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CN108435410B - 磁性粒子操作用器件 - Google Patents

磁性粒子操作用器件 Download PDF

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CN108435410B
CN108435410B CN201810103148.6A CN201810103148A CN108435410B CN 108435410 B CN108435410 B CN 108435410B CN 201810103148 A CN201810103148 A CN 201810103148A CN 108435410 B CN108435410 B CN 108435410B
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cross
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轴屋博之
大桥铁雄
藤原势矢
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Shimadzu Corp
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Abstract

本发明提供一种可以进行大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层的磁性粒子操作用器件。容器(20)形成为装填着液体层的部分即大径部(23)中的与长度方向正交的的面积大于装填着凝胶状介质层的部分即小径部(22)中的与长度方向正交的的面积。因此，在容器(20)中，可以一方面维持大径部(23)的容量较大，一方面减小小径部(22)的直径。其结果为，在容器(20)中，可以在液体层中进行大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层。

Description

磁性粒子操作用器件
技术领域
本发明涉及一种包括管状容器的磁性粒子(magnetic particle)操作用器件，所述管状容器内形成有使凝胶状介质层及液体层沿长度方向交替地叠层并且填充磁性粒子的内部空间。
背景技术
在用于医学检查、食品安全卫生上的管理、环境保护的监视等之中，需要从包含多种多样的夹杂物的试料中提取目标物质，以供检测或反应。例如，在医学检查中，需要对从动植物分离获取的血液、血清、细胞、尿、粪便等之中所含的核酸、蛋白质、糖、脂质、细菌、病毒、放射性物质等进行检测、鉴定、定量。在进行这些检查时，为了排除由夹杂物引起的本底(background)等的不良影响，有时需要对目标物质进行分离及纯化。
为了对试料中的目标物质进行分离及纯化，已经开发出使用磁性粒子的方法，并投入实际应用，所述磁性粒子是使粒径为0.5微米～十几微米程度的磁性体的表面具有与目标物质的化学亲和力或分子识别功能的粒子。在所述方法中，重复进行如下工序：使目标物质固定在磁性粒子的表面上之后，通过磁场操作而从液相中分离并回收磁性粒子，并且根据需要，使经回收的磁性粒子分散在清洗液等液相中，并从液相中分离并回收磁性粒子。然后，通过使磁性粒子分散在洗脱液中，而使固定在磁性粒子上的目标物质游离于洗脱液中，从而回收洗脱液中的目标物质。通过利用磁性粒子，可以利用磁铁来回收目标物质，所以具有有利于化学提取及纯化的自动化的特征。
作为这种对目标物质进行分离及纯化的方法，已经提出了使用毛细管(capillary)等管状容器的方法(例如，参照下述专利文献1)。
在专利文献1所述的方法中，在毛细管等管状容器(管状器件)内，使溶解/固定液、清洗液、洗脱液等液体层与凝胶状介质层交替地叠层。接着，将磁性粒子及试料导入至所述管状器件内之后，使永久磁铁等磁场施加元件靠近管状器件。然后，通过使所述磁场施加元件沿管状器件的长度方向移动，而使磁性粒子以追随于磁场施加元件的方式移动，从而对目标物质进行分离及纯化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1国际公开第2012/086243号
发明内容
在对如上所述的试料中的目标物质进行分离及纯化的情况下，优选的是可以通过一次操作来进行大量试料的处理。例如，在所述现有的管状器件中，如果增大其内径，便可以增大导入至管内的试料的量，从而可以通过一次动作来进行大量试料的处理。在这里，在管状器件中，凝胶状介质层借由其粘性而保持在管内的固定位置上。如果管径增大，则管子的每单位面积的凝胶状介质层的重量增加。其结果使得无法将凝胶状介质层稳定地保持在管内，从而产生因搬运时的振动等而导致凝胶状介质层流动的问题、或者经凝胶状介质层划分的液体层产生混合的问题。
本发明是鉴于所述实际情况而开发的，其目的在于提供一种可以大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层的磁性粒子操作用器件。
解决问题的技术手段
(1)本发明的磁性粒子操作用器件包括管状容器，所述管状容器内形成有使凝胶状介质层及液体层沿长度方向交替地叠层并且填充磁性粒子的内部空间。在所述磁性粒子操作用器件中，所述容器的内部空间内的装填有液体层的部分的与所述长度方向正交的第一截面的面积大于装填有凝胶状介质层的部分的与所述长度方向正交的第二截面的面积。
根据如上所述的构成，在管状容器中，可以一方面维持装填液体层的部分的容量较大，一方面减小装填凝胶状介质层的部分的直径。
因此，在管状容器中，可以在液体层进行大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层。
(2)并且，也可以在所述容器内，形成有试料导入空间及试料移动空间。在所述试料导入空间内，导入试料。在所述试料移动空间内，使凝胶状介质层及液体层沿所述长度方向交替地叠层，并使所述试料导入空间内的试料中所含的目标成分固定在磁性粒子上而沿所述长度方向移动。所述第一截面也可以是所述试料移动空间内的装填有液体层的部分的与所述长度方向正交的截面。所述第二截面也可以是所述试料移动空间内的装填有凝胶状介质层的部分的与所述长度方向正交的截面。
根据如上所述的构成，可以在形成试料移动空间的容器的部分，一方面维持装填液体层的部分的容量较大，一方面减小装填凝胶状介质层的部分的直径，所述试料移动空间是用于使试料中所含的目标成分固定在磁性粒子上而移动的空间。
(3)并且，也可以在所述容器中，形成有使磁场施加部相向而沿所述长度方向移动的相向面。所述第一截面也可以是与所述相向面平行的方向上的内径大于与所述相向面正交的方向上的内径。
根据如上所述的构成，当使磁场施加部与容器的相向面相向时，可以维持磁场施加部与容器内部的磁性粒子之间的尺寸较小。
因此，可以一方面维持容器中的装填液体层的部分的容量较大，一方面使磁场施加部的磁力对容器内部的磁性粒子确实地起作用。
其结果为，当使磁场施加部沿长度方向产生了移动时，可以使容器内部的磁性粒子以追随于磁场施加部的方式顺滑地移动。
(4)并且，所述第一截面及所述第二截面也可以在沿所述长度方向观察时在所述相向面侧的与所述磁场施加部相向的部分齐平。
根据如上所述的构成，当使磁场施加部沿容器的相向面在长度方向上产生了移动时，可以使磁性粒子在容器内部顺滑地移动。
(5)并且，所述容器的内部空间内的装填有液体层的部分与装填有凝胶状介质层的部分也可以通过相对于所述长度方向而倾斜的锥形面而连接。
根据如上所述的构成，当磁性粒子在容器内部移动时，可以抑制磁性粒子残留于装填有液体层的部分与装填有凝胶状介质层的部分的边界上。
因此，可以使磁性粒子在容器内部顺滑地移动。
(6)并且，也可以在所述液体层中，包含清洗层及洗脱层。在所述清洗层中，装填用于清洗试料中的目标物质的清洗液。在所述洗脱层中，装填使试料中的目标成分洗脱的洗脱液。所述第一截面也可以是所述容器的内部空间内的所述清洗层的与所述长度方向正交的截面。
根据如上所述的构成，可以维持填充清洗层的容器的部分的容量较大。
因此，可以在管状容器内，大量填充清洗层。
发明的效果
根据本发明，可以在管状容器中，一方面维持装填液体层的部分的容量较大，一方面减小装填凝胶状介质层的部分的直径。因此，在管状容器中，可以在液体层中进行大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的磁性粒子操作用器件的构成例的前视图。
图2是表示图1的磁性粒子操作用器件的构成例的后视图。
图3是图1的磁性粒子操作用器件的A-A剖视图。
图4是表示磁性粒子操作用装置的构成例的前视图。
图5A-图5C是用于说明对磁性粒子进行操作时的实施方式的示意图。
图6是表示磁性粒子操作用器件的第一变形例的构成例的剖视图。
图7是表示磁性粒子操作用器件的第二变形例的构成例的剖视图。
【主要元件符号说明】
1：磁性粒子操作用器件 11：液体层
11A：固定层 11B：清洗层
11C：洗脱层 12：凝胶状介质层
13：磁性粒子 20：容器
21：凸出部 22：小径部
22A、23A、120：前表面 22B、23B：背面
23：大径部 23C：侧面
23D：上端面 23E：下端面
24：前端部 30：盖帽
40：薄膜构件 100：磁性粒子操作用装置
101：本体 102：容器按压部
110：容器保持部 111：第一收容部
112：第二收容部 113：缩径部
121:门 130：永久磁铁
D1：上下方向 D2：横方向
L1：宽度方向上的尺寸(内径) L2：前后方向上的尺寸(内径)
W1、W2：横方向上的宽度 θ：角度
具体实施方式
1.磁性粒子操作用器件的构成
(1)磁性粒子操作用器件的内部构成
图1是表示本发明的一个实施方式的磁性粒子操作用器件1的构成例的前视图。图2是表示图1的磁性粒子操作用器件1的构成例的后视图。图3是图1的磁性粒子操作用器件1的A-A剖视图。所述磁性粒子操作用器件1(以下，称为“器件1”)是用于从液体试料中提取及纯化目标物质的器件，包括在一条直线上延伸的管状容器20。
在容器20内，形成有多个液体层11及多个凝胶状介质层12。具体来说，在容器20的最下部形成有液体层11，向上沿长度方向交替地叠层着凝胶状介质层12与液体层11。在此例中，四个液体层11与三个凝胶状介质层12构成为在长度方向(上下方向)上交替地形成，但是并不限定于此，液体层11及凝胶状介质层12的数量可以任意设定。
容器20的最上部的液体层11是包含目标物质的液体试料，装填有多个磁性粒子13。容器20的最上部的液体层11是用于使目标物质固定在磁性粒子13上的固定层11A。容器20的最下部的液体层11是用于使液体试料中的目标物质洗脱的洗脱层11C。容器20的中间部的一个或多个(在此例中为两个)液体层11是用于去除液体试料中所含的夹杂物的清洗层11B。所述各液体层11通过凝胶状介质层12而相互分离。液体试料中所含的目标物质在固定层11A中固定在磁性粒子13之后，进行通过改变磁场而从容器20的最上部移动至最下部的操作(粒子操作)，其间通过清洗层11B加以清洗之后，洗脱至最下部的洗脱层11C。
磁性粒子13是能够在其表面或内部特异性地固定核酸或抗原等目标物质的粒子。通过使磁性粒子13分散在容器20的最上部的液体层11(固定层11A)中，而使所述液体层11中所含的目标物质选择性地固定在磁性粒子13上。
目标物质固定到磁性粒子13上的固定方法并没有特别限定，可以应用物理吸附、化学吸附等各种公知的固定化机制。例如，通过范德瓦尔斯力(van der waals force)、氢键、疏水相互作用、离子间相互作用、π-π堆叠(stacking)等各种分子间力，来将目标物质固定在磁性粒子13的表面或内部。
磁性粒子13的粒径优选的是1mm以下，更优选的是0.1微米～500微米，进而更优选的是3微米～5微米。磁性粒子13的形状优选的是粒径相一致的球形，但是只要能够进行粒子操作，便也可以是不规则的形状，具有某种程度的粒径分布。磁性粒子13的构成成分既可以是单一物质，也可以包含多种成分。
磁性粒子13也可以只包含磁性体，但是优选使用在磁性体的表面上实施了用于特异性地固定目标物质的涂布(coating)的物质。作为磁性体，可举出铁、钴、镍、以及它们的化合物、氧化物及合金等。具体来说，可举出磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3或αFe2O3)、磁赤铁矿(γFe2O3)、钛磁铁矿(xFe2TiO4·(1-x)Fe3O4)、钛赤铁矿(xFeTiO3·(1－x)Fe2O3)、磁黄铁矿(Fe1－xS(x＝0～0.13)……Fe7S8(x～0.13))、硫复铁矿(Fe3S4)、针铁矿(αFeOOH)、氧化铬(CrO2)、坡莫合金、铝钴镍磁铁、不锈钢、钐磁铁、钕磁铁、钡磁铁。
作为选择性地固定在磁性粒子13上的目标物质，例如，可举出核酸、蛋白质、糖、脂质、抗体、受体、抗原、配体等来源于生物体的物质或细胞自身。当目标物质是来源于生物体的物质时，也可以通过分子识别等，而将目标物质固定在磁性粒子13的内部或粒子表面上。例如，当目标物质是核酸时，优选使用在表面上实施了二氧化硅涂布的磁性粒子等作为磁性粒子13。当目标物质是抗体(例如，标记抗体)、受体、抗原及配体等时，可以通过磁性粒子13的表面的氨基、羧基、环氧基、抗生物素蛋白、生物素、异羟基洋地黄毒苷元(digoxigenin)、蛋白质A、蛋白质G等，而使目标物质选择性地固定在粒子表面上。作为能够选择性地固定特定的目标物质的磁性粒子13，例如，也可以使用由生命技术公司(LifeTechnologies)销售的免疫磁珠(Dynabeads)(注册商标)、由东洋纺公司销售的植物基因组DNA提取试剂盒(MagExtractor)(注册商标)等市售商品。
当目标物质是核酸时，清洗液(清洗层11B)只要是能够保持着核酸固定在磁性粒子13的表面上的状态，使液体试料中所含的核酸以外的成分(例如蛋白质，糖质等)、或用于核酸提取等处理的试剂等游离于清洗液中的物质即可。作为清洗液(清洗层11B)，例如，可举出氯化钠、氯化钾、硫酸铵等高盐浓度水溶液，乙醇、异丙醇等醇类水溶液等。
作为用于洗脱核酸的洗脱液(洗脱层11C)，可以使用含有水或低浓度的盐的缓冲液。具体来说，可以使用三羟甲基氨基甲烷缓冲液、磷酸缓冲液、蒸馏水等，通常使用已调整成pH7～pH9的5mM～20mM的三羟甲基氨基甲烷缓冲液。通过使固定有核酸的磁性粒子13分散在洗脱液中，可以使核酸游离洗脱于核酸洗脱液中。经回收的核酸可以在根据需要进行浓缩或干燥等操作之后，用于分析或反应等。
凝胶状介质层12在粒子操作前为凝胶状或膏状。凝胶状介质层12优选的是包含对邻接的液体层11具有不溶性或难溶性，在化学上为惰性的物质。在这里，所谓对液体具有不溶性或难溶性，是指在25℃下对于液体的溶解度大致为100ppm以下。所谓在化学上为惰性的物质，是指在与液体层11的接触或磁性粒子13的操作(即，使磁性粒子13在凝胶状介质层12中移动的操作)时，对液体层11、磁性粒子13或固定在磁性粒子13上的物质不会造成化学上的影响的物质。
对凝胶状介质层12的材料或组成等并没有特别限定，既可以是物理凝胶，也可以是化学凝胶。例如，如WO2012/086243号所记载，通过对非水溶性或难水溶性的液体物质进行加热，并将凝胶化剂添加至经加热的所述液体物质中，使凝胶化剂完全溶解之后，冷却至溶胶凝胶转化温度或溶胶凝胶转化温度以下，而形成物理凝胶。
(2)磁性粒子操作用器件的容器的形状
器件1的容器20是呈直线状形成的管状容器。详细情况将在后文描述，容器20通常是在其长度方向沿上下方向的状态下使用。容器20包括凸出部21、多个(三个)小径部22、多个(两个)大径部23及前端部24。
凸出部21配置在容器20的最上部。凸出部21的内径及外径大于其它部分。凸出部21的上表面成为开口部，能够利用可相对于凸出部21而拆装的盖帽(cap)30来密封所述开口部。凸出部21的内部空间是试料导入空间的一例。
小径部22与大径部23是沿上下方向交替地配置。最上部的小径部22配置在凸出部21的下方。在此例中，三个小径部22是沿上下方向相互隔开间隔而配置。小径部22形成为沿上下方向延伸的筒状，从上端到下端保持着相同的形状(呈直线状)而延伸。如图1及图3所示，小径部22的前表面22A形成为沿宽度方向的平坦面状，在上下方向上延伸，所述宽度方向是与前后方向及上下方向正交的方向。如图2及图3所示，小径部22的背面22B沿宽度方向，在上下方向上延伸。小径部22的背面22B形成为与前表面22A相比宽度方向上的尺寸更小的平坦面状，并且配置成与前表面22A平行。通过如上所述的构成，小径部22的沿水平方向的截面的形状呈锥形状，随着由前向后，前端逐渐变细。在小径部22内，装填所述凝胶状介质层12。
大径部23配置在小径部22的下方。在此例中，在上方侧的两个小径部22的各自的下方配置有大径部23。即，在此例中，两个大径部23是沿上下方向相互隔开间隔而配置。大径部23形成为沿上下方向延伸的筒状，其上端部及下端部分别形成为越朝向端缘前端越细的锥形状。如图3所示，大径部23包括前表面23A、背面23B、侧面23C、上端面23D及下端面23E作为其外周面。大径部23的前表面23A形成为沿宽度方向的平坦面状，在上下方向上延伸。大径部23的背面23B形成为沿宽度方向的平坦面状，在上下方向上延伸。如图1及图2所示，大径部23的背面23B与前表面23A相比上下方向上的尺寸形成得更大，并且配置成与前表面23A平行。大径部23的侧面23C(参照图3)与前表面23A及背面23B连续。如图1所示，大径部23的上端面23D是从前表面22A及侧面23C连续而延伸至上方，并且以越向上方越向内侧(后方侧并且宽度方向内侧)的方式倾斜。大径部23的下端面23E是从前表面22A及侧面23C连续而延伸至下方，并且以越向下方越向内侧(后方侧并且宽度方向内侧)的方式倾斜。即，大径部23的上端面23D及下端面23E分别相对于上下方向而倾斜。大径部23的上端面23D及下端面23E是锥形面的一例。
如图1及图2所示，大径部23在上下方向上，配置成夹于小径部22之间。大径部23的外周面与配置在其上方的小径部22的外周面及配置在其下方的小径部22的外周面连续。特别是如图2及图3所示，小径部22的背面22B与大径部23的背面23B是以齐平的状态连续。大径部23的截面积(直径)大于小径部22的截面积。具体来说，大径部23的前后方向上的尺寸大于小径部22的前后方向上的尺寸，大径部23的宽度方向上的尺寸大于小径部22的宽度方向上的尺寸。并且，当沿上下方向观察时，小径部22配置在大径部23的缘部的内侧。再者，小径部22的背面22B及大径部23的背面23B是相向面的一例。
如图3所示，大径部23中，其宽度方向上的尺寸(内径)L1大于其前后方向上的尺寸(内径)L2。具体来说，将大径部23的宽度方向上的L1除以大径部23的前后方向上的尺寸L2所得的值优选的是例如1.5以上。大径部23的上端面23D及下端面23E分别与上下方向所成的角度θ优选的是例如60°以下。在大径部23内，装填所述液体层11(清洗层11B)。
如图1及图2所示，前端部24配置在最下部的小径部22的下方。前端部24形成为沿上下方向延伸的圆筒状。在前端部24内，装填所述液体层11(洗脱层11C)。在前端部24的下端(容器20的底面)，形成有开口，所述开口通过薄膜构件40而密在封。在前端部24的液体层11(洗脱层11C)即洗脱液中经洗脱的目标物质可以通过以贯穿薄膜构件40的方式使吸移管(pipette)插入至洗脱液中，而吸出至所述吸移管内。薄膜构件40例如是由铝等所形成，但是并不限定于此。前端部24、大径部23及小径部22的内部空间是试料移动空间的一例。
将液体层11及凝胶状介质层12装填至容器20内可以通过适当的方法来进行。当如本实施方式，使用管状容器20时，优选的是在装填之前对容器20的一端(例如下端)的开口进行密封，从另一端(例如上端)的开口部依次装填液体层11及凝胶状介质层12。这时，在凸出部21、大径部23及前端部24中，分别装填液体层11。并且，在小径部22中，装填凝胶状介质层12。小径部22由于其截面积(直径)小，所以装填在小径部22中的凝胶状介质层12得以稳定地保持在容器20内。并且，大径部23由于其截面积(直径)大，所以能够增大液体层11的容量。因此，在液体层11中，可以进行大量处理。
容器20中的各部分的容量，即，容器20内所装填的液体层11及凝胶状介质层12的容量可以根据成为操作对象的磁性粒子13的量或操作的种类等来适当设定。
当如本实施方式，在容器20内设置有多个液体层11及凝胶状介质层12时，各部分(各层)的容量既可以相同，也可以不同。各部分(各层)的厚度也可以适当设定。在考虑到操作性等的情况下，各部分(各层)的厚度优选的是例如2mm～20mm程度。
对容器20的壁厚并没有特别限定，但是如果在与永久磁铁130(后述)相向的背面侧壁厚为固定，便可以维持永久磁铁130与容器20的内周面的距离为固定，因而可以使磁性粒子13顺畅地移动。因此，容器20的壁厚优选的是在背面侧，至少在装填着凝胶状介质层12的部分为固定。对容器20的长度并没有特别限定，作为一例，可以是50mm～200mm程度。
容器20的材料只要是能够使磁性粒子13在容器20内移动，可以保持液体层11及凝胶状介质层12的材料，就没有特别限定。为了通过从容器20的外部进行改变磁场的操作(磁场操作)而使容器20内的磁性粒子13移动，优选的是塑料等导磁性材料，例如，可举出聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃、四氟乙烯等的氟系树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、环状聚烯烃等树脂材料。作为容器20的材质，除了所述原材料以外，还可以使用陶瓷、玻璃、硅酮、非磁性金属等。为了提高容器20的内壁面的斥水性，也可以利用氟系树脂或硅酮等来进行涂布。
再者，在器件1中，装填着清洗层11B的状态的大径部23中的沿水平方向的截面是第一截面的一例。在图3中，所述第一截面是以实线表示。并且，在器件1中，装填着凝胶状介质层12的状态的小径部22中的沿水平方向的截面是第二截面的一例。在图3中，所述第二截面是以虚线表示。如上所述，小径部22的背面22B与大径部23的背面23B是以齐平的状态连续。即，第一截面即大径部23的截面与第二截面即小径部22的截面是在背面侧的部分齐平。
2.磁性粒子操作用装置
图4是表示磁性粒子操作用装置100的构成例的前视图。所述磁性粒子操作用装置100(以下，称为“装置100”)是在图1～图3所示的器件1经固定的状态下使用，用于对器件1的容器20内的液体试料中所含的目标物质进行粒子操作。
在装置100中，包括形成有保持器件1的容器保持部110的本体101、以及用于对保持于容器保持部110上的器件1的容器20进行按压而加以固定的容器按压部102。在此例中，容器按压部102由门121构成，所述门121是通过铰链(未图示)而可转动地安装在本体101上。但是，容器按压部102只要是能够对保持于容器保持部110上的器件1进行固定的构成，便不限定于可相对于本体101而转动的构成，还可以是可相对于本体101而滑动的构成、可相对于本体101而拆装的构成等。
容器保持部110是由形成在本体101的前表面120上的凹部构成。容器保持部110是以如下方式形成：收容器件1的凸出部21的第一收容部111与收容器件1的小径部22、大径部23及前端部24的第二收容部112在上下方向D1上连续而延伸。并且，关于容器保持部110，与容器20延伸的方向(上下方向D1)正交，并且与本体101的前表面120平行的方向即横方向D2上的宽度成为与器件1相对应的宽度。
具体来说，第一收容部111的横方向D2上的宽度W1稍大于器件1的凸出部21的宽度。另一方面，第二收容部112的横方向D2上的宽度W2稍大于器件1的大径部23的宽度，并且小于凸出部21的宽度。而且，第一收容部111与第二收容部112通过相对于上下方向D1倾斜的缩径部113而连接。由此，在容器保持部110内收容有器件1的状态下，是以器件1的凸出部21卡挂在容器保持部110的缩径部113而悬挂着的状态得到保持。
虽然没有图示，但器件1是以其长度方向沿上下方向，其前表面(小径部22的前表面22A、大径部23的前表面23A)朝向前方，其背面(小径部22的背面22B、大径部23的背面23B)朝向后方的方式，收容在容器保持部110内。
通过在所述状态下，关闭构成容器按压部102的门121，而将器件1固定在装置100内。
容器保持部110的背面侧形成开口，以与容器保持部110相向的方式配置着永久磁铁130。所述永久磁铁130是可沿上下方向D1滑动而保持着。永久磁铁130通过磁力来吸附器件1内(容器20内)的磁性粒子13。由此，使磁性粒子13聚集于容器20的背面侧。通过在以如上所述的方式使磁性粒子13吸附至永久磁铁130侧的状态下，使永久磁铁130沿上下方向D1移动，可以使容器20内的磁性粒子13沿上下方向D1移动。
如上所述，永久磁铁130构成通过改变磁场而使容器20内的磁性粒子13移动的磁场施加部。永久磁铁130既可以通过马达等驱动元件来滑动，也可以通过手动来滑动。作为磁场施加部所具有的磁力源，除了使用永久磁铁130以外，还可以使用电磁铁。并且，磁场施加部也可以具有多个磁力源。
3.磁性粒子的操作
图5A-图5C是用于说明对磁性粒子13进行操作时的实施方式的示意图。再者，图5A-图5C中，为了使说明易于理解，简化表示器件1(容器20)的形状。在图5A-图5C中，表示容器20的前表面侧朝向左方，容器20的背面侧朝向右方的状态。在图5A中，在容器20的最上部(凸出部21)的液体层11(固定层11A)中，包含液体试料及多个磁性粒子13。虽然没有图示，但所述液体试料及磁性粒子13是在已拆下容器20的盖帽30(参照图1)的状态下，导入至凸出部21内。通过以如上所述的方式，使磁性粒子13分散在液体层11(固定层11A)中，而使液体层11(固定层11A)中所含的目标物质选择性地固定在磁性粒子13上。
然后，如图5B所示，使作为磁力源的永久磁铁130靠近容器20的外周面(凸出部21的背面)，从而使固定有目标物质的磁性粒子13通过磁场的作用，而聚集在容器20内的永久磁铁130侧。接着，如图5C所示，当使永久磁铁130沿容器20的外周面在容器20的长度方向(上下方向)上移动时，追随于磁场的变化，磁性粒子13也沿容器20的长度方向移动，从而使交替叠层着的液体层11及凝胶状介质层12依次移动。
其次，使永久磁铁130移动至与前端部24(参照图1)相向的位置为止后，磁性粒子13移动至前端部24的液体层11(洗脱层11C)。接着，在前端部24的液体层11(洗脱层11C)中，洗脱出目标物质。
这时，作为液滴而物理性地附着在磁性粒子13的周围的液体的大半部分在磁性粒子13进入至凝胶状介质层12的内部时，从磁性粒子13的表面脱离。借由磁性粒子13进入及移动至凝胶状介质层12内，凝胶状介质层12被穿孔，但是通过利用凝胶的复原力的自我修复作用，凝胶状介质层12的孔会被立即堵塞。因此，几乎不会产生液体经由由磁性粒子13导致的贯通孔流入至凝胶状介质层12的情况。
并且，磁性粒子13在小径部22内(凝胶状介质层12)及大径部23内(清洗层11B)移动时，是沿小径部22的背面22B及大径部23的背面23B移动。即，磁性粒子13在小径部22内(凝胶状介质层12)及大径部23内(清洗层11B)移动时，是沿容器20的齐平的部分移动。因此，可以使磁性粒子13在容器20内部顺滑地移动。并且，如图3所示，小径部22的背面22B的宽度方向上的尺寸形成得较小。因此，磁性粒子13在宽度方向上不扩散，而成为杆状的块体沿容器20的长度方向移动，穿过凝胶状介质层12。通过使磁性粒子13作为杆状的块体沿容器20的长度方向移动，可以减小磁性粒子13穿过时的凝胶状介质层12的孔的直径。因此，可以在磁性粒子13穿过后迅速堵塞凝胶状介质层12的孔，从而可以防止液体层11的液体混入至其它液体层11中。
并且，如图3所示，大径部23的截面积(直径)大。因此，可以增大液体层11(清洗层11B)的容量，从而在液体层11(清洗层11B)中，可以进行大量处理。并且，大径部23(第一截面)中，其宽度方向上的尺寸(内径)L1大于其前后方向上的尺寸(内径)L2。因此，可以一方面维持大径部23(清洗层11B)的容量较大，另一方面，使永久磁铁130的磁力对大径部23内的磁性粒子13确实地起作用。其结果为，当使永久磁铁130沿长度方向移动时，可以使容器20内部(大径部23内部)的磁性粒子13以追随于永久磁铁130的方式顺滑地移动。
并且，如图1及图2所示，在小径部22与大径部23的连接部分，配置有相对于长度方向而倾斜的上端面23D或下端面23E(小径部22与大径部23通过相对于长度方向而倾斜的上端面23D或下端面23E而连接)。因此，当磁性粒子13在容器20内移动时，可以抑制磁性粒子13残留在小径部22与大径部23的边界上。
如上所述，通过使磁性粒子13在液体层11内分散，使磁性粒子13与液体层11内的液体接触，而进行如下操作：目标物质的朝向磁性粒子13的固定、用于去除附着在磁性粒子13的表面上的夹杂物的清洗操作、固定在磁性粒子13上的目标物质的反应、固定在磁性粒子13上的目标物质的向液体中的洗脱等。
4.作用效果
(1)根据本实施方式，如图3所示，容器20形成为装填着液体层11的部分(大径部23)的与长度方向正交的第一截面的面积，大于装填着凝胶状介质层12的部分(小径部22)的与长度方向正交的第二截面的面积。
因此，在容器20中，可以一方面维持大径部23的容量较大，一方面减小小径部22的直径。
其结果使得在容器20中，可以在液体层11(清洗层11B)中进行大量处理，并且可以稳定地保持凝胶状介质层12。
(2)并且，根据本实施方式，在容器20内，形成有凸出部21的内部空间即试料导入空间，以及小径部22、大径部23及前端部24的内部空间即试料移动空间。在容器20中，在试料移动空间内，装填着液体层11的部分(大径部23)的与长度方向正交的第一截面的面积形成为大于装填着凝胶状介质层12的部分(小径部22)的与长度方向正交的第二截面的面积。
因此，在形成试料移动空间的容器20的部分，可以一方面维持装填液体层11的部分的容量较大，一方面减小装填凝胶状介质层12的部分的直径。
(3)并且，根据本实施方式，如图3所示，在容器20中，大径部23(第一截面)形成为其宽度方向上的尺寸(内径)L1大于其前后方向上的尺寸(内径)L2。
因此，可以在大径部23内，一方面维持液体层11(清洗层11B)的容量较大，一方面维持大径部23内的磁性粒子13与永久磁铁130之间的尺寸较小。
其结果为，可以使永久磁铁130的磁力对大径部23内的磁性粒子13确实地起作用。
因此，当使永久磁铁130沿长度方向移动时，可以使容器20内部(大径部23内部)的磁性粒子13以追随于永久磁铁130的方式顺滑地移动。
(4)并且，根据本实施方式，如图3所示，在容器20中，小径部22的背面22B与大径部23的背面23B是以齐平的状态而连续。磁性粒子13在小径部22内(凝胶状介质层12)及大径部23内(清洗层11B)移动时，是沿小径部22的背面22B及大径部23的背面23B移动。即，磁性粒子13在小径部22内(凝胶状介质层12)及大径部23内(清洗层11B)移动时，是沿容器20的齐平的部分移动。
因此，当使磁性粒子13沿容器20在长度方向上移动时，可以使磁性粒子13在容器20内部顺滑地移动。
(5)并且，根据本实施方式，如图1及图2所示，在容器20中，在小径部22与大径部23的连接部分，配置有上端面23D或下端面23E(小径部22与大径部23通过上端面23D或下端面23E而连接)。上端面23D及下端面23E相对于长度方向而倾斜。
因此，当磁性粒子13在容器20内进行移动时，可以抑制磁性粒子13残留在小径部22与大径部23的边界。
其结果为，可以使磁性粒子13在容器20的内部顺滑地移动。
(6)并且，根据本实施方式，在容器20内的液体层11中，包含清洗层11B及洗脱层11C。在容器20中，装填清洗层11B的大径部23的容量得以维持得较大。
因此，在容器20内，可以与洗脱层11C相比，更大量地装填清洗层11B。
5.磁性粒子操作用器件的变形例
图6是表示磁性粒子操作用器件的第一变形例的构成例的剖视图。图7是表示磁性粒子操作用器件的第二变形例的构成例的剖视图。
在这些变形例中，小径部22的截面形状都不同于所述构成。
在图6的示例中，与图3的构成的不同点在于小径部22形成为沿上下方向延伸的圆筒状。在图6的构成中，大径部23的前后方向上的尺寸大于小径部22的前后方向上的尺寸，大径部23的宽度方向上的尺寸大于小径部22的宽度方向上的尺寸。当沿上下方向观察时，小径部22配置在大径部23的缘部的内侧。并且，小径部22的背面22B与大径部23的背面23B是以齐平的状态而连续。再者，在图6中，小径部22的背面22B的部分是小径部22的后方侧的圆周面的一部分，是以沿宽度方向延伸的线为切线的切点所处的部分。即，小径部22的背面22B是小径部22的后方侧的圆周面的一部分，是沿上下方向延伸的直线状的部分。
在图7的示例中，与图3的构成的不同点在于，小径部22形成为沿上下方向延伸的圆筒状，小径部22的截面积形成得较大。在图7的构成中，大径部23的前后方向上的尺寸与小径部22的前后方向上的尺寸大致相同，大径部23的宽度方向上的尺寸大于小径部22的宽度方向上的尺寸。并且，在图7的构成中，与图6的构成同样地，沿上下方向观察时，小径部22配置在大径部23的缘部的内侧。并且，小径部22的背面22B与大径部23的背面23B是以齐平的状态而连续。
6.其它变形例
在所述实施方式中，是设为在容器20内，在大径部23内装填清洗层11B，在前端部24装填洗脱层11C来进行说明。但是，也可以在容器20内，在大径部23及前端部24，分别装填着用以使目标物产生规定的反应的反应层。这时，优选的是在容器20内，将前端部24的形状设为与大径部23同样的形状。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种磁性粒子操作用器件，其特征在于：包括管状容器，所述容器内形成有使凝胶状介质层及液体层沿长度方向交替地叠层并且填充磁性粒子的内部空间；
所述容器的内部空间内的装填有液体层的部分的与所述长度方向正交的第一截面的面积，大于装填有凝胶状介质层的部分的与所述长度方向正交的第二截面的面积。
2.根据权利要求1所述的磁性粒子操作用器件，其特征在于：
在所述容器内形成有：试料导入空间，被导入试料；以及试料移动空间，使凝胶状介质层及液体层沿所述长度方向交替地叠层，使所述试料导入空间内的试料中所含的目标成分固定在磁性粒子上并沿所述长度方向移动；并且
所述第一截面是所述试料移动空间内的装填有液体层的部分的与所述长度方向正交的截面，
所述第二截面是所述试料移动空间内的装填有凝胶状介质层的部分的与所述长度方向正交的截面。
3.根据权利要求1所述的磁性粒子操作用器件，其特征在于：
在所述容器内，形成有使磁场施加部相向而沿所述长度方向移动的相向面，
所述第一截面中，与所述相向面平行的方向上的内径大于与所述相向面正交的方向上的内径。
4.根据权利要求3所述的磁性粒子操作用器件，其特征在于：所述第一截面与所述第二截面在沿所述长度方向观察时在所述磁场施加部相向的所述相向面侧部分齐平。
5.根据权利要求1所述的磁性粒子操作用器件，其特征在于：所述容器的内部空间内的装填有液体层的部分与装填有凝胶状介质层的部分通过相对于所述长度方向而倾斜的锥形面而连接。
6.根据权利要求1所述的磁性粒子操作用器件，其特征在于：
在所述液体层中包括：清洗层，装填着用于清洗试料中的目标物质的清洗液；以及洗脱层，装填着使试料中的目标成分洗脱的洗脱液；并且
所述第一截面是所述容器的内部空间内的所述清洗层的与所述长度方向正交的截面。
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