JP7014309B2 - 磁性体粒子操作デバイス - Google Patents

Description

本発明は、磁性体粒子を用いて核酸等の抽出といった処理を行なうための磁性体粒子操作デバイスに関するものである。

核酸等の目的成分を吸着させた磁性体粒子をデバイス内に収容し、デバイスの外部から磁性体粒子に対して磁場を作用させて磁性体粒子をデバイス内で移動させることで、目的成分の抽出といった処理を行なうことが提案され、実施もなされている。

上記の処理を行なうための磁性体粒子操作デバイス（以下、単にデバイスともいう）は、チューブ状の容器内に洗浄液等からなる処理液層とゲル層とが容器の長手方向に交互に配置されたものである（特許文献１、特許文献２を参照。）。

ＷＯ２０１２／０８６２４３Ａ１ ＷＯ２０１２／１７６５９８Ａ１

磁性体粒子操作デバイスにおいて、目的成分を吸着させた磁性体粒子を含む試料層はデバイスの一方の端部に配置される。デバイスの試料層の外部に磁力源を配置して試料中の磁性体粒子を磁場によって収集する。これにより、目的成分が吸着した磁性体粒子は、磁力源の動作に追随してデバイス内を移動するようになる。

目的成分が吸着した磁性体粒子は、磁力源をデバイスの他端側へゆっくりと移動させることによってゲル層を通過させることができる。処理液層が洗浄液からなるものである場合、処理液層において磁力源をデバイスの長手方向へ素早く往復運動させると、磁性体粒子が磁力源の動作に追随することができずに洗浄液中に分散する。この動作により、目的成分に付着していた夾雑成分が処理液層において洗い落とされる。

上記の処理が終了した後、磁性体粒子をデバイスの他方の端部に配置された溶出液層まで移動させ、溶出液層にて目的成分を磁性体粒子から遊離させる。この後、溶出液層に抽出された目的成分はデバイスから取り出されるが、これまでのデバイスでは溶出液を簡便に取り出すことができなかった。

そこで、本発明は、処理済みの目的成分を含む溶出液を簡便に取り出せる磁性体粒子操作デバイスを提供することを目的とするものである。

本発明は、管状容器内における一方の端部に溶出液層をもち、前記溶出液層との間にゲル層を挟んで処理液層が配置されている磁性体粒子操作デバイスであって、前記溶出液層を収容する壁面に、尖端部をもつ吸入器具により穿孔可能な穿孔可能部が設けられているものである。ここで、尖端部をもつ吸入器具とは、ピペッタや注射器などである。

本発明において、前記穿孔可能部は前記管状容器の端面を封止する壁面であってよい。その場合、前記穿孔可能部は、前記管状容器の開口端面を前記吸入器具によって穿孔可能な材質からなる膜で封止することによって形成することができ、製造が容易である。

さらに、前記穿孔可能部の外側周囲に、前記吸入器具によって穿孔された前記穿孔可能部から流出した溶出液を受ける液受け部が設けられていることが好ましい。そうすれば、前記管状容器の前記端面から吸入器具を挿入した際に当該端面から溢れ出す溶出液がこぼれるのを防止することができる。

前記穿孔可能部の材質としては、例えばアルミニウムを挙げることができる。

また、前記管状容器の内部は密閉空間となっていてもよい。そうすれば、吸入器具を管状容器内の溶出液に対してアクセスさせる際に、管状容器内の液が漏れ出しにくくなり、溶出液に対する吸入器具のアクセスが容易になる。

本発明に係る磁性体粒子操作デバイスは、溶出液層を収容する壁面に、尖端部をもつ吸入器具により穿孔可能な穿孔可能部が設けられているので、ピペッタや注射器などの吸入器具で穿孔可能部を穿孔することによってデバイス内の端部に配置された溶出液に対して外部から容易にアクセスすることができ、溶出液をデバイスから簡便に取り出すことができる。

磁性体粒子操作デバイスの一実施例を示す断面図である。 同実施例の溶出液側端部の構造を示す断面図である。 同実施例において吸入器具により溶出液を取り出す際の様子を示す断面図である。 磁性体粒子操作デバイスの溶出液側端部の変形例を示す断面図である。 同変形例において吸入器具により溶出液を取り出す際の様子を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る磁性体粒子操作デバイスの実施形態について説明する。

図１に示されているように、この実施例の磁性体粒子操作デバイスは、管状容器２内に管状容器２の長手方向に沿って溶出液層４と処理液層８とが互いの間にゲル層６を挟んで配置されたものである。管状容器２内の第１端側（図において下端側）に溶出液層４が配置され、その溶出液層４とはゲル層６を挟んで処理液層８が配置されている。この実施例では、２つの処理液層８が互いの間にゲル層６を挟んで配置されている。

管状容器２の第２端側部分（図において上端側部分）は他の部分よりも外径及び内径の大きい中空円筒部となっており、その端面がキャップ１８により閉じられている。管状容器２の端面の縁とキャップ１８との間に樹脂製のパッキン２０が挟み込まれていることによって管状容器２の第２端は気密を保って密閉されており、それによって管状容器２の内部は密閉空間となっている。管状容器２の第２端側部分の内部には試料層１０が配置されている。試料層１０は処理液層８との間にゲル層６を挟んで設けられている。

溶出液は、緩衝液（トリス緩衝液、リン酸緩衝液、蒸留水など）であってよい。処理液の主成分は、アルコールなどの有機溶剤であってよく、具体例ではエタノールである。処理液には、塩類、界面活性剤などが含まれていてよい。ゲルは、上下の液層を構成する材料に対して不溶性で化学的に不活性な物質であれば任意の材料であってよいが、例えば炭化水素系材料であってよく、具体例では、プラスチベースにミネラルオイルを一定量添加したものである。

管状容器２の第２端側部分に配置される試料層１０は、核酸などの目的成分を吸着させた磁性体粒子を含むものであり、その磁性体粒子を当該デバイスの外部の磁力源（例えば、永久磁石）によって操作することで、目的成分に対する所定の処理を行なうことができる。磁力源を当該デバイスの外側で試料層１０に近接させると、磁性体粒子が磁力源の動作に追随するようになる。この状態で、磁力源を管状デバイス２の長手方向に沿って各処理液層８へ移動させ、各処理液層８にて所定の動作を行なわせた後、最終的に溶出液層４まで移動させる。

各処理液層８では、磁力源を管状容器２の長手方向へ高速で往復動作させるといった目的成分に対する所定の処理がなされる。各処理液層８を構成する処理液としては、目的成分から夾雑成分を洗い落とすための洗浄液が挙げられる。各処理液層８にて所定の処理がなされた目的成分は溶出液層４に移行させられ、溶出液層４にて磁性体粒子から離脱させられる。すなわち、所定の処理がなされた目的成分は溶出液層４に抽出される。

図２は管状容器２の第１端が上方を向いた状態を示している。図２に示されているように、管状容器２の第１端側の端面には、管状容器２の第２端側部分を除く主要部分の外径よりも大きい内径を有し、管状容器２の第１端側（図２において上側）が開口したフランジ部１４が設けられている。フランジ部１４の底面中央部に開口２ａが設けられており、その開口２ａが膜１６によって封止されている。膜１６は、注射針などの尖端部材によって穿孔可能な材質からなるものであり、フランジ部１４の底面を覆うように管状容器２に接着されている。開口２ａを封止している膜１６は、溶出液層４を収容する壁面の一部をなすとともに、尖端部を有するピペッタや注射器などの注入器具によって穿孔可能な穿孔可能部１２となっている。穿孔可能部１２をなす膜１６としては、アルミニウム薄膜のほか、樹脂フィルムなどを用いることができる。

溶出液層４を収容する壁面の一部が穿孔可能部１２となっているため、図３に示されているように、抽出された目的成分を含む溶出液層４に対して吸入器具を直接的にアクセスさせることができ、溶出液を吸入によって簡便に取り出すことができる。なお、管状容器２の第２端側の端面はキャップ１８及びパッキン２０によって密閉されているため、図３ように管状容器２の第１端が上方を向くように配置しても、管状容器２内の液が第２端側から漏れ出すことはない。

吸入器具によって穿孔可能部１２を穿孔する際、吸入器具によって穿孔された穿孔可能部１２から流出した溶出液をフランジ１４によって受けることができ、溶出液がこぼれることを防止できる。すなわち、フランジ部１４は、吸入器具を穿孔可能部１２からから管状容器２内に挿入したときに管状容器２内から押し出されて穿孔可能部１２から流出した溶出液を受ける液受け部をなしている。

また、図４に示されているように、溶出液層４に対して吸入器具を直接的にアクセスさせるための穿孔可能部１２’を、溶出液層４が配置されている管状容器２の一端部の側面に設けることもできる。この変形例では、管状容器２の一端部の側面に開口２ａが設けられており、その開口が膜１６’によって封止されて穿孔可能部１２’が形成されている。膜１６’は、上記実施例の膜１６と同様、尖端部を有するピペッタや注射器などの注入器具によって穿孔可能な材質からなるものである。

上記のように、管状容器２の一端部の側面に穿孔可能部１２’を設けても、図５に示されているように、吸入器具を溶出液層４に対して直接的にアクセスさせることができ、溶出液を吸入によって簡便に取り出すことができる。この場合、図４及び図５に示されているように、管状容器２の一端部に、管状容器２の他端側（図４及び図５において上側）が開口したフランジ部１４’を設けることで、吸入器具によって穿孔可能部１２’を穿孔する際に穿孔可能部１２’から流出した溶出液を受けるための液受け部としてフランジ部１４’を利用することができる。

以上のように、磁性体粒子操作デバイスは、所定の処理がなされた目的成分を含む溶出液層４に対して吸入器具により直接的にアクセスすることができるので、磁力源による磁性体粒子の操作から溶出液の取出しまでの一連の動作を、人手を介することなく全自動で行なうことも可能となる。

２ 管状容器
２ａ，２ａ’
４ 溶出液層
６ ゲル層
８ 処理液層
１０ 試料層
１２，１２’ 穿孔可能部
１４，１４’ フランジ部
１６，１６’ 膜

Claims (6)

1. 管状容器内における一方の端部に溶出液層をもち、前記溶出液層との間にゲル層を挟んで処理液層が配置されている磁性体粒子操作デバイスであって、
   前記管状容器の前記溶出液層側の端部に、前記管状容器の主要部分の外径よりも大きい内径を有するフランジ部が設けられ、前記フランジ部の底面中央部に開口が設けられ、前記開口が尖端部をもつ吸入器具により穿孔可能な膜によって封止されている、磁性体粒子操作デバイス。
2. 管状容器内における一方の端部に溶出液層をもち、前記溶出液層との間にゲル層を挟んで処理液層が配置されている磁性体粒子操作デバイスであって、
   前記管状容器の前記溶出液層を囲っている側壁に尖端部をもつ吸入器具により穿孔可能な膜からなる穿孔可能部が設けられている、磁性体粒子操作デバイス。
3. 前記穿孔可能部の外側周囲に、前記吸入器具によって穿孔された前記穿孔可能部から流出した溶出液を受ける液受け部が設けられている、請求項２に記載の磁性体粒子操作デバイス。
4. 前記膜の材質はアルミニウムである、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁性体粒子操作デバイス。
5. 前記管状容器内は密閉された空間となっている、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁性体粒子操作デバイス。
6. 管状容器内における一方の端部に溶出液層をもち、前記溶出液層との間にゲル層を挟んで処理液層が配置されている磁性体粒子操作デバイスから前記溶出液層の溶出液を取り出す方法であって、
   前記磁性体粒子操作デバイスの前記管状容器の前記溶出液層側の端部に、前記管状容器の主要部分の外径よりも大きい内径を有するフランジ部が設けられ、前記フランジ部の底面中央部に開口が設けられ、前記開口が尖端部をもつ吸入器具により穿孔可能な膜によって封止されており、
   前記方法は、
   磁性体粒子操作デバイスの前記管状容器の前記溶出液層側を上方に向けるステップと、
   前記向けるステップの後、前記吸入器具の前記尖端部によって前記膜を穿孔するステップと、
   前記穿孔ステップの後、前記溶出液層の前記溶出液を前記吸入器具で吸入するステップと、を備えている方法。
   

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