JP5888406B2 - 分割可能な容器及び容器に収容された物質の分割方法 - Google Patents

分割可能な容器及び容器に収容された物質の分割方法 Download PDF

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Description

本発明は、液体、固体、気体、及び分散系のうち、一種又は複数種を収容した容器状構造体から、収容物或いはその一部を、外気に触れさせることなく、若しくは外部に漏洩させることなく、分離・回収する方法、及びその方法に適した容器及びデバイスに関する。
特に、本発明は、液体、固体、気体、及び分散系のうち、一種又は複数種を密閉状態で収容した容器状構造体から、収容物或いはその一部を、密閉状態を保持しながら容易に分離・回収する方法、及びその方法に適した容器及びデバイスに関する。
本発明は、容器内の単一、或いは複数の空間中に収容された液体、固体、気体等の一部或いは全てを、密閉状態を保持しながら分離回収することに用いることができる。本発明は、無菌操作を必要とする食品分野や医療分野、有害物質や放射性物質を扱う製造・加工分野、及び無塵環境を必要とする半導体製造分野やマイクロデバイス製造分野などにおいて有用である。
旧来より、外部雰囲気による酸化等の化学作用や、容器内の有害物質、汚染物質、又は微生物の外部への拡散又は外部からの混入を回避するために、収容物を密封した状態で貯蔵するための構造体（具体的には密閉容器）として、缶詰、瓶詰め、アンプル、バイアル、及び樹脂フィルムやシートを用いた密封包装パックなどが用いられてきた。
対象物を密封状態で収容した構造体であって、構造体から対象物の一部を密封状態のまま分離することができるものの代表例として、特開平８−２０６１７７号公報（特許文献１）や特開平１０−２４８９０５号公報（特許文献２）に開示の医薬品の錠剤シートが挙げられる。錠剤シートのような構造体の場合においては、収容物（錠剤）が予め別々の空間中に１錠ずつ独立した状態で密封されており、それらは構造体の中で互いに接触することはない。
特開２０１１−２２９４８８号公報（特許文献３）には、核酸増幅反応液に不溶性又は難溶性の液滴封入媒体が充填された容器内において、液滴封入媒体によって封入された核酸増幅反応液の液滴を移動させながら液滴内で核酸増幅反応を行う、密閉状態の核酸増幅反応系が開示されている。
特開２０１１−２３２２６０号公報（特許文献４）には、水系液体に不溶性又は難溶性のゲル状の液滴封入媒体が充填された容器内において、ゲル状の液滴封入媒体によって封入された水系液体の液滴を移動させながら液滴内の物質の操作を行う、密閉状態の操作系が開示されている。
特開平８−２０６１７７号公報 特開平１０−２４８９０５号公報 特開２０１１−２２９４８８号公報 特開２０１１−２３２２６０号公報
構造体が分離すべき対象物の貯蔵のみに用いられるものである場合、特許文献１や特許文献２の錠剤シートのように対象物（錠剤）が別々の空間中に独立して収容された構造を有していればよい。
しかしながら、構造体が単なる貯蔵用容器ではなく、分離すべき対象物を、予め物理的、化学的、及び／又は生物学的操作の工程に供するために用いられる容器である場合、構造体は、対象物が上記の操作の場を提供する操作媒体と接触できるよう、対象物と操作媒体との両方を同一容器内に存在させる必要がある。
例えば、物理的、化学的又は生化学操作と、その操作に供された対象物の回収との両方を行うための構造体を挙げると、物理的、化学的又は生化学操作を行うための操作用媒体と最終物を回収するための回収用媒体との両方が同一容器内に存在しうる。このような構造体の場合においては、各種操作及び回収が終了した後も、操作後の対象物と操作に用いられた媒体とが同一の内部空間に存在している。このため、内部空間に存在する両者の不必要な混合を避けるために、操作後の対象物が存在している回収用媒体だけを分離することが要求される場合がある。
上記のような分離を行う場合に、例えば、構造体の、操作用媒体を収容している部分（操作部）と回収用媒体を収容している部分（回収部）との間を単純に切断することによって分割すると、分割された操作部と回収部との両方に開放された開口端が生じ、内容物が外部雰囲気に曝露される。仮に、分割後にすばやく開口端に密栓をしたとしても、収容物と外部雰囲気との接触、又は外部雰囲気への収容物の拡散は免れない。
従って、上記のような場合、さらに、収容物の一部を外部雰囲気に一切接触させることなく分離することが要求される場合がある。例えば、構造体内で行われた生化学反応によって得られた反応産物が、外部雰囲気中の酸素で酸化されやすいものである場合、外部雰囲気に晒されることによって汚染を受けやすいものである場合、及び、外部雰囲気を汚染するものである場合などが該当する。
上記の要求を満たす例の一つとして、操作用媒体を収容する操作部と、操作後の対象物の回収用媒体を収容する回収部とを有し、且つ、操作部と回収部との間に、シャッターのような開閉機構を有する物理的隔離機構を設けた構造体を提供することが考えられる。しかしながら、上記の要求を満たす構造体としてマイクロデバイスのような小型容器が要求される場合、そのような複雑な機構を容器に施すことは容易ではない。
特許文献３や特許文献４の容器についても、それぞれ、容器内に生じた核酸増幅反応生成物や、容器内での操作が完了した物質を、密閉状態を維持したまま取り出すことはできない。
そこで、本発明の目的は、容器に収容された収容物（例えば物理的、化学的及び／又は生化学的処理を行うための操作用媒体と、目的物を含む回収液）からその一部（例えば回収液）を、外部雰囲気に一切接触させることなく密封状態を保ったまま、単純な機械的動作のみによって確実に分離することができる、簡便、迅速、且つ加工コストの低い手段を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、分割すべき位置に形成された破断誘導部と、破断誘導部を覆うように設けられた自己融着材とを有する容器に収容物を収容することによって上記本発明の目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の発明を含む。
（１）
第１の容器部と第２の容器部とに分割されるために破断されるべき位置に破断誘導部が形成された分割可能な容器であって、
前記破断誘導部を覆うように外表面に自己融着材が設けられた、分割可能な容器。
（２）内部に収容物を有する、（１）に記載の容器。
（３）
対象成分を含む試料を内部で所定の操作に供するための操作容器であって、
前記第１の容器部が、対象成分を含む試料を所定の操作に供するための操作部であり、
前記第２の容器部が、前記操作部からの目的物を回収するための回収部であり、
前記収容物が、前記対象成分が供されるべき操作の場となる、液体、固体、気体及び分散系からなる群から選ばれる操作媒体である、（２）に記載の容器。
（４）
前記操作部がクロマトグラフィー用カラムから構成され、前記操作媒体がクロマトグラフィー用充填剤及び展開溶媒である、（３）に記載の容器。
上記（４）の態様の具体例は、図１（１）に示される。
（５）
管状の形状を有し、前記操作媒体が、水系液体層及びゲル層が長手方向に交互に重層された重層物である、（３）に記載の容器。
上記（５）の態様の具体例は、図１（２）に示される。
（６）
前記操作媒体が、液滴封入媒体及び封入された水系液滴である、（３）に記載の容器。
上記（６）の態様の具体例は、図２に示される。
（７）
前記自己融着材の外表面に保護部材をさらに有する、（１）〜（６）のいずれかに記載の容器。
（８）
前記自己融着材の厚さが、容器外周面積１ｃｍ2当たり０．０１〜５ｍｍである、（１）〜（７）のいずれかに記載の容器。
（９）
前記破断誘導部が、容器壁厚を減少させる処理及び／又は容器材質の強度を低下させる処理が施された部分である、（１）〜（８）のいずれかに記載の容器。
容器壁厚を減少させる処理が施された部分としては、好ましくは、容器表面に形成された溝（破断誘導溝）が挙げられる。容器材質の強度を低下させる処理には、容器壁厚を減少させる処理は含まれない。
破断誘導溝は、容器肉厚の０．３〜０．６倍の深さを有しうる。
（１０）
前記自己融着材が、イソブチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ポリイソブチレン、パラフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、エチレンプロピレンコポリマー、ハイドロゲルポリマー、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、シリコーンゴム及び天然ゴムからなる群から選ばれる、（１）〜（９）のいずれかに記載の容器。
（１１）
前記自己融着材が５０℃〜１８０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂である、（１）〜（１０）のいずれかに記載の容器。
（１２）
前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリル酸エステルコポリマーからなる群から選ばれる、（１１）に記載の容器。
（１３）
容器内で対象成分を操作するための操作デバイスであって、
（２）〜（１２）のいずれかに記載の容器と、
対象成分を捕捉し運搬すべき磁性体粒子と、
前記容器に磁場を印加することによって前記磁性体粒子を前記第１の容器部内から前記第２の容器部内へ移動させることができる磁場印加手段とを含むデバイス。
（１４）
第１の容器部と第２の容器部とに分割されるために破断されるべき位置に破断誘導部が形成された分割可能な容器であって、前記破断誘導部を覆うように外表面に自己融着材が設けられ且つ内部に収容物を有する容器を、以下の工程：
（i）前記容器に外力を加えて前記破断誘導部の位置で破断して、互いに分断されそれぞれ破断口を生じさせられ且つ前記自己融着材を介して接続されている前記第１の容器部と前記第２の容器部とを生じる工程、
（ii）前記第１の容器部と前記第２の容器部とを互いに引き離して前記自己融着材を伸展させる工程、
（iii）伸展した前記自己融着材同士を前記第１の容器部と前記第２の容器部との間を塞ぐように融着させて前記収容物を分割する工程、及び
（iv）前記自己融着材の融着させた部分を切断することによって、前記容器を、前記第１の容器部の破断口が自己融着材によって閉鎖され且つ分割された前記収容物の一方を含む第１の分割構造体と、前記第２の容器部の破断口が自己融着材によって閉鎖され且つ分割された前記収容物の他方を含む第２の分割構造体とに分割する工程
に供する、容器に収容された物質の分割方法。
（１５）
前記工程（i）において、前記外力が、前記工程（ii）において前記第１の容器部と前記第２の容器部とを引き離すべき方向を軸としたねじり力である、（１４）に記載の方法。
（１６）
前記ねじり力が、８〜１１ｃＮ・ｍである、（１５）に記載の方法。
（１７）
前記工程（iii）及び前記工程（iv）において、前記第１の容器部と前記第２の容器部
とを引き離した方向を軸としてねじることによって、前記伸展させた自己融着材同士の融着及び前記融着させた部分の切断を行う、（１４）〜（１６）のいずれかに記載の方法。
上記（１７）の態様の具体例は、図３に示される。
（１８）
前記工程（iii）において、伸展させた自己融着材同士を、外部から圧着用手段で挟んで融着させ、前記工程（iv）において、前記融着させた部分を、切断手段によって切断す
る、（１４）〜（１６）のいずれかに記載の方法。
（１９）
前記圧着用手段と前記切断手段とが別々に用意される、（１８）に記載の方法。
上記（１９）の態様の具体例は、図４に示される。
（２０）
前記圧着用手段が一対の圧着用部材からなり、
前記切断手段が、前記一対の圧着用部材のうちの一方の部材内に平板状切断刃が貫通可能に設けられた態様で用意され、前記工程（iv）における融着させた部分の切断が、前記平板状切断刃を貫通させることによって行われる、（１８）に記載の方法。
上記（２０）の態様の具体例は、図５に示される。
（２１）
前記（i）〜（iv）の工程に供されるべき前記容器が、前記自己融着材の外表面に保護部材をさらに有する、（１４）〜（２０）のいずれかに記載の方法。
（２２）
前記自己融着材の厚さが、容器外周面積１ｃｍ２当たり０．０１〜５ｍｍである、（１４）〜（２１）のいずれかに記載の方法。
（２３）
前記破断誘導部が、容器壁厚を減少させる処理及び／又は容器材質の強度を低下させる処理が施された部分である、（１４）〜（２２）のいずれかに記載の方法。
（２４）
前記自己融着材が、イソブチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ポリイソブチレン、パラフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、エチレンプロピレンコポリマー、ハイドロゲルポリマー、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、シリコーンゴム及び天然ゴムからなる群から選ばれる、（１４）〜（２３）のいずれかに記載の方法。
（２５）
前記自己融着材が５０℃〜１８０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂である、（１４）〜（２４）のいずれかに記載の方法。
（２６）
前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリル酸エステルコポリマーからなる群から選ばれる、（２５）に記載の方法。
（２７）
前記容器が、対象成分を含む試料を内部で所定の操作に供するための操作容器であって、
前記第１の容器部が、対象成分を含む試料を所定の操作に供するための操作部であり、
前記第２の容器部が、前記操作部からの目的物を回収するための回収部であり、
前記収容物が、前記対象成分が供されるべき操作の場となる、液体、固体、気体及び分散系からなる群から選ばれる操作媒体であり、
前記工程（i）の前に、前記操作容器を、前記試料の所定の操作及び前記目的物の回収に供する工程をさらに含む、（１４）〜（２６）のいずれかに記載の方法。
（２８）
前記操作部がクロマトグラフィー用カラムから構成され、前記操作媒体がクロマトグラフィー用充填剤及び展開溶媒である、（２７）に記載の方法。
上記（２８）の態様の具体例は、図４に示される。
（２９）
前記操作容器が管状の形状を有し、前記操作媒体が、水系液体層及びゲル層が長手方向に交互に重層された重層物である、（２７）に記載の方法。
上記（２９）の態様の具体例は、図７に示される。
（３０）
前記操作媒体が、液滴封入媒体及び封入された水系液滴である、（２７）に記載の方法。
上記（３０）の態様の具体例は、図８に示される。
（３１）
前記操作部が、前記操作容器内に試料を供給するための試料供給部であって開口可能に閉鎖されたものを有し、前記試料を供給する工程後、前記工程（iv）終了まで、前記収容物の完全密閉状態が保たれる、（２９）又は（３０）に記載の方法。
本発明によると、容器に収容された収容物（例えば物理的、化学的及び／又は生化学的処理を行うための操作用媒体と、目的物を含む回収液）からその一部（例えば回収液）を、外部雰囲気に一切接触させることなく密封状態を保ったまま、単純な機械的動作のみによって確実に分離することができる、簡便、迅速、且つ加工コストの低い方法、及びそのような方法が可能な容器を提供することができる。
本発明によると、容器に複雑な開閉機構を設ける必要がないため製造コストが安くすむ。また、シンプルな機構で容器の一部を分離・回収することができるため、小型化されたデバイスにも対応することができる。
本発明の容器の例の垂直断面図（１）及び（２）である。 本発明の容器の他の例の垂直断面図である。 本発明の分割方法の一例を示したものである。 本発明の分割方法の他の一例を示したものである。 図４における分割機構の変形態様を示したものである。 本発明の分割方法の他の一例を示したものである。 操作管を用いたデバイスを用いて本発明の方法を実施する例を示したものである。 板状容器を用いたデバイスを用いて本発明の方法を実施する例を示したものである。 実験例１で試験した容器の垂直断面図である。 破断誘導溝の深さと、破断誘導溝への応力集中で容器分割に至らしめる回転トルクとの関係を示したグラフである。
１：容器（操作容器）
ａ：第１の容器部
ｂ：第２の容器部
Ｘ：自己融着材
Ａ：操作部
Ｂ：回収部
３ｌ：水系液体層
３ｇ、２ｇ：ゲル層
３ｄ：水系液滴
５：液滴封入媒体
６：破断誘導溝
１１ａ、１１ｂ：破断口
１２：開口端（試料供給部）
１６：保護部材
３１：圧着用部材
３２：切断手段
４１、４２：平板状切断刃（４１：カッター本体、４２：切断端）
６１：磁性体粒子
６３：磁場印可手段（磁石）
［１．容器の基本構造］
本発明の容器の例を図１及び図２に示す。図１及び図２は、容器の断面図を示している。本発明の容器１は、第１の容器部ａと、第２の容器部ｂとを有する。第１の容器部ａと第２の容器部ｂとは互いに連続しているため一体であり、単一の容器内部空間が形成される。容器外表面には破断誘導部６（破断誘導溝）が形成されており、破断誘導溝６を境に第１の容器部ａと第２の容器部ｂとが位置している。さらに容器外表面において、破断誘導溝６を覆うように自己融着材Ｘが設けられている。
容器の形状としては特に限定されず、例えば、断面略円形、断面欠円形、断面多角形等でありうる。より具体的には、例えば、図１（１）や図１（２）に示すように盲管状であってもよいし、図２に示すように変形矩形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
容器１は、第１の容器部ａ側に開口端１２を有しうる。開口端１２は、その一部又は全部が開放可能に閉鎖されてもよい。図１（２）は、開口端の一部が開放可能に閉鎖される例である。この態様においては、逆止弁機能を備えるセプタム１４を用いることで、注射針による密閉状態に近い穿刺での試料供給が可能である。また、図２は、開口端の全部が開放可能に閉鎖される例である。この態様においては、開口端１２を覆う蓋１５を用いることができる。
開口端１２が閉鎖されることは、容器１内に完全閉鎖系を構築することができる点で好ましい。
破断誘導部（図の例においては破断誘導溝６）は、第１の容器部ａと第２の容器部ｂの境目に位置する。破断誘導部は、容器外からの適当な外力により応力集中を受ける部分であり、応力集中により効果的に破断が誘発される。破断誘導部は、好ましくは容器の全外周に亘って形成される。好ましくは、破断のための容器外からの外力としてねじり力を加える場合において、８〜１１ｃＮ・ｍ程度の大きさで破断が生じる程度の強度を有するように、破断誘導部が形成されうる。
破断誘導部は、図に例示される破断誘導溝６のように、容器壁厚を減少させる処理が施された部分として体現されてもよいし、局部的に容器材質の強度を低下させる処理が施された部分として体現されていてもよい。
破断誘導溝の断面の形状としては、コの字状、Ｕ字状及びＶ字状を問わない。溝の大きさは、破断が効果的に誘発されるよう、容器の形状、容器肉厚、外力付加手段等によって当業者が適宜決定することができる。例えば、破断誘導溝の深さは、容器肉厚（例えば０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ）の０．３〜０．６倍でありうる。この範囲を上回ると、分割に必要な外力は小さくて済むが、その分、耐久性に問題を生じる傾向にある。上記範囲を下回ると、容器の分割の際、大きな外力が必要となるとともに、破断誘導溝に効果的に応力集中しにくく、容器全体の変形を生じる傾向にある。容器の素材が柔らかいものは、破断誘導溝を比較的浅めになるように形成することができる。本発明においては、好ましくは、断面Ｖ字状の破断誘導溝が形成される。この場合、断面Ｖ字状の破断誘導溝は、好ましくはＶ字角が１５〜９０°、例えば６０°となるように形成される。
局部的に容器材質の強度を低下させる処理の例としては、以下が挙げられる。例えば、破断誘導部を形成すべき部分の容器材質に物理的な応力、電気又は放射線を加えることによって、材質の機械的強度を低下させる（疲労させる）処理が挙げられる。このような処理により、破断誘導部は例えば多数の微細な亀裂を有する態様で体現されうる。また、破断誘導部を形成すべき部分の容器材質を有機溶媒と接触させて膨潤させる処理が挙げられる。このような処理により、破断誘導部は多数の微少な孔を有する態様や軟化された態様で体現されうる。
局部的に容器材質の強度を低下させる処理の他の例としては、容器材質を化学的に変化させ、強度の低い生成物を生じさせる処理が挙げられる。例えば、破断誘導部を形成すべき部分の容器材質を腐食性薬品と接触させて反応させる処理が挙げられる。このような処理により、破断誘導部は腐食生成物によって体現される。
容器材質の強度を低下させた部分の容器表面からの深さは、上記の破断誘導溝における場合と同様に、容器肉厚の０．３〜０．６倍でありうる。
容器の素材は特に限定されない。例えばポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）など）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンコポリマー（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリルスチレンコポリマー（ＡＳ樹脂）、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィンなどの樹脂素材が挙げられる。また、セラミック、ガラス、シリコーン、金属などであってもよい。
形成された容器内部空間には収容物が含まれてよい。この収容物の態様は特に限定されるものではなく、構造体の用途に応じて、当業者が適宜決定する事ができる。すなわち、収容物は、液体、固体、気体及び分散系からなる群から任意に１種又は複数種が選択される。
本発明における容器１は、内部で対象物質の操作を行う用途に用いられうる。対象物質の操作を行うための容器として用いられる場合の本発明の容器１を、特に操作容器と記載する場合がある。操作容器１においては、第１の容器部ａに相当する部分を操作部Ａと記載し、第２の容器部ｂに相当する部分を回収部Ｂと記載する場合がある。この操作容器１には、操作対象となる対象成分を含む試料を外部から供給するための試料供給部を有しうる。試料供給部は、操作部Ａ側における開口端１２でありうる。既に述べたとおり、開口端１２は開放されていてもよいし、密閉性の観点から開口可能に閉鎖されていてもよい。
操作容器１内部の収容物は、対象成分が供されるべき操作の場となる操作媒体を含む。例えば操作部Ａが図１（１）に例示するようなクロマトグラフィー用カラムであれば、操作媒体は、クロマトグラフィー用充填材剤及び展開溶媒３ｃでありうる。また例えば、操作容器１が図１（２）に例示するような管状であれば、水系液体層３ｌ及びゲル層３ｇ及び２ｇが長手方向に交互に重層された重層物でありうる。さらに例えば、操作容器１が図２に例示するような形状であれば、操作媒体は、液滴封入媒体５、及びそれによって封入された水系液滴３ｄ及び／又はそれによって保持された水系液滴３ｄ’でありうる。操作容器１の収容物の詳細については、後述の項目４で述べる。
［２．自己融着材］
本発明においては、自己融着材とは、半固体状態で存在することによって容易に変形し、且つ、自己同士が圧接されると互いに混ざり合って融着する性質（自己融着性）を有する物質をいう。このような性質により、自己融着材は僅かな隙間にも充填されることができ、接着剤や粘着材を用いなくとも対象物に隙間無く密着することができる。従って、自己融着材は開口端に密着することによって開口端を密閉することが可能である。
自己融着性は、例えば常温（例えば２０℃±１５℃）において呈されるものであってもよいし、加熱（例えば５０〜１８０℃又は５０〜１５０℃）によって呈されるものであってもよい。
自己融着材は、当業者に広く知られているものであって、特に限定されるものではない。例えば、自己融着材は、イソブチレン−イソプレンコポリマー（ブチルゴム）、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ポリイソブチレン、パラフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、エチレンプロピレンコポリマー、ハイドロゲルポリマー、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー（（メタ）アクリル系粘着材、アクリルフォームの態様であってもよい）、シリコーンゴム及び天然ゴムからなる群から選ばれうる。これらの自己融着材は、単独で又は複数種が組み合わされて使用されうる。上記の自己融着材は、常温において自己融着性を有しうる点で好ましい。本発明においては、上述の自己融着材の中でも例えばイソブチレン−イソプレンコポリマーを用いることが好ましい。
一方、加熱によって自己融着性を生じるものとしては、５０℃〜１８０℃、又は５０〜１５０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂が挙げられる。このような熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリル酸エステルコポリマーからなる群から選ばれうる。これらの自己融着材は、単独で又は複数種が組み合わされて使用されうる。また、既に述べた常温で自己融着性を有する物質とも適宜組み合わされてよい。
図１に示すように、自己融着材Ｘは、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間に形成された破断誘導溝６及びその周辺を覆うように、容器状構造体１の外表面に層を形成する。例えば、テープ状の自己融着材を用意し、容器外周表面に巻きつけ、自己融着により一体化させて層を形成することができる。自己融着材の層の厚さとしては、本発明の分割方法が達成可能である程度であればよく、層が覆うべき容器部位の外周面積によって必要な程度が異なるため特に限定されるものではないが、例えば、外周面積１平方センチメートルあたり０．０１〜５ｍｍ、又は０．１〜５ｍｍでありうる。ここで、外周面積とは、破断誘導溝を含まない容器断面の外周により囲まれる平面の面積をいう。自己融着材の層の厚さは、より具体的には、０．００１〜３ｍｍ、又は０．１〜０．５ｍｍでありうる。上記範囲を上回ると、容器状構造体の分割に過剰な力が必要となったり、後述の保護部材を過剰に強固に設ける必要が生じたりする傾向にある。上記範囲を下回ると、分割時に自己融着材の膜が破れやすくなったり、分割された容器状構造体における自己融着材の閉鎖膜が薄すぎたりする傾向にある。
自己融着材の層を容器に設ける手段は、テープ状の自己融着材を用いたテーピングに限定されない。例えば自己融着材を揮発性有機溶媒に溶かし、その溶液を容器の対象部分に塗布することで自己融着材の層を形成させることができる。例えばブチルゴムはトルエン、キシレン、テトラヒドロフラン等の種々の揮発性有機溶媒に溶解し、高濃度では高粘度になるため、塗布による自己融着材層の形成が再現良く実施できる。乾燥後はテーピングによる方法と同様な自己融着性を発揮する。
本発明の容器１において、自己融着材Ｘの外表面には、自己融着材Ｘを保護するための保護部材１６をさらに有することができる。保護部材は、自己融着材表面の汚染防止と、自己融着材の特有現象であるコールドフロー防止との目的で設けられうる。また、容器を複数集合させた場合、自己融着材部分が触れあうことによって容器同士が接着することも防ぐ。保護部材には、そのような目的を達成することができる素材であればどのような素材を用いてもよい。例えば、簡単にやぶれることが可能な薄膜を保護部材として用い、自己融着材表面に貼り付けることによって自己融着材を覆うことができる。そのような薄膜の具体例としては、オブラート、紙、樹脂薄膜、アルミホイルで代表される金属薄膜等が挙げられる。また、薄膜は、所望の位置で破断するように、破断誘導線（ミシン目）が入れられていてもよい。
［３．容器の収容物の分割方法］
本発明においては、容器内の収容物を分割するために、収容物を有する容器自体を分割する。本発明では、工程（i）破断誘導部における破断の発生、工程（ii）自己融着材の伸展、工程（iii）収容物の分割、及び工程（iv）第１の容器部と第２の容器部との切り離しを行うことによって、容器を分割する。本発明の分割方法の工程を模式的に示した図を図３及び図４に示す。
工程（i）では、容器に外力を加えることによって、破断誘導溝６に応力を集中させ、図３（i）や図４（i）に例示するように破断させて破断口１１ａ及び１１ｂを生じる。外力は、破断誘導溝６に破断可能な程度の応力集中を起こさせることができるものであればよく、例えば、破断誘導溝６に略並行な方向からの力であってもよいし、第１の容器部と第２の容器部との間を引き離す力であってもよいし、第１の容器部と第２の容器部を互いに引き離す方向を軸としたねじり力であってもよいし、第１の容器部と第２の容器部との間を引き離す力と、引き離す方向を軸としたねじり力とが合わさった力であってもよい。本発明においては、分割工程の自動化を考慮すると、ねじり力によって破断誘導部を破断させることが好ましい。例えば自動化においては、第１の容器部と第２の容器部とをそれぞれ固定具（後述図９の９１及び９２）で固定し、いずれか一方の固定具（例えば第１の容器部を固定するもの）を動かさず、他方の固定具（例えば第２の容器部を固定する固定具）をモーターなどの回転手段を用いて回転させることによって、ねじり力を生じさせることができる。容器の形状が断面円形である場合には、容器と固定具とが接触する面に滑り止めが施されることができる。
ねじり力の大きさは、容器の素材、肉厚、破断誘導部の態様（例えば、破断誘導溝の場合はその深さ、その他の場合においては破断誘導部における容器素材の強度等）によって異なり、特に限定されるものではないが、例えば８〜１１ｃＮ・ｍである。この範囲を上回る程度の力が必要になる場合は、容器の設計が、破断誘導部に応力集中が効果的に起こりにくいものである傾向にある。上記範囲を下回る場合は、破断が効果的に起こりにくい傾向にある。
工程（ii）では、図３（ii）や図４（ii）に例示するように、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間を引き離して、両容器部の間に十分な隙間を生じさせる。第１の容器部ａと第２の容器部ｂとは、いずれか一方を引っ張るか、互いに反対方向に引っ張ることによって、容易に引き離すことができる。このことにより、自己融着材Ｘは伸展する。自己融着材Ｘさらに保護部材１６で覆われている場合は、両容器部ａ及びｂを引き離すことによって、自己融着材Ｘが伸展するとともに、保護部材１６は裂ける。保護部材１６の裂け目からは、伸展した自己融着材Ｘの、自己融着性の高い表面が露出する。すなわち、工程（ii）によって、自己融着材を伸展させることによって、表面の自己融着性を高めることができる。
自己融着材Ｘが伸展する一方で、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとは、依然として自己融着材Ｘで接続された状態である。したがって、伸展した自己融着材Ｘの膜は、両容器部ａ及びｂ間に生じた隙間を含む容器内の空間と外部雰囲気とを完全に隔離する状態も保つ。両容器部間に生じた隙間を含む容器内の空間は、本発明によって分断されるものであるが、その空間に収容されている収容物として許容されるものに特に制限はなく、液体（水系及び非水系を問わない）、気体及び分散系からなる群から選ばれるどのようなものであってもよい。本発明の方法では、分断される箇所にどのような物質が収容されていても、それらを外部に漏らすことなく分断することが可能である。
なお、工程（ii）を行う際、操作環境温度が自己融着材の自己融着性を呈する温度に達していない場合（特に熱可塑性樹脂を用いる場合）であれば、適宜、自己融着可能な温度まで加熱を行うことができる。
工程（iii）では、伸展により自己融着性の高い表面が露出した自己融着材同士を融着させる。融着させる方法としては、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間の空間を塞いでさえぎり、それまで単一であった容器内部空間を分割することによって収容物を分割することができる方法であれば特に限定されない。
その方法の一つの例においては、図３（iii）に示すように、第１の容器部ａ及び第２の容器部ｂを互いに引き離した方向を軸としたねじり力を加える。第１の容器部ａ及び第２の容器部ｂのいずれか一方を固定し、他方を回転させてもよいし、第１の容器部ａと第２の容器部位ｂとを互いに反対方向に回転させてもよい。例えば１〜２回回転させることができる。この操作により、両容器部ａ及びｂ間における自己融着材Ｘの自己融着性の高い表面同士がよじれ、且つよじれた状態で自己融着することによって、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間の空間が完全に塞がれる。これにより、容器内の収容物が二分される。
この例においては、しばしば、工程（ii）と工程（iii）とが同時に行われる。この場合、外力として、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとを互いに引き離す方向を軸としたねじり力と、当該軸方向に引っ張る力との合力を加えることによって、自己融着材を伸展させつつねじ切ることができる。
その方法の他の例においては、図４（iii）に示すように、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間における自己融着材Ｘの自己融着性の高い表面同士を、外部から挟み込むことによって圧着面を形成させることもできる。この場合、図４（iii）では、２個の圧着用部材３１を用いて自己融着材Ｘの自己融着性の高い表面同士を圧着して融着させることによって、第１の容器部ａと第２の容器部ｂとの間の空間が完全に塞がれる。これにより、容器内の収容物が二分される。なお、図４（iii）に示すような２個の圧着用部材３１を有する圧着手段としては、例えばペンチなどのように挟む機能を有する治具が挙げられる。
工程（iv）では、自己融着材の融着させた部分を切断する。
図３に示す態様の場合、図３（iv）に示すように、さらにねじる（回転させる）こと
によって、両容器部ａ及びｂ間の自己融着材Ｘの自己融着した部分をねじ切ることができる。この場合、ねじりながらさらに両容器部間を引き離すようにすると、容易にねじ切ることができる。
一方、図４に示す態様の場合、図４（iv）に示すように、切断手段３２を用いて両容
器部ａ及びｂ間の自己融着材Ｘの自己融着した部分（圧着面）を切断することができる。この場合、圧着面の凡そ中央を切断するとよい。
図４に例示する分割機構においては、切断手段３２は圧着用部材３１とは別に用意される。すなわちそれぞれが別々の機能（切断又は圧着のいずれか）を有する手段又は部材として別々に使用されうる。
一方、その変形態様として、切断手段が圧着用部材とともに用意されることにより、切断と圧着との両機能を備えさせることもできる。その具体例を図５に示す。図５に例示する分割機構における切断手段３２は、カッター本体４１における切断端４２を含む一部が一方の圧着用部材３１Ｌ内に摺動可能な状態で収容されており、切断端４２と反対の端に加圧ヘッド４３を有するものである。加圧ヘッド４３と圧着用部材３１Ｌとの間にはバネ４４が備えられている。他方の圧着用部材３１Ｒには、切断端４２を受容可能な凹部４５が形成されている。
図５の態様においては、工程（ii）によって自己融着材Ｘを伸展させ（図５（ii））、工程（iii）において、加圧ヘッド３２を矢印方向に押すことにより、圧着用部材３１Ｌ及び３１Ｒが、伸展した自己融着材Ｘを挟み込み、圧着面を形成する（図５（iii））。工程（iv）において、加圧ヘッド４３をさらに押し込むことにより、カッター本体４１が圧着用部材３１Ｌ内を摺動し、切断端４２が自己融着材Ｘの圧着面に到達し、これを切断し、圧着用部材３１Ｒの凹部４５に達する（図５（iv））。
図５の態様においては、図４の態様と異なり、一方向へ押すだけの単純な動作で容器を分割することができる。また、図５に例示する分割機構は押して切るのみの単純なものであるため、機構の微小化も可能である。従って、例えば複数の容器を直列状又はマトリクス状に集積化した場合であっても、一回の動作で複数の構造体をまとめて処理することが可能である。
上述の切断工程により、容器から、破断口１１ａ及び１１ｂが完全に閉じた状態で分割構造体を得ることができる。具体的には、図３（iv）、図４（iv）及び図５（iv）に示すように、第１の容器部ａの破断口１１ａが自己融着材Ｘaによって閉鎖され且つ分割された収容物の一方を含む第１の分割構造体と、第２の容器部ｂが破断口１１ｂを自己融着材Ｘbによって密閉され且つ分割された収容物の他方を含む第２の分割構造体とが得られる。それぞれの分割構造体は、自己融着材の伸展した膜によって、分割により生じた破断口１１ａ及び１１ｂの両方が同時に完全に封をされている。つまり、第１の容器部ａ側の分割構造体においては収容物が漏れ出たり滑り落ちたりすることが無く、第２の容器部ｂ側の分割構造体においては収容物が完全に密閉されている。
このように、容器の一部を、回収すべき収容物を外部雰囲気に接触させることなく分離することができる。
分離された構造体においては、図３（v）に例示するように、自己融着材Ｘbの膜を先端の細いマイクロピペットチップ２１や注射針で穿刺し、収容物を吸い出すことによって、収容物を外部雰囲気に接触させることなく、或いは安全な場所で確実に取り出すことができる。
本発明のさらなる変形態様を図６に示す。図６の態様は、図４の態様を応用し、接続すべき箇所を２箇所（容器部ａと容器部ｂ、及び容器部ｂと容器部ｃ）設けたものである。これにより、容器の中ほど部分（容器部ｂ及びその内容物）のみを回収することが可能になる。例えば、カラムにおける特定のバンドのみを取り出すことなどが可能になる。この態様は、カラムの保持時間が長くなるほど不所望にブロードとなるバンドをシャープな状態で分取できる点で有用である。同様に、接続すべき箇所をより多く設けることも可能である。図６においては、図３に記載の方法により切断する態様を例示しているが、当然、図４や図５の分断機構により切断することもできる。
［４．容器状構造体（操作容器）の収容物］
本発明の容器内に収容されるべきものとしては特に限定されず、液体、固体、気体及び分散系からなる群から任意に１種又は複数種が選択される。
液体としては、水系液体及び非水系液体を問わない。分散系としては、組み合わせられる分散媒及び分散質はそれぞれ固体、液体及び気体のいずれであってもよい。分散系の具体例として、ゲル（ヒドロゲル及びオイルゲルを問わない）、ゾル、及び、カラム充填剤と展開溶媒とのスラリーなどが挙げられる。
本発明の容器は、好ましくは、その中で対象成分を操作に供するために用いられうる。すなわち、本発明の容器は、操作容器として用いられる。
この場合において、対象成分は、液体、固体、気体及び分散系中で操作されうる成分であれば特に限定されない。従って、天然物及び非天然物を問わず、生体内成分及び非生体内成分を問わない。
操作容器に収容されるべきものには、対象成分が供されるべき操作の場となる操作媒体が含まれる。対象成分の操作には、対象成分を上記の収容物内で処理に供すること、及び収容物内で対象成分を運搬することを含む。対象成分が供される処理には、対象成分の物質変化を伴うもの（例えば化学反応及び生化学反応など）、及び物理変化を伴うもの（例えば対象成分の変性、溶解、混合、エマルジョン化、及び希釈など）が含まれる。これらの処理によって、対象成分の抽出、精製、合成、溶出、分離、回収及び分析等の工程を行うことができる。より具体的な例を一つ挙げると、核酸含有試料（組織、体体液、排泄物など）中の核酸を対象成分として、核酸抽出、核酸洗浄、核酸遊離及び核酸増幅反応といった処理を行うことができる。
［４−１．クロマトグラフィー用カラムの場合］
操作媒体としては、例えば、操作容器がクロマトグラフィー用カラム（図１（１）に例示の形状を有しうる）である場合、クロマトグラフィー用充填材剤及び展開溶媒（以下、これらを単にクロマトグラフィー用充填材剤と記載する場合がある）が挙げられる。図１（１）に記載のように、クロマトグラフィー用充填材剤３ｃが操作用容器部ａに収容されうる。さらに、クロマトグラフィー用充填材剤３ｃの下端に位置するようにフィルター３ｓが収容されうる。回収用容器部ｂには、図１（１）に示すように何も収容されていなくてもよいし、対象成分を含む画分と混合させるべき液体などを収容していてもよい。
クロマトグラフィー用充填剤としては、逆相用ＯＤＳやゲル濾過担体などが挙げられるが、これらに限らず、当業者によって適宜選択されることができる。展開溶媒及び回収液も、当業者によって適宜選択される。
［４−２．操作管デバイス（キャピラリ状マイクロデバイス）の場合］
操作容器が図１（２）に例示の管状のものである場合、操作媒体としては、水系液体層及びゲル層が長手方向に交互に重層された重層物が挙げられる。より具体的には、操作用容器部ａ中に収容されている重層物の最下層は通常ゲル層２であり、その上に液体層３ｌ及びゲル層３ｇが交互に重層される。回収用容器部ｂ中の収容物４としては、水系液体であってもよいし、ゲルであってもよい。
水系液体としては、上記の処理を行うために必要なものを当業者が適宜選択することができる。上記例示した核酸含有試料中の核酸を対象成分として処理に供する場合であれば、核酸抽出液、核酸洗浄液、核酸遊離液及び核酸増幅反応液が挙げられる。
一方、ゲルの層は、操作管内において水系液体を管の長手方向の両側から挟み込むことによって、管内の所定位置に固定するプラグ（ゲルプラグ）としての役割を有するものである。ゲルは、管内で水系液体とともに重層された場合に、水系液体層を構成する液体に不溶性又は難溶性である化学的に不活性な物質からなる。液体に不溶性又は難溶性であるとは、２５℃における液体に対する溶解度が概ね１００ｐｐｍ以下であることを意味する。
ゲルは、オルガノゲル及びヒドロゲルの両方を含む。
オルガノゲルとしては、通常、非水溶性又は水難溶性である液体物質にゲル化剤を添加してゲル化することにより調製されたものが用いられうる。非水溶性又は水難溶性である液体物質としては、２５℃における水に対する溶解度が概ね１００ｐｐｍ以下であり、常温（２５℃±１５℃）において液体状であるオイルが用いられる。たとえば、液体油脂、エステル油、炭化水素油、及びシリコーン油からなる群から１種又は２種以上が組み合わされて用いられうる。ゲル化剤としては、ヒドロキシ脂肪酸、デキストリン脂肪酸エステル、及びグリセリン脂肪酸エステルからなる群から選ばれる油ゲル化剤が１種又は２種以上組み合わされて用いられうる。
上記の液体物質中に添加されるゲル化剤の含有量としては、例えば、液体物質の全重量の０．１〜０．５重量％、０．５〜２重量％、又は１〜５重量％とすることができる。ゲル化の方法は当業者が適宜決定することができる。
ヒドロゲルとしては、ヒドロゲル材料を水又は水系液体に平衡膨潤させることによって調製されたものが用いられうる。ヒドロゲル材料としては、ゼラチン、コラーゲン、デンプン、ペクチン、ヒアルロン酸、キチン、キトサン、アルギン酸、及びこれらの誘導体が挙げられる。
ヒドロゲルが、上記の水系液体と同様に対象成分が供される処理の環境を提供するものである場合（一例として、対象成分がタンパク質合成用基質である場合に、その対象成分からタンパク質を得る反応環境を提供するＤＮＡヒドロゲル（Ｐ−ゲル））は、そのような処理に適した組成を有するように当業者によって適宜調製される。
上記の重層物は、少なくとも操作用容器部ａ中に収容されうる。後述のように、最上層を形成する水系液体中にさらに磁性体粒子が含まれていてもよい。回収用容器部ｂには、対象成分の回収に適した物質（液体、固体、気体及び分散系からなる群から選ばれる）が収容される。
なお、操作管を構成する管の略内径は、良好な操作性を確保する観点から例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍであるが、これらに限定されるものではない。また、長手方向の長さは、例えば１〜３０ｃｍ、好ましくは５〜１５ｃｍである。上記の重層物は、このようなサイズの管内に、例えば１〜２０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍの厚さゲルプラグを含むように所望の数の層を形成させることにより収容される。
［４−３．液滴操作デバイスの場合］
また、操作容器が図２に例示の形状である場合、上述の非水溶性又は水難溶性である液体物質にゲルーゾル転移機能を与えられた液滴封入媒体５の比重が１未満であれば、そこに加えられた水系液体は液滴封入媒体５に液滴３ｄとして沈み、容器内に収容される。液滴封入媒体５は、ゲル−ゾル転移温度を境として、温度制御で液滴を、移動可能な又は移動不可能な状態にすることができる。また、ゲル状態の液滴封入媒体には、その表面に窪みを形成することによって、その窪みに水系液体の液滴３ｄ’を載せて保持することも可能である。
容器内に収容される１個分の液滴３ｄを構成する水系液体の量は特に限定されるものではないが、例えば０．１〜２０μＬ程度である。
容器内に収容される液滴封入媒体５の量は、液滴３ｄを完全に封入することができる十分量であれば特に限定されない。具体的には、液滴の容量の１，０〜１０，０００倍、或いは１，０００〜５０，０００倍の液滴封入媒体を用いることができる。
容器中に収容された水系液滴３ｄ’中には、後述のように、磁性体粒子がさらに含まれていてもよい。
［５．操作容器を用いたデバイスの使用例］
［５−１．クロマトグラフィー用カラムの場合］
図４に示すように、操作部Ａにおいては、試料供給部１２から投入された不純物を含む対象物質試料液３０がクロマトグラフィー用充填剤３ｃにより分画され、対象成分の画分がフィルター３ｓによる濾過を経て回収部Ｂ内に落ちる。フィルター３ｓと回収液４との間には密封状態の空気層が存在しているため濾液はある程度回収部に落ちた後、回収部Ｂ内圧の上昇によって一定量で止まる。（もし、本発明の方法によらずに操作部Ａと回収部Ｂとを分断すると、大気圧により、フィルターから再び濾液が直ちに落ち始める。この濾液が不純物を含む画分であると、不純物が回収部Ｂ内に流れ込んでしまう。）
その後、図４（i）〜（iv）に示すように、本発明の方法を用いてカラムから回収部Ｂを分割することによって濾液を回収することができる。
［５−２．磁性体粒子を利用する操作容器の場合］
以下、操作容器のうち操作管を用いたデバイス（キャピラリ状マイクロデバイス）及び矩形状（又は変形矩形状）容器を用いたデバイス（液滴操作デバイス）について述べる。いずれのデバイスも、対象成分を磁性体粒子に吸着させ、操作容器外部から磁場印加手段を用いて磁場を変動させることによって、対象成分の捕捉・運搬などの操作を行うことができる。
磁性体粒子は、操作容器外からの磁場の移動によって、操作容器内における対象成分を、付随する少量の液体塊と共に引き連れることにより移動させるために使用される。磁性体粒子は、通常その表面に化学官能基を有する。磁性体粒子は、操作容器内に予め収容されていてもよいし、収容されていなくともよい。予め操作容器内に収容されている場合は、例えば、図７に示すように最上の水系液体の層３ｇ1や、図８に示すように液滴封入媒体５ｇ上に載せられた水系液体の液滴３ｄ’のように、試料供給部の最も近くに存在する水系液体中に磁性体粒子６１を予め含ませることができる。
一方、磁性体粒子が予め操作容器内に収容されていない場合は、対象成分を有する試料中に混合された状態で操作容器内に供給される。
磁性体粒子は、磁気に応答する粒子であれば特に限定されず、例えば、マグネタイト、γ−酸化鉄、マンガン亜鉛フェライト等の磁性体を有する粒子が挙げられる。また、磁性体粒子は、上記の処理又は反応に供される対象成分と特異的に結合する化学構造、例えばアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、アビジン、ビオチン、ジゴキシゲニン、プロテインＡ、プロテインＧ、錯体化した金属イオン、或いは抗体を備えた表面を有してよく、静電気力、ファンデルワールス力により対象成分と特異的に結合する表面を有してもよい。これによって、反応又は処理に供される対象成分を選択的に磁性体粒子へ吸着させることができる。
磁性体粒子が表面に有する親水性基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。
磁性体粒子は、上記の他に当業者によって適宜選択される種々の要素をさらに含んで構成されることができる。例えば、表面に親水性基を有する磁性体粒子の具体的な態様として、磁性体とシリカ及び／又は陰イオン交換樹脂との混合物からなる粒子、シリカ及び／又は陰イオン交換樹脂で表面を覆われた磁性体粒子、メルカプト基を介して親水性基を有する金で表面が覆われた磁性体粒子、磁性体を含有し表面にメルカプト基を介して親水性基を持つ金粒子などが好ましく挙げられる。
表面に親水性基を有する磁性体粒子の大きさとしては、平均粒径が０．１μｍ〜５００μｍ程度でありうる。平均粒径が小さいと、磁性体粒子は、水系液体層中で磁場から開放された場合に分散した状態で存在しやすくなる。
操作容器内の磁性体粒子を対象成分と共に移動させるための磁場の移動をもたらす、磁場印加手段については特に限定されない。磁場印加手段としては、永久磁石（例えばフェライト磁石やネオジム磁石）や電磁石などの磁力源を用いることができる。磁場印加手段は、操作容器の外側において、操作容器内の水系液体の層又は液滴中に分散している磁性体粒子を操作容器の内壁面（搬送面）に凝集させることができ、且つ操作容器内のゲル層又は液滴封入媒体中において凝集している磁性体粒子を凝集状態のまま運搬することができる程度に操作容器に近接させて配置することができる。これによって、磁場印加手段が操作容器の搬送面を介して磁性体粒子に対して効果的に磁場を生じさせ、磁性体粒子塊とともに対象成分を捕捉及び運搬することができる。
さらに、磁性体粒子は、ゲルの中でも外部からの磁場操作による移動が可能であり、ゲルを通過することができる。これはゲルのチキソトロピックな性質（揺変性）による。すなわち、外からの磁石移動により操作容器内の磁性体粒子が搬送面に沿ってゲルに剪断力を与え、磁性体粒子の進行方向前方のゲルがゾル化し流動化するため、磁性体粒子はそのまま進むことができる。しかも、磁性体粒子が通過した後、剪断力から解放されたゾルは、すみやかにゲル状態に戻るため、ゲルには磁性体粒子通過による貫通孔を形成させることがない。この現象を利用すれば、対象物は磁性粒子を運搬体として容易に移動することができるため、例えば、対象物が供される、液滴で構成された種々の化学的環境を極短時間で切り替えることができる。
［５−２−１．操作管デバイス（キャピラリ状マイクロデバイス）の場合］
操作管を用いた使用例として、核酸を対象成分として含む生体試料を、操作管内で核酸抽出及び洗浄を行う方法（図７）を以下に挙げる。当業者であれば、以下の例を参考にして、核酸以外の対象成分を所望の操作に供する手段を適宜選択することができる。
図７の操作管においては、操作用容器部ａに、細胞溶解液（界面活性剤とグアニジンチオシアネート等のカオトロピック塩とを含む）３ｌ1及び洗浄液３ｌ2〜３ｌ4がゲルプラグ３ｇ1〜３ｇ3及び２ｇと交互に重層された重層物収容され、空気層を介して、回収用容器部ｂに溶出液４が収容されている。
操作部Ａにおいて、対象成分を含む生体試料３０を、試料供給部１２から操作管１内の細胞溶解液３ｌ1に供し、核酸を細胞から遊離させる（図７（１））。遊離した核酸は磁性体粒子６１のシリカ表面に特異的に吸着させることができる。吸着した核酸はそのままでは反応阻害成分を伴っているため遺伝子増幅反応の鋳型として利用できない。このため、表面に核酸を吸着させたまま磁性粒子を洗浄液３ｌ2で洗浄する。この際に反応阻害成分を洗浄液中に大量に持ち込まないようにするため、磁性体粒子６１を磁石６３によって集めて（図７（２））、細胞溶解液３ｌ1と洗浄液３ｌ2とを隔てるゲルプラグ３ｇ1の中を通過させる（図７（３））。磁性体粒子がゲルプラグ３ｇ1内を通過する際、液画分をほとんど引き連れずに洗浄液３ｌ2に到達することができる（図７（４））。このため、高効率で磁性粒子の洗浄を実施することができる。磁性体粒子のさらなるゲルプラグ（３ｇ2、３ｇ3）内の通過及び洗浄液（３ｌ3、３ｌ4）への運搬を繰り返す（図７（５）〜（１０））ことによって、核酸の精製度を上げることができる。磁性体粒子表面に吸着した状態で精製された核酸は磁石によって再び集められ（図７（１１））ゲルプラグ２ｇ内を通過させ（図７（１２））、溶出液４中へ運搬される（図７（１３））。溶出液４中では磁性体粒子から核酸が分離し溶出液中に溶出する。回収物に磁性体粒子の混入を望まない場合は、例えば、核酸を溶出させた磁性体粒子は再びゲルプラグ２ｇにとどめおかれ、回収部Ｂには溶出された精製核酸が残るようにする（図７（１４））。このようにして得られた核酸は、核酸増幅反応による分析が可能な鋳型核酸として有用である。得られた核酸は、本発明の分割方法によって操作管の回収部Ｂを操作部Ａから取り外す（図７（１５））ことによって、完全密閉状態で回収することができる。回収された核酸は、次の操作（核酸増幅反応による分析を行う工程）に供することができる。
上記態様の変形態様として、操作管内の収容物のいずれか（例えば洗浄液３ｌ4や溶出液４）を核酸増幅液に換えることができる。この場合、適切な加温手段を用いて核酸増幅液を適切な温度サイクルに供することによって、抽出及び洗浄した核酸を核酸増幅することができる。増幅された核酸は、本発明の分割方法を用いて回収部Ｂを操作部Ａから取り外すことによって完全密閉状態で回収することができる。
［５−２−２．液滴操作デバイスの場合］
液滴操作デバイスの例として、核酸を対象成分として含む生体試料を、操作管内で核酸抽出、洗浄及び核酸増幅を行う方法（図８）を以下に挙げる。当業者であれば、以下の例を参考にして、核酸以外の対象成分を所望の操作に供する手段を適宜選択することができる。
図８のデバイスを作成するために、容器内に、例えばシリコーンオイルと油ゲル化剤との加熱（例えば９０℃）混和物を例えば充填高さ３ｍｍ程度となるように充填し、温度を下げた（例えば６０℃）後、１個の核酸抽出液の液滴３ｄ１と２個の洗浄液の液滴３ｄ２及び３ｄ 3 と１個のＰＣＲ反応液３ｄ４とをオイル中に置き、室温まで放置することによってオイル全体をゲル化することができる。また、ゲル化したオイル表面に窪みを形成し、そこに磁性シリカ粒子を含む細胞溶解液と核酸含有生体試料との混合物３ｄ’を載せることができる。
蓋をした後、別途、アルミナセラミック板（図示せず）の端を電熱ヒーターで加熱し、板表面に温度勾配が安定して形成された時点で、その上に上記の容器を載せ、放置する。これにより、容器中のゲルの一部（図８における左半分）が熱によりゾル化し、液滴封入媒体として流動性のないゲル５ｇと流動性のあるゾル５ｓとの両方が共存する。
図８（ａ）に示すように、液滴封入媒体５ｇは流動性のないゲル状態であるため、磁力源（磁石）６３を容器１に近づけ、搬送面側から液滴封入媒体５ｇ上の液滴３ｄ’の方向へ磁場を発生させることによって、当該液滴３ｄ’を液滴封入媒体５ｇの上に載せたまま磁性体粒子６１を搬送面方向へ分離することができる。このとき、分離される磁性体粒子６１は磁力により集合体となり、集合体となった磁性体粒子群は、それに吸着した物質及び若干の液体をその周囲に引き連れる。言い換えれば、液滴３ｄ’を母液滴として、磁性体粒子を含む子液滴７１ｂが分離される。分離された子液滴７１ｂは、磁場の誘導に従い、ゲルの三次構造を崩しながら液滴封入媒体５ｇの中を通り、容器搬送面まで沈降させることができる。
図８（ｂ）に示すように、液滴封入媒体５ｇ中、磁性体粒子及びそれに付随する核酸及びその他の成分を含む小液滴７１ｂを移動させ、核酸抽出液からなる別の封入液滴３ｄ1と合体させる（図８（ｃ））ことによって、小液滴７１ｂに含まれていた核酸成分の抽出を行うことができる。さらに磁場の変動を与えることによって、図８（ｄ）及び（ｅ）に示すように、小液滴７１ｂと合体した核酸抽出液からなる封入液滴７１ｃ中から、抽出された核酸が小液滴７１ｅとともに磁性体粒子に付随して分離し、液滴封入媒体５ｇ中へ移動する。
洗浄処理を行う場合も同様に、封入媒体５ｇ中、小液滴７１ｅを移動させ、洗浄液からなる封入液滴３ｄ２と合体させることによって、磁性体粒子の洗浄を行うことができる。磁性体粒子の洗浄を行うことによって、磁性体粒子に吸着する核酸の洗浄を行うことができる。さらに磁場の変動を与えることによって、洗浄液からなる封入液滴中から、洗浄された核酸が、小液滴とともに磁性体粒子に付随して分離し、封入媒体中へ移動する。同様に、洗浄液からなる別の封入液滴３ｄ３と合体させることによって、再度洗浄を行うことができる。
核酸含有試料、又は必要に応じて上記核酸抽出処理及び洗浄処理を経た小液滴７１ｆは、核酸増幅反応液からなる液滴３ｄ4と合体させる（図８（ｆ）、（ｇ））。これによって、増幅すべき核酸と磁性体粒子とを含む核酸増幅反応液からなる液滴７１ｇを得ることができる。液滴３ｄ4を取り囲む液滴封入媒体５ｓは流動性のあるゾル状態であるため、小液滴７１ｆと合体して得られた液滴７１ｇ全体が移動可能である。液滴７１ｇが、温度変化領域における核酸増幅反応開始温度の地点に移動する（図８（ｈ））ことによって、核酸増幅反応を開始することができる。
核酸増幅反応が終了した後は、図８（ｉ）に示すように、増幅産物を含む液滴７１ｉが回収部Ｂ内へ移動され、本発明の分割方法を用いて回収部Ｂを操作部Ａから取り外すことによって増幅産物を完全密閉状態で回収することができる。
［実験例１］
図９に示す容器１を作成した。具体的には、ポリプロピレン製キャピラリ（外径４ｍｍ、内径２ｍｍ）の分割すべき位置（破断を生じさせるべき位置）にノッチ加工を施すことによって破断誘導溝６を形成した。破断誘導溝は、断面Ｖ字形状及びＶ字角が６０°、深さがｄとなるように形成した。容器１の容器部ａを固定具９１によって固定し、容器部ｂを固定具９２によって固定した。この際、固定具９１下端から破断誘導溝６の最も深い部分までの長さが９５ｍｍ、固定具９２の上端から破断誘導溝６の最も深い部分までの長さが５ｍｍとなるように固定した。固定具９１は回転させることなく固定させた。一方、固定具９２にはモーターを接続し、固定具９２に回転トルクを加え、破断誘導溝６において破断を生じさせることにより、容器１を容器部ａと容器部ｂとに分割した。
破断誘導溝の深さｄと、破断誘導溝への応力集中でキャピラリ分割に至らしめる回転トルクとの関係を図１０に示す。結果、この実験例においては、０．３〜０．５ｍｍで８〜１１ｃＮ・ｍの回転トルクを負荷すると、破断誘導溝での応力集中による破断が起きる条件が特に適していることがわかった。上記範囲は、キャピラリの容器デバイスとしての堅牢性を損なわず、且つ、手動では容易に破断できないが機械的に破断分離が再現良く実行できる最適範囲である。
［実験例２］
ポリプロピレン製キャピラリ（外径４ｍｍ、内径２ｍｍ）の分割すべき位置（破断を生じさせるべき位置）に、以下のようにして、破断誘導帯を形成した。キャピラリ外周において、分割すべき位置に２mm幅で７０％（v/v）濃硝酸を塗布し、７０℃で1時間加温することによって、塗布表面から容器壁内部に向けてポリプロピレンを変質させた。最終的に容器壁厚の半分まで変質による黄色化が進行するまで、濃硝酸の塗布及び加温の操作を繰り返した。
破断誘導帯を洗浄し、ブチルゴムを巻きつけて覆うことにより、分割可能な容器を作成した。

Claims (31)

  1. 第１の容器部と第２の容器部とに分割されるために破断されるべき位置に破断誘導部が形成された分割可能な容器であって、
    前記破断誘導部を覆うように外表面に自己融着材が設けられた、分割可能な容器。
  2. 内部に収容物を有する、請求項１に記載の容器。
  3. 対象成分を含む試料を内部で所定の操作に供するための操作容器であって、
    前記第１の容器部が、対象成分を含む試料を所定の操作に供するための操作部であり、
    前記第２の容器部が、前記操作部からの目的物を回収するための回収部であり、
    前記収容物が、前記対象成分が供されるべき操作の場となる、液体、固体、気体及び分散系からなる群から選ばれる操作媒体である、請求項２に記載の容器。
  4. 前記操作部がクロマトグラフィー用カラムから構成され、前記操作媒体がクロマトグラフィー用充填剤及び展開溶媒である、請求項３に記載の容器。
  5. 管状の形状を有し、前記操作媒体が、水系液体層及びゲル層が長手方向に交互に重層された重層物である、請求項３に記載の容器。
  6. 前記操作媒体が、液滴封入媒体及び封入された水系液滴である、請求項３に記載の容器。
  7. 前記自己融着材の外表面に保護部材をさらに有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の容器。
  8. 前記自己融着材の厚さが、容器外周面積１ｃｍ２当たり０．０１〜５ｍｍである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の容器。
  9. 前記破断誘導部が、容器壁厚を減少させる処理及び／又は容器材質の強度を低下させる処理が施された部分である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の容器。
  10. 前記自己融着材が、イソブチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ポリイソブチレン、パラフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、エチレンプロピレンコポリマー、ハイドロゲルポリマー、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、シリコーンゴム及び天然ゴムからなる群から選ばれる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の容器。
  11. 前記自己融着材が５０℃〜１８０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の容器。
  12. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリル酸エステルコポリマーからなる群から選ばれる、請求項１１に記載の容器。
  13. 容器内で対象成分を操作するための操作デバイスであって、
    請求項２〜１２のいずれか１項に記載の容器と、
    対象成分を捕捉し運搬すべき磁性体粒子と、
    前記容器に磁場を印加することによって前記磁性体粒子を前記第１の容器部内から前記第２の容器部内へ移動させることができる磁場印加手段とを含むデバイス。
  14. 第１の容器部と第２の容器部とに分割されるために破断されるべき位置に破断誘導部が形成された分割可能な容器であって、前記破断誘導部を覆うように外表面に自己融着材が設けられ且つ内部に収容物を有する容器を、以下の工程：
    （i）前記容器に外力を加えて前記破断誘導部の位置で破断して、互いに分断されそれぞれ破断口を生じさせられ且つ前記自己融着材を介して接続されている前記第１の容器部と前記第２の容器部とを生じる工程、
    （ii）前記第１の容器部と前記第２の容器部とを互いに引き離して前記自己融着材を伸展させる工程、
    （iii）伸展した前記自己融着材同士を前記第１の容器部と前記第２の容器部との間を塞ぐように融着させて前記収容物を分割する工程、及び
    （iv）前記自己融着材の融着させた部分を切断することによって、前記容器を、前記第１の容器部の破断口が自己融着材によって閉鎖され且つ分割された前記収容物の一方を含む第１の分割構造体と、前記第２の容器部の破断口が自己融着材によって閉鎖され且つ分割された前記収容物の他方を含む第２の分割構造体とに分割する工程
    に供する、容器に収容された物質の分割方法。
  15. 前記工程（i）において、前記外力が、前記工程（ii）において前記第１の容器部と前記第２の容器部とを引き離すべき方向を軸としたねじり力である、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記ねじり力が、８〜１１ｃＮ・ｍである、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記工程（iii）及び前記工程（iv）において、前記第１の容器部と前記第２の容器部
    とを引き離した方向を軸としてねじることによって、前記伸展させた自己融着材同士の融着及び前記融着させた部分の切断を行う、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記工程（iii）において、伸展させた自己融着材同士を、外部から圧着用手段で挟んで融着させ、前記工程（iv）において、前記融着させた部分を、切断手段によって切断する、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  19. 前記圧着用手段と前記切断手段とが別々に用意される、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記圧着用手段が一対の圧着用部材からなり、
    前記切断手段が、前記一対の圧着用部材のうちの一方の部材内に平板状切断刃が貫通可能に設けられた態様で用意され、前記工程（iv）における融着させた部分の切断が、前記平板状切断刃を貫通させることによって行われる、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記（i）〜（iv）の工程に供されるべき前記容器が、前記自己融着材の外表面に保護部材をさらに有する、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の方法。
  22. 前記自己融着材の厚さが、容器外周面積１ｃｍ２当たり０．０１〜５ｍｍである、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の方法。
  23. 前記破断誘導部が、容器壁厚を減少させる処理及び／又は容器材質の強度を低下させる処理が施された部分である、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の方法。
  24. 前記自己融着材が、イソブチレン−イソプレンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンコポリマー、ポリイソブチレン、パラフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、エチレンプロピレンコポリマー、ハイドロゲルポリマー、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、シリコーンゴム及び天然ゴムからなる群から選ばれる、請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の方法。
  25. 前記自己融着材が５０℃〜１８０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂である、請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の方法。
  26. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリル酸エステルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−アクリル酸エステルコポリマーからなる群から選ばれる、請求項２５に記載の方法。
  27. 前記容器が、対象成分を含む試料を内部で所定の操作に供するための操作容器であって、
    前記第１の容器部が、対象成分を含む試料を所定の操作に供するための操作部であり、
    前記第２の容器部が、前記操作部からの目的物を回収するための回収部であり、
    前記収容物が、前記対象成分が供されるべき操作の場となる、液体、固体、気体及び分散系からなる群から選ばれる操作媒体であり、
    前記工程（i）の前に、前記操作容器を、前記試料の所定の操作及び前記目的物の回収に供する工程をさらに含む、請求項１４〜２６のいずれか１項に記載の方法。
  28. 前記操作部がクロマトグラフィー用カラムから構成され、前記操作媒体がクロマトグラフィー用充填剤及び展開溶媒である、請求項２７に記載の方法。
  29. 前記操作容器が管状の形状を有し、前記操作媒体が、水系液体層及びゲル層が長手方向に交互に重層された重層物である、請求項２７に記載の方法。
  30. 前記操作媒体が、液滴封入媒体及び封入された水系液滴である、請求項２７に記載の方法。
  31. 前記操作部が、前記操作容器内に試料を供給するための試料供給部であって開口可能に閉鎖されたものを有し、前記試料を供給する工程後、前記工程（iv）終了まで、前記収容物の完全密閉状態が保たれる、請求項２９又は３０に記載の方法。
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