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JP7608697B2 - Sample preparation method for DNA sampling and suitable container therefor - Google Patents
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JP7608697B2 - Sample preparation method for DNA sampling and suitable container therefor - Google Patents

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Description

DNA抽出技術に関する。特に、野外から試料を採集する際に適用できる技術に関する。 This article relates to DNA extraction techniques, particularly those that can be applied when collecting samples from the field.

特許文献1(実用新案登録第3211475号公報)には、開口部、底壁部及び円筒状の側壁部を備えるチューブ本体と前記開口部を開閉可能に塞ぐ蓋部材とを備え、前記チューブ本体の前記底壁部及び前記側壁部及び前記蓋部材の各内面で囲まれて形成され、検体である組織、遺伝物質を溶出させる液体及び前記組織を破壊する硬質の球体を封入可能な破砕室を形成する組織破砕チューブ(図7参照)に関する発明が開示されている。 Patent Document 1 (Utility Model Registration No. 3211475) discloses an invention relating to a tissue disruption tube (see Figure 7) that includes a tube body with an opening, a bottom wall, and a cylindrical side wall, and a lid member that closes the opening in an openable and closable manner, and is surrounded by the inner surfaces of the bottom wall and side wall of the tube body and the lid member to form a disruption chamber that can contain tissue as a specimen, a liquid that elutes genetic material, and hard spheres that disrupt the tissue.

特許文献2(特開2018-148847号公報)には、搬送中及び保管中に雑菌が繁殖するのを抑制でき、しかも、搬送中にDNA検体が損なわれるのを防止できるDNA検体採取具として、容器と、容器の内部空間を密閉する蓋部と、蓋部に取り付けられており、先端に採取部を有している、棒体と、内部空間の先端部に充填されている乾燥剤と、を備えており、乾燥剤が、覆い部材で基端側から塞がれることによって、内部空間の先端部に固定されており、覆い部材は、先端側の紙片と基端側のパッキンとからなる2層構造を有しており、パッキンが紙片の角部を容器の内面に押し付けることによって、容器に固定されており、パッキンは、通気孔を有しているDNA検体採取具が提案されている。
特許文献3(特表2020-505048号公報)には、ビーズ破砕用システムは、試料チューブ、ビーズ、及び乾燥したブロッキング剤を含み、核酸を含む細胞から核酸を抽出するためのビーズ破砕用システムに関する発明が提案されている。
Patent Document 2 (JP 2018-148847 A) proposes a DNA sample collection device that can suppress the proliferation of germs during transportation and storage and also prevents DNA samples from being damaged during transportation, and that includes a container, a lid that seals the internal space of the container, a rod body attached to the lid and having a collection portion at its tip, and a desiccant filled in the tip of the internal space, where the desiccant is fixed to the tip of the internal space by being blocked from the base end with a covering member, the covering member having a two-layer structure consisting of a piece of paper on the tip side and a gasket on the base end side, the gasket being fixed to the container by pressing the corners of the paper piece against the inner surface of the container, and the gasket having an air hole.
Patent Document 3 (JP Patent Publication No. 2020-505048) proposes an invention relating to a bead crushing system that includes a sample tube, beads, and a dried blocking agent, and is used to extract nucleic acids from cells that contain nucleic acids.

実用新案登録第3211475号公報Utility Model Registration No. 3211475 特開2018-148847号公報JP 2018-148847 A 特表2020-505048号公報Patent Publication No. 2020-505048

野外で採集した植物などの試料を、保存して乾燥させて、細胞の破砕時はビーズ式細胞破砕装置に用いる容器内に生物組織を移し、ジルコニア製のビーズを入れて細胞の破砕を行うことで、サンプルの汚染(コンタミネーション)が発生するリスクがある。細胞破砕の際に密閉容器から容器への生物組織の移し替えやラベリングする必要があり、取り違えや誤認するリスクがある。
本発明は、採集から破砕までの手間を省力化できる技術を開発することを目的とする。
Plant samples collected in the field are stored and dried, and when it is time to disrupt the cells, the biological tissue is transferred to a container used in a bead-type cell disrupter, where zirconia beads are inserted to disrupt the cells, which creates a risk of sample contamination. When disrupting cells, the biological tissue needs to be transferred from one sealed container to another and labeled, which creates a risk of mix-ups and misidentification.
The present invention aims to develop a technology that can reduce the labor required from collection to crushing.

1.乾燥剤兼破砕材が入った容器に採集した生物組織の採取試料を保管し、乾燥させた後に、当該容器を用いて乾燥させた採取試料を破砕することを特徴とするDNAサンプリング用の試料調整方法。
2.粒状の乾燥剤兼破砕材入りの容器を用意して生物組織の採取試料を該容器に収容し、
該容器に採取試料データを記録し、
収納した採取試料を乾燥させて保存し、
乾燥した採取試料を収納した容器を用いて、細胞破砕装置で細胞破砕することを特徴とする1.記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。
3.乾燥剤兼破砕材は、シリカゲル粒状物であることを特徴とする1.又は2.記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。
4.採取試料が、野生生物、栽培生物あるいは飼育生物であることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。
5.シリカゲル粒状物が収納されている生物組織の採取試料用の保管、乾燥、破砕用容器。
6.採取した生物組織の試料を5.記載の容器に保管したDNA分析用の試料。
1. A method for preparing a sample for DNA sampling, comprising storing a collected biological tissue sample in a container containing a desiccant/disintegrator, drying the sample, and then disintegrating the dried sample using the container.
2. Prepare a container containing a granular desiccant/disintegrator and place the collected biological tissue sample in the container;
Recording sample collection data on the container;
The collected samples are dried and stored.
2. The method for preparing a sample for DNA sampling according to 1., characterized in that the cells are disrupted using a cell disrupter using a container containing the dried collected sample.
3. The method for preparing a sample for DNA sampling according to 1. or 2., wherein the desiccant/disintegrating material is silica gel granules.
4. The method for preparing a sample for DNA sampling according to any one of 1. to 3., wherein the collected sample is a wild organism, a cultivated organism, or a captive organism.
5. A container containing silica gel granules for storing, drying and crushing biological tissue samples.
6. A sample of collected biological tissue stored in the container described in 5. for DNA analysis.

1.試料を採集、乾燥、破砕を同一容器で行うことができるので、迅速、簡便且つ安価にDNAを抽出することができるようになる。試料としては、糸状菌、担子菌、植物などの細胞壁を有する生物組織に適している。
採集した試料を入れ替える必要も、ラベリングや記録を何度も行う必要がないので、手間や誤記などが発生せず、DNAの分析するためのサンプリングを一貫して行うことができる。
2.細胞破砕の際に密閉容器から容器への生物組織の移し替えや新たなラベリングが不要であり、作業時間が短縮できる。
容器内にシリカゲル等の粒状の乾燥剤をあらかじめ入れて破砕まで蓋を開封する必要がないため、直ちにDNA抽出ができない場合でも容器内で生物組織を安定して乾燥保存することができる。
破砕工程でサンプルの移し替えを行わないことで、DNAを用いた実験で最も注意が必要なサンプルの汚染(コンタミネーション)のリスクを低減できる。なお、シリカゲル粒子と他のビーズを補助破砕材として入れておくことも可能であり、破砕工程で破砕用のビーズを追加することも可能である。
3.乾燥に用いた粒状の乾燥剤を破砕に用いるため、従来使用していたステンレスビーズやジルコニアビーズ等は不要であり、材料費を削減できる。
4.本発明は、地域ごとの品種の分布調査や栽培品種の調査に適している。造成地や崩壊地の緑化などにおいて、国内でも他地域からの外来種を用いることを防止して、その土地の在来種を用いることが推奨されている。在来種を特定すること、造園業者が保有する緑化資材の特定などを行う需要に適している。また、種苗法において、登録品種と侵害品種の同定などに、求められているDNA分析にも適している。
5.初期の緑化材料の確認用あるいは、登録品種の基礎試料として、保管することができる。
特に、採取と保管を一つの容器でできるので、封止した容器は同一性を担保することができ、登録品種の同定材料として適している。なお、栽培品種は、世代交代を繰り返すと変異する可能性があり、登録時の植物体との同一性が種苗法の侵害係争では問題になることがあり、DNAによる対比が有効な解決手段として活用できる。
1. The sample can be collected, dried, and crushed in the same container, which allows DNA to be extracted quickly, easily, and inexpensively. The sample is suitable for biological tissues with cell walls, such as filamentous fungi, basidiomycetes, and plants.
There is no need to replace collected samples or to repeatedly label or record samples, so there is no need to generate labor or errors, and sampling for DNA analysis can be carried out consistently.
2. When disrupting cells, there is no need to transfer biological tissue from one sealed container to another or to label it again, which reduces the work time.
Since a granular desiccant such as silica gel is placed in the container beforehand, there is no need to open the lid until crushing, so biological tissues can be stably dried and stored in the container even if DNA extraction cannot be performed immediately.
By not transferring samples during the homogenization process, the risk of sample contamination, which is the most important issue in experiments using DNA, can be reduced. It is also possible to add silica gel particles and other beads as auxiliary homogenization materials, and it is also possible to add homogenization beads during the homogenization process.
3. Since the granular desiccant used for drying is used for crushing, stainless steel beads, zirconia beads, etc. that were previously used are no longer necessary, which reduces material costs.
4. This invention is suitable for investigating the distribution of varieties by region and for investigating cultivated varieties. In greening reclaimed land and collapsed land, it is recommended to use native species of the land and prevent the use of foreign species from other regions. This invention is suitable for identifying native species and identifying greening materials owned by landscape gardeners. It is also suitable for DNA analysis required by the Seed and Seedlings Act to identify registered varieties and infringing varieties.
5. They may be stored to confirm initial vegetation materials or as basic samples for registered varieties.
In particular, because collection and storage can be done in a single container, the sealed container can guarantee identity, making it suitable as identification material for registered varieties. Cultivated varieties may mutate over repeated generations, and identity with the plant body at the time of registration can be an issue in disputes over infringement under the Seed and Seedlings Act, so DNA comparison can be used as an effective means of resolving the issue.

DNAサンプリング用の試料調整方法の工程例を示す図。1A to 1C are diagrams showing example steps of a sample preparation method for DNA sampling. 容器の例を示す図。FIG. 試料の採取について説明する図。FIG. 乾燥剤兼破砕材シリカゲル粒剤の例を示す図A diagram showing an example of silica gel granules as a desiccant and crushing agent DNA抽出量試験の結果を示す図Figure showing the results of DNA extraction test 従来の工程図Conventional process diagram 特許文献1に記載された従来の破砕チューブの例を示す図。図示の符号は、特許文献1のものである。FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional crushing tube described in Patent Document 1. The illustrated reference numerals are those in Patent Document 1.

本発明は、DNA抽出等を目的として糸状菌、担子菌、植物などの細胞壁を有する生物組織を保存、破砕する際に、粒状の乾燥剤を用いて、生物組織の乾燥保存とそれに続く破砕を行う、細胞の乾燥破砕方法に関する発明である。本発明は、自然界における種属や品種の分布調査や田畑で栽培されている品種の同定などに必要な試料の採取、分析用に適している。
本発明は、乾燥剤兼破砕材が入った容器に採集した生物組織の採取試料を保管し、乾燥させた後に、当該容器を用いて乾燥させた採取試料を破砕するDNAサンプリング用の試料調整方法である。そして、この方法に使用するシリカゲル粒状物が収納されている生物組織の採取試料用の保管、乾燥、破砕用容器である。
本発明は、破砕材として使用できる乾燥剤を開発して、屋外で採集したサンプルの乾燥保存、それに続く一連の破砕工程を同一の容器で行うことができるため、迅速、簡便に多数の検体からDNAを抽出することができる。そして、試料に関するデータの写し替えなどの管理も一回で済ませることができ、誤記や取り違えなどのリスクも小さくなって、省力化とともにデータの信頼性も向上する。
The present invention relates to a method for drying and disrupting cells, which uses a granular desiccant to dry and preserve biological tissue and then disrupt it when preserving and disrupting biological tissue having cell walls, such as filamentous fungi, basidiomycetes, and plants, for the purpose of DNA extraction, etc. The present invention is suitable for collecting and analyzing samples required for investigating the distribution of species and varieties in nature and for identifying varieties cultivated in fields.
The present invention relates to a method for preparing samples for DNA sampling, which comprises storing a collected biological tissue sample in a container containing a desiccant/disintegrator, drying the sample, and then disintegrating the dried sample using the container. The present invention also relates to a container for storing, drying, and disintegrating collected biological tissue samples, which contains silica gel granules used in the method.
The present invention develops a desiccant that can be used as a homogenizer, and allows the drying and preservation of samples collected outdoors, followed by a series of homogenization processes, to be carried out in the same container, enabling DNA to be extracted from a large number of specimens quickly and easily. Furthermore, the management of sample data, such as copying data, can be completed in one go, reducing the risk of misprinting and mix-ups, saving labor and improving the reliability of data.

DNAを試料からサンプリングする通常の説明をする。
DNAは比較的安定な性質を持つが、死細胞内においては生物組織に内在するDNA分解酵素(ヌクレアーゼ)によって分解、断片化が急速に進行するため、良質なDNAを抽出するためには、生きた生物組織を用いるか、DNA抽出までの間、DNA分解酵素の働きを抑制して保存する必要がある。緑化植物など屋外からDNAを採取する場合は、直ちにDNA抽出作業を行うことは困難であり、通常はDNA分解酵素の働きを抑えて生物組織を保存する。DNA分解酵素の働きを抑えて保存する方法としては、乾燥、凍結、エタノール中での保存等がある。屋外のサンプルを用いる場合は凍結保存が困難であるため、主に乾燥、エタノール中での保存方法が用いられる。植物は乾燥保存、動物はエタノール保存を行うことが一般的である。
試験室に乾燥状態で持ち帰った細胞試料からDNAを抽出するための次の工程として、乾燥保存した生物組織の破砕を行う。細胞内のDNAはタンパク質(ヒストン)と結合した状態で、核膜、細胞膜、に包まれて存在している。加えて、植物や藻類などでは細胞膜の外側に、セルロース、リグニンを主とする細胞壁が存在しているため、DNAの抽出時にはまず、生物組織を破砕し、細胞壁を物理的に破壊する必要がある。生物組織の破砕には液体窒素と乳鉢を用いる方法がある。大量のサンプルを処理できるビーズ式細胞破砕装置での細胞破砕方法もある。ビーズ式細胞破砕装置での細胞破砕は、生物組織とビーズが入った容器を高速で振とうし、生物組織とビーズが衝突することにより生物細胞を破砕する方法である。
A general description of how DNA is sampled from a sample is provided.
Although DNA is relatively stable, in dead cells it is decomposed and fragmented rapidly by DNA degrading enzymes (nucleases) present in biological tissues. Therefore, in order to extract high-quality DNA, it is necessary to use living biological tissues or to preserve the tissue by suppressing the activity of DNA degrading enzymes until the DNA extraction. When collecting DNA from outdoors, such as from green plants, it is difficult to immediately perform DNA extraction work, so the biological tissue is usually preserved by suppressing the activity of DNA degrading enzymes. Methods for preserving the tissue by suppressing the activity of DNA degrading enzymes include drying, freezing, and preservation in ethanol. When using outdoor samples, freezing is difficult, so drying and preservation in ethanol are mainly used. It is common to preserve plants by drying and animals by ethanol.
The next step in extracting DNA from the cell samples brought back to the laboratory in a dry state is to crush the dried biological tissue. DNA in cells is bound to proteins (histones) and is surrounded by the nuclear membrane and cell membrane. In addition, plants and algae have cell walls that are mainly composed of cellulose and lignin on the outside of the cell membrane, so when extracting DNA, it is first necessary to crush the biological tissue and physically destroy the cell walls. One method of crushing biological tissue is to use liquid nitrogen and a mortar. Another method is to crush cells using a bead-type cell crusher that can process large amounts of samples. Cell crushing using a bead-type cell crusher is a method in which a container containing biological tissue and beads is shaken at high speed, and the biological tissue and beads collide with each other to crush the biological cells.

図6に従来の工程を示している。第1工程として、山などのフィールド調査にて、葉、茎、根などの素材を採集して、採集袋などの容器に収納し、採取地、日時、採取部位、種属などの記録を同封し、野帳にも記録する。第2工程として、採集した素材の全部または一部を密閉容器に移して、乾燥するとともに保管する。第3工程として、保管してある素材からDNA分析に必要な部位を選別して破砕容器に入れて、細胞壁などを破砕して、PCRなどを利用してDNA抽出、分析用のサンプルを調整する。これらの一連の工程では、記録してデータの一貫性を保つことが重要である。同一種内の変異の調査や栽培品種の調査などでは、葉などの外見では区別できないような場合も多く、さらに、破砕したものは、品種間の区別も難しくなるので、正確な分析を行うためには記録が重要である。大量の試料の取り扱いには、データの記録に注意と時間を要している。
本発明は、これらのDNAをサンプリングする事前の準備処理として必要な、試料の採取から破砕までの一連の処理を一つの容器で済ませることができることになり、記録も一回で済むことになる。
FIG. 6 shows the conventional process. In the first step, materials such as leaves, stems, and roots are collected during field surveys in mountains, etc., and stored in a container such as a collection bag. The collection site, date, time, part of the material collected, species, etc. are recorded in the field notebook. In the second step, all or part of the collected materials are transferred to an airtight container, dried, and stored. In the third step, the parts necessary for DNA analysis are selected from the stored materials and placed in a crushing container, cell walls are crushed, and DNA is extracted using PCR or the like, and samples for analysis are prepared. In this series of steps, it is important to record and maintain the consistency of the data. In surveys of variation within the same species or surveys of cultivated varieties, there are many cases where it is difficult to distinguish between varieties based on the appearance of leaves, etc., and crushed materials make it difficult to distinguish between varieties, so recording is important for accurate analysis. Handling a large number of samples requires carefulness and time to record data.
According to the present invention, the series of steps from sample collection to crushing, which are necessary as preparatory steps prior to sampling of DNA, can be completed in one container, and recording only needs to be done once.

DNAサンプリング用の試料調整方法の工程例を図1に示す。
本工程は、生物組織からDNA(核酸)を抽出するため、生物細胞の採取、保管、乾燥、破砕までの工程を一つの容器と一種類の粒状の乾燥剤を用い、一連の工程間で容器を開封することなく、粒状の乾燥剤を破砕材として破砕を行う方法である。
An example of the steps of a sample preparation method for DNA sampling is shown in FIG.
This process is a method for extracting DNA (nucleic acid) from biological tissues, in which the processes of collecting, storing, drying, and crushing biological cells are carried out using a single container and a single type of granular desiccant, without opening the container between the series of processes, and the granular desiccant is used as a crushing material.

第1工程では、野外や耕作地などの屋外で採集した試料を、その場で乾燥剤兼破砕材を入れた容器に収納し、容器にデータを表示する。
容器を、予め粒状の乾燥剤兼破砕材を入れて密栓した状態で採取地点に持ち込む。この際、試料のトレーサビリティが確保されるよう、バーコードや二次元バーコードを容器に貼付することで、試料の取り違えのリスクが低減され、情報の管理も容易になる。
試料採取地点で生物組織を容器に入る大きさに裁断し、乾燥剤兼破砕材の入った容器に生物組織を入れて密栓する。容器の側面、蓋上面等の視認できる場所には試料を識別するための記録シートを添付する。記録シートには採集日、採取場所、種名、試料番号等の識別情報を記録する。
なお、試料の量にもよるが概ね6時間程度で乾燥し、DNA分解酵素の働きが抑制される。
収納された試料は、容器内で乾燥して、破砕されるまで保管されることとなる。暗所で数年以上の常温保存が可能である。
In the first step, samples collected outdoors, such as in the field or on cultivated land, are stored on the spot in a container containing a desiccant/crushing material, and data is displayed on the container.
The containers are sealed with a granular desiccant/crushing agent already inside, and are then brought to the collection site. At this time, barcodes or two-dimensional barcodes are attached to the containers to ensure sample traceability, reducing the risk of mixing up samples and making information management easier.
At the sampling site, the biological tissue is cut into pieces that will fit into a container, and then placed in a container containing a desiccant and crushing agent, which is then sealed. A record sheet for identifying the sample is attached to a visible location, such as the side of the container or the top of the lid. Identification information, such as the collection date, collection location, species name, and sample number, is recorded on the record sheet.
Although it depends on the amount of sample, it will dry in about 6 hours and the activity of DNA degrading enzymes will be suppressed.
The samples are dried in the container and stored until they are crushed. They can be stored at room temperature in a dark place for several years or more.

第2工程は、試料を収納した容器を用いて破砕する工程である。
乾燥・保存した容器をそのままビーズ式細胞破砕装置で2000~5500rpmで、90~120秒間ほど振とう破砕する。実用化されている振とう破砕機を利用することができる。本発明では、乾燥剤の機能を有するシリカゲル粒子を破砕用のビーズとして用いる。本発明でも、補助破砕ビーズとして、従来のビーズを混在させることができる。
なお、破砕用のビーズとして、従来は、鉱物ビーズ、セラミックビーズ、ガラスビーズ、金属ビーズ、ジルコニウムビーズ、ジルコンビーズ、ジルコニアビーズなどが用いられている。
The second step is a step of crushing the sample using a container containing the sample.
The dried and stored container is then subjected to shaking and disruption in a bead-type cell disrupter at 2000-5500 rpm for 90-120 seconds. Any shaking and disrupting machine in practical use can be used. In the present invention, silica gel particles having a desiccant function are used as the disruption beads. In the present invention, conventional beads can also be mixed in as auxiliary disruption beads.
Conventionally, mineral beads, ceramic beads, glass beads, metal beads, zirconium beads, zircon beads, zirconia beads, etc. have been used as crushing beads.

第3工程は、DNA分析工程であるが、本発明は第2工程までである。PCRを適用し、電気泳動などを用いて、DNAを分析し、解析する手法は従来法を適用する。
例えば、CTAB法、ガラス吸着法などでDNA抽出を行う。一例としてCTAB法を適用した場合を簡単に説明すると、(1)CTAB溶液に破砕試料を加え細胞を溶解し、(2)クロロホルム・イソアミルアルコールによる脂質の溶解とタンパク変性を行い、(3)DNAが含まれる上層を回収(下層には、有機層、シリカゲル層が存在するので分離される)、(4)エタノール沈殿処理を行ってDNAが回収される。
The third step is a DNA analysis step, but the present invention is limited to the second step. PCR is applied, and DNA is analyzed using electrophoresis or the like, and the analysis method is a conventional method.
For example, DNA is extracted using the CTAB method, glass adsorption method, etc. To briefly explain the application of the CTAB method as an example, (1) the disrupted sample is added to a CTAB solution to dissolve the cells, (2) lipids are dissolved and proteins are denatured using chloroform and isoamyl alcohol, (3) the upper layer containing DNA is collected (the lower layer is separated because of the presence of an organic layer and a silica gel layer), and (4) the DNA is collected by performing ethanol precipitation.

次に、本発明の構成要素について説明する。
<生物組織試料>
生物組織としては、糸状菌、担子菌、植物などの細胞壁を有する生物組織に適している。DNAサンプリング用に調整するために、細胞壁を破砕する必要がある対象に適している。特に、植物体が適しており、更に植物体の中でも葉が適している。
野外フィールで採集した試料や品種同定のための栽培品種用の試料として適している。また、長期の保存ができるので、基礎素材として保存試料としても適しており、必要な時に、DNAを分析して、対比することができる。例えば、登録品種の同定及び被疑侵害植物との対比に活用できる。
Next, the components of the present invention will be described.
<Biological tissue samples>
The biological tissue is suitable for biological tissues having cell walls, such as filamentous fungi, basidiomycetes, and plants. It is suitable for targets that require cell wall disruption to prepare for DNA sampling. In particular, plants are suitable, and among plants, leaves are particularly suitable.
It is suitable for samples collected in the field and for cultivars for variety identification. It can also be stored for a long time, making it suitable as a basic material for preservation samples, and when necessary, DNA can be analyzed and compared. For example, it can be used to identify registered varieties and compare them with suspected infringing plants.

<容器>
容器は、乾燥状態を維持できる密閉条件を保てる容器である。既存のビーズ式細胞破砕装置を用いる場合は、ビーズ式細胞破砕装置に使用することができる容器とする。
開口部、底壁部及び円筒状の側壁部を備えるチューブであり、粒状の乾燥剤を封入できるパッキンを有し、破砕作業の際に容器が破損しない耐性を有し、滅菌ができる容器である。
容器1の例を図2に例示する。容器本体11と密封できるようにパッキン13を設けた蓋12から構成され、容器本体11には、バーコード42などのIDコードを付しておくとよい。容器本体11の内部には、粒子状の乾燥剤兼破砕材3を入れて準備しておく。なお、ジルコニウムビーズなどを補助破砕ビーズとして混入しておくこともできる。
試料を長期保存する場合は、密閉性が長期間得られることができるパッキン素材と蓋の構造を採用する。
<Container>
The container must be capable of maintaining a dry, sealed condition. If an existing bead-type cell disrupter is used, the container must be compatible with the bead-type cell disrupter.
The container is a tube with an opening, a bottom wall, and a cylindrical side wall, has a gasket that can seal in granular desiccant, is resistant to damage during crushing operations, and can be sterilized.
An example of the container 1 is shown in Fig. 2. It is composed of a container body 11 and a lid 12 provided with a packing 13 so as to be airtight, and it is advisable to attach an ID code such as a barcode 42 to the container body 11. A particulate desiccant/crushing material 3 is placed inside the container body 11 beforehand. Zirconium beads or the like can also be mixed in as auxiliary crushing beads.
When samples are to be stored for a long period of time, a packing material and a lid structure that can provide airtightness for a long period of time are used.

<乾燥剤兼破砕材>
粒状の乾燥剤は一定の強度と吸水効果を持つ球状の部材である。例えば、シリカゲル、デシクレイ、合成ゼオライトなどがある。粒状の乾燥剤としては、熱滅菌処理することが適している。例えば、160~200℃、で30分から2時間加熱する事により、微生物やDNA分解酵素などの酵素や蛋白質を熱変性させて乾熱滅菌処理する。
シリカゲルは、水分を含め、ほとんどの液体・気体を乾燥させることができ、二酸化ケイ素が原料で透明のビーズ状である。吸湿しても溶けたりふくらんだりすることない。原料の二酸化ケイ素は安全性の高い物質であり、食品の乾燥剤としてもよく使用されている。吸湿することで変色する塩化コバルト等で着色した、インジケーターの機能を持つシリカゲルも市販されているが、DNA抽出時のバッファーを着色してサンプルの視認性が低下してしまうため、乾燥剤兼破砕材は着色剤を含まない無垢のシリカゲルが適している。
乾燥効果と破砕効果の両者を得られる粒状のシリカゲルの条件としては直径が2.0mm~10.0mmであり、生物組織に対して0.5~60倍量が適している。
デシクレイは、ベントナイトなど天然の粘土鉱物を原料とした乾燥剤である。外気の湿度に吸湿性能があまり変化せず、大きさや形も変化しない。耐薬性にも優れ、湿気だけでなく臭い成分も吸着でき、シリカゲルと比べて低湿度での吸湿性が高い。
合成ゼオライトは、シート状、タブレット状の乾燥剤である。
<Desiccant and crushing agent>
Granular desiccants are spherical materials with a certain strength and water absorption effect. Examples include silica gel, decyl clay, and synthetic zeolite. Granular desiccants are suitable for heat sterilization. For example, by heating at 160-200°C for 30 minutes to 2 hours, microorganisms, enzymes such as DNA degrading enzymes, and proteins are thermally denatured, resulting in dry heat sterilization.
Silica gel can dry most liquids and gases, including water, and is made of silicon dioxide in the form of transparent beads. It does not melt or swell even when it absorbs moisture. The raw material, silicon dioxide, is a highly safe substance and is often used as a food desiccant. Silica gel with indicator functions, colored with cobalt chloride, which changes color when it absorbs moisture, is also available on the market, but this colors the buffer during DNA extraction, reducing the visibility of the sample, so pure silica gel without coloring agents is more suitable as a desiccant and crushing material.
The conditions for granular silica gel that can obtain both drying and crushing effects are that the diameter is 2.0 mm to 10.0 mm and the amount is 0.5 to 60 times the amount of the biological tissue.
Deciclay is a desiccant made from natural clay minerals such as bentonite. Its moisture absorption performance does not change much with the humidity of the outside air, and its size and shape do not change either. It also has excellent chemical resistance, and can absorb not only moisture but also odorous components. It has higher moisture absorption at low humidity than silica gel.
Synthetic zeolite is a desiccant that comes in sheet or tablet form.

<破砕装置>
破砕装置としては、実用化されている回転振とう式の破砕装置を利用することができる。例えば、特開2000-023660号公報などに開示されている例がある。そのほか、トミー工業社製のビーズ式細胞破砕装置などがある。
<Crushing device>
As the homogenizer, a rotary shaking homogenizer that is in practical use can be used. For example, there is an example disclosed in JP-A-2000-023660. In addition, there is a bead type cell homogenizer manufactured by Tommy Kogyo Co., Ltd.

<採取、封入操作について>
乾燥剤兼破砕材入りに容器を利用して試料を採取する例を図3に示す。
フィールドの試料採取地点で例えば、ヤブツバキの葉を採集して、容器1に入る大きさに裁断して採取試料2とし、乾燥剤兼破砕材3が入った容器本体11に採取試料2を入れてすぐに蓋12を締める。蓋12はパッキン13を備えているので、密栓される。容器本体11の側面、蓋12の上面等の視認できる場所にはサンプルを識別するための記録シート41を添付する。記録シートには採集日、採取場所、種名、サンプル番号等の識別情報を記録する。
容器1には、バーコードが付されており、容器個別のIDで識別され、記録シートの記録内容と紐づけされるので、試料の管理は一回で済むこととなる。
<About collection and sealing operations>
Figure 3 shows an example of collecting samples using a container containing a desiccant/crushing material.
For example, leaves of Camellia japonica are collected at a sampling point in the field and cut to a size that will fit into container 1 to provide collected sample 2. Collected sample 2 is then placed into container body 11 containing desiccant/crusher 3, and lid 12 is immediately tightened. Lid 12 is equipped with packing 13 to provide a tight seal. Record sheets 41 for identifying samples are attached to visible locations such as the side of container body 11 and the top of lid 12. Identification information such as collection date, collection location, species name, and sample number are recorded on the record sheet.
The container 1 is provided with a bar code, and is identified by an individual container ID and linked to the contents recorded on the recording sheet, so that the sample only needs to be managed once.

<試験例>
シリカゲル粒子を用いて、破砕試験を行い、DNA抽出効率を確認する試験を行った。
比較的固いクチクラを持つヤブランの葉を使用し、φ1.5mm、φ2.0mm、φ4.0mmのシリカゲル粒子を用いて葉を破砕した。ビーズ式細胞破砕装置(トミー工業社製MS-100R)を用いて回転数5.500rpmで破砕して、DNA抽出効率試験を行った。図4にシリカゲル粒子の例を示す。
比較用の破砕ビーズとしてΦ2.0mmのジルコニア粒子を用いた。
DNA抽出量試験の結果を図5に示す。
いずれの大きさのシリカゲル粒子でもDNAを抽出することができた。φ2.0mm、φ4.0mmのシリカゲル粒子では、Φ2.0mmのジルコニア粒子と同等以上のDNAを抽出することができることを確認した。
<Test Example>
A crushing test was carried out using silica gel particles, and a test was carried out to confirm the DNA extraction efficiency.
Lilium longiflorum leaves, which have a relatively hard cuticle, were used and crushed using silica gel particles of φ1.5 mm, φ2.0 mm, and φ4.0 mm. The leaves were crushed using a bead-type cell crusher (Tomy Industries MS-100R) at a rotation speed of 5,500 rpm, and a DNA extraction efficiency test was performed. An example of silica gel particles is shown in Figure 4.
Zirconia particles having a diameter of 2.0 mm were used as crushing beads for comparison.
The results of the DNA extraction test are shown in FIG.
DNA could be extracted from silica gel particles of any size. It was confirmed that the φ2.0 mm and φ4.0 mm silica gel particles were capable of extracting DNA equal to or greater than that from φ2.0 mm zirconia particles.

1 容器
11 容器本体
12 蓋
13 パッキン
2 採取試料
3 乾燥剤兼破砕材
31 シリカゲル粒状物
4 採取試料データ
41 記録シート
42 バーコード
1 Container 11 Container body 12 Lid 13 Gasket 2 Sample 3 Desiccant/crusher 31 Silica gel granules 4 Sample data 41 Recording sheet 42 Barcode

Claims (5)

粒状の乾燥剤兼破砕材が入った容器に採集した生物組織の採取試料を保管し、乾燥させた後に、当該容器を用いて乾燥させた採取試料を破砕することを特徴とするDNAサンプリング用の試料調整方法。 A method for preparing a sample for DNA sampling, comprising storing a collected biological tissue sample in a container containing a granular desiccant/crushing material, drying the sample, and then crushing the dried sample using the container. 粒状の乾燥剤兼破砕材入りの容器を用意して生物組織の採取試料を該容器に収容し、
該容器に採取試料データを記録し、
収納した採取試料を乾燥させて保存し、
乾燥した採取試料を収納した容器を用いて、細胞破砕装置で細胞破砕することを特徴とする請求項1記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。
A container containing a granular desiccant and crushing agent is prepared, and the collected biological tissue sample is placed in the container;
Recording sample collection data on the container;
The collected samples are dried and stored.
2. The method for preparing a sample for DNA sampling according to claim 1, further comprising the step of disrupting cells with a cell disrupter using a container containing the dried collected sample.
粒状の乾燥剤兼破砕材は、シリカゲル粒状物であることを特徴とする請求項1又は2記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。 3. The method for preparing a sample for DNA sampling according to claim 1, wherein the granular desiccant/disintegrating material is silica gel granules. 採取試料が、野生生物、栽培生物あるいは飼育生物であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のDNAサンプリング用の試料調整方法。 A sample preparation method for DNA sampling according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the collected sample is a wild organism, a cultivated organism, or a captive organism. 乾燥剤兼破砕材であるシリカゲル粒状物が収納されている生物組織の採取試料用の保管、乾燥及び破砕用容器。 A container for storing, drying and crushing biological tissue samples containing silica gel granules as a desiccant and crushing material .
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