WO2016121102A1 - 磁性体粒子操作用デバイスおよび磁性体粒子の操作方法 - Google Patents

磁性体粒子操作用デバイスおよび磁性体粒子の操作方法 Download PDF

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magnetic particles
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叶井　正樹
軸屋　博之
鉄雄 大橋
中村　伸
小原　收
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株式会社島津製作所
公益財団法人かずさＤｎａ研究所
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Definitions

  • the present invention relates to a device for manipulating magnetic particles and a method for manipulating magnetic particles for performing chemical operations such as separation, extraction, purification, and reaction of a target substance using magnetic particles.
  • Magnetic particles with a chemical affinity for the target substance and molecular recognition function on the surface of the magnetic substance with a particle size of about 0.5 to 10 ⁇ m to separate and purify the target substance in the sample A method of using has been developed and put into practical use. In this method, after fixing the target substance on the surface of the magnetic particles, the magnetic particles are separated and recovered from the liquid phase by a magnetic field operation. If necessary, the recovered magnetic particles are separated into a liquid phase such as a cleaning liquid. And the step of separating and collecting the magnetic particles from the liquid phase is repeated. Thereafter, the magnetic particles are dispersed in the eluate, whereby the target substance fixed to the magnetic particles is released into the eluate, and the target substance in the eluate is recovered. By using magnetic particles, it is possible to recover the target substance with a magnet, which is advantageous for automation of chemical extraction and purification.
  • Magnetic particles that can selectively fix the target substance are commercially available as part of the separation / purification kit.
  • the kit contains multiple reagents in separate containers, and the user dispenses and dispenses the reagent with a pipette when using it.
  • Devices for automating these pipetting operations and magnetic field operations are also commercially available.
  • a liquid layer such as a dissolving / fixing solution, a washing solution, and an eluate and a gel-like medium layer (gel-like medium phase) are alternately stacked.
  • a method of separating and purifying a target substance by moving a magnetic particle in the device along the longitudinal direction of the tubular container. Further, by using a chip device in which a liquid phase and a gel-like medium phase are alternately arranged in a groove formed on the substrate surface, the magnetic particles are moved along the longitudinal direction of the groove in this device.
  • Patent Document 2 A method for separating and purifying a target substance has also been proposed (Patent Document 2).
  • the present invention provides a magnetic particle manipulation device that can be easily loaded with a liquid and a gel-like medium and can be reduced in size even when various types of liquid are present in the device.
  • the purpose is to do.
  • a device including a gel-like medium storage unit connected to three or more liquid storage units allows the liquid and the liquid to be present even when various types of liquids are present in the device.
  • the present invention was completed by finding that the gel medium can be easily loaded and the device size can be reduced.
  • the present invention relates to a magnetic particle manipulation device loaded with a liquid and a gel-like medium.
  • the device includes: a first liquid container that contains a first liquid; a second liquid container that contains a second liquid; a third liquid container that contains a third liquid; The 1st gel-like medium accommodating part in which one gel-like medium was accommodated.
  • the first liquid container, the second liquid container, and the third liquid container are respectively connected to the first gel medium container, and the first gel medium, the second liquid, and the first liquid medium A third liquid is separated.
  • the first liquid, the second liquid, and the third liquid may not be different types of liquids, and may include the same type of liquid.
  • the device may further include a fourth liquid storage unit that stores a fourth liquid, and the fourth liquid storage unit may be connected to the first gel-like medium storage unit.
  • the device includes only the first gel-like medium accommodating portion as the gel-like medium accommodating portion in which the gel-like medium is accommodated.
  • the device may further include a fourth liquid storage unit in which a fourth liquid is stored, and a second gel medium storage unit in which a second gel medium is stored.
  • the third liquid container and the liquid container are each connected to the second gel medium container, and the third liquid and the fourth liquid are separated by the second gel medium.
  • the first gel-like medium and the second gel-like medium may not be different types of gel-like media, and may be the same type of gel-like media.
  • first liquid container, the second liquid container, the third liquid container, and the first gel medium container have outer wall surfaces formed on the same plane.
  • magnetic particles to be moved in the device are loaded in the device.
  • the present invention relates to a kit for producing the magnetic particle manipulation device.
  • the present invention relates to a method for manipulating magnetic particles for moving the magnetic particles in the above-described device for manipulating magnetic particles.
  • the magnetic particles in the first liquid container are moved to the first gel medium container by the magnetic field operation; the magnetic particles in the first gel medium container are moved by the magnetic field operation.
  • the magnetic substance particle in a accommodating part has the step moved to a 3rd liquid accommodating part.
  • liquid storage part becomes the 1st liquid storage part, the 2nd liquid storage part, or the 3rd liquid storage part is determined by the kind of liquid stored in a liquid storage part.
  • the order in which the magnetic particles are moved to the liquid storage units is not limited. Therefore, even in a device using containers having the same shape, the order in which the magnetic particles are moved can be arbitrarily set.
  • the device for manipulating magnetic particles of the present invention it is easy to load liquids and gel-like media and the device size can be reduced even when various kinds of liquids are present in the device.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a magnetic particle manipulation device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic particle manipulation device shown in FIG. 1. It is typical sectional drawing which shows the form of the device for a magnetic particle operation provided with a some gel-like medium accommodating part. It is a typical sectional view showing arrangement of a liquid storage part.
  • 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a magnetic particle manipulation device of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a device for manipulating magnetic particles (hereinafter also simply referred to as a device) of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are II-II lines of the device shown in FIG. It is sectional drawing. 2D is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2B.
  • the device 10 includes a liquid storage portion 3a in which a liquid 31 is stored, a liquid storage portion 3b in which a liquid 32 is stored, a liquid storage portion 3c in which a liquid 33 is stored, The liquid storage part 3d in which the liquid 34 was stored, and the gel medium storage part 2a in which the gel medium 21 was stored are provided.
  • the liquid container 3a, the liquid container 3b, the liquid container 3c, and the liquid container 3d are each connected to the gel-like medium container 2a.
  • the gel-like medium is not miscible with the liquid in the adjacent liquid storage part and is insoluble or hardly soluble in these liquids. Therefore, the liquid 31, the liquid 32, the liquid 33, and the liquid 34 are separated by the gel medium 21.
  • the magnetic particle 7 is a particle capable of specifically fixing a target substance such as a nucleic acid or an antigen on the surface or inside thereof. By dispersing the magnetic particles 7 in the liquid 31, the target substance contained in the liquid 31 is selectively fixed to the particles 7.
  • the magnet 9 is moved along the outer wall surface of the liquid container 3a, the gel medium container 2a, the liquid container 3b, the gel medium container 2a, the liquid container 3c, the gel medium container 2a, and the liquid container 3d.
  • the magnetic particle 7 also moves following the change of the magnetic field, and sequentially moves to the liquid 31, the gel-like medium 21, the liquid 32, the gel-like medium 21, the liquid 33, the gel-like medium 21, and the liquid 34. (See FIG. 2C). Most of the liquid physically attached as droplets around the magnetic particles 7 is detached from the surface of the particles when the magnetic particles enter the inside of the gel-like medium.
  • the gel-like medium is perforated by the entry and movement of the magnetic particles into the gel-like medium 21, but the pores of the gel-like medium are immediately closed by the self-repairing action by the restoring force of the gel. Therefore, almost no liquid flows into the gel-like medium through the through-holes due to the magnetic particles.
  • the liquid container 3a and the gel-like medium container 2a have outer wall surfaces formed on the same plane (the ZZ cross section in FIG. 2D).
  • the liquid storage portions 3b, 3c and 3d also have outer wall surfaces formed on the same plane.
  • the magnet 9 can be easily moved along the outer wall surface. Move smoothly.
  • each liquid storage unit and gel-like medium storage unit preferably have an outer wall surface formed on the same plane, but the shape of the outer wall surface is particularly limited as long as the magnetic particles can be moved. Not.
  • each liquid is separated by a common gel-like medium (the gel-like medium 21 in FIGS. 2A to 2C), unlike the conventional device in which the liquid and the gel-like medium are alternately arranged. It is separated. Therefore, even when various kinds of liquids (liquids 31 to 34 in FIGS. 2A to 2C) are present in the device, it becomes easy to load the liquid and the gel-like medium, particularly when the gel-like medium is loaded. It is possible to reduce the problem that contamination easily occurs.
  • each of the liquid storage portions for storing each liquid is connected to the gel-like medium storage portion, the liquid and the gel-like medium are alternately arranged even when various kinds of liquids are present in the device. There is no need to make long devices like conventional tubular devices. Therefore, the liquid and the gel-like medium can be loaded into the device without using a nozzle or the like.
  • the conventional device it has been difficult to individually change the size (shape, volume, etc.) of the portion loaded with the liquid and the portion loaded with the gel-like medium. Since the storage part and the gel-like medium storage part are independent structures, the sizes of the liquid storage part and the gel-like medium storage part can be arbitrarily set.
  • the liquid container 3a In the direction in which the magnetic particles are moved in the liquid container, in FIG. 2C, the liquid container 3a is moved from the upper part to the lower part, and the liquid containers 3b and 3c are moved from the lower part to the upper part and then moved to the lower part. Thus, the liquid container 3d is moved from the lower part to the upper part.
  • the direction in which the magnetic particles are moved in the liquid container is not particularly limited as long as the magnetic particles can be dispersed in each liquid.
  • the magnetic particles 7 are moved in the order of the liquid 31, the liquid 32, the liquid 33, and the liquid 34.
  • the order in which the magnetic particles 7 are moved is not particularly limited, and the liquid stored in the liquid storage portion. Determined by the type of
  • the magnetic particles 7 may be moved in the order of the liquid 32, the liquid 31, the liquid 33, and the liquid 34 by switching the types of liquids stored in the liquid storage units 3 a and 3 b.
  • the liquid 32 and the liquid 33 are the same type of liquid (for example, a cleaning liquid)
  • the magnetic particles 7 may be moved in the order of the liquid 31, the liquid 32, the liquid 33, and the liquid 34.
  • 31, liquid 33, liquid 32, and liquid 34 may be moved in this order.
  • the order in which the magnetic particles are moved can be arbitrarily set even if the device uses a container having the same shape.
  • the order in which the magnetic particles are moved can be freely set by the arrangement of the liquid container, etc., unlike the conventional tubular device or chip device that moves the magnetic particles only in one direction.
  • Various processes can be constructed.
  • the device of the present invention a plurality of types of solutions obtained by operations using magnetic particles can be easily recovered.
  • the operation using the magnetic particles it is possible to elute the target substance fixed to the magnetic particles into the liquid.
  • the surface of the magnetic particles in the first liquid container And the target substance is eluted in the low salt concentration solution in the second liquid container.
  • the magnetic particles are moved to the third liquid container, and the target substance is eluted in a higher salt concentration solution.
  • the low salt concentration elution fraction and the high salt concentration elution fraction can be easily prepared by a series of operations by collecting the solutions in the second liquid storage portion and the third liquid storage portion.
  • Such an operation has been difficult with the conventional tubular device in which the liquid and the gel-like medium are alternately arranged, but with the device of the present invention, it can be easily realized by forming a solution outlet in each liquid container. .
  • FIGS. 2A to 2C show an example in which four liquid storage portions 3a to 3d are connected to the gel-like medium storage portion 2a, but three liquid storage portions are connected to the gel-like medium storage portion 2a. As long as it is above, three or five or more may be sufficient.
  • 2A to 2C show an example in which four liquid storage units 3a to 3d are connected to only the gel-like medium storage unit 2a, that is, an example in which the device includes only one gel-like medium storage unit.
  • the device of the present invention includes a gel-like medium containing part (first gel-like medium containing part) connected to three or more liquid containing parts
  • the other gel-like medium containing part (second gel-like medium) (Accommodating part) may be further provided.
  • the 2nd gel-like medium accommodating part is connected to the liquid accommodating part connected to the 1st gel-like medium accommodating part.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are schematic cross-sectional views showing the form of a magnetic particle manipulation device having a plurality of gel-like medium accommodating portions.
  • the device 20 shown in FIG. 3A includes a liquid storage unit 3a that stores a liquid 31, a liquid storage unit 3b that stores a liquid 32, a liquid storage unit 3c that stores a liquid 33, and a liquid 41.
  • Accommodated liquid accommodating part 4a, liquid accommodating part 3e accommodating liquid 35, gelled medium accommodating part 2a accommodating gelled medium 21, and gelled medium accommodating part accommodating gelled medium 22 2b.
  • the liquid container 3a, the liquid container 3b, the liquid container 3c, and the liquid container 4a are each connected to the gel-like medium container 2a.
  • the liquid storage part 4a and the liquid storage part 3e are each connected to the gel-like medium storage part 2b. Accordingly, in FIG. 3A, the liquid 31, the liquid 32, the liquid 33, and the liquid 41 are separated by the gel medium 21, and the liquid 41 and the liquid 35 are separated by the gel medium 22.
  • the number of liquid accommodating portions connected to the gel-like medium accommodating portion 2a may be three as in the device 30 shown in FIG. . Further, the number of liquid storage portions connected to the gel-like medium storage portion 2a may be five or more.
  • the number of liquid storage units connected to the gel medium storage unit 2b is not limited to two, and three or more liquid storage units may be connected to the gel medium storage unit 2b. Further, the number of liquid storage portions (the liquid storage portion 4a in FIGS. 3A and 3B) connected to the plurality of gel-like medium storage portions is not limited to one, and two or more liquid storage portions are included. You may connect to a some gel-like medium accommodating part.
  • FIGS. 3A and 3B show an example in which there is one gel-like medium accommodating portion other than the gel-like medium accommodating portion 2a, that is, an example in which the device includes two gel-like medium accommodating portions.
  • the number of gel-like medium accommodating portions provided in the device may be three or more. In that case, the number of liquid storage portions to which each gel-like medium storage portion is connected is not particularly limited, and may all be the same or different.
  • the liquid may penetrate into the gelled medium. Therefore, when the device of the present invention includes a plurality of gel-like medium accommodating portions, the liquid penetrates the liquid containing portion in which the liquid that easily permeates a specific gel-like medium (for example, the first gel-like medium) is accommodated. It can be used such as connecting to a second gel-like medium containing part containing a gel-like medium that is difficult to perform (for example, the second gel-like medium) and connecting another liquid containing part to the first gel-like medium containing part. is there.
  • a specific gel-like medium for example, the first gel-like medium
  • the device of the present invention may further include a gel-like medium container that is connected to only one liquid container.
  • the device shown in FIGS. 2A to 2C may include a gel-like medium container that is connected only to the liquid container 3a. The same applies to the liquid storage portions 3b to 3d.
  • the liquid storage unit has been described as being connected to the same surface of the gel medium storage unit (the upper surface of the gel medium storage unit 2a in FIGS. 2A to 2C). It is not limited.
  • the liquid storage portions 3a and 3c are connected to the upper surface of the gel-like medium storage portion 2a
  • the liquid storage portions 3b and 3d are connected to the lower surface of the gel-like medium storage portion 2a. It may be connected.
  • the liquid storage portions 3a to 3d may be connected radially with the gel-like medium storage portion 2a as the center.
  • the size of the entire device can be easily adjusted by arranging the liquid storage portions in a desired arrangement.
  • the shape of the liquid container is not particularly limited, and examples thereof include a tubular shape and a groove shape as described later.
  • the shapes of the liquid storage portions may all be the same or different.
  • the wall thickness of the liquid container is not particularly limited. If the thickness of the liquid container is constant on the side facing the magnet, the distance between the magnet and the inner wall surface of the liquid container can be kept constant, so that the magnetic particles can be moved smoothly. Therefore, it is preferable that the thickness of the liquid storage portion is constant on the side facing the magnet.
  • the length of the liquid container is not particularly limited, and may be about 5 mm to 50 mm as an example. As described above, unlike the conventional device in which the liquid and the gel-like medium are alternately arranged, even when there are many kinds of liquids in the device, it is not necessary to lengthen the device. Can be reduced.
  • the cross-sectional area of the liquid container is not necessarily the same, and there may be a portion with a large cross-sectional area or a portion with a small cross-sectional area when viewed along the longitudinal direction.
  • FIG. 2A shows an example in which the cross-sectional area of the connecting portion with the gel-like medium accommodating portion is smaller than the cross-sectional area of the other portion.
  • the liquid is loaded in the connecting portion (the portion having a relatively small cross-sectional area) between the liquid containing portion and the gel-like medium containing portion, but the gel-like medium is loaded in this portion. Also good.
  • the cross-sectional area of the inner wall surface of the connection portion between the liquid container and the gel-like medium container is preferably 0.2 mm 2 to 80 mm 2 , and 1.5 mm 2 More preferably, it is ⁇ 25 mm 2 .
  • the cross-sectional area and length of the inner wall of the liquid container may be selected appropriately depending on the amount of substance to be processed and the amount of magnetic particles.
  • the shape and length of the gel-like medium storage part are not particularly limited as long as three or more liquid storage parts can be connected. When there are a plurality of gel-like medium accommodating portions, the shapes thereof may all be the same or different.
  • the thickness of the gel-like medium accommodating part is not particularly limited, but it is preferable that the thickness of the gel-like medium accommodating part is constant on the side facing the magnet, like the liquid accommodating part.
  • the container constituting the above-described device can be manufactured by a known method.
  • a container including tubular liquid storage portions 3a to 3d and a gel-like medium storage portion 2a can be manufactured as a container constituting the device 10 shown in FIG. 1 by a blow molding method or the like.
  • FIG. 5 shows the device 100 before being loaded with a liquid and a gel-like medium, and a container constituting the device 100 can be manufactured by providing a cover plate 120 on the substrate 110 so as to cover the groove.
  • the lid member 120 may be provided with a hole that leads to the liquid stored in the liquid storage portion. This hole can function as a sample supply port and a sample outlet.
  • the ends in the longitudinal direction of the grooves corresponding to the liquid storage portions 103 a to 103 d are formed so as to be located inside the end surface of the substrate 110.
  • the groove may be formed so as to reach the end face of the substrate 110.
  • an opening is provided on the end surface of the substrate, and this opening can be used as a sample supply port or a sample outlet.
  • the material of the liquid container and the gel medium container is not particularly limited as long as it can move the magnetic particles in the device and can hold the liquid and the gel medium.
  • the material of the liquid container and the gel-like medium container may be the same or different, but the same is preferable.
  • a magnetically permeable material such as plastic is preferable.
  • a polyolefin such as polypropylene or polyethylene
  • a fluorine resin such as tetrafluoroethylene
  • polyvinyl chloride polyvinyl chloride.
  • Resin materials such as polystyrene, polycarbonate, and cyclic polyolefin.
  • ceramic, glass, silicone, non-magnetic metal, etc. can be used in addition to the materials described above.
  • coating with a fluorine resin, silicone, or the like may be performed.
  • the liquid container and the gel-like medium container The material is preferably light transmissive.
  • the material of the liquid container and the gel-like medium container is light transmissive because the state of particle operation in the device can be visually confirmed.
  • the material of the liquid container and the gel-like medium container does not have a light transmitting property and is light-shielding. Depending on the purpose of use, the light transmitting part and the light shielding part may be separated.
  • the method for immobilizing the target substance on the magnetic particles is not particularly limited, and various known immobilization mechanisms such as physical adsorption and chemical adsorption can be applied.
  • the target substance is immobilized on the surface or inside of the particle by various intermolecular forces such as van der Waals force, hydrogen bond, hydrophobic interaction, interionic interaction, and ⁇ - ⁇ stacking.
  • the particle diameter of the magnetic particles is preferably 1 mm or less, more preferably 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the shape of the particles is preferably a sphere having a uniform particle size, but may be an irregular shape and have a certain particle size distribution as long as the particles can be manipulated.
  • the constituent components of the particles may be a single substance or may be composed of a plurality of components.
  • the magnetic particles may be composed only of a magnetic material, but those having a coating for specifically fixing a target substance on the surface of the magnetic material are preferably used.
  • Fe 7 S 8 (x to 0.13) )
  • Grayite Fe 3 S 4
  • goethite ⁇ FeOOH
  • chromium oxide CrO 2
  • permalloy arconi magnet, stainless steel, samarium magnet, neodymium magnet, barium magnet.
  • the target substance that is selectively immobilized on the magnetic particles examples include biological substances such as nucleic acids, proteins, sugars, lipids, antibodies, receptors, antigens, ligands, and cells themselves.
  • biological substances such as nucleic acids, proteins, sugars, lipids, antibodies, receptors, antigens, ligands, and cells themselves.
  • the target substance may be fixed inside the particle or on the particle surface by molecular recognition or the like.
  • the target substance is a nucleic acid
  • magnetic particles having a silica coating on the surface are preferably used as the magnetic particles.
  • the target substance is an antibody (for example, a labeled antibody), a receptor, an antigen, a ligand, or the like
  • the amino acid, carboxyl group, epoxy group, apidine, piotin, digoxigenin, protein A, protein G, etc. on the particle surface
  • the substance can be selectively immobilized on the particle surface.
  • Dynabeads registered trademark
  • MagExtractor registered trademark
  • Toyobo are used as magnetic particles capable of selectively fixing a specific target substance. You can also.
  • the target substance is fixed to the magnetic particles, and the surface of the magnetic particles. Cleaning operations to remove contaminants adhering to the target, reaction of the target substance fixed to the magnetic particles, and elution of the target substance fixed to the magnetic particles into the liquid are performed. .
  • the magnetic particles 7 are dispersed in the liquid sample 31 containing the nucleic acid extract and the nucleic acid, and the surface of the magnetic particles 7 is dispersed. After fixing the nucleic acid, the magnetic particles 7 are moved into the cleaning liquids 32 and 33. After the magnetic particles 7 are dispersed in the cleaning liquids 32 and 33 to remove contaminant proteins and the like adhering to the surface, the magnetic particles 7 are moved into the nucleic acid eluate 34. By dispersing the magnetic particles 7 in the nucleic acid eluate 34, the nucleic acid immobilized on the particle surface can be recovered in the nucleic acid eluate 34.
  • FIGS. 2A to 2C show an example of a device including two liquid storage portions 3b and 3c as the liquid storage portion loaded with the cleaning liquid, but there may be one liquid storage portion loaded with the cleaning liquid. Three or more may be sufficient.
  • the cleaning liquid can be omitted as long as the purpose of separation and undesired inhibition in use do not occur.
  • the antigen in the liquid 31 as the first medium is a molecule that can selectively immobilize an antigen such as protein G or protein A.
  • an antigen such as protein G or protein A.
  • the above particle operation method can be carried out in a closed system because it is not necessary to generate a liquid flow with a pipette or the like. If liquid, gel-like medium and magnetic particles are hermetically loaded in the container, contamination from the outside can be prevented. Therefore, it is particularly useful when the target substance that is easily decomposed, such as RNA, is fixed to the magnetic particles, or when a liquid that easily reacts with oxygen in the air is used.
  • the container is a closed system, the container can be sealed using a method of heat-sealing the opening of the container or an appropriate sealing means.
  • the opening is detachably sealed using a resin stopper or the like.
  • the liquid may be hermetically loaded by arranging a gel-like medium or the like so as to be in contact with the liquid.
  • the liquid loaded in the container provides a place for chemical operations such as extraction, purification, reaction, separation, detection and analysis of the target substance fixed on the surface of the magnetic particles.
  • chemical operations such as extraction, purification, reaction, separation, detection and analysis of the target substance fixed on the surface of the magnetic particles.
  • an aqueous liquid such as an aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent is preferably used as the liquid.
  • the liquid may directly participate in the chemical operation or may contain a compound involved in the operation as a component.
  • Substances contained in the liquid include substances that react with the reactive substances immobilized on the magnetic particles, substances that further react with the substances immobilized on the surface of the magnetic particles by the reaction, reaction reagents, fluorescent substances, Examples include buffers, surfactants, salts, and other various auxiliary agents, and organic solvents such as alcohol.
  • the aqueous liquid may be provided in any form such as water, an aqueous solution, a water suspension, and the like.
  • the liquid sample may contain, for example, biological samples such as animal and plant tissues, body fluids, and excreta, and nucleic acid inclusions such as cells, protozoa, fungi, bacteria, and viruses.
  • Body fluid includes blood, cerebrospinal fluid, saliva, milk and the like, and excrement includes feces, urine, sweat and the like.
  • the cells include leukocytes in blood, platelets, exfoliated cells of mucosal cells such as oral cells, and leukocytes in saliva.
  • a liquid sample containing a target substance such as a nucleic acid, an antigen, or an antibody may be prepared, for example, in the form of a cell suspension, a homogenate, a mixed solution with a cell lysate, or the like.
  • the liquid sample includes a biological sample such as blood and a cell lysate (nucleic acid extract) for extracting the target substance therefrom. It is a mixture of The cell lysate contains components capable of lysing cells such as chaotropic substances and surfactants.
  • the gel medium loaded in the container may be a gel or a paste before the particle operation.
  • the gel-like medium is preferably a substance that is insoluble or hardly soluble in an adjacent liquid and is chemically inert.
  • being insoluble or hardly soluble in the liquid means that the solubility in the liquid at 25 ° C. is approximately 100 ppm or less.
  • a chemically inert substance is fixed to a liquid, magnetic particle, or magnetic particle in contact with a liquid or in operation of the magnetic particle (that is, an operation of moving the magnetic particle in a gel-like medium). Refers to a substance that does not have a chemical effect on the material.
  • the material and composition of the gel-like medium are not particularly limited, and may be a physical gel or a chemical gel.
  • a water-insoluble or poorly water-soluble liquid material is heated, a gelling agent is added to the heated liquid material, and the gelling agent is completely dissolved. Then, a physical gel is formed by cooling below the sol-gel transition temperature.
  • Chemical gels include hydrocarbon gels such as polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, and (meth) acrylic polymers; silicone gels such as polysiloxane, PDMS, and silicone hydrogel; PTFE, PFA, FEP, ETFE, Fluorine-based gels such as PCTFE; and gel-like or paste-like mixtures containing these as main components can be used.
  • hydrocarbon gel include Plastibase (registered trademark) mainly composed of polyethylene.
  • the chemical gel is obtained by cross-linking a plurality of polymer chains through a covalent bond by a chemical reaction, and the gel state can be maintained as long as the cross-linked structure is maintained. Therefore, the gel state is maintained even after the magnetic particles pass through the gel-like medium. As the particles pass through the chemical gel medium, the gel is temporarily perforated, but the perforation is immediately repaired by the restoring force of the gel. For this reason, the gel-derived component hardly adheres to the surface of the magnetic particles and is taken out of the gel as a contaminant. Therefore, by using a chemical gel as the gel-like medium, the accuracy of purification and detection of the target substance by particle manipulation can be increased.
  • silicone gels are preferably used.
  • the polymer constituting the silicone gel include cross-linked organopolysiloxanes such as cross-linked organopolysiloxane, alkyl-modified partially cross-linked organopolysiloxane, and silicone branched alkyl-modified partially cross-linked organopolysiloxane.
  • the organopolysiloxane include dimethicone, vinyl dimethicone, methyl trimethicone, methyl vinyl siloxane, lauryl dimethicone, and copolymers thereof.
  • the molecular structure of the polymer is not particularly limited, and may be linear, branched linear, cyclic, or network.
  • the silicone gel can be obtained by swelling the above-mentioned crosslinked organopolysiloxane polymer (or oligomer) in an oil.
  • oils include cyclopentasiloxane, cyclomethicone, dimethicone, dimethiconol, methyltrimethicone, phenyltrimethicone, cyclopentasiloxane, diphenylsiloxyphenyltrimethicone, mineral oil, isododecane, isododecyl neopentanoate, trioctanoin, Examples include squalane.
  • a gel-like or pasty silicone gel can be obtained by mixing fine particles of a crosslinked organopolysiloxane polymer with an oil agent.
  • a silicone gel obtained by swelling a cross-linked organopolysiloxane in an oil agent is a chemical gel having a cross-linked structure, but has a viscous property. For this reason, the silicone gel can easily pass the magnetic particles and is immediately repaired even if the gel is temporarily perforated, so that the liquid layers are separated in the operation using the magnetic particles. Suitable as a gel-like medium.
  • the charging of the gel-like medium and the liquid into the container can be performed by an appropriate method.
  • each liquid container is loaded.
  • Each liquid may be loaded, or after each liquid is loaded into each liquid container from the opening formed in the gel medium container, the gel medium may be loaded into the gel medium container.
  • a gel medium is loaded into a portion corresponding to the gel-like medium storage portion in the groove formed on the substrate surface, and then to a portion corresponding to the liquid storage portion. Liquid can be loaded.
  • the volume of the gel-like medium and the liquid loaded in the container can be appropriately set according to the volume of the liquid container and the gel-like medium container, the amount of magnetic particles to be operated, the type of operation, and the like. .
  • the volumes of the respective gel-like medium accommodating portions may be the same or different.
  • the volume of each liquid container may be the same or different.
  • the device for manipulating magnetic particles of the present invention can be produced, for example, by loading a gel-like medium and a liquid into a container having a tubular liquid container having the above-described shape and a gel-like medium container. . Moreover, it can produce by loading a gel-like medium and a liquid in the container which consists of a board
  • the liquid loaded in the container is, for example, a liquid that can dissolve cells such as a nucleic acid extract.
  • This liquid may be added with alcohol or the like.
  • the magnetic particles are loaded into a container when the device is used.
  • the device may be fabricated in a state where a liquid such as a nucleic acid extract and magnetic particles coexist in advance.
  • a gel-like medium and a liquid may be provided independently.
  • the charging of the gel-like medium and the liquid into the container may be performed immediately before the operation of the magnetic particles, or may be performed after a sufficient time before the operation of the magnetic particles.
  • the gel-like medium is insoluble or hardly soluble in the liquid, there is almost no reaction or absorption between the two even if a long time elapses after loading.
  • Magnetic particles may be provided as a component of a kit for producing a device. It can also be provided as a component of a kit in a state where magnetic particles coexist in a liquid.
  • the amount of the magnetic particles contained in the device or in the kit is appropriately determined according to the type of chemical operation to be performed, the capacity of each liquid container or gel medium container, and the like. For example, when the cross-sectional area of the connecting portion between the liquid container and the gel-like medium container is about 2 mm 2 to 15 mm 2 , the amount of magnetic particles is usually preferably in the range of about 10 to 200 ⁇ g.
  • the separation of the target substance, purification, by repeatedly dispersing the magnetic particles in the liquid and moving the magnetic particles into another liquid, Reaction, detection, etc. are performed.
  • the magnetic particles are dispersed in a sample containing nucleic acids and the nucleic acid is immobilized on the surface of the magnetic particles, and then the magnetic material is separated. Move the particles into the cleaning solution. After the magnetic particles are dispersed in the washing liquid to remove contaminant proteins and the like adhering to the surface, the magnetic particles are moved into the nucleic acid eluate. The magnetic particles are moved into the nucleic acid eluate. By dispersing the magnetic particles in the nucleic acid extract, the nucleic acid immobilized on the particle surface can be recovered in the eluate.
  • the cell lysate (nucleic acid extract) used for nucleic acid extraction examples include a buffer containing a chaotropic substance, a chelating agent such as EDTA, Tris-HCl, and the like.
  • the cell lysate can also contain a surfactant such as Triton X-100.
  • chaotropic substances include guanidine hydrochloride, guanidine isothiocyanate, potassium iodide, urea and the like.
  • the cell lysate may contain a proteolytic enzyme such as protease K, various buffers, salts, various other auxiliary agents, and an organic solvent such as alcohol.
  • washing liquid while maintaining the state in which the nucleic acid is fixed on the particle surface, components other than the nucleic acid contained in the sample (for example, proteins, sugars, etc.), reagents used for the processing such as nucleic acid extraction, etc. are washed with the washing liquid. Any material can be used as long as it can be released.
  • the cleaning liquid include high salt concentration aqueous solutions such as sodium chloride, potassium chloride, and ammonium sulfate, and aqueous alcohol solutions such as ethanol and isopropanol.
  • nucleic acid eluate water or a buffer containing a low-concentration salt can be used.
  • a Tris buffer, a phosphate buffer, distilled water or the like can be used, and a 5 to 20 mM Tris buffer adjusted to pH 7 to 9 is generally used.
  • the recovered nucleic acid can be subjected to operations such as concentration and drying as necessary, and then subjected to analysis, reaction, and the like.
  • test substance a test antigen (test substance).
  • a reaction between the immobilized primary antibody and the test antigen is performed.
  • the test antigen in the liquid is selectively fixed on the surface of the magnetic particles.
  • an antigen-antibody reaction between the enzyme-labeled secondary antibody and the test antigen fixed on the surface of the magnetic particles is performed in the third liquid.
  • the secondary antibody is immobilized on the surface of the magnetic particle through the primary antibody and the test antibody.
  • the coloring reaction After washing the magnetic particles in the fourth liquid, the coloring reaction is carried out for a certain period of time between the enzyme and the coloring substance bound to the secondary antibody immobilized on the particle surface in the fifth liquid. Make it.
  • the color development reaction can be quantitatively evaluated by monitoring the absorbance with a spectrophotometer. In addition, if it is qualitative evaluation, you may confirm color development reaction visually.
  • the magnetic particles may be moved from the fifth liquid to the sixth liquid after the color development reaction is performed in the fifth liquid for a certain period of time.
  • the color development reaction can be stopped by moving the magnetic particles to the outside of the fifth liquid.
  • the magnetic particles are sequentially moved, and the magnetic particles are dispersed in each liquid.
  • the device of the present invention can be preferably used.

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Abstract

　本発明は、液体（３１，３２，３３）およびゲル状媒体（２１）が装填された磁性体粒子操作用デバイス（１０）に関する。上記デバイス（１０）は、第１の液体（３１）が収容された第１液体収容部（３ａ）と、第２の液体（３２）が収容された第２液体収容部（３ｂ）と、第３の液体（３３）が収容された第３液体収容部（３ｃ）と、第１のゲル状媒体（２１）が収容された第１ゲル状媒体収容部（２ａ）とを備える。第１液体収容部（３ａ）、第２液体収容部（３ｂ）および第３液体収容部（３ｃ）はそれぞれ第１ゲル状媒体収容部（２ａ）に接続されており、第１のゲル状媒体（２１）によって、第１の液体（３１）、第２の液体（３２）および第３の液体（３３）が隔てられている。

Description

磁性体粒子操作用デバイスおよび磁性体粒子の操作方法
　本発明は、磁性体粒子を用いた、目的物質の分離、抽出、精製、反応等の化学操作を行うための、磁性体粒子操作用デバイスおよび磁性体粒子の操作方法に関する。
　医学的検査、食品安全衛生上の管理、環境保全のためのモニタリング等では、多種多様な夾雑物を含む試料から、目的物質を抽出して、検出や反応に供することが求められる。例えば、医学的検査では、動植物から分離取得される血液、血清、細胞、尿、糞便等に含まれる、核酸、タンパク質、糖、脂質、細菌、ウィルス、放射性物質等を検出、同定、定量する必要がある。これらの検査に際しては、夾雑物に起因するバックグランド等の悪影響を排除するために、目的物質を分離・精製することが必要となる場合がある。
　試料中の目的物質を分離・精製するために、粒径が０．５μｍ～十数μｍ程度の磁性体の表面に、目的物質との化学的な親和力や分子認識機能を持たせた磁性体粒子を用いる方法が開発され、実用化されている。この方法では、磁性体粒子の表面に目的物質を固定させた後、磁場操作により磁性体粒子を液相から分離・回収し、必要に応じて、回収された磁性体粒子を洗浄液等の液相に分散させ、液相から磁性体粒子を分離・回収する工程が繰り返し行われる。その後、磁性体粒子が溶出液中に分散されることにより、磁性体粒子に固定されていた目的物質が溶出液中に遊離し、溶出液中の目的物質が回収される。磁性体粒子を用いることにより、磁石による目的物質の回収が可能となるため、化学抽出・精製の自動化に有利な特徴を持つ。
　目的物質を選択的に固定可能な磁性体粒子は、分離・精製キットの一部として市販されている。キットは複数の試薬が別々の容器に入れられており、使用時はユーザーがピペット等で試薬を分取、分注する。これらのピペット操作や磁場操作を自動化するための装置も市販されている。
　一方、ピペット操作に代えて、キャピラリー等の管状容器内に、溶解／固定液、洗浄液、溶出液等の液体層（液体相）と、ゲル状媒体層（ゲル状媒体相）とが交互に重層された管状デバイスを用い、このデバイス内で磁性体粒子を管状容器の長手方向に沿って移動させることにより、目的物質を分離・精製する方法が提案されている（特許文献１）。また、基板表面に形成された溝内に、液体相とゲル状媒体相とが交互に配置されたチップデバイスを用い、このデバイス内で磁性体粒子を溝の長手方向に沿って移動させることにより、目的物質を分離・精製する方法も提案されている（特許文献２）。
国際公開第２０１２／０８６２４３号 特開２０１３－１３０５４８号公報
　特許文献１に記載されているような管状デバイスおよび特許文献２に記載されているようなチップデバイスでは、いずれもデバイス内で液体相とゲル状媒体相とが交互に配置されており、ゲル状媒体によって各液体が隔てられている。そのため、デバイス内に多種類の液体を存在させようとすると、液体を隔てるためのゲル状媒体も多く存在させる必要があり、液体およびゲル状媒体を装填する作業が煩雑になる。特に、ゲル状媒体を装填する際には、ゲル状媒体がデバイス内壁に付着することでコンタミネーションが生じやすく、このコンタミネーションを防止するためには、従来のデバイスでは管や溝を過度に細くすることができなかった。
　さらに、デバイス内に多種類の液体を存在させようとすると、管や溝を長くする必要があるため、デバイスのサイズが大きくなってしまう。
　このように、従来のデバイスでは、多種類の液体を存在させようとした場合、デバイスの作製やサイズにおいて改善の余地がある。
　上記に鑑み、本発明は、デバイス内に多種類の液体を存在させる場合であっても、液体およびゲル状媒体の装填が容易であり、かつデバイスサイズを小さくできる磁性体粒子操作用デバイスを提供することを目的とする。
　本発明者らが検討の結果、３つ以上の液体収容部に接続するゲル状媒体収容部を備えるデバイスとすることで、デバイス内に多種類の液体を存在させる場合であっても、液体およびゲル状媒体の装填が容易であり、かつデバイスサイズを小さくできることを見出し、本発明を完成した。
　本発明は、液体およびゲル状媒体が装填された磁性体粒子操作用デバイスに関する。上記デバイスは、第１の液体が収容された第１液体収容部と、第２の液体が収容された第２液体収容部と、第３の液体が収容された第３液体収容部と、第１のゲル状媒体が収容された第１ゲル状媒体収容部とを備える。第１液体収容部、第２液体収容部および第３液体収容部はそれぞれ第１ゲル状媒体収容部に接続されており、第１のゲル状媒体によって、第１の液体、第２の液体および第３の液体が隔てられている。第１の液体、第２の液体および第３の液体はそれぞれ異なる種類の液体でなくてもよく、同じ種類の液体が含まれていてもよい。
　上記デバイスは、第４の液体が収容された第４液体収容部をさらに備え、第４液体収容部が第１ゲル状媒体収容部に接続されていてもよい。
　一実施形態において、上記デバイスは、ゲル状媒体が収容されたゲル状媒体収容部として、上記第１ゲル状媒体収容部のみを備える。
　上記デバイスは、第４の液体が収容された第４液体収容部と、第２のゲル状媒体が収容された第２ゲル状媒体収容部とをさらに備えてもよい。一実施形態において、第３液体収容部および液体収容部はそれぞれ第２ゲル状媒体収容部に接続されており、第２のゲル状媒体によって、第３の液体および第４の液体が隔てられている。第１のゲル状媒体および第２のゲル状媒体は異なる種類のゲル状媒体でなくてもよく、同じ種類のゲル状媒体であってもよい。
　第１液体収容部、第２液体収容部、第３液体収容部および第１ゲル状媒体収容部は、同一平面上に形成された外壁面を有することが好ましい。
　　上記デバイス内において移動されるべき磁性体粒子がデバイス内に装填されていることが好ましい。
　本発明は、上記の磁性体粒子操作用デバイスを作製するためのキットに関する。
　本発明は、上記の磁性体粒子操作用デバイス内において、磁性体粒子を移動させるための磁性体粒子の操作方法に関する。本発明の方法は、磁場操作により、第１液体収容部内の磁性体粒子が、第１ゲル状媒体収容部へ移動させられるステップ；磁場操作により、第１ゲル状媒体収容部内の磁性体粒子が、第２液体収容部へ移動させられるステップ；磁場操作により、第２液体収容部内の磁性体粒子が、第１ゲル状媒体収容部へ移動させられるステップ；および磁場操作により、第１ゲル状媒体収容部内の磁性体粒子が、第３液体収容部へ移動させられるステップを有する。なお、どの液体収容部が第１液体収容部、第２液体収容部または第３液体収容部となるかは、液体収容部に収容される液体の種類によって決定される。また、同じ種類の液体が複数の液体収容部に収容される場合には、それらの液体収容部へ磁性体粒子を移動させる順序は限定されない。そのため、同じ形状の容器を用いたデバイスであっても、磁性体粒子を移動させる順序を任意に設定することができる。
　本発明の磁性体粒子操作用デバイスによれば、デバイス内に多種類の液体を存在させる場合であっても、液体およびゲル状媒体の装填が容易であり、かつデバイスサイズを小さくできる。
本発明の磁性体粒子操作用デバイスの一形態を示す模式的斜視図である。 図１に示す磁性体粒子操作用デバイスの断面図である。 複数のゲル状媒体収容部を備える磁性体粒子操作用デバイスの形態を示す模式的断面図である。 液体収容部の配置を示す模式的断面図である。 本発明の磁性体粒子操作用デバイスの一形態を示す模式的斜視図である。
［磁性体粒子操作用デバイス］
　図１は、本発明の磁性体粒子操作用デバイス（以下、単にデバイスともいう）の一形態を示す模式的斜視図であり、図２Ａ～図２Ｃは、図１に示すデバイスのＩＩ－ＩＩ線断面図である。図２Ｄは、図２ＢのＤ－Ｄ線断面図である。
　図１および図２Ａに示すように、デバイス１０は、液体３１が収容された液体収容部３ａと、液体３２が収容された液体収容部３ｂと、液体３３が収容された液体収容部３ｃと、液体３４が収容された液体収容部３ｄと、ゲル状媒体２１が収容されたゲル状媒体収容部２ａとを備える。
　液体収容部３ａ、液体収容部３ｂ、液体収容部３ｃおよび液体収容部３ｄは、それぞれゲル状媒体収容部２ａに接続されている。ゲル状媒体は、隣接する液体収容部中の液体と混和性を有さず、これらの液体に対して、不溶または難溶である。したがって、ゲル状媒体２１によって、液体３１、液体３２、液体３３および液体３４が隔てられている。
　図２Ａにおいて、液体収容部３ａの液体３１中には、多数の磁性体粒子７が含まれている。磁性体粒子７は、その表面または内部に、核酸や抗原等の目的物質を特異的に固定可能な粒子である。磁性体粒子７を液体３１中で分散させることにより、液体３１中に含まれる目的物質が粒子７に選択的に固定される。
　図２Ｄに示すように、液体収容部３ａの外壁面に、磁力源である磁石９を近付けると、目的物質が固定された磁性体粒子７は、磁場の作用により、磁石９近傍の液体収容部３ａの内壁面に集められる（図２Ｂおよび図２Ｄ参照）。
　磁石９を、液体収容部３ａ、ゲル状媒体収容部２ａ、液体収容部３ｂ、ゲル状媒体収容部２ａ、液体収容部３ｃ、ゲル状媒体収容部２ａ、液体収容部３ｄの外壁面に沿って順に移動させると、磁場の変化に追随して磁性体粒子７も移動し、液体３１、ゲル状媒体２１、液体３２、ゲル状媒体２１、液体３３、ゲル状媒体２１、液体３４へと順に移動する（図２Ｃ参照）。磁性体粒子７の周囲に液滴として物理的に付着している液体の大半は、磁性体粒子がゲル状媒体の内部に進入する際に、粒子表面から脱離する。ゲル状媒体２１内への磁性体粒子の進入および移動により、ゲル状媒体が穿孔されるが、ゲルの復元力による自己修復作用により、ゲル状媒体の孔は直ちに塞がれる。そのため、磁性体粒子による貫通孔を介したゲル状媒体への液体の流入は、ほとんど生じない。
　図１および図２Ｄに示すように、液体収容部３ａおよびゲル状媒体収容部２ａは、同一平面（図２ＤのＺ－Ｚ断面）上に形成された外壁面を有している。図１に示すように、液体収容部３ｂ、３ｃおよび３ｄも、同一平面上に形成された外壁面を有している。各液体収容部およびゲル状媒体収容部が、同一平面上に形成された外壁面を有していると、当該外壁面に沿って磁石９を容易に移動させることができるため、磁性体粒子の移動がスムーズとなる。このように、各液体収容部およびゲル状媒体収容部は、同一平面上に形成された外壁面を有することが好ましいが、磁性体粒子を移動させることができる限り、外壁面の形状は特に限定されない。
　上記の構成を備える本発明のデバイスでは、液体とゲル状媒体とが交互に配置された従来のデバイスと異なり、共通のゲル状媒体（図２Ａ～図２Ｃではゲル状媒体２１）によって各液体が隔てられている。したがって、デバイス内に多種類の液体（図２Ａ～図２Ｃでは液体３１～３４）を存在させる場合であっても、液体およびゲル状媒体の装填が容易となり、特に、ゲル状媒体を装填する際にコンタミネーションが生じやすくなる問題を低減できる。
　さらに、各液体を収容する液体収容部のそれぞれがゲル状媒体収容部に接続されているため、デバイス内に多種類の液体を存在させても、液体とゲル状媒体とが交互に配置された従来の管状デバイスのように長いデバイスを作製する必要がない。したがって、ノズル等を用いなくても液体およびゲル状媒体をデバイス内に装填することができる。
　また、従来のデバイスでは、液体が装填される部分とゲル状媒体が装填される部分のサイズ（形状、容積等）を個別に変更することは困難であったが、本発明のデバイスでは、液体収容部およびゲル状媒体収容部が独立した構成であるため、液体収容部およびゲル状媒体収容部のサイズを任意に設定することができる。
　液体収容部内で磁性体粒子を移動させる方向について、図２Ｃでは、液体収容部３ａ内は上部から下部に移動させ、液体収容部３ｂおよび３ｃ内はそれぞれ下部から上部に移動させた後に下部まで移動させ、液体収容部３ｄ内は下部から上部に移動させている。しかし、磁性体粒子を各液体中で分散できる限り、液体収容部内で磁性体粒子を移動させる方向は特に限定されない。
　図２Ｃでは、磁性体粒子７を液体３１、液体３２、液体３３、液体３４の順に移動させているが、磁性体粒子７を移動させる順序は特に限定されず、液体収容部に収容される液体の種類によって決定される。例えば、液体収容部３ａおよび３ｂに収容する液体の種類を入れ替えることで、磁性体粒子７を液体３２、液体３１、液体３３、液体３４の順に移動させてもよい。また、液体３２および液体３３が同じ種類の液体（例えば、洗浄液等）である場合には、磁性体粒子７を液体３１、液体３２、液体３３、液体３４の順に移動させてもよいし、液体３１、液体３３、液体３２、液体３４の順に移動させてもよい。このように、本発明のデバイスでは、同じ形状の容器を用いたデバイスであっても、磁性体粒子を移動させる順序を任意に設定することができる。
　上記のとおり、本発明のデバイスでは、磁性体粒子を一方向のみに移動させる従来の管状デバイスやチップデバイスと異なり、液体収容部の配置等によって磁性体粒子を移動させる順序を自由に設定できるため、多様な工程を構築することができる。
　さらに、本発明のデバイスを用いることで、磁性体粒子を用いた操作によって得られた複数種類の溶液を容易に回収することができる。後述するように、磁性体粒子を用いた操作では、磁性体粒子に固定されている目的物質を液体中へ溶出させることが可能であり、例えば、第１液体収容部にて磁性体粒子の表面に目的物質を固定させ、第２液体収容部にて低塩濃度溶液中に目的物質を溶出させる。その後、磁性体粒子を第３液体収容部に移動させ、より高塩濃度溶液中に目的物質を溶出させる。この場合、第２液体収容部および第３液体収容部内の溶液を回収することで、低塩濃度溶出分画と高塩濃度溶出分画を一連の動作で容易に作製することができる。このような操作は、液体とゲル状媒体とが交互に配置された従来の管状デバイスでは難しかったが、本発明のデバイスでは、各液体収容部に溶液取り出し口を形成することで容易に実現できる。
　図２Ａ～図２Ｃでは、ゲル状媒体収容部２ａに４つの液体収容部３ａ～３ｄが接続されている例を示しているが、ゲル状媒体収容部２ａに接続される液体収容部は３つ以上であればよく、３つでも５つ以上でもよい。
　図２Ａ～図２Ｃでは、４つの液体収容部３ａ～３ｄがゲル状媒体収容部２ａのみに接続されている例、すなわち、デバイスが１つのゲル状媒体収容部のみを備える例を示している。しかし、本発明のデバイスは、３つ以上の液体収容部に接続されるゲル状媒体収容部（第１ゲル状媒体収容部）を備える限り、他のゲル状媒体収容部（第２ゲル状媒体収容部）をさらに備えてもよい。その場合、第２ゲル状媒体収容部は、第１ゲル状媒体収容部に接続された液体収容部に接続されていることが好ましい。
　図３（ａ）および図３（ｂ）は、複数のゲル状媒体収容部を備える磁性体粒子操作用デバイスの形態を示す模式的断面図である。図３（ａ）に示すデバイス２０は、液体３１が収容された液体収容部３ａと、液体３２が収容された液体収容部３ｂと、液体３３が収容された液体収容部３ｃと、液体４１が収容された液体収容部４ａと、液体３５が収容された液体収容部３ｅと、ゲル状媒体２１が収容されたゲル状媒体収容部２ａと、ゲル状媒体２２が収容されたゲル状媒体収容部２ｂとを備える。液体収容部３ａ、液体収容部３ｂ、液体収容部３ｃおよび液体収容部４ａは、それぞれゲル状媒体収容部２ａに接続されている。液体収容部４ａおよび液体収容部３ｅは、それぞれゲル状媒体収容部２ｂに接続されている。したがって、図３（ａ）では、ゲル状媒体２１によって、液体３１、液体３２、液体３３および液体４１が隔てられており、ゲル状媒体２２によって、液体４１および液体３５が隔てられている。
　本発明のデバイスが複数のゲル状媒体収容部を備える場合、図３（ｂ）に示すデバイス３０のように、ゲル状媒体収容部２ａに接続される液体収容部は３つであってもよい。また、ゲル状媒体収容部２ａに接続される液体収容部は５つ以上であってもよい。
　ゲル状媒体収容部２ｂに接続される液体収容部は２つに限定されず、３つ以上の液体収容部がゲル状媒体収容部２ｂに接続されてもよい。また、複数のゲル状媒体収容部に接続される液体収容部（図３（ａ）および図３（ｂ）では液体収容部４ａ）は１つに限定されず、２つ以上の液体収容部が複数のゲル状媒体収容部に接続されてもよい。
　図３（ａ）および図３（ｂ）では、ゲル状媒体収容部２ａ以外のゲル状媒体収容部が１つである例、すなわちデバイスが２つのゲル状媒体収容部を備える例を示したが、デバイスが備えるゲル状媒体収容部は３つ以上であってもよい。その場合、各ゲル状媒体収容部が接続される液体収容部の数は特に限定されず、すべて同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
　液体の種類によっては、液体がゲル状媒体に浸透することがある。そのため、本発明のデバイスが複数のゲル状媒体収容部を備える場合、特定のゲル状媒体（例えば第１のゲル状媒体）に浸透しやすい液体が収容された液体収容部を、その液体が浸透しにくいゲル状媒体（例えば第２のゲル状媒体）が収容された第２ゲル状媒体収容部に接続し、他の液体収容部を第１ゲル状媒体収容部に接続するといった使用が可能である。
　本発明のデバイスは、１つの液体収容部のみに接続されるゲル状媒体収容部をさらに備えてもよい。例えば、図２Ａ～図２Ｃに示すデバイスが、液体収容部３ａにのみ接続されるゲル状媒体収容部を備えてもよい。液体収容部３ｂ～３ｄについても同様である。
　これまでは、ゲル状媒体収容部の同一面（図２Ａ～図２Ｃではゲル状媒体収容部２ａの上面）に液体収容部が接続された形態について説明してきたが、液体収容部の配置は特に限定されない。例えば、図４（ａ）に示すデバイス４０のように、液体収容部３ａおよび３ｃがゲル状媒体収容部２ａの上面に接続され、液体収容部３ｂおよび３ｄがゲル状媒体収容部２ａの下面に接続されてもよい。また、図４（ｂ）に示すデバイス５０のように、液体収容部３ａ～３ｄが、ゲル状媒体収容部２ａを中心に放射状に接続されてもよい。
　本発明のデバイスでは、特に、デバイス内に多種類の液体を存在させる場合、液体収容部を所望の配置とすることで、デバイス全体のサイズを容易に調整できる。
　液体収容部の形状は特に限定されず、例えば、後述するような管状や溝形状等が挙げられる。それぞれの液体収容部の形状は、すべて同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
　液体収容部の肉厚は特に限定されない。磁石と対向する側において液体収容部の肉厚が一定であると、磁石と液体収容部内壁面との距離を一定に保つことができるため、磁性体粒子をスムーズに移動できる。そのため、磁石と対向する側において、液体収容部の肉厚は一定であることが好ましい。
　液体収容部の長さは特に限定されず、一例として、５ｍｍ～５０ｍｍ程度でよい。上述のとおり、液体およびゲル状媒体が交互に配置された従来のデバイスと異なり、デバイス内に多種類の液体を存在させる場合であっても、デバイスを長くする必要がないため、デバイス全体のサイズを小さくすることができる。
　液体収容部の断面積は必ずしも同一である必要はなく、長手方向に沿ってみた場合に、断面積の大きい部分や、断面積の小さい部分が存在してもよい。例えば、図２Ａ等では、ゲル状媒体収容部との接続部分の断面積が他の部分の断面積より小さい例を示している。なお、図２Ａ等では、液体収容部とゲル状媒体収容部との接続部分（断面積が相対的に小さい部分）に液体が装填されているが、この部分にゲル状媒体が装填されていてもよい。
　液体収容部の長手方向に垂直な面において、液体収容部とゲル状媒体収容部との接続部分の内壁面の断面積は、０．２ｍｍ２～８０ｍｍ２であることが好ましく、１．５ｍｍ２～２５ｍｍ２であることがより好ましい。
　液体収容部の内壁の断面積や長さ等は、処理すべき物質の量、磁性体粒子の量等に応じて適切なものを選択すればよい。
　ゲル状媒体収容部の形状や長さは、３つ以上の液体収容部を接続できる限り、特に限定されない。ゲル状媒体収容部が複数存在する場合、その形状は、すべて同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。また、ゲル状媒体収容部の肉厚は特に限定されないが、液体収容部と同様、磁石と対向する側において、ゲル状媒体収容部の肉厚が一定であることが好ましい。
　上述したデバイスを構成する容器は、公知の方法により製造することができる。例えば、ブロー成形法等により、図１に示すデバイス１０を構成する容器として、管状の液体収容部３ａ～３ｄおよびゲル状媒体収容部２ａを備える容器を製造できる。
　また、射出成形法やモールド成形法等により、図５に示すデバイス１００を構成する容器の一部として、液体収容部１０３ａ～１０３ｄおよびゲル状媒体収容部１０２ａに相当する溝部が形成された基板１１０を製造できる。図５は、液体およびゲル状媒体が装填される前のデバイス１００を示しており、上記溝部を覆うように基板１１０上に蓋板１２０を設けることでデバイス１００を構成する容器を製造できる。
　図５において、蓋材１２０には、液体収容部に収容される液体に通じる孔が穿設されていてもよい。この孔は、試料供給口や試料取出口として機能し得る。
　図５においては、液体収容部１０３ａ～１０３ｄに相当する溝部の長手方向の末端（ゲル状媒体収容部１０２ａとは反対側の末端）が、基板１１０の端面より内側に位置するように形成されているが、基板１１０の端面に達するように溝部が形成されていてもよい。この場合、基板の端面に開口部が設けられることになり、この開口部を試料供給口や試料取出口として用いることができる。
　本発明のデバイスにおいては、デバイス内で磁性体粒子を移動可能であり、液体およびゲル状媒体を保持できるものであれば、液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質は特に限定されない。液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質は同じであっても異なってもよいが、同じであることが好ましい。デバイス外からの磁場操作によりデバイス内の磁性体粒子を移動させるためには、プラスチック等の透磁性材料が好ましく、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン、テトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン等の樹脂材料が挙げられる。液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質としては、上述の素材の他、セラミック、ガラス、シリコーン、非磁性金属等も用いられ得る。内壁面の撥水性を高めるために、フッ素系樹脂やシリコーン等によるコーティングが行われてもよい。
　粒子の操作中あるいは操作後に、吸光度、蛍光、化学発光、生物発光、屈折率変化等の光学的測定が行われる場合や、光照射が行われる場合は、液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質は光透過性を有することが好ましい。また、液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質が光透過性を有していれば、デバイス内の粒子操作の状況を目視確認できることからも好ましい。一方、液体や磁性体粒子等を遮光する必要がある場合は、液体収容部およびゲル状媒体収容部の材質が光透過性を有さず、遮光性であることが好ましい。使用目的等によって、光透過部分と遮光部分とに分かれていてもよい。
　本発明のデバイスは、３つ以上の液体収容部がゲル状媒体収容部に接続されており、ゲル状媒体によってそれぞれの液体が隔てられている限り、その他の構成は特に限定されない。
　磁性体粒子への目的物質の固定方法は特に限定されず、物理吸着、化学吸着等の各種公知の固定化メカニズムが適用可能である。例えば、ファンデルワールス力、水素結合、疎水相互作用、イオン間相互作用、π－πスタッキング等の種々の分子間力により、粒子の表面あるいは内部に目的物質が固定される。
　磁性体粒子の粒径は１ｍｍ以下が好ましく、０．１μｍ～５００μｍがより好ましい。粒子の形状は、粒径が揃った球形が望ましいが、粒子操作が可能である限りにおいて、不規則な形状で、ある程度の粒径分布を持っていてもよい。粒子の構成成分は単一物質でもよく、複数の成分からなるものでもよい。
　磁性体粒子は、磁性体のみからなるものでもよいが、磁性体の表面に目的物質を特異的に固定するためのコーティングが施されたものが好ましく用いられる。磁性体としては、鉄、コバルト、ニッケル、ならびにそれらの化合物、酸化物、および合金等が挙げられる。具体的には、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３、またはαＦｅ２Ｏ３）、マグヘマイト（γＦｅ２Ｏ３）、チタノマグネタイト（ｘＦｅ２ＴｉＯ４・（１－ｘ）Ｆｅ３Ｏ４）、イルメノヘマタイト（ｘＦｅＴｉＯ３・（１－ｘ）Ｆｅ２Ｏ３）、ピロタイト（Ｆｅ１－ｘＳ（ｘ＝０～０．１３）‥Ｆｅ７Ｓ８（ｘ～０．１３））、グレイガイト（Ｆｅ３Ｓ４）、ゲータイト（αＦｅＯＯＨ）、酸化クロム（ＣｒＯ２）、パーマロイ、アルコニ磁石、ステンレス、サマリウム磁石、ネオジム磁石、バリウム磁石が挙げられる。
　磁性体粒子に選択的に固定される目的物質としては、例えば核酸、タンパク質、糖、脂質、抗体、受容体、抗原、リガンド等の生体由来物質や細胞自身が挙げられる。目的物質が生体由来物質である場合は、分子認識等により、粒子の内部あるいは粒子表面に目的物質が固定されてもよい。例えば、目的物質が核酸である場合は、磁性体粒子として、表面にシリカコーティングが施された磁性体粒子等が好ましく用いられる。目的物質が、抗体（例えば、標識抗体）、受容体、抗原およびリガンド等である場合、粒子表面のアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、アピジン、ピオチン、ジゴキシゲニン、プロテインＡ、プロテインＧ等により、目的物質を粒子表面に選択的に固定できる。特定の目的物質を選択的に固定可能な磁性体粒子として、例えば、ライフテクノロジーズから販売されているＤｙｎａｂｅａｄｓ（登録商標）や、東洋紡から販売されているＭａｇＥｘｔｒａｃｔｏｒ（登録商標）等の市販品を用いることもできる。
　図２Ａ～図２Ｃでは、液体３１～３４中で磁性体粒子７を分散させ、磁性体粒子を液体収容部内の液体と接触させることにより、磁性体粒子への目的物質の固定、磁性体粒子表面に付着している夾雑物を除去するための洗浄操作、磁性体粒子に固定されている目的物質の反応、磁性体粒子に固定されている目的物質の液体中への溶出等の操作が行われる。
　例えば、シリカコーティングが施された磁性体粒子を用いて核酸の分離・抽出を行う場合、核酸抽出液と核酸を含む液体試料３１中で磁性体粒子７を分散させ、磁性体粒子７の表面に核酸を固定した後、磁性体粒子７を洗浄液３２および３３中へ移動させる。洗浄液３２および３３中で磁性体粒子７を分散させ表面に付着した夾雑タンパク質等を除去した後、磁性体粒子７を核酸溶出液３４中へ移動させる。核酸溶出液３４中で磁性体粒子７を分散させることにより、粒子表面に固定されていた核酸を核酸溶出液３４中に回収することができる。なお、図２Ａ～図２Ｃでは、洗浄液が装填された液体収容部として２つの液体収容部３ｂ、３ｃを備えるデバイスの例を示しているが、洗浄液が装填された液体収容部は１つでもよく、３つ以上でもよい。また、分離の目的や、用途における不所望の阻害が生じない範囲において、洗浄液を省略することもできる。
　また、磁性体粒子に選択的に固定される物質が抗原である場合、第一の媒体である液体３１中の抗原が、プロテインＧやプロテインＡ等の抗原を選択的に固定化可能な分子でコーティングされた磁性体粒子７の表面に固定され、液体３２および３３中で磁性体粒子を分散させることにより、粒子表面に付着した夾雑物を除去するための洗浄が行われ、第二の媒体である液体３４中で磁性体粒子を分散させることにより、粒子表面に固定された抗原と液体３４中の抗体との抗原抗体反応や、液体３４中への目的物質の遊離溶出等を行うことができる。
　上記の粒子操作方法は、ピペット等により液流を発生させる必要がないため、密閉系で実施できる。容器内に液体、ゲル状媒体および磁性体粒子を密封装填すれば、外部からのコンタミネーションを防止できる。そのため、ＲＮＡ等の分解しやすい目的物質を磁性体粒子に固定して操作する場合や、空気中の酸素等と反応しやすい液体を用いる場合等に、特に有用である。容器を密閉系とする場合、容器の開口部を熱融着する方法や、適宜の封止手段を用いて封止することができる。操作後の粒子や目的物質を溶出後の液体を容器外に取り出す必要がある場合は、樹脂栓等を用いて、取り外し可能に開口部を封止することが好ましい。また、液体に接するようにゲル状媒体等を配置することによって、液体を密封装填してもよい。
　容器内に装填される液体は、磁性体粒子表面に固定された目的物質の、抽出、精製、反応、分離、検出、分析等の化学操作の場を提供する。液体の種類は特に限定されないが、ゲル状媒体を溶解しないものが好ましい。そのため、液体としては、水溶液や、水と有機溶媒の混合溶液等の水系液体が好ましく用いられる。液体は、これら化学操作のための単なる媒体として機能し得る他に、化学操作に直接関与するか、あるいは当該操作に関与する化合物を成分として含んでいてもよい。液体に含まれる物質としては、磁性体粒子に固定された反応性物質と反応する物質、当該反応によって磁性体粒子の表面に固定された物質と更に反応する物質、反応試薬、蛍光物質、各種の緩衝剤、界面活性剤、塩類、およびその他の各種補助剤、並びに、アルコール等の有機溶剤等を例示することができる。水系液体は、水、水溶液、水懸濁液等の任意の態様で提供され得る。
　液体試料中に含まれる目的物質を磁性体粒子の表面に固定する場合、液体中には、磁性体粒子の表面に固定されるべき目的物質の他に、多種多様な夾雑物が含まれている場合がある。液体試料中には、例えば、動植物組織、体液、排泄物等の生体試料、細胞、原虫、真菌、細菌、ウィルス等の核酸包含体等が含まれていてもよい。体液には血液、髄液、唾液、乳等が含まれ、排泄物には糞便、尿、汗等が含まれる。細胞には血液中の白血球、血小板や、口腔細胞等の粘膜細胞の剥離細胞、唾液中白血球等が含まれる。
　核酸、抗原、抗体等の目的物質を含む液体試料は、例えば、細胞懸濁液、ホモジネート、細胞溶解液との混合液等の態様で調製してもよい。血液等の生体由来試料中に含まれる目的物質を粒子表面に固定する場合、液体試料は、血液等の生体由来試料と、そこから目的物質を抽出するための細胞溶解液（核酸抽出液）との混合物である。細胞溶解液は、カオトロピック物質や界面活性剤等の細胞を溶解可能な成分を含む。
　容器内に装填されるゲル状媒体は、粒子操作前においてゲル状、若しくはペースト状であればよい。ゲル状媒体は、隣接する液体に不溶性または難溶性であり、化学的に不活性な物質であることが好ましい。ここで、液体に不溶性または難溶性であるとは、２５℃における液体に対する溶解度が概ね１００ｐｐｍ以下であることを意味する。化学的に不活性な物質とは、液体との接触や磁性体粒子の操作（すなわち、ゲル状媒体中で磁性体粒子を移動させる操作）において、液体、磁性体粒子や磁性体粒子に固定された物質に、化学的な影響を及ぼさない物質を指す。
　ゲル状媒体の材料や組成等は、特に限定されず、物理ゲルであってもよいし、化学ゲルであってもよい。例えば、ＷＯ２０１２／０８６２４３号に記載されているように、非水溶性または難水溶性の液体物質を加熱し、加熱された当該液体物質にゲル化剤を添加し、ゲル化剤を完全に溶解させた後、ゾル・ゲル転移温度以下に冷却することで、物理ゲルが形成される。
　化学ゲルとしては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、（メタ）アクリル系ポリマー等の炭化水素系ゲル；ポリシロキサン、ＰＤＭＳ、シリコーンハイドロゲル等のシリコーン系ゲル；ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ等のフッ素系ゲル；およびこれらを主成分とするゲル状、あるいはペースト状の混合物等を使用できる。上記炭化水素系ゲルの具体例としては、ポリエチレンを主成分としたプラスチベース（登録商標）等が挙げられる。
　化学ゲルは、化学反応によって複数のポリマー鎖が共有結合を介して架橋されたものであり、架橋構造が維持されている限り、ゲル状態を保持できる。そのため、磁性体粒子がゲル状媒体を通過した後もゲル状態が保持される。化学ゲル媒体中を粒子が通過する際は、一時的にゲルが穿孔されるが、ゲルの復元力によって、穿孔は直ちに修復される。そのため、ゲル由来の成分が磁性体粒子の表面に付着して、夾雑物としてゲル外へ持ち出されることがほとんどない。したがって、ゲル状媒体として化学ゲルを用いることにより、粒子操作による目的物質の精製や検出の精度を高めることができる。また、化学ゲルを用いる場合、容器内でのゲル化を行う必要がないため、容器内へのゲルの装填操作を容易に行い得る。化学ゲルは安定性が高いため、ゲルを装填後のデバイスの運搬時や保管時の振動等の物理的作用や、高温環境に暴露された際の加熱によっても、ゾル化を生じ難い。そのため、液体およびゲル状媒体が予め容器内に装填された状態のデバイスとして提供される場合も、デバイスの運搬・保管時の安定性が高められる。
　上記化学ゲルの中でも、シリコーンゲルが好適に用いられる。シリコーンゲルを構成するポリマーとしては、架橋型オルガノポリシロキサン、アルキル変性部分架橋型オルガノポリシロキサン、シリコーン分岐型アルキル変性部分架橋型オルガノポリシロキサン等の架橋型オルガノポリシロキサンが挙げられる。オルガノポリシロキサンとしては、ジメチコン、ビニルジメチコン、メチルトリメチコン、メチルビニルシロキサン、ラウリルジメチコン、あるいはこれらの共重合体等が用いられる。ポリマーの分子構造は特に限定されず、直鎖、分枝状直鎖、環状、または網状であってもよい。シリコーンゲルは、上記の架橋型オルガノポリシロキサンのポリマー（またはオリゴマー）を油剤に膨潤させることにより得られる。油剤としては、上記ポリマーを膨潤させ、かつ水系液体と混和しないものが好適に用いられる。このような油剤としては、シクロペンタシロキサン、シクロメチコン、ジメチコン、ジメチコノール、メチルトリメチコン、フェニルトリメチコーン、シクロペンタシロキサン、ジフェニルシロキシフェニルトリメチコン、ミネラルオイル、イソドデカン、ネオペンタン酸イソドデシル、トリオクタノイン、スクワラン等が挙げられる。例えば、架橋型オルガノポリシロキサンのポリマーを微粒子化したものを、油剤と混合することにより、ゲル状あるいはペースト状のシリコーンゲルが得られる。
　架橋型オルガノポリシロキサンを油剤に膨潤させたシリコーンゲルは、架橋構造を有する化学ゲルでありながら、粘稠性を有している。そのため、シリコーンゲルは、磁性体粒子を容易に通過させることができる上に、ゲルが一時的に穿孔されても直ちに修復されることから、磁性体粒子を用いた操作において、液体層間を隔てるためのゲル状媒体として適している。
　容器内へのゲル状媒体および液体の装填は、適宜の方法により行い得る。例えば、液体収容部およびゲル状媒体収容部がいずれも管状である場合、液体収容部の一端に形成された開口部からゲル状媒体収容部にゲル状媒体を装填した後、各液体収容部にそれぞれの液体を装填してもよいし、ゲル状媒体収容部に形成された開口部から各液体収容部にそれぞれの液体を装填した後、ゲル状媒体収容部にゲル状媒体を装填してもよい。また、基板と蓋板とからなるデバイスの場合、基板表面に形成された溝部のうち、ゲル状媒体収容部に相当する箇所にゲル状媒体を装填し、その後、液体収容部に相当する箇所に液体を装填することができる。
　容器内に装填されるゲル状媒体および液体の容量は、液体収容部およびゲル状媒体収容部の容積、操作対象となる磁性体粒子の量や、操作の種類等に応じて適宜に設定され得る。上述のとおり、デバイス内に複数のゲル状媒体収容部が設けられる場合、各ゲル状媒体収容部の容積は同一でも異なっていてもよい。各液体収容部の容積についても同一でも異なっていてもよい。
　本発明の磁性体粒子操作用デバイスは、例えば、上述した形状を有する管状の液体収容部およびゲル状媒体収容部を備える容器内に、ゲル状媒体および液体を装填することで作製することができる。また、上述した形状を有する溝部が形成された基板と蓋板とからなる容器内に、ゲル状媒体および液体を装填することで作製することができる。
　容器内に装填される液体は、例えば、核酸抽出液等の細胞を溶解可能な液体である。この液体は、アルコール等が添加されたものでもよい。磁性体粒子は、デバイスを使用する際に容器内に装填する。また、予め核酸抽出液等の液体と磁性体粒子とを共存させた状態でデバイスを作製してもよい。
［磁性体粒子操作デバイス作製用キット］
　容器とは別に、ゲル状媒体および液体等が、独立に提供されてもよい。容器内へのゲル状媒体および液体の装填は、磁性体粒子の操作の直前に行われてもよく、磁性体粒子の操作前に十分な時間をおいて行われてもよい。ゲル状媒体が液体に不溶または難溶である場合には、装填後に長時間が経過しても、両者の間での反応や吸収はほとんど生じない。
　磁性体粒子は、デバイスを作製するためのキットの一構成部材として提供されてもよい。磁性体粒子を液体中に共存させた状態で、キットの構成部材として提供することもできる。
　デバイス内あるいはキットに含まれる磁性体粒子の量は、対象となる化学操作の種類や、各液体収容部やゲル状媒体収容部の容量等に応じて適宜に決定される。例えば、液体収容部とゲル状媒体収容部との接続部分の断面積が２ｍｍ２～１５ｍｍ２程度である場合の磁性体粒子の量は、通常、１０～２００μｇ程度の範囲が好適である。
［粒子操作の例］
　上記のように、磁性体粒子を用いた操作では、液体中での磁性体粒子を分散と、他の液体中への磁性体粒子の移動とを繰り返し行うことにより、目的物質の分離、精製、反応、検出等が行われる。例えば、シリカコーティングが施された磁性体粒子を用いて核酸の分離・抽出を行う場合、核酸を含む試料中で磁性体粒子を分散させ、磁性体粒子の表面に核酸を固定した後、磁性体粒子を洗浄液中へ移動させる。洗浄液中で磁性体粒子を分散させ表面に付着した夾雑タンパク質等を除去した後、磁性体粒子を核酸溶出液中へ移動させる。磁性体粒子を核酸溶出液中へ移動させる。核酸抽出液中で磁性体粒子を分散させることにより、粒子表面に固定されていた核酸を溶出液中に回収することができる。
　核酸の抽出を行うために用いられる細胞溶解液（核酸抽出液）としては、カオトロピック物質、ＥＤＴＡ等のキレート剤、トリス塩酸等を含有する緩衝液が挙げられる。また、細胞溶解液には、ＴｒｉｔｏｎＸ－１００等の界面活性剤を含めることもできる。カオトロピック物質としては、グアニジン塩酸塩、グアニジンイソチアン酸塩、ヨウ化カリウム、尿素等が挙げられる。細胞溶解液は、上記の他に、プロテアーゼＫ等のタンパク質分解酵素や各種の緩衝剤、塩類、およびその他の各種補助剤、並びに、アルコール等の有機溶剤等を含んでいてもよい。
　洗浄液としては、核酸が粒子表面に固定された状態を保持したまま、試料中に含まれる核酸以外の成分（例えばタンパク質、糖質等）や、核酸抽出等の処理に用いられた試薬等を洗浄液中に遊離させ得るものであればよい。洗浄液としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸アンモニウム等の高塩濃度水溶液、エタノール、イソプロパノール等のアルコール水溶液等が挙げられる。
　核酸溶出液としては、水または低濃度の塩を含む緩衝液を用いることができる。具体的には、トリス緩衝液、リン酸緩衝液、蒸留水等を用いることができ、ｐＨ７～９に調整された５～２０ｍＭトリス緩衝液を用いることが一般的である。核酸が固定された磁性体粒子を溶出液中で分散させることにより、核酸溶出液中に核酸を遊離溶出させることができる。回収された核酸は、必要に応じて濃縮や乾固等の操作を行った後、分析や反応等に供することができる。
　また、ＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ－ｌｉｎｋｅｄ　ｉｍｍｕｎｏ－ｓｏｒｂｅｎｔ　ａｓｓａｙ）を行う場合、第一次抗体が固定された磁性体粒子を用い、被検抗原（被検物質）を含む第一液体中で、磁性体粒子に固定された第一次抗体と被検抗原との反応が行われる。これにより、液体中の被検抗原は、選択的に磁性体粒子表面に固定される。第二液体中で磁性体粒子の洗浄が行われた後、第三液体中で酵素標識第二次抗体と磁性体粒子表面に固定された被検抗原との抗原抗体反応が行われる。これにより、第二次抗体は、磁性体粒子表面に第一次抗体および被検抗体を介して、磁性体粒子表面に固定される。第四液体中で磁性体粒子の洗浄が行われた後、第五液体中で粒子表面に固定された第二次抗体に結合している酵素と発色物質との問で発色反応を一定時間行わせる。この発色反応を、分光光度計による吸光度測定によりモニターすることにより定量的な評価が行える。なお、定性評価であれば、目視により発色反応を確認してもよい。
　第五液体中で発色反応を一定時間行った後、磁性体粒子を第五液体から第六液体に移動させてもよい。磁性体粒子を第五液体の外部へ移動させることにより、発色反応を停止させることができる。そのため、水酸化ナトリウム等の反応停止試薬を新たに加えて発色反応を停止させることなく定量評価が可能となるため、第五液体が密封瘋癲されている場合でも、定量的な測定が可能となる。
　上記のように、ＥＬＩＳＡを行う場合は、反応と洗浄とを繰り返すために、磁性体粒子を順次移動させ、各液体中で、磁性体粒子の分散が行われる。ＥＬＩＳＡを行う場合は、核酸の分離・抽出を行う場合に比べて多くの種類の液体が必要となるため、本発明のデバイスを好適に用いることができる。
　１０，１００　磁性体粒子操作用デバイス
　２ａ，２ｂ，１０２ａ　ゲル状媒体収容部
　３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，４ａ，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ　液体収容部
　２１，２２　ゲル状媒体
　３１，３２，３３，３４，３５，４１　液体
　７　磁性体粒子
　９　磁石

 

Claims (10)

  1. 　液体およびゲル状媒体が装填された磁性体粒子操作用デバイスであって、
    　第１の液体が収容された第１液体収容部と、第２の液体が収容された第２液体収容部と、第３の液体が収容された第３液体収容部と、第１のゲル状媒体が収容された第１ゲル状媒体収容部とを備え、
    　前記第１液体収容部、前記第２液体収容部および前記第３液体収容部はそれぞれ前記第１ゲル状媒体収容部に接続されており、
    　前記第１のゲル状媒体によって、前記第１の液体、前記第２の液体および前記第３の液体が隔てられている、磁性体粒子操作用デバイス。
  2. 　第４の液体が収容された第４液体収容部をさらに備え、
    　前記第４液体収容部は前記第１ゲル状媒体収容部に接続されている、請求項１に記載の磁性体粒子操作用デバイス。
  3. 　ゲル状媒体が収容されたゲル状媒体収容部として、前記第１ゲル状媒体収容部のみを備える、請求項１または２に記載の磁性体粒子操作用デバイス。
  4. 　第４の液体が収容された第４液体収容部と、第２のゲル状媒体が収容された第２ゲル状媒体収容部とをさらに備え、
    　前記第３液体収容部および第４液体収容部はそれぞれ前記第２ゲル状媒体収容部に接続されており、
    　前記第２のゲル状媒体によって、前記第３の液体および前記第４の液体が隔てられている、請求項１に記載の磁性体粒子操作用デバイス。
  5. 　前記第１液体収容部、前記第２液体収容部、前記第３液体収容部および前記第１ゲル状媒体収容部は、同一平面上に形成された外壁面を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の磁性体粒子操作用デバイス。
  6. 　前記デバイス内において移動されるべき磁性体粒子が前記デバイス内に装填されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の磁性体粒子操作用デバイス。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の磁性体粒子操作用デバイスを作製するためのキットであって、
    　第１の液体を収容する第１液体収容部と、第２の液体を収容する第２液体収容部と、第３の液体を収容する第３液体収容部と、第１のゲル状媒体を収容する第１ゲル状媒体収容部とを備え、前記第１液体収容部、前記第２液体収容部および前記第３液体収容部がそれぞれ前記第１ゲル状媒体収容部に接続されている容器；および
    　前記第１ゲル状媒体収容部に収容されるべきゲル状媒体を含む、磁性体粒子操作デバイス作製用キット。
  8. 　前記第１液体収容部、前記第２液体収容部および前記第３液体収容部にそれぞれ収容されるべき液体をさらに含む、請求項７に記載の磁性体粒子操作デバイス作製用キット。
  9. 　液体、ゲル状媒体および磁性体粒子が装填されたデバイス内において、前記磁性体粒子を移動させるための磁性体粒子の操作方法であって、
    　前記デバイスは、第１の液体が収容された第１液体収容部と、第２の液体が収容された第２液体収容部と、第３の液体が収容された第３液体収容部と、第１のゲル状媒体が収容された第１ゲル状媒体収容部とを備え、
    　前記第１液体収容部、前記第２液体収容部および前記第３液体収容部はそれぞれ前記第１ゲル状媒体収容部に接続されており、
    　前記第１のゲル状媒体によって、前記第１の液体、前記第２の液体および前記第３の液体が隔てられており、
    　前記磁性体粒子の操作方法は、
    　磁場操作により、前記第１液体収容部内の磁性体粒子が、前記第１ゲル状媒体収容部へ移動させられるステップ；
    　磁場操作により、前記第１ゲル状媒体収容部内の磁性体粒子が、前記第２液体収容部へ移動させられるステップ；
    　磁場操作により、前記第２液体収容部内の磁性体粒子が、前記第１ゲル状媒体収容部へ移動させられるステップ；および
    　磁場操作により、前記第１ゲル状媒体収容部内の磁性体粒子が、前記第３液体収容部へ移動させられるステップを有する、磁性体粒子の操作方法。
  10. 　前記第１液体収容部、前記第２液体収容部、前記第３液体収容部および前記第１ゲル状媒体収容部は、同一平面上に形成された外壁面を有し、
    　前記磁性体粒子は、前記外壁面に沿って移動させられる、請求項９に記載の磁性体粒子の操作方法。
     
     

     
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