(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭小な流路を有するフロー式電気泳動素子に緩衝液と試料とを連続的に注入しながら試料の分離・分取を行なうフロー式電気泳動装置において、
上記フロー式電気泳動素子の下面または側面に設けた分離液の流出口と、
上記流出口の下部に進退自在に設けた回収容器と、
上記回収容器の進退移動のタイミングに応じて上記流出口の先端出口に生じた液滴を吸引除去する吸水部材と、
を具備することを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフロー式電気泳動装置において、
上記吸水部材が上記回収容器に取り外し可能に設けられていることを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のフロー式電気泳動装置において、
上記吸水部材が液体を吸収する物質で構成されていることを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載のフロー式電気泳動装置において、
上記吸水部材が可撓性を有することを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項５】
請求項３に記載のフロー式電気泳動装置において、
上記吸水部材が濾紙からなることを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項６】
請求項３に記載のフロー式電気泳動装置において、
前記吸水部材が高吸水性高分子からなることを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のフロー式電気泳動装置において、
上記吸引部材が、上記回収容器の移動ブ口ックまたは上記回収容器の外方に設けれていることを特徴とするフロー式電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体試料に電圧を印加することによって、該液体に含まれる溶質を狭小な流路内で分離するフロー式電気泳動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、微量物質を効率良く回収するために、狭小な流路内に試料を流入させて電気的に分離を行うフロー式電気泳動が実用化されつつある。フロー式電気泳動としては、管状のキャピラリー内で電気泳動を行うキャピラリー電気泳動と、薄板状の中空チャンバー内で電気泳動を行うフリーフロー電気泳動とがあり、例えばフリーフロー電気泳動では、２枚の板に挟まれて形成された液体流路に一定流速で一方向に支持液を流して流出口ヘの液の層流を作った状態で、該流路への液体注入口近傍に設けた試料注入口から試料を注入し、流路の両端に設けた電極に電圧を印加することによって、試料に含まれる物質が電気泳動の原理によって正負いずれかの電極側に泳動分離しながら流出口に流出するのを利用している。
【０００３】
このフリーフロー電気泳動は、支持体を用いずに分離・分取が可能な特徴を有するが、一般的なフリーフロー電気泳動装置は泳動分離したサンプルが電気泳動槽につながれた複数のチューブを介して回収されるため、分離してから回収に至るまでに時間を要する。また、極微量のサンプルを分離した場合、分離したサンプルがチューブ内で拡散し支持液で希釈されてしまうという問題がある。このため、分取機構を簡便にすることが望ましい。
【０００４】
そこで、本出願人は、先に特開２００１−１５３８４１号公報において、分取機構を簡便化したフリーフロー電気泳動装置を提案している。このフリーフロー電気泳動装置では、分離カラムとなるフリーフロー電気泳動素子を装置上部に水平に配置し、該フリーフロー電気泳動素子からの分離液の流出口をフリーフロー電気泳動素子の下面に複数個配置し、所望の流出口の下部にサンプルカップを配置して、該サンプルカップを固定する部位をフリーフロー電気泳動素子に対して水平に移動させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の本出願人の提案に係るフリーフロー電気泳動装置では、流出口から連続的に滴下する液の下に、分離後のサンプルが流出し始めるタイミングでサンプルカップをフリーフロー電気泳動素子に対して水平に移動させることにより分離液を回収する機構となっている。
【０００６】
しかしながら、フロー式電気泳動の流出口では流出液の表面張力で液滴が生じ、それが腫らんで滴下することになるが、この流出口には液流出の制御機構は設けられておらず、流出口毎または毎回の滴下毎の液滴の出来方を制御できるようにはなっていない。このため、液滴が膨らんでいる分取口と液滴が滴下したばかりの分取口とが共存する状態で回収容器を回収位置に移動させると、各回収容器での回収液量が異なって正確な分取ができないことになり、特に微量のサンプルを用いて分離動作を行った場合には、液滴の状態で回収量が大きく異なることになる。
【０００７】
このような液滴による回収量のバラツキを解消し、分離液を常に正確に定量分取するためには、回収容器を回収位置に移動する際に液滴を除去すればよく、その除去方法として、例えばノズル内にエアーを噴出したり、ノズルを振動させたりして液滴を除去することが考えられる。
【０００８】
しかし、前者のようにノズル内にエアーを噴出させる場合には、分離液中に気泡が混入して分離能が低下することが懸念され、また、後者のようにノズルを振動させる場合には、液滴が飛び散って周囲が汚染されたり、誤って回収容器に混入して分離を低下させることが懸念される。
【０００９】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、分離能の低下や周囲の汚染等を生じることなく、分離液を常に正確に定量分取できるフロー式電気泳動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、狭小な流路を有するフロー式電気泳動素子に緩衝液と試料とを連続的に注入しながら試料の分離・分取を行なうフロー式電気泳動装置において、
上記フロー式電気泳動素子の下面または側面に設けた分離液の流出口と、
上記流出口の下部に進退自在に設けた回収容器と、
上記回収容器の進退移動のタイミングに応じて上記流出口の先端出口に生じた液滴を吸引除去する吸水部材と、
を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明によると、吸水部材によって、フロー式電気泳動素子の分離液流出口の先端に生じた流出液の液滴が除去されるので、分離液流出口の先端の液滴がなくなった状態で分離液を分取することが可能となる。これにより、分離能の低下や周囲の汚染等を生じることなく、分離液流出口の先端の液滴に起因する分離液の回収液量のばらつきが改善され、定量分取が可能なフロー式電気泳動装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のフロー式電気泳動装置において、上記吸水部材が上記回収容器に取り外し可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明によると、吸水部材が取り外し可能であるので、例えばサンプル毎に新しい吸水部材に取り替えることにより、サンプル間のコンタミネーションを確実に防止することが可能となる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のフロー式電気泳動装置において、上記吸水部材が液体を吸収する物質で構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明によると、吸水部材が液体を吸収する物質からなるので、分離液流出口の先端の液滴を確実に吸収することが可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１，２または３に記載のフロー式電気泳動装置において、上記吸水部材が可撓性を有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の発明によると、吸水部材が可撓性を有するので、当接による分離液流出口の損傷を有効に防止することが可能となる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載のフロー式電気泳動装置において、上記吸水部材が濾紙からなることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５の発明によると、吸水部材が濾紙からなるので、ランニングコストの低下に寄与することが可能になると共に、分離液流出口の先端の液滴を確実に吸水することが可能となる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項３に記載のフロー式電気泳動装置において、前記吸水部材が高吸水性高分子からなることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６の発明によると、吸水部材が高吸水性高分子からなるので、分離液流出口の先端の液滴の吸収効率を極めて高くすることが可能となる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフロー式電気泳動装置において、上記吸引部材が、上記回収容器の移動ブ口ックまたは上記回収容器の外方に設けれていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項７の発明によると、吸水部材を回収容器の移動ブ口ックまたは回収容器の外方に設けるので、吸水部材を簡単に取り付けることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるフロー式電気泳動装置の一実施の形態であるフリーフロー電気泳動装置について図１〜図６を参照して説明する。
【００２５】
図1は、本発明の実施の形態におけるフリーフロー電気泳動装置の分離回収機構の構成図である。このフリーフロー電気泳動装置１における分離回収機構は、フリーフロー電気泳動素子２を固定する保持台３と、フリーフロー電気泳動素子２から流出する液の廃液バット４と、回収容器５を固定する分取機構６とを有している。
【００２６】
フリーフロー電気泳動素子２は、図２に平面図をも示すように、２枚のガラス基板の間に形成された泳動分離槽１１となる空隙を有し、この空隙の一方の端には複数の支持液注入口７を設け、その反対側の端には複数の分離液流出口９を設ける。また、支持液注入口７と分離液流出口９との間で、支持液注入口７の近傍にはサンプル注入口８を設け、このサンプル注入口８と分離液流出口９との間の両側面に電極１３を設ける。
【００２７】
支持液注入口７は図示しない送液ポンプに接続して、送液ポンプから支持液注入口７を経て分離泳動層１１に支持液を注入するようにし、サンプル注入口８は図示しないサンプリング機構に接続して、サンプル注入口８を経て分離泳動槽１１にサンプルを注入するようにする。また、電極１３は図示しない電圧印加用電源に接続して、分離泳動槽１１内に電圧を印加するようにする。
【００２８】
フリーフロー電気泳動素子２は、支持液注入口７、サンプル注入口８、分離液流出口９を下側にして、その周囲を保持台３に保持する。このように、分離泳動層１１の上面および下面を支えることなく、周囲を保持台３に保持することにより、分離泳動槽１１の下面からの液の注入および分取を可能とし、かつ上面からの分離泳動槽１１の観察を可能とする。
【００２９】
廃液バット４は、分離液流出口９からの流出液を受けるように、分離液流出口９の下側に配置し、この廃液バット４に収容された廃液を図示しない廃液タンクに排出するようにする。
【００３０】
回収容器５は、図３（ａ）および（ｂ）に斜視図をも示すように、分離液流出口９の数と等しい複数の回収用溝２０と、濾紙１０を挿入する固定用溝２１とを有している。回収用溝２０は分離液流出口９と同じ間隔で形成し、固定用溝２１は回収用溝２０が並んだ一方の側面と回収容器５の側面との間に回収用溝２０の全てに亘って形成する。回収用溝２０および固定用溝２１が形成された回収容器５の上面は、底面に対して固定用溝２１側の側面の高さを低くし、それと対向する側面の高さを高くして傾斜して形成する。また、回収用溝２０および固定用溝２１は、分離液流出口９の配列に合わせて夫々平行となるように設けられている。
【００３１】
ここで、固定用溝２１は、フリーフロー電気泳動素子２の各分離液流出口９に対向するように、回収容器５の一方の側面の外側近傍に設ける。また、濾紙１０は、固定用溝２１に取り外し可能な状態で挿入する。図３（ａ）は濾紙１０が挿入されていない状態を示しており、図３（ｂ）は濾紙１０が挿入された状態を示している。
【００３２】
回収容器５は、濾紙１０が挿入された側面を保持台３側に向けて分取機構６に保持する。分取機構６は、シリンダー１４によってフリーフロー電気泳動素子２に対して平行に往復自在に駆動できるように構成する。このシリンダー１４による分取機構６の駆動範囲は、少なくとも保持台３に向かって駆動する分取機構６の先端が保持台３の端から離れた場所から、回収容器５の回収用溝２０が分離液流出口９の下部に位置する場所までとする。
【００３３】
次に、本実施の形態のフリーフロー電気泳動装置１によるサンプルの分離分取動作を説明する。先ず、図示しない制御用コンピュータにて予め各条件のプログラムを組む。次にサンプルをセットし、プログラムをスタートさせる。このスタートの際、分取機構６は図1に示す状態にあり、回収容器５は図４に平面図を示すように、フリーフロー電気泳動素子２から離れた実線で示す位置にある。
【００３４】
プログラムのスタートにより、まず、図示しない送液ポンプが起動して支持液注入口７から泳動分離槽１１内に支持液が送液され、これにより分離液流出口９までの液の流れが作られる。分離液流出口９からの流出液は、分離液流出口９の先端で液滴１２となって膨らんだ後、廃液バット４に滴下され、図示しない廃液タンクに導かれる。
【００３５】
次に、図示しないサンプリング機構が起動して、サンプルが指定量サンプリングされる。サンプリングされた液は、サンプリング液注入機構に送られ、ここで指定量のサンプルがサンプル注入口８から注入される。サンプル注入後、図示しない電圧印加用電源から電極１３間に電圧が印加され、これによりサンプルはその電気的特性により電極に向かって電気泳動しながら、分離液流出口９に流出する。
【００３６】
サンプル分離が生じた時点で、シリンダー１４が駆動されて分取機構６はフリーフロー電気泳動素子２側に往動を開始し、この往動中に図５に示すように各分離液流出口９の先端と濾紙１０とがほぼ同時に接触して、分離液流出口９の先端に生じている流出液の液滴１２が濾紙１０に短時間で吸収される。このように、濾紙１０が分離液流出口９の先端に生じた流出液の液滴１２を吸収することで、回収用溝２０は分離液流出口９の先端の液滴１２がなくなった状態で分離液流出口９の下方に移動するので、分離液流出口９の先端の液滴の大きさが原因となる回収液量のばらつきが改善される。ここで、濾紙１０は、分離液流出口９と当接した後も分取機構６の往動に応じて撓みながら吸水を続けると共に、回収容器５の回収用溝２０の上方に分離液流出口９が位置したときに分離液流出口９と離脱するような長さになっているので、回収のタイミングを最適に制御できる。
【００３７】
分取機構６は、更に図６に示す位置、すなわち回収容器５が図４に破線で示すように、回収用溝２０のシリンダー１４側の端部が分離液流出口９に近接または接する位置まで移動し、その状態で流出液が回収用溝２０に回収される。その後、注入サンプルが全量注入され、分離液流出口９に流出した時点で、分取機構６は図１に示す状態に戻り、回収容器５は図４の実線位置に戻る。
【００３８】
このように、本実施の形態によるフリーフロー電気泳動装置１では、回収容器５に濾紙１０を設けて分離液流出口９の先端で生じた流出液の液滴１２を回収容器５の進退に同期して吸収除去するようにしたので、分離液流出□９の先端の液滴１２がなくなった状態で分離液を分取することができる。したがって、分離能の低下や周囲の汚染等を生じることなく、分離液流出口９の先端の液滴に起因する回収液量のばらつきを改善でき、分離液を常に正確に定量分取することができる。また、各分離液流出口９は、濾紙１０とほぼ同時に接触および／または離脱するので、流出口毎の分離能も一定となる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、フリーフロー電気泳動素子２を２枚のガラス基板を用いて構成したが、ガラス基板に限らずプラスチック等の絶縁性基板を用いて構成することもできる。また、支持液注入口７、サンプル注入口８、分離液流出口９は、フリーフロー電気泳動素子２の同一表面に限らず、素子２に対して下方以外、例えば側方に開口するように設けることもできる。また、素子２も水平に保持する構成に限らず、垂直または傾斜して保持する構成とすることもできる。
【００４０】
また、分取機構６はシリンダー１４に限らず、公知の駆動源を用いて移動させることができると共に、その移動方向もフリーフロー電気泳動素子２に対して水平方向に限らず、回収容器５が分離液流出口９から離れた場所から分離液流出口９の先端に位置できるように移動でき、回収用溝２０が分離液流出口９の下方に位置する前に、濾紙１０と分離液流出口９の先端とが接触できる状態にあれば、その移動方向は限定されない。
【００４１】
さらに、回収容器５の回収用溝２０は、分離液流出口９から流出する分離液の中で必要とする分離液が流出する分離液流出口の数だけ設ければよく、必ずしも分離液流出口９の数だけ設ける必要はない。また、回収用溝２０に直接的に液を回収する以外にも、各回収用溝２０に対して交換自在な回収用カップを収容させるようにしてもよい。
【００４２】
また、濾紙１０は、高吸水性高分子や吸水性に優れた紙等の他の任意の吸水部材に変更したり、可撓性を有する材料として移動を一方向に設定したり、回収容器５に一体化した状態で設けたりすることもできる。また、濾紙１０を各分離液流出口９に夫々対応する小片とすることもできるし、その各小片の濾紙に合わせて固定用溝２１を複数に分割して形成することもできる。
【００４３】
また、吸水部材は任意の陰圧を発生する吸引手段（例えば吸引ノズル）を用いて上記の濾紙１０と同様のタイミングで、所望の分離液流出口９先端の液滴に対して吸引手段の先端を接触させながら吸引除去するように構成することもできる。また、吸水部材は、回収容器５に直接取り付ける以外にも、分取機構６に取り付けることもできるし、あるいは分取機構６とは別体の移動手段に取り付け、回収容器５の進退移動のタイミングに応じて所望の吸水時間で液滴除去を実行させるように構成することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、回収容器の進退に同期して分離液の流出口の先端出口に進退可能に当接する吸水部材を設けて先端出口に生じた流出液の液滴を除去するようにしたので、液滴がなくなった状態で分離液を分取することができ、これにより分離能の低下や周囲の汚染等を生じることなく、液滴に起因する分離液の回収液量のばらつきを改善でき、分離液を常に正確に定量分取することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるフリーフロー電気泳動装置の一実施の形態の分離回収機構の構成図である。
【図２】  図１に示すフリーフロー電気泳動素子の平面図である。
【図３】  図１に示す回収容器の斜視図である。
【図４】  本実施の形態の動作を説明するための回収容器とフリーフロー電気泳動素子との相対位置関係を示す平面図である。
【図５】  同じく、本実施の形態の動作を説明するための分取機構の移動状態を示す図である。
【図６】  同じく、分取機構の移動状態を示す図である。
【符号の説明】
１  フリーフロー電気泳動装置
２  フリーフロー電気泳動素子
３  保持台
４  廃液バット
５  回収容器
６  分取機構
７  支持液注入口
８  サンプル注入口
９  分離液流出口
１０  濾紙
１１  泳動分離槽
１２  液滴
１３  電極
１４  シリンダー
２０  回収用溝
２１  固定用溝
【図１】
0003908038.tif 000002
【図２】
0003908038.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003908038.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003908038.tif 000007