(57)【要約】【課題】ＤＮＡやＲＮＡなどの抽出対象が吸着する担体を用いた抽出効率の高い生体高分子抽出方法を提供する。【解決手段】担体を含む微細管中で試料溶液等が担体の前後を往復して通過するように操作することにより、試料中の生体高分子の担体に対する吸着量を増加させて、生体高分子の抽出効率的を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料溶液に含まれる生体高分子を抽出する抽出方法であって、
抽出対象である生体高分子を吸着可能な担体を含んだ細管内に試料溶液を導入し、
試料溶液が担体を１回以上通過するように前後に送液することを特徴とする生体高分子抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、ＲＮＡ等の生体高分子を抽出する方法に関し、特に、生体高分子を吸着する担体を含む細管中で試料溶液等を操作することにより試料中の生体高分子を効率的に抽出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液、体液、組織、細胞などの生体材料からＤＮＡやＲＮＡを抽出する方法として、最も用いられている方法は、カオトロピック塩（グアニジン塩酸塩等）存在下においてＤＮＡやＲＮＡをＳｉＯ２等からなる担体に吸着させ、洗浄により夾雑物（抽出対象とするＤＮＡやＲＮＡ以外の物質）を取り除いた後、溶出溶液を加えてＤＮＡやＲＮＡを担体から溶出させて、ＤＮＡやＲＮＡを含んだ溶出溶液を得る方法が一般的である（特許文献１等参照）。この抽出方法において、担体には、シリカ粒子、ガラス、石英ウールやポリマーなどを用いることができる。この抽出方法における抽出のメカニズムについては、カオトロピック塩存在下で生体材料が溶解した後、遊離したＤＮＡやＲＮＡが負に帯電している担体に対してカチオン交換により吸着するものと推測される。したがって、ＤＮＡやＲＮＡの担体に対する吸着効率は、担体表面とＤＮＡやＲＮＡとの反応効率として考えることができる。
【０００３】
図４は、上記の抽出方法における作業手順を示す図である。図４示すように、担体３を含む抽出容器１に試料溶液を注入し、遠心機等によって試料溶液が抽出容器１から受容器２に向けて流動するよう遠心力を作用させて、担体３にＤＮＡやＲＮＡを吸着させている。図示しないが、その後、同様の操作によって夾雑物を取り除くための洗浄や、担体３に吸着したＤＮＡやＲＮＡの溶出といった作業を行うことができる。こうして、目的のＤＮＡやＲＮＡが溶出溶液とともに受容器２中に回収される。
【０００４】
【特許文献１】特許2680462号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、
上記の担体を用いた抽出方法では、ＤＮＡやＲＮＡの担体に対する吸着効率によって抽出収量が決まるため、収量のばらつきが大きく、十分な収量が得られない場合も多くあった。抽出効率を向上させるためには、抽出対象ごとに最適な担体や試料溶液、反応条件を調整するなどといった、煩雑な作業が必要となっていた。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＤＮＡやＲＮＡなどの抽出対象が吸着する担体を用いた抽出効率の高い生体高分子抽出方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、担体を含む微細管中で試料溶液等が担体の前後を往復して通過するように操作することにより、試料中の生体高分子の担体に対する吸着量を増加させて、生体高分子の抽出効率的を向上させることができることに想到した。また、夾雑物除去のための洗浄や吸着した生体高分子の溶出の際にも同様の操作を行うことにより、洗浄効率や溶出効率を向上させることができることに想到した。
【０００８】
すなわち、本発明は、試料溶液に含まれる生体高分子を抽出する抽出方法であって、抽出対象である生体高分子を吸着可能な担体を含んだ細管内に試料溶液を導入し、試料溶液が担体を１回以上通過するように前後に送液（往復送液）することを特徴とする生体高分子抽出方法を提供するものである。
【０００９】
本発明の生体高分子抽出方法において、往復送液は、抽出対象である生体高分子を担体に吸着させる吸着過程、吸着後の担体を洗浄する洗浄過程、及び担体に吸着した生体高分子を溶出させる溶出過程のそれぞれにおいて行うこともできる。
【発明の効果】
【００１０】
以上、説明したように、本発明の生体高分子抽出方法によれば、ＤＮＡやＲＮＡなどの抽出対象が吸着する担体を用いて簡便な操作で効率的に生体高分子を抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の生体高分子抽出方法を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。
【００１２】
図１は、本発明の生体高分子抽出方法を実施するための装置の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態では、ガラスやプラスチック等の基板上に径が１ｍｍ〜０．１ｍｍの微細な管状の流路（以下、「キャピラリー」と呼ぶ）を形成したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）チップを用いて試料溶液からの生体高分子抽出を行う。キャピラリー内には、抽出部として、抽出対象を吸着させるための担体が保持されており、キャピラリーの少なくとも一端には、試料溶液を送液するための圧力調整用ポンプが設けられている。担体としては、シリカモノリス、ガラス、ポリマーなどを用いることができる。
【００１３】
図１に示す装置において、まず、抽出対象のＤＮＡやＲＮＡなどを含む試料溶液をキャピラリー中に導入する。ポンプを作動して、試料溶液を抽出部に送り、図２に示すように担体を往復して通過するように前後に移動させる。その後、試料溶液をキャピラリーから排出する。続いて、抽出対象以外の夾雑物を取り除くための洗浄溶液をキャピラリー中に導入し、抽出部に送り、図２同様に担体を往復して通過するように前後に移動させる。その後、洗浄溶液をキャピラリーから排出する。続いて、担体に吸着した抽出対象を溶出させるための溶出液をキャピラリー中に導入し、抽出部に送り、図２同様に担体を往復して通過するように前後に移動させる。最後に、溶出溶液をキャピラリーから排出し、得られた溶出溶液内に抽出対象を得ることができる。
【００１４】
図１に示す装置を用いて上記の操作を行うと、試料溶液を担体に対して往復送液することで抽出対象の担体に対する吸着量を増大させることができ、洗浄溶液を担体に対して往復送液することで洗浄効率を増大させることができ、溶出溶液を担体に対して往復送液することで抽出対象の溶出量を増大させることができる。したがって、本実施形態の生体高分子抽出方法によれば、抽出対象であるＤＮＡやＲＮＡなどの抽出効率及び収量を増大させることができることとなる。
【００１５】
一方で、図３に示すように、試料溶液からＤＮＡやＲＮＡなどの抽出対象を抽出するための抽出部と、これにより抽出された抽出対象を検出・測定するための検出部とを一体化したＭＥＭＳチップを構成することも可能である。このＭＥＭＳチップの抽出部には、図１に示すのと同様な抽出対象を吸着する担体を有するキャピラリーが形成されており、検出部には、複数のビーズチップを有するキャピラリーが形成されている。尚、検出部については、他の検出手段から構成してもよい。
【実施例】
【００１６】
図４に示す従来の生体高分子検出方法を実施するためのキットが一般的に販売されている。このキットを用いた場合、遠心操作等により担体中に試料溶液を通過させるが、試料溶液が担体を一回しか通過しない上に、通過速度を最適とすることができない場合もあり、十分な収率を得ることはできなかった。これに対して、担体量を増加するといった対応をとることも可能であるが、キットの製造コストが高くなり、さらにＭＥＭＳを利用する場合には、送液圧力を大きくしなければならないという問題が生じてしまう。
【００１７】
これに対して、本実施形態の生体高分子検出方法によれば、吸着、洗浄及び溶出の各過程において、担体に対して溶液を数回〜数十回にわたって往復送液することにより、ＭＥＭＳチップ内の担体量を増加させずとも、高速かつ簡便な操作で、抽出対象の収率を向上することが可能である。
【００１８】
本実施形態の生体高分子検出方法に従って、図３に示すＭＥＭＳチップを用いて血液サンプルから核酸を抽出し、その収率を従来の方法とで比較検討した結果、血液サンプルごとに個体差はあるものの、概して２〜５倍の収量および収率の増大が確認された。また、往復送液は、吸着、洗浄及び溶出の各過程において同数とする必要はなく、それぞれ変化させることでさらに効果を上げることができる。例えば、吸着過程：洗浄過程：溶出過程＝１０：２：５のように設定したり、あるいは、吸着過程：洗浄過程：溶出過程＝１０：１：５のように洗浄過程では往復送液を行わない設定としたりすればよい。
【００１９】
尚、上記では試料溶液を血液とし抽出対象を核酸としているが、これに限らず他の生体高分子などについても、本実施形態の生体高分子検出方法を適用することができる。また、担体についても、抽出対象に適した材料からなる担体を適宜選択すればよい。また、試料は液体のみならず気体であっても、上記同様にして本実施形態の生体高分子検出方法を適用することができる。
【００２０】
以上、本発明の生体高分子抽出方法について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。今後、診断・検査用途を主としてＭＥＭＳデバイスが利用されていくことが想定され、より簡便で高性能なデバイスによって実施できるという点から、本発明の生体高分子抽出方法は幅広い利用が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の生体高分子抽出方法を実施するための装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す装置を用いて試料溶液を担体に対して往復送液する様子を示す図である。
【図３】抽出対象を抽出するための抽出部と、抽出された抽出対象を検出・測定するための検出・測定部とを一体化したＭＥＭＳチップの構成を例示する図である。
【図４】従来の生体高分子抽出方法における作業手順を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…抽出容器
２…受容器
３…担体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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