(57)【要約】【課題】血清などのゲノムＤＮＡ濃度が薄いサンプルを処理する際に大量のサンプルを搭載可能な核酸抽出キットを提供する。【解決手段】生体試料から核酸を分離抽出するための抽出フィルタ１６２を備えた抽出フィルタカートリッジ１６０と、少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル１２０、廃液を収容する廃液ウェル１３１、抽出された核酸を回収する回収ウェル１４０を備えるとともに、外周に試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第一容器１と、第一容器と別体とされて、少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル１２０、生体試料を導入するサンプルウェル１１０を備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第二容器２と、を有し、抽出フィルタカートリッジが第一容器における廃液ウェル上および回収ウェル上に担持可能として形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料から核酸を分離抽出するための抽出フィルタおよび前記抽出フィルタの少なくとも一方の面に積層されたサポートフィルタ部材を備えた抽出フィルタカートリッジと、
少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、廃液を収容する廃液ウェル、抽出された核酸を回収する回収ウェル、各前記ウェル形成面における前記試薬ウェルが形成された部分を覆う保護フィルム、を備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第一容器と、
前記第一容器と別体とされて、少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、生体試料を導入するサンプルウェルを備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第二容器と、
を有し、
前記抽出フィルタカートリッジが前記第一容器における前記廃液ウェル上および前記回収ウェル上に担持可能として形成されていることを特徴とする核酸抽出キット。
【請求項２】
前記第一容器における前記壁面に、核酸抽出装置に対する固定および位置合わせ機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の核酸抽出キット。
【請求項３】
前記第一容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されるとともに、前記第二容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されることを特徴とする請求項１または２記載の核酸抽出キット。
【請求項４】
前記第一容器および前記第二容器のウェル形成面には、該ウェル形成面を覆う保護フィルムが設けられ、該フィルムが試薬を吸引吐出する分注チップによって貫通可能に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の核酸抽出キット。
【請求項５】
前記ウェル形成面を覆う保護フィルムが、水蒸気バリア性を有することを特徴とする請求項４記載の核酸抽出キット。
【請求項６】
前記第二容器における前記保護フィルムが、前記サンプルウェルを覆わないように設けられることを特徴とする請求項４または５記載の核酸抽出キット。
【請求項７】
前記第一容器は、前記試薬ウェルが前後方向に複数延在するとともに、前記試薬ウェルの前記前後方向位置に前記廃液ウェルが連設されるとともに、前記廃液ウェルにおける前記前後方向と交差する幅方向における寸法が前記試薬ウェルの幅寸法より大きく設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の核酸抽出キット。
【請求項８】
前記第一容器においては、前記廃液ウェルが前記回収ウェルの幅方向両側に位置するように設けられることを特徴とする請求項７記載の核酸抽出キット。
【請求項９】
前記第一容器においては、前記廃液ウェルが幅方向両側に位置するように希釈攪拌ウェルが設けられることを特徴とする請求項７または８記載の核酸抽出キット。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか記載の核酸抽出キットを用いた核酸抽出方法であって、
生体試料と試薬を混合して核酸を溶出させる工程と、
前記核酸を溶出させた液体を、前記廃液ウェル上に担持させた前記抽出フィルタカートリッジに加える工程と、
前記抽出フィルタカートリッジ上の前記溶液から核酸を残して不純物を含む溶液を前記廃液ウェルに廃棄する工程と、
前記抽出フィルタカートリッジを前記回収ウェル上に担持させて抽出した前記核酸を回収する工程と
を有し、
核酸抽出の際に前記保護フィルムを貫通させて用いることを特徴とする核酸抽出方法。
【請求項１１】
前記保護フィルムの貫通に用いる器具が、溶液を吸引吐出する分注チップとされることを特徴とする請求項１０記載の核酸抽出方法。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか記載の核酸抽出キットを備え、
前記抽出フィルタカートリッジに液体を通過させるための抽出フィルタ加圧手段と、
前記抽出フィルタカートリッジを移動させる手段と、試薬類や試料の液体を吸引吐出により移動させるための分注手段と、
を有することを特徴とする核酸抽出装置。
【請求項１３】
前記抽出フィルタ加圧手段は、前記抽出フィルタカートリッジ上から加圧エアを供給して前記抽出フィルタに液体を通過させる加圧エア供給機構を有することを特徴とする請求項１２に記載の核酸抽出装置。
【請求項１４】
記分注手段には、吸引および吐出機構を備えた分注チップイナートおよび前記分注チップイナートの先端に着脱可能な分注チップからなる分注チップを有することを特徴とする請求項１２に記載の核酸抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸抽出キット、核酸抽出方法および核酸抽出装置に関し、特に遺伝子解析方法における生体試料から抽出された核酸を濃縮、精製し遺伝子解析処理を行う方法および装置に関する前処理の技術、また、前処理工程において試薬供給源および試料処理によって発生する廃棄消耗品類を汚染することなく廃棄することを可能にする核酸抽出用キットおよびこれを用いた核酸抽出方法に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子解析を医療現場などに導入する試みが行われている。これらは、生体試料から採取などした核酸について行う検査・解析のことである。生体試料とは対象の生物（生物の死体も含む）の血液、血清、血漿、精液、リンパ液等の各種体液、皮膚、毛髪、筋肉組織等の各種組織、糞便、尿等の各種排泄物又はこれらに由来する試料のことを示す。これらの検査により、疾患および発症リスク、感染症、悪性腫瘍などを早期に検出できる可能性がある。
【０００３】
核酸を生体試料から抽出することは遺伝子工学や臨床検査の分野で重要なプロセスである。例えば、人体などから血液や組織を採取し、同検査を行う場合、血液などの生物試料から、核酸のみを抽出・精製する必要がある。タンパク質や核酸を他の成分から分離するためには、物理的および化学的に生体試料を溶解処理後、抽出操作によりタンパク質や脂質を分解し核酸を遊離させる。その際、タンパク質や核酸を分離精製する過程は、試料のコンタミネーションを起こしやすい。抽出の標準的な方法としては、有機溶媒がよく用いられるが、この毒性、廃棄物処理の手間、また遠心分離作業の手間、試料への汚染や試料からの感染が問題となる。
【０００４】
核酸の抽出・回収方法として、ＢＯＯＭ法が知られている。ＢＯＯＭ法は、カオトロピック試薬と固相シリカなどとを組み合わせた核酸抽出技術であり、カオトロピックイオンの存在下で、核酸がシリカ表面に吸着することを利用したものである。
【０００５】
従来の方法は、破壊・遊離の工程と抽出分離の工程がそれぞれ別々に行われており、前処理として核酸の分離、抽出を一貫して行うことが出来ないため、両工程間で試料からの感染、試料への汚染の可能性、試料の取違いの可能性、試料間汚染（クロスコンタミネーション）の可能性が常に存在する。さらに、これらの操作に人手を要するため、不効率で、煩雑であり、従事者への病原体の感染の可能性も考えられる。
【０００６】
例えば固相抽出フィルタを用いる装置としては、特許文献１に示される核酸抽出装置が挙げられる。特許文献１では複数の試料を同時に処理するため、多数のカラムを２次元に配列した一体化カラムを用いる。この一体化カラム（抽出フィルタカートリッジ）を真空チャンバの上部開口部に気密に設置することにより真空チャンバを形成し、いわゆる吸引法による固相抽出を行う。核酸を抽出する場合は、核酸の担体への吸着、担体の洗浄、核酸の担体からの着脱・回収という一連の工程は行わねばならない。
【０００７】
また、核酸を抽出するための試薬類が入った容器（ウェル）や回収液容器、廃液容器を別個に装置へ取り付ける手法も提案されている（特許文献２）。特許文献２で開示されている核酸抽出装置およびカートリッジは、煩雑な試薬分注作業を行うことなく、機械に試料を添加するだけで処理できるため、複数の試料を、大量に処理することには適している。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献に開示されている技術では、これら抽出フィルタカートリッジや回収チューブ類、廃液チューブ類などを準備する手間が掛かり、機械に設置するだけでも十分な時間が必要とされている。さらに、それらの装置では、装置の運転前後に周囲への汚染の影響も考えられる。つまり、上記核酸抽出の工程において、一体化カラムあるいは容器などを装置内に多数設置および使用後に除去する必要があることから、振動などにより廃液が飛散する可能性も高く、まだ溶液によって発泡し、抽出した試料を汚染してしまう恐れがある。また廃棄する際にも、装置にセットされた廃液チューブの転倒や逸脱により汚染してしまう恐れがある。
【０００９】
また、上記煩雑さや廃棄物の転倒等の課題を解決するための手法も提案されている（特許文献３）。特許文献３に開示されている核酸抽出装置およびカートリッジは、廃液溜め、回収液溜め、サンプル溜め、処理試薬、核酸抽出フィルタおよびサンプルをすべて同一の容器に搭載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００２−５０６３８４号公報
【特許文献２】特許第３６３５６４５号公報
【特許文献３】特許第４９１１２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献に開示されている技術では、すべてを搭載するために、各部品の大きさを小さくしなければならないため、大量のサンプルを搭載することができず、例えば血清や血漿といった溶液中のゲノムＤＮＡ濃度が薄いサンプルを処理する場合、大量のサンプルが必要になるが、すべてを搭載することができない。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、試料から核酸を抽出する核酸抽出装置において、試料汚染を防ぎ、核酸抽出作業前後の煩雑な試薬類の準備と廃棄処理を、迅速且つ簡便に、そして自動的に大量のサンプルからも核酸を抽出することのできる核酸抽出用カートリッジおよび核酸抽出装置並びに核酸抽出方法を提供するという目的を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のように、本発明においては大量のサンプルを処理可能にするために、試薬類や廃液、核酸分離フィルタを搭載するカートリッジと、試料を格納し熱処理を行うカートリッジを分けて設けた。そして、これらのカートリッジを用いることにより、事前準備が不必要で、迅速簡便な核酸抽出方法、そして簡便かつ安全な廃棄処理を可能にしたものである。
【００１４】
本発明の核酸抽出キットは、生体試料から核酸を分離抽出するための抽出フィルタおよび前記抽出フィルタの少なくとも一方の面に積層されたサポートフィルタ部材を備えた抽出フィルタカートリッジと、
少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、廃液を収容する廃液ウェル、抽出された核酸を回収する回収ウェル、各前記ウェル形成面における前記試薬ウェルが形成された部分を覆う保護フィルム、を備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第一容器と、
前記第一容器と別体とされて、少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、生体試料を導入するサンプルウェルを備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第二容器と、
を有し、
前記抽出フィルタカートリッジが前記第一容器における前記廃液ウェル上および前記回収ウェル上に担持可能として形成されていることを特徴とする。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器における前記壁面に、核酸抽出装置に対する固定および位置合わせ機構を備えることができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されるとともに、前記第二容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されることが好ましい。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器および前記第二容器のウェル形成面には、該ウェル形成面を覆う保護フィルムが設けられ、該フィルムが試薬を吸引吐出する分注チップによって貫通可能に形成されていることができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記ウェル形成面を覆う保護フィルムが、水蒸気バリア性を有することができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記第二容器における前記保護フィルムが、前記サンプルウェルを覆わないように設けられることができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器は、前記試薬ウェルが前後方向に複数延在するとともに、前記試薬ウェルの前記前後方向位置に前記廃液ウェルが連設されるとともに、前記廃液ウェルにおける前記前後方向と交差する幅方向における寸法が前記試薬ウェルの幅寸法より大きく設定されることができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器においては、前記廃液ウェルが前記回収ウェルの幅方向両側に位置するように設けられることができる。
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器においては、前記廃液ウェルが幅方向両側に位置するように希釈攪拌ウェルが設けられることができる。
本発明の核酸抽出方法は、上記のいずれか記載の核酸抽出キットを用いた核酸抽出方法であって、
生体試料と試薬を混合して核酸を溶出させる工程と、
前記核酸を溶出させた液体を、前記廃液ウェル上に担持させた前記抽出フィルタカートリッジに加える工程と、
前記抽出フィルタカートリッジ上の前記溶液から核酸を残して不純物を含む溶液を前記廃液ウェルに廃棄する工程と、
前記抽出フィルタカートリッジを前記回収ウェル上に担持させて抽出した前記核酸を回収する工程と
を有し、
核酸抽出の際に前記保護フィルムを貫通させて用いることができる。
本発明の核酸抽出方法は、  前記保護フィルムの貫通に用いる器具が、溶液を吸引吐出する分注チップとされることができる。
本発明の核酸抽出装置は、上記のいずれか記載の核酸抽出キットを備え、
前記抽出フィルタカートリッジに液体を通過させるための抽出フィルタ加圧手段と、
前記抽出フィルタカートリッジを移動させる手段と、試薬類や試料の液体を吸引吐出により移動させるための分注手段と、
を有することができる。
本発明の核酸抽出装置は、前記抽出フィルタ加圧手段は、前記抽出フィルタカートリッジ上から加圧エアを供給して前記抽出フィルタに液体を通過させる加圧エア供給機構を有することができる。
本発明の核酸抽出装置は、記分注手段には、吸引および吐出機構を備えた分注チップイナートおよび前記分注チップイナートの先端に着脱可能な分注チップからなる分注チップを有することができる。
【００１５】
本発明の核酸抽出キットは、生体試料から核酸を分離抽出するための抽出フィルタおよび前記抽出フィルタの少なくとも一方の面に積層されたサポートフィルタ部材を備えた抽出フィルタカートリッジと、
少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、廃液を収容する廃液ウェル、抽出された核酸を回収する回収ウェル、各前記ウェル形成面における前記試薬ウェルが形成された部分を覆う保護フィルム、を備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第一容器と、
前記第一容器と別体とされて、少なくとも試薬を貯留する試薬ウェル、生体試料を導入するサンプルウェルを備えるとともに、外周に前記試薬ウェルの底部への突出よりも高い壁面を設けた第二容器と、
を有し、
前記抽出フィルタカートリッジが前記第一容器における前記廃液ウェル上および前記回収ウェル上に担持可能として形成されていることにより、生体試料をサンプルウェルに添加した核酸抽出キットを核酸抽出装置にセットして、核酸抽出処理を自動化しておこなうことが可能である。
【００１６】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器における前記壁面に、核酸抽出装置に対する固定および位置合わせ機構を備えることで、自動化された核酸抽出装置に核酸抽出キットをセットして核酸抽出処理をおこなうことが可能となる。
【００１７】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されるとともに、前記第二容器の試薬ウェルの開口面が同一面上に形成されることで、それぞれのウェル開口面に保護フィルムを設けることができる。
【００１８】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器および前記第二容器のウェル形成面には、該ウェル形成面を覆う保護フィルムが設けられ、該フィルムが試薬を吸引吐出する分注チップによって貫通可能（突き破り可能）に形成されていることにより、各ウェル内に収容された液を分注チップで吸引する際に保護フィルムを突き破ることができ、これにより、汚染、コンタミネーションの発生を防止することができる。
【００１９】
本発明の核酸抽出キットは、前記ウェル形成面を覆う保護フィルムが水蒸気バリア性を有することで、核酸抽出処理の正確性を来すことができる。
【００２０】
本発明の核酸抽出キットは、前記第二容器における前記保護フィルムが、前記サンプルウェルを覆わないように設けられることで、核酸抽出装置に核酸抽出キットをセットする前に、かつ、他のウェルの保護フィルムを開封する前に、生体試料をサンプルウェルに添加することが可能となり、他のウェルに対する、汚染、コンタミネーションの発生を防止することができる。
【００２１】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器は、前記試薬ウェルが前後方向に複数延在するとともに、前記試薬ウェルの前記前後方向位置に前記廃液ウェルが連設されるとともに、前記廃液ウェルにおける前記前後方向と交差する幅方向における寸法が前記試薬ウェルの幅寸法より大きく設定されることにより、廃液全量を廃液ウェルに収納した状態で核酸注出処理を終了することができ、これによって、核酸抽出後には装置内に廃液が残らず、廃液処理を簡素化することができる。したがって、廃液で汚染される可能性を充分低減することができる。
【００２２】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器においては、前記廃液ウェルが前記回収ウェルの幅方向両側に位置するように設けられることにより、試薬ウェルと回収ウェルとの間で抽出フィルタカートリッジを移動させる際に、廃液ウェルを跨ぐ距離を低減するとともに、廃液ウェルの容量を大きくすることが可能である。
【００２３】
本発明の核酸抽出キットは、前記第一容器においては、前記廃液ウェルが幅方向両側に位置するように希釈攪拌ウェルが設けられることにより、試薬ウェルと希釈攪拌ウェルとの間で抽出フィルタカートリッジを移動させる際に、廃液ウェルを跨ぐ距離を低減するとともに、廃液ウェルの容量を大きくすることが可能である。
【００２４】
本発明の核酸抽出方法は、上記のいずれか記載の核酸抽出キットを用いた核酸抽出方法であって、
生体試料と試薬を混合して核酸を溶出させる工程と、
前記核酸を溶出させた液体を、前記廃液ウェル上に担持させた前記抽出フィルタカートリッジに加える工程と、
前記抽出フィルタカートリッジ上の前記溶液から核酸を残して不純物を含む溶液を前記廃液ウェルに廃棄する工程と、
前記抽出フィルタカートリッジを前記回収ウェル上に担持させて抽出した前記核酸を回収する工程と
を有し、
核酸抽出の際に前記保護フィルムを貫通させて用いることにより、核酸抽出を自動化して行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の核酸抽出方法は、  前記保護フィルムの貫通に用いる器具が、溶液を吸引吐出する分注チップとされることにより、核酸抽出を自動化して行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の核酸抽出装置は、上記のいずれか記載の核酸抽出キットを備え、
前記抽出フィルタカートリッジに液体を通過させるための抽出フィルタ加圧手段と、
前記抽出フィルタカートリッジを移動させる手段と、試薬類や試料の液体を吸引吐出により移動させるための分注手段と、
を有することにより、核酸抽出を自動化して行うことが可能となる。
【００２７】
本発明の核酸抽出装置は、前記抽出フィルタ加圧手段は、前記抽出フィルタカートリッジ上から加圧エアを供給して前記抽出フィルタに液体を通過させる加圧エア供給機構を有することにより、核酸抽出を自動化して行うことが可能となる。
【００２８】
本発明の核酸抽出装置は、前記分注手段には、吸引および吐出機構を備えた分注チップイナートおよび前記分注チップイナートの先端に着脱可能な分注チップからなる分注チップを有することにより、核酸抽出を自動化して行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、核酸を抽出するための抽出フィルタを試薬容器上に直接担持して抽出を行えるようにしたことにより、１回の核酸抽出作業に用いる器具を簡素化し、人の手に掛かる作業がより容易となった。さらに容器に試薬を廃棄するために廃液ウェルを設けていることにより、自動核酸抽出機を使う際の試薬類の準備および核酸回収後廃液処理も簡略化し、迅速簡便で汚染のない核酸抽出が可能となった。
【００３０】
さらに本発明の核酸抽出装置によれば、自動核酸抽出機を使う際の試薬類の準備、および核酸回収後の廃液処理を簡略化し、迅速簡便で汚染のない核酸抽出が可能となった。より具体的には、抽出フィルタを備えたカートリッジが廃液ウェルおよび回収ウェル上に直接配置し、上記各構成要素により分離抽出作業を行えるようにしたことにより、抽出フィルタ加圧の溶液の飛散や抽出フィルタ部材の転倒等による汚染をなくし、抽出作業の簡易化が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る核酸抽出キットの第１実施形態における第一容器および第二容器を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る核酸抽出キットの第１実施形態における第一容器および第二容器を示す概略平面図である。
【図３】本発明に係る核酸抽出キットの第１実施形態における第一容器を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る核酸抽出キットの第１実施形態における第一容器を示す概略平面図である。
【図５】図４における矢視断面図である。
【図６】本発明に係る核酸抽出キットの第１実施形態における抽出フィルタカートリッジを示す概略図である。
【図７】本発明に係る核酸抽出装置の第１実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における核酸抽出方法を用いてサンプルから核酸を抽出するフローチャートである。
【図９】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１０】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１１】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１２】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１３】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１４】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１５】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【図１６】本発明に係る核酸抽出方法の第１実施形態における装置動作時の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る核酸抽出キット、核酸抽出方法および核酸抽出装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における核酸抽出キットを示す斜視図であり、図２は、本実施形態における核酸抽出キットの各ウェル形成面を示す平面図であり、図３は、本実施形態における核酸抽出キットの第一容器を示す平面図であり、図４は、本実施形態における核酸抽出キットの第一容器を示す平面図であり、図５は、図４における矢視断面図であり、図６は、本実施形態における抽出フィルタカートリッジを示す概略図であり、図において、符号１００は、核酸抽出キットである。
【００３３】
１．核酸抽出装置
本実施形態に係る核酸抽出キット１００は、後述のように生体試料１１０ａを第二容器２のサンプルウェル１１０に投入し、核酸抽出装置（図示しない）にセットして用いることで、自動的に核酸抽出作業を行うことを可能とするものである。
【００３４】
本実施形態に係る核酸抽出キット１００は、図１に示すように、試薬カートリッジ本体部としての第一容器１および第二容器２と、これら第一容器１および第二容器２から独立した抽出フィルタカートリッジ１６０と、を有するものとされる。
【００３５】
本実施形態に係る第一容器１は、図２に示すように、容器を構成する基材に試薬ウェル１２０、抽出時に分離された不要な溶液を廃棄する廃液ウェル１３１、抽出した核酸を回収する回収ウェル１４０、回収された核酸を希釈する希釈攪拌ウェル１５０を有している。
第一容器１の試薬ウェル１２０には、不要な溶液を洗い流す洗浄液、抽出フィルタカートリッジ１６０から核酸を溶出させる溶出液、核酸が溶出された液を希釈する希釈液等が収容されている。なおウェルに収納される溶液は、これらに限られない。
【００３６】
第二容器２には、図２に示すように、大量の生体試料１１０ａを収容可能なサンプルウェル１１０および大量収容可能な試薬ウェル１２０Ｂを有している。
第二容器２のサンプルウェル１１０は核酸抽出装置の温調部(図示しない)と接触可能な形状に設計されている。第二容器２の試薬ウェル１２０Ｂとしての溶解液ウェル１２２には、例えば細胞膜等の生体物質を融解する酵素および溶解液が収容されている。なおウェルに収納される溶液は、これに限られない。
【００３７】
本実施形態に係る核酸抽出用キット１００は、図７に示すような核酸抽出装置４００に固定し、分注チップ２００を用いた抽出作業を機械的に行わせることができる。
【００３８】
以下、各構成要素について説明する。なお、本発明の装置および各構成要素は、図面で示す構成に限らず、また本発明の作用効果を妨げない範囲で他の構成要素との組み合わせが可能である。
【００３９】
＜試薬カートリッジ本体部＞
第一容器１の形状は、核酸抽出装置に固定して用いることが可能であればよい。固定する方法としては、例えば図４に示すように、試薬カートリッジにツメ５を設け、装置側の図示しない位置固定手段に引っ掛けて左右方向位置を固定することが可能である。また、ステージ前方位置合わせ部６およびステージ後方位置合わせ部７を設け、装置側の図示しない凸部に引っ掛けて位置あわせをすることも可能だが、これに限るものではない。ステージ前方位置合わせ部６およびステージ後方位置合わせ部７は、固定および位置合わせ機構を構成している。
【００４０】
第一容器１には、図２，図３に示すように、試薬ウェル１２０を配列した領域、廃液ウェル１３１を形成した領域、回収ウェル１４０を形成した領域をそれぞれ配置することができる。
【００４１】
第一容器１は、図２に示すように、試薬ウェル１２０として、各ウェル１２１，１２４，１２５と，各ウェル１２７，１２８，１２６，１２９をそれぞれ前後方向に二列で配列した領域と、二列の領域に連続して、各ウェル１２１，１２４，１２５，１２７，１２８，１２６，１２９よりも左右方向の幅寸法の大きな吸着液ウェル１２３を配置した領域と、を直方体形状として配置されている。
【００４２】
第一容器１の試薬ウェル１２０の領域においては、図２〜図５に示すように、各ウェル１２３，１２１，１２４，１２５，１２６，１２７の開口面が同一面となるように形成されている。また、これらの各ウェル１２３，１２１，１２４，１２５，１２６，１２７の開口面と廃液ウェル１３１とも同一面に形成されている。
【００４３】
なお、ウェル１２６に隣接した孔部分１２９では、図１に示すように、後述する保護フィルム３で覆わずに、分注チップ２０１ａを一時載置、あるいは、分注チップ２０１ａの拭き取り用に内部にスポンジ等を配置することもできる。
【００４４】
吸着液ウェル１２３が、図２に示すように、各ウェル１２１，１２４，１２５，１２６，１２７，１２９よりも左右方向の幅寸法を大きく設定されたことで、ｍｌオーダーだった従来に比べて、収納する吸着液の量を数十ｍｌにまで増大することができる。
【００４５】
さらに、第一容器１は、吸着液ウェル１２３に連続して、これら試薬ウェル１２０の領域よりも幅が広い廃液ウェル１３１を形成した領域を直方体形状として、試薬ウェル１２０の領域に対して、図２〜図４に上下方向で示す前後方向位置に接続することができる。  廃液ウェル１３１の領域は、試薬ウェル１２０の領域に対して左右方向寸法が倍以上になるように設定されている。
【００４６】
廃液ウェル１３１が第一容器１における幅広の直方体形状の領域に設けられることで、収納する廃液の量を飛躍的に増大することができる。このため、例えば血清や血漿といった溶液中のゲノムＤＮＡ濃度が薄いサンプルを処理する場合にも、例えば数１０ｍｌ程度までの必要な量の液を排出することが可能となる。
【００４７】
廃液ウェル１３１を形成した第一容器１における幅広の直方体形状の領域には、その内部に回収ウェル１４０、希釈攪拌ウェル１５０、カートリッジ支持部（廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置）１３０、ステージ前方位置合わせ部６を形成することができる。
これら回収ウェル１４０、希釈攪拌ウェル１５０、カートリッジ支持部（廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置）１３０は、試薬ウェル１２０の開口面よりは低いが、廃液ウェル１３１に廃液を収容したときの液面より高い位置に抽出フィルタカートリッジ１６０を担持可能とされている。
【００４８】
廃液ウェル１３１は、試薬ウェル１２０の領域に接続されているが、この試薬ウェル１２０の幅寸法と同じ幅方向位置内に、回収ウェル１４０、希釈攪拌ウェル１５０、前後方向が配置される。
【００４９】
また、回収ウェル１４０における最低底部１４０ｂ、および、希釈攪拌ウェル１５０における最低底部１５０ｂが、図３に示すように、試薬ウェル１２０における、各ウェル１２７，１２８，１２６の最低底部１２７ｂ，１２８ｂ，１２６ｂ，１２９ｂと前後方向で同一直線状に一致して位置するように設けられている。これにより、後述するように、分注チップ２０１ａが回収ウェル１４０と各ウェル１２７，１２８，１２６，１２９のいずれかとの間を移動する際の移動を短縮するとともに、分注チップ２０１ａが希釈攪拌ウェル１５０と各ウェル１２７，１２８，１２６のいずれかとの間を移動する際の移動を短縮するように設定されている。
【００５０】
ここで、ウェルの最低底部１４０ｂ，１５０ｂ，１２７ｂ，１２８ｂ，１２６ｂ，１２９ｂとは、回収ウェル１４０，希釈攪拌ウェル１５０，ウェル１２７，１２８，１２６，１２９内の底部がもっとも低くなる位置に向けて縮径されて、収納させる液体を分注チップによって残余分なく吸引可能とするためのものであり、図５に示すように、最低底部１４０ｂ，１５０ｂ，１２７ｂ，１２８ｂ，１２６ｂ，１２９ｂの内径は、使用する分注チップ先端の外径よりもやや大きい程度に設定されている。なお、各ウェルにおいて、最上部の開口から最低底部まで、凹凸がないように縮径していることが好ましい。
【００５１】
回収ウェル１４０の希釈攪拌ウェル１５０と反対側、つまり、回収ウェル１４０の試薬ウェル１２０側となる廃液ウェル１３１上位置には、核酸の回収が終了した際に、抽出フィルタカートリッジ１６０を載置するための、抽出フィルタカートリッジ設置位置１３２となる抽出フィルタカートリッジ設置部１３２が設けられる。抽出フィルタカートリッジ設置部１３２上には、図４に破線で示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を着脱可能に固定することができる。
【００５２】
また、第一容器１は、図５に示すように、その外周に各ウェルの底部１２７ａ，１２８ａ，１２６ａ等の突出よりも高い壁面１ａあるいは脚部を設け、これにより第一容器１が自立する構造とすることが望ましい。このような構造とすることにより、ユーザーが操作中に一時的に置く際などに安定性が増す。さらに、当該壁面１ａには前述のツメ５およびステージ後方位置合わせ部７として装置への固定機構を設けることもできる。
【００５３】
廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置１３０は、図３に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を担持可能な形状となっており、このカートリッジ支持部１３０上には、図４に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を着脱可能に固定することができる。
本発明における担持可能な形状とは、担持された際に抽出フィルタカートリッジ１６０が固定して転倒などがない状態にできることを意味する。例えば抽出フィルタカートリッジ１６０の外形形状と、カートリッジ支持部１３０の開口部形状（あるいはその一部）を一致させることで、担持可能な形状とすることができる。
同様に、回収ウェル１４０も、図３に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を担持可能な形状となっており、このウェル１４０上には、図２に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を着脱可能に固定することができる。
【００５４】
廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置１３０、および、抽出フィルタカートリッジ設置部１３２は、図２，図４，図５に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を載置した際にその下部周縁位置を保持するとともに、後述するように図６に示す抽出フィルタカートリッジ１６０の下端となる排出部１６５の下側が廃液ウェル１３１に対向する位置とされ、この排出部１６５から廃液ウェル１３１に排出することが可能となる。
【００５５】
試薬カートリッジ本体部としての第一容器１において、廃液ウェル１３１と回収ウェル１４０とは、図２〜図４に示すように、隣接している。これは、後述するように、抽出工程において廃液ウェル１３１から回収ウェル１４０へと抽出フィルタカートリッジ１６０を移動させることによる。この移動の距離を最小限に抑えることにより容器上の汚染を防ぐことができる。
【００５６】
また、試薬カートリッジ本体部としての第一容器１において、廃液ウェル１３１と試薬ウェル１２０が形成されている領域についても、図２〜図４に示すように、隣接していることが好ましい。これも、試薬ウェル１２０は主に廃液ウェル１３１上の抽出フィルタカートリッジ１６０との間で分注作業を行うことによる。この位置構成を採用することにより、汚染防止や作業時間の短縮が期待される。
【００５７】
試薬カートリッジ本体部としての第一容器１における回収ウェル１４０は、図２に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０を格納するための役割も担っている。予め回収ウェル１４０に抽出フィルタカートリッジ１６０を担持させた様態で、核酸抽出キット１００として核酸抽出装置４００にセットすることができるため、扱いが容易である。
【００５８】
試薬カートリッジ本体部としての第二容器２は、図１，図２に示すように、第一容器１と別体として形成されるとともに、その高さ寸法が第一容器１よりも高くなるように設定され、サンプルウェル１１０に収容する生体試料１１０ａ、および、溶解液ウェル１２２に収容する、例えば細胞膜等の生体物質を融解する酵素および溶解液は、その収容量を増大することができる。このため、例えば血清や血漿といった溶液中のゲノムＤＮＡ濃度が薄いサンプルを処理する場合にも、例えば数十ｍｌ程度までの必要な量の液を使用することが可能となる。
【００５９】
第二容器２の各ウェル１１０，１２２の開口面は、図２，図７に示すように、同一面に形成されている。また、これらの各ウェル１１０，１２２の開口面は、第一容器１における各ウェル１２０の開口面よりも高さ位置が高くなるように設定されている。
【００６０】
試薬カートリッジ本体部として、第一容器１および第二容器２を形成する材料としては試料や試薬等に影響を与えないものであれば特に制限はないが、特にポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリルのいずれかを含む樹脂材料を用いれば、良好な可視光透過性を確保することができ、溶液の状態を確認することができる。ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレンやポリポリプロピレンとポリエチレンとのランダム共重合体を使用することができる。また、アクリルとしては、ポリメタクリル酸メチル、または、メタクリル酸メチルとその他メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレンなどのモノマーとの共重合体を使用することができる。また、これら樹脂材料を使用する場合、耐熱性や強度を確保することもできる。
【００６１】
第一容器１および第二容器２の形成方法としては、樹脂材料の場合には、射出成形、真空成形等の各種樹脂成形法や、機械切削などを用いることができる。
【００６２】
＜抽出フィルタカートリッジ＞
本実施形態の核酸抽出キット１００は、生体試料１１０ａから核酸を分離抽出するための抽出フィルタを備えた抽出フィルタカートリッジ１６０を備えている。抽出フィルタカートリッジ１６０は、図６に示すように、少なくとも抽出フィルタカートリッジホルダ１６１に抽出フィルタ１６２が固定されている。
【００６３】
抽出フィルタカートリッジ１６０は、図６に示すように、上側が開口した筒状の抽出フィルタカートリッジホルダ１６１の中央部に、核酸を吸着させるための抽出フィルタ１６２が略水平方向に保持される。この抽出フィルタ１６２の直下には、抽出フィルタ１６２の変形防止を目的として抽出フィルタ１６２と平行状態にサポートフィルタ１６３が配置されている。
抽出フィルタカートリッジホルダ１６１は、サポートフィルタ１６３より下方部が漏斗状に縮径するように形成され、その下端中心部にはノズル上の排出部１６５が所定の長さに突出形成されている。
抽出フィルタ１６２には、図６に示すように、そのろ過面である上面の周縁部と接触するように、円筒状のフィルタ押さえ１６４が設けられる。
【００６４】
抽出フィルタカートリッジホルダ１６１には、上部開口より、後述のサンプル溶液、洗浄溶液、回収液が分注され、上部開口より加圧機構３００から加圧エアが導入され、各溶液が抽出フィルタ１６２を通して排出部１６５から排出される。
抽出フィルタカートリッジ１６０の設置位置により、排出部１６５から排出された液は、廃液ウェル１３１または回収ウェル１４０のいずれかに流れ落ちて、排出もしくは回収される。
【００６５】
抽出フィルタ１６２は、核酸が吸着する多孔性材料を膜状に形成したものとされる。抽出フィルタ１６２の多孔性材料は、洗浄液による洗浄時には核酸を吸着保持し、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いる。
本実施形態におけるこの多孔性材料は、ガラスウール等の繊維状の材料を重ねあわされたものを含む。なお、フィルタの材料は有機物質の存在下で生体物質を吸着することができるものであれば特に限定されないが、親水基として水酸基を導入した多孔性材料を用いることが好ましい。
抽出フィルタカートリッジホルダ１６１としては、上述した第一容器１および第二容器２と同様に、樹脂等の材料を用いることが可能であり、また同様の形成方法を採用することができる。
【００６６】
さらに、サポートフィルタ１６３を抽出フィルタ１６２の下部に積層してもよい。加圧機構による加圧などにより抽出フィルタ１６２が撓んでしまい、望まない部分からの溶液の漏れが起こる恐れがあるが、比較的剛性の高いサポートフィルタ部材１６３を積層しておくことにより、これを防ぐことができる。
サポートフィルタ１６３の作成方法としては、樹脂の粒を焼き固めて作成したフィルタを用いることが好ましいがこれに限定されるものではなく、反応に影響のある物質が溶出されず溶液が濾過できることができる孔を有していればよい。素材としては、溶液がフィルタを介して通過できるように、多孔質に形成できるものであれば特に限定されるものではない。
【００６７】
フィルタ押さえ１６４は、図６に示すように、抽出フィルタ１６２のろ過面である上面の周縁部と接触し、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１の内壁面とフィルタ押さえ１６４の外周面との間に生じる摩擦で抽出フィルタカートリッジホルダ１６１内に支持されることにより、フィルタ押さえ１６４の端部で押さえられた抽出フィルタ１６２の浮き上がりが防止される。上述の支持態様に鑑みると、フィルタ押さえ１６４の外径と抽出フィルタカートリッジホルダ１６１の内径とがほぼ同一とされることが望ましい。
【００６８】
抽出フィルタ１６２のろ過面をできるだけ大きく確保する観点からは、フィルタ押さえ１６４端面の面積は極力小さい方がよく、抽出フィルタ１６２のろ過面の面積の３０％以下とされるのが好ましい。
ただし、抽出フィルタ１６２の浮き上がりを確実に抑えつつ保持するには、フィルタ押さえ１６４に一定の剛性が必要とされるため、フィルタ押さえ１６４の厚みは、０．２ｍｍ以上必要であり、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６９】
フィルタ押さえ１６４の高さ（軸線方向の寸法）は、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１側面部の高さの半分以上かつ抽出フィルタカートリッジホルダ１６１側面部の高さ以下とされており、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１側面部の高さと同一または抽出フィルタカートリッジホルダ１６１側面部の高さよりわずかに低い値とされるのが好ましい。フィルタ押さえ１６４の高さがこれより小さいと、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１との接触面積が小さくなり、抽出フィルタ１６２を保持するための摩擦力が不十分となる。また。抽出フィルタカートリッジホルダ１６１側面部の高さを超えてしまうと、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１の上面開口部からフィルタ押さえ１６４が突出するため、核酸抽出等の処理における各工程の実行の妨げとなる。
【００７０】
また、核酸を精製・抽出する工程において、溶解液、洗浄液等が抽出フィルタカートリッジ１６０に分注されるが、最大量が分注された場合でも、液面が抽出フィルタカートリッジ１６０内のフィルタ押さえ１６４より高くならないようにフィルタ押さえ１６４の高さが設定されるのが好ましい。これは、液面がフィルタ押さえ１６４より高くなると、フィルタ押さえ１６４の外周面と抽出フィルタカートリッジホルダ１６１内面との隙間に液体が浸入し、空気層による圧力が掛かり難く、且つ詰まってしまう可能性が高くなるためである。このような事態が生じると、乾燥工程においては乾燥不十分となり、抽出フィルタ１６２の洗浄で用いた洗浄液中のエタノールが残留してしまう。その結果、抽出フィルタ１６２から核酸を回収した際に、回収した核酸にエタノールが混入してしまい、回収した核酸を用いた反応に関する不具合の発生率が高くなる。
【００７１】
フィルタ押さえ１６４を形成する材料としては、洗浄等に用いる溶媒に溶解せず、試料や試薬等に影響を与えないものであれば制限はないが、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１と同様に、特にポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリルのいずれかを含む樹脂材料を用いることが好ましい。形成方法についても、成型、切削等各種方法が用いられてよい。
【００７２】
抽出フィルタカートリッジホルダ１６１へのサポートフィルタ１６３、抽出フィルタ１６２、フィルタ押さえ１６４の挿入方法としては、公知の組み立てロボットや製造方法を用いることができ、抽出フィルタカートリッジホルダ１６１にサポートフィルタ１６３、抽出フィルタ１６２、フィルタ押さえ１６４の順にそれぞれが水平になるよう積層できる方法であれば特に好適に用いることができる。
【００７３】
＜保護部材＞
本実施形態に係る核酸抽出用キット１００は、図１に示すように、異物の混入や汚染を防ぐために、第一容器１上および第二容器２上に保護部材を設けることが好ましい。本実施形態では、試薬ウェル１２０の開口端面に対して、第一容器１上が第一容器封止フィルム３よってシールされ、第二容器２上が第二容器封止フィルム４によってシールされている。第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４は、複数の試薬ウェルを一枚のシールで覆うようにしてもよく、あるいは試薬ウェルが形成された領域全面を一枚のシールで覆うようにしてもよい。
【００７４】
さらに、第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４を、図７に示す分注の際に用いる分注チップ２００の先端（分注ピペットチップ）で貫通可能な強度のものを用いることによって、第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４上から分注チップ２００を貫通させてウェルから試薬類を採取し、核酸抽出作業を行えることから、第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４を予め剥離する必要がなく、試薬等の汚染の心配がない。
【００７５】
第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４には、試料や試薬に影響を与えないフィルム形状のものを任意に用いることができ、例えばプラスチックフィルムとして、各種ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレート等のポリエステル、又はアルミニウム等の金属薄膜を用いることができる。
第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４は、各試薬ウェル１２０を封止するために試薬ウェル１２０毎の口部分でそれぞれ密封状態となるように接着する。第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４をプラスチックフィルムとした場合には、熱、レーザーなどの溶着などでシールすることができる。
【００７６】
また、第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４に透明性を有するものを用いれば、熱溶着後において、溶着面を目で見ることによりシール性を識別できるという利点がある。当該フィルムにおける「透明性を有する」とは、溶着性を視認可能なように、少なくとも可視光領域の一部が透過すれば充分である。なお、第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４の構成は、積層構造としてもよい。例えば、フィルムの片側は溶着面としてプラスチックフィルムを露出させ、他方の側にＳｉＯ２等の無機材料を積層し、密閉性を向上させてもよい。
【００７７】
＜分注チップ＞
試薬類の分注に用いる分注チップ２００についても、汚染を防ぐために、核酸抽出キット１００と同様に１回の核酸抽出ごとに廃棄することが望ましい。そこで、本実施形態の核酸抽出装置４００では、図７に示すように、液体の吸引・吐出機能を備えた分注チップイナート２１０と、分注チップイナート２１０に着脱可能な分注チップ２００を分離して備えることにより、分注チップ２００を廃棄すればよい構成となっている。
【００７８】
分注チップ２０１ａ〜２０１ｄは、1回の核酸抽出作業で用いる分注チップ２０１ａ〜２０１ｄを一つに収納することができる分注チップラック２０２に格納した様態で、装置に設置することが好ましい。このような構成とすることで、作業終了後に分注チップラック２０２ごと分注チップ２０１ａ〜２０１ｄを廃棄することができるため、廃棄作業が容易である。
【００７９】
分注チップラック２０２は、外周を分注チップ収納部分の底部の突出よりも高い壁面あるいは脚部を設け、これにより自立する構造とすることが望ましい。このような構造とすることにより、ユーザーが操作中に一時的に置く際などに安定性が増し、転倒などによる生体試料の汚染を防ぐことができる。さらに、分注チップラック２０２には、分注チップ収納部分に蓋（図示しない）を備えるようにすることで、使用前の異物の混入や汚染を防ぎ、また抽出後には分注チップ２０１ａ〜２０１ｄに付着した溶液の飛散による汚染を防ぐことができる。
【００８０】
＜核酸抽出装置＞
図７は、本実施形態の核酸抽出キット１００を設置した核酸抽出装置４００の構成要素を示した斜視図である。
本発明の核酸抽出装置４００は、図７に示すように、少なくとも試料溶液を抽出フィルタに試料液体を通過させるための加圧機構３００と、抽出フィルタカートリッジ移動手段３１０と、試薬類や試料の液体を移動させるための分注手段としての分注チップイナート２１０および分注チップ２００とを備えている。
【００８１】
核酸抽出キット１００は、着脱可能な固定台に設置して用いることができる。本実施形態の核酸抽出装置４００は、各ウェルをまとめた第一容器１に抽出フィルタカートリッジ１６０を搭載して一つの容器として設置することができ、カートリッジ設置以降の作業を自動化することができ、抽出工程を簡易化することができる。このとき、第二容器２は、第一容器１とは別に核酸抽出装置４００の固定台に設置する。これにより、収容量の多い第二容器２のウェル１１０あるいはウェル１２２内に収納された液を加温する際に、第一容器１に対して過度に加熱するような不具合が発生することを防止できる。
【００８２】
本実施形態の核酸抽出装置としては、上述のような核酸抽出キット１００の形態に限られるものではなく、本実施形態の核酸抽出装置は、抽出フィルタカートリッジ１６０を廃液ウェル１３１および回収ウェル１４０上に直接配置して、分注作業が行えるようにしたことにより、抽出フィルタ加圧の溶液の飛散や抽出フィルタ部材の転倒による汚染をなくし、抽出作業の簡易化を実現するものである。
以下、本実施形態の核酸抽出装置における各構成要素について詳細に説明する。
【００８３】
抽出フィルタ加圧手段としては、エアポンプの下流側に電子レギュレータを接続した加圧機構３００とされ、この加圧機構３００により空気や窒素等の気体を抽出フィルタカートリッジ１６０上から加圧して送るものとされる。これにより、抽出フィルタカートリッジ１６０に導入した溶液の一部を抽出フィルタ１６２に通過させ、分離を行うための構成要素とされている。ここで、抽出フィルタ加圧手段が、電子制御レギュレータを備えていることで、加圧エアの印加圧力を任意に設定することが可能である。
【００８４】
抽出フィルタカートリッジ移動機構３１０は、抽出フィルタカートリッジ１６０を初期位置から廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置１３０または回収ウェル１４０上に移動させて設置するものである。
本実施形態の核酸抽出装置４００では、図７に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０に形成された顎部で支持する抽出フィルタ移動機構３１０が加圧機構３００の下部に設けられており、移動機構と共に設けられた昇降機構により、移動後に加圧機構３００を降下させるだけで加圧工程を行えるようになっている。
【００８５】
ウェルに格納された試薬類や試料の液体を分注するための分注手段としては、分注ピペットを用いることができる。本実施形態の核酸抽出装置４００では、図７に示すように、分注手段は液体の吸引・吐出機構を備えた分注チップイナート２１０と、着脱可能な分注ピペット先端部分である分注チップ２０１ａ〜ｄからなる。
【００８６】
本実施形態の核酸抽出装置４００では、複数の分注チップ２０１ａ〜ｄを備えることによって、溶液特性毎に分注チップを差し替えて、一つの分注チップイナート２１０で核酸抽出作業を行うことが可能である。この場合も分注チップイナート２１０を分注チップ２０１ａ〜２０１ｄ上まで移動させて、機械的に着脱可能とすることが好ましい。分注チップ２０１ａ〜２０１ｄは専用の分注チップラック２０２に収納し、核酸抽出キット１００と同時または個別に装置に設置することができる。
【００８７】
本実施形態の核酸抽出装置４００では、加圧機構３００、抽出フィルタ移動機構３１０、分注チップイナート２１０がそれぞれ移動手段を備えることで、核酸抽出キット１００を設置した後の抽出工程を自動化することができる。これらの移動手段は、共通する移動機構を用いてもよいし、それぞれ個別の移動機構として備えてもよい。
【００８８】
また、第一容器１および第二容器２を核酸抽出装置４００に設置する台座（図示しない）には、ヒートブロックを備えることができる。ヒートブロックにより、第一容器１のウェル１２１，１２７あるいは第二容器のウェル１１０といった一部のウェルを熱することで、一連の抽出工程を促進することも可能である。
【００８９】
２．核酸抽出方法
以下、本実施形態における核酸抽出方法について説明する。
図８は、本実施形態における核酸抽出方法を示すフローチャートであり、図９は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１０は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１１は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１２は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１３は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１４は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１５本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図であり、図１６は、本実施形態における核酸抽出方法における装置動作時を示す斜視図である。
【００９０】
本実施形態における核酸抽出方法は、図８に示すように、ステップＳ１からステップＳ１５までの工程によって、核酸抽出を行うものとされる。
本実施形態では、核酸抽出方法の例として血清からの核酸抽出について説明する。
【００９１】
なお、生体試料として、血液、血漿、血清、精液、リンパ液等の各種体液、皮膚、毛髪、筋肉組織等の各種組織、糞便、尿等の各種排泄物又はこれらに由来する試料等も同等の工程で核酸抽出を行うことができる。核酸抽出方法の基本的な構成は一般的に使用されているＢＯＯＭ法と同様である。ＢＯＯＭ法は、カオトロピック試薬とシリカなどを組み合わせた核酸抽出技術であり、カオトロピックイオンの存在下で、核酸がシリカ表面に吸着することを利用したものである。
【００９２】
まず採取した生体試料１１０ａ（今回は血清）を第二容器２のサンプルウェル１１０に注入し、核酸抽出装置４００にセットする。
次に、第一容器１と分注チップ２００を核酸抽出装置４００にセットし、装置は自動運転を開始する。以下の作業は電子的に駆動制御し、自動で行うことが可能である。
なお、図９〜図１６では動作を分かりやすくするために、第一容器封止フィルム３と第二容器封止フィルム４を省略している。
【００９３】
＜核酸抽出プロセス＞
ステップＳ１において、図９に示すように、抽出フィルタカートリッジ１６０は抽出フィルタカートリッジ移動機構３１０によって廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置１３０の上部へ移送される。
【００９４】
次に、ステップＳ２において、図１０に示すように、第一容器１の酵素ウェル１２１から分注チップ２０１ａを用いてタンパク質分解酵素１２１ａを吸引し、図１１に示すように、第二容器２のサンプルウェル１１０に分注された生体試料１１０ａ中にタンパク質分解酵素１２１ａを吐出攪拌される。
【００９５】
次に、ステップＳ３として、図１２に示すように、溶解液ウェル１２２から溶解液１２２ａを吸引しサンプルウェル１１０に分注、混合液と攪拌されることにより核酸が溶出される。
【００９６】
次に、ステップＳ４として、図１３に示すように、吸着液ウェル１２３からカオトロピック塩を含んだ吸着液１２３ａを吸引しサンプルウェル１１０に分注して添加するとともに、分注チップ２０１ａを用いて吸引吐出を繰り返し混合、攪拌する。これにより、核酸が図６に示す抽出フィルタ１６２へ吸着することが可能となる。
これら作業を行う際、図１３に図示していないが第一容器封止フィルム３および第二容器封止フィルム４を、それぞれ分注チップ２０１ａで破って分注する様態とすることにより、作業時まで試薬の密閉性を保つことができることから、汚染や劣化をさせることなく抽出作業が実現できる。
【００９７】
生体試料１１０ａが分注されたサンプルウェル１１０には、図１０，図１２に示すように、分注チップ２０１ａによって、タンパク質分解酵素１２１ａ、溶解液１２２ａおよび吸着液１２３ａが次々分注される。サンプルウェル１１０内において、分注チップ２０１ａを用いてタンパク質分解酵素１２１ａと溶解液１２２ａと生体試料１１０ａとは吸引吐出を繰り返すことにより混合され、生体物質を溶解させることができる。
【００９８】
この後、ステップＳ５として、図１４に示すように、廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置１３０に設置された抽出フィルタカートリッジ１６０に分注し、核酸は抽出フィルタ１６２に吸着する。
【００９９】
次に、ステップＳ６として、図１５に示すように、核酸抽出装置４００の加圧機構３００が、抽出フィルタカートリッジ１６０上に移動し、次に下降し、加圧エアにより分注された混合液を押し出す。この際、核酸は図６に示す抽出フィルタ１６２に吸着され、不純物（不要物）は廃液ウェル１３１に廃棄される。
【０１００】
その際、加圧機構３００は、図６に示す抽出フィルタ１６２から溶液をすべて除去することが好ましく、フィルタを通過させる圧力よりも大きな圧力をかける必要がある。しかし、この大きな圧力により、溶液の飛散や泡が発生し、装置内や作業環境を汚染してしまう可能性が非常に高い。そのため、抽出フィルタ１６２に溶液が完全に通過しない程度の圧力を印加することが好ましい。すなわち、上記エア加圧の工程Ｓ６では、不純物質を含む溶液の一部が抽出フィルタカートリッジ１６０の排出部１６５付近に残留していることになるが、後述の核酸洗浄工程を繰り返すことにより、不純物を取り除くことができる。
【０１０１】
＜核酸洗浄プロセス＞
核酸が吸着した抽出フィルタ１６２の洗浄プロセスは、ステップＳ７として、図１６に示すように、ウェル１２４に収納された洗浄液（１）１２４ａを分注チップ２０１ｂによって吸引し、抽出フィルタカートリッジ１６０に添加する。
次に、ステップＳ８として、加圧エアを用いた加圧機構３００により抽出フィルタ１６２に吸着および結合されなかった不純物質が廃液ウェル１３１に押し出される。
さらに、吸着された核酸は、ステップＳ９〜ステップＳ１２として、図１６に示したウェル１２４と同様に、ウェル１２５に収納された洗浄液（２）１２５ａおよびウェル１２６に収納された洗浄液（３）１２６ａによって複数回洗浄される。
なお、複数の分注ピペット２０１ｂ〜２０１ｄを備えている場合は、上記洗浄プロセス又は下記回収プロセスにおいて、異なる試薬を用いる際に交換してもよい。
【０１０２】
＜回収プロセス＞
核酸の回収には、回収ウェル１４０が用いられる。
まず、ステップＳ１３として、抽出フィルタカートリッジ１６０が、図７に示すように、清浄なウェルである回収ウェル１４０に回収できるように抽出フィルタカートリッジ移動機構３１０により回収ウェル１４０の上部へ移動される。
次いで、ステップＳ１４として、溶出液ウェル１２７の溶出液１２７ａは、分注チップ２０１ｃによって抽出フィルタカートリッジ１６０に分注される。この後、ステップＳ１５として、加圧機構３００により、加圧エアを供給することにより、回収ウェル１４０にゲノム溶液が溶出される。
【０１０３】
核酸の回収が終了した際に、抽出フィルタカートリッジ１６０が回収ウェル１４０上に設置された状態では、次の作業へ移れないため移動させる必要がある。具体的には、廃液ウェル１３１使用後に、抽出フィルタカートリッジ１６０を、図４に破線で示すように、抽出フィルタカートリッジ設置位置１３２へ抽出フィルタカートリッジ移動機構３１０を用いて移動させる。これにより、回収ウェル１４０からゲノム溶液を吸引することが可能となる。
【０１０４】
＜希釈プロセス＞
回収ウェル１４０に回収されたゲノム溶液をＰＣＲに代表されるような分子生物学的反応を実施する際に、ゲノム溶液を希釈する必要がある。具体的には、希釈液ウェル１２８に分注された希釈液１２８ａとゲノム溶液を混合する。混合の方法としては、回収されたゲノム溶液に希釈液１２８ａを添加する方法や、ゲノム溶液を吸引して希釈液ウェル１２８に添加する方法が挙げられるが、上記２つの方法はゲノム溶液や希釈液１２８ａの液量のばらつきが希釈率へ影響してしまうため、好ましくない。そこで、希釈攪拌ウェル１５０を設け、この希釈攪拌ウェル１５０にゲノム溶液および希釈液１２８ａを分注することにより希釈を再現よく実現可能となる。
【０１０５】
本実施形態によれば、上述したように、核酸抽出キット１００が、第一容器１と、第二容器２と、抽出フィルタカートリッジ１６０とを有する構成とされていることにより、生体試料１１０ａをサンプルウェル１１０に添加し、核酸抽出装置４００に核酸抽出キット１００をセットした後は核酸抽出作業を完全に自動化することが可能である。また、廃液ウェル１３１が第一容器１内に他のウェル領域よりも幅広に形成されていることから、核酸抽出後には装置内に廃液が残らず、廃液処理を簡素化することができる。したがって、廃液で汚染される可能性を充分低減することができる。
【０１０６】
さらに、廃液ウェル１３１が第一容器１内に他のウェル領域よりも幅広に形成されていることから、血清等、核酸濃度の低い試料から核酸を抽出する場合などで処理に必要な液量が増大した場合でも充分に対応可能として、従来の核酸抽出装置４００を用いてそのまま自動処理操作を行うことが可能となる。同時に、第二容器２を第一容器１から分離して別体とするとともに、さらに、第二容器２の高さ寸法を第一容器１の高さ寸法よりも高く設定したので、収容する液量を飛躍的に増大させることが可能となり、処理に必要な液量が増大した場合でも充分に対応可能とすることができる。
【０１０７】
また、第一容器１および第二容器２の内部に形成したウェルの少なくとも一部分をフィルムによって保護することにより、試薬類が一体となっているため扱いやすい。さらに、廃棄の際も、フィルムと一体となったもののため、安全に廃棄することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１…第一容器
２…第二容器
３…第一容器封止フィルム
４…第二容器封止フィルム
５…ツメ
６…ステージ位置合わせ（前）
７…ステージ位置合わせ（後）
１００…核酸抽出キット
１１０…サンプルウェル
１１０ａ…生体試料
１２０…試薬ウェル
１２１…酵素ウェル
１２１ａ…タンパク質分解酵素
１２２…溶解液ウェル
１２２ａ…溶解液
１２３…吸着液ウェル
１２３ａ…吸着液
１２４…洗浄液１ウェル
１２４ａ…洗浄液１
１２５…洗浄液２ウェル
１２５ａ…洗浄液２
１２６…洗浄液３ウェル
１２６ａ…洗浄液３
１２７…溶出液ウェル
１２７ａ…溶出液
１２８…希釈液ウェル
１２８ａ…希釈液
１２９…拭き取り部
１３０…カートリッジ支持部（廃液ウェル抽出フィルタカートリッジ設置位置）
１３１…廃液ウェル
１３２…廃液ウェル使用後抽出フィルタカートリッジ設置位置
１４０…回収ウェル
１５０…希釈攪拌ウェル
１６０…抽出フィルタカートリッジ
１６１…抽出フィルタカートリッジホルダ
１６２…抽出フィルタ
１６３…サポートフィルタ
１６４…フィルタ押さえ
１６５…排出部
２００…分注チップ
２０１ａ…分注チップ１
２０１ｂ…分注チップ２
２０１ｃ…分注チップ３
２０１ｄ…分注チップ４
２０２…分注チップラック
２１０…分注チップイナート
３００…加圧機構
３１０…抽出フィルタカートリッジ移動機構
４００…核酸抽出装置
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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