CN110799836A - 泳动介质容器 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供能够保证泳动介质的密封性并且使送液压力稳定化的泳动介质容器。为了解决上述课题，本发明的泳动介质容器构成为，具备保持泳动介质的注射筒部和密封上述注射筒部的一端的密封部件，上述泳动介质容器的特征在于，上述密封部件具有密封面、主体部、以及设置于上述密封面与上述主体部之间的槽，上述密封面与上述注射筒部内壁接触。

Description

泳动介质容器

技术领域

本发明涉及适用于分离分析核酸、蛋白质等的电泳装置的电泳介质用容器。

背景技术

近年来，作为电泳装置，广泛使用在毛细管中填充有高分子凝胶、聚合物溶液等泳动介质的毛细管电泳装置。

专利文献1中记载了“泳动介质的送液通过从外部按压泳动介质容器的密封部件而进行”。专利文献1中通过将泳动介质容器设为树脂成型品而实现了成本降低。另外，通过并非提高泳动介质容器的刚性，而是在安放有容器的装置侧做成抑制变形的构造，从而即使低价的泳动介质容器，也能够使之高耐压。另外，在装置侧具有探测泳动介质容器的余量的功能，且具备在送液后能够除去泳动介质容器内的内压的功能。由此，能够进行泳动介质容器内的余量管理、送液量的管理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/157272号

发明内容

发明所要解决的课题

在将泳动介质送向毛细管时，密封部件沿着容器注射筒部内壁滑动。此时，由于因内压而引起的密封部件的膨胀，注射筒部内壁与密封部件的接触面积变化，产生的滑动阻力变化，由此存在送液中送液压力不稳定的课题。在送液压力不稳定的情况下，难以如以往那样以精细的分辨率进行送液量的管理，导致用于判断为能够向毛细管内填充泳动介质的送液量产生偏差。特别是在向用于填充的泳动介质量增加的方向偏差的情况下，不能降低运行成本。另外，在泳动介质从注射筒部内壁与密封部件的间隙漏出至容器外部的情况下也同样地送液量产生偏差。专利文献1还未对上述情况进行研究。

为了解决上述课题，需要将泳动介质送液中的密封滑动阻力稳定化而使送液压力稳定，而且将泳动介质不向容器外部漏出地输送。因此，本发明的目的在于，提供一种泳动介质容器，其能够保证泳动介质的密封性，并且使送液压力稳定化。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的泳动介质容器具备：注射筒部，其保持泳动介质；以及密封部件，其密封上述注射筒部的一端，其中，上述密封部件具有密封面、主体部、设于上述密封面与上述主体部之间的槽，上述密封面与上述注射筒部内壁接触。

发明效果

根据本发明，使密封面更紧贴容器注射筒部内壁，能够保证密封性。

附图说明

图1是本发明的装置结构概要图。

图2是本发明的装置俯视图。

图3是装置的A-A剖视图。

图4是毛细管阵列详细图。

图5是泳动介质容器详细图。

图6(a)是密封部件剖视图。

图6(b)是密封部件立体图。

图7(a)是密封面截面放大图。

图7(b)是密封面截面放大图。

图8是密封部件插入时的密封面截面示意图。

图9(a)是将密封部件连结的情况的剖视图。

图9(b)是能够连结的密封部件的立体图。

图10是泳动介质容器安装详细图。

图11是送液机构概略图。

图12是泳动介质送液动作详细图(初始状态)。

图13是泳动介质送液动作详细图(推杆接触探测)。

图14是泳动介质送液动作详细图(泳动介质注入)。

图15(a)是聚合物送液时的产生压力图表。

图15(b)是聚合物送液时的产生压力图表。

图16是在多个部位设有密封面的密封部件的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施例。

实施例1

图1表示应用了本发明的毛细管电泳装置的装置结构图。本装置能够大致分成位于装置下部的自动取样器单元16和位于装置上部的照射检测/恒温槽单元17这两个单元。

对于自动取样器单元16而言，在取样器基座7之上搭载有Y轴驱动体8，在Y轴驱动体8搭载有Z轴驱动体9，在Z轴驱动体9之上搭载有样品支架11，而且能够在Y轴及Z轴上驱动样品支架11。用户在样品支架11之上安放泳动介质容器2、阳极侧缓冲液容器3、阴极侧缓冲液容器4、样品容器5。样品容器5被置于在样品支架11上所搭载的X轴驱动体10上，在样品支架11上仅样品容器5能够在X轴上驱动。在Z轴驱动体9还搭载有送液机构6。该送液机构6配置于泳动介质容器2的下方。

在照射检测/恒温槽单元17具有恒温槽单元12、恒温槽门14，能够将其中保持为恒定的温度。在恒温槽单元12的后方搭载有照射检测单元15，能够进行电泳时的检测。用户在恒温槽单元12内安放毛细管阵列1，利用恒温槽单元12一边将毛细管阵列1保持成恒温一边进行电泳，利用照射检测单元15进行检测。另外，在恒温槽单元12还搭载用于在为了电泳而进行高电压施加时落到大地(GND)的电极13。

如上述地，毛细管阵列1固定于恒温槽单元12。泳动介质容器2、阳极侧缓冲液容器3、阴极侧缓冲液容器4、样品容器5通过自动取样器单元16能够在YZ轴上驱动，仅样品容器5还能够在X轴上驱动。泳动介质容器2、阳极侧缓冲液容器3、阴极侧缓冲液容器4、样品容器5能够通过自动取样器单元16的运动与固定的毛细管阵列1在任意的位置自动连接。

图2表示从上表面观察毛细管电泳装置的图。安放于样品支架11上的阳极侧缓冲液容器3具有阳极侧清洗槽21、阳极侧电泳用缓冲液槽22、样品导入用缓冲液槽23。另外，阴极侧缓冲液容器4具有废液槽24、阴极侧清洗槽25、阴极侧电泳用缓冲液槽26。泳动介质容器2、阳极侧缓冲液容器3、阴极侧缓冲液容器4、样品容器5配置成图示那样的位置关系。即，与毛细管阵列1的连接时的阳极侧—阴极侧的位置关系为“泳动介质容器2—废液槽24”、“阳极侧清洗槽21—阴极侧清洗槽25”、“阳极侧电泳用缓冲液槽22—阴极侧电泳用缓冲液槽26”、“样品导入用缓冲液槽23—样品容器5”。

图3表示图2的A-A剖视图。泳动介质容器2插入安放于被埋入样品支架11的导向件31之中。另外，送液机构6配置成，设于送液机构6的推杆32为泳动介质容器2的下方。

电泳时，毛细管阵列1的图3中的右侧为阴极侧，左侧为阳极侧。自动取样器单元16移动到“阳极侧电泳用缓冲液槽22—阴极侧电泳用缓冲液槽26”的位置，高电压施加于阴极侧的毛细管阵列1，且经由阴极侧缓冲液容器4、阳极侧缓冲液容器3而通过电极13流向GND，由此，进行电泳。

图4表示毛细管阵列1的详细图。毛细管阵列1具有内径约

左右的玻璃管即毛细管41，在毛细管41附带有检测部42。利用照射检测单元15检测该检测部42。在毛细管41的阴极侧端部附带有装载连管箱(ロードヘッタ)46、SUS管47。装载连管箱46的材质优选为例如作为绝缘特性高且相比漏电起痕指数高的树脂的PBT树脂等。在装载连管箱46内部内置有使全部SUS管47导通的部件，通过对此施加高电压，从而对全部SUS管47施加高电压。在该SUS管47分别连通固定毛细管41。阳极侧将多根毛细管41利用毛细管帽43汇集成一根。毛细管帽43具有形成为锐角且为针状的毛细管帽前端45、作为外径比毛细管帽前端45粗的部分的毛细管帽凸台44。毛细管帽43的材质优选为作为难以缺损、具有刚性、而且对于药品及分析稳定性高的树脂的PEEK树脂等。

虽然省略了图，但在将毛细管阵列1固定于恒温槽单元12时，分别固定检测部42、装载连管箱46、毛细管帽43。检测部42以位于能够通过照射检测单元检测的位置的方式高精度地进行定位。装载连管箱46以与施加高电压的部位导通的方式固定。毛细管帽43以毛细管帽前端45朝向正下方，且可承受载荷的方式牢固地固定。固定时的阴极侧、阳极侧的位置关系配置成在安放于装置时，多根毛细管41彼此不重叠。

图5表示泳动介质容器2的构造图。泳动介质容器2具有注射筒部51。从该注射筒部51的最上部(附图上侧)将密封部件52以按入的方式插入，并移动至注射筒部51的最下部。在注射筒部51的最上部装载橡胶栓53，旋转盖54而密封。在盖54之上进一步粘贴薄膜55进行密封。在泳动介质容器2的内部充满了泳动介质56，但此时已经进入的空气57滞留于注射筒部51的上部。泳动介质容器2的材质优选为作为能够进行薄壁成型，并且温度变化对对材料物性产生的影响较少的树脂的COP树脂等。

图6(a)表示插入注射筒部51的密封部件52的构造图。密封部件52在泳动介质56的送液时在注射筒部51内滑动。密封部件52的形状为如图6(b)所示地设置有底部59的筒状，截面朝向泳动介质容器2内为U字型。由于设置有底部59，因此具有将泳动介质56密封于泳动介质容器2的内部的作用。密封部件52的密封面58的外径比注射筒部51的内径稍大。因此，在插入时，密封面58被压瘪而与注射筒部51的内壁紧贴。通过将该密封部件52做成截面为U字型且在最上部设置有密封面58的构造，能够在泳动介质容器2的内压变高时，使密封面58向外侧扩展而密封注射筒部51。此外，密封面58也可以是平面，也可以是曲面。主体部61为比密封面58的外径小的直径，为即使在泳动介质容器2的内压上升时向外侧膨胀的情况下，与注射筒部51内壁也不接触的外径。由此，仅密封面58与注射筒部51内壁接触。这样，将与注射筒部51内壁接触的部分限定为密封面58，缩小注射筒部51内壁与密封部件52的接触面积的变动，从而能够抑制送液中的滑动阻力的变化，能够使送液中的压力稳定。但是，当缩小密封部件52与注射筒部51内壁的接触面积时，密封性降低，导致泳动介质56泄漏的风险提高。因此，在密封面58与主体部61之间设置槽60。通过设置槽60，在泳动介质容器2的内压上升时，密封面58更容易向外侧扩展，因此，能够使密封面58和注射筒部51内壁更紧贴，密封性提高。此外，槽60只要是使密封部件52的壁厚比密封面58、主体部61薄的构造即可，也可以设置于密封部件58的内侧。图15(a)、图15(b)表示送液压力的测定结果。图15(a)为主体部61与注射筒部51的内壁相接的情况，图15(b)为主体部61与注射筒部51的内壁不相接的情况。可知，在图15(a)的主体部61与注射筒部51的内壁相接的情况下，送液压力从5MPa变化为4MPa，与之相对，在图15(b)的主体部61与注射筒部51的内壁不相接的情况下，从送液开始到结束，稳定在4MPa。

此外，虽然将密封面58设置于密封部件52的上部，但也可以如图16所示地，对密封部件52在多个部位设置主体部密封面62。由此，能够进一步防止泳动介质56的泄漏。密封部件52的材质优选为具有用于滑动部的流体的密封等的实际成果、膨胀系数比注射筒部51的材质大、在泳动介质容器2的内压提高时容易向外侧扩展的超高分子PE树脂等，但也可以是橡胶原料。

图10表示泳动介质容器2的装置安装的详细图。将泳动介质容器2安放于装置时，首先剥离粘贴于盖54的薄膜55。然后，安放于被埋入于样品支架11的导向件31，并从上固定成不会浮起。该导向件31的刚性高，且发挥将泳动介质容器2的变形抑制在与导向件31接触之内的作用。在泳动介质容器2安放于导向件31的状态下，使注射筒部51的外径与导向件31的内径的间隙尽可能地变小。间隙越小越好，但做成树脂成型品的注射筒部51的外径与作为机械加工品的导向件31的内径的加工上合理的间隙。

图11表示送液机构6的概略图。步进马达102根据输入的脉冲数旋转，使驱动螺钉91旋转，使螺母93进行直线前进运动。步进马达102的驱动方法采用例如1—2相励磁。螺母93与滑块92结合，滑块92与推杆32结合。推杆32的位置控制通过与步进马达102成一体的旋转编码器103进行。滑块92与线性导向件98连接，且在驱动螺钉91轴向上可动。在滑块92结合有探测板99，探测板99被固定于送液机构基座101的原点传感器100检测。该原点传感器100的检测位置设为推杆32的原点位置。

在驱动螺钉91上，作为赋予旋转阻力的外部负荷，安装有转矩限制器104。转矩限制器104为内轮96和外轮95同轴嵌合的构造。转矩限制器104的内轮96为中空构造。另外，内轮96和外轮95能够独立旋转。在内轮96与外轮95之间具有恒定的旋转阻力。作为赋予旋转阻力的方法，优选难以受到磨损的影响的磁铁式。使驱动螺钉91贯通内轮96的中空部分，并利用垂直贯通驱动螺钉91的平行销97与内轮96嵌合，从而驱动螺钉91和内轮96同步旋转。外轮95被固定于送液机构基座101的转矩限制器外轮抑制部94固定成不旋转。通过该构造，能够对驱动螺钉91赋予阻力。例如，使用如下转矩限制器104：在将外轮95固定且使内轮96旋转时，需要45mN·m的转矩。

接着，对注入泳动介质56时的顺序进行说明。图12～14表示在各点的推杆32与泳动介质容器2及毛细管帽43的位置关系。首先，如图12所示，将泳动介质容器2安放于导向件31。在泳动介质容器2的正下方配置有送液机构6的推杆32。

图13表示泳动介质56注入动作一连串的运动的初始状态的图。如上述那样，通过推杆32的运动，插入于泳动介质容器2的密封部件52能够滑动。利用送液机构6使推杆32驱动，使推杆32接触于密封部件52的底部59。

图14表示泳动介质56的向毛细管41的填充中的状态。在图13使推杆32接触于密封部件52的底部59之后，进一步上推密封部件52，向毛细管41输送泳动介质56。此时，泳动介质容器2的内部为高压，泳动介质容器2的各部分向外侧膨胀。如上述地，泳动介质容器2的注射筒部51的变形被导向件31抑制，利用毛细管帽43控制住橡胶栓53的变形。进一步地，密封部件52在由于内压而变形时，以向外侧扩展的方式变形，从而进一步密闭。通过做成相比泳动介质容器2的注射筒部51，密封部件52的膨胀系数更大且更容易变形的形状、强度，能够减轻因注射筒部51的变形而引起的泳动介质56的泄漏的风险。

实施例2

也可以在密封面58设置多层构造。图7(a)表示多层构造的图。密封面58沿着铅垂方向为凹部71和凸部72的多层构造，在将密封部件52插入注射筒部51内部时，凸部72如图8那样被压瘪而紧贴。即使在与注射筒部51内壁之间进入了泳动介质56，也能够逐渐降低该泄漏压，因此，能够防止向下方的泄漏。进一步地，凸部72通过将前端缩窄而容易因内压被压瘪，能够使凸部72和注射筒部更紧贴。设置多层构造的密封面也可以如图7(a)那样为平面，也可以如图7(b)那样为曲面。

实施例3

实施例1中，密封部件52为一个，但也可以使密封部件52连结多个。

使用图9(a)、图9(b)说明使密封部件52在纵向上连结两个的情况。图9(a)是将密封部件52(由上侧密封件81和下侧密封件82构成)在纵向上连结两个的状态的剖视图，图9(b)是表示连结前的上侧密封件81和下侧密封件82的立体图。在上侧密封件81的底部设有杆状的插入部分85，将上侧密封件81的插入部分85与插入的方式连结于下侧密封件82。通过该连结，密封面为83和84这两个面，能够提高泳动介质56的密封性。另外，将上侧密封件81和下侧密封件82的密封面均如图7(a)、图7(b)所示那样做成凹部71与凸部72的多层构造，从而即使在假设上侧密封件81的密封面83损伤、缺损而泳动介质56向下方泄漏的情况下，也能够通过下侧密封件82防止泳动介质56的向泳动介质容器2外部的泄漏。另外，利用插入部分85而在上侧密封件81的密封面83与下侧密封件82的密封面84之间设置距离，从而在泳动介质56泄漏时能够封闭更多的泳动介质，能够进一步防止泄漏。而且，在下侧密封件82被推杆32按压时，在按压下侧密封件82的非中心的部分而成为局部抵接的情况下，导致下侧密封件82倾斜，但通过插入部分85，与被推杆32按压的下侧密封件82的底部具有距离的上侧密封件81由于力矩的平衡而难以受到影响，密封性被保持。此外，实施例1中对两个密封部件进行了连结，但该连结也可以进行三个以上连结。在该情况下，例如设置多个上侧密封件81，并在最下部设置下侧密封件82。

此外，上述的各实施例也可以组合。如上述地，根据本发明，密封面与容器注射筒部内壁更紧贴，能够保证密封性。另外，仅密封面与注射筒部内壁接触，从而能够抑制泳动介质送液中的产生压力变化。由此，能够进行泳动介质向毛细管的送液量的精细的分辨率下的管理，能够降低运行成本。

符号说明

1—毛细管阵列，2—泳动介质容器，3—阳极侧缓冲液容器，4—阴极侧缓冲液容器，5—样品容器，6—送液机构，7—取样器基座，8—Y驱动体，9—Z驱动体，10—X驱动体，11—样品支架，12—恒温槽单元，13—电极，14—恒温槽门，15—照射检测单元，16—自动取样器单元，17—照射检测/恒温槽单元，21—阳极侧清洗槽，22—阳极侧电泳用缓冲液槽，23—阳极侧样品导入用缓冲液槽，24—废液槽，25—阴极侧清洗槽，26—阴极侧电泳用缓冲液槽，31—导向件，32—推杆，41—毛细管，42—检测部，43—毛细管帽，44—毛细管帽凸台，45—毛细管帽前端，46—装载连管箱，47—SUS管，51—注射筒部，52—密封部件，53—橡胶栓，54—盖，55—薄膜，56—泳动介质，57—空气，58—密封面，59—密封件底部，60—槽，61—主体部，62—主体部密封面，71—凹部，72—凸部，81—上侧密封件，82—下侧密封件，83—上侧密封面，84—下侧密封面，85—插入部分，91—驱动螺钉，92—滑块，93—螺母，94—转矩限制器外轮抑制部，95—转矩限制器外轮，96—转矩限制器内轮，97—平行销，98—线性导向件，99—探测板，100—原点传感器，101—送液机构基座，102—步进马达，103—旋转编码器，104—转矩限制器。

Claims (10)

1.一种泳动介质容器，其具备：

注射筒部，其保持泳动介质；以及

密封部件，其密封上述注射筒部的一端，

上述泳动介质容器的特征在于，

上述密封部件具有：

密封面；

主体部；以及

设置于上述密封面与上述主体部之间的槽，

上述密封面与上述注射筒部内壁接触。

2.根据权利要求1所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面的外径比密封部件的其它部分的外径大，且比注射筒部的内径大。

3.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面为沿着铅垂方向凹凸的多层构造。

4.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面的至少一个设置于密封部件的最上部。

5.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面受内压而向外侧扩展。

6.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面具有平面或曲面。

7.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

相比上述注射筒部，上述密封部件的膨胀系数更大。

8.根据权利要求2所述的泳动介质容器，其特征在于，

多个上述密封部件在铅垂方向上连结。

9.根据权利要求3所述的泳动介质容器，其特征在于，

上述密封面的多层构造的凸部朝向前端缩窄。

10.根据权利要求8所述的泳动介质容器，其特征在于，

多个上述密封部件通过杆状的插入部分连结。

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