本發(fā)明涉及磁性體粒子操作用器件以及磁性體粒子的操作方法，所述磁性體粒子操作用器件使用磁性體粒子而用于進(jìn)行目標(biāo)物質(zhì)的分離、萃取、提純、反應(yīng)等的化學(xué)操作。

背景技術(shù)：

在醫(yī)學(xué)檢查、食品安全衛(wèi)生上的管理、用于環(huán)境保護(hù)的監(jiān)測等中，尋求從包含多種多樣的夾雜物的試料萃取目標(biāo)物質(zhì)，用于檢測與反應(yīng)。例如，在醫(yī)學(xué)檢查中，需要對從動植物中分離取得的血液、血清、細(xì)胞、尿、糞便等所包含的核酸、蛋白質(zhì)、糖、脂質(zhì)、細(xì)菌、病毒、放射性物質(zhì)等進(jìn)行檢測、鑒定、定量。在進(jìn)行這些檢查時，為了排除因夾雜物引起的背景等的不良影響，存在需要對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行分離、提純的情況。

為了分離、提純試料中的目標(biāo)物質(zhì)，開發(fā)并實(shí)用化有如下的方法：在粒徑為0.5μm～十?dāng)?shù)μm左右的磁性體的表面，使用與目標(biāo)物質(zhì)具有化學(xué)親和力或分子識別功能的磁性體粒子。在該方法中，使目標(biāo)物質(zhì)固定于磁性體粒子的表面之后，通過磁場操作從液相分離、回收磁性體粒子，根據(jù)需要使回收后的磁性體粒子分散在清洗液等的液相中，重復(fù)進(jìn)行從液相分離、回收磁性體粒子的工序。之后，通過使磁性體粒子分散在洗提液中，固定于磁性體粒子的目標(biāo)物質(zhì)游離至洗提液中，從而能夠回收洗提液中的目標(biāo)物質(zhì)。因?yàn)橥ㄟ^使用磁性體粒子，能夠?qū)崿F(xiàn)由磁鐵回收目標(biāo)物質(zhì)，所以具有有利于化學(xué)萃取、提純的自動化的特征。

能夠選擇性地固定目標(biāo)物質(zhì)的磁性體粒子，作為分離、提純試劑盒的一部分而在市場上出售。試劑盒是將多個試劑裝入不同的容器中，使用者在使用時利用移液管等分取、分注試劑。市場上也出售有用于使這些移液管操作或磁場操作自動化的裝置。

另一方面，提議有以下的方法：使用管狀器件替代移液管操作，使磁性體粒子在該器件內(nèi)沿著管狀容器的長度方向移動，由此分離、提純目標(biāo)物質(zhì)，所述管狀器件在毛細(xì)管等的管狀容器內(nèi)交替地層疊有溶解/固定液、清洗液、洗提液等的液體層(液體相)與凝膠狀介質(zhì)層(凝膠狀介質(zhì)相)(專利文獻(xiàn)1)。此外，也提議有如下的方法：在形成于基板表面的槽內(nèi)，使用交替地配置有液體相與凝膠狀介質(zhì)相的芯片器件，使磁性體粒子在該器件內(nèi)沿著槽的長度方向移動，由此分離、提純目標(biāo)物質(zhì)(專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2012/086243號

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013－130548號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

在專利文獻(xiàn)1所述那樣的管狀器件以及專利文獻(xiàn)2所述的芯片器件中，在任意一個器件內(nèi)都交替地配置有液體相與凝膠狀介質(zhì)相，通過凝膠狀介質(zhì)隔開各液體。因此，若使多種類的液體存在于器件內(nèi)，則也需要存在較多的用于隔開液體的凝膠狀介質(zhì)，液體以及凝膠狀介質(zhì)的裝填作業(yè)變得繁雜。特別是在裝填凝膠狀介質(zhì)時，因凝膠狀介質(zhì)附著在器件內(nèi)壁而容易產(chǎn)生污染，為了防止該污染，在以往的器件中，無法過度地使管或槽變細(xì)。

進(jìn)而，若使多種類的液體存在于器件內(nèi)，則需要使管或槽變長，因此器件的尺寸變大。

由此，在以往的器件中，為了使多種類的液體存在的情況下，在器件的制作或尺寸方面存在改善的余地。

鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種磁性體粒子操作用器件，即便在器件內(nèi)存在多種類的液體的情況下，也容易裝填液體以及凝膠狀介質(zhì)，并且能夠使器件的尺寸變小。

用于解決上述技術(shù)問題的方案

本發(fā)明人研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過使器件具備連接于3個以上的液體容納部的凝膠狀介質(zhì)容納部，即便在器件內(nèi)存在有多種類的液體的情況下，也容易裝填液體以及凝膠狀介質(zhì)，并且能夠使器件尺寸變小，從而完成了本發(fā)明。

本發(fā)明涉及裝填有液體以及凝膠狀介質(zhì)的磁性體粒子操作用器件。上述器件具備：第1液體容納部，容納有第1液體；第2液體容納部，容納有第2液體；第3液體容納部，容納有第3液體；第1凝膠狀介質(zhì)容納部，容納有第1凝膠狀介質(zhì)。第1液體容納部、第2液體容納部以及第3液體容納部分別連接于第1凝膠狀介質(zhì)容納部，通過第1凝膠狀介質(zhì)隔開第1液體、第2液體以及第3液體。第1液體、第2液體以及第3液體也可以不是分別不同種類的液體，也可以含有相同種類的液體。

也可以是，上述器件還具備容納有第4液體的第4液體容納部，第4液體容納部連接于第1凝膠狀介質(zhì)容納部。

在一實(shí)施方式中，上述器件僅具備上述第1凝膠狀介質(zhì)容納部來作為容納有凝膠狀介質(zhì)的凝膠狀介質(zhì)容納部。

上述器件也可以還具備容納有第4液體的第4液體容納部與容納有第2凝膠狀介質(zhì)的第2凝膠狀介質(zhì)容納部。在一實(shí)施方式中，第3液體容納部以及液體容納部分別連接于第2凝膠狀介質(zhì)容納部。通過第2凝膠狀介質(zhì)容納部使得第3液體以及第4液體被隔開。第1凝膠狀介質(zhì)以及第2凝膠狀介質(zhì)也可以不是不同種類的凝膠狀介質(zhì)，也可以是相同種類的凝膠狀介質(zhì)。

第1液體容納部、第2液體容納部、第3液體容納部以及第1凝膠狀介質(zhì)容納部，優(yōu)選是具有形成于同一平面上的外壁面。

優(yōu)選是，在上述器件內(nèi)裝填有可在上述器件內(nèi)移動的磁性體粒子。

本發(fā)明涉及用于制作上述磁性體粒子操作用器件的試劑盒。

本發(fā)明涉及用于使磁性體粒子在上述的磁性體粒子操作用器件內(nèi)移動的磁性體粒子的操作方法。本發(fā)明的方法具有以下步驟：通過磁場操作，使第1液體容納部內(nèi)的磁性體粒子向第1凝膠狀介質(zhì)容納部移動的步驟；通過磁場操作，使第1凝膠狀介質(zhì)容納部內(nèi)的磁性體粒子向第2液體容納部移動的步驟；通過磁場操作，使第2液體容納部內(nèi)的磁性體粒子向第1凝膠狀介質(zhì)容納部移動的步驟；以及通過磁場操作，使第1凝膠狀介質(zhì)容納部內(nèi)的磁性體粒子向第3液體容納部移動的步驟。另外，哪個液體容納部成為第1液體容納部、第2液體容納部或者第3液體容納部，是由液體容納部所容納的液體的種類決定的。此外，在相同種類的液體被容納在多個液體容納部的情況下，并不限定磁性體粒子向這些液體容納部移動的順序。因此，即便是使用相同形狀的容器的器件，也能夠任意地設(shè)定磁性體粒子移動的順序。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的磁性體粒子操作用器件，即便在器件內(nèi)存在多種類的液體的情況下，也容易裝填液體以及凝膠狀介質(zhì)，并且能夠使器件尺寸變小。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的磁性體粒子操作用器件的一實(shí)施方式的示意立體圖。

圖2是圖1所示的磁性體粒子操作用器件的剖面圖。

圖3是示出具備多個凝膠狀介質(zhì)容納部的磁性體粒子操作用器件的實(shí)施方式的示意剖面圖。

圖4是示出液體容納部的配置的示意剖面圖。

圖5是示出本發(fā)明的磁性體粒子操作用器件的一實(shí)施方式的示意立體圖。

具體實(shí)施方式

[磁性體粒子操作用器件]

圖1是示出本發(fā)明的磁性體粒子操作用器件(以下也簡稱為器件)的一實(shí)施方式的示意立體圖，圖2a～圖2c是圖1所示的器件的ii-ii線剖視圖。圖2d是圖2b的d-d線剖視圖。

若圖1以及圖2a所示，器件10具備：液體容納部3a，容納有液體31；液體容納部3b，容納有液體32；液體容納部3c，容納有液體33；液體容納部3d，容納有液體34；凝膠狀介質(zhì)容納部2a，容納有凝膠狀介質(zhì)21。

液體容納部3a、液體容納部3b、液體容納部3c以及液體容納部3d分別連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a。凝膠狀介質(zhì)不具有與鄰接的液體容納部中的液體混合的混合性，不溶或者難溶于這些液體。因此，通過凝膠狀介質(zhì)21隔開液體31、液體32、液體33以及液體34。

在圖2a中，在液體容納部3a的液體31中包含多個磁性體粒子7。磁性體粒子7是能夠?qū)⒑怂峄蚩乖饶繕?biāo)物質(zhì)特異性地固定在其表面或者內(nèi)部的粒子。通過使磁性體粒子7分散在液體31中，能夠?qū)⒁后w31中所含的目標(biāo)物質(zhì)選擇性地固定于粒子7。

如圖2d所示，若磁力源即磁鐵9靠近液體容納部3a的外壁面，則固定有目標(biāo)物質(zhì)的磁性體粒子7由于磁場作用而被集中于磁鐵9附近的液體容納部3a的內(nèi)壁面(參照圖2b以及圖2d)。

若使磁鐵9沿著液體容納部3a、凝膠狀介質(zhì)容納部2a、液體容納部3b、凝膠狀介質(zhì)容納部2a、液體容納部3c、凝膠狀介質(zhì)容納部2a、液體容納部3d的外壁面順序地移動，則磁性體粒子7也隨著磁場的變化而移動，向液體31、凝膠狀介質(zhì)21、液體32、凝膠狀介質(zhì)21、液體33、凝膠狀介質(zhì)21、液體33順序地移動(參照圖2c)。作為液滴而物理地附著在磁性體粒子7的周圍的液體的大半部分，在磁性體粒子進(jìn)入凝膠狀介質(zhì)的內(nèi)部時從粒子表面脫離。雖然由于磁性體粒子向凝膠狀介質(zhì)21內(nèi)的進(jìn)入以及移動使得凝膠狀介質(zhì)被穿孔，但是通過凝膠的復(fù)原力的自我修復(fù)作用，凝膠狀介質(zhì)的孔立刻被堵塞。因此，幾乎不會發(fā)生液體從由磁性體粒子形成的貫通孔向凝膠狀介質(zhì)流入。

如圖1以及圖2d所示，液體容納部3a以及凝膠狀介質(zhì)容納部2a具有形成于同一平面(圖2d的z-z截面)上的外壁面。如圖1所示，液體容納部3b、3c以及3d也具有形成于同一平面上的外壁面。若各液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部具有形成于同一平面上的外壁面，則能夠使磁鐵9沿著該外壁面容易地移動，因此磁性體粒子的移動變得順暢。因此，各液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部優(yōu)選是具有形成于同一平面上的外壁面，但是只要能夠使磁性體粒子移動，外壁面的形狀就沒有特別地限定。

與以往交替地配置有液體與凝膠狀介質(zhì)的器件不同，在具備上述構(gòu)成的本發(fā)明的器件中，各液體通過共用的凝膠狀介質(zhì)(圖2a～圖2c中的凝膠狀介質(zhì)21)被隔開。因此，即便在器件內(nèi)存在多種類的液體(圖2a～圖2c中的液體31～34)的情況下，也容易裝填液體以及凝膠狀介質(zhì)，特別是能夠降低在裝填凝膠狀介質(zhì)時容易產(chǎn)生的污染問題。

進(jìn)而，因?yàn)槿菁{各液體的液體容納部分別地連接于凝膠狀介質(zhì)容納部，所以即便在器件內(nèi)存在多種類的液體，也無需像以往交替地配置液體與凝膠狀介質(zhì)的管狀器件那樣制作較長的器件。因此，即便不使用噴嘴等，也能夠?qū)⒁后w以及凝膠狀介質(zhì)裝填至器件內(nèi)。

此外，在以往的器件中，難以個別地變更裝填有液體的部分與裝填有凝膠狀介質(zhì)的部分的尺寸(形狀、容量等)，但是在本發(fā)明的器件中，因?yàn)橐后w容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部是獨(dú)立地構(gòu)成的，所以能夠任意地設(shè)定液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的尺寸。

關(guān)于使磁性體粒子在液體容納部內(nèi)移動的方向，在圖2c中，使磁性體粒子在液體容納部3a內(nèi)從上部移動至下部，使磁性體粒子在液體容納部3b以及3c內(nèi)分別從下部移動至上部后，移動到下部，使磁性體粒子在液體容納部3d內(nèi)從下部移動至上部。但是，只要能夠使磁性體粒子分散在各液體中，則磁性體粒子在液體容納部內(nèi)移動的方向就沒有特別地限定。

在圖2c中，雖然使磁性體粒子7以液體31、液體32、液體33、液體34的順序移動，但是磁性體粒子7的移動順序沒有特別地限定，由液體容納部所容納的液體的種類決定。例如，也可以通過更換液體容納部3a以及3b中容納的液體的種類，使磁性體粒子7以液體32、液體31、液體33、液體34的順序移動。此外，在液體32以及液體33為相同種類的液體(例如清洗液等)的情況下，可以使磁性體粒子7以液體31、液體32、液體33、液體34的順序移動，也可以使磁性體粒子7以液體31、液體33、液體32、液體34的順序移動。由此，在本發(fā)明的器件中，即便是使用相同形狀的容器的器件，也能夠任意地設(shè)定磁性體粒子移動的順序。

如上所述，在本發(fā)明的器件中，與以往的使磁性體粒子僅在一個方向上移動的管狀器件或芯片器件不同，通過液體容納部的配置等能夠自由地設(shè)定磁性體粒子移動的順序，因此能夠構(gòu)筑多樣的工序。

進(jìn)而，通過使用本發(fā)明的器件，能夠容易地回收通過使用了磁性體粒子的操作而得到的多種類的溶液。如后所述，在使用了磁性體粒子的操作中，能夠使固定于磁性體粒子的目標(biāo)物質(zhì)向液體中洗提，例如使目標(biāo)物質(zhì)在第1液體容納部固定于磁性體粒子的表面，在第2液體容納部中使目標(biāo)物質(zhì)洗提至低鹽濃度溶液中。之后，使磁性體粒子移動至第3液體容納部，進(jìn)而使目標(biāo)物質(zhì)洗提至高鹽濃度溶液中。在這種情況下，通過回收第2液體容納部以及第3液體容納部內(nèi)的溶液，以一連串的動作能夠容易地制作低鹽濃度洗提分級以及高鹽濃度洗提分級。雖然在以往的交替地配置有液體與凝膠狀介質(zhì)的管狀器件中進(jìn)行這樣的操作較為困難，但是在本發(fā)明的器件中，通過在各液體容納部中形成液體取出口，能夠容易地實(shí)現(xiàn)這樣的操作。

雖然在圖2a～圖2c中，示出了在凝膠狀介質(zhì)容納部2a上連接有4個液體容納部3a～3d的例子，但是連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的液體容納部為3個以上即可，可以是3個，也可以是5個以上。

在圖2a～圖2c中，示出了4個液體容納部3a～3d僅連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的例子，即示出了器件僅具備1個凝膠狀介質(zhì)容納部的例子。但是，本發(fā)明的器件，只要具備連接于3個以上的液體容納部的凝膠狀介質(zhì)容納部(第1凝膠狀介質(zhì)容納部)，就也可以還具備其他的凝膠狀介質(zhì)容納部(第2凝膠狀介質(zhì)容納部)。在這種情況下，第2凝膠狀介質(zhì)容納部優(yōu)選是連接于與第1凝膠狀介質(zhì)容納部相連接的液體容納部。

圖3a以及圖3b是示出具備多個凝膠狀介質(zhì)容納部的磁性體粒子操作用器件的實(shí)施方式的示意剖視圖。圖3a所示的器件20具備：液體容納部3a，容納有液體31；液體容納部3b，容納有液體32；液體容納部3c，容納有液體33；液體容納部4a，容納有液體41；液體容納部3e，容納有液體35；凝膠狀介質(zhì)容納部2a，容納有凝膠狀介質(zhì)21；凝膠狀介質(zhì)容納部2b，容納有凝膠狀介質(zhì)22。液體容納部3a、液體容納部3b、液體容納部3c以及液體容納部4a分別連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a。液體容納部4a以及液體容納部3e分別連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2b。因此，在圖3a中，通過凝膠狀介質(zhì)21使得液體31、液體32、液體33以及液體41被隔開，通過凝膠狀介質(zhì)22使得液體41以及液體35被隔開。

在本發(fā)明的器件具備多個凝膠狀介質(zhì)容納部的情況下，也可以是如圖3b所示的器件30那樣地，連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的液體容納部為3個。此外，連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的液體容納部為5個以上也可以。

連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2b的液體容納部不限于2個，也可以是連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2b的液體容納部為3個以上。此外，連接于多個凝膠狀介質(zhì)容納部的液體容納部(圖3a以及圖3b中的液體容納部4a)不限于1個，也可以是連接于多個凝膠狀介質(zhì)容納部的液體容納部為2個以上。

在圖3a以及圖3b中，雖然示出了除了凝膠狀介質(zhì)容納部2a以外的凝膠狀介質(zhì)容納部為1個的例子，即示出了器件具備2個凝膠狀介質(zhì)容納部的例子，但是器件具備的凝膠狀介質(zhì)容納部也可以是3個以上。在該情況下，連接有各凝膠狀介質(zhì)容納部的液體容納部的數(shù)量沒有特別地限定，可以是全部相同，也可以分別不同。

因液體的種類不同，存在液體滲透至凝膠狀介質(zhì)的情況。因此，在本發(fā)明的器件具備多個凝膠狀介質(zhì)容納部的情況下，能夠使用如下的構(gòu)成：將容納有容易滲透至特定的凝膠狀介質(zhì)(例如第1凝膠狀介質(zhì))的液體的液體容納部，連接于容納有該液體難以滲透的凝膠狀介質(zhì)(例如第2凝膠狀介質(zhì))的第2凝膠狀介質(zhì)容納部，將其他的液體容納部連接于第1凝膠狀介質(zhì)容納部。

本發(fā)明的器件也可以還具備僅連接于1個液體容納部的凝膠狀介質(zhì)容納部。例如，圖2a～圖2c所示的器件也可以具備僅連接于液體容納部3a的凝膠狀介質(zhì)容納部。液體容納部3b～3d也同樣如此。

以上雖然對凝膠狀介質(zhì)容納部的同一表面(圖2a～圖2c中的凝膠狀介質(zhì)容納部2a的上表面)連接有液體容納部的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是液體容納部的配置沒有特別地限定。例如，也可以是如圖4a所示的器件40那樣地，液體容納部3a以及3c連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的上表面，液體容納部3b以及3d連接于凝膠狀介質(zhì)容納部2a的下表面。此外，如圖4b所示的器件50那樣地，液體容納部3a～3d也可以以凝膠狀介質(zhì)容納部2a為中心放射狀地連接。

在本發(fā)明的器件中，特別是，在器件內(nèi)存在多種類液體的情況下，通過配置期望的液體容納部，能夠容易地調(diào)整器件整體的大小。

液體容納部的形狀沒有特別地限定，能夠列舉例如后述那樣的管狀或槽形狀等。各自的液體容納部的形狀可以是全部相同，也可以分別不同。

液體容納部的壁厚沒有特別地限定。若液體容納部在與磁鐵對置的一側(cè)的壁厚恒定，則能夠?qū)⒋盆F與液體容納部內(nèi)壁面的距離保持恒定，因此磁性體粒子能夠順暢地移動。因此，優(yōu)選是在與磁鐵對置的一側(cè)中，液體容納部的壁厚恒定。

液體容納部的長度沒有特別地限定，作為一例，也可以是5mm～50mm左右。如上所述，與以往的交替地配置有液體與凝膠狀介質(zhì)的器件不同，即便在器件內(nèi)存在有多種類的液體的情況下，也無需使器件變長，因此能夠使器件整體的尺寸變小。

液體容納部的截面積未必需要相同，在沿著長度方向觀察的情況下，也可以存在截面積較大的部分或截面積較小的部分。例如，在圖2a等中示出，與凝膠狀介質(zhì)容納部的連接部分的截面積比其他部分的截面積小的例子。另外，雖然在圖2a等中，在液體容納部與凝膠狀介質(zhì)容納部的連接部分(截面積相對較小的部分)裝填有液體，但是也可以在這部分中裝填有凝膠狀介質(zhì)。

在液體容納部的與長度方向垂直的表面中，液體容納部與凝膠狀介質(zhì)容納部的連接部分的內(nèi)壁面的截面積優(yōu)選是0.2mm²～80mm²，更優(yōu)選是1.5mm²～25mm²。

也可以根據(jù)應(yīng)當(dāng)處理的物質(zhì)的量、磁性體粒子的量等適當(dāng)?shù)剡x擇液體容納部的內(nèi)壁的截面積或長度等。

只要是能夠連接3個以上的液體容納部，凝膠狀介質(zhì)容納部的形狀或長度就沒有特別地限定。在存在多個凝膠狀介質(zhì)容納部的情況下，其形狀可以全部相同，也可以分別不同。此外，雖然凝膠狀介質(zhì)容納部的壁厚沒有特別地限定，但優(yōu)選是與液體容納部同樣地，在與磁鐵對置的一側(cè)，凝膠狀介質(zhì)容納部的壁厚恒定。

能夠通過公知的方法制造構(gòu)成上述器件的容器。例如，能夠通過吹塑成形法等，制造具備管狀的液體容納部3a～3b以及凝膠狀介質(zhì)容納部2a的容器，作為構(gòu)成圖1所示的器件10的容器。

此外，能夠通過注塑成形法或模具成形法等，制造形成有對應(yīng)于液體容納部103a～103d以及凝膠狀介質(zhì)容納部102a的槽部的基板110，作為構(gòu)成圖5所示的器件100的容器的一部分。圖5示出裝填有液體以及凝膠狀介質(zhì)之前的器件100，以覆蓋上述槽部的方式在基板110上設(shè)置蓋板120，由此能夠制造構(gòu)成器件100的容器。

在圖5中，也可以在蓋板120中，貫穿地設(shè)置與液體容納部所容納的液體相通的孔。該孔能夠作為試料供給口或試料取出口起作用。

在圖5中，雖然以比基板110的端面位于內(nèi)側(cè)的方式，形成有對應(yīng)于液體容納部103a～103d的槽部的長度方向的末端(與凝膠狀介質(zhì)容納部102a相反一側(cè)的末端)，但是也可以以到達(dá)基板110的端面的方式形成槽部。在這種情況下，通過在基板的端面設(shè)置有開口部，能夠?qū)⒃撻_口部作為試料供給口或試料取出口來使用。

在本發(fā)明的器件中，能夠使磁性體粒子在器件內(nèi)移動，只要能夠保持液體以及凝膠狀介質(zhì)，液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)就沒有特別地限定。雖然液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)可以相同，也可以不同，但優(yōu)選是相同的材質(zhì)。為了使器件內(nèi)的磁性體粒子通過來自器件外的磁場操作而移動，優(yōu)選是塑料等的透磁性材料，能夠列舉例如聚丙烯或聚乙烯等的聚烯烴、四氟乙烯等的氟類樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環(huán)狀聚烯烴等的樹脂材料。除了使用上述的原材料以外，也能夠使用陶瓷、玻璃、有機(jī)硅、非磁性金屬等作為液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)。為了提高內(nèi)壁面的斥水性，也可以基于氟類樹脂或有機(jī)硅等進(jìn)行涂層。

在粒子操作中或操作后進(jìn)行吸光度、熒光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光、折射率變化等的光學(xué)測量的情況下，或進(jìn)行光照射的情況下，液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)優(yōu)選是具有光透過性。此外，如果液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)具有光透過性，則能夠目視確認(rèn)器件內(nèi)的粒子操作情況，從而優(yōu)選。另一方面，在需要對液體或磁性體粒子等進(jìn)行遮光的情況下，液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的材質(zhì)優(yōu)選是不具有光透過性，而是遮光性材質(zhì)。也可以根據(jù)使用目的等，分為光透過部分與遮光部分。

本發(fā)明的器件中3個以上的液體容納部連接于凝膠狀介質(zhì)容納部，只要是通過凝膠狀介質(zhì)隔開各自的液體，就對其他的構(gòu)成沒有特別地限定。

向磁性體粒子固定目標(biāo)物質(zhì)的方法沒有特別地限定，能夠應(yīng)用物理吸附、化學(xué)吸附等各種公知的固定化機(jī)理。例如，可以通過范德華力、氫鍵、疏水相互作用、離子間相互作用、π-π堆積等各種分子間力，將目標(biāo)物質(zhì)固定在粒子的表面或者內(nèi)部。

磁性體粒子的粒徑優(yōu)選是1mm以下，更優(yōu)選是0.1μm～500μm。雖然粒子的形狀優(yōu)選是粒徑統(tǒng)一的球形，但是只要能夠進(jìn)行粒子操作，則也可以是不規(guī)則的形狀而具有一定程度的粒徑分布。粒子的構(gòu)成成分可以是單一物質(zhì)，也可以由多個成分構(gòu)成。

磁性體粒子可以是僅由磁性體構(gòu)成，但優(yōu)選是使用在磁性體的表面實(shí)施了用于特異性地固定目標(biāo)物質(zhì)的涂層。作為磁性體，能夠列舉鐵、鈷、鎳和它們的化合物、氧化物以及合金等。具體而言，能夠列舉：磁鐵礦(fe3o4)、赤鐵礦(fe2o3或者αfe2o3)、磁赤鐵礦(γfe2o3)、鈦磁鐵礦(xfe2tio4·(1-x)fe3o4)、鈦赤鐵礦(xfetio3·(1-x)fe2o3)、磁黃鐵礦(fe1-xs(x＝0～0.13)‥fe7s8(x～0.13))、硫復(fù)鐵礦(fe3s4)、針鐵礦(αfeooh)、氧化鉻(cro2)、鎳鐵合金、鋁鎳鈷磁鐵、不銹鋼、釤磁鐵、釹磁鐵、鋇磁鐵。

作為選擇性地被固定于磁性體粒子的目標(biāo)物質(zhì)，能夠列舉例如核酸、蛋白質(zhì)、糖、脂類、抗體、受體、抗原、配體等的源于生物體的物質(zhì)或細(xì)胞本身。在目標(biāo)物質(zhì)為源于生物體的物質(zhì)的情況下，可以通過分子識別等將目標(biāo)物質(zhì)固定于粒子的內(nèi)部或者粒子表面。例如，在目標(biāo)物質(zhì)為核酸的情況下，優(yōu)選使用在表面實(shí)施了硅涂層的磁性體粒子等作為磁性體粒子。在目標(biāo)物質(zhì)為抗體(例如標(biāo)記抗體)、受體、抗原以及配體等的情況下，能夠通過粒子表面的氨基、羧基、環(huán)氧基、抗生物素蛋白、生物素、地高辛、蛋白a、蛋白g等，將目標(biāo)物質(zhì)選擇性地固定于粒子表面。也能夠使用生命科技公司銷售的dynabeads(注冊商標(biāo))、東洋紡公司銷售的magextractor(注冊商標(biāo))等市售品，作為能夠可選擇性地固定特定的目標(biāo)物質(zhì)的磁性體粒子。

在圖2a～2c中，使磁性體粒子7分散在液體31～34中，通過使磁性體粒子與液體容納部內(nèi)的液體接觸，能夠進(jìn)行如下操作：向磁性體粒子固定目標(biāo)物質(zhì)；用于除去附著在磁性體粒子表面的夾雜物的清洗操作；固定于磁性體粒子的目標(biāo)物質(zhì)的反應(yīng)；固定于磁性體粒子的目標(biāo)物質(zhì)向液體中的洗提等。

例如，在使用實(shí)施了硅涂層的磁性體粒子而進(jìn)行核酸的分離、萃取(提取)的情況下，使磁性體粒子7分散在包含核酸萃取液與核酸的液體試料31中，將核酸固定于磁性體粒子7的表面后，使磁性體粒子7向清洗液32以及33中移動。使磁性體粒子7分散在清洗液32以及33中，將附著在表面的夾雜蛋白質(zhì)等除去后，使磁性體粒子7向核酸洗提液34中移動。通過使磁性體粒子7分散在核酸洗提液34中，能夠?qū)⒐潭ㄓ诹Ｗ颖砻娴暮怂峄厥罩梁怂嵯刺嵋?4中。另外，雖然在圖2a～2c中，示出了具備2個液體容納部3b、3c來作為裝填有清洗液的液體容納部的器件的例子，但是裝填有清洗液的液體容納部可以是1個，也可以是3個以上。此外，在不產(chǎn)生分離的目的或用途中不期望的妨礙的范圍內(nèi)，也能夠省略清洗液。

此外，在選擇性地固定于磁性體粒子的物質(zhì)為抗原的情況下，第一介質(zhì)即液體31中的抗原被固定于由能夠選擇性地對蛋白g或蛋白a等的抗原進(jìn)行固定化的分子涂層后的磁性體粒子7的表面，通過使磁性體粒子分散在液體32以及33中，進(jìn)行用于除去附著在粒子表面的夾雜物的清洗，通過使磁性體粒子分散在第二介質(zhì)即液體34中，能夠進(jìn)行固定于液體表面的抗原與液體34中的抗體的抗原抗體反應(yīng)或目標(biāo)物質(zhì)向液體34中的游離洗提等。

因?yàn)樯鲜龅牧Ｗ硬僮鞣椒o需通過移液管等產(chǎn)生液流，因此能夠利用密閉類容器進(jìn)行實(shí)施。如果將液體、凝膠狀介質(zhì)以及磁性體粒子密封裝填至容器內(nèi)，則能夠防止來自外部的污染。因此，在將rna等容易分解的目標(biāo)物質(zhì)固定于磁性體粒子并操作的情況下或使用容易與空氣中的氧氣等反應(yīng)的液體的情況等，特別地有用。若使容器為密閉類容器，則能夠使用將容器的開口部熱熔融的方法或適當(dāng)?shù)拿芊?封固)手段進(jìn)行密封。在需要將操作后的粒子或洗提目標(biāo)物質(zhì)后的液體取出至容器外的情況下，優(yōu)選使用樹脂栓等以能夠取下的方式對開口部進(jìn)行密封。此外，也可以以接觸液體的方式配置凝膠狀介質(zhì)等，由此對液體進(jìn)行密封裝填。

裝填至容器內(nèi)的液體提供了被固定于磁性體粒子表面的目標(biāo)物質(zhì)的萃取、提純、反應(yīng)、分離、檢測、分析等化學(xué)操作的場所。雖然液體的種類沒有特別地限定，但優(yōu)選是不溶解凝膠狀介質(zhì)的液體。因此，作為液體，優(yōu)選是使用水溶液或水與有機(jī)溶劑的混合溶液等的水基液體。液體除了能夠作為用于這些化學(xué)操作的單純的介質(zhì)而起作用以外，也可以直接參與化學(xué)操作，或者成分中包含參與該操作的化合物。作為液體中所含的物質(zhì)，能夠例示與固定于磁性體粒子的反應(yīng)性物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)、通過該反應(yīng)與固定于磁性體粒子表面的物質(zhì)進(jìn)一步反應(yīng)的物質(zhì)、反應(yīng)試劑、熒光物質(zhì)、各種緩沖劑、表面活性劑、鹽類以及其他各種輔助劑和醇等有機(jī)溶劑等。水基液體能夠以水、水溶液、水懸濁液等任意形態(tài)提供。

在將液體試料中所含的目標(biāo)物質(zhì)固定于磁性體粒子的表面的情況下，在液體中，除了應(yīng)當(dāng)固定于磁性體粒子表面的目標(biāo)物質(zhì)以外，還存在包含多種多樣的夾雜物的情況。在液體試料中，也可以包含例如動植物組織、體液、排泄物等的生物試料、細(xì)胞、原蟲、真菌、細(xì)菌、病毒等的核酸包涵體等。體液中包含血液、髓液、唾液、乳汁等，排泄物中包括糞便、尿、汗等。細(xì)胞中包括血液中的白血球、血小板或口腔細(xì)胞等粘膜細(xì)胞的剝離細(xì)胞、唾液中白血球等。

包含核酸、抗原、抗體等的目標(biāo)物質(zhì)的液體試料也可以調(diào)制成例如細(xì)胞懸濁液、勻漿、細(xì)胞溶解液的混合液等形態(tài)。在將血液等的源于生物體的試料中所含的目標(biāo)物質(zhì)固定于粒子表面的情況下，液體試料是血液等的源于生物體的試料與用于從其中萃取目標(biāo)物質(zhì)的細(xì)胞溶解液(核酸萃取液)的混合物。細(xì)胞溶解液包含能夠溶解離液序列高的物質(zhì)或表面活性劑等的細(xì)胞的成分。

裝填至容器內(nèi)的凝膠狀介質(zhì)在粒子操作前是凝膠狀或者漿狀即可。凝膠狀介質(zhì)優(yōu)選是不溶于或者難溶于鄰接的液體且化學(xué)性質(zhì)不活潑的物質(zhì)。此處，不溶于或者難溶于液體是指相對于25℃的液體來說溶解度大致為100ppm以下。所謂化學(xué)性質(zhì)不活潑的物質(zhì)是指在與液體的接觸或磁性體粒子的操作(即，使磁性體粒子在凝膠狀介質(zhì)中移動的操作)中，不會給被固定于液體、磁性體粒子或磁性體粒子的物質(zhì)帶來化學(xué)影響的物質(zhì)。

凝膠狀介質(zhì)的材料或組成等沒有特別地限制，可以是物理凝膠，也可以是化學(xué)凝膠。例如如wo2012/086243號所述的那樣，加熱非水溶性或者水溶性差的液體物質(zhì)，將凝膠劑添加至加熱后的該液體物質(zhì)中，使凝膠劑完全地溶解后，通過冷卻至溶膠/凝膠轉(zhuǎn)變溫度以下，形成物理凝膠。

作為化學(xué)凝膠，能夠使用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、(甲基)丙烯酸類聚合物等的烴類凝膠；聚硅氧烷、pdms、硅水凝膠等的有機(jī)硅類凝膠；ptfe、pfa、fep、etfe、pctfe等的氟類凝膠；以及以它們?yōu)橹鞒煞值哪z狀或者漿狀的混合物等。能夠列舉以聚乙烯為主成分的plastibase(注冊商標(biāo))等作為上述烴類凝膠的具體例。

化學(xué)凝膠是通過化學(xué)反應(yīng)而使多個聚合物鏈經(jīng)由共價鍵交聯(lián)后的產(chǎn)物，只要維持交聯(lián)結(jié)構(gòu)，就能夠保持凝膠狀態(tài)。因此，磁性體粒子在通過凝膠狀介質(zhì)后也保持凝膠狀態(tài)。粒子通過化學(xué)凝膠介質(zhì)中時，雖然凝膠會被暫時穿孔，但是通過凝膠的復(fù)原力，穿孔會立刻被修復(fù)。因此幾乎不會發(fā)生因此來自凝膠的成分附著在磁性體粒子的表面而作為夾雜物被帶出凝膠外的情況。因此，通過使用化學(xué)凝膠作為凝膠狀介質(zhì)，能夠提高由粒子操作得到的目標(biāo)物質(zhì)的提純或檢測的精度。此外，在使用化學(xué)凝膠的情況下，無需在容器內(nèi)進(jìn)行凝膠化，因此能夠容易地進(jìn)行凝膠向容器內(nèi)的裝填操作。因?yàn)榛瘜W(xué)凝膠的穩(wěn)定性較高，所以即便在裝填后器件在搬運(yùn)時或保管時產(chǎn)生振動等的物理作用或者因暴露在高溫環(huán)境時而被加熱，凝膠也難以產(chǎn)生溶膠化。因此，作為預(yù)先在容器內(nèi)裝填有液體以及凝膠狀介質(zhì)的狀態(tài)的器件而提供的情況下，能夠提高器件的搬運(yùn)、保管時的穩(wěn)定性。

在上述化學(xué)凝膠中，優(yōu)選使用有機(jī)硅凝膠。作為構(gòu)成有機(jī)硅凝膠的聚合物，能夠列舉交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷、烷基改性部分交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷、硅支化烷基改性部分交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷等的交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷。作為有機(jī)聚硅氧烷，能夠使用聚二甲基硅氧烷、乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基聚三甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、月桂基聚二甲基硅氧烷或者它們的共聚物等。聚合物的分子結(jié)構(gòu)并無特別限定，可以是直鏈、分枝狀直鏈、環(huán)狀或網(wǎng)狀。有機(jī)硅凝膠能夠通過使上述的交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷的聚合物(或者低聚物)在油劑中膨脹而得。作為油劑，優(yōu)選使用會使上述聚合物膨脹，并且不與水基液體混合的溶劑。作為此種油劑，能夠列舉環(huán)戊硅氧烷、環(huán)聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇、甲基聚三甲基硅氧烷、苯基聚三甲基硅氧烷、環(huán)戊硅氧烷、甲氧基肉桂酸乙基己酯、礦物油、異十二烷、新戊酸異癸酯、三辛酸、角鯊?fù)榈?。例如，通過將交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷的聚合物微粒化后與油劑混合，可以得到凝膠狀或漿狀的有機(jī)硅凝膠。

使交聯(lián)型有機(jī)聚硅氧烷的聚合物在油劑中膨脹得到的有機(jī)硅凝膠是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的化學(xué)凝膠，并且具有粘稠性。因此，有機(jī)硅凝膠能夠容易地使磁性體粒子通過，并且因?yàn)榧幢隳z暫時被穿孔，也會立刻修復(fù)，所以在使用磁性體粒子的操作中，適合作為用于隔開液體層之間的凝膠狀介質(zhì)。

能夠通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行凝膠狀介質(zhì)以及液體向容器內(nèi)的裝填。例如，在液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部都為管狀的情況下，可以是將凝膠狀介質(zhì)從形成于液體容納部的一端的開口部裝填至凝膠狀介質(zhì)容納部后，將各自的液體裝填至各液體容納部，也可以是將各自的液體從形成于凝膠狀介質(zhì)容納部的開口部裝填至各液體容納部后，將凝膠狀介質(zhì)裝填至凝膠狀介質(zhì)容納部。此外，在器件由基板與蓋板構(gòu)成的情況下，在形成于基板表面的槽部之中，將凝膠狀介質(zhì)裝填至與凝膠狀介質(zhì)容納部相對應(yīng)的部位，之后將液體裝填至與液體容納部相對應(yīng)的部位。

容器內(nèi)裝填的凝膠狀介質(zhì)以及液體的容量，能夠根據(jù)液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的容積、成為操作對象的粒子的量或操作的種類等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。如上所述，在器件內(nèi)設(shè)置有多個凝膠狀介質(zhì)容納部的情況下，各凝膠狀介質(zhì)容納部的容積可以相同，也可以不同。各液體容納部的容積可以相同，也可以不同。

本發(fā)明的磁性體粒子操作用器件能夠通過以下方式制作：例如在具備具有上述形狀的管狀的液體容納部以及凝膠狀介質(zhì)容納部的容器內(nèi)，裝填凝膠狀介質(zhì)以及液體。此外，能夠通過在由形成有具有上述形狀的槽部的基板與蓋板構(gòu)成的容器內(nèi)、裝填凝膠狀介質(zhì)以及液體而制作磁性體粒子操作用器件。

裝填至容器內(nèi)的液體例如是能夠溶解核酸萃取液等的細(xì)胞的液體。該液體也可以添加有醇等。在使用器件時磁性體粒子被裝填至容器內(nèi)。此外，也可以預(yù)先在使核酸萃取液等的液體與磁性體粒子共存的狀態(tài)下制作器件。

[磁性體粒子操作器件制作用試劑盒]

可以與容器分開地獨(dú)立提供凝膠狀介質(zhì)以及液體等。凝膠狀介質(zhì)以及液體向容器內(nèi)的裝填可以緊接在磁性體粒子的操作前進(jìn)行，也可以在粒子操作前留有充分的時間進(jìn)行。在凝膠狀介質(zhì)不溶或者難溶于液體的情況下，即使在裝填后經(jīng)過較長時間，兩者間也幾乎不會產(chǎn)生反應(yīng)或吸收。

可以將磁性體粒子作為用于制作器件的試劑盒的一構(gòu)成部件而提供。能夠在使磁性體粒子共存在液體中的狀態(tài)下，作為試劑盒的構(gòu)成部件而提供。

器件內(nèi)或者試劑盒所含的磁性體粒子的量根據(jù)成為對象的化學(xué)操作的種類或各液體容納部或凝膠狀介質(zhì)容納部的容量等而適當(dāng)?shù)貨Q定。例如，在液體容納部與凝膠狀介質(zhì)容納部的連接部分的截面積為2mm²～15mm²左右的情況下，磁性體粒子的量通常優(yōu)選為10～200μg左右的范圍。

[粒子操作的例子]

如上所述，在使用磁性體粒子的操作中，通過重復(fù)進(jìn)行磁性體粒子在液體中的分散以及磁性體粒子向其他的液體中的移動，進(jìn)行目標(biāo)物質(zhì)的分離、提純、反應(yīng)、檢測等。例如，使用實(shí)施了硅涂層的磁性體粒子進(jìn)行核酸的分離、萃取的情況下，使磁性體粒子分散在包含核酸的試料中，將核酸固定于磁性體粒子的表面后，使磁性體粒子向清洗液中移動。使磁性體粒子分散在清洗液中，并除去附著在磁性體粒子表面的夾雜蛋白質(zhì)等后，使磁性體粒子向核酸洗提液中移動。使磁性體粒子向核酸洗提液中移動。通過使磁性體粒子分散在核酸萃取液中，能夠?qū)⒐潭ㄓ诹Ｗ颖砻娴暮怂峄厥罩凛腿∫褐小?/p>

作為用于進(jìn)行核酸的萃取的細(xì)胞溶解液(核酸萃取液)，能夠列舉離液序列高的物質(zhì)、edta等的螯合劑、含有tris鹽酸等的緩沖液。此外，也能夠在細(xì)胞溶解液中，包含tritonx-100等的表面活性劑。作為離液序列高的物質(zhì)，能夠列舉鹽酸胍鹽、硫氰酸胍鹽、碘化鉀、尿素等。除了以上物質(zhì)以外，細(xì)胞溶解液也可以包含蛋白酶k等的蛋白質(zhì)分解酶或各種的緩沖劑、鹽類以及其他的各種輔助劑和醇等的有機(jī)溶劑等。

作為清洗液，只要在保持核酸被固定于粒子表面的狀態(tài)下，使試樣中所含的核酸以外的成分(例如蛋白質(zhì)、糖質(zhì)等)或核酸萃取等處理所使用的試劑等游離到清洗液中即可。作為清洗液，能夠列舉出例如氯化鈉、氯化鉀、硫酸銨等的高鹽濃度水溶液、乙醇、異丙醇等的醇水溶液等。

能夠使用包含水或者低濃度的鹽的緩沖液作為核酸洗提液。具體而言，能夠使用三羥甲基氨基甲烷緩沖液、磷酸緩沖液、蒸餾水等，一般使用調(diào)整為ph7～9的5～20mm三羥甲基氨基甲烷緩沖液。通過使固定有核酸的磁性體粒子在洗提液中分散，能夠使得核酸游離洗提至核酸洗提液中。根據(jù)需要對回收的核酸進(jìn)行濃縮或干固等操作后，能夠提供至分析或反應(yīng)等。

此外，在進(jìn)行elisa(enzyme-linkedimmuno-sorbentassay)的情況下，使用固定有第一次抗體的磁性體粒子，在包含被檢抗原(被檢物質(zhì))的第一液體中，進(jìn)行固定于磁性體粒子的第一次抗體與被檢抗原的反應(yīng)。由此，液體中的被檢抗原被選擇性地固定于磁性體粒子表面。在第二液體中進(jìn)行了磁性體粒子的清洗后，在第三液體中，進(jìn)行酶標(biāo)記第二抗體與固定于磁性體粒子表面的被檢抗原的抗原抗體反應(yīng)。由此，第二次抗體，在磁性體粒子表面經(jīng)由第一次抗體以及被檢抗體而被固定于磁性體粒子表面。在第四液體中，進(jìn)行了磁性體粒子的清洗后，在第五液體中，使得與固定在粒子表面的第二抗體結(jié)合的酶與顯色物質(zhì)之間進(jìn)行一定時間的顯色反應(yīng)。能夠通過基于分光光度計的吸光度測量進(jìn)行監(jiān)測，由此定量地評價該顯色反應(yīng)。另外，如果是定性評價，則也可以通過目視確認(rèn)顯色反應(yīng)。

也可以在第五液體中進(jìn)行一定時間的顯色反應(yīng)后，使磁性體粒子從第五液體移動至第六液體。通過使磁性體粒子向第五液體的外部移動，能夠使顯色反應(yīng)停止。因此，無需新添加氫氧化鈉等的反應(yīng)停止試劑而使顯色反應(yīng)停止，從而能夠進(jìn)行定量評價，因此即便在第五液體被密封的情況下，也能夠進(jìn)行定量的測量。

如上所述，在進(jìn)行elisa的情況下，為了重復(fù)反應(yīng)與清洗，使磁性體粒子順序地移動，在各液體中進(jìn)行磁性體粒子的分散。在進(jìn)行elisa的情況下，與進(jìn)行核酸的分離、萃取的情況相比較，需要多種類的液體，因此能夠優(yōu)選地使用本發(fā)明的器件。

附圖標(biāo)記說明

10、100磁性體粒子操作用器件

2a、2b、102a凝膠狀介質(zhì)容納部

3a、3b、3c、3d、3e、4a、103a、103b、103c、103d液體容納部

21、22凝膠狀介質(zhì)

31、32、33、34、35、41液體

7磁性體粒子

9磁鐵