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生体高分子分画用チップ、それを用いた生体高分子の分画方法、および生体高分子の分析方法 NEW

国内特許コード P180015476
整理番号 5213
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2017-557217
登録番号 特許第6338262号
出願日 平成29年1月27日(2017.1.27)
登録日 平成30年5月18日(2018.5.18)
国際出願番号 JP2017003069
国際公開番号 WO2017131216
国際出願日 平成29年1月27日(2017.1.27)
国際公開日 平成29年8月3日(2017.8.3)
優先権データ
  • 特願2016-014708 (2016.1.28) JP
  • 特願2016-177163 (2016.9.9) JP
発明者
  • 新宅 博文
  • 藁谷 卓哉
  • 上村 想太郎
  • 小口 祐伴
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 生体高分子分画用チップ、それを用いた生体高分子の分画方法、および生体高分子の分析方法 NEW
発明の概要 分子篩機能を有する分子を含まない液体においても、核酸等の生体高分子を分画できる新たな生体高分子分画用チップ、生体高分子の分画方法および生体高分子の分析方法を提供する。
本発明の生体高分子分画用チップは、基板を有し、
前記基板は、ターゲット細胞が有する細胞質の生体高分子を分離する分離用流路と、1以上の開口部とを有し、
前記1以上の開口部は、前記分離用流路に前記ターゲット細胞を含む試料を導入可能な第1の開口部を有し、
前記第1の開口部は、前記分離用流路に連通され、
前記分離用流路は、その流路内であり、且つ断面方向に壁を有し、
前記壁は、開口を有することを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要


ターゲット細胞等を含む試料から核酸を分画する方法として、前記試料および分子篩機能を有する分子を含む液体に対し電圧を印加することにより、前記ターゲット細胞の細胞膜を破砕し、さらに、電気泳動を実施することで、核の核酸と、細胞質の核酸とを分画する方法が知られている(特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、生体高分子分画用チップ、それを用いた生体高分子の分画方法、および生体高分子の分析方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
生体高分子分画用チップを用いた生体高分子の分画方法であり、
前記生体高分子分画用チップは、基板および電極系を有し、
前記基板は、ターゲット細胞が有する細胞質の生体高分子を分離する分離用流路と、前記ターゲット細胞の移動を調整する調整用流路と、1以上の開口部とを有し、
前記1以上の開口部は、前記分離用流路に前記ターゲット細胞を含む試料を導入可能な第1の開口部と、前記細胞質の生体高分子を回収可能な第2の開口部と、第3の開口部とを有し、
前記分離用流路は、その流路内であり、且つ断面方向に壁を有し、
前記壁は、開口を有し、
前記電極系は、1以上の電極を有し、
前記壁は、前記分離用流路において、前記第1の開口部と前記第2の開口部との間に配置され、
前記1以上の電極は、前記第1の開口部内および前記第2の開口部内に配置され、
前記第1の開口部および前記第2の開口部は、前記分離用流路に連通され、
前記第3の開口部と前記分離用流路とは、前記調整用流路に連通され、
前記分離用流路は、前記分離用流路の前記壁から前記第2の開口部側において、前記調整用流路に連通され
前記第1の開口部からターゲット細胞を含む試料を導入する導入工程、
前記ターゲット細胞を、前記壁の開口にトラップするトラップ工程、
前記第1の開口部内および前記第2の開口部内の電極に電圧を印加することで、前記分離用流路に電圧を印加して、前記ターゲット細胞の細胞膜を電気的に破壊することにより、前記ターゲット細胞から細胞質の生体高分子を放出させる放出工程、および
前記壁と前記第2の開口部との間の前記分離用流路に、放出されたターゲット細胞の細胞質の生体高分子を分離する分離工程を含むことを特徴とする、生体高分子の分画方法。

【請求項2】
前記壁が、2以上の開口を有する、請求項1記載の生体高分子の分画方法

【請求項3】
前記壁の開口の径(w)が、前記ターゲット細胞の径(w)より小さい、請求項1または2記載の生体高分子の分画方法

【請求項4】
前記壁の開口の径(w)と前記ターゲット細胞の径(w)との比(w:w)が、1:2以上である、請求項1から3のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項5】
前記壁の開口の径(w)が、前記細胞質の生体高分子の分離後のターゲット細胞の残部の径(w)より小さい、請求項1から4のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項6】
前記ターゲット細胞の径(w)と前記分離用流路の径(w)との比(w:w)が、1:1~1:100の範囲である、請求項1から5のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項7】
前記壁の開口の断面積(S)と前記分離用流路の断面積(S)との比(S:S)が、1:2以上である、請求項1から6のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項8】
前記第1の開口部が、前記基板の外側面から内側面に向かってテーパー状である、請求項1から7のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項9】
前記生体高分子分画用チップが、さらに、前記分離用流路内の液体を吸引および/または前記分離用流路内へ液体を吐出可能な吸引吐出部を1以上有し、
前記1以上の吸引吐出部は、前記壁と、前記第2の開口部との間で、前記分離用流路に接続するように配置される、請求項1から8のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項10】
さらに、前記生体高分子分画用チップが、前記生体高分子の捕獲部を有し、
前記捕獲部は、前記分離用流路内において、前記壁と、前記吸引吐出部の接続部との間に配置される、請求項9記載の生体高分子の分画方法

【請求項11】
前記生体高分子分画用チップが、2以上の吸引吐出部を有し、
前記捕獲部が、前記分離用流路内において、前記各吸引吐出部の接続部間に配置される、請求項10記載の生体高分子の分画方法

【請求項12】
さらに、前記生体高分子分画用チップが、前記壁と前記第2の開口部との間の液体の移動を制御する液体移動制御部を有し、
前記液体移動制御部が、前記分離用流路において、前記壁と前記第2の開口部との間に配置される、請求項1から11のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項13】
さらに、前記分離用流路および前記調整用流路を連通する接続流路を有し、
前記接続流路は、前記分離用流路の前記壁から前記第1の開口部側において、前記分離用流路に連通される、請求項1から12のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項14】
前記接続流路の断面積および長さが、前記壁の開口が前記ターゲット細胞をトラップしていない状態において、前記壁の開口を流れる前記試料の流量(F)と、前記接続流路を流れる前記試料の流量(F)との比(F:F)が、1:1~20:1の範囲となる断面積および長さを満たす、請求項13記載の生体高分子の分画方法

【請求項15】
前記1以上の電極が、さらに、前記第3の開口部内および前記調整用流路内の少なくとも一方に位置するように配置されている、請求項1から14のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項16】
前記生体高分子が、核酸、糖、タンパク質、および脂質からなる群から選択された少なくとも1つである、請求項1から15のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項17】
前記細胞質の生体高分子が、細胞質基質の生体高分子および細胞小器官の生体高分子の少なくとも一方である、請求項1から16のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法

【請求項18】
前記細胞小器官の生体高分子が、葉緑体の核酸、ミトコンドリアの核酸、およびリポソームの核酸からなる群から選択された少なくとも1つである、請求項17記載の生体高分子の分画方法

【請求項19】
記分離工程において、電気的分離方法により、前記放出された細胞質の生体高分子を分離する、請求項1から18のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法。

【請求項20】
さらに、前記分離工程において、分離された細胞質の生体高分子および前記細胞質の生体高分子の分離後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子の少なくとも一方を回収する回収工程を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法。

【請求項21】
さらに、前記第2の開口部から、前記細胞質の生体高分子を回収する工程を含む、請求項1から20のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法。

【請求項22】
さらに、前記第1の開口部から、前記細胞質の生体高分子の分離後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子を回収する工程を含む、請求項1から21のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法。

【請求項23】
さらに、前記ターゲット細胞を含む試料を調製する工程を含む、請求項1から22のいずれか一項に記載の生体高分子の分画方法。

【請求項24】
ターゲット細胞から細胞質の生体高分子を分画する分画工程、および
前記細胞質の生体高分子および前記細胞質の生体高分子の分画後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子の少なくとも一方を分析する分析工程を含み、
前記分画工程が、請求項1から23のいずか一項に記載の生体高分子の分画方法により実施されることを特徴とする、生体高分子の分析方法。

【請求項25】
前記分析された細胞質の生体高分子および細胞質の生体高分子の分画後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子の少なくとも一方を回収する工程を含む、請求項24記載の生体高分子の分析方法。

【請求項26】
前記分画された細胞質の生体高分子および細胞質の生体高分子の分画後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子の分画状態を保持する保持工程を含む、請求項24または25記載の生体高分子の分析方法。

【請求項27】
前記生体高分子が、核酸であり、
前記分画された細胞質の生体高分子および細胞質の生体高分子の分画後のターゲット細胞の残部が含む生体高分子の少なくとも一方を増幅する増幅工程を含む、請求項24から26のいずれか一項に記載の生体高分子の分析方法。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
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