(57)【要約】【課題】試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供する。【解決手段】本発明は、試料溶液Ｌ１に含まれる所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジ１０であって、試料溶液Ｌ１を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部１１と、カートリッジ胴部１１の一方の端部に形成された上部開口１１ｂと、カートリッジ胴部１１の他方の端部に形成され、試料溶液Ｌ１の抽出処理による廃液を排出するための排出側開口１３ａと、上部開口１１ｂに着脱可能な蓋部２１と、カートリッジ胴部１１に収容され、所定の物質を吸着する吸着媒体Ｍと、を有し、蓋部２１には、加圧方式の抽出処理を行う際に、加圧エアを供給するエアノズル３１を取り付けるためのノズル取付部２４が設けられている。【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所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジであって、
前記試料溶液を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部と、
前記カートリッジ胴部の一方の端部に形成された上部開口と、
前記カートリッジ胴部の他方の端部に形成され、前記試料溶液の抽出処理による廃液を排出するための排出側開口と、
前記上部開口に着脱可能な蓋部と、
前記カートリッジ胴部に収容され、前記所定の物質を吸着する吸着媒体と、を有し、
前記蓋部には、加圧方式の抽出処理を行う際に、加圧エアを供給するエアノズルを取り付けるためのノズル取付部が設けられていることを特徴とする、抽出処理用のカートリッジ。
【請求項２】
前記蓋部が前記カートリッジ胴部に連結部によって接続された構成であることを特徴とする請求項１に記載の抽出処理用のカートリッジ。
【請求項３】
前記ノズル取付部が前記エアノズルのエア噴射口に嵌合するように前記蓋部に形成された、環状の凸部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抽出処理用のカートリッジ。
【請求項４】
前記上部開口を密閉するように着脱可能な別の蓋部を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の抽出処理用のカートリッジ。
【請求項５】
前記試料溶液に含まれる核酸を抽出する抽出処理に用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の抽出処理用のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧方式，遠心分離方式，及び、吸引方式などの抽出処理に使用されるカートリッジに関し、特に、核酸抽出に好適なカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ポストゲノム（post-genome）の研究等では、ＤＮＡやＲＮＡの核酸抽出処理が行われている。核酸抽出処理においては、全血や組織を含む試料溶液を、核酸吸着媒体を備えた専用のカートリッジに注入し、ろ過工程によって、核酸を核酸吸着媒体に吸着させている。
【０００３】
ろ過工程としては、カートリッジをエアで加圧し、試料溶液を核酸吸着媒体に透過する加圧方式と、遠心分離装置によって透過させる遠心分離方式と、吸引装置によって、試料溶液を吸引することで透過させる吸引方式とがある（例えば、下記非特許文献１など）。
【０００４】
図７は、遠心分離方式のろ過システムを説明する図である。
図７に示すように遠心分離装置７０は、カートリッジホルダ７１を備えている。カートリッジホルダ７１には、廃液容器７４が保持され、該廃液容器７４に、試料溶液Ｌ１を収容したカートリッジ７２が装填される。カートリッジホルダ７１は、回転軸Ｃを中心に回転するように駆動制御される。遠心分離装置７０は、カートリッジホルダ７１を回転させると、カートリッジ７２に収容された試料溶液Ｌ１が核酸吸着媒体Ｍを透過して下部開口７５から排出され、廃液Ｌ２が廃液溶液７４に貯留する。ここで、遠心分離処理時には、試料溶液Ｌ１の漏れを防ぐため、カートリッジ７２の上部開口が蓋部７３によって密閉されている。
【０００５】
図８は、吸引分離方式のろ過システムを説明する図である。
図８に示すように、吸引装置８０は、減圧雰囲気を形成するための空間が内部に形成されたマニホールド８１と、該マニホールド８１内の空気を吸引する吸引ポンプとを備えている。抽出処理を行う際には、試料溶液Ｌ１が終了されたカートリッジ８２をマニホールド８１に固定し、マニホールド８１を減圧雰囲気に設定することで、カー取り意地８２の下部開口８５から試料溶液Ｌ１を吸引する。そして、試料溶液Ｌ１は、核酸抽出媒体Ｍを透過し、廃液が下部開口８５から排出されることで、所望の核酸を核酸抽出媒体によって抽出する。このとき、カートリッジ８２ａの上部開口８２ａは、減圧時に吸引を円滑に行うため、蓋部等で密閉することなく開放されている。
【０００６】
図９は、加圧方式のろ過システムを説明する図である。
図９に示すように、加圧装置９０は、加圧エアを供給するエアポンプ９６と、エアポンプ９６にエアホース９３を介して接続されたエアノズル９１とを備えている。そして、ろ過時には、エアノズル９１を、試料溶液Ｌ１を収容したカートリッジ９２の上部開口９２ａに押圧させた状態で、カートリッジ９２の内部に加圧エアを供給することで、試料溶液Ｌ１を核酸吸着媒体Ｍに透過させ、カートリッジ９２の下部開口９５から排出される廃液Ｌ２を廃液容器９４によって回収する。ここで、加圧時には、加圧エアがカートリッジ９２の外部へ漏れることがないように、エアノズル９１が弾性部材などで構成されるとともに、カートリッジ９２の上部開口９２ａに圧着した状態で保持される。
【０００７】
【非特許文献１】ＱＩＡＧＥＮ社、製品QIAamp DNA Blood Mini Kit、[online]、[平成１８年１月３１日検索]、インターネット＜http://www1.qiagen.com/Products/GenomicDnaStabilizationPurification/QIAampSystem/QIAampDNABloodMiniKit＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、加圧方式の抽出処理の場合には、上部開口側から加圧エアを送る必要があり、上部開口には、エアノズルを密着させる必要がある。図９にように、弾性部材のエアノズルを上部開口に直接取り付ける場合には、カートリッジの上部開口とエアノズルとの接触部で試料溶液の付着による汚染が生じ、他のカートリッジにも影響を及ぼすおそれがある点で改善の余地があった。
一方、加圧方式の抽出処理で使用するカートリッジは、上部開口が開放されていることが前提であるが、吸引方式や遠心分離方式では、開放されていないことが好ましいことから、共通して使用できるカートリッジの形状への要望があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、試料溶液に含まれる所定の物質を抽出する抽出処理用のカートリッジであって、前記試料溶液を内部に収容するように筒状に形成されたカートリッジ胴部と、前記カートリッジ胴部の一方の端部に形成された上部開口と、前記カートリッジ胴部の他方の端部に形成され、前記試料溶液の抽出処理による廃液を排出するための排出側開口と、前記上部開口に着脱可能な蓋部と、前記カートリッジ胴部に収容され、前記所定の物質を吸着する吸着媒体と、を有し、前記蓋部には、加圧方式の抽出処理を行う際に、加圧エアを供給するエアノズルを取り付けるためのノズル取付部が設けられていることを特徴とする、抽出処理用のカートリッジによって達成される。
【００１１】
本発明の抽出処理用のカートリッジは、加圧方式によって抽出処理を行い際には、蓋部をカートリッジ胴部の上部開口に装着し、該蓋部に設けられたノズル取付部にエアノズルのエア噴射口を取り付ける。そして、加圧エアを供給すれば、試料溶液が吸着媒体を透過するとともに、該吸着媒体に所定の物質が吸着される。このとき、エアノズルが、カートリッジ胴体などに直接接触させる構成ではないため、試料溶液の付着などによる汚染が生じることを防止することができる。
また、蓋部がカートリッジ胴部から着脱可能であるため、吸引方式の抽出処理に使用する場合には、該蓋部をカートリッジ胴部から取り外すことで、上部開口を開放した状態とすることができ、吸引効果を低下させることを回避できる。さらに、遠心分離方式の抽出処理に使用する場合にも、蓋部をカートリッジ胴部から取り外し、他の蓋部を取り付けることができる。このため、抽出処理の方式に関わらず、同一のカートリッジを使用することができるため、使い勝手が良い。
【００１２】
上記カートリッジは、蓋部がカートリッジ胴部に連結部によって接続された構成であることが好ましい。こうすれば、使用者がカートリッジ胴部と蓋部とを一対で取り扱うことができるため、試料溶液が蓋部を介して他のカートリッジに付着して汚染してしまうことがない。また、使用者は、吸引方式の抽出処理時などのように蓋部を使用しない場合でも、該蓋部がカートリッジ胴部とともに取り扱われるため紛失してしまうことがなく、扱い易い。
【００１３】
上記カートリッジは、ノズル取付部がエアノズルのエア噴射口に嵌合するように蓋部に形成された、環状の凸部であることが好ましい。こうすれば、加圧方式の抽出処理時には、エア噴射口を蓋部の環状の凸部に嵌め込むことで、該蓋部にエアノズルを固定させることができ、また、蓋部へのエアノズルの取り付けや取り外しが容易であるため、使い勝手が良い。
【００１４】
上記カートリッジは、上部開口を密閉するように着脱可能な別の蓋部を有していることが好ましい。こうすれば、吸引方式の抽出処理時のように、上部開口を密閉する場合には、別の蓋部を装着させればよく、吸引方式に適合する蓋部のみを用意する必要がない。
【００１５】
上記カートリッジは、特に、試料溶液に含まれる核酸を抽出する抽出処理に用いることに好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料溶液の付着による汚染を防止できるとともに、抽出処理の方式に関わらず共通して使用することができる、抽出処理用のカートリッジを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる抽出処理用のカートリッジの第１実施形態の構成を示す斜視図である。図２は、加圧方式の抽出処理時において、カートリッジ胴部に蓋部を取り付けた状態を示す要部拡大図である。なお、本実施形態では、全血，組織からＤＮＡを抽出する工程や、培養細胞，組織からＲＮＡを抽出する工程において、試料溶液を含まれる核酸を抽出する核酸抽出処理を例に説明する。しかし、本発明にかかる抽出処理用のカートリッジは、核酸抽出処理に限定されず、その他の抽出処理に用いることができる。
【００１８】
図１に示すように、カートリッジ１０は、円筒形状を有するカートリッジ胴部１１を有している。カートリッジ胴部１１の内部には試料溶液を収容する空間がある構成である。カートリッジ胴部１１の一方の端部（本実施形態において上側の端部）には、試料溶液を注入するための上方開口１１ｂが設けられ、他方の端部（本実施形態において下側の端部）には、抽出処理時に、廃液を排出する排出側開口１３ａが設けられている。上方開口１１ｂの外周縁部には、外側に突設する鍔部１１ｃが形成されている。鍔部１１ｃは、蓋部２１を上方開口１１ｂに後述する蓋部２１を装着した際に、カートリッジ１０内部の圧力によって該蓋部２１が内側に入り込むことを防止する。
【００１９】
カートリッジ胴部１１の下部には、漏斗状の底部１１ａが形成され、該底部１１ａの中央には、下方に突出し、且つ、カートリッジ胴部１１より小径であって、円筒形状を有する排出部１３が設けられている。排出部１３には、カートリッジ胴部１１の内部に連通するように、排出側開口１３ａが形成されている。
【００２０】
カートリッジ胴部１１の底部１１ａの上部には、試料溶液に含まれる所定の物質（本実施形態では核酸）を吸着して保持するため、多孔性物質で構成された吸着部材Ｍが備えられている。
【００２１】
カートリッジ１０は、上部開口１１ｂに着脱可能な蓋部２１を備えている。蓋部２１は、円形板状の蓋板部２２を有し、蓋板部２２のカートリッジ胴部１１側の面には、上部開口１１ｂの内側面に外周面が嵌合する環状の嵌合部２３が形成されている。また、蓋板部２２の上面（カートリッジ胴部１１とは反対側の面）の略中央部には、上方に向って立設された環状の凸部であるノズル取付部２４が形成されている。図２に示すようにノズル取付部２４は、加圧方式の抽出処理時において、後述する加圧エアを供給するためのエアノズル３１のエア噴射口３１ａが外周面に嵌め込まれる部位である。ノズル取付部２４には、蓋部２１をカートリッジ胴部１１に取り付けた状態で、該カートリッジ胴部１１の内部に連通するとともに、エアノズル３１のエア噴射口３１ａから供給されるエアをカートリッジ胴部内へ通すための通気口２４ａが形成されている。
【００２２】
蓋部２１は、カートリッジ胴部１１の外周面における、上部開口１１側の縁部に、連結部１４によって連結されている。カートリッジ１０は、カートリッジ胴部１１と、蓋部２１と、連結部１４とを、樹脂等で一体成形された構成としてもよい。
【００２３】
図３は、加圧方式によって抽出処理を行うシステムの一例を示す断面図である。図３に示すように、カートリッジ１０は、上部開口１１に蓋部２１を装着した状態で、カートリッジ胴部１１の外周面上方が保持機構Ｈ１によって保持される。
【００２４】
また、カートリッジ胴部１１の排出部１３側に、抽出処理時にカートリッジから排出される廃液Ｌ２を回収するための廃液回収容器３２が被された状態で保持機構Ｈ２に保持されている。
【００２５】
抽出処理時には、エアノズル３１のエア噴出口３１ａを蓋部２１のノズル取付部２４に取り付け、図示しないエアポンプ等のエア供給部から加圧エアを供給する。エアノズル３１のエア噴出口３１ａから噴出された加圧エアは、通気口２４ａを介してカートリッジ胴部１１の内部空間に導入される。すると、カートリッジ胴部１１内の圧力が急激に上昇することで、予め収容されていた試料溶液Ｌ１が吸着媒体Ｍを透過する。試料溶液Ｌ１が吸着媒体Ｍを透過する際に、核酸が吸着媒体Ｍに捕集されるとともに、それ以外の液体は、廃液Ｌ２として排出部１３の排出側開口１３ａを通過して、排出され、廃液回収容器３２に収容される。
【００２６】
本実施形態の抽出処理用のカートリッジ１０は、加圧方式によって抽出処理を行い際には、蓋部２１をカートリッジ胴部１１の上部開口１１ｂに装着し、該蓋部２１に設けられたノズル取付部２４にエアノズル３１のエア噴射口３１ａを取り付ける。そして、加圧エアを供給すれば、試料溶液Ｌ１が吸着媒体を透過するとともに、該吸着媒体Ｍに所定の物質が吸着される。このとき、エアノズル３１が、カートリッジ胴体１１などに直接接触させる構成ではないため、試料溶液ｌ１の付着などによる汚染が生じることを防止することができる。
また、蓋部２１がカートリッジ胴部１１の上方開口１１ｂから着脱可能であるため、吸引方式の抽出処理に使用する場合には、該蓋部２１をカートリッジ胴部１１から取り外すことで、上部開口１１ｂを開放した状態とすることができ、吸引効果を低下させることを回避できる。さらに、遠心分離方式の抽出処理に使用する場合にも、蓋部２１をカートリッジ胴部１１から取り外し、遠心分離に適した他の蓋部を取り付けることができる。このため、抽出処理の方式に関わらず、同一のカートリッジを使用することができるため、使い勝手が良い。
【００２７】
また、図１に示すように、蓋部がカートリッジ胴部に連結部によって接続された構成とすれば、使用者がカートリッジ胴部１１と蓋部２１とを一対で取り扱うことができるため、試料溶液Ｌ１が蓋部２１を媒介して他のカートリッジに付着して汚染してしまうことがない。また、使用者は、吸引方式の抽出処理時などのように蓋部２１を使用しない場合でも、該蓋部２１がカートリッジ胴部１１とともに取り扱われるため、紛失してしまうことがなく、扱い易い。
【００２８】
カートリッジ１０は、ノズル取付部２４がエアノズル３１のエア噴射口３１ａに嵌合するように蓋部２１に形成された、環状の凸部である構成とすれば、加圧方式の抽出処理時に、エア噴射口３１ａを蓋部２１の環状の凸部に嵌め込むことで、該蓋部２１にエアノズルを確実に固定させることができ、また、蓋部２１へのエアノズル３１の取り付けや取り外しが容易であるため、使い勝手が良い。
【００２９】
カートリッジ１０におけるエアノズル３１を蓋部２１に着脱可能とする構成については、本実施形態の構成に限定されず、適宜変形することができる。
【００３０】
図４（ａ）は、蓋部の変形例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の断面を示す図である。
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓋部４１は、円形状の蓋板部４２と、該蓋板部４３の下面に設けられ、カートリッジへの装着時に上方開口の内側面に外周面が嵌合する嵌合部２３が形成されている。また、蓋板部２２の上面の着中央部には、上方に向って立設された環状の内側凸部４４と、該内側凸部４４を囲むように外周側に率設された環状の外側凸部４５とが形成されている。内側凸部４４の内側には、エアノズル３１を蓋部４１に装着した状態で、エアノズル３１のエア噴出口３１ａに連通する通気口４４ａが開口している。エアノズル３１を蓋部４１に装着するときは、内側凸部４４の外周面がエアノズル３１のエア噴出口３１ａの内側面に嵌合するとともに、外側凸部４５の内周面がエアノズル３１の外周面に嵌合する。すると、エアノズル３１のエア噴出口３１ａ側の先端部が蓋部４１の内側凸部４４と外側凸部４５とによって固定される構成であるため、エアノズル３１を蓋部２１により一層確実に取り付けることができる。
【００３１】
図５（ａ）は、蓋部の別の変形例を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の断面を示す図である。
蓋部５１は、円形板状の蓋板部５２と、該蓋板部５２の下面に環状に立設された嵌合部５３とを有している。蓋板部５２の中央部には、エアノズル３１を嵌め込むための嵌合口５２ａが形成されている。本形態では、嵌合口５２ａが、ノズル取付部として機能し、加圧方式による抽出処理時には、蓋部５１をカートリッジに装着し、エアノズル３１の端部を蓋部５１の嵌合口５２ａに嵌め込んだ状態で、加圧エアを供給する構成である。
【００３２】
次に、本発明にかかるカートリッジの第２実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
【００３３】
図６は、本実施形態のカートリッジの要部斜視図である。図６に示すように、カートリッジ２０は、エアノズルを装着可能なノズル取付部２４を有する蓋部２１を備えているとともに、該蓋部２１とは別に、カートリッジ胴部１１の上方開口１１ｂを密閉するための蓋部６１を備えている。蓋部６１は円形状の密閉板部６２と、密閉板部の一方の面に環状に立設された嵌合部６３とを有している。吸引方式による抽出処理時のように、カートリッジ胴部１１の上方開口１１ｂを密閉する際には、蓋部６１の嵌合部６３を上方開口１１ｂの内側に嵌め込むことでカートリッジ２０を密閉する。なお、蓋部６１は、蓋部２１と同様に、連結部６４によってカートリッジ胴部１１に連結されている構成とすることが好ましい。
【００３４】
本実施形態のカートリッジ２０によれば、吸引方式の抽出処理時のように、上部開口１１ｂを密閉する場合には、別の蓋部６１を装着させることで、カートリッジ２０を密閉して吸引装置による吸引効果を低下させることがないうえ、また、吸引方式に適合する蓋部を別途用意する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態の抽出処理用のカートリッジの構成を示す斜視図である。
【図２】加圧方式の抽出処理時において、カートリッジ胴部に蓋部を取り付けた状態を示す要部拡大図である。
【図３】加圧方式によって抽出処理を行うシステムの一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）蓋部の変形例を示す斜視図である。（ｂ）図４（ａ）の断面を示す図である。
【図５】（ａ）蓋部の別の変形例を示す斜視図である。（ｂ）図５（ａ）の断面を示す図である。
【図６】第２実施形態のカートリッジの要部斜視図である。
【図７】遠心分離方式のろ過システムを説明する図である。
【図８】吸引分離方式のろ過システムを説明する図である。
【図９】加圧方式のろ過システムを説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，２０    カートリッジ
１１    カートリッジ胴部
２１，４１，５１，６１    蓋部
２４    ノズル取付部
Ｍ    吸着媒体
【図１】
2007203272.tif 000003
【図２】
2007203272.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007203272.tif 000009
【図８】
2007203272.tif 000010
【図９】
2007203272.tif 000011