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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektrophoresegerät und betrifft insbesondere die Anbringbarkeit einer Kapillaranordnungseinheit und eines Luftthermostaten in einem Elektrophoresegerät.
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Stand der Technik
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Das Kapillarelektrophoreseverfahren stellt eine weit verbreitete Technik der Trennungsanalyse einer Probe dar, wie sie an einer Vielzahl von biologischen Proben, etwa der Deoxiribonukleinsäure (DNA), durchgeführt werden. Die Kapillarelektrophorese ist eine Technik zum Separieren einer Probe, wobei eine mit einem Migrationsmedium gefüllte Kapillare bei konstanter Temperatur gehalten und eine hohe Spannung angelegt wird. Da die Temperatur des Migrationsmediums Einfluss hat auf die Migrationsgeschwindigkeit der Probe und dergleichen, ist es für die Analyseleistung wichtig, die Kapillare bei konstanter Temperatur zu halten. Schwankungen der Windgeschwindigkeit in dem Thermostaten können auch Schwankungen der Temperatur der Kapillare verursachen, die die Analyseleistung verschlechtern.
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In der Patentliteratur 1 ist eine abnehmbare Windrichtungs-Steuerplatte offenbart, die einen Strömungskanal zum Verwirbeln von an einer Abgabeöffnung eines Gebläses in dem Thermostat austretenden Luft entsprechend der Länge oder der Anzahl der Kapillaren bildet. Selbst wenn sich die Länge oder Anzahl der Kapillaren ändert, ist es möglich, die Temperatur der gesamten Kapillare auf konstante Windgeschwindigkeit einzustellen und Schwankungen in der Temperatur der Kapillare zu verringern.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur 1:
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-249539 .
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Gemäß Patentliteratur 1 ist die Windrichtungssteuerplatte längs des Umfangs der Kapillare gebogen angeordnet. Wird die Kapillare an einem Pumpmechanismus angebracht oder davon abgenommen, so ist daher der Bewegungsbereich der Kapillare durch die Windrichtungssteuerplatte begrenzt, was das Anbringen und Abnehmen der Kapillare schwierig macht.
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Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Elektrophoresegerät vorzusehen, das es gestattet, Temperaturschwankungen in dem Thermostat zu verringern, und das das Anbringen und Abnehmen der Kapillare einfacher macht.
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Problemlösung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Elektrophoresegerät: eine Kapillaranordnungseinheit mit einer Kapillare und einem diese aufnehmenden Träger; einen mit einem Ende der Kapillare verbundenen Pumpmechanismus zur Zuführung eines Trennmediums an die Kapillare; eine Detektoreinheit, die Licht auf einen Teil der Kapillare emittiert und an einer Probe in der Kapillare eine Messung durchführt; und einen Thermostat, in dem die Kapillare untergebracht ist, und der an dieser eine Temperatursteuerung durchführt, wobei der Thermostat eine Wärmequelle und ein den Thermostat mit Luft beaufschlagendes Gebläse umfasst, und wobei der Thermostat oder die Kapillaranordnungseinheit eine Richtplatte aufweist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es das Elektrophoresegerät, Temperaturschwankungen in dem Thermostat zu verringern sowie das Anbringen und Abnehmen der Kapillare zu erleichtern.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine grundsätzliche Konfiguration eines Elektrophoresegerätes;
- 2A zeigt eine Kapillareinheit;
- 2B zeigt die Kapillaranordnungseinheit, deren zweiter Rahmen von einem Halteteil gebunden ist;
- 3 zeigt einen Separator;
- 4 zeigt die Anbringung eines Lastkopfes an dem Thermostat;
- 5 zeigt den Zustand nach dem Anbringen des Lastkopfes an dem Thermostat;
- 6A zeigt den Zustand nach dem Anbringen des Kapillarkopfes an einem Block;
- 6B zeigt ein Detail der Anbringung des Kapillarkopfes an dem Block:
- 7A zeigt die in den Thermostat eingesteckte Kapillaranordnungseinheit;
- 7B zeigt die Umgebung eines Detektorteils in dem zweiten Rahmen und des Thermostaten;
- 8A zeigt die Luftströmung in dem Thermostaten ohne Richtplatte; und
- 8B zeigt die Luftströmung in dem Thermostaten bei vorhandener Richtplatte.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt schematisch die grundsätzliche Konfiguration eines Elektrophoresegerätes 100. Dieses Gerät umfasst eine Kapillaranordnung 102, die hauptsächlich eine Kapillare 101, einen Elektrophoreseteil 104, einen Flüssigkeitsabgabeteil 106, der eine (im Folgenden als Polymer bezeichnete) hochviskose Polymerlösung zuführt, die ein Migrationsmedium zu der Kapillare 101 darstellt, und eine Bestrahlungsdetektoreinheit 108 umfasst, die eine durch Elektrophorese getrennte Probe detektiert.
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Die Kapillaranordnung 102 weist eine oder mehrere Kapillaren 101, einen Kapillarkopf 110 und einen Lastkopf 112 auf. Die Kapillaranordnung 102 wird nach Benutzung über eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder bei Änderung des Analysegegenstandes ausgetauscht. Die Kapillare 101 ist ein Quarzröhrchen, dessen Hülle zur Erhöhung der Festigkeit mit einem Polyimidharz beschichtet ist. Der Kapillarkopf 110 ist ein Bauteil, das luft- und druckdicht an dem Flüssigkeitsabgabemechanismus 106 angebracht und von diesem abnehmbar ist. Ist mehr als eine Kapillare 102 vorhanden, so werden die Kapillaren 101 am einen Ende von dem Kapillarkopf 110 gebündelt. Der Lastkopf 112 ist mit einer rohrförmigen Kathodenelektrode 114 versehen. Die Kapillare 101 durchsetzt die Kathodenelektrode 114 und ist an dem Lastkopf 112 befestigt, wobei ein Kapillarkathodenende 116 am unteren Ende der Kathodenelektrode 114 herausragt. Die Kapillaranordnung 102 wird als Kapillareinheit in einem bezüglich eines Rahmens positionierten Zustand angebracht und abgenommen. Eine Konfiguration der Kapillareinheit wird weiter unten beschrieben.
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Der Elektrophoreseteil 104 umfasst einen Thermostat 118, einen kathodenseitigen Pufferbehälter 122 mit einer Pufferlösung 120 und eine Hochspannungsenergieversorgung 124. Der Thermostat 118, in dem die Kapillaranordnung 102 untergebracht ist, steuert deren Temperatur. Beispielweise kann als Wärmequelle für den Thermostat 118 ein Peltier-Element dienen, mit dem sich die Temperatur in einem Bereich von einem Wert unter Zimmertemperatur bis hinauf zu 50 °C oder sogar darüber einstellen lässt. In 1 zwar nicht dargestellt, umfasst der Thermostat 118 ein Gebläse, das die Luft in dem Thermostat 118 umwälzt, um Temperaturschwankungen darin zu verringern. Das Kapillar-Kathodenende 116 und die Kathodenelektrode 114 tauchen in die Pufferlösung 120 in dem kathodenseitigen Pufferbehälter 122 ein. In diesem Zustand wird eine Spannung von der Hochspannungs-Energieversorgung 124 angelegt.
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Der Flüssigkeitsmechanismus 106 umfasst eine Pumpe 126, einen Block 128 mit einem darin vorgesehenen Strömungskanal, einen Polymerbehälter 132 mit einem Polymer 130, und einen eine Pufferlösung 134 enthaltenden anodenseitigen Pufferbehälter 136. In die Pufferlösung 134 in diesem Pufferbehälter 136 taucht eine Anodenelektrode 138 ein. Der Block 128 stellt eine Verbindung zur Kommunikation mit dem Kapillarkopf 110, dem Polymerbehälter 132 und dem anodenseitigen Pufferbehälter 136 dar, über die das Polymer 130 in dem Polymerbehälter 132 mittels der Pumpe 126 an die Kapillare 101 abgegeben wird. Alternativ sind die Pufferlösung 134 in dem anodenseitigen Pufferbehälter 134 und die Kapillare 1012 elektrisch miteinander verbunden.
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Die Bestrahlungsdetektoreinheit 108 umfasst eine Lichtquelle 140 und einen Detektor 142. Von der Lichtquelle 140 fällt Anregungslicht auf eine Detektorposition 144 der Kapillare 101, und das von der Probe abhängige Licht wird von der Probe emittiert und durchsetzt die Detektorposition 144 der Kapillare. Das emittierte Licht wird von dem Detektor 142 detektiert. Vorzugsweise ist die Polyimidharzschicht an der Detektorposition 144 der Kapillare 101 entfernt, so dass das interne Licht austreten kann. Die Umgebung der Detektorposition 144 ist über einen an der Kapillaranordnung 102 vorgesehenen Detektorteil 146 an einer optisch flachen Ebene in einer genauen Höhe von wenigen µm angeordnet und befestigt. Der Detektorteil 146 ist beispielsweise ein Substrat mit einer Nut zum Ausrichten der Kapillare 101.
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Nachstehend wird das Elektrophoreseverfahren beschrieben. Obwohl in 1 nicht gezeigt, ist ein automatischer Probennehmer vorgesehen, der einen (nicht gezeigten) Probenbehälter oder den kathodenseitigen Pufferbehälter 122 zum Kapillar-Kathodenende 116 befördert. Zunächst wird der Probenbehälter von dem automatischen Probennehmer mit dem Kapillar-Kathodenende 116 verbunden. Der Probenbehälter enthält eine große Anzahl von Wannen, deren jede eine die Probe enthaltende Lösung, etwa eine fluoreszenzmarkierte DNA, enthält. Das Kapillarelektrodenende 116 taucht in die die Probe enthaltende Lösung in der Wanne ein. In diesem Zustand wird durch Anlegen einer Spannung von wenigen kV zwischen der Anodenelektrode 138 und der Kathodenelektrode 114 mittels der Hochspannungsenergieversorgung 124 die Probe vom Kapillarkathodenende 116 in die Kapillare 101 eingeführt. Sodann wird das Kapillarkathodenende 116, wie in 1 gezeigt, in den kathodenseitigen Pufferbehälter 122 eingeführt. Durch Anlegen von Spannung zwischen der Anodenelektrode 138 und der Kathodenelektrode 114 bei in die Pufferlösung 120 eingetauchtem Kapillarkathodenende 116 wandert die Probe elektrophoretisch in die Kapillare 101 und wird getrennt. Die getrennte Probe wird von der Bestrahlungsdetektoreinheit 108 detektiert.
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Anhand von 2A wird eine Kapillaranordnungseinheit 200 beschrieben. 2A zeigt die Kapillaranordnungseinheit 200 von hinten. Die Kapillaranordnungseinheit 200 umfasst hauptsächlich die Kapillaranordnung 102, einen ersten Rahmen 202, der die Kapillare 101 in einem gebogenen Zustand hält, einen zweiten Rahmen 204, der die Kapillare im geradlinigen Zustand hält, einen Halteteil 206, an dem der zweite Rahmen 204 abnehmbar angebracht ist, einen Separator 208 und eine Richtplatte 210 zum Justieren der Richtung von Wind, der von dem Gebläse in dem Thermostat 118 erzeugt wird.
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Der erste Rahmen 202 ist an dem Lastkopf 112 befestigt und mit der Kapillaranordnung 102 einstückig. Der zweite Rahmen 204 stützt einen Bereich zwischen dem Kapillarkopf 110 und der Umgebung des Detektorteils 146, um zu verhindern, dass der Kapillarkopf 110 und der Detektorteil 146 unter der Schwerkraft herunterhängen. Der erste Rahmen 202 umfasst eine Führung 212, um den zweiten Rahmen 204 in einem vorgegebenen Bereich zu bewegen. Der zweite Rahmen 204 ist geradlinig längs der Führung 212 bewegbar. Einzelheiten der Prozedur beim Anbringen der Kapillaranordnung werden weiter unten beschrieben; hier sei gesagt, dass der Kapillarkopf 110 und der Flüssigkeitszuführmechanismus 106 durch Bewegen des zweiten Rahmens 204 in Richtung des Pfeils A verbunden werden und der Kapillarkopf 110 durch Bewegen des zweiten Rahmens 204 in Richtung des Pfeils B von dem Flüssigkeitszuführmechanismus 106 getrennt wird. Der Kapillarkopf 110 hat eine Bohrung oder Nut, und der zweite Rahmen 204 ist mit einem Vorsprung versehen, der in die in dem Kapillarkopf 110 vorhandene Bohrung oder Nut eingreift. Dies verhindert, dass sich der zweite Rahmen 204 und der Kapillarkopf 110 lösen, wenn der Kapillarkopf 110 von dem Flüssigkeitszuführmechanismus 106 getrennt wird, und gestattet ein sicheres Herausziehen des Kapillarkopfes 110 aus dem Flüssigkeitszuführmechanismus 106.
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Der zweite Rahmen 204 ist durch den in dem ersten Rahmen 202 vorgesehenen Halteteil 206 gebunden. Als Halteteil 206 dient beispielsweise eine Druckklinke. Dadurch, dass der nicht durch Halteteil 206 fixierte zweite Rahmen 204 in Richtung des Pfeils B bewegt und in den Halteteil 206 gedrückt wird, wird der zweite Rahmen 204 durch den Halteteil 206 gebunden. Darüberhinaus wird der durch den Halteteil 206 gebundene zweite Rahmen durch Bewegung in Richtung des Pfeils B und erneutes Drücken in den Halteteil 206 von diesem freigegeben. 2A zeigt den Zustand der Kapillaranordnungseinheit, wenn der Kapillarkopf 110 mit dem Flüssigkeitszuführmechanismus 106 verbunden ist.
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Vorgesehen ist ferner ein Wärmeableitfolie 214 (215), um das Wärmeableitvermögen der Kapillare 101 zwischen dem zweiten Rahmen 204 und der Kapillare 101 zu verbessern. Dadurch, dass die Wärmeableitfolie 214 (215) und die Kapillare 101 miteinander in Kontakt gebracht werden, wird es möglich, die von der Kapillare 101 beim Anlegen der Hochspannung erzeugte Wärme effektiv abzubauen und die Analyseleistung zu verbessern. Zwischen dem Kapillarkopf 110 und dem Detektorteil 146 des zweiten Rahmens 204 und auf der Oberseite des Detektorteils 146 sind zwei Wärmeableitfolien 214 (215) vorgesehen. Über der Wärmeableitfolie 215 des zweiten Rahmens 204 ist ein Befestigungsvorrichtung 216 zum Anordnen der Kapillare 101 an der Wärmeableitfolie 214 (215) angebracht. Die Befestigungsvorrichtung 216 hat eine Nut, die die Kapillare 101 in einer vorgegebenen Stellung hält. Die Bahn der Kapillare 101 wird durch die Befestigungsvorrichtung 216 so justiert, dass sie auf der Wärmeableitfolie 214 liegt. Ferner kann die Nut in dem zweiten Rahmen 204 an einer Stelle vorgesehen sein, an der sich die Befestigungsvorrichtung 216 befindet, oder an beiden Stellen, an denen sich eine Befestigungsvorrichtung 216 befindet.
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Bei dem Separator 208 (siehe 3) handelt es sich um ein folien- oder plattenartiges Bauteil, in dem Löcher 300 in einer Anzahl ausgebildet sind, die nicht kleiner ist als die Anzahl der Kapillaren 101. Der Innendurchmesser der Löcher 300 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Kapillaren 101, der beispielsweise etwa Φ1 mm beträgt. Dadurch, dass durch jedes der Löcher 300 eine einzelne Kapillare 101 geführt ist, wird diese in einer vorgegebenen Position gehalten. Der Separator 208 trennt die Kapillaren 101 voneinander, um zu verhindern, dass sie sich verwickeln und im gebündelten Zustand fest werden. Je nach der Länge der Kapillare 101 kann die Anzahl an Separatoren 208 erhöht oder verringert werden, wobei die Separatoren 208 entsprechend der Länge der Kapillare 101 an geeigneten Stellen angeordnet werden können.
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Die erfindungsgemäße Kapillaranordnungseinheit 200 umfasst ferner eine Richtplatte 210, um den Luftstrom in dem Thermostat 118 im eingebauten Zustand zu justieren. Bei der Richtplatte 210 handelt es sich um ein flaches plattenartiges Bauteil. Die Richtplatte 210 kann so angebracht werden, dass die Anbringung der Kapillaranordnungseinheit 200 die Luftströmung in dem Thermostat 118 nicht beschränkt, wohl aber die Windrichtung einstellt. 2B zeigt einen Zustand, in dem der zweite Rahmen 204 von dem Halteteil 206 gehalten wird und ein gebogener Teil der Kapillare 101 weit nach außen gewölbt verläuft. Die Richtplatte 210 ist an einem Teil des Umfangs der Kapillare 101 an einer Stelle vorgesehen, in der sie die Kapillare 101 nicht berührt, selbst wenn der zweite Rahmen mit dem Flüssigkeitszuführmechanismus 106 in einem Zustand verbunden ist, in dem der zweite Rahmen 204 von dem Halteteil 206 gehalten wird, nämlich außerhalb des Bewegungsbereichs der Kapillare 101. Insbesondere ist die Richtplatte 210 unter einer Linie angeordnet, die zwischen dem Kapillarkopf 110 und dem Detektorteil 146 verläuft, wenn die Kapillaranordnung 102 in dem Thermostat 118 eingebaut ist, d.h. unterhalb der Linie, längs der sich der zweite Rahmen bewegt. Vorzugsweise ist die Richtplatte 210 an einer Stelle vorgesehen, die sich bei Bewegung des zweiten Rahmens 204 kaum bewegt. Da die Richtplatte 210 außerhalb des Bewegungsbereichs der Kapillare 101 angeordnet ist, behindert sie bei Bewegung des zweiten Rahmens 204 nicht die Anbringung der Kapillaranordnungseinheit 200 und lässt sich leicht anbringen. Als Richtplatte 210 kann ein plattenartiger Separator 146 ohne hindurchführende Kapillare 101 dienen. Die Windrichtungssteuerung der Richtplatte 201 wird weiter unten im Einzelnen beschrieben.
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Um das Anbringen/Lösen der Kapillaranordnungseinheit 200 zu erleichtern, weist der erste Rahmen 202 einen Fingerhaken 218 und der zweite Rahmen 204 ein Einsteckteil 220 und einen Knopf 222 auf (siehe 5). An dem Einsteckteil 220 ist eine Stufe so ausgebildet, dass sich der zweite Rahmen 204 mit dem Finger leicht in Richtung des Pfeils B einschieben lässt.
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Anhand von 4, 5, 6A und 6B wird der Vorgang beim Anbringen der Kapillaranordnungseinheit 200 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei wird die Kapillaranordnungseinheit 200 vor dem Anbringen an dem Thermostat 118 in einen Zustand versetzt, in dem der zweite Rahmen 204 in 2A von dem Halteteil 206 festgehalten wird. In diesem Zustand ist der Lastkopf 112 an dem Thermostat 118 angebracht. 4 zeigt einen Teil an der Unterseite des Thermostats 118 und des Lastkopfes 112. Die an dem Lastkopf 112 angebrachte Kapillare 110 ist nicht dargestellt. Der Lastkopf 112 ist mit einem Griff 400 versehen. Der Benutzer kann den Griff 400 erfassen und den Lastkopf 112 in eine Ausnehmung 402 in dem Thermostat 118 einsetzen. An beiden Seiten des Lastkopfes 112 sind (nicht gezeigte) Nuten vorgesehen, in die an einer Innenseite der Ausnehmung 402 des Thermostats 118 vorhandene Vorsprünge eingreifen. Wenn der Lastkopf 112 in die Ausnehmung 402 in dem Thermostat 118 eingesetzt wird, greifen die in dem Lastkopf 112 vorhandene Nut und der an der Innenfläche des Ausnehmung 402 in dem Thermostat 118 vorhandene Vorsprung ineinander, und die Kapillaranordnungseinheit 200 ist, wie in 5 gezeigt, in dem Thermostat 118 angeordnet. Da der Kapillarkopf 110 und der Detektorteil 146 von dem zweiten Rahmen 204 getragen sind, kommen der Kapillarkopf 110 und der Detektorteil 146 beim Einbau des Lastkopfes 112 in den Thermostat 118 in Kontakt mit einer Detektorhalterung 500, wodurch eine störende Anbringung verhindert werden kann. Die Detektorhalterung 500 fixiert den Detektorteil 146 und platziert die Detektorposition 144 bezüglich der Bestrahlungsdetektoreinheit 108. Da ferner die Kapillaranordnungseinheit 200 in dem Thermostat in einem Zustand angeordnet ist, in dem der zweite Rahmen 204 von dem Halteteil 206 gehalten wird, lässt sich verhindern, dass der Kapillarkopf 110 und der Block 128 zusammenstoßen und die Anbringung behindern. Somit ist es möglich, die Kapillaranordnungseinheit 200 in dem Thermostat 118 anzuordnen, ohne dass irgendein Teil des Elektrophoresegerätes 100 die Anbringung stört. Die Kapillaranordnungseinheit 200 wird lediglich durch Ergreifen des Griffs 400 und Einsetzen des Lastkopfes 112 in die Ausnehmung 402 in dem Thermostat 118 installiert. Somit wird die Kapillaranordnungseinheit 200 leicht installiert.
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Als Nächstes wird die Bindung des zweiten Rahmens 204 durch den Halteteil 206 gelöst. Dazu legt der Benutzer seine Finger auf den Fingerhaken 218 bzw. den Eindrückteil 220 und drückt diesen in Richtung des Pfeils B, indem er etwa den Fingerhaken 218 und den Eindrückteil 220 mit den Fingern zusammendrückt, und gibt dadurch die Bindung des zweiten Rahmens 204 durch den Halteteil 206 frei. Dadurch kann sich der zweite Rahmen 204 längs der Führung 212 bewegen (siehe 2A). Das Vorsehen des Fingerhakens 218 und des Eindrückteils 220 machen es möglich, die Bindung des zweiten Rahmens 204 durch den Halteteil 206 mit einer Hand aufzuheben, was die Handhabung erleichtert.
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Sodann wird der zweite Rahmen 204 mittels des an ihm vorgesehenen Knopfes 222 in Richtung des Pfeils A geschoben. Dadurch wird es möglich, den Kapillarkopf 110 in die Bohrung in dem Block 128 einzuführen, wie in 6A gezeigt. Eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen dem Block 128 und dem Kapillarkopf 110 ist in 6B gezeigt. Durch Anziehen einer in dem Block 128 vorgesehenen Feststellschraube 600 wird ein Dichtfläche 602 in dem Kapillarkopf 110 gegen den Block 128 gedrückt. Dadurch wird eine Dichtung zwischen dem Kapillarkopf 110 und dem Block 128 bewirkt, wodurch der Kapillarkopf 110 an dem Block 128 befestigt wird. Durch dieses Vorgehen werden die Kapillare 101 und der Flüssigkeitszuführmechanismus 106 miteinander verbunden. Durch Bewegen des zweiten Rahmens 204 unter Erfassen des Knopfes 222 kann der Benutzer den Kapillarkopf 110 ohne jeden direkten Kontakt mit der Kapillare 101 an dem Block 128 anbringen. Außerdem gestattet es diese Betätigung, den Kapillarkopf 110 lediglich durch Bewegen des zweiten Rahmens 204 längs der Führung 212 in die Bohrung in dem Block 128 einzusetzen, womit der Kapillarkopf 110 leicht an dem Block 128 angebracht wird.
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Zuletzt wird der Detektorteil 146 in dem Detektorhalter 500 angebracht, Wie in 6A gezeigt, ist dann, wenn Kapillarkopf 110 mit dem Block 128 verbunden wird, der Detektorteil 146 in dem Detektorhalter 500 angeordnet. Daher lässt sich der Detektorteil 146 leicht an dem Detektorhalter 500 anbringen, indem lediglich ein Deckel 502 des Detektorhalters 500 geschossen wird.
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Im Folgenden wird ein Vorgang beim Abnehmen der Kapillaranordnungseinheit 200 beschrieben. Dieser Vorgang ist umgekehrt zu dem oben beschriebenen Vorgang beim Anbringen.
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Zunächst wird der Deckel 502 des Detektorhalters 500 geöffnet, um die Befestigung an dem Detektorteil 146 freizugeben. Sodann wird der Kapillarkopf 110 von dem Block 128 getrennt. Die Feststellschraube 600 wird gelöst, um die Befestigung des Kapillarkopfes 110 an dem Block 128 zu lösen. Sodann kommt der Kapillarkopf 110 aus der Bohrung des Blocks 128 heraus, indem der zweite Rahmen 204 mittels des Knopfes 222 in Richtung des Pfeils B längs der Führung 212 bewegt wird. Durch weitere Bewegung des zweiten Rahmens 204 in Richtung des Pfeils B längs der Führung 212, dann Auflegen von Fingern auf den Fingerhaken 218 bzw. den Eindrückteil 220 und Drücken des Eindrückteils 220 in Richtung des Pfeils B so, als ob der Fingerhaken 218 und der Eindrückteil 220 mit den Fingern zusammengedrückt werden, wird der zweite Rahmen 204 durch den Halteteil 206 gebunden. Zuletzt wird der Lastkopf 112 mittels des Griffs 400 von dem Thermostat 118 abgenommen. Beim Abnehmen der Kapillaranordnungseinheit 200 lässt sich diese wie beim Anbringen ohne Beeinträchtigung durch das Elektrophoresegerät 100 von dem Thermostat 118 abnehmen. Wie oben beschrieben, ermöglicht die Konfiguration der Kapillaranordnungseinheit 200 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine leichte Durchführung der Vorgänge beim Anbringen und Abnehmen der Kapillaranordnungseinheit 200.
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Im Folgenden wird der Grund beschrieben, aus dem die Umgebung des Detektorteils 146 des zweiten Rahmens 204 weiter ist als an anderen Stellen. Der zweite Rahmen 204 der Kapillaranordnungseinheit 200 befindet sich in dem Zustand, in dem er aus dem Thermostat 118 herausragt. Der Thermostat 118 ist vom Luftzirkulationstyp und muss dicht sein, um die Aufwärmzeit zu verringern und die Temperaturstabilität bei der Temperatursteuerung zu verbessern. In 7A ist ein Zustand dargestellt, in dem die Kapillaranordnungseinheit 200 an dem Block 128 angebracht und der zweite Rahmen 204 durch den Thermostat 118 hindurchgeführt worden ist. Ein Teil des Thermostaten 118, den der zweite Rahmen 204 passiert, ist U-förmig. Der zweite Rahmen 204 und die von ihm gehaltene Kapillare 101 sind zwischen einem an dem Thermostat 118 vorgesehenen, nicht gezeigten Deckel und dem Thermostat 118 eingeklemmt. Diese Konfiguration gestattet es, den Raum des Thermostaten 118 abzudichten. Vorgesehen ist eine Wärmeableitfolie 700 zum Abdichten des Thermostaten 118 und Ableiten von durch die Kapillare 101 an der Kontaktfläche zwischen dem Thermostat 118 und der Kapillare 101 erzeugter Wärme. Bei der Kapillaranordnungseinheit 200 gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Detektorteil 146 von dem zweiten Rahmen 204 gleitend bewegt. Bewegt sich der Detektorteil 146, während er in Kontakt mit der Wärmeableitfolie 700 steht, so entsteht an der Wärmeableitfolie 700 Reibung, die zu einem Bruch der Wärmeableitfolie 700 führt. Daher wird die Breite des zweiten Rahmens 204 in der Umgebung des Detektorteils 146 größer als die Breite des den Thermostat 118 durchsetzenden zweiten Rahmens 204, wenn die Kapillaranordnungseinheit 200 angebracht wird. 7B zeigt den Fall, dass der Detektorteil 146 über die Wärmeableitfolie 700 verläuft. An jeder Seite des U-förmigen Teils des Thermostaten 118 ist ein Vorsprung 701 (702) vorgesehen. Dadurch, dass die Breite des zweiten Rahmens 204 größer gemacht wird als der Abstand zwischen dem Vorsprung 701 und dem Vorsprung 702, gelangt der zweite Rahmen 204 in der Umgebung des Detektorteils 146 auf den Vorsprung 701 (702), verhindert dadurch Kontakt zwischen der Wärmeableitfolie 700 und dem Detektorteil 146 und verhindert einen Bruch der Wärmeableitfolie 700 infolge Reibung zwischen dem Detektorteil 146 und der Wärmeableitfolie 700.
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Im Folgenden wird die durch die Richtplatte 210 justierte Luftströmung anhand von 8A und 8B beschrieben. 8A zeigt die Luftströmung in dem Thermostat 118 bei fehlender Richtplatte 210, während 8B die Luftströmung in dem Thermostat 118 bei vorhandener Richtplatte 210 zeigt. Zwar ist in dem Thermostat 118 die Kapillaranordnungseinheit 200 vorhanden; 8A und 8B zeigen aber nur die Anordnung der Kapillare 101 und der Richtplatte 210.
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Der Thermostat 118 ist mit einem Gebläse 800 versehen, das die Luft in dem Thermostat 118 umwälzt. Das Gebläse 800 hat zwei Funktionen: eine Funktion zum Reduzieren von Temperaturschwankungen durch Umrühren der Luft in dem Thermostat; und eine Funktion zum Ableiten von während der Elektrophorese durch die Kapillare 101 erzeugter Joule'scher Wärme. Ist keine Richtplatte 210 vorhanden, wie in 8A gezeigt, so strömt die an der Auslassöffnung 802 des Gebläses 800 austretende Luft längs einer Innenwand des Thermostaten 118, wie mit dem Pfeil angezeigt, und bildet eine Rotationsströmung. Ein Teil dieser Rotationsströmung wird von einer Ansaugöffnung 804 des Gebläses 800 angesaugt. Bei stabiler Luftzirkulation nahe der Innenwand des Thermostaten 118 ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Mitte der Rotationsströmung von der Innenwand des Thermostaten 118 entfernt niedriger, was einen Wirbel oder Stagnation zur Folge hat. Ist die Kapillare 101 kurz, so durchsetzt sie beide Bereiche, in denen die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ausreicht und in dem Thermostaten 118 niedriger ist. Infolgedessen weist die Kapillare 101 ortsabhängig unterschiedliche Wärmestrahlung auf. Dadurch kann die Temperatur der Kapillare Schwankungen verursachen und die Analyseleistung verschlechtern.
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8B zeigt die Luftströmung in dem Thermostat 118 in dem Fall, dass die Kapillaranordnungseinheit mit der Richtpatte 210 versehen ist. Die erfindungsgemäße Kapillaranordnungseinheit 200 ist mit der Richtplatte 210 entsprechend der Länge der Kapillare 101 versehen. Die an der Auslassöffnung 802 des Gebläses 800 austretende Luft strömt längs der Innenwand des Thermostaten 118 und trifft auf die Richtpatte 210. Von dieser wird die Windrichtung so angepasst, dass der Wind in Kontakt mit der Kapillare 101 kommt, wodurch die gesamte Kapillare 101 mit ausreichend Wind beaufschlagt wird. Die Richtplatte 210 gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet keinen Strömungskanal längs der Kapillare 101 sondern verzweigt den Luftstrom so, dass Wind an die Kapillare 101 gelangt, wodurch der Wind in dem Thermostat 118 gleichmäßig zirkuliert. Da die Temperatur der gesamten Oberfläche des Thermostaten 118 von einem Peltier-Element gesteuert wird, entsteht bei Ausbildung eines Luftkanals, in dem der Wind längs der Kapillare 101 bläst, ein Bereich, in dem der Wind nicht zirkuliert. Daher kann zwischen dem Bereich mit Windzirkulation und dem ohne Windzirkulation ein Temperaturunterschied auftreten. Das vorliegende Ausführungsbeispiel gestattet dagegen eine Führung des Luftstroms so, dass der Wind auf die Kapillare 101 einwirkt, indem die durch das Gebläse 800 erzeugte Rotationsströmung der Luft in dem Thermostaten 118 mittels der Richtplatte 210 verzweigt wird. Da somit die Rotationsströmung in dem gesamten Thermostat 118 zirkuliert, verringern sich Schwankungen in der Temperaturverteilung in dem Thermostat 118, und die Analyseleistung wird verbessert. Durch Vorsehen eines Abstands zwischen dem Lastkopf 112 und der Richtplatte 210 ohne Kontakt wird es möglich, dass der Wind in dem gesamten Thermostat 118 effektiv zirkuliert.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Richtplatten 210 vorgesehen; es können aber auch nur eine oder mehrere sein. Durch Vorsehen der Richtplatte 210 außerhalb des Bewegungsbereichs der Kapillare 101 wird die Lustströmung in dem Thermostat gesteuert und die Montierbarkeit verbessert. Je nach der Länge der Kapillare 101 kann auch die Position oder die Anzahl an Richtplatten 210 geändert werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel macht es das Vorsehen der Richtplatte 210 an der Kapillaranordnungseinheit 200 möglich, die Richtplatte 210 je nach der Länge der Kapillare 101 entsprechend der Anbringung/Abnahme der Kapillaranordnungseinheit 200 anzubringen oder abzunehmen. Die Richtplatte 210 kann jedoch zusätzlich zu der Kapillaranordnungseinheit 200 direkt an dem Thermostat 118 angebracht werden, wobei allerdings die Anzahl der Schritte beim Anbringen zunimmt. Wird die Richtplatte 210 direkt an dem Thermostat 118 angebracht, so wird das Anbringen/Abnehmen der Kapillaranordnungseinheit 200 dadurch erleichtert, dass die Richtplatte 210 außerhalb des Bewegungsbereichs der Kapillare 101 vorgesehen wird.
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Vorstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben; wie von einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung leicht ersichtlich, beschränkt sich die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind im Rahmen der in den Ansprüchen dargelegten Erfindung verschiedene Abänderungen möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Elektrophoresegerät
- 101
- Kapillare
- 102
- Kapillaranordnung
- 104
- Elektrophoreseteil
- 106
- Flüssigkeitszuführmechanismus
- 108
- Bestrahlungsdetektoreinheit
- 110
- Kapillarkopf
- 112
- Lastkopf
- 114
- Kathodenelektrode
- 116
- Kapillar-Kathodenende
- 118
- Thermostat
- 120
- Pufferlösung
- 122
- Kathodenseitiger Pufferbehälter
- 124
- Hochspannungs-Energieversorgung
- 126
- Pumpe
- 128
- Block
- 130
- Polymer
- 132
- Polymerbehälter
- 134
- Pufferlösung
- 136
- Anodenseitiger Pufferbehälter
- 138
- Anodenelektrode
- 140
- Lichtquelle
- 142
- Detektor
- 144
- Detektorposition
- 146
- Detektorteil
- 200
- Kapillaranordnungseinheit
- 202
- Erster Rahmen
- 204
- Zweiter Rahmen
- 206
- Halteteil
- 208
- Separator
- 210
- Richtplatte
- 212
- Führung
- 214 (215)
- Wärmeableitfolie
- 216
- Befestigung
- 218
- Fingerhaken
- 220
- Eindrückteil
- 222
- Knopf
- 300
- Loch
- 400
- Griff
- 402
- Ausnehmung
- 500
- Detektorteilhalter
- 502
- Deckel
- 600
- Feststellschraube
- 602
- Dichtfläche
- 700
- Wärmeableitfolie
- 701 (702)
- Vorsprung
- 800
- Gebläse
- 802
- Vorspringende Öffnung
- 804
- Ansaugöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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