(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、末端検出方式において、複数のキャピラリ端を高精度に配置することに関する。【解決手段】  本発明は、末端検出方式において、複数のキャピラリ端を保持する保持部材に設けられた基準面を用い、検出光学系と位置合わせすることに関する。基準面を検出光学系に位置合わせすることにより、複数のキャピラリ端を検出光学系に高精度に位置合わせできる。本発明により、複数のキャピラリ端を高精度に配置でき、高精度な電気泳動分析を実現できる。【選択図】図６
2006112928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
泳動媒体を充填できる複数のキャピラリと；
泳動媒体中の試料を電気泳動する電源と；
泳動分離された試料に励起光を照射する励起光学系と；
複数のキャピラリ端から放出される試料からの蛍光を検出する検出光学系と；
複数のキャピラリ端からキャピラリ内に泳動媒体を充填する泳動媒体充填機構と；
を含む電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端が、キャピラリヘッドにより保持され、
該キャピラリヘッドが、複数のキャピラリ端の構成する平面と平行なキャピラリヘッド基準面を備え、
該キャピラリヘッド基準面を、検出光学系に備えられた検出光学系基準面と接合させる電気泳動装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
検出光学系の焦点が、検出光学系基準面の存在する平面上に存在することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項３】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、レンズ及び二次元検出器を含み、該レンズ及び該二次元検出器が、検出光学系基準面が設けられている検出光学系フランジに保持されていることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項４】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端はキャピラリヘッド基準面上に無く、複数のキャピラリ端が検出光学系基準面と接触しないことを特徴とする電気泳動装置。
【請求項５】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端の構成する平面と、キャピラリヘッド基準面が同一平面上にあることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項６】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、検出光学系の光軸に対する複数のキャピラリ端の回転を防ぐ回転防止部材を有することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項７】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
検出光学系と泳動媒体充填機構を個別にキャピラリヘッドに接続していることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項８】
請求項１記載の電気泳動装置であって、
泳動媒体充填機構が、検出光学系に対して移動可能であることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項９】
泳動媒体を充填できる複数のキャピラリと；
泳動媒体中の試料を電気泳動する電源と；
泳動分離された試料に励起光を照射する励起光学系と；
複数のキャピラリ端から放出される試料からの蛍光を検出する検出光学系と；
複数のキャピラリ端からキャピラリ内に泳動媒体を充填する泳動媒体充填機構と；
を含む電気泳動装置であって、
検出光学系と泳動媒体充填機構を個別にキャピラリヘッドに接続する電気泳動装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端が、キャピラリヘッドにより保持され、
該キャピラリヘッドが、複数のキャピラリ端の構成する平面と平行なキャピラリヘッド基準面を備え、
該キャピラリヘッド基準面を、検出光学系に備えられた検出光学系基準面と接合させることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
該キャピラリヘッド基準面を、検出光学系に備えられた検出光学系基準面と接合させることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１２】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
検出光学系の焦点が、検出光学系基準面の存在する平面上に存在することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１３】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、レンズ及び二次元検出器を含み、該レンズ及び該二次元検出器が、検出光学系基準面が設けられている検出光学系フランジに保持されていることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１４】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端はキャピラリヘッド基準面上に無く、複数のキャピラリ端が検出光学系基準面と接触しないことを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１５】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端の構成する平面と、キャピラリヘッド基準面が同一平面上にあることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１６】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、検出光学系の光軸に対する複数のキャピラリ端の回転を防ぐ回転防止部材を有することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１７】
請求項９記載の電気泳動装置であって、
検出光学系と泳動媒体充填機構を個別にキャピラリヘッドに接続していることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１８】
泳動媒体を充填できる複数のキャピラリと；
泳動媒体中の試料を電気泳動する電源と；
泳動分離された試料に励起光を照射する励起光学系と；
複数のキャピラリ端から放出される試料からの蛍光を検出する検出光学系と；
複数のキャピラリ端からキャピラリ内に泳動媒体を充填する泳動媒体充填機構と；
を含む電気泳動装置であって、
泳動媒体充填機構が、検出光学系に対して移動可能である。
【請求項１９】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端が、キャピラリヘッドにより保持され、
該キャピラリヘッドが、複数のキャピラリ端の構成する平面と平行なキャピラリヘッド基準面を備え、
該キャピラリヘッド基準面を、検出光学系に備えられた検出光学系基準面と接合させることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、レンズ及び二次元検出器を含み、該レンズ及び該二次元検出器が、検出光学系基準面が設けられている検出光学系フランジに保持されていることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２１】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端はキャピラリヘッド基準面上に無く、複数のキャピラリ端が検出光学系基準面と接触しないことを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２２】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
複数のキャピラリ端の構成する平面と、キャピラリヘッド基準面が同一平面上にあることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２３】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
検出光学系が、検出光学系の光軸に対する複数のキャピラリ端の回転を防ぐ回転防止部材を有することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２４】
請求項１８記載の電気泳動装置であって、
検出光学系と泳動媒体充填機構を個別にキャピラリヘッドに接続していることを特徴とする電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸やタンパク質等を電気泳動により分離分析する技術に関し、例えば、キャピラリ電気泳動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＮＡの塩基配列決定に際し、高速化・高スループット化を目的として、ゲルを充填したキャピラリを多数本並べて計測するキャピラリアレイ方式の電気泳動装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１０−１９８４６号公報には、ゲルが予め充填されたキャピラリと、キャピラリの下端部に設けられたバッファー槽とを有し、蛍光検出をキャピラリの下端面から行うキャピラリ電気泳動装置が開示されている。尚、キャピラリ内を伝播し、キャピラリ末端から放出される蛍光を検出する末端検出方式は、特表２０００−５０６６０６号公報，特表２００１−５１９９１３号公報、及び特表２００２−５２０６１６号公報にも開示されている。
【０００４】
また、特開平には、複数のキャピラリ端を束ねるキャピラリヘッドを、フェラールにより締め付けて泳動媒体充填機構に接続する電気泳動装置が開示されている。ゲル充填用シリンジにより、キャピラリ端からキャピラリ内に泳動媒体を充填している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９８４６号公報
【特許文献２】特表２０００−５０６６０６号公報
【特許文献３】特表２００１−５１９９１３号公報
【特許文献４】特表２００２−５２０６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
末端検出方式における複数のキャピラリ端と泳動媒体充填機構との接続方法について本願発明者が鋭意検討した結果、本願発明者は次の問題を見出した。
【０００７】
複数のキャピラリ端をフェラールを用いて泳動媒体充填機構に接続する場合、フェラールで締め付ける際に、所望の取付け位置より、複数のキャピラリ端が微動する虞がある。また、フェラールを締め付ける力加減がばらつく為、複数のキャピラリ端の取り付け位置の再現性が担保できない虞もある。蛍光を放出するキャピラリ末端を、蛍光を検出する受光光学系に対して精密配置できないと、蛍光を精度良く検出できず、分析精度が悪化する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、末端検出方式において、複数のキャピラリ端を高精度に配置することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、末端検出方式において、複数のキャピラリ端を保持する保持部材に設けられた基準面を用い、検出光学系と位置合わせすることに関する。基準面を検出光学系に位置合わせすることにより、複数のキャピラリ端を検出光学系に高精度に位置合わせできる。
【００１０】
また、本発明は、末端検出方式において、検出光学系と泳動媒体充填機構を、複数のキャピラリ端を保持する保持部材に、個別に接続することに関する。複数のキャピラリ端を、検出光学系と直接位置合わせできる為、高精度な位置合わせが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、末端検出方式において、泳動媒体充填機構と検出光学系が独立していることに関する。泳動媒体充填機構と実質的に独立して、複数のキャピラリ端と受光光学系の位置合わせができ、位置合わせにおける誤差要因の一つを取り除くことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、複数のキャピラリ端を高精度に配置でき、高精度な電気泳動分析を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と利益を、図面を参酌して説明する。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１に、電気泳動装置の概略斜視図を示す。図２に、キャピラリヘッドの概略斜視図を示す。図３に、ポリマ充填ブロック近傍の概略断面図を示す。図４に、分析手順の概略フロー図を示す。以下、これら図面を参照して、電気泳動装置の概略を示す。
【００１５】
本実施例における電気泳動装置（以下、「本装置」）は、泳動媒体が充填された複数本のキャピラリを用い、各キャピラリに試料を導入し、試料中の試料成分を電気泳動分離し、分析する。例えば、ＤＮＡ含有試料を複数サンプル同時に分析し、塩基配列を解析できる。本装置の基本的構成は、キャピラリアレイ，照射光学ユニット，検出光学ユニット，オートサンプラユニット，泳動媒体充填ユニット，電源ユニット、及び温度制御ユニットである。
【００１６】
キャピラリアレイ１０１は、複数本のキャピラリ１０２より構成される着脱可能な交換部材であり、所定回数の分析により品質が劣化し、分離能が低下した際に、新品に交換される。また、測定手法を変更する場合、キャピラリ１０２の長さが異なるキャピラリアレイ１０１に交換することにより、キャピラリ１０２の長さを調節できる。キャピラリアレイ１０１は、試料をキャピラリ１０２内に導入する試料導入部１０４，泳動分離された試料に励起光を照射する照射部１０３，複数本のキャピラリを束ねるキャピラリヘッド107を有する。
【００１７】
キャピラリ１０２は、内径数十〜数百ミクロン，外形数百ミクロンの細管であり、強度を向上させるために表面がコーティングされている。キャピラリ１０２の内部に泳動媒体を充填することにより、泳動路を形成する。泳動路の両端に電圧を印加することにより、試料を電気泳動分離できる。
【００１８】
本実施例では、キャピラリ１０２内にて生じた光が、その内部を伝播するように、外表面をフッ素コーティングした石英パイプを用いる。尚、試料導入部１０４から少し離れた照射部１０３では、キャピラリ１０２内の試料に、レーザ光１２２を効率的に照射する為に、フッ素被膜が除去されている。このキャピラリ１０２を複数本束ねて、キャピラリアレイ１０１を構成している。尚、キャピラリ１０２の本数は、例えば、３８４本，１９２本，９６本，８本である。また、必要に応じ、キャピラリ１０２をポリイミドによりコーティングしても良い。
【００１９】
試料導入部１０４は、キャピラリ１０２の試料導入端１０５を、サンプル容器１４７のウェルに合わせて配置しており、各ウェルに保持された複数の試料を泳動路に導入できる。
【００２０】
本実施例では、キャピラリ１０２の先端を中空電極１０６に挿入して試料導入端１０５を形成し、試料導入端１０５を２４行１６列に配置し、試料導入部１０４を構成している。試料導入端１０５において、キャピラリ１０２の先端は、中空電極１０６から少し突出した状態となっている。ステンレス製パイプから構成される中空電極１０６は、高圧電源１６２に電気的に接続されている。試料導入端１０５を試料に浸し、電圧を印加することにより、試料を電気泳動し、キャピラリ内に導入できる。尚、試料導入の方法は、電気泳動に限定されず、圧力や分注により試料を泳動路に導入してもよい。
【００２１】
照射部１０３は、励起光であるレーザ光１２２を、キャピラリ１０２に充填された泳動媒体に照射する箇所であり、電気泳動分離された試料成分に励起光を照射することができる。試料成分に標識された蛍光体は、試料成分に依存した波長の光を放出する。
【００２２】
本実施例では、複数のキャピラリ１０２を複数の組に分け、複数のガラス基板上に複数のキャピラリ１０２をそれぞれ並べ、いくつかのキャピラリ配列を形成する。尚、キャピラリ配列の組数は、１組，２組，３組，４組等である。各ガラス基板上では、各キャピラリ１０２が互いに実質的に平行、かつガラス基板に実質的に平行に配列されている。また、各々のキャピラリ１０２におけるフッ素皮膜の除去部分が、一直線上に配列されている。ここでキャピラリ１０２が互いに実質的に平行、及びガラス基板に平行であるとは、精度誤差程度に収まる程度の平行度であることを指す。照射光学ユニットにより、各ガラス基盤の両側から照射された複数のレーザ光１２２は、複数のキャピラリ１０２におけるポリイミド皮膜除去部をそれぞれ伝播し、各キャピラリ１０２内の試料を同時に励起する。
【００２３】
キャピラリヘッド１０７は、複数のキャピラリを束ねて保持し、装置本体と着脱することができる。図２に示すように、本実施例のキャピラリヘッド１０７は、キャピラリの終端部１０８をマトリックス状となるように保持している。照射部１０３において試料成分から生じた蛍光の一部は、キャピラリ１０２の内表面で全反射してキャピラリ１０２の内部を伝播し、終端部１０８から放出され、検出光学ユニットにより検出される。また、キャピラリヘッド１０７は、ポリマ充填ブロック１５２に耐圧気密で接続できる。そして、泳動媒体充填ユニットにより、終端部１０８より、キャピラリ１０２内に、新しい泳動媒体を充填することができる。尚、終端部１０８は、必要に応じ、９６行４列，６４行６列、または４８行８列のマトリックス状に配列したり、単に一つに収束させてもよい。
【００２４】
照射光学ユニットは、キャピラリアレイ１０１の照射部１０３に、励起光であるレーザ光１２２を照射する機構である。本実施例の照射光学ユニットは、レーザ光源１１２，ビームスプリッタＡ１２４，ミラーＡ１２５，ビームスプリッタＢ１２６，ミラーＢ１２７、及び集光レンズ１２８を有する。
【００２５】
レーザ光源１１２は、試料成分を励起する励起光であるレーザ光を発振することができる。ビームスプリッタＡ１２４とミラーＡ１２５は、照射部１０３のキャピラリ配列をその両側から照射可能とする為に、レーザ光１２２は二手に分ける。複数のビームスプリッタＢ１２６と、複数のミラーＢ１２７、および集光レンズ１２８は、複数のレーザ光122をそれぞれ調節し、照射部１０３にレーザ光１２２を照射する。各キャピラリ配列に照射されたレーザ光１２２は、隣接するキャピラリ１０２に次々に伝播する。
【００２６】
尚、レーザ光源１１２としては、液体レーザ，気体レーザ，半導体レーザを適宜使用でき、必要に応じＬＥＤで代用しても良い。例えば、アルゴンイオンレーザであり、波長
４８８ｎｍ、及び５１４.５ｎｍ ，出力１００ｍＷのレーザ１２２を発振するマルチラインである。また、マルチラインのみならず、シングルラインでも良く、２種類以上のレーザ光源を組み合わせても良い。また、レーザ光１２２の波長は、５３２ｎｍや６３３ｎｍも適宜使用できる。さらに、キャピラリ配列の片側からのみレーザ光１２２を照射したり、時分割でレーザ光１２２を照射しても良い。
【００２７】
検出光学ユニット１３１は、試料成分から放出された光を検出する機構である。図３に示すように、本実施例の検出光学ユニット１３１は、第１カメラレンズ１１８，光学プリズム１３４，第２カメラレンズ１３５，２次元検出器１３６を含む。
【００２８】
終端部１０８を有するキャピラリヘッド１０７の端面は、泳動媒体で満たされポリマ流路１５４を介し、無蛍光石英ガラス製の検出窓１３２に対面するように配置されている。終端部１０８から放出された光は、ポリマ流路１５４内の泳動媒体を透過し、検出窓132から放射され、第１カメラレンズ１３３に入射し、平行光束とされる。この平行光束は、光学プリズム１３４により波長分散され、第２カメラレンズ１３５により、ＣＣＤカメラである２次元検出器１３６上に結像される。そして、ＣＣＤカメラからの信号を、コンピュータにより演算処理して、試料を分析する。
【００２９】
尚、光学プリズム１３４に代えて、回折格子やフィルタを適宜組み合わせて波長分散手段を構成してもよい。また、２次元検出器１３６としては、一次元検出器，フォトマル，フォトダイオード等と、光学機構を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００３０】
オートサンプラユニットは、サンプル容器１４７をはじめとする電気泳動分析に用いる各容器を、試料導入部１０４の直下等の所定位置に搬送し、保持する機構である。本実施例のオートサンプラユニットは、爪１４３を備えたロボットアーム１４２により、サンプル容器１４７，バッファ容器１４４，洗浄容器１４５、及び廃液容器１４６を搬送する。
【００３１】
ロボットアーム１４２は、各容器をその上に固定する爪１４３を備え、３次元的に移動できる。これにより、所定の場所に保管されている各容器を、試料導入部１０４の直下に搬送し、その場所にて各容器を所定時間保持し、所定の場所に返却できる。
【００３２】
バッファ容器１４４は、試料導入端１０５を浸す緩衝液を保持する容器である。泳動分析時、緩衝液が試料導入端１０５を浸すように、バッファ容器１４４は試料導入部１０４の直下に搬送される。また、装置待機中も、泳動分析時と同様に搬送され、試料導入端
１０５を緩衝液に浸し、キャピラリ１０２内の泳動媒体の乾燥を防止している。
【００３３】
洗浄容器１４５は、試料導入端１０５を洗浄する洗浄液を保持する容器であり、泳動媒体充填，予備泳動、及び試料導入の後に試料導入部１０４の直下に搬送される。試料導入端１０５を、洗浄容器中の洗浄液に浸すことにより、試料導入端１０５を洗浄し、コンタミネーションを回避できる。
【００３４】
廃液容器１４６は、使用済の泳動媒体を保持する容器であり、泳動媒体充填時に試料導入部１０４の直下に搬送され、泳動媒体充填時に試料導入端１０５から排出される使用済の泳動媒体を受け止める。
【００３５】
サンプル容器１４７は、複数の微量試料を保持する容器であり、試料導入時に試料導入部１０４の直下に搬送される。本実施例では、数１０μｌの試料を保持できるウェルを
２４行１６列備えたサンプルプレートに、樹脂製のシートであるセプタを乗せ、それをホルダとクリップで挟むことにより、サンプル容器１４７を構成している。試料としては、例えば、４種類のヌクレオシド塩基分子を識別するように蛍光標識され、多数の適当な長さ（大きさ）の核酸を含む溶液である。セプタは、ウェルに対応する位置に通常は密閉状態の貫通孔を有しており、ウェル中の試料の蒸発を防止しつつ、試料導入時に試料導入端１０５と試料の接触を可能としている。また、セプタ上面に保護フィルムを貼り付け、試料蒸発を防止することもできる。また、ホルダとクリップは、その間にサンプルプレートやセプタを挟み、一体化することにより、ロボットアーム１４２にて搬送可能なサンプル容器１４７を形成する。
【００３６】
図１及び図３に示す泳動媒体充填ユニットは、泳動媒体であるポリマをキャピラリ102内に充填する機構である。本実施例の泳動媒体充填ユニットは、ポリマ充填ブロック152，シリンジ１５３，チューブ１５５，電磁弁１５６とを含み、分析開始前に新しい泳動媒体をキャピラリ１０２内に自動的に充填できる。
【００３７】
ポリマ充填ブロック１５２は、ポリマ流路１５４と検出窓１３２を有し、シリンジ153とチューブ１５５に接続し、キャピラリヘッド１１０を着脱できる。キャピラリヘッド
１１０は、耐圧気密を維持しながらポリマ充填ブロック１５２に装着される。キャピラリヘッド１０７の終端部１０８は、検出窓１３２に対向するように配置され、キャピラリヘッド１０６と検出窓１３２に挟まれた領域はポリマ流路１５４の一部を形成する。ポリマ流路１５４は、泳動媒体により満たされたシリンジ１５３と、電磁弁１５６を備えたチューブ１５５と連通している。チューブ１５５の他端は、陽極バッファ容器１６３に保持された緩衝液に浸されている。
【００３８】
キャピラリ１０２内に泳動媒体を充填する際には、試料導入部１０４の直下に廃液容器１４６を配置し、電磁弁１５６を閉じ、シリンジ１５３のプランジャを押す。これにより、シリンジ１５３内の泳動媒体が、ポリマ流路１５４を経由して、終端部１０８からキャピラリ１０２内に流入する。また、キャピラリ１０２内の使用済泳動媒体は、試料導入端１０５から排出され、廃液容器１４６にて受け止められる。
【００３９】
電源ユニットは、キャピラリ１０２内の泳動媒体から構成される泳動路に電圧を印加する機構であり、試料を電気泳動できる。本実施例の電源ユニットは、中空電極１０６と陽極電極１６４に電気的接続され、１５ｋＶ前後の高電圧を発生できる高圧電源１６２を含む。
【００４０】
試料導入時は、キャピラリ１０２，ポリマ流路１５４及びチューブ１５５の内部を泳動媒体で満たし、サンプル容器１４７のウェルに保持された試料に試料導入端１０５を浸し、電磁弁１５６を開く。これにより、中空電極１０６，ウェル中の試料，キャピラリ102，ポリマ流路１５４，チューブ１５５，陽極バッファ容器１６３内の緩衝液、及び陽極電極１６４からなる通電路が形成される。そして、中空電極１０６を負電位、陽極電極164を正電位として、この通電路にパルス電圧を印加する。これにより、ウェル内に存在する負に帯電する試料成分、例えばＤＮＡが、試料導入端１０５から泳動路に導入される。
【００４１】
また、泳動分析時は、試料導入時と異なり、バッファ容器１４４に保持された緩衝液に試料導入端１０５を浸す。これにより、中空電極１０６，バッファ容器１４４中の緩衝液，キャピラリ１０２，ポリマ流路１５４，チューブ１５５，陽極バッファ容器１６３内の緩衝液、及び陽極電極１６４からなる通電路が形成される。そして、試料導入時と異なり、１５ｋＶ前後の高電圧を印加する。これにより、照射部１０３から試料導入部１０４の方向に電界が生じ、泳動路に導入された負に帯電する試料成分が、照射部１０３の方向に電気泳動する。
【００４２】
温度制御ユニットは、試料成分の泳動速度に影響を与える泳動路の温度を制御する機構である。本実施例における温度制御ユニットは、図示しない恒温槽内にキャピラリ１０２を収容する。そして、ペルチェ等の温度制御機構により一定温度に保たれた空気を、ファン等の送風機構により恒温槽内を循環させ、キャピラリ１０２を所定温度に保つ。
【００４３】
以下、主に図４を参照して、電気泳動分析の基本的手順について説明する。
【００４４】
電気泳動分析の基本的手順は、事前準備２０１，泳動媒体充填２０３，予備泳動２０４，試料導入２０５、及び泳動分析２０６に大別できる。本装置のオペレータは、分析開始前の事前準備として、試料や試薬を本装置にセットする（２０１）。より具体的には、まず、バッファ容器１４４と陽極バッファ容器１６３に、通電路の一部を形成する緩衝液を満たす。緩衝液は、例えば、各社から電気泳動用として市販されている電解質液である。
【００４５】
また、サンプル容器１４７のウェル内に、分析対象である試料を分注する。試料は、例えば、ＤＮＡのＰＣＲ産物である。また、洗浄容器１４５に、試料導入部１０４を洗浄する為の洗浄溶液を分注する。洗浄溶液は、例えば、純水である。また、シリンジ１５３内に、試料を電気泳動する為の分離媒体を注入する。泳動媒体は、例えば各社から電気泳動用として市販されているポリアクリルアミド系分離ゲルである。さらに、キャピラリ102の劣化が予想される場合や、キャピラリ１０２の長さを変更する場合、キャピラリアレイ１０１を交換する。そして、事前準備が完了した後、オペレータは本装置を操作して、分析を開始する（２０２）。泳動媒体充填２０３とは、キャピラリ１０２内に新しい泳動媒体を充填し、泳動路を形成する手順である。
【００４６】
本実施例における泳動媒体充填２０３では、まず、オートサンプラユニットにより廃液溶液１４６を試料導入部１０４の直下に運び、試料導入端１０５から排出される使用済の泳動媒体を受け止められるようにする（２１１）。そして、シリンジ１５３を駆動して、キャピラリ１０２内に新しい泳動媒体を充填し、使用済の泳動媒体を廃棄する（２１２）。最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、泳動媒体により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１３）。予備泳動２０４とは、泳動媒体に所定の電圧を印加し、泳動媒体を電気泳動に適した状態にする手順である。本実施例における予備泳動２０４では、まず、オートサンプラユニットにより、バッファ容器１４４内の緩衝液に試料導入端１０５を浸し、通電路を形成する（２１４）。そして、電源ユニットにより、泳動媒体に数〜数十キロボルト程度の電圧を数〜数十分間加え、泳動媒体を電気泳動に適した状態とする（２１５）。最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、緩衝液により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１６）。試料導入２０５とは、試料成分を泳動路に導入する手順である。
【００４７】
本実施例における試料導入２０５では、まず、オートサンプラユニットにより、サンプル容器１４７のウェル内に保持された試料に試料導入端１０５を浸す。これにより、通電路が形成され、泳動路に試料成分を導入できる状態となる（２１７）。そして、電源ユニットによりパルス電圧を通電路に印加し、泳動路に試料成分を導入する（２１８）。最後に、洗浄容器１４５内の洗浄溶液に試料導入端１０５を浸し、試料により汚れた試料導入端１０５を洗浄する（２１９）。泳動分析２０６とは、電気泳動により、試料中に含まれる各試料成分を分離分析する手順である。本実施例における泳動分析２０６では、まず、オートサンプラユニットにより、バッファ容器１４４内の緩衝液に試料導入端１０５を浸し、通電路を形成する（２２０）。
【００４８】
そして、電源ユニットにより、通電路に１５ｋＶ前後の高電圧を印加し、泳動路に電界を発生させる（２２１）。発生した電界により、泳動路内の各試料成分は、各試料成分の性質に依存した速度で照射部１０３へ移動する。つまり、試料成分は、その移動速度の差により分離される。そして、照射部１０３に到達した試料成分から順番に検出される。例えば、試料が、塩基長の異なるＤＮＡを多数含む場合は、その塩基長により移動速度に差が生じ、塩基長の短いＤＮＡから順に照射部１０３に到達する。各ＤＮＡに、その末端塩基配列に依存した蛍光物質を取り付けておけば、照射部１０３に到達した順に、その末端塩基配列を検出できる。
【００４９】
そして、予定していたデータを取り終えたら電圧印加を停止し、泳動分析を終了する
（２１３）。
【００５０】
以上が、一連の分析手順である。さらに分析を実施する場合は、泳動媒体充填２０３から分析手順を進める。
【００５１】
図５は、本実施例におけるキャピラリヘッドの詳細斜視図である。図６は、本実施例におけるキャピラリヘッドの詳細断面図である。以下、図５及び図６を参照して、本実施例におけるキャピラリヘッドの詳細について説明する。
【００５２】
キャピラリヘッド５０１は、複数のキャピラリ端を６４行６列のマトリックス状に配置するキャピラリ末端平面５０２と、これと平行なキャピラリヘッド基準面５０３を備えるフランジ部５０４を備える。キャピラリヘッド５０１は、ＰＥＥＫ等の樹脂製である。各キャピラリは、接着剤により固定されている。キャピラリ末端平面５０２とキャピラリヘッド基準面５０３は、樹脂製のキャピラリヘッド部品に各キャピラリを挿入し、接着剤により固定した後、これをダイヤモンドカッターにより切断することにより形成されている。キャピラリ末端平面５０２とキャピラリヘッド基準面５０３は同一研磨面であり、キャピラリ末端平面５０２とキャピラリヘッド基準面５０３は平行となっている。尚、キャピラリ末端平面５０２とキャピラリヘッド基準面５０３を所定距離離して構成しても良い。キャピラリヘッドは、例えば、二つのポリマ充填ブロック取付用ネジ５０５と、二つの検出光学系取付用ネジ５０６を備える。ポリマ充填ブロック５０７は、キャピラリ末端平面５０２を覆うように、キャピラリヘッド５０１と接続し、二つのポリマ充填ブロック取付用ネジ５０５により固定されている。キャピラリヘッド５０１とポリマ充填ブロック507は、Ｏリングや樹脂パッキン等のシール材により密着し、密閉している。ポリマ充填ブロック５０７により、キャピラリ内にポリマを充填することができる。また、ポリマ充填ブロック５０７を取り付けたキャピラリヘッド５０１は、検出光学系と独立して動かすことができる。キャピラリヘッド５０１の取扱いが容易であり、ポリマ充填ブロック５０１と検出光学系５０８の位置関係が、検出光学系５０８によるキャピラリ末端平面の測定に影響を与えることもない。
【００５３】
キャピラリヘッド５０１と検出光学系５０８は、検出光学系のフランジ５０９が備えるフランジ基準面５１０をキャピラリヘッド基準面５０３を合わせ、検出光学系取付用ネジ５０６により固定されている。検出光学系のフランジ５０９は、例えば、第１カメラレンズ，光学プリズム，第２カメラレンズ及び２次元検出器を固定する略円筒形の金属製部材である。この円筒の端面にあたる箇所にフランジ基準面５１０が設けられ、フランジ基準面５１０上に位置決めピン５１１が存在する。このフランジ基準面５１０は、検出光学系の光軸に対して所定角度傾いており、検出光学系の光軸に対してキャピラリ末端平面502を所定角度傾けることにより、波長分散手段に起因する色収差を補正している。尚、必要に応じ、検出光学系の光軸がキャピラリ末端平面５０２と垂直になるように、フランジ基準面５１０が検出光学系の光軸と垂直になるようにしてもよい。キャピラリ検出光学系のフランジ５０９に設けられたフランジ基準面５１０と第１カメラレンズの取り付け基準面は、機械加工により高精度に寸法配置されており、検出光学系の焦点は、フランジ基準面上に存在する。これにより、キャピラリヘッド基準面５０３とフランジ基準面５１０とを接合させることにより、キャピラリ末端平面５０２を、検出光学系の焦点位置に高精度に配置できる。また、位置決めピン５１１は、キャピラリヘッドに設けられた窪み５１２に嵌め込まれ、キャピラリ末端平面５０２が、検出光学系の光軸に対して回転することを防止する。キャピラリ末端平面５０２の中心軸と、検出光学系の光軸は高精度に一致し、キャピラリ末端平面５０２と、プリズム等の波長分散手段の回転角は高精度に位置合わせされる。
【００５４】
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て理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】電気泳動装置の概略斜視図。
【図２】キャピラリヘッドの概略斜視図。
【図３】ポリマ充填ブロック近傍の概略断面図。
【図４】分析手順の概略フロー図。
【図５】キャピラリヘッドの詳細斜視図。
【図６】キャピラリヘッドの詳細断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０１…キャピラリアレイ、１０２…キャピラリ、１０３…照射部、１０４…試料導入部、１０５…試料導入端、１０６…中空電極、１０７，５０１…キャピラリヘッド、108…終端部、１１２…レーザ光源、１２１…照射光学ユニット、１２２…レーザ光、１２４…ビームスプリッタＡ、１２５…ミラーＡ、１２６…ビームスプリッタＢ、１２７…ミラーＢ、１３１…検出光学ユニット、１３２…検出窓、１３３…第１カメラレンズ、１３４…光学プリズム、１３５…第２カメラレンズ、１３６…２次元検出器、１４１…オートサンプラユニット、１４２…ロボットアーム、１４３…爪、１４４…バッファ容器、１４５…洗浄容器、１４６…廃液容器、１４７…サンプル容器、１５１…泳動媒体充填ユニット、１５２，５０７…ポリマ充填ブロック、１５３…シリンジ、１５４…ポリマ流路、155…チューブ、１５６…電磁弁、１６１…電源ユニット、１６２…高圧電源、１６３…陽極バッファ容器、１６４…陽極電極、５０２…キャピラリ末端平面、５０３…キャピラリヘッド基準面、５０４…フランジ部、５０５…ポリマ充填ブロック取付用ネジ、５０６…検出光学系取付用ネジ、５０８…検出光学系、５０９…検出光学系のフランジ、５１０…フランジ基準面、５１１…位置決めピン。
【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６】
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