JP2005143324A

JP2005143324A - 核酸抽出装置

Info

Publication number: JP2005143324A
Application number: JP2003381959A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Matsuo; 智弘松尾
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】所望の核酸が確実に抽出でき、かつ小型で、低コストの核酸抽出装置を得る。
【解決手段】本発明の核酸抽出装置は、細胞を反応させる容器１と、容器に試薬を送る試薬送液部３と、容器から核酸を抽出する核酸抽出部４と、抽出処理を制御する制御部とを備えたもので、容器を平面内で往復運動させる往復運動装置６と、容器内の反応状況を検出する検出部５とを設けている。また、往復運動装置は、１つのテーブルと２つのアクチュエータで構成され、水平面内の動作が相補的に干渉しないガイドを設けたものである。
また、検出部はＣＣＤからなり、このＣＣＤの画像を制御部にフィードバックし、核酸の整列を制御するものである。

【選択図】図１

Description

本発明は、ライフサイエンスの分野において、ＤＮＡ、ｍＲＮＡやタンパク質等を生体高分子から抽出する核酸抽出装置に関するものである。

従来の核酸抽出装置として、図４に示すようなものがある（たとえば、特許文献１）。
この装置は、ピペットチップ２が図示しないＸＹＺ移動機構で昇降自在、かつ、水平移動自在なピペットノズルの先端部に着脱自在に装着され、サンプリング、試薬分注、第１磁性体微粒子注入、ＤＮＡ吸着、純水吸引、ＤＮＡ捕獲、プライマ−注入の作業を行う。このプライマ−が注入された容器１は、この後、ＰＣＲ３で多段階加熱処理されてＤＮＡの増幅が行われ、このＤＮＡ増幅作業が終了する。つぎに、ピペットチップ２は、容器１内に第２の磁性体微粒子を注入し、アルカリ処理液の注入、ＤＮＡ洗浄液の吸引、吐出の処理が行われると、化学発光、蛍光あるいは酵素呈色反応が行われる。
第１の磁性体粒子は、球形が均一、かつ、０．３〜５μｍ以下と微小である。また、該磁性体粒子は、表面が多孔質であったり、シリカゲルが混合された物質が多く使用されていて、表面への付着により効率良くＤＮＡ等を結合して回収できるものである。
第２の磁性体微粒子は、定量、測定反応を司るもので、特定の塩基配列断片を捕獲する目的でプローブ、或いは、磁性体微粒子の表面とＤＮＡ等との間でビオチンとストレプトアビシンを磁性体粒子コーティングするとともに、ストレプトアビジンまたはビオチン化されたＤＮＡなどが用いられる。
ＰＣＲ３は、ＤＮＡの増幅を行う公知の手法、装置であって、たとえば、サンプルを９６℃まで加熱した後、４０℃まで冷却し、この後、再び９６℃まで加熱し、４０℃まで冷却する、という工程を複数回繰り返すように構成されている。
特表ＷＯ９７−３１１０５

しかしながら、上記従来の核酸抽出装置においては、ピペットチップ内で行われるＤＮＡ、ＲＮＡやタンパクを抽出するための攪拌作用により溶液中のＤＮＡ、ＲＮＡやタンパクは、結合力が微力なため切れることがあり、所望した核酸が抽出できない問題がある。
また、磁石と磁性シリカビーズ間の磁気吸引力によりトラップする手法では、抽出したＤＮＡ、ＲＮＡやタンパクを複数に分配する場合、別の工程で行うため、さらに分注装置などが必要になり、装置が大型化し、高コストとなる。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、所望の核酸が確実に抽出でき、かつ小型で、低コストの核酸抽出装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、細胞を反応させる容器と、前記容器に試薬を送る試薬送液部と、前記容器から核酸を抽出する核酸抽出部と、抽出処理を制御する制御部とを備えた核酸抽出装置において、前記容器を平面内で往復運動させる往復運動装置と、前記容器内の反応状況を検出する検出部とを設けたものである。
請求項２記載の発明は、前記往復運動装置を、１つのテーブルと２つのアクチュエータで構成し、水平面内の動作が相補的に干渉しないガイドを設けたものである。
請求項３記載の発明は、前記検出部をＣＣＤとし、このＣＣＤの画像を前記制御部にフィードバックし、核酸の整列を制御するものである。
本発明の核酸抽出装置によれば、細胞から放出されたＤＮＡ、ＲＮＡやタンパクなどの核酸は、容器にとりつけた往復運動装置６により、容器内に対流が生じるとともに、流体の粘度と核酸の固有振動での移動速度で整列する。この際、対流は一方向に行われるために核酸とその他の物質間での衝突は最小限に押さえられるために、核酸が破砕するのを最小限できる。また、整列現象が生じるため、抽出する核酸の分配作業も容易となる。

本発明の核酸抽出装置によれば、往復運動装置を容器にとりつけたことにより、所望のが核酸確実に抽出できる。
また、整列現象が生じるため、抽出する核酸の分配作業も容易となり本発明の核酸抽出装置のみで行えるので、分注装置が不要となり小型で、低コストの装置が得られる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明の核酸抽出装置を示す斜視図である。図において、１は容器、２はピペットチップ、３は試薬送液部、４は核酸抽出部、５は検出部であるＣＣＤ、６は往復運動装置のＸＹステージである。
容器１には検査試料の細胞があり、容器１の下面にはＸＹステージ６が配置されている。容器１上方には、試薬送液部３、核酸抽出部４およびＣＣＤ５が配置されている。
ＸＹステージ６の詳細な形状を図２に示す。図において、６ａはＸ軸送ねじ、６ｂは第１のＸ軸ガイド、６ｃはＸ軸ナット、６ｄは第２のＹ軸ガイド、６ｅはＹ軸送ねじ、６ｆは第１のＹ軸ガイド、６ｇはＹ軸ナット、６ｈは第２のＸ軸ガイド、６iはマイクロテーブルである。Ｘ軸の移動を第２のＹ軸ガイド６ｄで、Ｙ軸の移動を第２のＸ軸ガイド６ｈで案内することで、干渉することなく、動作させることができる。
つぎに、動作について説明する。
容器１に収められた細胞に試薬送液部３からＤＮＡ抽出用試薬を滴下すると、細胞膜は破砕され、内容物であるＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパクが浮遊するが、ＤＮＡだけが溶出する。ここで、容器１の下面に具備したＸＹステージで往復運動すると、図３に示すようにＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパクが整列する。整列させるためにＣＣＤ５でＤＮＡの凝集状態をモニタし、駆動周波数の指令としてフィードバックする。凝集後はＤＮＡの位置を検出し、画像情報から得られた容器１内のＤＮＡの配置を図示しない制御盤へフィードバックし、抽出位置へ抽出部４を移動させ、抽出作業を行う。
本発明の核酸抽出装置によれば、細胞から放出されたＤＮＡ、ＲＮＡやタンパクなどの核酸は、容器１にとりつけたＸＹステージ６により、容器１内に対流が生じるとともに、流体の粘度と核酸の固有振動により整列する。この際、対流は一方向に行われるために核酸とその他の物質間での衝突は最小限に押さえられるために、核酸が破砕するのを最小限できる。また、整列現象が生じるため、抽出する核酸の分配作業も容易となる。
なお、本発明では、往復運動機構にＸＹステージを用いて説明したが、１つのテーブルを２つのアクチュエータで動作させる機構であれば良く、これに限定するものではない。

本発明の実施形態を示す核酸抽出装置の斜視図である。図１における往復運動装置の詳細を示す斜視図である。本発明の核酸抽出装置によるＤＮＡの整列状態を示す模式図である。従来の核酸抽出装置による処理プロセスを示す説明図である。

符号の説明

１容器
２ピペットチップ
３試薬送液部
４核酸抽出部
５検出部（ＣＣＤ）
６ＸＹステージ
６ａＸ軸送ねじ
６ｂ第１のＸ軸ガイド
６ｃＸ軸ナット
６ｄ第２のＹ軸ガイド
６ｅＹ軸送ねじ
６ｆ第１のＹ軸ガイド
６ｇＹ軸ナット
６ｈ第２のＸ軸ガイド
６i マイクロテーブル
７シリカビーズ
８ＲＮＡ

Claims

細胞を反応させる容器と、前記容器に試薬を送る試薬送液部と、前記容器から核酸を抽出する核酸抽出部と、抽出処理を制御する制御部とを備えた核酸抽出装置において、
前記容器を平面内で往復運動させる往復運動装置と、前記容器内の反応状況を検出する検出部とを設けたことを特徴とする核酸抽出装置。
前記往復運動装置は、１つのテーブルと２つのアクチュエータで構成され、水平面内の動作が相補的に干渉しないガイドを設けたことを特徴とする請求項１記載の核酸抽出装置。
前記検出部はＣＣＤからなり、このＣＣＤの画像を前記制御部にフィードバックし、核酸の整列を制御することを特徴とする請求項１または２記載の核酸抽出装置。