用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法和生物分子纯化系统与流程

本公开涉及用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法和生物分子纯化系统。

背景技术：

1、在进行基因分析时，例如采用进行样本的溶解、核酸的纯化/扩增作为前期处理、并检测扩增产物的流程。该步骤中存在污染的风险和繁琐的样本调整。因此，以往，一般是对研究所等实验设备完备的环境发送样本，由具有专门知识和技术的检查者进行样本调整和测量并进行数据分析的流程。但是，可以举出样本的运输耗费时间和为了维持实验设备需要高额的设备费、人事费这样的问题点。另外，为了提高效率而采用批次处理的情况下，难以插入紧急的样本。

2、近年来，全自动地实施从导入样本到测量、获取数据的stoa(sample-to-answer)系统逐渐在各种领域中出现。stoa系统中，存在使用将腔室和流路、试剂集成的流路芯片的情况。通过采用流路芯片，能够得到以下优势。即，(i)非专家也能够容易地测量，(ii)能够在短时间中获取数据，(iii)能够设计可移动性高的装置，(iv)减小操作引起的误差，(v)易于保管试剂。

3、作为stoa流路芯片的使用领域，包括潜在的应用，可以举出例如法医学、体外诊断、动植物的物种的鉴定、生物防卫、医药、生物技术、生命科学、防卫、公共卫生和农业。用stoa流路芯片进行基因分析的情况下，为了防止在分析之间样本混合，优选使直接接触样本的流路的一部分或全部每次测量用完即弃。为了降低用完即弃的芯片的成本，可以举出易于制造的设计和使用廉价的材料等对策。

4、但是，这样的廉价的芯片中，芯片的耐压受到阀和芯片贴合强度等限制。例如，专利文献1的情况下，流路芯片采用了将2片热可塑性树脂贴合的单纯的结构。有该芯片的耐压受到阀的限制而为68kpa的记载。另外，例如专利文献2的情况下，有流路芯片的耐压例如是124kpa的记载。作为对比，大规模的流路系统的情况下，例如液体色谱仪中，溶液输送中能够使用的压力超过数mpa。进而，核酸的纯化中广泛使用的旋转柱的情况下，能够施加最大500kpa的压力。这样，stoa流路芯片中实施样本处理时能够使用的压力具有与台式设备相比较低的倾向。

5、stoa系统中，因为必须以有限的空间和压力自动完成溶液的输送，所以不希望流路中存在气泡。这是因为担心因流路中混入空气，溶液的输送不完全或引起意外的动作。为了解决这样的因流路中存在空气而产生的课题，根据非专利文献1，在流路中使用空气可以排出的材料。另外，根据非专利文献2和专利文献3，在流路中设置用于排出空气的结构。另外，也能够通过施加高压、使空气压缩或移动而解决。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：美国专利第10233491号说明书

9、专利文献2：美国专利第9354199号说明书

10、专利文献3：日本专利第6613212号说明书

11、非专利文献

12、非专利文献1：“pdms membranes with tunable gas permeability formicrofluidic applications–rsc advances(rsc publishing)doi:10.1039/c4ra1293b,”rsc adv.,2014,4,61415

13、非专利文献2：“integrated microfluidic system for rapid forensic dnaanalysis:sample collection to dnaprofile/analytical chemistry(acs.org),”anal.chem.2010,82,16,6991-6999

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、使用氧化硅等纯化膜进行的核酸的纯化、回收中，能够用简单的流路结构达成较高的回收效率。但是，空气能够退避的空间有限的流路中实施该纯化方式的情况下，产生如下所述的课题。空气侵入收纳有膜的腔室中时，空气必须越过膜腔室。例如，在溶解产物通过膜之后，膜被溶解产物润湿的状态下空气通过时，施加的压力需要超过由下式(1)定义的拉普拉斯压力pl。

3、[数学式1]

4、

5、此处，θ、d、γ分别是使膜润湿的液体与膜的接触角、膜的细孔径、液体的表面张力。将孔较细的二氧化硅膜用于纯化的情况下，因为d较小，所以认为拉普拉斯压力显著提高。

6、关于这一点，如专利文献3、非专利文献1和非专利文献2中公开的技术所述，通过设置用于排出空气的结构，能够避免空气通过膜。

7、但是，采用该方法的情况下，必须使流路具有追加结构。担心关于该追加的结构存在可用的材质的限制，或者因设置追加结构而发生芯片的高成本化、大型化。

8、进而，专利文献1的情况下，纯化腔室中设置的纯化膜没有覆盖流路的整面。该情况下，空气越过纯化膜的侧边，不会产生上述课题，但与膜接触的溶解产物的比例降低，所以担心回收率降低。

9、本发明鉴于这样的状况，提出一种即使没有追加的流路结构也能够防止流体(空气、氮、其他气体)越过纯化膜的技术。

10、用于解决课题的技术方案

11、为了解决上述课题，本公开例如提出一种用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法，其特征在于：生物分子分析装置包括收容第一液体的第一腔室、收容第二液体的第二腔室、具有纯化膜的膜腔室、以及废液腔室，上述方法包括下述处理：用计算机进行控制，将第二液体输送到至少超过从第一腔室与废液腔室连接的第一流路和从第二腔室延伸设置的第二流路的汇流点的位置；从第二流路排出与第一液体和第二液体不同的流体；用计算机进行控制，将第一液体从第一腔室经由膜腔室输送至废液腔室；和用计算机进行控制，将第二腔室的第二液体从第二腔室输送至膜腔室。

12、与本发明相关的其他特征将用本说明书的叙述、附图说明。另外，本发明的方式用要素和多种要素的组合和此后的详细叙述和附加的要求的权利范围的方式达成实现。本说明书的叙述只是典型的示例，并不在任何意义上限定本发明的要求的权利范围或应用例。

13、发明的效果

14、根据本公开的技术，即使没有追加的流路结构，也能够防止空气越过纯化膜。

技术特征：

1.一种用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

16.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

18.一种用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法，其特征在于：

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于：

21.一种用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法，其特征在于：

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于：

24.一种生物分子纯化系统，其特征在于包括：

25.一种生物分子纯化系统，其特征在于，包括：

26.一种生物分子纯化系统，其特征在于，包括：

27.一种生物分子纯化系统，其特征在于，包括：

28.如权利要求27所述的生物分子纯化系统，其特征在于：

技术总结为了在没有追加的流路结构的情况下防止空气越过纯化膜，本发明提出一种用计算机控制生物分子分析装置的流路中的液体输送的方法，生物分子分析装置包括收容第一液体的第一腔室、收容第二液体的第二腔室、具有纯化膜的膜腔室、以及废液腔室，上述方法包括下述处理：用计算机进行控制，将第二液体输送到至少超过从第一腔室与废液腔室连接的第一流路和从第二腔室延伸设置的第二流路的汇流点的位置，并从第二流路排出与第一液体和第二液体不同的流体；用计算机进行控制，将第一液体从第一腔室经由膜腔室输送至废液腔室；和用计算机进行控制，将第二腔室的第二液体从第二腔室输送至膜腔室(参考图6)。技术研发人员：手塚沙也可,中川树生受保护的技术使用者：株式会社日立高新技术技术研发日：技术公布日：2024/12/23