(57)【要約】【課題】キャピラリーを利用した大量サンプル処理装置を提供する。【解決手段】キャピラリー１６中に空気層を導入してサンプルの分離を行うことで、キャピラリー内に連続的に異なる溶液を蓄える。また、空気層を位置情報として利用することで、連続的及び並列的なサンプルの測定処理を行う。【選択図】  図１
2004317420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサンプル容器が装着されるサンプル容器取り付け部と、
洗浄溶液を入れる洗浄溶液タンクと、
空気導入口と、
送液路となるキャピラリーと、
前記サンプル容器取り付け部に装着された複数のサンプル容器のうちの１つのサンプル容器からのサンプル、前記洗浄溶液タンクからの洗浄溶液、あるいは前記空気導入口から導入される空気のいずれかを前記キャピラリーの一端に流入させる第１の流路切り替え部と、
廃液容器と、
複数の測定装置を備える測定部と、
前記キャピラリーを通して送液された流体を前記廃液容器あるいは前記測定部のいずれか一方に流入させる第２の流路切り替え部と、
前記第１の流路切り替え部から前記キャピラリーに流入する流体の種類を判別する第１のセンサーと、
前記第２の流路切り替え部に流入する流体の種類を判別する第２のセンサーと、
前記第１及び第２のセンサーからの検出出力が入力され、前記第１及び第２の流路切り替え部を制御する制御装置と
を備えることを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記サンプル容器取り付け部に装着された複数のサンプル容器のうちの１つのサンプル容器が前記第１の流路切り替え部に接続されるように前記サンプル容器取り付け部を駆動する駆動部を有することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項３】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記洗浄溶液タンク及び前記空気導入口は前記複数のサンプル容器が装着されたサンプル容器取り付け部に併設されており、前記第１の流路切り替え部を前記サンプル容器取り付け部に対して相対的に移動させる駆動手段を有することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項４】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記制御装置は、前記サンプル容器からの各サンプルと前記洗浄溶液タンクからの洗浄溶液とが、間に空気を挟んで前記キャピラリーに交互に導入されるように前記第１の流路切り替え部を制御することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項５】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記測定部は、複数の測定装置のうちの１つを前記第２の流路切り替え部に接続する測定装置切り替え部を有することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項６】
請求項５記載のキャピラリー利用測定装置において、前記制御装置は、前記複数のサンプル容器からの複数のサンプルがそれぞれ異なる測定装置に流入するように前記測定装置切り替え部を制御することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項７】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記複数の測定装置はそれぞれ弁を介して前記キャピラリーに直列的に接続されていることを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項８】
請求項７記載のキャピラリー利用測定装置において、各弁に流入する流体の種類を判別する複数のセンサーを備え、前記制御装置は、当該センサーの出力に基づき前記複数のサンプル容器からの複数のサンプルがそれぞれ異なる測定装置に流入するように前記弁を制御することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【請求項９】
請求項１記載のキャピラリー利用測定装置において、前記制御装置は、前記洗浄溶液が前記廃液容器に排出されるように前記第２の流路切り替え部を制御することを特徴とするキャピラリー利用測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャピラリーを利用してサンプルを測定装置に送液する測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、様々な生体高分子検出技術が考案され、医療デバイス実現に向けた技術開発や、実用化に向けた様々な取り組みが行われている。生体高分子の測定の手法として現在までに行われている代表的な方法の一つとして、キャピラリーを用いた方法が挙げられる。例として、キャピラリーアレイ技術、μ‐ＴＡＳ技術、キャピラリーＤＮＡシークエンサー技術、フローサイトメトリー技術、生体高分子マイクロアレイ反応技術、キャピラリー電気泳動装置等が挙げられる。
【特許文献１】
特開平９−２８８０８８号公報
【０００３】
【従来技術の問題点】
これらの装置においては、実用化の段階を迎えたものも数多く存在する。しかし、いずれの装置も個別のサンプルを扱うのに不適な形態であるものが多く、また、連続したサンプルを扱う用途としては煩雑なものがほとんどであった。今後、大量サンプルを処理することに適した、連続的かつ経済的な装置が必要とされることが予想される。
本発明は、このような要請に応えるべく、キャピラリーを利用した新たな大量サンプル処理方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キャピラリーを利用した生体高分子測定技術に関して、空気層を利用することで、連続的なサンプル注入を実現する。さらに、キャピラリー中を移動する空気層を位置情報として利用して送液経路を制御することで、連続的及び並列的なサンプルの処理を可能とする。なお、本明細書では、検出と測定とを総称して測定という。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、主に二点挙げられる。まず、キャピラリー中に空気層を設け、空気層を位置情報として利用する点である。空気層を位置情報として利用し制御を行うことで、連続的及び並列的な処理を行うことが可能となる。次に、キャピラリー中にサンプルを貯留する点である。貯留能は、キャピラリーの長さ及び太さを変化させることにより調節することが可能であり、見かけ上サンプルケースを並列にいくつも並べた場合と同様の効果を得ることができる。なお、キャピラリーの太さは、貯留部とその他の送液部とで同一径である必要はない。すなわち、貯留部のキャピラリーの径のみを太くすることにより貯留能を増大させることも可能である。
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施例において、キャピラリーの直径及び流路幅は５０μｍ〜３ｍｍが好ましく、キャピラリーの材質は、生体高分子水溶液をサンプルとして用いる場合、シリコーンやテフロン等が好ましい。サンプル溶液の例としては、生体高分子水溶液を挙げることができる。洗浄溶液の例としては、純水、緩衝溶液を挙げることができる。ただし、いずれもこれらに限定されるものではない。
【０００７】
〔実施例１〕
図１は、本発明によるキャピラリー利用測定装置の一例を示す概略図である。このキャピラリー利用測定装置は、複数のサンプルケース１１ａ〜１１ｎに入ったサンプル溶液を順にキャピラリー１６を通して測定部２４が備える１つの測定装置２４ａ〜２４ｎに送液し、測定する装置である。測定装置２４ａ〜２４ｎの好適な例として、キャピラリーを含むカートリッジが挙げられる。キャピラリーとしては、キャピラリー電気泳動、クロマトグラフィー、キャピラリーアレイ、キャピラリーＤＮＡシークエンサーといった、サンプルの分離・精製・分析を行う用途に利用されており、前記測定装置を流路に組み込むことにより、サンプルの測定を行うことができる。ただし、本発明の目的は、キャピラリーを用いることで各測定部に連続的にサンプルを供給することであり、測定部の形態はこれに限らない。例えば、ＤＮＡマイクロアレイ反応装置等にも応用が可能である。
【０００８】
本装置は、新規サンプルを連続的に供給する機構と、溶液及び空気層をキャピラリー中に供給する機構と、貯留能を有するに十分な長さのキャピラリーと、キャピラリー中の空気層または溶液層を検知し流路を制御する機構と、測定部の測定装置を交換する機構とから、大略構成される。ここで、測定装置２４ａ〜２４ｎを自動的に交換する機構を有することは、キャピラリー中に貯留能を持たせることによる効果を十分に発揮させるためのものとなる。すなわち、キャピラリー中に貯留されたサンプルは、連続的に測定装置２４ａ〜２４ｎに供給され、その後一切の作業を必要とすることなく、一定時間経過後、自動的に測定を終了させることができる。
【０００９】
キャピラリー中への溶液及び空気層の供給は、制御装置１によってバルブ２１ａ及びバルブ２１ｂを制御して行う。バルブ２１ａ及びバルブ２１ｂの切り替えは、センサー２２ａにおける空気層及び溶液層の検知により制御装置１がタイミングを判断し行われる。また、測定用部へのサンプルの導入は、センサー２２ｂにおける空気層及び溶液層の検知により制御装置１がタイミングを判断し、バルブ２１ｃの切り替えを行うことで意図する溶液のみが測定用カートリッジ内に導入されることとなる。
【００１０】
図２は、キャピラリー中の模式図である。本発明の特徴のひとつは、キャピラリー中に挿入した空気層を、サンプルの分画だけでなく、位置情報として利用する点であり、キャピラリー中には各種溶液層が空気層を介して順に配列している。図２においては、キャピラリー中のサンプル溶液層３１ａは、空気３２ａにより洗浄溶液層３３と分画されており、さらに、洗浄溶液層３３は、空気層３２ｂによりサンプル溶液層３１ｂと分画されている。このような各種溶液間に挿入した空気及び溶液を、キャピラリー中に設置された各センサーにより検出し、溶液の位置を判別する。センサーの構造例については後述する。
【００１１】
図３は、本実施例に用いられるバルブの構造例を示す図である。本実施例に用いられるバルブは三方に流路があり、弁体を回転させることにより流路を変更することができる。図示した状態においては、▲１▼−▲２▼の流路が形成されており、図示した状態から時計回りに９０度回転させることにより、▲１▼−▲３▼の流路が形成される。また、図示した状態から反時計回りに９０度回転させることにより、▲２▼−▲３▼の流路を形成することができる。さらに、図示した状態から１８０度回転させることにより、▲１▼、▲２▼、▲３▼のすべてを同一の流路とすることも可能である。
【００１２】
図４に、本実施例に用いられるセンサーの構造例を示す。センサーは、キャピラリー３４中に設けられ、対向する互いに接しない電極により構成される。気体層及び溶液層の判別は、電極間の電気的特性の変化により行われる。ただし、センサーは図示のものに限定されない。たとえば、センサーを光学的あるいは磁気的な特性を検知できるものとし、サンプル溶液や洗浄溶液内及び空気層中に光学的あるいは磁気的特性の異なる物質を混合し、それらの特性の違いを検知して判別するようにしてもよい。
【００１３】
図５は、制御装置１の表示画面例を示す図である。表示画面の項目としては、設定、動作状況、導入部・測定部各メッセージがあり、さらに、開く、設定保存、設定終了、動作開始、一時停止、停止、動作完了の各種ボタンがある。設定項目は、導入部に関する設定と測定部に関する設定に大別される。導入部に関する設定項目として、サンプル導入量、サンプル数、洗浄液層数、洗浄液導入量、送液速度がある。サンプル導入量は全量か一定量かを選択することが可能であり、一定量を選択する場合はその量を入力する。また、サンプル数は導入するサンプルの数を入力する。さらに、洗浄溶液層数は導入するサンプル層一層につき続いて導入する洗浄溶液層の数を入力し、洗浄液導入量は、洗浄溶液層ひとつ当たりの洗浄溶液容量を入力する。送液速度は、流路全体の送液速度を入力する。
【００１４】
測定部に関する設定項目として、導入洗浄液層数と保存先がある。導入洗浄液層数は、測定部に続いて導入する洗浄液層の数を入力し、導入しない場合は０を入力する。保存先は、測定部における測定結果のデータを保存するパスを入力する。
【００１５】
動作状況は、ステータス、導入部に関する動作状況、測定部に関する動作状況に大別される。ステータスは、送液系全体の概況を示すものである。導入部に関する動作状況の項目は、送液速度、導入サンプル、ステップがあり、送液速度は送液系全体の速度が表示され、導入サンプルは（現在導入されているサンプル数）／（導入されるサンプルの総数）の形で表示され、ステップは、（導入された溶液層数を単位サンプルあたりに導入される溶液層の総数で割ったときの剰余）／（単位サンプルあたりに導入される溶液層の総数）の形で表示される。
【００１６】
測定部に関する動作状況の項目は、測定サンプル、データ保存、残り時間があり、送液速度は各測定装置における送液速度が表示される。測定サンプルは、（測定しているサンプル番号）／（測定するサンプルの総数）の形で表示される。ここで、サンプル番号とは、流路に導入された順にサンプル層に付与する番号とする。データ保存は、記憶装置に測定データが保存されているサンプル数が表示され、残り時間は残り時間算出部において算出された残り時間を表示する。そして、導入部・測定部各メッセージは、それぞれにおける詳細な進行状況が表示される。
【００１７】
各種ボタンについては、開くボタンは保存された設定ファイルを開く場合に用い、設定保存ボタンは設定を設定ファイルとして保存する場合に用い、設定終了ボタンは設定項目の内容を動作開始前にプログラムに送信する場合に用い、動作開始ボタンは送液系の動作を開始させる場合に用い、一時停止ボタンは送液系を一時停止する場合に用い、停止ボタンは送液系を停止させる場合に用い、動作完了ボタンは送液動作終了後に制御プログラムを終了させる場合に用いる。
【００１８】
図６に、本実施例の制御ブロック図を示す。入力は、入力装置を介して行われ、表示画面の表示は、表示装置により行われる。表示装置に表示された表示画面において入力されたパラメータは、表示画面中の設定終了ボタンを押すことで導入部（送液）制御プログラムと測定プログラムに送られ、それぞれ送液パターンと測定パターンを生成する。それぞれのプログラムは、各種センサーから送られてくる溶液層・空気層の検知信号を受け取り、それぞれの層数を溶液層カウント部・空気層カウント部においてカウントし、生成された送液パターンと測定パターンと前記カウントに基づき、送液ポンプ制御部、駆動部制御部、バルブ制御部によりそれぞれ送液ポンプ、駆動部、バルブを制御する。残り時間は、残り時間算出部において計算され、表示画面中にリアルタイムに表示する。測定部において出力された測定結果は、測定結果格納部によって記憶装置中に保存される。
【００１９】
これより、制御装置１により制御される全体的な動作について説明する。本実施例における動作は、溶液層及び空気層導入に関する動作とサンプルの連続的な測定に関する動作とに大別される。
【００２０】
図７は、制御装置１により制御される溶液層及び空気層導入に関する動作のフローチャート図である。ここでは、サンプル溶液層と洗浄溶液層を、空気層を介して交互に形成させる場合について説明する。バルブ２１ａの初期位置は、サンプルケース１１ａとセンサー２２ａを結ぶ流路を形成した状態であり、バルブ２１ｂの初期位置は、空気取り入れ口１５とバルブ２１ａを結ぶ流路を形成した状態である。
【００２１】
まず、サンプルケース１１ａにサンプル溶液を注入する（ステップ１０１）。注入されたサンプル溶液は、送液ポンプ２５の動作開始（ステップ１０２）によりにキャピラリー１６（貯留部）中に導入される。導入されたサンプルの有無は、センサー２２ａにより検知される（ステップ１０３）。サンプルケース内のサンプル溶液が全量キャピラリー中に導入された場合、キャピラリー１６中には空気が導入され、空気層を形成することになる。空気層がセンサー２２ａにより検知されると（ステップ１０４）、バルブ２１ａが空気取り入れ口１５とセンサー２２ａを結ぶ流路に切り替えられ（ステップ１０５）、空気取り入れ口１５より空気がキャピラリー中に導入される（ステップ１０６）。一定時間及び一定量の空気がキャピラリー中に導入された後、バルブ２１ｂを洗浄液タンクとバルブ２１ａを結ぶ流路に切り替え（ステップ１０７）、洗浄溶液タンク１４内の洗浄溶液をキャピラリー１６中に取り入れる（ステップ１０８）。一定時間及び一定量の洗浄溶液をキャピラリー内に取り入れた後、バルブ２１ｂを空気取り入れ口１５とバルブ２１ａを結ぶ流路に切り替え（ステップ１０９）、空気取り入れ口１５より空気層をキャピラリー中に導入する（ステップ１１０）。この空気層導入の間に、キャピラリー中に導入される新規サンプルの準備を行う。
【００２２】
サンプルケース１１ａ〜１１ｎは駆動部２３ａによって回転される円盤状の回転台１３上に配列しており、自動的に流路に接続するサンプルケースを交換する機能を持つ。すなわち、回転台１３を回転させ（ステップ１１１）、空になったサンプルケースを流路から外し、新規サンプルの注入されたサンプルケースをキャピラリー流路に接続する（ステップ１１２）。一定時間及び一定量の空気がキャピラリー中に導入された後に、バルブ２１ａをサンプルケースとセンサー２２ａを結ぶ流路に切り替えることで（ステップ１１３）、新規サンプルを連続的に供給することができる。この動作は、新規サンプルがなくなるまで続けられる。新規サンプルがなくなった場合、送液ポンプ２５が停止するまで空気層が連続して供給されることとなる。また、ここでは全量をキャピラリー内に導入することについて説明しているが、一定量のサンプルのみをキャピラリー中に導入することにしてもよい。この場合、新規サンプルがなくなるのと同時に、キャピラリー中に空気取り入れ口より空気層が導入される状態で上記一連の動作を終了することにする。
【００２３】
図８は、制御装置１により制御されるサンプルの連続的な測定に関する動作のフローチャートである。ここでは、サンプル溶液層のみを測定部に導入し、洗浄溶液については別流路より排出させる方法について説明する。ここで、バルブ２１ｃの初期位置は、センサー２２ｂと廃液容器１７を結ぶ流路を形成した状態である。
【００２４】
送液ポンプ２５の動作を開始し（ステップ２０１）、溶液層及び空気層導入に関する動作を行うことにより、キャピラリー１６中にはサンプル溶液層と洗浄溶液層が空気層を介して交互に流れる。サンプル測定部への送液は、溶液層及び空気層をセンサー２２ｂにより検知し、制御装置１によりバルブ２１ｃを制御することで行われる。すなわち、センサー２２ｂは、キャピラリー１６中を流れる溶液層を検知し（ステップ２０２）、バルブ２１ｃをセンサー２２ｂと測定部２４を結ぶ流路に切り替え（ステップ２０３）、サンプルを測定部２４の測定装置２４ａに導入することで、測定が行われる。測定の終了は、センサー２２ｃが空気層を検出することにより判断する（ステップ２０６）。このとき、前記測定の間に特定の溶液層以外の層が測定装置に導入されること防ぐため、センサー２２ｃにおいて空気層を検出する間にセンサー２２ｂにおいて新たな溶液層が検知された場合は、動作を終了することとする。同様の効果は、送液ポンプ直前に空気取り入れ口を備えたバルブを配置することによっても得られる。すなわち、センサー２２ｃにより空気層が検知されるまでの間、前記バルブを切り替え、空気をキャピラリー中に導入することにより、バルブ以前の流路の動作を停止させ、バルブ以降の流路には、空気層のみが流れるようにしてもよい。
【００２５】
測定終了後、バルブ２１ｃがセンサー２２ｂと廃液容器１７を結ぶ流路に切り替えられる（ステップ２１０）。その後、センサー２２ｂは、洗浄溶液が通過するのに伴い、溶液層を検知し（ステップ２１１）、空気層を検知する（ステップ２１２）。洗浄溶液は廃液容器１７に貯留される。この間に測定部に備えられる測定装置の交換を行う。本実施例における測定装置２４ａ〜２４ｎは、駆動部２３ｂによって回転される円盤状の回転台１８上に配置されており、流路に接続する測定装置を交換する機能を持つ。すなわち、回転台１８を回転させ（ステップ２０８）、流路に接続する測定装置の切り替えを行うことで、連続的にサンプルを測定することが可能となる。なお、測定装置の交換は、測定装置が流路に接続されていない状態であればいつでも行うことができる。上記一連の動作は、センサー２２ｂにおいて、一定時間及び一定量以上の空気層を検知した場合（ステップ２１３）に送液ポンプ２５を停止させる（ステップ２１４）ことで終了する。尚、測定終了後のサンプルは、それぞれ回収容器２０に貯留されるため、回収することが可能である。
【００２６】
〔実施例２〕
図９は、本発明によるキャピラリー利用測定装置の他の例を示す概略図である。本例のキャピラリー利用測定装置は、サンプルケース４１ａ〜４１ｎに入っているサンプルを、測定部４９に配置されている複数の測定装置４９ａ〜４９ｎに順次分配し、各サンプルの測定を並列的に実行することができる装置である。
【００２７】
本実施例の装置は、新規サンプルを連続的に供給する機構と、溶液及び空気層をキャピラリー中に供給する機構と、貯留機能を有するに十分なキャピラリーと、キャピラリー中の空気層または溶液層を検知し流路を操作する機構と、測定部４９の測定装置４９ａ〜４９ｎを交換する機構とから大略構成される。各種センサーと各種バルブの制御は、実施例１と同様に制御装置（図示せず）によって行われる。
【００２８】
本実施例における新規サンプルを連続的に供給する機構はスライド式となっており、スライドの切り替えにより、サンプルの交換、空気の取り入れ、洗浄溶液の導入が行われる。このスライド式の機構は、三次元とすることで既存のマイクロタイタープレート等の規格にも対応させることができる。さらに、測定部４９の測定装置４９ａ〜４９ｎは並列に配置されており、制御装置は、センサーによる空気層及び溶液層の検知信号を受けてバルブを切り替えることで、任意の溶液及び空気層をそれぞれの測定装置に導入する。ここで、測定装置４９ａ〜４９ｎの好適な例として、キャピラリーを含むカートリッジが挙げられる。キャピラリーは、キャピラリー電気泳動・クロマトグラフィー・キャピラリーアレイ・キャピラリーＤＮＡシークエンサーといった、サンプルの分離・精製・分析を行う用途に利用されており、前記測定装置を流路に組み込むことにより、サンプルの測定を行うことができる。ただし、本発明の目的は、キャピラリーを用いることで各測定部に連続的にサンプルを供給することであり、測定装置の形態はこれに限らない。例えば、ＤＮＡマイクロアレイ反応装置等にも応用が可能である。測定装置を並列とするメリットとしては、特に測定装置における測定にある程度の時間を要する場合、測定を並列的に行うことにより、時間の短縮を図ることが可能な点が挙げられる。
【００２９】
図１０は、本実施例において用いられるバルブの構造例を示す。バルブには四方の流路があり、弁体を回転させることにより流路を変更することができる。すなわち、▲１▼−▲２▼と▲３▼−▲４▼の流路を形成することと、▲１▼−▲４▼と▲２▼−▲３▼の流路を形成することができる。
【００３０】
以下に、制御装置により制御される装置の全体的な動作について説明する。本実施例における動作は、溶液層及び空気層導入に関する動作とサンプルの連続的な測定に関する動作とに大別される。
【００３１】
図１１に、本実施例の制御部における表示画面例を示す。表示画面の項目は、設定、動作状況、導入部・測定部各メッセージがあり、さらに、開く、設定保存、設定終了、動作開始、一時停止、停止、動作完了の各種ボタンがある。設定項目は、導入部に関する設定と測定部に関する設定に大別される。導入部に関する設定項目として、サンプル導入量、サンプル数、洗浄液層数、洗浄液導入量、最大送液速度がある。サンプル導入量は全量か一定量かを選択することが可能であり、一定量を選択する場合はその量を入力する。サンプル数は導入するサンプルの数を入力する。さらに、洗浄液層数は導入するサンプル層一層につき続いて導入する洗浄溶液層の数を入力し、洗浄液導入量は、洗浄溶液層ひとつ当たりの洗浄溶液容量を入力する。最大送液速度は、測定部以前の送液系の最大送液速度を入力する。すなわち、本実施例における測定装置は独立となるため、測定部以前の送液速度を可変とし、前記測定部に影響を及ぼさない場合において、前記送液速度を増大させることにより、作業時間の効率化を図ることができる。従って、最大送液速度には、図１２中の測定部プログラムにおける送液ポンプ制御部で制御される送液ポンプ５３ａの最大送液速度を入力することになる。
【００３２】
測定部に関する設定項目として、並列測定部位数、導入洗浄液層数、送液速度、保存先がある。並列測定部位数は、測定部に並列に用意された測定装置の数を入力する。導入洗浄液層数は、測定部に続いて導入する洗浄液層の数を入力し、導入しない場合は０を入力する。送液速度は、測定部における送液速度を入力する。保存先は、測定部における測定結果を保存するパスを入力する。
【００３３】
動作状況は、ステータス、導入部に関する動作状況、測定部に関する動作状況に大別される。ステータスは、送液系全体の概況を示すものである。導入部に関する動作状況の項目は、送液速度、導入サンプル、ステップ数があり、送液速度は測定部以前の送液系の送液速度であり、導入サンプルは、（現在導入されているサンプル数）／（導入されるサンプルの総数）の形で表示され、ステップは、（導入された溶液層数を単位サンプルあたりに導入される溶液層の総数で割ったときの剰余）／（単位サンプルあたりに導入される溶液層の総数）の形で表示される。測定部に関する動作状況の項目は、送液速度、測定サンプル、データ保存、残り時間があり、送液速度は各測定部における送液速度が表示され、測定サンプルは、（測定している最小のサンプル番号）／（測定するサンプルの総数）〜（測定している最大のサンプル番号）／（測定するサンプルの総数）の形で表示される。ここで、サンプル番号とは、流路に導入された順にサンプル層に付与する番号とする。データ保存は、記憶装置に測定データが保存されているサンプル数が表示され、残り時間は残り時間算出部において算出された残り時間を表示する。
【００３４】
導入部・測定部各メッセージは、それぞれにおける詳細な進行状況が表示される。各種ボタンについては、開くボタンは保存された設定ファイルを開く場合に用い、設定保存ボタンは設定を設定ファイルとして保存する場合に用い、設定終了ボタンは設定項目の内容を動作開始前にプログラムに送信する場合に用い、動作開始ボタンは送液系の動作を開始させる場合に用い、一時停止ボタンは送液系を一時停止する場合に用い、停止ボタンは送液系を停止させる場合に用い、動作完了ボタンは送液動作終了後に制御プログラムを終了させる場合に用いる。
【００３５】
図１２に、本実施例の制御ブロック図を示す。入力は、入力装置を介して行われ、表示画面の表示は、表示装置により行われる。表示装置に表示された表示画面において入力されたパラメータは、前記表示画面中の設定終了ボタンを押すことで導入部（送液）制御プログラムと測定プログラムに送られ、それぞれ送液パターンと測定パターンを生成する。それぞれのプログラムは、各種センサーから送られてくる溶液層・空気層の検知信号を受け取り、それぞれの層数を溶液層カウント部・空気層カウント部においてカウントし、生成された送液パターンと測定パターンと前記カウントに基づき、送液ポンプ制御部、駆動部制御部、バルブ制御部によりそれぞれ送液ポンプ、駆動部、バルブを制御する。残り時間は、残り時間算出部において計算され、表示画面中にリアルタイムに表示する。測定部において出力された測定結果は、測定結果格納部によって記憶装置中に保存される。
【００３６】
図１３は、本実施例における制御装置により制御される溶液層及び空気層導入に関する動作のフローチャート図である。ここでは、サンプル溶液層と洗浄溶液層を、空気層を介して交互に形成させる場合について説明する。
【００３７】
まず、サンプルケース４１ａ，４１ｂ，…，４１ｎにサンプルを注入し（ステップ３０１）、送液ポンプ５３ａの動作を開始する（ステップ３０２）。全量及び一定量のサンプル溶液層がキャピラリー（貯留部）５０内に導入された後、センサー５２ａに至り、センサー５２ａがサンプル溶液層を検知し（ステップ３０３）、さらにサンプル溶液層が通過後、センサー５２ａは空気層を検知する（ステップ３０４）。その後、スライド４６を空気取り入れ口４３に至る流路に切り替え（ステップ３０５）、一定時間及び一定量の空気層の導入を行い（ステップ３０６）、さらにスライド４６を洗浄溶液タンク４４に至る流路に切り替え（ステップ３０７）、洗浄溶液層をキャピラリー内に導入する（ステップ３０８）。一定時間及び一定量の洗浄溶液層を導入した後、スライド４６を空気取り入れ口４３に至る流路に切り替え（ステップ３０９）、一定時間及び一定量の空気層の導入を行う（ステップ３１０）。その後、スライド４６を新規サンプルケースに至る流路に切り替える（ステップ３１１）。以上の動作は、新規サンプルがなくなるまで続けられる（ステップ３１２）。新規サンプルがなくなった場合、スライド４６は空気取り入れ口に至る流路に接続された状態で終了することとする。尚、上記一連の動作において、スライド４６が切り替え中の時には、送液ポンプ５３ａは一旦停止するものとする。
【００３８】
図１４は、本実施例における制御装置により制御されるサンプルの連続的な測定に関する動作のフローチャートである。ここでは、サンプル溶液層のみを測定部４９に導入し、洗浄溶液については別流路より排出させる方法について説明する。ここで、バルブ５１ａの初期位置は、センサー５２ｂと送液ポンプ５３ｂを結ぶ流路を形成した状態であり、バルブ５１ｂの初期位置は、センサー５２ｃとセンサー５２ｎを結ぶ流路を形成した状態であり、バルブ５１ｎの流路はセンサー５２ｎと廃液容器４７を結ぶ流路を形成した状態である。
【００３９】
送液ポンプ５３ａの動作を開始し（ステップ４０１）、溶液層及び空気層導入に関する動作を行うことにより、キャピラリー５０中にはサンプル溶液層と洗浄溶液層が空気層を介して交互に流れる。サンプル測定装置４９ａ，４９ｂ，…，４９ｎへの送液は、前記溶液層及び空気層を各種センサーにより検知し、制御装置により流路中の各種バルブを制御することで行われる。すなわち、センサー５２ｂは、キャピラリー中に導入されたサンプル溶液層を検知し（ステップ４０２）、続いて空気層を検出する（ステップ４０３）。サンプル溶液層は、測定装置４９ａに至る。さらにセンサー５２ｂが洗浄溶液層を検知した場合（ステップ４０４）、バルブ５１ａをセンサー５２ｂとセンサー５２ｃを結ぶ流路に切り替える（ステップ４０５）。このバルブ５１ａの切り替えにより、測定装置４９ａを含む流路系は独立となる。そこで前記流路の変更後、ポンプ５３ｂが動作を開始し（ステップ４０６）、測定が行われる。尚、センサー５２ｅにて空気層を検知した場合（ステップ４０７）、制御装置は測定装置における処理が終了したと判断し、ポンプ５３ｂを停止させる（ステップ４０８）。
【００４０】
一方、切り替えられたバルブ５１ａを通過した洗浄溶液層は、センサー５２ｃで検知され（ステップ４０９）、最終的に廃液容器４７に排出される。洗浄溶液層がセンサー５２ｃを通過した後、センサー５２ｃはその後の空気層を検知し（ステップ４１０）、さらにサンプル溶液層を検知する（ステップ４１１）。前記検知後、バルブ５１ｂがセンサー５２ｃと送液ポンプ５３ｃを結ぶ流路に切り替えられ（ステップ４１２）、流路が変更される。その後、センサー５２ｃは空気層を検知し（ステップ４１３）、さらに洗浄溶液層を検出する（ステップ４１４）。前記検出後、バルブ５１ｂをセンサー５２ｃとセンサー５２ｎを結ぶ流路に切り替える（ステップ４１５）。前記流路の切り替えにより、測定装置４９ｂを含む流路系は独立となる。前記流路の変更後、ポンプ５３ｃが動作を開始し、（ステップ４１６）、測定が行われる。その後、センサー５２ｆにて空気層を検知した場合（ステップ４１７）、制御装置は測定装置における処理が終了したと判断し、ポンプ５３ｃを停止させる（ステップ４１８）。
【００４１】
以上の一連の動作は、並列的に繰り返される。最終的に、センサー５２ｎにおいてサンプル溶液層が検知された場合は、バルブ５１ｎがセンサー５２ｎと送液ポンプ５３ｎを結ぶ流路に切り替えられ、前記サンプル溶液層は末端の測定装置４９ｎに送られる。そして、センサー５２ｎが空気層を検知し（ステップ４２３）、さらに洗浄溶液層を検知すると（ステップ４２４）、バルブ５１ｎがセンサー５２ｎと廃液容器４７を結ぶ流路に切り替えられる。その後、ポンプ５３ｎが動作を開始し、（ステップ４２６）、測定が行われる。この場合、サンプル溶液層は末端の測定装置４９ｎにサンプル溶液層が到達することとなり、センサー５２ｎで空気層が検知されたとき（ステップ４２７）にポンプ５３ｎを停止させ（ステップ４２８）、さらにポンプ５３ａを停止させることで（ステップ４２９）、上記一連の処理が終了する。一方、末端の測定装置にサンプル溶液層が到達しなかった場合においては、最後に切り替えられたバルブの直後にあるセンサーにおいて、一定時間及び一定量以上の空気層が検知された場合にポンプ５３ａを停止させ、終了することとする。反応終了後の各種サンプルは、回収容器４８ａ，４８ｂ，…，４８ｎによって回収することが可能である。
【００４２】
以上では装置の好適な使用法について説明したが、本発明は上記の使用法に限定されるものではない。まず、サンプルの注入の形態は、流路に容器を直接接続させた方法を例示したが、溶液を吸い上げる形式のもの等であってもよく、その方法については本例示に限定されない。そして、上記二例については、それぞれの組み合わせによっても実現することができ、その他にも、様々な実現の方法が考えられることから、本発明による形態は上記例示に限定されない。
【００４３】
さらに、上記例示においては、空気層を導入することについて説明したが、空気層に相当する層を形成する気体の種類は、不活性ガス等の様々な種類が考えられ、空気に限定されるものではない。さらに、これらを空気層とする以外にも、サンプル及び洗浄溶液層と混合しない性質を持つ種類の液体層としてもよい。検出部の形態についても特に限定はない。尚、実施例１，２で例示したサンプルケースの使用については、着脱式や使い捨て方式を採用してもよい。さらに、実施例２で例示した並列な測定装置については、図９中の点線囲部をひとつの平板上に再現することとしてもよい。すなわち、測定部の形状及び仕様についても、本例示に限定されるものではない。
【００４４】
一方、上記の説明においては、サンプル溶液のみを測定装置に導入する方法について説明したが、複数の溶液を測定装置に導入させることも可能である。たとえば、実施例１の機構において測定装置にサンプルと１種類の洗浄溶液を導入することとした場合、制御装置１による制御を図１５のようなフローチャートに従って行うことにより実現できる。
【００４５】
また、上記の説明においては、洗浄溶液タンクが１つの場合について例示したが、前記タンクは、洗浄溶液貯留用途のみに限定されない。すなわち、洗浄溶液以外の各種溶液貯留用途としてもかまわない。また、洗浄溶液タンクも含む各種溶液タンクを複数配置し、バルブ等による切り替え機構を備えることにより、種々の溶液をキャピラリーに導入できる形態とすることもできる。すなわち、制御装置１の制御方法を変えることにより処理過程を任意に設定することができ、さらに洗浄工程や乾燥工程などの様々な工程について管理することが可能であり、様々な測定の形態に対応させることが可能である。さらに、サンプルケース中に洗浄溶液を含む各種溶液を注入する形態とすること等により、前記タンクを必要としない実施形態も考えられる。すなわち、洗浄溶液を含む各種溶液の導入形態については上記例示に限定されるものではない。
また、廃液容器についても、前記容器を用いない形態も考えられ、上記例示に限定されるものではない。
以上のように、本発明を実現する機構は様々な形態が考えられ、その他すべて機構及び形態において本例示に限定されるものではない。
【００４６】
【発明の効果】
本発明により、キャピラリーを利用した生体高分子測定において、連続的かつ経済的に大量のサンプルを扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の模式図である。
【図２】キャピラリー中の模式図である。
【図３】実施例１で用いられるバルブの模式図である。
【図４】検出部の模式図である。
【図５】実施例１の表示画面例である。
【図６】実施例１の制御ブロック図である。
【図７】実施例１のサンプル注入部側の制御フローである。
【図８】実施例１の測定部側の制御フローである。
【図９】実施例２の模式図である。
【図１０】実施例２で用いられるバルブの模式図である。
【図１１】実施例２の表示画面例である。
【図１２】実施例２の制御ブロック図である。
【図１３】実施例２のサンプル注入部側の制御フローである。
【図１４】実施例２の測定部側の制御フローである。
【図１５】実施例１の測定部側の制御フローである。
【符号の説明】
１…制御装置
１１ａ〜１１ｎ…サンプルケース
１３…回転台（サンプルケース側）
１４…洗浄溶液タンク
１５…空気取り入れ口
１６…キャピラリー（貯留部）
１７…廃液容器
１８…回転台（測定部側）
２０…回収容器
２１ａ〜２１ｃ…バルブ
２２ａ〜２２ｃ…センサー
２３ａ〜２３ｂ…駆動部
２４ａ〜２４ｎ…測定装置
２５…送液ポンプ
３１ａ〜３１ｂ…サンプル溶液
３２ａ〜３２ｂ…空気層
３３…洗浄溶液層
３４…キャピラリー
４１ａ〜４１ｎ…サンプルケース
４３…空気取り入れ口
４４…洗浄溶液タンク
４５…サンプルケース固定台
４６…スライド
４７…廃液容器
４８ａ〜４８ｎ…回収容器
４９ａ〜４９ｎ…測定装置
５０…キャピラリー（貯留部）
５１ａ〜５１ｎ…バルブ
５２ａ〜５２ｎ…センサー
５３ａ〜５３ｎ…送液ポンプ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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