JP2006042621A - 磁性粒子集合体およびそれを用いた標的核酸の抽出装置および抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数個の磁性粒子を内包した集合体を構成し、集合体の状態で駆動を行ない、標的物質との結合の際は集合体が分解し磁性粒子が放出される。また、標的物質を有すると思われる物質内部に集合体を投入して、その限られた空間内で結合を行ない、結合して得られた複合体を任意面に保持した状態で物質を破壊する構成として結合および回収効率を向上させる。
【選択図】 図3
Description
これを応用してシリカゲル内部に粒子を導入して遠隔操作し、必要な場所で放出することが考えられる。
(1) 集合体を加熱や酵素処理等の簡単な手段で分解可能に構成したので、装置の構成が簡素である。
(2) 磁性粒子が集合体に内包されているため保存状態での凝集が生じにくい。
(3) 標的物質と磁性粒子の結合が細胞などの被処理物の中の限られた空間で行なわれるため接触の回数も多く、反応(結合)効率が良い。
(4) 標的物質と磁性粒子が結合してできた複合体を細胞などの被処理物内で任意方向に集中させて保持したまま細胞などの被処理物を破壊するので、複合体を比較的広い反応場に浮遊させることがない。したがって回収時間が短く効率も良い。
(第1の実施例)
本実施例では、磁界を印加することによって動かすことができる複数の磁性微粒子を内包した集合体について図面を用いて説明する。
(第2の実施例)
血液中のマクロファージに含まれる感染症の細菌の核酸を取り出す例について説明する。血液中のマクロファージの大きさは、15〜20μmであるので図1に示す集合体1を用いた。
(第3の実施例)
第2の実施例ではカプセルを温度感受性高分子で表面修飾されたリポソ−ムとすることにより、内包した磁性粒子の放出を温度によって制御したが、本実施例の集合体の形状は図2に示す形状の集合体1を用い、更に、カプセルがセルロース外壁17有しこれが細胞内で分解することにより磁性微粒子18を放出する構成である。
(第4の実施例)
図9に示す錠剤22の形状をした集合体を用いて血液中のマクロファージに含まれる感染症の細菌の核酸を取り出す例について説明する。
(第5の実施例)
上述の実施例では磁性微粒子にシリカが表面修飾されていたが、標的核酸と結合する核酸プローブが固定されていても良い。
(第6の実施例)
上述の実施例ではエレクトロポレーション法で対象細胞を穿孔しているが、パーティクルガン法を用いて細胞内に磁性粒子を内包した集合体を打ちこんでも良い。集合体が対象細胞に衝突したことによって分解し、内包した磁性粒子が放出されても良い。このとき一部の粒子は細胞の近傍で内部に進入する前に集合体から放出されることになるが、打ちこみの際に磁界も印加することにより対象細胞外部に放出された磁性粒子も細胞内に引き込むことができる。
(第7の実施例)
上述の実施例では複合体が形成されて、任意面に保持させた後に対象細胞を破壊する際に反応場にパルス電圧を加えながら酵素を投入しているが、パーティクルガン法を用いて酵素の集合体を対象細胞に衝突させても良い。酵素を内包した集合体を形成しておき、対象細胞と衝突したときの衝撃によって細胞近傍で集合体が分解し、内包されている酵素が放出されて対象細胞を破壊する構成である。
2: リポソーム
3: 磁性微粒子
4: 表面修飾層
5: カオトロピック物質
6: マクロファージ
8: 反応場
9A、9B: 電極
10: 電磁石
11: マクロファージ固定プレート
14: 標的核酸
15: シリカシリカ磁性微粒子
16: シリカシリカ磁性微粒子−標的核酸の複合体
17: セルロース外壁
18: 磁性粒子
19: 表面修飾層
20: セルロース内壁
21: カオトロピック物質
22: 錠剤
23: セルロース層
24: 磁性粒子
25: カオトロピック物質
Claims (28)
- 少なくとも表面の一部が標的物質と結合可能な処理がなされ、磁界により位置制御可能な微粒子を基材内に複数個内包して集合させた内包型の微粒子集合体であって、
前記内包された微粒子の放出を制御可能であることを特徴とする微粒子集合体。 - 前記標的物質が核酸であり、前記微粒子は表面に前記核酸と結合可能な修飾が施されていることを特徴とする請求項1項に記載の微粒子集合体。
- 前記微粒子集合体には前記微粒子と前記標的物質の結合反応を促進する結合反応促進剤を内包していることを特徴とする請求項1または2に記載の微粒子集合体。
- 前記微粒子集合体はその内部で前記微粒子と前記反応促進剤が反応の順に多層に内包され、反応の順に放出されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の微粒子集合体。
- 前記標的物質が核酸であり、前記微粒子表面に施された前記核酸と結合可能な修飾はコーティングされたシリカ層であり、前記反応促進剤がカオトロピック物質であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の微粒子集合体。
- 標的物質の内包領域を有する被処理物の構造を破壊可能な薬品を内包した集合体であって、前記集合体は前記反応場に投入されてから前記薬品を放出することを特徴とする集合体。
- 内部に標的物質を有する第一の物質を反応場に投入する手段と、
請求項1〜5に記載の微粒子集合体を前記反応場に投入する手段と、
前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する手段と、
前記微粒子集合体を前記第一の物質内部で分解し内包された微粒子を放出する手段と、
前記第一の物質内部で前記微粒子と標的物質と結合させる手段と、
前記微粒子と前記標的物質が結合した複合体を回収する手段と、
前記複合体から前記標的物質を回収する手段とを有することを特徴とする標的物質抽出装置。 - 前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する手段が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項7記載の標的物質抽出装置。
- 前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する手段が、
前記第一の物質を穿孔する穿孔手段と、
前記第一の物質の穿孔部分から前記微粒子集合体を導入する手段とからなることを特徴とする請求項7記載の標的物質抽出装置。 - 前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する手段が、
前記微粒子集合体と前記第一の物質を衝突させ前記第一の物質を穿孔する手段と、
前記第一の物質の穿孔部分から前記微粒子集合体を投入する手段とからなることを特徴とする請求項7記載の標的物質抽出装置。 - 前記第一の物質内部で前記微粒子と標的物質とを結合させる手段が、前記第一の物質内で前記微粒子を駆動する手段を含むことを特徴とする請求項7に記載の標的物質抽出装置。
- 前記駆動手段が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項11に記載の標的物質抽出装置。
- 前記微粒子が前記標的物質と結合し前記複合体を形成した後、前記微粒子が前記第一の物質に内包されたまま前記複合体を所定位置まで駆動し保持する手段を有することを特徴とする請求項7に記載の標的物質抽出装置。
- 前記微粒子が前記第一の物質に内包されたまま前記複合体を所定位置まで駆動し保持する手段が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項13に記載の標的物質抽出装置。
- 前記複合体を前記所定位置に保持した後、少なくとも前記第一の物質の構造を破壊する破壊手段を有することを特徴とする請求項12または13に記載の標的物質抽出装置。
- 前記破壊手段が、請求項6に記載の前記第一の物質の構造を破壊可能な薬品を内包した集合体であることを特徴とする請求項15に記載の標的物質抽出装置。
- 前記集合体を前記第一の物質もしくは前記反応場内の前記第一の物質近傍で衝突させることにより分解させ、内包された薬品を前記反応場に放出することを特徴とする請求項16に記載の標的物質抽出装置。
- 内部に標的物質を有する第一の物質を反応場に投入する工程と、
請求項1〜5に記載の微粒子集合体を前記反応場に投入する工程と、
前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する工程と、
前記微粒子集合体を前記第一の物質内部で分解させ内包された微粒子を放出する工程と、
前記第一の物質内部で前記微粒子と標的物質と結合させる工程と、
前記微粒子と前記標的物質が結合した複合体を回収する工程と、
前記複合体から前記標的物質を回収する工程とを有することを特徴とする標的物質抽出方法。 - 前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する工程が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項18記載の標的物質抽出方法。
- 前記微粒子集合体を前記第一の物質内部に導入する工程が、
前記第一の物質を穿孔する穿孔工程と、
前記第一の物質の穿孔部分から前記微粒子集合体を導入する工程とからなることを特徴とする請求項18記載の標的物質抽出方法。 - 前記第一の物質を穿孔する穿孔工程が、前記微粒子集合体と前記第一の物質を衝突させ前記第一の物質を穿孔することを特徴とする請求項18に記載の標的物質抽出方法。
- 前記第一の物質内部で前記微粒子と標的物質とを結合させる工程が、前記第一の物質内で前記微粒子を駆動する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の標的物質抽出方法。
- 前記駆動する工程が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項22に記載の標的物質抽出方法。
- 前記微粒子が前記標的物質と結合し前記複合体を形成した後、前記微粒子が前記第一の物質に内包されたまま前記複合体を所定位置まで駆動し保持する工程を有することを特徴とする請求項18に記載の標的物質抽出方法。
- 前記微粒子が前記第一の物質に内包されたまま前記複合体を所定位置まで駆動し保持する工程が、前記反応場に印加される磁界であることを特徴とする請求項24に記載の標的物質抽出方法。
- 前記複合体を前記所定位置に保持した後、少なくとも前記第一の物質の構造を破壊する破壊工程を有することを特徴とする請求項23または24に記載の標的物質抽出方法。
- 前記破壊工程が、請求項6に記載の前記第一の物質の構造を破壊可能な薬品を内包した集合体から放出される前記薬品であることを特徴とする請求項26に記載の標的物質抽出方法。
- 前記集合体を前記第一の物質もしくは前記反応場内の前記第一の物質近傍で衝突させることにより分解させ、内包された薬品を前記反応場に放出させることを特徴とする請求項27に記載の標的物質抽出方法。
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