CN107073471A - 物质纯化装置和盒 - Google Patents
物质纯化装置和盒 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107073471A CN107073471A CN201580052157.1A CN201580052157A CN107073471A CN 107073471 A CN107073471 A CN 107073471A CN 201580052157 A CN201580052157 A CN 201580052157A CN 107073471 A CN107073471 A CN 107073471A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- runner
- washing
- cleaning solution
- container
- elution
- 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
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
-
- 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
-
- 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
- B01L7/525—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 with physical movement of samples between temperature zones
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/0098—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation
-
- 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
- B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
- B01L2200/028—Modular arrangements
-
- 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
- B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
-
- 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
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0673—Handling of plugs of fluid surrounded by immiscible fluid
-
- 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
- B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
-
- 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
- B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
- B01L2300/0838—Capillaries
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
物质纯化装置确保以稳定的方式保持水性液体层和基于油的液体层之间的界面。所述物质纯化装置包含洗涤流道和与所述洗涤流道连通的洗脱流道,所述洗涤流道包含第一部分和第二部分,所述第二部分在与所述洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分,洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内;所述洗脱流道包含第三部分和第四部分,所述第四部分在与所述洗脱流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分,洗脱剂和与所述洗脱剂不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内;所述洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质的物质结合性固相载体的液体,并且所述洗脱剂是用其将所述物质从所述物质结合性固相载体洗脱的液体。
Description
技术领域
本发明涉及物质纯化装置(substance purification device)和盒(cartridge)。
背景技术
聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术已经在生物化学领域中建立。近年来,PCR扩增准确度和PCR检测灵敏度已经提高,并且已经可以放大、检测和分析痕量的样品(例如DNA)。PCR技术使包含扩增靶核酸(靶核酸)和试剂的溶液(反应溶液)进行热循环以扩增该靶核酸。通常使所述溶液在两个或三个不同温度下进行PCR热循环。
目前,通常使用快速测试试剂盒(例如,免疫色谱法)确定感染(例如流感)是否存在。然而,由于当使用这样的快速测试试剂盒时测定准确度可能不足,因此期望使用在确定感染是否存在时可实现更高检测准确度的PCR技术。
近年来,已经提出将其中水性液体层和非水溶性凝胶层交替堆叠在毛细管内的装置作为用于PCR技术等的装置(见专利文献1)。在这种情况下,使其上附着有核酸的磁性材料颗粒通过该毛细管以纯化所述核酸。
引用列表
专利文献
PTL1:WO2012/086243
发明内容
技术问题
在专利文献1所公开的装置中,水性液体层和水不溶性凝胶层在具有恒定横截面积的毛细管(例如,没有狭窄部分的毛细管)内交替堆叠。因此,当通过例如减小毛细管长度同时保持水性液体层或水不溶性凝胶层的体积等于或大于给定体积从而减小装置的尺寸时,水性液体层和水不溶性凝胶层之间的界面面积增大。结果,界面的形状和位置可能容易改变,并且界面可变得不稳定。
本发明的数个方面的一个目的是提供物质纯化装置和盒,其确保以稳定的方式保持水性液体层和基于油的液体层之间的界面。
问题的解决方案
构思本发明以解决上述问题中的至少一些,可如下所述实施(见以下方面或应用实例)。
应用实例1
根据本发明的一个方面,物质纯化装置包含:
洗涤流道(washing flow channel);和
与所述洗涤流道连通的洗脱流道(elution flow channel),
所述洗涤流道包含第一部分和第二部分,所述第二部分在与所述洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分,洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内,
所述洗脱流道包含第三部分和第四部分,所述第四部分在与所述洗脱流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分,洗脱剂和与所述洗脱剂不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,
所述洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质的物质结合性固相载体(substance-binding solid-phase carrier)的液体,并且
所述洗脱剂是用其将所述物质从所述物质结合性固相载体洗脱的液体。
所述物质纯化装置,构造成使得洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面以及洗脱剂和与所述洗脱剂不互溶的流体之间的界面分别位于具有小横截面积的第二部分和第四部分内。因此,界面具有小面积,并且很少变形或移动。这使得可稳定地维持洗涤液、洗脱剂和与其不互溶的流体在流道延伸方向上的位置。
应用实例2
在应用实例1中所限定的物质纯化装置中,洗涤流道可包含多个第一部分和多个第二部分,并且所述多个第一部分和所述多个第二部分可在所述洗涤流道延伸方向上交替设置。
根据该构造,由于洗涤流道包含多个第二部分,因此能够例如容易地提供多种洗涤液。这使得可容易地用洗涤液洗涤物质两次或更多次,并且更高效地洗涤物质。
应用实例3
在应用实例1或2所限定的物质纯化装置中,洗涤液和与洗涤液不互溶的流体之间的界面可以位于第一部分内。
根据该构造,洗涤液和与洗涤液不互溶的流体之间的界面位于具有小横截面积的第二部分内,并且在洗涤液和与洗涤液不互溶的流体之间的另一界面位于具有大横截面积的第一部分内。这使得可稳定地保持洗涤液在流道延伸方向上的位置,并且增大洗涤液的体积,而不增大装置在流道延伸方向上的长度。这使得可更高效地洗涤物质。
应用实例4
根据本发明的另一个方面,盒包含:
根据应用实例1至3中任一项所限定的物质纯化装置;和
形成与所述洗脱流道连通的反应室的反应容器,
所述物质是核酸,并且
所述反应室容纳与所述洗脱剂不互溶的流体,核酸扩增反应在所述反应室内进行。
由于盒构造成使得可以稳定的方式保持洗涤液、洗脱剂和与其不互溶的流体(油)在流道延伸方向上的位置,因此可容易地纯化核酸,并且在缩短时间的同时高效地进行核酸扩增反应。
应用实例5
根据本发明的另一个方面,物质纯化装置包含第一洗涤流道和与所述第一洗涤流道连通的第二洗涤流道,
所述第一洗涤流道包含第一部分和第二部分,所述第二部分在与所述第一洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分,第一洗涤液和与所述第一洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内,
所述第二洗涤流道包含第三部分和第四部分,所述第四部分在与所述第二洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分,第二洗涤液和与所述第二洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,并且
所述第一洗涤液和所述第二洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质的物质结合性固相载体的液体。
该物质纯化装置构造成使得洗涤液和与洗涤液不互溶的流体之间的界面位于具有小横截面积的第二部分和第四部分内。因此,界面具有小面积,并且很少变形或移动。这使得可稳定地保持洗涤液和与洗涤液不互溶的流体在流道延伸方向上的位置。
应用实例6
根据本发明的另一个方面,盒包含:
如应用实例5所限定的物质纯化装置;和
形成与所述第一洗涤流道或所述第二洗涤流道连通的反应室的反应容器,
所述物质是核酸,并且
核酸扩增反应在所述反应室内进行。
由于盒构造成使得可以稳定的方式保持每个界面在流道延伸方向上的位置,因此可容易地纯化核酸,并且在缩短时间的同时高效地进行核酸扩增反应。
附图简述
[图1]图1是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的前视图。
[图2]图2是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的侧视图。
[图3]图3是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的俯视图。
[图4]图4是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的立体图。
[图5]图5是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的沿着图3中的线A-A截取的截面视图。
[图6]图6是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的沿着图3中的线C-C截取的截面视图。
[图7A]图7A是举例说明根据本发明的一个实施方案的用于操作容器组件1的方法的示意图。
[图7B]图7B是举例说明根据本发明的一个实施方案的用于操作容器组件1的方法的示意图。
[图8A]图8A是举例说明根据本发明的一个实施方案的用于操作容器组件1的方法的示意图。
[图8B]图8B是举例说明根据本发明的一个实施方案的用于操作容器组件1的方法的示意图。
[图9]图9是举例说明PCR装置50的示意性结构图。
[图10]图10是举例说明PCR装置50的框图。
[图11]图11是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1中包含的流道2的内容物的布置的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的若干示例性实施方案。以下示例性实施方案举例说明本发明的实例。应当理解,本发明不限于以下示例性实施例,而是包括可不脱离本发明范围而实施的多种修改。注意,下面结合示例性实施方案描述的所有要素不一定被视为本发明的必需要素。
根据本发明的一个实施方案,物质纯化装置包含洗涤流道和与所述洗涤流道连通的洗脱流道,所述洗涤流道包含第一部分和在与所述洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分的第二部分,洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内,所述洗脱流道包含第三部分和在与所述洗脱流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分的第四部分,洗脱剂和与所述洗脱剂不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,所述洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质(生物物质)的物质结合性固相载体的液体,并且所述洗脱剂是用其将物质从物质结合性固相载体洗脱的液体。
根据本发明的另一个实施方案,物质纯化装置包含第一洗涤流道和与所述第一洗涤流道连通的第二洗涤流道,所述第一洗涤流道包含第一部分和在与所述第一洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分的第二部分,第一洗涤液和与所述第一洗涤液不互溶的流体之间的界面位于第二部分内,所述第二洗涤流道包含第三部分和在与所述第二洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分的第四部分,第二洗涤液和与所述第二洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,并且所述第一洗涤液和所述第二洗涤液是用其洗涤吸附有物质(生物物质)的物质结合性固相载体的液体。
具体而言,物质纯化装置可包含洗涤流道和洗脱流道,或者可包含多个洗涤流道。
根据本发明的另一个实施方案,盒(容器组件)包含物质纯化装置和形成与洗脱流道连通的反应室的反应容器,所述物质是核酸,并且所述反应室容纳与所述洗脱剂不互溶的流体,核酸扩增反应在所述反应室内进行。
生物物质的实例包括生物聚合物(例如核酸(DNA和RNA)、多肽、蛋白质和多糖)、生物低分子量有机化合物(例如蛋白质、酶、肽、核苷酸、氨基酸和维生素)、无机化合物等。将以其中生物物质是核酸为例描述本发明的一些实施方案。
本文中使用的术语“物质结合性固相载体”是指可通过吸附(即可逆物理结合)来容纳生物物质的物质。物质结合性固相载体优选为微粒。注意,物质结合性固相载体不限于此。例如,物质结合性固相载体可以是微纤维或网状载体。优选的是,物质结合性固相载体具有磁性,以使得物质结合性固相载体可在生物物质吸附在物质结合性固相载体上的状态下在容器组件内沿期望方向移动。将以物质结合性固相载体是其上吸附有核酸的磁珠30(见图7A、7B、8A和8B)为例来描述本发明的一些实施方案。
洗涤液12、14、16(见图7A、7B、8A和8B)是用于洗涤其上吸附有生物物质的物质结合性固相载体的液体。通过用洗涤液洗涤物质结合性固相载体,可在确保生物物质以稳定的方式吸附在物质结合性固相载体上的同时除去杂质等。
与洗涤液不互溶的流体是与洗涤容器内的洗涤液不互溶并且相对于洗涤液发生相分离的流体。与洗涤液不互溶的流体是对洗涤液为惰性的物质,并且可以是气体例如空气。当洗涤液是水性液体时,可使用与水性液体不互溶的油、油凝胶等作为与洗涤液不互溶的流体。本文中使用的术语“油凝胶”是指通过使用胶凝剂使液体油发生凝胶化而获得的凝胶。注意,本文中使用的术语“油”不包括油凝胶。将以与洗涤液不互溶的流体为油20、22、24、26(见图7A、7B、8A和8B)为例来描述本发明的一些实施方案。
洗脱剂32(见图7A、7B、8A和8B)是用其从物质结合性固相载体解吸并洗脱生物物质的物质。例如,可使用水或缓冲液作为洗脱剂。
与洗脱剂不互溶的流体是与洗脱容器内的洗脱剂不互溶并且相对于洗脱剂进行相分离的流体。与洗脱剂不互溶的流体是对洗脱剂呈惰性的物质。将以与洗脱剂不互溶的流体为油26(见图7A、7B、8A和8B)为例来描述本发明的一些实施方案。
1.容器组件概述
下面参照图1至图4描述根据本发明的一个实施方案的容器组件1的概况。图1是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1(下文中可称为“盒”)的前视图。图2是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的侧视图。图3是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的俯视图。图4是举例说明根据本发明的一个实施方案的容器组件1的立体图。注意,图1至图3中举例说明的容器组件1的状态被称为“直立状态”。
容器组件1包含吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300和反应容器400。容器组件1是形成从吸附容器100延伸(连通)到反应容器400的流道(图中未示出)的容器。由容器组件1形成的流道在一端由盖110封闭,并且在另一端由底部402封闭。
容器组件1设计成实现这样的预处理,其导致核酸结合于吸附容器100内的磁珠(图中未示出),当磁珠在洗涤容器200内移动的同时被纯化,并洗脱到洗脱容器300内的洗脱剂小滴(图中未示出)中,并使包含核酸的洗脱剂小滴在反应容器400内进行PCR热循环。
用于形成容器组件1的材料没有特别限制。例如,容器组件1可以由玻璃、聚合物、金属等形成。优选地,使用允许可见光通过的材料(例如,玻璃或聚合物)形成容器组件1,因为可以从外部观察容器组件1的内部(腔)。优选地,使用允许磁力通过的材料或非磁性材料来形成容器组件1,因为例如通过从容器组件1的外部施加磁力而容易地使磁珠(图中未示出)通过容器组件1。容器组件1可以由例如聚丙烯树脂形成。
吸附容器100包含容纳吸附剂(图中未示出)的圆筒形注射器部(syringesection)120、作为插入注射器部120的可动柱塞的柱塞部(plunger section)130、以及固定在柱塞部130的一端上的盖110。吸附容器100被设计成使得柱塞部130可沿着注射器部120的内表面滑动,并且通过使盖110朝向注射器部120移动,可以将包含在注射器部120中的吸附剂(图中未示出)排放到洗涤容器200中。吸附剂的细节将在后文中描述。
洗涤容器200通过连接第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230而组装。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230中的每一个包含由油层(图中未示出)隔开的一个或更多个洗涤液层。洗涤容器200(通过连接第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230而组装)包含由多个油层(图中未示出)隔开的多个洗涤液层。尽管上文中已经描述了其中洗涤容器200利用第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230的实例,但洗涤容器的数量可对应于洗涤液层的数量适当地增大或减小。洗涤液的细节在后文中描述。
将洗脱容器300连接到包含在洗涤容器200中的第三洗涤容器230,并且容纳洗脱剂,使得可保持塞(plug)的形状。本文中使用的术语“塞”是指当特定液体占据流道内的空间(隔室)时的特定液体。更具体而言,特定液体的塞是指基本上仅被该特定液体占据的柱状空间(即,流道内的空间被液体塞分隔开)。与塞结合使用的词语“基本上”意指在塞周围(即,在流道的内壁上)可以存在少量(例如薄膜)的其他物质(例如液体)。洗脱剂的细节在后文中描述。
核酸纯化装置5包含吸附容器100、洗涤容器200和洗脱容器300。
将反应容器400连接到洗脱容器300,并且接收从洗脱容器300排出的液体。反应容器400容纳了包含在热循环期间的样品的洗脱剂小滴。反应容器400还容纳试剂(图中未示出)。试剂的细节在后文中描述。
2.容器组件结构细节
下面参照图5和图6描述容器组件1的结构细节。图5是根据本发明的一个实施方案的容器组件1的沿着图3中的线A-A截取的横截面视图。图6是根据本发明的一个实施方案的容器组件1的沿着图3中的线C-C截取的横截面视图。注意,容器组件1在每个容器装填有洗涤液等的状态下组装。在图5和图6中,省略了洗涤液等,从而容易理解容器组件1的结构。
2-1.吸附容器
吸附容器100具有以柱塞部130通过注射器部120的一个开口端插入注射器部120的结构,并且将盖110插入柱塞部130的开口端。盖110具有设置在其中心的排放部(ventsection)112。当操作柱塞部130时,排放部112抑制柱塞部130的内部压力的变化。
柱塞部130是大致圆柱形的柱塞,其沿着注射器部120的内周面滑动。柱塞部130包含以帽110插入其中的开口端,从位于与注射器部120纵向方向的与开口端相对的底部延伸出的杆状部132,以及设置在杆状部132的末端的端部134。杆状部(rod-like section)132从柱塞部130的底部的中心突出。在杆状部132的壁中形成有通孔(through-hole),使得柱塞部130的内部空间与注射器部120的内部空间连通。
注射器部120形成容器组件1的流道2的一部分。注射器部120包含容纳柱塞部130的大直径部、内径比该大直径部小的小直径部、设置在所述大直径部和所述小直径部之间并且内径减小的缩径部(diameter reduction section)、设置在小直径部的端部的吸附插入部(adsorption insertion section)122和覆盖吸附插入部122的圆筒状的吸附覆盖部(adsorption cover section)126。形成容器组件1的流道2的一部分的大直径部、小直径部和吸附插入部122具有大致圆筒形状。
柱塞部130的端部134密封注射器部120的小直径部(当容器组件1被提供给工作者时),以将大直径部和缩径部与小直径部分开(即,将注射器部120分成两个隔室)。
将注射器部120的吸附插入部122插入并装配到形成洗涤容器200中所包含的第一洗涤容器210的一个开口端的第一接纳部(reception section)214中,以连接注射器部120和第一洗涤容器210。使吸附插入部122的外周面与第一接纳部214的内周面紧密接触,以防止液体泄漏到外部。
2-2.洗涤容器
洗涤容器200形成容器组件1的流道2的一部分,并且包含第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230(即通过连接第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230而组装)。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230具有相同的基本结构。因此,下面仅描述第一洗涤容器210的结构,并且省略对第二洗涤容器220的结构和第三洗涤容器230的结构的描述。
第一洗涤容器210具有大致圆筒形状,并且在容器组件1的纵向方向上延伸。第一洗涤容器210包含形成于一个开口端的第一插入部212、形成在另一开口端的第一接纳部214和覆盖第一插入部212的圆筒状的第一覆盖部216。
第一插入部212的外径与第二接纳部224的内径大致相同。第一接纳部214的内径与吸附插入部122的外径大致相同。
当第一洗涤容器210的第一插入部212插入并装配到第二洗涤容器220的第二接纳部224中时,使第一插入部212的外周面与第二接纳部224的内周面紧密接触(即,密封)并且使第一洗涤容器210结合至第二洗涤容器220。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230因此连接(相连)以形成洗涤容器200。本文中使用的术语“密封”是指密封容器等,使得至少包含在容器等中的液体或气体不会泄漏到外部。本文中使用的术语“密封”可包括密封容器等,使得液体或气体不从外部进入容器等。
2-3.洗脱容器
洗脱容器300具有大致圆柱形形状,并且在容器组件1的纵向方向上延伸。洗脱容器300形成容器组件1的流道2的一部分。洗脱容器300包含形成在一个开口端的洗脱插入部302和形成在另一个开口端的洗脱接纳部304。
洗脱接纳部304的内径与第三洗涤容器230的第三插入部232的外径大致相同。当第三插入部232插入并装配到洗脱接纳部304中时,使第三插入部232的外周面与洗脱接纳部304的内周面紧密接触(即,密封),并使第三洗涤容器230与洗脱容器300连接。
2-4.反应容器
反应容器400具有大致圆柱形形状,并且在容器组件1的纵向方向上延伸。反应容器400形成容器组件1的流道2的一部分。反应容器400包含形成在开口端的反应接纳部404、形成在封闭端(与开口端相对)的底部402、以及覆盖反应接纳部404的贮存部(reserviorsection)406。
反应接纳部404的内径与洗脱容器300的洗脱插入部302的外径大致相同。当洗脱插入部302插入并装配在反应接纳部404中时,洗脱容器300连接到反应容器400。
储存部406具有预定的空间,并且设置在反应接收部404周围。储存部406具有足以接收由于柱塞部130的移动而溢出反应容器400的液体的容量。
3.容器组件的内容物、以及用于操作容器组件的方法
下面参照图7A描述容器组件1的内容物,并在下面参照图7A、7B、8A和8B描述用于操作容器组件1的方法。图7A和7B是根据本发明的一个实施方案举例说明用于操作容器组件1的方法的示意图。图8A和8B是举例说明根据本发明的一个实施方案的用于操作容器组件1的方法的示意图。在图7A、7B、8A和8B中,每个容器由流道2代表,并且省略每个容器的外部形状和连接(结)结构,使得容易理解内容物的状态。
3-1.内容物
图7A举例说明了当容器组件1被配置成图1中举例说明的状态时流道2的内容物的状态。吸附剂10、第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、磁珠30、第三油24、第三洗涤液16、第四油26、洗脱剂32、第四油26和试剂34从盖110至反应容器400依次包含在流道2中。
流道2具有这样的结构,其中具有大横截面积(在与容器组件1的纵向方向正交的平面中)的部分(即,厚部分)和具有小横截面积(在与容器组件1的纵向方向正交的平面中)的部分(即,薄部分)交替地设置。流道2的薄部分分别容纳第一油20、第二油22、第三油24、第四油26和洗脱剂32的一部分或全部。流道2的薄部分具有这样的横截面积,其确保可以稳定的方式将彼此相邻并且彼此不互溶的液体之间的界面(可以是流体(在下文中相同))保持在薄部分内。因此,由于位于薄部分内的液体,可以稳定的方式保持位于流道2的薄部内的液体和与其相邻的其他液体之间的关系。即使当位于流道2的薄部分内的液体和位于流道2的厚部分内的其他液体之间的界面形成在流道2的厚部分内时,即使通过允许液体静置使界面受到高冲击影响,界面以稳定的方式形成在预定位置。
流道2的薄部形成在吸附插入部122、第一插入部212、第二插入部222、第三插入部232和洗脱插入部302内。在洗脱容器300中,流道2的薄部分向上延伸超过洗脱插入部302。注意,容纳在流道2的薄部分内的液体甚至在组装之前以稳定方式保持。
3-1-1.油
第一油20、第二油22、第三油24和第四油26包含油,并且在图7A和7B中举例说明的状态下以塞的形式存在于与其相邻的液体之间。选择相对于每种油发生相分离的液体(即,与每种油不互溶的液体)作为与每种油相邻的液体,使得第一油20、第二油22、第三油24和第四油26以塞的形式存在。第一油20、第二油22、第三油24和第四油26可在油的类型方面不同。选自基于硅酮的油(例如,二甲基硅油)、石蜡油、矿物油及其混合物的油可例如用作第一油20、第二油22、第三油24和第四油26。
3-1-2.吸附剂
吸附剂10是其中将核酸吸附在磁珠30上的液体。例如,吸附剂10是包含离液(chaotropic)物质(材料)的水溶液。例如可使用5M硫氰酸胍、2%Triton X-100或50mMTris-HCl(pH:7.2)作为吸附剂10。吸附剂10没有特别限制,只要吸附剂10包含离液物质即可。可以向吸附剂10添加表面活性剂以破坏细胞膜,或使细胞中包含的蛋白质变性。表面活性剂没有特别限制,只要该表面活性剂通常用于从细胞等中提取核酸即可。表面活性剂的具体实例包括非离子表面活性剂(例如基于Triton的表面活性剂(例如Triton-X)和基于Tween的表面活性剂(例如Tween 20)),以及阴离子表面活性剂(例如N-月桂酰肌氨酸钠(sodium N-lauroyl sarcosinate,SDS))。优选使用浓度为0.1至2%的非离子表面活性剂。优选吸附剂10包含还原剂,例如2-巯基乙醇或二硫苏糖醇。溶剂可以是缓冲液。优选溶剂的pH为6至8(即中性区域)。考虑以上几点,优选吸附剂10包含胍盐(3至7M)、非离子表面活性剂(0至5%)、EDTA(0至0.2mM)、还原剂(0至0.2M)等。
离液物质没有特别限制,只要离液物质在水溶液中产生离液离子(即具有大离子半径的一价阴离子)以增大疏水分子的水溶性,并有助于核酸在固相载体上的吸附。离液物质的具体实例包括盐酸胍、碘化钠、高氯酸钠等。优选使用表现出高蛋白质变性作用的硫氰酸胍或盐酸胍。这些离液物质以不同的浓度使用。例如,优选以3至5.5M的浓度使用硫氰酸胍,并且优选以5M或以上的浓度使用盐酸胍。
当离液物质存在于水溶液中时,包含在水溶液中的核酸被吸附在磁珠30的表面上,因为在热力学上有利于核酸吸附在固体上而不是被水分子包围。
3-1-3.洗涤液
第一洗涤液12、第二洗涤液14和第三洗涤液16用于洗涤其上吸附有核酸的磁珠30。
第一洗涤液12是相对于第一油20和第二油22发生相分离的液体。优选地,第一洗涤液12是水或具有低盐浓度的水溶液。当使用具有低盐浓度的水溶液作为第一洗涤液12时,优选使用缓冲液作为第一洗涤液12。具有低盐浓度的水溶液中的盐浓度优选为100mM或更低,更优选为50mM或更低,最优选为10mM或更低。第一洗涤液12可包含表面活性剂(见上文)。第一洗涤液12的pH没有特别限制。可用于第一洗涤液12(缓冲液)的盐没有特别限制。优选使用Tris、HEPES、PIPES、磷酸等。优选第一洗涤液12包含醇,其量使得不会阻碍核酸在载体上的吸附、逆转录反应、PCR等。在这种情况下,第一洗涤液12中的醇浓度没有特别限制。
第一洗涤液12可包含离液物质。例如,当第一洗涤液12包含盐酸胍时,可以洗涤磁珠30等,同时保持或强化核酸在磁珠30等上的吸附。
第二洗涤液14是相对于第二油22和第三油24发生相分离的液体。第二洗涤液14可具有与第一洗涤液12相同的组成,或者可具有与第一洗涤液12不同的组成。优选第二洗涤液14是实质上不含离液物质的溶液。这是因为防止在后续溶液中并入离液物质的情况是优选的。例如,可使用5mM Tris-HCl缓冲液作为第二洗涤液14。优选第二洗涤液14包含醇(见上文)。
第三洗涤液16是相对于第三油24和第四油26发生相分离的液体。第三洗涤液16可具有与第二洗涤液14相同的组成,或者可具有与第二洗涤液14不同的组成。注意,第三洗涤液16不包含醇。第三洗涤液16可包含柠檬酸,以防止醇进入反应容器400的情况。
3-1-4.磁珠
磁珠30是其上吸附有核酸的珠。优选地,磁珠30具有相对高的磁性,使得可使用设置在容器组件1外部的磁体3来移动磁珠30。例如,磁珠30可以是二氧化硅珠或二氧化硅涂覆的珠。磁珠30可优选是二氧化硅涂覆的珠。
3-1-5.洗脱剂
洗脱剂32是相对于第四油26发生相分离的液体。洗脱剂32以塞的形式存在,其位于包含在洗脱容器300中的流道2内的第四油26之间。洗脱剂32是用其将吸附在磁珠30上的核酸从磁珠30洗脱的液体。洗脱剂32由于加热而在第四油26内形成小滴。例如,可使用纯化水作为洗脱剂32。注意,本文中使用的术语“小滴”是指被自由表面包围的液体。
3-1-6.试剂
试剂34包含反应所必需的组分。当在反应容器400内进行PCR时,试剂34可包含用于扩增被洗脱到洗脱剂小滴36中的靶核酸(DNA)的酶(例如DNA聚合酶)和引物(核酸)中的至少一种(见图8A和8B),以及用于检测扩增产物的荧光探针。例如,试剂34包含全部的引物、酶和荧光探针。试剂34与第四油26不相容。试剂34在与包含核酸的洗脱剂32的小滴36接触时溶解,并发生反应。试剂34在重力方向上以固体状态存在于流道2的最下部(反应容器400内)。例如,可使用冷冻干燥的试剂作为试剂34。
3-2.用于操作容器组件的方法
下面参照图7A、7B、8A和8B描述用于操作容器组件1的方法的一个实例。
用于操作容器组件1的方法包括:(A)连接吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300和反应容器400以组装容器组件1(在下文中可称为“步骤(A)”);(B)将含有核酸的样品导入容纳吸附剂10的吸附容器100(在下文中可称为“步骤(B)”);(C)使磁珠30从第二洗涤容器220移动到吸附容器100(在下文中可称为“步骤(C)”);(D)通过摇动吸附容器100使核酸吸附在磁珠30上(在下文中可称为“步骤(D)”);(E)使吸附有核酸的磁珠30从吸附容器100移动到洗脱容器300,其间顺次通过第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、第三洗涤液16和第四油26(在下文中可称为“步骤(E)”);(F)将吸附在磁珠30上的核酸洗脱到洗脱容器300内的洗脱剂32中(在下文中可称为“步骤(F)”);并且(G)使包含核酸的小滴与包含在反应容器400中的试剂34接触(在下文中可称为“步骤(G)”)。
每个步骤在下文中描述。
组装容器组件1的步骤(A)
在步骤(A)中,将吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300和反应容器400连接以组装容器组件1,使得流道2形成为从吸附容器100延伸到反应容器400(见图7A)。虽然图7A举例说明了盖110装配到吸附容器100的状态,但是在步骤(B)之后,将盖110装配到柱塞部130。
更具体而言,将洗脱容器300的洗脱插入部302插入反应容器400的反应接纳部404中,将第三洗涤容器230的第三插入部232插入洗脱容器300的洗脱接纳部304中,将第二洗涤容器220的第二插入部222插入到第三洗涤容器230的第三接纳部234中,将第一洗涤容器210的第一插入部212插入第二洗涤容器220的第二接纳部224中,并且将吸附容器100的吸附插入部122插入到第一洗涤容器210的第一接纳部214中。
导入样品的步骤(B)
在步骤(B)中,例如将容纳有样品的棉签(cotton swab)通过其中装配有盖110的吸附容器100的开口放入吸附剂10中,并且浸渍在吸附剂10中。更具体而言,将棉签通过形成在插入注射器部120中的柱塞部130的一端处的开口插入吸附容器100中。在从吸附容器100中取出棉签后,将盖110装配到吸附容器100(见图7A)。可使用移液器等将样品引入吸附容器100中。当样品为糊状或固体形式时,可使用勺子、镊子等将样品放入吸附容器100中(或使其附着到柱塞部130的内壁)。如图7A中举例说明的,注射器部120和柱塞部130未完全以吸附剂10填充,并且在装配有帽110的开口侧形成空的空间。
样品包含作为靶标的核酸(在下文中可称为“靶核酸”)。靶核酸是例如脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)中的任一种或两者。靶核酸例如从样品中提取,洗脱到洗脱剂32(后文中所述)中,并用作PCR模板。样品的实例包括生物样品,例如血液、鼻黏液和口腔黏膜等。
移动磁珠的步骤(C)
在步骤(C)中,将位于第三油24之间并以塞形式存在于第二洗涤容器220内的磁珠30通过在使用磁体3施加磁力的状态下使磁体3(设置在容器外部)向吸附容器100移动来进行移动(见图7A)。
当移动磁珠30时(或在移动磁珠30之前),将帽110和柱塞部130在远离注射器部120的方向上移动,以将包含在吸附剂10中的样品从柱塞部130移动到注射器部120。由于柱塞部130的移动,由端部134封闭的流道2与吸附剂10连通。
磁珠30随着磁体3的移动在流道2内向上移动,并到达包含样品的吸附剂10(见图7B)。
使核酸吸附于磁珠上的步骤(D)
在步骤(D)中,摇动吸附容器100。由于用盖110密封吸附容器100的开口,使得吸附剂10不会泄漏,因此能够高效地进行步骤(D)。因此,由于离液剂的作用,靶核酸吸附在磁珠30的表面上。在步骤(D)中,除了靶核酸之外的核酸和蛋白质可以吸附在磁珠30的表面上。
吸附容器100可使用已知的涡旋振荡器等摇动,或者可以手动摇动。吸附容器100可在通过利用磁珠30的磁性而从外部施加磁场的同时摇动。
移动其上吸附有核酸之磁珠的步骤(E)
在步骤(E)中,将磁珠30移动通过吸附剂10、第一油20、第二油22、第三油24、第四油26、第一洗涤液12、第二洗涤液14和第三洗涤液16,同时从吸附容器100、洗涤容器200和洗脱容器300的外部施加由磁体3产生的磁力。
例如,永磁体、电磁体等可以用作磁体3。磁体3可以手动移动,或者可使用机械装置等移动。使磁珠30在流道2内通过吸附容器100、洗涤容器200和洗脱容器300移动,同时通过利用磁珠30被磁力吸引的事实来改变磁体3的相对位置。磁珠30通过各洗涤液的速度没有特别限制。磁珠30可在相同的洗涤液内沿着流道2的纵向方向前后移动。注意,除了磁珠30之外的颗粒等可通过利用例如重力或电势差而在管内移动。
洗脱核酸的步骤(F)
在步骤(F)中,将核酸从磁珠30洗脱到洗脱容器300内的洗脱剂小滴36中。在图7A和7B中,洗脱剂32以塞的形式存在于包含在洗脱容器300中的流道的薄部分内。由于在移动磁珠30的同时加热反应容器400导致反应容器400的内容物膨胀,所以洗脱剂小滴36在洗脱容器300内向上移动(见图8A和8B)。当磁珠30已到达包含在洗脱容器300中的洗脱剂小滴36时,由于洗脱剂的作用,吸附在磁珠30上的靶核酸被洗脱到洗脱剂小滴36中(见图8A)。
使包含核酸的小滴与试剂34接触的步骤(G)
在步骤(G)中,使包含核酸的小滴36与位于反应容器400的最下部的试剂34接触。具体而言,通过向下移动盖110,使用柱塞部130的端部134向下推动第一油20。已经洗脱有靶核酸的洗脱剂小滴36因此进入反应容器400,并在使其上施加了由磁体3产生之磁力的磁珠30保持在预定位置的状态下,与位于反应容器400的最下部的试剂34接触(见图8B)。已经与小滴36接触的试剂34被溶解,并与包含在洗脱剂中的靶核酸混合。因此,例如实现了利用热循环的PCR。
4.PCR装置
下面参照图9和图10,描述了使用容器组件1实施核酸洗脱过程和PCR的PCR装置50。图9是举例说明PCR装置50的示意性结构图。图10是举例说明PCR装置50的框图。
PCR装置50包含旋转机构(rotation mechanism)60、磁体移动机构(magnetmoving mechanism)70、推压机构(press mechanism)80、荧光计55和控制器90。
4-1.旋转机构
旋转机构60包含旋转马达(rotation motor)66和加热器65,并通过驱动旋转马达66来转动容器组件1和加热器65。当容器组件1和加热器65通过旋转机构60旋转(上下翻转)时,包含靶核酸的小滴在包含于反应容器400中的流道内移动,并且进行热循环。
加热器65包含多个加热器(图中未示出)。例如,加热器65可包含洗脱加热器、高温加热器和低温加热器。洗脱加热器加热包含在容器组件1中的洗脱剂(以塞的形式存在),以促进靶核酸从磁珠洗脱到洗脱剂中。高温加热器将包含在反应容器400中的流道内的上游侧液体加热到比低温加热器所达到的温度更高的温度。低温加热器加热反应容器400的底部402(流道)。通过利用高温加热器和低温加热器,可在包含在反应容器400中的流道内提供具有温度梯度的液体。加热器65设置有温度控制器,并且可根据来自控制器90的指令将容器组件1内的液体设定为适合于该过程的温度。
加热器65具有暴露反应容器400的底部402外壁的开口。荧光计55通过所述开口测量洗脱剂小滴的亮度。
4-2.磁体移动机构
磁体移动机构70移动磁体3。磁体移动机构70通过在磁体3吸引容器组件1内的磁珠的状态下移动磁体3来移动容器组件1内的磁珠。磁体移动机构70包含成对磁体3、提升机构(elevating mechanism)和摆动机构(swing mechanism)。
摆动机构使成对磁体3在图9中的横向(或前后方向)上摆动。成对磁体3设置在装配到PCR装置50的容器组件1的任一侧(见图7A、7B、8A和8B)。可在与容器组件1的流道正交的方向(图9中的横向方向)上减小磁珠和每个磁体3之间的距离。当成对磁体3沿横向方向(见双头箭头)摆动时,容器组件1内的磁珠随着成对磁体3的移动在横向方向上移动。提升机构通过使磁铁3在垂直方向上移动,使磁珠在图9的垂直方向上移动。
4-3.推压机构
推压机构80推压包含在容器组件1中的柱塞部。当柱塞部被推压机构80推压时,洗脱容器300内的小滴被排出到反应容器400中,并在反应容器400内进行PCR。
在图9中,推压机构80设置在设定为直立状态的容器组件1的上方。注意,推压机构80可以例如沿相对于垂直方向倾斜45°的方向推压柱塞部。这使得可容易地将推压机构80设置在推压机构80不干扰磁体移动机构70的位置处。
4-4.荧光计
荧光计55测量反应容器400内小滴的亮度。荧光计55设置在与反应容器400的底部402相对的位置。可期望荧光计55能够检测多个波长带内的亮度,从而可以实施多重PCR。
4-5.控制器
控制器90是控制PCR装置50的控制部。控制器90包含处理器(例如,CPU)和存储设备(例如,ROM和RAM)。多种程序和数据存储在存储装置中。存储装置提供加载程序的区域。通过使处理器执行存储在存储装置中的程序来实施多种处理。
例如,控制器90通过控制旋转马达66将容器组件1旋转到预定的旋转位置。旋转机构60设置有旋转位置传感器(图中未示出)。控制器90根据旋转位置传感器的检测结果驱动和停止旋转马达66。
控制器90通过对加热器65进行开/关控制来将容器组件1内的液体加热至预定温度。
控制器90通过控制磁体移动机构70在垂直方向上移动磁体3,并且对应于位置传感器(图中未示出)的检测结果在图9中的横向方向上摆动磁体3。
控制器90通过控制荧光计55来测量反应容器400内小滴的亮度。测量结果被存储于包含在控制器90中的存储装置(图中未示出)中。
容器组件1装配到PCR装置50,并且进行步骤(C)至(G)(见“3-2.用于操作容器组件的方法”)和PCR。
5.洗涤流道和洗脱流道
图11是举例说明当容器组件1被设定为图1中举例说明的状态时流道2的内容物的示意图。如图11中举例说明的,容器组件1包含吸附容器100、洗涤容器200、洗脱容器300和反应容器400。具体而言,容器组件1包含核酸纯化装置5和反应容器400。
如图11中举例说明的,吸附剂10、第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、磁珠30、第三油24、第三洗涤液16、第四油26、洗脱剂32、第四油26和试剂34从盖110至反应容器400依次容纳在流道2内。
容器组件1包含洗涤流道501和与洗涤流道501连通的洗脱流道502。洗涤流道501是由洗涤容器200形成的流道。在洗涤流道501中设置有第一油20、第一洗涤液12、第二油22、第二洗涤液14、第三油24、磁珠30、第三油24、第三洗涤液16、第四油26、洗脱剂32和第四油26。
洗涤流道501(其形成容器组件1的流道2的一部分)由第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230形成。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230具有相同的基本结构。第一洗涤容器210、第二洗涤容器220和第三洗涤容器230中的每一个形成洗涤流道501的第一部分510和第二部分520。
由第一洗涤容器210形成的洗涤流道501、由第二洗涤容器220形成的洗涤流道501和由第三洗涤容器230形成的洗涤流道501各自包含第一部分510和第二部分520。第二部分520在与洗涤流道501延伸方向(即,图11中举例说明的实例中的洗涤容器210、220、230的排列方向)正交的平面中的横截面积(在下文中可称为“横截面积”)小于第一部分510。具体而言,第一部分510比第二部分520厚。
洗涤液12和第二油22之间的界面601a位于由第一洗涤容器210形成的洗涤流道501的第二部分520内。洗涤液14和第三油24之间的界面602a位于由第二洗涤容器220形成的洗涤流道501的第二部分520内。洗涤液16和第四油26之间的界面603a位于由第三洗涤容器230形成的洗涤流道501的第二部分520内。
因此,根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5构造成使得洗涤液与油之间的界面601a、界面602a和界面603a位于具有小的横截面积的第二部分520内。因此,每个界面的面积小于当每个界面位于对应于与洗涤流道501延伸方向正交的平面中的横截面积的第一部分510内时的面积。
洗脱流道502是由洗脱容器300形成的流道。第四油26、洗脱剂32和第四油26依次设置在洗脱流道502中。洗脱流道502包含第三部分530和第四部分540。第四部分540在与洗脱流道502延伸方向正交的平面中的横截面积小于第三部分530。具体而言,第三部分530比第四部分540厚。洗脱剂32和第四油26之间的界面604a位于第四部分540内。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5如此构造,以使得洗涤液或洗脱剂与油之间的界面601a、界面602a、界面603a和界面604a位于具有小横截面积的第二部分520和第四部分540内。因此,每个界面的面积小于当每个界面位于对应于与洗涤流道501和洗脱流道502延伸方向正交的平面的横截面积的第一部分510或第三部分530内时的面积。
当界面的面积小时,界面处的界面张力强于施加到流体的惯性力。因此,例如很少发生界面由于施加到流道的压力或由于外力而发生的惯性力而变形(波动)或移动的情况。这使得可稳定地维持洗涤液、洗脱剂和与其不互溶的流体在流道延伸方向上的位置。
注意,在洗涤流道501延伸方向上,界面601a、界面602a和界面603a在第二部分520内的位置没有特别限制。界面601a、界面602a和界面603a的位置可考虑相邻塞之间的间隔、洗涤液的体积等适当设定。第四部分540内界面604a在洗脱流道502延伸方向上的位置没有特别限制。界面604a的位置可考虑核酸纯化装置5的操作、洗脱剂的体积等适当设定。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5构造成使得洗涤流道501的第一部分510和第二部分520具有近似圆柱形状,并且分别具有2mm和1mm的直径。注意,洗涤流道501的第一部分510和第二部分520的形状和横截面积可如下所述适当地改变。
其中界面处的界面张力强于施加于流体的惯性力的界面的面积(即,在与洗涤流道501延伸方向正交的平面中的横截面积)小于约3.2mm2。具体而言,第二部分520的横截面积优选设定为约3.2mm2或更小(即,当第二部分520具有圆柱形状时,第二部分520的直径优选设定为约2.0mm或更小)。如果第二部分520的横截面积为0.01mm2或更小(即,当第二部分520具有圆柱形形状时,第二部分520的直径为0.3mm或更小),则界面处的界面张力强于施加于流体的惯性力,但是可能需要减小洗涤液的体积或当流体流可增大时的阻力。洗涤流道501的第二部分520的横截面积可基于例如上述指数来设定。
第一部分510的横截面积没有特别限制,只要第一部分510的横截面积大于第二部分520的横截面积即可,并且可在第一部分510内形成洗涤液的附加界面(界面601b、界面602b和界面603b(在后文中描述)),以将洗涤液保持为塞的形状。例如,第一部分510的横截面积优选设定为约3.2mm2或更大(即,当第一部分510具有圆柱形状时,第一部分510的直径优选设定为约2.0mm或更大)。通过增大第一部分510的横截面积,可容易地增大洗涤液的体积,而不增大核酸纯化装置5的长度。如果第一部分510的横截面积设定为约20mm2或更大(即,当第一部分510具有圆柱形状时,第一部分510的直径设定为约5mm或更大),则可难以将洗涤液保持为塞的形状。洗涤流道501的第一部分510的横截面积可基于例如上述指数来设定。
在洗涤流道501延伸方向上的第一部分510的长度和第二部分520长度没有特别限制,并且可以适当地设计。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5构造成使得洗涤流道501包含三个第一部分510和三个第二部分520。注意,第二部分520的数量和第一部分510的数量没有特别限制(即,可以是1、2或4或更多个),只要可在第二部分520内提供界面即可。当设置多个第一部分510和多个第二部分520(见图11)时,第一部分510和第二部分520可在洗涤流道501延伸方向上交替设置。在这种情况下,可以以稳定的方式在洗涤流道501的每个第二部分520内提供洗涤液,并且容易地用洗涤液洗涤核酸(物质结合性固相载体)两次或更多次。这使得可更高效地洗涤核酸(物质结合性固相载体)。
在图11中举例说明的实例中,提供了多个第一部分510和多个第二部分520,并且洗涤流道501构造成使得第一部分510与吸附容器100相邻设置,且第二部分520与洗脱容器300相邻设置。注意,第一部分510和第二部分520的布置可根据每个容器的设计而任意改变。例如,第二部分520可设置成与吸附容器100相邻,且第一部分510可设置成与洗脱容器300相邻,或者第一部分510可设置成与吸附容器100和洗脱容器300相邻,或者第二部分520可设置成与吸附容器100和洗脱容器300相邻。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5构造成使得洗脱流道502包含一个第三部分530和一个第四部分540。注意,第三部分530的数量和第四部分540的数量没有特别限制(即,可以是2个或更多个),只要可在第四部分540内提供界面即可。当设置多个第三部分530和多个第四部分540时(图中未示出),第三部分530和第四部分540可在洗脱流道502延伸方向上交替设置。
在图11所示的实例中,洗脱流道502被构造成使得第三部分530设置成与洗涤容器230相邻,并且第四部分540设置成与反应容器400相邻。注意,第三部分530和第四部分540的布置可根据每个容器的设计而任意改变。例如,第四部分540可设置成与洗涤容器230相邻,且第三部分530可设置成与反应容器400相邻,或者第三部分530可设置成与洗涤容器230和反应容器400相邻,或者第四部分540可设置成与洗涤容器230和反应容器400相邻。
洗脱流道502的第三部分530和第四部分540的尺寸可以以与上文中结合洗涤流道501的第一部分510和第二部分520所述的相同方式设计,并且可如下所述适当地改变。
第四部分540的横截面积优选设定为约3.2mm2或更小(即,当第四部分540具有圆柱形状时,第四部分540的直径优选设定为约2.0mm或更小)。如果第四部分540的横截面积为0.01mm2或更小(即,当第四部分540具有圆柱形状时,第四部分540的直径为0.3mm或更小),则界面处的界面张力会超过施加于流体的惯性力,但是可必需减小洗脱剂32的体积或当流体流可增大时的阻力。此外,洗脱流道502延伸方向上的洗脱剂32的长度可大程度地增大。洗脱流道502的第四部分540的横截面积可基于例如上述指数来设定。
第三部分530的横截面积没有特别限制,只要第三部分530的横截面积大于第四部分540的横截面积即可,并且当洗脱剂32已经移动到第三部分530时,可在第四油26内形成洗脱剂32的小滴。例如,第三部分530的横截面积优选设定为约3.2mm2或更大(即,当第三部分530具有圆柱形状时,第三部分530的直径优选设定为约2.0mm或更大)。注意,考虑洗脱剂32的体积来确定第三部分530的横截面积。洗脱流道502的第三部分530的横截面积可基于例如上述指数来设定。
第三部分530的长度和第四部分540在洗脱流道502延伸方向上的长度没有特别限制,并且可以适当地设计。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5配置成使得位于洗脱容器300侧的洗涤液12、洗涤液14和洗涤液16的界面601a、界面602a和界面603a位于第二部分520内,并且位于吸附容器100侧的洗涤液12、洗涤液14和洗涤液16的界面601b、界面602b和界面603b位于第一部分510内。当洗涤液(塞)的仅一个界面位于第二部分520内时,可以以足够稳定的方式固定所述塞。
核酸纯化装置5构造成使得洗涤液和油之间的界面位于具有小横截面积的第二部分520内,并且洗涤液和其他油之间的界面位于具有大横截面积的第一部分510内。这使得可稳定地保持洗涤液在流道延伸方向上的位置,并且增大洗涤液的体积,而不增大装置在流道延伸方向上的长度。这使得可更高效地洗涤靶物质。
注意,位于吸附容器100的侧的界面601b、界面602b和界面603b可任选地设置在第二部分520内。在这种情况下,第二部分520内的界面601b、界面602b和界面603b在洗涤流道501延伸方向上的位置没有特别限制。界面601b、界面602b和界面603b的位置可考虑相邻塞之间的间隔、洗涤液的体积等适当设定。
根据本发明的一个实施方案的核酸纯化装置5构造成使得位于反应容器400侧的洗脱剂32的界面604a位于第四部分540内,并且位于洗涤容器200侧的洗脱剂32的界面604b也位于第四部分540内。通过在第四部分540内提供洗脱剂32(塞)的每个界面,可更可靠地固定洗脱剂32(塞)。注意,位于洗涤容器200侧的界面604b可任选地设置在第三部分530内。
6.盒
根据本发明的一个实施方案的盒(容器组件1)包含核酸纯化装置5和反应容器400(见“2-4.反应容器”)。
反应容器400形成与洗脱流道502连通的反应室700。如图11中举例说明的,反应室700在装配了容器组件1的状态下容纳第四油26和试剂34。反应室700内的第四油26与洗脱流道502内的第四油26连续。在反应室700内进行PCR(核酸扩增反应)热循环反应。
由于根据本发明的一个实施方案的盒被配置成使得可以稳定的方式保持洗涤液、洗脱剂32和与其在流道延伸方向上不互溶的流体(油)的位置,因而可容易地纯化核酸,并且在缩短时间的同时高效地进行核酸扩增反应。
本发明不限于上述实施方案。在不脱离本发明范围的情况下,可以对上述实施方案进行多种修改和改变。例如,本发明包括与结合上述实施方案所描述的配置基本相同的多种其他配置(例如,具有相同功能、方法和结果的配置,或具有相同目的和结果的配置)。虽然上述实施方案已经以组合吸附流道、洗涤流道和洗脱流道的实例进行了描述,但本发明的范围还包括包含两个或更多个洗涤流道的物质纯化装置。本发明还包括其中结合上述实施方案所描述的非实质要素被其他要素替代的配置。本发明还包括具有与结合上述实施方案所描述的配置相同效果的配置,或者能够实现与结合上述实施方案所描述的配置相同目的的配置。本发明还包括其中对结合上述实施方案所描述的配置添加已知技术的配置。
附图标记列表
1:容器组件,2:流道,3:磁体,5:核酸纯化装置,10:吸附剂,12:第一洗涤液,14:第二洗涤液,16:第三洗涤液,20:第一油,22:第二油,24:第三油,26:第四油,30:磁珠,32:洗脱剂,34:试剂,36:小滴,50:PCR装置,55:荧光计,60:旋转机构,65:加热器,66:旋转马达,70:磁体移动机构,80:推压机构,90:控制器,100:吸附容器,110:盖,112:排放部,120:注射器部,122:吸附插入部,126:吸附覆盖部,130:柱塞部,132:杆状部,134:端部,200:洗涤容器,210:第一清洗涤容器,212:第一插入部,214:第一接纳部,216:第一覆盖部,220:第二洗涤容器,222:第二插入部,224:第二接纳部,226:第二覆盖部,230第三洗涤容器,232:第三插入部,234:第三接纳部,236:第三覆盖部,300:洗脱容器,302:洗脱插入部,304:洗脱接纳部,400:反应容器,402:底部,404:反应接纳部,406:储存部,501:洗涤流道,502:洗脱流道,510:第一部分,520:第二部分,530:第三部分,540:第四部分,601a、601b、602a、602b、603a、603b、604a、604b:界面,700:反应室。
Claims (8)
1.物质纯化装置,其包含:
洗涤流道;和
与所述洗涤流道连通的洗脱流道,
所述洗涤流道包含第一部分和第二部分,所述第二部分在与所述洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分,洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内,
所述洗脱流道包含第三部分和第四部分,所述第四部分在与所述洗脱流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分,洗脱剂和与所述洗脱剂不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,
所述洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质的物质结合性固相载体的液体,并且
所述洗脱剂是用其将所述物质从所述物质结合性固相载体洗脱的液体。
2.如权利要求1所限定的物质纯化装置,
所述洗涤流道包含多个所述第一部分和多个所述第二部分,并且
所述多个第一部分和所述多个第二部分在所述洗涤流道延伸方向上交替设置。
3.如权利要求1或2所限定的物质纯化装置,
所述洗涤液和与所述洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第一部分内。
4.如权利要求1至3中任一项所限定的物质纯化装置,
其中所述第二部分在与所述洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积以及所述第四部分在与所述洗脱流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于3.2mm2。
5.盒,其包含:
如权利要求1至4中任一项所限定的物质纯化装置;和
形成与所述洗脱流道连通的反应室的反应容器,
所述物质是核酸,并且
所述反应室容纳与所述洗脱剂不互溶的流体,核酸扩增反应在所述反应室内进行。
6.物质纯化装置,其包含:
第一洗涤流道;和
与所述第一洗涤流道连通的第二洗涤流道,
所述第一洗涤流道包含第一部分和第二部分,所述第二部分在与所述第一洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第一部分,第一洗涤液和与所述第一洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第二部分内,
所述第二洗涤流道包含第三部分和第四部分,所述第四部分在与所述第二洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于所述第三部分,第二洗涤液和与所述第二洗涤液不互溶的流体之间的界面位于所述第四部分内,并且
所述第一洗涤液和所述第二洗涤液是用其洗涤上面吸附有物质的物质结合性固相载体的液体。
7.如权利要求6所限定的物质纯化装置,
其中所述第二部分在与所述第一洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积以及所述第四部分在与所述第二洗涤流道延伸方向正交的平面中的横截面积小于3.2mm2。
8.盒,其包含:
如权利要求6或7所限定的物质纯化装置;和
形成与所述第一洗涤流道或所述第二洗涤流道连通的反应室的反应容器,
所述物质是核酸,并且
核酸扩增反应在所述反应室内进行。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014-199562 | 2014-09-30 | ||
JP2014199562A JP2016067274A (ja) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 物質精製デバイス及びカートリッジ |
PCT/JP2015/004977 WO2016051794A1 (en) | 2014-09-30 | 2015-09-30 | Substance purification device and cartridge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107073471A true CN107073471A (zh) | 2017-08-18 |
Family
ID=54361131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580052157.1A Pending CN107073471A (zh) | 2014-09-30 | 2015-09-30 | 物质纯化装置和盒 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170291171A1 (zh) |
EP (1) | EP3200920A1 (zh) |
JP (1) | JP2016067274A (zh) |
CN (1) | CN107073471A (zh) |
WO (1) | WO2016051794A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
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 |
JP7091891B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2022-06-28 | 株式会社島津製作所 | 磁性体粒子操作用容器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110244522A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Tae Seok Seo | Rotational pcr equipment and pcr method using the same |
US20130273552A1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-10-17 | Tetsuo Ohashi | Device and method for processing target component in tube |
US20130302791A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | Northwestern University | Device for isolating an analyte from a sample, and methods of use |
US20140273201A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corporation | Cartridge for nucleic acid amplification reacion |
-
2014
- 2014-09-30 JP JP2014199562A patent/JP2016067274A/ja active Pending
-
2015
- 2015-09-30 WO PCT/JP2015/004977 patent/WO2016051794A1/en active Application Filing
- 2015-09-30 CN CN201580052157.1A patent/CN107073471A/zh active Pending
- 2015-09-30 EP EP15787317.5A patent/EP3200920A1/en not_active Withdrawn
- 2015-09-30 US US15/513,903 patent/US20170291171A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110244522A1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Tae Seok Seo | Rotational pcr equipment and pcr method using the same |
US20130273552A1 (en) * | 2010-12-21 | 2013-10-17 | Tetsuo Ohashi | Device and method for processing target component in tube |
US20130302791A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | Northwestern University | Device for isolating an analyte from a sample, and methods of use |
US20140273201A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Seiko Epson Corporation | Cartridge for nucleic acid amplification reacion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170291171A1 (en) | 2017-10-12 |
EP3200920A1 (en) | 2017-08-09 |
WO2016051794A1 (en) | 2016-04-07 |
JP2016067274A (ja) | 2016-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160258849A1 (en) | Container, biologically relevant material purification cartridge, and biologically relevant material purification cartridge assembly kit | |
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 | |
US20170234783A1 (en) | Biological substance extraction device and biological substance extraction apparatus | |
CN105733935A (zh) | 一种核酸或蛋白制备及检测试剂卡盒 | |
CN104673622A (zh) | 核酸扩增反应用筒和核酸扩增反应用筒试剂盒 | |
CN107073471A (zh) | 物质纯化装置和盒 | |
US20170304819A1 (en) | Container assembly and container assembly kit | |
US20160090619A1 (en) | Nucleic acid purification device | |
JP2016214179A (ja) | 容器組立体セット | |
JP2016151444A (ja) | 核酸増幅反応カートリッジセット | |
US20160090587A1 (en) | Nucleic acid purification device | |
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 | |
JP2016136852A (ja) | 生体関連物質精製カートリッジセット | |
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 | |
US20160244808A1 (en) | Container, liquid storing member, cartridge set, and method of manufacturing liquid storing member | |
US20160136645A1 (en) | Container storage receptacle | |
US20160138085A1 (en) | Cartridge set | |
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 | |
JP2016121910A (ja) | 生体関連物質精製用のカートリッジセット | |
JP2016214187A (ja) | 容器組立体セット及び容器 | |
US20160136644A1 (en) | Container storage receptacle | |
US20160138084A1 (en) | Cartridge set | |
US20160138007A1 (en) | Container storage receptacle | |
US20160138098A1 (en) | Container accommodation body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170818 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |