JP2003337117A - キャピラリアレイ及びキャピラリアレイの生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、キャピラリアレイの生産性の向上に
関する。また、電気泳動速度のキャピラリ依存性の低減
に関する。 【解決手段】キャピラリアレイの生産工程において、複
数のキャピラリを熱圧着シートにより固定して平行配置
したテープ状部材を作製する。そして、このテープ状部
材を検出部の基準ベースに配置し、キャピラリアレイを
生産する。また、キャピラリアレイにおいて、複数のキ
ャピラリを平行配置した構成とする。 【効果】複数のキャピラリが静電気力により吸引／反発
しないため取扱いが容易となり、キャピラリアレイの生
産性が向上する。また、各キャピラリの放熱特性が均一
になり、各キャピラリ温度が略同一となるため、各キャ
ピラリの電気泳動速度の差異が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＤＮＡ，蛋白質など
の試料を分離分析するキャピラリアレイ電気泳動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】キャピラリ電気泳動装置の従来技術とし
ては、特開平１１−２３０９３８号，特開２０００−１
３１２７８、及び特開２０００−１６２１８０等が存在
する。

【０００３】特開１１−２３０９３８には、各キャピラ
リを空間的に保持する固形部材が開示されている。この
固形部材は、所定間隔で切り欠きを備え、これに各キャ
ピラリを１本ずつ挿入して保持する。

【０００４】特開２０００−１３１２７８には、キャピ
ラリを平面上に並べたディテクション側ホルダが開示さ
れている。このホルダは、下側のホルダ板と上側のゴム
板によりキャピラリを挟み込み固定している。

【０００５】特開２０００−１６２１８０には、Ａ〜Ｃ
の３工程を含むキャピラリアレイの生産方法が開示され
ている。工程Ａでは、キャピラリ端部を整列させ、その
表面に充填材を塗布する。工程Ｂでは、充填材が塗布さ
れたキャピラリ端部を束ね、熱収縮チューブに挿入す
る。そして、工程Ｃでは、熱収縮チューブを加熱して収
縮させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャピラリ
アレイの生産性を向上させることに関する。また、本発
明は、キャピラリ間における泳動速度を均一化したキャ
ピラリ電気泳動装置に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の中空部
材を固定部材により略平行に保持し、その状態で加工す
るキャピラリアレイの生産方法に関する。これにより、
静電気により反発又は吸引し易いキャピラリを極めて容
易に取扱うことができる。

【０００８】また、本発明は、固定部材により、複数の
キャピラリの所定範囲が略平行に配列されたキャピラリ
アレイに関する。試料の電気泳動速度は温度の影響を受
けるが、略平行に配列されたキャピラリの電気泳動時の
温度特性は略同一となる。これにより、試料の電気泳動
速度のキャピラリ依存性を低減できる。

【０００９】上記及びその他の本発明の特徴と利益を、
図面を参照して説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】（実施例１）図３は、本実施例に
かかるキャピラリ電気泳動装置の概略図である。図２
は、キャピラリアレイの斜視図である。これらを参照
に、本装置の概要と原理を説明する。

【００１１】キャピラリ電気泳動装置は、キャピラリア
レイ，サンプルトレイ，電源系，光学系から構成され
る。キャピラリアレイは、検査試料を泳動分離するキャ
ピラリ１を複数含む交換部材である。キャピラリ１は消
耗品であり、キャピラリアレイは複数のキャピラリ１を
装置本体に容易装着できる。サンプルトレイ３は、複数
の検査試料を保持できる容器である。電源系は、試料を
泳動分離する電界を発生し、試料中の核酸を電気泳動さ
せる機構である。光学系は、試料から蛍光を生じさせ、
この蛍光を検出する機構である。以下、本装置の各構成
について詳細に説明する。

【００１２】キャピラリアレイは、多数のキャピラリ１
と、ロードヘッダ４，キャピラリヘッド１７，検出部
５，セパレータ１６を備える。キャピラリアレイは電気
泳動装置本体に着脱できる交換部材であり、消耗品であ
る。数ヶ月間、または、数100回の電気泳動により分離
能が低下すると廃棄処分される。

【００１３】キャピラリ１は、試料を泳動分離する中空
部材であり、外径が０.１５mm 、内径が０.０５mm の石
英パイプから成る。外被はポリイミドにより樹脂コーテ
ィングされている。ただし、レーザ光が照射される光照
射部は、被膜が除去されている。キャピラリ１の内部
は、電気泳動時に泳動速度差を与えるためのゲル２９
と、電気泳動の媒体となる緩衝液が注入される。キャピ
ラリ１の一端である導入端部は試料に漬され、電気泳動
によりキャピラリ内部にＤＮＡを取り込むことができ
る。

【００１４】ロードヘッダ４は、キャピラリ１の一端を
保持する部材である。ステンレススチールの細いパイプ
から成る中空電極２０を８行１２列で保持する。中空電
極の内部をキャピラリ１が貫通し、中空電極の端部から
試料導入端部が少し突出している。そして、キャピラリ
１は、エポキシ系の接着剤により中空電極２０に固着さ
れている。このため、ロードヘッダ４は、中空電極を介
して、各キャピラリの試料導入端部を試料容器２に対応
する位置に配置できる。

【００１５】検出部５は、励起光が照射され、試料に依
存した蛍光を放出することにより、試料に依存した情報
を取得する部材である。検出部５は、９６本のキャピラ
リ１を、光学フラット平面である基準ベースに高さ数ミ
クロンの精度で配列固定する。キャピラリ１は、ロード
ヘッダ４のサンプル番号順に略平行に配置される。電気
泳動時は、全てのキャピラリ１の光照射部を貫通するよ
うレーザ光が照射され、試料から蛍光が放出される。こ
の蛍光を検出することにより、試料に依存した情報を取
得できる。

【００１６】キャピラリヘッド１７は、ロードヘッダと
反対側のキャピラリ端部を束ねる部材である。また、装
置本体の緩衝液容器１４に耐圧気密で着脱し、緩衝液容
器１４中の緩衝液をキャピラリ内に充填することもでき
る。

【００１７】セパレータ１６は、キャピラリ１を所定の
間隔離して保持する部材である。セパレータ１６は、板
状部材であり、キャピラリ１の直径より大きい穴が行列
状に設けられている。この穴に、キャピラリ１を一本ず
つ貫通させ、複数のキャピラリ１を所定間隔離して保持
する。これにより、キャピラリ１の放熱特性が近似する
ため、電気泳動時における各キャピラリの温度特性を均
一にできる。

【００１８】サンプルトレイ３は、多数の試料を保持す
る容器である。サンプルトレイ３は、多数の試料容器２
を行列状に保有し、各試料容器２は、それぞれ１０〜数
１０μｌの試料を保持できる。試料は、４種類のヌクレ
オシド塩基分子を識別する蛍光標識により標識された核
酸が含まれている。この核酸は、多数の適当な長さに調
整されている。この試料容器２に保持された試料に、キ
ャピラリ１の試料導入端端部が漬される。そして、電気
泳動することにより、試料がキャピラリ１中に導入され
る。

【００１９】光学系は、検出部５に励起光を照射し、か
つ検出部からの信号光を検出する機構である。光学系
は、励起光であるレーザ光を照射する励起光学系と、試
料に依存した情報を含む信号光を検出する検出光学系か
ら成る。

【００２０】励起光学系は、レーザ光源６，ミラー７，
ビームスプリッタ８，集光レンズ９から構成される。そ
して、対向する２方向から、キャピラリ１中の試料を蛍
光させるレーザ光を検出部５に照射する。照射されたレ
ーザ光は、キャピラリ１のレンズ作用によって集光さ
れ、全てのキャピラリ１を透過する。尚、本方式以外に
も、レーザ光の進行方向を切り替えて、各キャピラリ１
の光照射部に時分割でレーザ光を照射する方法がある。

【００２１】検出光学系は、試料に依存した情報を含む
信号光である蛍光１０を検出する検出レンズ系１１と、
ＣＣＤカメラ１２を備える。コンピュータ２１は、ＣＣ
Ｄカメラ１２の出力する蛍光１０に依存した情報を演算
処理する信号処理演算装置である。

【００２２】電源系は、高電圧電源１５，中空電極２
０，緩衝液容器１４から構成される。高電圧電源１５
は、１５ｋＶ前後の高電圧を通電路に印加する。ここ
で、通電路は、中空電極２０，試料容器中の試料，キャ
ピラリ中の緩衝液，緩衝液容器１４中の緩衝液から成
る。高電圧は、中空電極２０にマイナス電位，緩衝液容
器中の緩衝液にプラス電位となるよう印加される。高電
圧の印加により生じる通電路中の電界は、緩衝液容器１
４中の緩衝液から、中空電極２０の方向となる。これに
より、マイナスに帯電した試料は電気泳動し、試料容器
２から検出部５の方向へ移動する。

【００２３】ここで、キャピラリ電気泳動装置による試
料分析の方法について説明する。

【００２４】通電路に高電圧を印加すると、試料容器２
に保持された試料は、導入端部からキャピラリ１内に入
る。試料中の核酸はマイナスに帯電し、キャピラリ１内
は試料容器２よりプラス電位となるためである。一定量
の試料がキャピラリ１内にサンプリングされた後、中空
電極２０を試料容器から取外す。そして、試料の替わり
に緩衝液に漬し、再び電気泳動を続ける。

【００２５】キャピラリ１の全域に充填されたゲルから
成る泳動流路を、大きさの異なる試料が通過すると、小
さい順に早く検出部に到達する。小さい試料程、通過抵
抗が小さいためである。検出部に到達した試料にはレー
ザ光が照射され、蛍光標識から４種類のヌクレオシド塩
基に対応した蛍光を放出する。つまり、アデニン，グア
ニン，シトシン，チミンのヌクレオシド塩基に対応する
蛍光を放出する。この蛍光を検出し、コンピュータ２１
により処理して、試料を分析する。

【００２６】ここで、キャピラリ１の温度と、核酸の泳
動速度の関係について説明する。キャピラリ１の温度Ｔ
と、試料（核酸）がキャピラリ１内を電気泳動する速度
Ｖの間には、次の関係が成り立つ。

【００２７】Ｖ＝ｋＴ ｋ：比例定数 つまり、各キャピラリ１における泳動速度を均一とする
為には、各キャピラリ１の温度特性を同一にする必要が
ある。

【００２８】一方、図３に示すように、キャピラリ１は
主に３つ構成部品が配置され、様々な方法によりキャピ
ラリ形状が保持されている。つまり、複数のキャピラリ
は、キャピラリヘッド１７において束ねられ、検出部で
は基準ベース上に平行に並べられる。検出部５とロード
ヘッダ４の間では、セパレータにより一本ずつ分離さ
れ、ロードヘッダでは、中空電極により１本ずつ保持さ
れる。そして、キャピラリヘッドは緩衝液容器１４、ロ
ードヘッダ４はサンプルトレイ３、検出部５は光学系と
それぞれ接続している。このような状態では、複数のキ
ャピラリ１からの放熱の不均一は免れない。このため、
キャピラリ電気泳動装置は、複数のキャピラリ１の温度
特性を高精度に揃える温度制御機構を備える必要があ
る。

【００２９】（キャピラリアレイ製造工程の説明）図５
は、第２工程において作製されるテープ状部材の概略図
である。図１は、第９工程におけるキャピラリアレイ中
間体の概略図である。以下、本実施例にかかるキャピラ
リアレイの製造工程を説明する。

【００３０】製造工程は、以下の１０工程から成る。 第１工程（キャピラリ切断工程） ドラムに巻かれたキャピラリ素線を切断し、所定長さの
キャピラリを作製する。 第２工程（キャピラリ計数工程） 切断されたキャピラリを１台のキャピラリアレイに必要
な本数に仕分け、一束とする。 第３工程（キャピラリ整束工程） 一束のキャピラリの一端を揃え、整束シートを熱圧着し
て一枚のテープ状部材とし、キャピラリを取扱い易くす
る。 第４工程（キャピラリヘッド取付工程） テープ状部材と成ったキャピラリの一端に、キャピラリ
ヘッドを接着により取付ける。 第５工程（キャピラリ被膜除去工程） キャピラリのポリイミド被膜のうち、分析時にレーザ光
が透過する箇所を取除く。 第６工程（基準ベースへの配列固定工程） テープ状部材を平らな基準ベース状に精度良く並べ、検
出部を作製する。 第７工程（セパレータ取付工程） セパレータの各孔にそれぞれにキャピラリを通し、セパ
レータを取付ける。 第８工程（ロードヘッダ取付工程） ロードヘッダに取付けられた中空電極のそれぞれにキャ
ピラリを通し、接着剤により固定して、ロードヘッダを
取付ける。 第９工程（キャピラリヘッドとロードヘッダのカバー取
付工程） キャピラリヘッドとロードヘッダが汚染されない様に、
それぞれにカバーを取付ける。 第１０工程（フレーム取付工程） ロードヘッダにフレームを取付けた後、セパレータ，検
出部，キャピラリヘッドをフレームに取付ける。

【００３１】ここで、本製造工程は、次の３原則を守る
様に策定した。 多数のキャピラリを１本ずつ取扱う工程は、極力少な
くする。 キャピラリ１に取付ける部品は、小さい物から取付け
る。 キャピラリ１に取付ける部品は、軽い物から取付け
る。

【００３２】この３原則は下記の問題点を回避する為で
ある。 （１）キャピラリ１のポリイミド被膜に静電気が帯電す
るため、キャピラリ１は互いに反発する。このため、多
数本のキャピラリ１を整列配置させることは困難であ
る。 （２）キャピラリ１を検出部５の基準ベース上に１本ず
つ精度良く配列する手作業は、技量と根気が必要な難作
業である。特に、２０本以上のキャピラリの配列は困難
を極める。 （３）多数のキャピラリ１を、等間隔に隙間を設けて、
基準ベース上に１本ずつ精度良く配列する手作業は不可
能に近い。 （４）多数の細線キャピラリを数工程に亘りバラバラの
状態で扱うと、細いキャピラリは束から抜けて脱落し、
一束の数が減少することがある。 （５）長さが数１０〜数１００mm程度、直径が０.１５m
m 程度の細線キャピラリは、自重を保持できず、簡単に
折れ曲がり易い。このため、キャピラリアレイ生産時の
取扱性が悪い。また、キャピラリ１自体の強度が小さい
ため、破損の可能性が高い。

【００３３】以下、本実施例において特徴的な第３工程
〜第６工程について詳細に説明する。 第３工程（キャピラリ整束工程） 本工程は、第２工程で数えた９６本のキャピラリ１を、
幅が１０〜２０mmの１枚のテープ状部材にする工程であ
る。

【００３４】冬場など、一般の絶縁物の周囲湿度が３０
〜５０％Ｒ以下となると、摩擦により静電気が発生す
る。この絶縁物上に帯電した静電気の電圧は、数１００
〜数１,０００Ｖ となる。この程度の電圧が帯電する
と、同極同士は反発し、異極は相互に吸引する。キャピ
ラリのポリイミド被膜も絶縁物であり、切断作業時等に
マイナス電荷が帯電する。このため、キャピラリ同士は
互いに反発し易いため、複数本のキャピラリを同時に取
扱うことは困難であった。しかし、テープ状部材にする
と、他の部材とに摩擦よりキャピラリ１に静電気が生じ
ても、互いに反発して外れることはない。また、後工程
のキャピラリ被膜除去工程と基準ベースへの配列固定工
程を、素早く、確実に、かつ正確にできる。さらに、９
６本のキャピラリ１を固定し、テープ状部材にすること
により、キャピラリ１の剛性が増す。

【００３５】図１３と図１４は、テープ状部材の作成に
使用するキャピラリ整束台４１の使用状態を示す。以
下、図１３と図１４を参照にこのテープ状部材の作成方
法の概略図を説明する。尚、図１３では、図の簡略化の
為に、キャピラリ１の本数を１２本としている。

【００３６】整束台４１は、フッ素樹脂の溝４５，シー
ト溝４６、及び鉄板４４を有する。フッ素樹脂の溝４５
は、キャピラリ１の９６本分の幅(１４.５mm）で、深さ
0.13mm，長さ３００mmである。その表面材質は、フッ素
樹脂である。シート溝４６は、フッ素樹脂の溝４５と直
角に配置され、整束シートをその窪みに保持できる。鉄
板４４は、二枚一組となり、フッ素樹脂の溝４５の両外
にそれぞれ備えられている。

【００３７】テープ状部材の作成に関し、まずシート溝
４６に整束シートを配置する。整束シートは、大きさ；
５cm×２２cm，厚さ；０.１５mm のポリオリフェンシー
トから成る。ポリオリフェンシートは、ＰＥＴ（軽いプ
ラスチックフィルム）の上に、ポリオリフェン系樹脂を
コートしたものである。

【００３８】この溝４５に、端部を揃えた９６本のキャ
ピラリ１を載せ、平らなプラスチック製の箆で軽くしご
きながら押さえる。箆４２を溝方向に動かすと、キャピ
ラリ１は溝いっぱいに広がり、テープ状になる。この
際、鉄板４４を介してキャピラリ１の一端を錘やマグネ
ットで固定すると、箆４２を溝方向に動かす作業が容易
となる。整束台の表面材質はキャピラリ１より柔らかい
為、本作業によりキャピラリ１に傷が付かない。このた
め、後工程、及びキャピラリアレイ取扱時にキャピラリ
１の切損する危険性を低減できる。

【００３９】そして、整束シートの上にさらに同一の整
束シートを配置し、キャピラリを挟み熱圧着して、固定
部材を作成する。これにより、９６本のキャピラリを強
固に固定できる。その後、キャピラリ１を溝から離す
と、テープ状部材が完成する。

【００４０】尚、簡便な方法として、溝に密着して並べ
られたキャピラリの１箇所、又は２箇所を粘着テープで
留める方法がある。また、整束台により９６本のキャピ
ラリ１をテープ状部材とした後、所定部位に接着剤を塗
布し、固化させる方法もある。

【００４１】図５は、９６本のキャピラリ１からなるテ
ープ状部材の概略図である。

【００４２】固定部材は、大きさ；５cm×２２cm，厚
さ；０.１５mm のポリオリフェンシートを、２枚熱圧着
したものである。２枚のプラスチックフィルムの間に９
６本のキャピラリ１を挟むように熱圧着されている。こ
れにより、９６本のキャピラリの所定範囲を平行に配列
している。

【００４３】固定部材が硬い場合にキャピラリを折り曲
げると、キャピラリ１と固定部材の接触境界部に集中的
に力が加わる。しかし、固定部材の適度な柔軟性の為、
キャピラリへの応力集中が回避でき、キャピラリ１の破
損を防止できる。

【００４４】また、固定部材はシート状で薄い為、電気
泳動時にキャピラリ１で発生する熱を効率良く放熱でき
る。さらに、各キャピラリ同士が密着接続しているた
め、各キャピラリの温度が略均一となる。このため、各
キャピラリの熱的特性が均一になり、泳動速度のキャピ
ラリ依存性が回避できる。

【００４５】また、電気泳動時にキャピラリ１は高電圧
が印加されるため、周囲を漂うゴミ等を吸着しやすいと
いう問題がある。しかし、固定部材表面に粘着力が生じ
ない為、キャピラリ１にゴミが付着することがない。

【００４６】尚、プラスチックフィルムを熱圧着する代
わりに、粘着材付きのプラスチックフィルムを利用して
も同等の効果が得られる。この場合、粘着材が整束シー
ト表面に露出しないように注意する。

【００４７】また、固化した接着剤により所定部位を固
化しても同等の効果が得られる。特に、固化した接着剤
にゴムのような弾性があると、テープ状部材の取扱性が
良く、また、キャピラリ１の破損を回避できる。

【００４８】固定部材２２の取付位置は、検出部５の両
側であり、検出部５に極力近い２箇所に設けることが望
ましい。配列固定工程において、キャピラリ１を検出部
ガイドの溝に容易に組み込むことができるためである。
尚、キャピラリアレイの構造や、検出部の作成方法に対
応して、固定部材を複数箇所設けても良い。 キャピラリヘッド取付工程（第４工程） 本工程では、固定部材により並列配置されたキャピラリ
端を、円筒状のキャピラリヘッド内部に挿入する。次
に、両者を接着剤で固着する。図７は、本工程により作
成される円筒状キャピラリヘッドの概略図である。この
外形は、長さ；４０mm、太さ；数mmの円筒である。この
円筒状キャピラリヘッドは、小型で、高密度にキャピラ
リ１を固着できる。 キャピラリ被膜除去工程（第５工程） 本工程では、テープ状部材を、被膜除去治具に設けられ
た溝に挟み込み、ポリイミド被膜の除去範囲のみ恒温の
オゾンガスに曝す。ヒータや赤外線で加熱燃焼し、墨化
したポリイミドをブラシによる外力で除去する方法は、
キャピラリ切損の可能性がある。しかし、本工程によ
り、複数のキャピラリ１における所望範囲のポリイミド
被膜のみがアッシングされる。このため、外力を加える
ことなく、短時間に精度良くポリイミド被膜を除去でき
る。 基準ベースへの配列固定工程（第６工程） 図４は、本工程により作成される検出部５の詳細構造図
である。図４（ａ）は、キャピラリと垂直な方向から見
た側面図である。図４（ｂ）は、基準ベース上方から見
た平面図である。図４（ｃ）は、キャピラリと平行な方
向から見た側断面図である。検出部は、ガラス製の基準
ベース２３上に、９６本のキャピラリ１を数μのオーダ
で精度良く配列する必要がある。このため、キャピラリ
１は、基準ベース２３上に接着された２列のガイド２４
により、高精度に位置決めされる。また、キャピラリ１
は、光学研磨されたガラスやシリコン板製の押え板２６
により、基準ベース２３に密着するよう固定される。こ
の押え板２６は、レーザ光が通る溝２７の両側で、ガイ
ド２４に接着剤２８で固定される。

【００４９】本工程では、第５工程で設けた被膜除去部
を溝２７に合わせるよう、テープ状部材をガイド２４の
間に配置する。そして、押え板２６を接着剤２８により
ガイド２４に固定し、テープ状部材と基準ベース２３を
密着接合させる。仮に、キャピラリを一本ずつ取扱い基
準ベースに配列する場合、静電気による反発等により、
熟練者でも１時間以上要する。しかし、本実施例によれ
ば、非熟練者が行っても数分で完了できる。また、ガラ
ス上でキャピラリ１を長時間取扱うと傷がつき、破損す
る危険性が高くなるが、この問題も回避できる。

【００５０】以上、本実施例によればキャピラリアレイ
の生産性を向上できる。また、本実施例により生産され
たキャピラリアレイは、試料の泳動速度のキャピラリ依
存性が低減されている。

【００５１】（実施例２）本実施例は、キャピラリヘッ
ドが板状であることを特徴とするキャピラリアレイに関
する。図１０は、本実施例にかかる板状キャピラリヘッ
ド３０の概略図を示す。以下、実施例１との相違箇所の
みについて、図１０を参照して説明する。

【００５２】各キャピラリの核酸泳動速度を均一とし、
分離能を一定とするには、各キャピラリ１の温度特性を
均一とする必要がある。このため、実施例１では、キャ
ピラリ１の大部分を占める、検出部とロードヘッダ間を
恒温槽に入れている。恒温槽内は、一定温度に制御され
た空気が循環している為、キャピラリ温度の均一が図ら
れている。しかし、実施例１において、光学系の構造
上、検出部近傍は恒温槽外部に配置される。また、キャ
ピラリ端部はキャピラリヘッドにより束ねられている。
このため、キャピラリヘッドと検出部間のキャピラリ間
隔は不規則となる。従って、検出部とキャピラリ間の熱
的特性は、キャピラリ毎に異なる場合がある。

【００５３】また、電気泳動時、キャピラリ１には高電
圧が印加され、泳動電流によるジュール熱が発生する。
キャピラリ１本当たりの発熱量は約５０〜２５０ｍＷで
あり、９６本のキャピラリ１全体では約５〜２５Ｗとな
る。特に、全てのキャピラリ１を束ねるキャピラリヘッ
ド部での発熱は約２.５〜３Ｗとなる。このため、実施
例１の円筒状キャピラリヘッドの場合、電気泳動時の温
度上昇が約３０〜５０℃に達し、問題発生が危惧され
る。

【００５４】そこで、本実施例はキャピラリヘッドのキ
ャピラリ収容部形状を幅の狭い長円としている。９６本
のキャピラリ１は、キャピラリ固定板９６に接着されて
一列に配列され、板状キャピラリヘッド３０と結合して
いる。これにより、キャピラリヘッドと検出部の間にお
けるキャピラリ放熱条件を均一にできる。従って、試料
の泳動速度のキャピラリ依存性を低減できる。

【００５５】（実施例３）本実施例は、複数のキャピラ
リを３層の板状に配列した多層板状キャピラリヘッドを
特徴とするキャピラリアレイに関する。図１１は、本実
施例にかかる多層板状キャピラリヘッド３１の概略図を
示す。以下、実施例１、及び実施例２との相違箇所につ
いて、図１１を参照して説明する。

【００５６】本実施例の多層板状キャピラリヘッド３１
は、９６本のキャピラリ１を３層の板状として配置す
る。つまり、３２本のキャピラリを並列配置した集合体
を、３つ重ねる様に配置している。３層の場合、中間層
のキャピラリは、表層キャピラリに挟まれているため放
熱特性が良く、中間層のキャピラリにおいても熱勾配が
起こり難い。このため、丸型キャピラリヘッドと比較
し、放熱表面積を得ることができる。

【００５７】また、キャピラリ１を平面状に並べる固定
板２９を必要とせず、当該固定板に複数本のキャピラリ
を接着する工程が不要である。このため、平面型キャピ
ラリヘッドと比較し、作成が容易である。また、高価な
板状ヘッドの作成が無い為、安価に作成することができ
る。

【００５８】（実施例４）本実施例は、キャピラリの間
に一定の隙間を設けた、隙間有りテープ状キャピラリ体
を利用するキャピラリアレイに関する。図７は、本実施
例にかかる隙間有りテープ状キャピラリ体の概略図を示
す。以下、実施例１との相違箇所のみについて、図７を
参照して説明する。

【００５９】隙間有りテープ状キャピラリ体は、実施例
１記載のテープ状キャピラリ体からキャピラリを１本毎
に間引いて作成する。または、実施例１の整束台４１の
フッ素樹脂の溝４５に凹凸を設け、各凹部にキャピラリ
を嵌合して、作成しても良い。

【００６０】この隙間有りテープ状キャピラリ体を用い
て作成したキャピラリアレイは、複数のキャピラリ間に
所定の隙間が存在する。これにより、発熱密度が小さく
なり、キャピラリ全周から放熱でき、両隣のキャピラリ
の熱影響を受けない。このため、各キャピラリの放熱条
件が均一化を図ることができる。また、隣接するキャピ
ラリからの光信号を低減による影響（クロストーク）を
低減できる。尚、本実施例におけるキャピラリ間の隙間
は、キャピラリ１本分の隙間である。しかし、本実施例
の効果を達成するための隙間は、これに限定されない。

【００６１】（実施例５）本実施例は、多数のキャピラ
リを３組に分け、それぞれをテープ状部材としたキャピ
ラリアレイに関する。図９は、本実施例にかかる３つの
テープ状キャピラリ体の概略図を示す。以下、実施例１
との相違箇所について、図９を参照して説明する本実施
例では、３２本のキャピラリから構成されるテープ状部
材を３組用いてキャピラリアレイを構成する。このキャ
ピラリアレイの作成に際しては、３２本のキャピラリの
テープ状部材を３組作成する。そして、基準ベースへの
キャピラリ配列作業において、３つのテープ状部材を順
番に組み込む分割作業を行う。これにより、検出部の作
成が極めて容易になる。複数のテープ状部材を用いたキ
ャピラリアレイの製造は、キャピラリ数が４８本や９６
本と多くなるに従い効果的となる。１組当たりのキャピ
ラリ本数は、サンプルトレイの試料穴の配置に合わせて
決定される。特に、１組当たりのキャピラリ本数は４倍
数とすると効果的である。製品の種類が多い場合に、テ
ープ状部材の個数を変更することで多数種類を製造でき
る為である。つまり、例えば、１６本のテープ状部材を
作成すると、総数１６，４８，９６本のキャピラリアレ
イを作成できる。

【００６２】（実施例６）本実施例は、検出部を装置本
体に実装する際に、検出部近傍の整束箇所を電熱シート
で挟み込むことに関する。図１２は、実装時の検出部付
近の概略図を示す。以下、図１２を参照して本実施例を
説明する。

【００６３】実施例１において、光学系の構造上、検出
部近傍は恒温槽外部に実装される。また、キャピラリ端
部はキャピラリヘッドにより束ねられている。このた
め、キャピラリヘッドと検出部間のキャピラリは保持さ
れていない為、キャピラリ間の隙間は不規則である。従
って、検出部とキャピラリ間の熱的特性がキャピラリ毎
に異なり、試料の電気泳動速度がキャピラリ毎に異なる
場合がある。

【００６４】本実施例では、検出部近傍のキャピラリを
並列配置するよう固定部材を設ける。実装時、この並列
配置部分が装置本体の取付ホルダ３３とホルダカバ３４
に挟まれ、保持される。並列は一部分は、取付ホルダ３
３とホルダカバ３４に貼付けされた伝熱シートを介して
保持される。この固定部材が無いと、実装時、複数のキ
ャピラリが重なった状態で、取付ホルダ３３とホルダカ
バ３４に挟まる可能性がある。この場合、キャピラリの
破損の畏れがある。しかし、本実施例においてはその恐
れが無く、安全に、そして確実に、キャピラリアレイを
装置本体に実装することができる。

【００６５】また、複数のキャピラリが、上記伝熱シー
トに規則正しく接触する為、各キャピラリの熱的特性が
均一化する。

【００６６】（実施例７）本実施例は、セパレータ１６
を用いず、ロードヘッダと検出部の間を固定部材により
略平行とすることに関する。図８は、ロードヘッダと検
出部の間を固定部材により略平行としたキャピラリアレ
イの中間体の概略図である。以下、図８を参照して本実
施例を説明する。

【００６７】本実施例では、キャピラリアレイの大部分
を固定部材により略並行としている。つまり、ロードヘ
ッダの直後から、キャピラリヘッドの直前までのキャピ
ラリが、略同一の隙間間隔で並行配列している。この
為、各キャピラリの放熱特性は略均一となる。また、固
定部材により、各キャピラリの隙間間隔が略不変となっ
ている。このため、恒温槽内の空気流により、キャピラ
リの立体的形状が若干変更しても、各キャピラリの放熱
特性は略均一のままである。さらに、セパレータが不要
である為、キャピラリアレイの製造が容易となる。

【００６８】

【発明の効果】本発明により、キャピラリアレイの生産
性を向上できる。また、泳動速度のキャピラリ依存性を
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】キャピラリアレイの中間体の概略図である。

【図２】キャピラリアレイの斜視図である。

【図３】キャピラリアレイ電気泳動装置の概略図であ
る。

【図４】検出部の詳細図である。

【図５】テープ状部材の概略図である。

【図６】ロードヘッダの概略図である。

【図７】テープ状部材の概略図である。

【図８】キャピラリアレイの中間体の概略図である。

【図９】分割式キャピラリアレイの中間体の概略図であ
る。

【図１０】平板状ロードヘッダの概略図である。

【図１１】平板上ロードヘッダの概略図である。

【図１２】実装時の検出部近傍の詳細図である。

【図１３】整束台４１の使用状態を示す概略図。

【図１４】整束台４１の使用状態を示す上面図。

【符号の説明】

１…キャピラリ、２…試料容器、３…サンプルトレイ、
４…ロードヘッダ、５…検出部、６…レーザ光源、７…
ミラー、８…ビームスプリッタ、９…集光レンズ、１０
…蛍光、１１…検出レンズ系、１２…ＣＣＤカメラ、１
３…緩衝液、１４…緩衝液容器、１５…高電圧電源、１
６…セパレータ、１７…キャピラリヘッド、２０…中空
電極、２１…コンピュータ、２３…基準ベース、２６…
押え板、２７…蓋、２８…接着剤、２９…固定板、３０
…板状キャピラリヘッド、３１…多層板状キャピラリヘ
ッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 章浩 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造 統括本部那珂事業所内 (72)発明者 佐藤 信彦 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 鵜飼 征一 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造 統括本部那珂事業所内 (72)発明者 古川 貴康 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造 統括本部那珂事業所内 (72)発明者 大越 義則 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造 統括本部那珂事業所内 (72)発明者 ヨハン アール ゴードバーグ アメリカ合衆国 カルフォルニア州 94404 フォスター シティ リンカン センター ドライブ 850 アプライド バイオシステムズ内 Ｆターム(参考） 2G043 BA16 CA03 DA02 DA05 DA08 EA01 EA19 GA07 GB07 GB19 HA02 HA09 KA09 LA01 LA03 NA01

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】以下の構成（Ａ〜Ｃ）を含むキャピラリア
   レイの生産方法であって、以下の手順（１，２）を含む
   方法； （Ａ）静電気により相互に反発又は吸引する複数の中空
   部材から成り、試料を分離するゲルを充填できる空間
   と、前記試料を導入する導入端部と、前記試料を励起す
   る光が照射される光照射部を有する複数のキャピラリ； （Ｂ）複数の前記光照射部を略平行に保持する検出部； （Ｃ）複数の前記キャピラリの所定範囲を略平行に保持
   する固定部材； （１）略平面上に略平行配置された複数の前記中空部材
   を前記固定部材により固定し、複数の前記中空部材が略
   平行に配置されたテープ状部材を作製する手順； （２）前記テープ状部材に前記検出部を配置する手順。
2. 【請求項２】請求項１記載のキャピラリアレイの生産方
   法であって、 「前記中空部材との接触面が前記中空部材より柔らかい
   材質から成り、かつ略平面を有する型に、複数の前記中
   空部材を押し当てることにより、複数の前記中空部材を
   略平面に略平行配置する手順」を含む方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のキャピラリアレイの生産方
   法であって、 前記固定部材がシート形状である方法。
4. 【請求項４】請求項１記載のキャピラリアレイの生産方
   法であって、 前記固定部材がプラスチックフィルムから成り、 前記手順（１）が「略平面に略平行配置された複数の前
   記中空部材に、プラスチックフィルムを熱圧着して固定
   し、複数の前記中空部材が略平行に配置されたテープ状
   部材を作製する手順」である方法。
5. 【請求項５】請求項１記載のキャピラリアレイの生産方
   法であって、 前記固定部材が固化した樹脂から成り、 前記手順（１）が「略平面に略平行配置された複数の前
   記中空部材を、流動性樹脂の固化により固定し、複数の
   前記中空部材が略平行に配置されたテープ状部材を作製
   する手順」である方法。
6. 【請求項６】請求項１記載のキャピラリアレイの生産方
   法であって、 複数の前記中空部材を、隙間が等間隔となるように並べ
   る方法。
7. 【請求項７】以下の構成（Ａ〜Ｅ）を含むキャピラリア
   レイ； （Ａ）試料を分離するゲルを充填できる空間と、前記試
   料を導入する導入端部と、前記導入端部と反対側の端部
   である他端部と、前記試料を励起する光が照射される光
   照射部を有する複数のキャピラリ； （Ｂ）前記導入端部を所定位置に配置するロードヘッ
   ダ； （Ｃ）前記他端部を保持するキャピラリヘッド； （Ｄ）複数の前記光照射部を略平行に保持する検出部； （Ｅ）複数の前記キャピラリの一部を保持し、複数の前
   記キャピラリの所定範囲を略平行に配置する固定部材。
8. 【請求項８】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
   て、 前記固定部材が、前記キャピラリより柔らかい部材から
   成るキャピラリアレイ。
9. 【請求項９】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
   て、 前記固定部材の表面が、電気泳動時のキャピラリ温度に
   おいて粘着力を有さないキャピラリアレイ。
10. 【請求項１０】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記固定部材がシート形状であるキャピラリアレイ。
11. 【請求項１１】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記固定部材が、熱圧着されたプラスチックフィルムで
    あるキャピラリアレイ。
12. 【請求項１２】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記固定部材が、固化した流動性樹脂であるキャピラリ
    アレイ。
13. 【請求項１３】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記固定部材により略平行に配置された複数の前記キャ
    ピラリの間隔が、前記所定範囲において略等間隔である
    キャピラリアレイ。
14. 【請求項１４】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記固定部材により略平行に配置された複数の前記キャ
    ピラリが、前記所定範囲において密着しているキャピラ
    リアレイ。
15. 【請求項１５】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 前記検出部の両側に前記固定部材が存在するキャピラリ
    アレイ。
16. 【請求項１６】請求項７記載のキャピラリアレイであっ
    て、 実装時に電気泳動装置に挟まれる箇所が、前記固定部材
    により略並行に配置されているキャピラリアレイ。
17. 【請求項１７】以下の構成（Ａ〜Ｅ）を含む電気泳動装
    置； （Ａ）試料を分離するゲルを充填できる空間と、前記試
    料を導入する導入端部と、前記導入端部と反対側の端部
    である他端部と、前記試料を励起する光が照射される光
    照射部を有する複数のキャピラリ； （Ｂ）複数の前記光照射部を略平行に保持する検出部； （Ｃ）複数の前記キャピラリの一部を保持し、複数の前
    記キャピラリの所定範囲を略平行に配置する固定部材； （Ｄ）複数の試料を保持するサンプルトレイ； （Ｅ）少なくとも試料導入端から光照射部までの通電路
    に電圧を印加する電圧機構； （Ｆ）複数の光照射部に光を照射する励起光学機構； （Ｇ）複数の光照射部から発する光を検出する検出光学
    機構。
18. 【請求項１８】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材が、前記キャピラリより柔らかい部材から
    成る電気泳動装置。
19. 【請求項１９】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材の表面が、電気泳動時のキャピラリ温度に
    おいて粘着力を有さない電気泳動装置。
20. 【請求項２０】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材がシート形状である電気泳動装置。
21. 【請求項２１】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材が、熱圧着されたプラスチックフィルムで
    ある電気泳動装置。
22. 【請求項２２】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材が、固化した流動性樹脂である電気泳動装
    置。
23. 【請求項２３】請求項１７記載の電気泳動装置であっ
    て、 前記固定部材により略平行に配置された複数の前記キャ
    ピラリの間隔が、前記所定範囲において略等間隔である
    電気泳動装置。
24. 【請求項２４】請求項１７記載のキャピラリアレイであ
    って、 前記固定部材により略平行に配置された複数の前記キャ
    ピラリが、前記所定範囲において密着しているキャピラ
    リアレイ。