WO2020105159A1 - 磁性体粒子の操作方法及び装置 - Google Patents

磁性体粒子の操作方法及び装置

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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic particle operating method and apparatus for performing a process such as extraction of nucleic acid using magnetic particles.
  • a device for manipulating magnetic particles (hereinafter, also simply referred to as a device) for performing the above-mentioned treatment has a treatment liquid layer composed of a washing liquid or the like and a gel layer alternately arranged in the longitudinal direction of the container in a tubular container. (See Patent Documents 1 and 2).
  • a sample layer containing magnetic particles adsorbing a target component is arranged at one end of the device.
  • a magnetic source is arranged outside the sample layer of the device to collect magnetic particles in the sample by a magnetic field.
  • the magnetic particles having the target component adsorbed move in the device following the operation of the magnetic force source.
  • the magnetic particles with the target component adsorbed can be passed through the gel layer by slowly moving the magnetic force source to the other end of the device.
  • the treatment liquid layer is composed of a cleaning liquid
  • the magnetic force source when the magnetic force source is quickly reciprocated in the longitudinal direction of the device in the treatment liquid layer, the magnetic particles cannot follow the operation of the magnetic force source and are dispersed in the cleaning liquid. To do. By this operation, the contaminant components adhering to the target component are washed off in the treatment liquid layer.
  • the magnetic particles are moved to the eluent layer located at the other end of the device, and the target component is released from the magnetic particles in the eluent layer.
  • part of the gel in the gel layer often enters the treatment liquid layer together with the magnetic particles and adheres to the inner wall surface of the treatment liquid layer.
  • the magnetic particles dispersed in the treatment liquid layer come into contact with the gel attached to the inner wall surface, the magnetic particles are captured by the gel, resulting in a problem that the recovery rate of the target component is lowered.
  • the present invention is intended to suppress the decrease in the recovery rate of the target component due to the gel attached to the inner wall surface of the treatment liquid layer.
  • the method according to the present invention includes a first method and a second method.
  • the magnetic particles in the magnetic particle manipulation device in which the treatment liquid layer and the gel layer are layered in the tubular container in the longitudinal direction of the tubular container are magnetically supplied from the outside of the magnetic particle manipulation device. It is a method of operating by.
  • a first method according to the present invention is that, after passing the gel layer through the magnetic particles, the magnetic source is moved to move the magnetic particles in the treatment liquid layer adjacent to the gel layer.
  • the operating speed of the magnetic source within a range of a certain distance from the gel layer through which the magnetic particles have passed is greater than the certain distance from the gel layer.
  • the operation speed is set to be slower than the operating speed of the magnetic force source within a remote range.
  • the operating speed of the magnetic force source within the range of the constant distance is set to a speed at which the magnetic particles are not captured by the gel existing within the range of the constant distance. By doing so, the magnetic particles trapped by the gel that has entered the treatment liquid layer can be further reduced.
  • a second method according to the present invention is characterized in that, after passing the gel layer through the magnetic particles, when moving the magnetic particles in the treatment liquid layer adjacent to the gel layer, the magnetic particles
  • the magnetic force source is automatically operated along the longitudinal direction of the tubular container within a range farther than a certain distance from the gel layer through which the magnetic field has passed.
  • the magnetic force source is operated within a range farther than the constant distance from the gel layer, so that the magnetic substance is present in the gel that may exist within the constant distance from the gel layer.
  • the particles can be prevented from being trapped. As a result, it is possible to reduce the magnetic particles captured by the gel that has entered the treatment liquid layer.
  • the operating speed of the magnetic force source in a certain range closest to the gel layer in the operating range of the magnetic force source in the treatment liquid layer is in a range other than the certain range of the operating range. It may be slower than the operating speed of the magnetic force source. By doing so, even when the gel has penetrated into the treatment liquid layer to a position separated from the gel layer by a certain distance or more, it is possible to reduce the magnetic particles captured by such gel.
  • a first device and a second device exist as devices according to the present invention.
  • magnetic particles in a magnetic particle operation device in which a treatment liquid layer and a gel layer are layered in a tubular container in the longitudinal direction of the tubular container are operated from the outside of the magnetic particle operation device.
  • the control unit causes the magnetic particles to move in the treatment liquid layer adjacent to the gel layer after the magnetic particles pass through the gel layer.
  • the magnetic force source is operated in the longitudinal direction of the tubular device, and the operating speed of the magnetic force source within a range of a certain distance from the gel layer through which the magnetic particles pass is larger than the certain distance from the gel layer. It is configured to be slower than the operating speed of the magnetic force source in a remote range. Since the operating speed of the magnetic force source within the range of a certain distance from the gel layer is controlled to be slower than the operating speed within a range farther than the certain distance from the gel layer, it is within the range of the certain distance from the gel layer. It becomes difficult for the magnetic particles to be captured by the gel that may be present. As a result, it is possible to reduce the amount of magnetic particles captured by the gel that has entered the treatment liquid layer.
  • the operating speed of the magnetic force source within the range of the constant distance is set to a speed at which the magnetic particles are not captured by the gel existing within the range of the constant distance. By doing so, the magnetic particles trapped by the gel that has entered the treatment liquid layer can be further reduced.
  • the control unit when the control unit causes the magnetic particles to pass through the gel layer and then causes the magnetic particles to move in the treatment liquid layer adjacent to the gel layer.
  • the magnetic force source is operated so that the magnetic particles do not enter within a certain distance from the gel layer through which the magnetic particles pass.
  • the magnetic force source is controlled to operate within a range farther than the constant distance from the gel layer, so that the magnetic force exists within the constant distance from the gel layer. It is possible to prevent the magnetic particles from being captured by the obtained gel. As a result, it is possible to reduce the magnetic particles captured by the gel that has entered the treatment liquid layer.
  • the control unit sets an operating speed of the magnetic force source in a constant range closest to the gel layer in an operating range of the magnetic force source in the treatment liquid layer to the constant speed in the operating range. It may be configured to be slower than the operating speed of the magnetic force source in a range other than the range. By doing so, even when the gel has penetrated into the treatment liquid layer to a position separated from the gel layer by a certain distance or more, it is possible to reduce the magnetic particles captured by such gel.
  • the certain distance in the method and apparatus of the present invention may be a distance equal to or longer than the distance that the gel of the gel layer penetrates into the treatment liquid layer when the magnetic particles pass through the gel layer.
  • the distance that the gel penetrates into the treatment liquid layer when the magnetic particles pass through the gel layer can be determined in advance by experiment, for example.
  • the magnetic particles are moved so that the magnetic particles do not enter within the range of the distance where the gel penetrates from the gel layer to the treatment liquid layer, that is, the magnetic force source is present in the range where the gel does not exist in the treatment liquid layer.
  • By moving the magnetic particles it is possible to prevent the magnetic particles dispersed in the treatment liquid layer from being captured by the gel attached to the inner wall surface of the treatment liquid layer, and prevent the recovery rate of the target component from decreasing.
  • the edge of the gel that has penetrated into the treatment liquid layer can be optically detected from the difference in the reflectance or the transmittance between the treatment liquid and the gel, and it is also possible to obtain the constant distance based on that. it can. By doing so, it is possible to accurately grasp the penetration distance of the gel into the treatment liquid layer, and it is possible to more reliably prevent the magnetic particles from being trapped by the gel that has entered the treatment liquid layer.
  • the magnetic particle manipulation device used in the method and apparatus of the present invention may be one in which the treatment liquid layer and the gel layer are alternately laminated in the tubular container.
  • the present invention is not limited to such a device for manipulating magnetic particles, and may include one treatment liquid layer and one gel layer.
  • the operating speed of the magnetic force source within a range of a certain distance from the gel layer is farther from the gel layer than the certain distance. Since it is slower than the operating speed of the magnetic force source within the above range, it is possible to reduce the magnetic particles captured by the gel that has penetrated into the treatment liquid layer, and it is possible to suppress the reduction in the recovery rate of the target component.
  • the magnetic force source when moving the magnetic particles in the treatment liquid layer, the magnetic force source is operated within a range farther than the certain distance from the gel layer.
  • the magnetic particles captured by the gel can be reduced, and the decrease in the recovery rate of the target component can be suppressed.
  • the operating speed of the magnetic force source within a range of a certain distance from the gel layer is farther from the gel layer than the certain distance. Since it is controlled to be slower than the operating speed within the above range, it is possible to reduce the magnetic particles trapped in the gel that has penetrated into the treatment liquid layer, and it is possible to suppress a decrease in the recovery rate of the target component.
  • the magnetic force source when the magnetic particles are moved in the treatment liquid layer, the magnetic force source is controlled so as to operate within a range farther than a certain distance from the gel layer. It is possible to reduce the amount of magnetic particles trapped in the gel that has entered the liquid layer, and it is possible to prevent the recovery rate of the target component from decreasing.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram showing an example of an apparatus for manipulating magnetic particles in a magnetic particle manipulation device.
  • FIG. 7 is a diagram sequentially showing steps of moving magnetic particles from the gel layer to the treatment liquid layer in the same example. It is a figure which shows an example of operation of the magnetic substance particle in a process liquid layer. It is a figure which shows the other example of operation of the magnetic substance particle in a process liquid layer. It is a conceptual diagram which shows the Example which optically detects the edge part of the gel which invaded in the process liquid layer.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an apparatus for manipulating magnetic particles within the magnetic particle manipulation device 100.
  • This apparatus includes a front panel 2 having a recess 4 for fitting the magnetic particle operation device 100, and a magnetic source 8, a holding block 10, a ball screw 12 and a stepping motor 14 behind the front panel 2. I have it.
  • the magnetic particle manipulating device 100 used in this example includes a sample layer 102, a gel layer 108, a treatment liquid layer 104, a gel layer 108, a treatment liquid layer 104, and a gel in a longitudinal direction from one end side inside a tubular container.
  • the layer 108 and the eluent layer 106 are layered.
  • the treatment liquid layer 104 and the gel layer 108 thus alternately laminated is an example of a magnetic particle operating device, and a magnetic body including one treatment liquid layer 104 and one gel layer 108 is provided. Particle manipulation devices are also covered by the present invention.
  • the sample constituting the sample layer 102 contains magnetic particles that have captured a target substance such as nucleic acid.
  • the treatment liquid layer 104 is composed of a treatment liquid for treating the target substance captured by the magnetic particles.
  • Examples of the processing liquid include a cleaning liquid for removing contaminants from the target substance captured by the magnetic particles.
  • the eluent that constitutes the eluate layer 106 is for dissolving the target substance that has been subjected to separation / purification and the like through the treatment liquid layer 104, and pure water can be used, for example.
  • the magnetic force source 8 is used to apply a magnetic force to the magnetic particles in the magnetic particle operation device 100 to operate from the outside, and is realized by, for example, a permanent magnet.
  • the ball screw 12 is provided parallel to the longitudinal direction of the magnetic particle operation device 100 fitted in the recess 4 of the front panel 2, and is rotated by the stepping motor 14.
  • the holding block 10 is screwed into the ball screw 12, and is configured to move in the axial direction of the ball screw 12 when the ball screw 12 rotates.
  • the holding block 10, the ball screw 12, and the stepping motor 14 constitute a moving mechanism for moving the magnetic force source 8 in the longitudinal direction of the magnetic particle operation device 100.
  • An opening for exposing the magnetic force source 8 to the magnetic particle operating device 100 fitted in the depression 4 is provided on the bottom surface of the depression 4 of the front panel 2.
  • the magnetic force source 8 is held in the vicinity of the magnetic particle operation device 100 fitted in the recess by the holding block 10, and the magnetic particle operation device 100 is lengthened as the holding block 10 moves in the axial direction of the ball screw 12. Move in the direction.
  • the magnetic particles in the magnetic particle operation device 100 follow the operation of the magnetic force source 8 by the action of the magnetic force from the magnetic force source 8 and move in the magnetic particle operation device 100 in the longitudinal direction.
  • An openable cover 16 that covers the front panel 2 is provided. Inside the cover 16, a pressing plate 18 for pressing the magnetic particle operating device 100 fitted in the recess 4 toward the magnetic force source 8 when the cover 16 is closed is attached via an elastic member 20. There is. When the cover 16 is closed, the pressing plate 18 comes into contact with the magnetic particle operation device 100 and is biased toward the magnetic particle operation device 100 side by the elastic member 20, whereby the warp of the magnetic particle operation device 100 is corrected. To be done.
  • the operation of the stepping motor 14 is controlled by the control unit 26.
  • the control unit 26 can be realized by an electronic circuit including an arithmetic element and a storage medium.
  • the control unit 26 moves the magnetic particles to the treatment liquid layers 104 while causing the magnetic force source 8 to follow the magnetic particles, and reciprocates in the longitudinal direction of the magnetic substance particle operation device 100 in each treatment liquid layer 104, thereby processing liquid.
  • the magnetic particles are caused to move, and a predetermined process for the target component captured by the magnetic particles, for example, a cleaning process in which a contaminated component is roughly flowed, is performed.
  • the control unit 26 slowly moves the magnetic force source 8 downward when allowing the magnetic particles to pass through the gel layer 108.
  • the gel of the gel layer 108 enters the treatment liquid layer 104 together with the magnetic particles and adheres to the inner wall surface of the treatment liquid layer 104.
  • the magnetic force source 8 is quickly operated within the range where the gel is attached to the inner wall surface of the treatment liquid layer 104, the magnetic particles may be captured by the gel that has entered the treatment liquid layer 104. Therefore, when the control unit 26 performs a predetermined treatment on the target component in the treatment liquid layer 104, the magnetic force source 8 performs an operation of making the magnetic particles hard to be captured by the gel in the treatment liquid layer 104.
  • the operation of the stepping motor 14 is controlled.
  • the operating speed of the magnetic force source 8 within the range of the constant distance L from the gel layer 108 may be slower than that within the range of the constant distance L far from the gel layer 108.
  • the operating speed of the magnetic force source 8 within a certain distance L from the gel layer 108 is preferably such a speed that the gel existing within the certain distance L does not trap the magnetic particles, for example, from the gel layer 108. The speed is less than half the operating speed within a range farther than the fixed distance L.
  • the constant distance L from the gel layer 108 may be a distance equal to or longer than a distance that allows the gel to enter the treatment liquid layer 104 when the magnetic particles pass through the gel layer 108. Then, when the magnetic particles are moved in the treatment liquid layer 104, it is possible to reduce the trapping of the magnetic particles by the gel that has entered the treatment liquid layer 104, and prevent the recovery rate of the target component from decreasing. it can.
  • FIG. 4 shows as a continuation of the operation of FIGS. 2A and 2B.
  • C) ′ it is possible to operate the magnetic force source 8 only within a range farther than the constant distance L from the gel layer 108. That is, the top dead center of the reciprocating motion of the magnetic force source 8 is a position farther than the constant distance L from the gel layer 108.
  • the constant distance L from the gel layer 108 may be a distance equal to or longer than the distance that allows the gel to enter the treatment liquid layer 104 when the magnetic particles pass through the gel layer 108. Then, when the magnetic particles are moved in the treatment liquid layer 104, it is possible to reduce the trapping of the magnetic particles by the gel that has entered the treatment liquid layer 104, and prevent the recovery rate of the target component from decreasing. it can.
  • the operating speed of the magnetic force source 8 in a region close to the gel layer 108 is higher than the operating speed in other regions. May be late. Then, even if the gel exists in the operating range of the magnetic force source 8, it is possible to prevent the magnetic particles from being captured by the gel.
  • the control unit 26 causes the magnetic force source 8 to perform the operation as shown in FIG. 3C or FIG. 4C ′ when performing a predetermined process on the target component in the process liquid layer 104. , Controls the operation of the stepping motor 14.
  • the position of the boundary between each treatment liquid layer 104 and the gel layer 108 of the magnetic particle operation device 100 is standardized, and the control unit 26 determines where the boundary position between each treatment liquid layer 104 and the gel layer 108 is. I know in advance if there is any.
  • the distance that the gel can penetrate into the treatment liquid layer 104 when the magnetic particles pass through the gel layer 108 can be understood to some extent by experiments. Therefore, by storing the distance L in consideration of the penetration distance, which is experimentally grasped in advance, in the control unit 26, it is possible to perform a predetermined process without lowering the recovery rate of the target component.
  • a detection unit 30 may be provided that optically detects the end of the gel that has entered the treatment liquid layer 104 due to a change in the reflectance or transmittance of light.
  • the control unit 26 detects the position of the end of the gel that has entered the treatment liquid layer 104 by the detection unit 30 after the magnetic particles have passed through the gel layer 108, and the gel layer is detected based on the position. It is preferably configured to determine a constant distance L from 108. In that case, when the control unit 26 uses the constant distance L determined by the detection unit 30 to move the magnetic particles in the treatment liquid layer 104, the control unit 26 shown in FIG. 3 (C) or FIG. 4 (C) ′.

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Abstract

処理液層の内側壁面に付着したゲルに起因した目的成分の回収率の低下を抑制する。磁性体粒子にゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する処理液層内において磁性体粒子に運動させる際に、磁性体粒子が通過したゲル層から一定距離の範囲内に磁性体粒子が入らないように、磁力源を管状容器の長手方向に沿って自動的に動作させる。

Description

磁性体粒子の操作方法及び装置
　本発明は、磁性体粒子を用いて核酸等の抽出といった処理を行なうための磁性体粒子操作方法及び装置に関するものである。
　核酸等の目的成分を吸着させた磁性体粒子をデバイス内に収容し、デバイスの外部から磁性体粒子に対して磁場を作用させて磁性体粒子をデバイス内で移動させることで、目的成分の抽出といった処理を行なうことが提案され、実施もなされている。
　上記の処理を行なうための磁性体粒子操作デバイス（以下、単にデバイスともいう）は、チューブ状の容器内に洗浄液等からなる処理液層とゲル層とが容器の長手方向に交互に配置されたものである（特許文献１、特許文献２を参照。）。
　磁性体粒子操作デバイスにおいて、目的成分を吸着させた磁性体粒子を含む試料層はデバイスの一方の端部に配置される。デバイスの試料層の外部に磁力源を配置して試料中の磁性体粒子を磁場によって収集する。これにより、目的成分が吸着した磁性体粒子は、磁力源の動作に追随してデバイス内を移動するようになる。
　目的成分が吸着した磁性体粒子は、磁力源をデバイスの他端側へゆっくりと移動させることによってゲル層を通過させることができる。処理液層が洗浄液からなるものである場合、処理液層において磁力源をデバイスの長手方向へ素早く往復運動させると、磁性体粒子が磁力源の動作に追随することができずに洗浄液中に分散する。この動作により、目的成分に付着していた夾雑成分が処理液層において洗い落とされる。
　上記の処理が終了した後、磁性体粒子をデバイスの他方の端部に配置された溶出液層まで移動させ、溶出液層にて目的成分を磁性体粒子から遊離させる。
ＷＯ２０１２／０８６２４３Ａ１ ＷＯ２０１２／１７６５９８Ａ１
　磁性体粒子にゲル層を通過させる際、ゲル層内のゲルの一部が磁性体粒子とともに処理液層内へ侵入し、処理液層の内側壁面に付着することが多い。その場合、処理液層内で分散させた磁性体粒子が内側壁面に付着したゲルと接触するとゲルに磁性体粒子が捕捉され、結果的に目的成分の回収率が低下するという問題があった。
　そこで、本発明は、処理液層の内側壁面に付着したゲルに起因した目的成分の回収率の低下を抑制することを目的とするものである。
　本発明に係る方法として第１の方法と第２の方法がある。いずれの方法も、管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から磁力源により操作する方法である。
　本発明に係る第１の方法は、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させるために前記磁力源を前記管状容器の長手方向に沿って自動的に動作させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くするというものである。ゲル層から一定距離の範囲内における磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くすることで、ゲル層からの一定距離の範囲内に存在し得るゲルに磁性体粒子が捕捉されにくくなる。これにより、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減できる。
　上記第１の方法において、前記一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を、前記一定距離の範囲内に存在するゲルに前記磁性体粒子を捕捉させない速度にすることが好ましい。そうすれば、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子をさらに低減できる。
　本発明に係る第２の方法は、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において前記磁力源を前記管状容器の長手方向に沿って自動的に動作させるというものである。処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、磁力源をゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において動作させるので、ゲル層から一定距離の範囲内に存在し得るゲルに磁性体粒子が捕捉されることを防止できる。これにより、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減することができる。
　上記第２の方法において、前記処理液層内における前記磁力源の動作範囲のうち前記ゲル層に最も近い一定範囲における前記磁力源の動作速度を前記動作範囲のうちの前記一定範囲以外の範囲における前記磁力源の動作速度よりも遅くするようにしてもよい。そうすれば、ゲル層から一定距離以上に離れた位置までゲルが処理液層内へ侵入している場合でも、そのようなゲルに捕捉される磁性体粒子を低減することができる。
　本発明に係る装置として第１の装置と第２の装置が存在する。いずれの装置も、管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から操作するための装置であって、前記磁性体粒子操作デバイス内の前記磁性体粒子に対して作用させる磁力を発する磁力源と、前記磁力源を前記磁性体粒子操作デバイスの前記管状容器の長手方向に沿って移動させる移動機構と、前記移動機構の動作を制御する制御部と、を備えている。
　本発明に係る第１の装置では、前記制御部が、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させるために前記磁力源を前記管状デバイスの長手方向に動作させ、かつ、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くするように構成されている。ゲル層から一定距離の範囲内における磁力源の動作速度が前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における動作速度よりも遅く制御されるので、ゲル層からの一定距離の範囲内に存在し得るゲルに磁性体粒子が捕捉されにくくなる。これにより、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減できる。
　上記第１の装置においては、前記一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を、前記一定距離の範囲内に存在するゲルに前記磁性体粒子を捕捉させない速度にすることが好ましい。そうすれば、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子をさらに低減できる。
　本発明に係る第２の装置では、前記制御部が、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離の範囲内に前記磁性体粒子が入らないように、前記磁力源を動作させるように構成されている。処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、磁力源がゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において動作するように制御されるので、ゲル層から一定距離の範囲内に存在し得るゲルに磁性体粒子が捕捉されることを防止できる。これにより、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減することができる。
　上記第２の装置において、前記制御部は、前記処理液層内における前記磁力源の動作範囲のうち前記ゲル層に最も近い一定範囲における前記磁力源の動作速度を前記動作範囲のうちの前記一定範囲以外の範囲における前記磁力源の動作速度よりも遅くするように構成されていてもよい。そうすれば、ゲル層から一定距離以上に離れた位置までゲルが処理液層内へ侵入している場合でも、そのようなゲルに捕捉される磁性体粒子を低減することができる。
　本発明の方法及び装置における前記一定距離とは、前記磁性体粒子が前記ゲル層を通過する際に前記ゲル層のゲルが前記処理液層内へ侵入した距離以上の距離であってよい。磁性体粒子がゲル層を通過する際にゲルが処理液層内へ侵入する距離は、例えば、予め実験によって求めておくことができる。このように、ゲル層から処理液層へゲルが侵入した距離の範囲内に磁性体粒子が入らないように磁性体粒子を運動させる、すなわち、処理液層においてゲルの存在しない範囲内で磁力源を移動させることで、処理液層内で分散した磁性体粒子が処理液層の内側壁面に付着したゲルに捕捉されることを抑制でき、目的成分の回収率の低下を防止できる。
　また、前記処理液層内へ侵入したゲルの端部は、処理液とゲルとの反射率又は透過率の違いから光学的に検出することができ、それに基づいて前記一定距離を取得することもできる。そうすれば、処理液層へのゲルの侵入距離を正確に把握でき、処理液層へ侵入したゲルに磁性体粒子が捕捉されることをより確実に防止できる。
　本発明の方法及び装置において用いられる前記磁性体粒子操作デバイスは、前記処理液層と前記ゲル層とが前記管状容器内において交互に重層されているものであってよい。なお、本発明はそのような磁性体粒子操作デバイスに限定されず、処理液層とゲル層をそれぞれ１層ずつ備えているものであってもよい。
　本発明に係る第１の方法では、処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、ゲル層から一定距離の範囲内における磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くするので、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減でき、目的成分の回収率の低下を抑制することができる。
　本発明に係る第２の方法では、処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、磁力源をゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において動作させるので、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減でき、目的成分の回収率の低下を抑制することができる。
　本発明に係る第１の装置では、処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、ゲル層から一定距離の範囲内における磁力源の動作速度が前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における動作速度よりも遅く制御されるので、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減でき、目的成分の回収率の低下を抑制することができる。
　本発明に係る第２の装置では、処理液層内において磁性体粒子を運動させる際に、磁力源がゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において動作するように制御されるので、処理液層内へ侵入したゲルに捕捉される磁性体粒子を低減でき、目的成分の回収率の低下を抑制することができる。
磁性体粒子操作デバイス内で磁性体粒子を操作するための装置の一実施例を示す概略断面構成図である。 同実施例において磁性体粒子をゲル層から処理液層へ移動させる工程を順に示す図である。 処理液層内における磁性体粒子の操作の一例を示す図である。 処理液層内における磁性体粒子の操作の他の例を示す図である。 処理液層内に侵入したゲルの端部を光学的に検知する実施例を示す概念図である。
　以下、図面を参照して、磁性体粒子操作デバイス内で磁性体粒子を操作するための装置及び方法の実施例について説明する。
　図１は、磁性体粒子操作デバイス１００内で磁性体粒子を操作するための装置の構成を概略的に示している。この装置は、磁性体粒子操作デバイス１００を嵌め込むための窪み４を有する前面パネル２を備えているとともに、前面パネル２の背後に、磁力源８、保持ブロック１０、ボールネジ１２及びステッピングモータ１４を備えている。
　この実施例で使用される磁性体粒子操作デバイス１００は、管状容器の内部において一端側から長手方向に、試料層１０２、ゲル層１０８、処理液層１０４、ゲル層１０８、処理液層１０４、ゲル層１０８、溶出液層１０６が重層されたものである。なお、このように処理液層１０４とゲル層１０８とが交互に重層されたものは磁性体粒子操作デバイスの一例であり、処理液層１０４とゲル層１０８とをそれぞれ１層ずつ備えた磁性体粒子操作デバイスも本発明の対象となる。
　試料層１０２を構成する試料には核酸などの目的物質を捕捉した磁性体粒子が含まれている。処理液層１０４は、磁性体粒子に捕捉された目的物質の処理を行なうための処理液からなる。処理液としては、磁性体粒子に捕捉された目的物質から夾雑成分を取り除くための洗浄液が挙げられる。溶出液層１０６を構成する溶出液は、処理液層１０４を経て分離・精製等の処理がなされた目的物質を溶解させるためのものであり、例えば純水を用いることができる。
　磁力源８は、磁性体粒子操作デバイス１００内の磁性体粒子に磁力を作用させて外部から操作するためのものであり、例えば永久磁石によって実現される。ボールネジ１２は、前面パネル２の窪み４に嵌め込まれる磁性体粒子操作デバイス１００の長手方向と平行に設けられており、ステッピングモータ１４によって回転させられる。保持ブロック１０はボールネジ１２と螺合しており、ボールネジ１２が回転することによってボールネジ１２の軸方向へ移動するようになっている。保持ブロック１０、ボールネジ１２及びステッピングモータ１４は磁力源８を磁性体粒子操作デバイス１００の長手方向へ移動させるための移動機構を構成する。
　前面パネル２の窪み４の底面に、窪み４に嵌め込まれた磁性体粒子操作デバイス１００に対して磁力源８を露出させるための開口が設けられている。磁力源８は、保持ブロック１０によって窪みに嵌め込まれる磁性体粒子操作デバイス１００の近傍で保持されており、保持ブロック１０がボールネジ１２の軸方向への移動に伴って磁性体粒子操作デバイス１００の長手方向へ移動する。磁性体粒子操作デバイス１００内の磁性体粒子は、磁力源８からの磁力の作用によって磁力源８の動作に追随し、磁性体粒子操作デバイス１００内を長手方向へ移動する。
　前面パネル２を覆う開閉式のカバー１６が設けられている。カバー１６の内側には、カバー１６が閉じられたときに窪み４に嵌め込まれた磁性体粒子操作デバイス１００を磁力源８側へ押圧するための押圧板１８が弾性部材２０を介して取り付けられている。カバー１６が閉じられると、押圧板１８は、磁性体粒子操作デバイス１００と当接するとともに弾性部材２０によって磁性体粒子操作デバイス１００側へ付勢され、これによって磁性体粒子操作デバイス１００の反りが矯正される。
　ステッピングモータ１４の動作は制御部２６によって制御される。制御部２６は、演算素子や記憶媒体を備えた電子回路によって実現することができる。制御部２６は、磁力源８に磁性体粒子を追随させながら各処理液層１０４へ移行させ、各処理液層１０４にて磁性体粒子操作デバイス１００の長手方向へ往復動させることにより、処理液層１０４内において磁性体粒子に運動させ、磁性体粒子に捕捉された目的成分に対する所定の処理、例えば夾雑成分を荒い流す洗浄処理、を実施するように構成されている。
　制御部２６は、磁性体粒子にゲル層１０８を通過させる際に、磁力源８をゆっくりと下方へ移動させる。このとき、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、ゲル層１０８のゲルが磁性体粒子とともに処理液層１０４へ侵入し、処理液層１０４内の内側壁面に付着することが多い。処理液層１０４内の内側壁面にゲルが付着している範囲内で磁力源８を素早く動作させると、磁性体粒子が処理液層１０４内に侵入したゲルに捕捉される虞がある。そこで、制御部２６は、処理液層１０４内において目的成分に対する所定の処理を実施する際、処理液層１０４内において磁性体粒子をゲルに捕捉されにくくする動作を磁力源８が行なうように、ステッピングモータ１４の動作を制御する。
　処理液層１０４内において磁性体粒子をゲルに捕捉されにくくする磁力源８の動作の一例として、図２（Ａ）及び（Ｂ）の動作の続きとして示されている図３（Ｃ）のように、ゲル層１０８から一定距離Ｌの範囲内での磁力源８の動作速度を、ゲル層１０８から一定距離Ｌよりも大きく離れた範囲内におけるものよりも遅くすることが挙げられる。ゲル層１０８から一定距離Ｌの範囲内での磁力源８の動作速度は、一定距離Ｌ内に存在するゲルに磁性体粒子を捕捉させないような速度であることが好ましく、例えば、ゲル層１０８から一定距離Ｌよりも大きく離れた範囲内における動作速度の半分以下の速度である。
　この場合、ゲル層１０８からの一定距離Ｌは、磁性体粒子にゲル層１０８を通過させる際に処理液層１０４へゲルが侵入し得る距離以上の距離であってよい。そうすれば、処理液層１０４にて磁性体粒子に運動させる際に、磁性体粒子が処理液層１０４内に侵入したゲルに捕捉されることを低減でき、目的成分の回収率の低下を防止できる。
　また、処理液層１０４内において磁性体粒子をゲルに捕捉されにくくする磁力源８の動作の他の例として、図２（Ａ）及び（Ｂ）の動作の続きとして示されている図４（Ｃ）’のように、ゲル層１０８から一定距離Ｌよりも大きく離れた範囲内においてのみ磁力源８を動作させることが挙げられる。すなわち、磁力源８の往復動の上死点は、ゲル層１０８から一定距離Ｌよりも大きく離れた位置である。
　この場合も、ゲル層１０８からの一定距離Ｌは、磁性体粒子にゲル層１０８を通過させる際に処理液層１０４へゲルが侵入し得る距離以上の距離であってよい。そうすれば、処理液層１０４にて磁性体粒子に運動させる際に、磁性体粒子が処理液層１０４内に侵入したゲルに捕捉されることを低減でき、目的成分の回収率の低下を防止できる。
　なお、ゲル層１０８から一定距離Ｌよりも大きく離れた範囲内においてのみ磁力源８を動作させる場合に、ゲル層１０８に近い領域での磁力源８の動作速度を他の領域での動作速度よりも遅くしてもよい。そうすれば、万が一、磁力源８の動作範囲内にゲルが存在する場合でも、磁性体粒子がゲルに捕捉されることを抑制できる。
　制御部２６は、処理液層１０４内において目的成分に対する所定の処理を実施する際、磁力源８が図３（Ｃ）又は図４（Ｃ）’に示されているような動作を行なうように、ステッピングモータ１４の動作を制御する。
　ここで、磁性体粒子操作デバイス１００の各処理液層１０４とゲル層１０８との境界の位置は規格化されており、制御部２６は各処理液層１０４とゲル層１０８との境界位置がどこにあるかを予め把握している。
　磁性体粒子にゲル層１０８を通過させる際に処理液層１０４へゲルが侵入し得る距離は、実験によりある程度把握することができる。したがって、予め実験的により把握された侵入距離を考慮した距離Ｌを制御部２６に記憶させておくことで、目的成分の回収率を低下させずに所定の処理を実施することができる。
　また、図５に示されているように、光の反射率や透過率の変化により処理液層１０４内に侵入したゲルの端部を光学的に検知する検知部３０を設けてもよい。この場合、制御部２６は、磁性体粒子にゲル層１０８を通過させた後、検知部３０によって処理液層１０４内に侵入したゲルの端部の位置を検知し、その位置に基づいてゲル層１０８からの一定距離Ｌを割り出すように構成されることが好ましい。その場合、制御部２６は、検知部３０を用いて割り出した一定距離Ｌを用いて、処理液層１０４内において磁性体粒子に運動させる際に、図３（Ｃ）又は図４（Ｃ）’に示されているような動作を磁力源８に行なわせるように構成することができる。そうすれば、処理液層１０４内に侵入したゲルに磁性体粒子が捕捉されることを確実に低減することができ、目的成分の回収率の低下を防止できる。
　　　２　　　前面パネル
　　　４　　　窪み
　　　６　　　開口
　　　８　　　磁力源
　　　１０　　　保持ブロック
　　　１２　　　ボールネジ
　　　１４　　　ステッピングモータ
　　　１６　　　カバー
　　　１８　　　押圧板
　　　２０　　　弾性部材
　　　２２　　　マイクロセンサ
　　　２４　　　ピン
　　　２６　　　制御部
　　　１００　　　磁性体粒子操作デバイス
　　　１０２　　　試料層
　　　１０４　　　処理液層
　　　１０６　　　溶出液層
　　　１０８　　　ゲル層

Claims (16)

  1. 　管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から磁力源により操作する方法であって、
    　前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させるために前記磁力源を前記管状容器の長手方向に沿って自動的に動作させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くする、方法。
  2. 　前記一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度は、前記一定距離の範囲内に存在するゲルに前記磁性体粒子を捕捉させない速度である、請求項１に記載の方法。
  3. 　管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から磁力源により操作する方法であって、
    　前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において前記磁力源を前記管状容器の長手方向に沿って自動的に動作させる、方法。
  4. 　前記処理液層内における前記磁力源の動作範囲のうち前記ゲル層に最も近い一定範囲における前記磁力源の動作速度を前記動作範囲のうちの前記一定範囲以外の範囲における前記磁力源の動作速度よりも遅くする、請求項３に記載の方法。
  5. 　前記一定距離は、前記磁性体粒子が前記ゲル層を通過する際に前記ゲル層のゲルが前記処理液層内へ侵入した距離以上の距離である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 　前記一定距離は予め実験により求められた距離である、請求項５に記載の方法。
  7. 　前記処理液層内へ侵入したゲルの端部を光学的に検出することにより、前記一定距離を取得する、請求項５に記載の方法。
  8. 　前記磁性体粒子操作デバイスは、前記処理液層と前記ゲル層とが前記管状容器内において交互に重層されているものである、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 　管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から操作するための装置であって、
    　前記磁性体粒子操作デバイス内の前記磁性体粒子に対して作用させる磁力を発する磁力源と、
    　前記磁力源を前記磁性体粒子操作デバイスの前記管状容器の長手方向に沿って移動させる移動機構と、
    　前記移動機構の動作を制御する制御部であって、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させるために前記磁力源を前記管状デバイスの長手方向に動作させ、かつ、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度を前記ゲル層から前記一定距離よりも大きく離れた範囲内における前記磁力源の動作速度よりも遅くするように構成された制御部と、を備えている装置。
  10. 　前記一定距離の範囲内における前記磁力源の動作速度は、前記一定距離の範囲内に存在するゲルに前記磁性体粒子を捕捉させない速度である、請求項８に記載の装置。
  11. 　管状容器内に前記管状容器の長手方向に処理液層とゲル層とが重層されている磁性体粒子操作デバイス内の磁性体粒子を前記磁性体粒子操作デバイスの外側から操作するための装置であって、
    　前記磁性体粒子操作デバイス内の前記磁性体粒子に対して作用させる磁力を発する磁力源と、
    　前記磁力源を前記磁性体粒子操作デバイスの前記管状容器の長手方向に沿って移動させる移動機構と、
    　前記移動機構の動作を制御する制御部であって、前記磁性体粒子に前記ゲル層を通過させた後、そのゲル層に隣接する前記処理液層内において前記磁性体粒子に運動させる際に、前記磁性体粒子が通過した前記ゲル層から一定距離よりも大きく離れた範囲内において前記磁力源を動作させるように構成された制御部と、を備えている装置。
  12. 　前記制御部は、前記処理液層内における前記磁力源の動作範囲のうち前記ゲル層に最も近い一定範囲における前記磁力源の動作速度を前記動作範囲のうちの前記一定範囲以外の範囲における前記磁力源の動作速度よりも遅くするように構成されている、請求項１０に記載の方法。
  13. 　前記一定距離は、前記磁性体粒子が前記ゲル層を通過する際に前記ゲル層のゲルが前記処理液層内へ侵入した距離以上の距離である、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
  14. 　前記一定距離は予め設定されたものである。請求項１３に記載の装置。
  15. 　前記処理液層内へ侵入したゲルの端部を光学的に検出する検知部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記検知部により検知された前記ゲルの端部の位置に基づいて前記一定距離を取得するように構成されている、請求項１２に記載の装置。
  16. 　前記磁性体粒子操作デバイスは、前記処理液層と前記ゲル層とが前記管状容器内において交互に重層されているものである、請求項９から１５のいずれか一項に記載の装置。
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