JP2001521169A - 広範囲の採集と分析とで高スループットの調整分離のためのマルチチャンネルの微小規模システム - Google Patents
広範囲の採集と分析とで高スループットの調整分離のためのマルチチャンネルの微小規模システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】すべてのレーン又はカラムにおけるサンプルからすべてのフラクションズの自動化された平行分離及び総合的な採集をサンプルフラクションズの後続のオンライン自動化サンプル分析の選択で行えるようにするモジュラーマルチプルレーン又は毛管電気泳動（クロマトグラフィ）システムが記載されている。好ましくは，フラクションズは，マルチウエルのフラクション採集ユニット又はプレート（４０）に集められる。マルチウエルの採集プレート（４０）は，溶媒浸透性ゲルで作られていることが好ましく，そして，アガロース又はクロスリンクされたポリアクリルアミドのような親水性のポリマーゲルで作られていることが最も好ましいものである。
Description
【０００１】 関連した出願との相互参照事項 この出願は，１９９７年１０月２４日出願の米国仮特許出願第６０／０６２
７８７号の優先権を主張するもので，該出願の全部をここに参考文献として組み
入れるものである。
７８７号の優先権を主張するもので，該出願の全部をここに参考文献として組み
入れるものである。
【０００２】 連邦援助の研究又は開発に関する声明 この発明に至る作業の一部は，許可第ＤＥ−ＦＧ０２−９０ＥＲ６０９８５
号のザ・デパートメント・オブ・エネルギーからの許可のもとに付与された合衆
国政府援助で行われたものである。したがって，合衆国政府は，この発明にある
種の権利を有するものである。
号のザ・デパートメント・オブ・エネルギーからの許可のもとに付与された合衆
国政府援助で行われたものである。したがって，合衆国政府は，この発明にある
種の権利を有するものである。
【０００３】
極めて最近の分離技術の使用に従うと，サンプルの分離されたコンポーネン
ツの性質についてのより完全な情報を得るためには，該コンポーネンツをさらに
処理することが必要である。 例えば， ファンクショナルゲノミックスの方法
（例えば，ディファレンシャル・ディスプレイ（Ｌｉａｎｇ他，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５７ ：９６７−９７１，１９９２），ＡＦＬＰ （Ｖｏｓ他， Ｎｕｃｌ． Ａｃｉｄ Ｒｅｓ．２３：４４０７−４４１４，１９９５），など）は，パター
ンをもつ分離されたＤＮＡフラグメンツを作るが，ディファレンシャルに表現さ
れた遺伝子のプロダクツは，分けて同定されなければならない。他の例として，
コンスタントな変性毛管電気泳動（ＣＤＣＥ）のような突然変異体を識別する方
法もまた特定の突然変異体を後で測定することが必要になる（Ｋｈｒａｐｋｏ他
，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄ Ｒｅｓ．２２：３６４−３６９，１９９４）。このよう
な多次元の分析を行うには，サンプル混合体のすべてのコンポーネンツを総括的
に集めることができるハイスループットのプリパラート分離システムが望まれて
いる。
ツの性質についてのより完全な情報を得るためには，該コンポーネンツをさらに
処理することが必要である。 例えば， ファンクショナルゲノミックスの方法
（例えば，ディファレンシャル・ディスプレイ（Ｌｉａｎｇ他，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５７ ：９６７−９７１，１９９２），ＡＦＬＰ （Ｖｏｓ他， Ｎｕｃｌ． Ａｃｉｄ Ｒｅｓ．２３：４４０７−４４１４，１９９５），など）は，パター
ンをもつ分離されたＤＮＡフラグメンツを作るが，ディファレンシャルに表現さ
れた遺伝子のプロダクツは，分けて同定されなければならない。他の例として，
コンスタントな変性毛管電気泳動（ＣＤＣＥ）のような突然変異体を識別する方
法もまた特定の突然変異体を後で測定することが必要になる（Ｋｈｒａｐｋｏ他
，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄ Ｒｅｓ．２２：３６４−３６９，１９９４）。このよう
な多次元の分析を行うには，サンプル混合体のすべてのコンポーネンツを総括的
に集めることができるハイスループットのプリパラート分離システムが望まれて
いる。
【０００４】 精製とフラクション採集（コレクション）とのための近年の微量調整（マイ
クロプリパレーティブ）の技術は，サンプルコンポーネンツの分離にクロマトグ
ラフィ又は電気泳動を使用するのが通例である。完全自動化のシングルカラムシ
ステムが利用でき，操作ごとに特定のサンプルコンポーネンツのフラクション化
と採集（コレクション）とが行えるようになっている（Ｋａｒｇｅｒ他，米国特
許第５，５７１，３９６号（１９９６）；Ｃａｒｓｏｎ他，米国特許第５，１２
６，０２５号（１９９２））。マルチプル（多数）のレーンからのフラクション
ズが例えばＤＮＡフラグメンツを必要とするとき，スラブ（平板）ゲルの電気泳
動を用いて，サンプル類を同時に分離し，前記ゲルから所望のフラクションズを
人手で回収できる。このプロセスは，遅く，操作に集中し，不正確なものである
。別の分析アプローチにおいては，ＤＮＡフラグメンツ（断片）を直接移送電気
泳動を用いて，膜状体に集めることができる（Ｔｉｃｈｔｅｒｉｃｈ他，Ｍｅｔ
ｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１８：１８７−２２２，１９９３）。しかしながら，前
記膜状体からサンプル類を回収するには，時間がかかり，困難なことである。
クロプリパレーティブ）の技術は，サンプルコンポーネンツの分離にクロマトグ
ラフィ又は電気泳動を使用するのが通例である。完全自動化のシングルカラムシ
ステムが利用でき，操作ごとに特定のサンプルコンポーネンツのフラクション化
と採集（コレクション）とが行えるようになっている（Ｋａｒｇｅｒ他，米国特
許第５，５７１，３９６号（１９９６）；Ｃａｒｓｏｎ他，米国特許第５，１２
６，０２５号（１９９２））。マルチプル（多数）のレーンからのフラクション
ズが例えばＤＮＡフラグメンツを必要とするとき，スラブ（平板）ゲルの電気泳
動を用いて，サンプル類を同時に分離し，前記ゲルから所望のフラクションズを
人手で回収できる。このプロセスは，遅く，操作に集中し，不正確なものである
。別の分析アプローチにおいては，ＤＮＡフラグメンツ（断片）を直接移送電気
泳動を用いて，膜状体に集めることができる（Ｔｉｃｈｔｅｒｉｃｈ他，Ｍｅｔ
ｈ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．２１８：１８７−２２２，１９９３）。しかしながら，前
記膜状体からサンプル類を回収するには，時間がかかり，困難なことである。
【０００５】
この発明は，モジュラーマルチプルレーン又は毛管電気泳動（クロマトグラ
フィ）システムを目的とするもので，このシステムは，すべてのレーン又はカラ
ムにおけるサンプルからすべてのフラクションズの自動化された平行分離及び総
合的な採集をサンプルフラクションズの後続のオンライン自動化サンプル分析の
選択で行えるようにするものである。その最も基本とする点は，該システムが分
離ユニットを含み，このユニットは，一つの毛管カラムの各端部がバッファー溶
液に浸漬され，即ち，入口端部がレギュラーのバッファータンクに浸漬され，出
口端部が適当なマルチウエル（多数のくぼみ）をもつ採集デバイスと関連してい
るようになっているものである。前記出口端部は，また，シースフローゼネレー
タに接続される。前記毛管カラムは，それが内面コーティングされてあってもな
くてもよいもので，そして，オープンチューブ又は種々の異なる分離マトリック
スが充填されるものであり，所望の分離技術を用いて化合物の混合物を分離する
ために使用される。用語”毛管カラム”は，微細（マイクロ）分離技術を行うこ
とができる形状を問わない容器（ベッセル）を含むものである。例えば，マイク
ロチップ又は微小に作られたデバイスにおけるチャンネルのような他のタイプの
分離ユニットも考えられる。
フィ）システムを目的とするもので，このシステムは，すべてのレーン又はカラ
ムにおけるサンプルからすべてのフラクションズの自動化された平行分離及び総
合的な採集をサンプルフラクションズの後続のオンライン自動化サンプル分析の
選択で行えるようにするものである。その最も基本とする点は，該システムが分
離ユニットを含み，このユニットは，一つの毛管カラムの各端部がバッファー溶
液に浸漬され，即ち，入口端部がレギュラーのバッファータンクに浸漬され，出
口端部が適当なマルチウエル（多数のくぼみ）をもつ採集デバイスと関連してい
るようになっているものである。前記出口端部は，また，シースフローゼネレー
タに接続される。前記毛管カラムは，それが内面コーティングされてあってもな
くてもよいもので，そして，オープンチューブ又は種々の異なる分離マトリック
スが充填されるものであり，所望の分離技術を用いて化合物の混合物を分離する
ために使用される。用語”毛管カラム”は，微細（マイクロ）分離技術を行うこ
とができる形状を問わない容器（ベッセル）を含むものである。例えば，マイク
ロチップ又は微小に作られたデバイスにおけるチャンネルのような他のタイプの
分離ユニットも考えられる。
【０００６】 選択された分離方法に基づき，電界又は圧力，減圧力又は重力を用いて，一
つ又は複数のレーンヘサンプル混合体を導入することができる。通常，フラクシ
ョンズは，サンプル組成に関係なく，定まった時間間隔，好ましくは，毎回数秒
おきに，例えば，ウエル（くぼみ）のヴォリュウムが定量，好ましくは，例えば
０．５〜１０マイクロリッター，又は，それ以下であるマルチウエル（多数のく
ぼみ）を有するプレートに集められる。このマルチウエルを有するプレートは，
分離操作の間，すべて可能なフラクションズを集めるのに十分なキャパシティを
有している。サンプル分離特性（プロフィール）を測定するには，オンカラム又
はオンレーン検出を用いての例えばサンプルコンポーネンツの光学特性，例えば
，レーザー誘導蛍光，色彩（呈色），光吸収（紫外線，可視光又は赤外線）をモ
ニターすることで行われる。前記操作が完了した後，分離実験の間に記録された
サンプル特性（プロフィール）を用いて，所望のフラクションズが選択される。
サンプル分離特性（プロフィール）の測定及びフラクションズの選択は，また，
ポストプロセス工程で行われ，この工程においては，集めたマテリアルの所望の
光学特性をレジスターできる別個の光学デバイスで集めたフラクションズをスキ
ャンする。関心があるフラクションズは，マイクロチューブ又はスタンダードの
マイクロ滴定プレートへ移されて，さらに処理される。
つ又は複数のレーンヘサンプル混合体を導入することができる。通常，フラクシ
ョンズは，サンプル組成に関係なく，定まった時間間隔，好ましくは，毎回数秒
おきに，例えば，ウエル（くぼみ）のヴォリュウムが定量，好ましくは，例えば
０．５〜１０マイクロリッター，又は，それ以下であるマルチウエル（多数のく
ぼみ）を有するプレートに集められる。このマルチウエルを有するプレートは，
分離操作の間，すべて可能なフラクションズを集めるのに十分なキャパシティを
有している。サンプル分離特性（プロフィール）を測定するには，オンカラム又
はオンレーン検出を用いての例えばサンプルコンポーネンツの光学特性，例えば
，レーザー誘導蛍光，色彩（呈色），光吸収（紫外線，可視光又は赤外線）をモ
ニターすることで行われる。前記操作が完了した後，分離実験の間に記録された
サンプル特性（プロフィール）を用いて，所望のフラクションズが選択される。
サンプル分離特性（プロフィール）の測定及びフラクションズの選択は，また，
ポストプロセス工程で行われ，この工程においては，集めたマテリアルの所望の
光学特性をレジスターできる別個の光学デバイスで集めたフラクションズをスキ
ャンする。関心があるフラクションズは，マイクロチューブ又はスタンダードの
マイクロ滴定プレートへ移されて，さらに処理される。
【０００７】 前記マルチウエル・フラクション採集（コレクション）ユニット又はプレー
トは，溶媒浸透性ゲルで作られていることが好ましく，そして，アガロース又は
クロスリンクされたポリアクリルアミドのような親水性ポリマーゲルで作られて
いることが最も好ましい。この発明のシステムに有用なポリマーゲルは，からみ
あった又はクロスリンクされたポリマーネットワークで，適当な溶媒が完全に浸
透しているものであり，ファイナルの組成が必要な物理−化学特性，例えば，十
分な導電性（例えばＣＥシステムにとっての），剛さ，寸法及び化学的安定性を
有し，この発明のシステムの採集（コレクション）ユニットとして機能するよう
になるものである。前記ポリマーは，クロスリンクされたもの，又は，クロスリ
ンクされていないものであり，直鎖又は分岐しているものである。適当なマテリ
アルの例には，例えば，アガロース，ポリアクリルアミド，ポリビニルピロリド
ン，ポリエチレングリコール又はポリビニルアルコール及びこれらのコポリマー
類又は組み合わせたものが含まれる。採集（コレクション）ユニットのその他の
適当なマテリアルズには，導電性プラスチック又はミセル類のアッセンブリーが
含まれる。ゲルネットワークの複数のポアの複数のポアサイズは，ポリマーのタ
イプ，濃度，架橋（クロスリンク）剤及び重合条件のようなパラメーターをモデ
ュレートすることにより定められる。
トは，溶媒浸透性ゲルで作られていることが好ましく，そして，アガロース又は
クロスリンクされたポリアクリルアミドのような親水性ポリマーゲルで作られて
いることが最も好ましい。この発明のシステムに有用なポリマーゲルは，からみ
あった又はクロスリンクされたポリマーネットワークで，適当な溶媒が完全に浸
透しているものであり，ファイナルの組成が必要な物理−化学特性，例えば，十
分な導電性（例えばＣＥシステムにとっての），剛さ，寸法及び化学的安定性を
有し，この発明のシステムの採集（コレクション）ユニットとして機能するよう
になるものである。前記ポリマーは，クロスリンクされたもの，又は，クロスリ
ンクされていないものであり，直鎖又は分岐しているものである。適当なマテリ
アルの例には，例えば，アガロース，ポリアクリルアミド，ポリビニルピロリド
ン，ポリエチレングリコール又はポリビニルアルコール及びこれらのコポリマー
類又は組み合わせたものが含まれる。採集（コレクション）ユニットのその他の
適当なマテリアルズには，導電性プラスチック又はミセル類のアッセンブリーが
含まれる。ゲルネットワークの複数のポアの複数のポアサイズは，ポリマーのタ
イプ，濃度，架橋（クロスリンク）剤及び重合条件のようなパラメーターをモデ
ュレートすることにより定められる。
【０００８】
この発明のシステムを一例として毛管電気泳動により蛍光ラベルされたＤＮ
Ａフラグメンツを分離するシステムを用いて詳しく記載する；しかしながら，こ
のようなシステムは，異なったサンプルマテリアルズ，例えば，プロテイン（タ
ンパク質）類，他のバイオポリマーズ及び低分子量コンパウンズに適用でき，さ
らには，他の分離方法に組み入れることができる。分離の方法としては，毛管電
気泳動（ＣＥ）に限らず，毛管等電集束法（ＣＩＦＥ），エレクトロクロマトグ
ラフィ（ＣＩＥＦ）及び毛管液体クロマトグラフィ（ＣＬＣ）を含むものが使用
できる。さらには，この発明の方法においては，例えば，レーザー誘導蛍光，カ
ラー，光吸収（紫外線，可視光又は赤外線），放射能又は導電率のような検知パ
ラメーターが有用である。
Ａフラグメンツを分離するシステムを用いて詳しく記載する；しかしながら，こ
のようなシステムは，異なったサンプルマテリアルズ，例えば，プロテイン（タ
ンパク質）類，他のバイオポリマーズ及び低分子量コンパウンズに適用でき，さ
らには，他の分離方法に組み入れることができる。分離の方法としては，毛管電
気泳動（ＣＥ）に限らず，毛管等電集束法（ＣＩＦＥ），エレクトロクロマトグ
ラフィ（ＣＩＥＦ）及び毛管液体クロマトグラフィ（ＣＬＣ）を含むものが使用
できる。さらには，この発明の方法においては，例えば，レーザー誘導蛍光，カ
ラー，光吸収（紫外線，可視光又は赤外線），放射能又は導電率のような検知パ
ラメーターが有用である。
【０００９】 基本的な微細調製（ｍｉｃｒｏｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ，マイクロプリパレ
イティブ）フラクション採集システムは，図１に示すように，以下の主なセクシ
ョンからなるものである：サンプル・アプリケーションシステム（１０），平行
の複数の毛管カラムの分離ユニット（２０），検知ユニット（３０）及び多数の
ウエルのフラクション収集ユニット（４０）。 図示の設置方向においては，即
ち，複数の毛管が垂直に位置しているのが，このシステムのＣＬＣ分析に最も適
したものである。ＤＮＡフラグメンツについては，分離を例えばアガロース又は
直鎖（リニア）ポリアクリルアミド溶液のような分離マトリックスを充填した，
例えば，溶融シリカ毛管を用いて行うことができる。分離は，また微細に作られ
たチップスにおけるチャンネル内で行うこともできる。 このようなチャンネル
は，小さな先端部で閉じられていて，複数のフラクションを多数のウエルのフラ
クション採集（コレクション）ユニットへ移しやすくなっていることが好ましい
ものである。図１をここで再び参照すると，ＤＮＡサンプル類は，分離ユニット
（２０）のカソード側にサンプル・アプリケーションユニット（１０）から注入
（インジェクト）され，分離ユニット内で分離され，分離ユニットのアノード側
からフラクション採集ユニット（４０）へ集められる。この採集時間は，分離の
所望のリゾリューション（分割）及び速度により定まる。
イティブ）フラクション採集システムは，図１に示すように，以下の主なセクシ
ョンからなるものである：サンプル・アプリケーションシステム（１０），平行
の複数の毛管カラムの分離ユニット（２０），検知ユニット（３０）及び多数の
ウエルのフラクション収集ユニット（４０）。 図示の設置方向においては，即
ち，複数の毛管が垂直に位置しているのが，このシステムのＣＬＣ分析に最も適
したものである。ＤＮＡフラグメンツについては，分離を例えばアガロース又は
直鎖（リニア）ポリアクリルアミド溶液のような分離マトリックスを充填した，
例えば，溶融シリカ毛管を用いて行うことができる。分離は，また微細に作られ
たチップスにおけるチャンネル内で行うこともできる。 このようなチャンネル
は，小さな先端部で閉じられていて，複数のフラクションを多数のウエルのフラ
クション採集（コレクション）ユニットへ移しやすくなっていることが好ましい
ものである。図１をここで再び参照すると，ＤＮＡサンプル類は，分離ユニット
（２０）のカソード側にサンプル・アプリケーションユニット（１０）から注入
（インジェクト）され，分離ユニット内で分離され，分離ユニットのアノード側
からフラクション採集ユニット（４０）へ集められる。この採集時間は，分離の
所望のリゾリューション（分割）及び速度により定まる。
【００１０】 好ましい採集ユニットは，複数のウエル（くぼみ）が配列されたものであり，
それぞれのウエルが定まったヴォリュウム，例えば〜１μＬの量を保持できるも
のであり，ガラス，プラスチック，ポリマー又はゲルのプレートのような媒体で
形成されている。例えば，チャンネル当たり５，４００のウエル（くぼみ）をも
つ配列プレートは，１．５時間までにわたって，１秒のゾーンリゾリューション
をもってフラクションズを集めることができる。大まかに言えば，前記採集ユニ
ットは，極めて少量のフラクションズを集めることができるものが好ましく，フ
ラクション溶媒蒸発が極めて遅いレートになるように作られている。電界を使用
する分離方法においては，前記フラクション採集ユニットは，前記分離チャンネ
ルと電気的に接触している。さらに，前記採集ユニットは，生物学的適合性をも
ち，廃棄できるものであることが好ましい。
それぞれのウエルが定まったヴォリュウム，例えば〜１μＬの量を保持できるも
のであり，ガラス，プラスチック，ポリマー又はゲルのプレートのような媒体で
形成されている。例えば，チャンネル当たり５，４００のウエル（くぼみ）をも
つ配列プレートは，１．５時間までにわたって，１秒のゾーンリゾリューション
をもってフラクションズを集めることができる。大まかに言えば，前記採集ユニ
ットは，極めて少量のフラクションズを集めることができるものが好ましく，フ
ラクション溶媒蒸発が極めて遅いレートになるように作られている。電界を使用
する分離方法においては，前記フラクション採集ユニットは，前記分離チャンネ
ルと電気的に接触している。さらに，前記採集ユニットは，生物学的適合性をも
ち，廃棄できるものであることが好ましい。
【００１１】 二つの異なる検出システムが前記複数のウエルにおける所望のフラクション
ズを同定（アイデンティフィケーション）するための好ましいシステムについて
考えられる。図２に示すような第１のオプションにおいては，例えば，ＣＣＤカ
メラ又は他のイメージ取得デバイスを備えるレーザー誘導蛍光検出のためにオン
カラム検出システム（３０）を前記分離毛管配列部（２０）の出口近くに配置す
る。前記検出器からのシグナルがコンピュータにより評価される。検出ポイント
と毛管出口との間の既に分かっている距離及び採集ユニット（４０）における配
列された複数のウエルにフラクションがデポジットされる（納まる）レートに基
づいて，多数のウエルのプレートにおける関心がある集められたフラクションそ
れぞれの位置が測定できる。
ズを同定（アイデンティフィケーション）するための好ましいシステムについて
考えられる。図２に示すような第１のオプションにおいては，例えば，ＣＣＤカ
メラ又は他のイメージ取得デバイスを備えるレーザー誘導蛍光検出のためにオン
カラム検出システム（３０）を前記分離毛管配列部（２０）の出口近くに配置す
る。前記検出器からのシグナルがコンピュータにより評価される。検出ポイント
と毛管出口との間の既に分かっている距離及び採集ユニット（４０）における配
列された複数のウエルにフラクションがデポジットされる（納まる）レートに基
づいて，多数のウエルのプレートにおける関心がある集められたフラクションそ
れぞれの位置が測定できる。
【００１２】 図３に示すような第２のオプションは，ウエル配列プレートを採集後にスキ
ャンニングすることに基礎をおいたものである。この形態においては，ＬＩＦス
キャナー（６０）からのレーザービームが前記採集プレートを横切りながら並ん
だ複数のウエルをスキャンする。デポジットされたフラクションのコンテントを
採集の間プローブするリアルタイムのスキャンニングと，スキャンニングを後で
行うポストランスキャンニングのいずれも使用できる。採集後，関心のフラクシ
ョンズをスタンダードの９６又は３８４ウエルプレートへ移し，アンプリファイ
（増幅）し，ロボットシステムとＤＮＡシーケンサーとを用いてシーケンスする
（順に並べる）。
ャンニングすることに基礎をおいたものである。この形態においては，ＬＩＦス
キャナー（６０）からのレーザービームが前記採集プレートを横切りながら並ん
だ複数のウエルをスキャンする。デポジットされたフラクションのコンテントを
採集の間プローブするリアルタイムのスキャンニングと，スキャンニングを後で
行うポストランスキャンニングのいずれも使用できる。採集後，関心のフラクシ
ョンズをスタンダードの９６又は３８４ウエルプレートへ移し，アンプリファイ
（増幅）し，ロボットシステムとＤＮＡシーケンサーとを用いてシーケンスする
（順に並べる）。
【００１３】 例えば，ＣＥについては，配列された毛管を反復使用するために，分離マト
リックスの交換が必要になる。図４を参照すると，配列された毛管（２０）は，
マトリックス交換ポート（７０）内に整列された二つのシリアル配列のもの（２
２，２４）から構成されている。交換ポート（７０）は，例えば，内部キャビテ
ィ（７２）を有するガラス又はプラスチックのブロック体であり，前記二つの直
列配列のものにおける複数の毛管の端部は，分離マトリックスが充填されている
狭い連絡部２５で整合するようになっている。分離マトリックスは，マトリック
ス交換ポートにおける開口（７４）を介して，必要に応じ交換できる。マトリッ
クス交換の間，開口（７４）を介して連絡部（２５）におけるマトリックスを加
圧する。追い出されたマトリックスは，すべての毛管の各端部から流出し，新た
なマトリックスが導入される。交換後，前記マトリックス交換ポートを閉じ，前
記システムを再アッセンブリーし，次の分析が開始される。
リックスの交換が必要になる。図４を参照すると，配列された毛管（２０）は，
マトリックス交換ポート（７０）内に整列された二つのシリアル配列のもの（２
２，２４）から構成されている。交換ポート（７０）は，例えば，内部キャビテ
ィ（７２）を有するガラス又はプラスチックのブロック体であり，前記二つの直
列配列のものにおける複数の毛管の端部は，分離マトリックスが充填されている
狭い連絡部２５で整合するようになっている。分離マトリックスは，マトリック
ス交換ポートにおける開口（７４）を介して，必要に応じ交換できる。マトリッ
クス交換の間，開口（７４）を介して連絡部（２５）におけるマトリックスを加
圧する。追い出されたマトリックスは，すべての毛管の各端部から流出し，新た
なマトリックスが導入される。交換後，前記マトリックス交換ポートを閉じ，前
記システムを再アッセンブリーし，次の分析が開始される。
【００１４】 個々のゾーンが前記分離毛管を出る際に該ゾーンを採集するために，液体シ
ース又は動電手段が用いれられて回路を必要おうるそれらの分離方法のための電
気回路が完成される。図２と図３とに示すような第１のケースにおいては，複数
の毛管は，シースフローゼネレータ（５０）において終わり，該毛管端部のまわ
りをゆっくり流れるシース採集流体は，前記毛管を出るマテリアルを微少滴定量
ウエルプレート採集ユニット（４０）へ運ぶ。動電補助モードにおいては，図５
に示すように，分離毛管列（２０）における個々の毛管が採集プレート（４０）
と電気的に接触しており，前記毛管を出るゾーンは，動電搬送（例えば，電気泳
動，電気浸透）により前記採集プレートにデポジットされる。
ース又は動電手段が用いれられて回路を必要おうるそれらの分離方法のための電
気回路が完成される。図２と図３とに示すような第１のケースにおいては，複数
の毛管は，シースフローゼネレータ（５０）において終わり，該毛管端部のまわ
りをゆっくり流れるシース採集流体は，前記毛管を出るマテリアルを微少滴定量
ウエルプレート採集ユニット（４０）へ運ぶ。動電補助モードにおいては，図５
に示すように，分離毛管列（２０）における個々の毛管が採集プレート（４０）
と電気的に接触しており，前記毛管を出るゾーンは，動電搬送（例えば，電気泳
動，電気浸透）により前記採集プレートにデポジットされる。
【００１５】 極めて少ないサンプルヴォリュウムを取り扱うとき，フラクション採集ユニ
ット構造にとって，溶媒が速やかに蒸発してしまうような重要な問題がある。し
たがって，この発明の好ましい多数のウエル（くぼみ）をもつ採集ユニットは，
アガロース又はポリアクリルアミドのような導電性で生物学的に適合性があり，
溶媒が浸透するマテリアルで作られている。採集ゲルプレートの成形型は，通常
の研磨技術またはマイクロマシンニング技術のいずれによっても簡単に作られる
ことができるようになっている。前記採集プレートは，サンプル採集のため及び
さらにサンプルを取り扱う（ハンドリング）−脱塩，濾過，酵素反応など−ため
の多数の構造部（ウエル，チャンネル類）を含む。同様のゲルベースのプレート
類も，サンプル・アプリケーションユニット（１０）として（図１参照）又はサ
ンプル分析のための独立したユニットとして，予備（前）分離サンプル処理に使
用できる。この点については，前記ゲルプレートは，ガラス，シリコン又はプラ
スチックスから現在作られているスタンダードなマイクロ研磨されたデバイスに
類似のものである。前記ゲルマテリアルズの利点は，それらの取り扱いが容易で
あり，所望の形態すべてに成形でき，サンプル蒸発を減らす一方，サンプル拡散
又は液体漏洩を抑え，さらに，導電性，選択的又は完全なイオン浸透性を付与し
，ポア構造又はｐＨ勾配のような物理化学特性をもつデバイスを作り出す可能性
を付与する点にある。
ット構造にとって，溶媒が速やかに蒸発してしまうような重要な問題がある。し
たがって，この発明の好ましい多数のウエル（くぼみ）をもつ採集ユニットは，
アガロース又はポリアクリルアミドのような導電性で生物学的に適合性があり，
溶媒が浸透するマテリアルで作られている。採集ゲルプレートの成形型は，通常
の研磨技術またはマイクロマシンニング技術のいずれによっても簡単に作られる
ことができるようになっている。前記採集プレートは，サンプル採集のため及び
さらにサンプルを取り扱う（ハンドリング）−脱塩，濾過，酵素反応など−ため
の多数の構造部（ウエル，チャンネル類）を含む。同様のゲルベースのプレート
類も，サンプル・アプリケーションユニット（１０）として（図１参照）又はサ
ンプル分析のための独立したユニットとして，予備（前）分離サンプル処理に使
用できる。この点については，前記ゲルプレートは，ガラス，シリコン又はプラ
スチックスから現在作られているスタンダードなマイクロ研磨されたデバイスに
類似のものである。前記ゲルマテリアルズの利点は，それらの取り扱いが容易で
あり，所望の形態すべてに成形でき，サンプル蒸発を減らす一方，サンプル拡散
又は液体漏洩を抑え，さらに，導電性，選択的又は完全なイオン浸透性を付与し
，ポア構造又はｐＨ勾配のような物理化学特性をもつデバイスを作り出す可能性
を付与する点にある。
【００１６】 前記分離毛管を出るゾーンを採集するゲルベースのプレートを含む，この発
明のシステムの例を図５，６に示す。ゲルプレート（６０）は，複数の採集ウエ
ル（４５）が配列されている。このプレートは，毛管列（２０）に対しての動き
（４６）を許容するモーター駆動のステージ（４４）の上にある。複数の分離毛
管の端部（４２）は，前記ゲルの面に直接に接しており，分離のために，中断さ
れない電流が流れるようになっている。前記ゲルプレートは，導電性であるから
，前記ゲルプレートに取り付けられた単独の電極（４８）が前記分離毛管すべて
への電気的接続を行う。好ましいシステムの他の特徴は，高電圧電源（４７）；
バッファーリザーバー（４８）；分離の間毛管温度を調節するように配置された
ソリッドステート・サーモスタットアレイ（５２）；及び関連のラインゼネレー
タ（５４）とビームスプリッター（５５）とをもつレーザーイルミネーションシ
ステム（５３）を含む。前記レーザーシステムは，例えば，スペクトログラフ／
ＣＣＤ検出器（５６）を用いるレーザー誘導蛍光検出のために二点照射を行うも
ので，前記検出器は，関連のレンズ（５７）とノッチフィルター（５８）を備え
ることができる。
明のシステムの例を図５，６に示す。ゲルプレート（６０）は，複数の採集ウエ
ル（４５）が配列されている。このプレートは，毛管列（２０）に対しての動き
（４６）を許容するモーター駆動のステージ（４４）の上にある。複数の分離毛
管の端部（４２）は，前記ゲルの面に直接に接しており，分離のために，中断さ
れない電流が流れるようになっている。前記ゲルプレートは，導電性であるから
，前記ゲルプレートに取り付けられた単独の電極（４８）が前記分離毛管すべて
への電気的接続を行う。好ましいシステムの他の特徴は，高電圧電源（４７）；
バッファーリザーバー（４８）；分離の間毛管温度を調節するように配置された
ソリッドステート・サーモスタットアレイ（５２）；及び関連のラインゼネレー
タ（５４）とビームスプリッター（５５）とをもつレーザーイルミネーションシ
ステム（５３）を含む。前記レーザーシステムは，例えば，スペクトログラフ／
ＣＣＤ検出器（５６）を用いるレーザー誘導蛍光検出のために二点照射を行うも
ので，前記検出器は，関連のレンズ（５７）とノッチフィルター（５８）を備え
ることができる。
【００１７】 前記複数の毛管を出るゾーンは，前記ゲルプレートの複数の微細ウエルへ採
集される；該ウエルには，採集流体が納まっている。一旦採集された前記ウエル
のフラクションズは，前記ウエルから移されるか，又は，前記ウエル内で直に処
理される。微少サンプル量をハンドリングする際の大きな問題である前記複数の
ウエルからの液体の蒸発は，この場合，減少若しくはなくなるもので，これは，
ゲルそれ自体に過剰の水が含まれているからである。特に少ないヴォリュウムに
対しては，前記ゲルプレートの一部を溶媒浴にしたすと，ポジティブな液体が前
記ゲル内へ流入し，前記ゲルのウエルが維持される。連続の微細流体サンプルハ
ンドリングを可能とする複数の微細なチャンネル（マイクロチャンネル）をもつ
ゲルプレートが成型できる。これらのプレートは，二次元電気泳動遂行にも使用
でき，又，微細貯蔵デバイスとして活用できる。
集される；該ウエルには，採集流体が納まっている。一旦採集された前記ウエル
のフラクションズは，前記ウエルから移されるか，又は，前記ウエル内で直に処
理される。微少サンプル量をハンドリングする際の大きな問題である前記複数の
ウエルからの液体の蒸発は，この場合，減少若しくはなくなるもので，これは，
ゲルそれ自体に過剰の水が含まれているからである。特に少ないヴォリュウムに
対しては，前記ゲルプレートの一部を溶媒浴にしたすと，ポジティブな液体が前
記ゲル内へ流入し，前記ゲルのウエルが維持される。連続の微細流体サンプルハ
ンドリングを可能とする複数の微細なチャンネル（マイクロチャンネル）をもつ
ゲルプレートが成型できる。これらのプレートは，二次元電気泳動遂行にも使用
でき，又，微細貯蔵デバイスとして活用できる。
【００１８】 微細滴定プレートを作ることできるマテリアルとしての上記した使用のほか
に，例えば，親水性のような溶媒浸透性ゲル類は，サンプル処理，サンプル反応
及びサンプル分析のための小形デバイスの製造のような多方面にわたって有用な
ものである。微小に作られた分析デバイスは，ガラス，ある種の金属類，シリコ
ン樹脂及びその他のプラスチックマテリアルズのようなスタンダードなソリッド
マテリアルズから現在作られている。これらのマテリアルズは，概ねリジッドな
もので，イオン類及び水の両者が浸透しないものである。金属又は半導体マテリ
アルズが使用されたときしか，導電性が付与されない。上記したマテリアルズが
サンプル供給及び分離のためのチャンネル，サンプルの入口及び出口，ユニオン
類などのような極めて小形の主要部分を作るために使用できるが，水の浸透性又
はイオンスペシーズの選択的浸透性及び／又は低吸収性面のようないくつかの他
の望ましい特徴は，従来技術のデバイスでは簡単には得られることができないも
のである。この発明の溶媒浸透性ゲルマテリアルで作られた小型デバイスは，従
来技術のデバイスの望ましい特徴をすべて具備することができることに加え，サ
ンプル類の速やかな蒸発の問題を解決することができる。
に，例えば，親水性のような溶媒浸透性ゲル類は，サンプル処理，サンプル反応
及びサンプル分析のための小形デバイスの製造のような多方面にわたって有用な
ものである。微小に作られた分析デバイスは，ガラス，ある種の金属類，シリコ
ン樹脂及びその他のプラスチックマテリアルズのようなスタンダードなソリッド
マテリアルズから現在作られている。これらのマテリアルズは，概ねリジッドな
もので，イオン類及び水の両者が浸透しないものである。金属又は半導体マテリ
アルズが使用されたときしか，導電性が付与されない。上記したマテリアルズが
サンプル供給及び分離のためのチャンネル，サンプルの入口及び出口，ユニオン
類などのような極めて小形の主要部分を作るために使用できるが，水の浸透性又
はイオンスペシーズの選択的浸透性及び／又は低吸収性面のようないくつかの他
の望ましい特徴は，従来技術のデバイスでは簡単には得られることができないも
のである。この発明の溶媒浸透性ゲルマテリアルで作られた小型デバイスは，従
来技術のデバイスの望ましい特徴をすべて具備することができることに加え，サ
ンプル類の速やかな蒸発の問題を解決することができる。
【００１９】 微小滴定ウエルプレートの小形類似物は，ゲルを所望の形状に成型すること
により簡単に作ることができる。図７Ａ〜７Ｅを参照すると，成形型をドリルで
削り（図７Ａ），例えばシリコンラバーをキャスティングして（図７Ｂ），シリ
コン雌型を作り（図７Ｃ），該雌型を成形型内に配置してポリマー溶液を注ぎ入
れ（図７Ｄ），サブマイクロリッターのサンプルヴォリュウムのハンドリングの
ために，小さなゲルプレートに多数のナノ（微小）−ウエル（サブマイクロリッ
ターヴォリュウム）を作ることができる（図７Ｅ）。使用に当たっては，図７Ｅ
のプレートのように，ナノ−ウエルのゲルプレートの一部をバッファー溶液にし
たす。デポジットされるヴォリュウムが極めて少量のものであっても，まわりの
ゲルマトリックスへ流入し，通過する液体により供給される水により蒸発が補償
される。
により簡単に作ることができる。図７Ａ〜７Ｅを参照すると，成形型をドリルで
削り（図７Ａ），例えばシリコンラバーをキャスティングして（図７Ｂ），シリ
コン雌型を作り（図７Ｃ），該雌型を成形型内に配置してポリマー溶液を注ぎ入
れ（図７Ｄ），サブマイクロリッターのサンプルヴォリュウムのハンドリングの
ために，小さなゲルプレートに多数のナノ（微小）−ウエル（サブマイクロリッ
ターヴォリュウム）を作ることができる（図７Ｅ）。使用に当たっては，図７Ｅ
のプレートのように，ナノ−ウエルのゲルプレートの一部をバッファー溶液にし
たす。デポジットされるヴォリュウムが極めて少量のものであっても，まわりの
ゲルマトリックスへ流入し，通過する液体により供給される水により蒸発が補償
される。
【００２０】 個々のウエルの開口部に対する毛管出口の向きの角度は，サンプル採集を容
易にするための重要なパラメーターである。図８Ａに示されるように，ある角度
の向きによって，在来の形状をしたウエルを囲むゲル面との連続した電気的接触
が維持される。（図９Ａをも参照。） 図８Ｂに示されるように，チップが垂直
の向きの毛管は，さらに正確に位置することができ，いずれの方向にも動かすこ
とができる；しかしながら，垂直の向きになっている毛管のチップが一方の在来
の形状のウエルから他方のウエルへ動かされるとき，前記ゲルとの電気的接触が
しばしば断たれる。この問題に対処するために，図９Ｂと図１０Ａ〜図１０Ｄに
示すような”ノズル”形状のウエルを発案した。この形態にあっては，個々のウ
エルの上端外縁は，互いに非常に接近している； 垂直に向く毛管の先端（チッ
プ）を一方のウエルから他方のウエルへと流体ゲルを介して前記バッファーの面
の下側へ単純に押し込み，電気的接触を保つ。
易にするための重要なパラメーターである。図８Ａに示されるように，ある角度
の向きによって，在来の形状をしたウエルを囲むゲル面との連続した電気的接触
が維持される。（図９Ａをも参照。） 図８Ｂに示されるように，チップが垂直
の向きの毛管は，さらに正確に位置することができ，いずれの方向にも動かすこ
とができる；しかしながら，垂直の向きになっている毛管のチップが一方の在来
の形状のウエルから他方のウエルへ動かされるとき，前記ゲルとの電気的接触が
しばしば断たれる。この問題に対処するために，図９Ｂと図１０Ａ〜図１０Ｄに
示すような”ノズル”形状のウエルを発案した。この形態にあっては，個々のウ
エルの上端外縁は，互いに非常に接近している； 垂直に向く毛管の先端（チッ
プ）を一方のウエルから他方のウエルへと流体ゲルを介して前記バッファーの面
の下側へ単純に押し込み，電気的接触を保つ。
【００２１】 前記ゲルの特性は，ゲル濃度，ゲルの架橋又はゲルの化学的変性処理により
ディファイすることが容易であるから，スタンダードのマテリアルズに組み込む
ことが困難な機能（ファンクションズ）も可能になる。例えば，複数のウエルを
配列したゲルにおいて，電気泳動分離を行うことができ，分離した物質を前記ゲ
ルからの単調で長たらしい抽出を行わずに前記ウエルから簡単に取り出すことが
できる。ポア及び／又はｐＨ勾配ゲルは，この用途，例えば，プロテイン調製に
極めて効果があるものである。例えば，ＩｍｍｏｂｉｌｉｎＴＭが微細調整（マ
イクロプリパレイティブ）等電集束法のゲルマトリックスとして使用できる。そ
の他の機能的処理されたゲル類も使用できることは言うまでもない。例えば，固
定化された抗体又は抗原を含むゲル類がアフィニティ捕獲に使用できる。実用的
な形状のチャンネル及びウエルをゲルキャスティング（ゲル成形）により容易に
作ることができるから，”クラシックのチップ”において作られた多くの構造を
コスト効率よくゲルに作ることができる。さらに加えて，酵素類をゲル構造体に
固定化でき，消化（プロテイン又はＤＮＡ），ＰＣＲ及び配列づけ（シーケンシ
ング）のような反応を行うことができる。前記ゲルを必要に応じ，例えばマイク
ロ波により加熱できる。酵素類（サブストレイト，テンプレート，．．．．）が
前記ゲル内に固定化されれば，他のサンプルのハンドリングシステムに較べてサ
ンプルのクリーナップ（浄化）を殆ど必要としないし，又は全く必要としない。
相補ＤＮＡストランドへの特定のハイブリダイゼーションのためにｓｓＤＮＡを
前記ゲル内に固定化できる。さらに，抗体のようなその他のバイオスペシフィッ
クグループもまた個々のウエルに固定化できる。特に，ビードのような不活性の
粒子を活性マテリアルズ，例えば，抗体，酵素，基体などの担体として個々のウ
エルに位置させることができる。例えば，機能化された固体相の粒子は，オンプ
レート組み合わせ化学分析に有用なものになる。
ディファイすることが容易であるから，スタンダードのマテリアルズに組み込む
ことが困難な機能（ファンクションズ）も可能になる。例えば，複数のウエルを
配列したゲルにおいて，電気泳動分離を行うことができ，分離した物質を前記ゲ
ルからの単調で長たらしい抽出を行わずに前記ウエルから簡単に取り出すことが
できる。ポア及び／又はｐＨ勾配ゲルは，この用途，例えば，プロテイン調製に
極めて効果があるものである。例えば，ＩｍｍｏｂｉｌｉｎＴＭが微細調整（マ
イクロプリパレイティブ）等電集束法のゲルマトリックスとして使用できる。そ
の他の機能的処理されたゲル類も使用できることは言うまでもない。例えば，固
定化された抗体又は抗原を含むゲル類がアフィニティ捕獲に使用できる。実用的
な形状のチャンネル及びウエルをゲルキャスティング（ゲル成形）により容易に
作ることができるから，”クラシックのチップ”において作られた多くの構造を
コスト効率よくゲルに作ることができる。さらに加えて，酵素類をゲル構造体に
固定化でき，消化（プロテイン又はＤＮＡ），ＰＣＲ及び配列づけ（シーケンシ
ング）のような反応を行うことができる。前記ゲルを必要に応じ，例えばマイク
ロ波により加熱できる。酵素類（サブストレイト，テンプレート，．．．．）が
前記ゲル内に固定化されれば，他のサンプルのハンドリングシステムに較べてサ
ンプルのクリーナップ（浄化）を殆ど必要としないし，又は全く必要としない。
相補ＤＮＡストランドへの特定のハイブリダイゼーションのためにｓｓＤＮＡを
前記ゲル内に固定化できる。さらに，抗体のようなその他のバイオスペシフィッ
クグループもまた個々のウエルに固定化できる。特に，ビードのような不活性の
粒子を活性マテリアルズ，例えば，抗体，酵素，基体などの担体として個々のウ
エルに位置させることができる。例えば，機能化された固体相の粒子は，オンプ
レート組み合わせ化学分析に有用なものになる。
【００２２】 上記目的のためにキャスティング又は成型された裸のゲルブロックのほか
に，親水性ゲル類を”カセット類”のコンポーネンツとして使用することも考え
られる。このようなカセット類は，ハイブリッド・ゲル−プラスチック又はゲル
−ガラス又はゲル−金属デバイス又はチップであり，成型型（モールド）がゲル
プレートのエンクロージャーとして機能する。チャンネル及びウエルに加えて前
記ゲルブロックの面全面がカバーされる。この構成は，サンプル処理（例えば，
マイクロ波加熱）の間前記ゲルからの水の過剰な損失を防ぎ，前記ゲルデバイス
のハンドリングを容易なものにする。成形型は，再使用可能なデバイスとして作
られるもので，これによりコストが，特に成形型が埋設した接点又は加熱エレメ
ンツを含んでいる場合，大幅に低減される。
に，親水性ゲル類を”カセット類”のコンポーネンツとして使用することも考え
られる。このようなカセット類は，ハイブリッド・ゲル−プラスチック又はゲル
−ガラス又はゲル−金属デバイス又はチップであり，成型型（モールド）がゲル
プレートのエンクロージャーとして機能する。チャンネル及びウエルに加えて前
記ゲルブロックの面全面がカバーされる。この構成は，サンプル処理（例えば，
マイクロ波加熱）の間前記ゲルからの水の過剰な損失を防ぎ，前記ゲルデバイス
のハンドリングを容易なものにする。成形型は，再使用可能なデバイスとして作
られるもので，これによりコストが，特に成形型が埋設した接点又は加熱エレメ
ンツを含んでいる場合，大幅に低減される。
【００２３】 以下の実施例は，この発明の利点を示し，同じものを作り，使用する当業者
への助けになるものである。これらの実施例は，本記述の範囲を限定する意図の
ものではない。
への助けになるものである。これらの実施例は，本記述の範囲を限定する意図の
ものではない。
【００２４】 実施例 マイクロ滴定マルチウエルの採集プレートをもつ本発明のシステムを使用し
て，サンプルの個々のコンポーネンツを集めることができることを立証するため
に，蛍光ラベル付けされたダブルストランドのＤＮＡ制限フラグメント混合体（
ｐＢ３２２／Ｈｉｎｆ Ｉとして市販）をサンプルとして実験を行った。この混
合体は，３７０Ｖ／ｃｍの電界においての直鎖ポリアクリルアミド（５０ｍＭＴ
ｒｉｓ／ＴＡＰＳバッファーにおける４％溶液）が充填された内径７５μｍのポ
リビニルアルコールで被覆された溶融シリカ毛管における電気泳動（ＣＥ）によ
り分離された。毛管のトータルの長さは，２７ｃｍであり，注出（インジェク ション）部から検出点に至る長さは，２５ｃｍであった。インジェクションは，
３７０Ｖ／ｃｍで２〜３秒にわたり動電的に行われた。アルゴンイオンレーザー
（４８８ｎｍ）を用い，共焦検出による５２０ｎｍのエミッションのレーザー誘
導蛍光によりオンカラムで検出を行った。マイクロ滴定ゲル採集プレートは，３
％アガロース組成物（大きなポアが１．５％，狭いポアが１．５％のアガロース
マテリアルの混合体）であり，マイクルウエルが一列のものであった。分離の間
，毛管を３０秒の一定の時間間隔で一方のマイクロウエルから他方のものへと動
かした。デポジションの後，フラクションズを前記マイクロウエルから移し，脱
塩し，再インジェクションと毛管電気泳動とにより同定（アイデンティファイ）
した。図１１は，採集したフラクションズのオリジナルの分離分析の間の検出シ
グナルを示す。３０秒の採集時間間隔を垂直線で示し，フラクションズには１か
ら１５のラベルをつけた。 図１２は，採集したフラクションズのすべて（図１
２Ａにおいては，フラクション１からフラクション８，図１２Ｂにおいては，フ
ラクション９からフラクション１６）を再インジェクションした後の結果を示す
。この結果により，個々に集められたフラクションズはフラクションズの間が一
切汚染されていないことが明瞭に示されている。図１２Ａと図１２Ｂ各々の終端
部に示されたファイナルのプロファイルは，プールされたフラクションズが個々
のフラクションズのコンポーネンツのすべてを含んでいることを示している。図
１３は，異なるサンプルからフラクションを採集した別の実験が成功したことを
示している。
て，サンプルの個々のコンポーネンツを集めることができることを立証するため
に，蛍光ラベル付けされたダブルストランドのＤＮＡ制限フラグメント混合体（
ｐＢ３２２／Ｈｉｎｆ Ｉとして市販）をサンプルとして実験を行った。この混
合体は，３７０Ｖ／ｃｍの電界においての直鎖ポリアクリルアミド（５０ｍＭＴ
ｒｉｓ／ＴＡＰＳバッファーにおける４％溶液）が充填された内径７５μｍのポ
リビニルアルコールで被覆された溶融シリカ毛管における電気泳動（ＣＥ）によ
り分離された。毛管のトータルの長さは，２７ｃｍであり，注出（インジェク ション）部から検出点に至る長さは，２５ｃｍであった。インジェクションは，
３７０Ｖ／ｃｍで２〜３秒にわたり動電的に行われた。アルゴンイオンレーザー
（４８８ｎｍ）を用い，共焦検出による５２０ｎｍのエミッションのレーザー誘
導蛍光によりオンカラムで検出を行った。マイクロ滴定ゲル採集プレートは，３
％アガロース組成物（大きなポアが１．５％，狭いポアが１．５％のアガロース
マテリアルの混合体）であり，マイクルウエルが一列のものであった。分離の間
，毛管を３０秒の一定の時間間隔で一方のマイクロウエルから他方のものへと動
かした。デポジションの後，フラクションズを前記マイクロウエルから移し，脱
塩し，再インジェクションと毛管電気泳動とにより同定（アイデンティファイ）
した。図１１は，採集したフラクションズのオリジナルの分離分析の間の検出シ
グナルを示す。３０秒の採集時間間隔を垂直線で示し，フラクションズには１か
ら１５のラベルをつけた。 図１２は，採集したフラクションズのすべて（図１
２Ａにおいては，フラクション１からフラクション８，図１２Ｂにおいては，フ
ラクション９からフラクション１６）を再インジェクションした後の結果を示す
。この結果により，個々に集められたフラクションズはフラクションズの間が一
切汚染されていないことが明瞭に示されている。図１２Ａと図１２Ｂ各々の終端
部に示されたファイナルのプロファイルは，プールされたフラクションズが個々
のフラクションズのコンポーネンツのすべてを含んでいることを示している。図
１３は，異なるサンプルからフラクションを採集した別の実験が成功したことを
示している。
【００２５】 この発明は，好ましい実施の態様と関連して記載したが，前記の明細書を読
了すれば，当業者は，ここに記載の組成物と方法とに対し，種々の変更，均等物
の置換及びその他の変更を加えることができる。したがって，ここに特許証で許
可される保護は，添付の特許請求の範囲及びそれの均等物に含まれた定めによっ
てのみ制限されるものである。
了すれば，当業者は，ここに記載の組成物と方法とに対し，種々の変更，均等物
の置換及びその他の変更を加えることができる。したがって，ここに特許証で許
可される保護は，添付の特許請求の範囲及びそれの均等物に含まれた定めによっ
てのみ制限されるものである。
【図面の簡単な説明】 この発明のその他の特徴及び利点は，添付の図面に関連しての，この発明の
好ましい以下の実施の態様の記述及び特許請求の範囲から明らかになるもので，
図面において：
好ましい以下の実施の態様の記述及び特許請求の範囲から明らかになるもので，
図面において：
【図１】 この発明の微量調整フラクション採集（コレクション）システム
の一つの実施の態様を示す。
の一つの実施の態様を示す。
【図２】 この発明の微量調整フラクション採集（コレクション）システム
の代替の実施の態様を示す。
の代替の実施の態様を示す。
【図３】 この発明の微量調整フラクション採集（コレクション）システム
の別の実施の態様を示す。
の別の実施の態様を示す。
【図４】 マトリックス交換ポートに接続された，この発明による微量調整
フラクション採集（コレクション）システムの一部を示す。
フラクション採集（コレクション）システムの一部を示す。
【図５】 分離毛管配列に接触している溶媒浸透性ゲル採集ユニットを備え
る，この発明による微量調整フラクション採集（コレクション）システムの一部
を示す。
る，この発明による微量調整フラクション採集（コレクション）システムの一部
を示す。
【図６】 この発明の微量調整フラクション採集（コレクション）システム
の代替の実施の態様を示す。
の代替の実施の態様を示す。
【図７〜図７Ｅ】 この発明の微量調整フラクション採集システムにおいて
の使用のために溶媒浸透性ゲル採集ユニットを準備するスキームを示す。
の使用のために溶媒浸透性ゲル採集ユニットを準備するスキームを示す。
【図８Ａと図８Ｂ】 この発明の微量調整フラクション採集システムにおけ
るマルチウエル採集ユニットのウエルに対する分離毛管の二つの取り得る向きを
示す。
るマルチウエル採集ユニットのウエルに対する分離毛管の二つの取り得る向きを
示す。
【図９Ａと図９Ｂ】 この発明の微量調整フラクション採集システムにおけ
るマルチウエル採集ユニットの個々のウエルの二つの二者択一の形態を示す。
るマルチウエル採集ユニットの個々のウエルの二つの二者択一の形態を示す。
【図１０Ａ〜図１０Ｄ】 図９Ｂの二者択一の個々のウエルの平面図，側面
図及び間隔を示す。
図及び間隔を示す。
【図１１】 この発明のシステムを用いてのフラクションされたサンプルの
リアルタイム・オンカラム検出を示すグラフ。
リアルタイム・オンカラム検出を示すグラフ。
【図１２Ａと図１２Ｂ】 図１１のカラムから集められたフラクションズの
個々のフラクションの特性（プロフィール）である。
個々のフラクションの特性（プロフィール）である。
【図１３】 この発明を用いての，オンカラム検出，個々のフラクション特
性（プロフィール）及び他のサンプルの分析からのプールされたフラクションズ
の特性（プロフィール）を示す。
性（プロフィール）及び他のサンプルの分析からのプールされたフラクションズ
の特性（プロフィール）を示す。
１０ サンプル・アプリケーションシステム ２０ 平行の複数の毛管カラムの分離ユニット ３０ 検出ユニット ４０ 多数のウエルのフラクション採集ユニット
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月２４日（２０００．４．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 30/80 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ Ｇ０１Ｎ 27/26 ３３１Ｅ (72)発明者 フォレット，フランティセク アメリカ合衆国 02148 マサチューセッ ツ州 モルデン ハイランド アベニュー 525 アパートメント ナンバー40 (72)発明者 ミナリク，マレク アメリカ合衆国 02152 マサチューセッ ツ州 ウインスラップ シャリイ ストリ ート 457 アパートメント ナンバー２ (72)発明者 クレパニク，カレル チェコ共和国 616 00 バーノウ ポズ ナンスカ 18 Ｆターム(参考） 4B024 AA19 CA04 HA19 4B029 AA07 AA23 FA12
Claims (33)
- 【請求項１】 以下を備える微量調整のフラクション採集システム： ２本又はそれ以上の本質的に平行な複数の毛管分離カラムを備える分離ユ
ニット；及び フラクション採集ユニットであり，前記カラムから直接にフラクションズ
を同時に採集できるように前記採集ユニットがある形に配列されており，前記分
離ユニットがある向きをもっているもの。 - 【請求項２】 前記複数の毛管分離カラムが毛管配列を備えている請求項
１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項３】 前記複数の毛管分離カラムが微小に作られたデバイスに複
数のチャンネルを備えている請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項４】 個々の前記毛管分離カラムに分離マトリックスが充填され
ている請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項５】 前記毛管分離カラムは，開放されたチューブである請求項
１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項６】 個々の前記毛管分離カラムが毛管電気泳動のための形に配
列されている請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項７】 個々の前記毛管分離カラムが毛管等電集束法のための形に
配列されている請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項８】 個々の前記毛管分離カラムが毛管電気クロマトグラフィの
ための形に配列されている請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項９】 個々の前記毛管分離カラムが高機能毛管液体クロマトグラ
フィのための形に配列されている請求項１の微量調整のフラクション採集システ
ム。 - 【請求項１０】 前記のフラクション採集ユニットがマルチウエル（多数の
ウエル）の採集デバイスからなる請求項１の微量調整のフラクション採集システ
ム。 - 【請求項１１】 サンプル・アプリケーションユニットをさらに備える請求
項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１２】 検出ユニットをさらに備える請求項１の微量調整のフラク
ション採集システム。 - 【請求項１３】 前記検出ユニットは，オンカラム検出のために配置されて
いる請求項１２の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１４】 前記検出ユニットは，前記フラクション採集ユニットにお
いての採集されたフラクションズのポストカラム・スキャンニングのために配置
されている請求項１２の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１５】 前記フラクション採集ユニットは，溶媒浸透性ゲルからな
る請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１６】 前記フラクション採集ユニットは，導電性ゲルからなる請
求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１７】 前記フラクション採集ユニットは，生物学的適合性のゲル
からなる請求項１の微量調整のフラクション採集システム。 - 【請求項１８】 以下を備える，微小に作られたデバイスのための溶媒浸透
性ゲル： からみあった，又は，クロスリンクされたポリマーネットワーク，及び 前記ポリマーネットワークに浸透する過剰の溶媒で，前記の溶媒が浸透し
たゲルが十分な寸法正確性と安定性とを有して前記ゲル内へ微細に作られる特定
の形状を保つもの。 - 【請求項１９】 前記ポリマーネットワークは，アガロース又はポリアクリ
ルアミドからなる請求項１８の溶媒浸透性ゲル。 - 【請求項２０】 前記ポリマーネットワークは，異なるポアサイズをもつポ
リマー類の複合体からなる請求項１８の溶媒浸透性ゲル。 - 【請求項２１】 前記溶媒は，水からなる請求項１８の溶媒浸透性ゲル。
- 【請求項２２】 前記溶媒は，有機溶媒又はミックスされた水性／有機溶媒
からなる請求項１８の溶媒浸透性ゲル。 - 【請求項２３】 以下を備える微小に作られたデバイス： 溶媒が浸透したゲルで，前記ゲルは，からみあった，又は，クロスリンク
されたポリマーネットワーク及び前記ポリマーネットワークに浸透する過剰の溶
媒であり， 微小規模のコンパートメンツが前記溶媒が浸透したゲルで作られ，前記ゲ
ルは，さらに十分な寸法剛直性と安定性とを有して前記コンパートメンツの形状
を保つもの。 - 【請求項２４】 前記の溶媒が浸透したゲルは，固定化されたバッファーコ
ンポーネンツを含み，前記デバイスは，微量調整（マイクロプリパレイティブ）
等電集束法のための形になっている請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項２５】 ｐＨ勾配が前記デバイスを横切る前記ゲルに確立されてい
る請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項２６】 個々の前記コンパートメンツは，前記コンパートメントに
固定された抗体又は抗原を備える請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項２７】 個々の前記コンパートメンツは，前記コンパートメントに
固定された酵素を備える請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項２８】 個々の前記コンパートメンツは，前記コンパートメントに
固定された核酸を備える請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項２９】 個々の前記コンパートメンツは，活性エレメンツが付着で
きる不活性粒子を備える請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項３０】 前記粒子は，磁性ビードである請求項２９の微小に作られ
たデバイス。 - 【請求項３１】 前記デバイスの前記コンパートメンツは，チャンネルとし
て形作られている請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項３２】 前記デバイスの前記コンパートメンツは，ウエルとして形
作られている請求項２３の微小に作られたデバイス。 - 【請求項３３】 以下を備えるマイクロプレパレート・フラクション収集シ
ステム： 水平の向きになっている毛管配列，この配列においては，前記配列の個々
の毛管は，分離すべきサンプルの毛管電気泳動のための形に配列され，前記個々
の毛管各々が入口端部と出口端部とを有しており； 前記配列の毛管の入口端部に近接して配置されたサンプル・アプリケーシ
ョンユニット； 微小規模のマルチウエル・フラクション収集プレート，このプレートは，
溶媒浸透性ゲルを備え，前記プレートは，前記配列における毛管を出るフラクシ
ョンズを採集し，前記毛管の出口端部に対し移動する可動のステージの上に配置
され，そしてさらに，前記毛管の出口端部は，前記毛管の主体部に対し曲がって
いて，前記マルチウエルのプレートのフラクション採集面に対し，ほぼ直角の角
度で合うようになっているもの；及び 前記マルチウエルのプレートに，前記サンプルの採集したフラクションズ
を精確に位置付けるように配置の検出ユニット，ここにおいて，前記微量調整の
フラクション採集システムの操作が自動化されている。
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