JP7278932B2 - 検査用容器 - Google Patents
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Description
特許文献1には、一方の面に複数の凹部を備えた弾性部材を、その凹部が基板側となるように、基板と重ねて構成された、液体を収容する複数のウェル(液体収容部)と、ウェル間を接続する流路とを備えた化学処理用カートリッジが開示されている。特許文献1では、ローラーをカートリッジの弾性部材に押し付けながら回転させることで、弾性部材が弾性変形し、弾性変形したウェル中の液体が押し出されてそのウェルに接続した流路を介して隣接するウェルに移動される方法が開示されている。
第2収容部の上壁面を構成する部分が第2収容部の内部に向って変形されることで第2収容部に収容された液体を、第2流路を介して第3収容部に送液する際に、第1収容部への液体の逆流を抑制する液戻り防止構造とを備えた検査用容器である。
第1実施形態に係る検査用容器1について説明する。図1は、検査用容器1の概略構成を示す分解斜視図である。図2は、検査用容器1の概略構成を示す断面図である。図3は、検査用容器1の本体部12の概略構成を示す平面図である。
図5に、第1実施形態の変形例の検査用容器1Aを示す。検査用容器1Aは本体部12Aと上蓋部材14とからなる容器本体10Aを備える。検査用容器1Aにおいては、第1流路31の内底面31aと、第2収容部22との段差部の第1流路31の内底面31aと第2収容部22の内側面22cとのなす角33が鋭角である。段差部の角33を鋭角とすることで、角度が90°以上である場合と比較して、第2収容部22に収容されている液体が第1流路31に進入するのをより効果的に抑制できる。これにより、第2収容部22に収容されている液体を、より優先的に第2流路32へ送液することができる。
第2実施形態に係る検査用容器2について説明する。図6は、検査用容器2の概略構成を示す分解斜視図である。図7は、検査用容器2の概略構成を示す断面図である。図8は、検査用容器2の本体部12Bの概略構成を示す平面図である。
第3実施形態に係る検査用容器3について説明する。図9は、検査用容器3の概略構成を示す分解斜視図である。図10は、検査用容器3の概略構成を示す断面図である。図11は、検査用容器3の本体部12Cの概略構成を示す平面図である。
図12に、第3実施形態の変形例の検査用容器3Aを示す。検査用容器3Aは本体部12Dと上蓋部材14とからなる容器本体10Dを備える。検査用容器3Aにおいては、階段部40の少なくとも1つの段を構成する内底面と内側面とのなす角(ここでは角43)が、鋭角である。段差部の角43を鋭角とすることで、角度が90°以上である場合と比較して、第2収容部22に収容されている液体が第1流路31に進入するのをより効果的に抑制できる。これにより、第2収容部22に収容されている液体を、より優先的に第2流路32へ送液することができる。
本開示の技術の実施形態に係る検査用容器は、例えば、核酸抽出検査の検査用カートリッジとして適用することができる。本開示の技術の第4実施形態に係る検査用容器101を用いた核酸抽出検査について説明する。
検査用容器101を備えた核酸抽出検査装置100における核酸抽出検査の工程について説明する。
RNAを含む試料に、細胞膜を溶解する界面活性剤を含む溶解液、および磁性粒子Pを混合して、RNAを磁性粒子Pに吸着させる。RNAを含む試料としては、生体試料、ウイルスなど、RNAを含んでいれば特に限定されない。なお、必要に応じてフィルターなどにより、夾雑物を除去してもよい。
前処理で得られた、RNAが吸着した磁性粒子Pを含む検体液150をシリンジ160により集磁チャンバ120に注入する。その後、磁石Mを集磁チャンバ120上の位置A1にセットする。これにより、集磁チャンバ120に収容されている磁性粒子Pが磁石Mに引き寄せられ、上面の磁石Mに対応する位置に集まり凝集した状態となる(図18参照)。
なお、集磁チャンバ120において、吸着工程および集磁工程を時系列的に行ってもよい。
洗浄チャンバ121において、RNAが吸着した磁性粒子Pを、洗浄チャンバ121に収容されている洗浄液151で洗浄する。洗浄チャンバ121には予め洗浄液151を充填していてもよいし、磁性粒子Pの移動後に洗浄液151を注入してもよい。磁石Mを磁力が洗浄チャンバ121に影響を与えない位置(位置A3)まで移動し、磁性粒子Pを洗浄液151内に分散させることで洗浄を促進することができる。洗浄によって、RNA以外の物質であって磁性粒子Pに非特異的に結合した物質を除去する。
PCRチャンバ122において、磁性粒子Pに吸着したRNAをPCR溶液152中に溶出させ、PCRによるDNA増幅を行う。抽出されたRNAからcDNAを合成し、PCRによりcDNAを増幅させる。なお、この際、磁性粒子は、重力によりPCRチャンバ122中の内底面に沈む。
PCR工程の後、PCRチャンバ122中の増幅されたcDNAを含む溶液を検出チャンバ123に送液する。なお、検査用容器101は、流路131が洗浄チャンバ121とPCRチャンバ122の上端位置に、流路132がPCRチャンバ122と検出チャンバ123の上端位置にそれぞれ備えられているので、この送液工程の前に、PCRチャンバ122から溶液152が毛細管現象等によって流路131、132を通過してしまうのを抑制することができる。
検出チャンバ123においては、cDNAを含む溶液を展開液と混合させる。その後、その混合した液は、流路135を通過して、クロマトグラフ担体収容部125に配置されている核酸クロマトグラフ担体(クロマトグラフ担体128)で展開する。検査対象となるRNAが含まれていれば、陽性、含まれていなければ陰性の結果が得られる。
3つの収容部とその間を連結する流路を備えた容器の実施例および比較例を作製し、評価を行った。図20は、実施例および比較例の検査用容器201の形状を示す断面図である。図21は、実施例および比較例の検査用容器201の本体部212の平面図である。各例において容器201は第1収容部221、第2収容部222、第3収容部223、第1収容部221と第2収容部222とを上端で接続する第1流路231、および第2収容部222と第3収容部223とを上端で接続する第2流路232を備えている。3つの収容部221、222、223は同一形状であり、長さL=7.5mm、幅W=7.5mm、深さd=1mmとした。第1流路231、第2流路232の幅は1mmとした。なお、第1流路231および第2流路232の構造については、各例毎に異なる。
実施例1の検査用容器は、液戻り防止構造1を備えるものとした。すなわち、第1流路の第2収容部の内底面からの高さh1を、第2流路の第2収容部の内底面からの高さh2よりも大きくした。h1を0.6mm、h2を0.5mmとした。
実施例2の検査用容器は、実施例1の検査用容器において、第1流路の高さh1を0.7mmとしたものであり、同様の手法により作製した。
実施例3の検査用容器は、実施例1の検査用容器において、第1流路の高さh1を0.8mmとしたものであり、同様の手法により作製した。
実施例4の検査用容器は、液戻り防止構造2を備えるものとした。すなわち、第1流路の内面の水接触角を、第2流路の内面の水接触角よりも大きくなるようにした。
第1流路の高さh1を0.5mmとして、第2流路の高さh2と同一とし、第1流路の内面に疎水化処理を施した以外は実施例1と同様にして実施例4の容器を得た。本例の疎水化処理としては、株式会社フロロテクノロジー(FS-1610)を筆で塗布した後、70℃で1分乾燥させる処理を行った(後記表1において、「フッ素」と表記する。)。
実施例5の検査用容器は、実施例4の検査用容器と同じ容器本体を備えるが、疎水化面の構成が異なるものとした。疎水化処理の方法を変えた以外は実施例4と同様にして実施例5の容器を作製した。本例の疎水化処理は次の通りとした。流路231の内面に、疎水性コロイダルシリカを含む樹脂組成物を筆で塗布した後、100℃で1分乾燥した。次いで、酸素濃度1000ppm以下の低酸素雰囲気下にて照射量300mJ/cm2の露光量のメタルハライドランプ(株式会社GSユアサ製MAL625NAL)の光を照射することにより樹脂組成物を硬化し、第1流路231の内面に撥水性の樹脂層を形成した(後記表において「疎水性シリカ」と表記する。)。
-樹脂組成物-
1-メトキシ-2-プロパノール(富士フイルム和光純薬製)
:6.24g
A-DPH(新中村化学工業、1-メトキシ-2-プロパノール10%希釈液)
:0.70g
フッ素系界面活性剤(メガファックF-780F DIC社製、MEK2%希釈液)
:0.24g
疎水性シリカ分散液 :2.61g
IRGACURE127(BASFジャパン(株)製、1-メトキシ-2-プロパノール2%希釈) :0.21g
トリメチルシリル基修飾シリカ、1-メトキシ-2-プロパノールを混合し、日本エマソン社製超音波ホモジナイザーSonifier450を用いて、氷水で冷やしながら10分間処理することにより疎水性シリカ分散液を得た。
-疎水性シリカ分散液の成分-
トリメチルシリル基修飾シリカ(AEROSIL RX200(日本アエロジル社製フュームドシリカ)) :1g
1-メトキシ-2-プロパノール(富士フイルム和光純薬製):19g
実施例6の検査用容器は、実施例4の検査用容器と同じ容器本体を備えるが、第1流路の内面に疎水化面を備えず、第2流路の内面に親水化面を備えたものとした。実施例4において、第1流路の内面への疎水化処理を行う代わりに、第2流路の内面への親水化処理を施すことにより、第1流路の内面の水接触角が、第2流路の内面の水接触角よりも大きい実施例6の検査用容器を得た。本例の親水化処理としては、第2流路の内面に、2000J/m2の条件でコロナ処理を行った。
実施例7の検査用容器は、実施例6の検査用容器と同じ容器本体を備えるが、親水化面の構成が異なるものとした。実施例6において、親水化処理の方法を変えた以外は実施例6と同様にして実施例7の検査用容器を得た。本例親水化処理としては、第1流路231の上壁面および内底面に相当する部分にのみ親水フィルムを設置した。親水フィルムとしては、スリーエムジャパン株式会社製の親水性処理フィルム#9984を用いた。
実施例8の検査用容器は、液戻り防止構造3を備えるものとした。すなわち、第1流路231の第2収容部222側に構成された、第2収容部222の内底面222aから2以上の段を含む階段部240の構造を備えた。ここでは階段部240は2段241、242とした。
実施例9の検査用容器は、実施例8において、階段部240の2つ目の段242の第2収容部222の内底面222aからの高さh12を0.65mmとしたものであり、階段部240を設けた以外は、同様の手法により作製した。
実施例10の検査用容器は、実施例9において、階段部240に3つ目の段243を設け、3段241、242、243を備えるものとした。1つ目の段241、2つ目の段242の高さh1、h12は実施例9と同じとし、3つ目の段243(表1において「段3」とする。)の第2収容部222の内底面222aからの高さh13を0.8mmとし、同様の手法により作製した。
実施例11の検査用容器は、液戻り防止構造1および液戻り防止構造2を備えるものとした。すなわち、第1流路231の第2収容部222の内底面222aからの高さh1を、第2流路232の第2収容部222の内底面222aからの高さh2よりも大きくし、かつ、第1流路231の内面の水接触角を、第2流路232の内面の水接触角よりも大きくなるようにした。
実施例12の検査用容器は、液戻り防止構造1および液戻り防止構造3を備えるものとした。すなわち、第1流路231の第2収容部222の内底面222aからの高さh1を、第2流路232の第2収容部222の内底面222aからの高さh12よりも大きくし、かつ、第1流路231の第2収容部222との隣接領域に、第2収容部222の内底面222aから2以上の段を含む階段部240の構造を備えた。
実施例13の検査用容器は、液戻り防止構造2および液戻り防止構造3を備えるものとした。すなわち、第1流路231の内面の水接触角を、第2流路232の内面の水接触角よりも大きくなるようにし、かつ、第1流路231の第2収容部222側に構成された、第2収容部222の内底面222aから2以上の段を含む階段部240の構造を備えた。
実施例14の検査用容器は、液戻り防止構造1、液戻り防止構造2および液戻り防止構造3を備えるものとした。第1流路231の第2収容部222の内底面222aからの高さh1を、第2流路232の第2収容部222の内底面222aからの高さh2よりも大きくし、第1流路231の内面の水接触角を、第2流路232の内面の水接触角よりも大きくなるようにし、かつ、第1流路231の第2収容部222側に構成された、第2収容部222の内底面222aから2以上の段を含む階段部240の構造を備えた。
実施例15の容器は、本体部212の材料としてポリプロピレン(PP)を用いた以外は、実施例14の構成と同様とした。
本例においては、主本体部212Aは日本ポリプロ株式会社製WINTEC WMG03UXを用いて射出成型した。底面部材212Bには東レ株式会社製 トレファンBO60-2500(厚み60μm)を用いた。また、実施例1と同様に、上蓋部材214には、富田マテックス社製シリコーンフィルムGFSX6000(厚み300μm)を用いた。
実施例16の容器は、本体部212の材料としてポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)を用いた以外は、実施例14の構成と同様とした。
本例においては、主本体部212Aは三菱ケミカル株式会社製アクリペットVH001を用いて射出成型し、底面部材212Bには、住化アクリル販売株式会社製のテクノロイS001(厚み125μm)を用いた。
実施例17の容器は、本体部212の材料としてCOPを用いた以外は、実施例14の構成と同様とした。
本例においては、主本体部212AはJSR株式会社製ARTON F4520を用いて射出成型し、底面部材212Bには、JSR株式会社製ARTON R5000を製膜して得た厚み50μmのフィルムを用いた。
比較例1の検査用容器は、液戻り防止構造を備えていないものとした。
比較例1の検査用容器は、実施例1において、第1流路231の第2収容部222の内底面222aからの高さh1を0.5mmとして、第2流路232の第2収容部222の内底面222aからの高さh2と同一とした。この点以外は実施例1と同様にして比較例1の検査用容器を得た。
水接触角の測定には、全自動接触角計(型番:DM-701、協和界面科学(株))を用いた。雰囲気温度25℃の条件下で、第1流路および第2流路の内面に純水を1μL滴下した後、θ/2法により接触角を測定し、5回測定して得られた値の算術平均値を接触角の値とした。各例の容器の第1流路および第2流路の水接触角および両者の差(第1流路の水接触角-第2流路の水接触角)は後記の表1に示す。
第2収容部222に水を満たした後、第2収容部222の上壁面を構成する部分の中央付近を押圧部としてのボールプランジャにて押込んだ。これによって第3収容部223に送液された液重量と第1収容部221に逆流した液重量をそれぞれ測定し、その比を液戻り率として、算出した。
すなわち、
液戻り率=
(第1収容部に戻った液重量[mg])/(第3収容部に送液された液重量[mg])
とした。
液戻り率を以下の判断基準で評価した。実用上はE以上が求められる。また、実用上はD以上が好ましく、C以上がより好ましく、B以上がさらに好ましい。
A:5%未満
B:5%以上、10%未満
C:10%以上、15%未満
D:15%以上、20%未満
E:20%以上、25%未満
F:30%以上
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G 容器本体
12、12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G 本体部
14 上蓋部材
14A 部分
21 第1収容部
21b 第1収容部の上壁面
22 第2収容部
22a 第2収容部の内底面
22b 第2収容部の上壁面
22c 第2収容部の内側面
23 第3収容部
31 第1流路
31a 第1流路の内底面
32 第2流路
32a 第2流路の内底面
33、43 角
34 疎水化面
40 階段部
41、42 段
50 押圧機
52 プランジャ
54 シリンダ
60 送液装置
100 核酸抽出検査装置
101 検査用容器
102 搬送部
106 分注機
107 磁界発生移動部
108 温調部
110 容器本体
112 本体部
114 上蓋部材
114A 部分
120 集磁チャンバ(収容部)
121 洗浄チャンバ(第1収容部)
122 PCRチャンバ(第2収容部)
122a PCRチャンバの内底面
123 検出チャンバ(第3収容部)
125 クロマトグラフ担体収容部
128 クロマトグラフ担体
130、131、132、135、145 流路
150 検体液
151 洗浄液
152 PCR溶液
153 展開液
160~163 シリンジ
170 移動機構
201 検査用容器
210 容器本体
212 本体部
212A 主本体部
212B 底面部材
214 上蓋部材
221 第1収容部
222 第2収容部
223 第3収容部
231 第1流路
232 第2流路
240 階段部
241、242、243 段
M 磁石
P 磁性粒子
Claims (11)
- それぞれ液体を収容可能な第1収容部、第2収容部および第3収容部、前記第1収容部と前記第2収容部とを互いの上端位置で連通する第1流路、並びに前記第2収容部と前記第3収容部とを互いの上端位置で連通する第2流路を内部に備え、少なくとも前記第2収容部の上壁面を構成する部分に、前記第2収容部の内部に向かって変形可能な可撓性を有する容器本体と、
前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分が前記第2収容部の内部に向って変形されることで前記第2収容部に収容された液体を、前記第2流路を介して前記第3収容部に送液する際に、前記第1収容部への前記液体の逆流を抑制する液戻り防止構造とを備え、
前記液戻り防止構造が、前記第2収容部の内底面から前記第1流路の内底面までの高さが前記第2収容部の前記内底面から前記第2流路の内底面までの高さよりも高く構成された構造を含む、検査用容器。 - 前記第1流路の内底面と前記第2収容部との段差部における、前記第1流路の内底面と前記第2収容部の内側面とのなす角が、鋭角である請求項1に記載の検査用容器。
- 前記液戻り防止構造が、前記第1流路の内面の水接触角が前記第2流路の内面の水接触角よりも大きく設定された前記第1流路および前記第2流路の構造を含む、請求項1又は2に記載の検査用容器。
- 前記液戻り防止構造が、前記第1流路の前記第2収容部側に設けられた、前記第2収容部の内底面から2以上の段を含む階段部の構造を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の検査用容器。
- それぞれ液体を収容可能な第1収容部、第2収容部および第3収容部、前記第1収容部と前記第2収容部とを互いの上端位置で連通する第1流路、並びに前記第2収容部と前記第3収容部とを互いの上端位置で連通する第2流路を内部に備え、少なくとも前記第2収容部の上壁面を構成する部分に、前記第2収容部の内部に向かって変形可能な可撓性を有する容器本体と、
前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分が前記第2収容部の内部に向って変形されることで前記第2収容部に収容された液体を、前記第2流路を介して前記第3収容部に送液する際に、前記第1収容部への前記液体の逆流を抑制する液戻り防止構造とを備え、
前記液戻り防止構造が、前記第1流路の内面の水接触角が前記第2流路の内面の水接触角よりも大きく設定された前記第1流路および前記第2流路の構造を含む、検査用容器。 - 前記液戻り防止構造が、前記第1流路の前記第2収容部側に設けられた、前記第2収容部の内底面から2以上の段を含む階段部の構造を含む、請求項5に記載の検査用容器。
- それぞれ液体を収容可能な第1収容部、第2収容部および第3収容部、前記第1収容部と前記第2収容部とを互いの上端位置で連通する第1流路、並びに前記第2収容部と前記第3収容部とを互いの上端位置で連通する第2流路を内部に備え、少なくとも前記第2収容部の上壁面を構成する部分に、前記第2収容部の内部に向かって変形可能な可撓性を有する容器本体と、
前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分が前記第2収容部の内部に向って変形されることで前記第2収容部に収容された液体を、前記第2流路を介して前記第3収容部に送液する際に、前記第1収容部への前記液体の逆流を抑制する液戻り防止構造とを備え、
前記液戻り防止構造が、前記第1流路の前記第2収容部側に設けられた、前記第2収容部の内底面から2以上の段を含む階段部の構造を含む、検査用容器。 - 前記階段部の少なくとも1つの段を構成する内底面と内側面とのなす角が、鋭角である請求項7に記載の検査用容器。
- 前記容器本体は、
前記第1収容部、前記第1流路、前記第2収容部、前記第2流路、および前記第3収容部の各々を形成する部分が開口した本体部と、前記第2収容部の上壁面を構成する前記部分を含む上蓋部材とを備え、
前記上蓋部材で前記本体部の開口を覆うことにより、内部に前記第1収容部、前記第1流路、前記第2収容部、前記第2流路および前記第3収容部を形成した請求項1から8のいずれか1項に記載の検査用容器。 - 核酸の検査を行うためのクロマトグラフ担体と、
前記クロマトグラフ担体を収容する担体収容部とをさらに備えた請求項1から9のいずれか1項に記載の検査用容器。 - 前記第1収容部が、磁性粒子を含む第1液体を収容し、
前記第1流路が、前記第1液体から分離された分離磁性粒子を通過させ、
前記第2収容部が、前記分離磁性粒子を収容する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の検査用容器。
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