JP4478110B2 - 核酸分離精製カートリッジの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、核酸を分離するための核酸分離精製カートリッジに関する。より詳細には、第１開口と第２開口を有する筒状体の内部に核酸吸着性多孔性膜を備え、第１開口側から第２開口側へ向けて核酸を含む試料溶液を加圧ガスにより通流させることで、核酸吸着性多孔性膜に核酸を吸着させ、分離精製する核酸分離精製カートリッジ、および、インサート射出成形により製造される核酸分離精製カートリッジおよびその製造方法に関する。

核酸は、様々な分野において種々の形態で使用されているが、多くの場合、核酸は極めて少量でしか入手できず、単離および精製操作が煩雑で時間を要する。

この核酸を簡便かつ効率的に分離精製する方法として、少なくとも２個の開口を有する容器内に、表面に水酸基を有する有機高分子から成る固相を収容した核酸分離精製ユニットを用いた方法が、特開２００３−１２８６９１号公報（以下、「特許文献１」という場合がある。）に記載されている（図１９参照）。この方法は、まず、核酸を含む試料溶液中に、前記核酸分離精製ユニットの一の開口Ｚを入没させる。次いで、他の一の開口Ｙに接続された圧力差発生装置を用いて、前記核酸分離精製ユニットの内部を減圧状態にして、試料溶液を容器内に吸入する。この操作により、試料溶液が固相と接触して試料溶液中に存在する核酸が固相に吸着する。続いて、圧力差発生装置を用いてユニットの容器内を加圧して、吸引した試料溶液を排出する。

次に、前記と同様の減圧−加圧操作で洗浄液を容器内に吸入した後、容器から排出して容器内を洗浄する。この洗浄液は容器内に残留する試料溶液を洗い流すと共に、核酸と一緒に固相に吸着した試料溶液中の不純物も洗い流す機能を有する。更に、固相に吸着した核酸を離脱させるための回収液を、上記と同様の減圧−加圧操作によって容器内に吸入し、容器から排出する。この排出された回収液には目的とする核酸が含まれているので、これを回収することにより分離精製が完了する。

ここで、核酸を吸着させる固相としては、核酸吸着性多孔性膜が一般的に用いられている。
また、このような核酸分離精製ユニット（核酸分離精製カートリッジ）の構造としては、当該ユニットの容器を構成する２つの筒状の部品により核酸吸着性多孔性膜を挟みつけて保持する構造が一般的である。そして、この２つの筒状の部品の固着方法としては、超音波溶着、レーザーによる熱溶着、接着剤、ネジなどによって固着する方法が用いられている。

しかしながら、容器を構成する２つの筒状の部品を射出成形により製造し、一方の筒状の部品の内部に核酸吸着性多孔性膜を挿入し、組み立て加工機で２つの筒状の部品を組み合わせて核酸分離精製ユニットを製造する場合は、２つの筒状の部品を組み合わせた後に、超音波溶着やレーザーによる熱溶着等を行って筒状の部品同士を固着する必要がある。そのため、２つの筒状の部品を固着するための専用設備（例えば超音波溶着機等）が必要となる。

また、核酸分離精製ユニットは、試料溶液を加圧して核酸吸着性多孔性膜を通過させることから、核酸吸着性多孔性膜の側面（容器と核酸吸着性多孔性膜の接触部）からの試料溶液の回り込みを防止するために、容器を構成する２つの部品によって核酸吸着性多孔性膜の周縁部をしっかりと押さえつけて挟持する必要がある。
しかしながら、多数個の筒状の部品を同時に押し付けて核酸吸着性多孔性膜を挟持させて多数個の核酸分離精製カートリッジを同時に製造すると、製造誤差により部品の高さにばらつきがあることから、核酸吸着性多孔性膜を押し潰す力に差が生じ、押し潰す力が足りない場合にはシール不良となる。一方、押し潰す力が強すぎる場合には核酸吸着性多孔性膜が破れてしまうおそれがある。そのため、この方法では、同時に多数個の核酸分離精製カートリッジを製造することが困難と考えられる。

また、前記の核酸分離精製カートリッジでは、洗浄液にて洗い流す際、出来るだけ容器内に洗浄液が残留しないのが望ましい。洗浄液が残留した状態で、回収液にて核酸を回収すると、排出された回収液に洗浄液が混入し、この混入した洗浄液の濃度によっては、次工程、例えば、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）等において、悪影響を及ぼすおそれがある。

さらに、前記の核酸分離精製カートリッジでは、核酸分離精製カートリッジ内の溶液等を排出し終わった後も加圧装置により継続して空気を圧送することとなる。このとき、核酸を分離精製するための膜は多孔性であるためにこの溶液等が膜を通過した際に細かい泡を生じることがある。かかる現象は粘性の高い試料溶液において特に生じ易い。そして、生じた細かい泡は加圧された空気によって、溶液等を排出するための他の開口まで運ばれ、排出部４０２の開口近傍に溜まる（図２０参照）。さらに、この開口から吹き出したエアは、当該カートリッジの下部に配置されている廃液容器４００の内部で巻き上がり、巻き上がったエアによってこの泡が排出部の外壁面にまで回り込み、付着する。

付着した泡は、その後の回収液による回収工程で精製された核酸と共に回収されてしまう。このようにして回収された泡は未洗浄の溶液であるので、回収液によって回収された核酸に対しては不純物となる。すなわち、核酸の精製率を悪化させるという問題や、後工程において回収された核酸を使用して実験・研究する際に、酵素反応を阻害する虞がある。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、容器を固着するための専用設備が不要であり、多数個を同時に製造することができる核酸分離精製カートリッジおよびその製造方法を提供することを第一の課題とする。

本発明に係る核酸分離精製カートリッジの製造方法は、有底筒状の筒状本体の底部に開口を有し、前記底部に核酸吸着性多孔性膜を支持した核酸分離精製カートリッジの製造方法であって、前記筒状本体の底部を有して前記筒状本体の一部を形成する底部材の底部に、前記核酸吸着性多孔性膜を配置した状態で、前記底部材および前記核酸吸着性多孔性膜を射出成形型のキャビティ内に配置する工程と、前記核酸吸着性多孔性膜にコアピンを押し当て、前記コアピンの周囲に前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部がはみ出した状態で前記核酸吸着性多孔性膜を保持する工程と、前記射出成形型を閉じる工程と、前記キャビティ内に成形材料を射出し、前記筒状本体の筒部を成形すると同時に前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を成形材料と前記底部とで挟持する工程と、前記射出成形型から成形体を取り出す工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る核酸分離精製カートリッジの製造方法によれば、筒状本体の底部を有して筒状本体の一部を形成する底部材の底部に、核酸吸着性多孔性膜を配置した状態で、底部材および核酸吸着性多孔性膜を射出成形型のキャビティ内に配置する工程と、核酸吸着性多孔性膜にコアピンを押し当て、コアピンの周囲に核酸吸着性多孔性膜の周縁部がはみ出した状態で核酸吸着性多孔性膜を保持する工程と、射出成形型を閉じる工程と、キャビティ内に成形材料を射出し、筒状本体の筒部を成形すると同時に核酸吸着性多孔性膜の周縁部を成形材料と底部とで挟持する工程と、射出成形型から成形体を取り出す工程と、を有することから、超音波溶着機等を用いて筒状の部品同士を固着する工程が不要となり、射出成形装置のみで核酸分離精製カートリッジを製造することが可能となる。また、部品の製造誤差（寸法誤差）による核酸吸着性多孔性膜の押圧力の差によって核酸吸着性多孔性膜が破れたりシール不足となったりすることがない。

また、前記核酸分離精製カートリッジの製造方法においては、前記コアピンは、前記核酸吸着性多孔性膜を、もとの膜厚の１０％から７０％の膜厚になるまで押し潰して保持することが好ましい。これにより、成形材料の注入圧によって核酸吸着性多孔性膜がずれたりしわがよったりすることがない。

また、前記核酸分離精製カートリッジの製造方法においては、前記コアピンの先端部は、その周縁部から中心部に向かって円錐形状に形成されていることが好ましい。これにより、コアピンは自律的に調心される。

また、前記核酸分離精製カートリッジの製造方法においては、前記コアピンの周囲にはみ出した前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を、前記キャビティ内に射出された成形材料の射出圧力により、内部の空隙がなくなるまで押し潰すことが好ましい。これにより、試料溶液等の残留や回り込みを確実に防止することができる。

また、前記核酸分離精製カートリッジの製造方法においては、前記コアピンの周囲にはみ出した前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を、前記キャビティ内に射出された成形材料の射出圧力により、もとの膜厚の１０％から７０％の膜厚になるまで押し潰すことが好ましい。これにより、核酸吸着性多孔性膜の周縁部の内部に無数に存在する空隙（孔）が押し潰されてなくなることから、試料溶液等の残留や回り込みを確実に防止することができる。

また、前記核酸分離精製カートリッジの製造方法により多数の核酸分離精製カートリッジを同時に製造する方法においては、前記射出成形型は前記キャビティを複数個備えており、前記複数個のキャビティ内には前記底部材に前記核酸吸着性多孔性膜が配置された上でこれらがそれぞれインサートされ、さらに前記複数個のキャビティは互いに連通していることが好ましい。

このような、多数の核酸分離精製カートリッジを同時に製造する方法によれば、射出成形型はキャビティを複数個備えており、複数個のキャビティ内には底部材に核酸吸着性多孔性膜が配置された上でこれらがそれぞれインサートされ、さらに複数個のキャビティは互いに連通していることから、同じ射出圧力で射出される樹脂がそれぞれのキャビティに充填されることとなるため、核酸吸着性多孔性膜を押圧する力が等しくなり、シール不足や破れが発生することなく、同時に多数の核酸分離精製カートリッジを、或いは、多数の核酸分離精製カートリッジが連結された核酸分離精製カートリッジ群を、製造することができる。

以上のように、本発明に係る核酸分離精製カートリッジおよびその製造方法によれば、容器を固着するための専用設備が不要となり、また、多数個を同時に製造することが容易となる。したがって、製造設備費を大幅に削減することができるとともに、製造効率を飛躍的に増大させることができる。

第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図である。 第１実施形態に用いるインサート材の拡大断面斜視図である。 核酸分離精製カートリッジと射出成形型の断面図であり、（ａ）はインサート材設置時、（ｂ）は型閉じ時の状態をそれぞれ示している。 核酸分離精製カートリッジと射出成形型の断面図であり、（ａ）は樹脂注入時、（ｂ）は注入完了時の状態をそれぞれ示している。 図４（ｂ）のＡ部を拡大して示した断面図であり、（ａ）は型閉じ時、（ｂ）は型閉じ完了時、（ｃ）は樹脂注入時、（ｄ）は注入完了時の状態をそれぞれ示している。 第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図である。 第２実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ群の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図である。 本発明の第３実施形態に用いられるキャップの拡大断面斜視図である。 図１０のＸ−Ｘ線断面図である。 図９のＢ部における拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの洗浄工程を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジのキャップの拡大断面図である。 本発明の第５実施形態に係る核酸分離精製カートリッジのキャップの拡大断面図である。 本発明の第６実施形態に係る核酸分離精製カートリッジのキャップの拡大断面図である。 核酸分離精製ユニットの縦断面図である。 加圧により溶液を排出する核酸分離精製カートリッジを示した図である。

［第１実施形態］
本発明の核酸分離精製カートリッジに係る第１実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。参照する図１は、第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図であり、図２は、第１実施形態に用いるインサート材の拡大断面斜視図である。

（核酸分離精製カートリッジの構造）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ１００は、底部材１２０と核酸吸着性多孔性膜Ｆとからなるインサート材１１０と、このインサート材１１０に対してインサート射出成形されるバレル１４０とから構成されている。
なお、第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ１００のバレル１４０は、インサート射出成形により、底部材１２０および核酸吸着性多孔性膜Ｆと一体的に形成されるものであるが、図１においては、説明の便宜上、バレル１４０を分離して示している。

なお、図１に示すバレル１４０と、底部１２１と、底部側融着部１２３とから、「筒状本体」が構成される。また、バレル１４０が、「筒状本体の筒部を形成する部分」である。

（インサート材１１０）
インサート材１１０は、核酸分離精製カートリッジ１００の底部側を構成する底部材１２０と、核酸を吸着して採取するための核酸吸着性多孔性膜Ｆとから構成される。インサート材１１０は、核酸分離精製カートリッジ１００を成形するための射出成形型（底部側金型１５０およびバレル側金型１６０）に予めセットされ（図３参照）、キャビティ１５１に成形材料の一例である溶融した樹脂Ｊが注入されることにより、当該樹脂Ｊにより成形されるバレル１４０と融着される。

（底部材１２０）
底部材１２０は、中央に開口部１２１ａが形成された底部１２１と、この底部１２１の下面から延出するノズル１２２（排出部）と、ノズル１２２とは反対側に向かって底部１２１の外周に沿って筒状に延出する底部側融着部１２３とから構成されている。ノズル１２２の先端には第２開口１２２ａが形成されており、底部１２１の開口部１２１ａと連通している。底部側融着部１２３は、後記するバレル１４０のバレル側融着部１４２と融着する部分であり、その内径は、核酸吸着性多孔性膜Ｆの直径と略等しく形成されている。

底部材１２０の底部１２１には、図２に示すように、底面１２１ｂの外周に沿って、底面１２１ｂよりも１段高くなった挟持面１２５が環状に形成されている。挟持面１２５は、後記する核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａと当接する面であり、平坦に形成されている。底面１２１ｂは、挟持面１２５側から開口部１２１ａ側に向かうほど低くなる（第２開口１２２ａ側に近づく）ように傾斜しており、試料溶液が排出され易くなっている。また、底面１２１ｂには、６本（図２においては３本のみ図示）のリブ１２６が放射状に形成されている。リブ１２６は、底面１２１ｂから突出しており、底面１２１ｂの傾斜角度よりゆるい角度で、挟持面１２５側から開口部１２１ａ側に向かうほど低くなるように傾斜している。

（核酸吸着性多孔性膜Ｆ）
核酸吸着性多孔性膜Ｆは、前記した底部側融着部１２３の内径と略同一の直径をした円形状の膜部材である。核酸吸着性多孔性膜Ｆは、無数の微細な孔を有しており、試料溶液を濾過して核酸を抽出できるようになっている。また、核酸吸着性多孔性膜Ｆは、前記した底部材１２０の挟持面１２５の上に載置されて、インサート材１１０を構成する（図２参照）。核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａは、挟持面１２５に当接する部分であり、後記するバレル１４０の射出成形時の注入圧により挟持面１２５に押し付けられて保持される。

（バレル１４０）
バレル１４０は、図１に示すように、円筒状のバレル本体部１４１と、バレル本体部１４１に連なる円筒状のバレル側融着部１４２とからなる。バレル１４０は、インサート材１１０を底部側金型１５０に設置した後（図３参照）、キャビティ１５１に樹脂Ｊを射出することにより成形される。バレル１４０の中空部１４３は、試料溶液等を一時的に貯留する部分であり、後記するバレル側金型１６０に備えられたコアピン１６１によって成形される（図４参照）。
また、図１に示すように、中空部１４３の上端は開口しており（第１開口１４３ａ）、中空部１４３の下端は核酸吸着性多孔性膜Ｆによって塞がれることとなる。
バレル側融着部１４２は、コアピン１６１と底部材１２０の底部側融着部１２３との間に形成された隙間（図５（ｂ）のキャビティ１５１ａ）に流入した樹脂Ｊにより成形される。そのため、実際には、当該隙間に流入した樹脂Ｊの熱によって底部側融着部１２３の内周面１２３ａ（図２参照）が溶融し、バレル１４０とインサート材１１０が一体化されることとなる。

（核酸分離精製カートリッジの製造方法）
続いて、第１実施形態における核酸分離精製カートリッジの製造方法について、図面を参照して説明する。参照する図面において、図３は、核酸分離精製カートリッジと射出成形型の断面図であり、（ａ）はインサート材設置時、（ｂ）は型閉じ時の状態をそれぞれ示している。また、図４は、同じく核酸分離精製カートリッジと射出成形型の断面図であり、（ａ）は樹脂注入時、（ｂ）は注入完了時の状態をそれぞれ示している。

なお、核酸分離精製カートリッジ１００の製造には、公知の射出成形機を用いることができる。射出成形機は、射出成形型にインサート材１１０を設置する必要があることから、竪型射出成形機を用いるのが好ましいが、インサート材１１０（核酸吸着性多孔性膜Ｆ）を所定位置に保持することが可能であれば横型であってもよい。本実施形態においては、底部側金型１５０と、バレル側金型１６０とから、「射出成形型」が構成されている。

（インサート材１１０の設置）
はじめに、図３（ａ）に示すように、予め製造しておいた底部材１２０の底部１２１の挟持面１２５およびリブ１２６によって支持されるように、核酸吸着性多孔性膜Ｆを設置して、インサート材１１０を作製する。そして、このインサート材１１０を底部側金型１５０に形成されたキャビティ１５１内に設置する。
なお、予めインサート材１１０を作製しておいてもよい。また、インサート材１１０の作製およびインサート材１１０の設置は、公知の組み立てロボットなどを用いて行うのが好ましい。

（型閉じおよび核酸吸着性多孔性膜Ｆの保持）
次に、図３（ｂ）に示すように、インサート材１１０を設置した底部側金型１５０に、バレル側金型１６０を組み合わせて型閉じを行う。

バレル側金型１６０は、核酸分離精製カートリッジ１００の中空部１４３に相当する位置に、円柱状のコアピン１６１を備えている。コアピン１６１は、両金型１５０、１６０を閉じたときに、コアピン１６１の先端部１６２が核酸吸着性多孔性膜Ｆの上面に当接して、底部材１２０の挟持面１２５との間で核酸吸着性多孔性膜Ｆを挟み込むようになっている。このとき、核酸吸着性多孔性膜Ｆは、次工程で注入する樹脂Ｊが漏れない程度に、所定の厚さまで圧縮される。換言すれば、コアピン１６１は、次工程で注入する樹脂Ｊが漏れない程度の厚さまで核酸吸着性多孔性膜Ｆを圧縮するように、その長さが調節されている。核酸吸着性多孔性膜Ｆの固定（押圧）については後に詳しく説明する。
また、バレル側金型１６０は、樹脂Ｊを注入するためのゲート１６３を備えており、キャビティ１５１に樹脂Ｊを注入可能となっている。

（樹脂注入）
次に、図４（ａ）に示すように、底部側金型１５０とバレル側金型１６０とインサート材１１０によって形成されたキャビティ１５１に、溶融した樹脂Ｊを、ゲート１６３から射出する。このとき、キャビティ１５１内に充填された樹脂Ｊの射出圧力によって、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａが押し潰される。換言すれば、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａが好適に押し潰される程度の射出圧力をかけて、溶融した樹脂Ｊをキャビティ１５１に充填する。これについては後に詳しく説明する。

（型開きおよび核酸分離精製カートリッジ１００の取り出し）
そして、図４（ｂ）に示すように、樹脂Ｊの充填が完了し、樹脂Ｊが冷えて硬化したら、射出成形機（図示せず）を操作して型開きを行い、核酸分離精製カートリッジ１００を取り出す。

ここで、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａが、注入された樹脂Ｊによって圧縮されて保持される様子について、図５を参照して詳しく説明する。参照する図面において、図５は、図４（ｂ）のＡ部を拡大して示した断面図であり、（ａ）は型閉じ時、（ｂ）は型閉じ完了時、（ｃ）は樹脂注入時、（ｄ）は注入完了時の状態をそれぞれ示している。

はじめに、型閉じ時においては、図５（ａ）に示すように、底部側金型１５０のキャビティ１５１内にインサート材１１０として底部材１２０と核酸吸着性多孔性膜Ｆが設置されている。核酸吸着性多孔性膜Ｆは、底部材１２０の底部１２１に形成された挟持面１２５上に周縁部Ｆａが当接するように載置されている。この状態で、射出成形機（図示せず）を操作して、バレル側金型１６０を降下させる。

バレル側金型１６０のコアピン１６１の直径は、底部材１２０の底部側融着部１２３の内径よりも小さく、かつ、挟持面１２５の内径よりも大きいように形成されている。したがって、型閉じが完了すると、コアピン１６１の先端部１６２の周縁部１６２ａは、図５（ｂ）に示すように、挟持面１２５の内周側端縁部との間において、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａの一部を挟み込むこととなる。

また、コアピン１６１の先端部１６２は、リブ１２６の上端面の傾斜に合わせて、周縁部１６２ａから中心に向かって傾斜するように形成されている。したがって、型閉じが完了すると、核酸吸着性多孔性膜Ｆは、図５（ｂ）に示すように、リブ１２６の上端面とコアピン１６１の先端部１６２との間、並びに挟持面１２５の内周側端縁部とコアピン１６１の先端部１６２の周縁部１６２ａとの間に挟まれて保持される。
なお、このようにコアピン１６１の先端部１６２が底部１２１の形状に合わせて山形状（錐状体形状）に形成されていることから、コアピン１６１は底部材１２０の中心へ自律的に調心される。そのため、コアピン１６１が偏心することがなく、所定の部材厚さ（キャビティ１５１ａの空隙の幅）を確保することができる。

コアピン１６１による核酸吸着性多孔性膜Ｆの圧縮の程度は、核酸吸着性多孔性膜Ｆを破くことがなく、かつ、樹脂Ｊの射出圧力によって核酸吸着性多孔性膜Ｆがずれたりしわが寄ったり、樹脂Ｊが漏れたりしない程度に圧縮する必要がある。具体的には、膜厚の１０％から７０％程度の厚さに圧縮するのが好適である。

このようにして核酸吸着性多孔性膜Ｆが圧縮（保持）されると、この核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａと底部側融着部１２３の内周面１２３ａとコアピン１６１の外周面１６１ａとによって、バレル１４０のバレル側融着部１４２（図１参照）を成形するためのキャビティ１５１ａが形成される。このとき、コアピン１６１の先端部１６２からはみ出している核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａは圧縮されていない。
なお、コアピン１６１が樹脂Ｊの注入圧によって僅かに傾いたり、底部側融着部１２３の部材厚さに誤差が生じたりすることを考慮して、キャビティ１５１ａの空隙の幅Ｗ（図５（ｂ）参照）は、０．２ｍｍ以上とするのが好ましく、０．５ｍｍ以上とするのがより好ましい。

そして、ゲート１６３（図４（ａ）参照）から樹脂Ｊを注入すると、図５（ｃ）に示すように、キャビティ１５１ａに溶融した樹脂Ｊが充填される。このとき、溶融した樹脂Ｊは、核酸吸着性多孔性膜Ｆに染み込まず、キャビティ１５１ａに面した核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａを溶融した樹脂Ｊの液圧によって押圧する。したがって、所定の射出圧力で樹脂Ｊを射出することにより、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａを所定の厚さに圧縮することができる。具体的には、当該周縁部Ｆａの内部の空隙が無くなるまで圧縮する。例えば、発明者による実験の結果、鹸化処理を施したトリアセチルセルロース製の核酸吸着性多孔性膜Ｆ（膜厚８０μｍ）の場合、３０μｍまで圧縮することにより、試料溶液の回り込みを防止できることが確認されている。このとき、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａの一部は、挟持面１２５の内周側端縁部とコアピン１６１の周縁部１６２ａとによって環状に挟み込まれているので、キャビティ１５１ａに注入された樹脂Ｊが核酸吸着性多孔性膜Ｆの中央側に流れ込むことがない。

また、鹸化処理を施したトリアセチルセルロース製の核酸吸着性多孔性膜Ｆ（膜厚８０μｍ）と、樹脂Ｊとして樹脂温度２００℃のポリプロピレンを用いて、樹脂Ｊの射出圧力について実験を行った結果、樹脂Ｊの射出圧力が１４．７ＭＰａ（１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下の場合には、コアピン１６１の周囲からはみ出した核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａを圧縮しきれず、その膜厚は６０μｍ程度であり、内部の空隙をつぶしきれていなかった。また、このようにして製造された核酸分離精製カートリッジ１００を使用したところ、試料溶液が核酸吸着性多孔性膜Ｆの側面に回りこんでしまった。一方、射出圧力が１４７ＭＰａ（１５００ｋｇ／ｃｍ^２）以上の場合には、製造時に核酸吸着性多孔性膜Ｆが破れてしまった。したがって、樹脂Ｊの射出圧力は１４．７ＭＰａより大きく１４７ＭＰａより小さい範囲で設定するのがよい。

図５（ｄ）に示すように、樹脂Ｊが硬化してバレル１４０が成形された後に型開きを行うと、バレル１４０の中空部１４３からコアピン１６１が抜き取られる。このとき、核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａは、射出成形されたバレル側融着部１４２と挟持面１２５に挟まれて挟持されており、核酸分離精製カートリッジ１００の底部１２１において支持される。また、底部側融着部１２３の内周面１２３ａは、注入時の樹脂Ｊの熱により溶融し、バレル側融着部１４２の外周面１４２ａと一体化する。

これにより、バレル１４０が成形されると同時に核酸吸着性多孔性膜Ｆが保持されることとなり、従来のようにカートリッジを構成する２つの部品を固着するための専用装置が不要となる。また、樹脂Ｊの射出圧力により核酸吸着性多孔性膜Ｆを圧縮して保持するため、部品の寸法誤差による核酸吸着性多孔性膜Ｆのシール不足や破れを心配する必要がない。

（核酸分離精製カートリッジ１００の使用方法）
続いて、核酸分離精製カートリッジ１００の使用方法について説明する。参照する図６は、第１実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図である。

核酸分離精製カートリッジ１００を用いて、核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程は、この工程を自動で行う自動装置を用いて行うことが好ましい。これにより、操作が簡便化および迅速化するだけでなく、作業者の技能によらず一定の水準の核酸を得ることが可能になる。

例えば、前記した自動装置（図示せず）は、核酸分離精製カートリッジ１００のバレル１４０の第１開口１４３ａからノズル１２２の第２開口１２２ａへ向けて、核酸を含む試料溶液を、加圧ガスの一例である加圧エアにより通流させることで、核酸吸着性多孔性膜Ｆに核酸を吸着させた後、同様に洗浄液Ｓ_２を通流させて不純物を除去し、続いて、同様に回収液を通流させて核酸吸着性多孔性膜Ｆに吸着した核酸を離脱させ、回収液と共に回収する分離精製動作を自動的に行う核酸分離精製装置であって、核酸分離精製カートリッジ１００と試料溶液および洗浄液Ｓ_２の排出液を収容する廃液容器と核酸を含む回収液を収容する回収容器とを保持する搭載機構と、核酸分離精製カートリッジ１００に加圧エアを導入する加圧エア供給機構と、核酸分離精製カートリッジ１００に洗浄液Ｓ_２および回収液を分注する分注機構とを備えているものを使用することができる。

前記搭載機構は、装置本体に搭載されるスタンドと、このスタンドに上下移動可能に支持され核酸分離精製カートリッジ１００を保持するカートリッジホルダーと、このカートリッジホルダーの下方で核酸分離精製カートリッジ１００に対する位置を交換可能に前記廃液容器および前記回収容器を保持する容器ホルダーとを備えてなるものが好適である。

また、前記加圧エア供給機構は、下端部より加圧エアを噴出するエアノズルと、このエアノズルを支持して前記カートリッジホルダーに保持された核酸分離精製カートリッジ１００に対し前記エアノズルを昇降移動させる加圧ヘッドと、この加圧ヘッドに設置され前記搭載機構のラックにおける核酸分離精製カートリッジ１００の位置決めをする位置決め手段とを備えてなるものが好適である。

また、前記分注機構は、洗浄液Ｓ_２を分注する洗浄液分注ノズルと、回収液を分注する回収液分注ノズルと、前記洗浄液分注ノズルおよび前記回収液分注ノズルを保持し、前記搭載機構に保持された核酸分離精製カートリッジ１００上を順に移動可能なノズル移動台と、洗浄液Ｓ_２を収容した洗浄液ボトルより洗浄液Ｓ_２を吸引し、前記洗浄液分注ノズルに供給する洗浄液供給ポンプと、回収液を収容した回収液ボトルより回収液を吸引し、前記回収液分注ノズルに供給する回収液供給ポンプとを備えてなるものが好適である。

本発明において使用できる検体に制限はないが、例えば診断分野においては、検体として採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、あるいは植物（またはその一部）、動物（またはその一部）等、あるいはそれらの溶解物およびホモジネート等の生物材料から調製された溶液が対象となる。

最初にこれらの検体について細胞膜および核膜を溶解して核酸を可溶化する試薬を含む水溶液で処理する。これにより細胞膜および核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散し、核酸を含む試料溶液を得る。例えば、検体が全血の場合、これに塩酸グアニジン、Ｔｒｉｓ、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、プロテアーゼＫ（ＳＩＧＭＡ製）を添加し、６０℃で１０分インキュベートすることによって赤血球の除去、各種タンパク質の除去、白血球の溶解および核膜の溶解がなされる。

このようにして得られた試料溶液を、バレル１４０の中空部１４３に投入し（図６参照）、ノズル１２２へ向けて圧力をかけて通流させる。こうすると、試料溶液中の核酸が核酸吸着性多孔性膜Ｆに吸着される。

次に、図６に示すように、洗浄液Ｓ_２をバレル１４０の第１開口１４３ａからノズル１２２へ向けて圧力をかけながら通流させる。この洗浄液Ｓ_２は、核酸吸着性多孔性膜Ｆに吸着した核酸を離脱させずに、不純物を離脱させる組成を有するものである。この洗浄工程において、加圧した際、図６に示すように、核酸吸着性多孔性膜Ｆがリブ１２６の傾斜形状に沿って、ノズル１２２側に向かって凸状に変形する。これにより、洗浄液Ｓ_２が、底部１２１に残留することなく、速やかにノズル１２２から排出される。

洗浄液Ｓ_２は、水溶性有機溶媒および塩の双方、または水溶性有機溶媒もしくは塩のうちいずれか１つを含んでいる溶液であることが好ましい。アルコール等の水溶性有機溶媒は、核酸が難溶性であるので、核酸を保持したまま核酸以外の成分を離脱させるのに適している。また、塩を添加することにより、核酸の吸着効果が高まる。

洗浄液Ｓ_２に含まれる水溶性有機溶媒として、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン等を用いることができるが、エタノールを用いることが好ましい。また、洗浄液Ｓ_２中に含まれる水溶性有機溶媒は、好ましくは２０〜１００容量％であり、より好ましくは４０〜８０容量％である。

また、洗浄液Ｓ_２に含まれる塩は、ハロゲン化物の塩であることが好ましい。さらには、塩が、一価または二価のカチオンを有し、かつその塩が１０ｍＭ以上含まれていることが好ましい。より好ましくは、塩が、塩化ナトリウムであり、さらには、この塩化ナトリウムが２０ｍＭ以上含まれていることが好ましい。

次に、精製蒸留水またはＴＥバッファ等の回収液をバレル１４０の第１開口１４３ａからノズル１２２へ向けて圧力をかけながら通流させ、核酸を核酸吸着性多孔性膜Ｆから離脱させて流し出し、ノズル１２２から排出された回収液（核酸を含有する回収液）を回収する。

なお、回収液は、検体から調整した核酸を含む試料溶液の体積に対して、回収液の体積を調整して核酸の脱離を行うことができる。分離精製された核酸を含む回収液量は、そのとき使用する検体量による。一般的によく使われる回収液量は数１０から数１００μｌであるが、検体量が極微量であるときや、逆に大量の核酸を分離精製したい場合には回収液量は１μｌから数１０ｍｌの範囲で変えることができる。

回収液のｐＨは、ｐＨ２〜１１であることが好ましい。さらには、ｐＨ５〜９であることが好ましい。また特にイオン強度と塩濃度は吸着核酸の溶出に効果を及ぼす。このため、回収液は、２９０ｍモル／ｌ以下のイオン強度であることが好ましく、さらには、９０ｍモル／ｌ以下の塩濃度であることが好ましい。こうすることで、核酸の回収率が向上し、より多くの核酸を回収することができる。
また、回収される核酸は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）あるいはリボ核酸（ＲＮＡ）であってもよく、さらに、これら核酸において１本鎖あるいは２本鎖のものであってもよい。

ここで特に、回収対象とされる核酸がＲＮＡである場合、ＲＮＡ分解酵素（ＲＮａｓｅ）を不活性化させることが望ましい。特に、洗浄液Ｓ_２や回収液を作製する水は、ＤＥＰＣ（Ｄｉｅｔｈｙｌ Ｐｙｒｏｃａｒｂｏｎａｔｅ）処理したものを用いることが望ましい。

このようにして得られた回収液に含まれる核酸は、紫外可視分光光度計での測定値（２６０ｎｍ／２８０ｎｍ）が、ＤＮＡの場合は１．６〜２．０、ＲＮＡの場合は１．８〜２．２となる純度を有する。すなわち、不純物混入量の少ない高純度の核酸を定常的に得ることができる。さらには、紫外可視分光光度計での測定値（２６０ｎｍ／２８０ｎｍ）がＤＮＡの場合は１．８付近、ＲＮＡの場合は２．０付近となる純度を持つ核酸を回収することができる。

なお、核酸分離精製カートリッジ１００は前記のように自動装置によって好適に使用することができるが、手動で操作する場合であっても用いることができる。この場合、試料溶液等を加圧する手段としては、注射器、ピペッタを用いることができる。注射器やピペッタは、核酸分離精製カートリッジ１００の一の開口（第１開口１４３ａ側）に着脱可能に結合することができる。

（各部材の材料等）
バレル１４０および底部材１２０の材料としては、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル等のプラスチックを使用することができる。また、生分解性の材料も好適に使用することができる。また、バレル１４０および底部材１２０は透明であっても、着色してあってもよい。

核酸吸着性多孔性膜Ｆとしては、イオン結合が関与しない弱い相互作用で核酸が吸着する多孔性膜が好適である。より好適には、核酸吸着性多孔性膜Ｆは、親水基を有する多孔性膜であり、多孔性膜を形成する材料自体が、親水基を有する多孔性膜、または多孔性膜を形成する材料を処理もしくはコーティングすることによって親水基を導入した多孔性膜である。多孔性膜を形成する材料は有機物、無機物のいずれでもよい。例えば、多孔性膜を形成する材料自体が親水基を有する有機材料である多孔性膜、親水基を持たない有機材料の多孔性膜を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない有機材料の多孔性膜に対し親水基を有する材料でコーティングして親水基を導入した多孔性膜、多孔性膜を形成する材料自体が親水基を有する無機材料である多孔性膜、親水基を持たない無機材料の多孔性膜を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない無機材料の多孔性膜に対し親水基を有する材料でコーティングして親水基を導入した多孔性膜等を使用することができるが、加工の容易性から、多孔性膜を形成する材料は有機高分子等の有機材料を用いることが好ましい。

親水基を有する多孔性膜としては、水酸基を有する有機材料の多孔性膜を挙げることができる。水酸基を有する有機材料としては、前記した特許文献１に記載のアセチルセルロースの表面鹸化物が挙げられる。アセチルセルロースとしては、モノアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースのいずれでもよいが、特にはトリアセチルセルロースが好ましい。この場合、鹸化処理の程度（鹸化度）で固相表面の水酸基の量（密度）をコントロールすることができる。核酸の分離効率を挙げるためには、水酸基の量（密度）が多い方が好ましい。例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロースの場合には、鹸化率が５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。また、鹸化処理の程度（鹸化度）と多孔性膜の孔径との組合せにより、固相内部の水酸基の量（密度）をコントロールすることができる。この場合、多孔性膜は、表裏対称性の多孔性膜であってもよいが、表裏非対称性の多孔性膜を好適に使用することができる。

また、水酸基を有する有機材料の多孔性膜として、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物からなる有機高分子の多孔性膜も好適に使用することができる。特にアセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物としては、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合物を好適に使用することができる。トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合比は、９９：１〜１：９９であることが好ましい。より好ましくは、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合比は、９０：１０〜５０：５０である。

アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物として、トリアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物、ジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物も使用することができる。

また、水酸基を有する有機材料の多孔性膜としては、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理した有機材料からなる多孔性膜を挙げることができる。アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理した有機材料は、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合物の鹸化物を好適に使用することができる。トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合比は、９９：１〜１：９９である事が好ましい。さらには、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合比は、９０：１０〜５０：５０であることが好ましい。

アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理した有機材料として、トリアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物の鹸化物、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物の鹸化物、ジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物の鹸化物も使用することができる。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、厚さが１０〜５００μｍである多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、厚さが５０〜２５０μｍである多孔性膜を使用することができる。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、最小孔径が０．２２μｍ以上である多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、最小孔径が０．５μｍ以上である多孔性膜を使用することができる。また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、最大孔径と最小孔径の比が２以上である多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、最大孔径と最小孔径の比が５以上である多孔性膜を使用することができる。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、空隙率が５０〜９５％である多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、空隙率が６５〜８０％である多孔性膜を使用することができる。また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、バブルポイントが、９．８〜９８０ｋＰａ（０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）である多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、バブルポイントが、１９．６〜３９２ｋＰａ（０．２〜４ｋｇｆ／ｃｍ^２）である多孔性膜を使用することができる。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、圧力損失が、０．１〜１００ｋＰａである多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、圧力損失が、０．５〜５０ｋＰａである多孔性膜を使用することができる。ここで、圧力損失とは、膜の厚さ１００μｍあたり、水を通過させるのに必要な最低圧力である。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆには、多孔性膜１ｍｇあたりの核酸の吸着量が０．１μｇ以上である多孔性膜を好適に使用することができる。より好適には、多孔性膜１ｍｇあたりの核酸の吸着量が０．９μｇ以上である多孔性膜を使用することができる。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。参照する図面において、図７は、第２実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ群の斜視図である。

核酸分離精製カートリッジ群１９０は、図７に示すように、多数個の核酸分離精製カートリッジ１９２が連続して成形されたものである。

核酸分離精製カートリッジ群１９０を構成する核酸分離精製カートリッジ１９２は、第１実施形態において説明した核酸分離精製カートリッジ１００と、その構造をほとんど同じくするものであるが、隣り合う核酸分離精製カートリッジ１９２の一部（接続部１９３）で互いに連続している。

核酸分離精製カートリッジ群１９０は、互いに連通した多数のキャビティ１５１（図３参照）が形成された射出成形型（図示省略）を用いて作製される。そのため、多数のキャビティ１５１にセットされた多数の核酸吸着性多孔性膜Ｆの周縁部Ｆａを押圧する樹脂Ｊの圧力が均等となる。したがって、核酸吸着性多孔性膜Ｆを押圧する力のばらつきによって核酸吸着性多孔性膜Ｆが破れたりシール不足となったりすることがなく、一度に多数個の核酸分離精製カートリッジ１９２（核酸分離精製カートリッジ群１９０）を効率よく製造することができる。

以上、本発明に係る核酸分離精製カートリッジの第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態には限定されない。例えば、第２実施形態にかかる核酸分離精製カートリッジ群１９０は、核酸分離精製カートリッジ１９２同士が直接連結された状態となっているが、キャビティ間をランナーで連通した射出成形型で射出成形することにより、核酸分離精製カートリッジ１９２が直接連結しない構成とすることができる。また、第１実施形態における核酸分離精製カートリッジ１００は、前記ランナーで連通させて射出成形した後に、当該ランナーを切除して、多数の核酸分離精製カートリッジ１００を製造するようにしてもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。参照する図８は、本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図であり、図９は、本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図であり、図１０は、本発明の第３実施形態に用いられるキャップの拡大断面斜視図であり、図１１は、図１０のＸ−Ｘ線断面図であり、図１２は図９のＢ部における拡大図であり、図１３は、本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの洗浄工程を示す断面図である。なお、以下の説明において、「上」、「下」の表現は、図９を基準とする。

図８に示すように、本発明の第３実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ２００は、核酸吸着性多孔性膜Ｆと、核酸吸着性多孔性膜Ｆを保持するとともに、液体が通流する通路を形成する筒状体であるバレル２１０およびキャップ２２０とから構成されている。

（バレル２１０）
バレル２１０は、円筒状のバレル本体部２１２と、バレル本体部２１２に連なる円筒状のバレル側嵌合部２１３とからなり、バレル本体部２１２の上部には第１開口２１１ａ、バレル側嵌合部２１３の下部には開口２１１ｂが形成されている。そのため、バレル２１０の上方から下方に向けて、液体が通流可能である。また、バレル側嵌合部２１３の外径は、バレル本体部２１２の外径より一回り小さくなっている。

（キャップ２２０）
キャップ２２０は、円筒状のキャップ側嵌合部２２２と、キャップ側嵌合部２２２の底部２２２ａに設けられた開口２２３に連なる排出部２２４とからなる。底部２２２ａに設けられた底部開口の一例である開口２２３は、前記したバレル本体部２１２の上部に設けられた第１開口２１１ａより小さい径を有している。また、キャップ側嵌合部２２２の上部には開口２２１ａ、排出部２２４の下部には第２開口２２１ｂが形成されている。そのため、キャップ２２０の上方から下方へ向けて、液体が通流可能である。また、キャップ側嵌合部２２２の内径は、前記バレル２１０のバレル側嵌合部２１３の外径と嵌合可能な直径に形成されている。

そして、図９に示すように、キャップ２２０のキャップ側嵌合部２２２の底部２２２ａに、核酸吸着性多孔性膜Ｆを配置した状態で、バレル２１０のバレル側嵌合部２１３をキャップ２２０のキャップ側嵌合部２２２へ嵌入することで、核酸吸着性多孔性膜Ｆをバレル２１０とキャップ２２０との間で挟持することができる。なお、バレル２１０とキャップ側嵌合部２２２とから「筒状本体」が構成される。

キャップ２２０は、図１０に示すように、キャップ側嵌合部２２２の底面２２２ｂに、６本（図においては３本のみ図示）の放射状のリブ２２６が形成されている。このリブ２２６は、核酸分離精製カートリッジ２００が組み立てられた状態において、それぞれの外周側端部２２６ａの頂部２２６ｃが核酸吸着性多孔性膜Ｆに当接し、核酸吸着性多孔性膜Ｆを支持している（図９参照）。また、リブ２２６は、核酸分離精製カートリッジ２００の使用時において、核酸吸着性多孔性膜Ｆが開口２２３に近付くほど排出部２２４の方へ変位するように、外周側端部２２６ａから内部側端部２２６ｂに向けて、排出部２２４側に傾斜している。また、底面２２２ｂの外周縁には、リブ２２６の外周側端部２２６ａに連なるように、底面２２２ｂから一段高くなった挟持面２２５が、全周にわたって形成されている。この挟持面２２５は、バレル２１０の開口２１１ｂの端縁にあたる開口縁部２１４（図８参照）との間で、核酸吸着性多孔性膜Ｆを挟持する面である。この挟持面２２５の幅は、開口縁部２１４の幅に合わせて形成するのが好ましい。なお、リブ２２６は「突起」の一例であり、「突起」は必ずしもリブ形状でなく、山形の突起を複数散点的に形成してもよい。

（リブ２２６）
リブ２２６は、放射状に形成されているため、液体を上方から下方へ流した際に、液体が排出部２２４へスムーズに流れ込むようになっている。
また、リブ２２６は、外周側端部２２６ａから内部側端部２２６ｂに向けて、その頂部２２６ｃが排出部２２４側に傾斜しているため、洗浄工程において、後記する洗浄液Ｓ_２（図１３参照）を加圧ガスにより通流させる際、核酸吸着性多孔性膜Ｆがリブ２２６の頂部２２６ｃに沿って、排出部２２４側に向かって凸状に変形する。これにより、洗浄液Ｓ_２が、底部２２２ａに残留することなく、速やかに排出部２２４から排出される。なお、キャップ側嵌合部２２２の径方向に対するリブ２２６の傾斜角度θ１（図１２参照）は、好ましくは３°以上、より好ましくは５°以上である。

また、図１１に示すように、リブ２２６は、横断面で見たときに、頂部２２６ｃが円弧状に形成されている。これにより、リブ２２６の頂部２２６ｃと核酸吸着性多孔性膜Ｆとの間に洗浄液Ｓ_２が滞留し難くなるので、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。なお、リブ２２６の頂部２２６ｃの曲率半径はリブ２２６の幅に対して１／４以上が好ましく、より好ましくは１／３以上、最も好ましくは１／２以上である。

（核酸分離精製カートリッジ２００の断面形状）
次に、核酸分離精製カートリッジ２００の断面形状について、図１２を参照して説明する。図１２に示すように、キャップ側嵌合部２２２の底面２２２ｂは、開口２２３に近付くほど排出部２２４の方へ変位する傾斜を有している。これにより、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。また、キャップ側嵌合部２２２の径方向に対する底面２２２ｂの傾斜角度θ２は、好ましくは１０°以上、より好ましくは１５°以上、最も好ましくは２０°以上である。

また図１２に示すように、核酸分離精製カートリッジ２００は、内面に存在する角部（例えば開口２２３の縁部２２３ａ等）および隅部（例えば底面２２２ｂの外周縁部２２２ｃ等）が円弧状に形成されている。これにより、内面に存在する角部および隅部に、洗浄液Ｓ_２が滞留し難くなるので、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。なお、角部の曲率半径は０．１ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以上、最も好ましくは０．３ｍｍ以上である。また、隅部の曲率半径は０．１ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．１５ｍｍ以上、最も好ましくは０．２ｍｍ以上である。

また、バレル２１０の軸とバレル２１０の内周面２１０ａとがなす角度θ３は、好ましくは１０°以下、より好ましくは５°以下である。これにより、洗浄液Ｓ_２がバレル２１０の内周面２１０ａを伝って流れ易くなるので、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。

また、核酸吸着性多孔性膜Ｆは、バレル２１０の開口縁部２１４とキャップ２２０の挟持面２２５との間に、その周縁部Ｆａが潰れた状態で保持されている。これにより、核酸吸着性多孔性膜Ｆを通るべき液体（試料溶液等）が、核酸吸着性多孔性膜Ｆの側部Ｆｂに回り込む不具合を防ぐことができる。この核酸吸着性多孔性膜Ｆを安定して保持するためには、開口縁部２１４と挟持面２２５とを超音波溶着等により固着するのが好ましい。

なお、バレル２１０、キャップ２２０および核酸吸着性多孔性膜Ｆの材料については第１実施形態で説明しているので、その説明を省略する。また、核酸分離精製カートリッジ２００を用いて核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程や、この工程を自動で行う自動装置などについても前記の第１実施形態の説明の中で既に説明しているので、その説明を省略する。

（核酸分離精製カートリッジ２００の作用および効果）
続いて、核酸分離精製カートリッジ２００の作用および効果について説明する。
まず、核酸を含む試料溶液を、バレル２１０の第１開口２１１ａ（図９参照）から排出部２２４の第２開口２２１ｂへ向けて、加圧エアにより通流させる。これにより、試料溶液中の核酸が核酸吸着性多孔性膜Ｆに吸着される。

次に、図１３に示すように、洗浄液Ｓ_２をバレル２１０の第１開口２１１ａから排出部２２４の第２開口２２１ｂへ向けて加圧エアにより通流させる。この洗浄液Ｓ_２は、核酸吸着性多孔性膜Ｆに吸着した核酸を離脱させずに、不純物を離脱させる組成を有するものである。この洗浄工程において、洗浄液Ｓ_２を加圧エアにより通流させる際、図１３に示すように、核酸吸着性多孔性膜Ｆがリブ２２６の傾斜形状に沿って、排出部２２４側に向かって凸状に変形する。これにより、洗浄液Ｓ_２が、底部２２２ａ、特に核酸吸着性多孔性膜Ｆとバレル２１０の内周面２１０ａとにより形成される隅部２２７に残留することなく、速やかに排出部２２４から排出される。

この際、核酸分離精製カートリッジ２００の内壁面（バレル２１０の内周面２１０ａ等）に対する洗浄液Ｓ_２の液滴Ｗｄの接触角が９０°以上の場合は、例えば、図１３に示すように、バレル２１０の内周面２１０ａに液滴Ｗｄとして残留しても、その液滴Ｗｄは表面張力により略球状となるため、加圧エアにより除去し易くなる。これにより、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。
また、核酸分離精製カートリッジ２００の内壁面に対する洗浄液Ｓ_２の液滴Ｗｄの接触角が８０°以下である場合は、核酸分離精製カートリッジ２００の内壁面に対する洗浄液Ｓ_２の濡れ性が向上し、洗浄液Ｓ_２が液滴Ｗｄとして残留し難くなるため、洗浄液Ｓ_２がより速やかに排出される。

一方、比較例として、キャップ側嵌合部２２２の径方向に対するリブ２２６の傾斜角度θ１（図１２参照）を０°にして、前記したように分離精製した場合は、排出された回収液中のエタノールの濃度は４容量％を超えていた。この排出された回収液を用いてＰＣＲや逆転写酵素反応を行うと、収率の低下が見られた。

このように、本実施形態の核酸分離精製カートリッジ２００では、洗浄工程において、洗浄液Ｓ_２が核酸分離精製カートリッジ２００の内部に残留せずに、速やかに排出されるので、排出された回収液への洗浄液Ｓ_２の混入を抑えることができる。これにより、次工程において、洗浄液Ｓ_２に起因する不具合を未然に防ぐことができる。

なお、前記第３実施形態では、バレルをキャップへ嵌入することにより筒状体を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、キャップを金型に設置し、バレル部分をインサート成形により形成することによって、バレルとキャップとが一体成形されたものを筒状体として用いてもよい。

［第４実施形態］
次に、本発明の核酸分離精製カートリッジの第４実施形態について適宜図面を参照しつつ説明する。参照する図面において、図１４は、本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの分解斜視図であり、図１５は、本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの断面図である。また、図１６は、本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの排出部を拡大した断面図である。図１７は、本発明の第５実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの排出部を拡大した断面図である。図１８は、本発明の第６実施形態に係る核酸分離精製カートリッジの排出部を拡大した断面図である。なお、以下の説明において、「上」、「下」の表現は、核酸分離精製カートリッジの使用状態、具体的には図１５に示すような状態を基準とする。

（核酸分離精製カートリッジ３００の構成）
まず、図１４および図１５を参照して、第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ３００の全体的な構成について説明する。
発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ３００は、核酸吸着性多孔性膜Ｆと、核酸吸着性多孔性膜Ｆを保持するとともに、溶液が通流する通路を形成するバレル３１０およびキャップ３２０とから構成されている。

次に、図１４の分解斜視図を参照して各構成部品について、より詳細に説明する。
（バレル３１０）
バレル３１０は、円筒状のバレル本体部３１２と、バレル本体部３１２に連なる円筒状のバレル側嵌合部３１３とからなり、バレル本体部３１２の上部には第１開口３１１、バレル側嵌合部３１３の下部には開口３１４が形成されている。そのため、バレル３１０の上方から下方に向けて、溶液等Ｓ（図１５参照）が通流可能である。また、バレル側嵌合部３１３の外径は、バレル本体部３１２の外径より一回り小さくなっている。

（キャップ３２０）
キャップ３２０は、円筒状のキャップ側嵌合部３２５と、キャップ側嵌合部３２５の底部３２２に設けられた底部開口３２３に連なる排出部３０２とからなる。底部３２２に設けられた底部開口３２３は、前記したバレル本体部３１２の上部に設けられた第１開口３１１より小さい径を有している。また、キャップ側嵌合部３２５の上部には開口３２７が形成され、排出部３０２の下部には第２開口３２１が形成されている。そのため、キャップ３２０の上方から下方へ向けて、液体が通流可能である。また、キャップ側嵌合部３２５の内径は、前記バレル３１０のバレル側嵌合部３１３の外径と嵌合可能な直径に形成されている。

そして、図１５に示すように、キャップ３２０のキャップ側嵌合部３２５の底部３２２に、核酸吸着性多孔性膜Ｆを配置した状態で、バレル３１０のバレル側嵌合部３１３をキャップ３２０のキャップ側嵌合部３２５へ嵌入することで、核酸吸着性多孔性膜Ｆをバレル３１０とキャップ３２０との間で挟持することができる。また、キャップ３２０の底部３２２には少なくとも３本、好ましくは６本の放射状に形成されたリブ３２６が形成されている。そして、このリブ３２６の角部は、キャップ側嵌合部３２５の底部３２２の中心に設けられた底部開口３２３に向かって下り傾斜形状を呈するように形成されている。
なお、バレル３１０と、キャップ側嵌合部３２５と、底部３２２とから「筒状本体」が構成される。また、キャップ３２０の底部開口３２３と第２開口３２１とを連通する筒として構成される排出部３０２が「排出部」に相当し、この筒状本体と排出部とで筒状に構成されるものが「筒状体」に相当する。

（排出部３０２および端面３２４の構成）
次に、本発明の第４実施形態に係る核酸分離精製カートリッジ３００の排出部３０２や排出部３０２の端面３０４の好適な構成について、図１４および図１５を参照しつつ、図１６および図１７を参照して詳細に説明する。

図１６の拡大断面図に示すように、核酸分離精製カートリッジ３００の排出部３０２は、キャップ３２０の下半分を構成するものであり、筒状本体の底部３２２の底部開口３２３に一端が連なり、他端が廃液を排出するための第２開口３２１を形成する筒として構成されている。このように構成することにより、核酸分離精製カートリッジ３００の下部に配置された廃液容器４００（図２０参照）へ向かって正確に廃液を導くことができる。これは、例えば、後記する自動装置によって当該核酸分離精製カートリッジ３００を多連で使用した場合に、他サンプルの溶液へのコンタミネーション防止に有効である。
なお、このキャップ３２０の第２開口３２１を形成する部分の端面３２４の肉厚Ｔは、０．２ｍｍ以上に構成するのがよい。第２開口３２１を形成する部分の肉厚Ｔを０．２ｍｍ以上となるように形成すれば、試料溶液Ｓ_１（図１５参照）の泡がエアの巻き上げによって煽られた場合であっても、この第２開口３２１を形成する部分の肉厚Ｔを乗り越えて排出部３０２の外壁面３０２ａに付着することはない。これは、肉厚Ｔを厚くするほど確実な効果がみられるので、肉厚Ｔを０．５ｍｍ以上に形成することがさらに好ましい。

また、核酸分離精製カートリッジ３００におけるキャップ３２０の第２開口３２１の開口径ｒは１．０ｍｍ以上に形成するのがよい。開口径ｒを１．０ｍｍ以上に形成すると、廃液を良好に排出することができる。

さらに、キャップ３２０の端面３２４の外径Ｒは、１．４ｍｍ以上に形成するのがよい。排出部３０２の端面３２４の外径Ｒを１．４ｍｍ以上とすれば、前記した肉厚Ｔを０．２ｍｍ以上確保することができるほか、第２開口３２１を形成する部分の強度を高く保つことができる。なお、前記理由により、この外径Ｒは、２．０ｍｍ以上であることがより好ましい。

次に、同じく図１６および図１７を参照して、キャップ３２０の排出部３０２やキャップ３２０の端面３２４の形状について説明する。
キャップ３２０の排出部３０２は、端面３２４と外壁面３０２ａとのなす角度θ４を１０５°以下に構成するのがよい。このように構成することで、外壁面３０２ａに泡が付着した場合であっても、泡は第２開口３２１の近傍に集まるので、洗浄液Ｓ_２によってこれを取り除くことができる。なお、排出部３０２の外壁面３０２ａとのなす角度θ４を１００°以下とするのがより好ましく、９５°以下とするのがさらに好ましい。

［第５実施形態］
また、本発明の核酸分離精製カートリッジに係る第４実施形態としては、図１７に示すように、排出部３０２の端面３２４の形状を第２開口３２１へ近付くにつれ開口径ｒが広がる漏斗形状としてもよい。このようにすると、第２開口３２１の外縁部は外壁面３０２ａと鋭角をもって形成されるので、下方からエアが巻き上がってきた場合であっても、泡は外縁部を越えて外壁面３０２ａに付着し難くなる。
なお、この場合、排出部３０２の端面３２４と外壁面３０２ａとのなす角度θ５を、３０°以上とするのがよい（図１７参照）。３０°未満とすると試料溶液Ｓ_１が端面３２４の外縁に集まり、前記した肉厚Ｔを確保した意味がなくなる。

また、端面３２４および外壁面３０２ａの樹脂親水性を高めるのが好ましい。すなわち、核酸分離精製カートリッジ３００を構成する材質を濡れ易いものとするのが好ましい。端面３２４および外壁面３０２ａを親水性とすることにより、洗浄液Ｓ_２の撥水作用を抑え、かつ、洗浄液Ｓ_２による泡の引き込みを行うことができる。
なお、当該核酸分離精製カートリッジ３００のバレル３１０およびキャップ３２０の内壁面３０２ｂにおける排水性を考慮すると、この内壁面３０２ｂは撥水性であることが好ましく、疎水性合成樹脂を用いて核酸分離精製カートリッジ３００を作製することが好ましい。

ここで、疎水性合成樹脂を用いて作製した核酸分離精製カートリッジ３００において、キャップ３２０の端面３２４と外壁面３０２ａの親水性を高めるには、以下の処理を施すことにより行うことができる。
まず、疎水性合成樹脂であるポリスチレンを用いて射出成形により第２開口３２１側を封じた状態のキャップ３２０を作製する。このとき、必要であれば、第２開口３２１の形状を前記した任意の形状に加工するのがよい。そして、キャップ３２０の端面３２４と外壁面３０２ａ（好ましくは第２開口３２１となる近傍の外壁面３０２ａ）をプラズマ処理することによって、端面３２４および外壁面３０２ａの親水性を向上させる。このようにすることで内壁面３０２ｂは撥水性が高く、排出部３０２の外壁面３０２ａおよび端面３２４の親水性が高いキャップ３２０を得ることができる。
なお、キャップ３２０とバレル３１０とを一体的に成形した核酸分離精製カートリッジ３００であっても同様の処理を行うことで端面３２４と外壁面３０２ａの親水性を高くすることができる。

その他、疎水性合成樹脂に親水性を付与する方法としては、前記したプラズマ処理に限られることはなく、疎水性合成樹脂の表面を修飾し、親水性を向上させることのできる薬品等を用いることもできる。すなわち、射出成形したキャップ３２０の端面３２４および外壁面３０２ａを当該薬品で処理することにより、外壁面３０２ａおよび端面３２４の親水性を向上させたキャップ３２０を得ることができる。

［第６実施形態］
また、本発明の核酸分離精製カートリッジに係る第６実施形態としては、図１８に示すように、キャップ３２０の端面３２４に、泡を誘導するための爪部材３２８を形成するのが好ましい。また、この爪部材３２８を棒状に形成するのがより好ましい。さらには、この爪部材３２８の内側の位置が内壁面３０２ｂと一致するように形成するのが好ましい。このように構成することで、第２開口３２１に到達した泡は、内壁面３０２ｂに延設された棒状の爪部材３２８を伝ってその先端部分、すなわち、第２開口３２１よりさらに下方位置で凝集し易くなり、廃液容器４００に落ち易くなる結果、泡の外壁面３０２ａへの付着を防止することができる。
なお、この棒状の爪部材３２８は前記した目的を達成することができればよく、１本から複数本の間で任意の数を設けることができる。

次に、図１５へ戻って説明を続けると、リブ３２６は、放射状に形成されているため、液体を上方から下方へ流した際に、液体が排出部３０２へスムーズに流れ込むようになっている。
また、リブ３２６は、底部開口３２３側に下り傾斜形状を呈するように形成されているため、溶液等Ｓをバレル３１０の第１開口３１１側から加圧すると、核酸吸着性多孔性膜Ｆがリブ３２６の傾斜形状に沿って、底部開口３２３側に向かって凸状に変形する。これにより、溶液等Ｓが、底部３２２に残留することなく、速やかに底部開口３２３から排出される。

なお、バレル３１０、キャップ３２０および核酸吸着性多孔性膜Ｆの材料については第１実施形態で説明しているので、その説明を省略する。また、核酸分離精製カートリッジ３００を用いて核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程や、この工程を自動で行う自動装置などについても前記の第１実施形態の説明の中で既に説明しているので、その説明を省略する。

以上、本発明に係る核酸分離精製カートリッジを実施するための最良の形態について説明したが、本発明は前記の実施形態には限定されない。例えば、前記した実施形態では、核酸吸着性多孔性膜を１枚収容した核酸分離精製カートリッジとしたが、核酸吸着性多孔性膜を複数枚収容した核酸分離精製カートリッジとしてもよい。この場合、収容される複数枚の核酸吸着性多孔性膜は、同一のものであっても、異なるものであってもよい。

Claims (6)

1. 有底筒状の筒状本体の底部に開口を有し、前記底部に核酸吸着性多孔性膜を支持した核酸分離精製カートリッジの製造方法であって、
   前記筒状本体の底部を有して前記筒状本体の一部を形成する底部材の該底部に、前記核酸吸着性多孔性膜を配置した状態で、前記底部材および前記核酸吸着性多孔性膜を射出成形型のキャビティ内に配置する工程と、
   前記核酸吸着性多孔性膜にコアピンを押し当て、前記コアピンの周囲に前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部がはみ出した状態で前記核酸吸着性多孔性膜を保持するとともに射出成形型を閉じる工程と、
   前記キャビティ内に成形材料を射出し、前記筒状本体の筒部を成形すると同時に前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を成形材料と前記底部とで挟持する工程と、
   前記射出成形型から成形体を取り出す工程と、
   を有することを特徴とする核酸分離精製カートリッジの製造方法。
2. 前記コアピンは、前記核酸吸着性多孔性膜を、もとの膜厚の１０％から７０％の膜厚になるまで押し潰して保持することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の核酸分離精製カートリッジの製造方法。
3. 前記コアピンの先端部は、その周縁部から中心部に向かって円錐形状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の核酸分離精製カートリッジの製造方法。
4. 前記コアピンの周囲にはみ出した前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を、前記キャビティ内に射出された成形材料の射出圧力により、内部の空隙がなくなるまで押し潰すことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の核酸分離精製カートリッジの製造方法。
5. 前記コアピンの周囲にはみ出した前記核酸吸着性多孔性膜の周縁部を、前記キャビティ内に射出された成形材料の射出圧力により、もとの膜厚の１０％から７０％の膜厚になるまで押し潰すことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の核酸分離精製カートリッジの製造方法。
6. 請求の範囲第１項に記載された核酸分離精製カートリッジの製造方法であって、
   前記射出成形型は前記キャビティを複数個備えており、
   前記複数個のキャビティ内には前記底部材に前記核酸吸着性多孔性膜が配置された上でこれらがそれぞれインサートされ、
   前記複数個のキャビティは互いに連通しており、
   多数の前記核酸分離精製カートリッジを同時に製造可能なことを特徴とする核酸分離精製カートリッジの製造方法。

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