JP2017508599A

JP2017508599A - 磁性粒子分離装置、並びに、この装置を用いる核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法

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Publication number: JP2017508599A
Application number: JP2016538731A
Authority: JP
Inventors: ハンオパク; ジョンカキム
Original assignee: Bioneer Corp
Current assignee: Bioneer Corp
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: EP3081634A4; JP6360559B2; US10441957B2; KR102371946B1; CN105916972A; KR20150067048A; US20160368001A1; EP3081634C0; WO2015088201A1; CN105916972B; EP3081634A1; EP3081634B1

Abstract

【課題】磁性粒子分離装置、並びにこの装置を用いる核酸またはタンパク質の分離及び精製方法を提供する。【解決手段】誘導磁石１００と、この誘導磁石１００が固定されている誘導磁石固定ホール２１０を有する誘導磁石固定部２００と、チューブＴが挿入される流入ホール３１０を有する本体３００と、を備える磁性粒子分離装置である。本発明は、本体３００に磁場を印加及び除去することが非常に便利であるため、核酸またはたんぱく質を分離及び精製するにあたり非常に有用である。【選択図】図２

Description

本発明は、磁性粒子分離装置、並びに、この装置を用いる核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法に関する。

生化学研究及び診断プロセスで最も重要な段階は、生物学的試料から核酸（ＤＮＡ若しくはＲＮＡ）又はたんぱく質を分離することである。試料から遺伝子物質（核酸）を分離しなければ、次の段階である遺伝子検出、遺伝子クローニング、遺伝子シークエンシング、遺伝子増幅、ｃＤＮＡ合成などを遂行することができない。様々な細胞混合物からＤＮＡ若しくはＲＮＡを分離するためには、効果的で再現性のある分離方法が必要であり、最近は磁性粒子を用いる分離方法が開発されつつある。磁性粒子を用いる核酸の分離方法によれば、遺伝子物質に磁性粒子を結合して、試料に外部磁場を印加させてこの遺伝子物質を引き寄せて分離する。一般的にＤＮＡ、ＲＮＡ、たんぱく質などを分離精製するのに使用される磁性粒子としては、粒子の大きさが５００〜２，０００ｎｍ程度が適当であることが知られている。

遺伝子物質に磁場を印加させて分離するための装置としては、米国公開特許２０１３／００２６１０４（ＭＡＧＮＥＴＩＣＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮＤＥＶＩＣＥＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳ）が開示されている。

上記した米国公開特許の明細書、及び図３によれば、主支持部２０１及び支持構造１１１の間の中心部に磁性素子１２３を有する中心支持部材１１９が備えられている。主支持部２０１及び支持構造１１１には、磁性粒子と共に遺伝子物質を保持可能な容器５０１が備えられている。

上記した米国公開特許によれば、分離装置１０１に取り付けるために容器５０１をねじ込んで螺合させる必要があり不便である。さらに、容器５０１に印加された磁場を除去するためには、容器５０１を分離装置１０１から再度取り出すなど不便な点が多くある。

本発明は、従来技術の問題点を解決しようとするものであり、容器（以下「チューブ」とする。）に磁場を印加及び除去しやすいことにより、試料から所望の核酸またはたんぱく質を更に早く便利に分離及び精製するためのものである。

また、本発明は、試料を保持しているチューブを本発明に係る装置に安定的に固定させることにより、構造的な安定性を図るためのものである。

本発明に係る磁性粒子分離装置は、磁性粒子を引き寄せるための磁場を形成している複数個の誘導磁石１００と、前記誘導磁石１００がそれぞれ挿入されており固定されている誘導磁石固定ホール２１０を有する誘導磁石固定部２００と、前記誘導磁石固定部２００と結合され、前記誘導磁石１００が配列されている位置に対応して高さ方向に沿って形成されている流入ホール３１０、及び、一の流入ホール３１０ａと前記一の流入ホール３１０ａに隣接している他の流入ホール３１０ｂを区分している区画壁３２０を有する本体３００と、を備える。

本装置における前記区画壁３２０には、前記区画壁３２０の長さ方向に沿って形成されている挿入ホール３２１と、前記流入ホール３１０に挿入されるチューブＴの外周面を圧迫して前記チューブＴを前記本体３００に固定させる、前記挿入ホール３２１に挿入されているチューブ固定部３２２と、が設けられていることが好ましい。

本装置における前記本体３００は、前記区画壁３２０を長さ方向に沿って貫通しており、前記流入ホール３１０を形成している内側壁３１２に形成されている溝部３６０と、前記流入ホール３１０に挿入されるチューブＴの外周面を圧迫して前記本体３００に固定させる、前記溝部３６０に挿入されているチューブ固定部３２２と、を有することが好ましい。

本装置では、前記流入ホール３１０に前記チューブＴが挿入されるときに、前記チューブの底面ＢＳと前記流入ホール３１０の底面３１１とが所定距離ｔ離れているように、前記流入ホール３１０の深さＤは前記チューブＴの長さＬよりも長いことが好ましい。

本装置では、前記誘導磁石１００がそれぞれ挿入されており固定されているように、前記誘導磁石固定ホール２１０の端部２１１が突き出ていることが好ましい。

本装置において、前記誘導磁石固定部２００では、前記誘導磁石固定ホール２１０が形成されている面の端部に、前記本体３００と結合させるための第１結合磁石２３０を受容している第１結合磁石固定ホール２２０が形成されており、前記本体３００では、前記第１結合磁石２３０の磁力によって前記誘導磁石固定部２００と結合されるように、前記第１結合磁石固定ホール２２０に対応する位置に第２結合磁石３４０を受容している第２結合磁石固定ホール３３０が形成されていることが好ましい。

本装置において、前記誘導磁石１００の一端部は前記誘導磁石固定部２００の誘導磁石固定ホール２１０に固定されており、前記誘導磁石１００の他端部は上方向に突き出ており、前記区画壁３２０と隣接している他の区画壁３２０ａとの間に前記誘導磁石１００が配されている空間が前記本体３００の下部に設けられるように、前記流入ホール３１０の上部の断面積よりも前記流入ホール３１０の下部の断面積の方が小さいことが好ましい。

本装置は、さらに、前記本体３００と前記誘導磁石固定部２００との間に配されている本体位置固定部４００を備え、前記本体位置固定部４００は、前記誘導磁石１００が固定されている前記誘導磁石固定部２００に前記本体３００が固定されるように、前記本体３００の外周面を圧迫している圧迫部４１０と、前記圧迫部４１０を受容しており固定している受容部４２０と、を有することが好ましい。

本発明に係る磁性粒子分離装置を用いる核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法は、磁性粒子を用いて核酸を分離するために遺伝子物質に前記磁性粒子を混ぜて前記チューブＴに注入する段階Ｓ１００と、前記本体３００に前記チューブＴを固定させる段階Ｓ２００と、前記誘導磁石１００が固定されている前記誘導磁石固定部２００を前記本体３００と結合させる段階Ｓ３００と、前記誘導磁石１００によって形成されている磁場によって、前記遺伝子物質と結合された磁性粒子が前記誘導磁石１００に向かって引き寄せられる段階Ｓ４００と、前記遺伝子物質と結合された磁性粒子を除かれた残余液体を前記チューブＴから除去する段階Ｓ５００と、前記本体３００から前記誘導磁石固定部２００を分離して前記本体３００に印加された磁場を除去する段階Ｓ６００と、を含む。

本方法は、さらに、前記磁場を除去する段階Ｓ６００の後に、前記チューブＴ内で前記磁性粒子から核酸またはたんぱく質を分離するために、前記チューブＴに洗浄液または分離液を注入する段階Ｓ７００を含むことが好ましい。

本発明では、磁場を印加及び除去することが便利である。このため、本発明を使用すると、核酸またはたんぱく質を効率良く抽出することができる。

さらに、本発明によれば、チューブが本体に容易に挿入されて固定される。このため、本発明では、磁石によって核酸と磁性粒子が引き寄せられているときに、残余物質を容易に除去することができる。

本発明に係る磁性粒子分離装置の概念図である。本発明に係る磁性粒子分離装置を一の方向から見た分解図である。本発明に係る磁性粒子分離装置を他の方向から見た分解図である。本発明に係る磁性粒子分離装置の垂直断面図である。本発明に係る磁性粒子分離装置の上側の断面図である。本発明に係る第２の磁性粒子分離装置を一の方向から見た分解図である。本発明に係る第２の磁性粒子分離装置の垂直断面図である。本発明に係る第３の磁性粒子分離装置を一の方向から見た分解図である。本発明に係る第４の磁性粒子分離装置の概念図である。本発明に係る第４の磁性粒子分離装置の分解図である。本発明に係る第４の磁性粒子分離装置の垂直断面図である。本発明に係る磁性粒子分離装置を用いてプラスミドＤＮＡを分離した結果を示す電気泳動写真である。

たんぱく質を分離するために粒子の集合物にエタノール、蒸留水、及び溶出液を注入した後の本装置について、図面に基づいて詳述する。

図１から図５は本発明に係る第１実施形態を示し、図６及び図７は本発明に係る第２実施形態を示している。図８は本発明に係る第３実施形態を示し、図９から図１１は本発明に係る第４実施形態を示している。

［第１実施形態］チューブ挿入型の磁性粒子分離装置

まず、図１から図５に基づいて、第１実施形態について説明する。

図１に示すように、本装置は、略円柱状であるチューブＴが挿入されるように複数の流入ホール３１０を有する本体３００と、誘導磁石１００が挿入されている誘導磁石固定部２００とを備える。この誘導磁石固定部２００は、略板状であり、本体３００の一側面に結合される。

図２に示すように、本装置における誘導磁石１００は、磁性を有しており、好ましくは本体３００の内部またはこの本体３００に挿入されたチューブＴに全体的に磁場を形成できる程度の磁力を有している。図２での誘導磁石１００は、コインのようにその断面が円形であり若干の厚さを有する形状である。なお、誘導磁石固定部２００に形成されている誘導磁石固定ホール２１０に効果的に固定可能な形状であれば、誘導磁石１００の断面の形状は、四角形、六角形、八角形などの他の様々な形状であっても良い。

誘導磁石１００は、誘導磁石固定部２００に形成されている誘導磁石固定ホール２１０にそれぞれ挿入されており固定されている。これらの誘導磁石１００は、複数の行（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）と列（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６）に沿って配列されている。いずれか一つの列（Ｃ１，Ｃ２，...Ｃ６）ごとに一本のチューブＴが対応するように配列されていることが望ましい。複数の行（Ｌ１，Ｌ２，...Ｌ４）を設けることで、チューブＴに磁場を効果的に印加することができる。誘導磁石１００が配列されている行と列は、挿入しようとするチューブＴのサイズと本数に応じて様々に変更しても良い。

図２に示すように、本装置における誘導磁石固定部２００は、複数の誘導磁石固定ホール２１０と、結合磁石固定ホール２２０と、前述した本体３００と結合させるために結合磁石固定ホール２２０に挿入されており固定されている結合磁石２３０と、を有している。図２に示すように、誘導磁石固定ホール２１０は６列設けられているため、これに対応してチューブＴを挿入される流入ホール３１０も６個設けられていることが好ましい。つまり、流入ホール３１０の数に合わせて誘導磁石固定ホール２１０の列の数を変更することができる。一方、流入ホール３１０の数は、挿入しようとするチューブＴのサイズと本数に合わせて変更することができる。

図１及び図２に示すように、本体３００と誘導磁石固定部２００が互いに結合しているときにその形状が略直方体を成すように、本体３００の外形において誘導磁石固定部２００が結合される部分が凹んでいることが好ましい。つまり、本体３００は、誘導磁石固定部２００を受容できる受容部３５０（図３を参照）を有することが好ましい。一方、誘導磁石固定部２００は、誘導磁石固定ホール２１０が形成されている第１板２４０、及び結合磁石固定ホール２２０が形成されている第２板２５０を有しており、この第２板２５０よりも第１板２４０が突き出ていても良い。第１板２４０と第２板２５０とが別部材であるように説明したが、これらは一体の部材として形成されていても良い。

第１板２４０が第２板２５０よりも突き出ていることにより、第１板２４０が流入ホール３１０に更に近接するため、チューブＴに印加される磁場の強度を高めることができる。

図２から図４に示すように、本体３００はチューブＴが挿入される流入ホール３１０を有する。この本体３００には、一の流入ホール３１０ａと、この一の流入ホール３１０ａに隣接している他の流入ホール３１０ｂと、を区画している区画壁３２０が形成されている。この区画壁３２０には、その長さ方向に区画壁３２０を貫通して形成されている挿入ホール３２１が設けられている。この挿入ホール３２１にはチューブ固定部３２２ａが挿入されており、挿入されているチューブ固定部３２２ａの外周面は流入ホール３１０の内側へ向かって突き出ている。

図２及び図３に示すように、誘導磁石固定部２００の角部分には、第１結合磁石固定ホール２２０、及びこの第１結合磁石固定ホール２２０に挿入されている第１結合磁石２３０が設けられている。本体３００では、第１結合磁石固定ホール２２０及び第１結合磁石２３０に対応する位置に第２結合磁石固定ホール３３０が形成されており、この第２結合磁石固定ホールに固定されている第２結合磁石３４０が設けられている。誘導磁石固定部２００の第１結合磁石２３０と本体３００の第２結合磁石３４０との間の磁力によって、誘導磁石固定部２２０と本体３００が互いに結合可能である。

図２及び図３に示すように、本体３００は、誘導磁石固定部２００の第１板２４０及び第２板２５０が安定的に結合されるように形成されている受容部３５０を有する。

本体３００の材質としては、チューブＴ内で核酸と磁性粒子とが分離することを肉眼で確認可能な透明材質、例えば透明アクリル材を使用することが好ましい。

図４及び図５に示すように、チューブＴが流入ホール３１０に挿入されているときに、チューブＴの外周面を圧迫するために区画壁３２０内にチューブ固定部３２２ａが挿入されている。

本体３００に形成されている各々の区画壁３２０毎に挿入ホール３２１が穿孔されている。この挿入ホール３２１にチューブ固定部３２２ａが挿入されているときに、このチューブ固定部３２２ａの側面が流入ホール３１０の内側へ向かって突き出ていることが好ましい。チューブ固定部３２２ａとしては、好ましくはゴム又はシリコーンなどの滑りにくい材質のものを使用し、さらに好ましくは内部が空洞になっているシリコーン製のＯリングを使用する。チューブＴが挿入されているときに、チューブ固定部３２２ａによりチューブＴに過度の圧力が加わりチューブＴが破損するのを防ぐためである。

シリコーン製のＯリングなどを用いているチューブ固定部３２２ａによって、チューブＴは本体３００に押し付けられて固定されるため、本体３００から簡単には脱落しない。誘導磁石固定部２００に固定されている誘導磁石１００の磁場によってチューブＴ内で核酸と磁性粒子とが分離されたときに、本体３００をひっくり返して残余液体を容易に除去することができる。

また、本装置では、誘導磁石固定部２００と本体３００を容易に結合したり分離したりして使用するために、第１結合磁石２３０および／または第２結合磁石２４０を用いている。このため、本装置では、誘導磁石１００の磁場を本体３００に印加または除去することが容易である。

誘導磁石固定部２００が本体３００から分離されている状態でチューブＴ内に洗浄液、核酸またはたんぱく質分離液などを注入して反応させた後に、誘導磁石固定部２００と本体３００を結合させて磁場を印加する。その結果、チューブＴ内において、磁性粒子が誘導磁石固定部２００に向かって引き寄せられて上澄液から分離される。このため、分離された上澄液を除去すること又は回収して再利用することが容易であり、核酸またはたんぱく質を容易に分離することができる。

本発明における磁性粒子としては、例えば韓国登録特許第１０−１０５３０２３号に記載された方法で製造される磁性粒子、又はバイオニア社製のＡｃｃｕＢｅａｄ^ＴＭを使用することができるが、これらに限らず、当業者であれば核酸またはたんぱく質を分離、精製するために用い得る磁性粒子を使用することができる。

［第２実施形態］第２のチューブ挿入型の磁性粒子分離装置

図６及び図７に基づいて、第２のチューブ挿入型の磁性粒子分離装置を説明する。

効率よく説明するために、前述した第１実施形態と共通する技術的特徴については記載を省略する。第２実施形態について記載されていない技術的特徴は、前述した実施形態での技術的特徴と同じである。

図６及び図７に示すように、流入ホール３１０は、その断面の形状が略Ｃ字状であるため、その一側面が開放されている。本体３００の長さ方向に沿って、区画壁３２０の一側面から本体３００の内側壁３１２まで溝部３６０が形成されている。この溝部３６０において、幅方向に沿って直線状にチューブ固定部３２２ｂが挿入されている。チューブ固定部３２２ｂの材質などは第１実施形態に準ずる。

図６及び図７に示すように、チューブ固定部３２２ｂは、溝部３６０内に挿入されていることによって、チューブＴの外周面を圧迫することができる。チューブＴの外周面側を圧迫するためには、チューブＴが挿入されているときに、チューブ固定部３２２ｂの直径は内側壁３１２に形成されている溝部３６０の長さよりも大きいことが好ましい。つまり、チューブ固定部３２２ｂの一部が流入ホール３１０に突き出ていても良い。

図６及び図７に示すように、流入ホール３１０内にチューブＴが挿入されているときに、チューブの底面ＢＳと流入ホール３１０の底面３１１は所定距離ｔ離れていても良い。このことは、第１実施形態でも同様である。チューブＴを挿入して磁性粒子分離装置を活用するときに、チューブＴの破損を防ぐためである。このためには、本体３００に形成されている区画壁３２０の高さは、本体３００の高さよりも低く設計されていても良い。区画壁３２０の上部には、チューブＴを固定するために段状の部分Ｐが形成されていても良い。この場合には、区画壁３２０の上部によりチューブＴの段状の部分Ｐが固定される。または、チューブＴの外径がその上部で徐々に増していることで、チューブＴが自ずと区画壁３２０の上部により固定されるようにしても良い。

図７に示すように、誘導磁石固定部２００において挿入されている誘導磁石１００を効率よく固定するために、誘導磁石固定ホール２１０の端部２１１が突き出ているように設計されていても良い。誘導磁石１００が誘導磁石固定ホール２１０内に挿入されているときにぴったりと嵌め込まれているように、端部２１１が突き出ている。誘導磁石固定ホール２１０の入口の大きさと誘導磁石１００の大きさが異なることによって、誘導磁石１００が誘導磁石固定ホール２１０に安定的に強く固定されている。

図７に示すように、チューブＴのキャップＣがチューブＴの入口を効率よく塞ぐようにチューブＴの上端の角部分が削られていることが好ましい。キャップＣの取り付けを容易にするためである。

［第３実施形態］第３のチューブ挿入型の磁性粒子分離装置

図８に基づいて、第３のチューブ挿入型の磁性粒子分離装置を説明する。

前述した第１実施形態及び第２実施形態と共通する技術的特徴は効率よい記載のために省略するため、第３実施形態で記載されていない技術的特徴は前述した実施形態に従う。

図８に示すように、本体３００はその下部の面が開放されていても良い。チューブＴが流入ホール３１０に挿入されているときに、このチューブＴが破損することを防ぐために、テーブルの底面にチューブＴが達しないことが好ましい。または、第２実施形態について前述したように、チューブＴの外周面に段状の部分Ｐを設けてチューブＴの損傷を防いでも良い。

図８に示す誘導磁石１００の行列の数は、図２などで示す行列の数とは異なっている。このことは、第１から第３実施形態での誘導磁石１００の個数が、挿入されるチューブの大きさと本数に合わせて様々に変更されても良いことを意味している。

図８に示すように、第３実施形態におけるチューブ固定部３２２ａは、実施形態１と同様に配されているが、実施形態２におけるチューブ固定部３２２ｂに置き換えられても良い。

図８で番号を付されているが説明されてない構成は、第１及び／又は第２実施形態に従う。

［第４実施形態］マルチウェルプレート型の磁性粒子分離装置

図９から図１１に基づいて、マルチウェルプレート型の磁性粒子分離装置について説明する。

第１実施形態と同様、図９から図１１に示すように第４実施形態は、誘導磁石１００、この誘導磁石１００が固定されている誘導磁石固定部２００、及び本体３００などを備える。さらに、本体３００が誘導磁石固定部２００に固定されるように、本体３００と誘導磁石固定部２００の間に本体位置固定部４００を備える。第１実施形態では誘導磁石固定部２００が本体３００の側部に装着されるが、第２実施形態では本体３００が誘導磁石固定部２００の上部で固定されているためである。

図１０に示すように、誘導磁石１００がそれぞれ固定されるように、誘導磁石固定部２００に誘導磁石固定ホール２１０が穿孔されている。この誘導磁石１００は、誘導磁石固定ホール２１０に嵌まり込んでいること、又はボンドを使用することなどにより固定されていても良い。

図２などとは異なり、第４実施形態での誘導磁石１００は、十分な高さを有する円柱状であることが好ましい。

図９から図１１ではマルチウェルプレートとして９６ウェルプレートを用いているが、これに限らず他の様々なマルチウェルプレートを用いても良い。この際、マルチウェルプレートの行と列の数に合うように誘導磁石の個数が変更されても良い。９６ウェルプレートを用いる場合には、８×１２の流入ホール３１０（９６個の流入ホール）を有し、これらの流入ホール３１０の間には区画壁３２０が設けられている。図１１に示すように、流入ホール３１０の下部には、流入ホール３１０の行と列の数よりもそれぞれ１個ずつ多い９×１３の空間（１１７個の空間）が形成されている。この空間ごとに誘導磁石１００が配されるように、１１７個の誘導磁石１００が誘導磁石固定部２００に挿入されており固定されていることが好ましい。

上記のような空間を有するために、図１１に示すように、流入ホール３１０は、その上部の断面積よりも下部の断面積の方が小さいことが好ましい。

図１０に示すように、本体３００が誘導磁石固定部２００に固定されるように、本体３００と誘導磁石固定部２００の間に本体位置固定部４００が配される。

図１０に示すように、本体位置固定部４００は、圧迫部４１０、及びこの圧迫部４１０を受容している受容部４２０を有しても良い。

圧迫部４１０としては、前述したようにゴム製またはシリコーン製のＯリングが使用されても良い。本体３００にチューブＴが挿入されているときに、この本体３００が歪んだり破損したりすることを防ぎつつ、本体位置固定部４００から本体３００が簡単に脱離しないようにするためである。

本体位置固定部４００を誘導磁石固定部２００に結合させるためには、様々な固定方法、例えば、ねじ込みによる結合、ボルトによる結合、スナップ−インによる結合、または磁石の磁力による結合など多様な方法を取り得る。図９に示すホールＨは、本体位置固定部４００と誘導磁石固定部２００の間で結合させるためのものである。

［第５実施形態］第１から第３実施形態を用いる磁性粒子の分離方法

第１実施形態から第３実施形態に係る磁性粒子分離装置を用いる、核酸の分離及び精製方法について説明する。

まず、磁性粒子を用いて核酸を分離するために、遺伝子物質に磁性粒子を混ぜてチューブＴに注入する（Ｓ１００）。

図１から図８に示すように、本体３００の高さ方向に沿って形成されている流入ホール３１０の少なくとも一つに、チューブＴを挿入する（Ｓ２００）。

この際、本体３００の内部に挿入されているチューブ固定部３２２ａ、３２２ｂがチューブＴの外周面を圧迫することによって本体３００にチューブＴが固定される（Ｓ２００）。

誘導磁石１００が固定さている誘導磁石固定部２００を、本体３００の側方に固定する（Ｓ３００）。前述したＳ１００段階からＳ３００段階は、使用者の便宜によってその順序が変わっても良い。

誘導磁石１００によって形成されている磁場により、遺伝子物質と結合している磁性粒子が誘導磁石１００に向かって引き寄せられる（Ｓ４００）。この遺伝子物質と結合している磁性粒子を除く残余液体をチューブＴから除去する（Ｓ５００）。

本体３００に固定されている誘導磁石固定部２００を本体３００から分離することにより、この本体３００に印加されている磁場を除去する（Ｓ６００）。チューブＴ内に残っている磁性粒子と核酸を分離するために、このチューブＴに洗浄液を注入する（Ｓ７００）。これによって、核酸が効果的に分離及び精製される。

上記した洗浄及び分離液を注入する段階（Ｓ７００）を数回繰り返し行なっても良い。

［第６実施形態］第４実施形態を用いる磁性粒子の分離方法

第４実施形態に係る磁性粒子分離装置を用いる核酸の分離及び精製方法について説明する。

まず、磁性粒子を用いて核酸を分離するために、遺伝子物質に磁性粒子を混ぜてマルチウェルプレートに注入する（Ｓ１００）。

図９から図１１に示すように、マルチウェルプレート本体３００の単位ウェルの間に誘導磁石１００が挿入されるように、この本体３００を本体位置固定部４００に固定させる（Ｓ２００〜Ｓ３００）。

この際、本体位置固定部４００内に配されている圧迫部４１０がマルチウェルプレート本体３００の外周面を圧迫することによって、本体位置固定部４００にこの本体３００が固定される（Ｓ２００）。前述したＳ１００段階からＳ２００段階は、使用者の便宜によってその順序が変わっても良い。

誘導磁石１００により形成されている磁場によって、遺伝子物質と結合された磁性粒子が誘導磁石１００に引き寄せられる（Ｓ４００）。

遺伝子物質と結合している磁性粒子を除く残余液体を、マルチウェルプレート本体３００から除去する（Ｓ５００）。

マルチウェルプレート本体３００に固定されている本体位置固定部４００をこの本体３００から分離することにより、この本体３００に印加されている磁場を除去する（Ｓ６００）。

マルチウェルプレート本体３００の単位ウェル内に残っている磁性粒子と核酸を分離するために、この本体３００の単位ウェルに洗浄液を注入する（Ｓ７００）。

これによって、核酸が効果的に分離及び精製される。

［実験例］本装置を用いるプラスミドＤＮＡの分離方法

本装置を用いるプラスミドＤＮＡの分離方法について説明する。以下に説明する方法は一例であり、本発明に係る方法は、以下の方法の他にも核酸、たんぱく質を分離する方法を広く含んでいる。

標的プラスミドＤＮＡを分離するために、細胞破砕液を準備する。この細胞破砕液は、当業者が行い得る方法を広く含めて、化学的な細胞破砕法により調製されたものである。

準備した細胞破砕液に磁性粒子を注入することで、細胞たんぱく質変性凝集物と細胞破砕粒子に磁性粒子を結合させる。その結果として、上澄液が得られる。この上澄液を得る方法でも、本発明に係る磁性粒子分離装置を用いることができる。

得られた上澄液に８Ｍのグアニジン−塩化水素、１００％エタノール、及び磁性粒子を注入して、これらを混合させる。この混合過程を通じて、標的プラスミドＤＮＡが磁性粒子と結合する。

結合されたプラスミドＤＮＡ−磁性粒子を他の成分から分離するために、本発明に係る磁性粒子分離装置を用いて磁場を印加／除去することで、チューブ内においてプラスミドＤＮＡ−磁性粒子が誘導磁石固定部に向かって引き寄せられる。このため、プラスミドＤＮＡ−磁性粒子を除いて不純物溶液を除去することができる。

不純物溶液が除去されてプラスミドＤＮＡ−磁性粒子が残っているチューブ内に洗浄液を注入して洗浄段階を進める。この段階で、誘導磁石固定部２００を用いて磁場を印加／除去する方法を行なう。

また、プラスミドＤＮＡ−磁性粒子に磁場を印加／除去することにより、プラスミドＤＮＡ−磁性粒子結合物から標的たんぱく質を分離することができる。

図１２は、本装置を用いて分離されたプラスミドＤＮＡを電気泳動した結果を示す写真である。カラム型のプラスミドキットを用いる場合に似た効果を本装置および本方法が発揮したことが実証された。

Claims

磁性粒子を引き寄せるための磁場を形成している複数個の誘導磁石１００と、
前記誘導磁石１００がそれぞれ挿入されており固定されている誘導磁石固定ホール２１０を有する誘導磁石固定部２００と、
前記誘導磁石固定部２００と結合され、前記誘導磁石１００が配列されている位置に対応して高さ方向に沿って形成されている流入ホール３１０、及び、一の流入ホール３１０ａと前記一の流入ホール３１０ａに隣接している他の流入ホール３１０ｂを区分している区画壁３２０を有する本体３００と、
を備えることを特徴とする磁性粒子分離装置。
前記区画壁３２０には、
前記区画壁３２０の長さ方向に沿って形成されている挿入ホール３２１と、
前記流入ホール３１０に挿入されるチューブＴの外周面を圧迫して前記チューブＴを前記本体３００に固定させる、前記挿入ホール３２１に挿入されているチューブ固定部３２２と、
が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子分離装置。
前記本体３００は、
前記区画壁３２０を長さ方向に沿って貫通しており、前記流入ホール３１０を形成している内側壁３１２に形成されている溝部３６０と、
前記流入ホール３１０に挿入されるチューブＴの外周面を圧迫して前記本体３００に固定させる、前記溝部３６０に挿入されているチューブ固定部３２２と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子分離装置。
前記流入ホール３１０に前記チューブＴが挿入されるときに、前記チューブの底面ＢＳと前記流入ホール３１０の底面３１１とが所定距離ｔ離れているように、前記流入ホール３１０の深さＤは前記チューブＴの長さＬよりも長いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁性粒子分離装置。
前記誘導磁石１００がそれぞれ挿入されており固定されているように、前記誘導磁石固定ホール２１０の端部２１１が突き出ていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁性粒子分離装置。
前記誘導磁石固定部２００では、前記誘導磁石固定ホール２１０が形成されている面の端部に、前記本体３００と結合させるための第１結合磁石２３０を受容している第１結合磁石固定ホール２２０が形成されており、
前記本体３００では、前記第１結合磁石２３０の磁力によって前記誘導磁石固定部２００と結合されるように、前記第１結合磁石固定ホール２２０に対応する位置に第２結合磁石３４０を受容している第２結合磁石固定ホール３３０が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁性粒子分離装置。
前記誘導磁石１００の一端部は前記誘導磁石固定部２００の誘導磁石固定ホール２１０に固定されており、前記誘導磁石１００の他端部は上方向に突き出ており、
前記区画壁３２０と隣接している他の区画壁３２０ａとの間に前記誘導磁石１００が配されている空間が前記本体３００の下部に設けられるように、前記流入ホール３１０の上部の断面積よりも前記流入ホール３１０の下部の断面積の方が小さいことを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子分離装置。
さらに、前記本体３００と前記誘導磁石固定部２００との間に配されている本体位置固定部４００を備え、
前記本体位置固定部４００は、
前記誘導磁石１００が固定されている前記誘導磁石固定部２００に前記本体３００が固定されるように、前記本体３００の外周面を圧迫している圧迫部４１０と、
前記圧迫部４１０を受容しており固定している受容部４２０と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の磁性粒子分離装置。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の磁性粒子分離装置を用いる核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法であって、
磁性粒子を用いて核酸を分離するために遺伝子物質に前記磁性粒子を混ぜて前記チューブＴに注入する段階Ｓ１００と、
前記本体３００に前記チューブＴを固定させる段階Ｓ２００と、
前記誘導磁石１００が固定されている前記誘導磁石固定部２００を前記本体３００と結合させる段階Ｓ３００と、
前記誘導磁石１００によって形成されている磁場によって、前記遺伝子物質と結合された磁性粒子が前記誘導磁石１００に向かって引き寄せられる段階Ｓ４００と、
前記遺伝子物質と結合された磁性粒子を除かれた残余液体を前記チューブＴから除去する段階Ｓ５００と、
前記本体３００から前記誘導磁石固定部２００を分離して前記本体３００に印加された磁場を除去する段階Ｓ６００と、
を含むことを特徴とする核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法。
さらに、前記磁場を除去する段階Ｓ６００の後に、前記チューブＴ内で前記磁性粒子から核酸またはたんぱく質を分離するために、前記チューブＴに洗浄液または分離液を注入する段階Ｓ７００を含むことを特徴とする請求項９に記載の核酸またはたんぱく質の分離及び精製方法。