(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束ねられたキャピラリーカセットにおいて、
その一端部がスリーブによって円筒状に束ねられ、スリーブとキャピラリー間、及びキャピラリー相互間の隙間が充填剤により封止されており、
前記スリーブ上にはスリーブとの間に気密を保って、ゲル充填装置に装着するための装着部材が取り付けら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】
前記スリーブは収縮性部材を収縮させたものである請求項１に記載のキャピラリーカセット。
【請求項３】
前記収縮性部材は熱収縮チューブである請求項２に記載のキャピラリーカセット。
【請求項４】
円筒状に束ねられた端部側にはキャピラリーカラムが一列に配列された被検出部が設けられ、他端側はキャピラリーカラムが二次元的に配列されて試料注入部となっている請求項１から３のいずれかに記載のキャピラリーカセット。
【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束ねられたキャピラリーカセットに関するものである。
このようなキャピラリーカセットは、マルチキャピラリー電気泳動装置に装着されて臨床分野や分析分野、検査分野などに用いられ、特にＤＮＡシーケンスの解析に用いられる。
【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。ヒト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（ポリマーにより構成されているので、以下ではポリマーという）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】
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、キャピラリーカラムを試料導入側と検出側とでカセットホルダに固定して装置に設置する。カセットホルダにより、キャピラリーカラムは、例えば試料導入側では２次元的に配列され、検出側では平面状に一列に並べられる。
【０００４】
キャピラリーカラムにポリマーを充填する場合、一方のキャピラリーカラム端をゴム栓などの弾性材にキャピラリーカラムを突き刺して固定するか、又はポリマー充填用の専用ホルダに固定し接着剤で隙間を充填する。キャピラリーカラム端がポリマーに浸かるようにして弾性材もしくは専用ホルダをポリマーが収納された容器に固定し、その容器内を密閉し、ポンプにより容器内を加圧してポリマーをキャピラリーカラム内に圧入するか、又は弾性材もしくは専用ホルダをポンプに接続し、キャピラリーカラムの他端をポリマーに浸し、ポンプによりキャピラリーカラム内を減圧してポリマーをキャピラリーカラム内に吸入して、キャピラリーカラム内にポリマーを充填している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
キャピラリーカラム内にポリマーを圧入又は吸入して充填するとき、弾性材にキャピラリーカラムを突き刺して固定する方法では、耐圧が足りず、キャピラリーカラム内にポリマーをうまく充填できない。
また、接着剤によりキャピラリーカラムをポリマー充填用の専用ホルダに固定する方法では、接着剤の充填不足などによって、キャピラリーカラム内にポリマーをうまく充填できず、製作の歩留まりが悪い。
【０００６】
そこで、本発明は、すべてのキャピラリーカラム内に、歩留まりよく、かつ確実にポリマーの充填を行なうことができるキャピラリーカセットを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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束ねられたキャピラリーカセットであって、その一端部がスリーブによって円筒状に束ねられ、スリーブとキャピラリー間、及びキャピラリー相互間の隙間が充填剤により封止されているものである。
【０００８】
スリーブにより円筒状に束ねられたキャピラリーカラムの一端部は、外形が円筒状であるので、ポリマー充填装置に気密を保って装着するのが容易になり、キャピラリーカラムへの高圧を利用したポリマーの充填が容易になる。
【発明の実施の形態】
【０００９】
スリーブは収縮性部材を収縮させたものであることが好ましく、さらに熱収縮チューブであることが好ましい。
複数のキャピラリーカラムの一端部を収縮性部材からなるスリーブに通した後、スリーブを収縮させることにより、キャピラリーカラム端を最も密でかつ円筒状に束ねることができる。そして、収縮性部材に対応した位置のキャピラリーカラム表面にあらかじめ充填剤を塗布しておけば、束ねる過程で失敗することなくキャピラリーカラム間の隙間に充填剤を充填することができる。スリーブとして熱収縮チューブを用いた場合は、ドライヤなどを用いて加熱するだけでキャピラリーカラム端を束ねることができる。
【００１０】
スリーブ上にはスリーブとの間に気密を保って、ポリマー充填装置に装着するための装着部材が取り付けられていることが好ましい。
スリーブにより円筒状に束ねたキャピラリーカラム端は、例えば液体クロマトグラフの配管と同様に取り扱うことができるので、キャピラリーカラムへのポリマー充填時に、例えばフェルールなどの装着部材をスリーブ上に取り付ければ、キャピラリーカラム端を気密性よくポリマー充填装置に固定することができる。
【００１１】
円筒状に束ねられた端部側にはキャピラリーカラムが一列に配列された被検出部が設けられ、他端側はキャピラリーカラムが二次元的に配列されて試料注入部となっていることが好ましい。
円筒状に束ねられた端部側とは反対側の他端側のキャピラリーカラム端を二次元的に配列することにより、試料注入時にキャピラリーカラム端を種々の試料溶液にそれぞれ浸して各キャピラリーカラムに同時に試料を注入することができる。また、試料注入後、全てのキャピラリーカラムの両端に泳動電圧を印加して各キャピラリーカラムで同時に試料の分離及び検出を行なうことができる。
【００１２】
【実施例】
図１は、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を表す斜視図である。
複数本のキャピラリーカラム２が配列され、試料注入側がカセットホルダー４により固定され、検出側がカセットホルダー６と端部の熱収縮チューブ１０により固定されてキャピラリーカセット８を構成している。そのキャピラリーカセット８の一端２ａが試料注入部となってカセットホルダー４により二次元的に配列されて固定されている。そのキャピラリーカセット８の他端側ではキャピラリーカラム２がカセットホルダー６により平面状に一列に配列されて固定され、キャピラリーカラム端２ｂは収縮された熱収縮チューブ１０により円筒状に束ねられている。カセットホルダー６には検出窓が形成されており、その検出窓におけるキャピラリーカラムは被検出部２ｃとなる。
キャピラリーカラム２の外径は例えば３００〜４００μｍである。
【００１３】
図２は、熱収縮チューブによりキャピラリーカラム端を束ねる手順を示した模式図である。図３は、図２（Ｃ）の断面を表す図であり、（Ａ）はＡ−Ａ’線に沿った断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。ただし、キャピラリーカラムの本数は減らして示している。
（Ａ）複数のキャピラリーカラム２を整列させた後、一端２ｂから所定の位置のキャピラリーカラム２の表面に、例えばエキシポ樹脂系接着剤やシリコンコンパウンドなどの充填剤１２を塗布する。
【００１４】
（Ｂ）キャピラリーカラム端２ｂを束ねながら熱収縮チューブ１０に挿入し、充填剤１２が塗布された位置に熱収縮チューブ１０を被せる。
（Ｃ）熱収縮チューブ１０を加熱して収縮させる。熱収縮チューブ１０の内径は小さくなり、キャピラリーカラム２間は密着し、かつ隙間が充填剤１２でふさがれて気密に円筒状に束ねられる。熱収縮チューブ１０内における熱収縮チューブ１０とキャピラリーカラム２間、及びキャピラリーカラム２，２相互間の隙間は充填剤１２により封止されており、キャピラリーカラム２内を除いて熱収縮チューブ１０の一端側と他端側は貫通していない。
【００１５】
図４は、このキャピラリーカラム端にポリマー充填装置への装着部材を固定する方法を表す模式図である。
熱収縮チューブ１０により束ねたキャピラリーカラム２を熱収縮チューブ１０とともにポリマー充填装置への装着部材としてのフェルール１６に挿入してネジ１８によって固定し、各キャピラリーカラム２へのポリマー注入時の耐圧を十分なものにしたものである。
【００１６】
キャピラリーカラムの外径、キャピラリーカラムの本数及び収縮後の熱収縮チューブの肉厚を調節して、キャピラリーカラムを挿入した状態での収縮後の熱収縮チューブ１０の外寸を液体クロマトグラフの配管外寸、例えばφ１．６（外形１．６ｍｍ），φ２，φ３などにすることが好ましい。その結果、液体クロマトグラフなどに用いる既存のフェルールを用いることができる。また、専用フェルールを準備する場合はその専用フェルールの内径に合わせてキャピラリーカラムを束ねればよい。
また、熱収縮チューブの厚みにより、束ねられたキャピラリーカラムの凹凸がなくなるので、使用する熱収縮チューブは収縮後の肉厚が大きくなるものの方がより好ましい。
ポリマー充填時には、このフェルール１６をポリマー充填装置の接続部に接続して装着し、圧入又は吸引によりポリマーをキャピラリーカラム内に充填する。
【００１７】
図５は、図１のキャピラリーカセットを適用したマルチキャピラリー電気泳動装置の一実施例を表す概略斜視図である。図５ではカセットホルダーは省略されている。
一対のリザーバ１１０と１２０にそれぞれ泳動用バッファ液１１２と１２２が収容されており、両バッファ液中にそれぞれ電極１３０と１３２が設けられている。
【００１８】
サンプルプレート１００の各ウエル１０２に試料が収容されている。サンプルプレート１００には配線パターンが形成されて各ウエル１０２にそれぞれ電極が挿入されており、コネクタ部１０６を介して、各電極が高圧配線ケーブルに接続されている。
リザーバ１１０とサンプルプレート１００とは配線が切り換えられるように高圧切換え部１３６で切換え可能に接続され、電気泳動用高圧電源１３４がその高圧切換え部１３６と他方のリザーバ１２０に設けられた電極１３２との間に接続され、試料注入用と泳動用の電圧が切り換えて印加されるようになっている。
【００１９】
試料注入時には、キャピラリーカセット８を構成するキャピラリーカラムの一端部２ａがサンプルプレート１００の各ウエル１０２に一本ずつ挿入され、試料注入後はリザーバ１１０に切り換えられて一端部２ａがバッファ液１１２に浸される。キャピラリーカセットの他端部２ｂは、他方のリザーバ１２０のバッファ液１２２に、熱収縮チューブ１０とともに浸される。
被検出部２ｃ付近に、吸光度や蛍光により試料を検出する光学的測定部１４が備えられている。
サンプルプレート１００とリザーバ１１０は移動機構（図１では図示略）によっていずれかが選択的にキャピラリーカラム端２ａと接触するように切り換えて配置される。
【００２０】
次に、この実施例の動作を説明する。
試料注入時には、ウエル１０２内にキャピラリーカラム端２ａが１本ずつ浸され、リザーバ１２０のバッファ液１２２にキャピラリーカラム端２ｂが熱収縮チューブ１０とともにまとめて浸される。そして、高圧切換え部１３６をサンプルプレート１００側に接続し、電気泳動用高圧電源１３４により、ウエル１０２，リザーバ１２０間に高電圧を印加する。ウエル１０２の試料はキャピラリーカラム２に注入される。
【００２１】
試料注入後、高電圧印加をいったん止めて、移動機構によりサンプルプレート１００とリザーバ１１０を動かすことにより、試料側のキャピラリー端２ａをリザーバ１１０のバッファ液１１２中に浸す。その後、両リザーバ１１０，１２０間に高電圧を印加して電気泳動分離を行なう。キャピラリーカラム内への試料注入用の電圧及び泳動用の電源電圧は例えば３０ｋＶで、電流容量は１０〜３０ｍＡである。
分離した試料成分は順次被検出部２ｃを通過し、その際、光学的測定部１４によって検出する。
このようなマルチキャピラリー電気泳動装置においては、ポリマー自動充填機構を備え、そのポリマー自動充填機構によりキャピラリーカラム内の使用後のポリマーを排出し、新たなポリマーを充填するようにしてキャピラリーカラムの再利用を行なうことが好ましい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のキャピラリーカセットでは、その一端部をスリーブによって円筒状に束ね、スリーブとキャピラリー間、及びキャピラリー相互間の隙間が充填剤により封止するようにしたので、スリーブにより円筒状に束ねたキャピラリーカラムは、例えば液体クロマトグラフの配管と同様に取り扱うことができ、キャピラリーカラムへのポリマー充填時に、例えばフェルールなどの接続部材を用いて気密に固定することができるので、キャピラリーカラム内に、歩留まりよく、かつ確実にポリマーを充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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を示す斜視図である。
【図２】  熱収縮チューブによりキャピラリーカラム端を束ねる手順を示した模式図である。
【図３】  同実施例の検出側キャピラリーカラム端の断面を示す図であり、（Ａ）はＡ−Ａ’線に沿った断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図４】  同キャピラリーカラム端にポリマー充填装置への装着部材を固定した状態を示す概略断面図である。
【図５】  同実施例を適用したマルチキャピラリー電気泳動装置の一実施例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２      キャピラリーカラム
２ｂ    キャピラリーカラム端
１０      熱収縮チューブ
１２      充填剤
【図１】
0003850153.tif 000002
【図２】
0003850153.tif 000003
【図３】
0003850153.tif 000004
【図４】
0003850153.tif 000005
【図５】
0003850153.tif 000006