JP2003524747A - Automated parallel capillary electrophoresis system - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 複数のキャピラリー(32)を有するキャピラリーカートリッジを用いた自動電気泳動システム(30)である。このカートリッジはマイクロタイタープレート(68)の1側から突出するキャピラリー端部の第1のアレイを有し、このプレートのウェル内のサンプルの電気泳動分析を同時に行うようにしている。このシステムは積層デュアルカルーセル装置と、ゲル移送モジュールと、多波長ビーム発生器(52)と、オフラインキャピラリー再生器とを含む。 (57) Abstract: An automatic electrophoresis system (30) using a capillary cartridge having a plurality of capillaries (32). The cartridge has a first array of capillary ends protruding from one side of the microtiter plate (68) to allow simultaneous electrophoretic analysis of the samples in the wells of the plate. The system includes a stacked dual carousel device, a gel transfer module, a multi-wavelength beam generator (52), and an off-line capillary regenerator.
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、電気泳動を行うための装置に関する。より具体的には、本発明は、
市販の標準サイズのマイクロタイタートレイを使用し得るように形成されたキャ
ピラリーカートリッジを使用した自動化電気泳動システムに関するもので、この
電気泳動システムは、積層されたデュアルカルーセル装置と、多波長ビーム発生
器と、ゲル移送システムと、サンプルの相互汚染を回避し、システムの能力を改
善し、スループット(処理量)を増加させるようにしたオフライン再生装置とを
具備してなる。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for performing electrophoresis. More specifically, the present invention provides
The present invention relates to an automated electrophoresis system using a capillary cartridge formed so that a commercially available standard-sized microtiter tray can be used, the electrophoresis system including a stacked dual carousel device and a multi-wavelength beam generator. , A gel transfer system and an off-line regenerator designed to avoid sample cross-contamination, improve system performance, and increase throughput.
【0001】
〔発明の背景〕
電気泳動は巨大分子を分離するための手法として周知である。電気泳動の適用
においては、分析されるべきサンプルの分子は、或る電圧が印加された媒体中を
移動する。しばしば、サンプルは、分子が移動する際、個々の分子を遅延させた
り、分離させたりするのを助ける篩別マトリックス(sieving matrix)として作
用するゲルを介して伝搬される。BACKGROUND OF THE INVENTION Electrophoresis is a well-known technique for separating macromolecules. In electrophoresis applications, the molecules of the sample to be analyzed move in a medium to which a certain voltage is applied. Often, the sample is propagated through a gel that acts as a sieving matrix that helps to retard and separate individual molecules as they migrate.
【0002】
ゲル電気泳動の1つの適用例として、DNA塩基配列決定への適用がある。電
気泳動分析に先だって、DNAサンプルが周知の手法により用意される。その結
果得られるのは、同一の総配列順序に対応する可能なあらゆる長さのDNA断片
の溶液であり、各断片は或る末端塩基の識別に対応する標識で終わっている。One application of gel electrophoresis is in DNA sequencing. Prior to electrophoretic analysis, a DNA sample is prepared by a well-known method. The result is a solution of DNA fragments of all possible lengths corresponding to the same total sequence order, each fragment ending with a label corresponding to the identification of a terminal base.
【0003】
この分離法は導電性ゲルで満されたキャピラリーが用いられる。サンプルを導
入するため、このキャピラリーの一端はDNA反応ビン中に挿入される。少量の
サンプルをこのキャピラリーの端部に導入させたのち、このキャピラリーの両端
が別の緩衝溶液内に配置される。ついで、或る電圧がこのキャピラリーの両端に
印加される。この時の電圧降下によりDNAサンプルはキャピラリーの一端から
他端に向けて移動されることになる。このDNA断片の移動速度の差異により、
類似長さの断片のバンドに分離されることになる。これらのバンドがキャピラリ
ーチューブを横切るとき、バンドは典型的にはキャピラリーに沿う任意の点で幾
つかの検知手法の1つを用いて読み取られる。This separation method uses a capillary filled with a conductive gel. To introduce the sample, one end of this capillary is inserted into the DNA reaction bottle. After introducing a small amount of sample into the ends of the capillary, both ends of the capillary are placed in another buffer solution. Then, a voltage is applied across the capillary. The voltage drop at this time causes the DNA sample to move from one end of the capillary to the other end. Due to the difference in the migration speed of this DNA fragment,
It will be separated into bands of fragments of similar length. As these bands traverse the capillary tube, they are typically read at any point along the capillary using one of several sensing techniques.
【0004】
DNAサンプルを標識付けするための最も広く使用されている蛍光染料は49
0−580nmの範囲に最大吸収波長を有する。基本的検知技法は、広角レンズ
を備えたCCDカメラと、このカメラレンズの下方に配置されたキャピラリーチ
ューブアレイであって、その平面がCCD画像化チップに平行に配置されたもの
と、上記キャピラリーアレイを横切るように照射されるレーザービームとから構
成されている。しかし、この基本的検知技法で用いられる単一レーザーラインは
全ての標識を同時に都合よく受入れることはできない。従って、この欠点を補償
するため多重レーザー又は光学フィルターが使用される。The most widely used fluorescent dye for labeling DNA samples is 49
It has a maximum absorption wavelength in the range of 0 to 580 nm. The basic sensing technique is a CCD camera with a wide-angle lens and a capillary tube array located below the camera lens, the plane of which is located parallel to the CCD imaging chip, and the capillary array described above. And a laser beam that is irradiated so as to traverse. However, the single laser line used in this basic detection technique cannot conveniently accept all labels simultaneously. Therefore, multiple lasers or optical filters are used to compensate for this drawback.
【0005】
通常、多重DNA調整反応は市販のマイクロタイタートレイを使用して行われ
、このマイクロタイタートレイは200〜1,000マイクロリットルのオーダ
ーの試料をそれぞれ保持し得る多数の小容積ウェルを有する。このマイクロタイ
タートレイはサイズが標準化されている。生物工学工業において、現在、好んで
使用されているマイクロタイタートレイは8列×12行のウェルからなる矩形配
列を有する。単一列において隣接するウェル相互のセンター間間隔は約0.9c
mであるが、この数値は1/10ないし2/10ミリ変化することもある。これ
は単一行において隣接するウェル相互間の間隔についても同様である。この96
ウェルの矩形配列は7.5×11cm未満の所定領域(フットプリント)内に納
まるようになっている。Usually, multiplex DNA preparation reactions are performed using commercially available microtiter trays, which have a large number of small volume wells each capable of holding a sample on the order of 200-1,000 microliters. . This microtiter tray is standardized in size. In the biotechnology industry, the microtiter trays that are currently the preferred choice have a rectangular array of 8 columns by 12 rows of wells. Center spacing between adjacent wells in a single row is about 0.9c
Although it is m, this value may change from 1/10 to 2/10 mm. This also applies to the spacing between adjacent wells in a single row. This 96
The rectangular array of wells is designed to fit within a predetermined area (footprint) of less than 7.5 x 11 cm.
【0006】
縮小化により同一フットプリントのマイクロタイタートレイにより多くの数の
ウェルを納めることが可能になっている。新しいトレイとして、同一の所定フッ
トプリント内にウェルを従来の4倍の密度で配置したものが既に導入されており
、これが急速に業界標準になりつつある。すなわち、この新規なトレイは16列
×24行のウェルからなり、ウェル間間隔は約0.45cmである。The reduction in size allows a larger number of wells to be accommodated in a microtiter tray having the same footprint. New trays have been introduced that have wells arranged in the same predetermined footprint at four times the density of conventional ones, and are rapidly becoming the industry standard. That is, this new tray consists of 16 columns by 24 rows of wells with an interwell spacing of approximately 0.45 cm.
【0007】
或るDNA塩基配列決定プロジェクトにおいて、数千のDNAサンプルを分析
することは異例のことではない。言うまでもなく、1本のキャピラリーを用いて
数千回の実験を行うことは時間のかかることとなる。Analyzing thousands of DNA samples in a DNA sequencing project is not uncommon. Needless to say, carrying out thousands of experiments using one capillary is time-consuming.
【0008】
従来の装置では、多数のキャピラリーにおけるDNAバンドを同時に分析する
ための手段が提案されている。そのような装置はYeungらの米国特許No.
5,498,324に開示されており、この特許の内容の全ては参照によってこ
こに取り入れられる。この米国特許は、互いに平行に配置された多数のキャピラ
リーチューブに分離されたDNAバンドを検知するための手段を教示している。
しかし、このような方式においては、各キャピラリーチューブをゲルで満し、サ
ンプルを各キャピラリーチューブに導入する必要がある。In the conventional device, a means for simultaneously analyzing DNA bands in a large number of capillaries has been proposed. Such a device is described in Yeung et al., U.S. Pat.
5,498,324, the entire contents of which are incorporated herein by reference. This U.S. Patent teaches a means for detecting separated DNA bands in multiple capillary tubes arranged parallel to each other.
However, in such a system, it is necessary to fill each capillary tube with gel and introduce the sample into each capillary tube.
【0009】
従って、各キャピラリーチューブをゲルで満すために可なりの時間を要するこ
とになる。更に、各チューブの一端に再現性よく、かつ確実に反応サンプルを導
入するために、可なりの努力が必要となる。Therefore, it takes a considerable time to fill each capillary tube with gel. Moreover, considerable effort is required to reproducibly and reliably introduce the reaction sample into one end of each tube.
【0010】
また、同一キャピラリーを用いて幾つかの連続的なサンプル分析を行うことも
珍しいことではない。しかし、これは明らかにサンプルの相互汚染の危険性を伴
い、これも従来の方式における不利な点ということができる。
〔発明の概要〕
本発明の1つの目的は、標準サイズのマイクロタイタートレイからサンプルを
直接、複数のキャピラリーチューブに同時に導入することが可能な装置を提供す
ることである。It is also not uncommon to perform several consecutive sample analyzes using the same capillary. However, this obviously carries with it the risk of cross-contamination of the sample, which can also be a disadvantage of conventional methods. SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide an apparatus capable of simultaneously introducing a sample from a standard size microtiter tray directly into multiple capillary tubes.
【0011】
本発明の他の目的は、積層デュアルカルーセル装置を提供し、これによりシス
テムの能力を損なうことなく、DNAサンプルの相互汚染を回避することである
。Another object of the invention is to provide a stacked dual carousel device, thereby avoiding cross-contamination of DNA samples without compromising the capabilities of the system.
【0012】
本発明の他の目的は、ゲル移送モジュールを提供し、これによりキャピラリー
チューブ中にゲルを均一、かつ急速に分配させることである。[0012] Another object of the present invention is to provide a gel transfer module, which allows the gel to be uniformly and rapidly distributed in the capillary tube.
【0013】
本発明の他の目的は、オフラインキャピラリー再生装置を提供し、これにより
キャピラリーカートリッジオフラインを完全に清浄し、コストの上昇を最小限に
抑えつつ、システムのスループットを改善させることである。Another object of the present invention is to provide an off-line capillary regenerator, which cleans the capillary cartridge off-line completely and improves the system throughput while minimizing the cost increase.
【0014】
本発明の他の目的は、多波長ビームを発生させることができる装置を提供する
ことである。この多波長ビーム装置は異なる蛍光標識化染料を以て標識化された
複数のDNAサンプルの同時検知を可能にする。Another object of the present invention is to provide an apparatus capable of generating a multi-wavelength beam. This multi-wavelength beam device allows the simultaneous detection of multiple DNA samples labeled with different fluorescently labeled dyes.
【0015】
これらの目的は、電気泳動分析の間に清浄化可能な使い捨て型キャピラリーカ
ートリッジであって、複数のキャピラリーチューブを有するものを提供すること
により達成される。この場合、各キャピラリーチューブの第1の端部はマウンテ
ィングプレートに保持され、これら第1の端部は一緒になって1つの配列を上記
マウンティングプレート内に形成している。これら第1の端部間の間隔は、標準
サイズのマイクロタイタートレイのウェルのセンター間の間隔に相当する。従っ
て、これらキャピラリーの第1の端部をマイクロタイタートレイのウェル内のサ
ンプルに同時に浸漬させることができる。このカートリッジには第2のマウンテ
ィングプレートが設けられ、これに上記キャピラリーの第2の端部が保持されて
いる。他の態様においては、この第2のマウンティングプレートを用いる代りに
、上記キャピラリーチューブの第2の端部が一緒に束ねられ、液体移送チャンバ
ー、好ましくは高圧T字型取付け部材により受け入れられるようになっている。These objects are achieved by providing a disposable capillary cartridge that can be cleaned during electrophoretic analysis and that has a plurality of capillary tubes. In this case, the first end of each capillary tube is held by a mounting plate, which together form an array in the mounting plate. The spacing between these first ends corresponds to the spacing between the centers of the wells of a standard size microtiter tray. Therefore, the first ends of these capillaries can be simultaneously immersed in the sample in the wells of the microtiter tray. The cartridge is provided with a second mounting plate, which holds the second end of the capillary. In another aspect, instead of using this second mounting plate, the second ends of the capillary tubes are bundled together and received by a liquid transfer chamber, preferably a high pressure T-shaped mounting member. ing.
【0016】
各マウンティングプレートに複数のプレート孔を設け、これらにキャピラリー
チューブを挿入するようにしてもよい。このような場合、プレート孔は気密に封
止され、露出されているキャピラリー端部を有するマウンティングプレートの側
を加圧できるようにする。このマウンティングプレートのキャピラリー開口部の
近傍に陽圧を適用することにより、電気泳動操作の間、空気及び流体の導入が可
能となり、更に、この陽圧の適用を再生の間、キャピラリーチューブからゲル及
び他の物質を押出すのに使用することもできる。これらキャピラリーチューブを
これらのプレート孔に挿入するとき、カニューレ及び/又はプラスチックチュー
ブからなるニードル(針)を用いることによりこれらキャピラリーチューブが損
傷されるのを防止することができる。また、金属製カニューレなどが使用される
場合は、これらを電気泳動の間の電流のための電気接点として役立てることもで
きる。A plurality of plate holes may be provided in each mounting plate, and a capillary tube may be inserted into these. In such a case, the plate hole is hermetically sealed, allowing the side of the mounting plate having the exposed capillary end to be pressurized. The application of positive pressure in the vicinity of the capillary opening of the mounting plate allows the introduction of air and fluid during the electrophoretic operation, and further, the application of this positive pressure allows the gel and gel from the capillary tube to be regenerated during regeneration. It can also be used to extrude other materials. When inserting these capillary tubes into these plate holes, it is possible to prevent them from being damaged by using a needle made of a cannula and / or a plastic tube. Also, if metal cannulas or the like are used, they can also serve as electrical contacts for current flow during electrophoresis.
【0017】
好ましい態様において、積層デュアルカルーセル装置は、システムの能力を損
なうことなく、DNAサンプルの相互汚染の問題を回避することができる。この
システムはゲルと共に、緩衝液を使用し、これにより電気泳動の間、DNAをキ
ャピラリーチューブの一端から他端へ移動させるための媒体が提供される。この
緩衝液も電気泳動の間、キャピラリーチューブを通って移動するので、キャピラ
リーチューブの一端は緩衝液中に浸漬した状態にし、キャピラリーチューブ中に
緩衝液が連続的に補充されるようにする必要がある。従って、この緩衝液は電気
泳動の間においてDNAサンプルで汚染されてしまう虞れがある。次に、緩衝液
中のこのDNAは、もし同一の緩衝液を用いて電気泳動を連続的に行った場合は
、電気泳動の後の実行の間にキャピラリーチューブ中に移動することがあり得る
。上記積層デュアルカルーセル装置は、各DNAサンプルトレイについて緩衝ト
レイを提供し、同一の緩衝トレイを再使用することを回避することにより、DN
Aサンプルの相互汚染の問題を回避している。また、上記積層デュアルカルーセ
ル装置は、緩衝トレイを保持するための付加的カルーセルを有するので、この付
加的緩衝トレイのための空間を提供することを目的としてサンプルトレイを置換
する必要性も生じない。従って、このデュアルカルーセル装置は、システムの能
力を損なうことなく、上記汚染の問題を回避することができる。In a preferred embodiment, the stacked dual carousel device can avoid the problem of cross-contamination of DNA samples without compromising the capabilities of the system. The system uses a buffer with a gel, which provides a medium for migrating DNA from one end of the capillary tube to the other during electrophoresis. Since this buffer also moves through the capillary tube during electrophoresis, it is necessary to keep one end of the capillary tube immersed in the buffer so that the buffer is continuously replenished with the buffer. is there. Therefore, this buffer may be contaminated with the DNA sample during electrophoresis. This DNA in the buffer can then migrate into the capillary tube during subsequent runs of the electrophoresis if the electrophoresis is performed sequentially with the same buffer. The above stacked dual carousel device provides a buffer tray for each DNA sample tray and avoids reusing the same buffer tray to achieve DN
It avoids the problem of cross contamination of the A sample. Also, since the stacked dual carousel device has an additional carousel for holding the buffer tray, there is no need to replace the sample tray for the purpose of providing space for this additional buffer tray. Therefore, this dual carousel device can avoid the above contamination problem without compromising the system's capability.
【0018】
本発明の他の好ましい態様において、検知システムは多波長ビーム発生器及び
多波長検知器の双方を使用し、これによりレーザー又は光学的フィルターを切り
換えることなく、同一機器中で異なる標識染料で標識された複数のDNA塩基配
列サンプルを同時に検知することを可能にしている。In another preferred embodiment of the invention, the detection system uses both a multi-wavelength beam generator and a multi-wavelength detector, which allows different labeling dyes in the same instrument without switching lasers or optical filters. It is possible to simultaneously detect a plurality of DNA base sequence samples labeled with.
【0019】
多波長ビーム発生器は、457nm、476nm、488nm、496nm、
502nm、514nmの波長の多波長ビームを発生し得るアルゴンイオンレー
ザーにより提供される。この多波長ビーム発生器は、異なる標識染料の中の異な
る吸収スペクトルを補償し、DNA断片中でのピーク検知信号の一様性を改善し
、検知信号の信号/ノイズ比を向上させる。The multi-wavelength beam generator has 457 nm, 476 nm, 488 nm, 496 nm,
Provided by an Argon ion laser capable of producing a multi-wavelength beam with wavelengths of 502 nm and 514 nm. This multi-wavelength beam generator compensates for the different absorption spectra in different labeling dyes, improves the uniformity of the peak detection signal in the DNA fragment, and improves the signal / noise ratio of the detection signal.
【0020】
本発明の他の好ましい態様において、ゲル移送モジュールはゲルを急速、かつ
均一にキャピラリーを通って移動させる。ゲルはポンプにより移動させるには粘
度が高過ぎるため、このゲル移送モジュールは、ゲルを移動させるのにゲルシリ
ンジを使用する。このゲル移送モジュールは、使い捨て型ゲルカートリッジを保
持するためのゲルキャリッジを具備する。ステッパーモータ・リニアーアクチュ
エータは可動アクチュエータシャフトを具備し、この可動アクチュエータシャフ
トはゲルシリンジの一端に位置するテフロンプランジャーを駆動させるべく配置
され、これによりゲル物質がゲルシリンジの他端に設けられた高圧部材を介して
急速に流れるようになっている。更にゲル移送モジュールは、電気泳動で用いた
ものと同一の部材を使用してキャピラリーチューブ中のゲルを弛緩させ、ゲルの
均一な分布を達成させる。In another preferred aspect of the invention, the gel transfer module moves the gel rapidly and uniformly through the capillary. The gel transfer module uses a gel syringe to move the gel because the gel is too viscous to be pumped. The gel transfer module comprises a gel carriage for holding a disposable gel cartridge. The stepper motor linear actuator comprises a movable actuator shaft, which is arranged to drive a Teflon plunger located at one end of the gel syringe, which causes the gel substance to be placed at the other end of the gel syringe under high pressure. It is designed to flow rapidly through the member. In addition, the gel transfer module relaxes the gel in the capillary tube using the same members used for electrophoresis to achieve a uniform distribution of the gel.
【0021】
ゲル移送モジュールの他の態様において、圧迫可能なゲルバッグが利用される
。この態様において、ゲルバッグは高圧チャンバーの内部に配置され、この高圧
チャンバーは頂部が開口し底部が閉塞した中空シリンダーと、このシリンダーの
頂部に着脱自在に取着されたキャップとを具備してなる。上記ゲルバッグに着脱
自在に取着された内側端部と上記T字型取付け部材に接続された外側端部とを具
備する流出口アッセンブリーが上記高圧チャンバーに取着されている。この高圧
チャンバーも又、その内部圧力を増大又は減少させることのできる圧調整アッセ
ンブリーに接続されている。上記高圧チャンバー内部の圧力が増加したとき、ゲ
ルは上記流出口アッセンブリーを介して外部に絞り出され、上記T字型取付け部
材へと送り出される。In another aspect of the gel transfer module, a compressible gel bag is utilized. In this embodiment, the gel bag is arranged inside a high pressure chamber, which comprises a hollow cylinder having an open top and a closed bottom, and a cap removably attached to the top of the cylinder. An outlet assembly having an inner end removably attached to the gel bag and an outer end connected to the T-shaped attachment member is attached to the high pressure chamber. This high pressure chamber is also connected to a pressure regulating assembly that can increase or decrease its internal pressure. When the pressure inside the high pressure chamber increases, the gel is squeezed out through the outlet assembly and delivered to the T-shaped mounting member.
【0022】
本発明の他の好ましい態様において、簡素化されたオフラインキャピラリー再
生器がキャピラリーオフラインを完全に清浄化し、システムのコストの増大を抑
制させつつ、システムのスループットの増大を達成し得るようになっている。作
業者は先に使用したキャピラリーカートリッジをオフラインキャピラリー再生器
で清浄化させながら電気泳動を実行することができる。完全に清浄化するために
は一般的に約20分を要するから、電気泳動の連続的実行の間において、キャピ
ラリーカートリッジ909の完全な清浄化のためにシステムを待たせる必要がな
くなり、従って、このオフラインキャピラリー再生器はシステムのスループット
を改善させることができる。In another preferred embodiment of the present invention, a simplified offline capillary regenerator completely cleans the capillary offline so that an increase in system throughput can be achieved while suppressing an increase in system cost. Has become. An operator can perform electrophoresis while cleaning the previously used capillary cartridge with an offline capillary regenerator. Since it typically takes about 20 minutes to completely clean, it is not necessary to wait for the system to completely clean the capillary cartridge 909 between successive runs of electrophoresis, and thus this Off-line capillary regenerators can improve system throughput.
【0023】
このオフラインキャピラリー再生器は、清浄化流体を保持するための溶媒容器
、清浄化流体を選択するためのマニホルド、及び洗浄を管理するための簡単なコ
ントローラを含む少数の低コスト部材を具備してなる。このオフラインキャピラ
リー再生器の簡素化により、システムのコストの増大を抑制させつつ、システム
のスループットの増大を達成し得るという利益が得られる。
〔好ましい態様の詳細な説明〕
図1は、本発明の装置の使用形態を模式的に説明するものである。本発明のカ
ートリッジ30は、実質的に同一長さの複数のキャピラリーチューブ32を具備
してなる。これらキャピラリーチューブ32はサンプル側接続アレイ(配列)3
4とゲル側接続アレイ36との間に延在している。キャピラリーチューブ32は
サンプル側では第1のキャピラリー端部38のアレイで終わり、ゲル側では第2
のキャピラリー端部40のアレイで終わっている。This off-line capillary regenerator comprises a small number of low cost components, including a solvent container to hold the cleaning fluid, a manifold to select the cleaning fluid, and a simple controller to manage the cleaning. I will do it. This simplification of the offline capillary regenerator has the advantage that an increase in system throughput can be achieved while suppressing an increase in system cost. [Detailed Description of Preferred Embodiments] FIG. 1 schematically illustrates a usage pattern of the apparatus of the present invention. The cartridge 30 of the present invention comprises a plurality of capillary tubes 32 of substantially the same length. These capillary tubes 32 are connected to the sample side connection array (array) 3
4 and the gel-side connection array 36. The capillary tube 32 ends with an array of first capillary ends 38 on the sample side and a second on the gel side.
Ends with an array of capillary ends 40.
【0024】
すなわち、図1のキャピラリーチューブ32のそれぞれの両端はベース部材4
2中の個々のプレート孔を貫通して延びている。このベース部材42は好ましく
はポリカーボネート又はアクリル樹脂などから作られている。その他、キャピラ
リー端部の各アレイをプレート孔を有する別のマウンティングプレートに保持さ
せ、ついで各マウンティングプレートをベース部材に固定してもよい。更に、各
キャピラリーを個々のプレート孔に貫通させる代りに、1又はそれ以上のキャピ
ラリーチューブを一緒にし、共通孔を貫通させてもよいし、孔を全く無くしても
よい。That is, both ends of the capillary tube 32 of FIG.
It extends through the individual plate holes in 2. The base member 42 is preferably made of polycarbonate or acrylic resin or the like. Alternatively, each array at the ends of the capillaries may be held by another mounting plate having plate holes, and then each mounting plate may be fixed to the base member. Further, instead of passing each capillary through an individual plate hole, one or more capillary tubes may be brought together to pass through a common hole or no holes at all.
【0025】
これら2つのアレイの間において、キャピラリーチューブ32はベース部材4
2上に装着された熱電部材44を貫通させている。この熱電部材44は窓領域4
6の両側に配置されている。この熱電部材はキャピラリーチューブを所定の範囲
の温度に制御するために用いられている。この熱電部材44は当業者にとって明
らかなように2以上の部材から構成されていてもよい。更に、流体循環システム
あるいは空気対流などの別の温度制御手段を用いて温度を制御するようにしても
よい。Between these two arrays, the capillary tube 32 is attached to the base member 4
The thermoelectric member 44 mounted on the 2 is penetrated. This thermoelectric member 44 is provided in the window area 4
It is arranged on both sides of 6. This thermoelectric member is used to control the temperature of the capillary tube within a predetermined range. The thermoelectric member 44 may be composed of two or more members as will be apparent to those skilled in the art. Further, the temperature may be controlled by using another temperature control means such as a fluid circulation system or air convection.
【0026】
キャピラリーチューブ32は窓領域46内において互いに隣接して平行に配置
されている。第1のキャピラリー端部から窓領域46に至るまでの各キャピラリ
ーチューブの長さは全てのキャピラリーチューブ32において実質的に同一であ
る。この長さはサンプルの分析時間の最適化(すなわち、最小許容時間)及び分
離されたサンプルの最小許容分析能を考慮して決定される。名目上、この長さは
ほぼ50〜70cmの範囲である。窓領域46は入射励起光が平行なキャピラリ
ーチューブへアクセスできる領域を表すと共に、このキャピラリーチューブから
出射される蛍光へのアクセスが可能な領域である。すなわち、この窓領域46は
種々のキャピラリーチューブ内のバンド50の検知を可能にする。The capillary tubes 32 are arranged parallel to each other in the window region 46 adjacent to each other. The length of each capillary tube from the end of the first capillary to the window region 46 is substantially the same in all capillary tubes 32. This length is determined by taking into consideration the optimization of the analysis time of the sample (that is, the minimum allowable time) and the minimum allowable analysis capacity of the separated sample. Nominally, this length is in the range of approximately 50-70 cm. The window region 46 represents a region where incident excitation light can access a parallel capillary tube, and is a region where fluorescence emitted from the capillary tube can be accessed. That is, this window region 46 allows for detection of the band 50 in various capillary tubes.
【0027】
図1に示すように、励起光源はレーザー52を具備し、プリズム54は光ビー
ム56を窓領域46を通ってキャピラリーチューブ32に焦点を合わすために用
いられる。ついで蛍光ビーム58がCCDカメラ60により感知され、バンド5
0が捕捉されるようになっている。なお、当業者にとって公知のように、他の照
明及び検知手段を用いることも可能である。As shown in FIG. 1, the excitation light source comprises a laser 52 and a prism 54 is used to focus a light beam 56 through the window region 46 and onto the capillary tube 32. Then, the fluorescence beam 58 is detected by the CCD camera 60, and the band 5 is detected.
0 is set to be captured. It should be noted that other lighting and sensing means can be used, as known to those skilled in the art.
【0028】
図1に示す構成により、全てのキャピラリーチューブ32の第1のキャピラリ
ー端部38中にサンプルを実質的に同時に導入させることができる。特に、この
構成によれば、第1のキャピラリー端部38のアレイを上述のような標準サイズ
のマイクロタイタートレイ64の複数のウェル62中に同時に浸漬することによ
り種々のサンプルを導入させることができる。The configuration shown in FIG. 1 allows the sample to be introduced into the first capillary ends 38 of all capillary tubes 32 substantially simultaneously. In particular, according to this configuration, various samples can be introduced by simultaneously immersing the array of first capillary end portions 38 in the plurality of wells 62 of the standard size microtiter tray 64 as described above. ..
【0029】
これを可能にするため、個々のキャピラリー端部は互いに離間されており、そ
の間隔配列は標準サイズのマイクロタイタートレイ64の複数のウェルのアレイ
のものと実質的に同一となっている。すなわち、隣接する第1のキャピラリー端
部間の間隔は約0.9cmであり、この第1のキャピラリー端部のアレイ全体の
フットプリントは7.5cm×11cm未満であり、従って標準サイズのマイク
ロタイタートレイに対応している。To enable this, the individual capillary ends are spaced apart from each other and the spacing arrangement is substantially the same as that of an array of multiple wells of standard size microtiter tray 64. . That is, the spacing between adjacent first capillary ends is about 0.9 cm, and the overall array footprint of the first capillary ends is less than 7.5 cm x 11 cm, thus standard size microtiter plates. It corresponds to the tray.
【0030】
第2のキャピラリー端部40のアレイは第2のマイクロタイタートレイ68の
ウェル66中に挿入され、そこで当業者に公知のように緩衝液70と接触するよ
うになっている。この第2のマイクロタイタートレイ68のウェル66は互いに
離間しているので、第2のキャピラリー端40間での相互汚染の虞れは少ない。The array of second capillary ends 40 is inserted into the wells 66 of the second microtiter tray 68, where it comes into contact with a buffer 70 as is known to those skilled in the art. Since the wells 66 of the second microtiter tray 68 are separated from each other, there is little risk of cross-contamination between the second capillary ends 40.
【0031】
電圧源72が2つのキャピラリー端部アレイ間に電位差を与えるのに用いられ
る。図1に示すように、1つの電圧レベルが個々のリード74を介して第1のマ
イクロタイタートレイ64の各ウェル62に適用され、第2の電圧レベルが個々
のリード76を介してほぼ同様に第2のマイクロタイタートレイ68の各ウェル
66に適用される。すなわち、電流はリード74を介して個々のサンプルに通電
され、第1のキャピラリー端部38、キャピラリーチューブ32及び第2のキャ
ピラリー端部40を介して第2のマイクロタイタートレイ68のウェル66中の
緩衝液70に通電され、最後にリード76を通ることになる。A voltage source 72 is used to provide a potential difference between the two capillary end arrays. As shown in FIG. 1, one voltage level is applied to each well 62 of the first microtiter tray 64 via an individual lead 74 and a second voltage level is applied in a substantially similar manner via an individual lead 76. It is applied to each well 66 of the second microtiter tray 68. That is, an electric current is applied to the individual sample via the lead 74 and passes through the first capillary end 38, the capillary tube 32 and the second capillary end 40 into the well 66 of the second microtiter tray 68. The buffer solution 70 is energized and finally passes through the lead 76.
【0032】
図2A及び2Bは本発明のカートリッジ80の1例の平面図及び側面図をそれ
ぞれ示している。このカートリッジ80は例えばポリカーボネート又はアクリル
等からなるベース部材82を具備する。このベース部材82には第1及び第2の
マウンティングプレート84、86がそれぞれ装着されている。これらプレート
は電気的絶縁物質から形成することが好ましい。2A and 2B show a plan view and a side view, respectively, of an example of a cartridge 80 of the present invention. The cartridge 80 includes a base member 82 made of, for example, polycarbonate or acrylic. First and second mounting plates 84 and 86 are mounted on the base member 82, respectively. The plates are preferably formed from an electrically insulating material.
【0033】
第1のキャピラリー端部88のアレイは、第1のマウンティングプレート84
の底面90から突出し、第2のキャピラリー端部92のアレイは、第2のマウン
ティングプレート86の底面94から突出している。キャピラリーチューブ96
はこれらマウンティングプレート84、86に形成されたプレート孔を貫通、固
定されていて、これらマウンティングプレート84、86の上面から突出してい
る。好ましくは、各キャピラリーチューブ96はこれらマウンティングプレート
84、86に対する貫通部において、これらマウンティングプレートのプレート
孔に固定されたチューブ組立て体(アッセンブリー)102により保護されるよ
うにする。The array of first capillary ends 88 includes a first mounting plate 84.
Projecting from the bottom surface 90 of the second mounting plate 86, the array of second capillary ends 92 projects from the bottom surface 94 of the second mounting plate 86. Capillary tube 96
Is fixed through the plate holes formed in the mounting plates 84 and 86, and protrudes from the upper surfaces of the mounting plates 84 and 86. Preferably, each capillary tube 96 is protected by a tube assembly (assembly) 102 fixed to the plate holes of the mounting plates 84, 86 at their penetrations.
【0034】
図2Aに明示するように、これらチューブ組立て体は、関係するキャピラリー
チューブと共にそれぞれ8行、12列の矩形アレイを形成するようにしてこれら
マウンティングプレート84、86から突出している。これらチューブ組立て体
102が固定されているプレート孔の隣接相互間の間隔及び隣接するキャピラリ
ー端部88、92相互間の間隔は、いずれも標準サイズのマイクロタイタートレ
イ64の隣接するウェル相互間の間隔と対応させてある。好ましい例として、隣
接するキャピラリー端部間の間隔は約0.9cmであり、キャピラリー端部のア
レイ全体、従ってキャピラリー96が貫通するプレート孔のアレイのフットプリ
ントは約7.5cm×11cm以下である。As clearly shown in FIG. 2A, the tube assemblies project from the mounting plates 84, 86 in a rectangular array of 8 rows and 12 columns, respectively, with the associated capillary tubes. The distance between the adjacent plate holes to which these tube assemblies 102 are fixed and the distance between the adjacent capillary ends 88, 92 are both the distance between the adjacent wells of the standard size microtiter tray 64. It corresponds to. As a preferred example, the spacing between adjacent capillary ends is about 0.9 cm, and the overall array of capillary ends, and thus the array of plate holes through which the capillaries 96 penetrate, has a footprint of about 7.5 cm x 11 cm or less. .
【0035】
各マウンティングプレート84、86の上面98、100には、それぞれ10
4、106として示す第1及び第2の囲いが設けられている。好ましい態様にお
いて、これら囲いのそれぞれには入口108及び出口110が設けられている。
第1の囲いの出口110はプラスチックチューブ112を介して第2の囲いの入
口108に接続されている。第1の囲いの入口108は第1のプラスチック閉止
弁114に接続され、第2の囲いの出口110は第2のプラスチック閉止弁11
6に接続されている。逆に、これらのプラスチック閉止弁114、116はそれ
ぞれ第1及び第2のクイック切断部118、120に接続されている。The upper surfaces 98 and 100 of the respective mounting plates 84 and 86 are respectively provided with 10
First and second enclosures, shown as 4, 106, are provided. In the preferred embodiment, each of these enclosures is provided with an inlet 108 and an outlet 110.
The outlet 110 of the first enclosure is connected to the inlet 108 of the second enclosure via a plastic tube 112. The inlet 108 of the first enclosure is connected to a first plastic shutoff valve 114 and the outlet 110 of the second enclosure is a second plastic shutoff valve 11.
Connected to 6. Conversely, these plastic shutoff valves 114, 116 are connected to first and second quick disconnects 118, 120, respectively.
【0036】
操作の間、カートリッジ80をポンプアッセンブリー122に接続することが
できる。このポンプアッセンブリー122は、囲い104、106を通って温度
制御された液状冷媒を循環し得るように構成されている。この場合、カートリッ
ジの第1のクイック切断部118はポンプアッセンブリー122の出力部124
に接続されおり、第2のクイック切断部120はポンプアッセンブリー122の
入力部126に接続されている。この構成により、マウンティングプレートの上
面98、100から突出し、囲い104、106中に位置するキャピラリーチュ
ーブ96の部分の温度を維持させることができる。これを行うため、マウンティ
ングプレート84、86はベース部材82に対し液密に封止されていることが必
要である。この液密封止はプレート孔とチューブアッセンブリー102並びにキ
ャピラリーチューブ96との間、あるいはキャピラリーチューブ96自体にも形
成されている必要がある。During operation, the cartridge 80 may be connected to the pump assembly 122. The pump assembly 122 is configured to circulate a temperature controlled liquid refrigerant through the enclosures 104, 106. In this case, the first quick disconnect 118 of the cartridge is the output 124 of the pump assembly 122.
And the second quick disconnect 120 is connected to the input 126 of the pump assembly 122. With this configuration, the temperature of the portion of the capillary tube 96 that protrudes from the upper surfaces 98 and 100 of the mounting plate and is located in the enclosures 104 and 106 can be maintained. In order to do this, it is necessary that the mounting plates 84, 86 be liquid-tightly sealed to the base member 82. This liquid-tight seal needs to be formed between the plate hole and the tube assembly 102 and the capillary tube 96, or on the capillary tube 96 itself.
【0037】
キャピラリーチューブ96は、囲い104、106により覆われていないカー
トリッジの区域においてチューブアッセンブリー102の2つのアレイ間に通じ
ている。上述のように、熱電温度制御手段128又はそれに類する物がキャピラ
リーチューブ96の窓区域130の両側に配置され、囲い104、106内にな
いキャピラリーチューブの温度を制御するようになっている。The capillary tube 96 leads between two arrays of tube assemblies 102 in the area of the cartridge not covered by the enclosures 104, 106. As mentioned above, thermoelectric temperature control means 128 or the like is disposed on either side of the window section 130 of the capillary tube 96 to control the temperature of the capillary tube not within the enclosures 104, 106.
【0038】
窓区域130の少なくとも1部内にてキャピラリー96が互いに平行に配置さ
れていて、検知手段により読取り可能にしている。好ましくは、ベース部材82
には開口部132が設けられていて、その上に窓区域130が配置されている。
これにより、照射手段又は検知手段の少なくとも1部をベース部材の下に配置さ
せることが可能となり、そこから露出したキャピラリーチューブ96を直線的に
見えるようにしている。The capillaries 96 are arranged parallel to one another in at least part of the window area 130 and are readable by the sensing means. Preferably the base member 82
There is an opening 132 in which the window area 130 is arranged.
This makes it possible to arrange at least a part of the irradiation means or the detection means under the base member, so that the capillary tube 96 exposed therefrom can be seen in a straight line.
【0039】
図3Aはチューブアッセンブリー160を形成するのに使用されるニードル1
40を示し、これは図3Bに示すようにマウンティングプレート162内に直接
、挿入させることができる。このニードル140は金属製カニューレ142を具
備する。好ましい態様において、カニューレ142は内径が0.064インチ、
外径が0.072インチのステンレススチールチューブからなっている。このカ
ニューレ142にはウェルに浸漬される端部にベベル144が設けられている。FIG. 3A illustrates a needle 1 used to form a tube assembly 160.
40, which can be inserted directly into the mounting plate 162 as shown in FIG. 3B. The needle 140 includes a metallic cannula 142. In a preferred embodiment, the cannula 142 has an inner diameter of 0.064 inches,
It consists of a stainless steel tube with an outer diameter of 0.072 inches. The cannula 142 is provided with a bevel 144 at the end immersed in the well.
【0040】
カニューレ142内には、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)ポリマー
チューブ146が同軸的に配置され、これはスリーブとして作用する。このポリ
マーチューブ146は内径が約0.006インチ、外径が0.0625インチで
ある。従って、このポリマーチューブ146はカニューレ142内に難なく挿入
させることができる。Within the cannula 142, a polyetheretherketone (PEEK) polymer tube 146 is coaxially disposed and acts as a sleeve. The polymer tube 146 has an inner diameter of about 0.006 inch and an outer diameter of 0.0625 inch. Therefore, the polymer tube 146 can be easily inserted into the cannula 142.
【0041】
ニードル140の長手軸に沿ってポリマーチューブ146の中央を、ニードル
140に付随するキャピラリーチューブ148が通っている。このキャピラリー
チューブ148は溶融シリカから形成されており、内径が約0.003インチ、
外径が約0.006インチのものである。すなわち、キャピラリーチューブ14
8はポリマーチューブ146内部と嵌合している。このキャピラリーチューブ1
48はカニューレ142の先端部152と実質的に面一となる端部150で終っ
ている。すなわち、2つの端部150、152間の間隙は約0.035インチと
なっている。A capillary tube 148 attached to the needle 140 passes through the center of the polymer tube 146 along the longitudinal axis of the needle 140. The capillary tube 148 is made of fused silica and has an inner diameter of about 0.003 inches,
The outer diameter is about 0.006 inch. That is, the capillary tube 14
8 is fitted inside the polymer tube 146. This capillary tube 1
48 terminates in an end 150 that is substantially flush with the tip 152 of the cannula 142. That is, the gap between the two ends 150, 152 is approximately 0.035 inches.
【0042】
UV硬化、医療グレードのエポキシ封止剤154がポリマーチューブ146の
両端に用いられ、ポリマーチューブ146及びキャピラリーチューブ148をカ
ニューレ142に対し固定している。好ましくは、エポキシ封止剤154がカニ
ューレ142を介して気密及び液密シールを形成している。このエポキシ封止剤
はポリマーチューブ146が外囲気に露出させないようにすると共に、キャピラ
リーチューブ148がカニューレ142と直接、接触することがないようにして
いる。A UV curable, medical grade epoxy sealant 154 is used at both ends of the polymer tube 146 to secure the polymer tube 146 and the capillary tube 148 to the cannula 142. Preferably, the epoxy sealant 154 forms a gas-tight and liquid-tight seal through the cannula 142. The epoxy sealant prevents the polymer tube 146 from being exposed to the atmosphere and prevents the capillary tube 148 from making direct contact with the cannula 142.
【0043】
なお、ニードルは図3Aに描いたもの以外の形で形成させることもできる。例
えば、チューブ状カニューレの代りに、ニードルを単にキャピラリーチューブか
らなり、注入又は共押出しされたプラスチック材料で覆い、この覆いを金属スト
リップに固定させたものでもよい。また、その他の構成も可能である。The needle may be formed in a shape other than that illustrated in FIG. 3A. For example, instead of a tubular cannula, the needle may simply consist of a capillary tube, covered with an injected or coextruded plastic material, and the cover fixed to a metal strip. Also, other configurations are possible.
【0044】
図3Bはナイロンからなる中空の高圧圧縮取付け部材164を示しており、こ
れにニードル140が挿入され、チューブアッセンブリー160を完成させてい
る。このニードル140はエポキシ封止剤を用いて上記圧縮取付け部材の円筒状
内壁に固定させることもできる。各チューブアッセンブリー160は、ついでマ
ウンティングプレート162に穿孔されたプレート孔166内に挿入され、プレ
ート孔166もエポキシ封止剤を用いて封止させることができる。これにより、
マウンティングプレート162の底面168と表面170との間に気密及び液密
シールが形成され、チューブアッセンブリーを固定するプレート孔が設けられた
区域の底面に陽圧が適用されても、これにマウンティングプレートが耐え得るよ
うになっている。FIG. 3B shows a hollow high pressure compression mounting member 164 made of nylon into which the needle 140 has been inserted to complete the tube assembly 160. The needle 140 can also be fixed to the cylindrical inner wall of the compression mounting member using an epoxy sealant. Each tube assembly 160 is then inserted into a plate hole 166 drilled in the mounting plate 162, which plate hole 166 can also be sealed with an epoxy sealant. This allows
An air-tight and liquid-tight seal is formed between the bottom surface 168 of the mounting plate 162 and the surface 170, and even if positive pressure is applied to the bottom surface of the area where the plate hole for fixing the tube assembly is provided, the mounting plate is attached thereto. I can bear it.
【0045】
なお、この圧縮取付け部材164を完全になしで済まし、マウンティングプレ
ート162に、ニードル140の外径とサイズが対応するプレート孔を穿設して
もよい。その場合、ニードルをマウンティングプレート162の各プレート孔中
に直接、挿入し、エポキシ樹脂を用いてそこに固定させる。このような取付け部
材なしのアプローチは、プレート孔の減少されたサイズによりマウンティングプ
レート162の構造的一体性を改善させることができる。更に、エポキシ封止剤
が用いられる界面が少なくなるから気密及び液密シールの向上を図ることができ
る。更に、キャピラリーチューブ148又はポリマーチューブ146に包んだキ
ャピラリー148を、マウンティングプレート162に形成された適当なサイズ
のプレート孔に直接、保持させることもできることを理解されるべきである。The compression mounting member 164 may be omitted altogether, and the mounting plate 162 may be provided with a plate hole having a size corresponding to the outer diameter of the needle 140. In that case, the needle is directly inserted into each plate hole of the mounting plate 162 and fixed there by using an epoxy resin. Such a mountingless approach can improve the structural integrity of the mounting plate 162 due to the reduced size of the plate holes. Further, since the interface where the epoxy sealant is used is reduced, the airtightness and the liquid-tightness can be improved. Further, it should be understood that the capillaries 148 encapsulated in the capillary tube 148 or the polymer tube 146 can be directly held in the appropriately sized plate holes formed in the mounting plate 162.
【0046】
圧縮取付け部材を使用するか否か、カニューレ及び/又はポリマーチューブを
使用するか否かに拘らず、好ましい態様においては、各プレート孔には1つのキ
ャピラリーチューブが保持されることを理解されるべきである。プレート孔のア
レイの間隔的配置は、好ましくは標準サイズのマイクロタイタートレイのウェル
のものと対応している。しかし、プレート孔をオフセンター(中心ずれ)に形成
し、キャピラリー端部を傾けることもできる。It is understood that in the preferred embodiment, one capillary tube is retained in each plate hole, regardless of whether compression fittings are used, cannulas and / or polymer tubes are used. It should be. The spacing of the array of plate wells preferably corresponds to that of the wells of a standard size microtiter tray. However, it is also possible to form the plate hole off center (center deviation) and incline the end of the capillary.
【0047】
更に、マウンティングプレート162に孔を穿設することなしに、キャピラリ
ー端部のアレイを所望の形状にて固定させることもできることを理解されるべき
である。例えば、個々のキャピラリー端部を接着又は締付けによりマウンティン
グプレート162に所望の形状にて配列、固定させることもできる。その他、複
数のキャピラリーを一緒にし、アクリルなどで所望の形状に保ったまま、それら
の端部を保持させることもできる。重要なことは、標準サイズのマイクロタイタ
ートレイのウェルの間隔に対応してキャピラリー端部の間隔をアレイに持たせる
ことである。Further, it should be understood that the array of capillary ends can be fixed in the desired shape without drilling holes in the mounting plate 162. For example, the ends of the individual capillaries can be arranged and fixed in a desired shape on the mounting plate 162 by adhesion or tightening. In addition, a plurality of capillaries may be put together and the ends thereof may be held while being kept in a desired shape with acrylic or the like. What is important is that the array has capillary end spacing that corresponds to the well spacing of a standard size microtiter tray.
【0048】
導電性プレート172はネジ、接着剤、その他の公知の手段でマウンティング
プレート162に固定する。この導電性プレート172には、マウンティングプ
レート中のプレート孔166に対応する導電性孔174のアレイが形成されてい
る。各導電性孔174はH型のスリットにより形成されていて、このHの脚部間
に一対のタブ176、178が形成されている。ニードル140がこの導電性孔
174に挿入されたとき、これらのタブ176、178は後退し、ニードル14
0の両側と接触することになる。The conductive plate 172 is fixed to the mounting plate 162 by screws, an adhesive, or any other known means. The conductive plate 172 has an array of conductive holes 174 corresponding to the plate holes 166 in the mounting plate. Each conductive hole 174 is formed by an H-shaped slit, and a pair of tabs 176, 178 are formed between the H legs. When the needle 140 is inserted into this conductive hole 174, these tabs 176, 178 retract and the needle 14
It comes in contact with both sides of 0.
【0049】
この導電性プレート172は全体が導電性であるから、アレイ中の全てのニー
ドル140は共通の電気的接続を共有することになる。導電性プレート172に
印加された電圧はアレイ中の各ニードル140の外部に現れる。電気泳動の適用
の間、この電圧はキャピラリー端部150が挿入されている各ウェル内の緩衝液
中に現れる。Since this conductive plate 172 is entirely conductive, all needles 140 in the array will share a common electrical connection. The voltage applied to the conductive plate 172 appears outside each needle 140 in the array. During electrophoresis application, this voltage appears in the buffer in each well in which the capillary end 150 is inserted.
【0050】
当業者に公知のように電圧差は他の手段によっても同様に第1のキャピラリー
端部に印加させることができる。例えば、ニードルが接続されている共通プレー
トに接触させる代りに、電圧リードを各ニードルに直接、接続させてもよい。そ
の他、各リードを各ウェル内の液中に浸漬させてもよい。他の別の方法としては
、電圧を金属被覆、例えば金を介して印加させることである。この場合、金属被
覆はウェル内の液に接触する各キャピラリーの末端部外面にのみ堆積させる。更
に、電圧を前述のように、1又はそれ以上のリードを介してウェルに直接、印加
させてもよい。当業者に自明のように、この第1のキャピラリー端部に電圧を印
加させるため、その他の任意のアプローチを選択することができる。The voltage difference can be applied to the end of the first capillary by other means as well as known to those skilled in the art. For example, instead of contacting the common plate to which the needles are connected, the voltage leads may be connected directly to each needle. Alternatively, each lead may be immersed in the liquid in each well. Another alternative is to apply the voltage through a metallization, eg gold. In this case, the metallization is deposited only on the outer surface of the end of each capillary that contacts the liquid in the well. Further, the voltage may be applied directly to the well via one or more leads, as described above. One of ordinary skill in the art will appreciate that any other approach can be chosen to energize this first capillary end.
【0051】
図4は、図2A、2Bに例示するカートリッジと共に使用されるモニタープレ
ート190を示している。本発明のカートリッジにおいては、上述のように少な
くとも第1のマウンティングプレート84のニードルには導電性プレート172
が備えられている。第2のマウンティングプレート86にはモニタープレート1
90を具備させることができる。FIG. 4 shows a monitor plate 190 for use with the cartridge illustrated in FIGS. 2A and 2B. In the cartridge of the present invention, the conductive plate 172 is provided on at least the needle of the first mounting plate 84 as described above.
Is provided. The monitor plate 1 is attached to the second mounting plate 86.
90 can be provided.
【0052】
このモニタープレートはモニター孔192のアレイを有する。このモニター孔
192のアレイは第2のマウンティングプレート86中に形成されたプレート孔
の第2のアレイと整合している。各モニター孔192は分離された電気接点19
4を具備してなり、この電気接点194は個々のリード198を介してモニター
プレートコネクター196に電気的に接続されている。第2のマウンティングプ
レート86中の各ニードルはモニタープレート中の対応する電気接点194に接
触している。The monitor plate has an array of monitor holes 192. The array of monitor holes 192 is aligned with the second array of plate holes formed in the second mounting plate 86. Each monitor hole 192 has a separate electrical contact 19
4 and the electrical contacts 194 are electrically connected to the monitor plate connector 196 via individual leads 198. Each needle in the second mounting plate 86 contacts a corresponding electrical contact 194 in the monitor plate.
【0053】
このモニタープレートの目的は、第2のマウンティングプレート86中の任意
のニードルと第1のマウンティングプレート84中のニードルとの間の電気的導
通性の存在を測るための手段を提供することである。このために、モニタープレ
ート190を導電性プレート172とほぼ同様にしてマウンティングプレート8
6に固定し得ることが理解されるであろう。重要なことは各電気接点194が第
2のマウンティングプレート中の1個のニードルとのみ接続していることである
。The purpose of this monitor plate is to provide a means for measuring the presence of electrical continuity between any needle in the second mounting plate 86 and the needle in the first mounting plate 84. Is. To this end, the monitor plate 190 is made substantially similar to the conductive plate 172 and the mounting plate 8
It will be understood that it can be fixed at 6. Importantly, each electrical contact 194 connects only to one needle in the second mounting plate.
【0054】
図5は、第1のカルーセル206及び第2のカルーセル208上に、第1のア
レイ202及び第2のアレイ204がそれぞれ部分的に配置されたカートリッジ
200を示している。CCDカメラ210は、これらアレイ202、204間の
カートリッジ部分の上に配置され、キャピラリー内のバンド(図5には示されて
いない)を検知するようになっている。各カルーセル206、208はそれぞれ
8個のプラットホーム212を有し、それらの上に標準サイズのマイクロタイタ
ートレイが載置されるようになっている。FIG. 5 shows a cartridge 200 in which a first array 202 and a second array 204 are partially arranged on a first carousel 206 and a second carousel 208, respectively. The CCD camera 210 is arranged above the cartridge portion between the arrays 202 and 204, and is adapted to detect a band (not shown in FIG. 5) in the capillary. Each carousel 206, 208 has eight platforms 212 on which standard size microtiter trays are mounted.
【0055】
各タイタートレイ内のウェルは、サンプル、ゲル、緩衝液、酸性溶液、塩基性
溶液などの1又はそれ以上の液体を保持する。図5に示すように、第1のカルー
セルは6個のサンプルトレイ214、1個の緩衝液トレイ、及び1個の廃液トレ
イを保持し、サンプルトレイの1個が第1のニードルアレイ202の下方に位置
されている。更に図5に示すように、第2のカルーセルは一対の酸性溶液トレイ
220、一対の塩基性溶液トレイ222、一対の廃液トレイ224(その内の1
個は第2のニードルアレイ204の下方に位置している)、1個の緩衝液トレイ
226、1個のゲルトレイ228を保持している。すなわち、第1のカルーセル
206はサンプル側カルーセルであり、第2のカルーセル208はゲル側カルー
セルである。The wells in each titer tray hold one or more liquids such as sample, gel, buffer, acidic solution, basic solution. As shown in FIG. 5, the first carousel holds six sample trays 214, one buffer tray, and one waste tray, one sample tray below the first needle array 202. Is located in. Further, as shown in FIG. 5, the second carousel has a pair of acidic solution trays 220, a pair of basic solution trays 222, and a pair of waste liquid trays 224 (one of them is
One is located below the second needle array 204) and holds one buffer tray 226 and one gel tray 228. That is, the first carousel 206 is a sample side carousel, and the second carousel 208 is a gel side carousel.
【0056】
カートリッジは自動電気泳動装置に着脱自在に装着されている。操作の間、昇
降手段により2つのニードルアレイ202、204のいずれかの下にあるプラッ
トホームが上下動される。マイクロタイタートレイがニードルアレイ202、2
04の1つに近付けられたとき、これらのアレイのニードル及び付随するキャピ
ラリー端部がそのマイクロタイタートレイの各ウェルの内容物中に浸漬される。
これらのニードルアレイのいずれかの下にあるプラットホームが降下されたとき
、このプラットホームに関係するカルーセルが回転されて異なるマイクロタイタ
ートレイを保持する異なるプラットホーム212が上昇し得るようにする。The cartridge is detachably attached to the automatic electrophoresis apparatus. During operation, the lifting means raises and lowers the platform beneath either of the two needle arrays 202, 204. The microtiter tray is a needle array 202, 2
When approached to one of 04, the needles and associated capillary ends of these arrays are dipped into the contents of each well of the microtiter tray.
When the platform beneath any of these needle arrays is lowered, the carousel associated with this platform is rotated to allow different platforms 212 carrying different microtiter trays to rise.
【0057】
プラットホーム212が上昇したとき、このプラットホームの周囲の表面が対
向する表面に接触し、これによりニードルアレイの底面の下の圧力チャンバーを
封止する。この圧力チャンバー内に加圧不活性ガス、例えばヘリウムをほぼ30
psiの圧力で導入すると、プラットホームに保持されているマイクロタイター
トレイのウェル内のサンプルに均一な力が加えられる。これにより、各サンプル
の一部が第1のキャピラリー端部の対応するアレイ中に導入される。When the platform 212 is raised, the peripheral surface of the platform contacts the opposing surface, thereby sealing the pressure chamber below the bottom surface of the needle array. A pressurized inert gas, such as helium, is added to the pressure chamber for about 30 times.
When introduced at a pressure of psi, a uniform force is applied to the sample in the wells of the microtiter tray held on the platform. This introduces a portion of each sample into the corresponding array at the end of the first capillary.
【0058】
加圧ヘリウムを適用してサンプルを第1のキャピラリー端部へ導入するととも
に、又は導入する代りに、高電圧を短時間、20〜40秒のオーダー、印加して
サンプルを第1のキャピラリー端部へ移動させることもできる。この目的のため
の高電圧の使用は、しかしながら、サイズ−選択的なものとなる虞れがある。す
なわち、分子が大きいほど、第1のキャピラリー端部に導入され易く、後の電気
泳動分析において潜在的に歪みを生じさせる。Alternatively or instead of applying pressurized helium to introduce the sample into the first capillary end, a high voltage is applied for a short time, on the order of 20-40 seconds, to apply the sample to the first capillary. It can also be moved to the end of the capillary. The use of high voltages for this purpose, however, can be size-selective. That is, larger molecules are more likely to be introduced at the end of the first capillary, potentially causing distortion in later electrophoretic analysis.
【0059】
次に、図5に示す自動電気泳動装置の動作について説明する。最初に、種々の
マイクロタイタートレイに、指定された緩衝液、ゲル、サンプルなどが充填され
る。次に、カルーセル208上のゲルトレイ228が上昇し第2のニードルアレ
イ204に付随する第2のキャピラリー端部(図5では隠れている)を介してキ
ャピラリーチューブ(図5には示されていない)内に導入される。その後、この
ゲルトレイ228が降下される。カルーセル206上のサンプルトレイ214が
ついで上昇し、第1のニードルアレイ202に付随する第1のキャピラリー端部
(図5では隠れている)を介してサンプルが導入される。ついで、サンプルトレ
イ214が降下される。カルーセル206、208がついで回転し、緩衝液トレ
イ216、226を、対応するニードルアレイ202、204の下方に位置させ
る。ついで、電位差がこれら2つのニードルアレイ間に亘って適用され、電気泳
動分析が行われる。Next, the operation of the automatic electrophoresis apparatus shown in FIG. 5 will be described. First, various microtiter trays are filled with designated buffers, gels, samples, etc. The gel tray 228 on the carousel 208 is then raised to the capillary tube (not shown in FIG. 5) via the second capillary end (hidden in FIG. 5) associated with the second needle array 204. Will be introduced in. Then, the gel tray 228 is lowered. The sample tray 214 on the carousel 206 is then raised and the sample is introduced via the first capillary end associated with the first needle array 202 (hidden in FIG. 5). Then, the sample tray 214 is lowered. The carousels 206, 208 then rotate to position the buffer trays 216, 226 below the corresponding needle arrays 202, 204. A potential difference is then applied across the two needle arrays and electrophoretic analysis is performed.
【0060】
この電気泳動分析が完了したとき、カートリッジは再生される。これは前回の
分析からのゲル及びサンプルを加圧下で流出させ、酸性液220及び/又は塩基
性液222を用いてキャピラリーチューブを清浄化することにより行われる。カ
ートリッジはそれにより再使用のための準備が整い、他の1つのサンプルトレイ
214内のサンプルの分析が可能となる。When this electrophoretic analysis is complete, the cartridge is regenerated. This is done by flushing the gel and sample from the previous analysis under pressure and cleaning the capillary tube with acidic liquid 220 and / or basic liquid 222. The cartridge is then ready for reuse and the analysis of samples in the other one sample tray 214 is possible.
【0061】
勿論、カルーセル204、206に形成されるプラットホームの数は任意に選
択し得る。更に、このプラットホームを線状、四角形状などの配置で構成させる
ことも可能である。必要なことは、任意の第1のマイクロタイタートレイを第1
のニードルアレイ206に移動させ、また、任意の第2のマイクロタイタートレ
イを第2のニードルアレイ208の下に移動させ得る貯蔵及び位置決めシステム
であることである。Of course, the number of platforms formed on the carousels 204, 206 can be arbitrarily selected. Further, it is possible to configure this platform in a linear or square arrangement. All that is needed is to attach any first microtiter tray to the first
Storage and positioning system that can be moved to the second needle array 206 and also to any second microtiter tray below the second needle array 208.
【0062】
図6A、6Bは第1のマウンティングプレート282を有するカートリッジ2
80の側面及び平面をそれぞれ示し、この場合、第1のマウンティングプレート
282中のプレート孔のアレイは90度回転されている。その他については、す
なわちキャピラリーチューブを第1のマウンティングプレートに接続する配置は
前述の例のものと実質的に同一である。所望の間隙を有するアレイに形成された
第1のキャピラリー端部は第1のマウンティングプレート282の底面から突出
し、この第1のマウンティングプレート内に形成されたプレート孔中にて保持さ
れている。6A and 6B show a cartridge 2 having a first mounting plate 282.
Shown respectively at 80 side and plane, where the array of plate holes in the first mounting plate 282 has been rotated 90 degrees. Otherwise, the arrangement for connecting the capillary tube to the first mounting plate is substantially the same as in the previous example. The ends of the first capillaries formed in the array with the desired gap project from the bottom surface of the first mounting plate 282 and are retained in plate holes formed in the first mounting plate.
【0063】
第2のマウンティングプレート284は、しかし、前述のカートリッジの例と
同じではない。カートリッジ280においては、第2のマウンティングプレート
282は、実質的に筒状の外壁面を有する圧力セル286の加圧保持部材として
作用する。簡明を期すため、図6Aでは、第1のマウンティングプレート上のキ
ャピラリーチューブはその一部が省略して示されている。更に、第2のマウンテ
ィングプレート284上のキャピラリーチューブについては全く省略されている
。しかし、実際には、このキャピラリーチューブは全て存在するものである。The second mounting plate 284, however, is not the same as the cartridge example described above. In the cartridge 280, the second mounting plate 282 acts as a pressure holding member for the pressure cell 286 having a substantially cylindrical outer wall surface. For clarity, FIG. 6A shows the capillary tube on the first mounting plate with a portion omitted. Further, the capillary tube on the second mounting plate 284 is omitted altogether. However, in reality, all of these capillary tubes are present.
【0064】
第2のマウンティングプレートは半径方向に対称なベベル面(斜面)288を
有し、それに複数のプレート孔290が形成されている。これらのプレート孔2
90のそれぞれはPEEKポリマーチューブ292と嵌合し、このPEEKポリ
マーチューブ292の中にキャピラリーが前述のようにUV硬化エポキシ樹脂を
用いて嵌挿、固定されプレート孔290内にて気密、かつ液密シールを形成して
いる。キャピラリーチューブがPEEKポリマーチューブ内を通って挿入され、
各キャピラリーチューブの第2の端部が加圧セルの内部キャビティと連通してい
る。このカートリッジの好ましい例において、第2のマウンティングプレートに
PEEKポリマーチューブ及びキャピラリーチューブを設けたものについて説明
したが、前述と同様のニードルを使用することもできる。更に、エポキシで固定
したキャピラリーチューブ単独のものを同様に使用することができる。重要なこ
とは、各キャピラリーチューブ294がプレート孔290内に気密、かつ液密に
保持されていること、このキャピラリーチューブの第2の端部が圧力セル286
の内部キャビティと連通していることである。The second mounting plate has a beveled surface (slope) 288 which is symmetrical in the radial direction, and a plurality of plate holes 290 are formed in it. These plate holes 2
Each of the 90 is fitted with the PEEK polymer tube 292, and the capillary is fitted and fixed in the PEEK polymer tube 292 by using the UV curing epoxy resin as described above, and is hermetically and liquid-tight in the plate hole 290. Forming a seal. The capillary tube is inserted through the PEEK polymer tube,
The second end of each capillary tube communicates with the internal cavity of the pressure cell. In the preferable example of this cartridge, the second mounting plate provided with the PEEK polymer tube and the capillary tube has been described, but the same needle as that described above may be used. Further, a capillary tube alone fixed with epoxy can be similarly used. Importantly, each capillary tube 294 is held in the plate hole 290 in a gas-tight and liquid-tight manner, with the second end of the capillary tube being at the pressure cell 286.
Is in communication with the internal cavity of the.
【0065】
図2A、2Bのカートリッジ80と同様に、このカートリッジ280には熱電
気制御手段298及び囲い300、302が設けられ、そのキャピラリーチュー
ブは窓領域304の少なくとも1部に沿って平行に配置されている。図6A、6
Bに示していないが、これら囲い300、302には、他のカートリッジ80と
同様に、冷媒を循環させるための入口及び出口を設けることもできる。Similar to the cartridge 80 of FIGS. 2A and 2B, this cartridge 280 is provided with thermoelectric control means 298 and enclosures 300, 302, the capillary tubes of which are arranged parallel along at least part of the window area 304. Has been done. 6A, 6
Although not shown in B, these enclosures 300 and 302 may be provided with an inlet and an outlet for circulating the refrigerant, like the other cartridges 80.
【0066】
図6Aに示すように、第2のマウンティングプレート284は切頭円錐状の上
部を有し、その頂部は平坦頂部310となっている。多数のプレート孔290が
設けられている湾曲した円錐面288は、第2のマウンティングプレートの下か
ら陽圧が加えられた場合の構造的一体性の点で有利である。更に、このような表
面にプレート孔290を設けることにより、プレート孔290相互をより大きく
離して設けることができ、このことも圧力セル286の構造的一体性を向上させ
ることになる。As shown in FIG. 6A, the second mounting plate 284 has a frusto-conical upper portion with a flat top 310. The curved conical surface 288 provided with a number of plate holes 290 is advantageous in terms of structural integrity when positive pressure is applied from below the second mounting plate. Furthermore, by providing plate holes 290 on such a surface, the plate holes 290 can be spaced farther apart, which also improves the structural integrity of the pressure cell 286.
【0067】
圧力セル286はカートリッジ280のベース部材に固定されていて、このベ
ース部材の底部を介して突出している。このような構成により、圧力セル286
はその筒状外壁の両側に入口312及び出口314をそれぞれ備えることができ
る。なお、この入口を第2マウンティングプレート284の平坦頂部310に設
け、出口を圧力セル286の下部316の底面に設けることも容易に可能である
。このような場合、圧力セルは、ベース部材の底部を介して突出させるのでなく
、ベース部材上に載置させることができ、パイプ取付け部材はベース部材に形成
された孔を介して出口に接続され、その後、孔は封止される。The pressure cell 286 is fixed to the base member of the cartridge 280 and protrudes through the bottom of this base member. With such a configuration, the pressure cell 286
May have an inlet 312 and an outlet 314 on opposite sides of its tubular outer wall, respectively. It is also possible to easily provide this inlet at the flat top portion 310 of the second mounting plate 284 and the outlet at the bottom surface of the lower portion 316 of the pressure cell 286. In such a case, the pressure cell can be mounted on the base member, rather than protruding through the bottom of the base member, and the pipe attachment member is connected to the outlet through a hole formed in the base member. , Then the hole is sealed.
【0068】
図7は、頂部表面324に入口322を有する圧力セル320についての弁配
置を示している。その他の点については、前記圧力セル286と実質的に同一で
ある。この入口322の他に、圧力セル320には出口326が設けられていて
、この出口326は廃液弁328に接続されている。この廃液弁328は、圧力
セル320の内部キャビティの内容物を排出するために開口される。FIG. 7 shows a valve arrangement for a pressure cell 320 having an inlet 322 on the top surface 324. In other respects, it is substantially the same as the pressure cell 286. In addition to the inlet 322, the pressure cell 320 is provided with an outlet 326, which is connected to a waste liquid valve 328. This drain valve 328 is opened to drain the contents of the internal cavity of the pressure cell 320.
【0069】
この入口322へのアクセスは閉止弁330により制御される。液体はポンプ
332を使用し、入口322を介して圧力セル320内に導入される。好ましく
は、このポンプは高圧液体クロマトグラフィ(HPLC)ポンプであり、ポンプ
能力は、約2000psiの圧力で毎分4〜40ミリリットルである。このポン
プ332は多重弁マニホールド334に接続され、この多重弁マニホールド33
4により4つの液体の内の1つが圧力セルに選択的に送り込まれるようになって
いる。この4つの液体、すなわちゲル、緩衝液、酸性液及び塩基性液がそれぞれ
別々の容器336、338、340、342に保持されている。同様の液体を保
持する付加的容器が予備のために保持され、あるいは上記容器に直列的に接続さ
れていて総供給量を増大し得るようになっている。Access to this inlet 322 is controlled by a stop valve 330. Liquid is introduced into pressure cell 320 via inlet 322 using pump 332. Preferably, the pump is a high pressure liquid chromatography (HPLC) pump and the pumping capacity is 4-40 milliliters per minute at a pressure of about 2000 psi. The pump 332 is connected to the multi-valve manifold 334.
4 allows one of the four liquids to be selectively delivered to the pressure cell. The four liquids, namely gel, buffer, acidic liquid and basic liquid, are held in separate containers 336, 338, 340 and 342, respectively. An additional container holding a similar liquid may be retained for reserve or may be connected in series to the container to increase the total supply.
【0070】
廃液弁328、閉止弁330、ポンプ332及び多重弁マニホールド334は
全てコントローラ、好ましくはマイクロコンピュータなどの指令下にある。すな
わち、圧力セルの内部キャビティの内容物はこのコントローラにより規制されて
いる。このようなコントローラは、種々の圧力及び温度モニター及び他のセンサ
ーからの入力を受理し、圧力セル320への損傷を防止し得るようになっている
。The waste liquid valve 328, the shutoff valve 330, the pump 332 and the multiple valve manifold 334 are all under the command of a controller, preferably a microcomputer. That is, the contents of the internal cavity of the pressure cell are regulated by this controller. Such a controller is adapted to accept inputs from various pressure and temperature monitors and other sensors to prevent damage to the pressure cell 320.
【0071】
操作の間において、圧力セル320の内部キャビティはポンプ332により充
填される。これにより送り込まれた液体が、圧力セル320の内部キャビティと
連通する第2のキャピラリー端部へと強制的に送られる。第1のキャピラリー端
部のアレイ及び圧力セル320が適当な流体が適当なシーケンスで満されること
により、図5の装置に関して述べた前記説明の電気泳動操作を行うことができる
。During operation, the internal cavity of pressure cell 320 is filled by pump 332. This forces the pumped liquid to the end of the second capillary that communicates with the internal cavity of the pressure cell 320. Filling the array of first capillaries and the pressure cell 320 with the appropriate fluid in the appropriate sequence allows the electrophoresis operation described above with respect to the apparatus of FIG. 5 to be performed.
【0072】
分析の後、圧力セル及びキャピラリーチューブを再生し、次の分析のための準
備が行われる。これは全てのキャピラリーチューブからゲル及びサンプルを同時
に流し出すことにより達成される。しかし、圧力セル320を用いて数千psi
のオーダーの圧力が適用される。これらの増大した圧力により粘性のゲルをキャ
ピラリーチューブからより急速に排出させることができる。これにより、分析相
互間のサイクル時間が、再生操作を含めて、約1ないし2時間に減少させること
ができる。After the analysis, the pressure cell and capillary tube are regenerated and ready for the next analysis. This is accomplished by flushing the gel and sample from all capillary tubes simultaneously. However, using the pressure cell 320, thousands of psi
Pressure of the order of is applied. These increased pressures allow the viscous gel to drain more quickly from the capillary tube. This allows the cycle time between analyzes to be reduced to about 1 to 2 hours, including the regeneration operation.
【0073】
図8は、カートリッジ280の圧力セル286と同様の圧力セル350の分解
断面図を示している。他の圧力セルと同様に、この圧力セル350は好ましくは
アルミニウム又はステンレス鋼から作られている。この圧力セル350にはネジ
付き入口352が備えられ、このネジ付き入口352は上部356の頂部表面3
54に形成されている。この上部は第2のマウンティングプレートを含む。この
圧力セル350には更に、その下部362の底面360にネジ付き出口358が
備えられている。高圧パイプ取付け部材をこれらネジ付き入口352及びネジ付
き出口358に螺合させることができる。FIG. 8 shows an exploded cross-sectional view of a pressure cell 350 similar to pressure cell 286 of cartridge 280. Like other pressure cells, this pressure cell 350 is preferably made from aluminum or stainless steel. The pressure cell 350 is provided with a threaded inlet 352 which is mounted on the top surface 3 of the upper portion 356.
54 is formed. This upper part includes a second mounting plate. The pressure cell 350 is further provided with a threaded outlet 358 on the bottom surface 360 of its lower portion 362. High pressure pipe fittings can be screwed into these threaded inlets 352 and threaded outlets 358.
【0074】
これら上部356及び下部362は複数のボルト(図示しない)により一緒に
保持される。これらボルトは下部362の底面360の周囲に沿って形成された
ボルト孔368を介して挿入される。ついで、これらのボルトは、上部356の
底面372に形成された対応するネジ付き孔370中に螺合される。Oリング3
64が、第2のマウンティングプレート356中に形成された角形溝366中に
部分的に嵌挿される。Oリング364は上部356と下部362との間のシール
として作用する。Oリングの代りに、ガスケットなどを使用し、シールとして作
用させることもできる。The upper portion 356 and the lower portion 362 are held together by a plurality of bolts (not shown). These bolts are inserted through bolt holes 368 formed around the bottom surface 360 of the lower portion 362. These bolts are then screwed into corresponding threaded holes 370 formed in the bottom surface 372 of the top 356. O-ring 3
64 is partially fitted into a square groove 366 formed in the second mounting plate 356. O-ring 364 acts as a seal between top 356 and bottom 362. Instead of the O-ring, a gasket or the like can be used to act as a seal.
【0075】
この圧力セル350の上部356と下部362との間に形成された中央部には
、内部キャビティ374が形成されている。また、複数のプレート孔376が上
部(第2のマウンティングプレート)に形成されている。簡明のため、図8にお
いては、複数のプレート孔376が上部356の一側にのみ示されている。しか
し、当然、上部356の他の側にも存在することを理解されるべきである。プレ
ート孔376は上部356に形成された斜面378から内部キャビティ374へ
と延びている。An internal cavity 374 is formed in the central portion of the pressure cell 350, which is formed between the upper portion 356 and the lower portion 362. In addition, a plurality of plate holes 376 are formed in the upper portion (second mounting plate). For clarity, a plurality of plate holes 376 are shown only on one side of the upper portion 356 in FIG. However, it should be understood, of course, that it also exists on the other side of top 356. The plate hole 376 extends from an inclined surface 378 formed on the upper portion 356 to the internal cavity 374.
【0076】
キャピラリーチューブ380はこれらのプレート孔376中に保持され、その
第2の端部382は内部キャビティ374と連通している。各キャピラリーはP
EEKポリマーチューブ内に嵌挿されており、このPEEKポリマーチューブは
、内部キャビティ374に近い各プレート孔内の点から斜面378の可なり外側
に延びている。しかし、簡明のため、図8においてはこのPEEKポリマーチュ
ーブは示されていない。なお、キャピラリーチューブのみ、あるいはキャピラリ
ーチューブ、PEEKチューブ及びカニューレからなるニードルをその寸法を適
合させて各プレート孔376へ挿入するようにしてもよい。Capillary tube 380 is retained in these plate holes 376 and its second end 382 communicates with internal cavity 374. Each capillary is P
Fitted within an EEK polymer tube, the PEEK polymer tube extends well outside of bevel 378 from a point in each plate hole near inner cavity 374. However, for clarity, this PEEK polymer tube is not shown in FIG. It should be noted that only the capillary tube or a needle composed of a capillary tube, a PEEK tube, and a cannula may be inserted into each plate hole 376 with its dimensions adjusted.
【0077】
上述のように、UV硬化性エポキシ封止剤を用いてプレート孔376の両端部
をシール(封止)し、プレート孔376の気密、液密性を維持させる。圧力セル
については、内部キャビティ374に近い各プレート孔の末端部384はタッピ
ング又は粗面化する。これにより組立て時にエポキシ封止剤が容易に接着する表
面が提供される。As described above, both ends of the plate hole 376 are sealed (sealed) with the UV-curable epoxy sealant to maintain the airtightness and liquid-tightness of the plate hole 376. For the pressure cell, the end 384 of each plate hole near the internal cavity 374 is tapped or roughened. This provides a surface to which the epoxy encapsulant will readily adhere during assembly.
【0078】
内部キャビティ374内に保持されている液体は内部キャビティを形成する材
料と接触している。この液体が更に第2のキャピラリー端部382に接触した時
、圧力セル350の内部キャビティ374と第1マウンティングプレートに固定
された第1のキャピラリー端部との間の電気的接続が完了する。すなわち、圧力
セル350をそれに設けた接触子を介してアースすることにより、内部キャビテ
ィ374への接地がなされ、電気泳動を行うために必要な回路が完成する。ある
いは、圧力セル350が、それが載置されたベース部材から電気的に絶縁されて
いるため、圧力セル350の電位をフロート(float)させてもよい。これ
により、高電圧を第1のキャピラリー端部に関係するニードルでなく、圧力セル
350に対し適用することが可能となる。The liquid contained within the internal cavity 374 is in contact with the material forming the internal cavity. When this liquid further contacts the second capillary end 382, the electrical connection between the internal cavity 374 of the pressure cell 350 and the first capillary end fixed to the first mounting plate is completed. That is, by grounding the pressure cell 350 via a contact provided therein, the internal cavity 374 is grounded, and the circuit necessary for performing electrophoresis is completed. Alternatively, the potential of the pressure cell 350 may be floated because the pressure cell 350 is electrically isolated from the base member on which it is placed. This allows a high voltage to be applied to the pressure cell 350 rather than the needle associated with the first capillary end.
【0079】
図9は、頂部表面394と入口396とを有する第2のマウンティングプレー
ト392におけるプレート孔390についての別の配置を示している。3つのプ
レート孔の各セット398は頂部表面394の中央との関連で或る角度を以て片
寄っている。これにより、プレート孔相互間の最大の間隔が得られる。構造上の
一体性の観点からすると、このような配置は、図6Bに示すように、プレート孔
を放射状にスポーク様に配置させたものよりも好ましい。FIG. 9 shows another arrangement for the plate holes 390 in the second mounting plate 392 having a top surface 394 and an inlet 396. Each set of three plate holes 398 is offset at an angle with respect to the center of the top surface 394. This gives the maximum spacing between the plate holes. From the point of view of structural integrity, such an arrangement is preferable to the radial spoke-like arrangement of the plate holes as shown in FIG. 6B.
【0080】
図10は図6〜図9に示すように形成されたキャピラリーカートリッジと共に
使用し得るよう設計された電気泳動装置400を示している。この装置は、ユー
ザーインターフェース402(ビデオディスプレイ端末及びキーボードとして示
されている)を具備し、これはコントローラ404(好ましくは、マイクロプロ
セッサーをベースとするコンピュータなど)と導通している。ユーザーインター
フェース402は、ユーザーが指令を入力したり、状態情報を受理したり、収集
したデータを観察したりすることを可能とする。FIG. 10 shows an electrophoretic device 400 designed for use with a capillary cartridge formed as shown in FIGS. 6-9. The device comprises a user interface 402 (shown as a video display terminal and keyboard), which is in communication with a controller 404 (preferably a microprocessor-based computer or the like). The user interface 402 allows the user to enter commands, accept status information, and observe the collected data.
【0081】
この装置400は更にデータ演算コンピュータ406を具備し、このコンピュ
ータ406はCCDカメラ408からのビデオ信号を受理したり、記憶したり、
処理したりする。このデータ演算コンピュータ406には光学読取り/書込みデ
ータ記憶手段410及び/又は磁気読取り/書込みデータ記憶手段412が備え
られている。このデータ演算コンピュータ406内部には、信号及び画像処理ソ
フトウエアが設けられ、CCDカメラ408からの信号データを分析し得るよう
になっている。また、このデータ演算コンピュータ406はコントローラ404
に接続されていて、コントローラ404からの要求に応答したり、必要に応じて
データ及び制御情報を交換したりする。The apparatus 400 further comprises a data calculation computer 406, which receives and stores the video signal from the CCD camera 408.
To process. The data arithmetic computer 406 is provided with optical read / write data storage means 410 and / or magnetic read / write data storage means 412. Signal and image processing software is provided inside the data calculation computer 406 so that the signal data from the CCD camera 408 can be analyzed. Further, the data calculation computer 406 is a controller 404.
And responds to requests from the controller 404 and exchanges data and control information as needed.
【0082】
この装置400は更に高電圧電気供給部414を具備し、この高電圧電気供給
部414はキャピラリーチューブの端部相互間を横切って必要な電圧を付与し得
るようになっている。この高電圧電気供給部の操作はコントローラ404によっ
て指示される。The device 400 further comprises a high voltage electricity supply 414 adapted to apply the required voltage across the ends of the capillary tube. The operation of the high voltage electricity supply unit is instructed by the controller 404.
【0083】
このコントローラ404は、更に多数の電子スイッチを具備するポンプインタ
ーフェース416の操作を指示する。このポンプインターフェース416はソレ
ノイド弁418の操作を規制する。このソレノイド弁418は、加圧ヘリウムタ
ンクのような不活性ガス源に接続されたガス入口420をチャンバー422に接
続している。このポンプインターフェース416は更に高圧液体クロマトグラフ
ィ(HPLC)ポンプ426の操作を規制する。HPLCポンプ426は上記コ
ントローラの指示のもとで、容器428、430、432、434中の液体、す
なわちゲル、緩衝液、酸及び塩基を、多重弁マニホールド440を介してカート
リッジ438の圧力セル436へ選択的に供給するようになっている。The controller 404 directs the operation of the pump interface 416 including a large number of electronic switches. The pump interface 416 regulates the operation of the solenoid valve 418. This solenoid valve 418 connects the gas inlet 420 to the chamber 422 which is connected to an inert gas source such as a pressurized helium tank. The pump interface 416 further regulates the operation of the high pressure liquid chromatography (HPLC) pump 426. The HPLC pump 426 directs the liquids in the containers 428, 430, 432, 434, ie gels, buffers, acids and bases, through the multi-valve manifold 440 to the pressure cell 436 of the cartridge 438 under the direction of the controller. It is designed to be supplied selectively.
【0084】
複数のプラットホームを有するカルーセル442はロータ444により回転さ
れる。油圧ポンプなどからなる昇降手段446により第1のマウンティングプレ
ートの下方に位置するプラットホーム448が上下動するようになっている。こ
れにより、プラットホーム448上のマイクロタイタートレイ450が前述のよ
うに、キャピラリー端部のアレイへ向けて、又はキャピラリー端部のアレイから
離れて移動される。これらロータ444及び昇降手段446はコントローラ40
4に接続され、又、コントローラ404により駆動されるようになっている。A carousel 442 having multiple platforms is rotated by a rotor 444. A platform 448 located below the first mounting plate is configured to move up and down by an elevating means 446 such as a hydraulic pump. This causes the microtiter tray 450 on platform 448 to be moved toward or away from the array of capillary ends, as described above. The rotor 444 and the elevating means 446 are the controller 40.
4 and is driven by the controller 404.
【0085】
この装置400は更に光源452(好ましくはレーザー)を具備し、コントロ
ーラ404の指示によりキャピラリーチューブ454を照射するようになってい
る。すなわち、光源452は前述のようにカートリッジ438のベース部材の開
口部を介してキャピラリーチューブ454を下から照射するようになっている。
キャピラリーバンドの検知が暗い所で行われるので、光囲い板456がカメラ4
08、光源452及び少なくともキャピラリーチューブ454の窓領域を覆うよ
うになっている。The apparatus 400 further includes a light source 452 (preferably a laser), and irradiates the capillary tube 454 according to an instruction from the controller 404. That is, the light source 452 illuminates the capillary tube 454 from below through the opening of the base member of the cartridge 438 as described above.
Since the detection of the capillary band is performed in a dark place, the light enclosure plate 456 is attached to the camera 4
08, the light source 452, and at least the window region of the capillary tube 454 is covered.
【0086】
操作の間、キャピラリーチューブ454が最初に清浄化され、ついでポンプ4
52を駆動することにより圧力セル436を介してゲルが充填される。このポン
プ452はスイッチが切られる。次に、サンプルを保持するマイクロタイタート
レイ450を支持するプラットホーム448は昇降手段446により上昇される
。これによりプラットホーム448とチャンバー422の下面との間にシールが
形成される。更に、これによりマイクロタイタートレイ450のウェル内に第1
のキャピラリー端部が浸漬される。チャンバー422がシールされ、ソレノイド
弁418が解放され、加圧ヘリウムガスを入口420を介して導入させる。これ
により、30psiのオーダーの均一な正圧がマイクロタイタートレイ450の
各ウェル内に加えられ、サンプルの少なくとも1部を第1のキャピラリー端部に
圧入させる。上述のように、高電圧をこの目的のために短時間適用してもよい。
プラットホーム448が降下され、カルーセル442が回転され、緩衝液で満さ
れたマイクロタイタートレイ450が第1のキャピラリー端部の下に移動される
。次に緩衝トレイが上昇し、第1のキャピラリー端部が緩衝液中に浸漬され、圧
力セル436が緩衝液で満され、第2のキャピラリー端部が同様に緩衝液と接触
させられる。その後、高電圧源414のスイッチが入れられ、電気泳動検査が行
われる。光源452及びカメラ408が使用され、全てのキャピラリーチューブ
454におけるバンドの検査が同時に行われる。カメラ408からのビデオ信号
データが処理され、コンピュータ406に記憶される。この処理されたデータは
ついでユーザーインターフェース402に表示される。この検査の後、カートリ
ッジ438の再生(すなわち、清浄化)が行われ、次の検査のための準備がなさ
れる。During operation, the capillary tube 454 is first cleaned and then the pump 4
The gel is filled via the pressure cell 436 by driving 52. This pump 452 is switched off. Next, the platform 448 supporting the microtiter tray 450 holding the sample is raised by the elevating means 446. This forms a seal between the platform 448 and the lower surface of the chamber 422. In addition, this allows for the first in the well of the microtiter tray 450.
The capillary end of is dipped. Chamber 422 is sealed and solenoid valve 418 is opened to allow pressurized helium gas to be introduced via inlet 420. This applies a uniform positive pressure on the order of 30 psi into each well of the microtiter tray 450, forcing at least a portion of the sample into the first capillary end. As mentioned above, the high voltage may be applied for a short time for this purpose.
Platform 448 is lowered, carousel 442 is rotated, and buffer-filled microtiter tray 450 is moved below the end of the first capillary. The buffer tray is then raised, the first capillary end is dipped into the buffer solution, the pressure cell 436 is filled with buffer solution, and the second capillary end is also contacted with buffer solution. After that, the high voltage source 414 is switched on and an electrophoresis test is performed. Light source 452 and camera 408 are used to simultaneously inspect bands in all capillary tubes 454. Video signal data from camera 408 is processed and stored in computer 406. This processed data is then displayed on the user interface 402. After this inspection, the cartridge 438 is regenerated (ie, cleaned) and prepared for the next inspection.
【0087】
図5に示すカルーセル装置の構成は緩衝液の汚染の問題を有する。図5に示す
ように、第1のカルーセル206上には6個のサンプルトレイ214と1個の緩
衝液トレイ216が存在する。サンプルが第1のカルーセル206上のサンプル
トレイ214から第1のキャピラリー端部(図5では隠れている)を介して導入
された後、サンプルトレイ214は降下され、双方のカルーセル206、207
が回転され、双方の緩衝液トレイ216、226をそれぞれ対応するニードルア
レイ202、204の下に配置させ、電位差が2つのニードルアレイ202、2
04の間に亘って適用され、電気泳動が行われる。第1のキャピラリー端部(図
5では隠れている)を緩衝液トレイ216と接触させながら、第1のキャピラリ
ー端部からのDNAサンプルの幾つかが緩衝液トレイ216中に拡散され、緩衝
液トレイ216を汚染させる。この汚染は、他のサンプルトレイ214からのD
NAサンプルを用いた後の電気泳動検査の正確性に悪影響を及ぼす。なぜならば
、この後の電気泳動検査では前回の検査のものと同一の緩衝トレイ216が使用
されるからである。The configuration of the carousel device shown in FIG. 5 has the problem of buffer solution contamination. As shown in FIG. 5, there are six sample trays 214 and one buffer solution tray 216 on the first carousel 206. After the sample is introduced from the sample tray 214 on the first carousel 206 via the first capillary end (hidden in FIG. 5), the sample tray 214 is lowered and both carousels 206, 207.
Are rotated so that both buffer trays 216 and 226 are placed under the corresponding needle arrays 202 and 204, respectively, and the needle arrays 202 and 2 having a potential difference of two are arranged.
Applied over 04 and electrophoresis is performed. While contacting the first capillary end (hidden in FIG. 5) with the buffer tray 216, some of the DNA sample from the first capillary end diffuses into the buffer tray 216, Contaminate 216. This contamination is due to D from another sample tray 214.
It adversely affects the accuracy of the electrophoresis test after using the NA sample. This is because the same buffer tray 216 as that used in the previous test is used in the subsequent electrophoresis test.
【0088】
この汚染の問題は、第1のカルーセル206上のサンプルトレイ214のセッ
トと緩衝液トレイ216のセットとの間に1対1の一致が得られるまで、サンプ
ルトレイ214を緩衝トレイ216で置換することにより回避することができる
。この配置をとることにより、各サンプルトレイ214は単一の対応する緩衝液
トレイ216を有することになる。この配置により汚染の問題を回避することが
できるが、第1のカルーセルの能力に悪影響を及ぼす。仮に、第1のカルーセル
206が8個のプラットホームを有するものと仮定すると、上記汚染の問題を回
避するため、サンプルトレイ214のセットと緩衝液トレイ216のセットとの
間に1対1の一致を得ようとすると、この第1のカルーセル206は最大、3個
のサンプルトレイ214を持つことしかできない。The problem of this contamination is that the sample tray 214 is buffered with the buffer tray 216 until a one-to-one match is obtained between the set of sample trays 214 on the first carousel 206 and the set of buffer solution trays 216. It can be avoided by replacing. With this arrangement, each sample tray 214 will have a single corresponding buffer tray 216. This arrangement avoids contamination problems, but adversely affects the ability of the first carousel. Assuming that the first carousel 206 has eight platforms, there is a one-to-one match between the set of sample trays 214 and the set of buffer trays 216 to avoid the above contamination problem. In an attempt to obtain, this first carousel 206 can only have a maximum of three sample trays 214.
【0089】
図11はシーケンサーモジュール600における積層デュアルカルーセル装置
を示すもので、これはシステムの能力を阻害させずに、サンプルトレイ214の
セットと緩衝液トレイ216のセットとの間に1対1の一致を達成させ、汚染の
問題を回避させるものである。この積層デュアルカルーセル装置は、上方カルー
セル601と下方カルーセル602とを具備し、これらは共通の軸に沿って整合
、離間している。FIG. 11 shows a stacked dual carousel device in the sequencer module 600, which does not interfere with the system's capabilities, and has a 1: 1 ratio between the set of sample trays 214 and the set of buffer trays 216. It achieves concordance and avoids pollution problems. The stacked dual carousel device comprises an upper carousel 601 and a lower carousel 602, which are aligned and spaced along a common axis.
【0090】
好ましい例として、このカルーセル601、602の双方はマイクロタイター
トレイ214、216を収容するため7個の部位618と、マイクロタイタート
レイ214、216を通過させるための1個の大きい切欠き部620とを有する
。上方カルーセル601における大きい切欠き部620は、最初に下方カルーセ
ル602の部位618に配置されていたトレイが上方カルーセル601を介して
ニードルアレイ603へ通過するのを許容するようになっている。As a preferred example, both of the carousels 601, 602 have seven sections 618 for receiving the microtiter trays 214, 216 and one large notch for passing the microtiter trays 214, 216. 620 and. The large notch 620 in the upper carousel 601 is adapted to allow the tray originally located at the site 618 of the lower carousel 602 to pass through the upper carousel 601 to the needle array 603.
【0091】
1つの例として、上方カルーセル601にサンプルトレイ214が保持され、
下方カルーセル602にサンプルトレイ214に対応する緩衝液トレイ216が
保持されている。図12Aは下方カルーセル602上のこのトレイの配置を示し
ている。このトレイの配置において、下方カルーセル602は6個の緩衝液トレ
イ216と1個の廃液トレイ224とを保持することができる。また、上方カル
ーセル601は6個のサンプルトレイ214を保持することができる。好ましい
例として、各カルーセルは6個のサンプルトレイと、6個の緩衝液トレイと、1
個の排液トレイと、1個の水トレイとを具備することができる。この水トレイは
キャピラリー及び電極の第1の端部を濯ぐために設けられている。しかし、カル
ーセル上に設けられるトレイの各型の数は市販のマイクロタイタートレイのサイ
ズの違いに応じて変動する。As an example, the upper carousel 601 holds a sample tray 214,
The lower carousel 602 holds a buffer solution tray 216 corresponding to the sample tray 214. FIG. 12A shows the arrangement of this tray on the lower carousel 602. In this tray arrangement, the lower carousel 602 can hold six buffer trays 216 and one waste tray 224. Further, the upper carousel 601 can hold six sample trays 214. As a preferred example, each carousel contains 6 sample trays, 6 buffer trays and 1
One drainage tray and one water tray can be provided. The water tray is provided to rinse the capillaries and the first ends of the electrodes. However, the number of each tray type provided on the carousel varies depending on the size difference of commercially available microtiter trays.
【0092】
積層デュアルカルーセル装置におけるカルーセル601、602のそれぞれに
は、選択された角度位置にカルーセル601、602を選択的に回転させるため
のローター604及びモータ608が設けられている。具体的に述べると、モー
タ608はカルーセル601、602を選択的に回転させ、サンプルトレイ21
4、緩衝液トレイ216又は廃液トレイ224が収納された任意の部位618を
ニードルアレイ603の下に配置させる。このモータ608はコントローラ40
4により制御され、各カルーセル601、602を所定の角度位置に向けて選択
的に回転させるようになっている。Each of the carousels 601 and 602 in the stacked dual carousel apparatus is provided with a rotor 604 and a motor 608 for selectively rotating the carousels 601 and 602 at a selected angular position. More specifically, the motor 608 selectively rotates the carousels 601 and 602 to move the sample tray 21.
4. Arbitrary part 618 accommodating the buffer solution tray 216 or the waste solution tray 224 is arranged under the needle array 603. This motor 608 is the controller 40
4, the carousels 601 and 602 are selectively rotated toward a predetermined angular position.
【0093】
好ましい例として、この積層デュアルカルーセル装置には各カルーセル601
、602のためのモータ608が設けられている。このモータ608はステッパ
ーモータであって、Pacific Scientific社(ウイルミントン、MA)から入手す
ることができる。他の例として、この積層デュアルカルーセル装置にはDCモー
タ608と、各カルーセル601、602を選択的に係合、回転させるためのク
ラッチ機構とが設けられている。As a preferred example, each of the carousels 601 is included in this laminated dual carousel device.
, 602 for motors 602 are provided. The motor 608 is a stepper motor and is available from Pacific Scientific (Wilmington, MA). As another example, the laminated dual carousel device is provided with a DC motor 608 and a clutch mechanism for selectively engaging and rotating the carousels 601 and 602.
【0094】
この2つのカルーセルの角度位置は自動的に検知されるようになっている。こ
のため、各カルーセル601、602には、更にローター604と操作的に係合
するエンコーダー612が設けられている。このエンコーダー612はローター
604の角度位置データを感知し、これをコントローラ404へ伝えるようにな
っている。好ましい例として、このエンコーダー612(例えば、モデル番号A
G612XKRR;ステグマン・コーポレーション;バンダリア、オハイオ州)
は光学センサーを具備し、2048パルス解像値を有する。The angular positions of the two carousels are automatically detected. For this reason, each carousel 601 and 602 is further provided with an encoder 612 that is operatively engaged with the rotor 604. The encoder 612 senses angular position data of the rotor 604 and transmits it to the controller 404. As a preferred example, this encoder 612 (for example, model number A
G612XKRR; Stegman Corporation; Bandaria, Ohio)
Is equipped with an optical sensor and has a 2048 pulse resolution value.
【0095】
この角度位置はホール(孔)613をカルーセルの周辺に沿って各部位に隣接
させて線状に配列させることにより検知することができる。8個の部位を設けた
カルーセルについては、1個の先導ホール、3個のコード化ホール及び末尾ホー
ルが設けられる。この先導ホール及び末尾ホールは単にコード化ホールがそれら
の間に存在するかも知れないことを示すに過ぎない。この3つのコード化ホール
はそれぞれ存在しても、欠けていてもよい。これにより8=2x2x2部位につ
いてコード化することができる。これらのホール(孔)は上方カルーセル601
の上に配置されたLEDにより照射される。すなわち、LED光がこれらホール
を通って通過し、下方カルーセル602の下に配置されたカルーセル位置検出器
により検知される。カルーセル位置検出器は、LED可視光が透過する一連のホ
ールからの角度位置データを発生し、このデータをコントローラ404に伝達す
る。This angular position can be detected by arranging the holes (holes) 613 linearly along the periphery of the carousel so as to be adjacent to each part. For a carousel with eight sites, one lead hole, three coded holes and a tail hole are provided. The leading and trailing holes merely indicate that coded holes may exist between them. Each of these three coded holes may be present or absent. This allows coding for 8 = 2x2x2 sites. These holes are the upper carousel 601
Illuminated by an LED arranged above. That is, LED light passes through these holes and is detected by the carousel position detector located below the lower carousel 602. The carousel position detector generates angular position data from a series of holes through which LED visible light is transmitted and transmits this data to controller 404.
【0096】
コントローラ404は、上記のいずれかの例からの角度位置データを用い、各
カルーセル601、602の回転位置を決定し、モータ608により各カルーセ
ル601、602を選択的に回転させ、所定の角度位置に配置させる。より具体
的に述べると、コントローラ404は位置データを用い、カルーセル601、6
02を最初に所定の角度位置を越えさせてしまうカルーセル601、602の回
転運動量の補償を行う。The controller 404 uses the angular position data from any of the above examples to determine the rotational position of each carousel 601 and 602, and selectively rotate each carousel 601 and 602 by the motor 608 to determine the predetermined position. Place it in an angular position. More specifically, the controller 404 uses the position data and uses the carousels 601, 6
First, the rotational momentum of the carousels 601 and 602 that causes 02 to exceed the predetermined angular position is compensated.
【0097】
上記積層デュアルカルーセル配列は更にDCモータ605を具備し、このDC
モータ605は可動部材を有し、選択されたトレイ214、216、224を、
必要に応じて共通軸に沿ってニードルアレイ603に対し進退自在に移動させる
。また、コントローラ404は、DCモータ605を介して、選択されたトレイ
214、216、224を共通軸に沿って移動させる。The stacked dual carousel array further includes a DC motor 605.
The motor 605 has a movable member and moves the selected trays 214, 216, 224,
If necessary, the needle array 603 is moved back and forth along the common axis. The controller 404 also moves the selected tray 214, 216, 224 via the DC motor 605 along the common axis.
【0098】
このDCモータ605は電流計を具備し、DCモータ605により引出される
電流を測定する。DCモータが負荷に遭遇したとき、このモータにより引出され
る電流が増大し、その可動部材が連続して動くようにする。従って、トレイ21
4、216、224が上昇しながらニードルアレイ603に到達したとき、ある
いはトレイ214、216、224が降下しながらカルーセル601、602に
到達したとき、電流が急速に増大する。この電流の急激な増大を検知すると、ト
レイ214、216、224が正しい位置に到達したものとして、コントローラ
404が作動して、DCモータを停止させる。The DC motor 605 has an ammeter and measures the current drawn by the DC motor 605. When a DC motor encounters a load, the current drawn by this motor increases, causing its moving members to move continuously. Therefore, the tray 21
When 4, 216, 224 rise to reach needle array 603, or when trays 214, 216, 224 fall to reach carousel 601, 602, the current increases rapidly. When this rapid increase in current is detected, it is determined that the trays 214, 216, and 224 have reached the correct positions, and the controller 404 operates to stop the DC motor.
【0099】
図12a、12bに示す好ましい例において、各カルーセル601、602の
直径及び厚みは、それぞれ23.5インチ及び3/8インチである。更に、各カ
ルーセル601、602は中央に直径1.375インチの円形孔610を有し、
ローター604を受理し得るようになっている。また、各カルーセル601、6
02には、直径5/16インチの4個のホール611が直径が4インチのカルー
セル601、602の中央と同心の円の周辺に沿って等間隔で設けられている。
これらカルーセル601、602は駆動軸に固定されたベアリング組立て体にこ
れら4つのホール611を介してボルト締めされ、制御された回転をなし得るよ
うにこれらカルーセル601、602がベアリング組立て体上にてバランス化さ
れている。In the preferred example shown in Figures 12a and 12b, the diameter and thickness of each carousel 601, 602 is 23.5 inches and 3/8 inches, respectively. Further, each carousel 601 and 602 has a circular hole 610 with a diameter of 1.375 inches in the center,
It is adapted to receive the rotor 604. In addition, each carousel 601, 6
In No. 02, four holes 611 having a diameter of 5/16 inch are provided at equal intervals along the circumference of a circle concentric with the center of the carousels 601 and 602 having a diameter of 4 inches.
The carousels 601 and 602 are bolted to the bearing assembly fixed to the drive shaft through the four holes 611, so that the carousels 601 and 602 are balanced on the bearing assembly so as to achieve controlled rotation. Has been converted.
【0100】
好ましい例において、2つの矩形開口部613、614が各カルーセル601
、602上に複数の部位618を形成している。このカルーセル601、602
の上面613の開口部のサイズはトレイ214、216、224のサイズよりも
若干、大きくなっている。この頂部開口部613の長さ及び幅は、例えばそれぞ
れ5.95インチ及び4.187インチである。このカルーセル601、602
の底面614の開口部のサイズはトレイ214、216、224のサイズよりも
若干、小さくなっている。このように、底面開口部614のサイズが若干小さく
なっていることにより、トレイ214、216、224の周縁部が部位618に
載るようになっている。この底面開口部614の長さ及び幅は、例えばそれぞれ
5.45インチ及び3.687インチである。各カルーセル601、602上の
各部位618には窪み615が形成され、トレイ214、216、224のタブ
(耳部)と合致して正しい配向を確保するようにしている。In the preferred example, two rectangular openings 613, 614 are provided in each carousel 601.
, 602 are formed with a plurality of portions 618. This carousel 601, 602
The size of the opening of the upper surface 613 is slightly larger than the sizes of the trays 214, 216, and 224. The length and width of the top opening 613 are, for example, 5.95 inches and 4.187 inches, respectively. This carousel 601, 602
The size of the opening of the bottom surface 614 is slightly smaller than the sizes of the trays 214, 216, and 224. In this way, the size of the bottom opening 614 is slightly smaller, so that the peripheral portions of the trays 214, 216, and 224 are placed on the portion 618. The length and width of this bottom opening 614 are, for example, 5.45 inches and 3.687 inches, respectively. A recess 615 is formed in each portion 618 on each carousel 601, 602 to match the tabs (ears) of the trays 214, 216, 224 to ensure proper orientation.
【0101】
好ましい例において、上記切欠き部620はカルーセル601、602により
全体的に区切られた開口部である。この例において、モータ605の可動部材は
カルーセル601、602の周縁以内で動き、カルーセル601、602と打ち
当たるのを避けるようにする。なぜならば、この開口部はカルーセル601、6
02により全体的に区切られているからである。In a preferred example, the notch 620 is an opening that is entirely divided by the carousels 601 and 602. In this example, the movable member of the motor 605 moves within the periphery of the carousels 601 and 602 to avoid hitting the carousels 601 and 602. Because this opening is carousel 601,6
This is because it is entirely separated by 02.
【0102】
別の例において、上記切欠き部620はカルーセル601、602により部分
的に区切られ、カルーセル601、602の周縁に沿っては区切られていない。
この例において、モータ605の可動部材は、カルーセル601、602と打ち
当たるのを避けるためにカルーセル601、602の周縁以内で動くようにする
必要はない。なぜならば、この開口部はカルーセル601、602の周縁に沿っ
ては区切られていないからである。従って、モータ605の可動部材は、この例
ではカルーセル601、602の周縁の外側で動き得るものであってもよい。In another example, the cutouts 620 are partially delimited by the carousels 601, 602 and are not delimited along the peripheries of the carousels 601, 602.
In this example, the movable member of the motor 605 need not move within the perimeter of the carousels 601, 602 to avoid hitting the carousels 601, 602. This is because this opening is not divided along the peripheral edges of the carousels 601 and 602. Therefore, the movable member of the motor 605 may be movable outside the peripheral edges of the carousels 601 and 602 in this example.
【0103】
シーケンサーモジュール600(図11)も、電気泳動を行うため積層デュア
ルカルーセル装置との関連で作動される前述の種々の部材を具備する。これらの
部材には、CCDカメラ408、レーザー452、高圧チャンバー422、キャ
ピラリーチューブのアレイ454、光学窓領域130及び冷媒領域300を形成
する囲いなどが含まれる。以下、図14A〜Cにて説明する溶媒/ゲル移送モジ
ュール800は、溶媒又はゲルを溶媒/ゲル導入口606を介してシーケンスモ
ジュール600へ送り込むものである。The sequencer module 600 (FIG. 11) also includes various components described above that are operated in conjunction with a stacked dual carousel device to perform electrophoresis. These members include a CCD camera 408, a laser 452, a high pressure chamber 422, an array of capillary tubes 454, an optical window region 130, and an enclosure forming the coolant region 300. The solvent / gel transfer module 800 described below with reference to FIGS. 14A to 14C sends the solvent or gel to the sequence module 600 via the solvent / gel inlet 606.
【0104】
図13は図11、図12A及び図12Bで説明した積層デュアルカルーセル装
置の操作を説明するものである。図14A〜Cで後に詳述するように、溶媒/ゲ
ル移送モジュール800が工程705でキャピラリーアレイ454をゲルで満す
ようにした後、コントローラ404によりモータ608及びローター604が駆
動され、これにより下方カルーセル602が回転し、工程700.1で切欠き部
620をニードルアレイ603の下に配置させ、後の工程700.2において下
方カルーセル602上のトレイ216、224が垂直に移動するのを防止してい
る。コントローラ404は更にモータ608及びローター604に指令を送り、
上方カルーセル601を回転させ、サンプルトレイ214を工程700.1でニ
ードルアレイ603の下に配置させる。FIG. 13 illustrates the operation of the stacked dual carousel device described in FIGS. 11, 12A and 12B. After the solvent / gel transfer module 800 fills the capillary array 454 with gel in step 705, the motor 608 and rotor 604 are driven by the controller 404, as described in more detail below in FIGS. 14A-C. The carousel 602 rotates to place the notches 620 underneath the needle array 603 in step 700.1 to prevent the trays 216, 224 on the lower carousel 602 from moving vertically in a later step 700.2. ing. The controller 404 also sends commands to the motor 608 and rotor 604,
The upper carousel 601 is rotated to position the sample tray 214 below the needle array 603 in step 700.1.
【0105】
工程700.2において、コントローラ404によりモータ605が駆動し、
上方カルーセル601のサンプルトレイ214を共通軸に沿ってニードルアレイ
603に向けて移動させる。工程700.3において、コントローラ404によ
り高圧領域422内のガス圧が増大され、あるいは電圧が適用されてサンプルが
サンプルトレイ214からキャピラリーアレイ454へ転移することになる。工
程700.4において、コントローラ404によりモータ605が駆動し、サン
プルトレイ214を共通軸に沿ってニードルアレイ603から離れる方向に移動
させる。In Step 700.2, the controller 404 drives the motor 605,
The sample tray 214 of the upper carousel 601 is moved along the common axis towards the needle array 603. At step 700.3, the controller 404 increases the gas pressure in the high pressure region 422 or applies a voltage to transfer the sample from the sample tray 214 to the capillary array 454. In step 700.4, the controller 404 drives the motor 605 to move the sample tray 214 along the common axis away from the needle array 603.
【0106】
図13に示すように、積層デュアルカルーセル装置からコントローラ404へ
フィードバックがなされ、コントローラ404が正しい時間にその指令を出すの
を確実にしている。例えば、ローター604と操作上係合するエンコーダー61
2はカルーセル601、602の位置1を指示するフィードバックをコントロー
ラ404へ送る。しかし、カルーセル位置フィードバック1が、上方カルーセル
601上のサンプルトレイ214がニードルアレイ603の下方にあることを示
すまでは、コントローラ404は工程700.2においてサンプルトレイ214
をキャピラリー入口603へ移動させるための指令をモータ605に対し伝達し
ない。As shown in FIG. 13, feedback is provided from the stacked dual carousel device to the controller 404, ensuring that the controller 404 issues its command at the correct time. For example, an encoder 61 that operatively engages the rotor 604.
2 sends feedback to the controller 404 indicating position 1 of the carousels 601, 602. However, until the carousel position feedback 1 indicates that the sample tray 214 on the upper carousel 601 is below the needle array 603, the controller 404 will continue in step 700.2 to the sample tray 214.
The command for moving the motor to the capillary inlet 603 is not transmitted to the motor 605.
【0107】
同様に、モータ605の電流計はサンプルトレイ2の垂直位置を示すフィード
バックをコントローラ404へ送る。しかし、トレイ位置フィードバック2が、
サンプルトレイ214がニードルアレイ603の下方に移動されていることを示
すまでは、コントローラ404は工程700.3においてサンプルをキャピラリ
ーアレイ454へ移動させるための指令を伝達しない。Similarly, the ammeter of motor 605 sends feedback to controller 404 indicating the vertical position of sample tray 2. However, the tray position feedback 2
Controller 404 does not communicate a command to move the sample to capillary array 454 at step 700.3 until sample tray 214 indicates that it has been moved below needle array 603.
【0108】
高圧領域422の圧力トランスジューサはこの領域(弁状態3)の圧力値をコ
ントローラ404へ伝達する。しかし、弁状態フィードバック3が、高圧領域4
22の弁が正しい位置にあることを示すまでは、コントローラ404は工程70
0.4においてモータ605を介してサンプルトレイ214をキャピラリーチュ
ーブ入口603から離れる方向へ移動させるための指令を伝達しない。最後に、
モータ605の電流計により判定されるトレイ位置フィードバック2が、サンプ
ルトレイ214が上方カルーセル601へ戻っていることを示すまでは、コント
ローラ404は工程701において緩衝液をキャピラリーアレイ454へ導入さ
せるための指令を伝達しない。The pressure transducer in the high pressure region 422 transmits the pressure value in this region (valve state 3) to the controller 404. However, the valve state feedback 3 is
The controller 404 proceeds to step 70 until it indicates that the 22 valves are in the correct position.
At 0.4, the command for moving the sample tray 214 away from the capillary tube inlet 603 is not transmitted via the motor 605. Finally,
Until the tray position feedback 2, as determined by the ammeter of the motor 605, indicates that the sample tray 214 has returned to the upper carousel 601, the controller 404 directs step 701 to introduce buffer into the capillary array 454. Do not convey.
【0109】
トレイ位置フィードバック2により指示される工程700の完了に続いて、シ
ーケンスモジュール600は緩衝液を工程701でキャピラリーアレイ454へ
導入させる。工程701.5において、コントローラ404によりモータ608
及びローター604を駆動させて、上方カルーセル601を回転させ、その切欠
き部620がニードルアレイ603の下に配置されるようにする。又、工程70
1.5において、コントローラ404によりモータ608及びローター604を
駆動させて、下方カルーセル602を回転させ、緩衝液トレイ216がニードル
アレイ603の下に配置されるようにする。Following completion of step 700, as indicated by tray position feedback 2, the sequence module 600 introduces buffer solution into the capillary array 454 in step 701. In step 701.5, controller 404 drives motor 608.
Also, the rotor 604 is driven to rotate the upper carousel 601 so that the notch 620 is located below the needle array 603. Also, step 70
At 1.5, the controller 404 drives the motor 608 and rotor 604 to rotate the lower carousel 602 so that the buffer tray 216 is located under the needle array 603.
【0110】
工程701.6において、コントローラ404によりモータ605を駆動させ
て、緩衝液トレイ216を下方カルーセル602から上方カルーセル601の切
欠き部620を介してニードルアレイ603へ移動させる。工程701.7にお
いて、コントローラ404により超音波トランスジューサを作動させてキャピラ
リーチューブ入口603の濯ぎを行う。In step 701.6, the motor 605 is driven by the controller 404 to move the buffer solution tray 216 from the lower carousel 602 to the needle array 603 through the notch 620 of the upper carousel 601. In step 701.7, the controller 404 activates the ultrasonic transducer to rinse the capillary tube inlet 603.
【0111】
工程701において、積層デュアルカルーセル装置からコントローラ404へ
フィードバックがなされ、コントローラ404が正しい時間にその指令を出すの
を確実にしている。すなわち、エンコーダー612は下方カルーセル602の位
置5、上方カルーセル601の位置5を示すフィードバックをコントローラ40
4へ送る。しかし、カルーセル位置フィードバック5が、上方カルーセル601
の切欠き部620及び下方カルーセル602の緩衝液トレイ216がニードルア
レイ603の下方にあることを示すまでは、コントローラ404は工程701.
6において緩衝液トレイ216をキャピラリーチューブ入口603へ移動させる
ための指令をモータ605に対し伝達しない。At step 701, feedback is provided from the stacked dual carousel device to the controller 404 to ensure that the controller 404 issues its command at the correct time. That is, the encoder 612 provides feedback indicating the position 5 of the lower carousel 602 and the position 5 of the upper carousel 601 to the controller 40.
Send to 4. However, the carousel position feedback 5 causes the upper carousel 601 to
Until the notch 620 and the buffer tray 216 of the lower carousel 602 are below the needle array 603.
6, the command for moving the buffer solution tray 216 to the capillary tube inlet 603 is not transmitted to the motor 605.
【0112】
同様に、モータ605の電流計は緩衝液トレイ216の垂直位置を示すフィー
ドバックをコントローラ404へ送る。しかし、トレイ位置フィードバック6が
、緩衝液トレイ216がニードルアレイ603の下方に移動されていることを示
すまでは、コントローラ404は工程701.7において超音波トランスジュー
サを作動させるための指令を伝達しない。最後に、超音波トランスジューサは、
その状態を示すフィードバックをコントローラ404へ送る。トランスジューサ
状態7が、キャピラリー入口603の濯ぎがなされたことを示すまでは、コント
ローラ404は工程702において電気泳動を開始させない。Similarly, the ammeter of the motor 605 sends feedback to the controller 404 indicating the vertical position of the buffer tray 216. However, until the tray position feedback 6 indicates that the buffer tray 216 has been moved below the needle array 603, the controller 404 does not communicate the command to activate the ultrasonic transducer in step 701.7. Finally, the ultrasonic transducer
Feedback indicating the state is sent to the controller 404. Controller 404 does not initiate electrophoresis in step 702 until transducer state 7 indicates that capillary inlet 603 has been rinsed.
【0113】
積層デュアルカルーセル装置は、図14A〜Cの溶媒/ゲル移送モジュールに
ついての記載で以下に説明するように工程704においてキャピラリーアレイ4
54の再生を行う。工程704.15において、コントローラ404によりモー
タ608及びローター604を駆動させて、上方カルーセル601を回転させ、
その切欠き部620がニードルアレイ603の下に配置されるようにする。更に
、工程704.15において、コントローラ404によりモータ608及びロー
ター604を駆動させて、下方カルーセル602を回転させ、廃液トレイ224
がニードルアレイ603の下に配置されるようにする。工程704.16におい
て、コントローラ404によりモータ605を駆動させて、廃液トレイ224を
下方カルーセル602から上方カルーセル601の切欠き部620を介してニー
ドルアレイ603へ移動させる。The stacked dual carousel device was loaded with the capillary array 4 in step 704 as described below in the description of the solvent / gel transfer module of FIGS.
54 is reproduced. In Step 704.15, the controller 404 drives the motor 608 and the rotor 604 to rotate the upper carousel 601.
The cutout portion 620 is arranged below the needle array 603. Further, in step 704.15, the controller 404 drives the motor 608 and the rotor 604 to rotate the lower carousel 602, and the waste liquid tray 224.
Are placed underneath the needle array 603. In step 704.16, the motor 605 is driven by the controller 404 to move the waste liquid tray 224 from the lower carousel 602 to the needle array 603 via the cutout portion 620 of the upper carousel 601.
【0114】
好ましい例において、積層デュアルカルーセル装置の説明で先に述べたように
、コントローラ404は電気泳動装置の部材に指令を発し、電気泳動及びDNA
分析を操作する。従って、コントローラ404は図13の左欄に列挙した作業を
操作する。データ処理コンピュータ406はDNA分析(工程703)の実行か
ら得られたデータを処理するのにもっぱら用いられる。なぜならば、DNAデー
タ処理は典型的な計算機的集約性のものであるからである。従って、データ処理
コンピュータ406は図13の右欄に列挙した作業を操作する。コントローラ4
04及びデータ処理コンピュータ406はローカルエリアネットワークに接続さ
れていて、データ処理ユーザー機器インターフェース706を介してつながって
いる。In a preferred example, as previously described in the description of the stacked dual carousel device, the controller 404 issues commands to the members of the electrophoretic device for electrophoresis and DNA.
Manipulate the analysis. Therefore, the controller 404 operates the work listed in the left column of FIG. The data processing computer 406 is used exclusively to process the data obtained from performing the DNA analysis (step 703). This is because DNA data processing is typically computationally intensive. Therefore, the data processing computer 406 operates the operations listed in the right column of FIG. Controller 4
04 and data processing computer 406 are connected to a local area network and are connected via a data processing user equipment interface 706.
【0115】
図14A〜Cは溶媒/ゲル移送モジュール800を説明するもので、これはD
NA分析の後、キャピラリーアレイ454を再生するため、及びキャピラリーア
レイ454をゲルで再充填するために用いられる。すなわち、図14Aは溶媒/
ゲル移送モジュール800の前面図、図14Bは同じくその側面図、図14Cは
同じくその背面図を示す。DNA分析の間、サンプルは図11のキャピラリー入
口603からキャピラリーアレイ454を介して右から左へ移動される。14A-C illustrate a solvent / gel transfer module 800, which is D
After NA analysis, it is used to regenerate the capillary array 454 and to refill the capillary array 454 with gel. That is, FIG.
14B shows a front view of the gel transfer module 800, FIG. 14B also shows its side view, and FIG. 14C shows its rear view. During DNA analysis, the sample is moved from the capillary inlet 603 of FIG. 11 through the capillary array 454 from right to left.
【0116】
キャピラリーの再生の間、溶媒は図14Aに示す溶媒容器801〜803から
図11の溶媒/ゲル導入口606を介し、更に図11のシーケンスモジュール6
00のキャピラリーアレイ454を介して左から右へ移動される。同様に、キャ
ピラリーアレイ454をゲルで再充填する間、ゲルは図14Bに示すゲルシリン
ジ804から図11の溶媒/ゲル導入口606を介し、更に図11のシーケンス
モジュール600のキャピラリーアレイ454を介して左から右へ移動される。During the regeneration of the capillaries, the solvent is transferred from the solvent containers 801 to 803 shown in FIG. 14A through the solvent / gel inlet 606 of FIG. 11 and further to the sequence module 6 of FIG.
00 through the capillary array 454 from left to right. Similarly, during refilling of the capillary array 454 with gel, the gel is passed from the gel syringe 804 shown in FIG. 14B through the solvent / gel inlet 606 of FIG. 11 and further through the capillary array 454 of the sequence module 600 of FIG. Moved from left to right.
【0117】
溶媒容器801、802、803には、それぞれメタノール、水及び石鹸水が
収容されている。各溶媒容器801〜803におけるフィーダーチューブ806
は溶媒をHPLCポンプ及び洗浄溶媒システム807に向けて移送させる。前記
の例と同様に、この洗浄溶媒システム807は、キャピラリーアレイ454のよ
り急速な再生を行うための圧増加を生じさせる高圧セル(HPセル)を具備する
。The solvent containers 801, 802 and 803 store methanol, water and soapy water, respectively. Feeder tube 806 in each solvent container 801 to 803
Transfers the solvent towards the HPLC pump and wash solvent system 807. Similar to the previous example, this wash solvent system 807 comprises a high pressure cell (HP cell) that produces a pressure increase to effect more rapid regeneration of the capillary array 454.
【0118】
支持レール808は溶媒/ゲル移送モジュール800の部材を保持するのに必
要な構造を提供する。この部材には溶媒容器801〜803、ゲルシリンジ80
4、HPLCポンプ、洗浄溶媒システム807及びコントローラ404が含まれ
る。コントローラ404は溶媒/ゲル移送モジュール800の他の部材を介して
、キャピラリーアレイ454を再生させ、キャピラリーアレイ454をゲル物質
で再充填させる。The support rails 808 provide the structure necessary to hold the components of the solvent / gel transfer module 800. This member includes solvent containers 801-803 and a gel syringe 80.
4. Includes HPLC pump, wash solvent system 807 and controller 404. The controller 404 regenerates the capillary array 454 and refills the capillary array 454 with gel material via the other components of the solvent / gel transfer module 800.
【0119】
図15A〜Cは図14Bに示すゲルシリンジ804を更に詳細に説明するもの
である。溶媒容器801〜803における溶媒とは対照的に、ゲルはポンプで移
送するには粘度が高過ぎる。従って、電気泳動装置ではゲルの移送のためにゲル
シリンジ804が使用される。このゲルシリンジ804はゲルチューブキャリッ
ジ891を具備し、これにゲル物質892を収容するゲルカートリッジが保持さ
れる。このゲルカートリッジは使い捨てタイプのものであるから、キャピラリー
アレイ454をゲル物質で再充填させたのち、ゲルチューブキャリッジ891か
ら除去することができ、そして後の電気泳動及びDNA分析の実行で使用される
新たなゲルカートリッジで置換される。15A-C illustrate the gel syringe 804 shown in FIG. 14B in more detail. In contrast to the solvent in solvent containers 801-803, the gel is too viscous to pump. Therefore, in the electrophoresis apparatus, the gel syringe 804 is used for transferring the gel. The gel syringe 804 has a gel tube carriage 891, in which a gel cartridge containing a gel substance 892 is held. Since this gel cartridge is of the disposable type, it can be removed from the gel tube carriage 891 after refilling the capillary array 454 with gel material and used in subsequent electrophoresis and DNA analysis runs. It is replaced with a new gel cartridge.
【0120】
ステッパーモータ・リニア・アクチュエータ893は押圧部材898を備えた
可動アクチュエータシャフト897を有する。この押圧部材898はその前面が
ゲルシリンジ804の一端に配置されたテフロンプランジャー894と接してい
て、ゲルシリンジ804の他端に設けられたシリンジキャップ899及び高圧取
付け部材895を介してゲル物質を流通させるようになっている。図14Cに示
すコントローラ404は、ステッパーモータ・リニア・アクチュエータ893を
選択的に駆動させゲル移送を制御する。筒状チューブ896はゲルシリンジ80
4の外側構造を形成する。Oリングはゲル物質892が、高圧取付け部材895
に向けて移動する際、テフロンプランジャー894の周りから漏れるのを防止し
ている。The stepper motor linear actuator 893 has a movable actuator shaft 897 having a pressing member 898. The front surface of the pressing member 898 is in contact with the Teflon plunger 894 arranged at one end of the gel syringe 804, and the gel substance is transferred through the syringe cap 899 and the high pressure attaching member 895 provided at the other end of the gel syringe 804. It is supposed to be distributed. The controller 404 shown in FIG. 14C selectively drives the stepper motor linear actuator 893 to control gel transfer. The cylindrical tube 896 is a gel syringe 80.
4 outer structure is formed. The O-ring has a gel material 892 and a high pressure mounting member 895.
It prevents leakage from around the Teflon plunger 894 when moving toward.
【0121】
好ましい例において、ステッパーモータ・リニア・アクチュエータ(A.M.S.I
コーポレーション、スミスタウン、NYにより入手可能)は140ポンドの直線
力を出力させることができ、6,000パルスで10mLのゲルを排出させるこ
とができる。筒状チューブ896は標準のアクリル樹脂からなり、シリンジキャ
ップ899はステンレス鋼からなっている。この高圧取付け部材895はSwagel
ock社から入手可能である。In a preferred example, a stepper motor linear actuator (AMSI
(Available from Corporation, Smithtown, NY) can output a linear force of 140 pounds and can expel 10 mL of gel with 6,000 pulses. The cylindrical tube 896 is made of standard acrylic resin, and the syringe cap 899 is made of stainless steel. This high pressure mounting member 895 is Swagel
available from ock.
【0122】
図16は、ゲルシリンジ804及びHPLC洗浄溶媒システム807を溶媒/
ゲル移送モジュール800に合体させたものを示している。溶媒マニホールド8
50は溶媒容器801〜803のフィーダチューブ806からの3つの入口を出
口に接続させている。溶媒容器801〜803からのフィーダチューブ806は
チューブ860により溶媒マニホールド850の入口に接続されている。図14
Cに示したコントローラ404は溶媒マニホールド850を制御し、3つの溶媒
容器801〜803から1つの溶媒を選択する。HPLCポンプ807の入口は
チューブ861を介して溶媒マニホールド850の出口に接続され、HPLCポ
ンプ807の出口はチューブ862を介して弁マニホールド851の入口に接続
されている。FIG. 16 illustrates solvent / solvent gel syringe 804 and HPLC wash solvent system 807.
It is shown integrated into a gel transfer module 800. Solvent manifold 8
Reference numeral 50 connects the three inlets from the feeder tube 806 of the solvent containers 801 to 803 to the outlets. The feeder tube 806 from the solvent containers 801-803 is connected to the inlet of the solvent manifold 850 by a tube 860. 14
The controller 404 shown at C controls the solvent manifold 850 to select one solvent from the three solvent containers 801-803. The inlet of the HPLC pump 807 is connected to the outlet of the solvent manifold 850 via the tube 861, and the outlet of the HPLC pump 807 is connected to the inlet of the valve manifold 851 via the tube 862.
【0123】
弁マニホールド851は2つの入口及び出口を接続している。弁マニホールド
851の1方の入口はチューブ863を介してゲルシリンジ804に接続され、
弁マニホールド851の他方の入口はHPLCポンプ807の出口に接続されて
いる。弁マニホールド851の出口はチューブ864を介して溶媒/ゲル導入口
606に接続されている。図14Cに示したコントローラ404は弁マニホール
ド851を介して、ゲルシリンジ804に接続された入口又はHPLCポンプ8
07に接続された入口のいずれかを選択させるようになっている。The valve manifold 851 connects the two inlets and outlets. One inlet of the valve manifold 851 is connected to the gel syringe 804 via a tube 863,
The other inlet of the valve manifold 851 is connected to the outlet of the HPLC pump 807. The outlet of the valve manifold 851 is connected to the solvent / gel inlet 606 via a tube 864. The controller 404 shown in FIG. 14C includes an inlet or HPLC pump 8 connected to a gel syringe 804 via a valve manifold 851.
One of the entrances connected to 07 is selected.
【0124】
好ましい例において、溶媒容器801〜803のフィーダーチューブ806を
溶媒マニホールド850の入口に接続させているチューブ860は直径1/8イ
ンチの標準テフロンチューブからなる。また、溶媒マニホールド850の出口を
HPLCポンプ807の入口に接続させているチューブ861は直径1/16イ
ンチのPEEKチューブからなる。更に、溶媒マニホールド850の出口をHP
LCポンプ807の入口に接続させているチューブ861、HPLCポンプ80
7の出口を弁マニホールド851の入口に接続させているチューブ862、ゲル
シリンジ804を弁マニホールド851の入口に接続させているチューブ863
、並びに弁マニホールド851の出口を溶媒/ゲル導入口に接続させているチュ
ーブ864は直径1/16インチのPEEKチューブからなる。In a preferred example, the tube 860 connecting the feeder tube 806 of the solvent containers 801 to 803 to the inlet of the solvent manifold 850 comprises a standard Teflon tube with a diameter of 1/8 inch. The tube 861 connecting the outlet of the solvent manifold 850 to the inlet of the HPLC pump 807 is a PEEK tube having a diameter of 1/16 inch. In addition, the outlet of the solvent manifold 850 is HP
Tube 861 connected to the inlet of LC pump 807, HPLC pump 80
A tube 862 connecting the outlet of 7 to the inlet of the valve manifold 851, and a tube 863 connecting the gel syringe 804 to the inlet of the valve manifold 851.
, And the tube 864 connecting the outlet of the valve manifold 851 to the solvent / gel inlet consists of PEEK tubing with a diameter of 1/16 inch.
【0125】
好ましい例において、オールテク(Alltech)・コーポレーションから入手可
能な(モデルNo.301300)このHPLCポンプ807は非金属ポンプヘ
ッドを有する。また、オールテク・コーポレーションから入手可能な(モデルN
o.97500)この弁マニホールド851は非金属弁である。In a preferred example, this HPLC pump 807, available from Alltech Corporation (Model No. 301300), has a non-metallic pump head. Also available from All-Tech Corporation (Model N
o. 97500) This valve manifold 851 is a non-metal valve.
【0126】
図13は、図14A及び図16に示した溶媒/ゲル移送モジュール800の動
作を説明するものである。工程703におけるDNA分析、工程704.15に
おけるカルーセル601、602の正確な回転位置、工程704.16における
廃液トレイの正確な移動に続いて、工程704.17においてコントローラ40
4により溶媒/ゲル移送モジュール800が駆動され、使用済みのゲルがHPセ
ルを介してキャピラリーアレイ454から排出される。FIG. 13 illustrates the operation of the solvent / gel transfer module 800 shown in FIGS. 14A and 16. Following the DNA analysis in step 703, the correct rotational position of the carousels 601 and 602 in step 704.15, and the accurate movement of the waste liquid tray in step 704.16, the controller 40 in step 704.17.
4, the solvent / gel transfer module 800 is driven, and the used gel is discharged from the capillary array 454 via the HP cell.
【0127】
使用済みのゲルを排出させるため、図16に示すように、コントローラ404
により、溶媒マニホールド850を介して、水容器802から入口が選択され、
また、弁マニホールド851を介して、HPLCポンプ807から入口が選択さ
れる。このHPLCポンプ807は水を溶媒マニホールド850から弁マニホー
ルド851を介してHPセルに移送させ、前述のようにキャピラリーアレイ45
4のより急速な再生のための圧増加を生じさせる。工程704.16において正
しく移動された廃液トレイ852はキャピラリーアレイ454から使用済みのゲ
ルを収集する。As shown in FIG. 16, the controller 404 is used to discharge the used gel.
Selects the inlet from the water container 802 via the solvent manifold 850,
Also, the inlet is selected from the HPLC pump 807 via the valve manifold 851. This HPLC pump 807 transfers water from the solvent manifold 850 to the HP cell via the valve manifold 851 and, as described above, the capillary array 45.
4, resulting in a pressure increase for a more rapid regeneration. The waste tray 852, which was moved correctly in step 704.16, collects the used gel from the capillary array 454.
【0128】
キャピラリーアレイ454からゲルが除去された後、工程704.18におい
てコントローラ404により溶媒/ゲル移送モジュール800が駆動され、HP
セルを介して濯ぎ液がキャピラリーアレイ454内に通される。この濯ぎを行う
ため、図16に示すように、コントローラ404により、溶媒マニホールド85
0を介して、メタノール容器801から入口が選択され、また、弁マニホールド
851を介して、HPLCポンプ807から入口が選択される。このHPLCポ
ンプ807はメタノールを溶媒マニホールド850から弁マニホールド851を
介してHPセルに移送させ、前述のようにキャピラリーアレイ454のより急速
な濯ぎのための圧増加を生じさせる。工程704.16において正しく移動され
た廃液トレイ852はキャピラリーアレイ454から使用済みの溶媒を収集する
。After the gel is removed from the capillary array 454, the solvent / gel transfer module 800 is driven by the controller 404 at step 704.18, and the HP
The rinse solution is passed through the cell into the capillary array 454. In order to perform this rinsing, as shown in FIG. 16, the controller 404 controls the solvent manifold 85.
The inlet is selected from the methanol container 801 via 0 and the inlet from the HPLC pump 807 via the valve manifold 851. The HPLC pump 807 transfers methanol from the solvent manifold 850 through the valve manifold 851 to the HP cell, causing a pressure increase for a more rapid rinse of the capillary array 454 as previously described. The waste tray 852, which was moved correctly in step 704.16, collects the spent solvent from the capillary array 454.
【0129】
キャピラリーアレイ454に対しメタノールによる濯ぎが行われた後、コント
ローラ404により溶媒/ゲル移送モジュール800が駆動され、容器803か
らの石鹸液によりキャピラリーアレイ454の濯ぎが行われる。この濯ぎを行う
ため、図16に示すように、コントローラ404により、溶媒マニホールド85
0を介して、石鹸容器803から入口が選択され、また、弁マニホールド851
を介して、HPLCポンプ807から入口が選択される。このHPLCポンプ8
07は石鹸液を溶媒マニホールド850から弁マニホールド851を介してHP
セルに移送させ、前述のようにキャピラリーアレイ454のより急速な濯ぎのた
めの圧増加を生じさせる。工程704.16において正しく移動された廃液トレ
イ852はキャピラリーアレイ454から使用済みの溶媒を収集する。更に、コ
ントローラ404により溶媒/ゲル移送モジュール800が駆動され、キャピラ
リーアレイ454の清浄化が完了するまで、3つの溶媒容器801〜803から
の溶媒による再生処理が継続される。After rinsing the capillary array 454 with methanol, the controller / 404 drives the solvent / gel transfer module 800 to rinse the capillary array 454 with soap solution from the container 803. In order to perform this rinsing, as shown in FIG. 16, the controller 404 controls the solvent manifold 85.
0, the inlet is selected from the soap container 803, and the valve manifold 851
The inlet is selected from the HPLC pump 807 via. This HPLC pump 8
07 is HP for the soap liquid from the solvent manifold 850 through the valve manifold 851.
Transfer to the cell, causing an increase in pressure for a more rapid rinse of the capillary array 454 as described above. The waste tray 852, which was moved correctly in step 704.16, collects the spent solvent from the capillary array 454. Further, the solvent / gel transfer module 800 is driven by the controller 404, and the regeneration treatment with the solvent from the three solvent containers 801 to 803 is continued until the cleaning of the capillary array 454 is completed.
【0130】
図13に示すように、溶媒/ゲル移送モジュールからコントローラ404へフ
ィードバックがなされ、コントローラ404が正しい時間にその指令を出すのを
確実にしている。例えば、コントローラ404は、HPポンプ状態フィードバッ
ク17が、ゲルがキャピラリーアレイ454から排出されたことを示すまでは、
溶媒/ゲル移送モジュール800を駆動させて濯ぎ液をキャピラリーアレイ45
4に通過させたりはしない。同様に、コントローラ404は、HPポンプ状態フ
ィードバック18が、キャピラリーアレイ454がメタノール及び石鹸水で濯が
れたことを示すまでは、工程705においてキャピラリーアレイ454にゲル物
質を再充填させる指令を発することはない。Feedback is provided from the solvent / gel transfer module to the controller 404, as shown in FIG. 13, to ensure that the controller 404 issues its command at the correct time. For example, controller 404 may wait until HP pump status feedback 17 indicates that gel has been ejected from capillary array 454.
The solvent / gel transfer module 800 is driven to remove the rinsing liquid from the capillary array 45.
Do not pass to 4. Similarly, the controller 404 issues a command to refill the capillary array 454 with gel material at step 705 until the HP pump status feedback 18 indicates that the capillary array 454 has been rinsed with methanol and soapy water. There is no.
【0131】
好ましい態様において、コントローラ404はHPポンプ状態フィードバック
17を判定する。コントローラ404は、製造メーカーにより特定されたHPポ
ンプの流量からキャピラリーアレイ454を介して通過する溶液の量を計算する
と共に、ポンプが始動してからの経過時間を計算することにより、HPポンプ状
態フィードバック17を判定する。In a preferred aspect, controller 404 determines HP pump status feedback 17. The controller 404 calculates the HP pump status feedback by calculating the amount of solution passing through the capillary array 454 from the HP pump flow rate specified by the manufacturer and by calculating the time elapsed since the pump was started. Judge 17
【0132】
工程704におけるキャピラリーの再生に続いて、工程705.19において
コントローラ404により溶媒/ゲル移送モジュール800を駆動させ、HPセ
ルを介してキャピラリーアレイ454に新規なゲルを再充填させる。キャピラリ
ーアレイ454に新規なゲルを再充填させるため、図16に示すように、コント
ローラ404により、弁マニホールド851を介して、ゲルシリンジ804から
入口が選択される。このゲルシリンジ804は弁マニホールド851を介してゲ
ルをHPセルに移送させ、前述のようにキャピラリーアレイ454のより急速な
再充填のための圧増加を生じさせる。工程704.16において正しく移動され
た廃液トレイ852は工程705.19においてキャピラリーアレイ454から
排出される全ての溶媒又はゲルを収集する。Following the capillary regeneration in step 704, the solvent / gel transfer module 800 is driven by controller 404 in step 705.19 to refill the capillary array 454 with new gel via the HP cell. To refill the capillary array 454 with new gel, the controller 404 selects an inlet from the gel syringe 804 via the valve manifold 851, as shown in FIG. The gel syringe 804 transfers the gel through the valve manifold 851 to the HP cell, producing a pressure increase for a more rapid refill of the capillary array 454 as previously described. The waste tray 852, which was correctly moved in step 704.16, collects all the solvent or gel that is ejected from the capillary array 454 in step 705.19.
【0133】
工程704.18においてHPセル及びキャピラリーアレイ454をゲルで充
填させたのち、このプロセスを1又は2通りで継続させることができる。1例と
して、HPセル中のゲルは工程702の後の電気泳動において緩衝液として使用
することができる。この場合、このプロセスは工程705.20により継続され
る。別の例として、工程705.20の前に、コントローラ404により溶媒/
ゲル移送モジュール800を駆動させ、HPセルからゲルを移送させ、工程70
4と同様のプロセスを用いてHPセルに緩衝液を充填させる。After filling the HP cell and capillary array 454 with gel in step 704.18, the process can be continued in one or two ways. As an example, the gel in the HP cell can be used as a buffer in electrophoresis after step 702. In this case, the process continues with step 705.20. As another example, before step 705.20, solvent /
The gel transfer module 800 is driven to transfer the gel from the HP cell, and the process 70
The HP cell is filled with buffer using a process similar to 4.
【0134】
積層デュアルカルーセルを工程705の残りの作業に参加させる。工程705
.20において、コントローラ404によりローター604を介して上方カルー
セル602を回転させ、その切欠き部620をニードルアレイ603の下方へ移
動させる。更に、工程705.20において、コントローラ404によりロータ
ー604を介して下方カルーセル604を回転させ、緩衝液トレイ216をニー
ドルアレイ603の下方へ移動させる。また、工程705.21において、コン
トローラ404によりモータ605を介して下方カルーセル602から緩衝液ト
レイ216を上方カルーセル601の大きい開口部を通ってニードルアレイ60
3へ移動させる。Participate the stacked dual carousel in the remaining tasks of step 705. Step 705
. At 20, the controller 404 rotates the upper carousel 602 via the rotor 604 to move the notch 620 below the needle array 603. Further, in step 705.20, the controller 404 rotates the lower carousel 604 via the rotor 604 to move the buffer tray 216 below the needle array 603. Also, in step 705.21, the controller 404 causes the buffer tray 216 to pass from the lower carousel 602 through the motor 605 through the large opening of the upper carousel 601 to the needle array 60.
Move to 3.
【0135】
工程705はキャピラリーアレイ454を平衡させ、キャピラリーアレイ45
4を介して緩衝液を循環させる工程(工程705.22)で完了する。キャピラ
リーアレイ454を介しての引きの差により、気泡及び圧力差が工程705.1
9におけるゲル移送の間にキャピラリーアレイ454中のゲル内に発生する。工
程705.22はこの圧力差及び気泡を除去するもので、これはキャピラリーア
レイ454を平衡化させ、キャピラリーアレイ454を介して緩衝液を循環させ
ることにより行われる。この手法は工程702における電気泳動と似ているが、
但し、工程702の電気泳動ではDNAは明らかに存在するのに対し、工程70
5.22ではキャピラリーアレイ454にはDNAは存在しない点で相違する。
具体的には、電圧がキャピラリーアレイ454を横切って適用され、ゲルの弛緩
とキャピラリーアレイ454を通る緩衝液の動きを誘起させる。工程705.2
2でキャピラリーアレイ454中に緩衝液を循環させた後、工程700でサンプ
ルを導入することから始まる次のDNA分析のためのプロセスが繰り返される。Step 705 equilibrates the capillary array 454,
The step of circulating the buffer through step 4 (step 705.22) is completed. Due to the differential pull through the capillary array 454, the bubble and pressure differential will be step 705.1.
It occurs within the gel in capillary array 454 during gel transfer at 9. Step 705.22 removes this pressure differential and bubbles, by equilibrating the capillary array 454 and circulating a buffer solution through the capillary array 454. This technique is similar to electrophoresis in step 702, but
However, in the electrophoresis of step 702, DNA is clearly present, whereas in step 70
The difference in 5.22 is that no DNA is present in the capillary array 454.
Specifically, a voltage is applied across the capillary array 454 to induce relaxation of the gel and movement of buffer through the capillary array 454. Step 705.2
After circulating the buffer through the capillary array 454 at 2, the process for the next DNA analysis is begun, beginning with introducing the sample at step 700.
【0136】
図13に示すように、工程704の場合と同様に、工程705において溶媒/
ゲル移送モジュールからコントローラ404へのフィードバックが継続してなさ
れる。コントローラ404はこのフィードバックを処理し、正しい時間に指令を
出すのを確実にしている。例えば、コントローラ404は、ゲルシリンジフィー
ドバック19が、キャピラリーアレイ454が新たなゲルで充填されたことを示
すまでは、工程705.19を越えたいかなる指令も発することはしない。同様
に、コントローラ404は、HPポンプ状態フィードバック19が、ゲルがキャ
ピラリーアレイ454へ送り込まれたことを示すまでは、工程705.20にお
いて上方カルーセル601及び下方カルーセル602を回転させる指令を発する
ことはしない。As in step 704, as shown in FIG.
Feedback from the gel transfer module to the controller 404 continues. The controller 404 processes this feedback to ensure that it issues commands at the correct time. For example, controller 404 does not issue any commands beyond step 705.19 until gel syringe feedback 19 indicates that capillary array 454 has been filled with new gel. Similarly, controller 404 does not issue a command to rotate upper carousel 601 and lower carousel 602 at step 705.20 until HP pump status feedback 19 indicates that the gel has been pumped into capillary array 454. .
【0137】
好ましい態様において、コントローラ404はゲルシリンジフィードバック1
9を判定する。すなわち、ゲルシリンジの置換速度からキャピラリーチューブア
レイ454を介して通過する溶液の量を計算すると共に、ゲルシリンジが始動し
てからの経過時間を計算することにより、ゲルシリンジフィードバック19を判
定する。In a preferred embodiment, the controller 404 uses gel syringe feedback 1
9 is judged. That is, the gel syringe feedback 19 is determined by calculating the amount of the solution passing through the capillary tube array 454 from the replacement speed of the gel syringe and calculating the elapsed time after the gel syringe is started.
【0138】
同様に、工程705において、ローター604と操作上係合するエンコーダー
はカルーセル20の位置を指示するフィードバックをコントローラ404へ送る
。しかし、カルーセル位置フィードバック20が、上方カルーセル601の大き
い開口部及び下方カルーセル602の緩衝液トレイ216がニードルアレイ60
3の下方に位置していることを示すまでは、コントローラ404は工程705.
21において緩衝液トレイ216を移動させるための指令を発しない。Similarly, in step 705, the encoder operatively engaged with rotor 604 sends feedback to controller 404 indicating the position of carousel 20. However, the carousel position feedback 20 indicates that the large opening in the upper carousel 601 and the buffer tray 216 in the lower carousel 602 causes the needle array 60
Controller 404, until it is shown below.
At 21, the command for moving the buffer tray 216 is not issued.
【0139】
また、モータ605の電流計も緩衝液トレイ216の垂直位置を示すフィード
バックをコントローラ404へ送る。しかし、トレイ位置フィードバック21が
、緩衝液トレイ216がニードルアレイ603に移動されていることを示すまで
は、コントローラ404は工程705.22において緩衝液をキャピラリーアレ
イ454に循環させるための指令を伝達しない。最後に、コントローラ404は
キャピラリーチューブ電流22の高電圧状態についてのフィードバックを受理す
る。なお、この高電圧状態22が、緩衝液がキャピラリーアレイ454を通って
循環していることを示すまでは、コントローラ404は次のDNAサンプルを導
入させるための工程700へ進むことはしない。The ammeter of the motor 605 also sends feedback to the controller 404 indicating the vertical position of the buffer tray 216. However, until the tray position feedback 21 indicates that the buffer tray 216 has been moved to the needle array 603, the controller 404 does not communicate the command to circulate the buffer solution to the capillary array 454 in step 705.22. . Finally, the controller 404 receives feedback about the high voltage state of the capillary tube current 22. It should be noted that the controller 404 does not proceed to step 700 for introducing the next DNA sample until the high voltage state 22 indicates that the buffer is circulating through the capillary array 454.
【0140】
図17はオフラインキャピラリー再生器900を示し、これはキャピラリーカ
ートリッジ909を定期的に完全に清浄化するのに使用される。このキャピラリ
ーカートリッジ909を完全に清浄化するために、オペレータは自動電気泳動シ
ステムからこれを取り外し、これをオフラインキャピラリー再生器900に装着
させる。従って、オペレータは別の清浄なキャピラリーカートリッジ909を自
動電気泳動システムに装着し、DNA分析をこのキャピラリーカートリッジを用
いて実行することができ、その間、先に使用されたキャピラリーカートリッジ9
09をオフラインキャピラリー再生器900で完全に清浄化させる。キャピラリ
ーカートリッジの完全な清浄化に20ないし30分間を要するが、DNA分析の
連続的実行の間にキャピラリーカートリッジ909の完全な清浄化が終わるまで
待つ必要がなくなるから、オフラインキャピラリー再生器は自動電気泳動システ
ムのスループットを改善することになる。FIG. 17 shows an off-line capillary regenerator 900, which is used to regularly clean the capillary cartridge 909. To completely clean the capillary cartridge 909, the operator removes it from the automated electrophoresis system and attaches it to the offline capillary regenerator 900. Thus, the operator can mount another clean capillary cartridge 909 in the automated electrophoresis system and perform DNA analysis with this capillary cartridge while the previously used capillary cartridge 9 is used.
09 is completely cleaned with the offline capillary regenerator 900. Although it takes 20 to 30 minutes to completely clean the capillary cartridge, it is not necessary to wait until the capillary cartridge 909 is completely cleaned during the continuous execution of DNA analysis. It will improve the throughput of the system.
【0141】
このオフラインキャピラリー再生器900は、図11で先に説明した溶媒/ゲ
ル移送モジュール600を低コストかつ簡易化したものである。なぜならば、こ
れは溶媒/ゲル移送モジュール600に含まれる全ての品目を含むものでないか
らである。例えば、このオフラインキャピラリー再生器900は、カメラ、レー
ザー又はゲルシリンジを有していない。また、このオフラインキャピラリー再生
器900はゲル移送のためのゲルシリンジを含まない。なぜならば、もし、キャ
ピラリーカートリッジの移動の前にゲルをオフラインで送り出すとすると、キャ
ピラリーカートリッジをオフラインキャピラリー再生器900から自動電気泳動
システムへ移動させる間にゲルの好ましくない硬化がキャピラリーアレイ454
の端部に発生し得るからである。このオフラインキャピラリー再生器900の簡
易性は低コストでシステムのスループットを増大させるという利点をもたらす。This offline capillary regenerator 900 is a low cost and simplified version of the solvent / gel transfer module 600 described above with reference to FIG. This is because it does not include all items included in the solvent / gel transfer module 600. For example, the offline capillary regenerator 900 does not have a camera, laser or gel syringe. Further, the offline capillary regenerator 900 does not include a gel syringe for transferring gel. This is because if the gel is delivered off-line prior to moving the capillary cartridge, undesired curing of the gel during transfer of the capillary cartridge from the off-line capillary regenerator 900 to the automated electrophoresis system will result in capillary array 454.
Because it can occur at the end of the. The simplicity of this offline capillary regenerator 900 provides the advantage of increasing system throughput at low cost.
【0142】
溶媒容器901、902、903には、それぞれメタノール、水及び石鹸水が
収容されている。各溶媒容器901〜903におけるフィーダーチューブ906
は溶媒を溶媒マニホールド905に向けて移送させる。この溶媒マニホールド9
05は3つの入口を1つの出口に接続させる。この溶媒マニホールドの3つの入
口は溶媒容器901〜903のフィーダーチューブ906と接続され、入口のセ
ットとフィーダーチューブ906のセットとの間に1対1の対応を確立する。The solvent containers 901, 902 and 903 store methanol, water and soapy water, respectively. Feeder tube 906 in each solvent container 901-903
Transports the solvent towards the solvent manifold 905. This solvent manifold 9
05 connects three inlets to one outlet. The three inlets of this solvent manifold are connected to the feeder tubes 906 of the solvent containers 901-903 to establish a one-to-one correspondence between the set of inlets and the set of feeder tubes 906.
【0143】
HPLCポンプ906は1つの入口を有し、この入口は溶媒マニホールドの出
口に接続され、更にHPLCポンプ906は1つの出口を有し、この出口はキャ
ピラリーカートリッジ909の一端で溶媒導入口907に接続されている。オフ
ラインキャピラリー再生器900も図14Aで記載した溶媒/ゲル移送モジュー
ル600と同様に、HPセルを有し、キャピラリーカートリッジ909のより急
速な再生のための圧増加を生じさせる。また、コントローラが溶媒マニホールド
905とHPLCポンプ906の操作を制御する。廃液容器904はキャピラリ
ーカートリッジ909の他端でのキャピラリー再生の間に廃液を収集する。The HPLC pump 906 has one inlet, which is connected to the outlet of the solvent manifold, and the HPLC pump 906 also has one outlet, which outlet is at one end of the capillary cartridge 909, the solvent inlet 907. It is connected to the. The off-line capillary regenerator 900 also has an HP cell, similar to the solvent / gel transfer module 600 described in FIG. 14A, which creates a pressure increase for a more rapid regeneration of the capillary cartridge 909. The controller also controls the operation of the solvent manifold 905 and the HPLC pump 906. The waste liquid container 904 collects the waste liquid during the capillary regeneration at the other end of the capillary cartridge 909.
【0144】
好ましい例において、このコントローラは単純な低コストのデジタル信号処理
システムであり、これは状態フィードバックを受理し、HPLCポンプ906及
び溶媒マニホールド905に対し、後述のように所定の順序で指令を発する。あ
るいは、パーソナルコンピュータのような汎用コンピュータを使用して簡単なコ
ントロールプログラムを実行してオフラインキャピラリー再生器を管理するよう
にしてもよい。In a preferred example, the controller is a simple low cost digital signal processing system that accepts status feedback and commands the HPLC pump 906 and solvent manifold 905 in a predetermined order as described below. Emit. Alternatively, a general-purpose computer such as a personal computer may be used to execute a simple control program to manage the offline capillary regenerator.
【0145】
オペレータがキャピラリーカートリッジ909をオフラインキャピラリー再生
器900に装着した後、内部コントローラにより溶媒マニホールドを介して水容
器901からの入口が選択され、また、HPLCポンプ906が作動される。H
PLCポンプ807は水を溶媒マニホールド850からHPセルへ移送させ、前
述同様にキャピラリーカートリッジ909のより急速な再生のための圧増加を生
じさせる。予め正しく移動させた廃液容器904はキャピラリーカートリッジ9
09からの使用済みゲルを収集する。After the operator mounts the capillary cartridge 909 on the off-line capillary regenerator 900, the internal controller selects the inlet from the water container 901 via the solvent manifold, and the HPLC pump 906 is operated. H
The PLC pump 807 transfers water from the solvent manifold 850 to the HP cell, creating a pressure increase for a more rapid regeneration of the capillary cartridge 909 as before. The waste liquid container 904 that has been correctly moved beforehand is the capillary cartridge 9
Collect used gel from 09.
【0146】
このゲルがキャピラリーカートリッジ909から除去された後、オフラインキ
ャピラリー再生器900によりHPセルを介してキャピラリーカートリッジ90
9の濯ぎがメタノールを用いて行われる。第1に、コントローラにより、溶媒マ
ニホールド905を介してメタノール容器902からの入口の選択が行われる。
HPLCポンプ906はメタノールを溶媒マニホールド905からHPセルに移
送させ、キャピラリーカートリッジ909のより急速な再生のための圧増加を生
じさせる。予め正しく移動させた廃液容器904はキャピラリーカートリッジ9
09からの使用済み溶媒を収集する。After this gel is removed from the capillary cartridge 909, the offline capillary regenerator 900 allows the capillary cartridge 90 to pass through the HP cell.
A rinse of 9 is performed with methanol. First, the controller selects the inlet from the methanol container 902 via the solvent manifold 905.
The HPLC pump 906 transfers the methanol from the solvent manifold 905 to the HP cell, creating a pressure increase for a more rapid regeneration of the capillary cartridge 909. The waste liquid container 904 that has been correctly moved in advance is the capillary cartridge 9
Spent solvent from 09 is collected.
【0147】
次に、オフラインキャピラリー再生器900によりHPセルを介してキャピラ
リーカートリッジ909の濯ぎが容器903からの石鹸水を用いて行われる。第
1に、コントローラにより、溶媒マニホールド905を介して石鹸容器903か
らの入口の選択が行われる。HPLCポンプ906は石鹸水を溶媒マニホールド
905からHPセルに移送させ、キャピラリーカートリッジ909のより急速な
濯ぎのための圧増加を生じさせる。予め正しく移動させた廃液容器904はキャ
ピラリーカートリッジ909からの使用済み溶媒を収集する。コントローラ40
4により、オフラインキャピラリー再生器900が駆動され、3つの溶媒容器8
01〜803からの溶媒を用いた再生プロセスが、キャピラリーアレイ454の
洗浄が完了するまで繰り返される。Next, the offline capillary regenerator 900 rinses the capillary cartridge 909 through the HP cell using the soap water from the container 903. First, the controller selects the inlet from the soap container 903 via the solvent manifold 905. The HPLC pump 906 transfers soapy water from the solvent manifold 905 to the HP cell, creating a pressure increase for a faster rinse of the capillary cartridge 909. The waste liquid container 904, which has been correctly moved in advance, collects the used solvent from the capillary cartridge 909. Controller 40
4, the off-line capillary regenerator 900 is driven to drive the three solvent containers 8
The solvent regeneration process from 01-803 is repeated until the washing of the capillary array 454 is complete.
【0148】
図18はキャピラリーカートリッジ1180の他の好ましい例を説明するもの
である。この例において、キャピラリーチューブが電極/キャピラリーアレイ1
181内に配置された第1の端部1188から延出している。これらキャピラリ
ーチューブはついで多重ルーメンチューブ1183の内側を通っている。この多
重ルーメンチューブについては、米国特許出願第08/866,308号(引用
により本明細書に含まれるものとする)に詳述されている。この多重ルーメンチ
ューブ1183はチューブホルダー1185により所定位置に保持されている。
また、これらキャピラリーチューブは多重ルーメンチューブによる保護なしに光
学検知領域1187を通過している。この光学検知領域1187を越えたところ
で、これらキャピラリーチューブは共通の端部を有し、一緒に束ねられ、導電性
材料からなる高圧T型取付け部材1182中に固着されている。なお、この取付
け部材1182は電気泳動の間、接地されている。FIG. 18 illustrates another preferred example of the capillary cartridge 1180. In this example, the capillary tube is the electrode / capillary array 1
Extends from a first end 1188 located within 181. These capillary tubes then pass inside the multi-lumen tube 1183. This multi-lumen tube is detailed in US patent application Ser. No. 08 / 866,308, which is hereby incorporated by reference. The multiple lumen tube 1183 is held in place by a tube holder 1185.
Also, these capillary tubes pass through the optical sensing area 1187 without protection by multiple lumen tubes. Beyond this optical sensing area 1187, the capillary tubes have a common end, are bundled together and secured in a high pressure T-shaped mounting member 1182 of conductive material. The mounting member 1182 is grounded during electrophoresis.
【0149】
このチューブホルダー1185及びT型取付け部材1182はカートリッジベ
ース1186に固定されている。カートリッジベース1186は電気的絶縁性の
ため、ポリカーボネートから作られている。また、このベース1186はシャト
ル1179に着脱自在に取着されている。このシャトル1179はその底から突
出したレールカップリング1184のセットを具備している。これらレールカッ
プリング1184は図10にシーケンサーモジュール400又は図11にシーケ
ンサーモジュール600のレールシステム(図18には示されていない)に嵌着
されるよう配置されている。このレールシステムはシャトル1179が所定位置
内外に可動し得るようにしている。また、このベース1186はシャトル117
9から外され、カートリッジ1180を廃棄したり(又は洗浄)、新規(又は清
浄化した)キャピラリーカートリッジを、シャトル1179が所定位置から外さ
れているとき、取着し得るようにしている。このレールシステムとシャトル11
79との組合せによって、新たに取着されたキャピラリーカートリッジを、シャ
トル1179が所定位置にあるときカメラ及びレーザー(図18には示されてい
ない)との関連で、廃棄されたキャピラリーカートリッジと同じ位置に繰り返し
配置させることを可能する。The tube holder 1185 and the T-shaped attachment member 1182 are fixed to the cartridge base 1186. Cartridge base 1186 is made of polycarbonate for electrical insulation. The base 1186 is detachably attached to the shuttle 1179. The shuttle 1179 comprises a set of rail couplings 1184 protruding from its bottom. These rail couplings 1184 are arranged to fit into the rail system (not shown in FIG. 18) of the sequencer module 400 in FIG. 10 or the sequencer module 600 in FIG. This rail system allows shuttle 1179 to move in and out of position. Also, this base 1186 is the shuttle 117
9 to allow the cartridge 1180 to be discarded (or washed) and a new (or cleaned) capillary cartridge to be installed when the shuttle 1179 is removed from its position. This rail system and shuttle 11
In combination with 79, the newly installed capillary cartridge is placed in the same position as the discarded capillary cartridge in relation to the camera and laser (not shown in FIG. 18) when shuttle 1179 is in place. It is possible to repeat the arrangement.
【0150】
好ましい例において、シャトル1179は、電極/キャピラリーアレイ118
1を収容する開口部を備えたベース1186の長さを延長させる。すなわち、こ
のシャトル1179は複数の着脱自在なファスナー1178によりベース118
6に取着されている。In the preferred example, the shuttle 1179 includes an electrode / capillary array 118.
Extend the length of the base 1186 with an opening that accommodates 1. In other words, the shuttle 1179 has a plurality of detachable fasteners 1178 and is used as a base 118.
It is attached to 6.
【0151】
電極/キャピラリーアレイ1181は、図19に記載された電流供給/モニタ
ーボード1190により所定位置に保持されている。このボード1190は高電
圧供給のためのプリント回路基板であることが好ましい。The electrode / capillary array 1181 is held in place by the current supply / monitor board 1190 shown in FIG. The board 1190 is preferably a printed circuit board for high voltage supply.
【0152】
このボード1190は好ましくは、複数の大きい孔1193を具備し、ファス
ナーのセットを用いてボード1190をベース1186に取着し得るようになっ
ている。しかし、任意の他の手段、例えば接着を利用してボード1190をベー
ス1186に取着することもできる。The board 1190 preferably includes a plurality of large holes 1193 so that a set of fasteners can be used to attach the board 1190 to the base 1186. However, the board 1190 may be attached to the base 1186 using any other means, such as gluing.
【0153】
このボード1190は、更にベース1186に設けられた孔と整合するように
配置された複数のチューブ孔1194を具備する。これにより、ボード1190
をベース1186に取着したとき、キャピラリーチューブの第1の端部がチュー
ブ孔1194を貫通して突出するようにすることができる。複数のピン1195
(好ましくは金メッキしたもの)が更にボード1190上に配設されている。少
なくとも1つのピンを各チューブ孔に近付けて配置させ、ピンと孔との対119
2が形成されている。各ピンと孔との対1192はサンプルマイクロタイタート
レイのサンプルウェル中に浸漬される。The board 1190 further comprises a plurality of tube holes 1194 arranged to align with holes provided in the base 1186. This allows the board 1190
The first end of the capillary tube may project through the tube hole 1194 when attached to the base 1186. Multiple pins 1195
(Preferably gold plated) is further disposed on the board 1190. Position at least one pin in close proximity to each tube hole to provide a pin and hole pair 119.
2 is formed. Each pin and hole pair 1192 is dipped into the sample well of the sample microtiter tray.
【0154】
このボード1190には、更に高電圧リード線1198が設けられている。こ
のリード線1198は、各ピン1195をボード1190の周辺に形成された対
応するコネクター端子1196に接続している。各コネクター端子1196は好
ましくは約50個の電気接続部を具備する高電圧コネクターを受理し得るよう形
成されている。この高電圧コネクターはリード線1198を高電圧電力供給部(
好ましくはBertan社製)(図19に示されていない)からの電力供給ラインに接
続している。これにより、キャピラリーチューブがゲルで満されたとき、ピン1
195から高圧T型取付け部材1182に接続された第2の電極への閉鎖電気回
路が形成される。この第2の電極は好ましくはシステムの接地部に接続されてい
る。The board 1190 is further provided with a high voltage lead wire 1198. The lead wire 1198 connects each pin 1195 to a corresponding connector terminal 1196 formed around the board 1190. Each connector terminal 1196 is preferably configured to receive a high voltage connector with about 50 electrical connections. This high voltage connector has a lead wire 1198 connected to a high voltage power supply (
It is preferably connected to a power supply line from Bertan (not shown in FIG. 19). This ensures that when the capillary tube is filled with gel, pin 1
A closed electrical circuit is formed from 195 to the second electrode connected to the high voltage T-shaped mounting member 1182. This second electrode is preferably connected to the ground of the system.
【0155】
更に、高電圧コネクターも電流をモニターする電流モニターに接続されている
。電流モニターにおいて、各電力供給ラインを流れる電流は好ましくは多重電力
供給ライン中に同時に、又は連続的にモニターされる。これにより、この電流モ
ニターにより一体化された電流測定を行うことが可能となる。In addition, the high voltage connector is also connected to a current monitor that monitors the current. In current monitoring, the current flowing through each power supply line is preferably monitored in multiple power supply lines simultaneously or sequentially. This makes it possible to perform integrated current measurement by this current monitor.
【0156】
図20は多波長ビーム発生器を示している。この波長ビーム発生器は、レーザ
ーヘッド1200、好ましくは、457nm、476nm、488nm、496
nm、502nm、514nmの波長で多波長レーザービームを発生し得るアル
ゴンイオンレーザーを具備する。このビーム発生器は更にレーザーエミッターチ
ューブ1207を有する。このレーザーエミッターチューブ1207は光学カッ
プリングアッセンブリー1202によりアルゴンイオンレーザー1200に接続
されている。FIG. 20 shows a multi-wavelength beam generator. This wavelength beam generator is a laser head 1200, preferably 457 nm, 476 nm, 488 nm, 496.
An argon ion laser capable of generating a multi-wavelength laser beam with wavelengths of nm, 502 nm and 514 nm is provided. The beam generator further comprises a laser emitter tube 1207. The laser emitter tube 1207 is connected to the argon ion laser 1200 by an optical coupling assembly 1202.
【0157】
この光学カップリングアッセンブリー1202は、レーザーヘッド1200に
接続されたファイバーカップラー1201と、ファイバーカップラー1201を
レーザーエミッターチューブ1207と接続する光学ファイバーケーブル120
3とを具備している。このファイバーカップラー1201はレーザーヘッド12
00を無色の光学ファイバーケーブル1203と整合させている。光学カップリ
ングアッセンブリー1202は、レーザーエミッターチューブ1207をレーザ
ーヘッド1200から遠く離れて位置させることを可能にし、かつ、レーザーエ
ミッターチューブ1207でレーザービーム、すなわちコヒーレント光を発生さ
せる。更にこれにより、熱を発生するレーザーヘッド1200を上記シーケンサ
ーの感応性の小さい領域に位置させることを可能とする。The optical coupling assembly 1202 includes a fiber coupler 1201 connected to the laser head 1200, and an optical fiber cable 120 connecting the fiber coupler 1201 to the laser emitter tube 1207.
3 and 3. This fiber coupler 1201 has a laser head 12
00 is aligned with the colorless optical fiber cable 1203. The optical coupling assembly 1202 allows the laser emitter tube 1207 to be located far away from the laser head 1200 and produces a laser beam, or coherent light, at the laser emitter tube 1207. Furthermore, this allows the heat-generating laser head 1200 to be positioned in the less sensitive area of the sequencer.
【0158】
レーザーエミッターチューブ1207は一次元集束器1208を具備する。こ
の一次元集束器1208は好ましくは焦点距離が10cmのポジティブな筒状光
学レンズでレーザーエミッターチューブ1207の出力端1204に配置される
。このレーザーエミッターチューブ1207は更に、光学ファイバーケーブル1
203を受理するファイバーエミッターチューブ1205と、好ましくは焦点距
離が1.9cmのネガティブな筒状光学レンズであってファイバーエミッターチ
ューブ1205と一次元集束器1208との間に配置されたビームイクスパンダ
ー1209とを具備する。このレーザーエミッターチューブ1207は好ましく
は1インチの内径と、6インチの長さのチューブ内に収納される。The laser emitter tube 1207 comprises a one-dimensional concentrator 1208. The one-dimensional concentrator 1208 is preferably a positive cylindrical optical lens with a focal length of 10 cm and is placed at the output end 1204 of the laser emitter tube 1207. This laser emitter tube 1207 is further provided with an optical fiber cable 1
A fiber emitter tube 1205 for receiving 203 and a beam expander 1209, preferably a negative tubular optical lens with a focal length of 1.9 cm, disposed between the fiber emitter tube 1205 and the one-dimensional concentrator 1208. It is equipped with. The laser emitter tube 1207 is preferably contained within a 1 inch inner diameter and 6 inch long tube.
【0159】
図22はこのレーザーエミッターチューブ1207により行われる光学的処理
を模式的に示すものである。ファイバーエミッターチューブ1230により発生
するレーザー光はビームイクスパンダー1231により拡張される。このレーザ
ー光はついで、一次元集束器1233により1方向にのみ集束される。その結果
得られたビームはキャピラリーアレイ1235方向に向けられる。この得られた
レーザビームは1方向に狭められ、他の方向において長くなっている。図22A
〜Cは各プロセス工程でのレーザビームのフットプリントを示すものである。FIG. 22 schematically shows the optical processing performed by the laser emitter tube 1207. The laser light generated by the fiber emitter tube 1230 is expanded by the beam expander 1231. This laser light is then focused by the one-dimensional focusing device 1233 in only one direction. The resulting beam is directed towards the capillary array 1235. The resulting laser beam is narrowed in one direction and elongated in the other direction. 22A
~ C show the footprint of the laser beam in each process step.
【0160】
図21は多波長ビーム発生器の他の例を示すもので、2つのレーザーヘッド1
211、1215が設けられている。第1のレーザーヘッド1211はレーザー
ヘッド1200と同様のものであり、第2のレーザーヘッド1217は異なる波
長のレーザビームを発生するものである。この第2のレーザーヘッド1217は
好ましくは、波長が532nmを超えるレーザビームを発生させる固体レーザー
である。他の例として、第2のレーザーヘッド1217は、第1のレーザーヘッ
ド1211により発生するビームと異なる波長の多波長レーザービームを発生さ
せるものである。FIG. 21 shows another example of the multi-wavelength beam generator, which shows two laser heads 1.
211 and 1215 are provided. The first laser head 1211 is similar to the laser head 1200, and the second laser head 1217 is for generating laser beams of different wavelengths. This second laser head 1217 is preferably a solid-state laser that produces a laser beam with a wavelength above 532 nm. As another example, the second laser head 1217 generates a multi-wavelength laser beam having a different wavelength from the beam generated by the first laser head 1211.
【0161】
この例においては、ファイバーカップラー1213、1217及び光学ファイ
バーケーブル1225、1221を有する2つの光学カップリングアッセンブリ
ーが設けられている。この2つの光学カップリングアッセンブリーは図20の光
学カップリングアッセンブリー1202と同様に機能する。2つのレーザーヘッ
ド1211、1215により発生し、この光学カップリングアッセンブリーによ
り移送されるレーザビームは、2つのレーザー源からのレーザビームを受理し得
るよう設計されたレーザーエミッターチューブ1224内で結合される。In this example, two optical coupling assemblies with fiber couplers 1213, 1217 and optical fiber cables 1225, 1221 are provided. The two optical coupling assemblies function similarly to the optical coupling assembly 1202 of FIG. The laser beams generated by the two laser heads 1211, 1215 and delivered by this optical coupling assembly are combined in a laser emitter tube 1224 designed to receive the laser beams from the two laser sources.
【0162】
このレーザーエミッターチューブ1224は2つの入力端子1210、121
2と、1つの出力端子を有する。すなわち、第1のレーザーヘッド1211から
レーザビームを受理する第1のファイバーエミッターチューブ1227は第1の
入力端子1210の部位に位置し;第2のレーザーヘッド1215からレーザビ
ームを受理する第2のファイバーエミッターチューブ1223は第2の入力端子
1212の部位に位置し;一次元集束器1226(好ましくは焦点距離が10c
mのポジティブな筒状光学レンズで、結合したレーザービームを出力するもの)
は出力端子1214の部位に位置している。This laser emitter tube 1224 has two input terminals 1210 and 121.
2 and one output terminal. That is, the first fiber emitter tube 1227 that receives the laser beam from the first laser head 1211 is located at the portion of the first input terminal 1210; the second fiber that receives the laser beam from the second laser head 1215. The emitter tube 1223 is located at the location of the second input terminal 1212; the one-dimensional concentrator 1226 (preferably having a focal length of 10c).
m positive cylindrical optical lens that outputs a combined laser beam)
Is located at the position of the output terminal 1214.
【0163】
第1及び第2のファイバーエミッターチューブ1227、1223により受理
されるレーザビームは2色性フィルター1229により結合される。この2色性
フィルター1229は第1のファイバーエミッターチューブ1227からのレー
ザビームを透過させ、第2のファイバーエミッターチューブ1223からのレー
ザビームを反射させ、これにより第1及び第2のファイバーエミッターチューブ
1227、1223からのレーザビームを結合させる。The laser beams received by the first and second fiber emitter tubes 1227, 1223 are combined by a dichroic filter 1229. The dichroic filter 1229 transmits the laser beam from the first fiber emitter tube 1227 and reflects the laser beam from the second fiber emitter tube 1223, whereby the first and second fiber emitter tubes 1227, The laser beam from 1223 is combined.
【0164】
好ましくは焦点距離が1.5cmのネガティブな筒状光学レンズであるビーム
イクスパンダー1222は、上記2色性フィルター1229と一次元集束器12
26との間に配置される。このビームイクスパンダー1222と集束器1226
との組合わせは、図22及び図22A〜Cで記載した光学プロセスと実質的に同
様に光学的に機能する。The beam expander 1222, which is preferably a negative cylindrical optical lens having a focal length of 1.5 cm, includes the dichroic filter 1229 and the one-dimensional concentrator 12.
And 26. This beam expander 1222 and concentrator 1226
22 and 22A-C optically function substantially similar to the optical processes described in FIGS.
【0165】
好ましい例において、レーザーヘッド1200、1211、1215における
偏光を除去し、レーザー出力を最大にする。図21に記載した例では、マルチラ
イン及び非偏光発光の組合わせにより、偏光単一ラインレーザーと比較してレー
ザー出力は4倍を超えて増大している。In a preferred example, the polarization in the laser heads 1200, 1211, 1215 is removed to maximize laser power. In the example described in FIG. 21, the combination of multi-line and unpolarized emission increases the laser power by more than 4 times compared to a polarized single line laser.
【0166】
図22では角度を持たせずにキャピラリーアレイ1235に当てられたレーザ
ービームを示しているが、図23に示すような小角度入射励起配置(entrance ex
citation configuration)は検知窓での励起レーザー光結合効率を向上させる。
これは更に、96(又はそれ以上)キャピラリーアレイを励起させるのに必要な
レーザー出力を減少させ、DNAシーケンサー機器において携帯可能な空冷アル
ゴンイオンレーザーの使用を可能にする。言い換えると、図20又は21に記載
した多波長レーザーエミッタチューブは、広範のキャピラリーアレイに亘ってレ
ーザービームの集束性を保持させながら、多数のキャピラリーアレイ(例えば、
1000本のキャピラリーチューブ)を照射すべく整合されている。FIG. 22 shows a laser beam applied to the capillary array 1235 without an angle. However, as shown in FIG.
The citation configuration) improves the coupling efficiency of pump laser light in the detection window.
This further reduces the laser power required to excite the 96 (or more) capillary array, allowing the use of a portable air-cooled argon ion laser in the DNA sequencer instrument. In other words, the multi-wavelength laser emitter tube described in FIG. 20 or 21 retains the focusability of the laser beam over a wide range of capillary arrays while maintaining a large number of capillary arrays (eg,
Aligned to illuminate 1000 capillary tubes).
【0167】
図24、25はCCDカメラ1257をレーザーエミッターチューブ1243
と合体させたものを示している。好ましい例として、このレーザーエミッターチ
ューブ1243は小さな傾斜角を以て図25の表面に垂直に配置されており、従
って、レーザーエミッターチューブ1243からのレーザービームは図23に示
すようにキャピラリーアレイ1200に当たることになる。24 and 25 show a CCD camera 1257 and a laser emitter tube 1243.
It shows the one combined with. As a preferred example, the laser emitter tube 1243 is placed perpendicular to the surface of FIG. 25 with a small tilt angle, so that the laser beam from the laser emitter tube 1243 will hit the capillary array 1200 as shown in FIG. .
【0168】
レーザーエミッターチューブ1207はキャピラリー検知窓と同一レベルに配
置され、レーザーエミッターチューブ1207のビーム発光端部はオペレータと
は反対方向に向いている。好ましい例として、レーザーエミッターチューブ12
07はアームマウント1265に回転自在に接続されているチューブ制御アーム
1267の下端に固定されている。このアームマウント1265は可撓性回転子
1261の下端に取着されている。この回転子1261の上端はシーケンサーの
外部からアクセス可能なダイヤルに接続されている。アームマウント1265は
更にレーザーエミッター位置決めレール1255上に装着されていて、アーム取
付け位置コントローラ1253により移動し得るようになっている。このような
ダイヤル及びコントローラ1253を用いることにより、レーザーエミッターチ
ューブ1207を出力レーザービームをキャピラリーアレイへ照射させるのに最
適に配置させることができる。The laser emitter tube 1207 is arranged at the same level as the capillary detection window, and the beam emitting end of the laser emitter tube 1207 faces in the direction opposite to the operator. As a preferred example, the laser emitter tube 12
07 is fixed to the lower end of a tube control arm 1267 rotatably connected to the arm mount 1265. The arm mount 1265 is attached to the lower end of the flexible rotor 1261. The upper end of the rotor 1261 is connected to a dial accessible from outside the sequencer. The arm mount 1265 is further mounted on the laser emitter positioning rail 1255 so that it can be moved by the arm mounting position controller 1253. By using such a dial and controller 1253, the laser emitter tube 1207 can be optimally arranged for irradiating the capillary array with the output laser beam.
【0169】
CCDカメラ1257はカメラマウント(図25では示していない)に装着さ
れ、このカメラマウントはレーザーエミッター位置決めレール1255上に装着
されている。カメラ回転ケーブル(図25では示していない)により、CCDカ
メラプレートがレール1255上を水平方向に移動する。カメラ焦点ギア127
1がギア制御ケーブル1254に接続され、CCDカメラレンズアッセンブリ1
269の動きを制御するようにしている。先行するカメラコントローラによりC
CDカメラ1257の焦点が、レーザーエミッターチューブ1243からのレー
ザービームにより照射されたキャピラリーアレイの部分に当てられる。The CCD camera 1257 is mounted on a camera mount (not shown in FIG. 25), which is mounted on the laser emitter positioning rail 1255. A camera rotation cable (not shown in FIG. 25) causes the CCD camera plate to move horizontally on rails 1255. Camera focus gear 127
1 is connected to the gear control cable 1254, and the CCD camera lens assembly 1
The movement of 269 is controlled. C by the preceding camera controller
The focus of the CD camera 1257 is focused on the portion of the capillary array illuminated by the laser beam from the laser emitter tube 1243.
【0170】
高粘度液移送システムの他の好ましい例が図26に示されている。この移送シ
ステムは、水のような低粘度液1413を保持する高圧チャンバー1401と、
ゲルのような高粘度液を収容する圧迫可能な使い捨て型バッグ1411とを具備
する。Another preferred example of a high viscosity liquid transfer system is shown in FIG. This transfer system comprises a high pressure chamber 1401 holding a low viscosity liquid 1413 such as water,
A disposable disposable bag 1411 containing a high viscosity liquid such as gel.
【0171】
この高圧チャンバー1401は、好ましくは2000psiまでの内圧に耐え
るようにアルミニウム又はステンレス鋼などの金属からなるシリンダー(筒体)
1402を具備している。すなわち、底面が閉じ、頂部が開口した実質的な中空
体を具備している。このシリンダー1402の頂部にはキャップ1404が着脱
自在に装着されている。このシリンダー1402とキャップ1404とにより高
圧チャンバー1401が形成され、液体1413及び使い捨て型バッグ1411
が収容されている。The high pressure chamber 1401 is preferably a cylinder (cylindrical body) made of metal such as aluminum or stainless steel so as to withstand an internal pressure of up to 2000 psi.
1402 is provided. That is, it comprises a substantially hollow body having a closed bottom and an open top. A cap 1404 is detachably attached to the top of the cylinder 1402. The cylinder 1402 and the cap 1404 form a high-pressure chamber 1401, and the liquid 1413 and the disposable bag 1411 are formed.
Is housed.
【0172】
このゲル容器1411は出口アッセンブリー1410に着脱自在に取着されて
いる(好ましくは、Swagelock1409により)。このチャンバー内の圧力が増加し
たとき、粘性の液体が出口アッセンブリー1410を介して押し出されるように
なっている。この出口アッセンブリー1410は液密取付け部材(Swagelock社
から入手可能)を用いてキャップ1404に嵌着されている。この出口アッセン
ブリー1410は更にゲル放出チューブ1403を具備する。この圧迫可能なゲ
ルバッグ1411の周りの圧力が液体1413により均一に適用されているから
、ゲル容器の耐圧要求度が最小に抑えられる。従って、ゲルバッグ1411は、
ゲルの複数のランに対して十分な容量を有する使い捨て型バッグから経済的に作
製することができる。This gel container 1411 is removably attached to the outlet assembly 1410 (preferably by Swagelock 1409). As the pressure in the chamber increases, viscous liquid is forced through the outlet assembly 1410. The outlet assembly 1410 is fitted to the cap 1404 using a liquid tight fitting (available from Swagelock). The outlet assembly 1410 further comprises a gel discharge tube 1403. Since the pressure around the compressible gel bag 1411 is uniformly applied by the liquid 1413, the pressure resistance requirement of the gel container can be minimized. Therefore, the gel bag 1411 is
It can be economically made from disposable bags that have sufficient capacity for multiple runs of gel.
【0173】
高圧チャンバー1401内の圧力は圧力コントロールアッセンブリー1406
により増減することができる。圧力コントロールアッセンブリー1406により
チャンバー1401内により多くの液体が供給されると、チャンバー1401内
の圧力は増大する。過剰量の液体によりこの内部圧が増大したとき、又はキャッ
プ1404を開けてバッグ1411を交換するとき、チャンバー1401内の液
体が圧力コントロールアッセンブリー1406により解放され、その内部圧を減
少させる。The pressure inside the high pressure chamber 1401 is controlled by the pressure control assembly 1406.
Can be increased or decreased by. When more liquid is supplied to the chamber 1401 by the pressure control assembly 1406, the pressure inside the chamber 1401 increases. When this internal pressure increases due to excess liquid, or when the cap 1404 is opened and the bag 1411 is replaced, the liquid in the chamber 1401 is released by the pressure control assembly 1406, reducing its internal pressure.
【0174】
この圧力コントロールアッセンブリー1406はコントローラ1404により
制御される高圧ポンプ1423を具備する。好ましい例として、この高圧ポンプ
1423はもう一つのHPLCポンプから構成される。この圧力コントロールア
ッセンブリー1406は更に、ポンプ1423に接続された入口チューブ142
1を含み、これは液密取付け部材1419により上記シリンダーの底部に嵌着さ
れている。The pressure control assembly 1406 includes a high pressure pump 1423 controlled by the controller 1404. As a preferred example, the high pressure pump 1423 is composed of another HPLC pump. The pressure control assembly 1406 further includes an inlet tube 142 connected to a pump 1423.
1 which is fitted to the bottom of the cylinder by a liquid tight mounting member 1419.
【0175】
出口チューブ1427が更に圧力コントロールアッセンブリー1406に設け
られている。この出口チューブ1427は好ましくは第2の液密取付け部材14
17により上記シリンダー1402の底部に嵌着されている。この出口チューブ
1427には解放弁1425と、フィードバック信号(好ましくは6ボルト未満
)を発生させるための圧力トランスジューサー1429が設けられ、この圧力ト
ランスジューサー1429はコントローラ1404と導通している。解放弁14
25はコントローラ1404により制御されるようになっている。An outlet tube 1427 is also provided on the pressure control assembly 1406. This outlet tube 1427 is preferably the second liquid-tight mounting member 14
It is fitted to the bottom of the cylinder 1402 by 17. The outlet tube 1427 is provided with a release valve 1425 and a pressure transducer 1429 for generating a feedback signal (preferably less than 6 volts) which is in communication with the controller 1404. Release valve 14
25 is controlled by the controller 1404.
【0176】
このコントローラ1404は、好ましくは、図10に示す中央コンピュータコ
ントローラ404の一部として構成させ、省スペース化を図ってもよい。しかし
、他の例として、中央コンピュータコントローラ404は、もう一つのコンピュ
ータ、マイクロプロセッサー又は水ポンプ及び弁を制御可能なその他の電子装置
などの他の型のコントローラで置き換えてもよい。The controller 1404 may preferably be configured as a part of the central computer controller 404 shown in FIG. 10 to save space. However, as another example, the central computer controller 404 may be replaced by another type of controller, such as another computer, microprocessor or other electronic device capable of controlling water pumps and valves.
【0177】
チャンバー1401内の圧力を示すフィードバック信号をモニターすることに
より、コントローラ1404は以下のように機能する:(1)チャンバー140
1内の圧力を或る程度、増大させる必要があるとき、コントローラ1404はH
PLCポンプ1423を駆動させ入口チューブ1421を介して液体をチャンバ
ー1401内に導入させる;又は(2)チャンバー1401内の圧力を或る程度
、減少させる必要があるとき、コントローラ1404は解放弁1425を開き、
チャンバー1401内から液体を解放させる。一旦、十分な量のゲルが押し出さ
れたとき、ポンプが停止し、チャンバー内の圧力が減少し、元の平衡状態に圧力
を戻す。好ましいゲル充填圧は500psiである。By monitoring a feedback signal indicative of the pressure within chamber 1401, controller 1404 functions as follows: (1) Chamber 140
When the pressure in 1 needs to be increased to some extent, controller 1404
The PLC pump 1423 is driven to introduce liquid into the chamber 1401 via the inlet tube 1421; or (2) when the pressure in the chamber 1401 needs to be reduced to some extent, the controller 1404 opens the release valve 1425. ,
The liquid is released from the chamber 1401. Once a sufficient amount of gel has been extruded, the pump is stopped and the pressure in the chamber is reduced, returning it to its original equilibrium state. The preferred gel filling pressure is 500 psi.
【0178】
図27は、DNA分析の後、キャピラリーチューブアレイを再生させ、キャピ
ラリーアレイにゲルを再充填させるのに用いられる溶媒/ゲル移送モジュール1
800の好ましい例を示している。図28はこの溶媒/ゲル移送モジュール18
00の背面図である。この溶媒/ゲル移送モジュール1800は好ましくは、上
記シーケンサーに隣接して配置される。この溶媒/ゲル移送モジュール1800
の目的は、継続的かつ自動的なゲルの移送及びキャピラリーチューブの再生を行
うことである。FIG. 27 shows the solvent / gel transfer module 1 used to regenerate the capillary tube array and refill the gel into the gel array after DNA analysis.
A preferred example of 800 is shown. FIG. 28 shows the solvent / gel transfer module 18
It is a rear view of 00. This solvent / gel transfer module 1800 is preferably located adjacent to the sequencer. This solvent / gel transfer module 1800
The purpose is to provide continuous and automatic gel transfer and capillary tube regeneration.
【0179】
図29は高圧ゲル移送システム1805(図16のゲル移送シリンジ804又
は図26の高圧チャンバー1401)を図27の溶媒/ゲル移送モジュール18
00に合体させたものを示している。この好ましい例において、溶媒マニホール
ド1850は溶媒容器1801〜1804のフィーダーチューブ1806からの
4つの入口を1つの出口に接続させる。溶媒容器1801〜1804からのフィ
ーダーチューブ1806、メタノールで満された2つのびん、ポリビニルピロリ
ドン(PVP)で満された1つのビン(好ましくは2%のPVP)、及び緩衝液
で満された1つのビンは溶媒マニホールド1850の入口に接続されている。H
PLCポンプ1807の入口はポンプ接続チューブ1861により溶媒マニホー
ルド1850の出口に接続されている。HPLCポンプ1807の出口はポンプ
出口チューブ1862により溶媒マニホールド1850の入口に接続されている
。HPLCポンプ1807からの出口(図29に示されていない)は前述のよう
に高圧チャンバー1805に接続されている。FIG. 29 illustrates a high pressure gel transfer system 1805 (gel transfer syringe 804 of FIG. 16 or high pressure chamber 1401 of FIG. 26) and solvent / gel transfer module 18 of FIG.
It is shown that it is combined with 00. In this preferred example, solvent manifold 1850 connects the four inlets from feeder tubes 1806 of solvent containers 1801-1804 to one outlet. Feeder tubes 1806 from solvent containers 1801-1804, two bottles filled with methanol, one bottle filled with polyvinylpyrrolidone (PVP) (preferably 2% PVP), and one filled with buffer. The bin is connected to the inlet of the solvent manifold 1850. H
The inlet of the PLC pump 1807 is connected to the outlet of the solvent manifold 1850 by a pump connecting tube 1861. The outlet of the HPLC pump 1807 is connected to the inlet of the solvent manifold 1850 by a pump outlet tube 1862. The outlet from the HPLC pump 1807 (not shown in Figure 29) is connected to the high pressure chamber 1805 as previously described.
【0180】
弁マニホールド1851は2つの入口を1つの出口に接続させる。この弁マニ
ホールド1851の1つの入口はゲル出口チューブ1863によりゲル移送シス
テム1805に接続されている。弁マニホールドの他の入口はHPLCポンプ1
807の出口に接続されている。弁マニホールド1851の出口は液体移送チャ
ンバー1810(好ましくは、図18の高圧T型取付け部材1182)にマニホ
ールド出口チューブ1864を介して接続されている。この液体移送チャンバー
1810はその中の廃液を廃液容器1865へ排出させるためのパージ弁186
7を具備する。The valve manifold 1851 connects two inlets to one outlet. One inlet of this valve manifold 1851 is connected to the gel transfer system 1805 by a gel outlet tube 1863. The other inlet of the valve manifold is the HPLC pump 1
It is connected to the outlet of 807. The outlet of the valve manifold 1851 is connected to the liquid transfer chamber 1810 (preferably the high pressure T-shaped mounting member 1182 of FIG. 18) via a manifold outlet tube 1864. The liquid transfer chamber 1810 has a purge valve 186 for discharging the waste liquid therein into a waste liquid container 1865.
7 is provided.
【0181】
図10に示すコントローラ404は、溶媒マニホールド1850、HPLCポ
ンプ1807、ゲル移送システム1805のための圧力制御アッセンブリー、弁
マニホールド1851、及び接続された部材を制御するための排液弁1867へ
の接続部をそれぞれ有する。The controller 404 shown in FIG. 10 includes a solvent manifold 1850, an HPLC pump 1807, a pressure control assembly for the gel transfer system 1805, a valve manifold 1851, and a drain valve 1867 to control connected components. Each has a connection.
【0182】
例えば、コントローラ404は、溶媒マニホールド1850を制御し、4つの
溶媒容器1801〜1804から溶媒を選択し、あるいは弁マニホールド185
1を駆動させて、ゲルを受け取るためチャンバー1804に接続された入口又は
溶媒を受け取るためのHPLCポンプ1807に接続された入口を選択する。For example, controller 404 controls solvent manifold 1850 to select a solvent from four solvent containers 1801-1804, or valve manifold 185.
Drive 1 to select the inlet connected to chamber 1804 for receiving gel or the inlet connected to HPLC pump 1807 for receiving solvent.
【0183】
好ましい例として、ポンプ接続チューブ1861、ポンプ出口チューブ186
2及びマニホールド出口チューブ1864の長さを最小に抑え、ゲル及び溶媒の
無駄を減少させる。特に、ポンプ接続チューブ1861及びポンプ出口チューブ
1862は新規な溶媒を弁マニホールド1851へ供給する必要があるとき、古
い溶媒を保持しており、これによりこの古い溶媒が無駄になる。同様の無駄がマ
ニホールド出口チューブ1864内の溶媒とゲルとの間にも発生する。従って、
このマニホールド出口チューブ1864の長さは50cm未満、好ましくは25
cm未満、より好ましくは10cm未満とする。As a preferable example, the pump connection tube 1861 and the pump outlet tube 186 are provided.
2 and the length of the manifold outlet tube 1864 is minimized to reduce gel and solvent waste. In particular, the pump connection tube 1861 and pump outlet tube 1862 retain old solvent when new solvent needs to be fed to the valve manifold 1851, which wastes this old solvent. Similar waste occurs between the solvent and gel in the manifold outlet tube 1864. Therefore,
The length of this manifold outlet tube 1864 is less than 50 cm, preferably 25
It is less than 10 cm, more preferably less than 10 cm.
【0184】
図28に示すように、溶媒/ゲル移送モジュール1800はシーケンサー内に
位置するレーザーヘッドのためのブロアー1801を有する。このレーザーヘッ
ドはシーケンサーモジュールの底面に収納されている。冷却ブロアーはシーケン
サーモジュールから空気を吸い出し、洗浄機モジュール1800の排気部へ吹き
出すように設計されている。その結果、冷たい空気はレーザーを横切って移動し
、シーケンサーモジュールに大きな混乱を生じさせる虞れは無い。5インチ径の
可撓性ホースがレーザーの後方からブロアー取入れ部に向けて接続されている。
熱い排気ガスが別の5インチ径ホース(天井ダクトに接続されている)を介して
運び出され、外部に放出される(図28には示されていない)。As shown in FIG. 28, the solvent / gel transfer module 1800 has a blower 1801 for the laser head located in the sequencer. This laser head is housed on the bottom of the sequencer module. The cooling blower is designed to suck air from the sequencer module and blow it to the exhaust of the washer module 1800. As a result, cold air travels across the laser and is unlikely to cause significant disruption to the sequencer module. A 5 inch diameter flexible hose is connected from the rear of the laser towards the blower intake.
The hot exhaust gas is carried out via another 5 inch diameter hose (connected to the ceiling duct) and released to the outside (not shown in Figure 28).
【0185】
図13の工程700〜703と同様に、図31の工程1901、1903、1
905は図11及び図12Aで説明された積層デュアルカルーセル装置の動作を
説明している。これらの工程は互いに実質的に同じであり、これらの間の相違は
自明のものであるから、工程1901、1903、1905の詳細な説明は省略
する。Similar to steps 700 to 703 of FIG. 13, steps 1901, 1903, 1 of FIG.
905 describes the operation of the stacked dual carousel device described in FIGS. 11 and 12A. Since these steps are substantially the same as each other and the differences between them are obvious, detailed description of the steps 1901, 1903, and 1905 will be omitted.
【0186】
更に、図31の工程1907、1909、1911、1912は図28〜30
で説明した溶媒/ゲル移送モジュール1800の動作を示している。この溶媒/
ゲル移送モジュール1800の動作も溶媒/ゲル移送モジュール800のものと
実質的に同一であるから重複する説明は省略する。しかし、以下に示す相違につ
いて説明する。Further, steps 1907, 1909, 1911 and 1912 of FIG. 31 are shown in FIGS.
10 illustrates the operation of the solvent / gel transfer module 1800 described in. This solvent /
The operation of the gel transfer module 1800 is also substantially the same as that of the solvent / gel transfer module 800, and thus redundant description will be omitted. However, the differences shown below will be described.
【0187】
工程1907.17において、濯ぎ工程は、キャピラリーチューブをメタノー
ルで24分間濯ぎ、ついでPVPで8分間濯ぐことにより行われる。工程191
1.23において、電流/モニターボードと電力供給部との間に取着された電流
モニターが駆動される。工程1912.25及び1912.26において、すす
ぎトレイがキャピラリーチューブの第1の端部及び電流供給部/モニターボード
から突出するピンの濯ぎのために利用される。In step 1907.17, the rinsing step is performed by rinsing the capillary tube with methanol for 24 minutes and then with PVP for 8 minutes. Process 191
At 1.23, the current monitor mounted between the current / monitor board and the power supply is activated. In steps 1912.25 and 1912.26, a rinse tray is utilized for rinsing the first end of the capillary tube and the pins protruding from the current supply / monitor board.
【0188】
以上、本発明を幾つかの好ましい例を参照して説明したが、本発明の範囲はこ
れらの例により制限されるものでないことを理解されるべきである。すなわち、
当業者にとって、種々変更を加えることも容易であると思われるが、それらも本
発明の範囲に含まれるものであり、その範囲は以下の請求の範囲によって規制さ
れるものである。Although the present invention has been described above with reference to some preferred examples, it should be understood that the scope of the present invention is not limited by these examples. That is,
It will be easy for those skilled in the art to make various changes, but these are also included in the scope of the present invention, and the scope is controlled by the claims below.
【図1】 本発明の装置の配列を示す側面図。[Figure 1] FIG. 3 is a side view showing the arrangement of the device of the present invention.
【図2A】 本発明のカートリッジの1例をそれぞれ示す平面図。[FIG. 2A] The top view which shows one example of the cartridge of this invention, respectively.
【図2B】 本発明のカートリッジの1例をそれぞれ示す側面図。FIG. 2B The side view which each shows one example of the cartridge of this invention.
【図3A】 本発明のカートリッジのためのチューブアッセンブリーを示す側面図。FIG. 3A FIG. 4 is a side view showing a tube assembly for the cartridge of the present invention.
【図3B】 チューブアッセンブリーの装着配置を示す側面図。FIG. 3B The side view which shows the mounting arrangement of a tube assembly.
【図4】 ニードル列と共に使用されるモニタープレートを示す平面図。[Figure 4] FIG. 3 is a plan view showing a monitor plate used with a needle row.
【図5】
図2A及び2Bに示すカートリッジと共に使用される装置の配置を示す平面図
。FIG. 5 is a plan view showing an arrangement of devices for use with the cartridge shown in FIGS. 2A and 2B.
【図6A】 本発明のカートリッジの第2の例を示す側面図。FIG. 6A The side view which shows the 2nd example of the cartridge of this invention.
【図6B】 本発明のカートリッジの第2の例を示す平面図。FIG. 6B The top view which shows the 2nd example of the cartridge of this invention.
【図7】
図6A及び6Bに示されているものと同様の圧力セルのためのバルブ配置を示
す側面図。FIG. 7 is a side view showing a valve arrangement for a pressure cell similar to that shown in FIGS. 6A and 6B.
【図8】 圧力セルの分解縦断面図。[Figure 8] FIG. 3 is an exploded vertical sectional view of the pressure cell.
【図9】
プレート孔の交互配列を有する圧力セルの第2のマウンティングプレートの平
面図。FIG. 9 is a plan view of a second mounting plate of a pressure cell having an alternating array of plate holes.
【図10】 本発明の電気泳動装置を示す側面図。[Figure 10] The side view which shows the electrophoresis apparatus of this invention.
【図11】 積層デュアルカルーセル装置を含むシーケンサーモジュールを示す側面図。FIG. 11 FIG. 3 is a side view showing a sequencer module including a stacked dual carousel device.
【図12】 積層二重配列に含まれるカルーセルを詳細に示す図。[Fig. 12] The figure which shows the carousel contained in a laminated double arrangement in detail.
【図13】 本発明の操作を説明するフロー図。[Fig. 13] The flowchart explaining operation | movement of this invention.
【図14A】 システム内の溶媒/ゲル移送モジュールの前面図。FIG. 14A Front view of the solvent / gel transfer module in the system.
【図14B】 システム内の溶媒/ゲル移送モジュールの側面図。FIG. 14B FIG. 3 is a side view of a solvent / gel transfer module within the system.
【図14C】 システム内の溶媒/ゲル移送モジュールの裏面図。FIG. 14C Back view of the solvent / gel transfer module in the system.
【図15A】 ゲル移送モジュールに含まれるゲルシリンジの詳細図。FIG. 15A FIG. 3 is a detailed view of a gel syringe included in the gel transfer module.
【図15B】 ゲル移送モジュールに含まれるゲルシリンジの詳細図。FIG. 15B FIG. 3 is a detailed view of a gel syringe included in the gel transfer module.
【図15C】 ゲル移送モジュールに含まれるゲルシリンジの詳細図。FIG. 15C FIG. 3 is a detailed view of a gel syringe included in the gel transfer module.
【図16】
溶媒/ゲル移送モジュールを介してシーケンサーモジュールへのゲル及び溶媒
の流れを示す図。Figure 16 shows the flow of gel and solvent through the solvent / gel transfer module to the sequencer module.
【図17】 オフラインキャピラリー再生器を示す図。FIG. 17 The figure which shows an offline capillary regenerator.
【図18】 本発明のキャピラリーカートリッジの側面図。FIG. 18 The side view of the capillary cartridge of this invention.
【図19】 電流供給/モニターボードを示す平面図。FIG. 19 The top view which shows an electric current supply / monitor board.
【図20】 1個のレーザーヘッドを用いた多波長ビーム発生器を示す図。FIG. 20 The figure which shows the multi-wavelength beam generator which used one laser head.
【図21】 2個のレーザーヘッドを用いた多波長ビーム発生器を示す図。FIG. 21 The figure which shows the multi-wavelength beam generator which used two laser heads.
【図22】 レーザーエミッターチューブの光学的処理機能を示す側面図。FIG. 22 The side view which shows the optical processing function of a laser emitter tube.
【図22A】 レーザーエミッターの出力での光ビームのフットプリントを示す図。FIG. 22A FIG. 5 shows the footprint of a light beam at the output of a laser emitter.
【図22B】 ビームイクスパンダーを経た後の光ビームのフットプリントを示す図。FIG. 22B The figure which shows the footprint of the light beam after passing through a beam expander.
【図22C】 一次元焦点レンズを経た後の光ビームのフットプリントを示す図。FIG. 22C The figure which shows the footprint of the light beam after passing through a one-dimensional focusing lens.
【図23】
レーザーエミッターからの光ビームがキャピラリー列に衝突する方向を示す図
。FIG. 23 is a diagram showing a direction in which a light beam from a laser emitter strikes a capillary array.
【図24】FIG. 24
【図25】 検出領域の周りの構造を示す側面図。FIG. 25 The side view which shows the structure around a detection area.
【図26】 高粘度ゲルを供給する高圧チャンバーを示す側面図。FIG. 26 The side view which shows the high-pressure chamber which supplies a highly viscous gel.
【図27】 好ましい態様における溶媒/ゲル移送モジュールを示す図。FIG. 27 FIG. 5 shows a solvent / gel transfer module in a preferred embodiment.
【図28】 溶媒/ゲル移送モジュールの背面を示す図。FIG. 28 FIG. 5 is a view showing the back surface of the solvent / gel transfer module.
【図29】
好ましい態様における溶媒/ゲル移送モジュールを介してのゲル及び溶媒の流
れを示す図。FIG. 29 shows the flow of gel and solvent through a solvent / gel transfer module in a preferred embodiment.
【図30】 好ましい態様における操作を説明するフロー図。FIG. 30 The flow figure explaining operation in a desirable mode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リ,クィンボ アメリカ合衆国 16801 ペンシルベニア 州,ステート カレッジ,スタンフォード ドライブ 804,アパートメント 14 (72)発明者 リウ,チャンシェン アメリカ合衆国 16801 ペンシルベニア 州,ステート カレッジ,ワウペラニ ド ライブ 425,アパートメント 106 (72)発明者 ソネンチェイン,ベルナルド アメリカ合衆国 11219 ニューヨーク州, ブルックリン,49ティーエイチ ストリー ト 1519 (72)発明者 シェイラー,マイケル,ヴイ. アメリカ合衆国 16686 ペンシルベニア 州,タイロン,ダブリュ.16ティーエイチ ストリート 701 (72)発明者 カーナン,ジョン,アール. アメリカ合衆国 17747 ペンシルベニア 州,ロガントン,ボックス 360,アール. アール.ナンバー1─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Li, Quimbo United States 16801 Pennsylvania State College, Stanford Drive 804, Apartment 14 (72) Inventor Liu, Chang Shen United States 16801 Pennsylvania State College, Wauperanid Live 425, Apartment 106 (72) Inventor Sonnenchain, Bernardo 11219 New York, Brooklyn, 49T Street To 1519 (72) Inventor Scheler, Michael, and V. United States 16686 Pennsylvania State, Tyrone, W. 16 T Street 701 (72) Inventor Karnan, John, Earl. United States 17747 Pennsylvania Box 360, Earl, County Loganton. R. Number 1
Claims (19)
テムであって、該システムが: 複数のキャピラリーチューブであって、各キャピラリーチューブが第1の端部
と第2の端部とを有し、前記第1の端部は二次元アレイ状に配列され、その間隔
がマイクロタイタートレイのウェルのアレイの間隔に対応し、前記第2の端部が
共通の終端を有するものと; マイクロタイタートレイを担持する上方及び下方カルーセルを具備する位置決
め装置であって、該位置決め装置が、前記キャピラリー端部の二次元アレイが前
記マイクロタイタートレイの対応するウェル中に挿入されるよう前記マイクロタ
イタートレイの1つを位置決めするように配置させているものと; ゲル及び複数の液体の選択された1つを前記キャピラリーチューブの第2の端
部へ選択的に移送させるよう配置された装置と; 前記サンプルを照射するよう配置された光源と; 前記サンプルにより発せられた光を検知するよう配置されたカメラ手段と; を具備してなるシステム。1. A system for performing capillary electrophoresis on a plurality of samples, the system comprising: a plurality of capillary tubes, each capillary tube having a first end and a second end. And the first end is arranged in a two-dimensional array, the spacing of which corresponds to the spacing of the array of wells of the microtiter tray, and the second end has a common termination. A positioning device comprising upper and lower carousels carrying titer trays, said positioning device such that the two-dimensional array of capillary ends is inserted into corresponding wells of said microtiter tray. One of which is arranged to position; a capillary and a selected one of a plurality of liquids, said capillary. A device arranged to selectively transfer to the second end of the tube; a light source arranged to illuminate the sample; a camera means arranged to detect the light emitted by the sample; A system comprising:
り光ビームを前記レーザーヘッドから前記レーザーエミッターチューブへ案内す
るようにした第1の光学カップリングアッセンブリーと; を具備してなるシステム。2. The system according to claim 1, wherein the light source is: a laser head arranged to generate a light beam; a laser emitter tube arranged away from the laser head; A first optical coupling assembly connected to the emitter tube, thereby directing a light beam from the laser head to the laser emitter tube.
テムであって、該システムが: 複数のキャピラリーチューブであって、各キャピラリーチューブが第1の端部
と第2の端部とを有し、前記第1の端部は二次元アレイ状に配列され、その間隔
がマイクロタイタートレイのウェルのアレイの間隔に対応し、前記第2の端部が
共通の終端を有するものと; ゲル及び複数の液体の選択された1つを前記キャピラリーチューブの第2の端
部へ選択的に移送させるよう配置された装置と; 前記サンプルを照射するよう配置された光源であって、該光源が: 光ビームを発生させるよう配置されたレーザーヘッドと; 前記レーザーヘッドから離して配置されたレーザーエミッターチューブと; 前記レーザーヘッドを前記レーザーエミッターチューブに接続させ、それに
より光ビームを前記レーザーヘッドから前記レーザーエミッターチューブへ案内
するようにした第1の光学カップリングアッセンブリーとを具備してなるものと
; 前記サンプルにより発光された光を検知するよう配置されたカメラ手段と; を具備してなるシステム。3. A system for performing capillary electrophoresis on a plurality of samples, the system comprising: a plurality of capillary tubes, each capillary tube having a first end and a second end. And the first end is arranged in a two-dimensional array, the spacing of which corresponds to the spacing of the array of wells of the microtiter tray, and the second end has a common termination. And a device arranged to selectively transfer a selected one of a plurality of liquids to a second end of the capillary tube; a light source arranged to illuminate the sample, the light source comprising: A laser head arranged to generate a light beam; a laser emitter tube arranged away from the laser head; A first optical coupling assembly connected to the emitter tube, thereby directing a light beam from the laser head to the laser emitter tube; A camera means arranged to detect;
置を調整する手段を更に具備してなるシステム。4. The system of claim 3, further comprising means for adjusting the position of the emitter tube.
テムであって、該システムが: 複数のキャピラリーチューブであって、各キャピラリーチューブが第1の端部
と第2の端部とを有し、前記第1の端部は二次元アレイ状に配列され、その間隔
がマイクロタイタートレイのウェルのアレイの間隔に対応し、前記第2の端部が
共通の終端を有するものと; ゲル及び複数の液体の選択された1つを前記キャピラリーチューブの第2の端
部へ選択的に移送させるよう配置された装置であって、前記装置が: 複数の液体保持容器の1つを選択的に第1の供給ラインに接続させるよう配
置された第1のマニホールドと; ゲル供給ラインの1つ及び前記第1の供給ラインを選択的に第2の供給ライ
ンに接続させるよう配置された第2のマニホールドと; 前記第2の供給ラインに接続された第1の端部と、キャピラリーチューブの
前記第2の端部に接続された第2の端部と、廃液容器に接続された第3の端部と
を有する3方向コネクターであって、前記第3の端部が弁手段を具備し、前記第
2の供給ラインの長さが50cm未満であるものと; 前記サンプルを照射するよう配置された光源と; 前記サンプルにより発せられた光を検知するよう配置されたカメラ手段と; を具備してなるシステム。5. A system for performing capillary electrophoresis on a plurality of samples, the system comprising: a plurality of capillary tubes, each capillary tube having a first end and a second end. And the first end is arranged in a two-dimensional array, the spacing of which corresponds to the spacing of the array of wells of the microtiter tray, and the second end has a common termination. And a device arranged to selectively transfer a selected one of the plurality of liquids to the second end of the capillary tube, the device comprising: selectively selecting one of the plurality of liquid holding containers. A first manifold arranged to connect to the first supply line; and one of the gel supply lines and arranged to selectively connect the first supply line to the second supply line. A second manifold; a first end connected to the second supply line, a second end connected to the second end of the capillary tube, and a first end connected to the waste liquid container A three-way connector having three ends, said third end comprising valve means and said second supply line having a length of less than 50 cm; for irradiating said sample A light source arranged; and a camera means arranged to detect the light emitted by the sample.
トレイの対応するウェル中に挿入されるように、マイクロタイタートレイを位置
決めするための位置決め装置であって、該装置が: 上方カルーセルと下方カルーセルとを具備し、前記カルーセル相互が共通軸に
沿って整合、離間し、前記上方カルーセルが切欠き部を有し、前記切欠き部の形
及び寸法が、前記マイクロタイタートレイが前記下方カルーセルに載置された場
合に、そのマイクロタイタートレイを通過させ得るよう形成されたものと; 前記カルーセルに作用するように結合された第1のモーターであって、前記第
1のモーターは前記カルーセルのそれぞれを所定の角度位置に選択的に回転させ
るよう配置されたものと; 昇降部材に作用するように結合された第2のモーターであって、前記昇降部材
が前記マイクロタイタートレイを、前記マイクロタイタートレイが前記下方カル
ーセル上に載置された第1の位置と、前記マイクロタイタートレイが前記上方カ
ルーセルの面の上に上昇され、キャピラリー端部のアレイが前記マイクロタイタ
ートレイ上に配置されたとき、前記キャピラリー端部のアレイが前記マイクロタ
イタートレイの対応するウェル中に挿入される第2の位置の間で、前記共通軸に
沿って移動させるよう配置されたものと; 前記第1及び第2のモーターを制御するよう配置されたコントローラと; を具備してなる位置決め装置。6. A positioning device for positioning a microtiter tray such that an array of capillary ends located above is inserted into corresponding wells of the microtiter tray, the device comprising: A carousel and a lower carousel, the carousels are aligned and spaced along a common axis, the upper carousel has a notch, the shape and size of the notch, the microtiter tray is the A first motor coupled to act on the carousel, the first motor being configured to pass through the microtiter tray when mounted on the lower carousel; With each of the carousels arranged to selectively rotate the carousel into a predetermined angular position; operatively coupled to the lifting member A second motor, wherein the elevating member positions the microtiter tray at a first position where the microtiter tray is placed on the lower carousel, and the microtiter tray faces the upper carousel. Between the second position where the array of capillary ends is inserted into corresponding wells of the microtiter tray when the array of capillary ends is positioned above the microtiter tray. A positioning device arranged to move along the common axis; and a controller arranged to control the first and second motors.
位置を判定するよう配置されたセンサーを更に具備してなる装置。7. The apparatus of claim 6, further comprising a sensor arranged to determine the angular position of each of the carousels.
光源であって、前記光源が: 第1の波長で第1の光ビームを発生させる第1のレーザーヘッドと; 第1の入力端子と出力端子とを有するレーザーエミッターチューブであって、
前記レーザーエミッターチューブが前記第1の入力端子で前記第1の光ビームを
受理し、かつ、前記出力端子で集束された第1の光ビームを出力するよう配置さ
れ、更に第1のレーザーヘッドから離して配置されたものと; 第1の端部で前記第1のレーザーヘッドに接続され、第2の端部で前記レーザ
ーエミッターチューブの第1の入力端子に接続された第1の光学カップリングア
ッセンブリーであって、前記第1のレーザーヘッドからの光ビームを前記レーザ
ーエミッターチューブの第1の入力端子に案内するようにしたものと; を具備してなり; 前記レーザーエミッターチューブの第1の入力端子からの照射ビームが前記サ
ンプルに向けられる光源。8. A light source for illuminating a sample moving through a plurality of capillaries, said light source comprising: a first laser head for generating a first light beam at a first wavelength; A laser emitter tube having an input terminal and an output terminal of
The laser emitter tube is arranged to receive the first light beam at the first input terminal and to output the focused first light beam at the output terminal, and further from the first laser head Spaced apart; a first optical coupling connected at a first end to the first laser head and at a second end to a first input terminal of the laser emitter tube. An assembly for guiding a light beam from the first laser head to a first input terminal of the laser emitter tube; and a first input of the laser emitter tube. A light source in which an illumination beam from a terminal is directed at the sample.
が; 前記第1の光学カップリングアッセンブリーの第2の端部を、前記第1の入力
端子で受理するよう配置されたファイバーエミッターチューブと; 前記出力端子の近傍に配置された一次元集束器と; 前記ファイバーエミッターチューブと前記一次元集束器との間に配置されたビ
ームイクスパンダーと; を具備してなる光源。9. The light source of claim 8, wherein said laser emitter tube is; a fiber emitter arranged to receive the second end of said first optical coupling assembly at said first input terminal. A light source, comprising: a tube; a one-dimensional concentrator arranged near the output terminal; a beam expander arranged between the fiber emitter tube and the one-dimensional concentrator.
記レーザーエミッターチューブが前記第2の入力端子で前記第2の光ビームを受
理し、前記第2のレーザーヘッドから離して配置されたものと; 第1の端部で前記第2のレーザーヘッドに接続され、第2の端部で前記レーザ
ーエミッターチューブの第2の入力端子に接続された第2の光学カップリングア
ッセンブリーと; を更に具備してなり、 これにより、第1及び第2の光ビームが前記第1及び第2の光学カップリング
アッセンブリーを介して前記レーザーエミッターチューブへ案内される光源。10. The light source according to claim 8, further comprising: a second laser head for generating a second light beam having a second wavelength; a second input terminal formed on the laser emitter tube. , The laser emitter tube receiving the second light beam at the second input terminal and being spaced apart from the second laser head; and the second laser head at a first end. And a second optical coupling assembly connected to the second input terminal of the laser emitter tube at a second end thereof; A light source in which a beam is guided to the laser emitter tube through the first and second optical coupling assemblies.
ーブが更に: 前記第1の光学カップリングアッセンブリーの第2の端部を受理するため前記
第1の入力端子に配置された第1のファイバーエミッターチューブと; 前記第2の光学カップリングアッセンブリーの第2の端部を受理するため前記
第2の入力端子に配置された第2のファイバーエミッターチューブと; 前記レーザーエミッターチューブ内に配置されたダイクロイックフィルターで
あって、前記第1及び第2のファイバーエミッターチューブからの光ビームと光
学的にインターフェースするものと; 前記出力端子の近傍に配置された一次元集束器と; 前記ファイバーエミッターチューブと一次元集束器との間に配置されたビーム
イクスパンダーと; を具備してなる光源。11. The light source of claim 10, wherein the laser emitter tube further comprises: a first disposed at the first input terminal for receiving a second end of the first optical coupling assembly. A second fiber emitter tube disposed at the second input terminal for receiving a second end of the second optical coupling assembly; a second fiber emitter tube disposed in the laser emitter tube; A dichroic filter that optically interfaces with the light beams from the first and second fiber emitter tubes; a one-dimensional concentrator located near the output terminal; and a fiber emitter tube. A beam expander disposed between the one-dimensional concentrator and; A light source provided.
に向けて光ビームを出力するよう配置されたエミッターチューブの位置を調整す
るための装置であって、該装置が: 前記エミッターチューブの出力が前記サンプルに向かうよう前記エミッターチ
ューブを保持するアームと; 前記アームを保持するアームマウントと; 第1の方向に沿って前記アームマウントを移動させるレール手段と; 前記アームマウントに接続され、前記レール手段に沿って前記アームマウント
を移動させる第1の可撓性ローテータと; 前記アームマウントに接続され、前記第一の方向と交差する方向に前記アーム
マウントを移動させる第2の可撓性ローテータと; を具備してなる装置。12. A device for adjusting the position of an emitter tube arranged to output a beam of light towards a plurality of samples moving through a corresponding plurality of capillaries, said device comprising: An arm for holding the emitter tube so that the output of the tube is directed to the sample; an arm mount for holding the arm; rail means for moving the arm mount along a first direction; connected to the arm mount A first flexible rotator for moving the arm mount along the rail means; a second flexible rotator connected to the arm mount for moving the arm mount in a direction intersecting the first direction. A device comprising a sex rotator;
選択的に移送させるための装置であって、該装置が: 複数の液体保持容器の1つを選択的に第1の供給ラインに接続させるよう配置
された第1のマニホールドと; ゲル供給ラインの1つ及び前記第1の供給ラインを選択的に第2の供給ライン
に接続させるよう配置された第2のマニホールドと; 前記第2の供給ラインに接続された第1の端部と、キャピラリーの前記第2の
端部に接続された第2の端部と、廃液容器に接続された第3の端部とを有する3
方向コネクターであって、前記第3の端部が弁手段を具備したものと; を具備してなり、 前記第2の供給ラインの長さが50cm未満である装置。13. An apparatus for selectively transferring a selected one of a gel and a plurality of liquids to a plurality of capillaries, the apparatus comprising: selectively delivering one of the plurality of liquid holding vessels. A first manifold arranged to connect to one supply line; one of the gel supply lines and a second manifold arranged to selectively connect the first supply line to a second supply line A first end connected to the second supply line, a second end connected to the second end of the capillary, and a third end connected to the waste container. Having 3
A directional connector, said third end comprising valve means; and wherein the length of said second supply line is less than 50 cm.
が25cm未満である装置。14. The apparatus according to claim 13, wherein the length of the second supply line is less than 25 cm.
が10cm未満である装置。15. The apparatus according to claim 14, wherein the length of the second supply line is less than 10 cm.
システムであって;該システムが; 長手軸と、高圧取付け部を有する出口を備えた第1の端部と、前記長手軸に沿
って第1の端部へ向けて移動可能な表面を備えた第2の端部とを有するチューブ
状ゲル充填容器と; 前記移動可能な表面に接して設けられたプランジャーと; 前記プランジャーに操作上係合し前記プランジャーに力を加え、ゲルを前記容
器の第1の端部から供給するようにしたステッパーモーターと; 前記モーターを介して前記プランジャーを選択的に移動させ、所定量のゲルを
前記出口から排出させ前記キャピラリーチューブに接続された通路へ送り込み、
これにより前記キャピラリーチューブにゲルを同時に充填するようにしたコント
ローラーと; を具備してなるシステム。16. A gel transfer system for delivering gel to a plurality of capillary tubes; the system comprising: a longitudinal axis, a first end with an outlet having a high pressure fitting, and the longitudinal axis. A tubular gel-filled container having a second end with a surface movable toward a first end along; a plunger provided in contact with the movable surface; A stepper motor operatively engaged with the jar to apply a force to the plunger to supply gel from the first end of the container; selectively moving the plunger through the motor; A predetermined amount of gel is discharged from the outlet and sent to the passage connected to the capillary tube,
The system is provided with a controller adapted to simultaneously fill the capillary tube with gel.
システムであって;該システムが; 出口を有する第1の端部と入口を有する第2の端部とを有する実質的に硬質の
チャンバーであって、媒体で実質的に満されたものと; 前記チャンバー内に配置され、前記媒体により実質的に囲まれた易潰性ゲル充
填容器であって、前記出口と連通する開口部を有するものと; 前記チャンバー入口に接続されたポンプ手段と; 前記ポンプ手段と接続し、前記ポンプ手段を介して追加の媒体を前記チャンバ
ー内に送り込み、これにより前記ゲル充填容器を少なくとも部分的に潰し、ゲル
の所定量を前記出口から押出し、キャピラリーチューブに接続された通路に送り
込み、これによりキャピラリーチューブにゲルを同時に充填するようにしたコン
トローラーと; を具備してなるシステム。17. A gel transfer system for delivering gel to a plurality of capillary tubes, the system being substantially; having a first end having an outlet and a second end having an inlet. A rigid chamber substantially filled with a medium; a friable gel-filled container disposed within the chamber and substantially surrounded by the medium, the opening communicating with the outlet A pump means connected to the chamber inlet; a pump medium connected to the pump means for feeding additional medium through the pump means into the chamber, thereby causing the gel-filled container to at least partially Then, a predetermined amount of gel is extruded from the outlet and fed into the passage connected to the capillary tube, thereby filling the capillary tube with gel at the same time. System consisting comprises a; controller and which is adapted.
を感知するよう配置され、読取った圧力値を前記コントローラに供給する圧力ト
ランスジューサーと; 前記チャンバーに接続された解放弁と; を更に具備してなり、 前記コントローラが上記圧力値に応答して解放弁を操作するように配置されて
いるゲル移送システム。18. The gel transfer system according to claim 17, wherein the pressure transducer is arranged to sense the pressure of the medium and supplies a read pressure value to the controller; a release valve connected to the chamber. A gel transfer system further comprising: wherein the controller is arranged to operate a release valve in response to the pressure value.
浄化するための装置であって、該装置が; それぞれ溶媒を保持する複数の容器と; 前記溶媒の1つを選択的にキャピラリーの第2の端部に供給するマニホールド
と; 選択された溶媒を前記キャピラリーの第2の端部に圧送させるポンプ手段と; 前記ポンプ及びマニホールドに接続され、溶媒の前記キャピラリーチューブへ
の移送を所定の順序及び所定の時間で制御するようにしたコントローラーと; 前記第1のキャピラリー端部から出る廃液を受容するための廃液容器と; を具備してなる装置。19. An apparatus for cleaning a plurality of capillary tubes having first and second ends, the apparatus comprising: a plurality of containers each holding a solvent; and one of the solvents. A manifold for selectively supplying the second end of the capillary; pump means for pumping the selected solvent to the second end of the capillary; and a pump connecting the pump and the manifold to the capillary tube of the solvent. A controller adapted to control the transfer of the liquid in a predetermined order and at a predetermined time; and a waste liquid container for receiving the waste liquid discharged from the end of the first capillary.
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