CN104755169A - 操纵固体载体的方法及操纵固体载体的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种操纵固体载体的方法以及操纵固体载体的设备，其中，固体载体穿过容器中的液体中的多个区域。更具体地，操纵固体载体的方法为操纵容纳在容器100中的液体中的固体载体M的方法，固体载体M是磁性的并且能够携带物质，该方法包括：利用适于向容器100中的固体载体M施加磁力的磁力施加单元400来操纵固体载体M，使得磁力施加单元400与容器100之间的相对位置以以下方式而随时间改变：在沿着容器100的纵向方向以及与容器100的纵向方向相交的方向中的任一方向上或它们的矢量合成方向上引导固体载体M。

Description

操纵固体载体的方法及操纵固体载体的设备

相关领域的交叉引用

本申请要求于2012年11月12日提交的日本特许申请No.2012-248320的优先权，其全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本发明涉及操纵固体载体的方法以及操纵固体载体的设备。

背景技术

由于近年来基因技术的进展，诸如基因诊断和基因治疗之类的利用基因的医疗受到了越来越多的关注。除此之外，已经研发出使用基因以在农业和畜牧业中进行繁殖和品种鉴定的许多方法。PCR(聚合酶链反应)已经广泛地用作利用基因的技术。近年来，PCR为用于显示生物物质的信息的主要工具。在PCR中，通过对包含待扩增的核酸(目标核酸)的溶液(反应液)以及试剂进行热循环，目标核酸被扩增。用于PCR的典型热循环在两个或三个不同的温度处执行。

一方面，在医疗实践中，目前对于包括流行性感冒在内的传染病的诊断，用于诸如免疫层析法之类的简单且快速的测试工具已经成为主流。然而，这种简单且快速的测试通常准确性较低，并且因此期望将PCR——PCR预计会提供准确性更高的诊断——应用于传染病的诊断中。此外，由于临床检查的时间有限，通常在医疗机构的门诊实践中只能使用很短的时间来进行医疗检查。因此，目前利用诸如免疫层析法之类的简单方法以检查的准确性为代价，快速地执行例如流行病毒等的检查。

在这种情况下，在医疗实践领域中，必须减小反应所需的时间以执行PCR检查，PCR检查预计可提供准确性更高的结果。例如，作为在短时间内执行PCR的装置，公开了一些作为PCR技术的方法，如利用磁粒的方法(日本特许公开No.2009-207459)；将磁粒用作移动液滴——液滴在基板上的温度改变的区域中移动——的工具来执行PCR的热循环的方法(日本特许公开No.2008-012490)；以及通过以下方式来提取核酸的方法：将磁粒和试剂倒入具有漏斗的形状的容器中，并且利用两个或更多个磁体从外部形成磁场以操纵容器的磁粒，以及通过在操纵磁粒的同时用吸液管更换容器中的试剂而执行不同的反应(日本特许公报No.2008-507705T)。

根据日本特许公开No.2009-207459，与流体一起在流动通道中行进的生物样品被吸附到磁粒上。磁粒用于使生物样品散开。在这种情况下，从流动通道的外侧向磁粒施加磁力以操纵磁粒或将磁粒保持在预定位置处。另外，该公报还描述了一种将核酸吸附到保持在流体通道中的磁粒上的方法。在这些方法中，磁粒被用作可以被操纵的障碍物。生物物质由穿过流动通道流动的溶液携带。这导致了废弃液体的清除问题以及试剂难以混合的问题。

日本特许公开No.2008-012490描述了以下方法：通过从外部向包裹有磁粒的液滴施加磁力，以通过利用磁粒与磁粒周围的液体之间施加的物理力而使液滴移动穿过基板上的点——这些点的温度不同——来执行PCR。该公报还描述了一种将核酸吸附到磁粒上并使它们在不同的试剂之间移动以以类似的方式吸附并洗涤这些核酸的方法。在该公报中，磁粒被封闭在具有自由界面的液滴中并且这些磁粒沿与基板的表面平行的方向移动。然而，磁粒周围所可能存在的液体的量是有限的并且磁粒与液体的运动彼此完全同步。结果是磁粒只能在有限的洗涤区域中被试剂洗涤，并且因此难以提高洗涤操作的效率。

日本特许公报No.2008-507705T使用了用于布置在容器中的磁粒的多于一个磁体，以随时间改变容器附近的接受最大磁力的位置，从而操纵容器中的磁粒。因此，提高了核酸提取所需的洗涤和洗脱的步骤。另外，在该公报中，磁粒在容器中的预定区域中被摇晃。周围试剂利用诸如吸液管之类的吸入/注入装置来更换以实现若干洗涤操作。这种方法需要非常麻烦的操作来更换试剂、使磁粒与用于更换的试剂分离、或者适当地保持磁粒和试剂，这可能会对操作效率的提高有不利的影响。

发明内容

实施本发明以克服前述问题中的至少某些问题，并且本发明可以实施为以下模式或实施方式。

[实施方式1]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为操纵容纳在容器中的液体中的固体载体的方法，该固体载体是磁性的并且能够携带物质，该方法包括：利用磁力施加单元来操纵固体载体，磁力施加单元适于向容器中的固体载体施加磁力使得通过以下方式使磁力施加单元与容器之间的相对位置随时间改变：在沿着容器的纵向方向以及与容器的纵向方向相交的横截面方向中的任一方向上或它们的矢量合成方向上引导使固体载体。

根据该实施方式，通过随时间改变磁力施加单元与容器之间的相对位置并且随时间改变固体载体和容器附近的磁场来操纵容器中的固体载体。固体载体在容器中沿容器的纵向方向和水平方向移动，从而允许固体载体在容器中的液体中穿过多个区域。

[实施方式2]在如前述实施方式中描述的操纵固体载体的方法中，磁力施加单元包括至少一个永磁体。

根据该实施方式，不太可能产生热，使得可以以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式3]在如前述实施方式中描述的操纵固体载体的方法中，通过将永磁体移动至容器的外周表面的一个位置、然后将永磁体移动远离该位置以将永磁体移动得更靠近容器的外周表面的另一个位置而在容器中改变固体载体的位置。

根据该实施方式，可以以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式4]在如前述实施方式中描述的操纵固体载体的方法中，利用以一定距离彼此相对的两个永磁体来引导固体载体。

根据该实施方式，能够以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式5]在如前述实施方式中描述的操纵固体载体的方法中，由于磁力施加单元与容器之间的相对旋转而在容器内引导固体载体。

根据该实施方式，固体载体沿着容器的内表面移动。通过改变永磁体与容器之间的距离，容器附近的磁力的大小被改变。固体载体的颗粒在容器中被反复聚集及分散。因此，固体载体漂浮在液体中的多个区域中，这提高了洗涤操作的效率。

[实施方式6]在如前述实施方式中描述的操纵固体载体的方法中，设置有至少三个永磁体，并且由于容器与永磁体之间的位置的相对移位而在垂直于容器的纵向方向的平面中沿至少两个方向引导固体载体。

根据该实施方式，以二维和三维的方式执行用于在从外部施加磁力时使用的永磁体的晃动运动。因此，可以高效地执行移位。

[实施方式7]根据该实施方式的操纵固体载体的设备为操纵容纳在容器中的液体中的固体载体的设备，该固体载体是磁性的并且能够携带物质，该设备包括：磁力施加单元，该磁力施加单元适于向容器中的固体载体施加磁力，固体载体被操纵成使得通过以下方式使磁力施加单元与容器之间的相对位置随时间改变：在沿着容器的纵向方向以及与容器的纵向方向相交的横截面方向中的任一方向上或它们的矢量合成方向上引导固体载体。

根据该实施方式，通过随时间改变磁力施加单元与容器之间的相对位置并且改变固体载体和容器附近的磁场来操纵固体载体。以此方式，可以提供一种操纵固体载体的设备，在该设备中，磁力施加单元与容器之间的相对位置随时间改变，并且固体载体在容器中沿容器的纵向方向和水平方向移动，从而允许固体载体穿过容器中的液体中的多个区域。

[实施方式8]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为操纵容纳液体的容器中的磁性固体载体的方法，该容器具有纵向方向，该方法包括以下步骤：随时间改变适于从容器外部向固体载体施加磁力的磁力施加单元与容器之间的相对位置，从而沿以下方向中的一个方向引导固体载体：与容器的纵向方向相交的平面方向、容器的纵向方向、以及通过将容器的纵向方向和与容器的纵向方向相交的平面方向进行矢量合成而确定的方向。

根据该实施方式，通过随时间改变磁力施加单元与容器之间的相对位置并且随时间改变固体载体和容器附近的磁场而在容器中操纵固体载体。可以通过使固体载体在容器中沿以下方向中的一个方向移动而使固体载体穿过容器中的多个区域：与容器的纵向方向相交的平面方向、容器的纵向方向、以及通过将容器的纵向方向和与容器的纵向方向相交的平面方向进行矢量合成而确定的方向。

[实施方式9]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式8的操纵固体载体的方法，其中：磁力施加单元包括至少一个永磁体。

根据该实施方式，不太可能产生热，使得能够以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式10]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式8或9的操纵固体载体的方法，该方法包括：将磁体移动得更靠近容器的第一位置；将磁体移动远离第一位置；将磁体移动得更靠近容器的第二位置，第二位置与第一位置不同；以及将磁体移动远离第二位置，由此在容器中引导固体载体。

根据该实施方式，能够以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式11]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式8至10中的任一项的操纵固体载体的方法，其中，磁体为以一定距离彼此相对的两个永磁体。

根据该实施方式，能够以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式12]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式11的操纵固体载体的方法，该方法包括：减小第一磁体与容器之间的相对距离，同时增大第二磁体与容器之间的相对距离，第二磁体与第一磁体彼此相对；以及增大第一磁体与容器之间的相对距离，同时减小第二磁体与容器之间的相对距离；由此在容器中引导固体载体。

根据该实施方式，能够以更高效的方式引导固体载体。

[实施方式13]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式8或9的操纵固体载体的方法，其中，通过使磁力施加单元绕容器旋转而在容器中引导固体载体。

根据该实施方式，使固体载体沿着容器的内表面移动。通过改变永磁体与容器之间的距离，容器附近的磁力的大小被改变。固体载体的颗粒在容器中被反复聚集及分散。因此，固体载体漂浮在液体中的多个区域中，这提高了洗涤操作的效率。

[实施方式14]根据该实施方式的操纵固体载体的方法为根据实施方式8或9的操纵固体载体的方法，其中，设置有至少三个永磁体，并且第一距离、第二距离、以及第三距离中的一者确定为小于其余两个距离，第一距离表示容器与第一磁体之间的距离，第二距离表示容器与第二磁体之间的距离，并且第三距离表示容器与第三磁体之间的距离；由此在与容器的纵向方向垂直的平面中引导固体载体。

根据该实施方式，以二维和三维的方式执行用于在从外部施加磁力时使用的永磁体的晃动运动。因此，可以高效地执行移位。

[实施方式15]根据该实施方式的操纵固体载体的设备为操纵容纳液体的容器中的磁性固体载体的设备，该容器具有纵向方向，该设备包括：磁力施加单元，磁力施加单元适于从容器外部向固体载体施加磁力，其中，磁力施加单元被操纵成使得磁力施加单元与容器之间的相对位置随时间改变，从而通过利用磁力施加单元沿以下方向中的一个方向引导固体载体：与容器的纵向方向相交的平面方向、容器的纵向方向、以及通过将容器的纵向方向和与容器的纵向方向相交的平面方向进行矢量合成而确定的方向。

根据该实施方式，通过随时间改变磁力施加单元与容器之间的相对位置并且改变固体载体和容器附近的磁场来操纵固体载体。以此方式，可以提供一种操纵固体载体的设备，在该设备中，磁力施加单元与容器之间的相对位置随时间改变，并且固体载体在容器中沿容器的纵向方向和水平方向移动，从而允许固体载体穿过容器中的液体中的多个区域。

[实施方式16]根据该实施方式的操纵固体载体的设备为根据实施方式15的操纵固体载体的设备，其中，容器为管，该管在其纵向方向上具有第一油栓塞、洗涤溶液栓塞、第二油栓塞、洗脱溶液栓塞以及第三油栓塞。

根据该实施方式，可以容易地从样品中提纯核酸。

附图说明

[图1]图1为示出了根据实施方式1的核酸提取设备的示例的立体图。

[图2]图2为示意性地示出了根据实施方式1的核酸提取装置的主要部件的视图。

[图3]图3为示意性地示出了根据变型的核酸提取装置的主要部件的视图。

[图4]图4为示意性地示出了根据变型的核酸提取装置的主要部件的视图。

[图5]图5为示意性地示出了根据变型的核酸提取装置的视图。

[图6]图6为示意性地示出了根据变型的核酸提取装置的主要部件的视图。

[图7]图7为示意性地示出了根据实施方式1的核酸提取工具的示例的视图。

[图8]图8为示意性地示出了根据实施方式1的核酸提取工具的示例的视图。

[图9]图9为示出了根据实施方式1的从外部施加磁力来移动磁粒的方法的视图。

[图10]图10为示出了根据实施方式1的从外部施加磁力来移动磁粒的方法的视图。

[图11]图11为示出了根据实施方式1的从外部施加磁力来移动磁粒的方法的视图。

[图12]图12为示出了在实验1中获得的结果的曲线图。

[图13]图13为示出了根据实验4的洗脱温度与DNA的产率之间的关系的曲线图。

[图14]图14为示出了根据实施方式2的永磁体和管的示例构型的视图。

[图15]图15为示出了根据实施方式2的永磁体和管的示例构型的视图。

[图16]图16为示出了根据实施方式3的永磁体和管的示例构型的视图。

[图17]图17为示出了根据变型3的核酸提取设备的示例的立体图。

[图18]图18为示意性地示出了变型4的核酸提取装置的视图。

[图19]图19为用于在示出根据变型5的核酸提取方法时使用的示意性图示。

具体实施方式

现在，将描述本发明的某些实施方式。下述实施方式用于示出本发明的示例。本发明不限于以下实施方式，并且包括在不改变本发明范围的情况下所能实现的各种改型。下述部件和零件未必是本发明的必要部件和零件。

作为操纵固体载体的设备的实施方式，描述了一种核酸提取设备，其用于通过安装在其上的核酸提取工具来提取核酸。

(实施方式1)

1.核酸提取设备

图1为示出了根据本实施方式的核酸提取设备的示例的立体图。本实施方式的核酸提取设备3000可以适当地应用于稍后描述的核酸提取工具、核酸提取装置以及核酸提取方法。

本实施方式的核酸提取设备3000包括管安装件300、磁力施加单元400以及移动机构500，管安装件300接纳形成了核酸提取装置1000的管(容器)100。在管100安装在管安装件300上之后，磁力施加单元400从外部、特别是从管100的侧部向管100施加磁力。移动机构500改变管安装件300与磁力施加单元400在管100的纵向方向上的相对位置。

以下将描述安装在核酸提取设备3000的管安装件300上的管100。

管安装件300为安装管100的位置。连接至管100的吸附室120也可以与管100一起安装在管安装件300上。用于在管安装件300中接纳管100的结构和机构可以适当地设计，只要可以通过磁力施加单元400向管100、并且如果必要的话向吸附室120施加磁力即可。管安装件300可以构造成当管100为柔性的并且呈弯曲姿态时，使得管100由管安装件300拉直并支承。管安装件300在示出的实施方式中具有支承板310。管100靠着支承板310设置。尽管支承板310并非是必要的元件，但是其可以抑制管100的振动。另外，管安装件300在示出的实施方式中具有用于在两个位置处紧固管100的夹持机构320。

管安装件300和磁力施加单元400构造成使得它们的相对位置沿管100的纵向方向改变。因此，当管安装件300设计成在磁力施加单元400没有任何运动的情况下相对于磁力施加单元400运动时，如所示出的，核酸提取设备3000具有作为移动机构的500的移动机构360以移动管安装件300。替代性地，当磁力施加单元400具有移动机构时，管安装件300的移动机构360可以被省去。在示出的实施方式中，管安装件包括铰链330、导轨340、传动带350以及未被示出的马达。

尽管该实施方式中的核酸提取设备3000具有一个管安装件300，但是其也可以具有两个或更多个管安装件。在这种情况下，可以设置两个或更多个磁力施加单元400。所述两个或更多个管安装件300可以构造成使得其功能彼此独立或彼此配合。

磁力施加单元400构造成在管100安装在管安装件300上之后向管100、并且如果必要的话向吸附室120施加磁力。磁力施加单元400例如包括永磁体、电磁体或其组合。尽管磁力施加单元400具有至少一个磁体，但是也可以设置两个或更多个磁体。优选的是将永磁体用于磁力施加单元，这是因为相比使用电磁体的情况，这种构型不太产生热。所使用的永磁体可以是例如镍基、铁基、钴基、钐基或钕基永磁体。

磁力施加单元400可以向设置在吸附室120和管100中的磁粒(固体载体)M施加磁力。通过改变管安装件300与磁力施加单元400之间的相对位置，磁粒M可以在吸附室120和管100中移动。

在示出的实施方式中，磁力施加单元400具有一对永磁体410。永磁体410关于吸附室120和管100彼此相对。永磁体410彼此分离了比管100的直径更大的距离。永磁体410的极性方向并没有具体的限制。磁力施加单元400构造成使得磁力施加单元400与管安装件300的相对位置沿管100的纵向方向改变。当磁力施加单元400设计成在管安装件300没有任何运动的情况下相对于管安装件300移动时，核酸提取设备3000具有移动磁力施加单元400的移动机构作为移动机构500。

在示出的实施方式中，磁力施加单元400构造成使得当永磁体400中的一个永磁体靠近管100时，另一永磁体离开管100。马达420用于使所述一对永磁体410相对于管100横向地移动。马达420的操作使磁粒M沿与管100的纵向方向相交的方向在管100中横向晃动。

无论磁力被施加至吸附室120或管100的哪部分，都可以在任何适当的时间操作马达420。然而，应当注意，可以通过在永磁体410定位在管100中的第二栓塞20或第四栓塞40的高度处时操作马达420来提高洗涤和洗脱管100中的磁粒M的效率。

每个磁粒M均可以具有磁性并且携带物质。磁粒M在容纳在管100中的溶液中被操纵。更具体地，通过利用向磁粒M施加磁力的磁力施加单元400沿以下方向引导管100中的磁粒M而操纵磁粒M，使得磁力施加单元400与磁粒M的相对位置随时间改变，所述方向为以下三个方向之一：(1)管100的纵向方向、(2)与管100的纵向方向相交的横截面方向、以及(3)通过将管100的纵向方向和与管100的纵向方向相交的横截面方向进行矢量合成而确定的方向，或者以下三个方向之一：(1)与管100的纵向方向相交的横向方向、(2)管100的纵向方向、以及(3)通过将管100的纵向方向和与管100的纵向方向相交的横向方向进行矢量合成而确定的方向。

操纵管100中的磁粒M需要改变磁力施加单元400与管100的相对位置。这可以通过使管100或磁力施加单元400中的任一者保持固定并使另一者移动来实现，或者替代性地通过移动管100和磁力施加单元400两者来实现。本实施方式描述了管100在安装在管安装件300之后被固定并且磁力施加单元400移动的情况。

在该实施方式中，液体的“栓塞”指示容器(管100)的内部空间的仅由目标液体大致填充的部分。容器的内部空间在纵向上被栓塞分隔开。本文中所使用的术语“大致”指的是在栓塞包围——也就是说，在容器的内壁上或栓塞的界面上——可能会存在少量(例如，作为薄膜或泡沫)的另一物质(例如液体或气体)。另外，容器指的是可以被变形的中空部件。容器的横截面尺寸允许液体在毛细管内保持栓塞的形状。

本实施方式的核酸提取设备3000使得能够实现PCR的预处理的自动化，这大幅地减小了预处理所需的时间和劳动。另外，在本实施方式的核酸提取设备3000中，磁力施加单元400可以被晃动。这提供了磁粒M(其携带有所吸附的核酸)的更高效的洗涤(纯化)，从而进一步提高PCR的准确性。

2.核酸提取装置

图2为示意性地示出了根据本实施方式的核酸提取装置1000的主要部件的视图。

核酸提取装置1000具有管100、第一栓塞10、第二栓塞20、第三栓塞30、第四栓塞40以及第五栓塞50。核酸提取装置1000具有纵向方向并且具有管(容器)100，由油(液体)制成的第一栓塞10、由与油呈相分离的第一洗涤溶液(液体)制成的第二栓塞20、由油制成的第三栓塞30、由与油呈相分离的洗脱溶液(液体)制成的第四栓塞40以及由油制成的第五栓塞50依次设置在管(容器)100中，但是也可以设置稍后描述的第六栓塞和第七栓塞。

2.1管

管100形成了核酸提取装置1000的主要部分。核酸提取装置1000可以包括除管100以外的各种部件和零件。核酸提取装置1000可以包括例如连接至管100的管路、止挡部、接头、泵或控制器，这些未在文中示出。

管100为具有腔的中空部件，液体可以沿管100的纵向方向穿过该腔。尽管管100在其纵向方向上是直的，但是其也可以是弯曲的。管100中的腔的形状和尺寸没有具体的限制，只要液体可以在管100中保持栓塞的形状即可。管100中的腔的尺寸以及腔的垂直于管100的纵向方向的横截面形状可以沿着管100的纵向方向改变。液体是否可以在管100中保持栓塞的形状取决于包括管100的材料以及液体的类型在内的因素。管100的垂直于其纵向方向的横截面形状适当地设计成使得液体可以在管100中保持栓塞的形状。

在垂直于管100的纵向方向的横截面中观察到的管100的外周缘的形状没有具体的限制。管100的厚度(从内腔的侧部至外表面的长度)也没有限制。当管100中的腔在与腔的纵向方向垂直的方向上具有圆形横截面时，管100的内径(腔的垂直于其纵向方向的横截面中的圆的直径)可以例如等于或大于0.5mm但不大于3mm。直径在这个范围内的管100是优选的，这是因为对于多种材料的管100以及对于多种液体，都容易形成液体栓塞。

管100的材料没有具体的限制。示例包括玻璃、聚合物或金属。然而，优选的是将对于可见光而言透明的材料，如玻璃或聚合物，用于管100，这是因为能够从管100的外侧观察到(腔内的)内部。优选的是将传递磁力的材料或者非磁性材料用于管100，这是因为从管100的外侧施加磁力有助于磁粒M在管100内移动。

在管100中依次设置有由第一油制成的第一栓塞10、由与油呈相分离的第一洗涤溶液制成的第二栓塞20、由与第一洗涤溶液呈相分离的第二油制成的第三栓塞30、由与油呈相分离的洗脱溶液制成的第四栓塞40以及由与洗脱溶液呈相分离的第三油制成的第五栓塞50。

2.2第一栓塞、第三栓塞以及第五栓塞

第一栓塞10、第三栓塞30以及第五栓塞50中的每一者均由油制成。第一栓塞10、第三栓塞30以及第五栓塞50的油可以彼此相同或不同。油可以从以下油中选择：例如二甲基硅之类的硅油、石蜡油、矿物油及其混合物。第一栓塞10、第二栓塞20、第三栓塞30、第四栓塞40以及第五栓塞50的液体选择成使得相邻的栓塞彼此呈相分离。

第二栓塞20设置在第一栓塞10与第三栓塞30之间。可以在与第二栓塞20相反的一侧与第一栓塞10相邻地设置由另一液体制成的栓塞。尽管第一栓塞10优选地既不包含气泡也不包含任何其他液体，但是也可以存在气泡或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以穿过第一栓塞10即可。另外，优选的是在第一栓塞10与第二栓塞20之间不存在空气或液体。然而，可以存在空气或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以从第一栓塞10穿入第二栓塞20即可。同样地，优选的是在第二栓塞20与第三栓塞30之间不存在空气或液体。然而，可以存在空气或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以从第二栓塞20穿入第三栓塞30即可。

第四栓塞40设置在第三栓塞30与第五栓塞50之间。可以在与第四栓塞40相反一侧与第五栓塞50相邻地设置由另一液体制成的栓塞。尽管第三栓塞30优选地既不包含气泡也不包含任何其他液体，但是也可以存在气泡或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以穿过第三栓塞30即可。另外，优选的是在第三栓塞30与第四栓塞40之间不存在空气或液体。然而，可以存在空气或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以从第三栓塞30穿入第四栓塞40即可。同样地，优选的是在第四栓塞40与第五栓塞50之间不存在空气或液体。然而，可以存在空气或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以从第四栓塞40穿入第五栓塞50即可。此外，优选的是在第五栓塞50中不存在空气或液体。

管100的纵向方向上的液柱的长度(高度)没有具体的限制，只要可以形成第一栓塞10、第三栓塞30、第五栓塞50即可。第一栓塞10、第三栓塞30、第五栓塞50中的每一者在管100的纵向方向上的具体长度等于或大于1mm但不大于50mm。该长度优选地等于或大于1mm但不大于30mm，并且更加优选地等于或大于5mm但不大于20mm，从而避免磁粒M的行进距离变得过长。其中，当第三栓塞300在管100的纵向方向上的长度较长时，在第四栓塞40在第五栓塞50侧从管100排出的情况下，第二栓塞20不太可能被排出。在这种情况下，第三栓塞30的具体长度可以等于或大于10mm但不大于50mm。

第一栓塞10和第五栓塞50各自具有以下功能：即使在管100的至少一个端部打开时，也能防止形成第二栓塞20的第一洗涤溶液以及形成第四栓塞40的洗脱溶液与外部材料接触(蒸发)或者被污染。因此，即使在管100的至少一个端部暴露于外部空气时，第一洗涤溶液和洗脱溶液的体积也能保持恒定。这有助于减小各种液体的浓度的波动以及各种液体的污染。因此，在核酸提取期间，可以更加精确地提取核酸和各种其他物质。

第三栓塞30用于防止形成第二栓塞20的第一洗涤溶液与形成第四栓塞40的洗脱溶液彼此混合。第三栓塞30可以由粘度更大的油制成，这增大了当磁粒M移动穿过油与形成第二栓塞20的第一洗涤溶液之间的界面时、油的“擦拭效果”。因此，当磁粒从形成第二栓塞20的第一洗涤溶液栓塞朝向形成第三栓塞30的油移动时，磁粒M表面上的更少的水溶成分被带入形成第三栓塞30的油中。

2.3第二栓塞

第二栓塞20在管100中定位在第一栓塞10与第三栓塞30之间。第二栓塞20由第一洗涤溶液制成。第一洗涤溶液为与形成第一栓塞10的油以及形成第三栓塞30的油呈相分离的液体。第一洗涤溶液的示例包括水和缓冲液，其溶质的浓度为10mM或更小、优选地为7mM或更小、并且更优选地为5mM或更小。缓冲液的成分没有具体的限制，一种示例为tris-HC1缓冲液。缓冲液可以包含EDTA(乙二胺四乙酸)。这种第一洗涤溶液能够实现携带有所吸附的核酸的磁粒M的高效洗涤。

第二栓塞20的体积没有具体的限制并且可以基于例如携带有所吸附的核酸的磁粒M的量来适当地确定。例如，当磁粒M的体积等于0.5uL时，对于第二栓塞20而言10uL或更大的体积是足够的。优选的是体积等于或大于20uL但不大于50uL，并且更优选地等于或大于20uL但不大于30uL。在第二栓塞20的体积在这个范围内的情况下，当磁粒M的体积等于0.5uL时，磁粒M能够得到充分洗涤。尽管对于洗涤磁粒M而言，更大体积的第二栓塞20更加优选，但是该体积可以考虑以下情况而适当地确定：考虑管100的长度和宽度，以及第二栓塞20的在管100的纵向方向上取决于此的长度。

第二栓塞20可以由被油栓塞彼此分离的两个或更多个较小栓塞制成。当第二栓塞20由与油栓塞分离的两个或更多个栓塞制成时，这意味着形成了由第一洗涤溶液制成的两个或更多个栓塞。在第二栓塞20通过油栓塞分离的情况下，在由第一洗涤溶液制成的栓塞中实现的水溶物质(在这种水溶物质受到洗涤的情况下)的浓度小于在由具有相同体积的第一洗涤溶液制成的单个栓塞中实现的水溶物质的浓度。第二栓塞20可以被分成任何数目的较小栓塞。例如，当第二栓塞20被分成具有相等的体积的两个较小的栓塞时，经计算，水溶物质(在这种水溶物质受到洗涤的情况下)的浓度可以减小至在没有分离第二栓塞20的情况下获得的浓度的1/4。第二栓塞20的分割数目例如考虑以下情况而适当地确定：管100的长度以及待洗涤的物质。

2.4第四栓塞

第四栓塞40在管100中定位在第三栓塞30与第五栓塞50之间。第四栓塞40由洗脱溶液制成。

洗脱溶液为用于在将吸附在磁粒M上的核酸从磁粒M释放到溶液中时使用的液体。洗脱溶液的示例包括诸如无菌水、蒸馏水、离子交换水之类的纯化水或者包含至少一种酶、dNTP、探针、引物或缓冲液的这种水的溶液。洗脱溶液为与形成第三栓塞30的油以及形成第五栓塞50的油呈相分离的液体。

当将水或水溶液用作洗脱溶液时，在携带有所吸附的核酸的磁粒M被捕集在洗脱溶液中的同时，吸附在磁粒M上的核酸可以释放(洗脱)到洗脱溶液中。当将溶解有至少一种酶、dNTP、探针、引物或缓冲液的溶液选择为洗脱溶液时，吸附在磁粒M上的核酸可以被释放(洗脱)，并且在洗脱溶液中可以包含PCR反应液所需的所有成分或某些成分。这还减少了利用洗脱溶液制备PCR反应液的时间和劳动。溶解在形成第四栓塞40的洗脱溶液中的至少一种酶、dNTP、探针、引物或缓冲液的浓度没有具体的限制并且可以根据待制备的PCR反应液来确定。

应当注意，本文中使用的dNTP为四种碱磷酸去氧核苷酸的混合物：(dATP(脱氧腺苷三磷酸)、dCTP(脱氧胞苷三磷酸)、dGTP(脱氧鸟苷三磷酸)以及dTTP(脱氧胸苷三磷酸)。

第四栓塞40的体积没有具体的限制，并且可以基于例如携带有所吸附的核酸的磁粒M的量来适当地确定。例如，当磁粒M的体积等于0.5uL时，对于第四栓塞40而言0.5uL或更小的体积是足够的。优选的是体积等于或大于0.8uL但不大于5uL，并且更优选地等于或大于1uL但不大于3uL。在第四栓塞40的体积在这个范围内的情况下，当磁粒M等于0.5uL时，能够充分地将核酸从磁粒M洗脱。用于从磁粒M洗脱核酸的第四栓塞40的体积可以在考虑管100的长度和宽度以及PCR的快速热循环过程的情况下适当地确定，以使得反应液的热容不会过度增大。

2.5效果

根据本实施方式的核酸提取装置1000具有管100，管100容纳设置为栓塞的油、第一洗涤溶液以及洗脱溶液。因此，可以通过将携带有所吸附的核酸的磁粒M通过第一栓塞10而放入管100中、并将其移动至第四栓塞40，而在非常短的时间内提取核酸。更具体地，携带有所吸附的核酸的磁粒M穿过第一栓塞10被导入管100中。磁粒穿过形成第一栓塞10的油、由形成第二栓塞20的第一洗涤溶液洗涤、并且随后穿过形成第三栓塞30的油。核酸从磁性M释放在形成第四栓塞40的洗脱溶液中。这意味着本实施方式的核酸提取装置1000可以用于通过移动携带有所吸附的核酸的磁粒M穿过管100来获得包含呈高纯度形式的核酸的洗脱溶液。因此，核酸提取装置1000可以大幅减少PCR的预处理所需的时间和劳动。

(变型)

(核酸提取装置的构型)

本实施方式的核酸提取装置1000包括管100、第一栓塞10、第二栓塞20、第三栓塞30、第四栓塞40以及第五栓塞50。然而，该装置可以具有加入了其他功能的构型。本实施方式的核酸提取装置可以包括下述结构或者这些结构的变型的组合。

(管的端部)

图3为示意性地示出了根据该变型的核酸提取装置的主要部件的视图。本实施方式的核酸提取装置1010可以具有管100，管100在位于第五栓塞50侧的端部处敞开。更具体地，如图3中所示，核酸提取装置1010的管100在位于第五栓塞50侧的端部处敞开。在核酸提取装置1010中，通过在管100的第一栓塞10侧向管100的内侧施加压力而相继排出第五栓塞50和第四栓塞40。这使得能够容易地利用核酸提取装置1010将包含目标核酸的形成第四栓塞40的洗脱溶液移除到例如用于PCR的反应室中。

(止挡部)

图4为示意性地示出了根据该变型的核酸提取装置的主要部件的视图。如在图中所示，本实施方式的核酸提取装置1020还可以包括例如止挡部110，止挡部110可以密封管100的位于第五栓塞50侧的端部。止挡部110可以自由地配装至管100的端部以及从管100的端部移除。止挡部110可以例如由橡胶、弹性体或聚合物制成。当管100由止挡部110密封时，止挡部110可以与第五栓塞50接触，或者可以在第五栓塞50与止挡部110之间存在诸如空气之类的气体。另外，尽管止挡部110可以自由地配装至管100以及从管100移除，但是实现它的机构没有具体的限制。在图4中示出的实施方式中，止挡部110的一部分插入管100中并紧固至管100。然而，止挡部110可以呈盖帽状。

当止挡部110从核酸提取装置1020移除时，管100的位于第五栓塞50侧的端部打开。这对应于图3中示出的核酸提取装置1010。因此，能够使用核酸提取装置1020容易地将包含目标核酸的形成第四栓塞40的洗脱溶液移除到例如用于PCR的反应室中。另一方面，在管100的位于第五栓塞50侧的端部由止挡部110密封时(如图4中所示)，提供了防止每个栓塞在管100中移位的效果。因此，当磁粒M在管100中移动时，栓塞不随磁粒M一起运动。

应当注意，在试剂被填充到管100中之后，管100的端部(位于第五栓塞50侧)由止挡部110密封或连接至另一容器，以避免液体在管100内由于重力而有任何移位。

(吸附室)

图5为示意性地示出了根据该变型的核酸提取装置的视图。根据图5中所示，核酸提取装置1030还包括吸附室(容器)120，该吸附室(容器)120可以以彼此连通的方式自由地连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部以及从该端部自由地移除。

吸附室120可以为独立构件。吸附室120可以容纳液体。吸附室120具有开口，液体或固体可以穿过该开口被放入吸附室120中以及从该吸附室120移除。在图5中示出的实施方式中，吸附室120中的开口121与管100的位于第一栓塞10侧的端部连通。另外，吸附室120可以具有两个或更多个开口121。这些开口121中的一个开口可以与管100的位于第一栓塞10侧的端部连通。

吸附室120的内部容积没有具体的限制，并且可以等于或大于0.1mL但不大于100mL。吸附室120的开口121可以具有在适当时由盖122密封的结构。吸附室120的材料没有具体的限制并且可以例如为金属或聚合物。

吸附室120中的开口121可以连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部。吸附室120与管100之间连接的类型没有具体的限制，只要其中的内容物不会从其离开即可。在吸附室120与管100连接的情况下，吸附室120中的内部空间与管100中的内部空间连通。吸附室120如果必要的话可以从管100移除。

通过在核酸提取装置1030的情况下设置吸附室120，磁粒M、吸附溶液以及样品可以容纳在吸附室120中以允许磁粒M吸附核酸。随后，吸附室120连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部。以此方式，磁粒M可以通过第一栓塞被容易地导入管100中。

吸附溶液指的是下述溶液：在该溶液中，核酸被吸附到磁粒M上。吸附溶液为包含例如离液剂的水溶液。吸附溶液可以包含螯合剂或表面活性剂。更具体地，吸附溶液可以具有溶解在其中的乙二胺四乙酸二氢二钠或其二水合物，或者吸附溶液可以包含例如单月桂酸聚乙二醇山梨醇酐酯。

本文中使用的离液剂指的是破坏水分子之间的分子间力并使水分子的结构弱化的物质。离液剂的具体示例包括胍鎓离子、尿素以及碘化物离子。与被水分子围绕相比，当暴露于包含离液剂的水中时，核酸在热力学上更有利地吸附到固体上。因此，水中的核酸被吸附到磁粒M的表面上。在水中具有离液序列高特性的物质的示例包括盐酸胍和碘化钠。

吸附室120可以在没有连接至管100的情况下被摇晃以充分地混合吸附室120中的液体。这允许将核酸快速地吸附到磁粒M上。吸附室120可以具有密封开口121的盖122。此外，还可以通过适当地改变待导入吸附室120中的样品的量以及管100中的液体(具体为第四栓塞40)的体积而定量浓缩形成第四栓塞40的洗脱溶液中的样品中的核酸。

通过将诸如橡胶、弹性体或聚合物之类的弹性材料用作吸附室120的材料，在吸附室120连接至管100的情况下，吸附室120可以变形并且管100的内侧可以被加压。以此方式，可以容易地从第一栓塞10侧向管100施加压力，从而将形成第四栓塞40的洗脱溶液从管100的位于第五栓塞50侧的端部排出。这种构型使得可以将洗脱溶液移除到例如用于PCR的反应室中。

通过先前将磁粒M导入到填充有核酸和吸附溶液的吸附室120中、将盖122布置在吸附室120上、并且通过利用搅拌器或者用手摇晃吸附室120以使吸附室120中的吸附溶液与磁粒M充分地混合，而将核酸吸附到磁粒M的表面上。本文中的磁粒M没有具体的限制，只要该磁粒M为这样的磁性固体载体即可：其吸引目标并具有能够吸引核酸——即当存在离液序列高的离子时通过可逆物理吸附而保持核酸——的亲水表面。更具体地，磁粒M优选地为包含二氧化硅的物质，如硅石、玻璃、硅藻土或其化学变型。更加优选地，磁粒M为与磁性物质或超顺磁金属氧化物的合成物。

在磁粒M和吸附溶液充分地混合之后，盖122打开以将吸附室120连接至管100或者将吸附室120中的包含磁粒M的吸附溶液倒入管100中。在这种情况下，管100平行于重力的方向。下文中，磁力施加单元400沿竖向向下方向的运动被称作下降，并且磁力施加单元400沿竖向向上方向(朝向吸附室120)上的运动被称作上升。

(第六栓塞和第七栓塞)

根据该实施方式的核酸提取装置可以在管100中包括第六栓塞和第七栓塞。

图6为示意性地示出了该变型的核酸提取装置的主要部件的视图。更具体地，图6为示意性地示出了在管100中具有第六栓塞60和第七栓塞70的核酸提取装置1100的视图。

核酸提取装置1100自第三栓塞30开始依次具有由与油呈相分离的第二洗涤溶液制成的第六栓塞60以及由油制成的第七栓塞70，第六栓塞60和第七栓塞70加在前述核酸提取装置的管100中的第三栓塞30与第四栓塞40之间。

第六栓塞60在管100中在与第二栓塞20相反的一侧与第三栓塞30相邻地设置。第六栓塞60由第二洗涤溶液制成。第二洗涤溶液为与形成第三栓塞30的油以及形成第七栓塞70的油呈相分离的液体。第二洗涤溶液的示例包括水以及缓冲液，其溶质的浓度为10mM或更小、优选地为7mM或更小、并且更优选地为5mM或更小。缓冲液的成分没有具体的限制，并且一种示例为tris-HC1。缓冲液可以包含EDTA(乙二胺四乙酸)。第二洗涤溶液的成分可以与第一洗涤溶液相同或不同。

第六栓塞60的体积没有具体的限制并且可以基于例如携带有所吸附的核酸的磁粒M的量来适当地确定。例如，当磁粒M的体积等于0.5uL时，对于第六栓塞60而言10uL或更大的体积是足够的。优选的是体积等于或大于20uL但不大于50uL，并且更优选地等于或大于20uL但不大于30uL。在第六栓塞60的体积在这个范围内的情况下，当磁粒M的体积等于0.5uL时，磁粒M能够得到充分洗涤。尽管对于洗涤磁粒M而言，更大的体积的第六栓塞60更加优选，但是该体积可以考虑以下情况而适当地确定：考虑管100的长度和宽度，以及第六栓塞60在管100的纵向方向上的取决于此的长度。

第六栓塞60可以由被油栓塞彼此分离的两个或更多个较小栓塞制成。当第六栓塞60由与油栓塞分离的两个或更多个栓塞制成时，这意味着形成了由第二洗涤溶液制成的两个或更多个栓塞。在第六栓塞60通过油栓塞分离的情况下，在由第二洗涤溶液制成的栓塞中实现的水溶物质(在这种水溶物质受到洗涤的情况下)的浓度小于在由具有相同体积的第一洗涤溶液制成的单个栓塞中实现的水溶物质的浓度。第六栓塞60可以被分成任何数目的较小栓塞。例如，当第六栓塞60被分成具有相等的体积的两个更小的栓塞时，经计算，水溶物质(在这种水溶物质受到洗涤的情况下)的浓度可以减小至在没有分离第六栓塞60的情况下获得的浓度的1/4。第六栓塞60的分割的数目例如考虑以下情况而适当地确定：管100的长度以及待洗涤的物质。当形成第二栓塞20的第一洗涤溶液与形成第六栓塞60的第二洗涤溶液相同时，可以获得与将不具有前述第六栓塞60和第七栓塞70的核酸提取装置中的第二栓塞20分割所获得效果类似的效果。

第七栓塞70由与第六栓塞60以及形成第四栓塞40(它们与第七栓塞70相邻)的洗脱溶液呈相分离的油制成。形成第七栓塞70的油可以为与形成第一栓塞10、第三栓塞30以及第五栓塞50的中的每一者的油不同的油。这种油可以与结合第一栓塞10描述的油类似。

尽管第七栓塞70优选地既不包含气泡也不包含任何其他液体，但是也可以存在气泡或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以穿过第七栓塞70即可。另外，优选的是在第七栓塞70与相邻的第四栓塞40之间以及在第七栓塞70与相邻的第六栓塞60之间不存在空气或液体。然而，可以存在空气或另一液体，只要携带有所吸附的核酸的磁粒M可以穿过管100即可。优选的是在第七栓塞70中不存在空气或液体。

第七栓塞70在管100的纵向方向上的长度没有具体的限制，只要可以形成第七栓塞70即可。第七栓塞70在管100的纵向方向上的具体长度等于或大于1mm但不大于50mm。该长度优选地等于或大于1mm但不大于30mm，并且更加优选地等于或大于5mm但不大于20mm，从而避免磁粒M的行进距离变得过长。在核酸提取装置1100中，当第七栓塞70在管100的纵向方向上的长度较长时，在第四栓塞40在第五栓塞50侧从管100排出的情况下，第六栓塞60不太可能被排出。在这种情况下，第七栓塞70的具体长度可以等于或大于10mm但不大于50mm。

第七栓塞70用于防止形成第六栓塞60的第二洗涤溶液与形成第四栓塞40的洗脱溶液彼此混合。第七栓塞70可以由粘度更大的油制成，这增大了当磁粒M穿过油与形成第六栓塞60的第二洗涤溶液之间的界面移动时、油的“擦拭效果”。因此，当磁粒从形成第六栓塞60的第二洗涤溶液栓塞朝向形成第七栓塞70的油移动时，磁粒M表面上的更少的水溶成分被带入第七栓塞70(油)中。

在核酸提取装置1100中，携带有所吸附的核酸的磁粒M可以在第二栓塞20和第六栓塞60中被洗涤。这进一步提高了洗涤磁粒M的效率。

另外，在核酸提取装置1100中，形成第二栓塞20的第一洗涤溶液可以包含离液剂。例如，当形成第二栓塞20的第一洗涤溶液中包含盐酸胍时，磁粒M可以在第二栓塞20中受到洗涤，同时保持或增强核酸在磁粒M上的吸附。包含在第二栓塞20中的盐酸胍的浓度例如等于或大于3mol/L但不大于10mol/L，并且优选地等于或大于5mol/L但不大于8mol/L。在盐酸胍的浓度在这个范围内的情况下，任何异物都可以在核酸保持稳定吸附在磁粒M上的同时被洗涤掉。

此外，水或缓冲液被用于形成第六栓塞60的第二洗涤溶液。这允许在以下情况下进行洗涤：核酸在形成第二栓塞20的第一洗涤溶液中更加稳定地吸附在磁粒M上。另外，可以在稀释了形成第六栓塞60的第二洗涤溶液中的离液剂的情况下，进一步洗涤磁粒M。

将容易理解，在管100中具有第六栓塞60和第七栓塞70的核酸提取装置1100可以具有如上所述的止挡部和吸附室以及稍后描述的储液器，从而实现了与上述效果类似的效果。

3.核酸提取工具

图7为示意性地示出了根据本实施方式的核酸提取工具的示例的视图。图7中示出的核酸提取工具2000包括形成前述核酸提取装置1000的主要部件的部件。结合标题为“2.核酸提取装置”的一节描述的类似的部件由类似的附图标记指示并且将省略其详细描述。

该实施方式的核酸提取工具2000具有管100和吸附室120。管100依次容纳由油制成的第一栓塞10、由与油呈相分离的第一洗涤溶液制成的第二栓塞20、由油制成的第三栓塞30、由与油呈相分离的洗脱溶液制成的第四栓塞40以及由油制成的第五栓塞50。吸附室120可以连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部并与该端部连通。

管100在其端部打开的情况下与核酸提取装置1000的管100类似。管100呈其中形成有腔的中空形状，液体可以沿管100的纵向方向穿过该腔。管100的内部形状、外部形状、尺寸、特征以及材料与核酸提取装置1000的管100类似。设置在管100内的栓塞与设置在用于核酸提取装置1000的管100中的栓塞类似。另外，管100的两个端部都可以被止挡部110密封，止挡部110可以自由地配装至管100以及从管100自由地移除。当管100的端部由止挡部110密封时，核酸提取工具2000可以被更容易地储存并输送。此外，在止挡部110密封管100的位于第五栓塞50侧的端部时，在管100的使用期间，能够在使磁粒M在管100中移动的同时限制栓塞在管100中的任何移位，这进一步有助于洗涤和提取。此外，止挡部110可以自由地配装至管100以及从管100移除，使得管100的位于第五栓塞50侧的端部可以打开。因此，易于从管100的位于第五栓塞50侧的端部排出形成第四栓塞40的洗脱溶液——核酸被洗脱在该洗脱溶液中。

吸附室120与结合核酸提取装置1000描述的吸附室120类似。

在图7的实施方式中，管100的两个端部都被可以自由地配装至管100以及从管100自由地移除的止挡部110密封。另外，核酸提取工具2000可以包括能够密封吸附室120中开口121的盖122，该盖122可以自由地附接至开口121以及从该开口121自由地移除。因此，吸附室120中的开口121可以被能够自由地附接至吸附室120以及从吸附室120自由地移除的盖122密封。此外，在核酸提取工具2000中，吸附室120中可以包含吸附溶液(液体)的某些成分或所有成分。

在核酸提取工具2000中，吸附室120可以保持吸附溶液和磁粒M。这使得可以在吸附室120中执行下述步骤：在样品被导入到吸附室120中之后，使磁粒M能够吸附样品(物质)中的核酸。因此不需要其他容器，使得可以更加快速地执行用于PCR的预处理。在这种情况下，如果必要的话，吸附室120中的开口121可以由能够自由地附接至吸附室120以及从吸附室120自由地移除的盖122密封。稍后将描述磁粒M。

通过将弹性材料用作上述吸附室120的材料，在吸附室120连接至管100的情况下，吸附室120可以被变形并且管100的内侧可以被加压。以此方式，可以容易地从第一栓塞10侧向管100施加压力，从而将形成第四栓塞40的洗脱溶液(其中包含洗脱的核酸)从管100的位于第五栓塞50侧的端部排出。这种构型使得可以容易地将洗脱溶液移除到例如用于PCR的反应室中。

除管100和吸附室120以外，核酸提取工具2000还可以其它部件，如止挡部、盖、指导手册、试剂、外壳等。示出的实施方式描述了管100中具有五个栓塞的示例。然而，容易理解，如果必要的话，管100中可以设置有第六栓塞60、第七栓塞70或其他栓塞。

本实施方式的核酸提取工具2000具有吸附室120，吸附室120可以与管100的位于第一栓塞10侧的端部连接并连通。因此，可以通过将磁粒M和样品保持在吸附室120中而使得磁粒M能够吸附核酸。通过将吸附室120连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部，磁粒M可以容易地从管100的第一栓塞10侧导入到管100中。此外，本实施方式的核酸提取工具2000具有吸附室120，使得吸附室120可以被摇晃以将吸附室120中的液体充分地混合。这使得能够将核酸快速吸附到磁粒M上。

另外，通过将吸附室120连接至管100，可以容易地将携带有所吸附的核酸的磁粒M通过第一栓塞10导入管100中并将这些磁粒M移动至第四栓塞40。这使得能够在很短的时间内提取核酸。核酸提取工具2000可以用于通过使携带有所吸附的核酸的磁粒M移动穿过管100来获得包含呈高纯度形式的核酸的洗脱溶液。因此，核酸提取工具2000可以大幅减小PCR的预处理所需的时间和劳动。

4.核酸提取方法

以上所描述的核酸提取设备3000、核酸提取工具2000以及核酸提取装置1000以及稍后将描述的其变体都适用于作为本实施方式的操纵固体载体的方法的核酸提取方法。

作为本实施方式的核酸提取方法的示例，描述了一种利用前述核酸提取工具2000的方法。

本实施方式的核酸提取方法包括以下步骤：将包含核酸的样品导入容纳有磁粒M和吸附溶液的柔性吸附室120中；摇晃吸附室120以允许磁粒M吸附核酸；将吸附室120连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部以使得吸附室120与管100连通，管100具有依次设置在管100中的由油制成的第一栓塞10、由与油呈相分离的第一洗涤溶液制成的第二栓塞20、由油制成的第三栓塞30、由与油呈相分离的洗脱溶液制成的第四栓塞40以及由油制成的第五栓塞50；施加磁力以使磁粒M从吸附室120的内侧穿过管100移动至第五栓塞50的位置；以及将核酸从磁粒M洗脱到形成第四栓塞的洗脱溶液中。

在本实施方式的核酸提取方法中，可以使用各种磁粒(例如，硅石磁粒、聚合物磁粒以及磁性物质的颗粒)，只要它们能够在吸附溶液中吸附核酸并且能够利用磁力在管100中移动即可。在下述核酸提取方法的实施方式中，这种磁粒被用作包含磁性物质并且可以将核酸吸附在其表面上的磁粒M。当除磁粒以外的颗粒在管中移动时，也可以使用重力或电位差。

在本实施方式的核酸提取方法中，选择传递磁力的材料用于吸附室120和管100。磁力从外侧施加至吸附室120和管100以在吸附室120和管100内移动磁粒M。

样品包含目标核酸。下文中，样品将被简单称作目标核酸。目标核酸可以为例如DNA或RNA(DNA为脱氧核糖核酸，并且/或者RNA为核糖核酸)。目标核酸利用本实施方式的核酸提取方法从样品中提取并且被洗脱到洗脱溶液中，并且随后例如被用作PCR的模板。样品的示例包括血液、鼻黏液、口腔黏液以及各种其他生物样品。

4.1将样品导入容器中的步骤

将样品导入吸附室120中的步骤可以通过例如以下方式实现：用棉签采样、将棉签穿过开口121插入到吸附室120中，并将棉签浸到吸附溶液中。样品可以例如利用吸液管穿过开口121被导入吸附室120中。当样品为糊状或固体材料时，其可以例如利用插入开口120中的勺子或镊子而被放到吸附室120中或者粘附至吸附室120的内表面。

4.2使磁粒吸附核酸的步骤

在摇晃吸附室120的同时执行使磁粒吸附核酸的步骤。该步骤可以通过利用盖122密封吸附室120(在使用盖120的情况下，盖120用于密封吸附室120中的开口121)而被更加高效地执行。在该步骤期间，目标核酸因离液剂的作用而吸附到磁粒M的表面上。除目标核酸以外的蛋白质或核酸在该步骤中也可以被吸附到磁粒M的表面上。

吸附室120的摇晃可以通过利用诸如涡旋混合器之类的设备来执行。替代性地，吸附室120可以由操作者利用他或她的手来手动地摇晃。另外，可以在利用磁粒M的磁性从外部施加磁力的同时摇晃吸附室120。吸附室120摇晃的时间可以适当地确定。例如，当吸附室120的近似形状为直径约10mm而高度约30mm的中空圆筒形形状时，通过用手将吸附室120摇晃10秒来充分地混合吸附室120的内容物，并且核酸被吸附到磁粒M的表面上。

4.3将容器连接至管的步骤

图8为示意性地示出了根据本实施方式的核酸提取工具的示例的视图。

如图8中所示，吸附室120连接至管100的位于第一栓塞10侧的端部。即使在止挡部110从位于第一栓塞10侧的端部移除之后，管100中的栓塞也不太可能在管中移动，这是因为在位于第五栓塞50侧的端部处保留有止挡部110。如果在管100的位于第一栓塞10侧的端部处设置有止挡部100的话，则在移除该止挡部100之后执行本步骤。吸附室120和管100连接以使得其内容物不会从中离开即可。吸附室120与管100连通以使得内容物可以在它们之间流动。

4.4移动磁粒的步骤

在上述步骤之后，吸附室120中的携带有所吸附的核酸的磁粒M预备好被导入管100中。在容纳在管100中的液体中，能够携带核酸的具有磁性的磁粒M被操纵。将携带有所吸附的核酸的磁粒M导入管100中的方法没有具体的限制，并且例如可以使用重力或离心力。然而，该实施方式利用从外部向吸附室120和管100施加的磁力。磁力可以例如利用永磁体或电磁体来施加。优选的是出于本申请的目的使用永磁体，因为产生的热更少。当使用永磁体时，磁体可以由操作者通过他或她的手来移动，或者替代性地通过机械装置来移动。磁粒M被磁力吸引，使得利用这种特性来改变吸附室120和管100与永磁体之间的相对位置以将磁粒M从吸附室120移动至管100。磁粒M利用磁力施加单元300来操纵，磁力施加单元300适于向管100中的磁粒M施加磁力，使得通过沿以下方向引导磁粒M而使磁力施加单元400与磁粒M之间的相对位置随时间改变：该方向为沿着管100的纵向方向、和与管100的纵向方向相交的方向中的任一方向或它们的矢量合成方向。因此，磁粒M从第一栓塞10顺序地移动至第四栓塞40。磁粒M在其穿过每个栓塞时在栓塞中的停留时间没有具体的限制。另外，磁粒M可以沿管100的纵向方向在单个栓塞内晃动。

现在描述从外部施加磁力的方法的示例，在该示例中，通过从外侧将向本实施方式的吸附室120和管100施加磁力来移动磁粒M。

图9至图11为示出了根据本实施方式的从外部施加磁力以移动磁粒M的方法的视图。如图9(A)中所示，磁力施加单元400包括以一定距离彼此相对的一对永磁体410A、410B。在管100安装在管安装件300上之后(参见图1)，永磁体410A、410B关于布置在它们之间的管100彼此相对。

首先，为了将吸附室120中的磁粒M导入管100中，磁力施加单元400从吸附室120的高度降低，直到磁力施加单元400的所述一对永磁体410A、410B到达管100中的第二栓塞20的高度为止。

接下来，为了洗涤磁粒M，如图9(B)中所示，磁力施加单元400在沿水平方向反复移动永磁体的同时沿管100的纵向方向降低。更具体地，永磁体被移动成使得一个永磁体410A(或永磁体410B)移动成更靠近管100的侧部，而另一永磁体410B(或永磁体410A)移动远离管100的侧部，并且随后沿相反的方向移动，使得由永磁体410A、410B施加至管100的磁力的大小关系交替地反转。优选的是，在使磁粒M穿过形成第二栓塞20的第一洗涤溶液行进较长的距离的同时，执行形成第二栓塞20的第一洗涤溶液对磁粒M的洗涤。通过现有的方法，可以通过在横向移动磁粒M的同时使磁粒M沿管100的纵向方向下降，而使磁粒M在液体中行进以下距离：该距离足以实现通过位于管100中的形成第二栓塞20的第一洗涤溶液对磁粒M表面的洗涤效果。

接下来，为了将磁粒M从第二栓塞20移动至第三栓塞30，如图10(A)中所示，磁力施加单元400的一个永磁体410A(或永磁体410B)移动得更靠近管100的侧部，并且随后磁力施加单元400被降低至第三栓塞30的高度。由于磁力因永磁体更靠近管而在管100的侧部的一部分上更大，因此磁粒M被聚集或收集在管100的侧部上的该位置处。这些聚集的磁粒M可以被移动至第三栓塞30而没有卡在形成第二栓塞20的第一洗涤溶液与形成第三栓塞30的油之间的界面处。

接下来，为了将磁粒M从第三栓塞30移动至第四栓塞40，在保持一个永磁体410A(或永磁体410B)更靠近管100的侧部的同时，磁力施加单元400被降低，直到磁力施加单元400的永磁体410A(或永磁体410B)到达第四栓塞40的高度为止，如图10(A)中所示。因此，磁粒M可以从第三栓塞30移动至第四栓塞40。

随后，如图10(B)所示，当磁粒M存在于第四栓塞40中时，一个永磁体410A(或永磁体410B)移动得更靠近管100的侧部，而另一永磁体410B(或永磁体410A)移动远离管100的侧部，并且随后沿相反的方向移动，以使通过永磁体410A、410B施加至管100的磁力的相对大小交替反转。换句话说，磁粒M在第四栓塞40中沿垂直于管100的纵向方向的方向在至少在两个不同的点之间移位。因此，吸附在磁粒M上的核酸可以在形成第四栓塞40的洗脱溶液中被洗脱。除磁力施加单元400的前述横向运动以外，其可以沿管100的纵向方向竖向移动。这确保了磁粒M停留在第四栓塞40中。

在磁粒M在第四栓塞40中被充分地晃动之后，如图11中所示，磁力施加单元400的一个永磁体410A(或永磁体410B)移动得更靠近管100的侧部，并且永磁体410A和410B向上移动，磁力施加单元400的永磁体410A(或永磁体410B)到达第二栓塞20的高度。磁力在管100的侧部的一部分上更大，并且因此，磁粒M在永磁体410A(或永磁体410B)附近聚集在管100的内表面上。因此，磁粒M可以被移动至第二栓塞20而没有被卡在形成第四栓塞40的洗脱溶液与形成第三栓塞的油之间的界面处以及形成第二栓塞20的第一洗涤溶液与形成第三栓塞30的油之间的界面处。

然后，含有洗脱的核酸的、形成第四栓塞40的洗脱溶液从管100分注或者直接导入用于PCR的反应室中。以此方式，从样品中提取了期望的核酸以用于PCR反应。

4.5洗脱核酸的步骤

在磁粒M到达第四栓塞40之后，磁粒M上携带的核酸因洗脱溶液的作用被洗脱到形成第四栓塞40的洗脱溶液中。在该步骤期间，核酸从样品洗脱到洗脱溶液中。因此，从样品中提取了核酸。

4.6从管中排出第四栓塞的步骤

本实施方式的核酸提取方法可以包括通过使吸附室变形而从管100的与连接至吸附室120的一端相反的端部排出第五栓塞50和第四栓塞40的步骤。

该步骤可以通过在“4.5洗脱核酸的步骤”之后使吸附室120变形来执行。第五栓塞50在第四栓塞40的挤出之前被首先排出。应当注意，对管100的位于第五栓塞50侧的端部进行密封的止挡部110在该步骤之前被移除，以使管100的位于第五栓塞50侧的端部打开。

当将外部力施加至吸附室120以通过内压力的增大使吸附室120变形时，由于管100中的从第一栓塞10至第五栓塞50的方向上的压力，栓塞被向下推动并移动。因此，第五栓塞50和第四栓塞40依次穿过管100的位于第五栓塞50侧的端部被排出。第三栓塞30(或第七栓塞70)也可以被排出，但是防止了第二栓塞20(或第六栓塞60)排出。在这种情况下，例如，当第三栓塞30(或第七栓塞70)的体积大于其他栓塞的体积并且第三栓塞30(或第七栓塞70)在管100的纵向方向上足够长时，容易防止第二栓塞20(或第六栓塞60)被排出。

第四栓塞40和第五栓塞50例如被排入用于PCR的反应室中。因此，洗脱溶液和油被移除到用于PCR的反应室中，但是油通常不会影响PCR的反应。因此，可以在用于PCR的反应室中预先容纳与形成第五栓塞50的油类似的油。在这种情况下，可以在将管100的端部浸到油中的情况下执行本步骤。这允许在没有将溶液暴露于外部空气的情况下将包含目标核酸的洗脱溶液导入用于PCR的反应室中。当本实施方式的核酸提取方法包括该步骤时，包含目标核酸的洗脱溶液可以例如被容易地移除到用于PCR的反应室中。

4.7效果

在该实施方式的核酸提取方法中，可以在非常短的时间内容易地执行核酸的提取。利用该实施方式的核酸提取方法，可以通过将携带有所吸附的核酸的磁粒M移动穿过管100来获得包含呈高纯度形式的核酸的洗脱溶液。因此，本实施方式的核酸提取方法可以大幅地减小PCR的预处理所需的时间和劳动。

5.实验

现在将描述实验并且以下将更详细地描述本发明，但是本发明不限于这些实验。

5.1实验1

在实验1中，前述核酸提取工具2000与设置在管100中的第一栓塞10至第七栓塞70一起使用。

首先，在体积为3mL的聚乙烯容器(吸附室120)中含有由375uL的吸附溶液以及1uL的磁粒(磁粒M)制成的悬浮液。吸附溶液的成分为由质量百分比为76％的盐酸胍、质量百分比为1.7％的乙二胺四乙酸二氢二钠二水合物以及质量百分比为10％的聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(TOYOBO、MagExtractor-Genome-、NPK-1)制成的水溶液。另外，包含体积百分比为50％的磁性硅石颗粒以及质量百分比为20％的氯化锂的悬浮液被用作磁粒的悬浮液。

利用吸液管将从受试人收集的50uL的血液穿过吸附室120中的开口加入吸附室120中。吸附室120与盖122配装并且内容物通过手被充分地混合了30秒。此后，吸附室120的盖122被移除并且吸附室120连接至管100。管100在其两端处具有止挡部110，并且更靠近第一栓塞10的一端处的止挡部110在将吸附室120连接至管100之前被移除。

硅油被用作第一栓塞10、第三栓塞30、第七栓塞70以及第五栓塞50。由质量百分比为76％的盐酸胍制成的水溶液被用作第二栓塞20的第一洗涤溶液。另外，具有PH8.0的tris-HC1缓冲液(5mM的溶质浓度)被用作第六栓塞60的第二洗涤溶液。无菌水被用作第四栓塞40的洗脱溶液。

永磁体410通过手来移动，并且吸附室120中的磁粒M被导入管100中。随后，磁粒M移动至第四栓塞40。磁粒M在管100中的栓塞中存在了近似下述时间：在第一栓塞10、第三栓塞30以及第七栓塞70中各3秒、在第二栓塞20中20秒、第六栓塞60中20秒、以及在第四栓塞40中30秒。在第二栓塞20和第六栓塞60中，磁粒M没有横向移动。另外，第二栓塞20、第六栓塞60以及第四栓塞40的体积分别为25uL、25uL以及1uL。

接下来，管100的位于第五栓塞50侧的端部处的止挡部被移除，并且容器通过手被变形以将第五栓塞50和第四栓塞40排入用于PCR的反应室中。该操作在利用永磁体410将磁粒M向回移动至第二栓塞20之后执行。

然后，19uL的PCR试剂被加入洗脱溶液中以执行根据普通方法的实时PCR。使用的PCR试剂为由以下制成的混合物：4uL的LightCycler 480Genotyping master(罗氏诊断4707524)、用无菌水稀释至1/1000的0.4uL的SYBR Green I(可从Life Technologies购买的S7563)、0.06uL的100uM的β-actine引物(F/R)以及14.48uL的无菌水。图12中示出了实验1中的PCR扩增曲线。

图12为示出了在该实验中获得的结果的曲线图。图12中的纵坐标表示荧光强度，而横坐标表示PCR循环数。

5.2实验2

在实验2中，利用普通的核酸提取方法来提取核酸。

首先，在体积为1.5mL的聚乙烯容器(吸附室120)中容纳有由375uL的吸附溶液以及20uL的磁粒(磁粒M)制成的悬浮液。吸附溶液与磁粒制成的悬浮液的成分类似于上述实验中描述的成分。

利用吸液管将从受试人收集的50uL的血液穿过吸附室120中的开口加入吸附室120中。吸附室120与盖122配装并且内容物利用振荡器充分地混合了10秒。随后利用磁性支架和吸液管来执行B/F分离。在这种情况下，磁粒M和少量的吸附溶液被留在吸附室120中。

接下来，与实验1中成分相同的450uL的第一洗涤溶液被导入吸附室120中，并且盖122配装至吸附室120。内容物利用涡旋混合器被充分混合了5秒。第一洗涤溶液利用磁性支架和吸液管被移除。该操作重复了两次。在这种情况下，磁粒M和少量的第一洗涤溶液被留在吸附室120中。

接下来，与实验1中的成分相同的450uL的第二洗涤溶液被导入吸附室120中，并且盖122配装至吸附室120。内容物利用涡旋混合器被充分混合了5秒。第二洗涤溶液利用磁性支架和吸液管被移除。该操作重复了两次。在这种情况下，磁粒M和少量的第二洗涤溶液被留在吸附室120中。

此外，50uL的无菌水(洗脱溶液)被加入吸附室120中。吸附室120与盖122配装并且内容物利用涡旋混合器被充分混合了10分钟。利用磁性支架和吸液管收集上层液。上层液包含目标核酸。

然后，1uL的洗脱溶液被移除到新的管中，并且19uL的PCR试剂被加入洗脱溶液中以执行根据普通方法的实时PCR。所使用的PCR试剂为由以下制成的混合物：4uL的LightCycler 480Genotyping master(罗氏诊断4707524)、通过无菌水稀释至1/1000的0.4uL的SYBR Green I(可从Life Technologies购买的S7563)、0.06uL的100uM的β-actine引物(F/R)以及14.48uL的无菌水。图12中示出了该实验中的PCR扩增曲线。

5.3实验3

在实验3中，前述核酸提取工具2000与设置在管100中的第一栓塞10至第五栓塞50一起使用。

由吸附溶液与磁粒制成的悬浮液的成分类似于实验1中使用的成分。并且如实验1中那样将硅油用作第一栓塞10、第三栓塞30以及第五栓塞50。

具有PH8.0的tris-HC1缓冲液(5mM的溶质浓度)被用作第二栓塞20的第一洗涤溶液。无菌水被用作第四栓塞40的洗脱溶液。

利用吸液管将从受试人收集的50uL的血液穿过吸附室120中的开口加入吸附室120。吸附室120与盖122配装并且内容物通过手被充分地混合了30秒。此后，吸附室120的盖122被移除并且吸附室120连接至管100。管100在其两端处具有止挡部110，并且更靠近第一栓塞10的一端处的止挡部110在将吸附室120连接至管100之前被移除。

永磁体410通过手来移动，并且吸附室120中的磁粒M被导入管100中。随后，磁粒M移动至第四栓塞40。磁粒M在管100中的栓塞中存在了近似下述时间：在第一栓塞10和第三栓塞30中各3秒、在第二栓塞20中20秒、以及在第四栓塞40中30秒。在第二栓塞20中，磁粒M没有横向移动。另外，第二栓塞20和第四栓塞4的体积分别为25uL和1uL。

接下来，管100的位于第五栓塞50侧的端部处的止挡部110被移除，并且吸附室120通过手被变形以将第五栓塞50和第四栓塞40排入用于PCR的反应室中。该操作在利用永磁体410将磁粒M向回移动至第二栓塞20之后被执行。

然后，19uL的PCR试剂被加入洗脱溶液中以执行根据普通方法的实时PCR。使用的PCR试剂为由以下制成的混合物：4uL的LightCycler 480Genotyping master(罗氏诊断4707524)、通过无菌水稀释至1/1000的0.4uL的SYBR Green I(可Life Technologies购买的S7563)、0.06uL的100uM的β-actine引物(F/R)以及14.48uL的无菌水。

扩增曲线与图12中示出的扩增曲线类似。在该实验中，当将质量百分比为76％的盐酸胍用作第二栓塞的第一洗涤溶液来执行类似的实验时，相比在实验1中获得的扩增曲线，可以观察到对应于10循环数或更多循环数的陡升边缘的延迟。

5.4实验4

(洗脱温度对DNA的产率的影响)

在实验4中，利用普通的核酸提取方法来提取核酸。

首先，在体积为1.5mL的聚乙烯容器(吸附室120)中容纳有由375uL的吸附溶液以及20uL的磁粒(磁粒M)制成的悬浮液。由吸附溶液与磁粒制成的悬浮液的成分类似于前述实验中描述的成分。

接下来，利用吸液管将被调节至1ng/uL的50uL的基因组DNA溶液穿过吸附室120中的开口加入吸附室120中。吸附室120与盖122配装并且内容物利用涡旋混合器充分地混合了10秒。随后利用磁性支架和吸液管执行B/F分离。在这种情况下，磁粒M和少量的吸附溶液被留在吸附室120中。

接下来，与实验1中成分相同的450uL的第一洗涤溶液被导入吸附室120中，并且盖122配装至吸附室120。内容物利用涡旋混合器被充分混合了5秒。第一洗涤溶液利用磁性支架和吸液管被移除。该操作重复了两次。在这种情况下，磁粒M和少量的第一洗涤溶液被留在吸附室120中。

接下来，与实验1中成分相同的450uL的第二洗涤溶液被导入吸附室120中，并且盖122配装至吸附室120。内容物利用涡旋混合器被充分混合了5秒。第二洗涤溶液利用磁性支架和吸液管被移除。该操作重复了两次。在这种情况下，磁粒M和少量的第二洗涤溶液被留在吸附室120中。

此外，50uL的无菌水(洗脱溶液)被加入吸附室120中。吸附室120与盖122配装并且内容物利用涡旋混合器被充分混合了5秒，然后利用管加热器被加热了2分钟。此后，内容物利用涡旋混合器被充分地混合了另外10秒。利用磁性支架和吸液管收集上层液。可以使用三种不同温度来加热管加热器：23℃(允许放置在室温处)、45℃以及65℃。

然后，1uL的洗脱溶液被移除到新的管中，并且19uL的PCR试剂被加入洗脱溶液中以执行根据普通方法的实时PCR。作为比较样品，被调节至1ng/uL的基因组DNA溶液也被加入PCR样品中。所使用的PCR试剂为由以下制成的混合物：4uL的LightCycler 480Genotyping master(罗氏诊断4707524)、通过无菌水稀释至1/1000的0.4uL的SYBR Green I(可从Life Technologies购买的S7563)、0.06uL的100uM的β-actine引物(F/R)以及14.48uL的无菌水。

图13中示出了洗脱温度与DNA的产率之间的关系。

图13为示出了在该实施方式中洗脱温度与DNA的产率之间的关系的曲线图。该结果通过实时PCR的陡升边缘的循环数来计算。DNA的产率作为相对于比较样品的比率(对应于1)通过等式2(Ct0-Ct1)来给出，其中，Ct0表示比较样品的陡升边缘的循环数，并且Ct1表示提取样品的陡升边缘的循环数。

5.5实验的结果

通过前述实验发现了以下情况。

(1)当比较核酸的提取——也就是说PCR的预处理——所需的时间时，将样品插入吸附室120中之后、将目标核酸导入用于PCR的反应室中之前的时间在实验1中为近似2分钟。在实验2中为近似30分钟。从这些结果中，可以发现与实验2的核酸提取方法相比，在实验1的核酸提取方法中，核酸提取所需的时间显著更短。

(2)另外，实验1中的洗涤溶液的量为实验2中的量的1/18。此外，实验1中洗脱溶液的量为实验2中的量的大约1/50。因此，可以发现实验1在洗涤溶液和洗脱溶液的量的方面比实验2少得多。

(3)此外，当在假设吸附溶液与洗脱溶液的量相同的情况下比较目标核酸在洗脱溶液中的浓度时，理想情况下实验1中的浓度是实验2中的50倍高。然而，在上述实验中，血液样品包含大量的核酸，其超过了可以吸附到1uL的磁粒M上的最大量。因此，并非包含在血液样品中的所有核酸都被收集，因此实验1中的浓度并非为实验2中的浓度的50倍。对于包含少量核酸并且这些核酸都可以吸附到1uL的磁粒M上的样品而言，实验1中的浓度将为实验2中的浓度的50倍高。

(4)从图12中示出的曲线图中发现：即使在包含了大量核酸的全血样品中也可以观察到核酸扩增曲线的陡升边缘在实验1中比在实验2中早了大约0.6循环数。换句话说，发现：实验1中使用的用于PCR的反应液比实验2中使用的用于PCR的反应液中包含更大浓度的目标核酸。这证明目标核酸在洗脱溶液中的浓度在实验1中比在实验2中更大。

(5)从图3中的结果中发现：即使在第二栓塞20包含缓冲液的情况下，也可以充分地提取核酸。当胍溶液被用作第二栓塞20时，发现：由于酶反应的抑制而发生了PCR扩增曲线的陡升边缘的显著延迟。另外还发现：可以通过将洗脱溶液稀释至少1000倍来减小胍溶液中的酶反应的抑制作用。

(6)从实验4中的结果中发现：当第四栓塞的温度为约40℃或更大时，DNA的产率大到足以用于在PCR中使用。

(实施方式2)

根据本发明的操纵的方法，描述与实验1中所描述的方法不同的从外部施加磁力的方法。

图14和图15为示出了根据该实施方式的永磁体410和管100的示例构型的视图。图14示出了结构，并且图15示出了移动过程。

永磁体410连接至磁力施加单元400。永磁体410和管100中的一者或者两者连接至可以改变永磁体410与管100之间的相对位置的移动机构。如实施方式1中所示，作为将携带有所吸附的核酸的磁粒M导入管100中并在管100中移动磁粒M的方法——该管100填充有形成第二栓塞20的第一洗涤溶液以及形成第四栓塞40的洗脱溶液，它们作为被形成第三栓塞30的油分离的栓塞，具有这种单个永磁体410的磁力施加单元400的永磁体410移动得更靠近管100的侧部。在这种情况下，如果由永磁体410产生的磁力作用在管100内的磁粒M上，则管100和永磁体410并非必须彼此接触。在永磁体410移动得更靠近管100的侧部之后，如图15中所示，永磁体410在绕管100的侧部(图中的A至H)旋转的同时沿管100的纵向方向向下移动。因此，磁粒M穿过多个试剂(形成第二栓塞20的第一洗涤溶液或形成第四栓塞40的洗脱溶液)区域，这些试剂设置成由管100的内壁围绕的栓塞。以此方式，磁粒以高效的方式被试剂洗涤。

在该实施方式中，为了在管100中移动磁粒M，需要改变永磁体410与管100的靠近永磁体的侧部之间的相对位置。如本实施方式中所述，具有永磁体410的磁力施加单元400可以绕管100的侧部移动，或者替代性地，管100可以关于管100的纵向轴线旋转而不是使磁力施加单元400绕管100旋转。替代性地，磁力施加单元400的旋转可以与管100的旋转相结合。

(实施方式3)

根据本发明的操纵的方法描述与前述实施方式中描述的方法不同的从外部施加磁力的方法。

图16为示出了根据该实施方式的永磁体410A、410B、410C和管100的示例构型的视图。图16(A)示出了结构，并且图16(B)示出了移动过程。

永磁体410A、410B、410C连接至磁力施加单元400。永磁体410A、410B、410C和管100中的任一者或者替代性地其两者都连接至可以改变永磁体410A、410B、410C与管100之间的相对位置的移动机构。在该实施方式中，使用至少三个永磁体410A、410B、410C利用以下过程将导入管100中的磁粒M移动至在垂直于管100纵向方向的横截面中的至少三个点。以此方式，如图16(B)中所示，磁粒M可以通过允许磁粒M穿过试剂的下述区域而更加高效地被试剂洗涤：当磁粒M在管100中的液体中仅在两个永磁体之间行进时不会经过的区域。

下文为对以下方法的过程的描述：利用至少三个永磁体410A、410B、410C从外部施加磁力以用于在管100中的液体中操纵磁粒M的方法。在该示例中，管100与三个或更多个永磁体410A、410B、410C中的任一者之间的距离小于管100与其余永磁体之间的距离。

1.在步骤1处，永磁体410A移动得更靠近管100的侧部上的第一位置(即点“a”)附近，并且永磁体410A相对于管100的相对距离由此减小。其余永磁体410B和410C比磁体410A距管100更远。因此，围绕管100，磁场在点“a”处以及其附近最强。

2.在步骤2处，永磁体410A移动远离点“a”附近的位置，并且因此增大了相对于管100的相对距离。另一方面，永磁体410B移动得更靠近管100的侧部上的第二位置(即点“b”)附近。点“b”不同于点“a”并且位于下述位置处：从该位置产生的磁场可以充分地到达点“a”。因此永磁体410B与管100之间的相对距离减小。如在步骤1中那样，其余永磁体410A、401C比永磁体410B距管100更远的距离，使得在绕管100的空间中，磁场在点“b”处以及其附近最强。

3.在步骤3处，永磁体410B移动远离点“b”附近的位置，并且因此永磁体410B相对于管100的相对距离增大。另一方面，永磁体410C移动得更靠近管100的侧部上的第三位置——即点“c”。点“c”不同于点“a”和点“b”并且位于下述位置处：从该位置产生的磁场可以充分地到达点“b”。因此永磁体410C与管100之间的相对距离减小。如在步骤1中那样，其余永磁体410A、401B比永磁体410C距管100更远的距离，使得在绕管100的空间中，磁场在点“c”处以及其附近最强。

4.该操作返回至步骤1。管100的侧部上的被永磁体410A靠近的点“a”可以与步骤1中的点“a”相同或不同。然而，应当注意，点“a”为与步骤2和3中的点“b”和点“c”不同的位置。另外，优选的是点“a”位于下述位置处：从该位置产生的磁场可以充分地到达点“c”。

可以通过利用上述过程移动具有永磁体410A、410B、401C的磁力施加单元400，而使磁粒M在垂直于管100的纵向方向的平面中的至少三个点之间在管100中的液体中移动。另外，在前述步骤中，具有永磁体410A、410B、410C的磁力施加单元400移动。然而，磁力施加单元400和管100中的一者或两者可以移动，只要永磁体410A、410B、410C中的每一者与管100之间的相对位置以类似的方式改变即可。此外，除磁粒M的在管100的上述横截面中的运动以外，也可以进行磁粒M在管100的纵向方向上的运动。磁粒M在穿过液体中的多个区域以进行预期洗涤的同时、顺序地移动穿过具有不同功能的试剂。

尽管已经具体地描述了多个实施方式，但是本发明不限于前述实施方式，并且可以进行各种其他修改。

(变型1)

在前述实施方式中，使用组合运动：其中，永磁体410绕管100的周缘的旋转运动、与改变永磁体410与管100的轴线之间的距离的相对运动相结合。因此，磁粒M沿着管100的侧部的内表面行进。通过改变永磁体410与管100之间的距离，管100周围的磁力的大小也被改变。管100中的磁粒M被反复地聚集及分散。因此，磁粒M停留在试剂中的多个区域中，这提高了洗涤的效率。

(变型1)

尽管前述实施方式描述并示出了单个管100周围的磁场如何改变，但是也可以平行地或环形地设置两个或更多个管100。可以使用类似的改变磁力的方法同时操纵这些管100中磁粒M。

在这种情况下，与实施方式1中的所述一对永磁体410A、410B类似的永磁体相对于平行地设置的管100设置。所述两对或更多对永磁体410A、410B以与上述方式类似的方式操作，以使管100中的磁粒M沿前后方向以及沿上下方向同时移动。

另外，永磁体靠近由环形地设置的管100形成的圆的中心轴线附近布置。圆筒形永磁体设置在由管100形成的圆外侧的位置。外永磁体沿偏心路径移动，并且中央附近的永磁体以与外永磁体同步的方式沿偏心路径移动。以此方式，在环形地设置的管100的外侧与内侧之间，磁场的大小随时间变化。

(变型3)

(核酸提取设备)

图17为示出了根据该变型的核酸提取设备的示例的立体图。除加热单元600以外，核酸提取设备3100与前述核酸提取设备3000类似。因此，提供类似功能和操作的部件和零件由相似的附图标记表示，并且将省略其描述。

加热管600用于在管100安装在管安装件300上之后加热管100的一部分。管600可以例如为热源、加热块、加热器以及用于电磁加热的线圈。加热单元600可以具有适于接纳插入其中的管100的形状或者适于与管100的侧部接触的任何形状，只要加热单元600可以加热管100中的液体即可。

管100的由加热单元600加热的部分包括在管100的纵向方向上存在第四栓塞40的区域。加热单元600可以加热管100的其他部分。然而，优选的是加热单元600不加热在管100的纵向方向上与第二栓塞20对应的部分。

在图17中示出的核酸提取设备3100中，将加热器610设置为加热单元600。加热器610与支承板310平行地设置并且适于加热包括管100中的第四栓塞40在内的位置。加热器610与管100的外周表面的大约一半相接触。

即使当吸附在磁粒M上的核酸的量不太大时，核酸提取设备3100也可以借助于通过形成第二栓塞20的第一洗涤溶液以及形成第六栓塞60的第二洗涤溶液中的至少一者进行洗涤而将足够量的核酸洗脱到形成第四栓塞40的洗脱溶液中。这有助于提高洗涤效率并且有助于以足够用于PCR的浓度将核酸洗脱到洗脱溶液中。

(变型4)

(储液器)

图18为示意性地示出了根据该变型的核酸提取装置的视图。如图18中所示，核酸提取装置1040具有储液器(容器)130，储液器(容器)130形成在管100的位于第一栓塞10侧的端部处并且与管100连通。储液器130与管100连通。

储液器130中可以保持液体。储液器130具有开口131——物质可以穿过开口131从外侧导入储液器130中。开口131形成在储液器130中的位置没有具体的限制。储液器130可以具有两个或更多个开口131。储液器130的内部容积没有具有的限制，并且可以例如等于或大于0.1mL但不大于100mL。用于制造储液器130的材料没有具体的限制，并且可以例如为聚合物或金属。其可以与用于制造管100的材料相同。

通过在核酸提取装置1040的情况中设置储液器130，磁粒M、吸附溶液以及样品可以容纳在储液器130中以允许磁粒M吸附核酸。这些磁粒M可以穿过管100的位于第一栓塞10侧的端部容易地导入管100中。

另外，储液器130可以与管100一起被摇晃以使储液器130中的液体充分地混合。这使得将核酸快速地吸附到磁粒M上。此外，通过适当地改变待导入储液器130中的样品的量以及管100中的液体的体积，样品中的核酸可以定量集中在洗脱溶液中。

当在核酸提取装置1040情况中设置储液器130时，可以设置盖132来密封储液器130中的开口131。盖132自由地附接至储液器130以及从储液器130自由地移除。当选择诸如橡胶、弹性体或聚合物之类的柔性且弹性的材料作为储液器130的材料时，可以通过在盖132配装至储液器130的情况下使储液器130变形来使管100的内侧加压。

这有助于在管100的位于第一栓塞10侧的端部处向管100施加压力以将具有洗脱到其中的核酸的形成第四栓塞40的洗脱溶液穿过位于第五栓塞50侧的端部从管100中排出。因此，变得可以执行从将样品导入储液器130中的步骤至容易地将洗脱溶液移除到例如用于PCR的反应室中的步骤。另外，盖132可以用于防止在储液器130与管100一起被摇晃时、储液器130中的液体从储液器130泄漏，这改善了将核酸吸附到磁粒M上的效率。

(变型5)

(移动磁粒的步骤的变体)

图19为用于在示出根据该变型的核酸提取方法中使用的示意性表示。

在前述“4.4移动磁粒的步骤”中，通过从外部向磁粒M施加磁力而使磁粒M从第一栓塞10穿过中间栓塞移动至第四栓塞40。然而，在磁粒M移动至第二栓塞20时，从外部施加的磁力可以变为摇晃、收集及分散第二栓塞20中磁粒M。这可以改善利用形成第二栓塞20的第一洗脱溶液洗涤磁粒M的效率。

更具体地，如图19中的I和J所示，当使用一对永磁体410作为磁力施加装置时，利用永磁体410使磁粒M从吸附室120移动并且穿过第一栓塞10。磁粒M随后到达第二栓塞20。此时，其中一个永磁体410移动远离管100并且另一个永磁体410从相反侧移动得更靠近管100。这使得磁粒M在第二栓塞20中沿与管100的纵向方向相交的方向摇晃(在图中的I与J之间反复)。这可以改善利用形成第二栓塞20的第一洗涤溶液洗涤磁粒M的效果。在第二栓塞20被分成较小的栓塞的情况下或者第六栓塞60设置在管100内的情况下，可以将这种利用磁粒M的洗涤操作应用于第二栓塞20和/或第六栓塞60。

另外，如图19中的K所示，可以仅借助于将永磁体410移动远离管100而将磁粒M扩散在第二栓塞20中。因为每个磁粒M均具有亲水表面，所以即使即使磁粒M在磁力较小的情况下扩散在第二栓塞20中时，磁粒M也不太可能会进入第一栓塞10或形成第三栓塞30的油中。因此，也可以利用这一方面。

更具体地，当利用永磁体410使磁粒M从吸附室120移动并穿过第一栓塞10之后、磁粒M到达第二栓塞20时，永磁体410移动远离管100以使磁粒M在第二栓塞20中扩散。磁粒M利用由永磁体410产生的磁力再次移动并穿过第三栓塞进入第四栓塞40。

改变外部施加的磁力以摇晃并反复地收集及分散磁力磁粒M这一方面可以应用于：在吸附室120中的吸附溶液中存在磁粒M的情况，或者在第四栓塞40(洗脱溶液)中存在磁粒M的情况。

(修改类似6)

(洗脱核酸的步骤的变体)

前述“4.5洗脱核酸的步骤”可以在加热第四栓塞40的同时执行。可以利用下述适当的方法中的一个方法来加热第四栓塞40：这些方法例如包括通过使诸如加热块之类的热介质接触与管100中的第四栓塞40对应的位置、通过利用诸如加热器之类的热源、或者利用电磁加热。

当第四栓塞40被加热时，除第四栓塞40以外的栓塞也可以被加热。然而，优选的是当在由洗涤溶液制成的栓塞中存在携带有所吸附的核酸的磁粒M时，该由洗涤溶液制成的栓塞不被加热。就洗脱的效率以及在洗脱溶液中包含酶时就抑制用于PCR的酶的失活而言，在加热第四栓塞40时达到的温度优选地等于或大于35℃但不大于85℃，更优选地等于或大于40℃但不大于80℃，并且更加优选地等于或大于45℃但不大于75℃。

在洗脱核酸的步骤中，在第四栓塞40被加热的情况下，可以更高效地将由磁粒M携带的核酸洗脱到洗脱溶液中。另外，即使在第一洗涤溶液或第二洗涤溶液的成分与洗脱溶液的成分相同或类似时，也可以在没有在洗涤溶液中进行洗脱的情况下将留在磁粒M上的核酸洗脱到洗脱溶液中。换句话说，以吸附有核酸的磁粒M通过第一洗涤溶液或第二洗涤溶液洗涤之后，可以进一步将核酸洗脱到洗脱溶液中。因此，即使在洗涤溶液的成分与洗脱溶液的成分相同或类似时，也可以实现充分的洗涤并以足够的浓度洗脱到洗脱溶液中。

(变型7)

(从管中排出第四栓塞的步骤的变体)

当使用前述“4.6从管中排出第四栓塞的步骤”时，在上述步骤中的将吸附的核酸洗脱到洗脱溶液中之后，磁粒M会存在于第四栓塞40中。替代性地，磁粒M可以被输送至第一栓塞10、第二栓塞20以及第三栓塞30中的任一者或者通过进一步施加磁力而输送至吸附室120。这种过程使得可以在洗脱溶液中不包含任何磁粒M的情况下从管100中排出第四栓塞40。当磁粒M被输送至第二栓塞20或吸附室120时，在磁力被移除之后磁粒M不太可能会进入形成第三栓塞30的油中。因此，可以更容易地从管100中排出第四栓塞40。

本发明不限于前述实施方式，并且尽可以进行各种其他修改。例如，本发明包括与实施方式中描述的构型大致类似的构型(例如在功能、方法和结果方面相同的构型或者在目的和效果方面相同的构型)。另外，本发明包括下述构型：在该构型中，在一个实施方式中描述的构型的非主要部分被更换。此外，本发明包括与在一个实施方式中描述的构型具有相同效果或者实现了相同目的的构型。此外，本发明包括将实施方式中描述的构型与已知技术相组合的构型。

附图标记列表

10...第一栓塞

20...第二栓塞

30...第三栓塞

40...第四栓塞

50...第五栓塞

60...第六栓塞

70...第七栓塞

100...管(容器)

110...止挡部

120...吸附室(容器)

121...开口

122...盖

130...储液器(容器)

131...开口

132...盖

300...管安装件

310...支承板

320...夹持机构

330...铰链

340...导轨

350...传动带

360...移动机构

400...磁力施加单元

410、410A、410B、410C...永磁体

420...马达

500...移动机构

600...加热单元

610...加热器

1000、1010、1020、1030、1040、1100...核酸提取装置

2000...核酸提取工具

3000、3100...核酸提取设备(操纵固体承载件的设备)

M...磁粒(固体载体)

Claims (16)

1.一种操纵容纳在容器中的液体中的固体载体的方法，所述固体载体是磁性的并且能够携带物质，所述方法包括：

利用以下磁力施加单元来操纵所述固体载体，所述磁力施加单元适于向所述容器中的所述固体载体施加磁力，使得通过以下方式使所述磁力施加单元与所述容器之间的相对位置随时间改变：在沿着所述容器的纵向方向以及与所述容器的纵向方向相交的横截面方向中的任一方向上或它们的矢量合成方向上引导所述固体载体。

2.根据权利要求1所述的操纵固体载体的方法，其中，

所述磁力施加单元包括至少一个永磁体。

3.根据权利要求2所述的操纵固体载体的方法，其中，

通过将所述永磁体移动至所述容器的外周表面的一个位置、然后将所述永磁体移动远离所述位置以将所述永磁体移动得更靠近所述容器的外周表面的另一个位置而在所述容器中改变所述固体载体的位置。

4.根据权利要求2或3所述的操纵固体载体的方法，其中，

利用以一定距离彼此相对的两个永磁体来引导所述固体载体。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的操纵固体载体的方法，其中，

由于所述磁力施加单元与所述容器之间的相对旋转而在所述容器内引导所述固体载体。

6.根据权利要求2或3所述的操纵固体载体的方法，其中，

设置有至少三个永磁体，并且由于所述容器与所述永磁体之间的位置的相对移位而在垂直于所述容器的纵向方向的平面中沿至少两个方向引导所述固体载体。

7.一种操纵容纳在容器中的液体中的固体载体的设备，所述固体载体是磁性的并且能够携带物质，所述设备包括：

磁力施加单元，所述磁力施加单元适于向所述容器中的所述固体载体施加磁力，所述固体载体被操纵成使得通过以下方式使所述磁力施加单元与所述容器之间的相对位置随时间改变：在沿着所述容器的纵向方向以及与所述容器的纵向方向相交的横截面方向中的任一方向上或它们的矢量合成方向上引导所述固体载体。

8.一种操纵容纳液体的容器中的磁性固体载体的方法，所述容器具有纵向方向，所述方法包括以下步骤：

随时间改变适于从所述容器外部向所述固体载体施加磁力的磁力施加单元与所述容器之间的相对位置，从而沿以下方向中的一个方向引导所述固体载体：与所述容器的纵向方向相交的平面方向、所述容器的纵向方向、以及通过将所述容器的纵向方向和与所述容器的纵向方向相交的平面方向进行矢量合成而确定的方向。

9.根据权利要求8所述的操纵固体载体的方法，其中，

所述磁力施加单元包括至少一个永磁体。

10.根据权利要求8或9所述的操纵固体载体的方法，所述方法包括：

将所述磁体移动得更靠近所述容器的第一位置；

将所述磁体移动远离所述第一位置；

将所述磁体移动得更靠近所述容器的第二位置，所述第二位置与所述第一位置不同；以及

将所述磁体移动远离所述第二位置，由此在所述容器中引导所述固体载体。

11.根据权利要求9或10所述的操纵固体载体的方法，其中，

所述磁体为以一定距离彼此相对的两个永磁体。

12.根据权利要求11所述的操纵固体载体的方法，所述方法包括：

减小第一磁体与所述容器之间的相对距离，同时增大第二磁体与所述容器之间的相对距离，所述第二磁体与所述第一磁体相对；以及

增大所述第一磁体与所述容器之间的相对距离，同时减小所述第二磁体与所述容器之间的相对距离；由此在所述容器中引导所述固体载体。

13.根据权利要求8或9所述的操纵固体载体的方法，其中，

通过使所述磁力施加单元绕所述容器旋转而在所述容器中引导所述固体载体。

14.根据权利要求9所述的操纵固体载体的方法，其中，

设置有至少三个永磁体，并且第一距离、第二距离以及第三距离中的一者确定为小于其余两个距离，所述第一距离表示所述容器与第一磁体之间的距离，所述第二距离表示所述容器与所述第二磁体之间的距离，并且所述第三距离表示所述容器与所述第三磁体之间的距离；由此在与所述容器的纵向方向垂直的平面中引导所述固体载体。

15.一种操纵容纳液体的容器中的磁性固体载体的设备，所述容器具有纵向方向，所述设备包括：

磁力施加单元，所述磁力施加单元适于从所述容器外部向所述固体载体施加磁力，其中，所述磁力施加单元被操纵成使得所述磁力施加单元与所述容器之间的相对位置随时间改变，从而通过利用所述磁力施加单元而沿以下方向中的一个方向引导所述固体载体：与所述容器的纵向方向相交的平面方向、所述容器的纵向方向、以及通过将所述容器的纵向方向和与所述容器的纵向方向相交的所述平面方向进行矢量合成而确定的方向。

16.根据权利要求15所述的操纵固体载体的设备，其中，

所述容器为管，所述管在其纵向方向上具有第一油栓塞、洗涤溶液栓塞、第二油栓塞、洗脱溶液栓塞以及第三油栓塞。