(57)【要約】【解決手段】本発明は、分子分離のため多重サンプルの同時装填のための装置（１０）を備える。該装置は、壁（１２、１４、１６）を備えた分離領域（１１）であって、該壁の少なくとも１つのが装填箇所を有するアパーチャ（３８）を有する、該分離領域と、該分離領域内に配置されたゲル（１８）と、該ゲル内の複数の井戸部（３６）と、を備える。アパーチャは、サンプルをアパーチャから壁に搬送するように構造的に形成されたチャンネルにより複数の井戸部に接続されている。本発明は、実質的に閉じられた電気泳動領域と、該電気泳動領域内に配置された電気泳動ゲルと、該電気泳動ゲル内の多重列の井戸部と、を有し、該列は互い違い形態で配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子分離のための多種サンプルの同時装填のための装置であって、
壁を有する分離領域であって、前記壁の少なくとも１つが、装填箇所を有する多重アパーチャと、前記分離領域内に配置されたゲルと、該ゲル内の複数の井戸部と、を備える、前記分離領域を含んでおり、
前記アパーチャは、該アパーチャから前記井戸部までサンプルを搬送するように構造的に形成されたチャンネルにより前記複数の井戸部に接続されている、装置。
【請求項２】
前記装填箇所は、ローダー上の先端部間の間隔に適合するように、所定の間隔で隔てられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ゲル内に配置された少なくとも１つの捕捉層を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記捕捉層は、結合特性に従って前記サンプルを分離するための分子認識対の一部分を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記壁は、頂部壁を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記壁は、側壁を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記壁は、ＵＶに対して透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記壁は、前記ゲルから水吸着を回避するため予備処置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記壁は、水飽和により予備処理されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記所定の間隔は、０．５乃至２０ｍｍ間隔である、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記所定の間隔は、９ｍｍ間隔である、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記所定の間隔は、０．００１ｍｍ乃至１ｍｍ間隔である、請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の井戸部は、列に配列されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記列の井戸部は、互い違いの形態に配列され、これにより、２つの隣接する列の間の距離より長い前記分子分離のための移動距離を提供する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記アパーチャは、前記井戸部とは構造的に異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記構造的差異は、形状における差異を含んでいる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記構造的差異は、サイズにおける差異を含んでいる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記構造的差異は、整列位置における差異を含んでいる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記チャンネル形態は、勾配部を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記チャンネル形態は、不規則形態を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記チャンネル形態は、分岐形態を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
多重アパーチャを備えた前記少なくとも１つの壁は、側壁である、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
電気泳動分離のための装置であって、
実質的に閉じられた電気泳動領域と、
前記電気泳動領域内に配置された電気泳動ゲルと、
前記電気泳動ゲル内の多重列の井戸部と、
を備え、
前記列は、互い違いの形態に配列されている、装置。
【請求項２４】
前記電気泳動ゲル内に配置された少なくとも１つの捕捉層を更に備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの捕捉層は、結合特性に従って前記サンプルを分離するための分子認識対の一部分を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記井戸部の上方に配置された装填箇所を有するアパーチャを更に備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記装填箇所は、所定の間隔に配列されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記所定の間隔は、０．５乃至２０ｍｍの間隔を含んでいる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記所定の間隔は、９ｍｍの間隔を含んでいる、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記所定の間隔は、０．００１ｍｍ乃至１ｍｍの間隔を含んでいる、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記アパーチャから前記井戸部へ導くチャンネルを更に備えている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
分子分離用のゲル層であって、
前記ゲル層内に複数の井戸部を有し、
前記井戸部は、複数の列に配列されており、一列の井戸部は、所定の距離だけ隣接する列の井戸部から水平にシフトされ、前記ゲル層内で互い違いの形態の井戸部を形成するように、該水平シフトは左方から右方に交互に入れ替わる、前記ゲル層。
【請求項３３】
前記分子分離の手段は、サイズによる電気泳動分離を含んでいる、請求項３２に記載のゲル層。
【請求項３４】
前記分子分離の手段は、結合による分離を含んでいる、請求項３２に記載のゲル層。
【請求項３５】
前記分子分離の手段は、サイズ及び結合による電気泳動分離を含んでいる、請求項３２に記載のゲル層。
【請求項３６】
前記所定の距離は、０．００５乃至２０ｍｍの範囲にある、請求項３２に記載のゲル層。
【請求項３７】
前記所定の距離は、４．５ｍｍである、請求項３２に記載のゲル層。
【請求項３８】
分子分離のためサンプルを井戸部内に分配する装置であって、
頂側部及び底側部を備えた平坦表面と、
前記頂側部上に配置された多重装填箇所と、
前記井戸部へと導く前記底側部上の多重アパーチャであって、該アパーチャは互い違いの形態に配列されている、前記多重アパーチャと、
前記平坦表面を通って前記装填箇所を前記アパーチャに接続する、チャンネルと、
を含む、装置。
【請求項３９】
前記分子分離の手段は、サイズによる電気泳動分離を含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記分子分離の手段は、結合による分離を含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記分子分離の手段は、サイズ及び結合による電気泳動分離を含んでいる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４２】
前記装填箇所は、所定の間隔で配列されている、請求項３７に記載の装置。
【請求項４３】
前記所定の間隔は、０．５乃至２０ｍｍの間隔を含んでいる、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記所定の間隔は、９ｍｍ間隔である、請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記所定の間隔は、０．００１乃至１ｍｍの間隔を含んでいる、請求項４２に記載の装置。
【請求項４６】
前記互い違いの形態は、２つの隣接する列の間の距離より長い移動距離を提供する、請求項４２に記載の装置。
【請求項４７】
前記チャンネルは、勾配部を備えている、請求項４２に記載の装置。
【請求項４８】
前記チャンネルは、不規則形状を備えている、請求項４２に記載の装置。
【請求項４９】
前記チャンネルは、分岐形態を備えている、請求項４２に記載の装置。
【請求項５０】
非重量分離式のサンプル沈着のための電気泳動装置であって、
実質的に閉じられた電気泳動チャンバーと、
前記電気泳動チャンバー内に配置された、井戸部を備えた電気泳動ゲルと、
前記ゲル内に配置された非液体イオン源と、を備え、これにより、前記井戸部内に沈着される前にサンプルを重量で分離するための必要性を無くす、電気泳動装置。
【請求項５１】
前記電気泳動ゲル内に多重列の井戸部を更に備え、該列は互い違いの形態に配列されている、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記井戸部の上方に配置された装填箇所を有するアパーチャを更に備える、請求項５０に記載の装置。
【請求項５３】
前記装填箇所は、所定の間隔に配列されている、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記所定の間隔は、０．５乃至２０ｍｍの間隔を含んでいる、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記所定の間隔は、９ｍｍ間隔である、請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
前記所定の間隔は、０．００１乃至１ｍｍの間隔を含んでいる、請求項５３に記載の装置。
【請求項５７】
前記アパーチャから前記井戸部に導くチャンネルを更に備えている、請求項５２に記載の装置。
【請求項５８】
電気泳動分離のための装置であって、
実質的に閉じられた電気泳動領域と、
前記電気泳動領域内に配置された電気泳動ゲルと、
前記電気泳動ゲル内で、互い違いの形態に配列されている多重列の井戸部と、
前記ゲル内に配置された少なくとも１つの捕捉層と、
を備える、装置。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの捕捉層は、結合特性に従って前記サンプルを分離するための分子認識対の一部分を備える、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記井戸部の上方に配置された装填箇所を有するアパーチャを更に備える、請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記装填箇所は、所定の間隔に配列されている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記所定の間隔は、０．５乃至２０ｍｍの間隔を含んでいる、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
前記所定の間隔は、９ｍｍの間隔を含んでいる、請求項６１に記載の装置。
【請求項６４】
前記所定の間隔は、０．００１ｍｍ乃至１ｍｍの間隔を含んでいる、請求項６１に記載の装置。
【請求項６５】
前記アパーチャから前記井戸部へ導くチャンネルを更に備えている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６６】
電気泳動分離を実施するためのシステムであって、
電源と、
電気泳動分離を内部で実施するため伝導要素を内包する、実質的に閉じられた使い捨てカセットであって、該カセットは、
前記電気泳動分離を内部で実施するためのゲルのボディと、
前記ゲルのボディ内に互い違いの形態に配列された、複数の井戸部と、
前記複数の井戸部に導く装填箇所を有する、複数のアパーチャと、
を備える、前記カセットと、
前記実質的に閉じられたカセットを支持すると共に、前記電源から前記加セットの前記伝導要素に接続するための支持部と、
を備える、システム。
【請求項６７】
光源を更に備え、これにより、前記カセットが元の場所にある間、前記電気泳動分離の視覚化を可能にする、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記光源は、可変波長式である、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記光源はＵＶ光源であり、前記カセットは、電気泳動分離を受ける分子と相互作用して光を放射することができるＵＶ検知材料を備える、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
電気泳動分離を受ける分子と相互作用することができる着色染料を更に備え、これにより、前記電気泳動分離を実施すると共に前記カセットが元の場所にある間にそれを視覚化することを可能にする、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７１】
前記カセットは、水飽和により予備処理されている、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７２】
前記電気泳動分離の結果を記録するためのカメラ手段を更に備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７３】
前記支持部は、１つ以上のゲルに同時に接続するように構成されている、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７４】
前記装填箇所は、多重サンプルの同時装填のため所定の間隔に従って隔てられている、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７５】
前記所定の間隔は９ｍｍ間隔を含んでいる、請求項７４に記載のシステム。
【請求項７６】
前記ゲル内に配置された少なくとも１つの捕捉層を更に備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの捕捉層は、結合特性に従って前記サンプルを分離するための分子認識対の一部分を備える、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
電気泳動装置のため使用される水吸収プラスチックを処理するための方法であって、
前記水吸収プラスチックを加湿環境内に配置し、
前記水吸収プラスチックを、所定の期間に亘って前記加湿環境内に残しておくことにより、該水吸収プラスチックを飽和する、各工程を備える、方法。
【請求項７９】
前記所定の期間は、１乃至７２時間の範囲にある、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記所定の期間は、１乃至２０日の範囲にある、請求項７８に記載の方法。
【請求項８１】
前記所定の期間は、１０日間である、請求項７８に記載の方法。
【請求項８２】
前記水吸収プラスチックは、ＵＶに対し透明である、請求項７８に記載の方法。
【請求項８３】
多重サンプルを電気泳動装置に同時に装填する方法であって、
領域と、該領域を画定する壁と、互い違いに配列された多重井戸部を有する該領域内のゲルと、を有すると共に、前記壁は、装填箇所を有するアパーチャと、サンプルを前記井戸部に差し向けるように構造的に形成されたチャンネルと、を備える、電気泳動装置を設け、
標準的な多重装填機構を用いて前記サンプルを前記装填箇所に装填し、
前記装填箇所から前記井戸部内に前記サンプルを差し向ける、各工程を含んでいる、方法。
【請求項８４】
前記標準多重装填機構は、微滴定量の多重ピペットを備えている、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記微滴定量の多重ピペットは、９６井戸部の微滴定量の形態を備えている、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
分子分離のための方法であって、
分離領域と、該分離領域を画定する壁と、互い違いに配列された多重井戸部を有する該領域内のゲルと、を有すると共に、前記壁は、装填箇所を有するアパーチャと、サンプルを前記井戸部に差し向けるように構造的に形成されたチャンネルと、を備える、電気泳動装置を設け、
標準的な多重装填機構を用いて前記サンプルを前記装填箇所に装填し、
前記装填箇所から前記井戸部内に前記サンプルを差し向け、
前記サンプルの分離を可能にするように該分離領域を通して電流を形成し、
所定の特性に従って前記サンプルを分離する、各工程を含んでいる、方法。
【請求項８７】
前記所定の特性は、サイズを含んでいる、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記所定の特性は、結合特性を含んでいる、請求項８６に記載の方法。
【請求項８９】
前記所定の特性は、サイズ特性及び結合特性を含んでいる、請求項８６に記載の方法。
【請求項９０】
前記標準的な多重装填機構は、微滴定量の多重ピペットを含んでいる、請求項８６に記載の方法。
【請求項９１】
前記微滴定量の多重ピペットは、９６井戸部の微滴定量の形態を含んでいる、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
非重量分離式のサンプルの電気泳動分離のための方法であって、
実質的に閉じられた電気泳動領域であって、該電気泳動領域内に配置された井戸部を備える電気泳動ゲルと、該ゲル内に配置された非液体イオン源と、を有し、これにより、前記井戸部内への沈着前にサンプルを重量で分離する必要性を無くす、前記電気泳動領域を設け、
重量分離されない前記サンプルの分離を可能にするように、前記電気泳動領域を通して電流を形成し、
重量分離されない前記サンプルを所定の特性に従って分離する、各工程を含んでいる、方法。
【請求項９３】
前記所定の特性は、サイズを含んでいる、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記所定の特性は、結合特性を含んでいる、請求項９２に記載の方法。
【請求項９５】
前記所定の特性は、サイズ特性及び結合特性を含んでいる、請求項９２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動テストを実行するため多種サンプルを同時に装填するための装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
多数の診断処置及び実験的研究が実行されており、ＤＮＡ、ＲＮＡ又は蛋白質が、それらの電気泳動法を介して物理的及び化学的特性に従って分離されている。このプロセスは、普及しており、多くの用途を持っている。例えば、電気泳動法は、ＤＮＡ分子を、制限酵素により消化された後に、それらの結果としてのサイズに従って分析するため使用される。それは、ポリメラーゼ鎖反応（ＰＣＲ）の生産物を分析するためにも使用される。
【０００３】
幾つかの例では、分子は、例えば、抗体−抗原、ＤＮＡ−ＤＮＡプローブ、ビオチン−アビジン、リガンド−レセプター、レクチン−炭水化物その他等の分子認識対を有する。捕捉層を通って移動する分子対の各々の特定部分のみが捕捉され（例えば、捕捉層が特定の抗体を含むときには抗原）、その間、特定化されていない分子は、当該層を妨げられずに通過する。
【０００４】
電気泳動分離は、例えば、アガロース又はアクリル樹脂のゲル、又は、その２つの組み合わせ等の分離媒体内で実行される。アガロースゲルは、開いたトレイ内で鋳造され、水平スラブを形成する。一方、アクリルゲルは、２つのガラスプレートの間で垂直に成形される。
【０００５】
電気泳動分離以前には、ゲル母材の凝結又は重合前に、くし状構造を適用することにより、サンプル沈殿のためゲル内に井戸部を導入していた。約８乃至１５の井戸部の列が、ゲルの一方の端部を横切って形成される。
【０００６】
電気泳動分離を生じさせるため、ゲルの２つの両端部が、しばしば白金でできた電極により電源に接続されている緩衝溶液にさらされる。一旦、電源がスイッチオンにされると、電場は、負に帯電した分子をアノードに向かって移動させ、正に帯電した分子をカソードに向かって移動させる。ＤＮＡは、負に帯電しており、このため、ふるい作用を提供するアガロース又はアクリルのゲル内において、ＤＮＡ分子は、それらのサイズに依存した速度でアノードに向かって移動する。即ち、分子が小さいほど速く移動する。移動距離は、分子の間の十分な区別を可能にするのに十分に長くなければならない。
【０００７】
電気泳動分離テストの結果を視覚化し、詳細に記録することが望ましい。ＤＮＡ分子の電気泳動分離では、これは、電気泳動分離が完了された後にゲルスラブを蛍光合成物の溶液中に浸漬することによりなされた。該蛍光合成物は、ＤＮＡ分子内に挿入され、紫外光（ＵＶ）にさらされたときに可視光を放射する、例えば臭化エチジウム等である。その結果を記録するため、ゲルの像が様々な写真手段のうちの一つにより撮影される。
【０００８】
従来技術の電気泳動システムは、テストが実施されるところの作動環境への汚染の可能な源である。２つの主要な汚染源は、臭化エチジウム及びＰＣＲである。臭化エチジウムは、その突然変異誘発性作用に起因して危険な化学物質であり、このため、臭化エチジウムに対する露出は、悪性腫瘍を誘発し得る。ＰＣＲは、一つのＰＣＲ（そこから無数の分子が生成される）からのＤＮＡ生成物の単一分子が、それが誤った結果を生成するように、引き続くＰＣＲと干渉し得るほどきわめて敏感である。
【０００９】
また、従来の電気泳動法は、準備及び操作の点で時間を費やすものであった。これは、大量のサンプルが分析されなけばならず、サンプルの装填が逐一なされるときに特に真実である。
【００１０】
幾つかの発明は、ゲル電気泳動法のための膜ローダー（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｌｏａｄｅｒ）の使用を記載している、例えば米国特許番号５，９７２，１８８号等や、米国特許番号５，５８２，７０２号及び５，８６５，９７４号のカバー付きの電気泳動装置のように、汚染を無くす方向に取り組んできた。それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。当該装置は、自給式の使い捨てユニット内部で、電気泳動分離の実行、並びに、その結果を検出し分析することに関している。
【００１１】
多数のサンプルを一度に装填することによって、電気泳動分離を同様に走らせるのにかかる時間を減少するための試みがなされてきた。更には、サンプルの同時装填は、汚染及び人間のエラーを減少させることができる。細胞培養の標準規格、ＥＬＩＳＡ及びＰＣＲ分析は、サンプル装填及び分析に容易にするため対応するピペットを備える、様々なサイズのプレートを提供する。例えば、９６井戸部プレートが典型的に使用される。これに対応して、この形態に適合するピペットが市販され、普及している。標準の微滴定量ピペットならば、電気泳動のための装填時間を非常に減少させるであろう。
【００１２】
サイトーらは、米国特許番号５，８５，８３５号において、標準ピペットを用いて、さらされたゲル内の井戸部の中にサンプルを装填するための装置を提供することによって、この課題に取り組んだ。しかし、テスト装置は、たった０．８ｃｍの移動距離しか利用可能でなかったので、制限された解像能力しか持たなかった。米国特許番号６，０７１，３９６号では、ゲル母材層は、標準ピペットを用いたサンプルの装填のため井戸部が配列されたものとして記載されている。この特許では、移動１距離は、井戸部の全アレイを斜めにオフセットすることにより増大される。米国特許番号６，０１３，１６６号は。マイクロゲルフォーマットで電気泳動分離のため必要となる直線寸法を減少するための方法を記載している。
【００１３】
加えて、時間を節約し、不正確さを防止する仕方で、井戸部内に直接サンプルを装填することを援助するため幾つかのニードル案内設計が、開発された。例えば、米国特許番号５，６５６，１４５号は、サンプルを垂直スラブゲル内に装填するためのニードル案内手段を提供する。同様に、米国特許番号５，８４３，２９５号は、くし状／装填案内ユニットの組み合わせに関する。これらの設計のいずれかにおいても、装填箇所は、サンプルの簡単で直接的な装填を可能にするように、井戸部の頂部上に直接配置されている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本発明の一実施形態によれば、分子分離のため多重サンプルの同時装填用の装置を提供する。該装置は、壁を備えた分離領域を備えており、該壁の少なくとも１つは、装填箇所を備えた多重アパーチャと、該分離領域内に配置されたゲルと、該ゲル内の複数の井戸部と、を有する。アパーチャは、該アパーチャから井戸部にサンプルを搬送するように構造的に形成されたチャンネルにより、複数の井戸部に接続されている。一実施形態では、装填箇所は、ローダーの先端の間の間隔に適合するように所定の間隔で隔てられている。
【００１５】
一実施形態では、複数の井戸部は、列に配列されており、当該列は、互い違いの形態に配列され、２つの隣接する列の間の距離よりも長い分子分離のための移動距離を提供する。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、実質的に閉じられた電気泳動領域と、該電気泳動領域内に配置された電気泳動ゲルと、電気泳動ゲル内の多重列の井戸部と、を有し、該列が互い違いの形態に配列されている、装置が提供される。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、複数の井戸部を内部に有する分子分離のためのゲル層が提供される。当該井戸部は複数の列に配列され、一列の井戸部は、隣接する列の井戸部から所定の距離だけ水平方向にシフトされている。水平方向のシフトは、ゲル層内に井戸部の互い違い形態を形成するように、左方から右方に交互に入れ替わる。
【００１８】
本発明の別の実施形態によれば、頂部側及び底部側を備えた平坦表面と、標準形態に配列された頂部側上の多重装填箇所と、該装填箇所をアパーチャに接続する、平坦表面を通過するチャンネルと、を有する、分子分離のため井戸部内にサンプルを分配するための装置が提供される。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば、実質的に閉じられた領域と、該電気泳動領域内に配置された井戸部を備える電気泳動ゲルと、該ゲル内に配置された非液体イオン源と、を備え、井戸部内への沈着前にサンプルを重量で分離する必要性を無くす、重量分離されないサンプル沈着のための電気泳動装置が提供される。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、電源と、内部で電気泳動分離を実施すると共に、内部に伝導要素を有する実質的に閉じられた使い捨て式カセットと、該実質的に閉じられたカセットを支持すると共に該電源を該カセットの伝導要素に接続するための支持部と、を備え、一つ以上のゲルを同時に接続することができる、電気泳動分離を実施するためのシステムが提供される。該カセットは、電気泳動分離を内部で実行するためのゲルボディと、互い違いの形態に配列されたゲルボディ内の複数の井戸部と、複数の井戸部に導く装填箇所を有する複数のアパーチャと、を備える。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、電気泳動装置のため使用される水吸収プラスチックを処理するための方法が提供される。該方法は、水吸収プラスチックを加湿環境に配置し、該水吸収プラスチックを所定の期間に亘って加湿環境に残すことにより該水吸収プラスチックを飽和する工程を備えている。
【００２２】
本発明の別の実施形態によれば、多重サンプルを電気泳動装置内に同時装填のための方法が提供される。該方法は、領域と、該領域を画成する壁と、互い違いに配列された多重井戸部を有する、該領域内のゲルと、を有すると共に、該壁は装填箇所を有するアパーチャと、サンプルを井戸部内に差し向けるように構造的に形成されたチャンネルと、を備える、電気泳動装置を設け、標準的な多重装填機構を用いて該開口にサンプルを装填し、該サンプルをアパーチャから井戸部へと差し向ける、各工程を含んでいる。
【００２３】
本発明は、添付図面と関連された次の詳細な説明からより完全に理解され、認められよう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、全体として１０で示された、使い捨て式電気泳動カセットが示されている。図１は、カセット１０の外側形態を示し、図２は、断面図を示している。カセット１０は、単一の電気泳動テストのため使用される、閉じた使い捨てカセットであり、電気泳動分離を駆動し、後述されるように、ＤＮＡ並びにＲＮＡ又は蛋白質分子が分離されたとき、その結果の視覚化を可能にするため必要とされる全ての化学合成物質を含んでいる。
【００２５】
図１に示されるように、カセット１０は、夫々１２及び１４が付与された、底壁及び側壁と、特有の厚さを有する頂壁１６と、を有する３次元分離領域１１を含む。カセット１０は、壁１２、１４及び１６により取り囲まれている点で実質的に閉じられているが、後述されるように。排出孔及びアパーチャも備えている。一実施形態では、その厚さは、０．１乃至１０ｍｍの範囲である。別の実施形態では、その厚さは１．５ｍｍである。図１に示されたようにカセット１０は、特有の長さ、幅及び高さを有する。一実施形態では、その長さは１００乃至２００ｍｍの範囲であり、その幅は５０乃至１５０ｍｍの範囲であり、その高さは１乃至１０ｍｍの範囲である。好ましい実施形態では、長さ、幅及び高さは、夫々、１６０ミリメートル（ｍｍ）、１００ｍｍ及び６ｍｍである。別の好ましい実施形態では、長さ、幅及び高さは、夫々、１３０ｍｍ、１３０ｍｍ及び６ｍｍである。
【００２６】
底部壁１２及び頂部壁１６は、例えば、日本のミツイから市販されているＴＰＸプラスチック等、又は、イタリア、ローマのレプソル・ポリバーＳ．Ｐ．Ａから市販されている、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の任意の適切なＵＶ透過材料から作られている。カセット１０は、電気化学的反応に起因して発生され得るガス分子を解放することを可能にするため、排出孔３２及び３４を備えていてもよい。一実施形態では。排出孔は、直径にして０．５ｍｍ乃至２ｍｍの範囲にある。好ましい実施形態では、排出孔は直径にして１ｍｍである。
【００２７】
図２の断面図（ＩＶ−ＩＶ）に示されているように、領域１１は。電気泳動法のため任意の適切なゲル母材であり得る、例えば、アガロースゲル又はアクリル樹脂でできたゲル（例えばＵＳＡ、ＭＯ．Ｓｔ．ルイス、シグマから販売されている）等のゲル母材１８を含んでいる。突出した歯の列を有する「くし」をそれがセットされる間に該歯がゲル層内に突出するように使用することによって、複数の井戸部３６を、ゲル１８内に導入することができる。一実施形態では、複数の井戸部は１乃至２００井戸部の範囲に亘る。別の実施形態では、複数の井戸部は、８乃至１２井戸部の範囲に亘る。別の実施形態では、複数の井戸部は、９６井戸部を含んでいる。
【００２８】
ゲルがセットされたとき、くしは、当該層内で井戸部３６即ち孔の列を残すように取り外される。一実施形態では、井戸部３６は、０．５乃至５ｍｍ幅、１乃至５ｍｍ長、及び、３乃至５ｍｍ深さであり、当該分子のサンプルを分子分離を受けるように導入するために使用される。一つの列又は幾つかの列を形成してもよい。本発明の一実施形態では。列当たり１２井戸部の計８列が形成され、これらは互い違いの形態で配列されてもよい。本発明の一実施形態に対して、頂部壁１６は、更に詳しく後述されるように、装填箇所４１として使用されたアパーチャを有する。
【００２９】
加えて、カセット１０は、結合特性に従ってサンプルを分離するための分子認識対の一部分を含む捕捉層３７をオプションで備えることができる。捕捉層３７は。ゲル１８内で不動にされており、着目する分子の結合箇所が共有結合することになる樹脂を用いて製作されている。幾つかの例が、アクリルビーズ上のアビジン、架橋結合されて数珠なりになったアガロース上のバイオチン、及び、その他のものを含んでいる。これらの樹脂は、アガロース又は他の材料で混合され、ゲル１８内に層として注入される。その代わりに、アクリダイト（登録商標）（ＵＳＡ、ＭＡ，ウァルタム、モザイクテクノロジーから市販されている）を使用してもよい。アクリダイト（登録商標）は、アクリルアミドと共重合することができる、燐酸アミド（ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍｉｄｅ）であり、それは、任意のオリゴヌクレオチドプローブの５’ターミナル上に共重合可能なグループを導入するため使用することができる。捕捉層を作るために、アクリダイト（登録商標）のオリゴヌクレオチド捕捉プローブを、アクリルアミド溶液と混合することができ、ゲル層に重合することができる。
【００３０】
捕捉電気泳動技術は、集中された信号を提供し、時間を節約し、材料を節約する。一層又は多層の捕捉層を使用してもよい。この技術は、それ自身で実行することができ、或いは、標準サイズの電気泳動分離と組み合わせて実行することもできる。
【００３１】
電気泳動分離テストの結果を視覚化し、詳細に記録することが望ましい。ＤＮＡ分子の電気泳動分離では、これは、紫外（ＵＶ）光にさらされたとき可視光を放射する蛍光成分の溶液中で電気泳動分離が完了された後、ゲルスラブを浸漬することによりなされた。本発明の一実施形態によれば、サンプル又はゲルが臭化エチジウム又は他の蛍光染料と相互作用する。このようにして、その結果は、該ゲルを閉じられた領域１１から取り出すことにより当該サンプルを汚染物質にさらすこと無しに、元の場所で見ることができる。
【００３２】
本発明の別の実施形態によれば、様々な形式の光源を使用することができる。一実施形態では、調整可能又は調整不能な波長の光源を使用してもよい。光源は、可視光又は非可視光のいずれを含んでいてもよい。
【００３３】
その代わりに、例えば、メチレンブルー等の着色染料が、サンプル、ゲル、又は、イオンリザーバーに追加されてもよく、該染料が、ＵＶ光源のための必要無しにその結果を視覚化することができるように電気泳動分離を被る分子と相互作用してもよい。
【００３４】
領域１１は、外部直流電流（ＤＣ）の電源に接続されたとき、電気泳動分離を駆動するのに必要となる電場を提供する、参照番号２１及び２３が付与された２つの電極も備える。図示の実施形態では、電極２１がカソードであり、電極２３がアノードである。当該システムは、カセット１０の導電要素を電源に接続するための支持部を備えることもできる。一実施形態では、当該支持部は、１又はそれ以上のゲルに同時に接続するように構成される。更には、当該システムは、記録のためのカメラをオプションで備える。
【００３５】
一実施形態では、ゲル１８、導電電極２１及び２３は、米国特許番号５，５８２，７０２号及び５，８６５，９７４号に記載されているようなイオン交換母材等の非液体イオン源と接触している。
【００３６】
なお、カセット材料として使用されるプラスチックは、時折水吸収するので、液体の後工程の水吸着又は吸い上げを回避し、これによりゲルを無傷で維持するように、それらを加湿環境に配置し、所定の時間に亘って残しておくことで飽和させることによって、それらのプラスチックを予備処理してもよい。一実施形態では、この時間期間は、１乃至７２時間の範囲に亘る。別の実施形態では、時間期間は、１乃至２０日の範囲に亘る。別の実施形態では、時間期間は、最低でも１０日である。好ましい実施形態では、時間期間は１０日である。
【００３７】
なお、従来の電気泳動法では、サンプルは、それらが緩衝剤を通して井戸部の底に沈むような重さでなければならない。これは、一般に、例えばグリセリン、スクロース又はフィコルポリマー（Ｆｉｃｏｌｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）等の物質をサンプルに結合させることにより達成される。本発明の一実施形態では、井戸部の付近に液体緩衝剤が存在せず、その代わりに、非液体イオン源が、前記ゲル内に配置されていることが認められよう。かくして、前記ゲル内への沈着前にサンプルを重量で分離する工程を省略することができ、これによって、実験を実行するため必要となる時間を減少させることができる。
【００３８】
図３Ａ乃至図３Ｄを図４Ａ乃至図４Ｃと一緒に参照すると、井戸部１６の２つの側部に形成された、装填箇所４１及び出口アパーチャ３９の実施形態が示されている。一実施形態では、壁１６は当該装置の頂部壁又はカバーに言及している。別の実施形態では。他の壁、例えば側壁が使用される。壁１６は、頂部側及び底部側を備えた平坦表面と考えられるべきである。図３Ａ及び図４Ａは、壁１６の頂部側から見た図を示している。図３Ｂ及び図４Ｂは、壁１６の底部側から見た図を示している。図３Ｃは。壁１６の一部分の３次元図を示している。図３Ｄ及び図４Ｄは。壁１６の一部分の断面図を示している。
【００３９】
壁１６の底部側上に配置された、出口アパーチャ３９の互い違いの形態は。図３Ｂ及び図４Ｂで表されたように、ゲル１８の層内の井戸部３６の互い違いの形態に対応している。即ち、一列の井戸部は、所定の距離だけ隣接する列の井戸部から水平にシフトされている。一実施形態では、所定の距離は、０．０５ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲にある。別の実施形態では。所定の距離は。４．５ｍｍである。水平方向のシフトは、互い違いの形態を形成するように、左から右に交互に方向を変える際に生じる。
【００４０】
かくして、電気泳動分離が発生したとき、隣接する井戸部３６の間の電気泳動分離の方向での利用可能な移動距離は、８乃至２０ｍｍからとなる。一実施形態では、利用可能な移動距離は、矢印１８により示されたように、１８ｍｍ以内である。この量は、互い違いの形態を作ること無しに利用可能となる量の２倍となり、より大きなサイズの分子が分離される可能性を非常に増大させる。井戸部３６が、標準形態に従って配列され、互い違いの形態には配列されなかった場合、各列のサンプルは。１ｃｍより小さい移動距離しか持たないであろう。これに対し、図３Ｂに示された形態は、サンプルが次の列の井戸部３６の間で走ることができるので、その２倍の距離が利用可能となる。
【００４１】
図３Ａに示された実施形態では、入口アパーチャ３８は、カセット１０の壁１６の頂部に全て、エッジ上に配置された装填箇所４１を有する。装填箇所４１は、直線（一列）か、或いは、典型的には矩形配列で、行列の幾何学的配列のいずれかに作られている。一実施形態では、装填箇所４１は、ローダー上の先端部の間の間隔に適合するように所定の間隔で隔てられている。「ローダー」は、後述されるように、微滴定量ピペット等の、サンプルを装填するため使用される機構に言及している。多重装填機構は、多数のサンプルが一度に装填されることを可能にする。かくして、装填箇所の間の間隔は、変えることができ、任意型式のローダーの間隔に適合するように構成することができる。一実施形態では。所定の間隔は、０．５乃至２ｍｍの間隔を含んでいる。好ましい実施形態では、所定の間隔は、９６井戸部のための微滴定量の多重ピペットローダーに適合するように９ｍｍ間隔である。別の実施形態では。所定の間隔は、小型スケールシステムを可能とするように、０．００１乃至１ｍｍ間隔を含んでいる。
【００４２】
装填箇所４１の形状は、変えることができるが、それらは、ローダー先端の端部に適合するように典型的に円形である。例えば、ＵＳＡ、ＮＹ、ウェストベリー、エッペンドルフサイエンティフィック社から販売されている、例えば微滴定量の多重ピペット等の標準的な多種多様な装填機構を使用してもよく、かくして、ピペット内に適合することができる限りの多数サンプルの同時装填を可能にする。このように９６井戸部に対しては、例えば、ＵＳＡ、ＣＡ，フレルトン、ベックマン、クールター社から、同時に９６サンプルの全て、或いは、一度に８又は１２の装填を可能にする、ローダーが販売されている、類似のモデルも同様に他の形態に対して利用可能であろう。
【００４３】
装填箇所４１は、入口アパーチャ３８のエッジ上に配置されるか、又は、図４Ａに示されるように、単独で配置されるかのいずれかであり、井戸部３６内へと導く出口アパーチャ３９の上方に直接にはない。このため、サンプルは、勾配部の使用、又は、後述されるように他の方法のいずれかによって、井戸部３６に搬送されなければならない。記載された実施形態の変形も、可能である。例えば、垂直ゲルが頂部壁を形成する側壁等の、壁１６とは異なる壁に配置されたアパーチャ及び装填箇所も可能である。
【００４４】
図３Ｄ及び４Ｃに示されたように、チャンネル４０は、装填箇所４１を出口アパーチャ３９に接続する。チャンネル４０は、装填箇所４１から出口アパーチャ３９へのサンプルの流れを可能にするように、出口アパーチャ３９に装填箇所４１を接続する壁２０の構造的適合から形成される。チャンネル４０は、井戸部３６内にサンプルを搬送するような仕方で構造的に形成される。一実施形態では、チャンネル４０は、勾配部を備える。別の実施形態では、チャンネル４０は、例えば、磁気的又は電気的特性等の、サンプルを搬送するのを援助する別の特徴部分を備える。
【００４５】
ここで、本発明の実施形態を示す図５を参照する。幅広い装填箇所４１は、出口アパーチャ３９の上方に表されている。かくして、装填箇所４１の形状及び／又はサイズは、出口アパーチャ３９の形状及び／又はサイズとは異なっている。この例では、チャンネル４０は、サンプルが出口アパーチャ３９と直接、直列した状態で適用されなかったとしても、出口アパーチャ３９へとサンプルを差し向けることを可能にするように、不規則な形状で形成される。
【００４６】
ここで、本発明の更なる実施形態を示す図６を参照する。出口アパーチャ３９及び装填箇所４１は、互いに間接的に整列されている。装填箇所４１が、出口アパーチャ３９の上方に直接には配置されていないので、チャンネル４０の勾配部は、サンプルの方向を出口アパーチャ３９へ、次には井戸部３６へと形成する。
【００４７】
ここで、本発明の更なる実施形態を示す図７Ａ及び図７Ｂを参照する。図７Ａでは、一つの装填箇所４１は、多数の出口アパーチャ３９へ導き、図７Ｂでは、多数の装填箇所４１は、一つの出口アパーチャ３９へと導く。かくして、図７Ａに示されたように、多数のテストを、単一ピペット用途の後のサンプル上で実行することができ、該サンプルの装填時間を減少させる。これは、分岐構造を有するチャンネル４０により達成される。その代わりに、より多くのサンプルが必要とされる場合、図７Ｂに示されたように、ピペット上のセッティングを変えること無く、一つの井戸部３６に複合した量を分配することができる。これも、構造的チャンネル４０の形態により達成される。多数の他の形態も可能である。
【００４８】
上述した実施形態は、例示のみを用いて説明されており、本発明の範囲内に全て含まれる該実施形態への多数の変形が存在することが認められよう。例えば、ゲルは、垂直又は水平のいずれかであり得る。加えて、アパーチャは、頂部カバー上に直接設けられているというよりも装置の側壁上に設けられている。一実施形態では、全システムは、マイクロスケール範囲にあり、この場合には、上述した全ての寸法は、１０乃至１００の因子だけ減少される。
【００４９】
本発明が、特に図示され、上述されたものに限定されないことは、当業者により認められよう。むしろ、本発明の範囲は、請求の範囲によって画定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電気泳動装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る電気泳動装置の概略図である。
【図３】図３Ａ乃至図３Ｄは、本発明の一実施形態に係る、井戸部及びアパーチャの形態、並びに、装填箇所の線図である。
【図４】図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の別の実施形態に係る、井戸部及びアパーチャの形態、並びに、装填箇所の線図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るチャンネル形態の概略図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態に係るチャンネル形態の概略図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の更に別の実施形態に係るチャンネル形態の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004507756.tif 000035
【国際調査報告】
2004507756.tif 000036
2004507756.tif 000037