特表 2023-514660 生物学的物質を単離するための装置、システム、及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-07

(54)【発明の名称】生物学的物質を単離するための装置、システム、及び方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20230331BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022538263

(86)(22)【出願日】2021-02-22

(85)【翻訳文提出日】2022-06-17

(86)【国際出願番号】 SG2021050085

(87)【国際公開番号】W WO2021173075

(87)【国際公開日】2021-09-02

(31)【優先権主張番号】62/982,259

(32)【優先日】2020-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522244377

【氏名又は名称】ワン バイオメッド ピーティーイー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】レイズマン，ベンジャミン エイ．

(72)【発明者】

【氏名】カハット，エスピール

(72)【発明者】

【氏名】パク，ミー キュゥン

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA27

4B029BB20

4B029HA09

(57)【要約】

試料から生物学的物質を単離するための装置が、ハウジング、スライダー、及び乾燥試薬カプセルを含む。ハウジングは、複数のコンパートメント及び複数の流体チャネルを画定する。各コンパートメントは、それぞれの流体チャネルに流体的に接続されるように構成され、各流体チャネルは、ハウジング上に配置されたトラックで終わるそれぞれの端部を含む。スライダーは、トラックに沿って可動であり、そこを通って延びる複数の接続チャネルを含む。接続チャネルのうち選択されたチャネルは、トラックに沿ったスライダーの位置に基づき、流体チャネルのうち選択されたチャネルの端部に接続するように構成される。乾燥試薬カプセルは、ハウジングに取り付けられるように構成され、試料と混ぜ合わせるための少なくとも１つの乾燥試薬を含む。乾燥試薬カプセルは、ｉｎ－ｓｉｔｕでそれぞれの流体チャネルに流体的に接続されるようにさらに構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコンパートメント及び複数の流体チャネルを画定するハウジングであって、各コンパートメントは、それぞれの流体チャネルに流体的に接続されるように構成され、各流体チャネルは、前記ハウジング上に配置されたトラックで終わるそれぞれの端部を含む、ハウジングと、
前記トラックに沿って可動なスライダーであって、前記スライダーは、そこを通って延びる複数の接続チャネルを含み、前記接続チャネルのうち選択されたチャネルは、前記トラックに沿った前記スライダーの位置に基づき、前記流体チャネルのうち選択されたチャネルの端部に接続するように構成される、スライダーと、
前記ハウジングに取り付けられるように構成された乾燥試薬カプセルであって、前記乾燥試薬カプセルは、試料と混ぜ合わせるための少なくとも１つの乾燥試薬を含み、前記乾燥試薬カプセルは、ｉｎ－ｓｉｔｕでそれぞれの流体チャネルに流体的に接続されるようにさらに構成されている、乾燥試薬カプセルと、
を含む、試料から生物学的物質を単離するための装置。

【請求項2】

前記ハウジングは、第２のハウジング部材に確実に接合される第１のハウジング部材を含み、前記第１のハウジング部材は、前記それぞれの流体チャネルを形成するように配置された溝を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記複数のコンパートメントは、前記試料を受けるように構成された試料コンパートメント、複数の液体試薬コンパートメント、及び廃棄物コンパートメントを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記試料コンパートメント及び前記液体試薬コンパートメントの各々が、前記コンパートメントへの又は前記コンパートメントからの流体の流れを制御するために空気圧源に接続されるように構成されたそれぞれの入口を含む、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記液体試薬コンパートメントのうち１つに配置された第１の空気圧ベントと、前記廃棄物コンパートメントに配置された第２の空気圧ベントとをさらに含む、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記複数の液体試薬コンパートメントは、それぞれの液体試薬で予め充填されている、請求項３に記載の装置。

【請求項7】

前記スライダーは、第１の位置において、水和緩衝液を含有する第１の液体試薬コンパートメントを、第１の乾燥試薬を含有する前記乾燥試薬カプセルの第１のチャンバーに接続し、前記水和緩衝液を前記第１の乾燥試薬と混ぜ合わせて第１の溶液を形成するように構成されている、請求項３に記載の装置。

【請求項8】

前記スライダーは、第２の位置において、前記第１の液体試薬コンパートメントを、溶解緩衝液を含有する第２の液体試薬コンパートメントに接続し、前記第１の溶液を前記溶解緩衝液と混ぜ合わせて第２の溶液を形成するように構成されている、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記スライダーは、第３の位置において、
前記第２の液体試薬コンパートメントを、第２の乾燥試薬を含有する前記乾燥試薬カプセルの第２のチャンバーに接続し、前記第２の溶液を前記第２の乾燥試薬と混ぜ合わせて第３の溶液を形成し、さらに、
前記乾燥試薬カプセルの第２のチャンバーを前記試料コンパートメントに接続し、前記第３の溶液を前記試料と混ぜ合わせて第４の溶液を形成する
ように構成されている、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記流体チャネルは結合チャネルを含み、前記スライダーは、第４の位置において、前記試料コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記第４の溶液から前記生物学的物質を抽出し且つ前記抽出した生物学的物質を前記結合チャネルの表面に結合させるために、所定の期間、前記結合チャネルにおいて前記第４の溶液を貯蔵するように構成されている、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記スライダーは、第５の位置において、
第１の洗浄緩衝液を含有する第３の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を洗浄し、さらに
前記生物学的物質を有していない第１の廃液を前記廃棄物コンパートメントに廃棄するために、前記結合チャネルを前記廃棄物コンパートメントに接続する
ように構成されている、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記スライダーは、第６の位置において、
第２の洗浄緩衝液を含有する第４の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を洗浄し、さらに
前記生物学的物質を有していない第２の廃液を前記廃棄物コンパートメントに廃棄するために、前記結合チャネルを前記廃棄物コンパートメントに接続する
ように構成されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記スライダーは、第７の位置において、
溶出緩衝液を含有する第５の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面から前記生物学的物質を溶出し、さらに、
前記溶出した生物学的物質を回収するために、前記結合チャネルを出口に接続する
ように構成されている、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記スライダーは、第１の位置において、
溶解緩衝液を含有する第１の液体試薬コンパートメントを、前記少なくとも１つの乾燥試薬を含有する前記乾燥試薬カプセルのチャンバーに接続し、前記溶解緩衝液を前記少なくとも１つの乾燥試薬と混ぜ合わせて試薬溶液を形成し、さらに
前記乾燥試薬カプセルのチャンバーを前記試料コンパートメントに接続し、前記試薬溶液を前記試料と混ぜ合わせて試料溶液を形成する
ように構成されている、請求項３に記載の装置。

【請求項15】

前記流体チャネルは結合チャネルを含み、前記スライダーは、第２の位置において、前記試料コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記試料溶液から前記生物学的物質を抽出し且つ前記抽出した生物学的物質を前記結合チャネルの表面に結合させるために、所定の期間、前記結合チャネルにおいて前記試料溶液を貯蔵するように構成されている、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記スライダーは、第３の位置において、
第１の洗浄緩衝液を含有する第２の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を洗浄し、さらに、
前記生物学的物質を有していない第１の廃液を前記廃棄物コンパートメントに廃棄するために、前記結合チャネルを前記廃棄物コンパートメントに接続する
ように構成されている、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記スライダーは、第４の位置において、
第２の洗浄緩衝液を含有する第３の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を洗浄し、さらに
前記生物学的物質を有していない第２の廃液を前記廃棄物コンパートメントに廃棄するために、前記結合チャネルを前記廃棄物コンパートメントに接続する
ように構成されている、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記スライダーは、第５の位置において、
第３の洗浄緩衝液を含有する第４の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を洗浄し、さらに
前記生物学的物質を有していない第３の廃液を前記廃棄物コンパートメントに廃棄するために、前記結合チャネルを前記廃棄物コンパートメントに接続する
ように構成されている、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記スライダーは、第６の位置において、
溶出緩衝液を含有する第５の液体試薬コンパートメントを前記結合チャネルに接続して、前記結合チャネルの表面から前記生物学的物質を溶出し、さらに
前記溶出した生物学的物質を回収するために、前記結合チャネルを出口に接続する
ように構成されている、請求項１８に記載の装置。

【請求項20】

前記少なくとも１つの乾燥試薬は、前記生物学的物質に結合するように選択された架橋剤を含有する凍結乾燥ビーズを含み、前記結合チャネルの表面は、前記架橋剤に結合するように選択された官能基で被覆されている、請求項１０又は１５に記載の装置。

【請求項21】

前記生物学的物質は核酸を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項22】

請求項３に記載の装置を受けるように構成された容器と、
前記試料コンパートメント及び前記液体試薬コンパートメントのうち選択されたコンパートメントへの及びそこからの流体の流れを制御するように構成された圧力源と、
前記トラックに沿って所定の位置まで前記装置のスライダーを動かすように構成されたアクチュエータと、
を含む自動化された生物学的物質抽出システム。

【請求項23】

前記乾燥試薬カプセルに力を及ぼし、前記カプセルの少なくとも１つのチャンバーを覆うシールを破って、ｉｎ－ｓｉｔｕで前記カプセルをそれぞれの流体チャネルに流体的に接続するように構成された機構をさらに含む、請求項２２に記載のシステム。

【請求項24】

前記生物学的物質は核酸を含む、請求項２３に記載のシステム。

【請求項25】

試料から生物学的物質を単離する方法であって、
請求項６に記載の装置の前記試料コンパートメント内に前記試料を配置するステップと、
前記乾燥試薬カプセルの少なくとも１つのチャンバーを覆うシールを破って、ｉｎ－ｓｉｔｕで前記カプセルをそれぞれの流体チャネルに流体的に接続するステップと、
前記トラックに沿って所定の位置まで前記スライダーを動かして、
前記液体試薬及び前記少なくとも１つの乾燥試薬を前記試料と混ぜ合わせ、前記試料から前記生物学的物質を抽出し、
前記抽出した生物学的物質を、前記装置内に配置された結合チャネルの表面に結合させ、
前記結合チャネルの表面に結合した前記生物学的物質を精製し、さらに
前記精製した生物学的物質を溶出する
ステップと、
を含む方法。

【請求項26】

前記生物学的物質は核酸を含む、請求項２５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、排他的ではなく、核酸等の生物学的物質を単離するための装置、システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

核酸の単離は、多くの現代のゲノミクス技術及び応用に対して行われる必要がある第１のステップである。細胞の溶解後、ＰＣＲ及び配列決定等、後続の下流の処理及び分析のために、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）を単離及び精製する必要がある。

【0003】

自動化された核酸抽出システムは、基礎研究並びに臨床検査におけるワークフローを改善し、ばらつきを減少させる可能性がある。多くの自動化されたシステムが市販されているけれども、そのシステムのほとんどが、試料及びバイオ試薬のピペット操作及び分注を含む自動液体処理技術に基づいており、これらは、交差汚染を起こしやすく、エンドユーザによる事前及び事後洗浄等の積極的なメンテナンスを必要とすることがある。

【0004】

従って、上記の問題のうち少なくとも一部に取り組むことができる装置、システム、及び方法を提供する必要がある。

【発明の概要】

【0005】

本開示の一態様は、試料から生物学的物質を単離するための装置を提供する。当該装置は、複数のコンパートメント及び複数の流体チャネルを画定するハウジングであって、各コンパートメントは、それぞれの流体チャネルに流体的に接続されるように構成され、各流体チャネルは、ハウジング上に配置されたトラックで終わるそれぞれの端部を含む、ハウジング；トラックに沿って可動なスライダーであって、スライダーは、そこを通って延びる複数の接続チャネルを含み、接続チャネルのうち選択されたチャネルは、トラックに沿ったスライダーの位置に基づき、流体チャネルのうち選択されたチャネルの端部に接続するように構成される、スライダー；及び、ハウジングに取り付けられるように構成された乾燥試薬カプセルであって、乾燥試薬カプセルは、試料と混ぜ合わせるための少なくとも１つの乾燥試薬を含み、乾燥試薬カプセルは、ｉｎ－ｓｉｔｕでそれぞれの流体チャネルに流体的に接続されるようにさらに構成されている、乾燥試薬カプセル；を含む。

【0006】

ハウジングは、第２のハウジング部材に確実に接合される第１のハウジング部材を含んでもよく、第１のハウジング部材は、それぞれの流体チャネルを形成するように配置された溝を含んでもよい。

【0007】

複数のコンパートメントは、試料を受けるように構成された試料コンパートメント、複数の液体試薬コンパートメント、及び廃棄物コンパートメントを含んでもよい。

【0008】

試料コンパートメント及び液体試薬コンパートメントの各々が、該コンパートメントへの又は該コンパートメントからの流体の流れを制御するために空気圧源に接続されるように構成されたそれぞれの入口を含んでもよい。

【0009】

当該装置は、液体試薬コンパートメントのうち１つに配置された第１の空気圧ベントと、廃棄物コンパートメントに配置された第２の空気圧ベントとをさらに含んでもよい。

【0010】

複数の液体試薬コンパートメントは、それぞれの液体試薬で予め充填されてもよい。

【0011】

スライダーは、第１の位置において、水和緩衝液を含有する第１の液体試薬コンパートメントを、第１の乾燥試薬を含有する乾燥試薬カプセルの第１のチャンバーに接続し、水和緩衝液を第１の乾燥試薬と混ぜ合わせて第１の溶液を形成するように構成されてもよい。

【0012】

スライダーは、第２の位置において、第１の液体試薬コンパートメントを、溶解緩衝液を含有する第２の液体試薬コンパートメントに接続し、第１の溶液を溶解緩衝液と混ぜ合わせて第２の溶液を形成するように構成されてもよい。

【0013】

スライダーは、第３の位置において：
第２の液体試薬コンパートメントを、第２の乾燥試薬を含有する乾燥試薬カプセルの第２のチャンバーに接続し、第２の溶液を第２の乾燥試薬と混ぜ合わせて第３の溶液を形成し；さらに、
乾燥試薬カプセルの第２のチャンバーを試料コンパートメントに接続し、第３の溶液を試料と混ぜ合わせて第４の溶液を形成する；
ように構成されてもよい。

【0014】

流体チャネルは結合チャネルを含んでもよく、スライダーは、第４の位置において、試料コンパートメントを結合チャネルに接続して、第４の溶液から生物学的物質を抽出し且つ抽出した生物学的物質を結合チャネルの表面に結合させるために、所定の期間、結合チャネルにおいて第４の溶液を貯蔵するように構成されてもよい。

【0015】

スライダーは、第５の位置において：
第１の洗浄緩衝液を含有する第３の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を洗浄し；さらに
生物学的物質を有していない第１の廃液を廃棄物コンパートメントに廃棄するために、結合チャネルを廃棄物コンパートメントに接続する；
ように構成されてもよい。

【0016】

スライダーは、第６の位置において：
第２の洗浄緩衝液を含有する第４の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を洗浄し；さらに
生物学的物質を有していない第２の廃液を廃棄物コンパートメントに廃棄するために、結合チャネルを廃棄物コンパートメントに接続する；
ように構成されてもよい。

【0017】

スライダーは、第７の位置において：
溶出緩衝液を含有する第５の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面から生物学的物質を溶出し；さらに、
溶出した生物学的物質を回収するために、結合チャネルを出口に接続する；
ように構成されてもよい。

【0018】

スライダーは、代替の第１の位置において：
溶解緩衝液を含有する第１の液体試薬コンパートメントを、少なくとも１つの乾燥試薬を含有する乾燥試薬カプセルのチャンバーに接続し、溶解緩衝液を少なくとも１つの乾燥試薬と混ぜ合わせて試薬溶液を形成し；さらに
乾燥試薬カプセルのチャンバーを試料コンパートメントに接続し、試薬溶液を試料と混ぜ合わせて試料溶液を形成する；
ように構成されてもよい。

【0019】

流体チャネルは結合チャネルを含んでもよく、スライダーは、代替の第２の位置において、試料コンパートメントを結合チャネルに接続して、試料溶液から生物学的物質を抽出し且つ抽出した生物学的物質を結合チャネルの表面に結合させるために、所定の期間、結合チャネルにおいて試料溶液を貯蔵するように構成されてもよい。

【0020】

スライダーは、代替の第３の位置において：
第１の洗浄緩衝液を含有する第２の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を洗浄し；さらに、
生物学的物質を有していない第１の廃液を廃棄物コンパートメントに廃棄するために、結合チャネルを廃棄物コンパートメントに接続する；
ように構成されてもよい。

【0021】

スライダーは、代替の第４の位置において：
第２の洗浄緩衝液を含有する第３の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を洗浄し；さらに
生物学的物質を有していない第２の廃液を廃棄物コンパートメントに廃棄するために、結合チャネルを廃棄物コンパートメントに接続する；
ように構成されてもよい。

【0022】

スライダーは、代替の第５の位置において：
第３の洗浄緩衝液を含有する第４の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を洗浄し；さらに
生物学的物質を有していない第３の廃液を廃棄物コンパートメントに廃棄するために、結合チャネルを廃棄物コンパートメントに接続する；
ように構成されてもよい。

【0023】

スライダーは、代替の第６の位置において：
溶出緩衝液を含有する第５の液体試薬コンパートメントを結合チャネルに接続して、結合チャネルの表面から生物学的物質を溶出し；さらに
溶出した生物学的物質を回収するために、結合チャネルを出口に接続する；
ように構成されてもよい。

【0024】

少なくとも１つの乾燥試薬は、生物学的物質に結合するように選択された架橋剤を含有する凍結乾燥ビーズを含んでもよく、結合チャネルの表面は、架橋剤に結合するように選択された官能基で被覆されてもよい。

【0025】

生物学的物質は核酸を含んでもよい。

【0026】

本開示の別の態様は、自動化された生物学的物質抽出システムを提供し、当該システムは：
上記の装置を受けるように構成された容器；
試料コンパートメント及び液体試薬コンパートメントのうち選択されたコンパートメントへの及びそこからの流体の流れを制御するように構成された圧力源；並びに
トラックに沿って所定の位置まで装置のスライダーを動かすように構成されたアクチュエータ；
を含む。

【0027】

乾燥試薬カプセルに力を及ぼし、カプセルの少なくとも１つのチャンバーを覆うシールを破って、ｉｎ－ｓｉｔｕでカプセルをそれぞれの流体チャネルに流体的に接続するように構成された機構を当該システムはさらに含んでもよい。

【0028】

生物学的物質は核酸を含んでもよい。

【0029】

本開示の別の態様は、試料から生物学的物質を単離する方法を提供し、当該方法は：
上記の装置の試料コンパートメント内に試料を配置するステップ；
乾燥試薬カプセルの少なくとも１つのチャンバーを覆うシールを破って、ｉｎ－ｓｉｔｕでカプセルをそれぞれの流体チャネルに流体的に接続するステップ；
トラックに沿って所定の位置までスライダーを動かして：
液体試薬及び少なくとも１つの乾燥試薬を試料と混ぜ合わせ、試料から生物学的物質を抽出し；
抽出した生物学的物質を、装置内に配置された結合チャネルの表面に結合させ；
結合チャネルの表面に結合した生物学的物質を精製し；さらに
精製した生物学的物質を溶出する；
ステップ；
を含む。

【0030】

生物学的物質は核酸を含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0031】

実施形態は、単なる例として且つ図面と組み合わせて以下に記載された説明から、当業者にはより良く理解され、容易に明らかになる。

【図1A】例となる実施形態に従った、生物学的物質を単離するための装置の上面斜視図である。

【図1B】図１Ａの装置の底面斜視図である。

【図1C】図１Ａの装置の分解組立上面図である。

【図1D】図１Ａの装置の分解組立底面図である。

【図2A】図１Ａの装置の第１のハウジング部材の斜視図である。

【図2B】図２Ａの第１のハウジング部材の上面図である。

【図2C】図２Ａの第１のハウジング部材の第１の底面図である。

【図2D】図２Ａの第１のハウジング部材の第２の底面図である。

【図2E】図２Ａの第１のハウジング部材の第３の底面図である。

【図3A】図１Ａの装置の第２のハウジング部材の上面図である。

【図3B】図３Ａの第２のハウジング部材の底面図である。

【図4】図１Ａの装置の乾燥剤カプセルの様々な図である。

【図5】図１Ａの装置のスライダーの上面図及び底面図である。

【図6A】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6B1】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6B2】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6C】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6D】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6E】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6F】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6G】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6H】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6I】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図6J】トラックに沿った図５のスライダーの異なる位置及びそれぞれの流体の流れを示した図である。

【図7】図７Ａは、別の例となる実施形態に従った、生物学的物質を単離するための装置の上面斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａの装置の底面斜視図である。

【図8】図８Ａは、図７Ａの装置の第１のハウジング部材の斜視図であり、図８Ｂは、図８Ａの第１のハウジング部材の底面図である。

【図9】図７Ａの装置の第２のハウジング部材の上面斜視図である。

【図10】図７Ａの装置のスライダーの底面図である。

【図11】図７Ａの装置の乾燥剤カプセルの様々な図である。

【図12】例となる実施形態に従った、試料から生物学的物質を単離する方法を例示した流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本開示は、閉鎖系において試料から、例えば、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）のような核酸等、生物学的物質の抽出及び精製を行うための装置を提供する。当該装置の一例は、スライドバルブを有する使い捨てカートリッジである。試薬流体は、任意のあり得る流体／流体蒸気から凍結乾燥ビーズを分離するホイルシールカプセルと共に、オンボードで貯蔵される。カートリッジが機器に搭載されると、この機器はスライドバルブを作動させて、特有のチャネルを試薬ウェルからの出口と整列させる。バルブは、移動の開始及び終了時に「オフ」位置を有するように構成される。エアーノズルが、各試薬ウェル内に置かれ、外部の圧力源／アクチュエータに接続されて、流体の流れを制御している。ベントエアーノズルは、液体試薬の漏出を防ぐために疎水性フィルタでシールされ、次に、デッドエンドチムニーに対してホイルでシールされ、いかなる流体も保護疎水性ベントを濡らさないよう防いでいる。機器は、カートリッジが挿入されると、このホイルに穴をあける。ホイルシールカプセルは、凍結乾燥ビーズ又は乾燥試薬を含有している。カプセルは、圧入ポストによってカートリッジ上で保持される。機器が下方に作動するに従い、カプセルの底部ホイルは、ドラフトポストによって穴があけられ、ポストは、次に、垂直チャネル上でシールする。これらは、流体がカプセル内に流入するのを可能にする位置にスライドバルブが動かされるまで、スライドバルブによって分離される。

【0033】

当該装置は、生物学的試料、環境試料等の試料からの核酸の抽出及び単離を処理するように構成される。カートリッジは、試料から核酸を抽出するために試薬を試料と混ぜ合わせて、流体チャネルにおいて核酸を結合／単離させ、さらに核酸を溶出するように構成される。

【0034】

一例において、流体チャネルは、架橋剤（例えば、ホモ二官能性イミドエステル等）を使用して抽出された核酸を捕捉するために、化学官能基（例えば、アミノ（－ＮＨ_２）基等）で被覆される。当該装置は、核酸が表面に結合されている間に、細胞及びタンパク質残基、任意の他の汚染物質を洗い流す、及び、オンボードの廃棄物ウェル内に液体廃棄物を貯蔵するように構成される。当該装置は、流体チャネルから核酸を放出する溶出緩衝液（例えば、ｐＨ＞１０．６の緩衝溶液等）で流体チャネルを処理することによって、精製された核酸を溶出するように構成される。次に、溶出された核酸は、エッペンドルフチューブ等の外部容器に分注されて、下流のプロセス及び／又は分析に使用されることになる。

【0035】

以下の説明において、当該装置及び方法は、試料からの核酸の単離に関連して記載されるが、装置の構造及びその作動原理は、他の生物学的物質の単離に適用され得るということが正しく理解されることになる。

【0036】

図１Ａ～１Ｄは、例となる実施形態に従った、核酸（ＮＡ）抽出カートリッジ１の形態の、生物学的物質を単離するための装置の様々な図を示している。ＮＡ抽出カートリッジ１は、第１のハウジング部材１０（以下、本体１０とも呼ばれる）、第２のハウジング部材２０（以下、蓋板２０とも呼ばれる）、スライダー３０（以下、スライドバルブ３０とも呼ばれる）、及び乾燥試薬カプセル４０を含む。これらの部品は、典型的には、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＨＤＰＥ又はＬＤＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、ＳＭＭＡ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等を含むプラスチックで作られるが、これらに限定されない。

【0037】

本体１０は、試料コンパートメント１１と、試薬リザーバ１２と、廃棄物コンパートメント１３とを含む。流体密封の様式で試料コンパートメント１１をシールするように構成されたキャップ１４が、ヒンジ１６を介してカートリッジ１の本体１０に取り付けられている。試薬リザーバ１２の試薬コンパートメントは、（以下においてさらに詳細に記載されるように）試料からＮＡ分子を抽出及び精製するための様々な液体試薬を含有し、ホイル６０でシールされている。ホイル６０は、典型的には、マイラーホイル及び金属化プラスチックフィルム等、ヒートシール性の防湿フィルムである湿気不透過性の膜を含む。出口５０は、溶出されたＮＡをエッペンドルフチューブ等の容器に分注するように構成されている。

【0038】

図６Ａ～６Ｊを参照して以下において論じられるように、スライドバルブ３０は、異なる位置までスライドバルブチャネル又はトラック１５に沿って横方向に動いて、ＮＡ抽出／精製プロセスの異なる段階に対する流体接続を可能にすることができる。

【0039】

ＮＡ結合チャネル１８が、本体１０のＮＡ結合溝１７と、蓋板２０の対応するＮＡ結合リッジ２２とによって形成される。チャネルは、メインカートリッジ１０の底部側に蓋板２０を結合することによって形成される。化学的（接着）結合、溶剤結合、レーザー溶接、超音波溶接等の様々な結合方法を使用して、２つの部品を結合することができる。代替の実施形態において、ＮＡ結合チャネル１８は、本体１０又は蓋板２０のいずれかに形成されてもよい。

【0040】

ベント式吸気口は、液体試薬の漏出を防ぐための疎水性フィルタを含むそれぞれの液体不透過性膜７０－７２で覆われ、次に、貯蔵の間にいかなる流体も保護疎水性ベントを濡らさないよう防ぐために、ホイル６３、６４でシールされる。この機器は、カートリッジ１が挿入されると、ホイル６３、６４に穴をあける。

【0041】

図１Ａ～１Ｄに示されている実施形態において、乾燥試薬カプセル４０は、２つのカラムを有して、凍結乾燥ビーズを貯蔵している。乾燥試薬カプセル４０の底部側及び上部側は、それぞれホイル６１及び６２で覆われて、貯蔵の間に乾燥試薬を保護するための防湿を提供している。カートリッジが機器に挿入されると、機器は下方に作動し、カプセル４０の底部ホイル６１はポストによって穴があけられ、ポストは次に垂直チャネル上でシールする。

【0042】

図２Ａ～２Ｅは、ＮＡ抽出カートリッジ１の第１のハウジング部材又は本体１０の様々な図を示し、図３Ａ～３Ｂは、カートリッジ１の第２のハウジング部材又は蓋板２０の様々な図を示している。試薬リザーバ１２は、予め充填される様々な液体試薬を含有する複数のコンパートメント又はウェル１２ａ～１２ｆに分割される。一例において、それぞれ、コンパートメント１２ａは乾燥ビーズに対する水和緩衝液を含有し、コンパートメント１２ｂは溶解緩衝液を含有し、コンパートメント１２ｃはＤＮａｓｅを含有し、コンパートメント１２ｄは洗浄緩衝液１を含有し、コンパートメント１２ｅは洗浄緩衝液２を含有し、さらに、コンパートメント１２ｆは溶出緩衝液を含有している。用途によっては、コンパートメント１２ｃは空で使用中ではないことがあるが、エンドユーザは任意的に所望の試薬を加えることができるということが正しく理解されることになる。

【0043】

図２Ａ及び２Ｅにおいて示されているように、エアーノズル８０ａが、試料コンパートメント１１内に配置され、エアーノズル８０ｂ～８０ｆが、試薬リザーバ１２の各試薬ウェル内に置かれている。エアーノズル８０ａ～８０ｆは、本体１０の上部側から底部側まで、次に、蓋板２０の上部側から蓋板２０の底部側まで、抽出カートリッジ１を貫通している（図３Ａ及び３Ｂ）。図面には示されていないけれども、エアーノズル８０ａ～８０ｆは、関連するウェルへの又は関連するウェルからの流体の流れを制御するために、シリンジポンプ又は適した空気圧源等、外部の圧力源／アクチュエータに接続され、それによって、液体を試料コンパートメント、試薬コンパートメント、及びＮＡ結合チャネルまで押すか又はそこから引いている。さらに、エアーベント８１ａが試薬リザーバ１２の試薬ウェルの１つに配置され、別のエアーベント８１ｂが廃棄物コンパートメント１３に配置されて、それぞれ、流体移動を可能にしている。

【0044】

また、図１を参照して記載されるように、中空ポストの形態の垂直チャネル４１ａ～４１ｃが、乾燥試薬カプセル４０と接続するために本体１０上に設けられている。カートリッジ１が機器に挿入されると、この機器は下方に作動し、カプセル４０の底部ホイルは、これらの中空ポストによって穴があけられ、これらのポストは、次に、垂直チャネル４１ａ～４１ｃ上でシールする。言い換えると、例となる実施形態において乾燥試薬カプセル４０は、ｉｎ－ｓｉｔｕでそれぞれの流体チャネルに流体的に接続される。

【0045】

図４を参照すると、この例における乾燥試薬カプセル４０はチャンバー５１、５２を含み、各々が、凍結乾燥ビーズの形態のそれぞれの乾燥試薬を含有するように構成されている。異なる数のチャンバーが、代替の実施形態では使用されてもよい。さらに、孔５３、５４、及び５５が、それぞれ垂直チャネル４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃに接続するために、チャンバー５１、５２の底部に設けられている。

【0046】

垂直チャネルの配置は、図２Ｂ及び２Ｃにおいて示されている。複数の垂直チャネル９０ａ～９０ｙが、本体１０の上部側から底部まで及んでいる。加えて、図２Ｄにおいて示されているように、複数の水平溝１００ａ～１００ｌが本体１０の底部側に画定されており、水平溝１００ｍ（図２Ｂ）が本体１０の上部側に画定されている。水平の流体チャネルが、本体１０の底部側に蓋板２０を結合することによって形成される。各溝１００ａ～１００ｍは、垂直チャネル９０ａ～９０ｋのうち選択されたチャネルを、垂直チャネル９０ｌ～９０ｙ及びＮＡ出口５０のうち選択された１つに接続するように構成されている。例えば、溝１００ａは、垂直チャネル９０ａを垂直チャネル９０ｌに接続している。

【0047】

また、図２Ａ～２Ｅから、試料コンパートメント１１及び試薬リザーバの各コンパートメントは、それぞれの流体チャネルに流体的に接続されるように構成され、各流体チャネルは、本体１０上に配置された溝又はトラック１５で終わるそれぞれの端部を有していることが分かる。例えば、垂直チャネル９０ｌ～９０ｙは、スライドバルブ３０がトラック１５内に配置されているとき、スライドバルブ３０の下に位置している。

【0048】

図５は、例となる実施形態に従ったスライドバルブ３０の様々な図を示している。スライドバルブ３０は、複数の垂直チャネル（９０ｌ～９０ｙ）と整列する複数の異なるチャネル１２０を有している。スライドバルブ３０は、ホルダー１２１により引っ張ることによって、トラック１５の一端から他端へスライドすることができる。例えば、自動化されたシステムでは、トラック１５に沿ったスライダー３０の位置に基づき、接続チャネル１２０のうち選択されたチャネルが、水平溝１００ａ～１００ｌによって形成された流体チャネルのうち選択されたチャネルの端部に接続することができるように、アクチュエータを使用して、スライドバルブ３０を正確な距離にわたって駆動することができる。

【0049】

図６Ａ～６Ｊを参照して、核酸抽出及び精製のためのカートリッジ１の例となる動作が次に記載される。試料が、試料コンパートメント１１に配置される。この動作では、エアーノズル８０ａ～８０ｆ（図３Ａ～３Ｂ）に接続された外部の空気圧／圧力源を使用して、流体の流れをもたらすことができる。当該装置を、例えば試薬の適切な変更によって、他の生物学的物質の単離に使用することもできるということが正しく理解されることになる。

【0050】

図６Ａ（位置Ａ）では、スライダー又はスライドバルブ３０は、全てのチャネルが閉じられている最初の位置又は基準の位置にある。例えば、カートリッジ１は、スライダー３０がこの位置にある状態で機器又はシステムに挿入されてもよい。この位置から、スライダー３０を、一連の別々のステップにおいて他の位置まで動かすことができる。

【0051】

後続の動作の間、空気圧が、エアーノズル８０ａ～８０ｆを介して試薬ウェル又はコンパートメントに等しく印加される。しかし、液体／試薬は、スライドバルブ３０を動かすことによって開いた特定の流体チャネルに沿ってのみ流れる。

【0052】

図６Ｂ１及び６Ｂ２（位置Ｂ１及びＢ２）において、スライドバルブ３０は、流体通路がコンパートメント１２ａと乾燥試薬チャンバー５１との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｌと垂直チャネル９０ｍとの間にチャネルを作るように位置している。水和緩衝液が、コンパートメント１２ａから、（垂直チャネル９０ａ及び垂直チャネル９０ｌに接続された）水平チャネル１００ａ、（垂直チャネル９０ｍ及び垂直チャネル９０ｂに接続された）水平チャネル１００ｂ、及び乾燥試薬カプセルチャンバー５１の底部の孔５３（図４）を通って乾燥試薬チャンバー５１まで押されて、チャンバー５１内の凍結乾燥ビーズの形態の第１の乾燥試薬（好ましくは、ジメチルアジピミダート（ＤＭＡ）又は適したホモ二官能性イミドエステル架橋剤）を溶解し、次に、コンパートメント１２ａまで引き戻される。例えば、水和緩衝液がチャンバー５１に到達すると、エアーノズル８０ｂを介して外部の圧力源によって印加される正及び負の圧力の組み合わせによって、溶液がコンパートメント１２ａまで引き出される前に、水和緩衝液と乾燥試薬との混合が生じ得る。

【0053】

図６Ｃ（位置Ｃ）において、スライドバルブ３０は、流体通路がコンパートメント１２ａとコンパートメント１２ｂとの間に形成されるように、垂直チャネル９０ｌと垂直チャネル９０ｎとの間にチャネルを作るように位置している。架橋剤溶液が、（垂直チャネル９０ａ及び垂直チャネル９０ｌに接続された）水平チャネル１００ａ及び（垂直チャネル９０ｃ及び垂直チャネル９０ｎに接続された）水平チャネル１００ｃを通って、コンパートメント１２ａから、溶解緩衝液を含有するコンパートメント１２ｂまで押されて、溶解緩衝液と混ぜ合わされる。外部圧力が、エアーノズル８０ｂを介して提供され、エアーベント８１ａが、コンパートメント１２ｂの内側の圧力を解放することによって流体移動を促進することができる。

【0054】

図６Ｄ（位置Ｄ）において、スライドバルブ３０は、流体通路がコンパートメント１２ｂと、乾燥試薬チャンバー５２と、試料コンパートメント１１との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｎと９０ｏとの間、及び垂直チャネル９０ｐと９０ｑとの間にチャネルを作るように位置している。コンパートメント１２ｂからの架橋剤溶液＋溶解緩衝液が、（垂直チャネル９０ｃ及び垂直チャネル９０ｎに接続された）水平チャネル１００ｃ、（垂直チャネル９０ｏ及び垂直チャネル９０ｄに接続された）水平チャネル１００ｄ、及び乾燥試薬カプセルチャンバー５２の底部の孔５４（図４）を通って乾燥試薬チャンバー５２まで押されて、凍結乾燥ビーズの形態の第２の乾燥試薬（好ましくは、プロテイナーゼＫ）を溶解する。次に、混合溶液は、乾燥試薬チャンバー５２から、孔５５（図４）、（垂直チャネル９０ｅ及び垂直チャネル９０ｐに接続された）水平チャネル１００ｅ、及び（垂直チャネル９０ｆ及び垂直チャネル９０ｑに接続された）水平チャネル１００ｆを通って試料コンパートメント１１まで押されて、試料コンパートメント１１に含有される試料と混ぜ合わされる。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ａを介して印加される。

【0055】

図６Ｅ（位置Ｅ）において、スライドバルブ３０は、流体通路が試料コンパートメント１１とＮＡ結合チャネル１８との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｑと９０ｒとの間及び垂直チャネル９０ｓと９０ｔとの間にチャネルを作るように位置している。溶解緩衝液＋試料の混合溶液が、試料コンパートメント１１から、（垂直チャネル９０ｆ及び垂直チャネル９０ｑに接続された）水平チャネル１００ｆを通って、次に垂直チャネル９０ｒを介してＮＡ結合チャネル１８まで押される。ＮＡ結合チャネル１８は、垂直チャネル９０ｓを介して、次に（垂直チャネル９０ｔ及び廃棄物コンパートメント１３に接続された）水平チャネル１００ｇを通って、廃棄物コンパートメント１３に接続される。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ａを介して印加される。エアーベント８１ｂが、試料コンパートメント１１の内側の圧力を解放することによって流体移動を促進する。次に、外部の圧力源のスイッチがオフにされ、従って、液体は廃棄物コンパートメント１３まで動くことなく、試料溶液は、所定の時間（例えば、１０分等）インキュベートされて、細胞を溶解し、さらに、抽出されたＮＡをＮＡ結合チャネル１８の表面に結合させる。チャネル１８を、任意的に、カートリッジ１の下に位置し且つカートリッジ１が挿入される機器が提供されたヒーターによって加熱することができる。インキュベーション期間は、代替の実施形態において、例えば試料の物質に応じて変わってもよい。

【0056】

図６Ｆ（位置Ｆ）において、スライドバルブ３０は、流体通路が試薬コンパートメント１２ｃと、ＮＡ結合チャネル１８と、廃棄物コンパートメント１３との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｕと９０ｒとの間及び垂直チャネル９０ｓと９０ｔとの間にチャネルを作るように位置している。試薬コンパートメント１２ｃからの液体試薬（ＤＮａｓｅ）が、（垂直チャネル９０ｇ及び垂直チャネル９０ｕに接続された）水平チャネル１００ｈを通って、次に垂直チャネル９０ｒを介してＮＡ結合チャネル１８まで押されて、表面に結合したＮＡと反応する。残りの試料溶液（溶解試料からＮＡ分子を差し引いたもの）が、ＮＡ結合チャネル１８から、垂直チャネル９０ｓを介して、次に（垂直チャネル９０ｔ及び廃棄物ウェル１３に接続された）水平チャネル１００ｇを通って廃棄物コンパートメント１３まで押される。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ｃを介して印加される。一部の実施形態において、ＤＮａｓｅ処理の使用は任意であってもよく、スキップすることができる。

【0057】

図６Ｇ（位置Ｇ）において、スライドバルブ３０は、流体通路が試薬コンパートメント１２ｄと、ＮＡ結合チャネル１８と、廃棄物コンパートメント１３との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｖと９０ｒとの間及び垂直チャネル９０ｓと９０ｔとの間にチャネルを作るように位置している。第１の洗浄緩衝液が、試薬コンパートメント１２ｄから、（垂直チャネル９０ｈ及び垂直チャネル９０ｖに接続された）水平チャネル１００ｉを通って、次に垂直チャネル９０ｒを介してＮＡ結合チャネル１８まで押されて、表面に結合したＮＡを洗浄する。ＮＡ結合チャネル１８からの残りの試料溶液（溶解試料からＮＡ分子を差し引いたもの）が、垂直チャネル９０ｓを介して、次に、（垂直チャネル９０ｔ及び廃棄物ウェル１３に接続された）水平チャネル１００ｇを通って廃棄物コンパートメント１３まで押される。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ｄを介して印加される。

【0058】

図６Ｈ（位置Ｈ）において、スライドバルブ３０は、流体通路が試薬コンパートメント１２ｅと、ＮＡ結合チャネル１８と、廃棄物コンパートメント１３との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｗと９０ｒとの間及び垂直チャネル９０ｓと９０ｔとの間にチャネルを作るように位置している。第２の洗浄緩衝液が、試薬コンパートメント１２ｅから、（垂直チャネル９０ｉ及び垂直チャネル９０ｗに接続された）水平チャネル１００ｊを通って、次に、垂直チャネル９０ｒを介してＮＡ結合チャネル１８まで押されて、表面に結合したＮＡを洗浄する。ＮＡ結合チャネル１８からの残りの試料溶液（溶解試料からＮＡ分子を差し引いたもの）は、垂直チャネル９０ｓを介して、次に、（垂直チャネル９０ｔ及び廃棄物ウェル１３に接続された）水平チャネル１００ｇを通って廃棄物コンパートメント１３まで押される。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ｅを介して印加される。

【0059】

図６Ｉ（位置Ｉ）において、スライドバルブ３０は、流体通路が試薬コンパートメント１２ｆと、ＮＡ結合チャネル１８と、出口５０との間に形成されるように、垂直チャネル９０ｘと９０ｒとの間及び垂直チャネル９０ｓと９０ｙとの間にチャネルを作るように位置している。溶出緩衝液が、試薬コンパートメント１２ｆから、（垂直チャネル９０ｊ及び垂直チャネル９０ｘに接続された）水平チャネル１００ｋを通って、次に、垂直チャネル９０ｒを介してＮＡ結合チャネル１８まで押されて、結合チャネル１８からＮＡを溶出する。次に、ＮＡ結合チャネル１８からの溶出されたＮＡが、垂直チャネル９０ｓを介して、次に、（垂直チャネル９０ｋ及び垂直チャネル９０ｙに接続された）水平チャネル１００ｌ及び（垂直チャネル９０ｋ及びＮＡ出口５０に接続された）水平チャネル１００ｍを通ってＮＡ出口５０まで押される。溶出されたＮＡを、適した手段によって出口５０において回収することができる。この位置において、外部圧力は、エアーノズル８０ｆを介して印加される。

【0060】

プロセスの終わりにある図６Ｊ（位置Ｊ）において、スライドバルブ３０は、全ての垂直チャネルを閉じるように位置している。この位置において、カートリッジ１を、機器から引き出し、適切に配置することができる。

【0061】

図７Ａ～７Ｂは、代替の実施形態に従った、核酸（ＮＡ）抽出カートリッジ７００の形態の、生物学的物質を単離するための装置の上面斜視図及び底面斜視図を示している。ＮＡ抽出カートリッジ７００は、図１～６を参照した上記のＮＡ抽出カートリッジとほぼ同じであり、第１のハウジング部材７１０（以下、本体７１０とも呼ばれる）、第２のハウジング部材７２０（以下、蓋板７２０とも呼ばれる）、スライダー７３０（以下、スライドバルブ７３０とも呼ばれる）、乾燥試薬カプセル７４０、及びキャップ７５０を含んでいる。図８Ａ～８Ｂは、第１のハウジング部材７１０の斜視図及び底面図を示している。図９は、第２のハウジング部材７２０の上面斜視図を示している。図１０は、スライダー７３０の底面図を示し、図１１は、乾燥剤カプセル７４０の様々な図を示している。

【0062】

図８Ａを参照すると、第１のハウジング部材７１０は、いくつかの特徴において上記の第１のハウジング部材１０とは異なっている。第一に、第１のハウジング部材７１０の試薬コンパートメント又はウェルの数が５に減らされている。一例において、それぞれ、コンパートメント７１２ａは溶解緩衝液を含有し、コンパートメント７１２ｂは第１の洗浄緩衝液を含有し、コンパートメント７１２ｃは第２の洗浄緩衝液を含有し、コンパートメント７１２ｄは第３の洗浄緩衝液を含有し、さらにコンパートメント７１２ｅは溶出緩衝液を含有している。言い換えると、水和緩衝液チャンバーは、この実施形態において必要とされない。第二に、乾燥試薬カプセル７４０の乾燥試薬チャンバーの数が１であるため（図１０における７５１を参照）、乾燥試薬カプセル７４０と接続するために第１のハウジング部材７１０上に設けられた中空ポストの形態の垂直チャネルの数が３から２に減らされている（図８Ａにおける７４１ａ及び７４１ｂを参照）。例えば、チャンバー７５１は、凍結乾燥ビーズの形態で少なくとも１つの乾燥試薬（例えば、第１の乾燥試薬及び第２の乾燥試薬の両方）を含有することができる。従って、第１のハウジング部材７１０の水平チャネル及びスライダー７３０の接続チャネルの数及び位置は、上記の変更に適応するように構成される。

【0063】

ＮＡ抽出カートリッジ１０と比較したＮＡ抽出カートリッジ７００における他の変更は、リッジの代わりに、第２のハウジング部材７２０における溝７２２によってＮＡ結合チャネル７１８を形成すること（図９を参照）を含む。

【0064】

ＮＡ抽出カートリッジ７００の動作は、図６Ｂ１～６Ｂ２、６Ｃ、及び６Ｄを参照した上記のステップが組み合わされて単一のステップにすることを除いて、ＮＡ抽出カートリッジ１０の動作と類似している。このステップでは、コンパートメント７１２ａからの溶解緩衝液が、それぞれの流体チャネル及びその間の接続チャネルを通って乾燥試薬チャンバー７５１まで押され、そこで溶解緩衝液は、チャンバー内に存在する１つ又は多数の乾燥試薬を溶解することができる。例えば、溶解緩衝液がチャンバー７５１に到達すると、エアーノズルを介して外部の圧力源によって印加される正及び負の圧力の組み合わせによって、溶液が試料コンパートメント７１１まで引き出されて試料コンパートメント７１１に含有される試料と混ぜ合わされる前に、溶解緩衝液と乾燥試薬との混合が生じ得る。垂直チャネル７４１ａ、７４１ｂのうち一方が、チャンバー７５１内に溶解緩衝液を注入するために使用され、もう一方は、チャンバー７５１から混合溶液を引き出すために使用される。この実施形態における溶解緩衝液は、例えば、図１～６における実施形態の溶解緩衝液及び水和緩衝液の混合物、又は凍結乾燥ビーズを溶解し且つ試料内の生体分子を溶解することができる新しいレシピであり得る。言い換えると、この実施形態は、溶解緩衝液及び乾燥試薬の適切な組み合わせを選択することによって試薬溶液の調製を簡略化することができ、結果として、２つのステップの減少が生じる。

【0065】

その後、ＮＡ抽出カートリッジ７００を、ＮＡ抽出カートリッジ１０と同じ方法で動作させることができる。この実施形態では、（図６Ｆを参照した上記の）ＤＮａｓｅ処理ステップをスキップし、所望に応じてさらなる洗浄ステップ、すなわち、それぞれ第１、第２、及び第３の洗浄緩衝液を使用した３つの洗浄ステップと交換することができる。洗浄緩衝液の組成は、試料内に存在する標的分子及び体液に応じて異なり得る。洗浄緩衝液は、この実施形態と図１～６の第１の実施形態との間で交換可能であり、特に、第１の実施形態におけるＤＮａｓｅ処理ステップに対する試料コンパートメントが、代わりに洗浄緩衝液を含有するために使用される場合に交換可能である。簡潔にするために、洗浄及び溶出ステップはここでは繰り返されない。

【0066】

図１２は、例となる実施形態に従った、試料から生物学的物質を単離する方法を例示した流れ図１２００を示している。ステップ１２０２において、試料は、上記の装置の試料コンパートメント内に配置される。ステップ１２０４において、乾燥試薬カプセルの少なくとも１つのチャンバーを覆うシールが破かれて、ｉｎ－ｓｉｔｕでカプセルをそれぞれの流体チャネルに流体的に接続する。ステップ１２０６において、スライダーがトラックに沿って所定の位置まで動かされて、順々に、試料から生物学的物質を抽出するために少なくとも１つの液体試薬及び少なくとも１つの乾燥試薬を試料と混ぜ合わせ、抽出された生物学的物質を、装置内に配置された結合チャネルの表面に結合させ、結合チャネルの表面に結合された生物学的物質を精製し、さらに、精製された生物学的物質を溶出する。

【0067】

記載されているように、核酸の単離を、プロセスの前に機器に挿入され且つプロセスが完了すると機器から取り外され得るカートリッジの形態であるコンパクトで自己充足の装置を使用して行うことができる。言い換えると、関連する液体及び乾燥試薬は装置内に既に存在しており、外部の液体の取り扱いは必要ではない。交差汚染及びメンテナンスを著しく減少させることができる。さらに、装置の流体チャネルに選択的に接続するためのスライダーの直線移動と共に、統合された接続チャネルを有する単一のスライダーを使用することは、可動部品の数を減らし、自動化された動作を可能にし得る。

【0068】

広く記載される本発明の範囲から逸脱することなく、特定の実施形態に示されている本発明に多数のバリエーション及び／又は修正を加えることができるということが当業者によって正しく理解されることになる。例えば、異なるタイプの生物学的物質の単離のために装置を適応させるように、試薬又は動作の順序に対して適した調整を行うことができる。従って、本実施形態は、あらゆる点において、例示的であり、限定的ではないと考慮されることになる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B1】

【図6B2】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図6H】

【図6I】

【図6J】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】