である第3洗浄容器(第1容器)230は、第3洗浄容器230における流路2(第1流路2a)に洗浄液である第3洗浄液(第1の液体)16とこの第3洗浄液16とは混和しない流体である第3オイル24及び第4オイル26とが封止収納されている。
図11及び図12を参照して、核酸精製デバイス5を構成する前の洗浄容器について説明する。洗浄容器である第3洗浄容器(第1容器)230は、第3洗浄容器230における流路2(第1流路2a)に洗浄液である第3洗浄液(第1の液体)16とこの第3洗浄液16とは混和しない流体である第3オイル24及び第4オイル26とが封止収納されている。
第3洗浄容器230は、第3洗浄容器230における流路2(第1流路2a)を形成する部分の一の端部に第3挿入部232を有し、他の端部に第3受入部234を有する。第3洗浄容器230の内側に形成される流路2(第1流路2a)は、第3挿入部232から第3受入部234まで貫通する。流路2の外径は、第3受入部234から第3挿入部232へ向かうに従って徐々に小さくなるように構成されている。
第3挿入部232は、略円筒状であって、横断面円形の外壁232aを有する。
第3洗浄容器230は、第3挿入部232の周囲に形成され、かつ、外壁232aの上部から下方に向けて開放する第3カバー部(外周壁)236を有する。
第3カバー部236は、上端が第3挿入部232の外壁232aに接続し、下端が第3挿入部232を超えて延在する。第3カバー部236の内壁236aは、下方に向かって拡径して環状の段部236bを有する。段部236bは、第3挿入部232の下端よりもわずかに下方にあり、その表面にフィルム232cが貼られている。
第3受入部234は、略円筒状であって、横断面円形の内壁234aを有する。内壁234aは、上方に向かって拡径して管状の段部234bを有する。段部234bは、第3受入部234の上端付近にあり、その表面にフィルム234cが貼られている。なお、図11においては、フィルム234cが省略されている。
第3洗浄容器230は、その流路2内に、第3受入部234側から第3オイル24、第3洗浄液16、第4オイル26の順に収納された状態で上下の開口をフィルム232c,234cによって封止されている。第3洗浄液16と第3オイル24とは界面16aで混和せず、第3洗浄液16と第4オイル26とは界面16bで混和しない。したがって、第3洗浄容器230内に封止収納された第3オイル24、第3洗浄液16、第4オイル26は、第3洗浄液16をプラグ状に保持する。
5−2.溶出容器
図13を参照して、核酸精製デバイス5を構成する前の溶出容器について説明する。溶出容器(第2容器)300は、溶出容器300における流路2(第2流路2b)に溶出液(第2の液体)32と溶出液32とは混和しない流体である第4オイル26とが封止収納されている。
図13を参照して、核酸精製デバイス5を構成する前の溶出容器について説明する。溶出容器(第2容器)300は、溶出容器300における流路2(第2流路2b)に溶出液(第2の液体)32と溶出液32とは混和しない流体である第4オイル26とが封止収納されている。
溶出容器300の形状は、基本的に第3洗浄容器230と同じである。
溶出容器300は、溶出容器300における流路2(第2流路2b)を形成する部分の一の端部に溶出挿入部302を有し、他の端部に溶出受入部304を有する。溶出容器300の内側に形成される流路2は、溶出挿入部302から溶出受入部304まで貫通する。流路2の外径は、溶出受入部304から溶出挿入部302へ向かうに従って徐々に小さくなるように構成されている。
溶出挿入部302は、略円筒状であって、横断面円形の外壁302aを有する。
溶出容器300は、溶出挿入部302の周囲に形成され、かつ、外壁302aの上部から下方に向けて開放する溶出カバー部306を有する。
溶出カバー部306は、上端が溶出挿入部302の外壁302aに接続し、下端が溶出挿入部302を超えて延在する。溶出カバー部306の内壁306aは、下方に向かって拡径して環状の段部306bを有する。段部306bは、溶出挿入部302の下端よりもわずかに下方にあり、その表面にフィルム302cが貼られている。
溶出受入部304は、略円筒状であって、横断面円形の内壁304aを有する。内壁304aは、上方に向かって拡径して管状の段部304bを有する。段部304bは、溶出受入部304の上端付近にあり、その表面にフィルム304cが貼られている。
溶出容器300は、その流路2内に、溶出受入部304側から第4オイル26、溶出液32、第4オイル26の順に収納された状態で上下の開口をフィルム302c,304cによって封止されている。溶出液32と上側の第4オイル26とは界面32aで混和せず、溶出液32と下側の第4オイル26とは界面32bで混和しない。したがって、溶出容
器300内に封止収納された第4オイル26及び溶出液32は、溶出液32をプラグ状に保持する。
器300内に封止収納された第4オイル26及び溶出液32は、溶出液32をプラグ状に保持する。
第3洗浄容器230と溶出容器300との接合は、第3挿入部232及び溶出受入部304がフィルム232c及びフィルム304cを突き破って第3挿入部232を溶出受入部304へ挿入する。したがって、第3挿入部232及び溶出受入部304がフィルム232c及びフィルム304cを突き破って初めて第3洗浄容器230内の流路2と溶出容器300内の流路2とが連通する。
なお、図示はしないが、第1洗浄容器210及び第2洗浄容器220にもフィルムが貼られており、該フィルムを突き破って洗浄容器210,220,230を接合させて、洗浄容器200を得ることができる。また、吸着容器100にもフィルムが貼られており、該フィルムを突き破って、吸着容器100、洗浄容器200、及び溶出容器300を接合させて、核酸精製デバイス5を得ることができる。また、反応容器400にもフィルムが貼られており、該フィルムを突き破って、吸着容器100、洗浄容器200、溶出容器300、及び反応容器400を接合させて、容器組立体1を得ることができる。
上記のような第3洗浄容器230(洗浄容器200)及び溶出容器300を組み立てた核酸精製デバイス5(例えば図1および図2参照)は、内容物を封止収納する洗浄容器200と、内容物を封止収納する溶出容器300と、が接合されて、核酸を移動するための流路2が形成される。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合するまで溶出液32が第3洗浄液16によって汚染されることを防止できる。また、核酸精製デバイス5では、第3洗浄容器230と溶出容器300とを接合した後でも第3洗浄液16及び溶出液32は各液と混和しない第4オイル26によって混和することが防止されるため、組立後速やかに使用することにより、溶出液32が第3洗浄液16によって汚染されることを防止できる。
5−3.接合構造
図14〜図17を参照して、第3洗浄容器230(洗浄容器200)と溶出容器300との接合構造を説明する。
図14〜図17を参照して、第3洗浄容器230(洗浄容器200)と溶出容器300との接合構造を説明する。
洗浄容器200の第3洗浄容器230は、上述のように、第3カバー部(外周壁)236を有している。第3カバー部236は、図14に示すように、洗浄容器200の流路2(第1流路2a)と離間して配置されている。第3カバー部236は、洗浄容器200の流路2(第1流路2a)と溶出容器300の流路2(第2流路2b)との連結部250を収容している。より具体的には、第3カバー部236は、第3洗浄容器230の第3挿入部232と、溶出容器300の溶出受入部304と、を収容している。核酸精製デバイス5では、溶出受入部304に第3挿入部232が挿入されて(溶出容器300に洗浄容器200が挿入されて)、洗浄容器200と溶出容器300とは接合される。
溶出容器300は、フランジ600を有している。フランジ600は、第3カバー部236の内壁236aに接するように配置されている。フランジ600は、溶出容器300の流路2(第2流路2b)の周囲に配置される。フランジ600は、溶出容器300の筒状部310に配置される。筒状部310は、溶出容器300の、溶出容器300の流路2(第1流路2a)を形成する部分であり、第3カバー部236の内部に挿入される部分である。フランジ600は、筒状部310から外側に向けて突出している。
フランジ600には、図15および図17に示すように、切り欠き部610が設けられている。切り欠き部610は、フランジ600を、流路2の長手方向(容器組立体1の長手方向)に貫通している。フランジ600の外周部602は、切り欠き部610を除いて
第3カバー部236の全面と接している。すなわち、フランジ600の外周部602は、切り欠き部610によって、第3カバー部236と接していない部分を有している。切り欠き部610によって、フランジ600と第3カバー部236との間には、隙間が設けられている。すなわち、フランジ600は、第3カバー部236との間の一部に隙間を有して第3カバー部236の内壁236aに接する。フランジ600は、円環状(リング状)の部材に切り欠きが設けられた形状を有している。
第3カバー部236の全面と接している。すなわち、フランジ600の外周部602は、切り欠き部610によって、第3カバー部236と接していない部分を有している。切り欠き部610によって、フランジ600と第3カバー部236との間には、隙間が設けられている。すなわち、フランジ600は、第3カバー部236との間の一部に隙間を有して第3カバー部236の内壁236aに接する。フランジ600は、円環状(リング状)の部材に切り欠きが設けられた形状を有している。
溶出容器300は、複数のフランジ600を有し、図示の例では、5つのフランジ600(第1フランジ600a、第2フランジ600b、第3フランジ600c、第4フランジ600d、第5フランジ600e)を有している。フランジ600a,600b,600c,600d,600eは、この順で、洗浄容器200の挿入方向に(流路2の長手方向であって、吸着容器100から反応容器400に向かう方向に)沿って、並んで設けられている。図示の例では、フランジ600a,600b間の距離は、他の隣り合うフランジ間の距離(例えばフランジ600b,600c間の距離)よりも長い。なお、フランジ600の数は、特に限定されない。
切り欠き部610は、複数のフランジ600の各々に設けられている。図17に示す例では、フランジ600a,600b,600c,600d,600eの各々には、3つの切り欠き部610が設けられているが、その数は特に限定されない。切り欠き部610の平面形状(洗浄容器200の挿入方向からみた形状)は、切り欠き部610によって、フランジ600と第3カバー部236との間に隙間を形成することができれば、特に限定されない。
第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610と、第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610とは、洗浄容器200の挿入方向からみて、重ならない位置に配置されている。すなわち、第1フランジ600aと第3カバー部236との間の隙間(切り欠き部610によって形成された隙間)と、第2フランジ600bと第3カバー部236との間の隙間とは、重ならない位置に配置されている。
第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610は、例えば、第3フランジ600cに設けられた切り欠き部610、および第5フランジ600dに設けられた切り欠き部610と重なっている。第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610は、例えば、第4フランジ600dに設けられた切り欠き部610と重なっている。
第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610と、第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610とは、図17に示すように、洗浄容器200の挿入方向からみて、溶出容器300の流路2を挟んで対向する位置に設けられている。洗浄容器200の挿入方向からみて、例えば、第1フランジ600aと第2フランジ600bとは、2回転対称の関係にある。
図14に示すように、複数のフランジ600のうち隣り合う2つのフランジ600と第3カバー部236とによって、複数の空間700が区画されている。複数の空間700のうち一の空間700は、隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、一の空間700と隣り合う他の空間700と、切り欠き部610を通して、連通している。具体的には、フランジ600a,600b、第3カバー部236、および筒状部310によって区画される第1空間700は、フランジ600b,600c、第3カバー部236、および筒状部310によって区画される第2空間700と、第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610を通して、連通している。このように、洗浄容器200と溶出容器300との接続部350(第3カバー部236覆われている部分)には、切り欠き部610によって互いに連通する複数の円環状の空間700が設けられている。
溶出容器300は、第3カバー部236の内壁236aに接するシールフランジ620を有している。シールフランジ620は、溶出容器300の流路2(第2流路2b)の周囲に配置されている。複数のフランジ600は、シールフランジ620より連結部250側に配置されている。すなわち、シールフランジ620は、第5フランジ600eより反応容器400側に配置されている。シールフランジ620には、切り欠き部は設けられていない。シールフランジ620は、第3カバー部236の内壁236aにシールする。シールフランジ620の外周部622は、例えば、全面が第3カバー部236の内壁236aと接している。シールフランジ620の平面形状は、図17に示すように、円環状である。なお、便宜上、図15では、シールフランジ620の図示を省略している。
シールフランジ620は、図14に示すように、空間710を区画している。より具体的には、空間710は、第5フランジ600e、シールフランジ620、第3カバー部236、および筒状部310によって区画されている。空間710は、フランジ600d,600e、第3カバー部236、および筒状部310によって区画されている空間700と連通している。
なお、上記では、フランジ600の外周部602に切り欠き部610が設けられていることによって、隣り合う空間710が連通している例について説明したが、例えばフランジ600の外周部602には切り欠き部610が設けられておらず、フランジ600に設けられた貫通孔(図示せず)によって、隣り合う空間710は連通していてもよい。また、第3カバー部236の内壁236aに設けられた溝(図示せず)によって、隣り合う空間710は連通していてもよい。このように、隣り合う空間710が連通していれば、フランジ600の形状および第3カバー部236の形状は、特に限定されない。
核酸精製デバイス5によれば、溶出容器300は、第3カバー部(外周壁)236の内壁236aに接する複数のフランジ600を有し、複数のフランジ600のうち隣り合う2つのフランジ600と第3カバー部236とにより区画される一の空間700は、隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、一の空間700と隣り合う他の空間700と、連通している。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に(洗浄容器200の第3挿入部232を溶出容器300の溶出受入部304に挿入する際に)、例えば第3カバー部236内の空気(大気)を外部に逃がしつつ、洗浄容器200内の第4オイル26や溶出容器300内の第4オイル26の一部が、核酸精製デバイス5の外部に漏れることを抑制することができる。より具体的は、核酸精製デバイス5では、隣り合う空間700が連通していることにより、例えば第3カバー部236内の空気を外部に逃がすことができる。これにより、洗浄容器200を溶出容器300に挿入する際の挿入負荷を軽減することができる。さらに、複数のフランジ600によって、例えば溶出容器300内等の第4オイル26の一部が溶出容器300の外壁を伝って核酸精製デバイス5の外部に至る前に、洗浄容器200と溶出容器300とを接合することができる。すなわち、複数のフランジ600によって、例えば、溶出容器300内等の第4オイル26の一部が溶出容器300の外壁を伝ってシールフランジ620に至るまでの経路を長くすることができる。これにより、第4オイル26が、外部に漏れることを抑制することができる。
さらに、核酸精製デバイス5によれば、図18に示すように、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、洗浄容器200を、複数のフランジ600に接触させながら溶出容器300に挿入するため、安定して、溶出容器300に洗浄容器200を挿入することができる。すなわち、複数のフランジ600は、溶出容器300に洗浄容器200を挿入するためのガイドとしての機能を有することができる。なお、図18は、第3洗浄容器230及び溶出容器300を接合する際の、第3洗浄容器230及び溶出容器300の
縦断面図である。
縦断面図である。
核酸精製デバイス5によれば、溶出容器300は、第3カバー部236の内壁236aと接するシールフランジ620を有し、複数のフランジ600は、シールフランジ620より連結部250側に配置され、シールフランジ620は、第3カバー部236の内壁236aとシールする。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、シールフランジ620によって、溶出容器300内等の第4オイル26の一部が核酸精製デバイス5の外部に漏れることを、より確実に抑制することができる。
核酸精製デバイス5によれば、複数のフランジ600には、切り欠き部610が設けられ、一の空間700は、切り欠き部610を通して、他の空間700と連通している。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、例えば第3カバー部236内の空気を、切り欠き部610を通して、核酸精製デバイス5の外部に逃がすことができる。さらに、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、例えば、溶出容器300内等の第4オイル26の一部は、切り欠き部610における毛細管現象によって、一の空間700から他の空間700(一の空間700の下方に位置する空間700)へ、より確実に移動することができる。
核酸精製デバイス5によれば、複数のフランジ600の外周部602は、切り欠き部610を除いて、第3カバー部236の内壁236aと接している。そのため、核酸精製デバイス5では、複数のフランジ600は、より確実に、溶出容器300に洗浄容器200を挿入するためのガイドとしての機能することができる。
核酸精製デバイス5によれば、洗浄容器200の挿入方向からみて、第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610と、第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610とは、重ならない位置に配置されている。より具体的には、第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610と、第2フランジ600bに設けられた切り欠き部610とは、溶出容器の流路2を挟んで対向する位置に設けられている。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、例えば、溶出容器300内等の第4オイル26の一部が溶出容器300の外壁を伝ってシールフランジ620に至るまでの経路を、より長くすることができる。
核酸精製デバイス5によれば、フランジ600a,600b,600c,600d,600eの各々に設けられた切り欠き部610は、複数設けられている。そのため、核酸精製デバイス5では、洗浄容器200と溶出容器300とを接合する際に、例えば第3カバー部236内の空気を、より確実に、切り欠き部610を通して、核酸精製デバイス5の外部に逃がすことができる。例えば第1フランジ600aに設けられた切り欠き部610が1つの場合、該切り欠き部610に第4オイル26が触れた瞬間に、該切り欠き部610は第4オイル26の流路となり、空気を、切り欠き部610を通して核酸精製デバイス5の外部に逃がすことができない場合がある。
なお、核酸精製デバイス5では、図19に示すように、洗浄容器210,220,230についても、溶出容器300と同様に、フランジ600およびシールフランジ620を有している。洗浄容器210,220,230のフランジ600およびシールフランジ620についても、溶出容器300のフランジ600およびシールフランジ620と同様の機能を有することができる。
また、上記では、洗浄容器を含む例について説明したが、例えば核酸を磁気ビーズに吸着させるだけで夾雑物を取り除ける場合には、本発明に係る核酸精製デバイスは、洗浄容
器を含まず、吸着容器と溶出容器とが連結していてもよい。
器を含まず、吸着容器と溶出容器とが連結していてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1…容器組立体、2…流路、2a…第1流路、2b…第2流路、3…磁石、5…核酸精製デバイス、10…吸着液、12…第1洗浄液、14…第2洗浄液、16…第3洗浄液、20…第1オイル、22…第2オイル、24…第3オイル、26…第4オイル、30…磁気ビーズ、32…溶出液、34…試薬、36…液滴、50…PCR装置、55…蛍光測定器、60…回転機構、65…ヒーター、66…回転用モーター、70…磁石移動機構、80…押圧機構、90…コントローラー、100…吸着容器、110…キャップ、112…通気部、120…シリンジ部、120b…フランジ部、120c…フィルム、122…吸着挿入部、122a…外壁、122c…フィルム、126…吸着カバー部、126a…内壁、126b…段部、130…プランジャー部、132…棒状部、134…先端部、200…洗浄容器、210…第1洗浄容器、212…第1挿入部、214…第1受入部、216…第1カバー部、220…第2洗浄容器、222…第2挿入部、224…第2受入部、226…第2カバー部、230…第3洗浄容器、232…第3挿入部、232a…外壁、232c…フィルム、234…第3受入部、234a…内壁、234b…段部、234c…フィルム、236…第3カバー部、236a…内壁、236b…段部、250…連結部、300…溶出容器、302…溶出挿入部、302a…外壁、302c…フィルム、304…溶出受入部、304a…内壁、304b…段部、304c…フィルム、306…溶出カバー部、306a…内壁、306b…段部、310…筒状部、350…接続部、400…反応容器、402…底部、404…反応受入部、406…リザーバー部、600…フランジ、600a…第1フランジ、600b…第2フランジ、600c…第3フランジ、600d…第4フランジ、600e…第5フランジ、602…外周部、610…切り欠き部、620…シールフランジ、622…外周部、700,710…空間
Claims (6)
- 第1流路に洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体とが封止収納された洗浄容器と、第2流路に溶出液と該溶出液とは混和しない流体とが封止収納された溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置され、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している、核酸精製デバイス。 - 請求項1において、
前記溶出容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接するシールフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記シールフランジより前記連結部側に配置され、
前記シールフランジは、前記外周壁の内壁とシールする、核酸精製デバイス。 - 請求項1または2において、
前記複数のフランジには、切り欠き部が設けられ、
前記一の空間は、前記切り欠き部を通して、前記他の空間と連通している、核酸精製デバイス。 - 請求項3において、
前記複数のフランジの外周部は、前記切り欠き部を除いて前記外周壁の内壁と接している、核酸精製デバイス。 - 洗浄液と該洗浄液とは混和しない流体を封止収納する洗浄容器と、溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記洗浄液は、核酸が吸着した核酸結合性固相担体を洗浄する液体であり、
前記溶出液は、核酸結合性固相担体から核酸を脱離させる液体であり、
前記洗浄容器と前記溶出容器との接続部には、互いに連通する複数の円環状の空間が設けられている、核酸精製デバイス。 - 第1流路に第1の液体と該第1の液体とは混和しない流体とが封止収納された第1容器と、第2流路に第2の液体と該第2の液体とは混和しない流体とが封止収納された第2容器と、が接合されて、核酸を移動するための流路が形成され、
前記第1容器は、
前記第1流路と離間して配置され、前記第1流路と前記第2流路との連結部を収容する外周壁を有し、
前記第2容器は、前記第2流路の周囲に配置され、前記外周壁の内壁に接する複数のフランジを有し、
前記複数のフランジは、前記溶出容器の、前記外周壁の内部に挿入される部分に配置さ
れ、
前記複数のフランジのうち隣り合う2つのフランジと前記外周壁とにより区画される一の空間は、前記隣り合うフランジ2つの一方を隔てて、前記一の空間と隣り合う他の空間と、連通している、核酸精製デバイス。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014199563A JP2016067275A (ja) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 核酸精製デバイス |
CN201510617647.3A CN105462809A (zh) | 2014-09-30 | 2015-09-24 | 核酸精制设备 |
US14/867,443 US20160090619A1 (en) | 2014-09-30 | 2015-09-28 | Nucleic acid purification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014199563A JP2016067275A (ja) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 核酸精製デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016067275A true JP2016067275A (ja) | 2016-05-09 |
Family
ID=55583785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014199563A Pending JP2016067275A (ja) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 核酸精製デバイス |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160090619A1 (ja) |
JP (1) | JP2016067275A (ja) |
CN (1) | CN105462809A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10174362B2 (en) | 2017-01-16 | 2019-01-08 | Spectrum Solutions L.L.C. | Nucleic acid preservation solution and methods of manufacture and use |
KR20200121681A (ko) * | 2019-04-16 | 2020-10-26 | (주)얼라인드제네틱스 | 애널라이트 수집 장치, 이를 이용한 애널라이트 수집 방법 및 애널라이트 검사 시스템 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5390540B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2014-01-15 | ノースウエスタン ユニバーシティ | 生物反応促進用バリア |
-
2014
- 2014-09-30 JP JP2014199563A patent/JP2016067275A/ja active Pending
-
2015
- 2015-09-24 CN CN201510617647.3A patent/CN105462809A/zh active Pending
- 2015-09-28 US US14/867,443 patent/US20160090619A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105462809A (zh) | 2016-04-06 |
US20160090619A1 (en) | 2016-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016158557A (ja) | 容器、生体関連物質精製カートリッジ及び生体関連物質精製カートリッジ組立体キット | |
JP2014176304A (ja) | 核酸増幅反応用カートリッジ | |
JP2016067277A (ja) | 生体関連物質抽出デバイス及び生体関連物質抽出装置 | |
JP2016067275A (ja) | 核酸精製デバイス | |
JP2016067273A (ja) | 容器組立体及び容器組立体キット | |
JP2016151444A (ja) | 核酸増幅反応カートリッジセット | |
JP2016067274A (ja) | 物質精製デバイス及びカートリッジ | |
JP2016214179A (ja) | 容器組立体セット | |
JP2016136852A (ja) | 生体関連物質精製カートリッジセット | |
JP2016214174A (ja) | 容器組立体セット | |
JP2016067276A (ja) | 核酸精製デバイス | |
WO2016113808A1 (ja) | 生体関連物質精製カートリッジ、夾雑物の除去方法、及び生体関連物質精製カートリッジ組立キット | |
JP2016198046A (ja) | 生体関連物質抽出デバイス、生体関連物質抽出装置、及び生体関連物質抽出容器 | |
JP2016153743A (ja) | 容器、液体収納体、カートリッジセット及び液体収納体の製造方法 | |
JP2016187313A (ja) | 生体関連物質精製カートリッジセット | |
WO2016098295A1 (ja) | 生体関連物質精製カートリッジ | |
JP2016214187A (ja) | 容器組立体セット及び容器 | |
JP2016214190A (ja) | 物質抽出カートリッジ、プランジャー、及び物質抽出カートリッジ組立体キット | |
JP2016093157A (ja) | 容器収納体 | |
JP2016093155A (ja) | カートリッジセット | |
JP2016121910A (ja) | 生体関連物質精製用のカートリッジセット | |
JP2016093158A (ja) | 容器収納体 | |
JP2016094238A (ja) | 容器収納体 | |
US20160138007A1 (en) | Container storage receptacle | |
JP2016093154A (ja) | カートリッジセット |