JP2021090420A - 核酸抽出装置 - Google Patents

核酸抽出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021090420A
JP2021090420A JP2020204321A JP2020204321A JP2021090420A JP 2021090420 A JP2021090420 A JP 2021090420A JP 2020204321 A JP2020204321 A JP 2020204321A JP 2020204321 A JP2020204321 A JP 2020204321A JP 2021090420 A JP2021090420 A JP 2021090420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reagent
nucleic acid
chamber
extraction device
acid extraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020204321A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7101746B2 (ja
Inventor
志文 楊
Shibun Yo
志文 楊
瑞賢 洪
Ruey-Shyan Hong
瑞賢 洪
姿慧 呉
Tzu-Hui Wu
姿慧 呉
庭軒 陳
Ting-Hsuan Chen
庭軒 陳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of JP2021090420A publication Critical patent/JP2021090420A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7101746B2 publication Critical patent/JP7101746B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/07Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/072Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
    • B01F27/0724Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis directly mounted on the rotating axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • B01F27/11251Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis having holes in the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

【課題】効率が良い核酸抽出装置を提供する。【解決手段】試薬含有部110、混合部120、及び、流れチャネル部130を備える。試薬含有部は、少なくとも1つの試料、少なくとも1つの磁気ビーズ、及び、少なくとも1つの抽出用試薬を含む。混合部は混合チャンバ122と撹拌部124を備える。混合チャンバはチャンバ部1221と管部1222を備え、撹拌部は本体部1241と拡張部1242を備える。本体部はチャンバ内に供され、管部はチャンバに接続する。拡張部は本体部に接続し、管部へ入り込むように延びる。拡張部と管部の内壁との間には、管部の第1方向に第1ギャップ、及び、管部の第2方向に第2ギャップが存在する。流れチャネル部は試薬含有部と混合部と接続される。試料、磁気ビーズ、抽出するための試薬は、試薬含有部から流れチャネル部を介して混合チャンバへ流れて、撹拌部にて撹拌及び混合される。【選択図】図3

Description

本開示は抽出装置に関し、特に核酸抽出装置に関する。
核酸分析は、遺伝子、分子生物学、若しくは動物及び植物の病気の研究又は検出にとって今日不可欠な方法である。従って核酸の分離及び抽出に関する技術が近年急速に発展してきた。試料の核酸は磁気ビーズから分離される前に磁気ビーズに結合されるように、確立されたプロセスとシーケンスに従って混合チャンバ内で試料と、磁気ビーズと、核酸抽出用の様々な試薬を混合する核酸抽出方法が存在する。適時性は核酸分析において決定的な因子である。たとえば感染症の出現に対して、バクテリア又はウイルスの核酸分析が速く完了すれば、対応するワクチンを迅速に開発できる。
一般的な混合装置は、磁気ビーズと試薬とを十分効率的に混合させることができない。そのため核酸の抽出と分析に要する時間が顕著に長くなってしまう。
本開示の核酸抽出装置は、試薬含有部と、混合部と、流れチャネル部を備える。前記試薬含有部は、少なくとも1つの試料と、少なくとも1つの磁気ビーズと、抽出用の少なくとも1つの試薬を含むように構成される。前記混合部は、混合チャンバと、撹拌部を備える。前記混合チャンバは、チャンバ部と管部を備える。前記撹拌部は、本体部と拡張部を備える。前記本体部は前記チャンバ内に供される。前記管部は前記チャンバに接続する。前記拡張部は、前記本体部に接続し、かつ、前記管部へ入り込むように延びる。前記拡張部と前記管部の内壁との間には、前記管部の第1方向に第1ギャップが存在する。前記拡張部と前記管部の内壁との間には、前記管部の第2方向に第2ギャップが存在する。前記第1ギャップは、前記第2ギャップよりも小さい。前記流れチャネル部は、前記試薬含有部と前記混合部との間で接続される。前記試料と、前記磁気ビーズと、抽出するための前記試薬は、前記試薬含有部から前記流れチャネル部を介して前記混合チャンバへ流れて、前記撹拌部によって撹拌及び混合されるように構成される。
上記に基づき、既存のチャンバに加えて、本開示の前記混合チャンバは、前記チャンバ部から延びる管部をさらに有し、前記撹拌部はそれに対応して、前記管部へ入り込むように延びる拡張部を有する。それに加えて、前記撹拌部の拡張部と前記管部の内壁との間に異なるサイズの前記第1ギャップと前記第2ギャップが存在する。換言すると、前記拡張部と前記管部の内壁との間の前記第1ギャップと前記第2ギャップのサイズは均一にされない。前記撹拌部の拡張部と前記管部との間でのギャップが不均一であることで、前記液体は、不均一な毛管力を生じる。ポンプが前記混合チャンバの上端から空気を吸引するとき、前記液体は前記管部内で上下に繰り返し流れることで、前記管の壁に付着する前記磁気ビーズを再溶解する。
添付図面は、さらなる理解のために供され、本願明細書の一部に組み込まれ、かつ、その一部を構成する。図面は、典型的な実施形態を表し、かつ、発明の詳細な説明とともに本開示の原理を説明する。
は、本開示の実施形態による核酸抽出装置の立体像である。 は、図1の核酸抽出装置の分解図である。 は、図1の核酸抽出装置の断面図である。 は、線I−Iに沿った図1の混合部の断面図である。 は、図1の試薬含有部の分解図である。 は、図3の核酸抽出装置の部分拡大図である。 は、図1の含有構造の部分拡大図である。 は、図1の核酸抽出装置によって抽出される核酸の対応検出信号を示している。
本開示は、磁気ビーズと試薬とを効率的に混合するように構成される核酸抽出装置を供する。
図1は、本開示の実施形態による核酸抽出装置の立体像である。図2は、図1の核酸抽出装置の分解図である。図3は、図1の核酸抽出装置の断面図である。図1から図3では、本実施形態の核酸抽出装置100は、試薬含有部110と、混合部120と、流れチャネル部130を備える。流れチャネル部130はたとえば、積層されて一つにされる上側板部132と下側板部134を備え、かつ、試薬含有部110と混合部120との間で接続される。試薬含有部110は複数の試薬チャンバ110a、110bを有し、試薬チャンバ110a、110bはそれぞれ、試料と、複数の磁気ビーズと、抽出用の様々な種類の試薬を含むように構成される。混合部120は、混合チャンバ122と撹拌部124を備える。試料と、磁気ビーズと、抽出用試薬は、確立されたプロセスに従って、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ入り込むように流れるようにされ、撹拌部124によって撹拌及び混合される。それにより試料の核酸は、磁気ビーズから分離される前に磁気ビーズに結合される。
本実施形態では、混合チャンバ122は、チャンバ部1221と管部1222を備える。管部1222は、流れチャネル部130とチャンバ部1221との間で接続される。管部1222の内側の幅は、チャンバ部1221の内側の幅よりも狭い。管部1222とチャンバ部1221の断面は本実施形態では円形であるため、上述の内側の幅は内径を意味することに留意して欲しい。撹拌部124は本体部1241と拡張部1242を備える。拡張部1242の幅は、本体部1241の幅よりも狭い。本体部1241はチャンバ部1221内に供される。拡張部1242は、本体部1241に接続し、管部1222へ入り込むように延びる。撹拌部124が動作するように駆動されるとき、本体部1241は、チャンバ部1221内で試料、磁気ビーズ、及び/又は抽出用試薬を撹拌し、かつ、拡張部1242は、管部1222内で試料、磁気ビーズ、及び/又は抽出用試薬を撹拌する。
図4は、線I−Iに沿った図1の混合部の断面図である。さらに図4では、本実施形態の拡張部1242と管部1222の内壁との間には、管部1222の第1方向RD1(つまり管部1222の軸方向ADに垂直な半径方向)に第1ギャップG1が存在する。本実施形態の拡張部1242と管部1222の内壁との間には、管部1222の第2方向RD2(つまり管部1222の軸方向ADに垂直な他の半径方向)に第2ギャップG2が存在する。また第1ギャップG1は第2ギャップG2よりも狭い。換言すると、拡張部1242と管部1222の内壁との間のギャップのサイズは均一ではない。その結果、拡張部1242と管部1222との間の毛管力は不均一となる。したがって試薬が、ポンプ160の駆動及び/又は撹拌部124の撹拌によって混合チャンバ122内を流れるとき、管部1222内の様々な位置の試薬は様々な流速で撹拌される。よって気泡が管部1222内に容易に生成され、磁気ビーズと試薬は、撹拌部124の撹拌と気泡の妨害によって迅速に混合される。
詳細には、本実施形態の管部1222は円筒パイプ1222aを有し、拡張部1242は円筒パイプ1222a内に供される。拡張部1242は長方形の断面を有する。その際拡張部1242は、第1方向RD1において第1長さL、及び、第2方向RD2において第2長さWを有する。また第1長さLは第2長さWよりも長い。このようにして拡張部1242と管部1222の内壁との間のギャップのサイズは、上述のように均一ではなくなり得る。他の実施形態では、管部1222は他の断面形状のパイプを有し、拡張部1242は他の形状の断面を有してよい。その際拡張部1242と管部1222の内壁との間のギャップは均一ではない。たとえば管部1222は長方形のパイプを有する一方で、長方形のパイプ内に供される拡張部1242は円形の断面と、不均一なギャップを含む構成を有する。本開示はその実際の形状を限定しない。
図3では、本実施形態の混合部120はアクチュエータ126とカバー128を備える。カバー128は、混合チャンバ122のチャンバ部1221を覆う。撹拌部124は接続部1243をさらに備える。接続部1243は、カバー128を貫き、一部が混合チャンバ122の外側へ突出し、アクチュエータ126に接続する。アクチュエータ126はたとえばモーターで、撹拌部124を回転させるように駆動させて撹拌を実行するように構成される。他の実施形態では、アクチュエータ126は他の型の駆動装置であってよく、本開示はアクチュエータの型に限定されない。それに加えて混合部120はアクチュエータ126を備えなくてよく、撹拌部124を動作させる外部装置内に含まれるアクチュエータが存在すればよい。
図3に示されているように、本実施形態の核酸抽出装置100は、加熱装置140と、磁気引力装置150と、ポンプ160をさらに備える。加熱装置140は、混合チャンバ122のそばに設けられ、混合チャンバ122を加熱することで試料と試薬との反応速度を加速させるように構成される。磁気引力装置150は、管部1222の外側で可動となるように設けられ、試薬の流れによって予期せずに磁気ビーズが管部1222から離れないように、磁気引力によって磁気ビーズの位置を制限するように構成される。ポンプ160は、混合チャンバ122に接続され、かつ、試料、磁気ビーズ、及び/又は抽出用試薬を駆動させて試薬含有部110と混合チャンバ122との間を移動させるように構成される。図3に示されているように加熱装置140と磁気引力装置150はチャンバ部1221と管部1222にそれぞれ隣接する位置に設けられ得るが、本開示はそれに限定されない。核酸抽出装置100は加熱装置140及び/又は磁気引力装置150を備えなくてよく、加熱と磁気引きつけを実行する外部装置内に含まれる加熱装置及び/又は磁気引力装置が存在すればよい。加熱装置140及び/若しくは磁気引力装置150によって実行される加熱並びに/又は磁気引き付けが必要とされない場合、加熱装置140及び/又は磁気引力装置150は、混合チャンバ122から離れるように移動し、あるいは、加熱装置140及び/又は磁気引力装置150をオフにするように駆動されてよい。それに加えて核酸抽出装置100はポンプ160を備えなくてよく、試料、磁気ビーズ、及び/又は抽出用試薬を流すように駆動するように外部装置内に含まれるポンプが存在すればよい。
本実施形態では、抽出用試薬は、溶解バッファ、結合バッファ、洗浄バッファ、及び溶出バッファを含んでよい。図1に示されているように、試薬チャンバ110aは試料を含むように構成され、試薬チャンバ110bは溶解溶液を含むように構成され、試薬チャンバ110cは結合バッファを含むように構成され、試薬チャンバ110dは磁気ビーズを含むように構成され、試薬チャンバ110e,110fは洗浄バッファを含むように構成され、試薬チャンバ110gは溶出バッファを含むように構成されてよい。
本実施形態の核酸抽出装置100の具体的な動作の流れについて以降で説明する。最初に試薬チャンバ110a内の試料と試薬チャンバ110b内の溶解溶液は、ポンプ160の駆動によって、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ流れる。加熱装置140は混合チャンバ122を加熱し、撹拌部124は、混合チャンバ122内で試料と溶解バッファを撹拌する。それにより試料の細胞膜は溶解バッファによって壊されることで核酸が沈殿する。続いて試薬チャンバ110c内の結合バッファと試薬チャンバ110d内の磁気ビーズは、ポンプ160の駆動によって、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ流れる。加熱装置140は7混合チャンバ122を加熱し、撹拌部124は、混合チャンバ122内で試料と、磁気ビーズと、結合バッファを撹拌する。それにより試料の核酸は結合バッファによって磁気ビーズに結合される。その後、磁気ビーズは磁気引力装置150の磁気引力による移動が防止され、混合チャンバ122内での試料と試薬との間での反応によって生成される汚染液体はポンプ160によって駆動されることで、流れチャネル部130を通過して試薬含有部110へ放出される。試薬含有部110は、汚染液体チャンバを含んでよいし、あるいは、汚染液体を含む既存試薬チャンバを使用してよい。
次に試薬チャンバ110e内の洗浄バッファは、ポンプ160の駆動によって、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ流れる。撹拌部124は、混合チャンバ122内で磁気ビーズと洗浄バッファを撹拌して、洗浄バッファによる第1回の磁気ビーズの洗浄を行う。磁気引力装置150の磁気引力は磁気ビーズの移動を防止する。ポンプ160は、第1回の洗浄後に混合チャンバ122内に生成される汚染液体を流れチャネル部130に通過させて試薬含有部110へ放出するように駆動する。試薬含有部110は、汚染液体チャンバを含んでよいし、あるいは、汚染液体を含む既存試薬チャンバを使用してよい。次に試薬チャンバ110f内の洗浄バッファは、ポンプ160の駆動によって、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ流れる。撹拌部124は、混合チャンバ122内で磁気ビーズと洗浄バッファを撹拌して、洗浄バッファによる第2回の磁気ビーズの洗浄を行う。磁気引力装置150の磁気引力は磁気ビーズの移動を防止する。ポンプ160は、第2回の洗浄後に混合チャンバ122内に生成される汚染液体を流れチャネル部130に通過させて試薬含有部110へ放出するように駆動する。試薬含有部110は、汚染液体チャンバを含んでよいし、あるいは、汚染液体を含む既存試薬チャンバを使用してよい。試薬チャンバ110g内の溶出バッファは、ポンプ160の駆動によって、試薬含有部110から流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ流れる。撹拌部124は、混合チャンバ122内で磁気ビーズと溶出バッファを撹拌して、溶出バッファによって磁気ビーズから核酸を分離することで核酸を抽出する。
前述の動作フローの様々な段階では、混合チャンバ122内での試薬の量は異なってよい。混合チャンバ122を様々な量の試薬に適したものにするため、管部1222へのチャンバ部1221の接続端は図1から図3に示されたように、チャンバ部1221の一部の内側の幅が上部から下部へ向かって先細るように漏斗型に設計されてよい。このようにして、チャンバ部1221の隅部での残留を減少させるように、混合チャンバ122内の試薬の量が多いときには、内側の幅の広い部分は、試薬を含むのに十分な空間を供することができ、混合チャンバ122内の試薬の量が多いときには、内側の幅の狭い部分は、混合チャンバ122の幅が過剰に広いことによって試薬が水平方向に過剰に分散するのを防止することができる。したがってそれに対応してチャンバ部1221内に供される撹拌部124の本体部1242の漏斗形状部の形状も変化してよい。具体的には、チャンバ部1221対応する先細り部に設けられる撹拌部124の本体部1241は、翼として設計されて拡張部1242へ向かって先細ってよい。それにより少量の試薬であっても十分に撹拌され得る。
図5は図1の試薬含有部の分解図である。図3と図5では、本実施形態の試薬含有部110は含有構造を備える。試薬チャンバ110aから110gは含有構造112内に形成される。含有構造112の底部は複数のチャネル112aを有する。チャネル112aは試薬チャンバ110aから110gにそれぞれ接続される。試薬チャンバ110aから110gの各々は、対応するチャネル112aを介して流れチャネル部130と連通する。
さらに試薬含有部110は、複数の弾性シール114と底部板116をさらに備える。複数の弾性シール114は、含有構造112の底部に設けられ、それぞれチャネル112aに対応している。底部板116は、たとえば、ねじ止めによって含有構造112の底部に一体化される。複数の弾性シール114の各々は含有構造112と流れチャネル部130との間で制約されている。図6は図3の核酸抽出装置100の部分拡大図である。図6では、複数の弾性シール114の各々は、互いに対向する上面114aと底面114bのみならず貫通孔114cを有する。貫通孔114cは、上面114aから底面114bまで延びる。複数の弾性シール114の各々は底部板116内に設けられる。弾性シール114の各々の上面114aと底面114bはそれぞれ、含有構造112と流れチャネル部130に接触する。貫通孔114cは対応するチャネル112aと連通する。それにより試薬チャンバ110aから110gの各々は、対応するチャネル112aと対応する貫通孔114cを介して流れチャネル部130と連通可能となる。複数の弾性シール114の各々の材料は、ゴム又は含有構造112と流れチャネル部130との間での封止を実行するのに適している他の弾性材料であってよい。それにより試薬の意図しない漏れが防止され得る。それに加えて含有構造112のチャネル112aはたとえば毛細管である。毛細管の毛細管抵抗によって試薬が漏れるのがさらに防止される。
具体的には複数の弾性シール114の各々は、底部板116の開口部116a内に設けられる。複数の弾性シール114の各々は、図6に示されているようにステップ形状で、かつ、含有構造112の底部の開口部116a内のフランジ116bによって制約されてよい。複数の弾性シール114の各々の貫通孔114cは、流れチャネル部130の上側板部132と下側板部134との間に供される流れチャネル130a(図2と図3に記されている)の端部130a1(図6に記されている)と連通するように構成される。
本実施形態では、流れチャネル部130はたとえば1つの流れチャネル130aのみを有し、流れチャネル130aの一の端部は混合チャンバ122に接続される。試薬含有部110は、回転軸RA(図1に示されている)に沿って流れチャネル部130に回転可能に設けられ、試薬チャンバ10aから110gのいずれか1つは流れチャネル130aの他端(つまり図6に示されている端部130a1)に対応し得るように回転するように構成される。それにより試薬チャンバ110aから110gの一は混合チャンバ122と連通する。本実施形態では、試薬含有部110は、たとえばモーター又は他の適切な駆動装置の駆動によって回転する。他の実施形態では、試薬チャンバ110aから110gと混合チャンバ122との間での連通は、他の適切な方法及び/又は構造を採用することによって切り換えられてもよいが、本開示はそれに限定されない。
図7は図1の含有構造の部分拡大図である。図7中の本実施形態では、磁気ビーズに対応する試薬チャンバ110dは、流入口110d1、流出口110d2、及びガイド面110d3を有し、試薬チャンバ110dの底部は凹部110d4を有する。流出口110d2は凹部110d4内に供される。凹部110d4は磁気ビーズを含むように構成される。流入口100d1の位置は流出口110d2の位置よりも高い。ガイド面110d3は流入口110d1から流出口110d2へ斜め方向に拡張する。磁気ビーズが図1に示されている混合チャンバ122へ移動するとき、適切な試薬は流入口110d1から試薬チャンバ110dへ流入するように駆動され得る。それにより試薬は、磁気ビーズを流出口110d2から試薬チャンバ110dの外へ移動し、流れチャネル部130を介して混合チャンバ122へ入り込むように移動する。磁気ビーズは事前に下側凹部110d4に集められ、試薬は、流出口110d2の上方に位置する流入口110d1から下方に流れ、流出口110d2を介して試薬チャンバ110dから離れるように磁気ビーズを駆動するので、試薬チャンバ110dからの磁気ビーズの飛び出すのは、試薬と衝突することで防止される。
図8は、図1の核酸抽出装置によって抽出される核酸の対応検出信号を示している。図8に示されているように、核酸長さが150bpから200bpの間で顕著な検出信号が現れている。これは、本実施形態の核酸抽出装置が特に試料から核酸を抽出していることを示唆している。
まとめると、既存のチャンバに加えて、本開示の混合チャンバはチャンバ部から延びる管部をさらに備え、撹拌部はそれに対応して管部へ入り込むように延びる拡張部を備える。それに加えて、撹拌部の拡張部と管部の内壁との間にはそれぞれ異なるサイズの第1ギャップと第2ギャップが存在する。換言すると、拡張部と管部の内壁との間でのギャップは均一にされない。撹拌部の拡張部と管部との間でのギャップが不均一であることで、液体は、不均一な毛管力を生じる。ポンプが混合チャンバの上端から空気を吸引するとき、液体は管部内を繰り返し上下に流れることで、管壁に付着する磁気ビーズを再溶解する。
開示された実施形態に対する様々な修正型及び変形例が、本開示の技術的範囲又は思想から逸脱することなく可能であることは当業者には明らかである。上記の観点から、開示事項は、以降の請求項及びそれらの均等物の範囲内に属する供された本開示の修正型及び変形例を網羅することが意図されている。
本開示の核酸抽出装置は磁気ビーズと試薬とを混合するのに用いられ得る。
100 核酸抽出装置
110 試薬含有部
110d 試薬チャンバ
112 含有構造
112a チャネル
114 弾性シール
114c 貫通孔
116 底部板
120 混合部
122 混合チャンバ
1221 チャンバ部
1222 管部
124 撹拌部
1241 本体部
1242 拡張部
1243 接続部
126 アクチュエータ
128 カバー
130 流れチャネル部
130a 流れチャネル
130a1 端部
132 上側板部
134 下側板部
140 加熱装置150
磁気引力装置160 ポンプ

Claims (21)

  1. 少なくとも1つの試料と、少なくとも1つの磁気ビーズと、少なくとも1つの抽出用試薬を含むように構成される試薬含有部と、
    チャンバ部と該チャンバ部に接続する管部を備える混合チャンバ、並びに、前記チャンバ部内に供される本体部、及び、前記本体部に接続し、かつ、前記管部へ入り込むように延びる拡張部を備える撹拌部を備える混合部と、
    前記試薬含有部と前記混合部との間で接続される流れチャネル部を備え、
    前記拡張部と前記管部の内壁との間には、前記管部の第1方向に第1ギャップが存在し、
    前記拡張部と前記管部の内壁との間には、前記管部の第2方向に第2ギャップが存在し、
    前記第1ギャップは前記第2ギャップよりも小さく、
    前記試料と、前記磁気ビーズと、抽出するための前記試薬は、前記試薬含有部から前記流れチャネル部を介して前記混合チャンバへ流れて、前記撹拌部によって撹拌及び混合されるように構成される、核酸抽出装置。
  2. 前記管部の内側の幅は前記チャンバ部の内側の幅よりも狭い、請求項1に記載の核酸抽出装置。
  3. 前記チャンバ部の少なくとも一部の内側の幅が上部から下部へ向かって先細り、
    前記チャンバ部の対応する先細り部内に設けられる前記本体部は、翼形状で供される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  4. 前記拡張部の幅は、前記本体部の幅よりも狭い、請求項1に記載の核酸抽出装置。
  5. 前記管部は、前記流れチャネル部と前記チャンバ部との間で接続される、請求項1に記載の核酸抽出装置。
  6. 前記拡張部は、前記第1方向において第1長さ、及び、前記第2方向において第2長さを有し、
    前記第1長さは前記第2長さよりも長い、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  7. 前記管部は円筒パイプを有し、
    前記拡張部は、前記円筒パイプ内に供され、長方形断面を有する、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  8. 前記管部は長方形のパイプを有し、
    前記拡張部は、前記長方形のパイプ内に供され、円形の断面を有する、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  9. 前記混合部はアクチュエータを備え、
    前記アクチュエータは、前記撹拌部に接続され、前記撹拌部を回転させるように駆動させるように構成される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  10. 加熱装置をさらに備え、
    前記加熱装置は、前記混合チャンバのそばに設けられ、前記混合チャンバを加熱するように構成される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  11. 磁気引力装置をさらに備え、
    前記磁気引力装置は、前記管部の外側で可動となるように設けられ、前記少なくとも1つの磁気ビーズが前記管部から離れることを防止するように構成される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  12. ポンプをさらに備え、
    前記ポンプは、前記混合チャンバに接続され、かつ、前記少なくとも1つの試料、前記少なくとも1つの磁気ビーズ、及び前記少なくとも1つの抽出用試薬を駆動させて前記試薬含有部と前記混合チャンバとの間を移動させるように構成される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  13. 前記試薬含有部は複数の試薬チャンバを有し、
    前記試薬チャンバはそれぞれ、前記少なくとも1つの試料と、前記少なくとも1つの磁気ビーズと、前記少なくとも1つの抽出用試薬を含むように構成される、
    請求項1に記載の核酸抽出装置。
  14. 前記少なくとも1つの抽出用試薬は、溶解溶液、結合バッファ、洗浄バッファ、及び溶出バッファを含み、
    前記複数の試薬チャンバの一部はそれぞれ、前記溶解溶液、前記結合バッファ、前記洗浄バッファ、及び前記溶出バッファを含むように構成される、
    請求項13に記載の核酸抽出装置。
  15. 前記複数の試薬チャンバのうちの、前記少なくとも1つの磁気ビーズを含むように対応する一の試薬チャンバは、流入口と流出口を備え、
    前記流入口の位置は前記流出口の位置よりも高い、
    請求項13に記載の核酸抽出装置。
  16. 前記少なくとも1つの磁気ビーズを含むように対応する前記一の試薬チャンバは、ガイド面を備え、
    前記ガイド面は前記流入口から前記流出口へ斜め方向に拡張する、
    請求項15に記載の核酸抽出装置。
  17. 前記少なくとも1つの磁気ビーズを含むように対応する前記一の試薬チャンバは、凹部を備え、
    前記流出口は前記凹部内に供され、
    前記凹部は前記少なくとも1つの磁気ビーズを含むように構成される、
    請求項15に記載の核酸抽出装置。
  18. 前記試薬含有部は含有構造を備え、
    前記複数の試薬チャンバは前記含有構造内に形成され、
    前記含有構造の底部は複数のチャネルを備え、
    前記複数のチャネルは前記複数の試薬チャンバにそれぞれ接続され、
    前記複数の試薬チャンバの各々は、前記複数のチャネルはのうちの対応するチャネルを介して前記流れチャネル部と連通する、
    請求項13に記載の核酸抽出装置。
  19. 前記複数のチャネルの各々は毛細管である、請求項18に記載の核酸抽出装置。
  20. 前記試薬含有部は、複数の弾性シールと底部板をさらに備え、
    前記複数の弾性シールは、前記含有構造の底部に設けられ、前記複数のチャネルにそれぞれ対応し、
    前記底部板は、前記含有構造の底部に一体化され、
    前記複数の弾性シールの各々は前記含有構造と前記流れチャネル部との間で制約され、
    前記複数の弾性シールの各々は、互いに対向する上面と底面のみならず貫通孔を有し、
    前記貫通孔は前記上面から前記底面まで延び、
    前記複数の弾性シールの各々は前記底部板内に設けられ、
    前記上面と前記底面はそれぞれ、前記含有構造と前記流れチャネル部に接触し、
    前記貫通孔は、前記複数のチャネルのうちの対応するチャネルに接続する、
    請求項18に記載の核酸抽出装置。
  21. 前記流れチャネル部は流れチャネルを備え、
    前記流れチャネルの端部は前記混合チャンバに接続され、
    前記試薬含有部は、前記流れチャネル部上に回転可能に設けられて、回転するように構成され、それにより前記複数の試薬チャンバのうちの任意の一は前記流れチャネルの他端に対応する、
    請求項13に記載の核酸抽出装置。
JP2020204321A 2019-12-10 2020-12-09 核酸抽出装置 Active JP7101746B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962945897P 2019-12-10 2019-12-10
US62/945,897 2019-12-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021090420A true JP2021090420A (ja) 2021-06-17
JP7101746B2 JP7101746B2 (ja) 2022-07-15

Family

ID=74184344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020204321A Active JP7101746B2 (ja) 2019-12-10 2020-12-09 核酸抽出装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3842134A1 (ja)
JP (1) JP7101746B2 (ja)
TW (1) TWI742905B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113583807A (zh) * 2021-08-25 2021-11-02 无锡正则精准医学检验有限公司 一种大肠癌检测用核酸提取仪

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508542A (ja) * 2000-08-25 2004-03-18 シーフィード 流体制御処理システム
JP2006508343A (ja) * 2002-11-28 2006-03-09 イギリス国 流体試料を処理するための装置
JP2008241250A (ja) * 2007-03-23 2008-10-09 Olympus Corp 特異的結合反応を利用した攪拌棒及び該攪拌棒を用いた分析方法並びに分析装置
JP2011128019A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Hitachi Maxell Ltd マイクロプレートデバイスおよびその利用方法
CN104059848A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 广州冠科生物科技有限公司 一种核酸提取用混匀装置
JP2015534808A (ja) * 2012-10-24 2015-12-07 ジェンマーク ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド 一体型多重標的分析
JP2018502309A (ja) * 2014-11-11 2018-01-25 ジェンマーク ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド 閉止サンプル調製・反応システムにおいて、アッセイを実行するための装置及びカートリッジ
US20180164196A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-14 Industrial Technology Research Institute Biological sample processing device
JP2019518470A (ja) * 2016-06-24 2019-07-04 ロンザ リミテッドLonza Limited 直径可変型バイオリアクタ
JP2019176831A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 大研医器株式会社 核酸回収方法および容器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2261650A3 (en) * 2004-09-15 2011-07-06 IntegenX Inc. Microfluidic devices
JP2008543324A (ja) * 2005-06-23 2008-12-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 液体媒質を混合するための装置
CA2751455C (en) * 2009-02-03 2019-03-12 Netbio, Inc. Nucleic acid purification
JP2015159754A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 セイコーエプソン株式会社 核酸増幅方法、核酸抽出用デバイス、核酸増幅反応用カートリッジ、及び核酸増幅反応用キット
CN105441318B (zh) * 2014-08-15 2018-02-13 冠研(上海)专利技术有限公司 配置有阻隔件的核酸产物萃取装置
WO2016195963A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Tsavachidou Dimitra Methods for constructing consecutively connected copies of nucleic acid molecules
TW201903147A (zh) * 2017-06-13 2019-01-16 益生生技開發股份有限公司 核酸萃取方法及裝置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508542A (ja) * 2000-08-25 2004-03-18 シーフィード 流体制御処理システム
JP2006508343A (ja) * 2002-11-28 2006-03-09 イギリス国 流体試料を処理するための装置
JP2008241250A (ja) * 2007-03-23 2008-10-09 Olympus Corp 特異的結合反応を利用した攪拌棒及び該攪拌棒を用いた分析方法並びに分析装置
JP2011128019A (ja) * 2009-12-17 2011-06-30 Hitachi Maxell Ltd マイクロプレートデバイスおよびその利用方法
JP2015534808A (ja) * 2012-10-24 2015-12-07 ジェンマーク ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド 一体型多重標的分析
CN104059848A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 广州冠科生物科技有限公司 一种核酸提取用混匀装置
JP2018502309A (ja) * 2014-11-11 2018-01-25 ジェンマーク ダイアグノスティクス, インコーポレイテッド 閉止サンプル調製・反応システムにおいて、アッセイを実行するための装置及びカートリッジ
JP2019518470A (ja) * 2016-06-24 2019-07-04 ロンザ リミテッドLonza Limited 直径可変型バイオリアクタ
US20180164196A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-14 Industrial Technology Research Institute Biological sample processing device
JP2019176831A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 大研医器株式会社 核酸回収方法および容器

Also Published As

Publication number Publication date
TW202122566A (zh) 2021-06-16
EP3842134A1 (en) 2021-06-30
JP7101746B2 (ja) 2022-07-15
TWI742905B (zh) 2021-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7079278B2 (ja) エレクトロウェッティング流体操作を用いた、サンプル調製・反応に関する閉止システムにおいて、アッセイを実行するための装置及びカートリッジ
CN112226361B (zh) 一种基于磁珠转移和阀控移液的核酸检测卡盒及检测方法
JP5711227B2 (ja) 試料破壊用ビーズを利用した生物検体の捕捉および溶出
JP6861206B2 (ja) マイクロ流体バルブおよびマイクロ流体バルブを備えたチップ、ならびにマイクロ流体バルブの使用方法
KR20110030415A (ko) 만능 샘플 제조 시스템 및 집적 분석 시스템에서의 용도
JP7158062B2 (ja) 核酸抽出用カートリッジのピストン
JP4997571B2 (ja) マイクロ流体デバイスおよびそれを用いた分析装置
JP5954532B2 (ja) 核酸抽出用デバイス、核酸抽出用キット、核酸抽出用装置及び核酸抽出方法
GB2432420A (en) Device and method for extracting a swab
JP2013541331A (ja) マイクロ流体捕獲渦を使用して不均一溶液から細胞を単離する方法及びデバイス
CN110841730B (zh) 一种微流控芯片及肿瘤dna检测芯片
CN106232799A (zh) 用于净化生物分子的方法和装置
US11478795B2 (en) Microfluidic device and method for analyzing nucleic acids
JP7101746B2 (ja) 核酸抽出装置
CN101203296A (zh) 用于混合液体介质的装置
RU110746U1 (ru) Устройство для одновременного автоматизированного выделения и очистки нуклеиновых кислот из нескольких биологических образцов
CN113699023A (zh) 微流控芯片、混匀装置、分子诊断设备及样本检测方法
CN1815233B (zh) 在封闭系统中利用泵和阀控制的杂交系统
JP2005313065A (ja) 化学反応用カートリッジおよびその作製方法および化学反応用カートリッジ駆動機構
JP2006087372A (ja) 核酸の分離精製方法を行うためのマイクロデバイス
US11733258B2 (en) Nucleic acid extracting device
Brøgger et al. Centrifugally driven microfluidic disc for detection of chromosomal translocations
JP2014124097A (ja) 核酸分析用カートリッジ及び核酸分析装置
JP5040357B2 (ja) 分析システム、並びにこれに用いるマイクロ化学チップ及び液駆動方法
JP2014093988A (ja) 固相担体の操作方法及び固相担体の操作装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211130

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7101746

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150