JP2000162183A - キャピラリー電気泳動装置 - Google Patents
キャピラリー電気泳動装置Info
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- polymer
- capillary
- syringe
- buffer
- piston
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャピラリーカラム内に歩留まりよく、かつ
容易にポリマーを充填する。 【解決手段】 ポンプブロック５のドレインジョイント
１５を開け、ピストン１３ａを固定し、ピストン１９ａ
を押して、ルアーロック接合ジョイント１７、交差部９
間及び交差部９、ドレインジョイント１５間にバッファ
を充填する。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａ
を押して、流路７ａにポリマーを充填する。キャピラリ
ーカラム１の内径は小さいので流路抵抗となり、ポリマ
ー及びバッファはドレインジョイント１５側にのみ導か
れる。ドレインジョイント１５を閉じ、ピストン１３ａ
を押し、その押した量だけピストン１９ａを引いて、交
差部９、ルアーロック接合ジョイント１７間にポリマー
を充填する。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａ
を押して、キャピラリーカラム１内にポリマーを充填す
る。
容易にポリマーを充填する。 【解決手段】 ポンプブロック５のドレインジョイント
１５を開け、ピストン１３ａを固定し、ピストン１９ａ
を押して、ルアーロック接合ジョイント１７、交差部９
間及び交差部９、ドレインジョイント１５間にバッファ
を充填する。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａ
を押して、流路７ａにポリマーを充填する。キャピラリ
ーカラム１の内径は小さいので流路抵抗となり、ポリマ
ー及びバッファはドレインジョイント１５側にのみ導か
れる。ドレインジョイント１５を閉じ、ピストン１３ａ
を押し、その押した量だけピストン１９ａを引いて、交
差部９、ルアーロック接合ジョイント１７間にポリマー
を充填する。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａ
を押して、キャピラリーカラム１内にポリマーを充填す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンパク質や核酸
などの生体高分子の分離・分析を行なうゲル電気泳動装
置に関し、特に細管を用いたキャピラリー電気泳動装置
に関するものである。このようなキャピラリー電気泳動
装置は、生化学分野や臨床検査などに用いられ、特にＤ
ＮＡシーケンスに用いられて成果を上げている。
などの生体高分子の分離・分析を行なうゲル電気泳動装
置に関し、特に細管を用いたキャピラリー電気泳動装置
に関するものである。このようなキャピラリー電気泳動
装置は、生化学分野や臨床検査などに用いられ、特にＤ
ＮＡシーケンスに用いられて成果を上げている。
【０００２】
【従来の技術】ヒトゲノムのような長大な塩基配列をも
つＤＮＡの塩基配列決定には、高感度で、高速で、かつ
大処理能力をもったＤＮＡシーケンサが必要となる。そ
の１つの方法として、平板状のゲル（ポリマーにより構
成されるので、以下ポリマーということがある。）を用
いたスラブゲル電気泳動に代わって、分離媒体としてポ
リマーを充填したキャピラリーを使用するキャピラリー
電気泳動が行なわれている。キャピラリーカラムは、ス
ラブゲルに比べて、試料の取扱いや注入が容易であるだ
けでなく、高速に泳動させて高感度で検出できる。つま
り、スラブゲルで高電圧を印加すれば、ジュール熱の影
響によりバンドが広がったり、温度勾配が生じるなどの
問題が生じるが、キャピラリーカラムではそのような問
題は少なく、高電圧を印加して高速泳動をさせても、バ
ンドの広がりが少なく高感度検出ができるのである。キ
ャピラリーカラムを複数本配列したマルチキャピラリー
ＤＮＡシーケンサも提案されている。
つＤＮＡの塩基配列決定には、高感度で、高速で、かつ
大処理能力をもったＤＮＡシーケンサが必要となる。そ
の１つの方法として、平板状のゲル（ポリマーにより構
成されるので、以下ポリマーということがある。）を用
いたスラブゲル電気泳動に代わって、分離媒体としてポ
リマーを充填したキャピラリーを使用するキャピラリー
電気泳動が行なわれている。キャピラリーカラムは、ス
ラブゲルに比べて、試料の取扱いや注入が容易であるだ
けでなく、高速に泳動させて高感度で検出できる。つま
り、スラブゲルで高電圧を印加すれば、ジュール熱の影
響によりバンドが広がったり、温度勾配が生じるなどの
問題が生じるが、キャピラリーカラムではそのような問
題は少なく、高電圧を印加して高速泳動をさせても、バ
ンドの広がりが少なく高感度検出ができるのである。キ
ャピラリーカラムを複数本配列したマルチキャピラリー
ＤＮＡシーケンサも提案されている。
【０００３】キャピラリー電気泳動では、キャピラリー
電気泳動装置外でキャピラリーカラムにポリマーを充填
してからキャピラリー電気泳動装置にキャピラリーカラ
ムを装着している。また、一度使用したキャピラリーカ
ラム及びポリマーは泳動解析後廃棄していた。これらか
ら、ランニングコストが高く、また低粘度ポリマーを充
填した場合に充填後のキャピラリーカラムの取扱いが困
難であるという問題があった。
電気泳動装置外でキャピラリーカラムにポリマーを充填
してからキャピラリー電気泳動装置にキャピラリーカラ
ムを装着している。また、一度使用したキャピラリーカ
ラム及びポリマーは泳動解析後廃棄していた。これらか
ら、ランニングコストが高く、また低粘度ポリマーを充
填した場合に充填後のキャピラリーカラムの取扱いが困
難であるという問題があった。
【０００４】そこで、コストを低減し、かつポリマー充
填後のキャピラリーカラムの取扱いを容易にするため
に、クロスリンクゲルをベースにしたポリマーを用いて
ポリマーを再利用する機構を備えたもの（従来技術１）
や、キャピラリーカラム再利用型で、ガス圧を利用して
ポリマーの充填及び入替えをする機構を備えたもの（従
来技術２）や、キャピラリーカラム再利用型で、シリン
ジ充填式の機構を備え、バルブ機構を切り換えてバッフ
ァ液とポリマーを接触させるもの（従来技術３）などが
提案されている。
填後のキャピラリーカラムの取扱いを容易にするため
に、クロスリンクゲルをベースにしたポリマーを用いて
ポリマーを再利用する機構を備えたもの（従来技術１）
や、キャピラリーカラム再利用型で、ガス圧を利用して
ポリマーの充填及び入替えをする機構を備えたもの（従
来技術２）や、キャピラリーカラム再利用型で、シリン
ジ充填式の機構を備え、バルブ機構を切り換えてバッフ
ァ液とポリマーを接触させるもの（従来技術３）などが
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術１では、キャ
ピラリーカラム内をコーティングする必要があり、また
クロスリンクゲル再利用時には気泡の混入が生じる場合
があるので、歩留まりよくクロスリンクゲルをキャピラ
リーカラムに充填するのが困難である。従来技術２で
は、７０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の高圧ガスが必要なので、
取扱いが困難である。特にマルチキャピラリー電気泳動
装置においては顕著である。従来技術３では、シリンジ
により高液圧で充填する場合、バルブ機構におけるポリ
マーのリークの危険性があり、歩留まりが低下する。ま
た、マルチキャピラリー電気泳動装置においては、機構
が複雑になるという問題もあった。
ピラリーカラム内をコーティングする必要があり、また
クロスリンクゲル再利用時には気泡の混入が生じる場合
があるので、歩留まりよくクロスリンクゲルをキャピラ
リーカラムに充填するのが困難である。従来技術２で
は、７０ｋｇｆ／ｃｍ2程度の高圧ガスが必要なので、
取扱いが困難である。特にマルチキャピラリー電気泳動
装置においては顕著である。従来技術３では、シリンジ
により高液圧で充填する場合、バルブ機構におけるポリ
マーのリークの危険性があり、歩留まりが低下する。ま
た、マルチキャピラリー電気泳動装置においては、機構
が複雑になるという問題もあった。
【０００６】そこで本発明は、歩留まりよく、かつ容易
にキャピラリーカラム内にポリマーを充填することがで
きるポリマー充填機構を備えたキャピラリー電気泳動装
置を提供することを目的とするものである。
にキャピラリーカラム内にポリマーを充填することがで
きるポリマー充填機構を備えたキャピラリー電気泳動装
置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、ポリ
マーが充填されたキャピラリーカラムに注入された試料
が電気泳動されるキャピラリー電気泳動部と、そのキャ
ピラリーカラムの適当な位置でキャピラリー内で分離さ
れた各成分を検出する検出手段とを備えたキャピラリー
電気泳動装置であって、ポリマーが充填されたポリマー
用シリンジと、ポリマー用シリンジが接続されるポリマ
ー用ポート及びキャピラリーカラムの一端側が接続され
るカラム用ポートが形成され、ポリマー用ポートとカラ
ム用ポートが流路により接続されているポンプブロック
とを備え、ポリマー用シリンジ又はポンプブロックでポ
リマーに接するように電極が設けられているものであ
る。
マーが充填されたキャピラリーカラムに注入された試料
が電気泳動されるキャピラリー電気泳動部と、そのキャ
ピラリーカラムの適当な位置でキャピラリー内で分離さ
れた各成分を検出する検出手段とを備えたキャピラリー
電気泳動装置であって、ポリマーが充填されたポリマー
用シリンジと、ポリマー用シリンジが接続されるポリマ
ー用ポート及びキャピラリーカラムの一端側が接続され
るカラム用ポートが形成され、ポリマー用ポートとカラ
ム用ポートが流路により接続されているポンプブロック
とを備え、ポリマー用シリンジ又はポンプブロックでポ
リマーに接するように電極が設けられているものであ
る。
【０００８】キャピラリーカラムの一端及びポリマー用
シリンジをポンプブロックに接続した後、ポリマー用シ
リンジのピストンを押し、ポンプブロックの流路を介し
て、ポリマー用シリンジに充填されたポリマーをキャピ
ラリーカラムに充填する。キャピラリーカラムにポリマ
ーを充填した後、ポリマー用シリンジ又はポンプブロッ
クでポリマーに接するように設けた電極により、ポンプ
ブロックからキャピラリーカラムを外すことなく、キャ
ピラリーカラムの両端に高電圧を印加することができ
る。
シリンジをポンプブロックに接続した後、ポリマー用シ
リンジのピストンを押し、ポンプブロックの流路を介し
て、ポリマー用シリンジに充填されたポリマーをキャピ
ラリーカラムに充填する。キャピラリーカラムにポリマ
ーを充填した後、ポリマー用シリンジ又はポンプブロッ
クでポリマーに接するように設けた電極により、ポンプ
ブロックからキャピラリーカラムを外すことなく、キャ
ピラリーカラムの両端に高電圧を印加することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の他の態様は、ポリマーが
充填されたポリマー用シリンジと、バッファが充填さ
れ、バッファに接触するように電極が設けられたバッフ
ァ用シリンジと、ポリマー用シリンジが接続されるポリ
マー用ポート、バッファ用シリンジが接続されるバッフ
ァ用ポート及びキャピラリーカラムの一端側が接続され
るカラム用ポートが形成され、各ポートが流路により接
続されているポンプブロックとを備えたものである。さ
らに、開放可能なドレインポートをポンプブロックに形
成し、ドレインポートをポンプブロックの流路に接続す
ることが好ましい。
充填されたポリマー用シリンジと、バッファが充填さ
れ、バッファに接触するように電極が設けられたバッフ
ァ用シリンジと、ポリマー用シリンジが接続されるポリ
マー用ポート、バッファ用シリンジが接続されるバッフ
ァ用ポート及びキャピラリーカラムの一端側が接続され
るカラム用ポートが形成され、各ポートが流路により接
続されているポンプブロックとを備えたものである。さ
らに、開放可能なドレインポートをポンプブロックに形
成し、ドレインポートをポンプブロックの流路に接続す
ることが好ましい。
【００１０】ドレインポートを開放した後、ポリマー用
シリンジのピストンを固定し、バッファ用シリンジのピ
ストンを押して、バッファ用シリンジ、ドレインポート
間の流路の空気をドレインポートから排出しバッファを
充填する。ドレインポートを開放したまま、バッファ用
シリンジのピストンを固定し、ポリマー用シリンジのピ
ストンを押して、バッファ用シリンジ、ドレインポート
間の流路の空気をドレインポートから排出しポリマーを
充填する。ドレインポートを封止した後、ポリマー用シ
リンジのピストンを押し、その押す量に合わせてバッフ
ァ用シリンジのピストンを引き、ポリマー用シリンジ、
バッファ用シリンジ間の流路にポリマーを充填する。バ
ッファ用シリンジのピストンを固定し、ポリマー用シリ
ンジのピストンを押して、ポリマー用シリンジ、キャピ
ラリーカラム間の流路及びキャピラリーカラムにポリマ
ーを充填する。
シリンジのピストンを固定し、バッファ用シリンジのピ
ストンを押して、バッファ用シリンジ、ドレインポート
間の流路の空気をドレインポートから排出しバッファを
充填する。ドレインポートを開放したまま、バッファ用
シリンジのピストンを固定し、ポリマー用シリンジのピ
ストンを押して、バッファ用シリンジ、ドレインポート
間の流路の空気をドレインポートから排出しポリマーを
充填する。ドレインポートを封止した後、ポリマー用シ
リンジのピストンを押し、その押す量に合わせてバッフ
ァ用シリンジのピストンを引き、ポリマー用シリンジ、
バッファ用シリンジ間の流路にポリマーを充填する。バ
ッファ用シリンジのピストンを固定し、ポリマー用シリ
ンジのピストンを押して、ポリマー用シリンジ、キャピ
ラリーカラム間の流路及びキャピラリーカラムにポリマ
ーを充填する。
【００１１】ポンプブロックに流路内の圧力を測定する
圧力センサを備えることが好ましい。圧力センサにより
流路の圧力をモニタしながらポリマーの充填を行ない、
圧力値からキャピラリーカラムの詰まりなど異常を未然
に検知することができる。
圧力センサを備えることが好ましい。圧力センサにより
流路の圧力をモニタしながらポリマーの充填を行ない、
圧力値からキャピラリーカラムの詰まりなど異常を未然
に検知することができる。
【００１２】試料、バッファ及び精製水を収容したトレ
イと、そのトレイを移動させてキャピラリーカラムの他
端側及び電極を試料、バッファ又は精製水に挿入させる
トレイ駆動機構をさらに備えることが好ましい。その結
果、印加電圧及びトレイ駆動機構の動作を制御すること
により、ポリマー充填後の試料注入及び分離分析を自動
化することができる。
イと、そのトレイを移動させてキャピラリーカラムの他
端側及び電極を試料、バッファ又は精製水に挿入させる
トレイ駆動機構をさらに備えることが好ましい。その結
果、印加電圧及びトレイ駆動機構の動作を制御すること
により、ポリマー充填後の試料注入及び分離分析を自動
化することができる。
【００１３】
【実施例】図１は、一実施例を表す概略構成図である。
例えば外形が２００〜３００μｍ、内径が５０〜１５０
μｍ、材質がフューズドシリカであるキャピラリーカラ
ム１が備えられている。キャピラリーカラム１の一端側
１ａは、キャピラリー接合ジョイント３を介してポンプ
ブロック５に接続されている。ポンプブロック５内部
に、例えば直径が１〜３ｍｍの２つの流路７ａ，７ｂが
形成されており、両流路７ａ，７ｂは交差部９でつなが
っている。
例えば外形が２００〜３００μｍ、内径が５０〜１５０
μｍ、材質がフューズドシリカであるキャピラリーカラ
ム１が備えられている。キャピラリーカラム１の一端側
１ａは、キャピラリー接合ジョイント３を介してポンプ
ブロック５に接続されている。ポンプブロック５内部
に、例えば直径が１〜３ｍｍの２つの流路７ａ，７ｂが
形成されており、両流路７ａ，７ｂは交差部９でつなが
っている。
【００１４】流路７ａの一端側に、例えばルアーロック
接合ジョイント１１を介して、ポリマーが充填されたポ
リマー用シリンジ１３が接続されている。流路７ａの他
端側は、開閉可能なドレインジョイント１５により封止
されている。流路７ｂの一端側に、例えばルアーロック
接合ジョイント１７を介して、バッファが充填されたバ
ッファ用シリンジ１９が接続されている。流路７ｂの他
端側には、キャピラリー接合ジョイント３を介してキャ
ピラリーカラム１が接続されている。図２は、図１のＺ
−Ｚ線に沿った断面図である。交差部９、ルアーロック
接合ジョイント１７間の流路７ｂに、流路７ｂ内の圧力
を測定する圧力センサ２１が配置されている。
接合ジョイント１１を介して、ポリマーが充填されたポ
リマー用シリンジ１３が接続されている。流路７ａの他
端側は、開閉可能なドレインジョイント１５により封止
されている。流路７ｂの一端側に、例えばルアーロック
接合ジョイント１７を介して、バッファが充填されたバ
ッファ用シリンジ１９が接続されている。流路７ｂの他
端側には、キャピラリー接合ジョイント３を介してキャ
ピラリーカラム１が接続されている。図２は、図１のＺ
−Ｚ線に沿った断面図である。交差部９、ルアーロック
接合ジョイント１７間の流路７ｂに、流路７ｂ内の圧力
を測定する圧力センサ２１が配置されている。
【００１５】バッファ用シリンジ１９のピストン１９ａ
には、白金線からなる電極３３が埋め込まれており、そ
の先端はバッファ用シリンジ１９内のバッファ液と接触
している。ポリマー用シリンジ１３のピストン１３ａと
バッファ用シリンジ１９のピストン１９ａは、シリンジ
ピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂと１９ｂに
よりそれぞれ駆動される。
には、白金線からなる電極３３が埋め込まれており、そ
の先端はバッファ用シリンジ１９内のバッファ液と接触
している。ポリマー用シリンジ１３のピストン１３ａと
バッファ用シリンジ１９のピストン１９ａは、シリンジ
ピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂと１９ｂに
よりそれぞれ駆動される。
【００１６】図３は、シリンジピストン駆動用リニアア
クチュエータの一例を表す構成図である。図３ではポリ
マー用シリンジのシリンジピストン駆動用リニアアクチ
ュエータを表すが、バッファ用シリンジのシリンジピス
トン駆動用リニアアクチュエータも同じ構成である。ピ
ストン１３ａに連結部材２３の一端側が固定されてお
り、他端側はピストン１３ａの摺動方向に平行に設置さ
れたガイド２５に摺動可能に支持されている。連結部材
２３には雌ネジ２７が固定されており、その雌ネジ２７
にはステッピングモータ２９により駆動される棒ネジ３
１が螺合している。ステッピングモータ２９を回転させ
て棒ネジ３１を回転させることにより、連結部材２３が
ガイド２５に沿って摺動し、ピストン１３ａも摺動す
る。
クチュエータの一例を表す構成図である。図３ではポリ
マー用シリンジのシリンジピストン駆動用リニアアクチ
ュエータを表すが、バッファ用シリンジのシリンジピス
トン駆動用リニアアクチュエータも同じ構成である。ピ
ストン１３ａに連結部材２３の一端側が固定されてお
り、他端側はピストン１３ａの摺動方向に平行に設置さ
れたガイド２５に摺動可能に支持されている。連結部材
２３には雌ネジ２７が固定されており、その雌ネジ２７
にはステッピングモータ２９により駆動される棒ネジ３
１が螺合している。ステッピングモータ２９を回転させ
て棒ネジ３１を回転させることにより、連結部材２３が
ガイド２５に沿って摺動し、ピストン１３ａも摺動す
る。
【００１７】キャピラリーカラム１の他端側１ｂは、ト
レイ３５に設置された容器に収容された精製水３７ａに
白金線からなる電極３９とともに浸されている。トレイ
３５の他の容器には、バッファ３７ｂと試料３７ｃも収
容されている。トレイ３５はトレイ駆動機構（図示略）
により上下左右に移動可能であり、キャピラリーカラム
１の他端側１ｂは必要に応じて精製水３７ａ、バッファ
３７ｂ又は試料３７ｃのいずれかに浸される。
レイ３５に設置された容器に収容された精製水３７ａに
白金線からなる電極３９とともに浸されている。トレイ
３５の他の容器には、バッファ３７ｂと試料３７ｃも収
容されている。トレイ３５はトレイ駆動機構（図示略）
により上下左右に移動可能であり、キャピラリーカラム
１の他端側１ｂは必要に応じて精製水３７ａ、バッファ
３７ｂ又は試料３７ｃのいずれかに浸される。
【００１８】電極３３，３９は、泳動用高圧電源４１に
接続されており、試料導入時及び電気泳動時には電極３
３がアノード側、電極３９がカソード側となってキャピ
ラリーカラム１の両端に高電圧が印加される。キャピラ
リーカラム１の被検出部１ｃ付近には、被検出部１ｃに
光を照射するＡｒレーザなどの検出用光源４３と、集光
及び分光部４５を介して被検出部１ｃからの光を検出す
る検出器４７が配置されている。
接続されており、試料導入時及び電気泳動時には電極３
３がアノード側、電極３９がカソード側となってキャピ
ラリーカラム１の両端に高電圧が印加される。キャピラ
リーカラム１の被検出部１ｃ付近には、被検出部１ｃに
光を照射するＡｒレーザなどの検出用光源４３と、集光
及び分光部４５を介して被検出部１ｃからの光を検出す
る検出器４７が配置されている。
【００１９】次にキャピラリーカラムへのポリマー充填
時における動作について説明する。ポリマーを充填した
ポリマー用シリンジ１３をルアーロック接合ジョイント
１１によりポンプブロック５の流路７ａに接続し、ピス
トン１３ａをシリンジピストン駆動用リニアアクチュエ
ータ１３ｂに固定する。バッファを充填したバッファ用
シリンジ１９をルアーロック接合ジョイント１７により
ポンプブロック５の流路７ｂに接続し、ピストン１９ａ
をシリンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１９ｂ
に固定する。トレイ３５に精製水３７ａ、バッファ３７
ｂ又は試料３７ｃを収容した容器をそれぞれ配置する。
キャピラリーカラム１の一端側１ａをキャピラリー接合
ジョイント３よりポンプブロック５の流路７ｂに接続し
て、キャピラリーカラム１を装着する。トレイ３５を移
動させて、キャピラリーカラム１の他端側１ｂ及び電極
３９を精製水３７ａに浸す。
時における動作について説明する。ポリマーを充填した
ポリマー用シリンジ１３をルアーロック接合ジョイント
１１によりポンプブロック５の流路７ａに接続し、ピス
トン１３ａをシリンジピストン駆動用リニアアクチュエ
ータ１３ｂに固定する。バッファを充填したバッファ用
シリンジ１９をルアーロック接合ジョイント１７により
ポンプブロック５の流路７ｂに接続し、ピストン１９ａ
をシリンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１９ｂ
に固定する。トレイ３５に精製水３７ａ、バッファ３７
ｂ又は試料３７ｃを収容した容器をそれぞれ配置する。
キャピラリーカラム１の一端側１ａをキャピラリー接合
ジョイント３よりポンプブロック５の流路７ｂに接続し
て、キャピラリーカラム１を装着する。トレイ３５を移
動させて、キャピラリーカラム１の他端側１ｂ及び電極
３９を精製水３７ａに浸す。
【００２０】ドレインジョイント１５を開けた後、ピス
トン１３ａを固定し、ピストン１９ａを押して、ルアー
ロック接合ジョイント１７、交差部９間の流路７ｂ及び
交差部９、ドレインジョイント１５間の流路７ａにバッ
ファを充填する。次に、ピストン１９ａを固定し、ピス
トン１３ａを押して、流路７ａにポリマーを充填し、交
差部９、ドレインジョイント１５間に充填されていたバ
ッファをドレインジョイント１５から排出する。流路７
ａ，７ｂにポリマー及びバッファを充填するとき、キャ
ピラリー接合ジョイント３はキャピラリーカラム１を介
して開放されているが、キャピラリーカラム１の内径は
小さいので流路抵抗となり、ポリマー及びバッファはド
レインジョイント１５側にのみ導かれる。
トン１３ａを固定し、ピストン１９ａを押して、ルアー
ロック接合ジョイント１７、交差部９間の流路７ｂ及び
交差部９、ドレインジョイント１５間の流路７ａにバッ
ファを充填する。次に、ピストン１９ａを固定し、ピス
トン１３ａを押して、流路７ａにポリマーを充填し、交
差部９、ドレインジョイント１５間に充填されていたバ
ッファをドレインジョイント１５から排出する。流路７
ａ，７ｂにポリマー及びバッファを充填するとき、キャ
ピラリー接合ジョイント３はキャピラリーカラム１を介
して開放されているが、キャピラリーカラム１の内径は
小さいので流路抵抗となり、ポリマー及びバッファはド
レインジョイント１５側にのみ導かれる。
【００２１】ドレインジョイント１５を閉じた後、シリ
ンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂと１９
ｂを同速度で同期させて作動させ、ピストン１３ａを押
し、ピストン１９ａを引いて、交差部９、ルアーロック
接合ジョイント１７間の流路７ｂにポリマーを充填す
る。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａを押し
て、交差部９及びキャピラリー接合ジョイント３を介し
て、キャピラリーカラム１内にポリマーを充填する。こ
のとき、圧力センサ２１によって流路７ｂ内の圧力をモ
ニタしておくことにより、キャピラリーカラム１の詰ま
りなどのポリマー充填中の諸問題を早期に検知すること
ができる。
ンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂと１９
ｂを同速度で同期させて作動させ、ピストン１３ａを押
し、ピストン１９ａを引いて、交差部９、ルアーロック
接合ジョイント１７間の流路７ｂにポリマーを充填す
る。ピストン１９ａを固定し、ピストン１３ａを押し
て、交差部９及びキャピラリー接合ジョイント３を介し
て、キャピラリーカラム１内にポリマーを充填する。こ
のとき、圧力センサ２１によって流路７ｂ内の圧力をモ
ニタしておくことにより、キャピラリーカラム１の詰ま
りなどのポリマー充填中の諸問題を早期に検知すること
ができる。
【００２２】ポリマーを充填後、トレイ３５を移動させ
てキャピラリーカラム端１ｂ及び電極３９を試料３７ｃ
に浸す。泳動用高圧電源４１によって所定の電圧を印加
し、試料３７ｃをキャピラリーカラム１に注入する。ト
レイ３５を移動させてキャピラリーカラム端１ｂ及び電
極３９をバッファ３７ｂに浸す。泳動用高圧電源４１に
よって所定の電圧を印加し、試料をキャピラリーカラム
１内で分離させる。分離成分は被検出部１ｃを順次通
り、検出用光源４３からの光により生じた試料との相互
作用を、集光及び分光部４５を介して検出器４７により
検出する。
てキャピラリーカラム端１ｂ及び電極３９を試料３７ｃ
に浸す。泳動用高圧電源４１によって所定の電圧を印加
し、試料３７ｃをキャピラリーカラム１に注入する。ト
レイ３５を移動させてキャピラリーカラム端１ｂ及び電
極３９をバッファ３７ｂに浸す。泳動用高圧電源４１に
よって所定の電圧を印加し、試料をキャピラリーカラム
１内で分離させる。分離成分は被検出部１ｃを順次通
り、検出用光源４３からの光により生じた試料との相互
作用を、集光及び分光部４５を介して検出器４７により
検出する。
【００２３】試料の検出終了後、トレイ３５を移動させ
て、キャピラリーカラム端１ｂ及び電極３９を精製水３
７ａに浸した後、ピストン１３ａを押して、キャピラリ
ーカラム１内のポリマーをキャピラリーカラム端１ｂか
ら排出しつつ、新たなポリマーをキャピラリーカラム１
内に充填し、次の試料の分析に備える。キャピラリーカ
ラム１に最初にポリマーを充填する以降の動作は、自動
で行なうように制御することが好ましい。
て、キャピラリーカラム端１ｂ及び電極３９を精製水３
７ａに浸した後、ピストン１３ａを押して、キャピラリ
ーカラム１内のポリマーをキャピラリーカラム端１ｂか
ら排出しつつ、新たなポリマーをキャピラリーカラム１
内に充填し、次の試料の分析に備える。キャピラリーカ
ラム１に最初にポリマーを充填する以降の動作は、自動
で行なうように制御することが好ましい。
【００２４】この実施例では、ポンプブロック５の交差
部９、ルアーロック接合ジョイント１７間の流路７ｂに
ポリマーを充填する前にバッファを充填しているが、そ
のバッファ充填動作を省略して、流路７ａにポリマーを
充填した後、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１
７間にポリマーを充填するようにしてもよい。この場
合、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１７間に存
在する空気がバッファ用シリンジ１９内に送られる。そ
こで、電極３３の先端をピストン１９ａの先端からある
程度突出させておき、シリンジ１９内に空気が送られて
も電極３３がバッファと接触するようにしておくことが
好ましい。また、バッファ用シリンジ１９に空気が入ら
ないように、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１
７間に、予めポリマーを充填しておいてもよい。
部９、ルアーロック接合ジョイント１７間の流路７ｂに
ポリマーを充填する前にバッファを充填しているが、そ
のバッファ充填動作を省略して、流路７ａにポリマーを
充填した後、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１
７間にポリマーを充填するようにしてもよい。この場
合、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１７間に存
在する空気がバッファ用シリンジ１９内に送られる。そ
こで、電極３３の先端をピストン１９ａの先端からある
程度突出させておき、シリンジ１９内に空気が送られて
も電極３３がバッファと接触するようにしておくことが
好ましい。また、バッファ用シリンジ１９に空気が入ら
ないように、交差部９、ルアーロック接合ジョイント１
７間に、予めポリマーを充填しておいてもよい。
【００２５】また、この実施例では、電極３３をピスト
ン１９ａに埋め込んでいるが、例えばバッファ用シリン
ジ１９のルアーロック接合ジョイント１７との接合部を
電極にするなど、バッファと電極が接触するような構成
であればどのような構成でもよい。また、圧力センサを
設けずに、シリンジピストン駆動用リニアアクチュエー
タ１３ｂにエンコーダなどを設けてシリンジピストン駆
動用リニアアクチュエータ１３ｂの動きを監視したり、
ステッピングモータ２９の脱調を監視したりすることに
より、キャピラリーカラム１の詰まりなどのポリマー充
填中の諸問題を監視してもよい。
ン１９ａに埋め込んでいるが、例えばバッファ用シリン
ジ１９のルアーロック接合ジョイント１７との接合部を
電極にするなど、バッファと電極が接触するような構成
であればどのような構成でもよい。また、圧力センサを
設けずに、シリンジピストン駆動用リニアアクチュエー
タ１３ｂにエンコーダなどを設けてシリンジピストン駆
動用リニアアクチュエータ１３ｂの動きを監視したり、
ステッピングモータ２９の脱調を監視したりすることに
より、キャピラリーカラム１の詰まりなどのポリマー充
填中の諸問題を監視してもよい。
【００２６】図４は、他の実施例のポンプブロック周辺
の構成を表す概略図である。キャピラリーカラム１の一
端側１ａがキャピラリー接合ジョイント３を介してポン
プブロック４７の流路７ｃの一端に接続されている。ポ
ンプブロック４７内部には、例えば直径が１〜３ｍｍの
２つの流路７ａ，７ｃが形成されており、流路７ａ，７
ｃは交差部４９でつながっている。
の構成を表す概略図である。キャピラリーカラム１の一
端側１ａがキャピラリー接合ジョイント３を介してポン
プブロック４７の流路７ｃの一端に接続されている。ポ
ンプブロック４７内部には、例えば直径が１〜３ｍｍの
２つの流路７ａ，７ｃが形成されており、流路７ａ，７
ｃは交差部４９でつながっている。
【００２７】流路７ａの一端側に、ルアーロック接合ジ
ョイント１１を介して、ポリマー用シリンジ１３が接続
され、他端側は、ドレインジョイント１５により封止さ
れている。流路７ｃの他端にはフェルール５１が設けら
れており、そのフェルール５１から交差部４９に到達す
る電極５３が流路７ｃ内に挿入されている。電極５３は
フェルール５１により気密に固定されている。
ョイント１１を介して、ポリマー用シリンジ１３が接続
され、他端側は、ドレインジョイント１５により封止さ
れている。流路７ｃの他端にはフェルール５１が設けら
れており、そのフェルール５１から交差部４９に到達す
る電極５３が流路７ｃ内に挿入されている。電極５３は
フェルール５１により気密に固定されている。
【００２８】図４の実施例におけるキャピラリーカラム
１にポリマーを充填する動作を説明する。ポリマーを充
填したポリマー用シリンジ１３をルアーロック接合ジョ
イント１１に接続し、ピストン１３ａをシリンジピスト
ン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂに固定する。キャ
ピラリーカラム１の一端側１ａをキャピラリー接合ジョ
イント３に接続し、他端側を精製水に浸す。ドレインジ
ョイント１５を開けた後、ピストン１３ａを押して、流
路７ａにポリマーを充填する。このとき、キャピラリー
接合ジョイント３はキャピラリーカラム１を介して開放
されているが、キャピラリーカラム１の内径は小さいの
で流路抵抗となり、ポリマーはドレインジョイント１５
側にのみ導かれる。
１にポリマーを充填する動作を説明する。ポリマーを充
填したポリマー用シリンジ１３をルアーロック接合ジョ
イント１１に接続し、ピストン１３ａをシリンジピスト
ン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂに固定する。キャ
ピラリーカラム１の一端側１ａをキャピラリー接合ジョ
イント３に接続し、他端側を精製水に浸す。ドレインジ
ョイント１５を開けた後、ピストン１３ａを押して、流
路７ａにポリマーを充填する。このとき、キャピラリー
接合ジョイント３はキャピラリーカラム１を介して開放
されているが、キャピラリーカラム１の内径は小さいの
で流路抵抗となり、ポリマーはドレインジョイント１５
側にのみ導かれる。
【００２９】ドレインジョイント１５を閉じた後、シリ
ンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂ作動さ
せてピストン１３ａを押し、交差部４９及びキャピラリ
ー接合ジョイント３を介して、キャピラリーカラム１内
にポリマーを充填する。ポリマーは電極５３と流路７ｃ
内で接触する。次に、図１の実施例と同様にして試料を
分離分析した後、シリンジピストン駆動用リニアアクチ
ュエータ１３ｂを作動させてピストン１３ａを押し、キ
ャピラリーカラム１内に新たなポリマーを充填する。本
発明によるキャピラリー電気泳動装置は、１回の分析毎
にポリマーを入れ替えるキャピラリー再利用型であるの
で、ランニングコストを低減できる。さらに、高圧ガス
を使用しないので、取扱いが容易である。さらに、複雑
なバルブ機構がないので、ポリマー及びバッファのリー
クの虞れはない。
ンジピストン駆動用リニアアクチュエータ１３ｂ作動さ
せてピストン１３ａを押し、交差部４９及びキャピラリ
ー接合ジョイント３を介して、キャピラリーカラム１内
にポリマーを充填する。ポリマーは電極５３と流路７ｃ
内で接触する。次に、図１の実施例と同様にして試料を
分離分析した後、シリンジピストン駆動用リニアアクチ
ュエータ１３ｂを作動させてピストン１３ａを押し、キ
ャピラリーカラム１内に新たなポリマーを充填する。本
発明によるキャピラリー電気泳動装置は、１回の分析毎
にポリマーを入れ替えるキャピラリー再利用型であるの
で、ランニングコストを低減できる。さらに、高圧ガス
を使用しないので、取扱いが容易である。さらに、複雑
なバルブ機構がないので、ポリマー及びバッファのリー
クの虞れはない。
【００３０】図１及び図４の実施例では、本発明を１本
のキャピラリーカラムを用いたキャピラリー電気泳動装
置に適用しているが、本発明はマルチキャピラリー電気
泳動装置にも適用することができる。マルチキャピラリ
ー電気泳動装置に適用する場合、例えばポンプブロック
内のキャピラリーカラムにつながる流路を分岐し、分岐
した流路にそれぞれキャピラリー接合ジョイントを設け
て複数のキャピラリーカラム端をポンプブロックに固定
するか、又は複数のキャピラリーカラム端を束ねてキャ
ピラリー接合ジョイントに挿入して気密に固定するなど
して、複数のキャピラリーカラムに同時にポリマーを注
入することができるようにする。
のキャピラリーカラムを用いたキャピラリー電気泳動装
置に適用しているが、本発明はマルチキャピラリー電気
泳動装置にも適用することができる。マルチキャピラリ
ー電気泳動装置に適用する場合、例えばポンプブロック
内のキャピラリーカラムにつながる流路を分岐し、分岐
した流路にそれぞれキャピラリー接合ジョイントを設け
て複数のキャピラリーカラム端をポンプブロックに固定
するか、又は複数のキャピラリーカラム端を束ねてキャ
ピラリー接合ジョイントに挿入して気密に固定するなど
して、複数のキャピラリーカラムに同時にポリマーを注
入することができるようにする。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、少なくともポリマー用シリン
ジと、ポリマー用シリンジ及びキャピラリーカラムを流
路により接続するポンプブロックとを備え、ポリマー用
シリンジを押して、キャピラリーカラムにポリマーを充
填するようにしたので、キャピラリーカラム内に歩留ま
りよくかつ容易にポリマーを充填することができる。
ジと、ポリマー用シリンジ及びキャピラリーカラムを流
路により接続するポンプブロックとを備え、ポリマー用
シリンジを押して、キャピラリーカラムにポリマーを充
填するようにしたので、キャピラリーカラム内に歩留ま
りよくかつ容易にポリマーを充填することができる。
【図１】 一実施例を表す概略構成図である。
【図２】 同実施例の圧力センサを表す断面図である。
【図３】 同実施例のシリンジピストン駆動用リニアア
クチュエータの一例を表す概略構成図である。
クチュエータの一例を表す概略構成図である。
【図４】 他の実施例を表す概略構成図である。
１ キャピラリーカラム ５ ポンプブロック ７ａ，７ｂ 流路 〓。!９ 交差部 １１，１７ ルアーロック接合ジョイント １３ ポリマー用シリンジ １３ａ，１９ｂ ピストン １５ ドレインジョイント １９ バッファ用シリンジ
フロントページの続き (72)発明者 中村 伸 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所内 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB04 BB12 CC16 DD12 EE10 GG01 HH02 JJ01 JJ11 NN04 PP01
Claims (5)
- 【請求項１】 ポリマーが充填されたキャピラリーカラ
ムに注入された試料が電気泳動されるキャピラリー電気
泳動部と、そのキャピラリーカラムの適当な位置でキャ
ピラリー内で分離された各成分を検出する検出手段とを
備えたキャピラリー電気泳動装置において、 ポリマーが充填されたポリマー用シリンジと、 前記ポリマー用シリンジが接続されるポリマー用ポート
及びキャピラリーカラムの一端側が接続されるカラム用
ポートが形成され、ポリマー用ポートとカラム用ポート
が流路により接続されているポンプブロックとを備え、
前記ポリマー用シリンジ又は前記ポンプブロックでポリ
マーに接するように電極が設けられていることを特徴と
するキャピラリー電気泳動装置。 - 【請求項２】 ポリマーが充填されたキャピラリーカラ
ムに注入された試料が電気泳動されるキャピラリー電気
泳動部と、そのキャピラリーカラムの適当な位置でキャ
ピラリー内で分離された各成分を検出する検出手段とを
備えたキャピラリー電気泳動装置において、 ポリマーが充填されたポリマー用シリンジと、 バッファが充填され、前記バッファに接触するように電
極が設けられたバッファ用シリンジと、 前記ポリマー用シリンジが接続されるポリマー用ポー
ト、前記バッファ用シリンジが接続されるバッファ用ポ
ート及びキャピラリーカラムの一端側が接続されるカラ
ム用ポートが形成され、各ポートが流路により接続され
ているポンプブロックとを備えたことを特徴とするキャ
ピラリー電気泳動装置。 - 【請求項３】 開放可能なドレインポートを前記ポンプ
ブロックにさらに形成し、前記ドレインポートは前記流
路に接続されている請求項１又は２に記載のキャピラリ
ー電気泳動装置。 - 【請求項４】 前記ポンプブロックに前記流路内の圧力
を測定する圧力センサを備えた請求項１から３のいずれ
かに記載のキャピラリー電気泳動装置。 - 【請求項５】 試料、バッファ及び精製水を収容したト
レイと、前記トレイを移動させて前記キャピラリーカラ
ムの他端側及び電極を前記試料、前記バッファ又は前記
精製水に挿入させるトレイ駆動機構をさらに備えた請求
項１から４のいずれかに記載のキャピラリー電気泳動装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338898A JP2000162183A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | キャピラリー電気泳動装置 |
| CA002290066A CA2290066A1 (en) | 1998-11-30 | 1999-11-17 | Capillary electrophoretic apparatus |
| EP99122945A EP1006356A3 (en) | 1998-11-30 | 1999-11-18 | Capillary electrophoretic apparatus |
| US09/448,139 US6383356B1 (en) | 1998-11-30 | 1999-11-24 | Capillary electrophoretic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10338898A JP2000162183A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | キャピラリー電気泳動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162183A true JP2000162183A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18322397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10338898A Pending JP2000162183A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | キャピラリー電気泳動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6383356B1 (ja) |
| EP (1) | EP1006356A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000162183A (ja) |
| CA (1) | CA2290066A1 (ja) |
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| JP2007147509A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Hitachi High-Technologies Corp | キャピラリ電気泳動装置 |
| JP2010145215A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Shimadzu Corp | 導入状況監視システム及び導入状況監視方法 |
| WO2015005048A1 (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | キャピラリ電気泳動装置 |
| WO2015037308A1 (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電気泳動媒体容器および電気泳動装置 |
| JP2015081810A (ja) * | 2013-10-22 | 2015-04-27 | 株式会社島津製作所 | キャピラリ電気泳動装置 |
| WO2019065558A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | キャピラリ電気泳動装置 |
| JP2020510822A (ja) * | 2017-02-17 | 2020-04-09 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | サンプル分析機器の自動品質管理およびスペクトル誤差補正 |
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| EP1378745B1 (en) * | 2002-01-18 | 2012-04-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Capillary electrophoretic device |
| US7419578B2 (en) * | 2003-04-11 | 2008-09-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Capillary electrophoresis apparatus |
| US20070278100A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus for controlling flow rate in micro-flow path, microchip apparatus comprising flow-rate-controlling apparatus, and flow-rate-controlling method |
| JP4286269B2 (ja) * | 2006-06-05 | 2009-06-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | キャピラリ電気泳動装置 |
| GB2568192B (en) * | 2016-09-23 | 2021-11-17 | Hitachi High Tech Corp | Drive screw device, liquid delivery mechanism, and liquid delivery method |
| EP3404407A1 (en) | 2017-05-16 | 2018-11-21 | Universität Basel | Device and method for capillary electrophoresis |
| CN113348362A (zh) * | 2019-01-25 | 2021-09-03 | 普诺森公司 | 用于毛细管电泳的可重复使用的盒 |
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| US5332481A (en) * | 1991-01-29 | 1994-07-26 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary electrophoresis using replaceable gels |
| US5409586A (en) * | 1992-08-26 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Method for analyzing nucleic acid or protein and apparatus therefor |
| US5635050A (en) * | 1995-08-23 | 1997-06-03 | Beckman Instruments, Inc. | Electrophoretic system including means for replacing separation medium |
| WO1998014773A1 (en) * | 1996-10-04 | 1998-04-09 | Spectrumedix Corporation | Capillary tube holder for electrophoretic applications |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP10338898A patent/JP2000162183A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-17 CA CA002290066A patent/CA2290066A1/en not_active Abandoned
- 1999-11-18 EP EP99122945A patent/EP1006356A3/en not_active Withdrawn
- 1999-11-24 US US09/448,139 patent/US6383356B1/en not_active Expired - Fee Related
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