(57)【要約】【課題】ポリマをキャピラリに安定して注入できるキャピラリ電気泳動装置を提供する。【解決手段】本発明のキャピラリ電気泳動装置は、おもりに作用する重力を利用して、キャピラリに分離媒体を充填する。更に、、サンフォンの原理を利用して、キャピラリに試料を導入する。更に、分離媒体ブロックに設けられたシリンジ接続口、及び、キャピラリアレイ接続口は上に向いている。キャピラリの中央部分は水平面上に互いに重なり合わないように配置されている。また、キャピラリの中央部分と両端の間は、１つの曲面上に、互いに重なり合わないように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャピラリを含むキャピラリアレイと、該キャピラリに分離媒体を充填する分離媒体供給ユニットと、上記キャピラリにおける電気泳動により分離された試料成分を光学的に検出する検出部とを有するキャピラリ電気泳動装置において、
上記分離媒体供給ユニットは、上記キャピラリアレイに接続された分離媒体ブロックと、該分離媒体ブロックに装着されたシリンジと、該シリンジに重力方向の力を付与するおもりと、を有し、上記シリンジは、上記おもりに作用する重力により下降し、上記キャピラリに分離媒体を充填す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、
更に、上記シリンジと上記おもりの間に配置され段差を有する段差棒と、該段差に係合する係合部材と、を有し、上記キャピラリに分離媒体を充填しないとき上記係合部材と上記段差棒の段差が係合し、上記キャピラリに分離媒体を充填するとき上記係合部材と上記段差棒の段差の係合が解除され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。
【請求項３】
請求項２記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記段差棒の段差は所定のピッチにて複数個設けられ、上記係合部材が１つの段差に係合している状態から次の段差に係合するまで上記シリンジが移動することによって、上記キャピラリに分離媒体を充填する操作の１回分が行われ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３記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記段差のピッチは、１回の操作によって上記キャピラリに充填する分離媒体の量Ｖを上記シリンジの断面積Ｓによって除算した結果に基づいて決められ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３記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記段差の数は、上記シリンジ内部の有効体積を１回の操作によって上記キャピラリに充填する分離媒体の量Ｖによって除算した結果に基づいて決められ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２記載のキャピラリ電気泳動装置において、
上記係合部材は、ソレノイド棒と、該ソレノイド棒を上記段差棒から離れる方向に駆動するソレノイドと、該ソレノイド棒を上記段差棒に近づく方向に付勢するばねと、を有し、上記キャピラリに分離媒体を充填しないとき、上記ソレノイドの励磁を解除することにより上記ソレノイド棒と上記段差棒の段差を係合させ、上記キャピラリに分離媒体を充填するとき、上記ソレノイドを励磁することにより上記ソレノイド棒と上記段差棒の段差の係合を解除す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。
【請求項７】
請求項６記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記キャピラリに分離媒体を充填するとき、上記ソレノイドを励磁することにより上記ソレノイド棒と上記段差棒の段差の係合を解除させてから、所定の時間経過後に、上記ソレノイドの励磁を解除す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、上記キャピラリアレイは、上記キャピラリ内に試料を導入するための試料導入部と上記分離媒体ブロックに接続された接続部と上記試料導入部と上記接続部の間の中央部分とを有し、該中央部分において、上記キャピラリは互いに重なり合わないように１列に且つ水平面上に配置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８記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記試料導入部と上記中央部分の間、及び、上記接続部と上記中央部分の間において、上記キャピラリは互いに重なり合わないように１列に且つ曲面上に配置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】
複数のキャピラリを含むキャピラリアレイと、該キャピラリに分離媒体を充填する分離媒体供給ユニットと、上記キャピラリにおける電気泳動により分離された試料成分を光学的に検出する検出部と、を有するキャピラリ電気泳動装置において、
上記分離媒体供給ユニットは、内部に流路を有する分離媒体ブロックを有し、該分離媒体ブロックは、シリンジを接続するためのシリンジ接続口と、上記キャピラリアレイを接続するためのキャピラリアレイ接続口とを有し、上記シリンジ接続口及び上記キャピラリアレイ接続口の開口は上側を向い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１１】
請求項１０記載のキャピラリ電気泳動装置において、
上記キャピラリアレイは、上記キャピラリ内に試料を導入するための試料導入部と上記分離媒体ブロックに接続された接続部とを有し、
上記キャピラリ内に試料を導入するとき、上記キャピラリの試料導入部が浸かっている試料溶液の液面と上記分離媒体ブロックの下側管路が浸かっているバッファー液の液面の差を利用して上記試料を上記キャピラリ内に導入することを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記分離媒体ブロックの下端には第１のバルブが設けられた第１の管路と第２のバルブが設けられた第２の管路が設けられ、上記第１の管路に浸かっているバファー液の液面の高さは、上記キャピラリの試料導入部が浸かっている試料溶液の液面の高さより低く、上記第２の管路に浸かっているバファー液の液面の高さは、上記キャピラリの試料導入部が浸かっている試料溶液の液面の高さと同一であり、
上記キャピラリ内に試料と導入するとき、上記第１のバルブを開け、上記第２のバルブを閉じることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記キャピラリ内に試料と導入した後に上記電気泳動を行うとき、上記第１のバルブを閉じ、上記第２のバルブを開けることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１４】
複数のキャピラリを含むキャピラリアレイと、該キャピラリに分離媒体を充填する分離媒体供給ユニットと、上記キャピラリにおける電気泳動により分離された試料成分を光学的に検出する検出部と、を有するキャピラリ電気泳動装置において、
上記分離媒体供給ユニットは、内部に流路を有する分離媒体ブロックと、該分離媒体ブロックに装着されたシリンジと、を有し、
上記キャピラリアレイは、上記キャピラリ内に試料を導入するための試料導入部と上記分離媒体ブロックに接続された接続部とを有し、
上記キャピラリアレイは、上記試料導入部と上記接続部の間の中央部分を有し、該中央部分において、上記キャピラリは互いに重なり合わないように１列に且つ水平面上に配置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１５】
請求項１４記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記試料導入部と上記中央部分の間、及び、上記接続部と上記中央部分の間において、上記キャピラリの互いに重なり合わないように１列に且つ曲面上に配置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１６】
請求項１４記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記キャピラリアレイの中央部分は、水平に配置された恒温プレートによって保持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１７】
請求項１４記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記分離媒体ブロックは、上記シリンジを接続するためのシリンジ接続口と、上記キャピラリアレイを接続するためのキャピラリアレイ接続口とを有し、上記シリンジ接続口及び上記キャピラリアレイ接続口の開口は上側を向い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１８】
請求項１４記載のキャピラリ電気泳動装置において、上記キャピラリ内に試料を導入するとき、上記キャピラリの試料導入部が浸かっている試料溶液の液面と上記分離媒体ブロックの下側管路が浸かっているバッファー液の液面の差を利用して上記試料を上記キャピラリ内に導入することを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光標識されたＤＮＡなどの試料を電気泳動により分離分析する電気泳動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡの塩基配列及び塩基長の検出するためにキャピラリを用いた電気泳動分析法が用いられる。キャピラリに充填された分離媒体中に試料を注入して、キャピラリの両端部に高電圧を印加する。試料中のＤＮＡ合成物はキャピラリ内を移動し、分子量の大きさ等によって分離される。
【０００３】
測定対象のＤＮＡには予め蛍光色素が付加されている。これにレーザ光を照射すると、ＤＮＡは蛍光を発色する。これを蛍光計測手段で読み取り、ＤＮＡの配列及び塩基長を決定する。
【０００４】
キャピラリ電気泳動装置では、電気泳動を行った後に、キャピラリに充填された分離媒体を交換する。従来、キャピラリ中の分離媒体を交換するための分離媒体充填機構を備えるキャピラリ電気泳動装置が開発されている。
【０００５】
例えば、アプライドバイオシステムズ社製プリズム３１０では、ガラスシリンジを使って１本のキャピラリにポリマ溶液の注入を行っている。この装置では、モータのトルクを直線並進力に変換する機構を介してシリンジに伝達し、シリンジ内の分離媒体に発生する圧力で、分離媒体をキャピラリ中に注入する。
【０００６】
また、アプライドバイオシステムズ社製３１３０では、１６本のキャピラリからなるキャピラリアレイに対して、同様にモータの力を利用してポリマ注入用シリンジ（容量２５０μｌ）からポリマをキャピラリに注入する。
このように、モータを含む駆動系により補充用シリンジを加圧して注入用シリンジへポリマ溶液を送る方式は、国際公開番号WO2003/062814及び特許公報3389547号に示されている。
【０００７】
【特許文献１】特許公報3389547号
【特許文献２】WO2003/062814
【特許文献３】米国特許第6027627号
【特許文献４】米国特許第5221448号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、キャピラリ電気泳動装置に用いられるキャピラリの内径は、数十〜数百μｍ程度である。これに、粘性を有するポリマ溶液を充填するためには、数メガパスカル（数十kg/cm2）程度の高い且つ一定の圧力が必要である。
【０００９】
従来のキャピラリ電気泳動装置の分離媒体充填ユニットでは、モータを用いてキャピラリに分離媒体を充填する。
【００１０】
モータを用いる装置では、モータのトルクの経時変化や、トルクを直線並進力に変換する機構における抵抗の経時変化等により、一定の圧力を生成するのは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、ポリマをキャピラリに安定して注入できるキャピラリ電気泳動装置を提供することにある。
【００１２】
更に、本発明の目的は、簡便な構成により高信頼性、低製造コストを両立するキャピラリ電気泳動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はキャピラリに分離媒体を充填するための分離媒体供給ユニットを備えたキャピラリ電気泳動装置に関する。
【００１４】
本発明によると、おもりに作用する重力を利用して、キャピラリに分離媒体を充填する。更に、サンフォンの原理を利用して、キャピラリに試料を導入する。
【００１５】
本発明によると、分離媒体ブロックに設けられたシリンジ接続口、及び、キャピラリアレイ接続口は上に向いている。
【００１６】
本発明によると、キャピラリの中央部分は水平面上に互いに重なり合わないように配置されている。また、キャピラリの中央部分と両端の間は、１つの曲面上に、互いに重なり合わないように配置されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ポリマをキャピラリに安定して注入できる。更に、モータ等の構成要素数を抑制して、高信頼・低コストを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、上記の及びその他本発明の新規な特徴と効果について、図面を参照して説明する。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【００１９】
図１は、本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置の例を示す図である。本例のマルチキャピラリ電気泳動装置は、4本のキャピラリ101aからなるマルチキャピラリアレイ101と、分離媒体であるポリアクリルアミド等のポリマ水溶液をキャピラリ101a内に注入するための分離媒体供給ユニット20と、検査試料にレーザ光を照射し、蛍光を検出する検査光学系30と、試料溶液等を搬送する搬送ステージ40と、キャピラリアレイ101の温度を調節する恒温プレート50と、を有する。参照符号１０は、マルチキャピラリアレイ101と搬送ステージ40の平面構成を示す図である。
【００２０】
マルチキャピラリアレイ101の一端には、キャピラリ内に試料を導入するための試料導入部102が形成され、試料導入部102には、負電圧を印加する電極103が装着されている。マルチキャピラリアレイ101の他端には、接続部104が形成されている。マルチキャピラリアレイ101は、試料導入部102と接続部104の間に、レーザ光が照射される光照射部105を有する。キャピラリ101aは石英製の管状部材である。ここではマルチキャピラリアレイ101は４本のキャピラリ101aを含むが、４本以上又は以下であってもよい。マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102は、第１のバッファー容器402に保持された第１のバッファー液402aに浸かっている。
【００２１】
分離媒体供給ユニット20は、分離媒体ブロック200、シリンジ211、段差棒212、おもり214、及び、ソレノイド215を有する。ソレノイド215は、ソレノイド棒216及びばね217を有する。段差棒212には、段差213が形成されている。
【００２２】
分離媒体ブロック200内には流路201が形成されている。流路201は、シリンジ接続口202、キャピラリアレイ接続口203、及び、管路204を有し、管路204にはバルブ205が装着されている。分離媒体供給ユニット20によってキャピラリ101a内に分離媒体を充填するが、これについては後に説明する。
【００２３】
分離媒体ブロック200の管路204は、第２のバッファー容器403に保持された第２のバッファー液403aに浸かっている。第２のバッファー液403aにアース電極404が浸かっている。第１のバッファー容器402の第１のバッファー液402aの液面の高さと第２のバッファー容器403の第２のバッファー液403aの液面の高さを同一にする。これは、サイフォンの原理によって液が移動することを防止するためである。
【００２４】
アース電極404、第２のバッファー液403a、分離媒体ブロック200内の分離媒体、キャピラリ101a内の分離媒体、第１のバッファー液402a、及び、電極103によって通電路が形成される。アース電極404と電極103の間に高圧電源を印加すると、この通電路に電界が発生し、分離媒体中の試料が電気泳動する。それにより、試料中のＤＮＡ等は、その分子量等の性質に従い分離される。
【００２５】
検査光学系30は、光源301、ＣＣＤ303、及び、蛍光導入部304を有する。光源301は、635nmのコヒーレント光であるレーザ光302を発生する。レーザ光302は、キャピラリアレイ101の光照射部105に照射される。光照射部105では、キャピラリの被膜が除去されており、石英製のキャピラリが露出している。レーザ光302は長さ2mm、幅0.1mmに整形されて、並列配置された４本のキャピラリの光照射部105を同時に照射する。レーザ光302の照射により検査試料から蛍光が放出される。この蛍光は蛍光導入部304を介してＣＣＤ303に導かれる。ＣＣＤ303によって、蛍光を検出し、試料である生体物質を同定する。
【００２６】
尚、キャピラリへのレーザ光の照射方式は、ここに示した一括照射方式でもよいが、スキャン方式や、マルチフォーカス方式等でもよい。スキャン方式とは、例えば、ガルバノミラーを用いてレーザ光の照射方向を変更し、又は、レーザ光を反射するミラーを動かすことにより、レーザ光が照射されるキャピラリを時間分割で切り換える方式である。また、マルチフォーカス方式とは、平面上に並んだ複数のキャピラリの片側端あるいは両側端のキャピラリにレーザを照射し、隣接するキャピラリを光が次々と伝搬することにより、すべてのキャピラリを照射する方式である。
【００２７】
搬送ステージ40は試料を保持する試料容器401、第１のバッファー溶液を保持する第１のバッファー容器402等を、マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102に搬送する。
【００２８】
恒温プレート50は、キャピラリアレイ101の温度を制御するための温度制御機構（オーブン）である。本例では、恒温プレート50は、水平に配置された２枚のプレートを有する。これにより、キャピラリアレイ101の大部分は、例えば６０℃などの一定温度に保温される。
【００２９】
図２を参照して、本例のマルチキャピラリ電気泳動装置の分離媒体供給ユニットを用いて、キャピラリ内に分離媒体を注入する方法を説明する。電気泳動装置では、電気泳動の後にキャピラリ内の分離媒体を新しい分離媒体によって置換する。ここでは、図１に示した本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置の例を参照する。
【００３０】
図１に示す状態では、ソレノイド棒216の先端が段差棒212の段差213に係合している。このとき、ソレノイド215は励磁されていない。従って、ソレノイド棒216は、ばね217によって飛び出す方向の力を受けている。
【００３１】
ステップＳ１０１にて、先ず、分離媒体ブロック200の流路201を分離媒体で充填する。次に、分離媒体ブロック200のシリンジ接続口202にシリンジ211を装着し、分離媒体ブロック200のキャピラリアレイ接続口203にキャピラリアレイ101の接続部104を装着する。このとき、気泡が混入しないよう注意する。ステップＳ１０２にて、バルブ205を閉じる。
【００３２】
ステップＳ１０３にて、ソレノイド215を励磁する。それによって、ソレノイド棒216が引っ込み、ソレノイド棒216が段差棒212の段差213より外れる。おもり214に働く重力が段差棒212を介してシリンジ211に作用する。それによって、シリンジ211が下降する。分離媒体は分離媒体ブロック200の流路201を経由してキャピラリ101aに充填される。
【００３３】
ステップＳ１０４にて、ソレノイド215の励磁を解除する。ソレノイド棒216は、ばね217の力によって飛び出す方向に移動する。ソレノイド棒216の先端は、段差棒212の段差213に当接し、段差棒212の段差213の外面に押し付けられる。ソレノイド棒216の先端が段差棒212の段差213の外面に押し付けられた状態で、段差棒212は下降し続ける。
【００３４】
ステップＳ１０５にて、ソレノイド棒216の先端が段差棒212の段差213に係合する。それによって、段差棒212の移動が停止する。シリンジ211への加圧は解除される。
【００３５】
図３を参照して、ソレノイド215の動作を詳細に説明する。図３（ａ）はソレノイドの励磁の状態を示し、図３（ｂ）はシリンジ211に加わる圧力を示す。図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１にて、ソレノイド215を励磁し、時刻ｔ２にて、ソレノイド215の励磁を解除する。図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１にて、シリンジ211に一定の圧力が加わる。時刻ｔ３にて、ソレノイド棒216の先端が段差棒212の段差213に係合し、シリンジ211の移動が停止する。以後は、シリンジ211には圧力が印加されない。従って、キャピラリ101aへの分離媒体の充填は停止する。
【００３６】
ソレノイド215を励磁してからそれを解除するまでの時間をｔａ、シリンジ211への加圧が開始されてから解除されるまでの時間をｔｂとする。時間ｔａは、時間ｔｂより小さい値に設定される。
【００３７】
１回の操作によって、シリンジ211に充填する分離媒体の量は、段差棒212に形成した段差213のピッチを調整することによって、調整することができる。
【００３８】
本例では、シリンジ211の内径は1mmφ、断面積は0.78mm2であり、内部有効体積は、50μLである。キャピラリ101aの直径が50μm、キャピラリ長が200mmの場合、キャピラリ101aの内部の体積は0.125μL/本である。本例の場合、４本のキャピラリ101aを用いるので、キャピラリ内部の体積は0.5μLとなる。キャピラリ内の分離媒体を新しい分離媒体によって置換するために必要な分離媒体の量は、尤度を考慮して、キャピラリ101aの内部の体積の10倍に設定する。この場合、分離媒体の注入量は5μLとなる。シリンジ211の断面積は0.78mm2である。一回分の分離媒体置換量5μLに相当するシリンジ211のストロークＳはＳ＝5/0.78＝6.4mmとなる。従って、段差213のピッチを6mmとすればよい。
【００３９】
次に、段差棒212に形成する段差213の数を求める。シリンジ内部の有効体積は50uLである。一方、一回分の分離媒体置換量は5μLである。従って、シリンジに分離媒体を充填したとき、10回の分離媒体注入を実現できる。段差棒212に形成する段差213の数は、少なくとも10個必要である。
【００４０】
また、シリンジ211印加する圧力Ｐは、おもり214の重さを調整することによって、調整することができる。本例のおもり214は、直径40mm、高さ70mm、比重7.86、重さ700gの鉄棒である。シリンジ211の断面積は0.78mm2である。従って、シリンジ内の液体に印加する圧力Ｐは、Ｐ＝700g/0.78mm2 = 90kg/cm2となる。これは、国際公開番号WO2003/062814や特許公報3389547号に開示されている方法の場合と同程度の圧力である。おもり214の重さは、分離媒体の粘性に応じて最適値を設定する。即ち、分離媒体の粘性が小さい場合には、比較的軽いおもりを、分離媒体の粘性が大きい場合には、比較的重いおもりを選択する。
【００４１】
こうして、本例では、ソレノイド215のOn/Off動作のみで、即ち、Semi-autoにて、キャピラリ内の分離媒体を新しい分離媒体に置換することができる。ここで、”Semi-auto”とは、ソレノイド215のOn/Off動作以外は、分離媒体を自動的にキャピラリに注入することができる、という意味である。
【００４２】
上述の例では、シリンジ211の移動を制御する手段として、段差213を有する段差棒212と、ソレノイド棒216及びばね217を有するソレノイド215を用いた。しかしながら、本発明によると、ソレノイド215の代わりに同様な機能を有する他の手段が用いられてよい。例えば、ソレノイド棒216と同様な部材を手動で移動させてもよい。この場合には、Semi-autoではない。本発明によると、段差213と係合することによりシリンジ211の移動を停止させ、段差213との係合を解除することによりシリンジ211を移動させるように機能するものであればどのような構造のものであってよい。
【００４３】
図４は、本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置の他の例を示す図である。図４を参照して、本例のマルチキャピラリ電気泳動装置において、キャピラリ101aに試料を充填する方法を説明する。ここでは、既にキャピラリ101aに分離媒体が充填されているものとする。本例では、分離媒体ブロック200の流路201に第１の管路204と第２の管路206が形成され、第１の管路204には第１のバルブ205が装着され、第２の管路206には第２のバルブ207が装着されている。分離媒体ブロック200の第１の管路204は、第２バッファー容器403に保持された第２のバッファー液403aに浸かっており、第２の管路206は、第３バッファー容器405に保持された第３のバッファー液405aに浸かっている。
【００４４】
図４の参照符号１１は、マルチキャピラリアレイ101と搬送ステージ40の平面構成を示す図である。図示のように、搬送ステージ40によって試料容器401をマルチキャピラリアレイ101の試料導入部102に搬送する。マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102を、試料容器401内の試料401aに浸ける。第１のバルブ205を閉じ、第２のバルブ207を開ける。
【００４５】
図示のように、第３バッファー容器405の第３のバッファー液405aの液面の高さは、試料容器401内の試料401aの液面の高さより低い。両者の液面の差をＨとする。本例によると、この液面差Ｈによって、試料容器401内の試料401aをキャピラリ101a内に移動させる。即ち、サイフォンの原理を用いて、試料容器401内の試料401aをキャピラリ101a内に導入する。
【００４６】
こうして、キャピラリ101a内に試料が導入されたら、搬送ステージ40によって、試料容器401を第１のバッファー容器402と交換する。第１のバルブ205を開け、第２のバルブ207を閉じる。第１のバッファー容器402の第１のバッファー液402aの液面の高さと第２のバッファー容器403の第２のバッファー液403aの液面の高さを同一にする。
【００４７】
マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102を第１のバッファー容器402の第１のバッファー液402aに浸け、アース電極を含む通電路に高圧電源を印加する。それにより電気泳動が実行される。
【００４８】
本例によると、サンフォンの原理を用いて、キャピラリ101a内に試料を導入する。即ち、キャピラリ101a内に試料を導入する工程にて、通電路に高電圧を印加しない。言い換えれば、キャピラリ101a内に試料を導入する工程では、キャピラリ101aの試料導入部102にて電極を用いない。本例では、キャピラリ101aの試料導入部102にて電極を用いるのは、キャピラリ101aの試料導入部102を第１のバッファー液402aに浸けて、高圧を印加するときだけである。従って、キャピラリ101aの試料導入部102の各々に電極を設ける必要はなく、第１のバッファー容器402の第１のバッファー液402aに１つの共通電極を設ければよい。
【００４９】
次に、本例のマルチキャピラリ電気泳動装置において、マルチキャピラリアレイ101における光照射部105の位置について説明する。光照射部105は、マルチキャピラリアレイ101の一方の端部である試料導入部102と他方の端部である接続部104の間に設けられる。しかしながら、光照射部105はできるだけ接続部104に近い位置に設けられる。この理由を説明する。
【００５０】
ここで、マルチキャピラリアレイ101の全長をＬ、試料導入部102から光照射部105までの長さをＬ１、接続部104から光照射部105までの長さをＬ２とする。L＝Ｌ１＋Ｌ２である。マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102と接続部104の間に印加される電圧をＶとする。試料導入部102と光照射部105の間の電界強度をＶ１、接続部104と光照射部105の間の電界強度をＶ２とすると、これらの電界強度は、次の式によって表わされる。
Ｖ１＝Ｖ×（Ｌ１／Ｌ）                                                式１
Ｖ２＝Ｖ×（Ｌ２／Ｌ）                                                式２
【００５１】
電気泳動によって試料を分離する能力は、試料導入部102と光照射部105の間の電界強度Ｖ１によって決まる。即ち、電界強度Ｖ１が大きいほど、試料の分離能力は大きくなる。通電路に印加する電圧Ｖが一定であり、マルチキャピラリアレイ101の全長Ｌが一定であると仮定すると、距離Ｌ２に対する距離Ｌ１の割合が大きいほど、電界強度Ｖ１が大きくなる。従って、光照射部105はできるだけ接続部104に近い位置に設けるのが好ましい。
【００５２】
次に、マルチキャピラリアレイ101の配置について説明する。先ず、本例によると、分離媒体ブロック200に設けられたシリンジ接続口202、及び、キャピラリアレイ接続口203は上に向いている。即ち、シリンジ接続口202、及び、キャピラリアレイ接続口203の開口は上を向いている。シリンジ211及びキャピラリアレイ101の接続部104を分離媒体ブロック200に装着するとき、分離媒体ブロック200の流路201内を分離媒体で充填する。分離媒体は、シリンジ接続口202、及び、キャピラリアレイ接続口203の開口を完全に充填する。この状態で、シリンジ211及びキャピラリアレイ101の接続部104を、それぞれ、分離媒体ブロック200のシリンジ接続口202及びキャピラリアレイ接続口203に挿入すると、分離媒体は溢れ出す。そのため、気泡が混入することはない。
【００５３】
もし、分離媒体ブロック200に設けられたシリンジ接続口202、及び、キャピラリアレイ接続口203が下を向いていると、分離媒体は、シリンジ接続口202、及び、キャピラリアレイ接続口203から落下し、その開口を分離媒体によって完全に充填することはできない。このような状態でシリンジ211及びキャピラリアレイ101の接続部104を、それぞれ、分離媒体ブロック200のシリンジ接続口202及びキャピラリアレイ接続口203に挿入すると、気泡が混入する可能性がある。
【００５４】
次に、マルチキャピラリアレイ101の配列状態について説明する。本例によると、恒温プレート50は水平に配置されている。マルチキャピラリアレイ101の中央部分106は、２枚の恒温プレート50の間に配置されている。４本のキャピラリ101aは、互いに重なり合わないように、水平面上に並んで配置されている。こうして、マルチキャピラリアレイ101の中央部分を水平面上に互いに重なり合わないように配置することにより、全てのキャピラリ101aの長さを略同一にすることができる。
【００５５】
マルチキャピラリアレイ101の中央部分と両端の間は、１つの曲面上に、互いに重なり合わないように配置される。
【００５６】
図５を参照して説明する。図５（ａ）に示す例では、分離媒体ブロック200に設けられたシリンジ接続口202は上を向いているが、キャピラリアレイ接続口203は下を向いている。従って、キャピラリアレイ接続口203にキャピラリアレイ101の接続部104を装着するとき、分離媒体に気泡が入る可能性がある。また、この例では、２枚の恒温プレート50は垂直に配置されている。２枚の恒温プレート50上にキャピラリ101aを並んで配置することにより、全てのキャピラリ101aの長さを略同一にすることができる。
【００５７】
図５（ｂ）に示す例では、分離媒体ブロック200に設けられたシリンジ接続口202及びキャピラリアレイ接続口203は上を向いている。従って、シリンジ211及びキャピラリアレイ101の接続部104を、それぞれ、分離媒体ブロック200のシリンジ接続口202及びキャピラリアレイ接続口203に挿入するとき、分離媒体に気泡が入ることはない。
【００５８】
しかしながら、この例では、２枚の恒温プレート50は垂直に配置されている。キャピラリアレイ101は水平面上に配置されていない。従って、外側のキャピラリは内側のキャピラリより長くなる。従って、本例では、全てのキャピラリ101aの長さを略同一にすることはできない。
【００５９】
一方、図４を参照して説明したように、本実施例によると、マルチキャピラリアレイ101は次の特徴を有する。
（ａ）マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102及び接続部104の開口は下を向いている。
（ｂ）複数のキャピラリの泳動長は略同一である。
（ｃ）複数のキャピラリが単一面（単一曲面）上にある。
【００６０】
ここで、（ｃ）は、キャピラリアレイの製造が容易になるという利点を提供する。１枚の曲面上にキャピラリを固定することにより、キャピラリアレイを製造することができるからである。更に、ユーザによるキャピラリアレイの装置への装着及び取り外し、持ち運び等のハンドリングが極めて容易となる。
【００６１】
米国特許第6027627号に記載されているキャピラリアレイは、上述の（ｃ）を満たさない。米国特許第6027627号に記載されているキャピラリアレイの構造は極めて複雑であり、単一曲面上に形成することができない。そのため、製造コストが大きくなる。
【００６２】
米国特許第5221448号に記載されているキャピラリアレイでは、キャピラリが１本である。従って、上述の（ｂ）を満たさない。
【００６３】
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容易に理解されよう。マルチキャピラリアレイ101の試料導入部102、マルチキャピラリアレイ101の接続部104
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置の例の全体構成図である。
【図２】本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置において分離媒体をキャピラリに充填する処理を示す図である。
【図３】本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置においてソレノイドの励磁とシリンジに印加する圧力を示す図である。
【図４】本発明によるマルチキャピラリ電気泳動装置の例において試料をキャピラリに導入する処理を示す図である。
【図５】従来のマルチキャピラリ電気泳動装置において、分離媒体ブロックに設けられたシリンジ及びキャピラリアレイを装着する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
20…分離媒体供給ユニット、30…検査光学系、40…搬送ステージ、50…恒温プレート、101a…キャピラリ、101…キャピラリアレイ、102…試料導入部、103…電極、104…接続部、105…光照射部、106…中央部分、200…分離媒体ブロック、201…流路、202…シリンジ接続口、203…キャピラリアレイ接続口、204…管路、205…バルブ、206…管路、207…バルブ、211…シリンジ、212…段差棒、213…段差、214…おもり、215…ソレノイド、216…ソレノイド棒、217…ばね、301…光源、302…レーザ光、303…ＣＣＤ、304蛍光導入部、401…試料容器、402…第１バッファー容器、402a…第１のバッファー液、403…第２バッファー容器、403a…第２のバッファー液、404…アース電極、405…第３バッファー容器、405a…第３のバッファー液
【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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