JP2016158557A - 容器、生体関連物質精製カートリッジ及び生体関連物質精製カートリッジ組立体キット - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャーが移動したとしてもカートリッジ内の圧力の変化が小さく抑えられ、かつ、カートリッジ内の液体の漏出を抑制できる生体関連物質精製カートリッジを提供する。【解決手段】本発明に係る生体関連物質精製カートリッジは、第１部分、及び第１部分よりも内径の小さい第２部分を有するシリンジと、第１部分の内周面に篏合可能な筒状部、及び筒状部に支持され、第２部分の内周面に篏合可能な棒状部を有し、シリンジの第１部分側から挿入可能であり、シリンジに対して挿入方向に移動可能なプランジャーと、筒状部の内部空間と外部とを連通させる通気口と、通気口を塞ぐように配置された通気性のシートと、を有し、筒状部に接続されるキャップと、を含む。【選択図】図１５

Description

本発明は、容器、生体関連物質精製カートリッジ及び生体関連物質精製カートリッジ組立体キットに関する。

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。また、医療機関における一般外来では、診察の時間が制限される関係から、検査に費やすことのできる時間は短時間に制限される。そのため、例えばインフルエンザの検査は、検査の精度を犠牲にして、簡易的なイムノクロマト等の検査により短時間化して行われているのが現状である。また、空港等における検疫では、迅速に結果を得る必要があるため、ＰＣＲの高速化が望まれている。

このような要請のもと、例えば、特許文献１には、核酸を増幅するためのカートリッジが提案されている。特許文献１に記載されたカートリッジは、検体の導入から核酸の増幅反応までを、１つのカートリッジで一貫して行うことを試みている。具体的には、核酸を含む検体を前処理部で連続的に抽出、精製し、係る核酸を溶出液に溶出させている。そして、係る核酸を含む溶出液をプランジャーによって核酸増幅反応容器に押し出し、引き続き核酸増幅反応を行う旨が開示されている。

特開２０１４−１７６３０４号公報

特許文献１に記載されたカートリッジでは、検体の導入から核酸の増幅反応までを一貫して行うための工夫として、プランジャーに筒状部と棒状部を設け、当該棒状部がシリンジに挿入されることで溶出液を核酸増幅反応容器に押し出すという手法を採っている。

特許文献１に記載されたカートリッジは、プランジャーの動作によって、カートリッジの内容積が変化する。ところが、カートリッジの内容積が変化することによって内圧が変化することについての対策は必ずしも十分ではなかった。例えば、特許文献１のカートリッジでは、プランジャーを押し込む際に、内圧が高まる結果、所定の時期よりも早期に溶出液を核酸増幅反応容器に押し出してしまう場合があった。

また、カートリッジの操作において、プランジャーを引く動作が含まれる場合には、カ
ートリッジの内容積が変化することによって内圧が低下することになるが、その場合にも、内圧の低下によって液体のプラグが意図せぬ位置に移動してしまうことが懸念される。

ここで、カートリッジの内圧の変化を小さく抑えるためには、適宜の通気口を設けることが有効と考えられる。しかし、カートリッジ内に各種の液体が存在する場合には、単に通気口を設けるだけでは、内部の液体の漏出等が生じやすくなる。

本発明の幾つかの態様に係る目的の１つは、プランジャーが移動したとしてもカートリッジ内の圧力の変化が小さく抑えられ、かつ、カートリッジ内の液体の漏出を抑制できる生体関連物質精製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］本発明に係る生体関連物質精製カートリッジの一態様は、
第１部分、及び前記第１部分よりも内径の小さい第２部分を有するシリンジと、
前記第１部分の内周面に篏合可能な筒状部、及び前記筒状部に支持され、前記第２部分の内周面に篏合可能な棒状部を有し、前記シリンジの前記第１部分側から挿入可能であり、前記シリンジに対して挿入方向に移動可能なプランジャーと、
前記筒状部の内部空間と外部とを連通させる通気口と、前記通気口を塞ぐように配置された通気性のシートと、を有し、前記筒状部に接続されるキャップと、
を含む。

本適用例に係る生体関連物質精製カートリッジでは、キャップをした状態でプランジャーをシリンジ内で移動させて内容積を変化させたとしても、通気口を通じて外部との気体の流通をすることができ、カートリッジ内の圧力の変化を小さく抑えることができる。さらに、本適用例に係る生体関連物質精製カートリッジでは、プランジャー内に液体が存在する場合であっても、通気性のシートにより、カートリッジ内の液体の漏出を抑制することができる。

［適用例２］適用例１において、
前記シートは、撥水性の材料を含んでもよい。

このような生体関連物質精製カートリッジによれば、シートに液体が接触したとしても、通気性を良好に保持することができる。

［適用例３］適用例１又は適用例２において、
前記筒状部の内部に液体が配置されていてもよい。

このような生体関連物質精製カートリッジによれば、効率的に生体関連物質を精製することができる。

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれか一例において、
前記キャップの前記通気口にはメッシュが配置され、前記メッシュは、前記シートよりも前記プランジャーの前記内部空間の側に配置されてもよい。

このような生体関連物質精製カートリッジによれば、プランジャー内に液体が存在する場合であっても、よりシートに液体が接触しにくく、通気性をさらに良好に保持することができる。

［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれか一例において、
物質結合性固体担体に生体関連物質を吸着させる吸着液と、該吸着液とは混和しない流体を封止収納する吸着容器と、前記物質結合性固体担体から前記生体関連物質を溶出させる溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、を含んでもよく、
前記吸着容器は、前記シリンジと、前記プランジャーと、前記キャップとを有してもよい。

このような生体関連物質精製カートリッジによれば、少なくとも溶出液を意図しない時期に吐出させないようにできるため、安定して効率的に生体関連物質を精製することができる。

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の断面図である。 実施形態に係るシリンジ部１２０の断面図である。 実施形態に係るプランジャー部１３０の平面図である。 実施形態に係るプランジャー部１３０の断面図である。 実施形態に係るキャップ１１０の拡大図である。 実施形態に係るプランジャーの動作を説明するための図である。 実施形態に係るプランジャーの動作を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本発明に係る生体関連物質精製カートリッジ（容器組立体）は、ＰＣＲを行うためのカートリッジであり、生体関連物質を精製する。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例に用いて説明する。

本発明に係る生体関連物質精製カートリッジは、生体関連物質が吸着される物質結合性固相担体を含んでもよい。ここで、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容器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。

本実施形態に係る生体関連物質精製カートリッジ（容器組立体１）は、第１部分、及び前記第１部分よりも内径の小さい第２部分を有するシリンジと、前記第１部分の内周面に篏合可能な筒状部、及び前記筒状部に支持された前記第２部分の内周面に篏合可能な棒状部を有し、前記シリンジの前記第１部分側から挿入可能であり、前記シリンジに対して挿入方向に移動可能なプランジャーと、前記プランジャーの筒状部の内部空間と外部とを連通させる通気口と、前記通気口を塞ぐように配置された通気性のシートと、を有し、前記プランジャーの前記筒状部に接続されるキャップと、を含むことを特徴の一つとする。

また、本実施形態の生体関連物質精製カートリッジ（容器組立体１）は、前記シリンジと、前記プランジャーと、前記キャップとを有する吸着容器であって、物質結合性固体担体に生体関連物質を吸着させる吸着液と、該吸着液とは混和しない流体を封止収納する吸着容器と、前記物質結合性固体担体から前記生体関連物質を溶出させる溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、を含んでもよい。

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１１０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１２０内とは連通する。

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．シリンジ、プランジャー、及びキャップの詳細な説明
本実施形態に係る容器組立体１（以下、生体関連物質精製カートリッジ１として同様の符号を用いる。）の、シリンジ部１２０及びプランジャー部１３０及びキャップについて、図面を参照しながらより詳細に説明する。

図１１は、実施形態に係るシリンジ部１２０、プランジャー部１３０及びキャップ１１０を模式的に示す断面であって、図６の拡大図である。図１２は、実施形態に係るシリンジ部１２０を模式的に示す断面図であって、図１１と同じ断面を示している。図１３は、実施形態に係るプランジャー部１３０を模式的に示す平面図である。図１４は、実施形態に係るプランジャー部１３０を模式的に示す断面図であって、図１１と同じ断面を示している。なお、便宜上、図１１では、生体関連物質精製カートリッジ１内の内容物の図示を省略している。また、図１３では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。

５．１．シリンジ
シリンジ部１２０は、図１１及び図１２に示すように、プランジャー部１３０が挿入される開口端部５０２を有している。シリンジ部１２０の内面（内周面）５０４は、プランジャー部１３０と接触する。シリンジ部１２０は、第１部分（大径部）５０５と、第１部分５０５よりも内径の小さい第２部分（小径部）５０６と、第１部分５０５から第２部分５０６へ内径を縮径する第３部分（縮径部）５０７と、を有している。第１部分５０５は、プランジャー部１３０の筒状部１３１を収容する。第２部分５０６は、プランジャー部１３０の棒状部１３２を収容する。開口端部５０２は、第１部分５０５に設けられている。

５．２．プランジャー
プランジャー部１３０は、シリンジ部１２０の第１部分５０５側から（開口端部５０２から）挿入可能である。プランジャー部１３０は、図１１及び図１４に示すように、キャップ１１０が挿入される開口端部６０２を有している。プランジャー部１３０は、筒状部１３１と、棒状部１３２と、を有している。

筒状部１３１には、開口端部６０２が設けられている。筒状部１３１は、開口端部６０２と対向する端部（底部）６０６を有している。筒状部１３１は、シリンジ部１２０の第１部分５０５の内周面５０４に篏合可能である。筒状部１３１の外周面６０４には、リング状のフランジ部６０８が設けられ、フランジ部６０８がシリンジ部１２０の内周面５０４と接触することにより、プランジャー部１３０は、シリンジ部１２０に圧入される。図示の例では、フランジ部６０８は、プランジャー部１３０の挿入方向Ａ（矢印Ａの方向）に２つ並んで設けられている。

筒状部１３１の内周面には、シリンジ部１２０の長手方向（挿入方向Ａ）に延在する突起部６１０が複数設けられている。図示の例では、突起部６１０は、端部６０６から開口端部６０２側に向けて延在している。複数の突起部６１０は、例えば、筒状部１３１の内周面に沿って、等間隔で配置されている。

棒状部１３２は、筒状部１３１の端部６０６に支持されて、挿入方向Ａに延在している。棒状部１３２は、シリンジ部１２０の第２部分５０６の内周面５０４に篏合可能である。棒状部１３２は、端部６０６の中央から突出している。図示の例では、棒状部１３２は、中空構造であり、棒状部１３２の内部は、筒状部１３１の内部と連通している。

フィルター７００は、図１１，１３，１４に示すように、筒状部１３１の端部６０６に設けられている。図示の例では、フィルター７００は、プランジャー部１３０と一体に形成されている。フィルター７００及びプランジャー部１３０は、射出成形により一体に形成されてもよい。フィルター７００は、端部６０６を構成している。

フィルター７００は、図１３に示すように、Ｘ軸方向（第１方向）に延在する第１延在部７０２がＹ軸方向（第１方向と直交する第２方向）に複数並ぶ第１構造体部７１２と、Ｙ軸方向に延在する第２延在部７０４がＸ軸方向に複数並ぶ第２構造体部７１４と、を有している。第１構造体部７１２及び第２構造体部７１４は、挿入方向Ａに（図１３の例ではＺ軸方向に）並んで互いに接続されている。構造体部７１２，７１４は、一体に形成されている。延在部７０２，７０４の数は、特に限定されない。延在部７０２，７０４は、等間隔で並んでいてもよいし、異なる間隔で並んでいてもよい。延在部７０２，７０４の幅は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。延在部７０２，７０４は、挿入方向Ａからみて（図１３におけるＺ軸方向からみて）、互いに直交している。挿入方向Ａからみて、延在部７０２，７０４は、網状に設けられている。なお、図１３では、第２延在部７０４を灰色で示している。

フィルター７００には、網状に設けられた延在部７０２，７０４によって、複数の貫通孔７２０が設けられている。貫通孔７２０は、プランジャー部１３０の内部と外部とを連通している。図１３に示す例では、挿入方向Ａからみて、貫通孔７２０は、四角形の形状を有しているが、その形状は特に限定されない。挿入方向Ａからみて、貫通孔７２０の大きさは、例えば、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、好ましくは、０．３ｍｍである。貫通孔７２０の大きさが０．０１ｍｍ以上にすることにより、核酸が貫通孔７２０でトラップされることを防止でき、貫通孔７２０の大きさを１ｍｍ以下にすることにより、夾雑物の通過を防止できる。なお、「貫通孔の大きさ」とは、貫通孔の差渡しの最大値であり、図１３に示す例では、貫通孔７２０の対角線の長さである。

５．３．キャップ
図１５は、キャップ１１０を拡大して示す模式図である。図１５（ａ）は、キャップ１１０を模式的に示す斜視図であり、図１５（ｂ）は、キャップ１１０を模式的に示す平面図であり、図１５（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ、図１５（ｂ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＧ−Ｇ線の断面の模式図である。

キャップ１１０は、図１１に示すように、プランジャー部１３０の開口端部５０２から挿入される。キャップ１１０は、プランジャー部１３０の内面と摺合し、プランジャー部１３０の内部６２０に内部空洞を形成する。

図１５に示すように、キャップ１１０は、プランジャー部１３０の開口端部６０２に嵌合され、プランジャー部１３０の内部６２０を封止するように装着される。キャップ１１０は、プランジャー部１３０をシリンジ部１２０へ挿入する、又は、シリンジ部１２０から引き出す、ための手がかり（取手）として機能することができる。キャップ１１０は、例えば、上述の押圧機構８０によって、プランジャー部１３０がシリンジ部１２０の内部へと挿入する際に、押圧機構８０によって適宜に把持される。また、押圧機構８０は、プランジャー部１３０をシリンジ部１２０から引き出す方向の動作を行ってもよく、その際には、キャップ１１０が押圧機構８０によって把持されることにより行われることができる。

キャップ１１０は、プランジャー部１３０の筒状部１３１の内部６２０の空間（内部空洞）と、外部と、を連通させる通気部１１２（通気口）を有する。キャップ１１０は、図１５に示すように、筒状の形状を有する胴部１１１と、胴部１１１のプランジャー部１３０に挿入される側と反対側の端に、胴部１１１よりも外径の大きい冠部１１３と、を有している。胴部１１１及び冠部１１３は、一体的に形成されており、両者を貫通するように内部に通気部１１２が形成されている。

また、キャップ１１０は、通気部１１２（通気口）を塞ぐように配置された通気性のシート１１４を有する。シート１１４は、通気性を有すればよく、材質、形状、厚さ等は、任意である。シート１１４は、キャップ１１０を装着した状態でプランジャー部１３０が動作した場合に、生体関連物質精製カートリッジ１の内部の圧力が大きく変化しない程度の通気性を有する。

図示の例では、シート１１４は、キャップ１１０の通気部１１２の内側面の段差１１８に対して図示しない接着剤によって貼り付けて設けられている。シート１１４の設置の方法や、設置される位置は限定されないが、図示のように設けられることで、キャップ１１０の製造を容易化でき、また、キャップ１１０を使用する際に、ユーザーの指等、他の物体がシート１１４に接触しにくく、コンタミネーション等を低減することができる。なお、図示の例ではシート１１４は、貼り付けによって設けられているが、機械的な固定や、キャップ１１０との一体成形等その他の方法で設けられてもよい。シート１１４としては特に限定されず、各種の材質の、布帛、不織布、多孔性フィルム、及びそれらの積層体とすることができる。

既に述べたが、プランジャー部１３０の内部には、吸着液（液体）及び気体が存在している。キャップ１１０をプランジャー部１３０に装着した後、生体関連物質精製カートリッジ１を静かに立てた状態のままであれば、吸着液がシート１１４に接触することはない。しかし、キャップ１１０をプランジャー部１３０に装着した後、カートリッジを倒立させたり、振動させたりすると、吸着液がシート１１４に接触する場合がある。そのような場合にシート１１４の全面が濡れてしまうと、シート１１４の通気性が失われる場合があり、あるいは、その状態でプランジャー部１３０をシリンジ部１２０に押し込むと吸着液の一部がシート１１４の外側へ漏出してしまう場合がある。

このような観点から、シート１１４は、撥水性の材質を含んでいることが好ましい。撥水性の材質としては、フッ素系ポリマー、シリコン系ポリマー（シリコーン樹脂）、オレフィン系ポリマーなどが挙げられる。より具体的には、フッ素系ポリマーとしては、ポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）並びにそれらのコポリマー及びブレンド物が挙げられる。また、オレフィン系ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、並びにそれらのコポリマー及びブレンド物が挙げられる。

さらに、シート１１４として、市販されている防水透湿膜を使用することができる。その具体例としては、ゴアテックス（登録商標）、ハイドロブリーズ（登録商標）、ドライテック（登録商標）、ＨＩＲＥＣ（登録商標）、マルチポア（登録商標）など（いずれも撥水性及び通気性を有する。）を例示でき、これらを単独あるいは組み合わせる等して使用することができる。

また、シート１１４が積層体の態様である場合には、撥水性の材質が少なくともプランジャー部１３０側となるように配置されることがより効果的である。また、シート１１４をポリプロピレンによって形成する場合には、キャップ１１０と一体的に形成することができる。また、シート１１４は、撥水性の乏しい材質で形成された後、コーティング等によって、撥水性の表面が形成されてもよい。そのようなコーティングとしては、含フッ素化合物のコーティングが挙げられる。この場合でも、シート１１４は、撥水性の材質を含んで構成されたとみなすことができる。さらに、シート１１４のプランジャー部１３０側の面には、いわゆる超撥水加工（フラクタル形状等の付与）が施されていてももよい。

シート１１４が撥水性の材質を含むことにより、仮にシート１１４が吸着液に接触したとしても、全面が濡れることが抑制され、通気性を良好に確保することができる。

本実施形態のキャップ１１０は、図１５に示すように、メッシュ１１６を有している。メッシュ１１６は、網目状の形状を有しており、シート１１４よりもプランジャー部１３０の内部空洞側に配置されている。また、メッシュ１１６は、シート１１４と離間して設けられている。メッシュ１１６は、シート１１４に対して吸着液の液体が付着しにくいようにする機能を有しているため、シート１１４と離間して設けられることが好ましい。

メッシュ１１６は、通気部１１２を塞ぐように設けられ、網目を通しての通気性が確保されれる。メッシュ１１６の目開きの大きさは、吸着液が液滴となって通過しにくい程度の大きさとなっている。すなわち、吸着液の表面張力の大きさを考慮して、メッシュ１１６を通過する際に、液滴となって新たな表面を形成することが自由エネルギーの観点から不利となる程度の大きさとする。具体的には、メッシュ１１６の目開きは、例えば、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。０．０１ｍｍ以上にすることにより、十分な通気性を確保でき、０．１ｍｍ以下にすることにより、吸着液の通過を十分に抑制することができる。なお「目開き」とは、メッシュ１１６の貫通孔の差渡しの最大値である。

メッシュ１１６が設けられることにより、吸着液が液体の状態でプランジャー部１３０の外部へ漏出しにくくなる。これによりシート１１４への吸着液の接触がさらに抑えられる。

本実施形態のキャップ１１０では、より好ましい態様として、シート１１４及びメッシュ１１６の両者が設けられている。しかし、シート１１４が撥水性の材質を含む場合には、メッシュ１１６は存在しなくてもキャップ１１０は良好に機能できる。また、シート１１４が撥水性の材質を含まない場合には、メッシュ１１６の存在により、シート１１４の全面が吸着液で濡れてしまうことを抑制することができる。

なお、本実施形態のキャップ１１０では、シート１１４及びメッシュ１１６を有する場合を例示しているが、キャップ１１０は、シート１１４を複数枚（例えば２枚）有しても
よい。例えば、上記例示したメッシュ１１６の位置に、メッシュ１１６の代わりに、シート１１４を配置してもよい。このようにしても、通気性を確保できるとともに、吸着液の漏出を抑制することができる。

５．４．精製処理におけるプランジャーの操作及びキャップの効果
図１６及び図１７は、生体関連物質精製カートリッジ１を用いて、検体から夾雑物を除去する方法を説明するための図である。なお、便宜上、図１６及び図１７では、生体関連物質精製カートリッジ１内の内容物の図示を省略している。

図１６に示すように、プランジャー部１３０の筒状部１３１の内部６２０に、核酸及び夾雑物を含む検体を収容する。具体的には、キャップ１１０がプランジャー部１３０から取り外された状態で、先端に検体が付着した綿棒８００を、開口端部６０２から内部６２０に挿入する。例えば綿棒８００の先端を、プランジャー部１３０の内周面に設けられた突起部６１０に擦り付けることにより、綿棒８００の先端から検体を分離させることができる。このようにして、筒状部１３１の内部６２０に、検体を収容することができる。検体に含まれる核酸は、吸着液１０（図７等参照）に溶け、または分散される。一方、検体に含まれる夾雑物は、吸着液１０に溶けない。

次に、図１７に示すように、プランジャー部１３０をシリンジ部１２０に対して挿入方向Ａ（図１１参照）と反対方向Ｂ（引き抜き方向）に移動させる。具体的には、プランジャー部１３０の開口端部６０２をキャップ１１０で封止した後、プランジャー部１３０をシリンジ部１２０に対して方向Ｂに移動させる。本工程において、検体に含まれる核酸は、吸着液１０と伴に、フィルター７００を通過してプランジャー部１３０の外部（プランジャー部１３０の外部であってシリンジ部１２０の内部）６２２に排出される。吸着液１０の液面は、フィルター７００に対して下降する。一方、検体に含まれる夾雑物は、フィルター７００の貫通孔７２０より大きいため、フィルター７００を通過することができない。したがって、核酸と夾雑物とは、分離される。プランジャー部１３０のシリンジ部１２０に対する移動は、例えば、ＰＣＲ装置５０（図９参照）によって行われる。

この工程において、プランジャー部１３０をシリンジ部１２０から引き抜く方向に移動させることで、キャップ１１０のシート１１４よりも下側（生体関連物質精製カートリッジ１内）の空間の容積は増大する（図７（ｂ）を併せて参照。）。そのため、シート１１４が通気性を有しない場合には生体関連物質精製カートリッジ１内の内圧が低下することになる。そうすると、その他のプラグの位置が所定の位置から移動してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態のキャップ１１０では、シート１１４が通気性を有するため、生体関連物質精製カートリッジ１内の内圧の低下が抑制される。これにより、その他のプラグを所定の位置に安定に維持することができる。

次いで、図７（ｂ）及び図８（ａ）に示すように、磁気ビーズ３０に核酸を吸着させ、核酸が吸着した磁気ビーズ３０を、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させる。そして、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。その後、図８（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（図１１の矢印方向Ａを参照。）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へ移動させ、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。

この工程において、プランジャー部１３０がシリンジ部１２０に挿入される方向に移動することで、キャップ１１０のシート１１４よりも下側（生体関連物質精製カートリッジ
１内）の空間の容積は減少する（図８（ａ）、（ｂ）を参照。）。そのため、シート１１４が通気性を有しない場合には、プランジャー部１３０の先端部１３４がシリンジ部１２０の第２部分（小径部）５０６に嵌合するよりも早期に、生体関連物質精製カートリッジ１内の内圧が増大することになる。そうすると、その他のプラグの位置が、意図しない時期に所定の位置から移動してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態のキャップ１１０では、シート１１４が通気性を有するため、生体関連物質精製カートリッジ１内の内圧の上昇が抑制される。これにより、その他のプラグを所定の位置に安定に維持することができ、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、意図したとおりに液滴３６を反応容器４００へ移動させることができる。

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。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、６…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、１１１…胴部、１１２…通気部、１１３…冠部、１１４…シート、１１６…メッシュ、１１８…段差、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、５０２…開口端部、５０４…内周面、５０５…第１部分、５０６…第２部分、５０７…第３部分、６０２…開口端部、６０４…外周面、６０６…端部、６０８…フランジ部、６１０…突起部、６２０…内部、６２２…外部、７００…フィルター、７０２…第１延出部、７０４…第２延出部、７１２…第１構造体部、７１４…第２構造体部、７２０…貫通孔、８００…綿棒

Claims (5)

1. 第１部分、及び前記第１部分よりも内径の小さい第２部分を有するシリンジと、
   前記第１部分の内周面に篏合可能な筒状部、及び前記筒状部に支持され、前記第２部分の内周面に篏合可能な棒状部を有し、前記シリンジの前記第１部分側から挿入可能であり、前記シリンジに対して挿入方向に移動可能なプランジャーと、
   前記筒状部の内部空間と外部とを連通させる通気口と、前記通気口を塞ぐように配置された通気性のシートと、を有し、前記筒状部に接続されるキャップと、
   を含む、生体関連物質精製カートリッジ。
2. 請求項１において、
   前記シートは、撥水性の材料を含む、生体関連物質精製カートリッジ。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記筒状部の内部に液体が配置されている、生体関連物質精製カートリッジ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
   前記キャップの前記通気口にはメッシュが配置され、前記メッシュは、前記シートよりも前記プランジャーの前記内部空間の側に配置された、生体関連物質精製カートリッジ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
   物質結合性固体担体に生体関連物質を吸着させる吸着液と、該吸着液とは混和しない流体を封止収納する吸着容器と、前記物質結合性固体担体から前記生体関連物質を溶出させる溶出液と該溶出液とは混和しない流体を封止収納する溶出容器と、を含み、
   前記吸着容器は、前記シリンジと、前記プランジャーと、前記キャップとを有する、
   生体関連物質精製カートリッジ。