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公開番号2025015524
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024116264
出願日2024-07-19
発明の名称液滴処理装置、液滴処理システム及び液滴処理方法
出願人個人
代理人個人,個人
主分類C12M 1/00 20060101AFI20250123BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】対象物の採取から試料の処理を行う過程をより適切に実行することが可能な技術を実現する。
【解決手段】液滴処理装置1は、液滴浮揚装置10と、噴霧器40と、制御部70と、を備えている。液滴浮揚装置10は、処理対象となる液滴を保持するための超音波または音波の定在波を発生させる。噴霧器40は、超音波または音波の定在波における節に保持された液滴に対し、当該液滴に作用させる対象物を含む液体または固体の微小粒子を噴霧する。制御部70は、噴霧器40による微小粒子の噴霧を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
処理対象となる液滴を保持するための超音波または音波の定在波を発生させる定在波発生手段と、
前記超音波または音波の定在波における節に保持された前記液滴に対し、当該液滴に作用させる対象物を含む液体または固体の微小粒子を噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段による前記微小粒子の噴霧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする液滴処理装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記微小粒子が噴霧された前記液滴に含まれる前記対象物を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴処理装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記超音波または音波の節に保持された状態の前記液滴において、前記対象物を検出することを特徴とする請求項２に記載の液滴処理装置。
【請求項４】
前記液滴に含まれる遺伝子を増幅する遺伝子増幅手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴処理装置。
【請求項５】
前記遺伝子増幅手段は、前記超音波または音波の節に保持された状態の前記液滴において、前記遺伝子を増幅することを特徴とする請求項４に記載の液滴処理装置。
【請求項６】
前記噴霧手段は、前記液滴に捕捉させるための前記対象物を含む前記微小粒子を噴霧し、
前記検出手段は、前記微小粒子の噴霧によって前記液滴に捕捉された前記対象物を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の液滴処理装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記液滴に対する前記微小粒子の噴霧時間または前記噴霧手段と前記微小粒子との距離の少なくともいずれかを指標として、前記対象物の検出結果を出力することを特徴とする請求項６に記載の液滴処理装置。
【請求項８】
前記噴霧手段は、前記液滴に混合または反応させるための前記対象物を含む前記微小粒子を噴霧し、
前記検出手段は、前記微小粒子の噴霧によって前記対象物が混合または反応した前記液滴の成分を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の液滴処理装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記液滴に対する前記微小粒子の噴霧時間または前記噴霧手段と前記微小粒子との距離の少なくともいずれかを指標として、前記対象物の検出結果を出力することを特徴とする請求項８に記載の液滴処理装置。
【請求項１０】
前記噴霧手段を複数備え、
複数の前記噴霧手段それぞれは、超音波または音波の定在波における節に保持された前記液滴に対し、異なる前記対象物を含む微小粒子を噴霧することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴処理装置、液滴処理システム及び液滴処理方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ウイルス等の微生物からなる病原体、化学物質あるいは生体分子等の対象物を採取し、採取した対象物を含む試料に対して検査や化学反応等の各種処理を行う技術が知られている。
例えば、ウイルス感染症が疑われる患者の鼻腔ぬぐい液等をスワブで採取し、採取した鼻腔ぬぐい液を培養液で培養した後、試料となる培養液に含まれるウイルスを検出する検査方法等が実施されている。
なお、特許文献１には、試料中の核酸の検出を迅速に行うことを目的とする検体検査装置に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１２２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、対象物を含む試料に対する各種処理を行うに際し、例えば、対象物の採取や、対象物の遺伝子増幅及び検出等の各工程において、対象物の採取や試料の取り扱いを適切に行うことが要求される。
例えば、ウイルス感染症が疑われる患者から鼻腔ぬぐい液等の検体を採取する場合、採取作業を行う医療従事者がウイルス感染症に感染することを防止する必要がある。また、検査が行われる試料には、目的外のウイルス等が混入するコンタミネーションが生じないようにする必要がある。
このような状況に対し、試料に対する処理を行う従来の技術は、対象物の採取から試料の処理を行う過程で懸念される上記事項を適切に解決し得るものとはなっていなかった。
【０００５】
本発明の課題は、対象物の採取から試料の処理を行う過程をより適切に実行することが可能な技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の液滴処理装置は、
処理対象となる液滴を保持するための超音波または音波の定在波を発生させる定在波発生手段と、
前記超音波または音波の定在波における節に保持された前記液滴に対し、当該液滴に作用させる対象物を含む微小粒子を噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段による前記微小粒子の噴霧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象物の採取から試料の処理を行う過程をより適切に実行することが可能な技術を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明を適用した液滴処理方法の流れを示すフローチャートである。
本発明の一実施形態に係る液滴処理装置１の全体構成を示す模式図である。
制御部７０の機能的構成を示す模式図である。
液滴処理装置１が実行する微小粒子噴霧処理の流れを示すフローチャートである。
回収した捕捉用液滴の蛍光スペクトルを示す図である。
捕捉用液滴と噴霧器との距離と、測定された蛍光強度との関係を示す図である。
捕捉用液滴で捕捉されたＴｅｘａｓＲｅｄおよびエアロゾル粒子数の対応関係を示す図である。
検証３で用いた装置構成の要部を示す拡大図である。
ＦＩＴＣ溶液の蛍光スペクトル測定結果を示す模式図である。
ＨＣＲ反応を利用した標的ＤＮＡ増幅のＦＲＥＴ検出の原理を示す模式図である。
プライマーの予測された二次構造を示す模式図である。
プライマーの候補及び各パラメータの値を示す図である。
プライマーセットの配列を示す模式図である。
２４ｈ反応後のアガロースゲル電気泳動結果を示す図である。
蛍光標識したプライマーセット（５３１）によるドナーＦの蛍光の経時変化（０～１０分間のＨＣＲ反応）を示す模式図である。
浮揚液滴において、異なるＩｔａｒｇｅｔ濃度におけるドナーＦの蛍光の経時変化（０～１０分間のＨＣＲ反応）を示す図である。
浮揚液滴において、Ｉｔａｒｇｅｔ噴霧開始直後から１０分後までの最大蛍光強度の経時変化を示す図である。
新型コロナウイルス（ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２）を蛍光検出するためのプライマーセットの配列を示す模式図である。
浮揚液滴において、異なるＩｔａｒｇｅｔ濃度におけるドナーＦ２の蛍光の経時変化（０～１０分間のＨＣＲ反応）を示す図である。
噴霧したエアロゾルに含まれる標的ＤＮＡの浮遊液滴における選択的なＨＣＲ反応の状態を示す模式図である。
多様な形態で周辺装置を備える液滴処理装置１の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
［本発明の基本的概念］
本発明は、音波または超音波による定在波を発生させ、処理対象となる液滴を定在波の節に浮揚させた状態で、浮揚した液滴に、霧状の微小液滴（エアロゾル）、飛沫あるいは飛沫核等からなる微小粒子を作用させる。
微小粒子には、液滴に作用させる対象物（ウイルス等の微生物からなる病原体、生体分子（タンパク質や核酸等）、微粒子（ＰＭ２．５等）、化学物質等）が含まれており、浮揚した液滴に微小粒子が作用（混合、溶解、反応等）することで、微小粒子に含まれる対象物が浮揚した液滴に捕捉される。なお、以下の説明において、浮揚した液滴を適宜「捕捉用液滴」と称する。
【００１０】
本発明においては、捕捉用液滴に微小粒子を噴霧して作用させる条件（噴霧条件）を調整することで、捕捉用液滴に対象物が捕捉される状態が制御される。
例えば、捕捉用液滴に微小粒子を作用させる時間、微小粒子の噴出口から捕捉用液滴までの距離、微小粒子の噴霧濃度、微小粒子の噴出速度等を噴霧条件として設定することができる。
捕捉用液滴に微小粒子を所定の噴霧条件で噴霧した後、試料となる捕捉用液滴に対して、適宜、後処理を施した上で、目的とする各種処理（検査、測定あるいは回収）を実行することができる。後処理としては、例えば、遺伝子増幅、抗原抗体反応、細胞への感染、認識分子を修飾したナノ粒子との相互作用等を適用できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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