JP2008232927A - Protein concentrating device, protein measuring device, and air conditioner using these - Google Patents

Protein concentrating device, protein measuring device, and air conditioner using these Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for easily and rapidly concentrating the protein contained in liquid to be inspected. <P>SOLUTION: This device for concentrating the protein contained in the liquid to be inspected comprises a first space having a large volume, a second space having a volume smaller than that of the first space, a partition for partitioning the first space and the second space and passing the protein, an electric field generating means for generating a direct current electric field from the first space toward the second space, and a discharge port for discharging liquid contained in the second space. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定のタンパク質を含む被検液を濃縮し高濃度のタンパク質溶液となすタンパク質濃縮装置に関する。   The present invention relates to a protein concentrator that concentrates a test solution containing a specific protein into a high-concentration protein solution.

抗原抗体反応を用いた免疫分析法は、医療分野、生化学分野、アレルゲンなどの測定分野等において有用な分析・計測方法として知られているが、従来の免疫分析法は、操作が煩雑であり、分析に長時間を要するという課題を有している。   Immunoassay using antigen-antibody reaction is known as a useful analysis / measurement method in the medical field, biochemistry field, measurement field such as allergen, etc., but conventional immunoassay is complicated in operation. The problem is that analysis requires a long time.

この課題に対し、基板上にマイクロオーダーの流路を形成したマイクロ流路デバイスを免疫分析に応用する技術が、特許文献1に提案されている。しかし、特許文献1の技術は、検出方法として熱レンズ方式を用いているため、デバイスが大型化するという問題がある。   In order to solve this problem, Patent Document 1 proposes a technique for applying a micro-channel device having a micro-order channel formed on a substrate to immunoassay. However, since the technique of Patent Document 1 uses a thermal lens method as a detection method, there is a problem that the device becomes large.

他方、熱レンズ方式に代えて、電気化学的検出方法を用いる技術が、特許文献2に提案されている。特許文献2の技術は、マイクロ流路デバイスの小型化を図り易いという利点がある。この技術にかかる電気化学検出型マイクロ流路デバイスについて、図面を参照して説明する。   On the other hand, Patent Document 2 proposes a technique using an electrochemical detection method instead of the thermal lens method. The technique of Patent Document 2 has an advantage that the microchannel device can be easily downsized. An electrochemical detection type microchannel device according to this technique will be described with reference to the drawings.

図13に示すように、基板501の表面にマイクロチャネル注入孔504A、排出孔505A、マイクロ反応槽部503、マイクロ流路504、505が形成されており、それらの深さは約100μmであり、流路の幅は約200μmである。マイクロ反応槽部503と流路505の間には、微粒子502の径よりも小さい幅の流路をもつ堰き止め部508が形成され、抗体を固定化した微粒子502を堰き止めるようにした構造である。また、マイクロ流路505の上に電極506、接続パッド507及びそれらを電気的に接続する配線509が所望のパターンに形成されている。   As shown in FIG. 13, a microchannel injection hole 504A, a discharge hole 505A, a microreaction vessel 503, and microchannels 504 and 505 are formed on the surface of the substrate 501, and their depth is about 100 μm, The width of the channel is about 200 μm. Between the microreaction vessel 503 and the flow path 505, a damming portion 508 having a flow path having a width smaller than the diameter of the fine particles 502 is formed so that the fine particles 502 immobilizing the antibody are dammed. is there. In addition, an electrode 506, a connection pad 507, and a wiring 509 that electrically connects them are formed in a desired pattern on the microchannel 505.

このデバイスを用いた検出方法について説明する。例えば、アレルゲンを含む被検液を注入孔504Aから外部ポンプなどを用いて注入し、アレルゲンと特異的に反応する抗体を固定化した微粒子502と抗原抗体反応させて、微粒子表面にアレルゲンを捕獲する。   A detection method using this device will be described. For example, a test solution containing an allergen is injected from an injection hole 504A using an external pump or the like, and an antigen-antibody reaction is performed with the microparticle 502 on which an antibody that specifically reacts with the allergen is immobilized, thereby capturing the allergen on the surface of the microparticle. .

緩衝液で洗浄後、酵素を標識として付けた抗体を含む液を注入孔504Aから注入し、微粒子表面に固定化抗体−アレルゲン−酵素付抗体からなる複合体を形成する。   After washing with a buffer solution, a solution containing an antibody labeled with an enzyme is injected from the injection hole 504A to form a complex composed of an immobilized antibody-allergen-enzyme-attached antibody on the surface of the fine particles.

緩衝液で洗浄後、酵素により電気化学活性物質に変化する基質材料を流して、複合体の酵素により電気化学活性物質に変える。電極506が形成された領域での電気化学活性物質を電流あるいは電位の変化として接続パッド507から検出することで、微量な試料液体中の検出対象物質の濃度を知ることができる。   After washing with a buffer solution, a substrate material that is converted into an electrochemically active substance by an enzyme is flowed, and converted into an electrochemically active substance by an enzyme of the complex. By detecting the electrochemically active substance in the region where the electrode 506 is formed from the connection pad 507 as a change in current or potential, the concentration of the substance to be detected in a small amount of sample liquid can be known.

このような免疫分析の対象となる抗原または抗体は、これらを含む検体から抽出される。例えば花粉の場合、自動花粉捕集装置に関する技術が、特許文献3に提案されている。また、捕集した花粉からアレルゲンを抽出する技術が、特許文献4または5に提案されている。   Such an antigen or antibody to be subjected to immunoassay is extracted from a specimen containing them. For example, in the case of pollen, Patent Document 3 proposes a technique related to an automatic pollen collecting device. Moreover, the technique which extracts allergen from the collected pollen is proposed by patent document 4 or 5. FIG.

特開2001−4628号公報JP 2001-4628 A 特開2003−285298号公報JP 2003-285298 A 特開平5−215653号公報JP-A-5-215653 特開平6−329553号公報JP-A-6-329553 特表2003−507432号公報Special table 2003-507432 gazette

次に従来技術にかかる花粉採取、タンパク質の抽出、タンパク質の検出方法を説明する。表面にワセリンを薄く均一に塗ったスライドガラス上やドラムに巻きつけた粘着テープ上に花粉を捕集する。捕集した花粉を緩衝液に入れて花粉から抗原を抽出する。この後、遠心分離により花粉を分離して、抗原が入った緩衝液(上澄み液)を取り出し、分析試料とする。   Next, pollen collection, protein extraction, and protein detection methods according to the prior art will be described. Collect pollen on a glass slide with petrolatum thinly and evenly on the surface or on an adhesive tape wrapped around a drum. The collected pollen is put into a buffer solution and the antigen is extracted from the pollen. Thereafter, pollen is separated by centrifugation, and a buffer solution (supernatant) containing the antigen is taken out and used as an analysis sample.

そして、上記分析試料を上記電気化学検出型マイクロ流路デバイスに注入して、上記方法によりアレルゲンの量に対応した電気化学活性物質の量を測定する。   Then, the analysis sample is injected into the electrochemical detection type microchannel device, and the amount of the electrochemically active substance corresponding to the amount of allergen is measured by the above method.

上記した従来技術にかかる測定方法においては、検体からタンパク質の抽出を行う際に多量(10〜1000ml程度)の抽出用溶液を用いるため、抽出液のタンパク質濃度が低くなる。このため、この抽出液を被検液(通常1〜500μlを使用)としてマイクロ流路デバイスに注入し被検液中のタンパク質量を測定する場合、タンパク質濃度が低すぎるために正確な測定ができない場合がある。   In the measurement method according to the conventional technique described above, a large amount (about 10 to 1000 ml) of the extraction solution is used when extracting the protein from the specimen, so that the protein concentration of the extract is lowered. For this reason, when this extract is injected into a microchannel device as a test liquid (usually 1 to 500 μl) and the amount of protein in the test liquid is measured, the protein concentration is too low for accurate measurement. There is a case.

この問題を解決するため、多量のタンパク質抽出液をマイクロ流路デバイスに注入することによりタンパク質の絶対量を増やす方法も考えられるが、マイクロ流路デバイスは通常、流速を6μl/分程度にして使用されるが、マイクロ流路に10〜1000ml程度のタンパク質抽出液を流そうとすると、流し終わるまでに、約30〜2800時間かかることになる。よって、この方法は実用的ではない。   In order to solve this problem, a method of increasing the absolute amount of protein by injecting a large amount of protein extract into the microchannel device may be considered, but the microchannel device is usually used at a flow rate of about 6 μl / min. However, if a protein extract of about 10 to 1000 ml is caused to flow through the microchannel, it will take about 30 to 2800 hours to finish the flow. Therefore, this method is not practical.

それゆえ、低濃度なタンパク質抽出液を、加熱等することなく、簡便かつ短時間に濃縮する技術が必要とされている。   Therefore, there is a need for a technique for simply and quickly concentrating a low concentration protein extract without heating or the like.

また、従来技術においては、空気中に浮遊するアレルゲンを含む物質(例えば花粉)をスライドガラス又は粘着テープ表面に付着させる方法により検体を採集し、しかる後にこれを抽出用溶液に入れてタンパク質を抽出するという操作を行っているが、この方法ではタンパク質の測定を行うまでに多くの時間を要する。このため、簡便かつ迅速な測定を行うためには、これらの一連の工程を自動化する必要があるが、未だこれらの工程を自動化したタンパク質測定装置は提供されていない。   In the prior art, a sample is collected by a method in which a substance containing allergen floating in the air (for example, pollen) is attached to the surface of a glass slide or an adhesive tape, and then put into an extraction solution to extract proteins. However, this method requires a long time to measure the protein. For this reason, in order to perform simple and quick measurement, it is necessary to automate a series of these steps, but no protein measuring apparatus that automates these steps has yet been provided.

それゆえ、検体の採取から抗原の抽出、タンパク質の濃縮、さらには測定までを自動的に行うことのできる装置の開発が望まれている。   Therefore, it is desired to develop an apparatus capable of automatically performing from sample collection to antigen extraction, protein concentration, and measurement.

一連の本発明は上記課題を解決することを目的とする。上記課題を解決するための第1の発明は、被検液中のタンパク質を濃縮する装置であって、体積の大なる第1空間と、前記第1空間よりも体積の小なる第2空間と、前記第1空間と、前記第2空間と、を区切り、タンパク質を通過させる仕切りと、前記第1空間から前記第2空間に向かって、直流電界を発生させる電界発生手段と、前記第2空間に含まれる液を排出する排出口と、を備えることを特徴とするタンパク質濃縮装置である。   A series of the present invention aims to solve the above-mentioned problems. 1st invention for solving the said subject is the apparatus which concentrates the protein in a test liquid, Comprising: The 1st space where volume is large, The 2nd space where volume is smaller than the said 1st space, A partition that separates the first space and the second space and allows protein to pass through, an electric field generating means that generates a direct current electric field from the first space toward the second space, and the second space And a discharge port for discharging the liquid contained in the protein concentration device.

上記構成における仕切りは、タンパク質を通過させるが、タンパク質と共にタンパク質抽出用の溶液をも透過させる。タンパク質抽出用の溶液は、タンパク質より圧倒的に分子量が小さいからである。このような仕切りを介して第1空間と第2空間が仕切られている。電界の印加されていない状態では、上記仕切りをタンパク質および溶液の双方が透過できるので、次第に第1空間と第2空間とのタンパク質濃度が均一になるが、上記構成における電界発生手段を駆動させた状態であると、第1空間から第2空間に向かって作用する電界がタンパク質の第2空間への移動を加速する。よって第2空間のタンパク質濃縮が高まる。   The partition in the above configuration allows the protein to pass through, but also allows the protein extraction solution to pass through along with the protein. This is because a protein extraction solution has an overwhelmingly smaller molecular weight than protein. The first space and the second space are partitioned through such a partition. In the state where no electric field is applied, both protein and solution can pass through the partition, so that the protein concentration in the first space and the second space gradually becomes uniform, but the electric field generating means in the above configuration is driven. In the state, the electric field acting from the first space toward the second space accelerates the movement of the protein to the second space. Therefore, protein concentration in the second space is increased.

このことを更に詳しく説明する。タンパク質は、その等電点以外のpHを有する溶液中では電荷を帯びるので、この状態のタンパク質に直流電界を印加すると、タンパク質は逆の電荷の方向に向かって移動する(タンパク質の電気泳動)。この移動は電界に制御された一方方向への移動であるので、上記仕切りを境界として一方の空間(第2空間)のタンパク質濃度を高めることができることになる。すなわち、上記電界発生手段により、濃縮目的物であるタンパク質の電荷と逆の電荷が第2空間側に作用するように、第1空間から第2空間に向かって直流電界を印加すると、第1空間に存在するタンパク質抽出溶液中のタンパク質が第2空間に移動するので、第1空間よりも第2空間のタンパク質濃度が高まる(濃縮)。しかも、上記構成では第2空間の体積が第1空間の体積よりも小さく構成されているので、効率よく電界印加による濃縮効果が発揮される。   This will be described in more detail. Since a protein is charged in a solution having a pH other than its isoelectric point, when a direct current electric field is applied to the protein in this state, the protein moves in the direction of the opposite charge (protein electrophoresis). Since this movement is a movement in one direction controlled by an electric field, the protein concentration in one space (second space) can be increased with the partition as a boundary. That is, when a direct current electric field is applied from the first space to the second space so that the electric field generating means acts on the second space side, the charge opposite to the charge of the protein that is the target of concentration is applied to the first space. Since the protein in the protein extraction solution present in is moved to the second space, the protein concentration in the second space is higher (concentration) than in the first space. Moreover, in the above configuration, since the volume of the second space is smaller than the volume of the first space, the concentration effect by the application of the electric field is efficiently exhibited.

以上から上記構成によると、加熱や減圧などの手段を用いることなく、極めて効率よくタンパク質抽出液の濃縮を行うことができ、この濃縮タンパク質抽出液をタンパク質検出用の試験液として用いることにより、精度の高いタンパク質量の測定が可能になる。   From the above, according to the above configuration, the protein extract can be concentrated very efficiently without using means such as heating and decompression. By using this concentrated protein extract as a test solution for protein detection, accuracy can be improved. High protein content can be measured.

上記第1発明において、前記電界発生手段は、前記第1空間と、前記第2空間とに、対向する状態で配置された一対の電極を備える構成とすることができる。   In the first invention, the electric field generating means may include a pair of electrodes arranged in a state of facing the first space and the second space.

前記第1空間と前記第2空間とに対向する状態で配置された一対の電極を用いると、第1空間内のタンパク質分子の移動距離を小さくできる。よって、第1空間内のタンパク質分子が効率よく第2空間側に移動する。   When a pair of electrodes arranged in a state of facing the first space and the second space are used, the movement distance of protein molecules in the first space can be reduced. Therefore, protein molecules in the first space move efficiently to the second space side.

上記第1発明群において、前記第2空間の第1空間に対する体積比が、1/20〜1/1000000である構成とすることができる。   In the first invention group, the volume ratio of the second space to the first space may be 1/20 to 1/1000000.

この構成であると、第1空間と第2空間との空間体積に十分な差があるので、極めて高い濃縮効果を得ることができる。   With this configuration, since there is a sufficient difference in the space volume between the first space and the second space, an extremely high concentration effect can be obtained.

上記第1発明群において、前記第1空間の体積が10〜1000mlであり、前記第2空間の体積が2〜60μlである構成とすることができる。   In the first invention group, the volume of the first space may be 10 to 1000 ml, and the volume of the second space may be 2 to 60 μl.

この構成であると、両空間体積が十分に小さいので、電界の作用を及ぼし易く、かつ濃縮に要する時間を短くできる。ここで、タンパク質含有物質からタンパク質を確実に抽出するためには、抽出用溶液量を2ml以上とするのが好ましいが、抽出溶液量を600mlよりも大きくしても、もはや殆ど抽出率が向上せず、抽出溶液量が大きくなる分、コスト高になると共に取り扱い性が悪くなる。また、タンパク質の検出効率を高めるためには、第1空間内を抽出用溶液で満たしておくことが好ましい。よって、第1空間の体積は、好ましくは10〜1000mlとし、より好ましくは、20〜200mlとする。   With this configuration, since both space volumes are sufficiently small, it is easy to exert an electric field effect, and the time required for concentration can be shortened. Here, in order to reliably extract protein from the protein-containing substance, it is preferable that the amount of the extraction solution is 2 ml or more. However, even if the amount of the extraction solution is larger than 600 ml, the extraction rate is almost improved. However, as the amount of the extracted solution increases, the cost increases and the handleability deteriorates. In order to increase the protein detection efficiency, it is preferable to fill the first space with the extraction solution. Therefore, the volume of the first space is preferably 10 to 1000 ml, more preferably 20 to 200 ml.

また、マイクロ流路デバイスを用いてタンパク質の検出を適正に行うためには、検出に用いる試験液の体積を500μl以下とするのが適当であり、それゆえに第2空間の体積を好ましくは500μl以下とする。また、第2空間の体積を1μlよりも小さくすると、第2空間の体積が小さすぎるため、第2空間に移動できるタンパク質が少なくなり十分な濃縮がなされ難くなる。更に第2空間の体積は、好ましくは1〜500μlとし、より好ましくは5〜20μlとする。   In addition, in order to properly detect a protein using a microchannel device, it is appropriate that the volume of the test solution used for detection is 500 μl or less, and therefore the volume of the second space is preferably 500 μl or less. And On the other hand, if the volume of the second space is smaller than 1 μl, the volume of the second space is too small, so that the protein that can move to the second space is reduced and it is difficult to perform sufficient concentration. Furthermore, the volume of the second space is preferably 1 to 500 μl, more preferably 5 to 20 μl.

上記第1発明群において、前記仕切りは、孔径が0.001〜100μmの孔を複数有する構成とすることができる。   In the first invention group, the partition may have a plurality of holes having a hole diameter of 0.001 to 100 μm.

孔径が0.001μmの孔であると、タンパク質や抽出溶液が通過でき、孔径が100μm以下の孔であれば、花粉殻などの不溶物を十分に阻止できるので、不溶物が第2空間への混入するのを防止しつつタンパク質抽出溶液の濃縮を行うことができる。不溶物の第2空間への混入防止に最適な孔径は、対象とする検体の大きさによって決められるべきものであるが、通常、仕切りの孔径は、好ましくは1〜100μmとし、より好ましくは0.01〜20μmとする。なお、タンパク質や抽出溶液が通過でき、花粉殻などの不溶物を阻止できる仕切りとしては、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲルなどからなるものや、メンブランフィルターなどが例示できる。   If the pore diameter is 0.001 μm, protein and extraction solution can pass through, and if the pore diameter is 100 μm or less, insoluble matter such as pollen shells can be sufficiently blocked. It is possible to concentrate the protein extraction solution while preventing contamination. The optimum hole diameter for preventing insoluble matter from mixing into the second space should be determined by the size of the target specimen. Usually, the hole diameter of the partition is preferably 1 to 100 μm, more preferably 0. .01 to 20 μm. Examples of the partition through which proteins and extraction solutions can pass and can block insoluble matters such as pollen shells include agarose gel and polyacrylamide gel, and membrane filters.

上記第1発明群において、前記第2空間は、流れ方向に直交する断面の面積が、400〜250000μm2であるマイクロ流路からなるものとすることができる。 In the first invention group, the second space may be formed of a micro flow channel having an area of a cross section perpendicular to the flow direction of 400 to 250,000 μm 2 .

第2空間を400〜250000μm2の断面積のマイクロ流路で構成すると、濃縮効率に優れ、かつ濃縮液の取り出しが容易なタンパク質濃縮装置が実現する。 When the second space is constituted by a micro flow channel having a cross-sectional area of 400 to 250,000 μm 2 , a protein concentrating device that is excellent in concentration efficiency and easy to take out the concentrated solution is realized.

上記第1発明群において、前記第1空間は、検体を抽出溶液に浸してタンパク質を抽出する機能をも備えるものである構成とすることができる。   In the first invention group, the first space may be configured to have a function of extracting a protein by immersing a specimen in an extraction solution.

上記構成において、前記仕切りは、検体を通過させないフィルター機能を有するとすることができる。   In the above configuration, the partition may have a filter function that prevents a specimen from passing therethrough.

第2空間に検体が混入すると、その後の検出において検出感度を低下させるおそれがある。よって、仕切りは、検体が第2空間に移動することを防止する機能を有していることが好ましい。   If the sample is mixed in the second space, the detection sensitivity may be lowered in the subsequent detection. Therefore, it is preferable that the partition has a function of preventing the specimen from moving to the second space.

上記課題を解決するための第2の本発明は、外部空間から採取した検体を坦持する可動可能な坦持体と、前記坦持体に坦持された検体からタンパク質を溶液中に抽出し、当該タンパク質抽出溶液を濃縮する抽出濃縮部と、前記坦持体を前記抽出濃縮部に移動させる移動手段と、を備えるタンパク質濃縮装置であって、前記抽出濃縮部は、体積の大なる第1空間と、前記第1空間よりも体積の小なる第2空間と、前記第1空間と、前記第2空間と、を区切り、タンパク質を通過させる仕切りと、前記第1空間から前記第2空間に向かって、直流電界を発生させる電界発生手段と、前記第2空間に含まれる液を排出する排出口と、を有する、タンパク質濃縮装置である。   The second aspect of the present invention for solving the above-described problem is that a movable carrier that carries a specimen collected from an external space and a protein extracted from the specimen carried on the carrier into a solution. , A protein concentration apparatus comprising: an extraction concentration unit for concentrating the protein extraction solution; and a moving means for moving the carrier to the extraction concentration unit, wherein the extraction concentration unit has a first volume increase. A partition that divides the space, the second space having a volume smaller than that of the first space, the first space, and the second space and allows protein to pass from the first space to the second space. On the other hand, it is a protein concentrating device having an electric field generating means for generating a DC electric field and a discharge port for discharging the liquid contained in the second space.

上記構成によると、外部空間から採取した検体が坦持体に坦持され、これが移動手段により第1空間に運ばれる。この第1空間は体積が十分に大きいので、この第1空間にタンパク質抽出用溶液を存在させることにより検体からタンパク質を抽出することができ、抽出されたタンパク質は、第1空間と第2空間とを区切り且つタンパク質を通過させる仕切りと、電界発生手段との協働作用により第2空間側に濃縮される。よって、この構成であると、外部空間からの検体の採取から、タンパク質の抽出、タンパク質の濃縮までの動作を、一つの装置で行うことができる。   According to the above configuration, the sample collected from the external space is carried by the carrier, and this is carried to the first space by the moving means. Since the volume of the first space is sufficiently large, the protein can be extracted from the specimen by allowing the protein extraction solution to exist in the first space. The extracted protein is divided into the first space, the second space, and the like. And is concentrated on the second space side by the cooperative action of the partition for allowing the protein to pass through and the electric field generating means. Therefore, with this configuration, operations from collection of a sample from an external space to protein extraction and protein concentration can be performed with one apparatus.

上記第2発明の構成において、前記抽出濃縮部は、前記検体に含まれるタンパク質を溶液中に抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出されたタンパク質抽出溶液を濃縮する濃縮部と、前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路と、を有してなるものとすることができる。   In the configuration of the second invention, the extraction and concentration unit includes an extraction unit that extracts the protein contained in the specimen into a solution, a concentration unit that concentrates the protein extraction solution extracted by the extraction unit, and the extraction unit. And a flow path connecting the concentrating part.

この構成では、抽出部と濃縮部とを別個に設け、両者を流路で繋ぐ構造とするが、この構造であると、抽出部にタンパク質の抽出効率を高める手段や、タンパク質の濃縮効率を高める手段などの付加的な手段を組み込むのが容易となるという利点がある。付加的な手段の態様については後記する。   In this configuration, the extraction unit and the concentration unit are provided separately, and both are connected by a flow path. However, with this structure, the extraction unit has a means for increasing the protein extraction efficiency and the protein concentration efficiency. There is an advantage that it becomes easy to incorporate additional means such as means. Additional embodiments will be described later.

上記第2発明においては更に、前記可動可能に構成された坦持体が、前記仕切りを兼ねる構成とすることができる。   In the second aspect of the invention, the movably supported carrier can also serve as the partition.

この構成であると、装置構造の単純化が図れる。   With this configuration, the device structure can be simplified.

上記第2発明群において、前記抽出濃縮部は、開口を有する第1容器と、開口と開閉自在の排出口とを備える第2容器と有し、少なくとも前記第1容器と第2容器のいずれか一方が可動可能であり、両容器の開口同士が当接されるか、若しくは、両容器の開口同士が前記坦持体を介在させた状態で向き合って当接されることにより一体化して、前記第1空間と第2の空間が形成される構造であり、前記仕切りが、前記第2容器に設けられている構成とすることができる。   In the second invention group, the extraction and concentration unit includes a first container having an opening and a second container having an opening and an openable / closable discharge port, and at least one of the first container and the second container One is movable, and the openings of both containers are in contact with each other, or the openings of both containers are integrated with each other in contact with each other with the carrier interposed therebetween. The first space and the second space are formed, and the partition may be provided in the second container.

担持体に担持された検体からタンパク質を抽出するには、担持体ごとタンパク質抽出用溶液に浸漬するのが便宜であるが、この際、液漏れが生じると抽出率が低下する等の問題が生じる。他方、担持体自体を空間内に密閉固定化すると、坦持体を可動させることができなくなる。そこで上記構成では、少なくともいずれか一方が可動する第1容器と第2容器とで、前記抽出濃縮部の第1空間と第2空間を形成できるようにした。   In order to extract protein from a sample carried on a carrier, it is convenient to immerse the whole carrier in a protein extraction solution. However, if liquid leakage occurs, problems such as a decrease in extraction rate may occur. . On the other hand, if the carrier itself is hermetically fixed in the space, the carrier cannot be moved. Therefore, in the above-described configuration, the first space and the second space of the extraction and concentration unit can be formed by the first container and the second container, at least one of which is movable.

この構成では、検体が担持された坦持体部分を随時移動させ、第2容器の開口部分に位置させ、検体を坦持体から第2容器の中に、別途設けられた検体払い落とし用の治具などにより移し、その後第1容器を移動させて当接することにより検体を入れた状態で密閉化した空間を形成できる。本構成では、予め検体を入れる第2容器内に抽出用溶液を入れておいても良い。   In this configuration, the carrier part carrying the specimen is moved from time to time to be positioned at the opening of the second container, and the specimen is removed from the carrier into the second container for sample withdrawal. By moving it with a jig or the like, and then moving and contacting the first container, a sealed space can be formed in a state in which the specimen is put. In this configuration, the extraction solution may be placed in the second container in which the specimen is placed in advance.

また、他の構成であると、検体が担持された坦持体部分を随時移動させ、第1容器と第2容器の開口同士が向き合った部分に位置させ、この状態で第1容器と第2容器の何れか一方又は双方を開口同士が当接する方向に移動させることにより、検体が担持された坦持体部分を内包摂した状態で密閉化した空間を形成することができる。   Further, in the case of another configuration, the carrier part carrying the specimen is moved as needed, and is positioned at the part where the openings of the first container and the second container face each other. In this state, the first container and the second container By moving either one or both of the containers in a direction in which the openings are in contact with each other, a sealed space can be formed in a state in which the carrier portion carrying the specimen is included.

いずれの構成においても、この後、上記のようにして形成された第1空間に、タンパク質抽出用溶液を入れれば(又は事前に入れておけば)、液漏れなくタンパク質の抽出を行うことができる。そして前記第2容器の開閉自在の排出口を開放することにより、濃縮された溶液の採取を行うことができる。   In any configuration, if the protein extraction solution is put into the first space formed as described above (or put in advance), the protein can be extracted without leakage. . The concentrated solution can be collected by opening the openable / closable outlet of the second container.

第1容器と第2容器を用いる構成においては、前記第1容器と前記第2容器の間に介在された坦持体が、前記仕切りを兼ねるものとすることができる。この構成であると、装置の簡素化を図れると共に、微小な第2容器に仕切りを設ける必要がないので、第2容器の作成が容易になる。   In the configuration using the first container and the second container, the carrier interposed between the first container and the second container may also serve as the partition. With this configuration, the apparatus can be simplified and it is not necessary to provide a partition in the minute second container, so that the second container can be easily created.

なお、上記第1容器と第2容器を設ける構成においては、開口同士を当接させたり、両者を離間させたりするために、第1容器又は/及び第2容器を移動させる容器駆動手段を設けることができる。また、当接によって形成される内部空間の密閉度を高めるために、両開口にゴム材など密着性を高める部材を配置することができる。   In the configuration in which the first container and the second container are provided, container driving means for moving the first container and / or the second container is provided in order to bring the openings into contact with each other or to separate the two from each other. be able to. Moreover, in order to improve the sealing degree of the internal space formed by contact | abutting, the member which improves adhesiveness, such as a rubber material, can be arrange | positioned in both openings.

上記第2発明群において、前記抽出部は、前記坦持体を切断する切断部と、切断された坦持体を吸着する吸着板と、前記吸着板を振動させる振動手段と、を備える構成とすることができる。   In the second invention group, the extraction unit includes a cutting unit that cuts the carrier, an adsorption plate that adsorbs the cut carrier, and a vibration unit that vibrates the adsorption plate. can do.

この構成によると、検体からのタンパク質の抽出効率を高めることができる。   According to this configuration, the extraction efficiency of the protein from the specimen can be increased.

また、上記第2発明群において、前記抽出部が、超音波発生装置を備えるものとすることができる。   In the second invention group, the extraction unit may include an ultrasonic generator.

この構成によると、検体からのタンパク質の抽出効率が一層高まる。   According to this configuration, the protein extraction efficiency from the specimen is further increased.

また、上記第2発明群において、前記抽出部が、マイクロヒーターを備えるものとすることができる。   Moreover, the said 2nd invention group WHEREIN: The said extraction part shall be equipped with a micro heater.

この構成によると、検体からのタンパク質の抽出効率が高まる。   According to this configuration, the extraction efficiency of the protein from the specimen is increased.

また、上記第2発明群において、前記タンパク質濃縮装置は、前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路にpH調整液を注入し濃縮部内の溶液pHを調整するpH調整手段を更に備える構成とすることができる。   In the second invention group, the protein concentrating device further includes pH adjusting means for injecting a pH adjusting solution into a flow path connecting the extracting unit and the concentrating unit to adjust the solution pH in the concentrating unit. can do.

抽出用溶液としては、抽出効率に優れた分子やpHを持つ溶液を用いることが好ましいが、抽出効率に優れた抽出用溶液のpHがタンパク質の等電点と近い場合があり、この場合には、電気泳動を効率よく行うことができない。この構成であると抽出後に、抽出用溶液のpHをタンパク質の等電点とは異なるpHに調整できるので、濃縮部においてはタンパク質が確実に電荷を持つようになり、濃縮効率を高めることができる。上記pH調整手段としては、抽出用溶液のpHをモニターしつつ当該溶液に酸やアルカリを注加する手段が例示できる。   As the extraction solution, it is preferable to use a molecule having a high extraction efficiency or a solution having a pH. However, the pH of the extraction solution having a high extraction efficiency may be close to the isoelectric point of the protein. Electrophoresis cannot be performed efficiently. With this configuration, the pH of the extraction solution can be adjusted to a pH different from the isoelectric point of the protein after extraction, so that the protein is surely charged in the concentration section, and the concentration efficiency can be increased. . Examples of the pH adjusting means include means for adding acid or alkali to the solution while monitoring the pH of the extraction solution.

また、上記第2発明群において前記タンパク質濃縮装置は、前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路にタンパク質の電荷を増大させる電荷増大物質を添加する電界増大物質添加手段を更に備える構成とすることができる。   In the second invention group, the protein concentrating device further includes an electric field increasing substance adding means for adding a charge increasing substance that increases the charge of the protein to a flow path connecting the extraction section and the concentration section. be able to.

溶液中で電荷をほとんど持たないタンパク質も存在し、このようなタンパク質は電気泳動を用いて濃縮することが難しい。このようなタンパク質に対し電荷増大物質を添加すると、電荷増大物質がタンパク質に吸着等してその電荷を大きくする。これにより、電気泳動を起こさせることができるようになるので、タンパク質の濃縮が行える。電荷増大物質としては、例えば陰イオン界面活性剤などがある。   Some proteins have little charge in solution, and such proteins are difficult to concentrate using electrophoresis. When a charge-enhancing substance is added to such a protein, the charge-enhancing substance is adsorbed on the protein and the charge is increased. Thereby, since electrophoresis can be caused, protein can be concentrated. Examples of the charge enhancing substance include an anionic surfactant.

また、上記第2発明群において、前記坦持体は、帯状であり、前記移動手段は、前記帯状の坦持体を進行させるローラーと、前記ローラーを駆動するモーターと、を備える構成とすることができる。   Moreover, in the said 2nd invention group, the said support body is a strip | belt shape, The said moving means shall be provided with the roller which advances the said strip | belt-shaped support body, and the motor which drives the said roller. Can do.

坦持体の形状を帯状とし、モーターを備えたローラーで坦持体を移動させる構成とすると、検体の採取から抽出までを効率化でき、自動化し易い。ただし、この構成に限られものではなく、例えば移動可能なベルトに担持体を載置等する方式であってもよい。   When the shape of the carrier is a belt and the carrier is moved by a roller equipped with a motor, the efficiency from sample collection to extraction can be improved and automation is facilitated. However, the configuration is not limited to this, and for example, a system in which a carrier is placed on a movable belt may be used.

また、上記第2発明群において、前記タンパク質濃縮装置は、前記帯状の坦持体に、検体担持領域を特定するためのマーキングを施すマーキング手段と、前記マーキングを検出するマーク検出手段と、をさらに備える構成とすることができる。   In the second invention group, the protein concentrating device further comprises: marking means for marking the band-shaped carrier for specifying a specimen-carrying region; and mark detection means for detecting the marking. It can be set as the structure provided.

坦持体に担持された検体から、タンパク質を抽出するためには、坦持体の検体担持領域を確実に抽出濃縮部や抽出部に移動させる必要がある。このための方法としては、移動速度と時間を制御し移動距離を規制する方法もあるが、検体担持領域にマーキングを付け、これを検出する方法であると、より確実である。また、マーキング方式であると、帯状担持体を断続的に移動させることにより、複数の検体を連続的に採取でき、かつマーク検出手段により複数の検体の種類(例えば検体1、検体2など)を特定し、関連付けてタンパク質の抽出とその測定を行うことができる。   In order to extract protein from the specimen carried on the carrier, it is necessary to reliably move the specimen carrying area of the carrier to the extraction concentration unit or the extraction unit. As a method for this purpose, there is a method of controlling the moving speed and time to regulate the moving distance, but it is more certain that the method is to mark the specimen carrying area and detect it. In the marking method, a plurality of specimens can be collected continuously by intermittently moving the belt-shaped carrier, and a plurality of specimen types (for example, specimen 1 and specimen 2) can be selected by the mark detection means. Identify and correlate protein extraction and measurement.

また、上記第2発明群において、前記タンパク質濃縮装置は、前記第1容器及び/又は前記第2容器を駆動させる容器駆動手段を有し、更にこの容器駆動手段と前記移動手段の動作を制御する動作制御部を備え、この動作制御部が、前記マーク検出手段によりマーキングが検出されると、前記移動手段の動作を止め、前記第1容器及び/又は前記第2容器を駆動して第1容器と前記第2容器とを一体化させる、構成とすることができる。   In the second invention group, the protein concentrating device has a container driving means for driving the first container and / or the second container, and further controls operations of the container driving means and the moving means. An operation control unit, and when the marking is detected by the mark detection unit, the operation control unit stops the operation of the moving unit, and drives the first container and / or the second container to drive the first container. And the second container can be integrated.

この構成では、動作制御部に容器駆動手段と移動手段とを統合的に制御させるので、装置の利便性が格段に向上する。上記制御は、動作制御部にコンピュータを配置し、このコンピュータに予め動作をプログラミングし格納しておくことにより行うことができる。   In this configuration, since the operation control unit controls the container driving unit and the moving unit in an integrated manner, the convenience of the apparatus is significantly improved. The above control can be performed by arranging a computer in the operation control unit and programming and storing the operation in this computer in advance.

上記第2発明群においても、上記第1発明群の場合と同様の構成を付加することができる。すなわち、前記電界発生手段は、前記第1空間と前記第2空間とに対向する状態に配置された一対の電極を備えるものとすることができる。   In the second invention group, the same configuration as in the first invention group can be added. That is, the electric field generating means may include a pair of electrodes disposed in a state of facing the first space and the second space.

また、前記第2空間の第1空間に対する体積比が、1/20〜1/1000000であるとすることができる。   The volume ratio of the second space to the first space may be 1/20 to 1/1000000.

また、前記第1空間の体積が10〜1000mlであり、前記第2空間の体積が1〜500μlであるとすることができる。   The volume of the first space may be 10 to 1000 ml, and the volume of the second space may be 1 to 500 μl.

また、前記仕切りが、孔径が0.001〜100μmの孔を複数有するものとすることができる。   Further, the partition may have a plurality of holes having a hole diameter of 0.001 to 100 μm.

また、前記第2空間は、流れ方向に直交する断面の面積が400〜250000μm2であるマイクロ流路構造とすることができる。 In addition, the second space may have a microchannel structure in which an area of a cross section perpendicular to the flow direction is 400 to 250,000 μm 2 .

上記課題を解決するための第3の本発明は、上記した第2発明群にかかるタンパク質濃縮装置を組み込んだタンパク質測定装置に関する。その構成は次の通りである。
上記第2発明群のいずれかの構成を備えたタンパク質濃縮装置と、前記タンパク質濃縮装置により濃縮されたタンパク質の種類又は量を測定するマイクロ流路デバイスと、を備え、前記マイクロ流路デバイスが、反応流路と、前記反応流路内に固定された反応物質と、タンパク質の量を検出する検出部と、を有してなるものである、タンパク質測定装置。
The third aspect of the present invention for solving the above-described problems relates to a protein measuring apparatus incorporating the protein concentrating apparatus according to the above-described second invention group. The configuration is as follows.
A protein concentrator having any one of the configurations of the second invention group, and a microchannel device for measuring the type or amount of the protein concentrated by the protein concentrator, the microchannel device comprising: A protein measuring apparatus, comprising: a reaction channel; a reactant fixed in the reaction channel; and a detection unit that detects the amount of protein.

この構成によると、外部空間からの検体の採取から、タンパク質の抽出、タンパク質の濃縮、タンパク質の検出までの動作を、ひとつの装置で行うことができので、タンパク質の種類の同定や含有量の測定の作業効率が格段に向上する。   According to this configuration, operations from sample collection from external space to protein extraction, protein concentration, and protein detection can be performed with a single device, so protein type identification and content measurement The work efficiency is greatly improved.

上記マイクロ流路デバイスとしては、例えば、図13に示すような、反応流路と、反応流路内に固定された反応物質と、検出部(電極)と、を備えるものを用いることができる。   As the microchannel device, for example, a device including a reaction channel, a reactant fixed in the reaction channel, and a detection unit (electrode) as shown in FIG. 13 can be used.

上記課題を解決するための第4の本発明は、上記した第3発明にかかるタンパク質測定装置を組み込んだ空気調整機に関する。その構成は次の通りである。
上記第3発明にかかるタンパク質測定装置と、装置外部の外気を装置内部に送り込む送風手段と、前記タンパク質測定装置により測定された前記外気に含まれるタンパク質量に応じて前記送風手段の送風量を増減する送風制御手段と、を備える空気調整機。
The 4th present invention for solving the above-mentioned subject relates to the air conditioner incorporating the protein measuring device concerning the 3rd above-mentioned invention. The configuration is as follows.
The protein measuring apparatus according to the third aspect of the present invention, a blowing means for sending outside air outside the apparatus to the inside of the apparatus, and the amount of blowing of the blowing means is increased or decreased according to the amount of protein contained in the outside air measured by the protein measuring apparatus. An air conditioner comprising: an air blowing control means.

この構成によると、検出されたタンパク質の量に応じて、送風量を変化させることができる。例えば、アレルゲンタンパク質が多いときには、送風量を大きくするよう制御させることにより、アレルゲンタンパク質を含む検体を空気調整機中のフィルターに吸着させて、外気中の検体の量を減少させることができる。また、アレルゲンタンパク質が少ないときには、送風量を減らして、装置のランニングコストを下げることができる。   According to this configuration, the amount of blast can be changed according to the amount of detected protein. For example, when the amount of allergen protein is large, the amount of the sample in the outside air can be reduced by controlling the air flow rate so that the sample containing the allergen protein is adsorbed to the filter in the air conditioner. Moreover, when there is little allergen protein, the ventilation volume can be reduced and the running cost of an apparatus can be reduced.

上記課題を解決するための第5の本発明は、上記した第3発明にかかるタンパク質測定装置を組み込んだ空気調整機の更なる態様に関する。その構成は次の通りである。
上記第3発明にかかるタンパク質測定装置と、タンパク質含有物質を除去するタンパク質含有物質除去手段と、前記タンパク質測定装置により測定されたタンパク質量に応じて、前記タンパク質含有物質除去手段の動作を制御する除去動作制御手段と、を備える空気調整機。
The fifth present invention for solving the above-mentioned problems relates to a further aspect of an air conditioner incorporating the above-described protein measuring apparatus according to the third invention. The configuration is as follows.
The protein measuring device according to the third invention, the protein-containing material removing unit for removing the protein-containing material, and the removal for controlling the operation of the protein-containing material removing unit according to the protein amount measured by the protein measuring device An air conditioner comprising: an operation control unit.

この構成によると、検出されたタンパク質の量に応じて、検体除去手段の動作を変化させ、タンパク質の除去動作を適正にする。検体除去手段は、例えばマイナスイオン発生部又はプラズマ発生部とマイナスイオンイオン又はプラズマを吸着する吸着部を有してなるものとする。除去動作制御手段は、タンパク質測定装置がタンパク質を検出したとき、マイナスイオン発生部を制御してマイナスイオンを発生させる。これにより、タンパク質含有物質がマイナスに帯電し、マイナスイオン吸着部で吸着除去される。また、除去動作制御手段は、例えばアレルゲンタンパク質が検出されないときには、マイナスイオン発生部を制御してマイナスイオンを発生させないようにして、装置のランニングコストを下げる。   According to this configuration, the operation of the sample removing unit is changed according to the amount of the detected protein, so that the protein removing operation is made appropriate. The specimen removing unit includes, for example, a negative ion generation unit or plasma generation unit and an adsorption unit that adsorbs negative ion ions or plasma. When the protein measuring device detects the protein, the removal operation control means controls the negative ion generator to generate negative ions. As a result, the protein-containing substance is negatively charged and is adsorbed and removed by the negative ion adsorption portion. Further, the removal operation control means controls the negative ion generator so as not to generate negative ions, for example, when no allergen protein is detected, thereby reducing the running cost of the apparatus.

以上に説明したように、本発明タンパク質濃縮装置によると、タンパク質溶液を短時間に効率よく濃縮することができる。また、本発明タンパク質濃縮装置はタンパク質溶液の濃縮に際して加熱蒸発法や減圧蒸発法を用いないので、タンパク変性を生じることがない。このような本発明タンパク質濃縮装置は、タンパク質の同定又は定量を行う前処理装置として好適である。   As described above, according to the protein concentration apparatus of the present invention, a protein solution can be efficiently concentrated in a short time. Moreover, since the protein concentration apparatus of the present invention does not use the heat evaporation method or the reduced pressure evaporation method when concentrating the protein solution, protein denaturation does not occur. Such a protein concentration apparatus of the present invention is suitable as a pretreatment apparatus for identifying or quantifying proteins.

また、本発明タンパク質測定装置によると、花粉、微生物などの検体の採取、タンパク質の抽出、タンパク質の濃縮、タンパク質の同定・定量を連続的に行うことができる。このような本発明タンパク質測定装置によると、検体の採取からタンパク質の同定又は定量までを簡便、迅速に、かつ高精度に行うことができる。   Moreover, according to the protein measuring apparatus of the present invention, it is possible to continuously collect samples such as pollen and microorganisms, extract proteins, concentrate proteins, and identify and quantify proteins. According to such a protein measuring apparatus of the present invention, from sample collection to protein identification or quantification can be performed simply, rapidly and with high accuracy.

また、本発明の空気調整機によると、タンパク質の有無や存在量を監視しつつ、室内等の空気調整を行うことができ、これにより、例えば快適な生活環境を保持することができるという効果が得られる。   Moreover, according to the air conditioner of the present invention, it is possible to adjust the air in the room or the like while monitoring the presence / absence and the abundance of protein, and thereby, for example, an effect that a comfortable living environment can be maintained. can get.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

[実施の形態1]
本実施の形態にかかるタンパク質濃縮装置について、図1を用いて説明する。
[Embodiment 1]
A protein concentration apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図1(a)に示すように、タンパク質濃縮装置100は、体積が10〜1000mlの第1空間1と、体積が1〜500μlである第2空間2と、第1空間1と第2空間2とを仕切る仕切り3とを備えている。また、第1空間1、第2空間2には、それぞれ電極4,5が設けられ、電極4,5と直流電圧を印加する定電圧発生器6とが、配線7で繋がれている。この電極4,5と、定電圧発生器6と、配線7と、が、電界発生手段を構成する。   As shown in FIG. 1 (a), the protein concentrator 100 includes a first space 1 having a volume of 10 to 1000 ml, a second space 2 having a volume of 1 to 500 μl, a first space 1 and a second space 2. And a partition 3 for partitioning. The first space 1 and the second space 2 are provided with electrodes 4 and 5, respectively, and the electrodes 4 and 5 are connected to a constant voltage generator 6 that applies a DC voltage by a wiring 7. These electrodes 4, 5, constant voltage generator 6 and wiring 7 constitute an electric field generating means.

また、タンパク質濃縮装置100は、第2空間から濃縮されたタンパク質溶液を排出する排出流路(排出口)8と、第2空間に液を送る注入流路9とを備え、排出流路8、注入流路9には、それぞれバルブ11,12が設けられている。また、注入流路9の上流には、液容器15が設けられている。   The protein concentrating device 100 includes a discharge channel (discharge port) 8 that discharges the concentrated protein solution from the second space, and an injection channel 9 that sends the liquid to the second space. The injection channel 9 is provided with valves 11 and 12, respectively. A liquid container 15 is provided upstream of the injection channel 9.

また、タンパク質濃縮装置100は、第1容器内にタンパク質溶液を注入するタンパク質溶液注入流路(注入口)13を備え、タンパク質溶液注入流路13にもバルブ14が設けられている。   The protein concentrator 100 also includes a protein solution injection channel (injection port) 13 for injecting a protein solution into the first container, and the protein solution injection channel 13 is also provided with a valve 14.

ここで、第1空間と第2空間の関係について説明する。第1空間は濃縮前のタンパク質抽出液が入っている空間であり、第2空間は濃縮されたタンパク質濃縮液が入る空間である。タンパク質の濃縮を効率よく行うためには、第2空間の体積を第1空間の体積よりも小さくする必要がある。第1空間に対する第2空間の体積比は、好ましくは、1/20〜1/1000000とする。両者の体積比が1/20未満であると、十分な濃縮が図れない一方、1/1000000を超えると、第2空間が微小にな過ぎるため装置を形成するのが難しくなると共に、体積差が拡大し過ぎるため却って濃縮効率が悪くなる。このようなことから、両者の体積比を1/1000〜1/100000とするのがより好ましく、1/2000〜1/10000とするのが更に好ましい。   Here, the relationship between the first space and the second space will be described. The first space is a space containing a protein extract before concentration, and the second space is a space containing a concentrated protein concentrate. In order to efficiently concentrate proteins, it is necessary to make the volume of the second space smaller than the volume of the first space. The volume ratio of the second space to the first space is preferably 1/20 to 1/1000000. If the volume ratio of the two is less than 1/20, sufficient concentration cannot be achieved. On the other hand, if the volume ratio exceeds 1/1000000, the second space is too small and it becomes difficult to form a device, and the volume difference is On the contrary, the concentration efficiency becomes worse because it is too large. For these reasons, the volume ratio of the two is more preferably 1/1000 to 1/100000, and even more preferably 1/2000 to 1/10000.

更に装置の具体的内容を説明する。図1(b)は、図1(a)のA−A’線断面図である。この断面図に示すように、このタンパク質濃縮装置100は、装置本体101と、蓋102とからなる構成とすることができる。装置本体や蓋の材質としては、樹脂やガラス等を用いることができる。また、定電圧発生器6や配線7としては、公知のものを用いることができる。また、仕切り3としては、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル、フィルター等を用いることができる。ここで、アガロースゲルやポリアクリルアミドゲルは、装置本体101と蓋102とに直接固定することが困難であるため、仕切り3と、装置本体101、蓋102と、の間に、樹脂製の仕切り固定冶具16を介在させることが好ましい。   Further, the specific contents of the apparatus will be described. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. As shown in this cross-sectional view, the protein concentrating device 100 can be configured by a device main body 101 and a lid 102. Resin, glass, or the like can be used as the material of the apparatus main body and the lid. As the constant voltage generator 6 and the wiring 7, known ones can be used. Moreover, as the partition 3, an agarose gel, polyacrylamide gel, a filter, etc. can be used. Here, since it is difficult to directly fix the agarose gel or the polyacrylamide gel to the apparatus main body 101 and the lid 102, a resin partition is fixed between the partition 3, the apparatus main body 101, and the lid 102. It is preferable to interpose the jig 16.

次に、このタンパク質濃縮装置の使用方法を説明する。まず、バルブ11を閉じ、バルブ12、14を開けて、タンパク質濃縮装置100の内部に、液容器15から注入流路9を通じてカゼイン溶液を注入する。このとき、カゼイン溶液は、仕切り3を通過して第1空間1内部にも注入される。この結果、タンパク質濃縮装置100全体内部が洗浄されるとともに、カゼインにより、タンパク質の非特異的吸着を防止する非特異吸着防止膜が形成される。この後、バルブ14を閉め、バルブ11を開け、注入流路9より空気を送り込んで、タンパク質濃縮装置100内のカゼイン溶液を排出する。   Next, the usage method of this protein concentration apparatus is demonstrated. First, the valve 11 is closed, the valves 12 and 14 are opened, and the casein solution is injected into the protein concentrator 100 from the liquid container 15 through the injection channel 9. At this time, the casein solution passes through the partition 3 and is also injected into the first space 1. As a result, the entire interior of the protein concentrating device 100 is washed, and a nonspecific adsorption preventing film for preventing nonspecific adsorption of proteins is formed by casein. Thereafter, the valve 14 is closed, the valve 11 is opened, air is sent from the injection channel 9, and the casein solution in the protein concentrator 100 is discharged.

バルブ12を閉じ、バルブ11,14を開け、Cry−J1(スギ花粉のアレルゲンタンパク質)を含むTris(tris(hydroxymethyl) aminomethane)塩酸緩衝液(pH約6)を、タンパク質注入流路13から第1空間1に入れる。このとき、緩衝液は仕切り3を通って、第2空間2も緩衝液で満たされることになる。   The valve 12 is closed, the valves 11 and 14 are opened, and Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane) hydrochloric acid buffer (pH about 6) containing Cry-J1 (cedar pollen allergen protein) is supplied from the protein injection channel 13 to the first. Put in space 1. At this time, the buffer solution passes through the partition 3 and the second space 2 is also filled with the buffer solution.

ここで、Cry−J1の等電点は約9であり、この緩衝液中ではCry−J1は負に帯電する。   Here, the isoelectric point of Cry-J1 is about 9, and Cry-J1 is negatively charged in this buffer solution.

次に、バルブ11,14を閉じて装置を密閉した後、電極5が正極、電極4が負極になるように定電圧発生機6を用いて0.1〜10kVの直流電圧を印加する。この電圧印加により、Tris塩酸緩衝液中で負に帯電したCry−J1は、逆の極性を持つ電極、すなわち正極5側(第2空間側)に向かって移動する。この結果、第1空間1に含まれるCry−J1量が減少し、第2空間2に含まれるCry−J1量が増加する。すなわち、Cry−J1は、第1空間より体積の小さい第2空間2に濃縮された状態となる。   Next, after closing the valves 11 and 14 and sealing the apparatus, a DC voltage of 0.1 to 10 kV is applied using the constant voltage generator 6 so that the electrode 5 becomes a positive electrode and the electrode 4 becomes a negative electrode. By this voltage application, Cry-J1 negatively charged in the Tris hydrochloric acid buffer moves toward the electrode having the opposite polarity, that is, toward the positive electrode 5 side (second space side). As a result, the amount of Cry-J1 included in the first space 1 decreases, and the amount of Cry-J1 included in the second space 2 increases. That is, Cry-J1 is concentrated in the second space 2 having a smaller volume than the first space.

この電圧印加は、連続的であってもよく、断続的であってもよいが、タンパク質の構造安定性の観点から、断続的であるほうが好ましい。また、電圧の印加時間は5〜60分程度でよい。   This voltage application may be continuous or intermittent, but is preferably intermittent from the viewpoint of the structural stability of the protein. The voltage application time may be about 5 to 60 minutes.

この後、バルブ11を開け、第2空間に濃縮されたCry−J1溶液を取り出す。   Thereafter, the valve 11 is opened, and the Cry-J1 solution concentrated in the second space is taken out.

以上のように、本実施の形態によると、簡易な方法でタンパク質溶液を濃縮することができる。この濃縮溶液を用いて、公知の方法により検出を行うと、短時間で且つ確実にタンパク質の量を検出できる。   As described above, according to the present embodiment, the protein solution can be concentrated by a simple method. When this concentrated solution is used for detection by a known method, the amount of protein can be detected reliably in a short time.

[実施の形態2]
実施の形態2は、タンパク質溶液に代えて、検体を含む抽出溶液を用い、仕切りには、検体を通過させない機能を有するものを用いた。具体的にはこの実施の形態においては、検体(タンパク質を抽出する対象)としてスギ花粉を予定した。よって、一般的な大きさのスギ花粉の通過しない目開き24μmのメンブランフィルターを仕切りとして用いた。これ以外については実施の形態1と同様であるので、タンパク質濃縮装置の見かけ上の構造は、上記実施の形態1と同様である。よって、以下では図1を参照して本実施の形態について説明する。
[Embodiment 2]
In Embodiment 2, an extraction solution containing a specimen is used instead of the protein solution, and a partition having a function of preventing the specimen from passing is used. Specifically, in this embodiment, cedar pollen was planned as a specimen (target for protein extraction). Therefore, a membrane filter having a mesh size of 24 μm through which cedar pollen having a general size does not pass was used as a partition. Since other than this is the same as in the first embodiment, the apparent structure of the protein concentrator is the same as in the first embodiment. Therefore, the present embodiment will be described below with reference to FIG.

先ず、バルブ11を閉じ、バルブ12、14を開けて、タンパク質濃縮装置100の内部に、液容器15から注入流路9を通じてカゼイン溶液を注入する。このとき、カゼイン溶液は、仕切り3を通過して第1空間1内部にも注入される。この結果、タンパク質濃縮装置100の内部全体が洗浄されるとともに、カゼインにより、タンパク質の非特異的吸着を防止する非特異吸着防止膜が形成される。この後、バルブ14を閉め、バルブ11を開け、注入流路9より空気を送り込んで、タンパク質濃縮装置100内のカゼイン溶液を排出する。   First, the valve 11 is closed, the valves 12 and 14 are opened, and the casein solution is injected into the protein concentrator 100 from the liquid container 15 through the injection channel 9. At this time, the casein solution passes through the partition 3 and is also injected into the first space 1. As a result, the entire interior of the protein concentrating device 100 is washed, and a nonspecific adsorption preventing film for preventing nonspecific adsorption of proteins is formed by casein. Thereafter, the valve 14 is closed, the valve 11 is opened, air is sent from the injection channel 9, and the casein solution in the protein concentrator 100 is discharged.

次に、バルブ12を閉じ、バルブ11,14を開け、スギ花粉のアレルゲンタンパク質を含む炭酸水素アンモニウム溶液と、Tris(tris(hydroxymethyl) aminomethane)塩酸緩衝液(pH約6)との混合液を、タンパク質注入流路13から第1空間1に入れる。このとき、緩衝液は仕切り3を通って、第2空間2も緩衝液で満たされる。   Next, the valve 12 is closed, the valves 11 and 14 are opened, and a mixed solution of an ammonium hydrogen carbonate solution containing an allergen protein of cedar pollen and a Tris (tris (hydroxymethyl) aminomethane) hydrochloric acid buffer (pH about 6), The protein is introduced into the first space 1 from the protein injection channel 13. At this time, the buffer solution passes through the partition 3 and the second space 2 is also filled with the buffer solution.

スギ花粉に含まれるアレルゲンタンパク質は、特に炭酸水素アンモニウム溶液に抽出されやすい。よってアレルゲンタンパク質(例えば、Cry−J1)が抽出溶液中に抽出される。なお、他のタンパク質も同時に抽出される。Cry−J1の等電点は約9であり、この緩衝液中ではCry−J1は負に帯電する。   Allergen proteins contained in cedar pollen are particularly easily extracted into an ammonium bicarbonate solution. Therefore, allergen protein (for example, Cry-J1) is extracted into the extraction solution. Other proteins are extracted at the same time. The isoelectric point of Cry-J1 is about 9, and Cry-J1 is negatively charged in this buffer solution.

次に、バルブ11を閉じ、電極5が正極、電極4が負極になるように定電圧発生機6を用いて1〜20kVの電圧を印加する。この電圧印加により、負に帯電したCry−J1は逆の極性を持つ電極、すなわち正極5側に向かって移動する。この結果、第1空間1に含まれるCry−J1量が減少し、第2空間2に含まれるCry−J1量が増加する。すなわち、Cry−J1は第1空間よりも体積の小さい第2空間2に濃縮された状態となる。上記実施の形態1の場合と同様、この電圧印加は、連続的であってもよく、断続的であってもよい。電圧の印加時間は5〜60分程度でよい。   Next, the valve 11 is closed, and a voltage of 1 to 20 kV is applied using the constant voltage generator 6 so that the electrode 5 becomes a positive electrode and the electrode 4 becomes a negative electrode. By this voltage application, the negatively charged Cry-J1 moves toward the opposite polarity electrode, that is, the positive electrode 5 side. As a result, the amount of Cry-J1 included in the first space 1 decreases, and the amount of Cry-J1 included in the second space 2 increases. That is, Cry-J1 is concentrated in the second space 2 having a smaller volume than the first space. As in the case of the first embodiment, this voltage application may be continuous or intermittent. The voltage application time may be about 5 to 60 minutes.

この後、バルブ11を開け、第2空間に濃縮されたCry−J1を含む溶液を取り出す。   Thereafter, the valve 11 is opened, and the solution containing Cry-J1 concentrated in the second space is taken out.

以上のように、実施の形態2によると、簡易な方法で検体からタンパク質を抽出し且つ濃縮することができる。この濃縮溶液を用いて、公知の方法により検出を行うと、短時間で且つ確実にタンパク質の量を検出できる。   As described above, according to the second embodiment, proteins can be extracted and concentrated from a specimen by a simple method. When this concentrated solution is used for detection by a known method, the amount of protein can be detected reliably in a short time.

[実施の形態3]
実施の形態3にかかるタンパク質濃縮装置について、図2、図3を用いて説明する。
[Embodiment 3]
A protein concentration apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.

実施の形態3では、検体として花粉を例にあげて説明するが、花粉以外の検体(例えばダニ等の空気中浮遊物)に適用可能であることは勿論である。   In Embodiment 3, pollen will be described as an example of a sample, but it is needless to say that the present invention can be applied to samples other than pollen (for example, airborne substances such as mites).

図2、図3に示すように、タンパク質抽出濃縮装置300は、花粉採取部50と、抽出濃縮部60と、花粉を坦持する坦持体10と、坦持体を移動させる移動手段70a〜70cと、を備えている。この坦持体10の形状は帯状(ベルト状)であり、且つローラー70aに巻き付けられている。そして、この帯状の坦持体10がローラー70bを経由してローラー70cに巻き取られることにより、坦持体10が移動する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the protein extraction and concentration apparatus 300 includes a pollen collection unit 50, an extraction and concentration unit 60, a carrier 10 that carries pollen, and a moving unit 70 a to move the carrier. 70c. The shape of the carrier 10 is a belt shape (belt shape) and is wound around the roller 70a. And when this strip | belt-shaped carrier 10 is wound up by the roller 70c via the roller 70b, the carrier 10 moves.

花粉採取部50は、花粉20を採取する担持体10と、担持体10を巻きつけているローラー70aと、を備えている。   The pollen collecting unit 50 includes a carrier 10 that collects the pollen 20 and a roller 70a around which the carrier 10 is wound.

担持体10としては、ろ紙、フィルム、メッシュ(材質としては、ステンレス、銅、ニッケル、ナイロン、ポリエステル、カーボンなどが利用できる)などが利用でき、花粉を付け易くするために、これらの表面に粘着剤をコートしてもよい。担持体10には、孔が形成されていてもよいが、花粉が通り抜ける大きさの孔は好ましくない。スギ花粉の粒径は約30μmであるため、孔径は30μm未満であることが好ましい。   As the carrier 10, filter paper, film, mesh (materials such as stainless steel, copper, nickel, nylon, polyester, and carbon can be used) can be used. An agent may be coated. A hole may be formed in the carrier 10, but a hole having a size through which pollen passes is not preferable. Since the particle diameter of cedar pollen is about 30 μm, the pore diameter is preferably less than 30 μm.

本実施の形態では、帯状の担持体10が、花粉付着の役割を持つとともに、ローラーに巻き取られる坦持体搬送体を兼ねているが、坦持体と、これを移動させる搬送ベルトとを、別個に形成してもよい。この場合には、例えば適当な面積の切片状の担持体をベルト表面に付着ないし載置するなどする。   In the present embodiment, the belt-like carrier 10 has a role of pollen adhesion and also serves as a carrier carrier that is wound around a roller. However, the carrier and a carrier belt that moves the carrier are used. , May be formed separately. In this case, for example, a section-shaped carrier having an appropriate area is attached to or placed on the belt surface.

上記搬送ベルトは、坦持体を効率よく移動させることができればよく、この限りにおいてどのような形状であってもよい。例えば、搬送ベルトを網目状のものとすることができる。   The conveying belt only needs to be able to move the carrier efficiently, and any shape may be used as long as this is the case. For example, the conveyor belt can be a mesh-like one.

また、例えば、搬送ベルトを容器開口よりも幅広のゴム製又は樹脂製のベルトとし、このベルト上に容器開口面積よりも小さい切片状の坦持体を載置又は付着させて容器開口領域内に位置させ、この状態で両容器の開口がベルトを挟むように重ね合わせる方式とする。この方式であると、両容器の重ね合った部分にゴム当が介在するので、液漏れのない密閉度の高い空間を容易に形成できる。   Also, for example, the conveyor belt is a rubber or resin belt wider than the container opening, and a section-like carrier smaller than the container opening area is placed on or attached to the belt in the container opening region. In this state, the container is overlapped so that the openings of both containers sandwich the belt. With this method, since a rubber band is interposed in the overlapping portion of both containers, a highly sealed space without liquid leakage can be easily formed.

抽出濃縮部60は、第1容器31と、第2容器32と、を備え、第1容器31と第2容器32との間を坦持体10が通過する構成である。担持体10は、第1容器31に設けた案内溝45(図3参照)に沿わせて設置され、搬送される。搬送速度は、花粉採取中及びタンパク質の抽出中は0(停止状態)であり、花粉採取部50から濃縮抽出部60に搬送する際には、任意の速度で搬送すればよい。ただし、搬送速度を速めすぎると、坦持体10が破断するおそれのあることには留意する。好ましくは、1〜1000mm/秒程度に設定する。   The extraction and concentration unit 60 includes a first container 31 and a second container 32, and the carrier 10 passes between the first container 31 and the second container 32. The carrier 10 is installed and conveyed along a guide groove 45 (see FIG. 3) provided in the first container 31. The conveying speed is 0 (stopped state) during pollen collection and protein extraction, and when it is conveyed from the pollen collection unit 50 to the concentration extraction unit 60, it may be conveyed at an arbitrary speed. However, it should be noted that the carrier 10 may be broken if the conveyance speed is increased too much. Preferably, it is set to about 1 to 1000 mm / second.

また、第1容器31と第2容器32とが重なり合わさることにより、第1空間1が形成される。また、第2容器32には、第2空間2と、第1空間1と第2空間2とを仕切る仕切り3とが設けられている。また、第1空間1、第2空間2には、それぞれ電極4,5が対抗配置された状態で設けられ、電極4,5に直流電圧を印加する定電圧発生器(図示せず)に配線(図示せず)で繋がれている。   Moreover, the 1st space 1 is formed when the 1st container 31 and the 2nd container 32 overlap. The second container 32 is provided with a second space 2 and a partition 3 that partitions the first space 1 and the second space 2. The first space 1 and the second space 2 are provided with electrodes 4 and 5 facing each other, and are wired to a constant voltage generator (not shown) that applies a DC voltage to the electrodes 4 and 5. (Not shown).

また、抽出濃縮部60は、第2空間から濃縮されたタンパク質溶液を排出する排出流路(排出口)8と、第2空間に液を送る注入流路9とを備え、排出流路8、注入流路9には、それぞれバルブ11,12が設けられている。
また、抽出濃縮部60は、第1容器内に抽出液を注入する抽出液注入流路18を備え、抽出液注入流路18にもバルブ19が設けられている。
The extraction and concentration unit 60 includes a discharge flow path (discharge port) 8 that discharges the protein solution concentrated from the second space, and an injection flow path 9 that sends the liquid to the second space. The injection channel 9 is provided with valves 11 and 12, respectively.
The extraction concentration unit 60 includes an extraction liquid injection channel 18 that injects an extraction liquid into the first container, and the extraction liquid injection channel 18 is also provided with a valve 19.

仕切り3は、花粉を通さずに、少なくともアレルゲンが通過できれば良く、材質はポリアクリルアミドゲル、アガロースゲル、フィルター、メッシュ等(材質としては、ステンレス、銅、ニッケル、ナイロン、ポリエステル、カーボンなどが利用できる)を用いることができる。また、間隔が0.002〜30μmであり、20μmから1mmの幅を持つ柵状のフィルターでも良い。フィルターの場合、フィルターに形成された孔の孔径は、0.002〜30μmでよい。   The partition 3 only needs to be able to pass at least allergen without passing through pollen, and the material can be polyacrylamide gel, agarose gel, filter, mesh, etc. (materials include stainless steel, copper, nickel, nylon, polyester, carbon, etc.) ) Can be used. Further, a fence-like filter having a width of 0.002 to 30 μm and a width of 20 μm to 1 mm may be used. In the case of a filter, the hole diameter of the hole formed in the filter may be 0.002 to 30 μm.

図2及び図3に示すように、本発明では、第1空間1の体積は、花粉からのアレルゲン抽出に必要な抽出用溶液が入る容量に設計され、好ましくは10〜1000mlに設計される。他方、第2空間2の体積は、好ましくは1〜500μlに設計される。   As shown in FIGS. 2 and 3, in the present invention, the volume of the first space 1 is designed to have a capacity for containing an extraction solution necessary for allergen extraction from pollen, preferably 10 to 1000 ml. On the other hand, the volume of the second space 2 is preferably designed to be 1 to 500 μl.

ここで、第2空間2の体積は、非常に小さいため、仕切り3と電極5との距離が極めて小さくなってしまうおそれがある。仕切り3と電極5との距離を十分に確保するため、第2空間2の側面を傾けてその内容積を小さくする構造を採用することが好ましい(図2参照)。   Here, since the volume of the 2nd space 2 is very small, there exists a possibility that the distance of the partition 3 and the electrode 5 may become very small. In order to ensure a sufficient distance between the partition 3 and the electrode 5, it is preferable to employ a structure in which the side surface of the second space 2 is inclined to reduce its internal volume (see FIG. 2).

また、第2空間2の体積をより小さくし、且つ第2空間に濃縮されたタンパク質溶液を確実に排出流路8に排出するため、第2空間として、図4に示すような20〜5000μmの幅、20〜50μmの深さ(断面積が400〜250000μm2)を持つ蛇行したマイクロ流路23を用いるのもよい。なお、図4では、電極5は、マイクロ流路23以外の部分にも形成されているが、電極5がマイクロ流路23の底面にのみ形成されていても良い。流路23及び電極5の形成方法は、従来のフォトリソグラフィー加工方法、ホットエンボス法などを利用することができる。図2や図3で示す構成で第2空間2を作る場合、電極5面積及び第2容器32の上面積の設計値をある程度大きくする必要があることから、第2空間2の深さを非常に浅くする必要があり、加工が難しくなる懸念があるが、図4のように第2空間2をマイクロ流路とする構成を採用すると、容易に微小な体積の第2空間が得られるため、第2容器32の設計に余裕ができ、加工も容易になるというメリットがある。 Further, in order to reduce the volume of the second space 2 and reliably discharge the protein solution concentrated in the second space to the discharge channel 8, the second space has a size of 20 to 5000 μm as shown in FIG. A meandering microchannel 23 having a width of 20 to 50 μm (cross-sectional area of 400 to 250,000 μm 2 ) may be used. In FIG. 4, the electrode 5 is formed in a portion other than the microchannel 23, but the electrode 5 may be formed only on the bottom surface of the microchannel 23. As a method for forming the channel 23 and the electrode 5, a conventional photolithography processing method, a hot embossing method, or the like can be used. When the second space 2 is formed with the configuration shown in FIGS. 2 and 3, it is necessary to increase the design values of the electrode 5 area and the upper area of the second container 32 to some extent. However, if the configuration in which the second space 2 is used as a microchannel as shown in FIG. 4 is adopted, the second space with a minute volume can be easily obtained. There is a merit that the design of the second container 32 can be afforded and the processing becomes easy.

花粉採取部50付近には、花粉採取領域マーカー形成器22aが設けられ、抽出濃縮部60付近には、花粉採取領域マーカー検出器22bが設けられている。花粉採取領域マーカー形成器22aは、担持体10に穴を空ける、着色インクを塗布するなど方法により、担持体10表面で花粉を採取した領域(花粉付着部分)21を特定するためのマーキングを行う。このようにして形成されたマーカーは、抽出濃縮部60付近に設けられた花粉採取領域マーカー検出器22bにより検出され、後述するように図5に示すような動作制御部35、担持体駆動部42を介してモーター33を停止させて、花粉付着部分21が確実に抽出濃縮部に取り込まれるようにする。   In the vicinity of the pollen collection unit 50, a pollen collection region marker forming unit 22a is provided, and in the vicinity of the extraction and concentration unit 60, a pollen collection region marker detector 22b is provided. The pollen collection region marker forming unit 22a performs marking for specifying the region (pollen adhering portion) 21 where the pollen is collected on the surface of the carrier 10 by a method such as making a hole in the carrier 10 or applying colored ink. . The marker thus formed is detected by the pollen collection region marker detector 22b provided in the vicinity of the extraction and concentration unit 60, and as will be described later, the operation control unit 35 and the carrier driving unit 42 as shown in FIG. Then, the motor 33 is stopped to ensure that the pollen adhering portion 21 is taken into the extraction and concentration unit.

このマーカーには、花粉を採取した日時や回数等の情報を含ませることができる。例えば、形成する穴の数により情報が記録され、検出時に当該情報も読み取られて動作制御部に記録されることにより、後述する抽出濃縮された液と花粉採取日時との相関が取れるようになる。   This marker can include information such as the date and time of pollen collection and the number of times. For example, information is recorded according to the number of holes to be formed, and the information is also read at the time of detection and recorded in the operation control unit, so that a correlation between the extracted and concentrated liquid and pollen collection date and time described later can be obtained. .

次に、本実施の形態にかかるタンパク質抽出濃縮装置を用いて、花粉の採取、アレルゲンの抽出及び濃縮を行う工程を、図2、5、6を参照して説明する。なお、以下の操作は、図5の動作制御部35に予めプログラムされている。   Next, the steps of collecting pollen, extracting and condensing allergen using the protein extraction and concentration apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The following operations are programmed in advance in the operation control unit 35 in FIG.

(花粉の採取)
スイッチ(図示せず)などの操作により、入力部34から動作制御部35にモーター33を駆動させるための信号が入り、動作制御部35から担持体駆動部42を経てモーター33を駆動させ、花粉を取り込む所定の位置に、花粉の付着していない担持体10が運ばれる。所定の時間駆動させた後、動作制御部35からモーター停止信号が担持体駆動部42を経てモーター33に入り、モーター33を停止させる。モーター33の停止時に、花粉の付着する領域を特定するため、別途設けた花粉採取領域マーカー器(領域検出器)22aを用いて、花粉採取部50の近傍に位置する担持体10にマークをつける。マークをつける方法は、坦持体にインク等で着色する、坦持体に穴を開けるなど従来の方法が利用できる。その後、所定の時間、空気を取り込み、空気中の花粉を担持体4に付着させる(図2)。
(Collecting pollen)
By operation of a switch (not shown) or the like, a signal for driving the motor 33 is input from the input unit 34 to the operation control unit 35, and the motor 33 is driven from the operation control unit 35 via the carrier driving unit 42, and pollen The carrier 10 to which no pollen is attached is transported to a predetermined position where the pollen is taken in. After driving for a predetermined time, a motor stop signal from the operation control unit 35 enters the motor 33 via the carrier driving unit 42 and stops the motor 33. When the motor 33 is stopped, in order to identify the area where pollen adheres, the carrier 10 located in the vicinity of the pollen collection part 50 is marked using a separately provided pollen collection area marker (area detector) 22a. . As a method of attaching the mark, a conventional method such as coloring the carrier with ink or the like or making a hole in the carrier can be used. Thereafter, air is taken in for a predetermined time, and pollen in the air is adhered to the carrier 4 (FIG. 2).

(抽出濃縮部への搬送)
動作制御部からの信号を受け、担持体駆動部42を経てモーター33を駆動させ、担持体10がローラー70cに巻き取られ、花粉付着部分21は、ローラー70bを経て、抽出濃縮部60に送られる。
(Conveyance to extraction and concentration unit)
Upon receiving a signal from the operation control unit, the motor 33 is driven through the carrier driving unit 42, the carrier 10 is wound around the roller 70c, and the pollen adhering portion 21 is sent to the extraction and concentration unit 60 through the roller 70b. It is done.

担持体10に付着した花粉20が、抽出濃縮部60に入ると、花粉採取領域マーカー検出器(領域検出器)22bにより、花粉採取領域マーカー器(領域検出器)22aでつけられたマークが検出され、その信号がマーカー検出部40を経て動作制御部35に入り、動作制御部35から担持体駆動部42を経てモーター33に停止信号が入り、ローラー70cが停止する(図6(a)参照)。   When the pollen 20 attached to the carrier 10 enters the extraction / concentration unit 60, the pollen collection region marker detector (region detector) 22b detects the mark attached by the pollen collection region marker device (region detector) 22a. Then, the signal enters the operation control unit 35 through the marker detection unit 40, a stop signal is input from the operation control unit 35 to the motor 33 through the carrier driving unit 42, and the roller 70c stops (see FIG. 6A). ).

(装置の一体化)
ローラー70cが停止した後、動作制御部35から第1容器駆動部41に信号が入り、駆動モーター45(図2には示さず)が動作して、抽出濃縮部60の第1容器31が駆動して第2容器32と密着して、装置が閉じた構成になる。モーター33を停止して、第1容器31を閉じるタイミングは、上述のようなマークを用いてもよく、搬送スピード、付着領域21と抽出濃縮部設置位置との距離から算出される搬送時間で管理してもよい。第1容器31の駆動は、従来のセンサーなどを用いて、例えば、閉じた状態になった場合の駆動力の変化を検出する等の方法で制御することが可能である。
(Unit integration)
After the roller 70c is stopped, a signal is input from the operation control unit 35 to the first container driving unit 41, the driving motor 45 (not shown in FIG. 2) is operated, and the first container 31 of the extraction and concentration unit 60 is driven. Thus, the apparatus is in close contact with the second container 32 and the apparatus is closed. The timing at which the motor 33 is stopped and the first container 31 is closed may be the mark as described above, and is managed by the conveyance time calculated from the conveyance speed and the distance between the adhesion region 21 and the extraction concentration unit installation position. May be. The driving of the first container 31 can be controlled using a conventional sensor or the like, for example, by a method of detecting a change in driving force when the container is in a closed state.

(抽出用溶液の注入)
動作制御部35からの信号がバルブ駆動部37に送られ、バルブ12が開き、注入流路9から容器内に抽出用溶液が注入される。このとき、同時にバルブ19が開き、第1空間1、第2空間2から空気が排出され、容器内は抽出用溶液で満たされる。容器内が抽出用溶液で満たされたとき、動作制御部35からの信号がバルブ駆動部37に送られ、バルブ12,19が閉じられる。この状態で5〜120分放置することにより、花粉からアレルゲン24が抽出用溶液中に抽出される(図6(b)参照)。なお、バルブ19、20の開閉のタイミングは、時間で制御される。
(Injection of extraction solution)
A signal from the operation control unit 35 is sent to the valve drive unit 37, the valve 12 is opened, and the extraction solution is injected into the container from the injection flow path 9. At this time, the valve 19 is opened simultaneously, air is discharged from the first space 1 and the second space 2, and the container is filled with the extraction solution. When the container is filled with the extraction solution, a signal from the operation control unit 35 is sent to the valve drive unit 37, and the valves 12 and 19 are closed. By leaving in this state for 5 to 120 minutes, the allergen 24 is extracted from the pollen into the extraction solution (see FIG. 6B). The opening / closing timing of the valves 19 and 20 is controlled by time.

アレルゲン24以外のタンパク質も同時に抽出用溶液中に溶け出すことは言うまでもない。また、抽出用溶液は、予め花粉から抽出されることとアレルゲン24の等電点とは異なるpHに調整しておくか、抽出後に酸あるいはアルカリを添加してアレルゲン24の等電点とは異なるpHを調整する。これにより、アレルゲン24は、抽出用溶液中で帯電することになる。   It goes without saying that proteins other than allergen 24 are simultaneously dissolved in the extraction solution. In addition, the extraction solution is previously adjusted from the pollen and adjusted to a pH different from the isoelectric point of the allergen 24, or is different from the isoelectric point of the allergen 24 by adding acid or alkali after extraction. Adjust the pH. As a result, the allergen 24 is charged in the extraction solution.

(タンパク質の濃縮)
次に、動作制御部35からの信号が電圧印加部36に送られ、電極4,5に直流電圧が印加される。このとき、アレルゲン24の電荷と逆の極性を電極5に印加する。すると、電気泳動により、アレルゲン24及び抽出用溶液中でアレルゲン24と同じ極性の電荷を持つタンパク質はすべて、第1空間1から仕切り3を通過して第2空間2に移動し、第2空間2にはアレルゲン24が濃縮された状態になる(図4(c)参照)。電圧は好ましくは0.1〜10kVとし、印加時間は5〜60分とする。但し、これらの条件は、濃縮するタンパク質に依存するため、それに応じて設定されるべきものである。また、タンパク質の移動が遅い場合、熱の発生や、副反応が生じる場合があるので、その場合は断続的に印加することが好ましい。
(Protein concentration)
Next, a signal from the operation control unit 35 is sent to the voltage application unit 36, and a DC voltage is applied to the electrodes 4 and 5. At this time, a polarity opposite to the charge of the allergen 24 is applied to the electrode 5. Then, all the proteins having the same polarity as the allergen 24 and the allergen 24 in the extraction solution are moved from the first space 1 to the second space 2 through the partition 3 by the electrophoresis, and the second space 2 In this state, the allergen 24 is concentrated (see FIG. 4C). The voltage is preferably 0.1 to 10 kV, and the application time is 5 to 60 minutes. However, since these conditions depend on the protein to be concentrated, they should be set accordingly. In addition, when protein movement is slow, heat may be generated and side reactions may occur. In this case, it is preferable to apply intermittently.

電圧印加を行いながら又は印加を停止した状態で、動作制御部35からの信号がバルブ駆動部37に送られ、バルブ11,12を開いて緩衝液を注入流路9から注入して、排出流路8からアレルゲン24を高濃度に含む緩衝液が取り出される。このアレルゲン高濃度緩衝液の体積は、ほぼ第2空間2の体積と同じになる。   While applying the voltage or with the application stopped, a signal from the operation control unit 35 is sent to the valve driving unit 37, the valves 11 and 12 are opened, the buffer solution is injected from the injection channel 9, and the discharge flow A buffer containing a high concentration of allergen 24 is taken out from the path 8. The volume of the allergen high concentration buffer is substantially the same as the volume of the second space 2.

即ち、本発明の装置を用いれば、分析用マイクロ流路デバイスに注入されるアレルゲン含有緩衝液の体積は1〜500μl程度となり、流速を6μl/分とした場合、分析用マイクロ流路デバイスに固定化された抗体領域を通過する時間は、0.2〜90分程度になり、従来に比べ非常に短縮されるというメリットが生じる。   That is, when the apparatus of the present invention is used, the volume of the allergen-containing buffer solution injected into the analysis microchannel device is about 1 to 500 μl, and when the flow rate is 6 μl / min, the volume is fixed to the analysis microchannel device. The time required to pass through the antibody region is about 0.2 to 90 minutes, which is advantageous in that it is significantly shortened compared to the conventional case.

(容器の洗浄)
動作制御部35からの信号がバルブ駆動部37に送られ、バルブ12,19を開いて、洗浄用の緩衝液を注入流路9から注入して、第1容器1、第2容器2を洗浄する。この後、動作制御部35からの信号が空気導入ポンプ駆動部43に送られ、容器内に空気導入ポンプ44から空気が送られ、第1容器1、第2容器2を乾燥させる。これにより、花粉採取・タンパク質の抽出・タンパク質の濃縮の一連の動作が完了する。
(Washing the container)
A signal from the operation control unit 35 is sent to the valve drive unit 37, the valves 12 and 19 are opened, a cleaning buffer solution is injected from the injection flow path 9, and the first container 1 and the second container 2 are cleaned. To do. Thereafter, a signal from the operation control unit 35 is sent to the air introduction pump drive unit 43, and air is sent from the air introduction pump 44 into the container to dry the first container 1 and the second container 2. This completes a series of operations of pollen collection, protein extraction, and protein concentration.

従来の方法では、花粉の採取・タンパク質の抽出・タンパク質の濃縮をそれぞれ行う必要があり、遠心機などの大型装置を用いる必要があり、自動化が難しいという問題があったが、本実施の形態によると、動作制御部35に予め装置操作手順をプログラムすることにより、上述のように花粉採取から濃縮までを繰り返し行うことができる。また、花粉採取領域マーカー情報の活用により、採取時間と濃縮液との関連付けが可能となる。   In the conventional method, pollen collection, protein extraction, and protein concentration need to be performed, respectively, and it is necessary to use a large apparatus such as a centrifuge, and there is a problem that automation is difficult. Then, by previously programming the device operation procedure in the operation control unit 35, it is possible to repeatedly perform pollen collection and concentration as described above. Further, by utilizing the pollen collection area marker information, it is possible to associate the collection time with the concentrate.

また、ローラーが停止した時点から、次回の花粉採取を行い、経時的にサンプルを得ることもできる。   Also, from the time when the roller stops, pollen can be collected next time and a sample can be obtained over time.

〔実施の形態4〕
本実施の形態は、図7に示すように、担持体10を仕切りに用いた構成であり、それ以外は上記実施の形態3と同様である。
[Embodiment 4]
As shown in FIG. 7, the present embodiment has a configuration in which the carrier 10 is used as a partition, and the rest is the same as in the third embodiment.

図7に示すように、タンパク質抽出濃縮装置300は、花粉採取部50と、抽出濃縮部60と、花粉を坦持する坦持体10と、坦持体を移動させる移動手段70a〜70cと、を備えている。この坦持体10の形状は帯状であり、且つローラー70aに巻き付けられている。そして、この帯状の坦持体10がローラー70bを経由してローラー70cに巻き取られることにより、坦持体10が移動する。   As shown in FIG. 7, the protein extraction and concentration apparatus 300 includes a pollen collection unit 50, an extraction and concentration unit 60, a carrier 10 that carries pollen, and moving means 70a to 70c that move the carrier, It has. The shape of the carrier 10 is a belt shape and is wound around the roller 70a. And when this strip | belt-shaped carrier 10 is wound up by the roller 70c via the roller 70b, the carrier 10 moves.

花粉採取部50は、花粉20を採取する担持体10と、担持体10を巻きつけているローラー70aと、を備えている。   The pollen collecting unit 50 includes a carrier 10 that collects the pollen 20 and a roller 70a around which the carrier 10 is wound.

担持体10は、ろ紙、フィルム、メッシュ(材質としては、ステンレス、銅、ニッケル、ナイロン、ポリエステル、カーボンなどが利用できる)などが利用でき、花粉を付け易くするために、粘着剤が表面にコートされていても良い。しかしながら、担持体10は、仕切りを兼ねる構成であるため、花粉が通過せず且つタンパク質を通過させる性質を有する必要がある。本実施の形態では、担持体10が、搬送ベルトと花粉付着との役割を兼ねているが、搬送ベルトを別個に形成してもよい。この搬送ベルトは、例えば網目状とすることができる。   The carrier 10 can be made of filter paper, film, mesh (materials such as stainless steel, copper, nickel, nylon, polyester, carbon, etc.) can be used, and an adhesive is coated on the surface to facilitate the application of pollen. May be. However, since the carrier 10 has a configuration that also serves as a partition, it needs to have a property that pollen does not pass through and protein passes through. In the present embodiment, the carrier 10 serves as a conveyance belt and pollen adhesion, but the conveyance belt may be formed separately. For example, the transport belt may have a mesh shape.

抽出濃縮部60は、第1容器31と、第2容器32と、を備え、第1容器31と第2容器32との間を坦持体10が通過する構成である。担持体10は、第1容器31に設けた案内溝45(図示せず)に沿わせて設置され、搬送される。搬送速度は、花粉採取中及びタンパク質の抽出中は0(停止状態)であり、花粉採取部50から濃縮抽出部60に搬送する際には、任意の速度で搬送すればよい。ただし、搬送速度を速めすぎると、坦持体10が破断するおそれのあることには留意する。好ましくは、1〜1000mm/秒程度に設定する。   The extraction and concentration unit 60 includes a first container 31 and a second container 32, and the carrier 10 passes between the first container 31 and the second container 32. The carrier 10 is installed and conveyed along a guide groove 45 (not shown) provided in the first container 31. The conveying speed is 0 (stopped state) during pollen collection and protein extraction, and when it is conveyed from the pollen collection unit 50 to the concentration extraction unit 60, it may be conveyed at an arbitrary speed. However, it should be noted that the carrier 10 may be broken if the conveyance speed is increased too much. Preferably, it is set to about 1 to 1000 mm / second.

抽出濃縮部60は、第1容器31と第2容器32とが一体化したときに、坦持体10が仕切りとなって第1空間1と、第2空間2とが形成される。また、第1空間と第2空間とに、対抗配置された状態で、電極4,5が設けられており、この電極4,5に直流電圧を印加する定電圧発生器(図示せず)に配線(図示せず)で繋がれている。   In the extraction and concentration unit 60, when the first container 31 and the second container 32 are integrated, the carrier 10 serves as a partition to form the first space 1 and the second space 2. Electrodes 4 and 5 are provided in a state of being opposed to each other in the first space and the second space, and a constant voltage generator (not shown) for applying a DC voltage to the electrodes 4 and 5 is provided. They are connected by wiring (not shown).

また、抽出濃縮部60は、第2空間から濃縮されたタンパク質溶液を排出する排出流路8と、第2空間に液を送る注入流路9とを備え、排出流路8、注入流路9には、それぞれバルブ11,12が設けられている。また、抽出濃縮部60は、第1容器内に抽出液を注入する抽出液注入流路18を備え、抽出液注入流路18にもバルブ19が設けられている。   The extraction and concentration unit 60 includes a discharge channel 8 that discharges the concentrated protein solution from the second space, and an injection channel 9 that sends the liquid to the second space. Are provided with valves 11 and 12, respectively. The extraction concentration unit 60 includes an extraction liquid injection channel 18 that injects an extraction liquid into the first container, and the extraction liquid injection channel 18 is also provided with a valve 19.

この実施の形態4にかかる装置の使用方法は、上記実施の形態3と同様でよい。   The method of using the apparatus according to the fourth embodiment may be the same as that of the third embodiment.

上記の実施形態3、4に記載の構成では、担持体10を空間1内に取り込んで、花粉20からアレルゲン24を抽出用溶液に抽出するものであるが、担持体10の材質によってはアレルゲン24が担持体10に非特異的吸着を起こして抽出溶液中に抽出されるアレルゲンの量が少なくなる場合が生じる。非特異的吸着を防止するために、図8(a)に示した装置のように、第1容器31に設けられた花粉払い落とし用治具49を振動させ、担持体10についた花粉20を第2容器32の第1空間1内に落とし、その後、図8(b)のように、第2容器の上部を電極4が設けられた支持体48で閉じて、密閉された第1空間1を作り出す構造とすることができる。   In the configurations described in the third and fourth embodiments, the carrier 10 is taken into the space 1 and the allergen 24 is extracted from the pollen 20 into the extraction solution. However, depending on the material of the carrier 10, the allergen 24 is used. May cause non-specific adsorption to the carrier 10 and the amount of allergen extracted into the extraction solution may be reduced. In order to prevent non-specific adsorption, the pollen removal jig 49 provided in the first container 31 is vibrated as in the apparatus shown in FIG. 8A to remove the pollen 20 attached to the carrier 10. After dropping into the first space 1 of the second container 32, the upper part of the second container is then closed with a support 48 provided with the electrode 4 as shown in FIG. It can be made the structure which produces.

この装置において抽出溶液は、花粉をつけた担持体10が抽出濃縮部に運ばれたタイミングで、例えば花粉採取領域マーカー検出器22bでマーカーが検出され担持体10が停止したタイミングで、次の花粉を払い落とす操作に入る前に注入流路18から第2容器32内に注入しても良く、花粉20が第2容器32内に落とされた後に注入しても良い。この装置構造では、担持体10は、抽出溶液と接しないので、アレルゲン24が担持体10に非特異的に吸着することがない。   In this apparatus, the extraction solution is the next pollen at the timing when the carrier 10 with pollen is carried to the extraction and concentration unit, for example, when the marker is detected by the pollen collection region marker detector 22b and the carrier 10 is stopped. May be injected into the second container 32 from the injection channel 18 before entering the operation of removing the pollen, or may be injected after the pollen 20 is dropped into the second container 32. In this apparatus structure, since the carrier 10 does not contact the extraction solution, the allergen 24 does not adsorb nonspecifically to the carrier 10.

第1空間1が密閉された後は、予め抽出液が第1容器内に入っていない場合は、上記実施形態3に記載した(抽出用溶液の注入)以降の工程で抽出濃縮がなされる。また、予め抽出液が入っている場合でも、実施形態3の(抽出用溶液の注入)に従って、更に抽出液が注入され第1空間及び第2空間が抽出液で満たされた後、それ以降の工程に従い、抽出濃縮工程がなされる。実施形態3の(抽出用溶液の注入)以降の構成との違いは、第2容器内に担持体10がないことと注入流路18の位置だけである。   After the first space 1 is sealed, if the extract is not contained in the first container in advance, extraction and concentration are performed in the steps after (injection of extraction solution) described in the third embodiment. Further, even when the extract is preliminarily contained, after the extract is further injected and the first space and the second space are filled with the extract according to (Injection of extraction solution) of the third embodiment, According to the process, an extraction and concentration process is performed. The difference from the configuration of Embodiment 3 (injection of extraction solution) onward is only the absence of the carrier 10 in the second container and the position of the injection flow path 18.

〔実施の形態5〕
本実施の形態は、図9に示すように、抽出部と濃縮部とを別個に形成したこと以外は、上記実施の形態3とほぼ同様である。
[Embodiment 5]
As shown in FIG. 9, the present embodiment is substantially the same as the third embodiment except that the extraction unit and the concentration unit are separately formed.

図10に示すように、タンパク質抽出濃縮装置300は、花粉採取部50と、抽出部80と、濃縮部90と、花粉を坦持する坦持体10と、坦持体を移動させる移動手段70a〜70cと、を備えている。この坦持体10の形状は帯状であり、且つローラー70aに巻き付けられている。そして、この帯状の坦持体10がローラー70bを経由してローラー70cに巻き取られることにより、坦持体10が移動する。   As shown in FIG. 10, the protein extraction and concentration apparatus 300 includes a pollen collection unit 50, an extraction unit 80, a concentration unit 90, a carrier 10 that carries pollen, and a moving means 70a that moves the carrier. ~ 70c. The shape of the carrier 10 is a belt shape and is wound around the roller 70a. And when this strip | belt-shaped carrier 10 is wound up by the roller 70c via the roller 70b, the carrier 10 moves.

花粉採取部50は、花粉20を採取する担持体10と、担持体10を巻きつけているローラー70aと、を備えている。   The pollen collecting unit 50 includes a carrier 10 that collects the pollen 20 and a roller 70a around which the carrier 10 is wound.

担持体10は、ろ紙、フィルム、メッシュ(材質としては、ステンレス、銅、ニッケル、ナイロン、ポリエステル、カーボンなどが利用できる)などが利用でき、花粉を付け易くするために、粘着剤が表面にコートされていてもよい。担持体10には、孔が形成されていてもよいが、その孔径は、花粉がすり抜けないという条件が満たされる必要がある。   The carrier 10 can be made of filter paper, film, mesh (materials such as stainless steel, copper, nickel, nylon, polyester, carbon, etc.) can be used, and an adhesive is coated on the surface to facilitate the application of pollen. May be. Although holes may be formed in the carrier 10, the hole diameter needs to satisfy the condition that pollen does not pass through.

図9に示すように、抽出部80は、第1容器31と第2容器32とを備え、第1容器31と第2容器32との間を坦持体10が通過する構成である。そして、第1容器31には担持体10を円形又は四角形などの形に切断し、且つ当該切断部分を吸着する吸着板25が設けられ、第2容器32には台28が設けられている。しかし、これらは抽出効率を上げる目的で設けられており、抽出が早い抽出用溶液、検体、アレルゲンでは、必要ない。   As shown in FIG. 9, the extraction unit 80 includes a first container 31 and a second container 32, and the carrier 10 passes between the first container 31 and the second container 32. The first container 31 is provided with a suction plate 25 that cuts the carrier 10 into a circular shape or a quadrilateral shape and sucks the cut portion, and the second container 32 is provided with a base 28. However, these are provided for the purpose of increasing extraction efficiency, and are not necessary for extraction solutions, specimens, and allergens that can be extracted quickly.

濃縮部90は、濃縮容器26が一体的に構成されていること以外は、上記実施の形態3と同様の構成であり、仕切り3をはさんで第1空間1と第2空間2が設けられている。   The concentrating unit 90 has the same configuration as that of the third embodiment except that the concentrating container 26 is integrally formed, and the first space 1 and the second space 2 are provided across the partition 3. ing.

抽出部80と濃縮部90とは、バルブ29を備えた流路27で繋がれている。   The extraction unit 80 and the concentration unit 90 are connected by a flow path 27 including a valve 29.

図10に、本実施の形態にかかる装置を用いて抽出、濃縮を行う工程を示す。以下の操作は、動作制御部(図5参照)により制御されている。
まず、担持体10の花粉の付着している領域を抽出部70に運ぶ(図10(a)参照)。
FIG. 10 shows a process of performing extraction and concentration using the apparatus according to this embodiment. The following operations are controlled by the operation control unit (see FIG. 5).
First, the region where the pollen of the carrier 10 is attached is carried to the extraction unit 70 (see FIG. 10A).

第1容器31と第2容器32を合わせる(図10(b)参照)。   The 1st container 31 and the 2nd container 32 are match | combined (refer FIG.10 (b)).

抽出用溶液を抽出部に送り込む。この作業と同時、又はこの作業の後に花粉の付着している領域を吸着板25で切り取る(9(c)参照)。   The extraction solution is sent to the extraction unit. At the same time as this work or after this work, the area where the pollen is attached is cut out by the suction plate 25 (see 9 (c)).

担持体10の切断部分10aを吸着板25に引っ付ける(図10(d)参照)。   The cut portion 10a of the carrier 10 is pulled to the suction plate 25 (see FIG. 10D).

この際、例えば、吸着板を上下に振動させることで、担持体10aに付着した花粉が緩衝液中に分散し、また、緩衝液も撹拌されることから、アレルゲンの抽出効率が上がるという効果がある。この場合、吸着板に振動などの駆動をさせて撹拌効果を高めてもよい。   At this time, for example, by causing the adsorption plate to vibrate up and down, pollen adhering to the carrier 10a is dispersed in the buffer solution, and the buffer solution is also stirred, so that the allergen extraction efficiency is improved. is there. In this case, the suction effect may be enhanced by driving the suction plate such as vibration.

このようにして抽出されたアレルゲン24を、花粉3とともに、濃縮部90に注入流路27を介して注入する(図10(e)参照)。   The allergen 24 thus extracted is injected together with the pollen 3 into the concentrating unit 90 through the injection flow path 27 (see FIG. 10 (e)).

電極に直流電圧を印加し、電気泳動によりタンパク質が濃縮する(図10(f)参照)。この場合、濃縮による検出時間短縮効果は、濃縮部の第1空間1と第2空間2の体積比に近い値になる。   A DC voltage is applied to the electrode, and the protein is concentrated by electrophoresis (see FIG. 10F). In this case, the detection time shortening effect due to the concentration is a value close to the volume ratio of the first space 1 and the second space 2 of the concentration unit.

上記のような抽出部80と濃縮部90とを分けた構成では、抽出部80に例えば、超音波発生器やマイクロヒーター等のタンパク質の抽出効率を高める手段を設けることができる。   In the configuration in which the extraction unit 80 and the concentration unit 90 are separated as described above, the extraction unit 80 can be provided with means for increasing protein extraction efficiency, such as an ultrasonic generator or a micro heater.

また、抽出部と濃縮部との間に、別の手段を組み込むことが可能となるので、例えば、抽出効率が高い緩衝液のpHとアレルゲンの等電点が近い場合は、抽出部と濃縮部とを繋ぐ流路に、溶液のpHを調整するpH調整手段を繋ぐことができる。   Further, since another means can be incorporated between the extraction unit and the concentration unit, for example, when the pH of the buffer solution with high extraction efficiency and the isoelectric point of the allergen are close, the extraction unit and the concentration unit PH adjusting means for adjusting the pH of the solution can be connected to the flow path connecting the two.

また、通常の電気泳動では、電荷量の少ない又は電荷を持たないタンパク質の移動を可能とするために、タンパク質と硫酸ドデシルナトリウム(SDS)などの陰イオン界面活性剤を添加する電荷増大物質添加手段を組み込むこともできる。   In addition, in normal electrophoresis, in order to enable movement of a protein with a small amount of charge or no charge, a charge-enhancing substance adding means for adding a protein and an anionic surfactant such as sodium dodecyl sulfate (SDS) Can also be incorporated.

〔実施の形態6〕
本実施の形態では、上記実施の形態3にかかるタンパク質濃縮装置と、タンパク質検出用マイクロ流路デバイスとを一体化したタンパク質測定装置について説明する。
[Embodiment 6]
In the present embodiment, a protein measuring apparatus in which the protein concentrating device according to the third embodiment and a protein detection microchannel device are integrated will be described.

図11は、本実施の形態にかかるタンパク質測定装置の概略図である。タンパク質測定装置は、タンパク質抽出濃縮装置300と、タンパク質検出用マイクロ流路デバイス500とが、配管により接続された構成である。   FIG. 11 is a schematic diagram of the protein measuring apparatus according to the present embodiment. The protein measuring apparatus has a configuration in which a protein extraction and concentration apparatus 300 and a protein detection microchannel device 500 are connected by a pipe.

このタンパク質濃縮装置300は、上記実施の形態3と同様である。よって、構造及び使用方法の説明は省略する。   This protein concentrator 300 is the same as that in the third embodiment. Therefore, the description of the structure and usage is omitted.

このタンパク質検出用マイクロ流路デバイス500は、流路504が形成された基板501と、注入孔504Aと、排出孔505Aと、電気化学検出用電極506が形成された基板510とが重ね合わせてなる。   This protein detection microchannel device 500 is formed by superposing a substrate 501 on which a channel 504 is formed, an injection hole 504A, a discharge hole 505A, and a substrate 510 on which an electrochemical detection electrode 506 is formed. .

流路504には、抗体が固定されたビーズ502が充填されており、このビーズ502をせき止めるせき止め部508が形成されている。また、注入孔504Aには、検体採取及びタンパク質抽出濃縮装置300に繋ぐ配管が、ジョイント511により固定されている。   The flow path 504 is filled with beads 502 to which an antibody is immobilized, and a damming portion 508 for blocking the beads 502 is formed. In addition, a pipe connected to the sample collection and protein extraction and concentration apparatus 300 is fixed to the injection hole 504A by a joint 511.

また、この配管には、洗浄液、標識付抗体溶液、及び基質溶液貯蔵部301に繋がれた配管302が接続されている。   In addition, a pipe 302 connected to the cleaning liquid, the labeled antibody solution, and the substrate solution storage unit 301 is connected to the pipe.

この装置の使用方法について説明する。まず、上記実施の形態3と同様にして、検体の採取、アレルゲンの抽出、アレルゲンの濃縮を行う。   A method of using this apparatus will be described. First, in the same manner as in the third embodiment, sample collection, allergen extraction, and allergen concentration are performed.

この後、アレルゲン濃縮液を、マイクロ流路デバイス500の注入孔504Aから注入する。これにより、アレルゲン濃縮液に含まれるアレルゲンと、ビーズ502に固定された抗体とが反応して、アレルゲンが捕捉される。   Thereafter, the allergen concentrate is injected from the injection hole 504A of the microchannel device 500. Thereby, the allergen contained in the allergen concentrate and the antibody fixed to the beads 502 react to capture the allergen.

この後、洗浄液を流して、流路504を洗浄する。   Thereafter, the cleaning liquid is flowed to clean the flow path 504.

この後、酵素標識付抗体溶液を、マイクロ流路デバイス500の注入孔504Aから注入する。これにより、酵素標識付抗体と、ビーズ502に固定された抗体−抗原複合体とが反応して、酵素標識付抗体が捕捉される。   Thereafter, the enzyme-labeled antibody solution is injected from the injection hole 504A of the microchannel device 500. As a result, the enzyme-labeled antibody reacts with the antibody-antigen complex immobilized on the beads 502, and the enzyme-labeled antibody is captured.

この後、洗浄液を流して、流路504を洗浄する。   Thereafter, the cleaning liquid is flowed to clean the flow path 504.

この後、基質溶液を、マイクロ流路デバイス500の注入孔504Aから注入する。これにより、基質と酵素とが反応して、電気化学活性物質が生じる。   Thereafter, the substrate solution is injected from the injection hole 504A of the microchannel device 500. Thereby, a substrate and an enzyme react and an electrochemically active substance is produced.

この電気化学活性物質の量を、電極506により検出する。
尚、検体採取及びタンパク質抽出濃縮装置300及びマイクロ流路デバイス500並びにそれらを繋ぐ流路内において、タンパク質を含む溶液が接する壁の表面にはタンパク質の非特異的吸着を防止する膜又は処理がなされていることは言うまでもない。
The amount of the electrochemically active substance is detected by the electrode 506.
In addition, in the sample collection and protein extraction and concentration apparatus 300, the microchannel device 500, and the channel that connects them, the surface of the wall in contact with the protein-containing solution is subjected to a film or treatment for preventing nonspecific adsorption of the protein. Needless to say.

本実施の形態によると、検体の採取からアレルゲンの量の検出までの動作を一つの装置で行うことができ、作業効率が飛躍的に向上する。   According to the present embodiment, the operation from the collection of the specimen to the detection of the allergen amount can be performed with one apparatus, and the working efficiency is dramatically improved.

〔実施の形態7〕
本実施の形態では、上記実施の形態6にかかるタンパク質測定装置を、空気清浄機に組み込んだものについて説明する。
[Embodiment 7]
In the present embodiment, the protein measuring apparatus according to the sixth embodiment described above is incorporated into an air cleaner.

図12は、本実施の形態にかかる空気清浄機の概略図である。図12の空気清浄機は、本体201を有している。   FIG. 12 is a schematic diagram of the air cleaner according to the present embodiment. The air cleaner in FIG. 12 has a main body 201.

図12に示すように、本体201内部は、仕切り板202によって前後に仕切られている。この結果、本体201内部の前方(仕切り板202よりも風上側)には第1の区画室203が形成され、後方(仕切り板202よりも風下側)には第2の区画室204が形成されている。第1の区画室203と第2の区画室204とは、仕切り板202に設けられた単一または複数の開口部を介して連通している。また、本体201の前方には、外部からの空気の吸込口205が設けられており、本体201の後方上面には、吸い込んだ空気を外部に放出するための吹出口206が設けられている。   As shown in FIG. 12, the interior of the main body 201 is partitioned forward and backward by a partition plate 202. As a result, a first compartment 203 is formed in front of the main body 201 (upward from the partition plate 202), and a second compartment 204 is formed in the rear (downward from the partition plate 202). ing. The first compartment 203 and the second compartment 204 communicate with each other via a single or a plurality of openings provided in the partition plate 202. In addition, an air inlet 205 for air from the outside is provided in front of the main body 201, and an air outlet 206 for discharging the sucked air to the outside is provided on the rear upper surface of the main body 201.

吸込口205は、複数の吸込口で構成されている。本実施形態では、吸込口205は、第1の吸込口205aと、第2の吸込口205bとで構成されており、これらが本体201の前面で上下に並設されている。   The suction port 205 includes a plurality of suction ports. In the present embodiment, the suction port 205 is composed of a first suction port 205 a and a second suction port 205 b, which are arranged side by side on the front surface of the main body 201.

また、本体201内には、フィルター207と、イオン発生器208と、送風手段209と、開閉弁210とが設けられている。   In the main body 201, a filter 207, an ion generator 208, a blower 209, and an on-off valve 210 are provided.

フィルター207は、外部から吸い込んだ空気を通過させて清浄化するものであり、第1の区画室203内に設けられている。このフィルター207は、集塵フィルターと、脱臭フィルターとで構成されている。集塵フィルターは、空気中に含まれる塵埃を除去するものであり、脱臭フィルターは、空気中の臭気成分を除去するものである。   The filter 207 passes the air sucked from the outside and cleans it, and is provided in the first compartment 203. The filter 207 includes a dust collection filter and a deodorizing filter. The dust collection filter is for removing dust contained in the air, and the deodorization filter is for removing odor components in the air.

フィルター207は、いずれかの吸込口から吸い込まれた空気のみが通過するように本体201の内部に設けられており、特に、本実施形態では、第1の吸込口205aから吸い込まれた空気のみが通過するように、第1の吸込口205aのすぐ後方(風下側)に設けられている。つまり、第2の吸込口205bの後方にはフィルター207は配置されていない。これにより、本体201内部に吸い込まれる空気の経路としては、第1の吸込口205aから吸い込まれてフィルター207を通過する経路(以下、第1の経路Aと称する)と、第2の吸込口205bから吸い込まれてフィルター207を通過しない経路(以下、第2の経路Bと称する)との2通りの経路があることになる。   The filter 207 is provided inside the main body 201 so that only air sucked from any one of the suction ports passes. In particular, in the present embodiment, only air sucked from the first suction port 205a is passed. It is provided just behind (leeward side) the first suction port 205a so as to pass through. That is, the filter 207 is not disposed behind the second suction port 205b. Thereby, as a path | route of the air suck | inhaled inside the main body 201, the path | route (henceforth the 1st path | route A) inhaled from the 1st inlet 205a and passing the filter 207, and the 2nd inlet 205b Thus, there are two paths, a path that is sucked in through the filter 207 and does not pass through the filter 207 (hereinafter referred to as a second path B).

イオン発生器208は、誘電体を介して対向配置される放電電極と誘導電極とを備え、これら両電極間を放電させることによってイオンを発生するものであり、第2の区画室204において吹出口206の近傍に設けられている。イオン発生器208は、正負イオンのうちの少なくとも一方を発生させることができる。イオン発生器208から正負両イオンを発生させれば、これらのイオンにより空気中の浮遊細菌を不活化させたり、空気中の有害物質を除去したりすることができる。   The ion generator 208 includes a discharge electrode and an induction electrode that are arranged to face each other via a dielectric, and generates ions by discharging between these electrodes. It is provided in the vicinity of 206. The ion generator 208 can generate at least one of positive and negative ions. If both positive and negative ions are generated from the ion generator 208, these ions can inactivate airborne bacteria in the air and remove harmful substances in the air.

送風手段209は、外部から吸い込んだ空気を、イオン発生器208を介して外部に放出するものであり、ファン209aと、そのファン209aを回転させるモーター209bとを有している。ファン209aは、第2の区画室4に設けられており、モーター209bは、第1の区画室3と第2の区画室4とにまたがって設けられている。   The air blowing means 209 discharges the air sucked from outside through the ion generator 208, and has a fan 209a and a motor 209b that rotates the fan 209a. The fan 209 a is provided in the second compartment 4, and the motor 209 b is provided across the first compartment 3 and the second compartment 4.

開閉弁210は、第2の吸込口205bのすぐ後方に設けられており、それ自身の開閉動作により、第2の吸込口205bを開閉する。   The on-off valve 210 is provided immediately behind the second suction port 205b, and opens and closes the second suction port 205b by its own opening / closing operation.

検体採取及びタンパク質分離抽出濃縮装置300は、吸込口205bを入った所定の場所に設けられており、吸込口205bの下には、例えば従来提案されているアレルゲン検出用マイクロ流路デバイス500を挿入する挿入口205cが設けられている。アレルゲン検出用マイクロ流路デバイス500を挿入口205cから挿入すると、アレルゲン検出用マイクロチップ500と本発明の検体採取、タンパク質分離抽出及び濃縮装置300が接続される。この接続された状態は、上記実施の形態6と同様である。   The sample collection and protein separation / extraction / concentration apparatus 300 is provided at a predetermined location including the suction port 205b, and a conventionally proposed allergen detection microchannel device 500 is inserted under the suction port 205b, for example. An insertion port 205c is provided. When the allergen detection microchannel device 500 is inserted from the insertion port 205c, the allergen detection microchip 500 and the sample collection, protein separation extraction and concentration apparatus 300 of the present invention are connected. This connected state is the same as in the sixth embodiment.

空気清浄機を作動すると、フィルター207を介さない空気が検体採取及びタンパク質分離抽出濃縮装置300に送られる。上記実施の形態3、実施の形態6で説明したように、花粉が採取され、タンパク質が抽出され、タンパク質が濃縮され、タンパク質の量が検出される。   When the air cleaner is activated, air that does not pass through the filter 207 is sent to the specimen collection and protein separation extraction concentration apparatus 300. As described in Embodiment 3 and Embodiment 6, pollen is collected, protein is extracted, protein is concentrated, and the amount of protein is detected.

検出されたタンパク質の量に応じて、ファン209aの回転量(送風量)やイオン発生器のイオン発生量が制御される。   Depending on the amount of protein detected, the rotation amount (fan amount) of the fan 209a and the ion generation amount of the ion generator are controlled.

ここで、アレルゲン検出用マイクロ流路デバイス500は、使用後、再生処理を行って、複数回使用する。感度が落ちたアレルゲン検出用マイクロ流路デバイス500は、挿入口205cから取り出され、新しいアレルゲン検出用マイクロ流路デバイス500が挿入される。   Here, the allergen-detecting microchannel device 500 is used a plurality of times after use by performing a regeneration process. The allergen-detecting microchannel device 500 with reduced sensitivity is taken out from the insertion port 205c, and a new allergen-detecting microchannel device 500 is inserted.

本実施の形態では、空気清浄機を例にして、本発明の検体採取及びタンパク質分離抽出濃縮検出装置の応用例を説明したが、エアーコンディショナー、加湿器、除湿機などの空気調整機に応用できることは言うまでもない。   In the present embodiment, the application example of the sample collection and protein separation extraction concentration detection device of the present invention has been described by taking an air cleaner as an example, but it can be applied to an air conditioner such as an air conditioner, a humidifier, and a dehumidifier. Needless to say.

(実施例1)
図1に示すような形状のタンパク質分離抽出濃縮装置100を試作した。当該装置100は、容器101と蓋102からなり、容器101と蓋102の材質は、アクリル樹脂である。
(Example 1)
A protein separation extraction concentration device 100 having a shape as shown in FIG. The apparatus 100 includes a container 101 and a lid 102, and the material of the container 101 and the lid 102 is acrylic resin.

第1空間1は、容積が1mlであり第2空間2は、容積が70μlである。第1空間1と第2空間2とは、固定治具16に固定された孔径約1μmのフィルターからなる仕切り3で仕切られている。第1空間1と第2空間2とには、対向配置された電極4、5が設けられており、これが配線7を介して定電圧発生器6に繋がっている。   The first space 1 has a volume of 1 ml, and the second space 2 has a volume of 70 μl. The first space 1 and the second space 2 are partitioned by a partition 3 made of a filter having a hole diameter of about 1 μm fixed to the fixing jig 16. The first space 1 and the second space 2 are provided with electrodes 4 and 5 arranged to face each other, and this is connected to the constant voltage generator 6 through the wiring 7.

第2空間2には、排出流路8と注入流路9とが設けられており、両流路には、バルブ11、12が設けられている。第1空間1には、抽出液注入流路13が設けられており、この流路にもバルブ14が設けられている。   In the second space 2, a discharge channel 8 and an injection channel 9 are provided, and valves 11 and 12 are provided in both channels. The first space 1 is provided with an extraction liquid injection channel 13, and a valve 14 is also provided in this channel.

まず、バルブ11を閉じ、バルブ12とバルブ14とを開けて、容器100の内部に管109からカゼイン溶液を注射器116を用いて注入し、抽出液注入流路13を通して容器内の空気を抜いた後、引き続いて液を流し続けることで容器100の内部を洗浄し、且つ容器内部に非特異吸着防止膜を形成する。   First, the valve 11 is closed, the valve 12 and the valve 14 are opened, the casein solution is injected into the container 100 from the tube 109 using the syringe 116, and the air in the container is removed through the extract injection channel 13. Then, the inside of the container 100 is washed by continuing to flow the liquid, and a nonspecific adsorption preventing film is formed inside the container.

バルブ12を閉じ、バルブ11とバルブ14とを開けて、Tris塩酸緩衝液(pH約6)とスギ花粉10mg入った炭酸水素アンモニウム溶液(合計1.5ml)とを、抽出液注入流路13を通して、第1空間1に入れる。この時、フィルターを通って第2空間2も溶液に満たされる。   The valve 12 is closed, the valve 11 and the valve 14 are opened, and Tris hydrochloric acid buffer solution (pH about 6) and ammonium hydrogen carbonate solution (total 1.5 ml) containing 10 mg of cedar pollen are passed through the extract injection channel 13. , Put in the first space 1. At this time, the second space 2 is also filled with the solution through the filter.

次に、バルブ11とバルブ14とを閉じ、電極5が正極、電極4が負極になるように定電圧発生機6を用いて7kVの電圧を印加した。印加は、1分間印加を続けた後、1分間印加を停止するという断続的な印加を20分間続けた(トータル印加時間は10分)。   Next, the valve 11 and the valve 14 were closed, and a voltage of 7 kV was applied using the constant voltage generator 6 so that the electrode 5 became a positive electrode and the electrode 4 became a negative electrode. The application was continued for 1 minute and then intermittently applied for 20 minutes (the total application time was 10 minutes).

次に、バルブ11とバルブ12を開き、注入流路9から緩衝液を流し込むことで、第2空間2の溶液を、排出流路8から、抜き取った。   Next, the valve 11 and the valve 12 were opened, and the solution in the second space 2 was extracted from the discharge channel 8 by flowing a buffer solution from the injection channel 9.

濃縮溶液約0.1mlを、ソディウムドデシルサルフェイト(SDS)処理を行った後、アクリルアミドゲルを用いて電気泳動を行い、電気泳動後のゲルをクーマシーブリリアントブルー(CBB)染色したところ、スギ花粉のアレルゲンであるCry−J1の位置に濃いスポットが確認できた。   About 0.1 ml of the concentrated solution was treated with sodium dodecyl sulfate (SDS), then subjected to electrophoresis using acrylamide gel, and the gel after electrophoresis was stained with Coomassie Brilliant Blue (CBB). A dark spot could be confirmed at the position of Cry-J1, which is the allergen.

このことから、本実施例にかかる装置を用いると、効率よく目的とするタンパク質の濃縮を行うことができることがわかる。   From this, it can be seen that the target protein can be efficiently concentrated by using the apparatus according to this example.

上述したように、本発明によると、目的とするタンパク質を効率的に濃縮できるタンパク質濃縮装置が実現できる。また、花粉等の外部空間に含まれる検体の採取から、タンパク質の抽出、タンパク質の濃縮までの動作を、ひとつの装置で効率よく行うことができる。よって、その産業上の意義は大きい。   As described above, according to the present invention, a protein concentrator capable of efficiently concentrating a target protein can be realized. In addition, operations from collection of a sample contained in an external space such as pollen to protein extraction and protein concentration can be efficiently performed with one apparatus. Therefore, its industrial significance is great.

図1は、実施の形態1にかかるタンパク質濃縮装置の概要を説明する概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the outline of the protein concentrating device according to the first embodiment. 図2は、実施の形態3にかかるタンパク質抽出濃縮装置の概要を説明する概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the outline of the protein extraction and concentration apparatus according to the third embodiment. 図3は、実施の形態3にかかるタンパク質抽出濃縮装置の概要を説明する一部切り欠き斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view for explaining the outline of the protein extraction and concentration apparatus according to the third embodiment. 図4は、第2空間をマイクロ流路とした場合の構成を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration when the second space is a microchannel. 実施の形態3にかかるタンパク質抽出濃縮装置の、動作制御を示すブロック図である。It is a block diagram which shows operation control of the protein extraction concentration apparatus concerning Embodiment 3. FIG. 図6は、実施の形態3にかかるタンパク質抽出濃縮装置の使用方法を説明する概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining how to use the protein extraction and concentration apparatus according to the third embodiment. 図7は、実施の形態4にかかるタンパク質抽出濃縮装置の概要を説明する概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the outline of the protein extraction and concentration apparatus according to the fourth embodiment. 図8は、タンパク質抽出濃縮装置の変形例を説明する概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a modification of the protein extraction and concentration apparatus. 図9は、実施の形態5にかかるタンパク質抽出濃縮装置の概要を説明する概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the outline of the protein extraction and concentration apparatus according to the fifth embodiment. 図10は、実施の形態5にかかる質抽出濃縮装置の使用方法を説明する概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of using the quality extraction and concentration apparatus according to the fifth embodiment. 図11は、実施の形態6にかかるタンパク質測定装置の概要を説明する概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the outline of the protein measuring apparatus according to the sixth embodiment. 図12は、実施の形態7にかかる空気清浄機の概要を説明する概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the outline of the air cleaner according to the seventh embodiment. 図13は、従来のアレルゲン検出用マイクロチップの概要を説明する概略図であり、図13(a)は平面図、図13(b)は図13(a)のX−Y線断面図である。13A and 13B are schematic diagrams for explaining an overview of a conventional allergen detection microchip. FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line XY in FIG. .

符号の説明Explanation of symbols

1 第1空間
2 第2空間
3 仕切り
4 電極
5 電極
6 定電圧発生器
7 配線
8 排出流路
9 注入流路
10 坦持体
11 バルブ
12 バルブ
13 タンパク質溶液注入流路(抽出液注入流路)
14 バルブ
15 液容器
16 仕切り固定治具
18 緩衝液注入流路
19 バルブ
20 花粉(検体)
21 花粉付着部分
22a マーカー形成器
22b マーカー検出器
24 タンパク質(アレルゲン)
25 吸着板
26 濃縮容器
27 流路
28 台
29 バルブ
30 バルブ
31 第1容器
32 第2容器
33 モーター
34 入力部
35 動作制御部
36 電圧印加部
37 バルブ駆動部
38 送液ポンプ駆動部
39 マーカー形成部
40 マーカー検出部
41 第1容器駆動部
42 担持体駆動部
43 空気導入ポンプ駆動部
44 空気導入ポンプ
45 駆動モーター
46 送液ポンプ
48 支持体
49 花粉払い落とし用治具
50 検体(花粉)採取部
60 抽出濃縮部
70 移動手段
80 抽出部
90 濃縮部
100 タンパク質濃縮装置
101 装置本体
102 蓋
201 本体
202 仕切り板
205a 第1の吸込口
205b 第2の吸込口
206 吹出口
207 フィルター
208 イオン発生器
209aファン
209b モータ
210 開閉弁
300 タンパク質抽出濃縮装置
500 タンパク質検出用マイクロ流路デバイス
501 基板
502 抗体付ビーズ
503 反応部
504 流路
505 流路
504A 導入孔
505A 排出孔
508 堰き止め部
507 接続パッド
509 配線
510 蓋
511 ジョイント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st space 2 2nd space 3 Partition 4 Electrode 5 Electrode 6 Constant voltage generator 7 Wiring 8 Discharge flow path 9 Injection flow path 10 Carrier 11 Valve 12 Valve 13 Protein solution injection flow path (extract liquid injection flow path)
14 Valve 15 Liquid container 16 Partition fixing jig 18 Buffer solution injection channel 19 Valve 20 Pollen (specimen)
21 Pollen adhesion part 22a Marker generator 22b Marker detector 24 Protein (allergen)
25 Adsorbing plate 26 Concentration container 27 Channel 28 Stand 29 Valve 30 Valve 31 First container 32 Second container 33 Motor 34 Input unit 35 Operation control unit 36 Voltage application unit 37 Valve drive unit 38 Liquid feed pump drive unit 39 Marker formation unit 40 Marker detection unit 41 First container drive unit 42 Carrier drive unit 43 Air introduction pump drive unit 44 Air introduction pump 45 Drive motor 46 Liquid feed pump 48 Support body 49 Pollen removal jig 50 Sample (pollen) collection unit 60 Extraction / concentration unit 70 Moving means 80 Extraction unit 90 Concentration unit 100 Protein concentration device 101 Device main body 102 Lid 201 Main body 202 Partition plate 205a First suction port 205b Second suction port 206 Outlet 207 Filter 208 Ion generator 209a Fan 209b Motor 210 On-off valve 300 Protein extraction and concentration device 500 Protein detection microchannel device 501 substrate 502 antibody with the beads 503 reaction part 504 flow path 505 flow path 504A introducing hole 505A discharge hole 508 damming portion 507 connecting the pad 509 interconnect 510 lid 511 Joint

Claims (31)

被検液中のタンパク質を濃縮する装置であって、
体積の大なる第1空間と、
前記第1空間よりも体積の小なる第2空間と、
前記第1空間と、前記第2空間と、を区切り、タンパク質を通過させる仕切りと、
前記第1空間から前記第2空間に向かって、直流電界を発生させる電界発生手段と、
前記第2空間に含まれる液を排出する排出口と、
を備えることを特徴とするタンパク質濃縮装置。
An apparatus for concentrating proteins in a test solution,
A first space with a large volume;
A second space having a smaller volume than the first space;
A partition that separates the first space and the second space and allows protein to pass through;
Electric field generating means for generating a DC electric field from the first space toward the second space;
A discharge port for discharging the liquid contained in the second space;
A protein concentrating device comprising:
請求項1に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記電界発生手段は、前記第1空間と前記第2空間とに対向する状態に配置された一対の電極を有してなる、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 1,
The electric field generating means has a pair of electrodes arranged in a state of facing the first space and the second space.
A protein concentrator characterized by that.
請求項1に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第2空間の第1空間に対する体積比が、1/20〜1/1000000である、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 1,
The volume ratio of the second space to the first space is 1/20 to 1/1000000.
A protein concentrator characterized by that.
請求項1に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第1空間の体積が10〜1000mlであり、
前記第2空間の体積が1〜500μlである、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 1,
The volume of the first space is 10 to 1000 ml;
The volume of the second space is 1 to 500 μl;
A protein concentrator characterized by that.
請求項1に記載のタンパク質抽出濃縮装置において、
前記仕切りは、孔径が0.002〜60μmの孔を複数有する、
ことを特徴とするのタンパク質抽出濃縮装置。
The protein extraction and concentration apparatus according to claim 1,
The partition has a plurality of holes having a hole diameter of 0.002 to 60 μm.
A protein extraction and concentration device characterized by that.
請求項1に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第2空間は、流れ方向に直交する断面の面積が400〜250000μm2であるマイクロ流路からなる、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 1,
The second space is composed of a micro flow channel having a cross-sectional area perpendicular to the flow direction of 400 to 250,000 μm 2 .
A protein concentrator characterized by that.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第1空間は、検体を抽出溶液に浸しタンパク質を抽出する機能を備えている、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to any one of claims 1 to 6,
The first space has a function of extracting a protein by immersing a specimen in an extraction solution.
A protein concentrator characterized by that.
請求項7に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記仕切りは、検体を通過させないフィルター機能を有する、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 7,
The partition has a filter function that does not allow the specimen to pass through,
A protein concentrator characterized by that.
外部空間から採取した検体を坦持する可動可能な坦持体と、
前記坦持体に坦持された検体からタンパク質を溶液中に抽出し、当該タンパク質抽出溶液を濃縮する抽出濃縮部と、
前記坦持体を前記抽出濃縮部に移動させる移動手段と、
を備えるタンパク質濃縮装置であって、
前記抽出濃縮部は、
体積の大なる第1空間と、
前記第1空間よりも体積の小なる第2空間と、
前記第1空間と、前記第2空間と、を区切り、タンパク質を通過させる仕切りと、
前記第1空間から前記第2空間に向かって、直流電界を発生させる電界発生手段と、
前記第2空間に含まれる液を排出する排出口と、
を有する、
タンパク質濃縮装置。
A movable carrier carrying a sample collected from an external space;
An extraction and concentration unit for extracting the protein from the specimen carried on the carrier into a solution and concentrating the protein extraction solution;
Moving means for moving the carrier to the extraction and concentration unit;
A protein concentrating device comprising:
The extraction and concentration unit includes:
A first space with a large volume;
A second space having a smaller volume than the first space;
A partition that separates the first space and the second space and allows protein to pass through;
Electric field generating means for generating a DC electric field from the first space toward the second space;
A discharge port for discharging the liquid contained in the second space;
Having
Protein concentrator.
請求項8に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出濃縮部は、
前記検体に含まれるタンパク質を溶液中に抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出されたタンパク質抽出溶液を濃縮する濃縮部と、
前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路と、
を有してなることを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 8,
The extraction and concentration unit includes:
An extraction unit for extracting the protein contained in the specimen into a solution;
A concentration unit for concentrating the protein extraction solution extracted by the extraction unit;
A flow path connecting the extraction unit and the concentration unit;
A protein concentrating device comprising:
請求項8又は9に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記可動可能に構成された坦持体が、前記仕切りを兼ねる、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 8 or 9,
The movably supported carrier also serves as the partition;
A protein concentrator characterized by that.
請求項9に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出濃縮部は、開口を有する第1容器と、開口と開閉自在の排出口とを備える第2容器と有し、少なくとも前記第1容器と第2容器のいずれか一方が可動可能であり、両容器の開口同士が前記坦持体を介在させた状態で向き合って当接されることにより一体化して、前記第1空間と第2の空間が形成される構造であり、
前記仕切りが、前記第2容器に設けられている、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 9,
The extraction and concentration unit has a first container having an opening and a second container having an opening and an openable / closable discharge port, and at least one of the first container and the second container is movable, It is a structure in which the first space and the second space are formed by integrating the openings of both containers by facing each other in a state where the carrier is interposed therebetween, and
The partition is provided in the second container;
A protein concentrator characterized by that.
請求項9に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出濃縮部は、開口を有する第1容器と、開口と開閉自在の排出口とを備える第2容器と有し、少なくとも前記第1容器と第2容器のいずれか一方が可動可能であり、両容器の開口同士が当接されることにより一体化して、前記第1空間と第2の空間が形成される構造であり、
前記仕切りが、前記第2容器に設けられている、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 9,
The extraction and concentration unit has a first container having an opening and a second container having an opening and an openable / closable discharge port, and at least one of the first container and the second container is movable, It is a structure in which the first space and the second space are formed by being integrated by contacting the openings of both containers,
The partition is provided in the second container;
A protein concentrator characterized by that.
請求項11に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出濃縮部は、開口を有する第1容器と、開口と開閉自在の排出口とを備える第2容器と有し、少なくとも前記第1容器と第2容器のいずれか一方が可動可能であり、両容器の開口同士が前記坦持体を介在させた状態で向き合って当接されることにより一体化して、前記第1空間と第2の空間が形成される構造であり、
前記第1容器と前記第2容器の間に介在された坦持体が、前記仕切りを兼ねる、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 11,
The extraction and concentration unit has a first container having an opening and a second container having an opening and an openable / closable discharge port, and at least one of the first container and the second container is movable, It is a structure in which the first space and the second space are formed by integrating the openings of the two containers facing each other in a state where the carrier is interposed,
A carrier interposed between the first container and the second container also serves as the partition;
A protein concentrator characterized by that.
請求項10に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出部は、それぞれが開口を有し、少なくともいずれか一方が可動可能な第1容器と第2容器とを有してなり、当該第1容器と第2容器は、その開口同士が前記坦持体を介在させた状態で向き合って当接され一体化される構造である、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10,
Each of the extraction units has an opening, and at least one of the extraction parts has a movable first container and a second container, and the openings of the first container and the second container are the above-mentioned carriers. It is a structure that faces and abuts with each other with the holding body interposed therebetween, and is integrated.
A protein concentrator characterized by that.
請求項10又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出部は、
前記坦持体を切断する切断部と、
切断された坦持体を吸着する吸着板と、
前記吸着板を振動させる振動手段と、
を備えることを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10 or 15,
The extraction unit includes:
A cutting part for cutting the carrier;
An adsorbing plate for adsorbing the cut carrier;
Vibration means for vibrating the suction plate;
A protein concentrating device comprising:
請求項10又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出部は、超音波発生装置を備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10 or 15,
The extraction unit includes an ultrasonic generator.
A protein concentrator characterized by that.
請求項10又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記抽出部は、マイクロヒーターを備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10 or 15,
The extraction unit includes a micro heater.
A protein concentrator characterized by that.
請求項10又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記タンパク質濃縮装置は、前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路にpH調整液を注入し濃縮部内の溶液pHを調整するpH調整手段を更に備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10 or 15,
The protein concentrating device further includes pH adjusting means for adjusting a solution pH in the concentrating unit by injecting a pH adjusting solution into a flow path connecting the extracting unit and the concentrating unit.
A protein concentrator characterized by that.
請求項10又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記タンパク質濃縮装置は、前記抽出部と前記濃縮部とを繋ぐ流路にタンパク質の電荷を増大させる電荷増大物質を添加する電界増大物質添加手段を更に備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 10 or 15,
The protein concentrating device further includes an electric field increasing substance adding means for adding a charge increasing substance for increasing the charge of the protein in a flow path connecting the extraction section and the concentration section.
A protein concentrator characterized by that.
請求項12、13、14又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記坦持体は、帯状であり、
前記移動手段は、前記帯状の坦持体を進行させるローラーと、
前記ローラーを駆動するモーターと、を備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrating device according to claim 12, 13, 14 or 15,
The carrier is strip-shaped,
The moving means includes a roller for advancing the belt-shaped carrier,
A motor for driving the roller,
A protein concentrator characterized by that.
請求項21に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記タンパク質濃縮装置は、
前記帯状の坦持体に、検体担持領域を特定するためのマーキングを施すマーキング手段と、
前記マーキングを検出するマーク検出手段と、
をさらに備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 21,
The protein concentrator is
Marking means for marking the belt-shaped carrier for specifying the specimen-carrying region;
Mark detection means for detecting the marking;
Further comprising
A protein concentrator characterized by that.
請求項22に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記タンパク質濃縮装置は、
前記第1容器及び/又は前記第2容器を駆動させる容器駆動手段を有し、更にこの容器駆動手段と前記移動手段の動作を制御する動作制御部を備え、この動作制御部が、前記マーク検出手段によりマーキングが検出されると、前記移動手段の動作を止め、前記第1容器及び/又は前記第2容器を駆動して第1容器と前記第2容器とを一体化させる、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 22,
The protein concentrator is
A container drive unit that drives the first container and / or the second container, and further includes an operation control unit that controls operations of the container drive unit and the moving unit, the operation control unit including the mark detection unit; When the marking is detected by the means, the operation of the moving means is stopped, and the first container and / or the second container are driven to integrate the first container and the second container,
A protein concentrator characterized by that.
請求項9、10又は11に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記電界発生手段は、前記第1空間と前記第2空間とに対向する状態に配置された一対の電極を備える、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 9, 10 or 11,
The electric field generating means includes a pair of electrodes arranged in a state facing the first space and the second space,
A protein concentrator characterized by that.
請求項12、13、14又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第2空間の第1空間に対する体積比が、1/20〜1/1000000である、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrating device according to claim 12, 13, 14 or 15,
The volume ratio of the second space to the first space is 1/20 to 1/1000000.
A protein concentrator characterized by that.
請求項12、13、14又は15に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第1空間の体積が10〜1000mlであり、
前記第2空間の体積が1〜500μlである、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrating device according to claim 12, 13, 14 or 15,
The volume of the first space is 10 to 1000 ml;
The volume of the second space is 1 to 500 μl.
A protein concentrator characterized by that.
請求項9、10又は11に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記仕切りが、孔径が0.001〜100μmの孔を複数有する、
ことを特徴とするのタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 9, 10 or 11,
The partition has a plurality of holes having a hole diameter of 0.001 to 100 μm,
A protein concentrator.
請求項9、10又は11に記載のタンパク質濃縮装置において、
前記第2空間は、流れ方向に直交する断面の面積が400〜250000μm2であるマイクロ流路である、
ことを特徴とするタンパク質濃縮装置。
The protein concentrator according to claim 9, 10 or 11,
The second space is a microchannel having a cross-sectional area perpendicular to the flow direction of 400 to 250,000 μm 2 .
A protein concentrator characterized by that.
請求項9ないし28のいずれか1項に記載のタンパク質濃縮装置と、
前記タンパク質濃縮装置により濃縮されたタンパク質の種類又は量を測定するマイクロ流路デバイスと、を備え、
前記マイクロ流路デバイスは、
反応流路と、
前記反応流路内に固定された反応物質と、
タンパク質の量を検出する検出部と、
を有してなるものである、タンパク質測定装置。
A protein concentrator according to any one of claims 9 to 28;
A microchannel device for measuring the type or amount of protein concentrated by the protein concentrator,
The microchannel device is:
A reaction channel;
A reactant fixed in the reaction channel;
A detection unit for detecting the amount of protein;
A protein measuring apparatus comprising:
請求項29に記載のタンパク質測定装置と、
装置外部の外気を装置内部に送り込む送風手段と、
前記タンパク質測定装置により測定された前記外気に含まれるタンパク質量に応じて前記送風手段の送風量を増減する送風制御手段と、
を備える空気調整機。
A protein measuring apparatus according to claim 29;
A blowing means for sending outside air outside the apparatus into the apparatus;
Blower control means for increasing or decreasing the blast volume of the blast means according to the amount of protein contained in the outside air measured by the protein measuring device;
Air conditioner equipped with.
請求項29に記載のタンパク質測定装置と、
タンパク質含有物質を除去するタンパク質含有物質除去手段と、
前記タンパク質測定装置により測定されたタンパク質量に応じて、前記タンパク質含有物質除去手段の動作を制御する除去動作制御手段と、
を備える空気調整機。
A protein measuring apparatus according to claim 29;
A protein-containing substance removing means for removing the protein-containing substance;
A removal operation control means for controlling the operation of the protein-containing substance removal means according to the amount of protein measured by the protein measuring device;
Air conditioner equipped with.
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