JP2008514385A - 多連カートリッジ及びカートリッジ配列フレーム - Google Patents

Abstract

本発明の多孔質膜カートリッジ（1）の無駄を防止するために、多連カートリッジ（Ａ）は、連結片（５）により並んで複数多孔質膜カートリッジを設け、各カートリッジは先端部（１３）および後端部に開口部(１１ａ，１１ｂ)を有する筒状のバレルと、前記先端部の外部に嵌合する嵌合部（２２）を有する筒状に形成され、前記先端部の開口縁（１４）に当接し、かつ前記キャップと筒との間で挟持される多孔質膜（Ｆ）を挟持する挟持面（２４）を有するキャップ（２０）と、前記筒の開口縁とキャップとの間に挟持される前記多孔質膜とを有する。

Description

本発明は、液体の濾過などに使用する多孔質膜カートリッジを複数有する多連カートリッジ及び多連カートリッジを配列するカートリッジ配列フレームに関する。

多孔質膜は、液体の濾過や、液体内の特定物質の吸着のために、実験室や工場などにおいて広く使用されている。そして、このような目的で多孔質膜を利用するときには、液体が通る通路の途中に多孔質膜を保持する必要がある。この保持方法は、一般には、液体が通る通路を有する２つの部材の間に多孔質膜を挟持して保持する方法が用いられる。

このような多孔質膜は、一般に精密な実験や測定などに用いられることから、清浄なものが求められ、一度使用されたら、交換されるのが通常である。そのため、液体を通流できる状態で、多孔質膜を保持したカートリッジにしておくのが清浄性の点や、使用上の便利さの点で都合がよい。このような多孔質膜カートリッジとしては、例えば特開２００２−３４５４６５号公報（段落００１０〜００２０、図１）に記載された核酸精製ユニットなどが知られている。

ところが、一般に核酸などの抽出及びその後の増幅工程、分析工程において、多孔質膜カートリッジは８個×１２列の９６個のフォーマットの多連カートリッジで用いられている。そこで、多孔質膜カートリッジを９６個のフォーマットに一体的に成形することも考えられるが、９６個のフォーマットの多連カートリッジに一体的に成形するには、金型、加工設備が大掛かりとなり、コストアップにつながる。さらに、９６個のフォーマットの多連カートリッジのうち一部の多孔質膜カートリッジを使用する場合には、使用しない多孔質膜カートリッジが無駄になるという問題を有していた。

課題を解決するため、本発明の多連カートリッジは、次のように構成した。
すなわち、先端部および後端部に開口を有する筒状体の筒内に多孔質膜を保持する多孔質膜カートリッジを、１列に複数並設して一体に構成した多連カートリッジであることを特徴とする。

このような多連カートリッジによれば、使用する多孔質膜カートリッジの本数に対応する多孔質膜カートリッジを備える多連カートリッジを使用することにより多連カートリッジの内、使用しない多孔質膜カートリッジが無駄に発生しない。

多孔質膜カートリッジは、先端部及び後端部に開口を有する筒状のバレルと、先端部に外嵌する嵌合部を有する筒状に形成され、先端部の開口縁部と当接してバレルとの間で多孔質膜を挟持する挟持面を有するキャップと、バレルの開口縁部とキャップとの間に挟持される前記多孔質膜とを備えて構成されたものであってもよい。

また、多孔質膜カートリッジ同士の近接部分を筒状体の長さ方向に沿った連結片で連結したものであってもよい。
また、多孔質膜カートリッジ同士の近接部分をバレルまたはキャップの長さ方向に沿った連結片で連結したものであってもよい。
また、多孔質膜カートリッジ同士の接続部分を肉厚に形成したものであってもよい。
また、隣接する筒状体同士を一体に成形したものであってもよい。
また、隣接するバレル同士またはキャップ同士を一体に成形したものであってもよい。

また、前記課題を解決するため、本発明のカートリッジ配列フレームは、次のように構成した。
すなわち、前記した多連カートリッジを複数列に配列するカートリッジ配列フレームであって、一方の対の辺が前記多連カートリッジの水平方向の長さに対応した矩形の開口部を有する枠体と、前記開口部の他方の対の辺に内設され、前記多連カートリッジの側部を保持する複数の保持部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、使用しない多孔質膜カートリッジが無駄になることを防止することが出来る。
また、多連カートリッジのフレームへの挿入に手間がかからず、簡単な構造の多孔質膜カートリッジを挿入するフレームを得ることができる。

次に、発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、発明を実施するための実施形態では、多連カートリッジの用途として核酸の抽出に用いる場合について説明するが、用途はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、発明を実施するための実施形態に係る多連カートリッジＡは、連結片５により８個の多孔質膜カートリッジ１を並設して連結されている。連結片５は、板状のポリプロピレンなどの樹脂からなる。なお、発明を実施するための実施形態においては、多連カートリッジＡ（バレル１０及びキャップ２０）の、液体が流入する側を後端側、液体が押し出される側を先端側と称する。図５に示すように多孔質膜カートリッジ１は、多孔質膜Ｆと、多孔質膜Ｆを保持するとともに、液体が通流する通路を形成するバレル１０及びキャップ２０とから構成されている。また、多連カートリッジＡの両端の多孔質膜カートリッジ１には連結片５に対して水平方向に略１３５度離れた位置にリブ１５が形成されている。リブ１５は、後記する多連カートリッジＡを挿入するカートリッジ配列フレームＢの上部に当接する。

バレル１０は、円筒状の本体部１２と、本体１２の側面に他のバレル１０（多孔質膜カートリッジ１）と本体部１２に連なる円筒状の先端部１３とからなり、先端部１３には開口１１ａ、本体部１２の後端部に開口１１ｂを有する。そのため、開口１１ｂから開口１１ａへ液体が通流可能である。先端部１３の外径は、本体部１２の外径より一回り小さくなっている。また、バレル１０の肉厚は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

図５に示すように、キャップ２０は、円筒状の嵌合部２２と、嵌合部２２の先端側に連なるノズル２３とからなる。
ノズル２３の先端には、開口２１ａが形成され、嵌合部２２の後端にも開口２１ｂが形成され、キャップ２０の後端から先端へ向けて液体が通流可能である。ノズル２３の肉厚は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
嵌合部２２の内径は、前記バレル１０の先端部１３の外径と嵌合可能な直径に形成されている。
そして、図６に示すように、キャップ２０の嵌合部２２内に多孔質膜Ｆを入れた状態でバレル１０の先端部１３をキャップ２０の嵌合部２２へ嵌入することで、多孔質膜Ｆをキャップ２０とバレル１０の間で挟持可能である。

キャップ２０は、図７に示すように、嵌合部２２からノズル２３につながる嵌合部２２の底部２６に、６本（図においては３本のみ図示）の放射状のリブ２５が形成されている。また、底部２６の外周縁には、リブ２５の上面と同じ高さになるように底部２６から一段高くなった挟持面２４が、全周にわたって形成されている。

挟持面２４は、バレル１０の開口１１ａの端縁にあたる開口縁部１４（図５参照）との間で、多孔質膜Ｆを挟持する面である。

リブ２５は、挟持面２４と同じ高さに形成されることで、キャップ２０内の底部２６に配置された多孔質膜Ｆを支持し、後端（開口２１ｂ）から先端（開口２１ａ）への液体の流れによって、多孔質膜Ｆが伸びたり破れたりするのを防止している。また、リブ２５は、放射状に形成されることで、液体を後端から先端へ流した際に、液体がノズル２３へスムーズに流れ込むようになっている。

なお、バレル１０及びキャップ２０は、例えばポリプロピレンからなるが、これに限られるものではない。超音波溶着によりバレル１０とキャップ２０を固着する場合は、超音波溶着が可能な熱可塑性の樹脂であればよい。また、接着剤により固着する場合は、接着剤で接着可能な材質であればよい。

多孔質膜Ｆは、有機高分子からなる多孔質の膜であり、キャップ２０の内径及びバレル１０の先端部１３の外径にほぼ一致した直径の円形に形成されている。多孔質膜Ｆの材質としては、核酸抽出の目的では、例えばアセチルセルロースの表面鹸化物が好適である。アセチルセルロースとしては、モノアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースの何れでもよいが、特にトリアセチルセルロースが望ましい。
なお、一般的なフィルタとして、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の多孔質膜を用いることもできる。

次に、図８を参照して、発明を実施するための実施形態に係るカートリッジ配列フレームＢについて説明する。カートリッジ配列フレームＢは、矩形の枠体である。このカートリッジ配列フレームＢの一方の対の内側面には、多連カートリッジＡの側面に嵌合する湾曲部３１が形成されている。なお、カートリッジ配列フレームＢは、図示しない保持機構により保持されている。ここで、湾曲部３１が発明の開示に記載した保持部の一部に該当する。

図８、図９に示すように、多連カートリッジＡをカートリッジ配列フレームＢに嵌入する。多連カートリッジＡの嵌合部２２がカートリッジ配列フレームＢの湾曲部３１に嵌合し、多連カートリッジＡのリブ１５がカートリッジ配列フレームＢの上部に当接する。

多連カートリッジＡは、次のように使用される。
まず、核酸を含む試料溶液として、検体として採血された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液などの体液、あるいは植物（またはその一部）、動物（またはその一部）の溶解物およびホモジネートなどの生物材料から調製された溶液を用意する。これらの溶液を、細胞膜を溶解して核酸を可溶化する試薬を含む水溶液で処理する。これにより細胞膜及び核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散する。例えば、試料が全血の場合、塩酸グアニジン、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、プロテアーゼＫ（ＳＩＧＭＡ製）を添加した状態で、６０℃で１０分インキュベートすることによって赤血球の除去、各種タンパク質の除去、白血球の溶解及び核膜の溶解がなされる。

このように核酸が分散した水溶液中に、水溶性有機溶媒、例えばエタノールを添加して試料溶液ができあがる。この試料溶液を、多孔質膜カートリッジ１の後端側の開口１１ｂからノズル２３の先端の開口２１ａへ向けて通流させる。こうすると、試料溶液中の核酸が多孔質膜Ｆに吸着される。

次に、核酸洗浄バッファ溶液を、多孔質膜カートリッジ１の後端側の開口１１ｂからノズル２３の開口２１ａに向けて通流させる。核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質膜Ｆに吸着した核酸は脱着させないが、不純物は脱着させる組成を有するものであり、主剤と緩衝剤、及び必要に応じて界面活性剤を含む水溶液からなる。主剤としては、エタノール、Ｔｒｉｓ及びＴｒｉｔｏｎ−Ｘ１００を含む溶液が好ましい。この操作により、多孔質膜Ｆから核酸以外の不純物が除去される。

次に、精製蒸留水またはＴＥバッファ等を開口１１ｂから開口２１ａ（図５参照）に向けて通流させて、核酸を多孔質膜Ｆから脱着させて流し出し、流れ出た核酸を含む溶液を回収する。

発明を実施するための実施形態によれば、多連カートリッジＡは、多孔質膜カートリッジ１の本数を適宜変更することが出来るので、多孔質膜カートリッジ１の使用本数に応じた多孔質膜カートリッジ１ａから構成される多連カートリッジＡを使用することにより、使用しない多孔質膜カートリッジ１ａが無駄に発生せず、多孔質膜カートリッジ１の無駄を防止することができる。

発明を実施するための実施形態では、多連カートリッジＡを構成する多孔質膜カートリッジ１を連結片５により連結したが、図３に示すように多連カートリッジＡａの多孔質膜カートリッジ１のバレル１０同士を当接させ当接部分を肉厚にしてもよい。また、図４に示すように多連カートリッジＡｂの多孔質膜カートリッジ１ｂのバレル１０ａを一体成形してもよい。
また、発明を実施するための実施形態では、多連カートリッジＡを構成する多孔質膜カートリッジ１のバレル１０を連結片５で連結したが、キャップ２０を連結片５で連結してもよく、キャップ２０同士を当接させ、当接部分を肉厚にしてもよく、また、キャップを一体成形してもよい。

また、発明を実施するための実施形態では、多連カートリッジＡを８個の多孔質膜カートリッジ１で構成するとしたが、多連カートリッジＡを複数の多孔質膜カートリッジ１で構成すればよく、例えば、４個、６個、１２個の多孔質膜カートリッジ１を１列に並設して構成してもよい。
また、図１０に示すように、カートリッジ配列フレームＢａに十字形の補強部３３を内設してもよく、図１１に示すように、カートリッジ配列フレームＢｂの一方の対の辺に内設される補強部３３ａは多連カートリッジＡの連結５ｃ毎に配置されていてもよい。また、カートリッジ配列フレームの保持部は格子状であってもよい。また、カートリッジ配列フレームの保持部はカートリッジ配列フレームの一方の対の辺のみに形成されていてもよい。さらに、カートリッジ配列フレームの補強部は、キャップ２０またはバレル１０を保持するものであってもよい。
なお、本発明は、発明を実施するための実施形態に記載の技術に限定されず、技術的思想の創作として同一である限り本発明の技術的範囲に含まれることはいうまでもない。

本発明によれば、 多連カートリッジが多孔質膜カートリッジの使用数を適宜に変更可能であり、使用されていない多孔質膜カートリッジが使用数に応じてこのカートリッジで構成される多連カートリッジを利用することにより無駄が生じず、多孔質膜カートリッジの無駄が防止できる。また、多連カートリッジの枠に多連カートリッジを挿入することが面倒でなく、かつ多孔質膜カートリッジ挿入するために簡単な構造の枠が得ることが可能である。

（ａ）は、発明を実施するための実施形態に係る多連カートリッジの正面図、（ｂ）は、発明を実施するための実施形態に係る多連カートリッジの上面図、（ｃ）は、発明を実施するための実施形態に係る多連カートリッジの斜視図である。 発明を実施するための実施形態に係る多連カートリッジの一部分を示す斜視図である。 多連カートリッジの変形例を示す斜視図である。 多連カートリッジの変形例を示す斜視図である。 発明を実施するための実施形態に係る多孔質膜カートリッジの分解斜視図である。 発明を実施するための実施形態に係る多孔質膜カートリッジの断面図である。 発明を実施するための実施形態に係るキャップの拡大断面斜視図である。 発明を実施するための実施形態に係るカートリッジ配列フレームの使用状態を示す斜視図である。 発明を実施するための実施形態に係るカートリッジ配列フレームの使用状態を示す斜視図である。 カートリッジ配列フレームの変形例を示す斜視図である。 カートリッジ配列フレームの変形例を示す斜視図である。

Claims (8)

1. 先端部および後端部に開口を有する筒状体の筒内に多孔質膜を保持する多孔質膜カートリッジを、１列に複数並設して一体に構成したことを特徴とする多連カートリッジ。
2. 前記多孔質膜カートリッジは、
   先端部及び後端部に開口を有する筒状のバレルと、
   前記先端部に外嵌する嵌合部を有する筒状に形成され、前記先端部の開口縁部と当接して前記バレルとの間で多孔質膜を挟持する挟持面を有するキャップと、
   前記バレルの開口縁部と前記キャップとの間に挟持される前記多孔質膜と、を備えて構成されたことを特徴とする請求項1に記載の多連カートリッジ。
3. 前記多孔質膜カートリッジ同士の近接部分を前記筒状体の長さ方向に沿った連結片で連結したことを特徴とする請求項1に記載の多連カートリッジ。
4. 前記多孔質膜カートリッジ同士の近接部分を前記バレルまたは前記キャップの長さ方向に沿った連結片で連結したことを特徴とする請求項２に記載の多連カートリッジ。
5. 前記多孔質膜カートリッジ同士の接触部分を肉厚に形成したことを特徴とする請求項1または請求項２に記載の多連カートリッジ。
6. 隣接する前記筒状体同士を一体に成形したことを特徴とする請求項1に記載の多連カートリッジ。
7. 隣接する前記バレル同士または前記キャップ同士を一体に成形したことを特徴とする請求項２に記載の多連カートリッジ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の多連カートリッジを複数列に配列するカートリッジ配列フレームであって、
   一方の対の辺が前記多連カートリッジの水平方向の長さに対応した矩形の開口部を有する枠体と、前記開口部の他方の対の辺に内設され、前記多連カートリッジの側部を保持する複数の保持部とを有することを特徴とするカートリッジ配列フレーム。

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