JP4762521B2 - Bio separation kit and method of use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、核酸、蛋白質、細胞などの生体成分をB/F分離により分離するバイオセパレーション用キットおよびその使用方法に関する。   The present invention relates to a bioseparation kit for separating biological components such as nucleic acids, proteins, and cells by B / F separation and a method for using the same.

核酸、蛋白質、細胞などの生体成分を分離するバイオセパレーションは、医療、診断およびバイオテクノロジーの分野において不可欠な技術である。バイオセパレーションには各種の方法があるが、プローブを固定化した担体に被検体中のターゲット物質を捕捉させた後、担体に捕捉されない他の物質から担体を分離するいわゆるB/F(Bound form / Free form)分離は、現在でも有力な方法として使用され、各種の方法が知られている。   Bioseparation that separates biological components such as nucleic acids, proteins, and cells is an indispensable technique in the fields of medicine, diagnosis, and biotechnology. There are various methods for bioseparation, but after capturing a target substance in a specimen on a carrier on which a probe is immobilized, so-called B / F (Bound form / Free form) separation is still used as an effective method, and various methods are known.

例えば、遠心分離法は、ビーズなどのプローブ固定化担体と、この固定化担体に捕捉されない非捕捉物との比重差を利用して遠心分離により固定化担体を沈降させた後、上清を除去する方法であり、広く用いられている。この方法では、遠心力および遠心分離の時間を調整することで、固定化担体と非捕捉物との重力差がかなり小さい場合であっても分離できるが、過剰の遠心力を与えると、固定化担体の凝集、捕捉物質の破壊などを生じることがある。   For example, the centrifugation method uses a specific gravity difference between a probe-immobilized carrier such as beads and a non-captured substance not captured by the immobilized carrier to precipitate the immobilized carrier by centrifugation, and then removes the supernatant. This method is widely used. In this method, by adjusting the centrifugal force and the time of centrifugation, separation is possible even when the gravity difference between the immobilization carrier and the non-captured substance is quite small. It may cause aggregation of the carrier and destruction of the trapping substance.

また、ビーズなどのプローブ担持粒子をフィルターで分離する方法も広く用いられている。分離用のフィルターとしては、ガラス繊維濾紙、メンブレンフィルター、ポリエステルフィルムもしくはポリカーボネートフィルムに電子線で孔を形成したフィルター(商品名:サイクロポア ワットマン株式会社製)、アルミニウムを陽極酸化した孔径が200μm以下のフィルター(商品名アノポア ワットマン株式会社製)等が使用されている。この場合、反応の際にフィルターへ被検体が吸着することを避けるために、別の容器でプローブ担持粒子と被検体との反応を行い、その容器からB/F分離用の容器に反応溶液を移してB/F分離を行うことが好ましいとされている。   A method of separating probe-carrying particles such as beads with a filter is also widely used. Filters for separation include glass fiber filter paper, membrane filters, polyester film or polycarbonate film with holes formed by electron beams (trade name: manufactured by Cyclopore Whatman Co., Ltd.), aluminum anodized holes with a pore size of 200 μm or less (Product name: Anopore Whatman Co., Ltd.) is used. In this case, in order to avoid the analyte adsorbing to the filter during the reaction, the probe-carrying particles and the analyte are reacted in another container, and the reaction solution is transferred from the container to the B / F separation container. It is said that it is preferable to transfer and perform B / F separation.

また、B/F分離後の剥離液によるターゲット物質の剥離工程においても、B/F分離用容器とは別の容器で剥離を行うことが、B/F分離によって生じる被検体による汚染を剥離工程に持ち込まないために好ましいとされている。   Also, in the step of peeling the target material with the stripping solution after B / F separation, peeling in a container different from the B / F separation container may remove contamination caused by the B / F separation due to the analyte. It is preferable because it is not brought in.

しかし、このように2つの容器を使用するので、被検体が非常に少量である場合に、被検体は容器への付着により減耗する。
また、容器から容器へ液を移動させる場合、シリンジを経由する方法が一般的であるが、この場合にはさらに、シリンジ壁への粒子液もしくは被検体の付着によりこれらが減耗する。
However, since two containers are used in this way, when the object is very small, the object is worn out due to adhesion to the container.
Moreover, when transferring a liquid from a container to a container, the method which passes through a syringe is common, However, In this case, these are further worn out by adhesion of the particle liquid or a test substance to a syringe wall.

また、容器から容器への液の移動は手作業で行っているので、操作が煩雑である。ハンドリングロボットを使用しても、一括で移動できる反応液の数は制限され、反応数が増えるとともに作業時間は長くなる。   In addition, since the movement of the liquid from the container to the container is performed manually, the operation is complicated. Even if a handling robot is used, the number of reaction solutions that can be moved in a batch is limited, and the number of reactions increases and the work time increases.

また、プローブを固定したゲルを担体とし、ゲルを充填したカラムを用いてターゲット物質を捕捉分離するアフィニティークロマトグラフも広く用いられている。この方法では、ゲルをカラムに充填する必要があり、充填操作が煩雑でコストを要し、また、カラムに流す液体の流速とカラム背圧は逆相関の関係にあるため、分離能力を上げるために流速を上げると被検体の濾過圧力が高くなり、その結果、ゲルの変形、カラムの破壊などが起き
易くなるので流速が制限される。
An affinity chromatograph that captures and separates a target substance using a gel-fixed probe as a carrier and a column packed with the gel is also widely used. In this method, the gel needs to be packed into the column, the packing operation is complicated and costly, and the flow rate of the liquid flowing through the column and the column back pressure are inversely related, so that the separation performance is increased. When the flow rate is increased, the filtration pressure of the analyte increases, and as a result, gel deformation, column breakage, and the like are likely to occur, so that the flow rate is limited.

上記のような現状において、バイオセパレーションでは、被検体にダメージを与えず、B/F分離効率が高く、濾過抵抗が低く、被検体および粒子液の減耗が少なく、簡便且つ迅速にターゲット物質の分離が可能な技術が求められている。
特開昭63−270000号公報 Nucleic Acid Research 第14巻 p5037−5048(1986)
In the current situation as described above, bioseparation does not damage the specimen, has high B / F separation efficiency, low filtration resistance, little specimen and particle liquid depletion, and easily and quickly separates target substances. There is a need for technology that can
JP-A 63-270000 Nucleic Acid Research Vol. 14, p5037-5048 (1986)

本発明は、被検体にダメージを与えず、B/F分離効率が高く、濾過抵抗が低く、被検体および粒子液の減耗が少なく、簡便且つ迅速にターゲット物質の分離が可能なバイオセパレーション用キットおよびその使用方法を提供することを目的としている。   The present invention provides a bioseparation kit capable of easily and quickly separating a target substance without damaging the specimen, having a high B / F separation efficiency, low filtration resistance, less subject and particle liquid depletion. And its usage.

本発明のバイオセパレーション用キットの製造方法は、
孔の中心線が直線状であるストレートな細孔が形成された金属製のフィルター部と、前記フィルター部を収納する容器と、を備え、
前記容器の内部における前記フィルター部が配置された位置から離間した領域に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる反応部を有するバイオセパレーション用キットの製造方法であって、
前記フィルター部が、予め導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にレジストパターニングを行い、電気メッキしない部分をレジストで保護して、基板とメッキ溶液との間に電流を流すことにより基板の所定部分にのみ金属材料を形成して、フィルターを電気メッキ法により積み上げる方法によって製造することを特徴とする。
また、本発明のバイオセパレーション用キットは、
孔の中心線が直線状であるストレートな細孔が形成された金属製のフィルター部と、前記フィルター部を収納する容器と、を備え、
前記容器の内部における前記フィルター部が配置された位置から離間した領域に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる反応部を有し、
前記フィルター部が、予め導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にレジストパターニングを行い、電気メッキしない部分をレジストで保護して、基板とメッキ溶液との間に電流を流すことにより基板の所定部分にのみ金属材料を形成して、フィルターを電気メッキ法により積み上げる方法によって製造されたものであることを特徴とする
The method for producing the bioseparation kit of the present invention comprises:
A metal filter part in which straight pores having a straight hole center line are formed, and a container for storing the filter part,
A method for producing a bioseparation kit having a reaction part that reacts a subject and probe-carrying particles in a region separated from a position where the filter part is arranged inside the container,
The filter unit prepares a substrate that has been previously imparted with conductivity, and resist patterning is performed on the substrate, and a portion that is not electroplated is protected with a resist, and a current flows between the substrate and the plating solution. Thus, a metal material is formed only on a predetermined portion of the substrate, and the filter is manufactured by a method of stacking by an electroplating method.
Further, the bioseparation kit of the present invention comprises:
A metal filter part in which straight pores having a straight hole center line are formed, and a container for storing the filter part,
In a region separated from the position where the filter unit is arranged inside the container, a reaction unit that reacts the analyte and the probe-carrying particles ,
The filter unit prepares a substrate that has been previously imparted with conductivity, and resist patterning is performed on the substrate, and a portion that is not electroplated is protected with a resist, and a current flows between the substrate and the plating solution. forming a metal material only a predetermined portion of the substrate by, wherein the this are those prepared by the method of stacking by electroplating the filter.

上記の発明において、前記フィルターの表面に、フィルターと同一材料から形成され、一体化されたリブを設けるのが好ましい。
上記の発明において、前記容器の内部における前記反応部および前記フィルター部の近傍位置のうち、少なくともいずれかの位置に、攪拌板を設けることが好ましい。
上記の発明において、前記容器に、B/F分離を行うためのB/F分離用フィルター部と、前記プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質を剥離するための剥離用フィルター部の2つのフィルター部を収納することが好ましい。
In the above invention, it is preferable that a rib formed of the same material as that of the filter and integrated is provided on the surface of the filter.
In the above invention, it is preferable that a stirring plate is provided at least in any position in the vicinity of the reaction unit and the filter unit in the container.
In the above invention, the filter includes two filter portions, a B / F separation filter portion for performing B / F separation and a separation filter portion for separating the target material captured by the probe-carrying particles. Is preferably housed.

上記の発明において、前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間の両端面が外部へ開放され、
前記フィルター部収納空間における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部で挟まれた内側空間が、該内側空間から分岐する少なくとも1つの分岐空間を介して外部へ開放されていることが好ましい。
In the above invention, both end faces of the filter part storage space for storing the B / F separation filter part and the peeling filter part in the container are opened to the outside,
An inner space sandwiched between the B / F separation filter portion and the separation filter portion in the filter portion storage space is open to the outside through at least one branch space that branches from the inner space. preferable.

上記の発明において、前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間から分岐し、その一端側に外部へ開放された開口が設けられた分岐空間を少なくとも1つ有し、該開口から該分岐空間を介して、プローブ担持粒子の分散液、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を前記フィルター部収納空間へ投入するように構成することが好ましい。   In the above invention, a branch space that branches off from the filter portion storage space for storing the B / F separation filter portion and the peeling filter portion in the container and has an opening opened to the outside on one end side thereof. At least one is provided, and at least one of the dispersion liquid of the probe-carrying particles, the specimen, the cleaning liquid, and the stripping liquid is introduced from the opening into the filter unit storage space through the branch space. It is preferable.

上記の発明において、前記分岐空間に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる前記反応部を有することが好ましい。
上記の発明において、前記分岐空間を少なくとも2つ有し、1つの該分岐空間から前記フィルター部収納空間へ洗浄液を投入し、他の1つの該分岐空間から前記フィルター部収納空間へ剥離液を投入するように構成することが好ましい。
In the above invention, it is preferable that the branching space has the reaction part for reacting the analyte and the probe-carrying particles.
In the above invention, at least two of the branch spaces are provided, a cleaning solution is supplied from one of the branch spaces to the filter unit storage space, and a release solution is supplied from the other one of the branch spaces to the filter unit storage space. It is preferable to configure so as to.

上記の発明において、前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間から分岐し、その一端側に外部へ開放された開口が設けられた分岐空間を少なくとも1つ有し、
該分岐空間と、前記フィルター部収納空間との分岐点から延びる3本の流路空間l,m,nについて、流路空間mの断面積Mを流路空間nの断面積Nよりも小さくし、流路空間
lから、流路空間mおよび流路空間nのうち流路空間mへ選択的に液を移動させるように構成することが好ましい。
In the above invention, a branch space that branches off from the filter portion storage space for storing the B / F separation filter portion and the peeling filter portion in the container and has an opening opened to the outside on one end side thereof. Have at least one,
For the three flow path spaces l, m, and n extending from the branch point between the branch space and the filter unit storage space, the cross-sectional area M of the flow path space m is made smaller than the cross-sectional area N of the flow path space n. It is preferable that the liquid is selectively moved from the channel space l to the channel space m of the channel space m and the channel space n.

上記の発明において、複数の前記バイオセパレーション用キットが同一基板上に集積搭載されていることが好ましい。
本発明のバイオセパレーション方法は、上記のバイオセパレーション用キットを用いて、前記反応部でプローブ担持粒子と被検体とを反応させた後、前記フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、洗浄液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質と、それ以外の物質とを分離することを特徴とする。
In the above invention, it is preferable that a plurality of the bioseparation kits are integrated and mounted on the same substrate.
In the bioseparation method of the present invention, the probe-carrying particles and the analyte are reacted in the reaction unit using the bioseparation kit described above, and then the probe-carrying particles are moved to the filter unit, and then the washing liquid is used. By contacting the probe-carrying particles, the target material captured by the probe-carrying particles is separated from other substances.

本発明のバイオセパレーション方法は、上記のバイオセパレーション用キットを用いて、前記反応部でプローブ担持粒子と被検体とを反応させた後、前記B/F分離用フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、洗浄液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質と、それ以外の物質とを分離した後、前記剥離用フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、剥離液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子からターゲット物質を剥離することを特徴とする。   In the bioseparation method of the present invention, the probe-carrying particles and the analyte are reacted in the reaction unit using the bioseparation kit described above, and then the probe-carrying particles are moved to the B / F separation filter unit. Then, by bringing the cleaning liquid into contact with the probe-carrying particles, the target substance captured by the probe-carrying particles and the other substance are separated, and then the probe-carrying particles are moved to the separation filter unit, The target substance is peeled from the probe-carrying particles by bringing the peeling liquid into contact with the probe-carrying particles.

上記の発明において、プローブ担持粒子を前記フィルター部の近傍に位置させ、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、前記フィルター部収納空間内で複数回往復移動させることにより、プローブ担持粒子を前記フィルター部に対して接離させながら当該液とプローブ担持粒子とを接触させることが好ましい。   In the above invention, the probe-carrying particles are positioned in the vicinity of the filter unit, and at least one of the analyte, the cleaning solution, and the stripping solution is reciprocated a plurality of times in the filter unit storage space. The liquid and the probe-carrying particles are preferably brought into contact with each other while the carried particles are brought into contact with and separated from the filter portion.

上記の発明において、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、プローブ担持粒子と接触させた後、当該液を、前記フィルター部を通して排出するとともにプローブ担持粒子を該フィルター部上に残留させ、次いで、次の当該液を該フィルター部へ投入してプローブ担持粒子と接触させることが好ましい。   In the above invention, after contacting at least one of the analyte, the cleaning liquid, and the peeling liquid with the probe-carrying particles, the liquid is discharged through the filter unit and the probe-carrying particles are placed on the filter unit. Then, it is preferable that the next liquid is introduced into the filter unit and brought into contact with the probe-carrying particles.

上記の発明において、前記フィルター部収納空間を減圧した後、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を当該空間へ投入することが好ましい。
上記の発明において、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、容器の内部で移動させるに際して、当該液を水平方向もしくは重力方向に移動させることが好ましい。
In the above invention, it is preferable that after the pressure in the filter unit storage space is reduced, at least one of a specimen, a cleaning solution, and a stripping solution is put into the space.
In the above invention, when moving at least one of the specimen, the cleaning liquid, and the stripping liquid inside the container, it is preferable to move the liquid in the horizontal direction or the gravity direction.

上記の発明において、液を移動させる容器内の対象空間の内径もしくは内幅を5mm以下として、差圧で液を移動させることが好ましい。   In the above invention, it is preferable that the liquid is moved by a differential pressure with the inner diameter or inner width of the target space in the container to which the liquid is moved being 5 mm or less.

本発明のバイオセパレーション用キットは、被検体にダメージを与えず、B/F分離効率が高く、濾過抵抗が低く、被検体および粒子液の減耗が少なく、簡便且つ迅速にターゲット物質の分離が可能である。   The bioseparation kit of the present invention does not damage the specimen, has high B / F separation efficiency, low filtration resistance, little wear of the specimen and particle liquid, and allows easy and rapid separation of the target substance. It is.

本発明のバイオセパレーション方法によれば、被検体にダメージを与えず、B/F分離効率が高く、濾過抵抗が低く、被検体および粒子液の減耗が少なく、簡便且つ迅速にターゲット物質の分離が可能である。   According to the bioseparation method of the present invention, the target substance is not easily and quickly separated without damaging the specimen, with high B / F separation efficiency, low filtration resistance, little wear of the specimen and particle liquid. Is possible.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態におけるバイオセパレーション用キットの断面図である。図示したように、このバ
イオセパレーション用キット11は、容器12にフィルター部1が収納されている。
<フィルター部>
フィルター部1は、被検体、洗浄液および剥離液などの各液を、細孔3を通じて透過するとともに、プローブ担持粒子の通過を遮断し、このフィルター部1においてB/F分離、プローブ担持粒子からのターゲット物質の剥離などを行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a bioseparation kit according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the bioseparation kit 11 includes a container 12 in which a filter unit 1 is accommodated.
<Filter section>
The filter unit 1 allows each liquid such as a specimen, a cleaning solution, and a stripping solution to pass through the pores 3 and blocks passage of the probe-carrying particles. In this filter unit 1, B / F separation, from the probe-carrying particles The target material is peeled off.

フィルター部1の底部にはフィルター2が設けられている。フィルター2には、孔の軸線がストレートな細孔3が形成されている。
フィルター2の上面側には、必要に応じて、フィルター2と実質的に一体化されたリブ4が設けられる。この場合、リブ4を側面とし、フィルター2を底面としてウエル5を構成するようにしてもよい。
A filter 2 is provided at the bottom of the filter unit 1. The filter 2 is formed with pores 3 having a straight hole axis.
A rib 4 substantially integrated with the filter 2 is provided on the upper surface side of the filter 2 as necessary. In this case, the well 5 may be configured with the rib 4 as a side surface and the filter 2 as a bottom surface.

リブ4は、フィルター2を補強するための補強材の機能を担う他、ウエル5の側壁としても機能する。リブ4は任意の形状とすることができるが、フィルター2の強度を維持するためには、リブ4は、ウエル5の側面を構成する周囲が閉ざされた孔部が形成された連続した壁であることが望ましい。即ち、リブ4が連続して一体に形成され、その中にフィルター2を底面としたウエル5が存在する構造が、機械的な強度の点で好ましい。このようなリブ4を実際に形成した例を図25の電子顕微鏡写真に示した。   The rib 4 serves as a reinforcing material for reinforcing the filter 2 and also functions as a side wall of the well 5. The rib 4 can have any shape, but in order to maintain the strength of the filter 2, the rib 4 is a continuous wall formed with a closed hole that forms the side surface of the well 5. It is desirable to be. That is, a structure in which the ribs 4 are continuously formed integrally and the well 5 having the filter 2 as a bottom surface exists therein is preferable in terms of mechanical strength. An example in which such a rib 4 is actually formed is shown in the electron micrograph of FIG.

フィルター部1に設けられるウエルの数は任意であり、必要に応じて適宜の数とすることができる。なお、フィルター2を底面ではなく上面としてリブ4がその下方となるようにしてもよい。   The number of wells provided in the filter unit 1 is arbitrary, and can be an appropriate number as required. Note that the filter 4 may be the upper surface instead of the bottom surface, and the rib 4 may be below the upper surface.

本明細書において「フィルターとリブが実質的に一体化された」とは、フィルターとリブが同一材料から一体に形成されることを意味している。フィルターとリブを一体に形成する方法としては、同一材料からフィルターとリブを、エッチング等のサブトラクティブ法、電鋳によるアディティブ法、ナノプリント法等で作製する方法が挙げられる。   In this specification, “the filter and the rib are substantially integrated” means that the filter and the rib are integrally formed from the same material. Examples of a method for integrally forming the filter and the rib include a method in which the filter and the rib are manufactured from the same material by a subtractive method such as etching, an additive method by electroforming, a nanoprint method, or the like.

また、シリコンウエハーなどの金属の表面に酸化膜を形成し、金属と酸化膜とのエッチングレートの差異を利用してフィルターとリブを作製することができ、この場合も金属と酸化膜が一体に形成されているので、フィルターとリブが実質的に一体化されたものとみなされる。   In addition, an oxide film can be formed on the surface of a metal such as a silicon wafer, and a filter and a rib can be produced by utilizing the difference in etching rate between the metal and the oxide film. Since it is formed, it is considered that the filter and the rib are substantially integrated.

フィルターとリブとを一体構造とすることで、フィルターの機械的な強度が増し、さらにフィルターとリブとの間に被検体などの不純物が入り込まず、B/F分離能力の高いフィルター部とすることができる。   By integrating the filter and the rib, the mechanical strength of the filter increases, and impurities such as analyte do not enter between the filter and the rib, and the filter section has a high B / F separation capability. Can do.

本明細書において、フィルターに形成された「ストレート」な細孔とは、細孔が途中で分岐することなく形成され、孔の軸線(中心線)が直線状であることを意味する。例えば、一方のフィルター表面に形成された開口の中心から他方のフィルター表面への垂線と、他方のフィルター表面に形成された開口の中心から前記一方のフィルター表面への垂線とがずれていても、圧力損失という点ではそれほど遜色がないため、このような細孔であってもよい。貫通方向と垂直な細孔断面の形状は特に限定されず、孔の形状は円柱、四角錐、多角錐などいずれの形状であってもよいが、メニスカスを最小限にする点では細孔断面が鈍角形状あるいは円形であることが望ましい。このようにストレートな細孔とすることにより、細孔の長さが最小となるため、流通液と細孔壁との接触面積が減少し、濾過に伴う圧送抵抗を最小限とすることができる。また、被検体中における非特異吸着物の細孔への付着を最小化することができ、非特異吸着物の洗浄除去が容易となる。例えば厚さ2μmで孔径が4μmのシリカ層フィルターの場合、10〜50gf/cm2の差圧で濾過す
ることが可能であり、フィルター部を収納する容器を、その機械的な耐圧強度を最小にし
た薄い容器壁構造とすることができるので、極めて微小な容器を使用できる。
In the present specification, “straight” pores formed in the filter mean that the pores are formed without branching in the middle, and the axis (center line) of the pores is linear. For example, even if the perpendicular line from the center of the opening formed on one filter surface to the other filter surface and the perpendicular line from the center of the opening formed on the other filter surface to the one filter surface are shifted, Such pores may be used because they are not inferior in terms of pressure loss. The shape of the cross section of the pore perpendicular to the penetration direction is not particularly limited, and the shape of the pore may be any shape such as a cylinder, a quadrangular pyramid, a polygonal pyramid, etc. An obtuse or circular shape is desirable. By making the pores straight in this way, the length of the pores is minimized, so the contact area between the circulating fluid and the pore walls is reduced, and the pressure resistance accompanying filtration can be minimized. . In addition, the nonspecifically adsorbed substance can be minimized from adhering to the pores in the specimen, and the nonspecifically adsorbed substance can be easily washed and removed. For example, in the case of a silica layer filter having a thickness of 2 μm and a pore diameter of 4 μm, it is possible to filter with a differential pressure of 10 to 50 gf / cm 2 , and the container containing the filter part is minimized in its mechanical pressure strength. Therefore, a very small container can be used.

本発明では、フィルターの細孔は、孔径が均一であっても分布を有していてもよい。孔径を均一にする場合、孔径のCV(Coefficient of Variation)値は10%以下であることが好ましい。孔径が分布を有する場合は、孔径のCV値は20%よりも大きく、好ましくは50〜300%、より好ましくは100〜200%である。なお、このCV値を算出する際に、他の多数の細孔に比べてその径が、意図しない程度に特に大きく形成された細孔は除外するものとする。   In the present invention, the pores of the filter may have a uniform pore size or a distribution. When the pore diameter is uniform, the CV (Coefficient of Variation) value of the pore diameter is preferably 10% or less. When the pore diameter has a distribution, the CV value of the pore diameter is larger than 20%, preferably 50 to 300%, more preferably 100 to 200%. Note that, when calculating this CV value, pores that are formed to have a particularly large diameter compared to many other pores are excluded.

フィルターの細孔径に分布を与えることで、濾過の際に、プローブ担持粒子が細孔を閉塞することによる濾過圧の上昇を有効に防止することができる。
フィルター細孔が孔径分布を有する場合、その孔径パターンはランダムであってもよいが、所定の孔径パターンとすることもできる。孔径分布を有する所定の孔径パターンの一つの形態として、隣り合わせた細孔の孔径が異なると共に、1つおきに孔径が同一となるパターンが挙げられる。この場合、均一な粒子径を有するプローブ担持粒子を使用した際に、粒子が孔を塞ぐ確率が低下するために、フィルターの濾過性が良好になる。この場合において、プローブを担持する粒子が実質的に均一な粒子径を有し、その粒子径dと、フィルターに形成された細孔の孔径hと、隣り合う2つの細孔3,3間の孔間隔pとの関係が、d>h+pであることが好ましい。なお、ここで細孔の孔径hおよび孔間隔pは、ウエルの上面もしくは下面を構成するフィルター部全体での平均値である。上記の関係を満たす場合、粒子がフィルター細孔を塞ぐ確率が著しく低下する。
By giving a distribution to the pore diameter of the filter, it is possible to effectively prevent an increase in filtration pressure due to the probe-carrying particles blocking the pores during filtration.
When the filter pores have a pore size distribution, the pore size pattern may be random, but may be a predetermined pore size pattern. As one form of the predetermined hole diameter pattern having the hole diameter distribution, there is a pattern in which the hole diameters of the adjacent pores are different and the hole diameter is the same every other hole. In this case, when the probe-carrying particles having a uniform particle diameter are used, the probability that the particles block the pores is reduced, so that the filterability of the filter is improved. In this case, the particles carrying the probe have a substantially uniform particle diameter, the particle diameter d, the pore diameter h of the pore formed in the filter, and the two adjacent pores 3 and 3. The relationship with the hole interval p is preferably d> h + p. Here, the hole diameter h and the hole interval p of the pores are average values in the entire filter portion constituting the upper surface or the lower surface of the well. When the above relationship is satisfied, the probability that the particles block the filter pores is significantly reduced.

また、孔径分布を有する所定の孔径パターンの他の形態として、ウエル中心付近の細孔の孔径を大きくし、あるいは孔間隔を密にすることでこの領域の開口面積を大きくすると共に、ウエル周縁付近の細孔の孔径を小さくし、あるいは孔間隔を疎にすることでこの領域の開口面積を小さくしたパターンが挙げられる。この場合、フィルターの強度を高めることができる。   As another form of a predetermined hole diameter pattern having a hole diameter distribution, the hole area of the pores in the vicinity of the well center is increased or the hole interval is increased to increase the opening area of this region, and in the vicinity of the well periphery. The pattern which made the opening area of this area | region small by making the hole diameter of these pores small or making a hole space | interval sparse is mentioned. In this case, the strength of the filter can be increased.

また、孔径分布を有する所定の孔径パターンの他の形態として、ウエル中心付近の細孔の孔径を小さくし、あるいは孔間隔を疎にすることでこの領域の開口面積を小さくすると共に、ウエル周縁付近の細孔の孔径を大きくし、あるいは孔間隔を密にすることでこの領域の開口面積を大きくしたパターンが挙げられる。この場合、被検体が均一にフィルター孔を通過するためにフィルターの濾過性を向上することができる。   As another form of a predetermined hole diameter pattern having a hole diameter distribution, the hole area of the pores near the center of the well is reduced or the hole interval is reduced to reduce the opening area of this region and the vicinity of the periphery of the well The pattern which enlarged the opening area of this area | region by enlarging the hole diameter of these pores or making the space | interval of a hole dense is mentioned. In this case, the filterability of the filter can be improved because the subject passes through the filter holes uniformly.

フィルター細孔の孔径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは1〜50μm、さらに好ましくは3μm〜20μmである。孔径が1μm未満である場合、被検体が目詰りし易くなる。また、孔径が50μmよりも大きいと、プローブを担持する粒子として大きな粒子を使用する必要があり、プローブ量が少なくなるので、被検体からのターゲット物質の濾過性が低下する。   The pore diameter of the filter pores is preferably 1 μm or more, more preferably 1 to 50 μm, still more preferably 3 μm to 20 μm. When the pore diameter is less than 1 μm, the subject is easily clogged. On the other hand, if the pore diameter is larger than 50 μm, it is necessary to use large particles as the particles for supporting the probe, and the amount of the probe decreases, so that the filterability of the target substance from the subject is lowered.

フィルターの孔間隔(隣接する各細孔の間における孔が開いていない部分の最短距離)は、特に制限は無いが、好ましくは1μm〜10μmであり、孔間隔が均一である方がフィルター強度の点で好ましい。フィルターの孔間隔が1μm未満である場合、機械的な強度が不足することがあり、孔間隔が10μmを超えるとフィルターの開口率が低下し過ぎることがある。   The pore spacing of the filter (the shortest distance between the adjacent pores where the pores are not open) is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 10 μm. This is preferable. When the pore interval of the filter is less than 1 μm, the mechanical strength may be insufficient, and when the pore interval exceeds 10 μm, the aperture ratio of the filter may be excessively lowered.

フィルターの厚さは、好ましくは1μm〜100μmであり、より好ましくは1μm〜25μmであり、さらに好ましくは2μm〜15μmである。厚さが1μm未満である場合、フィルターの強度が不足することがあり、厚さが100μmを超えると細孔の側面の面積が大きくなり濾過抵抗が過剰に大きくなることがある。   The thickness of the filter is preferably 1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 25 μm, and still more preferably 2 μm to 15 μm. When the thickness is less than 1 μm, the strength of the filter may be insufficient, and when the thickness exceeds 100 μm, the area of the side surfaces of the pores may increase and the filtration resistance may increase excessively.

フィルターの開口率は、好ましくは3〜50%、より好ましくは5〜40%、さらに好ましくは7〜35%である。開口率が3%未満である場合には濾過性が低下し易く、開口率が40%を超えるとフィルターの強度が低下し易くなる。   The aperture ratio of the filter is preferably 3 to 50%, more preferably 5 to 40%, and still more preferably 7 to 35%. When the opening ratio is less than 3%, the filterability tends to be lowered, and when the opening ratio exceeds 40%, the strength of the filter tends to be lowered.

フィルターの材質は、フィルターを形成できるものであれば特に限定されないが、例えば金属、金属酸化物、有機物などが挙げられる。特に好ましいのは、機械的強度が高い材料であり、具体的には、例えば液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンなどのエンジニアリングプラスチック;鉄、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、チタン、タンタル、マグネシウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、パラジウム、銀、金、白金、ステンレス、真鍮、黄銅、青銅、燐青銅、アルミ銅合金、アルミマグネシウム合金、アルミマグネシウムシリコン合金、アルミ亜鉛マグネシウム銅合金、鉄ニッケル合金などの金属;シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化タンタルなどの金属酸化物;SiN、TiN、TaNなどの金属窒化物;SiC、WCなどの金属炭化物;ダイヤモンド、グラファイト、Diamond Like Carbon(DLC)などの炭素材料;ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、パイレックス(登録商標)、石英ガラスなどのガラスが挙げられる。   The material of the filter is not particularly limited as long as it can form a filter, and examples thereof include metals, metal oxides, and organic substances. Particularly preferred are materials with high mechanical strength. Specifically, for example, engineering plastics such as liquid crystal polymer, polycarbonate, polyamide resin, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyarylate, polysulfone, and polyethersulfone. Iron, nickel, copper, zinc, aluminum, silicon, titanium, tantalum, magnesium, molybdenum, tungsten, rhodium, palladium, silver, gold, platinum, stainless steel, brass, brass, bronze, phosphor bronze, aluminum copper alloy, aluminum magnesium Metals such as alloys, aluminum magnesium silicon alloys, aluminum zinc magnesium copper alloys, iron nickel alloys; metal oxides such as silica, alumina, titania, zirconia, tantalum oxide; SiN, TiN, TaN, etc. Metal nitride; SiC, metal carbides such as WC; diamond, graphite, carbon materials such as Diamond Like Carbon (DLC); soda glass, borosilicate glass, Pyrex (registered trademark), and a glass such as quartz glass.

これらの中でもシリカ、チタニア、アルミナ、ニッケル、金、チタン、またはステンレスが好ましい。これらは機械的な強度が高く、フィルターを薄い膜厚とすることができる。そして比較的親水性であるので、水系のバイオ溶液との親和性が高く、被検体をフィルター細孔へ容易に入れることができる。なお、これらの材料を基材として使用し、その表面を酸化するか、あるいは別の材料により表面処理剤で表面処理してもよい。表面処理方法としてはコロナ処理などが挙げられる。表面処理剤としては、例えば、アルコール、親水化剤、疎水化剤、および蛋白等のバイオ材料の非特異吸着防止剤が挙げられる。   Among these, silica, titania, alumina, nickel, gold, titanium, or stainless steel is preferable. These have high mechanical strength and can make the filter thin. And since it is comparatively hydrophilic, it has high affinity with an aqueous biosolution, and the specimen can be easily put into the filter pores. Note that these materials may be used as a base material and the surface thereof may be oxidized, or may be surface-treated with a surface treatment agent using another material. Examples of the surface treatment method include corona treatment. Examples of the surface treatment agent include nonspecific adsorption inhibitors for biomaterials such as alcohol, hydrophilizing agent, hydrophobizing agent, and protein.

フィルター部は、フィルターなどを電気メッキにより積み上げる方法で製造することができる。この方法では、予め導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にフォトリソグラフィー法、インプリント法等でレジストパターニングを行い、電気メッキしない部分をレジストで保護して、基板とメッキ溶液との間に電流を流すことにより基板の所定部分にのみ金属材料を形成する。   The filter part can be manufactured by a method of stacking filters and the like by electroplating. In this method, a substrate that has been previously imparted with conductivity is prepared, and resist patterning is performed on the substrate by photolithography, imprinting, etc., and portions that are not electroplated are protected with resist, and then the substrate and the plating are plated. A metal material is formed only on a predetermined portion of the substrate by passing an electric current between the substrate and the solution.

先ず、導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にレジストを塗布して膜形成する。次に、フォトマスクを用意してUV光で露光現像し、前記基板の上にフィルターの反転パターンであるレジストのポストを形成する。パターン限界はレジストの解像度に依存するが、例えばTHB−110N(商品名:JSR株式会社製)を使用することで、パターンピッチが5μm、アスペクト比が2であるレジストポストを作製することができる。   First, a substrate subjected to a treatment for imparting conductivity is prepared, and a resist is applied thereon to form a film. Next, a photomask is prepared and exposed and developed with UV light, and a resist post as a filter reversal pattern is formed on the substrate. Although the pattern limit depends on the resolution of the resist, a resist post having a pattern pitch of 5 μm and an aspect ratio of 2 can be produced by using, for example, THB-110N (trade name: manufactured by JSR Corporation).

次に、これらのポストの間に、電気メッキ法により、金属を、交流もしくは直流の電流を流して電気的に充填する。電気メッキ法により充填される金属材料としては、例えば、金、ニッケル、銅、鉄、鉄ニッケル合金等が挙げられる。ニッケル電鋳のためのメッキ液としては、スルファミン酸ニッケル浴(スルファミン酸60%液700g/l、臭化ニッケル5g/l、硼酸35g/lの混合液、浴温50℃)などが用いられ、銅電鋳のためのメッキ液としては、硫酸銅浴(硫酸銅200g/l、硫酸60g/l、塩素イオン30mg/lの混合液、浴温30℃)などが用いられ、鉄電鋳のためのメッキ液としては、スルファミン酸鉄浴(スルファミン酸鉄400g/l、スルファミン酸アンモニウム30g/l、ホルマリン100mg/lの混合液、浴温46℃)などが用いられる。例えば、スルファミン酸ニッケル浴の場合、電圧6V、電流密度3A/dm2で10分〜20分程度直
流を流すことによって厚さ5μmの電気メッキ物を得ることができる。
Next, between these posts, the metal is electrically filled by flowing an alternating current or direct current by electroplating. Examples of the metal material filled by the electroplating method include gold, nickel, copper, iron, iron-nickel alloy, and the like. As a plating solution for nickel electroforming, a nickel sulfamate bath (a sulfamic acid 60% solution 700 g / l, nickel bromide 5 g / l, boric acid 35 g / l mixed solution, bath temperature 50 ° C.) and the like are used. As a plating solution for copper electroforming, a copper sulfate bath (copper sulfate 200 g / l, sulfuric acid 60 g / l, chlorine ion 30 mg / l mixed solution, bath temperature 30 ° C.) is used. As the plating solution, an iron sulfamate bath (iron sulfamate 400 g / l, ammonium sulfamate 30 g / l, formalin 100 mg / l mixed solution, bath temperature 46 ° C.) and the like are used. For example, in the case of a nickel sulfamate bath, an electroplated product having a thickness of 5 μm can be obtained by applying a direct current for 10 to 20 minutes at a voltage of 6 V and a current density of 3 A / dm 2 .

このようにしてフィルターを作製した後、必要に応じて、フィルターの形成方法と同様に、リブを電気メッキ法により形成する。即ち、上記と同様にフィルターの上にレジスト膜を形成し、フォトエッチングによりパターンを形成し、次いで電気メッキ用材料の充填を行う。この場合、一般にリブの高さはフィルターの厚さ以上であるためにレジスト膜も厚くなり、このためレジストはドライフィルムレジストを積層して使用することが好ましい。一般に、線幅と厚さのアスペクト比が2を超えるメッキ物の形成は1回では困難であり、このような場合にはフォトエッチングと電気メッキ法によるメッキ物の形成を数回繰り返すことで所定の高さのリブとする。   After producing the filter in this way, ribs are formed by an electroplating method, if necessary, in the same manner as the filter formation method. That is, a resist film is formed on a filter in the same manner as described above, a pattern is formed by photoetching, and then an electroplating material is filled. In this case, generally, the height of the rib is equal to or greater than the thickness of the filter, so that the resist film is also thickened. For this reason, the resist is preferably used by laminating a dry film resist. In general, it is difficult to form a plated product with an aspect ratio of line width and thickness exceeding 2 once. In such a case, a predetermined number of times is obtained by repeating the formation of the plated product by photoetching and electroplating several times. The height of the rib.

また、フィルター部は、フィルター、リブの少なくともいずれかをエッチングで作製することにより製造することができる。エッチングの対象物は、フィルター等を形成できるものであれば、金属、金属酸化物、有機物など特に限定されないが、特に好ましいのは機械的強度が高い材料であり、具体的には、例えば液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンなどのエンジニアリングプラスチック;鉄、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、シリコン、チタン、タンタル、マグネシウム、モリブデン、タングステン、ロジウム、パラジウム、銀、金、白金、ステンレス、真鍮、黄銅、青銅、燐青銅、アルミ銅合金、アルミマグネシウム合金、アルミマグネシウムシリコン合金、アルミ亜鉛マグネシウム銅合金、鉄ニッケル合金などの金属;シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化タンタルなどの金属酸化物;SiN、TiN、TaNなどの金属窒化物;SiC、WCなどの金属炭化物;ダイヤモンド、グラファイト、Diamond Like Carbon(DLC)などの炭素材料;ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、パイレックス(登録商標)、石英ガラスなどのガラスが挙げられる。   The filter part can be manufactured by producing at least one of a filter and a rib by etching. The object to be etched is not particularly limited as long as it can form a filter or the like, but is not particularly limited, such as a metal, a metal oxide, and an organic substance. Particularly preferable is a material having high mechanical strength. , Polycarbonate, polyamide resin, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone and other engineering plastics; iron, nickel, copper, zinc, aluminum, silicon, titanium, tantalum, magnesium, molybdenum, tungsten Rhodium, palladium, silver, gold, platinum, stainless steel, brass, brass, bronze, phosphor bronze, aluminum copper alloy, aluminum magnesium alloy, aluminum magnesium silicon alloy, aluminum zinc magnesium copper alloy, iron nickel alloy Metals such as silica, alumina, titania, zirconia, and tantalum oxide; metal nitrides such as SiN, TiN, and TaN; metal carbides such as SiC and WC; diamond, graphite, diamond like carbon (DLC), etc. Carbon materials: Glasses such as soda glass, borosilicate glass, Pyrex (registered trademark), and quartz glass can be used.

エッチングは通常の方法によって行うことができる。但し、アスペクト比が余りに大きいエッチングはその孔径や形状が不均一になる可能性があり、実質的には、通常の化学エッチングで得られるアスペクト比としては5以下、好ましくは3以下である。但し、このアスペクト比の範囲で積極的に逆テーパ形状を形成したフィルターを使用することで、濾過性を向上させることもできる。   Etching can be performed by an ordinary method. However, etching with an excessively large aspect ratio may cause the pore diameter and shape to be nonuniform, and the aspect ratio obtained by ordinary chemical etching is substantially 5 or less, preferably 3 or less. However, the filterability can also be improved by using a filter in which an inversely tapered shape is positively formed within this aspect ratio range.

ウエル、リブあるいはこれらの両方をエッチングで作製する場合、そのアスペクト比が5以上であることが望ましいが、異方性エッチングによりアスペクト比が5以上のエッチングを行うことができる。例えば、シリコンなどの単結晶材料が、KOH水溶液やエチレンジアミン・ピロカテコール(EDP)、4メチル水酸化アンモニウム(TMAH)などのエッチング液に対して大きな結晶面依存性を示すことを利用する。シリコンの場合は(111)面のエッチング速度が他の結晶面に対して極端に遅く、(110)面を表面としたシリコンウエハーを用いて、マスク材の開口の辺を(111)面方向と揃えて化学的エッチングを行うことでアスペクト100程度のエッチングを行うことができる。これらの方法は、精密工学会、編著:「ナノスケール加工技術」、日刊工業新聞社(1993)に記載されている。   In the case where the well, the rib, or both of them are formed by etching, the aspect ratio is desirably 5 or more, but etching having an aspect ratio of 5 or more can be performed by anisotropic etching. For example, it is utilized that a single crystal material such as silicon shows a large crystal plane dependency with respect to an etching solution such as a KOH aqueous solution, ethylenediamine pyrocatechol (EDP), or 4 methyl ammonium hydroxide (TMAH). In the case of silicon, the etching rate of the (111) plane is extremely slow compared to other crystal planes, and a silicon wafer with the (110) plane as the surface is used, and the side of the mask material opening is defined as the (111) plane direction. Etching with an aspect ratio of about 100 can be performed by performing chemical etching together. These methods are described in the Japan Society for Precision Engineering, edited by: “Nanoscale Processing Technology”, Nikkan Kogyo Shimbun (1993).

また、必要に応じて、プラズマを用いた反応性イオンエッチング(RIE)を行うことができる。例えば、SF6にフレオン系の塩素ガスを含むガスによって、基板に垂直な異
方性エッチングを行うことができる。これらの方法は、「’02最新半導体プロセス技術」、プレスジャーナル社(2001)に記載されている。
Further, if necessary, reactive ion etching (RIE) using plasma can be performed. For example, anisotropic etching perpendicular to the substrate can be performed with a gas containing Freon-based chlorine gas in SF 6 . These methods are described in “'02 latest semiconductor process technology”, Press Journal (2001).

エッチングによりフィルターとリブを作製する方法の中で特に好ましい方法は、組成の異なる複数の材質からなるプレート、例えばアルミ/アルミナ、金属シリコン/シリカ、
あるいは金属チタン/チタニアなどについて、それぞれ両側からパターンエッチングを行うことによりフィルターとリブを形成する方法である。具体的には、片側組成層、例えばアルミナ、シリカ、チタニアなどの金属酸化物層を、酸化物層と金属層との境界までパターンエッチングしてフィルターを形成し、次いでアルミ、金属シリコン、金属チタンなどの金属層を、金属層と酸化物層との境界までパターンエッチングすることにより、リブとフィルターとを一体に形成することができる。
Among the methods for producing filters and ribs by etching, particularly preferable methods are plates made of a plurality of materials having different compositions, such as aluminum / alumina, metal silicon / silica,
Or it is the method of forming a filter and a rib by carrying out pattern etching from both sides about metal titanium / titania etc., respectively. Specifically, one side composition layer, for example, a metal oxide layer such as alumina, silica, titania, etc. is pattern etched to the boundary between the oxide layer and the metal layer to form a filter, and then aluminum, metal silicon, metal titanium The rib and the filter can be integrally formed by pattern-etching a metal layer such as the above to the boundary between the metal layer and the oxide layer.

このように組成の異なる2層が一体化した材料としては、例えばアルミ板の表面を所定の厚さまで酸化してアルミナとしたアルミ/アルミナ板、金属チタンを同様に酸化した金属チタン/チタニア、酸化膜付きシリコンウエハー、あるいはSOI(Silicone
On Insulator)ウエハーなどが使用できる。
As the material in which two layers having different compositions are integrated, for example, an aluminum / alumina plate obtained by oxidizing the surface of an aluminum plate to a predetermined thickness to obtain alumina, metal titanium / titania obtained by similarly oxidizing metal titanium, oxidation Silicon wafer with film or SOI (Silicone
An On Insulator wafer can be used.

また、フィルター部をインプリント法により作製することができる。即ち、予めMEMSプロセスなどにより作製した2段の凸型金型を用いて、樹脂プレートをプレス成形することにより当該フィルターを作製できる。   Moreover, a filter part can be produced by the imprint method. That is, the filter can be produced by press-molding a resin plate using a two-stage convex mold produced in advance by a MEMS process or the like.

なお、孔径分布を有する孔径パターンが形成されたフィルターは、前記フォトレジスト用マスクまたはインプリント金型において、マスクパターンあるいは凸型金型を、孔径分布を有するように設計することで得ることができる。
<反応部>
本発明のバイオセパレーション用キットでは、図1にも示したように、容器12の内部におけるフィルター部1が配置された位置から離間した領域(反応部41:図中点線で囲んだ領域)において、被検体とプローブ担持粒子とを反応させるようにしている。反応は、プローブ担持粒子分散液31と被検体32とを、例えば正逆方向へ液を移動させる等の方法で混合して行う。反応部41は、フィルター部1の上面側、下面側のいずれの位置であってもよい。
The filter in which the hole diameter pattern having the hole diameter distribution is formed can be obtained by designing the mask pattern or the convex mold so as to have the hole diameter distribution in the photoresist mask or the imprint mold. .
<Reaction part>
In the bioseparation kit of the present invention, as shown also in FIG. 1, in a region separated from the position where the filter unit 1 is arranged inside the container 12 (reaction unit 41: a region surrounded by a dotted line in the figure), The specimen and the probe-carrying particles are allowed to react with each other. The reaction is performed by mixing the probe-carrying particle dispersion 31 and the specimen 32 by, for example, a method of moving the liquid in the forward and reverse directions. The reaction unit 41 may be located on either the upper surface side or the lower surface side of the filter unit 1.

このように、フィルター部が配置された位置から離間した領域に反応部を設ける構成とすることで、フィルターの濾過抵抗、特にプローブ担持粒子がフィルターの細孔3の一部を閉塞することによる濾過抵抗の負荷を防止もしくは低減することができ、さらに被検体のフィルター面への非特異的な吸着を防止もしくは低減することができる。   In this way, by adopting a configuration in which the reaction part is provided in a region separated from the position where the filter part is disposed, the filtration resistance of the filter, in particular, the filtration by the probe-carrying particles blocking a part of the pore 3 of the filter. Resistance load can be prevented or reduced, and non-specific adsorption of the analyte to the filter surface can be prevented or reduced.

なお、反応部とフィルター部とを分離分割した形態である2つの分割体を用意し、反応部からフィルター部への液の移動に際してこれらの分割体を結合して液の流路を形成するように構成してもよい。後述するように2つのフィルター部を用いる場合も同様に、2つのフィルター部を分離分割した形態である2つの分割体を用意し、両フィルター部間の液の移動に際してこれらの分割体を結合して液の流路を形成するように構成してもよい。各分割体を結合する方法としては、例えば、液を移動させる空間を2分割したこれらの両分割体の結合位置に凹部と凸部とを設けて、これらの凹部と凸部とを嵌め合わせる方法が挙げられる。
<容器>
本発明のバイオセパレーション用キットにおける容器の形成材には、無機材料、有機材料、有機無機ハイブリッド材料を使用できる。無機材料としては、例えば、ニッケル、アルミニウム、シリコン、チタン、金、ステンレス等の金属;シリカ、アルミナ、チタニア等の金属酸化物、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、パイレックス(登録商標)、石英ガラス等のガラスが挙げられる。
It should be noted that two divided bodies having a configuration in which the reaction section and the filter section are separated and divided are prepared, and these divided bodies are combined to form a liquid flow path when the liquid is transferred from the reaction section to the filter section. You may comprise. Similarly, when using two filter parts as described later, prepare two divided bodies in the form of separating and dividing the two filter parts, and combine these divided bodies when moving the liquid between the two filter parts. A liquid flow path may be formed. As a method of combining the divided bodies, for example, a method of providing a concave portion and a convex portion at a coupling position of both the divided bodies obtained by dividing the space in which the liquid is moved and fitting the concave portions and the convex portions together. Is mentioned.
<Container>
An inorganic material, an organic material, or an organic-inorganic hybrid material can be used as the container forming material in the bioseparation kit of the present invention. Examples of the inorganic material include metals such as nickel, aluminum, silicon, titanium, gold, and stainless steel; metal oxides such as silica, alumina, and titania, soda glass, borosilicate glass, Pyrex (registered trademark), and quartz glass. Glass is mentioned.

有機材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレ
フィン、ポリメチルペンテン、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン,ポリエチレンビニルアルコール、架橋ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、ポリアミド、ポリイミド、セルロースアセテート、トリアセチルセルロース、硝酸セルロース、エポキシ、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとメタクリレートとの共重合体などの各種アクリレートの共重合体が挙げられる。
Examples of organic materials include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, liquid crystal polymer, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, cycloolefin, polymethylpentene, polyarylate, polysulfone, and polyether. Copolymers of various acrylates such as sulfone, polyethylene vinyl alcohol, crosslinked polyvinyl alcohol, polyglycolic acid, polyamide, polyimide, cellulose acetate, triacetyl cellulose, cellulose nitrate, epoxy, and a copolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and methacrylate. A polymer is mentioned.

また、容器の形成材の表面に、プラズマ処理、コロナ処理、イオン処理などを施して、ヒドロキシル基、カルボキシル基などを形成してもよい。また、メッキなどにより表面に親水性の金属または金属酸化物を形成してもよく、例えば2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとメタクリレートとの共重合体、ポリエチレングリコール誘導体などの親水性材料をコーティングしてもよく、グリシジルメタクリレートを塗布した後にエポキシ基を開環してもよい。   Further, the surface of the container forming material may be subjected to plasma treatment, corona treatment, ion treatment or the like to form hydroxyl groups, carboxyl groups, or the like. Further, a hydrophilic metal or metal oxide may be formed on the surface by plating or the like, for example, a hydrophilic material such as a copolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and methacrylate, or a polyethylene glycol derivative may be coated. It is also possible to open the epoxy group after applying glycidyl methacrylate.

容器は、例えば、プレス成形、射出成形、ブロー成形などの一般的な成形方法により作製することができ、またドリリング、レーザー、エッチングによる穴開けを適用してもよい。   The container can be produced by a general molding method such as press molding, injection molding, blow molding, etc., and drilling, laser, or etching may be applied.

本発明のバイオセパレーション用キットにおける一つの態様では、フィルター部が容器に固定され、一体化される。例えば、容器内部に段差部を設けて、この段差部にフィルター部を嵌め合わせてフィルター部を容器に接合する。あるいは、Oリングなどのシール材を介して容器にフィルター部を挟んでシールすることによりフィルター部を容器に固定することができる。容器とフィルター部とは、接着剤で接着する方法、容器を成形する際にフィルター部と共にインサート成形する方法などで互いに固定することができる。   In one embodiment of the bioseparation kit of the present invention, the filter part is fixed to the container and integrated. For example, a step portion is provided inside the container, and the filter portion is fitted to the step portion to join the filter portion to the container. Alternatively, the filter part can be fixed to the container by sealing the container with the filter part sandwiched through an O-ring or other sealing material. The container and the filter part can be fixed to each other by a method of bonding with an adhesive, a method of insert molding together with the filter part when the container is formed, or the like.

また、フィルター部を着脱可能に容器内に収納するようにしてもよい。この場合、例えば、容器内部に段差部を設けて、この段差部にフィルター部を嵌め合わせてフィルター部を容器に装着するか、あるいは、Oリングなどのシール材を介して容器にフィルター部を挟んでシールすることによりフィルター部を容器に装着することができる。
<プローブ担持粒子>
プローブ担持粒子として、それぞれ同一のプローブが担持された各粒子を用いて被検体との反応を行ってもよく、互いに異なるプローブが担持された各粒子を用いて被検体との反応を行ってもよい。なお、本明細書において「プローブ担持粒子」には、リガンドを担持した粒子を含むものとする。
Moreover, you may make it accommodate a filter part in a container so that attachment or detachment is possible. In this case, for example, a step portion is provided inside the container, and the filter portion is fitted to the step portion and the filter portion is attached to the container, or the filter portion is sandwiched between the containers via a sealing material such as an O-ring. The filter part can be attached to the container by sealing with.
<Probe-supported particles>
As the probe-carrying particles, each particle carrying the same probe may be used for reaction with the analyte, or each particle carrying different probes may be used for reaction with the analyte. Good. In the present specification, “probe-carrying particles” include particles carrying ligands.

粒子に担持するプローブまたはリガンドとしては、例えば、核酸、分子量500〜100万のタンパク質、脂質、糖鎖、細胞、タンパク質発現細胞、アプタマー、ウイルス、酵素、薬理活性を有する分子量50〜100万のリード化合物、あるいは特定の生理活性作用を持つか、これを持つ可能性のある化学物質が挙げられる。   Examples of probes or ligands carried on the particles include nucleic acids, proteins having a molecular weight of 500 to 1,000,000, lipids, sugar chains, cells, protein-expressing cells, aptamers, viruses, enzymes, and leads having a molecular weight of 500 to 1,000,000. Compounds, or chemical substances that have or may have a specific physiological activity.

プローブを担持する粒子としては、有機粒子、無機粒子、有機無機複合粒子を挙げることができる。有機粒子としては、例えば、ブタジエン系、スチレン系、ジビニルベンゼン系、アクリロニトリル系、アクリレート系、メタクリレート系、アクリルアミド系、ベンゾグアナミン系、ナイロン系、ポリビニルアルコール系、またはフッ素系等のモノマーを、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いたモノマー原料から、乳化重合あるいはサスペンション重合により得られた粒子が挙げられる。あるいは、均一孔を持つ多孔質プレートから樹脂を押し出して粒子を作製する膜乳化による方法で得られた粒子も使用できる。これらの粒子は必要に応じて分級機にて粒子径を揃えてもよい。   Examples of the particles carrying the probe include organic particles, inorganic particles, and organic-inorganic composite particles. Examples of the organic particles include monomers such as butadiene, styrene, divinylbenzene, acrylonitrile, acrylate, methacrylate, acrylamide, benzoguanamine, nylon, polyvinyl alcohol, or fluorine alone, or Examples thereof include particles obtained by emulsion polymerization or suspension polymerization from monomer raw materials used in combination of two or more. Or the particle | grains obtained by the method by the membrane emulsification which extrude resin from the porous plate with a uniform hole and produce particle | grains can also be used. These particles may have the same particle size with a classifier as required.

また、重合時にあるいは重合後にフェライト等の磁性体を添加して得られた粒子、あるいは特開平10−83902などの方法にて粒子をフェライトメッキしたもの、あるいは
セルロース、デンプン、アガロース、ガラクトース等の天然物架橋ゲル、アクリルアミド等の合成架橋ゲルも使用できる。
Further, particles obtained by adding a magnetic substance such as ferrite during or after polymerization, or those obtained by subjecting particles to ferrite plating by a method such as JP-A-10-83902, or natural substances such as cellulose, starch, agarose, galactose, etc. Synthetic cross-linked gels such as product cross-linked gels and acrylamide can also be used.

無機粒子としては、例えば、金属酸化物粒子、金属硫化物粒子、金属粒子が挙げられる。金属酸化物粒子として最も好ましいのはシリカ粒子であり、市販されている各種のシリカ粒子を使用できる。   Examples of the inorganic particles include metal oxide particles, metal sulfide particles, and metal particles. The most preferable metal oxide particles are silica particles, and various commercially available silica particles can be used.

上記粒子の表面を、アミノ基、カルボキシル基、カルボジイミド基、エポキシ基、トシル基、N−サクシイミド基、マレイミド基、チオール基、スルフィド基、ヒドロキシル基、トリメトキシシリル基、ニトリル三酢酸基、ベンゾスルホアミド基、ポリエチレンイミン基等の各種官能基、あるいはγ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシランなどにより表面修飾して、プローブ結合サイトとすることができる。   The surface of the above particle is coated with amino group, carboxyl group, carbodiimide group, epoxy group, tosyl group, N-succinimide group, maleimide group, thiol group, sulfide group, hydroxyl group, trimethoxysilyl group, nitrile triacetic acid group, benzosulfo group. Surface modification with various functional groups such as amide group and polyethyleneimine group, or γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane can be used as a probe binding site.

プローブを担持する粒子として有機粒子を使用する場合、その粒子径は0.1μm〜120μmが好ましく、より好ましくは0.5μm〜60μmである。粒子径が小さい場合にはハンドリング性に難点が生じ、これらの粒子を捕捉するフィルターの作製が困難となり、またフィルター孔が小さいために被検体が目詰まりし易くなる。また粒子径が大きい場合には、立体障害のために反応性が低下することがある。   When organic particles are used as the particles carrying the probe, the particle diameter is preferably 0.1 μm to 120 μm, more preferably 0.5 μm to 60 μm. When the particle diameter is small, the handling properties are difficult, making it difficult to produce a filter that captures these particles, and the analyte is easily clogged because the filter hole is small. In addition, when the particle size is large, the reactivity may decrease due to steric hindrance.

好ましくは、プローブを担持する粒子が実質的に均一な粒子径を有し、その粒子径dと、フィルター2に形成された細孔3の孔径hと、隣り合う2つの細孔3,3間の孔間隔pとの関係が、d>h+pである。なお、ここで細孔3の孔径hおよび細孔3,3間の孔間隔pは、ウエルの上面もしくは下面を構成するフィルター部全体の平均値である。   Preferably, the particles carrying the probe have a substantially uniform particle diameter, the particle diameter d, the pore diameter h of the pore 3 formed in the filter 2, and the distance between two adjacent pores 3 and 3. D> h + p in relation to the hole interval p. Here, the hole diameter h of the pores 3 and the hole interval p between the pores 3 and 3 are average values of the entire filter portion constituting the upper surface or the lower surface of the well.

上記の関係を満足させて、粒子数を細孔数よりも多くすることにより、粒子をフィルターに多段に積層して洗浄および濾過を行う際に、粒子が多くの細孔を閉塞することがないため、濾過性の低下を有効に防止することができる。   By satisfying the above relationship and increasing the number of particles to be larger than the number of pores, the particles do not block many pores when washing and filtering by laminating particles on a filter in multiple stages. Therefore, a decrease in filterability can be effectively prevented.

図2は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。図示したように、容器12の内部空間に2つのフィルター部1を収納するようにしてもよく、この場合、例えば後述するように、これらのフィルター部1の間の空間で被検体とプローブ担持粒子との反応を行った後(同図の反応部41)、片方のフィルター部1へプローブ担持粒子を移動させて洗浄液をプローブ担持粒子と接触させることによりプローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質以外の非捕捉物質を洗浄除去し、次いで、他方のフィルター部1へプローブ担持粒子を移動させて剥離液をプローブ担持粒子と接触させることによりプローブ担持粒子からターゲット物質を剥離することができる。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. As shown in the figure, the two filter parts 1 may be accommodated in the internal space of the container 12, and in this case, for example, as will be described later, the subject and the probe-carrying particles in the space between these filter parts 1. (Reaction unit 41 in the figure), the probe-carrying particles are moved to one filter unit 1 and the cleaning liquid is brought into contact with the probe-carrying particles, so that the target substance other than the target substance captured by the probe-carrying particles can be obtained. The target substance can be peeled off from the probe-carrying particles by washing away the non-capturing substance and then moving the probe-carrying particles to the other filter unit 1 and bringing the stripping solution into contact with the probe-carrying particles.

被検体とプローブ担持粒子は、容器のフィルター部収納空間へ連通する、当該空間から分岐した分岐空間15から各フィルター部1の間の反応部41へ導入することができる。
図23(a)は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。図2の実施形態では、反応部41とフィルター部1とが、フィルター部1のフィルター面の法線方向に位置しており、反応部41および容器12の外部への開口がフィルター部の面方向と垂直に設けられているが、本実施形態では、反応部41、そして容器12の外部への開口が、フィルター部の面方向と平行に設けられている。即ち、フィルター部1を収納する空間から、この空間とは流路方向が垂直となる分岐空間15A,15Bが分岐し、これらの分岐空間15A,15Bの一端が外部へ開放されており、また分岐空間15Aの内部を被検体とプローブ担持粒子との反応部41としている。
The subject and the probe-carrying particles can be introduced into the reaction section 41 between the filter sections 1 from the branch space 15 branched from the space, which communicates with the filter section storage space of the container.
FIG. 23 (a) is a sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. In the embodiment of FIG. 2, the reaction unit 41 and the filter unit 1 are located in the normal direction of the filter surface of the filter unit 1, and the opening to the outside of the reaction unit 41 and the container 12 is the surface direction of the filter unit. In this embodiment, the reaction part 41 and the opening to the outside of the container 12 are provided in parallel with the surface direction of the filter part. That is, from the space in which the filter unit 1 is stored, branch spaces 15A and 15B whose flow direction is perpendicular to this space are branched, and one ends of these branch spaces 15A and 15B are opened to the outside. The interior of the space 15A is a reaction part 41 between the subject and the probe-carrying particles.

図23(a)において、フィルター部1を収納する空間の断面径d1(あるいは断面積)と、分岐空間15Aの断面径d2(あるいは断面積)とは、同一でも異なっていてもよ
いが、d1<d2とすれば、毛細管作用あるいは表面張力差によって、分岐空間15Aからフィルター部1の収納空間への液の流入が容易になり、また、このフィルター部1の収納空間における液の流速を分岐空間15Aにおける流速よりも大きくすることができるため、液をフィルター部へ均一に浸透させることができる。
In FIG. 23 (a), the cross-sectional diameter d1 (or cross-sectional area) of the space that houses the filter portion 1 and the cross-sectional diameter d2 (or cross-sectional area) of the branch space 15A may be the same or different, but d1 If <d2, the flow of the liquid from the branch space 15A to the storage space of the filter unit 1 is facilitated by the capillary action or the surface tension difference, and the flow rate of the liquid in the storage space of the filter unit 1 is changed to the branch space. Since it can be made larger than the flow rate in 15A, a liquid can be uniformly permeated into a filter part.

また、図2の実施形態では、フィルター部1と反応部41とを、流路方向の孔径が均一であるストレートな容器内空間で接続する場合に、フィルター部1の断面積が大きくなると反応部41の断面積も大きくせざるを得ないが、本実施形態では、フィルター部1の断面積が大きい場合であってもフィルター部1の断面積と反応部41の断面積とを独立に設定できる。   In the embodiment of FIG. 2, when the filter unit 1 and the reaction unit 41 are connected in a straight container inner space having a uniform hole diameter in the flow path direction, the reaction unit increases when the cross-sectional area of the filter unit 1 increases. In this embodiment, even if the cross-sectional area of the filter unit 1 is large, the cross-sectional area of the filter unit 1 and the cross-sectional area of the reaction unit 41 can be set independently. .

また、図23(b)(キットをフィルター上面側から見た図である。)のように、分岐空間15をフィルター部1の接線部に沿って接続し、反応部41の液の投入速度を制御することで、この液は、フィルター部1の周縁部における細孔の無い部分を周回しながらフィルター部1の中心部へ流れ込む。これにより、フィルター全面へ均一に液を投入することができる。   Further, as shown in FIG. 23B (the view of the kit as seen from the upper surface side of the filter), the branch space 15 is connected along the tangent portion of the filter unit 1, and the liquid charging speed of the reaction unit 41 is set. By controlling, this liquid flows into the center part of the filter part 1 while circling the part without the pores in the peripheral part of the filter part 1. As a result, the liquid can be poured uniformly over the entire surface of the filter.

図24では、基本構成は図23と同様であるが、フィルター部1の収納空間から分岐して一端が容器外部へ開放された空間(分岐空間15A〜15D)を、フィルター部1の収納空間の両側に設けている。これらの分岐空間15A〜15Dは、フィルターを挟んで上下2本づつの各空間が同一面上に設けられるようにしてもよく、あるいは、分岐空間15A〜15Dのうち少なくとも1本を、円状のフィルター部1との接線を共有しないように、別個の接線部に設けるようにしてもよい。   24, the basic configuration is the same as that in FIG. 23, but spaces (branching spaces 15 </ b> A to 15 </ b> D) branched from the storage space of the filter unit 1 and having one end opened to the outside of the container are used as the storage space of the filter unit 1. Provided on both sides. These branch spaces 15A to 15D may be provided such that two spaces above and below the filter are provided on the same plane, or at least one of the branch spaces 15A to 15D is circular. You may make it provide in a separate tangent part so that a tangent with the filter part 1 may not be shared.

図3は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。図示したように、フィルター部1が縦方向となるように配置してもよく、この場合、容器12の内部空間における液の移動は水平方向となるので、左右のいずれの方向への送液に際しても重力による影響を受けずに送液することができる。   FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. As shown in the figure, the filter unit 1 may be arranged in the vertical direction. In this case, since the liquid moves in the inner space of the container 12 in the horizontal direction, the liquid is fed in either the left or right direction. Can be fed without being affected by gravity.

図4および図5は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、容器の内部空間における反応部およびフィルター部の近傍位置のうち、少なくともいずれかの位置に攪拌板が設けられている。この攪拌板を設けることにより、プローブ担持粒子と、被検体、洗浄液および剥離液などの各液とを接触させる際に、乱流を発生させて効率的に反応、洗浄、ターゲット物質の剥離などを行うことができる。   4 and 5 are cross-sectional views showing other embodiments of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, a stirring plate is provided at at least one of the positions near the reaction section and the filter section in the internal space of the container. By providing this stirring plate, when contacting the probe-carrying particles with each liquid such as the specimen, the cleaning liquid, and the stripping liquid, a turbulent flow is generated to efficiently react, clean, and peel off the target material. It can be carried out.

図4では、被検体とプローブ担持粒子との反応部41に攪拌板17を設け、被検体31とプローブ担持粒子分散液32とを攪拌板17の一方側から他方側へ通過させることにより、被検体とプローブ担持粒子との接触を効率化している。液を正逆方向に複数回移動させることにより、被検体とプローブ担持粒子とを、攪拌板17の一方側から他方側および他方側から一方側へ複数回通過させるか、あるいは攪拌板17の内部で正逆方向へ移動させるようにしてもよい。   In FIG. 4, the stirring plate 17 is provided in the reaction part 41 between the subject and the probe-carrying particles, and the subject 31 and the probe-carrying particle dispersion 32 are passed from one side of the stirring plate 17 to the other side. The contact between the specimen and the probe-carrying particles is made efficient. By moving the liquid a plurality of times in the forward and reverse directions, the specimen and the probe-carrying particles are passed a plurality of times from one side of the stirring plate 17 to the other side and the other side to the one side, or the inside of the stirring plate 17 It may be moved in the forward and reverse directions.

図5では、プローブ担持粒子を洗浄して非捕捉物質を除去する領域である、B/F分離用フィルター部1a近傍のB/F分離部42に攪拌板17を設け、洗浄液33とプローブ担持粒子21とを攪拌板17の一方側から他方側へ通過させることにより、洗浄液33とプローブ担持粒子21との接触を効率化している。また、プローブ担持粒子からターゲット物質を剥離する領域である、剥離用フィルター部1b近傍の剥離部43にも攪拌板17を設け、B/F分離部42でプローブ担持粒子を洗浄した後にプローブ担持粒子を剥離部43に移動させ、剥離液とプローブ担持粒子とを攪拌板17の一方側から他方側へ通過さ
せることにより、剥離液とプローブ担持粒子との接触を効率化している。
In FIG. 5, the stirring plate 17 is provided in the B / F separation part 42 in the vicinity of the B / F separation filter part 1a, which is a region where the probe-carrying particles are washed to remove non-captured substances, and the cleaning liquid 33 and the probe-carrying particles are provided. 21 is passed from one side of the stirring plate 17 to the other side, so that the contact between the cleaning liquid 33 and the probe-carrying particles 21 is made efficient. In addition, the stirring plate 17 is also provided in the peeling portion 43 in the vicinity of the peeling filter portion 1b, which is a region where the target material is peeled from the probe-carrying particles, and after the probe-carrying particles are washed by the B / F separation unit 42, the probe-carrying particles Is moved to the peeling section 43, and the peeling liquid and the probe-carrying particles are passed from one side of the stirring plate 17 to the other side, so that the contact between the peeling liquid and the probe-carrying particles is made efficient.

攪拌板の構造は、プローブ担持粒子を通過させ、乱流を発生できる構造であればどのような構造であってもよく、邪魔板の構造として知られている既知の構造などを適用できる。また、攪拌板の容器への組み込みは、フィルター部の組み込みと同様な方法で行うことができる。攪拌板の材質は、容器と同様の材質であっても、異なっていてもよい。   The structure of the stirring plate may be any structure as long as it allows the probe-carrying particles to pass therethrough and generate a turbulent flow, and a known structure known as a baffle plate structure can be applied. Moreover, the incorporation of the stirring plate into the container can be performed by the same method as the incorporation of the filter unit. The material of the stirring plate may be the same material as the container or may be different.

図6および図7は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、容器12におけるフィルター部収納空間14に、B/F分離を行うためのB/F分離用フィルター部1aと、プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質を剥離するための剥離用フィルター部1bとが収納され、このフィルター部収納空間14の両端面14a,14bが外部へ開放されている。そして、フィルター部収納空間14におけるB/F分離用フィルター部1aおよび剥離用フィルター部1bで挟まれた内側空間に、その一端が外部へ開放された分岐空間15が設けられている。   6 and 7 are cross-sectional views showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, a B / F separation filter section 1a for performing B / F separation in the filter section storage space 14 in the container 12 and a separation filter for separating the target substance captured by the probe-carrying particles. Portion 1b is housed, and both end faces 14a, 14b of the filter portion housing space 14 are open to the outside. A branch space 15 having one end opened to the outside is provided in the inner space sandwiched between the B / F separation filter portion 1a and the separation filter portion 1b in the filter portion storage space.

外部へ開放された容器12の端面14a,14bは、洗浄液、剥離液の入排出、被検体、プローブ担持粒子分散液の排出、あるいはこれらの液の移動を差圧で制御するための差圧制御孔として機能する。   The end faces 14a and 14b of the container 12 opened to the outside are differential pressure control for controlling the movement of the cleaning liquid and the peeling liquid, the discharge of the specimen and the probe-carrying particle dispersion liquid, or the movement of these liquids with the differential pressure. Functions as a hole.

フィルター部収納空間14に連通する分岐空間15は、洗浄液、剥離液、被検体、プローブ担持粒子分散液の入排出、あるいはこれらの液の移動を差圧で制御するための差圧制御孔として機能する。分岐空間15は、図6のように1箇所だけ設けるのではなく、例えば被検体およびプローブ担持粒子分散液の投入用、洗浄液投入用、剥離液投入用など、各液の投入用に、図7のように2箇所に、あるいはそれ以上設けてもよい。   The branch space 15 communicating with the filter unit storage space 14 functions as a differential pressure control hole for controlling the movement of the cleaning liquid, the stripping liquid, the specimen, the probe-supported particle dispersion liquid, and the movement of these liquids with the differential pressure. To do. The branch space 15 is not provided at a single position as shown in FIG. 6, but is used for the input of each liquid, for example, the input of the specimen and the probe-supported particle dispersion, the supply of the cleaning liquid, the input of the stripping liquid, and the like. You may provide in two places or more.

このように、B/F分離用フィルター部と剥離用フィルター部とを別にすることで、B/F分離の際に被検体により汚染されたフィルター部を剥離の際に使用しないために、剥離されたターゲット物質と被検体とのコンタミネーションを最小限に抑えることができる。   In this way, by separating the B / F separation filter part and the separation filter part, the filter part contaminated by the analyte during the B / F separation is not used for the separation, so that the separation is performed. Contamination between the target material and the analyte can be minimized.

剥離用フィルター部の被検体による汚染を最小限とするためには、B/F分離用フィルター部と剥離用フィルター部との間に反応済のプローブ担持粒子を投入し、B/F分離用フィルター部へこのプローブ担持粒子を含む粒子液を移動させてB/F分離を行い、次いで剥離用フィルター部に粒子液を移動させて剥離を行うことが好ましい。このような操作を行うために、B/F分離用フィルター部に反応済のプローブ担持粒子を移動させてB/F分離を行った後に剥離用フィルター部を容器に取り付けるようにしてもよい。   In order to minimize the contamination of the peeling filter part by the analyte, the reacted probe-carrying particles are introduced between the B / F separation filter part and the peeling filter part, and the B / F separation filter It is preferable to move the particle liquid containing the probe-carrying particles to the part to perform B / F separation, and then move the particle liquid to the separation filter part to perform separation. In order to perform such an operation, the peeled filter part may be attached to the container after the B / F separation is performed by moving the reacted probe-carrying particles to the B / F separation filter part.

なお、各フィルター部への粒子液の移動は、容器を上下反転させ、粒子を移動したいフィルター部を下側にして重力により液を下方へ移動させる方法、あるいは容器内部の空間にバルブを設けると共に、容器における外部への開放部に差圧ポンプを設置して、容器内部の空間から外部への所定の開放部をバルブにより閉止して差圧ポンプにより容器内部の空間を減圧することにより差圧で液を移動する方法などによって行うことができる。   In addition, the movement of the particle liquid to each filter part is a method in which the container is turned upside down and the liquid is moved downward by gravity with the filter part to which particles are to be moved downward, or a valve is provided in the space inside the container. A differential pressure pump is installed in the open part to the outside of the container, a predetermined open part from the space inside the container to the outside is closed by a valve, and the pressure inside the container is reduced by the differential pressure pump. It can be performed by a method of moving the liquid.

図8〜図10は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、フィルター部収納空間14に連通する分岐空間15に被検体とプローブ担持粒子との反応部41を有しており、外部への開口16から分岐空間15に被検体とプローブ担持粒子分散液とを投入し、例えば差圧制御などによりこれらの液を正逆方向に繰り返し移動させることにより混合して反応を行う。分岐空間15で反応を行った後、プローブ担持粒子をフィルター部1へ移動させてB/F分離などの後続する各処理を行う。   8 to 10 are cross-sectional views showing other embodiments of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, the reaction space 41 between the subject and the probe-carrying particles is provided in the branch space 15 that communicates with the filter unit storage space 14, and the subject and the probe-carrying particles are provided in the branch space 15 from the opening 16 to the outside. The dispersion is charged, and the reaction is carried out by mixing these liquids by repeatedly moving them in the forward and reverse directions by, for example, differential pressure control. After the reaction in the branch space 15, the probe-carrying particles are moved to the filter unit 1 and subsequent processes such as B / F separation are performed.

図8および図9のように、分岐空間15の断面積をフィルター部収納空間14の断面積よりも小さくした場合、分岐空間15が水平面上にあり重力の影響が均等である条件では、これらの流路空間の断面積の差異による表面張力差によって、液は分岐空間に留まる。フィルター部収納空間の内径もしくは内幅を5mm以上とした場合には、分岐空間15で被検体とプローブ担持粒子とを反応させた後、粒子を含む反応液を差圧によりフィルター部収納空間14に押し出せば、重力により下方のフィルター部1(図9ではB/F分離用フィルター部1a)に落下させることができる。   As shown in FIGS. 8 and 9, when the cross-sectional area of the branch space 15 is smaller than the cross-sectional area of the filter unit storage space 14, these conditions are obtained under the condition that the branch space 15 is on the horizontal plane and the influence of gravity is uniform. The liquid remains in the branch space due to the difference in surface tension due to the difference in the cross-sectional area of the channel space. When the inner diameter or inner width of the filter unit storage space is 5 mm or more, after reacting the analyte and the probe-carrying particles in the branch space 15, the reaction solution containing the particles is transferred to the filter unit storage space 14 by the differential pressure. If pushed out, it can be dropped to the lower filter section 1 (the filter section 1a for B / F separation in FIG. 9) by gravity.

一方、図10のように分岐空間15の断面積がフィルター部収納空間14の断面積よりも大きい場合には、毛細管作用あるいは表面張力差によって液がフィルター部収納空間14に容易に移動される。   On the other hand, when the cross-sectional area of the branch space 15 is larger than the cross-sectional area of the filter unit storage space 14 as shown in FIG. 10, the liquid is easily moved to the filter unit storage space 14 by capillary action or surface tension difference.

図11は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、フィルター部収納空間14に連通する3つの分岐空間15a,15b,15cが設けられている。分岐空間15aは、被検体とプローブ担持粒子分散液とを開口16から投入して反応を行う反応部41を構成している。分岐空間15bは、洗浄液を開口16からフィルター部収納空間14のB/F分離部42へ投入する洗浄液投入部を構成し、分岐空間15cは、剥離液を開口16からフィルター部収納空間14の剥離部43へ投入する剥離液投入部を構成している。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, three branch spaces 15 a, 15 b, 15 c communicating with the filter unit storage space 14 are provided. The branched space 15a constitutes a reaction unit 41 that reacts by introducing the subject and the probe-carrying particle dispersion from the opening 16. The branch space 15b constitutes a cleaning liquid input unit that supplies the cleaning liquid from the opening 16 to the B / F separation unit 42 of the filter unit storage space 14, and the branch space 15c releases the stripping solution from the opening 16 to the filter unit storage space 14. A stripping solution feeding unit to be fed into the unit 43 is configured.

このバイオセパレーション用キット11では、次のようにターゲット物質の分離を行う。まず、被検体とプローブ担持粒子分散液とを開口16から分岐空間15aへ投入し、被検体とプローブ担持粒子との反応を行う。次に、この反応液を差圧等によりB/F分離用フィルター1aへ移動させ、被検体をB/F分離用フィルター1aを通して外部へ排出し、プローブ担持粒子をフィルター上に残す。   In the bioseparation kit 11, the target material is separated as follows. First, the specimen and the probe-carrying particle dispersion are introduced into the branch space 15a from the opening 16 to react the specimen and the probe-carrying particles. Next, the reaction solution is moved to the B / F separation filter 1a by a differential pressure or the like, the specimen is discharged to the outside through the B / F separation filter 1a, and the probe-carrying particles are left on the filter.

次に、分岐空間15bからフィルター部収納空間14に洗浄液を投入し、B/F分離用フィルター1aを通過させてプローブ担持粒子と接触させる。この洗浄液の界面のフィルター面からの距離を変化させながら接触させることで、効率的にプローブ担持粒子から非捕捉物質を除去することができる。   Next, a cleaning liquid is introduced from the branch space 15b into the filter housing space 14, and is allowed to pass through the B / F separation filter 1a to come into contact with the probe-carrying particles. By contacting the cleaning liquid interface while changing the distance from the filter surface, the non-capturing substance can be efficiently removed from the probe-carrying particles.

次に、プローブ担持粒子を剥離用フィルター部1bへ移動させ、分岐空間15cからフィルター部収納空間14に剥離液を投入し、プローブ担持粒子と接触させる。この剥離液の界面のフィルター面からの距離を変化させながら接触させることで、効率的にプローブ担持粒子からターゲット物質を剥離することができる。   Next, the probe-carrying particles are moved to the separation filter part 1b, and a peeling solution is introduced from the branch space 15c into the filter part storage space 14 to contact the probe-carrying particles. By bringing the peeling liquid interface into contact while changing the distance from the filter surface, the target substance can be efficiently peeled from the probe-carrying particles.

以下、上述した各実施形態のバイオセパレーション用キットを用いた、被検体からターゲット物質を分離するための各操作について、図17〜図19を参照しながら説明する。最初に、図17に示したように被検体とプローブ担持粒子とを、容器内におけるフィルター部とは離間した位置で反応させる。同図のようにフィルター部収納空間14から分岐した分岐空間15を反応部41として、差圧により液を正逆方向に繰り返し往復動させて反応を行うか、あるいはフィルター部収納空間14におけるB/F分離用フィルター部1aと剥離用フィルター部1bとの間の空間にこれらを導入した後、差圧などにより液を正逆方向に繰り返し往復動させて反応を行う。   Hereinafter, each operation for separating the target substance from the subject using the bioseparation kit of each embodiment described above will be described with reference to FIGS. 17 to 19. First, as shown in FIG. 17, the specimen and the probe-carrying particles are reacted at a position separated from the filter portion in the container. As shown in the figure, the reaction is performed with the branch space 15 branched from the filter housing space 14 as a reaction portion 41, and the reaction is performed by reciprocating the liquid in the forward and reverse directions by the differential pressure, or the B / After introducing these into the space between the F separation filter portion 1a and the separation filter portion 1b, the reaction is performed by reciprocating the liquid in the forward and reverse directions by means of differential pressure or the like.

反応後、プローブ担持粒子21を、図18に示したようにB/F分離用フィルター部1aに移動させ、被検体はフィルターを通過させて外部へ排出する。次に、分岐空間15bからB/F分離用フィルター部1aに洗浄液を投入し、B/F分離を行う。このように反応とB/F分離とを別の位置で行うことにより、被検体を濃度の高い状態で混合、反応さ
せることができ、フィルターを介した液の繰り返し移動によるフィルターの損傷や、被検体のフィルターへの非特異的な吸着を最小限とすることができる。
After the reaction, the probe-carrying particles 21 are moved to the B / F separation filter unit 1a as shown in FIG. 18, and the specimen passes through the filter and is discharged to the outside. Next, the cleaning liquid is supplied from the branch space 15b to the B / F separation filter unit 1a to perform B / F separation. By performing the reaction and the B / F separation at different positions in this way, the analyte can be mixed and reacted in a high concentration state, and the filter can be damaged due to repeated movement of the liquid through the filter. Nonspecific adsorption of the analyte to the filter can be minimized.

洗浄液によりプローブ担持粒子から非捕捉物質を洗浄除去する際には、洗浄液をフィルターを挟んで(フィルターを含むように)複数回往復移動させて、これにより洗浄液と粒子とを、正逆方向から複数回接触させるようにすることが好ましい。即ち図22に示したように、液界面を位置55aから位置55bまでA方向に移動させた後、B方向に液界面を移動させ、A方向への移動とB方向への移動を交互に複数回繰り返すことにより、洗浄液とプローブ担持粒子とを効率的に接触させることができる。   When cleaning and removing non-capturing substances from the probe-carrying particles with the cleaning liquid, the cleaning liquid is reciprocated multiple times (including the filter) with the filter in between, so that a plurality of cleaning liquid and particles can be moved in the forward and reverse directions. It is preferable that the contact is made twice. That is, as shown in FIG. 22, after the liquid interface is moved in the A direction from the position 55a to the position 55b, the liquid interface is moved in the B direction, and a plurality of movements in the A direction and in the B direction are alternately performed. By repeating the steps, the cleaning liquid and the probe-carrying particles can be efficiently contacted.

即ち、プローブ担持粒子は、フィルターに張り付いた状態で洗浄液と接触する以外に、フィルターから離れた状態で洗浄液と接触するために、粒子と洗浄液との接触効率が上がると共に洗浄性が向上する。   That is, since the probe-carrying particles come into contact with the cleaning liquid in a state of being separated from the filter, in addition to being in contact with the cleaning liquid while sticking to the filter, the contact efficiency between the particles and the cleaning liquid is increased and the cleaning property is improved.

なお、洗浄液のA方向への移動とB方向への移動時における差圧、あるいは粒子の移動距離は同じである必要はなく、例えば、A方向に10だけ移動させ、次いでB方向に1だけ移動させ、これを複数回繰り返すようにしてもよい。   It should be noted that the pressure difference during the movement of the cleaning liquid in the A direction and the movement in the B direction or the movement distance of the particles need not be the same. For example, the cleaning liquid is moved by 10 in the A direction and then moved by 1 in the B direction. This may be repeated a plurality of times.

被検体とプローブ担持粒子との反応および剥離液とプローブ担持粒子との接触も、上記した操作を適用することが好ましく、これにより反応性、剥離性が向上する。また、被検体とプローブ担持粒子との反応に上記の操作を適用することにより、実質的に濾過と高反応性を両立させることが可能となる。   The above-described operation is also preferably applied to the reaction between the analyte and the probe-carrying particles and the contact between the stripping solution and the probe-carrying particles, thereby improving the reactivity and the peelability. Further, by applying the above operation to the reaction between the analyte and the probe-carrying particles, it is possible to substantially achieve both filtration and high reactivity.

洗浄の際に、洗浄液とプローブ担持粒子とを接触させた後、図22においてA方向に洗浄液を移動させてフィルター部1aを介して下方へ排出し、プローブ担持粒子だけをフィルター上に残留させ、その後に次の洗浄液をフィルター部1aに投入して次の洗浄を行う操作を1回または複数回行うことが好ましい。   At the time of washing, after bringing the washing liquid into contact with the probe-carrying particles, the washing liquid is moved in the direction A in FIG. 22 and discharged downward through the filter unit 1a, leaving only the probe-carrying particles on the filter, After that, it is preferable to perform one or more operations of supplying the next cleaning liquid to the filter unit 1a and performing the next cleaning.

このようにすることで、プローブ担持粒子と洗浄液の洗浄操作がバッチ操作となり、少ない液量で効率的に洗浄を行うことができる。
このプローブ担持粒子と液との接触、液の排出、次の液の投入およびプローブ担持粒子との接触の一連の操作は、プローブ担持粒子と被検体との反応、プローブ担持粒子からのターゲット物質の剥離にも好ましく適用される。プローブ担持粒子と被検体との反応にこの操作を適用した場合、反応はいわゆるバッチ反応となり、少ない液量で効率的に反応を行うことができる。
By doing so, the cleaning operation of the probe-carrying particles and the cleaning liquid becomes a batch operation, and the cleaning can be performed efficiently with a small amount of liquid.
The series of operations of contacting the probe-carrying particles with the liquid, discharging the liquid, introducing the next liquid, and contacting the probe-carrying particles are performed by the reaction between the probe-carrying particles and the analyte, and the target substance from the probe-carrying particles. It is preferably applied to peeling. When this operation is applied to the reaction between the probe-carrying particles and the analyte, the reaction is a so-called batch reaction, and the reaction can be performed efficiently with a small amount of liquid.

上記のように、洗浄液を排出し、次いで次の洗浄液を投入する場合、洗浄液を排出した後に容器内部の空間を減圧してから次の洗浄液を投入することが好ましい。このようにすることで、フィルター細孔へ気泡が噛み込んで洗浄液がフィルター細孔に入らず濾過性が低下することを防止することができる。この操作は、プローブ担持粒子と被検体との反応、プローブ担持粒子からのターゲット物質の剥離の際にも好ましく適用される。   As described above, when the cleaning liquid is discharged and then the next cleaning liquid is input, it is preferable to discharge the cleaning liquid and then supply the next cleaning liquid after decompressing the space inside the container. By doing in this way, it can prevent that a bubble entraps into a filter pore and a washing | cleaning liquid does not enter into a filter pore, but filterability falls. This operation is also preferably applied to the reaction between the probe-carrying particles and the analyte and the separation of the target material from the probe-carrying particles.

減圧の程度は、例えばプローブ担持粒子と被検体との反応では被検体の種類にもよるが、通常は50Pa〜90000Pa、好ましくは100Pa〜50000Pa、より好ましくは500Pa〜10000paである。また、この操作をプローブ担持粒子と被検体との反応に適用する場合、被検体へのダメージを最小限とするために、減圧の時間は最短であることが望ましく、通常は0.1秒〜60秒、好ましくは1秒〜10秒である。   The degree of reduced pressure is usually 50 Pa to 90000 Pa, preferably 100 Pa to 50000 Pa, more preferably 500 Pa to 10000 pa, although it depends on the type of the analyte in the reaction between the probe-carrying particles and the analyte, for example. In addition, when this operation is applied to the reaction between the probe-carrying particles and the specimen, it is desirable that the time for decompression is the shortest in order to minimize damage to the specimen, and usually 0.1 seconds to 60 seconds, preferably 1 to 10 seconds.

B/F分離部42でB/F分離を行った後、例えばフィルター部収納空間14を減圧して、分岐空間15bから洗浄液を投入し、洗浄液と共に図19の剥離部43にプローブ担
持粒子を移動させる。粒子液を剥離部43に移動させる際に、後述するように、流路分岐点から延びる各流路の断面積の差異、あるいは流路分岐点に設けたバルブにより粒子の移動流路を選択できる。
After performing the B / F separation in the B / F separation unit 42, for example, the filter unit storage space 14 is depressurized, the cleaning liquid is introduced from the branch space 15b, and the probe-carrying particles are moved to the peeling unit 43 of FIG. 19 together with the cleaning liquid. Let When moving the particle liquid to the peeling part 43, as will be described later, it is possible to select the moving flow path of the particles by the difference in the cross-sectional area of each flow path extending from the flow path branch point or the valve provided at the flow path branch point. .

剥離部43にプローブ担持粒子を移動させた後、剥離用フィルター部1bを通して洗浄液を外部へ排出し、次いで必要に応じてフィルター部収納空間14を減圧し、分岐空間15cから剥離液を投入して剥離部43に導く。この場合も、流路分岐点から延びる各流路の断面積の差異により、あるいは流路分岐点にバルブを設けることにより剥離液を剥離部43側に選択的に移動させることができる。   After moving the probe-carrying particles to the peeling part 43, the cleaning liquid is discharged to the outside through the peeling filter part 1b, and then the filter part storage space 14 is decompressed as necessary, and the peeling liquid is introduced from the branch space 15c. Guide to the peeling portion 43. Also in this case, the stripping solution can be selectively moved to the stripping portion 43 side due to a difference in cross-sectional area of each channel extending from the channel branch point or by providing a valve at the channel branch point.

剥離液を投入した後、剥離用フィルター部1bの近傍でターゲット物質の剥離を行う。上記したように、剥離用フィルター部1bに存在するプローブ担持粒子に剥離液を接触させ、剥離液をフィルターを挟んで複数回往復動させることでターゲット物質を粒子から効率的に剥離させることができる。B/F分離用フィルター部1aは、被検体中の非特異吸着物により汚染される可能性があるが、剥離工程を別のフィルター部1bで行うので、被検体中の非特異吸着物質の、ターゲット物質とのコンタミネーションを最小限に抑えることができる。   After supplying the stripping solution, the target material is stripped in the vicinity of the stripping filter portion 1b. As described above, the target substance can be efficiently peeled from the particles by bringing the peeling liquid into contact with the probe-carrying particles present in the peeling filter portion 1b and reciprocating the peeling liquid a plurality of times with the filter interposed therebetween. . The B / F separation filter unit 1a may be contaminated by non-specifically adsorbed substances in the subject, but since the separation process is performed by another filter unit 1b, the non-specifically adsorbed substance in the subject Contamination with the target substance can be minimized.

上述してきた一連の操作に際して、被検体、洗浄液および剥離液のうちいずれかの液をフィルター部収納空間14内で移動させる場合に、液の移動方向を、水平方向とするか、あるいは上方から下方への重力方向とするかを場合に応じて適切に選択することが好ましい。   In the series of operations described above, when any one of the specimen, the cleaning liquid, and the stripping liquid is moved in the filter unit storage space 14, the moving direction of the liquid is set to the horizontal direction or from above to below. It is preferable to select appropriately depending on the case whether the direction of gravity is to be applied.

液の移動方向を水平方向とすることが好ましい場合としては、フィルター部収納空間14が外部へ開放されている場合であって、
(i)移動液を容器外部に排出させない場合
(ii)差圧により液を移動させる場合
(iii)後述するように流路分岐点から延びる各流路の断面積を相違させて毛細管作用により液を選択的に一方の流路へ移動させる場合
である。即ち、移動前の地点と移動後の地点との重力差を無くすことができ、液は重力に逆らう移動をしないので、上記(i)〜(iii)の場合に適切である。
As a case where it is preferable that the moving direction of the liquid is a horizontal direction, the filter unit storage space 14 is open to the outside,
(I) When the moving liquid is not discharged to the outside of the container (ii) When the liquid is moved by the differential pressure (iii) As described later, the cross-sectional area of each flow path extending from the flow path branching point is different, and the liquid is obtained by capillary action. Is selectively moved to one channel. That is, the gravity difference between the point before the movement and the point after the movement can be eliminated, and the liquid does not move against the gravity, which is appropriate in the cases (i) to (iii).

なお、液の移動方向を重力方向とすることが好ましい場合としては、フィルター部収納空間14が外部へ開放されている場合であって、
(i)移動液を容器外部に排出させる場合
(ii)差圧により液を移動させる場合
(iii)後述するように流路分岐点から延びる各流路の断面積を相違させて毛細管作用により液を選択的に一方の流路へ移動させる場合
である。即ち、重力を利用して液を移動させることで、上記(i)〜(iii)の液の移動を適切に行うことができる。
In addition, as a case where it is preferable that the moving direction of the liquid is the gravity direction, the filter unit storage space 14 is open to the outside,
(I) When the moving liquid is discharged to the outside of the container (ii) When the liquid is moved by the differential pressure (iii) As will be described later, the cross-sectional area of each flow path extending from the flow path branch point is made different so that the liquid is generated by capillary action. Is selectively moved to one channel. That is, by moving the liquid using gravity, the liquids (i) to (iii) can be appropriately moved.

図20に示したように、容器を回転させることにより、フィルター部収納空間における液の移動方向を状況に応じて変えることができる。図示したように、図20(a)の状態からX軸を中心として容器12を180度回転させることにより図20(b)の状態として、液の移動を反転させることができる。この他、状況に応じて図20(a)の状態からY軸を中心として容器12を180度回転させて図20(c)の状態としてもよく、あるいは、紙面に垂直な線を中心として容器12を90度回転させれば液の移動方向は重力方向から水平方向となる。 As shown in FIG. 20, by rotating the container, the moving direction of the liquid in the filter unit storage space can be changed according to the situation. As illustrated, the movement of the liquid can be reversed as shown in FIG. 20B by rotating the container 12 180 degrees around the X axis from the state shown in FIG. In addition, depending on the situation, the container 12 may be rotated 180 degrees around the Y axis from the state of FIG. 20A to the state of FIG. 20C, or the container 12 may be centered on a line perpendicular to the paper surface. If 12 is rotated 90 degrees, the moving direction of the liquid changes from the gravitational direction to the horizontal direction.

なお、フィルター部収納空間14の上下端面が開放されている場合、差圧で液を移動さ
せるためには差圧で液を移動させる対象空間の内径もしくは内幅が5mm以下であることが好ましく、より好ましくは3mm以下、さらに好ましくは2mm以下である。なお、ここで「内径」とは、上記の平行面による容器の内部空間の断面形状が円である場合にはその直径を、楕円である場合には短軸の直径を表し、「内幅」とは、当該断面形状が正方形である場合にはその対向する両辺間の幅を、矩形である場合には対向する短辺間の幅を表し、当該断面形状がその他の場合であってもこれらと同様に規定される。このようにすることで、液を気体による差圧制御で容易に移動させることができる。
In addition, when the upper and lower end surfaces of the filter unit storage space 14 are open, in order to move the liquid by the differential pressure, the inner diameter or inner width of the target space to move the liquid by the differential pressure is preferably 5 mm or less, More preferably, it is 3 mm or less, More preferably, it is 2 mm or less. Here, the “inner diameter” means the diameter when the cross-sectional shape of the internal space of the container by the parallel plane is a circle, and the short axis diameter when it is an ellipse, and the “inner width” Means the width between the opposing sides when the cross-sectional shape is square, and the width between the opposing short sides when the cross-sectional shape is rectangular, even if the cross-sectional shape is otherwise As well as By doing in this way, a liquid can be easily moved by differential pressure control by gas.

また当該空間の内径もしくは内幅が大きい場合(容器内壁の親疎水性により異なるが、その目安は5mm±2mm以上)、容器の両端面の開放部を互いに水平に位置させてフィルター部収納空間における液の移動方向を水平方向にすることで、液を容易に移動させることができる。   If the inner diameter or inner width of the space is large (depending on the hydrophilicity / hydrophobicity of the inner wall of the container, the guideline is 5 mm ± 2 mm or more), the open portions on both end faces of the container are positioned horizontally with respect to the liquid in the filter unit storage space. The liquid can be easily moved by making the moving direction of the horizontal direction horizontal.

図12は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、フィルター部収納空間と分岐空間との分岐点から延びる3本の流路空間の断面積の相違により、1つの流路空間から、該流路空間から分岐する他の2本の流路空間のうち一方の流路空間へ選択的に液を移動させるようにしている。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. In this embodiment, due to the difference in the cross-sectional areas of the three flow passage spaces extending from the branch point between the filter unit storage space and the branch space, the other two pieces branched from the flow passage space from one flow passage space. The liquid is selectively moved to one of the channel spaces.

図12では、分岐空間15aの断面積Lと、フィルター部収納空間14のB/F分離用フィルター部1a側の断面積Mと、フィルター部収納空間14の剥離用フィルター部1b側の断面積Nとの関係を、L>N>Mとしている。この場合、分岐空間15aに投入された液の液量が分岐空間15aの容量を超えるか、あるいは分岐空間15aに投入された液を加圧によりフィルター部収納空間14との分岐点まで移動させると(例えば被検体とプローブ担持粒子分散液もしくはこれらを分岐空間15aで反応させた反応液)、この液は、毛細管作用によって、その断面積Mが剥離用フィルター部1b側の断面積Nよりも小さいB/F分離用フィルター部1a側へ(流路lから流路mへ)選択的に移動する。   In FIG. 12, the cross-sectional area L of the branch space 15a, the cross-sectional area M of the filter unit storage space 14 on the B / F separation filter unit 1a side, and the cross-sectional area N of the filter unit storage space 14 on the separation filter unit 1b side. And L> N> M. In this case, if the amount of the liquid charged into the branch space 15a exceeds the capacity of the branch space 15a or the liquid charged into the branch space 15a is moved to the branch point with the filter unit storage space 14 by pressurization. (For example, a specimen and a probe-supported particle dispersion or a reaction liquid in which these are reacted in the branch space 15a). This liquid has a cross-sectional area M smaller than a cross-sectional area N on the peeling filter portion 1b side by capillary action. It moves selectively to the B / F separation filter section 1a side (from the flow path 1 to the flow path m).

そして、B/F分離用フィルター部1aで洗浄したプローブ担持粒子を含む液を、B/F分離用フィルター部1a側のフィルター部収納空間14から分岐空間15aとの分岐点へ移動させると、この液は、毛細管作用によって、その断面積Nが分岐空間15aの断面積Lよりも小さい剥離用フィルター部1b側のフィルター部収納空間14へ(流路mから流路nへ)選択的に移動する。 When the liquid containing the probe-carrying particles washed by the B / F separation filter unit 1a is moved from the filter unit storage space 14 on the B / F separation filter unit 1a side to the branch point with the branch space 15a, The liquid selectively moves to the filter portion storage space 14 on the peeling filter portion 1b side (from the flow channel m to the flow channel n), whose cross-sectional area N is smaller than the cross-sectional area L of the branch space 15a by capillary action. .

なお、このように毛細管作用を利用して流路分岐点における液の移動方向を制御する際に、液の移動が重力方向もしくは反重力方向である場合にはこれを考慮すると共に、毛細管作用が得られるように流路断面積を小さく、好ましくは空間の内径もしくは内幅を5mm以下、より好ましくは3mm以下とする(各流路が同一材料で形成され、表面張力が互いに等しい場合)必要がある。   In addition, when controlling the movement direction of the liquid at the flow path branch point using the capillary action in this way, if the movement of the liquid is the gravitational direction or the antigravity direction, this is taken into consideration and the capillary action is It is necessary to reduce the cross-sectional area of the flow path so that the inner diameter or inner width of the space is 5 mm or less, more preferably 3 mm or less (when each flow path is formed of the same material and has the same surface tension). is there.

図13は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、フィルター部収納空間14と分岐空間15a〜15cとの分岐点にバルブ18a〜18cを設け、この分岐点において1つの流路から他の2つの流路のうち一方の流路へ選択的に液を移動させるようにしている。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, valves 18a to 18c are provided at the branch points of the filter unit storage space 14 and the branch spaces 15a to 15c, and from this one flow path to one of the other two flow paths at this branch point. The liquid is selectively moved.

例えば、分岐空間15aから被検体とプローブ担持粒子分散液またはこれらを分岐空間15aで反応させた反応液を、B/F分離用フィルター部1aへ移動させる場合、バルブ18bの通路B2を閉止し、通路B1と通路B3を開放する。反応後の被検体をB/F分離用フィルター部1aを通過させてプローブ担持粒子から分離する際には、バルブ18cの通路C3を閉止し、通路C1と通路C2を開放する。分岐空間15bからフィルター部収納空間14のB/F分離用フィルター部1a側へ洗浄液を投入する際には、バルブ18
cの通路C2を閉止し、通路C1と通路C3を開放する。洗浄後のプローブ担持粒子を剥離用フィルター部1bへ移動させる際には、バルブ18bの通路B1を閉止し、通路B2と通路B3を開放するとともに、バルブ18aの通路A3を閉止し、通路A1と通路A2を開放する。分岐空間15cからフィルター部収納空間14の剥離用フィルター部1b側へ剥離液を投入する際には、バルブ18aの通路A1を閉止し、通路A2と通路A3を開放する。
For example, when moving the analyte and the probe-carrying particle dispersion or the reaction liquid obtained by reacting these in the branch space 15a from the branch space 15a to the B / F separation filter unit 1a, the passage B2 of the valve 18b is closed, The passage B1 and the passage B3 are opened. When the analyte after the reaction is separated from the probe-carrying particles through the B / F separation filter unit 1a, the passage C3 of the valve 18c is closed and the passage C1 and the passage C2 are opened. When the cleaning liquid is introduced from the branch space 15b to the B / F separation filter 1a side of the filter housing space 14, the valve 18
The passage C2 of c is closed, and the passage C1 and the passage C3 are opened. When the cleaned probe-carrying particles are moved to the separation filter portion 1b, the passage B1 of the valve 18b is closed, the passage B2 and the passage B3 are opened, the passage A3 of the valve 18a is closed, and the passage A1 Open the passage A2. When supplying the stripping solution from the branch space 15c to the stripping filter portion 1b side of the filter portion storage space 14, the passage A1 of the valve 18a is closed and the passage A2 and the passage A3 are opened.

このように、バルブを切り替えて差圧で液を移動させることにより、所望の方向に液を移動させることができる。また、バルブによる制御と、前述した毛細管作用により液の移動方向を制御する方法とを組み合わせることで、容器内におけるバルブの設置数を減らすことができる。バルブは、容器にその一部を備え付けて、外部の駆動システムと組み合わせてバルブとしての機能を果たすものであってもよい。   Thus, the liquid can be moved in a desired direction by switching the valve and moving the liquid with the differential pressure. Further, the number of valves installed in the container can be reduced by combining the control by the valve and the method of controlling the moving direction of the liquid by the capillary action described above. The valve may be provided with a part of the valve and function as a valve in combination with an external drive system.

流路の分岐点に設けるバルブの具体例としては、電磁バルブ、圧電素子バルブ、ダイヤフラムシートバルブ、ピンチバルブ、ゲルの加熱冷却による体積変化を利用したバルブなどが挙げられる。   Specific examples of the valve provided at the branch point of the flow path include an electromagnetic valve, a piezoelectric element valve, a diaphragm seat valve, a pinch valve, and a valve using volume change caused by heating and cooling of the gel.

図14および図16は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける他の実施形態を示した断面図である。本実施形態では、容器12の開放端面14a,14bおよび、分岐空間15a〜15cの開口16に、液を入排出する容器51a〜51eが連結されている。この液入排出用の容器を配置した例を図15に拡大して示した。   14 and 16 are cross-sectional views showing other embodiments of the bioseparation kit of the present invention. In the present embodiment, containers 51a to 51e for introducing and discharging liquid are connected to the open end surfaces 14a and 14b of the container 12 and the openings 16 of the branch spaces 15a to 15c. FIG. 15 shows an example in which this liquid inlet / outlet container is arranged.

容器12の内部の液(反応後の粒子分散液と被検体との混合液、洗浄液、剥離液など)を、容器12の外部へ排出する際には、図15の容器51に予め収容した受け液の界面を排出口(開放端面14a,14bもしくは開口16)に位置させ、容器12の内部からの液を、この受け液と接触させることにより液を排出する。例えば、受け液を充填した容器51を容器12の内部からの液と接触させることで容器12内の液体を瞬時に容器51に移動させることができる。   When the liquid inside the container 12 (mixed liquid of the particle dispersion after the reaction and the specimen, cleaning liquid, stripping liquid, etc.) is discharged to the outside of the container 12, the container 51 previously accommodated in the container 51 of FIG. The liquid interface is positioned at the discharge port (open end surfaces 14a, 14b or opening 16), and the liquid from the inside of the container 12 is brought into contact with the receiving liquid to discharge the liquid. For example, the liquid in the container 12 can be instantaneously moved to the container 51 by bringing the container 51 filled with the receiving liquid into contact with the liquid from the inside of the container 12.

液入排出用の容器51は、容器51を通じて大気圧に開放されている形態であっても、容器51が気密に封止されて外部から遮断されている形態であってもよい。容器51が大気圧に開放されている形態を図15(a)に、容器51を気密に封止した形態を図15(b)に示した。   The liquid inlet / outlet container 51 may be in a form opened to the atmospheric pressure through the container 51 or may be in a form in which the container 51 is hermetically sealed and blocked from the outside. A form in which the container 51 is opened to atmospheric pressure is shown in FIG. 15A, and a form in which the container 51 is hermetically sealed is shown in FIG. 15B.

バイオセパレーション用キットの容器内部への液の投入および内部からの液の排出は、容器12の開放端面14a,14bまたは分岐空間15a〜15cの開口16へ直接に、あるいはそこへ連結した上記の液入排出用の容器51a〜51eへ、差圧ポンプを連結することで行うことができる。キットの容器内部における液の移動も、この差圧ポンプにより差圧を作用させることで行うことができる。   The above-mentioned liquid connected to or directly into the open end surfaces 14a and 14b of the container 12 or the openings 16 of the branch spaces 15a to 15c is used to supply and discharge the liquid into the container of the bioseparation kit. This can be done by connecting a differential pressure pump to the containers 51a to 51e for entering and discharging. The movement of the liquid inside the container of the kit can also be performed by applying a differential pressure by this differential pressure pump.

差圧ポンプとしては、既知である各種のポンプを使用でき、例えば、ロータリーポンプ、ギアポンプ、シリンジポンプ、スクリューポンプ、チューブポンプ、真空ポンプ、ダイヤフラムポンプ、圧電素子ポンプなどを使用することができる。   Various known pumps can be used as the differential pressure pump. For example, a rotary pump, a gear pump, a syringe pump, a screw pump, a tube pump, a vacuum pump, a diaphragm pump, a piezoelectric element pump, and the like can be used.

このように差圧ポンプを使用することで、例えば、容器外部へ開放された分岐空間15b,15cなどの各開放部を密封し、差圧ポンプで容器内部を減圧することによってプローブ担持粒子分散液と被検体とを分岐空間15aへ投入することができる。洗浄液、剥離液などの他の液の投入も同様に、所定の開放部を密封してから差圧ポンプで容器内部を減圧することで投入することができる。   By using the differential pressure pump in this way, for example, each open portion such as the branch spaces 15b and 15c opened to the outside of the container is sealed, and the inside of the container is depressurized by the differential pressure pump to thereby disperse the probe-carrying particle dispersion liquid. And the subject can be introduced into the branch space 15a. Similarly, other liquids such as a cleaning liquid and a stripping liquid can be charged by sealing a predetermined opening and then reducing the pressure inside the container with a differential pressure pump.

このように容器内部を減圧してこれらの液を投入することで、液は気泡を噛むことなく容器内部へ投入される。また、フィルター細孔に存在する気泡を除去してフィルター細孔に液を充填することができるので、気泡によってフィルターの濾過部分が限定されることが無く、フィルターに形成された細孔全体を使用して濾過を行うことが可能となる。   Thus, by decompressing the inside of the container and introducing these liquids, the liquid is introduced into the container without chewing bubbles. In addition, since the bubbles present in the filter pores can be removed and the filter pores can be filled with liquid, the filtration portion of the filter is not limited by the bubbles, and the entire pores formed in the filter are used. Thus, filtration can be performed.

図16において、ターゲット物質の分離操作は、例えば次のように行われる。まず、プローブ担持粒子分散液と被検体とを分岐空間15aに投入し、分岐空間15aでプローブ担持粒子と被検体とを反応させる。次に、バルブ18bの通路B2を閉止し、通路B1およびB3を開放して、バルブ18cの通路C3を閉止して、通路C1およびC2を開放した状態で、反応液をフィルター部収納空間14のB/F分離側に移動し、プローブ担持粒子をB/F分離用フィルター部1aで捕捉するとともに液を容器51dに排出する。 In FIG. 16, the target material separation operation is performed as follows, for example. First, the probe-carrying particle dispersion and the specimen are charged into the branch space 15a, and the probe-carrying particles and the specimen are reacted in the branch space 15a. Next, the passage B2 of the valve 18b is closed, the passages B1 and B3 are opened, the passage C3 of the valve 18c is closed, and the passages C1 and C2 are opened. Moving to the B / F separation side, the probe-carrying particles are captured by the B / F separation filter unit 1a and discharged to the container 51d.

次に、バルブ18cの通路C2を閉止して、通路C1およびC3を開放した状態で、分岐空間15bから洗浄液を投入して、B/F分離用フィルター部1aに捕捉されたプローブ担持粒子に接触させて洗浄する。   Next, with the passage C2 of the valve 18c closed and the passages C1 and C3 opened, the cleaning liquid is introduced from the branch space 15b and contacts the probe-carrying particles captured by the B / F separation filter 1a. And wash.

次に、バルブ18cの通路C2を閉止して、通路C1およびC3を開放し、バルブ18bの通路B1を閉止して、通路B2およびB3を開放し、バルブ18aの通路A3を閉止して、通路A1およびA2を開放した状態で、分岐空間15bから洗浄液を投入して、粒子を含む洗浄液を剥離用フィルター部1b側へ移動させ、プローブ担持粒子を剥離用フィルター部1bで捕捉するとともに洗浄液を容器51aに排出する。 Next, the passage C2 of the valve 18c is closed, the passages C1 and C3 are opened, the passage B1 of the valve 18b is closed, the passages B2 and B3 are opened, the passage A3 of the valve 18a is closed, and the passage In a state where A1 and A2 are opened, the cleaning liquid is introduced from the branch space 15b, the cleaning liquid containing particles is moved to the peeling filter unit 1b side, the probe-carrying particles are captured by the peeling filter unit 1b , and the cleaning liquid is stored in the container. Discharge to 51a.

次に、バルブ18aの通路A1を閉止して、通路A2およびA3を開放した状態で、分岐空間15cから剥離液を投入して、剥離用フィルター部1bに捕捉されたプローブ担持粒子に接触させて、プローブ担持粒子からターゲット物質を剥離する。このターゲット物質を含む剥離液は、容器端面14aに取り付けた容器に収容する。   Next, with the passage A1 of the valve 18a closed and the passages A2 and A3 opened, a stripping solution is introduced from the branch space 15c and brought into contact with the probe-carrying particles captured by the stripping filter portion 1b. Then, the target material is peeled off from the probe-carrying particles. The stripping solution containing the target material is stored in a container attached to the container end surface 14a.

なお、前述したように、各操作における液の移動は、所定の開放部をバルブ18a〜18c等で閉止すると共に差圧ポンプ54a〜54eのいずれかを用いて容器内部を減圧してから行うことができる。また、流路分岐点から延びる各流路の断面積の相違により選択的に一方の流路へ液を導く方法を組み合わせるようにしてもよい。   As described above, the movement of the liquid in each operation is performed after the predetermined opening portion is closed with the valves 18a to 18c or the like and the inside of the container is decompressed using any of the differential pressure pumps 54a to 54e. Can do. Further, a method of selectively introducing the liquid to one of the channels may be combined depending on a difference in cross-sectional area of each channel extending from the channel branch point.

上述してきたバイオセパレーション用キットは、複数のキットを同一基板上に集積した構成としてもよく、その一例を図21に示した。同図のバイオセパレーション用キット11では、2つのキット11a,11bが連結され一体化されている。キットの連結数は、場合に応じて適宜の数とすることができる。このように複数のキットを連結することにより、複数の被検体を同時に処理することが可能となり、分離精製のスループットを向上させることができる。なお、各液の投入部は、同図の上面、正面、裏面、側面のいずれの位置に設けてもよい。   The bioseparation kit described above may have a configuration in which a plurality of kits are integrated on the same substrate, an example of which is shown in FIG. In the bioseparation kit 11 in the figure, two kits 11a and 11b are connected and integrated. The number of connected kits can be an appropriate number depending on the case. By connecting a plurality of kits in this way, a plurality of analytes can be processed simultaneously, and the separation and purification throughput can be improved. In addition, you may provide the injection | throwing-in part of each liquid in the position of the upper surface of the same figure, a front surface, a back surface, and a side surface.

この複数のキットを同一基板上に集積したバイオセパレーション用キットは、第一の基板に反応部、洗浄部、濾過部、B/F分離用フィルター収納空間、剥離用フィルター収納空間などの所望の空間部位と、液通過流路となる溝とを形成して、次に別途の第二の基板を第一の基板へ張り合わせることにより得ることができる。これらの基板の張り合わせには、接着剤による接着、熱ラミネート、電磁誘導加熱などの各種方法が適用できる。   The bioseparation kit in which a plurality of kits are integrated on the same substrate is a desired space such as a reaction unit, a cleaning unit, a filtration unit, a B / F separation filter storage space, and a separation filter storage space on the first substrate. It can be obtained by forming a portion and a groove to be a liquid passage channel, and then attaching a separate second substrate to the first substrate. Various methods such as adhesion with an adhesive, thermal lamination, and electromagnetic induction heating can be applied to the bonding of these substrates.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range which does not deviate from the summary.

図1は、本発明のバイオセパレーション用キットの一実施形態を示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the bioseparation kit of the present invention. 図2は、本発明のバイオセパレーション用キットの他の実施形態を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. 図3は、本発明のバイオセパレーション用キットの他の実施形態を示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the bioseparation kit of the present invention. 図4は、反応部に攪拌板を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which a reaction plate is provided with a stirring plate. 図5は、フィルター部近傍に攪拌板を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which a stirring plate is provided in the vicinity of the filter portion. 図6は、容器の両端面を開放し、一対のフィルター部の間にフィルター部収納空間から外部へ開放する開口を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which both end surfaces of the container are opened and an opening is formed between the pair of filter portions that is open to the outside from the filter portion storage space. 図7は、容器の両端面を開放し、一対のフィルター部の間にフィルター部収納空間から外部へ開放する開口を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which both end surfaces of the container are opened and an opening that opens to the outside from the filter unit storage space is provided between a pair of filter units. 図8は、フィルター部収納空間から分岐し一端が外部へ開放された分岐空間に、被検体とプローブ担持粒子との反応部を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which a reaction portion between a subject and probe-carrying particles is provided in a branch space that is branched from the filter portion storage space and one end is opened to the outside. 図9は、フィルター部収納空間から分岐し一端が外部へ開放された分岐空間に、被検体とプローブ担持粒子との反応部を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which a reaction portion between a specimen and probe-carrying particles is provided in a branch space that is branched from a filter portion storage space and one end is opened to the outside. 図10は、フィルター部収納空間から分岐し一端が外部へ開放された分岐空間に、被検体とプローブ担持粒子との反応部を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a bioseparation kit in which a reaction part between a subject and probe-carrying particles is provided in a branched space that branches off from the filter unit storage space and has one end opened to the outside. 図11は、洗浄液投入用および剥離液投入用の分岐空間を設けたバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a bioseparation kit provided with a branch space for supplying a cleaning liquid and a stripping liquid. 図12は、分岐点から延びる各流路の断面積を相違させることにより、所定方向へ液を送液するように構成したバイオセパレーション用キットの断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a bioseparation kit configured to send a liquid in a predetermined direction by making the cross-sectional area of each flow path extending from the branch point different. 図13は、バイオセパレーション用キットの流路内にバルブを設けた例を示した断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example in which a valve is provided in the flow path of the bioseparation kit. 図14は、バイオセパレーション用キットの容器外部への開口に液入排出用の容器を設けた例を示した断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example in which a liquid inlet / outlet container is provided at the opening of the bioseparation kit to the outside of the container. 図15は、容器外部への開口に液入排出用の容器を設けた例を示した図である。FIG. 15 is a view showing an example in which a container for liquid entry / exit is provided in the opening to the outside of the container. 図16は、本発明のバイオセパレーション用キットを用いたセパレーションシステムを示した断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a separation system using the bioseparation kit of the present invention. 図17は、本発明のバイオセパレーション用キットにおける反応部にプローブ担持粒子を投入し、被検体と反応させる状態を示した断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which probe-carrying particles are introduced into a reaction part in the bioseparation kit of the present invention and reacted with a subject. 図18は、図17の状態から、反応後のプローブ担持粒子をB/F分離部に移動させた状態を示した断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state where the probe-supported particles after reaction are moved to the B / F separation unit from the state of FIG. 図19は、図18の状態から、洗浄後のプローブ担持粒子を剥離部に移動させた状態を示した断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which the cleaned probe-carrying particles are moved to the peeling portion from the state of FIG. 図20は、垂直方向および水平方向を軸としてバイオセパレーション用キットを回転させる前後の状態を示した断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state before and after the bioseparation kit is rotated about the vertical direction and the horizontal direction as axes. 図21は、複数のキットを一体化したバイオセパレーション用キットを示した図である。FIG. 21 shows a bioseparation kit in which a plurality of kits are integrated. 図22は、フィルター部近傍において液を正逆方向に移動させて当該液とプローブ担持粒子とを複数回接触させる攪拌操作を説明する断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating an agitation operation in which the liquid is moved in the forward and reverse directions in the vicinity of the filter portion to bring the liquid and the probe-carrying particles into contact with each other a plurality of times. 図23は、本発明のバイオセパレーション用キットの実施形態を示した断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing an embodiment of the bioseparation kit of the present invention. 図24は、本発明のバイオセパレーション用キットの実施形態を示した断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view showing an embodiment of the bioseparation kit of the present invention. 図25は、リブを連続して一体に形成し、その中にフィルターを底面としたウエルが存在する構造としたフィルター部の電子顕微鏡写真である。FIG. 25 is an electron micrograph of a filter part having a structure in which ribs are continuously formed integrally and a well having a filter as a bottom surface exists therein.

符号の説明Explanation of symbols

1 フィルター部
1a B/F分離用フィルター部
1b 剥離用フィルター部
2 フィルター
3 細孔
4 リブ
5 ウエル
11 バイオセパレーション用キット
12 容器
14 フィルター部収納空間
14a,14b 端面
15 分岐空間
15a 分岐空間(被検体および粒子投入用)
15b 分岐空間(洗浄液投入用)
15c 分岐空間(剥離液投入用)
15A〜15D 分岐空間
16 開口
17 攪拌板
18a〜18c バルブ
21 プローブ担持粒子
31 プローブ担持粒子分散液
32 被検体
33 洗浄液
41 反応部
42 B/F分離部
43 剥離部
51,51a〜51e 液入排出用容器
53 液入排出路
54a〜54e シリンジポンプ
55a,55b 界面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filter part 1a B / F separation filter part 1b Separation filter part 2 Filter 3 Pore 4 Rib 5 Well 11 Bio separation kit 12 Container 14 Filter part storage space 14a, 14b End face 15 Branching space 15a Branching space (analyte) And particle input)
15b Branch space (for cleaning liquid input)
15c Branch space (for stripping solution input)
15A to 15D Branch space 16 Opening 17 Stirring plates 18a to 18c Valve 21 Probe-carrying particles 31 Probe-carrying particle dispersion 32 Subject 33 Washing liquid 41 Reaction unit 42 B / F separation unit 43 Separation unit 51, 51a to 51e Container 53 Liquid inlet / outlet passage 54a-54e Syringe pump 55a, 55b interface

Claims (18)

孔の中心線が直線状であるストレートな細孔が形成された金属製のフィルター部と、前記フィルター部を収納する容器と、を備え、A metal filter part in which straight pores having a straight hole center line are formed, and a container for storing the filter part,
前記容器の内部における前記フィルター部が配置された位置から離間した領域に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる反応部を有するバイオセパレーション用キットの製造方法であって、A method for producing a bioseparation kit having a reaction part that reacts a subject and probe-carrying particles in a region separated from a position where the filter part is arranged inside the container,
前記フィルター部が、予め導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にレジストパターニングを行い、電気メッキしない部分をレジストで保護して、基板とメッキ溶液との間に電流を流すことにより基板の所定部分にのみ金属材料を形成して、フィルターを電気メッキ法により積み上げる方法によって製造することを特徴とするバイオセパレーション用キットの製造方法。The filter unit prepares a substrate that has been previously imparted with conductivity, and resist patterning is performed on the substrate, and a portion that is not electroplated is protected with a resist, and a current flows between the substrate and the plating solution. A method for producing a bioseparation kit, characterized in that a metal material is formed only on a predetermined portion of a substrate and the filters are stacked by electroplating.
前記フィルターの表面に、フィルターと同一材料から形成され、一体化されたリブを設けることを特徴とする請求項1に記載のバイオセパレーション用キットの製造方法。The method for producing a bioseparation kit according to claim 1, wherein a rib formed of the same material as the filter and integrated with the filter is provided on the surface of the filter. 孔の中心線が直線状であるストレートな細孔が形成された金属製のフィルター部と、前記フィルター部を収納する容器と、を備え、
前記容器の内部における前記フィルター部が配置された位置から離間した領域に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる反応部を有し、
前記フィルター部が、予め導電性を付与する処理がなされた基板を用意し、その上にレジストパターニングを行い、電気メッキしない部分をレジストで保護して、基板とメッキ溶液との間に電流を流すことにより基板の所定部分にのみ金属材料を形成して、フィルターを電気メッキ法により積み上げる方法によって製造されたものであることを特徴とするバイオセパレーション用キット。
A metal filter part in which straight pores having a straight hole center line are formed, and a container for storing the filter part,
In a region separated from the position where the filter unit is arranged inside the container, a reaction unit that reacts the analyte and the probe-carrying particles ,
The filter unit prepares a substrate that has been previously imparted with conductivity, and resist patterning is performed on the substrate, and a portion that is not electroplated is protected with a resist, and a current flows between the substrate and the plating solution. forming a metal material only a predetermined portion of the substrate by, kit Bioseparation, wherein the this are those prepared by the method of stacking by electroplating the filter.
前記フィルターの表面に、フィルターと同一材料から形成され、一体化されたリブが設けられていることを特徴とする請求項3に記載のバイオセパレーション用キット。The bioseparation kit according to claim 3, wherein a rib formed of the same material as that of the filter and integrated is provided on a surface of the filter. 前記容器の内部における前記反応部および前記フィルター部の近傍位置のうち、少なくともいずれかの位置に攪拌板が設けられていることを特徴とする請求項3から4のいずれかに記載のバイオセパレーション用キット。 The bioseparation according to any one of claims 3 to 4 , wherein a stirring plate is provided in at least one of positions in the vicinity of the reaction section and the filter section in the container. kit. 前記容器に2つの前記フィルター部が収納され、その一方は、B/F分離を行うためのB/F分離用フィルター部であり、その他方は、前記プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質を剥離するための剥離用フィルター部であることを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載のバイオセパレーション用キット。 The two filter parts are accommodated in the container, one of which is a B / F separation filter part for performing B / F separation, and the other part peels off the target material captured by the probe-carrying particles. The bioseparation kit according to any one of claims 3 to 5, wherein the bioseparation kit is an exfoliation filter part. 前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間の両端面が外部へ開放され、
前記フィルター部収納空間における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部で挟まれた内側空間が、該内側空間から分岐する少なくとも1つの分岐空間を介して外部へ開放されていることを特徴とする請求項6に記載のバイオセパレーション用キット。
Both end surfaces of the filter part storage space for storing the B / F separation filter part and the peeling filter part in the container are opened to the outside,
The inner space sandwiched between the B / F separation filter portion and the separation filter portion in the filter portion storage space is opened to the outside via at least one branch space that branches from the inner space. The bioseparation kit according to claim 6 , wherein the kit is a bioseparation kit.
前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間から分岐し、その一端側に外部へ開放された開口が設けられた分岐空間を少なくとも1つ有し、該開口から該分岐空間を介して、プローブ担持粒子の分散液、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を前記フィルター部収納空間へ投入するようにしたことを特徴とする請求項6に記載のバイオセパレーション用キット。 The container has at least one branch space branched from a filter part storage space for storing the B / F separation filter part and the peeling filter part in the container and provided with an opening opened to the outside on one end side thereof. , from the opening through the branch space, dispersion of probe-supported particles, wherein the analyte, the washing liquid, and at least one liquid of the stripping solution was so put into the filter unit accommodating space according Item 7. The bioseparation kit according to item 6 . 前記分岐空間に、被検体とプローブ担持粒子とを反応させる前記反応部を有することを特徴とする請求項8に記載のバイオセパレーション用キット。 The bioseparation kit according to claim 8 , wherein the branching space includes the reaction unit that causes a subject to react with a probe-carrying particle. 前記分岐空間を少なくとも2つ有し、1つの該分岐空間から前記フィルター部収納空間へ洗浄液を投入し、他の1つの該分岐空間から前記フィルター部収納空間へ剥離液を投入するようにしたことを特徴とする請求項8から9のいずれかに記載のバイオセパレーション用キット。 Having at least two branch spaces, a cleaning solution is supplied from one branch space to the filter unit storage space, and a stripping solution is supplied from the other branch space to the filter unit storage space. kit Bioseparation according to any of claims 8 9, it said. 前記容器における前記B/F分離用フィルター部および前記剥離用フィルター部を収納するフィルター部収納空間から分岐し、その一端側に外部へ開放された開口が設けられた分岐空間を少なくとも1つ有し、
該分岐空間と、前記フィルター部収納空間との分岐点から延びる3本の流路空間l,m,nについて、流路空間mの断面積Mを流路空間nの断面積Nよりも小さくし、流路空間lから、流路空間mおよび流路空間nのうち流路空間mへ選択的に液を移動させるようにしたことを特徴とする請求項6に記載のバイオセパレーション用キット。
The container has at least one branch space branched from a filter part storage space for storing the B / F separation filter part and the peeling filter part in the container and provided with an opening opened to the outside on one end side thereof. ,
For the three flow path spaces l, m, and n extending from the branch point between the branch space and the filter unit storage space, the cross-sectional area M of the flow path space m is made smaller than the cross-sectional area N of the flow path space n. The bioseparation kit according to claim 6 , wherein the liquid is selectively moved from the channel space l to the channel space m of the channel space m and the channel space n.
複数の前記バイオセパレーション用キットが同一基板上に集積搭載されていることを特徴とする請求項3から11のいずれかに記載のバイオセパレーション用キット。 The bioseparation kit according to any one of claims 3 to 11 , wherein a plurality of the bioseparation kits are integrated and mounted on the same substrate. 請求項3から12のいずれかに記載のバイオセパレーション用キットを用いて、前記反応部でプローブ担持粒子と被検体とを反応させた後、前記フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、洗浄液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質と、それ以外の物質とを分離することを特徴とするバイオセパレーション方法。 The probe-carrying particles and the analyte are reacted in the reaction unit using the bioseparation kit according to any one of claims 3 to 12 , and then the probe-carrying particles are moved to the filter unit, and then a cleaning solution A bioseparation method characterized in that a target substance captured by a probe-carrying particle is separated from another substance by bringing the substance into contact with the probe-carrying particle. 請求項6から11のいずれかに記載のバイオセパレーション用キットを用いて、前記反応部でプローブ担持粒子と被検体とを反応させた後、前記B/F分離用フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、洗浄液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子に捕捉されたターゲット物質と、それ以外の物質とを分離した後、前記剥離用フィルター部にプローブ担持粒子を移動させ、次いで、剥離液をプローブ担持粒子に接触させることにより、プローブ担持粒子からターゲット物質を剥離することを特徴とするバイオセパレーション方法。 The probe-carrying particles are moved to the B / F separation filter unit after the probe-carrying particles and the analyte are reacted in the reaction unit using the bioseparation kit according to any one of claims 6 to 11. Then, by separating the target substance captured by the probe-carrying particles and other substances by bringing the cleaning liquid into contact with the probe-carrying particles, the probe-carrying particles are moved to the separation filter unit, A bioseparation method comprising peeling a target substance from probe-carrying particles by bringing a peeling solution into contact with the probe-carrying particles. プローブ担持粒子を前記フィルター部の近傍に位置させ、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、前記フィルター部収納空間内で複数回往復移動させることにより、プローブ担持粒子を前記フィルター部に対して接離させながら当該液とプローブ担持粒子とを接触させることを特徴とする請求項13から14のいずれかに記載のバイオセパレーション方法。 The probe-carrying particles are positioned in the vicinity of the filter unit, and the probe-carrying particles are reciprocated a plurality of times in the filter unit storage space by moving at least one of the specimen, the cleaning liquid, and the stripping liquid in the filter unit storage space. The bioseparation method according to claim 13, wherein the liquid and the probe-carrying particles are brought into contact with each other while being brought into contact with or separated from the part. 被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、プローブ担持粒子と接触させた後、当該液を、前記フィルター部を通して排出するとともにプローブ担持粒子を該フィルター部上に残留させ、次いで、次の当該液を該フィルター部へ投入してプローブ担持粒子と接触させることを特徴とする請求項13から15のいずれかに記載のバイオセパレーション方法。 After contacting at least one of the analyte, the cleaning liquid, and the peeling liquid with the probe-carrying particles, the liquid is discharged through the filter unit and the probe-carrying particles are left on the filter unit, and then The bioseparation method according to any one of claims 13 to 15 , wherein the next liquid is introduced into the filter unit and brought into contact with the probe-carrying particles. 前記フィルター部収納空間を減圧した後、被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を当該空間へ投入することを特徴とする請求項13から16のいずれかに記載のバイオセパレーション方法。 The bioseparation method according to any one of claims 13 to 16 , wherein after the pressure in the filter unit storage space is reduced, at least one of a specimen, a cleaning solution, and a stripping solution is introduced into the space. 被検体、洗浄液、および剥離液のうち少なくとも1つの液を、容器の内部で移動させるに際して、当該液を水平方向もしくは重力方向に移動させることを特徴とする請求項13から17のいずれかに記載のバイオセパレーション方法。 Wherein the subject, the washing liquid, and at least one liquid of the stripping solution, when moved in the interior of the container, in any one of claims 13, characterized in that for moving the liquid in the horizontal direction or the direction of gravity 17 Bioseparation method.
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