特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置
【課題】 効率よく、簡便かつ迅速で、自動化適性に優れ、再現性の高い試料液中の特定物質回収処理が行える特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置を提供する。
【解決手段】 特定物質回収装置を用いた核酸抽出装置１００は、フィルター部材１１ｂを備えたカートリッジ１１に対し、試料液Ｓを注入し加圧して該試料液Ｓ中の特定物質をフィルター部材１１ｂに吸着させた後、カートリッジ１１に回収液Ｒを分注し加圧してフィルター部材１１ｂに吸着した特定物質を回収液Ｒとともに回収する。また、核酸抽出装置１００は、カートリッジ１１に対して加圧ノズル４１から加圧空気を導入する加圧空気供給手段４と、カートリッジ１１内の圧力を検出する圧力検出手段４６と、圧力検出手段４６が検出する圧力により、特定物質の回収を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段７０とを備える。
【解決手段】 特定物質回収装置を用いた核酸抽出装置１００は、フィルター部材１１ｂを備えたカートリッジ１１に対し、試料液Ｓを注入し加圧して該試料液Ｓ中の特定物質をフィルター部材１１ｂに吸着させた後、カートリッジ１１に回収液Ｒを分注し加圧してフィルター部材１１ｂに吸着した特定物質を回収液Ｒとともに回収する。また、核酸抽出装置１００は、カートリッジ１１に対して加圧ノズル４１から加圧空気を導入する加圧空気供給手段４と、カートリッジ１１内の圧力を検出する圧力検出手段４６と、圧力検出手段４６が検出する圧力により、特定物質の回収を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段７０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルター部材を備えたカートリッジを用いて試料液中の特定物質、例えば、核酸等を自動抽出する特定物質回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特定物質、例えば、核酸の従来の抽出法としては、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。
フィルターを用いて特定物質の一例である核酸を抽出する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、洗浄液及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）。
【特許文献１】特許第２８３２５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
そこで、本願出願人は、上記問題を解決すべく鋭意検討を加えた結果、試料液中の特定物質回収装置の一例である新規な核酸抽出装置を完成した。この核酸抽出装置は、核酸を含む試料溶液を用いて、容器内に核酸吸着性多孔膜（フィルター部材）を収容した核酸抽出カートリッジ（以後、カートリッジと言う）と圧力発生装置により、核酸を含む資料溶液中の核酸を核酸吸着性多孔膜に吸着させ、その後、洗浄等を経て、核酸を分離精製するものである。
【０００５】
新規な核酸抽出装置は、核酸吸着性多孔膜が装着され、核酸を含む試料液が注入されるカートリッジと、該カートリッジにそれぞれ対応してカートリッジの下方に配置された廃液容器及び回収容器を複数組備え、カートリッジに洗浄液Ｗ及び回収液Ｒを分注すると共に、加圧空気供給手段によりカートリッジに加圧エアを導入して試料液から核酸を含む回収液を回収容器に回収する。カートリッジ、廃液容器、及び回収容器の複数の組は、整列した状態で配置されており、各カートリッジに対して上記した抽出操作が順次行われる。
【０００６】
図１６（ａ）に示すように、新規な核酸抽出装置に用いられ、特定物質を含む試料液が注入されるカートリッジ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（フィルター部材）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、各液が核酸吸着性多孔膜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１６（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、加圧空気供給手段の加圧ノズル（図示せず）先端の傾斜外周面に略一致するように形成されている。
【０００７】
この核酸抽出装置による核酸の抽出工程の概略を説明する。
核酸抽出装置は、基本的に図１７(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１７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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
ところが、上記の工程を自動的に行う核酸抽出装置には、次のような問題があった。
核酸抽出を効率的に行えるように、核酸抽出装置には複数のカートリッジ１１がカートリッジホルダに整列した状態で装着可能である。核酸を抽出すべき試料液の数が少なく、装着可能カートリッジ数より少ないカートリッジ１１が装着されていたり（即ち、カートリッジホルダにカートリッジ１１が装着されていない部分がある)、何らかの原因により核酸吸着性多孔膜１１ｂが欠落しているカートリッジ１１が装着されていたり、或いは、誤って試料液が注入されていないカートリッジ１１があっても、核酸抽出装置は、これらの異常を検出することができず、全てのカートリッジ１１が正常に装着されているものとして順次、核酸の抽出作用を行う。
【００１２】
上記したように、カートリッジ１１の不装着、核酸吸着性多孔膜１１ｂの欠落、試料液の不注入等のように、本来、抽出操作が不要、又は実質的に無駄である箇所で抽出操作することは時間の無駄であり、作業効率を著しく低下させて抽出の処理能力向上の障害となっていた。また、このような箇所で洗浄液Ｗや回収液Ｒを分注すると、洗浄液Ｗや回収液Ｒが装置本体内に滴下してしまい、装置内部を汚染する問題があった。この問題は、廃液容器１２及び回収容器１３を本来不要である箇所にも配置して、滴下する無駄な洗浄液Ｗや回収液Ｒを収容するようにすれば回避可能である。しかし、カートリッジ１１の不装着の場合は、廃液容器１２及び回収容器１３よりかなり上方に配置された分注ノズルから洗浄液Ｗや回収液Ｒが滴下されるので、該液の飛沫が飛散して周囲を汚染する虞がある。また、これらの廃液容器１２及び回収容器１３は、適正に使用されることなく廃棄されて、核酸抽出の費用が嵩む一因となっていた。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、効率よく、簡便かつ迅速で、自動化適性に優れ、再現性の高い試料液中の特定物質回収処理が行える特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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カートリッジを複数個収容可能なカートリッジホルダを有し、該カートリッジホルダに保持された前記カートリッジに対し、試料液を注入し加圧して該試料液中の特定物質を前記フィルター部材に吸着させた後、前記カートリッジに回収液を分注し加圧して前記フィルター部材に吸着した特定物質を前記回収液とともに回収する試料液中の特定物質回収装置であって、前記カートリッジに対して加圧ノズルから加圧空気を導入する加圧空気供給手段と、前記カートリッジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記加圧空気供給手段により前記カートリッジ内に加圧空気を導入したときに前記圧力検出手段が検出する圧力により、前記特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段とを備えたことを特徴とする試料液中の特定物質回収装置。
【００１５】
この特定物質回収装置によれば、被処理対象判定手段は、カートリッジ内に加圧空気を導入したときに圧力検出手段が検出する圧力に基づいて、該カートリッジが特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定し、以後、被処理対象カートリッジに対してのみ特定物質の抽出作用を行う。これにより、抽出作用のタクトアップを図り、特定物質回収装置の稼働率を向上することができる。
【００１６】
（２） 前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする（１）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００１７】
この特定物質回収装置によれば、圧力検出手段により検出されるカートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合、そのカートリッジを被処理対象から外して、該カートリッジに対する以後の抽出作用を中止することができる。また、これによって抽出を効率的に行うことができる。
【００１８】
（３） 前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする（１）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００１９】
この特定物質回収装置によれば、圧力検出手段により検出されるカートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合、そのカートリッジを被処理対象から外して、該カートリッジに対する以後の抽出作用を中止することができる。また、これによって効率的な抽出作業が可能となる。
【００２０】
（４） 前記カートリッジホルダに収容された前記カートリッジに対して、前記加圧空気供給手段の加圧ノズルが、前記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）〜（３）のいずれかに記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２１】
この特定物質回収装置によれば、空気の加圧ノズルが、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ので、整列している複数のカートリッジの１つづつに、順次加圧空気を供給して該カートリッジが被処理対象カートリッジであるかどうかを判別して、適正な抽出作用を行うことができる。
【００２２】
（５） 前記加圧ノズルと、少なくとも前記回収液を吐出する分注ノズルとが、可動体に一体に設けられていることを特徴とする（４）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２３】
この特定物質回収装置によれば、加圧ノズルと分注ノズルとが、可動体に一体に設けられているので、効率よく加圧空気の供給及び回収液の注入を行うことができる。
【００２４】
（６） 前記フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２５】
この特定物質回収装置によれば、フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであるので、抽出すべき特定物質に応じて最適な特性を有するフィルター部材を用いることができる。これにより、フィルター部材を変更するだけで、多くの種類の特定物質に対応して効率よく回収することができる。
【００２６】
（７） 前記特定物質が、生体由来化合物又は生物材料であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項記載の特定物質回収装置。
【００２７】
この特定物質回収装置によれば、生体由来化合物又は生物材料を回収することができる。
【００２８】
（８） 前記フィルター部材を備えたカートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジで、前記特定物質が核酸であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の核酸抽出装置。
【００２９】
この核酸抽出装置によれば、カートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジであるので、試料液中の核酸を抽出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置によれば、効率よく、簡便かつ迅速で、自動化適性に優れ、再現性の高い特定物質回収処理（核酸抽出処理等）が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明に係る特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置について、特に核酸抽出装置を例にとり、そ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前面カバーが開放された状態を示す斜視図、図２は前面カバーが閉じられた状態にある核酸抽出装置の外観斜視図、図３は核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図、図４は核酸抽出装置の概略ブロック構成図、図５は保持機構の斜視図、図６は保持機構の分解斜視図、図７は保持機構及び液容器が取り外された装置本体の斜視図である。
【００３２】
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、廃液を収容する廃液容器１２、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４の加圧ノズル４１と保持機構３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、核酸吸着性多孔質固相（ここでは一例として核酸吸着性多孔性膜）が用いられる。
【００３３】
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。
なお、本実施形態の核酸抽出装置１００に用いられるカートリッジは、図１６において既に説明したものと同様のカートリッジ１１が用いられる。
【００３４】
核酸抽出装置１００は、図１〜図４に示すように、装置本体２に、保持機構３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。
【００３５】
上記装置本体２は、保持機構３、加圧エア供給機構４、分注機構５、及び移動機構７等を収容すると共に天面に操作パネル７１を供え前面側が開放された箱状の本体部７５と、本体部７５の開放面を覆う前面カバー７３と、を備える。本体部７５の正面側方の壁７５ｂには、正面側から背面側に窪む凹部７５ａが設けられている。これにより、容器保持台６３の側方に作業空間を確保して、後述する容器保持台６３を装置本体２に脱着する際、容器保持台６３を把持する手などが本体部７５に干渉することを防止して、作業性を向上している。
【００３６】
次に、保持機構３、加圧エア供給機構４、分注機構５を具体的に説明する。
＜保持機構＞
保持機構３は、図５及び図６に示すように、カートリッジホルダ６１と、容器ホルダ６２と、容器保持台６３とからなる。容器保持台６３には、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２がそれぞれ位置決めされた状態で載置される。カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２が載置された容器保持台６３は、更に、載置台６４上に載置される。
【００３７】
図７に示すように、容器ホルダ６２の容器交換移動（前後動）は、装置本体２の後壁２８から前方に突出し、前後方向及び上下方向に移動自在に設置された作動部材３１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（図４参照）。この前後動により、カートリッジホルダ６１に保持されたカートリッジ１１の下方に、回収容器１３が位置したり、廃液容器１２が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。
【００３８】
載置台６４は、略矩形枠状に形成された基部６４ａから両側壁６４ｂ，６４ｃが上方に突出して設けられている。両側壁６４ｂ，６４ｃの後端上部には、略逆Ｕ字形のフック部６４ｄが後方に突出して形成されている。
【００３９】
ここで、図８は装置本体の斜視図であり、（ａ）は装置本体に載置台が取り付けられた状態を示す斜視図、（ｂ）は更に保持機構が載置台に載置された状態を示す斜視図である。
図８（ａ）に示すように、載置台６４は、フック部６４ｄを装置本体２の後壁２８に形成された矩形係止穴２８ａ（図７参照）に挿入、係合することにより、基部６４ａが作動部材３１の下方に位置すると共に、両側壁６４ｂ，６４ｃが作動部材３１の両脇側に配置されるようにして装置本体２に設置される。従って、作動部材３１は、両側壁６４ｂ，６４ｃの間で前後方向及び上下方向に自在に移動する。
【００４０】
そして、図８（ｂ）に示すように、カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３が一体に組み付けられた保持機構３が、装置本体２に設置された載置台６４上に載置される。
【００４１】
カートリッジホルダ６１は、ステンレス鋼板などを略コの字形に折り曲げて形成した台部６５と、プレート材６６とを備え、２分割構造に構成されている。台部６５の両側壁６５ａ，６５ｂの下端は、互いに離間する方向に折り曲げられて支持部６５ｃを形成する。また、両側壁６５ａ，６５ｂの後端上部には、略逆Ｕ字形の係止溝６５ｇ、６５ｈを有する係止部６５ｆ、６５ｊが形成されている（図５，図６参照）。これら係止部６５ｆ、６５ｊは、係止ロッド７６及び係止ロッド７６の切欠溝７６ａにそれぞれ係合して位置決めされる。
【００４２】
両側壁６５ａ，６５ｂを連結する中間部６５ｄの後端は、更に略コの字形に折り曲げられると共に、Ｖ字形に形成された複数（図に示す実施形態においては８箇所）のＶ字保持溝６５ｅを備える。
【００４３】
プレート材６６は、台部６５のＶ字保持溝６５ｅに対して離接する方向に移動自在に構成されており、内蔵するコイルバネ（図示せず）によってＶ字保持溝６５ｅに接近する方向に付勢されている。また、プレート材６６は、台部６５のＶ字保持溝６５ｅに対応する位置にＶ字形の保持部（図示せず）が複数形成されており、台部６５のＶ字保持溝６５ｅとプレート材６６の保持部との間にコイルバネの弾性力によってカートリッジ１１を挟持するようになっている。即ち、台部６５のＶ字保持溝６５ｅ、プレート材６６の保持部、及びコイルバネによりカートリッジ１１の把持機構が構成される。
【００４４】
把持機構により挟持されたカートリッジ１１は、筒状本体１１ａの側部両側に形成された突起１１ｄ（図１６参照）がプレート材６６の係合部（不図示）に係合保持される。コイルバネの弾性力に抗してプレート材６６を移動させると、突起１１ｄとの係合が解除されてカートリッジ１１を全部同時に下方に落下廃棄するようになっている。また、プレート材６６の各保持部に相当する位置には、数字が昇順に記載されており、保持されたカートリッジ１１が個別に容易に識別できるようになっている。
【００４５】
容器保持台６３は、図６に示すように、リブ６３ｃ，６３ｄにより連結されて一対の側壁６３ａ，６３ｂが対向配置されている。リブ６３ｃは、更に両側方に延設されて一対の把持部材６３ｅが形成されている。また、一対の側壁６３ａ，６３ｂの内壁面下部には、互いに対向する一対の支持リブ６３ｆが水平方向に形成されており、該支持リブ６３ｆ上に容器ホルダ６２を載置可能となっている。支持リブ６３ｆの上面両端は、上方に突出する突起６３ｇが形成されており、支持リブ６３ｆ上に載置された容器ホルダ６２が突起６３ｇに当接して前後方向の位置決めがなされる。更に、一対の側壁６３ａ，６３ｂの外壁面前方には、上下方向に縦リブ６３ｈが形成されている。カートリッジホルダ６１は、両側壁６５ａ，６５ｂが容器保持台６３の一対の側壁６３ａ，６３ｂを挟持しつつ、縦リブ６３ｈと把持部材６３ｅの間に上方から挿入され、位置決めされた状態で容器保持台６３に載置される。
【００４６】
容器ホルダ６２は、その天面で横方向に延びる廃液容器保持孔６２ａと回収容器保持孔６２ｂとを平行２列に備え、後側の廃液容器保持孔６２ａに複数の廃液容器１２が、前側の回収容器保持孔６２ｂ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６２ａ及び回収容器保持孔６２ｂはカートリッジホルダ６１の把持機構（Ｖ字保持溝６５ｅ）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。
【００４７】
２列に形成された廃液容器保持孔６２ａと回収容器保持孔６２ｂとの間の天面６２ｃには、カートリッジホルダ６１に記載された数字と対応する数字が昇順で記載されている。これにより、カートリッジホルダ６１に保持されているカートリッジ１１と、容器ホルダ６２に保持された廃液容器１２及び回収容器１３とを１対１に対応させて識別することができる。また、容器ホルダ６２の底面には、一対の位置決め孔６２ｄが形成されている。なお、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。
【００４８】
図５に示すように、カートリッジホルダ６１は、両側壁６５ａ，６５ｂが容器保持台６３の一対の側壁６３ａ，６３ｂを挟持するように容器保持台６３の上方から挿入されて載置される。また、容器ホルダ６２は、容器保持台６３の手前側の開口から挿入されて一対の支持リブ６３ｆ上に載置される。これにより、カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３が一体に組み付けられて保持機構３が構成される。保持機構３は、装置本体２に設置された載置台６４に載置されるが、このとき、カートリッジホルダ６１の支持部６５ｃは、載置台６４の両側壁６４ｂ，６４ｃの上面６４ｅに当接して保持される。
【００４９】
なお、カートリッジホルダ６１は、図５のように容器ホルダ６２が容器保持台６３の一対の支持リブ６３ｆ（図６参照）上に載置されている下降した位置では、カートリッジホルダ６１に保持されたカートリッジ１１の排出部１１ｃの下端（図１６参照）は容器ホルダ６２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。容器ホルダ６２がパルスモータ等の昇降モータ４７（図４参照）の駆動により昇降動作されて、容器ホルダ６２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、容器ホルダ６２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。
【００５０】
＜加圧エア供給機構＞
加圧エア供給機構４は、図４に示すように、容器ホルダ６２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。
【００５１】
移動ヘッド４０は、装置本体２の内部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、図４参照）、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（図示せず）、駆動側プーリ２７と従動側プーリ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。
【００５２】
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６１にセットされたカートリッジ１１の上部開口１１ｅ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。
【００５３】
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からの加圧エアが加圧ノズル４１を経てカートリッジ１１内に導入され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。
【００５４】
＜分注機構＞
分注機構５は、図１、図３、図４，及び図７に示すように、カートリッジホルダ６１上をカートリッジ１１の並び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と、廃液容器台２３に載置された廃液容器５７等を備える。
【００５５】
移動ヘッド４０は、ヘッド移動モータ２６（図４参照）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。
【００５６】
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に接続されている。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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操作パネル７１の入力操作に対応して、連係された制御部７０（図４参照）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。また、図１及び図２に示すように、各機構３〜５は、装置本体２に対して開閉自在に配設された前面カバー７３で装置本体２の前面を覆うことにより装置本体２内に収容される。
【００６０】
次に、上記構成の核酸抽出装置１００による抽出動作について、具体的に説明する。
まず、本発明の主要部分を構成する特定物質（ここでは核酸）の回収を行うべき被処理対象カートリッジの判別について説明する。
図９に核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する要部構成の概略ブロック図、図１０に被処理対象カートリッジであるか否かを判定する手順のフローチャートを示した。
【００６１】
図９に示すように、核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する判別機構は、カートリッジ１１に対して昇降移動する移動ヘッド４０を備える。移動ヘッド４０は、電磁弁４５を介してエアポンプ４３に接続されている。また、加圧ノズル４１と電磁弁４５を接続する配管７４の途中には、圧力センサ４６が介装されており、配管７４内の圧力を測定し、測定結果は制御部７０に入力される。制御部７０は、測定された配管７４内の圧力データに基づいて記憶部７２に記憶されているプログラムに従って核酸の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する。即ち、制御部７０が、カートリッジ１１内に加圧空気を導入したときに圧力センサ４６が検出する圧力により、核酸（特定物質）の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段として機能する。
【００６２】
制御部７０に入力される圧力信号は、ノイズによるアルゴリズムの誤判定を避けるために、所定時間間隔でサンプリングして、常時１秒間当たりの平均値を算出している。所定時間間隔は、０．５秒以下であることが望ましい。
【００６３】
次に、判別機構により核酸抽出を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定するアルゴリズムを説明する。
図１０のフローチャートに示すように、カウンタｉの記憶値を１にセットした後（ステップ１、以降はＳ１と略記する）、加圧ノズル４１を移動させて１番目のカートリッジ（Ｃ１）に密着させ（Ｓ２）、カートリッジ（Ｃ１）にエアポンプ４３からの加圧エアを供給して（Ｓ３）、配管７４内の圧力を測定する（Ｓ４）。そして、測定された圧力が所定の条件を満足しているか判別される（Ｓ５）。測定された圧力が所定の条件を満足していれば、カートリッジ（Ｃ１）を被処理対象カートリッジリストに登録し（Ｓ６）、満足していなければカートリッジ（Ｃ１）を被処理対象カートリッジリストから外す（Ｓ７）。次に、上記した判定がまだ実施されていないカートリッジの有無が判別され（Ｓ８）、判定が未実施のカートリッジがあればカウンタｉの記憶値をインクリメントして（Ｓ９）、ステップＳ２の前に戻り再び同様操作を繰り返し行う。このようにして、全てのカートリッジの判別が終了すると被処理対象カートリッジであるか否かの判定を終了する（Ｓ１０）。
【００６４】
被処理対象カートリッジであると判定するために、測定された圧力が満たすべき所定の条件は、フィルター部材及び試料液の種類により大きく異なるため、ここでは代表的な３つのパターンに分類する。
【００６５】
（第１パターン）
図１１は第１のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内にピーク圧力に達した場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇して時刻ｔａにおいてピーク値Ｐａを示す。即ち、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓ以上のピーク値Ｐａに達する。その後、カートリッジ１１内の試料液Ｓが核酸吸着性多孔膜（フィルター部材）１１ｂを通過してカートリッジ１１外に排出されるに従って圧力が次第に低下し、全ての試料液Ｓが排出されると、カートリッジ１１内の圧力は急激に減少する。
このような第１パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓ以上のピーク値Ｐａに達したことにより、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６６】
（第２パターン）
図１２は第２のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大となる場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇していくが、時間と共に圧力の上昇率が減少してピーク値Ｐｐを示した後、暫減する。圧力のピーク値Ｐｐは、所定の設定値Ｐｓより低く、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓに達することはない。
このような第２パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、カートリッジ内の圧力の所定時間ｔ１内における積分値Ａ1が予め設定された値よりも大きいとき、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６７】
（第３パターン）
図１３は第３のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大とならない場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇していくが、圧力の上昇率は時間と共に除々に減少しピーク値を示すことはない。
このような第３パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、第２パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１と同様に、カートリッジ内の圧力の所定時間ｔ１内における積分値Ａ2が予め設定された値よりも大きいとき、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６８】
（不正圧のパターン）
図１４はカートリッジ不装着の場合の圧力の時間変化を表わすグラフであり、エアポンプの脈動のプロファイルである。このプロファイルでは、カートリッジ１１に試料液Ｓが注入されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図に示すようにエアポンプ４３の脈動のみが検出される。
このような不正圧のパターンの圧力プロファイルが得られた場合は、被処理対象カートリッジではないと判定される。
【００６９】
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、図８（ａ）に示すように、載置台６４のフック部６４ｄを装置本体２の後壁２８に形成された矩形係止穴２８ａ（図７参照）に挿入、係合して、基部６４ａを作動部材３１の下方に位置させ、且つ両側壁６４ｂ，６４ｃが作動部材３１の両側を挟持するように装置本体２に設置する。
【００７０】
次いで、装置本体２外に取り出された保持機構３のカートリッジホルダ６１にカートリッジ１１をセットして容器保持台６３に載置し、更に、廃液容器１２及び回収容器１３を保持した容器ホルダ６２を容器保持台６３の一対の支持リブ６３ｆ上に載置する。そして、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。
【００７１】
上記した準備作業は、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２の全ての保持部にカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３をセットする必要はなく、核酸を抽出すべき試料液Ｓの数に対応した任意の数量のカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３がセットされる。また、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２に対するカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３のセット位置も任意であり、カートリッジ１１の位置に対応する位置に廃液容器１２及び回収容器１３がセットされていればよい。
【００７２】
このように組み付けられた保持機構３は、図８（ｂ）に示すように、保持機構３の把持部材６３ｅが作業者に把持されて装置本体２に設置された載置台６４に載置される。このとき、本体部７５の正面側方の壁７５ｂには、正面側から背面側に窪む凹部７５ａが設けられて作業空間が確保されているので、保持機構３を装置本体２に脱着する際、容器保持台６３を把持する手などが本体部７５に干渉することはなく、容易に作業することができる。
【００７３】
ここで、図１５（ａ）〜（ｅ）に加圧ノズルから各カートリッジへ加圧エアを供給する説明図を示した。以降は、図１５を適宜参照して説明する。
その後、操作パネル７１の操作によって装置を作動させると、図１５（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を下降移動させて、加圧ノズル４１の先端外周面をカートリッジ（Ｃ１）の傾斜面１１ｆに密着させる（図１５（ｂ））。
【００７４】
一方、図８（ｂ）に容器ホルダと作動部材との位置関係を示すように、昇降モータ４７の駆動により作動部材３１が上昇動作すると、容器ホルダ６２の一対の位置決め孔６２ｄに一対の位置決めピン３１ａが嵌合して作動部材３１と容器ホルダ６２との相対位置が位置決めされる。そして、更に容器ホルダ６２が上昇してカートリッジ１１の下端排出部１１ｃを廃液容器１２内に所定量挿入させ、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。
【００７５】
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。
【００７６】
そして、カートリッジ（Ｃ１）内の圧力が圧力センサ４６により測定され、測定結果は図１０に示すフローチャートに従ってカートリッジ（Ｃ１）が核酸の回収を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定する。例えば、カートリッジ（Ｃ１）が、所定時間ｔ１内に所定圧力Ｐｓに達する図１３に示す第１パターンのプロファイルを示す場合、該カートリッジ（Ｃ１）は被処理対象カートリッジとして記憶部７２の処理対象リストに登録される。
【００７７】
次いで、図１５（ｃ）に示すように、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。図示する例においては、カートリッジ（Ｃ２）が装着されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図１４に示すようにエアポンプ４３の脈動が検出される。脈動のピーク圧力は、設定圧力Ｐｓよりも遥かに小さく、前述した第１、２，３パターンのいずれの条件も満たさないのでカートリッジ（Ｃ２）は処理対象リストから除外される。
【００７８】
更に、移動ヘッド４０がカートリッジ１１の配列ピッチ分移動して３番目のカートリッジ（Ｃ３）に対して同様に加圧エアを所定量供給する（図１５（ｄ））。図示する例においては、カートリッジ（Ｃ３）に試料液Ｓが注入されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図１４に示すようにエアポンプ４３の脈動のみが検出される。これにより、カートリッジ（Ｃ３）は処理対象リストから除外される。
【００７９】
同様に、移動ヘッド４０がカートリッジ１１の配列ピッチ分移動して４番目のカートリッジ（Ｃ４）に対して同様に加圧エアを所定量供給する（図１５（ｅ））。例えば、カートリッジ（Ｃ４）の測定圧力は、所定時間ｔ１内に所定圧力Ｐｓに達しないが、所定時間ｔ１内における積分値が予め設定された値よりも大きくなる図１２又は図１３に示す第２，第３パターンのプロファイルを示す場合、該カートリッジ（Ｃ４）は被処理対象カートリッジとして記憶部７２の処理対象リストに登録される。
【００８０】
以後、同様にカートリッジホルダ６１に保持された全てのカートリッジ１１に対して加圧エアの供給、及び被処理対象カートリッジか否かの判別が順次繰り返して行われ、条件を満たすカートリッジ１１が、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。カートリッジ（Ｃ１）は、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているので、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を所定量分注する。次に、移動ヘッド４０を次のカートリッジ上に移動させる際、２番目のカートリッジ（Ｃ２）及び３番目のカートリッジ（Ｃ３）は、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないのでスキップされて４番目のカートリッジ（Ｃ４）上に移動して洗浄液Ｗを分注する。
【００８３】
以後同様に、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ１１に対してのみ、洗浄液Ｗが分注され、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないカートリッジ１１はスキップされる。このようにして、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。
【００８４】
次に、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（Ｃ１）の上端開口１１ｅ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（Ｃ１）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。
【００８５】
この洗浄工程においても、上記と同様に被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ１１に対してのみ加圧エアが供給され、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないカートリッジ１１はスキップされる。全部のカートリッジ１１（処理対象リストに登録されているカートリッジ）における洗浄液Ｗが核酸吸着性多孔膜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。
【００８６】
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、容器ホルダ６２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、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容器ホルダ６２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。
【００８７】
続いて、容器ホルダ６２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、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を所定量分注する。次に、移動ヘッド４０を被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ（図１５に示す例においては、４番目のカートリッジ（Ｃ４））に移動させて順次回収液Ｒの分注を行う。被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されている全てのカートリッジ１１への回収液Ｒの分注が終了すると、前述と同様の加圧エアの供給を登録されている各カートリッジ１１に対して実施する。
【００８８】
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。
【００８９】
抽出動作が終了した容器ホルダ６２は昇降モータ４７の駆動により下降して容器ホルダ６２の位置決め孔６２ｄと作動部材３１の位置決めピン３１ａとの嵌合が解除されるので、保持機構３（カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３）は装置本体２から纏めて取り出される。そして、カートリッジ１１及び廃液容器１２はカートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２より取り出されて廃棄される。一方、回収容器１３は容器ホルダ６２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。
【００９０】
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。
また、保持機構３（カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３）を複数組備えておけば、上述した核酸抽出動作中に次の試料液Ｓの準備作業を行うことができ、より効率的な抽出作業が可能となる。
【００９１】
次に、上記のカートリッジ１１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）１１ｂについて詳細に説明する。
ここでいう核酸吸着性固相は、シリカもしくはその誘導体、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。
【００９２】
上記カートリッジ１１に内有する核酸吸着性固相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。
【００９３】
上記核酸抽出カートリッジ１１に内有する核酸吸着性固相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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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）。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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もしくはその誘導体、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。
【０１０７】
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。
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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−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。
【０１１１】
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、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固相を挙げることができる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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である。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
次に、試料溶液について簡単に説明する。
＜核酸を含む試料溶液＞
核酸を含む試料溶液は、核酸安定化剤、カオトロピック塩、界面活性剤、緩衝剤、消泡剤およびタンパク質分解酵素の中から選ばれる少なくとも一つを含む前処理液を核酸可溶化試薬として用いて処理することにより得られ、特に好ましくは水溶性有機溶媒を添加して得られた溶液である。
【０１２４】
（検体）
本発明において使用できる検体は、核酸を含むものであれば特に制限はなく、例えば診断分野においては、採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、動物（もしくはその一部）などの生体由来化合物、又は植物（もしくはその一部）、細菌、ウイルスなどの生物材料が対象となり、これらをそのままあるいはこれらの溶解物もしくはホモジネートなどを試料として用いる。
【０１２５】
「試料」とは、核酸を含む任意の試料を意味する。具体的には、上記検体において記載したものが挙げられる。試料溶液中の核酸の種類は１種類でも２種類以上であってもよい。前記核酸分離精製方法に供される個々の核酸の長さは特に限定されず、例えば、数ｂｐ〜数Ｍｂｐの任意の長さの核酸であってもよい。取り扱い上の観点からは、核酸の長さは一般的には、数ｂｐ〜数百ｋｂｐ程度であることが好ましい。
【０１２６】
本発明において「核酸」は一本鎖または二本鎖の、ＤＮＡまたはＲＮＡのいずれでもよく、また、分子量の制限も無い。
【０１２７】
検体は、細胞膜および核膜等を溶解して核酸を水溶液内に分散して、核酸を含む試料溶液を得ることが好ましい。
【実施例１】
【０１２８】
上述した核酸抽出装置により被処理対象カートリッジの有無を確認し、被処理対象カートリッジとして判別されたカートリッジに対する核酸抽出を行った実施例を以下に説明する。
（１）核酸分離精製容器の作成
内径７ｍｍ、核酸吸着用の固相を収容する、カートリッジ（核酸精製用容器）をポリプロピレンで作成する。
【０１２９】
（２）核酸分離精製ユニット
核酸吸着性多孔膜として、アセチルセルロ−スの多孔膜を使用し、上記（１）で作成した核酸精製カートリッジの核酸吸着性多孔膜収納部に収容する。多孔膜の平均孔径は２μｍのものを使用する。
【０１３０】
（３）ＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液の調製
表１に示す処方のＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液を調製する。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
（４）核酸精製操作
λＤＮＡ（クロンテック社製）をＴＥバッファー１００μｌに５μｇ溶解させ、これをＤＮＡ水溶液とした。これに、表１に示した処方のＤＮＡ可溶化試薬１００μｌを添加して、攪拌した。
攪拌後、表２に示す各種濃度エタノール８００μｌを添加して攪拌した。その後、上記のよう処理した核酸含有試薬の核酸粒子を動的光散乱光度計（DLS7000）にて粒子径を測定した。その測定結果を表３に示す。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
測定後、上記の様に処理した核酸含有試料を、上記（１）及び（２）で作成したアチルセルロ−スの混合物から成る有機高分子の核酸吸着性多孔膜を有するカートリッジに注入し、続いて該カートリッジに加圧エア供給機構を結合して加圧エアを供給してカートリッジ内を加圧状態にし、注入した核酸含有試料を含む試料溶液を核酸吸着性多孔膜に通過させることで核酸吸着性多孔膜に接触させ、カートリッジから排出する。続いて、カートリッジに表１に示す洗浄液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、洗浄する。続いて、カートリッジに回収液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した回収液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、この液を回収容器に回収する。
【０１３６】
（５）ＤＮＡの分離精製の確認
回収液の２６０ｎｍ吸収スペクトルを測定してＤＮＡの収量を求めた。その測定結果を表４に示す。また、その時の液体通過時間を表５に示す。
【０１３７】
【表４】
【０１３８】
【表５】
【０１３９】
なお、上記実施形態では、特定物質回収装置は核酸抽出装置として説明したが、カートリッジを蛋白を抽出する蛋白抽出カートリッジとすることにより、蛋白抽出装置とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】核酸抽出装置の一実施形態であって前面カバーが開放された状態を示す斜視図である。
【図２】前面カバーが閉じられた状態にある核酸抽出装置の外観斜視図である。
【図３】核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図である。
【図４】核酸抽出装置の概略ブロック構成図である。
【図５】カートリッジホルダ、容器ホルダ、及び容器保持台が保持機構として一体に組み付けられ、載置台に搭載された状態を示す斜視図である。
【図６】カートリッジホルダ、容器ホルダ、容器保持台、及び載置台の斜視図である。
【図７】保持機構及び液容器が取り外された装置本体の斜視図である。
【図８】装置本体の斜視図であり、（ａ）は装置本体に載置台が取り付けられた状態を示す斜視図、（ｂ）は更に保持機構が載置台に載置された状態を示す斜視図である。
【図９】核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する要部構成の概略ブロック図である。
【図１０】被処理対象カートリッジであるか否かを判定する手順を示すフローチャートである。
【図１１】第１のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内にピーク圧力に達した場合のプロファイルである。
【図１２】第２のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大となる場合のプロファイルである。
【図１３】第３のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大とならない場合のプロファイルである。
【図１４】カートリッジ不装着の場合の圧力の時間変化を表わすグラフであり、エアポンプの脈動のプロファイルである。
【図１５】加圧ノズルから各カートリッジへ加圧エアを供給する様子（ａ）〜（ｅ）示す説明図である。
【図１６】カートリッジの（ａ）斜視図と（ｂ）Ｐ−Ｐ断面図である。
【図１７】抽出動作の工程図（ａ）〜（ｇ）である。
【符号の説明】
【０１４１】
４ 加圧エア供給機構（加圧空気供給手段）
１１ カートリッジ（核酸抽出カートリッジ）
１１ｂ フィルター部材（核酸吸着性多孔膜）
４１ 加圧ノズル
４６ 圧力センサ（圧力検出手段）
５１ｗ，５１ｒ 分注ノズル
６１ カートリッジホルダ
７０ 制御装置（被処理対象判定手段）
１００ 核酸抽出装置（特定物質回収装置）
Ｓ 試料液
Ｗ 洗浄液
Ｒ 回収液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルター部材を備えたカートリッジを用いて試料液中の特定物質、例えば、核酸等を自動抽出する特定物質回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特定物質、例えば、核酸の従来の抽出法としては、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。
フィルターを用いて特定物質の一例である核酸を抽出する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、洗浄液及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）。
【特許文献１】特許第２８３２５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
そこで、本願出願人は、上記問題を解決すべく鋭意検討を加えた結果、試料液中の特定物質回収装置の一例である新規な核酸抽出装置を完成した。この核酸抽出装置は、核酸を含む試料溶液を用いて、容器内に核酸吸着性多孔膜（フィルター部材）を収容した核酸抽出カートリッジ（以後、カートリッジと言う）と圧力発生装置により、核酸を含む資料溶液中の核酸を核酸吸着性多孔膜に吸着させ、その後、洗浄等を経て、核酸を分離精製するものである。
【０００５】
新規な核酸抽出装置は、核酸吸着性多孔膜が装着され、核酸を含む試料液が注入されるカートリッジと、該カートリッジにそれぞれ対応してカートリッジの下方に配置された廃液容器及び回収容器を複数組備え、カートリッジに洗浄液Ｗ及び回収液Ｒを分注すると共に、加圧空気供給手段によりカートリッジに加圧エアを導入して試料液から核酸を含む回収液を回収容器に回収する。カートリッジ、廃液容器、及び回収容器の複数の組は、整列した状態で配置されており、各カートリッジに対して上記した抽出操作が順次行われる。
【０００６】
図１６（ａ）に示すように、新規な核酸抽出装置に用いられ、特定物質を含む試料液が注入されるカートリッジ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（フィルター部材）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、各液が核酸吸着性多孔膜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１６（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、加圧空気供給手段の加圧ノズル（図示せず）先端の傾斜外周面に略一致するように形成されている。
【０００７】
この核酸抽出装置による核酸の抽出工程の概略を説明する。
核酸抽出装置は、基本的に図１７(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１７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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
ところが、上記の工程を自動的に行う核酸抽出装置には、次のような問題があった。
核酸抽出を効率的に行えるように、核酸抽出装置には複数のカートリッジ１１がカートリッジホルダに整列した状態で装着可能である。核酸を抽出すべき試料液の数が少なく、装着可能カートリッジ数より少ないカートリッジ１１が装着されていたり（即ち、カートリッジホルダにカートリッジ１１が装着されていない部分がある)、何らかの原因により核酸吸着性多孔膜１１ｂが欠落しているカートリッジ１１が装着されていたり、或いは、誤って試料液が注入されていないカートリッジ１１があっても、核酸抽出装置は、これらの異常を検出することができず、全てのカートリッジ１１が正常に装着されているものとして順次、核酸の抽出作用を行う。
【００１２】
上記したように、カートリッジ１１の不装着、核酸吸着性多孔膜１１ｂの欠落、試料液の不注入等のように、本来、抽出操作が不要、又は実質的に無駄である箇所で抽出操作することは時間の無駄であり、作業効率を著しく低下させて抽出の処理能力向上の障害となっていた。また、このような箇所で洗浄液Ｗや回収液Ｒを分注すると、洗浄液Ｗや回収液Ｒが装置本体内に滴下してしまい、装置内部を汚染する問題があった。この問題は、廃液容器１２及び回収容器１３を本来不要である箇所にも配置して、滴下する無駄な洗浄液Ｗや回収液Ｒを収容するようにすれば回避可能である。しかし、カートリッジ１１の不装着の場合は、廃液容器１２及び回収容器１３よりかなり上方に配置された分注ノズルから洗浄液Ｗや回収液Ｒが滴下されるので、該液の飛沫が飛散して周囲を汚染する虞がある。また、これらの廃液容器１２及び回収容器１３は、適正に使用されることなく廃棄されて、核酸抽出の費用が嵩む一因となっていた。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、効率よく、簡便かつ迅速で、自動化適性に優れ、再現性の高い試料液中の特定物質回収処理が行える特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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カートリッジを複数個収容可能なカートリッジホルダを有し、該カートリッジホルダに保持された前記カートリッジに対し、試料液を注入し加圧して該試料液中の特定物質を前記フィルター部材に吸着させた後、前記カートリッジに回収液を分注し加圧して前記フィルター部材に吸着した特定物質を前記回収液とともに回収する試料液中の特定物質回収装置であって、前記カートリッジに対して加圧ノズルから加圧空気を導入する加圧空気供給手段と、前記カートリッジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記加圧空気供給手段により前記カートリッジ内に加圧空気を導入したときに前記圧力検出手段が検出する圧力により、前記特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段とを備えたことを特徴とする試料液中の特定物質回収装置。
【００１５】
この特定物質回収装置によれば、被処理対象判定手段は、カートリッジ内に加圧空気を導入したときに圧力検出手段が検出する圧力に基づいて、該カートリッジが特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定し、以後、被処理対象カートリッジに対してのみ特定物質の抽出作用を行う。これにより、抽出作用のタクトアップを図り、特定物質回収装置の稼働率を向上することができる。
【００１６】
（２） 前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする（１）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００１７】
この特定物質回収装置によれば、圧力検出手段により検出されるカートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合、そのカートリッジを被処理対象から外して、該カートリッジに対する以後の抽出作用を中止することができる。また、これによって抽出を効率的に行うことができる。
【００１８】
（３） 前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする（１）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００１９】
この特定物質回収装置によれば、圧力検出手段により検出されるカートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合、そのカートリッジを被処理対象から外して、該カートリッジに対する以後の抽出作用を中止することができる。また、これによって効率的な抽出作業が可能となる。
【００２０】
（４） 前記カートリッジホルダに収容された前記カートリッジに対して、前記加圧空気供給手段の加圧ノズルが、前記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）〜（３）のいずれかに記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２１】
この特定物質回収装置によれば、空気の加圧ノズルが、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ので、整列している複数のカートリッジの１つづつに、順次加圧空気を供給して該カートリッジが被処理対象カートリッジであるかどうかを判別して、適正な抽出作用を行うことができる。
【００２２】
（５） 前記加圧ノズルと、少なくとも前記回収液を吐出する分注ノズルとが、可動体に一体に設けられていることを特徴とする（４）記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２３】
この特定物質回収装置によれば、加圧ノズルと分注ノズルとが、可動体に一体に設けられているので、効率よく加圧空気の供給及び回収液の注入を行うことができる。
【００２４】
（６） 前記フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の試料液中の特定物質回収装置。
【００２５】
この特定物質回収装置によれば、フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであるので、抽出すべき特定物質に応じて最適な特性を有するフィルター部材を用いることができる。これにより、フィルター部材を変更するだけで、多くの種類の特定物質に対応して効率よく回収することができる。
【００２６】
（７） 前記特定物質が、生体由来化合物又は生物材料であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項記載の特定物質回収装置。
【００２７】
この特定物質回収装置によれば、生体由来化合物又は生物材料を回収することができる。
【００２８】
（８） 前記フィルター部材を備えたカートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジで、前記特定物質が核酸であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の核酸抽出装置。
【００２９】
この核酸抽出装置によれば、カートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジであるので、試料液中の核酸を抽出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置によれば、効率よく、簡便かつ迅速で、自動化適性に優れ、再現性の高い特定物質回収処理（核酸抽出処理等）が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明に係る特定物質回収装置及びこれを用いた核酸抽出装置について、特に核酸抽出装置を例にとり、そ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前面カバーが開放された状態を示す斜視図、図２は前面カバーが閉じられた状態にある核酸抽出装置の外観斜視図、図３は核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図、図４は核酸抽出装置の概略ブロック構成図、図５は保持機構の斜視図、図６は保持機構の分解斜視図、図７は保持機構及び液容器が取り外された装置本体の斜視図である。
【００３２】
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、廃液を収容する廃液容器１２、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４の加圧ノズル４１と保持機構３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、核酸吸着性多孔質固相（ここでは一例として核酸吸着性多孔性膜）が用いられる。
【００３３】
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。
なお、本実施形態の核酸抽出装置１００に用いられるカートリッジは、図１６において既に説明したものと同様のカートリッジ１１が用いられる。
【００３４】
核酸抽出装置１００は、図１〜図４に示すように、装置本体２に、保持機構３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。
【００３５】
上記装置本体２は、保持機構３、加圧エア供給機構４、分注機構５、及び移動機構７等を収容すると共に天面に操作パネル７１を供え前面側が開放された箱状の本体部７５と、本体部７５の開放面を覆う前面カバー７３と、を備える。本体部７５の正面側方の壁７５ｂには、正面側から背面側に窪む凹部７５ａが設けられている。これにより、容器保持台６３の側方に作業空間を確保して、後述する容器保持台６３を装置本体２に脱着する際、容器保持台６３を把持する手などが本体部７５に干渉することを防止して、作業性を向上している。
【００３６】
次に、保持機構３、加圧エア供給機構４、分注機構５を具体的に説明する。
＜保持機構＞
保持機構３は、図５及び図６に示すように、カートリッジホルダ６１と、容器ホルダ６２と、容器保持台６３とからなる。容器保持台６３には、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２がそれぞれ位置決めされた状態で載置される。カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２が載置された容器保持台６３は、更に、載置台６４上に載置される。
【００３７】
図７に示すように、容器ホルダ６２の容器交換移動（前後動）は、装置本体２の後壁２８から前方に突出し、前後方向及び上下方向に移動自在に設置された作動部材３１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（図４参照）。この前後動により、カートリッジホルダ６１に保持されたカートリッジ１１の下方に、回収容器１３が位置したり、廃液容器１２が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。
【００３８】
載置台６４は、略矩形枠状に形成された基部６４ａから両側壁６４ｂ，６４ｃが上方に突出して設けられている。両側壁６４ｂ，６４ｃの後端上部には、略逆Ｕ字形のフック部６４ｄが後方に突出して形成されている。
【００３９】
ここで、図８は装置本体の斜視図であり、（ａ）は装置本体に載置台が取り付けられた状態を示す斜視図、（ｂ）は更に保持機構が載置台に載置された状態を示す斜視図である。
図８（ａ）に示すように、載置台６４は、フック部６４ｄを装置本体２の後壁２８に形成された矩形係止穴２８ａ（図７参照）に挿入、係合することにより、基部６４ａが作動部材３１の下方に位置すると共に、両側壁６４ｂ，６４ｃが作動部材３１の両脇側に配置されるようにして装置本体２に設置される。従って、作動部材３１は、両側壁６４ｂ，６４ｃの間で前後方向及び上下方向に自在に移動する。
【００４０】
そして、図８（ｂ）に示すように、カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３が一体に組み付けられた保持機構３が、装置本体２に設置された載置台６４上に載置される。
【００４１】
カートリッジホルダ６１は、ステンレス鋼板などを略コの字形に折り曲げて形成した台部６５と、プレート材６６とを備え、２分割構造に構成されている。台部６５の両側壁６５ａ，６５ｂの下端は、互いに離間する方向に折り曲げられて支持部６５ｃを形成する。また、両側壁６５ａ，６５ｂの後端上部には、略逆Ｕ字形の係止溝６５ｇ、６５ｈを有する係止部６５ｆ、６５ｊが形成されている（図５，図６参照）。これら係止部６５ｆ、６５ｊは、係止ロッド７６及び係止ロッド７６の切欠溝７６ａにそれぞれ係合して位置決めされる。
【００４２】
両側壁６５ａ，６５ｂを連結する中間部６５ｄの後端は、更に略コの字形に折り曲げられると共に、Ｖ字形に形成された複数（図に示す実施形態においては８箇所）のＶ字保持溝６５ｅを備える。
【００４３】
プレート材６６は、台部６５のＶ字保持溝６５ｅに対して離接する方向に移動自在に構成されており、内蔵するコイルバネ（図示せず）によってＶ字保持溝６５ｅに接近する方向に付勢されている。また、プレート材６６は、台部６５のＶ字保持溝６５ｅに対応する位置にＶ字形の保持部（図示せず）が複数形成されており、台部６５のＶ字保持溝６５ｅとプレート材６６の保持部との間にコイルバネの弾性力によってカートリッジ１１を挟持するようになっている。即ち、台部６５のＶ字保持溝６５ｅ、プレート材６６の保持部、及びコイルバネによりカートリッジ１１の把持機構が構成される。
【００４４】
把持機構により挟持されたカートリッジ１１は、筒状本体１１ａの側部両側に形成された突起１１ｄ（図１６参照）がプレート材６６の係合部（不図示）に係合保持される。コイルバネの弾性力に抗してプレート材６６を移動させると、突起１１ｄとの係合が解除されてカートリッジ１１を全部同時に下方に落下廃棄するようになっている。また、プレート材６６の各保持部に相当する位置には、数字が昇順に記載されており、保持されたカートリッジ１１が個別に容易に識別できるようになっている。
【００４５】
容器保持台６３は、図６に示すように、リブ６３ｃ，６３ｄにより連結されて一対の側壁６３ａ，６３ｂが対向配置されている。リブ６３ｃは、更に両側方に延設されて一対の把持部材６３ｅが形成されている。また、一対の側壁６３ａ，６３ｂの内壁面下部には、互いに対向する一対の支持リブ６３ｆが水平方向に形成されており、該支持リブ６３ｆ上に容器ホルダ６２を載置可能となっている。支持リブ６３ｆの上面両端は、上方に突出する突起６３ｇが形成されており、支持リブ６３ｆ上に載置された容器ホルダ６２が突起６３ｇに当接して前後方向の位置決めがなされる。更に、一対の側壁６３ａ，６３ｂの外壁面前方には、上下方向に縦リブ６３ｈが形成されている。カートリッジホルダ６１は、両側壁６５ａ，６５ｂが容器保持台６３の一対の側壁６３ａ，６３ｂを挟持しつつ、縦リブ６３ｈと把持部材６３ｅの間に上方から挿入され、位置決めされた状態で容器保持台６３に載置される。
【００４６】
容器ホルダ６２は、その天面で横方向に延びる廃液容器保持孔６２ａと回収容器保持孔６２ｂとを平行２列に備え、後側の廃液容器保持孔６２ａに複数の廃液容器１２が、前側の回収容器保持孔６２ｂ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６２ａ及び回収容器保持孔６２ｂはカートリッジホルダ６１の把持機構（Ｖ字保持溝６５ｅ）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。
【００４７】
２列に形成された廃液容器保持孔６２ａと回収容器保持孔６２ｂとの間の天面６２ｃには、カートリッジホルダ６１に記載された数字と対応する数字が昇順で記載されている。これにより、カートリッジホルダ６１に保持されているカートリッジ１１と、容器ホルダ６２に保持された廃液容器１２及び回収容器１３とを１対１に対応させて識別することができる。また、容器ホルダ６２の底面には、一対の位置決め孔６２ｄが形成されている。なお、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。
【００４８】
図５に示すように、カートリッジホルダ６１は、両側壁６５ａ，６５ｂが容器保持台６３の一対の側壁６３ａ，６３ｂを挟持するように容器保持台６３の上方から挿入されて載置される。また、容器ホルダ６２は、容器保持台６３の手前側の開口から挿入されて一対の支持リブ６３ｆ上に載置される。これにより、カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３が一体に組み付けられて保持機構３が構成される。保持機構３は、装置本体２に設置された載置台６４に載置されるが、このとき、カートリッジホルダ６１の支持部６５ｃは、載置台６４の両側壁６４ｂ，６４ｃの上面６４ｅに当接して保持される。
【００４９】
なお、カートリッジホルダ６１は、図５のように容器ホルダ６２が容器保持台６３の一対の支持リブ６３ｆ（図６参照）上に載置されている下降した位置では、カートリッジホルダ６１に保持されたカートリッジ１１の排出部１１ｃの下端（図１６参照）は容器ホルダ６２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。容器ホルダ６２がパルスモータ等の昇降モータ４７（図４参照）の駆動により昇降動作されて、容器ホルダ６２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、容器ホルダ６２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。
【００５０】
＜加圧エア供給機構＞
加圧エア供給機構４は、図４に示すように、容器ホルダ６２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。
【００５１】
移動ヘッド４０は、装置本体２の内部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、図４参照）、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（図示せず）、駆動側プーリ２７と従動側プーリ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。
【００５２】
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６１にセットされたカートリッジ１１の上部開口１１ｅ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。
【００５３】
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からの加圧エアが加圧ノズル４１を経てカートリッジ１１内に導入され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。
【００５４】
＜分注機構＞
分注機構５は、図１、図３、図４，及び図７に示すように、カートリッジホルダ６１上をカートリッジ１１の並び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と、廃液容器台２３に載置された廃液容器５７等を備える。
【００５５】
移動ヘッド４０は、ヘッド移動モータ２６（図４参照）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。
【００５６】
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に接続されている。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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操作パネル７１の入力操作に対応して、連係された制御部７０（図４参照）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。また、図１及び図２に示すように、各機構３〜５は、装置本体２に対して開閉自在に配設された前面カバー７３で装置本体２の前面を覆うことにより装置本体２内に収容される。
【００６０】
次に、上記構成の核酸抽出装置１００による抽出動作について、具体的に説明する。
まず、本発明の主要部分を構成する特定物質（ここでは核酸）の回収を行うべき被処理対象カートリッジの判別について説明する。
図９に核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する要部構成の概略ブロック図、図１０に被処理対象カートリッジであるか否かを判定する手順のフローチャートを示した。
【００６１】
図９に示すように、核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する判別機構は、カートリッジ１１に対して昇降移動する移動ヘッド４０を備える。移動ヘッド４０は、電磁弁４５を介してエアポンプ４３に接続されている。また、加圧ノズル４１と電磁弁４５を接続する配管７４の途中には、圧力センサ４６が介装されており、配管７４内の圧力を測定し、測定結果は制御部７０に入力される。制御部７０は、測定された配管７４内の圧力データに基づいて記憶部７２に記憶されているプログラムに従って核酸の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する。即ち、制御部７０が、カートリッジ１１内に加圧空気を導入したときに圧力センサ４６が検出する圧力により、核酸（特定物質）の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段として機能する。
【００６２】
制御部７０に入力される圧力信号は、ノイズによるアルゴリズムの誤判定を避けるために、所定時間間隔でサンプリングして、常時１秒間当たりの平均値を算出している。所定時間間隔は、０．５秒以下であることが望ましい。
【００６３】
次に、判別機構により核酸抽出を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定するアルゴリズムを説明する。
図１０のフローチャートに示すように、カウンタｉの記憶値を１にセットした後（ステップ１、以降はＳ１と略記する）、加圧ノズル４１を移動させて１番目のカートリッジ（Ｃ１）に密着させ（Ｓ２）、カートリッジ（Ｃ１）にエアポンプ４３からの加圧エアを供給して（Ｓ３）、配管７４内の圧力を測定する（Ｓ４）。そして、測定された圧力が所定の条件を満足しているか判別される（Ｓ５）。測定された圧力が所定の条件を満足していれば、カートリッジ（Ｃ１）を被処理対象カートリッジリストに登録し（Ｓ６）、満足していなければカートリッジ（Ｃ１）を被処理対象カートリッジリストから外す（Ｓ７）。次に、上記した判定がまだ実施されていないカートリッジの有無が判別され（Ｓ８）、判定が未実施のカートリッジがあればカウンタｉの記憶値をインクリメントして（Ｓ９）、ステップＳ２の前に戻り再び同様操作を繰り返し行う。このようにして、全てのカートリッジの判別が終了すると被処理対象カートリッジであるか否かの判定を終了する（Ｓ１０）。
【００６４】
被処理対象カートリッジであると判定するために、測定された圧力が満たすべき所定の条件は、フィルター部材及び試料液の種類により大きく異なるため、ここでは代表的な３つのパターンに分類する。
【００６５】
（第１パターン）
図１１は第１のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内にピーク圧力に達した場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇して時刻ｔａにおいてピーク値Ｐａを示す。即ち、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓ以上のピーク値Ｐａに達する。その後、カートリッジ１１内の試料液Ｓが核酸吸着性多孔膜（フィルター部材）１１ｂを通過してカートリッジ１１外に排出されるに従って圧力が次第に低下し、全ての試料液Ｓが排出されると、カートリッジ１１内の圧力は急激に減少する。
このような第１パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓ以上のピーク値Ｐａに達したことにより、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６６】
（第２パターン）
図１２は第２のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大となる場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇していくが、時間と共に圧力の上昇率が減少してピーク値Ｐｐを示した後、暫減する。圧力のピーク値Ｐｐは、所定の設定値Ｐｓより低く、予め設定した所定時間ｔ１内に所定の設定値Ｐｓに達することはない。
このような第２パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、カートリッジ内の圧力の所定時間ｔ１内における積分値Ａ1が予め設定された値よりも大きいとき、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６７】
（第３パターン）
図１３は第３のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大とならない場合のプロファイルである。このプロファイルでは、加圧ノズル４１によりカートリッジ１１に加圧エアを供給すると、カートリッジ１１内の圧力が上昇していくが、圧力の上昇率は時間と共に除々に減少しピーク値を示すことはない。
このような第３パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１は、第２パターンの圧力プロファイルを示すカートリッジ１１と同様に、カートリッジ内の圧力の所定時間ｔ１内における積分値Ａ2が予め設定された値よりも大きいとき、対象となったカートリッジ１１が被処理対象カートリッジであると判定される。
【００６８】
（不正圧のパターン）
図１４はカートリッジ不装着の場合の圧力の時間変化を表わすグラフであり、エアポンプの脈動のプロファイルである。このプロファイルでは、カートリッジ１１に試料液Ｓが注入されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図に示すようにエアポンプ４３の脈動のみが検出される。
このような不正圧のパターンの圧力プロファイルが得られた場合は、被処理対象カートリッジではないと判定される。
【００６９】
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、図８（ａ）に示すように、載置台６４のフック部６４ｄを装置本体２の後壁２８に形成された矩形係止穴２８ａ（図７参照）に挿入、係合して、基部６４ａを作動部材３１の下方に位置させ、且つ両側壁６４ｂ，６４ｃが作動部材３１の両側を挟持するように装置本体２に設置する。
【００７０】
次いで、装置本体２外に取り出された保持機構３のカートリッジホルダ６１にカートリッジ１１をセットして容器保持台６３に載置し、更に、廃液容器１２及び回収容器１３を保持した容器ホルダ６２を容器保持台６３の一対の支持リブ６３ｆ上に載置する。そして、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。
【００７１】
上記した準備作業は、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２の全ての保持部にカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３をセットする必要はなく、核酸を抽出すべき試料液Ｓの数に対応した任意の数量のカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３がセットされる。また、カートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２に対するカートリッジ１１、廃液容器１２、及び回収容器１３のセット位置も任意であり、カートリッジ１１の位置に対応する位置に廃液容器１２及び回収容器１３がセットされていればよい。
【００７２】
このように組み付けられた保持機構３は、図８（ｂ）に示すように、保持機構３の把持部材６３ｅが作業者に把持されて装置本体２に設置された載置台６４に載置される。このとき、本体部７５の正面側方の壁７５ｂには、正面側から背面側に窪む凹部７５ａが設けられて作業空間が確保されているので、保持機構３を装置本体２に脱着する際、容器保持台６３を把持する手などが本体部７５に干渉することはなく、容易に作業することができる。
【００７３】
ここで、図１５（ａ）〜（ｅ）に加圧ノズルから各カートリッジへ加圧エアを供給する説明図を示した。以降は、図１５を適宜参照して説明する。
その後、操作パネル７１の操作によって装置を作動させると、図１５（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を下降移動させて、加圧ノズル４１の先端外周面をカートリッジ（Ｃ１）の傾斜面１１ｆに密着させる（図１５（ｂ））。
【００７４】
一方、図８（ｂ）に容器ホルダと作動部材との位置関係を示すように、昇降モータ４７の駆動により作動部材３１が上昇動作すると、容器ホルダ６２の一対の位置決め孔６２ｄに一対の位置決めピン３１ａが嵌合して作動部材３１と容器ホルダ６２との相対位置が位置決めされる。そして、更に容器ホルダ６２が上昇してカートリッジ１１の下端排出部１１ｃを廃液容器１２内に所定量挿入させ、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。
【００７５】
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。
【００７６】
そして、カートリッジ（Ｃ１）内の圧力が圧力センサ４６により測定され、測定結果は図１０に示すフローチャートに従ってカートリッジ（Ｃ１）が核酸の回収を行うべき被処理対象カートリッジであるか否かを判定する。例えば、カートリッジ（Ｃ１）が、所定時間ｔ１内に所定圧力Ｐｓに達する図１３に示す第１パターンのプロファイルを示す場合、該カートリッジ（Ｃ１）は被処理対象カートリッジとして記憶部７２の処理対象リストに登録される。
【００７７】
次いで、図１５（ｃ）に示すように、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。図示する例においては、カートリッジ（Ｃ２）が装着されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図１４に示すようにエアポンプ４３の脈動が検出される。脈動のピーク圧力は、設定圧力Ｐｓよりも遥かに小さく、前述した第１、２，３パターンのいずれの条件も満たさないのでカートリッジ（Ｃ２）は処理対象リストから除外される。
【００７８】
更に、移動ヘッド４０がカートリッジ１１の配列ピッチ分移動して３番目のカートリッジ（Ｃ３）に対して同様に加圧エアを所定量供給する（図１５（ｄ））。図示する例においては、カートリッジ（Ｃ３）に試料液Ｓが注入されていないので、圧力センサ４６により測定される圧力は上昇せず、図１４に示すようにエアポンプ４３の脈動のみが検出される。これにより、カートリッジ（Ｃ３）は処理対象リストから除外される。
【００７９】
同様に、移動ヘッド４０がカートリッジ１１の配列ピッチ分移動して４番目のカートリッジ（Ｃ４）に対して同様に加圧エアを所定量供給する（図１５（ｅ））。例えば、カートリッジ（Ｃ４）の測定圧力は、所定時間ｔ１内に所定圧力Ｐｓに達しないが、所定時間ｔ１内における積分値が予め設定された値よりも大きくなる図１２又は図１３に示す第２，第３パターンのプロファイルを示す場合、該カートリッジ（Ｃ４）は被処理対象カートリッジとして記憶部７２の処理対象リストに登録される。
【００８０】
以後、同様にカートリッジホルダ６１に保持された全てのカートリッジ１１に対して加圧エアの供給、及び被処理対象カートリッジか否かの判別が順次繰り返して行われ、条件を満たすカートリッジ１１が、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。カートリッジ（Ｃ１）は、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているので、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を所定量分注する。次に、移動ヘッド４０を次のカートリッジ上に移動させる際、２番目のカートリッジ（Ｃ２）及び３番目のカートリッジ（Ｃ３）は、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないのでスキップされて４番目のカートリッジ（Ｃ４）上に移動して洗浄液Ｗを分注する。
【００８３】
以後同様に、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ１１に対してのみ、洗浄液Ｗが分注され、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないカートリッジ１１はスキップされる。このようにして、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。
【００８４】
次に、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（Ｃ１）の上端開口１１ｅ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（Ｃ１）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。
【００８５】
この洗浄工程においても、上記と同様に被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ１１に対してのみ加圧エアが供給され、被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されていないカートリッジ１１はスキップされる。全部のカートリッジ１１（処理対象リストに登録されているカートリッジ）における洗浄液Ｗが核酸吸着性多孔膜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。
【００８６】
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、容器ホルダ６２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、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容器ホルダ６２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。
【００８７】
続いて、容器ホルダ６２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、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を所定量分注する。次に、移動ヘッド４０を被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されているカートリッジ（図１５に示す例においては、４番目のカートリッジ（Ｃ４））に移動させて順次回収液Ｒの分注を行う。被処理対象カートリッジとして処理対象リストに登録されている全てのカートリッジ１１への回収液Ｒの分注が終了すると、前述と同様の加圧エアの供給を登録されている各カートリッジ１１に対して実施する。
【００８８】
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。
【００８９】
抽出動作が終了した容器ホルダ６２は昇降モータ４７の駆動により下降して容器ホルダ６２の位置決め孔６２ｄと作動部材３１の位置決めピン３１ａとの嵌合が解除されるので、保持機構３（カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３）は装置本体２から纏めて取り出される。そして、カートリッジ１１及び廃液容器１２はカートリッジホルダ６１及び容器ホルダ６２より取り出されて廃棄される。一方、回収容器１３は容器ホルダ６２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。
【００９０】
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。
また、保持機構３（カートリッジホルダ６１、容器ホルダ６２及び容器保持台６３）を複数組備えておけば、上述した核酸抽出動作中に次の試料液Ｓの準備作業を行うことができ、より効率的な抽出作業が可能となる。
【００９１】
次に、上記のカートリッジ１１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）１１ｂについて詳細に説明する。
ここでいう核酸吸着性固相は、シリカもしくはその誘導体、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。
【００９２】
上記カートリッジ１１に内有する核酸吸着性固相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。
【００９３】
上記核酸抽出カートリッジ１１に内有する核酸吸着性固相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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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）。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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もしくはその誘導体、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。
【０１０７】
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。
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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−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。
【０１１１】
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、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固相を挙げることができる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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である。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
次に、試料溶液について簡単に説明する。
＜核酸を含む試料溶液＞
核酸を含む試料溶液は、核酸安定化剤、カオトロピック塩、界面活性剤、緩衝剤、消泡剤およびタンパク質分解酵素の中から選ばれる少なくとも一つを含む前処理液を核酸可溶化試薬として用いて処理することにより得られ、特に好ましくは水溶性有機溶媒を添加して得られた溶液である。
【０１２４】
（検体）
本発明において使用できる検体は、核酸を含むものであれば特に制限はなく、例えば診断分野においては、採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、動物（もしくはその一部）などの生体由来化合物、又は植物（もしくはその一部）、細菌、ウイルスなどの生物材料が対象となり、これらをそのままあるいはこれらの溶解物もしくはホモジネートなどを試料として用いる。
【０１２５】
「試料」とは、核酸を含む任意の試料を意味する。具体的には、上記検体において記載したものが挙げられる。試料溶液中の核酸の種類は１種類でも２種類以上であってもよい。前記核酸分離精製方法に供される個々の核酸の長さは特に限定されず、例えば、数ｂｐ〜数Ｍｂｐの任意の長さの核酸であってもよい。取り扱い上の観点からは、核酸の長さは一般的には、数ｂｐ〜数百ｋｂｐ程度であることが好ましい。
【０１２６】
本発明において「核酸」は一本鎖または二本鎖の、ＤＮＡまたはＲＮＡのいずれでもよく、また、分子量の制限も無い。
【０１２７】
検体は、細胞膜および核膜等を溶解して核酸を水溶液内に分散して、核酸を含む試料溶液を得ることが好ましい。
【実施例１】
【０１２８】
上述した核酸抽出装置により被処理対象カートリッジの有無を確認し、被処理対象カートリッジとして判別されたカートリッジに対する核酸抽出を行った実施例を以下に説明する。
（１）核酸分離精製容器の作成
内径７ｍｍ、核酸吸着用の固相を収容する、カートリッジ（核酸精製用容器）をポリプロピレンで作成する。
【０１２９】
（２）核酸分離精製ユニット
核酸吸着性多孔膜として、アセチルセルロ−スの多孔膜を使用し、上記（１）で作成した核酸精製カートリッジの核酸吸着性多孔膜収納部に収容する。多孔膜の平均孔径は２μｍのものを使用する。
【０１３０】
（３）ＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液の調製
表１に示す処方のＤＮＡ可溶化試薬及び洗浄液を調製する。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
（４）核酸精製操作
λＤＮＡ（クロンテック社製）をＴＥバッファー１００μｌに５μｇ溶解させ、これをＤＮＡ水溶液とした。これに、表１に示した処方のＤＮＡ可溶化試薬１００μｌを添加して、攪拌した。
攪拌後、表２に示す各種濃度エタノール８００μｌを添加して攪拌した。その後、上記のよう処理した核酸含有試薬の核酸粒子を動的光散乱光度計（DLS7000）にて粒子径を測定した。その測定結果を表３に示す。
【０１３３】
【表２】
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
測定後、上記の様に処理した核酸含有試料を、上記（１）及び（２）で作成したアチルセルロ−スの混合物から成る有機高分子の核酸吸着性多孔膜を有するカートリッジに注入し、続いて該カートリッジに加圧エア供給機構を結合して加圧エアを供給してカートリッジ内を加圧状態にし、注入した核酸含有試料を含む試料溶液を核酸吸着性多孔膜に通過させることで核酸吸着性多孔膜に接触させ、カートリッジから排出する。続いて、カートリッジに表１に示す洗浄液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した洗浄液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、洗浄する。続いて、カートリッジに回収液を注入し、上記と同様に加圧エア供給機構から加圧エアを供給して加圧し、注入した回収液を核酸吸着性多孔膜に通過させて排出し、この液を回収容器に回収する。
【０１３６】
（５）ＤＮＡの分離精製の確認
回収液の２６０ｎｍ吸収スペクトルを測定してＤＮＡの収量を求めた。その測定結果を表４に示す。また、その時の液体通過時間を表５に示す。
【０１３７】
【表４】
【０１３８】
【表５】
【０１３９】
なお、上記実施形態では、特定物質回収装置は核酸抽出装置として説明したが、カートリッジを蛋白を抽出する蛋白抽出カートリッジとすることにより、蛋白抽出装置とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】核酸抽出装置の一実施形態であって前面カバーが開放された状態を示す斜視図である。
【図２】前面カバーが閉じられた状態にある核酸抽出装置の外観斜視図である。
【図３】核酸抽出装置の移動ヘッドの概略構成図である。
【図４】核酸抽出装置の概略ブロック構成図である。
【図５】カートリッジホルダ、容器ホルダ、及び容器保持台が保持機構として一体に組み付けられ、載置台に搭載された状態を示す斜視図である。
【図６】カートリッジホルダ、容器ホルダ、容器保持台、及び載置台の斜視図である。
【図７】保持機構及び液容器が取り外された装置本体の斜視図である。
【図８】装置本体の斜視図であり、（ａ）は装置本体に載置台が取り付けられた状態を示す斜視図、（ｂ）は更に保持機構が載置台に載置された状態を示す斜視図である。
【図９】核酸抽出を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する要部構成の概略ブロック図である。
【図１０】被処理対象カートリッジであるか否かを判定する手順を示すフローチャートである。
【図１１】第１のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内にピーク圧力に達した場合のプロファイルである。
【図１２】第２のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大となる場合のプロファイルである。
【図１３】第３のパターンにおける圧力の時間変化を表わすグラフであり、設定時間内に設定圧力に達せず、且つ設定時間内に圧力が極大とならない場合のプロファイルである。
【図１４】カートリッジ不装着の場合の圧力の時間変化を表わすグラフであり、エアポンプの脈動のプロファイルである。
【図１５】加圧ノズルから各カートリッジへ加圧エアを供給する様子（ａ）〜（ｅ）示す説明図である。
【図１６】カートリッジの（ａ）斜視図と（ｂ）Ｐ−Ｐ断面図である。
【図１７】抽出動作の工程図（ａ）〜（ｇ）である。
【符号の説明】
【０１４１】
４ 加圧エア供給機構（加圧空気供給手段）
１１ カートリッジ（核酸抽出カートリッジ）
１１ｂ フィルター部材（核酸吸着性多孔膜）
４１ 加圧ノズル
４６ 圧力センサ（圧力検出手段）
５１ｗ，５１ｒ 分注ノズル
６１ カートリッジホルダ
７０ 制御装置（被処理対象判定手段）
１００ 核酸抽出装置（特定物質回収装置）
Ｓ 試料液
Ｗ 洗浄液
Ｒ 回収液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター部材を備えたカートリッジを複数個収容可能なカートリッジホルダを有し、該カートリッジホルダに保持された前記カートリッジに対し、試料液を注入し加圧して該試料液中の特定物質を前記フィルター部材に吸着させた後、前記カートリッジに回収液を分注し加圧して前記フィルター部材に吸着した特定物質を前記回収液とともに回収する試料液中の特定物質回収装置であって、
前記カートリッジに対して加圧ノズルから加圧空気を導入する加圧空気供給手段と、
前記カートリッジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記加圧空気供給手段により前記カートリッジ内に加圧空気を導入したときに前記圧力検出手段が検出する圧力により、前記特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段とを備えたことを特徴とする試料液中の特定物質回収装置。
【請求項２】
前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする請求項１記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項３】
前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする請求項１記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項４】
前記カートリッジホルダに収容された前記カートリッジに対して、前記加圧空気供給手段の加圧ノズルが、前記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請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項５】
前記加圧ノズルと、少なくとも前記回収液を吐出する分注ノズルとが、可動体に一体に設けられていることを特徴とする請求項４記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項６】
前記フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項７】
前記特定物質が、生体由来化合物又は生物材料であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の特定物質回収装置。
【請求項８】
前記フィルター部材を備えたカートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジで、前記特定物質が核酸であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
【請求項１】
フィルター部材を備えたカートリッジを複数個収容可能なカートリッジホルダを有し、該カートリッジホルダに保持された前記カートリッジに対し、試料液を注入し加圧して該試料液中の特定物質を前記フィルター部材に吸着させた後、前記カートリッジに回収液を分注し加圧して前記フィルター部材に吸着した特定物質を前記回収液とともに回収する試料液中の特定物質回収装置であって、
前記カートリッジに対して加圧ノズルから加圧空気を導入する加圧空気供給手段と、
前記カートリッジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記加圧空気供給手段により前記カートリッジ内に加圧空気を導入したときに前記圧力検出手段が検出する圧力により、前記特定物質の回収を行う被処理対象カートリッジであるか否かを判定する被処理対象判定手段とを備えたことを特徴とする試料液中の特定物質回収装置。
【請求項２】
前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力のピーク値が予め設定された値よりも低い場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする請求項１記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項３】
前記被処理対象判定手段が、前記圧力検出手段により検出される前記カートリッジ内の圧力の所定時間内における積分値が予め設定された値よりも小さい場合に、そのカートリッジを被処理対象から外すことを特徴とする請求項１記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項４】
前記カートリッジホルダに収容された前記カートリッジに対して、前記加圧空気供給手段の加圧ノズルが、前記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請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項５】
前記加圧ノズルと、少なくとも前記回収液を吐出する分注ノズルとが、可動体に一体に設けられていることを特徴とする請求項４記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項６】
前記フィルター部材が、多孔膜、不織布、或いは織物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の試料液中の特定物質回収装置。
【請求項７】
前記特定物質が、生体由来化合物又は生物材料であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の特定物質回収装置。
【請求項８】
前記フィルター部材を備えたカートリッジが核酸を抽出するための核酸抽出カートリッジで、前記特定物質が核酸であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の核酸抽出装置。
【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２００６−２０４２２８（Ｐ２００６−２０４２２８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２６７６（Ｐ２００５−２２６７６）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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