JP5880626B2 - Simple and fast nucleic acid extraction method - Google Patents
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Description
本発明は不純物の混じったサンプル中から核酸を簡便、迅速に抽出するための方法に関する。 The present invention relates to a method for conveniently and rapidly extracting a nucleic acid from a sample mixed with impurities.
近年、臨床検査分野では病原細菌遺伝子や薬物代謝に関与する遺伝子をターゲットとした遺伝子検査が広まってきている。遺伝子検査は核酸を短時間で指数関数的に増幅させるため、他の臨床検査に比べて感度、迅速性に優れる検査である。核酸増幅技術はこれまで様々な技術が開発されてきている。例えば、PCR、NASBA、LCR、SDA、RCR、TMA、LAMP、ICANなどが挙げられる。これらの技術は、検体中に含まれる核酸を鋳型にして増幅されること、増幅を行う前の検体の状態によって阻害を受けやすいことから、検体からの核酸の抽出、不純物の除去など、検体の前処理方法が特に重要であることが知られている。 In recent years, in the field of clinical testing, genetic testing targeting pathogenic bacterial genes and genes involved in drug metabolism has become widespread. Genetic testing is a test that is superior in sensitivity and speed compared to other clinical tests because it amplifies nucleic acids exponentially in a short time. Various techniques have been developed for nucleic acid amplification techniques. For example, PCR, NASBA, LCR, SDA, RCR, TMA, LAMP, ICAN and the like can be mentioned. These technologies are amplified using the nucleic acid contained in the sample as a template, and are susceptible to inhibition depending on the state of the sample before amplification. It is known that the pretreatment method is particularly important.
現在主に用いられている核酸抽出法の基礎となっている技術は、特許文献1に示されているカオトロピック剤およびシリカを用いた方法で、ヒトの血清や尿などから核酸を精製することができる。具体的にはシリカ粒子の懸濁液とカオトロピック物質としてのグアニジンチオシアネート緩衝液とが入った反応容器に、核酸を含む試料を加えて混合し、核酸がシリカ粒子に吸着(結合)した複合体を遠心分離により沈降させた後、上清を廃棄し、残った複合体に洗浄液を加えて洗浄し、再沈殿させた複合体をエタノール水溶液で洗浄した後アセトンで洗浄し、アセトンを除去して乾燥した複合体に溶離用緩衝液を加えて核酸を溶離して回収する方法が記載されている。 The technology that is the basis of the currently used nucleic acid extraction method is a method using a chaotropic agent and silica shown in Patent Document 1, which purifies nucleic acid from human serum or urine. it can. Specifically, a sample containing nucleic acid is added to a reaction vessel containing a suspension of silica particles and a guanidine thiocyanate buffer solution as a chaotropic substance, and mixed to form a complex in which the nucleic acid is adsorbed (bound) to the silica particles. After sedimentation by centrifugation, the supernatant is discarded, and the remaining complex is washed with a washing solution. The reprecipitated complex is washed with an aqueous ethanol solution, then washed with acetone, and the acetone is removed and dried. A method of eluting and recovering nucleic acids by adding an elution buffer to the complex is described.
上記方法をさらに発展させた様々な方法が開示されている。特許文献2には磁性粒子を利用して核酸を簡便に抽出する方法が記載されている。核酸と特異的に吸着しない磁性粒子を、核酸を含む溶液に懸濁し、塩とアルコールを加えて核酸を不溶化させ、冷却することで磁性粒子の周りに核酸を凝集させる。磁界を与え、磁性粒子と核酸の複合体を凝集させ、上清を除去し、溶出液を加えて核酸を再溶解させ、磁界を与えて磁性粒子を沈殿させて、核酸が溶解した上清を得る。 Various methods that further develop the above method are disclosed. Patent Document 2 describes a method for easily extracting nucleic acids using magnetic particles. Magnetic particles that do not specifically adsorb nucleic acids are suspended in a solution containing nucleic acids, and salts and alcohol are added to insolubilize the nucleic acids, and the nucleic acids are aggregated around the magnetic particles by cooling. Apply a magnetic field to agglomerate the complex of magnetic particles and nucleic acid, remove the supernatant, add eluate to redissolve the nucleic acid, apply a magnetic field to precipitate the magnetic particles, and remove the nucleic acid-dissolved supernatant. obtain.
特許文献3にはシリカ担体を保持したカラムを利用して核酸を効率よく抽出する方法が示されている。孔径が<5μmのシリカゲル、ガラスまたは石英の繊維でできた網状の薄膜を中空体中に保持された50〜200μmの孔径のポリエチレンフリットの間に挿入したものをカラムとしている。該カラムを用いて、核酸を含む溶液を高イオン強度の緩衝液と混合し、混合液を吸引もしくは遠心分離により薄膜を通過させて吸着させている。さらにアルコールを含む洗浄液で洗浄し、低イオン強度の緩衝液で溶出している。シリカ粒子を核酸吸着担体に用いる「バッチ式」の方法に比べて液が一方向に流れるため核酸の吸着効率は高くなる。 Patent Document 3 discloses a method for efficiently extracting nucleic acids using a column holding a silica carrier. A column is formed by inserting a net-like thin film made of silica gel, glass or quartz fiber having a pore diameter of <5 μm between polyethylene frit having a pore diameter of 50 to 200 μm held in a hollow body. Using the column, a solution containing nucleic acid is mixed with a buffer solution having a high ionic strength, and the mixed solution is adsorbed by passing through a thin film by suction or centrifugation. Further, it is washed with a washing solution containing alcohol and eluted with a low ionic strength buffer. Compared with the “batch type” method in which silica particles are used as a nucleic acid adsorption carrier, the efficiency of nucleic acid adsorption is increased because the liquid flows in one direction.
特許文献4ではカラム中の核酸吸着担体に一体型モノリス構造体を利用した核酸精製方法が開示されている。モノリス構造体を用いることにより、液残りが少なく、遠心力が従来のカラムを利用した核酸精製方法よりも少なくてすむという利点があった。 Patent Document 4 discloses a nucleic acid purification method using an integrated monolith structure as a nucleic acid adsorption carrier in a column. By using the monolith structure, there are advantages that there is little liquid residue and the centrifugal force is less than that of the nucleic acid purification method using a conventional column.
特許文献5にはより簡便に核酸を抽出する方法が示されている。シリカ含有の固相を内蔵した核酸捕捉用チップを液体吸排用可動ノズルに脱着可能に接続し、固相への核酸の吸着を促進する物質と核酸含有試料との混合液を所定容器から液体吸排用可動ノズルに接続された核酸捕捉用チップ内に吸引し、核酸を固相に吸着した後、核酸捕捉用チップ内の液体
を排除し、次いで洗浄液を吸引、排出することにより核酸捕捉チップ内を洗浄し、洗浄後の核酸捕捉用チップ内に溶離液を吸入し、固相から溶離された核酸を含む溶離液を精製品容器に吐出する。
Patent Document 5 discloses a method for extracting nucleic acids more easily. A nucleic acid-capturing chip containing a silica-containing solid phase is detachably connected to a movable nozzle for sucking and discharging liquid, and a liquid mixture of a substance that promotes adsorption of nucleic acid to the solid phase and a nucleic acid-containing sample is discharged from a predetermined container. After sucking into the nucleic acid capture chip connected to the movable nozzle for adsorption and adsorbing the nucleic acid to the solid phase, the liquid in the nucleic acid capture chip is removed, and then the washing liquid is aspirated and discharged to evacuate the nucleic acid capture chip. After washing, the eluent is sucked into the washed nucleic acid capturing chip, and the eluent containing the nucleic acid eluted from the solid phase is discharged into the purified product container.
前述の磁性粒子を用いた核酸抽出方法では、自動化が容易に行える利点がある一方で凝集粒子に付着した残存アルコールや核酸溶解上清中に懸濁された細かい磁性粒子によって核酸増幅が阻害される問題があった。 The nucleic acid extraction method using magnetic particles described above has an advantage that it can be easily automated, but nucleic acid amplification is inhibited by residual alcohol adhering to the aggregated particles and fine magnetic particles suspended in the nucleic acid dissolution supernatant. There was a problem.
また、シリカ担体を保持したカラムを用いる核酸抽出方法では、溶液をカラム通過させる時に吸引装置や遠心分離機などの特別な装置が必要であるため、簡便な方法ではなかった。 In addition, the nucleic acid extraction method using a column holding a silica carrier is not a simple method because a special device such as a suction device or a centrifuge is required to pass the solution through the column.
シリカ含有の固相を内蔵した核酸捕捉用チップを用いる方法では、遠心分離機などの特別な装置を必要としないが、簡便さを追求した半面、核酸回収効率の低下および不純物を多く含むサンプルでは担体が詰まり液の吸引ができないという問題点があった。 The method using a nucleic acid capture chip containing a silica-containing solid phase does not require a special device such as a centrifuge. However, while pursuing simplicity, a sample containing a large amount of impurities and a decrease in nucleic acid recovery efficiency has been pursued. There is a problem that the carrier is clogged and the liquid cannot be sucked.
本発明の目的は、核酸含有溶液、特に生物試料中に含まれる核酸を標的として、従来よりも簡便、迅速に核酸を抽出する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for extracting a nucleic acid more easily and more quickly than before by using a nucleic acid-containing solution, particularly a nucleic acid contained in a biological sample as a target.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、核酸回収容器の核酸吸着担体として通液孔、直径、厚さを限定したモノリス構造体を用いることで核酸含有溶液を大気圧以下で吸引・吐出可能な液通りと核酸回収効率とを両立できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のような構成からなる。 As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the present inventors sucked a nucleic acid-containing solution at a pressure lower than atmospheric pressure by using a monolith structure having a limited hole, diameter, and thickness as a nucleic acid adsorption carrier for a nucleic acid recovery container. -The present invention has been completed by finding out that both the dischargeable liquid and the nucleic acid recovery efficiency can be achieved. That is, the present invention has the following configuration.
[項1]
核酸を含む溶液から核酸を抽出する方法であって、
空気を媒体として圧力を利用した吸引吐出ができる機構を有する装置を使用して、核酸の固相担体への特異的な吸着・洗浄および溶出により核酸を抽出する方法において、
次の(1)〜(6)の工程を含む核酸抽出方法。
(1)以下の(a)(b)の特徴を有する容器を準備する工程。
(a)核酸を含む溶液を吸引吐出する側(通液部側)および空気を媒体として圧力を加減する側(通気部側)の二方向に開放面をもつ。
(b)固相担体として、平均細孔径が20μm以上100μm以下のモノリス構造体が、該容器の空間を完全に二つに分かつように固定されている。
(2)該容器の通気部側を吸引吐出機構に接続する工程。
(3)核酸を含む溶液と吸着液を混合する工程。
(4)核酸を含む溶液と混合した吸着液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させて核酸をモノリス構造体に吸着した後、容器内の液体を吐出する工程。
(5)洗浄液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてモノリス
構造体内部及び容器内を洗浄した後、容器内の液体を吐出する工程。
(6)溶出液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に吸着した核酸を溶出した後、容器内の液体を吐出する工程。
[項2]
モノリス構造体の通液方向に対して垂直方向の切断面積が0.1平方mm以上100平方mm以下である項1に記載の核酸抽出方法。
[項3]
モノリス構造体の通液方向の厚さが0.2mm以上5mm以下である項1または2に記載
の核酸抽出方法。
[項4]
溶液の吸引速度が、10μL/秒より速く、500μL/秒より遅い速度である項1から
3のいずれかに記載の核酸抽出方法。
[項5]
溶液の吐出速度が、10μL/秒より速く、500μL/秒より遅い速度である項1から
4のいずれかに記載の核酸抽出方法。
[項6]
吸着液がカオトロピック塩を含む項1に記載の核酸抽出方法。
[項7]
吸着液がカオトロピック塩を含み、かつ酢酸塩を含む項6に記載の核酸抽出方法。
[項8]
カオトロピック塩が、グアニジン塩、ヨウ化物塩および尿素からなる群より選ばれるいずれか1つ以上である項6または7のいずれかに記載の核酸抽出方法。
[項9]
洗浄液がアルコール類を含む項1に記載の核酸抽出方法。
[項10]
洗浄液がアルコール類を含み、かつ酢酸塩を含む項9に記載の核酸抽出方法。
[項11]
アルコール類が、エタノール、イソプロパノールおよび1−プロパノールからなる群より選ばれるいずれか1つ以上である項9または10に記載の核酸抽出方法。
[項12]
酢酸塩が、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウムおよび酢酸リチウムからなる群より選ばれるいずれか1つ以上である項7または10に記載の核酸抽出方法。
[項13]
溶出液がpH7以上の溶液であることを特徴とする項1に記載の核酸抽出方法。
[Claim 1]
A method for extracting nucleic acid from a solution containing nucleic acid,
In a method for extracting nucleic acid by specific adsorption / washing and elution of a nucleic acid on a solid phase carrier using a device having a mechanism capable of performing suction and discharge using pressure using air as a medium,
A nucleic acid extraction method comprising the following steps (1) to (6):
(1) A step of preparing a container having the following features (a) and (b).
(A) Open surfaces are provided in two directions: a side for sucking and discharging a solution containing a nucleic acid (liquid passing part side) and a side for adjusting pressure using air as a medium (venting part side).
(B) A monolith structure having an average pore diameter of 20 μm or more and 100 μm or less is fixed as a solid phase carrier so as to completely divide the space of the container into two.
(2) A step of connecting the vent portion side of the container to a suction / discharge mechanism.
(3) A step of mixing a solution containing nucleic acid and an adsorbent.
(4) The adsorbing liquid mixed with the solution containing the nucleic acid is sucked from the liquid passing part side of the container and brought into contact with the monolith structure to adsorb the nucleic acid to the monolith structure, and then the liquid in the container is discharged. Process.
(5) A step of sucking the cleaning liquid from the liquid passing part side of the container, bringing the cleaning liquid into contact with the monolith structure, cleaning the inside of the monolith structure and the inside of the container, and then discharging the liquid in the container.
(6) A step of aspirating the eluate from the liquid passage side of the container to elute the nucleic acid adsorbed on the monolith structure, and then discharging the liquid in the container.
[Section 2]
Item 2. The method for extracting nucleic acid according to Item 1, wherein a cut area in a direction perpendicular to the liquid passing direction of the monolith structure is 0.1 square mm or more and 100 square mm or less.
[Section 3]
Item 3. The method for extracting nucleic acid according to Item 1 or 2, wherein the monolith structure has a thickness in the liquid passing direction of 0.2 mm or more and 5 mm or less.
[Claim 4]
Item 4. The method for extracting nucleic acid according to any one of Items 1 to 3, wherein the solution suction speed is faster than 10 μL / second and slower than 500 μL / second.
[Section 5]
Item 5. The method for extracting nucleic acid according to any one of Items 1 to 4, wherein the solution discharge rate is faster than 10 μL / second and slower than 500 μL / second.
[Claim 6]
Item 2. The method for extracting nucleic acid according to Item 1, wherein the adsorbing solution contains a chaotropic salt.
[Claim 7]
Item 7. The nucleic acid extraction method according to Item 6, wherein the adsorbing solution contains a chaotropic salt and contains an acetate salt.
[Section 8]
Item 8. The nucleic acid extraction method according to any one of Items 6 and 7, wherein the chaotropic salt is at least one selected from the group consisting of a guanidine salt, an iodide salt and urea.
[Claim 9]
Item 2. The method for extracting nucleic acid according to Item 1, wherein the washing liquid contains alcohols.
[Section 10]
Item 10. The method for extracting nucleic acid according to Item 9, wherein the washing liquid contains alcohols and acetate.
[Section 11]
Item 11. The nucleic acid extraction method according to Item 9 or 10, wherein the alcohol is any one or more selected from the group consisting of ethanol, isopropanol, and 1-propanol.
[Claim 12]
Item 11. The nucleic acid extraction method according to Item 7 or 10, wherein the acetate salt is any one or more selected from the group consisting of sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, and lithium acetate.
[Claim 13]
Item 2. The method for extracting nucleic acid according to Item 1, wherein the eluate is a solution having a pH of 7 or more.
本発明によれば、以上のように核酸回収効率が良く、迅速かつ簡便な操作で核酸を抽出することが可能となる。具体的には、複雑な操作を行っていた核酸抽出がより安価で簡便な操作で実現可能である。また、自動化についても容易に達成でき、より小型で安価な装置への適用が可能になる。 According to the present invention, as described above, nucleic acid recovery efficiency is good, and nucleic acid can be extracted by a quick and simple operation. Specifically, nucleic acid extraction, which has been a complicated operation, can be realized with a cheaper and simpler operation. Also, automation can be easily achieved, and application to a smaller and less expensive device becomes possible.
本発明の一つの実施形態は、核酸を含む溶液から核酸を抽出する方法であって、空気を媒体として圧力を利用した吸引吐出ができる機構を有する装置を使用して、核酸の固相担体への特異的な結合・洗浄および溶出により核酸を抽出する方法において、
次の(1)〜(6)の工程を含む核酸抽出方法である。
(1)以下の(a)(b)の特徴を有する容器を準備する工程。
(a)核酸を含む溶液を吸引吐出する側(通液部側)および空気を媒体として圧力を加減する側(通気部側)の二方向に開放面をもつ。
(b)固相担体として、平均細孔径が20μm以上100μm以下のモノリス構造体が、該容器の空間を完全に二つに分かつように固定されている。
(2)該容器の通気部側を吸引吐出機構に接続する工程。
(3)核酸を含む溶液と吸着液を混合する工程。
(4)核酸を含む溶液と混合した吸着液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させて核酸をモノリス構造体に吸着した後、容器内の液体を吐出する工程。
(5)洗浄液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてモノリス構造体内部及び容器内を洗浄した後、容器内の液体を吐出する工程。
(6)溶出液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に吸着した核酸を溶出した後、容器内の液体を吐出する工程。
One embodiment of the present invention is a method for extracting a nucleic acid from a solution containing the nucleic acid, and using a device having a mechanism capable of aspirating and discharging using air using air as a medium, to a solid phase nucleic acid carrier In a method for extracting nucleic acids by specific binding, washing and elution of
It is a nucleic acid extraction method including the following steps (1) to (6).
(1) A step of preparing a container having the following features (a) and (b).
(A) Open surfaces are provided in two directions: a side for sucking and discharging a solution containing a nucleic acid (liquid passing part side) and a side for adjusting pressure using air as a medium (venting part side).
(B) A monolith structure having an average pore diameter of 20 μm or more and 100 μm or less is fixed as a solid phase carrier so as to completely divide the space of the container into two.
(2) A step of connecting the vent portion side of the container to a suction / discharge mechanism.
(3) A step of mixing a solution containing nucleic acid and an adsorbent.
(4) The adsorbing liquid mixed with the solution containing the nucleic acid is sucked from the liquid passing part side of the container and brought into contact with the monolith structure to adsorb the nucleic acid to the monolith structure, and then the liquid in the container is discharged. Process.
(5) A step of sucking the cleaning liquid from the liquid passing part side of the container, bringing the cleaning liquid into contact with the monolith structure, cleaning the inside of the monolith structure and the inside of the container, and then discharging the liquid in the container.
(6) A step of aspirating the eluate from the liquid passage side of the container to elute the nucleic acid adsorbed on the monolith structure, and then discharging the liquid in the container.
本発明の実施形態における特徴の一つは、通液部側および通気部側の二方向に開放面をもち、かつ、固相担体として、平均細孔径が20μm以上100μm以下のモノリス構造体が、該容器の空間を完全に二つに分かつように固定されている容器を使用することである。 One of the features in the embodiment of the present invention is that a monolith structure having an open surface in two directions of the liquid passing part side and the venting part side and having an average pore diameter of 20 μm or more and 100 μm or less as a solid phase carrier, It is to use a container which is fixed so that the space of the container is completely divided into two.
[モノリス構造体の作製方法]
本発明で用いるモノリス構造体は、一体成型された多孔質体を意味し、以下に例示する方法で作製することができるが、特に限定されるものではない。
[Production method of monolith structure]
The monolith structure used in the present invention means an integrally molded porous body and can be produced by the method exemplified below, but is not particularly limited.
モノリス構造体は、主に、ゾル−ゲル法で作成することができる。即ち、金属アルコキシドを部分的に加水分解して反応性モノマーを作り、このモノマーを重縮合してコロイド状オリゴマーを作り(ゾルの生成)、更に加水分解して重合と架橋を促進させ、三次元構造を作る(ゲルの生成)ことで合成される。
この反応時に種々の有機モノマーを添加すると、有機・無機ハイブリッドモノリスも簡単に作成できる。従って、添加する有機モノマーの種類によって、化学的特性を加えることも可能となる。
例えば、親水基を持つ有機モノマーを添加することによって、水系試料成分の吸水性を向上することができる。又、有機・無機を混在させることによって、モノリス構造体の化学的安定を上げることも可能となる。ゾル−ゲル法にて作成される有機・無機ハイブリッドモノリス構造体は、添加有機モノマーの種類で目的に応じた化学表面を構成したり、化学的安定性を向上したりといった性質を付加できる。核酸抽出において有効なモノリス特性を目的に応じて自由に改善できることを示している。
The monolith structure can be mainly produced by a sol-gel method. That is, a metal alkoxide is partially hydrolyzed to produce a reactive monomer, and this monomer is polycondensed to form a colloidal oligomer (formation of a sol), and further hydrolyzed to promote polymerization and cross-linking, thereby providing a three-dimensional It is synthesized by creating a structure (generation of gel).
When various organic monomers are added during this reaction, an organic / inorganic hybrid monolith can be easily prepared. Therefore, chemical characteristics can be added depending on the type of organic monomer to be added.
For example, the water absorption of the aqueous sample component can be improved by adding an organic monomer having a hydrophilic group. In addition, by mixing organic and inorganic, it is possible to increase the chemical stability of the monolith structure. The organic / inorganic hybrid monolith structure produced by the sol-gel method can add properties such as constituting a chemical surface according to the purpose and improving chemical stability depending on the kind of the added organic monomer. It shows that the monolith properties effective in nucleic acid extraction can be freely improved according to the purpose.
更に、ゾル−ゲル方法から作成したモノリス構造体は金属の含有が少ないという点で適している。一般的なシリカゲルなどは、ケイ酸ナトリウムなどから作成され、多量の金属が残る。確かに、一部では精製したケイ酸ナトリウムからの作成やゾル−ゲル法からの高純度のシリカゲルもあるが、それらは高価であり、使い捨てで使用する核酸回収容器としては適さない。又、安価に出来たとしても、粒子作成時点ではバッチ式合成であり、合成雰囲気から金属濃縮が生じる可能性が大きい。ゾル−ゲル法におけるモノリス構造体の合成においては、連続行程により作成され、金属のコンタミネーションは全くない。従来、シリカゲルでは、塩酸や硝酸等で洗浄するなどの工夫や、金属影響を減らすようなEDTAなどの添加があったが、本発明のモノリス構造体では全く必要ない。 Furthermore, the monolith structure produced from the sol-gel method is suitable in that it contains less metal. General silica gel or the like is made from sodium silicate or the like, and a large amount of metal remains. Certainly, there are some high-purity silica gels made from purified sodium silicate and sol-gel methods, but they are expensive and are not suitable as a nucleic acid recovery container for disposable use. Even if it can be made inexpensively, it is batch-type synthesis at the time of particle preparation, and there is a high possibility that metal concentration will occur from the synthesis atmosphere. In the synthesis of the monolith structure in the sol-gel method, it is produced by a continuous process, and there is no metal contamination. Conventionally, silica gel has been devised such as washing with hydrochloric acid, nitric acid or the like, or addition of EDTA or the like to reduce the metal effect, but the monolith structure of the present invention is not necessary at all.
もう一法として、ガラス分相によってもモノリス構造体を作成できる。
基本的には、ゾルーゲル法からのモノリス構造体の合成と同様の有効性があるが、ゾル−
ゲルモノリスよりもマクロ細孔を大きく作る事ができるので、2次ミクロ細孔を内部表面に作る場合に有効である。更に、ガラス分相は、その組成より耐アルカリ性が高く、アルカリ洗浄による再生が出来ると言うメリットがある。
Alternatively, monolith structures can be created by glass phase separation.
Basically, it is as effective as the synthesis of the monolith structure from the sol-gel method,
Since macropores can be made larger than gel monoliths, it is effective when secondary micropores are formed on the inner surface. Further, the glass phase separation has the advantage that it has higher alkali resistance than its composition and can be regenerated by alkali cleaning.
前述のようなゾル−ゲル法で作成したモノリス構造体は、例えばHPLC用カラムで使用されていることが、一般的に知られている。 It is generally known that the monolith structure produced by the sol-gel method as described above is used in, for example, an HPLC column.
上述の方法によりシリカ表面にシラノール基が付与される。
核酸抽出に用いるモノリス構造体は、ブーム法として広く知られているシリカを用いた核酸抽出方法と同様の原理で核酸を吸脱着させるため、表面にシラノール基を持つことが好ましい。
Silanol groups are imparted to the silica surface by the method described above.
The monolith structure used for nucleic acid extraction preferably has a silanol group on the surface in order to adsorb and desorb nucleic acids on the same principle as the nucleic acid extraction method using silica, which is widely known as the boom method.
[モノリス構造体の特性]
本発明の実施形態における特徴の一つは、平均細孔径が20μm以上100μm以下のモノリス構造体を用いることである。
[Characteristics of monolith structure]
One of the features of the embodiment of the present invention is that a monolith structure having an average pore diameter of 20 μm or more and 100 μm or less is used.
モノリス構造体の利点は、液の通過する細孔径を制御して生成できる点にある。本発明では溶液の吸引・吐出により溶液の通過を行うため、従来遠心によって溶液を通過させていたモノリス構造体の細孔径では液詰まりを起こす。吸引・吐出に適したモノリス構造体の細孔径は、吸引・吐出により溶液の液詰まりが起こらず、かつ核酸が回収できればよい。 The advantage of the monolith structure is that it can be produced by controlling the pore diameter through which the liquid passes. In the present invention, since the solution is passed by sucking and discharging the solution, the liquid clogging occurs at the pore diameter of the monolith structure that has been conventionally allowed to pass the solution by centrifugation. The pore diameter of the monolith structure suitable for suction / discharge is not limited as long as the solution is not clogged by suction / discharge and the nucleic acid can be recovered.
圧力変化によって溶液を吸引・吐出する時に、溶液の粘性や純度が液詰まりに関係する。特に生体試料の場合、タンパク質などの不純物が多く含まれるため液詰まりを起こす可能性が高くなる。このような生体試料からの核酸抽出に適したモノリス構造体の細孔径は20μm以上が好ましい。さらに通液性を考えると粘性の高い溶液を使用する場合、30μm以上がより好ましい。20μm未満になると大気圧下の吸引・吐出操作では使用溶液中に不純物が含まれるとモノリス構造体の通液が難しくなる。 When sucking and discharging a solution by a pressure change, the viscosity and purity of the solution are related to clogging. In particular, in the case of a biological sample, since there are many impurities such as proteins, there is a high possibility of causing liquid clogging. The pore size of the monolith structure suitable for nucleic acid extraction from such a biological sample is preferably 20 μm or more. Further, in view of liquid permeability, when a highly viscous solution is used, 30 μm or more is more preferable. When the thickness is less than 20 μm, it is difficult to pass the monolith structure when impurities are contained in the used solution in the suction / discharge operation under atmospheric pressure.
また、モノリス構造体への核酸の吸着には溶液中の核酸とモノリス構造体の接触が必要となる。核酸がモノリス構造体表面へ効率よく接触するには溶液の通過する細孔径が小さいほうが良く、特に限定はされないが、100μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、50μm以下がさらに好ましく、40μm以下がさらに好ましい。 Further, the adsorption of the nucleic acid to the monolith structure requires contact between the nucleic acid in the solution and the monolith structure. In order for the nucleic acid to efficiently contact the surface of the monolith structure, the pore diameter through which the solution passes is preferably small, and is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, further preferably 50 μm or less, and more preferably 40 μm or less. Further preferred.
通液性と核酸吸着効率を両立させるモノリス構造体の細孔径の下限は、好ましくは20μm以上であり、さらに好ましくは30μmである。上限は、好ましくは60μm以下であり、さらに好ましくは40μm以下である。このようなモノリス構造体の細孔径は電子顕微鏡映像から通液孔の平均径によって求められる。さらに正確に測定する場合は、水銀圧入法を用いて測定することもできる。 The lower limit of the pore diameter of the monolith structure that achieves both liquid permeability and nucleic acid adsorption efficiency is preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm. The upper limit is preferably 60 μm or less, and more preferably 40 μm or less. The pore diameter of such a monolith structure is determined from the average diameter of the liquid passage holes from an electron microscope image. For more accurate measurement, the mercury intrusion method can be used.
モノリス構造体の体積も通液性及び核酸吸着効率に影響する。
吸着液や洗浄液の吸引および吐出時にはモノリス構造体の体積よりも溶液の体積のほうが極めて大きいため溶液の通過に影響は与えない。しかし、溶出液の場合は核酸の濃縮のためできるだけ少量を用いることが好ましく、少量の場合はモノリス構造体を通過する時の溶液通過速度の制御が難しくなる。溶出液の体積がモノリス構造体の体積と同じ場合は、吸引および吐出する時に気体を含む可能性が高く、溶出液の制御が極めて難しい。例えば、使用する溶出液とモノリス構造体の体積の比が2以上であることが好ましい。より好ましくは4以上である。さらに好ましくは5以上である。特に限定はされないが、モノリス構造体の形状は、円柱形、直方体、円錐形、円錐形を切断した形、球などが考えられる。形状は容器の形状や大きさによって選択される。
The volume of the monolith structure also affects liquid permeability and nucleic acid adsorption efficiency.
At the time of suction and discharge of the adsorbing liquid and the cleaning liquid, the volume of the solution is much larger than the volume of the monolith structure, so that the passage of the solution is not affected. However, in the case of an eluate, it is preferable to use a small amount as much as possible for concentration of the nucleic acid, and in the case of a small amount, it becomes difficult to control the solution passage speed when passing through the monolith structure. When the volume of the eluate is the same as the volume of the monolith structure, it is highly possible that the eluate contains gas when sucked and discharged, and it is extremely difficult to control the eluate. For example, the volume ratio of the eluate to be used and the monolith structure is preferably 2 or more. More preferably, it is 4 or more. More preferably, it is 5 or more. Although not particularly limited, the shape of the monolith structure may be a cylindrical shape, a rectangular parallelepiped, a conical shape, a shape obtained by cutting a conical shape, a sphere, or the like. The shape is selected depending on the shape and size of the container.
本発明において、モノリス構造体の切断面積は0.1平方mm以上100平方mm以下であることが好ましく、1平方mm以上30平方mm以下がより好ましい。さらに好ましくは1平方mm以上50平方mm以下であり、3平方mm以上20平方mm以下である。 In the present invention, the cut area of the monolith structure is preferably 0.1 square mm to 100 square mm, and more preferably 1 square mm to 30 square mm. More preferably, they are 1 square mm or more and 50 square mm or less, and are 3 square mm or more and 20 square mm or less.
モノリス構造体の通液方向に対して垂直方向の切断面積とは、容器中にモノリス構造体を固定した時の開放面に対して平行に切断したモノリス構造体の面の面積を示す。切断位置はモノリス構造体の中間で切断した面の面積を切断面積とする。切断面の形は円形や四角形が主に挙げられるが、この限りではない。 The cut area in the direction perpendicular to the liquid passing direction of the monolith structure indicates the area of the surface of the monolith structure cut parallel to the open surface when the monolith structure is fixed in the container. The cutting position is defined as the area of the surface cut in the middle of the monolith structure. The shape of the cut surface is mainly circular or square, but is not limited thereto.
モノリス構造体と固定する容器との溶着を隙間なく行うために、切断面は円形であることが好ましく、切断面積は半径、半径、3.14の積で算出できる。 In order to perform welding between the monolith structure and the container to be fixed without a gap, the cut surface is preferably circular, and the cut area can be calculated by the product of radius, radius, and 3.14.
モノリス構造体の通液性及び核酸吸着効率は同じ体積でも形状によって異なる。一例を挙げると、円柱形のモノリス構造体を用いた場合モノリス構造体の製造または強度確保の点から直径0.2mm以上、通液方向の厚さ0.2mm以上が好ましい。厚さは0.2mm以上5mm未満が好ましく、0.4mm以上4mm未満がより好ましい。さらに好ましくは0.8mm以上2mm未満である。厚さが厚くなればモノリス構造体で生じる抵抗が大きくなり、通液が困難になる。直径は0.2mm以上10mm未満が好ましく、0.5mm以上8mm未満がより好ましい。さらに好ましくは1mm以上5mm未満である。厚さが10mmを超える場合は、モノリス構造体による溶液抵抗が増加するため、溶液の吸引および吐出が困難となる。吸引および吐出を行うために、吸引および吐出力を強くすると気泡の発生により核酸の回収効率が低下してしまう。直径または厚さが0.2mm未満の場合、モノリス構造体の強度が足りずもろく壊れやすくなるため、本発明のモノリス構造体の形状には適さない。 The liquid permeability and nucleic acid adsorption efficiency of the monolith structure vary depending on the shape even in the same volume. For example, when a cylindrical monolith structure is used, the diameter is preferably 0.2 mm or more and the thickness in the liquid passing direction is 0.2 mm or more from the viewpoint of manufacturing the monolith structure or ensuring the strength. The thickness is preferably 0.2 mm or more and less than 5 mm, and more preferably 0.4 mm or more and less than 4 mm. More preferably, it is 0.8 mm or more and less than 2 mm. If the thickness is increased, the resistance generated in the monolith structure increases, and it becomes difficult to pass liquid. The diameter is preferably 0.2 mm or more and less than 10 mm, and more preferably 0.5 mm or more and less than 8 mm. More preferably, it is 1 mm or more and less than 5 mm. When the thickness exceeds 10 mm, the solution resistance due to the monolith structure increases, and it becomes difficult to suck and discharge the solution. If suction and discharge forces are increased to perform suction and discharge, nucleic acid recovery efficiency is reduced due to the generation of bubbles. When the diameter or thickness is less than 0.2 mm, the strength of the monolith structure is insufficient and fragile and is not suitable for the shape of the monolith structure of the present invention.
[容器]
本発明では、上記のようなモノリス構造体を、核酸を含む溶液を吸引吐出する側(通液部側)および空気を媒体として圧力を加減する側(通気部側)の二方向に開放面をもつ容器に固定する。該容器において、モノリス構造体は、該容器の空間を完全に二つに分かつように固定される。
モノリス構造体が容器に固定される位置は、特に限定されないが、容器の中心部より通液側にあることが好ましい。モノリス構造体から通液部側の開放面までの距離が20mm以内であることがより好ましい。モノリス構造体から通液部側の開放面までの距離は溶液を吐出した後の残存溶液の増加を引き起こす。この理由によりモノリス構造体から通液部側の開放面までの距離は、溶液を吸引吐出する容器の構造上可能な限り、短いことが好ましい。
[container]
In the present invention, the monolith structure as described above is provided with open surfaces in two directions: a side for sucking and discharging a solution containing nucleic acid (liquid passing part side) and a side for adjusting pressure using air as a medium (venting part side). Secure to the container that holds it. In the container, the monolith structure is fixed so that the space of the container is completely divided into two.
The position where the monolith structure is fixed to the container is not particularly limited, but it is preferable that the monolith structure is on the liquid passing side from the center of the container. It is more preferable that the distance from the monolith structure to the open surface on the liquid passage side is within 20 mm. The distance from the monolith structure to the open surface on the liquid passage side causes an increase in the remaining solution after the solution is discharged. For this reason, the distance from the monolith structure to the open surface on the liquid passing part side is preferably as short as possible in view of the structure of the container for sucking and discharging the solution.
モノリス構造体を固定する容器は、ピペットチップが適している。チップ形状は特に限定されないが、一般的に利用されている円錐形で先が切断されており筒上のチップが好ましい。例えばレイニン社製の10μLから5000μLまでのチップや、エッペンドルフ社製の同じく10μLから5000μLまでのチップなどが利用できる。ピペットチップにモノリス構造体を固定した例を図1に示す。また、ピペットチップに限らず、圧力変化を起こす装置とのかん合部に密着できる形状であれば良く、所望の形状が選択できる。
チップへのモノリス構造体の固定はチップとモノリス構造体が強固に固定されるのであれば良く、例えば超音波による溶着法で固定できる。
A pipette tip is suitable for the container for fixing the monolith structure. The shape of the tip is not particularly limited, but a tip on a cylinder is preferable because the tip is cut in a generally used conical shape. For example, a chip of 10 μL to 5000 μL manufactured by Rainin, or a chip of 10 μL to 5000 μL manufactured by Eppendorf can be used. An example in which a monolith structure is fixed to a pipette tip is shown in FIG. Further, the shape is not limited to the pipette tip, and any shape can be selected as long as the shape can be in close contact with a mating portion with a device that causes a pressure change.
The monolith structure may be fixed to the chip as long as the chip and the monolith structure are firmly fixed. For example, the monolith structure can be fixed by an ultrasonic welding method.
[核酸を含む溶液]
核酸を含む溶液としては、特に限定されるものではないが、血液、血清、血球、喀痰、尿、胃液、スワブなどの生体試料が挙げられる。各生体試料に適した前処理方法を施した
サンプルも含まれる。また培養した組織、細胞、細菌、ウイルスなども挙げられる。さらには別に最適な方法で核酸を抽出した溶液や精製後の核酸についても該当する。
[Solution containing nucleic acid]
The solution containing the nucleic acid is not particularly limited, and examples thereof include biological samples such as blood, serum, blood cells, sputum, urine, gastric juice, and swab. Samples subjected to a pretreatment method suitable for each biological sample are also included. In addition, cultured tissues, cells, bacteria, viruses and the like can also be mentioned. Furthermore, this also applies to a solution obtained by extracting nucleic acid by an optimum method or a purified nucleic acid.
[吸引吐出を行うための装置]
空気を媒体として圧力を利用した吸引吐出ができる機構を有する装置、すなわち、モノリス構造体を固定した容器に圧力変化を加える装置(「吸引吐出装置」とも表現する。)としては溶液の吸引および吐出ができれば特に限定されないが、圧力変化を制御できる装置が好ましい。例えば、手動で操作が行えるピペットやシリンジなどが挙げられる。また自動装置であれば自動分注機のようにピペットチップをかん合し、吸引および吐出時の液量と速度が正確に制御できるものも適している。例えば、ニチリョー製のMulti−CHOT(商標登録)の1000μLディスポーザブルチップヘッドを利用して、モノリス構造体を固定した容器を勘合させ、通常のピペットチップのように吸引・吐出を行うことができる。
[Apparatus for sucking and discharging]
As a device having a mechanism capable of performing suction and discharge using pressure using air as a medium, that is, a device for applying a pressure change to a container to which a monolith structure is fixed (also referred to as “suction and discharge device”), suction and discharge of a solution Although it will not specifically limit if it can do, The apparatus which can control a pressure change is preferable. For example, a pipette or a syringe that can be operated manually can be used. In addition, an automatic device that fits a pipette tip like an automatic dispenser and can accurately control the liquid amount and speed during suction and discharge is also suitable. For example, using a Multi-CHOT (registered trademark) 1000 μL disposable tip head manufactured by Nichiyo, a container to which a monolith structure is fixed can be fitted and suction / discharge can be performed like a normal pipette tip.
モノリス構造体が固定された容器と、溶液の吸引および吐出の圧力変化を生み出す装置とのかん合部は、空気が漏れないことが望ましい。容器と装置のかん合部で空気漏れが起こると吸引および吐出力の著しい低下が起こり、モノリス構造体での溶液の通過が制御できなくなる。 It is desirable that air does not leak at the mating portion between the container in which the monolith structure is fixed and the device that generates the pressure change of the suction and discharge of the solution. When air leaks at the joint between the container and the apparatus, the suction and discharge forces are significantly reduced, and the passage of the solution through the monolith structure cannot be controlled.
容器における通液部は溶液と接触する部分を示し、吸引する時に最初に溶液が通過する部分である。通液部は溶液を吸引しやすい形状がよく、ピペットチップの先端のような形状が好ましい。また、通気部は圧力変化を生み出す装置を接続できる開放面を示し、吸引する時に最初に気体が通過する部分である。通気部は吸着液または洗浄液の量によっては吸引および吐出時に溶液が通過することもある。 The liquid passing portion in the container indicates a portion that comes into contact with the solution, and is a portion through which the solution first passes when sucked. The liquid passage part has a shape that facilitates suction of the solution, and a shape like the tip of a pipette tip is preferable. In addition, the ventilation portion indicates an open surface to which a device for generating a pressure change can be connected, and is a portion through which gas passes first when suctioning. Depending on the amount of adsorbing liquid or cleaning liquid, the vent may pass through the solution during suction and discharge.
[溶液の吸引速度]
高い核酸回収率を得るには、溶液中の核酸とモノリス構造体表面との接触時間を長くする必要がある。接触時間を長くするためには、溶液の吸引および吐出速度は極力遅いほうが好ましい。しかしながら、簡便、迅速な核酸抽出方法が望まれており、短時間かつ高回収率達成可能な吸引および吐出速度が好ましい。
吸引および吐出速度は一定量の溶液を吸引するのに要した時間(秒)あるいは一定量の溶液を吐出するのに要した時間(秒)で定義される。例えば、500μLの溶液を吸引する場合、モノリス構造体を固定した容器の先端に溶液を吸引した時点からモノリス構造体を固定した容器に500μLの溶液が全て吸引された時点の時間を計測し、5秒かかった時は100μL/秒とする。また、吐出も同様にモノリス構造体を固定した容器の内部に保持した500μLの溶液を、モノリス構造体を固定した容器外へ溶液を押し出した時点の時間を計測して算出できる。
[Solution suction speed]
In order to obtain a high nucleic acid recovery rate, it is necessary to increase the contact time between the nucleic acid in the solution and the surface of the monolith structure. In order to lengthen the contact time, it is preferable that the solution suction and discharge speed be as slow as possible. However, a simple and rapid nucleic acid extraction method is desired, and suction and discharge speeds that can achieve a high recovery rate in a short time are preferable.
The suction and discharge speeds are defined by the time (seconds) required to suck a fixed amount of solution or the time (seconds) required to discharge a fixed amount of solution. For example, when 500 μL of solution is sucked, the time from when the solution is sucked to the tip of the container with the monolith structure fixed to when 500 μL of the solution is all sucked into the container with the monolith structure fixed is measured. When it takes 2 seconds, it is set to 100 μL / second. Similarly, the discharge can be calculated by measuring the time at which 500 μL of the solution held inside the container holding the monolith structure is pushed out of the container holding the monolith structure.
溶液を急激に吸引させると核酸を含む溶液中に気泡が発生する。気泡の発生により核酸のモノリス構造体への吸着作用が弱まるとともに接触時間が短くなることで核酸の吸着効率は低下する。500μL/秒を超える吸引速度はモノリス構造体の抵抗があるため達成が困難である。溶液の粘性によっても吸引速度の上限は異なるため限定はされないが、一般的なピペット操作で吸引し得る溶液であれば、吸引速度は、例えば500μL/秒以下が好ましく、300μL/秒以下がより好ましく、200μL/秒以下がさらに好ましい。 When the solution is aspirated rapidly, bubbles are generated in the solution containing the nucleic acid. Due to the generation of bubbles, the adsorption action of nucleic acid to the monolith structure is weakened and the contact time is shortened, so that the nucleic acid adsorption efficiency is lowered. A suction speed exceeding 500 μL / sec is difficult to achieve due to the resistance of the monolith structure. Although the upper limit of the suction speed varies depending on the viscosity of the solution, it is not limited. However, if the solution can be sucked by a general pipetting operation, the suction speed is preferably 500 μL / second or less, and more preferably 300 μL / second or less. 200 μL / second or less is more preferable.
溶液を急激に吐出させるとモノリス構造体に吸着している核酸を物理的に脱離させる可能性がある。吐出時の核酸の脱離は再度モノリス構造体への吸着が必要となり、結果吸着効率のロスとなり得る。500μL/秒を超える吐出速度はモノリス構造体の抵抗があるため達成が困難である。吸引速度と同じく溶液の粘性によって吐出速度の上限は異なるた
め限定はされないが、一般的なピペット操作で吐出し得る溶液であれば、例えば500μL/秒以下が好ましく、300μL/秒以下がより好ましく、200μL/秒以下がさらに好ましい。
吸引吐出速度の下限については、全体の処理時間を考慮して、迅速性が損なわれない程度に適宜設定すればよく、特に限定されない。
When the solution is rapidly discharged, the nucleic acid adsorbed on the monolith structure may be physically desorbed. Nucleic acid desorption during ejection requires adsorption to the monolith structure again, which can result in loss of adsorption efficiency. A discharge speed exceeding 500 μL / second is difficult to achieve due to the resistance of the monolith structure. Since the upper limit of the discharge speed differs depending on the viscosity of the solution as well as the suction speed, it is not limited. However, if the solution can be discharged by a general pipetting operation, for example, 500 μL / second or less is preferable, and 300 μL / second or less is more preferable. More preferably, it is 200 μL / second or less.
The lower limit of the suction / discharge speed is not particularly limited as long as it is appropriately set to such an extent that the rapidity is not impaired in consideration of the entire processing time.
[核酸抽出方法]
本発明の核酸抽出方法では、上記のモノリス構造体を固定した容器の通気部側を、吸引吐出装置に接続し、ブーム法として広く知られているシリカを用いた核酸抽出方法と同様の原理で、核酸の固相担体への特異的な結合・洗浄および溶出により核酸を抽出する。
[Nucleic acid extraction method]
In the nucleic acid extraction method of the present invention, the vent portion side of the container to which the monolith structure is fixed is connected to a suction / discharge device, and the same principle as the nucleic acid extraction method using silica, which is widely known as a boom method, is used. The nucleic acid is extracted by specific binding, washing and elution of the nucleic acid to the solid phase carrier.
[核酸のモノリス構造体への結合]
核酸の固相担体への特異的な結合は、核酸を含む溶液を吸着液と混合し、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させることにより行われる。
吸着液は、核酸を効率よくモノリス構造体表面へ吸着させることができる組成であることが好ましい。
さらには、粘性が低く泡立ちの少ない溶液が適している。特に限定はされないが、シリカ担体に核酸を吸着させる時に用いるカオトロピック塩を用いることができる。例えば、グアニジウム塩、ヨウ化物塩が挙げられる。特にグアニジウム塩は濃度1Mから8Mの範囲で使用することが好ましい。さらに詳細にはグアニジウム塩としてグアニジン塩酸塩、グアニジンチオシアン酸塩、グアニジン硝酸塩、グアニジン硫酸塩などが使用できる。また、ヨウ化物塩として、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムなどが使用できる。その他にも、チオシアン酸ナトリウム、尿素などが使用できるがこの限りではない。
吸着液のpHは2〜7であることが好ましい。pH3〜6であることがさらに好ましい。吸着液のpHを安定化させるため、緩衝液を用いることができる。また、酢酸塩などの塩を加えることができる。酢酸塩は一価の陰イオンとの塩が好ましく、例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、酢酸リチウムを用いることができる。
[Binding of nucleic acid to monolith structure]
Specific binding of the nucleic acid to the solid phase carrier is performed by mixing a solution containing the nucleic acid with the adsorbing liquid, sucking it from the liquid passing part side of the container, and bringing it into contact with the monolith structure.
The adsorbing liquid preferably has a composition that can efficiently adsorb nucleic acid to the surface of the monolith structure.
Furthermore, a solution having low viscosity and less foaming is suitable. Although not particularly limited, a chaotropic salt used when adsorbing a nucleic acid on a silica support can be used. Examples thereof include guanidinium salts and iodide salts. In particular, the guanidinium salt is preferably used in a concentration range of 1M to 8M. More specifically, guanidine hydrochloride, guanidine thiocyanate, guanidine nitrate, guanidine sulfate and the like can be used as the guanidinium salt. Moreover, sodium iodide, potassium iodide, etc. can be used as an iodide salt. In addition, although sodium thiocyanate, urea, etc. can be used, it is not restricted to this.
The pH of the adsorbing liquid is preferably 2-7. More preferably, the pH is 3-6. A buffer solution can be used to stabilize the pH of the adsorbed solution. A salt such as acetate can also be added. The acetate is preferably a salt with a monovalent anion. For example, sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, or lithium acetate can be used.
[洗浄]
核酸をモノリス構造体に特異的に結合させたのち、容器内の液体は吐出され、次にモノリス構造体および容器内の洗浄を行う。
洗浄は、洗浄液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてモノリス構造体内部及び容器内を洗浄した後、容器内の液体を吐出することにより行われる。
洗浄液には、モノリス構造体に吸着している核酸を脱離させない溶液が好ましい。さらには、粘性が低く泡立ちの少ない溶液が適している。核酸を溶解しない溶液、例えば30%以上の濃度のアルコール類が挙げられる。アルコール類はエタノール、イソプロパノール、1−プロパノールが好ましい。また、アルコール類とカオトロピック塩との組み合わせも洗浄液の試薬組成として適している。カオトロピック塩は吸着液のカオトロピック塩濃度よりも低い濃度であれば良く、3M以下が好ましく、2M以下がより好ましく、1M以下がさらに好ましい。アルコール類はカオトロピック塩と混合して用いる場合、10%以上の濃度が好ましく、30%以上の濃度がさらに好ましい。
[Washing]
After the nucleic acid is specifically bound to the monolith structure, the liquid in the container is discharged, and then the monolith structure and the container are washed.
The cleaning is performed by sucking the cleaning liquid from the liquid passing part side of the container, bringing the cleaning liquid into contact with the monolith structure, cleaning the inside of the monolith structure and the inside of the container, and then discharging the liquid in the container.
The washing solution is preferably a solution that does not desorb the nucleic acid adsorbed on the monolith structure. Furthermore, a solution having low viscosity and less foaming is suitable. Examples include solutions that do not dissolve nucleic acids, such as alcohols having a concentration of 30% or more. The alcohol is preferably ethanol, isopropanol, or 1-propanol. A combination of alcohols and chaotropic salts is also suitable as a reagent composition for the cleaning liquid. The chaotropic salt may be a concentration lower than the concentration of the chaotropic salt in the adsorbing solution, preferably 3M or less, more preferably 2M or less, and even more preferably 1M or less. When the alcohols are used by mixing with a chaotropic salt, the concentration is preferably 10% or more, and more preferably 30% or more.
[溶出]
洗浄後、モノリス構造体からの核酸の溶出を行う。
溶出は、溶出液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてモノリス構造体に吸着した核酸を溶出した後、容器内の液体を吐出することにより行われる。
溶出液については、核酸を溶解し、モノリス構造体から脱離できる溶液が好ましい。さらには、核酸抽出後の反応、例えばPCRに代表される核酸増幅反応を阻害しない溶液組成が好ましい。例えば、トリス緩衝液などの低濃度緩衝液、水酸化ナトリウム溶液や水酸化カリウム溶液などのpH7以上の溶液、好ましくはアルカリ性溶液が挙げられる。また
、溶出液の温度を上げることによってモノリス構造体に吸着した核酸を溶出することもできる。この場合は特にアルカリ性溶液を用いなくとも効率よく吸着した核酸を溶出することが可能である。
[Elution]
After washing, the nucleic acid is eluted from the monolith structure.
The elution is performed by sucking the eluate from the liquid passage side of the container, bringing the eluate into contact with the monolith structure to elute the nucleic acid adsorbed on the monolith structure, and then discharging the liquid in the container.
The eluate is preferably a solution that can dissolve nucleic acids and desorb from the monolith structure. Furthermore, a solution composition that does not inhibit a reaction after nucleic acid extraction, for example, a nucleic acid amplification reaction typified by PCR is preferable. For example, a low-concentration buffer solution such as a Tris buffer solution, a solution having a pH of 7 or more such as a sodium hydroxide solution or a potassium hydroxide solution, preferably an alkaline solution. Further, the nucleic acid adsorbed on the monolith structure can be eluted by raising the temperature of the eluate. In this case, it is possible to elute the adsorbed nucleic acid efficiently without using an alkaline solution.
[吸引および吐出回数]
上記の結合、洗浄、溶出の各工程においては、吸引および吐出を複数回行っても良い。
結合(吸着)工程においては、核酸を含む溶液の吸引および吐出回数を増加させることにより、核酸とモノリス構造体との接触時間を延ばすことができ、それが、吸引・吐出速度と並んで核酸の吸着効率に影響を与えている。接触機会を増やす点では回数は多いほうが好ましいが、速度同様迅速な核酸抽出を達成するためにはより少ない回数で高い吸着効率を得られることが望ましい。
[Number of suction and discharge]
In each of the above binding, washing, and elution steps, suction and discharge may be performed a plurality of times.
In the binding (adsorption) step, the contact time between the nucleic acid and the monolith structure can be extended by increasing the number of times the solution containing the nucleic acid is sucked and discharged, and this is in parallel with the suction / discharge speed. The adsorption efficiency is affected. Although it is preferable to increase the number of times in terms of increasing the contact opportunity, it is desirable to obtain a high adsorption efficiency with a smaller number of times in order to achieve rapid nucleic acid extraction as well as speed.
吸着液は、100%近い状態で核酸をモノリス構造体に吸着させるために、回数はより重要で少なくとも2回以上が好ましく、3回以上が好ましい。さらに5回以上が好ましく、より好ましくは10回以上である。吸引・吐出速度とも関係し、例えば100μL/秒の速度で吸引・吐出を行った場合、吸着液を10回吸引・吐出すれば核酸の吸着はほぼ100%となる。 In order to adsorb the nucleic acid to the monolith structure in an almost 100% state, the number of times of the adsorbing liquid is more important, preferably at least 2 times, and more preferably 3 times. Further, it is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more. For example, when suction / discharge is performed at a speed of 100 μL / second, nucleic acid adsorption is almost 100% if the adsorption liquid is sucked / discharged 10 times.
洗浄工程においては、洗浄液は、核酸を脱離させず吸着液の除去・希釈が目的であるため吸引・吐出回数は限定されない。むしろ回数ではなく、洗浄に用いていない新しい洗浄液を少なくとも2回以上用いることが好ましい。より好ましくは洗浄工程を3回以上繰り返す。 In the washing process, the number of suction / discharge is not limited because the washing liquid is intended to remove and dilute the adsorbing liquid without desorbing nucleic acids. Rather, it is preferable to use a new cleaning solution that is not used for cleaning at least twice. More preferably, the washing step is repeated three times or more.
溶出工程においては、溶出液の吸引吐出回数は、モノリス構造体に吸着している核酸を100%近く溶解できる回数が好ましい。洗浄液の残存により核酸の溶出液への溶解が妨げられるため、少なくとも2回以上の吸引・吐出回数が好ましい。少なくとも3回以上がより好ましく、少なくとも5回以上がさらに好ましい。5回以上の吸引・吐出を繰り返せば、溶出液中へ残存していた洗浄液が溶け込み、モノリス構造体に吸着している核酸と溶出液が接触するため、核酸がモノリス構造体へ残存することなく溶出される。 In the elution step, the number of times the eluate is sucked and discharged is preferably such that the nucleic acid adsorbed on the monolith structure can be dissolved nearly 100%. Since the remaining of the washing solution prevents the nucleic acid from being dissolved in the eluate, at least two suction / discharge cycles are preferred. At least 3 times or more is more preferable, and at least 5 times or more is more preferable. If the suction and discharge are repeated five times or more, the remaining washing solution dissolves in the eluate, and the nucleic acid adsorbed on the monolith structure comes into contact with the eluate, so that the nucleic acid does not remain in the monolith structure. Is eluted.
〔細孔径の異なるモノリス構造体を用いた細菌ゲノムの添加回収〕
(1)試料の調製
細菌ゲノムは、Mycobacterium bovis BCG株のゲノムを使用した
。3%小川培地(日水製薬製)にて培養後、フェノール・クロロホルム法にてゲノムDNAを抽出して添加回収用試料とした。
[Addition and recovery of bacterial genomes using monolith structures with different pore sizes]
(1) Preparation of sample As a bacterial genome, the genome of Mycobacterium bovis BCG strain was used. After culturing in 3% Ogawa medium (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.), genomic DNA was extracted by the phenol / chloroform method to obtain a sample for addition recovery.
(2)材料の準備
細孔径が10μm、20μm、30μm、40μm、50μmと異なるモノリス構造体をレイニン製LTS1000μLピペットチップに超音波により溶着する方法で固定したもの(以下モノリスチップと略す)を作成した。その他モノリス構造体の性状は全て切断面積3.14平方mm、厚さ1mmとした。圧力変化を起こす装置として、テルモ製1mLシリンジを利用した。吸着液は5Mグアニジンチオシアン酸、0.8M酢酸カリウム溶液、洗浄液は0.8M酢酸カリウム溶液、70%エタノール、溶出液には10mM水酸化カリウム溶液を使用した。サンプルには抽出した添加回収用試料を10mMトリス緩衝液で1μL中に約1000コピー含むように希釈して用いた。
(2) Preparation of material A monolith structure having a pore diameter different from 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, and 50 μm was fixed to a Rainin LTS 1000 μL pipette tip by ultrasonic welding (hereinafter abbreviated as a monolith chip). . Other properties of the monolith structure were all set to a cutting area of 3.14 square mm and a thickness of 1 mm. A Terumo 1 mL syringe was used as a device for causing a pressure change. The adsorbing solution was 5M guanidine thiocyanic acid, 0.8M potassium acetate solution, the washing solution was 0.8M potassium acetate solution, 70% ethanol, and the eluent was 10 mM potassium hydroxide solution. As the sample, the extracted sample for addition collection was diluted with 10 mM Tris buffer so as to contain about 1000 copies in 1 μL.
(3)モノリスチップによる細菌ゲノムの添加回収
モノリス構造体の細孔径が異なる5種類のモノリスチップを利用して、それぞれ図2の簡略図に示されるような操作を実施した。
以下に詳細に記載する。1.5mLのチューブに吸着液500μLを分注し、サンプル100μLを加えてピペッティングにて5回混合した。シリンジに装着した各モノリスチップを用いて吸着液・サンプル混合液を100μL/秒の速度で10回吸引および吐出した。混合液を完全に出し切った後に、洗浄液500μLの入ったチューブにモノリスチップを移動させ、洗浄液を100μL/秒の速度で3回吸引および吐出して洗浄した。洗浄工程をもう一度繰り返した。最後に溶出液100μLの入ったチューブにモノリスチップを移動させ、溶出液を100μL/秒の速度で5回吸引および吐出してモノリスチップ内に吸着したゲノムDNAを溶出した。溶出効率の低下を抑えるため、吸引および吐出の間はモノリス構造体に空気が接触しないように注意した。
(3) Addition and collection of bacterial genome with monolith chip Using the monolith chip of 5 types having different pore diameters of the monolith structure, operations as shown in the simplified diagram of FIG. 2 were performed.
Details are described below. 500 μL of the adsorbing solution was dispensed into a 1.5 mL tube, 100 μL of the sample was added, and mixed 5 times by pipetting. Using each monolith chip attached to the syringe, the adsorbed solution / sample mixed solution was sucked and discharged 10 times at a rate of 100 μL / second. After the mixture was completely discharged, the monolith chip was moved to a tube containing 500 μL of cleaning solution, and the cleaning solution was suctioned and discharged three times at a rate of 100 μL / second for cleaning. The washing process was repeated once more. Finally, the monolith chip was moved to a tube containing 100 μL of the eluate, and the eluate was aspirated and discharged 5 times at a speed of 100 μL / sec to elute the genomic DNA adsorbed in the monolith chip. In order to suppress a decrease in elution efficiency, care was taken so that air did not contact the monolith structure during suction and discharge.
(4)リアルタイムPCR検出
モノリス構造体の細孔径が異なるモノリスチップを利用して添加回収した5種類のゲノムDNA溶液、モノリスチップによる添加回収を実施していないサンプル(標準物質)および陰性コントロールをそれぞれ(5)に示す試薬に添加して、(6)に示す条件によりリアルタイムPCR検出を行った。オリゴ1およびオリゴ2をプライマーとして使用し、かつオリゴ3をプローブとして使用した試薬はBCG株を特異的に検出できるプライマー及びプローブの組み合わせである。増幅産物とプローブがハイブリダイゼーションすることでプローブに標識された蛍光色素の蛍光が消光することを検出原理としている。核酸増幅および検出にはロシュ・ダイアグノスティック社製ライトサイクラー(登録商標)を使用した。測定モードは530nmを利用し、得られたリアルタイム検出データを利用して、アニーリング時のQ Probe消光率を算出した。さらに消光率2%に達したサイクル数を求めて、従来のSYBR Green Iを用いたリアルタイム定量PCR法同様に解析を行った。添加回収効率は標準物質の検出を100%として、それぞれのサンプルについて算出した。
(4) 5 types of genomic DNA solutions added and recovered using monolith chips with different pore diameters of the real-time PCR detection monolith structure, samples (standard substances) not subjected to addition and recovery using the monolith chips, and negative controls In addition to the reagent shown in (5), real-time PCR detection was performed under the conditions shown in (6). The reagent using Oligo 1 and Oligo 2 as primers and Oligo 3 as a probe is a combination of a primer and a probe that can specifically detect the BCG strain. The detection principle is that the fluorescence of the fluorescent dye labeled on the probe is quenched by hybridization of the amplification product and the probe. A light cycler (registered trademark) manufactured by Roche Diagnostics was used for nucleic acid amplification and detection. The measurement mode was 530 nm, and the Q Probe extinction rate during annealing was calculated using the obtained real-time detection data. Further, the number of cycles that reached a quenching rate of 2% was determined and analyzed in the same manner as the conventional real-time quantitative PCR method using SYBR Green I. The addition recovery efficiency was calculated for each sample with the detection of the standard substance as 100%.
(5)試薬組成
以下の試薬を含む10μL溶液を調製した。
KOD plus DNAポリメラーゼ反応液
オリゴ1(配列番号1) 250nM、
オリゴ2(配列番号2) 1500nM、
オリゴ3(配列番号3)(5’末端をBODIPY−FL標識) 250nM、
×10緩衝液 1μL、
dNTP 0.2mM、
MgSO4 4mM、
KOD plus DNAポリメラーゼ 0.2U、
溶出液 1μL
(5) Reagent composition A 10 μL solution containing the following reagents was prepared.
KOD plus DNA polymerase reaction solution Oligo 1 (SEQ ID NO: 1) 250 nM,
Oligo 2 (SEQ ID NO: 2) 1500 nM,
Oligo 3 (SEQ ID NO: 3) (5 ′ end labeled with BODIPY-FL) 250 nM,
× 10 buffer 1 μL,
dNTP 0.2 mM,
MgSO 4 4 mM,
KOD plus DNA polymerase 0.2U,
Eluate 1μL
(6)核酸増幅および検出条件
94℃2分
98℃0秒、60℃5秒(蛍光検出)、50サイクル
94℃60秒、40℃60秒、40℃から75℃へ0.5℃/秒の温度上昇
(6) Nucleic acid amplification and detection conditions 94 ° C 2 minutes 98 ° C 0 seconds, 60 ° C 5 seconds (fluorescence detection), 50 cycles 94 ° C 60 seconds, 40 ° C 60 seconds, 40 ° C to 75 ° C 0.5 ° C / second Temperature rise
(7)結果
表1は、モノリス構造体の細孔径が異なる5種類のモノリスチップを利用して添加回収したゲノムDNA溶液を用いて検出・解析した添加回収率を示している。表1より明らかなようにモノリス構造体の細孔径が20μmから50μmで回収が可能であった。20μmから40μmで回収率が50%以上となり良好な結果を示した。
10μmの細孔径を持つモノリス構造体を用いて回収を行った場合、吸着液の吸引・吐出が液詰まりにより困難となり、添加回収操作を途中で断念した。
(7) Results Table 1 shows addition recovery rates detected and analyzed using genomic DNA solutions added and recovered using five types of monolith chips having different pore sizes of monolith structures. As can be seen from Table 1, the monolith structure could be recovered when the pore diameter was 20 μm to 50 μm. From 20 μm to 40 μm, the recovery rate was 50% or more, indicating a good result.
When recovery was performed using a monolith structure having a pore diameter of 10 μm, it was difficult to suck and discharge the adsorbed liquid due to clogging, and the addition and recovery operation was abandoned.
〔直径の異なるモノリスチップを用いた細菌ゲノムの添加回収〕
(1)使用した材料、操作方法、測定方法、解析方法
直径が0.4mm、1.5mm、2mmと異なるモノリス構造体をレイニン製LTS1000μLピペットチップに固定したもの(以下モノリスチップと略す)を作成した。また直径が4mm、10mmのものについてはそれぞれ内径4mm、10mmで1mLのシリンジにかん合できる容器に固定した。その他モノリス構造体の性状は全て平均細孔径30μm、厚さ1mmとした。それぞれの切断面積は、0.126平方mm、1.767平方mm、3.14平方mm、78.5平方mmとなる。その他の材料、操作方法、測定方法、解析方法は実施例1に従って実施した。
[Addition and recovery of bacterial genome using monolith chips with different diameters]
(1) Used material, operation method, measurement method, analysis method A monolith structure having a diameter different from 0.4 mm, 1.5 mm, and 2 mm is fixed to a Rainin LTS 1000 μL pipette tip (hereinafter abbreviated as a monolith tip). did. In addition, those having a diameter of 4 mm and 10 mm were fixed to containers having an inner diameter of 4 mm and 10 mm, respectively, which can be fitted with a 1 mL syringe. Other properties of the monolith structure were all set to an average pore diameter of 30 μm and a thickness of 1 mm. The respective cut areas are 0.126 square mm, 1.767 square mm, 3.14 square mm, and 78.5 square mm. Other materials, operation methods, measurement methods, and analysis methods were carried out according to Example 1.
(2)結果
表2は、モノリス構造体の切断面積が異なる5種類のモノリスチップを利用して添加回収したゲノムDNA溶液を用いて検出および解析した添加回収率を示している。表2より明らかなようにモノリス構造体の直径が0.4mmから10mmで核酸の回収が可能であった。直径が10mmの場合は、モノリス構造体への残液量が増えて溶出後の溶液量が少なくなった。また吸引および吐出速度を200μL/秒以上にすると溶出工程中に空気が入りやすいため、注意する必要がある。
(2) Results Table 2 shows addition recovery rates detected and analyzed using genomic DNA solutions added and recovered using five types of monolith chips having different cut areas of the monolith structure. As is apparent from Table 2, nucleic acid could be recovered when the diameter of the monolith structure was 0.4 mm to 10 mm. When the diameter was 10 mm, the amount of residual liquid in the monolith structure increased and the amount of solution after elution decreased. Also, if the suction and discharge speed is 200 μL / second or more, air tends to enter during the elution process, so care must be taken.
〔厚さの異なるモノリスチップを用いた細菌ゲノムの添加回収〕
(1)使用した材料、操作方法、測定方法、解析方法
厚さが1mm、2mm、5mm、10mmと異なるモノリス構造体をレイニン製LTS1000μLピペットチップに固定したもの(以下モノリスチップと略す)を作成した。その他モノリス構造体の性状は全て平均細孔径30μm、切断面3.14平方mmとした。その他の材料、操作方法、測定方法、解析方法は実施例1に従って実施した。
[Addition and recovery of bacterial genome using monolith chips of different thickness]
(1) Used material, operation method, measurement method, analysis method A monolith structure having a thickness different from 1 mm, 2 mm, 5 mm, and 10 mm was fixed to a Rainin LTS 1000 μL pipette tip (hereinafter abbreviated as a monolith tip). . The properties of the other monolith structures were all set to an average pore diameter of 30 μm and a cut surface of 3.14 square mm. Other materials, operation methods, measurement methods, and analysis methods were carried out according to Example 1.
(2)結果
表3は、モノリス構造体の厚さが異なる4種類のモノリスチップを利用して添加回収したゲノムDNA溶液を用いて検出および解析した添加回収率を示している。表3より明らかなようにモノリス構造体の厚さが1mmから5mmで核酸の回収が可能であった。厚さが10mmの場合は、モノリス構造体の通液抵抗が増加しており、操作に10分以上を要し
たため、迅速な核酸抽出には適さなかった。
(2) Results Table 3 shows addition recovery rates detected and analyzed using genomic DNA solutions added and recovered using four types of monolith chips having different monolith structure thicknesses. As is clear from Table 3, the nucleic acid could be recovered when the monolith structure had a thickness of 1 mm to 5 mm. When the thickness was 10 mm, the flow resistance of the monolith structure increased, and it took 10 minutes or more for the operation, which was not suitable for rapid nucleic acid extraction.
〔モノリスチップの通液性テスト〕
(1)材料の準備
モノリス構造体は円柱状で平均細孔径30μm、直径2mm、厚さ1mmを基本構造とした。平均細孔径を10μm、20μm、30μm、40μm、50μmに変更したもの、直径を0.4mm、1.5mm、2mm、4mm、10mmに変更したもの、厚さを1mm、2mm、5mm、10mmに変更したもの、合計14種類を使用した。それぞれを適した容器に固定したものをモノリスチップとした。テストに用いる粘性溶液には0.1%ムチン溶液(シグマ社製)となるように含有した実施例1の吸着液を使用した。圧力変化を起こす器具は実施例1同様に1mLのシリンジを利用した。
[Liquid permeability test of monolith chip]
(1) Preparation of material The monolith structure was cylindrical and had a basic structure with an average pore diameter of 30 μm, a diameter of 2 mm, and a thickness of 1 mm. Average pore diameter changed to 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, diameter changed to 0.4 mm, 1.5 mm, 2 mm, 4 mm, 10 mm, thickness changed to 1 mm, 2 mm, 5 mm, 10 mm A total of 14 types were used. A monolith chip was prepared by fixing each to a suitable container. As the viscous solution used for the test, the adsorption solution of Example 1 contained so as to be a 0.1% mucin solution (manufactured by Sigma) was used. As a device for causing a pressure change, a 1 mL syringe was used as in Example 1.
(2)通液性テストの方法
1.5mLチューブに分注した吸着液500μLに粘性溶液100μLを混合し、ピペッ
ティングにより混合十分に混合した。テストするモノリスチップを用いて、混合液600μLを全量吸引(チューブ内に粘性溶液がない状態で、かつ液下面がモノリス構造体の下にある状態、図3に例示した)後、全量吐出(モノリスチップ内の溶液を出し切った状態)までの時間を計測した。
(2) Liquid permeability test method 100 μL of the viscous solution was mixed with 500 μL of the adsorbing solution dispensed in the 1.5 mL tube, and mixed well by pipetting. Using the monolith chip to be tested, a total volume of 600 μL is aspirated (with no viscous solution in the tube and the bottom surface of the liquid is under the monolith structure, illustrated in FIG. 3), and then discharged in a full volume (monolith) The time until the solution in the chip was completely discharged) was measured.
(3)通液性テストの判断基準
粘性溶液を用いて吸引および吐出した時にかかる時間が60秒以内である時を通液性良好とした。60秒を超える時は通液性不良とした。
(3) Criteria for determination of liquid permeability test The liquid permeability was good when the time taken when sucking and discharging using the viscous solution was within 60 seconds. When it exceeded 60 seconds, it was considered as poor liquid permeability.
(4)結果
表4から表6に示されるように、平均細孔径10μm、20μm、直径0.4mm、厚さ5mm、10mmにそれぞれ変更したモノリス構造体を用いた場合にモノリス構造体中での抵抗が強く、通液性が不良であった。平均細孔径20μm、直径0.4mm、厚さ5mmに変更したモノリス構造体の場合、ゲノム溶液程度なら問題はないが、臨床検体など不純物が含まれ、粘性のある溶液を使用した場合に液詰まりの可能性がある。
(4) Results As shown in Tables 4 to 6, in the case of using a monolith structure that was changed to an average pore diameter of 10 μm, 20 μm, a diameter of 0.4 mm, a thickness of 5 mm, and 10 mm, respectively, Resistance was strong and liquid permeability was poor. In the case of a monolith structure that has been changed to an average pore size of 20 μm, a diameter of 0.4 mm, and a thickness of 5 mm, there is no problem as long as it is a genomic solution, but it is clogged when impurities such as clinical specimens are included and a viscous solution is used. There is a possibility.
〔細菌ゲノムの添加回収時間の比較〕
(1)使用した材料、操作方法、測定方法、解析方法
平均細孔径30μm、切断面3.14平方mm、厚さ1mmのモノリス構造体をレイニン製LTS1000μLピペットチップに固定したモノリスチップを作成した。その他の材料、操作方法、測定方法、解析方法は実施例1に従って実施した。3回実施して、それぞれの時間を計測した。
[Comparison of addition and collection time of bacterial genome]
(1) Used material, operation method, measurement method, analysis method A monolith chip was prepared by fixing a monolith structure having an average pore diameter of 30 μm, a cut surface of 3.14 square mm, and a thickness of 1 mm to a Rainin LTS 1000 μL pipette tip. Other materials, operation methods, measurement methods, and analysis methods were carried out according to Example 1. It was carried out 3 times and each time was measured.
(2)結果
細菌ゲノム溶液の混合から溶出完了までの時間は、4分00秒、3分47秒、3分53秒であった。吸引吐出を用いた核酸精製方法として開示されている特開2007−306967では吸引吐出による核酸の精製は、全血サンプルの混合から溶出完了までの時間が比較例では16分、加圧と減圧を同時に行う方法で8分であり、本発明による方法は極めて迅速な核酸精製方法であることがわかった。
(2) Results The time from the mixing of the bacterial genome solution to the completion of elution was 4 minutes 00 seconds, 3 minutes 47 seconds, and 3 minutes 53 seconds. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-306967, which is disclosed as a nucleic acid purification method using suction / discharge, the time from mixing of a whole blood sample to the completion of elution is 16 minutes in the comparative example. The simultaneous method takes 8 minutes, and the method according to the present invention was found to be a very rapid nucleic acid purification method.
本発明によれば、臨床診断上重要な生体試料から迅速、かつ簡便に核酸を抽出または精製することが可能となる。具体的には、診察によって得られた遺伝子増幅法の阻害物質を含む生体試料から10分以内に核酸を抽出および精製できる。また、溶液の吸引および吐出のみの操作であるため、遠心操作が不要で機器への適用が容易に達成される。よって臨床現場での需要も高く、産業界に大きく寄与することが期待される。 According to the present invention, it is possible to extract or purify a nucleic acid quickly and easily from a biological sample important for clinical diagnosis. Specifically, a nucleic acid can be extracted and purified within 10 minutes from a biological sample containing a gene amplification method inhibitor obtained by diagnosis. In addition, since the operation is only aspiration and discharge of the solution, the centrifugal operation is unnecessary and application to the apparatus is easily achieved. Therefore, the demand in the clinical field is high, and it is expected to make a significant contribution to the industry.
Claims (12)
次の(1)〜(6)の工程を含むデオキシリボ核酸抽出方法。
(1)以下の(a)(b)の特徴を有する容器を準備する工程。
(a)デオキシリボ核酸を含む溶液を吸引吐出する側(通液部側)および空気を媒体として圧力を加減する側(通気部側)の二方向に開放面をもつ。
(b)固相担体として、以下の(A)〜(C)をすべて満たすモノリス構造体が、該容器の空間を完全に二つに分かつように固定されている。
(A)平均細孔径が20μm以上30μm以下
(B)切断面が円形であり、かつ、通液方向に対して垂直方向の切断面の直径が4.0mm
(C)通液方向の厚さが1mm以上5mm以下
(2)該容器の通気部側を吸引吐出機構に接続する工程。
(3)デオキシリボ核酸を含む溶液と吸着液を混合する工程。
(4)デオキシリボ核酸を含む溶液と混合した吸着液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてデオキシリボ核酸をモノリス構造体に吸着した後、容器内の液体を吐出する工程。
(5)洗浄液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に接触させてモノリス構造体内部及び容器内を洗浄した後、容器内の液体を吐出する工程。
(6)溶出液を、該容器の通液部側から吸引して、モノリス構造体に吸着したデオキシリボ核酸を溶出した後、容器内の液体を吐出する工程。 A method for extracting deoxyribonucleic acid from a genomic DNA solution containing deoxyribonucleic acid, using a device having a mechanism capable of suctioning and discharging using pressure using air as a medium, and deoxyribonucleic acid specific to a solid phase carrier In the method of extracting deoxyribonucleic acid by adsorption, washing and elution,
A deoxyribonucleic acid extraction method comprising the following steps (1) to (6):
(1) A step of preparing a container having the following features (a) and (b).
(A) Open surfaces are provided in two directions: a side for sucking and discharging a solution containing deoxyribonucleic acid (liquid passing part side) and a side for adjusting pressure using air as a medium (venting part side).
(B) As a solid phase carrier, a monolith structure satisfying all of the following (A) to (C) is fixed so as to completely divide the space of the container into two.
(A) The average pore diameter is 20 μm or more and 30 μm or less (B) The cut surface is circular and the diameter of the cut surface perpendicular to the liquid passing direction is 4 . 0m m
( C) The thickness in the liquid passing direction is 1 mm or more and 5 mm or less. (2) The step of connecting the vent portion side of the container to the suction / discharge mechanism.
(3) A step of mixing a solution containing deoxyribonucleic acid and an adsorbent.
(4) The adsorbed liquid mixed with the solution containing deoxyribonucleic acid is sucked from the liquid passage side of the container and brought into contact with the monolith structure to adsorb deoxyribonucleic acid to the monolith structure. Discharging step.
(5) A step of sucking the cleaning liquid from the liquid passing part side of the container, bringing the cleaning liquid into contact with the monolith structure, cleaning the inside of the monolith structure and the inside of the container, and then discharging the liquid in the container.
(6) A step of aspirating the eluate from the liquid passage side of the container to elute deoxyribonucleic acid adsorbed on the monolith structure, and then discharging the liquid in the container.
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