JP6052384B2 - 核酸濃縮回収用カートリッジ、核酸濃縮回収方法、及び該カートリッジの製造方法 - Google Patents
核酸濃縮回収用カートリッジ、核酸濃縮回収方法、及び該カートリッジの製造方法 Download PDFInfo
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Description
この核酸濃縮回収用カートリッジにおいて、前記高分子ゲルはアニオン性官能基を含有することが好ましい。
また、前記ゲル保持部の前記高分子ゲルに対する接触部位は、親水化処理が施されてもよい。このとき、前記ゲル保持部の前記高分子ゲルに対する接触部位は、シリカによって製膜されてもよい。さらに、前記高分子ゲルは、所定形状を有する前記ゲル保持部に嵌合されることで保持されていてもよい。
さらに、この核酸濃縮回収用カートリッジにおいて、前記高分子ゲルと負極端との間のチャネル容積が、正極端と高分子ゲルとの間のチャネル容積に比して大きく形成されていることが好ましい。
また、前記電極は、スパッタまたは蒸着により形成されていてもよい。このとき、前記電極は、金または白金を含んでなるものであってもよい。
この核酸濃縮回収方法では、移動する核酸を高分子ゲルによって堰き止めることによって、核酸を高分子ゲル近傍に濃縮できる。
この核酸濃縮回収方法の前記手順において、前記高分子ゲルにはアニオン性官能基を含有させることが好ましく、また、前記高分子ゲルは核酸の泳動方向に凹となる形状に前記チャネルに配することが好ましい。
さらに、この核酸濃縮回収方法においては、前記電気泳動の後、前記チャネルの両端に逆電圧を印加する手順を行うことが好ましい。
この製造方法の前記工程においては、アニオン性官能基を有するモノマー溶液を用いることが好ましく、また、前記高分子ゲルを負極から正極に向かって凹となる形状にゲル化させることが好ましい。
1.本技術の第1実施形態に係る核酸濃縮回収用カートリッジと核酸濃縮回収方法
(1)核酸濃縮回収用カートリッジ
(2)核酸濃縮回収方法
2.本技術の第1実施形態に係る核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法と核酸濃縮回収
用カートリッジの変形例
(1)核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法
(2)核酸濃縮回収用カートリッジの変形例
(3)核酸濃縮回収用カートリッジの他の変形例
3.本技術の第2実施形態に係る核酸濃縮回収用カートリッジと核酸濃縮回収方法
(1)核酸濃縮回収用カートリッジ
(2)核酸濃縮回収方法
4.本技術の第2実施形態に係る核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法
(1)核酸濃縮回収用カートリッジ
図1は、本技術に係る核酸濃縮回収用カートリッジの構成と、該カートリッジを用いた核酸濃縮回収方法の手順を説明する模式図である。
図1(B)〜(D)を参照して、核酸濃縮回収用カートリッジ1を用いた核酸濃縮回収方法の手順を説明する。
(1)核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法
本技術に係る核酸濃縮回収用カートリッジ1は、基板上に形成されたチャネル11内に導入されたモノマー溶液を光重合によって所定の形状にゲル化させて高分子ゲル14を形成することによって製造することができる。
図2〜図4は、本技術に係る核酸濃縮回収用カートリッジの変形例の構成を説明するための模式図である。
図5〜図7は、本技術に係る核酸濃縮回収用カートリッジの他の変形例の構成を説明するための模式図である。なお、以下、図5〜図7を参照しながら説明する本変形例では、図3に示す核酸濃縮用回収用カートリッジ1に基づいて、チャネル11にゲル保持部15が設けられる例を挙げるが、本技術はかかる例に限定されるものではない。例えば、図1、図2(A)、図2(B)、図3を参照しながら説明した各核酸濃縮用回収用カートリッジ1にゲル保持部15が設けられていてもよい。
(1)核酸濃縮回収用カートリッジ
図8は、本技術の第2実施形態に係る核酸濃縮回収用カートリッジの構成と、該カートリッジを用いた核酸濃縮回収方法の手順を説明する模式図である。
図8(B)〜(D)を参照して、本実施形態に係る核酸濃縮用回収用カートリッジを用いた核酸濃縮回収方法の手順を説明する。
本技術に係る核酸濃縮用回収用カートリッジは、チャネル11内に導入されたモノマー溶液を光重合によって所定の形状にゲル化させて高分子ゲル14を形成することによって製造することができる。
1.核酸濃縮回収用カートリッジの製造
PMMA製基板に、幅5mm、長さ60mm、深さ2mmのチャネルを形成した。チャネルの両端には、白金線(径0.5mm、長さ10mm、株式会社ニラコ)により形成した正極及び負極を配した。このチャネルに、「表1」及び「表2」に従って調製したアクリルアミド溶液(溶液2)を充填した。共焦点レーザ走査顕微鏡(オリンパス、FV1000)を用いてアクリルアミドの光重合を行い、チャネル内に幅5mm、長さ3mmの高分子ゲルを形成した。その後、重合していないアクリルアミド溶液を電気泳動用緩衝液(1×TBE)に置換した。
2.核酸の濃縮回収
実施例1で作製した核酸濃縮回収用カートリッジを用いて核酸の濃縮を行った。チャネルの高分子ゲルと負極側との間に、サンプル(Cy3修飾オリゴヌクレオチド、20mer、1μg/mL)を500μl導入した。電極に電圧を印加し、75V,1mAにて電気泳動を行い、移動するサンプルを共焦点レーザ走査顕微鏡により観察した。
3.高分子ゲルの酸解離定数(pKa)の検討
本実施例では、高分子ゲルに含有させるアニオン性官能基のpKaと、核酸の濃縮効率との関係を検討した。実施例1で用いたアクリルアミド溶液(溶液2)中のアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸(pKa:1.0)を、アクリルアミドメチルプロパンカルボン酸(pKa:3.6)あるいはアクリルアミドメチルカルボン酸(pKa:4.6)として高分子ゲルを形成し、核酸濃縮回収用チップを作製した。各核酸濃縮回収用チップを用いて、実施例2に記載の方法により核酸の濃縮を行った。
4.チャネル容量の検討
本実施例では、図4に示す形状の核酸濃縮回収用カートリッジを用いて核酸濃縮を行う条件で調製したものとした。高分子ゲルを境に負極側の円弧形状のチャネルは、半径:40mm、中心角:90度の扇形とし、深さ:2mmとした。すなわち、上記チャネルの容量を2512(=[40×40×3.14×2]/4)μlとした。また、正極及び負極には、金(Au)でスパッタしたものを用いた。ここで、核酸が高分子ゲル14に堰止められる領域を幅2mm、長さ0.1mm、深さ2mmとすると、理論上、核酸は6300倍に濃縮される。
Claims (15)
- 液体を導入可能なチャネルが形成され、チャネルの所定箇所に高分子ゲルが配され、チャネルの両端に電極が配され、
前記チャネルの少なくとも一部は、前記高分子ゲルを保持するゲル保持部により構成され、かつ、
前記高分子ゲルが、負極から正極に向かって凹となる形状とされた核酸濃縮回収用カートリッジ。 - 前記高分子ゲルが、アニオン性官能基を含有する請求項1記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記ゲル保持部の前記高分子ゲルに対する接触部位は、親水化処理が施されている請求項1又は2記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記ゲル保持部の前記高分子ゲルに対する接触部位は、シリカによって製膜されている請求項3記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記高分子ゲルは、所定形状を有する前記ゲル保持部に嵌合されることで保持される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記高分子ゲルと負極端との間のチャネル容積が、正極端と高分子ゲルとの間のチャネル容積に比して大きく形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記電極は、スパッタまたは蒸着により形成された請求項1〜6のいずれか一項に記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 前記電極は、金または白金を含んでなる請求項7記載の核酸濃縮回収用カートリッジ。
- 緩衝液が充填され、所定箇所に高分子ゲルが配されたチャネルの両端に電圧を印加し、
高分子ゲルと負極端との間に導入された核酸を電気泳動させ、正極端へ移動する核酸を高分子ゲルによって堰き止める手順を含む核酸濃縮回収方法。 - 前記手順において、前記高分子ゲルに、アニオン性官能基を含有させる請求項9記載の核酸濃縮回収方法。
- 前記手順において、前記高分子ゲルを、核酸の泳動方向に凹となる形状に前記チャネルに配する請求項9又は10記載の核酸濃縮回収方法。
- 前記電気泳動の後、前記チャネルの両端に逆電圧を印加する手順を含む請求項9〜11のいずれか一項に記載の核酸濃縮回収方法。
- 基板上に形成されたチャネル内に導入されたモノマー溶液を光重合によって所定の形状にゲル化させて前記高分子ゲルを形成する工程を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法。
- 前記工程において、アニオン性官能基を有するモノマー溶液を用いる請求項13記載の核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法。
- 前記工程において、前記高分子ゲルを、負極から正極に向かって凹となる形状にゲル化させる請求項13又は14記載の核酸濃縮回収用カートリッジの製造方法。
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