(57)【要約】【課題】磁性体粒子に固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡの回収率を向上させることが可能な治具を提供する。【解決手段】治具１０は、磁性体粒子に固定されている物質の処理に用いられる。治具は、基板１１の一方の表面に、磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴Ｌ０又は水を含む処理液滴Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７を保持する第一の領域１２と、第一の領域１２よりも水に対する接触角が大きい第二の領域１３が形成されており、複数の第一の領域１２が整列して設けられている。第二の領域１３は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体粒子に固定されている物質の処理に用いられる治具であって、
基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域が形成されており、複数の前記第一の領域が整列して設けられており、
前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である、治具。
【請求項２】
前記第二の領域は、ジヨードメタンに対する接触角が５５〜１５０°の範囲である、請求項１に記載の治具。
【請求項３】
前記複数の第一の領域は、少なくとも一部が縦列及び横列に整列して設けられている、請求項１又は２に記載の治具。
【請求項４】
前記第二の領域は、フッ素樹脂、ポリプロピレン、パラフィン、シリコーン樹脂又はポリイミドを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の治具。
【請求項５】
前記第一の領域は、ウレタン樹脂、ポリオレフィン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド又はポリエチレンテレフタレートを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の治具。
【請求項６】
前記第一の領域は、最大長が０．１〜４ｍｍの範囲である、請求項１〜５のいずれかに記載の治具。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の治具と、磁性体粒子を有する処理キットであって、
前記第二の領域の表面粗さをＲａ［μｍ］、前記磁性体粒子のメジアン径をＤ５０［μｍ］とすると、式
Ｒａ／Ｄ５０＜０．３
を満たす、処理キット。
【請求項８】
磁性体粒子に固定されている物質の処理に用いられる治具を製造する方法であって、
基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域を、複数の前記第一の領域が整列して設けられるように形成することを含み、
前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である、治具の製造方法。
【請求項９】
前記第一の領域及び／又は前記第二の領域を形成する際に、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法又はディスペンサ法を用いる、請求項８に記載の治具の製造方法。
【請求項１０】
前記第一の領域及び前記第二の領域を形成する際に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む膜の所定の領域にエネルギーを付与して、表面エネルギーを変化させる、請求項８に記載の治具の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の治具又は請求項７に記載の処理キットを用いて、前記磁性体粒子に固定されている物質を処理する方法であって、
前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴及び前記水を含む処理液滴を前記第一の領域に保持することと、
該磁性体粒子に固定されている物質を、前記基板の前記第一の領域が形成されている側とは反対側から磁場を印加して、前記処理液滴中に移動させることを含む、処理方法。
【請求項１２】
前記第一の領域を鉛直下向きにして、前記治具を設ける、請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれかに記載の治具又は請求項７に記載の処理キットを用いて、ｃＤＮＡを合成する方法であって、
前記磁性体粒子を含む細胞溶解用水溶液中で単一細胞を溶解して前記磁性体粒子にｍＲＮＡを固定化することと、
該磁性体粒子に固定化されているｍＲＮＡを含む細胞溶解用水溶液滴及び逆転写反応用水溶液滴を前記第一の領域に保持することと、
前記基板の前記第一の領域が形成されている側とは反対側から磁場を印加して、前記磁性体粒子に固定化されているｍＲＮＡを前記逆転写反応用水溶液滴中に移動させることを含む、ｃＤＮＡの合成方法。
【請求項１４】
前記治具は、縦列及び横列に、それぞれ少なくとも２つの前記第一の領域が整列して設けられており、
前記磁性体粒子を含む細胞溶解用水溶液中で異なる種類の単一細胞を溶解して前記磁性体粒子に異なる種類のｍＲＮＡを固定化し、
該磁性体粒子に固定化されている異なる種類のｍＲＮＡを含む細胞溶解用水溶液滴及び前記逆転写反応用水溶液滴を、それぞれ前記少なくとも２つの第一の領域に保持し、
前記磁性体粒子に固定化されている異なる種類のｍＲＮＡを前記逆転写反応用水溶液滴中に移動させる、請求項１３に記載のｃＤＮＡの合成方法。
【請求項１５】
磁性体粒子に固定されている物質を処理する装置であって、
治具及び磁場印加手段を有し、
前記治具は、基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域が形成されており、複数の前記第一の領域が整列して設けられており、
前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲であり、
前記磁場印加手段は、前記基板の前記第一の領域が形成されている側とは反対側から磁場を印加して、前記磁性体粒子に固定されている物質を前記処理液滴中に移動させる、処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治具、処理キット、治具の製造方法、処理方法、ｃＤＮＡの合成方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ｃＤＮＡ合成、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）等の遺伝子関係の反応においては、複数種類の反応が小容量で並列的に実施されることが多い。その場合、例えば、９６穴、３８４穴等のマイクロウェルアレイの各ウェルに反応液あるいは洗浄液を入れ、反応あるいは洗浄が終了したら、ピペットにより反応液あるいは洗浄液を次のウェルに移動させ、次の処理に供するのが一般的である。このような処理がルーチンで実施される場合、ロボットを使用して自動化される場合がある。
【０００３】
しかしながら、ロボットを使用する場合でも、反応液あるいは洗浄液を移動させる際に使用したピペットは、その都度、洗浄又は交換して、次の処理に使用する必要があり、操作は非常に煩雑であった。
【０００４】
そこで、ピペットを使用する代わりに、処理毎に液滴を移動させる器具を使用して、洗浄又は交換することなく、複数種類の反応や洗浄の操作を並列的に実施する方法も知られている。
【０００５】
特許文献１には、基板の一方の表面に複数の突起状囲いが、整列して設けられており、突起状囲いは、少なくとも１つの切欠き部を有し、かつ内部には液滴を保持できる空間を有し、かつ基板表面の少なくとも液滴を保持する面は、純水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である反応治具が開示されている。また、特許文献１には、このような反応治具であって、１つの縦列に、少なくとも２つの突起状囲いが設けられた反応治具を用い、２つの突起状囲いの液滴保持用空間には、表面張力低下試薬を含有する細胞溶解用溶液、及びｃＤＮＡ合成用溶液の液滴をこの順にそれぞれ保持し、磁気ビーズに固定化したｍＲＮＡを、２つの突起状囲いの液滴保持用空間に保持された溶液に、順次、基板の突起状囲いを有する表面とは反対側の表面から磁石を用いて、移動させ、磁気ビーズに固定化したｃＤＮＡを得ることを含む、ｃＤＮＡの合成方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、磁気粒子を含む水溶液からなる液滴を搬送する搬送面を有する液滴搬送装置を備える液滴操作装置が開示されている。液滴操作装置は、搬送面の下方に配置された互いに極性の異なる第１及び第２の電極を含み、第１及び第２の電極に電圧を印加して、搬送面の下方から搬送面の上方に及ぶ電場を発生させることにより液滴を搬送面上に固定させる電場手段と、液滴搬送装置の下方から搬送面の上方に及ぶ磁場を発生させる磁場手段とをさらに備える。ここで、磁場手段を搬送面に沿って移動させることにより、搬送面上に固定された液滴から磁気粒子を分離する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、磁気ビーズに固定化したｍＲＮＡから磁気ビーズに固定化したｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁気ビーズに固定化したｃＤＮＡの回収率をさらに向上させることが望まれている。
【０００８】
本発明は、磁性体粒子に固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡの回収率を向上させることが可能な治具及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、磁性体粒子に固定されている物質の処理に用いられる治具であって、基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域が形成されており、複数の前記第一の領域が整列して設けられており、前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である。
【００１０】
本発明の別の態様は、磁性体粒子に固定されている物質の処理に用いられる治具を製造する方法であって、基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する複数の第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域を形成することを含み、前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲である。
【００１１】
本発明の別の態様は、磁性体粒子に固定されている物質を処理する装置であって、治具及び磁場印加手段を有し、前記治具は、基板の一方の表面に、前記磁性体粒子に固定されている物質と水を含む液滴又は水を含む処理液滴を保持する第一の領域と、前記第一の領域よりも水に対する接触角が大きい第二の領域が形成されており、複数の前記第一の領域が整列して設けられており、前記第二の領域は、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲であり、前記磁場印加手段は、前記基板の前記第一の領域が形成されている側とは反対側から磁場を印加して、前記磁性体粒子に固定されている物質を前記処理液滴中に移動させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁性体粒子に固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡの回収率を向上させることが可能な治具及び処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の治具の一例を示す下面図である。
【図２】本実施形態の処理装置の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態を、以下の図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
［治具及び処理装置］
図１に、本実施形態の治具の一例を示す。
【００１６】
治具１０は、基板１１の一方の表面に、水を含む液滴を保持する円形状の第一の領域１２と、第一の領域１２よりも水に対する接触角が大きい第二の領域１３が形成されており、１９２個の第一の領域１２が縦列及び横列に整列して設けられている。このとき、磁性体粒子に固定されている物質及び水を含む液滴Ｌ０及び水を含む処理液滴Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７は、縦列に整列して設けられている８個の第一の領域１２により順次保持されている。一方、横列に整列して設けられている２４個の第一の領域１２により保持されている処理液滴は、同一である。このため、複数種類の磁性体粒子に固定されている物質を処理液滴Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７中に順次移動させると、複数種類の処理を並列的に実施することができる。
【００１７】
冶具１０は、液滴Ｌ０及び処理液滴Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７を保持する面が略同一平面であることから、磁性体粒子Ｍに固定されている物質の残留を低減することができる。その結果、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率を向上させることができる。
【００１８】
治具１０では、第一の領域１２及び第二の領域１３の水に対する接触角を独立に制御できること、第一の領域１２のサイズを設計できることから、液滴の量と表面張力と合わせて、液滴の直径に対する設計の自由度が増大する。このため、磁性体粒子Ｍに固定されている物質の移動、攪拌等のプロセスに対して、プロセスマージンを広くすることができる。
【００１９】
一方、液滴を保持する面の接触角が単一であると、液滴の量と表面張力、液滴を保持する面の接触角で、液滴の直径がその物理的釣り合いから一意に規定される。
【００２０】
なお、複数種類の処理を並列的に実施する必要が無い場合は、複数の第一の領域１２が一列に整列して設けられていてもよい。
【００２１】
また、治具１０と磁性体粒子を組み合わせて、処理キットとしてもよい。
【００２２】
図２に、本実施形態の処理装置の一例を示す。
【００２３】
処理装置２０は、治具１０、磁石２１及び磁石２１の移動を電気的に制御する制御手段を有する。このとき、治具１０は、第一の領域１２を鉛直下向きにして、設けられているため、液滴Ｌ０及び処理液滴Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７からの水分の蒸発を抑制することが可能である。また、磁石２１は、基板１１の第一の領域１２が形成されている側とは反対側に設けられている。
【００２４】
以下、処理装置２０を用いて、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理する方法について説明する。
【００２５】
具体的には、まず、磁石２１を鉛直下向きに移動させ、磁場を印加する（図２（ａ）参照）。このとき、磁石２１は、基板１１の第一の領域１２が形成されている側とは反対側の表面の液滴Ｌ０に対応する位置に配置される。
【００２６】
次に、磁石２１を縦列方向に移動させて、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を液滴Ｌ０中から処理液滴Ｌ１中に移動させ、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ１中で所定時間処理する（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。このとき、磁石２１は、基板１１の第一の領域１２が形成されている側とは反対側の表面の処理液滴Ｌ１に対応する位置に配置される。また、液滴Ｌ０が第一の領域１２に保持されている状態で、磁性体粒子Ｍに固定されている物質が処理液滴Ｌ１中に移動する。ここで、必要に応じて、磁石２１を鉛直上向きに移動させた後、鉛直下向きに移動させて元の位置に戻す操作を所定回数実施してもよい。これにより、磁性体粒子Ｍに固定されている物質が処理液滴Ｌ１中に分散し、処理液滴Ｌ１による磁性体粒子Ｍに固定されている物質の処理の効率を向上させることができる。
【００２７】
磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ１中で処理する時間は、処理条件によって異なるが、例えば、１秒〜１時間の範囲である。
【００２８】
磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ１中で処理する温度は、処理によって異なるが、例えば、常温（室温）である。このとき、必要により、温度を調節して、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ１中で処理してもよい。
【００２９】
次に、磁石２１を縦列方向に移動させて、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を、処理液滴Ｌ１中から処理液滴Ｌ２中に移動させ、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ２中で所定時間処理する（図２（ｄ）、（ｅ）参照）。
【００３０】
以下、同様にして、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴Ｌ３〜Ｌ７中で所定時間処理する。
【００３１】
処理装置２０を用いると、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理液滴中に移動させる際にピペットを使用しなくてもよいため、ピペットを洗浄又は交換せずに、自動で処理することができる。
【００３２】
なお、磁石２１の移動を手動で制御してもよい。
【００３３】
また、磁石２１を移動させる代わりに、アレイ状に配置されている電磁石に順次電圧を印加することにより、磁場を印加してもよい。
【００３４】
さらに、処理装置２０には、必要により、加熱装置及び／又は冷却装置を設けることもできる。
【００３５】
［治具］
以下、治具１０を詳細に説明する。
【００３６】
第二の領域１３の水に対する接触角は、９０〜１５０°の範囲であり、９５〜１１０°の範囲であることが好ましい。第二の領域１３の水に対する接触角が９０°未満である場合又は１５０°を超える場合は、第二の領域１３が適度な撥水性を有さないため、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持するのが困難になる。
【００３７】
第一の領域１２の水に対する接触角は、第二の領域１３の水に対する接触角よりも小さい。これにより、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持することができる。
【００３８】
第一の領域１２の水に対する接触角は、９４°以下の範囲であることが好ましく、７０°〜９０°の範囲であることがさらに好ましい。第一の領域１２の水に対する接触角が９４°以下であることにより、第一の領域１２が適度な親水性を有するため、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持しやすくなる。
【００３９】
第二の領域１３のジヨードメタンに対する接触角は、５５〜１５０°の範囲であることが好ましく、５５〜９９°の範囲であることがさらに好ましい。第二の領域１３のジヨードメタンに対する接触角が５５°以上１５０°以下であることにより、第二の領域１３が適度な撥油性を有するため、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持しやすくなる。
【００４０】
第二の領域１３を構成する材料としては、水に対する接触角が９０〜１５０°の範囲であれば、特に限定されないが、フッ素樹脂、ポリプロピレン、パラフィン、シリコーン樹脂、ポリイミド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４１】
第一の領域１２を構成する材料としては、第二の領域１３よりも水に対する接触角が小さければ、特に限定されないが、ウレタン樹脂、ポリオレフィン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４２】
第一の領域１２の最大長は、０．１〜４ｍｍの範囲であることが好ましい。第一の領域１２の最大長が０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることにより、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持しやすくなる。
【００４３】
第二の領域１３の表面粗さをＲａ［μｍ］、磁性体粒子Ｍのメジアン径をＤ５０［μｍ］とすると、式
Ｒａ／Ｄ５０＜０．３
を満たし、式
Ｒａ／Ｄ５０＜０．２
を満たすことが好ましい。Ｒａ／Ｄ５０が０．３未満であることにより、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡが第二の領域１３の表面に残留しにくくなり、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率が向上する。
【００４４】
なお、基板１１を構成する材料は、第二の領域１３を構成する材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００４５】
基板１１を構成する材料が第二の領域１３を構成する材料と同一である場合、基板１１が第二の領域１３を兼ねる。
【００４６】
基板１１を構成する材料が第二の領域１３を構成する材料とは異なる場合、基板１１を構成する材料としては、特に限定されないが、ガラス等が挙げられる。
【００４７】
第一の領域１２の形状としては、液滴又は処理液滴を保持することが可能であれば、特に限定されず、円形状でなくてもよい。
【００４８】
また、基板１１に形成される第一の領域１２は、１種類に限定されず、複数の異なる形状を有する第一の領域１２を適宜形成することもできる。
【００４９】
第一の領域１２の液滴又は処理液滴を保持することが可能な容量は、治具１０の用途や、第一の領域１２の機能に応じて適宜設定できるが、例えば、０．５〜２００μＬの範囲とすることができる。
【００５０】
縦列を構成する突起状囲い１２の数及び横列を構成する突起状囲い１２の数は、治具１０の用途や、一度に処理する磁性体粒子Ｍに固定されている物質の数、さらには、基板１１の大きさ及び形状、第一の領域１２の形状や大きさ、第一の領域１２同士の間隔等を考慮して、適宜決定することができる。縦列を構成する第一の領域１２の数は、例えば、２〜１０個とすることができ、横列を構成する第一の領域１２の数は、例えば、２〜１００個とすることができる。
【００５１】
第一の領域１２の厚さは、液滴又は処理液滴を内部に保持することが可能であれば、特に制限はない。第一の領域１２の厚さは、例えば、０．１〜５ｍｍの範囲とすることができる。
【００５２】
治具１０は、第一の領域１２が形成されている基板１１の表面を覆う覆い部材をさらに有してもよい。この場合、治具１０は、覆い部材により覆われている空間に湿気を供給する保湿部材をさらに有することができる。
【００５３】
［治具の製造方法］
治具１０の製造方法は、基板１１の一方の表面に、第一の領域１２及び第二の領域１３を、複数の第一の領域１２が整列して設けられるように形成することを含む。
【００５４】
具体的には、基板１１上に、第一の領域１２及び第二の領域１３を形成する。この場合、基板１１の全領域に、第一の領域１２（又は第二の領域１３）を形成した後、第一の領域１２（又は第二の領域１３）の所定の領域に第二の領域１３（又は第一の領域１２）をパターニング形成してもよいし、基板１１の所定の領域に、それぞれ第一の領域１２及び第二の領域１３をパターニング形成してもよい。
【００５５】
ここで、基板１１が第一の領域１２（又は第二の領域１３）を兼ねる場合、基板１１の所定の領域に、第二の領域１３（又は第一の領域１２）をパターニング形成する。
【００５６】
第一の領域１２、第二の領域１３の形成方法としては、特に限定されないが、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、ディスペンサ法等が挙げられる。
【００５７】
なお、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む膜の所定の領域にエネルギーを付与して、表面エネルギーを変化させることで、第一の領域１２及び第二の領域１３を形成することができる。
【００５８】
具体的には、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む基板１１の所定の領域にエネルギーを付与してもよいし、基板１１の全領域に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む膜を形成した後、膜の所定の領域にエネルギーを付与してもよい。
【００５９】
エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料としては、特に限定されないが、フッ素系表面処理材料、シラン系表面処理材料、フッ素樹脂、ポリイミド（例えば、特許第５１２１２６４号公報、特許第５２３９２３１号公報に示される多分岐構造を有するポリイミド）等が挙げられる。
【００６０】
エネルギーの付与方法としては、特に限定されないが、紫外線等の光を照射する方法、プラズマ処理法等が挙げられる。
【００６１】
以上のように、成型加工のような高価なプロセスが必要ではなく、印刷法のような安価で簡便な方法により、冶具１０を製造することができる。
【００６２】
［磁性体粒子］
以下、磁性体粒子Ｍを詳細に説明する。
【００６３】
磁性体粒子Ｍとしては、市販の磁気ビーズを使用することができる。
【００６４】
磁性体粒子Ｍのメジアン径Ｄ５０は、例えば、０．０１〜１０μｍの範囲であり、好ましくは０．１〜５μｍの範囲である。
【００６５】
磁性体粒子Ｍは、常法によって、表面に物質を固定することができる。
【００６６】
磁性体粒子Ｍの表面に固定する物質としては、特に制限はなく、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ等）、ペプチド、タンパク質、糖類、脂質、複合糖脂質、天然低分子化合物、合成低分子化合物、高分子化合物、金属等を挙げることができる。
【００６７】
磁性体粒子Ｍに固定する物質の量は、物質の種類や反応の種類等を考慮して、適宜決定することができる。
【００６８】
［処理液滴］
以下、処理液滴を詳細に説明する。
【００６９】
処理液滴としては、磁性体粒子Ｍに固定されている物質を処理することが可能であれば、特に限定されないが、洗浄液滴、反応液滴等が挙げられる。
【００７０】
液滴及び処理液滴は、界面活性剤を含むことが好ましい。これにより、液滴及び処理液滴の表面張力を減少させ、第一の領域１２に液滴及び処理液滴を安定的に保持することができる。その結果、磁性体粒子Ｍに固定されている物質が移動しやすくなる。
【００７１】
界面活性剤としては、特に限定されないが、以下に、具体例を例示する。
【００７２】
陰イオン系界面活性剤としては、脂肪酸ナトリウム、モノアルキル硫酸塩等が挙げられる。中でも、ドデシル硫酸リチウムが好ましい。
【００７３】
陽イオン系界面活性剤としては、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩等が挙げられる。
【００７４】
両性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン等が挙げられる。
【００７５】
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル等が挙げられる。中でも、オクチルフェノールエトキシレート（例えば、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００）が好ましい。
【００７６】
液滴及び処理液滴中の界面活性剤の添加量は、例えば、０．００１〜１質量％の範囲であり、好ましくは、０．０１〜１質量％の範囲である。
【００７７】
処理装置２０を用いると、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを自動で合成することができ、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率を向上させることができ、その結果、処理装置２０を遺伝子解析等の定量解析に適用することを可能にする。
【００７８】
処理装置２０の用途としては、ｃＤＮＡの合成以外に、ＰＣＲ、抗原抗体反応等が挙げられる。
【００７９】
［ｃＤＮＡの合成方法］
以下、処理装置２０を用いて、ｃＤＮＡを合成する方法の一例を説明する。
【００８０】
まず、磁性体粒子Ｍを含む細胞溶解用水溶液中で単一細胞を溶解して磁性体粒子ＭにｍＲＮＡを固定化する。
【００８１】
磁性体粒子Ｍに固定化されるｍＲＮＡとしては、特に制限はなく、種々の生物由来のｍＲＮＡを用いることができる。
【００８２】
次に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡを含む細胞溶解用水溶液滴（液滴Ｌ０）、ｍＲＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ１）、逆転写反応用水溶液滴（処理液滴Ｌ２）及びｃＤＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ３）を、第一の領域１２に順次保持する。
【００８３】
次に、基板１１の第一の領域１２が形成されている側とは反対側の表面から磁場を印加して、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡを、ｍＲＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ１）、逆転写反応用水溶液滴（処理液滴Ｌ２）及びｃＤＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ３）中に順次移動させる。
【００８４】
以上により、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを合成することができる。
【実施例】
【００８５】
［実施例１］
処理装置２０を用いて、単一細胞から磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを合成した。
【００８６】
基板１１（第一の領域１２）として、水に対する接触角が７９．８°のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜を用いた。
【００８７】
オンデマンドインクジェット印刷装置ＩＪ−ＤＥＳＫ（ＰＭＴ社製）を用いて、基板１１の一方の表面に、直径が３ｍｍの第一の領域１２が形成されるように、第二の領域１３としての、フッ素樹脂膜を印刷し、治具１０を得た。このとき、治具１０は、縦列に整列して設けられている８個の第一の領域１２及び横列に整列して設けられている２４個の第一の領域１２を有する。また、第二の領域１３は、表面粗さＲａが０．０２μｍ、水に対する接触角が１０６．４°、ジヨードメタン（ＣＨ２Ｉ２）に対する接触角が９８．７°であった。
【００８８】
ここで、表面粗さＲａは、レーザー顕微鏡ＯＬＳ３１−ＳＵ（Ｏｌｙｍｐｕｓ社製）を用いて、共焦点観察法の３Ｄ計測により測定される３点の算術平均粗さである。
【００８９】
また、接触角は、自動接触角測定装置ＯＣＡ２０（英弘精機社製）を用いて、各液滴（水、ジヨードメタン）の滴下液量３μＬ、流量１０μＬ／ｓの条件で測定される３点の接触角の平均値である。
【００９０】
磁石２１として、小型ネオジム磁石を用いた。
【００９１】
磁性体粒子Ｍとして、メジアン径Ｄ５０が２．８μｍのｏｌｉｇｏ  ｄＴ２５により表面修飾されている磁気ビーズを用いた。
【００９２】
ここで、メジアン径Ｄ５０は、レーザー回折散乱法により、測定した。
【００９３】
細胞溶解用水溶液１００μＬに、濃度が１０ｍｇ／ｍＬになるように磁性体粒子Ｍを懸濁させた後、細胞溶解用水溶液９００μＬに濃度が５９．５ｐｇ／μＬになるように認証標準物質ＮＭＩＪ  ＣＲＭ  ６２０４−ａ（国立研究開発法人産業技術総合研究所製）のＲＮＡ１０００−Ｂを混合させた溶液１００μＬを加え、磁性体粒子ＭにｍＲＮＡを固定化した。上記の操作により、ＲＮＡ１０００−ＢのｍＲＮＡは、ｐｏｌｙＡテールを介して、磁性体粒子Ｍのｏｌｉｇｏ  ｄＴ２５に結合し、固定化される。
【００９４】
細胞溶解用水溶液として、１００ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、５００ｍＭのＬｉＣｌ、１質量％のドデシル硫酸リチウム及び５ｍＭのｄｉｔｈｉｏｔｈｒｅｉｔｏｌを含む水溶液を用いた。
【００９５】
次に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡを含む細胞溶解用水溶液滴（液滴Ｌ０）、ｍＲＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ１）、逆転写反応用水溶液滴（処理液滴Ｌ２）及びｃＤＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ３）各３μＬを、第一の領域１２に順次保持した。
【００９６】
ｍＲＮＡ洗浄用水溶液として、１０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、０．１５ＭのＬｉＣｌ、０．１質量％のドデシル硫酸リチウムを含む水溶液を用いた。
【００９７】
逆転写反応用水溶液として、５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、７５ｍＭのＫＣｌ、３ｍＭのＭｇＣｌ２、０．１質量％のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００、０．５ｍＭのｄＮＴＰ、５ｍＭのＤＴＴ、２ユニットのＲＮａｓｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ、８ユニットのＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔ  ＩＩＩ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔａｓｅを含む水溶液を用いた。
【００９８】
ｃＤＮＡ洗浄用水溶液として、５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．３）、７５ｍＭのＫＣｌ、３ｍＭのＭｇＣｌ２、０．１質量％のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００、０．５ｍＭのｄＮＴＰ、５ｍＭのＤＴＴ、２ユニットのＲＮａｓｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒを含む水溶液を用いた。
【００９９】
次に、基板１１の第一の領域１２が形成されている側とは反対側の表面から磁場を印加して、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡを、ｍＲＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ１）、逆転写反応用水溶液滴（処理液滴Ｌ２）及びｃＤＮＡ洗浄用水溶液滴（処理液滴Ｌ３）中に順次移動させ、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１００】
［実施例２］
第二の領域１３として、表面粗さＲａが０．０３μｍ、水に対する接触角が１１２．４°、ジヨードメタンに対する接触角が７５．９°のフッ素樹脂（ＦＥＰ）膜を印刷した以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１０１】
［実施例３］
第二の領域１３として、表面粗さＲａが０．０３μｍ、水に対する接触角が９８．４°、ジヨードメタンに対する接触角が７１．１°のシリコーン樹脂膜を印刷した以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１０２】
［実施例４］
第二の領域１３として、表面粗さＲａが０．１９μｍ、水に対する接触角が１０７．２°、ジヨードメタンに対する接触角が９５．３°のシリコーン樹脂膜を印刷した以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１０３】
［実施例５］
第二の領域１３として、表面粗さＲａが０．１５μｍ、水に対する接触角が１１１．４°、ジヨードメタンに対する接触角が９３．１°のシリコーン樹脂膜を印刷した以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１０４】
［実施例６］
第二の領域１３として、表面粗さＲａが０．７５μｍ、水に対する接触角が９２．３°、ジヨードメタンに対する接触角が６０．５°のポリプロピレン膜を印刷した以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１０５】
［実施例７］
基板１１として、ポリカーボネート膜を用いた。
【０１０６】
エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料としての、化学式
【０１０７】
【化１】
2018057334.tif 000003
で表される側鎖を有する可溶性ポリイミドと、側鎖を有さないポリイミドＣＴ４１１２（京セラケミカル社製）とを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させ、ポリイミドのＮＭＰ溶液を調製した。
【０１０８】
スピンコーターを用いて、基板１１の一方の表面に、ポリイミドのＮＭＰ溶液を塗布した。次に、窒素雰囲気下、１００℃のオーブンでプリベークした後、窒素雰囲気下、１８０℃のオーブンで１時間のポストベークすることにより焼成し、表面粗さＲａが０．０３μｍ、水に対する接触角が１００°、ジヨードメタンに対する接触角が６２．０°のポリイミド膜を形成した。次に、直径が３ｍｍの開口部がパターン形成されているフォトマスクパターン越しに、波長が２５４ｎｍの紫外線をポリイミド膜に照射し、水に対する接触角が９０°の第一の領域１２及び第二の領域１３を形成し、治具１０を得た。このとき、治具１０は、縦列に整列して設けられている８個の第一の領域１２及び横列に整列して設けられている２４個の第一の領域１２を有する。
【０１０９】
得られた治具１０を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１０】
［実施例８］
波長２５４ｎｍの紫外線の照射量を増大し、水に対する接触角が８０°の第一の領域１２を形成した以外は、実施例７と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１１】
［実施例９］
波長２５４ｎｍの紫外線の照射量を増大し、水に対する接触角が７０°の第一の領域１２を形成した以外は、実施例７と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１２】
［実施例１０］
実施例７で得られたポリイミド膜の全面に、波長が２５４ｎｍの紫外線を照射し、表面粗さＲａが０．０３μｍ、水に対する接触角が９０°、ジヨードメタンに対する接触角が５５．１°のポリイミド膜を形成した。次に、直径が３ｍｍの開口部がパターン形成されているフォトマスクパターン越しに、波長が２５４ｎｍの紫外線をポリイミド膜に照射し、水に対する接触角が８０°の第一の領域１２及び第二の領域１３を形成し、治具１０を得た。このとき、治具１０は、縦列に整列して設けられている８個の第一の領域１２及び横列に整列して設けられている２４個の第一の領域１２を有する。
【０１１３】
得られた治具１０を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１４】
ここでは、紫外線を照射することによって、ポリイミド膜を形成したが、側鎖を有する可溶性ポリイミドや、側鎖を有する可溶性ポリイミドと側鎖を有さないポリイミドの混合比を変えることによって、ポリイミド膜を形成してもよい。
【０１１５】
［実施例１１］
波長２５４ｎｍの紫外線の照射量を増大し、水に対する接触角が７０°の第一の領域１２を形成した以外は、実施例１０と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１６】
［比較例１］
治具１０の代わりに、実施例７で得られたポリイミド膜が形成された基板１１を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１７】
［比較例２］
治具１０の代わりに、実施例１０で得られたポリイミド膜が形成された基板１１を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１１８】
［比較例３］
実施例７で得られたポリイミド膜の全面に、波長が２５４ｎｍの紫外線を照射し、表面粗さＲａが０．０３μｍ、水に対する接触角が８０°、ジヨードメタンに対する接触角が４４．７°のポリイミド膜を形成した。
【０１１９】
治具１０の代わりに、得られたポリイミド膜が形成された基板１１を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１２０】
［比較例４］
比較例３で得られたポリイミド膜に、直径が３ｍｍの開口部がパターン形成されているフォトマスクパターン越しに、波長が２５４ｎｍの紫外線を照射し、水に対する接触角が７０°の第一の領域１２及び第二の領域１３を形成し、治具１０を得た。このとき、治具１０は、縦列に整列して設けられている８個の第一の領域１２及び横列に整列して設けられている２４個の第一の領域１２を有する。
【０１２１】
得られた治具１０を用いた以外は、実施例１と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１２２】
［比較例５］
波長２５４ｎｍの紫外線の照射量を増大し、水に対する接触角が６０°の第一の領域１２を形成した以外は、比較例４と同様にして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した。
【０１２３】
［磁性体粒子に固定化されているｃＤＮＡの回収率］
細胞溶解用水溶液中の磁性体粒子Ｍの濃度から、３μＬの液滴Ｌ０中の磁性体粒子Ｍの個数を算出すると、１．９８×１０６個である。そして、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを回収した後に、第一の領域１２及び第二の領域１３の表面に残留している磁性体粒子Ｍの個数を、顕微鏡観察の画像処理により求め、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率を算出した。
【０１２４】
なお、回収率の判定基準を以下に示す。
【０１２５】
◎：回収率が９９％以上である場合
○：回収率が９０％以上９９％未満である場合
×：回収率が９０％未満である場合
表１に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率の評価結果を示す。
【０１２６】
【表１】
2018057334.tif 000004
表１から、実施例１〜１１は、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡから磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡを自動で合成する場合に、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率が高いことがわかる。
【０１２７】
これに対して、比較例１、２は、第一の領域１２及び第二の領域１３の水に対する接触角が同一であるため、磁性体粒子Ｍに固定化されているｍＲＮＡを移動させる際に、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持することができず、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率が低い。
【０１２８】
比較例３は、第一の領域１２及び第二の領域１３の水に対する接触角が同一であることに加え、第二の領域１３の水に対する接触角が８０°であるため、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持することができず、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率が低い。
【０１２９】
比較例４、５は、第二の領域１３の水に対する接触角が８０°であるため、液滴又は処理液滴を第一の領域１２に保持することができず、磁性体粒子Ｍに固定化されているｃＤＮＡの回収率が低い。
【符号の説明】
【０１３０】
１０    治具
１１    基板
１２    第一の領域
１３    第二の領域
２０    処理装置
２１    磁石
Ｌ０    液滴
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌ７    処理液滴
Ｍ    磁性体粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３１】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９１０４８号
【特許文献２】特開２００９−１６２５８０号公報
【図１】
2018057334.tif 000005
【図２】
2018057334.tif 000006