JP6739782B2 - Pretreatment kit for gene analysis, nucleic acid analysis chip, gene analysis system - Google Patents

Pretreatment kit for gene analysis, nucleic acid analysis chip, gene analysis system Download PDF

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Description

本発明は、人体、排泄物、土壌の何れかから採取した採取物から生体物質を抽出するための遺伝子解析用前処理キット、係る採取物から検出対象の標的核酸を分析するための核酸分析用チップ及び遺伝子解析システムに関するものである。 The present invention relates to a pretreatment kit for gene analysis for extracting a biological substance from a sample collected from any one of a human body, excrement and soil, and a nucleic acid analysis for analyzing a target nucleic acid to be detected from the sample. The present invention relates to a chip and a gene analysis system.

従来より、医療検診は専ら病院等の専門の医療機関において行われているが、わが国においては超高齢化社会の到来に伴い、医療機関での検診の負担増大も深刻な状況になっている。このため、X線撮影や心電図の測定等のような専用の装置が必要な検査や、血液検査等のような注射器を必要とする検査は、引き続き医療機関にて行う一方、ユーザが簡便に検査できるものは、在宅にて行うセルフ検診を併用することで、医療機関における検診負担を軽減させることも考慮する必要がある。このような在宅にて行うセルフ検診を確立することができれば、例えば必要な医療サービスが十分に行き届いていない開発途上国においても、治療医療および予防医療を充実させることができる。 Conventionally, medical examinations have been performed exclusively in specialized medical institutions such as hospitals, but with the advent of a super-aging society in Japan, the burden of examinations at medical institutions is becoming serious. For this reason, tests that require a dedicated device such as X-ray photography and electrocardiogram measurement, and tests that require a syringe such as blood tests continue to be performed at medical institutions, while the user can easily perform tests. It is also necessary to consider that it is possible to reduce the burden of medical examinations at medical institutions by using self-examinations performed at home. If it is possible to establish such self-examination at home, it is possible to enhance therapeutic and preventive medical care even in developing countries where necessary medical services are insufficient.

このような状況の中で、次世代のセルフ検診を可能とするためには、検査装置の小型化、汎用化、低価格化に加え、医療について専門的知識の無いユーザであっても実現できる程度の取り扱い容易性が求められる。 In such a situation, in order to enable the next-generation self-examination, in addition to downsizing, general-purpose, and low cost of the inspection device, it can be realized even by a user who has no specialized knowledge about medical care. Some degree of ease of handling is required.

このような社会的ニーズに対して、近年では、核酸分析用チップ(DNAチップ)を用いた遺伝子解析が実現されている。核酸分析用チップは、医療分野、化学分野、創薬分野、臨床検査分野、食品分野、農業分野、工学分野、法医学分野及び犯罪鑑識分野などの様々な分野で使用されており、例えば、医療分野では、血液等の生化学試料を用いた検査により、がんをはじめとする各種の疾病の検診が一般に行われている。 In response to such social needs, in recent years, gene analysis using a nucleic acid analysis chip (DNA chip) has been realized. Nucleic acid analysis chips are used in various fields such as medical fields, chemical fields, drug discovery fields, clinical test fields, food fields, agricultural fields, engineering fields, forensic fields, and criminal forensics fields. For example, medical fields In general, medical examinations for various diseases such as cancer are generally performed by tests using biochemical samples such as blood.

核酸分析用チップは、ガラスまたはシリコンの基板上に高密度に核酸プローブが固定化されたデバイスである。核酸分析用チップにより高精度に遺伝子解析を行う場合、予め遺伝子増幅が必要となる。このようにして増幅された核酸は、次にハイブリダイゼーション工程において、基板上の核酸プローブとの間で相補的な塩基配列を有すると、これと結合する。次に洗浄工程において、所定の洗浄液により、ハイブリダイゼーション反応後の核酸分析用チップを洗浄する。これにより、基板上の核酸プローブと結合しなかったDNAサンプルが全て洗い流される。 A nucleic acid analysis chip is a device in which nucleic acid probes are immobilized at high density on a glass or silicon substrate. When highly accurate gene analysis is performed using a nucleic acid analysis chip, gene amplification is required in advance. When the nucleic acid amplified in this way has a complementary base sequence with the nucleic acid probe on the substrate in the next hybridization step, it binds to the nucleic acid probe. Next, in a washing step, the nucleic acid analysis chip after the hybridization reaction is washed with a predetermined washing solution. As a result, all DNA samples that have not bound to the nucleic acid probe on the substrate are washed away.

続いて、洗浄後の核酸分析用チップからハイブリダイズ信号をスキャニングすることにより、標的核酸の有無及び/又は量を検出する。このスキャニングにおいては、蛍光物質を励起するのに適した波長のレーザー光を核酸分析用チップの基板上に照射し走査する。これにより、スポットされた各核酸プローブに結合した核酸の発光量が測定され、それに基づいて解析処理を行うことが可能となる。 Subsequently, the presence and/or amount of the target nucleic acid is detected by scanning the hybridization signal from the washed nucleic acid analysis chip. In this scanning, laser light having a wavelength suitable for exciting the fluorescent substance is irradiated onto the substrate of the nucleic acid analysis chip and scanned. As a result, the luminescence amount of the nucleic acid bound to each spotted nucleic acid probe is measured, and the analysis process can be performed based on the measured luminescence amount.

上述の如き核酸分析用チップにおいて、特に在宅にて行うセルフ検診に対するニーズに応えることを目的として、例えば特許文献1に示す技術が開示されている。この特許文献1には、反応が瞬時に検出でき、小型・可搬の分析装置構成とされ、反応試薬を予め貯蔵し、分析後に試薬と共に処分し得る核酸分析用チップが開示されている。また特許文献2には、被験者から採取した血液又は尿中の検体の検出並びに分析をするための使い捨ての紙基材マイクロ流体デバイスも提案されている。 For the nucleic acid analysis chip as described above, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is disclosed for the purpose of meeting the needs for self-examination performed at home. This Patent Document 1 discloses a nucleic acid analysis chip which can detect a reaction instantaneously, has a small-sized and portable analyzer configuration, and which stores a reaction reagent in advance and can dispose of it together with the reagent after analysis. Patent Document 2 also proposes a disposable paper-based microfluidic device for detecting and analyzing a sample in blood or urine collected from a subject.

特開2004−28589号公報JP, 2004-28589, A 特表2014−529083号公報Special table 2014-529083 gazette

しかしながら、上述した従来の核酸分析用チップにおいては、生化学検査の精度向上の観点から、さらなる改良の余地があった。また、分析装置に分核酸分析用チップを固定して酵素反応や生化学反応を行う際に、核酸分析用チップへの高精度な温度制御が困難となり、目的の反応が十分に進まない場合もあった。 However, in the above-described conventional nucleic acid analysis chip, there is room for further improvement from the viewpoint of improving the accuracy of biochemical tests. In addition, when fixing a nucleic acid analysis chip to an analyzer and performing an enzymatic reaction or a biochemical reaction, it may be difficult to control the temperature of the nucleic acid analysis chip with high accuracy, and the desired reaction may not proceed sufficiently. there were.

特許文献1には、核酸分析用チップに吸着溝を設け、真空排気用ポンプにより吸着溝を介して真空吸引することによりチップを所望の位置に吸着固定することが提案されている。しかしながら、かかる構成を採用した場合には、分析装置の小型化を図る上で大きな障壁となってしまう。 Patent Document 1 proposes that a chip for nucleic acid analysis is provided with an adsorption groove, and the chip is adsorbed and fixed at a desired position by vacuum suction through the adsorption groove by a vacuum exhaust pump. However, when such a configuration is adopted, it becomes a big obstacle in downsizing the analyzer.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、次世代のセルフ検診を可能とする核酸分析用チップにおいて、検査装置の小型化、汎用化、低価格化に加え、医療について専門的知識の無いユーザであっても実現できる程度の取り扱い容易性が確保され、更に生化学検査の精度向上を図ることが可能な核酸分析用チップ、遺伝子解析システム、並びにその分析を行う前段階において、人体、排泄物、土壌の何れかから採取した採取物から生体物質を抽出するための遺伝子解析用前処理キットを提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce the size of a testing device and make it more versatile in a nucleic acid analysis chip that enables next-generation self-checking. In addition to cost reduction, the ease of handling that can be realized even by users who do not have specialized knowledge about medical treatment is ensured, and the accuracy of biochemical tests can be improved, and nucleic acid analysis chips and gene analysis are also possible. The object of the present invention is to provide a pretreatment kit for gene analysis for extracting a biological material from a system and a sample collected from any one of a human body, excrement, and soil at a stage before the analysis.

第1発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、人体、排泄物、土壌の何れかから採取した採取物から生体物質を抽出するための遺伝子解析用前処理キットにおいて、複数の粒状体が充填されてなると共に、液体を上記粒状体に浸漬させ、上記採取物を先端に付着させた棒状体が挿入された場合に、その先端を上記粒状体に接触させることで当該採取物を採取すると共に上記液体に含浸させる採取用カートリッジと、上記採取用カートリッジから送出されてきた上記液体を外部へ排出するための排出手段と、装着された上記採取用カートリッジから送出されてきた上記液体から少なくとも血清を分離するための第1フィルタと、上記排出手段を有する前処理用本体とを備え、上記排出手段は、上記第1フィルタを通過した上記液体を外部へ排出し、上記採取用カートリッジと上記前処理用本体との装着時において、上記粒状体が充填されている収容容器と上記第1フィルタとは、上記液体が通過可能な網状体及び上記液体が通過不能なフィルムが互いに積層された積層体を介して隔てられ、上記採取用カートリッジからの上記液体の送出時には、上記フィルムに上記液体を通過させるための孔を形成させて上記液体を通過させるとともに上記網状体により上記粒状体を保持することを特徴とする。 The pretreatment kit for gene analysis according to the first invention is a pretreatment kit for gene analysis for extracting a biological substance from a sample collected from any one of a human body, excrement, and soil. In addition, the liquid is dipped in the granular body, and when the rod-shaped body having the collected matter attached to the tip is inserted, the collected matter is collected by bringing the tip into contact with the granular body and A collecting cartridge to be impregnated with the liquid, a discharging means for discharging the liquid sent from the collecting cartridge to the outside, and at least serum is separated from the liquid sent from the mounted collecting cartridge. And a pretreatment main body having the discharge means. The discharge means discharges the liquid having passed through the first filter to the outside, and collects the cartridge for collection and the pretreatment. When mounted on the main body, the container filled with the granular material and the first filter are provided with a mesh body through which the liquid can pass and a laminated body in which the film through which the liquid cannot pass is laminated. When the liquid is delivered from the collection cartridge, the film is formed with holes for passing the liquid to allow the liquid to pass therethrough and the granular body is held by the mesh body. And

発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、第発明において、上記液体は、殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を含有させてなることを特徴とする。 Gene pre for analysis kit according to the second invention, in the first invention, the liquid is characterized bactericidal component, gene detection primer, and this formed by incorporating a polymerase enzyme.

発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、第発明において、上記前処理用本体は、上記第1フィルタを通過した上記液体から少なくともウィルス、菌を分離するための第2フィルタを更に有し、上記排出手段は、上記第2フィルタを通過した上記液体を外部へ排出することを特徴とする。 A pretreatment kit for gene analysis according to a third invention is the pretreatment body according to the second invention, wherein the pretreatment main body further comprises a second filter for separating at least viruses and bacteria from the liquid that has passed through the first filter. However, the discharging means discharges the liquid having passed through the second filter to the outside.

発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、第1〜第発明の何れかにおいて、上記採取用カートリッジは、狭小化する方向に向けて予め付勢されていると共に上記棒状体の先端が挿入される挿入口を有し、上記挿入口の内部に上記粒状物が充填されてなると共にこれに上記液体が浸漬されていることを特徴とする。 A pretreatment kit for gene analysis according to a fourth invention is the pretreatment kit for gene analysis according to any one of the first to third inventions, wherein the collection cartridge is pre-biased in a direction of narrowing and the tip of the rod-shaped body is It is characterized in that it has an insertion port for insertion, the inside of the insertion port is filled with the granular material, and the liquid is immersed therein.

発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、第発明において、上記棒状体は、上記採取物が付着される先端の根本部分を外側に突出させた突起部を有し、上記突起部が上記挿入口に係止されることを特徴とする。 The pretreatment kit for gene analysis according to the fifth invention is the pretreatment kit for gene analysis according to the fourth invention, wherein the rod-shaped body has a protrusion having a root portion of the tip to which the sample is attached is protruded outward, and the protrusion is It is characterized in that it is locked in the insertion opening.

発明に係る遺伝子解析用前処理キットは、第1発明〜第発明の何れかにおいて、上記粒状体は、金属、セラミックス、樹脂の何れかにより構成されていると共に、その表面には、ゼオライト、エマルジョンジェル、親水性ポリマー、アミノ酸物質の何れかが形成されていることを特徴とする。 A pretreatment kit for gene analysis according to a sixth invention is the pretreatment kit for gene analysis according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein the granular body is composed of any of metal, ceramics and resin, and the surface thereof is It is characterized in that any one of zeolite, emulsion gel, hydrophilic polymer and amino acid substance is formed.

上述した構成からなる本発明によれば、ユーザは人体、排泄物、土壌の何れかから棒状体により採取物を採取し、液体を浸漬させた採取用カートリッジに、先端部に採取物が付着された棒状体を挿入する。他には、採取用カートリッジを前処理用本体に装着する作業と、前処理用本体における排出口の先端を、核酸分析用チップのサンプル注入口に接続するだけで、後は全て自動的に遺伝子解析が行われていくこととなる。 According to the present invention having the above-described configuration, the user collects a sample from a human body, excrement, or soil with a rod-shaped body, and the sample is attached to the tip of the collecting cartridge in which the liquid is immersed. Insert the rod. Other than that, simply attach the collection cartridge to the pretreatment main body and connect the tip of the outlet of the pretreatment main body to the sample injection port of the nucleic acid analysis chip. Analysis will be performed.

このため、医療について専門的知識の無いユーザであっても、極めて簡単な作業で遺伝子解析を自分自身で行うことが可能となる。 Therefore, even a user who does not have specialized knowledge about medical treatment can perform gene analysis by himself/herself with an extremely simple operation.

また遺伝子解析用前処理キットと、核酸分析用チップと、チップ測定装置は、何れも装置構成が複雑なものではないため、小型化を図ることも可能となり、自宅におけるセルフ検診に適した構造とされ、また安価で提供することができることから個人でも購入すること可能となる。 Moreover, since the pretreatment kit for gene analysis, the nucleic acid analysis chip, and the chip measuring device are not complicated in device configuration, they can be downsized, and have a structure suitable for self-examination at home. In addition, since it can be provided at a low price, it can be purchased by an individual.

更に本発明によれば、採取した採取物から核酸を高効率に抽出することができ、また核酸の同定を高精度に行うべく、遺伝子解析用前処理キットを通じて血清や菌、ウィルスを予め除去することができ、しかもこれらの操作につき特段の熟練、知識も必要なく極めて簡便に行うことができる。 Furthermore, according to the present invention, nucleic acids can be extracted from collected samples with high efficiency, and serum, bacteria, and viruses are previously removed through a pretreatment kit for gene analysis in order to identify nucleic acids with high accuracy. Further, these operations can be performed very easily without any special skill or knowledge.

また、ウォッシュ流路から洗浄液をハイブリダイゼーション流路に流すことでこれを洗浄することができ、核酸分析用チップを何度も繰り返して使用することができるためコストパフォーマンスにも大変優れた構成とされており、この洗浄作業も極めて簡便に行うことが可能となる。 In addition, the washing liquid can be washed by flowing the washing liquid from the wash flow passage to the hybridization flow passage, and since the nucleic acid analysis chip can be used repeatedly, it has a very excellent cost performance. Therefore, this cleaning work can be performed very easily.

また、上述の如き装置構成の簡略化、取扱容易性、コストパフォーマンスの向上を図りつつも、生化学検査の精度は従前のものと同レベルを維持することができることから、医療機関での同レベルの遺伝子解析を自宅にて実現することが可能となる。 In addition, the accuracy of the biochemical test can be maintained at the same level as before, while simplifying the device configuration, improving the ease of handling, and improving the cost performance as described above. It becomes possible to realize the gene analysis of at home.

本発明を適用した遺伝子解析システムのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration of the gene analysis system to which this invention is applied. 採取用カートリッジの構成について説明するための図である。It is a figure for explaining the composition of the collection cartridge. 網状体と、フィルムの2層構造で構成される積層体の詳細について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detail of the laminated body comprised by the two-layered structure of a net-like body and a film. 前処理用本体の構成について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the pre-processing main body. 核酸分析用チップの構成について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the chip for nucleic acid analysis. チップ測定装置のシステム構成図である。It is a system configuration diagram of a chip measuring device. チップ測定装置における制御ブロックのブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the control block in a chip measuring device. 本発明を適用した遺伝子解析システムを用いて遺伝子を解析する方法について説明をするための図である。It is a figure for demonstrating the method of analyzing a gene using the gene analysis system to which this invention is applied. 前処理用本体におけるカートリッジ収容部に採取用カートリッジを装着した状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a collecting cartridge is mounted in a cartridge housing portion of the pretreatment main body. 液体につきフィルムを通過させ、前処理用本体における分離部側に流下させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which passed the film about liquid and made it flow down to the separation part side in the main body for pretreatment. ケース収容型の遺伝子解析システムの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of a case accommodation type gene analysis system. ケース収容型の遺伝子解析システムの展開図である。It is a development view of a case-accommodating gene analysis system.

以下、本発明を適用した遺伝子解析システムを実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明をする。 Hereinafter, modes for carrying out a gene analysis system to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した遺伝子解析システム1のシステム構成を示している。遺伝子解析システム1は、遺伝子解析用前処理キット2と、核酸分析用チップ(DNAチップ)3と、この核酸分析用チップ3が装着されるチップ測定装置4と、このチップ測定装置4と通信可能な携帯端末5と、携帯端末5に対して公衆通信網6を介して接続されるサーバ7と、公衆通信網6に対して接続される中央制御装置8とを備えている。 FIG. 1 shows the system configuration of a gene analysis system 1 to which the present invention is applied. The gene analysis system 1 can communicate with the gene analysis pretreatment kit 2, a nucleic acid analysis chip (DNA chip) 3, a chip measuring device 4 on which the nucleic acid analysis chip 3 is mounted, and the chip measuring device 4. The mobile terminal 5 includes a portable terminal 5, a server 7 connected to the portable terminal 5 via a public communication network 6, and a central controller 8 connected to the public communication network 6.

携帯端末5は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末、ノート型のパーソナルコンピュータ(PC)等であり、少なくともユーザの操作に基づいて公衆通信網6を介して通信可能なデバイスである。携帯端末5は、ユーザが携帯可能とすることにより、常時持ち運びを可能とするデバイスであるが、これに限定されるものではなく、デスクトップ型のPC等、あらゆる電子機器を含む概念である。 The mobile terminal 5 is, for example, a mobile phone, a smartphone, a tablet type terminal, a wearable terminal, a laptop personal computer (PC), or the like, and is a device capable of communicating via the public communication network 6 based on at least a user's operation. is there. The mobile terminal 5 is a device that can be carried by the user at all times, but is not limited to this, and is a concept including any electronic device such as a desktop PC.

なお、この携帯端末5は、検診用アプリを公衆通信網6を介してダウンロードすることができる。これによりユーザは、この携帯端末5を操作することで検診用アプリを起動させて、自らの検診記録を確認したり、或いは今後の健康維持のための各種提案を確認することができる。以下の例では、この携帯端末5につき、スマートフォンを適用する場合を例にとり説明をする。 The mobile terminal 5 can download the examination application via the public communication network 6. Thus, the user can activate the examination app by operating the mobile terminal 5 to check the examination record of himself/herself or various suggestions for future health maintenance. In the following example, a case where a smartphone is applied to the mobile terminal 5 will be described as an example.

公衆通信網6は、携帯端末5、サーバ7、中央制御装置8を通信回線を介して接続されるインターネット網等である。この公衆通信網6につきいわゆる光ファイバ通信網で構成してもよい。また、この公衆通信網6は、有線通信網に限定されるものではなく、無線通信網で実現するようにしてもよい。 The public communication network 6 is an internet network or the like in which the mobile terminal 5, the server 7, and the central control device 8 are connected via a communication line. The public communication network 6 may be a so-called optical fiber communication network. The public communication network 6 is not limited to the wired communication network, but may be realized by a wireless communication network.

サーバ7には、所定のデータベースが構築されている。このデータベースには、公衆通信網6を介して送られてきた情報が蓄積される。また、このサーバ7は、携帯端末5からの要求に基づいて、この蓄積した情報を公衆通信網6を介して携帯端末5へと送信する。 A predetermined database is built in the server 7. Information sent via the public communication network 6 is accumulated in this database. The server 7 also transmits the stored information to the mobile terminal 5 via the public communication network 6 based on the request from the mobile terminal 5.

中央制御装置8は、パーソナルコンピュータ等の電子機器で構成されており、公衆通信網6を介してサーバ7にアクセスし、これに蓄積された情報を分析する。またこの中央制御装置8は、医師等の専門家が操作してもよく、サーバ7に蓄積された情報を活用するようにしてもよい。この中央制御装置8によって情報分析されることにより得られた知見や、分析結果そのものを、公衆通信網6を介して携帯端末5へ送信するようにしてもよい。携帯端末5は、中央制御装置8から送られてきた各種情報を検診用アプリを介してユーザに表示させることができる。 The central controller 8 is composed of an electronic device such as a personal computer, accesses the server 7 via the public communication network 6, and analyzes the information accumulated therein. Further, the central control device 8 may be operated by an expert such as a doctor, or the information accumulated in the server 7 may be utilized. The knowledge obtained by the information analysis by the central controller 8 or the analysis result itself may be transmitted to the mobile terminal 5 via the public communication network 6. The mobile terminal 5 can display various information sent from the central control device 8 to the user via the examination application.

遺伝子解析用前処理キット2は、大きく分類してプランジャ21と、採取用カートリッジ22と、前処理用本体23からなる。 The gene analysis pretreatment kit 2 roughly includes a plunger 21, a collection cartridge 22, and a pretreatment main body 23.

プランジャ21は、採取用カートリッジ22内に挿入され、これに収容されている液体を押し出すために設けられている。プランジャ21は、内筒部211と、押し子212とを有している。内筒部211は、長手方向に向けて延長され、その延長端にゴム部213が設けられている。押し子212は、プランジャ21におけるゴム部213が設けられている延長端とは異なる他端側に設けられており、ユーザの指を押し当てて押圧することにより、内筒部211を採取用カートリッジ22内に挿入自在に構成されている。 The plunger 21 is inserted into the sampling cartridge 22 and is provided to push out the liquid contained therein. The plunger 21 has an inner cylinder portion 211 and a pusher 212. The inner tubular portion 211 is extended in the longitudinal direction, and a rubber portion 213 is provided at the extended end thereof. The pusher 212 is provided on the other end side of the plunger 21, which is different from the extension end on which the rubber portion 213 is provided, and presses the user's finger against the inner cylinder portion 211 to collect it. It is configured so that it can be inserted into the unit 22.

採取用カートリッジ22は、図2に示すように収容容器220内に複数の粒状体223が充填されている。この粒状体223は、液体Lにより浸漬されている。また採取用カートリッジ22は、内側に向けて膨出させてなる内壁221と、収容容器220の底面に設けられた積層体26が更に設けられている。 As shown in FIG. 2, the collection cartridge 22 has a container 220 filled with a plurality of particles 223. The granular body 223 is immersed in the liquid L. The sampling cartridge 22 further includes an inner wall 221 bulging inward, and a laminated body 26 provided on the bottom surface of the container 220.

粒状体223は、樹脂、セラミックス、金属等、いかなる材料で形成されていてもよい。この粒状体223は、金属で構成される場合にはダイカストからなるものであってもよいし、樹脂で構成される場合には、例えばポリスチレンで構成されていてもよい。また粒状体223は、これらの材料が2層構造で積層されていてもよく、例えばダイカストからなる金属性のコアの外殻に樹脂層がコーティングされていてもよい。 The granular body 223 may be made of any material such as resin, ceramics, and metal. When the granular material 223 is made of metal, it may be made of die casting, and when it is made of resin, it may be made of polystyrene, for example. Further, in the granular body 223, these materials may be laminated in a two-layer structure, and for example, a resin layer may be coated on the outer shell of a metal core made of die casting.

粒状体223は、球形状のビーズで構成される場合を例に挙げて説明をするが、これに限定されるものではなく、立方体、直方体を始めとするいかなる多面体で構成されていてもよいし、ランダムな立体的形状で構成されていてもよい。またこの粒状体223は、例えば、フック形状のような特異的な形状で構成されていてもよい。 The granular body 223 will be described by taking as an example the case of being composed of spherical beads, but the granular body 223 is not limited to this, and may be composed of any polyhedron such as a cube or a rectangular parallelepiped. Alternatively, they may be configured in a random three-dimensional shape. Further, the granular body 223 may be configured in a peculiar shape such as a hook shape.

粒状体223の表面には、更にリン酸カルシウムがコーティングされていてもよい。このリン酸カルシウムの層を通じて収容容器220のpHが中性に近づくように作用させることが可能となる。また、この粒状体223の表面には、例えばゼオライト、エマルジョンジェル、親水性ポリマー、アミノ酸物質の何れかの物質を被覆することにより、排泄物としての便や固形物を粒状体223に吸着させ、余分なものをフィルターで腰取りやすくすることが可能となる。 The surface of the granular body 223 may be further coated with calcium phosphate. Through this calcium phosphate layer, it becomes possible to act so that the pH of the container 220 approaches neutral. The surface of the granular body 223 is coated with any one of zeolite, emulsion gel, hydrophilic polymer, and amino acid substance so that feces or solid matter as excrement is adsorbed to the granular body 223, It becomes possible to take extra things easily with a filter.

上述した構成からなる粒状体223が充填されている収容容器220内には、液体Lが予め注入されている。この液体の成分としては、例えば生体物質としてのゲノムDNAを抽出する対象となる採取物が便であれば、以下の表1に示される組成で構成するようにしてもよい。また、RNAを抽出する場合であれば、液体を表2に示される組成で構成するようにしてもよい。各成分組成の容量は、液体Lの全重量に対する重量%で表記するものとする。 The liquid L is preliminarily injected into the container 220 filled with the granular material 223 having the above-described configuration. The components of this liquid may have the composition shown in Table 1 below, for example, if the collected material from which the genomic DNA as the biological substance is extracted is feces. Further, in the case of extracting RNA, the liquid may have a composition shown in Table 2. The volume of each component composition is expressed by weight% with respect to the total weight of the liquid L.

Figure 0006739782
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ここでライシスバッファーは、糞便の酸化を防ぐための安定化物質であり、HCl、EDTA、NaCl、SDS等からなる。またDNaseバッファーは、ゲノムDNAの分解及び失活を防ぐための溶液であり、DNA分解阻害用としてDNase A(デオキシリボヌクレアーゼ)、EDTAを含む酢酸ナトリウム等からなる。DNase/RNase処理水は、DNA分解酵素であるDNase等を取り除いた水であり、DNA分解酵素と、RNA分解酵素を除去した水で構成されている。 Here, the lysis buffer is a stabilizing substance for preventing the oxidation of feces, and consists of HCl, EDTA, NaCl, SDS and the like. The DNase buffer is a solution for preventing the degradation and inactivation of genomic DNA, and comprises DNase A (deoxyribonuclease) for inhibiting DNA degradation, sodium acetate containing EDTA, and the like. The DNase/RNase-treated water is water from which DNase, which is a DNA degrading enzyme, has been removed, and is composed of water from which a DNA degrading enzyme and an RNA degrading enzyme have been removed.

対象となる採取物が血液や尿であれば、以下の表3に示される組成で構成するようにしてもよい。 If the target sample is blood or urine, the composition may be configured as shown in Table 3 below.

Figure 0006739782
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また、RNAを抽出する場合であれば、液体を表4に示される組成で構成するようにしてもよい。 Further, in the case of extracting RNA, the liquid may have a composition shown in Table 4.

Figure 0006739782
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ここで調整バッファーは、血液の凝固を防ぐための安定化物質であり、EDTA、SDS等からなる。また緩衝液は、ゲノムDNAの分解及び失活を防ぐための溶液であり、クエン酸とリン酸水素二ナトリウムとを混合させて構成している。またDNase/RNase処理水は、DNA分解酵素であるDNase等を取り除いた水であり、DNA分解酵素と、RNA分解酵素を除去した水で構成されている。 Here, the adjustment buffer is a stabilizing substance for preventing blood coagulation, and is composed of EDTA, SDS and the like. The buffer solution is a solution for preventing the decomposition and inactivation of genomic DNA, and is composed of a mixture of citric acid and disodium hydrogen phosphate. The DNase/RNase-treated water is water from which DNAse, which is a DNA degrading enzyme, has been removed, and is composed of water from which a DNA degrading enzyme and an RNA degrading enzyme have been removed.

対象となる採取物が唾液であれば、以下の表5に示される組成で構成するようにしてもよい。 If the target sample is saliva, it may be configured with the composition shown in Table 5 below.

Figure 0006739782
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また、RNAを抽出する場合であれば、液体を表6に示される組成で構成するようにしてもよい。 Further, in the case of extracting RNA, the liquid may have a composition shown in Table 6.

Figure 0006739782
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ここで緩衝液は、ゲノムDNAの分解及び失活を防ぐための溶液であり、クエン酸とリン酸水素二ナトリウムとを混合させて構成している。またDNase/RNase処理水は、DNA分解酵素であるDNase等を取り除いた水であり、DNA分解酵素と、RNA分解酵素を除去した水で構成されている。プロナーゼ溶液は、唾液に含まれるムチンというタンパク質の除去のための溶液であり、乳糖、ヒドロキシプロピルセルロース、プロナーゼ等からなる。 Here, the buffer solution is a solution for preventing the decomposition and inactivation of genomic DNA, and is composed of a mixture of citric acid and disodium hydrogenphosphate. The DNase/RNase-treated water is water from which DNAse, which is a DNA degrading enzyme, has been removed, and is composed of water from which a DNA degrading enzyme and an RNA degrading enzyme have been removed. The pronase solution is a solution for removing a protein called mucin contained in saliva, and is composed of lactose, hydroxypropyl cellulose, pronase and the like.

内壁221は、ゴム等を始めとした弾性体で構成されており、収容容器220の径方向に向けて弾性的に拡径、縮径自在に構成されている。この内壁221は、収容容器220の上端から下方に向けて内径が徐々に縮径化されてなり、ちょうど中段においてその内径が最も小さくなる。この内径が最も小さくなる中段では、内側に向けてさらに突出させた突出部222により囲まれる挿入口229が設けられている。この挿入口229から更に下方に向けてその内径が徐々に拡径するように形成されている。その結果、収容容器220は、この内壁221を介して挿入口229を境に上室220aと下室220bの2室に分かれることとなる。 The inner wall 221 is made of an elastic body such as rubber and is elastically expandable and contractible in the radial direction of the container 220. The inner diameter of the inner wall 221 is gradually reduced from the upper end of the storage container 220 to the lower side, and the inner diameter is smallest in the middle stage. In the middle stage where the inner diameter is the smallest, an insertion port 229 surrounded by a protrusion 222 that further protrudes inward is provided. It is formed so that the inner diameter thereof gradually expands downward from the insertion port 229. As a result, the container 220 is divided into two chambers, the upper chamber 220a and the lower chamber 220b, with the insertion port 229 as a boundary via the inner wall 221.

この上室220aには、上述したプランジャ21の内筒部211が挿入可能とされている。下室220bには、粒状体223が充填され、更に液体Lが注入されている。この粒状体223、液体Lは、基本的には、下室220bに装入されているが、その一部が上室220aに溢れ出るものであってもよい。 The inner cylinder portion 211 of the plunger 21 described above can be inserted into the upper chamber 220a. The lower chamber 220b is filled with the granular material 223, and the liquid L is further injected. The granular material 223 and the liquid L are basically charged in the lower chamber 220b, but a part thereof may overflow into the upper chamber 220a.

この内壁221により形成される挿入口229は、その内径が狭小化する方向に向けて予め付勢されていてもよい。即ち、挿入口229は、図2中の矢印方向に向けて予め付勢されていてもよい。 The insertion port 229 formed by the inner wall 221 may be pre-biased in the direction in which the inner diameter is narrowed. That is, the insertion opening 229 may be pre-biased in the direction of the arrow in FIG.

ちなみに、内壁221の構成は、上述した構成に限定されるものではなく、内側に向けて膨出された形状とされていなくてもよい。即ち、この内壁221の内径が変化することなく、全て同一の内径となるように構成されていてもよい。 By the way, the structure of the inner wall 221 is not limited to the above-described structure, and may not be a shape that bulges inward. That is, the inner wall 221 may be configured to have the same inner diameter without changing the inner diameter.

積層体26は、図3に示すように網状体224と、フィルム225の2層構造で構成されており、これらが互いに貼着されて構成されている。 As shown in FIG. 3, the laminate 26 has a two-layer structure including a mesh body 224 and a film 225, and these layers are attached to each other.

網状体224は、例えばメッシュ構造又は縦糸と横糸とが編みこまれた網で構成されており、その網の目は、液体Lを通過可能な径で構成されている。但し、この網状体224は、その網の目が上述した粒状体223が通過不能な程度の径で構成されていることが必要となる。これにより、この網状体224につき液体Lが通過するものであっても、粒状体223の通過を防止し、ひいては粒状体223を保持することが可能となる。 The net-like body 224 is formed of, for example, a mesh structure or a net in which a warp yarn and a weft yarn are woven, and the mesh of the net is formed to have a diameter that allows the liquid L to pass therethrough. However, the mesh-like body 224 is required to have a mesh whose diameter is such that the above-mentioned granular body 223 cannot pass through. As a result, even if the liquid L passes through the mesh body 224, it is possible to prevent the granular body 223 from passing therethrough, and to hold the granular body 223.

フィルム225は、例えば樹脂製で構成されており、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート等の材料で構成されている。このフィルム225は、粒状体223は勿論のこと、液体Lの通過をも防止する機能を担うこととなる。 The film 225 is made of, for example, a resin, and is made of a material such as polyimide, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl chloride, or polycarbonate. The film 225 has a function of preventing the passage of the liquid L as well as the granular material 223.

網状体224とフィルム225とは互いに接着されることで積層されていてもよいし、一体化されて積層されていてもよい。また、この網状体224とフィルム225の周端部のみが互いに取り付けられていてもよい。また、網状体224とフィルム225とは互いに接着されることで積層されている場合に限定されるものではなく、これらが互いに離間されていてもよい。 The mesh body 224 and the film 225 may be laminated by being adhered to each other, or may be integrated and laminated. Further, only the peripheral ends of the mesh body 224 and the film 225 may be attached to each other. Further, the reticulate body 224 and the film 225 are not limited to the case where they are laminated by being adhered to each other, and they may be separated from each other.

このような積層体26が収容容器220における下室220bの下端に取り付けられる。その結果、この積層体26は、収容容器220の底部としての役割を担うこととなる。積層体26を構成する網状体224、フィルム225の平面形態は、これが取り付けられる下室220bの平面視の形態に応じたものとなる。 Such a laminated body 26 is attached to the lower end of the lower chamber 220b of the storage container 220. As a result, the laminated body 26 serves as the bottom of the container 220. The planar shape of the net-like body 224 and the film 225 that form the laminated body 26 corresponds to the planar view of the lower chamber 220b to which the net-like body 224 and the film 225 are attached.

前処理用本体23は、図4に示すように、カートリッジ収容部231と、このカートリッジ収容部231から下方に向けて延長されている分離部233とを有している。この分離部233は、第1フィルタ234と、この第1フィルタ234よりも下流側、換言すれば下側に設けられている第2フィルタ235とを有している。この分離部233の下端は、排出口236に連続し、この排出口236は、通常はキャップ237により封止されている。前処理用本体23は、例えばガラス、樹脂、金属、セラミックス等のいかなる材料により構成されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the pretreatment main body 23 has a cartridge housing portion 231 and a separating portion 233 extending downward from the cartridge housing portion 231. The separation unit 233 has a first filter 234 and a second filter 235 provided on the downstream side of the first filter 234, in other words, on the lower side. The lower end of the separating portion 233 is continuous with the discharge port 236, and the discharge port 236 is usually sealed with a cap 237. The pretreatment main body 23 may be made of any material such as glass, resin, metal, or ceramics.

カートリッジ収容部231は、その周囲が周壁232により囲まれて構成されており、採取用カートリッジ22を挿入し、装着可能な形状とされている。 The cartridge accommodating portion 231 is configured such that the periphery thereof is surrounded by the peripheral wall 232, and has a shape into which the sampling cartridge 22 can be inserted and mounted.

分離部233は、下方に向けて徐々に内径が小さくなるように構成されているが、これに限定されるものではなく、内径が全て同一とされていてもよい。分離部233は、カートリッジ収容部231から連続し、その下端に設けられた排出口236に至るまで液体を案内することができるような筒形状とされている。 The separation portion 233 is configured such that the inner diameter gradually decreases downward, but the invention is not limited to this, and the inner diameters may all be the same. The separation part 233 is formed in a tubular shape that is continuous from the cartridge storage part 231 and can guide the liquid to the discharge port 236 provided at the lower end thereof.

分離部233内には、上から順に第1フィルタ234が設けられ、この第1フィルタ234から下側に向けて間隔をおいて第2フィルタ235が設けられている。 A first filter 234 is provided in order in the separation unit 233 from above, and a second filter 235 is provided at a distance from the first filter 234 toward the lower side.

第1フィルタ234は、液体Lから少なくとも血清を分離することが可能な膜で構成されている。即ち、この第1フィルタ234を介して上側に隔てられている室R1と、下側に隔てられている室R2において、液体Lから分離した血清を室R1に滞留させ、血清が分離された液体Lを室R2へ透過させる役割を担うものとなる。 The first filter 234 is composed of a film capable of separating at least serum from the liquid L. That is, in the chamber R1 separated upward through the first filter 234 and the chamber R2 separated downward, the serum separated from the liquid L is retained in the chamber R1, and the liquid separated from the serum. It serves to transmit L to the room R2.

第1フィルタ234は、旭化成ケミカルズ株式会社製の「マイクローザMF」や富士システムズ株式会社製の「シリコーン中空糸」、Sarutrius Stedum Biotech製の「ザルトクリアデプスフィルター 290-C4」等を用いるようにしてもよい。第1フィルタ234は、中空糸膜で構成され、膜の連続した組織間に形成された孔を介して液体Lから血清を分離することとなる。 As the first filter 234, "Microza MF" manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., "silicone hollow fiber" manufactured by Fuji Systems Co., Ltd., "Zaltoclear depth filter 290-C4" manufactured by Sarutrius Stedum Biotech, etc. should be used. May be. The first filter 234 is composed of a hollow fiber membrane, and separates the serum from the liquid L via the holes formed between the continuous tissues of the membrane.

第2フィルタ235は、液体Lから少なくともウィルス、菌を分離することが可能な膜で構成されている。具体的には、第2フィルタ235は、グラム陽性球菌、MRSA、SARS、インフルエンザウィルス等の各種ウィルスを分離することができる膜で構成されている。即ち、この第2フィルタ235を介して上側に隔てられている室R2と、下側に隔てられている室R3において、液体Lから分離したウィルス、菌を室R2に滞留させ、ウィルス、菌が分離された液体Lを室R3へ透過させる役割を担うものとなる。 The second filter 235 is composed of a film capable of separating at least viruses and bacteria from the liquid L. Specifically, the second filter 235 is composed of a membrane capable of separating various viruses such as Gram-positive cocci, MRSA, SARS, and influenza virus. That is, in the chamber R2 separated upward through the second filter 235 and the chamber R3 separated downward, the viruses and bacteria separated from the liquid L are retained in the chamber R2, and It plays a role of transmitting the separated liquid L to the chamber R3.

第2フィルタ235は、旭化成ケミカルズ株式会社製の「マイクローザUF」や、Sarutrius Stedum Biotech製の「ザルトクリアデプスフィルター 290-F7H」等を用いるようにしてもよい。第2フィルタ235の構成は必須ではなく、省略するようにしてもよい。 As the second filter 235, "Microza UF" manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, "Zaltoclear depth filter 290-F7H" manufactured by Sarutrius Stedum Biotech, or the like may be used. The configuration of the second filter 235 is not essential and may be omitted.

排出口236は、分離部233における室R3から連続するものであり、ウィルス、菌が分離された液体Lが送出されてくる。この排出口236は、下側に向けて管状に突出された先端に形成されていることにより、液体Lを核酸分析用チップ3に向けて注入する際の利便性を向上させることができる。 The discharge port 236 is continuous from the chamber R3 in the separation unit 233, and the liquid L from which viruses and microbes have been separated is delivered. Since the discharge port 236 is formed at the tip projecting downward in a tubular shape, it is possible to improve convenience when the liquid L is injected toward the nucleic acid analysis chip 3.

キャップ237は、通常はこの排出口236に取り付けられて、これを封止する。実際に液体Lを核酸分析用チップ3に向けて注入する際には、キャップ237を開けて、排出口236を開口させる。 The cap 237 is usually attached to the discharge port 236 to seal it. When actually injecting the liquid L toward the nucleic acid analysis chip 3, the cap 237 is opened and the discharge port 236 is opened.

ちなみに、この核酸分析用チップ3において、採取用カートリッジ22と、前処理用本体23とが互いに分離されて構成される場合に限定されるものではなく、これらが互いに一体化されて構成されていてもよい。また前処理用本体において第1フィルタ234、第2フィルタ235の構成は省略するようにしてもよく、かかる場合には、採取用カートリッジ22から液体を排出するための手段のみが少なくとも実装されていればよい。具体的には、採取用カートリッジ22と、前処理用本体23とを一体的に構成し、第1フィルタ234、第2フィルタ235の構成を省略することでそれが実現されることとなる。 Incidentally, the nucleic acid analysis chip 3 is not limited to the case where the collection cartridge 22 and the pretreatment main body 23 are configured to be separated from each other, and these are configured to be integrated with each other. Good. Further, the configuration of the first filter 234 and the second filter 235 may be omitted in the pretreatment main body, and in such a case, at least only the means for discharging the liquid from the sampling cartridge 22 is mounted. Good. Specifically, the sampling cartridge 22 and the pretreatment main body 23 are integrally configured, and by omitting the configurations of the first filter 234 and the second filter 235, this is realized.

次に核酸分析用チップ3の構成について説明をする。核酸分析用チップ3は、図5に示すように、空気ポンプ接続口31と、この空気ポンプ接続口31から連続するウォッシュ流路32と、サンプル注入口33と、このサンプル注入口33から連続するPCR流路34と、PCR流路34に近接させて設けられた電熱線35と、ウォッシュ流路32の下流の終端に設けられた開閉スイッチ36と、このウォッシュ流路32とPCR流路34の各下流を合流させた更に下流側に設けられたハイブリダイゼーション流路37と、ハイブリダイゼーション流路37の下流側に設けられた廃液保存リザーバー38と、この廃液保存リザーバー38に連続する排出口39とを備えている。 Next, the structure of the nucleic acid analysis chip 3 will be described. As shown in FIG. 5, the nucleic acid analysis chip 3 is connected to an air pump connection port 31, a wash channel 32 continuous from the air pump connection port 31, a sample injection port 33, and a sample injection port 33. The PCR flow path 34, the heating wire 35 provided close to the PCR flow path 34, the open/close switch 36 provided at the downstream end of the wash flow path 32, and the wash flow path 32 and the PCR flow path 34. A hybridization flow channel 37 provided on the further downstream side where each downstream is merged, a waste liquid storage reservoir 38 provided on the downstream side of the hybridization flow channel 37, and a discharge port 39 continuous to the waste liquid storage reservoir 38. Equipped with.

空気ポンプ接続口31は、図示しない空気ポンプが接続され、空気が送り込まれる。空気ポンプ接続口31に送り込まれた空気及び洗浄液は、ウォッシュ流路32へ導かれる。この空気ポンプ接続口31は、不使用時には図示しない蓋体により閉蓋されるものであってもよい。 An air pump (not shown) is connected to the air pump connection port 31 to feed air. The air and the cleaning liquid sent to the air pump connection port 31 are guided to the wash channel 32. The air pump connection port 31 may be closed by a lid (not shown) when not in use.

ウォッシュ流路32は、空気及び洗浄液とを交互に流すための流路である。このような空気及び洗浄液を交互に流すためには、ウォッシュ流路32の入り口に二股分岐エアチューブを取り付ける。そして、分岐された一方のチューブから洗浄液を流し、分岐された他方にチューブからマイクロポンプを介して空気を送る。マイクロポンプから送る空気の気圧を高くすることで、洗浄液の間に空気が入り込むこととなり、空気及び洗浄液とが交互に流れることとなる。マイクロポンプから送る空気の量や気圧を周期的に変動させることによっても、これを実現することが可能となる。 The wash flow path 32 is a flow path for alternately flowing air and a cleaning liquid. In order to alternately flow such air and cleaning liquid, a bifurcated branch air tube is attached to the inlet of the wash channel 32. Then, the cleaning liquid is caused to flow from one of the branched tubes, and air is sent from the tube to the other branched tube via a micro pump. By increasing the atmospheric pressure of the air sent from the micropump, the air enters between the cleaning liquids, and the air and the cleaning liquid flow alternately. This can also be realized by periodically changing the amount of air sent from the micropump or the atmospheric pressure.

この交互に流す空気及び洗浄液の間隔はいかなるものであってもよい。このウォッシュ流路32は、空気及び洗浄液とを交互に流す場合に限定されるものではない。即ち、ウォッシュ流路32は洗浄液のみを流すものであってもよい。なお、ウォッシュ流路32は、省略するようにしてもよい。 The intervals of the air and the cleaning liquid that are alternately flown may be arbitrary. The wash flow channel 32 is not limited to the case where the air and the cleaning liquid flow alternately. That is, the wash flow path 32 may be a flow path for only the cleaning liquid. The wash flow channel 32 may be omitted.

サンプル注入口33は、上述した前処理用本体23における排出口236の先端が接続可能とされている。このサンプル注入口33には、接続された排出口236を介して液体Lが注入される。サンプル注入口33は、不使用時には図示しない蓋体により閉蓋されるものであってもよい。サンプル注入口33は必ずしも前処理用本体23における排出口236の先端が接続可能とされている場合に限定されるものではない。かかる場合には、前処理用本体23における排出口236をサンプル注入口33から離間させた状態でその直上に位置させ、液体Lを当該サンプル注入口33に滴下させるようにしてもよい。即ち、このサンプル注入口33は、前処理用本体23における排出口236から液体Lを送り込むことが可能な構成であればいかなるものであってもよい。サンプル注入口33に送り込まれた液体Lは、PCR流路34へと導かれる。 The tip of the discharge port 236 in the main body 23 for pretreatment described above can be connected to the sample injection port 33. The liquid L is injected into the sample injection port 33 via the connected discharge port 236. The sample inlet 33 may be closed by a lid (not shown) when not in use. The sample injection port 33 is not necessarily limited to the case where the tip of the discharge port 236 in the pretreatment main body 23 can be connected. In such a case, the discharge port 236 in the main body 23 for pretreatment may be positioned directly above the sample injection port 33 in a state of being separated from the sample injection port 33, and the liquid L may be dropped into the sample injection port 33. That is, the sample injection port 33 may have any structure as long as the liquid L can be sent from the discharge port 236 of the pretreatment main body 23. The liquid L sent to the sample injection port 33 is guided to the PCR channel 34.

PCR流路34は、液体Lを下流に向けて流す過程で、標的核酸における核酸断片を増幅させる。このPCR流路34の断面形態は、円形、多角形を始めいかなる形態とされていてもよいが、その径は1mm未満のミクロンオーダーで構成されていることが望ましい。その結果、このPCR流路34を通過する液体Lは、いわゆるマイクロ流体の状態となり、逆にこのようなマイクロ流体を流下させるPCR流路45は、いわゆるマイクロ流路の状態となる。なお、この液体Lをマイクロ流体の状態で下流に効率的に流せるようにするため、このPCR流路34が下流に進むにつれて徐々に高さが低くなるように設定されていてもよい。 The PCR flow path 34 amplifies the nucleic acid fragment in the target nucleic acid in the process of flowing the liquid L toward the downstream. The cross-sectional shape of the PCR flow path 34 may be any shape such as a circular shape or a polygonal shape, but it is desirable that the diameter thereof is set to a micron order of less than 1 mm. As a result, the liquid L passing through the PCR channel 34 is in a so-called microfluidic state, and conversely, the PCR channel 45 that allows such a microfluid to flow down is in a so-called microfluidic state. It should be noted that, in order to allow the liquid L to efficiently flow downstream in a microfluidic state, the height may be set to gradually decrease as the PCR flow path 34 moves downstream.

PCR流路34は、いかなる経路とされていてもよいが、例えば図5に示すように所定の距離に亘り直進させた後にUターンをするように折り返され、その後再び逆方向に向けて所定の距離に亘り直進させた後にUターンをするように折り返され、これが繰り返されるものであってもよい。このとき、Uターンの回数はいかなる回数で設定されていてもよい。このようなPCR流路34の終端は、ウォッシュ流路32に合流することとなる。 The PCR flow path 34 may have any route, but for example, as shown in FIG. 5, after being straightened for a predetermined distance, it is folded back to make a U-turn, and then again directed in the opposite direction to a predetermined direction. The vehicle may be straightened over a distance and then folded back to make a U-turn and repeated. At this time, the number of U-turns may be set to any number. The end of such a PCR flow path 34 joins the wash flow path 32.

なお、本発明においては、サンプル注入口33から注入させる液体中に殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を含有させる代わりに、このPCR流路34の内壁等においてこれらの物質を予めスプレー等で塗布しておくようにしてもよい。これにより、サンプル注入口33から注入させる液体中に殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を含有させることを省略することができ、液体を水等で構成してもよいこととなる。また、このような水で構成される液体からなる溶媒をサンプル注入口33から注入させた場合において、PCR流路34の内壁等において塗布された殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を溶解させることができることから、所期の核酸断片の増幅を実現できる。かかる場合においてPCR流路34内において乱流が生じて攪拌可能な構造とされていることが望ましい。またサンプル注入口33から注入させる液体中に殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を含有させることを省略するとともに、これらの殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を個別にサンプル注入口33から注入するようにしてもよい。 In the present invention, instead of containing the bactericidal component, the gene detection primer, and the polymerase enzyme in the liquid injected from the sample injection port 33, these substances are sprayed in advance on the inner wall of the PCR channel 34 or the like. You may make it apply. This makes it possible to omit the sterilizing component, the gene detection primer, and the polymerase enzyme from being contained in the liquid injected from the sample injection port 33, and the liquid may be composed of water or the like. When a solvent composed of such a liquid composed of water is injected from the sample injection port 33, the bactericidal component, the gene detection primer, and the polymerase enzyme applied on the inner wall of the PCR channel 34 are dissolved. Therefore, the desired amplification of the nucleic acid fragment can be realized. In such a case, it is desirable that the structure be such that turbulent flow occurs in the PCR flow path 34 and stirring is possible. Further, it is possible to omit containing the sterilizing component, the gene detecting primer, and the polymerase enzyme in the liquid injected from the sample inlet 33, and to separately add the sterilizing component, the gene detecting primer, and the polymerase enzyme from the sample inlet 33. You may make it inject.

また、PCR流路内34の表面に表1又は表2の物質を予め塗布しておき、PCR流路34が乱流を起こし、撹拌可能となるような構造となっている場合において、溶液Lとその流路表面に塗布した物質を溶解させて混合させるようにしてもよい。これにより、DNA増幅またはcDNA合成によりRNAを検出するための処理をPCR流路34内にて行うことが可能となる。 In addition, when the substances in Table 1 or Table 2 are applied to the surface of the PCR channel 34 in advance and the PCR channel 34 has a structure that causes turbulent flow and allows stirring, the solution L Alternatively, the substance applied to the surface of the channel may be dissolved and mixed. As a result, the process for detecting RNA by DNA amplification or cDNA synthesis can be performed in the PCR flow path 34.

電熱線35は、このPCR流路34の下に設けられている。この電熱線35は、その長手方向がPCR流路34の直進方向に対して直交する方向となるように延長されている。電熱線35は、その加熱温度が90〜95℃となるように設定されている。但し、この加熱温度は、これに限定されるものではなく、30〜150℃の間とされていればよい。この電熱線35は一列で構成される場合に限定されること無く複数列で構成されていてもよい。図5の例では、電熱線35の幅は5mmとし、互いに隣接する電熱線の間隔は5mmとしている。このような電熱線35上を通過するPCR流路45は、所定間隔で設けられた電熱線35に直交する方向に向けて通過した後に折り返されて更に各電熱線35上を通過し、更に折り返されて各電熱線35上を通過することを繰り返すこととなる。その結果、PCR流路34は電熱線35上において90〜95℃にて加熱された後、次の電熱線35上を通過するまでの間に冷却されて55℃程度まで温度が低下し、再び次の電熱線35が近づくにつれて温度上昇して90〜95℃まで加熱される。PCR流路34を流れる過程で、このような電熱線35を介した加熱と冷却が繰り返し起きることとなる。 The heating wire 35 is provided below the PCR flow path 34. The heating wire 35 is extended so that its longitudinal direction is orthogonal to the straight traveling direction of the PCR flow path 34. The heating wire 35 is set so that the heating temperature thereof is 90 to 95°C. However, the heating temperature is not limited to this, and may be between 30 and 150°C. The heating wire 35 is not limited to being formed in one row and may be formed in a plurality of rows. In the example of FIG. 5, the heating wire 35 has a width of 5 mm, and the interval between the heating wires adjacent to each other is 5 mm. The PCR flow path 45 passing over the heating wire 35 passes through in the direction orthogonal to the heating wire 35 provided at a predetermined interval and then is folded back and further passes over each heating wire 35 and is further folded back. And passing over each heating wire 35 is repeated. As a result, the PCR flow path 34 is heated at 90 to 95° C. on the heating wire 35, then cooled until it passes over the next heating wire 35, and the temperature is lowered to about 55° C. As the next heating wire 35 approaches, the temperature rises and is heated to 90 to 95°C. In the process of flowing through the PCR flow path 34, such heating and cooling via the heating wire 35 will be repeated.

開閉スイッチ36は、ウォッシュ流路32を開閉自在に構成することにより、当該ウォッシュ流路32からハイブリダイゼーション流路37へ流す洗浄液を制御する。この開閉スイッチ36の具体的構成としては、ウォッシュ流路32を樹脂製の管体で構成する一方、当該開閉スイッチ36の位置のみ弾性変形自在なフィルム製の管体で構成し、このフィルム製の管体に対して外圧を負荷するようにしてもよい。このような外圧を受けることでフィルム製の管体は縮径するように弾性変形することで、ウォッシュ流路32からの洗浄液の通過を抑えこむことができる。一方、フィルム製の管体に対して外圧を負荷しないようにすることで、そのフィルム製の管体は縮径せず、係る場合には洗浄液は開閉スイッチ36を通過してハイブリダイゼーション流路37へと流れることとなる。この外圧を加えるためには、例えば空気ポンプをこの開閉スイッチ36の配設箇所に設置し、フィルム製の管体に空気を送気することで外圧を負荷するようにしてもよい。 The open/close switch 36 controls the washing liquid flowing from the wash flow channel 32 to the hybridization flow channel 37 by making the wash flow channel 32 openable and closable. As a specific configuration of the open/close switch 36, the wash flow path 32 is formed of a resin tube body, while only the position of the open/close switch 36 is formed of a film tube body that is elastically deformable. External pressure may be applied to the pipe body. By receiving such an external pressure, the tubular body made of film is elastically deformed so as to be reduced in diameter, so that the passage of the cleaning liquid from the wash channel 32 can be suppressed. On the other hand, by not applying an external pressure to the film tube body, the film tube body does not reduce its diameter, and in such a case, the cleaning liquid passes through the open/close switch 36 and passes through the hybridization flow path 37. It will flow to. In order to apply this external pressure, for example, an air pump may be installed at the location where the opening/closing switch 36 is provided, and the external pressure may be applied by supplying air to the film tube body.

ハイブリダイゼーション流路37は、核酸プローブが予め底面に形成されている。ハイブリダイゼーション流路37では、検出対象である標的核酸と相補的な塩基配列を持つ核酸プローブが予め形成されている。 A nucleic acid probe is previously formed on the bottom surface of the hybridization channel 37. In the hybridization channel 37, a nucleic acid probe having a base sequence complementary to the target nucleic acid to be detected is formed in advance.

ハイブリダイゼーション流路37では、例えば排泄物からある採取物に基づいて解析を行う場合、腸内細菌叢における以下の菌(ビフィズス菌、乳酸菌、フィーカリ菌、痩せ菌、フラジリス菌、ブチリカム菌、エクオール産生菌、ウエルシュ菌、ソルデリー菌、ヌクリータム菌、セレウス菌、コプリ菌等)を同定する上で適した核酸プローブを配列させるようにしてもよい。 In the hybridization flow channel 37, for example, when analysis is performed based on a certain sample from excrement, the following bacteria in the intestinal bacterial flora (Bifidobacteria, lactic acid bacteria, Faicari bacteria, Leishonomycetes, Fragilis bacteria, Butyricum bacteria, equol production A nucleic acid probe suitable for identifying a bacterium, a Clostridium perfringens, a Solderie bacterium, a Nucletam bacterium, a Bacillus cereus, a Copribacterium, etc. may be arranged.

ハイブリダイゼーション流路37は、外部から照射される光が到達するようにするため、並びに外部に向けて発光が到達するようにするため、例えば光透過性の材料で構成されている必要があり、例えば透明性のプラスチック材料で構成されている。 The hybridization flow channel 37 needs to be made of, for example, a light-transmissive material in order to allow the light emitted from the outside to reach and to allow the light emission to reach the outside. For example, it is made of a transparent plastic material.

廃液保存リザーバー38は、ハイブリダイゼーション流路37から標的核酸以外の核酸を含む廃液が流れてくる。廃液保存リザーバー38は、この廃液を一時的に貯蔵することができるような収容スペースからなる貯水タンクにより構成されている。 From the hybridization flow channel 37, a waste liquid containing nucleic acids other than the target nucleic acid flows into the waste liquid storage reservoir 38. The waste liquid storage reservoir 38 is composed of a water storage tank having a storage space in which the waste liquid can be temporarily stored.

排出口39は、この廃液保存リザーバー38内に蓄積された廃液を排出するために設けられる。排出口39は、通常は図示しないキャップにより閉蓋されているが、これを開蓋することにより、廃液保存リザーバー38に蓄積されている廃液を排出することが可能となる。 The discharge port 39 is provided to discharge the waste liquid accumulated in the waste liquid storage reservoir 38. The discharge port 39 is usually closed by a cap (not shown), but by opening the cover, the waste liquid accumulated in the waste liquid storage reservoir 38 can be discharged.

次にチップ測定装置4の構成について説明をする。図6はチップ測定装置4のシステム構成図である。 Next, the configuration of the chip measuring device 4 will be described. FIG. 6 is a system configuration diagram of the chip measuring device 4.

チップ測定装置4は、制御ブロック46にそれぞれ接続されている照明部41、検出部42とを備えており、更にこの照明部41、検出部42に対して対面させるように設けられたチップマウンター43と、このチップマウンター43の背面側に設けられた放熱板45とを備えている。このチップマウンター43には上述した電熱線35が取り付けられている。チップマウンター43には、核酸分析用チップ3が着脱自在となるように取り付けられる。 The chip measuring device 4 includes an illuminating section 41 and a detecting section 42 which are respectively connected to the control block 46, and a chip mounter 43 provided so as to face the illuminating section 41 and the detecting section 42. And a heat dissipation plate 45 provided on the back side of the chip mounter 43. The heating wire 35 described above is attached to the chip mounter 43. The nucleic acid analysis chip 3 is detachably attached to the chip mounter 43.

図7は、この制御ブロック46のブロック構成を示している。制御ブロック46は、中央制御部61と、この中央制御部61に対してそれぞれ接続される通信部62、表示パネル63、空気ポンプ制御部64、電源化安定部65、操作部66、電熱線制御部67とを備えている。この中央制御部61には、検出部42、照明部41がそれぞれ接続されている。空気ポンプ制御部64には空気ポンプ91、センサ92が接続されている。電熱線制御部67には電熱線35が接続されている。 FIG. 7 shows a block configuration of the control block 46. The control block 46 includes a central control unit 61, a communication unit 62 connected to the central control unit 61, a display panel 63, an air pump control unit 64, a power stabilization unit 65, an operating unit 66, and a heating wire control. And a section 67. The detection unit 42 and the illumination unit 41 are connected to the central control unit 61. An air pump 91 and a sensor 92 are connected to the air pump controller 64. The heating wire 35 is connected to the heating wire control unit 67.

照明部41は、チップマウンター43に取り付けられた核酸分析用チップ3に対して光を照射する照明であり、例えばLED(青色LED等)で構成されている。この照明部41は、照射した光が核酸分析用チップ3におけるハイブリダイゼーション流路37に対して直接到達するように配置される。照明部41は、中央制御部61により、光の発光のON/OFF、発光強度、発光波長、発光時間等が制御される。 The illumination unit 41 is an illumination that irradiates the nucleic acid analysis chip 3 attached to the chip mounter 43 with light, and is composed of, for example, an LED (blue LED or the like). The illumination unit 41 is arranged so that the irradiated light directly reaches the hybridization flow channel 37 in the nucleic acid analysis chip 3. The central control unit 61 controls the illumination unit 41 such as ON/OFF of light emission, emission intensity, emission wavelength, emission time, and the like.

検出部42は、チップマウンター43に取り付けられた核酸分析用チップ3からの発光からなるハイブリダイズ信号を受光してこれを電気的な信号に変換し、中央制御部61に送信するためのデバイスである。検出部42は、例えば光電子倍増管やCCDイメージセンサ等を始めとした固体撮像素子で構成される。検出部42は、核酸分析用チップ3におけるハイブリダイゼーション流路37からの発光を直接受光できる位置に配置される。検出部42は、中央制御部61により、光の受光のON/OFF、受光時間等が制御される。 The detection unit 42 is a device for receiving a hybridizing signal including light emission from the nucleic acid analysis chip 3 attached to the chip mounter 43, converting the hybridizing signal into an electric signal, and transmitting the electric signal to the central control unit 61. is there. The detector 42 is composed of a solid-state image sensor such as a photomultiplier tube or a CCD image sensor. The detection unit 42 is arranged at a position where light emitted from the hybridization flow channel 37 in the nucleic acid analysis chip 3 can be directly received. In the detection unit 42, the central control unit 61 controls ON/OFF of light reception, light reception time, and the like.

なお、この検出部42は、可視光領域の光を受光する場合に限定されるものではなく、赤外領域、近赤外領域、紫外領域の光も受光して測定するようにしてもよい。かかる場合において、この検出部42は、例えば浜松ホトニクス製の小型分光器(C12666MA/C12800MA)等を利用して、ハイブリダイゼーション流路37からの赤外領域、近赤外領域の光を吸収することで分子振動を測定し、物質の同定を行うようにしてもよい。またハイブリダイゼーション流路37からの紫外領域等の微小な光を検出するためには、この検出部42につき浜松ホトニクスの光電子増倍管(例:R11265U-200)を用いて測定を行うようにしてもよい。 Note that the detection unit 42 is not limited to receiving light in the visible light region, and may also receive and measure light in the infrared region, near infrared region, and ultraviolet region. In such a case, the detection unit 42 uses a small spectroscope (C12666MA/C12800MA) manufactured by Hamamatsu Photonics or the like to absorb the light in the infrared region and the near infrared region from the hybridization channel 37. Alternatively, the molecular vibration may be measured to identify the substance. Further, in order to detect a minute light such as an ultraviolet region from the hybridization flow channel 37, a photomultiplier tube of Hamamatsu Photonics (example: R11265U-200) is used for the detection unit 42 for measurement. Good.

チップマウンター43は、核酸分析用チップ3が載置可能な載置台と、これを着脱自在に固定できるように例えば磁石やアタッチメント等の固定器具が設けられている。チップマウンター43は、ハイブリダイゼーション流路37がちょうど照明部41、検出部42の方向に配向するように核酸分析用チップ3を固定可能に構成している。 The chip mounter 43 is provided with a mounting table on which the nucleic acid analysis chip 3 can be mounted and a fixing device such as a magnet or an attachment so that the chip can be detachably fixed. The chip mounter 43 is configured so that the nucleic acid analysis chip 3 can be fixed so that the hybridization flow path 37 is oriented exactly in the direction of the illumination unit 41 and the detection unit 42.

放熱板45は、電熱線35の近傍に設けられており、電熱線35から発せられる熱を放熱しやすくするため、外側の表面積が大きくなるような凹凸が設けられた形状とされている。この放熱板45は、例えばアルミ等のような軽量で加工が容易な材料で構成されていることが望ましい。 The heat radiating plate 45 is provided in the vicinity of the heating wire 35, and has a shape provided with unevenness so as to increase the outer surface area in order to easily dissipate the heat generated from the heating wire 35. It is desirable that the heat radiating plate 45 be made of a material such as aluminum which is lightweight and easy to process.

電熱線制御部67は、中央制御部61による制御の下、電熱線35の温度が所定の範囲となるようにフィードバック制御を行う。 Under the control of the central control unit 61, the heating wire control unit 67 performs feedback control so that the temperature of the heating wire 35 falls within a predetermined range.

通信部62は、中央制御部61から送られてくる通信信号を無線信号に変換し、これをアンテナを介して携帯端末5へ送信することを制御する。また通信部62は、携帯端末5から送信されてくる無線信号を受信し、これを電気信号に変換して中央制御部61へと供給する役割も担う。この通信部62は、携帯端末5との間で無線信号の送受信を行うことを前提としているが、これに限定されるものではなく、携帯端末5を介さずに公衆通信網6と通信を行うようにしてもよい。また、通信部62は、無線通信により信号を送受信する場合に限定されるものではなく、有線通信にこれを代替してもよい。 The communication unit 62 converts the communication signal sent from the central control unit 61 into a radio signal and controls the transmission to the mobile terminal 5 via the antenna. The communication unit 62 also has a role of receiving a radio signal transmitted from the mobile terminal 5, converting the radio signal into an electric signal, and supplying the electric signal to the central control unit 61. The communication unit 62 is premised on transmitting and receiving radio signals to and from the mobile terminal 5, but the present invention is not limited to this, and communicates with the public communication network 6 without going through the mobile terminal 5. You may do it. Further, the communication unit 62 is not limited to the case of transmitting and receiving a signal by wireless communication, and it may be replaced by wired communication.

表示パネル63は、例えば液晶表示パネル等で構成されており、ユーザに対して各種情報を表示するためのデバイスである。 The display panel 63 is composed of, for example, a liquid crystal display panel or the like, and is a device for displaying various information to the user.

操作部66は、ユーザ自身がこのチップ測定装置4を操作、制御するためのボタン、マウス、タッチパネル等で構成されている。この操作部66により入力された入力情報は中央制御部61に伝送され、中央制御部61は、その入力情報に基づいて各種制御を行うこととなる。ちなみに、この操作部66をタッチパネルにより構成する場合には、これを表示パネル63と一体的に構成するようにしてもよい。 The operation unit 66 is composed of buttons, a mouse, a touch panel and the like for the user to operate and control the chip measuring device 4. The input information input by the operation unit 66 is transmitted to the central control unit 61, and the central control unit 61 performs various controls based on the input information. By the way, when the operation unit 66 is configured by a touch panel, it may be configured integrally with the display panel 63.

電源安定化部65は、チップ測定装置4における制御ブロック46や電熱線35等の電源を安定させるための制御を行う。 The power supply stabilizing unit 65 performs control for stabilizing the power supply of the control block 46, the heating wire 35, and the like in the chip measuring device 4.

中央制御部61は、チップ測定装置4全体を制御するための中央制御ユニットであり、例えばCPU(Central Processing Unit)を含むものである。中央制御部61は、操作部66を介してユーザの操作に応じて各種制御用の指令を各ユニットに対して伝達する。また中央制御部61は、照明部41対して発光のON/OFF、発光強度、発光波長、発光時間等を制御する。また、中央制御部61は、検出部42に対して、光の受光のON/OFF、受光時間等の制御を行う。中央制御部61は、検出部42がハイブリダイゼーション流路37から受光した受光情報が送られてくる。中央制御部61は、このような受光情報を表示パネル63に表示し、或いは通信部62を介して外部に送信する。中央制御部61は、開閉スイッチ36による開閉制御も行う。中央制御部61は、これらの各制御を図示しないROM等に格納されたプログラムに基づいて実行する。 The central control unit 61 is a central control unit for controlling the entire chip measuring device 4, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit). The central control unit 61 transmits various control commands to each unit via the operation unit 66 according to a user's operation. Further, the central control unit 61 controls ON/OFF of light emission, light emission intensity, light emission wavelength, light emission time, etc. for the illumination unit 41. In addition, the central control unit 61 controls the detection unit 42 such as ON/OFF of light reception and light reception time. The central control unit 61 receives the light reception information received by the detection unit 42 from the hybridization flow channel 37. The central control unit 61 displays such received light information on the display panel 63 or transmits it to the outside via the communication unit 62. The central controller 61 also controls opening/closing by the opening/closing switch 36. The central control unit 61 executes each of these controls based on a program stored in a ROM (not shown) or the like.

空気ポンプ制御部64は、空気ポンプ接続口31に接続される空気ポンプ91を介した送気を制御する。この空気ポンプ制御部64による送気量や送気のタイミングは、例えば、センサ92による検知情報に基づいて制御されるものであってもよい。 The air pump control unit 64 controls air supply via the air pump 91 connected to the air pump connection port 31. The air supply amount and the air supply timing of the air pump control unit 64 may be controlled based on the detection information of the sensor 92, for example.

センサ92は、例えばモーションセンサや赤外線センサ等で構成されており、ユーザの手の動きを検知し、これに基づいた検知情報を生成して空気ポンプ制御部64へ送信する。その結果、空気ポンプ制御部64による空気ポンプ91の送気制御は、ユーザの動きに基づいて実現することが可能となる。 The sensor 92 is composed of, for example, a motion sensor or an infrared sensor, detects a movement of the user's hand, generates detection information based on the movement, and transmits the detection information to the air pump control unit 64. As a result, the air supply control of the air pump 91 by the air pump control unit 64 can be realized based on the movement of the user.

空気ポンプ91は、外部から空気を吸い込むことで送気すべき空気を溜めておく空気タンクと、この空気タンクに溜められた空気を空気ポンプ接続口31を介してウォッシュ流路32へ供給するチューブとに分類できる。空気ポンプ91は、自動制御により動作する場合に限定されるものではなく、手動で空気ポンプ接続口31を介してウォッシュ流路32へ空気を送気するようにしてもよい。かかる場合には、空気ポンプ制御部64、センサ92の構成を省略することができる。 The air pump 91 is an air tank that stores air to be sent by sucking air from the outside, and a tube that supplies the air stored in the air tank to the wash flow passage 32 through the air pump connection port 31. It can be classified into and. The air pump 91 is not limited to the case where it operates by automatic control, and air may be manually supplied to the wash passage 32 through the air pump connection port 31. In such a case, the configurations of the air pump control unit 64 and the sensor 92 can be omitted.

次に、本発明を適用した遺伝子解析システム1を用いて遺伝子を解析する方法について説明をする。 Next, a method of analyzing a gene using the gene analysis system 1 to which the present invention is applied will be described.

先ずユーザは、人体、排泄物、土壌の何れかから採取した採取物を採取する。ここでいう採取物の採取対象としては、人体であれば、血液、汗、唾液等であり、排泄物であれば便、尿である。 First, the user collects a sample collected from any of the human body, excrement, and soil. The collection target here is blood, sweat, saliva or the like for the human body, and feces or urine for excrement.

このような採取物を採取する際に、例えば綿棒等のような棒状体の先端に採取物を付着させる。次に図8に示すように、収容容器220内に複数の粒状体223を充填させ、液体Lを浸漬させた採取用カートリッジ22に、先端部94に採取物95が付着された棒状体9を挿入する。この棒状体9の先端部94は、綿棒のように若干太径化されていてもよいが、これに限定されるものではなく、全て同一径の棒状体であってもよい。 When collecting such a sample, the sample is attached to the tip of a rod-shaped body such as a cotton swab. Next, as shown in FIG. 8, a rod-shaped body 9 having a tip 94 on which a sample 95 is attached is attached to a sampling cartridge 22 in which a plurality of granular bodies 223 are filled in a container 220 and the liquid L is immersed therein. insert. The tip portion 94 of the rod-shaped body 9 may be slightly thickened like a cotton swab, but is not limited to this and may be all rod-shaped bodies having the same diameter.

棒状体9をその先端部94から収容容器220内に挿入するにつれて、上端から下方に向けて徐々に縮径化された内壁221の内径を介して棒状体9の先端が挿入口229に向けて自然に案内されていくこととなる。この挿入口229からこの棒状体9の先端部94を更に下向きに押し下げることにより、先端部94が挿入口229の中に挿入されて下室220bに入り込むこととなる。このとき、棒状体9における先端部94よりも僅かに根本側に離間した根本部分において外側に突出させた突起部96を予め形成させるようにしてもよい。これにより、突起部96が挿入口229における突出部222に係止されることにより、棒状体9の押込み深さを適度な位置にコントロールすることができ、ひいては棒状体9を収容容器220内において押し込みすぎてしまい、積層体26まで到達してしまうのを防止することができる。更にこの棒状体9は突起部96の近傍において簡単に折って先端部94と容易に切り離すことができるように、予め折り目や切り溝等が形成されていてもよい。 As the rod-shaped body 9 is inserted into the accommodation container 220 from its tip 94, the tip of the rod-shaped body 9 is directed toward the insertion port 229 through the inner diameter of the inner wall 221 whose diameter is gradually reduced from the upper end. You will be guided naturally. By further pushing down the tip portion 94 of the rod-shaped body 9 from the insertion opening 229, the tip portion 94 is inserted into the insertion opening 229 and enters the lower chamber 220b. At this time, a protrusion 96 protruding outward may be formed in advance at a root portion of the rod-shaped body 9 slightly separated from the tip end portion 94 toward the root side. As a result, the protruding portion 96 is locked to the protruding portion 222 of the insertion opening 229, whereby the pushing depth of the rod-shaped body 9 can be controlled to an appropriate position, and thus the rod-shaped body 9 can be set in the storage container 220. It is possible to prevent it from being pushed too far and reaching the laminated body 26. Further, the rod-shaped body 9 may be preliminarily formed with a fold line, a kerf, or the like so that it can be easily folded in the vicinity of the protruding portion 96 and easily separated from the tip portion 94.

内壁221により形成される挿入口229が、その内径が狭小化する方向に向けて予め付勢されていることにより、棒状体9の太径化された先端部94を挿入口229に押し込む過程において挿入口229を外側に押し広げつつこれを下室220b側に挿入させる動作を行うこととなる。そして、太径化された先端部94が完全に下室220b側に入り込んだ状態になると、一度押し広げられた挿入口229が再びその内径が狭小化する方向に向けて付勢される結果、この棒状体9の先端部94における根本部が挿入口229における突出部222が閉口されることとなる。その結果、ユーザからこの先端部94を直接視認することができない状態を作り出すことができる。このため、仮に採取物95が排泄物である場合、ユーザがこれを直接視認することができないことで、清潔な印象を持たせることが可能となる。 Since the insertion opening 229 formed by the inner wall 221 is pre-biased in the direction in which the inner diameter thereof is narrowed, in the process of pushing the thickened tip portion 94 of the rod-shaped body 9 into the insertion opening 229. An operation of inserting this into the lower chamber 220b side while expanding the insertion opening 229 to the outside is performed. Then, when the thickened tip portion 94 is completely in the lower chamber 220b side, the insertion opening 229 once expanded is urged in the direction in which the inner diameter is narrowed again. The root portion of the tip portion 94 of the rod-shaped body 9 closes the protruding portion 222 of the insertion port 229. As a result, it is possible to create a state in which the user cannot directly see the tip 94. For this reason, if the collected material 95 is excrement, the user cannot directly visually recognize the collected material, which makes it possible to give a clean impression.

また、棒状体9を下室220bから引き抜く際には、その太径化された先端部94を挿入口229から押し出す過程において挿入口229を外側に押し広げつつこれを上室220a側に引っ張る動作を行うこととなる。このとき、先端部94に採取物95が付着していた場合、付勢力を受けた内壁221をこの採取物95に当てがわせることにより、当該採取物95を下室220b内に落とし込むことも可能となる。 Further, when pulling out the rod-shaped body 9 from the lower chamber 220b, in the process of pushing out the thickened tip portion 94 from the insertion port 229, the insertion port 229 is expanded outward while being pulled toward the upper chamber 220a side. Will be done. At this time, if the sample 95 is attached to the tip portion 94, the sample 95 can be dropped into the lower chamber 220b by applying the inner wall 221 to which the biasing force is applied to the sample 95. It will be possible.

更にこの内壁221により形成される挿入口229が、その内径が狭小化する方向に向けて予め付勢されていることにより、下室220bは密閉に近い状態とされているため、内部の液体Lや粒状体223を長持ちさせることが可能となる。 Further, since the insertion port 229 formed by the inner wall 221 is pre-biased in the direction in which the inner diameter thereof is narrowed, the lower chamber 220b is in a state close to a closed state, so that the liquid L in the inside is closed. It is possible to make the granular material 223 last longer.

このようにして下室220bに入り込んだ棒状体9の先端部94の周囲は、粒状体223により囲まれている状態となっている。その結果、先端部94には、粒状体223が接触することとなるため、この先端部94に付着している採取物95も同様にこの粒状体223に接触することとなる。その結果、採取物95は、接触された粒状体223により拭き取られて採取されることとなる。この粒状体223は、液体Lに含浸されていることから、採取された採取物は液体Lに溶解していくこととなる。 In this way, the periphery of the tip 94 of the rod-shaped body 9 that has entered the lower chamber 220b is surrounded by the granular body 223. As a result, since the granular body 223 comes into contact with the tip 94, the sample 95 attached to the tip 94 also comes into contact with the granular body 223. As a result, the sample 95 is wiped off and collected by the contacted granular body 223. Since the granular material 223 is impregnated with the liquid L, the collected sample is dissolved in the liquid L.

なおユーザは、この棒状体9を下室220b内で攪拌するようにしてもよいし、上下に微震動させるようにしてもよい。これにより、先端部94に付着した採取物95が粒状体223に何度か接触させて擦れることとなり、採取物95をより効果的に拭き取ることで、液体Lにこれを溶解させることができる。 The user may stir the rod-shaped body 9 in the lower chamber 220b, or may slightly vibrate vertically. As a result, the collected material 95 attached to the tip portion 94 comes into contact with the granular body 223 several times and is rubbed, and the collected material 95 can be dissolved more effectively by wiping the collected material 95 more effectively.

次にユーザは、採取物95が除去された後の先端部94を含む棒状体9を収容容器220から抜き取る。次に図9に示すように、前処理用本体23におけるカートリッジ収容部231に採取用カートリッジ22を装着する。その結果、この採取用カートリッジ22と前処理用本体23との装着時において、粒状体223が充填されている収容容器220と、第1フィルタ234とは、ちょうど積層体26を介して隔てられた状態となる。この状態において液体Lは、液体そのものが通過不能なフィルム225により保持されている状態となっている。 Next, the user pulls out the rod-shaped body 9 including the tip portion 94 after the sample 95 is removed from the housing container 220. Next, as shown in FIG. 9, the sampling cartridge 22 is mounted in the cartridge housing portion 231 of the pretreatment main body 23. As a result, when the collecting cartridge 22 and the pretreatment main body 23 are mounted, the container 220 filled with the granular material 223 and the first filter 234 are separated from each other by the laminate 26. It becomes a state. In this state, the liquid L is in a state of being held by the film 225 through which the liquid itself cannot pass.

次に、このフィルム225に孔を開けることにより液体Lを前処理用本体23における分離部233側に流下させる。フィルム225に孔を開ける方法としてしてはいかなるものであってもよいが、例えば第1フィルタ234を介して上側に隔てられている室R1において長尺の針を複数本に亘り上向きに設置しておき、採取用カートリッジ22を装着したときにこの長尺の針がフィルム225に突き刺さり、フィルム225に開けられた孔から液体Lが前処理用本体23における分離部233側に流下していくこととなる。一方、粒状体223は、網状体224を通過することができないため、これに保持されることで分離部233に落下することはない。 Next, by making a hole in the film 225, the liquid L is made to flow down to the separation section 233 side in the pretreatment main body 23. Any method may be used to make a hole in the film 225. For example, a plurality of long needles are installed upward in a chamber R1 that is separated from the upper side by a first filter 234. Incidentally, when the collection cartridge 22 is mounted, this long needle pierces the film 225, and the liquid L flows down from the hole formed in the film 225 to the separation section 233 side of the pretreatment main body 23. Becomes On the other hand, since the granular body 223 cannot pass through the mesh body 224, the granular body 223 is held by the granular body 223 and does not fall into the separation unit 233.

図10は、液体Lにつきフィルム225を通過させ、前処理用本体23における分離部233側に流下させた状態を示している。液体Lは、最初に室R1に流下し、第1フィルタ234を通過することとなる。この第1フィルタ234では、膜の連続した組織間に形成された孔を介して液体Lから血清を分離させる。即ちこの血清は、室R1において蓄積されることとなり、血清が除かれた液体Lが第1フィルタ234を通過して室R2に流下することとなる。 FIG. 10 shows the state in which the liquid L has passed through the film 225 and has flowed down to the separation section 233 side of the pretreatment main body 23. The liquid L first flows down into the chamber R1 and passes through the first filter 234. In the first filter 234, the serum is separated from the liquid L via the holes formed between the continuous tissues of the membrane. That is, the serum is accumulated in the chamber R1, and the liquid L from which the serum has been removed passes through the first filter 234 and flows down into the chamber R2.

室R2に流下した液体Lは、第2フィルタ235により少なくともウィルス、菌が分離されることとなる。ウィルス、菌が分離された液体Lのみが第2フィルタ235を通過し、室R3へと流下していくこととなる。 The liquid L flowing down into the chamber R2 will be separated by the second filter 235 into at least viruses and bacteria. Only the liquid L from which viruses and bacteria have been separated passes through the second filter 235 and flows down into the chamber R3.

室R3に流下した液体を蓄積した後、ユーザは、キャップ237を開封すると共に、前処理用本体23における排出口236の先端を、核酸分析用チップ3におけるサンプル注入口33に接続する。その結果、このサンプル注入口33には、前処理用本体23における排出口236を介して液体Lが注入される。サンプル注入口33に送り込まれた液体Lは、PCR流路34へと導かれる。 After accumulating the liquid that has flowed down into the chamber R3, the user opens the cap 237 and connects the tip of the discharge port 236 in the pretreatment main body 23 to the sample injection port 33 in the nucleic acid analysis chip 3. As a result, the liquid L is injected into the sample injection port 33 via the discharge port 236 in the pretreatment main body 23. The liquid L sent to the sample injection port 33 is guided to the PCR channel 34.

PCR流路34へ導かれた液体Lは、この流路34の下流に向けて徐々に流下していくこととなる。このとき、液体Lは縮径化されたPCR流路34を流れることによるマイクロ流体の状態で、このPCR流路34を流れていくこととなる。液体Lは、このPCR流路34を流れる過程で、ポリメラーゼ連鎖反応を起こしていく。具体的には、PCR流路34が電熱線35上を流れているときには、90〜95℃で加熱されている状態であることから、この段階では核酸を熱変性し、2本鎖の核酸の水素結合が切断され、1本鎖の核酸に解離することとなる。 The liquid L guided to the PCR flow path 34 gradually flows down toward the downstream of this flow path 34. At this time, the liquid L flows through the PCR channel 34 in a microfluidic state by flowing through the PCR channel 34 having a reduced diameter. The liquid L causes a polymerase chain reaction while flowing through the PCR flow path 34. Specifically, when the PCR flow path 34 is flowing on the heating wire 35, it is in a state of being heated at 90 to 95° C. Therefore, at this stage, the nucleic acid is thermally denatured and the double-stranded nucleic acid The hydrogen bond is cleaved and dissociated into single-stranded nucleic acid.

このような1本鎖の核酸を含む液体Lが電熱線35上を通り過ぎ、更に当該電熱線35から離間するにつれて温度は低下することとなる。この液体Lはプライマーを含有するものであることから、55℃程度まで温度が低くなると、1本鎖の核酸に対してプライマーと相補的な結合が生じる。 As the liquid L containing such single-stranded nucleic acid passes over the heating wire 35 and further separates from the heating wire 35, the temperature decreases. Since this liquid L contains a primer, when the temperature is lowered to about 55° C., a complementary bond with the primer occurs with respect to the single-stranded nucleic acid.

次に、このようなプライマーと相補的に結合した1本鎖の核酸を含む液体Lが徐々に電熱線35に近接してくるにつれて温度が再び上昇し始める。この温度上昇に応じてプライマーは伸長しはじめ、2本鎖の核酸となる。そして、再び液体Lが電熱線35上に到達し、温度が90〜95℃で加熱されることで変性が生じ、2本鎖の核酸の水素結合が切断され、1本鎖の核酸に解離することとなる。 Next, the temperature starts to rise again as the liquid L containing the single-stranded nucleic acid complementary to such a primer gradually approaches the heating wire 35. As the temperature increases, the primer begins to extend and becomes a double-stranded nucleic acid. Then, the liquid L again reaches the heating wire 35 and is heated at a temperature of 90 to 95° C., so that denaturation occurs and the hydrogen bond of the double-stranded nucleic acid is broken to dissociate into the single-stranded nucleic acid. It will be.

液体LがPCR流路34を流れる過程で、上述したプロセスが繰り返し起きる結果、核酸断片を増幅させつつ下流へ流すことが可能となる。 In the process in which the liquid L flows through the PCR flow path 34, as a result of the above-described process being repeated, it becomes possible to flow the nucleic acid fragment downstream while amplifying it.

液体Lは、このPCR流路34を出た後、ハイブリダイゼーション流路37へと導かれることとなる。液体Lがハイブリダイゼーション流路37を流れる段階においては、少なくとも、このハイブリダイゼーション流路37が照明部41からの照明光が到達している必要があり、またハイブリダイゼーション流路37からの発光が生じた場合に検出部42においてこれを検知できる状態に制御ブロック46における中央制御部61により予め制御されている必要がある。 The liquid L will be guided to the hybridization flow channel 37 after exiting the PCR flow channel 34. At the stage when the liquid L flows through the hybridization flow channel 37, at least the illumination light from the illumination unit 41 needs to reach this hybridization flow channel 37, and light emission from the hybridization flow channel 37 occurs. In this case, the central controller 61 in the control block 46 needs to be controlled in advance so that the detector 42 can detect this.

ハイブリダイゼーション流路37では、仮に液体L中に標的核酸が含まれている場合に、これと当該核酸プローブとの間で安定な二重鎖を形成させることが可能となる。その結果、標的核酸のみがこの核酸プローブと相補的な二重鎖を形成させることでそのままこのハイブリダイゼーション流路37に留まることとなり、標的核酸以外の核酸は何れもこのハイブリダイゼーション流路37をそのまま流れていき、廃液保存リザーバー38へ送り込まれることとなる。 In the hybridization flow channel 37, if the target nucleic acid is contained in the liquid L, it becomes possible to form a stable double strand between this and the nucleic acid probe. As a result, only the target nucleic acid remains in the hybridization flow channel 37 as it is by forming a complementary double strand with the nucleic acid probe, and any nucleic acid other than the target nucleic acid remains in the hybridization flow channel 37. It flows and is sent to the waste liquid storage reservoir 38.

ハイブリダイゼーション流路37に残存した、この核酸プローブと結合した標的核酸の有無について、チップ測定装置4により同定していくこととなる。このハイブリダイゼーション流路37において行われるハイブリダイゼーションは周知のいかなる方法で行われるものであってもよい。例えば蛍光 in situ ハイブリダイゼーションを採用する場合には、蛍光物質や酵素などで標識した核酸プローブを使用し、標的核酸とハイブリダイゼーションさせることで発光されたハイブリダイズ信号を、蛍光顕微鏡としての検出部42で検出するようにしてもよい。 The presence or absence of the target nucleic acid bound to the nucleic acid probe remaining in the hybridization channel 37 will be identified by the chip measuring device 4. The hybridization performed in the hybridization channel 37 may be performed by any known method. For example, when fluorescence in situ hybridization is adopted, a nucleic acid probe labeled with a fluorescent substance, an enzyme, or the like is used, and the hybridization signal emitted by hybridization with the target nucleic acid is detected by the detection unit 42 as a fluorescence microscope. You may make it detect by.

このようにして、ハイブリダイゼーション流路37においてハイブリダイゼーションを行っていくこととなる。このハイブリダイゼーション流路37においてより好適にハイブリダイゼーションを行っていくためには、温度、pH、陽イオンの濃度等が予め調製されている必要がある。温度の調整はペルチェ素子や電熱線等を使用するようにしてもよい。温度は例えば37℃程度、pHは7程度とされていてもよい。 In this way, hybridization is carried out in the hybridization channel 37. In order to perform the hybridization in the hybridization channel 37 more preferably, the temperature, pH, cation concentration and the like need to be adjusted in advance. The temperature may be adjusted by using a Peltier element or a heating wire. The temperature may be about 37° C. and the pH may be about 7.

なお、ハイブリダイゼーションの終了後、開閉スイッチ36を開けることでウォッシュ流路32からハイブリダイゼーション流路37へ洗浄液を流すようにしてもよい。これにより、この核酸分析用チップ3を利用して複数回に亘り核酸の同定を行うことが可能となる。ウォッシュ流路32から洗浄液を流す場合には、空気ポンプ制御部64を介して空気ポンプ91を動作させるとともに洗浄液を交互に流し込む。洗浄液は、このウォッシュ流路32を下流に向けて流れていき、そのままハイブリダイゼーション流路37へと流れていくこととなる。ハイブリダイゼーション流路37に到達した洗浄液は、残存している核酸を全て流してこれを廃液保存リザーバー38へと送り込む。 After the completion of hybridization, the opening/closing switch 36 may be opened to flow the washing liquid from the wash flow channel 32 to the hybridization flow channel 37. As a result, the nucleic acid analysis chip 3 can be used to identify the nucleic acid multiple times. When flowing the cleaning liquid from the wash channel 32, the air pump 91 is operated via the air pump control unit 64 and the cleaning liquid is alternately supplied. The cleaning liquid flows through the wash channel 32 toward the downstream side, and then flows into the hybridization channel 37 as it is. The washing liquid that has reached the hybridization channel 37 flows all the remaining nucleic acid and sends it to the waste liquid storage reservoir 38.

検出部42により、標的核酸の存在を示す発光を検出することができた場合、検出部42は、これを中央制御部61へと出力する。中央制御部61は、かかる検出結果を取得した上で、検出したデータを表示パネル63を介して表示し、或いは検出したデータを通信部62を介して携帯端末5へと送信する。 When the detection unit 42 can detect the luminescence indicating the presence of the target nucleic acid, the detection unit 42 outputs this to the central control unit 61. The central control unit 61 acquires the detection result and then displays the detected data via the display panel 63, or transmits the detected data to the mobile terminal 5 via the communication unit 62.

携帯端末5は、通信部62を介して上記データを受信した場合には、自身に格納されている検診用アプリを利用し、データの解析を行うことで核酸の同定を行い、遺伝子解析を行う。形態端末5は、解析結果をユーザに表示し、或いは今後の健康維持のための各種提案をユーザに表示する。また携帯端末5は、通信部62を介して受信した上記データを更に公衆通信網6に送信するようにしてもよい。公衆通信網6に送信された上記データは、サーバ7に格納される。このサーバ7に格納されたデータは、中央制御装置8によって分析され、また医師等によって確認される。更に中央制御装置8によって情報分析されることにより得られた知見や、分析結果は、公衆通信網6を介して携帯端末5へ送信される場合もある。 When the mobile terminal 5 receives the above-mentioned data via the communication unit 62, the mobile terminal 5 uses the examination application stored in itself to analyze the data to identify the nucleic acid and perform the gene analysis. .. The form terminal 5 displays the analysis result to the user, or displays various suggestions for future health maintenance to the user. The mobile terminal 5 may further transmit the data received via the communication unit 62 to the public communication network 6. The data transmitted to the public communication network 6 is stored in the server 7. The data stored in the server 7 is analyzed by the central controller 8 and confirmed by a doctor or the like. Further, the knowledge obtained by the information analysis by the central controller 8 and the analysis result may be transmitted to the mobile terminal 5 via the public communication network 6.

上述した構成からなる本発明によれば、ユーザは人体、排泄物、土壌の何れかから棒状体9により採取物を採取し、液体Lを浸漬させた採取用カートリッジ22に、先端部94に採取物95が付着された棒状体9を挿入する。他には、採取用カートリッジ22を前処理用本体23に装着する作業と、前処理用本体23における排出口236の先端を、核酸分析用チップ3のサンプル注入口33に接続するだけで、後は全て自動的に遺伝子解析が行われていくこととなる。 According to the present invention having the above-described configuration, the user collects a sample from the human body, excrement, or soil with the rod-shaped body 9 and collects the sample into the collecting cartridge 22 in which the liquid L is dipped and into the tip 94. The rod-shaped body 9 to which the object 95 is attached is inserted. Other than that, the work of mounting the collection cartridge 22 to the pretreatment main body 23 and connecting the tip of the discharge port 236 of the pretreatment main body 23 to the sample injection port 33 of the nucleic acid analysis chip 3 are performed. Will be automatically subjected to gene analysis.

このため、医療について専門的知識の無いユーザであっても、極めて簡単な作業で遺伝子解析を自分自身で行うことが可能となる。 Therefore, even a user who does not have specialized knowledge about medical treatment can perform gene analysis by himself/herself with an extremely simple operation.

また遺伝子解析用前処理キット2と、核酸分析用チップ3と、チップ測定装置4は、何れも装置構成が複雑なものではないため、小型化を図ることも可能となり、自宅におけるセルフ検診に適した構造とされ、また安価で提供することができることから個人でも購入すること可能となる。 In addition, since the gene analysis pretreatment kit 2, the nucleic acid analysis chip 3, and the chip measuring device 4 are not complicated in device configuration, they can be downsized and are suitable for self-examination at home. Since it has a different structure and can be provided at a low price, it can be purchased by individuals.

更に本発明によれば、採取した採取物から核酸を高効率に抽出することができ、また核酸の同定を高精度に行うべく、遺伝子解析用前処理キット2を通じて血清や菌、ウィルスを予め除去することができ、しかもこれらの操作につき特段の熟練、知識も必要なく極めて簡便に行うことができる。 Further, according to the present invention, nucleic acid can be extracted from a collected sample with high efficiency, and serum, bacteria, and viruses are previously removed through the pretreatment kit 2 for gene analysis in order to identify nucleic acid with high accuracy. Further, these operations can be performed very easily without any special skill or knowledge.

また、ウォッシュ流路32から洗浄液をハイブリダイゼーション流路37に流すことでこれを洗浄することができ、核酸分析用チップ3を何度も繰り返して使用することができるためコストパフォーマンスにも大変優れた構成とされており、この洗浄作業も極めて簡便に行うことが可能となる。 In addition, the washing liquid can be washed by flowing the washing liquid from the wash flow passage 32 to the hybridization flow passage 37, and the nucleic acid analysis chip 3 can be used repeatedly many times, which is very excellent in cost performance. With this configuration, the cleaning work can be performed very easily.

また、上述の如き装置構成の簡略化、取扱容易性、コストパフォーマンスの向上を図りつつも、生化学検査の精度は従前のものと同レベルを維持することができることから、医療機関での同レベルの遺伝子解析を自宅にて実現することが可能となる。 In addition, the accuracy of the biochemical test can be maintained at the same level as before, while simplifying the device configuration, improving the ease of handling, and improving the cost performance as described above. It becomes possible to realize the gene analysis of at home.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。粒状体223を弾性物質からなる表皮の中に液体Lを予め封入することで構成してもよい。係る場合には、収容容器220内において液体Lを含浸させることは必須とならない。採取物を先端に付着させた棒状体9が挿入された場合に、その先端を粒状体223に接触させることで当該採取物を採取することは上述と同様である。これに加えて、その棒状体9の先端により粒状体223の表皮を破くことで液体Lを流出させる。これにより棒状体9の先端をその流出させた液体Lに含浸させることが可能となる。 The present invention is not limited to the above embodiment. The granular body 223 may be configured by previously filling the liquid L in the skin made of an elastic material. In such a case, it is not essential to impregnate the liquid L in the container 220. When the rod-shaped body 9 having the sample attached to the tip is inserted, the sample is collected by bringing the tip into contact with the granular body 223 in the same manner as described above. In addition to this, the liquid L is caused to flow out by breaking the surface of the granular body 223 by the tip of the rod-shaped body 9. This makes it possible to impregnate the tip of the rod 9 with the liquid L that has flowed out.

また、本発明を適用した遺伝子解析システム1は、図11、12に示すようなケース収容型で構成されていてもよい。このケース収容型の遺伝子解析システム1’の構成要素、部材は、上述した実施の形態と同様であるため、同一の符号を付して説明することにより以下での説明を省略する。 Further, the gene analysis system 1 to which the present invention is applied may be configured as a case-housing type as shown in FIGS. The components and members of the case-accommodating gene analysis system 1 ′ are the same as those in the above-described embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and the description is omitted.

この図11は、ケース収容型の遺伝子解析システム1’の外観を示している。ケース収容型の遺伝子解析システム1’は、一端が図示しないヒンジにより接合され、その図示しないヒンジを回転中心としてケース100aとケース100bとが互いに開閉自在に構成されている。このケース100a、100bの上面には、持ち手101が設けられており、ロック機構102が設けられている。またケース収容型の遺伝子解析システム1’の外側には、ディスプレイ103、タッチパネル104が設けられていてもよい。因みにディスプレイ103は、表示パネル63に相当し、タッチパネル104は操作部66に相当する。 FIG. 11 shows the appearance of the case-accommodating gene analysis system 1'. In the case-accommodating gene analysis system 1', one end is joined by a hinge (not shown), and the case 100a and the case 100b are configured to be openable/closable with respect to the hinge (not shown) as a rotation center. A handle 101 and a lock mechanism 102 are provided on the upper surfaces of the cases 100a and 100b. A display 103 and a touch panel 104 may be provided outside the case-accommodating gene analysis system 1'. Incidentally, the display 103 corresponds to the display panel 63, and the touch panel 104 corresponds to the operation unit 66.

図12は、このケース100a、100bを展開した状態を示している。ケース100a側には、上述したチップ測定装置4が配設され、このチップ測定装置4には、パーソナルコンピュータ(PC)50が接続され、さらにこのPC50にはバッテリー105が接続されている。PC50は、バッテリー105から供給される電力により動作する。チップ測定装置4による測定結果がこのPC50に送られる。このPC50は、上述した携帯端末5と同様の機能を担う。 FIG. 12 shows a state in which the cases 100a and 100b are expanded. The chip measuring device 4 described above is disposed on the side of the case 100a, a personal computer (PC) 50 is connected to the chip measuring device 4, and a battery 105 is connected to the PC 50. The PC 50 operates by the power supplied from the battery 105. The measurement result by the chip measuring device 4 is sent to the PC 50. The PC 50 has the same function as the mobile terminal 5 described above.

またケース100b側には、核酸分析用チップ3が配設され、さらにこの核酸分析用チップ3には前処理用本体23が接続される。核酸分析用チップ3は、ケース100a、100bを閉めた場合において、ちょうどチップ測定装置4と対面する位置に設けられている。これにより、上述した測定が可能となる。この核酸分析用チップ3におけるサンプル注入口33には、前処理用本体23における排出口236が直接接続され、液体Lが送られる構成となっている。前処理用本体23及び核酸分析用チップ3は、複数組に亘り配列されていてもよい。前処理用本体23は、サンプル導入口108から分岐チューブ111を介してサンプルが導入可能とされている。このサンプル導入口108の構成は、採取用カートリッジ22と同様である。この採取用カートリッジ22からの液体Lが分岐チューブ111を介して前処理用本体23に送られる。ちなみに、採取用カートリッジ22から分岐チューブ111へ液体Lを送液する際の動力は、ポンプ109を介して行うものとする。このケース100a、100b内部は、サンプル導入口108以外は強化プラスチックや強化保護フィルムで覆われていることで、検体の飛び散りを防止することができる。 A nucleic acid analysis chip 3 is arranged on the case 100b side, and a pretreatment main body 23 is connected to the nucleic acid analysis chip 3. The nucleic acid analysis chip 3 is provided at a position just facing the chip measurement device 4 when the cases 100a and 100b are closed. This enables the above-mentioned measurement. The sample injection port 33 of the nucleic acid analysis chip 3 is directly connected to the discharge port 236 of the pretreatment main body 23 to send the liquid L. The pretreatment main body 23 and the nucleic acid analysis chip 3 may be arranged in plural sets. A sample can be introduced into the pretreatment main body 23 from the sample introduction port 108 through the branch tube 111. The structure of the sample introduction port 108 is similar to that of the sampling cartridge 22. The liquid L from the sampling cartridge 22 is sent to the pretreatment main body 23 via the branch tube 111. Incidentally, the power for sending the liquid L from the sampling cartridge 22 to the branch tube 111 is assumed to be carried out via the pump 109. The insides of the cases 100a and 100b are covered with a reinforced plastic or a reinforced protective film except for the sample introduction port 108, so that scattering of the sample can be prevented.

このようなケース収容型の遺伝子解析システム1’によれば、スーツケース等のような大きさのケースにシステムをコンパクトにまとめることができる。また危険性が高いウィルスや病気(HIV、マールブルクウィルス、エボラウィルス、天然痘、ラッサ熱等)を特別な管理施設にその都度委託することなく迅速に測定できるため、世界的な伝染病の大流行等もいち早く察知し、被害拡大を押さえることができる。特にこのケース収容型の遺伝子解析システム1’によれば、採取物95が付着された棒状体9をサンプル導入口108に挿入するのみで残りは全自動で測定をすることができるため、操作性をより向上させることができ、しかも測定開始から終了まで一切人の手を触れずに処分も可能であるため衛生面においても優れたものとなる。 According to such a case-accommodating gene analysis system 1', the system can be compactly packed in a case having a size such as a suitcase. In addition, high-risk viruses and illnesses (HIV, Marburg virus, Ebola virus, smallpox, Lassa fever, etc.) can be quickly measured without having to entrust them to special management facilities each time. It is possible to detect trends and the like quickly and prevent the damage from spreading. In particular, according to this case-accommodating gene analysis system 1 ′, since the rod-shaped body 9 to which the sample 95 is attached can be inserted into the sample introduction port 108 and the rest can be measured fully automatically, the operability is improved. Can be further improved and can be disposed of without any human touch from the start to the end of the measurement, which is excellent in hygiene.

また、本発明によれば、核酸測定以外に、ペプチドやエクソソーム、バイオマーカー、抗体等の生体物質についても同様に測定することができる。かかる場合には、前処理用本体23における排出口236を介して注入さえた液体Lは、PCR流路34において核酸増幅が行われることなくそのままハイブリダイゼーション流路37へと流されることとなる。それ以外の工程は、何れも上述した実施の形態と同様である。即ち、ペプチドやエクソソーム、バイオマーカー、抗体等の生体物質についても同様に測定する場合には、PCR流路34の代替として、単に注入した液体Lをハイブリダイゼーション流路37へと流す注入流路とされていればよい。 Further, according to the present invention, in addition to the nucleic acid measurement, biological substances such as peptides, exosomes, biomarkers and antibodies can be similarly measured. In such a case, the liquid L injected through the discharge port 236 in the pretreatment main body 23 will flow into the hybridization flow channel 37 as it is without nucleic acid amplification in the PCR flow channel 34. All other steps are similar to those of the above-described embodiment. That is, when biological substances such as peptides, exosomes, biomarkers, and antibodies are also measured in the same manner, an injection flow channel that simply flows the injected liquid L into the hybridization flow channel 37 instead of the PCR flow channel 34. It should have been done.

1 遺伝子解析システム
2 遺伝子解析用前処理キット
3 核酸分析用チップ
4 チップ測定装置
5 携帯端末
6 公衆通信網
7 サーバ
8 中央制御装置
9 棒状体
12 公衆通信網
21 プランジャ
22 採取用カートリッジ
23 前処理用本体
26 積層体
31 空気ポンプ接続口
32 ウォッシュ流路
33 サンプル注入口
34 PCR流路
35 電熱線
36 開閉スイッチ
37 ハイブリダイゼーション流路
38 廃液保存リザーバー
39 排出口
41 照明部
42 検出部
43 チップマウンター
45 放熱板
45 流路
46 制御ブロック
61 中央制御部
62 通信部
63 表示パネル
64 空気ポンプ制御部
65 電源安定化部
66 操作部
67 電熱線制御部
91 空気ポンプ
92 センサ
95 採取物
96 突起部
211 内筒部
212 押し子
213 ゴム部
220 収容容器
220a 上室
220b 下室
221 内壁
222 突出部
223 粒状体
224 網状体
225 フィルム
229 挿入口
231 カートリッジ収容部
232 周壁
233 分離部
234 第1フィルタ
235 第2フィルタ
236 排出口
237 キャップ
1 Gene Analysis System 2 Pretreatment Kit for Gene Analysis 3 Nucleic Acid Analysis Chip 4 Chip Measuring Device 5 Mobile Terminal 6 Public Communication Network 7 Server 8 Central Control Unit 9 Rod 12 Public Communication Network 21 Plunger 22 Collection Cartridge 23 Pretreatment Main body 26 Laminated body 31 Air pump connection port 32 Wash flow channel 33 Sample injection port 34 PCR flow channel 35 Heating wire 36 Open/close switch 37 Hybridization flow channel 38 Waste liquid storage reservoir 39 Discharge port 41 Illumination unit 42 Detection unit 43 Chip mounter 45 Heat dissipation Plate 45 Flow path 46 Control block 61 Central control unit 62 Communication unit 63 Display panel 64 Air pump control unit 65 Power supply stabilization unit 66 Operation unit 67 Heating wire control unit 91 Air pump 92 Sensor 95 Sample 96 Protrusion 211 Inner cylinder 212 Pusher 213 Rubber part 220 Storage container 220a Upper chamber 220b Lower chamber 221 Inner wall 222 Protruding part 223 Granular body 224 Net body 225 Film 229 Insertion port 231 Cartridge accommodating part 232 Circumferential wall 233 Separation part 234 First filter 235 Second filter 236 Discharge Outlet 237 cap

Claims (6)

人体、排泄物、土壌の何れかから採取した採取物から生体物質を抽出するための遺伝子解析用前処理キットにおいて、
複数の粒状体が充填されてなると共に、液体を上記粒状体に浸漬させ、上記採取物を先端に付着させた棒状体が挿入された場合に、その先端を上記粒状体に接触させることで当該採取物を採取すると共に上記液体に含浸させる採取用カートリッジと、
上記採取用カートリッジから送出されてきた上記液体を外部へ排出するための排出手段と
装着された上記採取用カートリッジから送出されてきた上記液体から少なくとも血清を分離するための第1フィルタと、上記排出手段を有する前処理用本体とを備え、
上記排出手段は、上記第1フィルタを通過した上記液体を外部へ排出し、
上記採取用カートリッジと上記前処理用本体との装着時において、上記粒状体が充填されている収容容器と上記第1フィルタとは、上記液体が通過可能な網状体及び上記液体が通過不能なフィルムが互いに積層された積層体を介して隔てられ、
上記採取用カートリッジからの上記液体の送出時には、上記フィルムに上記液体を通過させるための孔を形成させて上記液体を通過させるとともに上記網状体により上記粒状体を保持すること
を特徴とする遺伝子解析用前処理キット。
In a pretreatment kit for gene analysis for extracting a biological substance from a sample collected from a human body, excrement, or soil,
With a plurality of granular bodies being filled, a liquid is immersed in the granular body, and when a rod-shaped body having the collected material attached to the tip is inserted, the tip is brought into contact with the granular body. A collecting cartridge for collecting a sample and impregnating the sample with the liquid,
Discharge means for discharging the liquid sent from the sampling cartridge to the outside ,
A first filter for separating at least serum from the liquid delivered from the mounted collection cartridge; and a pretreatment main body having the discharge means,
The discharge means discharges the liquid passing through the first filter to the outside,
When the collecting cartridge and the pretreatment main body are mounted, the container filled with the granular material and the first filter are a mesh body through which the liquid can pass and a film through which the liquid cannot pass. Are separated from each other by a laminated body laminated with each other,
When delivering the liquid from the collecting cartridge, a hole is formed in the film to allow the liquid to pass therethrough, and the liquid is allowed to pass through, and the granular material is retained by the reticulate body. Pretreatment kit.
上記液体は、殺菌成分、遺伝子検出用プライマー、ポリメラーゼ酵素を含有させてなること
を特徴とする請求項記載の遺伝子解析用前処理キット。
The liquid is sterilized components, genetic detection primer according to claim 1, before a gene analysis according treatment kit, characterized in that formed by incorporating a polymerase enzyme.
上記前処理用本体は、上記第1フィルタを通過した上記液体から少なくともウィルス、菌を分離するための第2フィルタを更に有し、上記排出手段は、上記第2フィルタを通過した上記液体を外部へ排出すること
を特徴とする請求項記載の遺伝子解析用前処理キット。
The main body for pretreatment further includes a second filter for separating at least viruses and bacteria from the liquid that has passed through the first filter, and the discharging means externally discharges the liquid that has passed through the second filter. The pretreatment kit for gene analysis according to claim 2, wherein the pretreatment kit is for excretion.
上記採取用カートリッジは、狭小化する方向に向けて予め付勢されていると共に上記棒状体の先端が挿入される挿入口を有し、上記挿入口の内部に上記粒状物が充填されてなると共にこれに上記液体が浸漬されていること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載の遺伝子解析用前処理キット。
The sampling cartridge has an insertion opening that is pre-biased in the direction of narrowing and the tip of the rod-shaped body is inserted, and the inside of the insertion opening is filled with the granular material. The pretreatment kit for gene analysis according to any one of claims 1 to 3 , wherein the liquid is immersed therein.
上記棒状体は、上記採取物が付着される先端の根本部分を外側に突出させた突起部を有し、上記突起部が上記挿入口に係止されること
を特徴とする請求項記載の遺伝子解析用前処理キット。
The said rod-shaped body has a protrusion part which made the root part of the front-end|tip to which the said sample adheres protrude outside, and the said protrusion part is latched by the said insertion opening, The claim 4 characterized by the above-mentioned. Pretreatment kit for gene analysis.
上記粒状体は、金属、セラミックス、樹脂の何れかにより構成されていると共に、その表面には、ゼオライト、エマルジョンジェル、親水性ポリマー、アミノ酸物質の何れかが形成されていること
を特徴とする請求項1〜のうち何れか1項記載の遺伝子解析用前処理キット。
The granular material is made of any one of metal, ceramics, and resin, and on the surface thereof, any one of zeolite, emulsion gel, hydrophilic polymer, and amino acid substance is formed. A pretreatment kit for gene analysis according to any one of items 1 to 5 .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110452806B (en) * 2018-05-08 2023-03-31 国家纳米科学中心 Full-automatic micro-fluidic nucleic acid detection chip based on loop-mediated isothermal amplification, kit and method thereof
JP2022058274A (en) * 2020-09-30 2022-04-11 富佳生技股▲ふん▼有限公司 Nucleic acid detection main body and nucleic acid detection device
EP4421169A1 (en) * 2021-11-25 2024-08-28 FUJIFILM Corporation Nucleic acid test method and test kit
CN116375790B (en) * 2023-06-05 2023-08-18 厦门胜泽泰医药科技有限公司 Microfluidic chip solid-phase peptide synthesis method and device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006083114A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Hitachi High-Technologies Corp Method for extracting nucleic acid, and method for separating nucleic acid
JP2006149379A (en) * 2004-10-26 2006-06-15 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Microreactor for testing biological substance and biological substance test device
US20060105349A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Promega Corporation Device and method for purification of biological materials
EP1887363A4 (en) * 2005-04-01 2012-08-22 Konica Minolta Med & Graphic Micro overall analysis system, inspection chip, and inspection method
WO2014112671A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-24 나노바이오시스(주) Microfluidic chip for extracting nucleic acids, device for extracting nucleic acids comprising same, and method for extracting nucleic acids using same
JP2015104364A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 セイコーエプソン株式会社 Container for nucleic acid amplification reaction, cartridge for nucleic acid amplification reaction, and cartridge kit for nucleic acid amplification reaction

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