JP2006238854A - Method for isolating and refining nucleic acid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、核酸を分離精製する方法に関する。より詳細には、本発明は、RNAとDNAを含む核酸混合物からRNA又はDNAを分離精製する方法に関する。さらに詳しくは、少なくとも二個の開口を有する容器内に核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置を用いて、RNAとDNAを含む核酸混合物からRNA又はDNAを分離精製する方法に関する。 The present invention relates to a method for separating and purifying nucleic acid. More specifically, the present invention relates to a method for separating and purifying RNA or DNA from a nucleic acid mixture containing RNA and DNA. More specifically, a method for separating and purifying RNA or DNA from a nucleic acid mixture containing RNA and DNA using a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings and a pressure generator. About.
核酸は、様々な分野で種々の形態で使用されている。例えば、組換え核酸技術の領域においては、核酸をプローブ、ゲノム核酸、およびプラスミド核酸の形態で用いることが要求される。 Nucleic acids are used in various forms in various fields. For example, in the area of recombinant nucleic acid technology, it is required to use nucleic acids in the form of probes, genomic nucleic acids, and plasmid nucleic acids.
診断分野においても、核酸は種々の形態で種々の目的に用いられている。例えば、核酸プローブは、ヒトの病原体の検出および診断に日常的に用いられている。同様に核酸は遺伝障害の検出に用いられている。核酸はまた食品汚染物質の検出にも用いられている。さらに、核酸は遺伝地図の作製からクローニングおよび組換え発現におよぶ種々の理由により、興味ある核酸の位置確認、同定および単離において日常的に用いられている。 Also in the diagnostic field, nucleic acids are used for various purposes in various forms. For example, nucleic acid probes are routinely used for detection and diagnosis of human pathogens. Similarly, nucleic acids are used to detect genetic disorders. Nucleic acids are also used to detect food contaminants. In addition, nucleic acids are routinely used in the localization, identification and isolation of nucleic acids of interest for a variety of reasons ranging from genetic mapping to cloning and recombinant expression.
多くの場合、核酸は極めて少量でしか入手できず、そして単離および精製操作が煩雑で時間を要する。このしばしば時間を消費する煩雑な操作は核酸の損失に結びつきやすい。
血清、尿およびバクテリアのカルチャーから得られた試料から核酸を精製する場合には、コンタミネーション(汚染)および疑陽性の結果が生じるという危険性も加わる。
In many cases, nucleic acids are available only in very small amounts, and the isolation and purification operations are cumbersome and time consuming. This often time-consuming and cumbersome operation tends to lead to the loss of nucleic acids.
When purifying nucleic acids from samples obtained from serum, urine and bacterial cultures, there is also the risk of contamination and false positive results.
広く知られた分離精製方法の一つに、核酸を二酸化珪素、シリカポリマー、珪酸マグネシウム等の固相に吸着させ、これに引き続いて洗浄、脱着等の操作を行い、分離精製する方法がある(例えば、特許文献1)。この方法は、分離性能として優れているが、簡便性、迅速性、自動化適性において充分とは言えず、またこの方法に用いられる器具及び装置は自動化及び小型化に不向きであり、更に器具及び装置、特に吸着体を同一性能で工業的に大量生産することが困難であり、かつ取扱いが不便で、種々の形状に加工しがたい等の問題点がある。さらに、素材自体が脆いために機械的強度を得るには一定以上の厚みが必要となるため、特にDNAとRNAの混合試料からRNAを選択的に回収する際、DNAse等の高価な試薬を用いる必要がある等の問題がある。 As one of widely known separation and purification methods, there is a method in which nucleic acid is adsorbed on a solid phase such as silicon dioxide, silica polymer, magnesium silicate, followed by washing, desorption, etc., followed by separation and purification ( For example, Patent Document 1). Although this method is excellent in separation performance, it cannot be said to be sufficient in terms of simplicity, rapidity, and suitability for automation, and instruments and devices used in this method are not suitable for automation and miniaturization. Particularly, it is difficult to industrially mass-produce the adsorbent with the same performance, and there are problems such as inconvenience in handling and difficulty in processing into various shapes. Furthermore, since the material itself is fragile, a certain thickness or more is required to obtain mechanical strength. Therefore, when RNA is selectively recovered from a mixed sample of DNA and RNA, an expensive reagent such as DNAse is used. There is a problem such as need.
また、簡便かつ効率よく核酸を分離精製する方法の一つとして、固相に核酸を吸着させる溶液及び固相から核酸を脱着させる溶液をそれぞれ用いて、表面に水酸基を有する有機高分子から成る固相に核酸を吸着及び脱着させることによって、核酸を分離精製する方法が記載されている(特許文献2、3)。 In addition, as one method for separating and purifying nucleic acid simply and efficiently, a solution consisting of an organic polymer having a hydroxyl group on the surface is used by using a solution for adsorbing nucleic acid on the solid phase and a solution for desorbing nucleic acid from the solid phase, respectively. A method for separating and purifying nucleic acid by adsorbing and desorbing nucleic acid to a phase has been described (Patent Documents 2 and 3).
その他に、従来から知られている核酸分離精製法としては、遠心法によるもの、磁気ビーズを用いるもの、フィルターを用いるものなどがあり、これらを利用した核酸分離精製装置が提案されている。例えば、フィルターを用いた核酸分離性装置としては、フィルターを収容したフィルターチューブをラックに多数セットし、これに核酸を含む試料液を分注し、上記ラックの底部の周囲をシール材を介してエアチャンバーで密閉して内部を減圧し、全フィルターチューブを同時に排出側より吸引し試料液を通過させて核酸をフィルターに吸着し、その後、洗浄液および回収液を分注して、同様に減圧吸引して洗浄・脱着するようにした機構が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
しかしながら、従来の核酸分離精製方法では、DNAとRNAが混在する混合溶液からDNA又はRNAを効率的に精度良く分離精製する方法については格別記載されていない。
従って本発明の目的は、検体中の核酸を核酸吸着性の多孔膜に吸着させた後、洗浄等を経て脱着させて核酸を分離精製するより安価な方法であって、分離性能に優れ、洗浄効率がよく、簡便で、迅速で、自動化適性に優れ、実質的に同一の分離性能を有するものを大量に生産可能である多孔膜を使用した核酸の分離精製方法を提供することにある。特にRNAとDNAの混合試料から、RNA又はDNAを選択的に回収する、より安価な分離精製方法を提供することにある。
However, in the conventional method for separating and purifying nucleic acid, there is no particular description of a method for efficiently separating and purifying DNA or RNA efficiently from a mixed solution containing DNA and RNA.
Accordingly, an object of the present invention is a cheaper method for separating and purifying nucleic acid by adsorbing nucleic acid in a specimen to a nucleic acid-adsorbing porous membrane and then desorbing it through washing or the like. An object of the present invention is to provide a method for separating and purifying nucleic acids using a porous membrane that is efficient, simple, rapid, excellent in automation, and capable of producing a large amount of substantially the same separation performance. In particular, it is to provide a cheaper separation and purification method for selectively recovering RNA or DNA from a mixed sample of RNA and DNA.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、RNAとDNAを含む核酸混合物を多孔膜に吸着及び脱着させる過程を含む核酸の分離精製方法において、洗浄液中のアルコール濃度を50質量%以下にすることで、DNAを溶離させ、RNA又はDNAを選択的に分離精製できることを見出し、本発明を完成したものである。更に本発明では、回収液として塩濃度が0.5M以下の水溶液を用いることによって、RNAを高純度で、かつ高収量で分離精製することができる。
また、本発明では、該多孔膜としてイオン結合が関与しない相互作用で核酸が吸着する多孔膜を用いることが本発明の効果を得る上で好ましく、更に、本発明においては、二個の開口を有する容器内に有機高分子からなる多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジを使用することが好ましい。
即ち、本発明は、下記の構成よりなるものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that the alcohol concentration in the washing liquid is 50 mass in the method for separating and purifying nucleic acid including the process of adsorbing and desorbing the nucleic acid mixture containing RNA and DNA to and from the porous membrane. The present invention has been completed by discovering that elution of DNA and selective separation and purification of RNA or DNA can be achieved by adjusting the ratio to less than%. Furthermore, in the present invention, RNA can be separated and purified with high purity and high yield by using an aqueous solution having a salt concentration of 0.5 M or less as a recovery solution.
In the present invention, it is preferable to use a porous membrane that adsorbs nucleic acids by an interaction not involving ionic bonds as the porous membrane in order to obtain the effects of the present invention. Further, in the present invention, two openings are provided. It is preferable to use a nucleic acid separation / purification cartridge containing a porous membrane made of an organic polymer in a container.
That is, the present invention has the following configuration.
1.(1)RNAとDNAを含む核酸混合物溶液を、核酸吸着性多孔膜内を通過させて、核酸を吸着させる工程、(2)洗浄液を該核酸吸着性多孔膜に通過させて、核酸が吸着した状態で核酸吸着性多孔膜を洗浄する工程、および(3)回収液を該核酸吸着性多孔膜に通過させて、該多孔膜内から核酸を脱着させる工程を含み、該洗浄液が、水溶性有機溶媒を50質量%以下の濃度で含有し、かつカオトロピック物質を含有しない洗浄液であることを特徴とする、RNA又はDNAを選択的に回収する分離精製方法。 1. (1) a step of allowing a nucleic acid mixture solution containing RNA and DNA to pass through the inside of the nucleic acid-adsorbing porous membrane and adsorbing the nucleic acid; (2) passing a washing solution through the nucleic acid-adsorbing porous membrane to adsorb the nucleic acid. Washing the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a state, and (3) passing the recovered liquid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane to desorb nucleic acids from the porous membrane, A separation and purification method for selectively recovering RNA or DNA, which is a washing solution containing a solvent at a concentration of 50% by mass or less and containing no chaotropic substance.
2.上記洗浄液中の水溶性有機溶媒の濃度が、5〜40質量%である、上記第1項記載のRNA又はDNAを選択的に回収する分離精製方法。 2. The method for separating and purifying RNA or DNA according to item 1 above, wherein the concentration of the water-soluble organic solvent in the washing solution is 5 to 40% by mass.
3.核酸吸着性多孔膜が、イオン結合が関与しない弱い相互作用で核酸が吸着する、有機高分子からなる多孔膜である、上記第1項又は第2項に記載のRNA又はDNAを選択的に回収する分離精製方法。 3. The nucleic acid-adsorbing porous membrane is a porous membrane made of an organic polymer that adsorbs nucleic acids with a weak interaction that does not involve ionic bonds, and selectively recovers RNA or DNA according to item 1 or 2 above Separation and purification method.
4.核酸吸着性多孔膜が、水酸基を有する有機高分子からなる多孔膜である、上記第1〜3項の何れかに記載のRNA又はDNAを選択的に回収する分離精製方法。 4). 4. A separation and purification method for selectively recovering RNA or DNA according to any one of Items 1 to 3, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane is a porous membrane made of an organic polymer having a hydroxyl group.
5.多孔膜が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材料からなる多孔膜である上記第1〜4項の何れかに記載のRNAの選択的分離精製方法。 5. 5. The method for selectively separating and purifying RNA according to any one of 1 to 4 above, wherein the porous membrane is a porous membrane made of an organic material obtained by saponifying a mixture of acetylcellulose having different acetyl values.
6.多孔膜が、表裏非対称性の多孔膜である、上記第1〜5項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 6). 6. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to any one of 1 to 5 above, wherein the porous membrane is an asymmetric porous membrane.
7.試料溶液が、細胞またはウイルスを含む検体をRNA可溶化試薬で処理して得られた溶液に水溶性有機溶媒を添加した液である、上記第1〜6項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 7). RNA or DNA in any one of said 1-6 whose sample solution is the liquid which added the water-soluble organic solvent to the solution obtained by processing the test substance containing a cell or a virus with an RNA solubilization reagent The selective separation and purification method.
8.細胞を含む検体が培養細胞からなる、上記第7項に記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 8). 8. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA as described in 7 above, wherein the specimen containing cells comprises cultured cells.
9.細胞を含む検体が動物組織からなる、上記第7項に記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 9. 8. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to item 7, wherein the specimen containing cells comprises animal tissue.
10. 検体を核酸可溶化試薬添加前もしくは後にホモジナイズ処理する上記第7〜9項の何れかに記載のRNAの選択的分離精製方法。 10. 10. The method for selectively separating and purifying RNA according to any one of 7 to 9 above, wherein the sample is homogenized before or after addition of the nucleic acid solubilizing reagent.
11.核酸可溶化試薬が、カオトロピック塩、核酸安定化剤、界面活性剤、緩衝剤及び消泡剤から選ばれる少なくとも一つを含む、上記第7項に記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 11. 8. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to the above 7, wherein the nucleic acid solubilizing reagent contains at least one selected from chaotropic salts, nucleic acid stabilizers, surfactants, buffers and antifoaming agents.
12.カオトロピック物質が、塩酸グアニジンまたはグアニジンチオシアン酸塩から選ばれる少なくとも一つである上記第11項に記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 12 12. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to the above 11, wherein the chaotropic substance is at least one selected from guanidine hydrochloride or guanidine thiocyanate.
13.水溶性有機溶媒が、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びその異性体、ならびにブチルアルコール及びその異性体から選択される少なくとも1種のアルコールである、上記第1〜12項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 13. 13. The water-soluble organic solvent according to any one of the above items 1 to 12, wherein the water-soluble organic solvent is at least one alcohol selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol and isomers thereof, and butyl alcohol and isomers thereof. A method for selectively separating and purifying RNA or DNA.
14.洗浄液が、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びその異性体、ならびにブタノール及びその異性体から選択される少なくとも1種のアルコールを5〜50質量%含む溶液である、上記第1〜13項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 14 Any of the above 1 to 13, wherein the cleaning liquid is a solution containing 5 to 50% by mass of at least one alcohol selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol and isomers thereof, and butanol and isomers thereof. A method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to claim 1.
15.洗浄液が水溶性塩を含む上記第1〜14項の何れかに記載のRNAの選択的分離精製方法。 15. 15. The method for selectively separating and purifying RNA according to any one of 1 to 14 above, wherein the washing solution contains a water-soluble salt.
16.水溶性塩を10mmol/L以上含む上記第15項に記載のRNAの選択的分離精製方法。 16. 16. The method for selectively separating and purifying RNA as described in 15 above, which comprises 10 mmol / L or more of a water-soluble salt.
17.水溶性塩を10mmol/L以上1mol/L以下含む上記第15項又は16項に記載のRNAの選択的分離精製方法。 17. Item 17. The method for selectively separating and purifying RNA according to Item 15 or 16, comprising a water-soluble salt in an amount of 10 mmol / L to 1 mol / L.
18.洗浄液が、塩化物を10mmol/L〜1mol/L含む溶液である、上記第1〜17項のいずれかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 18. 18. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to any one of 1 to 17 above, wherein the washing solution is a solution containing 10 mmol / L to 1 mol / L of chloride.
19.核酸吸着性多孔膜に吸着したRNAを脱着せしめうる回収液が、塩濃度が0.5mol/L以下の溶液である、上記第1〜18項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 19. The selective separation of RNA or DNA according to any one of 1 to 18 above, wherein the recovery solution capable of desorbing RNA adsorbed on the nucleic acid-adsorbing porous membrane is a solution having a salt concentration of 0.5 mol / L or less. Purification method.
20.前記(1)、(2)及び(3)の各工程において、核酸を含む試料溶液、洗浄液又は回収液の核酸吸着性多孔膜への通過を、少なくとも二個の開口を有する容器内に溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジを用いて行うものである上記第1〜19項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 20. In each of the steps (1), (2) and (3), the sample solution containing the nucleic acid, the washing solution or the recovery solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, and the solution is put in a container having at least two openings. 20. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to any one of the above items 1 to 19, which is carried out using a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane that can pass through the inside.
21.核酸を含む試料溶液、洗浄液又は回収液の核酸吸着性多孔膜への通過を、圧力発生装置を用いて行い、且つ、該圧力発生装置が、核酸分離精製カートリッジの一の開口に着脱可能に結合されるポンプである上記第1〜20項の何れかに記載のRNA又はDNAの選択的分離精製方法。 21. The sample solution containing the nucleic acid, the washing solution or the recovery solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane using a pressure generator, and the pressure generator is detachably coupled to one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge. 21. The method for selectively separating and purifying RNA or DNA according to any one of 1 to 20 above, which is a pump to be used.
22.上記第1〜21項の何れかに記載の核酸分離精製工程を行うための、核酸分離精製カートリッジと試薬のキット。 22. A nucleic acid separation and purification cartridge and a reagent kit for performing the nucleic acid separation and purification step according to any one of Items 1 to 21.
23.上記第1〜22項の何れかに記載の核酸分離精製方法を自動で行う装置。 23. An apparatus for automatically performing the method for separating and purifying nucleic acid according to any one of the above items 1 to 22.
本発明によれば、分離性能に優れ、洗浄効率がよく、簡便で、迅速で、自動化および小型化適性に優れ、実質的に同一の分離性能を有するものを大量に生産可能である多孔膜を使用した核酸の分離精製方法であって、DNAとRNAの混合試料から、より安価で、簡便にRNA又はDNAを選択的に回収することができる。 According to the present invention, a porous membrane having excellent separation performance, good cleaning efficiency, simple, rapid, excellent in automation and downsizing, and capable of mass production of substantially the same separation performance. This is a method for separating and purifying nucleic acid used, and RNA or DNA can be selectively recovered from a mixed sample of DNA and RNA at a lower cost and easily.
本発明の核酸分離精製方法は、(1)RNAとDNAを含む核酸混合物溶液を、核酸吸着性多孔膜内を通過させて、核酸を吸着させる工程、(2)洗浄液を該核酸吸着性多孔膜に通過させて、核酸が吸着した状態で核酸吸着性多孔膜を洗浄する工程、(3)回収液を該核酸吸着性多孔膜に通過させて、該多孔膜内から核酸を脱着させる工程を少なくとも含むものである。 The method for separating and purifying nucleic acid according to the present invention includes (1) a step of allowing a nucleic acid mixture solution containing RNA and DNA to pass through a nucleic acid adsorbing porous membrane and adsorbing the nucleic acid, and (2) a washing solution for the nucleic acid adsorbing porous membrane. At least a step of washing the nucleic acid-adsorbing porous membrane with the nucleic acid adsorbed thereon, and (3) a step of passing the recovered liquid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and desorbing the nucleic acid from the porous membrane. Is included.
好ましくは、上記(1)、(2)及び(3)の各工程において、DNAとRNAを含む核酸混合物溶液、洗浄液又は回収液を、圧力発生装置を用いて核酸吸着性多孔膜に通過させるものであり、より好ましくは、上記(1)、(2)及び(3)の各工程において、少なくとも二個の開口を有する容器内に該核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジの一の開口に、核酸を含む試料溶液、洗浄液、又は回収液を注入し、カートリッジの上記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いてカートリッジ内を加圧状態にして、注入した各液を通過させ、他の開口より排出させるものである。DNAとRNAを含む核酸混合物溶液、洗浄液、又は回収液を加圧状態で上記多孔膜に通過させることにより、装置をコンパクトに自動化することができ、好ましい。ポンプの加圧は、好ましくは10〜300kPa、より好ましくは40〜200kPaの範囲で行われる。 Preferably, in each of the above steps (1), (2) and (3), the nucleic acid mixture solution, the washing solution or the recovery solution containing DNA and RNA is passed through the nucleic acid adsorbing porous membrane using a pressure generator. More preferably, in each of the above steps (1), (2) and (3), one of the nucleic acid separation and purification cartridges containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings. A sample solution containing nucleic acid, a cleaning solution, or a recovery solution is injected into the opening, and the inside of the cartridge is pressurized using the pressure difference generator coupled to the one opening of the cartridge, and passes through each injected solution. It is made to discharge from other openings. The apparatus can be automated in a compact manner by passing a nucleic acid mixture solution containing DNA and RNA, a washing solution, or a recovery solution through the porous membrane under pressure, which is preferable. The pressurization of the pump is preferably performed in the range of 10 to 300 kPa, more preferably 40 to 200 kPa.
さらに好ましくは、上記核酸吸着性多孔膜を収容する核酸分離精製カートリッジを用いて、以下の工程でRNAとDNAを分離精製することができる。
すなわち、(a)DNAとRNAを含む核酸混合物溶液を、少なくとも二個の開口を有する容器内に、溶液が内部を通過可能な、核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジの一の開口に注入する工程、(b)核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジト内を加圧状態にし、注入したDNAとRNAを含む核酸混合物溶液を、核酸吸着性多孔膜を通過させ、核酸分離精製カートリッジの他の開口より排出することによって、核酸吸着性多孔膜内に核酸を吸着させる工程、(c)核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に洗浄液を注入する工程、(d)核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した洗浄液を、核酸吸着性多孔膜を通過させ、他の開口より排出することによって、核酸吸着性多孔膜を、核酸が吸着した状態で、洗浄する工程、(e)核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に回収液を注入する工程、(f)核酸分離精製カートリッジの一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した回収液を、核酸吸着性多孔膜を通過させ、他の開口より排出することによって、核酸吸着性多孔膜内から核酸を脱着させ、核酸分離精製カートリッジ容器外に排出する工程が挙げることができる。
More preferably, RNA and DNA can be separated and purified in the following steps using a nucleic acid separation and purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane.
That is, (a) one opening of a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid adsorbing porous membrane in which a solution containing a nucleic acid mixture containing DNA and RNA can be passed through a container having at least two openings. (B) a nucleic acid mixture solution containing the injected DNA and RNA, with the inside of the nucleic acid separation / purification cartridge being pressurized using the pressure difference generator coupled to the one opening of the nucleic acid separation / purification cartridge. Is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other opening of the nucleic acid separation / purification cartridge, whereby the nucleic acid is adsorbed in the nucleic acid-adsorption porous membrane, (c) the one opening of the nucleic acid separation / purification cartridge A step of injecting a washing solution into the cartridge, (d) the nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized using the pressure difference generator coupled to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge And (e) a nucleic acid separation and purification cartridge, wherein the injected washing liquid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other openings, thereby washing the nucleic acid-adsorbing porous membrane with the nucleic acid adsorbed. (F) injecting the recovery liquid into the one opening of the above, (f) using the pressure difference generator connected to one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge to pressurize the inside of the cartridge and injecting the recovery liquid Can be passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from other openings, whereby the nucleic acid is desorbed from the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged out of the cartridge for nucleic acid separation and purification.
上記の核酸分離精製の工程では、最初の核酸を含む試料液を注入から核酸分離精製カートリッジ外に核酸を得るまでの工程を実質20分以内、好適な状況では2分以内で終了する
ことが可能である。
In the above nucleic acid separation and purification process, the process from injecting the sample solution containing the first nucleic acid to obtaining the nucleic acid outside the nucleic acid separation and purification cartridge can be completed within substantially 20 minutes, and in a suitable situation within 2 minutes. It is.
また、上記の核酸分精製の工程では、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/280nm)が、DNAの場合は1.6〜2.0、RNAの場合は1.8〜2.2となる純度を持つ核酸を回収することができ、不純物混入量の少ない高純度の核酸を定常的に得ることができる。さらには、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/280nm)がDNAの場合は1.8付近、RNAの場合は2.0付近となる純度を持つ核酸を回収することができる。 In the nucleic acid purification step, the measurement value (260 nm / 280 nm) with an ultraviolet-visible spectrophotometer is 1.6 to 2.0 for DNA, and 1.8 to 2.2 for RNA. Can be recovered, and high-purity nucleic acid with a small amount of impurities can be steadily obtained. Furthermore, a nucleic acid having a purity of around 1.8 when DNA (260 nm / 280 nm) measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer is used, and around 2.0 when RNA is collected can be recovered.
また、上記工程において、圧力差発生装置としては、注射器、ピペッタ、ペリスタポンプのような加圧が可能なポンプ等、或いは、エバポレーター等の減圧可能なものが挙げられる。これらの内、手動操作には注射器が、自動操作にはポンプが適している。また、ピペッタは片手操作が容易にできるという利点を有する。好ましくは、圧力差発生装置は、核酸分離精製カートリッジの一の開口に着脱可能に結合されている。 In the above process, examples of the pressure difference generating device include a pump capable of pressurization such as a syringe, a pipetter, and a peristaltic pump, and a device capable of depressurization such as an evaporator. Of these, a syringe is suitable for manual operation, and a pump is suitable for automatic operation. Also, the pipetter has the advantage that it can be easily operated by one hand. Preferably, the pressure difference generator is detachably coupled to one opening of the nucleic acid separation / purification cartridge.
また、上記工程において、上記核酸分離精製カートリッジの他の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を減圧状態にしても好適に実施できる。また、核酸分離精製カートリッジに遠心力を作用させることによっても好適に実施することができる。 Further, in the above step, the inside of the nucleic acid separation / purification cartridge can be suitably put into a reduced pressure state using a pressure difference generator connected to another opening of the nucleic acid separation / purification cartridge. Moreover, it can implement suitably also by making a centrifugal force act on a nucleic acid isolation | separation purification cartridge.
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、検体として採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、あるいは植物(又はその一部)、動物(またはその一部)、細菌、ウイルス、培養細胞など、あるいはそれらの溶解物およびホモジネートなどの生物材料から調製された溶液が対象となる。培養細胞としては、浮遊系細胞、接着系細胞等が挙げられる。浮遊系細胞とは培養液中で容器壁に付着することなく漂いながら生育、増殖する細胞を指し、例えばHL60,U937,HeLaS3等が代表的な細胞株として挙げられる。接着系細胞とは培養液中で容器壁底面に付着し生育、増殖する細胞を指し、例えばNIH3T3,HEK293,HeLa,COS,CHO細胞等が代表的な細胞株として挙げられる。動物(またはその一部)検体として用いられるものに動物組織が挙げられる。動物を解剖したときに採取できる、肝臓、腎臓、脾臓、脳、心臓、肺や胸腺など個体を構成する組織全てを使用することができる。 The sample that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it contains nucleic acid. For example, in the diagnostic field, whole blood collected as a sample, plasma, serum, urine, feces, semen, saliva and other body fluids, or Of interest are solutions prepared from biological materials such as plants (or parts thereof), animals (or parts thereof), bacteria, viruses, cultured cells, etc., or lysates and homogenates thereof. Examples of cultured cells include suspension cells and adhesion cells. The floating cell refers to a cell that grows and proliferates while drifting without adhering to the container wall in the culture solution, and examples thereof include HL60, U937, HeLaS3, and the like. Adhesive cells refer to cells that grow on the bottom of the container wall and grow and proliferate in the culture medium. For example, NIH3T3, HEK293, HeLa, COS, and CHO cells are typical cell lines. Animal tissue is used as an animal (or part thereof) specimen. All tissues constituting an individual such as liver, kidney, spleen, brain, heart, lung and thymus that can be collected when the animal is dissected can be used.
これらの検体は、通常、細胞膜・核膜を溶解して核酸を溶出する試薬を含む水溶液(核酸可溶化試薬)で処理する。これにより細胞膜・核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散し、核酸を含む試料溶液を得る。 These specimens are usually treated with an aqueous solution (nucleic acid solubilizing reagent) containing a reagent that dissolves cell membranes and nuclear membranes to elute nucleic acids. As a result, the cell membrane / nuclear membrane is dissolved and the nucleic acid is dispersed in the aqueous solution to obtain a sample solution containing the nucleic acid.
以下に、細胞膜・核膜を溶解し、核酸を溶出して、検体から核酸を含む試料溶液を得る工程について説明する。該工程は、通常、(I)細胞又はウイルスを含む検体を容器に注入する工程、(II)上記容器に、カオトロピック塩、核酸安定化剤、界面活性剤、緩衝剤及び消泡剤いずれか1つ以上を含む核酸可溶化試薬溶液を添加し、検体と核酸可溶化試薬溶液を混合する工程、及び(III)上記で得られた混合液に水溶性有機溶媒を添加する工
程を包含する。
Below, the process of dissolving the cell membrane / nuclear membrane and eluting the nucleic acid to obtain a sample solution containing the nucleic acid from the specimen will be described. The step is usually (I) a step of injecting a specimen containing cells or viruses into a container, (II) any one of chaotropic salts, nucleic acid stabilizers, surfactants, buffers and antifoaming agents in the container. A step of adding a nucleic acid solubilizing reagent solution containing two or more, mixing the specimen and the nucleic acid solubilizing reagent solution, and (III) adding a water-soluble organic solvent to the mixed solution obtained above.
細胞膜・核膜を溶解して核酸を溶出するには、核酸可溶化試薬を用いる。核酸可溶化試薬としては、カオトロピック塩、核酸安定化剤、界面活性剤、緩衝剤及び消泡剤いずれか1つ以上を含む溶液が挙げられる。 A nucleic acid solubilizing reagent is used to dissolve the cell membrane / nuclear membrane to elute the nucleic acid. Examples of the nucleic acid solubilizing reagent include a solution containing at least one of a chaotropic salt, a nucleic acid stabilizer, a surfactant, a buffering agent, and an antifoaming agent.
上記、核酸可溶化試薬中のカオトロピック塩濃度は、0.5mol/L以上であることが好ましく、より好ましくは0.5mol/L〜8mol/L、さらに好ましくは、1mol/L〜6mol/Lである。前記カオトロピック塩としては、特に限定は無く公知のカオトロピック塩を使用することができる。カオトロピック塩としては、グアニジン塩、イソチアン酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等を使用することができる。中でもグアニジン塩が好ましい。グアニジン塩としては、塩酸グアニジン、イソチオシアン酸グアニジン、グアニジンチオシアン酸塩(チオシアン酸グアニジン)が挙げられ、中でも塩酸グアニジンまたはグアニジンチオシアン酸塩が好ましい。これらの塩は単独でも、複数組み合わせて用いてもよい。 The concentration of the chaotropic salt in the nucleic acid solubilizing reagent is preferably 0.5 mol / L or more, more preferably 0.5 mol / L to 8 mol / L, still more preferably 1 mol / L to 6 mol / L. is there. The chaotropic salt is not particularly limited, and a known chaotropic salt can be used. As the chaotropic salt, a guanidine salt, sodium isothiocyanate, sodium iodide, potassium iodide or the like can be used. Of these, guanidine salts are preferred. Examples of the guanidine salt include guanidine hydrochloride, guanidine isothiocyanate, and guanidine thiocyanate (guanidine thiocyanate). Among them, guanidine hydrochloride or guanidine thiocyanate is preferable. These salts may be used alone or in combination.
上記、核酸可溶化試薬中の界面活性剤は、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤である。本発明においてはノニオン界面活性剤を好ましく用いることができる。ノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミドを用いることができるが、好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を用いることができる、さらに好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤は、POEデシルエーテル、POEラウリルエーテル、POEトリデシルエーテル、POEアルキレンデシルエーテル、POEソルビタンモノラウレート、POEソルビタンモノオレエート、POEソルビタンモノステアレート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、POEアルキルアミン、POEアセチレングリコールから選択されるポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤である。 The surfactant in the nucleic acid solubilizing reagent is, for example, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, or an amphoteric surfactant. In the present invention, a nonionic surfactant can be preferably used. As the nonionic surfactant, a polyoxyethylene alkylphenyl ether surfactant, a polyoxyethylene alkyl ether surfactant, or a fatty acid alkanolamide can be used. Preferably, a polyoxyethylene alkyl ether surfactant is used. More preferably, the polyoxyethylene alkyl ether surfactant that can be used is POE decyl ether, POE lauryl ether, POE tridecyl ether, POE alkylene decyl ether, POE sorbitan monolaurate, POE sorbitan monooleate, Polyoxyethylene alkyl ether selected from POE sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbite tetraoleate, POE alkylamine, POE acetylene glycol A surfactant.
また、カチオン界面活性剤も好ましく用いることができる。さらに好ましくは、カチオン界面活性剤は、セチルトリメチルアンモニウムプロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルピリジニウムクロリドから選択されるカチオン界面活性剤である。これらの界面活性剤は、単独または複数組み合わせて用いてもよい。これら界面活性剤の核酸可溶化試薬溶液における濃度は0.1〜20質量%であることが好ましい。 A cationic surfactant can also be preferably used. More preferably, the cationic surfactant is a cationic surfactant selected from cetyltrimethylammonium promide, dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium chloride, cetylpyridinium chloride. These surfactants may be used alone or in combination. The concentration of these surfactants in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 0.1 to 20% by mass.
核酸可溶化試薬には、核酸安定化剤を共存させることが好ましい。検体中には、核酸を分解するヌクレアーゼ等が含まれていることがあり、検体をホモジナイズすると、ヌクレアーゼが核酸に作用し、収量が減少することがある。これを回避する目的で、核酸可溶化液に、ヌクレアーゼを不活性化させる作用を有する安定化剤を共存させることができる。これにより、核酸の回収量及び回収効率が向上し、検体の微量化及び迅速化が可能となる。 The nucleic acid solubilizing reagent is preferably allowed to coexist with a nucleic acid stabilizer. The sample may contain a nuclease or the like that degrades the nucleic acid, and when the sample is homogenized, the nuclease may act on the nucleic acid to reduce the yield. For the purpose of avoiding this, a stabilizer having an action of inactivating nuclease can coexist in the nucleic acid solubilizing solution. As a result, the amount and efficiency of nucleic acid recovery are improved, and the amount of specimen can be reduced and accelerated.
ヌクレアーゼの不活性化剤としては、一般的に還元剤を好ましく用いることができる。
還元剤としては、水素、ヨウ化水素、硫化水素、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化化合物、アルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛等の電気的陽性の大きい金属、またはそれのアマルガム、アルデヒド類、糖類、ギ酸、シュウ酸などの有機酸化物、等が上げられるが、メルカプト化合物が好ましい。メルカプト化合物は、N-アセチルシステイン、メルカプトエタノールや、アルキルメルカプタン等が上げられるが、特に限定されない。メルカプト化合物は、前処理液として、0.1〜20質量%の濃度で、より好ましくは、0.5〜15質量%で用いることができる。
In general, a reducing agent can be preferably used as the nuclease inactivating agent.
Examples of the reducing agent include hydrogen, hydrogen iodide, hydrogen sulfide, lithium aluminum hydride, hydrogenated compounds such as sodium borohydride, alkali metals, metals with high electrical positiveity such as magnesium, calcium, aluminum, and zinc, or Amalgams, aldehydes, saccharides, organic oxides such as formic acid and oxalic acid, and the like, and mercapto compounds are preferred. Examples of the mercapto compound include N-acetylcysteine, mercaptoethanol, and alkyl mercaptan, but are not particularly limited. The mercapto compound can be used as a pretreatment liquid at a concentration of 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass.
上記核酸可溶化試薬には、消泡剤を含有させることも好ましい。上記消泡剤としては、シリコン系消泡剤とアルコール系消泡剤の2つの成分が好ましく挙げられ、また、アルコール系消泡剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。 The nucleic acid solubilizing reagent preferably contains an antifoaming agent. The antifoaming agent preferably includes two components, a silicon-based antifoaming agent and an alcohol-based antifoaming agent, and the alcohol-based antifoaming agent is preferably an acetylene glycol surfactant.
消泡剤の具体例としては、シリコン系消泡剤(例えば、シリコーンオイル、ジメチルポリシロキサン、シリコーンエマルジョン、変性ポリシロキサン、シリコーンコンパウンドなど)、アルコール系消泡剤(例えば、アセチレングリコール、ヘプタノール、エチルエキサノール、高級アルコール、ポリオキシアルキレングリコールなど)、エーテル系消泡剤(例えば、ヘプチルセロソルブ、ノニルセロソルブ−3−ヘプチルコルビトールなど)、油脂系消泡剤(例えば、動植物油など)、脂肪酸系消泡剤(例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸など)、金属セッケン系消泡剤(例えば、ステアリン酸アルミ、ステアリン酸カルシウムなど)、脂肪酸エステル系消泡剤(例えば、天然ワックス、トリブチルホスフェートなど)、リン燐酸エステル系消泡剤(例えば、オクチルリン酸ナトリウムなど)、アミン系消泡剤(例えば、ジアミルアミンなど)、アミド系消泡剤(例えば、ステアリン酸アミドなど)、その他の消泡剤(例えば、硫酸第二鉄、ボーキサイトなど)などが挙げられる。特に好ましくは、消泡剤として、シリコン系消泡剤とアルコール系消泡剤の2つの成分を組み合わせて使用することができる。また、アルコール系消泡剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤を使用することも好ましい。 Specific examples of antifoaming agents include silicon-based antifoaming agents (eg, silicone oil, dimethylpolysiloxane, silicone emulsion, modified polysiloxane, silicone compound, etc.), alcohol-based antifoaming agents (eg, acetylene glycol, heptanol, ethyl). Exanol, higher alcohol, polyoxyalkylene glycol, etc.), ether type antifoaming agents (eg, heptylcellosolve, nonylcellosolv-3-heptylcorbitol, etc.), oils and fats type antifoaming agents (eg, animal and vegetable oils, etc.), fatty acid type Antifoaming agents (eg, stearic acid, oleic acid, palmitic acid, etc.), metal soap type antifoaming agents (eg, aluminum stearate, calcium stearate, etc.), fatty acid ester antifoaming agents (eg, natural wax, tributyl phosphate, etc.) ) Phosphate-based antifoaming agents (for example, sodium octyl phosphate), amine-based antifoaming agents (for example, diamylamine), amide-based antifoaming agents (for example, stearamide), and other antifoaming agents (for example, Ferric sulfate, bauxite, etc.). Particularly preferably, the antifoaming agent can be used in combination of two components, a silicon antifoaming agent and an alcohol antifoaming agent. Moreover, it is also preferable to use an acetylene glycol surfactant as the alcohol-based antifoaming agent.
また、上記の核酸可溶化試薬溶液は水溶性有機溶媒を含んでいても良い。この水溶性有機溶媒は、核酸可溶化試薬に含まれる各種試薬の溶解性を上げることを目的としており、アセトン、クロロホルム、ジメチルホルムアミド等が挙げられるが、アルコールが好ましい。アルコールは、1級アルコール、2級アルコール、3級アルコールのいずれでも良い。アルコールがメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール及びその異性体、ブチルアルコール及びその異性体をより好ましく用いることができる。これらの水溶性有機溶媒は単独または複数組み合わせて用いてもよい。これら水溶性有機溶媒の核酸可溶化試薬溶液における濃度は1〜20質量%であることが好ましい。 The nucleic acid solubilizing reagent solution may contain a water-soluble organic solvent. The water-soluble organic solvent is intended to increase the solubility of various reagents contained in the nucleic acid solubilizing reagent, and includes acetone, chloroform, dimethylformamide and the like, with alcohol being preferred. The alcohol may be any of primary alcohol, secondary alcohol, and tertiary alcohol. As the alcohol, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol and its isomer, butyl alcohol and its isomer can be used more preferably. These water-soluble organic solvents may be used alone or in combination. The concentration of these water-soluble organic solvents in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 1 to 20% by mass.
上記の核酸可溶化試薬溶液は、好ましくはpH3〜8、より好ましくはpH4〜7、さらに好ましくはpH5〜7のものが用いられる。
本発明で用いる緩衝材の具体例としては、通常用いられるpH緩衝剤(buffer)を挙げることができる。好ましくは、生化学用のpH緩衝剤が挙げられる。このような緩衝剤としては、クエン酸塩、リン酸塩または酢酸塩から成る緩衝剤、Tris−HCl、TE(Tris−HCl/EDTA)、TBE(Tris−Borate/EDTA)、TAE(Tris−Acetate/EDTA)、グッド緩衝剤が挙げられる。グッド緩衝剤としては、MES(2-Morpholinoethanesulfonic acid)、Bis−Tris(Bis(2-hydoroxyethyl)iminotris(hydroxymethyl)methane)、HEPES(2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic asid)、PIPES(Piperaxine-1,4-bis(2-ethanesulfonic acid))、ACES(N-(2-Acetamino)-2-aminoethanesulfonic acid)、CAPS(N-Cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid)、TES(N-Tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid)が挙げられる。
これらの緩衝剤は、前記核酸可溶化試薬中の濃度は1〜500mmol/Lであることが好ましい。
The nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably one having a pH of 3 to 8, more preferably a pH of 4 to 7, and even more preferably a pH of 5 to 7.
Specific examples of the buffer material used in the present invention include a commonly used pH buffer (buffer). Preferably, a biochemical pH buffer is used. Examples of such a buffer include a buffer comprising citrate, phosphate or acetate, Tris-HCl, TE (Tris-HCl / EDTA), TBE (Tris-Borate / EDTA), TAE (Tris-Acetate). / EDTA), Good buffer. Good buffering agents include MES (2-Morpholinoethanesulfonic acid), Bis-Tris (Bis (2-hydoroxyethyl) iminotris (hydroxymethyl) methane), HEPES (2- [4- (2-Hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethanesulfonic asid ), PIPES (Piperaxine-1,4-bis (2-ethanesulfonic acid)), ACES (N- (2-Acetamino) -2-aminoethanesulfonic acid), CAPS (N-Cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid), TES (N -Tris (hydroxymethyl) methyl-2-aminoethanesulfonic acid).
These buffers preferably have a concentration in the nucleic acid solubilizing reagent of 1 to 500 mmol / L.
細胞膜・核膜を溶解し、核酸を可溶化して、検体から核酸を含む試料溶液を得る工程について説明する。細胞膜・核膜を溶解し、核酸を可溶化して、検体から核酸を含む試料溶液を得る工程において、核酸可溶化試薬を添加する前もしくは後に検体をホモジナイズ処理することで、自動化処理適正が向上する。ホモジナイズ処理は、例えば、超音波処理、鋭利な突起物を用いる、高速攪拌処理を用いる、微細空隙から押し出す処理、ガラス、ステンレス、ジルコニア等のビーズを用いる処理等で行うことができる。これらの処理を行なうため、例えば、ボルテックスなどのミキサーや、Rotor−Stator型、ポッター型、ダウンス型などのホモジナイザーや、ビーズミル、ペッスル、フレンチプレス、グラインダー、ブレードホモジナイザー、など市販のホモジナイザーいずれも使用することができる。核酸可溶化試薬を添加する前にホモジナイズ処理する場合は、検体を液体窒素で凍らせた後、ビーズミルやクラッシャーミル、すり鉢、粉砕機などで処理することもできる。 A process for obtaining a sample solution containing nucleic acid from a specimen by dissolving a cell membrane / nuclear membrane and solubilizing nucleic acid will be described. In the process of dissolving the cell membrane / nuclear membrane and solubilizing the nucleic acid to obtain a sample solution containing the nucleic acid from the specimen, the specimen is homogenized before or after the nucleic acid solubilizing reagent is added, thereby improving the appropriateness of the automated processing. To do. The homogenization treatment can be performed by, for example, ultrasonic treatment, using sharp protrusions, using high-speed stirring treatment, treatment extruding from fine voids, treatment using beads such as glass, stainless steel, and zirconia. In order to perform these treatments, for example, a mixer such as a vortex, a homogenizer such as a rotor-stator type, a potter type or a downs type, or a commercially available homogenizer such as a bead mill, a pestle, a French press, a grinder, a blade homogenizer or the like is used. be able to. When the homogenization treatment is performed before the nucleic acid solubilizing reagent is added, the sample can be frozen with liquid nitrogen and then treated with a bead mill, a crusher mill, a mortar, a grinder, or the like.
ホモジナイズした検体とカオトロピック塩、核酸安定化剤、界面活性剤、緩衝剤及び消泡剤いずれか1つ以上を含む核酸可溶化試薬試薬とを混合する方法は、特に限定されない。混合する際、攪拌装置により30から3000rpmで1秒から3分間混合することが好ましい。これにより、分離精製される核酸収量を増加させることができる。または、転倒混和を5から30回行うことで混合することも好ましい。また、ピペッティング操作を、10から50回行うことによっても混合することができる、この場合、簡便な操作で分離精製される核酸収量を増加させることができる。 The method for mixing the homogenized specimen with a nucleic acid solubilizing reagent reagent containing any one or more of chaotropic salts, nucleic acid stabilizers, surfactants, buffers and antifoaming agents is not particularly limited. When mixing, it is preferable to mix at 30 to 3000 rpm for 1 second to 3 minutes with a stirrer. Thereby, the yield of nucleic acid to be separated and purified can be increased. Or it is also preferable to mix by inversion mixing 5 to 30 times. In addition, mixing can also be performed by performing pipetting operations 10 to 50 times. In this case, the yield of nucleic acid separated and purified by a simple operation can be increased.
検体が培養細胞や酵母などの場合は、10個〜1×108個の細胞数に対して、核酸可溶化試薬50〜1000μlで処理することが望ましい。検体が動物や植物などの組織の場合は、組織量0.1mg〜200mgに対して、核酸可溶化試薬50〜1000μlで処理することが望ましい。検体が細菌の場合は、1×108個〜1×1010個の細菌に対して、核酸可溶化試薬50〜1000μlで処理することが望ましい。検体が溶解し、かつ、カートリッジの容量を超えない範囲で核酸可溶化試薬の液量を変えることができる。 When the specimen is a cultured cell, yeast or the like, it is desirable to treat the number of cells of 10 to 1 × 10 8 with 50 to 1000 μl of nucleic acid solubilizing reagent. When the specimen is a tissue such as an animal or a plant, it is desirable to treat the tissue amount of 0.1 mg to 200 mg with 50 to 1000 μl of the nucleic acid solubilizing reagent. When the specimen is bacteria, it is desirable to treat 1 × 10 8 to 1 × 10 10 bacteria with 50 to 1000 μl of the nucleic acid solubilizing reagent. The amount of the nucleic acid solubilizing reagent can be changed within a range in which the sample is dissolved and does not exceed the capacity of the cartridge.
細胞膜・核膜を溶解し、核酸を可溶化して、検体から核酸を含む試料溶液を得る工程において、次に上記混合液に水溶性有機溶媒を添加する。混合液に添加する水溶性有機溶媒は、アルコールを好ましく用いることができる。アルコールは、1級アルコール、2級アルコール、3級アルコールのいずれでもよく、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール及びその異性体を好ましく用いることができる。これら水溶性有機溶媒の核酸を含む試料溶液における最終濃度は、5〜90質量%であることが好ましい。混合する際、攪拌装置により30から3000rpmで1秒から3分間混合することが好ましい。これにより、分離精製される核酸収量を増加させることができる。または、転倒混和を5から30回行うことで混合することも好ましい。また、ピペッティング操作を、10から50回行うことによっても混合することができる。 In the step of dissolving the cell membrane / nuclear membrane and solubilizing the nucleic acid to obtain a sample solution containing the nucleic acid from the specimen, a water-soluble organic solvent is then added to the mixture. As the water-soluble organic solvent added to the mixed solution, an alcohol can be preferably used. The alcohol may be any of primary alcohol, secondary alcohol, and tertiary alcohol, and methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol and isomers thereof can be preferably used. The final concentration of the sample solution containing nucleic acids of these water-soluble organic solvents is preferably 5 to 90% by mass. When mixing, it is preferable to mix at 30 to 3000 rpm for 1 second to 3 minutes with a stirrer. Thereby, the yield of nucleic acid to be separated and purified can be increased. Or it is also preferable to mix by inversion mixing 5 to 30 times. Mixing can also be performed by performing pipetting operations 10 to 50 times.
また、得られた核酸を含む試料溶液は、表面張力は0.05J/m2以下であることが好ましく、また、粘度は、1〜10000mPaであることが好ましく、比重は、0.8〜1.2であることが好ましい。こうした物性の溶液にすることで、次の工程において、試料溶液を核酸吸着性多孔膜に接触後に、試料溶液を除去しやすくする。 Moreover, the sample solution containing the obtained nucleic acid preferably has a surface tension of 0.05 J / m 2 or less, a viscosity of preferably 1 to 10000 mPa, and a specific gravity of 0.8 to 1. .2 is preferable. By using a solution having such physical properties, in the next step, the sample solution is easily removed after contacting the sample solution with the nucleic acid-adsorbing porous membrane.
以下に、本発明で用いる核酸吸着性多孔膜および吸着工程について説明する。
本発明の核酸吸着性多孔膜は、溶液が内部を通過可能なものである。ここで「溶液が内部を通過可能」とは、膜の一方の面が接する空間と膜の他方の面が接する空間の間に圧力差を生じさせた場合に、高圧の空間側から低圧の空間側へと、膜の内部を溶液が通過することが可能であることを意味する。または、膜に遠心力を掛けた場合に、遠心力の方向に、膜の内部を溶液が通過することが可能であることを意味する。
The nucleic acid-adsorbing porous membrane used in the present invention and the adsorption process will be described below.
The nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention is a solution through which a solution can pass. Here, “solution can pass through” means that when a pressure difference is generated between the space where one surface of the membrane contacts and the space where the other surface of the membrane contacts, To the side, it means that the solution can pass through the inside of the membrane. Or, when a centrifugal force is applied to the membrane, it means that the solution can pass through the membrane in the direction of the centrifugal force.
また、本発明の核酸吸着性多孔膜は、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膜であることが好ましい。これは、多孔膜側の使用条件で「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、核酸と多孔膜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、核酸吸着性多孔膜は、親水基を有する多孔膜であり、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔膜の親水基同士が引きあるようになると推定される。 Moreover, the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention is preferably a porous membrane that adsorbs nucleic acids by an interaction that does not substantially involve ionic bonds. This means that it is not “ionized” under the use conditions on the porous membrane side, and it is presumed that the nucleic acid and the porous membrane come to attract each other by changing the polarity of the environment. As a result, the nucleic acid can be isolated and purified with excellent separation performance and good washing efficiency. Preferably, the nucleic acid-adsorptive porous membrane is a porous membrane having a hydrophilic group, and it is presumed that the hydrophilic group of the nucleic acid and the porous membrane are drawn by changing the polarity of the environment.
ここで親水基とは、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)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、オキシエチレン基などを挙げることができる。好ましくは水酸基である。 Here, the hydrophilic group means a polar group (atomic group) capable of interacting with water, and all groups (atomic groups) involved in nucleic acid adsorption are applicable. As hydrophilic groups, those with moderate interaction with water are good (see Chemical Encyclopedia, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., “Hydrophilic groups”, “Groups that are not very hydrophilic”). Examples thereof include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, and an oxyethylene group. Preferably it is a hydroxyl group.
本発明において、親水基を有する多孔膜とは、多孔膜を形成する材料自体が、親水性基を有する多孔膜、または多孔膜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膜を意味する。多孔膜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、多孔膜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膜、親水基を持たない有機材料の多孔膜を処理して親水基を導入した多孔膜、親水基を持たない有機材料の多孔膜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膜、多孔膜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膜、親水基を持たない無機材料の多孔膜を処理して親水基を導入した多孔膜、親水基を持たない無機材料の多孔膜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膜などを、使用することができるが、加工の容易性から、多孔膜を形成する材料は有機高分子などの有機材料を用いることが好ましい。 In the present invention, the porous film having a hydrophilic group is a porous film having a hydrophilic group introduced by treating or coating a porous film having a hydrophilic group or a material forming the porous film. Means a membrane. The material for forming the porous film may be either organic or inorganic. For example, a porous film in which the material forming the porous film itself is an organic material having a hydrophilic group, a porous film in which a porous film of an organic material having no hydrophilic group is treated to introduce a hydrophilic group, or an organic material having no hydrophilic group A porous film in which a hydrophilic group is introduced by coating with a material having a hydrophilic group on the porous film, a porous film in which the material forming the porous film itself is an inorganic material having a hydrophilic group, a porous film of an inorganic material having no hydrophilic group A porous membrane in which a hydrophilic group is introduced by treating the membrane, a porous membrane in which a hydrophilic group is introduced by coating with a material having a hydrophilic group on a porous membrane of an inorganic material that does not have a hydrophilic group can be used. From the viewpoint of ease of processing, it is preferable to use an organic material such as an organic polymer as the material for forming the porous film.
親水基を有する材料の多孔膜としては、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などで、形成された多孔膜を挙げることができるが、特に水酸基を有する有機材料の多孔膜を好ましく使用することができる。 Examples of porous membranes having hydrophilic groups include polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyoxyethylene, acetylcellulose, and acetyl having different acetyl values. The formed porous film can be exemplified by a mixture of cellulose and the like, and in particular, a porous film of an organic material having a hydroxyl group can be preferably used.
水酸基を有する有機材料の多孔膜として、多糖構造を有する材料が好ましく、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膜をより好ましく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。 As the porous film of an organic material having a hydroxyl group, a material having a polysaccharide structure is preferable, and an organic polymer porous film made of a mixture of acetylcelluloses having different acetyl values can be more preferably used. As a mixture of acetyl cellulose having different acetyl values, a mixture of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose, a mixture of triacetyl cellulose and monoacetyl cellulose, a mixture of triacetyl cellulose, diacetyl cellulose and monoacetyl cellulose, a mixture of diacetyl cellulose and monoacetyl cellulose Can be preferably used. In particular, a mixture of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose can be preferably used. The mixing ratio (mass ratio) of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose is preferably 99: 1 to 1:99, and more preferably 90:10 to 50:50.
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鹸化物が挙げられる。アセチルセルロースの鹸化物とは、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など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膜を鹸化処理することが好ましい。この場合、多孔膜は、表裏対称性の多孔膜であってもよいが、裏非対称性の多孔膜を好ましく使用することができる。 A more preferable organic material having a hydroxyl group is a saponified product of acetyl cellulose described in JP-A No. 2003-128691. A saponified acetyl cellulose is a saponified mixture of acetyl cellulose having different acetyl values, a saponified product of a mixture of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose, a saponified product of a mixture of triacetyl cellulose and monoacetyl cellulose, and triacetyl cellulose. A saponified product of a mixture of diacetylcellulose and monoacetylcellulose, and a saponified product of a mixture of diacetylcellulose and monoacetylcellulose can also be preferably used. More preferably, a saponified product of a mixture of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose is used. The mixing ratio (mass ratio) of the triacetyl cellulose and diacetyl cellulose mixture is preferably 99: 1 to 1:99. More preferably, the mixing ratio of the mixture of triacetyl cellulose and diacetyl cellulose is 90:10 to 50:50. In this case, the amount (density) of hydroxyl groups on the solid surface can be controlled by the degree of saponification treatment (saponification rate). In order to increase the nucleic acid separation efficiency, it is preferable that the amount (density) of hydroxyl groups is large. For example, in the case of acetylcellulose such as triacetylcellulose, the saponification rate (surface saponification rate) is preferably about 5% or more, and more preferably 10% or more. In order to increase the surface area of the organic polymer having a hydroxyl group, it is preferable to saponify the porous membrane of acetylcellulose. In this case, the porous film may be a front and back symmetric porous film, but a back asymmetric porous film can be preferably used.
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セルロースのエステル誘導体のエステル基が加水分解され、水酸基が導入され再生セルロースとなる。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。また、鹸化率を変えるには、水酸化ナトリウムの濃度や処理時間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)。 The saponification treatment refers to bringing acetyl cellulose into contact with a saponification treatment solution (for example, an aqueous sodium hydroxide solution). As a result, the ester group of the ester derivative of cellulose in contact with the saponification treatment solution is hydrolyzed, and a hydroxyl group is introduced to form regenerated cellulose. The regenerated cellulose thus prepared is different from the original cellulose in terms of crystal state and the like. In order to change the saponification rate, the saponification treatment may be performed by changing the concentration of sodium hydroxide and the treatment time. The saponification rate can be easily measured by NMR, IR, or XPS (for example, it can be determined by the degree of peak reduction of the carbonyl group).
親水基を持たない有機材料の多孔膜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膜に結合することができる。有機材料の多孔膜にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔膜とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔膜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。 As a method for introducing a hydrophilic group into a porous film of an organic material having no hydrophilic group, a graft polymer chain having a hydrophilic group in a polymer chain or in a side chain can be bonded to the porous film. As a method of bonding the graft polymer chain to the porous film of the organic material, a method of chemically bonding the porous film and the graft polymer chain, and a graft polymer chain by polymerizing a compound having a polymerizable double bond starting from the porous film. There are two ways.
まず、多孔膜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膜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、多孔膜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。多孔膜と反応する官能基としては、多孔膜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。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などを挙げることができる。 First, in the method of attaching the porous membrane and the graft polymer chain by chemical bonding, a polymer having a functional group that reacts with the porous membrane is used at the terminal or side chain of the polymer. It can be grafted by chemically reacting with a group. The functional group that reacts with the porous film is not particularly limited as long as it can react with the functional group of the porous film. For example, a silane coupling group such as alkoxysilane, an isocyanate group, an amino group, a hydroxyl group, and a carboxyl group. Groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, epoxy groups, allyl groups, methacryloyl groups, acryloyl groups, and the like. Particularly useful compounds as a polymer having a reactive functional group at the end of the polymer or in the side chain are a polymer having a trialkoxysilyl group at the polymer end, a polymer having an amino group at the polymer end, and a polymer having a carboxyl group at the polymer end. , A polymer having an epoxy group at the polymer end, and a polymer having an isocyanate group at the polymer end. The polymer used at this time is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption. Specifically, polyhydroxyethylacrylic acid, polyhydroxyethylmethacrylic acid and salts thereof , Polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, and polyoxyethylene.
多孔膜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、加熱などの方法で基材表面上に活性種を与え、多孔膜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膜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、も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。 A method of polymerizing a compound having a polymerizable double bond from a porous film as a base point to form a graft polymer chain is generally called surface graft polymerization. Surface graft polymerization is a method in which active species are given to the substrate surface by methods such as plasma irradiation, light irradiation, and heating, and a compound having a polymerizable double bond disposed so as to be in contact with the porous film is made porous by polymerization. Refers to the method of bonding with the membrane. A compound useful for forming a graft polymer chain bound to a substrate has a double bond that can be polymerized and has a hydrophilic group that participates in nucleic acid adsorption. It is necessary to be. As these compounds, any polymer, oligomer, or monomer compound having a hydrophilic group can be used as long as it has a double bond in the molecule. Particularly useful compounds are monomers having hydrophilic groups. Specific examples of the particularly useful monomer having a hydrophilic group include the following monomers. For example, a hydroxyl group-containing monomer such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and glycerol monomethacrylate can be particularly preferably used. Also, carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, or alkali metal salts and amine salts thereof can be preferably used.
親水基を持たない有機材料の多孔膜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など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。 As another method for introducing a hydrophilic group into a porous film of an organic material having no hydrophilic group, a material having a hydrophilic group can be coated. The material used for the coating is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption, but an organic material polymer is preferable from the viewpoint of easy work. Examples of polymers include polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid and salts thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, polyoxyethylene, acetylcellulose, and different acetyl values. Examples thereof include a mixture of acetylcellulose, and a polymer having a polysaccharide structure is preferable.
また、親水基を持たない有機材料の多孔膜に、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。 In addition, after coating a porous film of an organic material having no hydrophilic group with acetyl cellulose or a mixture of acetyl cellulose having different acetyl values, the coated acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values is saponified. You can also. In this case, the saponification rate is preferably about 5% or more. Furthermore, the saponification rate is preferably about 10% or more.
親水基を有する無機材料である多孔膜としては、シリカ化合物を含有する多孔膜を挙げることができる。シリカ化合物を含有する多孔膜としては、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。 Examples of the porous film that is an inorganic material having a hydrophilic group include a porous film containing a silica compound. A glass filter can be mentioned as a porous film containing a silica compound. Further, a porous silica thin film as described in Japanese Patent Publication No. 3058342 can be given. This porous silica thin film is an amphiphilic substance by spreading a developing solution of a cationic type amphiphilic substance having a bilayer-forming ability on a substrate and then removing the solvent from the liquid film on the substrate. This multilayer bilayer thin film can be prepared by bringing the multilayer bilayer thin film into contact with a solution containing a silica compound, and then extracting and removing the multilayer bilayer thin film.
親水基を持たない無機材料の多孔膜に親水基を導入する方法としては、多孔膜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、多孔膜を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する2つの方法がある。多孔膜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、多孔膜を起点として、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。 As a method for introducing a hydrophilic group into a porous film of an inorganic material having no hydrophilic group, a method of chemically bonding the porous film and a graft polymer chain, and a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule There are two methods for polymerizing the graft polymer chain from the porous membrane as a starting point. When the porous film and the graft polymer chain are attached by chemical bonding, a functional group that reacts with the functional group at the terminal of the graft polymer chain is introduced into the inorganic material, and the graft polymer is chemically bonded thereto. In addition, when polymerizing a graft polymer chain starting from a porous membrane using a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule, the starting point for polymerizing a compound having a double bond Is introduced into the inorganic material.
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膜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。 As a graft polymer having a hydrophilic group and a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule, the above-described method of chemically bonding a porous film of an organic material having no hydrophilic group and a graft polymer chain In the above, the described graft polymers having a hydrophilic group and monomers having a hydrophilic group having a double bond in the molecule can be preferably used.
親水基を持たない無機材料の多孔膜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などを挙げることができる。 As another method for introducing a hydrophilic group into a porous film made of an inorganic material having no hydrophilic group, a material having a hydrophilic group can be coated. The material used for the coating is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption, but an organic material polymer is preferable from the viewpoint of easy work. Examples of polymers include polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid and salts thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, polyoxyethylene, acetylcellulose, and different acetyl values. Examples thereof include a mixture of acetylcellulose.
また、親水基を持たない無機材料の多孔膜に、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。 In addition, after coating a porous film of an inorganic material having no hydrophilic group with acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values, the coated acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values is saponified. You can also. In this case, the saponification rate is preferably about 5% or more. Furthermore, the saponification rate is preferably about 10% or more.
親水基を持たない無機材料の多孔膜としては、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、も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膜を挙げることができる。 Examples of the porous film made of an inorganic material having no hydrophilic group include a porous film produced by processing a metal such as aluminum, ceramics such as glass, cement, and ceramics, or new ceramics, silicon, and activated carbon.
上記の核酸吸着性多孔膜は、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。 The nucleic acid-adsorptive porous membrane allows the solution to pass through the inside and has a thickness of 10 μm to 500 μm. More preferably, the thickness is 50 μm to 250 μm. The thinner the thickness, the easier it is to clean.
上記の溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、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。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the above solution can pass has a minimum pore size of 0.22 μm or more. More preferably, the minimum pore diameter is 0.5 μm or more. Further, it is preferable to use a porous membrane having a ratio of the maximum pore diameter to the minimum pore diameter of 2 or more. As a result, a sufficient surface area for adsorbing nucleic acids is obtained and clogging is difficult. More preferably, the ratio of the maximum pore diameter to the minimum pore diameter is 5 or more.
上記の溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、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である。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the above solution can pass has a porosity of 50 to 95%. More preferably, the porosity is 65 to 80%. Moreover, it is preferable that a bubble point is 0.1-10 kgf / cm < 2 >. More preferably, the bubble point is 0.2 to 4 kgf / cm 2 .
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、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。 The nucleic acid-adsorptive porous membrane that allows the solution to pass through the inside thereof preferably has a pressure loss of 0.1 to 100 kPa. Thereby, a uniform pressure is obtained at the time of overpressure. More preferably, the pressure loss is 0.5 to 50 kPa. Here, the pressure loss is the minimum pressure required to pass water per 100 μm thickness of the membrane.
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、25℃で1kg/cm2の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜cm2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の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜cm2あたり1分間で5〜1000mLである。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the solution can pass inside has a water permeability of 1 to 5000 mL per minute per cm 2 membrane when water is passed at 25 ° C. at a pressure of 1 kg / cm 2. It is preferable. More preferably, the water permeation amount when water is passed at 25 ° C. and a pressure of 1 kg / cm 2 is 5 to 1000 mL per cm 2 of membrane.
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、多孔膜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、多孔膜1mgあたりの核酸の吸着量が0.9μg以上である。 In the nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the solution can pass, the nucleic acid adsorption amount per mg of the porous membrane is preferably 0.1 μg or more. More preferably, the amount of nucleic acid adsorbed per 1 mg of the porous membrane is 0.9 μg or more.
上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、一辺が5mmの正方形の多孔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。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the solution can pass is a cellulose that does not dissolve within 1 hour but dissolves within 48 hours when a square porous membrane with a side of 5 mm is immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid. Derivatives are preferred. Further, a cellulose derivative that dissolves within 1 hour when immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid, but a cellulose derivative that does not dissolve within 24 hours when immersed in 5 mL of dichloromethane is more preferable.
核酸吸着性多孔膜中を、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。 When passing a sample solution containing nucleic acid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, passing the sample solution from one surface to the other surface allows the liquid to be uniformly contacted with the porous membrane. preferable. When a sample solution containing nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, it is preferable that the sample solution is passed from the side having the larger pore diameter of the nucleic acid-adsorbing porous membrane to the side having a smaller pore size because clogging is difficult.
核酸を含む試料溶液を核酸吸着性多孔膜を通過させる場合の流速は、液の多孔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。
液の多孔膜への接触時間が短すぎると十分な分離精製効果が得られず、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。
The flow rate when passing a sample solution containing nucleic acid through a nucleic acid-adsorbing porous membrane may be 2 to 1500 μL / sec per cm 2 of the membrane in order to obtain an appropriate contact time of the liquid with the porous membrane. preferable.
If the contact time of the liquid with the porous membrane is too short, a sufficient separation and purification effect cannot be obtained, and if it is too long, it is not preferable from the viewpoint of operability. Further, the flow rate is preferably 5 to 700 μL / sec per cm 2 of the membrane area.
また、使用する溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜は、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膜は、同一のものであっても、異なるものであって良い。 Further, the number of nucleic acid-adsorbing porous membranes through which the solution to be used can pass may be one, or a plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes can be used. The plurality of nucleic acid-adsorptive porous membranes may be the same or different.
複数枚の核酸吸着性多孔膜は、無機材料の核酸吸着性多孔膜と有機材料の核酸吸着性多孔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膜は、無機材料の核酸吸着性多孔膜と有機材料の核酸非吸着性多孔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膜との組合せを挙げることができる。 The plurality of nucleic acid adsorbing porous membranes may be a combination of an inorganic material nucleic acid adsorbing porous membrane and an organic material nucleic acid adsorbing porous membrane. For example, a combination of a glass filter and a porous membrane of regenerated cellulose can be mentioned. The plurality of nucleic acid adsorbing porous membranes may be a combination of an inorganic material nucleic acid adsorbing porous membrane and an organic material non-nucleic acid adsorbing porous membrane. For example, a glass filter and nylon or polysulfone porous A combination with a membrane can be mentioned.
少なくとも二個の開口を有する容器内に、上記のような溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジを好ましく使用することができる。また、少なくとも二個の開口を有する容器内に、上記のような溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜を複数枚収容した核酸分離精製カートリッジを好ましく使用することができる。この場合、少なくとも二個の開口を有する容器内に収容される複数枚の核酸吸着性多孔膜は、同一のものであっても、異なるものであっても良い。 A nucleic acid separation and purification cartridge in which a nucleic acid-adsorbing porous membrane capable of passing the above solution in a container having at least two openings can be preferably used. In addition, a nucleic acid separation and purification cartridge in which a plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes through which the above solution can pass is contained in a container having at least two openings. In this case, the plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes accommodated in a container having at least two openings may be the same or different.
核酸分離精製カートリッジは、少なくとも二個の開口を有する容器内に、上記のような溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔膜を収容する以外、その他の部材を収容していないことが好ましい。上記の容器の材料としては、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックを使用することができる。また、生分解性の材料も好ましく使用することができる。また、上記の容器は透明であっても、着色してあっても良い。 It is preferable that the nucleic acid separation / purification cartridge does not contain other members in a container having at least two openings other than containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the above solution can pass. As a material for the container, plastics such as polypropylene, polystyrene, polycarbonate, and polyvinyl chloride can be used. Biodegradable materials can also be preferably used. In addition, the container may be transparent or colored.
核酸分離精製カートリッジとして、個々の核酸分離精製カートリッジを識別する手段を備えている核酸分離精製カートリッジを使用する事ができる。個々の核酸分離精製カートリッジを識別する手段としては、バーコード、磁気テープなどが挙げられる。 As the nucleic acid separation / purification cartridge, a nucleic acid separation / purification cartridge provided with means for identifying individual nucleic acid separation / purification cartridges can be used. Examples of means for identifying individual nucleic acid separation and purification cartridges include bar codes and magnetic tapes.
また、少なくとも二個の開口を有する容器内から核酸吸着性多孔膜を容易に取り出す事が可能になっている構造を有した核酸分離精製カートリッジを使用することもできる。 In addition, a nucleic acid separation and purification cartridge having a structure in which the nucleic acid-adsorbing porous membrane can be easily taken out from a container having at least two openings can be used.
以下、洗浄工程について説明する。
本発明に従い、本発明の洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させることにより、DNAを溶離させ、RNAのみを吸着させておき、必要な核酸を含む検体の量を微量とすることができる。即ち、洗浄液を流した液はDNAを分離することが可能となる。
Hereinafter, the cleaning process will be described.
According to the present invention, by passing the cleaning solution of the present invention through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, DNA can be eluted, only RNA can be adsorbed, and the amount of the sample containing the necessary nucleic acid can be made very small. That is, it is possible to separate the DNA from the liquid in which the washing liquid is flowed.
本発明の洗浄液は、水溶性有機溶媒を50質量%以下の濃度で含有する水溶液であり、好ましくは水溶性有機溶媒を1質量%以上50質量%以下の濃度で含有する水溶液である。洗浄液は、核酸吸着性多孔膜に核酸と共に吸着した試料溶液中の不純物を洗い流す機能を有する必要がある。そのためには、核酸吸着性多孔膜から核酸は脱着させないが不純物は脱着させる組成であることが必要である。 The cleaning liquid of the present invention is an aqueous solution containing a water-soluble organic solvent at a concentration of 50% by mass or less, preferably an aqueous solution containing a water-soluble organic solvent at a concentration of 1% by mass or more and 50% by mass or less. The washing liquid needs to have a function of washing out impurities in the sample solution adsorbed together with the nucleic acid on the nucleic acid adsorbing porous membrane. For that purpose, it is necessary to have a composition in which the nucleic acid is not desorbed from the nucleic acid-adsorbing porous membrane but the impurities are desorbed.
洗浄液中に含まれる水溶性有機溶媒の割合が多すぎると、洗浄工程でDNAが溶離できない。従って、回収液で回収したRNA液中にDNAのコンタミが増大する。また少なすぎると、洗浄工程でDNAだけでなく、RNAが多孔膜から脱着してしまい、回収液中のRNA量が減ってしまう。そのため、洗浄液中に含まれる水溶性有機溶媒の割合は50質量%以下であり、好ましくは5〜40質量%である。 If the ratio of the water-soluble organic solvent contained in the washing solution is too large, DNA cannot be eluted in the washing step. Therefore, the contamination of DNA increases in the RNA solution recovered by the recovery solution. If the amount is too small, not only DNA but also RNA is desorbed from the porous membrane in the washing step, and the amount of RNA in the recovered solution is reduced. Therefore, the ratio of the water-soluble organic solvent contained in the cleaning liquid is 50% by mass or less, preferably 5 to 40% by mass.
洗浄液に含まれる水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−イソプロパノール、ブタノール、などのアルコ−ルを用いることができ、中でもエタノールを用いることが好ましい。 As the water-soluble organic solvent contained in the cleaning liquid, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-isopropanol, and butanol can be used, and ethanol is particularly preferable.
本発明の洗浄液は、更に水溶性塩を含有することが好ましい。水溶性塩としては、ハロゲン化物の塩であることが好ましく、中でも塩化物が好ましい。また、水溶性塩は、一価または二価のカチオンであることが好ましく、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましく、中でもナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩が好ましくナトリウム塩が最も好ましい。
水溶性塩が洗浄液中に含まれる場合、その濃度は10mmol/L以上であることが好ましく、その上限は不純物の溶解性を損なわない範囲であれば特に問わないが、1mol/L以下であることが好ましく、0.1mol/L以下であることがより好ましい。より好ましくは、水溶性塩が塩化ナトリウムであり、さらには、塩化ナトリウムが20mmol/L以上含まれていることである。
The cleaning liquid of the present invention preferably further contains a water-soluble salt. The water-soluble salt is preferably a halide salt, and chloride is particularly preferable. The water-soluble salt is preferably a monovalent or divalent cation, particularly preferably an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. Among them, a sodium salt, a potassium salt and a lithium salt are preferable, and a sodium salt is most preferable.
When a water-soluble salt is contained in the cleaning liquid, the concentration is preferably 10 mmol / L or more, and the upper limit is not particularly limited as long as it does not impair the solubility of impurities, but it is 1 mol / L or less. Is more preferable, and 0.1 mol / L or less is more preferable. More preferably, the water-soluble salt is sodium chloride, and further sodium chloride is contained at 20 mmol / L or more.
更に、洗浄液は、カオトロッピク物質を含んでいないことを特徴とする。それによって、洗浄工程に引き続く回収工程にカオトロピック物質が混入する可能性を減らすことができる。回収工程時に、カオトロピック物質が混入すると、しばしばPCR反応等の酵素反応を阻害するので、後の酵素反応等を考慮すると洗浄液にカオトロピック物質を含まないことが理想的である。また、カオトロピック物質は、腐食性で有害であるので、この点でもカオトロピック物質を用いないで済むことは、実験者にとっても試験操作の安全上極めて有利である。カオトロピック物質が含まれないため、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/230nm)が、1.5以上の高純度な核酸を回収することができる。好適な状況では、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/230nm)が2.0付近となる高純度な核酸を回収することができる。
ここで、カオトロピック物質とは、前記したように尿素、イソチオシアン酸グアニジン、チオシナア酸グアニジン、イソチアン酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムなどである。
Furthermore, the cleaning liquid is characterized by not containing a chaotropic substance. Thereby, the possibility that the chaotropic substance is mixed in the recovery process subsequent to the cleaning process can be reduced. When a chaotropic substance is mixed during the recovery step, an enzyme reaction such as a PCR reaction is often inhibited. Therefore, it is ideal that the washing solution does not contain a chaotropic substance in consideration of the subsequent enzyme reaction or the like. In addition, since chaotropic substances are corrosive and harmful, it is extremely advantageous for the experimenter from the viewpoint of safety of the test operation that the chaotropic substances need not be used. Since a chaotropic substance is not contained, a highly pure nucleic acid having a measurement value (260 nm / 230 nm) of 1.5 or more can be recovered with an ultraviolet-visible spectrophotometer. In a suitable situation, it is possible to recover high-purity nucleic acid whose measured value (260 nm / 230 nm) with an ultraviolet-visible spectrophotometer is around 2.0.
Here, the chaotropic substance is urea, guanidine isothiocyanate, guanidine thiocyanate, sodium isothiocyanate, sodium iodide, potassium iodide, or the like as described above.
従来、核酸分離精製工程における洗浄工程の際、洗浄液がカートリッジなどの容器に対する濡れ性が高いため、しばしば洗浄液が容器中に残留することになり、洗浄工程に続く回収工程への洗浄液の混入して核酸の純度の低下や次工程における反応性の低下などの原因となっている。したがって、カートリッジなどの容器を用いて核酸の吸着及び脱着を行う場合、吸着、洗浄時に用いる液、特に洗浄液が、次の工程に影響を及ぼさないように、カートリッジ内に洗浄残液が残留しないことは重要である。 Conventionally, during the washing process in the nucleic acid separation and purification process, since the washing liquid has high wettability with respect to a container such as a cartridge, the washing liquid often remains in the container, and the washing liquid is mixed into the recovery process following the washing process. This causes a decrease in nucleic acid purity and a decrease in reactivity in the next step. Therefore, when nucleic acid is adsorbed and desorbed using a container such as a cartridge, the washing residual liquid should not remain in the cartridge so that the liquid used for adsorption and washing, particularly the washing liquid, does not affect the next step. Is important.
したがって、洗浄工程における洗浄液が次工程の回収液に混入することを防止して、洗浄液のカートリッジ内への残留を最小限に留めるため、洗浄液の表面張力を0.035J/m2未満にすることが好ましい。表面張力が低いと、洗浄液とカートリッジの濡れ性が向上し、残留する液量を抑えることができる。 Therefore, the surface tension of the cleaning liquid should be less than 0.035 J / m 2 in order to prevent the cleaning liquid in the cleaning process from being mixed into the recovered liquid in the next process and to keep the cleaning liquid remaining in the cartridge to a minimum. Is preferred. When the surface tension is low, the wettability between the cleaning liquid and the cartridge is improved, and the remaining liquid volume can be suppressed.
ここで、洗浄効率を上げる為に、水の割合を増やすことができるが、この場合、洗浄液の表面張力は上昇し、残留する液量が増える。洗浄液の表面張力が0.035J/m2以上の場合は、カートリッジの撥水性を高めることで、残留する液量を抑えることができる。カートリッジの撥水性を高めることで、液滴を形成させ、その液滴が流れ落ちることによって残留する液量が抑制できる。撥水性を高める方法としては、カートリッジ表面にシリコン等の撥水剤をコートするか、カートリッジ成型時にシリコン等の撥水剤を練り込む等の手段があるが、これに限らない。 Here, in order to increase the cleaning efficiency, the proportion of water can be increased, but in this case, the surface tension of the cleaning liquid increases and the amount of the remaining liquid increases. When the surface tension of the cleaning liquid is 0.035 J / m 2 or more, the remaining liquid amount can be suppressed by increasing the water repellency of the cartridge. By increasing the water repellency of the cartridge, droplets are formed, and the amount of liquid remaining by the droplets flowing down can be suppressed. As a method for increasing the water repellency, there are means such as coating the surface of the cartridge with a water repellent such as silicon, or kneading a water repellent such as silicon when molding the cartridge, but is not limited thereto.
また、洗浄や回収操作を自動化することによって、操作が簡便かつ迅速に行うことが可能になる。洗浄工程は、迅速化のためには1回の洗浄で済ませてもよく、また純度がより重要な場合には複数回洗浄を繰り返すことが好ましい。 Further, by automating the cleaning and recovery operation, the operation can be performed easily and quickly. The cleaning step may be completed by one cleaning for speeding up, and when the purity is more important, the cleaning is preferably repeated a plurality of times.
洗浄工程において、洗浄液は、チューブ、ピペット、又は自動注入装置、もしくはこれらと同じ機能をもつ供給手段を使用して、核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジへ供給される。供給された洗浄液は、核酸分離精製カートリッジの一の開口(核酸を含む試料溶液を注入した開口)から供給され、該開口に結合された圧力差発生装置(例えばスポイド、注射器、ポンプ、パワーピペットなど)を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にして核酸吸着性多孔膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出させることができる。また、洗浄液を一の開口から供給し、同じ一の開口より排出させることもできる。さらには、核酸分離精製カートリッジの核酸を含む試料溶液を供給した一の開口と異なる開口より洗浄液を供給し、排出させることも可能である。しかしながら、核酸分離精製カートリッジの一の開口から供給し、核酸吸着性多孔膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出さる方法が洗浄効率が優れてより好ましい。洗浄工程における洗浄液の液量は、2μl/mm2以上が好ましい。洗浄液量が多量であれば洗浄効果は向上するが、操作性を保ち、試料の流出を抑止するためには、200μl/mm2以下が好ましい。 In the washing step, the washing solution is supplied to the nucleic acid separation / purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane using a tube, pipette, automatic injection device, or supply means having the same function. The supplied washing solution is supplied from one opening of the cartridge for separating and purifying nucleic acid (opening into which a sample solution containing nucleic acid is injected), and a pressure difference generator (for example, a spoid, a syringe, a pump, a power pipette, etc.) coupled to the opening. ), The inside of the cartridge for separating and purifying nucleic acid is pressurized and passed through the porous nucleic acid-adsorbing porous membrane, and discharged from an opening different from one opening. Also, the cleaning liquid can be supplied from one opening and discharged from the same opening. Furthermore, it is also possible to supply and discharge the cleaning liquid from an opening different from the one opening to which the sample solution containing the nucleic acid in the cartridge for nucleic acid separation and purification is supplied. However, a method of supplying from one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, passing through the nucleic acid-adsorptive porous membrane, and discharging from an opening different from the one opening is more preferable because of excellent cleaning efficiency. The amount of the cleaning solution in the cleaning step is preferably 2 μl / mm 2 or more. If the amount of the cleaning solution is large, the cleaning effect is improved, but 200 μl / mm 2 or less is preferable in order to maintain the operability and suppress the outflow of the sample.
洗浄工程において、洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させる場合の流速は、膜の単位面積(cm2)あたり、2〜1500μL/secであることが好ましく、5〜700μL/secであることがより好ましい。通過速度を下げて時間を掛ければ洗浄がそれだけ十分に行なわれることになるが、核酸の分離精製操作の迅速化も重要であるので上記した範囲が選択される。 In the washing step, the flow rate when the washing solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane is preferably 2 to 1500 μL / sec, more preferably 5 to 700 μL / sec, per unit area (cm 2 ) of the membrane. preferable. If the passage speed is lowered and time is taken, the washing is sufficiently performed. However, since the speed of the separation and purification operation of the nucleic acid is important, the above range is selected.
洗浄工程において、洗浄液の液温は4〜70℃であることが好ましい。さらには、洗浄液の液温を室温とすることがより好ましい。また洗浄工程において、その核酸分離精製カートリッジを器械的な振動や超音波による攪拌を与えながら、または遠心分離により洗浄することもできる。 In the washing step, the temperature of the washing solution is preferably 4 to 70 ° C. Furthermore, it is more preferable that the temperature of the cleaning liquid is room temperature. In the washing step, the cartridge for separating and purifying nucleic acid can be washed while being subjected to mechanical vibration, stirring by ultrasonic waves, or by centrifugation.
本発明に従い、核酸吸着性多孔膜を利用することにより洗浄工程を簡素化することができる。すなわち、(1)洗浄液が核酸吸着性多孔膜を通過する回数を1回でよい、(2)洗浄工程を室温でできる。(3)洗浄後、直ちに回収液をカートリッジに注入することができる。(4)前記(1)、(2)、(3)のいずれか1つもしくは2つ以上のも可能である。従来法においては、洗浄液中に含まれる有機溶媒を迅速に取り除くため、しばしば乾燥工程を必要としたが、本発明に係る核酸吸着性多孔膜は薄膜であるためにこれを省略できるからである。 According to the present invention, the washing process can be simplified by using the nucleic acid-adsorbing porous membrane. That is, (1) the number of times the washing solution passes through the nucleic acid-adsorbing porous membrane may be one, and (2) the washing step can be performed at room temperature. (3) The recovered liquid can be poured into the cartridge immediately after washing. (4) Any one or more of (1), (2), and (3) are also possible. In the conventional method, a drying step is often required in order to quickly remove the organic solvent contained in the cleaning liquid. However, since the nucleic acid-adsorbing porous membrane according to the present invention is a thin film, it can be omitted.
従来、核酸分離精製工程において、洗浄工程の際、しばしば洗浄液が飛散し他に付着することによって、試料のコンタミネーション(汚染)が起きることが問題となっている。洗浄工程におけるこの種のコンタミネーションは、二個の開口を有する容器内に核酸吸着性多性孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジと廃液容器の形状とを工夫することによって抑止することができる。 Conventionally, in the nucleic acid separation and purification process, there is a problem that contamination of the sample occurs due to the washing liquid often scattering and adhering to the other during the washing process. This kind of contamination in the washing process can be suppressed by devising the shape of the waste liquid container and the nucleic acid separation and purification cartridge in which the nucleic acid-adsorbing polyporous membrane is housed in a container having two openings.
次いで、核酸吸着性多性孔膜からRNAを脱着させて回収する工程について示す。
回収工程において、回収液は、チューブ、ピペット、又は自動注入装置、もしくはこれらと同じ機能をもつ供給手段を使用して、核酸吸着性多孔膜を装着した核酸分離精製カートリッジへ供給される。回収液は、核酸分離精製カートリッジの一の開口(核酸を含む試料溶液を注入した開口)から供給され、該開口に結合された圧力差発生装置(例えばスポイド、注射器、ポンプ、パワーピペットなど)を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にして核酸吸着性多孔膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出させることができる。また、回収液を一の開口から供給し、同じ一の開口より排出させることもできる。さらには、核酸分離精製カートリッジの核酸を含む試料溶液を供給した一の開口と異なる開口より回収液を供給し、排出させることも可能である。しかしながら、核酸分離精製カートリッジの一の開口から供給し、核酸吸着性多孔膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出さる方法が回収効率が優れてより好ましい。
Next, a process of desorbing and recovering RNA from the nucleic acid-adsorbing polyporous membrane will be described.
In the recovery step, the recovery liquid is supplied to the nucleic acid separation / purification cartridge equipped with the nucleic acid-adsorbing porous membrane using a tube, pipette, automatic injection device, or supply means having the same function. The recovered liquid is supplied from one opening of the cartridge for separating and purifying nucleic acid (opening into which a sample solution containing nucleic acid is injected), and a pressure difference generator (for example, a spoid, a syringe, a pump, a power pipette, etc.) coupled to the opening is connected to the recovered liquid. By using it, the inside of the cartridge for separating and purifying nucleic acid can be pressurized and passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, and discharged from an opening different from one opening. Further, the recovery liquid can be supplied from one opening and discharged from the same opening. Furthermore, it is also possible to supply and discharge the recovery liquid from an opening different from the one opening to which the sample solution containing the nucleic acid in the nucleic acid separation and purification cartridge is supplied. However, a method of supplying from one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, passing through the nucleic acid-adsorptive porous membrane, and discharging from an opening different from the one opening is more preferable because of excellent recovery efficiency.
検体から調整した核酸を含む試料溶液の体積に対して、回収液の体積を調整して核酸の脱着を行うことができる。分離精製された核酸を含む回収液量は、そのとき使用する検体量による。一般的によく使われる回収液量は数10から数100μlであるが、検体量が極微量である時や、逆に大量の核酸を分離精製したい場合には回収液量は1μlから数10mlの範囲で変える事ができる。 Nucleic acid can be desorbed by adjusting the volume of the recovered liquid relative to the volume of the sample solution containing the nucleic acid prepared from the specimen. The amount of the recovered liquid containing the separated and purified nucleic acid depends on the amount of sample used at that time. In general, the volume of recovered liquid used is from several tens to several hundreds of microliters. However, when the amount of specimen is extremely small, or conversely when a large amount of nucleic acid is to be separated and purified, the volume of recovered liquid is from 1 μl to several tens of ml. You can change the range.
回収液としては好ましくは精製蒸留水、Tris/EDTAバッファー等が使用できる。また、回収した核酸をPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)に供する場合、PCR反応において用いる緩衝溶液(例えば、KCl 50mmol/L、Tris-HCl 10mmol/L、MgCl2 1.5mmol/Lを最終濃度とする水溶液)を用いることもできる。 As the recovered liquid, preferably, purified distilled water, Tris / EDTA buffer, or the like can be used. In addition, when the collected nucleic acid is subjected to PCR (polymerase chain reaction), a buffer solution used in the PCR reaction (for example, an aqueous solution having a final concentration of KCl 50 mmol / L, Tris-HCl 10 mmol / L, MgCl2 1.5 mmol / L) is used. It can also be used.
回収液のpHは、pH2〜11であることが好ましい。さらには、pH5〜9であることが好ましい。回収液は、500mmol/L以下のイオン強度であることが好ましく、更には50〜0.01mmol/Lの塩濃度であることが好ましい。また特にイオン強度と塩濃度は吸着核酸の溶出に効果を及ぼす。回収液は、290mmol/L以下のイオン強度であることが好ましく、さらには、90mmol/L以下の塩濃度であることが好ましい。こうすることで、核酸の回収率が向上し、より多くの核酸を回収することができる。 The pH of the collected liquid is preferably pH 2-11. Furthermore, it is preferable that it is pH 5-9. The recovered liquid preferably has an ionic strength of 500 mmol / L or less, and more preferably has a salt concentration of 50 to 0.01 mmol / L. In particular, ionic strength and salt concentration have an effect on the elution of adsorbed nucleic acids. The recovered liquid preferably has an ionic strength of 290 mmol / L or less, and more preferably has a salt concentration of 90 mmol / L or less. By doing so, the recovery rate of nucleic acids is improved, and more nucleic acids can be recovered.
回収液の体積を当初の核酸を含む試料溶液の体積と比較して少なくすることによって、濃縮された核酸を含む回収液を得ることができる。好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:100〜99:100、更に好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:10〜9:10にすることができる。これにより核酸分離精製後工程において濃縮のための操作をすることなく、簡単に核酸を濃縮できる。これらの方法により検体よりも核酸が濃縮されている核酸溶液を得る方法を提供できる。 By reducing the volume of the recovery solution compared to the volume of the sample solution containing the original nucleic acid, a recovery solution containing concentrated nucleic acid can be obtained. Preferably, (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 100 to 99: 100, more preferably (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 10 to 9:10 it can. Thus, the nucleic acid can be easily concentrated without performing an operation for concentration in the step after the separation and purification of the nucleic acid. By these methods, it is possible to provide a method for obtaining a nucleic acid solution in which the nucleic acid is more concentrated than the specimen.
また別の方法としては、回収液の体積を当初の核酸を含む試料溶液よりも多い条件で核酸の脱着を行うことにより、希望の濃度の核酸を含む回収液を得ることができ、次工程(PCRなど)に適した濃度の核酸を含む回収液を得ることができる。好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:1〜50:1、更に好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:1〜5:1にすることができる。これにより核酸分離精製後に濃度調整をする煩雑さがなくなるというメリットを得られる。更に、十分量の回収液を使用することにより、多孔膜からの核酸回収率の増加を図ることができる。 As another method, nucleic acid is desorbed under the condition that the volume of the recovery solution is larger than that of the sample solution containing the initial nucleic acid, thereby obtaining a recovery solution containing the nucleic acid of a desired concentration. A recovery solution containing nucleic acid at a concentration suitable for PCR and the like can be obtained. Preferably, (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 1 to 50: 1, more preferably (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 1 to 5: 1. it can. As a result, there is an advantage that there is no need to adjust the concentration after separation and purification of nucleic acid. Furthermore, by using a sufficient amount of the recovery liquid, it is possible to increase the nucleic acid recovery rate from the porous membrane.
また、目的に応じて回収液の温度を変化させることで簡便に核酸を回収することができる。例えば、回収液の温度を0〜10℃にして多孔膜からの核酸の脱着を行うことで、酵素による分解を防止する何らかの試薬や特別な操作を加えることなく核酸分解酵素の働きを抑制して、核酸の分解を防ぎ、簡便に、効率よく核酸溶液を得ることができる。 In addition, nucleic acids can be easily recovered by changing the temperature of the recovery solution according to the purpose. For example, by desorbing the nucleic acid from the porous membrane at a temperature of the recovered liquid of 0 to 10 ° C., the function of the nucleolytic enzyme can be suppressed without adding any reagent or special operation to prevent degradation by the enzyme. The nucleic acid solution can be easily and efficiently obtained by preventing the degradation of the nucleic acid.
また、回収液の温度を10〜35℃とした場合、一般的な室温で核酸の回収を実施することが出来、複雑な工程を必要とせずに核酸を脱着させて分離精製することができる。 In addition, when the temperature of the recovered solution is 10 to 35 ° C., the nucleic acid can be recovered at a general room temperature, and the nucleic acid can be desorbed and separated and purified without requiring a complicated process.
また別の方法としては、回収液の温度を高温、例えば35〜70℃することで、多孔膜からの核酸の脱着を煩雑な操作を経ず簡便に高い回収率で実施することができる。 As another method, the temperature of the recovery liquid is set to a high temperature, for example, 35 to 70 ° C., so that the nucleic acid can be desorbed from the porous membrane easily and at a high recovery rate without complicated operations.
回収液の注入回数は限定されるものではなく、1回でも複数回でもよい。通常、迅速、簡便に核酸を分離精製する場合は、1回の回収で実施するが、大量の核酸を回収する場合等複数回にわたり回収液を注入する事がある。 The number of injections of the recovery liquid is not limited and may be one time or multiple times. Usually, when the nucleic acid is separated and purified quickly and easily, it is carried out by one collection, but the collection liquid may be injected several times, such as when collecting a large amount of nucleic acid.
回収工程においては、核酸の回収液をその後の後工程に使用できる組成にしておくことが可能である。分離精製された核酸は、しばしばPCR(ポリメラーゼチェインリアクション)法により増幅される。この場合、分離精製された核酸溶液はPCR法に適したバッファー液で希釈する必要がある。本方法による回収工程において、回収液にPCR法に適したバッファー液を用いることで、その後のPCR工程へ簡便、迅速に移行することができる。 In the recovery step, the nucleic acid recovery solution can be made into a composition that can be used in the subsequent subsequent steps. The separated and purified nucleic acid is often amplified by a PCR (polymerase chain reaction) method. In this case, the separated and purified nucleic acid solution needs to be diluted with a buffer solution suitable for the PCR method. In the recovery step according to this method, a buffer solution suitable for the PCR method is used as the recovery solution, so that the subsequent PCR step can be easily and rapidly transferred.
また、回収工程において、核酸の回収液に回収した核酸の分解を防ぐための安定化剤を添加しておくことも可能である。安定化剤としては、抗菌剤、抗カヒ゛剤や核酸分解抑制剤などを添加することができる。核酸分解酵素の阻害剤としてはEDTAなどが上げられる。
また別の実施態様として、回収容器にあらかじめ安定化剤を添加しておくこともできる。
In the recovery step, a stabilizer for preventing degradation of the recovered nucleic acid can be added to the nucleic acid recovery solution. As a stabilizer, an antibacterial agent, an anti-fouling agent, a nucleic acid degradation inhibitor and the like can be added. EDTA etc. are raised as a nucleolytic enzyme inhibitor.
As another embodiment, a stabilizer may be added to the collection container in advance.
また、回収工程で用いられる回収容器には特に限定はないが、260nmの吸収が無い素材で作製された回収容器を用いることができる。この場合、回収した核酸溶液の濃度を、他の容器に移し替えずに測定できる。260nmに吸収のない素材は、例えば石英ガラス等が挙げられるがそれに限定されるものではない。 The collection container used in the collection step is not particularly limited, but a collection container made of a material that does not absorb 260 nm can be used. In this case, the concentration of the recovered nucleic acid solution can be measured without transferring to another container. Examples of materials that do not absorb at 260 nm include, but are not limited to, quartz glass.
上記の、少なくとも二個の開口を有する容器内に核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置を用いて、核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程は、工程を自動で行う自動装置を用いて行うことが好ましい。それにより、操作が簡便化および迅速化するだけでなく、作業者の技能によらず一定の水準の、核酸を得ることが可能になる。 The step of separating and purifying nucleic acid from a sample containing nucleic acid using a nucleic acid separation and purification cartridge and a pressure generator, which contain a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings, is performed automatically. It is preferable to carry out using an automatic device. This not only simplifies and speeds up the operation, but also makes it possible to obtain a certain level of nucleic acid regardless of the skill of the operator.
以下に、少なくとも二個の開口を有する容器内に核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置を用いて、核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程を自動で行う自動で行う自動装置の例を示すが、自動装置はこれの限定されるものではない。 The following is an automatic process for automatically separating and purifying nucleic acid from a sample containing nucleic acid using a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings and a pressure generator. Although the example of the automatic apparatus to perform is shown, an automatic apparatus is not limited to this.
自動装置は、溶液が内部を通過可能な、核酸吸着性多孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジを用い、該核酸分離精製カートリッジに核酸を含む試料液を注入し加圧して該試料液中の核酸を前記核酸吸着性多孔膜に吸着させた後、前記核酸分離精製カートリッジに洗浄液を分注し加圧して不純物を除去した後、前記核酸分離精製カートリッジに、回収液を分注し核酸吸着性多孔膜に吸着した核酸を脱着して回収液とともに回収する、分離精製動作を自動的に行う核酸分離精製装置であって、前記核酸分離精製カートリッジ、前記試料液および洗浄液の排出液を収容する廃液容器および前記核酸を含む回収液を収容する回収容器を保持する搭載機構と、前記核酸分離精製カートリッジに加圧エアを導入する加圧エア供給機構と、前記核酸分離精製カートリッジに洗浄液および回収を分注する分注機構とを備えてなることを特徴とするものである。 The automatic device uses a nucleic acid separation / purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane through which the solution can pass, and injects and pressurizes a sample liquid containing nucleic acid into the nucleic acid separation / purification cartridge. Is adsorbed on the nucleic acid-adsorbing porous membrane, and then the washing solution is dispensed into the nucleic acid separation and purification cartridge and pressurized to remove impurities, and then the recovered solution is dispensed into the nucleic acid separation and purification cartridge. A nucleic acid separation and purification device for automatically separating and purifying a nucleic acid adsorbed on a membrane and recovering it together with a collected liquid, wherein the waste liquid container accommodates the nucleic acid separation and purification cartridge, the sample liquid and the washing liquid discharge liquid. And a mounting mechanism for holding a recovery container for storing a recovery liquid containing the nucleic acid, a pressurized air supply mechanism for introducing pressurized air into the nucleic acid separation and purification cartridge, and the nucleic acid separation In manufacturing the cartridge is characterized in by comprising a dispensing mechanism for dispensing a washing liquid and recovered.
(1)核酸精製カートリッジの作製
内径7mm、核酸吸着性多孔膜を収容する部分を持つ核酸精製カートリッジを作製する。
(1) Production of nucleic acid purification cartridge A nucleic acid purification cartridge having an inner diameter of 7 mm and a portion accommodating a nucleic acid-adsorbing porous membrane is produced.
(2)核酸吸着性多孔膜として、トリアセチルセルロースの多孔膜を鹸化処理した多孔膜を使用し、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。 (2) A porous membrane obtained by saponifying a porous membrane of triacetyl cellulose is used as the nucleic acid-adsorbing porous membrane, and the membrane is accommodated in the nucleic acid-adsorbing porous membrane housing part of the nucleic acid purification cartridge prepared in (1) above.
[実施例1]
(3)核酸可溶化試薬溶液及び洗浄液の調製
下記に示す処方の核酸可溶化試薬溶液及び洗浄液を調製する。
[Example 1]
(3) Preparation of Nucleic Acid Solubilizing Reagent Solution and Washing Solution A nucleic acid solubilizing reagent solution and a washing solution having the following formulation are prepared.
(核酸可溶化試薬溶液)
塩酸グアニジン(ライフテクノロジー社製) 382g
Tris(ライフテクノロジー社製) 12.1g
TritonX-100(ICN製) 10g
蒸留水 1000mlになるように添加
(1.0容量%の2−メルカプトエタノールを使用前に添加。)
(Nucleic acid solubilizing reagent solution)
Guanidine hydrochloride (Life Technology) 382g
Tris (Life Technology) 12.1g
TritonX-100 (ICN) 10g
Add to 1000ml of distilled water
(1.0% by volume 2-mercaptoethanol is added before use.)
(洗浄液)
10mM Tris-HCl 20〜50%エタノール
(Cleaning solution)
10 mM Tris-HCl 20-50% ethanol
(4)核酸精製操作
ヒト前骨髄性白血病細胞(HL60)培養液を用意する。細胞数が1×106個になるように調製し、Ca2+、Mg2+フリーPBSで細胞を洗浄する。4℃、300g、5分、スイングローターで遠心し、浮遊細胞をペレット状にした後、上清を除去し、タッピングによって細胞を再懸濁する。ここへ核酸可溶化試薬溶液350μlを加え、ボルテックスミキサーで1分間攪拌する。その後70%エタノール350μlを加え、ボルテックスミキサーで5秒間撹拌する。撹拌後、上記(1)及び(2)で作成した核酸吸着性多孔膜を有する核酸精製カートリッジの一の開口に注入し、続いて上記一の開口に圧力差発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した核酸を含む試料溶液を、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、核酸分離精製カートリッジの他の開口より排出する。続いて、上記核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に、エタノールを20〜50%の濃度で含む洗浄液500μlを注入し、上記一の開口に圧力差発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させ、他の開口より排出する。同様の操作を3回繰り返す。続いて、上記核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に回収液100μlを注入し、核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に圧力差発生装置を結合して核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した回収液を、核酸吸着性多孔膜に通過させ、他の開口より排出し、この液を回収する。
(4) Nucleic acid purification procedure Prepare human promyelocytic leukemia cell (HL60) culture solution. The cell number is adjusted to 1 × 10 6 and the cells are washed with Ca 2+ and Mg 2+ free PBS. After centrifuging with a swing rotor at 4 ° C, 300 g for 5 minutes, pellet the floating cells, remove the supernatant, and resuspend the cells by tapping. Add 350 μl of the nucleic acid solubilizing reagent solution and stir with a vortex mixer for 1 minute. Thereafter, 350 μl of 70% ethanol is added and stirred for 5 seconds with a vortex mixer. After stirring, the mixture is injected into one opening of the nucleic acid purification cartridge having the nucleic acid adsorbing porous membrane prepared in the above (1) and (2), and then a pressure difference generator is connected to the one opening to separate and purify the nucleic acid. The inside of the cartridge is pressurized, and the sample solution containing the injected nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane to contact the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other opening of the nucleic acid separation and purification cartridge. Subsequently, 500 μl of a washing solution containing ethanol at a concentration of 20 to 50% is injected into the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and a pressure difference generator is coupled to the one opening, and the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge is Under pressure, the injected cleaning solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other opening. Repeat the same operation 3 times. Subsequently, 100 μl of the recovery solution is injected into the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and a pressure difference generator is connected to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge so that the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized. The injected recovery liquid is passed through the nucleic acid-adsorptive porous membrane, discharged from the other openings, and this liquid is recovered.
(実施例及び比較例)
上記例における洗浄液として、表1及び表2に示すエタノールの濃度(Tris-HClの濃度は一定)の洗浄液を用いる以外は、上記と同じ条件で、各操作を行った。
(Examples and Comparative Examples)
Each operation was performed under the same conditions as described above except that the cleaning liquid having the ethanol concentration (Tris-HCl concentration is constant) shown in Tables 1 and 2 was used as the cleaning liquid in the above example.
(5)回収された核酸のアガロースゲル電気泳動
上記各試料において、回収された洗浄液、回収液中の核酸の量を1%アガロースゲルの電気泳動から、その蛍光強度を求めることで、予めDNA及びRNAの検量線を作成して、その濃度を求めた。表1には、回収液のDNA及びRNA濃度を、表2には、洗浄液のDNA及びRNAの濃度を示した。
(5) Agarose gel electrophoresis of recovered nucleic acid In each of the above samples, the amount of nucleic acid in the recovered washing solution and recovered solution is determined from the electrophoresis of 1% agarose gel, and the fluorescence intensity is determined in advance. A calibration curve of RNA was prepared and its concentration was determined. Table 1 shows the DNA and RNA concentrations of the recovered solution, and Table 2 shows the DNA and RNA concentrations of the washing solution.
表1及び表2の結果から明らかなように、洗浄工程でのエタノール濃度が50質量%以下のときはDNAの混入量が少ない。この結果から、本発明の方法を用いることにより、核酸回収液中のDNAの混入量を減少させ、RNAを選択的に回収することができることが分かる。
一方、洗浄液中のエタノール濃度が50質量%より高いと、DNAのコンタミネーションが多くなることが分かる。
As is clear from the results in Tables 1 and 2, when the ethanol concentration in the washing step is 50% by mass or less, the amount of DNA contamination is small. From this result, it can be seen that by using the method of the present invention, the amount of DNA mixed in the nucleic acid recovery solution can be reduced, and RNA can be selectively recovered.
On the other hand, when the ethanol concentration in the washing solution is higher than 50% by mass, it can be seen that DNA contamination increases.
表1及び表2の結果から明らかなように、洗浄工程でのエタノール濃度が50質量%以下のときはDNAの混入量が少ない。この結果から、本発明の方法を用いることにより、核酸回収液中のDNAの混入量を減少させ、RNAを選択的に回収することができることが分かる。
一方、洗浄液中のエタノール濃度が50質量%より高いと、DNAのコンタミネーションが多くなることが分かる。
As is clear from the results in Tables 1 and 2, when the ethanol concentration in the washing step is 50% by mass or less, the amount of DNA contamination is small. From this result, it can be seen that by using the method of the present invention, the amount of DNA mixed in the nucleic acid recovery solution can be reduced, and RNA can be selectively recovered.
On the other hand, when the ethanol concentration in the washing solution is higher than 50% by mass, it can be seen that DNA contamination increases.
[実施例2]
(6)核酸可溶化試薬溶液及び洗浄液の調製
下記に示す処方の核酸可溶化試薬溶液及び洗浄液を調製する。
[Example 2]
(6) Preparation of Nucleic Acid Solubilizing Reagent Solution and Washing Solution A nucleic acid solubilizing reagent solution and a washing solution having the following formulation are prepared.
(核酸可溶化試薬溶液−B1)
グアニジンチオシアン酸塩(和光純薬社製) 3.5M
BisTris(同仁化学社製) 0.25M
塩酸を用いて、pH6.5に調製
(1.0容量%の2−メルカプトエタノールを使用前に添加。)
(Nucleic acid solubilizing reagent solution-B1)
Guanidine thiocyanate (Wako Pure Chemical Industries) 3.5M
BisTris (Dojin Chemical Co., Ltd.) 0.25M
Adjust to pH 6.5 using hydrochloric acid (add 1.0% by volume 2-mercaptoethanol before use.)
(核酸可溶化試薬−B2)
Tween20(和光純薬社製) 15%
BisTris(同仁化学社製) 0.1M
塩酸を用いて、pH6.0に調製
(Nucleic acid solubilizing reagent-B2)
Tween 20 (Wako Pure Chemical Industries) 15%
BisTris (manufactured by Dojin Chemical) 0.1M
Adjust to pH 6.0 using hydrochloric acid
(洗浄液−B)
Tris-HCl(pH7.5) 10mM
塩化ナトリウム 0.5M
エタノール 5〜12.5%
(Cleaning liquid-B)
Tris-HCl (pH 7.5) 10 mM
Sodium chloride 0.5M
Ethanol 5-12.5%
(回収液−B)
Tris-HCl(pH6.5) 1mM
(Recovered liquid-B)
Tris-HCl (pH 6.5) 1 mM
(7)動物組織核酸混合物溶液調製
液体窒素で急速凍結したマウス肝臓をハサミで小破片とし、5mgを1.5mlチューブにはかりとる。核酸可溶化試薬−B1を350μlを加え、Rotor−Statorホモジナイザー(Polytron、KINEMATICA社製)にて均一になるまでホモジナイズする。8000×gにて3分間、室温にて遠心分離し、組織破片を取らないように新しい1.5mlチューブに上清を移す。ここに核酸可溶化試薬−B2を175μl加え、ボルテックスミキサーで15秒間攪拌する。さらに、99.5%以上特級エタノールを175μl加え、ボルテックスミキサーで1分間攪拌する。
(7) Preparation of animal tissue nucleic acid mixture solution Mouse liver rapidly frozen with liquid nitrogen is cut into small pieces with scissors, and 5 mg is weighed into a 1.5 ml tube. Add 350 μl of the nucleic acid solubilizing reagent-B1 and homogenize it with a Rotor-Stator homogenizer (Polytron, KINEMATICA) until it is uniform. Centrifuge at 8000 xg for 3 minutes at room temperature and transfer the supernatant to a new 1.5 ml tube so as not to remove tissue debris. 175 μl of nucleic acid solubilizing reagent-B2 is added thereto and stirred for 15 seconds with a vortex mixer. Further, add 175 μl of 99.5% or more special grade ethanol and stir for 1 minute with a vortex mixer.
(8)RNA分離精製操作
上記(1)及び(2)で作成した核酸吸着性多孔膜を有する核酸精製カートリッジの一の開口に注入し、続いて上記一の開口に圧力差発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した核酸を含む試料溶液を、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、核酸分離精製カートリッジの他の開口より排出する。続いて、上記核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に、エタノールを5〜12.5%の濃度で含む洗浄液−Bを750μl注入し、上記一の開口に圧力差発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させ、他の開口より排出する。同様の操作を3回繰り返す。続いて、上記核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に回収液−Bを100μl注入し、核酸分離精製カートリッジの上記一の開口に圧力差発生装置を結合して核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した回収液を、核酸吸着性多孔膜に通過させ、他の開口より排出し、この液を回収する。
(8) RNA separation and purification operation: Inject into one opening of a nucleic acid purification cartridge having a nucleic acid-adsorbing porous membrane prepared in (1) and (2) above, and then connect a pressure difference generator to the one opening. The nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized, and the sample solution containing the injected nucleic acid is passed through the nucleic acid adsorption porous membrane to contact the nucleic acid adsorption porous membrane. Discharge. Subsequently, 750 μl of a cleaning solution-B containing ethanol at a concentration of 5 to 12.5% is injected into the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and a pressure difference generator is connected to the one opening to separate the nucleic acid. The inside of the purification cartridge is pressurized, the injected cleaning solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, and discharged from the other opening. Repeat the same operation 3 times. Subsequently, 100 μl of the recovered liquid-B is injected into the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and a pressure difference generator is connected to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge to pressurize the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge. Then, the injected recovery liquid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other openings, and this liquid is recovered.
[実施例3]
洗浄液−Bのエタノール濃度を30、20、0%とする以外は、(8)と同様に各操作を行なった。
[Example 3]
Each operation was performed in the same manner as (8) except that the ethanol concentration of the cleaning liquid-B was changed to 30, 20, and 0%.
(9)回収された核酸のアガロースゲル電気泳動
実施例2及び比較例2で精製された核酸を1%アガロースゲル電気泳動した。結果を図1に示す。
(9) Agarose gel electrophoresis of recovered nucleic acids The nucleic acids purified in Example 2 and Comparative Example 2 were subjected to 1% agarose gel electrophoresis. The results are shown in FIG.
(10)回収された核酸の回収量
実施例2及び実施例3で回収された核酸を含む回収液の濃度を測定した。測定法は260nmの吸光度を使用する方法を用いた。結果を表3に示す。
(10) Amount of recovered nucleic acid The concentration of the recovered liquid containing the nucleic acid recovered in Example 2 and Example 3 was measured. The measurement method used was a method using absorbance at 260 nm. The results are shown in Table 3.
図1から明らかなように、実施例2の洗浄工程でのエタノール濃度が5〜12.5%のときにはDNAの混入がほとんど認められない。これに対し、比較例2の洗浄工程でのエタノール濃度が20〜30%のときにはDNAの混入があることが分かる。さらに、比較例2のエタノール濃度0%の場合は、DNAの混入がないものの、核酸回収量が低下する。
以上のことから本発明により、核酸回収液中のDNA混入量をかなり減少させ、RNAを選択的に高収量にて回収できることが分かる。
As apparent from FIG. 1, when the ethanol concentration in the washing step of Example 2 is 5 to 12.5%, almost no DNA contamination is observed. On the other hand, when the ethanol concentration in the washing process of Comparative Example 2 is 20 to 30%, it can be seen that DNA is mixed. Furthermore, when the ethanol concentration in Comparative Example 2 is 0%, the amount of nucleic acid recovered is reduced although there is no DNA contamination.
From the above, it can be seen that according to the present invention, the amount of DNA contamination in the nucleic acid recovery solution can be considerably reduced, and RNA can be selectively recovered at a high yield.
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