(57)【要約】【課題】キャピラリ電気泳動装置の恒温槽において、キャピラリの長さや本数が変化しても、キャピラリ全体を均一な風速で温度調整を行うことができる手段を提供する。【解決手段】キャピラリ電気泳動装置の恒温槽は、温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有する。キャピラリは、壁によって形成された収納部に配置されるように構成されている。収納部には、取り外し可能な風向制御板が設けられる。風向制御板によって、ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路が形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本又は複数本のキャピラリと、前記キャピラリの陰極側の端部を支持するロードヘッダと、前記キャピラリ内にて泳動分離された試料に励起光を照射し、試料からの蛍光を検出する光学系と、前記キャピラリを一定の温度に保持する恒温槽と、を有するキャピラリ電気泳動装置において、
前記恒温槽は、温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有し、前記キャピラリは、前記壁によって形成された収納部に配置されるように構成されており、前記収納部には、取り外し可能な風向制御板が設けられ、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路を形成されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項２】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記流路は、前記壁と前記風向制御板の間に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項３】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記流路は、２つの前記風向制御板の間に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項４】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記風向制御板は帯状に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項５】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記風向制御板はリング状に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項６】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記風向制御板は弾性変形可能な帯状部材によって形成され、両端を接合することによってリング状の風向制御板が形成され、両端を開くことによって帯状の風向制御板が形成されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項７】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記ファンはシロッコファンであることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項８】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記キャピラリはフレームによって支持され、前記風向制御板は前記フレームに装着されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項９】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記フレームは前記ロードヘッダに装着されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１０】
請求項１記載のキャピラリ電気泳動装置において、前記恒温槽の収納部には複数の孔を備えたセパレータが設けられ、前記キャピラリは前記セパレータの孔を挿通することによって支持されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１１】
キャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、
温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有し、前記壁によってキャピラリを収納するための収納部が形成されており、
前記収納部には、取り外し可能な風向制御板が設けられ、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路を形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１２】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記流路は、前記壁と前記風向制御板の間に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１３】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記流路は、２つの前記風向制御板の間に形成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１４】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記風向制御板は弾性変形可能な帯状部材によって形成され、両端を接合することによってリング状の風向制御板が形成され、両端を開くことによって帯状の風向制御板が形成されることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１５】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記ファンはシロッコファンであることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１６】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記収納部には、フレームによって支持されたキャピラリを装着することができるように構成され、前記風向制御板は前記フレームに装着されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１７】
請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽において、前記収納部には、ロードヘッダによって支持されたキャピラリを装着することができるように構成されていることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置用の恒温槽。
【請求項１８】
キャピラリ電気泳動装置の恒温槽におけるキャピラリの温度調節方法において、
恒温槽に温度制御板とファンを設けることと、
前記恒温槽において前記ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁を設けることと、
前記収納部に、風向制御板を装着し、該風向制御板によって、前記ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路を形成することと、
前記流路に沿ってキャピラリを配置することと、
前記ファンからの空気によって、前記流路を流れる旋回流を生成することと、
を含むキャピラリの温度調節方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のキャピラリの温度調節方法において、
前記流路は、前記壁と前記風向制御板の間に、及び／又は、２つの前記風向制御板の間に形成されていることを特徴とするキャピラリの温度調節方法。
【請求項２０】
請求項１８記載のキャピラリの温度調節方法において、前記風向制御板は弾性変形可能な帯状部材によって形成され、両端を接合することによってリング状の風向制御板が形成され、両端を開くことによって帯状の風向制御板が形成されることを特徴とするキャピラリの温度調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ電気泳動装置に関し、特に、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャピラリ電気泳動装置にて用いられるキャピラリ内には分離媒体が充填されており、電気泳動を行うために、キャピラリの両端に高電圧を印加する。分離媒体は、ジュール熱によって加熱され、熱拡散により試料の分離能力が低下する。
【０００３】
従来、分離媒体の発熱を抑制し、且つ分離媒体の温度を一定に保つために、キャピラリは、温度制御機構を備えた恒温槽に配置される。
【０００４】
特許文献１に記載されているキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリ間の泳動時間のばらつきを少なくするために、キャピラリアレイの一部をキャピラリの長さや本数に合わせた形状のカバーで覆っている。キャピラリの長さや本数に最適化した形状のカバーの中を温度調整された空気を循環させることにより、効率よくキャピラリの温度調整を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007-064774号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キャピラリの長さや本数は一定ではない、即ち、変化する。しかしながら、従来のキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリの長さや本数が変化しても、同一の恒温槽を使用する。恒温槽では、キャピラリの領域のみの温度を制御することはできないため、恒温槽の全域の温度を制御する。従って、恒温槽内に温度制御された風を循環させ温度調整を行う。しかしながら、恒温槽内において、風速にばらつきが発生すると、キャピラリの温度のばらつきが起き、試料の分離能力が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽において、キャピラリの長さや本数が変化しても、キャピラリ全体を均一な風速で温度調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１本又は複数本のキャピラリと、キャピラリ内にて泳動分離された試料に励起光を照射し、試料からの蛍光を検出する光学系と、キャピラリを一定の温度に保持する恒温槽と、を有するキャピラリ電気泳動装置に関する。
【０００９】
恒温槽は、温度制御板と、ファンと、該ファンの吐出口から吸引口まで延びる湾曲した壁とを有する。キャピラリは、壁によって形成された収納部に配置されるように構成されている。収納部には、取り外し可能な風向制御板が設けられる。風向制御板によって、ファンの吐出口から出た空気が旋回するための流路が形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽において、キャピラリの長さや本数が変化しても、キャピラリの温度のばらつきを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】キャピラリ電気泳動装置の構成の例を示す図
【図２】キャピラリ電気泳動装置において寸法が短いキャピラリを用いる場合に恒温槽における空気の流れを説明するための図
【図３】キャピラリ電気泳動装置において寸法が短いキャピラリを用いる場合に恒温槽に設ける風向制御板の第１の例を示す図
【図４】キャピラリ電気泳動装置において寸法が長いキャピラリを用いる場合に恒温槽における空気の流れを説明するための図
【図５】キャピラリ電気泳動装置において寸法が長いキャピラリを用いる場合に恒温槽に設ける風向制御板の第２の例を示す図
【図６Ａ】キャピラリ電気泳動装置の恒温槽に使用する風向制御板をリング状に形成した場合を示す図
【図６Ｂ】キャピラリ電気泳動装置の恒温槽に使用する風向制御板を帯状に形成した場合を示す図
【図７Ａ】キャピラリ電気泳動装置において寸法が短いキャピラリの例を示す図
【図７Ｂ】キャピラリ電気泳動装置において寸法が短いキャピラリを用いる場合に恒温槽に設ける風向制御板の第３の例を示す図
【図８Ａ】キャピラリ電気泳動装置において寸法が長いキャピラリの例を示す図
【図８Ｂ】キャピラリ電気泳動装置において寸法が長いキャピラリを用いる場合に恒温槽に設ける風向制御板の第４の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、キャピラリ電気泳動装置の概略図である。このキャピラリ電気泳動装置は、単数又は複数本のキャピラリ１０１を含むキャピラリアレイ、キャピラリ１０１にポリマーを注入するためのポンプ機構１０３、キャピラリ１０１内のサンプルに光を照射しサンプルからの蛍光を検出する検出部１０４、キャピラリ１０１に高電圧を加えるための高圧電源１０５、キャピラリ１０１の主要部を恒温に保つための恒温槽１０６、試料、溶液等が入った容器を搬送するためのオートサンプラ１０７を有する。
【００１３】
キャピラリ１０１は交換可能な部材であり、測定手法を変更する場合や、キャピラリ１０１に破損や品質の劣化がみられたときに交換する。キャピラリ１０１は、内径が数十から数百ミクロン、外径が数百ミクロンのガラス管で構成され、表面はポリイミドでコーティングされている。キャピラリ１０１の内部は、電気泳動時に泳動速度差を与えるための分離媒体が充填される。分離媒体には流動性の媒体と、非流動性の媒体の双方が存在するが、本実施例では流動性のポリマーを用いる。
【００１４】
キャピラリアレイの一端にはキャピラリヘッド１１６が設けられ、他端にはキャピラリ陰極端１１７が形成されている。キャピラリヘッド１１６は、キャピラリアレイの端部を束ねたものであり、ポンプ機構１０３とキャピラリアレイを接続させる機能を有する。キャピラリ陰極端１１７は、試料、溶液等に接触する。キャピラリ陰極端側では、キャピラリアレイはロードヘッダ１０２によって固定されている。
【００１５】
検出部１０４は、照射系と検出系からなる。検出部１０４の照射系は、キャピラリ１０１のポリイミド被膜が除去されている部分、即ち、検出領域に励起光を照射する機能を有する。検出系は、キャピラリ１０１の検出領域内のサンプルからの蛍光を検出する機能を有する。検出系によって検出された光によって試料を分析する。
【００１６】
ポンプ機構１０３は、シリンジ１０８、ブロック１０９、逆止弁１１０、ポリマー容器１１１及び陽極バッファ容器１１２に接続されている。キャピラリヘッド１１６をブロッ
ク１０９に接続することで、キャピラリ１０１とブロック１０９内の流路が接続される。シリンジ１０８の操作により、ポリマー容器１１１内のポリマーがブロック１０９内の流路を経由してキャピラリ１０１に充填され、又は詰め替えられる。キャピラリ１０１中のポリマーの詰め替えは、測定の性能を向上するために測定毎に実施される。
【００１７】
陽極バッファ容器１１２には陽極電極１１３が配置されている。高圧電源１０５は、陽極電極１１３と陰極電極１１４の間に高圧電圧を印加する。恒温槽１０６は、断熱材とヒータが取り付けられた温度制御板１１５より、キャピラリアレイを平面状に挟み込んで、キャピラリの温度を一定に保つ。温度制御板１１５にはフィードバック用の温度センサが取り付けられている。また、キャピラリアレイのロードヘッダ１０２を恒温槽１０６に固定することで、キャピラリヘッド１１６の先端を所望の位置に固定することができる。
【００１８】
オートサンプラ１０７は、移動ステージを移動させるための３つの電動モータとリニアガイドを備えており、移動ステージを上下、左右、及び奥行きの３軸方向に移動可能である。移動ステージは、バッファ容器、洗浄容器、廃液容器及びサンプルプレートを必要に応じてキャピラリ陰極端１１７まで搬送できる。
【００１９】
図２を参照して、キャピラリ電気泳動装置の恒温槽１０６の構造の例を説明する。恒温槽１０６の内部には、ファン２０１と壁２０４と温度制御板１１５が設けられている。ファン２０１はターボファン、シロッコファン等であってよく、好ましくは、シロッコファンである。壁２０４は、ファン２０１の吐出口２０２の近傍からファン２０１の吸引口２０３の近傍まで、湾曲して延びており、その内側に、キャピラリ１０１を収納するための収納部２０５が形成される。温度制御板１１５は断熱材とヒータによって構成されている。収納部２０５の内部は、温度制御板１１５によって一定の温度に調整されている。キャピラリ１０１はロードヘッダ１０２によって支持されている。ロードヘッダ１０２は、恒温槽１０６の所定の位置に装着されている。
【００２０】
図２は、恒温槽１０６の内部を示すものであり、実際には、恒温槽１０６の収納部２０５は、温度制御板１１５によって両側から密閉された空間となっている。恒温槽１０６の外形は、薄い箱状である。恒温槽１０６の収納部２０５にて、キャピラリ１０１は、１つの平面に沿って配置されている。
【００２１】
ファン２０１の吐出口２０２からの空気流は、矢印にて示すように、壁２０４に沿って湾曲して流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部は、ファン２０１の吸引口２０３に吸い込まれる。収納部２０５において、壁２０４の付近の領域２０６では、空気の流速は比較的大きく且つ一定であるが、壁２０４より離れた領域２０７では、即ち、旋回流の中心部では、空気の流速は比較的小さい。また、旋回流の中心部では、空気の流れの方向は一定ではない。
【００２２】
キャピラリ１０１の種類として、ここでは、比較的寸法が短いタイプのものと比較的寸法が長いタイプのものを説明する。しかしながら、キャピラリ１０１は、これらの２つのタイプに限定されるものではない。
【００２３】
図２に示すように、寸法が短いキャピラリ１０１を恒温槽１０６の収納部２０５に配置する。この場合、キャピラリ１０１は、空気の旋回流の内側に配置される。キャピラリ１０１は、空気の旋回流の内側ではなく、旋回流の中に配置されることが好ましい。キャピラリ１０１を空気の旋回流の中に配置することによって、キャピラリ１０１の温度を一定に保持することができる。そこで、本例の恒温槽１０６では、キャピラリ１０１は、以下に説明するように、空気の旋回流の中に配置されるように構成される。
【００２４】
図３を参照して恒温槽１０６の例を説明する。本例の恒温槽では、収納部２０５において、キャピラリ１０１の外周に風向制御板３０１を配置する。風向制御板３０１は、キャピラリ１０１の外周に沿って、湾曲して配置されている。ファン２０１の吐出口２０２からの空気流は、矢印にて示すように、風向制御板３０１に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン２０１の吸引口２０３に吸い込まれる。本例では、空気の旋回流は、風向制御板３０１に沿って、流れる。従って、キャピラリ１０１は、旋回流の中に配置される。
【００２５】
図４は、寸法が長いキャピラリ１０１を用いた場合を示す。寸法が長いキャピラリ１０１を恒温槽１０６の収納部２０５に配置する。この場合、キャピラリ１０１は、壁２０４に沿って配置され、従って、空気の旋回流の中に配置される。従って、本例では、図２に示した寸法が短いキャピラリ１０１の場合より、キャピラリ１０１の温度を一定に保持することができる。本例では、キャピラリ１０１のうち、壁２０４に近い領域２０６に配置された部分では、空気の旋回流の中に配置されているが、壁２０４より離れた領域２０７に配置された部分では空気の旋回流の内側に配置される。更に、旋回流の中心の領域には、キャピラリ１０１は存在しないが、渦又は淀みが生じる。ファン２０１によって空気流に付与されたエネルギは、旋回流の中心の渦又は淀みによって消費される。
【００２６】
そこで、図５に示す例では、旋回流の中心の領域にリング状の風向制御板３０１を配置する。それによって、壁２０４と風向制御板３０１の間に流路が形成される。ファン２０１の吐出口２０２からの空気流は、矢印にて示すように、壁２０４と風向制御板３０１の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン２０１の吸引口２０３に吸い込まれる。従って、本例では、ファン２０１によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に、旋回流に変換される。従って、キャピラリ１０１の全体は、旋回流の中に配置される。
【００２７】
図示のように、収納部２０５にセパレータ２１１が設けられてよい。セパレータ２１１には複数の貫通孔が設けられている。貫通孔の各々に、１本のキャピラリが貫通している。こうして、セパレータ２１１によって、キャピラリは互いに所定の間隔にて分離され且つ支持されている。本例では、セパレータ２１１を、ファン２０１の吐出口２０２と吸引口２０３の間に設けている。しかしながら、壁２０４と風向制御板３０１の間の流路に沿った旋回流が維持されるなら、セパレータ２１１を収納部２０５内の任意の位置に設けることができる。
【００２８】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、風向制御板３０１について説明する。風向制御板３０１は、取り外し可能であり、弾性変形可能な薄い帯状の部材によって形成される。図６Ａに示すように、帯状の部材の両端を接合することによって、図５に示したように、リング状の風向制御板３０１が形成される。図６Ｂに示すように、帯状の部材の両端を開くことによって、図３に示したように、帯状の風向制御板３０１が形成される。
【００２９】
風向制御板３０１は、恒温槽の側面に装着される。恒温槽の側面には、温度制御板１１５が設けられている。風向制御板３０１は温度制御板１１５に固定されてよい。
【００３０】
図７Ａは、寸法が短いキャピラリ１０１の例を示す。キャピラリ１０１の陰極側の端部は、ロードヘッダ１０２に支持されている。ロードヘッダ１０２には、フレーム２１０が装着されている。フレーム２１０は、複数の部材によって構成されている。フレーム２１０には、リング状の風向制御板３０２と帯状の風向制御板３０３が装着されている。風向制御板３０２、３０３は取り外し可能であり、２つの風向制御板３０２、３０３の位置は、調節することができるように構成されている。尚、フレーム２１０には、図５に示した、セパレータが装着されてよい。上述のように、セパレータは、壁２０４と風向制御板３０１の間の流路に沿った旋回流が維持されるように、設ける。
【００３１】
図７Ｂは、図７Ａに示した寸法が短いキャピラリ１０１を恒温槽１０６の収納部２０５に装着した例を示す。本例の恒温槽１０６の収納部２０５では、リング状の風向制御板３０２と帯状の風向制御板３０３の間に流路が形成される。ファン２０１の吐出口２０２からの空気流は、矢印にて示すように、２つの風向制御板３０２、３０３の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン２０１の吸引口２０３に吸い込まれる。従って、本例の恒温槽１０６を図３に示した恒温槽と比較すると、本例では、ファン２０１によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に旋回流に変換される。従って、キャピラリ１０１の全体は、旋回流の中に配置される。
【００３２】
図８Ａは、寸法が長いキャピラリ１０１の例を示す。キャピラリ１０１の陰極側の端部は、ロードヘッダ１０２に支持されている。ロードヘッダ１０２には、フレーム２１０が装着されている。フレーム２１０は、複数の部材によって構成されている。フレーム２１０には、リング状の風向制御板３０４が装着されている。風向制御板３０４は取り外し可能であり、風向制御板３０４の位置は、調節することができるように構成されている。尚、フレーム２１０には、図５に示した、セパレータが装着されてよい。上述のように、セパレータは、壁２０４と風向制御板３０１の間の流路に沿った旋回流が維持されるように、設ける。
【００３３】
図８Ｂは、図８Ａに示した寸法が長いキャピラリ１０１を恒温槽１０６の収納部２０５に装着した例を示す。本例の恒温槽１０６では、壁２０４と帯状の風向制御板３０４の間に流路が形成される。ファン２０１の吐出口２０２からの空気流は、矢印にて示すように、壁２０４と風向制御板３０４の間の流路に沿って流れ、旋回流を形成する。旋回流の一部はファン２０１の吸引口２０３に吸い込まれる。従って、本例の恒温槽１０６では、図５に示した恒温槽と同様に、ファン２０１によって空気流に付与されたエネルギは、効率的に旋回流に変換される。従って、キャピラリ１０１の全体は、旋回流の中に配置される。
【００３４】
以上の説明では、キャピラリ１０１の寸法が短い場合と長い場合について、風向制御板の形状を説明した。しかしながら、キャピラリ１０１の本数が変化したときに、風向制御板の形状を変更してもよい。
【００３５】
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【符号の説明】
【００３６】
１０１…キャピラリ、１０２…ロードヘッダ、１０３…ポンプ機構、１０４…検出部、１０５…高圧電源、１０６…恒温槽、１０７…オートサンプラ、１０８…シリンジ、１０９…ブロック、１１０…逆止弁、１１１…ポリマー容器、１１２…陽極バッファ容器、１１３…陽極電極、１１４…陰極電極、１１５…温度制御板、１１６…キャピラリヘッド、１１７…キャピラリ陰極端、２０１…ファン、２０２…吐出口、２０３…吸引口、２０４…壁、２０５…収納部、２０６、２０７、２０８…領域、２１０…フレーム、２１１…セパレータ、３０１、３０２、３０３、３０４…風向制御板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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