JP2003501644A - Sample processing equipment - Google Patents

Sample processing equipment

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JP2003501644A
JP2003501644A JP2001501851A JP2001501851A JP2003501644A JP 2003501644 A JP2003501644 A JP 2003501644A JP 2001501851 A JP2001501851 A JP 2001501851A JP 2001501851 A JP2001501851 A JP 2001501851A JP 2003501644 A JP2003501644 A JP 2003501644A
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JP
Japan
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solid phase
liquid
syringe
piston
cartridge
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Pending
Application number
JP2001501851A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ベイカー,マシュー,ジョン
Original Assignee
ディーエヌエー リサーチ イノヴェイションズ リミテッド
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/405Concentrating samples by adsorption or absorption

Abstract

(57)【要約】 液体混合物からDNAのような生物学的分子を抽出する方法は、生物学的分子の吸着剤を含む固相に沿って液体を上下に通過させることを含む。 (57) Abstract A method for extracting a biological molecule, such as DNA, from a liquid mixture involves passing the liquid up and down along a solid phase containing an adsorbent for the biological molecule.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本発明は、サンプル処理装置に関し、特に未精製の出発物質(例えば、血液、
組織、植物、微生物、農産物、食品)から生物学的分子を精製することができる
サンプル処理装置に関する。この装置はまた、完全自動化またはマニュアルモー
ドで水性または非水性サンプルから生物学的分子または化合物を、精製または操
作するのに使用することもできる。
The present invention relates to sample processing devices, in particular unpurified starting materials (eg blood,
The present invention relates to a sample processing device capable of purifying biological molecules from tissues, plants, microorganisms, agricultural products, foods). The device can also be used to purify or manipulate biological molecules or compounds from aqueous or non-aqueous samples in a fully automated or manual mode.

【0002】 従来のクロマトグラフィーカラムは、粒状物質、粘性物質、または細胞破片を
含む未精製の出発物質から生物学的分子を直接抽出するのに適していない。これ
は、使用される固相のタイプや、閉塞したり目詰まりしやすいカラムまたはカー
トリッジの設計が原因である。これはまた、固体支持体上に液体を通すために真
空または遠心分離を使用して処理されるミニクロマトグラフィーカラムにも当て
はまる。この目詰まりの問題は、高分子量DNAを小断片に切断することなく抽出
しようとすると、悪化する。カラムまたはカートリッジの目詰まりは、小さな孔
径を有するフリット(厚く、硬い、多孔性ディスク/膜または栓)、または小さ
なサイズの標準的な固相粒子(通常、直径200ミクロン未満)および/または固
定固相物質の密な充填(サイズおよび形、そして圧縮性に依存する)が原因であ
る可能性がある。
Conventional chromatographic columns are not suitable for the direct extraction of biological molecules from crude starting materials containing particulate matter, gums, or cell debris. This is due to the type of solid phase used and the design of the column or cartridge which is prone to clogging and clogging. This also applies to mini-chromatography columns that are processed using vacuum or centrifugation to pass the liquid over a solid support. This clogging problem is exacerbated when trying to extract high molecular weight DNA without breaking it into smaller pieces. Clogs in columns or cartridges can be caused by small frit sizes (thick, hard, porous discs / membranes or plugs) or small size standard solid phase particles (typically less than 200 microns in diameter) and / or fixed solids. This may be due to the close packing of the phase material (depending on size and shape, and compressibility).

【0003】 我々は、これらの問題を緩和する装置と方法を考案した。[0003]   We have devised a device and method that alleviates these problems.

【0004】 本発明によれば、ある物質を含有する液体混合物からその物質を抽出するため
の装置であって、抽出すべき物質を吸着することができる固相を含有する容器と
、固相に吸引力を作用させて固相の上に液体混合物を吸い上げるように適合させ
た可逆的吸引手段とを有し、該吸引力は液体が固相の上から逆戻りするように逆
転させることができるものである、装置が提供される。
According to the present invention, there is provided an apparatus for extracting a substance from a liquid mixture containing the substance, the container including a solid phase capable of adsorbing the substance to be extracted, and the solid phase. A reversible suction means adapted to exert a suction force to draw up a liquid mixture onto the solid phase, the suction force being reversible so that the liquid reverts from above the solid phase A device is provided.

【0005】 可逆的吸引手段はシリンジ形でもよく、固相はシリンジ内のピストンの下方に
、シリンジのノズルを液体混合物中に入れてピストンを引くと液体が固相の上に
吸い上げられ、ピストンを押すと液体が固相の上から逆戻りするように、含有さ
れる。
The reversible suction means may be in the form of a syringe, in which the solid phase is below the piston in the syringe, the nozzle of the syringe is placed in a liquid mixture and the piston is pulled to suck up the liquid onto the solid phase. It is contained so that when pushed the liquid will revert from above the solid phase.

【0006】 あるいは固相を含有する容器は、シリンジのノズルに取り付けることができる
Alternatively, the container containing the solid phase can be attached to the nozzle of a syringe.

【0007】 本発明の別の実施形態において、可逆的吸引手段はピペットを含んでなり、ピ
ペットチップ内には固相の栓が含有される。
In another embodiment of the invention, the reversible aspiration means comprises a pipette, the solid phase stopper being contained within the pipette tip.

【0008】 本発明の特徴は、新規デザインによって、自動抽出装置を詰まらせることなく
かつ密閉環境で、ほとんどすべての出発物質を使用することが可能になり、技師
、装置または隣接するサンプルチューブへの汚染のリスクを低減させることが可
能になるということである。
A feature of the present invention is that the novel design allows almost all starting materials to be used without clogging the automatic extractor and in a closed environment, to the technician, the instrument or adjacent sample tubes. It is possible to reduce the risk of pollution.

【0009】 このデザインは、クロマトグラフィーで使用される既存の固相抽出法、ならび
に後述する新規試薬や物質の使用を可能にする。
This design allows the use of existing solid phase extraction methods used in chromatography, as well as the new reagents and materials described below.

【0010】 本発明は、既存の装置を閉塞したり目詰まりさせたりしやすい核酸(DNAおよ
びRNA)のような巨大分子の抽出に、特に適している。
The present invention is particularly suitable for the extraction of macromolecules such as nucleic acids (DNA and RNA) that are prone to block or clog existing devices.

【0011】 吸引や吹き出し作用を有するシリンジまたはポンプシステムは、目詰まりを起
こさない特別に改変したクロマトグラフィーカートリッジとともに使用すること
ができる。例えば、生物学的サンプル(例えば、動物または植物組織、血液、細
胞、毛髪、糞便、農産物、水、食物)をホモジナイズして核酸を放出させ、次に
固相物質を通過させて、核酸、核または有核細胞を捕捉する。細胞破片または汚
染物質を上下に通過させて廃棄し、固相支持体上に核酸を固定化して残す。ある
いは、固相物質を、好ましくない細胞破片を除去することにより溶液中にDNAま
たは生物学的分子を残すために使用することができる。
Syringe or pump systems with suction or blow-out action can be used with specially modified chromatography cartridges that do not clog. For example, a biological sample (eg, animal or plant tissue, blood, cells, hair, feces, produce, water, food) is homogenized to release nucleic acids and then passed through a solid phase material to allow nucleic acids Alternatively, the nucleated cells are captured. Cell debris or contaminants are passed up and down and discarded, leaving the nucleic acid immobilized on the solid support. Alternatively, the solid phase material can be used to leave DNA or biological molecules in solution by removing unwanted cell debris.

【0012】 抽出されるべき物質は、シリンジまたは蠕動ポンプのポンプ作用を使用して、
固相を上下に通過させることができる。カートリッジは広範囲の固相抽出に互換
性があるように設計されるため、任意のタイプの固相を使用することができる。
The substance to be extracted may be pumped using a syringe or a peristaltic pump.
The solid phase can be passed up and down. Cartridges are designed to be compatible with a wide range of solid phase extractions, so any type of solid phase can be used.

【0013】 さらに、この装置は、主カートリッジ内に破砕装置を導入することにより、サ
ンプルのホモジナイズを可能にする。
Furthermore, this device allows the homogenization of the sample by introducing a disruption device in the main cartridge.

【0014】 これは、浸解(maceration)を必要とする植物抽出物、動物組織、糞便、食物ま
たは他のサンプルのような面倒なサンプルが、タンパク質または核酸のような細
胞内容物を放出するのを可能にする。次に標的分子を固相上に捕捉させることが
でき、従ってホモジナイズと精製工程とが完全に自動化される。
This is because tedious samples such as plant extracts, animal tissues, faeces, food or other samples that require maceration release cellular contents such as proteins or nucleic acids. To enable. The target molecule can then be captured on the solid phase, thus fully homogenizing and purifying steps.

【0015】 濃縮工程は、しばしば最初の破片を除去するのに使用され、これは、セルロー
ス、珪藻土、シリカゲル、デキストラン、PEGまたは遠心分離を必要とせず破片
または汚染物質の迅速な凝集と沈降を促進する任意の物質のような凝集化剤を使
用して行うことができる。
A concentration step is often used to remove the initial debris, which promotes rapid aggregation and settling of debris or contaminants without the need for cellulose, diatomaceous earth, silica gel, dextran, PEG or centrifugation. Can be performed using an aggregating agent such as any of the substances listed below.

【0016】 本発明の装置は、様々なサイズ(例えば、100mlまで)の単一または複数の列
の標準的シリンジ(ディスポーザブルまたは非ディスポーザブル)を操作するよ
うに設計することができる。4個、8個、12個、24個または96個のチャネルを有
する単一のディスポーザブルユニットもまた、ポンプシステムとともに使用する
ことができる。すなわち、8×12のチューブの配列で多量または少量を分取する
ことができる。
The device of the invention can be designed to operate single or multiple rows of standard syringes (disposable or non-disposable) of various sizes (eg up to 100 ml). A single disposable unit with 4, 8, 12, 24 or 96 channels can also be used with the pump system. That is, it is possible to collect a large amount or a small amount in an array of 8 × 12 tubes.

【0017】 本発明の装置の特徴は、最終精製生成物が、8×12のチューブのマイクロタイ
タープレート様式で、またはサンプルの出発容量に無関係に単一のチューブとし
て提供されうるということである。従って、DNAの抽出のために、同時に非常に
多くの血液サンプル(例えば、5ml)を処理することができ、次に少量の1mlの
チューブに濃縮することができる。
A feature of the device of the present invention is that the final purified product can be provided in a microtiter plate format of 8 × 12 tubes or as a single tube regardless of the starting volume of the sample. Thus, for the extraction of DNA, a large number of blood samples (eg 5 ml) can be processed at the same time and then concentrated in a small 1 ml tube.

【0018】 試薬やサンプルの流動ではなく吸引や吹き出しを使用することにより、ディス
ポーザブルのカートリッジは、完全にサンプルを保持し、装置との界面(例えば
、チューブ、弁、およびディスポーザブルのカートリッジの口)の汚染が防止さ
れる。これはまた、ディスポーザブル品を自動的に廃棄することができるため、
技師へのリスクを最小にする。
By using aspiration and squirt rather than reagent or sample flow, the disposable cartridge holds the sample completely and at the interface with the device (eg, tubes, valves, and disposable cartridge mouths). Contamination is prevented. This also allows disposable items to be automatically discarded,
Minimize the risk to the technician.

【0019】 あるいは、より小さいシリンジまたはポンプ装置を使用して、少量のサンプル
(例えば、1mlの頬細胞掻き取り物)を含有するマイクロタイタープレート全体
を処理することができる。
Alternatively, a smaller syringe or pump device can be used to process an entire microtiter plate containing a small sample (eg, 1 ml cheek cell scrape).

【0020】 シリンジまたはマルチチャネルのディスポーザブルカートリッジシステムは、
X、YおよびZ方向に操作することができ、異なるサンプル容量を扱うのに必要
なピッチのあらゆる変化に対応することができる。精製したアナライトは、UV/
可視分光光度計または蛍光光度計に自動的に移され、アナライト濃度と純度が推
定される。
A syringe or multi-channel disposable cartridge system
It can be operated in the X, Y and Z directions to accommodate any changes in pitch needed to handle different sample volumes. The purified analyte is UV /
Automatically transferred to a visible spectrophotometer or fluorometer to estimate analyte concentration and purity.

【0021】 ほとんどの従来のUV分光光度計は、シリカ石英のキュベット中で比較的多量の
サンプルを分析することを必要とする。残念ながら、生物学的サンプル中では、
アナライトの量はしばしば、少量であるかまたは低濃度である。このため、結果
的に全サンプルを犠牲にするか、または希釈して多量にすることになり、これは
検出を非常に困難にする。サンプル中に浸るディスポーザブルのプローブを設け
ることにより、溶液を、全量で、無駄にせずに測定することができる。
Most conventional UV spectrophotometers require the analysis of relatively large samples in silica-quartz cuvettes. Unfortunately, in biological samples,
The amount of analyte is often low or low. This results in sacrificing the entire sample or diluting it in large amounts, which makes detection very difficult. By providing a disposable probe that is immersed in the sample, the total amount of the solution can be measured without waste.

【0022】 装置のデザインは、電極または金属メッシュもしくは導電性プラスチックメッ
シュの組み込みを可能にし、これを正に帯電させることにより粗抽出物中の核酸
を結合させることができる。次に正電荷をオフにするかまたは逆転させることに
より、精製された核酸を放出させることができる。装置のポンプ作用は、迅速な
混合を可能にし、標的分子の接触を増加させる。ある様式においては、メッシュ
、ビーズ、またはチップをプラスチックディスポーザブル品として組み込むこと
ができ、これは、電位差または誘導を印加することによって正電荷を有すること
ができる。サンプルがメッシュまたは膜を通過する際に核酸が結合し、電荷を逆
転させるかまたはスイッチオフすると、核酸が放出される。
The design of the device allows the incorporation of electrodes or metal meshes or conductive plastic meshes, which can be positively charged to bind nucleic acids in the crude extract. The purified charge can then be released by turning off or reversing the positive charge. The pumping action of the device allows for rapid mixing and increased target molecule contact. In one mode, the mesh, beads, or chips can be incorporated as a plastic disposable, which can have a positive charge by applying a potential difference or induction. Nucleic acid binds as the sample passes through the mesh or membrane, reversing the charge or switching off, releasing the nucleic acid.

【0023】 非常に大きな多孔性または非多孔性の固相ビーズを使用することにより、目詰
まりを避けて高流量を維持することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエ
チレンまたは特定の生物学的分子に対して天然で親和性を有する任意のポリマー
から作成された、非常に大きな孔(例えば、1〜20ミクロン)を有する多孔性の
直径150ミクロン以上のプラスチックビーズが挙げられる。他の物質:セルロー
ス、アガロース、ガラス、シリカ、または標的アナライトを抽出するために誘導
体化されうる任意の適当な物質、も使用することができる。
By using very large porous or non-porous solid phase beads, clogging can be avoided and high flow rates can be maintained. Porous diameters greater than 150 microns with very large pores (eg 1-20 microns) made from polypropylene, polyethylene or any polymer with a natural affinity for a particular biological molecule Plastic beads of. Other materials: cellulose, agarose, glass, silica, or any suitable material that can be derivatized to extract the target analyte can also be used.

【0024】 固相は、イミダゾール基、アミン、カルボキシ、または核酸もしくは標的分子
/化合物に対する親和性を有する任意の基で誘導体化してもよい。ビーズは、フ
リットもしくは膜とともに、または要求される流速に依存して単ホールメッシュ
もしくはマルチホールメッシュとともに使用することができる。
The solid phase may be derivatized with an imidazole group, an amine, a carboxy, or any group that has an affinity for nucleic acids or target molecules / compounds. The beads can be used with a frit or membrane, or with a single-hole mesh or a multi-hole mesh depending on the flow rate required.

【0025】 ビーズは、pH4で正に荷電してDNAに結合し、pH8でこれを溶出するポリビニ
ルピリジンのような生物学的分子の固有の親和性を有する物質から構成されてよ
い。任意のポリマー化合物を結合のためのビーズまたは粒子または表面に変換す
ることができ、ピラゾール、ピロール、ピロリジン、インドール、ピリミジン、
核酸塩基、イミダゾール、イミン、アミン、リジン、または3〜12の範囲のpKa
を有する任意の基を含有してもよい。好ましくは、生物学的サンプルを処理する
場合、生理学的条件を維持するためにpKa5〜8が使用され、それによってpHを
操作して、正荷電をオンにしたりオフにしたりすることができる。
The beads may be composed of substances that have an intrinsic affinity for biological molecules, such as polyvinylpyridine, that are positively charged at pH 4 to bind to DNA and elute it at pH 8. Any polymeric compound can be converted into beads or particles or surfaces for conjugation, including pyrazoles, pyrroles, pyrrolidines, indoles, pyrimidines,
Nucleobase, imidazole, imine, amine, lysine, or pKa in the range 3-12
May contain any group having Preferably, when processing biological samples, pKas 5-8 are used to maintain physiological conditions, whereby the pH can be manipulated to turn positive charges on or off.

【0026】 ビーズはまた、pH3で第二鉄イオンが結合したイミノ二酢酸ビーズのような生
物学的分子のキレート化のために変換されて、核酸と結合してもよい。pHを上げ
ると、精製核酸が除去される。生物学的分子をキレート化するのに、カルシウム
、マグネシウムまたはアンモニウムイオンも使用することができる。
The beads may also be converted at pH 3 for chelation of biological molecules such as ferric ion-bound iminodiacetic acid beads to bind nucleic acids. Increasing pH removes purified nucleic acids. Calcium, magnesium or ammonium ions can also be used to chelate biological molecules.

【0027】 ビーズは、孔径が未精製材料を容易に通過させるのに充分大きい限り、フリッ
トまたは膜を使用して固定することができる。ほとんどの場合、フリットまたは
膜には、従来の材料には見られない比較的大きな穴(ピンホール)が必要である
。あるいは、ビーズは、カートリッジの入り口と出口を狭くしてフリットの必要
性をなくすことにより所定の位置に保持してもよく、またはカートリッジのデザ
インに組み込まれたメッシュにより所定の位置に保持してもよい。
The beads can be immobilized using a frit or membrane as long as the pore size is large enough to allow the unpurified material to pass easily. In most cases, the frit or film requires relatively large holes (pinholes) not found in conventional materials. Alternatively, the beads may be held in place by narrowing the entrance and exit of the cartridge, eliminating the need for frits, or by a mesh built into the cartridge design. Good.

【0028】 大きなビーズは、カートリッジの中にスペースを設けることにより、カラム内
を移動できるようにすることができる。これは、混合を助け、目詰まりを低下さ
せる。あるいはビーズは、懸濁物として未精製混合物中に加えられ、次に標的分
子が結合するとカートリッジ中に捕捉され、こうして分離が行われる。
Large beads can be made to move within the column by providing space in the cartridge. This aids mixing and reduces clogging. Alternatively, the beads are added as a suspension in the crude mixture and then, upon binding of the target molecule, are captured in the cartridge, thus effecting the separation.

【0029】 直径の大きいビーズはまた磁性固相を調製するのにも有用であり、これは、巨
大分子(例えば、核酸)の単離中に凝集する傾向がない。大部分の非多孔性磁性
(常磁性)ビーズは50ミクロン未満であるが、ゲノムDNAまたは微生物DNAを抽出
する時は、取り扱いが困難である。大きな多孔性磁性ビーズは、DNAのような巨
大分子がビーズの外表面に結合するため、汚染物質が内部で捕捉され、これらの
汚染物質は、DNAが溶出される時のみ放出され、最終調製物を汚染させる。
Large diameter beads are also useful for preparing magnetic solid phases, which do not tend to aggregate during the isolation of macromolecules (eg nucleic acids). Most non-porous magnetic (paramagnetic) beads are less than 50 microns, but are difficult to handle when extracting genomic or microbial DNA. Large porous magnetic beads allow macromolecules such as DNA to bind to the outer surface of the beads, trapping contaminants inside and releasing these contaminants only when the DNA elutes and the final preparation. Pollute.

【0030】 多孔性膜またはフリットは、より多くの穴を追加することにより改変でき、間
隔をおいて積み重ねることにより使用されるか、または個別に未精製抽出物(例
えば、血液)から生物学的分子を結合するのに使用される。既存の膜またはフリ
ットは、未精製抽出物または高分子量DNAに出会うと、直ちに閉塞する。本発明
は、自動化もしやすい多量または少量の未精製材料の処理を可能にするユニーク
な孔サイズの改変の使用を記載する。
Porous membranes or frits can be modified by adding more holes, used by stacking at intervals, or biologically separated from the crude extract (eg blood). Used to bind molecules. Existing membranes or frits will occlude immediately upon encountering the crude extract or high molecular weight DNA. The present invention describes the use of a unique pore size modification that allows the processing of large or small amounts of crude material that is also easy to automate.

【0031】 血液からのDNAの抽出のために、同じデザインに基づいて小さなまたは大きな
装置を組み立てることができる。小さな装置は、標準的なプラスチックのピペッ
トチップに依拠し、これに、閉塞を防ぐ孔径を有する単一の多孔性の栓、詰め物
、またはフリットを組み込む。これは、マニュアルモードで、または完全に自動
化されたピペット機構で、従来のピペットまたはシリンジとともに使用すること
ができる。あるいはこれらを、ディープウェルプレート、マイクロタイタープレ
ート、またはPCRチューブ中に組み込んで、遠心分離または真空マニホールドと
ともに使用することができる。フリットはまた、追加のカートリッジの代わりに
、1ml〜60mlシリンジ内に直接組み込んでもよい。
Small or large devices can be assembled based on the same design for the extraction of DNA from blood. The smaller device relies on a standard plastic pipette tip, which incorporates a single porous stopper, plug, or frit with a pore size that prevents blockage. It can be used with conventional pipettes or syringes in manual mode or with a fully automated pipetting mechanism. Alternatively, they can be incorporated into deep well plates, microtiter plates, or PCR tubes for use with centrifugation or vacuum manifolds. The frit may also be incorporated directly into a 1 ml to 60 ml syringe instead of an additional cartridge.

【0032】 DNAまたは任意の生物学的分子を結合するように、栓またはフリットを誘導体
化してもよい。より大規模な抽出のために、追加の栓またはフリットを小さな空
気バリアにより分離して積み重ねて加えることで、閉塞を避け、標的化合物を結
合するための露出表面を維持することができる。
The stopper or frit may be derivatized to bind DNA or any biological molecule. For larger scale extractions, additional plugs or frits can be added in stacks separated by small air barriers to avoid blockage and maintain an exposed surface for binding the target compound.

【0033】 膜またはフリットの材料は、主要な孔径が1〜200ミクロンまたは好ましくは2
0ミクロンの多孔性ポリエチレン、または未精製材料の通過を可能にするのに充
分な大きさ(例えば、20ミクロン以上)の孔を有する任意の多孔性プラスチック、
多孔性ガラス、セルロースでありうる。この材料は、標的分子の結合を可能にす
る小さい孔径を有していてもよいが、閉塞を避けるためにより大きな穴(例えば
、0.1mm以上)も有さなければならない。このより大きな穴は、切断した部分の
端にあっても、真ん中でもまたはその一部でもよい。
The material of the membrane or frit has a main pore size of 1 to 200 microns or preferably 2
0 micron porous polyethylene, or any porous plastic with pores large enough to allow passage of unpurified material (e.g., 20 microns or more),
It may be porous glass, cellulose. The material may have a small pore size to allow binding of target molecules, but it should also have larger pores (eg 0.1 mm or more) to avoid clogging. The larger hole may be at the end of the cut, in the middle, or part thereof.

【0034】 様々なフリットを単一のカートリッジ内に組み込んで、連続的なまたは個別の
分離を行うことができ、例えば1つのフリットが核を分離し、シリカまたはイミ
ダゾール基で誘導体化された別の1つが、カートリッジでまたは別の装置中でDN
Aを精製する。あるいは、DNA、RNA、または他の生物学的分子の最初の捕捉を行
い、次にアナライトを洗い流し、シリンジに入れ、PEG、アルコール、硫酸アン
モニウムまたは硫酸ナトリウムのような化合物で沈殿させる。次に、沈殿した化
合物を再捕捉させ、可溶性汚染物質を通過させて廃棄してもよい。
Various frits can be incorporated into a single cartridge to provide continuous or discrete separations, such as one frit separating nuclei and another derivatized with silica or imidazole groups. DN in one, in cartridge or in another device
Purify A. Alternatively, an initial capture of DNA, RNA, or other biological molecule is made, then the analytes are rinsed, placed in a syringe and precipitated with a compound such as PEG, alcohol, ammonium sulphate or sodium sulphate. The precipitated compound may then be recaptured and the soluble contaminants passed through for disposal.

【0035】 シリンジに基づくシステムを使用して、カートリッジまたはピペットチップの
先端にフィルター膜または栓を取り付けて、未精製サンプルを濾過することがで
きる。液体を栓を介して吸引すると、破片が残る。栓から破片を洗い流してから
、清澄化溶液を新しいチューブに分配する。
A syringe-based system can be used to attach a filter membrane or stopper to the tip of a cartridge or pipette tip to filter the crude sample. When the liquid is aspirated through the stopper, debris remains. Flush debris from the stopper and then dispense the clarification solution into a new tube.

【0036】 この方法は、シリカゲル、酸化チタン、繊維性セルロースなどのフィルター補
助物を使用して、促進することができる。
This method can be facilitated using filter aids such as silica gel, titanium oxide, fibrous cellulose.

【0037】 ホモジナイズ後、フィルター補助物を加えて、チューブの底で破片を凝集させ
、圧縮して、上清中に標的分子を残して処理または精製に使用することができる
After homogenization, filter aids can be added to agglomerate debris at the bottom of the tube and compressed to leave the target molecule in the supernatant for processing or purification.

【0038】 フィルター補助物は、可溶性でもよく、温度依存性溶解性または不溶性でもよ
い。
The filter aid may be soluble, temperature dependent soluble or insoluble.

【0039】 従来の抽出のためにより小さな固相ビーズ(例えば100ミクロン未満のガラス
)を使用する場合、カートリッジを詰まらせることなくより大きな粒子または破
片を上下に通過させるバイパスチャネルを導入することができる。バイパスチャ
ネルは、小チューブとして作成され、これは、固相または固相を取り囲むより大
きな孔(例えば、20ミクロン以上)を有する多孔性材料をバイパスする。
When using smaller solid phase beads (eg, less than 100 micron glass) for conventional extraction, bypass channels can be introduced that pass larger particles or debris up and down without clogging the cartridge. . The bypass channel is made as a small tube, which bypasses the solid phase or a porous material with larger pores (eg, 20 microns or more) surrounding the solid phase.

【0040】 非常に純粋なDNAを得るために、塩析法の使用を可能にする別のカートリッジ
インラインを用いて、さらなる精製を行うことができる。この塩析法は、アルコ
ール沈殿および不溶性核酸の捕捉とともに使用することができる。
Further purification can be carried out with a separate cartridge inline, which allows the use of salting out methods, in order to obtain very pure DNA. This salting out method can be used with alcohol precipitation and capture of insoluble nucleic acids.

【0041】 従来の抽出のためにより小さな固相ビーズ(例えば、100ミクロン未満のガラ
ス)を使用する場合、固相は内部で動くことができ、そのため詰まりが避けられ
る。カートリッジの中に隆起、らせん形のもの、または障害物を導入すると、固
相がかたまって動くことを防止するのに役立ち、固相の良好な混合と分離が維持
される。固相粒子が充分な密度を有するのに充分に大きい(例えば、200ミクロ
ンのガラス)なら、ミニ流動床を作成することができる。
When using smaller solid phase beads (eg, <100 micron glass) for conventional extraction, the solid phase can move inside, thus avoiding clogging. The introduction of ridges, spirals, or obstacles into the cartridge helps prevent the solid phase from clumping and moving, maintaining good mixing and separation of the solid phase. If the solid phase particles are large enough (eg, 200 micron glass) to have sufficient density, a mini-fluidized bed can be created.

【0042】 カートリッジの目詰まりはまた、あらかじめ移動性の固相を加えて標的分子を
捕捉することにより、避けることができる。密でない固相または常磁性ビーズを
懸濁物として加え、汚染物質を洗い流すと固定化された標的化合物が残り、カー
トリッジでのさらなる精製または分析ができるようになる。迅速に沈降するかま
たはフィルター補助物で凝集して遠心分離を避ける物質、または常磁性である物
質に対して選択性を有する任意のタイプの固相を加えることができる。
Clogging of the cartridge can also be avoided by adding a mobile phase in advance to capture the target molecule. Non-dense solid phase or paramagnetic beads are added as a suspension and the contaminants washed away to leave the immobilized target compound ready for further purification or analysis on a cartridge. Any type of solid phase that has a selectivity for substances that settle rapidly or aggregate with filter aids to avoid centrifugation, or substances that are paramagnetic can be added.

【0043】 装置とディスポーザブルカートリッジまたはチップシステムは、種々の応用が
有り、細胞の抗体、酵素および他のタンパク質のアフィニティ精製のような分子
生物学、好ましくない化合物を除去するための混合物のパージ、コンビナトリア
ルケミストリー、イオン交換精製、疎水性クロマトグラフィー、固定化抗体、核
酸もしくは抗原を使用する酵素アッセイ、固相支持体上の酵素触媒、病原体、ゲ
ノムDNA、毒素、アレルゲンなどについての食物スクリーニング、病原性生物の
ための臨床サンプル処理、免疫化と安定なエマルジョンを作成するためのアジュ
バントの混合、多量のピペッティング、コレステロールアッセイのためのリポタ
ンパク質の取り出し、乳汁、食物または水の中の病原体の検出または濃縮がある
The device and disposable cartridge or chip system have a variety of applications, including molecular biology, such as affinity purification of antibodies, enzymes and other proteins of cells, purging of mixtures to remove unwanted compounds, combinatorial. Chemistry, ion exchange purification, hydrophobic chromatography, immobilized antibodies, enzyme assays using nucleic acids or antigens, enzyme catalysts on solid supports, food screening for pathogens, genomic DNA, toxins, allergens, pathogenic organisms For clinical sample processing, admixture of adjuvants to immunize and create stable emulsions, high volume pipetting, lipoprotein removal for cholesterol assay, detection or concentration of pathogens in milk, food or water There is.

【0044】 本発明の装置を、以下の添付の図面で説明する。[0044]   The apparatus of the present invention is illustrated in the accompanying drawings below.

【0045】 図1は、シリンジ内に固相を有する装置を例示する。[0045]   FIG. 1 illustrates a device having a solid phase in a syringe.

【0046】 図2は、カートリッジの使用を示す。[0046]   FIG. 2 shows the use of the cartridge.

【0047】 図3は、ピペットを示す。[0047]   FIG. 3 shows a pipette.

【0048】 図4、5、および6は、別のカートリッジを示す。[0048]   4, 5, and 6 show another cartridge.

【0049】 図7、8、および9は、様々なディスク機構を示す。[0049]   7, 8 and 9 show various disk mechanisms.

【0050】 図1について、可動性のピストン(2)を有するシリンジ(1)は、その中に保持さ
れた吸着性固相(3)を有する。使用状態では、ノズル(4)は物質が分離される液体
内に置かれ、ピストンを引っ張ると液体は(3)を通って吸い上げられる。ピスト
ンを押すと、液体は(3)の上から押し戻され、このプロセスは必要に応じて液体
から物質が良好に吸着されるように繰り返すことができる。
Referring to FIG. 1, a syringe (1) having a movable piston (2) has an adsorptive solid phase (3) retained therein. In use, the nozzle (4) is placed in the liquid from which the substance is separated, and when the piston is pulled, the liquid is sucked up through (3). When the piston is pushed, the liquid is pushed back from above (3) and this process can be repeated if necessary for better adsorption of the substance from the liquid.

【0051】 図2について、ピストン(6)を有するシリンジ(5)は、固体吸着剤を含有するカ
ートリッジ(8)中に置かれたノズル(7)を有し、カートリッジ(8)は、物質が分離
される液体中に入れられた入り口(9)を有する。ピストン(6)を引くと、液体はカ
ートリッジを介して吸い上げられ、物質が吸着され、ピストンを押すと、液体か
ら物質が良好に吸着されるように液体がカートリッジ内の吸着剤の上から押し戻
される。
Referring to FIG. 2, a syringe (5) with a piston (6) has a nozzle (7) placed in a cartridge (8) containing a solid adsorbent, the cartridge (8) being It has an inlet (9) contained in the liquid to be separated. When the piston (6) is pulled, the liquid is sucked up through the cartridge, the substance is adsorbed, and when the piston is pushed, the liquid is pushed back over the adsorbent in the cartridge so that the substance is better adsorbed from the liquid. .

【0052】 図4について、吸着材料(10)は、フリットまたはビーズの形態でもよく、カー
トリッジを満たしていてもよい。
Referring to FIG. 4, the adsorbent material (10) may be in the form of frits or beads and may fill the cartridge.

【0053】 図5について、より大きな粒子が目詰まりすることなく上下に通過できるよう
に固体吸着剤の外周にバイパスチャネル(11)が設けられている。
Referring to FIG. 5, a bypass channel (11) is provided on the outer periphery of the solid adsorbent so that larger particles can pass up and down without being clogged.

【0054】 図6について、カートリッジ内に位置するディスク(12)があり、各ディスクは
、吸着膜からなり、ディスクは、図7に示すように大きな孔を有することができ
、図8に示すように閉塞を防ぐために切断部分を有することができる。ディスク
は、互いに上に重ねることができ、図9に示すように隆起高くした縁(14)を有す
ることができ、ディスクは、この縁を介してのみ接触する。
Referring to FIG. 6, there are discs (12) located in the cartridge, each disc consists of an adsorption membrane, the disc can have large holes as shown in FIG. 7, and as shown in FIG. It may have a cutting portion to prevent blockage. The discs can be stacked on top of each other and can have raised edges (14) as shown in FIG. 9, through which the discs only contact.

【0055】 図3について、ピペット(15)は、汚染を防ぐためのエアゾル栓(16)を有し、図
示したように多孔性プラスチック材料などの吸着物質の栓(16)を含有する。ピペ
ット(17)の先端は、液体に入れられ、液体は栓(16)の上に吸い上げられ、ピペッ
トを吹き出すことにより液体が栓(16)の上から押し戻され、その結果液体から物
質がより良好に吸着される。
With respect to FIG. 3, the pipette (15) has an aerosol plug (16) to prevent contamination and contains a plug (16) of adsorbent material such as a porous plastic material as shown. The tip of the pipette (17) is submerged in the liquid, the liquid is sucked up on the stopper (16), and the liquid is pushed back out of the stopper (16) by blowing out the pipette, resulting in better substance from the liquid. Is adsorbed on.

【0056】 吸着された物質は、従来の溶出法により固相から取り出すことができる。[0056]   The adsorbed material can be removed from the solid phase by conventional elution methods.

【0057】 本発明を以下の例で説明するが、単離または溶出した生成物は、従来の実験分
析法を使用して同定した。
The invention is illustrated in the following examples, in which isolated or eluted products were identified using conventional experimental analytical methods.

【0058】実施例1 図2の装置を使用して、ポリスチレン製多孔性カルボキシル化ビーズ(200〜5
00ミクロンまたは16〜50メッシュの大きさ)をクロマトグラフィーカートリッジ
に入れ、孔径が約100ミクロンのプラスチックメッシュで保持した。全血を、10m
M重炭酸アンモニウム、10mM炭酸アンモニウムおよび0.1%Tween20(pH9)で10倍
希釈し、シリンジでカートリッジに沿って吸い上げたり吸い出したりして、カー
トリッジを介して元に戻した。希釈バッファーは、赤血球画分の溶解を引き起こ
すが、核、白血球またはクロマチンの完全性を維持する任意の低張溶液でよい。
核はビーズ上に固定化され、溶解血液は廃棄した。核DNAの直接溶出は、温水を
使用して行った。より高純度のDNAを得るために、第1のカートリッジからの溶
出物を、ポリイミダゾール基を有する固相を含有する別のカートリッジを使用し
て、さらに処理した。白血球画分を集めるために、同溶液を食塩水で等張にし、
同様に細胞を捕捉した。
Example 1 Using the apparatus of FIG. 2, polystyrene porous carboxylated beads (200-5
00 micron or 16-50 mesh size) was placed in a chromatography cartridge and retained by a plastic mesh with a pore size of approximately 100 microns. 10m whole blood
It was diluted 10 times with M ammonium bicarbonate, 10 mM ammonium carbonate and 0.1% Tween 20 (pH 9), and sucked up and down along the cartridge with a syringe, and then reconstituted through the cartridge. The dilution buffer can be any hypotonic solution that causes lysis of the red blood cell fraction but maintains the integrity of the nucleus, white blood cells or chromatin.
Nuclei were immobilized on beads and lysed blood was discarded. Direct elution of nuclear DNA was performed using warm water. The eluate from the first cartridge was further processed using another cartridge containing a solid phase with polyimidazole groups to obtain higher purity DNA. The solution was made isotonic with saline to collect the white blood cell fraction,
Cells were similarly captured.

【0059】実施例2 図3の装置を使用して、ポリスチレン製多孔性カルボキシル化ビーズ(200〜5
00ミクロンまたは16〜50メッシュの大きさ)を、1mlのピペットチップに入れた
。全血を、10mM重炭酸アンモニウムと0.01%Tween20(pH9)で10倍希釈し、ピペ
ットの先端に沿って吸い上げたり吸い出したりした。核はビーズ上に固定化され
、溶解血液は廃棄した。核DNAの直接溶出は、アルカリ性界面活性剤溶液を使用
してかつ熱湯で行った。
Example 2 Using the apparatus of FIG. 3, polystyrene porous carboxylated beads (200-5
00 micron or 16-50 mesh size) was placed in a 1 ml pipette tip. Whole blood was diluted 10-fold with 10 mM ammonium bicarbonate and 0.01% Tween 20 (pH 9) and sucked or sucked along the tip of a pipette. Nuclei were immobilized on beads and lysed blood was discarded. Direct elution of nuclear DNA was performed using alkaline detergent solution and in boiling water.

【0060】実施例3 図2の装置を使用して、アガロースを無水有機溶媒中のカルボニルジイミダゾ
ールで処理し、次にpH3の水中に残してイミダゾール基を維持した。誘導体化し
たアガロースをカートリッジに入れ、プラスミドアルカリ性溶解調製物からの上
清を吸い上げたり吸い出したりして、プラスミドDNAをpH5でビーズ上に固定化
した。洗浄後、プラスミドDNAを10mMTris−塩酸(pH9)で溶出した。種々のサ
イズのカルボキシル化ポリスチレンとデキストランで上記を繰り返し、上記のよ
うに溶出してDNAを得た。
Example 3 Using the apparatus of Figure 2, agarose was treated with carbonyldiimidazole in anhydrous organic solvent and then left in water at pH 3 to maintain the imidazole group. Derivatized agarose was placed in a cartridge and the supernatant from the plasmid alkaline lysis preparation was aspirated or aspirated to immobilize the plasmid DNA on the beads at pH 5. After washing, the plasmid DNA was eluted with 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 9). The above was repeated with various sizes of carboxylated polystyrene and dextran and eluted as above to obtain DNA.

【0061】実施例4 全血からの核またはDNAの抽出 図6の充填物を有する図2の装置を使用して、0.1%Tween20(pH9)を含有す
る5倍量の10mM重炭酸アンモニウムで全血を溶解した。溶解した血液を、2mlの
シリンジとプランジャーに取り付けたプラスチックカートリッジ中の、直径1mm
のより大きい孔で改変したいくつかの20ミクロンの多孔性ポリエチレンフリット
に通した。液体が自由に流れるようにするため、各フリットは3mm離して置いた
。核または白血球画分はフリットに結合し、一回の通過またはプランジャーの数
回のストロークで、すべての汚染タンパク質と脂質が流れて廃棄された。次に、
脱イオン水またはカオトロピック剤またはアルコールまたは界面活性剤(例えば
、SDSまたはTween20、またはこれらの組合せ)または乳酸およびサリチル酸もし
くはこれらの塩、またはポリリン酸塩または過塩素酸塩で、フリットと核を洗浄
して、残存タンパク質を除去し、温水または界面活性剤のアルカリ性溶液で洗浄
するか、またはカオトロピック剤もしくはプロテアーゼを使用してカートリッジ
内でさらに精製した。
Example 4 Extraction of Nuclei or DNA from Whole Blood Using the device of FIG. 2 with the packing of FIG. 6, total volume was increased with 5 volumes of 10 mM ammonium bicarbonate containing 0.1% Tween 20 (pH 9). The blood was lysed. Dissolve the lysed blood in a plastic cartridge fitted with a 2 ml syringe and a plunger and have a diameter of 1 mm.
Through several 20 micron porous polyethylene frits modified with larger pores. The frits were placed 3 mm apart to allow the liquid to flow freely. The nuclear or leukocyte fraction bound to the frit and all contaminating proteins and lipids were flushed out and discarded in a single pass or several strokes of the plunger. next,
Wash the frit and core with deionized water or chaotropic agent or alcohol or surfactant (eg SDS or Tween20, or combinations thereof) or lactic acid and salicylic acid or salts thereof, or polyphosphates or perchlorates. Residual proteins were removed and washed with warm water or an alkaline solution of detergent or further purified in cartridge using chaotropic agents or proteases.

【0062】実施例5 頬細胞(buccal cell)DNAの精製 図3の装置を使用して、多孔性ポリエチレンの栓をイミダゾール基で誘導体化
し、標準的な1mlのピペットチップの先端に挿入した。ピペットの汚染を防ぐた
めのエアゾルおよび液体バリアとして作用するように、さらに非誘導体化栓を上
に挿入した。頬を掻き取ったもの(buccal scrape)を採取し、0.2Mのイソチオシ
アン酸グアニジン、3%Tween20、プロテイナーゼKおよび50mM MES(pH5)と3
0℃で15分混合した。次に混合物をチップに沿って吸い上げたり吸い出したりし
て、DNAを誘導体化した栓に結合させた。栓を、1mM MES(pH5)で洗浄し、次
にDNAを10mMTris−塩酸(pH9)で溶出した。0.01%〜10%のSDSを使用して塩と
バッファーの存在下または不在下で、同じプロトコールを繰り返した。0.05〜5
Mの濃度のサリチル酸、乳酸、またはMgCl2を使用しても、頬細胞を急速に分解
することができる。上記の塩と試薬の組合せもまた使用することができる。
Example 5 Purification of buccal cell DNA Using the device of Figure 3, a porous polyethylene plug was derivatized with an imidazole group and inserted into the tip of a standard 1 ml pipette tip. An additional underivatized stopper was inserted on top to act as an aerosol and liquid barrier to prevent contamination of the pipette. A buccal scrape was collected and mixed with 0.2 M guanidine isothiocyanate, 3% Tween 20, proteinase K and 50 mM MES (pH 5).
Mix for 15 minutes at 0 ° C. The mixture was then siphoned or siphoned along the tip to bind the DNA to the derivatized stopper. The stopper was washed with 1 mM MES (pH 5), and then the DNA was eluted with 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 9). The same protocol was repeated in the presence or absence of salt and buffer using 0.01% -10% SDS. 0.05-5
Bacterial cells can also be rapidly degraded using salicylic acid, lactic acid, or MgCl 2 at concentrations of M. Combinations of the above salts and reagents can also be used.

【0063】実施例6 直径約60ミクロンまたは200〜400メッシュの1gのカルボキシル化ポリスチレ
ンビーズを、0.1%Tween20(pH9)を有する10mM重炭酸アンモニウムの低張溶液
に懸濁した。5倍過剰のこの懸濁液を、5mlの血液サンプルに加え、1回混合し
た。ビーズは、核を捕捉し沈降した。水で数回洗浄後、DNAを温水で溶出した。D
NAを濃縮するために、図6の充填物を有する図2の装置を使用して、カートリッ
ジ内の多孔性ディスク上にDNAを捕捉し、次に少量で溶出して、PCRまたは制限消
化により分析した。
Example 6 1 g of carboxylated polystyrene beads of about 60 micron diameter or 200-400 mesh were suspended in a hypotonic solution of 10 mM ammonium bicarbonate with 0.1% Tween 20 (pH 9). A 5-fold excess of this suspension was added to 5 ml of blood sample and mixed once. The beads captured the nuclei and settled. After washing with water several times, the DNA was eluted with warm water. D
To concentrate NA, the device of Figure 2 with the packing of Figure 6 was used to capture the DNA on a porous disk in a cartridge, then eluted in a small volume and analyzed by PCR or restriction digestion. did.

【0064】実施例7 血清からのヒトIgGの採取と精製 プロテインAに結合したアガロースゲルを、図2のカートリッジに入れ、リン
酸緩衝化生理食塩水で洗浄した。血清中にヒトIgGを含有する溶液を、すべてのI
gGが結合するまで、固相に沿って吸い上げたり吸い出したりした。固相をPBSで
洗浄後、IgGを0.1Mグリシン、0.15M NaCl(pH2.8)で溶出し、直ちにTris−塩
酸で中和した。
Example 7 Collection and Purification of Human IgG from Serum The agarose gel bound to protein A was placed in the cartridge of FIG. 2 and washed with phosphate buffered saline. A solution containing human IgG in serum was added to all I
It was wicked up and down along the solid phase until gG bound. After washing the solid phase with PBS, IgG was eluted with 0.1 M glycine and 0.15 M NaCl (pH 2.8) and immediately neutralized with Tris-hydrochloric acid.

【0065】実施例8 全血からの特定の白血球型の精製と単離 175ミクロンの非多孔性ガラス粒子をCD4モノクローナル抗体に結合させ、固相
を、80ミクロンのフリットを有する実施例4のようなカートリッジに入れた。バ
ッフィーコート(Buffy Coat)の希釈溶液を、ガラスビーズに沿って吸い上げたり
吸い出したりして、T細胞亜集団を固定化した。これは遊離することができた。
EXAMPLE 8 Purification and isolation of specific leukocyte types from whole blood 175 micron non-porous glass particles were bound to CD4 monoclonal antibody and the solid phase was as in Example 4 with a 80 micron frit. I put it in a cartridge. A diluted solution of Buffy Coat was drawn up and down along the glass beads to immobilize the T cell subpopulation. This could be liberated.

【0066】実施例9 組換えタンパク質の精製 イミノ二酢酸−ニッケルイオン基を有するアガロースゲルを、実施例4のカー
トリッジに充填した。6ヒスチジンテイルを有する組換えタンパク質を含有する
細菌溶解物を、カートリッジに沿って吸い上げたり吸い出したりして、タンパク
質を配位結合したニッケルに結合させた。タンパク質の遊離は、0.5M イミダゾ
ール(pH6)で溶出して行った。
Example 9 Purification of Recombinant Protein The iminodiacetic acid-agarose gel containing nickel ion groups was loaded into the cartridge of Example 4. Bacterial lysates containing recombinant proteins with a 6-histidine tail were siphoned and siphoned along the cartridge to attach the proteins to coordinated nickel. Protein release was performed by elution with 0.5 M imidazole (pH 6).

【0067】実施例10 血清からのHIV RNAの抽出 図2のカートリッジに、60ミクロンのシリカを充填し、6Mのイソチオシアン
酸グアニジン、0.1%Tween20、20mM EDTA、100mMTris−塩酸(pH6)で5倍希釈
した血清サンプルを、固相に沿って吸い上げたり吸い出したりした。固相をイソ
プロパノールで洗浄し乾燥後、60℃の温水を使用してRNAを溶出した。
Example 10 Extraction of HIV RNA from Serum The cartridge of FIG. 2 was filled with 60 micron of silica and diluted 5 times with 6 M guanidine isothiocyanate, 0.1% Tween 20, 20 mM EDTA, 100 mM Tris-hydrochloric acid (pH 6). The sampled serum was drawn up and down along the solid phase. After washing the solid phase with isopropanol and drying, RNA was eluted using warm water at 60 ° C.

【0068】実施例11 PCR反応物の精製 図2のカートリッジに、60ミクロンのシリカを充填し、6Mのイソチオシアン
酸グアニジン、0.1%Tween20、20mM EDTA、100mM Tris−塩酸(pH6)で5倍希
釈したPCR反応のサンプルを、固相に沿って吸い上げたり吸い出したりした。固
相をイソプロパノールで洗浄し乾燥後、水を使用してDNAを溶出した。
Example 11 Purification of PCR Reaction The cartridge of FIG. 2 was filled with 60 micron silica and diluted 5 times with 6M guanidine isothiocyanate, 0.1% Tween 20, 20 mM EDTA, 100 mM Tris-hydrochloric acid (pH 6). A sample of the PCR reaction was sucked up and down along the solid phase. After washing the solid phase with isopropanol and drying, the DNA was eluted using water.

【0069】実施例12 肝臓からRNAの抽出 新鮮な肝臓を、6Mのイソチオシアン酸グアニジン、10mM DTT、0.1M酢酸ナ
トリウム(pH4)を含有する50%フェノールの混合物でホモジナイズした。クロ
ロホルムを加えて、相を分離し、RNAを含有する上層を、60ミクロンのシリカを
含有する図2のカートリッジに沿って吸い上げたり吸い出したりした。シリカを
アルコールで洗浄し、風乾して、RNAを温水で抽出して処理にそのまま使えるよ
うにした。
Example 12 Extraction of RNA from Liver Fresh liver was homogenized with a mixture of 50% phenol containing 6M guanidine isothiocyanate, 10 mM DTT, 0.1 M sodium acetate (pH 4). Chloroform was added to separate the phases and the top layer containing RNA was wicked up and down along the cartridge of Figure 2 containing 60 micron silica. The silica was washed with alcohol, air dried, and RNA was extracted with warm water and ready for processing.

【0070】実施例13 mRNAの単離 カートリッジに、オリゴdT 30 5' NH2に結合したCOOHポリスチレンビーズを充
填した。カートリッジ中で以前に調製した白血球のサンプルを過剰の1% SDS、
0.5M LiCl、10mM DTT、10mM Tris−塩酸(pH7.5)で処理し、アフィニティ樹脂
に沿って数回吸い上げたり吸い出したりして、DNAを切断し、mRNAを結合した。
次に樹脂を、0.1M LiClで洗浄し、風乾した。mRNAの溶出は、温水で行った。オ
リゴdT30に結合した実施例4のようなカルボキシル化プラスチック多孔性フリッ
トを用いて、上記実験を繰り返し、5μg未満のmRNAを結合するために使用した
Example 13 An mRNA isolation cartridge was filled with oligo dT 30 5'NH 2 conjugated COOH polystyrene beads. Excess 1% SDS of leukocyte sample previously prepared in cartridge,
It was treated with 0.5 M LiCl, 10 mM DTT, 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.5), and sucked and sucked several times along the affinity resin to cleave DNA and bind mRNA.
The resin was then washed with 0.1M LiCl and air dried. Elution of mRNA was performed with warm water. The above experiment was repeated using a carboxylated plastic porous frit as in Example 4 conjugated to oligo dT30 and used to bind less than 5 μg of mRNA.

【0071】実施例14 固相に固定化したストレプトアビジン 0.1Mのリン酸ナトリウムバッファー中のストレプトアビジンと0.01%のグル
タルアルデヒド(pH7)とを混合して、実施例4のように多孔性フリット上に、
ストレプトアビジンを固定化した。PCR産物を作成するために使用したビオチン
化プライマーを、固定化ストレプトアビジン上に単離した。次に、熱または0.1
M NaOHを使用してPCR産物を1本鎖にし、配列決定またはプローブ分析のために
使用した。
Example 14 Streptavidin immobilized on a solid phase Streptavidin in 0.1M sodium phosphate buffer was mixed with 0.01% glutaraldehyde (pH 7) and mixed on a porous frit as in Example 4. To
Streptavidin was immobilized. The biotinylated primer used to generate the PCR product was isolated on immobilized streptavidin. Then heat or 0.1
The PCR product was made single-stranded using M NaOH and used for sequencing or probe analysis.

【0072】実施例15 DNAまたはRNAを単離するための電極、静電荷、誘導、電気泳動の使用 全血を、10mM炭酸/重炭酸アンモニウム、50mM Tris−塩酸(1%Tween20を有
する)、100lg/mlプロテイナーゼK(pH9)で10倍希釈した。同じ緩衝液を含有
する透析チューブで電極を囲み、溶液中に浸した。電池から12ボルトの直流をつ
なぎ、1時間インキュベート後陽電極で透析チューブの外側に核またはDNAを捕
捉した。DNAは、水で溶出して取り出すことができた。
Example 15 Use of Electrodes, Electrostatic Charge, Induction, Electrophoresis to Isolate DNA or RNA Whole blood was treated with 10 mM ammonium carbonate / bicarbonate, 50 mM Tris-HCl (with 1% Tween20), 100 lg. Diluted 10 times with / ml proteinase K (pH 9). The electrode was surrounded by a dialysis tube containing the same buffer and immersed in the solution. A 12 volt direct current was connected from the battery, and after incubation for 1 hour, nuclei or DNA was captured outside the dialysis tube with a positive electrode. The DNA could be extracted by elution with water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 シリンジ内に固相を有する装置を例示する図である。[Figure 1]   It is a figure which illustrates the apparatus which has a solid phase in a syringe.

【図2】 カートリッジの使用を示す図である。[Fig. 2]   It is a figure which shows the use of a cartridge.

【図3】 ピペットを示す図である。[Figure 3]   It is a figure which shows a pipette.

【図4】 別のカートリッジを示す図である。[Figure 4]   It is a figure which shows another cartridge.

【図5】 別のカートリッジを示す図である。[Figure 5]   It is a figure which shows another cartridge.

【図6】 別のカートリッジを示す図である。[Figure 6]   It is a figure which shows another cartridge.

【図7】 様々なディスク機構を示す図である。[Figure 7]   FIG. 7 is a diagram showing various disk mechanisms.

【図8】 様々なディスク機構を示す図である。[Figure 8]   FIG. 7 is a diagram showing various disk mechanisms.

【図9】 様々なディスク機構を示す図である。[Figure 9]   FIG. 7 is a diagram showing various disk mechanisms.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年6月26日(2001.6.26)[Submission date] June 26, 2001 (2001.6.26)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

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Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ある物質を含有する液体混合物からその物質を抽出するため
の装置であって、抽出すべき物質を吸着することができる固相を含有する容器と
、固相に吸引力を作用させて固相の上に液体混合物を吸い上げるように適合させ
た可逆的吸引手段とを有し、該吸引力は液体が固相の上から逆戻りするように逆
転させることができるものである、装置。
1. An apparatus for extracting a substance from a liquid mixture containing the substance, the container containing a solid phase capable of adsorbing the substance to be extracted, and a suction force acting on the solid phase. A reversible suction means adapted to suck up the liquid mixture onto the solid phase, the suction force being capable of reversing the liquid back over the solid phase. .
【請求項2】 請求項1に記載の装置であって、シリンジを含有し、固相が
シリンジ内のピストンの下方に、シリンジのノズルを液体混合物中に入れてピス
トンを引くと液体が固相の上に吸い上げられ、ピストンを押すと液体が固相の上
から逆戻りするように含有されている、装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein the solid phase contains a syringe, wherein the solid phase is below the piston in the syringe, and the nozzle of the syringe is placed in the liquid mixture and the piston is withdrawn. A device that is sucked up onto and contains a liquid which, when pressed by a piston, returns from the top of the solid phase.
【請求項3】 固相を含有する容器が、シリンジのノズルに取り付けられた
カートリッジである、請求項1に記載の装置。
3. The device according to claim 1, wherein the container containing the solid phase is a cartridge attached to a nozzle of a syringe.
【請求項4】 可逆的手段がピペットを含み、ピペット内に固相の栓が含有
されている、請求項1に記載の装置。
4. The device according to claim 1, wherein the reversible means comprises a pipette, the solid phase stopper being contained within the pipette.
【請求項5】 固相が、抽出すべき物質を吸着するように適合させたビーズ
を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
5. A device according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid phase contains beads adapted to adsorb the substance to be extracted.
【請求項6】 固相が、間隔をおいて配置された複数のディスクを含む、請
求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
6. A device according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid phase comprises a plurality of spaced discs.
【請求項7】 液体混合物から物質を抽出するための方法であって、固相に
吸引力を作用させて抽出されるべき物質を吸着することが可能な固相の上に液体
を吸い上げ、次いで吸引力を逆転させて液体を固相の上から逆戻りさせることを
含む方法。
7. A method for extracting a substance from a liquid mixture, the liquid being drawn up onto a solid phase capable of exerting suction on the solid phase to adsorb the substance to be extracted. A method comprising reversing the suction force to cause the liquid to revert from above the solid phase.
【請求項8】 請求項7に記載の方法であって、固相がシリンジ内のピスト
ンの下方に含有され、シリンジのノズルが液体内に入れられ、ピストンを引くと
液体が固相の上に吸い上げられ、次にピストンを押すと液体が固相の上から逆戻
りする、方法。
8. The method according to claim 7, wherein the solid phase is contained below the piston in the syringe, the nozzle of the syringe is placed in the liquid, and the piston pulls the liquid onto the solid phase. A method in which the liquid is sucked up, and then the piston is pushed, causing the liquid to flow back from above the solid phase.
【請求項9】 請求項7に記載の方法であって、シリンジのノズルは液体混
合物内に入れられ、ピストンを引くと液体が固相の上に吸い上げられ、次にピス
トンを押すと液体が固相の上から逆戻りする、方法。
9. The method of claim 7, wherein the nozzle of the syringe is placed in the liquid mixture, pulling the piston draws the liquid onto the solid phase, and then pushing the piston solidifies the liquid. The way to go back from the top of the phase.
【請求項10】 可逆的手段がピペットを含み、ピペット内に固相の栓が含
有されている、請求項7に記載の方法。
10. The method according to claim 7, wherein the reversible means comprises a pipette, wherein the solid phase stopper is contained within the pipette.
【請求項11】 固相が、抽出すべき物質を吸着するように適合させたビー
ズを含有する、請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法。
11. The method according to claim 7, wherein the solid phase contains beads adapted to adsorb the substance to be extracted.
【請求項12】 固相が、間隔をおいて配置された複数のディスクを含む、
請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法。
12. The solid phase comprises a plurality of spaced disks.
The method according to any one of claims 7 to 10.
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