(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャピラリー電気泳動装置において使用される複数本のキャピラリーカラムが試料注入側でホルダにより固定され、検出側で平面状に一列に配列されており、検出側のキャピラリーカラム配列にはキャピラリーカラムの被膜が除去されてキャピラリーカラム配列方向に延びる帯状の検出用ウインドウが形成されており、その検出用ウインドウの周辺ではキャピラリーカラムは互いに密着し被膜どうしが互いに融着してキャピラリーカラム配列が一体化されていることを特徴とするキャピラリーカセット。
【請求項２】
マルチキャピラリー電気泳動装置において使用される複数本のキャピラリーカラムが試料注入側でホルダにより固定され、検出側で平面状に一列に配列され、その検出側にはキャピラリーカラムの被膜が除去された検出用ウインドウが形成されているキャピラリーカセットの製造方法において、
次の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含んで検出用ウインドウを形成することを特徴とするキャピラリーカセットの製造方法。
（Ａ）キャピラリーカラムの試料注入側をホルダにより固定した後、そのキャピラリーカラムを平面状に互いに密着して一列に並べて保持する工程、
（Ｂ）保持されたキャピラリーカラム配列の検出用ウインドウ形成予定領域に、キャピラリーカラム複数本分の長さをもつ加熱手段を接触させて複数本のキャピラリーカラムの被膜を除去するとともに、その被膜が除去された領域の周辺の被膜を熔融させた後に凝固させて隣接するキャピラリーカラムの被膜どうしを互いに融着させる工程。
【請求項３】
前記加熱手段の長さは検出側でのキャピラリーカラム配列の幅よりも短かく、前記工程（Ｂ）を前記キャピラリーカラム配列の幅方向に複数回繰り返す請求項２に記載のキャピラリーカセットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチキャピラリー電気泳動装置において使用される複数本のキャピラリーカラムが試料注入側でホルダにより固定され、検出側で平面状に一列に配列されたキャピラリーカセットとその製造方法に関し、特に検出側のキャピラリーカラム配列にはキャピラリーカラムの被膜が除去された検出用ウインドウをもつキャピラリーカセットとその検出用ウインドウを形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気泳動装置は核酸、タンパク質、ぺプチド、糖などを分離分析するために使用されており、特に、ＤＮＡの塩基配列の解析には重要な役割を果たしている。
人ゲノムのような長大な塩基配列をもつＤＮＡの塩基配列決定には、高感度で、高速で、かつ大処理能力をもった電気泳動装置が必要となる。その１つの方法として、平板状のスラブゲルを用いたものに代わってゲルを充填したキャピラリーカラムを複数本配列したマルチキャピラリー電気泳動装置が提案されている。キャピラリーカラムは、スラブゲルに比べて、試料の取扱いや注入が容易であるだけでなく、高速に泳動させて高感度で検出できる。つまり、スラブゲルで高電圧を印加すれば、ジュール熱の影響によりバンドが広がったり、温度勾配が生じるなどの問題が生じるが、キャピラリーカラムではそのような問題は少なく、高電圧を印加して高速泳動をさせても、バンドの広がりが少なく高感度検出ができるのである。
【０００３】
キャピラリーカラムは、機械的強度を高めるため、様々な被膜で保護されている。その被膜としては、ポリイミド、シリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル系樹脂などが使用されている。しかし、電気泳動のキャピラリーカラムの被膜として使用する場合、キャピラリーカラム内を泳動する試料の検出に吸光度測定や蛍光測定などの光学的手段が用いられるため、被膜の光吸収や発蛍光性などの光学特性が検出の障害となる。したがって、検出部の被膜をライターやガスバーナーなどの燃焼手段を用いて炎により燃焼して除去している。
また、複数本のキャピラリーカラムを使用し、複数の試料を同時に検出するマルチキャピラリー電気泳動装置においては、検出部の被膜を除去したキャピラリーカラムを揃えて並べ固定することにより検出用ウインドウを形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マルチキャピラリー電気泳動装置では多数のキャピラリーカラムが配列されるが、キャピラリーカラムの１本ずつに検出部の被膜除去を行なうと、その作業に多大の時間を要することになる。
また、被膜材によっては、炎による燃焼により被膜材を除去する過程で、炎の内部に位置する部分は完全に燃焼して除去されるが、炎から離れた個所では熔融するものの除去されるまでには至らないため、被膜が除去された部分の両側に溶融した被膜が凝固して生じる凸部が形成されてしまうものがある。このような凸部が形成されると、キャピラリーカラムを配列し、被膜が除去された部分の位置を揃えて検出用ウインドウを形成したとき、隣接するキャピラリーカラムどうしが密着しなかったり、凸部のために段違いになって検出用ウインドウが平面状に揃わなかったりする。その結果、検出の際、光学系の焦点がずれてしまって正確な検出を行なうことができないことがある。
【０００５】
本発明は、マルチキャピラリー電気泳動装置に用いるキャピラリーカラムの検出用ウインドウが光学的な測定に適するように平面状に形成されたキャピラリーカセットと、その検出用ウインドウ形成工程に特徴をもつキャピラリーカセットの製造方法に関するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャピラリーカセットは、複数本のキャピラリーカラムが試料注入側でホルダにより固定され、検出側で平面状に一列に配列されており、検出側のキャピラリーカラム配列にはキャピラリーカラムの被膜が除去されてキャピラリーカラム配列方向に延びる帯状の検出用ウインドウが形成されており、その検出用ウインドウの周辺ではキャピラリーカラムは互いに密着し被膜どうしが互いに融着してキャピラリーカラム配列が一体化されているものである。
【０００７】
そのキャピラリーカセットを製造する際に、本発明の製造方法は次の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含んで検出用ウインドウを形成する方法である。
（Ａ）キャピラリーカラムの試料注入側をホルダにより固定した後、そのキャピラリーカラムを平面状に互いに密着して一列に並べて保持する工程、
（Ｂ）保持されたキャピラリーカラム配列の検出用ウインドウ形成予定領域に、キャピラリーカラム複数本分の長さをもつ加熱手段を接触させて複数本のキャピラリーカラムの被膜を除去するとともに、その被膜が除去された領域の周辺の被膜を熔融させた後に凝固させて隣接するキャピラリーカラムの被膜どうしを互いに融着させる工程。
【０００８】
検出部の被膜除去をしていないキャピラリーカラムを平面状に一列に配列して固定し、加熱手段によって複数本のキャピラリーカラムの検出用ウインドウ形成予定位置の被膜除去を同時に行なう。複数本のキャピラリーカラムの被膜を同時に加熱して除去することにより、被膜が除去された領域から離れた位置では熔融した被膜が冷えて凝固する際に、隣接したキャピラリーカラムどうしが融着されて一体化される。これにより、一列に配列された複数本のキャピラリーカラムがフラットケーブル状になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
加熱手段としては、ニクロム線ヒータやセラミックヒータなどを用いることができる。
被膜を除去するのに用いる加熱手段として、その長さが検出側でのキャピラリーカラム配列の幅よりも短かいものを使用する場合には、工程（Ｂ）をキャピラリーカラム配列の幅方向に複数回繰り返して検出用ウインドウを形成する。
【００１０】
【実施例】
複数本のキャピラリーカラムを配列した一実施例のキャピラリーカセットと、それが適用されるマルチキャピラリー電気泳動装置の概略斜視図を図１に示す。キャピラリーカセット２は複数本のキャピラリーカラム１０２が配列され、ホルダ４、６により固定されてキャピラリーアレイを構成したものであり、そのキャピラリーアレイの一端２ａが試料注入側となってホルダー４により二次元的に配列されて固定されており、試料注入後に泳動用のリザーバ６２のバッファ液と接触する。そのキャピラリーアレイの終端２ｂはキャピラリーカラム１０２が一列に配列されており、先端でリザーバ５６のバッファ液と接触する。キャピラリーアレイの終端側にはキャピラリーカラム１０２が一列に配列されてホルダー６により支持されている被検出部２ｃが設けられている。キャピラリーカラム１０２は破損から守るために被膜により被覆されている。キャピラリーカセット２には多数のキャピラリーカラム、例えば３８４本のキャピラリーカラムが配列されている。各キャピラリーカラム１０２には異なる試料がそれぞれ注入され、同時に電気泳動がなされる。
【００１１】
キャピラリーカセット２の被検出部２ｃではキャピラリーカラム１０２の被膜が除去されてキャピラリーカラム配列方向に延びる帯状の検出用ウインドウが形成されている。そして、その検出用ウインドウの周辺ではキャピラリーカラム１０２は互いに密着し被膜どうしが互いに融着してキャピラリーカラム配列が一体化されている。
【００１２】
試料自体又は試料を標識した蛍光物質を励起するための励起光源として、例えばアルゴンガスレーザ装置８が設けられている。１０は励起・受光光学系であり、被検出部２ｃのキャピラリーカラム１０２に励起光のアルゴンレーザビームを照射し、試料からの蛍光を検出するものであり、走査機構（図示略）により、被検出部２ｃでのキャピラリーカセットの配列面に平行で泳動方向に直交する走査方向（キャピラリーカラム１０２の配列方向）に走査される。レーザ装置８からの励起光ビームが励起・受光光学系１０の走査によってもずれないようにするために、ここでは一例としてレーザ装置８からのレーザビームがカップラーにより結合された光ファイバ９を経て励起・受光光学系１０に導かれている。
【００１３】
下側のリザーバ６２には泳動用バッファ液が入れられ、キャピラリーアレイの下端２ａがそのバッファ液に浸され、そのバッファ液を通してキャピラリーカセット２の下端２ａのキャピラリー端に泳動用電圧が印加される。上側のリザーバ５６のバッファ液には上側電極５４が浸されて接触し、下側のリザーバ６２のバッファ液には下側電極５８が浸されて接触し、両電極５４，５８には高圧電源６０から泳動電圧が印加される。その電源電圧は例えば３０ｋＶで、電流容量は１０〜３０ｍＡである。
泳動される試料はタンパク質試料や、蛍光物質で標識されたＤＮＡフラグメント試料などである。
【００１４】
キャピラリーカセット２で被検出部２ｃの位置に検出用ウインドウを形成する本発明の製造方法の一実施例を図２を参照にして説明する。
（Ａ）３８４本の被膜除去を行なっていないキャピラリーカラム１０２の試料注入側をホルダにより固定した後、他端側、すなわち検出側を互いに密着させて平板２０４の平面状に一列に並べる。平板２０４には被膜除去作業による被膜の熔融により平板２０４にキャピラリーカラム１０２が付着するのを防止するために、キャピラリーカラム１０２の配列幅よりも長い長穴が開けられており、その長穴上に検出用ウインドウ形成予定領域１０２ａがくるように位置決めする。
【００１５】
（Ｂ）キャピラリーカラム１０２上にさらに他の平板２０６を重ねる。平板２０６にもキャピラリーカラム１０２の配列幅よりも長い長穴が開けられており、その長穴が検出用ウインドウ形成予定領域１０２ａにくるように位置決めする。このように、キャピラリーカラム１０２を２つの平板２０４，２０６に挾んで固定する。
【００１６】
（Ｃ）被膜を燃焼するためのニクロム線コイル２０８に電流を流してそれを赤熱させる。ニクロム線コイル２０８は直径０.５ｍｍのニクロム線４０ｃｍを直径３ｍｍ、長さ２ｃｍ程度のコイル状に巻いたものである。通電量は例えば５Ａである。
平板２０６の長穴を介して、検出用ウインドウ形成予定領域１０２ａの端部に、ニクロム線コイル２０８の長手方向がキャピラリーカラム１０２の配列方向（キャピラリーカラム１０２の長手方向と直交する方向）になるように向けて、赤熱したニクロム線コイル２０８をキャピラリーカラム１０２に接触させる。
【００１７】
（Ｄ）ニクロム線コイル２０８をキャピラリーカラム１０２に１０秒間ほど接触させてその位置の被膜を燃焼させて除去した後、検出用ウインドウ形成予定領域１０２ａに被膜が残らないように、ニクロム線コイル２０８を接触させる領域を一部重ね合わせながら、検出用ウインドウ形成予定領域１０２ａの他端部方向に向って、ニクロム線コイル２０８を平板２０６の長穴に沿って移動させていく。このとき、ニクロム線コイル２０８が接触する面と反対側の面の被膜も燃焼して除去される。
【００１８】
燃焼時にニクロム線コイル２０８から離れた位置で熔融したそれぞれのキャピラリーカラム１０２の被膜が冷えて凝固する際に、一度熔融した被膜により隣接するキャピラリーカラム１０２どうしが融着する。これにより、一列に配列された複数本のキャピラリーカラム１０２全体がフラットケーブル状になる。
【００１９】
実施例では加熱手段としてコイル状のニクロム線を使用したが、加熱手段としては他に細長いセラミックヒータなども使用することができる。カセットホルダに固定するキャピラリーカラムの数が多い場合、キャピラリーカラムを平面状に一列に並べたときの幅は大きくなる。そこで、被膜の除去に要する時間を短縮するためにニクロム線コイルを長くすると、その強度が弱くなり、キャピラリーカラムに押し当てて検出用ウインドウを作成しているうちに、ニクロム線コイルは曲がって変形し、平面状に並べられたキャピラリーカラムとうまく接触できなくなリ、燃焼作業を何度も繰り返して行なう必要が生じることがある。そのような場合には、キャピラリーカラムを平面状に一列に並べたときの幅より長いセラミックヒータを使用すると、一度で検出用ウインドウを形成することが可能となるので、検出用ウインドウ形成時間を短縮することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のキャピラリーカセットでは、検出用ウインドウの周辺でキャピラリーカラムが互いに密着し被膜どうしが互いに融着してキャピラリーカラム配列が一体化されているので、検出用ウインドウが平面状に揃い、検出の際の光学系の焦点がずれることがなくなり、正確な検出を行なうことができる。
本発明の製造方法では、複数本のキャピラリーカラムを平面状に並べた後、複数本のキャピラリーカラムの検出部の被膜を同時に除去するので、一本ずつのキャピラリーカラについて被膜を除去する場合に比べると、検出用ウインドウ作成時間の大幅な短縮ができる。
また、本発明の製造方法により形成された検出用ウインドウの周辺部では、熔融したが除去されるに至らなかった被膜が冷えて凝固する際に隣接するキャピラリーカラムどうしを融着する。融着される複数本のキャピラリーカラムは、予め平面状に並べられているので、融着後は検出用ウインドウを平面状に保つことになり、本発明のキャピラリーカセットを容易に製造することができる。
さらに、複数本のキャピラリーカラムの検出側を固定する際、１本ずつ固定する手間を省くとともに、接着剤を用いて固定するものでもないので、接着剤が乾く時間を省くことができる。
このように、本発明はマルチキャピラリー電気泳動装置に用いるキャピラリーカラムの検出用ウインドウ形成に要する時間を短縮し、かつ、正確な検出を行なうことができる検出用ウインドウを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施例のキャピラリーカセットと、それが適用されるマルチキャピラリー電気泳動装置を示す概略斜視図である。
【図２】  製造方法の一実施例の最終工程を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２      キャピラリーカセット
１０２      キャピラリーカラム
１０２ａ      検出用ウインドウ形成予定領域
２０４、２０６        平板
２０８    ニクロム線コイル
【図１】
0003967815.tif 000002
【図２】
0003967815.tif 000003