JP2015195784A - 多孔質フィルターカラム、試薬カートリッジ及び核酸抽出キット - Google Patents

Abstract

【課題】多孔質フィルターをカラム内に隙間なく、かつひび割れを生じさせることなく確実に保持しつつ、溶液の浸透性および流体の移動量が高く維持でき、かつ作業者を選ぶことなく容易かつ確実に組み立てることが可能な多孔質フィルターカラムの提供。
【解決手段】上部容器１１と、上部容器１１の下部に結合される下部容器１２と、下部容器１２内に配置される多孔質フィルター２１及び支持部材２２を備え、上部容器１１のフィルター押え兼用結合部１１１２を下部容器１２の円筒部１２１１内に嵌合して上部容器１１と下部容器１２とを結合する。上部容器１１と下部容器１２とが結合された時にフィルター押え兼用結合部１１１２の係止部と下部容器１２の円筒部１２１１に設けた係止部１２１４とを互いに係合することにより得られるフィルター押え兼用結合部１１１２からの押圧力で多孔質フィルター２１をカラム内に保持するよう構成した。
【選択図】図７

Description

本発明は、液体のろ過や、液体内の特定物質の抽出などに使用する簡易組み立て式の多孔質フィルターカラム、より詳しくは、多孔質フィルターの保持機構に特徴を有する多孔質フィルターカラム、及び当該多孔質フィルターカラムを用いた試薬カートリッジ並びに核酸抽出キットに関する。

多孔質フィルターは、液体のろ過や液体内に含まれる特定物質の抽出のためのツールとして、研究・工業用途で広く利用されている。このような場合、液体を通過させるカラム内で多孔質フィルターを保持しなければならない。通常は、カラム内で二つの部材により多孔質フィルターを挟んで固定する方法等が用いられている。近年、このような多孔質フィルターカラムは、遺伝子工学や遺伝子診療の分野で生体試料の核酸抽出に用いられることもある。

核酸の抽出・回収方法として、ＢＯＯＭ法が知られている。ＢＯＯＭ法は、カオトロピックイオンの存在下で核酸がシリカ表面に吸着することを利用し、カオトロピック試薬と固相シリカなどとを組み合わせた核酸の分離精製法であり、生体試料から溶解された核酸を多孔質のシリカに吸着させ、洗浄液で不純物を洗い流した後、溶出液によりシリカに吸着されている核酸を溶出して回収することで核酸の分離・精製を行う手法である。この手法を実施するために、多孔質フィルターが底部に保持された有底筒状カラムが利用されている。これらは、有底筒状カラムの底部に廃液用の排出口を有し、ポンプや遠心などの加圧手段により複数の試薬を多孔質フィルターに通過させて最終的に精製された核酸を回収するものである。

ポンプや遠心などの加圧手段を用いて、人の血液から核酸を精製する工程をより具体的に説明すると、（１）血液の溶解→（２）溶解した血液を多孔質フィルター上部へ移動させ、核酸を吸着させる→（３）多孔質フィルターの洗浄→（４）多孔質フィルターの乾燥→（５）多孔質フィルターからの核酸の回収、という流れとなる。

上記（２）〜（５）の工程では、いずれも多孔質フィルターに空気層による圧力をかける必要がある。ここで、例えば（２）の工程において、液体を通過させるカラム内の多孔質フィルターの保持に不具合があり、多孔質フィルターの端部とカラムとの間に隙間が生じている場合、溶解した血液の一部は多孔質フィルター内を通過することなく、隙間等から流れ出てしまう。

また、（４）の工程において多孔質フィルターの端部とカラムとの間に隙間が生じている場合、空気層による圧力が多孔質フィルター前面に均一にかからず、空気が隙間等から流れ出てしまい乾燥不十分となる。その結果、（３）の工程で用いた洗浄液に含まれるエタノール等が残留してしまい、多孔質フィルターから核酸を回収した際に、回収した核酸にエタノール等が混入してしまう。そのような混入があると、回収した核酸を用いた反応に関する不具合の発生率が高くなる。

核酸抽出用多孔質フィルターカラムにおいて、円筒状の外容器および多孔質フィルターを保持するための部材は、そのほとんどが樹脂製であり、精密な実験や測定に用いられることから、試料のコンタミネーションを防ぐために一度使用されたものは再度使用せずに捨てることが多い。しかも、円筒状の外容器と多孔質フィルターは一体となって取り扱われ、かつ、多孔質フィルターの端部とカラムとの間に隙間をなくすための多孔質フィルター保持部材が必要になる。

多孔質フィルターを保持するための部材としてはＯリングが一般的に用いられており、多孔質フィルターが支持された有底筒状のカラムにおいて、Ｏリングが多孔質フィルターの外周縁部分に設置されているものがある。
しかし、Ｏリングに覆われるフィルター部分はろ過に利用できないため、ろ過に利用可能なフィルター面積が狭くなり、ろ過効率が低下する。その結果、加圧しても流体の移動量が増加しにくい。また、Ｏリングとカラムとの間に生じる隙間に溶液が残りやすいため、核酸抽出用途においては多孔質フィルターへの吸着効率・洗浄効率が共に悪く、試料の純度や収量が低下することが問題となっていた。

この問題に対し、特許文献１には、多孔質フィルターの外周縁部を全周にわたり抑えるフィルター保持部材が記載されている。この部材は、外周部を均一につぶすことができるため、隙間が生じにくく結果として圧力漏れ等が発生しずらい。しかし、嵌め合いであることから直径の精度が必要となり、またＯリングと同様の課題を回避するため、肉厚を薄くしたため製造方法がかなり限定されてしまい高価な部品となってしまった。

また、組み立て時にフィルター保持部材を嵌める工程で、本来であれば一定量押し込むことにより、嵌合させることが理想的だが、フィルター保持部材やフィルターカラムの寸法のばらつきがあることから、押せるところまで押す方法で嵌合させている。しかし、フィルター部材が柔軟である場合、押し込むことにより潰れてフィルター保持部材の直下が潰されることとなり、結果として中心部が引っ張られフィルター部材が裂けてしまうことがあった。

この問題に対し、特許文献２には、金型へフィルターを硬質なものに変更し、フィルターを一次成型品に装着後金型へ設置して、一体成型する製造方法および形状が記載されている。この方法は、フィルター部材とフィルター保持部材が容易に密着し良好な接着が得られ、隙間の発生を最小限に抑えることができる。しかし、金型内にフィルターを設置し一体成型することにより、フィルターに不要な熱がかかり核酸抽出能力に不利な状態になる可能性が高く、またフィルター部材がガラス繊維のように柔らかい場合、射出成型時の圧力でフィルターが固定できず設計通りの形状が得られない。

特願２０１２−１７３４１７号 特開２０１０−９４１３６号公報

本発明は、上記の課題を解決するもので、多孔質フィルターをカラム内に確実に保持しつつ、溶液の浸透性および流体の移動量が高く維持され、隙間の発生しない、熱がかからず、柔らかいフィルターでも容易に組み立て可能であり、フィルターのひび割れが発生せず、作業者を選ぶことなく容易かつ確実に組み立てることができる多孔質フィルターカラム、及びこれを用いた試薬カートリッジ並びに核酸抽出キットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、多孔質フィルターカラムであって、筒状の上部容器と、前記上部容器の下部に結合される下部容器と、前記下部容器内に配置された支持部材と、前記下部容器内で前記支持部材で支持され前記上部容器の軸心方向と直交する面上の全域に配置される多孔質フィルターとを備え、前記上部容器は、上端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の外周面下部に設けられた円筒状を呈するフィルター押え兼用結合部を有し、前記下部容器は、前記フィルター押え兼用結合部の外周に密嵌合される円筒部と、当該円筒部の下部を接続し排出口が形成された底面部を有し、前記フィルター押え兼用結合部の外周面には第１係止部が形成され、前記下部容器の円筒部の内周面には前記第１係止部と係合して前記下部容器の円筒部へのフィルター押え兼用結合部の嵌合深さを規定する第２係止部が形成され、前記フィルター押え兼用結合部が前記下部容器の前記円筒部に嵌合され前記第１係止部と前記第２係止部とが係合した状態で、前記フィルター押え兼用結合部の下端が前記多孔質フィルターの周縁部上面に一定の押圧力で当接するように構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の多孔質フィルターカラムにおいて、前記第１係止部は前記フィルター押え兼用結合部の外周面に全周に亘りリング状に形成された凸部からなり、前記第２係止部は前記下部容器の円筒部の内周面に全周に亘りリング状に形成され前記凸部と係合する凹部からなることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の多孔質フィルターカラムにおいて、前記凸部の幅が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の多孔質フィルターカラムにおいて、前記多孔質フィルターが核酸吸着能を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、被検体から核酸を分離精製するための試薬が収容され、分注チップを用いて液体が分注される試薬カートリッジであって、前記被検体を収容する被検体収容部と、前記試薬を収容する試薬収容部と、前記分離精製において発生する廃液を収容する廃液収容部と、請求項１乃至４の何れか１項に記載の多孔質フィルターカラムとを備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、核酸精製キットであって、請求項５に記載の試薬カートリッジと、前記分注チップを複数収容するための分注チップ収容体とを備えることを特徴とする。

本発明の試薬カートリッジ並びに核酸精製キットに用いられる多孔質フィルターカラムによれば、上部容器と下部容器に互いに係合する係止部を設けたことにより、多孔質フィルターをカラム内へ確実に保持しつつ、溶液の浸透性及び流体の移動量が高く維持され、隙間の発生しない、柔らかいフィルターでも熱をかけたり、別部品を用いることなく組み立てることが可能であり、しかも、フィルター押え兼用結合部の下部容器への嵌合深さを規定の位置で止めることができるため、多孔質フィルターのひび割れも発生せず、作業者を選ぶことなく容易に組み立てることができる。

本発明にかかる多孔質フィルターカラムを用いた試薬カートリッジの一実施の形態を示す斜視図である。 本発明にかかる核酸精製キットにおける試薬カートリッジ及び分注チップラックを示す斜視図である。 本発明にかかる多孔質フィルターカラムの構成部品を分解して示す縦断面図である。 本発明にかかる多孔質フィルターカラムの一部の構成部品を分解して示す縦断面図である。 図３に示す多孔質フィルターカラムの組み立ての途中段階を示す縦断面図である。 図３に示す多孔質フィルターカラムの組み立ての終了段階を示す縦断面図である。 組み立て終了の多孔質フィルターカラムの縦断面及びフィルター押え兼用結合部の凸状係止部と円筒部の凹状係止部との係合部分を拡大して示した縦断面図である。 本発明にかかる多孔質フィルターカラムを構成する下部容器の他の例を示す一部切り欠きの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細を説明する。以下では、本発明に係わる多孔質フィルターカラムが収納され、核酸の分離精製に用いられる試薬カートリッジと、分注チップ収容体とを備える核酸精製キットについて説明する。

図１及び図２に示すように、核酸精製キット５１は、被検体から核酸を抽出するための試薬などが収容された試薬カートリッジ１００と、液体を分注するための分注チップ２０１が複数収容された分注チップラック（分注チップ収容体）２００を備えている。本実施形態では、分注チップラック２００は同径同大の分注チップ２０１を複数備えており、試薬カートリッジ１００に収容された液体は複数の分注チップ２０１のいずれかによって分注操作あるいは攪拌操作され、分注チップ２０１によって液体間で交叉汚染が生じないようになっている。また、分注チップラック２００は、使用後の分注チップ２０１を回収するための容器であり、分注チップ２０１の使用終了後は、感染性廃棄物として分注チップ２０１を分注チップラック２００ごと廃棄することができる。

図１は、試薬カートリッジ１００の斜視図を示すもので、この試薬カートリッジ１００は、長方形状を呈し、かつ上面が解放されてなる略箱状に形成された本体１０１と、本体１０１の長手方向の中間部外側面に外方へ突出して形成された爪部１０２とを有している。この爪部１０２は、例えば試薬カートリッジ１００が核酸分析装置などにセットされた時に、試薬カートリッジ１００が転倒しないように核酸分析装置の一部と係合させるためのものである。

本体１０１の上面及び側面には、使用時に取り外される薄膜状の封止フィルム１０３が巻かれている。本体１０１の上面開口は封止フィルム１０３によって封止されており、これにより、本体１０１の内部に収容された多孔質フィルターカラム１０などが本体１０１から脱落しないように保持している。また、封止フィルム１０３は、使用時まで本体１０１内部に塵や埃などの異物が混入することを防止する機能も有している。

図２は、封止フィルム１０３を除いた状態の試薬カートリッジ１００と分注チップラック２００の斜視図を示すもので、本体１０１の内部には、生体試料などの被検体が投入されるサンプルウェル（被検体収容部）１１０と、被検体から核酸を抽出するための試薬などが収容されている試薬ウェル部１２０と、被検体から核酸を抽出する工程で分離された不要な溶液を廃棄する廃液ウェル（廃液収容部）１３０と、被検体から抽出された核酸を回収する回収ウェル１４０とが、本体１０１の長手方向に配列された状態で一体に形成されている。また、本体１０１の内部には、多孔質フィルターカラム１０が収容される保持部１６０が、サンプルウェル（被検体収容部）１１０と回収ウェル１４０との間に位置して一体に形成されている。

保持部１６０は、試薬カートリッジ１００において多孔質フィルターカラム１０が収容される初期位置になっている。保持部１６０の底部には、液体を吸収する吸収体（図示せず）を設けることができる。この吸収体は、多孔質フィルターカラム１０を保持部１６０に収容したときに多孔質フィルターカラム１０の排出口（後述する）側の外面に接触するようになっている。このため、例えば多孔質フィルターカラム１０内に洗浄液を供給したときに排出口の外面に洗浄液が付着した場合に、保存部１６０の底部に吸収体を配することにより洗浄液を吸収させて洗浄液を除去することができる。

試薬ウェル部１２０は、複数の試薬ウェル（試薬収容部）１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６とオイルウェル（オイル収容部）１２７とオイル除去部（液体除去部）１２８とを有している。また、試薬ウェル部１２０において、複数の試薬ウェル１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６及びオイルウェル１２７の各開口は、使用時までウェル封止フィルム１０４によって封止されている。ウェル封止フィルム１０４は、気体の透過を抑制すると共に、分注チップ２０１を突き刺すことにより容易に破ることができる構成とすることが好ましく、材料としては、例えば金属性の薄膜やプラスチックフィルム等が用いることができる。

試薬ウェル１２１には、細胞膜などの生体物質を溶解する溶解液１２１Ａが収容されるようになっている。試薬ウェル１２２には、溶解液１２１Ａで溶解しきれず担体へ目詰まりを起こしている細胞質などの生体物質を溶解する溶解液１２２Ａが収容されるようになっている。試薬ウェル１２３、１２４には、担体に吸着された核酸以外の不要物を洗い流すための洗浄液１２３Ａ、１２４Ａがそれぞれ収容されるようになっている。試薬ウェル１２５には、担体から核酸を溶出させる溶出液１２５Ａが収容されるようになっている。試薬ウェル１２６には、溶出液中の核酸濃度を調整するための希釈液１２６Ａが収容されるようになっている。

オイルウェル１２７には、例えばＰＣＲ反応において反応溶液に重層して用いられる周知のシリコンオイル１２７Ａが収容されている。オイル１２７Ａとしては、例えばミネラルオイルやシリコンオイルなどを好適に採用することができる。

図２に示すように、廃液ウェル１３０は、多孔質フィルターカラム１０の外形形状に対応する凹部を有している。その詳細は後述するが、これにより、多孔質フィルターカラム１０を廃液ウェル１３０に差し込んでも転倒せず、かつ排出口が廃液ウェル内の廃液に接しないように支持することができる。

回収ウェル１４０は、廃棄ウェル１３０と同様に、多孔質フィルターカラム１０の外形形状に対応する凹部を有しており、回収ウェル１４０に差し込まれた多孔質フィルターカラム１０を支持することができる。また、回収ウェル１４０の底部には、多孔質フィルターカラム１０の担体から溶出液１２５Ａによって溶出された核酸溶液を貯蔵する貯蔵部（図示せず）を有している。

廃液ウェル１３０と回収ウェル１４０とは、試薬カートリッジ１００内でお互いに隣り合うように配置されている。これは、多孔質フィルターカラム１０の洗浄を廃液ウェル１３０において行った後に回収ウェル１４０に移動させるときの多孔質フィルターカラム１０の移動距離を短くするためである。これにより、試薬カートリッジ１００の他の部分などを汚染する可能性を軽減することができる。

次に、試薬カートリッジ１００に収容された、本発明の多孔質フィルターカラム１０について説明する。

多孔質フィルターカラム１０は、図３に示すように、試料液体や洗浄溶液などの溶液が収容される筒状の上部容器１１と、上部容器１１の下部に組み立て可能に結合され、上部容器１１の底部を構成する漏斗状の下部容器１２と、下部容器１２内に配置され上部容器１１の軸心方向と直交する面上に位置する円盤状の支持部材２２と、下部容器１２内で支持部材２２上に重ねられ上部容器１１の軸心方向と直交する面上の全域に配置される多孔質フィルター２１とを備えて構成される。

上部容器１１は、図３及び図４に示すように、液体のろ過や液体内の特定物質の抽出などに必要な長さ（例えば５ｍｍ〜５０ｍｍ）と外径（例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ）及び０．５ｍｍ〜３ｍｍの肉厚を有する円筒部１１１１と、この円筒部１１１１の下端に、該下端から円筒部１１１１の軸心方向に延在して一体に形成された円筒状のフィルター押え兼用結合部１１１２と、円筒部１１１１の外周面に全周を覆うように設けられた被把持部材１１１３とを備える。また、円筒部１１１１は、その上端に使用溶液や洗浄溶液などの試薬類を分注や加圧エアを導入するための開口部１１１４と、円筒部１１１１の上端外周に全周に亘りに外方へ突出して一体に形成された鍔部１１１５を有している。

なお、被把持部材１１１３は、例えば多孔質フィルターカラム１０を試薬カートリッジ１００の保持部１６０から回収ウェル１４０に移動する時に、図示省略の装置担体移動手段により多孔質フィルターカラム１０の把持部となるほか、多孔質フィルターカラム１０を試薬カートリッジ１００の廃液ウェル（廃液収容部）１３０等に差し込んだ際に多孔質フィルターカラム１０が転倒しないように支持するためなどに利用される。また、被把持部材１１１３は、多孔質フィルターカラム１０を装置担体移動手段により把持する際の補強を兼ねている。

フィルター押え兼用結合部１１１２は、多孔質フィルター２１の周縁部を上方から押圧して支持部材２２を含む多孔質フィルター２１を多孔質フィルターカラム１０内に一定の圧力で確実に保持する機能と、上部容器１１と下部容器１２とを気密かつ液密に結合する機能を有している。
このために、フィルター押え兼用結合部１１１２は、支持部材２２を含む多孔質フィルター２１の押圧保持及び下部容器１２との結合に必要な長さ（例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ）と、円筒部１１１１の内径と同一の内径と、円筒部１１１１の外径より小さく、かつ円盤状の多孔質フィルター２１及び支持部材２２の外径（例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ）と同一の外径とを有している。さらに、フィルター押え兼用結合部１１１２の外周面には、後述する下部容器１２の円筒部１２１１へのフィルター押え兼用結合部１１１２の嵌合深さを規定して多孔質フィルター２１の周縁部への押圧力を一定に保持するための凸状の係止部１１１６（特許請求の範囲に記載の第１係止部に相当）が全周に亘りリング状に形成されている。

上記凸状の係止部１１１６の幅が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、凸状の係止部１１１６の幅を０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲に設定されている場合は、より強い密封が得られる。また、凸状の係止部１１１６の幅が０．２ｍｍ未満または２ｍｍを超える場合は、嵌合に必要な力が必要以上もしくは規定位置で止まらないという不具合が生じることになる。

下部容器１２は、フィルター押え兼用結合部１１１２の外周に気密かつ液密に嵌合される円筒部１２１１と、円筒部１２１１の下端に一体に形成され、かつ円筒部１２１１の下端から円筒部１２１１の軸心方向で円筒部１２１１の下端周辺から円筒部１２１１の軸心に近づくに従い下り勾配に傾斜する底面部１２１２と、この底面部１２１２の円筒部１２１１の軸心と一致する中心箇所に形成された排出口１２１３とを有している。

下部容器１２の円筒部１２１１は、上部容器１１の円筒部１１１１の外径と同一の外径と、フィルター押え兼用結合部１１１２の外径と同一の内径を有している。また、円筒部１２１１の内周面には、フィルター押え兼用結合部１１１２の凸状の係止部１１１６と係合する凹状の係止部１２１４（特許請求の範囲に記載の第２係止部に相当）が全周に亘りリング状に形成されている。さらに、円筒部１２１１と底面部１２１２との接合部の内側角部には、支持部材２２の下面側の外周縁部２２ａが係合するリング状の担持部１２１５が全周に亘り形成されている。

なお、フィルター押え兼用結合部１１１２及び下部容器１２の円筒部１２１１に互いに係合する係止部をそれぞれ設ける理由は、フィルター押え兼用結合部１１１２が下部容器１２の円筒部１２１１に嵌合されることで、凸状の係止部１１１６と凹状の係止部１２１４とが互いに係合された時に、フィルター押え兼用結合部１１１２の円筒部１２１１への嵌合深さを規定して、フィルター押え兼用結合部１１１２の下端を多孔質フィルター２１の周縁部にその上方から当接して一定の押圧力が負荷されるように保持する。これにより、多孔質フィルター２１に変形やひび割れを生じさせることなく、フィルター押え兼用結合部１１１２と下部容器１２の円筒部１２１１との嵌め合いによる多孔質フィルターカラム１０の組み立てを可能にするためである。

上部容器１１及び下部容器１２を形成する材料としては、試料溶液に用いる溶媒に溶解せず、溶液中の試料や試薬等に影響を与えないものであれば制限はないが、特にポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリルのいずれかを含む樹脂材料を用いれば、良好な可視光透過性を確保することができ、溶液の状態を確認することができる。ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレンやポリプロピレンとポリエチレンとのランダム共重合体を使用することができる。また、アクリルとしては、ポリメタクリル酸メチル、または、メタクリル酸メチルとその他のメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレンなどのモノマーとの共重合体を使用することができる。また、これらの樹脂材料を使用する場合、チップの耐熱性や強度を確保することもできる。

多孔質フィルター２１が下部容器１２の円筒部１２１１内で変形することが支持部材２２によって抑制されている。多孔質フィルター２１としては、生体試料が化学的に吸着するような親水性基を表面に有する材料を用いて、試料溶液が内部に浸透して試料が効率よく吸着する為に表面積の大きい多孔質の膜状に形成したものが好ましい。また、洗浄液による洗浄時には核酸を吸着保持し、回収液による回収時には核酸の吸着力を弱めて離すように構成されている。本発明における多孔質材料として、ガラスウール等の繊維状の材料を重ね合わされたものが用いられてもよい。

多孔質フィルター２１の形状としては、下部容器１２の円筒部１２１１内に水平に設置した際に円筒部１２１１との間に隙間が生じないような形状であればよい。本実施形態では、多孔質フィルター２１は、平面視において円筒部１２１１の内径と等しい外径をもつ円形の円盤状とされている。また、多孔質フィルター２１の膜厚は、親水基の種類や多孔質材料の表面積、吸着させたい試料の種類などにより試料の吸着性が変化するため、フィルターの材質等を考慮して、分析等に必要なだけの試料が吸着できる値に設定すればよい。
また、多孔質フィルター２１は、１枚であっても複数枚であってもよい。さらに、複数枚設置する場合、材料が同一であっても、異なっていてもよい。

多孔質フィルター２１の材料としては、有機物質の存在下で核酸などの生体物質を吸着することができるものであれば特に限定されないが、親水基を有する材料を多孔質にしたものや、多孔質材料に親水基を導入したものを用いることが好ましい。親水基を有する無機材料としては、シリカ、シリカに親水基を導入したシリカ誘導体、珪藻土、アルミナなどが挙げられる。また、親水基を有する有機材料としては、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、多糖構造を有する有機材料などを用いることができる。

さらに、ガラスやセラミックスなどの親水基を持たない材料の表面に親水基を有する材料をコーティングさせたものであっても良く、コーティングに用いる材料としては、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等の有機材料のポリマーが好ましい。

本明細書において「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を指し、核酸等の生体物質の吸着に関与する全ての基が当てはまる。このような親水基としては、水との相互作用を持つ極性基で核酸を吸着することができるものであればよく、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、アミノ基や、親水性をコントロールする目的でこれらの親水基を修飾した基などを挙げることができる。

多孔質フィルター２１は洗浄・ろ過等の際に加圧手段により加圧されるため、強度の低い多孔質フィルター２１を用いる場合、多孔質フィルター２１が撓んでしまい、円筒部１２１１の内面と多孔質フィルター２１との間に溶液が通過する隙間が生じ、この部分からの溶液漏れが起こるおそれがあるが、剛性の高い支持部材２２を配置しておくことにより、多孔質フィルター２１が撓むことを防ぎ、強度の低い多孔質フィルター２１を用いた場合でも好適に加圧することができる。そのため支持部材２２は、少なくとも核酸に対する吸着性が低く、かつ被検体から核酸を抽出する反応を阻害しない材料によって形成されていることが好ましい。

支持部材２２に使用される材料としては、例えば樹脂の粒を焼結させて作製された、液体が通過できるフィルター状のものを用いることが好ましいが、これに限定されるものではなく、洗浄等に用いる溶媒に溶解せず、溶媒によって剛性が低下せず、試料や試薬等に影響を与える物質が溶出せず、対象とする溶液や不純物等が通過できる孔を有していればよい。支持部材２２の作製には上部容器１１及び下部容器１２と同様の樹脂材料を用いることができるが、フィルターを通過した液体が滞りなく通過できるよう、多孔質に形成されるものであれば特に限定されるものではない。

次に、多孔質フィルターカラム１０の組み立て方法について図５及び図６を参照して説明する。
まず、図５に示すように、下部容器１２の円筒部１２１１内に多孔質フィルター２１及び支持部材２２を、支持部材２２の外周縁部２２ａが担持部１２１５に係止されるまで嵌入する。その後、図６に示すように、上部容器１１のフィルター押え兼用結合部１１１２を、その下端側から下部容器１２の円筒部１２１１内に挿入し、かつ上部容器１１全体を上方から押圧して、凸状の係止部１１１６が凹状の係止部１２１４に係合される位置までフィルター押え兼用の結合部１１１２を円筒部１２１１内に押し込み、フィルター押え兼用結合部１１１２を円筒部１２１１に嵌合させる。

ここで、フィルター押え兼用結合部１１１２の係止部１１１６と下部容器１２の係止部１２１４とが、図７に示すように係合することにより、フィルター押え兼用結合部１１１２と円筒部１２１１とが規定の嵌合深さ位置で嵌合されるとともに、フィルター押え兼用結合部１１１２の円筒部１２１１内への嵌合押込み量を制限する。すなわち、フィルター押え兼用結合部１１１２と円筒部１２１１との嵌合量が凸状の係止部１１１６と凹状の係止部１２１４によって規定の位置に設定されることになる。これにより、フィルター押え兼用結合部１１１２の下端が多孔質フィルター２１の周縁部にその上方から当接することで負荷される多孔質フィルター２１への押圧力を、多孔質フィルター２１に変形やひび割れを生じさせることのない値に設定することになり、しかも、作業者技術的能力や多孔質フィルターの材質に左右されることなく、何人においても多孔質フィルターカラムを容易にかつ確実に組み立てることが可能になる。
また、フィルター押え兼用結合部１１１２の係止部１１１６と下部容器１２の係止部１２１４とが互いに係合することにより、フィルター押え兼用結合部１１１２と円筒部１２１１とが多孔質フィルター２１に変形やひび割れを生じさせることのない状態に嵌合されたことを作業者に感触としてフィードバックすることができる。

上記のように組み立てられた多孔質フィルターカラム１０の使用時は、まず、上部容器１１の開口部１１１４から使用溶液や洗浄溶液などの試薬類を分注し、次いで、加圧エアを開口部１１１４から導入する。これにより試薬類が多孔質フィルター２１に吸着または多孔質フィルター２１を通過またはろ過される。孔質フィルター２１を通過またはろ過された溶液は下部容器１２の漏斗状に傾斜する底面部１２１２を介して排出口１２１３より排出もしくは別容器に回収される。

次に、図８に示す下部容器１２について説明する。
図８において、下部容器１２を構成する底面部１２１２の内面には、円筒部１２１１と底面部１２１２との内側の接合角部に形成されたリング状の担持部１２１５から傾斜底面部１２１２に沿い半径方向に延在して配置された、三角形の平板状を呈する複数の担持片１２１６が円周方向に一定の間隔をおいて一体に形成されている。この各担持片１２１６は、多孔質フィルター２１を支持部材２２を介して下面側から複数箇所で支持するとともに、これらの変形を防止するためのものである。

以上に説明した構成の多孔質フィルターカラム１０を備えた試薬カートリッジ１００及び分注チップラック２００からなる核酸精製キット５１の使用時の動作について、核酸の分離精製を例にとり多孔質フィルターカラム１０の作用を中心に説明する。

まず、ユーザの手作業によって図１に示す試薬カートリッジ１００の封止フィルム１０３が取り外される。続いて、試薬カートリッジ１００のサンプルウェル１１０に例えば全血試料をユーザの手作業によって注入する。

続いて、試薬ウェル１２１〜１２６に貯留された各種の試薬を所定の手順に従って自動分析装置の分注搬送機構によって分注、混合する。これにより、サンプルウェル１１０に供給された全血試料中の細胞は溶解され細胞溶解液が得られる。試薬ウェル１２１〜１２６から液体を分注チップ２０１内に吸引するときには、試薬ウェル１２１〜１２６を封止している封止フィルム１０４を分注チップ２０１の先端で突き破る。すると、封止フィルム１０４には貫通孔が形成され、分注チップ２０１によって試薬ウェル１２１〜１２６の内部の各種試薬類を吸引できるようになる。

廃液を集める必要があるため、多孔質フィルターカラム１０が廃液ウェル１３０へ搬送され、細胞が溶解された溶液をサンプルウェル１１０から多孔質フィルターカラム１０に供給される。
廃液ウェル１３０に形成された凹部の内径は、上部容器１１を構成する被把持部材１１１３を含む円筒部１１１１全体の外径より大きいため、多孔質フィルターカラム１０の排出口１２１３及び被把持部材１１１３はウェル内に挿入されるが、被把持部材１１１３は廃液ウェル１３０内に進入できないため、被把持部材１１１３が設けられた部位は廃液ウェル１３０内に進入せず、排出口１２１３が廃液ウェル内の廃液に接しない高さに支持される。

多孔質フィルターカラム１０は開口部１１１４から気体を送り込んでカラム内を加圧することで、多孔質フィルター２１を液体が通過する速度を高めることができる。すると、細胞が溶解された溶液は多孔質フィルター２１を通過して、核酸は多孔質フィルター２１に吸着される。その後、前記溶解液１２１Ａで溶解しきれず担体へ目詰まりを起こしている細胞質などの生体物質を溶解する溶解液１２２Ａにより多孔質フィルター２１を洗浄する。

次に、洗浄液１２３Ａ、１２４Ａを多孔質フィルター２１に供給して多孔質フィルター２１を洗浄液１２３Ａ、１２４Ａによって洗浄する。その後、多孔質フィルターカラム１０を回収ウェル１４０へ搬送し、溶出液１２５Ａを多孔質フィルター２１に供給する。これにより、多孔質フィルター２１に吸着されていた核酸を溶出液１２５Ａ中に溶出させて、核酸を含有する核酸溶液を回収ウェル１４０に回収する。

その後、希釈液１２６Ａと回収された核酸が回収された溶出液１２５Ａとを混ぜ合わせると、サンプルの準備が完了する。以上で多孔質フィルターカラム１０を備える核酸精製キット５１による核酸の分離精製は終了する。

なお、上記実施の形態では、第１係止部１１１６をフィルター押え兼用結合部１１１２の外周面に全周に亘りリング状に形成した凸部から構成し、第２係止部１２１４を下部容器１２の円筒部１２１１の内周面に全周に亘りリング状に形成した凹部から構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記と逆に第１係止部をリング状の凹部から構成し、第２係止部をリング状の凸部から構成してもよいほか、特許請求の範囲に記載された要件を逸脱しない範囲において種々変更することが可能であり、要は、第１係止部と前記第２係止部とが係合した状態で、フィルター押え兼用結合部の下端が多孔質フィルターの周縁部上面に一定の押圧力で当接するように構成されるものであればよい。

１０…多孔質フィルターカラム
１１…上部容器
１１１１…円筒体
１１１２…フィルター押え兼用結合部
１１１３…被把持部材
１１１４…開口部
１１１５…鍔部
１１１６…凸状の係止部
１２…下部容器
１２１１…円筒部
１２１２…底面部
１２１３…排出口
１２１４…凹状の係止部
１２１５…担持部
１２１６…リブ状の担持片
２１…多孔質フィルター
２２…支持部材
５１…核酸精製キット
１００…試薬カートリッジ
１１０…サンプルウェル（被検体収容部）
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６…試薬ウェル（試薬収容部）
１３０…廃液ウェル（廃液収容部）
２００…分注チップラック
２０１…分注チップ

Claims (6)

1. 筒状の上部容器と、
   前記上部容器の下部に結合される下部容器と、
   前記下部容器内に配置された支持部材と、
   前記下部容器内で前記支持部材で支持され前記上部容器の軸心方向と直交する面上の全域に配置される多孔質フィルターとを備え、
   前記上部容器は、上端に開口部を有する円筒部と、前記円筒部の外周面下部に設けられた円筒状を呈するフィルター押え兼用結合部を有し、
   前記下部容器は、前記フィルター押え兼用結合部の外周に密嵌合される円筒部と、当該円筒部の下部を接続し排出口が形成された底面部を有し、
   前記フィルター押え兼用結合部の外周面には第１係止部が形成され、
   前記下部容器の円筒部の内周面には前記第１係止部と係合して前記下部容器の円筒部へのフィルター押え兼用結合部の嵌合深さを規定する第２係止部が形成され、
   前記フィルター押え兼用結合部が前記下部容器の前記円筒部に嵌合され前記第１係止部と前記第２係止部とが係合した状態で、前記フィルター押え兼用結合部の下端が前記多孔質フィルターの周縁部上面に一定の押圧力で当接するように構成されている、
   ことを特徴とする多孔質フィルターカラム。
2. 前記第１係止部は前記フィルター押え兼用結合部の外周面に全周に亘りリング状に形成された凸部からなり、前記第２係止部は前記下部容器の円筒部の内周面に全周に亘りリング状に形成され前記凸部と係合する凹部からなることを特徴とする請求項１に記載の多孔質フィルターカラム。
3. 前記凸部の幅が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２多孔質フィルターカラム。
4. 前記多孔質フィルターが核酸吸着能を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の多孔質フィルターカラム。
5. 被検体から核酸を分離精製するための試薬が収容され、分注チップを用いて液体が分注される試薬カートリッジであって、
   前記被検体を収容する被検体収容部と、
   前記試薬を収容する試薬収容部と、
   前記分離精製において発生する廃液を収容する廃液収容部と、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の多孔質フィルターカラムと、
   を備えることを特徴とする試薬カートリッジ。
6. 請求項５に記載の試薬カートリッジと、
   前記分注チップを複数収容するための分注チップ収容体と、
   を備えることを特徴とする核酸精製キット。

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