JP2006063031A - Method for separating and purifying nucleic acid and nucleic acid-adsorbing porous membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、核酸を含む試料溶液から核酸を分離精製する方法に関する。より詳しくは、少なくとも2個の開口を有する容器内に核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置とを用いて、核酸を含む試料溶液から核酸を分離精製する方法に関する。また、本発明は、核酸を含む試料溶液から核酸を分離精製可能な核酸吸着性多孔性膜に関する。 The present invention relates to a method for separating and purifying nucleic acid from a sample solution containing nucleic acid. More specifically, the present invention relates to a method for separating and purifying nucleic acid from a sample solution containing nucleic acid using a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings and a pressure generator. The present invention also relates to a nucleic acid-adsorbing porous membrane capable of separating and purifying nucleic acid from a sample solution containing nucleic acid.
従来の核酸抽出法としては、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。例えば、核酸を二酸化珪素、シリカポリマー、珪酸マグネシウム等の固相に吸着させ、引き続き洗浄,脱離等の操作をすることによって、核酸を分離精製する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventional nucleic acid extraction methods include those using a centrifugal method, using magnetic beads, and using a filter. For example, a method for separating and purifying nucleic acid by adsorbing the nucleic acid to a solid phase such as silicon dioxide, silica polymer, magnesium silicate, and subsequent operations such as washing and desorption is known (for example, Patent Document 1). reference).
しかし、前記のような従来の核酸分離精製方法は、分離性能は優れているが、収率の点で未だ充分ではなかった。また、同一性能の吸着媒体を工業的に大量に製造することが困難であり、更なる改良が求められていた。
従って、本発明の目的は、検体中の核酸を核酸吸着性の多孔性膜に吸着させた後、洗浄等を経て脱離させる核酸の分離精製方法において、核酸の分離性能に優れるとともに、核酸を高い収率で分離精製できる方法を提供することである。
However, the conventional nucleic acid separation and purification method as described above is excellent in separation performance, but is still not sufficient in terms of yield. Moreover, it is difficult to industrially produce a large amount of adsorption media having the same performance, and further improvements have been demanded.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a nucleic acid separation and purification method in which a nucleic acid in a specimen is adsorbed on a nucleic acid-adsorbing porous membrane and then desorbed through washing or the like. It is to provide a method capable of separation and purification with high yield.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、核酸を多孔性膜に吸着及び脱離させる過程を含む核酸の分離精製方法において、該多孔性膜として、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体、又はその鹸化物からなる、イオン結合が関与しない相互作用で核酸が吸着する多孔性膜を用いることによって、核酸を含む検体から核酸を収率よく、高純度で分離精製することができることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。即ち、本発明は、下記の通りである。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that in the method for separating and purifying nucleic acid including the process of adsorbing and desorbing nucleic acid to and from the porous membrane, the porous membrane may be a polysaccharide other than acetylcellulose. Nucleic acid can be separated and purified with high yield and high purity from a sample containing nucleic acid by using a porous membrane made of an ester derivative of saponified product or a saponified product thereof, which adsorbs nucleic acid through an interaction that does not involve ionic bonds. I found that I can do it. The present invention has been completed based on these findings. That is, the present invention is as follows.
1. (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、該核酸吸着性多孔性膜内に核酸を吸着させる工程、
(2)洗浄液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、核酸が吸着した状態で該核酸吸着性多孔性膜を洗浄する工程、及び、
(3)回収液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該核酸吸着性多孔性膜内から核酸を脱離させる工程
を含む核酸の分離精製方法であって、
該核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体、又は、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化物からなることを特徴とする核酸の分離精製方法。
1. (1) passing a sample solution containing nucleic acid through a nucleic acid-adsorptive porous membrane and adsorbing the nucleic acid in the nucleic acid-adsorptive porous membrane;
(2) passing the washing solution through the nucleic acid-adsorptive porous membrane and washing the nucleic acid-adsorptive porous membrane with the nucleic acid adsorbed thereon; and
(3) A method for separating and purifying nucleic acid, comprising a step of passing a recovered liquid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane to desorb the nucleic acid from the nucleic acid-adsorbing porous membrane,
A method for separating and purifying a nucleic acid, wherein the material forming the nucleic acid-adsorptive porous membrane comprises an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose or a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose.
2. 前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体が、モノエステル誘導体、ジエステル誘導体、トリエステル誘導体、モノエステル誘導体とジエステル誘導体との混合物、モノエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物、ジエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物、又は、モノエステル誘導体とジエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物である、上記1に記載の核酸の分離精製方法。
3. 前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体のエステルが、カルボン酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステル、リン酸エステル、及び、ピロリン酸エステルの少なくともいずれか1つを含む上記1又は2に記載の核酸の分離精製方法。
4. 前記核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化物である上記1〜3のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
2. Polysaccharide ester derivatives other than acetylcellulose are monoester derivatives, diester derivatives, triester derivatives, mixtures of monoester derivatives and diester derivatives, mixtures of monoester derivatives and triester derivatives, diester derivatives and triester derivatives. Or a method for separating and purifying nucleic acid as described in 1 above, which is a mixture of a monoester derivative, a diester derivative and a triester derivative.
3. The nucleic acid according to 1 or 2 above, wherein the ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose contains at least one of a carboxylic acid ester, a nitrate ester, a sulfate ester, a phosphate ester, and a pyrophosphate ester. Separation and purification method.
4). 4. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 3, wherein the material forming the nucleic acid-adsorptive porous membrane is a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose.
5. 前記核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、2種類以上のポリマー種の混合物である上記1〜4のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
6. 前記核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、2種類以上のポリマー種の混合物の鹸化物である上記1〜5のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
7. 前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化率が、5%以上である上記1〜6のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
8. 前記核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、セルロースの銅アンモニア溶液、セルロースのアルカリ溶液、又は、ビスコース溶液から形成された再生セルロースのからなる、上記1〜7のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
5. 5. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 4, wherein the material forming the nucleic acid-adsorptive porous membrane is a mixture of two or more polymer species.
6). 6. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 5, wherein the material forming the nucleic acid-adsorbing porous membrane is a saponified product of a mixture of two or more polymer species.
7). 7. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 6, wherein the saponification rate of the ester derivative of polysaccharide other than acetylcellulose is 5% or more.
8). 8. The material according to any one of 1 to 7 above, wherein the material forming the nucleic acid-adsorptive porous membrane is made of regenerated cellulose formed from a copper ammonia solution of cellulose, an alkali solution of cellulose, or a viscose solution. A method for separating and purifying nucleic acids.
9. 前記核酸吸着性多孔性膜の厚さが、10μm〜500μmの範囲である、上記1〜8のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
10. 前記核酸吸着性多孔性膜が、孔の最小孔径が0.22μm以上である、上記1〜9のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
11. 前記核酸吸着性多孔性膜が、表裏対称性である、上記1〜10のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
12. 前記核酸吸着性多孔性膜が、表裏非対称性である、上記1〜10のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
9. 9. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 8, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane has a thickness in the range of 10 μm to 500 μm.
10. 10. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 9, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane has a minimum pore diameter of 0.22 μm or more.
11. 11. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 10 above, wherein the nucleic acid-adsorptive porous membrane is front-back symmetrical.
12 11. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 10 above, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane is asymmetric on the front and back.
13. 前記核酸吸着性多孔性膜が、孔の最小孔径に対する最大孔径の比が1:2以上である、上記1〜12のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
14. 前記核酸吸着性多孔性膜の空隙率が、50〜95%である、上記1〜13のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
15. 前記核酸吸着性多孔性膜のバブルポイントが、0.1〜10kgf/cm2である、上記1〜14のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
16. 前記核酸吸着性多孔性膜の圧力損失が、0.1〜100kPaである、上記1〜15のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
17. 前記核酸吸着性多孔性膜が、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の範囲である、上記1〜16のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
18. 前記核酸吸着性多孔性膜が、膜1mgあたりの核酸の吸着量が0.1μg以上である、上記1〜17のいずれか1項に記載の核酸の分離精製方法。
13. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 12, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane has a ratio of the maximum pore diameter to the minimum pore diameter of 1: 2 or more.
14 14. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 13, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane has a porosity of 50 to 95%.
15. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 14 above, wherein the bubble point of the nucleic acid-adsorptive porous membrane is 0.1 to 10 kgf / cm 2 .
16. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 15, wherein the nucleic acid-adsorptive porous membrane has a pressure loss of 0.1 to 100 kPa.
17. The water-permeable amount when the nucleic acid-adsorptive porous membrane allows water to pass through at a pressure of 1 kg / cm 2 at 25 ° C. is in the range of 1 to 5000 mL per minute per 1 cm 2 of the membrane. The method for separating and purifying a nucleic acid according to any one of the above.
18. 18. The method for separating and purifying nucleic acid according to any one of 1 to 17, wherein the nucleic acid-adsorbing porous membrane has an adsorption amount of nucleic acid per mg of membrane of 0.1 μg or more.
19. アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体、又は、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化物からなることを特徴とする核酸吸着性多孔性膜。
20. 前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体が、モノエステル誘導体、ジエステル誘導体、トリエステル誘導体、モノエステル誘導体とジエステル誘導体との混合物、モノエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物、ジエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物、又は、モノエステル誘導体とジエステル誘導体とトリエステル誘導体との混合物である、上記19に記載の核酸吸着性多孔性膜。
19. A nucleic acid-adsorbing porous membrane comprising an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose or a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose.
20. Polysaccharide ester derivatives other than acetylcellulose are monoester derivatives, diester derivatives, triester derivatives, mixtures of monoester derivatives and diester derivatives, mixtures of monoester derivatives and triester derivatives, diester derivatives and triester derivatives. 20. The nucleic acid-adsorptive porous membrane as described in 19 above, which is a mixture of a monoester derivative, a diester derivative and a triester derivative.
本発明によれば、検体中の核酸を核酸吸着性多孔性膜に吸着させた後、洗浄等を経て脱離させることにより、効率良く、高純度かつ高収率で核酸を分離精製することができる。更には、本発明の核酸分離精製方法は、分離性能に優れ、洗浄効率が良く、簡便で、迅速で、自動化および小型化適性に優れている。また、本発明の核酸吸着性多孔性膜は、実質的に同一の分離性能を有する多孔性膜を大量に生産可能なものである。 According to the present invention, a nucleic acid in a specimen is adsorbed on a nucleic acid-adsorbing porous membrane, and then desorbed through washing or the like, so that the nucleic acid can be efficiently separated and purified with high purity and high yield. it can. Furthermore, the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention is excellent in separation performance, good washing efficiency, simple, rapid, and excellent in automation and downsizing. Moreover, the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention can produce a large amount of porous membranes having substantially the same separation performance.
まず、本発明の核酸の分離精製方法において使用される核酸吸着性多孔性膜について説明する。
本発明に用いる核酸吸着性多孔性膜は、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体、又は、アセチルセルロース以外の多糖類を有するエステル誘導体の鹸化物から形成される。
このエステル誘導体又はその鹸化物から形成される核酸吸着性多孔性膜は、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膜であることを特徴とする。この「イオン結合が実質的に関与しない相互作用」とは、多孔性膜側の使用条件で「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、核酸と多孔性膜とが引き合う作用であると推定される。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。核酸吸着性多孔性膜は、親水基を有することが好ましく、環境の極性を変化させることで、核酸と多孔性膜の親水基同士が引きあるようになると推定される。
First, the nucleic acid-adsorbing porous membrane used in the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention will be described.
The nucleic acid-adsorbing porous membrane used in the present invention is formed from a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose or an ester derivative having a polysaccharide other than acetylcellulose.
The nucleic acid-adsorbing porous membrane formed from this ester derivative or a saponified product thereof is characterized in that it is a porous membrane that adsorbs nucleic acids by an interaction that does not substantially involve ionic bonds. This “interaction in which ionic bonds are not substantially involved” means that the ion is not “ionized” under the conditions of use on the porous membrane side. By changing the polarity of the environment, the nucleic acid and the porous membrane Is presumed to be an attractive action. As a result, the nucleic acid can be isolated and purified with excellent separation performance and good washing efficiency. The nucleic acid-adsorptive porous membrane preferably has a hydrophilic group, and it is presumed that the hydrophilic group of the nucleic acid and the porous membrane are attracted to each other by changing the polarity of the environment.
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、アミノ基、アミド基などを挙げることができる。好ましくは水酸基である。
以下、多孔性膜を形成する材料について詳細に説明する。
The hydrophilic group refers to a polar group (atomic group) capable of interacting with water, and all groups (atomic groups) involved in nucleic acid adsorption are applicable. As the hydrophilic group, one having a moderate interaction with water is good (see Chemical Encyclopedia, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., “Hydrophilic group”, “Group that is not very hydrophilic”), Examples thereof include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, an oxyethylene group, an amino group, and an amide group. Preferably it is a hydroxyl group.
Hereinafter, the material for forming the porous film will be described in detail.
[アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体又はその鹸化物]
前記エステル誘導体又はその鹸化物を構成する多糖類としては、セルロース、ヘミセルロース、デキストラン、アガロース、デキストリン、アミロース、アミロペクチン、デンプン、グリコーゲン、プルラン、マンナン、グルコマンナン、リケナン、イソリケナン、ラミナラン、カラギーナン、キシラン、フルクタン、アルギン酸、ヒアルロン酸、コンドロイチン、キチン、キトサン等を挙げることができる。本発明における多孔性膜は、前記いずれかの多糖類のエステル誘導体又はその鹸化物からなることが好ましい。
[Ester derivatives of polysaccharides other than acetylcellulose or saponified products thereof]
Examples of the polysaccharide constituting the ester derivative or saponified product thereof include cellulose, hemicellulose, dextran, agarose, dextrin, amylose, amylopectin, starch, glycogen, pullulan, mannan, glucomannan, lichenan, isolikenan, laminaran, carrageenan, xylan, Examples include fructan, alginic acid, hyaluronic acid, chondroitin, chitin, and chitosan. The porous membrane in the present invention is preferably composed of any of the above-mentioned polysaccharide ester derivatives or saponified products thereof.
前記エステル誘導体におけるエステルとしては、カルボン酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステル、スルホン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ピロリン酸エステルが挙げられ、エステル誘導体がこれらのエステルから選ばれる少なくともいずれかを有することが好ましい。また、カルボン酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステル、スルホン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ピロリン酸エステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the ester in the ester derivative include carboxylic acid ester, nitric acid ester, sulfuric acid ester, sulfonic acid ester, phosphoric acid ester, phosphonic acid ester, and pyrophosphoric acid ester, and the ester derivative is at least one selected from these esters. It is preferable to have. Further, saponified products of carboxylic acid esters, nitrate esters, sulfate esters, sulfonate esters, phosphate esters, phosphonate esters, and pyrophosphate esters can be further preferably used.
前記カルボン酸エステルとしては、アルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステル、芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルのいずれか一つ以上から選ばれることが好ましい。また、アルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステル、芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 The carboxylic acid ester is preferably selected from one or more of an alkyl carbonyl ester, an alkenyl carbonyl ester, an aromatic carbonyl ester, and an aromatic alkyl carbonyl ester. Further, alkyl carbonyl esters, alkenyl carbonyl esters, aromatic carbonyl esters, and saponified products of aromatic alkyl carbonyl esters can be further preferably used.
前記アルキルカルボニルエステルのアルキルカルボニル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチロイル基、バレル基、ペプタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基のいずれか一つ以上から選ばれることが好ましい。また、アセチル基、プロピオニル基、ブチロイル基、バレル基、ペプタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、ヘキサデカノイル基、オクタデカノイル基のいずれか一つ以上から選ばれるエステル基を持つ前記アルキルカルボニルエステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 As the alkylcarbonyl group of the alkylcarbonyl ester, any one of acetyl group, propionyl group, butyroyl group, barrel group, peptanoyl group, octanoyl group, decanoyl group, dodecanoyl group, tridecanoyl group, hexadecanoyl group, octadecanoyl group It is preferable to select from one or more. In addition, an ester group selected from any one or more of acetyl group, propionyl group, butyroyl group, barrel group, peptanoyl group, octanoyl group, decanoyl group, dodecanoyl group, tridecanoyl group, hexadecanoyl group and octadecanoyl group The saponified product of the alkyl carbonyl ester having it can also be preferably used.
前記アルケニルカルボニルエステルのアルケニルカルボニル基は、アクリル基、メタクリル基が挙げられ、カルボン酸エステルとしてアルケニルカルボニルエステルを用いる場合には、これらのアルケニルカルボニル基から選ばれる少なくともいずれかを有することが好ましい。また、アルケニルカルボニルエステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the alkenylcarbonyl group of the alkenylcarbonyl ester include an acryl group and a methacryl group. When an alkenylcarbonyl ester is used as the carboxylic acid ester, the alkenylcarbonyl group preferably has at least one selected from these alkenylcarbonyl groups. Further, a saponified product of alkenylcarbonyl ester can also be preferably used.
前記芳香族カルボニルエステルのエステル基は、ベンゾイル基、ナフタロイル基の少なくとも一つ以上から選ばれることが好ましい。また、ベンゾイル基、ナフタロイル基の少なくとも一つ以上から選ばれるエステル基を持つ前記芳香族カルボニルエステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 The ester group of the aromatic carbonyl ester is preferably selected from at least one of a benzoyl group and a naphthaloyl group. Further, a saponified product of the aromatic carbonyl ester having an ester group selected from at least one of benzoyl group and naphthaloyl group can be further preferably used.
前記硝酸エステルとしては、ニトロセルロース、ニトロヘミセルロース、ニトロデキストラン、ニトロアガロース、ニトロデキストリン、ニトロアミロース、ニトロアミロペクチン、ニトログリコーゲン、ニトロプルラン、ニトロマンナン、ニトログルコマンナン、ニトロリケナン、ニトロイソリケナン、ニトロラミナラン、ニトロカラギーナン、ニトロキシラン、ニトロフルクタン、ニトロアルギン酸、ニトロヒアルロン酸、ニトロコンドロイチン、ニトロキチン、ニトロキトサンなどを好ましく用いることができる。
また、ニトロセルロース、ニトロヘミセルロース、ニトロデキストラン、ニトロアガロース、ニトロデキストリン、ニトロアミロース、ニトロアミロペクチン、ニトログリコーゲン、ニトロプルラン、ニトロマンナン、ニトログルコマンナン、ニトロリケナン、ニトロイソリケナン、ニトロラミナラン、ニトロカラギーナン、ニトロキシラン、ニトロフルクタン、ニトロアルギン酸、ニトロヒアルロン酸、ニトロコンドロイチン、ニトロキチン、ニトロキトサンなどの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。
Examples of the nitrate ester include nitrocellulose, nitrohemicellulose, nitrodextran, nitroagarose, nitrodextrin, nitroamylose, nitroamylopectin, nitroglycogen, nitropullulan, nitromannan, nitroglucomannan, nitrolikenan, nitroisoliquenan, nitrolaminaran, Nitrocarrageenan, nitroxylan, nitrofructan, nitroalginic acid, nitrohyaluronic acid, nitrochondroitin, nitrochitin, nitrochitosan and the like can be preferably used.
Also, nitrocellulose, nitrohemicellulose, nitrodextran, nitroagarose, nitrodextrin, nitroamylose, nitroamylopectin, nitroglycogen, nitropullulan, nitromannan, nitroglucomannan, nitroligenanan, nitroisoliquenan, nitrolaminaran, nitrocarrageenan, nitro Saponified products such as xylan, nitrofructan, nitroalginic acid, nitrohyaluronic acid, nitrochondroitin, nitrochitin and nitrochitosan can also be used more preferably.
前記硫酸エステルとしては、セルロース硫酸、ヘミセルロース硫酸、デキストラン硫酸、アガロース硫酸、デキストリン硫酸、アミロース硫酸、アミロペクチン硫酸、グリコーゲン硫酸、プルラン硫酸、マンナン硫酸、グルコマンナン硫酸、リケナン硫酸、イソリケナン硫酸、ラミナラン硫酸、カラギーナン硫酸、キシラン硫酸、フルクタン硫酸、アルギン酸硫酸、ヒアルロン酸硫酸、コンドロイチン硫酸、キチン硫酸、キトサン硫酸などを好ましく用いることができる。また、前記、セルロース硫酸、ヘミセルロース硫酸、デキストラン硫酸、アガロース硫酸、デキストリン硫酸、アミロース硫酸、アミロペクチン硫酸、グリコーゲン硫酸、プルラン硫酸、マンナン硫酸、グルコマンナン硫酸、リケナン硫酸、イソリケナン硫酸、ラミナラン硫酸、カラギーナン硫酸、キシラン硫酸、フルクタン硫酸、アルギン酸硫酸、ヒアルロン酸硫酸、コンドロイチン硫酸、キチン硫酸、キトサン硫酸などの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the sulfate ester include cellulose sulfate, hemicellulose sulfate, dextran sulfate, agarose sulfate, dextrin sulfate, amylose sulfate, amylopectin sulfate, glycogen sulfate, pullulan sulfate, mannan sulfate, glucomannan sulfate, lichenan sulfate, isolikenane sulfate, laminaran sulfate, carrageenan Sulfuric acid, xylan sulfate, fructan sulfate, alginate sulfate, hyaluronic acid sulfate, chondroitin sulfate, chitin sulfate, chitosan sulfate and the like can be preferably used. In addition, cellulose sulfate, hemicellulose sulfate, dextran sulfate, agarose sulfate, dextrin sulfate, amylose sulfate, amylopectin sulfate, glycogen sulfate, pullulan sulfate, mannan sulfate, glucomannan sulfate, lichenan sulfate, isolikenane sulfate, laminaran sulfate, carrageenan sulfate, Saponified products such as xylan sulfate, fructan sulfate, alginic acid sulfuric acid, hyaluronic acid sulfuric acid, chondroitin sulfuric acid, chitin sulfuric acid, chitosan sulfuric acid and the like can be further preferably used.
前記スルホン酸エステルとしては、アルキルスルホン酸エステル、アルケニルスルホン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、芳香族アルキルスルホン酸エステルのいずれか一つ以上から選ばれることが好ましい。また、アルキルスルホン酸エステル、アルケニルスルホン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル、芳香族アルキルスルホン酸エステルの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 The sulfonic acid ester is preferably selected from any one or more of alkyl sulfonic acid esters, alkenyl sulfonic acid esters, aromatic sulfonic acid esters, and aromatic alkyl sulfonic acid esters. Further, alkyl sulfonate esters, alkenyl sulfonate esters, aromatic sulfonate esters, and saponified products of aromatic alkyl sulfonate esters can be further preferably used.
前記リン酸エステルとしては、セルロースリン酸、ヘミセルロースリン酸、デキストランリン酸、アガロースリン酸、デキストリンリン酸、アミロースリン酸、アミロペクチンリン酸、グリコーゲンリン酸、プルランリン酸、マンナンリン酸、グルコマンナンリン酸、リケナンリン酸、イソリケナンリン酸、ラミナランリン酸、カラギーナンリン酸、キシランリン酸、フルクタンリン酸、アルギン酸リン酸、ヒアルロン酸リン酸、コンドロイチンリン酸、キチンリン酸、キトサンリン酸などを好ましく用いることができる。また、セルロースリン酸、ヘミセルロースリン酸、デキストランリン酸、アガロースリン酸、デキストリンリン酸、アミロースリン酸、アミロペクチンリン酸、グリコーゲンリン酸、プルランリン酸、マンナンリン酸、グルコマンナンリン酸、リケナンリン酸、イソリケナンリン酸、ラミナランリン酸、カラギーナンリン酸、キシランリン酸、フルクタンリン酸、アルギン酸リン酸、ヒアルロン酸リン酸、コンドロイチンリン酸、キチンリン酸、キトサンリン酸などの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the phosphate ester include cellulose phosphate, hemicellulose phosphate, dextran phosphate, agarose phosphate, dextrin phosphate, amylose phosphate, amylopectin phosphate, glycogen phosphate, pullulan phosphate, mannan phosphate, glucomannan phosphate Rickenan phosphate, isolicenan phosphate, laminaran phosphate, carrageenan phosphate, xylan phosphate, fructan phosphate, alginate phosphate, hyaluronic acid phosphate, chondroitin phosphate, chitin phosphate, chitosan phosphate, and the like can be preferably used. Cellulose phosphate, hemicellulose phosphate, dextran phosphate, agarose phosphate, dextrin phosphate, amylose phosphate, amylopectin phosphate, glycogen phosphate, pullulan phosphate, mannan phosphate, glucomannan phosphate, lichenan phosphate, isolikenanline Saponified products such as acid, laminaran phosphoric acid, carrageenan phosphoric acid, xylan phosphoric acid, fructan phosphoric acid, alginic acid phosphoric acid, hyaluronic acid phosphoric acid, chondroitin phosphoric acid, chitin phosphoric acid and chitosan phosphoric acid can be further preferably used.
前記ホスホン酸エステルとしては、セルロースホスホン酸、ヘミセルロースホスホン酸、デキストランホスホン酸、アガロースホスホン酸、デキストリンホスホン酸、アミロースホスホン酸、アミロペクチンホスホン酸、グリコーゲンホスホン酸、プルランホスホン酸、マンナンホスホン酸、グルコマンナンホスホン酸、リケナンホスホン酸、イソリケナンホスホン酸、ラミナランホスホン酸、カラギーナンホスホン酸、キシランホスホン酸、フルクタンホスホン酸、アルギン酸ホスホン酸、ヒアルロン酸ホスホン酸、コンドロイチンホスホン酸、キチンホスホン酸、キトサンホスホン酸などを好ましく用いることができる。また、セルロースホスホン酸、ヘミセルロースホスホン酸、デキストランホスホン酸、アガロースホスホン酸、デキストリンホスホン酸、アミロースホスホン酸、アミロペクチンホスホン酸、グリコーゲンホスホン酸、プルランホスホン酸、マンナンホスホン酸、グルコマンナンホスホン酸、リケナンホスホン酸、イソリケナンホスホン酸、ラミナランホスホン酸、カラギーナンホスホン酸、キシランホスホン酸、フルクタンホスホン酸、アルギン酸ホスホン酸、ヒアルロン酸ホスホン酸、コンドロイチンホスホン酸、キチンホスホン酸、キトサンホスホン酸などの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the phosphonic acid ester include cellulose phosphonic acid, hemicellulose phosphonic acid, dextran phosphonic acid, agarose phosphonic acid, dextrin phosphonic acid, amylose phosphonic acid, amylopectin phosphonic acid, glycogen phosphonic acid, pullulan phosphonic acid, mannan phosphonic acid, and glucomannan phosphonic acid. Preferred are acids, lichenan phosphonic acid, isollikenan phosphonic acid, laminaran phosphonic acid, carrageenan phosphonic acid, xylan phosphonic acid, fructan phosphonic acid, alginic acid phosphonic acid, hyaluronic acid phosphonic acid, chondroitin phosphonic acid, chitin phosphonic acid, chitosan phosphonic acid, etc. Can be used. In addition, cellulose phosphonic acid, hemicellulose phosphonic acid, dextran phosphonic acid, agarose phosphonic acid, dextrin phosphonic acid, amylose phosphonic acid, amylopectin phosphonic acid, glycogen phosphonic acid, pullulan phosphonic acid, mannan phosphonic acid, glucomannan phosphonic acid, lichenane phosphonic acid, More preferred are saponified products such as isorikenan phosphonic acid, laminaran phosphonic acid, carrageenan phosphonic acid, xylan phosphonic acid, fructan phosphonic acid, alginic acid phosphonic acid, hyaluronic acid phosphonic acid, chondroitin phosphonic acid, chitin phosphonic acid, chitosan phosphonic acid. Can be used.
前記ピロリン酸エステルとしては、セルロースピロリン酸、ヘミセルロースピロリン酸、デキストランピロリン酸、アガロースピロリン酸、デキストリンピロリン酸、アミロースピロリン酸、アミロペクチンピロリン酸、グリコーゲンピロリン酸、プルランピロリン酸、マンナンピロリン酸、グルコマンナンピロリン酸、リケナンピロリン酸、イソリケナンピロリン酸、ラミナランピロリン酸、カラギーナンピロリン酸、キシランピロリン酸、フルクタンピロリン酸、アルギン酸ピロリン酸、ヒアルロン酸ピロリン酸、コンドロイチンピロリン酸、キチンピロリン酸、キトサンピロリン酸などを好ましく用いることができる。また、セルロースピロリン酸、ヘミセルロースピロリン酸、デキストランピロリン酸、アガロースピロリン酸、デキストリンピロリン酸、アミロースピロリン酸、アミロペクチンピロリン酸、グリコーゲンピロリン酸、プルランピロリン酸、マンナンピロリン酸、グルコマンナンピロリン酸、リケナンピロリン酸、イソリケナンピロリン酸、ラミナランピロリン酸、カラギーナンピロリン酸、キシランピロリン酸、フルクタンピロリン酸、アルギン酸ピロリン酸、ヒアルロン酸ピロリン酸、コンドロイチンピロリン酸、キチンピロリン酸、キトサンピロリン酸などの鹸化物についてもさらに好ましく用いることができる。 Examples of the pyrophosphate esters include cellulose pyrophosphate, hemicellulose pyrophosphate, dextran pyrophosphate, agarose pyrophosphate, dextrin pyrophosphate, amylose pyrophosphate, amylopectin pyrophosphate, glycogen pyrophosphate, pullulan pyrophosphate, mannan pyrophosphate, glucomannan pyrophosphate. Acid, lichenane pyrophosphate, isolichenane pyrophosphate, laminaran pyrophosphate, carrageenan pyrophosphate, xylan pyrophosphate, fructan pyrophosphate, alginate pyrophosphate, hyaluronic acid pyrophosphate, chondroitin pyrophosphate, chitin pyrophosphate, chitosan pyrophosphate, etc. Can be preferably used. Cellulose pyrophosphate, hemicellulose pyrophosphate, dextran pyrophosphate, agarose pyrophosphate, dextrin pyrophosphate, amylose pyrophosphate, amylopectin pyrophosphate, glycogen pyrophosphate, pullulan pyrophosphate, mannan pyrophosphate, glucomannan pyrophosphate, lichenan pyrolin Saponification products such as acid, isorikenan pyrophosphate, laminaran pyrophosphate, carrageenan pyrophosphate, xylan pyrophosphate, fructan pyrophosphate, alginate pyrophosphate, hyaluronic acid pyrophosphate, chondroitin pyrophosphate, chitin pyrophosphate, chitosan pyrophosphate Furthermore, it can be preferably used.
前記多糖類のエステル誘導体は、モノエステル誘導体、ジエステル誘導体、又はトリエステル誘導体であってもよいが、エステル価の異なるエステル誘導体の混合物であることも好ましい。
エステル価の異なるエステル誘導体の混合物として、トリエステル誘導体とジエステル誘導体との混合物、トリエステル誘導体とモノエステル誘導体との混合物、トリエステル誘導体とジエステル誘導体とモノエステル誘導体との混合物、または、ジエステル誘導体とモノエステル誘導体との混合物が挙げられる。中でも、トリエステル誘導体とジエステル誘導体の混合物が好ましい。トリエステル誘導体とジエステル誘導体の混合比(質量比)は、99:1〜1:99であることが好ましく、90:10〜50:50であることがより好ましい。
The ester derivative of the polysaccharide may be a monoester derivative, a diester derivative, or a triester derivative, but is preferably a mixture of ester derivatives having different ester values.
As a mixture of ester derivatives having different ester values, a mixture of triester derivatives and diester derivatives, a mixture of triester derivatives and monoester derivatives, a mixture of triester derivatives and diester derivatives and monoester derivatives, or a diester derivative and A mixture with a monoester derivative is mentioned. Of these, a mixture of a triester derivative and a diester derivative is preferable. The mixing ratio (mass ratio) of the triester derivative and diester derivative is preferably 99: 1 to 1:99, and more preferably 90:10 to 50:50.
また、多糖類が有する水酸基が任意の置換度でエーテル化したものについても好ましく用いることができる。例えば多糖類としてセルロースを用いた場合、エーテル誘導体としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシエチル−カルバモイルエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、シアノエチルセルロース、カルバモイルエチルセルロース等を用いることができ、好ましくは、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースを用いることができるが、多糖類の種類、エーテルの種類を含めてこれらに限定されることはない。
また、多糖類の水酸基が、任意の置換度でハロゲン化したものについても好ましく用いることができる。
Moreover, it can use preferably also about what the hydroxyl group which polysaccharide has etherified with arbitrary substitution degrees. For example, when cellulose is used as the polysaccharide, the ether derivatives include methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxyethyl-carbamoylethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methylcellulose, hydroxyethyl methylcellulose, cyano. Ethyl cellulose, carbamoylethyl cellulose, and the like can be used, and preferably, hydroxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose can be used, but are not limited to these including the type of polysaccharide and the type of ether.
Moreover, it can use preferably also about what the hydroxyl group of polysaccharide was halogenated by arbitrary substitution degrees.
前記アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体として、セルロースエステル誘導体を用いる場合を一例として、以下に説明する。セルロースエステル誘導体原料であるセルロースとしては、綿花リンタや木材パルプ(広葉樹パルプ,針葉樹パルプ)、麻、酢酸菌培養過程で生成するセルロース等の天然セルロース、それらを酸加水分解、機械的に粉砕、爆砕処理、高温下に押出機処理によって重合度を調整したものなどがあり、何れの原料セルロースから得られるセルロースエステル誘導体でも使用でき、場合により混合して使用してもよい。これらの原料セルロースについての詳細は、例えばプラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂(丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、1970年発行)に記載されている。 The case where a cellulose ester derivative is used as an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose will be described below as an example. Cellulose, the cellulose ester derivative raw material, includes cotton linter, wood pulp (hardwood pulp, conifer pulp), hemp, natural cellulose such as cellulose produced during the cultivation process of acetic acid bacteria, acid hydrolysis, mechanical crushing, and explosion For example, cellulose ester derivatives obtained from any raw material cellulose can be used, or they may be mixed and used in some cases. Details of these raw material celluloses are described, for example, in Plastic Materials Course (17) Fibrous resin (Maruzawa, Uda, Nikkan Kogyo Shimbun, 1970).
それによると、セルロースの分子量は広範囲であり例えば天然セルロースは60万〜150万(重合度概算3500〜1万)であり、精製リンタは8万〜50万(重合度概算500〜3000)であり、木材パルプは8万〜134万(重合度概算500〜2100)である。ここで分子量は、セルロースあるいはその誘導体の強度的性質に大きく影響し、分子量が小さくなるとある重合度から急にその力学的強度が低下するが、本発明の核酸吸着性多孔性膜の原料としてはいかなる分子量のものも問題なく使用できる。 According to it, the molecular weight of cellulose is wide, for example, natural cellulose is 600,000 to 1,500,000 (degree of polymerization approx. 3500 to 10,000), and purified linter is 80,000 to 500,000 (degree of polymerization approx. 500 to 3000). The wood pulp is 80,000 to 1,340,000 (the degree of polymerization is approximately 500 to 2100). Here, the molecular weight greatly affects the strength properties of cellulose or its derivatives. When the molecular weight decreases, the mechanical strength suddenly decreases from a certain degree of polymerization. However, as a raw material for the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention, Any molecular weight can be used without problems.
前述の原料セルロースがそのままセルロースエステル誘導体原料として利用せずに、リンタやパルプを精製して精製リンタと精製高級木材パルプとしたものを使用することが望ましい。リンタは綿実に綿繊維の中で繊維長が短い短繊維でありα−セルロース含量(例えば88〜92質量%)が多く純度が高く、不純物も少ない。この粗リンタはゴミ取り、アルカリ蒸煮、漂白、酸処理、脱水および乾燥によって精製リンタを得ることができる。これらの詳細はプラスチック材料講座(17)繊維素系樹脂(丸澤、宇田著、日刊工業新聞社、1970年発行)の25〜28頁に記述され、表2・3にその特性が記載されている。本発明においては、この方法により精製したリンタを用いることが好ましい。 It is desirable to use the above-mentioned raw material cellulose as it is as a raw material for cellulose ester derivatives, but to use purified linter and refined high-quality wood pulp by refining linter or pulp. Linter is a short fiber having a short fiber length among cotton fibers, has a high α-cellulose content (for example, 88 to 92% by mass), has a high purity, and has few impurities. This crude linter can be obtained by purifying litter, alkali cooking, bleaching, acid treatment, dehydration and drying. Details of these are described on pages 25 to 28 of the plastic material course (17) Fibrous resin (Maruzawa, Uda, Nikkan Kogyo Shimbun, published in 1970), and the characteristics are described in Tables 2.3. Yes. In the present invention, it is preferable to use linter purified by this method.
精製パルプについても同著の28〜32頁に記述されており、表2・4に特性も記載されている。本発明においては、該手法などで精製されたパルプもセルロースエステル誘導体原料として好ましい。ここで、精製された、綿花リンタとパルプとを混合して用いてもよい。その場合、混合割合は特に限定されないが好ましくは5/95〜95/5であり、より好ましくは10/90〜90/10である。混合することによって、多孔性膜の製造時に、セルロースエステル誘導体の溶解性を向上させることができ、多孔性膜の面状、力学特性を改良することができる。 The refined pulp is also described on pages 28 to 32 of the same book, and the characteristics are also described in Tables 2 and 4. In the present invention, pulp refined by such a method is also preferable as the cellulose ester derivative raw material. Here, refined cotton linter and pulp may be mixed and used. In that case, the mixing ratio is not particularly limited, but is preferably 5/95 to 95/5, and more preferably 10/90 to 90/10. By mixing, the solubility of the cellulose ester derivative can be improved during the production of the porous membrane, and the surface state and mechanical properties of the porous membrane can be improved.
パルプの純度の指標となるα−セルロース含有量は、80〜100質量%程度の範囲から選択できる。木材パルプでは、通常85〜98質量%程度である。本発明では低純度パルプ、例えばα−セルロース含有量80〜96質量%(特に92〜96質量%)程度のパルプも使用できる。これらのパルプのうち、通常木材パルプを使用することができる。 The α-cellulose content, which is an indicator of pulp purity, can be selected from a range of about 80 to 100% by mass. In wood pulp, it is usually about 85 to 98% by mass. In the present invention, low-purity pulp, for example, pulp having an α-cellulose content of about 80 to 96% by mass (particularly 92 to 96% by mass) can also be used. Of these pulps, usually wood pulp can be used.
パルプあるいは綿花中の中性構成糖成分はグルコースが主成分であるが、本発明の核酸吸着性多孔性膜には、さらにマンノースとキシロースとが含まれていてもよい。なお、綿花中の中性構成糖成分については、特開平11−130301号公報に記載がある。
マンノースとキシロースとを含む場合の比率は特に限定されないが、マンノース/キシロース(モル比)=0.35/1〜3.0/1、好ましくは0.35/1〜2.5/1、さらに好ましくは0.35/1〜2/1である。さらに、その場合に作製されたセルローストリエステル誘導体において、マンノースおよびキシロースの総含有量は、0.01〜5モル%が好ましく、0.1〜4モル%がより好ましい。なお、「マンノース」「キシロース」は、パルプ中に含まれるヘミセルロース(キシラン,グルコマンナンなど)の主たる構成糖である。これらの原料パルプおよび得られたセルローストリエステル誘導体の構成糖成分は、具体的には特開平11−130301号に記載の方法で分析できる。
The neutral constituent sugar component in pulp or cotton is mainly composed of glucose, but the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention may further contain mannose and xylose. The neutral constituent sugar component in cotton is described in JP-A-11-130301.
The ratio in the case of containing mannose and xylose is not particularly limited, but mannose / xylose (molar ratio) = 0.35 / 1 to 3.0 / 1, preferably 0.35 / 1 to 2.5 / 1, Preferably it is 0.35 / 1-2/1. Furthermore, in the cellulose triester derivative produced in that case, the total content of mannose and xylose is preferably 0.01 to 5 mol%, more preferably 0.1 to 4 mol%. “Mannose” and “xylose” are the main constituent sugars of hemicellulose (xylan, glucomannan, etc.) contained in pulp. Specifically, the constituent sugar components of these raw material pulp and the obtained cellulose triester derivative can be analyzed by the method described in JP-A-11-130301.
本発明の核酸吸着性多孔性膜においては、セルロースエステル誘導体の粘度平均重合度が、200〜3000であることが好ましい。また、前記セルロースエステル誘導体の質量平均分子量と数平均分子量の比が0.8〜2であることが好ましい。さらに、前記セルロースエステル誘導体が酸解離指数1.93〜4.5の酸またはその塩を含有することが好ましい。 In the nucleic acid-adsorptive porous membrane of the present invention, the viscosity average polymerization degree of the cellulose ester derivative is preferably 200 to 3000. Moreover, it is preferable that the ratio of the weight average molecular weight and the number average molecular weight of the cellulose ester derivative is 0.8-2. Furthermore, the cellulose ester derivative preferably contains an acid having an acid dissociation index of 1.93 to 4.5 or a salt thereof.
前記セルロースエステル誘導体の残存酢酸量あるいは炭素数3〜22の脂肪酸が、0.5質量%以下であることが好ましい。また、セルロースエステル誘導体が、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属の少なくとも一種を1ppb〜10000ppm含有していることが好ましい。さらに、前記セルロースエステル誘導体が、アルミニウム、ビスマス、ケイ素、重金属(クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、砒素、銀、カドミウム、スズ、アンチモン、金、白金、水銀、鉛など)の少なくとも一種を、1ppb〜1000ppm含有することが好ましい。 The amount of residual acetic acid or the fatty acid having 3 to 22 carbon atoms in the cellulose ester derivative is preferably 0.5% by mass or less. Moreover, it is preferable that the cellulose ester derivative contains 1 ppb to 10000 ppm of at least one kind of alkali metal and / or alkaline earth metal. Further, the cellulose ester derivative is made of aluminum, bismuth, silicon, heavy metals (chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, arsenic, silver, cadmium, tin, antimony, gold, platinum, mercury, lead, etc.) It is preferable to contain at least one kind from 1 ppb to 1000 ppm.
セルロースの構造の評価手段としてX線解析を用いることができる。X線解析像において、セルロース分子は繊維軸方向に平行に配列し水素結合によって引き合い、5個のセルロース分子のセルビオース単位によって1個の単位胞を形成していることが好ましい。また、X線法によればその結晶化度は天然セルロースで約70%であることが示されており、本発明に使用するセルロースエステル誘導体原料に使用するセルロースの結晶化度は、
30〜70%であることが好ましい。
X-ray analysis can be used as a means for evaluating the structure of cellulose. In the X-ray analysis image, the cellulose molecules are preferably arranged in parallel to the fiber axis direction, attracted by hydrogen bonds, and one unit cell is formed by five cellulose molecules. Further, according to the X-ray method, the crystallinity of natural cellulose is about 70%, and the crystallinity of cellulose used for the cellulose ester derivative raw material used in the present invention is:
It is preferable that it is 30 to 70%.
ここで、本発明でも利用されるセルロース等の多糖類はその分析については種々行われており、例えば、セルロースについては、ASTM standard Part 15、 TAPPI Standard (Technical Association of the Pulp and Paper Industry)やJIS P 8101などに詳細に掲げられている。測定項目としては、灰分、酸化カルシウムと酸化マグネシウムの含量、α−セルロース、β−セルロース、銅価などである。 Here, polysaccharides such as cellulose used also in the present invention have been variously analyzed. For example, for cellulose, ASTM standard Part 15, TAPPI Standard (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) and JIS are used. P 8101 and the like. Measurement items include ash, calcium oxide and magnesium oxide content, α-cellulose, β-cellulose, copper value, and the like.
多孔性膜は、セルロースエステル誘導体を、溶媒に溶解してドープ溶液を作製し、該ドープ溶液を流延することにより、作製することが好ましい。このような作製方法は、米国特許第3129159号明細書に記載されている。 The porous membrane is preferably prepared by dissolving a cellulose ester derivative in a solvent to prepare a dope solution and casting the dope solution. Such a production method is described in US Pat. No. 3,129,159.
また、セルロースの多孔性膜としては、再生セルロースの多孔性膜を好ましく使用することができる。再生セルロースとは、セルロースエステル誘導体の固体の表面または全体を、鹸化処理によりセルロース化したもの、セルロースの銅アンモニア溶液から作製したもの、セルロースのビスコース溶液から作製したもの、セルロースのアルカリ溶液から作製したものを挙げることができる。再生セルロースは、前述の綿花リンタや木材パルプ等から得られる本来のセルロースとは、結晶状態等の点で異なっている。なお、セルロースにはI、II、III、IVの結晶型が存在するが(本来のセルロースはIの結晶型である)、本発明においては、どの結晶型でも好ましく使用でき、またI、II、III、IVの結晶型それぞれが任意の割合で含まれていてよい。
以下に、再生セルロース多孔性膜及びその製造方法について記載するが、本発明に使用できる再生セルロース多孔性膜は以下に限定されるものではない。
アセチルセルロース多孔性膜から作製する再生セルロース多孔性膜については、特公昭45−4633号公報、特開昭56−100604号公報、等に記載の原料、方法で得られるものを使用することができる。
また、セルロースの銅アンモニア溶液から作製する再生セルロース多孔性膜については、特開昭58−89625号公報、特開昭58−89626号公報、特開昭58−89627号公報、特開昭58−89628号公報、特開昭59−45333号公報、特開昭59−45334号公報、特開昭59−199728号公報、特開昭61−274707号公報、特開昭62−1403号公報、特開昭63−161972号公報、特開平7−330945号公報、等に記載の原料、方法で得られるものを使用することができる。
また、セルロースにアルカリと二硫化炭素を作用させて得られるビスコース溶液からも同様に原液組成や凝固方法を工夫することによって、再生セルロース多孔膜が得られ、本発明に使用することができる。
また、セルロースのアルカリ溶液から作製する再生セルロース多孔性膜は、特開昭62−240328号公報、特開昭62−240329号公報、特開平1−188539号公報、等に記載の原料、方法で得られるものを使用することができる。
As the porous membrane of cellulose, a porous membrane of regenerated cellulose can be preferably used. Regenerated cellulose is a cellulose ester derivative solid surface or whole celluloseated by saponification treatment, cellulose made from copper ammonia solution, cellulose viscose solution, cellulose alkaline solution Can be mentioned. Regenerated cellulose differs from the original cellulose obtained from the above-mentioned cotton linter, wood pulp, etc. in terms of crystal state and the like. Although cellulose has crystal forms of I, II, III, and IV (original cellulose is a crystal form of I), any crystal form can be preferably used in the present invention, and I, II, Each of the crystal forms III and IV may be contained in any ratio.
The regenerated cellulose porous membrane and the production method thereof will be described below, but the regenerated cellulose porous membrane that can be used in the present invention is not limited to the following.
As the regenerated cellulose porous membrane prepared from the acetylcellulose porous membrane, those obtained by the raw materials and methods described in JP-B No. 45-4633, JP-A No. 56-1000060, and the like can be used. .
Regarding the regenerated cellulose porous membrane prepared from a copper ammonia solution of cellulose, JP-A-58-89625, JP-A-58-89626, JP-A-58-89627, JP-A-58- No. 89628, JP-A-59-45333, JP-A-59-45334, JP-A-59-199728, JP-A-61-274707, JP-A-62-1403, Those obtained by the raw materials and methods described in JP-A-63-161972 and JP-A-7-330945 can be used.
Further, a regenerated cellulose porous membrane can be obtained from a viscose solution obtained by reacting an alkali and carbon disulfide with cellulose to devise the stock solution composition and coagulation method, and can be used in the present invention.
Further, a regenerated cellulose porous membrane prepared from an alkaline solution of cellulose can be produced by the raw materials and methods described in JP-A-62-240328, JP-A-62-240329, JP-A-1-188539, and the like. What is obtained can be used.
以上記述したセルロースエステル誘導体については、特開平10−45803号公報、特開平11−269304号公報、特開平8−231761号公報、特開平8−231761号公報、特開平10−60170号公報、特開平9−40792号公報、特開平11−5851号公報、特開平11−269304号公報、特開平9−90101号公報、特開昭57−182737号公報、特開平4−277530号公報、特開平11−292989号公報、特開平12−131524号公報、特開平12−137115号公報などに記載のセルロースエステル誘導体を利用することも好ましい。これらの素材も、本発明の核酸吸着性多孔性膜に対しては特に限定されるものではない。 Regarding the cellulose ester derivatives described above, JP-A-10-45803, JP-A-11-269304, JP-A-8-231761, JP-A-8-231761, JP-A-10-60170, Japanese Laid-Open Patent Publication Nos. 9-40792, 11-5851, 11-269304, 9-90101, 57-182737, 4-277530, and It is also preferable to use the cellulose ester derivatives described in JP-A-11-292989, JP-A-12-131524, JP-A-12-137115, and the like. These materials are not particularly limited to the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the present invention.
前記したアセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化物を得るには、鹸化を行う。鹸化とは、エステル誘導体を鹸化処理液(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エステル誘導体のエステル部位が加水分解され、水酸基が導入される。鹸化率を変えるには、水酸化ナトリウムの濃度、処理温度、処理時間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)。 Saponification is performed to obtain a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose. Saponification refers to bringing an ester derivative into contact with a saponification solution (for example, an aqueous sodium hydroxide solution). Thereby, the ester site | part of the ester derivative which contacted the saponification process liquid is hydrolyzed, and a hydroxyl group is introduce | transduced. In order to change the saponification rate, the saponification treatment may be performed by changing the concentration of sodium hydroxide, the treatment temperature, and the treatment time. The saponification rate can be easily measured by NMR, IR, or XPS (for example, it can be determined by the degree of peak reduction of the carbonyl group).
前記した、エステル誘導体を含んで作製された多孔性膜を表面鹸化することが好ましい。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、エステル誘導体を含んで作製された多孔性膜の鹸化率(表面鹸化率)は、5%以上100%以下であることが好ましく、10%以上100%以下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、セルローストリエステル誘導体の多孔性膜を鹸化することが好ましい。
多孔性膜は、表裏対称性の多孔性膜を使うと膜の表裏を区別することなく製造できるため好ましく、また、表裏非対称性の多孔性膜を使用することで目詰まりのリスクを低減できるため好ましく使用することができる。
It is preferable to saponify the surface of the porous membrane prepared by including the ester derivative. In this case, the amount (density) of hydroxyl groups on the solid surface can be controlled by the degree of saponification treatment (saponification rate). In order to increase the nucleic acid separation efficiency, it is preferable that the amount (density) of hydroxyl groups is large. For example, the saponification rate (surface saponification rate) of a porous membrane prepared containing an ester derivative is preferably 5% or more and 100% or less, and more preferably 10% or more and 100% or less. In order to increase the surface area of the organic polymer having a hydroxyl group, it is preferable to saponify the porous membrane of the cellulose triester derivative.
A porous membrane is preferable because it can be manufactured without distinguishing the front and back of the membrane when a porous membrane with front and back symmetry is used, and the risk of clogging can be reduced by using a porous membrane with asymmetrical front and back. It can be preferably used.
本発明の核酸の分離精製方法において、前記エステル誘導体又はその鹸化物からなる多孔性膜と、有機材料又は無機材料等からなる多孔性膜とを併用することができる。併用できる多孔性膜としては、親水性基を有することが好ましく、例えば、親水基を有する有機材料からなる多孔性膜、親水基を持たない有機材料を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない有機材料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膜、親水基を有する無機材料からなる多孔性膜、親水基を持たない無機材料を処理して親水基を導入した多孔性膜、親水基を持たない無機材料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膜などを使用することができる。中でも、併用できる多孔性膜を形成する材料の加工容易性から、有機高分子などの有機材料を用いることが好ましい。 In the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, a porous membrane made of the ester derivative or a saponified product thereof and a porous membrane made of an organic material or an inorganic material can be used in combination. The porous film that can be used in combination preferably has a hydrophilic group. For example, a porous film made of an organic material having a hydrophilic group, or a porous film in which a hydrophilic group is introduced by treating an organic material having no hydrophilic group An organic material having no hydrophilic group is coated with a material having a hydrophilic group to introduce a hydrophilic group, a porous film made of an inorganic material having a hydrophilic group, or an inorganic material having no hydrophilic group is treated. For example, a porous film in which a hydrophilic group is introduced, a porous film in which a hydrophilic group is introduced by coating an inorganic material having no hydrophilic group with a material having a hydrophilic group, and the like can be used. Among them, it is preferable to use an organic material such as an organic polymer because of the ease of processing of the material forming the porous film that can be used in combination.
親水性基を持たない有機材料に親水性基を導入する方法としては、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結合する方法がある。有機材料の多孔性膜にグラフトポリマー鎖を結合する方法としては、多孔性膜とグラフトポリマー鎖とを化学結合させる方法と、多孔性膜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。 As a method for introducing a hydrophilic group into an organic material having no hydrophilic group, there is a method of bonding a graft polymer chain having a hydrophilic group in a polymer chain or in a side chain. As a method of bonding the graft polymer chain to the porous film of the organic material, a method of chemically bonding the porous film and the graft polymer chain, and a compound having a double bond that can be polymerized starting from the porous film are polymerized. There are two ways to make the graft polymer chain.
まず、有機材料からなる多孔性膜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膜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、多孔性膜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。多孔性膜と反応する官能基としては、多孔性膜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、カルボニル基、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、アミド基、ヒドラジド基、アルデヒド基、チオール基、スクシイミド基等を挙げることができる。 First, in a method of attaching a porous film made of an organic material and a graft polymer chain by chemical bonding, a polymer having a functional group that reacts with the porous film at the terminal or side chain of the polymer is used. And the functional group of the porous membrane can be chemically reacted with each other. The functional group that reacts with the porous membrane is not particularly limited as long as it can react with the functional group of the porous membrane. For example, a silane coupling group such as alkoxysilane, an isocyanate group, an amino group, and a hydroxyl group. Carboxyl group, carbonyl group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, epoxy group, allyl group, methacryloyl group, acryloyl group, amide group, hydrazide group, aldehyde group, thiol group, succinimide group and the like.
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、ポリ乳酸、ポリケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ナイロン、N−メチル変性ナイロン、N-アルコキシメチル変性ナイロン、N−アルキルチオメチル変性ナイロン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリアリルアミン、ポリウレタン、フィブロイン、ポリアミノ酸、ポリペプチド、ポリアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン6、ナイロン7、ナイロン11、ナイロン12、N−メチル変性ナイロン、N-アルコキシメチル変性ナイロン、N−アルキルチオメチル変性ナイロン等の変性ナイロン、多糖類エステル誘導体及びそれらの鹸化物、エステル価の異なる多糖類エステル誘導体混合物及びそれらの鹸化物などを挙げることができる。 Particularly useful compounds as a polymer having a reactive functional group at the end of the polymer or in the side chain are a polymer having a trialkoxysilyl group at the polymer end, a polymer having an amino group at the polymer end, and a polymer having a carboxyl group at the polymer end. , A polymer having an epoxy group at the polymer end, and a polymer having an isocyanate group at the polymer end. The polymer used at this time is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption. Specifically, polyhydroxyethylacrylic acid, polyhydroxyethylmethacrylic acid and salts thereof , Polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, polyoxyethylene, polylactic acid, polyketone, polyetherimide, polyamideimide, polyphenylenesulfone, polyphenylenesulfidesulfone, nylon, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl modified nylon, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polyallylamine, polyurethane, fibroin, polyamino acid, polypeptide, polyactyl Luamide, poly-N-isopropylacrylamide, nylon 46, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 6, nylon 7, nylon 11, nylon 12, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl Examples thereof include modified nylons such as modified nylon, polysaccharide ester derivatives and saponified products thereof, mixtures of polysaccharide ester derivatives having different ester values, and saponified products thereof.
多孔性膜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、加熱などの方法で基材表面上に活性種を与え、多孔性膜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膜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。
A method of polymerizing a compound having a polymerizable double bond based on a porous membrane to form a graft polymer chain is generally called surface graft polymerization. The surface graft polymerization method is a method of polymerizing a compound having a polymerizable double bond disposed so as to be in contact with the porous film by giving active species on the surface of the substrate by a method such as plasma irradiation, light irradiation, and heating. It refers to the method of bonding with a porous membrane.
A compound useful for forming a graft polymer chain bound to a substrate has a double bond that can be polymerized and has a hydrophilic group that participates in nucleic acid adsorption. It is necessary to be. As these compounds, any polymer, oligomer, or monomer compound having a hydrophilic group can be used as long as it has a double bond in the molecule. Particularly useful compounds are monomers having hydrophilic groups.
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、アクリルアミド等も好ましく用いることができる。 Specific examples of the particularly useful monomer having a hydrophilic group include the following monomers. For example, a hydroxyl group-containing monomer such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and glycerol monomethacrylate can be particularly preferably used. In addition, carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, or alkali metal salts and amine salts thereof, acrylamide, and the like can also be preferably used.
有機材料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、ポリ乳酸、ポリケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ナイロン、N−メチル変性ナイロン、N−アルコキシメチル変性ナイロン、N-アルキルチオメチル変性ナイロン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリアリルアミン、ポリウレタン、フィブロイン、ポリアミノ酸、ポリペプチド、ポリアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン6、ナイロン7、ナイロン11、ナイロン12、N−メチル変性ナイロン、N−アルコキシメチル変性ナイロン、N−アルキルチオメチル変性ナイロン等の変性ナイロン、多糖類のエステル誘導体及びそれらの鹸化物、エステル価の異なる多糖類のエステル誘導体混合物及びそれらの鹸化物などを挙げることができる。 As another method for introducing a hydrophilic group into an organic material, a material having a hydrophilic group can be coated. The material used for the coating is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption, but an organic material polymer is preferable from the viewpoint of easy work. Examples of the polymer include polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid and salts thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, polyoxyethylene, polylactic acid, polyketone and polyether. Imide, polyamideimide, polyphenylenesulfone, polyphenylenesulfidesulfone, nylon, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl modified nylon, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polyallylamine, polyurethane, fibroin , Polyamino acid, polypeptide, polyacrylamide, poly-N-isopropylacrylamide, nylon 46, nylon 66, nylon 610, Modified nylons such as Iron 612, nylon 6, nylon 7, nylon 11, nylon 12, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl modified nylon, ester derivatives of polysaccharides and saponified products thereof, Mention may be made, for example, of ester derivative mixtures of polysaccharides having different ester values and saponified products thereof.
また、親水基を持たない有機材料の多孔性膜に、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100%以下であることが好ましい。さらには、鹸化率が約10%以上100%以下であることが好ましい。 In addition, after coating a porous film of an organic material having no hydrophilic group with acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values, the coated acetyl cellulose or a mixture of acetyl celluloses having different acetyl values is saponified. You can also In this case, the saponification rate is preferably about 5% or more and 100% or less. Furthermore, the saponification rate is preferably about 10% or more and 100% or less.
親水基を持たない無機材料の多孔性膜に親水基を導入する方法としては、多孔性膜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、多孔性膜を起点として、グラフトポリマー鎖を重合する2つの方法がある。
多孔性膜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、多孔性膜を起点として、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。
親水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、前記、親水基を持たない有機材料の多孔性膜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。
As a method for introducing a hydrophilic group into a porous membrane of an inorganic material having no hydrophilic group, a method of chemically bonding the porous membrane and a graft polymer chain, and a hydrophilic group having a double bond in the molecule are used. There are two methods for polymerizing a graft polymer chain using a monomer having a porous membrane as a starting point.
When the porous membrane and the graft polymer chain are attached by chemical bonding, a functional group that reacts with the functional group at the terminal of the graft polymer chain is introduced into the inorganic material, and the graft polymer is chemically bonded thereto. In addition, when a graft polymer chain is polymerized starting from a porous membrane using a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule, a compound having a double bond is polymerized. The starting functional group is introduced into the inorganic material.
As the graft polymer having a hydrophilic group and the monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule, a method of chemically bonding the porous film of the organic material having no hydrophilic group and the graft polymer chain. In the above, the described graft polymer having a hydrophilic group and a monomer having a hydrophilic group having a double bond in the molecule can be preferably used.
親水基を持たない無機材料の多孔性膜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、ポリ乳酸、ポリケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ナイロン、N-メチル変性ナイロン、N-アルコキシメチル変性ナイロン、N-アルキルチオメチル変性ナイロン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリアリルアミン、ポリウレタン、フィブロイン、ポリアミノ酸、ポリペプチド、ポリアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン6、ナイロン7、ナイロン11、ナイロン12、N-メチル変性ナイロン、N-アルコキシメチル変性ナイロン、N-アルキルチオメチル変性ナイロン等の変性ナイロン、多糖類エステル誘導体及びそれらの鹸化物、エステル価の異なる多糖類エステル誘導体混合物及びそれらの鹸化物などを挙げることができる。 As another method for introducing a hydrophilic group into a porous film made of an inorganic material having no hydrophilic group, a material having a hydrophilic group can be coated. The material used for the coating is not particularly limited as long as it has a hydrophilic group involved in nucleic acid adsorption, but an organic material polymer is preferable from the viewpoint of easy work. Examples of the polymer include polyhydroxyethyl acrylic acid, polyhydroxyethyl methacrylic acid and salts thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid and salts thereof, polyoxyethylene, polylactic acid, polyketone and polyether. Imide, polyamideimide, polyphenylenesulfone, polyphenylenesulfidesulfone, nylon, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl modified nylon, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polyallylamine, polyurethane, fibroin , Polyamino acid, polypeptide, polyacrylamide, poly-N-isopropylacrylamide, nylon 46, nylon 66, nylon 610, Niro 612, nylon 6, nylon 7, nylon 11, nylon 12, N-methyl modified nylon, N-alkoxymethyl modified nylon, N-alkylthiomethyl modified nylon and other modified nylons, polysaccharide ester derivatives and their saponified products, ester values And a mixture of polysaccharide ester derivatives different from each other and saponified products thereof.
親水基を持たない無機材料の多孔性膜としては、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、アルミノケイ酸塩等を加工して作製した多孔性膜を挙げることができる。 As a porous film made of an inorganic material having no hydrophilic group, a porous film produced by processing a metal such as aluminum, ceramics such as glass, cement, ceramics, or new ceramics, silicon, activated carbon, aluminosilicate, etc. Can be mentioned.
また、親水基を持たない無機材料の多孔性膜に、セルロースエステル誘導体または、エステル価の異なるセルロースエステル誘導体の混合物をコーティングした後に、コーティングしたセルロースエステル誘導体または、エステル価の異なるセルロースエステル誘導体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。 In addition, after coating a porous film of an inorganic material having no hydrophilic group with a cellulose ester derivative or a mixture of cellulose ester derivatives having different ester values, the coated cellulose ester derivative or a mixture of cellulose ester derivatives having different ester values Can also be saponified. In this case, the saponification rate is preferably about 5% or more. Furthermore, the saponification rate is preferably about 10% or more.
[添加剤]
本発明の核酸の分離精製方法において用いる核酸吸着性多孔性膜としては、膜の諸特性を改善するために、用途に応じた種々の添加剤(例えば、可塑剤、静電防止剤、劣化防止剤、紫外線防止剤、界面活性剤、剥離剤、着色剤、補強剤、架橋剤等)を加えることができる。
また、添加剤を添加する時期は、例えば核酸吸着性多孔性膜を溶液流延製膜法によって作製する場合には、ドープ溶液の調製工程中であればいつでも添加することができるが、ドープ溶液の調製工程の最後、すなわちドープ溶液を流延する直前に添加して混合する、いわゆる直前添加方法を採用してもよい。また、製膜後に含浸することにより膜に添加することもできる。
[Additive]
The nucleic acid-adsorbing porous membrane used in the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention includes various additives (for example, plasticizers, antistatic agents, anti-degradation agents) according to applications in order to improve various characteristics of the membrane. Agents, UV inhibitors, surfactants, release agents, colorants, reinforcing agents, cross-linking agents, and the like).
In addition, when the additive is added, for example, when a nucleic acid-adsorptive porous membrane is prepared by a solution casting method, it can be added at any time during the preparation step of the dope solution. Alternatively, a so-called last addition method of adding and mixing at the end of the preparation step, that is, immediately before casting the dope solution, may be employed. Moreover, it can also add to a film | membrane by impregnating after film forming.
(可塑剤)
可塑剤としては、特開2002−265636に記載のリン酸エステル、カルボン酸エステル、また、特開平2−6826に記載の多価アルコール、また、特開平5−194788号、特開昭60−250053号、特開平4−227941号、特開平6−16869号、特開平5−271471号、特開平7−286068号、特開平5−5047号、特開平11−80381号、特開平7−20317号、特開平8−57879号、特開平10−152568号、特開平10−120824号、特開平11−124445号記載の(ジ)ペンタエリスリトールエステル類、特開平11−246704号記載のグリセロールエステル類、特開2000−63560号記載のジグリセロールエステル類、特開平11−92574号記載のクエン酸エステル類、特開平11−90946号記載の置換フェニルリン酸エステル類、特開昭56−100604号の各公報などに記載されている可塑剤が挙げられる。可塑剤の利用方法及び特性は、これらの各公報に記載されており、本発明に適用することができる。
(Plasticizer)
Examples of the plasticizer include phosphoric acid esters and carboxylic acid esters described in JP-A-2002-265636, polyhydric alcohols described in JP-A-2-6826, JP-A-5-194788, and JP-A-60-250053. JP-A-4-2277941, JP-A-6-16869, JP-A-5-271471, JP-A-7-286068, JP-A-5-5047, JP-A-11-80381, JP-A-7-20317. (Di) pentaerythritol esters described in JP-A-8-57879, JP-A-10-152568, JP-A-10-120824, JP-A-11-124445, glycerol esters described in JP-A-11-246704, Diglycerol esters described in JP-A No. 2000-63560 and quees described in JP-A No. 11-92574 Esters, substituted phenyl phosphates of JP-A 11-90946 Patent forth, plasticizer agents listed like in the JP-A No. 56-100604. The utilization method and characteristics of the plasticizer are described in each of these publications and can be applied to the present invention.
(静電防止剤)
静電防止剤は、膜の取扱いの際に膜が帯電するのを防ぐ目的で添加することができる。静電防止剤については、イオン導電性物質、導電性微粒子、有機電子導電性有機化合物等が挙げられる。
イオン導電性物質とは、電気伝導性を示し、電気を運ぶ担体であるイオンを含有する物質のことである。具体的には、イオン性高分子化合物を挙げることができる。イオン性高分子化合物としては、特公昭49−23828号、特公昭49−23827号、特公昭47−28937号の各公報に見られるようなアニオン性高分子化合物;特公昭55−734号、特開昭50−54672号、特公昭59−14735号、特公昭57−18175号、特公昭57−18176号、特公昭57−56059号の各公報などに見られるような、主鎖中に解離基を持つアイオネン型ポリマー;特公昭53−13223号、特公昭57−15376号、特公昭53−45231号、特公昭55−145783号、特公昭55−65950号、特公昭55−67746号、特公昭57−11342号、特公昭57−19735号、特公昭58−56858号、特開昭61−27853号、特公昭62−9346号の各公報に見られるような、側鎖中にカチオン性解離基を持つカチオン性ペンダント型ポリマー;等を挙げることができる。
(Antistatic agent)
The antistatic agent can be added for the purpose of preventing the film from being charged when the film is handled. Examples of the antistatic agent include ionic conductive substances, conductive fine particles, and organic electronic conductive organic compounds.
The ion conductive substance is a substance containing ions serving as a carrier that shows electric conductivity and carries electricity. Specific examples include ionic polymer compounds. Examples of the ionic polymer compound include anionic polymer compounds such as those described in JP-B-49-23828, JP-B-49-23827, and JP-B-47-28937; A dissociation group in the main chain as shown in Japanese Patent Publication Nos. 50-54772, 59-14735, 57-18175, 57-18176, 57-56059, etc. Ionene type polymers having: JP-B 53-13223, JP-B 57-15376, JP-B 53-45231, JP-B 55-145783, JP-B 55-65950, JP-B 55-67746, JP-B Japanese Patent Nos. 57-11342, 57-19735, 58-56858, JP 61-27853, 62-9346 As seen in, cationic pendant polymer having a cationic dissociative group in the side chain; and the like can be given.
導電性微粒子は、粒子状の導電性物質のことであり、微分散して添加することにより、核酸吸着性多孔性膜中に粒子状の導電性物質が分散されていることが好ましい。導電性微粒子は、金属酸化物やその複合酸化物からなる導電性微粒子及び分散性粒状ポリマー(例えば、特開平9−203810号公報に記載のアイオネン導電性ポリマー、或いは、分子間架橋を有する第4級アンモニウムカチオン導電性ポリマー粒子など)から選ばれることが望ましい。好ましい粒径としては5nm〜10μmの範囲であり、更に好ましい範囲は用いられる導電性物質の種類に依存する。
金属酸化物の例としては、ZnO、TiO2 、SnO2 、Al2O3 、In2O3 、SiO2 、MgO、BaO、MoO2 、V2O5 等、或いはこれらの複合酸化物が好ましく、特にZnO、TiO2 及びSnO2 が好ましい。異種原子を含む例としては、例えばZnOに対してはAl、In等の添加、TiO2 に対してはNb、Ta等の添加、又SnO2 に対しては、Sb、Nb、ハロゲン元素等の添加が効果的である。これら異種原子の添加量は、導電性微粒子中0.01〜25mol%の範囲が好ましいが、0.1〜15mol%の範囲が特に好ましい。
また、これらの金属酸化物やその複合酸化物からなる導電性微粒子の体積抵抗率は107Ωcm以下が好ましく、特に105Ωcm以下であることが好ましい。
金属酸化物やその複合酸化物からなる導電性微粒子の1次粒子径は、100Å以上0.2μm以下であることが好ましく、高次構造の長径が30nm以上6μm以下であることが好ましい。このような粒子径の導電性微粒子は、核酸吸着性多孔性膜中、体積分率で0.01%以上20%以下含まれていることが好ましい。
The conductive fine particle is a particulate conductive substance, and it is preferable that the particulate conductive substance is dispersed in the nucleic acid-adsorbing porous film by being finely dispersed and added. The conductive fine particles include conductive fine particles made of a metal oxide or a composite oxide thereof and a dispersible granular polymer (for example, ionene conductive polymer described in JP-A-9-203810, or fourth having intermolecular crosslinking. It is desirable to select from secondary ammonium cation conductive polymer particles. The preferred particle size is in the range of 5 nm to 10 μm, and the more preferred range depends on the type of conductive material used.
As an example of the metal oxide, ZnO, TiO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , SiO 2 , MgO, BaO, MoO 2 , V 2 O 5 , or a composite oxide thereof is preferable. In particular, ZnO, TiO 2 and SnO 2 are preferred. Examples of containing different atoms include, for example, addition of Al, In, etc. to ZnO, addition of Nb, Ta, etc. to TiO 2 , and addition of Sb, Nb, halogen elements, etc. to SnO 2 . Addition is effective. The addition amount of these different atoms is preferably in the range of 0.01 to 25 mol% in the conductive fine particles, but is particularly preferably in the range of 0.1 to 15 mol%.
Further, the volume resistivity of the conductive fine particles made of these metal oxides or complex oxides thereof is preferably 10 7 Ωcm or less, and particularly preferably 10 5 Ωcm or less.
The primary particle diameter of the conductive fine particles made of a metal oxide or a composite oxide thereof is preferably from 100 to 0.2 μm, and the long diameter of the higher order structure is preferably from 30 nm to 6 μm. The conductive fine particles having such a particle size are preferably contained in the nucleic acid-adsorptive porous membrane in a volume fraction of 0.01% to 20%.
「分散性粒状ポリマー」とは、視覚的観察によって透明又はわずかに濁った溶液に見えるが、電子顕微鏡の下では粒状分散物として見えるポリマーである。分散性粒状ポリマーの体積抵抗率は、107Ωcm以下が好ましく、特に105Ωcm以下であることが好ましい。分散粒状ポリマーは、核酸吸着性多孔性膜に体積分率で0.01%以上20%以下含まれていることが好ましい。
分散性粒状ポリマーとしては、分子間架橋を有するカチオン導電性ポリマー粒子が好ましい。この分子間架橋を有するカチオン導電性ポリマー粒子の特徴は、粒子内のカチオン成分を高濃度、高密度に持たせることができるため、優れた導電性を有しているばかりでなく、低相対湿度下においても導電性の劣化は見られず、粒子同志も分散状態ではよく分散されているにもかかわらず、膜形状の場合、流延後造膜過程において粒子同志の接着性もよいため膜強度も強く、耐薬品性に優れていることである。また、この分子間架橋を有するカチオン導電性ポリマー粒子は、一般に約10nm〜1000nmの範囲にあり、好ましくは20nm〜300nmの範囲の粒子が用いられる。
A “dispersible granular polymer” is a polymer that appears as a clear or slightly turbid solution by visual observation but appears as a granular dispersion under an electron microscope. The volume resistivity of the dispersible granular polymer is preferably 10 7 Ωcm or less, particularly preferably 10 5 Ωcm or less. The dispersed granular polymer is preferably contained in the nucleic acid adsorbing porous membrane in a volume fraction of 0.01% to 20%.
As the dispersible granular polymer, cationic conductive polymer particles having intermolecular crosslinking are preferable. The feature of this cationic conductive polymer particle having intermolecular crosslinking is that it has high concentration and high density of the cationic component in the particle, so it not only has excellent conductivity, but also has low relative humidity. In the case of the film shape, the adhesion of the particles is good in the film-forming process after casting. It is also strong and has excellent chemical resistance. The cationic conductive polymer particles having intermolecular crosslinks are generally in the range of about 10 nm to 1000 nm, and preferably in the range of 20 nm to 300 nm.
有機電子導電性有機化合物としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフォスファゼン等が挙げられる。これらは、酸供与材としてポリスチレンスルフォン酸、過塩素酸などとのコンプレックス(錯体)で好ましく用いられる。
有機電子導電性有機化合物の体積抵抗率は、107Ωcm以下が好ましく、特に105Ωcm以下であることが好ましい。有機電子導電性有機化合物は、核酸吸着性多孔性膜に体積分率で0.01%以上20%以下含まれていることが好ましい。
Examples of the organic electronic conductive organic compound include polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyphosphazene and the like. These are preferably used in a complex with polystyrene sulfonic acid, perchloric acid or the like as an acid donor.
The volume resistivity of the organic electronic conductive organic compound is preferably 10 7 Ωcm or less, and particularly preferably 10 5 Ωcm or less. The organic electronic conductive organic compound is preferably contained in the nucleic acid adsorbing porous membrane in a volume fraction of 0.01% to 20%.
(劣化防止剤、紫外線防止剤)
劣化防止剤としては、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン類が挙げられる。劣化防止剤や紫外線防止剤については、特開昭60−235852号、特開平3−199201号、特開平5−190707号、特開平5−194789号、特開平5−271471号、特開平6−107854号、特開平6−118233号、特開平6−148430号、特開平7−11056号、特開平7−11055号、特開平7−11056号、特開平8−29619号、特開平8−239509号、特開平7−11056号、特開2000−204173号、特開平5−197073号、特開平5−194789号、特開平6−107854号、特開昭60−235852号、特開平12−193821号、特開平8−29619号、特開平6−118233号、特開平6−148430号、特開2002−265636号、特開平5−197073号の各公報などに記載されているものを好ましく用いることができる。特に好ましい劣化防止剤の例としては、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を挙げることができる。
(Deterioration inhibitor, UV protection agent)
Examples of the deterioration inhibitor include antioxidants, peroxide decomposers, radical inhibitors, metal deactivators, acid scavengers, and amines. As for the deterioration preventing agent and the ultraviolet ray preventing agent, JP-A-60-235852, JP-A-3-199201, JP-A-5-190707, JP-A-5-194789, JP-A-5-271471, JP-A-6-271471. 107854, JP-A-6-118233, JP-A-6-148430, JP-A-7-11056, JP-A-7-11055, JP-A-7-11056, JP-A-8-29619, JP-A-8-239509. JP-A-7-11056, JP-A-2000-204173, JP-A-5-97073, JP-A-5-194789, JP-A-6-107854, JP-A-60-235852, JP-A-12-193821 JP-A-8-29619, JP-A-6-118233, JP-A-6-148430, JP-A-2002-265636, JP-A-2002-265636 Like each publication of JP 5-197073 may be preferably used those described in. As a particularly preferable example of the deterioration preventing agent, dibutylhydroxytoluene (BHT) can be mentioned.
劣化防止剤及び紫外線防止剤の添加量は、ドープ溶液中の0.01〜1質量%であることが好ましく、0.01〜0.08質量%であることがさらに好ましい。添加量が上記の範囲内であれば、多孔性膜表面に劣化防止剤または紫外線防止剤のブリードアウト(滲み出し)が起こらずに、劣化防止剤または紫外線防止剤の効果が認められ、好ましい。なお、劣化防止剤及び紫外線防止剤を併用することも可能である。
劣化防止剤又は紫外線防止剤は、沸点が200℃以上であり25℃で液体であるか、又は、融点が25〜250℃であり標準温度20℃で固体であることが好ましい。更に好ましくは、沸点が250℃以上であり25℃で液体であるか、又は、融点が25〜200℃であり標準温度20℃で固体のものである。劣化防止剤や紫外線防止剤が液体の場合は、その精製は通常減圧蒸留によって実施されるが高真空であるほど好ましく、例えば100Pa以下であることが好ましい。また、分子蒸留装置などを用いて精製することも好ましい。また、劣化防止剤や紫外線防止剤が固体の場合は、溶媒を用いて再結晶させてろ過し、洗浄して乾燥することで実施することが一般的である。
The addition amount of the deterioration inhibitor and the ultraviolet light inhibitor is preferably 0.01 to 1% by mass in the dope solution, and more preferably 0.01 to 0.08% by mass. If the addition amount is within the above range, the deterioration preventing agent or the ultraviolet ray preventing agent does not bleed out on the porous membrane surface, and the effect of the deterioration preventing agent or the ultraviolet ray preventing agent is recognized, which is preferable. In addition, it is also possible to use a deterioration inhibitor and an ultraviolet light inhibitor in combination.
It is preferable that the deterioration preventing agent or the ultraviolet ray preventing agent has a boiling point of 200 ° C. or higher and a liquid at 25 ° C., or a melting point of 25 to 250 ° C. and a solid at a standard temperature of 20 ° C. More preferably, it has a boiling point of 250 ° C. or higher and is liquid at 25 ° C., or a melting point of 25 to 200 ° C. and is solid at a standard temperature of 20 ° C. When the deterioration inhibitor or the ultraviolet light inhibitor is a liquid, purification is usually carried out by distillation under reduced pressure, but a higher vacuum is preferable, for example, 100 Pa or less is preferable. Moreover, it is also preferable to refine | purify using a molecular distillation apparatus etc. In the case where the deterioration preventing agent or the ultraviolet ray preventing agent is a solid, it is generally carried out by recrystallization using a solvent, filtering, washing and drying.
(界面活性剤)
界面活性剤については、特開2002−265636号公報、特公昭55−31418号公報、界面活性剤等一覧表2001年度版(日本界面活性剤工業会)、界面活性剤の応用(幸書房、刈米孝夫著、昭和55年9月1日発行)等に記載されているものが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、好ましい界面活性剤はその種類、使用量において特に限定されず、目的とする界面活性特性が得られる量であればよい。
(Surfactant)
As for surfactants, JP-A No. 2002-265636, Japanese Patent Publication No. 55-31418, List of surfactants, etc. 2001 edition (Japan Surfactant Industry Association), Application of surfactants (Shoshobo, Kori Those described in Takao Yone, published on September 1, 1980) are preferably used, but are not limited thereto. In the present invention, the preferred surfactant is not particularly limited in its kind and amount of use, and may be any amount that provides the desired surface active characteristics.
(剥離剤)
剥離剤は、核酸吸着性多孔性膜の製造時に、支持体から多孔性膜を剥離するときの荷重を小さくする目的で使用できる。剥離剤としては、界面活性剤が有効であり、剥離剤として用いることができる界面活性剤としては、リン酸系、スルフォン酸系、カルボン酸系、ノニオン系、カチオン系など特に限定されない。これらは、例えば特開昭61−243837号、特開2000−99847号公報などに記載されている。
また、剥離剤として、特開平10−316701号公報に記載の、酸解離指数pKa1.93〜4.50[好ましくは2.0〜4.4、さらに好ましくは2.2〜4.3(例えば、2.5〜4.0)、特に2.6〜4.3(例えば、2.6〜4.0)程度]の酸またはその塩が好ましい。これらは、無機酸または有機酸のいずれでもよい。酸のpKaについては「改訂3版 化学便覧,基礎編II」((財)日本化学会編,丸善(株)発行)を参照できる。
また、特開2002−265636号公報に記載の剥離剤についても好ましく用いることができる。
上記の各文献に記載されている剥離剤の利用方法あるいはその特性を、本発明に係る核酸吸着性多孔性膜に同様に適用することができる。
(paint remover)
The release agent can be used for the purpose of reducing the load when peeling the porous membrane from the support during the production of the nucleic acid-adsorbing porous membrane. Surfactants are effective as the release agent, and the surfactants that can be used as the release agent are not particularly limited, such as phosphoric acid type, sulfonic acid type, carboxylic acid type, nonionic type, and cationic type. These are described in, for example, JP-A-61-243837 and JP-A-2000-99847.
Moreover, as a release agent, the acid dissociation index pKa 1.93 to 4.50 described in JP-A-10-316701 [preferably 2.0 to 4.4, more preferably 2.2 to 4.3 (for example, , 2.5 to 4.0), particularly 2.6 to 4.3 (for example, about 2.6 to 4.0)] or an acid thereof is preferable. These may be either inorganic acids or organic acids. For the pKa of acids, you can refer to “Revised 3rd edition, Chemical Handbook, Fundamentals II” (edited by Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd.).
Moreover, it can use preferably also about the peeling agent as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-265636.
The utilization method or the characteristics of the release agent described in each of the above documents can be similarly applied to the nucleic acid-adsorbing porous membrane according to the present invention.
(着色剤)
着色剤としては、公知の色素、染料、顔料、酸化発色色素、還元発色色素、pH指示薬、蛍光色素、カップリング色素、紫外線吸色素、赤外線吸色素、近赤外線吸収色素、感圧色素、フォトクロミック色素、サーモクロミック色素、エレクトロクロミック色素、有機発光色素、光電変換色素、増感色素、2色性色素、エレクトロルミネッセンス色素、食品用色素、有機非線形光学色素、化学発光用色素、医薬品用色素、医療診断用色素、化粧品用色素、半導体レーザー用色素、昇華転写用色素、溶融転写用色素、感熱色素、ロイコ色素、電磁波吸収色素、光導電性色素、帯電性色素等の有機、または無機、または有機無機複合の着色剤を単独または複数種類を所望の濃度で使用することができるが、これらに限定されるものではない。また、着色剤を界面活性剤や保護ポリマー等の分散剤と併用することができ、その場合は所望の割合で使用することができる。
(Coloring agent)
Colorants include known dyes, dyes, pigments, oxidative coloring dyes, reducing coloring dyes, pH indicators, fluorescent dyes, coupling dyes, ultraviolet absorbing dyes, infrared absorbing dyes, near infrared absorbing dyes, pressure sensitive dyes, and photochromic dyes. , Thermochromic dyes, electrochromic dyes, organic luminescent dyes, photoelectric conversion dyes, sensitizing dyes, dichroic dyes, electroluminescent dyes, food dyes, organic nonlinear optical dyes, chemiluminescent dyes, pharmaceutical dyes, medical diagnostics Dyes, cosmetic dyes, semiconductor laser dyes, dyes for sublimation transfer, dyes for melt transfer, heat sensitive dyes, leuco dyes, electromagnetic wave absorbing dyes, photoconductive dyes, chargeable dyes, etc. A single or a plurality of complex colorants can be used at a desired concentration, but is not limited thereto. Further, the colorant can be used in combination with a dispersant such as a surfactant or a protective polymer, and in that case, it can be used in a desired ratio.
(補強剤)
補強剤は、膜強度を向上させる目的で添加することができる。補強剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素繊維、セルロース繊維、パルプ繊維、チタン酸カリウム繊維、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムおよび繊維状ゾノトライト、チタン酸カリウムウィスカー、シリコンカーバイト(SiC)ウィスカー、ウィスカー状炭酸カルシウムなどが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、繊維状または針状結晶状のものであればいずれのものでも使用することができる。また、耐折性を向上させるために合成ポリマーを添加することもでき、特開昭54−11081号公報に記載されているポリウレタン等を好ましく使用することができるが、これらに限定されるものではない。
(Reinforcing agent)
The reinforcing agent can be added for the purpose of improving the film strength. Reinforcing agents include glass fiber, carbon fiber, silicon fiber, cellulose fiber, pulp fiber, potassium titanate fiber, silicon carbide whisker, silicon nitride whisker, zinc oxide whisker, aluminum borate whisker, basic magnesium sulfate and fibrous zonotlite , Potassium titanate whisker, silicon carbide (SiC) whisker, whisker-like calcium carbonate and the like are preferably used, but are not limited to these, and any fiber or needle-like crystal may be used. Can be used. In addition, a synthetic polymer can be added to improve folding resistance, and polyurethanes described in JP-A No. 54-11081 can be preferably used, but are not limited thereto. Absent.
(架橋剤)
架橋剤としては、公知のものが使用できるが、核酸吸着性多孔性膜の持つ官能基により適切な種類を選ぶことが好ましい。官能基が水酸基の場合、特開平7−256066号公報、特開平3−68431号公報などに記載された架橋剤が好ましく使用できるが、これらに限定されるものではない。
(Crosslinking agent)
As the crosslinking agent, known ones can be used, but it is preferable to select an appropriate type depending on the functional group of the nucleic acid-adsorbing porous membrane. When the functional group is a hydroxyl group, the crosslinking agents described in JP-A-7-256066, JP-A-3-68431 and the like can be preferably used, but are not limited thereto.
(湿潤剤)
湿潤剤としては、特開昭63−262550号公報、特開昭63−262549号公報、特公昭55−31418号公報に記載のものが好ましく使用できるが、これらに限定されるものではない。
(Wetting agent)
As the wetting agent, those described in JP-A-63-262550, JP-A-63-262549, and JP-B-55-31418 can be preferably used, but are not limited thereto.
[核酸吸着性多孔性膜の性状]
本発明に係る核酸吸着性多孔性膜は、溶液が内部を通過可能であり、厚さが10μm〜500μmの範囲であることがより好ましい。さらに好ましくは、厚さが50μm〜250μmの範囲である。この範囲内にあることで洗浄効率に優れるため、好ましい。
[Properties of nucleic acid-adsorbing porous membrane]
In the nucleic acid-adsorbing porous membrane according to the present invention, it is more preferable that the solution can pass through the inside, and the thickness is in the range of 10 μm to 500 μm. More preferably, the thickness is in the range of 50 μm to 250 μm. Since it is excellent in washing | cleaning efficiency by being in this range, it is preferable.
また、核酸吸着性多孔性膜は、孔の最小孔径が0.22μm以上であることが好ましく、最小孔径が0.5μm以上であることがより好ましい。また、核酸吸着性多孔性膜は、孔の最小孔径に対する最大孔径の比が1:2以上であることが好ましい。この範囲にあれば、核酸が吸着するのに十分な表面積が得られるとともに、目詰まりし難いため、好ましい。さらに好ましくは、孔の最小孔径に対する最大孔径の比が1:5以上である。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane preferably has a minimum pore diameter of 0.22 μm or more, and more preferably a minimum pore diameter of 0.5 μm or more. The nucleic acid-adsorbing porous membrane preferably has a ratio of the maximum pore diameter to the minimum pore diameter of 1: 2 or more. If it exists in this range, since sufficient surface area for nucleic acid adsorption | suction is obtained and it is hard to clog, it is preferable. More preferably, the ratio of the maximum pore diameter to the minimum pore diameter is 1: 5 or more.
核酸吸着性多孔性膜の空隙率は、50〜95%であることが好ましく、さらに好ましくは、空隙率が65〜80%である。
また、核酸吸着性多孔性膜のバブルポイントは、0.1〜10kgf/cm2であることが好ましく、さらに好ましくは、0.2〜4kgf/cm2である。
The porosity of the nucleic acid-adsorptive porous membrane is preferably 50 to 95%, and more preferably 65 to 80%.
Moreover, it is preferable that the bubble point of a nucleic acid adsorptive porous membrane is 0.1-10 kgf / cm < 2 >, More preferably, it is 0.2-4 kgf / cm < 2 >.
核酸吸着性多孔性膜の圧力損失は、0.1〜100kPaである多孔性膜を用いることが好ましい。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である多孔性膜を用いることができる。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。 The pressure loss of the nucleic acid-adsorptive porous membrane is preferably a porous membrane having a pressure loss of 0.1 to 100 kPa. Thereby, a uniform pressure is obtained at the time of overpressure. More preferably, a porous film having a pressure loss of 0.5 to 50 kPa can be used. Here, the pressure loss is the minimum pressure required to pass water per 100 μm thickness of the membrane.
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。 The nucleic acid-adsorptive porous membrane preferably has a water permeation amount of 1 to 5000 mL per minute per 1 cm 2 of membrane when water is passed at 25 ° C. at a pressure of 1 kg / cm 2 . More preferably, the water permeation amount when water is passed at 25 ° C. and a pressure of 1 kg / cm 2 is 5 to 1000 mL per minute per 1 cm 2 of membrane.
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以上である多孔性膜を使用することが好ましい。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以上である多孔性膜を用いることができる。 As the nucleic acid-adsorbing porous membrane, it is preferable to use a porous membrane in which the amount of nucleic acid adsorbed per 1 mg of the porous membrane is 0.1 μg or more. More preferably, a porous membrane having a nucleic acid adsorption amount of 0.9 μg or more per 1 mg of the porous membrane can be used.
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からなる多孔性膜を好ましく使用することができる。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からなる多孔性膜を好ましく使用することができる。 The nucleic acid-adsorbing porous membrane is preferably a porous membrane made of a cellulose derivative that does not dissolve within 1 hour but dissolves within 48 hours when a square porous membrane having a side of 5 mm is immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid. Can be used. Further, a porous membrane made of a cellulose derivative which dissolves within 1 hour when immersed in 5 mL of trifluoroacetic acid but is not dissolved within 24 hours when immersed in 5 mL of dichloromethane is preferable. Can be used.
[核酸分離精製カートリッジ]
上記核酸吸着性多孔性膜を、少なくとも二個の開口を有する容器内に収容して用することができる。以下、この容器を「核酸分離精製カートリッジ」という。
この核酸分離精製カートリッジには、核酸吸着性多孔性膜を1枚収容しても複数枚収容してもよい。この場合、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。
[Nucleic acid separation and purification cartridge]
The nucleic acid-adsorbing porous membrane can be used by being housed in a container having at least two openings. Hereinafter, this container is referred to as a “nucleic acid separation and purification cartridge”.
The nucleic acid separation / purification cartridge may contain one or more nucleic acid-adsorbing porous membranes. In this case, the plurality of nucleic acid-adsorptive porous membranes may be the same or different.
また、核酸分離精製カートリッジには、上記で説明した核酸吸着性多孔性膜とともに、他の有機材料からなる多孔性膜や無機材料からなる多孔性膜とを組み合わせて収容することができる。このような組み合わせとしては、例えば、再生セルロースとガラスフィルターとの多孔性膜との組合せを挙げることができる。この有機材料からなる多孔性膜や無機材料からなる多孔性膜は、核酸吸着性でも核酸非吸着性でもよい。核酸非吸着性の有機材料としては、例えば、ナイロン、ポリスルホン等を挙げることができる。
上記で説明した核酸吸着性多孔性膜は、収容されるカートリッジの形状に応じて、膜状以外の形態にすることも可能である。例えば、チップ状やブロック状等とすることができる。
The nucleic acid separation and purification cartridge can contain a combination of the nucleic acid-adsorbing porous membrane described above and a porous membrane made of another organic material or a porous membrane made of an inorganic material. As such a combination, for example, a combination of a regenerated cellulose and a porous membrane of a glass filter can be exemplified. The porous film made of an organic material or the porous film made of an inorganic material may be nucleic acid adsorbent or non-nucleic acid non-adsorbable. Examples of the nucleic acid non-adsorbing organic material include nylon and polysulfone.
The nucleic acid-adsorptive porous membrane described above can be formed in a form other than the membrane depending on the shape of the cartridge to be accommodated. For example, a chip shape or a block shape can be used.
核酸分離精製カートリッジは、少なくとも二個の開口を有する容器内に、核酸吸着性多孔性膜を収容する以外、その他の部材を収容していないことが好ましい。前記の容器の材料としては、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックを使用することができる。また、生分解性の材料も好ましく使用することができる。また、前記の容器は透明であっても、着色してあっても良い。 It is preferable that the nucleic acid separation and purification cartridge does not contain any other member other than containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings. As the material of the container, plastics such as polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polyvinyl chloride and the like can be used. Biodegradable materials can also be preferably used. The container may be transparent or colored.
核酸分離精製カートリッジとして、個々の核酸分離精製カートリッジを識別する手段を備えている核酸分離精製カートリッジを使用することができる。個々の核酸分離精製カートリッジを識別する手段としては、バーコード、磁気テープなどが挙げられる。
また、少なくとも二個の開口を有する容器内から核酸吸着性多孔性膜を容易に取り出すことが可能になっている構造を有した核酸分離精製カートリッジを使用することもできる。
As the nucleic acid separation / purification cartridge, a nucleic acid separation / purification cartridge provided with means for identifying individual nucleic acid separation / purification cartridges can be used. Examples of means for identifying individual nucleic acid separation and purification cartridges include bar codes and magnetic tapes.
In addition, a nucleic acid separation and purification cartridge having a structure capable of easily taking out the nucleic acid-adsorbing porous membrane from a container having at least two openings can be used.
次に、核酸分離精製方法の各工程について説明する。
本発明の核酸分離精製方法は、
(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、該核酸吸着性多孔性膜内に核酸を吸着させる工程(以下、「吸着工程」とも称する)、
(2)洗浄液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該核酸吸着性多孔性膜を、核酸が吸着した状態で該核酸吸着性多孔性膜を洗浄する工程、及び(以下、「洗浄工程」とも称する)、
(3)回収液を、該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該核酸吸着性多孔性膜内から核酸を脱離させる工程(以下、「回収工程」とも称する)
を少なくとも含むものである。
Next, each step of the nucleic acid separation and purification method will be described.
The nucleic acid separation and purification method of the present invention comprises:
(1) a step of passing a sample solution containing nucleic acid through a nucleic acid-adsorbing porous membrane and adsorbing the nucleic acid in the nucleic acid-adsorbing porous membrane (hereinafter also referred to as “adsorption step”),
(2) a step of passing a washing solution through the nucleic acid-adsorptive porous membrane and washing the nucleic acid-adsorptive porous membrane with the nucleic acid adsorbed thereon; Process "),
(3) A step of passing the recovery liquid through the nucleic acid-adsorptive porous membrane to desorb nucleic acids from the nucleic acid-adsorptive porous membrane (hereinafter also referred to as “recovery step”)
Is included at least.
好ましくは、前記(1)、(2)及び(3)の各工程において、核酸を含む試料溶液、洗浄液又は回収液を、加圧状態で核酸吸着性多孔性膜に通過させるものであり、より好ましくは、前記(1)、(2)及び(3)の各工程において、少なくとも二個の開口を有する容器内に該核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジの一の開口に、核酸を含む試料溶液、洗浄液又は回収液を注入し、カートリッジの前記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いてカートリッジ内を加圧状態にして、該注入した各液を通過させ、他の開口より排出させるものである。核酸を含む試料溶液、洗浄液又は回収液を加圧状態で前記多孔性膜に通過させることにより、装置をコンパクトに自動化することができ、好ましい。加圧は、好ましくは10〜200kpa、より好ましくは40〜100kpaの程度で行われる。 Preferably, in each of the steps (1), (2) and (3), the sample solution, the washing solution or the recovery solution containing the nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a pressurized state, Preferably, in each of the steps (1), (2) and (3), in one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings, A sample solution, a washing solution or a recovery solution containing nucleic acid is injected, the inside of the cartridge is pressurized using a pressure difference generator connected to the one opening of the cartridge, and each injected solution is allowed to pass through. It is discharged from the opening. By passing a sample solution, a washing solution or a recovery solution containing a nucleic acid through the porous membrane under pressure, the apparatus can be automated in a compact manner, which is preferable. The pressurization is preferably performed at a rate of 10 to 200 kpa, more preferably 40 to 100 kpa.
前記工程において、圧力差発生装置としては、注射器、ピペッタ、あるいはペリスタポンプのような加圧が可能なポンプ等、或いは、エバポレーター等の減圧可能なものが挙げられる。これらの内、手動操作には注射器が、自動操作にはポンプが適している。また、ピペッタは片手操作が容易にできるという利点を有する。好ましくは、圧力差発生装置は、核酸分離精製カートリッジの一の開口に着脱可能に結合されている。 In the above step, examples of the pressure difference generator include a pump capable of pressurization such as a syringe, a pipetter, or a peristaltic pump, or a device capable of depressurization such as an evaporator. Of these, a syringe is suitable for manual operation, and a pump is suitable for automatic operation. Also, the pipetter has the advantage that it can be easily operated by one hand. Preferably, the pressure difference generator is detachably coupled to one opening of the nucleic acid separation / purification cartridge.
前記の核酸吸着性多孔性膜を収容する核酸分離精製カートリッジを用いる場合は、以下の工程で核酸を分離精製することができる。すなわち、
(a)核酸を含む試料溶液を、少なくとも二個の開口を有する容器内に、核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジの一の開口に注入する工程、
(b)核酸分離精製カートリッジの前記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジト内を加圧状態にし、注入した核酸を含む試料溶液を、核酸吸着性多孔性膜を通過させ、核酸分離精製カートリッジの他の開口より排出することによって、核酸吸着性多孔性膜内に核酸を吸着させる工程、
(c)核酸分離精製カートリッジの前記一の開口に洗浄液を注入する工程、
(d)核酸分離精製カートリッジの前記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した洗浄液を、核酸吸着性多孔性膜を通過させ、他の開口より排出することによって、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、
(e)核酸分離精製カートリッジの前記一の開口に回収液を注入する工程、
(f)核酸分離精製カートリッジの前記一の開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した回収液を、核酸吸着性多孔性膜を通過させ、他の開口より排出することによって、核酸吸着性多孔性膜内から核酸を脱離させ、核酸分離精製カートリッジ容器外に排出する工程
を挙げることができる。
When the nucleic acid separation / purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane is used, the nucleic acid can be separated and purified by the following steps. That is,
(a) a step of injecting a sample solution containing a nucleic acid into one opening of a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings;
(b) The nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized using the pressure difference generator connected to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and the sample solution containing the injected nucleic acid is converted into a nucleic acid-adsorbing porous membrane. The nucleic acid is adsorbed in the nucleic acid-adsorptive porous membrane by passing through and discharging from the other opening of the nucleic acid separation and purification cartridge,
(c) a step of injecting a washing liquid into the one opening of the cartridge for separating and purifying nucleic acid,
(d) Using a pressure difference generator coupled to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, pressurize the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge, pass the injected washing solution through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, A step of washing the nucleic acid-adsorbing porous membrane with the nucleic acid adsorbed by discharging it from the opening of
(e) a step of injecting a recovery solution into the one opening of the cartridge for separating and purifying nucleic acid,
(f) The inside of the nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized using a pressure difference generator coupled to the one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, and the injected recovery liquid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane. By discharging from other openings, a step of desorbing the nucleic acid from the inside of the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharging it out of the cartridge for nucleic acid separation and purification can be mentioned.
本発明の核酸分離精製方法は、最初の核酸を含む試料溶液を注入してから核酸分離精製カートリッジ外に核酸を得るまでの工程を10分以内、好適な状況では2分以内で迅速に終了することが可能である。また、前記の核酸分精製の工程では核酸を検体中に含まれる全量に対して50質量%以上、好適な状況では90質量%以上の収率で得る事が可能である。 In the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, the steps from injecting the sample solution containing the first nucleic acid to obtaining the nucleic acid outside the cartridge for separating and purifying nucleic acid are rapidly completed within 10 minutes, and within 2 minutes in a suitable situation. It is possible. In the nucleic acid fraction purification step, the nucleic acid can be obtained in a yield of 50% by mass or more with respect to the total amount contained in the sample, and in a suitable situation, the yield is 90% by mass or more.
本発明の核酸分離精製方法は、1kbp〜300kbp、特に20kbp〜300kbpと広範囲に及ぶ分子量の核酸を回収することができる。すなわち、従来行なわれているガラスフィルターを用いたスピンカラム法に比べて、長鎖の核酸を回収できる。 The nucleic acid separation and purification method of the present invention can recover nucleic acids having a molecular weight ranging from 1 kbp to 300 kbp, particularly from 20 kbp to 300 kbp. That is, long-chain nucleic acids can be recovered as compared with the conventional spin column method using a glass filter.
本発明の核酸分離精製方法は、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/280nm)が、DNAの場合は1.6〜2.0、RNAの場合は1.8〜2.2となる純度を持つ核酸を回収することができ、不純物混入量の少ない高純度の核酸を定常的に得ることができる。さらには、紫外可視分光光度計での測定値(260nm/280nm)がDNAの場合は1.8付近、RNAの場合は2.0付近となる純度を持つ核酸を回収することができる。 In the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, the measurement value (260 nm / 280 nm) with an ultraviolet-visible spectrophotometer is 1.6 to 2.0 in the case of DNA, and 1.8 to 2.2 in the case of RNA. A nucleic acid having a high purity can be recovered, and a high purity nucleic acid with a small amount of impurities can be steadily obtained. Furthermore, a nucleic acid having a purity of about 1.8 when the measurement value (260 nm / 280 nm) with an ultraviolet-visible spectrophotometer is DNA and about 2.0 when RNA is RNA can be recovered.
以下、本発明の核酸の分離精製方法における(1)吸着工程、(2)洗浄工程、及び(3)回収工程について詳細に説明する。
[吸着工程]
本発明の核酸の分離精製方法は、前述の通り、(1)の吸着工程において、核酸吸着性多孔性膜に、核酸を含む試料を通過させる。
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。
Hereinafter, the (1) adsorption step, (2) washing step, and (3) recovery step in the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention will be described in detail.
[Adsorption process]
In the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, as described above, in the adsorption step (1), a sample containing nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane.
When passing a sample solution containing nucleic acid through a nucleic acid-adsorptive porous membrane, passing the sample solution from one surface to the other surface allows the solution to contact the porous membrane uniformly. It is preferable. When a sample solution containing nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane, it is preferable that the sample solution is passed from the side having the larger pore size of the nucleic acid-adsorbing porous membrane to the smaller side because clogging is difficult. .
核酸を含む試料溶液を核酸吸着性多孔性膜に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1cm2あたり、2〜1500μL/secであることが好ましい。液の多孔性膜への接触時間が短すぎると十分な分離精製効果が得られず、長すぎると操作性の点から好ましくない。さらに、前記流速は、膜の面積1cm2あたり、5〜700μL/secであることが好ましい。
核酸吸着性多孔性膜は1枚でも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。
The flow rate when the sample solution containing nucleic acid is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane is 2 to 1500 μL / sec per 1 cm 2 of membrane area in order to obtain an appropriate contact time of the liquid with the porous membrane. It is preferable. If the contact time of the liquid with the porous membrane is too short, a sufficient separation and purification effect cannot be obtained, and if it is too long, it is not preferable from the viewpoint of operability. Furthermore, the flow rate is preferably 5 to 700 μL / sec per 1 cm 2 of membrane area.
One or more nucleic acid-adsorptive porous membranes can be used. The plurality of nucleic acid-adsorbing porous membranes may be the same or different.
(核酸を含む試料溶液)
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、検体として採取された全血、血漿、血清、尿、便、精液、唾液等の体液、あるいは植物(又はその一部)、動物(またはその一部)、細菌、ウイルスなど、あるいはそれらの溶解物およびホモジネートなどの生物材料が対象となる。
(Sample solution containing nucleic acid)
The specimen that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a nucleic acid. For example, in the diagnostic field, whole blood collected as a specimen, plasma, serum, urine, stool, semen, saliva and other body fluids, or This includes biological materials such as plants (or parts thereof), animals (or parts thereof), bacteria, viruses, etc., or lysates and homogenates thereof.
核酸を含む検体は、単一の核酸を含む検体でもよいし、異なる複数種類の核酸を含む検体でもよい。また、検体の数は一つでも複数であってもよい。すなわち、複数の容器を用いて複数の検体を並列処理してもよい。前記核酸分離精製方法に供される回収する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。取扱い上の観点からは、回収に供される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。前記核酸分離精製方法は、従来の核酸分離精製方法、すなわち簡易的な核酸分離精製方法に対し、比較的長い核酸を迅速に取り出すことができる。好ましくは20〜300kbp、より好ましくは50〜200kbp、更に好ましくは70〜140kbpの核酸を回収することに用いることができる。後述する検体から核酸を含む試料溶液を得る工程において、撹拌及びピペッティングを穏やかにすることが、より長いDNAやRNAを回収する点で好ましい。回収する核酸の種類は、DNAやRNA等、特に制限されない。 The specimen containing the nucleic acid may be a specimen containing a single nucleic acid or a specimen containing a plurality of different types of nucleic acids. Further, the number of specimens may be one or plural. That is, a plurality of samples may be processed in parallel using a plurality of containers. The length of the nucleic acid to be recovered used in the nucleic acid separation and purification method is not particularly limited, and may be a nucleic acid having an arbitrary length of several bp to several Mbp, for example. From the viewpoint of handling, it is generally preferable that the length of the nucleic acid to be recovered is about several bp to several hundreds kbp. The nucleic acid separation and purification method can take out a relatively long nucleic acid quickly compared to a conventional nucleic acid separation and purification method, that is, a simple nucleic acid separation and purification method. Preferably, it can be used for recovering a nucleic acid of 20 to 300 kbp, more preferably 50 to 200 kbp, still more preferably 70 to 140 kbp. In the step of obtaining a sample solution containing a nucleic acid from a specimen, which will be described later, it is preferable to gently agitate and pipette from the viewpoint of recovering longer DNA or RNA. The type of nucleic acid to be collected is not particularly limited, such as DNA or RNA.
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、核酸を含む試料溶液を得ることが好ましい。 The specimen is preferably dissolved in a cell membrane, a nuclear membrane, etc., and nucleic acid is dispersed in an aqueous solution to obtain a sample solution containing the nucleic acid.
例えば、対象となる試料が全血の場合、A.赤血球の除去、B.各種タンパク質の除去、及びC.白血球の溶解及び核膜の溶解を行うことが好ましい。A.赤血球の除去およびB.各種タンパク質の除去は、膜への非特異吸着および多孔性膜の目詰まりを防ぐために、C.白血球の溶解及び核膜の溶解は、抽出の対象である核酸を可溶化させるためにそれぞれ行うことが好ましい。特に、本発明の核酸分離精製方法では、C.白血球の溶解及び核膜の溶解を行うことが好ましい。本発明の核酸分離精製方法は、試料が全血の場合には、これらの工程を行うことにより核酸を可溶化することが好ましい。 For example, when the target sample is whole blood, E. Removal of red blood cells Removal of various proteins, and C.I. It is preferable to lyse leukocytes and lysate the nuclear envelope. A. E. Removal of red blood cells and B. The removal of various proteins is performed in order to prevent non-specific adsorption to the membrane and clogging of the porous membrane. Leukocyte lysis and nuclear membrane lysis are preferably performed to solubilize the nucleic acid to be extracted. In particular, in the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, C.I. It is preferable to lyse leukocytes and lysate the nuclear envelope. In the method for separating and purifying nucleic acid of the present invention, when the sample is whole blood, it is preferable to solubilize the nucleic acid by performing these steps.
本発明で、細胞膜および核膜を溶解して核酸を可溶化するには、核酸可溶化試薬を用いることが好ましい。更に好ましくは、細胞膜および核膜を溶解し、核酸を可溶化して、検体から核酸を含む試料溶液を得る方法として、
(I)検体を容器に注入する工程、
(II)前記容器に、核酸可溶化試薬溶液を添加し、検体と核酸可溶化試薬溶液を混合し、混合液を得る工程、
(III)前記で得られた混合液をインキュベートする工程、
(IV)インキュベート後の混合液に水溶性有機溶媒を添加する工程
を含む方法を挙げることができる。
In the present invention, it is preferable to use a nucleic acid solubilizing reagent in order to solubilize the nucleic acid by dissolving the cell membrane and the nuclear membrane. More preferably, as a method of dissolving a cell membrane and a nuclear membrane, solubilizing a nucleic acid, and obtaining a sample solution containing the nucleic acid from a specimen,
(I) a step of injecting the specimen into the container;
(II) adding a nucleic acid solubilizing reagent solution to the container, mixing the specimen and the nucleic acid solubilizing reagent solution, and obtaining a mixed solution;
(III) incubating the mixed solution obtained above,
(IV) The method including the process of adding a water-soluble organic solvent to the liquid mixture after incubation can be mentioned.
検体は、上記(I)の工程前または(I)の工程後(II)の工程前にホモジナイズ処理することが好ましい。これにより、自動化処理適正を向上することができる。ホモジナイズ処理としては、例えば、超音波処理、鋭利な突起物を用いる、高速攪拌処理を用いる、微細空隙から押し出す処理、ガラスビーズを用いる処理等で行うことができる。 The sample is preferably homogenized before the step (I) or after the step (I) and before the step (II). Thereby, automation processing appropriateness can be improved. As the homogenization treatment, for example, ultrasonic treatment, use of sharp protrusions, use of high-speed stirring treatment, treatment of extruding from fine voids, treatment using glass beads, and the like can be performed.
前記(II)の工程において、核酸可溶化試薬としては、タンパク質分解酵素、カオトロピック塩、界面活性剤、消泡剤および核酸安定化剤の中から選ばれる化合物を含む溶液が挙げられる。 In the step (II), examples of the nucleic acid solubilizing reagent include a solution containing a compound selected from a proteolytic enzyme, a chaotropic salt, a surfactant, an antifoaming agent, and a nucleic acid stabilizer.
また、特にタンパク質分解酵素を含む核酸可溶化試薬を使用することにより、核酸の回収量及び回収効率が向上し、必要な核酸を含む検体の微量化及び迅速化が可能となり好ましい。 In particular, the use of a nucleic acid solubilizing reagent containing a proteolytic enzyme is preferable because the amount and efficiency of recovery of nucleic acid can be improved, and the amount of specimen containing the necessary nucleic acid can be reduced and accelerated.
タンパク質分解酵素としては、セリンプロテアーゼ、システインプロテアーゼ、金属プロテアーゼが挙げられ、少なくとも1つのタンパク質分解酵素を好ましく用いることができる。また、タンパク質分解酵素は、複数種以上のタンパク質分解酵素の混合物も好ましく用いることができる。
セリンプロテアーゼとしては、特に限定されず、例えばプロテアーゼKなどを好ましく用いることができる。システインプロテアーゼとしては、特に限定されず、例えばパパイン、カテプシン類などを好ましく用いることができる。金属プロテアーゼとしては、特に限定されず、例えばカルボキシペプチターゼ等を好ましく用いることができる。
タンパク質分解酵素の核酸可溶化試薬溶液における濃度は、添加時の全容積1mlあたり好ましくは0.001IU〜10IU、より好ましくは0.01IU〜1IUで用いることができる。
Examples of the proteolytic enzyme include serine protease, cysteine protease, and metalloprotease, and at least one proteolytic enzyme can be preferably used. As the proteolytic enzyme, a mixture of a plurality of proteolytic enzymes can be preferably used.
The serine protease is not particularly limited, and for example, protease K can be preferably used. The cysteine protease is not particularly limited, and for example, papain and cathepsins can be preferably used. The metal protease is not particularly limited, and for example, carboxypeptidase can be preferably used.
The concentration of the proteolytic enzyme in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 0.001 IU to 10 IU, more preferably 0.01 IU to 1 IU per 1 ml of the total volume at the time of addition.
また、タンパク質分解酵素は、核酸分解酵素を含まないタンパク質分解酵素を好ましく用いることができる。また、安定化剤を含んだタンパク質分解酵素を好ましく用いることができる。安定化剤としては、金属イオンを好ましく用いることができる。具体的には、マグネシウムイオンが好ましく、例えば塩化マグネシウムなどの形で添加することができる。タンパク質分解酵素の安定化剤を含ませることにより、核酸の回収に必要なタンパク質分解酵素の微量化が可能となり、核酸の回収に必要なコストを低減することができる。
タンパク質分解酵素の安定化剤の核酸可溶化試薬溶液における濃度は、好ましくは1〜1000mM、より好ましくは10〜100mMで含有することが好ましい。
As the proteolytic enzyme, a proteolytic enzyme that does not contain a nucleolytic enzyme can be preferably used. A proteolytic enzyme containing a stabilizer can be preferably used. As the stabilizer, metal ions can be preferably used. Specifically, magnesium ion is preferable, and it can be added in the form of, for example, magnesium chloride. By including a proteolytic enzyme stabilizer, the amount of proteolytic enzyme required for nucleic acid recovery can be reduced, and the cost required for nucleic acid recovery can be reduced.
The concentration of the protease stabilizer in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 1 to 1000 mM, more preferably 10 to 100 mM.
タンパク質分解酵素は、予めカオトロピック塩、界面活性剤等のその他の試薬とともに混合されて1つの核酸可溶化試薬溶液として核酸の回収に供されても良い。
また、タンパク質分解酵素は、カオトロピック塩、界面活性剤等のその他の試薬とは個別の2つ以上の核酸可溶化試薬溶液として供されても良い。タンパク質分解酵素を別にする場合、タンパク質分解酵素を含む核酸可溶化試薬溶液を先に検体と混合した後に、カオトロピック塩、界面活性剤を含む核酸可溶化試薬溶液と混合される。また、カオトロピック塩、界面活性剤を含む核酸可溶化試薬溶液を先に混合した後に、タンパク分解酵素を含む核酸可溶化試薬溶液を混合してもよい。
また、タンパク質分解酵素を、検体または、検体とカオトロピック塩、界面活性剤を含む核酸可溶化試薬溶液との混合液に、タンパク質分解酵素保存容器から直接目薬状に滴下させることもできる。この場合、操作を簡便にすることができる。
The proteolytic enzyme may be mixed with other reagents such as chaotropic salts and surfactants in advance and used for nucleic acid recovery as one nucleic acid solubilizing reagent solution.
The proteolytic enzyme may be provided as a solution of two or more nucleic acid solubilizing reagents separate from other reagents such as chaotropic salts and surfactants. When a proteolytic enzyme is used separately, a nucleic acid solubilizing reagent solution containing a proteolytic enzyme is first mixed with a sample, and then mixed with a nucleic acid solubilizing reagent solution containing a chaotropic salt and a surfactant. Moreover, after mixing the nucleic acid solubilizing reagent solution containing chaotropic salt and surfactant, the nucleic acid solubilizing reagent solution containing proteolytic enzyme may be mixed.
In addition, the proteolytic enzyme can be dropped directly into a specimen or a mixture of the specimen and a nucleic acid solubilizing reagent solution containing a chaotropic salt and a surfactant directly from the proteolytic enzyme storage container. In this case, the operation can be simplified.
カオトロピック塩としては、グアニジン塩(例えば、イソチオシアン酸グアニジン、チオシアン酸グアニジン、塩酸グアニジン)、イソチアン酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等を使用することができる。中でも、グアニジン塩が好ましく、塩酸グアニジンがさらに好ましい。また、これらの塩は単独または複数組み合わせて用いてもよい。なお、カオトロピック物質としては、他に尿素等も使用することができる。
カオトロピック塩の核酸可溶化試薬溶液における濃度は、0.5M以上であることが好ましく、より好ましくは0.5M〜4M、さらに好ましくは1M〜3Mである。
As the chaotropic salt, a guanidine salt (for example, guanidine isothiocyanate, guanidine thiocyanate, guanidine hydrochloride), sodium isothiocyanate, sodium iodide, potassium iodide and the like can be used. Of these, guanidine salts are preferable, and guanidine hydrochloride is more preferable. These salts may be used alone or in combination. In addition, urea or the like can also be used as the chaotropic substance.
The concentration of the chaotropic salt in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 0.5M or more, more preferably 0.5M to 4M, and further preferably 1M to 3M.
界面活性剤としては、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤を挙げることができる。本発明においてはノニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤を好ましく用いることができる。
ノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミドを用いることができるが、好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤を用いることができる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤としては、POEデシルエーテル、POEラウリルエーテル、POEトリデシルエーテル、POEアルキレンデシルエーテル、POEソルビタンモノラウレート、POEソルビタンモノオレエート、POEソルビタンモノステアレート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、POEアルキルアミン、POEアセチレングリコールから選択されることが好ましい。これらの界面活性剤は、単独で用いてもまたは複数組み合わせて用いてもよい。
Examples of the surfactant include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. In the present invention, nonionic surfactants and cationic surfactants can be preferably used.
As the nonionic surfactant, a polyoxyethylene alkylphenyl ether surfactant, a polyoxyethylene alkyl ether surfactant, or a fatty acid alkanolamide can be used. Preferably, a polyoxyethylene alkyl ether surfactant is used. Can be used. Polyoxyethylene alkyl ether surfactants include POE decyl ether, POE lauryl ether, POE tridecyl ether, POE alkylene decyl ether, POE sorbitan monolaurate, POE sorbitan monooleate, POE sorbitan monostearate, tetraolein It is preferably selected from acid polyoxyethylene sorbit, POE alkylamine, and POE acetylene glycol. These surfactants may be used alone or in combination.
カチオン界面活性剤としては、セチルトリメチルアンモニウムプロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルピリジニウムクロリド等が好ましい。これらの界面活性剤は、単独または複数組み合わせて用いてもよい。これら界面活性剤の核酸可溶化試薬溶液における濃度は0.1〜20質量%であることが好ましい。 As the cationic surfactant, cetyltrimethylammonium promide, dodecyltrimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium chloride, cetylpyridinium chloride and the like are preferable. These surfactants may be used alone or in combination. The concentration of these surfactants in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 0.1 to 20% by mass.
消泡剤としては、シリコン系消泡剤(例えば、シリコーンオイル、ジメチルポリシロキサン、シリコーンエマルジョン、変性ポリシロキサン、シリコーンコンパウンドなど)、アルコール系消泡剤(例えば、アセチレングリコール、ヘプタノール、エチルエキサノール、高級アルコール、ポリオキシアルキレングリコールなど)、エーテル系消泡剤(例えば、ヘプチルセロソルブ、ノニルセロソルブ−3−ヘプチルコルビトールなど)、油脂系消泡剤(例えば、動植物油など)、脂肪酸系消泡剤(例えば、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸など)、金属セッケン系消泡剤(例えば、ステアリン酸アルミ、ステアリン酸カルシウムなど)、脂肪酸エステル系消泡剤(例えば、天然ワックス、トリブチルホスフェートなど)、リン燐酸エステル系消泡剤(例えば、オクチルリン酸ナトリウムなど)、アミン系消泡剤(例えば、ジアミルアミンなど)、アミド系消泡剤(例えば、ステアリン酸アミドなど)、その他の消泡剤(例えば、硫酸第二鉄、ボーキサイトなど)などが挙げられる。
中でも、消泡剤としては、シリコン系消泡剤とアルコール系消泡剤が好ましい。特に好ましくは、消泡剤として、シリコン系消泡剤とアルコール系消泡剤の2つの成分を組み合わせて使用することである。また、アルコール系消泡剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤を使用することが好ましい。
Examples of antifoaming agents include silicone-based antifoaming agents (eg, silicone oil, dimethylpolysiloxane, silicone emulsion, modified polysiloxane, silicone compound, etc.), alcohol-based antifoaming agents (eg, acetylene glycol, heptanol, ethylexanol, Higher alcohols, polyoxyalkylene glycols, etc.), ether type antifoaming agents (for example, heptyl cellosolve, nonyl cellosolv-3-heptylcorbitol, etc.), fats and oils type antifoaming agents (for example, animal and vegetable oils), fatty acid type antifoaming agents (Eg, stearic acid, oleic acid, palmitic acid, etc.), metal soap antifoaming agents (eg, aluminum stearate, calcium stearate, etc.), fatty acid ester antifoaming agents (eg, natural wax, tributyl phosphate, etc.), phosphorus Phosphoric acid Tell-based antifoaming agent (for example, sodium octyl phosphate), amine-based antifoaming agent (for example, diamylamine), amide-based antifoaming agent (for example, stearamide), and other antifoaming agents (for example, sulfuric acid) Ferric iron, bauxite, etc.).
Especially, as an antifoamer, a silicon type antifoamer and an alcohol type antifoamer are preferable. Particularly preferably, the antifoaming agent is a combination of two components, a silicon antifoaming agent and an alcohol antifoaming agent. As the alcohol-based antifoaming agent, it is preferable to use an acetylene glycol-based surfactant.
核酸安定化剤としては、ヌクレアーゼの活性を不活性化させる作用を有するものが挙げられる。検体によっては、核酸を分解するヌクレアーゼ等が含まれていることがあり、核酸をホモジナイズするとこのヌクレアーゼが核酸に作用し、収量が激減することがある。前記核酸安定化剤は、検体中の核酸を安定に存在させることができ、これにより、核酸の回収量及び回収効率が向上し、検体の微量化及び迅速化が可能となり、好ましい。 Examples of the nucleic acid stabilizer include those having an action of inactivating nuclease activity. Depending on the sample, a nuclease or the like that degrades the nucleic acid may be contained. When the nucleic acid is homogenized, the nuclease acts on the nucleic acid, and the yield may be drastically reduced. The nucleic acid stabilizer is preferable because the nucleic acid in the sample can be stably present, thereby improving the recovery amount and recovery efficiency of the nucleic acid, enabling the sample to be reduced in volume and speeding up.
ヌクレアーゼの活性を不活性化させる作用を有する核酸安定化剤としては、一般的に還元剤として使用される化合物を用いることができる。還元剤としては、水素、ヨウ化水素、硫化水素、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化化合物、アルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛等の電気的陽性の大きい金属、またはそれのアマルガム、アルデヒド類、糖類、ギ酸、シュウ酸などの有機酸化物、メルカプト化合物等が挙げられる。中でもメルカプト化合物が好ましい。メルカプト化合物としては、システイン、N−アセチルシステイン、メルカプトエタノールや、アルキルメルカプタン等が挙げられる。特に、β−メルカプトエタノールが好ましい。メルカプト化合物は単独または複数組み合わせて用いてもよい。
核酸安定化剤は、核酸可溶化試薬溶液における濃度は0.1〜20質量%であることが好ましく、0.3〜15質量%であることがより好ましい。核酸安定化剤としてメルカプト化合物を用いる場合は、前処理液における濃度は0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。
As the nucleic acid stabilizer having an action of inactivating the nuclease activity, compounds generally used as a reducing agent can be used. Examples of the reducing agent include hydrogen, hydrogen iodide, hydrogen sulfide, lithium aluminum hydride, hydrogenated compounds such as sodium borohydride, alkali metals, metals with high electrical positiveity such as magnesium, calcium, aluminum, and zinc, or Amalgams, aldehydes, saccharides, organic acids such as formic acid and oxalic acid, mercapto compounds and the like. Of these, mercapto compounds are preferred. Examples of the mercapto compound include cysteine, N-acetylcysteine, mercaptoethanol, alkyl mercaptan, and the like. In particular, β-mercaptoethanol is preferable. Mercapto compounds may be used alone or in combination.
The concentration of the nucleic acid stabilizer in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.3 to 15% by mass. When a mercapto compound is used as the nucleic acid stabilizer, the concentration in the pretreatment liquid is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass.
DNAなどRNA以外の核酸を回収する場合、核酸可溶化試薬溶液にRNA分解酵素を加えることが好ましい。核酸可溶化試薬溶液にRNA分解酵素を加えると、回収された核酸と共存するRNAによる干渉を軽減することができる。また、核酸可溶化試薬溶液にDNA分解酵素阻害剤を加えることも好ましい。
一方、RNAなどDNA以外の核酸を回収する場合、核酸可溶化試薬溶液にDNA分解酵素を加えることが好ましい。この場合、回収された核酸に共存するDNAによる干渉を軽減することができる。また、RNA分解酵素阻害剤を加えることも好ましい。RNA分解酵素阻害剤としては、RNA分解酵素を特異的に阻害するものが好ましい。
RNA分解酵素は特に限定されず、例えば、リボヌクレアーゼ H(RNase H)等のRNA特異的分解酵素を好ましく用いることができる。
DNA分解酵素は特に限定されず、例えば、DNase I等のDNA特異的分解酵素を好ましく用いることができる。
核酸分解酵素および核酸分解酵素阻害剤は、通常用いられる濃度で用いることができる。また、通常どおり加温処理することができる。加温処理は、タンパク質分解酵素による処理と同時に行うことが好ましい。この加温処理については、後述の[インキュベート]の項においても説明する。
When recovering nucleic acids other than RNA, such as DNA, it is preferable to add RNase to the nucleic acid solubilizing reagent solution. When an RNase is added to the nucleic acid solubilizing reagent solution, interference caused by RNA coexisting with the recovered nucleic acid can be reduced. It is also preferable to add a DNA degrading enzyme inhibitor to the nucleic acid solubilizing reagent solution.
On the other hand, when recovering nucleic acids other than DNA such as RNA, it is preferable to add a DNA degrading enzyme to the nucleic acid solubilizing reagent solution. In this case, interference by DNA coexisting with the recovered nucleic acid can be reduced. It is also preferable to add an RNase inhibitor. As the RNase inhibitor, those that specifically inhibit RNase are preferable.
The RNA degrading enzyme is not particularly limited, and for example, an RNA-specific degrading enzyme such as ribonuclease H (RNase H) can be preferably used.
The DNA degrading enzyme is not particularly limited, and for example, a DNA-specific degrading enzyme such as DNase I can be preferably used.
The nucleolytic enzyme and the nucleolytic enzyme inhibitor can be used at concentrations usually used. Moreover, it can be heated as usual. The heating treatment is preferably performed simultaneously with the treatment with the proteolytic enzyme. This heating process will also be described in the section “Incubation” described later.
(核酸可溶化試薬の形態)
核酸可溶化試薬は、乾燥された状態で供給されることが好ましい。また、凍結乾燥のように乾燥された状態のタンパク質分解酵素を予め含む容器を用いることができる。前記の、乾燥された状態で供給される核酸可溶化試薬、および乾燥された状態のタンパク質分解酵素を予め含む容器の両方を用いて、核酸を含む試料溶液を得ることもできる。この方法で核酸を含む試料溶液を得る場合、核酸可溶化試薬およびタンパク質分解酵素の保存安定性が良く、核酸収量を変えずに操作を簡便にすることができる。
(Form of nucleic acid solubilizing reagent)
The nucleic acid solubilizing reagent is preferably supplied in a dried state. Moreover, the container previously containing the proteolytic enzyme of the dried state like freeze-drying can be used. The sample solution containing the nucleic acid can also be obtained by using both the nucleic acid solubilizing reagent supplied in a dried state and the container previously containing the proteolytic enzyme in a dried state. When a sample solution containing nucleic acid is obtained by this method, the storage stability of the nucleic acid solubilizing reagent and the proteolytic enzyme is good, and the operation can be simplified without changing the nucleic acid yield.
(検体との混合)
上記(II)の工程において、検体と核酸可溶化試薬溶液とを混合する方法は、特に限定されない。混合する際、攪拌装置により30から3000rpmで1秒から3分間混合することが好ましい。これにより、分離精製される核酸収量を増加させることができる。または、転倒混和を5から30回行うことで混合することも好ましい。また、ピペッティング操作を、10から50回行うことによっても混合することができる、この場合、簡便な操作で分離精製される核酸収量を増加させることができる。
(Mixed with sample)
In the step (II), the method for mixing the specimen and the nucleic acid solubilizing reagent solution is not particularly limited. When mixing, it is preferable to mix at 30 to 3000 rpm for 1 second to 3 minutes with a stirrer. Thereby, the yield of nucleic acid to be separated and purified can be increased. Or it is also preferable to mix by inversion mixing 5 to 30 times. In addition, mixing can also be performed by performing pipetting operations 10 to 50 times. In this case, the yield of nucleic acid separated and purified by a simple operation can be increased.
(インキュベート)
上記(III)の工程において、タンパク質分解酵素を含む核酸可溶化試薬溶液を用いる場合、検体と核酸可溶化試薬溶液との混合液を、タンパク質分解酵素の至適温度および反応時間でインキュベートすることにより、分離精製される核酸の収量を増加させることがきる。インキュベーション温度は、通常20℃〜70℃、好ましくはタンパク分解酵素の至適温度であり、インキュベーション時間は通常1分〜18時間、好ましくはタンパク分解酵素の至適反応時間である。インキュベーション方法は特に限定されず、湯浴や加温器に入れることで行うことができる。
(Incubation)
In the case of using the nucleic acid solubilizing reagent solution containing the proteolytic enzyme in the step (III) above, by incubating the mixed solution of the sample and the nucleic acid solubilizing reagent solution at the optimal temperature and reaction time of the proteolytic enzyme. The yield of the nucleic acid to be separated and purified can be increased. The incubation temperature is usually 20 ° C. to 70 ° C., preferably the optimum temperature for the proteolytic enzyme, and the incubation time is usually 1 minute to 18 hours, preferably the optimum reaction time for the proteolytic enzyme. The incubation method is not particularly limited, and can be performed by putting it in a hot water bath or a warmer.
(水溶性有機溶媒)
上記(IV)の工程において、インキュベート後の混合液に添加する水溶性有機溶媒としては、アルコール類、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド等挙げられる。特にアルコールを好ましく用いることができる。
アルコールは、1級アルコール、2級アルコール、3級アルコールのいずれでも良い。中でも、メタノール、エタノール、プロパノール及びその異性体、又は、ブタノール及びその異性体を好ましく用いることができる。より好ましくは、エタノールを用いることができる。これらの水溶性有機溶媒は単独または複数組み合わせて用いてもよい。
水溶性有機溶媒は、核酸可溶化試薬溶液に添加してもよく、核酸可溶化試薬溶液における濃度は、1〜20質量%であることが好ましい。また、水溶性有機溶媒の核酸を含む試料溶液における最終濃度は、5〜90質量%であることが好ましい。
(Water-soluble organic solvent)
In the step (IV), examples of the water-soluble organic solvent added to the mixed solution after incubation include alcohols, acetone, acetonitrile, dimethylformamide and the like. In particular, alcohol can be preferably used.
The alcohol may be any of primary alcohol, secondary alcohol, and tertiary alcohol. Among these, methanol, ethanol, propanol and isomers thereof, or butanol and isomers thereof can be preferably used. More preferably, ethanol can be used. These water-soluble organic solvents may be used alone or in combination.
The water-soluble organic solvent may be added to the nucleic acid solubilizing reagent solution, and the concentration in the nucleic acid solubilizing reagent solution is preferably 1 to 20% by mass. Moreover, it is preferable that the final concentration in the sample solution containing the nucleic acid of the water-soluble organic solvent is 5 to 90% by mass.
得られる試料溶液のPHは、pH5〜10が好ましく、pH6〜9がより好ましく、pH7〜8がさらに好ましい。
また、得られる試料溶液の表面張力は、0.05J/m2以下であることが好ましく、粘度は、1〜10000mPaであることが好ましく、比重は、0.8〜1.2であることが好ましい。
The pH of the obtained sample solution is preferably pH 5 to 10, more preferably pH 6 to 9, and further preferably pH 7 to 8.
Further, the surface tension of the obtained sample solution is preferably 0.05 J / m 2 or less, the viscosity is preferably 1 to 10,000 mPa, and the specific gravity is 0.8 to 1.2. preferable.
[洗浄工程]
以下、(2)の洗浄工程について説明する。洗浄を行うことにより、核酸の回収量及び純度が向上し、必要な核酸を含む検体の量を微量とすることができる。洗浄工程は、迅速化のためには1回の洗浄で済ませてもよく、また純度がより重要な場合には複数回洗浄を繰り返すことが好ましい。
[Washing process]
Hereinafter, the cleaning step (2) will be described. By performing the washing, the amount and purity of the nucleic acid recovered can be improved, and the amount of the specimen containing the necessary nucleic acid can be made very small. The cleaning step may be completed by one cleaning for speeding up, and when the purity is more important, the cleaning is preferably repeated a plurality of times.
洗浄工程において、洗浄液は、自動注入装置もしくはこれらと同じ機能をもつ供給手段を使用して、核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジへ供給される。供給された洗浄液は、核酸分離精製カートリッジの一の開口(核酸を含む試料溶液を注入した開口)から供給され、該開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にして核酸吸着性多孔性膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出させることができる。
また、洗浄液を一の開口から供給し、同じ一の開口より排出させることもできる。さらには、核酸分離精製カートリッジの核酸を含む試料溶液を供給した一の開口と異なる開口より洗浄液を供給し、排出させることも可能である。しかしながら、核酸分離精製カートリッジの一の開口から供給し、核酸吸着性多孔性膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出さる方法は洗浄効率が優れてより好ましい。
洗浄工程における洗浄液の液量は、2μl/mm2以上が好ましい。洗浄液量が多量であれば洗浄効果は向上する。洗浄液の液量の上限は、200μl/mm2以下が好ましく、この範囲であれば、操作性を保ち、試料の流出を抑止することができる。
In the washing step, the washing solution is supplied to the nucleic acid separation / purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane using an automatic injection device or a supply means having the same function as these. The supplied cleaning solution is supplied from one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge (opening into which the sample solution containing nucleic acid is injected), and the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized using a pressure difference generator coupled to the opening. It can be passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane in a state and discharged from an opening different from the one opening.
Also, the cleaning liquid can be supplied from one opening and discharged from the same opening. Furthermore, it is also possible to supply and discharge the cleaning liquid from an opening different from the one opening to which the sample solution containing the nucleic acid in the cartridge for nucleic acid separation and purification is supplied. However, a method of supplying from one opening of the nucleic acid separation / purification cartridge, passing through the nucleic acid-adsorptive porous membrane, and discharging from a different opening from the one opening is more preferable because of excellent cleaning efficiency.
The amount of the cleaning liquid in the cleaning process is preferably 2 μl / mm 2 or more. If the amount of the cleaning liquid is large, the cleaning effect is improved. The upper limit of the amount of the cleaning liquid is preferably 200 μl / mm 2 or less, and within this range, operability can be maintained and sample outflow can be suppressed.
洗浄工程において、洗浄液を核酸吸着性多孔性膜に通過させる時の流速は、膜の単位面積(cm2)あたり、2〜1500μL/secであることが好ましく、5〜700μL/secであることがより好ましい。通過速度を下げて時間を掛ければ洗浄がそれだけ十分に行なわれることになるが、流速を前記の範囲とすることで、核酸の分離精製操作を迅速化することができる。 In the washing step, the flow rate when the washing solution is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane is preferably 2 to 1500 μL / sec, and preferably 5 to 700 μL / sec, per unit area (cm 2 ) of the membrane. More preferred. If the passage speed is lowered and time is taken, the washing is sufficiently performed. However, the nucleic acid separation and purification operation can be speeded up by setting the flow rate within the above range.
洗浄工程において、洗浄液の液温は4〜70℃であることが好ましい。さらには、洗浄液の液温を室温とすることがより好ましい。洗浄工程において、その核酸分離精製カートリッジを機械的な振動や超音波による攪拌を与えながら洗浄を行うことができる。また、遠心分離を行うことにより洗浄してもよい。 In the washing step, the temperature of the washing solution is preferably 4 to 70 ° C. Furthermore, it is more preferable that the temperature of the cleaning liquid is room temperature. In the washing step, the nucleic acid separation and purification cartridge can be washed while applying mechanical vibration or ultrasonic stirring. Moreover, you may wash | clean by centrifuging.
洗浄工程において、洗浄液には、一般的には核酸分解酵素のような酵素を含ませないが、タンパク質等の夾雑物質を分解する酵素を含ませることができる。また、場合によってはDNA分解酵素、RNA分解酵素などを含ませることもできる。DNA分解酵素を含む洗浄液を使用することにより、検体中のRNAのみを選択的に回収することができる。逆に、RNA分解酵素を含む洗浄液を使用することにより、検体中のDNAのみを選択的に回収することができる。 In the washing step, the washing solution generally does not contain an enzyme such as a nucleolytic enzyme, but can contain an enzyme that degrades contaminants such as proteins. In some cases, a DNA degrading enzyme, an RNA degrading enzyme, or the like can be included. By using a washing solution containing a DNA degrading enzyme, only RNA in the sample can be selectively recovered. Conversely, by using a washing solution containing an RNase, only DNA in the sample can be selectively recovered.
洗浄工程において、洗浄液は、水溶性有機溶媒及び/または水溶性塩を含んでいる溶液であることが好ましい。洗浄液は、核酸吸着性多孔性膜に核酸と共に吸着した試料溶液中の不純物を洗い流す機能を有する必要がある。そのためには、核酸吸着性多孔性膜から核酸は脱離させないが不純物は脱離させる組成であることが必要である。この目的には、例えばアルコール等の水溶性有機溶媒は、核酸が難溶性であるため、核酸を保持したまま核酸以外の成分を脱離させるのに適している。また、水溶性塩を添加することにより、核酸の吸着効果が高まるので、不純物及び不要成分の選択的除去作用が向上する。 In the washing step, the washing liquid is preferably a solution containing a water-soluble organic solvent and / or a water-soluble salt. The washing liquid needs to have a function of washing out impurities in the sample solution adsorbed together with the nucleic acid on the nucleic acid adsorbing porous membrane. For that purpose, it is necessary to have a composition that does not desorb nucleic acid from the nucleic acid-adsorbing porous membrane but desorbs impurities. For this purpose, for example, a water-soluble organic solvent such as alcohol is suitable for desorbing components other than the nucleic acid while retaining the nucleic acid because the nucleic acid is hardly soluble. In addition, by adding a water-soluble salt, the effect of adsorbing nucleic acids is enhanced, so that the effect of selectively removing impurities and unnecessary components is improved.
洗浄液に用いることができる水溶性有機溶媒としては、アルコール、アセトン等を用いることができ、アルコールが好ましい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−イソプロパノール、ブタノール等を挙げることができ、中でもエタノールを用いることが好ましい。洗浄液中に含まれる水溶性有機溶媒の量は、20〜100質量%であることが好ましく、40〜80質量%であることがより好ましい。 As the water-soluble organic solvent that can be used for the cleaning liquid, alcohol, acetone, or the like can be used, and alcohol is preferable. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, n-isopropanol, butanol and the like, and it is preferable to use ethanol among them. The amount of the water-soluble organic solvent contained in the cleaning liquid is preferably 20 to 100% by mass, and more preferably 40 to 80% by mass.
一方、洗浄液に含まれる水溶性塩は、ハロゲン化物の塩であることが好ましく、中でも塩化物が好ましい。また、水溶性塩は、一価または二価のカチオンであることが好ましく、特にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましく、中でもナトリウム塩及びカリウム塩が好ましくナトリウム塩が最も好ましい。水溶性塩が洗浄液中に含まれる場合、その濃度は10mM/L以上であることが好ましく、その上限は不純物の溶解性を損なわない範囲であれば特に問わないが、1M/L以下であることが好ましく、0.1M/L以下であることがより好ましい。とりわけ、水溶性塩が塩化ナトリウムであることが好ましく、さらには、塩化ナトリウムが20mM/L以上含まれていることが特に好ましい。 On the other hand, the water-soluble salt contained in the cleaning liquid is preferably a halide salt, and chloride is particularly preferable. The water-soluble salt is preferably a monovalent or divalent cation, particularly preferably an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. Among them, a sodium salt and a potassium salt are preferable, and a sodium salt is most preferable. When the water-soluble salt is contained in the cleaning liquid, the concentration is preferably 10 mM / L or more, and the upper limit is not particularly limited as long as the solubility of impurities is not impaired, but it is 1 M / L or less. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.1 M / L or less. In particular, the water-soluble salt is preferably sodium chloride, and more preferably contains 20 mM / L or more of sodium chloride.
洗浄液は、カオトロッピク物質を含んでいないことが好ましい。それによって、洗浄工程に引き続く回収工程にカオトロピック物質が混入する可能性を減らすことができる。回収工程時に、カオトロピック物質が混入すると、しばしばPCR反応等の酵素反応を阻害するので、後の酵素反応等を考慮すると洗浄液にカオトロッピク物質を含まないことが理想的である。また、カオトロピック物質は、腐食性で有害であるので、この点でもカオトロピック物質を用いないで済むことは、実験者にとっても試験操作の安全上極めて有利である。ここで、カオトロピック物質とは、前記した尿素、グアニジン塩、イソチアン酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムなどである。 It is preferable that the cleaning liquid does not contain a chaotropic substance. Thereby, the possibility that the chaotropic substance is mixed in the recovery process subsequent to the cleaning process can be reduced. When a chaotropic substance is mixed during the recovery step, an enzyme reaction such as a PCR reaction is often inhibited. Therefore, it is ideal that the washing liquid does not contain a chaotropic substance in consideration of the subsequent enzyme reaction or the like. In addition, since chaotropic substances are corrosive and harmful, it is extremely advantageous for the experimenter from the viewpoint of safety of the test operation that the chaotropic substances need not be used. Here, the chaotropic substance is the above-mentioned urea, guanidine salt, sodium isothiocyanate, sodium iodide, potassium iodide or the like.
従来、核酸分離精製工程における洗浄工程の際、洗浄液がカートリリッジなどの容器に対する濡れ性が高いため、しばしば洗浄液が容器中に残留することになり、洗浄工程に続く回収工程への洗浄液の混入して核酸の純度の低下や次工程における反応性の低下などの原因となっている。したがって、カートリッジなどの容器を用いて核酸の吸着及び脱離を行う場合、吸着、洗浄時に用いる液、特に洗浄液が、次の工程に影響を及ぼさないように、カートリッジ内に洗浄残液が残留しないことは重要である。 Conventionally, during the washing process in the nucleic acid separation and purification process, since the washing liquid has high wettability to containers such as cartridges, the washing liquid often remains in the container, and the washing liquid is mixed into the recovery process following the washing process. This causes a decrease in nucleic acid purity and a decrease in reactivity in the next step. Therefore, when nucleic acid is adsorbed and desorbed using a container such as a cartridge, the cleaning residual liquid does not remain in the cartridge so that the liquid used for adsorption and cleaning, particularly the cleaning liquid, does not affect the next step. That is important.
したがって、洗浄工程における洗浄液が次工程の回収液に混入することを防止して、洗浄液のカートリッジ内への残留を最小限に留めるため、洗浄液の表面張力を0.035J/m2未満にすることが好ましい。表面張力を低くすれば洗浄液とカートリッジの濡れ性が向上し、残留する液量を抑えることができる。 Therefore, the surface tension of the cleaning liquid should be less than 0.035 J / m 2 in order to prevent the cleaning liquid in the cleaning process from being mixed into the recovered liquid in the next process and to keep the cleaning liquid remaining in the cartridge to a minimum. Is preferred. If the surface tension is lowered, the wettability between the cleaning liquid and the cartridge is improved, and the remaining liquid volume can be suppressed.
逆に、洗浄工程における洗浄液のカートリッジへの残留を減少させる目的で、洗浄液の表面張力を0.035J/m2以上にして、カートリッジに対する撥水性を高めて液滴を形成させ、その液滴が流れ落ちることによって残留する液量を抑えることもできる。核酸を吸着した多孔性膜、回収液、洗浄液の組合せなどによっていずれかの表面張力が選択される。 Conversely, for the purpose of reducing the remaining of the cleaning liquid in the cartridge in the cleaning process, the surface tension of the cleaning liquid is set to 0.035 J / m 2 or more to increase the water repellency of the cartridge to form droplets. The remaining liquid amount can be suppressed by flowing down. Either surface tension is selected depending on the combination of the porous membrane adsorbing nucleic acid, the recovery liquid, the cleaning liquid, and the like.
本発明に係る核酸吸着性多孔性膜を利用して洗浄工程を簡素化することができる。また、(1)洗浄液が核酸吸着性多孔性膜を通過する回数を1回でよい、(2)洗浄工程を室温でできる、(3)洗浄後、直ちに回収液をカートリッジに注入することができる、(4)前記(1)、(2)、(3)のいずれか1つもしくは2つ以上組み合わせることも可能である。従来法においては、洗浄液中に含まれる有機溶媒を迅速に取り除くため、しばしば乾燥工程を必要としたが、本発明に係る核酸吸着性多孔性膜は薄膜であるために、乾燥工程を省略できる。 The washing process can be simplified by using the nucleic acid-adsorbing porous membrane according to the present invention. Also, (1) the washing solution may pass through the nucleic acid-adsorbing porous membrane only once, (2) the washing step can be performed at room temperature, and (3) the washing solution can be poured into the cartridge immediately after washing. (4) Any one or a combination of two or more of (1), (2), and (3) can be used. In the conventional method, a drying step is often required in order to quickly remove the organic solvent contained in the cleaning liquid. However, since the nucleic acid-adsorbing porous membrane according to the present invention is a thin film, the drying step can be omitted.
従来、核酸分離精製工程において、洗浄工程の際、しばしば洗浄液が飛散し他に付着することによって、試料のコンタミネーション(汚染)が起きることが問題となっている。洗浄工程におけるこの種のコンタミネーションは、核酸吸着性多性孔膜を収容した核酸分離精製カートリッジと廃液容器の形状とを工夫することによって抑止することができる。 Conventionally, in the nucleic acid separation and purification process, there is a problem that contamination of the sample occurs due to the washing liquid often scattering and adhering to the other during the washing process. This kind of contamination in the washing step can be suppressed by devising the shape of the cartridge for separating and purifying nucleic acid containing the nucleic acid-adsorbing polyporous membrane and the waste liquid container.
[回収工程]
以下に核酸吸着性多性孔膜から核酸を脱離させて回収する工程について示す。回収工程において、回収液は、自動注入装置、もしくはこれらと同じ機能をもつ供給手段を使用して、核酸吸着性多孔性膜を装着した核酸分離精製カートリッジへ供給される。回収液は、核酸分離精製カートリッジの一の開口(核酸を含む試料溶液を注入した開口)から供給され、該開口に結合された圧力差発生装置を用いて核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にして核酸吸着性多孔性膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出させることができる。また、回収液を一の開口から供給し、同じ一の開口より排出させることもできる。さらには、核酸分離精製カートリッジの核酸を含む試料溶液を供給した一の開口と異なる開口より回収液を供給し、排出させることも可能である。しかしながら、核酸分離精製カートリッジの一の開口から供給し、核酸吸着性多孔性膜を通過させ、一の開口と異なる開口より排出さる方法が、回収効率が優れ、より好ましい。
[Recovery process]
The process of desorbing and recovering nucleic acid from the nucleic acid adsorbing polyporous membrane is shown below. In the recovery step, the recovery solution is supplied to the nucleic acid separation / purification cartridge equipped with the nucleic acid-adsorbing porous membrane using an automatic injection device or a supply means having the same function. The recovery liquid is supplied from one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge (opening into which the sample solution containing nucleic acid is injected), and the inside of the nucleic acid separation and purification cartridge is pressurized using a pressure difference generator coupled to the opening. Thus, the nucleic acid-adsorbing porous membrane can be passed through and discharged from an opening different from the one opening. Further, the recovery liquid can be supplied from one opening and discharged from the same opening. Furthermore, it is also possible to supply and discharge the recovery liquid from an opening different from the one opening to which the sample solution containing the nucleic acid in the nucleic acid separation and purification cartridge is supplied. However, a method of supplying from one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge, passing through the nucleic acid-adsorptive porous membrane, and discharging from an opening different from the one opening is excellent in recovery efficiency and more preferable.
検体から調整した核酸を含む試料溶液の体積に対して、回収液の体積を調整して核酸の脱離を行うことができる。分離精製された核酸を含む回収液量は、そのとき使用する検体量による。一般的によく使われる回収液量は数10から数100μlであるが、検体量が極微量である時や、逆に大量の核酸を分離精製したい場合には回収液量は1μlから数10mlの範囲で変更可能である。 Nucleic acid can be desorbed by adjusting the volume of the recovered liquid with respect to the volume of the sample solution containing the nucleic acid prepared from the specimen. The amount of the recovered liquid containing the separated and purified nucleic acid depends on the amount of sample used at that time. In general, the amount of the recovered liquid is several tens to several hundreds of μl. However, when the amount of the sample is extremely small, or when it is desired to separate and purify a large amount of nucleic acid, the amount of the recovered liquid is 1 μl to several tens of ml. The range can be changed.
回収液としては好ましくは精製蒸留水、Tris/EDTAバッファー等が使用できる。 As the recovered liquid, preferably, purified distilled water, Tris / EDTA buffer or the like can be used.
回収工程においては、核酸の回収液をその後の後工程に使用できる組成にしておくことが可能である。分離精製された核酸は、しばしばPCR(ポリメラーゼチェインリアクション)法により増幅される。この場合、分離精製された核酸溶液はPCR法に適したバッファー液で希釈する必要がある。本方法による回収工程において、回収液にPCR法に適したバッファー液を用いることで、その後のPCR工程へ簡便、迅速に移行することができる。この場合、回収液として、PCR反応において用いる緩衝溶液 (例えば、KCl 50mmol/L、Tris−Cl 10mmol/L、MgCl2 1.5mmol/Lを最終濃度とする水溶液)を用いることもできる。 In the recovery step, the nucleic acid recovery solution can be made into a composition that can be used in the subsequent subsequent steps. The separated and purified nucleic acid is often amplified by a PCR (polymerase chain reaction) method. In this case, the separated and purified nucleic acid solution needs to be diluted with a buffer solution suitable for the PCR method. In the recovery step according to this method, a buffer solution suitable for the PCR method is used as the recovery solution, so that the subsequent PCR step can be easily and rapidly transferred. In this case, a buffer solution used in the PCR reaction (for example, an aqueous solution having a final concentration of KCl 50 mmol / L, Tris-Cl 10 mmol / L, MgCl 2 1.5 mmol / L) can also be used as the recovery solution.
回収液のpHは、pH2〜11であることが好ましい。さらには、pH5〜9であることが好ましい。また特にイオン強度と塩濃度は吸着核酸の溶出に効果を及ぼす。回収液は、290mmol/L以下のイオン強度であることが好ましく、さらには、90mmol/L以下の塩濃度であることが好ましい。こうすることで、核酸の回収率が向上し、より多くの核酸を回収できることができる。回収される核酸は1本鎖でもよく、2本鎖でも良い。 The pH of the recovery liquid is preferably pH 2-11. Furthermore, it is preferable that it is pH 5-9. In particular, ionic strength and salt concentration have an effect on the elution of adsorbed nucleic acids. The recovered liquid preferably has an ionic strength of 290 mmol / L or less, and more preferably has a salt concentration of 90 mmol / L or less. By doing so, the recovery rate of nucleic acids can be improved, and more nucleic acids can be recovered. The recovered nucleic acid may be single-stranded or double-stranded.
回収液の体積を当初の核酸を含む試料溶液の体積と比較して少なくすることによって、濃縮された核酸を含む回収液を得ることができる。好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:100〜99:100、更に好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:10〜9:10にすることができる。これにより核酸分離精製後工程において濃縮のための操作をすることなく、簡単に核酸を濃縮できる。これらの方法により検体よりも核酸が濃縮されている核酸溶液を得る方法を提供できる。 By reducing the volume of the recovery solution compared to the volume of the sample solution containing the original nucleic acid, a recovery solution containing concentrated nucleic acid can be obtained. Preferably, (collected liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 100 to 99: 100, more preferably (collected liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 10 to 9:10. it can. Thus, the nucleic acid can be easily concentrated without performing an operation for concentration in the step after the separation and purification of the nucleic acid. By these methods, it is possible to provide a method for obtaining a nucleic acid solution in which the nucleic acid is more concentrated than the specimen.
また、別の方法としては、回収液の体積を当初の核酸を含む試料溶液よりも多い条件で核酸の脱離を行うことにより、希望の濃度の核酸を含む回収液を得ることができ、次工程(PCRなど)に適した濃度の核酸を含む回収液を得ることができる。好ましくは、(回収液体積):(試料溶液体積)=1:1〜50:1、更に好ましくは、 (回収液体積):(試料溶液体積)=1:1〜5:1にすることができる。これにより核酸分離精製後に濃度調整をする煩雑さがなくなるというメリットを得られる。更に、十分量の回収液を使用することにより、多孔性膜からの核酸回収率の増加を図ることができる。 As another method, nucleic acid can be desorbed under the condition that the volume of the recovery solution is larger than that of the sample solution containing the initial nucleic acid, thereby obtaining a recovery solution containing a desired concentration of nucleic acid. A recovery solution containing a nucleic acid at a concentration suitable for the step (such as PCR) can be obtained. Preferably, (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 1 to 50: 1, more preferably (recovered liquid volume) :( sample solution volume) = 1: 1 to 5: 1. it can. As a result, there is an advantage that there is no need to adjust the concentration after separation and purification of nucleic acid. Furthermore, by using a sufficient amount of the recovery liquid, it is possible to increase the nucleic acid recovery rate from the porous membrane.
回収液の注入回数は限定されるものではなく、1回でも複数回でもよい。通常、迅速、簡便に核酸を分離精製する場合は、1回の回収で実施するが、大量の核酸を回収する場合等複数回にわたり回収液を注入してもよい。 The number of injections of the recovery liquid is not limited and may be one time or multiple times. Usually, when the nucleic acid is separated and purified quickly and easily, it is carried out by one collection, but the collection solution may be injected several times, such as when collecting a large amount of nucleic acid.
また、回収工程において、核酸の回収液に回収した核酸の分解を防ぐための安定化剤を添加しておくことも可能である。安定化剤としては、抗菌剤、抗カビ剤や核酸分解抑制剤などを添加することができる。核酸分解酵素の阻害剤としてはEDTAなどが上げられる。また別の実施態様として、回収容器にあらかじめ安定化剤を添加しておくこともできる。 In the recovery step, a stabilizer for preventing degradation of the recovered nucleic acid can be added to the nucleic acid recovery solution. As the stabilizer, antibacterial agents, antifungal agents, nucleic acid degradation inhibitors and the like can be added. Examples of the nucleolytic enzyme inhibitor include EDTA. As another embodiment, a stabilizer may be added to the collection container in advance.
回収工程で用いられる回収容器には特に限定はないが、260nmの吸収が無い素材で作製された回収容器を用いることができる。この場合、回収した核酸溶液の濃度を、他の容器に移し替えずに測定できる。260nmに吸収のない素材は、例えば石英ガラス等が挙げられるが、これに限定されるものではない。 The collection container used in the collection step is not particularly limited, but a collection container made of a material that does not absorb 260 nm can be used. In this case, the concentration of the recovered nucleic acid solution can be measured without transferring to another container. Examples of the material that does not absorb at 260 nm include quartz glass, but are not limited thereto.
前記の核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置を用いて、核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程は、工程を自動で行う自動装置を用いて行うことができる。自動装置を用いることにより、操作が簡便化および迅速化するだけでなく、作業者の技能によらず一定の水準の、核酸を得ることが可能になる。 The step of separating and purifying nucleic acid from a sample containing nucleic acid using the nucleic acid separation and purification cartridge containing the nucleic acid-adsorbing porous membrane and the pressure generator can be performed using an automatic device that automatically performs the step. . The use of an automatic apparatus not only simplifies and speeds up the operation, but also makes it possible to obtain a certain level of nucleic acid regardless of the skill of the operator.
[自動装置]
以下に、少なくとも二個の開口を有する容器内に核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジと圧力発生装置を用いて、核酸を含む検体から核酸を分離精製する工程を自動で行う自動で行う自動装置の例を示すが、自動装置はこれに限定されるものではない。
[Automatic device]
The following is an automatic process for automatically separating and purifying nucleic acid from a sample containing nucleic acid using a nucleic acid separation and purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane in a container having at least two openings and a pressure generator. Although an example of the automatic device performed in the above is shown, the automatic device is not limited to this.
自動装置は、前記核酸分離精製カートリッジ、前記試料液および洗浄液の排出液を収容する廃液容器および前記核酸を含む回収液を収容する回収容器を保持する搭載機構と、前記核酸分離精製カートリッジに加圧エアを導入する加圧エア供給機構と、前記核酸分離精製カートリッジに洗浄液および回収液を分注する分注機構とを備えている。
この自動装置は、溶液が内部を通過可能な、核酸吸着性多孔性膜を収容した核酸分離精製カートリッジを用い、該核酸分離精製カートリッジに核酸を含む試料液を注入し加圧して、該試料液中の核酸を前記核酸吸着性多孔性膜に吸着させた後、前記核酸分離精製カートリッジに洗浄液を分注し加圧して不純物を除去した後、前記核酸分離精製カートリッジに、回収液を分注し核酸吸着性多孔性膜に吸着した核酸を脱離して回収液とともに回収する、分離精製動作を自動的に行う核酸分離精製装置である。
The automatic apparatus includes a loading mechanism that holds the nucleic acid separation and purification cartridge, a waste liquid container that contains the sample liquid and the discharge liquid of the cleaning liquid, and a collection container that contains the collection liquid containing the nucleic acid, and pressurizes the nucleic acid separation and purification cartridge. A pressurized air supply mechanism that introduces air and a dispensing mechanism that dispenses a cleaning solution and a recovery solution into the nucleic acid separation and purification cartridge are provided.
This automatic apparatus uses a nucleic acid separation / purification cartridge containing a nucleic acid-adsorbing porous membrane through which a solution can pass, and injects and pressurizes a sample liquid containing nucleic acid into the nucleic acid separation / purification cartridge. After adsorbing the nucleic acid in the nucleic acid-adsorbing porous membrane, dispensing the washing liquid to the nucleic acid separation and purification cartridge and pressurizing to remove impurities, and then dispensing the recovered liquid to the nucleic acid separation and purification cartridge This is a nucleic acid separation and purification apparatus that automatically performs a separation and purification operation in which nucleic acid adsorbed on a nucleic acid-adsorbing porous membrane is desorbed and collected together with a collected liquid.
前記搭載機構は、装置本体に搭載されるスタンドと、該スタンドに上下移動可能に支持され前記核酸分離精製カートリッジを保持するカートリッジホルダーと、該カートリッジホルダーの下方で前記核酸分離精製カートリッジに対する位置を交換可能に前記廃液容器および前記回収容器を保持する容器ホルダーとを備えてなるものが好適である。 The mounting mechanism includes a stand mounted on the main body of the apparatus, a cartridge holder supported on the stand so as to be movable up and down, and holding the nucleic acid separation and purification cartridge, and the position relative to the nucleic acid separation and purification cartridge is exchanged below the cartridge holder. What comprises the said waste-liquid container and the container holder holding the said collection | recovery container as possible is suitable.
また、前記加圧エア供給機構は、下端部より加圧エアを噴出するエアノズルと、該エアノズルを支持して前記カートリッジホルダーに保持された前記核酸分離精製カートリッジに対し前記エアノズルを昇降移動させる加圧ヘッドと、該加圧ヘッドに設置され前記搭載機構のラックにおける核酸分離精製カートリッジの位置決めをする位置決め手段とを備えてなるものが好適である。 The pressurized air supply mechanism includes an air nozzle that ejects pressurized air from a lower end portion, and a pressure that moves the air nozzle up and down relative to the nucleic acid separation and purification cartridge supported by the air nozzle and held in the cartridge holder. A head provided with a head and positioning means for positioning the nucleic acid separation / purification cartridge in the rack of the mounting mechanism is suitable.
また、前記分注機構は、前記洗浄液を分注する洗浄液分注ノズルと、前記回収液を分注する回収液分注ノズルと、前記洗浄液分注ノズルおよび前記回収液分注ノズルを保持し前記搭載機構に保持された核酸分離精製カートリッジ上を順に移動可能なノズル移動台と、洗浄液を収容した洗浄液ボトルより洗浄液を吸引し前記洗浄液分注ノズルに供給する洗浄液供給ポンプと、回収液を収容した回収液ボトルより回収液を吸引し前記回収液分注ノズルに供給する回収液供給ポンプとを備えてなるものが好適である。 The dispensing mechanism holds a cleaning liquid dispensing nozzle that dispenses the cleaning liquid, a recovered liquid dispensing nozzle that dispenses the recovered liquid, the cleaning liquid dispensing nozzle, and the recovered liquid dispensing nozzle. A nozzle moving table that can move in sequence on the cartridge for nucleic acid separation and purification held in the mounting mechanism, a cleaning liquid supply pump that draws the cleaning liquid from the cleaning liquid bottle that stores the cleaning liquid and supplies the cleaning liquid to the cleaning liquid dispensing nozzle, and a recovery liquid It is preferable to include a recovery liquid supply pump that sucks the recovery liquid from the recovery liquid bottle and supplies it to the recovery liquid dispensing nozzle.
上記のような自動装置によれば、核酸分離精製カートリッジ、廃液容器および回収容器を保持する搭載機構と、核酸分離精製カートリッジに加圧エアを導入する加圧エア供給機構と、核酸分離精製カートリッジに洗浄液および回収液を分注する分注機構とを備え、核酸吸着性多孔性膜部材を備えた核酸分離精製カートリッジに核酸を含む試料溶液を注入加圧し核酸を核酸吸着性多孔性膜部材に吸着させた後、洗浄液を分注して不純物を洗浄排出した後、回収液を分注して核酸吸着性多孔性膜部材に吸着した核酸を分離して回収する核酸分離精製工程を自動的に行って短時間で効率よく試料液の核酸を自動的に分離精製できる機構をコンパクトに構成することとができる。 According to the above automatic apparatus, the nucleic acid separation and purification cartridge, the mounting mechanism that holds the waste liquid container and the recovery container, the pressurized air supply mechanism that introduces pressurized air into the nucleic acid separation and purification cartridge, and the nucleic acid separation and purification cartridge It is equipped with a dispensing mechanism that dispenses the cleaning solution and the recovery solution, and injects and pressurizes the sample solution containing the nucleic acid into the nucleic acid separation and purification cartridge equipped with the nucleic acid-adsorbing porous membrane member to adsorb the nucleic acid to the nucleic acid-adsorbing porous membrane member After that, after washing and dispensing impurities, the recovery solution is dispensed to separate and recover the nucleic acid adsorbed on the nucleic acid-adsorptive porous membrane member automatically. Thus, a mechanism capable of automatically separating and purifying nucleic acid in a sample solution efficiently in a short time can be configured in a compact manner.
また、前記搭載機構を、スタンドと、核酸分離精製カートリッジを保持する上下移動可能なカートリッジホルダーと、廃液容器および回収容器を交換可能に保持する容器ホルダーとを備えて構成すると、核酸分離精製カートリッジおよび両容器のセット並びに廃液容器と回収容器の交換が簡易に行える。 When the mounting mechanism includes a stand, a vertically movable cartridge holder that holds the nucleic acid separation and purification cartridge, and a container holder that holds the waste liquid container and the recovery container in an exchangeable manner, the nucleic acid separation and purification cartridge and The set of both containers and the exchange of the waste liquid container and the collection container can be easily performed.
また、前記加圧エア供給機構を、エアノズルと、該エアノズルを昇降移動させる加圧ヘッドと、核酸分離精製カートリッジの位置決めをする位置決め手段とを備えて構成すると、簡易な機構で確実な加圧エアの供給が行える。 In addition, when the pressurized air supply mechanism includes an air nozzle, a pressure head for moving the air nozzle up and down, and a positioning means for positioning the nucleic acid separation / purification cartridge, the pressurized air can be reliably secured with a simple mechanism. Can be supplied.
また、前記分注機構を、洗浄液分注ノズルと、回収液分注ノズルと、核酸分離精製カートリッジ上を順に移動可能なノズル移動台と、洗浄液ボトルより洗浄液を吸引し洗浄液分注ノズルに供給する洗浄液供給ポンプと、回収液ボトルより回収液を吸引し回収液分注ノズルに供給する回収液供給ポンプとを備えて構成すると、簡易な機構で順次洗浄液および回収液の分注を行うことができる。 In addition, the dispensing mechanism includes a washing liquid dispensing nozzle, a recovery liquid dispensing nozzle, a nozzle moving table that can move in sequence on the nucleic acid separation and purification cartridge, and a washing liquid drawn from the washing liquid bottle and supplied to the washing liquid dispensing nozzle. When the cleaning liquid supply pump and the recovery liquid supply pump that sucks the recovery liquid from the recovery liquid bottle and supplies it to the recovery liquid dispensing nozzle are configured, the cleaning liquid and the recovery liquid can be sequentially dispensed with a simple mechanism. .
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1]
(1)核酸精製カートリッジの作製
核酸吸着性多孔膜を収容する部分を持つ、内径7mmの核酸分離精製カートリッジ用容器をハイインパクトポリスチレンで作製する。硝酸セルロース(セルロースの硝酸エステル)の多孔性膜(膜厚=70μm、平均孔径=1.2μm)を1.0N NaOHで2時間鹸化処理して得られた核酸吸着性多孔膜を、上記の、核酸分離精製カートリッジ用容器の核酸吸着性多孔膜を収容する部分に収容し、核酸分離精製カートリッジを作製する。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
[Example 1]
(1) Production of nucleic acid purification cartridge A container for a nucleic acid separation and purification cartridge having an inner diameter of 7 mm and having a portion for accommodating a nucleic acid adsorbing porous membrane is produced from high impact polystyrene. A nucleic acid-adsorbing porous membrane obtained by saponifying a porous membrane (film thickness = 70 μm, average pore size = 1.2 μm) of cellulose nitrate (cellulose nitrate ester) with 1.0 N NaOH for 2 hours, The cartridge for nucleic acid separation and purification is housed in a portion for housing the nucleic acid-adsorbing porous membrane of the container for nucleic acid separation and purification cartridge to produce a nucleic acid separation and purification cartridge.
(2)核酸可溶化試薬及び洗浄液の調製
表1に示す処方の核酸可溶化試薬溶液、及び洗浄液を調製する。
(2) Preparation of Nucleic Acid Solubilizing Reagent and Washing Solution A nucleic acid solubilizing reagent solution and a washing solution having the formulation shown in Table 1 are prepared.
(3)DNA分離精製操作
人全血検体200μlに、上記(2)で作製した核酸可溶化試薬200μlと、プロテアーゼ(SIGMA社製、"Protease" Type XXIV Bacterial)溶液20μlを添加して、60℃で10分間インキュベートする。インキュベート後、エタノール200μlを加え攪拌することで、核酸を含む試料溶液を作製する。該核酸を含む試料溶液を、上記(1)で作製した核酸吸着性多孔性膜を備えた、核酸分離精製カートリッジの一方の開口に注入する。続いて、この開口に圧力発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した該核酸を含む試料溶液を、上記核酸吸着性多孔膜に通過させることで、上記核酸吸着性多孔膜に接触させ、核酸分離精製カートリッジの他方の開口より排出する。続いて、核酸を含む試料溶液を注入した開口に、(2)で作製した洗浄液を注入し、この開口に圧力発生装置を結合し、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した洗浄液を、上記核酸吸着性多孔膜に通過させ、他方の開口より排出する。この操作を3回繰り返す。続いて、核酸を含む試料溶液を注入した開口に回収液を注入し、この開口に圧力発生装置を結合して、核酸分離精製カートリッジ内を加圧状態にし、注入した回収液を、上記核酸吸着性多孔膜に通過させ、他方の開口より排出し、この液を回収する。
(3) DNA separation and purification operation To 200 μl of human blood sample, 200 μl of the nucleic acid solubilizing reagent prepared in (2) above and 20 μl of protease (“Protease” Type XXIV Bacterial, manufactured by SIGMA) are added, and the temperature is 60 ° C. Incubate for 10 minutes. After incubation, 200 μl of ethanol is added and stirred to prepare a sample solution containing nucleic acid. The sample solution containing the nucleic acid is injected into one opening of the nucleic acid separation and purification cartridge provided with the nucleic acid-adsorbing porous membrane prepared in (1) above. Subsequently, a pressure generator is coupled to the opening, the inside of the cartridge for separating and purifying nucleic acid is pressurized, and the sample solution containing the injected nucleic acid is passed through the porous nucleic acid adsorbing porous membrane, thereby It is brought into contact with the porous membrane and discharged from the other opening of the nucleic acid separation and purification cartridge. Subsequently, the cleaning liquid prepared in (2) is injected into the opening into which the sample solution containing nucleic acid is injected, and the pressure generator is connected to this opening to bring the inside of the cartridge for nucleic acid separation and purification into a pressurized state. Then, it is passed through the nucleic acid-adsorbing porous membrane and discharged from the other opening. Repeat this operation three times. Subsequently, the recovery liquid is injected into the opening into which the sample solution containing the nucleic acid is injected, and a pressure generator is connected to this opening, the inside of the nucleic acid separation / purification cartridge is pressurized, and the injected recovery liquid is added to the nucleic acid adsorption. It passes through a porous porous membrane, is discharged from the other opening, and this liquid is recovered.
(4)核酸の分離精製の確認
回収液を用いてアガロースゲル電気泳動を行った。
(4) Confirmation of separation and purification of nucleic acid Agarose gel electrophoresis was performed using the collected liquid.
[比較例1]
核酸吸着性多孔質膜としてADVANTEC社製のガラスフィルターGA100を用いる以外は、実施例1と同じ条件で、操作を行う。
[Comparative Example 1]
The operation is performed under the same conditions as in Example 1 except that a glass filter GA100 manufactured by ADVANTEC is used as the nucleic acid-adsorbing porous membrane.
上記、実施例1、比較例1のアガロースゲル電気泳動の結果を図1に示す。図1の結果からわかるように、本発明のセルロース硝酸エステルの鹸化物からなる核酸吸着性多孔膜は、従来のガラスフィルターからなる核酸吸着性多孔膜と比較し、高い収率で効率よく核酸を分離精製できることが確認できた。 The results of the agarose gel electrophoresis of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. As can be seen from the results of FIG. 1, the nucleic acid-adsorbing porous membrane made of a saponified cellulose nitrate ester of the present invention can efficiently and efficiently produce nucleic acid in comparison with a nucleic acid-adsorbing porous membrane made of a conventional glass filter. It was confirmed that it could be separated and purified.
Claims (20)
(2)洗浄液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、核酸が吸着した状態で該核酸吸着性多孔性膜を洗浄する工程、及び、
(3)回収液を該核酸吸着性多孔性膜に通過させて、該核酸吸着性多孔性膜内から核酸を脱離させる工程
を含む核酸の分離精製方法であって、
該核酸吸着性多孔性膜を形成する材料が、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体、又は、アセチルセルロース以外の多糖類のエステル誘導体の鹸化物からなることを特徴とする核酸の分離精製方法。 (1) passing a sample solution containing nucleic acid through a nucleic acid-adsorptive porous membrane and adsorbing the nucleic acid in the nucleic acid-adsorptive porous membrane;
(2) passing the washing solution through the nucleic acid-adsorptive porous membrane and washing the nucleic acid-adsorptive porous membrane with the nucleic acid adsorbed thereon; and
(3) A method for separating and purifying nucleic acid, comprising a step of passing a recovered liquid through the nucleic acid-adsorbing porous membrane to desorb the nucleic acid from the nucleic acid-adsorbing porous membrane,
A method for separating and purifying a nucleic acid, wherein the material forming the nucleic acid-adsorptive porous membrane comprises an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose or a saponified product of an ester derivative of a polysaccharide other than acetylcellulose.
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| JP2008031440A (en) * | 2006-06-30 | 2008-02-14 | Weyerhaeuser Co | Method for treating high-hemicellulose pulp in viscose production, and product therefrom |
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2004
- 2004-08-27 JP JP2004248517A patent/JP2006063031A/en active Pending
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| CN115869921B (en) * | 2022-12-05 | 2024-03-26 | 四川农业大学 | A composite nanofiber membrane for removing arsenic from water and preparation method thereof |
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