(57)【要約】【課題】自動機を用いたハンドリングにより薄膜をキャップ部材内に挿入・固定するに際し、特殊な装置を用いずに、ハンドリング起因による薄膜の浮き上がりが防止される多孔質フィルターカートリッジ及びその製造方法を得る。【解決手段】底部１３の中央に開口１５が形成された有底筒状のキャップ１１の内側で、多孔質フィルター２５が底部１３に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、キャップ１１の内周面２９の底部１３側で、この内周面２９の周上の一部に、キャップ１１の内側に突出して多孔質フィルター２５の外周端２５ｂを屈曲させる凸状リブ３１を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部中央に開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面の底部側で、該内周面の周上の一部に、前記キャップの内側に突出して前記多孔質フィルターの外周端を屈曲させる凸状リブを設けたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記凸状リブは、前記キャップの内周面の周上の少なくとも３箇所に配設されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面が、前記開口に向かって徐々に縮径するテーパ面で形成され、
前記凸状リブが、前記キャップの内周面に平行で、かつ該キャップの円筒中心軸に沿って延設されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップが円形筒状で、かつ前記多孔質フィルターが円形であり、
前記凸状リブの前記キャップ内周面からの突出高さが、前記多孔質フィルターの直径の０．２５％〜１．５％の範囲であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記凸状リブの周方向の幅が、前記キャップの内周面全周長の１％〜４．５％の範囲であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項６】
底部中央に開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面の底部側で、該内周面の周上の一部に、前記キャップの内側に突出する凸状リブが設けられ、
前記キャップの底部に、前記内周面から前記キャップの内側に突出して前記多孔質フィルターの下面外周縁を載置する円環状の座面が形成され、
前記凸状リブの前記底部側の下端部に、前記多孔質フィルターの外周端を挿入する切欠が形成されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項７】
請求項６記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記切欠が、下方に向かって前記内壁面へ接近する傾斜面を有することを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項８】
請求項７記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記切欠が、前記傾斜面と、該傾斜面と前記座面との間に形成され前記多孔質フィルターの外径と略同一内径で形成されるとともに前記多孔質フィルターの厚み分の高さを有する嵌入空間とからなることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが複数枚重ねられて前記キャップの内側に保持されていることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項１１】
前記キャップ及び前記多孔質フィルターを射出成形型のキャビティ内に挿入した後、前記キャビティ内に成形材料を射出することで、前記キャップと前記多孔質フィルターとを密着させる多孔質フィルターカートリッジの製造方法であって、
請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジの、前記凸状リブを、前記成形材料の射出によって該成形材料内に埋入することを特徴とする多孔質フィルターカートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質フィルターが有底筒体キャップの底部に保持された多孔質フィルターカートリッジ及びその製造方法に関し、特に、多孔質フィルターの浮き上がりを防止した製造を可能にする改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質フィルターは、液体の濾過や、液体内の特定物質の分離精製のために、実験室や工場などにおいて広く使用されている。そして、このような目的で多孔質フィルターを利用するときには、液体が通る通路の途中に多孔質フィルターを保持する必要がある。この保持方法として、一般には、液体が通る通路を有する２つの部材の間に多孔質フィルターを挟持して保持する方法等が用いられる。
【０００３】
このような多孔質フィルターは、一般に精密な実験や測定などに用いられることから清浄なものが求められ、一度使用されたら交換されることが通常である。そのため、液体を通流できる状態で、多孔質フィルターを保持したカートリッジにしておくことが清浄性の点や、使用上の便利さの点で都合がよい。
【０００４】
従来から、濾過、抽出用のカートリッジにおける多孔質フィルターの保持については、特許文献１に記載されるように超音波溶着、接着剤、レーザーによる熱溶着、ネジなどが一般的に用いられている。
【０００５】
ところが、このような多孔質フィルターカートリッジの場合、２つの成形品を組み合わせた後に超音波溶着等を行って成形品同士を接合するため、専用設備（超音波溶着機等）が必要となり、設備費用が高くなるとともに、成形品間の密着強度が低くなることがあり、接合面又は融着面に隙間が生じ、多孔質フィルターを通るべき液体が、多孔質膜の側部に回り込んでしまう虞があった。そこで、２つの成形品をインサート成形によって一体的に得る方法が提案されている。
【０００６】
インサート成形による多孔質フィルターカートリッジの製造では、図１６（ａ）に示すように、自動機の吸着パッド１などによって多孔質フィルター３を吸着保持し、一方の成形品であるキャップ５の内側に挿入する。図１６（ｂ）に示したキャップ５の底部５ａの位置で、吸着パッド１の吸着を解除し、多孔質フィルター３を底部５ａに残したまま吸着パッド１を上昇させ、多孔質フィルター３をキャップ５内の所定位置に載置する。その後、不図示の金型内に挿入されたキャップ５と、不図示のフィルター挟持部材とによって形成されたキャビティに、溶融した樹脂を射出することで、多孔質フィルター３の外周縁を樹脂に埋入固定した多孔質フィルターカートリッジが得られた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８８６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、インサート成形によって得られる多孔質フィルターカートリッジにおいて、多孔質フィルターは自動機の吸着パッドのような手段により真空吸引等によりハンドリングされる。この工程において吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローにより、薄い膜である多孔質フィルター３が図１６（ｃ）に示すように、浮き上がることが発生した。多孔質フィルターが浮き上がった状態で固定を行った場合には多孔質フィルターに位置ズレや、折れ曲がりが発生し、抽出に必要な性能を著しく悪化させ、多孔質フィルターカートリッジ自体が使用できなくなる。また、血液からＲＮＡ核酸抽出を行う場合や、非常に微量の核酸を抽出する場合には薄膜を重ねる必要もあり、この場合、ハンドリングによって多孔質フィルターをキャップ部材内の所定位置に高精度に固定することが特に重要となる。これらの事情から、多孔質フィルターをキャップ部材内に挿入・固定するに際し、浮き上がりが防止でき、安定的な挿入が行える多孔質フィルターカートリッジの要請があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、自動機を用いたハンドリングにより薄膜をキャップ部材内に挿入・固定するに際し、特殊な装置を用いずに、ハンドリング起因による薄膜の浮き上がりが防止される多孔質フィルターカートリッジ及びその製造方法を提供し、もって、多孔質フィルターカートリッジ製造時における薄膜の安定的な挿入を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  底部中央に開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面の底部側で、該内周面の周上の一部に、前記キャップの内側に突出して前記多孔質フィルターの外周端を屈曲させる凸状リブを設けたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００１０】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターが自動機の吸着パッドなどにより吸着保持されてキャップ状部材に挿入されると、多孔質フィルターの外周端が凸状リブに対応する部分で屈曲し、その屈曲による反力で多孔質フィルターが内周面から半径方向内側へ押し付けられて固定される。これにより、真空、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによっても、多孔質フィルターが浮き上がらなくなる。
【００１１】
（２）  （１）項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記凸状リブは、前記キャップの内周面の周上の少なくとも３箇所に配設されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００１２】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、凸状リブが１箇所や２箇所の場合では得られないキャップの円筒中心軸と多孔質フィルター中心とのセンタ合わせ作用が得られ、多孔質フィルターが偏り無くキャップと同軸に配置可能となる。また、凸状リブの数が多すぎると多孔質フィルターの受ける反力が過剰となり、その結果、皺の生じることもあるが、３箇所であれば、保持作用の発現と皺防止との相関が必要十分条件となる。
【００１３】
（３）  （１）項又は（２）項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面が、前記開口に向かって徐々に縮径するテーパ面で形成され、
前記凸状リブが、前記キャップの内周面に平行で、かつ該キャップの円筒中心軸に沿って延設されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００１４】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、複数の凸状リブの突出先端に内接する仮想円の半径が、底部に向かって徐々に縮径するテーパとなり、多孔質フィルターの挿入に伴い、凸状リブに外周端が接触することによる屈曲が徐々に発生し、外力の急激な印加による多孔質フィルター全領域への歪みの伝搬が抑止され、多孔質フィルターに皺が生じ難くなる。
【００１５】
（４）  （１）項〜（３）項のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップが円形筒状で、かつ前記多孔質フィルターが円形であり、
前記凸状リブの前記キャップ内周面からの突出高さが、前記多孔質フィルターの直径の０．２５％〜１．５％の範囲であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００１６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、凸状リブの突出高さが多孔質フィルターの直径の０．２５％以下となった場合の屈曲量不足が生じることなく、１．５％以上となった場合の過剰な屈曲による皺や折れの発生が防止される。
【００１７】
（５）  （１）項〜（４）項のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記凸状リブの周方向の幅が、前記キャップの内周面全周長の１％〜４．５％の範囲であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００１８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、凸状リブの周方向の幅がキャップの内周面全周長の１％以下となった場合の屈曲量不足が生じることなく、４．５％以上となった場合の外周端の皺や折れが生じない。
【００１９】
（６）  底部中央に開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの内周面の底部側で、該内周面の周上の一部に、前記キャップの内側に突出する凸状リブが設けられ、
前記キャップの底部に、前記内周面から前記キャップの内側に突出して前記多孔質フィルターの下面外周縁を載置する円環状の座面が形成され、
前記凸状リブの前記底部側の下端部に、前記多孔質フィルターの外周端を挿入する切欠が形成されたことを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００２０】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、凸状リブによって外周端の屈曲されて挿入された多孔質フィルターが、底部において外周端が切欠に一致すると、弾性復元力によって外周端が切欠に進入し、外周端が殆ど屈曲しない係止状態にて、多孔質フィルターの浮き上がりが阻止されることとなる。
【００２１】
（７）  （６）項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記切欠が、下方に向かって前記内壁面へ接近する傾斜面を有することを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００２２】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターの外周端が下方に向かって内壁面へ接近する方向の傾斜面に押し付けられることで、外周端が傾斜面から下方へ押さえつけられる反力を受け、多孔質フィルターの浮き上がりが、少ない屈曲量にて防止可能となる。
【００２３】
（８）  （７）項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記切欠が、前記傾斜面と、該傾斜面と前記座面との間に形成され前記多孔質フィルターの外径と略同一内径で形成されるとともに前記多孔質フィルターの厚み分の高さを有する嵌入空間とからなることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００２４】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターの外周端が嵌入空間に配置されつつ、傾斜面の起点部分によって上側への浮き上がりが抑止され、多孔質フィルターの浮き上がりが屈曲の無い状態で防止される。これにより、多孔質フィルターを屈曲させることによる皺発生の可能性を除去しながら、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによる多孔質フィルターの浮き上がりを防止できる。
【００２５】
（９）  （１）項〜（８）項のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが複数枚重ねられて前記キャップの内側に保持されていることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００２６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、試料液に対する濾過能力が高まり、例えば、血液からのＲＮＡ核酸の抽出、或いは非常に微小の核酸の抽出が可能となる。
【００２７】
（１０）  （１）項〜（９）項のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜であることを特徴とする多孔質フィルターカートリッジ。
【００２８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、核酸吸着性多孔質膜を収容した多孔質フィルターカートリッジに試料液を注入し、多孔質フィルターカートリッジの排出側より吸引して試料液を通過させることで、核酸を核酸吸着性多孔質膜に吸着し、その後、洗浄液及び溶出液を注入して、核酸を洗浄・溶出させることができる。
【００２９】
（１１）  前記キャップ及び前記多孔質フィルターを射出成形型のキャビティ内に挿入した後、前記キャビティ内に成形材料を射出することで、前記キャップと前記多孔質フィルターとを密着させる多孔質フィルターカートリッジの製造方法であって、
（１）項〜（１０）項のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジの、前記凸状リブを、前記成形材料の射出によって該成形材料内に埋入することを特徴とする多孔質フィルターカートリッジの製造方法。
【００３０】
この多孔質フィルターカートリッジの製造方法によれば、凸状リブと、凸状リブによって屈曲された多孔質フィルターの外周端屈曲部分とが共に成形材料内に埋入され、多孔質フィルターの浮き上がり防止手段とそれにより生じた変形部位が全て成形材内部に隠蔽されることとなる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る多孔質フィルターカートリッジによれば、キャップの内周面の底部側で、内周面の周上の一部に、キャップの内側に突出して多孔質フィルターの外周端を屈曲させる凸状リブを設けたので、多孔質フィルターを自動機の吸着パッドなどにより吸着保持してキャップ状部材に挿入すると、多孔質フィルターの外周端が凸状リブに対応する部分で屈曲し、その屈曲による反力で多孔質フィルターが内周面から半径方向内側へ押し付けられて固定される。これにより、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによっても、多孔質フィルターが浮き上がらなくなり、キャップ部材内でズレや、折れ曲がりを発生させることなく、多孔質フィルターをキャップ部材内の所定位置に確実に挿入・固定できる。この結果、特殊な装置を用いずに、多孔質フィルターカートリッジ製造時における多孔質フィルターの安定的な挿入を可能にし、抽出に必要な最良の性能を常に付与することができる。
【００３２】
本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの製造方法によれば、キャップ及び多孔質フィルターを射出成形型のキャビティ内に挿入した後、キャビティ内に成形材料を射出することで、キャップと多孔質フィルターとを密着させる多孔質フィルターカートリッジの製造方法であって、多孔質フィルターカートリッジの、凸状リブを、成形材料の射出によって成形材料内に埋入されるので、凸状リブと、凸状リブによって屈曲された多孔質フィルターの外周端屈曲部分とが共に成形材料内に埋入されることとなる。これにより、多孔質フィルターの浮き上がり防止手段とそれにより生じた変形部位が全て成形材内部に隠蔽でき、これら部位が製品外部へ表出することによる製品使用時での抽出性能への影響を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジ及びその製造方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る多孔質フィルターカートリッジにおける多孔質フィルター挿入前のキャップの一部分を切り欠いた斜視図、図２は図１の要部拡大図、図３は凸状リブの配設例を（ａ），（ｂ）に表した平面図、図４は底部に多孔質フィルターが載置されたキャップの図１のＡ−Ａ断面視を（ａ）、そのＢ部拡大図を（ｂ）に表した説明図である。
【００３４】
本実施の形態による多孔質フィルターカートリッジ１００（完成品としては図５参照）は、図１に示すキャップ１１をインサート成形して得られる。キャップ１１は、中央に開口１５が形成された底部１３と、この底部１３の下面から延出するノズル１７と、ノズル１７とは反対側に向かって底部１３の外周に沿って筒状に延出するキャップ側融着部１９とから構成されている。ノズル１７の先端には排出口２１が形成されており、底部１３の開口１５と連通している。キャップ側融着部１９は、後記するバレル３５（図５参照）のバレル側融着部３５ａと外接して融着する。
【００３５】
キャップ１１の底部１３には、底面１３ａの外周に沿って、底面１３ａよりも一段高くなった座面（挟持面）２３が環状に形成されている。挟持面２３は、多孔質フィルター２５の周縁部２５ａと当接する面であり、平坦に形成されている。底面１３ａは、挟持面２３側から開口１５側に向かうほど低くなるように傾斜しており、液体が排出され易くなっている。また、底面１３ａには、例えば６本の放射壁２７が放射状に形成されている。放射壁２７は、底面１３ａから突出しており、底面１３ａの傾斜角度よりゆるい角度で、挟持面２３側から開口１５側に向かうほど低くなるように傾斜している。
【００３６】
このキャップ１１の内側には多孔質フィルター２５が底部１３の挟持面２３に載置された状態で保持される。キャップ１１の内周面２９の少なくとも底部１３側には、この内周面２９の周上の一部に、キャップ１１の内側に突出して多孔質フィルター２５の外周端２５ｂを屈曲させる複数の凸状リブ３１が設けられている。なお、凸状リブ３１の角部は、リブの角を丸めた曲面状として形成され、リブに接触する多孔質フィルター２５の亀裂発生を防止している。
【００３７】
キャップ１１の内周面２９は、開口１５に向かって徐々に縮径するテーパ面で形成されている。このテーパ面の最小径は、多孔質フィルター２５の外径Ｄと略一致している。また、凸状リブ３１は、キャップ１１の内周面２９に平行で、かつキャップ１１の円筒中心軸に沿って延設されている。これにより、複数の凸状リブ３１の突出先端３１ａ（図２参照）に内接する仮想円３３の半径が、底部１３に向かって徐々に縮径するテーパとなり、多孔質フィルター２５の挿入に伴い、凸状リブ３１に外周端２５ｂが接触することによる屈曲が徐々に発生する。したがって、外力の急激な印加による多孔質フィルター２５全領域への歪みの伝搬が抑止され、多孔質フィルター２５に皺が生じ難くなっている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、凸状リブ３１は、キャップ１１の内周面２９の周上の少なくとも３箇所に配設されることが好ましい。これにより、凸状リブ３１が１箇所や２箇所の場合では得られないキャップ１１の円筒中心軸と多孔質フィルター２５中心とのセンタ合わせ作用が得られ、多孔質フィルター２５が偏り無くキャップ１１と同軸に配置可能となる。また、凸状リブ３１の数が多すぎると多孔質フィルター２５の受ける反力が過剰となり、その結果、皺の生じることもあるが、３箇所であれば、保持作用の発現と皺防止との相関が必要十分条件となる。後述の実施例でも明らかとなるように、凸状リブ３１の数は６箇所であっても皺の生じないことが確認されている。
【００３９】
また、後述の実施例でも明らかとなるように、凸状リブ３１を設けることで、多孔質フィルター２５の安定挿入が可能となることが分かるが、特に、凸状リブ３１の凸寸法ｔ及び幅ｗに関しては、多孔質フィルター２５への変形、亀裂を起さない領域の存在することが知見された。具体的には核酸抽出に用いる鹸化処理したアセチルセルロースのφ７の多孔質フィルター２５では、幅ｗが０．２から１ｍｍ（キャップ１１の内周面全周長の１％〜４．５％）、凸量ｔは０．０２〜０．１ｍｍ（多孔質フィルター３１の直径Ｄの０．２５％〜１．５％）の範囲が最適である。ただし、本寸法は使用膜の種類、径、厚み等により変化するものである。
【００４０】
このような寸法範囲とすることで、凸状リブ３１の突出高さが多孔質フィルター２５の直径Ｄの０．２５％以下となった場合の屈曲量不足が生じることなく、１．５％以上となった場合の過剰な屈曲による皺や折れの発生が防止される。また、凸状リブ３１の周方向の幅ｗがキャップ１１の内周面全周長の１％以下となった場合の屈曲量不足が生じることなく、４．５％以上となった場合の外周端の皺や折れが生じない。
【００４１】
このように、凸状リブ３１を備えたキャップ１１では、多孔質フィルター２５が自動機の吸着パッドなどにより吸着保持されて挿入されると、図４に示すように、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが凸状リブ３１に対応する部分で屈曲する。すなわち、多孔質フィルター２５の外径が、屈曲部において、凸状リブ３１の突出先端３１ａに内接する最小仮想円３３の半径Ｄｃと等しくなる。そして、その屈曲による反力Ｆで多孔質フィルター２５が内周面２９から半径方向内側へ押し付けられて固定される。これにより、真空、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによっても、多孔質フィルター２５が浮き上がらなくなる。
【００４２】
次に、上記のように構成された多孔質フィルターカートリッジ１００の使用方法の一例について説明する。
図５は本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの使用状況を表す縦断面図である。
まず、核酸を含む試料溶液として、検体として採血された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液などの体液、あるいは植物（又はその一部）、動物（又はその一部）など、或いはそれらの溶解物及びホモジネートなどの生物材料から調製された溶液を用意する。これらの溶液を、細胞膜を溶解して核酸を可溶化する試薬を含む水溶液で処理する。これにより細胞膜及び核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散する。例えば、試料が全血の場合、塩酸グアニジン、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、プロテアーゼＫ（ＳＩＧＭＡ製）を添加した状態で、６０℃で１０分インキュベートすることによって赤血球の除去、各種タンパク質の除去、白血球の溶解及び核膜の溶解がなされる。
【００４３】
このように核酸が分散した水溶液中に、水溶性有機溶媒、例えばエタノールを添加して試料溶液３６ができあがる。この試料溶液３６を、バレル３５の後端側開口３７からノズル１７の先端の排出口２１へ向けて圧力を掛けつつ通流させる。こうすると、試料溶液３６中の核酸が多孔質フィルター２５に吸着される。
【００４４】
上記した圧力を加えて試料溶液３６を通過させる加圧方式では、遠心力により試料溶液３６を通過させる遠心分離方式に比べ、試料溶液３６が多孔質フィルター２５の周縁部２５ａへ向けてより流れようとするが、多孔質フィルター２５の周縁部２５ａは、射出成形されたバレル側融着部３５ａの開口縁部３５ｂと挟持面２３とで圧縮されて保持されているので、試料溶液３６が多孔質フィルター２５の側部（外周のエッジ部分）へ回り込むことはない。したがって、試料溶液３６内の核酸は、多孔質フィルター２５のうち、バレル側融着部３５ａの端部に囲まれた内側の部分にのみ吸着されることになる。
【００４５】
次に、核酸洗浄バッファ溶液を、多孔質フィルターカートリッジ１００の後端側開口３７からノズル１７の排出口２１に向けて圧力をかけながら通流させる。核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター２５に吸着した核酸は脱着させないが、不純物は脱着させる組成を有するものであり、主剤と緩衝剤、及び必要に応じて界面活性剤を含む水溶液からなる。主剤としては、エタノール、Ｔｒｉｓ及びＴｒｉｔｏｎ−Ｘ１００を含む溶液が好ましい。この操作により、多孔質フィルター２５から核酸以外の不純物が除去される。
【００４６】
このとき、核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター２５のうち、前記試料溶液３６が通流した部分、すなわちバレル側融着部３５ａの端部に囲まれた部分に十分通流するので、不純物が多孔質フィルター２５の周縁部２５ａに残ることなく除去される。
【００４７】
次に、精製蒸留水又はＴＥバッファ等を後端側開口３７から排出口２１に向けて圧力を掛けながら通流させて、核酸を多孔質フィルター２５から脱着させて流し出し、流れ出た核酸を含む溶液を回収する。このとき、核酸を多孔質フィルター２５に吸着させるときと同様、精製蒸留水などは、多孔質フィルター２５のうち、バレル側融着部３５ａの端部に囲まれた核酸が吸着している部分に十分通流するので、多孔質フィルター２５の周縁部２５ａに核酸が残ることなく、十分に脱着される。
【００４８】
このように、多孔質フィルターカートリッジ１００では、核酸を分散させた試料溶液３６や、核酸洗浄バッファ、精製蒸留水などを通流させるときに、多孔質フィルター２５の側部に試料溶液３６等が回り込むことがないので、核酸が多孔質フィルター２５に吸着されずに排出されたり、核酸を回収した溶液中に不純物が混入したりすることがなく、核酸の回収効率も高い。また、多孔質フィルターカートリッジ１００を濾過に使用した場合には、多孔質フィルター２５の側部に液体が回り込むことがないので、濾過後の液体中への不純物の混入が少なくなる。
【００４９】
次に、多孔質フィルターカートリッジ１００の製造方法について説明する。
図６は本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの製造手順を（ａ）〜（ｅ）で表した説明図、図７は多孔質フィルターの枚数毎に異なる吸引圧力と時間との相関を表したグラフである。
図６において、（ａ）は多孔質フィルター挿入時、（ｂ）はインサート時、（ｃ）は型閉じ時の状態、（ｄ）は樹脂射出時、（ｅ）は射出完了時の状態をそれぞれ示している。
先ず、図６（ａ）に示すように、多孔質フィルター２５をキャップ１１の底部１３に挿入してインサート部材３９を用意する。多孔質フィルター２５は、自動機の吸着パッド４１によって吸着保持した状態で、キャップ１１の開口１５へ向かって挿入する。挿入された多孔質フィルター２５は、キャップ１１内に設けられた凸状リブ３１によって外周端２５ｂの一部分が屈曲し、上記の作用によって、浮き上がることなく底部１３に設置される。
【００５０】
吸着パッド４１は、図７に示すように、所定の負圧Ｐにて多孔質フィルター２５を吸着保持し、底部１３に到達したｔ１のタイミングで大気開放され、ｔ２後に大気圧となって吸着保持が解除される。なお、吸着パッド４１は、同時に複数枚の多孔質フィルター２５を吸着可能としている。この場合、例えば２枚の多孔質フィルター２５の吸着解除では、大気開放後に正圧が加えられｔ３（ｔ２＜ｔ３）後に吸着保持が解除されて上昇され、３枚の多孔質フィルター２５の吸着解除では、大気開放後に正圧が加えられｔ４（ｔ３＜ｔ４）後に吸着保持が解除されて上昇される。このように多孔質フィルター２５が複数枚重ねられてキャップ１１の内側に保持されることで、試料液に対する濾過能力が高まり、例えば、血液からのＲＮＡ核酸の抽出、或いは非常に微小の核酸の抽出が可能となる。
【００５１】
そして、図６（ｂ）に示すように、このインサート部材３９を射出成形型（キャップ側金型）４３に形成されたキャビティ４５内に装填する。なお、予めインサート部材３９をキャビティ４５内に作製しておいてもよい。また、インサート部材３９の作製及びインサート部材３９の設置は、公知の組み立てロボットなどを用いて行うことが好ましい。
【００５２】
次に、図６（ｃ）に示すように、インサート部材３９を設置したキャップ側金型４３に、射出成形型（バレル側金型）４７を組み合わせて型閉じを行う。
【００５３】
バレル側金型４７は、多孔質フィルターカートリッジ１００の中空部４９（図５参照）に相当する位置に、円柱状のコアピン５１を備えている。コアピン５１は、両金型４３，４７を閉じたときに、コアピン１１の先端部５３が多孔質フィルター２５の上面に当接して、キャップ１１の挟持面２３との間で多孔質フィルター２５を挟みこむようになっている。このとき、多孔質フィルター２５は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度に、所定の厚さまで圧縮される。換言すれば、コアピン５１は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度の厚さまで多孔質フィルター２５を圧縮するように、その長さが調節されている。また、バレル側金型４７は、樹脂Ｊを射出するためのゲート５５を備えており、キャビティ４５に樹脂Ｊを射出可能となっている。
【００５４】
次に、図６（ｄ）に示すように、キャップ側金型４３とバレル側金型４７とインサート部材３９によって形成されたキャビティ４５に、溶融した樹脂Ｊを、ゲート５５から射出する。このとき、キャビティ４５内に充填された樹脂Ｊの射出圧力によって、多孔質フィルター２５の周縁部が押し潰される。換言すれば、多孔質フィルター２５の周縁部が好適に押し潰される程度の射出圧力をかけて、溶融した樹脂Ｊをキャビティに射出する。
【００５５】
そして、図６（ｅ）に示すように、樹脂Ｊの射出が完了し、樹脂Ｊが冷えて硬化してバレル３５の部分が形成されたら、射出成形機（図示せず）を操作して型開きを行い、多孔質フィルターカートリッジ１００を取り出す。ここで、多孔質フィルター２５の周縁部２５ａは、射出成形されたバレル側融着部３５ａの開口縁部３５ｂ（図５参照）とキャップ１１の挟持面２３に挟まれて挟持され、キャップ１１の底部１３において圧縮されて保持される。また、キャップ側融着部１９の内周面１９ａは、射出時の樹脂Ｊの熱により溶融し、バレル側融着部３５ａの外周面３５ｃと一体化する。
【００５６】
上記の製造方法においては、キャップ１１の成形後１時間以内に、キャビティ４５内にキャップ１１（インサート部材３９）をインサートし、樹脂Ｊを射出してバレル３５の成形を行うことが好ましく、キャップ成形後１分以内がさらに好ましい。有機高分子での成形においては、作製された成形品は、成形終了直後から収縮が起きることが知られている。したがって、本発明においても、キャップ成形終了からキャップ１１をキャビティ４５内へインサートするまでの時間を短くした場合には、キャップ成形終了から長時間経って収縮が完全に終わってしまったキャップ１１をインサートする場合に比して、キャップ１１とバレル３５との融着面の密着強度が増加する。
【００５７】
具体的には、同一の製造条件、金型、成形機で実施する場合において、キャップ成形後１時間以内にキャップ１１をインサートした場合には、キャップ成形後１日放置して完全に収縮が終わったキャップ１１をインサートした場合よりも、作製された多孔質膜カートリッジの融着面での密着強度が２０％増加した。さらに、キャップ成形後１分以内のものは密着強度が５０％増加した。
【００５８】
なお、前記のように、キャップ成形後、短時間にキャップ１１をキャビティ４５内にインサートするためには、２台の成形機を隣接させて配置し、１台目の成形機でキャップ１１を成形し、キャップ１１の成形終了直後に、２台目の成形機にキャップ１１をインサートして多孔質フィルターカートリッジ１００を成形することが好ましい。また、ダイスライド等の成形のように、金型を工夫し、キャップ成形後、直ちにインサートするようにしてもよい。
【００５９】
このように、多孔質フィルターカートリッジ１００の製造方法では、キャップ１１及び多孔質フィルター２５を射出成形型のキャビティ４５内に挿入した後、キャビティ４５内に樹脂Ｊを射出することで、キャップ１１と多孔質フィルター２５とを密着させ、凸状リブ３１を、樹脂Ｊの射出によって樹脂Ｊに埋入する。したがって、凸状リブ３１と、この凸状リブ３１によって屈曲された多孔質フィルター２５の外周端屈曲部分とが共に樹脂Ｊに埋入され、多孔質フィルター２５の浮き上がり防止手段とそれにより生じた変形部位が全て樹脂Ｊ内部に隠蔽されることとなる。これにより、浮き上がり防止手段や変形部位が製品外部へ表出することによる製品使用時での抽出性能への影響を防止することができる。
【００６０】
次に、凸状リブ３１に切欠を設けた変形例について説明する。
図８は切欠を有した凸状リブの変形例１を表す説明図、図９は切欠に嵌入空間を設けた変形例２の説明図である。
キャップ１１に設けられる凸状リブ３１は、図８（ａ）に示すように、底部１３側となる下端部に、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂを挿入する切欠５７が形成されてもよい。このような構成によれば、凸状リブ３１によって外周端２５ｂの屈曲されて挿入された多孔質フィルター２５が、底部１３において外周端２５ｂが切欠５７に一致すると、弾性復元力によって外周端２５ｂが切欠５７に進入し、外周端２５ｂが殆ど屈曲しない係止状態にて、多孔質フィルター２５の浮き上がりが阻止されることとなる。
【００６１】
そして、切欠５７は、図８（ｂ）に示すように、複数の切欠５９を鋸刃状に形成したものであってもよく、この場合には、多孔質フィルター２５をより容易にかつ確実に保持させることができる。
【００６２】
また、図９（ａ）に示すように、切欠６１は、下方に向かって内周面２９へ接近する傾斜面６３を有することが好ましい。このような傾斜面６３を備えることで、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが、傾斜面６３から下方へ押さえつけられる反力を受け、多孔質フィルター２５の浮き上がりが、少ない屈曲量にて防止可能となる。
【００６３】
さらに、切欠６５は、図９（ｂ）に示すように、傾斜面６３と、この傾斜面６３と挟持面２３との間に形成される嵌入空間６７を有することが好ましい。嵌入空間６７は、多孔質フィルター２５の外径Ｄと略同一内径で形成されるとともに、多孔質フィルター２５の厚みＴ分の高さを有する。このような嵌入空間６７を、傾斜面６３を有する切欠６５に設けた構成とすれば、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが嵌入空間６７に配置されつつ、傾斜面６３の起点部分によって上側への浮き上がりが抑止され、多孔質フィルター２５の浮き上がりが屈曲の無い状態で防止される。これにより、多孔質フィルター２５を屈曲させることによる皺発生の可能性を除去しながら、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによる多孔質フィルター２５の浮き上がりを防止することができる。
【００６４】
また、上記の構成は、構造的なものとしたが、多孔質フィルター２５を浮き上がり無く設置する方法として、図１０，図１１に示すように、吸着パッド４１による吸着圧力を制御する方法が挙げられる。
図１０は碗状に反らした多孔質フィルターの保持状態を表す説明図、図１１は碗状に反らした多孔質フィルターの底部への載置状況を表した説明図である。
すなわち、図１０（ａ）に示すように、通常、吸着パッド４１が多孔質フィルター２５を吸着保持する負圧をＰ０とした場合、さらに低圧Ｐ１で吸着することにより、多孔質フィルター２５を、図１０（ｂ）に示すように、下面が湾曲面となるように変形させて吸着保持する。
【００６５】
この状態で、図１１（ａ）に示すように、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが底部１３の挟持面２３に当接するまで吸着パッド４１を下降させ、外周端２５ｂが挟持面２３に当接したなら、吸着パッド４１の圧力を大気圧若しくは正圧として吸着パッド４１を上昇させる。これにより、多孔質フィルター２５は、図１１（ｂ）に示すように、吸着パッド４１から吸着保持が解除されると同時に、弾性復元力によって水平となり、縮径されていた外径が元の外径Ｄに拡径されることとなる。このような吸着パッド４１の圧力制御による方法によれば、所定の位置で始めて多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが凸状リブ３１に当たることとなるので、多孔質フィルター２５が最深部で設置され易くなる効果がある。
【００６６】
上記した多孔質フィルターカートリッジ１００によれば、キャップ１１の内周面２９の底部１３側で、内周面２９の周上の一部に、キャップ１１の内側に突出して多孔質フィルター２５の外周端２５ｂを屈曲させる凸状リブ３１を設けたので、多孔質フィルター２５を自動機の吸着パッド４１などにより吸着保持してキャップ１１に挿入すると、多孔質フィルター２５の外周端２５ｂが凸状リブ３１に対応する部分で屈曲し、その屈曲による反力で多孔質フィルター２５が内周面２９から半径方向内側へ押し付けられて固定される。
【００６７】
これにより、吸引解除時に生じる真空破壊、吸引ＯＦＦ時のバックブローによっても、多孔質フィルター２５が浮き上がらなくなり、キャップ１１内でズレや、折れ曲がりを発生させることなく、多孔質フィルター２５をキャップ１１の所定位置に確実に挿入・固定できる。この結果、特殊な装置を用いずに、多孔質フィルターカートリッジ１００の製造時における多孔質フィルター２５の安定的な挿入を可能にし、抽出に必要な最良の性能を常に付与することができる。
【００６８】
この他、多孔質フィルター２５を浮き上がり無くキャップ１１の底部１３に設置する構成としては、以下の変形例３，変形例４の構成が挙げられる。
図１２はリテーナによって多孔質フィルターが固定される変形例３の分解斜視図、図１３は多孔質フィルターを２部材で挟持する変形例４の分解斜視図である。
すなわち、図１２に示す変形例３の構成では、キャップ１１の内周面２９に、所定の拡径力で嵌入する環状のリテーナ６９を用いて、多孔質フィルター２５を底部１３に保持する。リテーナ６９は、多孔質フィルター２５の設置と同時に、不図示の挿入手段によって縮径保持を解除し、弾性復帰力による拡径作用により、内周面２９に固定される。これにより、多孔質フィルター２５は、挟持面２３とリテーナ６９とによって周縁部２５ａが上下から挟持されて、浮き上がりが防止される。
【００６９】
また、図１３に示す変形例４の構成では、下端に、キャップ１１の内周面２９に嵌入する嵌合筒部７１ａを備えた別体のバレル７１を用いる。バレル７１が、キャップ１１に挿入されることで、嵌合筒部７１ａの先端７１ｂと挟持面２３とで多孔質フィルター２５の周縁部２５ａが上下から挟持されて、多孔質フィルター２５の浮き上がりが防止される。
上述した各変形例の構成では、金型構造が若干煩雑化するが、スライド機構を用いて形成することができる。
【００７０】
以下、核酸抽出装置による抽出動作と具体的な材料等を詳細に説明する。
図１４は核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図、図１５は抽出動作の工程図を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
核酸抽出装置７３は、多孔質フィルターカートリッジ１００に対して昇降移動する移動ヘッド７５を備える。移動ヘッド７５は、電磁弁７７を介してエアポンプ７９に接続されている。また、加圧ノズル８１と電磁弁７７を接続する配管８３の途中には、圧力センサ８５が介装されており、配管８３内の圧力を測定し、測定結果は制御部８７に入力される。
【００７１】
核酸抽出装置７３に用いられる多孔質フィルターカートリッジ１００は、多孔質フィルター２５が核酸吸着性多孔質膜となる。これにより、核酸吸着性多孔質膜を収容した多孔質フィルターカートリッジ１００に試料液を注入し、多孔質フィルターカートリッジ１００の排出口２１側より吸引して試料液を通過させることで、核酸を核酸吸着性多孔質膜に吸着し、その後、洗浄液及び溶出液を注入して、核酸を洗浄・溶出させることができる。
【００７２】
核酸抽出装置７３は、基本的に図１５(ａ)〜(ｇ)に示すような抽出工程によって核酸の抽出を行う。
先ず、図１５の(ａ)工程で、廃液容器９１上に位置するカートリッジ１００に溶解処理された核酸を含む試料液Ｓを注入する。溶解処理された試料液Ｓをピペット等によってカートリッジ１００に順次注入する。カートリッジ１００の直上に加圧ノズル８１を配置させ、移動ヘッド８５の加圧ノズル８１を下降移動させて、加圧ノズル８１の先端外周面をカートリッジ１００に密着させる。
【００７３】
次に(ｂ)工程で、カートリッジ１００に加圧エアを導入して加圧する。制御部８７の指令により、開閉バルブ７７が閉状態でエアポンプ７９が駆動され、開閉バルブ７７が開作動される。そして、加圧ノズル８１を通して１番目のカートリッジ１００にエアポンプ７９からの加圧エアが所定量供給される。これにより、核酸吸着性多孔膜２５を通して試料液Ｓを通過させ、この核酸吸着性多孔膜２５に核酸を吸着させ、通過した液状成分は廃液容器９１に排出する。
【００７４】
次に、(ｃ)工程でカートリッジ１００に洗浄液Ｗを自動分注し、(ｄ)工程でカートリッジ１００に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜２５に核酸を保持したままその他の不純物の洗浄除去を行い、通過した洗浄液Ｗを廃液容器９１に排出する。この(ｃ)工程及び(ｄ)工程は複数回繰り返してもよい。
【００７５】
その後、(ｅ)工程でカートリッジ１００の下方の廃液容器９１を回収容器９３に交換してから、(ｆ)工程でカートリッジ１００に回収液Ｒを自動分注し、(ｇ)工程でカートリッジ１００に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜２５と核酸の結合力を弱め、吸着されている核酸を離脱させて、核酸を含む回収液Ｒを回収容器９３に排出し回収する。そして、カートリッジ１００及び廃液容器９１はカートリッジホルダ及び容器ホルダより取り出されて廃棄される。一方、回収容器９３は容器ホルダより取り出され、必要に応じて蓋がされて、次の核酸分析処理等が施される。
【００７６】
次に、上記のカートリッジ１００が備える核酸吸着性固相（ここでは一例として核酸吸着性多孔膜）２５について詳細に説明する。
ここでいう核酸吸着性固相は、シリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有するものとすることができる。さらに、固相は、有機高分子を含有するものであってもよい。有機高分子は、多糖構造を有する有機高分子であることが好ましい。また、有機高分子は、アセチルセルロースであってもよい。さらに、有機高分子は、アセチルセルロースまたはアセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理した有機高分子とすることもできる。有機高分子は、再生セルロースであってもよい。これらについて、以下に詳細に説明する。
【００７７】
上記カートリッジ１００に内有する核酸吸着性固相２５は、基本的には核酸が通過可能な多孔性であり、その表面は試料液中の核酸を化学的結合力で吸着する特性を有し、洗浄液による洗浄時にはその吸着を保持し、回収液による回収時に核酸の吸着力を弱めて離すように構成されてなる。
【００７８】
上記核酸抽出カートリッジ１００に内有する核酸吸着性固相２５は、イオン結合が実質的に関与しない相互作用で核酸が吸着する多孔性固相が好ましい。これは、多孔性固相側の使用条件で「イオン化」していないことを意味し、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性固相が引き合うようになると推定される。これにより分離性能に優れ、しかも洗浄効率よく、核酸を単離精製することができる。好ましくは、核酸吸着性多孔性固相は、親水基を有する多孔性固相であり、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性固相の親水基同士が引き合うようになると推定される。
【００７９】
親水基とは、水との相互作用を持つことができる有極性の基（原子団）を指し、核酸の吸着に関与する全ての基（原子団）が当てはまる。親水基としては、水との相互作用の強さが中程度のもの（化学大事典、共立出版株式会社発行、「親水基」の項の「あまり親水性の強くない基」参照）が良く、例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、オキシエチレン基等を挙げることができる。好ましくは水酸基である。
【００８０】
ここで、親水基を有する多孔性固相とは、多孔性固相を形成する材料自体が、親水性基を有する多孔性固相、または多孔性固相を形成する材料を処理またはコーティングすることによって親水基を導入した多孔性固相を意味する。多孔性固相を形成する材料は有機物、無機物のいずれでも良い。例えば、多孔性固相を形成する材料自体が親水基を有する有機材料である多孔性固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相に対し親水基を有する材料でコーティングして親水基を導入した多孔性固相、多孔性固相を形成する材料自体が親水基を有する無機材料である多孔性固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相に対し親水基を有する材料でコーティングして親水基を導入した多孔性固相等を、使用することができるが、加工の容易性から、多孔性固相を形成する材料は有機高分子等の有機材料を用いることが好ましい。
【００８１】
親水基を有する材料の多孔性固相としては、水酸基を有する有機材料の多孔性固相を挙げることができる。水酸基を有する有機材料の多孔性固相としては、ポリヒドロキシエチルアクリル酸、ポリヒドロキシエチルメタアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリオキシエチレン、アセチルセルロース、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物等で、形成された多孔性固相を挙げることができるが、特に多糖構造を有する有機材料の多孔性固相を好ましく使用することができる。
【００８２】
水酸基を有する有機材料の多孔性固相として、好ましくは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物から成る有機高分子の多孔性固相を使用することができる。アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物として、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合物、トリアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物、ジアセチルセルロースとモノアセチルセルロースの混合物を好ましく使用する事ができる。
特にトリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合物を好ましく使用することができる。トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースの混合比（質量比）は、９９：１〜１：９９である事が好ましく、９０：１０〜５０：５０である事がより好ましい。
【００８３】
更に好ましい、水酸基を有する有機材料としては、特開２００３−１２８６９１号公報に記載の、アセチルセルロースの表面鹸化物が挙げられる。アセチルセルロースの表面鹸化物とは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理したものであり、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロース混合物の鹸化物、トリアセチルセルロースとモノアセチルセルロース混合物の鹸化物、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロースとモノアセチルセルロース混合物の鹸化物、ジアセチルセルロースとモノアセチルセルロース混合物の鹸化物も好ましく使用することができる。より好ましくは、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロース混合物の鹸化物を使用することである。トリアセチルセルロースとジアセチルセルロース混合物の混合比（質量比）は、９９：１〜１：９９であることが好ましい。更に好ましくは、トリアセチルセルロースとジアセチルセルロース混合物の混合比は、９０：１０〜５０：５０であることである。この場合、鹸化処理の程度（鹸化率）で固相表面の水酸基の量（密度）をコントロールすることができる。核酸の分離効率をあげるためには、水酸基の量（密度）が多い方が好ましい。例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロースの場合には、鹸化率（表面鹸化率）が約５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。また、水酸基を有する有機高分子の表面積を大きくするために、アセチルセルロースの多孔性固相を鹸化処理することが好ましい。この場合、多孔性固相は、表裏対称性の多孔性膜であってもよいが、裏非対称性の多孔性膜を好ましく使用することができる。
【００８４】
鹸化処理とは、アセチルセルロースを鹸化処理液(例えば水酸化ナトリウム水溶液)に接触させることを言う。これにより、鹸化処理液に接触したアセチルセルロースの部分に、再生セルロースとなり水酸基が導入される。こうして作成された再生セルロースは、本来のセルロースとは、結晶状態等の点で異なっている。
又、鹸化率を変えるには、水酸化ナトリウムの濃度を変えて鹸化処理を行えば良い。鹸化率は、ＮＭＲ、ＩＲ又はＸＰＳにより、容易に測定することができる（例えば、カルボニル基のピーク減少の程度で定めることができる）。
【００８５】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相に親水基を導入する方法として、ポリマー鎖内または側鎖に親水基を有すグラフトポリマー鎖を多孔性固相に結合することができる。
有機材料の多孔性固相にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔性固相を起点として重合可能な二重結合を有する化合物を重合させグラフトポリマー鎖とする２つの方法がある。
【００８６】
まず、多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合にて付着させる方法においては、ポリマーの末端または側鎖に多孔性固相と反応する官能基を有するポリマーを使用し、この官能基と、多孔性固相の官能基とを化学反応させることでグラフトさせることができる。多孔性固相と反応する官能基としては、多孔性固相の官能基と反応し得るものであれば特に限定はないが、例えば、アルコキシシランのようなシランカップリング基、イソシアネート基、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、エポキシ基、アリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等を挙げることができる。
【００８７】
ポリマーの末端、または側鎖に反応性官能基を有するポリマーとして特に有用な化合物は、トリアルコキシシリル基をポリマー末端に有するポリマー、アミノ基をポリマー末端に有するポリマー、カルボキシル基をポリマー末端に有するポリマー、エポキシ基をポリマー末端に有するポリマー、イソシアネート基をポリマー末端に有するポリマーが挙げられる。この時に使用されるポリマーとしては、核酸の吸着に関与する親水基を有するものであれば特に限定はないが、具体的には、ポリヒドロキシエチルアクリル酸、ポリヒドロキシエチルメタアクリル酸及びそれらの塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びそれらの塩、ポリオキシエチレン等を挙げることができる。
【００８８】
多孔性固相を基点として重合可能な二重結合を有する化合物を重合させ、グラフトポリマー鎖を形成させる方法は、一般的には表面グラフト重合と呼ばれる。表面グラフト重合法とは、プラズマ照射、光照射、加熱等の方法で基材表面上に活性種を与え、多孔性固相と接するように配置された重合可能な二重結合を有する化合物を重合によって多孔性固相と結合させる方法を指す。
基材に結合しているグラフトポリマー鎖を形成するのに有用な化合物は、重合可能な二重結合を有しており、核酸の吸着に関与する親水基を有するという、２つの特性を兼ね備えていることが必要である。これらの化合物としては、分子内に二重結合を有していれば、親水基を有するポリマー、オリゴマー、モノマーのいずれの化合物をも用いることができる。特に有用な化合物は親水基を有するモノマーである。
特に有用な親水基を有するモノマーの具体例としては、次のモノマーを挙げることができる。例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールモノメタクリレート等の水酸性基含有モノマーを特に好ましく用いることができる。また、アクリル酸、メタアクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー、若しくはそのアルカリ金属塩及びアミン塩も好ましく用いることができる。
【００８９】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相に親水基を導入する別の方法として、親水基を有する材料をコーティングすることができる。コーティングに使用する材料は、核酸の吸着に関与する親水基を有するものであれば特に限定はないが、作業の容易さから有機材料のポリマーが好ましい。ポリマーとしては、ポリヒドロキシエチルアクリル酸、ポリヒドロキシエチルメタアクリル酸及びそれらの塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びそれらの塩、ポリオキシエチレン、アセチルセルロース、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物等を挙げることができるが、多糖構造を有するポリマーが好ましい。
【００９０】
また、親水基を持たない有機材料の多孔性固相に、アセチルセルロースまたは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物をコーティングした後に、コーティングしたアセチルセルロースまたは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理することもできる。この場合、鹸化率が約５％以上であることが好ましい。さらには、鹸化率が約１０％以上であることが好ましい。
【００９１】
親水基を有する無機材料である多孔性固相としては、前述のようにシリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有する多孔性固相を挙げることができる。シリカ化合物を含有する多孔性固相としては、ガラスフィルターを挙げることができる。また、特許公報第３０５８３４２号に記載されているような、多孔質のシリカ薄膜を挙げることができる。この多孔質のシリカ薄膜とは、二分子膜形成能を有するカチオン型の両親媒性物質の展開液を基板上に展開した後、基板上の液膜から溶媒を除去することによって両親媒性物質の多層二分子膜薄膜を調整し、シリカ化合物を含有する溶液に多層二分子膜薄膜を接触させ、次いで前記多層二分子膜薄膜を抽出除去することで作製することができる。
【００９２】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相に親水基を導入する方法としては、多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、分子内に二重結合を有している親水基を有するモノマーを使用して、多孔性固相を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する２つの方法がある。
多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合にて付着させる場合は、グラフトポリマー鎖の末端の官能基と反応する官能基を無機材料に導入し、そこにグラフトポリマーを化学結合させる。また、分子内に二重結合を有している親水基を有するモノマーを使用して、多孔性固相を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する場合は、二重結合を有する化合物を重合する際の起点となる官能基を無機材料に導入する。
【００９３】
親水性基を持つグラフトポリマー、および分子内に二重結合を有している親水基を有するモノマーとしては、上記、親水基を持たない有機材料の多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法において、記載した親水性基を持つグラフトポリマー、および分子内に二重結合を有している親水基を有するモノマーを好ましく使用することができる。
【００９４】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相に親水基を導入する別の方法として、親水基を有する材料をコーティングすることができる。コーティングに使用する材料は、核酸の吸着に関与する親水基を有するものであれば特に限定はないが、作業の容易さから有機材料のポリマーが好ましい。ポリマーとしては、ポリヒドロキシエチルアクリル酸、ポリヒドロキシエチルメタアクリル酸及びそれらの塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸及びそれらの塩、ポリオキシエチレン、アセチルセルロース、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物等を挙げることができる。
【００９５】
また、親水基を持たない無機材料の多孔性固相に、アセチルセルロースまたは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物をコーティングした後に、コ−ティングしたアセチルセルロ−スまたは、アセチル価の異なるアセチルセルロースの混合物を鹸化処理することもできる。この場合、鹸化率が約５％以上であることが好ましい。さらには、鹸化率が約１０％以上であることが好ましい。
【００９６】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相としては、アルミニウム等の金属、ガラス、セメント、陶磁器等のセラミックス、若しくはニューセラミックス、シリコン、活性炭等を加工して作製した多孔性固相を挙げることができる。
【００９７】
上記の、核酸吸着性多孔性膜は、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかの形態をとることができ、溶液が内部を通過可能であり、厚さが１０μｍ〜５００μｍである。さらに好ましくは、厚さが５０μｍ〜２５０μｍである。洗浄がし易い点で、厚さが薄いほど好ましい。
【００９８】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、最小孔径が０．２２μｍ以上である。さらに好ましくは、最小孔径が０．５μｍ以上である。また、最大孔径と最小孔径の比が２以上である多孔性膜を用いる事が好ましい。これにより、核酸が吸着するのに十分な表面積が得られるとともに、目詰まりし難い。さらに好ましくは、最大孔径と最小孔径の比が５以上である。
【００９９】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、空隙率が５０〜９５％である。さらに好ましくは、空隙率が６５〜８０％である。また、バブルポイントが、０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（９．８〜９８０ｋＰａ）である事が好ましい。さらに好ましくは、バブルポイントが、０．２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2（１９．６〜３９２ｋＰａ）である。
【０１００】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、圧力損失が、０．１〜１００ｋＰａである事が好ましい。これにより、過圧時に均一な圧力が得られる。さらに好ましくは、圧力損失が、０．５〜５０ｋＰａである。ここで、圧力損失とは、膜の厚さ１００μｍあたり、水を通過させるのに必要な最低圧力である。
【０１０１】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、２５℃で１ｋｇ／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で１〜５０００ｍＬであることが好ましい。さらに好ましくは、２５℃で１ｋｇ／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で５〜１０００ｍＬである。
【０１０２】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、多孔性膜1ｍｇあたりの核酸の吸着量が０．１μｇ以上である事が好ましい。さらに好ましくは、多孔性膜1ｍｇあたりの核酸の吸着量が０．９μｇ以上である。
【０１０３】
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、一辺が５ｍｍの正方形の多孔性膜をトリフルオロ酢酸５ｍＬに浸漬したときに、１時間以内では溶解しないが４８時間以内に溶解するセルロース誘導体が、好ましい。また、一辺が５ｍｍの正方形の多孔質膜をトリフルオロ酢酸５ｍＬに浸漬したときに１時間以内に溶解するが、ジクロロメタン５ｍＬに浸漬したときには２４時間以内に溶解しないセルロース誘導体がさらに好ましい。
【０１０４】
核酸吸着性多孔性膜中を、核酸を含む試料溶液を通過させる場合、試料溶液を一方の面から他方の面へと通過させることが、液を多孔性膜へ均一に接触させることができる点で、好ましい。核酸吸着性多孔性膜中を、核酸を含む試料溶液を通過させる場合、試料溶液を核酸吸着性多孔性膜の孔径が大きい側から小さい側に通過させることが、目詰まりし難い点で好ましい。
【０１０５】
核酸を含む試料溶液を核酸吸着性多孔性膜を通過させる場合の流速は、液の多孔性膜への適切な接触時間を得るために、膜の面積ｃｍ2あたり、２〜１５００μＬ/secである事が好ましい。液の多孔性膜への接触時間が短すぎると十分な核酸抽出効果が得られず、長すぎると操作性の点から好ましくない。さらに、上記流速は、膜の面積ｃｍ2あたり、５〜７００μＬ/secである事が好ましい。
【０１０６】
また、使用する溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、１枚であってもよいが、複数枚を使用することもできる。複数枚の核酸吸着性多孔性膜は、同一のものであっても、異なるものであって良い。
【０１０７】
複数枚の核酸吸着性多孔性膜は、無機材料の核酸吸着性多孔性膜と有機材料の核酸吸着性多孔性膜との組合せであっても良い。例えば、ガラスフィルターと再生セルロースの多孔性膜との組合せを挙げることができる。また、複数枚の核酸吸着性多孔性膜は、無機材の核酸吸着性多孔性膜と有機材料の核酸非吸着性多孔性膜との組合せであってもよい、例えば、ガラスフィルターと、ナイロンまたはポリスルホンの多孔性膜との組合せを挙げることができる。核酸抽出に用いる膜は、一般に数十μｍ〜数百μｍと非常に薄い膜であるため、膜を保持するために、膜の下面に多孔質のサポートを併用する場合があり、この場合には、膜＋サポートの組み合わせで膜強度を高めることができる。
【０１０８】
次に、試料溶液について簡単に説明する。
＜核酸を含む試料溶液＞
核酸を含む試料溶液は、核酸安定化剤、カオトロピック塩、界面活性剤、緩衝剤、消泡剤およびタンパク質分解酵素の中から選ばれる少なくとも一つを含む前処理液を核酸可溶化試薬として用いて処理することにより得られ、特に好ましくは水溶性有機溶媒を添加して得られた溶液である。
【０１０９】
（検体）
本発明において使用できる検体は、核酸を含むものであれば特に制限はなく、例えば診断分野においては、採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、動物（若しくはその一部）などの生体由来化合物、又は植物（若しくはその一部）、細菌、ウイルスなどの生物材料が対象となり、これらをそのままあるいはこれらの溶解物若しくはホモジネートなどを試料として用いる。
【０１１０】
「試料」とは、核酸を含む任意の試料を意味する。具体的には、上記検体において記載したものが挙げられる。試料溶液中の核酸の種類は１種類でも２種類以上であってもよい。前記核酸分離精製方法に供される個々の核酸の長さは特に限定されず、例えば、数ｂｐ〜数Ｍｂｐの任意の長さの核酸であってもよい。取り扱い上の観点からは、核酸の長さは一般的には、数ｂｐ〜数百ｋｂｐ程度であることが好ましい。
【０１１１】
本発明において「核酸」は一本鎖または二本鎖の、ＤＮＡまたはＲＮＡのいずれでもよく、また、分子量の制限も無い。
【０１１２】
検体は、細胞膜および核膜等を溶解して核酸を水溶液内に分散して、核酸を含む試料溶液を得ることが好ましい。
上述した核酸抽出装置により被処理対象カートリッジの有無を確認し、被処理対象カートリッジとして判別されたカートリッジに対する核酸抽出を行った結果を以下に説明する。
（１）核酸分離精製容器の作成
内径７ｍｍ、核酸吸着用の固相を収容する、カートリッジ（核酸精製用容器）をポリプロピレンで作成する。
【０１１３】
（２）核酸分離精製ユニット
核酸吸着性多孔膜として、アセチルセルロ−スの多孔膜を使用し、上記（１）で作成した核酸精製カートリッジの核酸吸着性多孔膜収納部に収容する。多孔膜の平均孔径は２μｍのものを使用する。
【０１１４】
（３）ＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液の調製
表１に示す処方のＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液を調製する。
【０１１５】
【表１】
2008086893.tif 000003
【０１１６】
（４）核酸精製操作
λＤＮＡ（クロンテック社製）をＴＥバッファー１００μｌに５μｇ溶解させ、これをＤＮＡ水溶液とした。これに、表１に示した処方のＤＮＡ可溶化試薬１００μｌを添加して、攪拌した。
攪拌後、表２に示す各種濃度エタノール８００μｌを添加して攪拌した。その後、上記のよう処理した核酸含有試薬の核酸粒子を動的光散乱光度計（DLS7000）にて粒子径を測定した。その測定結果を表３に示す。
【０１１７】
【表２】
2008086893.tif 000004
【０１１８】
【表３】
2008086893.tif 000005
【０１１９】
測定後、上記の様に処理した核酸含有試料を、上記（１）及び（２）で作成したアチルセルロ−スの混合物から成る有機高分子の核酸吸着性多孔膜を有するカートリッジに注入し、続いて該カートリッジに加圧エア供給機構を結合して加圧エアを供給してカートリッジ内を加圧状態にし、注入した核酸含有試料を含む試料溶液を核酸吸着性多孔膜に通過させることで核酸吸着性多孔膜に接触させ、カートリッジから排出する。続いて、カートリッジに表１に示す洗浄液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、洗浄する。続いて、カートリッジに回収液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した回収液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、この液を回収容器に回収する。
【０１２０】
（５）ＤＮＡの分離精製の確認
回収液の２６０ｎｍ吸収スペクトルを測定してＤＮＡの収量を求めた。その測定結果を表４に示す。また、その時の液体通過時間を表５に示す。
【０１２１】
【表４】
2008086893.tif 000006
【０１２２】
【表５】
2008086893.tif 000007
【０１２３】
なお、上記実施形態では、特定物質回収装置は核酸抽出装置として説明したが、カートリッジを蛋白を抽出する蛋白抽出カートリッジとすることにより、蛋白抽出装置とすることもできる。
【実施例】
【０１２４】
次に、上記した実施の形態による構成の凸状リブ３１を、本数、リブ幅、リブ凸量を変えて実際に製作し、吸着パッドにより２０回の挿入を行ったときの膜挿入成功率と、膜の状態を外観チェックした結果を表に示す。
【０１２５】
【表６】
2008086893.tif 000008
【０１２６】
表６から分かるように、実施例１、２、３、４、５、７、８、１０は、膜挿入成功率１００％で膜状態も良好であった。
また、実施例６は、微小膜亀裂が１回発生したが、膜挿入成功率１００％であったため、評価は許容範囲であった。
実施例９は、微小膜亀裂が１回発生したが、膜挿入成功率１００％であったため、評価は許容範囲であった。
比較例１は、膜状態は良好であったが、膜挿入成功率７５％(５回NG ) であったため、評価は不可であった。
比較例２は、膜挿入成功率１００％であったが、リブ部でしわ発生(３回) があり、評価は不可であった。
比較例３は、膜状態は良好であったが、膜挿入成功率６０％(８回NG )であったため、評価は不可であった。
比較例４は、膜挿入成功率１００％であったが、膜亀裂が２回発生したため、評価は不可であった。
比較例５は、膜挿入成功率１００％であったが、リブ部でしわ発生(１０回) があり、評価は不可であった。
【０１２７】
以上の結果から、リブ幅ｗは、０．２から１ｍｍ（キャップ１１の内周面全周長の１％〜４．５％）、凸量ｔは、０．０２〜０．１ｍｍ（多孔質フィルター３１の直径Ｄの０．２５％〜１．５％）の範囲が最適であることが知見できた。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る多孔質フィルターカートリッジにおける多孔質フィルター挿入前のキャップの一部分を切り欠いた斜視図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】凸状リブの配設例を（ａ）（ｂ）に表した平面図である。
【図４】底部に多孔質フィルターが載置されたキャップの図１のＡ−Ａ断面視を（ａ）、そのＢ部拡大図を（ｂ）に表した説明図である。
【図５】本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの使用状況を表す縦断面図である。
【図６】本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの製造手順を（ａ）〜（ｅ）で表した説明図である。
【図７】多孔質フィルターの枚数毎に異なる吸引圧力と時間との相関を表したグラフである。
【図８】切欠を有した凸状リブの変形例１を表す説明図である。
【図９】切欠に嵌入空間を設けた変形例２の説明図である。
【図１０】碗状に反らした多孔質フィルターの保持状態を表す説明図である。
【図１１】碗状に反らした多孔質フィルターの底部への載置状況を表した説明図である。
【図１２】リテーナによって多孔質フィルターが固定される変形例３の分解斜視図である。
【図１３】多孔質フィルターを２部材で挟持する変形例４の分解斜視図である。
【図１４】核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図である。
【図１５】抽出動作の工程図を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【図１６】従来の多孔質フィルターカートリッジにおける多孔質フィルターの挿入手順を表す説明図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１１  キャップ
１３  底部
１５  開口
２３  挟持面（座面）
２５  多孔質フィルター
２５ａ  周縁部（下面外周縁）
２５ｂ  外周端
２９  内周面
３１  凸状リブ
４３  キャップ側金型（射出成形型）
４５  キャビティ
４７  バレル側金型（射出成形型）
５７，６１，６５  切欠
６３  傾斜面
６７  嵌入空間
１００  多孔質フィルターカートリッジ
Ｄ  多孔質フィルターの直径
Ｊ  樹脂（成形材料）
Ｔ  多孔質フィルターの厚み
ｔ  突出高さ
ｗ  凸状リブの周方向の幅
【図１】
2008086893.tif 000009
【図２】
2008086893.tif 000010
【図３】
2008086893.tif 000011
【図４】
2008086893.tif 000012
【図５】
2008086893.tif 000013
【図６】
2008086893.tif 000014
【図７】
2008086893.tif 000015
【図８】
2008086893.tif 000016
【図９】
2008086893.tif 000017
【図１０】
2008086893.tif 000018
【図１１】
2008086893.tif 000019
【図１２】
2008086893.tif 000020
【図１３】
2008086893.tif 000021
【図１４】
2008086893.tif 000022
【図１５】
2008086893.tif 000023
【図１６】
2008086893.tif 000024