特開 2022-90343 核酸抽出器具およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022090343

(43)【公開日】2022-06-17

(54)【発明の名称】核酸抽出器具およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20220610BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20220610BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20220610BHJP

   C12Q 1/68 20180101ALN20220610BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A

G01N37/00 101

G01N1/28 J

C12Q1/68

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020202692

(22)【出願日】2020-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】特許業務法人 小笠原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺山 卓

(72)【発明者】

【氏名】浅岡 浩平

【テーマコード（参考）】

2G052

4B029

4B063

【Ｆターム（参考）】

2G052AA33

2G052AA36

2G052AB20

2G052AD29

2G052AD46

2G052CA03

2G052CA16

2G052DA08

2G052DA09

2G052DA21

2G052EA03

2G052ED06

2G052ED11

2G052FC02

2G052FC11

4B029AA07

4B029AA27

4B029BB01

4B029FA05

4B063QA01

4B063QQ01

4B063QQ02

4B063QQ41

4B063QS14

(57)【要約】

【課題】２枚のフィルムをシールして構成され、好適に核酸抽出できる核酸抽出器具を提供する。
【解決手段】検体から核酸を抽出する核酸抽出器具は、凹部を形成することによって、薬液を収容可能な１つ以上の収容部および薬液が通過する１つ以上の流路が設けられた第１フィルムと、第１フィルムの収容部および流路を除くシール領域において第１フィルムとシールされた第２フィルムとを備える。核酸抽出器具の製造方法は、第１フィルムに凹部を形成する工程と、凹部に薬液を収容する工程と、凹部に薬液を収容する工程の後、第１フィルムの凹部を除く領域に第２フィルムをシールする工程とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検体から核酸を抽出する核酸抽出器具であって、
凹部を形成することによって、薬液を収容可能な１つ以上の収容部および薬液が通過する１つ以上の流路が設けられた第１フィルムと、
前記第１フィルムの前記収容部および前記流路を除くシール領域において前記第１フィルムとシールされた第２フィルムとを備える、核酸抽出器具。

【請求項2】

前記流路のいずれかは、幅が０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、深さが０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の核酸抽出器具。

【請求項3】

前記収容部または前記流路に、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムが弱シールされて薬液の移動を規制する１つ以上の規制部が設けられている、請求項１または２に記載の核酸抽出器具。

【請求項4】

前記第１フィルムと前記第２フィルムとの、前記規制部における接着強度は１Ｎ／１５ｍｍ幅以下であり、前記シール領域における接着強度は、前記規制部における接着強度の２０倍以上である、請求項３に記載の核酸抽出器具。

【請求項5】

前記収容部のいずれかは、収容される薬液の流出方向に向かって幅が狭くなり、かつ、深さが小さくなる形状を有する、請求項１～４のいずれかに記載の核酸抽出器具。

【請求項6】

前記第１フィルムおよび前記第２フィルムは、厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下の軟質素材、または、ループスティフネスが１２０ｍＮ／１５ｍｍ幅以下の材質である、請求項１～５のいずれかに記載の核酸抽出器具。

【請求項7】

第１フィルムに凹部を形成する工程と、
前記凹部に薬液を収容する工程と、
前記凹部に薬液を収容する工程の後、前記第１フィルムの前記凹部を除く領域に第２フィルムをシールする工程とを含む、核酸抽出器具の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検体に含まれる核酸を抽出する器具に関する。

【背景技術】

【0002】

感染症の検査は、抗原抗体反応を用いる方法と、病原体の核酸を検出する方法とに大別できる。核酸を検出する方法は、感度、特異度ともに優れている。

【0003】

核酸を検出する方法においては、前処理として、全血、血漿、咽頭ぬぐい液等の検体から病原体等の核酸を抽出する処理が行われる。この処理には、検体中の病原体を溶解して核酸を遊離させ、核酸を担体へ特異的に吸着させ、担体を洗浄したのち核酸を溶出させるという、複雑で熟練を要する工程が含まれる。そこで、このような核酸抽出を簡易に行うための装置、器具が提案されている（特許文献１～４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４７７１４７号公報

【特許文献2】特許第４９１１２６４号公報

【特許文献3】特許第４３７９７１６号公報

【特許文献4】国際公開第２０１９／１８９８９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１、２が開示する装置は、核酸抽出処理を自動化するものの、高価であり、また、比較的大型であり持ち運びには適さない。

【0006】

特許文献３が開示する器具は、比較的低コスト、小型で持ち運び可能な平面状の器具であり、２つの弾性体あるいは弾性体と硬質の基板とを積層し、内部に検体や薬品の収容部や流路となる空隙を設け、位置を変えながら器具を押圧することで、上述の工程を実施することができる。

【0007】

特許文献４は、特許文献３と同様の器具を開示しているが、この器具においては、軟質基材と軟質フィルムとを所定のパターンでシールし、シールしない領域を収容部や流路とすることで、特許文献３が開示する器具よりも、薄型化して可搬性を向上している。

【0008】

シールしない領域を形成することで収容部や流路を設ける場合、シール処理のための熱が、この領域にも及び、意図に反してこの領域がシールされてしまい、収容部や流路が好適に形成されず、好適に核酸抽出できないおそれがある。

【0009】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、２枚のフィルムをシールして構成され、好適に核酸抽出できる核酸抽出器具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するための本発明の一局面は、検体から核酸を抽出する核酸抽出器具であって、凹部を形成することによって、薬液を収容可能な１つ以上の収容部および薬液が通過する１つ以上の流路が設けられた第１フィルムと、第１フィルムの収容部および流路を除くシール領域において第１フィルムとシールされた第２フィルムとを備える、核酸抽出器具である。

【0011】

本発明の他の局面は、第１フィルムに凹部を形成する工程と、凹部に薬液を収容する工程と、凹部に薬液を収容する工程の後、第１フィルムの凹部を除く領域に第２フィルムをシールする工程とを含む、核酸抽出器具の製造方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、２枚のフィルムをシールして構成される核酸抽出器具において、フィルムに設けた凹部によって容部および薬液を形成することにより、容部および薬液がシールされにくく、好適に核酸抽出ができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る核酸抽出器具の模式平面図および模式部分断面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態）
本発明の一実施形態に係る核酸抽出器具の模式平面図と、そのＡ－Ａ’線に沿った模式部分断面図とを図１に示す。核酸抽出器具１００は、軟質素材で形成された第１フィルム１０１と第２フィルム１０２とをシールして形成される。第１フィルム１０１は、真空成型等により、１つ以上の凹部が形成されている。この凹部が、薬液を収容する収容部や流路を構成する。第２フィルム１０２は、収容部および流路を除くシール領域において前記第１フィルムとシールされている。

【0015】

また、収容部または流路には、第１フィルム１０１および第２フィルム１０２が弱シールされて薬液の移動を規制する１つ以上の規制部が設けられている。

【0016】

核酸抽出器具１００は、一例として、収容部１、２、３、４、５、４１、５１、６１を備える。収容部１は、検体中の細胞や細菌・ウィルスを溶解させる溶解液（Ｌｙｓｉｓ ｂｕｆｆｅｒ）が予め収容された溶解液収容部である。収容部２、３は、担体洗浄用の洗浄液（例えばエタノール）が予め収容された洗浄液収容部である。収容部４には、担体から核酸を溶出する溶出液（Ｅｌｕｔｉｏｎ Ｂｕｆｆｅｒ）が予め収容された溶出液収容部である。収容部５は、担体を通過した薬液を一時的に収容する。収容部４１は、核酸を含む溶出液を収容し、図示しない取り出しのための構成を設けた、取り出し口である。収容部５１は、担体としてガラスフィルター５２を予め収容したガラスフィルター収容部である。収容部６１は、不要な廃液を収容する廃液収容部である。

【0017】

核酸抽出器具１００は、一例として、流路１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７を備える。流路１１は溶解液収容部１とガラスフィルター収容部５１とを接続する。流路１２は洗浄液収容部２と洗浄液収容部３とを接続する。流路１３は洗浄液収容部３とガラスフィルター収容部５１とを接続する。流路１４は溶出液収容部４とガラスフィルター収容部５１とを接続する。流路１５はガラスフィルター収容部５１と収容部５とを接続する。流路１６は、収容部５と廃液収容部６１とを接続する。流路１７は、収容部５と取り出し口４１とを接続する。

【0018】

核酸抽出器具１００は、図示しない検体を受け入れるための構成を設けた検体受け入れ部３１を備える。検体受け入れ部３１には、検体に含まれる不要物を濾しとるフィルター３２が、第１フィルム１０１および第２フィルムの間に挟まれており、検体はフィルター３２を通過して流路１１に流入する。

【0019】

核酸抽出器具１００は、一例として、規制部２１、２２、２３、２４、２５を備える。規制部２１は、溶解液収容部１に設けられる。規制部２２は、洗浄液収容部２に設けられる。規制部２３は、洗浄液収容部３に設けられる。規制部２４は、溶出液収容部４に設けられる。規制部２５は、収容部５に設けられる。

【0020】

ここで核酸抽出の方法を説明する。

【0021】

まず、検体受け入れ部３１に検体を滴下して注入する。不要物が濾しとられた検体は流路１１に流入する。

【0022】

図１に示す核酸抽出器具１００の左端部から、実線の矢印の方向に平行に、右側に向かって、押圧位置を徐々に移動させる。これは例えば平坦な台の上に核酸抽出器具１００を置き、図１の上下方向に軸の向きを合わせたローラーと台との間で核酸抽出器具１００を挟んで押圧しながらローラーを左から右へ移動することで行われる。あるいは、２つのローラーで核酸抽出器具１００を挟んで同様に押圧してもよい。

【0023】

ローラーの軸と、図１に示す実線の矢印との交点が、Ｐ１からＰ２に向かって移動するにつれて、溶解液収容部１が押圧され、収容された溶解液の内圧が高まり、規制部２１の弱シールが剥離し、溶解液が流路１１に流れる。流路１１において溶解液と検体とが混合し、検体に含まれる細胞や細菌・ウィルスが溶解液により溶解され、核酸が遊離する。核酸を含む溶解液は流路１１からガラスフィルター収容部５１に流れ、ガラスフィルター５２を通過し、核酸がガラスフィルター５２に吸着される。ガラスフィルター５２を通過した溶解液は、流路１５、収容部５および流路１６を通過して廃液収容部６１に収容される。

【0024】

ローラーの軸と、図１に示す実線の矢印との交点が、Ｐ２からＰ３に向かって移動するにつれて、洗浄液収容部２が押圧され、収容された洗浄液の内圧が高まり、規制部２２の弱シールが剥離し、洗浄液が流路１２を経て洗浄液収容部３に流れる。その後、洗浄液収容部３が押圧され、収容された洗浄液の内圧が高まり、規制部２３の弱シールが剥離し、洗浄液が流路１３を経てガラスフィルター収容部５１に流れ、ガラスフィルター５２が洗浄される。ガラスフィルター５２を通過した洗浄液は、流路１５、収容部５および流路１６を通過して廃液収容部６１に収容される。洗浄液収容部２、３のように、同一の薬液を、押圧移動方向に沿って接続された複数の複数の収容部に収容することで、薬液の総量や押圧位置の移動に伴う流量を調整しやすくすることができる。

【0025】

ローラーの軸と、図１に示す実線の矢印との交点が、Ｐ３からＰ４に向かって移動するにつれて、溶出液収容部４が押圧され、収容された溶出液の内圧が高まり、規制部２４の弱シールが剥離し、溶出液が流路１４を経てガラスフィルター収容部５１に流れる。

【0026】

ローラーの軸と、図１に示す実線の矢印との交点が、Ｐ４からＰ５に向かって移動するにつれて、溶出液がガラスフィルター５２を通過し、ガラスフィルター５２に吸着された核酸が溶出液に溶出する。核酸が溶出した溶出液は、流路１５を経て収容部５に収容される。

【0027】

ローラーの軸と、図１に示す実線の矢印との交点が、Ｐ５からＰ６に向かって移動するにつれて、流路１６が押圧されて閉塞する。収容部５に収容された溶出液は流路１６を通過することができなくなり内圧が高まり、規制部２５の弱シールが剥離し、溶出液が流路１７を経て取り出し口４１に流れる。このように、ローラーにより押圧力を加えながらローラーをＰ１からＰ６へ向かう方向に移動させると、最終段階において所望の溶出液のみを取り出し口４１に収容することができる。

【0028】

その後、溶出液は取り出し口４１から取り出されて検査等に使用される。

【0029】

以上の説明は模式的に原理を説明したものであり、核酸が溶出した溶出液を取り出し口４１に流入させることができれば、実際に各流路を薬液が移動するタイミングは、多少変動してもよい。また、同様の薬液の移動ができれば、ローラー以外の治具や指等で収容部１、２、３、４、５等を順に押下してもよい。

【0030】

核酸抽出器具１００は、第１フィルム１０１に収容部や流路等となる凹部を形成し、フィルター３２、ガラスフィルター５２、溶解液、洗浄液、溶出液等の薬液をそれぞれ所定の凹部に収容してから第２フィルム１０２とシールすることで製造される。凹部により、収容部や流路がシールされにくいので、収容部や流路等を好適に形成することができる。また、収容部や流路等を単にシールされていない領域として形成するのではなく、薬液の収容や通過が可能な空間として形成することができ、好ましい。また、従来の核酸抽出器具のように、２つのフィルムを貼り合わせてから、各収容部に薬液をそれぞれ注入するような工程を設ける場合に比べて、簡易な工程で核酸抽出器具１００を製造することができる。

【0031】

各流路は、例えば、薬液を好適に移動させ、かつ残留量を抑制するため、幅が０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり、深さが０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、薬液の通過予定量によっては、この範囲から外れる流路があってもよいが、シールされないようにするためには、深さが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

【0032】

第１フィルム１０１と第２フィルム１０２との、各規制部における弱シールの接着強度は、一定程度の強度を有しつつ、好適に剥離を発生させるため、０．１Ｎ／１５ｍｍ幅以上１Ｎ／１５ｍｍ幅以下であることが好ましい。また、シール領域における強シールの接着強度は、剥離を抑制するため、各規制部における接着強度の２０倍以上であることが好ましく、４０倍以上であることがより好ましく、５０倍以上であることが更に好ましい。例えば、強シールは、１９０℃、０．４ＭＰａ、２秒のシール条件で行い、弱シールは、１６０℃、０．４ＭＰａ、２秒のシール条件で行うことができる。

【0033】

各収容部は、前記流路が接続された流出方向に向かって幅が狭くなり、かつ、深さが小さくなる形状を有することが好ましい。これにより、収容される薬液の流出がしやすくなり、また、残存する薬液が少なくなる。なお、収容部の形状は、その用途や収容する薬液の量によっては、他の形状でもよい。各収容部は、流路と同様、シールされないようにするためには、深さが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

【0034】

フィルター３２は、検体の種別に応じて適宜選択すればよいが、例えば、血球分離フィルター（ワットマン、Ｆｕｓｉｏｎ５）を用いることができる。

【0035】

ガラスフィルター５２は、例えばアドバンテック、ＧＡ－１００を用いることができる。なお、核酸抽出器具１００は、ガラスフィルター５２を収容したガラスフィルター収容部５１の代わりに、磁気ビーズを収容した収容部を設けてもよい。

【0036】

第１フィルム１０１および第２フィルム１０２は、例えば、ループスティフネスが１２０ｍＮ／１５ｍｍ幅以下の材質であることが好ましい。このような素材を用いることで、押圧によって第１フィルム１０１および第２フィルム１０２が変形しやすく、好適に薬液を移動させることができる。あるいは、第１フィルム１０１および第２フィルム１０２は、例えば、厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下、２００μｍ以上３００μｍ以下の軟質素材であることが好ましい。このような素材を用いることで、好適な変形のしやすさと耐久性とが得られやすい。

【0037】

第１フィルム１０１および第２フィルム１０２は、単層フィルムでもよく、積層フィルムでもよい。また、第１フィルム１０１および第２フィルム１０２は、同一のフィルムでもよく、相異なるフィルムでもよい。積層フィルムの場合は共押出し製法で製造したフィルムでもよく、ラミネート製法で製造したフィルムでもよい。また、シール層として、ポリエチレンまたはポリプロピレン等を主原料とした高分子材料を用いてもよく、また、複数の樹脂を混合したイージーピール材料を用いてもよい。

【0038】

第１フィルム１０１および第２フィルム１０２は、例えばナイロンと直鎖状低密度ポリエチレンとを共押し出し製法で積層した積層フィルムで、厚さ７０μｍ（ループスティフネス２２ｍＮ／１５ｍｍ幅）、厚さ１２０μｍ（ループスティフネス２８ｍＮ／１５ｍｍ幅）、厚さ１５０μｍ（ループスティフネス３０ｍＮ／１５ｍｍ幅）、厚さ１８０μｍ（ループスティフネス１１６ｍＮ／１５ｍｍ幅）のものを好適に用いることができる。

【0039】

廃液収容部６１は、他の収容部と同様、第１フィルム１０１に凹部を形成することで設けるが、凹部を押しつぶした状態で、第１フィルム１０１および第２フィルム１０２がシールされ、核酸抽出器具１００の未使用時には廃液収容部６１内の空気が少なく容積が小さくなっていることが好ましい。これにより、核酸抽出器具１００の使用時には、廃液収容部６１は薬液が流入するのに応じて容積が増えるので好適に不要な薬液を収容することができる。また、廃液収容部６１には予め吸水性の樹脂等を収容しておき、逆流を抑制してもよい。

【0040】

以上のように、本発明に係る核酸抽出器具は、フィルムに設けた凹部によって容部および薬液を形成することにより、容部および薬液がシールされにくいので、好適に核酸抽出ができる。また、容部および薬液を収容してからシールできるので、製造も容易である。なお、本発明は、核酸抽出だけでなく、各種の生体試料処理のための器具にも適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、可搬型の核酸抽出器具等に有用である。

【符号の説明】

【0042】

１ 溶解液収容部
２ 洗浄液収容部
３ 洗浄液収容部
４ 溶出液収容部
５ 収容部
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ 流路
２１、２２、２３、２４、２５ 規制部
３１ 検体受け入れ部
３２ フィルター
４１ 取り出し口
５１ ガラスフィルター収容部
５２ ガラスフィルター
６１ 廃液収容部
１００ 核酸抽出器具
１０１ 第１フィルム
１０２ 第２フィルム

【図1】