JPWO2011162290A1 - 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム - Google Patents

生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011162290A1
JPWO2011162290A1 JP2012521499A JP2012521499A JPWO2011162290A1 JP WO2011162290 A1 JPWO2011162290 A1 JP WO2011162290A1 JP 2012521499 A JP2012521499 A JP 2012521499A JP 2012521499 A JP2012521499 A JP 2012521499A JP WO2011162290 A1 JPWO2011162290 A1 JP WO2011162290A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gel
capturing
biological
substance
capturing body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012521499A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5802205B2 (ja
Inventor
田島 秀二
秀二 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Bio Research Co Ltd
Original Assignee
Universal Bio Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Bio Research Co Ltd filed Critical Universal Bio Research Co Ltd
Priority to JP2012521499A priority Critical patent/JP5802205B2/ja
Publication of JPWO2011162290A1 publication Critical patent/JPWO2011162290A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5802205B2 publication Critical patent/JP5802205B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44717Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44739Collecting the separated zones, e.g. blotting to a membrane or punching of gel spots
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553Metal or metal coated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0098Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

生体関連物質が分画されたゲル又は組織薄片から簡易に生体関連物質を採取する。生体関連物質の捕捉用捕捉体と、該捕捉体を保持する担体と、該捕捉体を荷電するための電極とを備えた生体関連物質の捕捉装置であって、前記捕捉体は、荷電されるとともに生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片上の所定位置に接触することにより、当該ゲル又は組織薄片から生体関連物質を捕捉するものである前記装置を提供する。

Description

本発明は、生体関連物質が分布したゲルから生体関連物質を採取する装置に関するものである。
タンパク質や核酸などの生体関連物質を分画する方法として電気泳動がよく知られている。このような電気泳動では、ポリアクリルアミドゲルやアガロースゲルなどの平面ゲル上で、分子量、分子形状、電荷などに基づきタンパク質や核酸を分画する。そして近年では、生体関連物質を分画装置でゲル上に分画し、分画された生体関連物質をゲル上から取得して、質量分析計(マススペクトロメトリ)などの分析装置に供給して分析する技術についての研究が進められている。
分画された生体関連物質を分析装置に供給する場合には、平面ゲルから分画された生体関連物質を採取する必要がある。例えば、サザンブロッティングやウェスタンブロッティングにおいては、分画後の平面ゲルにメンブレンフィルターを乗せてゲルとメンブレンフィルターとを一体化させ、両面に正と負の電荷をかけてゲルからメンブレンフィルターに生体関連物質を転写する。続いて、スポットの位置を確認した後、プローブ又は抗体を用いて目的の生体関連物質を標識し、その後抽出作業を行なって質量分析にかける。
このように、従来では分画から分析までの工程が多数であり、しかもそれぞれの工程は手作業で行なうことが多く、時間と労力を要する。
また、ゲル上に分画された生体関連物質画分を採取する手法として、メスなどの切除用具を用いてゲルから生体関連物質を切り出し、切り出された生体関連物質を分析装置に提供して分析を実行することも行なわれている。ノズルからガスを吐き出し、この吐出ガスによってゲル上の画分を切り取る装置も考えられている(特許文献1)。
しかしながら、このような切り出す操作も煩雑であり、また、手動で生体関連物質画分を切り出す場合はさらに手間がかかるほか、余分な成分も回収するため回収後の分析工程において分析精度が低下してしまうことがあった。
特開2005−069905号公報
そこで、本発明は、目的の生体関連物質を、分画パターンが形成されたゲル又は組織薄片から簡便に取得することができる生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の捕捉装置は、
生体関連物質の捕捉用捕捉体と、該捕捉体を保持する担体と、該捕捉体を荷電するための電極とを備えた生体関連物質の捕捉装置であって、
前記捕捉体は、荷電されるとともに生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片上の所定位置に接触することにより、当該ゲル又は組織薄片から生体関連物質を捕捉するものであることを特徴とする。
本発明の捕捉装置において、捕捉体は、磁性粒子、又は前記生体関連物質と親和性を有する物質を結合した磁性粒子でもよい。
本発明において、前記担体は、例えば磁石であり、また、磁石と導電性部材との組み合わせでもよい。また、前記捕捉体の荷電は、例えば担体を介して行なわれる。さらに、前記担体は、捕捉体着磁又は消磁する機構を備えたものであってもよい。生体関連物質としては、例えば核酸又はタンパク質が挙げられる。
また、本発明のシステムは、
生体関連物質の採取システムであって、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の捕捉装置と、
前記捕捉装置に備えられた捕捉体を、生体関連物質が分布したゲルもしくは組織薄片上の所定の位置、又は所定区画に区分されたそれぞれの区分域に割り当てる位置指定手段と、
割り当てられた位置又は区分域に前記捕捉体を接触させる接触制御手段と、
前記位置又は区分域に接触した前記捕捉体から生体関連物質を捕捉して収める収集手段と、を有することを特徴とする。
ここで、本発明の採取システムは、生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片を撮影する画像センサを有してもよい。
さらに本発明のシステムは、前記撮影された画像上に生体関連物質の取得場所を指定する指定手段を有することもできる。
また、本発明の採取システムでは、前記位置指定手段が、
生体関連物質が分布したゲル又は組織薄片を撮影する画像センサと、
前記画像センサからの画像信号を基に形成されたゲル又は組織薄片の画像上に生体関連物質の取得場所を定め、前記取得場所に対応する前記ゲル又は組織薄片上の座標を割り出す座標演算手段と、を有し、
前記接触制御手段が、座標演算手段によって割り出された座標に前記捕捉体を移動させてもよい。
これら本発明の採取システムでは自動的に生体関連物質を取得することができる。
また、本発明は、前記捕捉装置または採取システムを用いて、生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片から生体関連物質を採取することを特徴とする生体関連物質の回収方法を提供する。
本発明の捕捉装置によれば、捕捉体と生体関連物質との電気的作用、又は親和性などの化学的相互作用を利用して、生体関連物質が分布したゲルや組織薄片から簡便かつ選択的に目的の生体関連物質を採取することができる。
本発明の捕捉装置によれば、ゲルや組織薄片をマトリクス状に区分したそれぞれの区分域に捕捉体を割り当て、これら区分域にそれぞれ捕捉体を接触させて生体関連物質を捕捉することもでき、どのような分画パターンを有するゲルや組織薄片からでも生体関連物質を採取することができる。
また、本発明の捕捉装置によれば、ゲルや組織薄片の画像上に定めた生体関連物質の取得場所から実際のゲルや組織薄片上での座標を割り出し、この座標に捕捉体を接触させて生体関連物質を捕捉するものであり、ゲルや組織薄片上の任意の場所から生体関連物質を採取することができる。
このようにして、本発明の装置を用いることにより、ゲルや組織薄片からの生体関連物質の採取を自動化し、作業を簡略化させることができる。
本発明に示される捕捉体の態様について示した説明図である。 捕捉体が生体関連物質を引き上げる原理を示した概略図である。 生体関連物質を採取する工程を示す模式図である。 本発明の装置の一態様を示す図である。 捕捉体と生体関連物質との複合体と、この複合体を受け入れるウェルとの組み合わせ態様を示す模式図である。 ゲル又は組織薄片の区分態様を説明する図である。 ゲル又は組織薄片の区分態様を説明する図である。 吸着機構体を金属ピンの延伸方向に平行な平面で部分的に切断した部分断面図である。 捕捉体を収容するように構築された吸着機構体をハウジングの長手方向に沿って切断した断面図である。 磁性体の吸着と流体の吸込とを実行できる吸着機構体の構造及び作動態様について示した斜視図及び斜視断面図である。 一部の区分域に対応するウェル内の収容物について規模拡大する際の、ゲルプレート、第1ウェルプレート及び第2ウェルプレートを示す図である。 一部の区分域に対応するウェル内の収容物について規模縮小する際の、ゲルプレート、第1ウェルプレート、第2ウェルプレートを示す図である。 電気泳動装置及び回収冶具について示した斜視図である。 電気泳動後のゲル及び核酸を回収した後のゲルをUV蛍光撮影した図である。
1.概要
本発明は、生体関連物質の捕捉用捕捉体と、該捕捉体を保持する担体と、該捕捉体を荷電するための電極とを備えた生体関連物質の捕捉装置である。
前記捕捉体は、荷電されるとともに生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片上の所定位置に接触することにより、当該ゲル又は組織薄片から生体関連物質を捕捉するものである。
本発明の装置において、捕捉体は、磁性又は導電性粒子であり、好ましくは磁性粒子である。捕捉体は、生体関連物質を捕捉する際に担体に保持されるとともに、電極から荷電されるものである。
本発明は、生体関連物質が分布したゲル又は組織薄片の全域又は一部の領域を対象として、任意の場所から生体関連物質を取得する装置又は方法を提供する。本発明において、生体関連物質の採取は、正又は負に荷電した生体関連物質と、生体関連物質の電荷とは反対の電荷に荷電した捕捉体との電気的相互作用により、生体関連物質が捕捉体に吸着するという原理、あるいは捕捉体に結合された、生体関連物質と親和性を有する物質により生体関連物質が捕捉されるという原理に基づくものである。
前述の通り、従来、サザンブロッティングやウェスタンブロッティングにより分画された生体関連物質サンプルを採取して分析にかける工程は手作業で行なっていたが、本発明により、これらの作業を機械的に処理(すなわち自動化処理)できるようになった。本発明の捕捉体は、従来のブロッティングにおいて使用されていたメンブレンフィルターに代わるものであり、本発明の捕捉体を使用することによりフィルターを使う手間が省け、作業が極めて簡略化される。
ここで、担体として磁力体(棒状のもの)を、捕捉体として磁力体の先端に保持される磁性粒子をそれぞれ用いて、ゲル上に分画された生体関連物質(例えばDNA)を回収する態様を考えてみる。
磁力体は永久磁石又は電磁石等であり、磁性粒子を吸着保持する磁力を発生させるもののすべてを包含する。捕捉体は磁性粒子であるので、当該粒子は磁力体の先端に付着し保持される。本発明の一態様において、担体には電極が接続されており、電極からの電流は担体を介して磁性粒子に流れ、磁性粒子は荷電する。この荷電と同時に又は前後して磁性粒子をゲルに接触させると、電気的相互作用により、負に荷電しているDNAはゲル中の水を媒体として正極側(捕捉体側)に移動し、正に荷電した磁性粒子に吸着する。
吸着後、生体関連物質回収用ウェル内に磁性粒子を移動させて磁力体を消磁すると、磁性粒子は磁力体から離れるとともに、電気的相互作用が消失して磁性粒子からDNAが解放される。その後、磁性粒子を磁力体で引き寄せて回収することにより、ウェル内には目的のDNAが回収される。
このように、本発明の一つの態様は、磁性を利用して捕捉体を担体に保持させるとともに、捕捉体の電荷を利用して生体関連物質を捕捉体に吸着させるという作用を有するものであり、ゲルからの生体関連物質の回収から、その回収された生体関連物質の分析までの一連の工程を自動化することが可能となる。
2.本発明の態様
以下、本発明の態様について、詳細に説明する。
(1)生体関連物質が分布したゲル及び組織薄片
生体関連物質を分画するためのゲルについては様々なものが利用可能であり、目的に応じてこれらを使い分けることができる。本発明に用いることができるゲルとしては、例えば、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。生体関連物質をゲルに分布させるには、通常の電気泳動等を行なえばよい。
また、本発明は薄くスライスした組織切片に対して適用することができる。例えば、採取された組織切片をそのままスライスして薄片化することができるが、組織切片を凍結してミクロトーム等を用いてスライスすることもできる。また、パラフィンで包埋された組織をレーザやカッタを用いて薄くスライスした組織切片を支持台に載せ、脱パラフィン処理などを行って生体関連物質が分布した組織薄片を形成する。このように形成された組織薄片を上述した捕捉装置にセットして生体関連物質を取得することも可能である。
(2)捕捉体及び担体
捕捉体の構成としては、捕捉の際に荷電される磁性又は導電性粒子がある。また、生体関連物質と親和性を有する物質(例えば生体関連物質と特異的に結合するプローブ)を捕捉体の周囲に固定することもできる。捕捉体としては、磁力による制御が可能な磁性体や、プローブを把持して制御することが可能な制御物体などが挙げられる。磁性体や制御物体のサイズは分画パターンに合わせて適宜定めることが好ましく、またその形状は取り扱い上の利便性などの観点から粒子状やスティック状に形成することが好ましい。捕捉体は電気的相互作用又は親和性を利用して生体関連物質を吸着できるものであれば何でもよく、形状や材質などに関して特に制限を有するものではない。以下にそのうちのいくつかを例示する。
図1は捕捉体の態様について示した説明図である。
図1(a)に示した捕捉体は、電荷をかけることにより荷電する磁性粒子又は導電性粒子で構成される。
磁性又は導電性粒子の材質は特に限定されるものではないが、Fe、Co、Niなどの少なくとも一種以上から構成することが好ましく、例えば、Fe、Co、Niのいずれかの単体や、Fe―Co系合金、Fe―Ni系合金、Cr、Ti、Nb、Si、Zrなど遷移金属元素をさらに加えた3元系、4元系合金などを用いることができる。
さらに、上記磁性粒子は、Ti、Al、Zrなどの無機材料で被覆してもよい。これらのうちのいずれかの無機材料で被覆することにより、例えば、耐食性や化学的安定性などを高めることができる。
磁性粒子の形状は特に限定しないが、取り扱いが容易である点で球形状が好ましく、球状に形成する場合、その直径は0.1〜100μmの範囲内とするのが好ましい。
図1(a)に示した捕捉体は、担体に1層になって保持されている態様であるが、層数は限定されるものではない。担体として磁力体を用い、多数の磁性粒子を保持させると、磁性粒子はランダムに又は階層状に多層構造を形成する(図1(b))。
また、本発明においては、球状に形成された磁性粒子部分の周囲に、生体関連物質(例えば核酸又はタンパク質)などと親和性を有するプローブを設けることもできる(図1(c))。図1(c)に示した捕捉体は、球形状に形成された粒子と、この粒子の周囲に結合したプローブとから構成される。ここで、「親和性を有する」とは物質同士の相互間で化学的又は物理的に相互作用して特異的に結合するように、結びつきが強まることを意味する。このような親和性を有する物質の組み合わせとしては、例えば、抗原と抗体、リガンドと受容体、核酸(DNAやRNA)とその相補鎖などが挙げられる。
捕捉体への親和性を有する物質の結合は、核酸/相補的核酸、受容体タンパク質/リガンド、酵素/基質、抗体/抗原、IgG/プロテインA、マルトース結合タンパク質/マルトース、ポリヒスチジンペプチド/ニッケルやコバルト等の金属イオン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ/グルタチオン、カルモジュリン/カルモジュリン結合ペプチド、ATP結合タンパク質/ATP、ストレプトアビジン又はアビジン/ビオチン、酵素/基質等の特異的な結合が利用され、これらの結合が可能となるように粒子表面を例えば化学的に処理することにより目的の生体関連物質と親和性を有する物質を粒子表面に固定することができる。さらに、目的の生体関連物質と親和性を有する物質の捕捉体への固定では、例えば、アミド結合、ジスルフィド結合、チオエーテル結合等の共有結合の形成、ストレプトアビジン又はアビジンとビオチンとの特異的相互作用、疎水性相互作用、相互作用、極性相互作用などを利用することができる。
捕捉対象が抗原、抗体、リガンド、受容体等のタンパク質の場合は、例えば上述の共有結合を利用することにより、捕捉対象であるタンパク質と親和性を有するタンパク質(以降、プローブタンパクという)が固定された粒子を提供することができる。この共有結合の形成では、プローブタンパクに存在する官能基を粒子の表面に共有結合させることにより、プローブタンパクを粒子表面に固定することができる。共有結合を形成する官能基の具体例としては、カルボキシル基、アミノ基、水酸基等が挙げられる。例えば、粒子の表面にカルボキシル基を設けた場合では、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)等のカルボジイミド類でカルボキシル基を活性化させた後、プローブタンパクに存在するアミノ基と反応させることにより、プローブタンパクを粒子表面にアミド結合させることができる。
捕捉対象がDNAやRNAといった核酸の場合は、例えばストレプトアビジン又はアビジン/ビオチンの相互作用を利用することで、目的の核酸と親和性を有する相補的核酸が固定された粒子を提供することができる。例えば、相補的核酸にビオチンを導入し、粒子をアビジン又はストレプトアビジンでコーティングすることにより、相補的核酸を粒子に固定することができる。
粒子は常磁性を帯びた磁性粒子でもよく、着磁及び消磁が可能な金属製粒子でもよい。そして、磁性粒子は、磁性の制御が可能な磁石によって磁石への吸着と磁石からの解放とが制御される。
担体の構成としては、前記捕捉体を保持できるものであれば特に限定されるものではないが、磁力体であることが好ましい。磁力体としては、強磁性材料又は軟磁性材料からなる磁石、例えば永久磁石、電磁石などが挙げられる。また、磁石等によって着磁及び消磁が可能な金属製担体であってもよい。担体の形状はスティック又はピン状(多角柱状又は円柱状のもの)、平板状、先太り形状など、限定されるものではない。担体は、捕捉体を荷電するために電極に接続されているが、後述するように導電性部材を中間部材として磁石を覆い、これを電極に接続することもできる。
また、本発明においては、図1(d)に示すように、スティック状の基体を担体とし、この基体の先端部に捕捉体を構成することもできる。基体の上端部はアームによって自在に把持される構成とすることも可能である。この場合、担体に電極を接続して担体を荷電することができる。
なお、図1(d)は捕捉体としてプローブを担体に直接結合させた例を示しており、この例では、担体とプローブが捕捉体として機能する(担体が捕捉体を兼ねている)。
さらに、本発明においては、捕捉体を保持又は固定する担体はスティック状に限らず、例えば平面状に形成されたゲルや組織薄片の表面との対向間隔がほぼ一定となるように板
状に形成してもよい(図1(e))。
(3)生体関連物質の回収
図2は、担体(磁石等)に保持された捕捉体(磁性粒子)をゲルプレートに接触させ、磁性粒子に電荷をかけて生体関連物質を吸着させる態様を示す図である。
図2に示すように、磁性粒子がゲル又は組織薄片上の生体関連物質画分に接触すると、表面張力や毛管現象によって磁性粒子間はゲル中の水によって満たされる。そして、磁性粒子と生体関連物質との電気的相互作用により、ゲル中の生体関連物質は、磁性粒子間に介在する水を媒体として捕捉体である磁性粒子に向かって移動し、磁性粒子に生体関連物質が吸着して磁性体と生体関連物質との複合体を形成する。磁性粒子が多層構造を形成していれば、より立体的に生体関連物質の磁性粒子への吸着を実現させることができる(図2(b))。この現象は、ゲル電気泳動を行なうときの泳動対象(DNA、タンパク質等)の動きと同じ原理に基づくものであり、磁性粒子を荷電する電極が電気泳動時の電極の機能を、そして水と磁性粒子が電気泳動のゲル(網目構造)と同じ機能を果たしている。
ゲルや組織薄片上に捕捉体を接触させた後、捕捉体をゲルや組織薄片から引き離すことにより、ゲルや組織薄片上の生体関連物質画分から生体関連物質を引き上げることができる(図2(c))。
図3は、電気泳動により分画されたゲルから生体関連物質を回収する方法の概要を示す図である。
図3に示すように、電気泳動後のゲルプレート(図3(a))上のバンドの位置に捕捉体を位置させた後、捕捉体を泳動画分に接触させて電極から担体(磁石)に電荷をかけ、生体関連物質を捕捉体に吸着させる(図3(b)、(c))。続いて捕捉体を試薬溶液に移動させて消磁及び電荷を解除すると、磁性粒子は試薬溶液中に解放されるとともに、磁性粒子から生体関連物質は離脱する(図3(d)、(e))。その後担体に磁力をかけて捕捉体である磁性粒子のみを担体に付着させることにより、ウェル中に目的の生体関連物質を得ることができる(図3(f))。
本発明においては、ゲルプレートに存在する生体関連物質を捕捉体に移動させるための電場の形成は、例えば、ゲルプレートの下に水分を含有することができるスポンジなどの導電部材(電極)を設けることができる(図4)。
電極と金属ピンとの間に電場が形成されると、生体関連物質はゲルの上面に移動し、捕捉体に吸着する。このように、負に荷電した生体関連物質を回収する場合は、ゲルプレートの下面側に負極である電極を配置し、上面側に正極として機能する金属ピンを配置して電場を形成することにより、ゲルプレート4に分画され負に荷電した生体関連物質は、捕捉体で効率よく捕捉することができる。
なお、捕捉体と生体関連物質との複合体から捕捉体を除去する手法はこれに限らず他の方法を用いることができる。例えば、捕捉体をウェル内に解放して捕捉体と生体関連物質との結合を断ち切った後に、生体関連物質のみをろ過するフィルタにウェル内の溶液を通して生体関連物質を取得することもできる。
生体関連物質と親和性を有する物質から生体関連物質を分離するには、生体物質間の相互作用を解消する条件、例えば、pHや塩濃度などを変化させる条件を適用することにより行なうことができる。
図5は、生体関連物質を捕捉した捕捉体をウェル中に浸漬させる態様を示す図である。例えば、1つの担体に捕捉体(例えば磁性粒子)を保持させた態様を1ユニットとすると、1ユニット中の捕捉体を1つのウェルに浸漬する態様(図5(a))、1ユニット中の捕捉体を2つ以上の複数のウェルに浸漬する態様(図5(b))、2以上のユニット中の捕捉体を1つのウェルに浸漬する態様(図5(c))を挙げることができる。また、これらのユニットにおいては、担体の形態として捕捉体と中間部材との組み合わせを用いることができ、当該中間部材を介して磁石で捕捉体を保持することもできる。磁石により保持された捕捉体との間を隔てる中間部材は、磁石と捕捉体とを仕切るカバーとして機能し、様々な材料で形成可能であるが、電極からの荷電が可能な導電性部材とする必要がある。このような導電性部材としては、例えば炭素繊維製のもの、銅製のもの等であることが好ましい。
このように導電性部材を設けることにより、永久磁石を用いて捕捉体を保持させたときは、永久磁石を上下に移動させて捕捉体の保持(捕捉体の着磁)と解放(捕捉体の消磁)を行なうとともに、導電性部材を介して電極から捕捉体を荷電して、生体関連物質を捕捉することができる。
本発明においては、ウェルの下方に捕捉体を引き寄せるための磁石を設け、捕捉体吸着用の磁石の磁場とウェル下方の磁石の磁場とを制御して複数のウェルに捕捉体を分配することも可能である(図5(d))。
捕捉体は、手動で制御することができるが、機械的な仕組みや電気電子的な仕組みによって自動的に制御することが好ましい。
捕捉体を手動で制御する場合は、捕捉装置は、例えば捕捉体の吸着/解放が可能な冶具と、生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片における生体関連物質を捕捉するための捕捉体とを備え、この冶具が手動で操作されて、ゲル又は組織薄片から生体関連物質を捕捉体に吸着させ、生体関連物質を吸着した捕捉体を回収する。
捕捉体を自動で制御する場合は、捕捉装置は、ゲル全体を所定区画に分画してその区画全体から生体関連物質を採取することもでき、また、捕捉体をゲル又は組織薄片上に位置させる際に、座標を用いて捕捉体をゲル又は組織薄片上に位置させ、その座標上の位置から生体関連物質を採取することもできる。もちろん、座標以外の手法で捕捉体をゲル又は組織薄片上に位置させてもよい。
上述の通り、捕捉体を接触させる場所は、座標を用いてゲル又は組織薄片上に定めてもよいし、ユーザがゲル又は組織薄片上の任意の位置に定めることができる。また、捕捉体を接触させる場所を定める場合には、これを手動で行うことも自動で行うこともできる。
生体関連物質を回収するためのゲル又は組織薄片上の位置の指定の態様を以下に示す。
i)捕捉体を接触させる場所を、ユーザが目視で任意にゲルや組織薄片上に手動で定める場合は、例えば、染色等によって明らかになった生体関連物質のバンドの位置又は組織薄片の位置に、ユーザ自らが捕捉体を接触させればよい。
ii)捕捉体をゲル又は組織薄片上に接触させる場所を自動で定める場合は、例えば、染色等によって明らかになった生体関連物質を、色情報を基にして追跡可能な機構を利用して、色の種類又は濃淡により捕捉位置を定め、その位置に捕捉体を接触させることができる。
iii)捕捉体を接触させる場所を、座標を用いて自動で定める場合は、例えば、生体関連物質が分画されたゲル又は組織薄片を撮影し、撮影で取得した画像情報について特徴分析して生体関連物質の取得場所を演算することにより、捕捉体を接触させる場所を定めることができる。ゲルや組織薄片の画像の取得はラインセンサを用いてスキャンしてもよいし、イメージセンサを用いてプレート全体を撮影してもよい。
iv)座標を用いて捕捉体を接触させる場所を手動で定める場合は、例えば、生体関連物質が分画されたゲルや組織薄片を撮影し、撮影で取得した画像上でユーザによって指定された生体関連物質の取得場所を演算することにより、捕捉体を接触させる場所をゲル又は組織薄片上に定めることができる。
生体関連物質が分布したゲル又は組織薄片から生体関連物質を取得する本発明のシステムの具体的な態様として、例えば以下の手段がある。
(a) 捕捉体を、生体関連物質が分布したゲルや組織薄片上の所定の位置、又は所定区画(例えばマトリクス状)に区分したそれぞれの区分域に割り当てる位置指定手段、
(b) それぞれ割り当てられた位置又は区分域に捕捉体を接触させる接触制御手段、及び
(c) 前記位置又は区分域に接触した前記捕捉体から生体関連物質を切離して収める収集手段。
上記手段を備えることで、本発明の装置を自動化することができる。この場合、さらに、
(d) 生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片を撮影する画像センサ、
(e) 前記撮影された画像上に生体関連物質の取得場所を指定する位置指定手段
などを備えることも可能である。
なお、生体関連物質が分布したゲルや組織薄片は板状に形成したものであることが好ましい。
さらに、本発明の別の態様として、上記(a)の割り当ての際に、生体関連物質が分布したゲルや組織薄片を撮影する画像センサと、前記画像センサからの画像信号を基に形成されたゲルや組織薄片の画像上に生体関連物質の取得場所を定め、前記取得場所に対応する前記ゲルや組織薄片上の座標を割り出す座標演算手段を設けることもできる。
また、前記座標演算手段によって割り出された座標に、捕捉体を接触させる接触制御手段と、ゲルや組織薄片上に接触した捕捉体から生体関連物質を切離して収める収集手段とを備えてもよい。
ここで、画像信号を基に形成されたゲルや組織薄片の画像上での取得場所の決定は、画像処理技術を応用して自動的に実行してもよく、またタッチパネルやマウス等のユーザの操作が可能なポインティングデバイスを用いて実行してもよい。
図6は、ゲルプレート4をマトリクス状に区分したときの態様について説明する説明図である。担体を、その先端の断面積がマトリクスの区画と同等又はそれよりも小さいピン状の形態とすることにより、あるいは、マトリクスの区画を、先端がピン状である担体の断面積と同等又はそれよりも小さい区画とすることにより、1つの担体が1つのマトリクス区画に割り当てられ、1つの担体に保持された捕捉体がその区画内に収まっている生体関連物質を回収することができる。
ゲルプレート4はマトリクス状に区分され、所定区画数に区分されたゲルプレート4上の所定位置に生体関連物質画分A、B、Cが形成された場合、それぞれの生体関連物質画分に対応する区分域4aが存在する。そして、磁性粒子を保持する担体であるピン(例えば軟磁性金属ピン)が、割り当てられた区分域4aと対向する。
例えば、生体関連物質画分Aに対しては4行4列に位置する区分域(m行n列の区分域を「(m,n)区分域」という)が対応し、生体関連物質画分Bに対しては(7,5)区分域、及び(7,6)区分域が対応し、生体関連物質画分Cに対しては(2,7)区分域、(2,8)区分域、(2,9)区分域、(3,7)区分域、(3,8)区分域、(3,9)区分域、(4,7)区分域、(4,8)区分域、(4,9)区分域の9つの区分域が対応する(図6)。
ゲルプレート4のマトリクスの区画数は限定されるものではなく、例えば、8列12行の96区画、16列24行の384区画、32列48行の1536区画などに区分することが可能であり、この区分数はゲルプレート4上の生体関連物質画分の大きさに合わせて適宜変更することができる。但し、回収の対象となる区画は、ゲルプレート全体でもよく、生体関連物質が分布した領域だけでもよく、任意に設定することができる。ピンは、この区分域4aに割り当てられるように、1本又は複数本設けられる。ピンを1本設けた場合は、このピンがすべての区画に対応する生体関連物質を回収するための捕捉体の保持と解放を行ない、すべての区画からの生体関連物質の回収を担当する。ピンを複数設ける場合は、ピンは、すべての区画数分を設けることもできるし、1行分又は1列分のように数を定めて設けることもできる。
それぞれのピンの先端には捕捉体が自在に吸着し、捕捉体は例えば磁性粒子、あるいは磁性粒子とこの磁性粒子の周囲に設けられたプローブとから構成されている。これにより、それぞれの区分域4aに捕捉体を割り当てることができる。ゲルプレート4のサイズは、例えば、縦横12cm×9cmであり、このゲルプレート4を32列48行の1536の区分域に区分することで、この区分域4aに対応するように、1536本の軟磁性金属ピン20を2.25mmの間隔を隔てて(2.25mmピッチで)配列することができる。
ユーザにより定められた生体関連物質の取得場所が複数の区分域を有する場合、金属ピンの作動パターンは、隣り合う捕捉体同士の相互作用をできるだけ小さくするように決定することが好ましい。
例えば、図6において、画分Bは(7,5)区分域、及び(7,6)区分域を有するため、画分Bから生体関連物質を取得するには、(7,5)ピン及び(7,6)ピンの一方を先に下降させ他方を後に下降させてもよく、又は両方を同時に下降させてもよい。即ち、生体関連物質画分Bに関して、例えばダイヤマーク(◇)の区分域4aに対応する金属ピンとスターマーク(☆)の区分域4aに対応する金属ピンのどちらか一方を先に作動させ他方を後に作動させる。(7,5)ピン及び(7,6)ピンのうち、どちらか一方をまず作動させた後に他方を作動させることにより、隣り合った磁性粒子への磁気干渉を低く抑えることができる。
また、上記と同様に、画分Cは(2,7)区分域、(2,8)区分域、(2,9)区分域、(3,7)区分域、(3,8)区分域、(3,9)区分域、(4,7)区分域、(4,8)区分域、(4,9)区分域の9つを有するため、画分Cから生体関連物質を取得するには、(2,7)ピン、(2,8)ピン、(2,9)ピン、(3,7)ピン、(3,8)ピン、(3,9)ピン、(4,7)ピン、(4,8)ピン、(4,9)ピンの9つの金属ピンを下降させ画分Cに接触させることとなる。あるいは、区分数よりも少ない数の金属ピン(例えば1つ又は2つの金属ピン)に、それぞれの区分域における生体関連物質の回収を担当させることも可能である。
このとき、上記の画分Bの場合と同様に、ダイヤマーク(◇)の区分域4aに対応する金属ピンとスターマーク(☆)の区分域4aに対応する金属ピンのどちらか一方を先に作動させ他方を後に作動させる。このように、金属ピンを間欠的に下降させることにより隣り合う捕捉体間の磁気相互干渉を低く抑えることができる。また、隣り合う金属ピンに対応する電極との間に好ましくない電場を形成することを防止することもできる。
本発明において、金属ピンの作動態様は上記に限らず、適宜変更することができる。例えば、配列された金属ピンの縦方向、横方向だけでなく、斜め方向に隣り合った金属ピンも、生体関連物質画分に金属ピンを接触させるように作動パターンを決定してもよい。
また、図7に示す領域の生体関連物質を回収する場合、まず、スクウェアマーク(□)を付して示した区分域4aに対応する金属ピンを作動させ、次いで、スターマーク(☆)の区分域4aに対応する金属ピン、続いて、ダイヤマーク(◇)の区分域4aに対応する金属ピン、最後にトライアングルマーク(△)の区分域4aに対応する金属ピンを作動させるといった複数段階(この実施形態では4段階)に分けて金属ピンを作動させることも可能である。例えば、それぞれのマークの区分域に対応するグループを形成させることにより、それぞれのグループごとにピンを個別に作動させる。各グループに属するピンの作動は、同時でも異なってもよい。このように、複数の金属ピンをグループ分けしてグループごとに作動させることにより、作動する金属ピン同士をある程度隔てられるとともに、金属ピンの作動段階数を増やすことができ、金属ピンの相互干渉をより低減することができる。
本発明において、生体関連物質の捕捉体を保持する担体として例えば軟磁性金属ピンを用いたときの使用形態の一例を図8に示す。図8は、軟磁性金属ピンを搭載した吸着機構体の延伸方向に平行な平面で部分的に切断した部分断面図である。図8に示すように、吸着機構体130の構造は、第1ハウジング131、第2ハウジング132、磁石140、軟磁性金属ピン142などを備える。
軟磁性金属ピン142は捕捉体を保持する担体としての役割を有しており、第1ハウジング131によって保持され、第1ハウジング131は第2ハウジング132によって保持される。磁石140は、軟磁性金属ピン142に突き当たった当接位置と軟磁性金属ピン142と接触しないように遠ざかった退避位置との間で移動自在に第1ハウジング131内に設けられ、この磁石140が移動することにより、軟磁性金属ピン142の磁性が制御される。軟磁性金属としては、例えば、純鉄、Fe−Ni系合金、Fe−Si系合金、Fe−Co系合金などがあり、適宜選択して用いることができる。また、ピンの形状は円柱形状、角柱形状、先太り形状などがあり、目的に応じて適宜変更することができる。
磁石140は例えばプランジャ136に接続されプランジャ136の突出と引込はソレノイド135によって制御されている。プランジャ136が突出したときには磁石140が当接位置に位置して軟磁性金属ピン142が磁性を帯びて磁石として機能し、プランジャ136が引込んだときには磁石140が退避位置に位置し、軟磁性金属ピン142は磁性を消失し磁石としての機能を失う。
軟磁性金属ピン142には電極(正極)が接続され、電極(負極(例えば含水スポンジ))との間に電圧が印加された場合には(図4参照)、電極と軟磁性金属ピン142との間で電場が形成される。軟磁性金属ピン142の先端には捕捉体150が解放自在に吸着されており、ゲルプレートの表面に移動した生体関連物質は軟磁性金属ピン142先端の捕捉体150と結合して複合体を形成する。なお、電極は金属製の第1ハウジング131を介して接続されていてもよい。
また、上記の吸着機構体の形態は上記に例示したものに限らず、例えば図9に示すように、捕捉体を吸着機構体の内部と外部との間で吸引/吐出させる態様とすることもできる。例えば図9(a)に示すように、吸着機構体350はハウジング352と磁石装置354とを備える。ハウジング352は略筒状に形成され、ハウジング352内に磁石装置354が移動自在に設けられている。磁石装置354は電極に接続され、また、吸着板365がハウジング352の先端の開口端に展開する展開位置とハウジング352内に引き込まれた引込位置との間で移動可能に設けられ、磁石装置354の移動は、例えばハウジング352に備えられたアクチュエータ356によって制御される。磁石装置354は磁石360とソレノイド362とを備えることができ、磁石360は吸着板365に当接する当接位置とこの当接位置よりもソレノイド側に退避した退避位置との間で移動可能に設けられる。
図9(b)に示すように、磁石360が当接位置に位置するときは、吸着板365は捕捉体370を吸着することができ、磁石360が退避位置に位置するときは、吸着板365は捕捉体370を吸着できず、捕捉体370が解放される。
図9(c)に示すように、生体関連物質を捕獲するとき、磁石装置354が展開位置に位置するように配置が制御される。磁石装置354が展開位置に配置されると、捕捉体370が吸着機構体350の先端に展開される。磁石360に接続した電極より電荷をかけると、ゲルプレート上の生体関連物質の吸着が可能となる。
磁性を有する捕捉体の移動を制御する仕組みとして、既に述べたような永久磁石のポジションを制御して磁場の強弱を調節する手法も可能であるが、電磁石への供給電流を調節して磁場の強弱を調節することにより捕捉体の移動を制御することもできる。ここでは、電磁石への供給電流を調節して磁場の強弱を調節するとともにポンプ機構によって捕捉体を複数のウェルに分配する機能を備えた吸着機構体について示す。
磁性を有する捕捉体として、例えば磁性粒子の移動をよりスムーズに制御したい場合には、捕捉体を水などの液体溶媒と合わせて一旦流体を形成し、この形成された流体をピエゾ素子などの圧電素子やSMA(形状記憶合金)を利用した超小型ポンプを用いて吐出/吸引することにより捕捉体の移動を制御することができる。
例えば、図10に示すように、吸着機構体500は、軟磁性金属ピン502、コイル504、超小型ポンプ(マイクロポンプ)506、吸着機構体昇降用の圧電素子又はアクチュエータ(図示省略)等を備える。軟磁性金属ピン502は細長い管状に形成され、電極に接続されている。また、端部には超小型ポンプ506が設けられている。軟磁性金属ピン502の外周にはコイル504が周回されており、コイル504が通電すると軟磁性金属ピン502が磁石として作動する。
軟磁性金属ピン502は、一端に捕捉体を吐出/吸引するための開口510を備え、この開口510は軟磁性金属ピン502の他端側に配置された超小型ポンプ506に連通している。開口510の直径は、例えば数十μm〜数百μmに形成され、この開口510を介して捕捉体が出入する。
超小型ポンプ506は、例えば、シリンダ、このシリンダ内に配置されたピストン、このピストンを駆動させる圧電素子を備える。圧電素子としては、例えばピエゾ素子が挙げられ、このような圧電素子の通電を制御することにより、ピストンの駆動を制御することができる。
このように捕捉体512が流体化されこの流体化された捕捉体512が超小型ポンプによって移動制御されることにより、所定量の捕捉体を複数のウェルに分配することができる。
また、上記実施形態では単一の吸着機構体130を備えた捕捉装置を例示したが、吸着機構体の個数は複数にしてもよい。1回の工程で回収される画分数(例えば1列分)に応じて、吸着機構体の数を、例えば5基あるいは10基などとすることにより、ゲルプレート上の生体関連物質画分から効率的に生体関連物質を引き上げることができる。
本発明の実施形態では、捕捉体を接触させるゲルプレート上の位置を予め定め、この定められたゲルプレート上の位置に捕捉体を接触させる。このゲルプレート上の位置の決定は、自動、手動、及びその両方のいずれでも可能である。
生体関連物質の取得場所を自動的に決定して磁性粒子を接触させる場合、例えば、プレート画像を解析して生体関連物質画分を識別し、この識別された画分に対応するゲルプレート上の座標を割り出す。そして、割り出された座標が含まれる区分域に、割り当てられた磁性粒子を作動させるように、捕捉体を移動させる。
また、上記の実施形態では、磁石を軟磁性金属ピンに近づける、又は遠ざけることによって軟磁性金属ピンの磁性を制御し、これによって磁性粒子の動きを制御したが、スティック形状の鉄心の周囲にコイルを巻き付けた電磁石などを用いて磁性粒子の動きを制御してもよい。電磁石を用いることによりソレノイド及びプランジャを省くことができ、装置をコンパクト化することができる。
(4)採取区画のスケールアップ又はスケールダウン
本発明においては、捕捉装置はゲルプレート上の区分域と同数のウェルを備えることができるが、一部の区分域に対応するウェルを捕捉装置に設けてゲルプレート上の一部の区分域に対応するウェルを備えることもできる。これにより、一部の領域から、より大規模に生体関連物質を取得することができる。
ゲルプレート上の一部の区分域からより大規模に生体関連物質を取得する場合の概要を図11に示す。
図11に示すように、ゲルプレート402は、例えば24行16列に区分され、この区分域に対応可能な吸着機構体を用いて、電気泳動によってゲルプレート402上に分画された生体関連物質を、24行16列の第1ウェルプレート405に収集する。
この24行16列の第1ウェルプレート405のうち、例えば6行4列のウェル区画405a内のウェルに収容された内容物の規模を拡大して収容する場合、ウェル区画405aの各ウェルに収容された内容物を、容量が大規模化された6行4列のウェルを備える第2ウェルプレート407に移す。
ウェル区画405aの各ウェルから規模が拡大された第2ウェルプレート407の各ウェル407aに収容物を移し変えることにより、生体関連物質の培養などが可能となり、より大規模に目的の生体関連物質を取得することができる。
また、第1ウェルプレートの占有サイズと等しい占有サイズを有する第2ウェルプレートを構築する場合、第2ウェルプレートのウェル中心間隔(ピッチ)を第1ウェルプレートのウェル中心間隔よりも大きくとり、これにより、例えばピペットを用いたマニュアル操作で第2ウェルプレートの各ウェルから生体関連物質をユーザが直接取得することが可能となる。
また、本発明においては、ゲルプレート全域に対応する縮小規模のウェル群を複数セット設けてゲルプレート上の生体関連物質をスケールダウンして複数セット取得することができる。
ゲルプレート上の生体関連物質の規模を縮小して複数セット取得する場合の概要を図12に示す。図12に示すように、ゲルプレート452は、例えば12行8列に区分され、この区分域に対応することが可能な吸着機構体を用いて、ゲルプレート452上に分画された生体関連物質465を、12行8列の第1ウェルプレート454に収集する。
第1ウェルプレート454に収容された内容物を、さらに規模が縮小されたウェルを有するプレート(例えば24行16列のウェルを備える第2ウェルプレート456)に移す。
上記の例では、第2ウェルプレート456のウェル数は第1ウェルプレート454のウェル数の4倍の規模であり、このため、第1ウェルプレート454の内容物を第2ウェルプレート456の4分の1の区画に移す動作を4回繰り返すことにより、第1ウェルプレート454の規模縮小された内容物を第2ウェルプレート456上に最大で4セット取得することができる。
第1ウェルプレートに回収された内容物の取得セット数を、例えば6セットや8セットなど、さらに増やしたい場合には、第2ウェルプレートのウェル数を増やせばよい。
また、第1ウェルプレートの全区画サイズと等しい全区画サイズを有する第2ウェルプレートを構築する場合、第2ウェルプレートのウェル中心間隔(ピッチ)を第1ウェルプレートのウェル中心間隔よりも小さくし、これにより、捕捉装置の大型化を回避することができるとともに、取得した生体関連物質に対する多彩なテストが可能となる。
[目的]
本発明の捕捉装置を用いた生体関連物質の採取について検証する。
[使用した器具及び試料]
電気泳動装置及び回収冶具(図13参照)
実験用ゲル
下記条件で実験用ゲルを準備した。
・ 泳動ゲル:1%アガロースゲル(厚さ2-3mm)
・ 泳動試料:DNAマーカー2種類(λDNA/Hind III Marker、WideRenge)
Human Genome、PCR products(1038bp)
[電気泳動装置及び回収冶具の説明]
図13に示すように、電気泳動装置は、アガロースゲルをバッファーに沈めた状態で電気泳動を行うサブマリンタイプのものを使用した。電気泳動装置は図13中の右側に電源スイッチ、100V/50Vで電圧を切り替えるための電圧の切り替えスイッチ、電場の形成方向を切り替えるための電場形成方向切り替えスイッチを備え、装置中央部に第1〜第6の電気泳動用のレーンを備える。
回収冶具は、磁石を用いて磁化したピアノ線の一端に電極(例えば正極)を接続し、他端にNi−Fe合金製のパーマロイ粉末(50% Ni−Fe : PF−20F)を吸着させたものを用いた。
[手順]
1.第1〜第6の各レーンに、
M1:分子量マーカー1( λDNA/Hind III Marker );
HG :Control Human Genome DNA (Roche);
PCR:PCR産物(1038bp);
M2:分子量マーカー2(Wide-Range DNA Ladder)
をピペッティングして電気泳動を100V30分の条件下で実行した。
2.泳動後のゲルをエチジウムブロマイドで染色、洗浄後、UV撮影で試料の位置を確認した。
3.確認できた核酸の位置(図14左パネル)のM1のレーンで白く見えているバンド(丸で囲った箇所))に、パーマロイ粉末を吸着した回収冶具の先端を当て、100Vの電圧を印加しつつ150秒間ゲルに押しつけた。
[結果]
回収処理後のゲルを再度UV撮影画像で確認した。図14右パネルに示されるように、M1のレーンの核酸のバンドが消失していることから、核酸を電気泳動後のゲル内から回収できることを確認した。
4 ゲルプレート
4a 区分域
130 吸着機構体(接触制御手段)
131 第1ハウジング
132 第2ハウジング
133 アクチュエータ
135 ソレノイド
136 プランジャ
140 磁石
142 軟磁性金属ピン
150 磁性粒子(捕捉体)
350 吸着機構体
352 ハウジング
354 磁石装置
356 アクチュエータ
360 磁石
362 ソレノイド
365 吸着板
370 捕捉体
402 ゲルプレート
405 第1ウェルプレート
407 第2ウェルプレート
452 ゲルプレート
454 第1ウェルプレート
456 第2ウェルプレート
465 生体関連物質
500 吸着機構体
502 軟磁性金属ピン
504 コイル
506 超小型ポンプ
510 開口
512 捕捉体

Claims (11)

  1. 生体関連物質の捕捉用捕捉体と、該捕捉体を保持する担体と、該捕捉体を荷電するための電極とを備えた生体関連物質の捕捉装置であって、前記捕捉体は、荷電されるとともに生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片上の所定位置に接触することにより、当該ゲル又は組織薄片から生体関連物質を捕捉するものである前記装置。
  2. 前記捕捉体が、磁性粒子、又は生体関連物質と親和性を有する物質を結合した磁性粒子である請求項1に記載の装置。
  3. 前記捕捉体の荷電が担体を介して行なわれるものである請求項1に記載の装置。
  4. 前記担体が磁石、又は磁石と導電性部材との組み合わせである請求項1に記載の装置。
  5. 前記担体は、捕捉体を着磁又は消磁する機構を備えたものである、請求項1に記載の装置。
  6. 前記生体関連物質が、核酸又はタンパク質である請求項1に記載の装置。
  7. 生体関連物質の採取システムであって、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の捕捉装置と、
    前記捕捉装置に備えられた捕捉体を、生体関連物質が分布したゲルもしくは組織薄片上の所定の位置、又は所定区画に区分されたそれぞれの区分域に割り当てる位置指定手段と、
    割り当てられた位置又は区分域に前記捕捉体を接触させる接触制御手段と、
    前記位置又は区分域に接触した前記捕捉体から生体関連物質を捕捉して収める収集手段と、を有することを特徴とするシステム。
  8. 生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片を撮影する画像センサ、をさらに有する、請求項7に記載のシステム。
  9. 前記撮影された画像上に生体関連物質の取得場所を指定する指定手段をさらに有する、請求項8に記載のシステム。
  10. 前記位置指定手段が、
    生体関連物質が分布したゲル又は組織薄片を撮影する画像センサと、
    前記画像センサからの画像信号を基に形成されたゲル又は組織薄片の画像上に生体関連物質の取得場所を定め、前記取得場所に対応する前記ゲル又は組織薄片上の座標を割り出す座標演算手段と、を有し、
    前記接触制御手段が、割り出された座標に前記捕捉体を移動させることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  11. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置又は請求項7〜10のいずれか1項に記載のシステムを用いて、生体関連物質が分画されたゲル又は生体関連物質を含む組織薄片から生体関連物質を採取することを特徴とする生体関連物質の回収方法。
JP2012521499A 2010-06-22 2011-06-22 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム Active JP5802205B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012521499A JP5802205B2 (ja) 2010-06-22 2011-06-22 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010141779 2010-06-22
JP2010141779 2010-06-22
PCT/JP2011/064255 WO2011162290A1 (ja) 2010-06-22 2011-06-22 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム
JP2012521499A JP5802205B2 (ja) 2010-06-22 2011-06-22 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011162290A1 true JPWO2011162290A1 (ja) 2013-08-22
JP5802205B2 JP5802205B2 (ja) 2015-10-28

Family

ID=45371467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012521499A Active JP5802205B2 (ja) 2010-06-22 2011-06-22 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9316615B2 (ja)
EP (1) EP2587245A4 (ja)
JP (1) JP5802205B2 (ja)
WO (1) WO2011162290A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013019491A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Denovo Sciences Cell capture system and method of use
JP5597731B2 (ja) * 2013-01-04 2014-10-01 あおい精機株式会社 検査前処理装置
JP5952446B1 (ja) 2015-02-24 2016-07-13 シャープ株式会社 転写膜保持器具及び分離転写装置
AU2019228079A1 (en) 2018-03-02 2020-06-18 Psomagen, Inc. Method and system for high-throughput particle handling by use of magnetic fields and device
US11273439B2 (en) 2019-05-07 2022-03-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. System and method for target material retrieval from microwells
AU2020267743B2 (en) 2019-05-07 2023-04-06 Bio-Rad Laboratories, Inc. System and method for automated single cell processing
AU2020304355B2 (en) * 2019-06-26 2023-04-06 Bio-Rad Laboratories, Inc. System and method for target material retrieval from microwells
CN113708592B (zh) * 2021-08-19 2022-12-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 永磁自悬浮式磁性液体动能采集器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0588296U (ja) * 1992-04-28 1993-12-03 明治乳業株式会社 電気泳動ゲルからの核酸若しくは蛋白質の回収装置
JPH0862224A (ja) * 1994-06-15 1996-03-08 Precision Syst Sci Kk 分注機を利用した磁性体の脱着制御方法及びこの方法によって処理される各種装置
JPH0915206A (ja) * 1995-04-26 1997-01-17 Shimadzu Corp ゲル電気泳動によるサンプル分取装置
JP2000206009A (ja) * 1999-01-13 2000-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細物体の自動探索装置
JP2004309325A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Yokogawa Electric Corp 磁気ビーズに固定の生体高分子の抽出方法および抽出装置
JP2006112847A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Eisai Co Ltd 試料摘出装置
JP2009541734A (ja) * 2006-06-21 2009-11-26 スピノミックス エス.エイ. 液体媒体中で磁性粒子を操作及び混合するためのデバイス及び方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0588296A (ja) 1991-09-30 1993-04-09 Fuji Photo Film Co Ltd 白黒用ハロゲン化銀写真感光材料
FI102906B (fi) * 1998-02-23 1999-03-15 Bio Nobile Oy Menetelmä ja väline aineen siirtämiseksi
US20030044843A1 (en) * 2001-01-09 2003-03-06 Mitsubishi Pharma Corporation Novel proteome analysis method and devices therefor
US20040203126A1 (en) 2003-04-08 2004-10-14 Yokogawa Electric Corporation Method and apparatus for separating and purifying biopolymers
JP3974564B2 (ja) 2003-08-26 2007-09-12 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ スポット切り出し装置
JP3977792B2 (ja) * 2003-09-16 2007-09-19 株式会社名機製作所 成形機の制御方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0588296U (ja) * 1992-04-28 1993-12-03 明治乳業株式会社 電気泳動ゲルからの核酸若しくは蛋白質の回収装置
JPH0862224A (ja) * 1994-06-15 1996-03-08 Precision Syst Sci Kk 分注機を利用した磁性体の脱着制御方法及びこの方法によって処理される各種装置
JPH0915206A (ja) * 1995-04-26 1997-01-17 Shimadzu Corp ゲル電気泳動によるサンプル分取装置
JP2000206009A (ja) * 1999-01-13 2000-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細物体の自動探索装置
JP2004309325A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Yokogawa Electric Corp 磁気ビーズに固定の生体高分子の抽出方法および抽出装置
JP2006112847A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Eisai Co Ltd 試料摘出装置
JP2009541734A (ja) * 2006-06-21 2009-11-26 スピノミックス エス.エイ. 液体媒体中で磁性粒子を操作及び混合するためのデバイス及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9316615B2 (en) 2016-04-19
JP5802205B2 (ja) 2015-10-28
WO2011162290A1 (ja) 2011-12-29
US20130140183A1 (en) 2013-06-06
EP2587245A1 (en) 2013-05-01
EP2587245A4 (en) 2017-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5802205B2 (ja) 生体関連物質の捕捉装置および生体関連物質の採取システム
US6409925B1 (en) Device and system for transfer of material
US7799281B2 (en) Flux concentrator for biomagnetic particle transfer device
WO2018094290A1 (en) Automated tissue section capture, indexing and storage system and methods
WO2002044327A9 (en) Method and apparatus for protein manipulation
JP2003505694A5 (ja)
JP2001517788A (ja) 標本の配列から標本を切除する方法と装置
US8778157B2 (en) Detecting analytes
JP5320044B2 (ja) 被標識物質の捕捉・搬送装置並びに同定・計数方法および計数・選別方法
JP2007529001A (ja) 複合試料処理及び試料保持装置を使用する試料分析のための装置及び方法
WO2006100484A2 (en) Deliver of molecules to a li id bila
JP2008534987A (ja) マトリックス支援レーザー脱離イオン化(maldi)質量分析法(ms)を含む化学分析のための検体の濃縮と分別のために改良された方法と装置
JP2005502864A (ja) 被分析物を分離する方法および装置
DE10112505C1 (de) Sensoranordnung und Vorrichtung zur amperometrischen und/oder potentiometrischen, pharmakologischen Wirkort- und/oder Wirkstofftestung sowie Verfahren zur amperometrischen und/oder potentiometrischen, pharmakologischen Wirkort- und/oder Wirkstofftestung
US7645369B2 (en) Separation method and device for protein mixtures
US20100101308A1 (en) Methods and systems for multiforce high throughput screening
JP2010508530A5 (ja)
CA2484627A1 (en) Cell recovery
DE102006045620B4 (de) Vorrichtung und Verfahren für Aufnahme, Transport und Ablage mikroskopischer Proben
JP2004150841A (ja) 生体物質精製方法および生体物質精製用キットおよび生体物質分析システム
US20060199168A1 (en) Cell recovery
CN100417936C (zh) 带有磁化轴的微型器件及其使用方法与应用
US20080213748A1 (en) Method for Detection and Analysis of Macromolecular Complexes
JP2016080531A (ja) 微小生体組織片の作製装置、作製方法、及び化合物のスクリーニング方法
US20190271707A1 (en) Method and Apparatus Employing Magnetic Beads for Ligand Binding Assays of Biological Samples

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150811

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150828

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5802205

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250