DE112020006681T5

DE112020006681T5 - Elektrophoresesystem

Info

Publication number: DE112020006681T5
Application number: DE112020006681.9T
Authority: DE
Inventors: Michiru Fujioka; Takashi Anazawa
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2022-12-01
Also published as: GB2608343A; GB202214180D0; CN115461617A; WO2021210144A1; US20230124845A1; JP7340095B2; JPWO2021210144A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Elektrophoresesystem vor, das eine Elektrophoresevorrichtung mit mehreren Kapillaren, in denen eine Elektrophorese einer Probe ausgeführt wird, einer Lichtquelle, die Erfassungspositionen der Kapillaren mit Licht bestrahlt, einem Detektor, der durch die Bestrahlung mit Licht von der Lichtquelle erzeugtes Licht abhängig von in der Probe enthaltenen Komponenten erfasst, und einer Pufferspeichereinheit, in die die einen Enden der mehreren Kapillaren bei der Elektrophorese der Probe eingeführt werden und worin ein Puffer gespeichert ist, und einen Computer, der die Elektrophoresevorrichtung steuert, aufweist. Der Computer steuert eine Elektrophoresebedingung jeder der mehreren Kapillaren in der Elektrophoresevorrichtung derart, dass die Ankunftszeiten der Komponenten, die sich in den mehreren Kapillaren bewegen, an den Erfassungspositionen gegeneinander verschoben werden. Dadurch können Fluoreszenzsignale zu verschiedenen Zeiten in den jeweiligen mehreren Kapillaren in der Elektrophoresevorrichtung erfasst werden (Figur 4).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Elektrophoresesystem.
Technischer Hintergrund
Eine mehrere Kapillaren aufweisende Elektrophoresevorrichtung, die mehrere Kapillaren mit einer Elektrolytlösung oder einem elektrophoretischen Trennmedium in der Art einer Elektrolytlösung, die ein Polymergel oder ein Polymer enthält, füllt und eine elektrophoretische Analyse parallel ausführt, wird weitverbreitet verwendet. Es gibt einen breiten Bereich durch Elektrophorese zu analysierender Objekte von niedermolekularen Substanzen bis zu hochmolekularen Substanzen in der Art von Proteinen und Nukleinsäuren. Zusätzlich gibt es viele Messmodi in der Art eines Modus, bei dem ein Lichtabsorptionspunkt jeder Kapillare mit Lampenlicht bestrahlt wird und die Absorption des Lampenlichts, die auftritt, wenn ein zu analysierendes Objekt durch den Lichtabsorptionspunkt hindurchtritt, erfasst wird, oder eines Modus, bei dem ein lichtemittierender Punkt jeder Kapillare mit Laserlicht bestrahlt wird und Fluoreszenzlicht oder Streulicht, das auftritt, wenn ein zu analysierendes Objekt durch den lichtemittierenden Punkt hindurchtritt, erfasst wird. Daher ist in den letzten Jahren insbesondere ein Bedarf an einem Elektrophoreseverfahren aufgetreten, das einen hohen Dynamikbereich und eine hohe Dichte erreicht.
Beispielsweise sind in Patentliteratur 1 alle Kapillaren, die sich um eine Anzahl A (A ist eine natürliche Zahl 2 oder größer) von lichtemittierenden Punkten auf einer Anzahl A von Kapillaren befinden, auf derselben Ebene angeordnet, wird ein Laserstrahl von der Seite der Feldebene eingestrahlt, um die lichtemittierenden Punkte aller Kapillaren auf einmal zu bestrahlen, und wird das von jedem Emissionspunkt in eine zur Feldebene senkrechte Richtung emittierte Fluoreszenzlicht wellenlängendispergiert und auf einmal insgesamt erfasst. Bei einer Erfassungsvorrichtung wird von der Anzahl A von lichtemittierenden Punkten emittiertes Fluoreszenzlicht durch eine Sammellinse insgesamt gesammelt und kollimiert und von einem transmissiven Beugungsgitter durchgelassen und wird gebeugtes Licht erster Ordnung jedes Fluoreszenzlichtbestandteils insgesamt durch eine Abbildungslinse auf einen zweidimensionalen Sensor abgebildet. Weil die Richtung, in der die Anzahl A lichtemittierender Punkte angeordnet ist, senkrecht zur Wellenlängendispersionsrichtung des Beugungsgitters ist, überlappen Wellenlängendispersionsbilder des von jeder Kapillare emittierten Fluoreszenzlichts einander nicht auf dem zweidimensionalen Sensor. Durch Festlegen einer Anzahl B (B ist eine natürliche Zahl 1 oder größer) von Erfassungsgebieten eines beliebigen Wellenlängenbands für das Wellenlängendispersionsbild jeder Kapillare kann eine Anzahl B von Farben erfasst werden. Die Farberfassung, wenn B = 1 ist, wird als Einzelfarberfassung bezeichnet. Die Farberfassung, wenn B ≥ 2 ist, wird als Mehrfarberfassung bezeichnet. Bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen mehrere Kapillaren aufweisenden Elektrophoresevorrichtung kann beispielsweise eine DNA-Sequenzierung durch das Sanger-Verfahren an verschiedenen DNA-Proben in jeder Kapillare ausgeführt werden. Beim Sanger-Verfahren werden in einer DNA-Probe enthaltene DNA-Fragmente auf der Grundlage der terminalen Basentypen A, C, G und T mit vier Leuchtstofftypen markiert und wird jeder emittierte Fluoreszenzlichtbestandteil durch die Mehrfarberfassung identifiziert.
In Patentliteratur 2 werden alle Kapillaren um eine Anzahl A (A ist eine natürliche Zahl 2 oder größer) lichtemittierender Punkte auf einer Anzahl A von Kapillaren auf derselben Ebene angeordnet, wird ein Laserstrahl von der Seite der Feldebene eingestrahlt, um die lichtemittierenden Punkte aller Kapillaren auf einmal mit dem Laserstrahl zu bestrahlen, und wird das an jedem lichtemittierenden Punkt in einer zur Feldebene senkrechten Richtung erzeugte Fluoreszenzlicht entsprechend einer Wellenlängenkomponente unterteilt und insgesamt erfasst. In einer Erfassungsvorrichtung wird das von einer Anzahl A lichtemittierender Punkte emittierte Fluoreszenzlicht einzeln durch eine Anzahl von Sammellinsen kollimiert, um eine Anzahl A von Lichtflüssen zu bilden, fällt jeder der Lichtflüsse parallel auf ein einziges Paar dichroitischer Spiegelfelder mit einer Anzahl B (B ist eine natürliche Zahl 1 oder größer) angeordneter dichroitischer Spiegel und wird in eine Anzahl B von Lichtflüssen unterschiedlicher Wellenlängenbänder zerlegt, fällt die Anzahl A × B erzeugter Lichtflüsse parallel auf einen einzigen zweidimensionalen Sensor und wird eine Anzahl A × B unterteilter Bilder auf einem Bild erzeugt. Weil in diesem Fall die Richtung, in der die Anzahl A lichtemittierender Punkte angeordnet ist, senkrecht zur Richtung steht, in der die Anzahl B von Lichtflüssen durch die Anordnung dichroitischer Spiegel unterteilt wird, überlappen die A × B unterteilten Bilder einander nicht auf dem Bild, so dass A × B Erfassungsgebiete festgelegt werden können. Daher kann eine B-Farberfassung jeder Kapillare ausgeführt werden. Deshalb kann in einem beispielsweise in Patentliteratur 2 beschriebenen mehrere Kapillaren aufweisenden Elektrophoresesystem ähnlich dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Fall eine DNA-Sequenzierung durch das Sanger-Verfahren an in jeder Kapillare verschiedenen DNA-Proben ausgeführt werden.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanisches Patent Nr. 3897277
Patentliteratur 2: japanisches Patent Nr. 6456983

Kurzfassung der Erfindung
Technische Probleme
Es ist jedoch nicht möglich, nur durch Ausführen einer Mehrfarberfassung von mehreren Leuchtstofftypen emittiertes Fluoreszenzlicht zu identifizieren. Dies liegt daran, dass die Wellenlängen von Fluoreszenzlicht mehrerer Leuchtstofftypen in einem beliebigen einzelnen Wellenlängenband liegen (spektrales Übersprechen), weil die Fluoreszenzspektren der jeweiligen Leuchtstoffe einander überlappen. Bei herkömmlichen Verfahren wird das spektrale Übersprechen durch Ausführen einer elektrophoretischen Analyse an einer Matrixstandardprobe aufgehoben. Eine solche Probe enthält mehrere Komponenten, die mit verschiedenen Leuchtstofftypen markiert sind. Wenn eine elektrophoretische Analyse an der in jede Kapillare injizierten Probe ausgeführt wird, werden die mehreren Komponenten getrennt und werden Fluoreszenzsignale der Leuchtstoffe, mit denen die Komponenten markiert sind, zu verschiedenen Zeitpunkten als Peaks gemessen. Dadurch wird ein Mehrfarberfassungsverhältnis des Fluoreszenzsignals jedes Leuchtstoffs berechnet und wird das spektrale Übersprechen durch Subtrahieren des Beitrags des spektralen Übersprechens auf der Grundlage dieses Verhältnisses aufgehoben.
Andererseits gibt es zusätzlich zum spektralen Übersprechen ein räumliches Übersprechen, wobei Fluoreszenzsignale zwischen mehreren Kapillaren gemischt werden. Das räumliche Übersprechen verringert die Empfindlichkeit bei der elektrophoretischen Analyse und die Leistungsfähigkeit in einem hohen Dynamikbereich. Wenngleich das räumliche Übersprechen aufgehoben werden muss, existierte bisher kein Verfahren dafür. Ähnlich der Aufhebung des spektralen Übersprechens wird ein Verfahren zum vorab geschehenden Berechnen des Verhältnisses des räumlichen Übersprechens zwischen verschiedenen Kapillaren und zum Aufheben des räumlichen Übersprechens durch Subtrahieren des Beitrags des räumlichen Übersprechens auf der Grundlage des Verhältnisses vorgeschlagen. In diesem Fall ist es, wenn ein existierendes Matrixstandard-Probenreagens verwendet wird, um das Verhältnis des räumlichen Übersprechens zu berechnen, erforderlich, Fluoreszenzsignale für die jeweilige Kapillare zu verschiedenen Zeiten zu erfassen. Bei den in den vorstehend beschriebenen Patentliteraturen 1 und 2 offenbarten herkömmlichen Elektrophoreseverfahren werden Fluoreszenzsignale jedoch zur selben Zeit für jede Kapillare erfasst, so dass es nicht möglich ist, das Verhältnis des räumlichen Übersprechens zu berechnen.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht und sieht eine Technik vor, die in der Lage ist, Fluoreszenzsignale mehrerer Kapillaren in einer Elektrophoresevorrichtung zu verschiedenen Zeiten zu erfassen.
Lösung der Probleme
Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme schlägt die vorliegende Offenbarung ein Elektrophoresesystem vor, welches Folgendes aufweist: eine Elektrophoresevorrichtung mit mehreren Kapillaren, in denen eine Elektrophorese einer Probe ausgeführt wird, einer Lichtquelle, die Erfassungspositionen der Kapillaren mit Licht bestrahlt, einem Detektor, der durch die Bestrahlung mit Licht von der Lichtquelle erzeugtes Licht abhängig von in der Probe enthaltenen Komponenten erfasst, einer Pufferspeichereinheit (Gefäß), in die die einen Enden der mehreren Kapillaren bei der Elektrophorese der Probe eingeführt werden und worin ein Puffer gespeichert ist, und einem Computer, der die Elektrophoresevorrichtung steuert. Der Computer steuert oder ändert Elektrophoresebedingungen der mehreren Kapillaren in der Elektrophoresevorrichtung derart, dass die Ankunftszeiten der in der Probe enthaltenen Komponenten, die sich in den mehreren Kapillaren bewegen, an den Erfassungspositionen gegeneinander verschoben werden. In der vorliegenden Offenbarung werden die mehreren Typen von Elektrophoresebedingungen vorgestellt und wird jede der Elektrophoresebedingungen als Modus (Betriebsmodus) bezeichnet. Zusätzlich wird angenommen, dass nicht nur der Puffer, sondern auch die Probe in der Pufferspeichereinheit (im Gefäß) gespeichert werden kann.
Weitere Merkmale in Bezug auf die vorliegende Offenbarung werden anhand der Beschreibung der vorliegenden Patentschrift und der anliegenden Zeichnungen klar werden. Zusätzlich werden Aspekte der vorliegenden Offenbarung durch Elemente und Kombinationen verschiedener Elemente, Aspekte der folgenden detaillierten Beschreibung und die anliegenden Ansprüche verwirklicht und implementiert.
Es sei bemerkt, dass die hier gegebene Beschreibung lediglich als Beispiel dient und den Schutzumfang oder die Anwendung der Ansprüche in keiner Weise einschränken soll.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß den in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Techniken können Fluoreszenzsignale in jeder von mehreren Kapillaren in einer Elektrophoresevorrichtung zu verschiedenen Zeiten erfasst werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Diagramm eines Beispiels einer schematischen Konfiguration eines Elektrophoresesystems 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
2 ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration eines Pumpmechanismus 113, der in einer Elektrophoresevorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird,
3 einen Schaltplan einer Hochspannungsversorgung, worin ein Spannungssteuermechanismus der Elektrophoresevorrichtung 101 dargestellt ist,
4 ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Überblicks über einen im Elektrophoresesystem 10 auszuführenden Elektrophoreseanalyseprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
5 ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines detaillierten Vorgangs aus Schritt 408 beim in 4 dargestellten Elektrophoreseanalyseprozess,
6A ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen der Temperaturen kleiner Blöcke, in die ein Temperatureinstellungsblock 168 unterteilt ist, auf verschiedene Werte,
6B ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen der Temperaturen von Gebieten, in die der Temperatureinstellungsblock 168 unterteilt ist, auf verschiedene Werte,
6C ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Ändern der Längen von Abschnitten mehrerer Kapillaren 1 bis k, die in Puffer eingetaucht werden, um die Kapillaren mit einem Temperaturgradienten zu versehen,
6D ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen der Temperaturen freiliegender Abschnitte der Kapillaren 103 auf verschiedene Werte, um die Innenbereiche der Kapillaren mit einem Temperaturgradienten zu versehen,
7A ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit acht Kapillaren mit M = 8 und N = 1, die in einer einzigen Spalte angeordnet sind, und 64 Vertiefungen mit P = 8 und Q = 8 einer Probenplatte ausgeführt werden,
7B ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit 12 Kapillaren mit M = 12 und N = 1, die in einer einzigen Spalte angeordnet sind, und 144 Vertiefungen mit P = 12 und Q = 12 einer Probenplatte ausgeführt werden,
8 ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit acht Kapillaren mit M = 8 und N = 1, die in einer einzigen Spalte mit Abständen von 9 mm angeordnet sind, und 15 Vertiefungen mit P = 15 und Q = 1 einer Probenplatte ausgeführt werden,
9 ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit 24 Kapillaren mit M = 8 und N = 3, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, und einer Probenplatte mit 75 Vertiefungen mit P = 15 und Q = 5 einer Probenplatte, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, ausgeführt werden,
10 ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit 96 Kapillaren mit M = 12 und N = 8, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, und einer Probenplatte mit 345 Vertiefungen mit P = 23 und Q = 15 einer Probenplatte, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, ausgeführt werden,
11A ein Diagramm eines Beispiels, bei dem die Anzahl der Vertiefungen, die verwendet werden, wenn eine Probenplatte verwendet wird, verringert ist,
11B ein Diagramm eines Beispiels, bei dem keine Probenplatte verwendet wird,
12 ein Diagramm einer Beziehung zwischen Probeninjektions-Zeitpunkten (Probeninjektionszeiten) in einem Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit (Modus 4) und Peakmessungs-Zeitpunkten (Peakmesszeiten) (1),
13 ein Diagramm einer Beziehung zwischen Probeninjektions-Zeitpunkten (Probeninjektionszeiten) im Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit (Modus 4) und Peakmessungs-Zeitpunkten (Peakmesszeiten) (2) und
14 ein Diagramm zur Beschreibung eines Vorgangs zum Verschieben der Zeiten des Erfassens von Fluoreszenzlicht der Kapillaren gegeneinander, falls die Basenlängen der Proben verschieden sind.

Beschreibung von Ausführungsformen
<Konfigurationsbeispiel des Elektrophoresesystems>
1 ist ein Diagramm eines Beispiels einer schematischen Konfiguration eines Elektrophoresesystems 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt ist, weist das Elektrophoresesystem 10 eine Elektrophoresevorrichtung 101 und einen Computer 117 auf.
Die Elektrophoresevorrichtung 101 weist ein Kapillarfeld 105 mit mehreren Kapillaren 103, ein Polymergefäß 109 zur Aufnahme eines Polymers 107 und einen Pumpmechanismus 113, worin ein Pumpenströmungsweg 111 ausgebildet ist, der die Kapillare 103 mit dem Polymergefäß 109 verbindet und das Polymer 107 innerhalb des Polymergefäßes 109 den Kapillaren 103 zuführt, auf. Die Elektrophoresevorrichtung 101 ist mit dem Computer 117 verbunden. Der Computer 117 berechnet die Zeit (Injektionszeit), zu der eine Probe und ein Puffer (Puffer) in jede Kapillare injiziert werden, berechnet einen Temperaturgradientwert eines Temperatureinstellungsblocks 168 und gibt ein Elektrophoreseanalyseergebnis aus.
In der Elektrophoresevorrichtung 101 stellt das Kapillarfeld 105 ein die mehreren Kapillaren 103 aufweisendes Austauschelement dar. Wenn das Messverfahren geändert wird, wird das Kapillarfeld 105 ausgetauscht und werden die Längen der Kapillaren 103 eingestellt. Zusätzlich wird das Kapillarfeld 105 bei einer Beschädigung oder Qualitätsbeeinträchtigung durch ein neues Kapillarfeld 105 ausgetauscht. Das Kapillarfeld 105 weist nicht nur die Kapillaren 103, sondern auch einen Ladekopf 123 und einen Kapillarkopf 125 auf. Jede der Kapillaren 103 besteht aus einer Glasröhre, deren Innendurchmesser einige zehn bis einige hundert Mikrometer beträgt und deren Außendurchmesser einige hundert Mikrometer beträgt, wobei die Oberfläche der Glasröhre mit Polyimid beschichtet ist, um die Stärke zu verbessern. In einer Erfassungseinheit 121 sind Polyimidbeschichtungen jedoch von Abschnitten der Kapillaren 103 entfernt, die sich in der Nähe der Lichteinstrahlungspositionen befinden, an denen die Kapillaren 103 mit Anregungslicht bestrahlt werden. Die Innenbereiche der Kapillaren 103 sind mit einem Trennmedium für die elektrophoretische Trennung gefüllt. Es sind ein flüssiges und ein nichtflüssiges Trennmedium vorhanden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein flüssiges Polymer 107 verwendet.
Die Erfassungseinheit 121 weist eine Mehrfachanordnung auf und ist an den Abschnitten der Kapillaren 103 in der Nähe der Lichteinstrahlungspositionen mit einer Höhengenauigkeit von einigen Mikrometern gegenüber einer optischen Ebene befestigt. Während der Elektrophorese wird Anregungslicht von einer Lichtquelle 127 emittiert und kontinuierlich von den Lichteinstrahlungspositionen aller Kapillaren 103 durchgelassen. Durch das Anregungslicht wird Informationslicht (Fluoreszenzlicht mit einer von einer Probe abhängigen Wellenlänge) von der Probe erzeugt und von den Lichteinstrahlungspositionen in den Außenbereich der Kapillaren 103 emittiert. Das Informationslicht wird durch einen optischen Detektor 129 erfasst, und die Probe wird analysiert.
Der Ladekopf 123 ist an einem Kapillarkathodenanschluss 131 bereitgestellt. Der Kapillarkathodenanschluss 131 ist durch Hohlelektroden 133 aus Metall befestigt. Die Enden der Kapillaren 103 stehen um etwa 0,5 mm von den Hohlelektroden 133 vor. Zusätzlich sind die an jeder Kapillare 103 befestigten Hohlelektroden 133 am Ladekopf 123 angebracht. Die Hohlelektroden 133 und der Ladekopf 123 sind integriert. Die Hohlelektroden 133 sind elektrisch mit einer Hochspannungsversorgung 135 verbunden. Wenn es erforderlich ist, eine Spannung für eine Elektrophorese oder eine Probeneinleitung anzulegen, wirken die Hohlelektroden 133 daher als Kathoden. Zusätzlich sind in der Elektrodenvorrichtung 101 ein erstes Strommessgerät 173 und ein zweites Strommessgerät 175, die einen Strom erfassen, bereitgestellt.
Der Kapillarkopf 125 ist ein Element, das druckdicht vom Pumpmechanismus 113 abgenommen werden kann. Wenn mehrere Kapillaren 103 vorhanden sind, bündelt der Kapillarkopf 125 die Anodenenden 137 der Kapillaren miteinander.
Ein Rückschlagventil 141 ist zwischen dem Polymergefäß 109 und einem Block 301, worin der Pumpenströmungsweg 111 ausgebildet ist, bereitgestellt. Das Rückschlagventil 141 hat die Funktion, das Strömen des Polymers 107 vom Polymergefäß 109 in den Block 301 zu ermöglichen und das Ausströmen des Polymers 107 aus dem Block 301 zum Polymergefäß 109 zu blockieren. Wenn das Polymer 107 in die Kapillaren 103 injiziert wird, kann es daher nicht in das Polymergefäß 109 zurück strömen. Zusätzlich ist eine Verbindungsröhre 143, die ein anodenseitiges Puffergefäß 139 und den Block 301 verbindet, mit dem Block 301 verbunden. Die Verbindungsrohre 143 weist ein elektrisches Ventil 145 auf. Das elektrische Ventil 145 öffnet und schließt einen Strömungsweg zwischen dem Block 301 und dem anodenseitigen Puffergefäß 139. Das elektrische Ventil 145 schließt zumindest den Strömungsweg zwischen dem Block 301 und dem anodenseitigen Puffergefäß 139, wenn das Polymer 107 in die Kapillaren 103 zu injizieren ist, und verhindert das Ausströmen des Polymers 107 in das anodenseitige Puffergefäß 139. Zusätzlich öffnet das elektrische Ventil 145 den Strömungsweg, um den Block 301 mit dem anodenseitigen Puffergefäß 139 zu verbinden, wenn ein Strom bei der Elektrophorese oder dergleichen fließt. Zusätzlich ist eine Elektrode (GND) 149 in das anodenseitige Puffergefäß 139 eingeführt, so dass sie in einen Puffer 147 innerhalb des anodenseitigen Puffergefäßes 139 eingetaucht ist.
Der Computer 117 ist bei der Verwendung durch ein Kommunikationskabel 119 angeschlossen. Beispielsweise weist der Computer 117 ähnlich einem normalen Computer eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit: Prozessor), eine Speichervorrichtung, einen RAM, einen ROM, Eingabevorrichtungen in der Art einer Tastatur und einer Maus, Ausgabevorrichtungen in der Art eines Lautsprechers und einer Anzeigevorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung und dergleichen auf und kann eine in die Elektrophoresevorrichtung 101 aufgenommene Funktion steuern und von der Elektrophoresevorrichtung 101 erfasste Daten senden und empfangen.
Ferner weist die Elektrophoresevorrichtung 101 einen Konstanttemperaturtank 153 zum Halten der Kapillaren 103 bei einer konstanten Temperatur und eine Transportvorrichtung 155 zum Transportieren verschiedener Gefäße zum Kapillarkathodenanschluss 131 auf. Die Kapillaren 103 sind in den Konstanttemperaturtank 153 eingesetzt und werden durch den Konstanttemperaturtank 153 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Wenn ein später beschriebener Modus zum Ändern der Temperatur des Konstanttemperaturtanks ausgewählt wird, um die Probenbewegungsgeschwindigkeit in jeder Kapillare zu ändern, werden die Kapillaren auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt.
Die Transportvorrichtung 155 transportiert ein kathodenseitiges Puffergefäß 157, ein Reinigungsgefäß 159, ein Abfallflüssigkeitsgefäß 161, ein Probengefäß 163 und einen Temperatureinstellungsblock 168 zum Einstellen der Temperatur des kathodenseitigen Puffergefäßes 157 (der Block 168 kann die Temperatureinstellung mit einem vom Betriebsmodus für die Elektrophorese abhängigen Temperaturgradienten ausführen) zum Kapillarkathodenanschluss 131. Der Temperatureinstellungsblock 168 ist in mehrere kleine Blöcke oder mehrere Gebiete unterteilt und dafür ausgelegt, eine Steuerung auszuführen, nach der die Temperaturen der kleinen Blöcke oder der Gebiete voneinander verschieden werden. Zusätzlich weist die Transportvorrichtung 155, wenngleich dies nicht dargestellt ist, drei Elektromotoren und ein Linearstellglied auf und kann einen bewegbaren Tisch 165, der in der Transportvorrichtung 155 bereitgestellt ist, in drei axialen Richtungen, einer Vertikalrichtung, einer Links-Rechts-Richtung und einer Tiefenrichtung bewegen. Zusätzlich kann wenigstens ein Gefäß oder eine Probenplatte (siehe 7 bis 10 und dergleichen), wie später beschrieben, am bewegbaren Tisch 165 angebracht werden. Ferner weist der bewegbare Tisch 165 einen elektrischen Greifer 167 auf, der jedes Gefäß greifen und loslassen kann. Ein nicht benötigtes Gefäß wird an einem vorgegebenen Ablageplatz innerhalb der Vorrichtung 101 abgelegt.
<Konfigurationsbeispiel des Pumpmechanismus 113>
2 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration des in der Elektrophoresevorrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Pumpmechanismus 113.
Der Pumpmechanismus 113 besteht hauptsächlich aus dem Block 301, in dem der Pumpenströmungsweg 111 ausgebildet ist, einem Kolben 303, der im Pumpenströmungsweg 111 arbeitet, und einer den Kolben 303 antreibenden Antriebseinheit 305. Der Block 301 ist eine Verbindungseinheit, die bewirkt, dass das Kapillarfeld 105, das anodenseitige Puffergefäß 139 (siehe 1) und das Polymergefäß 109 (siehe 1) miteinander kommunizieren. Der Pumpenströmungsweg 111, der das Kapillarfeld 105, das anodenseitige Puffergefäß 139 und das Polymergefäß 109 verbindet, ist im Block 301 ausgebildet. Im Pumpenströmungsweg 111 ist ein Strömungsweg von einer Kapillarverbindungseinheit, die den Kapillarkopf 125 mit dem Kolben 301 verbindet, ein Pumpenströmungsweg 111A, ist ein Strömungsweg, der den Pumpenströmungsweg 111A und das anodenseitige Puffergefäß 139 verbindet, ein Pumpenströmungsweg 111B und ist ein Strömungsweg, der den Pumpenströmungsweg 111A und das Polymergefäß 109 verbindet, ein Pumpenströmungsweg 111C. Wenn der Kolben 303 im Pumpenströmungsweg 111 angetrieben wird, strömt das Polymer 107 durch den Block 301 und werden die Kapillaren 103 vom Kapillaranodenanschluss 137 mit dem Polymer 107 gefüllt. Das Wiedereinfüllen des Polymers 107 in die Kapillaren 103 geschieht für jede Messung, um die Leistungsfähigkeit der Messung zu verbessern.
Der Kolben 103 bewegt sich im Pumpenströmungsweg 111C. Die Antriebseinheit 305 senkt den Kolben 303 ab, um das Polymer 107 in den Pumpenströmungsweg 111C abzugeben, und er sendet das Polymer 107 über den Pumpenströmungsweg 111A zu den Kapillaren 103. Zusätzlich hebt die Antriebseinheit 305 den Kolben 303 an, um das Polymer 107 innerhalb des Polymergefäßes 109 ansaugen zu können.
<Schaltungskonfiguration des Spannungssteuermechanismus>
3 ist ein Schaltplan einer Hochspannungsversorgung, worin ein Spannungssteuermechanismus der Elektrophoresevorrichtung 101 dargestellt ist. Der Spannungssteuermechanismus weist einen Mikrocomputer 169, eine Steuereinrichtung 171, eine Hochspannungsversorgung 135, ein erstes Strommessgerät 173 und ein zweites Strommessgerät 175 auf.
Die Hochspannungsversorgung 135 legt auf der Grundlage einer Steuerung durch die Steuereinrichtung 171 eine Spannung an einen Erregungsweg an. Der Erregungsweg weist die Hohlelektroden 133, einen Puffer 148, mit dem das kathodenseitige Puffergefäß 157 gefüllt ist, einen Elektrophoreseweg, den Puffer 147, mit dem das anodenseitige Puffergefäß 139 gefüllt ist, und die Elektrode (GND) 149 auf. Der Elektrophoreseweg weist die Kapillaren 103, den Pumpenströmungsweg 111 und das Polymer 107, mit dem die Verbindungsröhre 143 gefüllt ist, auf. Die Hochspannungsversorgung 135 ist über das erste Strommessgerät 173 elektrisch mit den Hohlelektroden 133 verbunden und über das zweite Strommessgerät 175 elektrisch mit der Elektrode (GND) 149 verbunden. Wenngleich es in 1 fortgelassen ist, ist das zweite Strommessgerät 207 mit der Mikrocomputer 169 verbunden. Wenn eine Spannung von einigen zehn Kilovolt angelegt wird, wird ein elektrisches Feld erzeugt, das von den Hohlelektroden 133 zur Elektrode (GND) 149 gerichtet ist. Infolge des elektrischen Felds bewegt sich die Probe in der Art einer negativ geladenen Nukleinsäure vom Kapillarkathodenanschluss 131 zum Kapillaranodenanschluss 137.
Das erste Strommessgerät 173 erfasst einen von der Hochspannungsversorgung 135 zu den Hohlelektroden 133 fließenden Strom und überträgt den Wert des Stroms zum Mikrocomputer 169. Das zweite Strommessgerät 175 erfasst einen von der Elektrode (GND) 149 zur Masse GND fließenden Strom und überträgt den Wert des Stroms zum Mikrocomputer 169. Das zweite Strommessgerät 175 wird normalerweise verwendet, um einen später beschriebenen Stromwert und eine Variation des Stromwerts zu prüfen. Dies liegt daran, dass der Wert eines im Elektrophoreseweg fließenden Stroms direkt widergespiegelt wird. Ein Medium in der Art des Puffers 147 (148) oder des Polymers 107, das einen größeren Widerstand als Metall aufweist, befindet sich zwischen dem ersten Strommessgerät 173 und dem zweiten Strommessgerät 175. Zwischen dem ersten Strommessgerät 173 und dem zweiten Strommessgerät 175 befinden sich zahlreiche Anschlusseinheiten in der Art des Blocks 301 und des Kapillarfelds 105. Daher kann ausgesagt werden, dass bei der in 2 dargestellten Schaltung ein Abschnitt zwischen dem ersten Strommessgerät 173 und dem zweiten Strommessgerät 175 ein Abschnitt ist, in dem ein gemessener Stromwert leicht Rauschen aufweist. Dagegen weist der durch das zweite Strommessgerät 175 angegebene Wert kaum Rauschen auf. Das zweite Strommessgerät 175 erfasst einen Nettobetrag eines im Elektrophoreseweg fließenden Stroms.
Der Mikrocomputer 169 liest die Stromwerte aus dem ersten Strommessgerät 173 und dem zweiten Strommessgerät 175 und führt eine Berechnung aus. Dann weist der Mikrocomputer 169 die Steuereinrichtung 171 an, die Hochspannungsversorgung 135 so zu steuern, dass die jeweiligen Zustände für das Anlegen einer Hochspannung, das Anlegen einer Niederspannung, ein erzwungenes Spannungsabschalten und dergleichen angenommen werden. Zusätzlich können der Mikrocomputer 169 und ein außerhalb des Vorrichtungskörpers 101 angeordneter Computer 117 miteinander kommunizieren.
<Elektrophoreseanalyseprozess>
4 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Überblicks über einen im Elektrophoresesystem 10 auszuführenden Elektrophoreseanalyseprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
(i) Schritt 401
Ein Bediener betätigt den Computer 117, um Informationen über den Typ der einer Elektrophoreseanalyse zu unterziehenden Probe und das Datum und die Zeit (Datum und Zeit des Beginns der Verwendung), wenn der Puffer geöffnet wird, einzugeben, und wählt entweder einen Betriebsmodus zum Ändern von Bewegungsgeschwindigkeiten der Probe und des Puffers, die sich in den Kapillaren 103 des Kapillarfelds 105 bewegen, oder einen Betriebsmodus zum Verschieben der Zeiten, zu denen die Probe in die Kapillaren injiziert wird. Der Prozessor (nachstehend als Prozessor bezeichnet) des Computers 117 empfängt den vom Bediener ausgewählten Betriebsmodus und steuert die Elektrophoresevorrichtung 101 derart, dass sie einen dem Betriebsmodus entsprechenden Arbeitsvorgang ausführt. In diesem Fall wird angenommen, dass die Anzahl der Kapillaren k ist und dass die Kapillaren die Kapillaren 1 bis k sind. Zusätzlich werden die folgenden Betriebsmodi vorbereitet. Modus 1: ein Modus zum Ändern der Puffertemperatur, in dem der Temperatureinstellungsblock 168 mit einem Temperaturgradienten versehen wird, um eine Temperatureinstellung vorzunehmen, und in dem eine Injektion und Elektrophoreseanalyse ausgeführt werden, um die Temperatur des im kathodenseitigen Puffergefäß 157 gespeicherten Puffers 148 zu ändern, Modus 2: ein Modus zum Ändern der Pufferkonzentration, in dem eine Injektion und eine Elektrophorese von mehreren Puffergefäßen ausgeführt werden, wobei die Konzentrationen des in die Kapillaren 103 zu injizierenden Puffers verschieden sind (wenngleich ein kathodenseitiges Puffergefäß 157 in 1 dargestellt ist, werden die einzelnen Puffergefäße 157_1 bis k für die Kapillaren auf dem Tisch 165 angebracht, wenn Modus 2 ausgewählt wird), Modus 3: ein Modus zum Ändern der Temperatur des Konstanttemperaturtanks, in dem die Temperaturen der aus dem Puffer vorstehenden Kapillaren auf unterschiedliche Werte eingestellt werden oder die Temperaturen der Kapillaren 103 auf unterschiedliche Werte im Konstanttemperaturtank 153 eingestellt werden und die Temperaturen des Puffers in den Kapillaren während der Elektrophorese geändert werden, und Modus 4: ein Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit, in dem die Zeiten des Injizierens (Einleitens) der Probe in die Kapillaren 103 durch Bewegen des Tisches entlang einer gewünschten Bahn geändert werden.
Es kann ein weiterer von den Modi 1 bis 4 verschiedener Modus bereitgestellt werden. Es kann ein normaler Elektrophoresemodus (ein Modus, in dem die Probe gleichzeitig in die jeweiligen Kapillaren 103 injiziert wird und sich die in der Probe enthaltenen Komponenten mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen) ausgewählt werden, in dem die Elektrophorese nicht gemäß dem Betriebsmodus ausgeführt wird. Alternativ können mehrere Modi kombiniert und ausgeführt werden. Zusätzlich werden in Modus 1 oder Modus 3 Informationen (Zieltemperatur jedes der Puffergefäße 157_1 bis k und Zieltemperatur jeder der durch den Konstanttemperaturtank 153 hindurchtretenden Kapillaren) von Temperaturgradienten von Temperatureinstellungseinheiten im Temperatureinstellungsblock 168 und im Konstanttemperaturtank 153 vorab auf der Grundlage des Probentyps bestimmt und in einem Speicher (ROM) gespeichert. Der Computer 117 kann durch Speichern und Lernen anhand der Verwendung der jeweiligen Modi erhaltener Informationen automatisch einen geeigneten Modus auf der Grundlage von Informationen zur Anfangszeit der Elektrophoreseanalyse auswählen. Beispiele der Informationen sind der Typ des Matrixstandards, Pufferkonzentrationsinformationen, das Pufferablaufdatum, Öffnungsdatumsinformationen, Informationen über die Temperatur des Inneren der Vorrichtung, Informationen über die Temperatur des Temperatureinstellungsblocks 168 und dergleichen, die Informationen sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Informationen beziehen sich auf jegliche Informationen, die zur Ankunftszeit der sich in den mehreren Kapillaren bewegenden Probe an den Erfassungspositionen beitragen.
(ii) Schritt 402: Modus zum Ändern der Puffertemperatur
Wenn Modus 1 (Modus zum Ändern der Puffertemperatur) ausgewählt wird, erfasst der Prozessor auf der Grundlage von Informationen über den Typ der der Elektrophoreseanalyse zu unterziehenden Probe Informationen über die Temperatur jedes der kleinen Blöcke oder Gebiete des Temperatureinstellungsblocks 168 und steuert auf der Grundlage der erhaltenen Informationen über die Temperaturen den Heizvorgang des Temperatureinstellungsblocks 168, so dass die Temperatur jedes der kleinen Blöcke oder die Temperatur jedes der Gebiete eine Zieltemperatur erreicht. Wenn die Temperatur jedes der kleinen Blöcke oder jedes der Gebiete die Zieltemperatur erreicht und stabil ist (beispielsweise überwacht der Prozessor die Temperatur jedes der kleinen Blöcke oder die Temperatur jedes der Gebiete und stellt auf der Grundlage eines Temperaturprofils fest, ob die Temperatur jedes der kleinen Blöcke oder die Temperatur jedes der Gebiete stabil ist), wird der Prozess in Schritt 403 fortgesetzt. Wenngleich der in 1 dargestellte Temperatureinstellungsblock 168 auf der Kathodenseite als Beispiel dieses Modus beschrieben wird, ist die Temperatureinstellung nicht darauf beschränkt. Kapillaren auf der Anodenseite können individuell zeitlich bereitgestellt werden und individuell eine Temperatureinstellung ausführen.
(iii) Schritt 403
Der Prozessor injiziert die Probe aus jedem der Puffergefäße 157_1 bis k in jede der Kapillaren und bewegt die Komponenten, die in der in jede der Kapillaren injizierten Probe enthalten sind, durch die Elektrophorese zur Erfassungseinheit 121. In Modus 1 (Modus zum Ändern der Puffertemperatur) sind die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten innerhalb der Kapillaren verschieden, weil die Temperaturen des Puffers verschieden sind. Das heißt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, die vom Puffergefäß (beispielsweise vom Puffergefäß 157_1, in das die Kapillare 1 eingetaucht ist) mit der höchsten Temperatur injiziert wird, am höchsten ist und die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, die vom Puffergefäß (beispielsweise vom Puffergefäß 157_k, in das die Kapillare k eingetaucht ist) mit der niedrigsten Temperatur injiziert wird, am niedrigsten ist. Daher können die Zeiten, zu denen die Komponenten die Erfassungseinheit 121 erreichen, zwischen den Kapillaren verschoben werden, so dass das räumliche Übersprechen zwischen den durch die mehreren Kapillaren 103 erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden kann.
Dann erfasst die Erfassungseinheit 121 Fluoreszenzlicht, das erzeugt wird, wenn die in der Probe, die sich in jeder der Kapillaren bewegt, enthaltenen Komponenten durch die Lichtquelle 127 mit Anregungslicht bestrahlt werden, und es wird durch den Computer 117 am Fluoreszenzlicht als Informationslicht die Probenanalyse ausgeführt.
(iv) Schritt 404: Modus zum Ändern der Pufferkonzentration
Wenn Modus 2 (Modus zum Ändern der Pufferkonzentration) ausgewählt wird, speichert der Bediener die mehreren Typen des Puffers mit unterschiedlichen Konzentrationen in jedem der Puffergefäße 157_1 bis k und bringt die den Puffer speichernden Puffergefäße 157_1 bis k an. Wenn die Anbringung der jeweiligen Puffergefäße 157_1 bis k abgeschlossen wurde, wird die Eingabevorrichtung des Computers 117 verwendet, um einen Befehl zum Einleiten der Elektrophorese einzugeben. Wenn der Befehl zum Einleiten der Elektrophorese empfangen wurde, steuert der Prozessor den Temperatureinstellungsblock 168 derart, dass die Temperatur des Temperatureinstellungsblocks 168 einen vorgegebenen Wert annimmt (die Temperaturen der mehreren kleinen Blöcke oder der mehreren Gebiete werden einheitlich). Wenn die Temperaturen den vorgegebenen Wert annehmen, wird der Prozess in Schritt 405 fortgesetzt.
(v) Schritt 405
Der Prozessor injiziert die Probe aus jedem der Puffergefäße 157_1 bis k gleichzeitig in jede der Kapillaren und bewegt die Komponenten, die in der in jede der Kapillaren injizierten Probe enthalten sind, durch die Elektrophorese zur Erfassungseinheit 121. Weil in Modus 2 (Modus zum Ändern der Pufferkonzentration) die Konzentrationen des Puffers unterschiedlich sind, sind die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten innerhalb der Kapillaren unterschiedlich. Das heißt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, die vom Puffergefäß (beispielsweise vom Puffergefäß 157_1, in das die Kapillare 1 eingetaucht ist) mit der höchsten Konzentration injiziert wird, am höchsten ist und die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, die vom Puffergefäß (beispielsweise vom Puffergefäß 157_k, in das die Kapillare k eingetaucht ist) mit der niedrigsten Konzentration injiziert wird, am niedrigsten ist. Daher können die Zeiten, zu denen die Komponenten die Erfassungseinheit 121 erreichen, zwischen den Kapillaren verschoben werden, so dass das räumliche Übersprechen zwischen den durch die mehreren Kapillaren 103 erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden kann. Beispielsweise ist es in diesem Modus bevorzugt, die Konzentrationen der Puffer sowohl der Anode als auch der Kathode einzustellen. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Kapillaren auf der Anodenseite können zeitlich einzeln bereitgestellt werden, und es kann nur die Konzentration auf der Anodenseite geändert werden, oder es kann nur die Konzentration auf der Kathodenseite geändert werden. In diesem Beispiel werden die Konzentrationen geändert. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf die Konzentrationen beschränkt. Es genügen Bedingungen zur Änderung der elektrophoretischen Beweglichkeit. Beispielsweise können das Niveau der elektrischen Leitfähigkeit und der pH-Wert in der Pufferzusammensetzung geändert werden. Die Beweglichkeit ist höher, wenn das Niveau der elektrischen Leitfähigkeit hoch ist oder der pH-Wert auf der sauren Seite liegt.
Dann erfasst die Erfassungseinheit 121 Fluoreszenzlicht, das erzeugt wird, wenn die in der Probe, die sich in jeder der Kapillaren bewegt, enthaltenen Komponenten durch die Lichtquelle 127 mit Anregungslicht bestrahlt werden, und es wird durch den Computer 117 am Fluoreszenzlicht als Informationslicht die Probenanalyse ausgeführt.
(vi) Schritt 406: Modus zum Ändern der Temperatur des Konstanttemperaturtanks
Wenn Modus 3 (Modus zum Ändern der Temperatur des Konstanttemperaturtanks) ausgewählt wird, erhält der Prozessor Temperaturinformationen von Einheiten (nicht dargestellt: beispielsweise sind Temperatureinstellungsvorrichtungen unabhängig an den jeweiligen Kapillaren angebracht und können Temperaturen des Puffers in den Kapillaren auf unterschiedliche Temperaturen einstellen), welche die Temperaturen der Kapillaren im Konstanttemperaturtank 153 einzeln einstellen, und steuert den Heizvorgang der jeweiligen Temperatureinstellungseinheiten derart, dass die Temperatur der jeweiligen Kapillaren eine Zieltemperatur erreicht. Auf diese Weise können die Temperaturen der Kapillaren des Kapillarfelds 105, die den Konstanttemperaturtank 153 durchlaufen, unterschiedlich sein, und können die jeweiligen Kapillaren mit einem Temperaturgradienten versehen werden.
Wenn die Temperatureinstellungseinheiten, welche die Temperaturen der Kapillaren 103 einstellen, die jeweiligen Temperaturen auf eine Zieltemperatur regeln und die jeweiligen Temperaturen stabil werden (beispielsweise überwacht der Prozessor die Temperatur der jeweiligen Kapillaren 103 und stellt auf der Grundlage des Temperaturprofils fest, ob sie stabil ist), wird der Prozess in Schritt 407 fortgesetzt.
(vii) Schritt 407
Der Prozessor injiziert die Probe aus jedem der Puffergefäße 157_1 bis k gleichzeitig in jede der Kapillaren und bewegt die Komponenten, die in der in jede der Kapillaren injizierten Probe enthalten sind, durch die Elektrophorese zur Erfassungseinheit 121. In Modus 3 (Modus zum Ändern der Temperatur des Konstanttemperaturtanks) sind die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten innerhalb der Kapillaren verschiedenen, weil die Temperaturen der Kapillaren 103, die den Konstanttemperaturtank 153 durchlaufen, verschieden sind. Das heißt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, welche die Kapillare (beispielsweise die Kapillare 1) mit der höchsten Temperatur durchläuft, am höchsten ist und die Bewegungsgeschwindigkeit einer Komponente, welche die Kapillare (beispielsweise die Kapillare k) mit der niedrigsten Temperatur durchläuft, am niedrigsten ist. Daher können die Zeiten, zu denen die Komponenten die Erfassungseinheit 121 erreichen, zwischen den Kapillaren verschoben werden, so dass das räumliche Übersprechen zwischen den durch die mehreren Kapillaren 103 erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden kann.
Dann erfasst die Erfassungseinheit 121 Fluoreszenzlicht, das erzeugt wird, wenn die in jeder der Kapillaren enthaltenen Komponenten durch die Lichtquelle 127 mit Anregungslicht bestrahlt werden, und es wird durch den Computer 117 am Fluoreszenzlicht als Informationslicht die Probenanalyse ausgeführt.
(viii) Schritt 408: Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit
Wenn Modus 4 (Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit) ausgewählt wird, berechnet der Prozessor die Bewegungsbahn des beweglichen Tisches zur Verschiebung der Zeiten des Injizierens der Probe und die Zeiten des Injizierens der Probe. Einzelheiten des Schritts werden mit Bezug auf 5 beschrieben.
(ix) Schritt 409
Der Prozessor wiederholt einen Prozess des gleichzeitigen Injizierens der Probe in jede der Kapillaren aus jeder Vertiefung oder dergleichen der Probenplatte, während der Tisch gemäß der in Schritt 408 berechneten Betätigungsbahn des beweglichen Tisches 165 bewegt wird, mehrere Male und bewegt die Komponenten, die in der in jede der Kapillaren injizierten Probe enthalten sind, zur Erfassungseinheit 121. In Modus 4 (Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit) sind die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten, die in der in die jeweiligen Kapillaren eingeleiteten Probe enthalten sind, gleich, sind die Zeiten des Einleitens der Probe in die Kapillaren 103 jedoch verschieden, so dass die Zeiten, zu denen bewirkt wird, dass die Komponenten, die in der in jede der Kapillaren eingeleiteten Probe enthalten sind, die Erfassungseinheit 121 erreichen, verschieden sind. Das heißt, dass beispielsweise die Komponente, die in der in die Kapillare 1 eingeleiteten Probe enthalten ist, die Erfassungseinheit 121 am frühesten erreicht und die Komponente, die in der in die Kapillare k eingeleiteten Probe enthalten ist, die Erfassungseinheit 121 am spätesten erreicht. Daher können die Zeiten des Erfassens von Fluoreszenzlicht von den Kapillaren gegeneinander verschoben werden, so dass das räumliche Übersprechen zwischen den von den mehreren Kapillaren 103 erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden kann.
Dann erfasst die Erfassungseinheit 121 Fluoreszenzlicht, das erzeugt wird, wenn die in der Probe, die sich in jeder der Kapillaren bewegt, enthaltenen Komponenten durch die Lichtquelle 127 mit Anregungslicht bestrahlt werden, und es wird durch den Computer 117 am Fluoreszenzlicht als Informationslicht die Probenanalyse ausgeführt.
<Prozess zur Berechnung der Tischbetätigung>
5 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines detaillierten Vorgangs aus Schritt 408 beim in 4 dargestellten Elektrophoreseanalyseprozess. Es wird angenommen, dass die mehreren Kapillaren 103 in der Nähe des Ladekopfs 123 und des Kapillarkathodenanschlusses 131 des Kapillarfelds 105 in einer Matrixform mit M Zeilen und N Spalten (M × N) angeordnet sind (M und N sind natürliche Zahlen 1 oder größer). Das heißt, dass angenommen wird, dass die Anzahl der Kapillaren 103 M × N ist.
(i) Schritt 4081
Der Prozessor zeigt auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung die Anzahl (M × N) der Kapillaren des Kapillarfelds 105 und eine Ul (Beispiel), die zur Eingabe von Informationen für die Verwendung der Probenplatte auffordert, an. Dann empfängt der Prozessor die Anzahl (M × N) der Kapillaren und eine Eingabe der Informationen über die Verwendung der Probenplatte.
Wenn die Kapillaren in der Nähe des Kapillarkathodenanschlusses 131 des Kapillarfelds 105 beispielsweise in M Zeilen und 1 Spalte (Anzahl M von Kapillaren) angeordnet sind, kann die Probenplatte in eine Richtung (die X-Achsenrichtung oder die Y-Achsenrichtung) bewegt werden. Zusätzlich wird die Probenplatte, wenn die Kapillaren in der Nähe des Kapillarkathodenanschlusses 131 des Kapillarfelds 105 in M Zeilen und N Spalten (Anzahl M × N von Kapillaren) angeordnet sind, zweidimensional bewegt (in X-Achsenrichtung und in Y-Achsenrichtung). Um die jeweiligen Kapillaren in die jeweiligen Vertiefungen der Probenplatte einzuführen, muss die Probenplatte auch in Z-Achsenrichtung (Vertikalrichtung in 1) bewegt werden. In der vorliegenden Offenbarung wird jedoch auf eine Beschreibung der Bewegung in Z-Achsenrichtung verzichtet.
Zusätzlich sind die Informationen über die Verwendung der Probenplatte beispielsweise Informationen, welche die Position der Anordnung der Probe auf der Probenplatte angeben (beispielsweise Positionsinformationen, falls Proben an mehreren Vertiefungen angeordnet sind, und Positionsinformationen, falls eine Probe an nur einer Vertiefung angeordnet ist).
(ii) Schritt 4082
Der Prozessor erhält Informationen über eine durch einen Temperatursensor (nicht dargestellt), der in der Elektrophoresevorrichtung 101 installiert ist, erfasste Umgebungstemperatur. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren von der Umgebungstemperatur abhängen können. Schritt 4082 ist kein wesentlicher Prozess. Zusätzlich gibt es als weiteren Faktor zur Bestimmung der Injektionszeit (Zeit, zu der ein Messwertpeak auftritt) anhand des Typs der Probe und des Datums und der Zeit, wenn die Probe geöffnet wurde, erhaltene Informationen über den Grad (seit der Öffnung verstrichene Zeit) einer Verschlechterung.
(iii) Schritt 4083
Der Prozessor berechnet die Bahn der Probenplatte auf dem bewegbaren Tisch 165 auf der Grundlage der Anzahl (M × N) der Kapillaren des Kapillarfelds 105 und der Informationen der Verwendung der Probenplatte. Wenngleich ein Beispiel der Bewegungsbahn beschrieben wird, wird auf der Grundlage davon, wie die Probe und der Puffer auf der Probenplatte mit einer Anzahl P × Q (P und Q sind natürliche Zahlen 1 oder größer) von Vertiefungen zu speichern sind, und des Anordnungszustands (ob die Kapillaren des Kapillarfelds in 1 Spalte oder in mehreren Spalten angeordnet sind) der Kapillaren 103 in der Nähe des Ladekopfs 123 und des Kapillarkathodenanschlusses 131 des Kapillarfelds 105 bestimmt, wie die Probe in alle Kapillaren 103 des Kapillarfelds 105 zu sequenziell verschobenen Zeiten zu injizieren ist.
Zusätzlich bestimmt der Prozessor, wann die Probe in die jeweiligen Kapillaren 1 bis k zu injizieren ist, während der bewegbare Tisch auf der Grundlage der Informationen über den Probentyp, den Verschlechterungsgrad des Puffers und die Umgebungstemperatur (in Schritt 4082 erhalten) sequenziell bewegt wird. Das heißt, dass Informationen über die Zeit, zu der die Probe in jede der Kapillaren 1 bis k injiziert wird, erhalten werden. Wenn beispielsweise Informationen über die Probeninjektionszeit in Zusammenhang mit den Informationen über den Probentyp, den Verschlechterungsgrad des Puffers und die Umgebungstemperatur im ROM des Computers 117 gehalten werden, kann der Prozessor die Informationen über die Probe und dergleichen als Indizes verwenden, um die Informationen über die vorstehend beschriebene Probeninjektionszeit zu erhalten.
<Verfahren zum Versehen mit einem Temperaturgradienten im Modus zum Ändern der Puffertemperatur>
6 zeigt Diagramme zum Beschreiben eines Verfahrens, um den in den mehreren Puffergefäßen gespeicherten Puffer mit einem Temperaturgradienten zu versehen.
6A ist ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen der Temperaturen mehrerer kleiner Blöcke, in die der Temperatureinstellungsblock 168 unterteilt ist, auf verschiedene Werte. Wie in 6A dargestellt ist, ist der Temperatureinstellungsblock 168 so ausgelegt, dass die Puffergefäße 157_1 bis 157_k an den kleinen Blöcken 168_1 bis 168_k des Temperatureinstellungsblocks angebracht werden und der Temperatureinstellungsblock 168 ist so ausgelegt, dass er die Temperaturen der in den Puffergefäßen 157_1 bis 157_k gespeicherten Puffer 148_1 bis 148_k einzeln einstellen kann. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden beispielsweise die jeweiligen Kapillaren 1 bis k, die das Kapillarfeld 105 bilden, in die Puffer 157_1 bis 148_k eingetaucht, die in den Puffergefäßen 157_1 bis 157_k gespeichert sind. Die kleinen Blöcke 168_1 bis 168_k des Temperatureinstellungsblocks 168 nehmen eine Temperatureinstellung vor, so dass die Temperatur in der Reihenfolge der kleinen Blöcke 168_1 bis 168_k nacheinander von hoch nach niedrig (beispielsweise 60 °C bis 20 °C) abnimmt, wodurch ein Temperaturgradient in den in den Puffergefäßen gespeicherten Puffern 148_1 bis 148_k auftreten kann. Wie vorstehend beschrieben, können, weil die Kapillaren in die unterschiedliche Temperaturen aufweisenden Puffer eingetaucht werden, die Bewegungsgeschwindigkeiten der in der Probe in den Kapillaren enthaltenen Komponenten unterschiedlich sein und kann das räumliche Übersprechen zwischen durch die mehreren Kapillaren erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden.
6B ist ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen von Temperaturen mehrerer Gebiete, in die der Temperatureinstellungsblock 168 unterteilt ist, auf verschiedene Werte. Wie in 6B dargestellt ist, werden die Puffergefäße 157_1 bis 157_k an den mehreren Gebieten des Temperatureinstellungsblocks angebracht und werden die Puffer 148_1 bis 148_k in den Puffergefäßen 157_1 bis 157_k gespeichert. Der Temperatureinstellungsblock 168 führt eine Temperatureinstellung aus, während er die in den Puffergefäßen 157_1 bis 157_k gespeicherten Puffer 148_1 bis 148_k mit einem Temperaturgradienten versieht, so dass die Temperatur allmählich vom Gebiet 1 zum Gebiet k (beispielsweise von 60 °C auf 20 °C) abnimmt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die das Kapillarfeld 105 bildenden Kapillaren 1 bis k beispielsweise in die Puffer 148_1 bis 148_k eingetaucht, die in den Puffergefäßen 157_1 bis 157_k gespeichert sind. Weil die Kapillaren in die Puffer mit unterschiedlichen Temperaturen eingetaucht werden, können die Bewegungsgeschwindigkeiten der in der Probe in den Kapillaren enthaltenen Komponenten verschieden sein und kann das räumliche Übersprechen zwischen durch die mehreren Kapillaren erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden.
6C ist ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Versehen der Kapillaren mit einem Temperaturgradienten durch Ändern der Längen der in die Puffer einzutauchenden Abschnitte der mehreren Kapillaren 1 bis k. Wie in 6C dargestellt ist, werden die unterschiedliche Mengen der Puffer 148_1 bis 148_k speichernden Puffergefäße 157_1 bis 157_k am auf eine gleichmäßige Temperatur (gewünschte Temperatur) erwärmten Temperatureinstellungsblock 168 angebracht. Weil die Mengen der in den Puffergefäßen gespeicherten Puffer verschieden sind, sind die Längen der in Kontakt mit den Puffern stehenden Abschnitte der Kapillaren 103_1 bis 103_k verschieden, wenn die mehreren Kapillaren 103_1 bis 103_k in die Puffer 148_1 bis 148_k eingetaucht sind. Daher unterscheiden sich die effektiven Temperaturen der Innenbereiche der Kapillaren 103_1 bis 103_k selbst dann, wenn die Temperaturen der Puffer 148_1 bis 148_k auf denselben Wert eingestellt werden. Dadurch sind die Zeiten, zu denen die Komponenten, die in der in die Kapillaren 103_1 bis 103_k injizierten Probe enthalten sind, die Erfassungseinheit 121 erreichen, verschieden. Daher kann das räumliche Übersprechen zwischen durch die mehreren Kapillaren erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden.
6D ist ein Diagramm eines Beispiels einer Konfiguration zum Einstellen der Temperaturen freiliegender Abschnitte der Kapillaren 103 auf unterschiedliche Werte, um die Kapillaren mit einem Temperaturgradienten zu versehen. Wie in 6D dargestellt ist, werden die Puffergefäße 157_1 bis 157_k, welche in etwa gleiche Mengen der Puffer 148_1 bis 148_k speichern, am auf die einheitliche Temperatur (gewünschte Temperatur) erwärmten Temperatureinstellungsblock 168 angebracht. Dann werden die Kapillartemperatur-Einstellungseinheiten 160_1 bis 160_k einzeln an den freiliegenden Abschnitten (den Abschnitten, die nicht in die Puffer eingetaucht sind und sich nicht im Konstanttemperaturtank 153 befinden) der mehreren in die Puffer 148_1 bis 148_k eingetauchten Kapillaren 103_1 bis 103_k angebracht. Die Kapillartemperatur-Einstellungseinheiten 160_1 bis 160_k führen eine Temperatureinstellung auf verschiedene Werte aus, um die Kapillaren 103_1 bis 103_k mit einem Temperaturgradienten zu versehen. In diesem Fall sind die Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten, die in der Probe enthalten sind, die gleichzeitig in die Kapillaren 103_1 bis 103_k injiziert wurde, verschieden und erreichen die Komponenten, die in der Probe enthalten sind, die gleichzeitig in die Kapillaren 103_1 bis 103_k injiziert wurde, die Erfassungseinheiten 121 zu verschiedenen Zeiten. Daher kann das räumliche Übersprechen zwischen durch die mehreren Kapillaren erfassten Fluoreszenzlichtbestandteilen aufgehoben werden.
<Vorgang der Bewegung einer Platte und dergleichen im Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit>
Die 7 bis 11 sind Diagramme zur Beschreibung eines Bewegungsvorgangs und eines Probeneinleitungsvorgangs für die Probenplatte im Modus zum Verschieben der Probeneinleitungszeit (Modus 4).
(i) Fall, in dem eine Anzahl P × Q von Vertiefungen der Probenplatte zur Ausführung einer Probeninjektion (Injektion) bei der Kapillarfeldkonfiguration mit einer Spalte verwendet wird
7A ist ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit einer einspaltigen Konfiguration mit acht Kapillaren mit M = 8 und N = 1 und 64 Vertiefungen mit P = 8 und Q = 8 einer Probenplatte ausgeführt werden. In diesem Fall ist die Richtung, in der die Anzahl M der Kapillaren angeordnet ist, gleich der Richtung, in der die Anzahl P der Vertiefungen angeordnet ist (Vertikalrichtung aus 7A, Y-Achsenrichtung), und ist die Richtung, in der die N Kapillaren angeordnet sind, gleich der Richtung, in der die Anzahl Q der Vertiefungen angeordnet ist (Horizontalrichtung aus 7A, X-Achsenrichtung). Zusätzlich sind die Feldintervalle (Abstände) von ihnen gleich. Andererseits ist 7B ein Diagramm eines Beispiels, bei dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit einer einspaltigen Konfiguration mit 12 Kapillaren mit M = 12 und N = 1 und 144 Vertiefungen mit P = 12 und Q = 12 einer Probenplatte ausgeführt werden. Wenn eine Standardplatte mit 96 in acht Zeilen und 12 Spalten in Abständen von 9 mm angeordneten Vertiefungen verwendet wird, beträgt die Anzahl der Probenplatten beim in 7A dargestellten Fall 1, wobei jedoch zwei Probenplatten für den in 7B dargestellten Fall benötigt werden. Allgemein ausgedrückt, ist für die Injektion der Probe in jede der Kapillaren, die in der Anzahl M von Zeilen und einer Spalte im Kapillarfeld angeordnet sind, zu für jede Kapillare verschobenen Zeiten Platz für eine Anzahl M × M von Vertiefungen erforderlich. Wenn N = 1 ist und M = 8 ist, sind beispielsweise 64 Vertiefungen, d. h. 0,7 Probenplatten, erforderlich. Wenn N = 1 ist und M = 12 ist, sind 144 Vertiefungen, d. h. 1,5 Probenplatten, erforderlich. Wenn N = 1 ist und M = 24 ist, sind 576 Vertiefungen, d. h. sechs Probenplatten, erforderlich. Wenn N = 1 ist und M = 48 ist, sind 2304 Vertiefungen, d. h. 24 Probenplatten, erforderlich. Wenn N = 1 ist und M = 96 ist, sind 9216 Vertiefungen, d. h. 96 Probenplatten, erforderlich. Daher beträgt N, wenn (i) in Modus 4 auszuführen ist, realistisch etwa 12. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine Vorbereitung für das Befüllen jeder Vertiefung der Probenplatten mit der Probe und dem Puffer erforderlich ist, bevor die Elektrophorese ausgeführt wird, und die Anzahl der Probenplatten, die angebracht werden können, begrenzt ist.
In einem Fall, in dem M = 8 ist und N = 1 ist, füllt der Bediener die Probenplatte mit der Probe und dem Puffer (die Stellen für den Puffer können hohl sein), wie in 7A dargestellt ist. In einem Zustand, in dem die Probe wie in 7A dargestellt angeordnet ist und das in Y-Achsenrichtung angeordnete Kapillarfeld fixiert ist, wird der Betrieb des sich bewegenden Tisches 165 so gesteuert, dass die Probenplatte sequenziell parallel zur X-Achsenrichtung bewegt wird und die Probeninjektion sequenziell ausgeführt wird. Zuerst wird eine Anzahl M = 8 von Kapillaren in einer Anzahl P = 8 von Vertiefungen an durch Injektion-1 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 1 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während eines gewissen Zeitraums ausgeführt. Als Zweites wird eine Anzahl M = 8 von Kapillaren in einer Anzahl P = 8 von Vertiefungen an durch Injektion-2 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 2 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während des gewissen Zeitraums ausgeführt. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Zuletzt wird eine Anzahl M = 8 von Kapillaren in einer Anzahl P = 8 von Vertiefungen an durch Injektion-8 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 8 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während des gewissen Zeitraums ausgeführt. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 103 gegeneinander verschoben werden.
Wenn M = 12 ist und N = 1 ist, füllt der Bediener die Probenplatte mit der Probe und dem Puffer (die Stellen für den Puffer können hohl sein), wie in 7B dargestellt ist. In einem Zustand, in dem die Probe wie in 7B dargestellt angeordnet ist und das in Y-Achsenrichtung angeordnete Kapillarfeld fixiert ist, wird der Betrieb des sich bewegenden Tisches 165 so gesteuert, dass die Probenplatte sequenziell parallel zur X-Achsenrichtung bewegt wird und die Probeninjektion sequenziell ausgeführt wird. Zuerst wird eine Anzahl M = 12 von Kapillaren in einer Anzahl P = 12 von Vertiefungen an durch Injektion-1 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 1 injiziert. Dann werden alle M = 12 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während eines gewissen Zeitraums ausgeführt. Als Zweites wird eine Anzahl M = 12 von Kapillaren in einer Anzahl P = 12 von Vertiefungen an durch Injektion-2 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 2 injiziert. Dann werden alle M = 12 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während des gewissen Zeitraums ausgeführt. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Zuletzt wird eine Anzahl M = 12 von Kapillaren in einer Anzahl P = 12 von Vertiefungen an durch Injektion-12 angegebenen Positionen eingetaucht, und die Probe wird nur in die Kapillare 8 injiziert. Dann werden alle M = 12 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während des gewissen Zeitraums ausgeführt. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 103 gegeneinander verschoben werden.
Wenngleich die Probeninjektion durch elektrische Feldinjektion geschieht, kann sie auch durch Druckinjektion geschehen. Während die Probe in eine Kapillare injiziert wird, wird die Elektrophorese in den anderen Kapillaren ausgeführt. Wenn die Vertiefungen jedoch nicht den Puffer aufweisen und hohl sind, wird keine Spannung angelegt und wird keine Elektrophorese ausgeführt. Zusätzlich können, wenn die Vertiefungen hohl sind, eine Entladung und ein Trocknen auftreten, wodurch die elektrophoretische Analyse beeinträchtigt werden kann. Daher ist es bevorzugt, dass die Vertiefungen den Puffer speichern und nicht hohl sind. Andererseits kann der Benutzer, wenn die Vertiefungen hohl sind, die Aufgabe des Vorbereitens der Probenplatte fortlassen.
(ii) Fall, in dem die Anzahl (2 × M - 1) von Vertiefungen der Probenplatte verwendet wird, um eine Probeninjektion (Injektion) am Kapillarfeld mit einer Anzahl M in einer Spalte in Y-Achsenrichtung angeordneter Kapillaren auszuführen
8 ist ein Diagramm eines Beispiels, in dem eine Probeninjektion und eine Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit acht Kapillaren M = 8 und N = 1, die in einer Spalte angeordnet sind, und 15 Vertiefungen P = 15 und Q = 1 einer Probenplatte ausgeführt werden. In diesem Fall sind die 15 Vertiefungen in Abständen von 9 mm in Y-Achsenrichtung angeordnet. Während die Form und die Position des Kapillarfelds 105 fest sind, können die Zeiten des Injizierens der Probe durch Steuern des bewegbaren Tisches 157, so dass die Probenplatte mit den 15 Vertiefungen sequenziell verschoben und um einen Abstand (9 mm) für eine Vertiefung in Y-Achsenrichtung bewegt wird, gegeneinander verschoben werden. Wenngleich 8 die Probenplatte mit einer eindimensionalen Konfiguration zeigt, kann eine Standardplatte mit einer zweidimensionalen Konfiguration mit einer Spalte verwendet werden, um die Probeninjektion in ähnlicher Weise auszuführen.
In 7A werden 64 Vertiefungen für die acht Kapillaren M = 8 und N = 1 verwendet. Andererseits werden in 8 ähnliche Wirkungen wie in 7A erhalten, wenngleich die 15 Vertiefungen für die acht Kapillaren M = 8 und N = 1 verwendet werden.
8 wird detailliert beschrieben. Wie in 8 dargestellt ist, wird die Probenplatte mit der Probe und dem Puffer (die Stellen für den Puffer können hohl sein) gefüllt. In einem Zustand, in dem die Probe wie in 8 dargestellt angeordnet ist und das in Y-Achsenrichtung angeordnete Kapillarfeld fixiert ist, wird der Betrieb des sich bewegenden Tisches 165 so gesteuert, dass die Probenplatte sequenziell parallel zur Y-Achsenrichtung bewegt wird und die Probeninjektion sequenziell ausgeführt wird. Zuerst werden acht Kapillaren in acht von einer gepunkteten Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und an durch Injektion-1 angegebenen Positionen angeordnet und wird die Probe nur in Kapillare 1 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während eines gewissen Zeitraums ausgeführt. Als Zweites werden acht Kapillaren in acht von einer gepunkteten Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und an durch Injektion-2 angegebenen Positionen angeordnet und wird die Probe nur in Kapillare 2 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht, und die Elektrophorese wird während eines gewissen Zeitraums ausgeführt. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Schließlich werden M = 8 Kapillaren in acht von einer gepunkteten Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und an durch Injektion-8 angegebenen Positionen angeordnet und wird die Probe nur in Kapillare 8 injiziert. Dann werden alle M = 8 Kapillaren in den Puffer eingetaucht und wird die Elektrophorese ausgeführt. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 103 gegeneinander verschoben werden.
Wie vorstehend beschrieben kann, wenn das Kapillarfeld 105 mit einer einspaltigen Konfiguration mit M Kapillaren verwendet wird, der vorstehend beschriebene Zweck durch Verschieben und Bewegen der Probenplatte (2 × M - 1 Vertiefungen) um 2 × M - 1 Zeilen und 1 Spalte in die Richtung, in der die Kapillaren angeordnet sind, erreicht werden. Andererseits wird in den 7A und 7B ein ähnlicher Zweck durch die Verwendung von M × M Vertiefungen für das eine einspaltige Konfiguration aufweisende Kapillarfeld 105 mit M Kapillaren erreicht. Das heißt, dass durch dieses Verfahren die Anzahl der erforderlichen Vertiefungen erheblich verringert werden kann. Die Wirkung ist umso größer, je größer M ist.
Das vorstehend beschriebene Verfahren weist einen Prozess auf, bei dem mehrere Kapillaren zu verschiedenen Zeiten in dieselbe Vertiefung auf der Probenplatte eingeführt werden. Insbesondere weist das Verfahren einen Prozess auf, bei dem die mehreren Kapillaren zu verschiedenen Zeiten in die Probe, mit der die gleiche Vertiefung auf der Probenplatte gefüllt ist, eingetaucht werden. Zusätzlich weist das Verfahren einen Prozess auf, bei dem alle das Kapillarfeld bildenden Kapillaren zu verschiedenen Zeiten in die Probe, mit der dieselbe Vertiefung auf der Probenplatte gefüllt ist, eingetaucht werden.
(iii) Fall, in dem eine Probeninjektion (Injektion) unter Verwendung von (2 × M - 1) × (2 × N - 1) Vertiefungen der Probenplatte für ein Kapillarfeld, das mit M Zeilen und N Spalten versehen ist, ausgeführt wird
9 ist ein Diagramm eines Beispiels, bei dem die Probeninjektion und die Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit 24 Kapillaren mit M = 8 und N = 3, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, und einer Probenplatte mit 75 Vertiefungen mit P = 15 und Q = 5, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, ausgeführt werden. In diesem Fall wird angenommen, dass die Richtung, in der die M = 8 Kapillaren angeordnet sind, und die Richtung, in der die P = 15 Vertiefungen angeordnet sind, die Y-Achsenrichtung sind. Zusätzlich wird angenommen, dass die Richtung, in der die N = 3 Kapillaren angeordnet sind, und die Richtung, in der die Q = 5 Vertiefungen angeordnet sind, die X-Achsenrichtung sind.
Wie in 9 dargestellt ist, sind die 24 Kapillaren in einem durch eine durchgezogene Linie dargestellten Rahmen angeordnet, so dass sich die Kapillare 1 oben links befindet, sich die Kapillare 3 oben rechts befindet, sich die Kapillare 22 unten links befindet und sich die Kapillare 24 unten rechts befindet. Zusätzlich ist nur eine sich in der Mitte befindende Vertiefung von den 75 in Abständen von 9 mm angeordneten Vertiefungen mit der Probe gefüllt und sind die anderen Vertiefungen mit der Probe gefüllt oder hohl. Während die Form und die Position des Kapillarfelds 105 fest sind, wird der bewegbare Tisch 165 so gesteuert, dass die Probenplatte mit den 75 Vertiefungen in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung verschoben und bewegt wird. Das heißt, dass der bewegbare Tisch 165 so bewegt wird, dass die Kapillare 1, die Kapillare 2, die Kapillare 3, ... und die Kapillare 24 nacheinander an der mit der Probe gefüllten Vertiefung angeordnet werden. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die jeweiligen Kapillaren 103 gegeneinander verschoben werden.
9 wird detailliert beschrieben. Wie in 9 dargestellt ist, wird die Probenplatte mit der Probe und dem Puffer (die Stellen für den Puffer können hohl sein) gefüllt. In einem Zustand, in dem das Kapillarfeld fixiert ist, wird die Betätigung des bewegbaren Tisches 165 so gesteuert, dass die Probenplatte sequenziell parallel zur X-Achsenrichtung und zur Y-Achsenrichtung bewegt wird, und wird die Probeninjektion sequenziell ausgeführt. Zuerst wird die Probenplatte so bewegt, dass sie sich in einem durch Injektion-1 angegebenen Zustand befindet, werden die 24 Kapillaren in 24 von einer durchgezogenen Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und wird die Probe nur in die Kapillare 1 injiziert. Dann werden alle Kapillaren 24 in den Puffer eingetaucht und wird die Elektrophorese während eines gewissen Zeitraums ausgeführt. Als Zweites wird die Probenplatte so bewegt, dass sie sich in einem durch Injektion-2 angegebenen Zustand befindet, werden die 24 Kapillaren in 24 von einer durchgezogenen Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und wird die Probe nur in die Kapillare 2 injiziert. Dann werden alle 24 Kapillaren in den Puffer eingetaucht und wird die Elektrophorese während des gewissen Zeitraums ausgeführt. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Schließlich wird die Probenplatte so bewegt, dass sie sich in einem durch Injektion-24 angegebenen Zustand befindet, werden die 24 Kapillaren in 24 von einer durchgezogenen Linie umgebene Vertiefungen eingetaucht und wird die Probe nur in die Kapillare 24 injiziert. Dann werden alle 24 Kapillaren in den Puffer eingetaucht und wird die Elektrophorese ausgeführt. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren gegeneinander verschoben werden.
10 ist ein Diagramm eines Beispiels, bei dem die Probeninjektion und die Elektrophorese unter Verwendung eines Kapillarfelds mit 96 Kapillaren mit M = 12 und N = 8, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, und einer Probenplatte mit 345 Vertiefungen mit P = 23 und Q = 15, die in Abständen von 9 mm angeordnet sind, ausgeführt werden. In diesem Fall sind die Richtung, in der die M = 12 Kapillaren angeordnet sind, und die Richtung, in der die P = 23 Vertiefungen angeordnet sind, die X-Achsenrichtung. Zusätzlich sind die Richtung, in der die N = 8 Kapillaren angeordnet sind, und die Richtung, in der die Q = 15 Vertiefungen angeordnet sind, die Y-Achsenrichtung.
Wie in 10 dargestellt ist, sind die 96 Kapillaren in einem durch eine durchgezogene Linie dargestellten Rahmen angeordnet, so dass sich die Kapillare 1 oben links befindet, sich die Kapillare 12 oben rechts befindet, sich die Kapillare 85 unten links befindet und sich die Kapillare 96 unten rechts befindet. Zusätzlich wird nur eine Vertiefung, die sich in der Mitte der 345 Vertiefungen befindet, mit der Probe gefüllt und werden die anderen Vertiefungen mit dem Puffer gefüllt. Während die Form und die Position des Kapillarfelds 105 fest sind, wird der bewegbare Tisch 165 so gesteuert, dass die Probenplatte mit den 345 Vertiefungen in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung verschoben und bewegt wird. Das heißt, dass ähnlich 9 der bewegbare Tisch 165 so bewegt wird, dass die Kapillare 1, die Kapillare 2, die Kapillare 3 ... und die Kapillare 96 nacheinander an der mit der Probe gefüllten Vertiefung angeordnet werden. Daher können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren gegeneinander verschoben werden.
Wie vorstehend beschrieben kann, wenn ein Kapillarfeld 105 mit M × N Kapillaren verwendet wird, der vorstehend beschriebene Zweck durch Verschieben und Bewegen einer Probenplatte mit (2 × M - 1) × (2 × N - 1) Vertiefungen in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung erreicht werden.
Wenngleich in den vorstehenden Beispielen aus den 7A bis 10 Fälle beschrieben wurden, in denen die Abstände, in denen die mehreren Kapillaren und die mehreren Vertiefungen angeordnet sind, 9 mm betragen, können auch andere Feldabstände verwendet werden. Beispielsweise können die Abstände, in denen die mehreren Kapillaren und die mehreren Vertiefungen angeordnet sind, 4,5 mm betragen. Zusätzlich können die Abstände, in denen die mehreren Kapillaren angeordnet sind, von den Abständen, in denen die mehreren Vertiefungen angeordnet sind, verschieden sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, die „Abstände, in denen die mehreren Kapillaren angeordnet sind“ größer zu setzen als die „Abstände, in denen die mehreren Vertiefungen angeordnet sind“, weil die Probenplatte klein sein kann und der Bewegungsbereich der Probenplatte klein sein kann. Während die Abstände, in denen die mehreren Kapillaren angeordnet sind, beispielsweise 9 mm betragen, können die Abstände, in denen die mehreren Vertiefungen angeordnet sind, beispielsweise 2,25 mm betragen. In diesem Fall ist ein Prozess zum Einführen der mehreren Kapillaren in dieselbe Vertiefung auf der Probenplatte zu verschiedenen Zeiten nicht unbedingt erforderlich.
(iv) Fall, in dem die Anzahl der Vertiefungen verringert ist
11 zeigt Diagramme eines Beispiels einer Konfiguration, bei der die Anzahl der Vertiefungen verringert ist. 11A ist ein Diagramm eines Beispiels, bei dem die Anzahl der Vertiefungen, die verwendet werden, wenn die Probenplatte verwendet wird, verringert ist. 11B ist ein Diagramm eines Beispiels, bei dem keine Probenplatte verwendet wird.
In 10 können unter den 345 Vertiefungen Vertiefungen, die von der mit der Probe gefüllten mittleren Vertiefung verschieden sind, mit dem Puffer gefüllt oder hohl sein. Wenn die Vertiefungen hohl sind, können sie entfernt werden. 11A zeigt das Beispiel, bei dem die von der mit der Probe gefüllten mittleren Vertiefung verschiedenen Vertiefungen entfernt sind. Die Größe der Probenplatte entspricht jedoch jener im Fall aus 10. Zusätzlich ähnelt die Steuerung des bewegbaren Tisches 165 jener im Fall von 10. Weil die auf der Probenplatte verwendeten Vertiefungen entfernt werden können, kann daher ein Vorgang zum Füllen jeder Vertiefung mit dem Puffer fortgelassen werden und können die Kosten für die Herstellung der Probenplatte verringert werden. Selbst bei einer so einfachen Konfiguration können die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren gegeneinander verschoben werden.
11B zeigt ein Beispiel, bei dem die Probenplatte selbst aus 11A entfernt ist. Die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren können durch die Verwendung nur einer mit der Probe gefüllten Vertiefung und Bewegen des bewegbaren Tisches 165 ähnlich wie im Fall von 10 gegeneinander verschoben werden. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, auf dem bewegbaren Tisch 165 einen Platz (ein durch eine gepunktete Linie angegebenes Gebiet) zu gewährleisten, der die gleiche Größe aufweist wie die Probenplatte. Dadurch wird die Konfiguration einfacher und können die Herstellungskosten weiter verringert werden.
<Beziehung zwischen der Zeit des Injizierens der Probe und der Zeit des Messens des Fluoreszenzlichtpeaks>
In den Beispielen ist der Fall beschrieben, in dem die von der Probe jeder der Kapillaren abgeleiteten Fluoreszenzsignale erfasst werden, nachdem die elektrophoretische Analyse ausgeführt wurde, und die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren während der einmal ausgeführten elektrophoretischen Analyse gegeneinander verschoben werden. Es kann jedoch eine Situation auftreten, in der die Zeit, zu der das Fluoreszenzsignal der Kapillare, in die die Probe zuerst injiziert wird, erhalten wird, vor der Zeit liegt, zu der das Fluoreszenzsignal der Kapillare, in die die Probe zuletzt injiziert wird, erhalten wird. In einem solchen Fall kann die elektrophoretische Analyse in mehrere Analysevorgänge unterteilt werden, um das Auftreten der vorstehend beschriebenen Situation zu vermeiden. Wenn beispielsweise ein Kapillarfeld mit 24 Kapillaren 1 bis 24 verwendet wird, kann die vorstehende Situation bei der ersten elektrophoretischen Analyse vermieden werden, indem die Probeninjektion ausgeführt wird, während die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 1 bis 8 gegeneinander verschoben werden, die Probeninjektion bei der zweiten elektrophoretischen Analyse ausgeführt wird, während die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 9 bis 16 verschoben werden, und die Probeninjektion bei der dritten elektrophoretischen Analyse ausgeführt wird, während die Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren 17 bis 24 verschoben werden. Als nächstes wird ein Verfahren zum Verschieben der Zeiten des Injizierens der Probe in die Kapillaren gegeneinander und zum Verschieben der Zeiten des Erhaltens von Fluoreszenzsignalen der Kapillaren gegeneinander, während die vorstehend beschriebene Situation akzeptiert wird, beschrieben.
Die 12 und 13 sind Diagramme einer Beziehung zwischen Probeninjektions-Zeitpunkten (Probeninjektionszeiten) im Modus zur Verschiebung der Probeneinleitungszeit (Modus 4) und Peakmessungs-Zeitpunkten (Peakmesszeiten).
Wie in den 12 und 13 dargestellt ist, wird beim Beispiel gemäß der vorliegenden Ausführungsform die elektrophoretische Analyse nur während drei Minuten nach der Injektion der Probe in die Kapillare 1 zur Zeit null ausgeführt und wird die elektrophoretische Analyse nur während drei Minuten nach der Injektion der Probe in die Kapillare 2 zur Zeit drei Minuten ausgeführt. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Die elektrophoretische Analyse wird nur während drei Minuten nach der Injektion der Probe in die Kapillare S zur Zeit (S - 1) * 3 Minuten ausgeführt. Ein Peak eines von einer Komponente, die in der in jede der Kapillaren injizierten Probe enthalten ist, abgeleiteten Fluoreszenzsignals wird jedoch während eines Zeitraums von 12 Minuten bis 15 Minuten nach Beginn der Elektrophorese gemessen. Das heißt, dass der Peak des Fluoreszenzsignals der Kapillare 1 während der Elektrophorese zwischen der Zeit 12 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare 5 injiziert wird, und der Zeit 15 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare 6 injiziert wird, gemessen wird. In diesem Fall können mehrere Komponenten in der Probe enthalten sein und können mehrere Peaks, die von Fluoreszenzsignalen von Leuchtstoffen, mit denen die jeweiligen Komponenten markiert sind, abgeleitet werden, in jeder der Kapillaren erhalten werden. Anschließend wird ein Peak eines Fluoreszenzsignals der Kapillare 2 während der Elektrophorese zwischen der Zeit 15 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare 6 injiziert wird, und der Zeit 18 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare 7 injiziert wird, gemessen. Danach wird der gleiche Vorgang wiederholt. Ein Peak eines Fluoreszenzsignals der Kapillare (S - 4) wird während der Elektrophorese zwischen der Zeit (S - 1) * 3 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare S injiziert wird, und der Zeit S * 3 Minuten, zu der die Probe in die Kapillare (S + 1) injiziert wird, gemessen. Wenngleich dies in den 12 und 13 nicht dargestellt ist, kann die elektrophoretische Analyse kontinuierlich ausgeführt werden, bis nach Abschluss der Injektion der Probe in alle Kapillaren Fluoreszenzsignale aller Kapillaren erhalten wurden. Dadurch überlappt sich die Zeit des Injizierens der Probe in die jeweiligen Kapillaren nicht mit der Zeit der Erfassung der jeweiligen Peaks, so dass Fluoreszenzsignale von den jeweiligen Kapillaren sehr gut zu verschiedenen Zeiten gemessen werden können. Wie vorstehend beschrieben weist dieses Verfahren das Merkmal auf, dass die Probeninjektion und die Messung des Peaks eines Fluoreszenzsignals alternierend ausgeführt werden.
Zusätzlich hängen die Zeiten, zu denen Peaks auftreten, wenn Fluoreszenzlicht von der Probe erfasst wird, vom Probentyp, von der Umgebungstemperatur und vom Grad der Verschlechterung des Puffers (der nach dem Öffnen der Puffergefäße verstrichenen Zeit oder der Anzahl der Verwendungen des Puffers) ab. Daher muss der Prozessor des Computers 117 die Betätigung (Bewegungsbahn) des bewegbaren Tisches 165 auf der Grundlage der Anzahl der auf der Probenplatte verwendeten Vertiefungen und der Konfiguration (Konfiguration mit N Zeilen und M Spalten) des Kapillarfelds 105 bestimmen und die Zeit der Probeninjektion jedes Mal auf der Grundlage des Probentyps, der Umgebungstemperatur, des Grads der Verschlechterung des Puffers und dergleichen, wie vorstehend beschrieben, berechnen und steuern. Beispielsweise kann der Prozessor des Computers 117 auf der Grundlage der mehreren Umgebungstemperaturen und mehrerer Verschlechterungsgrade des Puffers für die verschiedenen Proben vorab Zeiten messen, zu denen Peaks auftreten, die gemessenen Zeiten in eine Tabelle umwandeln (das Tabellenformat kann nicht verwendet werden, wenn Datenbestandteile miteinander assoziiert sind) und veranlassen, dass die Tabelle im ROM des Computers 117 oder dergleichen gespeichert wird. Wenn die Elektrophorese tatsächlich ausgeführt wird, kann der Prozessor dann Peakmesszeiten (Schätzwerte) erhalten, die den Probentypen, den Umgebungstemperaturen, den Verschlechterungsgraden des Puffers und dergleichen entsprechen und die Zeiten des Injizierens der Probe in die jeweiligen Kapillaren bestimmen.
<Andere: Modifikationen, zusätzliche Beispiele und dergleichen>

(i) Die Zusammensetzungen der Proben können für die jeweiligen Kapillaren verschieden sein. Das heißt, dass eine mit einem jeweiligen Leuchtstoff markierte DNA-Fragmentlänge für die jeweiligen in die jeweiligen Kapillaren zu injizierenden Proben verschieden festgelegt wird. Beispielsweise können die verschieden festgelegten DNA-Fragmentlängen zwischen den Kapillaren um eine Base verschieden sein.

14 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Vorgangs zum Verschieben der Zeiten des Erfassens von Fluoreszenzlicht der Kapillaren gegeneinander, falls die Basenlängen der Proben verschieden sind. In diesem Fall werden die Proben, wenngleich die Probeninjektion von Kapillare 1 und die Probeninjektion von Kapillare 2 gleichzeitig ausgeführt werden, so präpariert, dass ein Leuchtstoff D(1, 1) und ein Leuchtstoff D(1, 2) in Kapillare 1 und ein Leuchtstoff D(2, 1) und ein Leuchtstoff D(2, 2) in Kapillare 2 Fluoreszenzlicht zu verschiedenen Zeitpunkten emittieren. Das heißt, dass die Zusammensetzung (DNA-Fragmentlänge) der in die Kapillare 1 injizierten Probe von der Zusammensetzung (DNA-Fragmentlänge) der in die Kapillare 2 injizierten Probe verschieden gemacht wird und dass die Elektrophoresegeschwindigkeiten mit den jeweiligen Leuchtstoffen markierter Substanzen verschieden gemacht werden. Beispielsweise können die Proben so präpariert werden, dass ein DNA-Fragment mit einer Basenlänge 50, das mit dem Leuchtstoff D(1, 1) markiert ist, und ein DNA-Fragment mit einer Basenlänge 60, das mit dem Leuchtstoff D(1, 2) markiert ist, in der in die Kapillare 1 injizierten Probe enthalten sind und dass ein DNA-Fragment mit einer Basenlänge 70, das mit dem Leuchtstoff D(2, 1) markiert ist, und ein DNA-Fragment mit einer Basenlänge 80, das mit dem Leuchtstoff D(2, 2) markiert ist, in der in die Kapillare 2 injizierten Probe enthalten sind. In 14 geben W(1, 1) bis W(2, 2) Erfassungsgebiete in verschiedenen Wellenlängenbändern an.
Alternativ kann 14 erhalten werden, indem die Elektrophoresebedingungen für Kapillare 1 und Kapillare 2 selbst dann verschieden gemacht werden, wenn Proben mit der gleichen Zusammensetzung gleichzeitig in Kapillare 1 und Kapillare 2 injiziert werden. Beispielsweise wird während der Elektrophorese eine an die Kapillare 2 anzulegende Spannung vorübergehend verringert, wird die Temperatur der Kapillare 2 während der Elektrophorese verringert oder dergleichen.
Die Puffergefäße können in diesem Fall Proben mit unterschiedlichen Basenlängen speichern und aus mehreren einzelnen Puffergefäßen bestehen, in welche die jeweiligen Kapillaren nacheinander einzeln eingeführt werden.
(ii) Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der bewegbare Tisch 165 bewegt, um die Injektion der Probe in die jeweiligen Kapillaren zu ermöglichen. Die Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Antriebsvorrichtung kann am Kapillarfeld 105 angebracht werden (beispielsweise kann eine Armantriebsvorrichtung oder ein Tisch, die oder der sich in X-, Y- und Z-Richtung bewegen kann, am Kapillarfeld angebracht werden) und kann die Seite des Kapillarfelds (Kapillarkopfs) 105 bewegt werden.
(iii) Wenngleich in der vorstehenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben ist, in dem der XY-Tisch als bewegbarer Tisch 165 verwendet wird, kann eine EWOD-Vorrichtung für den Transport der Probe verwendet werden oder kann ein Linearmotor-Transportsystem für den Transport eines die Probe speichernden Röhrchens (Gefäßes) verwendet werden.
(iv) Wenngleich in der vorstehenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben ist (6A bis 6D), in dem der Puffer 148 des kathodenseitigen Puffergefäßes 157 mit einem Temperaturgradienten versehen wird, ist die Ausführungsform nicht auf die Kathodenseite beschränkt und kann die Anodenseite verwendet werden. Das heißt, dass bei den technischen Wirkungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Puffer, der in wenigstens einem vom kathodenseitigen Puffergefäß 157 und vom anodenseitigen Puffergefäß 139 gespeichert ist, mit einem Temperaturgradienten versehen werden kann.
(v) Wenngleich in der vorstehenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben ist, bei dem der Puffer 148 des kathodenseitigen Puffergefäßes 157 mit einem Konzentrationsgradienten versehen wird (Modus 2: Modus zum Ändern der Pufferkonzentration), ist die Ausführungsform nicht auf die Kathodenseite beschränkt und kann die Anodenseite verwendet werden. Das heißt, dass bei den technischen Wirkungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Puffer, der in wenigstens einem vom kathodenseitigen Puffergefäß 157 und vom anodenseitigen Puffergefäß 139 gespeichert ist, mit einem Konzentrationsgradienten versehen werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Elektrophoresesystem
101: Elektrophoresevorrichtung
103: Kapillare
105: Kapillarfeld
107: Polymer
109: Polymergefäß
111: Pumpenströmungsweg
113: Pumpmechanismus
117: Computer
119: Kommunikationskabel
121: Erfassungseinheit
123: Ladekopf
125: Kapillarkopf
127: Lichtquelle
129: optischer Detektor
131: Kapillarkathodenanschluss
133: Hohlelektrode
135: Hochspannungsversorgung
137: Kapillaranodenanschluss
139: anodenseitiges Puffergefäß
141: Rückschlagventil
143: Verbindungsröhre
145: elektrisches Ventil
147, 148 Puffer 149: Elektrode (GND)
151: optischer Detektor
153: Konstanttemperaturtank
155: Transportvorrichtung
157: kathodenseitiges Puffergefäß
159: Reinigungsgefäß
161: Abfallflüssigkeitsgefäß
163: Probengefäß
165: bewegbarer Tisch
167: Greifer
168: Temperatureinstellungsblock
169: Mikrocomputer
171: Computer
173: erstes Strommessgerät
175: zweites Strommessgerät
301: Block
303: Kolben
305: Antriebseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 3897277 [0004]
JP 6456983 [0004]

Claims

Elektrophoresesystem, aufweisend: eine Elektrophoresevorrichtung mit mehreren Kapillaren, in denen eine Elektrophorese einer Probe ausgeführt wird, einer Lichtquelle, die Erfassungspositionen der Kapillaren mit Licht bestrahlt, einem Detektor, der durch die Bestrahlung mit Licht von der Lichtquelle erzeugtes Licht abhängig von in der Probe enthaltenen Komponenten erfasst, und einer Pufferspeichereinheit, in die die einen Enden der mehreren Kapillaren bei der Elektrophorese der Probe eingeführt werden und worin ein Puffer gespeichert ist, und einen Computer, der die Elektrophoresevorrichtung steuert, wobei der Computer eine Elektrophoresebedingung jeder der mehreren Kapillaren in der Elektrophoresevorrichtung so steuert, dass die Ankunftszeiten der Komponenten, die sich in den mehreren Kapillaren bewegen, an den Erfassungspositionen gegeneinander verschoben werden.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 1, wobei die Ankunftszeiten der Komponenten an den Erfassungspositionen durch Ändern der Bewegungsgeschwindigkeiten der Komponenten in jeder der mehreren Kapillaren verschoben werden.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 2, wobei die Pufferspeichereinheit mehrere einzelne Speichereinheiten aufweist, die den Puffer unabhängig voneinander speichern können und in die die mehreren Kapillaren eingeführt werden, und die mehreren einzelnen Speichereinheiten den Puffer mit unterschiedlichen Temperaturen, Konzentrationen, pH-Werten oder elektrischen Leitfähigkeitsniveaus speichern.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 2, wobei die Elektrophoresevorrichtung eine Temperatureinstellungseinheit aufweist, welche die Temperatur des in der Pufferspeichereinheit gespeicherten Puffers einstellt, und der Computer den Temperatureinstellungsvorgang der Temperatureinstellungseinheit steuert, um den in der Pufferspeichereinheit gespeicherten Puffer mit einem Temperaturgradienten zu versehen.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 2, wobei die Elektrophoresevorrichtung eine Kapillartemperatur-Einstellungseinheit aufweist, welche die Temperaturen der mehreren Kapillaren einzeln einstellt, und der Computer den Temperatureinstellungsvorgang der Kapillartemperatur-Einstellungseinheit steuert, um in der Richtung, in der die mehreren Kapillaren angeordnet sind, einen Temperaturgradienten zu erzeugen.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 1, wobei die Elektrophoresevorrichtung einen Tisch aufweist, an dem die Pufferspeichereinheit angebracht ist und der bewegt wird, um die Position der Pufferspeichereinheit in Bezug auf die mehreren Kapillaren zu ändern.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 6, wobei der Computer den Vorgang des Bewegens des Tisches auf der Grundlage von Informationen über die Speicherposition der Probe in der Pufferspeichereinheit und Informationen über ein Feld der mehreren Kapillaren bestimmt.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 7, wobei der Computer die Zeit des Injizierens der Probe in die Zielkapillare auf der Grundlage einer Elektrophoresebedingung einschließlich des Probentyps und der Temperatur der Umgebung, in der die Elektrophorese ausgeführt wird, nachdem der Tisch sequenziell bewegt wurde, bestimmt.
Elektrophoresesystem nach Anspruch 7, wobei die Pufferspeichereinheit wenigstens eine Probenspeichereinheit aufweist, welche die Probe speichert, und der Computer die Probe bewegt, um eine unter den mehreren Kapillaren, die in die Probenspeichereinheit einzuführen ist, zu wechseln, so dass die Zeiten des Injizierens der Probe in die mehreren Kapillaren gegeneinander verschoben werden.
Elektrophoresesystem, aufweisend: eine Elektrophoresevorrichtung mit mehreren Kapillaren, in denen eine Elektrophorese einer Probe ausgeführt wird, einer Lichtquelle, die Erfassungspositionen der Kapillaren mit Licht bestrahlt, einem Detektor, der durch die Bestrahlung mit Licht von der Lichtquelle erzeugtes Licht abhängig von in der Probe enthaltenen Komponenten erfasst, und einer Pufferspeichereinheit, in die die einen Enden der mehreren Kapillaren bei der Elektrophorese der Probe eingeführt werden und worin ein Puffer gespeichert ist, und einen Computer, der die Elektrophoresevorrichtung steuert, wobei die Pufferspeichereinheit mehrere einzelne Puffergefäße aufweist, in die die mehreren Kapillaren nacheinander einzeln eingeführt werden, und die mehreren einzelnen Puffergefäße verschiedene Proben aufweisen, die Komponenten mit unterschiedlichen Basenlängen enthalten, und die mehreren Kapillaren dafür ausgelegt sind, eine Elektrophorese an den verschiedenen Proben auszuführen.
Elektrophoresesystem, aufweisend: eine Elektrophoresevorrichtung mit mehreren Kapillaren, in denen eine Elektrophorese einer Probe ausgeführt wird, einer Lichtquelle, die Erfassungspositionen der Kapillaren mit Licht bestrahlt, einem Detektor, der durch die Bestrahlung mit Licht von der Lichtquelle erzeugtes Licht abhängig von in der Probe enthaltenen Komponenten erfasst, und einer Pufferspeichereinheit, in die die einen Enden der mehreren Kapillaren bei der Elektrophorese der Probe eingeführt werden und worin ein Puffer gespeichert ist, und einen Computer, der die Elektrophoresevorrichtung steuert, wobei der Computer die Elektrophorese durch die Elektrophoresevorrichtung für jeden von mehreren Typen von Elektrophoresebetriebsmodi steuert, und die mehreren Typen von Elektrophoresebetriebsmodi einen ersten Modus, in dem im Puffer ein Temperaturgradient auftritt, und einen zweiten Modus, in dem die Zeiten des Injizierens der Probe in die mehreren Kapillaren geändert werden, umfassen.