(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細菌、ウィルスまたは細胞を有する目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子が大容量の液体に懸濁するとともに、吸引方向のみの前記液体の通過が可能な吸引用液通過路（１１）と、吐出方向のみの前記液体の通過が可能な吐出用液通過路（１２）と、その吸引用液通過路（１１）および／または吐出用液通過路（１２）の外部から、前記液体に懸濁する前記目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子を吸引用液通過路（１１）および／または吐出用液通過路（１２）の内壁に吸着させることによって分離することが可能な磁場を少なくとも一方のその吸引用液通過路（１１）または吐出用液通過路（１２）内に及ぼしかつ磁場を除去することが可能な磁力手段と、その各吸引用液通過路（１１）および吐出用液通過路（１２）と連通し吸引された前記液体を貯溜する貯溜部と、その貯溜部内の圧力を調整して液体を吸引しかつ吐出する圧力調整手段とを有するとともに、前記貯溜部は前記圧力調整手段に対して着脱可能に設けられたものであり、１回の最大吸引吐出量を超える量の液体について、前記貯溜部（１５，３２）を連続的に通過させることによって、前記磁性粒子を分離するとともに、
前記吸引用液通過路は、その吸引口が１の容器に挿入され、前記吐出用液通過路は、その吐出口が前記容器または他の容器に挿入されることを特徴とする磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項２】
前記吸引用液通過路（１１）および吐出用液通過路（１２）が前記貯溜部（１５，３２）の下側で下方に突出し間隔を空けて並設され、その貯溜部（１５，３２）の上側に前記圧力調整手段が設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項３】
前記吸引用液通過路（１１）と前記吐出用液通過路（１２）は、各々、細径の先端部分と太径の部分との略２段形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項４】
前記磁力手段（１３，３２，７２）は、永久磁石、電磁石または磁性体物質を前記液通過路の少なくとも一方の外部に設けたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項５】
前記貯溜部（１５，３２）はシリンダを有し、前記圧力調整手段は、そのシリンダ内に嵌挿して摺動するプランジャを有するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項６】
前記圧力調整手段は、その貯溜部（１５，３２）に設けられた通気路と、その通気路を介してその貯溜部（１５，３２）内の気体の吸入および排出を行うポンプとを有するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項７】
前記圧力調整手段は、前記貯溜部（１５，３２）を取り外した場合には、前記液体の吸引方向および吐出方向の双方の通過が可能な１本のピペット・チップが装着可能なものであることを特徴とする請求項１に記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項８】
前記磁性粒子には、ハイドロキシアパタイトが焼結して固定され、その磁性粒子が懸濁する液のｐＨを調整して前記ハイドロキシアパタイトをゾル化またはゲル化することによって、前記ハイドロキシアパタイトに目的物質を捕獲させまたは乖離させることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項９】
細菌、ウィルスまたは細胞を有する目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子が大容量の液体に懸濁するとともに、吸引口および吐出口を有し内部を液体が通過する一部または全体を弾性体で形成された液通過路と、その液通過路の外部から、液体に懸濁する前記磁性粒子を液通過路の一部領域の内壁に吸着させることによって分離することが可能な磁場を液通過路の前記一部領域内に及ぼすことが可能な磁力手段と、その液通過路に設けられ、その液通過路の液体の移送方向に沿って、液体を移送するポンプとを有し、少なくとも液通過路の前記一部領域は、分離した磁性粒子を吸着したまま、取り出し可能に設けられたものであるとともに、
前記ポンプは、前記液通過路を、液体の移送方向に沿って、外部から順次収縮させながら液体を移送させる蠕動ポンプであるとともに、
前記液通過路の前記吸引口は１の容器に挿入され、前記吐出口は前記容器または他の容器に挿入されることを特徴とする磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項１０】
前記液通過路の途中に、分離した磁性粒子を再懸濁して吐出するために液通路を切り替える切り替え機構を設けたことを特徴とする請求項９記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項１１】
前記磁性粒子には、ハイドロキシアパタイトが焼結して固定され、その磁性粒子が懸濁する液のｐＨを調整して前記ハイドロキシアパタイトをゾル化またはゲル化することによって、前記ハイドロキシアパタイトに目的物質を捕獲させまたは乖離させることを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載された前記濃縮装置と、その濃縮装置自体および／またはその濃縮装置外に載置された容器、の移動を可能とする移動手段と、その濃縮装置自体および／または移動手段の動作の制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする磁性粒子を利用した濃縮システム。
【請求項１３】
前記容器は、前記液通過路の吸引口と前記液通過路の吐出口が各々挿入される２つの槽を有し、２つの槽を仕切る仕切部の厚さは、その吸引口と吐出口との間の距離よりも薄く形成されるとともに、各槽の底部は、その仕切部に向かって下がり勾配の斜面を有することを特徴とする請求項１２に記載の磁性粒子を利用した濃縮システム。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記磁力手段（１３，３２，７２）がその液通過路に外部から磁場を及ぼした状態で、細菌、ウィルスまたは細胞を有する目的物質が直接的または間接的に捕獲された磁性粒子が懸濁する大容量としての第１の容量の懸濁液が収容された容器から、該液通過路の吸引口および吐出口を該容器に挿入することで吸引して、前記液通過路を通りその懸濁液を通過させることによって、前記磁性粒子をその液通過路の内壁に吸着させて分離し、
前記第１の容量よりも小さい第２の容量の液が収容された容器に前記吸引口および吐出口を挿入し、磁力手段（１３，３２，７２）による磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁して細菌等の目的物質の懸濁液の濃度を高めることを特徴とする請求項１２に記載の磁性粒子を利用した濃縮システム。
【請求項１５】
懸濁液中の細菌、ウィルスまたは細胞を有する等の目的物質を直接的または間接的に磁性粒子に捕獲させる捕獲工程と、
目的物質を捕獲した磁性粒子が懸濁する大容量としての第１の容量をもつ懸濁液を、少なくとも一部領域が他領域に対して着脱可能に設けられた液通過路の吸引口を前記懸濁液を収容する容器に挿入し、吐出口を該容器または他の容器に挿入して液体の移送方向に沿って連続的に通過させる際に、その液通過路の外部からその液通過路内に磁場を及ぼすことによってその通過路の内壁に磁性粒子を吸着して分離する分離工程と、
目的物質を捕獲した磁性粒子を分離したその液通過路に磁場を及ぼさない状態で、第１の容量よりも小さい第２の容量をもつ液を前記液通過路の吸引口を前記液を収容する容器に挿入し、吐出口を該容器または他の容器に挿入して液体の移送方向に沿って連続的に通過させることによってその液中に目的物質を捕獲した磁性粒子を再懸濁する再懸濁工程と、
その懸濁液中に懸濁する目的物質を捕獲した磁性粒子から目的物質を溶出し、磁性粒子のみを分離して、目的物質が濃縮された懸濁液を得る溶出工程とを有することを特徴とする磁性粒子を利用した濃縮方法。
【請求項１６】
前記分離工程は、目的物質が捕獲された磁性粒子が懸濁する第１の容量の懸濁液が収容された容器からその懸濁液を吸引して、その液通路の外部から磁場を及ぼす状態で、その懸濁液をその通過路を通過させることによって前記磁性粒子を各液通過路の内壁に吸着させて分離させるものであり、
前記再懸濁工程は、前記第１の容量よりも小さい第２の容量の液が収容された容器に、磁力手段（１３，３２，７２）による磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁することを特徴とする請求項１５に記載の磁性粒子を利用した濃縮方法。
【請求項１７】
前記分離工程は、磁力手段（１３，３２，７２）によって吸引用液通過路（１１）および吐出用液通過路（１２）に外部から磁場を及ぼす状態で、目的物質が捕獲された磁性粒子が懸濁する第１の容量の懸濁液が収容された容器から吸引用液通過路（１１）を介して懸濁液を貯溜部（１５，３２）に吸引し、吐出用液通過路（１２）を介して貯溜部（１５，３２）から吐出することによって前記磁性粒子を各液通過路の内壁に吸着させて分離させるものであり、
前記再懸濁工程は、前記第１の容量よりも小さくかつその貯溜部（１５，３２）の容量と同程度以上の第２の容量の液が収容された容器に前記吸引用液通過路（１１）と吐出用液通過路（１２）を挿入し、磁力手段（１３，３２，７２）により磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁することを特徴とする請求項１５または請求項１６のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮方法。
【請求項１８】
前記再懸濁工程によって再懸濁された懸濁液が収容された容器に、液体の吸引方向および吐出方向の双方の液体の通過が可能な液通過路およびその通過路と連通し第２の容量よりも小さい容量をもつ貯溜部（１５，３２）をもち、その液通過路の外部から液通過路内に磁場を及ぼしかつ除去する磁力手段（１３，３２，７２）をもつピペット装置によって、その液通過路に磁場を及ぼした状態でその懸濁液を吸引および吐出することにより懸濁液中の磁性粒子を分離し、第２の容量よりも小さい第３の容量をもつ液体中に再懸濁したことを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮方法。
【請求項１９】
前記分離工程は、第１の容器に収容された全懸濁液を第２の容器に移した後、その第２の容器に収容された液を、その液通過路に外部から磁場を及ぼした状態で、さらに、その液通過路を介して吸引し、その第１の容器にその液通過路を介して吐出させることによって、第２の容器に収容された全液を第１の容器に移すことを特徴とする請求項１５ないし請求項１８のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮方法。
【請求項２０】
前記分離工程は、第１の容器に収容された全懸濁液を第２の容器に移した後、その第２の容器に収容された液を、その吸引用液通過路（１１）およびその吐出用液通過路（１２）に外部から磁場を及ぼした状態で、さらに、前記吸引用通過路を介して吸引し、その第１の容器に吐出用通過路を介して吐出させることによって、第２の容器に収容された全液を第１の容器に移すことを特徴とする請求項１５ないし請求項１９のいずれかに記載の磁性粒子を利用した濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、磁性粒子を利用した濃縮装置およびその方法に係る。特に、工学分野、医療分野、農学分野、理学分野、薬学分野等のさまざまな分野で、例えば、抗体、抗原等の免疫物質、遺伝子物質（ＤＮＡ，ＲＮＡ，ｍＲＮＡ、オリゴヌクレオチド等）、蛋白質、ホルモン物質等の生体高分子、細菌、ウィルス、細胞等の生体、その他の医療薬品等の有用物質等について、分離、抽出または回収等の処理を行うために、それに関連して大容量の液体に懸濁する微小量の細菌等の目的物質等を濃縮して小容量の液体に懸濁するように濃度を高めることを自動的にかつ確実に行う医療、検査、診断、治療、研究、定量、定性、測定等に適用する磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法に関する。
技術的背景
近年、細菌等（例えば、Ｏ−１５７、クリプトリポリジウム、サルモネラ菌等の水系溶存細菌、ＤＮＡ等の遺伝物質）の生体もしくは生体高分子等の目的物質について、分離、抽出、検査、測定等の種々の処理を行う必要性が高まっている。
そのためには、細菌等を培養し、また、遺伝物質等の場合には、増幅を行って目的物質の濃度を高めた上で種々の処理を行う必要性があった。
ところで、前記細菌等や遺伝物質等の目的物質は、大容量（例えば、数リットル）の液体に微小量懸濁した状態で得られるのが普通である。この目的物質について培養や増幅を行うには、この懸濁液から目的物質を抽出または分離する必要がある。
そのために従来では、目的物質が懸濁する大容量の懸濁液をフィルタを通過させて分離、抽出を行っていた。しかし、通常、その懸濁液には目的物質以外の夾雑物が数多く含まれており、そのような濁りや汚れがあるために、そのフィルタがメンブレンフィルタ等の場合には目詰まりを起こしやすく、大容量の懸濁物から目的物質を分離するのが困難または時間や手間がかかるという問題点を有していた。
また、細菌等のように人間等の生物に影響を与えるものを扱う場合を考慮して、人間の手を煩わせることの少ない、自動的に処理を行えるとともに、懸濁液の接液部分の取り替えが可能で洗浄の必要性がなく効率良く使用できかつ信頼性のある装置が望まれている。
そこで、本発明の第１の目的は、大容量の液体の濃縮を、効率的、迅速、かつ確実に行うことができる磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。
第２の目的は、夾雑物の存在によって濃縮、分離または抽出処理に影響を受けない磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。
第３の目的は、懸濁液との接液部分が容器やディスポ・チップ等の取り替え可能となる構造をとることを可能とし、また、単純な機構を用いることによって、洗浄の必要のない扱い易くまた低価格の磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。
第４の目的は、人間の手を煩わせることのない自動化処理および一貫性のある処理に適した磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。
第５の目的は、細菌等の微生物やＤＮＡ物質等の生体高分子を扱うのに適した磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。特に、ＤＮＡ等の遺伝物質のＰＣＲ法による増幅に適した磁性粒子を利用した濃縮装置および磁性粒子を利用した濃縮方法を提供することである。
発明の開示
以上の技術的課題を解決するために、第一の発明は、吸引方向のみの液体の通過が可能な吸引用液通過路と、吐出方向のみの液体の通過が可能な吐出用液通過路と、その液通過路の外部から、液体に懸濁する目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子を液通過路の内壁に吸着させることによって分離することが可能な磁場を少なくとも一方のその液通過路内に及ぼしかつ磁場を除去することが可能な磁力手段と、その各液通過路と連通し吸引された液体を貯溜する貯溜部と、その貯溜部内の圧力を調整して液体を吸引しかつ吐出する圧力調整手段とを有するものである。
ここで、「目的物質を直接的に捕獲する」とは、細菌等の目的物質を磁性粒子と結合させることによって捕獲することをいう。そのためには、目的物質と結合する物質をコーティング等によって磁性粒子にもたせる必要がある。例えば、前記磁性粒子にガラスをコーティングし、そのガラスにＤＮＡ等の遺伝物質を吸着させて捕獲するような場合である。
「目的物質を間接的に捕獲する」とは、もともと分かれて独立して存在した磁性粒子、目的物質および担体を液中で懸濁させることによって、その担体が磁性粒子および目的物質の双方と結合することによって磁性粒子が目的物質を捕獲することをいう。その担体としては、例えば、ハイドロキシアパタイト等のゲル状物質やセルロースキャリア等がある。ハイドロキシアパタイト等のゲル状物質を担体として用いた場合には、そのゲル状物質が磁性粒子および目的物質の双方を内部に取り込むことによって捕獲する。また、セルロースキャリアを担体として用いた場合には、セルロースキャリアが有する穴や空隙に磁性粒子および目的物質を付着等をさせることによって捕獲する。捕獲は、目的物質が含まれる液体中に、磁性粒子または磁性粒子と担体を投入して混合または攪拌等を行うことによって可能である。また、磁性粒子に捕獲された目的物質は、攪拌や熱等による物理的処理によって、またはハイドロキシアパタイトのようにｐＨを調整して溶かしたり、試薬を混合する等の化学的処理によって磁性粒子から溶出または乖離することができる。
また、その吸引用液通過路および吐出用液通過路は、例えば、逆止弁等によって液体の吸引方向および吐出方向の通過のみを可能とする。逆止弁は、吸引用液通過路および吐出用液通過路の一部に設けられていても良いし、その吸引用液通過路および吐出用液通過路の外、例えば貯溜部に付属して設けられていても良い。尚、前記液通過路は、前記吸引口および吐出口を異なる容器に挿入した場合には、磁性粒子を分離する前の懸濁液と、後の残留液とが分けられるので、処理の効率化を図ることができる。同一の容器に挿入した場合にはその液通過路は循環路を形成し、吸引口と吐出口を入れ換えることなく分離を繰り返すことができる。
第一の発明によると、大容量の懸濁液を液通過路を通過させ、または吸引用液通過路から吸引し、吐出用液通過路から吐出するという単純な動作を全懸濁液について繰り返して行う際に、自動的に懸濁液中の磁性粒子を分離するので、懸濁液中の全磁性粒子を、簡単な構成で漏れなく、効率的かつ容易に分離することができる。
本発明によれば、分離した磁性粒子を任意の容量の液に再懸濁することによって、任意の倍率の濃縮を行うことができる。従って、その後の培養工程や増幅工程の効率化を図り、効率的にまたは短時間に目的物質が希薄に懸濁した大容量の懸濁液についてその濃度を高めることができる。
本発明によれば、磁性粒子によって目的物質を捕獲して、液通路の外部から、磁場を及ぼして磁性粒子を液通過路に吸着させて分離した状態で液通過路内に液を通過させることが可能である。したがって、夾雑物を吸引吐出動作によって排除できるので目的物質の分離、抽出等が妨げられることがない。
また、磁性粒子が担体を介して間接的に目的物質を捕獲する場合には、磁性粒子に対するコーティング等の加工を行う必要がないので、低価格で処理を行うことができる。
第二の発明は、第一の発明において、前記吸引用液通過路および吐出用液通過路が前記貯溜部の下側で下方に突出し間隔を空けて並設され、その貯溜部の上側に前記圧力調整手段が設けられたものである。本発明によれば、吸引用液通過路と吐出用液通過路とが間隔を空けて並設されているので、その間隔によって仕切られるような、容器を用意して各液通過路を挿入すれば、移動することなく吸引された液を別容器に吐出することができる。第二の発明によれば前記吸引用液通過路および吐出用液通過路が前記貯溜部の下側で下方に突出するように設けられその貯溜部の上側に前記圧力調整手段を設けるようにしたので装置をコンパクトに製造することができるとともに、特殊容器を用いることによって濃縮の処理を効率化できる。
第三の発明は、第一の発明または第二の発明において、前記吸引用液通過路と前記吐出用液通過路は、各々、細径の先端部分と太径の部分との略２段形状に形成されたものである。これによって、液通過路は、開口部が細い容器に対しても挿入可能であり、また、太径の部分で磁性粒子の分離を行うことにより、目詰まり等を防止することができる。第三の発明によれば、開口部が細い容器に対しても挿入可能であり、また、磁性粒子の分離を行う際に目詰まり等を防止することができる。
第四の発明は、第一の発明ないし第三の発明のいずれかにおいて、前記磁力手段は、永久磁石、電磁石または磁性体物質を前記液通過路の少なくとも一方の外部に設けたものである。尚、永久磁石の場合には、その液通過路に対して接近および離間可能に設けることによって磁場を及ぼしかつ除去する。
また、電磁石の場合には、電流を流しまたは遮断することによって磁場を発生しかつ除去する。さらに磁性体物質の場合には、その磁性体物質を磁化させまたは消磁させることによって磁場を発生しかつ除去する。これによって、確実に磁場を及ぼしかつ除去することができる。第四の発明によれば、液通過路の内部に確実に磁場を及ぼしかつ除去することができる。
第五の発明は、第一の発明ないし第四の発明のいずれかにおいて、前記貯溜部はシリンダを有し、前記圧力調整手段は、そのシリンダ内に嵌挿して摺動するプランジャを有するものである。ここで、貯溜部内では、吸引された液体の液面とピストンの下端面とは空気層を介して接触しないように制御するのが好ましい。これによって、機構部分と懸濁液との接触が避けられるので、洗浄なしに再利用が可能となる。また、そのプランジャの外周に沿ってＯリング用溝を設け、弾性体で形成されたＯリングをその溝に装着したものが好ましい。これによって、液漏れを確実に防止することができる。第五の発明は、貯溜部内では、吸引された液体の液面とピストンの下端面とは空気層を介して接触しないように制御することによって、汚染のおそれがない信頼性のある処理を行うことができる。
第六の発明は、第一の発明ないし第五の発明のいずれかにおいて、前記圧力調整手段は、その貯溜部に設けられた通気路と、その通気路を介してその貯溜部内の気体の吸入および排出を行うポンプとを有するものである。これによって、貯溜部に複雑な機構的な部分を設けずに済み、構造が簡単化できかつ洗浄等が容易である。第六の発明は、前記圧力調整手段は、前記貯溜部と通気路を介して、その貯溜部内の気体の吸入および排出を行うポンプと連通したものである。これによって、貯溜部には、複雑な機構的な部分を設けずに済み、構造が簡単化できるので、洗浄等が容易である。
第七の発明は、第一の発明ないし第六の発明のいずれかにおいて、前記貯溜部は前記圧力調整手段に対して着脱可能に設けられたものである。ここで、吸引用液通過路および吐出用液通過路は前記貯溜部と一体に形成しても良いし、貯溜部に対して着脱可能に設けても良い。本発明によれば、貯溜部は、吸引用液通過路および吐出用液通過路を含めて圧力調整手段に対して着脱可能に設けられているので、新たな貯溜部を装着することによって、洗浄することなく処理を進めることができるので迅速に処理が可能である。第七の発明によれば、貯溜部を圧力調整手段に対して着脱可能に設けたため、新たな貯溜部を装着することによって、洗浄することなく迅速に処理を進めることができるので効率が良い。
第八の発明は、第七の発明において、前記圧力調整手段は、前記貯溜部を取り外した場合には、液体の吸引方向および吐出方向の双方の通過が可能な１本のピペット・チップが装着可能なものである。これによって、同一の圧力調整手段を用いて、懸濁液と接触する部分のみを交換することによって、効率的に処理を行うことができる。
第九の発明は、第一の発明ないし第八の発明のいずれかにおいて、前記磁性粒子には、ハイドロキシアパタイトが焼結して固定され、その磁性粒子が懸濁する液のｐＨを調整して前記ハイドロキシアパタイトをゾル化またはゲル化することによって、前記ハイドロキシアパタイトに目的物質を捕獲させまたは乖離するものである。本発明によれば、ｐＨの調整という簡単な作業によって、ハイドロキシアパタイトをゲル化またはゾル化して磁性粒子に目的物質を捕獲させまたは目的物質を溶出または乖離させることができる。
第十の発明は、吸引口および吐出口を有し内部を液体が通過する液通過路と、その液通過路の外部から、液体に懸濁する目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子を液通過路の内壁に吸着させることによって分離することが可能な磁場を液通過路内に及ぼすことが可能な磁力手段と、その液通過路に設けられ、その液通過路の液体の移送方向に沿って、液体を移送するポンプを有するものである。
これによって、簡単な構成でかつ簡単な制御で、懸濁液中の磁性粒子を漏れなく液通過路中に分離し、また、再懸濁することができる。
なお、「ポンプ」として、例えば、その液通過路の一部または全体を弾性体で形成し、液体の移送方向に沿って、その液通過路を外部から順次収縮させながら液体を移送する蠕動ポンプを用いても良い。
その際、その懸濁液と移送のための機構的部分や磁力手段との接触がないので、その液通過路の洗浄または取り替えのみで、再利用することができる。細菌等の目的物質が懸濁する懸濁液と、機構的な部分との接触を避けまたは最小限にすることができる。特に、その弾性体部分を切断して取り出し可能に、例えば、カートリッジ化等によって形成することができる。この場合には、その部分に吸着した磁性粒子とともに取り出して再懸濁等の処理を行うことができる。
第十の発明によると、大容量の懸濁液を液通過路を通過させ、または吸引用液通過路から吸引し、吐出用液通過路から吐出するという単純な動作を全懸濁液について繰り返して行う際に、自動的に懸濁液中の磁性粒子を分離するので、懸濁液中の全磁性粒子を、簡単な構成で漏れなく、効率的かつ容易に分離することができる。
本発明によれば、分離した磁性粒子を任意の容量の液に再懸濁することによって、任意の倍率の濃縮を行うことができる。
また、磁性粒子が担体を介して間接的に目的物質を捕獲する場合には、磁性粒子に対するコーティング等の加工を行う必要がないので、低価格で処理を行うことができる。
第十一の発明は、第十の発明において、前記液通過路の途中に、分離した磁性粒子を再懸濁して吐出するために液通路を切り替える切り替え機構を設けたものである。ここで、切替えのためには、例えば、液通過路の途中に貫通孔を有するロータを回転可能に設け、懸濁液から磁性粒子を分離する場合には、その液通過路と連通するようにロータの回転位置を設定し、再懸濁の際には、液体の吸引方向および吐出方向の双方の通過が可能であって、内部に磁場を及ぼすことが可能な磁力手段を備えた別の液通過路（ピペット手段）と連通するような回転位置に設定するものであっても良い。第十一の発明によれば、再懸濁用の液通過路を分離用の液通過路と異なるものを用いることによって、効果的に分離と再懸濁を行うことができる。
第十二の発明は、第十の発明または第十一の発明のいずれかにおいて、前記液通過路の全体または体液通過路の一部は、分離した磁性粒子を吸着したまま、取り出し可能に設けられたものである。取り出し可能とする構成としては、例えば、液通過路全体を枠体等に取りつけている部材を外すことによって、または、液通過路の一部のみが液通過路の他の部分から取り外し可能に設けられているような場合がある。取り外した部分を、そのまま処理を行うための装置等に直接取り付けて用いるようにしても良い。第十二の発明によれば、液通過路の全部または一部を取り出すことで、分離した磁性粒子を利用することができるので、濃縮等の処理を容易に行うことができる。
第十三の発明は、第十の発明ないし第十二の発明のいずれかにおいて、前記磁性粒子には、ハイドロキシアパタイトが焼結して固定され、その磁性粒子が懸濁する液のｐＨを調整して前記ハイドロキシアパタイトをゾル化またはゲル化しることによって、前記ハイドロキシアパタイトに目的物質を捕獲させまたは乖離させるものである。本発明によれば、ｐＨの調整という簡単な作業によって、ハイドロキシアパタイトをゲル化またはゾル化して磁性粒子に目的物質を捕獲させ、または目的物質を溶出または乖離させることができる。
第十四の発明は、第一の発明ないし第十三の発明のいずれかに記載された前記濃縮装置と、その濃縮装置自体および／またはその濃縮装置外に載置された容器、の移動を可能とする移動手段と、前記液体駆動手段、磁力手段および／または移動手段の動作の制御を行う制御手段と、を有するものである。これによって、濃縮処理を一括して自動化することができる。
第十五の発明は、第十四の発明において、前記容器は、前記液通過路の吸引口と前記液通過路の吐出口が各々挿入される２つの槽を有し、２つの槽を仕切る仕切部の厚さは、その吸引口と吐出口との間の距離よりも薄く形成されるとともに、各液収容部の底部は、その仕切部に向かって下がり勾配の斜面を有するものである。これによって、大容量の液体を残らず吸引し、吐出することができる。迅速にかつ効率的に濃縮を行うことができる。
第十六の発明は、第十四の発明において、前記制御手段は、前記磁力手段がその液通過路に外部から磁場を及ぼした状態で、目的物質が直接的または間接的に捕獲された磁性粒子が懸濁する第１の容量の懸濁液が収容された容器から吸引して、前記液通過路を通りその懸濁液を通過させることによって、前記磁性粒子をその液通過路の内壁に吸着させて分離し、前記第１の容量よりも小さい第２の容量の液が収容された容器に前記吸引口および吐出口を挿入し、磁力手段による磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁して細菌等の目的物質の懸濁液を濃縮するものである。
ここで、前記分離は、液通過路が吸引すべき懸濁液がなくなるまで続ける。吸引すべき懸濁液がなくなった場合においては、さらに、吐出された液についてその液通過路によって吸引することによって分離を行うことができる。このようにして、分離を繰り返すことによって、磁性粒子の分離をより確実に行うことができる。
第十七の発明は、懸濁液中の細菌等の目的物質を直接的または間接的に磁性粒子に捕獲させる捕獲工程と、目的物質を捕獲した磁性粒子が懸濁する第１の容量をもつ懸濁液を液通過路を通過させる際に、その液通過路の外部からその液通過路内に磁場を及ぼすことによってその通過路の内壁に磁性粒子を吸着して分離する分離工程と、目的物質を捕獲した磁性粒子を分離したその液通過路に磁場を及ぼさない状態で、第１の容量よりも小さい第２の容量をもつ液を通過させることによってその液中に目的物質を捕獲した磁性粒子を再懸濁する再懸濁工程と、その懸濁液中に懸濁する目的物質を捕獲した磁性粒子から目的物質を溶出し、磁性粒子のみを分離して、目的物質が濃縮された懸濁液を得る溶出工程とを有するものである。
ここで、目的物質のみが濃縮された懸濁液を得るための溶出工程は、例えば、懸濁攪拌等の物理的な処理によって、または所定の試薬等を混合した化学的な処理によって行われる。
第十八の発明は、第十七の発明において、前記分離工程は、目的物質が捕獲された磁性粒子が懸濁する第１の容量の懸濁液が収容された容器からその懸濁液を吸引して、その液通路の外部から磁場を及ぼす状態で、その懸濁液をその液通過路を通過させることによって前記磁性粒子を各液通過路の内壁に吸着させて分離させるものであり、前記再懸濁工程は、前記第１の容量よりも小さい第２の容量の液が収容された容器に、磁力手段による磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁する。
第十九の発明は、第十七の発明または第十八の発明のいずれかにおいて、前記分離工程は、磁力手段によって吸引用液通過路および吐出用液通過路に外部から磁場を及ぼす状態で、目的物質が捕獲された磁性粒子が懸濁する第１の容量の懸濁液が収容された容器から吸引用液通過路を介して懸濁液を貯溜部に吸引し、その吐出用液通過路を介して貯溜部から吐出することによって前記磁性粒子を各液通過路の内壁に吸着させて分離させるものであり、前記再懸濁工程は、前記第１の容量よりも小さくかつその貯溜部の容量と同程度以上の第２の容量の液が収容された容器に前記吸引用液通過路と吐出用液通過路を挿入し、磁力手段により磁場を及ぼさない状態で、第２の容量の液を吸引しかつ吐出することによって再懸濁するものである。
また、「第１の容量よりも小さくかつその貯溜部の容量と同程度以上の第２の容量」としたのは、その濃縮装置の各液通過路の内壁に吸着して分離させた磁性粒子を効率的かつ確実に再懸濁させるためには、その装置が分離した磁性粒子に一度の吸引または吐出で加えうる最大の液量である貯溜部を満たす程度の液量を用いれば、最大限効率的に磁性粒子を内壁から剥がして再懸濁を行うことができるからである。
第二十の発明は、第十七の発明ないし第十九の発明のいずれかにおいて、前記再懸濁工程によって再懸濁された懸濁液が収容された容器に、液体の吸引方向および吐出方向の双方の液体の通過が可能な液通過路およびその通過路と連通し第２の容量よりも小さい容量をもつ貯溜部をもち、その液通過路の外部から液通過路内に磁場を及ぼしかつ除去する磁力手段をもつピペット装置によって、その液通過路に磁場を及ぼした状態でその懸濁液を吸引および吐出することにより懸濁液中の磁性粒子を分離し、第２の容量よりも小さい第３の容量をもつ液体中に再懸濁したものである。
第二十一の発明は、第十七の発明ないし第二十の発明のいずれかにおいて、前記分離工程は、第１の容器に収容された全懸濁液を第２の容器に移した後、その第２の容器に収容された液を、その液通過路に外部から磁場を及ぼした状態で、さらに、その液通過路を介して吸引し、その第１の容器にその液通過路を介して吐出させることによって、第２の容器に収容された全液を第１の容器に移すものである。
第二十二の発明は、第十七の発明ないし第二十一の発明のいずれかにおいて、前記分離工程は、第１の容器に収容された全懸濁液を第２の容器に移した後、その第２の容器に収容された液を、その吸引用液通過路およびその吐出用液通過路に外部から磁場を及ぼした状態で、さらに、前記吸引用通過路を介して吸引し、その第１の容器に吐出用通過路を介して吐出させることによって、第２の容器に収容された全液を第１の容器に移すものである。これによって、懸濁液中に残留している磁性粒子をも漏れなく分離することができる。また、第１の容器に全液が移った場合には、さらに第十八の発明により繰り返すことが可能である。
第十六の発明ないし第二十二の発明によると、大容量の懸濁液を液通過路を通過させ、または吸引用液通過路から吸引し、吐出用液通過路から吐出するという単純な動作を全懸濁液について繰り返して行う際に、自動的に懸濁液中の磁性粒子を分離するので、懸濁液中の全磁性粒子を、簡単な構成で漏れなく、効率的かつ容易に分離することができる。
本発明によれば、分離した磁性粒子を任意の容量の液に再懸濁することによって、任意の倍率の濃縮を行うことができる。従って、細菌等の培養工程やＤＮＡ等の増幅工程を実行する前段階として、効率的にまたは短時間で、目的物質が希薄に懸濁した大容量の懸濁液について、その濃度を高めることができる。
細菌等の目的物質が懸濁する懸濁液と、機構的な部分との接触を避けまたは最小限にすることができるので、細菌等の微生物やＤＮＡ物質等の生体高分子を扱うのに適している。また、磁性粒子が担体を介して間接的に目的物質を捕獲する場合には、磁性粒子に対するコーティング等の加工を行う必要がないので、低価格で処理を行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係る磁性粒子を利用した濃縮装置等の実施の形態について、図面に基づいて説明する。また、この実施の形態は特に指定のない限り本発明を制限するものではない。第一の実施の形態に係る濃縮装置１０を、図１に基づいて説明する。
その濃縮装置１０は、略円筒状に形成され、吸引方向のみの液体の通過が可能な吸引用液通過路１１と、略円筒状に形成され、吐出方向のみの液体の通過が可能な吐出用液通過路１２とが下方に向けて平行して突出するように設けられている。
その吸引用液通過路１１と吐出用液通過路１２はポリプロピレン等によって形成されている。各液通過路１１、１２は、細径の先端部１１ａ，１２ａと、やや径の太い分離領域部１１ｂ，１２ｂとから形成されている。各径の太さは、例えば、細径が口径約２〜３ｍｍのオーダ程度であり太径の口径が約５ｍｍのオーダ程度であり、その各液通過路１１、１２の長さは、例えば、約１０ｃｍのオーダ程度である。その分離領域部１１ｂ、１２ｂの外部には、その液通過路１１ｂ、１２ｂ内に磁場を及ぼしその液通過路１１、１２を通過する懸濁液中の磁性粒子を、その液通過路１１、１２の内壁に吸着して分離することが可能となる大きさの磁場を及ぼし、また除去する磁力手段１３が設けられている。その磁力手段１３としては、例えば、永久磁石をその液通過路１１、１２の並び方向およびその液通過路１１、１２の突出方向に対して直交する方向に沿って、その液通過路１１、１２に対して接近および離間可能に設けることによって、または電磁石をその液通過路１１、１２の外部に設け、磁場を発生させ、もしくは除去するように、または、磁性体物質を設けその磁性体物質を磁化させもしくは消磁するように設けても良い。
その各液通過路１１、１２は、接続部１４を介して貯溜部１５と連通する。接続部１４は、貯溜部１５を形成するシリンダ状のハウジング１５ａの下端部に嵌着されネジ止め等によりハウジング１５ａに固定されている。接続部１４は２本の貫通孔が上下方向に穿設されその貫通孔に吸引方向のみの液の通過を可能とする逆止弁１４ａと、吐出方向のみの液の通過を可能とする逆止弁１４ｂとが設けられている。接続部１４のハウジング１５ａと接触する外周に沿ってＯリング用の溝が形成されその溝にＯリング１４ａが挿着されている。接続部１４の下端は、前記吸引用液通過路１１および吐出用液通過路１２が挿着可能なノズル１４ｄ，１４ｅが設けられている。
その接続部１４とそのハウジング１５ａにより囲まれた貯溜部１５には、前記圧力調整手段であるプランジャ１６が摺動可能に設けられている。
プランジャ１６の外周に沿って、例えば、２本の溝が形成されその溝には、Ｏリング１６ａが挿着されている。プランジャ１６は、例えば、図示されたような上死点１６ｃと接続部１４の上端の下死点との間（ストローク１６ｄ）で往復運動が可能である。
そのプランジャ１６を駆動するための機構は、指示によって所定角度および所定スピードでの正逆回転が可能なステッピング・モータ２０と、そのステッピング・モータ２０によって回転する回転軸２１と、その回転軸２１を軸支する軸受２３と、その回転軸２１に固定して設けられ外周面がプーリ等に形成された伝達駆動部２２と、前記プランジャ１６の中心近傍に穿設された穴１６ｂに固定され、上方向に向かって突出するように設けられたボールねじ１７と、内周面がそのボールねじ１７と螺合し外周面がプーリ等に形成され回転可能に支持されたボールねじ駆動部１８と、そのボールねじ駆動部１８と前記伝達駆動部２２との間に掛け渡されたタイミングベルトやチェーン等の伝達機構を有するとともにその伝達機構やボールねじ駆動部１８を軸支し、支持部材２４に固定されたアーム状部材１９と、ハウジング１５ａを固定するとともに支持部材２４に固定された固定部材２５とを有する。
さらに、その濃縮装置１０は、全体として、容器との間を移動可能にする移動部（図示せず）が設けられている。移動部は、濃縮装置１０を移動可能とする場合と、容器のみを移動可能とする場合および分注装置と容器の双方を移動可能とする場合がある。
尚、本実施の形態では、その濃縮装置１０自体および容器が載置されたステージの移動を行う移動部（図示せず）が設けられている。さらに、その濃縮装置１０の圧力調整手段に設けられたステッピングモータ２０や、磁力手段１３の磁場の制御を行うための制御手段であるコンピュータ、ＣＲＴ等の表示部、キーボード、マウス、フロッピー、ＣＤやＭＯ等のプログラムやデータが記録された記録媒体を読み取る読取装置等の入力部、インターネット等に接続する通信部等を有する情報処理装置（図示せず）が設けられている。
図２は、第二の実施の形態に係る濃縮装置３０を示すものである。図１と同一の符号は同一のもの表すので説明を省略した。図２（ａ）に示すように、第二の実施の形態に係る濃縮装置３０は、第一の実施の形態に係る濃縮装置１０と同様に吸引用液通過路１１と、吐出用液通過路１２とが下方に向けて平行して突出するように設けられている。
また、各液通過路１１、１２の分離領域部１１ｂ，１２ｂの外部には、各液通過路１１ｂ，１２ｂ内に磁場を及ぼし各液通過路１１、１２を通過する懸濁液中の磁性粒子を、その液通過路１１、１２の内壁に吸着して分解することが可能となる磁場を発生し、また除去することが可能でありかつ上下方向に移動可能な磁力手段３１が設けられている。その磁力手段３１としては、例えば、永久磁石をその液通過路１１、１２の並び方向およびその液通過路１１、１２の突出方向に対して直交する方向に沿って、その液通過路１１、１２に対して接近および離間可能に設けることによって、電磁石を設けて磁場を発生させもしくは除去させ、または、磁性体物質を設けて、磁化もしくは消磁するようにするのが好ましい。
その各液通過路１１、１２は、接続部１４を介して貯溜部３２と連通する。貯溜部３２は、シリンダ状のハウジング３２ａを有し、その下端部では、そのハウジング３ａに嵌着されネジ止め等により固定された接続部１４を有し、その上端部では、栓部３３が嵌着されネジ止め等により着脱可能に固定されている。その栓部３３の下端中央には円柱状の凸部３４が下方向に突出するように設けられている。その栓部３３および凸部３４の中心軸に沿って、貫通孔３３ａが設けられるととともに、その栓部３３がハウジング３２ａと接触する部分には、その栓部３３の外周に沿って溝３３ｂが穿設され、Ｏリングが挿着されている。その栓部３３の外周に沿って環状のフランジ３３ｃが設けられ、その栓部３３に挿着されたハウジング３２ａのそれ以上の挿入を止めてその貯溜部３２の位置決めがされる。
前記貯溜部３２は、貫通孔３２ａおよび通気管３５を介して、圧力調整手段としてのポンプ３６と連通する。そのポンプ３６によって、その貯溜部３２に気体が吸入され、貯溜部３２から気体が排気される。ポンプ３６にはプランジャ３７を有し上死点の位置と下死点の位置３７ｃとの間（ストローク３７ｄ）で上下運動が可能である。プランジャ３７の外周に沿って溝３７ａが形成され、その溝３７ａにはＯリングが挿着されている。そのプランジャ３７の中心近傍に穿設された穴３７ｂに固定され、下方向に向かって突出するように設けられたボールねじ３８と、内周面がそのボールねじ３８と螺合し外周面がプーリ等に形成され回転可能に支持されたボールねじ駆動部３９とを有する。
本実施の形態に係る濃縮装置３０は、前記吸引用液通過路１１、吐出用液通過路１２、接続部１４および貯溜部３２は、前記栓部３３に対して着脱可能に設けられている。その貯溜部３２等をその栓部３３から取り外した場合には、図２（ｂ）に示すように、前記突起部３４にピペットチップ５０が装着可能である。そのピペットチップ５０は、上部でその突起部３４に取り付けられる太径の貯溜部と、その貯溜部と連通し、その貯溜部より細径の液通過路とを有する。その液通過路は、さらに、磁場が内部に及ぼされ磁性粒子を内壁に吸着して分離する分離領域部と、その分離領域部より細径の先端部とを有する。そのピペットチップ５０を装着した場合には、前記磁力手段３１を、そのピペットチップ５０の分離領域部の位置にまで移動させて、その分離領域部に確実に磁場が及ぼされるように設定する。
第三の実施の形態に係る細菌等の懸濁液濃縮方法を図３に基づいて説明する。その方法は、前記濃縮装置３０を用いるとともに、前記吸引用液通過路１１と前記吐出用液通過路１２が各々挿入される２つの槽６２、６３を有する濃縮用の第１の容器６０および通常の第２の容器を用いる。
その濃縮用の第１の容器６０は、２つの槽６２、６３を仕切る仕切部６１の厚さは、その吸引用液通過路１１と吐出用液通過路１２との間の距離よりも薄く形成されるとともに、各槽６２、６３の底部は、その仕切部６１に向かって下がり勾配をもつ斜面が形成された容器である。
その細菌等の懸濁液の濃縮を行う場合には、予め、目的物質である細菌等が直接的または間接的に捕獲された磁性粒子が懸濁する大量の懸濁液を前記濃縮用容器６０の一方の槽６２に収容しておく。また、その濃縮装置３０の貯溜部３２の容量の大きさ程度の水や必要な試薬が溶けた水溶液を通常の容器に収容しておく。
前記磁性粒子が間接的に細菌等を捕獲するには、ハイドロキシアパタイト等のゲル状物質の微小な担体と、目的物質である細菌等と、コーティング等がされていないα−磁性粒子とを液中で混合または懸濁することによって行う。これによって、前記ゲル状物質の微小な担体が、前記細菌等およびα−磁性粒子を内部に取り込むことによって、α−磁性粒子が間接的に細菌等の目的物質を捕獲させるようにする。磁性粒子が直接的に細菌等を捕獲するには、磁性粒子自体に細菌等と結合可能な物質をコーティングしたβ−磁性粒子を用いる。
ステップＳ１で、操作者は、例えば、前記情報処理装置に指示を行うことによって、その濃縮装置３０を上下方向または水平方向に移動させることによって、その濃縮装置３０のその吸引用液通過路１１を、前記濃縮用容器６０のうち大量の懸濁液が収容されている槽６２に挿入し、その吐出用液通過路１２を、その濃縮用容器６０のうち空の槽６３に挿入する。次に、前記磁力手段１３の永久磁石または電磁石を各液通過路１１、１２の外部からその各液通過路１１、１２に接近させることによって、その液通過路１１、１２内に磁場を及ぼす。磁場を及ぼした状態で、前記プランジャ３７を上死点から下方向に動かすことによって、空気層を挟んだ状態で前記懸濁液を吸引用液通過路１１を介して貯溜部１５にまで吸引させる。
そのプランジャ３７の駆動は、前記ステッピング・モータ２０の回転駆動によって、回転する回転軸２１に固定された駆動部２２の回転が伝達機構を通してボールねじ駆動部３９を回転させる。そのボールねじ駆動部３９の回転によって、そのボールねじ駆動部３９と螺合するボールねじ３８を回転させずに下方向に並進移動させる。このボールねじ３８の並進移動によってそのプランジャ３７が下方向に移動し、吸引用液通過路１１からその懸濁液をその貯溜部３２に吸引する。懸濁液を貯溜部３２に吸引すると、前記プランジャ３７を下死点から上方向に移動させ、貯溜部３２に吸引された液は、前記吐出用液通過路１２を介して前記濃縮用の第１の容器６０の他方の空の槽６３に吐出される。
このようにして、その懸濁液が各液通過路１１、１２を通過する際に、その懸濁液に含まれる目的物質を担体を介して捕獲したα−磁性粒子が各液通過路１１、１２の内壁に吸着して分離される。この吸引および吐出は、一方の槽６２の全懸濁液を他方に移し替えるまで行われる。その移し替えが終了した後、濃縮装置３０を上方向に移動して、その容器６０を１８０°回転させるかまたはその濃縮装置３０を１８０°回転させた後再びその濃縮装置３０を下方向に移動させ、吸引用液通過路１１を移し替えた懸濁液が収容されている槽６３に、吐出用液通過路１２を空の槽６２に挿入する。その際、既に分離したα−磁性粒子はその液通過路に吸着させたまま、以上のステップを１回以上繰り返しても良い。これによって、懸濁液中のα−磁性粒子を、より一層確実に分離することができる。
ステップＳ２で、分離された磁性粒子は、その濃縮装置３０に吸着したまま、その濃縮装置３０を上方向に移動させて各液通過路１１、１２をその第１の容器６０から抜き出す。その後、その濃縮装置３０自体を、または、容器を載置するステージを水平移動することによって、濃縮装置３０の下方に第２の容器（図示せず）を載置させる。その濃縮装置３０を下方に移動させることによって、各液通過路１１、１２の双方をその第２の容器内に挿入する。次に、その濃縮装置３０の磁力手段３１の永久磁石または電磁石をその液通過路１１、１２から離間させかつ電磁石では電流を遮断させる。磁場を除去した状態で、その第２の容器から液の吸引吐出を繰り返すことによって分離した磁性粒子を液中に再懸濁する。  次に、その圧力調整手段に設けられた栓部３３に装着されていた貯溜部３２を取り外し代わりにピペットチップ５０をその栓部３３の突起部３４に装着する。また、磁力手段３１を移動してそのピペットチップ５０の分離領域部に位置するようにする。そのピペットチップ５０の分離領域部に磁場を及ぼした状態で前記第２の容器に収容された懸濁液の吸引および吐出を繰り返すことによって、担体を介して目的物質を捕獲したα−磁性粒子をそのピペットチップ５０に吸着して分離する。そのピペットチップ５０の貯溜部は前記濃縮装置３０の貯溜部３２よりも小容量であり、そのピペットチップ５０が吸引できる容量ずつ吸引吐出を繰り返すことによって行われる。
分離したその磁性粒子はそのピペットチップ５０に吸着されたままで、そのピペットチップ５０を上方向に移動し、そのピペットチップ５０が装着された装置自体または容器を移動させることによって、１〜２ｃｃの液が収容された第３の容器をそのピペットチップ５０の下方に位置させる。次に、そのピペットチップ５０に対し、前記磁力手段３１によって磁場を除去した状態で、吸引および吐出によって懸濁または攪拌し、α−磁性粒子および目的物質を捕獲した担体から目的物質を溶出または乖離させる。溶出または乖離を行うには、担体がハイドロキシアパタイトの場合には、ｐＨを調整した水溶液を用いること等によりハイドロキシアパタイトをゾル化または溶かすことによって、また、担体がセルロースキャリアの場合には、攪拌等の物理的処理によって、目的物質を溶出または乖離する。次に、磁力手段３１によってそのピペットチップ５０の分離領域部に磁場を及ぼしてその懸濁液を吸引吐出することによって、α−磁性粒子のみを分離領域部に吸着して分離し、分離したα−磁性粒子を除去し、目的物質が懸濁する濃縮された懸濁液を得ることができる。このようにして得られた目的物質が懸濁する濃縮液を用いて種々の処理を行うことができる。
その目的物質が、Ｏ１５７：Ｈ７に代表されるようなベロ毒素産生性大腸菌（ＶＴＥＣ）のベロ毒素（ＶＴ）遺伝子である場合に、得られたその遺伝子の懸濁液の増幅処理を行う場合について説明する。
前記濃縮装置３０のピペットチップ５０を取り外し、新たなピペットチップを装着する。また、前記ベロ毒素遺伝子を捕獲するために、抗体コーティング磁性粒子（β−磁性粒子）を用いる。
第四の実施の形態に係る濃縮装置７０について、図４に基づいて説明する。
本実施の形態に係る濃縮装置７０は、吸引口７４および吐出口７５を有し内部を液体が通過する弾性体で形成された液通過路７１と、その液通過路７１の外部から、液体に懸濁する目的物質を直接的または間接的に捕獲した磁性粒子を液通過路の内壁に吸着させることによって分離することが可能な磁場を液通過路内に及ぼすことが可能な磁力手段７２と、その液通過路７１の途中に設けられ、その液通過路７１に液体が通過するように駆動するためのペリスターポンプ（蠕動ポンプ）７３とを有するものである。
その濃縮装置７０は、吸引口７４を挿入した、目的物質を捕獲した懸濁液を収容した槽７６と、吐出口７５を挿入した異なる槽７７とを用いたものである。
前記ペリスターポンプ７３は、弾性体で形成されたその液通過路７１を液体の移送方向に沿って、その液通過路７１を外部から、回転抑圧部７８によってその液通過路７１を順次押圧し液体の移送方向に潰して収縮させながら液体を移送するものである。
そのペリスターポンプ７３を駆動させると、前記弾性体で形成されたその液通過路７１を回転押圧体が潰しながら進んで液体を吸引口から吐出口に向かって液体が通過する。その際、磁力手段７２の磁場の影響で、その懸濁液中に含有する磁性粒子がその液通過路７１の所定位置の内面に吸着して分離される。
尚、前記液通過路７１の途中に、分離した磁性粒子を再懸濁して吐出するために液通路を切り替える切り替え機構を設けても良い。また、前記液通過路７１は、磁性粒子が吸着して分離した場合に、前記ポンプ７３等の機構部分から全体または一部が取り出し可能に設けるようにしても良い。本実施の形態によれば、液体を液通過路を通過させるための機構と、液体とが全く接触しないので、その機構が液体によって汚染等されることが全くない。従って、液通過路を代えるだけで、再利用が可能であり、信頼性のある分離および濃縮を行うことができる。また、液通過路のみを取り出して、さらなる処理に利用することができるので、コンタミネションを避け、また処理を迅速化、簡単化することができる。
以上の実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、以上の説明では、圧力調整手段は、ピストンまたはピストン式ポンプの場合について説明したが、その場合に限られることなく、遠心式ポンプを用いても良い。また、ピストンは、ボールねじ機構で駆動する場合についてのみ説明したが、その場合に限られることなく、カム機構やリンク機構によって駆動する場合も含む。また、実施の形態で説明した部品のサイズ、素材、構造等や、用いた試薬の種類もこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る濃縮装置である。
図２は、本発明の第二の実施の形態に係る濃縮装置である。
図３は、本発明の第三の実施の形態に係る説明図である。
図４は、本発明の第四の実施の形態に係る濃縮装置である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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