JP2018038342A - 微生物捕捉デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】一定の大きさのフィルタであっても、少量の核酸抽出溶液で核酸抽出処理を行うことができ、高感度かつ高精度に微生物検査を行うことが可能となる微生物捕捉デバイスの提供。【解決手段】微生物２２０を含む検体２１０を流入させる容器と、容器の上流側に設けられ、検体２１０を容器の内部へ投入する検体注入口２１と、容器の内部に設けられ、検体２１０から微生物２２０を捕捉する捕捉部４０と、容器の下流側に設けられ、微生物２２０が捕捉された後の廃液を排出する検体排出口３２と、を備え、捕捉部４０は、少なくとも２層以上のフィルタ４１１，４１２で構成されている微生物捕捉デバイス１。【選択図】図２

Description

本発明は、検体に含まれる微生物を捕捉するための微生物捕捉デバイスに関する。

従来、飲料などの検体内に存在する微生物を迅速に検出する手法として、例えばＰＣＲ法（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ；ポリメラーゼ連鎖反応）が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平４−３６１９７号公報

ＰＣＲ法で高感度に検出するためには、微生物に対して少量の核酸抽出試薬で核酸抽出処理を行うことが好ましい。

検体中の微生物をフィルタによって捕捉するが、作業時間の短縮のために一定の大きさを持つフィルタが使用される。フィルタの大きさによっては、核酸抽出処理に用いる核酸抽出溶液が大量に必要となり、検出感度が低下し、精度よく核酸を抽出できない場合がある。

そこで、本発明は、一定の大きさのフィルタであっても、少量の核酸抽出溶液で核酸抽出処理を行うことができ、高感度かつ高精度に微生物検査を行うことが可能となる微生物捕捉デバイスを提供することを目的とする。

本発明に係る微生物捕捉デバイスは、微生物を含む検体を流入させる容器と、前記容器の上流側に設けられ、前記検体を前記容器の内部へ投入する検体注入口と、前記容器の内部に設けられ、前記検体から前記微生物を捕捉する捕捉部と、前記容器の下流側に設けられ、前記微生物が捕捉された後の廃液を排出する検体排出口と、を備え、前記捕捉部は、少なくとも２層以上のフィルタで構成されており、最も上流側に位置するフィルタは、前記微生物を通過させ、２層目以降のフィルタによって前記微生物を捕捉し、前記微生物を捕捉したフィルタと、前記微生物を捕捉したフィルタに対して上流側に位置するフィルタとの間の距離は、３［ｍｍ］以下（０［ｍｍ］を除く）の範囲にあり、前記微生物を捕捉したフィルタと、前記微生物を捕捉したフィルタに対して上流側に位置するフィルタとの間の間隙に核酸抽出試薬を注入するための試薬注入口を有する。

上記構成の微生物捕捉デバイスにより、捕捉した微生物を、少量の核酸抽出試薬で核酸抽出し、高感度でかつ、高精度に微生物検査をすることができる。

図１は、実施の形態１に係る微生物捕捉デバイス１の断面図である。 図２は、実施の形態１に係る微生物捕捉方法の検体２１０を注入するときの様子を示す断面図である。 図３は、実施の形態１に係る微生物捕捉方法の微生物２２０を捕捉した様子を示す断面図である。 図４は、実施の形態１に係る微生物捕捉方法の核酸抽出試薬を注入する様子を示す断面図である。 図５は、実施の形態１に係る微生物捕捉方法の核酸を抽出した様子を示す断面図である。 図６は、実施の形態１に係る微生物捕捉方法の核酸抽出液を排出する様子を示す断面図である。 図７は、実施の形態１に係る微生物捕捉デバイス１の変形例を示す断面図である。 図８は、実施の形態２に係る微生物捕捉デバイス２の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る微生物捕捉デバイス１の構成について、図１〜図７を用いて説明する。

微生物捕捉デバイス１は、検体に含まれる微生物を捕捉し、核酸の抽出処理を行う装置である。検体に含まれる微生物は、例えば、細菌、ウイルス又は組織細胞等である。実施の形態１において例示する微生物捕捉デバイス１は、例えば、食品に含まれる細菌を集菌する集菌デバイスである。

微生物捕捉デバイス１は、液状の検体からこの検体中に含まれる微生物を捕捉する。したがって、検査対象の微生物が含まれる検体が液体である場合は、その液体をそのまま検体サンプルとして用い、検査対象の微生物が含まれる検体が固体である場合は、滅菌希釈水等に懸濁して液状の検体サンプルを作製する。

実施の形態に係る微生物捕捉デバイス１の構成について、図１を用いて説明する。

微生物捕捉デバイス１は、図１に示すように、容器１０と、検体注入口２１と、抽出液排出口３１と、検体排出口３２と、捕捉部４０とを備える。

容器１０は、注入される検体及び核酸抽出試薬によって検体から核酸の抽出処理を行うための処理容器である。検体から抽出された核酸は、核酸抽出液となって容器１０から排出される。

容器１０の材質は、特に限定されるものではないが、核酸抽出処理で加熱処理を行うことを可能とするために、容器１０は、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等の耐熱性の高い樹脂材料、アルミニウム又はステンレス等の金属材料、あるいは、
ガラス又はセラミック等の無機材料によって構成されているとよい。また、容器１０として樹脂材料を用いた場合には、安価で軽量化を図ることができるという利点もある。また、容器１０として金属材料又は高熱伝導性樹脂を用いた場合には、容器１０の熱伝導性を向上させることができる。このため、加熱処理を行う場合には、容器１０の少なくとも一部は、金属材料又は高熱伝導性樹脂によって構成されているとよい。なお、容器１０は、上記の材料を組み合わせて構成されていてもよい。

また、容器１０の内面は、非親水性であるとよい。例えば、容器１０の内面は、疎水性であるとよい。この場合、疎水性材料を用いて容器１０を形成してもよいし、表面処理によって容器１０の内面を疎水性にしてもよいし、疎水性を有する膜が容器１０の内面にコーティングされていてもよい。

容器１０は、第１容器部１１と第２容器部１２とが、例えばネジ止めされることによって構成されている。第１容器部１１と第２容器部１２とは、捕捉部４０を境界として容器１０の内部空間を分割するように構成している。すなわち、本実施の形態において、容器１０は、捕捉部４０を境界として上下方向に二分割されており、第１容器部１１が上側の部品で、第２容器部１２が下側の部品となっている。

検体注入口２１は、容器１０内に検体を注入するための注入口である。本実施の形態において、検体注入口２１は、第１容器部１１の上壁に設けられ第１容器部１１と一体的に形成されている。検体注入口２１の一方の端部は、第１容器部１１に接続され、検体注入口２１の他方の端部は、容器１０の外部に設けられた検体投入カップ（図示せず）に接続される。検体は、検体投入カップから検体注入口２１を介して第１容器部１１に注入される。

このように、第１容器部１１には検体の液体が注入されるので、第１容器部１１の内部空間の壁面における角度αは、９０度以上であるとよい。つまり、第１容器部１１における任意の２つの壁面のなす角が９０度以上であるとよい。これにより、検体を第１容器部１１に注入したときに、第１容器部１１の内部空間の壁面に検体が留まることを抑制することができる。

抽出液排出口３１は、核酸抽出試薬によって核酸抽出対象物から抽出された核酸が含まれる核酸抽出液を容器から排出するための核酸抽出液排出口である。本実施の形態において、抽出液排出口３１は、第２容器部１２の下壁に設けられている。

抽出液排出口３１は、容器１０の外部と第２容器部１２の内部空間とを連通する配管である。具体的には、抽出液排出口３１の一方の端部は、第２容器部１２に接続され、抽出液排出口３１の他方の端部は、配管を介して容器１０の外部に設けられた回収容器（核酸抽出液回収容器）に接続される。本実施の形態において、抽出液排出口３１は、第２容器部１２と一体的に形成されている。

抽出液排出口３１から排出される核酸抽出液は、抽出液排出口３１に接続された配管を通じて回収容器に回収される。例えば、核酸抽出液は、送液ポンプによって容器１０から回収容器に送液されることで回収される。

検体排出口３２は、検体を容器１０から排出するための検体排出口である。検体排出口３２からは、容器１０に注入された検体の廃液が排出される。つまり、第１容器部１１から注入されて捕捉部４０を通過した後の検体が検体排出口３２から排出される。本実施の形態において、検体排出口３２は、第２容器部１２の側壁に設けられている。つまり、検体排出口３２は、抽出液排出口３１よりも捕捉部４０に近い位置に設けられている。

検体排出口３２は、容器１０の外部と第２容器部１２の内部空間とを連通する配管である。具体的には、検体排出口３２の一方の端部は、第２容器部１２に接続され、検体排出口３２の他方の端部は、配管を介して容器１０の外部に設けられた回収容器（検体廃液回収容器）に接続される。本実施の形態において、検体排出口３２は、第２容器部１２と一体的に形成されている。

検体排出口３２から排出される検体は、検体排出口３２に接続された配管を通じて、回収容器に回収される。例えば、検体の廃液は、真空ポンプによって容器１０から回収容器に送液されることで回収される。

捕捉部４０は、少なくとも一部が容器１０の内部に配置されており、検体注入口２１から注入された検体に含まれる微生物を捕捉する。捕捉部４０は、微生物を捕捉して保持するための微生物捕捉層４１と、微生物捕捉層４１を支持する支持部４２と、微生物捕捉層４１に核酸抽出試薬を注入する試薬注入口４３とを有する。

微生物捕捉層４１は、２層のフィルタで形成され、第１フィルタ４１１と、第２フィルタ４１２とを備える。

第１フィルタ４１１は、検体が投入される容器１０の上流側に位置し、微生物を通過させる。第２フィルタ４１２は、第１フィルタ４１１より下流側に設けられ、検体中の微生物を捕捉する。

そのため、第１フィルタ４１１に用いられるフィルタは、基本的に微生物を通過させることができる大きさの目の粗さであり、１０［μｍ］〜１００［μｍ］であるものが好ましいが、不可避的に捕捉されてもよい。また、第２フィルタ４１２に用いられるフィルタは、微生物を確実に捕捉することができる大きさの目の粗さであり、０．２［μｍ］〜１［μｍ］であるものが好ましい。第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２に用いられるフィルタは、具体的には、セルロースアセテート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）等の材質で作られたメンブレンフィルタ等を用いることができる。

また、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２は、親水性であることが好ましい。この場合、上記親水性材料を用いてもよいし、フィルタの表面処理によって親水性にしてもよい。

なお、第２フィルタ４１２は、検体に含まれる核酸抽出対象物を吸着させる機能を有する捕捉フィルタを用いてもよい。このような捕捉フィルタを用いることにより、検体から核酸抽出対象物を捕捉する速度を向上させることができる。

第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２は、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２の間に間隙を形成するように配置され、板状の支持部４２によって支持される。第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２の間隙の幅は、例えば３［ｍｍ］である。支持部４２の微生物捕捉層４１に対応する中央部分には貫通孔が形成されている。また、支持部４２の周辺部分を第１容器部１１と第２容器部１２とで挟持することで、第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２及び支持部４２は、容器１０に固定される。第１容器部１１と第２容器部１２と支持部４２とは、例えば、４本のネジによって固定されている。

支持部４２の少なくとも一部は、金属材料又は高熱伝導性樹脂によって構成されているとよい。この場合、支持部４２は、全部が金属材料又は高熱伝導性樹脂によって構成されていてもよい。支持部４２の一部に金属材料を用いる場合、樹脂内に金属材料が埋め込まれたものでもよい。また、支持部４２の表面は、親水性であるとよい。

試薬注入口４３は、微生物捕捉層に核酸抽出試薬を注入するための核酸抽出試薬の注入口であり、微生物捕捉層４１と容器１０の外部とを連通する配管である。

試薬注入口４３から注入される核酸抽出試薬は、捕捉部４０で捕捉された核酸抽出対象物から核酸を抽出するための液体試薬であり、例えば核酸抽出対象物の細胞膜から核酸を取り出す作用を持つ。核酸抽出試薬は、容器１０の外部に設けられた核酸抽出試薬容器から試薬注入口４３を介して微生物捕捉層４１に注入される。本実施の形態では、試薬注入口４３は、支持部４２の周辺部に支持部４２と一体となって形成され、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２で形成された間隙と核酸抽出試薬容器とを接続している。これにより、核酸抽出試薬が容器１０の外部から微生物捕捉層４１に注入される。

試薬注入口４３には、試薬注入口４３をふさぐゴム栓が設けられていることが好ましい。ゴム栓は、核酸抽出試薬を第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２で形成された間隙に注入するための針が貫通可能なゴム材料によって構成されている。なお、ゴム栓の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等が用いられる。

次に、微生物捕捉デバイス１を用いた微生物２２０の捕捉方法について、図２〜図６を用いて説明する。

まず、図２に示されるように、容器１０に検体２１０を注入する。具体的には、微生物２２０を含む検体２１０が入った検体投入カップ２００を検体注入口２１に接続し、検体投入カップ２００から容器１０に検体２１０を投入する。検体２１０を容器１０に投入する際、配管に設けられたバルブ５ｂは開けられ、バルブ５ａは閉じられている。

検体投入カップから投入される検体２１０は、検体注入口２１を介して第１容器部１１に注入され、微生物捕捉層４１を通過して、第２容器部１２に流れる。検体２１０は、微生物捕捉層４１によって濃縮される。具体的には、検体２１０が微生物捕捉層４１を通過する際、検体２１０に含まれる微生物２２０は、微生物捕捉層４１の第１フィルタ４１１では捕捉されずに通過し、第２フィルタ４１２へと流れる。第２フィルタ４１２を検体２１０が通過する際、検体２１０に含まれる微生物２２０は、第２フィルタ４１２に捕捉されて第２フィルタ４１２の表面上に留まる。

このとき、第１容器部１１に注入された検体２１０については、速やかに微生物捕捉層４１を通過させて第２容器部１２に移動させるとよい。例えば、真空ポンプ（図示せず）によって第２容器部１２内を減圧して、第１容器部１１内の圧力を第２容器部１２内の圧力よりも高くする検体排出モードで第２容器部１２内の圧力を調整するとよい。これにより、注入された検体２１０を第１容器部１１から捕捉部４０を通過させて第２容器部１２に速やかに移動させることができる。したがって、効率良く検体２１０を濃縮することができるとともに、検体２１０の廃液を速やかに容器１０から排出させることができる。

微生物捕捉層４１を通過した検体２１０は、廃液として検体排出口３２を介して第２容器部１２から排出され、容器１０の外部に設けられた回収容器５００に回収される。

このようにして、検体２１０を容器１０に注入して廃液を排出すると、図３に示すよう
に、微生物２２０捕捉層４１の第２フィルタ４１２の上には、捕捉された微生物２２０が溜まることになる。

次に、第２フィルタ４１２で捕捉した微生物２２０から核酸２３０を抽出する。具体的には、まず、図４に示すように、容器１０の外部に設けられた核酸抽出試薬容器３００から微生物２２０捕捉層４１に核酸抽出試薬３１０を投入する。

核酸抽出試薬容器３００から投入される核酸抽出試薬３１０は、試薬注入口４３から微生物捕捉層４１に注入される。本実施の形態では、核酸抽出試薬容器３００の針を試薬注入口４３に設けられたゴム栓に貫通させて、核酸抽出試薬容器３００から第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２によって形成される間隙に核酸抽出試薬３１０を注入する。

このように、核酸抽出試薬３１０は、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２によって形成される間隙にのみ注入すればよいので少量でよい。また、核酸抽出試薬３１０は、少量であっても、微生物捕捉層４１内において各フィルタ間の毛細管現象により、微生物捕捉層４１全体に均一に濡れ広がることができる。

微生物捕捉層４１に核酸抽出試薬３１０を注入すると、第２フィルタ４１２に捕捉された微生物２２０が核酸抽出試薬３１０に反応する。これにより、微生物２２０から核酸２３０を抽出することができる。つまり、微生物２２０から核酸２３０が抽出される核酸抽出反応が行われる。

このように、核酸抽出試薬３１０によって微生物２２０の核酸抽出反応が行われることで、微生物２２０から抽出された核酸２３０が含まれる核酸抽出液３２０が生成される。

このとき、図５に示すように、微生物２２０の核酸抽出反応は、微生物捕捉層４１に注入された核酸抽出試薬３１０を微生物捕捉層４１内で保持させて行うとよい。これにより、微生物２２０が核酸抽出試薬３１０に一定時間浸されることになるので、核酸２３０を溶出させやすくでき、核酸２３０の抽出（溶出）を効率良く行うことができる。

核酸抽出試薬３１０を微生物捕捉層４１内で保持させる場合、真空ポンプ（図示せず）は、核酸抽出試薬３１０を微生物捕捉層４１内で保持させる核酸抽出試薬保持モードで第２容器部１２内の圧力を調整するとよい。具体的には、真空ポンプ（図示せず）によって第２容器部１２内を加圧して第２容器部１２内の圧力を第１容器部１１内の圧力よりも高くすればよい。これにより、容器１０に注入された核酸抽出試薬３１０を微生物捕捉層４１内で保持させることができる。

この場合、フィルタとしては、通常時（第２容器部１２を加圧していない時）に核酸抽出試薬３１０が微生物捕捉層４１を通過するようなフィルタを用いることができ
る。

なお、微生物２２０と核酸抽出試薬３１０とを混合させた後に、振動装置（図示なし）によって容器１０を振動させて核酸抽出試薬３１０を撹拌させるとよい。これにより、核酸２３０の抽出をさらに効率良く行うことができる。

また、微生物２２０と核酸抽出試薬３１０とが混合した後に、加熱冷却ユニット（図示なし）によって容器１０を加熱して核酸抽出試薬３１０を加熱してもよい。これにより、核酸２３０の抽出をさらに効率良く行うことができる。加熱冷却ユニットは、例えば容器１０及び捕捉部４０の支持部４２に接続されたペルチェ素子等を用いる。

その後、核酸抽出試薬３１０の注入が完了して第２フィルタ４１２上の微生物２２０の核酸抽出反応が完了した後は、核酸抽出液３２０を第２容器部１２に移動させる。例えば、バルブ５ａを開放することで、第２容器部１２内を常圧にしたり、検体排出モード時の減圧度よりも低い減圧度となるように第２容器部１２内の圧力を調整したりすればよい。

なお、核酸抽出試薬３１０を微生物捕捉層４１の上に保持させる方法としては、上記のような第２容器部１２内の圧力を調整する方法に限るものではない。例えば、核酸抽出試薬保持モードを実行する代わりに、フィルタとして、第２容器部１２内を減圧していない時に核酸抽出試薬３１０が本体部４１上に保持されるようなフィルタを用いることでも実現できる。

この場合、図示しないが、核酸抽出試薬３１０の注入が完了して、微生物捕捉層４１内で保持させた核酸抽出試薬３１０によって微生物捕捉層４１内の核酸抽出対象物の核酸抽出反応が完了した後は、真空ポンプによって第２容器部１２内を減圧して第１容器部１１内の圧力を第２容器部１２内の圧力よりも高くすればよい。これにより、核酸抽出反応が完了して微生物捕捉層４１内に滞留している核酸抽出液３２０を第２容器部１２に移動させることができる。つまり、圧力差を利用して核酸抽出液３２０を第２容器部１２に移動させることができる。このように、真空ポンプによって第２容器部１２内を減圧して、第１容器部１１内の圧力を第２容器部１２内の圧力よりも高くすることで、微生物捕捉層４１における核酸抽出液３２０を微生物捕捉層４１を介して第２容器部１２に移動させる核酸抽出液移動モードで第２容器部１２内の圧力を調整するとよい。

このとき、核酸抽出液移動モードにおける真空ポンプによる減圧度は、上記の検体２１０を排出させる検体排出モードにおける真空ポンプによる減圧度よりも低くするとよい。

そして、図６に示すように、核酸２３０が含まれる核酸抽出液３２０が全て第２容器部１２に移動した後は、抽出液排出口３１に接続された配管を通じて核酸抽出液３２０を回収する。

具体的には、核酸２３０が含まれる核酸抽出液３２０を抽出液排出口３１を介して第２容器１２から排出し、容器１０の外部に設けられた回収容器に核酸抽出溶液を回収することができる。

なお、試薬注入口４３は、第１フィルタ４１１と第２フィルタ４１２とで形成される間隙に核酸抽出試薬３１０を注入できるものであれば、本実施の形態に限られない。例えば、第１フィルタ４１１に試薬注入口４３が設けられ、第１容器部１１の上壁にも第１容器部１１と一体的に注入口を設け、注入口から試薬注入口４３に試薬を注入できる構成であってもよい。

なお、上記実施の形態において、図７に変形例を示すように、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２によって形成される間隙には、スペーサー５１が設けられることが好ましい。

スペーサー５１は、本実施の形態では、ガラスビーズまたは樹脂で形成された球であり、間隙に複数設けられる。スペーサー５１の直径は、間隙の幅に等しいものであることが好ましい。これにより、検体を通過させる際、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２がたわんで接触してしまうのを防止でき、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２間の距離を一定に保つことが可能となる。また、スペーサー５１は、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２がたわむのを防止できるものであれば、本実施の形態に限られず、例えばスペーサー５１円柱形状で支持部４２等と同じ材料で構成されるものであっても
よい。

なお、上記実施の形態において、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２は、親水性を有するものであるとしたが、最も上流側に位置するフィルタ（第１フィルタ４１１）は疎水性を有し、下流側のフィルタ（第２フィルタ４１２）は親水性を有するものとしてもよい。

これにより、微生物２２０を捕捉しない最も上流側に設けられたフィルタには、核酸抽出液３２０が浸透しにくくなるので、使用する核酸抽出試薬３１０の量をより少量化することができる。

上述のように、本実施の形態１における微生物捕捉デバイス１は、微生物２２０を含む検体２１０を流入させる容器１０と、容器１０の上流側に設けられ、検体２１０を容器１０の内部へ投入する検体注入口２１と、容器１０の内部に設けられ、検体２１０から微生物２２０を捕捉する捕捉部４０と、容器１０の下流側に設けられ、微生物２２０が捕捉された後の廃液を排出する検体排出口３２と、を備え、捕捉部４０は、少なくとも２層以上のフィルタで構成されており、最も上流側に位置するフィルタは、微生物２２０を通過させ、２層目以降のフィルタによって微生物２２０を捕捉し、微生物２２０を捕捉した第２フィルタ４１２と、微生物２２０を捕捉した第２フィルタ４１２に対して上流側に位置する第１フィルタ４１１との間の距離は、３［ｍｍ］以下（０［ｍｍ］を除く）の範囲にあり、微生物２２０を捕捉した第２フィルタ４１２と、微生物２２０を捕捉した第２フィルタ４１２に対して上流側に位置する第１フィルタ４１１との間の間隙に核酸抽出試薬３１０を注入するための試薬注入口４３を有する。

これにより、核酸抽出試薬３１０を、微生物２２０を捕捉した第２フィルタ４１２と、微生物を捕捉した第２フィルタ４１２に対して上流側に位置する第１フィルタ４１１との間の空間に注入するだけであるために、核酸抽出試薬３１０の量を少量化することができる。また、毛細管現象により、フィルタ全体に核酸抽出試薬３１０を浸透させることができる。そのため、核酸２３０が高濃度な核酸抽出液３２０を得ることができ、高感度で、高精度な微生物検査を行うことを可能とすることができる。

また、隣接するフィルタ間にスペーサー５１が設けられていることが好ましい。

これにより、フィルタのたわみを防止することができ、隣り合うフィルタ間の距離を一定に保つことができるので、微生物２２０を確実に捕捉することができる。

また、微生物２２０を捕捉する第２フィルタ４１２は親水性であることが好ましい。

これにより、フィルタの内部まで均一に核酸抽出試薬３１０が濡れ広がるので、より多くの核酸２３０を抽出することができる。

また、微生物２２０を捕捉する第２フィルタ４１２は親水性であり、微生物２２０を捕捉するフィルタに対して上流側に位置している第１フィルタ４１１は疎水性としてもよい。

これにより、微生物２２０を捕捉する第２フィルタ４１２に対して上流側に位置している第１フィルタ４１１に核酸抽出試薬が浸み込まず、使用する核酸抽出試薬３１０の量を一層少量化することができる。

なお、本実施の形態における微生物２２０の捕捉方法について、当業者が思いつく方法
や本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、本実施の形態に限られるものではない。

（実施の形態２）
本実施の形態２における微生物捕捉デバイス２について、図８を参照して説明する。
図８は、本実施の形態２に係る微生物捕捉デバイス２の構成を示す図である。

なお、ここでは、上記実施の形態１と相異する事項についてのみ説明し、その他の事項（構成、作用効果等）については、上記実施の形態１と同様であるので、図面において同じ符号を付してその説明を省略する。本実施の形態２に係る微生物捕捉デバイス２は、微生物捕捉層４１が３層以上のフィルタで構成される点で実施の形態１と相異する。

本実施の形態２における微生物捕捉層は、３層のフィルタで形成され、図８に示されるように、第１フィルタ４１１と、第２フィルタ４１２と、第３フィルタ４１３を備える。

第１フィルタ４１１は、検体が投入される容器１０の上流側に位置し、微生物２２０ａ、２２０ｂを通過させる。第２フィルタ４１２は、第１フィルタ４１１より下流側に設けられ、検体中の微生物２２０ａを捕捉する。第３フィルタ４１３は、第１フィルタ４１１及び第２フィルタ４１２の間に設けられ、微生物２２０ｂを捕捉する。

そのため、第１フィルタ４１１に用いられるフィルタは、基本的に微生物２２０ａ、２２０ｂを通過させることができる大きさの目の粗さであり、１０［μｍ］〜１００［μｍ］であるものが好ましいが、不可避的に捕捉されてもよい。また、第２フィルタ４１２に用いられるフィルタは、微生物を確実に捕捉することができる大きさの目の粗さであり、０．２［μｍ］〜１［μｍ］であるものが好ましい。また、第３フィルタ４１３に用いられるフィルタは、第２フィルタ４１２より目が粗く、例えば１［μｍ］〜１０［μｍ］であるもので好ましい。

第３フィルタ４１３を設けることで、第２フィルタ４１２と第３フィルタ４１３とで、種類の異なる微生物２２０ａ、２２０ｂを捕捉することができる。

第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３に用いられるフィルタは、上記同様、セルロースアセテート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）等の材質で作られたメンブレンフィルタ等を用いることができる。

また、第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３は、親水性であることが好ましい。この場合、上記親水性材料を用いてもよいし、フィルタの表面処理によって親水性にしてもよい。

また、最も上流側に位置するフィルタ（第１フィルタ４１１）は疎水性を有し、それ以外のフィルタ（第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３）は親水性を有するものとしてもよい。

第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３は、それぞれの間に間隙を形成して配置し、複数の板状の支持部４２によって挟持され、支持される。各フィルタの間隙の幅は、例えば３［ｍｍ］である。支持部４２の微生物捕捉層４１に対応する中央部分には貫通孔が形成されている。また、支持部４２の周辺部分を第１容器部１１と第２容器部１２とで挟持することで、第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２、第３フ
ィルタ４１３及び支持部４２は、容器１０に固定される。第１容器部１１と第２容器部１２と支持部４２とは、例えば４本のネジによって固定されている。

試薬注入口４３ａ、４３ｂは、支持部４２の周辺部に支持部４２と一体となって形成され、第１フィルタ４１１及び第３フィルタ４１３、第３フィルタ４１３及び第２フィルタ４１２のそれぞれの間隙と、容器１０の外部とが連通するように設けられる。各試薬注入口４３ａ、４３ｂには、各試薬注入口４３ａ、４３ｂに対応した核酸抽出試薬容器と接続している。各フィルタのそれぞれの間隙に、核酸抽出試薬が容器１０の外部から注入される。

これにより、微生物捕捉層４１において微生物を捕捉するフィルタを２層とすることで、上記同様の捕捉手順で、第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３ごとに捕捉する微生物を変えることができる。また、試薬注入口４３ａ、４３ｂをそれぞれ第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３ごとに設けることで、捕捉した微生物に最適な核酸抽出液を流入することができ、種々の微生物を含む検体に対しても効果的に核酸を抽出することができる。

上述のように、本実施の形態における微生物捕捉デバイス２は、捕捉部４０は、少なくとも３層以上のフィルタで構成されており、各フィルタの目の粗さは異なり、目の粗さが異なるフィルタにおいて、上流側に位置している第１フィルタ４１１の方の目の粗さが大きく、試薬注入口４３ａ、４３ｂは、間隙のそれぞれに設けられている。

これにより、第１フィルタ４１１、第２フィルタ４１２及び第３フィルタ４１３の目の粗さを変え、かつ隣接するフィルタ間に形成される空間ごとに核酸抽出試薬３１０を注入する試薬注入口４３ａ、４３ｂが設けられているので、フィルタごとに捕捉する微生物２２０ａ、２２０ｂを変えて、その捕捉した微生物２２０ａ、２２０ｂに適した核酸抽出試薬を注入することができる。そのため、種々の微生物２２０ａ、２２０ｂが含む検体に対しても効果的に核酸を抽出することができる。

なお、各フィルタの間隙には、スペーサーが設けられていてもよい。

なお、本実施の形態は、微生物捕捉層４１において３層のフィルタを設けるものとしたが、フィルタの目の粗さが各々のフィルタで異なり、各フィルタ上で、異なる種類の微生物を捕捉できるものであれば、フィルタは３層以上設けてもよい。このとき、各フィルタは、上流側に位置するフィルタの方が目の粗さが大きくなるように配置する。また、フィルタとフィルタとで形成された間隙のそれぞれには、試薬注入口が各間隙に対応して設けられる。

その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、２ 微生物捕捉デバイス
１０ 容器
２１ 検体注入口
３１ 抽出液排出口
３２ 検体排出口
４０ 捕捉部
４３ 試薬注入口
２１０ 検体
２２０ 微生物
３１０ 核酸抽出試薬
４１１ 第１フィルタ
４１２ 第２フィルタ
４１３ 第３フィルタ

Claims (5)

1. 微生物を含む検体を流入させる容器と、
   前記容器の上流側に設けられ、前記検体を前記容器の内部へ投入する検体注入口と、
   前記容器の内部に設けられ、前記検体から前記微生物を捕捉する捕捉部と、
   前記容器の下流側に設けられ、前記微生物が捕捉された後の廃液を排出する検体排出口と、
   を備え、
   前記捕捉部は、少なくとも２層以上のフィルタで構成されており、
   最も上流側に位置するフィルタは、前記微生物を通過させ、２層目以降のフィルタによって前記微生物を捕捉し、
   前記微生物を捕捉したフィルタと、前記微生物を捕捉したフィルタに対して上流側に位置するフィルタとの間の距離は、３［ｍｍ］以下（０［ｍｍ］を除く）の範囲にあり、
   前記微生物を捕捉したフィルタと、前記微生物を捕捉したフィルタに対して上流側に位置するフィルタとの間の間隙に核酸抽出試薬を注入するための試薬注入口を有する
   微生物捕捉デバイス。
2. 隣接する前記フィルタの各フィルタ相互間に、前記間隙を保持する前記スペーサーが設けられている
   請求項１に記載の微生物捕捉デバイス。
3. 前記微生物を捕捉するフィルタは親水性である
   請求項１または請求項２に記載の微生物捕捉デバイス。
4. 前記微生物を通過させるフィルタは疎水性である
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の微生物捕捉デバイス。
5. 前記捕捉部は、少なくとも３層以上のフィルタで構成されており、
   各フィルタの目の粗さは、下流側に位置するものの方が細かくなるように、相異しており、
   前記試薬注入口は、前記間隙のそれぞれ別に設けられている
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の微生物捕捉デバイス。
   

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