JP4798971B2 - 磁性粒子集合体およびそれを用いた標的核酸の抽出装置および抽出方法 - Google Patents
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Description
これを応用してシリカゲル内部に粒子を導入して遠隔操作し、必要な場所で放出することが考えられる。
核酸の抽出方法であって、
細胞を反応場に投入する工程と、
核酸と結合する物質を表面に有し、且つ磁界により位置制御可能な複数の微粒子を、内包したカプセルを前記反応場に投入する工程と、
前記細胞を穿孔する穿孔工程と、
前記穿孔工程で生じた穿孔部分から前記カプセルを前記細胞に導入する工程と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させ内包された前記微粒子を該細胞内部に放出する工程と、
前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸と結合させて複合体を形成する工程と、
前記複合体を内包する細胞を破壊して、該複合体を回収する工程と、
前記複合体から核酸を回収する工程と
を有することを特徴とする核酸の抽出方法である。
上記の核酸の抽出方法に使用するための装置であって、
前記細胞を反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部に導入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させて、該カプセルに内包された微粒子を該細胞内部に放出させ、前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸とを結合させる手段と、
前記微粒子と前記核酸が結合した複合体を回収する手段と、
前記複合体から核酸を回収する手段と
を有することを特徴とする核酸の抽出装置である。
前記細胞内で分解可能なカプセル外殻と、
核酸と結合する物質を表面に有し、且つ磁界により位置制御可能な複数の微粒子と、
を有し、
前記複数の微粒子が、前記カプセル外殻によって内包されており、
前記カプセル外殻に、前記微粒子に加えて、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤および前記細胞を破壊可能な薬品が更に内包されている
ことを特徴とする核酸を抽出するためのカプセルである。
(1)集合体を加熱や酵素処理等の簡単な手段で分解可能に構成したので、装置の構成が簡素である。
(2)磁性粒子が集合体に内包されているため保存状態での凝集が生じにくい。
(3)標的物質と磁性粒子の結合が細胞などの被処理物の中の限られた空間で行なわれるため接触の回数も多く、反応(結合)効率が良い。
(4)標的物質と磁性粒子が結合してできた複合体を細胞などの被処理物内で任意方向に集中させて保持したまま細胞などの被処理物を破壊するので、複合体を比較的広い反応場に浮遊させることがない。したがって回収時間が短く効率も良い。
(第1の実施例)
本実施例では、磁界を印加することによって動かすことができる複数の磁性微粒子を内包した集合体について図面を用いて説明する。
(第2の実施例)
血液中のマクロファージに含まれる感染症の細菌の核酸を取り出す例について説明する。血液中のマクロファージの大きさは、15〜20μmであるので図1に示す集合体1を用いた。
(第3の実施例)
第2の実施例ではカプセルを温度感受性高分子で表面修飾されたリポソ−ムとすることにより、内包した磁性粒子の放出を温度によって制御したが、本実施例の集合体の形状は図2に示す形状の集合体1を用い、更に、カプセルがセルロース外壁17有しこれが細胞内で分解することにより磁性微粒子18を放出する構成である。
(第4の実施例)
図9に示す錠剤22の形状をした集合体を用いて血液中のマクロファージに含まれる感染症の細菌の核酸を取り出す例について説明する。
(第5の実施例)
上述の実施例では磁性微粒子にシリカが表面修飾されていたが、標的核酸と結合する核酸プローブが固定されていても良い。
(第6の実施例)
上述の実施例ではエレクトロポレーション法で対象細胞を穿孔しているが、パーティクルガン法を用いて細胞内に磁性粒子を内包した集合体を打ちこんでも良い。集合体が対象細胞に衝突したことによって分解し、内包した磁性粒子が放出されても良い。このとき一部の粒子は細胞の近傍で内部に進入する前に集合体から放出されることになるが、打ちこみの際に磁界も印加することにより対象細胞外部に放出された磁性粒子も細胞内に引き込むことができる。
(第7の実施例)
上述の実施例では複合体が形成されて、任意面に保持させた後に対象細胞を破壊する際に反応場にパルス電圧を加えながら酵素を投入しているが、パーティクルガン法を用いて酵素の集合体を対象細胞に衝突させても良い。酵素を内包した集合体を形成しておき、対象細胞と衝突したときの衝撃によって細胞近傍で集合体が分解し、内包されている酵素が放出されて対象細胞を破壊する構成である。
2: リポソーム
3: 磁性微粒子
4: 表面修飾層
5: カオトロピック物質
6: マクロファージ
8: 反応場
9A、9B: 電極
10: 電磁石
11: マクロファージ固定プレート
14: 標的核酸
15: シリカシリカ磁性微粒子
16: シリカシリカ磁性微粒子−標的核酸の複合体
17: セルロース外壁
18: 磁性粒子
19: 表面修飾層
20: セルロース内壁
21: カオトロピック物質
22: 錠剤
23: セルロース層
24: 磁性粒子
25: カオトロピック物質
Claims (15)
- 核酸の抽出方法であって、
細胞を反応場に投入する工程と、
核酸と結合する物質を表面に有し、且つ磁界により位置制御可能な複数の微粒子を内包したカプセルを前記反応場に投入する工程と、
前記細胞を穿孔する穿孔工程と、
前記穿孔工程で生じた穿孔部分から前記カプセルを前記細胞に導入する工程と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させ内包された前記微粒子を該細胞内部に放出する工程と、
前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸と結合させて複合体を形成する工程と、
前記複合体を内包する細胞を破壊して、該複合体を回収する工程と、
前記複合体から核酸を回収する工程と
を有することを特徴とする核酸の抽出方法。 - 前記カプセルを前記細胞内部に導入する工程が、前記反応場に磁界を印加する工程である請求項1に記載の核酸の抽出方法。
- 前記細胞を穿孔する穿孔工程が、前記カプセルと前記細胞を衝突させ前記細胞を穿孔する工程である請求項1に記載の核酸の抽出方法。
- 前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸とを結合させる工程が、前記細胞内で前記微粒子を駆動する工程を含む請求項1に記載の核酸の抽出方法。
- 前記駆動する工程が、前記反応場に印加される磁界により駆動する工程である請求項4に記載の核酸の抽出方法。
- 前記微粒子が前記核酸と結合し前記複合体を形成した後、前記微粒子が前記細胞に内包されたまま前記複合体を該細胞の破壊処理を行う位置まで駆動し保持する工程を有する請求項1に記載の核酸の抽出方法。
- 前記微粒子が前記細胞に内包されたまま前記複合体を前記位置まで駆動し保持する工程が、前記反応場に印加される磁界により行われる請求項6に記載の核酸の抽出方法。
- 前記複合体を前記位置に保持して、前記細胞を破壊する破壊工程を有する請求項6または7に記載の核酸の抽出方法。
- 前記カプセルが、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤を更に含み、前記細胞内で前記微粒子が該結合反応促進剤とともに放出される請求項1から8のいずれかに記載の核酸の抽出方法。
- 前記カプセルが、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤と、前記細胞を破壊可能な薬品とを更に含み、前記細胞内で前記微粒子が該結合反応促進剤及び該薬品とともに放出される請求項1から8のいずれかに記載の核酸の抽出方法。
- 請求項10に記載の核酸の抽出方法に使用するための、複数の微粒子を内包したカプセルであって、
前記細胞内で分解可能なカプセル外殻と、
核酸と結合する物質を表面に有し、且つ磁界により位置制御可能な複数の微粒子と、
前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤と、
前記細胞を破壊可能な薬品と、
を有し、
前記複数の微粒子と、前記結合反応促進剤と、前記薬品とが、前記カプセル外殻によって内包されており、
前記カプセルの外殻が、前記細胞内部で分解可能である
ことを特徴とするカプセル。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の核酸の抽出方法に使用するための装置であって、
前記細胞を反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部に導入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させて、該カプセルに内包された微粒子を該細胞内部に放出させ、前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸とを結合させる手段と、
前記微粒子と前記核酸が結合した複合体を回収する手段と、
前記複合体から核酸を回収する手段と
を有することを特徴とする核酸の抽出装置。 - 請求項9に記載の核酸の抽出方法に使用するための装置であって、
前記細胞を反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部に導入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させて、該カプセルに内包された微粒子と、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤とを該細胞内部に放出させ、前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸とを結合させる手段と、
前記微粒子と前記核酸が結合した複合体を回収する手段と、
前記複合体から核酸を回収する手段と
を有することを特徴とする核酸の抽出装置。 - 請求項10に記載の核酸の抽出方法に使用するための装置であって、
前記細胞を反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記反応場に投入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部に導入する手段と、
前記カプセルを前記細胞内部で分解させて、該カプセルに内包された微粒子と、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤と、前記細胞を破壊可能な薬品とを該細胞内部に放出させ、前記細胞内部で前記微粒子と前記核酸とを結合させる手段と、
前記微粒子と前記核酸が結合した複合体を回収する手段と、
前記複合体から核酸を回収する手段と
を有することを特徴とする核酸の抽出装置。 - 磁界により細胞内部に導入して核酸を抽出するためのカプセルであって、
前記細胞内で分解可能なカプセル外殻と、
核酸と結合する物質を表面に有し、且つ磁界により位置制御可能な複数の微粒子と、
を有し、
前記複数の微粒子が、前記カプセル外殻によって内包されており、
前記カプセル外殻に、前記微粒子に加えて、前記核酸と前記物質との結合反応を促進する結合反応促進剤および前記細胞を破壊可能な薬品が更に内包されている
ことを特徴とする核酸を抽出するためのカプセル。
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