JP2007209212A

JP2007209212A - 抽出処理用のカートリッジ

Info

Publication number: JP2007209212A
Application number: JP2006029834A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Inena; 克哉稲名
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供する。
【解決手段】本発明は、試料溶液Ｌ１に含まれる所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジ１０であって、試料溶液Ｌ１を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部１１と、カートリッジ胴部１１の一方の端部に形成された上部開口１１ａと、カートリッジ胴部１１の他方の端部に形成され、試料溶液Ｌ１の抽出処理による廃液Ｌ２を排出するための排出側開口１３ａが形成され、下方に突出する筒状の排出部１３と、カートリッジ胴部１１に収容され、所定の物質を吸着する吸着媒体Ｍと、を備え、排出部１３の中間部には、必要に応じて破断して先端側を除去することで長さを短く調整するため少なくとも一つの破断部１４が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、加圧方式，遠心分離方式，及び、吸引方式などの抽出処理に使用されるカートリッジに関し、特に、核酸抽出に好適なカートリッジに関する。

現在、ポストゲノム（post-genome）の研究等では、ＤＮＡやＲＮＡの核酸抽出処理が行われている。核酸抽出処理においては、全血や組織を含む試料溶液を、核酸吸着媒体を備えた専用のカートリッジに注入し、ろ過工程によって、核酸を核酸吸着媒体に吸着させている。

ろ過工程としては、カートリッジをエアで加圧し、試料溶液を核酸吸着媒体に透過する加圧方式と、遠心分離装置によって透過させる遠心分離方式と、吸引装置によって、試料溶液を吸引することで透過させる吸引方式とがある（例えば、下記非特許文献１など）。

図６は、加圧方式のろ過システムを説明する図である。
図６に示すように、加圧装置６０は、例えば、試料溶液Ｌ１を収容保持した円筒形状のカートリッジ６１を、その上方端部に形成された鍔部６２を保持機構Ｈ１に係止させて固定し、下端部６４に突設された排出部６３を廃液容器６６に挿入させた状態で、該廃液容器６６を保持機構Ｈ２に保持させる。ろ過処理時には、カートリッジ６１の上方端部から図示しないエアポンプから加圧エアを供給し、試料溶液Ｌ１を圧力によって核酸吸着媒体Ｍを透過させる。そして、排出部６３に形成された下部開口６３ａから廃液Ｌ２を排出させて、廃液Ｌ２を廃液容器６６によって回収する。

図７は、遠心分離方式のろ過システムを説明する図である。
図７に示すように遠心分離装置７０は、カートリッジホルダ７１を備えている。カートリッジホルダ７１には、廃液容器７４が傾斜された状態で保持され、該廃液容器７４に、試料溶液Ｌ１を収容するとともに、上部開口が蓋部７３によって密閉されたカートリッジ７２が装填される。カートリッジホルダ７１は、回転軸Ｃを中心に回転するように駆動制御される。遠心分離装置７０は、カートリッジホルダ７１を回転させることで、カートリッジ７２に収容された試料溶液Ｌ１が核酸吸着媒体Ｍを透過して下部開口７５から排出させ、廃液Ｌ２を廃液容器７４に貯留させる構成である。

ＱＩＡＧＥＮ社、製品QIAamp DNA Blood Mini Kit、[online]、[平成１８年１月３１日検索]、インターネット＜http://www1.qiagen.com/Products/GenomicDnaStabilizationPurification/QIAampSystem/QIAampDNABloodMiniKit＞

ところで、加圧方式の抽出処理の場合には、図６に示すように、カートリッジ６１の上部開口側から加圧エアを送るため、カートリッジ６１の下端部６４と廃液容器の開口部６６ａとの間には、供給されたエアを逃がすために隙間Ｓが形成されている。ここで、加圧エアの勢いによって排出部６３の下部開口６３ａから排出された廃液Ｌ２が隙間Ｓから吹き出てしまうことを防止するため、排出部６３の下方向に突出する長さを十分に確保する必要がある。
一方、遠心分離方式の抽出処理の場合には、カートリッジホルダ７１に保持された廃液容器７４に装填されたカートリッジ７２が傾斜した状態で保持される。すると、廃液容器７４に貯留した廃液Ｌ２に、カートリッジ７２の排出部７５の一部が浸漬し、排出部７５に廃液Ｌ２が付着して汚染の原因となってしまう問題がある。このため、排出部７５が廃液Ｌ２に付着しないように、下方に突出する長さを短くする必要がある。
このように、カートリッジは、加圧方式においては、排出部の長さを長くする必要がある一方で、遠心分離方式においては短くする必要があることから、いずれの方式にも対応した構成を備えたカートリッジに対応する要望があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供することにある。

本発明の上記目的は、試料溶液に含まれる所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジであって、前記試料溶液を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部と、前記カートリッジ胴部の一方の端部に形成された上部開口と、前記カートリッジ胴部の他方の端部に形成され、前記試料溶液の抽出処理による廃液を排出するための排出側開口が形成され、下方に突出する筒状の排出部と、前記カートリッジ胴部に収容され、前記所定の物質を吸着する吸着媒体と、を備え、前記排出部の中間部には、必要に応じて破断して先端側を除去することで長さを短く調整するため少なくとも一つの破断部が設けられていることを特徴とする抽出処理用のカートリッジによって達成される。

本発明の抽出処理用のカートリッジは、加圧方式によって抽出処理を行う際には、排出部の長さを短くすることなく廃液容器に装填することができ、排出部の長さを必要十分に設定することで、供給された加圧エアの勢いによって廃液容器とカートリッジとの隙間から廃液が吹き出てしまうことが防止できる。また、遠心分離方式によって抽出処理を行う際には、カートリッジを廃液容器に装填した状態で、排出部の一部が廃液容器に貯留する廃液に浸漬することがないように、排出部の先端側を破断部で破断させることで、排出部の長さを短く調整することができる。さらに、吸引方式による抽出処理を行う場合には、カートリッジの排出部の先端部を吸引装置側の吸引アダプタに接続すればよく、排出部の長さを考慮する必要がない。このように本発明にかかるカートリッジによれば、抽出処理を行う際に、加圧方式や遠心分離方式や吸引方式といった方式にかかわらず、同一の構成のカートリッジを採用することができ、方式ごとに排出部の長さが異なるカートリッジを使い分ける必要がなく、使用者にとって簡便に取り扱うことができる。

上記カートリッジは、破断部が排出部の一部を薄肉によって形成された部位であることが好ましい。こうすれば、使用者が、遠心分離方式の抽出処理を行う場合には、排出部における薄肉の部位を手指で押し曲げて先端側を破断させることで、排出部の長さを容易に調整することができる。また、排出部の一部を薄肉にする構成であるため、カートリッジを樹脂等で一体成形することができ、製造コストの増減を抑えることができる。

上記カートリッジは、特に、試料溶液に含まれる核酸を抽出する抽出処理に用いることに好適である。

本発明によれば、試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる抽出処理用のカートリッジの第１実施形態の構成を示す斜視図である。図２は、カートリッジの要部断面図である。なお、本実施形態では、全血，組織からＤＮＡを抽出する工程や、培養細胞，組織からＲＮＡを抽出する工程において、試料溶液を含まれる核酸を抽出する核酸抽出処理を例に説明する。しかし、本発明にかかる抽出処理用のカートリッジは、核酸抽出処理に限定されず、その他の抽出処理に用いることができる。

図１に示すように、カートリッジ１０は、円筒形状を有するカートリッジ胴部１１を有している。カートリッジ胴部１１の内部には試料溶液を収容する空間がある構成である。カートリッジ胴部１１の一方の端部（本実施形態において上側の端部）には、試料溶液を注入するための上方開口１１ａが設けられ、他方の端部（本実施形態において下側の端部）には、抽出処理時に、廃液を排出する排出側開口１３ａが設けられている。上方開口１１ａの外周側縁部には、庇状に突設された鍔部１５が形成されている。

カートリッジ胴部１１の下部には、漏斗状の底部１２が形成され、該底部１２の中央には、下方に突出し、且つ、カートリッジ胴部１１より小径であって、円筒形状を有する排出部１３が設けられている。排出部１３に、カートリッジ胴部１１の内部に連通するように、排出側開口１３ａが形成されている。

カートリッジ胴部１１の底部１２の上部には、試料溶液に含まれる所定の物質（本実施形態では核酸）を吸着して保持するため、多孔性物質で構成された吸着部材Ｍが備えられている。

カートリッジ１０は、上部開口１１ａに図示しない蓋部を取り付けてもよい。蓋部は着脱自在に構成されていることが好ましい。また、蓋部と一部がカートリッジ胴部とが一体に連結された構成としてもよい。

カートリッジ１０において、排出部１３の長手方向（上下方向）の中間部には、破断部１４が形成されている。本実施形態において、破断部１４は、排出部１３の一部を薄肉によって形成された部位である。破断部が排出部の一部を薄肉によって形成された部位である構成とすれば、使用者が、遠心分離方式の抽出処理を行う場合には、排出部１３における薄肉の部位を手指で押し曲げて先端側の部位１３Ａを破断させることで、排出部１３の長さを容易に調整することができる。また、排出部１３の一部を薄肉にする構成であるため、カートリッジ１０を樹脂等で一体成形することができ、製造コストの増減を抑えることができる。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、必要に応じて排出部１３を破断部１４において破断させ、排出部１３の先端側の部位１３Ｂを取り除くことができる。すると、排出部１３の長さが、カートリッジ胴部１１側に残留した部位１３Ａの長さとなり、排出部１３の長さを短く調整することができる。

排出部１３において、破断部１４を形成する位置は適宜設定することができる。ここで、排出部１３の長さは、破断させる前において、加圧方式の抽出処理の際に、排出部１３の先端部が廃液容器の内部まで十分に挿入される長さとすることが好ましい。また、排出部１３の長さは、先端側を破断部において破断させた後で、遠心分離方式の抽出処理の際に、排出部１３の先端部が廃液容器に貯留される廃液に浸漬しないように、破断部の位置が設定されていることが好ましい。

図３は、本実施形態のカートリッジの変形例を示す要部断面図である。図３に示すように、排出部２３に、複数（図３においては２つ）の破断部が形成されていてもよい。こうすれば、抽出処理において、複数の工程で排出部を調整することができる。例えば、最初の工程で第１の破断部２４ａにおいて排出部２３の先端部２３Ａを破断させて取り除くことで、排出部２３の長さを一段階短くすることができ、また、次の工程で、第２の破談部２４ｂにおいて排出部２３の中間部分２３Ｂを破断させて取り除き、基端部２３Ｃのみを残すことで排出部２３の長さを更に一段階短くすることができる。

しかし、本実施形態のカートリッジのように、排出部には少なくとも一つの破断部を設けることで、後述するように、加圧方式と遠心分離方式との両方の方式において、同じ構成のカートリッジを使用することができる。

図４は、本実施形態のカートリッジを使用した加圧方式の抽出処理の手順を説明する図である。なお、以下に説明する手順において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。

最初に、図４（ａ）に示すように、試料溶液Ｌ１を収納したカートリッジ１０を廃液容器４１に装填する。このとき、カートリッジ１０の排出部１３は、破断させない状態で、廃液容器４１に貯留する廃液に接触することなく、且つ、排出部１３の先端部が、廃液容器の開口から内部下方へ十分に進入された状態とする。

次に、図４（ｂ）に示すように、加圧装置のエアノズル４２を、カートリッジ胴部１１の上部開口１１ａに接続し、加圧エアを供給し、カートリッジ胴部１１の内部の圧力を上昇させることで、試料溶液Ｌ１を吸着媒体Ｍに透過させて、透過した廃液Ｌ２を廃液容器４１に貯留させる。

抽出後に、排出部１３の下部開口１３ａの先端側には、微量の廃液が残渣Ｒとして残存してしまいやすい傾向がある。このような場合には、排出部１３を破断部１４において破断して、先端側の部位１３Ｂを取り除くことで残渣Ｒが排出部１３の下部開口１３ａに残ったままの状態となることを回避することができ、カートリッジの汚染を防止することができる。

排出部１３の先端側の部位１３Ｂを取り除いた後、カートリッジ１０を回収容器４３に装填し、回収液を注入した後、エアノズル４２から加圧エアを供給し、回収液を吸着媒体Ｍに透過させることで、吸着媒体Ｍに吸着した核酸などの所定の物質を回収することができる。

図５は、本実施形態のカートリッジを使用した遠心分離方式の抽出処理の手順を説明する図である。
最初に、図５（ａ）に示すように、カートリッジ１０を遠心分離装置用の廃液容器５１に装填する前に、排出部１３を破断部１４において破断させて先端側の部位１３Ｂを取り除き、排出部１３の長さを所定の長さに調整する。その後、カートリッジ１０を廃液容器５１に装填する。なお、遠心分離方式の場合には、図５（ｂ）に示すように、廃液容器５１に装填させた状態でカートリッジ１０をホルダ５４に保持させるとともに回転させるため、試料溶液Ｌ１がカートリッジ１０の上部開口からこぼれ出てしまうことを防止するため、上部開口が蓋部５２によって密閉されている。

排出部１３の先端側の部位１３Ｂを予め破断させることにより、排出部１３の長さを調整しておくことで、排出部１３の一部が廃液容器５１貯留される廃液Ｌ２に接触してしまうことを防止することができる。

遠心分離機を駆動させてホルダ５４を回動させることで、カートリッジ１０及び試料溶液Ｌ１に遠心力を付与せしめることによって、試料溶液Ｌ１を吸着媒体に透過させ、下部開口１３ａから排出される廃液Ｌ２を廃液容器５１に貯留させる。

遠心分離後、カートリッジ１０を廃液容器５１から取り出し、回収容器５３に装填する。そして、カートリッジ１０に回収液Ｌ３を注入し、吸着媒体Ｍに吸着した核酸等の所定の物質を回収容器５３において回収する。

このように、本実施形態のカートリッジ１０は、加圧方式によって抽出処理を行う際には、排出部１３の長さを短くすることなく廃液容器４１に装填することができ、排出部１３の長さを必要十分に設定することで、供給された加圧エアの勢いによって廃液容器４１とカートリッジ１０との隙間から廃液が吹き出てしまうことが防止できる。また、遠心分離方式によって抽出処理を行う際には、カートリッジ１０を廃液容器５１に装填した状態で、排出部１３の一部が廃液容器５１に貯留する廃液Ｌ２に浸漬することがないように、排出部１３の先端側の部位１３Ｂを破断部１４で破断させることで、排出部１３の長さを短く調整することができる。なお、吸引方式による抽出処理を行う場合には、カートリッジの排出部の先端部を吸引装置側の吸引アダプタに接続すればよく、排出部の長さを考慮する必要がない。

このように本発明にかかるカートリッジ１０によれば、抽出処理を行う際に、加圧方式や遠心分離方式や吸引方式といった方式にかかわらず、同一の構成のカートリッジを採用することができ、方式ごとに排出部の長さが異なるカートリッジを使い分ける必要がなく、使用者にとって簡便に取り扱うことができる。

本発明にかかる抽出処理用のカートリッジの第１実施形態の構成を示す斜視図である。カートリッジの要部断面図である。カートリッジの変形例を示す要部断面図である。カートリッジを使用した加圧方式の抽出処理の手順を説明する図である。カートリッジを使用した遠心分離方式の抽出処理の手順を説明する図である。加圧方式のろ過システムを説明する図である。遠心分離方式のろ過システムを説明する図である。

符号の説明

１０，２０カートリッジ
１１カートリッジ胴部
１３排出部
１４破断部
Ｍ吸着媒体
Ｌ１試料溶液

Claims

試料溶液に含まれる所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジであって、
前記試料溶液を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部と、
前記カートリッジ胴部の一方の端部に形成された上部開口と、
前記カートリッジ胴部の他方の端部に形成され、前記試料溶液の抽出処理による廃液を排出するための排出側開口が形成され、下方に突出する筒状の排出部と、
前記カートリッジ胴部に収容され、前記所定の物質を吸着する吸着媒体と、を備え、
前記排出部の中間部には、必要に応じて破断して先端側を除去することで長さを短く調整するため少なくとも一つの破断部が設けられていることを特徴とする抽出処理用のカートリッジ。
前記破断部が前記排出部の一部を薄肉によって形成された部位であることを特徴とする請求項１に記載の抽出処理用のカートリッジ。
前記試料溶液に含まれる核酸を抽出する抽出処理に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の抽出処理用のカートリッジ。