JP2016067274A - 物質精製デバイス及びカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】水系液体層と油系液体層との界面が安定に維持される物質精製デバイスを提供する。【解決手段】本発明に係る物質精製デバイスは、洗浄流路と、洗浄流路に連通する溶出流路と、を有し、洗浄流路は、第１部分と、流路が延在する方向に直交する平面における断面積が第１部分より小さい第２部分と、を有し、第２部分に洗浄液と洗浄液とは混和しない流体との界面があり、溶出流路は、第３部分と流路が延在する方向に直交する平面における断面積が第３部分より小さい第４部分と、を有し、第４部分に溶出液と溶出液とは混和しない流体との界面があり、洗浄液は、物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体であり、溶出液は、物質結合性固相担体から物質を脱離させる液体である。【選択図】図１１

Description

本発明は、物質精製デバイス及びカートリッジに関する。

生化学の分野において、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ：ポリメラーゼ連鎖反応）の技術が確立されている。最近、ＰＣＲ法における増幅の精度や検出感度は向上してきており、極微量の検体（ＤＮＡ等）を増幅し、検出・解析することができるようになってきた。ＰＣＲは、増幅の対象とする核酸（標的核酸）及び試薬を含む溶液（反応液）に熱サイクルを施すことで、標的核酸を増幅させる手法である。ＰＣＲの熱サイクルとしては、２段階又は３段階の温度で熱サイクルを施す手法が一般的である。

一方、医療の現場におけるインフルエンザ等の感染症の診断は、現状ではイムノクロマト等の簡易検査キットを用いることが主流である。しかし、このような簡易検査では、精度が不十分となる場合があり、より高い検査精度を期待できるＰＣＲを感染症の診断に適用することが望まれている。

近年、ＰＣＲ法等に用いるデバイスとして、キャピラリー中に、水系液体層と非水溶性のゲル層とを交互に積層し、核酸を付着させた磁性体粒子を通過させることにより、核酸の精製を行うデバイスが提案されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１２／０８６２４３号

しかしながら、特許文献１に開示されたデバイスでは、水系液体層と非水溶性のゲル層とが一定の断面積のキャピラリー内（くびれ等のないキャピラリー内）に交互に配置されている。そのため、例えば、水系液体層又は非水溶性のゲル層の容積を一定以上に保ちつつキャピラリーを短くして小型化する場合には、両層の間の界面の面積が大きくなってしまう。そのため界面の形状や位置が変化しやすくなり、界面が不安定になることが危惧される。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、水系液体層と油系液体層との界面が安定に維持される物質精製デバイス又はカートリッジを提供することにある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するために為されたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

［適用例１］
本発明に係る物質精製デバイスの一態様は、洗浄流路と、前記洗浄流路に連通する溶出流路と、を有し、前記洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記溶出流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有
し、前記第４部分に溶出液と前記溶出液とは混和しない流体との界面があり、前記洗浄液は、物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体であり、前記溶出液は、物質結合性固相担体から物質を脱離させる液体である。

このような物質精製デバイスは、断面積が小さい第２部分、第４部分に、洗浄液及び溶出液と、これらと混和しない流体との界面がそれぞれ存在する。そのため、界面の面積が小さく、当該界面が変形したり移動したりしにくい。これにより洗浄液、溶出液及びこれらと混和しない流体の、流路の延在する方向における位置を安定に保つことができる。

［適用例２］適用例１において、前記洗浄流路は、複数の前記第１部分と、複数の前記第２部分と、を有してもよく、前記複数の第１部分と、前記複数の第２部分とが、前記流路が延在する方向に交互に配置されてもよい。

このような物質精製デバイスによれば、洗浄流路が、複数の第２部分を含むので、例えば、複数の洗浄液を配置しやすい。そのため、洗浄液で２回以上の洗浄を行いやすく、より効率よく物質の洗浄を行うことができる。

［適用例３］適用例１又は適用例２において、前記第１部分に前記洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があってもよい。

このような物質精製デバイスは、断面積が小さい第２部分に、洗浄液と洗浄液とは混和しない流体との一方の界面が存在し、かつ、断面積が大きい第１部分に、洗浄液と洗浄液とは混和しない流体との他方の界面が存在する。これにより、流路の延在する方向における、洗浄液の位置を安定に保ち、デバイスの流路が延在する方向の長さを長くすることなく、洗浄液の体積を大きくとることができる。そのため、より効率よく物質の洗浄を行うことができる。

［適用例４］本発明に係るカートリッジの一態様は、適用例１ないし適用例３のいずれか一例に記載の物質精製デバイスと、前記溶出流路と連通する反応室を形成する反応容器と、を含み、前記物質は、核酸であり、前記反応室は、前記溶出液とは混和しない流体を含み、前記反応室で核酸増幅反応を行う。

このようなカートリッジによれば、洗浄液及び溶出液とこれらと混和しない流体との各界面の、流路の延在する方向における位置が安定に保たれるので、核酸を容易に精製できるとともに、時間や手間を削減して、効率的に核酸増幅反応を行うことができる。

［適用例５］
本発明に係る物質精製デバイスの一態様は、第１洗浄流路と、前記第１洗浄流路に連通する第２洗浄流路と、を有し、前記第１洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に第１洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記第２洗浄流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有し、前記第４部分に第２洗浄液と前記第２洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記第１洗浄液及び第２洗浄液は、物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体である。

このような物質精製デバイスは、断面積が小さい第２部分、第４部分に、洗浄液と、これらと混和しない流体との界面がそれぞれ存在する。そのため、界面の面積が小さく、当該界面が変形したり移動したりしにくい。これにより洗浄液及びこれと混和しない流体の、流路の延在する方向における位置を安定に保つことができる。

［適用例６］本発明に係るカートリッジの一態様は、適用例５に記載の物質精製デバイスと、前記第１洗浄流路又は前記第２洗浄流路と連通する反応室を形成する反応容器と、を含み、前記物質は、核酸であり、前記反応室で核酸増幅反応を行う。

このようなカートリッジによれば、各界面の、流路の延在する方向における位置が安定に保たれるので、核酸を容易に精製できるとともに、時間や手間を削減して、効率的に核酸増幅反応を行うことができる。

実施形態に係る容器組立体１の正面図である。 実施形態に係る容器組立体１の側面図である。 実施形態に係る容器組立体１の平面図である。 実施形態に係る容器組立体１の斜視図である。 実施形態に係る容器組立体１の図３におけるＡ−Ａ断面図である。 実施形態に係る容器組立体１の図３におけるＣ−Ｃ断面図である。 実施形態に係る容器組立体１の操作を説明する模式図である。 実施形態に係る容器組立体１の操作を説明する模式図である。 ＰＣＲ装置５０の概略構成図である。 ＰＣＲ装置５０のブロック図である。 実施形態に係る容器組立体１における流路２内の内容物の配置を説明する模式図である。

以下に本発明の幾つかの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

本実施形態に係る物質精製デバイスは、洗浄流路と、前記洗浄流路に連通する溶出流路と、を有し、前記洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記溶出流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有し、前記第４部分に溶出液と前記溶出液とは混和しない流体との界面があり、前記洗浄液は、物質（生体関連物質）が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体であり、前記溶出液は、物質結合性固相担体から物質を脱離させる液体であることを特徴の一つとする。

また、本実施形態に係る物質精製デバイスは、第１洗浄流路と、前記第１洗浄流路に連通する第２洗浄流路と、を有し、前記第１洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に第１洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記第２洗浄流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有し、前記第４部分に第２洗浄液と前記第２洗浄液とは混和しない流体との界面があり、前記第１洗浄液及び第２洗浄液は、物質（生体関連物質）が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体であることを特徴の一つとする。

すなわち、本実施形態に係る物質精製デバイスは、洗浄流路及び溶出流路の組み合わせを含む態様であってもよく、複数の洗浄流路を含む態様であってもよい。

また、本実施形態に係るカートリッジ（容器組立体）は、上記の物質精製デバイスと、前記溶出流路と連通する反応室を形成する反応容器と、を含み、前記物質は、核酸であり、前記反応室は、前記溶出液とは混和しない流体を含み、前記反応室で核酸増幅反応を行うことを特徴の一つとする。

ここで、生体関連物質としては、生体に関連した物質であって、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）、ポリペプチド、タンパク質、多糖類などの生体高分子、タンパク質、酵素、ペプチド、ヌクレオチド、アミノ酸、ビタミンなどの生体由来の低分子有機化合物、及び無機化合物などを含む。以下の実施形態では、生体関連物質として核酸を用いて説明する。

また、物質結合性固相担体は、生体関連物質を吸着すなわち可逆的な物理的結合により保持することが可能な物質である。物質結合性固相担体の形状は微粒子であることが好ましいが、これに限らず微細な繊維や網状体であってもよく、特に限定されない。物質結合性固相担体は、生体関連物質を吸着したまま組立体内を所望の方向へ移動させるため、磁性を有することが好ましい。以下の実施形態では、物質結合性固相担体として核酸を吸着する磁気ビーズ３０（後述の図７、図８を参照）を用いて説明する。

洗浄液１２，１４，１６（後述の図７、図８を参照）は、生体関連物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄するための液体である。したがって、洗浄液によって物質結合性固相担体を洗浄することにより、物質結合性固相担体に吸着された生体関連物質をより安定に吸着させつつ、他の夾雑物等を取り除くことができる。

洗浄液とは混和しない流体は、洗浄容器内で洗浄液と混和しない流体であり、洗浄液と相分離することができる。洗浄液とは混和しない流体は、洗浄液に対して不活性な物質であり、空気などの気体も含む。洗浄液とは混和しない流体は、洗浄液が水系液体である場合には、これと混和しない例えばオイル、オイルゲルなどを用いることができる。オイルゲルは、液体状のオイルをゲル化剤でゲル化したものである。なお、本実施形態において単に「オイル」という場合にはゲル化したものを除く。以下の実施形態では、洗浄液とは混和しない流体としてオイル２０，２２，２４，２６（後述の図７、図８を参照）を用いて説明する。

溶出液３２（後述の図７、図８を参照）は、物質結合性固相担体から生体関連物質を脱離させて溶出液中に溶出させるものである。溶出液は、例えば、水や緩衝液を用いることができる。

溶出液とは混和しない流体は、溶出容器内で溶出液と混和しない流体であり、溶出液と相分離することができる。溶出液とは混和しない流体は、溶出液に対して不活性な物質である。以下の実施形態では、洗浄液とは混和しない流体としてオイル２６（後述の図７、図８を参照）を用いて説明する。

１．容器組立体の概要
まず、図１〜図４を用いて、本実施形態に係る容器組立体１の概要について説明する。図１は、実施形態に係る容器組立体１（以下、カートリッジということがある）の正面図である。図２は、実施形態に係る容器組立体１の側面図である。図３は、実施形態に係る容器組立体１の平面図である。図４は、実施形態に係る容器組立体１の斜視図である。なお、図１〜図３における容器組立体１の状態を正立状態として説明する。

容器組立体１は、吸着容器１００と、洗浄容器２００と、溶出容器３００と、反応容器４００と、を含む。容器組立体１は、吸着容器１００から反応容器４００まで連通する図示しない流路を形成する容器である。容器組立体１の流路は、一方の端部はキャップ１１
０によって、他方の端部は底部４０２によって閉じられている。

容器組立体１は、吸着容器１００内で図示しない磁気ビーズに核酸を結合させ、磁気ビーズが洗浄容器２００内を移動する間に精製し、溶出容器３００内で図示しない溶出液液滴中に核酸を溶出させる前処理と、反応容器４００内で核酸を含む溶出液の液滴に対しポリメラーゼ反応の熱サイクル処理と、を行う容器である。

容器組立体１の材質は、特に限定されないが、例えば、ガラス、高分子、金属などとすることができる。容器組立体１の材質にガラスや高分子などの可視光において透明性を有する材質を選択すると、容器組立体１の外部から内部（空洞内）を観察することができるのでより好ましい。また、容器組立体１の材質に、磁力を透過する物質や非磁性体を選択すると、容器組立体１に図示しない磁気ビーズを通過させる場合などに、容器組立体１の外部から磁力を与えることによってこれを行うことが容易化されるため好ましい。容器組立体１の材質は、例えば、ポリプロピレン樹脂であることができる。

吸着容器１００は、内部に図示しない吸着液を収容する円筒状のシリンジ部１２０と、シリンジ部１２０の内部に挿入された可動式の押子であるプランジャー部１３０と、プランジャー部１３０の一方の端部に固定されるキャップ１１０と、を有する。吸着容器１００は、キャップ１１０をシリンジ部１２０に対して移動することでプランジャー部１３０をシリンジ部１２０の内面に摺動させ、シリンジ部１２０内に収容した図示しない吸着液を洗浄容器２００へ押し出すことができる。なお、吸着液については、後述する。

洗浄容器２００は、第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０を接合して組み立てることで得られる。第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０は、それぞれ内部に図示しないオイル層で仕切られた１つ以上の洗浄液層を有する。そして、第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０を接合することで、洗浄容器２００は内部に図示しない複数のオイル層によって区切られた複数の洗浄液層を有する。本実施形態の洗浄容器２００では第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０からなる３つの洗浄容器を用いた例について説明したが、これに限らず、洗浄液層の数に応じて適宜増減することができる。なお、洗浄液については、後述する。

溶出容器３００は、洗浄容器２００の第３洗浄容器２３０に接合され、内部に溶出液をプラグの形状を維持可能に収容する。ここで、「プラグ」とは、流路内において、特定の液体が一区画を占める場合の液体を意味する。より具体的には、特定の液体のプラグは、流路の長手方向において、実質的に当該特定の液体のみが内部を占める柱状のものを指し、液体のプラグによって流路の内部の一定の空間が区画されている状態を示す。ここでの実質的にとの表現は、プラグの周囲、すなわち流路の内壁に少量（例えば薄膜状）の他の物質（液体等）が存在していてもよいことを指す。なお、溶出液については、後述する。

核酸精製デバイス５は、吸着容器１００と、洗浄容器２００と、溶出容器３００と、を含む。

反応容器４００は、溶出容器３００に接合され、溶出容器３００から押し出された液体を受け入れる容器であると共に、熱サイクル処理時に検体を含む溶出液の液滴を収容する容器である。また、反応容器４００は、図示しない試薬を収容する。なお、試薬については、後述する。

２．容器組立体の詳細構造
次に、容器組立体１の詳細構造について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、実施形態に係る容器組立体１の図３におけるＡ−Ａ断面図である。図６は、実施形態に係る
容器組立体１の図３におけるＣ−Ｃ断面図である。なお、実際には、容器組立体１は、洗浄液などの内容物が充填された状態で組み立てられるものであるが、図５及び図６では容器組立体１の構造を説明するため内容物の記載を省略する。

２−１．吸着容器
吸着容器１００は、シリンジ部１２０の一方の開口端部からプランジャー部１３０が挿入され、プランジャー部１３０の開口端部にはキャップ１１０が挿入されている。キャップ１１０は、その中央に通気部１１２を有し、プランジャー部１３０を操作したときに通気部１１２によってプランジャー部１３０の内圧の変化を抑えることができる。

プランジャー部１３０は、シリンジ部１２０の内周面を摺動する略円筒状の押子であり、キャップ１１０が挿入された開口端部と、該開口端部に対向する底部からシリンジ部１２０の長手方向に延びる棒状部１３２と、棒状部１３２の先端の先端部１３４と、を有する。棒状部１３２はプランジャー部１３０の底部の中央から突出しており、棒状部１３２の周囲には貫通孔が形成されてプランジャー部１３０内とシリンジ部内１２０とは連通する。

シリンジ部１２０は、容器組立体１の流路２の一部を構成し、プランジャー部１３０を収容する大径部と、該大径部より内径が小さい小径部と、大径部から小径部へ内径を縮径する縮径部と、該小径部の先端に吸着挿入部１２２と、吸着挿入部１２２の周囲を覆う円筒状の吸着カバー部１２６と、を有する。容器組立体１の流路２の一部となる大径部、小径部及び吸着挿入部１２２は、略円筒状である。

プランジャー部１３０の先端部１３４は、作業者への提供時において、シリンジ部１２０の小径部を封止して大径部及び縮径部と小径部とを仕切り、２つの区画を形成する。

シリンジ部１２０の吸着挿入部１２２は、洗浄容器２００における第１洗浄容器２１０の一方の開口端部である第１受入部２１４内に挿入して嵌合することでシリンジ部１２０と第１洗浄容器２１０とを接合する。吸着挿入部１２２の外周面と第１受入部２１４の内周面とは密着して内容物である液体が外部へ漏れることを防止する。

２−２．洗浄容器
洗浄容器２００は、容器組立体１の流路２の一部を構成し、第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０からなる組立体である。第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０は、基本的な構造は同じであるので、第１洗浄容器２１０の構造について説明し、第２、第３洗浄容器２２０，２３０についての説明は省略する。

第１洗浄容器２１０は、容器組立体１の長手方向に延びる略円筒状であって、一方の開口端部に形成された第１挿入部２１２と、他方の開口端部に形成された第１受入部２１４と、第１挿入部２１２の周囲を覆う円筒状の第１カバー部２１６と、を有する。

第１挿入部２１２の外径は第２受入部２２４の内径と略同じである。また、第１受入部２１４の内径は吸着挿入部１２２の外径と略同じである。

第１洗浄容器２１０の第１挿入部２１２を第２洗浄容器２２０の第２受入部２２４に挿入して嵌合することで、第１挿入部２１２の外周が第２受入部２２４の内周と密着してシールすると共に、第１洗浄容器２１０と第２洗浄容器２２０とを接合する。同様にして、第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０が連結されて洗浄容器２００を形成する。ここで「シールする」とは、少なくとも容器等に収容された液体または気体が外部に漏れないように封ずることであり、外部から内部へ液体または気体が侵入することを封ずること
を含んでもよい。

２−３．溶出容器
溶出容器３００は、容器組立体１の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体１の流路２の一部を構成する。溶出容器３００は、一方の開口端部に形成された溶出挿入部３０２と、他方の開口端部に形成された溶出受入部３０４と、を有する。

溶出受入部３０４の内径は第３洗浄容器２３０の第３挿入部２３２の外径と略同じである。第３挿入部２３２を溶出受入部３０４に挿入して嵌合することで、第３挿入部２３２の外周が溶出受入部３０４の内周と密着してシールすると共に、第３洗浄容器２３０と溶出容器３００とを接合する。

２−４．反応容器
反応容器４００は、容器組立体１の長手方向に延びる略円筒状であって、容器組立体１の流路２の一部を構成する。反応容器４００は、開口端部に形成された反応受入部４０４と、他方の閉じた端部に形成された底部４０２と、反応受入部４０４を覆うリザーバー部４０６と、を有する。

反応受入部４０４の内径は、溶出容器３００の溶出挿入部３０２の外径と略同じである。溶出挿入部３０２を反応受入部４０４に挿入して嵌合することで、溶出容器３００と反応容器４００は接合する。

反応受入部４０４の周囲には所定の空間を有するリザーバー部４０６が設けられる。リザーバー部４０６は、プランジャー部１３０の移動によって反応容器４００から溢れ出る液体を受容できる容積を有する。

３．容器組立体の内容物及び容器組立体の操作
次に、容器組立体１の内容物について図７の（ａ）を用いて説明し、容器組立体１の操作について図７及び図８を用いて説明する。図７は、実施形態に係る容器組立体１の操作を説明する模式図である。図８は、実施形態に係る容器組立体１の操作を説明する模式図である。なお、図７及び図８では内容物の状態を説明するため、各容器を流路２で表現し、外形状や接合構造については省略している。

３−１．内容物
図７の（ａ）は、図１の状態における流路２内の内容物の状態を示す。流路２内の内容物は、キャップ１１０側から反応容器４００へ向かって順に、吸着液１０、第１オイル２０、第１洗浄液１２、第２オイル２２、第２洗浄液１４、第３オイル２４、磁気ビーズ３０、第３オイル２４、第３洗浄液１６、第４オイル２６、溶出液３２、第４オイル２６、試薬３４である。

流路２は、容器組立体１の長手方向に直交する面の断面積が大きい部分（流路２の太い部分）と小さい部分（流路２の細い部分）とが交互に配置される。第１〜第４オイル２０，２２，２４，２６及び溶出液３２は、その各液の一部または全部が流路２の細い部分に収容されている。流路２の細い部分の断面積は、隣接する互いに混和しない液体（流体であってもよい。以下同じ）の界面が流路２の細い部分に配置された場合に、その界面を安定に維持可能な面積を有する。したがって、流路２の細い部分に配置された液体によって、その液体とその液体の上下に配置された他の液体との配置関係を安定に維持することができる。また、流路２の細い部分に配置された液体と流路２の太い部分に配置された他の液体との界面が流路２の太い部分に形成される場合であっても、強い衝撃によってその界面が乱れても、静止した状態に置くことで、界面は所定の位置で安定に形成される。

流路２の細い部分は、吸着挿入部１２２、第１挿入部２１２、第２挿入部２２２、第３挿入部２３２、溶出挿入部３０２の内側に形成され、溶出容器３００においては溶出挿入部３０２を超えて上方へ延在する。なお、流路２の細い部分に収容された液体は、容器を組み立てる前であっても安定に維持される。

３−１−１．オイル
第１〜第４オイル２０，２２，２４，２６は、いずれもオイルからなり、図７の状態において各オイルの前後の液体の間でプラグとして存在する。第１〜第４オイル２０，２２，２４，２６がプラグとして存在するために、各オイルの前後で隣接する液体は、互いに相分離する液体、すなわち混和しない液体が選択される。また、第１〜第４オイル２０，２２，２４，２６を構成するオイルは、互いに異なる種類のオイルであってもよい。これらに用いることができるオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーン系オイル、パラフィン系オイル及びミネラルオイル並びにそれらの混合物から選択される一種を挙げることができる。

３−１−２．吸着液
吸着液１０とは、磁気ビーズ３０に核酸を吸着させる場となる液体のことを指し、例えば、カオトロピック物質を含む水溶液である。吸着液１０としては、例えば、５Ｍグアニジンチオシアン酸塩、２％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、５０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．２）を用いることができる。吸着液１０はカオトロピック物質を含有すれば特に限定されないが、吸着液１０には細胞膜の破壊あるいは細胞中に含まれるタンパク質を変性させる目的で界面活性剤を含有させてもよい。この界面活性剤としては、一般に細胞等からの核酸抽出に使用されるものであれば特に限定されないが、具体的には、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘなどのトリトン系界面活性剤やＴｗｅｅｎ２０などのツイーン系界面活性剤のような非イオン性界面活性剤、Ｎ−ウラロイルサルコシンナトリウム（ＳＤＳ）等の陰イオン性界面活性剤が挙げられるが、特に非イオン性界面活性剤を、０．１〜２％の範囲となるように使用するのが好ましい。さらには、２−メルカプトエタノールあるいはジチオスレイトール等の還元剤を含有させることが好ましい。溶解液は、緩衝液であってもよいが、ｐＨ６〜８の中性であることが好ましい。これらのことを考慮し、具体的には、３Ｍ〜７Ｍのグアニジン塩、０％〜５％の非イオン性界面活性剤、０ｍＭ〜０．２ｍＭのＥＤＴＡ、０Ｍ〜０．２Ｍの還元剤等を含有することが好ましい。

ここで、カオトロピック物質とは、水溶液中でカオトロピックイオン（イオン半径の大きな１価の陰イオン）を生じ、疎水性分子の水溶性を増加させる作用を有しており、核酸の固相担体への吸着に寄与するものであれば、特に限定されない。具体的には、グアニジン塩酸塩、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸ナトリウム等が挙げられるが、これらのうち、タンパク質変成作用の強いグアニジンチオシアン酸塩またはグアニジン塩酸塩が好ましい。これらのカオトロピック物質の仕様濃度は、各物質によって異なり、例えば、グアニジンチオシアン酸塩を使用する場合には、３Ｍ〜５．５Ｍの範囲で、グアニジン塩酸塩を使用する場合は、５Ｍ以上で使用するのが好ましい。

水溶液中にカオトロピック物質が存在することによって、水溶液中の核酸は、水分子に囲まれて存在するよりも、固体に吸着して存在するほうが熱力学的に有利となるため、磁気ビーズ３０の表面に吸着することとなる。

３−１−３．洗浄液
第１〜第３洗浄液１２，１４，１６は、核酸の結合した磁気ビーズ３０を洗浄するものである。

第１洗浄液１２は、第１オイル２０及び第２オイル２２のいずれとも相分離する液体である。第１洗浄液１２は、水または低塩濃度水溶液であることが好ましく、低塩濃度水溶液の場合、緩衝液であることが好ましい。低塩濃度水溶液の塩濃度は、１００ｍＭ以下が好ましく、５０ｍＭ以下がより好ましく、１０ｍＭ以下が最も好ましい。また、第１洗浄液１２は、上述したような界面活性剤を含有してもよく、ｐＨは特に限定されない。第１洗浄液１２を緩衝液とするための塩は特に限定されないが、トリス、ヘペス、ピペス、リン酸などの塩が好ましい。さらに、第１洗浄液１２は、アルコールを核酸の担体への吸着、逆転写反応、ＰＣＲ反応などを阻害しない量だけ含むことが好ましい。この場合、アルコール濃度は特に限定されない。

なお、第１洗浄液１２にカオトロピック物質を含有させてもよい。例えば、第１洗浄液１２にグアニジン塩酸塩を含有させると、磁気ビーズ３０等に吸着した核酸の吸着を維持または強化しつつ磁気ビーズ３０等を洗浄することができる。

第２洗浄液１４は、第２オイル２２及び第３オイル２４のいずれとも相分離する液体である。第２洗浄液１４は、基本的に、第１洗浄液１２と同じでも異なる組成であってもよいが、カオトロピック物質を事実上含まない溶液であるほうが好ましい。後の溶液に、カオトロピック物質の持ち込みを無くすためである。第２洗浄液１４としては、例えば５ｍＭトリス塩酸緩衝液からなってもよい。第２洗浄液１４は、上述したように、アルコールを含むことが好ましい。

第３洗浄液１６は、第３オイル２４及び第４オイル２６のいずれとも相分離する液体である。第３洗浄液１６は、基本的に、第２洗浄液１４と同じでも異なる組成であってもよいが、アルコールを含まない。また、第３洗浄液１６は、アルコールを反応容器４００に持ち込むことを防止するためにクエン酸を含むことができる。

３−１−４．磁気ビーズ
磁気ビーズ３０は、核酸を吸着するビーズであり、容器組立体１の外にある磁石３によって移動させることができるように比較的強い磁性を有することが好ましい。磁気ビーズ３０は、例えば、シリカビーズまたはシリカコーティングされたビーズであってもよい。磁気ビーズ３０は、好ましくはシリカコーティングされたビーズであってもよい。

３−１−５．溶出液
溶出液３２は、第４オイル２６と相分離する液体であり、溶出容器３００中の流路２内で第４オイル２６，２６に挟まれたプラグとして存在する。溶出液３２は、磁気ビーズ３０に吸着した核酸を、磁気ビーズ３０から溶出液３２中に溶出させる液体である。また、溶出液３２は、加熱によって第４オイル２６中で液滴となる。溶出液３２は、例えば、純水を用いることができる。ここで、「液滴」とは、自由表面で囲まれた液体である。

３−１−６．試薬
試薬３４は、反応に必要な成分を含む。試薬３４は、反応容器４００における反応がＰＣＲである場合には、溶出液の液滴３６（図８を参照）の中に溶出させた標的核酸（ＤＮＡ）を増幅するためＤＮＡポリメラーゼなどの酵素及びプライマー（核酸）と、増幅産物を検出するための蛍光プローブのうち少なくとも一つが含まれていることができ、ここでは、プライマー、酵素及び蛍光プローブの全てが含まれている。試薬３４は、第４オイル２６とは相溶せず、核酸を含む溶出液３２の液滴３６に接すると溶けて反応するものであり、反応容器４００内の流路２の重力方向における最下部の領域に固体状態で存在する。例えば、試薬３４は、凍結乾燥（フリーズドライ）したものを用いることができる。

３−２．容器組立体の操作
容器組立体１の操作の一例として、図７及び図８を用いて説明する。

容器組立体１の操作は、
（Ａ）吸着容器１００、洗浄容器２００、溶出容器３００及び反応容器４００を接合して容器組立体１を組み立てる工程と、
（Ｂ）吸着液１０が収容された吸着容器１００に、核酸を含有する検体を導入する工程と、
（Ｃ）第２洗浄容器２２０から吸着容器１００へ磁気ビーズ３０を移動する工程と、
（Ｄ）吸着容器１００を揺動して核酸を磁気ビーズ３０に吸着させる工程と、
（Ｅ）吸着容器１００から、第１オイル２０、第１洗浄液１２、第２オイル２２、第２洗浄液１４、第３オイル２４、第３洗浄液１６及び第４オイル２６の順に通過して、溶出容器３００へ、核酸が吸着した磁気ビーズ３０を移動する工程と、
（Ｆ）溶出容器３００内で、溶出液３２に対して磁気ビーズ３０から核酸を溶出させる工程と、
（Ｇ）核酸を含む液滴を反応容器４００内の試薬３４に接触させる工程と、
を含む。

以下、各工程について順番に説明する。

（Ａ）容器組立体１を組み立てる工程
図７の（ａ）に示すように、組み立てる工程は、吸着容器１００から反応容器４００までを接合して、吸着容器１００から反応容器４００まで連続する流路２を形成するように容器組立体１を組み立てる。なお、図７の（ａ）では、吸着容器１００はキャップ１１０が装着されているが、キャップ１１０をプランジャー部１３０に装着するのは（Ｂ）工程の後である。

より具体的には、反応容器４００の反応受入部４０４に溶出容器３００の溶出挿入部３０２を挿入し、溶出容器３００の溶出受入部３０４に第３洗浄容器２３０の第３挿入部２３２を挿入し、第３洗浄容器２３０の第３受入部２３４に第２洗浄容器２２０の第２挿入部２２２を挿入し、第２洗浄容器２２０の第２受入部２２４に第１洗浄容器２１０の第１挿入部２１２を挿入し、第１洗浄容器２１０の第１受入部２１４に吸着容器１００の吸着挿入部１２２を挿入する。

（Ｂ）検体を導入する工程
導入する工程は、例えば検体が付着した綿棒を、吸着容器１００のキャップ１１０が装着される開口から吸着液１０の中に差し入れ、吸着液１０にこれを浸漬して行う。より具体的には、吸着容器１００のシリンジ部１２０に挿入された状態のプランジャー部１３０の一方の端部にある開口から綿棒を差し入れる。次に、綿棒を吸着容器１００から取り出し、キャップ１１０を装着する。これが図７の（ａ）の状態である。また、検体は、ピペット等によって吸着容器１００へ導入してもよい。また、検体がペースト状や固体状であれば、例えば、吸着容器１００へ匙やピンセット等によりプランジャー部１３０の内壁に付着させたり投入したりしてもよい。図７の（ａ）に示すように、シリンジ部１２０及びプランジャー部１３０の中は途中まで吸着液１０が充填されているが、キャップ１１０の装着される開口側には空間が残されている。

検体には標的となる核酸が含まれている。以下、これを単に標的核酸ということがある。標的核酸は、例えば、ＤＮＡやＲＮＡ（ＤＮＡ：Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ、及び／又はＲＮＡ：Ｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ Ａｓｉｄ）である。標的核酸は、検体から抽出され、後述する溶出液３２に溶出された後、例えばＰＣＲの鋳型として利用される。検体としては、血液、鼻腔粘液、口腔粘膜、その他各種の生体試料などが挙げ
られる。

（Ｃ）磁気ビーズを移動する工程
磁気ビーズ３０を移動する工程は、図７の（ａ）に示すように第２洗浄容器２２０の第３オイル２４，２４に挟まれてプラグ状に存在する磁気ビーズ３０を、容器外部に配置した磁石３の磁力を印加した状態で、磁石３を吸着容器１００へ向かって移動させることによって行う。

この磁気ビーズ３０の移動に合わせて、あるいはこれより先にキャップ１１０及びプランジャー部１３０をシリンジ部１２０から抜き出す方向へ移動して、吸着液１０内の検体をプランジャー部１３０内からシリンジ部１２０内へ移動させる。このプランジャー部１３０の移動によって、先端部１３４によって塞がれていた流路２は吸着液１０へ連通する。

磁気ビーズ３０は、磁石３の移動に伴って流路２内を上昇し、図７の（ｂ）に示すように、検体のある吸着液１０内へ到達する。

（Ｄ）核酸を磁気ビーズに吸着させる工程
核酸を吸着させる工程は、吸着容器１００を揺動させて行われる。この工程は、吸着容器１００の開口がキャップ１１０によって吸着液１０が漏れ出さないように封止されているので、効率的に行うことができる。この工程により、標的核酸は、カオトロピック剤の作用により、磁気ビーズ３０の表面に吸着される。この工程では、磁気ビーズ３０の表面に標的核酸以外の核酸や蛋白質が吸着してもよい。

吸着容器１００を揺動させる方法としては、公知のボルテックスシェイカーなどの装置を用いてもよいし、作業者の手で振り混ぜてもよい。また、磁気ビーズ３０の磁性を利用して、外部から磁場を与えながら吸着容器１００を揺動してもよい。

（Ｅ）核酸が吸着した磁気ビーズを移動する工程
核酸が吸着した磁気ビーズ３０を移動する工程は、吸着容器１００、洗浄容器２００及び溶出容器３００の外部から磁石３の磁力を印加しながら移動することによって磁気ビーズ３０を吸着液１０、第１〜第４オイル２０，２２，２４，２６及び第１〜第３洗浄液１２，１４，１６の中を移動させる。

磁石３は、例えば、永久磁石、電磁石等を用いることができる。また、磁石３は、作業者の手で動かして行ってもよいし、機械装置等を利用して行ってもよい。磁気ビーズ３０は、磁力によって引き寄せられる性質を有しているため、この性質を利用して、吸着容器１００、洗浄容器２００、そして溶出容器３００へと、磁石３の相対的な配置を変化させて、流路２内を移動させる。磁気ビーズ３０が各洗浄液を通過するときの速度は特に限定されないし、同一洗浄液内で流路２の長手方向に沿って往復するようにして移動させてもよい。なお、磁気ビーズ３０以外の粒子等をチューブ内で移動させる場合は、例えば、重力や電位差を利用してこれを行うことができる。

（Ｆ）核酸を溶出させる工程
核酸を溶出させる工程は、溶出容器３００内で、溶出液の液滴３６に対して磁気ビーズ３０から核酸を溶出させる。図７における溶出液３２は、溶出容器３００の流路の細い部分にプラグとして存在していたが、上記のように磁気ビーズ３０を移動させる間に、反応容器４００を加熱することで内容液が膨張し、図８に示すように液滴３６として溶出容器３００内を上方へ移動している。そして、図８の（ａ）に示すように、磁気ビーズ３０が溶出容器３００の溶出液の液滴３６に到達すると、溶出液の作用により、磁気ビーズ３０
に吸着された標的核酸が、溶出液の液滴３６内に溶出する。

（Ｇ）試薬３４に接触させる工程
試薬３４に接触させる工程は、核酸を含む液滴３６を反応容器４００内の最下部にある試薬３４に接触させる。具体的には、図８の（ｂ）に示すように、キャップ１１０を押し、プランジャー部１３０の先端部１３４によって第１オイル２０を押し下げることで、磁石３の磁力が印加された磁気ビーズ３０を所定位置に維持したまま、標的核酸が溶出した溶出液の液滴３６が反応容器４００へ移動し、反応容器４００の最下部にある試薬３４に接触する。液滴３６が接触した試薬３４は溶けて溶出液中の標的核酸と混ざり合い、例えば熱サイクルを用いたＰＣＲを実施することができる。

４．ＰＣＲ装置
図９及び図１０を用いて、容器組立体１を用いて核酸溶出処理及びＰＣＲを行うＰＣＲ装置５０について説明する。図９は、ＰＣＲ装置５０の概略構成図である。図１０は、ＰＣＲ装置５０のブロック図である。

ＰＣＲ装置５０は、回転機構６０と、磁石移動機構７０と、押圧機構８０と、蛍光測定器５５と、コントローラー９０と、を有する。

４−１．回転機構
回転機構６０は、回転用モーター６６とヒーター６５とを含み、回転用モーター６６を駆動することにより容器組立体１及びヒーター６５を回転する。回転機構６０が容器組立体１及びヒーター６５を回転して上下反転させることによって、反応容器４００の流路内において標的核酸を含む液滴が移動し、熱サイクル処理が行われる。

ヒーター６５は、図示しない複数のヒーターを含み、例えば、溶出用、高温用及び低温用のヒーターを含むことができる。溶出用ヒーターは、容器組立体１のプラグ状の溶出液を加熱し、標的核酸の磁気ビーズから溶出液への溶出を促進する。高温用ヒーターは、反応容器４００の流路の上流側の液体を低温用ヒーターよりも高い温度に加熱する。低温用ヒーターは、反応容器の流路の底部４０２を加熱する。高温用ヒーターと低温用ヒーターによって、反応容器４００の流路内の液体に温度勾配を形成することができる。ヒーター６５には、温度制御装置が設けられ、コントローラー９０からの指令に従って、容器組立体１内の液体を処理に適した温度に設定できる。

ヒーター６５は、反応容器４００の底部４０２の外壁が露出する開口を有する。蛍光測定器５５は、その開口から溶出液の液滴の輝度を測定する。

４−２．磁石移動機構
磁石移動機構７０は、磁石３を移動させる機構である。磁石移動機構７０は、容器組立体１内の磁気ビーズを磁石３に引き寄せるとともに、磁石３を移動させることによって磁気ビーズを容器組立体１内で移動させる。磁石移動機構７０は、一対の磁石３と、昇降機構と、揺動機構と、を有する。

揺動機構は、一対の磁石３を図９の左右方向（図９の前後方向であってもよい）に揺動させる機構である。一対の磁石３は、ＰＣＲ装置５０に装着された容器組立体１を左右方向から挟みこむように配置（図７、図８を参照）され、容器組立体１の流路と直交する方向（ここでは図９の左右方向）で磁気ビーズと磁石３との距離を近接させることができる。したがって、一対の磁石３を左右方向に矢印のように揺動させると、その動きに合わせて容器組立体１内の磁気ビーズが左右方向に移動する。昇降機構は、磁石３を上下方向に移動させ、磁石３の移動に合わせて磁気ビーズを図９の上下方向に移動させることができ
る。

４−３．押圧機構
押圧機構８０は、容器組立体１のプランジャー部を押す機構であり、プランジャー部が押圧機構８０によって押されることによって、溶出容器３００内の液滴が反応容器４００内に押し出され、反応容器４００内でＰＣＲを実施することができるようになる。

図９では、押圧機構８０を正立した容器組立体１の上方に配置して示しているが、押圧機構８０がプランジャー部を押す方向は、図９における上下方向ではなく、例えば、上下方向に対して４５度傾いていてもよい。このようにすることで、磁石移動機構７０と干渉しない位置に押圧機構８０を配置することが容易になる。

４−４．蛍光測定器
蛍光測定器５５は、反応容器４００の液滴の輝度を測定する測定器である。蛍光測定器５５は、反応容器４００の底部４０２に対向する位置に配置される。なお、蛍光測定器５５は、マルチプレックスＰＣＲに対応できるように、複数の波長域の輝度検出が可能であると望ましい。

４−５．コントローラー
コントローラー９０は、ＰＣＲ装置５０の制御を行う制御部である。コントローラー９０は、例えばＣＰＵなどのプロセッサーと、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置とを有する。記憶装置には各種プログラム及びデータが記憶されている。また、記憶装置は、プログラムを展開する領域を提供する。プロセッサーが記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって、各種の処理が実現される。

例えば、コントローラー９０は、回転用モーター６６を制御して、容器組立体１を所定の回転位置まで回転させる。回転機構６０には図示しない回転位置センサが設けられており、コントローラー９０は、回転位置センサの検出結果に応じて回転用モーター６６を駆動・停止させる。

また、コントローラー９０は、ヒーター６５を制御して、ヒーターをオン・オフ制御して発熱させ、容器組立体１内の液体を所定の温度まで加熱する。

また、コントローラー９０は、磁石移動機構７０を制御して、磁石３を上下方向に移動させ、図示しない位置センサの検出結果に応じて磁石３を図９の左右方向に揺動させる。

また、コントローラー９０は、蛍光測定器５５を制御して、反応容器４００内の液滴の輝度を測定する。この測定結果は、コントローラー９０の図示しない記憶装置に保存される。

このＰＣＲ装置５０に容器組立体１を装着し、上記３−２の（Ｃ）〜（Ｇ）の工程を実施することができ、さらにＰＣＲを実施することができる。

５．洗浄流路及び溶出流路
図１１は、図１の状態における容器組立体１の流路２内の内容物の配置を説明する模式図である。図１１に示すように、容器組立体１は、吸着容器１００と、洗浄容器２００と、溶出容器３００と、反応容器４００と、を含む。すなわち、容器組立体１は、核酸精製デバイス５と、反応容器４００と、を含む。

また、図１１に示すように、流路２内の内容物は、キャップ１１０側から反応容器４０
０へ向かって順に、吸着液１０、第１オイル２０、第１洗浄液１２、第２オイル２２、第２洗浄液１４、第３オイル２４、磁気ビーズ３０、第３オイル２４、第３洗浄液１６、第４オイル２６、溶出液３２、第４オイル２６、試薬３４である。

容器組立体１は、洗浄流路５０１と、洗浄流路５０１に連通する溶出流路５０２と、を有する。洗浄流路５０１は、洗浄容器２００によって形成された流路であり、洗浄流路５０１には、第１オイル２０、第１洗浄液１２、第２オイル２２、第２洗浄液１４、第３オイル２４、磁気ビーズ３０、第３オイル２４、第３洗浄液１６、第４オイル２６、溶出液３２、第４オイル２６が配置されている。

容器組立体１の流路２の一部である洗浄流路５０１は、第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０により形成される。第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０は、基本的な構造は同じであり、それぞれ、洗浄流路５０１の第１部分５１０及び第２部分５２０を形成している。

第１〜第３洗浄容器２１０，２２０，２３０によって形成される洗浄流路５０１は、いずれも第１部分５１０と、第２部分５２０と、を有する。第２部分５２０は、洗浄流路５０１が延在する方向（図示の例では洗浄容器２１０，２２０，２３０が並ぶ方向）に直交する平面における断面積（以下、単に「断面積」ということがある。）が、第１部分５１０より小さい。すなわち、第１部分５１０のほうが、第２部分５２０よりも太い流路となっている。

そして、第１洗浄容器２１０によって形成された洗浄流路５０１の部分では、第２部分５２０に洗浄液１２と第２オイル２２との界面６０１ａが配置され、第２洗浄容器２２０によって形成された洗浄流路５０１の部分では、第２部分５２０に洗浄液１４と第３オイル２４との界面６０２ａが配置され、第３洗浄容器２３０によって形成された洗浄流路５０１の部分では、第２部分５２０に洗浄液１６と第４オイル２６との界面６０３ａが配置されている。

このように、本実施形態の核酸精製デバイス５は、断面積が小さい第２部分５２０に、洗浄液と、オイルとの界面６０１ａ〜６０３ａがそれぞれ存在する。そのため、これらの界面の面積は、洗浄流路５０１が延在する方向に直交する平面における断面積に従って、第１部分５１０に存在する場合よりも小さくなっている。

また、溶出流路５０２は、溶出容器３００によって形成された流路であり、溶出流路５０２には、第４オイル２６、溶出液３２、第４オイル２６が配置されている。溶出流路５０２は、第３部分５３０と、第４部分５４０と、を有する。第４部分５４０は、溶出流路５０２が延在する方向に直交する平面における断面積が第３部分５３０より小さい。すなわち、第３部分５３０のほうが、第４部分５４０よりも太い流路となっている。そして、第４部分５４０に溶出液３２と第４オイル２６との界面６０４ａが配置されている。

このように、本実施形態の核酸精製デバイス５は、断面積が小さい第２部分５２０、第４部分５４０に、洗浄液及び溶出液と、オイルとの界面６０１ａ〜６０４ａがそれぞれ存在する。そのため、これらの界面の面積は、溶出流路５０２が延在する方向に直交する平面における断面積に従って、第１部分５１０、第３部分５３０に存在する場合よりも小さくなっている。

界面の面積が小さいと、流体に働く慣性力よりも当該界面における界面張力が支配的となる。これにより、例えば、流路に印可される圧力や、外力によって生じる慣性力によって、当該界面が変形（揺動）したり移動したりしにくくなる。したがって、洗浄液、溶出
液及びこれらと混和しない流体の、流路の延在する方向における位置を安定に保つことができる。

なお、界面６０１ａ〜６０３ａの、第２部分５２０における洗浄流路５０１が延在する方向の位置は、特に限定されない。界面６０１ａ〜６０３ａの位置は、隣り合って並ぶプラグ間の間隔や、洗浄液の体積等を考慮して適宜に設定することができる。界面６０４ａの、第４部分５４０における溶出流路５０２が延在する方向の位置についても同様に限定されず、核酸精製デバイス５の操作や、溶出液の体積等を考慮して適宜に設定することができる。

本実施形態の核酸精製デバイス５では、洗浄流路５０１の第１部分５１０及び第２部分５２０は、略円柱形であり、該円柱の径が、それぞれ、２ｍｍ及び１ｍｍであることは既に述べた。しかし、洗浄流路５０１の第１部分５１０及び第２部分５２０の形状や断面積は、以下のように適宜に変更することができる。

ここで、流体に働く慣性力よりも界面における界面張力が支配的となる界面の面積（すなわち洗浄流路５０１が延在する方向に直交する平面における断面積）は、３．２ｍｍ^２程度よりも小さい。すなわち、第２部分５２０の断面積は、約３．２ｍｍ^２以下（第２部分５２０が円柱形状である場合にはその径が２．０ｍｍ以下に相当する。）であることが好ましい。一方、第２部分５２０の断面積は、０．０１ｍｍ^２以下（第２部分５２０が円柱形状である場合にはその径が０．３ｍｍ以下に相当する。）では、界面張力が支配的ではあるが、洗浄液の体積を小さくする必要が生じたり、流体を流動させる際の抵抗が大きくなってくる。洗浄流路５０１の第２部分５２０の断面積は、例えば、このような指標に基づいて設定することができる。

また、第１部分５１０の断面積は、第２部分５２０の断面積より大きく、第１部分５１０に洗浄液の他の界面（界面６０１ｂ、界面６０２ｂ及び界面６０３ｂ：後述する。）が、洗浄液のプラグ形状を維持できるように形成できれば、限定されない。例えば、第１部分５１０の断面積は、約３．２ｍｍ^２以上（第１部分５１０が円柱形状である場合にはその径が２．０ｍｍ以上に相当する。）であることが好ましい。第１部分５１０の断面積が大きいほど、核酸精製デバイス５の長さを長くすることなく洗浄液の体積を増やすことが容易となる。一方、第１部分５１０の断面積は、２０ｍｍ^２以上（第１部分５１０が円柱形状である場合にはその径が５ｍｍ以上に相当する。）では、洗浄液のプラグ形状を維持しにくくなる。洗浄流路５０１の第１部分５１０の断面積は、例えば、このような指標に基づいて設定することができる。

第１部分５１０及び第２部分５２０のそれぞれの洗浄流路５０１の延在する方向における長さは、特に限定されず、適宜に設計することができる。

また、本実施形態の核酸精製デバイス５では、洗浄流路５０１が、３つの第１部分５１０と、３つの第２部分５２０と、を有している。第２部分５２０に界面が配置できるかぎり、第２部分５２０及び第１部分５１０は、それぞれ必要に応じて、１つでも２つでも４つ以上あってもよい。また、図示のように、第１部分５１０及び第２部分５２０が複数ある場合には、複数の第１部分５１０と、複数の第２部分５２０とが、洗浄流路５０１が延在する方向に交互に配置されてもよい。このように配置することで、洗浄流路５０１の複数の第２部分５２０ごとに洗浄液を安定に配置することができ、洗浄液で２回以上の洗浄を行いやすく、より効率よく核酸（物質結合性固相担体）の洗浄を行うことができる。

さらに、図示の例では、第１部分５１０及び第２部分５２０が複数あり、洗浄流路５０１は、吸着容器１００側の端に第１部分５１０が配置され、溶出容器３００側の端に第２
部分５２０が配置されている。このような配置は各容器の設計に従って自由に変更することができ、例えば、吸着容器１００側の端に第２部分５２０が配置され、溶出容器３００側の端に第１部分５１０が配置されてもよく、両端ともに、第１部分５１０又は第２部分５２０が配置されてもよい。

本実施形態の核酸精製デバイス５では、溶出流路５０２が、１つの第３部分５３０と、１つの第４部分５４０と、を有している。第４部分５４０に界面が配置できるかぎり、第４部分５４０及び第３部分５３０は、それぞれ必要に応じて、２つ以上あってもよい。また、図示しないが、第３部分５３０及び第４部分５４０が複数ある場合には、複数の第３部分５３０と、複数の第４部分５４０とが、溶出流路５０２が延在する方向に交互に配置されてもよい。

さらに、図示の例では、第３部分５３０及び第４部分５４０が、溶出流路５０２において、洗浄容器２３０側の端に第３部分５３０が配置され、反応容器４００側の端に第４部分５４０が配置されている。このような配置は各容器の設計に従って自由に変更することができ、例えば、洗浄容器２３０側の端に第４部分５４０が配置され、反応容器４００側の端に第３部分５３０が配置されてもよく、両端ともに、第３部分５３０又は第４部分５４０が配置されてもよい。

溶出流路５０２における第３部分５３０及び第４部分５４０の寸法は、上述の洗浄流路５０１の第１部分５１０及び第２部分５２０と同様に設計することができ、以下のように適宜に変更することができる。

第４部分５４０の断面積は、約３．２ｍｍ^２以下（第４部分５４０が円柱形状である場合にはその径が２．０ｍｍ以下に相当する。）であることが好ましい。一方、第４部分５４０の断面積は、０．０１ｍｍ^２以下（第４部分５４０が円柱形状である場合にはその径が０．３ｍｍ以下に相当する。）では、界面張力が支配的ではあるが、溶出液３２の体積を小さくする必要が生じたり、流体を流動させる際の抵抗が大きくなってくる。また、この場合、溶出液３２の溶出流路５０２が延在する方向における長さが長くなりすぎる場合がある。溶出流路５０２の第４部分５４０の断面積は、例えば、このような指標に基づいて設定することができる。

また、第３部分５３０の断面積は、第４部分５４０の断面積より大きく、第３部分５３０に溶出液３２が移動した場合に、第４オイル２６中で溶出液３２の液滴を形成できれば、限定されない。溶出液３２の体積にも依存するが、例えば、第３部分５３０の断面積は、約３．２ｍｍ^２以上（第３部分５３０が円柱形状である場合にはその径が２．０ｍｍ以上に相当する。）であることが好ましい。溶出流路５０２の第３部分５３０の断面積は、例えば、このような指標に基づいて設定することができる。

第３部分５３０及び第４部分５４０のそれぞれの溶出流路５０２の延在する方向における長さは、特に限定されず、適宜に設計することができる。

一方、本実施形態の核酸精製デバイス５では、洗浄液１２、洗浄液１４及び洗浄液１６の溶出容器３００側の界面である、界面６０１ａ、界面６０２ａ及び界面６０３ａが第２部分５２０に配置され、吸着容器１００側の界面（他の界面）である、界面６０１ｂ、界面６０２ｂ及び界面６０３ｂが第１部分５１０に配置されている。このように、洗浄液のプラグの一方の界面のみが第２部分５２０に配置されれば、十分にプラグを安定的に固定することができる。

このような核酸精製デバイス５は、断面積が小さい第２部分５２０に、洗浄液とオイル
との一方の界面が存在し、かつ、断面積が大きい第１部分５１０に、洗浄液とオイルとの他方の界面が存在する。これにより、流路の延在する方向における、洗浄液の位置を安定に保ち、流路が延在する方向の長さを長くすることなく、洗浄液の体積を大きくとることができる。そのため、より効率よく物質の洗浄を行うことができる。

なお、必要に応じて、吸着容器１００側の界面（他の界面）である、界面６０１ｂ、界面６０２ｂ及び界面６０３ｂを第２部分５２０に配置してもよい。またなお、界面６０１ｂ〜６０３ｂを第１部分５１０に配置する場合、第２部分５２０における洗浄流路５０１が延在する方向の位置は、特に限定されない。界面６０１ｂ〜６０３ｂの位置は、隣り合って並ぶプラグ間の間隔や、洗浄液の体積等を考慮して適宜に設定することができる。

また、本実施形態の核酸精製デバイス５では、溶出液３２の反応容器４００側の界面である、界面６０３ａが第４部分５４０に配置され、洗浄容器２００側の界面（他の界面）である、界面６０３ｂも第４部分５４０に配置されている。このように、溶出液３２のプラグの両方の界面が第４部分５４０に配置されれば、より確実にプラグを安定に固定することができる。また、必要に応じて、吸着容器１００側の界面（他の界面）である、界面６０３ｂを第３部分５３０に配置してもよい。

６．カートリッジ
本実施形態のカートリッジ（容器組立体１）は、上述の核酸精製デバイス５と、上述の反応容器４００（「２−４．反応容器」参照）と、を含む。

反応容器４００は、溶出流路５０２と連通する反応室７００を形成する。反応室７００には、容器組立体１が組み立てられた状態では、図１１に示すように、第４オイル２６と、試薬３４とが配置される。第４オイル２６は、溶出流路５０２の第４オイル２６と一体である。反応室７００では、ＰＣＲ（核酸増幅反応）の熱サイクル反応が行われる。

このようなカートリッジによれば、洗浄液及び溶出液３２と、これらと混和しない流体（オイル）との各界面の、流路の延在する方向における位置が安定に保たれるので、核酸を容易に精製できるとともに、時間や手間を削減して、効率的に核酸増幅反応を行うことができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。上述の実施形態では、吸着流路、洗浄流路、溶出流路の組み合わせ一例に説明したが、本発明には２つ以上の洗浄流路からなる物質精製デバイスも含まれる。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…容器組立体、２…流路、３…磁石、５…核酸精製デバイス、１０…吸着液、１２…第１洗浄液、１４…第２洗浄液、１６…第３洗浄液、２０…第１オイル、２２…第２オイル、２４…第３オイル、２６…第４オイル、３０…磁気ビーズ、３２…溶出液、３４…試薬、３６…液滴、５０…ＰＣＲ装置、５５…蛍光測定器、６０…回転機構、６５…ヒーター、６６…回転用モーター、７０…磁石移動機構、８０…押圧機構、９０…コントローラー、１００…吸着容器、１１０…キャップ、１１２…通気部、１２０…シリンジ部、１２２…吸着挿入部、１２６…吸着カバー部、１３０…プランジャー部、１３２…棒状部、１３４…先端部、２００…洗浄容器、２１０…第１洗浄容器、２１２…第１挿入部、２１４…
第１受入部、２１６…第１カバー部、２２０…第２洗浄容器、２２２…第２挿入部、２２４…第２受入部、２２６…第２カバー部、２３０…第３洗浄容器、２３２…第３挿入部、２３４…第３受入部、２３６…第３カバー部、３００…溶出容器、３０２…溶出挿入部、３０４…溶出受入部、４００…反応容器、４０２…底部、４０４…反応受入部、４０６…リザーバー部、５０１…洗浄流路、５０２…溶出流路、５１０…第１部分、５２０…第２部分、５３０…第３部分、５４０…第４部分、６０１ａ，６０１ｂ，６０２ａ，６０２ｂ，６０３ａ，６０３ｂ，６０４ａ，６０４ｂ…界面、７００…反応室

Claims (6)

1. 洗浄流路と、前記洗浄流路に連通する溶出流路と、を有し、
   前記洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、
   前記溶出流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有し、前記第４部分に溶出液と前記溶出液とは混和しない流体との界面があり、
   前記洗浄液は、物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体であり、
   前記溶出液は、物質結合性固相担体から物質を脱離させる液体である、物質精製デバイス。
2. 請求項１において、
   前記洗浄流路は、複数の前記第１部分と、複数の前記第２部分と、を有し、
   前記複数の第１部分と、前記複数の第２部分とが、前記流路が延在する方向に交互に配置された、物質精製デバイス。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１部分に前記洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面がある、物質精製デバイス。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の物質精製デバイスと、
   前記溶出流路と連通する反応室を形成する反応容器と、
   を含み、
   前記物質は、核酸であり、
   前記反応室は、前記溶出液とは混和しない流体を含み、前記反応室で核酸増幅反応を行う、カートリッジ。
5. 第１洗浄流路と、
   前記第１洗浄流路に連通する第２洗浄流路と、を有し、
   前記第１洗浄流路は、第１部分と、前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第１部分より小さい第２部分と、を有し、前記第２部分に第１洗浄液と前記洗浄液とは混和しない流体との界面があり、
   前記第２洗浄流路は、第３部分と前記流路が延在する方向に直交する平面における断面積が前記第３部分より小さい第４部分と、を有し、前記第４部分に第２洗浄液と前記第２洗浄液とは混和しない流体との界面があり、
   前記第１洗浄液及び第２洗浄液は、物質が吸着した物質結合性固相担体を洗浄する液体である、物質精製デバイス。
6. 請求項５に記載の物質精製デバイスと、
   前記第１洗浄流路又は前記第２洗浄流路と連通する反応室を形成する反応容器と、
   を含み、
   前記物質は、核酸であり、
   前記反応室で核酸増幅反応を行う、カートリッジ。

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