JP2002540401A - Automated two-dimensional analysis of biological and other samples - Google Patents

Automated two-dimensional analysis of biological and other samples

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JP2002540401A JP2000606995A JP2000606995A JP2002540401A JP 2002540401 A JP2002540401 A JP 2002540401A JP 2000606995 A JP2000606995 A JP 2000606995A JP 2000606995 A JP2000606995 A JP 2000606995A JP 2002540401 A JP2002540401 A JP 2002540401A
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ジェイ ドヴィッチ,ノーマン
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ザ ガヴァナーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ アルバータ
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Abstract

(57)【要約】 試料、特に生物学的試料内の成分の分離及び検出のための方法及び装置を 提供す る。試料は第1の分離法、例えば等電点電気泳動等にかけられる。第1の分離工程後、試料は複数のフラクションに分けら れ、それぞれのフラクションは次いで、例えばいずれかの方式のクロマトグラフィ等の 、第2の分離法にかけられ、成分が第2の分離工程からでてきて検出される。これにより、 例えば等電点電気泳動及びSDS−ゲル毛管法のように、2つの分離法が異なる 2次元分離法を施すことができる。第1及び第2の分離法は、第1及び第2の毛管内で実行されると便宜がよい。発明の別の態様においては、複数の毛管対をまとめて接続するマニホールドが提供され、よって、例えば96対の毛管が並行して作動する多重双分離システムが提供される。発明は、特に生物学的試料内の成分に対する高分解能分離及び高感度検出を提供することを目的としている。 (57) Abstract: A method and apparatus for separating and detecting components in a sample, particularly a biological sample, is provided. The sample is subjected to a first separation method, such as isoelectric focusing. After the first separation step, the sample is divided into a plurality of fractions, and each fraction is then subjected to a second separation method, for example, any type of chromatography, wherein the components leave the second separation step. Come and be detected. Thereby, a two-dimensional separation method in which the two separation methods are different, such as isoelectric focusing and SDS-gel capillary method, can be performed. Conveniently, the first and second separation methods are performed in the first and second capillaries. In another aspect of the invention, a manifold is provided for connecting a plurality of capillary pairs together, thereby providing a multiple bi-separation system in which, for example, 96 pairs of capillaries operate in parallel. The invention aims at providing high resolution separation and sensitive detection, especially for components in biological samples.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】発明の属する技術分野 本発明はクロマトグラフィの材料及び方法に関する。さらに詳しくは、本発
明はタンパク質及びその他の生物学的試料の高分解分離及び高感度検出に関する
[0001] TECHNICAL FIELD THE INVENTION The present invention relates to materials and methods chromatography. More particularly, the present invention relates to the high resolution separation and sensitive detection of proteins and other biological samples.

【0002】発明の背景 プロテオーム(proteome) は、ゲノムの総補体タンパク質を表す1995年の
新造語である。ヒトゲノムは、およそ100,000の遺伝子をコード化し、こ
れは同様のタンパク質数に対応する。全ての遺伝子が全ての組織に発現するとは
限らない: いかなる特定の細胞にもおよそ10,000のタンパク質が見られ
る。生体により発現されるプロテオームのフラクションは組織間で変わり、また
環境に応じて変わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION The proteome is a coined term in 1995 that describes the total complement protein of the genome. The human genome encodes approximately 100,000 genes, corresponding to similar protein numbers. Not all genes are expressed in all tissues: Approximately 10,000 proteins are found in any particular cell. The fraction of the proteome expressed by a living body varies between tissues and varies depending on the environment.

【0003】 単細胞プロテオーム分析によりいくつかの重要な利点が得られる。特に、ガ
ン段階と相関する標識タンパク質の発現における分布をモニターできる。倍数性
測定と同様に、発現タンパク質の分布により有益な予後評価 を得ることができ
る。転移性のあるいは療法耐性の細胞の部分母集団を初期段階で識別することが
でき、処置の指針が得られる。
[0003] Single cell proteome analysis offers several important advantages. In particular, the distribution in the expression of the labeled protein that correlates with the cancer stage can be monitored. As with ploidy measurements, the distribution of expressed proteins can provide a useful prognostic assessment. Subpopulations of metastatic or therapy-resistant cells can be identified at an early stage, providing guidance for treatment.

【0004】 従来のプロテオーム分析は2次元ゲル電気泳動により行われ、およそ100
万個の細胞からのタンパク質を必要とする。したがって、分解能及び感度を向上
させ、さらに同時に分析できる試料数を多くするための、改善された装置及び方
法が必要とされる。
Conventional proteome analysis is performed by two-dimensional gel electrophoresis,
Requires protein from 10,000 cells. Therefore, there is a need for improved devices and methods for improving resolution and sensitivity and increasing the number of samples that can be analyzed simultaneously.

【0005】 さらに、本明細書では“分子サイトメトリー”と同一であると見なされる新
規な発展途上の分野がある。サイトメトリーは個々の細胞及びその内容物の分析
であり、腫瘍のキャラクタリゼーションにしばしば用いられる。分子サイトメト
リーは上記キャラクタリゼーションを行うために細胞の化学組成を用いる。標識
タンパク質が「ガンの存在だけでなくおそらくガンが悪性である可能性も識別す
ることを可能にし得る」ことがいずれ見いだされると示唆されている(P.ピー
タース(Peters) ,“前立腺ガンの予後サイトメトリー及び細胞病理学”,J.
P.カー(Karr) ,D. S. コッフェイ(Coffey) 及びW. ガードナー(Gardner)
編,エルスヴィア(Elsevier) 社,ニューヨーク,412〜412ページ( 19
88年) )。また1995年に、「治療の立場からは、悪性度分類及び腫瘍の処
置感度に関する診断の正確度を高めることが極めて望ましい。2次元電気泳動を
用いる臨床素材からの腫瘍細胞の総タンパク質パターンの分析は新しい情報を提
供し、おそらく新しい標識の開発に導く」と示唆されている(B. フランツェン
(Franzen) 等,“Electropho- resis ”誌,第16巻,1087〜1089ペー
ジ( 1995年) )。
[0005] In addition, there are new developing areas that are considered herein to be identical to "molecular cytometry". Cytometry is the analysis of individual cells and their contents, and is often used for tumor characterization. Molecular cytometry uses the chemical composition of cells to perform the above characterization. It has been suggested that marker proteins may eventually be found that "can identify not only the presence of cancer but also possibly the possibility that the cancer is malignant" (P. Peters, " Prognostic Cytometry and Cytopathology ", J.
P. Karr, DS Coffey and W. Gardner
Ed., Elsevier, New York, pp. 412-412 (19)
1988)). Also, in 1995, "From a therapeutic standpoint, it is highly desirable to increase the accuracy of diagnosis with respect to grading and sensitivity of tumor treatment. Analysis of total protein patterns of tumor cells from clinical material using two-dimensional electrophoresis. Will provide new information and will probably lead to the development of new signs. "(B. Franzen
(Franzen) et al., "Electropholysis", Vol. 16, pages 1087-1089 (1995)).

【0006】 本発明は、上記の標識の識別に焦点を合わせている。いずれの特定のガン細
胞をも正常細胞から弁別する分子変化の識別は、その特定の腫瘍の処置への応答
性だけでなく、そのガン細胞の性質を明らかにし病理学的行動予測するにも最高
に役に立つであろう。いずれの特定のガンにおいても分子プロファイル変化を理
解することにより、そのガンについて得られた表現型を分子イベントと相関させ
ることが可能になるであろう。得られた知識は:ガン生物学のより進んだ理解;
検出、診断、及び予防研究のための新しいツール及び生体標識の発見;及び治療
法開発への新しい目標(米国国立衛生研究所:プログラム・アナウンスメント・
ナンバーPAR− 98− 067)のための能力を提供するであろう。
[0006] The present invention focuses on the identification of such markers. The identification of molecular changes that distinguish any particular cancer cell from normal cells is not only responsive to the treatment of that particular tumor, but is also the best way to characterize that cancer cell and predict pathological behavior Would be helpful. Understanding the molecular profile changes in any particular cancer will allow the phenotype obtained for that cancer to be correlated with molecular events. The knowledge gained is: a better understanding of cancer biology;
Discovery of new tools and biomarkers for detection, diagnosis, and prevention studies; and new goals for therapeutic development (National Institutes of Health: Program Announcement
No. PAR-98-067).

【0007】 本発明の発明者等は単細胞分析により細胞抽出物の分析に優るいくつかの重
要な利点が得られることに気付いた。第1に、単細胞プロテオーム分析により細
胞母集団にわたる発現タンパク質の平均及び分布の両者に関する情報が得られる
。ガン細胞内に含まれるDNAの分布は予後指標 として用いられ、この場合異
数性が攻撃的ガンの証拠としてとられる。タンパク質マーカー の濃度分布によ
り、同様の診断及び予後情報を得ることができる。
The inventors of the present invention have realized that single cell analysis offers several important advantages over the analysis of cell extracts. First, single cell proteomic analysis provides information on both the average and distribution of expressed proteins across a cell population. The distribution of DNA contained in cancer cells is used as a prognostic indicator, where aneuploidy is taken as evidence of aggressive cancer. Similar diagnostic and prognostic information can be obtained from the concentration distribution of protein markers.

【0008】 第2に、また上記と同様に、治療薬に対する反応を細胞母集団にわたって追
跡することができる。化学療法が細胞母集団の特定の部分集団を標的とすること
を確かめることができる。その部分集団が消滅していることが検出されれば、生
き残りの細胞母集団を標的とするように治療を進めることができる。
Second, and similarly as above, the response to a therapeutic agent can be tracked across a cell population. It can be ensured that chemotherapy targets a specific subpopulation of the cell population. If the disappearance of the subpopulation is detected, treatment can proceed to target the surviving cell population.

【0009】 第3に、細胞の倍数性をその細胞のタンパク質電気泳動図と相関させること
ができる。本発明では、個々の細胞に含まれるDNAを測定するために撮像サイ
トメトリー顕微鏡が発明者等のシステムに組み込まれる。よって、異常DNAを
含むかまたは細胞病理学異常をもつ細胞を検定のために選ぶことができる。
Third, the ploidy of a cell can be correlated with the protein electropherogram of that cell. In the present invention, an imaging cytometry microscope is incorporated into our system to measure DNA contained in individual cells. Thus, cells containing abnormal DNA or having cytopathological abnormalities can be selected for the assay.

【0010】 第4に、単細胞タンパク質電気泳動図を培養細胞の細胞周期と相関させるこ
とができる。細胞周期の関数として発現タンパク質を理解することにより、発現
遺伝子及びタンパク質代謝回転に関する情報が得られるであろう。
Fourth, single cell protein electropherograms can be correlated with the cell cycle of cultured cells. Understanding expressed proteins as a function of the cell cycle will provide information on expressed genes and protein turnover.

【0011】 第5に、単細胞分析により、結合組織、赤血球、線維芽細胞等に汚染される
ことなく、顕微解剖された組織を評価分析することができる。上記の非悪性組織
は生検材料のタンパク質電気泳動図を巨大化させ、腫瘍特異マーカー の識別を
一層困難にする。単細胞分析は、その細胞の顕微選択とあいまって、腫瘍物質の
みの分析を保証する。
Fifth, the single-cell analysis makes it possible to evaluate and analyze the microdissected tissue without being contaminated by connective tissue, erythrocytes, fibroblasts and the like. The non-malignant tissues described above enlarge the protein electropherogram of the biopsy, making it more difficult to identify tumor-specific markers. Single cell analysis, combined with microselection of the cells, ensures analysis of only the tumor material.

【0012】 最後に、単細胞分析に用いられる技術は細針吸引生検材料からつくられた少
量試料の検定に用いることもできる。多くの場合に、外科的生検材料を必要とせ
ずに、2次元プロテオーム分析に十分な物質を得られるであろう。
Finally, the techniques used for single cell analysis can also be used to assay small samples made from fine needle aspiration biopsies. In many cases, sufficient material will be obtained for two-dimensional proteome analysis without the need for surgical biopsy.

【0013】 プロテオームの検定には、2次元ゲル電気泳動が通常用いられる。ほぼ25
年前にオファレル(O'Farrell) がこの古典的手法を開発した(P. H. オファレ
ル,“J. Biol. Chem ”誌,第250号( 1975年) ,4007〜4021ペ
ージ)。試料が均質化され、タンパク質が抽出されて、管内等電点電気泳動によ
り分離される。ゲルが管から取り出されてSDS( 硫酸ドデシルナトリウム)−
PAGE( ポリアクリルアミドゲル) 上におかれ、タンパク質が管内等電点電気
泳動ゲルに対して直角方向に分離される。分離後、タンパク質が染色されてタン
パク質のpI値及び分子量に対応するスポットの2D表示がつくられる。この手
作業技術は冗長であり、やや技芸的である。2D電気泳動で分離された成分は、
エドマンタンパク質アミノ酸 配列決定法によるか、質量分析法によるか、ある
いは免疫学的検定法により同定することができる。データベースとの比較による
タンパク質の同定には、部分的なアミノ酸配列で十分であることが多い。
[0013] Two-dimensional gel electrophoresis is usually used for proteome assays. Almost 25
A year ago O'Farrell developed this classical procedure (PH O'Farrell, J. Biol. Chem, 250 (1975), pp. 4007-4021). The sample is homogenized, the proteins are extracted and separated by in-tube isoelectric focusing. The gel is removed from the tube and SDS (sodium dodecyl sulfate)
The protein is separated on a PAGE (polyacrylamide gel) perpendicular to the in-tube isoelectric focusing gel. After separation, the protein is stained to create a 2D representation of the spot corresponding to the protein's pI value and molecular weight. This manual technique is redundant and somewhat artistic. The components separated by 2D electrophoresis
Edman protein amino acids can be identified by sequencing, by mass spectrometry, or by immunoassay. Partial amino acid sequences are often sufficient for protein identification by comparison to databases.

【0014】 カラム切換技術が、複雑な混合物の分析に対し、ガス及び液体クロマトグラ
フィの両者において十分に確立されている。最も簡単なシステムにおいては、注
目する成分を含むフラクションが第1カラムから溶出すると 捕捉され、このフ
ラクションは、所望の水準の純度を得るためにさらにクロマトグラフィ分離を何
回か受ける。
[0014] Column switching techniques are well established in both gas and liquid chromatography for the analysis of complex mixtures. In the simplest system, the fraction containing the component of interest is captured as it elutes from the first column, and this fraction undergoes several further chromatographic separations to obtain the desired level of purity.

【0015】 上記の多次元分離法は、第2カラムが第1カラムからの複数のフラクション
の全てを順次分離するように拡張することができる。これらの2D法は、極めて
複雑な試料のキャラクタリゼーションを行う場合に特に有用である。初期の報告
では、ヒトの免疫グロブリンのタンパク分解消化物からつくられたペプチドを純
化するために2段階連続クロマトグラフィが用いられた(H. ヤマモト,T. マ
ナベ,T. オクヤマ,“J. Chromatogr. ”誌,第480号( 1989年) ,2
77〜283ページ;N. タカハシ,Y. タカハシ,F. W. パトナム(Putnam)
,“J. Chromatogr. ”誌,第266号( 1983年) ,511〜522ページ
)。
The above multidimensional separation method can be extended so that the second column sequentially separates all of the plurality of fractions from the first column. These 2D methods are particularly useful when characterizing extremely complex samples. In an earlier report, two-step continuous chromatography was used to purify peptides made from proteolytic digests of human immunoglobulin (H. Yamamoto, T. Manabe, T. Okuyama, "J. Chromatogr. "Journal, No. 480 (1989), 2
77-283; N. Takahashi, Y. Takahashi, FW Putnam
, "J. Chromatogr." Magazine, No. 266 (1983), pp. 511-522).

【0016】 ヨルゲンソン(Jorgenson) 及びその他の研究者等が、タンパク質及びペプチ
ドのエレガントな多重カラム分離法を開発してきた(M. M. ブシェイ(Bushey)
及びJ. W. ヨルゲンソン,“Anal. Chem. ”誌,第62巻( 1990年) ,
161〜167ページ;J. P. ラーマン(Larmann) ,A. V. レッモ(Lemmo)
,A. W. ムーア(Moor) ,J. W. ヨルゲンソン,“Electrophoresis ”誌,
第14巻( 1993年) ,439〜447ページ;L. A. ホランド(Holland)
及びJ. W. ヨルゲンソン,“Anal. Chem. ”誌,第67巻( 1995年) ,3
275〜3283ページ;A. W. ムーア及びJ. W. ヨルゲンソン,“Anal.
Chem. ”誌,第67巻( 1995年) ,3448〜3455ページ;A. W. ム
ーア及びJ. W. ヨルゲンソン,“Anal. Chem. ”誌,第67巻( 1995年)
,3456〜3463ページ;D. J. ローズ(Rose) 及びG. J. オピテック(
Opiteck) ,“Anal. Chem. ”誌,第66巻( 1994年) ,2529〜253
6ページ)。これらのシステムは、アミン、ペプチド及びタンパク質のキャラク
タリゼーションを行うために、排除クロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィ及
びゾーン電気泳動の様々な組み合わせに依存する。最も精巧な型式においては、
イオン交換/逆相クロマトグラフィ結合システムまたは排除/逆相クロマトグラ
フィ結合システムにより分離された成分を同定するために質量分析器が用いられ
る(G. J. オピテック,K. C. ルイス(Lewis) ,J. W. ヨルゲンソン,R
. J. アンデレッグ(Anderegg) ,“Anal. Chem. ”誌,第69巻( 1997年)
,1518〜1524ページ;G. J. オピテック,J. W. ヨルゲンソン,
R. J. アンデレッグ,“Anal. Chem. ”誌,第69巻( 1997年) ,228
3〜2291ページ;Y. M. リゥ(Lie) 及びJ. V. スウィードラー(Sweedle
r) ,“Anal. Chem. ”誌,第68巻( 1996年) ,3928〜3933ペー
ジ)。
[0016] Jorgenson and others have developed elegant multiple column separation methods for proteins and peptides (Bushey, MM).
And JW Jorgenson, "Anal. Chem.", Vol. 62 (1990),
Pp. 161-167; JP Larmann, A.V. Lemmo
, AW Moor, JW Jorgenson, "Electrophoresis",
14 (1993), 439-447; L.A. Holland
And JW Jorgenson, "Anal. Chem.", Vol. 67 (1995), 3.
Pages 275-3283; AW Moore and JW Jorgenson, "Anal.
Chem., Vol. 67 (1995), pp. 3448-3455; A. W. Moore and J. W. Jorgenson, "Anal. Chem.", Vol. 67 (1995).
, Pp. 3456-3463; D.J. Rose and G.J.
Opiteck), "Anal. Chem.", Vol. 66 (1994), 2529-253.
6 pages). These systems rely on various combinations of exclusion chromatography, reverse phase chromatography and zone electrophoresis to characterize amines, peptides and proteins. In the most sophisticated models,
A mass spectrometer is used to identify components separated by an ion exchange / reverse phase chromatography coupled system or an exclusion / reverse phase chromatography coupled system (GJ Opitek, KC Lewis, J. Mol. W. Jorgenson, R
J. Anderegg, “Anal. Chem.”, Vol. 69 (1997).
Pp. 1518-1524; GJ Opitek, JW Jorgenson,
RJ Andereg, "Anal. Chem." Magazine, Vol. 69 (1997), 228.
Pages 3 to 2291; YM Lie and JV Sweedler
r), "Anal. Chem.", Vol. 68 (1996), pp. 3928-3933).

【0017】 ヨルゲンソンの実験においては、微口径クロマトグラフィカラムから溶出す
る複数のフラクションが引き続いて電気泳動毛管に注入され、重なり合っている
成分が分離される。電気泳動はクロマトグラフィピークの溶出時間より速いから
、クロマトグラフィカラムからの全ての成分が電気泳動毛管で標本化される。電
気泳動で分離されたスポットを相互に並べてプロットすることにより、2D電気
泳動図が再合成される。この電気泳動図の外観は、液体クロマトグラフィと毛管
電気泳動との組合わせでつくられているにもかかわらず、古典的2D電気泳動図
に非常によく似ている。
In Jorgenson's experiment, multiple fractions eluted from a micro-bore chromatography column are subsequently injected into an electrophoretic capillary to separate overlapping components. Since electrophoresis is faster than the elution time of the chromatographic peak, all components from the chromatographic column are sampled in the electrophoretic capillary. By plotting the spots separated by electrophoresis side by side, a 2D electropherogram is resynthesized. The appearance of this electropherogram closely resembles a classic 2D electropherogram, despite being made with a combination of liquid chromatography and capillary electrophoresis.

【0018】 上記の順次分離により、フラグメントが同時に分離される従来の2D電気泳
動に優るいくつかの利点が得られる。第1に、複数のフラクションが順次に検出
されるので、感度のよい検出器を装置に組み込むことができる。第2に、分離が
自動化される。試料が注入されてしまえば、以降オペレーターが介入することは
ない。
The above sequential separation offers several advantages over conventional 2D electrophoresis, in which fragments are separated simultaneously. First, since multiple fractions are detected sequentially, a sensitive detector can be incorporated into the device. Second, the separation is automated. Once the sample has been injected, no further operator intervention is required.

【0019】 2本のカラムの間のインターフェースがシステム性能の鍵である。ヨルゲン
ソンは、液体クロマトグラフィカラムを毛管電気泳動カラムと結合するためのエ
レガントなフローゲート型インターフェースを実地に示した(T. F. フッカー
(Hooker) 及びJ. W. ヨルゲンソン,“Anal. Chem. ”誌,第69巻( 199
7年) ,4134〜4142ページ;A. V. レッモ(Lemmo) 及びJ. W. ヨル
ゲンソン,“Anal. Chem. ”誌,第65巻( 1993年) ,1576〜1584
ページ)。このインターフェースは、溶出したクロマトグラフィフラクションの
毛管ゾーン電気泳動( CZE) カラムへの注入を制御するために緩衝液のクロス
フローを用いる。流出液はHPLC毛管から連続的に移動し、インターフェース
においてクロスフローにより押し流されて廃液になる。フラクションをCZE毛
管に注入するためには、緩衝液のクロスフローが停止され、1つのHPLC流出
液塊がインターフェースに形成される。CZE毛管にかけて緩衝液容器から毛管
の検出端までの間に電圧が印加され、これによりHPLC流出液が電気泳動カラ
ムに注入される。電場が電気泳動毛管にかけて印加され、注入された成分を分離
する。電気泳動段階中のHPLC成分の連続注入を回避するため、緩衝液がイン
ターフェースを通して流れ、HPLC流出液を押し流して廃液にする。フローゲ
ート型検出器はHPLC流出液のほとんどを廃棄し、廃棄されたHPLC流出液
は下流に押し流されて廃液となり、よって試料の大部分は無駄になることに注意
されたい。
The interface between the two columns is key to system performance. Jorgenson has demonstrated an elegant flow-gate interface for joining a liquid chromatography column with a capillary electrophoresis column (TF Hooker).
(Hooker) and JW Jorgenson, "Anal. Chem.", Vol. 69 (199).
7), pp. 4134-4142; A.V. Lemmo and JW Jorgenson, "Anal. Chem.", 65 (1993), 1576-1584.
page). This interface uses a buffer cross-flow to control the injection of the eluted chromatographic fraction onto a capillary zone electrophoresis (CZE) column. The effluent moves continuously from the HPLC capillary and is swept away by crossflow at the interface into waste. In order to inject the fraction into the CZE capillary, the buffer cross-flow is stopped and one HPLC effluent mass is formed at the interface. A voltage is applied across the CZE capillary from the buffer container to the detection end of the capillary, thereby injecting the HPLC effluent into the electrophoresis column. An electric field is applied across the electrophoretic capillary to separate the injected components. To avoid continuous injection of HPLC components during the electrophoresis step, a buffer flows through the interface and flushes the HPLC effluent to waste. Note that the flow gated detector discards most of the HPLC effluent, and the discarded HPLC effluent is swept downstream to waste, and thus most of the sample is wasted.

【0020】発明の概要 本発明は、生物学的試料に含まれるタンパク質及びその他の成分の高分解能
分離及び高感度検出を達成するための装置及び方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus and method for achieving high resolution separation and sensitive detection of proteins and other components contained in a biological sample.

【0021】 本発明のその他の特徴及び利点は以下の詳細な説明から明らかになるであろ
う。しかし、本発明の好ましい実施形態を示している詳細な説明及び特定の例は
、当業者には本発明の精神及び範囲内にある様々な変更及び改変が詳細な説明か
ら明らかになるであろうから、説明のためにだけ与えられていることは当然であ
る。
[0021] Other features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description. However, the detailed description and specific examples, which set forth preferred embodiments of the present invention, will be apparent to those skilled in the art from the detailed description that various changes and modifications that fall within the spirit and scope of the present invention. It is, of course, given only for explanation.

【0022】 本発明の第1の態様にしたがえば、試料内の成分の分離及び検出を与える装
置が提供され、本装置は第1の分離手段、インターフェース手段、第2の分離手
段及び本装置に与えられる成分を検出するための検出器を備え、インターフェー
ス手段は第1の分離手段と第2の分離手段とを連結する。
According to a first aspect of the present invention there is provided an apparatus for providing separation and detection of components in a sample, the apparatus comprising a first separation means, an interface means, a second separation means and the apparatus And a detector for detecting the component provided to the first and second means, and the interface means connects the first and second separation means.

【0023】 本装置は、第1の分離手段にかけて接続された第1の高電圧電源、及び第2
の分離手段にかけて接続された第2の高電圧電源を備えることができる。さらに
、第1の分離手段は毛管電気泳動システムとすることができ、第2の分離手段は
分子ふるい電気泳動システムとすることができる。
The device comprises a first high voltage power supply connected to the first separating means, and a second
A second high-voltage power supply connected across the separation means. Further, the first separation means can be a capillary electrophoresis system, and the second separation means can be a molecular sieve electrophoresis system.

【0024】 本発明の別の態様は、生物学的試料の成分の高感度検出を与えるための装置
を提供し、本装置は、等電点電気泳動システム、SDS−ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム、ミセル界面動電クロマトグラ
フィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステム、順相クロマトグラフィシス
テム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及び排除クロマトグラフィシステ
ムからなる群からそれぞれが選ばれる、第1及び第2の分離手段;第1の手段に
したがって分離された成分が第2の分離手段に与えられる前にその中で誘導剤と
混合されるインターフェースチャンバ;第1の分離手段を実施するための第1の
電源及び第1のポンプの内の1つ並びに第2の分離手段を実施するための第2の
ポンプ及び第2の電源の内の1つ;及び検出器を備える。
Another aspect of the invention provides an apparatus for providing sensitive detection of components of a biological sample, the apparatus comprising: an isoelectric focusing system, an SDS-polyacrylamide gel electrophoresis system, First and second separation means, each selected from the group consisting of a free solution electrophoresis system, a micellar electrokinetic chromatography system, a reversed phase liquid chromatography system, a normal phase chromatography system, an ion exchange chromatography system, and an exclusion chromatography system An interface chamber in which components separated according to the first means are mixed with an inducing agent therein before being applied to the second separation means; a first power supply for performing the first separation means and a first power supply for performing the first separation means; A second pump for implementing one of the first pumps and a second separating means; One of the second power supplies; and a detector.

【0025】 本装置は、複数の第1の分離手段及び複数の第2の分離手段及び複数のイン
ターフェース領域を備え、インターフェース領域のそれぞれが互いに対応する第
1の分離手段の内の1つと第2の分離手段の内の1つとの間のインターフェース
を与えるマニホールドを備えることが有益である。
The apparatus comprises a plurality of first separating means, a plurality of second separating means, and a plurality of interface areas, wherein each of the interface areas corresponds to one of the first separating means and the second separating area. It is beneficial to have a manifold that provides an interface between one of the separation means.

【0026】 マニホールドは、緩衝液貯槽との接続のための入口及び所望の緩衝液貯槽と
の選択的接続を可能にするバルブ手段並びに入口を複数のインターフェース領域
に接続するチャネルネットワークを備えることができ、それぞれのインターフェ
ース領域は対応する第1の分離手段の内の1つとの接続のためのポート、対応す
る第2の分離手段の内の1つとの接続のためのポート、及び第3の、廃液ポート
を備える。
The manifold may include an inlet for connection to a buffer reservoir and valve means for allowing selective connection to a desired buffer reservoir, and a channel network connecting the inlet to a plurality of interface areas. Each interface area has a port for connection with one of the corresponding first separation means, a port for connection with one of the corresponding second separation means, and a third, waste liquid. It has a port.

【0027】 本発明のさらに別の態様は、試料内の成分を分離し検出する方法を提供し、
本方法は試料内の成分を高分解能で分離し高感度で検出する装置に試料を与える
工程を含み;本装置は第1の分離手段、インターフェース手段、第2の分離手段
及び装置に与えられた成分を検出するための検出器を備え;インターフェース手
段は第1の分離手段と第2の分離手段とを連結し;本方法は、第1の分離を達成
するために生物学的試料に第1の分離手段を通過させる工程、第1の分離手段か
らの試料をインターフェース手段に通す工程、試料をインターフェース手段で複
数のフラクションに分ける工程;及びそれぞれのフラクションに第2の分離手段
を個々に通過させる工程を含む。
[0027] Yet another aspect of the present invention provides a method for separating and detecting components in a sample,
The method includes providing the sample to an apparatus that separates components in the sample with high resolution and detects with high sensitivity; the apparatus is provided with a first separation means, an interface means, a second separation means, and an apparatus. The detector means for detecting the component; the interface means connecting the first separation means and the second separation means; the method comprises applying a first separation to the biological sample to achieve the first separation. Passing through the separation means, passing the sample from the first separation means through the interface means, dividing the sample into a plurality of fractions by the interface means, and passing each fraction through the second separation means individually. Process.

【0028】 本方法は、高電圧電源により、第1の分離手段及び第2の分離手段のそれぞ
れにかけて電場を与える工程を含むことができる。
The method may include the step of applying an electric field by the high voltage power supply to each of the first separating means and the second separating means.

【0029】 本発明により提供されるまた別の方法は、生物学的試料内の成分の高分解能
分離及び高感度検出を与える工程を含み、本方法は: ( a) 生物学的試料に、等電点電気泳動システム、SDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム、ミセル界面動電クロ
マトグラフィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステム、順相クロマトグラ
フィシステム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及び排除クロマトグラフ
ィシステムからなる群から選ばれる第1の分離手段を通過させる工程; ( b) 第1の分離手段からの試料をインターフェース手段に通し、試料を
複数のフラクションに分ける工程; ( c) それぞれのフラクションに、等電点電気泳動システム、SDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム、ミセル界
面動電クロマトグラフィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステム、順相ク
ロマトグラフィシステム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及び排除クロ
マトグラフィシステムからなる群から選ばれる第2の分離手段を個々に通過させ
る工程;及び ( d) 第2の分離手段をでてくる試料の成分を検出器で検出する工程; を含み、本方法は第1の分離手段及び第2の分離手段にかけて電圧を印加する
工程を含む。
Another method provided by the present invention comprises providing high resolution separation and sensitive detection of components in a biological sample, the method comprising: (a) applying to a biological sample, etc. Consists of electrofocusing system, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis system, free solution electrophoresis system, micellar electrokinetic chromatography system, reversed phase liquid chromatography system, normal phase chromatography system, ion exchange chromatography system, and exclusion chromatography system (B) passing the sample from the first separating means through the interface means and dividing the sample into a plurality of fractions; (c) isoelectrically separating each of the fractions. Point electrophoresis system, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis Individually passing through a second separation means selected from the group consisting of a stem, a free solution electrophoresis system, a micellar electrokinetic chromatography system, a reversed phase liquid chromatography system, a normal phase chromatography system, an ion exchange chromatography system, and an exclusion chromatography system And d) detecting a component of the sample coming out of the second separation means with a detector. The method comprises applying a voltage across the first separation means and the second separation means. including.

【0030】 本方法は、複数の第1の分離手段及び複数の第2の分離手段及び複数のイン
ターフェース手段を準備する工程をさらに含み;インターフェース手段のそれぞ
れは、互いに対応する第1の分離手段の内の1つと第2の分離手段の内の1つと
の間を連結し;本方法は、対応するインターフェース手段により連結された第1
及び第2の分離手段のそれぞれに対して、第1の分離を達成するために生物学的
試料に第1の分離手段を通過させる工程、第1の分離手段からの試料を対応する
インターフェース手段に通す工程、インターフェース手段により試料を複数のフ
ラクションに分ける工程、及びそれぞれのフラクションに第2の分離手段を個々
に通過させる工程をさらに含む。
The method further comprises the step of providing a plurality of first separating means and a plurality of second separating means and a plurality of interface means; each of the interface means comprises a corresponding one of the first separating means. Connecting between one of the first and second separating means; the method comprises connecting the first to the first separating means by a corresponding interface means.
And for each of the second separation means, passing the biological sample through the first separation means to achieve a first separation, transferring the sample from the first separation means to a corresponding interface means. The method further comprises a step of passing the sample, a step of dividing the sample into a plurality of fractions by the interface means, and a step of individually passing each fraction through the second separation means.

【0031】 次に本方法は、全てのインターフェース手段を共通マニホールド内に準備す
る工程;マニホールドに、緩衝液貯槽との接続のための入口、所望の緩衝液貯槽
との選択的接続を可能にするバルブ手段及び入口を複数のインターフェース領域
に接続するチャネルネットワークを準備する工程;それぞれのインターフェース
領域に、対応する第1の分離手段に接続されるポート、対応する第2の分離手段
に接続されるポート及び、第3の、廃液ポートを準備する工程を含むことができ
、本方法は、マニホールドの入口に接続される複数の緩衝液貯槽を準備する工程
及び選ばれた緩衝液貯槽をマニホールドに接続するためにバルブ手段を操作する
工程を含み、よって同じ緩衝液貯槽が全てのインターフェース領域と接続され、
同じ処理工程が複数のインターフェース領域で同時に行われる。
Next, the method comprises providing all interface means in a common manifold; an inlet for connection to a buffer reservoir, allowing selective connection of the desired buffer reservoir to the manifold. Providing a channel network connecting the valve means and the inlet to the plurality of interface areas; a port in each interface area connected to a corresponding first separating means, a port connected to a corresponding second separating means; And a third step of providing a waste port, the method comprising providing a plurality of buffer reservoirs connected to the inlet of the manifold and connecting the selected buffer reservoir to the manifold. Operating the valve means to ensure that the same buffer reservoir is connected to all interface areas,
The same processing steps are performed simultaneously in a plurality of interface areas.

【0032】 本方法は、細胞を捕らえるための複数の固定化サイトをもつ平表面を準備す
る工程、入口端を有する複数の毛管をもつ第1の分離手段を準備する工程、及び
複数の入口端を前記平表面上の固定化剤の位置に対応するアレイの形態に配置す
る工程を含むこともでき、本方法は前記平表面上に生物学的試料を与える工程を
さらに含み、よって少なくとも1つの細胞が固定化剤サイトのそれぞれで捕らえ
られ、第1の分離手段の複数の毛管の入口端を固定化剤サイトに位置合わせし、
複数の毛管のそれぞれにおいて第1の分離を実施するために、第1の分離手段の
毛管に細胞を吸い込む。
The method includes providing a flat surface having a plurality of immobilization sites for capturing cells, providing a first separation means having a plurality of capillaries having an inlet end, and a plurality of inlet ends. May be arranged in the form of an array corresponding to the location of the immobilizing agent on the flat surface, the method further comprising the step of providing a biological sample on the flat surface, thus providing at least one Cells are captured at each of the immobilizer sites, aligning the plurality of capillary inlet ends of the first separation means with the immobilizer sites;
To perform the first separation in each of the plurality of capillaries, cells are drawn into the capillaries of the first separation means.

【0033】 最後に、本発明の別の態様は試料に対して成分の分離及び検出に用いるため
のマニホールドを提供し、マニホールドは、緩衝液貯槽と接続するための入口、
所望の緩衝液貯槽との選択的接続を可能にするバルブ手段、及び入口を複数のイ
ンターフェース領域に接続するチャネルネットワークを含み、それぞれのインタ
ーフェース領域は第1の分離手段への接続のためのポート、第2の分離手段への
接続のためのポート及び、第3の、廃液ポートを含む。
Finally, another aspect of the invention provides a manifold for use in separating and detecting components on a sample, the manifold comprising an inlet for connecting to a buffer reservoir,
A valve means for allowing selective connection with a desired buffer reservoir, and a channel network connecting the inlet to a plurality of interface areas, each interface area having a port for connection to a first separation means; A port for connection to a second separation means and a third, waste port.

【0034】好ましい実施形態の説明 本発明は、本発明の好ましい実施形態を示す図面を参照することにより、一層
よく理解されるであろう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be better understood with reference to the drawings, which show preferred embodiments of the present invention.

【0035】 本発明は、生物学的試料に含まれるタンパク質及びその他の成分の高分解能分
離及び高感度検出を達成するための装置及び方法を提供する。本発明のこの実施
形態にしたがえば、毛管電気泳動によるかあるいはクロマトグラフィ手段により
実施されることが好ましい、第1次元分離が提供される。本発明にしたがえば、
この第1の分離により試料は多くのフラクションに分けられ、それぞれのフラク
ションは1つ以上の成分を含むことができる。
The present invention provides devices and methods for achieving high resolution separation and sensitive detection of proteins and other components contained in a biological sample. According to this embodiment of the invention, there is provided a first dimensional separation, which is preferably performed by capillary electrophoresis or by chromatographic means. According to the present invention,
This first separation divides the sample into many fractions, each of which can contain one or more components.

【0036】 本発明ではさらに、それぞれのフラクションがインターフェースチャンバに向
けられることが規定されている。フラクションがインターフェースに導入される
と、流れは第1次元分離手段から遮断され、それぞれのフラクション内の1つま
たは複数の成分は蛍光標識試薬であることが好ましい誘導試薬と混合される。標
識されると、1つまたは複数の成分は次いで第2次元分離にかけられる。この第
2次元分離手段は第1次元分離手段からのフラクション内の成分をさらに分離す
る。好ましい実施形態にしたがえば、前記2つの分離手段は成分の相異なる特性
に基づいて成分を分離すべきである。古典的には、等電点電気泳動及びSDS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動がタンパク質を分離するために用いられる。等
電点電気泳動法はタンパク質をそれぞれの等電点の差に基づいて分離し、一方ゲ
ル電気泳動は大きさに基づいて成分を分離する。あるいは、SDS−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動、等速電気泳動、または自由溶液電気泳
動のような電気泳動法を、逆相クロマトグラフィ、順相クロマトグラフィ、また
はイオン交換クロマトグラフィのようなクロマトグラフィ分離法と組み合わせる
ことができる。一般に、第1次元分離のためには、電気泳動法が、毛管にかかる
電場を取り除くことにより流れを迅速かつ容易に停止させることができるので好
ましい。対照的に、クロマトグラフィシステムは除圧に長時間を要し、流れを停
止させることははるかに困難である。
The invention further provides that each fraction is directed to the interface chamber. As the fractions are introduced into the interface, the flow is cut off from the first dimension separation means and one or more components in each fraction are mixed with an inducing reagent, which is preferably a fluorescent labeling reagent. Once labeled, the one or more components are then subjected to a second dimension separation. The second dimension separation means further separates the components in the fraction from the first dimension separation means. According to a preferred embodiment, the two separating means should separate the components based on different properties of the components. Classically, isoelectric focusing and SDS-
Polyacrylamide gel electrophoresis is used to separate proteins. Isoelectric focusing separates proteins based on differences in their isoelectric points, while gel electrophoresis separates components based on size. Alternatively, an electrophoresis method such as SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, isoelectric focusing, isotachophoresis, or free solution electrophoresis may be replaced by chromatography such as reverse phase chromatography, normal phase chromatography, or ion exchange chromatography. It can be combined with the separation method. In general, for first dimension separation, electrophoresis is preferred because the flow can be quickly and easily stopped by removing the electric field across the capillary. In contrast, chromatography systems take a long time to decompress and it is much more difficult to stop the flow.

【0037】 成分は、カラムであることが好ましい第2次元分離手段の末端から移動または
溶出すると検出される。レーザ誘起蛍光分光が好ましいが、吸光度分光、化学発
光分光、電気化学分光または質量分析のようなその他の手法を用いることもでき
る。蛍光分光と質量分析が有用な組合わせであると考えられる。蛍光分光により
高い感度が得られ、質量分析により未知の成分の同定に役立つ付加情報が得られ
る。第1次元分離手段から移動または溶出する1つまたは複数の成分は、第2の
分離手段で分析される前に、検出のために誘導(好ましくは蛍光標識)される。
この手法は、第2次元分離手段が、1つまたは複数の標識された成分間を有意に
弁別しない場合に最も有用である。標識の程度を高精度で制御することは困難で
ある。代替手段として、第2次元分離カラムの後で検出の前に標識試薬を添加す
ることができる。カラム後反応は、第2次元分離手段で分離された成分のカラム
後反応チャンバでの再混合がおこり得るので、より多くの試薬が必要であるため
、ほとんど望ましくない。また、流れが遮断されないためカラム後反応器内での
反応時間が限られることも多く、この結果、反応が十分に進まず、つくられる蛍
光性生成物が少なく、感度が下がる。最後に、反応試薬が試料とともに検出器内
に存在し、バックグラウンド信号を高くする。第2次元分離カラムは上述の方法
により試薬と生成物を分離する。
Components are detected when they migrate or elute from the end of the second dimension separation means, which is preferably a column. Although laser-induced fluorescence spectroscopy is preferred, other techniques such as absorbance spectroscopy, chemiluminescence spectroscopy, electrochemical spectroscopy or mass spectroscopy can be used. Fluorescence spectroscopy and mass spectroscopy are considered to be a useful combination. Fluorescence spectroscopy provides high sensitivity, and mass spectrometry provides additional information useful for identifying unknown components. One or more components that migrate or elute from the first dimension separation means are induced (preferably fluorescently labeled) for detection before being analyzed by the second separation means.
This approach is most useful when the second dimension separation means does not significantly discriminate between one or more labeled components. It is difficult to control the degree of the sign with high precision. As an alternative, a labeling reagent can be added after the second dimension separation column and before detection. Post-column reactions are less desirable because more components are required and more reagents are needed because re-mixing of the components separated by the second dimension separation means may occur in the post-column reaction chamber. Also, the reaction time in the post-column reactor is often limited because the flow is not interrupted, which results in the reaction not proceeding sufficiently, less fluorescent product being produced and lower sensitivity. Finally, the reaction reagents are present in the detector with the sample, raising the background signal. The second dimension separation column separates a reagent and a product by the method described above.

【0038】 本発明のこの好ましい実施形態では、2つの分離手段として等電点電気泳動及
び分子ふるい電気泳動が用いられる。その他の手段を用いることもできるが、タ
ンパク質混合物の分析のための古典的なスラブ−ゲル様式である点で、生化学者
社会にはこの組合わせが最もなじみが深い。当業者には、その他の分離法を用い
得ることも容易に理解されるであろう。例えば、SDS−ゲル、自由ゾーン電気
泳動、等電点電気泳動、順相クロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィ、イオン
交換クロマトグラフィ、あるいは排除クロマトグラフィを、好ましくは電気泳動
法による第1次元と、いかなる組合わせにおいても併用することができる。
In this preferred embodiment of the present invention, isoelectric focusing and molecular sieving electrophoresis are used as two separation means. Other means can be used, but this combination is most familiar to the biochemist community in that it is a classic slab-gel format for the analysis of protein mixtures. One skilled in the art will readily appreciate that other separation methods may be used. For example, SDS-gel, free zone electrophoresis, isoelectric focusing, normal phase chromatography, reverse phase chromatography, ion exchange chromatography, or exclusion chromatography, preferably in any combination with the first dimension by electrophoresis. Can be used together.

【0039】単細胞分析 発明者等は、単細胞分析に過去3年間関わってきた。研究のほとんどをオリゴ
糖代謝酵素に集中してきた(J.Y.ツァオ(Zhao)等,“Glycobiology”誌,第4
巻(1994年),239〜242ページ;Y.ツァン等,“Anal. Biochem”誌,
第227号(1995年),368〜376ページ;X.C.リー(Lie)等,“J. Ch
roma- togr.”誌,第716号(1995年),215〜220ページ;N.W.C.
チャン(Chan)等,“Glycobiology”誌,第5巻(1995年),683〜688ペ
ージ;X.C.リー(Lie)等,J. Chromatogr.”誌,第781号(1997年),5
15〜522ページ;X.C.リー(Lie)等,“Glycobiology”誌,印刷中)。こ
れらの実験において、発明者等はただ1つの真核細胞を石英ガラス毛管に注入し
、続いて溶解させる有効な技術及び高感度レーザ誘起蛍光検出による細胞内容物
の電気泳動分析を開発してきた。
Single Cell Analysis The inventors have been involved in single cell analysis for the past three years. Most of the research has been concentrated on oligosaccharide metabolizing enzymes (JY Zhao et al., Glycobiology, 4
Vol. (1994), pp. 239-242; Y. Tsang et al., "Anal. Biochem",
227 (1995), pp. 368-376; XC Lie et al., "J. Ch.
roma-togr. ", No. 716 (1995), pp. 215-220; NWC.
Chan et al., "Glycobiology", Volume 5 (1995), pp. 683-688; XC Lie et al., J. Chromatogr., Magazine, No. 781 (1997), 5
15-522; XC Lie et al., "Glycobiology", in print). In these experiments, the inventors have developed an efficient technique for injecting a single eukaryotic cell into a fused silica capillary followed by lysis and electrophoretic analysis of cell contents by sensitive laser-induced fluorescence detection.

【0040】 発明者等は、一組のx−y−z水圧マイクロマニピュレータを装備したオリン
パス(Olympus)倒立顕微鏡を実験に用いた。透明な毛管ホルダーを組み立てて、
マニピュレータとインターフェースさせた。このホルダーにより、毛管を細胞の
上方に配置したままで透過顕微鏡による細胞の観察が可能となる。この毛管ホル
ダーには、毛管への細胞の簡単な注入が可能となり、電気泳動用緩衝液貯槽及び
、1つの分離作業と次の分離作業の間に水酸化ナトリウム溶液で毛管をフラッシ
ングするための、加圧チャンバを入れることができるという特徴がある。
The inventors used an Olympus inverted microscope equipped with a set of xyz hydraulic micromanipulators for the experiments. Assemble the transparent capillary holder,
Interfaced with manipulator. This holder allows observation of the cells with a transmission microscope while the capillaries are placed above the cells. This capillary holder allows for simple injection of cells into the capillary, a buffer reservoir for electrophoresis and a flushing of the capillary with sodium hydroxide solution between one separation operation and the next, The feature is that a pressurized chamber can be accommodated.

【0041】 一滴の細胞懸濁リン酸緩衝生理食塩水が顕微鏡スライド上におかれる。細胞は
倒立顕微鏡により位相コントラストモードで観察される。1つの細胞が分析のた
めに選択されると、選択された細胞の上に平先端をもつ毛管(直径20mm)を降
下させるためにマイクロマニピュレータが用いられる。コンピュータ制御された
真空パルスが毛管の遠端に与えられ、細胞及び少量の上澄み液が再現可能な態様
で毛管に吸い込まれる。細胞の蛍光性成分の移動時間に基づけば、細胞は注入に
より0.05mmの相対精度で約0.5mm毛管内に吸い込まれると推定される。
A drop of cell suspension phosphate buffered saline is placed on a microscope slide. Cells are viewed in inverted contrast microscope in phase contrast mode. Once one cell is selected for analysis, a micromanipulator is used to lower a capillary (20 mm diameter) with a flat tip over the selected cell. A computer controlled vacuum pulse is applied to the distal end of the capillary, and cells and a small amount of supernatant are drawn into the capillary in a reproducible manner. Based on the transit time of the fluorescent component of the cells, it is estimated that the cells are drawn into the capillary approximately 0.5 mm with a relative accuracy of 0.05 mm by injection.

【0042】 細胞が毛管に吸い込まれると、細胞は以降の分析のために内容物を放出するよ
うに溶解されなければならない。毛管先端が緩衝液で満たされた容器内に入れら
れ、次いで容器は超音波槽内におかれる。この方法は細胞を溶解する上で極めて
効率がよい。しかし、毛管及び容器の顕微鏡から超音波槽への移し換えは時間が
かかり、再現性はそれほどよくはない。毛管内で細胞及びその内容物の位置を変
えうる、移し換え中のサイフォンの形成を回避することは困難である。
Once the cells have been sucked into the capillary, the cells must be lysed to release their contents for subsequent analysis. The capillary tip is placed in a container filled with buffer, and the container is then placed in an ultrasonic bath. This method is extremely efficient in lysing cells. However, the transfer of capillaries and vessels from the microscope to the ultrasonic bath is time consuming and reproducibility is not very good. It is difficult to avoid the formation of a siphon during transfer, which can change the location of cells and their contents within the capillaries.

【0043】 ヒトのガン細胞はSDS緩衝液と接触させておくと30秒以内に溶解する。界
面活性剤の作用は迅速で再現可能である。SDSが10mM,リン酸が50mM
の緩衝液を分離に用いた。毛管は単細胞の注入前にこの緩衝液で満たされる。細
胞の注入後、温置中に界面活性剤は迅速に拡散して細胞と接触し、効率的な溶解
を生じさせる。
Human cancer cells lyse within 30 seconds when kept in contact with SDS buffer. The action of the surfactant is rapid and reproducible. SDS 10 mM, phosphoric acid 50 mM
Buffer was used for separation. Capillaries are filled with this buffer prior to injection of single cells. After injection of the cells, during incubation, the detergent rapidly diffuses into contact with the cells, resulting in efficient lysis.

【0044】 単細胞プロテオーム分析にはフローサイトメトリーに比べて欠点が1つある。
すなわち数千個の細胞の分析は困難であろう。他方で、それぞれの細胞から生成
される巨大な量のデータは適度なデータ収集速度で追従するには多すぎるであろ
う。生成される情報の価値を最適化するため、生検材料の顕微鏡検査が行われ、
引き続く第1の生成装置におけるプロテオーム分析のために選択されることにな
ろう。
[0044] Single cell proteome analysis has one disadvantage compared to flow cytometry.
That is, analysis of thousands of cells would be difficult. On the other hand, the huge amount of data generated from each cell would be too much to follow at a reasonable data collection rate. To optimize the value of the information generated, microscopy of the biopsy is performed,
It will be selected for subsequent proteome analysis in the first generator.

【0045】 微細針吸引生検材料を顕微鏡スライド上に塗り、倒立顕微鏡で検査した。顕微
鏡下で観察したときに細胞は凝集していることが多い。細胞は希釈懸濁液として
分散される。近くにある細胞の位置が選択プロセスによって乱されないように、
細胞が近接しすぎていないことが重要である。また、注入前に細胞が移動しない
ことを保証するために、セルロースが懸濁緩衝液に加えられることになろう。
The microneedle aspiration biopsy was spread on a microscope slide and examined with an inverted microscope. Cells are often aggregated when viewed under a microscope. Cells are dispersed as a dilute suspension. So that the location of nearby cells is not disturbed by the selection process
It is important that the cells are not too close. Also, cellulose will be added to the suspension buffer to ensure that cells do not migrate prior to injection.

【0046】 顕微鏡ステージにはステップモータ駆動マイクロメータが装備される。マイク
ロメータはジョイスティックで制御され、よって使用者は像視野を精密に漸進さ
せながらスキャンすることができる。分析されるべき細胞の位置を示すために足
踏みボタンが押し込まれるであろう。コンピュータがその細胞の位置を記録する
であろう。分析のために一組の細胞が選ばれると、注入/電気泳動プログラムが
起動されるであろう。このプログラムは、それぞれの細胞が次々に顕微鏡視野の
中央にくるようにマイクロメータを駆動するであろう。細胞は顕微鏡に取り付け
られたCCDカメラで写真撮影され、画像は、後にプロテオームデータとの比較
のために用いることができるように、デジタル化され、保存される。
The microscope stage is equipped with a step motor driven micrometer. The micrometer is controlled by a joystick, so that the user can scan while precisely stepping the image field. A foot button will be pressed to indicate the location of the cell to be analyzed. The computer will record the location of the cell. Once a set of cells has been selected for analysis, an injection / electrophoresis program will be invoked. This program will drive the micrometer so that each cell is in turn centered in the microscope field of view. The cells are photographed with a CCD camera attached to the microscope and the images are digitized and stored so that they can be used later for comparison with proteomic data.

【0047】 次いで、細胞は検査前にDNA染色処理され、細胞のDNA内容は染料からの
蛍光に基づいて評定されるであろう。生細胞に浸透し、染色前に細胞を固定する
必要がない、ヘッシュ(Hoesch)33342蛍光染料(モレキュラー・プローブ(Mo
- lecular Probe)社,米国オレゴン州ユージーン(Eugene))が好ましい。また、
この染料はUV(紫外線)だけに励起され、よって位相コントラスト照明での予備
検査中に漂白がおこることはない。顕微鏡視野の中心から直径10μmの領域に
おける蛍光を測定するための光電子増倍管が顕微鏡に装備されることになろう。
The cells will then be DNA stained prior to testing and the DNA content of the cells will be assessed based on the fluorescence from the dye. Hoesch 33342 fluorescent dye (Molecular Probes (Mouse Probe), which penetrates live cells and does not require fixing cells prior to staining.
-Lecular Probe), Eugene, Oregon, USA. Also,
This dye is excited only by UV (ultraviolet light), so that no bleaching occurs during preliminary inspection with phase contrast illumination. The microscope would be equipped with a photomultiplier tube for measuring fluorescence in a region of 10 μm diameter from the center of the microscope field of view.

【0048】 マイクロメータの位置は、細胞からの蛍光が最大になり、細胞が精確に視野の
中心にあることを保証するように、自動的に調節される。発明者等の顕微鏡にお
いて、DNA染色は1分間照明すると光漂白される。発明者等は、蛍光信号を最
大にしてピーク強度を捕らえるように細胞の位置を調節するのに10秒かかるで
あろうと予想している。DNA蛍光は細胞の倍数性を決定するために用いられる
であろう。適切になされれば、特定の倍数性をもつ細胞だけが次の電気泳動毛管
への注入のために採られるであろう。
The position of the micrometer is automatically adjusted to ensure that the fluorescence from the cells is maximized and that the cells are precisely centered in the field of view. In our microscope, the DNA stain is photobleached when illuminated for 1 minute. We anticipate that it will take 10 seconds to adjust the position of the cells to maximize the fluorescent signal and capture the peak intensity. DNA fluorescence will be used to determine cell ploidy. If done properly, only cells with a particular ploidy will be taken for subsequent injection into the electrophoretic capillary.

【0049】 指定された基準を満たす細胞のそれぞれが分離毛管に注入される。注入のため
に平先端毛管及びエッチング先端毛管の両者を調査検討した。毛管の位置は、注
目する細胞の位置に対応するはずの、顕微鏡視野の中心の上に精確に定められる
であろう。毛管は顕微鏡スライドに向けて降下させられて細胞を取り囲むであろ
う。毛管の遠端にあるソレノイドが1秒間開かれて、毛管先端を所内用真空で引
き、細胞を毛管に吸い込む。(以下で詳細に説明する)多重毛管に関しては、細
胞注入が確実に成功するように、この時点でその他の毛管及び貯槽の全てにおい
て流れが遮断されることは当然である。
[0049] Each of the cells that meet the specified criteria is injected into a separate capillary. Both flat tip and etched tip capillaries were investigated for injection. The location of the capillary will be precisely located above the center of the microscope field, which should correspond to the location of the cell of interest. The capillaries will be lowered towards the microscope slide and will surround the cells. The solenoid at the far end of the capillary is opened for one second, drawing the capillary tip with an in-house vacuum to draw cells into the capillary. With multiple capillaries (described in more detail below), it is natural that at this point all other capillaries and reservoirs will be shut off to ensure successful cell injection.

【0050】 次いで、個々の毛管あるいは毛管群は一組の緩衝液貯槽まで移動されるであろ
う。細胞が2D電気泳動にかけられる場合には、その1D電気泳動のための標識
を細胞質タンパク質に付けるためにFQで細胞が処理されていれば、第1の貯槽
には細胞を溶解するためのトゥイーン(TWEEN)−20溶液だけが含まれることに
なろう。SDSと異なり、非イオン性洗剤は続いて行われる等電点電気泳動を妨
げない。1D分離の前に、カラムにおいて細胞のタンパク質の全てを標識すべき
である場合には、第1の貯槽には溶解試薬及び誘導試薬の両者が含まれることに
なろう。1ナノリットルの上記試薬溶液が毛管に注入され、細胞溶解が30秒以
内に完了すると考えられる。次いで毛管先端は適切な作業緩衝液内に置かれるで
あろう。1D自由溶液電気泳動が実施される場合には、この緩衝液は塩基性SD
S−リン酸緩衝液となろう。毛管等電点電気泳動が2D分析の第1次元である場
合には、緩衝液として酸性アノード液が用いられることになろう。
The individual capillaries or capillaries will then be moved to a set of buffer reservoirs. If the cells are subjected to 2D electrophoresis, if the cells have been treated with FQ to label the cytoplasmic proteins with a label for 1D electrophoresis, the first reservoir will contain a tween ( TWEEN) -20 solution would be included. Unlike SDS, non-ionic detergents do not interfere with subsequent isoelectric focusing. If all of the cell's proteins were to be labeled on the column prior to 1D separation, the first reservoir would contain both lysis and induction reagents. One nanoliter of the reagent solution is injected into the capillary and cell lysis is expected to be completed within 30 seconds. The capillary tip will then be placed in a suitable working buffer. If 1D free solution electrophoresis is performed, this buffer should be basic SD
Will be S-phosphate buffer. If capillary isoelectric focusing is the first dimension of the 2D analysis, an acidic anolyte would be used as a buffer.

【0051】 分離が完了すると、次の細胞が顕微鏡視野に移動させられ、写真が撮影され、
蛍光が測定されて、細胞が電気泳動により分析されるであろう。この手順が、病
理学者により指定された細胞の全てに対して繰り返されるであろう。細胞懸濁緩
衝液の蒸発を防ぐために、細胞チャンバは定湿チャンバ内に入れておかれるであ
ろう。
When the separation is complete, the next cell is moved to the microscope field, a picture is taken,
The fluorescence will be measured and the cells will be analyzed by electrophoresis. This procedure will be repeated for all of the cells specified by the pathologist. The cell chamber will be kept in a constant humidity chamber to prevent evaporation of the cell suspension buffer.

【0052】単毛管実施形態 図1を参照すると、第1次元分離カラム12及び第2次元分離カラム14を備
える装置10が示されている。既知の態様において、2つの分離カラム12,1
4は内径が10〜75μmの毛管である。
Single Capillary Embodiment Referring to FIG. 1, there is shown an apparatus 10 having a first dimension separation column 12 and a second dimension separation column 14. In a known embodiment, two separation columns 12, 1
Reference numeral 4 denotes a capillary having an inner diameter of 10 to 75 μm.

【0053】 上述したように、第1次元分離12には等電点電気泳動が用いられる。この目
的のため、カラム12は両性電解質の混合液で満たされている。第1の高電圧電
源16が、18で示されるようにカラム12の一端に、また20で示されるよう
にインターフェース20に、接続されている。インターフェース22は以下でさ
らに詳細に説明され、図に示されるようにカラム12,14のいずれにも接続さ
れている。
As described above, isoelectric focusing is used for the first dimensional separation 12. For this purpose, the column 12 is filled with a mixture of ampholytes. A first high voltage power supply 16 is connected to one end of the column 12 as shown at 18 and to the interface 20 as shown at 20. Interface 22 is described in further detail below, and is connected to both columns 12 and 14 as shown.

【0054】 第2の高電圧電源24が、26で示されるようにインターフェース22に、ま
た28で示されるように第2次元カラム14のインターフェース22側とは反対
の端に接続されている。
A second high voltage power supply 24 is connected to the interface 22 as shown at 26 and to the end of the second dimension column 14 opposite the interface 22 side as shown at 28.

【0055】 インターフェース22は図2に詳細に示され、高品質プラスチックのような不
活性で非電気伝導性の材料からつくられる。4個の孔30がプラスチックに機械
加工され、内腔32で接続されて、交差構造を形成する。図式的に示されている
ように、孔にはフェルールシステムあるいは毛管を所定の位置に封止する何か別
の手段が施されていることが好ましい。孔30及び内腔32は小寸であるべきで
あり、孔30の直径は1mmより小さく、内腔32の直径は0.2mmより小さ
いことが好ましい。毛管カラム12,14は、図2に図式的に示されるように、
高電圧電源16,24に接続される。高電圧電源の接続20,26は、本図では
、図1にも示される、ドレインすなわち緩衝溶液の廃液配管34に接続されて示
されている。
The interface 22 is shown in detail in FIG. 2 and is made of an inert, non-conductive material, such as a high quality plastic. Four holes 30 are machined into the plastic and connected by a lumen 32 to form an intersecting structure. As shown diagrammatically, the holes are preferably provided with a ferrule system or some other means of sealing the capillaries in place. Hole 30 and lumen 32 should be small, with hole 30 having a diameter less than 1 mm and lumen 32 preferably having a diameter less than 0.2 mm. Capillary columns 12 and 14, as shown schematically in FIG.
Connected to high voltage power supplies 16 and 24. The connections 20, 26 for the high voltage power supply are shown here connected to the drain or buffer solution waste line 34, also shown in FIG.

【0056】 緩衝液入口36は、4位置切換可能な空気圧制御切換バルブ38に接続されて
いる。4つの位置の内3つの位置により3つの緩衝液貯槽40,42及び44の
内の1つへの接続が得られる。第4の位置は、バルブ38を遮断流ポート46に
接続する。
The buffer solution inlet 36 is connected to an air pressure control switching valve 38 capable of switching between four positions. Three of the four locations provide a connection to one of the three buffer reservoirs 40, 42 and 44. The fourth position connects valve 38 to cutoff port 46.

【0057】 緩衝液貯槽40,42及び44は、貯槽からの流れが重力によりインターフェ
ース22を通過できるように、エアバルブ38の上方に配置される。バルブ38
は、電気泳動工程中に印加される電圧による電気ショックの危険を避けるために
空気圧で切り換えられる。同様に、緩衝液貯槽40,42及び44は、電気泳動
工程中の偶発的接触を避けるためにインターロックを備えたチャンバ内に安全に
収容しておかれるべきである。
The buffer reservoirs 40, 42 and 44 are located above the air valve 38 so that the flow from the reservoirs can pass by gravity through the interface 22. Valve 38
Are switched pneumatically to avoid the danger of electric shock due to the voltage applied during the electrophoresis step. Similarly, buffer reservoirs 40, 42 and 44 should be safely housed in interlocked chambers to avoid accidental contact during the electrophoresis process.

【0058】 装置10において、試料は、毛管12の一端と接触している溶液内に試料を置
いて短い電場パルスを印加することにより、注入される。あるいは、毛管12の
一部を試料で満たすために圧力を用いることもできる。試料が与えられると、試
料は作業緩衝液(図示せず)に移され、電源16により第1次元分離カラム12に
かけて電場が印加される。これにより分離が行われる。当業者には既知の等電点
電気泳動法にしたがえば、毛管12は弱酸及び弱塩基官能基のいずれをももつ化
合物の複混合液である両性電解質混合液で満たされる。両性電解質は試料と混合
することができ、得られた混合液が毛管12を満たすために用いられる。あるい
は、両性電解質混合液を毛管の大部分を満たすために用いることができ、後に試
料を注入することができる。
In the apparatus 10, the sample is injected by placing the sample in a solution in contact with one end of the capillary 12 and applying a short electric field pulse. Alternatively, pressure can be used to fill a portion of the capillary 12 with the sample. When the sample is provided, the sample is transferred to a working buffer (not shown), and an electric field is applied to the first dimension separation column 12 by the power supply 16. Thereby, separation is performed. According to isoelectric focusing techniques known to those skilled in the art, the capillary 12 is filled with an amphoteric electrolyte mixture, which is a multiple mixture of compounds having both weak acid and weak base functional groups. The ampholyte can be mixed with the sample, and the resulting mixture is used to fill the capillary 12. Alternatively, an amphoteric electrolyte mixture can be used to fill most of the capillaries and the sample can be injected later.

【0059】 毛管12が試料及び両性電解質で満たされると、毛管の試料側端は、作業緩衝
液としての水酸化ナトリウム(またはその他の適当な塩基)溶液に移され、インタ
ーフェース22が、貯槽40,42及び44の内の適当な1つからのリン酸(ま
たはその他の適当な酸)溶液で満たされる。高電圧電源16の陽極が酸側端に接
続され、陰極が塩基側端に接続される。毛管12内にpH勾配を形成させるに十
分な大きさの電圧が印加される。1つまたは複数の試料に含まれるタンパク質は
、毛管上でpHがタンパク質の等電点に等しい位置に移動する。等電点濃縮の完
了は毛管を通る電流の降下と相関する。電流が初期値の10%以下に達すると電
源16が切られる。
When the capillary 12 is filled with the sample and the ampholyte, the sample end of the capillary is transferred to a sodium hydroxide (or other suitable base) solution as a working buffer, and the interface 22 is connected to the reservoir 40, Fill with a phosphoric acid (or other suitable acid) solution from a suitable one of 42 and 44. The anode of the high voltage power supply 16 is connected to the acid end, and the cathode is connected to the base end. A voltage large enough to form a pH gradient in the capillary 12 is applied. The protein contained in one or more samples moves to a position on the capillary where the pH is equal to the isoelectric point of the protein. Completion of isoelectric focusing correlates with a drop in current through the capillary. When the current reaches 10% or less of the initial value, the power supply 16 is turned off.

【0060】 等電点電気泳動工程中は、インターフェース22は貯槽40(図2)からの酸溶
液で満たされている。電解生成物の蓄積を最小限に抑えるため、等電点電気泳動
工程中は、酸溶液を低流量(10ミリリットル/時間未満)で連続的に流すことが
できる。電場は等電点電気泳動毛管12にかけて印加される。
During the isoelectric focusing step, interface 22 is filled with an acid solution from reservoir 40 (FIG. 2). The acid solution can be run continuously at a low flow rate (less than 10 milliliters / hour) during the isoelectric focusing process to minimize the accumulation of electrolytic products. An electric field is applied across the isoelectric focusing capillary tube 12.

【0061】インターフェースへのフラクション流動化 分離されたフラクションは続いて、第1次元分離毛管からインターフェースに
流動させられる。等電点濃縮タンパク質を流動させる方法をここでいくつか説明
するが、当業者には、そのような方法が説明される方法には全く限定されないこ
とが容易に明らかであろう。その他の有効な流動化法も本発明の範囲内にある。
Fractionation Fluid to Interface The separated fraction is subsequently flowed from the first dimension separation capillary to the interface. Although several methods of flowing isoelectrically concentrated proteins are described herein, it will be readily apparent to those skilled in the art that such methods are in no way limited to the methods described. Other effective fluidization methods are within the scope of the present invention.

【0062】 第1に、好ましい実施形態にしたがえば、第1次元分離毛管12の内面が、電
気浸透を低減し、毛管内面へのタンパク質の吸着を低減するために中性材料でコ
ーティングされる。この場合、いくつかの手段によりタンパク質を第1次元分離
毛管から流動させることができる。例えば、低圧力を第1次元分離毛管の試料側
端に印加することができる。基本的手法では、第1次元分離毛管の試料側端をイ
ンターフェース22の水準より数cm上にもち上げて、重力により、第1次元分
離毛管からインターフェース22への試料の流れを生じさせるサイフォンをつく
ることができる。第1次元分離毛管12の内容物の内の適切なフラクションがイ
ンターフェース12に流れ込んだ後で、流れを停止させるために第1次元分離毛
管の試料側端を降ろすことができる。この工程の間、タンパク質を明瞭な帯内に
濃縮されたままでおくために電場を印加することが望ましい。アリコートがイン
ターフェース22に運ばれてしまえば、電場を取り除くことができる。
First, according to a preferred embodiment, the inner surface of the first dimension separation capillary 12 is coated with a neutral material to reduce electroosmosis and reduce adsorption of proteins to the inner surface of the capillary. . In this case, the protein can be caused to flow from the first dimension separation capillary by several means. For example, a low pressure can be applied to the sample side end of the first dimension separation capillary. The basic approach is to raise the sample side end of the first dimension separation capillary several cm above the level of interface 22 and create a siphon that causes the flow of sample from the first dimension separation capillary to interface 22 by gravity. be able to. After the appropriate fraction of the contents of the first dimension separation capillary 12 flows into the interface 12, the sample end of the first dimension separation capillary can be lowered to stop the flow. During this step, it is desirable to apply an electric field to keep the protein concentrated in a distinct band. Once the aliquot has been delivered to the interface 22, the electric field can be removed.

【0063】 別の実施形態にしたがえば、第1次元分離毛管内容物の内のあるフラクション
をインターフェースに追いやるために化学的手段を用いることができる。本実施
形態にしたがえば、第1次元分離毛管12のインターフェース側端における酸含
有溶液が、例えば希釈水酸化ナトリウム溶液でつくられる、適当な塩基性緩衝液
で置き換えられる。溶液のpHの変化により、第1次元分離毛管にかけて電場が
印加されると、毛管内容物のインターフェースに向けての移動が生じる。
According to another embodiment, chemical means can be used to drive certain fractions of the first dimension separated capillary contents to the interface. According to this embodiment, the acid-containing solution at the interface end of the first dimension separation capillary 12 is replaced with a suitable basic buffer, for example, made with dilute sodium hydroxide solution. A change in the pH of the solution causes a migration of the capillary contents towards the interface when an electric field is applied across the first dimension separation capillary.

【0064】 また別の実施形態にしたがえば、第1次元分離毛管12の内面に中性コーティ
ング処理が施されていない場合には、等電点濃縮工程中に、電気浸透により分析
物が毛管から追い出される。本実施形態にしたがえば、インターフェースのpH
を確実に塩基性にするため、極性が図1とは逆にされる。
According to another embodiment, if the inner surface of the first dimensional separation capillary 12 has not been subjected to a neutral coating treatment, the analyte may be electro-osmotically condensed during the isoelectric focusing step. Be kicked out of According to this embodiment, the pH of the interface
The polarity is reversed from that of FIG. 1 to ensure that is basic.

【0065】 等電点電気泳動が完了すると、等電点電気泳動毛管からフラクションを流動さ
せ、標識する必要がある。塩基性緩衝液が蛍光誘導試薬と混合されて(ほとんど
の誘導試薬には塩基性緩衝液が必要である)緩衝液貯槽42に入れられる。イン
ターフェースを塩基性緩衝液/標識試薬でフラッシングするべきであり、次いで
貯槽40,42,44からの流れを遮断すべきである。フラクションが等電点電
気泳動毛管から流動している工程中は流れが全くないことが望ましい。等電点電
気泳動毛管にかけて電場が短時間印加され(500〜5000V,1〜10秒間
)、これにより、フラクションは等電点電気泳動毛管からインターフェースに追
い出されて、誘導試薬と混合される。フラクションがインターフェースに導入さ
れると、電場は消される。
When the isoelectric focusing is completed, it is necessary to flow the fraction from the isoelectric focusing capillary and label it. A basic buffer is mixed with the fluorescence inducing reagent (and most of the inducing reagents require a basic buffer) and placed in a buffer reservoir 42. The interface should be flushed with a basic buffer / labeling reagent, and then the flow from reservoirs 40, 42, 44 should be shut off. It is desirable that there be no flow during the process where the fraction is flowing from the isoelectric focusing capillary. An electric field is briefly applied across the isoelectric focusing capillary (500-5000 V, 1-10 seconds), which drives the fraction out of the isoelectric focusing capillary to the interface and mixes with the inducing reagent. When the fraction is introduced into the interface, the electric field is turned off.

【0066】 用いられる方法に関わらず、第1次元分離カラムのあらかじめ定められた部分
がインターフェース22に移動すると、高電圧電源16からの電場を取り除くこ
とにより流れが終結するであろう。インターフェース22に移送されたアリコー
トすなわちフラクションのそれぞれの体積は、毛管の容積の約0.1%から約5
%の間になるであろう。体積が大きくなるほど第1次元分離カラムから移動する
成分の混合がおこり、一方体積が小さくなるほど多くの試料の分析が行えるが対
応して総分析時間は長くなる。
Regardless of the method used, when a predetermined portion of the first dimension separation column moves to the interface 22, the flow will be terminated by removing the electric field from the high voltage power supply 16. Each volume of the aliquot or fraction transferred to the interface 22 can be from about 0.1% to about 5% of the volume of the capillary.
%. The larger the volume, the more components that migrate from the first dimension separation column will mix, while the smaller the volume, the more samples can be analyzed, but the corresponding total analysis time will be longer.

【0067】フラクションの標識 第1次元分離毛管のフラクションがインターフェースに導入されると、適切な
誘導試薬のプラグがインターフェースに導入される。適切な誘導試薬とは、その
試薬が第1次元分離毛管で分離された物質と反応することを意味する。タンパク
質の分析に対して、試薬は、3−(2−フロイル)キノリン−2−カルボキシアル
デヒド(FQ)、フルオレセインスルホニルクロリド、オルト−フタルジアルデヒ
ド等とすることができる。あるいは、化合物が蛍光性であれば、誘導は必要ない
であろう。通常は、インターフェースの温度を制御すると便宜がよい。反応を促
進するためにインターフェースを加熱すべきであることが多い。当業者には、そ
の他の誘導剤も知られているであろう。
Labeling of Fractions Once the fraction of the first dimensional separation capillary has been introduced into the interface, a plug of a suitable inducing reagent is introduced into the interface. A suitable inducing reagent means that the reagent reacts with the material separated in the first dimension separation capillary. For protein analysis, the reagent can be 3- (2-furoyl) quinoline-2-carboxaldehyde (FQ), fluorescein sulfonyl chloride, ortho-phthaldialdehyde, and the like. Alternatively, if the compound is fluorescent, induction would not be necessary. Usually, it is convenient to control the temperature of the interface. Often the interface should be heated to facilitate the reaction. Other inducing agents will be known to those skilled in the art.

【0068】 蛍光誘導反応速度を高めるために、インターフェースの温度を50℃まで上げ
ることができる。インターフェース全体か、あるいは2つの孔の交点に対応する
部分だけを加熱することができる。
The interface temperature can be increased to 50 ° C. to increase the rate of the fluorescence induction reaction. The entire interface or only the part corresponding to the intersection of the two holes can be heated.

【0069】 蛍光誘導反応が完了すると、標識された試料はSDS−ゲル毛管14に注入さ
れなければならない。電場が電極すなわち接続28によりSDS−ゲル毛管の検
出側端に印加される。第2の電極すなわち接続26がインターフェース22の廃
液出口34に接続している。注入中に堆積がおこる。等電点電気泳動毛管12か
らの標識されたフラクションの、全てではないとしてもほとんどが幅の狭いプラ
グとしてSDS−ゲル毛管14に注入される。
When the fluorescence induction reaction is completed, the labeled sample has to be injected into the SDS-gel capillary 14. An electric field is applied to the detection end of the SDS-gel capillary via an electrode or connection 28. A second electrode or connection 26 connects to the waste outlet 34 of the interface 22. Deposition occurs during implantation. Most, if not all, of the labeled fraction from isoelectric focusing capillary 12 is injected into SDS-gel capillary 14 as a narrow plug.

【0070】 誘導反応が完了すると、インターフェースの内容物は、注入またはその他の適
当な手段により第2次元分離毛管に与えられなければならない。
Upon completion of the induction reaction, the contents of the interface must be provided to the second dimension separation capillary by injection or other suitable means.

【0071】第2次元分離 試料が第2次元分離毛管14に与えられると、インターフェース22は、第2
次元分離に用いられる適当な分離緩衝液でフラッシングされることが好ましい。
好ましい実施形態にしたがえば、この緩衝液は、緩衝液貯槽40,42及び44
の内の適当な1つからやはり供給される、5mMのSDS(pH8)を含ませた、
5mMのHEPES(4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスル
ホン酸)である。
When the second-dimensional separation sample is provided to the second-dimensional separation capillary 14, the interface 22
It is preferred to flush with a suitable separation buffer used for dimensional separation.
According to a preferred embodiment, this buffer is provided in buffer reservoirs 40, 42 and 44.
Containing 5 mM SDS (pH 8), also supplied from a suitable one of
5 mM HEPES (4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid).

【0072】 第2次元分離は、分子ふるい電気泳動により行われる。本実施形態にしたがえ
ば、毛管14は不活性高分子材で満たされる。当業者には、何が適当な高分子材
であるか及び適当な高分子材にはポリアクリルアミド、デキストラン等のような
高分子材が含まれることは当然であろう。デキストランは、粘度が比較的低く、
必要に応じてカラムを再新生するために容易に第2次元分離毛管にポンプで送り
込みまた毛管からポンプで抜き取ることができるので好ましい。分子ふるい電気
泳動は、硫酸ドデシルナトリウム(SDS)等のような荷電界面活性剤の存在の下
に行われる。そのような界面活性剤は、タンパク質1gに対しておおよそSDS
1.4gの割合でタンパク質に結合する。この界面活性剤はタンパク質の電荷を
浸し、タンパク質の長さに沿って一様な電荷をつくる。タンパク質が分子ふるい
高分子材充満毛管を通過するときに、タンパク質の移動時間は分子量の対数に比
例し、小さなタンパク質が先に移動して大きなタンパク質ほど移動が遅くなる。
The second dimension separation is performed by molecular sieve electrophoresis. According to this embodiment, the capillary 14 is filled with an inert polymer material. Those skilled in the art will appreciate what is a suitable polymeric material and that suitable polymeric materials include polymeric materials such as polyacrylamide, dextran, and the like. Dextran has a relatively low viscosity,
This is preferred because it can be easily pumped into and removed from the second dimensional separation capillary to renew the column if necessary. Molecular sieving electrophoresis is performed in the presence of a charged surfactant such as sodium dodecyl sulfate (SDS) or the like. Such surfactants are approximately SDS / g protein
It binds to proteins at a rate of 1.4 g. This detergent soaks the charge on the protein and creates a uniform charge along the length of the protein. When a protein passes through a capillary filled with molecular sieves, the translocation time of the protein is proportional to the logarithm of the molecular weight, with smaller proteins moving first and larger proteins moving more slowly.

【0073】 試料がSDS−ゲル毛管に注入されると、緩衝液貯槽44からのSDS−ゲル
緩衝液がインターフェースを通過する。この緩衝液は、SDS−ゲル電気泳動分
離の間、電解生成物の蓄積を最小限に抑えるために低流量(10ミリリットル/
時間未満)で流れるべきである。蛍光標識されたタンパク質を分離するために高
電圧がSDS−ゲル毛管にかけて印加される。
As the sample is injected into the SDS-gel capillary, SDS-gel buffer from buffer reservoir 44 passes through the interface. This buffer is used at low flow rates (10 ml / min) to minimize the accumulation of electrolytic products during SDS-gel electrophoresis separation.
Less than an hour). A high voltage is applied across the SDS-gel capillary to separate the fluorescently labeled proteins.

【0074】 分離は、高電圧電源24から第2次元分離毛管14に電圧を印加することによ
り達成される。この時には第1の毛管12にかかる電圧がないことが好ましい。
第2次元分離毛管14から移動するタンパク質、またはその他の成分は、好まし
い実施形態にしたがって高感度蛍光検出器(図示せず)により検出される。その他
の検出方法には、吸光度、電気化学的、放射化学的、または質量分析的手段が含
まれる。
Separation is achieved by applying a voltage from the high voltage power supply 24 to the second dimensional separation capillary 14. At this time, it is preferable that there is no voltage applied to the first capillary 12.
Proteins or other components migrating from the second dimension separation capillary 14 are detected by a sensitive fluorescence detector (not shown) according to a preferred embodiment. Other detection methods include absorbance, electrochemical, radiochemical, or mass spectrometric means.

【0075】 上記の好ましい実施形態において、検出は高感度レーザ誘起蛍光検出器により
達成されるであろう。この検出器は、シースフローキュベットから組み立てられ
る(S.ウー(Wu),N.J.ドヴィッチ(Dovichi),“Journal of Chromatography”
誌,第480号(1989年),141〜155ページ)。好ましくは、レーザ波
長は標識された分析物の励起波長に適合すべきであり、放射波長は標識された分
析物の発光特性に適合すべきである。
In the preferred embodiment described above, detection will be achieved by a sensitive laser-induced fluorescence detector. This detector is assembled from a sheath flow cuvette (S. Wu, NJ Dovich, "Journal of Chromatography").
Journal, No. 480 (1989), pp. 141-155). Preferably, the laser wavelength should match the excitation wavelength of the labeled analyte, and the emission wavelength should match the emission characteristics of the labeled analyte.

【0076】 SDS−ゲル分離の完了に際して、毛管14は新鮮な分子ふるい媒質でフラッ
シングされるべきである。エアバルブ38が遮断位置46に変えられ、新鮮な媒
質が検出器から毛管を通して押し流されるべきである。
At the completion of the SDS-gel separation, the capillary 14 should be flushed with fresh molecular sieve medium. The air valve 38 is changed to the shut off position 46 and fresh medium should be flushed from the detector through the capillary.

【0077】 新しいフラクションが等電点電気泳動毛管12からインターフェースに流動さ
せられ、標識され、SDS−ゲル電気泳動で分離される。等電点電気泳動毛管1
2の内容物の全てが分析されるまで、このプロセスが繰り返される。
A new fraction is flowed from the isoelectric focusing capillary 12 to the interface, labeled and separated by SDS-gel electrophoresis. Isoelectric focusing capillary tube 1
This process is repeated until all of the contents of 2 are analyzed.

【0078】コンピュータ再合成 本発明で得られるデータは一組のSDS−ゲル電気泳動図からなり、それぞれ
の電気泳動図は等電点電気泳動毛管の連続するフラクションによるものである。
好ましい実施形態にしたがえば、これらのデータは試料からのタンパク質の2次
元マップを生成するためのラスター像として表すことができる。
Computer Resynthesis The data obtained in the present invention consists of a set of SDS-gel electropherograms, each electropherogram from successive fractions of an isoelectric focusing capillary.
According to a preferred embodiment, these data can be represented as raster images to generate a two-dimensional map of proteins from the sample.

【0079】 上記のことが、試料注入が50で示され、検出器が52で示される、図3に示
されている。カラム12,14及びインターフェース22には同じ参照数字が付
されている。54に、2次元コンピュータ化再合成が図式的に示されている。
The above is illustrated in FIG. 3, where the sample injection is indicated at 50 and the detector is indicated at 52. Columns 12 and 14 and interface 22 have the same reference numerals. At 54, a two-dimensional computerized resynthesis is schematically illustrated.

【0080】 レーザ誘起蛍光検出器が用いられる。この、シースフローキュベットを基にし
た検出器により、優れた感度が得られる。発明者等は、励起のために488nm
の10mWアルゴンイオンレーザを用いる。このレーザは適度に頑丈で、優れた
ビーム品質が得られる。
A laser-induced fluorescence detector is used. This detector based on a sheath flow cuvette provides excellent sensitivity. We used 488 nm for excitation.
10mW argon ion laser is used. This laser is reasonably robust and provides excellent beam quality.

【0081】 装置には2色蛍光検出器が装備されることになろう。この検出器はダイクロイ
ックフィルタを用いて蛍光を2つのスペクトル帯に分割する。FQ標識タンパク
質からの630nmを中心とする30nm帯にある蛍光を分離するために、干渉
フィルタが用いられる。第2のスペクトルチャネルが、フルオレセイン標識タン
パク質からの525nmを中心とする25nm帯にある蛍光をモニターすること
になろう。フルオレセイン標識内標準タンパク質からの蛍光が、分析中及び分析
間の移動時間のドリフトを補正するために、2次元分離におけるマーカーとして
用いられるであろう。
The device will be equipped with a two-color fluorescence detector. This detector uses a dichroic filter to split the fluorescence into two spectral bands. An interference filter is used to separate fluorescence in the 30 nm band centered at 630 nm from the FQ-labeled protein. A second spectral channel will monitor fluorescence from the fluorescein labeled protein in the 25 nm band centered at 525 nm. Fluorescence from a fluorescein-labeled internal standard protein will be used as a marker in two-dimensional separations to correct for drift in transit time during and between analyses.

【0082】 インフォマティックス(情報科学)は有意義な成果をもたらすであろう。米国国
立衛生研究所から供給されるフリッカー(Flicker)は、2D電気泳動図を目で見
て比較するために開発されたパブリックドメインソフトウエアである。様々な試
料中の有意に異なる発現レベルをもつタンパク質の予備同定のために、発明者等
はフルオレセイン標識標準タンパク質の出現に基づいて移動パターンを補正する
ことになろう。発明者等は次いでデータをGIFフォーマットに変換し、フリッ
カーを用いてファイルを比較することになろう。
Informatics (informatics) will yield meaningful results. Flicker, supplied by the United States National Institutes of Health, is public domain software developed to visually compare and compare 2D electropherograms. For preliminary identification of proteins with significantly different expression levels in various samples, we will correct the migration pattern based on the appearance of fluorescein-labeled standard proteins. We will then convert the data to GIF format and compare the files using flicker.

【0083】 クエスト(QUEST)(P.J.モナード(Monardo),T.ブーテル(Boutell),J.ガ
レルス(Garrels),G.ラッター(Latter),“Computer Application in the Bios
cienc- es”誌,第10巻(1994年),137〜143ページ)及び(米国ペ
ンシルバニア州ピッツバーグ(Pittsburgh)のマヤ設計グループ(MAYA Design Gro
up)から配布される)ヴィセージ(Visage)システムも、2Dゲル分析のために開
発されたものである。しかし、試料間で異なる上記の成分の定量的同定のために
は、米国マサチューセッツ州ナティック(Natick)のザ・マスワーク社(The Mathwo
rk Inc.)により供給されるマットラブ(Matlab)が、発明者等自身の画像処理ソフ
トウエアを構築するために用いられる。標準タンパク質の移動に基づいて移動パ
ターンが補正された後、それぞれのタンパク質ピークの位置を突き止めて定量化
するために、ピーク検出アルゴリズムが用いられることになろう。
QUEST (PJ Monardo, T. Boutell, J. Garrels, G. Latter, “Computer Application in the Bios
ciences ", Vol. 10 (1994), pp. 137-143) and (MAYA Design Grove, Pittsburgh, PA, USA).
The Visage system (distributed from up) is also developed for 2D gel analysis. However, for quantitative identification of these components that differ between samples, the Mathwork, Natick, Mass., USA
rk Inc.) is used to build our own image processing software. After the migration pattern has been corrected based on the standard protein migration, a peak detection algorithm will be used to locate and quantify each protein peak.

【0084】 それぞれの成分の濃度がいくつかの試料から測定されて記録され、それぞれの
タンパク質の濃度の平均及び標準偏差が決定されるであろう。最後に、濃度が試
料間で有意に変動しているタンパク質を同定するために、簡単なスチューデント
のt−検定あるいはベーレンス−フィッシャーのt−検定が用いられることにな
ろう(ロビンソン(Robinson)等,“Electrophoresis”誌,第16巻(1995年
),1176〜1183ページ)。
The concentration of each component will be measured and recorded from several samples, and the mean and standard deviation of the concentration of each protein will be determined. Finally, a simple Student's t-test or Behrens-Fisher's t-test would be used to identify proteins whose concentrations vary significantly between samples (Robinson et al. "Electrophoresis", Vol. 16, 1995
), Pp. 1176-1183).

【0085】 2D毛管電気泳動システムが少量のタンパク質を分析するために用いられるで
あろう。フラクションの質量分光分析は困難であろう。フラクションを同定する
ために、大量の細胞抽出物に関する古典的な2D電気泳動が同時に実施される。
毛管システムに用いられる蛍光性タンパク質マーカーと同じマーカーが、試料に
添加されるであろう。これらの蛍光性タンパク質は、毛管2D及びスラブ2D電
気泳動データを直接に比較できるように、移動時間を正規化するために用いられ
るであろう。注目する成分がスラブ2Dゲルから単離され、質量分析法により分
析され、毛管データにおける成分の素性を確証するために、毛管システムに試料
とともに注入されるであろう。
A 2D capillary electrophoresis system will be used to analyze small amounts of proteins. Mass spectroscopy of the fraction would be difficult. To identify fractions, classical 2D electrophoresis on a large amount of cell extract is performed simultaneously.
The same markers as the fluorescent protein markers used in the capillary system will be added to the sample. These fluorescent proteins will be used to normalize the transit time so that capillary 2D and slab 2D electrophoresis data can be directly compared. The component of interest will be isolated from the slab 2D gel, analyzed by mass spectrometry, and injected with the sample into the capillary system to confirm the identity of the component in the capillary data.

【0086】多重毛管実施形態 図4を参照すると、本発明の装置の第2の実施形態が全体として参照数字60
で示されている。本実施形態は、第1の実施形態と同じく、貯槽40,42及び
44、エアバルブ38並びに遮断流ポート46を備えている。
Multiple Capillary Embodiment Referring to FIG. 4, a second embodiment of the device of the present invention is generally designated by the reference numeral 60.
Indicated by This embodiment includes storage tanks 40, 42, and 44, an air valve 38, and a shutoff port 46, as in the first embodiment.

【0087】 第2の実施形態60においては、図1及び2の単毛管対動作に対するインター
フェース22を置き換える、マニホールド62が備えられている。インターフェ
ース22と同様に、マニホールド62はプラスチック、ガラス、シリコーンまた
はその他の適切な材料で形成することができる。64で示される、試薬を分配す
るための一組のチャネルをつくるためには、マニホールド62の形成にフォトリ
ソグラフィ法を用いるのが適切である。チャネル64の幅及び深さはいずれも、
10〜200μmとすることができる。
In the second embodiment 60, a manifold 62 is provided that replaces the interface 22 for single capillary pair operation of FIGS. Like interface 22, manifold 62 can be formed of plastic, glass, silicone, or other suitable material. In order to create a set of channels for dispensing reagents, indicated at 64, it is appropriate to use photolithography to form the manifold 62. The width and depth of the channel 64 are both
It can be 10 to 200 μm.

【0088】 マニホールド62には複数のインターフェース領域66が与えられ、それぞれ
のインターフェース領域66は第1及び第2のカラム並びに廃液配管への接続の
ための3つの接続ポートを有する。
The manifold 62 is provided with a plurality of interface areas 66, each interface area 66 having three connection ports for connection to the first and second columns and the waste tubing.

【0089】 図4の右側に、インターフェース領域が1つだけ拡大されて示されている。上
部に、この領域66は貯槽40,42及び44の内の1つから緩衝液または試薬
ための入口68を備える。接続ポート72が第1の毛管カラム12への接続のた
めに設けられ、第2の接続ポート74が第2のカラム14への接続のために設け
られる。中央のポート76が廃液出口への接続のために設けられる。
The interface area is shown enlarged on the right side of FIG. At the top, this area 66 is provided with an inlet 68 for buffers or reagents from one of the reservoirs 40, 42 and 44. A connection port 72 is provided for connection to the first capillary column 12 and a second connection port 74 is provided for connection to the second column 14. A central port 76 is provided for connection to a waste outlet.

【0090】 すなわち、それぞれのインターフェース領域66は、第1の実施形態における
インターフェース22と同じ機能を果たすことができる。しかし、この場合は、
毛管アレイからの信号を分析するために多重毛管検出器を用いることができる。
96もの、あるいは96の何倍かの毛管系(すなわち毛管12,14の対)を並
列に作動させることができる。
That is, each interface area 66 can fulfill the same function as the interface 22 in the first embodiment. But in this case,
Multiple capillary detectors can be used to analyze the signal from the capillary array.
As many as 96, or as many as 96, capillary systems (ie, pairs of capillaries 12, 14) can be operated in parallel.

【0091】インターフェース 多重毛管システムの動作は、特定のシステムに依存する違いを除いて、第1の
実施形態の詳細な説明に述べられた単毛管型式の動作と類似している。簡潔に言
えば、分析物が等電点電気泳動毛管に導入され、酸性緩衝液がインターフェース
領域に導入され、電場が毛管にかけて印加される。成分がそれぞれの等電点に濃
縮されると、電場が消される。
The operation of the interface multicapillary system is similar to that of the single-capillary type described in the detailed description of the first embodiment, except for differences depending on the particular system. Briefly, an analyte is introduced into the isoelectric focusing capillary, an acidic buffer is introduced into the interface area, and an electric field is applied across the capillary. As the components are concentrated to their respective isoelectric points, the electric field is extinguished.

【0092】 標識試薬と混合された塩基性緩衝液でインターフェース領域を満たすことによ
り、等電点電気泳動毛管の内容物のフラクションが流動化される。フラクション
をインターフェースに流動させるために、等電点電気泳動毛管にかけて電場が短
時間印加される。
Filling the interface area with a basic buffer mixed with a labeling reagent fluidizes the fraction of the contents of the isoelectric focusing capillary. An electric field is briefly applied across the isoelectric focusing capillary to flow the fraction to the interface.

【0093】 インターフェースの温度は、蛍光標識反応速度を高めるに十分なレベルまで上
げることができる。反応が完了すると、SDS−ゲル毛管にかかる電場をつくる
ことにより、標識された分子がSDS−ゲル毛管に与えられる。
The temperature of the interface can be raised to a level sufficient to increase the rate of the fluorescent labeling reaction. Upon completion of the reaction, labeled molecules are provided to the SDS-gel capillary by creating an electric field across the SDS-gel capillary.

【0094】 試料がSDS−ゲル毛管に与えられると、インターフェースチャンバは適当な
緩衝液でフラッシングされる。標識されたフラクション内に含まれる成分を分離
するために、SDS−ゲル毛管にかけて電場が印加される。
Once the sample has been applied to the SDS-gel capillary, the interface chamber is flushed with a suitable buffer. An electric field is applied across the SDS-gel capillary to separate the components contained in the labeled fraction.

【0095】 本発明の多重毛管型式の好ましい実施形態の第2の態様は、多重毛管蛍光検出
器である。本発明のこの実施形態にしたがえば、この検出器は米国特許第5,4
39,578号、第5,584,982号、第5,741,412号または、好
ましくは第5,567,294号に説明されるものと同様の検出器とすることが
でき、これらの特許の内容は本明細書に参照として含まれる。
A second aspect of the preferred embodiment of the multiple capillary version of the present invention is a multiple capillary fluorescence detector. According to this embodiment of the present invention, the detector is disclosed in US Pat.
These detectors can be detectors similar to those described in US Pat. Nos. 39,578, 5,584,982, 5,741,412 or, preferably, 5,567,294. Is incorporated herein by reference.

【0096】 多重毛管の動作に対しては、抗体のアレイが顕微鏡スライド上に準備される。
固定化技術は古典的な微細フォトリソグラフィに基づくことになろう。清浄な顕
微鏡スライドが薄いフォトレジスト層でコーティングされる。このレジストが、
中心間隔1mmの8×12のアレイになっている直径5μmの96個のスポット
を有するマスクを通してUV光で照射される。不透明なスポットがフォトレジス
トに影を投じ、影になった領域において光重合を妨げる。光が照射されたレジス
トは重合し、未重合のレジストが96個のスポットから洗い流されることになろ
う。次いでスライドは、ガラス表面に共有結合するアミノプロピル−シラン試薬
で処理される。フォトレジストが有機溶媒で除去され、直径5μmのアミノ−プ
ロピル基パッドの8×12アレイが残る。古典的なジイソチオシアン酸塩化学の
使用によりアミノ基に抗体を結合させることになろう。他の、おそらくはより有
効な試薬選択がなされ得ることに注意すべきである。例えば、金のパッドを形成
し、チオール含有試薬で抗体を固定化することができる。
For multi-capillary operation, an array of antibodies is prepared on a microscope slide.
The immobilization technique will be based on classical microphotolithography. A clean microscope slide is coated with a thin layer of photoresist. This resist
It is irradiated with UV light through a mask having 96 spots of 5 μm diameter in an 8 × 12 array with a center spacing of 1 mm. Opaque spots cast shadows on the photoresist and prevent photopolymerization in the shadowed areas. The light-irradiated resist will polymerize and unpolymerized resist will be washed away from the 96 spots. The slide is then treated with an aminopropyl-silane reagent that is covalently attached to the glass surface. The photoresist is removed with an organic solvent, leaving an 8 × 12 array of 5 μm diameter amino-propyl based pads. The use of classical diisothiocyanate chemistry will attach the antibody to the amino group. It should be noted that other and possibly more effective reagent selections can be made. For example, a gold pad can be formed and the antibody immobilized with a thiol-containing reagent.

【0097】 96個の細胞を捕らえるために、細胞懸濁液が上記処理されたスライド面にフ
ラッシングされる。直径5μmのパッドは、それぞれのパッドに捕らえられるで
あろう真核細胞を確実に1個だけとするに十分に小さい。細胞が捕らえられてし
まえば、その位置における2個目の細胞の吸着はブロックされるであろう。
The cell suspension is flushed onto the treated slide surface to capture 96 cells. The 5 μm diameter pads are small enough to ensure that only one eukaryotic cell will be trapped in each pad. Once the cells have been captured, the adsorption of the second cell at that location will be blocked.

【0098】 特定の細胞を単離して濃縮する表面マーカーを選択するために多くの様々な抗
体を用いることができる。この方法は、ヒトの血液型Aに対する抗体を固定化す
るために用いることができる。この抗体は、細胞表面に抗原を発現するHT29
細胞を捕らえるであろう。レクチン及びアプタマー(aptamer)のような、その他
の捕獲試薬を用いることもできる。
[0098] Many different antibodies can be used to select surface markers that will isolate and enrich a particular cell. This method can be used to immobilize antibodies against human blood group A. This antibody expresses HT29, which expresses the antigen on the cell surface.
Will catch the cell. Other capture reagents, such as lectins and aptamers, can also be used.

【0099】 顕微鏡スライドは機械加工されたホルダーに支持され、このホルダーがスライ
ドを顕微鏡ステージ上の精確な位置におくであろう。それぞれのパッドが順次視
野の中心におかれ、CCDカメラを用いて写真が撮られるであろう。画像は病理
学者による後日の検査のために保存されるであろう。同時に、それぞれの細胞か
らのUV蛍光信号が倍数性を決定するために記録されるであろう。発明者等は、
それぞれの細胞を撮像し、それぞれの倍数性を決定し、次の細胞に移るのに15
秒しか必要とせず、全細胞の予備検査には30分もかからないであろうと予想し
ている。
The microscope slide is supported on a machined holder, which will place the slide in a precise position on the microscope stage. Each pad will be sequentially centered in the field of view and a photograph will be taken using a CCD camera. The images will be saved for later examination by a pathologist. At the same time, the UV fluorescent signal from each cell will be recorded to determine ploidy. The inventors,
Each cell is imaged, each ploidy determined, 15 times to move to the next cell.
It requires only seconds and expects that a preliminary examination of whole cells will take less than 30 minutes.

【0100】 96本の毛管の束を顕微鏡スライド上に形成された抗体パッドと正確に位置を
あわせて支持するために、毛管アレイホルダーが製作されるであろう。毛管アレ
イは顕微鏡スライドの上方に配置され、それぞれの毛管に1つの細胞を捕らえる
ために降下させられるであろう。3秒間の真空パルスがそれぞれの毛管の遠端に
与えられて細胞が毛管内に吸い込まれ、単毛管装置と同様に、細胞の溶解が行わ
れるであろう。
A capillary array holder will be fabricated to support a bundle of 96 capillaries in precise alignment with the antibody pads formed on the microscope slide. The capillary array would be placed above the microscope slide and lowered to capture one cell in each capillary. A three second vacuum pulse is applied to the distal end of each capillary to draw the cells into the capillary and lyse the cells, similar to a single capillary device.

【0101】 発明者等は、上掲の米国特許に開示されるように、DNA塩基配列決定のため
の高感度多重毛管蛍光検出器をいくつか開発してきた。検出器の最も新しい形態
は、シースフローキュベットにおける2次元毛管アレイを基にしている。
The inventors have developed several sensitive multi-capillary fluorescence detectors for DNA sequencing, as disclosed in the above-mentioned US patents. The newest form of detector is based on a two-dimensional capillary array in a sheath flow cuvette.

【0102】 図5を参照すると、2次元シースフローキュベット70が示されている。レー
ザ72が、楕円形ビームをつくるために円柱レンズ74及び76を通過する、レ
ーザビームを与える。このレーザはアルゴンイオンレーザである。
Referring to FIG. 5, a two-dimensional sheath flow cuvette 70 is shown. Laser 72 provides a laser beam that passes through cylindrical lenses 74 and 76 to create an elliptical beam. This laser is an argon ion laser.

【0103】 レーザ光は毛管の末端から直角方向に集光されて、カメラレンズ78,バンド
パスフィルタ80,プリズム82及び別のカメラレンズ84を通過し、86で示
されるCCDカメラに入る。この構成は、それぞれの毛管からの蛍光がカメラの
CCDの一意的な領域上で撮像されることを示す。プリズム82は、カメラ面に
かけて蛍光を分散してそれぞれの毛管からの完全なスペクトルを記録できるよう
にするために、光学素子列に含められる。システムの分散は、それぞれの毛管か
らの蛍光の空間的重なりがないことを保証するために、慎重に調整される。
The laser light is focused at right angles from the end of the capillary, passes through a camera lens 78, a bandpass filter 80, a prism 82 and another camera lens 84 and enters a CCD camera indicated at 86. This configuration shows that the fluorescence from each capillary is imaged on a unique area of the camera's CCD. Prisms 82 are included in the array of optics to distribute the fluorescence across the camera plane so that the complete spectrum from each capillary can be recorded. The dispersion of the system is carefully adjusted to ensure that there is no spatial overlap of the fluorescence from each capillary.

【0104】 蛍光は隣り合う毛管の間の領域に分散される。2つの理由から、回折格子より
はプリズムが用いられる。第1に、プリズムが低分散であることにより、光学系
の設計が簡単になる。第2に、プリズムは隣にある毛管からのスペクトルと干渉
するであろう高次のスペクトルを発生させない。
The fluorescence is distributed in the area between adjacent capillaries. Prisms are used over diffraction gratings for two reasons. First, the low dispersion of the prism simplifies the design of the optical system. Second, the prism does not generate higher order spectra that would interfere with spectra from neighboring capillaries.

【0105】 図5の検出器は、全ての毛管からの蛍光を、蛍光スペクトル帯にわたり28波
長で連続的にモニターする。本システムにより、他の構成に比較して3つの重要
な利点が得られる。第1に、縮小撮像系にともなう光損失の1対1撮像光学系の
使用による排除であり、この損失は大型1次元毛管アレイの像が小型フォトダイ
オードアレイ上につくられる場合に見られる。第2に、アレイを端から端までス
キャンする検出器にともなう低デューティサイクルによる感度損失が無い。96
本の毛管をスキャンする装置がいずれか1本の毛管からの蛍光を観測できる時間
は全体の1%以下である。第3に、回転するフィルタホイールまたはプリズムア
レイによる蛍光の順次検出による感度損失が無い。
The detector of FIG. 5 continuously monitors the fluorescence from all capillaries at 28 wavelengths over the fluorescence spectral band. The system provides three important advantages over other configurations. First, the elimination of the light loss associated with reduced imaging systems through the use of one-to-one imaging optics, which is seen when images of a large one-dimensional capillary array are created on a small photodiode array. Second, there is no sensitivity loss due to the low duty cycle associated with detectors scanning the array end-to-end. 96
The time during which the apparatus for scanning one capillary can observe the fluorescence from any one capillary is 1% or less of the whole. Third, there is no sensitivity loss due to sequential detection of fluorescence by a rotating filter wheel or prism array.

【0106】 蛍光を28波長で同時に記録するよりも、蛍光は、フルオレセイン及びFQで
標識されたタンパク質の発光スペクトルに対応する2つのスペクトル帯に分類さ
れて記録されるであろう。この分類されて記録されたデータはコンピュータメモ
リを少ししか占有しないであろう。
Rather than recording fluorescence at 28 wavelengths simultaneously, the fluorescence will be recorded in two spectral bands corresponding to the emission spectra of fluorescein and FQ labeled proteins. This sorted and recorded data will occupy little computer memory.

【0107】 本発明を好ましい例であると現在見なされる実施形態を参照して説明したが、
本発明が開示した実施形態に限定されないことは当然である。逆に、本発明では
特許請求事項の精神及び範囲内に含まれる様々な改変及び等価な構成を包含する
ことが意図されている。
Although the present invention has been described with reference to embodiments presently considered to be preferred examples,
Naturally, the invention is not limited to the disclosed embodiments. On the contrary, the invention is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

【0108】 全ての刊行物、特許及び特許出願は、個々の刊行物、特許及び特許出願が特定
的及び個別にそれぞれの全体が参照として含まれると示された場合と同程度に、
それらの全体が本明細書に参照として含まれる。
All publications, patents and patent applications are to the same extent as if the individual publications, patents and patent applications were specifically and individually indicated to be incorporated by reference in their entirety.
They are hereby incorporated by reference in their entirety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の装置の略図FIG. 1 is a schematic diagram of the apparatus of the present invention.

【図2】 本発明の装置における流体のフローインターフェースの略図FIG. 2 is a schematic diagram of a fluid flow interface in the device of the present invention.

【図3】 本発明の装置からのデータの2次元像を生成するためのラスター像FIG. 3 is a raster image for generating a two-dimensional image of data from the apparatus of the present invention.

【図4】 本発明の装置の多重毛管型式の略図FIG. 4 is a schematic diagram of a multiple capillary version of the device of the present invention.

【図5】 2Dシースフローキュベット検出器の斜視図FIG. 5 is a perspective view of a 2D sheath flow cuvette detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12,14 分離カラム 16,24 高電圧電源 22 インターフェース 62 マニホールド 70 2次元シースフローキュベット 12,14 Separation column 16,24 High voltage power supply 22 Interface 62 Manifold 70 Two-dimensional sheath flow cuvette

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/05 G01N 21/64 E 4B063 21/64 F 21/78 C 21/78 30/02 B 30/02 C12Q 1/02 // C12Q 1/02 G01N 27/26 315H 331C 331H 331K 311B 315K 315Z (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G043 AA03 BA16 CA03 DA02 DA06 EA01 EA18 EA19 FA02 HA01 JA02 JA05 LA03 2G052 AA28 AB18 AB20 AD26 AD46 BA24 CA03 CA04 ED04 ED06 ED07 ED14 FA08 FD20 GA11 GA21 GA24 GA26 GA29 HB06 HC04 JA08 JA11 JA13 2G054 AA06 AB05 CA22 CA23 CE02 EA03 EA04 EB01 EB02 GB02 JA04 JA08 JA20 2G057 AA04 AB01 AB04 AC01 BA05 4B029 AA07 BB01 BB15 BB20 FA15 4B063 QA17 QA19 QA20 QQ08 QR66 QS16 QS39 QX02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 21/05 G01N 21/64 E 4B063 21/64 F 21/78 C 21/78 30/02 B 30 / 02 C12Q 1/02 // C12Q 1/02 G01N 27/26 315H 331C 331H 331K 311B 315K 315Z (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR , IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, M D, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF term (reference) 2G043 AA03 BA16 CA03 DA02 DA06 EA01 EA18 EA19 FA02 HA01 JA02 JA05 LA03 2G052 AA28 AB18 AB20 AD26 AD46 BA24 CA03 CA04 ED04 ED06 ED07 ED14 FA08 FD20 GA11 GA21 GA24 GA26 GA29 HB06 HC04 JA08 JA11 JA13 2G054 AA06 AB05 CA 22 CA23 CE02 EA03 EA04 EB01 EB02 GB02 JA04 JA08 JA20 2G057 AA04 AB01 AB04 AC01 BA05 4B029 AA07 BB01 BB15 BB20 FA15 4B063 QA17 QA19 QA20 QQ08 QR66 QS16 QS39 QX02

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料内の複数の成分の分離及び検出を提供するための装置
において、前記装置が、第1の分離手段、インターフェース手段、及び第2の分
離手段を備え、前記インターフェース手段が前記第1の分離手段と前記第2の分
離手段とを連結し、さらに前記装置に与えられる複数の成分を検出するための検
出器を備えることを特徴とする装置。
1. An apparatus for providing separation and detection of a plurality of components in a sample, said apparatus comprising a first separation means, an interface means, and a second separation means, wherein said interface means comprises: Apparatus, characterized in that it comprises a detector for connecting a first separating means and the second separating means and for detecting a plurality of components provided to the apparatus.
【請求項2】 前記第1の分離手段にかけて接続された第1の高電圧電源
及び前記第2の分離手段にかけて接続された第2の高電圧電源を備えることを特
徴とする請求項1記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a first high-voltage power supply connected to said first separating means and a second high-voltage power supply connected to said second separating means. apparatus.
【請求項3】 前記第1の分離手段が毛管電気泳動システムであり、前記
第2の分離手段が分子ふるい電気泳動システムであることを特徴とする請求項2
記載の装置。
3. The method according to claim 2, wherein said first separation means is a capillary electrophoresis system, and said second separation means is a molecular sieve electrophoresis system.
The described device.
【請求項4】 生物学的試料の複数の成分の高感度検出を提供するための
装置において、前記装置が:第1及び第2の分離手段、前記第1及び第2の分離
手段のそれぞれは、等電点電気泳動システム、SDS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム、ミセル界面動電クロマトグラフ
ィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステム、順相クロマトグラフィシステ
ム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及び排除クロマトグラフィシステム
からなる群から選ばれる;前記第1の分離手段にしたがって分離された複数の成
分が前記第2の分離手段にかけられる前に誘導剤と混合されるインターフェース
チャンバ;前記第1の分離手段を実施するための第1の電源及び第1のポンプの
内の1つ並びに前記第2の分離手段を実施するための第2のポンプ及び第2の電
源の内の1つ;及び検出器を備えることを特徴とする装置。
4. An apparatus for providing sensitive detection of a plurality of components of a biological sample, said apparatus comprising: first and second separation means, each of said first and second separation means. , Isoelectric focusing system, SDS-polyacrylamide gel electrophoresis system, free solution electrophoresis system, micellar electrokinetic chromatography system, reversed phase liquid chromatography system, normal phase chromatography system, ion exchange chromatography system, and exclusion chromatography system An interface chamber in which a plurality of components separated according to said first separating means are mixed with an inducing agent before being applied to said second separating means; implementing said first separating means A first power supply and one of the first pumps and the second A device comprising one of a second pump and a second power supply for implementing the separating means; and a detector.
【請求項5】 前記検出器が高感度レーザ誘起蛍光検出器であることを特
徴とする請求項4記載の装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein said detector is a sensitive laser-induced fluorescence detector.
【請求項6】 前記第1の分離手段が等電点電気泳動システムであり、前
記第2の分離手段が分子ふるい電気泳動システムであることを特徴とする請求項
5記載の装置。
6. The apparatus according to claim 5, wherein said first separation means is an isoelectric focusing system, and said second separation means is a molecular sieve electrophoresis system.
【請求項7】 複数の第1の分離手段、複数の第2の分離手段、及び複数
のインターフェース領域を備えるマニホールドを備え、前記複数のインターフェ
ース領域のそれぞれが互いに対応する前記複数の第1の分離手段の内の1つと前
記複数の第2の分離手段の内の1つとの間のインターフェースを提供することを
特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の装置。
7. A plurality of first separation means, a plurality of second separation means, and a manifold comprising a plurality of interface areas, wherein the plurality of first separation areas respectively corresponding to the plurality of interface areas. Apparatus according to any of the preceding claims, providing an interface between one of the means and one of the plurality of second separating means.
【請求項8】 前記マニホールドが緩衝液貯槽との接続のための入口、所
望の緩衝液貯槽との選択的接続を可能にするバルブ手段、及び前記入口を前記複
数のインターフェース領域に接続するチャネルネットワークを備え、前記複数の
インターフェース領域のそれぞれは前記複数の第1の分離手段の内の対応する1
つとの接続ポート、前記複数の第2の分離手段の内の対応する1つとの接続ポー
ト及び、第3の、廃液ポートを備えることを特徴とする請求項7記載の装置。
8. The manifold has an inlet for connection to a buffer reservoir, valve means for allowing selective connection to a desired buffer reservoir, and a channel network connecting the inlet to the plurality of interface regions. Wherein each of the plurality of interface areas corresponds to one of the plurality of first separating means.
8. The apparatus of claim 7, comprising a connection port with one, a connection port with a corresponding one of the plurality of second separating means, and a third, waste port.
【請求項9】 2次元シースフローキュベットを備え、前記第2の分離手
段が:前記2次元シースフローキュベット内に2次元アレイの形態で搭載された
複数の毛管;光源;前記光源からの放射光で前記複数の毛管の末端を照明するた
めの光学系;及び、集光のための、前記複数の毛管の末端と位置合わせされた集
光光学系を備え、前記集光光学系が、必要に応じて、カメラレンズ、バンドパス
フィルタ、プリズム及びカメラを備え、前記複数の毛管の末端と軸方向で位置合
わせされていることを特徴とする請求項7または8記載の装置。
9. A two-dimensional sheath flow cuvette, wherein the second separating means includes: a plurality of capillaries mounted in the two-dimensional sheath flow cuvette in a two-dimensional array; a light source; and light emitted from the light source. An optical system for illuminating the ends of the plurality of capillaries; and a condensing optical system aligned with the ends of the plurality of capillaries for condensing, wherein the condensing optical system is required. 9. Apparatus according to claim 7 or claim 8, comprising a camera lens, a bandpass filter, a prism and a camera accordingly, axially aligned with the ends of the plurality of capillaries.
【請求項10】 試料内の複数の成分を分離及び検出する方法において、
前記方法が前記試料を試料内の複数の成分の高分解能分離及び高感度検出を備え
る装置に与える工程を含み、前記装置が第1の分離手段、インターフェース手段
、第2の分離手段及び前記装置に与えられた複数の成分を検出するための検出器
を備え、前記インターフェース手段が前記第1の分離手段と前記第2の分離手段
とを連結し、前記方法が第1の分離を達成するために生物学的試料に前記第1の
分離手段を通過させる工程、前記第1の分離手段からの前記試料を前記インター
フェース手段に通す工程、前記インターフェース手段により前記試料を複数のフ
ラクションに分ける工程及び前記複数のフラクションのそれぞれに前記第2の分
離手段を個別に通過させる工程を含むことを特徴とする方法。
10. A method for separating and detecting a plurality of components in a sample, comprising:
The method comprises providing the sample to an apparatus with high resolution separation and high sensitivity detection of a plurality of components in the sample, wherein the apparatus comprises a first separation means, an interface means, a second separation means and the apparatus. A detector for detecting a given plurality of components, wherein said interface means connects said first separation means and said second separation means, and said method achieves a first separation. Passing the biological sample through the first separation means, passing the sample from the first separation means through the interface means, dividing the sample into a plurality of fractions by the interface means, and Separately passing each of said fractions through said second separation means.
【請求項11】 高電圧電源により前記第1の分離手段及び前記第2の分
離手段のそれぞれにかかかる電場を与える工程を含むことを特徴とする請求項1
0記載の方法。
11. The method according to claim 1, further comprising the step of applying an electric field to each of said first separating means and said second separating means by a high voltage power supply.
0. The method of claim 0.
【請求項12】 前記第1の分離手段が毛管電気泳動システムであり、前
記第2の分離手段が分子ふるい電気泳動システムであることを特徴とする請求項
11記載の方法。
12. The method of claim 11, wherein said first separation means is a capillary electrophoresis system and said second separation means is a molecular sieve electrophoresis system.
【請求項13】 生物学的試料中の複数の成分の高分解能分離及び高感度
検出を提供する方法において、前記方法が: ( a) 生物学的試料に、等電点電気泳動システム、SDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム、ミセル界面動電クロ
マトグラフィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステム、順相クロマトグラ
フィシステム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及び排除クロマトグラフ
ィシステムからなる群から選ばれる第1の分離手段を通過させる工程; ( b) 前記第1の分離手段からの前記試料をインターフェース手段に通し
、前記試料を複数のフラクションに分ける工程; ( c) 前記複数のフラクションのそれぞれに、等電点電気泳動システム、
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動システム、自由溶液電気泳動システム
、ミセル界面動電クロマトグラフィシステム、逆相液体クロマトグラフィシステ
ム、順相クロマトグラフィシステム、イオン交換クロマトグラフィシステム、及
び排除クロマトグラフィシステムからなる群から選ばれる第2の分離手段を個別
に通過させる工程;及び、 ( d) 前記第2の分離手段をでてくる前記試料の複数の成分を検出器で検
出する工程; を含み、前記方法が前記第1の分離手段及び前記第2の分離手段にかけて電圧
を印加する工程を含むことを特徴とする方法。
13. A method for providing high resolution separation and sensitive detection of a plurality of components in a biological sample, the method comprising: (a) applying a isoelectric focusing system, SDS- A first separation selected from the group consisting of a polyacrylamide gel electrophoresis system, a free solution electrophoresis system, a micellar electrokinetic chromatography system, a reversed phase liquid chromatography system, a normal phase chromatography system, an ion exchange chromatography system, and an exclusion chromatography system (B) passing the sample from the first separating means through an interface means to divide the sample into a plurality of fractions; (c) applying isoelectric focusing to each of the plurality of fractions Electrophoresis system,
A second selected from the group consisting of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis system, free solution electrophoresis system, micellar electrokinetic chromatography system, reversed phase liquid chromatography system, normal phase chromatography system, ion exchange chromatography system, and exclusion chromatography system (D) detecting a plurality of components of said sample coming from said second separation means with a detector, wherein said method comprises the steps of: Applying a voltage across the means and the second separating means.
【請求項14】 前記インターフェース手段において前記試料を誘導剤と
混合する工程を含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
14. The method of claim 13, including the step of mixing said sample with an inducing agent at said interface means.
【請求項15】 前記検出器が高感度レーザ誘起蛍光検出器であり、前記
誘導剤が前記試料の複数の成分と反応して前記複数の成分を蛍光性にすることを
特徴とする請求項14記載の方法。
15. The apparatus of claim 14, wherein the detector is a sensitive laser-induced fluorescence detector, and wherein the inducer reacts with a plurality of components of the sample to render the plurality of components fluorescent. The described method.
【請求項16】 前記第1の分離手段が等電点電気泳動システムであり、
前記第2の分離手段が分子ふるい電気泳動システムであることを特徴とする請求
項15記載の方法。
16. The first separating means is an isoelectric focusing system,
The method according to claim 15, wherein the second separation means is a molecular sieve electrophoresis system.
【請求項17】 前記方法が:複数の第1の分離手段及び複数の第2の分
離手段及び複数のインターフェース手段を準備する工程を含み、前記複数のイン
ターフェース手段のそれぞれは互いに対応する前記複数の第1の分離手段の内の
1つと前記複数の第2の分離手段の内の1つとの間の連結を提供し;前記方法が
、対応するインターフェース手段により連結された前記第1及び第2の分離手段
のそれぞれに対して、第1の分離を達成するために生物学的試料に前記第1の分
離手段を通過させる工程、前記第1の分離手段からの前記試料を前記対応するイ
ンターフェース手段に通す工程、前記試料を前記インターフェース手段で複数の
フラクションに分ける工程及び前記複数のフラクションのそれぞれに前記第2の
分離手段を個別に通過させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項10から
16いずれか1項記載の方法。
17. The method, comprising: providing a plurality of first separating means and a plurality of second separating means and a plurality of interface means, wherein each of the plurality of interface means corresponds to the plurality of the plurality of interface means. Providing a connection between one of the first separating means and one of the plurality of second separating means; the method comprising: connecting the first and second parts by a corresponding interface means. Passing, for each of the separation means, a biological sample through the first separation means to achieve a first separation, transferring the sample from the first separation means to the corresponding interface means Passing the sample, dividing the sample into a plurality of fractions by the interface means, and passing the plurality of fractions individually through the second separation means. The method according to any one of claims 10 to 16, further comprising a step.
【請求項18】 前記方法が、前記複数のインターフェース手段の全てを
共通マニホールド内に設ける工程、前記マニホールドに緩衝液貯槽との接続のた
めの入口、所望の緩衝液貯槽との選択的接続を可能にするのためのバルブ手段、
及び前記入口を前記複数のインターフェース領域に接続するチャネルネットワー
クを設ける工程並びに前記複数のインターフェース領域のそれぞれに、対応する
第1の分離手段に接続されるポート、対応する第2の分離手段に接続されるポー
ト及び、第3の、廃液ポートを設ける工程を含み、さらに前記マニホールドの前
記入口に接続された複数の緩衝液貯槽を設ける工程及び選択された緩衝液貯槽を
前記マニホールド接続するために前記バルブ手段を操作する工程を含み、よって
同じ緩衝液貯槽が前記複数のインターフェース領域の全てに接続され、前記複数
のインターフェース領域において同じ処理工程が同時に行われることを特徴とす
る請求項17記載の方法。
18. The method wherein all of the plurality of interface means are provided in a common manifold, an inlet for connection to a buffer reservoir in the manifold, and a selective connection to a desired buffer reservoir. Valve means for
And providing a channel network connecting the inlet to the plurality of interface areas, and a port connected to a corresponding first separating means, a port connected to a corresponding second separating means, for each of the plurality of interface areas. Providing a plurality of buffer storage tanks connected to the inlet of the manifold, and the valve for connecting a selected buffer storage tank to the manifold. 18. The method of claim 17, including the step of manipulating the means, so that the same buffer reservoir is connected to all of the plurality of interface areas, and wherein the same processing steps are performed simultaneously in the plurality of interface areas.
【請求項19】 細胞を捕らえるための複数の固定化剤サイトをもつ平表
面を準備する工程、それぞれが入口端を有する複数の毛管をもつ第1の分離手段
を準備する工程及び前記平表面上の前記複数の固定化剤サイトに対応するアレイ
の形態で前記複数の入口端を配置する工程をさらに含み、さらに、前記平表面上
に生物学的試料を与え、よって前記複数の固定化剤サイトのそれぞれにより少な
くとも1つの細胞が捕らえられる工程、前記第1の分離手段の前記複数の毛管の
入口端を前記複数の固定化剤サイトと位置合わせする工程及び、前記複数の毛管
のそれぞれの中で第1の分離を実施するために、前記第1の分離手段の前記複数
の毛管に前記細胞を吸い込む工程を含むことを特徴とする請求項17または18
記載の方法。
19. Providing a flat surface having a plurality of immobilizer sites for capturing cells, providing a first separation means having a plurality of capillaries each having an inlet end, and on the flat surface. Arranging the plurality of inlet ends in the form of an array corresponding to the plurality of immobilizer sites, and further providing a biological sample on the planar surface, thereby providing the plurality of immobilizer sites. Capturing at least one cell by each of: aligning an inlet end of said plurality of capillaries of said first separating means with said plurality of immobilizer sites; and within each of said plurality of capillaries. 19. The method of claim 17 or 18, further comprising the step of sucking said cells into said plurality of capillaries of said first separation means to perform a first separation.
The described method.
【請求項20】 前記複数の固定化剤サイトのそれぞれが、細胞を1つだ
け保持する大きさにつくられることを特徴とする請求項19記載の方法。
20. The method of claim 19, wherein each of said plurality of immobilizing agent sites is sized to hold only one cell.
【請求項21】 試料に対して複数の成分の分離及び検出に用いるための
マニホールドにおいて、前記マニホールドが、複数の緩衝液貯槽と接続するため
の入口、所望の緩衝液貯槽との選択的接続を可能にするバルブ手段及び前記入口
を複数のインターフェース領域と接続するチャネルネットワークを備え、前記複
数のインターフェース領域のそれぞれが、第1の分離手段との接続のためのポー
ト、第2の分離手段との接続のためのポート及び、第3の、廃液ポートを備える
ことを特徴とするマニホールド。
21. A manifold for separating and detecting a plurality of components from a sample, wherein the manifold has an inlet for connecting to a plurality of buffer storage tanks and a selective connection to a desired buffer storage tank. Valve means for enabling and a channel network connecting said inlet with a plurality of interface areas, each of said plurality of interface areas having a port for connection with a first separation means, a connection with a second separation means. A manifold comprising a connection port and a third waste liquid port.
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