JP4469655B2

JP4469655B2 - Nucleic acid extraction equipment

Info

Publication number: JP4469655B2
Application number: JP2004148365A
Authority: JP
Inventors: 寿弘森
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: JP2005328730A; CN101389757A

Description

本発明は、フィルター部材を備えた核酸抽出カートリッジを用いて試料液の核酸を自動抽出する核酸抽出装置に関するものである。 The present invention relates to a nucleic acid extraction apparatus for automatically extracting nucleic acid from a sample solution using a nucleic acid extraction cartridge provided with a filter member.

従来の核酸抽出法としては、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等がある。
例えば、フィルターを用いた核酸抽出装置としては、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、洗浄液および溶出液を分注して、同様に減圧吸引して洗浄・溶出するようにした機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２８３２５８６号公報 Conventional nucleic acid extraction methods include those using a centrifugal method, using magnetic beads, and using a filter.
For example, as a nucleic acid extraction apparatus using a filter, a large number of filter tubes containing a filter are set in a rack, a sample solution is dispensed into the rack, and the periphery of the bottom of the rack is sealed with an air chamber through a sealing material. Then, the inside of the filter tube is depressurized, and all the filter tubes are sucked from the discharge side at the same time to allow the sample solution to pass through to adsorb the nucleic acid onto the filter. An elution mechanism has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2832586

しかしながら、上記のような従来の自動抽出装置では、装置が大型で多量の検体を分析する場合に適したもので、検体数が少なく分析頻度の少ない場合には、高価で不向きであるとともに、処理効率が低くなる問題を有する。
また、このような装置においては、短時間で効率よくコンタミネーションが発生しないように処理し、かつ、装置を小型化する等の点が要望されるが、特許文献１では次のような問題がある。
採取全血のように各試料液の特性が異なる場合に、特許文献１のように全体を同時に吸引するものでは、一部のフィルターチューブの吸引が終了してその抵抗がなくなると、他のフィルターチューブに作用する減圧が小さくなって粘度の高い試料液の処理が終了しない場合が生じる。その減圧容量を増大することは装置の小型化を図る際の障害となり、減圧容積が大きいために減圧を作用させるまでの時間が掛かり、また、液が全部排出されたことの検出が困難で、時間設定が長く、処理効率の向上の障害となる。一方、粘度の低い試料液では、フィルターチューブより勢いよく液が排出されて、泡状の飛沫が隣接するフィルターチューブ及びラックに付着してコンタミネーションを生じ、精度低下を招く問題がある。
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、短時間で効率よく試料液の核酸を自動的に抽出できるようにしたコンパクト化が可能な核酸抽出装置を提供することを目的とするものである。 However, the conventional automatic extraction apparatus as described above is suitable for analyzing a large amount of specimens with a large apparatus. When the number of specimens is small and the analysis frequency is low, the apparatus is not suitable and expensive. There is a problem of low efficiency.
In addition, in such an apparatus, it is desired to perform processing so that contamination is not generated efficiently in a short time and to reduce the size of the apparatus. However, Patent Document 1 has the following problems. is there.
When the characteristics of each sample solution are different as in the case of collected whole blood, as in Patent Document 1, when all of the filter tubes are aspirated and the resistance disappears, other filters There is a case where the reduced pressure acting on the tube is reduced and the processing of the sample liquid having a high viscosity is not completed. Increasing the reduced pressure capacity becomes an obstacle to downsizing the apparatus, and since the reduced pressure volume is large, it takes time until the reduced pressure is applied, and it is difficult to detect that all the liquid has been discharged, Long time setting is an obstacle to improvement of processing efficiency. On the other hand, in the case of a sample solution having a low viscosity, there is a problem that the liquid is discharged from the filter tube more vigorously, and foam droplets adhere to adjacent filter tubes and racks to cause contamination, resulting in a decrease in accuracy.
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a compact nucleic acid extraction apparatus capable of automatically extracting nucleic acids from a sample solution in a short time and efficiently. is there.

即ち、本発明は、下記の構成よりなるものである。
（１）フィルター部材を備えた核酸抽出カートリッジを用い、該核酸抽出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フィルター部材に吸着させた後、前記核酸抽出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、その後、前記核酸抽出カートリッジに回収液を分注し加圧してフィルター部材に吸着した核酸を分離して回収液とともに回収する抽出動作を自動的に行う核酸抽出装置であって、
前記核酸抽出カートリッジ及び前記核酸を含む回収液を収容する回収容器をそれぞれ複数配列させて保持する保持機構と、
前記核酸抽出カートリッジに単一の加圧ノズルから加圧エアを導入する加圧エア供給機構と、
前記核酸抽出カートリッジに洗浄液及び回収液をそれぞれ分注する洗浄液分注ノズルおよび回収液分注ノズルを有する分注機構と、
少なくとも前記加圧エア供給機構の加圧ノズルと前記保持機構とを相対移動させる移動手段と、を備え、
前記洗浄液分注ノズル、前記回収液分注ノズルおよび前記加圧ノズルが、一体の可動体に設けられており、前記複数の核酸抽出カートリッジが均等な配列ピッチで設けられ、前記加圧ノズルに対する前記洗浄液分注ノズルおよび前記回収液分注ノズルの配列ピッチが、それぞれ前記核酸抽出カートリッジの配列ピッチの整数倍であることを特徴とする核酸抽出装置。 That is, the present invention has the following configuration.
(1) Using a nucleic acid extraction cartridge provided with a filter member, injecting a sample solution containing nucleic acid into the nucleic acid extraction cartridge and pressurizing it to adsorb the nucleic acid in the sample solution to the filter member, and then the nucleic acid extraction cartridge The washing liquid is dispensed and pressurized to remove impurities, and then the recovery operation is automatically dispensed into the nucleic acid extraction cartridge, and the extraction operation is performed to separate and collect the nucleic acid adsorbed on the filter member and collect it together with the recovery solution. A nucleic acid extraction apparatus for
A holding mechanism for holding the nucleic acid extraction cartridge and a plurality of collection containers each containing a collection solution containing the nucleic acid,
A pressurized air supply mechanism for introducing pressurized air from a single pressure nozzle into the nucleic acid extraction cartridge;
A dispensing mechanism having a washing liquid dispensing nozzle and a collecting liquid dispensing nozzle for respectively dispensing a washing liquid and a collection liquid into the nucleic acid extraction cartridge;
A moving means for relatively moving at least the pressurizing nozzle of the pressurized air supply mechanism and the holding mechanism;
The cleaning liquid dispensing nozzle, the recovered liquid dispensing nozzle, and the pressure nozzle are provided in an integral movable body, and the plurality of nucleic acid extraction cartridges are provided at an equal array pitch, The nucleic acid extraction apparatus, wherein an array pitch of the cleaning liquid dispensing nozzle and the recovered liquid dispensing nozzle is an integer multiple of an array pitch of the nucleic acid extraction cartridge.

この構成によれば、保持機構により核酸抽出カートリッジ及び核酸を含む回収液を収容する回収容器をそれぞれ複数配列させて保持し、移動手段手段によって加圧エア供給機構の単一のノズルと分注機構の分注ノズルとを核酸抽出カートリッジに対して相対移動することで、核酸抽出カートリッジへの加圧エアの導入や洗浄液及び回収液の分注を行い、核酸抽出カートリッジ内のフィルター部材に吸着した核酸を分離して回収する核酸の抽出動作を、簡単な機構により実施することが可能となる。
また、この構成によれば、加圧ノズルと分注ノズルとを一体の可動体に設けたことにより、加圧エア供給機構と分注機構とを簡単に構成できる。
そして、核酸抽出カートリッジを均等な配列ピッチで設け、加圧ノズルに対する分注ノズルの配列ピッチを核酸抽出カートリッジの配列ピッチの整数倍とすることで、複数の異なる核酸抽出カートリッジに対して分注処理と加圧処理を同時に実施することもでき、処理時間の短縮が図られる。 According to this configuration, the holding mechanism holds the nucleic acid extraction cartridge and a plurality of recovery containers for storing the recovery liquid containing the nucleic acid, respectively, and the moving means means the single nozzle and the dispensing mechanism of the pressurized air supply mechanism. The nucleic acid adsorbed to the filter member in the nucleic acid extraction cartridge is introduced by moving the dispensing nozzle relative to the nucleic acid extraction cartridge to introduce pressurized air into the nucleic acid extraction cartridge and dispense the washing liquid and the recovery liquid. The nucleic acid extraction operation for separating and recovering can be performed by a simple mechanism.
Further, according to this configuration, the pressurized air supply mechanism and the dispensing mechanism can be easily configured by providing the pressure nozzle and the dispensing nozzle on the integral movable body.
Dispensing processing is performed for a plurality of different nucleic acid extraction cartridges by providing the nucleic acid extraction cartridges at an equal arrangement pitch and setting the arrangement pitch of the dispensing nozzles to the pressure nozzles to be an integral multiple of the arrangement pitch of the nucleic acid extraction cartridges. And the pressurizing process can be performed simultaneously, and the processing time can be shortened .

（２）前記複数の核酸抽出カートリッジが固定側に支持され、前記加圧エア供給機構の加圧ノズルが前記核酸抽出カートリッジの配列方向に沿って移動自在に支持されていることを特徴とする（１）記載の核酸抽出装置。 (2) The plurality of nucleic acid extraction cartridges are supported on a fixed side, and the pressure nozzles of the pressurized air supply mechanism are supported movably along the arrangement direction of the nucleic acid extraction cartridges ( 1) The nucleic acid extraction apparatus according to the above.

この構成によれば、加圧ノズルを核酸抽出カートリッジの配列方向に沿って移動させることで、複数の核酸抽出カートリッジに対して、順次エア供給を実施することができる。 According to this configuration, air can be sequentially supplied to the plurality of nucleic acid extraction cartridges by moving the pressure nozzle along the arrangement direction of the nucleic acid extraction cartridges.

本発明の核酸抽出装置によれば、核酸を分離して回収する核酸の抽出動作を短時間で効率よく行うことができ、核酸抽出のための機構をコンパクトにしかも安価に構成することとができる。 According to the nucleic acid extraction apparatus of the present invention, a nucleic acid extraction operation for separating and recovering nucleic acids can be efficiently performed in a short time, and a mechanism for nucleic acid extraction can be configured in a compact and inexpensive manner. .

以下に本発明に係る核酸抽出装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は核酸抽出装置の一実施形態であってカバーを除去した状態を示す斜視図、図２は核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図、図３は核酸抽出装置の概略ブロック構成図である。
本核酸抽出装置１００は、容器内にフィルター部材を収容した核酸抽出カートリッジ（以降は単にカートリッジと称する）１１及び核酸を含む回収液を収容する回収容器１３をそれぞれ複数配列させて保持する保持機構３と、カートリッジ１１に単一の加圧ノズル４１から加圧エアを導入する加圧エア供給機構４と、カートリッジ１１に洗浄液及び回収液をそれぞれ分注する分注ノズル５１を有する分注機構５と、加圧エア供給機構２０の加圧ノズル４１と保持機構１０とを相対移動させる移動機構７とを備えて構成される。フィルター部材は、核酸吸着性多孔質体（ここでは核酸吸着性多孔性膜）が用いられる。 Hereinafter, preferred embodiments of the nucleic acid extraction apparatus according to the present invention will be described in detail.
1 is a perspective view showing a state in which a cover is removed in one embodiment of a nucleic acid extraction device, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a moving head of the nucleic acid extraction device, and FIG. 3 is a schematic block configuration diagram of the nucleic acid extraction device. .
The nucleic acid extraction device 100 includes a nucleic acid extraction cartridge (hereinafter simply referred to as a cartridge) 11 that contains a filter member in a container and a holding mechanism 3 that holds and holds a plurality of recovery containers 13 that store recovery liquids containing nucleic acids. A pressurized air supply mechanism 4 that introduces pressurized air into the cartridge 11 from a single pressure nozzle 41, and a dispensing mechanism 5 that has a dispensing nozzle 51 that dispenses the cleaning liquid and the recovered liquid into the cartridge 11, respectively. The moving mechanism 7 that moves the pressurizing nozzle 41 of the pressurizing air supply mechanism 20 and the holding mechanism 10 relative to each other is provided. As the filter member, a nucleic acid-adsorbing porous material (here, a nucleic acid-adsorbing porous membrane) is used.

そして、この核酸抽出装置１００では、(1)核酸を含む試料溶液を核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該多孔性膜内に核酸を吸着させる工程、(2)該核酸吸着性多孔性膜を、核酸が吸着した状態で洗浄する工程、及び(3)回収液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該多孔性膜内から核酸を分離させる工程を順次実施するものである。 In this nucleic acid extraction apparatus 100, (1) a step of allowing a sample solution containing nucleic acid to pass through the nucleic acid adsorbing porous membrane and adsorbing the nucleic acid in the porous membrane, (2) the nucleic acid adsorbing porous A step of washing the membrane with nucleic acid adsorbed, and (3) a step of separating the nucleic acid from the porous membrane by passing the recovered liquid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane. .

本実施形態の核酸抽出装置１００の機構を説明する前に、この核酸抽出装置による核酸の抽出工程を説明する。
図４はカートリッジの（ａ）斜視図と（ｂ）Ｐ−Ｐ断面図、図５は抽出動作の工程図（ａ）〜（ｇ）である。
この核酸抽出装置１００は、図４（ａ）に示すようなカートリッジ１１を用いて試料液中の核酸を抽出するものである。このカートリッジ１１は、上端が開口した筒状本体１１ａの底部に核酸吸着性多孔膜１１ｂが保持され、筒状本体１１ａの核酸吸着性多孔膜１１ｂより下方部位はロート状に形成され、下端中心部に細管ノズル状の排出部１１ｃが所定長さに突出形成され、筒状本体１１ａの側部両側に縦方向の突起１１ｄが形成されてなる。カートリッジ１１の上部開口１１ｅより後述の試料液、洗浄液、回収液が分注された後、上部開口１１ｅより加圧エアが導入され、各液を核酸吸着性多孔膜１１ｂを通して排出部１１ｃより後述の廃液容器１２又は回収容器１３に流下排出する。なお、図示の場合、筒状本体１１ａは上部と下部に分割され嵌着する構造となっている。また、上部開口１１ｅは、図４（ｂ）にＰ−Ｐ断面を示すように、内周面をテーパ状にカットした傾斜面１１ｆを有し、この傾斜面１１ｆは、後述する加圧ノズル４１先端の傾斜外周面に略一致するように形成されている。 Before describing the mechanism of the nucleic acid extraction apparatus 100 of the present embodiment, a nucleic acid extraction process by this nucleic acid extraction apparatus will be described.
4A is a perspective view of the cartridge, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line PP, and FIG. 5 is a process diagram of the extraction operation.
This nucleic acid extraction apparatus 100 extracts a nucleic acid in a sample solution using a cartridge 11 as shown in FIG. In this cartridge 11, a nucleic acid-adsorbing porous membrane 11b is held at the bottom of a cylindrical main body 11a whose upper end is open, and a portion below the nucleic acid-adsorbing porous membrane 11b of the cylindrical main body 11a is formed in a funnel shape. A narrow tube nozzle-like discharge portion 11c is formed to protrude to a predetermined length, and vertical protrusions 11d are formed on both sides of the cylindrical main body 11a. After sample liquid, cleaning liquid, and recovery liquid, which will be described later, are dispensed from the upper opening 11e of the cartridge 11, pressurized air is introduced from the upper opening 11e, and each liquid is discharged from the discharge part 11c through the nucleic acid-adsorbing porous film 11b. It flows down to the waste liquid container 12 or the collection container 13 and is discharged. In the illustrated case, the cylindrical main body 11a is divided into an upper part and a lower part and is fitted. The upper opening 11e has an inclined surface 11f having an inner peripheral surface cut into a tapered shape, as shown in FIG. 4B, which is a pressure nozzle 41 described later. It is formed so as to substantially coincide with the inclined outer peripheral surface of the tip.

核酸抽出装置１００は、基本的に図５(ａ)〜(ｇ)に示すような抽出工程によって核酸の抽出を行う。まず図５の(ａ)工程で、廃液容器１２上に位置するカートリッジ１１に溶解処理された核酸を含む試料液Ｓを注入する。次に(ｂ)工程で、カートリッジ１１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜１１ｂを通して試料液Ｓを通過させ、この核酸吸着性多孔膜１１ｂに核酸を吸着させ、通過した液状成分は廃液容器１２に排出する。 The nucleic acid extraction apparatus 100 basically extracts nucleic acids by an extraction process as shown in FIGS. First, in step (a) of FIG. 5, the sample solution S containing the dissolved nucleic acid is injected into the cartridge 11 located on the waste liquid container 12. Next, in step (b), pressurized air is introduced into the cartridge 11 to pressurize it, and the sample solution S is passed through the nucleic acid-adsorptive porous membrane 11b. The nucleic acid is adsorbed and passed through the nucleic acid-adsorptive porous membrane 11b. The liquid component is discharged to the waste liquid container 12.

次に(ｃ)工程でカートリッジ１１に洗浄液Ｗを自動分注し、(ｄ)工程でカートリッジ１１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜１１ｂに核酸を保持したままその他の不純物の洗浄除去を行い、通過した洗浄液Ｗを廃液容器１２に排出する。この(ｃ)工程及び(ｄ)工程は複数回繰り返してもよい。 Next, the cleaning liquid W is automatically dispensed into the cartridge 11 in the step (c), and pressurized air is introduced into the cartridge 11 and pressurized in the step (d), and the nucleic acid is retained in the nucleic acid-adsorptive porous membrane 11b. The impurities are cleaned and removed, and the cleaning liquid W that has passed is discharged to the waste liquid container 12. Steps (c) and (d) may be repeated a plurality of times.

その後、(ｅ)工程でカートリッジ１１の下方の廃液容器１２を回収容器１３に交換してから、(ｆ)工程でカートリッジ１１に回収液Ｒを自動分注し、(ｇ)工程でカートリッジ１１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜１１ｂと核酸の結合力を弱め、吸着されている核酸を離脱させて、核酸を含む回収液Ｒを回収容器１３に排出し回収する。 Thereafter, the waste liquid container 12 below the cartridge 11 is replaced with the recovery container 13 in the step (e), and the recovery liquid R is automatically dispensed into the cartridge 11 in the step (f). Pressurized air is introduced and pressurized to weaken the binding force between the nucleic acid-adsorptive porous membrane 11b and the nucleic acid, the adsorbed nucleic acid is released, and the recovery liquid R containing the nucleic acid is discharged into the recovery container 13 and recovered.

上記カートリッジ１１における核酸吸着性多孔膜１１ｂは、基本的には核酸が通過可能な多孔質体であり、その表面は試料液中の核酸を化学的結合力で吸着する特性を有し、洗浄液による洗浄時にはその吸着を保持し、回収液による回収時に核酸の吸着力を弱めて離すように構成されてなる。その詳細は後述することにする。 The nucleic acid-adsorptive porous membrane 11b in the cartridge 11 is basically a porous body through which nucleic acid can pass, and its surface has a characteristic of adsorbing nucleic acid in the sample liquid with a chemical binding force, and is based on a cleaning liquid. The adsorption is held during washing, and the nucleic acid adsorption force is weakened and separated during collection by the collection liquid. Details thereof will be described later.

核酸抽出装置１００は、図１〜図３に示すように、装置本体２に、複数のカートリッジ１１を保持するカートリッジホルダ２１と、廃液容器１２及び回収容器１３を保持する容器保持台２２と、カートリッジ１１に加圧エアを導入する加圧エア供給機構４と、カートリッジ１１に洗浄液Ｗ及び回収液Ｒを分注する分注機構５等を備えてなる。カートリッジホルダ２１と容器保持台２２は保持機構３を構成する。次に各機構３〜５を具体的に説明する。 As shown in FIGS. 1 to 3, the nucleic acid extraction apparatus 100 includes, in the apparatus body 2, a cartridge holder 21 that holds a plurality of cartridges 11, a container holding base 22 that holds a waste liquid container 12 and a collection container 13, and a cartridge 11 includes a pressurized air supply mechanism 4 that introduces pressurized air into the cartridge 11, a dispensing mechanism 5 that dispenses the cleaning liquid W and the recovered liquid R into the cartridge 11, and the like. The cartridge holder 21 and the container holding base 22 constitute the holding mechanism 3. Next, each mechanism 3-5 is demonstrated concretely.

＜保持機構＞
保持機構３は、カートリッジホルダ２１と容器保持台２２からなる。容器保持台２２には、装置本体２の前方下部に廃液容器１２及び回収容器１３を保持したラック６が載置される。ラック６の容器交換移動（前後動）は、容器保持台２２の基部に設置された作動部材３１（図３参照）が、容器交換モータ３２（ＤＣモータ）の駆動に応じて移動することで行われる。この前後動により、カートリッジホルダ２１の下方に回収容器１３が位置したり、廃液容器１２がカートリッジホルダ２１の下方に位置するようになる。上記容器交換モータ３２の作動は位置センサ３３ａ，３３ｂの検出に応じて制御される。 <Holding mechanism>
The holding mechanism 3 includes a cartridge holder 21 and a container holding table 22. On the container holding base 22, a rack 6 holding the waste liquid container 12 and the collection container 13 is placed in the lower front part of the apparatus main body 2. The container exchange movement (back and forth movement) of the rack 6 is performed by the operation member 31 (see FIG. 3) installed at the base of the container holding base 22 moving according to the drive of the container exchange motor 32 (DC motor). Is called. By this back-and-forth movement, the recovery container 13 is positioned below the cartridge holder 21, and the waste liquid container 12 is positioned below the cartridge holder 21. The operation of the container replacement motor 32 is controlled according to the detection of the position sensors 33a and 33b.

カートリッジホルダ２１は、前後のプレート材の接合による２分割構造に構成され、横方向に延びる保持部材２１ａ，２１ｂを備える。保持部材２１ａ，２１ｂには複数の保持孔２１ｃが並設され、上方よりカートリッジ１１が挿入され、カートリッジ１１の筒状本体１１ａの側部両側に形成された突起１１ｄ（図４参照）の下端がカートリッジホルダ２１内の係合部材（不図示）に係合保持される。係合部材は移動可能で、移動時には突起１１ｄとの係合を解除してカートリッジ１１を全部同時に下方に落下廃棄するようになっている。 The cartridge holder 21 is configured in a two-part structure by joining the front and rear plate materials, and includes holding members 21a and 21b extending in the lateral direction. A plurality of holding holes 21c are arranged in parallel in the holding members 21a and 21b, the cartridge 11 is inserted from above, and the lower ends of the protrusions 11d (see FIG. 4) formed on both sides of the cylindrical body 11a of the cartridge 11 are formed. It is engaged and held by an engagement member (not shown) in the cartridge holder 21. The engaging member is movable, and at the time of movement, the engagement with the projection 11d is released, and the cartridge 11 is dropped and discarded all at the same time.

このカートリッジホルダ２１は、図１のようにラック６が下降した位置では、カートリッジホルダ２１に保持されたカートリッジ１１の排出部１１ｃの下端はラック６にセットされた廃液容器１２及び回収容器１３より上方に位置している。容器保持台２２がパルスモータ等の昇降モータ４７（図３参照））の駆動により昇降動作されて、ラック６がフォトセンサ４８ａ〜４８ｃの検出に伴う制御により昇降移動されると、これにより、ラック６が上昇した際にカートリッジ１１の排出部１１ｃが廃液容器１２又は回収容器１３の内部に所定量挿入されるようになる。 1, the lower end of the discharge portion 11c of the cartridge 11 held by the cartridge holder 21 is above the waste liquid container 12 and the collection container 13 set in the rack 6. Is located. When the container holding table 22 is moved up and down by driving a lifting motor 47 (see FIG. 3) such as a pulse motor, and the rack 6 is moved up and down by the control accompanying the detection of the photosensors 48a to 48c, the rack When the cartridge 6 is raised, the discharge portion 11c of the cartridge 11 is inserted into the waste liquid container 12 or the collection container 13 by a predetermined amount.

ラック６は、その天面で横方向に延びる廃液容器保持孔と回収容器保持孔とを平行２列に備え、後側の廃液容器保持孔に複数の廃液容器１２が、前側の回収容器保持孔に複数の回収容器１３がそれぞれ列状に保持される。廃液容器保持孔及び回収容器保持孔はカートリッジホルダ２１の保持孔２１ｃと等ピッチで等位置に配設され、保持された各カートリッジ１１の下方にそれぞれ廃液容器１２及び回収容器１３が位置するように設定されている。この廃液容器１２と回収容器１３とは混同防止のためにサイズ、形状等が異なったものを使用するのが好ましい。 The rack 6 includes waste liquid container holding holes and recovery container holding holes extending in the horizontal direction on the top surface thereof in two parallel rows, and a plurality of waste liquid containers 12 are disposed in the front waste container holding holes. A plurality of collection containers 13 are respectively held in a row. The waste liquid container holding hole and the collection container holding hole are arranged at the same position at the same pitch as the holding holes 21c of the cartridge holder 21 so that the waste liquid container 12 and the recovery container 13 are located below the held cartridges 11, respectively. Is set. The waste liquid container 12 and the recovery container 13 are preferably different in size, shape, etc. to prevent confusion.

＜加圧エア供給機構＞
加圧エア供給機構４は、図１〜図３に示すように、前記保持機構３のラック６に対して昇降移動する可動体としての移動ヘッド４０と、この移動ヘッド４０に設置された単一の加圧ノズル４１と、加圧エアを発生するエアポンプ４３と、リリーフバルブ４４と、加圧ノズル４１側に設置され給気経路を開閉する開閉バルブ４５と、加圧ノズル４１側に設置された圧力センサ４６と、加圧ノズル４１を昇降動作させるノズル昇降手段を備えている。ノズル昇降手段は、パルスモータ等のノズル昇降モータ８１とこれに接続されるネジ−ナット機構により昇降動作を実現している。この構成により、順次カートリッジ１１に加圧エアを送給する。そして、エアポンプ４３と、リリーフバルブ４４と、加圧ノズル４１はそれぞれ制御部７０からの制御指令に基づいて動作する。 <Pressurized air supply mechanism>
As shown in FIGS. 1 to 3, the pressurized air supply mechanism 4 includes a moving head 40 as a movable body that moves up and down relative to the rack 6 of the holding mechanism 3, and a single unit installed on the moving head 40. Pressure nozzle 41, an air pump 43 that generates pressurized air, a relief valve 44, an open / close valve 45 that is installed on the pressure nozzle 41 side and opens and closes an air supply path, and is installed on the pressure nozzle 41 side. A pressure sensor 46 and nozzle raising / lowering means for raising and lowering the pressure nozzle 41 are provided. The nozzle lifting / lowering means realizes the lifting / lowering operation by a nozzle lifting / lowering motor 81 such as a pulse motor and a screw-nut mechanism connected thereto. With this configuration, pressurized air is sequentially supplied to the cartridge 11. The air pump 43, the relief valve 44, and the pressurizing nozzle 41 operate based on control commands from the control unit 70, respectively.

前記移動ヘッド４０は、装置本体２の中間フレーム２３と上フレーム２４との間に設置された移動手段としてのパルスモータ等のヘッド移動モータ２６（図３参照）、ヘッド移動モータ２６により回転駆動される駆動側プーリ２７、回転自在でテンション調整を行う従動側プーリ２８、駆動側プーリ２７と従動側プーリ２８との間を懸架されるタイミングベルト２９とを備えている。なお、ヘッド移動モータ２６は、フォトセンサ２５ａ〜２５ｃの検出に伴う制御により駆動され、カートリッジ１１の配列方向に沿って移動ヘッド４０を移動させる。 The moving head 40 is rotationally driven by a head moving motor 26 (see FIG. 3) such as a pulse motor as a moving means installed between the intermediate frame 23 and the upper frame 24 of the apparatus body 2 and the head moving motor 26. A driving pulley 27, a rotatable driven pulley 28 for adjusting tension and a timing belt 29 suspended between the driving pulley 27 and the driven pulley 28. The head moving motor 26 is driven by control accompanying detection by the photosensors 25 a to 25 c and moves the moving head 40 along the arrangement direction of the cartridges 11.

加圧ノズル４１は移動ヘッド４０に上下移動可能にかつ下方に付勢されて設置され、加圧ノズル４１の下方先端の外周面は、円錐形状とされている。これにより、加圧ノズル４１が下降移動した際に、カートリッジホルダ２１にセットされたカートリッジ１１の上端開口に、加圧ノズル４１先端で当接させることで、カートリッジ１１のテーパ状にカットされた傾斜面１１ｆが、加圧ノズル４１の先端の円錐面と密着してカートリッジ１１内を密閉する。この密封状態の下で、漏れのないカートリッジ１１内への加圧エア送給が可能となる。 The pressure nozzle 41 is installed on the moving head 40 so as to be vertically movable and urged downward. The outer peripheral surface of the lower end of the pressure nozzle 41 has a conical shape. Thus, when the pressure nozzle 41 moves downward, the cartridge 11 is brought into contact with the upper end opening of the cartridge 11 set in the cartridge holder 21 at the tip of the pressure nozzle 41 so that the inclination of the cartridge 11 cut into a taper shape. The surface 11 f is in close contact with the conical surface at the tip of the pressure nozzle 41 to seal the inside of the cartridge 11. Under this sealed state, pressurized air can be fed into the cartridge 11 without leakage.

リリーフバルブ４４はエアポンプ４３と開閉バルブ４５との間の通路のエアを排出する際に大気開放作動される。開閉バルブ４５は選択的に開作動されて、エアポンプ４３からの加圧エアを加圧ノズル４１を経てカートリッジ１１内に導入するようにエア回路が構成されている。以上の構成により、エアポンプ４３からカートリッジ１１までの間に給気流路が形成される。 The relief valve 44 is opened to the atmosphere when the air in the passage between the air pump 43 and the opening / closing valve 45 is discharged. The opening / closing valve 45 is selectively opened, and an air circuit is configured to introduce pressurized air from the air pump 43 into the cartridge 11 through the pressure nozzle 41. With the above configuration, an air supply channel is formed between the air pump 43 and the cartridge 11.

＜分注機構＞
分注機構５は、カートリッジホルダ２１上を横方向に移動可能な前述の移動ヘッド４０に一体に搭載された洗浄液分注ノズル５１ｗ及び回収液分注ノズル５１ｒと、洗浄液ボトル５６ｗに収容された洗浄液Ｗを洗浄液分注ノズル５１ｗに給送する洗浄液供給ポンプ５２ｗ（図３参照）と、回収液ボトル５６ｒに収容された回収液Ｒを回収液分注ノズル５１ｒに給送する回収液供給ポンプ５２ｒ（図３参照）と、中間フレーム２３に載置された廃液容器５７等を備える。 <Dispensing mechanism>
The dispensing mechanism 5 includes a cleaning liquid dispensing nozzle 51w and a recovered liquid dispensing nozzle 51r that are integrally mounted on the moving head 40 that can move in the lateral direction on the cartridge holder 21, and a cleaning liquid contained in the cleaning liquid bottle 56w. A cleaning liquid supply pump 52w (see FIG. 3) that feeds W to the cleaning liquid dispensing nozzle 51w, and a recovered liquid supply pump 52r (see FIG. 3) that supplies the recovered liquid R stored in the recovered liquid bottle 56r to the recovered liquid dispensing nozzle 51r. 3), and a waste liquid container 57 and the like placed on the intermediate frame 23.

移動ヘッド４０は、ヘッド移動モータ２６（図３参照）によって各カートリッジ１１上で順次停止し、復帰状態では廃液容器５７上に停止して、各カートリッジ１１上の空間を空けるように駆動制御される。各カートリッジ１１上の空間が空くことによって、作業性が大きく向上される。 The moving head 40 is sequentially stopped on each cartridge 11 by the head moving motor 26 (see FIG. 3), and is stopped on the waste liquid container 57 in the return state to be driven and controlled so as to make a space on each cartridge 11. . The workability is greatly improved by the space on each cartridge 11 being vacant.

洗浄液分注ノズル５１ｗ及び回収液分注ノズル５１ｒは先端が下方に向けて屈曲され、洗浄液分注ノズル５１ｗはバルブ５５ｗを介して洗浄液供給ポンプ５２ｗに接続され、洗浄液供給ポンプ５２ｗは洗浄液ボトル５６ｗに接続され、回収液分注ノズル５１ｒはバルブ５５ｒを介して回収液供給ポンプ５２ｒに接続され、回収液供給ポンプ５２ｒは回収液ボトル５６ｒに接続されている。洗浄液ボトル５６ｗ及び回収液ボトル５６ｒはそれぞれ装置本体２の前面側に装着されて操作性を高めている。洗浄液供給ポンプ５２ｗ及び回収液供給ポンプ５２ｒはチューブポンプで構成され、それぞれポンプモータ５３ｗ，５３ｒ（パルスモータ）によってセンサ５４ｗ，５４ｒの位置検出に基づいて所定量の洗浄液Ｗ及び回収液Ｒを分注するように駆動制御される。これら、ポンプモータ５３ｗ，５３ｒ、及びバルブ５５ｗ，５５ｒは、制御部７０からの指令に基づいて動作する。 The cleaning liquid dispensing nozzle 51w and the recovered liquid dispensing nozzle 51r are bent at the tips downward, the cleaning liquid dispensing nozzle 51w is connected to the cleaning liquid supply pump 52w via the valve 55w, and the cleaning liquid supply pump 52w is connected to the cleaning liquid bottle 56w. The recovered liquid dispensing nozzle 51r is connected to a recovered liquid supply pump 52r via a valve 55r, and the recovered liquid supply pump 52r is connected to a recovered liquid bottle 56r. The cleaning liquid bottle 56w and the recovery liquid bottle 56r are respectively attached to the front side of the apparatus main body 2 to enhance operability. The cleaning liquid supply pump 52w and the recovery liquid supply pump 52r are constituted by tube pumps, and dispense predetermined amounts of the cleaning liquid W and the recovery liquid R based on the position detection of the sensors 54w and 54r by pump motors 53w and 53r (pulse motors), respectively. The drive is controlled to These pump motors 53w and 53r and valves 55w and 55r operate based on commands from the control unit 70.

洗浄液Ｗ又は回収液Ｒを分注する場合には、バルブ５５ｗ又は５５ｒを開き、ポンプモータ５３ｗ又は５３ｒを駆動して洗浄液供給ポンプ５２ｗ又は回収液供給ポンプ５２ｒのロータ部材を回転作動させる。これにより、洗浄液Ｗ又は回収液Ｒを洗浄液供給ポンプ５２ｗ又は回収液供給ポンプ５２ｒにより吸引してバルブ５５ｗ又は５５ｒを通じて洗浄液分注ノズル５１ｗ又は回収液分注ノズル５１ｒより吐出させる。この吐出時には、洗浄液分注ノズル５１ｗ又は回収液分注ノズル５１ｒをカートリッジ１１上に移動させておく。これにより、所定量の洗浄液Ｗ又は回収液Ｒがカートリッジ１１に分注される。 When dispensing the cleaning liquid W or the recovered liquid R, the valve 55w or 55r is opened, and the pump motor 53w or 53r is driven to rotate the rotor member of the cleaning liquid supply pump 52w or the recovered liquid supply pump 52r. Accordingly, the cleaning liquid W or the recovery liquid R is sucked by the cleaning liquid supply pump 52w or the recovery liquid supply pump 52r and discharged from the cleaning liquid dispensing nozzle 51w or the recovery liquid dispensing nozzle 51r through the valve 55w or 55r. At the time of discharge, the cleaning liquid dispensing nozzle 51w or the recovered liquid dispensing nozzle 51r is moved onto the cartridge 11. As a result, a predetermined amount of cleaning liquid W or recovered liquid R is dispensed into the cartridge 11.

洗浄液ボトル５６ｗ及び回収液ボトル５６ｒは、容器本体５６ｗｂ，５６ｒｂとキャップ５６ｗｕ，５６ｒｕよりなり、両キャップ５６ｗｕ，５６ｒｕにはそれぞれ細パイプ状の吸引チューブ５８ｗ，５８ｒが設置され、該吸引チューブ５８ｗ，５８ｒの下端が容器本体５６ｗｂ，５６ｒｂの底部近傍に開口して、洗浄液供給ポンプ５２ｗ又は回収液供給ポンプ５２ｒの作動に応じて洗浄液Ｗ、回収液Ｒを吸い上げるようになっている。 The cleaning liquid bottle 56w and the recovery liquid bottle 56r are composed of container main bodies 56wb and 56rb and caps 56wu and 56ru. The caps 56wu and 56ru are provided with thin pipe-shaped suction tubes 58w and 58r, respectively, and the suction tubes 58w and 58r. Is opened near the bottom of the container bodies 56wb and 56rb, and the cleaning liquid W and the recovery liquid R are sucked up in accordance with the operation of the cleaning liquid supply pump 52w or the recovery liquid supply pump 52r.

上記のような各機構３〜５は、装置本体２の上部に設置された図示しない操作パネルの入力操作に対応して、連係された制御部７０によって制御される。つまり、制御部７０に接続された記憶部７２に予め記憶されているプログラムに基づいて駆動制御される。 Each of the mechanisms 3 to 5 as described above is controlled by the linked control unit 70 in response to an input operation of an operation panel (not shown) installed on the upper part of the apparatus main body 2. That is, drive control is performed based on a program stored in advance in the storage unit 72 connected to the control unit 70.

次に、上記核酸抽出装置１００による抽出動作を具体的に説明する。まず保持機構３のラック６におけるカートリッジホルダ２１にカートリッジ１１をセットし、ラック６に廃液容器１２及び回収容器１３をそれぞれセットし、このラック６を装置本体２の容器保持台２２に載置して準備を行う。次に、溶解処理された試料液Ｓをピペット等によって各カートリッジ１１に順次注入する。このとき、移動ヘッド４０は廃液容器５７の直上に位置して、カートリッジ１１上の空間を空けている。なお、核酸抽出装置１００に搭載する前のラック６にセットした後又はセットする前のカートリッジ１１に試料液Ｓを先に注入するようにしてもよい。 Next, the extraction operation by the nucleic acid extraction apparatus 100 will be specifically described. First, the cartridge 11 is set in the cartridge holder 21 in the rack 6 of the holding mechanism 3, the waste liquid container 12 and the recovery container 13 are set in the rack 6, and the rack 6 is placed on the container holding table 22 of the apparatus main body 2. Make preparations. Next, the dissolved sample solution S is sequentially injected into each cartridge 11 by a pipette or the like. At this time, the moving head 40 is located immediately above the waste liquid container 57 to leave a space on the cartridge 11. Note that the sample solution S may be first injected into the cartridge 11 after being set in the rack 6 before being mounted on the nucleic acid extraction apparatus 100 or before being set.

その後、操作パネルの操作によって装置を作動させると、図６（ａ）に示すように、移動ヘッド４０がカートリッジ１１の直上位置まで移動する。そして、一例として示す図中左端のカートリッジ（Ｃ１）の直上に加圧ノズル４１を配置させ、加圧エア供給機構４のノズル昇降モータ８１の駆動によって移動ヘッド４０の加圧ノズル４１を下降移動させる（図６（ｂ））。すると、加圧ノズル４１の先端外周面が、カートリッジ１１の傾斜面１１ｆと密着する。一方、容器保持台２２が昇降モータ４７の駆動により上昇動作され、カートリッジ１１の下端排出部１１ｃを廃液容器１２内に所定量挿入させて、排出液が飛散等によって外部に漏れてコンタミネーションの原因とならないようにする。 Thereafter, when the apparatus is operated by operating the operation panel, the moving head 40 moves to a position directly above the cartridge 11 as shown in FIG. Then, the pressurizing nozzle 41 is arranged immediately above the leftmost cartridge (C1) in the drawing shown as an example, and the pressurizing nozzle 41 of the moving head 40 is moved downward by driving the nozzle lifting motor 81 of the pressurizing air supply mechanism 4. (FIG. 6B). Then, the outer peripheral surface of the tip of the pressure nozzle 41 is in close contact with the inclined surface 11 f of the cartridge 11. On the other hand, the container holding base 22 is moved up by the driving of the lifting motor 47, and the lower end discharge part 11c of the cartridge 11 is inserted into the waste liquid container 12 by a predetermined amount. Do not become.

その後、加圧エアの供給が行われる。制御部７０の指令により、開閉バルブ４５が閉状態でエアポンプ４３が駆動され、開閉バルブ４５が開作動される。そして、加圧ノズル４１を通して１番目のカートリッジ（Ｃ１）にエアポンプ４３からの加圧エアが所定量供給される。 Thereafter, pressurized air is supplied. In response to a command from the control unit 70, the air pump 43 is driven while the opening / closing valve 45 is closed, and the opening / closing valve 45 is opened. Then, a predetermined amount of pressurized air from the air pump 43 is supplied to the first cartridge (C 1) through the pressure nozzle 41.

次いで、開閉バルブ４５を閉作動するのに続いて、加圧ノズル４１をノズル昇降モータ８１により上昇させてヘッド移動モータ２６を駆動して移動ヘッド４０をカートリッジ１１の配列ピッチ分移動させる。そして、次の２番目のカートリッジ（Ｃ２）に対して同様に加圧エアを所定量供給する（図６（ｃ））。
圧力が作用した試料液Ｓは、核酸吸着性多孔膜１１ｂを通って核酸が吸着保持され、その他の液状成分は下端部の排出部１１ｃより廃液容器１２に排出される。試料液Ｓが全て核酸吸着性多孔膜１１ｂを通過すると圧力が液排出完了圧力以下に低下し、圧力センサ４６によってカートリッジ１１の抽出終了が検出される。この工程をカートリッジ１１の数だけ繰り返し行う。 Next, after the opening / closing valve 45 is closed, the pressure nozzle 41 is raised by the nozzle raising / lowering motor 81 to drive the head moving motor 26 to move the moving head 40 by the arrangement pitch of the cartridge 11. Then, a predetermined amount of pressurized air is similarly supplied to the next second cartridge (C2) (FIG. 6C).
The sample solution S on which the pressure is applied is adsorbed and held by the nucleic acid through the nucleic acid adsorbing porous membrane 11b, and the other liquid components are discharged from the discharge portion 11c at the lower end to the waste liquid container 12. When all the sample liquid S passes through the nucleic acid-adsorbing porous membrane 11b, the pressure drops below the liquid discharge completion pressure, and the pressure sensor 46 detects the end of extraction of the cartridge 11. This process is repeated for the number of cartridges 11.

次に、洗浄処理に移行する。上記加圧エア供給後に移動ヘッド４０を上昇させて、最初のカートリッジ（Ｃ１）上へ戻す。そして、移動ヘッド４０の洗浄液分注ノズル５１ｗを１番目のカートリッジ（Ｃ１）上で停止させて洗浄液Ｗを所定量分注し、移動ヘッド４０を次のカートリッジ（Ｃ２）上に移動させて順次洗浄液Ｗを分注する。全部のカートリッジ１１への洗浄液Ｗの分注が終了すると、移動ヘッド４０を最初のカートリッジ（Ｃ１）上へ戻す。
次に、図６に示したように、移動ヘッド４０の加圧ノズル４１が下降して、加圧ノズル４１の下端部がカートリッジ１１の上端開口に圧接して密閉してから、前述と同様に開閉バルブ４５を開作動してカートリッジ１１に加圧エアを供給する。圧力が作用した洗浄液Ｗは、核酸吸着性多孔膜１１ｂを通って核酸以外の不純物の洗浄除去を行い、洗浄液Ｗは下端部の排出部１１ｃより廃液容器１２に排出される。全部のカートリッジ１１における洗浄液Ｗが全て核酸吸着性多孔膜１１ｂを通過して排出されると、移動ヘッド４０が初期の位置まで作動される。なお、洗浄処理を複数回行う場合には上記動作を繰り返す。 Next, the process proceeds to a cleaning process. After supplying the pressurized air, the moving head 40 is raised and returned onto the first cartridge (C1). Then, the cleaning liquid dispensing nozzle 51w of the moving head 40 is stopped on the first cartridge (C1) to dispense a predetermined amount of the cleaning liquid W, and the moving head 40 is moved onto the next cartridge (C2) to sequentially clean the cleaning liquid. Dispense W. When the dispensing of the cleaning liquid W to all the cartridges 11 is completed, the moving head 40 is returned onto the first cartridge (C1).
Next, as shown in FIG. 6, after the pressure nozzle 41 of the moving head 40 is lowered and the lower end portion of the pressure nozzle 41 is pressed against the upper end opening of the cartridge 11 and sealed, The open / close valve 45 is opened to supply pressurized air to the cartridge 11. The cleaning liquid W on which the pressure is applied passes through the nucleic acid adsorbing porous membrane 11b to clean and remove impurities other than nucleic acids, and the cleaning liquid W is discharged to the waste liquid container 12 from the discharge portion 11c at the lower end. When all the cleaning liquid W in all the cartridges 11 passes through the nucleic acid adsorbing porous membrane 11b and is discharged, the moving head 40 is operated to the initial position. The above operation is repeated when the cleaning process is performed a plurality of times.

次に、回収処理に移行する。まず洗浄処理後の前記移動ヘッド４０の戻り動作に同期して、ラック６が昇降モータ４７により下降動作して、カートリッジ１１の下端排出部１１ｃが廃液容器１２から外れた後、保持機構３の作動部材３１を容器交換モータ３２の駆動により移動させてラック６を後退移動させる。このようにして、カートリッジ１１の下方に回収容器１３を位置させる容器交換を行う。 Next, the process proceeds to collection processing. First, in synchronization with the returning operation of the movable head 40 after the cleaning process, the rack 6 is lowered by the elevating motor 47 and the lower end discharge part 11c of the cartridge 11 is detached from the waste liquid container 12, and then the operation of the holding mechanism 3 is performed. The member 31 is moved by driving the container replacement motor 32 to move the rack 6 backward. In this way, the container exchange for positioning the collection container 13 below the cartridge 11 is performed.

続いて、ラック６を昇降モータ４７により上昇させて、カートリッジ１１の下端が回収容器１３内に挿入されている状態に保持する。そして、図８（ａ）に示すように、移動ヘッド４０を移動させて回収液分注ノズル５１ｒを１番目のカートリッジ（Ｃ１）上に停止させて回収液Ｒを所定量分注し、移動ヘッド４０を次のカートリッジ（Ｃ２）に移動させて順次回収液Ｒの分注を行う（図８（ｂ））。全部のカートリッジ１１への回収液Ｒの分注が終了すると、図６に示すように、前述と同様の加圧エアの供給を各カートリッジ１１に対して実施する。
加圧エアが前述同様に供給され、圧力が作用した回収液Ｒは、核酸吸着性多孔膜１１ｂを通ってそれに吸着されている核酸を離脱させて、回収液Ｒとともに核酸が下端部の排出部１１ｃより回収容器１３に排出される。全部のカートリッジ１１における回収液Ｒが全て回収容器１３に排出されると、移動ヘッド４０が最初の廃液容器５７直上の待避位置に移動して、一連の動作が終了する。 Subsequently, the rack 6 is raised by the elevating motor 47 and is held in a state where the lower end of the cartridge 11 is inserted into the collection container 13. Then, as shown in FIG. 8A, the moving head 40 is moved to stop the recovered liquid dispensing nozzle 51r on the first cartridge (C1), thereby dispensing a predetermined amount of the recovered liquid R, and the moving head 40 is moved to the next cartridge (C2) to sequentially dispense the recovered liquid R (FIG. 8B). When the dispensing of the recovered liquid R to all the cartridges 11 is completed, the supply of pressurized air similar to that described above is performed on each cartridge 11 as shown in FIG.
The recovery liquid R to which pressurized air is supplied in the same manner as described above and the pressure is applied passes the nucleic acid adsorbing porous membrane 11b to release the nucleic acid adsorbed thereto, and the nucleic acid is discharged together with the recovery liquid R at the lower end. 11c is discharged to the collection container 13. When all the collected liquid R in all the cartridges 11 is discharged to the collection container 13, the moving head 40 moves to the retracted position immediately above the first waste liquid container 57, and the series of operations ends.

抽出動作が終了したラック６は昇降モータ４７の駆動により下降され、カートリッジ１１及び廃液容器１２はカートリッジホルダ２１及びラック６より取り出されて廃棄され、一方、回収容器１３はラック６より取り出され、必要に応じて蓋がされて、次の核酸分析処理等が施される。 After the extraction operation is completed, the rack 6 is lowered by driving the lifting motor 47, and the cartridge 11 and the waste liquid container 12 are taken out from the cartridge holder 21 and the rack 6 and discarded, while the collection container 13 is taken out from the rack 6 and necessary. The lid is covered in accordance with the above, and the next nucleic acid analysis process or the like is performed.

なお、本実施形態では、複数のカートリッジ１１が固定側に支持され、加圧エア供給機構４の加圧ノズル４１がカートリッジ１１の配列方向に沿って移動自在に支持されている構成を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、図９に核酸抽出装置の概略構成を示すように、加圧エア供給機構４の加圧ノズル４１が固定側に支持され、複数のカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３が、それらの配列方向に沿って移動自在に支持された構成としてもよい。図９に示す構成によれば、固定された加圧ノズル４１，洗浄液分注ノズル５１ｗ、回収液分注ノズル５１ｒに対して、カートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３をそれぞれ連続的に供給し、核酸の抽出を完了したものを回収することで、大量の核酸抽出処理を連続して実施することができる。 In the present embodiment, a configuration is shown in which a plurality of cartridges 11 are supported on the fixed side, and the pressure nozzles 41 of the pressurized air supply mechanism 4 are supported movably along the arrangement direction of the cartridges 11. The present invention is not limited to this, and as shown in the schematic configuration of the nucleic acid extraction apparatus in FIG. 9, the pressurizing nozzle 41 of the pressurizing air supply mechanism 4 is supported on the fixed side, and the plurality of cartridges 11 The waste liquid container 12 and the recovery container 13 may be supported so as to be movable along their arrangement direction. According to the configuration shown in FIG. 9, the cartridge 11, the waste liquid container 12, and the recovery container 13 are continuously supplied to the fixed pressurizing nozzle 41, the cleaning liquid dispensing nozzle 51w, and the recovered liquid dispensing nozzle 51r, respectively. In addition, by recovering the nucleic acid that has been extracted, a large amount of nucleic acid extraction processing can be continuously performed.

また、エアポンプ４３からカートリッジ１１に供給するエアは、試料液、洗浄液、回収液液体等の性状に影響を及ぼさなければ、他のいかなる気体であってもよい。 The air supplied from the air pump 43 to the cartridge 11 may be any other gas as long as it does not affect the properties of the sample liquid, the cleaning liquid, the recovered liquid, and the like.

以上説明した核酸抽出装置１００によれば、複数のカートリッジ１１をまとめて吸引する構成と比較して、個々のカートリッジ１１に対して最適なエア供給時間、エア供給量等を制御することが可能となり、また、試料液の液量や粘度等にばらつきがあっても、それによる影響を受けにくくなり、核酸の抽出処理のタクトを速めることができ、核酸抽出の対象を広げることができ、装置の汎用性を高めることができる。例えば、複数のカートリッジを同時にエア供給を行う構成にあっては、一部のカートリッジの加圧エア供給が終了した場合でも、他のカートリッジに加圧エア供給が完了しない場合には、加圧エア供給を完了させることができない。即ち、複数のカートリッジ１１が全て完了するまでは次の工程に移行できなくなる。これに対して本発明に係る核酸抽出装置１００によれば、各カートリッジを個々に順次処理を行うので、他のカートリッジによる影響を受けることがなく、最適な処理を最短の時間で実施することが可能となる。 According to the nucleic acid extraction apparatus 100 described above, it is possible to control the optimal air supply time, air supply amount, and the like for each cartridge 11 as compared to a configuration in which a plurality of cartridges 11 are sucked together. In addition, even if there are variations in the amount and viscosity of the sample solution, it is less susceptible to the influence, the tact of the nucleic acid extraction process can be accelerated, the number of nucleic acid extraction targets can be expanded, Versatility can be improved. For example, in a configuration in which a plurality of cartridges are supplied with air at the same time, even when the supply of pressurized air to some cartridges is completed, if the supply of pressurized air to other cartridges is not completed, the pressurized air The supply cannot be completed. That is, it is impossible to move to the next step until all of the plurality of cartridges 11 are completed. On the other hand, according to the nucleic acid extraction apparatus 100 according to the present invention, each cartridge is sequentially processed individually, so that the optimum processing can be performed in the shortest time without being influenced by other cartridges. It becomes possible.

また、１つのカートリッジ１１だけにエアを供給するだけなので、複数のカートリッジ１１に同時に供給する場合と比較してエアポンプ４３の能力を下げることができる。もって、小型のエアポンプ４３が使用可能となり設置スペースが少なく、コンパクトな構成にできる。
さらに、カートリッジ１１を均等な配列ピッチで設け、加圧ノズル４１に対する分注ノズル５１ｒ、５１ｗの配列ピッチをカートリッジ１１の配列ピッチの整数倍とすることで、複数の異なるカートリッジ１１に対して分注処理と加圧処理を同時に実施することもでき、処理時間の短縮が図られる。なお、カートリッジ１１、廃液容器１２、回収容器１３は、直線状に配列する他にも円弧状等の曲線状に配列させてもよい。例えば円弧状に配列した場合には、支軸を中心とするアームを用いることで円弧状の各位置に加圧エア供給や分注を行うことができる。 Further, since air is supplied only to one cartridge 11, the capacity of the air pump 43 can be reduced as compared with the case where air is supplied to a plurality of cartridges 11 at the same time. Therefore, a small air pump 43 can be used, and the installation space is small and a compact configuration can be achieved.
Further, the cartridges 11 are provided with a uniform arrangement pitch, and the arrangement pitch of the dispensing nozzles 51r and 51w with respect to the pressure nozzle 41 is set to an integral multiple of the arrangement pitch of the cartridges 11, thereby dispensing to a plurality of different cartridges 11. The treatment and the pressurization treatment can be performed simultaneously, and the treatment time can be shortened. The cartridge 11, the waste liquid container 12, and the recovery container 13 may be arranged in a curved shape such as an arc shape in addition to the linear shape. For example, when it arranges in circular arc shape, pressurized air supply and dispensing can be performed to each arc-shaped position by using an arm centering on a support shaft.

次に、上記のカートリッジ１１が備える核酸吸着性多孔膜（核酸吸着性多孔質体）１１ｂについて詳細に説明する。
上記カートリッジ１１に内有する核酸吸着性多孔膜１１ｂは、基本的には核酸が通過可能な多孔性であり、その表面は試料液中の核酸を化学的結合力で吸着する特性を有し、洗浄液による洗浄時にはその吸着を保持し、回収液による回収時に核酸の吸着力を弱めて離すように構成されてなる。 Next, the nucleic acid adsorbing porous membrane (nucleic acid adsorbing porous body) 11b included in the cartridge 11 will be described in detail.
The nucleic acid-adsorbing porous membrane 11b in the cartridge 11 is basically porous so that the nucleic acid can pass through, and the surface thereof has a characteristic of adsorbing the nucleic acid in the sample solution with a chemical binding force, The adsorbing force is retained at the time of washing with, and the nucleic acid adsorbing force is weakened and separated at the time of collecting with the collecting liquid.

上記核酸抽出カートリッジ１１に内有する核酸吸着性多孔膜１１ｂ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性膜である。これは、多孔性膜側の使用条件で「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、核酸と多孔性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、核酸吸着性多孔性膜は、親水基を有する多孔性膜であり、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性膜の親水基同士が引き合うようになると推定される。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane 11b included in the nucleic acid extraction cartridge 11 is 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 usage 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 come to attract each other by changing the polarity of the environment.

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、共立出版株式会社発行、「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、オキシエチレン基等を挙げることができる。好ましくは水酸基である。 The hydrophilic group refers to a polar group (atomic group) capable of interacting with water, and all groups (atomic groups) involved in nucleic acid adsorption are applicable. As the hydrophilic group, one having a moderate interaction with water is good (see Chemical Encyclopedia, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., “Hydrophilic group”, “Group that is 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.

ここで、親水基を有する多孔性膜とは、多孔性膜を形成する材料自体が、親水性基を有する多孔性膜、または多孔性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性膜を意味する。多孔性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、多孔性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性膜、親水基を持たない有機材料の多孔性膜を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない有機材料の多孔性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性膜、多孔性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性膜、親水基を持たない無機材料の多孔性膜を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない無機材料の多孔性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性膜等を、使用することができるが、加工の容易性から、多孔性膜を形成する材料は有機高分子等の有機材料を用いることが好ましい。 Here, the porous film having a hydrophilic group means that the material forming the porous film itself is formed by treating or coating the porous film having the hydrophilic group or the material forming the porous film. It means the introduced porous 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 hydrophilic group is introduced by treating a porous film of an organic material having no hydrophilic group, A porous film in which a hydrophilic group is introduced by coating a porous film made of an organic material that does not have a hydrophilic group, a porous film in which the material forming the porous film itself is an inorganic material having a hydrophilic group, hydrophilic Porous membranes with hydrophilic groups introduced by treating porous membranes of inorganic materials that do not have groups, and inorganic groups without inorganic groups coated with materials having hydrophilic groups to introduce hydrophilic groups A porous film or the like can be used, but an organic material such as an organic polymer is preferably used as a material for forming the porous film from the viewpoint of ease of processing.

親水基を有する材料の多孔性膜としては、水酸基を有する有機材料の多孔性膜を挙げることができる。水酸基を有する有機材料の多孔性膜としては、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等で、形成された多孔性膜を挙げることができるが、特に多糖構造を有する有機材料の多孔性膜を好ましく使用することができる。 Examples of the porous film made of a material having a hydrophilic group include a porous film made of an organic material having a hydroxyl group. As porous membranes of organic materials having hydroxyl groups, polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyoxyethylene, acetylcellulose, different acetyl values Examples of the porous film formed include a mixture of acetylcellulose, and a porous film of an organic material having a polysaccharide structure can be preferably used.

水酸基を有する有機材料の多孔性膜として、好ましくは、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性膜を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 made of an organic material having a hydroxyl group, an organic polymer porous film made of a mixture of acetylcelluloses having different acetyl values can be 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表面鹸化物が挙げられる。アセチルセルロースの表面鹸化物とは、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等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性膜を鹸化処理することが好ましい。この場合、多孔性膜は、表裏対称性の多孔性膜であってもよいが、裏非対称性の多孔性膜を好ましく使用することができる。 More preferable organic materials having a hydroxyl group include surface saponified products of acetyl cellulose described in JP-A No. 2003-128691. The surface saponified product of acetylcellulose is a saponified mixture of acetylcellulose having different acetyl values, saponified product of triacetylcellulose and diacetylcellulose mixture, saponified product of triacetylcellulose and monoacetylcellulose mixture, triacetyl A saponified product of a mixture of cellulose, 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 membrane may be a front-back symmetrical porous membrane, but a back-asymmetric porous membrane 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アセチルセルロースの部分に、再生セルロースとなり水酸基が導入される。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。
又、鹸化率を変えるには、水酸化ナトリウムの濃度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, sodium hydroxide aqueous solution). Thereby, it becomes a regenerated cellulose and a hydroxyl group is introduced into the portion of acetylcellulose that has come into contact with the saponification solution. 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. 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性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性膜に結合することができる。
有機材料の多孔性膜にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔性膜とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔性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 made 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 compound having a double bond that can be polymerized starting from the porous film are polymerized. There are two ways to make the graft polymer chain.

まず、多孔性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性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、多孔性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。多孔性膜と反応する官能基としては、多孔性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。 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, and this functional group and the porous It can be grafted by chemically reacting with a functional group of the membrane. The functional group that reacts with the porous membrane is not particularly limited as long as it can react with the functional group of the porous membrane. For example, a silane coupling group such as alkoxysilane, an isocyanate group, an amino group, and a hydroxyl group. And carboxyl group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, epoxy group, allyl group, methacryloyl group, acryloyl group and the like.

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等を挙げることができる。 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.

多孔性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、加熱等の方法で基材表面上に活性種を与え、多孔性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性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 based on a porous membrane to form a graft polymer chain is generally called surface graft polymerization. Surface graft polymerization is a method of polymerizing a compound having a polymerizable double bond disposed so as to be in contact with the porous membrane by giving active species on the surface of the substrate by methods such as plasma irradiation, light irradiation, and heating. It refers to the method of bonding with a porous 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性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等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 made 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性膜に、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 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.

親水基を有する無機材料である多孔性膜としては、シリカ化合物を含有する多孔性膜を挙げることができる。シリカ化合物を含有する多孔性膜としては、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性膜に親水基を導入する方法としては、多孔性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、多孔性膜を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する２つの方法がある。
多孔性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、多孔性膜を起点として、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 membrane of an inorganic material having no hydrophilic group, a method of chemically bonding the porous membrane and a graft polymer chain, and a hydrophilic group having a double bond in the molecule are used. There are two methods for polymerizing a graft polymer chain using a monomer having a porous membrane as a starting point.
When the porous membrane 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 a graft polymer chain is polymerized starting from a porous membrane using a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule, a compound having a double bond is polymerized. The starting functional group 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性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 porous film of the organic material having no hydrophilic group is chemically bonded to the graft polymer chain. In the method, the described graft polymers having hydrophilic groups 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性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等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性膜に、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−ティングしたアセチルセルロ−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。 Also, after coating a porous membrane of an inorganic material having no hydrophilic group with acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values, coated acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values Can also be saponified. 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性膜としては、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性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性膜は、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 a solution to pass through 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性膜は、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以上である多孔性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 that allows the solution to pass through the inside has a minimum pore size of 0.22 μm or more. More preferably, the minimum pore diameter is 0.5 μm or more. Moreover, 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性膜は、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／ｃｍ^２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／ｃｍ^２である。 The nucleic acid-adsorptive porous membrane through which the solution can pass inside 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, a bubble point is 0.2-4 kgf / cm < ² >.

上記の、溶液が内部を通過可能な核酸吸着性多孔性膜は、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-adsorbing porous membrane through which the solution can pass is preferably 0.1 to 100 kPa in pressure loss. 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性膜は、２５℃で１ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ^２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／ｃｍ^２の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ^２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 1 cm ^{2 of} membrane when water is passed at 25 ° C. at a pressure of 1 kg / cm ^2. Preferably there is. More preferably, the amount of water permeation when water is passed at 25 ° C. at a pressure of 1 kg / cm ² is 5 to 1000 mL per minute per 1 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性膜は、多孔性膜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、多孔性膜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 1 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性膜は、一辺が５ｍｍの正方形の多孔性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の正方形の多孔質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 not dissolved within 1 hour but immersed within 48 hours when a square porous membrane with a side of 5 mm is immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid. Cellulose derivatives are preferred. Further, it is more preferable to use a cellulose derivative that dissolves within 1 hour when a square porous membrane having a side of 5 mm is immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid but does not dissolve within 24 hours when immersed in 5 mL of dichloromethane.

核酸吸着性多孔性膜中を、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、液を多孔性膜へ均一に接触させることができる点で、好ましい。核酸吸着性多孔性膜中を、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性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 a nucleic acid-adsorptive porous membrane, passing the sample solution from one surface to the other surface allows the solution to contact the porous membrane uniformly. It is 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.

核酸を含む試料溶液を核酸吸着性多孔性膜を通過させる場合の流速は、液の多孔性膜への適切な接触時間を得るために、膜の面積ｃｍ^２あたり、２〜１５００μＬ/secである事が好ましい。液の多孔性膜への接触時間が短すぎると十分な核酸抽出効果が得られず、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ｃｍ^２あたり、５〜７００μＬ/secである事が好ましい。 The flow rate when the sample solution containing nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane is 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. Things are preferable. If the contact time of the liquid with the porous membrane is too short, a sufficient nucleic acid extraction effect cannot be obtained, and if it is too long, it is not preferable from the viewpoint of operability. Furthermore, 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性膜は、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性膜は、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, but a plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes can also be used. The plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes may be the same or different.

複数枚の核酸吸着性多孔性膜は、無機材料の核酸吸着性多孔性膜と有機材料の核酸吸着性多孔性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性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性膜は、無機材料の核酸吸着性多孔性膜と有機材料の核酸非吸着性多孔性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性膜との組合せを挙げることができる。
そして、以上に説明した核酸吸着性多孔性膜は、カートリッジの形状に応じて、膜状以外の形態にすることができる。例えば、チップ状やブロック状等とすることができる。 The plurality of nucleic acid-adsorptive porous membranes may be a combination of an inorganic material nucleic acid-adsorptive porous membrane and an organic material nucleic acid-adsorptive 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-adsorptive porous membranes may be a combination of an inorganic material nucleic acid-adsorptive porous membrane and an organic material non-nucleic acid-adsorptive porous membrane, for example, a glass filter and nylon or A combination with a porous membrane of polysulfone can be mentioned.
The nucleic acid-adsorptive porous membrane described above can be in a form other than the membrane shape according to the shape of the cartridge. For example, a chip shape or a block shape can be used.

核酸抽出装置の一実施形態であってカバーを除去した状態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a nucleic acid extraction apparatus with a cover removed. FIG. 核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the moving head of a nucleic acid extraction apparatus. 核酸抽出装置の概略ブロック構成図である。It is a schematic block block diagram of a nucleic acid extraction apparatus. カートリッジの（ａ）斜視図と（ｂ）Ｐ−Ｐ断面図である。It is (a) perspective view and (b) PP sectional view of a cartridge. 抽出動作の工程図（ａ）〜（ｇ）である。It is process drawing (a)-(g) of extraction operation | movement. 移動ヘッドからカートリッジへの加圧エアの供給の様子を示す説明図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。It is explanatory drawing (a), (b), (c) which shows the mode of supply of the pressurized air to a cartridge from a moving head. 移動ヘッドからカートリッジへの洗浄液の分注の様子を示す説明図（ａ），（ｂ）である。It is explanatory drawing (a), (b) which shows the mode of dispensing of the washing | cleaning liquid from a moving head to a cartridge. 移動ヘッドからカートリッジへの回収液の分注の様子を示す説明図（ａ），（ｂ）である。It is explanatory drawing (a), (b) which shows the mode of dispensing of the collection | recovery liquid from a moving head to a cartridge. 核酸抽出装置の他の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other form of a nucleic acid extraction apparatus.

Explanation of symbols

２装置本体
３保持機構
４加圧エア供給機構
５分注機構
６ラック
７移動手段
１１カートリッジ（核酸抽出カートリッジ）
１１ｂ核酸吸着性多孔膜
１２廃液容器
１３回収容器
２１カートリッジホルダ
２２容器保持台
４０移動ヘッド（可動体）
４１加圧ノズル
４３エアポンプ
４５開閉バルブ
４６圧力センサ
５１ｗ，５１ｒ分注ノズル
５２ｗ，５２ｒ供給ポンプ
５６ｗ，５６ｒボトル
７０制御部
７２記憶部
１００核酸抽出装置
Ｓ試料液
Ｗ洗浄液
Ｒ回収液 2 Device body 3 Holding mechanism 4 Pressurized air supply mechanism 5 Dispensing mechanism 6 Rack 7 Moving means 11 Cartridge (nucleic acid extraction cartridge)
11b Nucleic acid adsorptive porous membrane 12 Waste liquid container 13 Recovery container 21 Cartridge holder 22 Container holding base 40 Moving head (movable body)
41 Pressure nozzle 43 Air pump 45 Open / close valve 46 Pressure sensor 51w, 51r Dispensing nozzle 52w, 52r Supply pump 56w, 56r Bottle 70 Control unit 72 Storage unit 100 Nucleic acid extraction device S Sample solution W Washing solution R Recovery solution

Claims

Using a nucleic acid extraction cartridge provided with a filter member, a sample liquid containing nucleic acid is injected into the nucleic acid extraction cartridge and pressurized to adsorb the nucleic acid in the sample liquid to the filter member, and then a washing liquid is applied to the nucleic acid extraction cartridge. Nucleic acid that dispenses and pressurizes to remove impurities, then dispenses the recovery liquid to the nucleic acid extraction cartridge, pressurizes and separates the nucleic acid adsorbed on the filter member, and automatically collects the recovery liquid together with the recovery liquid An extraction device,
A holding mechanism for holding the nucleic acid extraction cartridge and a plurality of collection containers each containing a collection solution containing the nucleic acid,
A pressurized air supply mechanism for introducing pressurized air from a single pressure nozzle into the nucleic acid extraction cartridge;
A dispensing mechanism having a washing liquid dispensing nozzle and a collecting liquid dispensing nozzle for respectively dispensing a washing liquid and a collection liquid into the nucleic acid extraction cartridge;
A moving means for relatively moving at least the pressurizing nozzle of the pressurized air supply mechanism and the holding mechanism;
The cleaning liquid dispensing nozzle, the recovered liquid dispensing nozzle, and the pressure nozzle are provided in an integral movable body, and the plurality of nucleic acid extraction cartridges are provided at an equal array pitch, The nucleic acid extraction apparatus, wherein an array pitch of the cleaning liquid dispensing nozzle and the recovered liquid dispensing nozzle is an integer multiple of an array pitch of the nucleic acid extraction cartridge.

2. The plurality of nucleic acid extraction cartridges are supported on a fixed side, and a pressure nozzle of the pressurized air supply mechanism is supported movably along an arrangement direction of the nucleic acid extraction cartridges. Nucleic acid extraction apparatus.