CN104651223A - 核酸提取用设备 - Google Patents

核酸提取用设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104651223A
CN104651223A CN201410657752.5A CN201410657752A CN104651223A CN 104651223 A CN104651223 A CN 104651223A CN 201410657752 A CN201410657752 A CN 201410657752A CN 104651223 A CN104651223 A CN 104651223A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube core
nucleic acid
pipe portion
oil
pipe
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
Application number
CN201410657752.5A
Other languages
English (en)
Inventor
花村雅人
井手上公太郎
齐藤祐司
山田圣人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN104651223A publication Critical patent/CN104651223A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006Extracting 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
    • C12N15/1013Extracting 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够缩短用于PCR的前处理所需的时间的核酸提取用设备。本发明所涉及的核酸提取用设备具有:管部以及配置于上述管部的周围的盖部,其中,上述管部在内部依次配置有由油构成的第一管芯、对吸附有核酸的物质进行清洗的、由不与油混和的清洗液构成的第二管芯、由油构成的第三管芯、从上述物质溶出核酸的、由不与油混和的溶液构成的第四管芯以及由油构成的第五管芯。

Description

核酸提取用设备
技术领域
本发明涉及核酸提取用设备。
背景技术
近年来,由于基因的利用技术的发展,基因诊断、基因治疗等利用了基因的医疗备受注目。另外,在农业、畜牧业中也开发出很多使用基因鉴别品种、改良品种的方法。作为用于利用基因的技术,PCR(Polymerase Chain Reaction聚合酶链式反应)等技术正在广泛普及。如今,PCR在生物体的信息解析中成为必不可缺的技术。PCR是对含有作为扩增对象的核酸(靶核酸)与试剂的溶液(反应液)实施热循环,从而使靶核酸扩增的方法。作为PCR的热循环,通常是以两个梯度或者三个梯度的温度实施热循环的方法。
另一方面,现状是医疗领域中以流行性感冒为代表的感染症的诊断使用免疫层析试剂盒等简易检查试剂盒成为主流。但是,在上述的简易检查中,存在精度不够的情况,从而希望将能够期待更高检查精度的PCR应用于感染症的诊断。另外,医疗机构的普通门诊患者等由于诊察的时间受限的关系,所以将检查所需的时间限制在短时间内。因此,现状是例如流行性感冒的检查牺牲检查的精度,通过简易的免疫层析试剂盒等的检查而实现短时间化。
根据上述的情况,在医疗领域中,为了实现利用能够期待更高精度的PCR进行检查,需要缩短反应所需的时间。作为用于短时间内进行PCR的反应的装置,例如在专利文献1中公开了一种生物体试样反应装置,其使填充有反应液与不和反应液混和且比重比反应液小的液体的生物体试样反应用芯片在水平方向的旋转轴的周围旋转,从而使反应液移动而实施热循环(专利文献1)。另外,作为PCR的一个方法,公开有利用了磁性珠的方法(专利文献2)、使用磁性珠作为液滴的移动机构,使基板上的温度变化区域中的液滴移动从而进行PCR的热循环的方法(专利文献3)等。
专利文献1:日本特开2009-136250号公报
专利文献2:日本特开2009-207459号公报
专利文献3:日本特开2008-012490号公报
如上进行了缩短PCR的热循环所需的时间的研究,但状况是缩短达到从检体提取作为模板的核酸来开始PCR的状态所需的时间的技术的开发未必充分。例如,为了进行PCR需要从检体(血液、鼻腔粘液、口腔粘膜等)提取作为模板的核酸(DNA:Deoxyribonucleic Acid和/或RNA:Ribonucleic Acid)的处理(以下,有时简称为“前处理”),即使能够仅缩短PCR的热循环所需的时间,若无法缩短提取核酸(前处理)所需的时间,则也无法充分应对医疗领域的要求。
通常进行使用了柱、磁性珠的前处理,但试剂的分注、搅拌·离心操作等无法全部用手操作,需要自动提取装置等价格高昂且大型的装置。而且无论何种方法,前处理也至少耗费30分钟以上的时间。因此现状是假设即便能够在短时间(例如15分钟以内)内仅进行PCR的热循环,若加上前处理所需的时间,则从检体的采集到检查结果出来的全部检查时间至少也需要1小时左右。
因此,在诊疗时间等受到限制的地方一并进行从核酸的提取(前处理)至PCR的热循环的操作现实上是不可能的。上述的情况成为利用PCR实施的检查手法向医疗机构普及的障碍之一。即,尽管PCR与免疫层析相比是更高灵敏度、更高精度的检查方法,但PCR本身及其前处理所需的时间和繁琐程度成为在医疗领域中难以普及的原因。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的,其几个方式所涉及的目的之一在于提供一种能够缩短用于PCR的前处理所需的时间的核酸提取用设备。
本发明所涉及的核酸提取用设备的特征在于,具有:管部以及配置于上述管部的周围的盖部,其中,上述管部在内部依次配置有由油构成的第一管芯、对吸附有核酸的物质进行清洗的、由不与油混和的清洗液构成的第二管芯、由油构成的第三管芯、从上述物质溶出核酸的、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯以及由油构成的第五管芯。
上述盖部能够装卸,也能够沿管部延伸的方向进行伸缩。上述管部与上述盖部也可以分离。从上述管部的内腔表面至上述盖部的外表面的距离优选为3mm以上。也可以在上述盖部设置有沿上述管部延伸的方向延伸的狭缝。也可以在上述盖部设置有孔。上述盖部由能够变形的材料形成,从而也可以将气体封入上述管部与上述盖部之间而防止上述管部与上述盖部附着。也可以在上述盖部含有从金属盒合金中选择的非磁性物质。
其他的实施方式所涉及的本发明的核酸提取用设备具有:由油构成的第一管芯;对吸附有核酸的物质进行清洗的、由不与油混和的清洗液构成的第二管芯;由油构成的第三管芯;以及将从上述物质溶出核酸的、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯和由油构成的第五管芯按该顺序配置于内部的管部,上述管部的侧壁的厚度为3mm以上。也可以在上述管部的侧壁含有从金属盒合金中选择的非磁性物质。
本说明书中,所谓液体的“管芯”是指在管或管部的长边方向仅该液体实质上占据内部的形状,是指管或管部的内部的空间被管芯分隔的状态。此处实质上的表现是指也可以在管芯的周围、即管或管部的内壁存在少量(例如薄膜状)的其他物质(液体等)。另外,管或管部是指筒状的部分,管或管部是指具有能够将液体在该管或管部内维持成管芯的内部空洞的截面且可以变形的管状的部分。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的主要部位的图。
图2是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的主要部位的图。
图3是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的主要部位的图。
图4是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图5是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图6是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图7是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图8是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图9(A)是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。图9(B)是图9(A)的虚线部的剖视图。
图10(A)是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。图10(B)是图10(A)的虚线部的剖视图。
图11(A)是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。图11(B)是图11(A)的虚线部的剖视图。
图12是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的图。
图13是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用设备的主要部位的图。
图14是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用盒的一个例子的图。
图15是示意性地表示实施方式所涉及的核酸提取用盒的一个例子的图。
图16是用于对实施方式的核酸提取方法的变形例进行说明的示意图。
图17是表示实施方式所涉及的核酸提取用装置的一个例子的立体图。
图18是表示实施方式所涉及的核酸提取用装置的一个例子的立体图。
图19是表示实施方式所涉及的PCR的结果的曲线图。
图20是表示实施方式所涉及的溶出温度和DNA收量的关系的曲线图。
具体实施方式
以下对本发明的几个实施方式进行说明。以下进行说明的实施方式说明本发明的例子。本发明完全不限定于以下的实施方式,也包括在不变更本发明的主旨的范围内被实施的各种变形方式。此外不限制以下所说明的结构的全部是本发明的必须构成要素。
1.核酸提取用设备
本实施方式的核酸提取用设备1000具有管部100、第一管芯10、第二管芯20、第三管芯30、第四管芯40以及第五管芯50。
图1是示意性地表示本实施方式的核酸提取用设备1000的主要部位的图。
1.1.管部
管部100构成核酸提取用设备1000的主要部位。核酸提取用设备1000除包括管部100之外,还包括各种结构。虽未图示,但核酸提取用设备1000例如也可以包括与管部100连接的配管、容器、栓、接头、泵、控制装置等。
管部100是内部具有空洞且能够使液体在该空洞内沿长边方向流通的筒状的部分。管部100具有长边方向,但可以弯曲。管部100的内部的空洞只要能够将液体在管部100内维持成管芯形状,其大小、形状均不被特别地限定。另外,管部100的内部的空洞的大小、与长边方向垂直的截面的形状也可以沿管部100的长边方向变化。关于液体是否能够在管部100内维持管芯形状,取决于管部100的材质、液体的种类等条件,因此管部100的与长边方向垂直的截面的形状在能够将液体在管部100内维持成管芯形状的范围内被适当地设计。
管部100的外形的与长边方向垂直的截面的形状也不被限定。并且管部100的壁厚(从内部的空洞的侧面至外部的表面的长度)也不被特别地限定。在管部100的内部的空洞的与长边方向垂直的截面为圆形的情况下,管部100的内径(内部的空洞的与长边方向垂直的截面中的圆的直径)例如能够形成0.5mm~3mm。若管部100的内径在该范围内,则在管部100的材质、液体的种类广泛的范围内容易形成液体的管芯,因此更加优选。
管部100的材质不被特别地限定,例如,能够为玻璃、高分子、金属等。但是,作为管部100的材质,若选择玻璃、高分子等对可见光具有透明性的材质,则能够从管部100的外部观察内部(空洞内),因此更加优选。另外,作为管部100的材质,若选择透过磁力的物质、非磁性体,则在使磁性粒子通过管部100的情况等下,通过从管部100的外部给予磁力而使进行该动作变得容易,因此优选。
在管部100的内部依次配置有由油构成的第一管芯10、由不与油混和的第一清洗液构成的第二管芯20、由不与第一清洗液混合的油构成的第三管芯30、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯40以及由不与溶出液混和的油构成的第五管芯50。
1.2.第一管芯、第三管芯以及第五管芯
第一管芯10、第三管芯30以及第五管芯50均由油构成。第一管芯10、第三管芯30以及第五管芯50的油也可以是相互不同种类的油。另外,第一管芯10、第二管芯20、第三管芯30、第四管芯40以及第五管芯50的形成相邻管芯的液体以相互不混和的方式被选择。
作为油,例如,能够使用硅油或矿物油。此处,所谓硅意味着具有硅氧烷键作为主骨架的低聚物或聚合物。本说明书中,将硅中的使用于热循环处理的温度区呈液体状态的物质特别地称为硅油。另外,本说明书中,将由石油精制且使用于热循环处理的温度区呈液体的物质称为矿物油。上述的油对热的稳定性较高,例如粘度为5×103Nsm-2以下的产品也容易获得,因此适合升降型的PCR。
作为硅油,能够例示信越硅公司制的KF-96L-0.65cs、KF-96L-1cs、KF-96L-2cs、KF-96L-5cs、Dow Corning Toray公司制的SH200 CFLUID 5 CS、或者Momentive Performance Materials Japan合同会社制的TSF451-5A、TSF451-10等二甲基硅油。作为矿物油,能够例示含有碳原子数14~20左右的链烷作为主成分的矿物油。即,能够例示正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷。
如上所述,优选向油中添加防带电剂。作为防带电剂,例如,能够使用改性硅油。此处,所谓改性硅油意味着具有取代基的硅油。作为第二液体,例如优选具有甲醇基、烷基甲硅烷基、氟烷基、硅醇基或者烷基倍半硅氧烷基作为取代基的液体。第二液体可以具有多种上述取代基,例如也可以具有烷基甲硅烷基与烷基倍半硅氧烷基,也可以具有烷基甲硅烷基与氟烷基。另外,也可以使用环状硅氧烷。第二液体更加优选在进行热循环处理的温度范围内具有对热稳定的性质。例如,能够例示甲醇改性硅油、信越硅公司制的KF-6001、Dow Corning Toray公司制的BY 16-201、5562 CALBINOL FLUID以及Momentive PerformanceMaterials Japan合同会社制的XF42-B0970。甲醇改性硅油的粘度为3×104Nsm-2以上,单独地使用于升降型的PCR时粘度高,但比二甲基硅油的体积电阻值低,因此通过与二甲基硅油混合,能够对使用的油的导电性进行调整。即,甲醇改性硅油的添加量越多,体积电阻率越小,甲醇改性硅油的添加量不被特别地限定,但优选混合后的油具有5.4×1010Ω·cm以下的体积电阻率值。
防带电剂可以是含有多个成分的液体,也可以是多种液体的混合物。例如,也可以使用信越硅公司制的X21-5250(三甲基甲硅烷氧基硅酸50%、环戊硅氧烷50%)、X21-5616(三甲基甲硅烷氧基硅酸60%、异十二烷40%)。
在第一管芯10与第三管芯30之间配置第二管芯20。在第一管芯10的与第二管芯20相反一侧的区域也可以配置有其他液体的管芯。优选在第一管芯10中没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够通过第一管芯10,也可以存在气泡、其他的液体。另外,优选在第一管芯10与第二管芯20之间没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够从第一管芯10向第二管芯20通过,也可以存在气泡、其他的液体。同样地,优选在第二管芯20与第三管芯30之间没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够从第二管芯20向第三管芯30通过,也可以存在气泡、其他的液体。
在第三管芯30与第五管芯50之间配置第四管芯40。在第五管芯50的与第四管芯40相反一侧的区域也可以配置有其他的液体的管芯。优选在第三管芯30中没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够通过第三管芯30,也可以存在气泡、其他的液体。另外,优选在第三管芯30与第四管芯40之间没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够从第三管芯30向第四管芯40通过,也可以存在气泡、其他的液体。同样地,优选在第四管芯40与第五管芯50之间没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够从第四管芯40向第五管芯50通过,也可以存在气泡、其他的液体。并且,优选在第五管芯50中没有气泡、其他的液体。
第一管芯10、第三管芯30以及第五管芯50的管部100的长边方向的长度只要在能够形成管芯的范围内,则均不被特别地限定。作为第一管芯10、第三管芯30以及第五管芯50的管部100的长边方向的具体的长度,为1mm以上50mm以下,为了不使粒子等的移动距离过大,优选为1mm以上30mm以下,进一步优选为5mm以上20mm以下。在采用若使上述中的第三管芯30的管部100的长边方向的长度增长则从管部100的第五管芯50侧的端部排出第四管芯40的方式的情况下,能够难以排出第二管芯20。在该情况下,作为第三管芯30的具体长度,能够形成10mm以上50mm以下。
第一管芯10以及第五管芯50具有即使管部100的至少一端开放,也能够防止第一清洗液(第二管芯20)以及溶出液(第四管芯40)的、与蒸发等的外部空气的物质交换、来自外部的污染的功能。因此,即使管部100的至少一端向外部空气开放,也能够将第一清洗液、溶出液的体积保持恒定,从而能够抑制各液体的浓度的变动、污染。由此,能够提高核酸提取中的核酸、各种试剂的浓度的精度。
另外,第三管芯30具有抑制第一清洗液(第二管芯20)以及溶出液(第四管芯40)相互混合的功能。另外第三管芯30成为更高粘度的油,从而当使粒子等在与第一清洗液(第二管芯20)的界面移动的情况下,能够提高油所带来的“洗掉效果”。由此,在使粒子等从第二管芯20的第一清洗液的管芯移动至油的第三管芯30的情况下,能够使附着于粒子等的水溶性的成分更难以带到第三管芯30(油)中。
1.3.第二管芯
第二管芯20配置于管部100内的第一管芯10与第三管芯30之间的位置。第二管芯20由第一清洗液构成。第一清洗液是与构成第一管芯10的油以及构成第三管芯30的油均不混和的液体。作为第一清洗液,能够列举水或溶质浓度为10mM以下、优选为7mM以下、更加优选为5mM以下的缓冲液。缓冲液的组成不被特别地限定,但能够例示Tris-盐酸缓冲液等,也可以含有EDTA(乙二胺四乙酸)等。若为上述的第一清洗液,则能够对吸附有核酸的粒子等高效地进行清洗。
第二管芯20的体积不被特别地限定,能够以吸附有核酸的粒子等的量等为指标适当地设定。例如,在粒子等的体积为0.5μL的情况下,第二管芯20的体积若为10μL以上则足够,优选为20μL以上50μL以下,进一步优选为20μL以上30μL以下。若第二管芯20的体积在该范围内,则在粒子等的体积为0.5μL的情况下能够充分进行粒子等的清洗。此外,在粒子等的清洗时,优选第二管芯20的体积更大,但能够考虑管部100的长度、粗度、依赖于它们的第二管芯20的管部100的长边方向的长度等适当地设定。
第二管芯20也可以被油的管芯分割而由多个管芯构成。在第二管芯20由被油管芯分割的多个管芯构成的情况下,形成有多个第一清洗液的管芯。因此,在第二管芯20被油管芯分割的情况下,若清洗的对象为水溶性物质,则通过被分割的第一清洗液到达的水溶性物质的浓度比通过未被分割的相同体积的第一清洗液到达的水溶性物质的浓度小,因此更加优选。第二管芯20被分割的数目任意,但若清洗的对象为水溶性物质,则例如若以等体积2等分割,则计算上能够使水溶性物质的浓度降低至未分割的情况下的1/4的浓度。第二管芯20被分割的数目例如能够考虑管部100的长度、清洗的对象等被适当地设定。
1.4.第四管芯
第四管芯40配置于管部100内的第三管芯30与第五管芯50之间的位置。第四管芯40由溶出液构成。
所谓溶出液是指使吸附于粒子等的核酸从粒子脱离而溶离到溶液中的液体。作为溶出液,例如能够列举灭菌水、蒸馏水、离子交换水等被精制过的水或者使酶、dNTP、探针、引物以及缓冲液中的至少一种溶解于上述的水而成的水溶液。溶出液是与构成第三管芯30的油以及构成第五管芯50的油均不混和的液体。
若使溶出液形成水或水溶液,则使吸附有核酸的粒子等浸渍于溶出液,从而能够使吸附于粒子等的核酸游离出来(溶出)。另外,若选择使酶、dNTP、探针、引物以及缓冲液中的至少一种溶解于溶出液而成的水溶液,则能够使吸附于粒子等的核酸游离出来(溶出),并且能够使PCR的反应液所需的成分的一部分或者全部含于溶出液,因此能够进一步省去使用溶出液制备PCR的反应液时的时间与精力。使酵素、dNTP、探针、引物以及缓冲液中的至少一种溶解于第四管芯40的溶出液的情况下的浓度不被特别地限定,但能够根据制备的PCR的反应液而设定。
此外,此处,dNTP表示四种脱氧核糖核苷酸三磷酸(deoxynucleotide triphosphate)(将dATP(Deoxyadenosinetriphosphate脱氧腺苷三磷酸)、dCTP(Deoxycytidine triphosphate脱氧胞苷三磷酸)、dGTP(Deoxyguanosine triphosphate脱氧鸟苷三磷酸)以及dTTP(Thymidine triphosphate胸苷三磷酸)混合而成)。
第四管芯40的体积不被特别地限定,能够以吸附有核酸的粒子等的量等为指标适当地设定。例如,在粒子等的体积为0.5μL的情况下,第四管芯40的体积只要为0.5μL以上则足够,优选为0.8μL以上5μL以下,进一步优选为1μL以上3μL以下。若第四管芯40的体积在该范围内,则在粒子等的体积为0.5μL的情况下,能够充分进行核酸从粒子等的溶出。此外,在核酸从粒子等溶出时,第四管芯40的体积能够考虑管部100的长度、粗度以及PCR的热循环的迅速性,以反应液的热容量不会过大的方式考虑而适当地设定。
1.5.作用效果
本实施方式的核酸提取用设备1000具有呈管芯状配置有油、第一清洗液以及溶出液的管部100。因此,使吸附有核酸的粒子等从第一管芯10侧导入管部100而移动至第四管芯40,由此能够在极短时间内容易地进行核酸的提取。更加详细而言,能够使吸附有核酸的粒子等从管部100的第一管芯10侧导入,通过第一管芯10的油内,由第二管芯20的第一清洗液进行清洗,通过第三管芯30的油,在第四管芯40的溶出液中使核酸从粒子等脱离。即,本实施方式的核酸提取用设备1000使吸附有核酸的粒子等在管部100内移动,由此能够以较高的纯度获得含有核酸的溶出液。因此,根据核酸提取用设备1000,能够大幅减少用于PCR的前处理所需的时间与精力。
1.6.核酸提取用设备的结构等
本实施方式的核酸提取用设备具有管部100、第一管芯10、第二管芯20、第三管芯30、第四管芯40、以及第五管芯50,但也可以包含附加其他的功能的结构。本实施方式的核酸提取用设备也可以包含以下进行说明的结构的组合、各结构的变形方式。
1.6.1.管部的端部
图2是示意性地表示作为核酸提取用设备的变形例的一种的核酸提取用设备1010的图。对于本实施方式的核酸提取用设备而言,例如管部100的第五管芯50侧的端部也可以开放。即,如图2所示,在核酸提取用设备1010中,管部100的第五管芯50侧的端部成为被开放的状态。根据核酸提取用设备1010,通过从管部100的第一管芯10侧向管部100的内部施加压力,从而能够依次排出第五管芯50以及第四管芯40。由此,使用核酸提取用设备1010,能够将含有靶核酸的溶出液(第四管芯40)容易地分注于例如用于PCR的反应容器等。
1.6.2.栓
图3是示意性地表示作为核酸提取用设备的变形例的一种的核酸提取用设备1020的图。如图所示,本实施方式的核酸提取用设备例如也可以进一步具有对管部100的第五管芯50侧的端部进行密封的、可自由拆卸的栓110。栓110例如能够由橡胶、弹性体、高分子等形成。在管部100被栓110密封的情况下,栓110可以与第五管芯50接触、也可以隔着空气等气体配置于第五管芯50与栓110之间。另外,栓110可自由拆卸,但该机构不被特别地限定。在图3的例子中,示出了将栓110的一部分插入并固定于管部100的内部的方式,但栓110也可以呈帽状。
在核酸提取用设备1020中,在取下栓110的情况下,管部100的第五管芯50侧的端部开放,成为上述的图2的核酸提取用设备1010的方式,使用核酸提取用设备1020,能够将含有靶核酸的溶出液(第四管芯40)容易地分注于例如用于PCR的反应容器等。另外,若为管部100的第五管芯50侧的端部被栓110密封的状态(图3所示的状态),则能够获得抑制各管芯在管部100内的移动的效果,由此,例如,当使粒子等在管部100内移动的情况下,能够抑制管芯随着粒子等的移动而移动。
1.6.3.容器
图4是示意性地表示作为核酸提取用设备的结构的一个例子的核酸提取用设备1030的图。如图4A例示,核酸提取用设备1030进一步具有能够在管部100的第一管芯10侧的端部使内部连通而连接的、可自由拆卸的容器120。
容器120能够形成独立的部件。容器120在内部能够收容液体。容器120具有能够供液体、固体出入的开口121。另外,在图4的例子中,容器120的开口121成为在管部100的第一管芯10侧的端部使内部连通而连接的方式。另外,容器120可以具有多个开口121,也可以成为使该情况下的开口121之一在管部100的第一管芯10侧的端部使内部连通而连接的方式。
容器120的内容积不被特别地限定,但例如能够形成0.1mL以上100mL以下。容器120的开口121也可以根据需要形成被盖122密封的构造。容器120的材质不被特别地限定,能够形成高分子、金属等。
容器120的开口121能够与管部100的第一管芯10侧的端部连接,但容器120与管部100之间的连接只要为内容物不漏出的方式则不被特别地限定。在将容器120与管部100连接的情况下,能够使容器120的内部与管部100的内部连通。另外,容器120能够根据需要从管部100取下。
如核酸提取用设备1030那样,具备容器120,从而能够在容器120内收容例如粒子等、吸附液以及检体,而使核酸吸附于粒子等。然后,若将容器120与管部100的第一管芯10侧的端部连接,则能够成为能够将该粒子等从管部100的第一管芯10侧容易地导入管部100内的状态。
所谓吸附液是指成为使粒子(磁性粒子M)吸附于核酸的情况下的液体,例如是含有促溶剂的水溶液。在吸附液中也可以含有螯合剂、表面活性剂等。具体而言,在吸附液中可以溶解有乙二胺四乙酸二氢二钠、其二水合物等,也可以含有聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯等。
此处,所谓促溶剂是指减少水分子间的相互作用由此使水分子的结构不稳定的物质,具体而言,能够列举胍离子、尿素、碘化物离子等。通过使水中存在促溶剂,与被水分子包围地存在相比,吸附于固体地存在对于热力学更有利,因此水中的核酸吸附于粒子等的表面。作为能够在水中产生促溶剂的物质,能够列举盐酸胍、碘化钠等。
容器120在未与管部100连接的状态下,能够振摇,从而能够充分地搅拌容器120内的液体。由此,能够使核酸迅速地吸附于粒子等。容器120也可以具有对开口121进行密封的盖122。此外,适当地变更导入容器120的检体的量与管部100内的液体(特别地为第四管芯40)的体积,由此也能够将检体中的核酸在第四管芯40的溶出液中定量浓缩。
作为容器120的材质,则选择橡胶、弹性体、高分子等具有挠性的材料,则在将容器120与管部100连接的状态下,使容器120变形,从而能够对管部100的内部加压。由此,在将第四管芯40的溶出液从管部100的第五管芯50侧的端部排出时,容易从管部100的第一管芯10侧施加压力。由此,能够将溶出液分注于例如用于PCR的反应容器等。
1.6.4.液溜部
图5是示意性地表示作为核酸提取用设备的结构的一个例子的核酸提取用设备1040的图。如图5例示,核酸提取用设备1040在管部100的第一管芯10侧的端部形成有与管部100连通的储液部130。储液部130的内部与管部100的内部连通。
储液部130能够在内部收容液体。储液部130具有能够从外部向储液部130内部导入物质的开口131。储液部130的形成有开口131的位置不被特别地限定。储液部130也可以具有多个开口131。储液部130的内容积不被特别地限定,例如能够形成0.1mL以上100mL以下。储液部130的材质不被特别地限定,能够形成高分子、金属等,也可以与管部100的材质相同。
如核酸提取用设备1040那样,具备储液部130,从而能够在储液部130内收容例如粒子等、吸附液以及检体,而使核酸吸附于粒子等。而且,能够将该粒子等从管部100的第一管芯10侧容易地导入到管部100内。
另外,储液部130能够与管部100一同振摇,从而能够充分地搅拌储液部130内的液体。由此,能够使核酸迅速地吸附于粒子等。此外,适当地变更导入储液部130的检体量与管部100内的液体的体积,由此能够使检体中的核酸在溶出液中定量浓缩。
在如核酸提取用设备1040那样具有储液部130的情况下,也可以进一步具有对储液部130的开口131进行密封的、可自由拆卸的盖132。而且,作为储液部130的材质,则选择橡胶、弹性体、高分子等具有挠性的材料,则在将盖132安装于储液部130的状态下,使储液部130变形,从而能够对管部100的内部进行加压。
由此,在将溶出核酸的第四管芯40的溶出液从管部100的第五管芯50侧的端部排出时,能够从管部100的第一管芯10侧容易地施加压力。由此,能够进行从向容器120导入检体的工序至将溶出液容易地分注于例如用于PCR的反应容器等的工序。另外,若安装盖132,则能够抑制雨使储液部130与管部100一同振摇时的漏液,因此能够进一步提高使核酸吸附于粒子等的效率。
1.6.5.搬运·保存用构造
在搬运、保存核酸提取设备时,戴上已带电的丁腈手套的手与管部接触,从而在水性溶液与管之间产生电场。在该情况下,例如,在后述那样欲将水性溶液挤出至管的外部时,往往水性溶液被管的内壁吸引而附着于管的内壁,从而能够仅挤出油,水性溶液不移动、管芯分裂、或者水性溶液在管的内壁反弹从而使水性溶液的液滴在油中浮游。分裂、成为液滴的水性溶液往往通过静电的作用而在油中移动,而与由其他的前处理试剂构成的管芯混和。于是,已混和的管芯的水性溶液的组成变化,从而可能过损失各管芯的功能。
因此,核酸提取设备优选具备在将其搬运时、保存时,能够防止管部内的油、水性溶液的带电的构造,优选具备不使戴上已带电的丁腈手套的手等的带电物质与管部内的油、水生溶液接近的构造。此外,在本说明书中,所谓“防止带电”是指不需要100%消除带电,只要将产生带电减少直至管不产生问题而发挥功能即可。
为了不使戴上已带电的丁腈手套的手等的带电物质与管部内的油、水性溶液接近,例如能够以包围管部的方式设置盖部。图6是示意性地表示安装了能够覆盖管部100的、作为装卸式盖部的帽140的核酸提取设备1050、与取下该帽140的核酸提取设备1050的图。帽140的材质例如能够列举非磁性金属、玻璃、塑料、橡胶、石头为例。在将核酸提取设备1040使用为提取核酸时,也可以除去帽140,使后述的永久磁铁410接近管部100。
图7是示意性地表示安装了能够覆盖管部100的、作为盖部的、附带盖151的伸缩式帽150的核酸提取设备1060、与使该伸缩式帽150收缩的核酸提取设备1060的图。伸缩式帽150只要能够沿管部100延伸的方向进行伸缩,则也可以为任意的构造,例如,也可以形成蛇腹构造。在为了提取核酸而使用核酸提取设备1060时,除去盖151,而使伸缩式帽150沿管部100的伸长方向收缩从而使管部100露出。伸缩式帽150也可以利用手进行收缩,或者也可以在核酸提取用装置设置口径比伸缩式帽150的外径小的设备插入口,将核酸提取设备1060压入该设备插入口,从而使伸缩式帽150收缩,而使后述的永久磁铁410接近管部100。
图8是示意性地表示安装了能够覆盖管部100的、作为伸缩式盖部的、具有弹簧161与弹簧161的保持部162的盖160的核酸提取设备1070、与使该弹簧161收缩的核酸提取设备1070的图。在弹簧161容易左右摇摆的情况下,也可以将用于将弹簧161固定于规定的位置的支柱设置于弹簧161的内侧。在为了提取核酸而使用核酸提取设备1070时,利用手使弹簧161沿管部100的伸长方向收缩,从而使管部100露出,而将已收缩的弹簧161固定于保持部162。也可以在核酸提取用装置设置口径比弹簧161的外径小的设备插入口,将设备压入该设备插入口,从而使弹簧收缩而使管部100露出,进而使后述的永久磁铁410接近管部100。
图9是示意性地表示具备从管部100经由支承部170而形成的盖部171的核酸提取设备1080的图。图9B是图9A的虚线部的剖视图。在为了提取核酸而使用核酸提取设备1080时,也可以使永久磁铁410从盖部171的外侧接近。
图10是示意性地表示在盖部171设置沿管部100延伸的方向延伸的狭缝173的核酸提取设备1082的图。图10B是图10A的虚线部的剖视图。在为了提取核酸而使用核酸提取设备1082时,后述的永久磁铁410能够插入狭缝173而接近管部100。
图11A是示意性地表示具有形成网眼构造的盖部174的核酸提取设备1084的图。图11B是示意性地表示具有呈水珠状打开孔的盖部175的核酸提取设备1085的图。在核酸提取设备1084、1085的盖部设置有一个以上孔,但孔的大小比人的手指的大小小,因此抑制在搬运时把持了核酸提取设备1084、1085的人的手的手指超过盖部而接近管部100。
图12是示意性地表示放入附带紧固件180的袋181的核酸提取设备1086的图。在搬运核酸提取设备1086时,优选以即使利用戴上已带电的丁晴手套的手握住袋181,也能够防止上述管部与上述盖部附着的方式向袋181内封入氮气等气体,而使其膨胀至手距管部100的内腔表面3mm以上不接近的程度。袋181的材料只要由能够变形的材料形成则不被特别地限定,但例如能够使用塑料。在为了提取核酸而使用核酸提取设备1086时,也可以刺破袋181而使管部100露出。由此,能够使永久磁铁410接近管部100。袋181也可以形成若拉动紧固件180则容易使袋破裂的构造。
也能够以戴上已带电的丁晴手套的手等的带电物质不接近管部内腔的方式使核酸提取设备的管部的侧壁的厚度增厚。由此,即便在已带电的手等与管部接触的情况下,也能够防止管部内的油、水性溶液带电。管部的侧壁的厚度为能够防止管部内腔中的油、水性溶液的带电的厚度,并且,只要为后述的永久磁铁的操作经由管部的侧壁而能够形成的厚度即可,但优选为3mm以上,优选为9.5mm以下。
在管部的侧壁中埋入有非磁性且为导电物质的金属或者合金等,从而能够进一步提高防止管部内的油、水性溶液的带电的效果。例如,能够埋入有螺旋状的铜线。
以上那样,若防止管部内的油、水性溶液的带电,则能够稳定地维持管部的各管芯的位置。而且,防止核酸提取设备的带电,由此使使用了核酸提取设备的核酸提取自动化变得容易。
1.6.6.第六管芯以及第七管芯
本实施方式的核酸提取用设备也可以在管部的内部具有第六管芯以及第七管芯。图13是示意性地表示在管部100的内部具有第六管芯60以及第七管芯70的核酸提取用设备1100的图。
核酸提取用设备1100具有在上述的核酸提取用设备的管部100的内部的第三管芯30与第四管芯40之间从第三管芯30侧依次追加了由不与油混和的第二清洗液构成的第六管芯60以及由油构成的第七管芯70的结构。
第六管芯60配置于管部100内的第三管芯30的与第二管芯20相反一侧的位置。第六管芯60由第二清洗液构成。第二清洗液是与构成第三管芯30的油以及构成第七管芯70的油均不混和的液体。作为第二清洗液,能够列举水或者溶质浓度为10mM以下、优选为7mM以下、更加优选为5mM以下的缓冲液。缓冲液的组成不被特别地限定,能够例示Tris-盐酸缓冲液等,也可以含有EDTA(乙二胺四乙酸)等。另外,第二清洗液可以是与第一清洗液相同的组成,也可以是不同的组成。
第六管芯60的体积不被特别地限定,能够以吸附有核酸的粒子等的量等为指标适当地设定。例如,在粒子等的体积为0.5μL的情况下,第六管芯60的体积只要为10μL以上则足够,优选为20μL以上50μL以下,进一步优选为20μL以上30μL以下。若第六管芯60的体积在该范围内,则在粒子等的体积为0.5μL的情况下,能够充分地进行粒子等的清洗。此外,在粒子等的清洗时,优选第六管芯60的体积更大,但能够考虑管部100的长度、粗度、依赖于它们的第六管芯60的管部100的长边方向的长度等而适当地设定。
第六管芯60也可以被油的管芯分割而由多个管芯构成。在第六管芯60由被油管芯分割的多个管芯构成的情况下,第二清洗液的管芯形成有多个。因此,在第六管芯60被油管芯分割的情况下,若清洗的对象为水溶性物质,则通过被分割的第二清洗液到达的水溶性物质的浓度比通过未被分割的相同体积的第二清洗液到达的水溶性物质的浓度小,因此更加优选。第六管芯60被分割的数目任意,但若清洗的对象为水溶性物质,则例如若以等体积2等分,则计算上能够使水溶性物质的浓度下降至未分割时的1/4的浓度。第六管芯60被分割的数目例如能够考虑管部100的长度、清洗的对象等而被适当地设定。此外,在使第二管芯20的第一清洗液与第六管芯60的第二清洗液相同的情况下,在不具有上述的第六管芯60以及第七管芯70的核酸提取用设备中能够获得与分割了第二管芯20的情况相同的效果。
第七管芯70由不与相邻的第六管芯60以及第四管芯40的液体混和的油构成。第七管芯70的油也可以是与第一管芯10、第三管芯30以及第五管芯50的油不同种类的油。作为油,能够形成与在第一管芯10等中例示的油相同的油。
优选在第七管芯70中没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够通过第七管芯70,也可以存在气泡、其他的液体。另外,优选在第七管芯70与相邻的第四管芯40以及第六管芯60之间没有气泡、其他的液体,但只要吸附有核酸的粒子等能够在管部100内移动,也可以存在气泡、其他的液体。此外,优选在第七管芯70中没有气泡、其他的液体。
第七管芯70的管部100的长边方向的长度只要在能够形成管芯的范围内则不被特别地限定。作为第七管芯70的管部100的长边方向的具体长度,为1mm以上50mm以下,为了不使粒子等的移动距离过大,而优选为1mm以上30mm以下,进一步优选为5mm以上20mm以下。在核酸提取用设备1100中,在采用若使第七管芯70的管部100的长边方向的长度增长则从管部100的第五管芯50侧的端排出第四管芯40的方式的情况下,能够难以排出第六管芯60。在该情况下,作为第七管芯70的具体长度,能够形成10mm以上50mm以下。
另外,第七管芯70具有抑制第二清洗液(第六管芯60)以及溶出液(第四管芯40)相互混合的功能。另外第七管芯70成为更高粘度的油,从而当使粒子等在与第二清洗液(第六管芯60)的界面移动的情况下,能够提高油所带来的“洗掉效果”。由此,在使粒子等从第六管芯60的第二清洗液的管芯向油的第七管芯70移动的情况下,能够难以将附着于粒子等的水溶性的成分带入第七管芯70(油)。
根据核酸提取用设备1100,能够将吸附有核酸的粒子等在第二管芯20以及第六管芯60进行清洗。由此,能够进一步提高粒子等的清洗效率。
另外,在核酸提取用设备1100中,也可以第二管芯20的第一清洗液含有促溶剂。例如,若在第二管芯20的第一清洗液含有盐酸胍,则能够在第二管芯20维持或强化吸附于粒子等的核酸的吸附并且对粒子等进行清洗。作为在第二管芯20含有盐酸胍的情况下的浓度,例如,能够形成3mol/L以上10mol/L以下,优选为5mol/L以上8mol/L以下。若盐酸胍的浓度在该范围内,则能够使吸附于粒子等的核酸更加稳定地吸附,并且能够对其他的杂质等进行清洗。
而且,将第六管芯60的第二清洗液形成水或缓冲液,从而能够在第二管芯20(第一清洗液)使吸附于粒子等的核酸更加稳定地吸附并且进行清洗,并且能够在第六管芯60(第二清洗液)中稀释促溶剂并且对粒子等进一步进行清洗。
即便是在管部100的内部具有第六管芯60以及第七管芯70的核酸提取用设备1100,也能够在结构中附加上述栓、容器、储液部等,从而获得与上述相同的效果是容易理解的。
2.核酸提取用盒
图14是表示本实施方式的核酸提取用试剂盒的一个例子的示意图。图14例示的核酸提取用试剂盒2000包括构成上述的核酸提取用设备的主要部位的部件。对与“1.核酸提取用设备”的项目中进行了说明的结构相同的结构标注相同的符号并省略详细的说明。
本实施方式的核酸提取用试剂盒2000包括管200以及在管200的第一管芯10侧的端部使内部连通而连接的容器120,所述管200在内部依次配置有由油构成的第一管芯10、由不与油混和的第一清洗液构成的第二管芯20、由油构成的第三管芯30、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯40以及由油构成的第五管芯50。
管200是核酸提取用设备1000的管部100的两端被开放的方式,在内部具有空洞,且具有能够使液体在该空洞内沿长边方向流通的筒状的形状。管200的内部形状、外形形状、大小、性质、材质等与核酸提取用设备1000的管部100相同。配置于管200的内部的管芯与配置于核酸提取用设备1000的管部100的管芯相同。另外,管200的两端也可以被可自由拆卸的栓110密封。在管200的两端被栓110密封的情况下,例如核酸提取用试剂盒2000的保存、移送变得更加容易。并且,在使用管200时,若形成栓110对管200的第五管芯50侧的端部进行密封的状态,则在使粒子等在管200的内部移动时,能够抑制各管芯在管200内的移动,因此能够使清洗、提取更加容易化。在此基础上,该栓110可自由拆卸,因此能够使管200的第五管芯50侧的端部开放,从而容易将溶出核酸的第四管芯40的溶出液从管200的第五管芯50侧的端部排出。
容器120与核酸提取用设备1000的项目中进行了说明的容器120相同。
在图14的例子中,管200的两端被可自由拆卸的栓110密封。另外,核酸提取用试剂盒2000可以包含将容器120的开口121密封为可自由拆卸的盖122,容器120的开口121也可以被可自由拆卸的盖122密封。并且,在核酸提取用试剂盒2000中,也可以将吸附液的成分的一部分或全部收容于容器120。
另外,在核酸提取用试剂盒2000中,容器120也可以收容吸附液以及磁性粒子。由此,在将检体导入容器120时,能够在容器120进行使检体所包含的核酸吸附于磁性粒子的工序。由此,不需要准备其他的容器,而能够更加迅速地进行PCR的前处理。另外,在该情况下,容器120的开口121也可以根据需要被可自由拆卸的盖122密封。对磁性粒子后面详述。
另外,如已经叙述的那样,若将容器120形成具有挠性的材质,则在将容器120与管200连接的状态下,通过使容器120变形,能够对管200的内部进行加压。由此,在将溶出核酸的第四管芯40的溶出液从管200的第五管芯50侧的端部排出时,能够容易地从管200的第一管芯10侧施加压力。由此,能够将溶出液容易地分注于例如用于PCR的反应容器等。
在核酸提取用试剂盒2000除包含管200以及容器120之外,例如也可以包含栓、盖、操作说明书、试剂、箱体等其他的结构。另外,此处示出了在管200内配置有五个管芯的例子,但与“1.6.核酸提取用设备“的项目中进行了说明的情况同样地,也可以在管200(管部100)内根据需要配置有第六管芯60、第七管芯70等其他的管芯是容易理解的。
本实施方式的核酸提取用试剂盒2000具有能够在管200的第一管芯10侧的端部使内部连通而连接的容器120,因此只要在容器120内收容粒子等与检体,则能够使核酸吸附于粒子等,只要将容器120与管200的第一管芯10侧的端部连接,则能够将该粒子等容易地从管200的第一管芯侧导入管200内。另外,本实施方式的核酸提取用试剂盒2000具有容器120,因此使容器120振摇,从而能够对容器120内的液体充分地进行搅拌。由此能够使核酸迅速地吸附于粒子等。
另外,使容器120与管200连接,从而容易将吸附有核酸的粒子等从管200的第一管芯10侧的端导入而使之移动至第四管芯40。由此,能够在极短时间内容易地进行核酸的提取。核酸提取用试剂盒2000使吸附有核酸的粒子等在管200内移动,从而能够以较高的纯度获得含有核酸的溶出液。因此,根据核酸提取用试剂盒2000,能够大幅度地减少用于PCR的前处理所需的时间与精力。
3.核酸提取方法
上述的核酸提取用设备、核酸提取用试剂盒及它们的变形方式以及后述的核酸提取用装置均能够适用于本实施方式的核酸提取方法。以下,作为本实施方式的核酸提取方法的一个例子,叙述利用了上述的核酸提取用试剂盒2000的方法。
本实施方式的核酸提取方法包括如下工序:向收容有磁性粒子M以及吸附液的具有挠性的容器120导入含有核酸的检体的工序、摇动容器120而使核酸吸附于磁性粒子M的工序、在管200的第一管芯10侧的端部使容器120内部与管200内部连通而连接容器120的工序、施加磁力而使磁性粒子M从容器120内部通过管200内部移动至第五管芯50的位置的工序、以及使核酸从磁性粒子M溶出至第四管芯40的溶出液的工序,其中,上述管200在内部依次配置有由油构成的第一管芯10、由不与油混和的第一清洗液构成的第二管芯20、由油构成的第三管芯30、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯40以及由油构成的第五管芯50。
在本实施方式的核酸提取方法中,只要是使用吸附液能够吸附核酸且能够在管200内移动的粒子,则能够使用各种(例如二氧化硅粒子、聚合物粒子、磁性粒子等)粒子,在以下进行说明的核酸提取方法的一个实施方式中,使用含有磁性体且能够在粒子表面吸附核酸的磁性粒子M。此外,当使磁性粒子M以外的粒子等在管内移动的情况下,例如能够利用重力、电位差来执行此动作。
在本实施方式的核酸提取方法中,在容器120以及管200选择透过磁力的材质,通过从容器120以及管200的外部施加磁力而使磁性粒子M在容器120以及管200的内部移动。
在检体含有称为靶的核酸。以下,有时将其简称为靶核酸。靶核酸例如是DNA、RNA(DNA:Deoxyribonucleic Acid和/或RNA:Ribonucleic Acid)。靶核酸通过本实施方式的核酸提取方法而从检体被提取,在将其溶出至溶出液后,例如利用为PCR的模板。作为检体,能够列举血液、鼻腔粘液、口腔粘膜、其他各种生物体试料等。
3.1.向容器导入检体的工序
向容器120导入检体的工序例如能够使检体附着于棉棒,从容器120的开口121插入该棉棒,将其浸渍在吸附液来进行。另外,检体也可以利用移液管等从容器120的开口121导入。另外,若检体为糊状、固体状,则例如也可以从容器120的开口121利用匙、镊子等使其在容器120的内壁附着而将其投入。
3.2.使核酸吸附于磁性粒子的工序
使核酸吸附的工序通过摇动容器120来进行。对于该工序而言,若存在对容器120的开口121进行密封的盖122,则使用该盖122对容器120进行密封而进行,则能够更加有效地进行。通过该工序,靶核酸因促溶剂的作用而吸附于磁性粒子M的表面。该工序中,除靶核酸之外,也可以在磁性粒子M的表面吸附靶核酸以外的核酸、蛋白质。
作为摇动容器120的方法,也可以使用旋涡式振动筛等装置,也可以利用操作人员的手使其振摇。另外,也可以利用磁性粒子M的磁性,边从外部赋予磁场边摇动容器120。摇动容器120的时间能够被适当地设定,但例如在容器120的大致形状是直径为20mm且高度为30mm左右的圆筒状的情况下,以利用手将容器120振摇10秒钟的程度将其充分地搅拌,从而核酸吸附于磁性粒子M的表面。
3.3.将容器与管连接的工序
接下来如图15所示,在管200的第一管芯10侧的端部连接容器120。对于管200内的各管芯而言,即使取下第一管芯10侧的栓110,由于存在第七管芯70侧的栓110,所以也难以在管200内移动。该工序当在管200的第一管芯10侧的端部安装有栓110的情况下取下该栓110来进行。而且,容器120以及管200以内容物不漏出的方式被连接,以内容物能够在容器120内部与管200的内部之间流通的方式被连通。
3.4.使磁性粒子移动的工序
若经过上述工序,则成为容器120内的吸附有核酸的磁性粒子M能够流通至管200的状态。作为将吸附有核酸的磁性粒子M导入管200的方法,可以使用利用重力、离心力的方法,不被特别地限制,但在本实施方式中,从容器120以及管200的外部施加磁力来进行。磁力例如能够通过永久磁铁、电磁铁等施加,但在从不产生发热等这点考虑,更加优选使用永久磁铁来施加。另外,在使用永久磁铁的情况下,可以利用操作人员的手移动磁铁来进行,也可以利用机械装置等来进行。磁性粒子M具有被磁力吸引的性质,因此利用该性质,使容器120以及管200与永久磁铁的相对配置变化,而从容器120内移动至管200。由此,磁性粒子M从第一管芯10依次通过各管芯移动至第四管芯40。磁性粒子M通过各管芯时的在各管芯的滞留时间不被特别地限定,也可以以在同一管芯内沿管200的长边方向往返的方式移动。
3.5.使核酸溶出的工序
若磁性粒子M到达第四管芯40,则通过溶出液的作用,使吸附于磁性粒子M的核酸溶出至第四管芯40的溶出液。若经过本工序,则成为核酸在溶出液中从检体溶出,而从检体中提取出核酸的状态。
3.6.作用效果
根据本实施方式的核酸提取方法,能够在极短时间内容易地进行核酸的提取。本实施方式的核酸提取方法使吸附有核酸的磁性粒子M在管200内移动,从而能够以较高的纯度获得含有核酸的溶出液。根据本实施方式的核酸提取方法,能够大幅度地减少用于PCR的前处理所需的时间与精力。
3.7.从管排出第四管芯的工序
本实施方式的核酸提取方法也可以包括使容器120变形而将第五管芯50以及第四管芯40从管200的与供容器120连接的端部相反一侧的端部排出的工序。
本工序能够在“3.5.使核酸溶出的工序”后,使容器120变形来进行。在排出第四管芯40时将第五管芯50先排出。此外,对管200的第五管芯50侧进行密封的栓110在本工序之前除去,从而预先使管200的第五管芯50侧的端部开放。
若对容器120施加外力以提高内压的方式使其变形,则因压力使各管芯从管200的第一管芯10侧向第五管芯50侧移动。由此,第五管芯50以及第四管芯40从管200的第五管芯50侧的端部依次被排出。第三管芯30(或第七管芯70)也可以被排出,但第二管芯20(或第六管芯60)不被排出。在该情况下,例如,只要将第三管芯30(或第七管芯70)的体积设定为比其他管芯大,使第三管芯30(或第七管芯70)在管200的长边方向的长度增大,则容易防止排出第二管芯20(或第六管芯60)。
第四管芯40以及第五管芯50例如被排出至用于PCR的反应容器。因此,溶出液与油被分注于用于PCR的反应容器,但通常油不对PCR的反应带来影响,因此例如也能够在PCR的反应容器中预先收容与第五管芯50的油同种的油。另外,在该情况下,若在管200的前端位于油内的状态下进行本工序,则能够将含有靶核酸的溶出液在不与外部空气接触的情况下导入PCR的反应容器。在本实施方式的核酸提取方法包括本工序的情况下,能够将含有靶核酸的溶出液容易地分注于例如用于PCR的反应容器等。
3.8.变形例
3.8.1.使磁性粒子移动的工序的变形
图16是用于对本实施方式的核酸提取方法的一个变形方式进行说明的示意图。
在上述的“3.4.使磁性粒子移动的工序”中,对从外部对磁性粒子M施加磁力,由此使磁性粒子M从第一管芯10通过各管芯而移动至第四管芯40的过程进行了说明。但是,也可以在使磁性粒子M移动至第二管芯20时,使从外部施加的磁力变化,而使磁性粒子M在第二管芯20内振动、反复扩散凝聚来进行。由此,能够提高第二管芯20的第一清洗液所带来的磁性粒子M的清洗效果。
具体而言,如图16A、图16B所示,在使用一对永久磁铁410作为施加磁力的机构的情况下,利用永久磁铁410使磁性粒子M从容器120移动,通过第一管芯10,在磁性粒子M到达至第二管芯20时,若使一方的永久磁铁410远离管200,使另一方的永久磁铁410从对置的一侧靠近管200,则能够使磁性粒子M在第二管芯20内沿与管200的长边方向交叉的方向振动(图中A、B的方式的反复)。由此,能够提高第二管芯20的第一清洗液所带来的磁性粒子M的清洗效果。上述的磁性粒子M的清洗在将第二管芯20分割的情况、在管200内配置有第六管芯60的情况下,也可以适用于多个第二管芯20、第六管芯60。
另外,如图16C所示,仅使永久磁铁410远离管200,从而能够使磁性粒子M在第二管芯20内扩散。磁性粒子M的表面为亲水性,因此例如在第二管芯20中,即使减弱磁力使其扩散,也难以进入第一管芯10、第三管芯30的油中,因此也可以形成上述的方式。
具体而言,利用永久磁铁410使磁性粒子M从容器120移动,在磁性粒子M通过第一管芯10到达第二管芯20时,使永久磁铁410远离管200,而使磁性粒子M在第二管芯20内扩散。然后,能够再次利用永久磁铁410的磁力使磁性粒子M移动,通过第三管芯30,而导入第四管芯40。
使上述的从外部被施加的磁力变化,而使磁性粒子M振动、反复扩散凝结的方式也可以适用于磁性粒子M存在于容器120内的吸附液中的状态、磁性粒子M存在于第四管芯40(溶出液)的状态。
3.8.2.使核酸溶出的工序的变形
在上述的“3.5.使核酸溶出的工序”中,也可以对第四管芯40进行加热来进行。作为对第四管芯40进行加热的方法,例如能够例示使加热块等热介质与管200的和第四管芯40对应的位置接触的方法、应用加热器等热源的方法、基于电磁加热的方法等。
在对第四管芯40进行加热的情况下,第四管芯40以外的管芯也可以被加热,但在吸附有核酸的磁性粒子M存在于清洗液的管芯的状态下,优选该管芯不被加热。作为对第四管芯40进行加热的情况下的到达温度,从溶出效率的观点以及在溶出液含有PCR的酶的情况下抑制该酶的失活的观点考虑,优选为35℃以上85℃以下,更加优选为40℃以上80℃以下,进一步优选为45℃以上75℃以下。
在使核酸溶出的工序中,若对第四管芯40进行加热,则能够使吸附于磁性粒子M的核酸更加有效地溶出至溶出液。另外,即使第一清洗液或第二清洗液与溶出液的组成相同或类似,也也能够使未溶出至清洗液而残留并吸附于磁性粒子M的核酸溶出至溶出液。即,即便在利用第一清洗液或第二清洗液对吸附有核酸的磁性粒子M进行清洗之后,也能够使核酸进一步溶出至溶出液。由此,即使清洗液的组成与溶出液的组成相同或类似,也能够兼得充分的清洗与以充分的浓度溶出至溶出液。
3.8.3.从管排出第四管芯的工序的变形
在采用上述的“3.7.从管排出第四管芯的工序”的情况下,在该工序中,将被吸附的核酸溶出至溶出液的磁性粒子M可以存在于第四管芯40内,但也可以进一步施加磁力由此使其移动至第一管芯10、第二管芯20、第三管芯30中的任一个管芯或容器120后来进行。由此,能够在溶出液不含有磁性粒子M的状态下,从管200排出第四管芯40。另外,对于磁性粒子M移动的位置而言,若成为第二管芯20或容器120,则即使除去磁力,磁性粒子M也难以进入第三管芯30的油内,因此能够将第四管芯40更加容易地从管200排出。
4.核酸提取用装置
本实施方式所涉及的核酸提取用装置能够适用于上述进行了说明的核酸提取用设备、核酸提取用试剂盒以及核酸提取方法。以下,将安装核酸提取用试剂盒2000并进行核酸提取的核酸提取用装置3000说明为一个实施方式。图17是示意性地表示本实施方式的核酸提取装置3000的立体图。
本实施方式的核酸提取用装置3000包括:供管安装的安装部300;当在安装部300安装有管200的情况下,从管200的侧面施加磁力的磁力施加部400以及使安装部300以及磁力施加部400的相对配置沿管200的长边方向变化的移动机构500,其中,上述管200具有长边方向,并在内部依次配置有由油构成的第一管芯10、由不与油混合的第一清洗液构成的第二管芯20、由油构成的第三管芯30、由不与油混合的溶出液构成的第四管芯40以及由油构成的第五管芯50。
安装于核酸提取用装置3000的安装部300的管200是上述的管200。核酸提取用装置3000具有供管200安装的安装部300。此外,例示了在管200内配置有第一管芯10~第五管芯50,但也可以配置有上述的第六管芯60、第七管芯70。
安装部300是供管200安装的部位。在安装部300也可以与管200一同安装有与管200连接的容器120。对于安装部300而言,能够相对于管200以及根据需要相对于容器120在利用磁力施加部400能够施加磁力的范围内适当地设计结构、用于安装的机构等。安装部300也可以构成为在管200具有挠性而弯曲的情况等下,能够供管200以直线状的形状拉伸安装。另外,在图示的例子中,安装部300具有沿管200配置的支板310。支板310非必须的结构,但若设置支板310,则存在能够抑制管200的振动等的情况。另外,在图示的例子中,安装部300具有夹子机构320,由此成为在两个位置固定管200的方式。
安装部300构成为使与磁力施加部400的位置关系相对于管200的长边方向相对地变化。因此,在以不使磁力施加部400移动而使安装部300相对于磁力施加部400相对地移动的方式设计的情况下,如图所示,作为移动机构500,构成为包括使安装部300移动的移动机构360。另外,磁力施加部400包括移动机构的情况下,存在在安装部300不需要移动机构360的情况。在图示的例子中,安装部300构成为包括铰链330、导轨340、驱动带350、未图示的马达。
在核酸提取用装置3000的例子中,安装部300设置有一个,但也可以设置有多个。在该情况下,磁力施加部400也能够设置有多个,但多个安装部300可以各自独立,也可以以连动的方式设置。
磁力施加部400是当在安装部300安装有管200时,对管200以及根据需要对容器120施加磁力的结构。磁力施加部400例如构成为包括永久磁铁、电磁铁或它们的组合。磁力施加部400至少具备一个磁铁等,也可以具备多个磁铁等。若在磁力施加部400不使用电磁铁而使用永久磁铁,则难以产生发热等,因此优选。作为永久磁铁,例如能够使用镍系、铁系、钴系、钐系、钕系的永久磁铁。
磁力施加部400具有相对于存在于容器120内以及管200内的磁性粒子M施加磁力的功能。而且,使安装部300与磁力施加部400的相对的位置关系变化,由此能够使磁性粒子M在容器120内以及管200内移动。
在图示的例子中,磁力施加部400具有设置为隔着容器120以及管200对置的一对永久磁铁410。一对永久磁铁410之间以比管200的外径大的间隔分离。永久磁铁410的极性朝向的方向不被特别地限定。磁力施加部400构成为使与安装部300的位置关系相对于管200的长边方向相对地变化。因此,在以不使安装部300移动而使磁力施加部400相对于安装部300相对地移动的方式设计的情况下,作为移动机构500,构成为包括使磁力施加部400移动的移动机构。
另外,在图示的例子中,磁力施加部400配置为若一对永久磁铁410的一方接近管200则另一方远离管200。而且,能够通过马达420使一对永久磁铁410以接近或远离管200的方式振动。马达420驱动,从而能够使磁性粒子M在管200内沿与管200的长边方向交叉的方向往返移动。
马达420即便在对容器120、管200的任意位置施加磁力的情况下,也能够根据需要驱动。但是,在永久磁铁410的位置位于管200的第二管芯20、第四管芯40的位置时,若驱动则能够提高管200内的磁性粒子M的清洗效率、溶出效率。
根据本实施方式的核酸提取用装置3000,能够使用于PCR的前处理自动化,从而能够大幅度地减少前处理所需的时间与精力。另外,根据本实施方式的核酸提取用装置3000,能够使磁力施加部400摇动,因此能够更加有效地进行吸附有核酸的磁性粒子M的清洗(精制),从而能够进一步提高PCR的精度。
图18是示意性地表示核酸提取用装置的变形例所涉及的核酸提取装置3100的立体图。核酸提取装置3100与上述核酸提取装置3000在具有加热部600这点上不同,除此之外与其同样,对作用功能相同的部件标注相同的符号并省略其说明。
加热部600是当在安装部300安装有管200的情况下,对管200的一部分进行加热的结构。作为加热部600,例如能够例示热源及加热块、加热器、电磁加热用的线圈等。作为加热部600的形状,是能够供管200插入的形状、与管200的侧面接触的形状等,只要能够对管200内的液体进行加热,则可以是任意的形状。
被加热部600加热的管200的部分包括管200的长边方向中的、存在有第四管芯40的部分。加热部600也可以对管200的其他的部分进行加热,但优选不对管200的长边方向中的、存在有第二管芯20的部分进行加热。
在图18所示的核酸提取装置3100中,作为加热部600,具备与支板310并列设置的、对包括管200的第四管芯40的位置进行加热的加热器610。加热器610具有与管200的外周的一半左右接触的形状。
核酸提取装置3100即便在通过基于第二管芯20的第一清洗液以及第六管芯60的第二清洗液中的至少一方的清洗而减少了吸附于磁性粒子M的核酸的量的情况下,也能够使充分量的核酸溶出至第四管芯40的溶出液。由此,能够提高清洗效果,并且为了PCR而能够使足够的浓度的核酸溶出至溶出液。
5.实验例
以下对实验例进行说明,对本发明进一步详细地进行说明,但本发明完全不受以下的实验例限定。
5.1.实验例1
在实验例1中,在上述核酸提取用试剂盒2000中的、管200的内部使用具有第一管芯10~第七管芯70的结构。
首先,在容量3mL的聚乙烯制容器中收容375μL的吸附液以及1μL的磁性珠分散液。作为吸附液的组成,为76质量%的盐酸胍、1.7质量%的乙二胺四乙酸二氢二钠二水合物以及10质量%的聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯的水溶液(东洋纺制,MagExtractor-Genome-、NPK-1)。另外,作为磁性珠分散液,使用含有50体积%的磁性二氧化硅粒子以及20质量%的氯化锂的分散液。
使用移液管从容器口放入50μL从人体采集的血液,对容器装上盖利用手振摇30秒钟进行搅拌。然后,取下容器的盖与管连接。此外,在管的两端存在栓,从而取下第一管芯侧的栓将容器与管连接。
此处,第一、三、七、五管芯位硅油。第二管芯的第一清洗液为76质量%的盐酸胍的水溶液。另外,第六管芯的第二清洗液为pH8.0的Tris-盐酸缓冲液(溶质浓度5mM)。第四管芯的溶出液为灭菌水。
然后,利用手使永久磁铁移动,而将容器内的磁性珠导入管内。然后,使磁性珠移动到第四管芯。磁性珠存在于管内的各管芯的时间大致如下。第一、三、七管芯:各3秒,第二管芯:20秒,第六管芯:20秒,第四管芯:30秒。此外,在第二管芯以及第六管芯中,不进行使磁性珠振动等的操作。另外,第二管芯、第六管芯以及第四管芯的体积分别为25μL、25μL以及1μL。
接着,取下管的第五管芯侧的栓,利用手使容器变形,尔将第五管芯以及第四管芯排出至PCR的反应容器。该操作在通过永久磁铁使磁性珠移动而使其退避至第二管芯后进行。
然后,向该提取液加入19μL的PCR的反应试剂,根据常规办法进行实时PCR。PCR的反应试剂的详细内容如下:LightCycler480Genotyping Master(Roche-Diagnostics公司制4 707524)4μL、用灭菌水稀释1000倍的SYBR Green I(Life Technologies公司制S7563)0.4μL、100μM的β肌动蛋白检测用引物(F/R)各0.06μL、灭菌水14.48μL。将实验例1的PCR的扩增曲线示于图19。此外,图19的纵轴是荧光亮度,横轴是PCR的循环数。
5.2.实验例2
在实验例2中,通过通常的核酸提取法进行核酸的提取。
首先,在容量1.5mL的聚乙烯制容器中收容375μL的吸附液以及20μL的磁性珠分散液。作为吸附液、磁性珠分散液的组成,与实验例1相同。
接下来,使用移液管从容器口导入50μL从人体采集的血液,对容器装上盖,通过旋涡混合器搅拌10分钟,对磁性架以及移液管进行操作进行B/F分离操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的吸附液。
接下来,向容器导入450μL与实验例1相同组成的第一清洗液,装上盖通过旋涡混合器搅拌5秒钟,对磁性架以及移液管进行操作除去第一清洗液。重复两次该操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的第一清洗液。
接下来,向容器导入450μL与实验例1相同组成的第二清洗液,装上盖通过旋涡混合器搅拌5秒钟,对磁性架以及移液管进行操作除去第二清洗液。重复两次该操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的第二清洗液。
然后,将灭菌水(溶出液)50μL加入容器,装上盖通过旋涡混合器搅拌10分钟,对磁性架以及移液管进行操作回收上清液。该上清液含有靶核酸。
然后,从该提取液分注出1μL,再加入19μL的PCR的反应试剂,根据常规方法进行实时PCR。PCR的反应试剂的详细内容如下:LightCycler480Genotyping Master(Roche-Diagnostics公司制4 707524)4μL、用灭菌水稀释了1000倍的SYBR Green I(Life Technologies公司制S7563)0.4μL、100μM的β肌动蛋白检测用引物(F/R)各0.06μL、灭菌水14.48μL。将此时的扩增曲线示于图19。
5.3.实验例3
实验例3中,在上述的核酸提取用试剂盒2000中的、管200的内部使用具有第一管芯10~第五管芯50的结构。
吸附液的组成以及磁性珠分散液与实验例1相同,第一、三、五管芯也与实验例1同样为硅油。
第二管芯的第一清洗液为pH8.0的Tris-盐酸缓冲液(溶质浓度5mM)。而且,第四管芯的溶出液为灭菌水。
使用移液管从容器口加入50μL从人体采集的血液,对容器装上盖利用手振摇30秒钟进行搅拌。然后,取下容器的盖与管连接。此外,在管的两端存在栓,从而取下第一管芯侧的栓将容器与管连接。
然后,利用手使永久磁铁移动,而将容器内的磁性珠导入管内。然后,使磁性珠移动至第四管芯。磁性珠存在于管内的各管芯的时间大致如下。第一、三管芯:各3秒,第二管芯:20秒,第四管芯:30秒。此外,在第二管芯中,不进行使磁性珠振动等的操作。另外,第二管芯以及第四管芯的体积分别为25μL以及1μL。
接下来,取下管的第五管芯侧的栓,利用手使容器变形,从而将第五管芯以及第四管芯排出至PCR的反应容器。该操作在通过永久磁铁使磁性珠移动而使其退避至第二管芯后进行。
然后,向该提取液加入19μL的PCR的反应试剂,根据常规方法进行实时PCR。PCR的反应试剂的详细内容如下:LightCycler480Genotyping Master(Roche-Diagnostics公司制4 707524)4μL、用灭菌水稀释了1000倍的SYBR Green I(Life Technologies公司制S7563)0.4μL、100μM的β肌动蛋白检测用引物(F/R)各0.06μL、灭菌水14.48μL。
此时的扩增曲线是与图19几乎相同的特性。此外,在该实验例中,在使第二管芯的第一清洗液为76质量%的盐酸胍进行同样的实验的情况下,根据实验例1的扩增曲线看出10循环以上的上升迟缓。
5.4.实验例4
溶出温度相对于DNA收量的影响
在实验例4中,通过通常的核酸提取法进行核酸的提取。
首先,在容量1.5mL的聚乙烯制容器中收容375μL的吸附液以及20μL的磁性珠分散液。作为吸附液、磁性珠分散液的组成,与上述实验例1相同。
接下来,使用移液管从容器口导入50μL浓度调配成1ng/μL的基因组DNA溶液,对容器装上盖,通过旋涡混合器搅拌10分钟,对磁性架以及移液管进行操作而进行B/F分离操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的吸附液。
接下来,向容器中导入450μL与实验例1相同组成的第一清洗液,装上盖通过旋涡混合器搅拌5秒钟,对磁性架以及移液管进行操作除去第一清洗液。重复两次该操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的第一清洗液。
接下来,向容器导入450μL与实验例1相同组成的第二清洗液,装上盖通过旋涡混合器搅拌5秒钟,对磁性架以及移液管进行操作除去第二清洗液。该重复两次操作。该状态下,在容器内残留有磁性珠以及少量的第二清洗液。
然后,将灭菌水(溶出液)50μL加入容器,装上盖通过旋涡混合器搅拌5秒钟后,通过管式加热器加热2分钟。然后,再次通过旋涡混合器搅拌10秒钟,对磁性架以及移液管进行操作回收上清液。此时使管式加热器的加热温度为23℃(放置室温)、45℃、65℃这三个温度进行。
然后,从该提取液分注出1μL,再加入19μL的PCR的反应试剂,根据常规方法进行实时PCR。此时,作为比较样品,将浓度调配成1ng/μL的基因组DNA溶液也追加到PCR反应样品。PCR的反应试剂的详细内容如下:LightCycler480GenotypingMaster(Roche-Diagnostics公司制4 707 524)4μL、用灭菌水稀释了1000倍的SYBR Green I(LifeTechnologies公司制S7563)0.4μL、100μM的β肌动蛋白检测用引物(F/R)各0.06μL、灭菌水14.48μL。
将此时的溶出温度与DNA收量的关系示于图20。其结果由实时PCR的上升循环通过计算求出。若将比较样品的上升循环设为Ct0、将提取样品的上升循环设为Ct1,则DNA收量是比较样品(成为1)的比,由式“2(Ct0-Ct1)”表示。
5.5.实验例5
在实施例5中,对从核酸提取设备的管芯至戴上作为带电物质的丁晴手套的手的距离的、管芯的错位、分裂的效果进行了调查。
首先,准备了十根内径1mm外径3mm的聚丙烯管。相对于各管填充了动粘度2cSt(25℃)的硅油与1μL的纯水。然后,利用戴上丁晴手套的手握住各管的填充了硅油以及水的部分,使该手上下往复移动十次。然后,对水的液面的位置偏移1mm以上的管数以及水分裂的管数进行了计数。其结果,在十根管全部中,产生了液面的错位或者管芯的分裂。
接下来,分别准备了十根内径3mm外径5mm的聚丙烯管以及内径1mm外径3mm的聚丙烯管。而且,将内径1mm外径3mm的聚丙烯管插入内径3mm外径5mm的聚丙烯管的各自的内腔,而形成十根内径1mm、外径5mm的管。
相对于各管填充了动粘度2cSt(25℃)的硅油与1μL的纯水。然后,利用戴上丁晴手套的手握住各管的填充了硅油以及水的部分,使该手上下往复移动十次。然后,对水的液面的位置偏移1mm以上的管数以及水分裂的管数进行了计数。其结果,在十根管中的、九根产生了液面的错位或者管芯的分裂。
接下来,分别准备了十根内径5mm外径7mm的聚丙烯管、内径3mm外径5mm的聚丙烯管、以及内径1mm外径3mm的聚丙烯管。然后,将内径3mm外径5mm的聚丙烯管插入内径5mm外径7mm的聚丙烯管的各自的内腔,将内径1mm外径3mm的聚丙烯管分别插入该内径3mm外径5mm的聚丙烯管的各自的内腔,从而形成十根内径1mm、外径7mm的管。
相对于各管填充了动粘度2cSt(25℃)的硅油与1μL的纯水。然后,利用戴上丁晴手套的手握住各管的填充了硅油以及水的部分,使该手上下往复移动十次。然后,对水的液面的位置偏移1mm以上的管数以及水分裂的管数进行了计数。其结果,在十根管中均未产生液面的错位或者管芯的分裂。
5.6.实验结果
由上述实验例判明以下结果。
(1)若对作为PCR的前处理的核酸的提取处理所需的时间进行比较,则从将检体插入容器至向PCR的反应容器导入靶核酸的时间在实验例1中约为2分钟。在实验例2中约为30分钟。由此可知实验例1的核酸提取方法与实验例2的核酸提取方法相比,核酸提取所需的时间大幅减少。
(2)另外,各清洗液在实验例1中是实验例2的约18分之1的量。并且,溶出液的量在实验例1中也是实验例2的约50分之1。因此,判明了在实验例1中,清洗液与溶出液的量相对于实验例2非常少且充分。
(3)此外,若在吸附液以及溶出液的量中对溶出液中的靶核酸的浓度进行比较,则考虑为理想的是实验例1成为实验例2的50倍的浓度。但是,在这次的实验例中,血液样品所含的核酸量多,超过了1μL的磁性珠的可吸附量,无法全量回收血液样品所含的核酸,因此实验例1无法获得实验例2的50倍浓度。在为核酸含量不超过至少1μL的磁性珠的可吸附量的检体的情况下,在实验例1中能够获得实验例2的50倍浓度。
(4)而且,若观察图19的图,则判明了即便在核酸的含量较多的全血样品中,核酸的扩增率的上升在实验例1中比实验例2早约0.6个循环。即,判明了在实验例1中使用的PCR的反应液与在实验例2中使用的PCR的反应液相比,靶核酸的浓度较高。由此证实了溶出液中的靶核酸的浓度在实验例1中比实验例2高。
(5)由实验例3的结果判明了第二管芯即便为缓冲液也能够充分地提取。另外,判明了在第二管芯为胍水溶液的情况下,因酶反应阻碍的影响而使PCR扩增曲线的上升大幅迟缓。另外,判明了通过将提取液稀释到至少1000倍以上,能够将胍水溶液的酶反应阻碍的影响抑制较小。
(6)由实验例4的结果判明了只要使第四管芯高于40℃左右,则在DNA的收量利用于PCR的情况下变得充分。
(7)由实验例5的结果判明了从填充有试剂的液体部分,即管芯部分使带电物质分离3mm以上,从而能够抑制液面的错误或者管芯的分裂。
本发明不限于上述的实施方式,能够进一步进行各种变形。例如,本发明包括与在实施方式中进行了说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构或目的以及效果相同的结构)。另外,本发明包括将在实施方式中进行了说明的结构的非本质部分置换而得的结构。另外,本发明包括与在实施方式中进行了说明的结构起到相同的作用效果的结构或能够实现相同的目的的结构。另外,本发明包括向在实施方式中进行了说明的结构添加公知技术的结构。
符号说明
10…第一管芯;20…第二管芯;30…第三管芯;40…第四管芯;50…第五管芯;60…第六管芯;70…第七管芯;100…管部;110…栓;120…容器;121…开口;122…盖;130…储液部;131…开口;132…盖;140…帽;150…伸缩式帽;151…盖;160…盖;161…弹簧;170…支承部;171…盖部;173…狭缝;174…盖;175…盖;180…紧固件;181…袋;200…管;300…安装部;310…支板;320…夹子机构;330…铰链;340…导轨;350…驱动带;360…移动机构;400…磁力施加部;410…永久磁铁;420…马达;500…移动机构;600…加热部;610…加热器;1000、1020、1030、1040、1100…核酸提取用设备;2000…核酸提取用试剂盒;3000、3100…核酸提取用装置;M…磁性粒子。

Claims (13)

1.一种核酸提取用设备,其特征在于,具有:
管部以及配置于所述管部的周围的盖部,其中
所述管部在内部依次配置有由油构成的第一管芯、对吸附有核酸的物质进行清洗的、由不与油混和的清洗液构成的第二管芯、
由油构成的第三管芯、
使核酸从所述物质溶出的、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯、以及
由油构成的第五管芯。
2.一种核酸提取用设备,其特征在于,具有:
管部以及配置于所述管部的周围的盖部,
所述管部在内部配置有由油构成的第一管芯、以及
由不与所述油混和的水系液体构成的第二管芯。
3.根据权利要求1或2所述的核酸提取用设备,其特征在于,
所述盖部能够装卸。
4.根据权利要求1或2所述的核酸提取用设备,其特征在于,
所述盖部能够沿所述管部延伸的方向伸缩。
5.根据权利要求1或2所述的核酸提取用设备,其特征在于,
所述管部与所述盖部分离。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的核酸提取用设备,其特征在于,
从所述管部的内腔表面至所述盖部的外表面的距离为3mm以上。
7.根据权利要求1、2、5或6中任一项所述的核酸提取用设备,其特征在于,
所述盖部设置有沿所述管部延伸的方向延伸的狭缝。
8.根据权利要求1、2、5或7中任一项所述的核酸提取用设备,其特征在于,
在所述盖部设置有孔。
9.根据权利要求1或2所述的核酸提取用设备,其特征在于,
所述盖部由能够变形的材料形成,在所述管部与所述盖部之间封入有气体来防止所述管部与所述盖部附着。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的核酸提取用设备,其特征在于,
在所述盖部含有从金属和合金中选择的非磁性物质。
11.一种核酸提取用设备,其特征在于,具有:
在内部依次配置有由油构成的第一管芯、
对吸附有核酸的物质进行清洗的、由不与油混和的清洗液构成的第二管芯、
由油构成的第三管芯、
使核酸从所述物质溶出的、由不与油混和的溶出液构成的第四管芯、以及
由油构成的第五管芯的管部,
所述管部的侧壁的厚度为3mm以上。
12.一种核酸提取用设备,其特征在于,具有:
在其内部配置有由油构成的第一管芯、
由不与所述油混和的水系液体构成的第二管芯的管部,
所述管部的侧壁的厚度为3mm以上。
13.根据权利要求1~10中任一项所述的核酸提取用设备,其特征在于,
在所述管部的侧壁含有从金属和合金中选择的非磁性物质。
CN201410657752.5A 2013-11-20 2014-11-18 核酸提取用设备 Pending CN104651223A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-239671 2013-11-20
JP2013239671A JP2015097512A (ja) 2013-11-20 2013-11-20 核酸抽出用デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104651223A true CN104651223A (zh) 2015-05-27

Family

ID=53173675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410657752.5A Pending CN104651223A (zh) 2013-11-20 2014-11-18 核酸提取用设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150140649A1 (zh)
JP (1) JP2015097512A (zh)
CN (1) CN104651223A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7035316B2 (ja) * 2017-02-09 2022-03-15 株式会社島津製作所 磁性体粒子操作用デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015097512A (ja) 2015-05-28
US20150140649A1 (en) 2015-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5954532B2 (ja) 核酸抽出用デバイス、核酸抽出用キット、核酸抽出用装置及び核酸抽出方法
US20200216832A1 (en) Method and materials for isolation of nucleic acid materials
CN105772122B (zh) 用于在管内操作对象成分的器件和方法
CN104651222A (zh) 核酸提取用设备
US8062846B2 (en) Apparatus for isolating a nucleic acid from a sample
JP6735276B2 (ja) 核酸サンプルを収集するためのシステム及び方法
ES2642862T3 (es) Aislamiento de biomoléculas
US8629264B2 (en) Gravity flow fluidic device for nucleic acid extraction
RU2380418C1 (ru) Сменный микрофлюидный модуль для автоматизированного выделения и очистки нуклеиновых кислот из биологических образцов и способ выделения и очистки нуклеиновых кислот с его использованием
Zhang et al. A microfluidic liquid phase nucleic acid purification chip to selectively isolate DNA or RNA from low copy/single bacterial cells in minute sample volume followed by direct on-chip quantitative PCR assay
US20170073667A1 (en) Method for manipulating magnetic particles and device for manipulating magnetic particles
CN104046557A (zh) 核酸扩增反应用筒
CN104673621A (zh) 核酸扩增反应用容器、核酸扩增反应用筒及核酸扩增反应用筒试剂盒
CN103153467A (zh) 用于提取、浓缩和检测分子物类的使用表面张力阀的低资源处理器
JP2016529877A (ja) 生体分子の単離および熱処理
CN105936868A (zh) 容器、生物体相关物质精制筒以及其组装试剂盒
CN104673622A (zh) 核酸扩增反应用筒和核酸扩增反应用筒试剂盒
WO2014065758A1 (en) A method of isolating nucleic acids in an aqueous sample using microfluidic device
US20150284710A1 (en) Method of manipulating solid carriers and an apparatus of manipulating solid carriers
CN104651223A (zh) 核酸提取用设备
JP2015188377A (ja) 核酸増幅反応用カートリッジ及び核酸増幅装置
CN104560689A (zh) 核酸提取用设备、核酸提取用试剂盒和核酸提取用装置
CN104560948A (zh) 核酸扩增方法、核酸提取用设备、核酸扩增反应用筒以及核酸扩增反应用试剂盒
JP2014033663A (ja) 核酸抽出装置及び核酸抽出方法
CN105647779A (zh) 核酸提取用设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150527