JP6233498B2 - 磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置 - Google Patents
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Description
本発明は、磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置に関し、特に、凝集した磁性体粒子を分散させるための磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置に関するものである。
磁性体粒子を用いて生体試料から特定成分を分離、精製、検出などをするためには、目的成分を保持した磁性体粒子と夾雑成分とを分離させる必要がある。例えば、血液からのＤＮＡ（デオキシリボ核酸）を抽出する例を挙げる。まず、試料にプロテアーゼを含む細胞溶解液を混合する。細胞破壊及びタンパク質の分解によってＤＮＡが液中に遊離される。次に、シリカ磁気ビーズなどに目的のＤＮＡを吸着させる。夾雑成分を洗浄除去する。最後に磁性体粒子からＤＮＡを溶出させて回収する。
例えば特許文献１に記載されているように、遺伝子検査を目的とした核酸精製法においては、核酸がシリカに特異的に吸着する性質を利用して、有害試薬を用いることなく簡便に核酸を抽出及び精製する方法が採用されている。特に、シリカ表面を持つ磁性体粒子を用いた精製法は、自動化に有利であり、各社から核酸抽出精製装置として市販されている。
このような装置は、薬液によって試料を溶解して核酸を遊離した状態にし、そこに磁性体粒子を添加することでシリカ表面に核酸を特異的に吸着させ、続く洗浄工程で夾雑成分を除いた後、核酸のみを回収する工程を経て核酸精製試料を得ることを可能にする。遺伝子検査では、このような装置から回収された核酸を用いて、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）に代表される遺伝子増幅法が実施される。
また、試料中に含まれる抗体や抗原の濃度を検出及び定量する際に用いられる方法であるＥＬＩＳＡ法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay）においても、特定成分との結合表面を持つ磁性体粒を用いた方法は、同様に自動検査システムの構築に有利である。
例えば血液などの生体試料から特定成分を分離する際、試料中の蛋白質などの夾雑成分によって磁性体粒子が分散困難な凝集塊を形成してしまう。その結果、目的成分を保持した磁性体粒子からの夾雑成分の除去やその後の目的成分の溶出が阻害され、回収された目的成分の純度や回収率が低下するという問題があった。
本発明は、凝集した磁性体粒子を分散させることを目的とするものである。
本発明にかかる磁性体粒子分散方法は、凝集した磁性体粒子を分散させるための方法であって、上記磁性体粒子よりも大きい開孔を有する仕切り部材が内部に配置された容器状構造体内に上記凝集した磁性体粒子を収容するステップと、上記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって上記仕切り部材の表面で上記凝集した磁性体粒子を擦過させて上記凝集した磁性体粒子を分散させ、分散した磁性体粒子を上記開孔を介して回収するステップと、を含んでいる。
本発明にかかる磁性体粒子分散装置は、凝集した磁性体粒子を分散させるための装置であって、上記磁性体粒子よりも大きい開孔を有する仕切り部材と、上記仕切り部材が内部に配置された容器状構造体と、上記容器状構造体内に収容された上記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって上記仕切り部材の表面で上記凝集した磁性体粒子を擦過させて上記凝集した磁性体粒子を分散させるための磁場発生機構と、を備えているものである。
本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置は、凝集した磁性体粒子を分散させることができる。
本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置において、上記仕切り部材の一例は網状構造体である。
また、本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置において、上記仕切り部材の他の例は、上記凝集した磁性体粒子が擦過される面に突起部を備えているおろし器状構造体である。
ただし、上記仕切り部材は上記網状構造体及び上記おろし器状構造体に限定されない。
また、本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置において、上記仕切り部材の他の例は、上記凝集した磁性体粒子が擦過される面に突起部を備えているおろし器状構造体である。
ただし、上記仕切り部材は上記網状構造体及び上記おろし器状構造体に限定されない。
本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置において、上記仕切り部材の材料の一例は、合成樹脂、金属、シリコン、ガラス、セラミックス又はそれらの組合せである。上記合成樹脂は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素、シリコーン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などである。上記金属は、例えば、チタン、ステンレス合金、金、プラチナなどの金属、並びにそれら合金である。なお、上記仕切り部材の材料は、上記に挙げられたものに限定されず、他の材料であってもよい。
本発明の磁性体粒子分散方法は、例えば、上記容器状構造体の周囲で磁石を移動させることによって上記仕切り部材の表面で上記凝集した磁性体粒子を擦過させる。ただし、本発明の磁性体粒子分散方法において、上記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって上記仕切り部材の表面で上記凝集した磁性体粒子を擦過させる方法は、これに限定されず、他の方法であってもよい。
本発明の磁性体粒子分散装置において、上記磁場発生機構の一例は、上記容器状構造体の周囲に配置される磁石と、上記磁石を移動させる磁石移動機構とを備えている。ただし、上記磁場発生機構はこの構成に限定されない。上記磁場発生機構は、上記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって上記仕切り部材の表面で上記凝集した磁性体粒子を擦過させることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
以下に説明する実施例では、磁性体粒子を用いたＤＮＡ抽出を例に挙げて本発明が説明される。生体試料からのＤＮＡ抽出において、磁性体粒子を用いた方法は有用である。しかし、検体として一般的に対象に挙がる全血からのＤＮＡ抽出では、特に血液由来成分よって磁性体粒子が凝集しやすい。例えば試料中の夾雑成分である蛋白質などによって磁性体粒子の凝集が起こる。磁性体粒子が凝集すると、洗浄不足に起因して、抽出されたＤＮＡの純度低下や溶出障害による回収率低下が起こりやすいという不具合が生じる。
そこで、本発明は、洗浄及び回収操作を行なう際、例えばメッシュなどの網状構造体や調理用のすりおろし器など、粉砕物を通過させる構造体を利用する。本発明は、そのような構造体を個々の磁性体粒子よりも大きい開孔を有する仕切り部材として用いる。本発明は、凝集した磁性体粒子を磁場操作によって仕切り部材において分散させる。本発明は、凝集した磁性体粒子を分散させるので、磁性体粒子の洗浄操作及び溶出操作の効率を上げることが可能となる。
仕切り部材の材料は、使用される化学薬品の特性や酵素反応などを阻害しない不活性であるものであればよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＥＫ、フッソ、シリコーン樹脂や、チタン、ＳＵＳ（３００番系）、金、プラチナやそのメッキなどが仕切り部材の材料例として挙げられる。ただし、仕切り部材の材料は、使用される化学薬品の特性や酵素反応などを阻害しない不活性なものであれば、これらに限定されるものではない。
仕切り部材における開孔の大きさは磁性体粒子よりも大きければよい。仕切り部材の材料や、開孔の配置、形状及び大きさは凝集した磁性体粒子の状態に合わせ選定されることが好ましい。ただし、仕切り部材の材料や、開孔の配置、形状及び大きさは、凝集した磁性体粒子の状態に合わせ選定されることに限定されることはない。仕切り部材の開孔は、少なくとも、凝集した磁性体粒子が分散された個々の磁性体粒子が通過可能な大きさであればよい。また、仕切り部材は、開孔を有する部材が複数枚重ね合わせられることによって構成されていてもよい。
なお、本発明において、仕切り部材の開孔を通過する磁性体粒子は個々の磁性体粒子に限定されない。本発明において、仕切り部材の開孔を通過する磁性体粒子には、凝集した磁性体粒子が分散されて、小さくなった磁性体粒子塊が含まれていてもよい。この場合でも、凝集した磁性体粒子が分散されない場合に比べて、目的成分の純度や回収率は向上する。
また、仕切り部材の開孔の大きさは凝集した磁性体粒子よりも小さいことが好ましい。ただし、仕切り部材の開孔の大きさは凝集した磁性体粒子よりも大きくてもよい。この場合であっても、凝集した磁性体粒子は仕切り部材の表面で擦過されることによって分散される。
例えば、仕切り部材がメッシュ（網状構造体）で形成されており、磁性体粒子が磁気ビーズである場合、メッシュの目開き（開孔）の大きさは、磁気ビーズの直径に合わせればよい。例えば磁気ビーズの直径が０.１〜５μｍ（マイクロメートル）である場合、仕切り部材として５００メッシュ（目開き２０μｍ）程度のものが複数枚重ね合わせて使用される例が挙げられる。
仕切り部材は、例えば、容器状構造体としてのＤＮＡ抽出用容器に収容される溶液をほぼ二分する位置に仕切りとして配置される。例えば磁石による磁場によって磁性体粒子が操作されると、凝集した磁性体粒子は仕切り部材の表面で擦れる際に再分散される。本発明は、凝集した磁性体粒子を再分散させることによって、磁性体粒子の洗浄効率及び目的成分の回収率を向上させることができる。
図８は、磁性体粒子を用いたＤＮＡ抽出の操作を説明するための模式図である。図８中のかっこ数字は以下に説明する工程（１）から（５）に対応している。
（１）容器１０１の中に試料１０３が収容される。容器１０１内の試料１０３が粉砕される。
（２）細胞を溶解するための試薬１０５が注入器１０７を用いて容器１０１に注入される。試料１０３中の細胞が溶解する。
（２）細胞を溶解するための試薬１０５が注入器１０７を用いて容器１０１に注入される。試料１０３中の細胞が溶解する。
（３）磁気体粒子がシリカでコーティングされた磁気ビーズ１０９が注入器１０７を用いて容器１０１に注入される。試料中のＤＮＡが磁気ビーズ１０９に吸着する。このとき、試料中の蛋白質などの夾雑成分によって磁気ビーズ１０９の凝集が起こる。
（４）磁力によって磁気ビーズ１０９が分離される。分離された磁気ビーズ１０９は洗浄用の試薬１１１を用いて洗浄される。この洗浄操作は例えば２回行なわれる。
（５）磁力によって磁気ビーズ１０９が分離される。ＤＮＡを分離するための試薬１１３によってＤＮＡ１１５が抽出される。
（５）磁力によって磁気ビーズ１０９が分離される。ＤＮＡを分離するための試薬１１３によってＤＮＡ１１５が抽出される。
本発明の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置は、例えば、図８を参照して説明された上記工程（３）と（４）の間の操作で用いられる。
図１は、磁性体粒子分散装置の一実施例を説明するための模式図である。図２は、同実施例の全体の構成を説明するための模式図である。図３は、同実施例の磁場発生機構７を説明するための平面模式図である。
磁性体粒子分散装置１は、例えば、シリカでコーティングされた磁性体粒子を用いたヒト全血からのＤＮＡ抽出で使用される。磁性体粒子分散装置１は、仕切り部材３、メッシュ固定用ジグ３ａ、ＤＮＡ抽出用容器５（容器状構造体）、磁場発生機構７及び容器固定ジグ９を備えている。
仕切り部材３は磁性体粒子１１の大きさよりも大きい開孔を有している。仕切り部材３はＤＮＡ抽出用容器５の内部に配置されている。仕切り部材３の配置位置は、例えばメッシュ固定用ジグ３ａによって位置決めされている。仕切り部材３は、例えば、ＤＮＡ抽出用容器５に収容される溶液をほぼ二分する位置に仕切りとして配置されている。
仕切り部材３は例えばメッシュ（網状構造体）によって形成されている。仕切り部材３のメッシュ編み目サイズは例えば２０〜２００μｍ程度である。仕切り部材３のメッシュ編み目サイズは、形成される凝集した磁性体粒子１１ａの凝集塊の大きさによって変更されることが好ましい。仕切り部材３を構成するメッシュは、１枚のメッシュで形成されていてもよいし、複数枚のメッシュが重ねられていてもよい。なお、仕切り部材３の開孔のサイズは、少なくとも磁性体粒子１１の大きさよりも大きく、かつ、凝集した磁性体粒子１１ａを分散させる機能があれば、これらの範囲に限定されるものではない。
仕切り部材３を構成するメッシュの材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＥＫ、フッ素、シリコーンなどの樹脂や、チタン、ステンレス合金、金、プラチナなどの金属、又はそのメッキなどである。なお、仕切り部材３の材料は、化学薬品による腐食や酵素反応を阻害しない不活性なものであればこれらに限定されるものではない。
磁場発生機構７は、ＤＮＡ抽出用容器５体内に収容された凝集した磁性体粒子１１ａに磁場を印加するためのものである。磁場発生機構７は、磁場を印加することによって、仕切り部材３の表面で凝集した磁性体粒子１１ａを擦過させて凝集した磁性体粒子１１ａを分散させる。
磁場発生機構７は、例えば、磁石７ａ、磁石支持部材７ｂ、ヒゲゼンマイ７ｃ、ヒゲゼンマイ支持体７ｄ及び固定台７ｅを備えている。磁石支持部材７ｂ、ヒゲゼンマイ７ｃ、ヒゲゼンマイ支持体７ｄ及び固定台７ｅは磁石７ａを移動させるための磁石移動機構を構成している。
磁石７ａは２個設けられている。磁石７ａは例えばネオジム磁石である。
磁石支持部材７ｂは２個の磁石７ａがＤＮＡ抽出用容器５を挟んで配置されるように磁石７ａを支持している。磁石支持部材７ｂの支柱は固定台７ｅに回転可能に支持されている。磁石支持部材７ｂはヒゲゼンマイ７ｃによって例えばアナログ時計で用いられるテンプと同様に回転振動される。
磁石支持部材７ｂは２個の磁石７ａがＤＮＡ抽出用容器５を挟んで配置されるように磁石７ａを支持している。磁石支持部材７ｂの支柱は固定台７ｅに回転可能に支持されている。磁石支持部材７ｂはヒゲゼンマイ７ｃによって例えばアナログ時計で用いられるテンプと同様に回転振動される。
ヒゲゼンマイ７ｃは磁石支持部材７ｂを回転振動させるためのものである。ヒゲゼンマイ７ｃの内周側の端部は磁石支持部材７ｂの支柱に固定されている。ヒゲゼンマイ７ｃの外周側の端部はヒゲゼンマイ支持体７ｄに固定されている。
ヒゲゼンマイ支持体７ｄは固定台７ｅに固定されている。
ヒゲゼンマイ支持体７ｄは固定台７ｅに固定されている。
容器固定ジグ９はＤＮＡ抽出用容器５を着脱可能に支持するためのものである。容器固定ジグ９はＤＮＡ抽出用容器５を挟むためのクリップ９ａを備えている。
ＤＮＡ抽出用容器５にＤＮＡ含有溶液１３が収容されている。
ＤＮＡ抽出用容器５にＤＮＡ含有溶液１３が収容されている。
図１及び図２を参照して血液試料からのＤＮＡ抽出の操作を簡単に説明する。
定法に従って血液試料をプロテアーゼ処理する。シリカでコーティングされた磁性体粒子１１を添加する。磁性体粒子１１にＤＮＡが吸着される。血液試料中の蛋白質などの夾雑成分によって磁性体粒子１１の凝集が起こり、凝集した磁性体粒子１１ａが形成される。
定法に従って血液試料をプロテアーゼ処理する。シリカでコーティングされた磁性体粒子１１を添加する。磁性体粒子１１にＤＮＡが吸着される。血液試料中の蛋白質などの夾雑成分によって磁性体粒子１１の凝集が起こり、凝集した磁性体粒子１１ａが形成される。
凝集した磁性体粒子１１ａを含むＤＮＡ含有溶液１３をＤＮＡ抽出用容器５に投入する。ＤＮＡ抽出用容器５を磁性体粒子分散装置１の容器固定ジグ９に配置する。
磁石７ａをＤＮＡ抽出用容器５に沿って数回揺動させる。例えば、操作者が指などを使って磁石７ａをはじくことにより、磁石７ａ及び磁石支持部材７ｂはヒゲゼンマイ７ｃの弾性によって回転振動する。磁石７ａ及び磁石支持部材７ｂは数回揺動される。凝集した磁性体粒子１１ａは磁石７ａが作る磁場によって仕切り部材３の表面で擦過される。これにより、凝集した磁性体粒子１１ａは分散される。
分散した磁性体粒子１１を、磁石７ａを使って仕切り部材３の開孔を通過させて集める。溶液の上清を除去した後、後述の２種の洗浄液を用いて、凝集した磁性体粒子１１ａを仕切り部材３の表面で擦過させたときの操作と同様の操作を繰り返す。
ＤＮＡ抽出用容器５を磁性体粒子分散装置１から取り外す。最終工程としてＤＮＡ溶出液に洗浄後の磁性体粒子１１を分散させ、磁性体粒子１１からＤＮＡを液中に溶出させる。なお、ＤＮＡ溶出液は磁石操作で磁性体粒子１１を除去した後に回収される。
より具体的な操作条件の例を説明する。
まず、別容器を用いて、ヒト全血２００μＬ（マイクロリットル）に対して０.５ｍｇ／ｍＬ（ミリグラム／ミリリットル）の濃度でｐｒｏｔｅｉｎａｓｅＫ（ロシュ社の製品）を０.０１ｍＬ添加した。別容器は、例えば、容量が１.５ｍＬ（ミリリットル）ポリプロピレン製チューブである。
まず、別容器を用いて、ヒト全血２００μＬ（マイクロリットル）に対して０.５ｍｇ／ｍＬ（ミリグラム／ミリリットル）の濃度でｐｒｏｔｅｉｎａｓｅＫ（ロシュ社の製品）を０.０１ｍＬ添加した。別容器は、例えば、容量が１.５ｍＬ（ミリリットル）ポリプロピレン製チューブである。
その溶液に対して、細胞溶解液を０.４ｍＬ添加し、６８℃、５分間の条件で蛋白質分解反応を行った。細胞溶解液の組成は、例えば、３０ｍＭ トリス塩酸緩衝液ｐＨ８.０， ３０ｍＭ ＥＤＴＡ， ５％ Ｔｗｅｅｎ−２０， ０.５％ Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００， ８００ｍＭ 塩酸グアニジンである。
反応後、イソプロパノールに懸濁したゲノムＤＮＡ抽出用シリカ磁性体粒子（５ｍｇ／ｍＬ（東洋紡の製品））を１００μＬ添加し、５分間混合した。その溶液を図１及び２に示したＤＮＡ抽出用容器５に移し、凝縮した磁性体粒子１１ａの分散操作、磁性体粒子１１の洗浄操作及びＤＮＡの溶出操作を行った。
洗浄液は二種類の洗浄液Ａと洗浄液Ｂが用いられた。
洗浄液Ａの組成は、例えば、３７％（ｖ／ｖ）エタノール， ４.８Ｍ 塩酸グアニジン， ２０ｍＭ トリス塩酸緩衝液である。
洗浄液Ｂの組成は、例えば、８０％（ｖ／ｖ）エタノール， ２０ｍＭ 塩化ナトリウム， ２ｍＭ トリス塩酸緩衝液ｐＨ７.６である。
洗浄液Ａと洗浄液Ｂをそれぞれ０.５ｍＬ用いて各一回の洗浄操作を行った。
洗浄液Ａの組成は、例えば、３７％（ｖ／ｖ）エタノール， ４.８Ｍ 塩酸グアニジン， ２０ｍＭ トリス塩酸緩衝液である。
洗浄液Ｂの組成は、例えば、８０％（ｖ／ｖ）エタノール， ２０ｍＭ 塩化ナトリウム， ２ｍＭ トリス塩酸緩衝液ｐＨ７.６である。
洗浄液Ａと洗浄液Ｂをそれぞれ０.５ｍＬ用いて各一回の洗浄操作を行った。
最後にＤＮＡ溶出液を用いてＤＮＡの溶出操作を行った。ＤＮＡ溶出液の組成は、例えば、１０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ， ｐＨ８.０， １ｍＭ ＥＤＴＡである。
図１及び２に示したＤＮＡ抽出用容器５を用いてヒト全血から抽出したＤＮＡを紫外部吸収スペクトルで分析した。
図４は、実施例によって分散操作が行われたＤＮＡの吸収曲線と、通常法によって分散操作が行われたＤＮＡの吸収曲線を示す図である。図４において、実施例の吸収曲線は、上記磁性体粒子分散操作の実施例を含む上記ＤＮＡ抽出操作によって抽出されたＤＮＡの吸収曲線である。通常法の吸収曲線は、仕切り部材３を持たない容器を用いて磁石によって集められた磁性体粒子をマイクロピペットで分散させる一般的な手法によって抽出されたＤＮＡの吸収曲線である。
図４は、実施例によって分散操作が行われたＤＮＡの吸収曲線と、通常法によって分散操作が行われたＤＮＡの吸収曲線を示す図である。図４において、実施例の吸収曲線は、上記磁性体粒子分散操作の実施例を含む上記ＤＮＡ抽出操作によって抽出されたＤＮＡの吸収曲線である。通常法の吸収曲線は、仕切り部材３を持たない容器を用いて磁石によって集められた磁性体粒子をマイクロピペットで分散させる一般的な手法によって抽出されたＤＮＡの吸収曲線である。
一般的な手法における磁性体粒子の分散操作では、上記洗浄液Ａ，Ｂ及び溶出液を用いたマイクロピペットによる液の出し入れによって発生する水流によって凝集した磁性体粒子が分散される。
他方、上記実施例における凝集した磁性体粒子１１ａの分散操作では、図１及び２に示された仕切り部材３が配置されたＤＮＡ抽出用容器５を用いて上述の通り操作が行なわれる。
各方法で得られたＤＮＡ抽出液の紫外部吸収スペクトルを比較する。通常法では、吸光度２６０／２８０による純度値は１.４７９であった。他方、実施例の方法では、吸光度２６０／２８０による純度値は１.７９３であった。
吸収スペクトル曲線の形状を比較する。実施例の方法では、ＤＮＡに特異的な波長２６０ｎｍのピークが明確に確認できる。他方、通常法では、波長２６０ｎｍのピークはショルダー状である。吸収スペクトル曲線の形状から、通常法では残留低分子が多量に含まれていることがわかる。
このように、上記実施例の磁性体粒子分散方法及び磁性体粒子分散装置は、洗浄において効率的に機能していることがわかる。
図５は、磁性体粒子分散装置の他の実施例を説明するための模式図である。図６は、同実施例の全体の構成を説明するための模式図である。図５及び図６において、図１、図２及び図３と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例の磁性体粒子分散装置１において、例えばメッシュからなる仕切り部材３はＤＮＡ抽出用容器５内で１つのメッシュ固定用ジグ３ａによって固定されている。本発明において、容器状構造体の内部に配置される仕切り部材は、凝集した磁性体粒子を分散させるような配置であれば、どのように配置されていてもよい。
例えば、ＤＮＡ抽出用容器５は容器固定ジグ９によって斜めに保持される。
磁場発生機構７は、図２に示された磁場発生機構７の配置と比較して、例えば９０度回転して固定されている。磁石７ａは、ＤＮＡ抽出用容器５の近傍においてＤＮＡ抽出用容器５の壁面に沿うように回転振動される。
磁場発生機構７は、図２に示された磁場発生機構７の配置と比較して、例えば９０度回転して固定されている。磁石７ａは、ＤＮＡ抽出用容器５の近傍においてＤＮＡ抽出用容器５の壁面に沿うように回転振動される。
この実施例の磁性体粒子分散装置１は、図１、図２及び図３を参照して説明した磁性体粒子装置の実施例と同様に、凝集した磁性体粒子１１ａに磁場を印加することによって仕切り部材３の表面で凝集した磁性体粒子１１ａを擦過させて分散させることができる。
上記実施例では、仕切り部材３としてメッシュが用いられているが、本発明において仕切り部材はメッシュに限定されない。
図７は、仕切り部材の他の例を説明するための模式図である。
仕切り部材１５は複数の開孔１５ａと複数の突起部１５ｂを備えている。開孔１５ａは貫通孔によって形成されている。突起部１５ｂは、凝集した磁性体粒子が擦過される面に配置されている。仕切り部材１５は、例えば調理用すりおろし器のような、おろし器状構造体を有する。
仕切り部材１５は複数の開孔１５ａと複数の突起部１５ｂを備えている。開孔１５ａは貫通孔によって形成されている。突起部１５ｂは、凝集した磁性体粒子が擦過される面に配置されている。仕切り部材１５は、例えば調理用すりおろし器のような、おろし器状構造体を有する。
仕切り部材１５は例えば一表面に多数の突起部１５ｂを有している。開孔１５ａは、凝集した磁性体粒子が擦過されて形成された粉砕物を通過させるためのものである。
仕切り部材１５の材料は、例えば金属、ここではＳＵＳ（３００番系）である。例えば、仕切り部材１５の開孔１５ａ及び突起部１５ｂはエンボス加工によって形成される。ただし、仕切り部材１５の材料及び形成方法はこれに限定されない。
以上、本発明の実施例を説明したが、実施例における構成、配置、材料、数値などは一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例では、網状構造体の仕切り部材３又はおろし器状構造体の仕切り部材１５が用いられているが、本発明において仕切り部材はこれらに限定されない。本発明において、仕切り部材は、用いられる磁性体粒子よりも大きい開孔を有し、表面で凝集した磁性体粒子が擦過されることによって凝集した磁性体粒子を分散させることができる構造であれば、どのような構造であってもよい。
また、上記実施例では、容器状構造体としてＤＮＡ抽出用容器５が用いられているが、本発明において容器状構造体はこれに限定されない。本発明において、容器状構造体は、上記前記仕切り部材を内部に配置することができるものであれば、材料及び構造を特に限定されない。
また、上記実施例では、ＤＮＡ抽出用容器５の周囲に配置される磁石７ａと、磁石７ａを移動させるための磁石支持部材７ｂ、ヒゲゼンマイ７ｃ、ヒゲゼンマイ支持体７ｄ及び固定台７ｅからなる磁石移動機構とを有する磁場発生機構７が用いられている。ただし、本発明の磁性体粒子分散装置において、磁場発生機構は実施例の磁場発生機構７に限定されない。
本発明の磁性体粒子分散装置において、磁場発生機構は、容器状構造体内に収容された凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって仕切り部材の表面で凝集した磁性体粒子を擦過させて分散させることができる構成であれば、どのような構成であってもよい。
例えば、磁石７ａを移動させるための駆動源は、ヒゲゼンマイ７ｃとは異なるもの、例えばモーター等であってもよい。また、磁石７ａの移動は回転振動に限定されるものではない。例えば、磁石７ａの移動は摺動であってもよい。
また、永久磁石である磁石７ａに替えて、電気的に磁場を発生する電磁石が用いられてもよい。例えば、容器状構造体の周囲に複数個の電磁石が配置され、それらの電磁石が互いに異なるタイミングで磁場を発生するように制御されれば、電磁石が移動されなくても仕切り部材の表面で凝集した磁性体粒子が擦過されるようにすることができる。
また、本発明の磁性体粒子分散方法において、凝集した磁性体粒子に磁場を印加するための素子は、磁石７ａに限定されず、電磁石など、電気的に磁場を発生するものであってもよい。
また、上記実施例は、磁性体粒子を用いたＤＮＡ抽出操作を例に挙げて説明されているが、本発明が適用される操作はＤＮＡ抽出操作に限定されない。本発明は、例えば、磁性体粒子を用いた化学成分の抽出、精製及び検出、並びに該方法を実現するための装置に適用可能である。例えば、本発明は、磁性体粒子を用いて生体試料から核酸、タンパク質、抗原、抗体、その他生体分子を分離することによる医療、食品分野での検査システム、若しくはその前処理システムに用いることができる。
１ 磁性体粒子分散装置
３ 仕切り部材
５ ＤＮＡ抽出用容器（容器状構造体）
７ 磁場発生機構
７ａ 磁石
１１ａ 凝集した磁性体粒子
１１ 磁性体粒子
１５ 仕切り部材
１５ａ 開孔
１５ｂ 突起部
３ 仕切り部材
５ ＤＮＡ抽出用容器（容器状構造体）
７ 磁場発生機構
７ａ 磁石
１１ａ 凝集した磁性体粒子
１１ 磁性体粒子
１５ 仕切り部材
１５ａ 開孔
１５ｂ 突起部
Claims (6)
- 凝集した磁性体粒子を分散させるための方法であって、
個々の前記磁性体粒子よりも大きい開孔を有する仕切り部材が内部に配置された容器状構造体内に前記凝集した磁性体粒子を収容するステップと、
前記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって前記仕切り部材の表面で前記凝集した磁性体粒子を擦過させて前記凝集した磁性体粒子を分散させ、分散した磁性体粒子を前記開孔を介して回収するステップと、を含み、
前記仕切り部材は前記凝集した磁性体粒子が擦過される面に突起部を備えているおろし器状構造体である磁性体粒子分散方法。 - 前記仕切り部材の材料は、合成樹脂、金属、シリコン、ガラス、セラミックス又はそれらの組合せである請求項１に記載の磁性体粒子分散方法。
- 前記容器状構造体の周囲で磁石を移動させることによって前記仕切り部材の表面で前記凝集した磁性体粒子を擦過させる請求項１又は２に記載の磁性体粒子分散方法。
- 凝集した磁性体粒子を分散させるための装置であって、
前記磁性体粒子よりも大きい開孔を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材が内部に配置された容器状構造体と、
前記容器状構造体内に収容された前記凝集した磁性体粒子に磁場を印加することによって前記仕切り部材の表面で前記凝集した磁性体粒子を擦過させて前記凝集した磁性体粒子を分散させるための磁場発生機構と、を備え、
前記仕切り部材は前記凝集した磁性体粒子が擦過される面に突起部を備えているおろし器状構造体である磁性体粒子分散装置。 - 前記仕切り部材の材料は、合成樹脂、金属、シリコン、ガラス、セラミックス又はそれらの組合せである請求項４に記載の磁性体粒子分散装置。
- 前記磁場発生機構は、前記容器状構造体の周囲に配置される磁石と、前記磁石を移動させる磁石移動機構とを備えている請求項４又は５に記載の磁性体粒子分散装置。
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