多孔質フィルターカートリッジ
【課題】コンタミネーションを起こし難く、コスト面で有利にして破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる多孔質フィルターカートリッジを提供する。
【解決手段】底部中央に排出用開口２９が形成された有底筒状のキャップ５の内側で、多孔質フィルターが底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、キャップ５の底部に排出用開口２９を中心として放射状に多孔質フィルターを支持する複数のリブ３５，３７，３９が立設され、複数のリブのうち少なくともいずれかは、排出用開口２９の中央部で排出用開口２９を跨いで連結され、この連結されたリブの連結部４３の頂面に多孔質フィルター側へ突起する凸状面４１を形成した。
【解決手段】底部中央に排出用開口２９が形成された有底筒状のキャップ５の内側で、多孔質フィルターが底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、キャップ５の底部に排出用開口２９を中心として放射状に多孔質フィルターを支持する複数のリブ３５，３７，３９が立設され、複数のリブのうち少なくともいずれかは、排出用開口２９の中央部で排出用開口２９を跨いで連結され、この連結されたリブの連結部４３の頂面に多孔質フィルター側へ突起する凸状面４１を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質フィルターが有底筒体キャップの底部に保持された多孔質フィルターカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質フィルターは、液体の濾過や液体内の特定物質の分離精製を目的に、実験室や工場などの研究、分析用途に広く使用されている。この多孔質フィルターは、例えば、液体の通路を有する２つの部材の間に多孔質フィルターを挟持させること等により、液体の通路の途中に保持された状態で使用される。また、この種の多孔質フィルターは、一般に精密な実験や測定などに用いられることから、清浄なものが求められ、一回の使用で交換される使用形態が通常である。そのため、液体を通過させることのできる状態で多孔質フィルターを保持したカートリッジにしておくことが、清浄性の点や利便性の点で都合がよい。
【０００３】
一般に、多孔質膜を利用して液の濾過、抽出を行うカートリッジは、その多孔質膜中を液通過させるために液圧（ポンプや重力による加圧や遠心分離機による遠心力による加圧）または圧縮気体により液を加圧する必要がある。その際に、多孔質膜を通過した後の濾過液をスムーズに排出することは、液の損失を防止するばかりか、多孔質膜に血液、細胞等から核酸等を吸着、その後の工程で回収するような場合は、その工程で洗浄液での洗浄工程、回収液による回収工程等、液を切り替えて行う工程がある場合に、前段の液残りを減少させることができる、純度の高い核酸抽出が可能となる。また、濾過液がスムーズに流れない場合は、フィルターの膜破れによる著しい性能悪化が予想される。濾過抽出工程においても、部分的な濾過不具合が発生した場合には、濾過面積が減少し、期待した能力が発揮できない場合もある。
ところで、従来の多孔質フィルターカートリッジの一例として、例えば次のようなものがある。特許文献１には、多孔質フィルターを載せるリブを中心から同心円状に円周方向に沿って複数配置した構成が記載されている。リブはカートリッジの内側ハウジング面に粗いメッシュ状に形成されている。また、特許文献２には、多孔質フィルターを支持する膜支持部に充填剤を組み込んだ構成が記載されている。さらに、特許文献３には、多孔質フィルターを支持する膜支持部に多孔質サポート材を組み込んだ構成が記載されている。
【特許文献１】米国特許第５７９２３５４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００１２９８２号明細書
【特許文献３】米国特許第６５８６５８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、中央排出経路に対して液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難い。
また、上記特許文献２に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、圧力抵抗が高くなるために、液使用量を多く必要とするとともに、液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難い。
さらに、上記特許文献３に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、上記特許文献２と同様に圧力抵抗が高くなるため、液使用量を多く必要とするとともに、液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難く、コストアップに繋がる。
加えて、上記特許文献１、２、３に開示された従来のいずれの多孔質フィルターカートリッジにおいても、圧力を掛けながら液体を通流させるので、その圧力によって多孔質フィルターが破損する虞がある。
特に、核酸を抽出するための多孔質フィルターカートリッジにおいては、少量検体から高純度の核酸を高濃度で回収することが望まれている。また、細胞等からの核酸に対しては、検体が多孔質膜に詰まりやすく、そのため、濾過面積を広くすることが必要とされている。しかし、リブの数や面積を減らすとフィルターへの応力集中が生じやすくなり、フィルターの破損に繋がることになる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、コンタミネーションを起こし難く、コスト面で有利にして破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる多孔質フィルターカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 底部中央に排出用開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に前記排出用開口を中心として放射状に前記多孔質フィルターを支持する複数のリブが立設され、
前記複数のリブのうち少なくともいずれかは、前記排出用開口の中央部で該排出用開口を跨いで連結され、該連結されたリブの連結部の頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する凸状面が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【０００６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの連結部に凸状面が形成されていることで、リブの頂面と多孔質フィルターとの接触面が減少し、フィルターの濾過面積を広げることができる。
【０００７】
（２） （１）記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する複数の凸部が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【０００８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの頂面に複数の凸部を形成することで、リブの頂面と多孔質フィルターとの接触面が減少し、フィルターの濾過面積を広げることができる。
【０００９】
（３） （１）または（２）記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面の角部が曲面状に面取り加工されている多孔質フィルターカートリッジ。
【００１０】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの頂面の角部が面取り加工されることで、多孔質フィルターとの接触時に応力集中が生じにくくなり、多孔質フィルターが破れる等の損傷が生じにくくなる。
【００１１】
（４） （１）〜（３）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面は、前記多孔質フィルターが前記排出用開口に向けて凹形状となるように、前記キャップの底部からの高さを径方向に応じて異なる高さに設定された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１２】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターが排出用開口に向けて凹形状となるようにリブの高さが設定されることで、フィルターの液通流時の最後には、フィルターの中央部に液が集まるようになり、液残りが生じにくく効率的な通流動作が可能となる。また、カートリッジ内を負圧するバックブローの際に、多孔質フィルターが浮き上がることを防止できる。
【００１３】
（５） （１）〜（４）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に、該キャップ中心からの半径方向長さの異なるリブがそれぞれ混在配置された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１４】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、放射状に形成したリブは、外周側ほど周方向のリブ間隔が長くなるが、半径方向の長さの短いリブをリブ同士の間に配置することで、内周側から外周側にかけて均等なリブの配置密度にすることができる。
【００１５】
（６） （１）〜（５）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターと前記キャップとがインサート成形によって一体成形された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、キャップと多孔質フィルターとの密着性を高め、かつ簡単に一体化することができる。
【００１７】
（７） （１）〜（６）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜を含む多孔質フィルターカートリッジ。
【００１８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターカートリッジに試料液を注入し、多孔質フィルターカットリッジに圧力を印加することで試料液を多孔質フィルターに通過させることで、多孔質フィルターに核酸を吸着させることができ、その後、洗浄液および溶出液を注入して、多孔質フィルターに吸着した核酸を抽出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の多孔質フィルターカートリッジによれば、コンタミネーションを起こし難く、コスト面で有利にして破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの外観斜視図、図２は図１の多孔質フィルターカートリッジの分解斜視図である。
図１、図２に示すように、実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１は、主に、バレル３と、キャップ５と、多孔質フィルター７とからなる。
バレル３は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル等のインサート射出成形可能な樹脂材料を用いて形成され、円筒形状の上部の注入口１９には蓋体２１がヒンジ部材２３を介して連結されている。バレル３単体は、大径側筒部１１と小径側筒部１３とを有し、小径側筒部１３の下側にキャップ側融着部１７が形成されている。
【００２１】
キャップ５は、バレル２と同様に、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル等のインサート射出成形可能な樹脂材料を用いて有底の円筒形状に形成されている。キャップ５は、筒部２５にバレル３のキャップ側融着部１７が挿入されて固定される。その固定方法については後述する。筒部２５の底部にはリブ２７が形成されており、リブ２７の中央部には排出用の開口２９が形成されている。この開口２９からノズル３１が延出して形成されている。
【００２２】
このキャップ５の内側には多孔質フィルター７がリブ２７の頂面に載置された状態で保持される。なお、リブ２７の頂面の角部は、リブの角を丸めた曲面状として形成され、リブに接触する多孔質フィルター７の亀裂発生を防止している。
【００２３】
多孔質フィルター７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネイト等の多孔質膜を用いて、キャップ５の内径と略同一の直径に形成された円形の膜部材である。
【００２４】
多孔質フィルター７は、無数の微細な孔を有し、液体を濾過、分離精製（吸着）して核酸等を採取する、有機高分子からなる多孔質膜である。その厚さは１０〜５００μｍが好適に使用できる。また、多孔質膜が核酸吸着性多孔質膜である場合には、例えば、アセチルセルロースの表面鹸化物からなる多孔質膜が好適であり、鹸化率は５％以上であることが好適である。アセチルセルロースとしては、モノアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースの何れでもよいが、特にトリアセチルセルロースが望ましい。また、核酸吸着性多孔質膜には、最小孔径が０．２２μｍ以上、最大孔径と最小孔径の比が２以上、空隙率が５０〜９５％、バブルポイントが９．８〜９８０ｋＰａ（０．１〜１０ｋｇ／ｃｍ2）、圧力損失が０．１〜１００ｋＰａ、核酸吸着量が多孔質膜１ｍｇ当たり０．１μｇ以上の多孔質膜が好適である。ここで、圧力損失とは、水を通過させるのに必要な多孔質膜の厚さ１００μｍ当たりの最低圧力である。
【００２５】
図３は図１の多孔質フィルターカートリッジに適用したキャップ単体の平面図、図４は図３のキャップのＩ−Ｉ線断面図、図５は図３のキャップの一部破断外観斜視図である。
図３、図４、図５に示すように、キャップ５の内側底部のリブ２７は、底部を中心として放射状に形成され、排出用の開口２９の中央部でこの開口２９を跨いで連結された複数（図示例では６個）の交差状リブ３５と、交差状リブ３５同士の間で、円周方向に等間隔（中心角が均等）で配置され、径方向の長さの異なる２種類の補助リブ３７，３９とを有する。補助リブ３７のキャップ中央側先端は、開口２９の内径よりさらに内側に突出した長さに形成され、補助リブ３９のキャップ中央側先端は、開口２９の内径より外側になる長さに形成されている。また、交差状リブ３５同士の間に補助リブ３７が配置され、さらに交差状リブ３５と補助リブ３７との間にそれぞれ補助リブ３９が配置されている。キャップ５の底面は開口２９に向けて傾斜したテーパ面４５で形成されており、交差状リブ３５，補助リブ３７，３９は、このテーパ面４５から多孔質フィルター側へ立設されている。そして、キャップ５中央における交差状リブ３５の連結部４３の多孔質フィルター側では、多孔質フィルター側へ湾曲して突起する凸状面４１が形成されている。
【００２６】
交差状リブ３５、補助リブ３７，３９は、例えば０．２ｍｍの厚さ寸法Ｔ１を有する板形状に形成されて、頂面が筒部２５からキャップ中央に向けて下がり傾斜したテーパ状をなす。
【００２７】
そして、連結部４３は、図４に示すように、交差状リブ３５が交差する開口２９上の中央部に配置されて、交差状リブ３５と連結した円柱形状に形成されている。連結部４３は、交差状リブ３５の厚さ寸法Ｔ１よりも大きい外径寸法Ｌ１を有する。
【００２８】
ここで、図６に図１の多孔質フィルターカートリッジの使用例を説明する断面図、図７に多孔質フィルターを組み付けた多孔質フィルターカートリッジの作用を説明する断面図を示した。
図６に示す上記構成の多孔質フィルターカートリッジ１の使用形態としては、次のようになる。ここでは一例として核酸抽出処理に用いる場合を説明する。まず、核酸を含む試料溶液として、検体として採血された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液などの体液、あるいは植物（又はその一部）、動物（又はその一部）など、或いはそれらの溶解物及びホモジネートなどの生物材料から調製された溶液を用意する。これらの溶液を、細胞膜を溶解して核酸を可溶化する試薬を含む水溶液で処理する。これにより細胞膜及び核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散する。例えば、試料が全血の場合、塩酸グアニジン、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、プロテアーゼＫ（ＳＩＧＭＡ製）を添加した状態で、６０℃で１０分インキュベートすることによって赤血球の除去、各種タンパク質の除去、白血球の溶解及び核膜の溶解がなされる。
【００２９】
このように核酸が分散した水溶液中に、水溶性有機溶媒、例えばエタノールを添加して試料溶液１００ができあがる。この試料溶液１００を、バレル３の注入口１９からノズル３１の先端の排出口２９へ向けて圧力を掛けつつ通流させる。こうすると、試料溶液１００中の核酸が多孔質フィルター７に吸着される。
【００３０】
上記の圧力を加えて試料溶液１００を通過させる加圧方式では、遠心力により試料溶液１００を通過させる遠心分離方式に比べ、試料溶液１００が多孔質フィルター７の周縁部へ向けてより流れようとするが、多孔質フィルター７の周縁部は、インサート成形されたキャップ側融着部１７とキャップ５の筒部２５との間で圧縮された状態で保持されているので、試料溶液１００が多孔質フィルター７の側部（外周のエッジ部分）へ回り込むことはない。したがって、試料溶液１００内の核酸は、多孔質フィルター７のうち、キャップ側融着部１７の端部に囲まれた内側の部分にのみ吸着されることになる。
【００３１】
次に、核酸洗浄バッファ溶液を、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口１９からノズル３１の開口２９に向けて圧力をかけながら通流させる。核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター７に吸着した核酸は脱着させないが、不純物は脱着させる組成を有するものであり、主剤と緩衝剤、及び必要に応じて界面活性剤を含む水溶液からなる。主剤としては、エタノール、Ｔｒｉｓ及びＴｒｉｔｏｎ−Ｘ１００を含む溶液が好ましい。この操作により、多孔質フィルター７から核酸以外の不純物が除去される。
【００３２】
このとき、核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター７のうち、試料溶液１００が通流した部分、すなわちキャップ側融着部１７の端部に囲まれた部分に十分通流するので、不純物が多孔質フィルター７の周縁部に残ることなく除去される。
【００３３】
次に、精製蒸留水又はＴＥバッファ等を注入口１９からノズル３１の開口２９に向けて圧力を掛けながら通流させて、核酸を多孔質フィルター７から流し出し、流し出した核酸を含む溶液を回収する。
【００３４】
図７に示すように、多孔質フィルターカートリッジ１は、キャップ５に多孔質フィルター７が組み付けられた際、多孔質フィルター７は、その中央部が連結部４３の凸状面４１に点接触に近い状態で接する。これにより、多孔質フィルター７と凸状面４１との間に空間４７が形成され、この空間４７により多孔質フィルター７と連結部４３頂面との接触面積が減少し、濾過面積を広くすることができる。その結果、空間４７を通じて溶液の抜けを良好にすることができる。これにより、コンタミネーションを起こし難くでき、別途にフィルター保持用の部材を用いる必要もなく、しかも、高い圧力をかけても多孔質フィルター７を破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１によれば、連結部４３の外径寸法Ｌ１が交差状リブ３５の厚さ寸法Ｔ１よりも大きいために、多孔質フィルター７は、キャップ中央において交差状リブ３５よりも大きい外径の連結部４３で支持されることで、安定した濾過、抽出処理を行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１によれば、多孔質フィルター７は、交差状リブ３５と、複数の補助リブ３７，３９とによって均等に支持されるために、多孔質フィルター７に応力集中を発生させることなく、破損を防止して安定的に支持することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの第２実施形態について説明する。
本実施形態の多孔質フィルターカートリッジは、第１実施形態における多孔質フィルターカートリッジの交差状リブ３５と補助リブ３７，３９の形状が異なっている他は、同様の構成である。
図８に本実施形態におけるキャップの図５に相当する一部破断外観斜視図、図９に同じく図４に相当するキャップのＩ−Ｉ線断面図を示した。
【００３８】
図８に示すように、本実施形態のキャップ５は、交差状リブ３５の頂面と、補助リブ３７，３９の頂面とに、多孔質フィルター側に突起する複数の凸部４９を有する。凸部４９は、交差状リブ３５と、補助リブ３７，３９の頂面のリブ厚みより小さい突出寸法で形成され、各凸部４９は滑らかな曲線状に形成されている。図示例では各リブの頂面に蒲鉾形の凸部４９を形成しているが、これに限らず、例えばｓｉｎ波等の連続したうねりを有する曲面としてもよい。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、キャップ５に多孔質フィルター７が組み付けられた際、多孔質フィルター７は、その中央部が連結部４３の凸状面４１に点接触に近い状態で接するとともに、各リブ３５，３７，３９の頂面の凸部４９に点接触に近い状態で接するために、多孔質フィルター７と各リブ３５，３７，３９の頂面との間に、多数の空間５１が形成される。
これにより、これら複数の空間５１および連結部４３の凸状面４１により形成される空間（図７に示す空間４７）を通じて液の抜けを良好にすることができる。
【００４０】
＜キャップの製造方法＞
次に、多孔質フィルターカートリッジ１のキャップ５の製造方法について説明する。
図１０は多孔質フィルターカートリッジのキャップ５に対する製造工程を（ａ）〜（ｄ）に段階的に示した一部断面説明図である。
【００４１】
図１０(ａ)に示すように、キャップ製造用金型であるピン５０１は、ロッド５０３にスライド移動自在に支持された第１治具５０５に固定されている。このピン５０１は、樹脂材料を供給するランナ５１１が内部に形成され、先端部のゲートから樹脂材料を射出する構成となっている。図１１にピン５０１の先端部の拡大斜視図を示した。第２治具５０７は、ピン５０１の先端部付近をスライド移動自在に支持している。第３治具５０９は、キャップ製造用金型５０１との間にキャビティを形成するカップ５０２を保持し、第２治具５０７に対して進退自在に設けられている。
【００４２】
まず、図１０（ｂ）に示すように、第２治具５０７と第３治具５０９とを第２治具５０７側に移動させ、ピン５０１の先端部が被せられたカップ５０２内のキャビティにピン５０１のゲートから樹脂材料を射出する。
【００４３】
そして、カップ５０２内の樹脂材料が所定時間経過後に冷却・固化された後に、図１０(ｃ)に示すように、第３治具５０９を第２治具５０７から退行していくことで、ピン５０１の先端部に、成形されたキャップ５が装着されたままとなる。
【００４４】
そして、図１０(ｄ)に示すように、第２治具５０７が第３治具５０９に向けて移動することで、ピン５０１の先端部で成形されたキャップ５が離脱して、取り出されることとなる。
【００４５】
ここで、図１０に示したピン５０１の詳細構造について説明する。
図１１に示すように、ピン５０１は、円錐状突部５１３の円周方向に、交差状リブ３５を成形するための凹部５１５と、補助リブ３７，３９を成形するための凹部５１７，５１９とが配列されており、円錐状突部５１３の中央部には、連結部４３を成形するための孔部５２１が設けられている。孔部５２１の内周面は円弧状であることにより、連結部４３が円柱状に成形される。
【００４６】
連結部４３の形状は、図１１に示すピン５０１に基づく形状に限らず、適宜な変更が可能である。例えば、連結部４３の外周面を交差状リブ３５の面からラウンド状に丸めたりすることが図１２に示すピン５０１Ａによって可能となる。つまり、図１２のピン５０１Ａの孔部５２３は、内周側の角部がラウンド状に丸められ、成形される交差状リブ３５の面と連結部４３の外周面が滑らかな曲面で連結される。
【００４７】
＜多孔質フィルターカートリッジ製造方法＞
次に、キャップ５が備えた多孔質フィルターカートリッジの製造方法について説明する。
図１３は多孔質フィルターカートリッジの製造工程を（ａ）〜（ｅ）の各段階毎で示した工程説明図である。なお、本図は製造工程を概念的に表した図であり、多孔質フィルターカートリッジの形状は模式的に示してある。
図１３において、（ａ）は多孔質フィルター挿入時、（ｂ）はインサート時、（ｃ）は型閉じ時の状態、（ｄ）は樹脂射出時、（ｅ）は射出完了時の状態をそれぞれ示している。
【００４８】
まず、図１３（ａ）に示すように、多孔質フィルター７をキャップ５の底部に形成したリブ２７上に挿入してインサート部材を用意する。多孔質フィルター７は、自動機の吸着パッド６０１によって吸着保持されている状態で、キャップ５の筒部２５内に挿入される。挿入された多孔質フィルター７は、リブ２７上に浮き上がることなく平坦に載置される。
【００４９】
図１３（ｂ）に示すように、上記のインサート部材を射出成形型（キャップ側金型）６０３に形成されたキャビティ６０５内に装填する。
【００５０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、インサート部材を設置したキャップ側金型６０３に、射出成形型（バレル側金型）６０７を組み合わせて型閉じを行う。
【００５１】
バレル側金型６０７は、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口１９に相当する位置に、円柱状のコアピン６０９を備えている。コアピン６０９は、両金型６０３，６０７を閉じたときに、コアピン６０９の先端部が多孔質フィルター７の上面に当接して、キャップ５との間で多孔質フィルター７を挟みこむようになっている。このとき、多孔質フィルター７は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度に、所定の厚さまで圧縮される。換言すれば、コアピン６０９は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度の厚さまで多孔質フィルター７を圧縮するように、その長さが調節されている。また、バレル側金型６０７は、樹脂Ｊを射出するためのゲート６１１を備えており、キャビティ６０５に樹脂Ｊを射出可能となっている。
【００５２】
次に、図１３（ｄ）に示すように、キャップ側金型６０３とバレル側金型６０７とインサート部材によって形成されたキャビティ６０５に、溶融した樹脂Ｊをゲート６１１から射出する。このとき、キャビティ６１１内に充填された樹脂Ｊの射出圧力によって、多孔質フィルター７の周縁部が押し潰される。換言すれば、多孔質フィルター７の周縁部が好適に押し潰される程度の射出圧力をかけて、溶融した樹脂Ｊをキャビティ６１１に射出する。
【００５３】
そして、図１３（ｅ）に示すように、樹脂Ｊの射出が完了し、樹脂Ｊが冷えて硬化してバレル３が形成されたら、型開きを行い、多孔質フィルターカートリッジ１を取り出す。ここで、多孔質フィルター７の周縁部は、射出成形されたバレル３とキャップ５とに挟まれて挟持され、キャップ５のリブ２７上に固定される。
【００５４】
＜核酸抽出＞
以下、核酸抽出装置による抽出動作と具体的な材料等を詳細に説明する。
図１４は核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図、図１５は抽出動作の工程を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【００５５】
核酸抽出装置７０１は、多孔質フィルターカートリッジ１に対して昇降移動する移動ヘッド７０３を備える。移動ヘッド７０３は、電磁弁７０５を介してエアポンプ７０７に接続されている。また、加圧ノズル７０９と電磁弁７０５とを接続する配管７１１の途中には、圧力センサ７１３が介装されており、配管７１１内の圧力を測定し、測定結果は制御部７１５に転送される。
【００５６】
核酸抽出装置７０１に用いられる多孔質フィルターカートリッジ１は、多孔質フィルター７が核酸吸着性多孔質膜となる。これにより、核酸吸着性多孔質膜を収容した多孔質フィルターカートリッジ１に試料液を注入し、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口側より加圧して試料液を多孔質フィルター７を通過させることで、核酸を核酸吸着性多孔質膜に吸着させ、その後、洗浄液及び溶出液を注入して、核酸を洗浄・溶出させることで、所定の容器７１７に核酸を回収することができる。
【００５７】
より具体的には、核酸抽出装置７０１は、基本的に図１５（ａ）〜（ｇ）に示すような抽出工程に基づいて核酸の抽出を行う。なお、以下の説明では、適宜図１４を参照する。
【００５８】
まず、図１５の（ａ）工程で、廃液容器７３１上に位置するカートリッジ１に溶解処理された核酸を含む試料液Ｓを注入する。溶解処理された試料液Ｓをピペット等によってカートリッジ１に順次注入する。カートリッジ１の直上に加圧ノズル７０９を配置させ、移動ヘッド７０３の加圧ノズル７０９を下降移動させて、加圧ノズル７０９の先端外周面をカートリッジ１に密着させる。
【００５９】
次に、（ｂ）工程で、カートリッジ１に加圧エアを導入して加圧する。制御部７１５の指令により、電磁弁バルブ７０５が閉状態でエアポンプ７０７が駆動され、電磁弁７０５が開作動される。そして、加圧ノズル７０９を通してカートリッジ１にエアポンプ７０７からの加圧エアが所定量供給される。これにより、核酸吸着性多孔膜７を通して試料液Ｓを通過させ、この核酸吸着性多孔膜７に核酸を吸着させる。通過した液状成分は廃液容器７３１に排出する。
【００６０】
次に、（ｃ）工程でカートリッジ１に洗浄液Ｗを分注し、（ｄ）工程でカートリッジ１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜７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７３１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。
【００６１】
その後、（ｅ）工程でカートリッジ１の下方の廃液容器７３１を回収容器７３３に交換してから、（ｆ）工程でカートリッジ１に回収液Ｒを分注し、（ｇ）工程でカートリッジ１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜７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７３３に排出し回収する。そして、カートリッジ１及び廃液容器７３１は装置より取り出されて廃棄される。回収容器７３３は液回収後に必要に応じて蓋体を閉じられる。
【００６２】
＜多孔質フィルターの材料＞
次に、上記の多孔質フィルターカートリッジ１の多孔質フィルター７が備える核酸吸着性固相（ここでは一例として核酸吸着性多孔膜）について詳細に説明する。
ここでいう核酸吸着性固相は、シリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有するものとすることができる。さらに、固相は、有機高分子を含有するものであってもよい。有機高分子は、多糖構造を有する有機高分子であることが好ましい。また、有機高分子は、アセチルセルロースであってもよい。さらに、有機高分子は、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した有機高分子とすることもできる。有機高分子は、再生セルロースであってもよい。これらについて、以下に詳細に説明する。
【００６３】
上記多孔質フィルター７に内有する核酸吸着性固相は、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。
【００６４】
上記多孔質フィルター７に内有する核酸吸着性固相は、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固相が好ましい。これは、多孔性固相側の使用条件で「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、核酸と多孔性固相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、核酸吸着性多孔性固相は、親水基を有する多孔性固相であり、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性固相の親水基同士が引き合うようになると推定される。
【００６５】
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。
【００６６】
ここで、親水基を有する多孔性固相とは、多孔性固相を形成する材料自体が、親水性基を有する多孔性固相、または多孔性固相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固相を意味する。多孔性固相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、多孔性固相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固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相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固相、多孔性固相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固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相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固相等を、使用することができるが、加工の容易性から、多孔性固相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。
【００６７】
親水基を有する材料の多孔性固相としては、水酸基を有する有機材料の多孔性固相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固相としては、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、形成された多孔性固相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固相を好ましく使用することができる。
【００６８】
水酸基を有する有機材料の多孔性固相として、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固相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ことができる。
【００６９】
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。
【００７０】
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固相を鹸化処理することが好ましい。この場合、多孔性固相は、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。
【００７１】
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）。
【００７２】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相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固相に結合することができる。
有機材料の多孔性固相にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔性固相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。
【００７３】
まず、多孔性固相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固相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、多孔性固相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。多孔性固相と反応する官能基としては、多孔性固相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。
【００７４】
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。
【００７５】
多孔性固相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、多孔性固相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固相と結合させる方法を指す。
【００７６】
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。
【００７７】
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、若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。
【００７８】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相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。
【００７９】
また、親水基を持たない有機材料の多孔性固相に、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。
【００８０】
親水基を有する無機材料である多孔性固相としては、前述のようにシリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有する多孔性固相を挙げることができる。シリカ化合物を含有する多孔性固相としては、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。
【００８１】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相に親水基を導入する方法としては、多孔性固相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、多孔性固相を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する２つの方法がある。
【００８２】
多孔性固相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、多孔性固相を起点として、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。
【００８３】
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固相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。
【００８４】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相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。
【００８５】
また、親水基を持たない無機材料の多孔性固相に、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。
【００８６】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相としては、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、若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固相を挙げることができる。
【００８７】
上記の、核酸吸着性多孔性膜は、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかの形態をとることができ、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。
【００８８】
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ことが好ましい。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。
【００８９】
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／ｃｍ2（９．８〜９８０ｋＰａ）である事が好ましい。さらに好ましくは、バブルポイントが、０．２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2（１９．６〜３９２ｋＰａ）である。
【００９０】
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。
【００９１】
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／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で１〜５０００ｍＬであることが好ましい。さらに好ましくは、２５℃で１ｋｇ／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で５〜１０００ｍＬである。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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ｃｍ2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ｃｍ2あたり、５〜７００μＬ/secである事が好ましい。
【００９６】
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。
【００９７】
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。核酸抽出に用いる膜は、一般に数十μｍ〜数百μｍと非常に薄い膜であるため、膜を保持するために、膜の下面に多孔質のサポートを併用する場合があり、この場合には、膜＋サポートの組み合わせで膜強度を高めることができる。
【実施例１】
【００９８】
次に、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの効果を確認した結果を説明する。
＜破損試験＞
実施例１は、交差状リブが６本で連結部に凸状面が形成され、キャップの排出用開口の直径２ｍｍの多孔質フィルターカートリッジであり、比較例１は実施例１に対してリブの連結部に凸状面が形成されていない多孔質フィルターカートリッジ、比較例２は、交差状リブを形成しない多孔質フィルターカートリッジである。これらのカートリッジを、遠心分離機（株式会社トミー精工 製 ＭＸ−３００）により、回転速度を段階的に変化させて（８０００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍ）多孔質フィルターの破損状態を調べた。その試験結果を表１に示す。各試験の結果は、１０回の測定に対して破損が生じなかった回数を示している。つまり、分母が全測定回数、分子が破損なしであった回数である。
【００９９】
【表１】
【０１００】
表１により明らかなように、交差状リブを形成しない比較例２では多孔質フィルターが破損した。これに対して、交差状リブを有して連結部に湾曲状の凸部を有する実施例１は、両方の回転速度で破損しなかった。しかし、比較例１では１５０００ｒｐｍの高速回転時に多孔質フィルターに破損が認められた。また、比較例２では、いずれの回転速度でも破損が認められた。
【０１０１】
本発明に係る多孔質フィルターカートリッジでは、前述した各実施形態の形状の他、適宜、変形や改良等が可能である。
例えば、図１６に示すように、連結部４３の頂面が平坦状とされた構成であっても、多孔質フィルターへの負荷圧力が低い場合には十分に実用に供することができる。また、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、交差状リブがなく、補助リブのみで構成した場合でも、リブ同士の間隔が狭くなっているので、多孔質フィルターに係る圧力を分散でき、破損防止効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの外観斜視図である。
【図２】図１の多孔質フィルターカートリッジの分解斜視図である。
【図３】多孔質フィルターカートリッジに適用したキャップ単体の平面図である。
【図４】図３のキャップのＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】図３のキャップの一部破断外観斜視図である。
【図６】図１の多孔質フィルターカートリッジの使用例を説明する断面図である。
【図７】多孔質フィルターを組み付けた多孔質フィルターカートリッジの作用を説明する断面図である。
【図８】他の実施形態におけるキャップの図５に相当する一部破断外観斜視図である。
【図９】他の実施形態の多孔質フィルターカートリッジの図４に相当するキャップのＩ−Ｉ線断面図である。
【図１０】本発明の多孔質フィルターカートリッジにおけるキャップの製造工程を（ａ）〜（ｄ）に段階的に示した一部断面説明図である。
【図１１】ピンの先端部の拡大斜視図である。
【図１２】他の構成のピンの先端部の拡大斜視図である。
【図１３】多孔質フィルターカートリッジの製造工程を（ａ）〜（ｅ）の各段階毎で示した工程説明図である。
【図１４】核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図である。
【図１５】核酸抽出動作の工程を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【図１６】連結部の頂面が平坦状にされたキャップの断面図である。
【図１７】交差状リブのないキャップの平面図（ａ）と一部断面斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 多孔質フィルターカートリッジ
３ バレル
５ キャップ
７ 多孔質フィルター
１９ 注入口
２７ リブ
２９ 排出口
３５ 交差状リブ
３７ 補助リブ
３９ 補助リブ
４１ 凸状面
４３ 連結部
４９ 凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質フィルターが有底筒体キャップの底部に保持された多孔質フィルターカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質フィルターは、液体の濾過や液体内の特定物質の分離精製を目的に、実験室や工場などの研究、分析用途に広く使用されている。この多孔質フィルターは、例えば、液体の通路を有する２つの部材の間に多孔質フィルターを挟持させること等により、液体の通路の途中に保持された状態で使用される。また、この種の多孔質フィルターは、一般に精密な実験や測定などに用いられることから、清浄なものが求められ、一回の使用で交換される使用形態が通常である。そのため、液体を通過させることのできる状態で多孔質フィルターを保持したカートリッジにしておくことが、清浄性の点や利便性の点で都合がよい。
【０００３】
一般に、多孔質膜を利用して液の濾過、抽出を行うカートリッジは、その多孔質膜中を液通過させるために液圧（ポンプや重力による加圧や遠心分離機による遠心力による加圧）または圧縮気体により液を加圧する必要がある。その際に、多孔質膜を通過した後の濾過液をスムーズに排出することは、液の損失を防止するばかりか、多孔質膜に血液、細胞等から核酸等を吸着、その後の工程で回収するような場合は、その工程で洗浄液での洗浄工程、回収液による回収工程等、液を切り替えて行う工程がある場合に、前段の液残りを減少させることができる、純度の高い核酸抽出が可能となる。また、濾過液がスムーズに流れない場合は、フィルターの膜破れによる著しい性能悪化が予想される。濾過抽出工程においても、部分的な濾過不具合が発生した場合には、濾過面積が減少し、期待した能力が発揮できない場合もある。
ところで、従来の多孔質フィルターカートリッジの一例として、例えば次のようなものがある。特許文献１には、多孔質フィルターを載せるリブを中心から同心円状に円周方向に沿って複数配置した構成が記載されている。リブはカートリッジの内側ハウジング面に粗いメッシュ状に形成されている。また、特許文献２には、多孔質フィルターを支持する膜支持部に充填剤を組み込んだ構成が記載されている。さらに、特許文献３には、多孔質フィルターを支持する膜支持部に多孔質サポート材を組み込んだ構成が記載されている。
【特許文献１】米国特許第５７９２３５４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００１２９８２号明細書
【特許文献３】米国特許第６５８６５８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、中央排出経路に対して液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難い。
また、上記特許文献２に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、圧力抵抗が高くなるために、液使用量を多く必要とするとともに、液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難い。
さらに、上記特許文献３に開示された従来の多孔質フィルターカートリッジでは、上記特許文献２と同様に圧力抵抗が高くなるため、液使用量を多く必要とするとともに、液残りが生じやすいために、コンタミネーションが起きて効率の良い測定を行い難く、コストアップに繋がる。
加えて、上記特許文献１、２、３に開示された従来のいずれの多孔質フィルターカートリッジにおいても、圧力を掛けながら液体を通流させるので、その圧力によって多孔質フィルターが破損する虞がある。
特に、核酸を抽出するための多孔質フィルターカートリッジにおいては、少量検体から高純度の核酸を高濃度で回収することが望まれている。また、細胞等からの核酸に対しては、検体が多孔質膜に詰まりやすく、そのため、濾過面積を広くすることが必要とされている。しかし、リブの数や面積を減らすとフィルターへの応力集中が生じやすくなり、フィルターの破損に繋がることになる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、コンタミネーションを起こし難く、コスト面で有利にして破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる多孔質フィルターカートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 底部中央に排出用開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に前記排出用開口を中心として放射状に前記多孔質フィルターを支持する複数のリブが立設され、
前記複数のリブのうち少なくともいずれかは、前記排出用開口の中央部で該排出用開口を跨いで連結され、該連結されたリブの連結部の頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する凸状面が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【０００６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの連結部に凸状面が形成されていることで、リブの頂面と多孔質フィルターとの接触面が減少し、フィルターの濾過面積を広げることができる。
【０００７】
（２） （１）記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する複数の凸部が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【０００８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの頂面に複数の凸部を形成することで、リブの頂面と多孔質フィルターとの接触面が減少し、フィルターの濾過面積を広げることができる。
【０００９】
（３） （１）または（２）記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面の角部が曲面状に面取り加工されている多孔質フィルターカートリッジ。
【００１０】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、リブの頂面の角部が面取り加工されることで、多孔質フィルターとの接触時に応力集中が生じにくくなり、多孔質フィルターが破れる等の損傷が生じにくくなる。
【００１１】
（４） （１）〜（３）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面は、前記多孔質フィルターが前記排出用開口に向けて凹形状となるように、前記キャップの底部からの高さを径方向に応じて異なる高さに設定された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１２】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターが排出用開口に向けて凹形状となるようにリブの高さが設定されることで、フィルターの液通流時の最後には、フィルターの中央部に液が集まるようになり、液残りが生じにくく効率的な通流動作が可能となる。また、カートリッジ内を負圧するバックブローの際に、多孔質フィルターが浮き上がることを防止できる。
【００１３】
（５） （１）〜（４）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に、該キャップ中心からの半径方向長さの異なるリブがそれぞれ混在配置された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１４】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、放射状に形成したリブは、外周側ほど周方向のリブ間隔が長くなるが、半径方向の長さの短いリブをリブ同士の間に配置することで、内周側から外周側にかけて均等なリブの配置密度にすることができる。
【００１５】
（６） （１）〜（５）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターと前記キャップとがインサート成形によって一体成形された多孔質フィルターカートリッジ。
【００１６】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、キャップと多孔質フィルターとの密着性を高め、かつ簡単に一体化することができる。
【００１７】
（７） （１）〜（６）のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜を含む多孔質フィルターカートリッジ。
【００１８】
この多孔質フィルターカートリッジによれば、多孔質フィルターカートリッジに試料液を注入し、多孔質フィルターカットリッジに圧力を印加することで試料液を多孔質フィルターに通過させることで、多孔質フィルターに核酸を吸着させることができ、その後、洗浄液および溶出液を注入して、多孔質フィルターに吸着した核酸を抽出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の多孔質フィルターカートリッジによれば、コンタミネーションを起こし難く、コスト面で有利にして破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの外観斜視図、図２は図１の多孔質フィルターカートリッジの分解斜視図である。
図１、図２に示すように、実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１は、主に、バレル３と、キャップ５と、多孔質フィルター７とからなる。
バレル３は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル等のインサート射出成形可能な樹脂材料を用いて形成され、円筒形状の上部の注入口１９には蓋体２１がヒンジ部材２３を介して連結されている。バレル３単体は、大径側筒部１１と小径側筒部１３とを有し、小径側筒部１３の下側にキャップ側融着部１７が形成されている。
【００２１】
キャップ５は、バレル２と同様に、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル等のインサート射出成形可能な樹脂材料を用いて有底の円筒形状に形成されている。キャップ５は、筒部２５にバレル３のキャップ側融着部１７が挿入されて固定される。その固定方法については後述する。筒部２５の底部にはリブ２７が形成されており、リブ２７の中央部には排出用の開口２９が形成されている。この開口２９からノズル３１が延出して形成されている。
【００２２】
このキャップ５の内側には多孔質フィルター７がリブ２７の頂面に載置された状態で保持される。なお、リブ２７の頂面の角部は、リブの角を丸めた曲面状として形成され、リブに接触する多孔質フィルター７の亀裂発生を防止している。
【００２３】
多孔質フィルター７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネイト等の多孔質膜を用いて、キャップ５の内径と略同一の直径に形成された円形の膜部材である。
【００２４】
多孔質フィルター７は、無数の微細な孔を有し、液体を濾過、分離精製（吸着）して核酸等を採取する、有機高分子からなる多孔質膜である。その厚さは１０〜５００μｍが好適に使用できる。また、多孔質膜が核酸吸着性多孔質膜である場合には、例えば、アセチルセルロースの表面鹸化物からなる多孔質膜が好適であり、鹸化率は５％以上であることが好適である。アセチルセルロースとしては、モノアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースの何れでもよいが、特にトリアセチルセルロースが望ましい。また、核酸吸着性多孔質膜には、最小孔径が０．２２μｍ以上、最大孔径と最小孔径の比が２以上、空隙率が５０〜９５％、バブルポイントが９．８〜９８０ｋＰａ（０．１〜１０ｋｇ／ｃｍ2）、圧力損失が０．１〜１００ｋＰａ、核酸吸着量が多孔質膜１ｍｇ当たり０．１μｇ以上の多孔質膜が好適である。ここで、圧力損失とは、水を通過させるのに必要な多孔質膜の厚さ１００μｍ当たりの最低圧力である。
【００２５】
図３は図１の多孔質フィルターカートリッジに適用したキャップ単体の平面図、図４は図３のキャップのＩ−Ｉ線断面図、図５は図３のキャップの一部破断外観斜視図である。
図３、図４、図５に示すように、キャップ５の内側底部のリブ２７は、底部を中心として放射状に形成され、排出用の開口２９の中央部でこの開口２９を跨いで連結された複数（図示例では６個）の交差状リブ３５と、交差状リブ３５同士の間で、円周方向に等間隔（中心角が均等）で配置され、径方向の長さの異なる２種類の補助リブ３７，３９とを有する。補助リブ３７のキャップ中央側先端は、開口２９の内径よりさらに内側に突出した長さに形成され、補助リブ３９のキャップ中央側先端は、開口２９の内径より外側になる長さに形成されている。また、交差状リブ３５同士の間に補助リブ３７が配置され、さらに交差状リブ３５と補助リブ３７との間にそれぞれ補助リブ３９が配置されている。キャップ５の底面は開口２９に向けて傾斜したテーパ面４５で形成されており、交差状リブ３５，補助リブ３７，３９は、このテーパ面４５から多孔質フィルター側へ立設されている。そして、キャップ５中央における交差状リブ３５の連結部４３の多孔質フィルター側では、多孔質フィルター側へ湾曲して突起する凸状面４１が形成されている。
【００２６】
交差状リブ３５、補助リブ３７，３９は、例えば０．２ｍｍの厚さ寸法Ｔ１を有する板形状に形成されて、頂面が筒部２５からキャップ中央に向けて下がり傾斜したテーパ状をなす。
【００２７】
そして、連結部４３は、図４に示すように、交差状リブ３５が交差する開口２９上の中央部に配置されて、交差状リブ３５と連結した円柱形状に形成されている。連結部４３は、交差状リブ３５の厚さ寸法Ｔ１よりも大きい外径寸法Ｌ１を有する。
【００２８】
ここで、図６に図１の多孔質フィルターカートリッジの使用例を説明する断面図、図７に多孔質フィルターを組み付けた多孔質フィルターカートリッジの作用を説明する断面図を示した。
図６に示す上記構成の多孔質フィルターカートリッジ１の使用形態としては、次のようになる。ここでは一例として核酸抽出処理に用いる場合を説明する。まず、核酸を含む試料溶液として、検体として採血された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液などの体液、あるいは植物（又はその一部）、動物（又はその一部）など、或いはそれらの溶解物及びホモジネートなどの生物材料から調製された溶液を用意する。これらの溶液を、細胞膜を溶解して核酸を可溶化する試薬を含む水溶液で処理する。これにより細胞膜及び核膜が溶解されて、核酸が水溶液内に分散する。例えば、試料が全血の場合、塩酸グアニジン、Ｔｒｉｔｏｎ−Ｘ１００、プロテアーゼＫ（ＳＩＧＭＡ製）を添加した状態で、６０℃で１０分インキュベートすることによって赤血球の除去、各種タンパク質の除去、白血球の溶解及び核膜の溶解がなされる。
【００２９】
このように核酸が分散した水溶液中に、水溶性有機溶媒、例えばエタノールを添加して試料溶液１００ができあがる。この試料溶液１００を、バレル３の注入口１９からノズル３１の先端の排出口２９へ向けて圧力を掛けつつ通流させる。こうすると、試料溶液１００中の核酸が多孔質フィルター７に吸着される。
【００３０】
上記の圧力を加えて試料溶液１００を通過させる加圧方式では、遠心力により試料溶液１００を通過させる遠心分離方式に比べ、試料溶液１００が多孔質フィルター７の周縁部へ向けてより流れようとするが、多孔質フィルター７の周縁部は、インサート成形されたキャップ側融着部１７とキャップ５の筒部２５との間で圧縮された状態で保持されているので、試料溶液１００が多孔質フィルター７の側部（外周のエッジ部分）へ回り込むことはない。したがって、試料溶液１００内の核酸は、多孔質フィルター７のうち、キャップ側融着部１７の端部に囲まれた内側の部分にのみ吸着されることになる。
【００３１】
次に、核酸洗浄バッファ溶液を、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口１９からノズル３１の開口２９に向けて圧力をかけながら通流させる。核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター７に吸着した核酸は脱着させないが、不純物は脱着させる組成を有するものであり、主剤と緩衝剤、及び必要に応じて界面活性剤を含む水溶液からなる。主剤としては、エタノール、Ｔｒｉｓ及びＴｒｉｔｏｎ−Ｘ１００を含む溶液が好ましい。この操作により、多孔質フィルター７から核酸以外の不純物が除去される。
【００３２】
このとき、核酸洗浄バッファ溶液は、多孔質フィルター７のうち、試料溶液１００が通流した部分、すなわちキャップ側融着部１７の端部に囲まれた部分に十分通流するので、不純物が多孔質フィルター７の周縁部に残ることなく除去される。
【００３３】
次に、精製蒸留水又はＴＥバッファ等を注入口１９からノズル３１の開口２９に向けて圧力を掛けながら通流させて、核酸を多孔質フィルター７から流し出し、流し出した核酸を含む溶液を回収する。
【００３４】
図７に示すように、多孔質フィルターカートリッジ１は、キャップ５に多孔質フィルター７が組み付けられた際、多孔質フィルター７は、その中央部が連結部４３の凸状面４１に点接触に近い状態で接する。これにより、多孔質フィルター７と凸状面４１との間に空間４７が形成され、この空間４７により多孔質フィルター７と連結部４３頂面との接触面積が減少し、濾過面積を広くすることができる。その結果、空間４７を通じて溶液の抜けを良好にすることができる。これにより、コンタミネーションを起こし難くでき、別途にフィルター保持用の部材を用いる必要もなく、しかも、高い圧力をかけても多孔質フィルター７を破損することなく効率の良い濾過、抽出処理を行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１によれば、連結部４３の外径寸法Ｌ１が交差状リブ３５の厚さ寸法Ｔ１よりも大きいために、多孔質フィルター７は、キャップ中央において交差状リブ３５よりも大きい外径の連結部４３で支持されることで、安定した濾過、抽出処理を行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態の多孔質フィルターカートリッジ１によれば、多孔質フィルター７は、交差状リブ３５と、複数の補助リブ３７，３９とによって均等に支持されるために、多孔質フィルター７に応力集中を発生させることなく、破損を防止して安定的に支持することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの第２実施形態について説明する。
本実施形態の多孔質フィルターカートリッジは、第１実施形態における多孔質フィルターカートリッジの交差状リブ３５と補助リブ３７，３９の形状が異なっている他は、同様の構成である。
図８に本実施形態におけるキャップの図５に相当する一部破断外観斜視図、図９に同じく図４に相当するキャップのＩ−Ｉ線断面図を示した。
【００３８】
図８に示すように、本実施形態のキャップ５は、交差状リブ３５の頂面と、補助リブ３７，３９の頂面とに、多孔質フィルター側に突起する複数の凸部４９を有する。凸部４９は、交差状リブ３５と、補助リブ３７，３９の頂面のリブ厚みより小さい突出寸法で形成され、各凸部４９は滑らかな曲線状に形成されている。図示例では各リブの頂面に蒲鉾形の凸部４９を形成しているが、これに限らず、例えばｓｉｎ波等の連続したうねりを有する曲面としてもよい。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、キャップ５に多孔質フィルター７が組み付けられた際、多孔質フィルター７は、その中央部が連結部４３の凸状面４１に点接触に近い状態で接するとともに、各リブ３５，３７，３９の頂面の凸部４９に点接触に近い状態で接するために、多孔質フィルター７と各リブ３５，３７，３９の頂面との間に、多数の空間５１が形成される。
これにより、これら複数の空間５１および連結部４３の凸状面４１により形成される空間（図７に示す空間４７）を通じて液の抜けを良好にすることができる。
【００４０】
＜キャップの製造方法＞
次に、多孔質フィルターカートリッジ１のキャップ５の製造方法について説明する。
図１０は多孔質フィルターカートリッジのキャップ５に対する製造工程を（ａ）〜（ｄ）に段階的に示した一部断面説明図である。
【００４１】
図１０(ａ)に示すように、キャップ製造用金型であるピン５０１は、ロッド５０３にスライド移動自在に支持された第１治具５０５に固定されている。このピン５０１は、樹脂材料を供給するランナ５１１が内部に形成され、先端部のゲートから樹脂材料を射出する構成となっている。図１１にピン５０１の先端部の拡大斜視図を示した。第２治具５０７は、ピン５０１の先端部付近をスライド移動自在に支持している。第３治具５０９は、キャップ製造用金型５０１との間にキャビティを形成するカップ５０２を保持し、第２治具５０７に対して進退自在に設けられている。
【００４２】
まず、図１０（ｂ）に示すように、第２治具５０７と第３治具５０９とを第２治具５０７側に移動させ、ピン５０１の先端部が被せられたカップ５０２内のキャビティにピン５０１のゲートから樹脂材料を射出する。
【００４３】
そして、カップ５０２内の樹脂材料が所定時間経過後に冷却・固化された後に、図１０(ｃ)に示すように、第３治具５０９を第２治具５０７から退行していくことで、ピン５０１の先端部に、成形されたキャップ５が装着されたままとなる。
【００４４】
そして、図１０(ｄ)に示すように、第２治具５０７が第３治具５０９に向けて移動することで、ピン５０１の先端部で成形されたキャップ５が離脱して、取り出されることとなる。
【００４５】
ここで、図１０に示したピン５０１の詳細構造について説明する。
図１１に示すように、ピン５０１は、円錐状突部５１３の円周方向に、交差状リブ３５を成形するための凹部５１５と、補助リブ３７，３９を成形するための凹部５１７，５１９とが配列されており、円錐状突部５１３の中央部には、連結部４３を成形するための孔部５２１が設けられている。孔部５２１の内周面は円弧状であることにより、連結部４３が円柱状に成形される。
【００４６】
連結部４３の形状は、図１１に示すピン５０１に基づく形状に限らず、適宜な変更が可能である。例えば、連結部４３の外周面を交差状リブ３５の面からラウンド状に丸めたりすることが図１２に示すピン５０１Ａによって可能となる。つまり、図１２のピン５０１Ａの孔部５２３は、内周側の角部がラウンド状に丸められ、成形される交差状リブ３５の面と連結部４３の外周面が滑らかな曲面で連結される。
【００４７】
＜多孔質フィルターカートリッジ製造方法＞
次に、キャップ５が備えた多孔質フィルターカートリッジの製造方法について説明する。
図１３は多孔質フィルターカートリッジの製造工程を（ａ）〜（ｅ）の各段階毎で示した工程説明図である。なお、本図は製造工程を概念的に表した図であり、多孔質フィルターカートリッジの形状は模式的に示してある。
図１３において、（ａ）は多孔質フィルター挿入時、（ｂ）はインサート時、（ｃ）は型閉じ時の状態、（ｄ）は樹脂射出時、（ｅ）は射出完了時の状態をそれぞれ示している。
【００４８】
まず、図１３（ａ）に示すように、多孔質フィルター７をキャップ５の底部に形成したリブ２７上に挿入してインサート部材を用意する。多孔質フィルター７は、自動機の吸着パッド６０１によって吸着保持されている状態で、キャップ５の筒部２５内に挿入される。挿入された多孔質フィルター７は、リブ２７上に浮き上がることなく平坦に載置される。
【００４９】
図１３（ｂ）に示すように、上記のインサート部材を射出成形型（キャップ側金型）６０３に形成されたキャビティ６０５内に装填する。
【００５０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、インサート部材を設置したキャップ側金型６０３に、射出成形型（バレル側金型）６０７を組み合わせて型閉じを行う。
【００５１】
バレル側金型６０７は、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口１９に相当する位置に、円柱状のコアピン６０９を備えている。コアピン６０９は、両金型６０３，６０７を閉じたときに、コアピン６０９の先端部が多孔質フィルター７の上面に当接して、キャップ５との間で多孔質フィルター７を挟みこむようになっている。このとき、多孔質フィルター７は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度に、所定の厚さまで圧縮される。換言すれば、コアピン６０９は、次工程で射出する樹脂Ｊが漏れない程度の厚さまで多孔質フィルター７を圧縮するように、その長さが調節されている。また、バレル側金型６０７は、樹脂Ｊを射出するためのゲート６１１を備えており、キャビティ６０５に樹脂Ｊを射出可能となっている。
【００５２】
次に、図１３（ｄ）に示すように、キャップ側金型６０３とバレル側金型６０７とインサート部材によって形成されたキャビティ６０５に、溶融した樹脂Ｊをゲート６１１から射出する。このとき、キャビティ６１１内に充填された樹脂Ｊの射出圧力によって、多孔質フィルター７の周縁部が押し潰される。換言すれば、多孔質フィルター７の周縁部が好適に押し潰される程度の射出圧力をかけて、溶融した樹脂Ｊをキャビティ６１１に射出する。
【００５３】
そして、図１３（ｅ）に示すように、樹脂Ｊの射出が完了し、樹脂Ｊが冷えて硬化してバレル３が形成されたら、型開きを行い、多孔質フィルターカートリッジ１を取り出す。ここで、多孔質フィルター７の周縁部は、射出成形されたバレル３とキャップ５とに挟まれて挟持され、キャップ５のリブ２７上に固定される。
【００５４】
＜核酸抽出＞
以下、核酸抽出装置による抽出動作と具体的な材料等を詳細に説明する。
図１４は核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図、図１５は抽出動作の工程を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【００５５】
核酸抽出装置７０１は、多孔質フィルターカートリッジ１に対して昇降移動する移動ヘッド７０３を備える。移動ヘッド７０３は、電磁弁７０５を介してエアポンプ７０７に接続されている。また、加圧ノズル７０９と電磁弁７０５とを接続する配管７１１の途中には、圧力センサ７１３が介装されており、配管７１１内の圧力を測定し、測定結果は制御部７１５に転送される。
【００５６】
核酸抽出装置７０１に用いられる多孔質フィルターカートリッジ１は、多孔質フィルター７が核酸吸着性多孔質膜となる。これにより、核酸吸着性多孔質膜を収容した多孔質フィルターカートリッジ１に試料液を注入し、多孔質フィルターカートリッジ１の注入口側より加圧して試料液を多孔質フィルター７を通過させることで、核酸を核酸吸着性多孔質膜に吸着させ、その後、洗浄液及び溶出液を注入して、核酸を洗浄・溶出させることで、所定の容器７１７に核酸を回収することができる。
【００５７】
より具体的には、核酸抽出装置７０１は、基本的に図１５（ａ）〜（ｇ）に示すような抽出工程に基づいて核酸の抽出を行う。なお、以下の説明では、適宜図１４を参照する。
【００５８】
まず、図１５の（ａ）工程で、廃液容器７３１上に位置するカートリッジ１に溶解処理された核酸を含む試料液Ｓを注入する。溶解処理された試料液Ｓをピペット等によってカートリッジ１に順次注入する。カートリッジ１の直上に加圧ノズル７０９を配置させ、移動ヘッド７０３の加圧ノズル７０９を下降移動させて、加圧ノズル７０９の先端外周面をカートリッジ１に密着させる。
【００５９】
次に、（ｂ）工程で、カートリッジ１に加圧エアを導入して加圧する。制御部７１５の指令により、電磁弁バルブ７０５が閉状態でエアポンプ７０７が駆動され、電磁弁７０５が開作動される。そして、加圧ノズル７０９を通してカートリッジ１にエアポンプ７０７からの加圧エアが所定量供給される。これにより、核酸吸着性多孔膜７を通して試料液Ｓを通過させ、この核酸吸着性多孔膜７に核酸を吸着させる。通過した液状成分は廃液容器７３１に排出する。
【００６０】
次に、（ｃ）工程でカートリッジ１に洗浄液Ｗを分注し、（ｄ）工程でカートリッジ１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜７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７３１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。
【００６１】
その後、（ｅ）工程でカートリッジ１の下方の廃液容器７３１を回収容器７３３に交換してから、（ｆ）工程でカートリッジ１に回収液Ｒを分注し、（ｇ）工程でカートリッジ１に加圧エアを導入して加圧し、核酸吸着性多孔膜７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７３３に排出し回収する。そして、カートリッジ１及び廃液容器７３１は装置より取り出されて廃棄される。回収容器７３３は液回収後に必要に応じて蓋体を閉じられる。
【００６２】
＜多孔質フィルターの材料＞
次に、上記の多孔質フィルターカートリッジ１の多孔質フィルター７が備える核酸吸着性固相（ここでは一例として核酸吸着性多孔膜）について詳細に説明する。
ここでいう核酸吸着性固相は、シリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有するものとすることができる。さらに、固相は、有機高分子を含有するものであってもよい。有機高分子は、多糖構造を有する有機高分子であることが好ましい。また、有機高分子は、アセチルセルロースであってもよい。さらに、有機高分子は、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した有機高分子とすることもできる。有機高分子は、再生セルロースであってもよい。これらについて、以下に詳細に説明する。
【００６３】
上記多孔質フィルター７に内有する核酸吸着性固相は、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。
【００６４】
上記多孔質フィルター７に内有する核酸吸着性固相は、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固相が好ましい。これは、多孔性固相側の使用条件で「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、核酸と多孔性固相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、核酸吸着性多孔性固相は、親水基を有する多孔性固相であり、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性固相の親水基同士が引き合うようになると推定される。
【００６５】
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。
【００６６】
ここで、親水基を有する多孔性固相とは、多孔性固相を形成する材料自体が、親水性基を有する多孔性固相、または多孔性固相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固相を意味する。多孔性固相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、多孔性固相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固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない有機材料の多孔性固相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固相、多孔性固相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固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相を処理して親水基を導入した多孔性固相、親水基を持たない無機材料の多孔性固相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固相等を、使用することができるが、加工の容易性から、多孔性固相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。
【００６７】
親水基を有する材料の多孔性固相としては、水酸基を有する有機材料の多孔性固相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固相としては、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、形成された多孔性固相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固相を好ましく使用することができる。
【００６８】
水酸基を有する有機材料の多孔性固相として、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固相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ことができる。
【００６９】
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。
【００７０】
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固相を鹸化処理することが好ましい。この場合、多孔性固相は、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。
【００７１】
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）。
【００７２】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相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固相に結合することができる。
有機材料の多孔性固相にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔性固相とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔性固相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。
【００７３】
まず、多孔性固相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固相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、多孔性固相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。多孔性固相と反応する官能基としては、多孔性固相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。
【００７４】
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。
【００７５】
多孔性固相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、多孔性固相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固相と結合させる方法を指す。
【００７６】
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。
【００７７】
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、若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。
【００７８】
親水基を持たない有機材料の多孔性固相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。
【００７９】
また、親水基を持たない有機材料の多孔性固相に、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。
【００８０】
親水基を有する無機材料である多孔性固相としては、前述のようにシリカ若しくはその誘導体、珪藻土、又はアルミナを含有する多孔性固相を挙げることができる。シリカ化合物を含有する多孔性固相としては、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。
【００８１】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相に親水基を導入する方法としては、多孔性固相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、多孔性固相を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する２つの方法がある。
【００８２】
多孔性固相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、多孔性固相を起点として、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。
【００８３】
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固相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。
【００８４】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相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。
【００８５】
また、親水基を持たない無機材料の多孔性固相に、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。
【００８６】
親水基を持たない無機材料の多孔性固相としては、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、若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固相を挙げることができる。
【００８７】
上記の、核酸吸着性多孔性膜は、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかの形態をとることができ、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。
【００８８】
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ことが好ましい。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。
【００８９】
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／ｃｍ2（９．８〜９８０ｋＰａ）である事が好ましい。さらに好ましくは、バブルポイントが、０．２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2（１９．６〜３９２ｋＰａ）である。
【００９０】
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。
【００９１】
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／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で１〜５０００ｍＬであることが好ましい。さらに好ましくは、２５℃で１ｋｇ／ｃｍ2（９８ｋＰａ）の圧力で水を通過させたときの透水量が、膜１ｃｍ2あたり１分間で５〜１０００ｍＬである。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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ｃｍ2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ｃｍ2あたり、５〜７００μＬ/secである事が好ましい。
【００９６】
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。
【００９７】
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。核酸抽出に用いる膜は、一般に数十μｍ〜数百μｍと非常に薄い膜であるため、膜を保持するために、膜の下面に多孔質のサポートを併用する場合があり、この場合には、膜＋サポートの組み合わせで膜強度を高めることができる。
【実施例１】
【００９８】
次に、本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの効果を確認した結果を説明する。
＜破損試験＞
実施例１は、交差状リブが６本で連結部に凸状面が形成され、キャップの排出用開口の直径２ｍｍの多孔質フィルターカートリッジであり、比較例１は実施例１に対してリブの連結部に凸状面が形成されていない多孔質フィルターカートリッジ、比較例２は、交差状リブを形成しない多孔質フィルターカートリッジである。これらのカートリッジを、遠心分離機（株式会社トミー精工 製 ＭＸ−３００）により、回転速度を段階的に変化させて（８０００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍ）多孔質フィルターの破損状態を調べた。その試験結果を表１に示す。各試験の結果は、１０回の測定に対して破損が生じなかった回数を示している。つまり、分母が全測定回数、分子が破損なしであった回数である。
【００９９】
【表１】
【０１００】
表１により明らかなように、交差状リブを形成しない比較例２では多孔質フィルターが破損した。これに対して、交差状リブを有して連結部に湾曲状の凸部を有する実施例１は、両方の回転速度で破損しなかった。しかし、比較例１では１５０００ｒｐｍの高速回転時に多孔質フィルターに破損が認められた。また、比較例２では、いずれの回転速度でも破損が認められた。
【０１０１】
本発明に係る多孔質フィルターカートリッジでは、前述した各実施形態の形状の他、適宜、変形や改良等が可能である。
例えば、図１６に示すように、連結部４３の頂面が平坦状とされた構成であっても、多孔質フィルターへの負荷圧力が低い場合には十分に実用に供することができる。また、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、交差状リブがなく、補助リブのみで構成した場合でも、リブ同士の間隔が狭くなっているので、多孔質フィルターに係る圧力を分散でき、破損防止効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る多孔質フィルターカートリッジの外観斜視図である。
【図２】図１の多孔質フィルターカートリッジの分解斜視図である。
【図３】多孔質フィルターカートリッジに適用したキャップ単体の平面図である。
【図４】図３のキャップのＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】図３のキャップの一部破断外観斜視図である。
【図６】図１の多孔質フィルターカートリッジの使用例を説明する断面図である。
【図７】多孔質フィルターを組み付けた多孔質フィルターカートリッジの作用を説明する断面図である。
【図８】他の実施形態におけるキャップの図５に相当する一部破断外観斜視図である。
【図９】他の実施形態の多孔質フィルターカートリッジの図４に相当するキャップのＩ−Ｉ線断面図である。
【図１０】本発明の多孔質フィルターカートリッジにおけるキャップの製造工程を（ａ）〜（ｄ）に段階的に示した一部断面説明図である。
【図１１】ピンの先端部の拡大斜視図である。
【図１２】他の構成のピンの先端部の拡大斜視図である。
【図１３】多孔質フィルターカートリッジの製造工程を（ａ）〜（ｅ）の各段階毎で示した工程説明図である。
【図１４】核酸抽出を行う装置構成の概略ブロック図である。
【図１５】核酸抽出動作の工程を（ａ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【図１６】連結部の頂面が平坦状にされたキャップの断面図である。
【図１７】交差状リブのないキャップの平面図（ａ）と一部断面斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 多孔質フィルターカートリッジ
３ バレル
５ キャップ
７ 多孔質フィルター
１９ 注入口
２７ リブ
２９ 排出口
３５ 交差状リブ
３７ 補助リブ
３９ 補助リブ
４１ 凸状面
４３ 連結部
４９ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部中央に排出用開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に前記排出用開口を中心として放射状に前記多孔質フィルターを支持する複数のリブが立設され、
前記複数のリブのうち少なくともいずれかは、前記排出用開口の中央部で該排出用開口を跨いで連結され、該連結されたリブの連結部の頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する凸状面が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する複数の凸部が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面の角部が曲面状に面取り加工されている多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面は、前記多孔質フィルターが前記排出用開口に向けて凹形状となるように、前記キャップの底部からの高さを径方向に応じて異なる高さに設定された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に、該キャップ中心からの半径方向長さの異なるリブがそれぞれ混在配置された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターと前記キャップとがインサート成形によって一体成形された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜を含む多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項１】
底部中央に排出用開口が形成された有底筒状のキャップの内側で、多孔質フィルターが前記底部に保持された多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に前記排出用開口を中心として放射状に前記多孔質フィルターを支持する複数のリブが立設され、
前記複数のリブのうち少なくともいずれかは、前記排出用開口の中央部で該排出用開口を跨いで連結され、該連結されたリブの連結部の頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する凸状面が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの頂面に前記多孔質フィルター側へ突起する複数の凸部が形成された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面の角部が曲面状に面取り加工されている多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記リブの前記多孔質フィルターと接触する頂面は、前記多孔質フィルターが前記排出用開口に向けて凹形状となるように、前記キャップの底部からの高さを径方向に応じて異なる高さに設定された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記キャップの底部に、該キャップ中心からの半径方向長さの異なるリブがそれぞれ混在配置された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターと前記キャップとがインサート成形によって一体成形された多孔質フィルターカートリッジ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の多孔質フィルターカートリッジであって、
前記多孔質フィルターが、核酸吸着性多孔質膜を含む多孔質フィルターカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１７２４５４（Ｐ２００９−１７２４５４Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６０４（Ｐ２００８−１０６０４）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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