JP2005338100A - Capillary array electrophoresis apparatus and electrophoresis method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein reflected signals have entered a laser source to destabilize laser oscillation, when a laser beam is irradiated to a multicapillary array, in a direction in which the optical axis of the laser beam intersects with a side surface of the array at right angles and that feedback light has entered the laser source to destabilize the laser source, when laser is irradiated from both side surfaces of the array. <P>SOLUTION: When laser is irradiated from a side surface of the capillary array, by inclining the optical axis of the laser beam 43, in such a direction as to intersect a plane of the capillary array a right angles, it is possible to prevent reflected waves from entering the laser source and feedback light from entering a light receiving element and the laser source. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数のキャピラリを一括して構成したキャピラリアレイを用いてDNA,蛋白質などの試料を電気泳動により分離・分析する電気泳動装置に関する。   The present invention relates to an electrophoresis apparatus that separates and analyzes samples such as DNA and proteins by electrophoresis using a capillary array in which a plurality of capillaries are configured collectively.

DNAの塩基配列および塩基長の決定等を目的して、キャピラリを用いた電気泳動法が用いられている。ガラスキャピラリ中のポリアクリルアミド等のゲルに測定対象である
DNAを含む試料を注入して、キャピラリの両端部に電圧を印加する。試料中のDNA合成物はキャピラリ内を移動し、分子量の大きさ等によって分離されキャピラリ内にDNAバンドを生じる。各DNAバンドには蛍光色素が加えられており、レーザ光の照射によって発色し、これを蛍光計測手段で読み取り、DNAの配列を決定する。蛋白質の分離・分析も同様に行って、蛋白質の構成を調べることができる。
For the purpose of determining the base sequence and base length of DNA, an electrophoresis method using a capillary is used. A sample containing DNA to be measured is injected into a gel such as polyacrylamide in a glass capillary, and a voltage is applied to both ends of the capillary. The DNA synthesis product in the sample moves in the capillary, and is separated according to the molecular weight or the like to generate a DNA band in the capillary. A fluorescent dye is added to each DNA band, which develops color when irradiated with laser light, which is read by a fluorescence measuring means to determine the DNA sequence. Protein separation and analysis can be performed in the same manner to examine the structure of the protein.

レーザ光の照射方式のひとつは以下のようなものである。複数のキャピラリからなるキャピラリアレイにおいて、キャピラリの表面のポリイミドなどの被覆を除去し、検出部とする。検出部の両側あるいは一方の端のキャピラリに、それぞれレーザ光を照射し、前記一方あるいは両側に照射したレーザ光のそれぞれが、複数のキャピラリを横断する構成をとる方式がある。   One of the laser beam irradiation methods is as follows. In a capillary array composed of a plurality of capillaries, the surface of the capillaries such as polyimide is removed to form a detection unit. There is a system in which the capillaries on both sides or one end of the detection unit are respectively irradiated with laser light, and each of the laser beams irradiated on one or both sides crosses a plurality of capillaries.

前記従来方式のレーザ光照射方式において、キャピラリアレイの一方の端からレーザ光を照射する場合には、キャピラリアレイ表面からの反射光がレーザ発振器に戻り、レーザの発振を不安定にするという問題がある。また、キャピラリアレイの両側の端からレーザ光を照射する場合には、キャピラリアレイ表面からの反射光だけでなく、キャピラリアレイを通過した光がレーザ発振器に戻ってしまいレーザ発振を不安定にするという問題がある。   In the conventional laser beam irradiation method, when the laser beam is irradiated from one end of the capillary array, the reflected light from the capillary array surface returns to the laser oscillator, which makes the laser oscillation unstable. is there. In addition, when laser light is irradiated from both ends of the capillary array, not only reflected light from the capillary array surface but also light that has passed through the capillary array returns to the laser oscillator, which makes laser oscillation unstable. There's a problem.

本発明において、キャピラリアレイからの戻り光及び反射光の問題を解決する方法として、少なくとも下記の3つの方法がある。本明細書において、キャピラリアレイは平面を持っていないが、複数のキャピラリを平行に整列して、キャピラリの中心軸がほぼ平面上に並んでいるため、「キャピラリアレイの平面(アレイ面)」と表現した。
(1)キャピラリアレイの平面に対して平行方向に入射する照射光軸を、キャピラリの長手方向にたいして垂直な方向に傾斜させる。これによってレーザ光軸とキャピラリによる反射光が重ならないので、ノイズを拾わない。
(2)キャピラリアレイの平面に対して平行方向に入射する照射光軸を、アレイの平面にたいして傾斜させる。この場合、照射光をアレイの両端から照射するので、一方の照射光スポットを見ると、アレイを通過した光と入射光とが隣接している。
(3)キャピラリアレイの平面の両端から該平面に対して平行方向に交叉する2つの照射光軸の入射角度がキャピラリの長手方向にたいして互いに異なる。
In the present invention, there are at least the following three methods for solving the problem of return light and reflected light from the capillary array. In this specification, the capillary array does not have a plane, but a plurality of capillaries are aligned in parallel, and the central axes of the capillaries are arranged substantially on the plane, so that “the plane of the capillary array (array surface)” Expressed.
(1) The irradiation optical axis incident in a direction parallel to the plane of the capillary array is inclined in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the capillary. As a result, the laser light axis and the reflected light from the capillary do not overlap, so noise is not picked up.
(2) The irradiation optical axis incident in the direction parallel to the plane of the capillary array is inclined with respect to the plane of the array. In this case, since irradiation light is irradiated from both ends of the array, when one irradiation light spot is seen, the light passing through the array and the incident light are adjacent to each other.
(3) The incident angles of the two irradiation optical axes that intersect in parallel to the plane from both ends of the capillary array plane are different from each other in the longitudinal direction of the capillary.

本発明は、上記構成(1)−(3)の少なくとも1つを採用するものである。特に上記2つまたは3つの構成を組み合わせることにより、照射光の戻り光による障害を非常によく解消できる。   The present invention employs at least one of the above configurations (1) to (3). In particular, by combining the above two or three configurations, the obstacle caused by the return light of the irradiation light can be solved very well.

以上の事から、本発明の一態様においては、上記課題を解決するため、キャピラリアレイ電気泳動装置のうちキャピラリアレイの一方あるいは両側の端のキャピラリにレーザ光を照射し、前記レーザ光が複数のキャピラリを横断する構成をとるキャピラリアレイ電気泳動装置であり、キャピラリとレーザの間の光軸上にあってキャピラリから最も遠い位置にあるレーザ集光手段とレーザの間で、レーザ光が入射するキャピラリ面によるレーザの反射光と入射レーザ光の重なりがないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置を提供する。   In view of the above, in one embodiment of the present invention, in order to solve the above-described problem, a laser beam is applied to one or both ends of a capillary array in a capillary array electrophoresis apparatus, and the laser beam includes a plurality of laser beams. A capillary array electrophoresis apparatus configured to traverse the capillaries, in which laser light is incident between the laser condensing means located on the optical axis between the capillaries and the laser and farthest from the capillaries and the laser There is provided a capillary array electrophoresis apparatus characterized in that there is no overlap between laser reflected light and incident laser light by a surface.

キャピラリと入射レーザ光の光軸が垂直ではない場合にこの条件が満足される。キャピラリが一本だけの電気泳動装置において、入射光の光軸とキャピラリがほぼ垂直ではないものがある。但し、この構成の目的は、一本のキャピラリ電気泳動装置であり、光軸を傾けることによって、直接の反射光が検出系に入射することを防ぐ場合がある。本発明においてレーザ光軸を傾ける目的は、この従来技術とは根本的に異なる。本実施例においては、直接の反射光が蛍光の集光レンズから外れる程度に大きく傾ける必要がある。例えば、検出系のF値が1.4 の場合には、約20°以上の入射角を持たせる必要がある。しかしながら、本発明の場合には、集光レンズの焦点距離が50mmの場合には、1°から2°程度の傾きで十分である。   This condition is satisfied when the capillary and the optical axis of the incident laser beam are not perpendicular. In some electrophoresis apparatuses having only one capillary, the optical axis of incident light and the capillary are not substantially perpendicular. However, the purpose of this configuration is a single capillary electrophoresis apparatus, and there are cases where direct reflected light is prevented from entering the detection system by tilting the optical axis. The purpose of tilting the laser optical axis in the present invention is fundamentally different from this prior art. In this embodiment, it is necessary to incline so much that the directly reflected light deviates from the fluorescent condenser lens. For example, when the F value of the detection system is 1.4, it is necessary to have an incident angle of about 20 ° or more. However, in the case of the present invention, when the focal length of the condenser lens is 50 mm, an inclination of about 1 ° to 2 ° is sufficient.

また、本発明は、キャピラリアレイ電気泳動装置のうちキャピラリアレイの両側の端のキャピラリに、それぞれレーザ光を照射し、前記2つのレーザ光のそれぞれが、複数のキャピラリを横断する構成をとるキャピラリアレイ電気泳動装置において、前記キャピラリアレイが形成する平面と、前記入射レーザ光とが、平行ではないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置を提供する。基本的にレーザ光を分岐し、これらを、同軸に対向するように配置する場合には、レーザの戻り光が問題となる。しかしながら、キャピラリアレイにおいては、キャピラリを通過する光は、前記キャピラリアレイが形成する平面、および、キャピラリ中を進行する光軸と前記の通り傾いて入射する光のなす平面の2つの平面の交わりとして表現される直線を中心とする光軸を持つ。したがって、この点において、本発明による、キャピラリアレイにおいては、キャピラリ中においては同軸であるけれども、キャピラリ外の空間においては対向するレーザ光が同軸ではないという状況を作り出すことが出来る。   Further, the present invention provides a capillary array in which the capillaries on both ends of the capillary array in the capillary array electrophoresis apparatus are each irradiated with laser light, and each of the two laser lights traverses a plurality of capillaries. In the electrophoresis apparatus, there is provided a capillary array electrophoresis apparatus characterized in that a plane formed by the capillary array and the incident laser light are not parallel. When the laser beams are basically branched and arranged so as to face the same axis, the laser return light becomes a problem. However, in the capillary array, the light passing through the capillaries is the intersection of two planes: the plane formed by the capillary array and the plane formed by the optical axis traveling through the capillaries and the incident light inclined as described above. It has an optical axis centered on a straight line. Therefore, in this respect, in the capillary array according to the present invention, it is possible to create a situation in which the opposing laser light is not coaxial in the space outside the capillary, although it is coaxial in the capillary.

また、本発明は、キャピラリアレイ電気泳動装置のうちキャピラリアレイの両側の端のキャピラリに、それぞれレーザ光を照射し、前記2つのレーザ光のそれぞれが、複数のキャピラリを横断する構成をとるキャピラリアレイ電気泳動装置において、前記キャピラリアレイが形成する平面に対する前記2つの入射レーザ光の正射影がほぼ平行ではないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置を提供する。   Further, the present invention provides a capillary array in which the capillaries on both ends of the capillary array in the capillary array electrophoresis apparatus are each irradiated with laser light, and each of the two laser lights traverses a plurality of capillaries. In the electrophoresis apparatus, there is provided a capillary array electrophoresis apparatus characterized in that orthogonal projections of the two incident laser beams with respect to a plane formed by the capillary array are not substantially parallel.

ここで前記のとおり、キャピラリアレイが形成する平面に対する前記2つの入射レーザ光の正射影がほぼ平行ではない場合には、以下のことが問題となる場合がある。2つのレーザ光が同軸である場合に比べて、2つのレーザ光を加えた場合のレーザビーム径が大きくなってしまうために、蛍光検出における空間分解能が低下する恐れがある。すなわち、電気泳動において、試料中のDNA合成物はキャピラリ内を移動し、分子量の大きさ等によってキャピラリ内で空間的に分離され、キャピラリ内にDNAバンドを生じるわけであるが、これらのDNAバンドの分解検出能力が低下する可能性がある。このような可能性を回避するために、前記2つのレーザ光の中心どうしがキャピラリアレイの中央付近で重なることが望ましい。このようにすることによって、レーザビーム径の拡大を最小限に食い止めることが出来る。   Here, as described above, when the orthogonal projections of the two incident laser beams with respect to the plane formed by the capillary array are not substantially parallel, the following may be problematic. Compared to the case where the two laser beams are coaxial, the laser beam diameter when the two laser beams are added is increased, and thus the spatial resolution in fluorescence detection may be reduced. That is, in electrophoresis, a DNA synthesis product in a sample moves in the capillary and is spatially separated in the capillary depending on the size of the molecular weight, and the DNA band is generated in the capillary. There is a possibility that the ability to detect and decompose the degradation of In order to avoid such a possibility, it is desirable that the centers of the two laser beams overlap in the vicinity of the center of the capillary array. By doing so, the expansion of the laser beam diameter can be minimized.

以上に示したレーザ光軸を実現する方法は以下のようなものである。キャピラリにレーザを集光するための、対向する2つのレーザ光に対するそれぞれの集光レンズをまず除去する。そして、前記対向する2つのレーザ光がほぼ平行になり、キャピラリ軸に対してほぼ垂直になるように調整する。その後で、キャピラリにレーザを集光するための集光レンズを2つのレーザ光のそれぞれに対して挿入する。キャピラリの蛍光検出部にレーザ光が入射するように、集光レンズの位置を調整する。   The method for realizing the laser optical axis described above is as follows. First, the respective condensing lenses for the two opposed laser beams for condensing the laser on the capillary are removed. Then, the two laser beams facing each other are adjusted so as to be substantially parallel and substantially perpendicular to the capillary axis. Thereafter, a condensing lens for condensing the laser on the capillary is inserted into each of the two laser beams. The position of the condenser lens is adjusted so that the laser light is incident on the fluorescence detection part of the capillary.

上記のレーザ光軸実現法においては、レーザ光をキャピラリの適正な場所に導入するために、レンズの位置を調整する。したがって、前記集光レンズに位置の微調整機能がついていることが望ましい。前記レーザ光軸方向については、例えば、集光レンズの焦点距離が50mmである場合には、この方向について要求されるレンズの位置精度は1mm程度であるため、この方向についての位置調整機能は必ずしも必要ではない。しかしながら、レーザ光軸に直行する2軸については、キャピラリの内径/外径=5μm/300μmの場合には10μm程度の位置調整機能が要求される。この場合には、ピッチ0.5mm 程度のネジを集光レンズの位置の調整用のネジとすれば、この要求を満足することができる。   In the above laser optical axis realization method, the position of the lens is adjusted in order to introduce the laser light into an appropriate location of the capillary. Therefore, it is desirable that the condenser lens has a position fine adjustment function. Regarding the laser optical axis direction, for example, when the focal length of the condenser lens is 50 mm, the positional accuracy of the lens required for this direction is about 1 mm. Not necessary. However, for the two axes orthogonal to the laser optical axis, a position adjustment function of about 10 μm is required when the inner diameter / outer diameter of the capillary = 5 μm / 300 μm. In this case, this requirement can be satisfied if a screw with a pitch of about 0.5 mm is used as a screw for adjusting the position of the condenser lens.

また、上記のレーザ光軸実現法において、対向する2つのレーザ光を適正な位置で互いにほぼ平行にするために、2つの互いにほぼ平行なレーザ光が通過するそれぞれの位置に、レーザ光の直径と同程度の大きさの穴を形成した板状の組をレーザ光軸調整治具として用いることによって、この調整を容易に行うことができる。   Further, in the laser optical axis realization method described above, in order to make the two opposed laser beams substantially parallel to each other at an appropriate position, the diameter of the laser beam is set at each position where the two substantially parallel laser beams pass. This adjustment can be easily performed by using a plate-like group in which holes of the same size as those are used as a laser optical axis adjustment jig.

本発明においては、レーザ光軸とキャピラリ軸が直交していないため、キャピラリを水平に設置するようにする場合には、レーザ光軸が鉛直方向ではなくなってしまう。マルチキャピラリの検出手段としては、2次元のCCDカメラを用いることが多い。2次元のうちの一方をキャピラリ配列方向に並べ、それぞれのキャピラリからの信号を検出する軸とし、もう一方の軸をそれぞれのキャピラリから発せられる蛍光の波長分散方向におく。すなわち、回折格子,プリズム等を用いて後者の方向に単一キャピラリからの発光を分散する方向とする。本発明においては、キャピラリとレーザ光軸はほぼ垂直ではないが、蛍光検出手段においてCCD(Charge Coupled Device) カメラを使用する電気泳動装置においては、CCDの画素格子は、キャピラリにほぼ平行にするのではなく、キャピラリを通過するレーザ光軸とほぼ平行であるほうが、CCDからのデータの取り込み上好都合である。   In the present invention, since the laser optical axis and the capillary axis are not orthogonal, the laser optical axis is not in the vertical direction when the capillary is installed horizontally. As a multi-capillary detection means, a two-dimensional CCD camera is often used. One of the two dimensions is lined up in the capillary array direction, and an axis for detecting a signal from each capillary is set, and the other axis is set in the wavelength dispersion direction of the fluorescence emitted from each capillary. That is, using a diffraction grating, a prism or the like, the light emission from the single capillary is dispersed in the latter direction. In the present invention, the capillary and the laser optical axis are not substantially perpendicular, but in an electrophoretic apparatus using a CCD (Charge Coupled Device) camera in the fluorescence detection means, the pixel grid of the CCD is substantially parallel to the capillary. Instead, it is more convenient for taking data from the CCD to be substantially parallel to the laser optical axis passing through the capillary.

さらに、蛍光検出手段において回折格子あるいはプリズム等の波長分散手段を有する電気泳動装置においては、前記波長分散手段による波長分散方向とキャピラリを通過するレーザ光軸とがほぼ垂直であるほうが、CCDからのデータ取り込み上、好都合である。   Further, in an electrophoresis apparatus having a wavelength dispersion means such as a diffraction grating or a prism in the fluorescence detection means, the direction from the CCD is that the wavelength dispersion direction by the wavelength dispersion means and the laser optical axis passing through the capillary are substantially perpendicular. Convenient for data acquisition.

本発明によれば、マルチキャピラリアレイに対してレーザ照射する場合の反射あるいは戻り光によりレーザ発振が不安定になるのを防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent laser oscillation from becoming unstable due to reflection or return light when a multi-capillary array is irradiated with laser.

[実施例1]
本発明の電気泳動装置の概観を図2に示す。キャピラリアレイ1の一方の端には、負電圧を印加できるように電極(試料導入端)2が形成されている。DNAを注入する際には、負電極2をDNAサンプルを含む溶液に、また、注入したサンプルの電気泳動を行う際には、負電極をバッファ液3に浸して、電圧を印加する。キャピラリアレイ1のもう一方の端には、泳動媒体であるゲルをキャピラリに注入する手段であるゲルブロック4への接続部5が形成されている。キャピラリ内部の泳動媒体であるゲルをキャピラリ内に充填する際には、バルブ6を閉じ、シリンジ10を押し込むことによって、シリンジ10内のゲルをキャピラリ1内に注入する。電気泳動をする際には、バルブ6を開放し、バッファ3に浸った負電極2とバッファ12に浸ったアース電極7との間に電圧を印加する。気体循環式の恒温槽11によって、キャピラリ1を一定温度に保つ。
[Example 1]
An overview of the electrophoresis apparatus of the present invention is shown in FIG. An electrode (sample introduction end) 2 is formed at one end of the capillary array 1 so that a negative voltage can be applied. When injecting DNA, the negative electrode 2 is immersed in a solution containing a DNA sample, and when electrophoresis of the injected sample is performed, the negative electrode is immersed in the buffer solution 3 and a voltage is applied. At the other end of the capillary array 1, there is formed a connection portion 5 to a gel block 4 which is a means for injecting a gel as an electrophoresis medium into the capillary. When filling the gel, which is a migration medium inside the capillary, into the capillary, the valve 6 is closed and the syringe 10 is pushed in, thereby injecting the gel in the syringe 10 into the capillary 1. When performing electrophoresis, the valve 6 is opened, and a voltage is applied between the negative electrode 2 immersed in the buffer 3 and the ground electrode 7 immersed in the buffer 12. The capillary 1 is kept at a constant temperature by the gas circulation type thermostatic chamber 11.

キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路の模式図を図3に示す。レーザ用のシャッタ,フィルタ等はこの分野で周知事項であり、本発明の直接の対象ではないので、簡略化のため、表示していない。図3(a)は本発明の電気泳動装置の主要部の概略正面図、図3(b)はキャピラリアレイの検出部の上面図、図3(c)はレーザ本体出射口に取り付けたピンホール板である。16本のキャピラリ21を、アレイ台20上にならべて固定し、キャピラリアレイを形成している。アレイ台20上の16本のキャピラリの中心軸が形成する平面およびその平面を全空間に延長した仮想の平面を、以下、アレイ面
22と呼ぶ。また、アレイ面内にあって、16本のキャピラリ軸に垂直であり、検出部の中央を貫く仮想の直線を、以下光軸基本軸28と呼ぶ(図3(a))。キャピラリは石英のガラス管がポリマ薄膜で覆われたものであるが、検出部23においては、ポリマ被膜が除去され、石英がむき出しの状態になっている。石英管の内径/外径は50/320μm、ポリマ薄膜を含めたキャピラリ外径は363μmである。キャピラリのピッチはキャピラリ外径に等しく363μm、アレイの幅は363μm×16=5.8mmである。
FIG. 3 shows a schematic diagram of the vicinity of the detection part of the capillary array and the laser light introduction path. Laser shutters, filters, and the like are well-known matters in this field, and are not a direct object of the present invention. FIG. 3A is a schematic front view of the main part of the electrophoresis apparatus of the present invention, FIG. 3B is a top view of the detection part of the capillary array, and FIG. 3C is a pinhole attached to the laser body emission port. It is a board. Sixteen capillaries 21 are fixed on the array table 20 to form a capillary array. A plane formed by the central axes of the 16 capillaries on the array table 20 and a virtual plane obtained by extending the plane to the entire space are hereinafter referred to as an array surface 22. Further, an imaginary straight line that is in the array plane and is perpendicular to the 16 capillary axes and penetrates the center of the detection unit is hereinafter referred to as an optical axis basic axis 28 (FIG. 3A). In the capillary, a quartz glass tube is covered with a polymer thin film. However, in the detection unit 23, the polymer film is removed and the quartz is exposed. The inner diameter / outer diameter of the quartz tube is 50/320 μm, and the outer diameter of the capillary including the polymer thin film is 363 μm. The pitch of the capillaries is equal to the outer diameter of the capillaries is 363 μm, and the width of the array is 363 μm × 16 = 5.8 mm.

キャピラリアレイにおける蛍光検出部23に、アレイの片側側面からレーザ光24を照射し、検出部23から発せられる蛍光を観測することにより、DNAを検出する。レーザ光24はレーザ集光レンズ25(f=50mm)によって集光される。アレイの端に位置し、レーザが導入されるキャピラリを以下、第1キャピラリ26とする。レーザ集光レンズ25と第1端キャピラリ26の距離は50mmであり、第1キャピラリ26に導入されたレーザ光は、隣接するキャピラリに次々と伝搬し、16本のキャピラリを横断する。   DNA is detected by irradiating the fluorescence detector 23 in the capillary array with laser light 24 from one side surface of the array and observing the fluorescence emitted from the detector 23. The laser beam 24 is condensed by a laser condenser lens 25 (f = 50 mm). The capillary located at the end of the array and into which the laser is introduced is hereinafter referred to as a first capillary 26. The distance between the laser condenser lens 25 and the first end capillary 26 is 50 mm, and the laser light introduced into the first capillary 26 propagates one after another to adjacent capillaries and crosses 16 capillaries.

入射レーザの反射が、空気/キャピラリ外壁,キャピラリ内壁/ゲルの界面において発生する。特に前者の界面においては、屈折率が大きいために反射光強度が大きくなる。空気/外壁の界面は、一本のキャピラリについて2つあるので、16本のキャピラリからは32の空気/外壁界面からの反射がある。   Incident laser reflection occurs at the air / capillary outer wall, capillary inner wall / gel interface. In particular, at the former interface, the reflected light intensity increases due to the large refractive index. Since there are two air / outer wall interfaces per capillary, there are 32 air / outer wall interface reflections from 16 capillaries.

本発明においては、図3(a)に示すとおり、16本のキャピラリ軸の垂線に対し約
2°の角度30をもって第1キャピラリ26に入射する。レーザ光はアレイ面22上にあり、アレイ面22上で第1キャピラリに対し斜めに入射する。この斜め入射の結果、キャピラリアレイからの反射光29は、入射レーザ光24からずれることになる。反射光29は、集光レンズ25を通ると、入射レーザ光24とほぼ平行になる。入射レーザ光24と反射光29の距離は、約4mmであった。レーザ本体31のレーザ光出射口に直径1.4mm のピンホール34を有するピンホール板32を取り付け、ピンホールの中心とレーザ光の中心を合せた。ピンホール板32上の反射光のスポット35は、図3(c)に示した通りであり、反射光29がピンホール板32によって遮られ、レーザ本体31には戻らないことがわかる。以上の方法により、安定したレーザ発振を得ることができた。
[実施例2]
実施例1における16本のキャピラリからの信号強度分布を図18に示す。図18からわかるように、キャピラリアレイの片側側面からのみレーザ光を導入する場合は、16本のキャピラリからの信号強度比が大きくなる。本実施例では、キャピラリアレイの両側側面からレーザ光を導入し、16本のキャピラリからの信号強度のバラツキを小さくする。
In the present invention, as shown in FIG. 3A, the light enters the first capillary 26 at an angle 30 of about 2 ° with respect to the normal of the 16 capillary axes. The laser beam is on the array surface 22 and is incident on the first capillary at an angle on the array surface 22. As a result of this oblique incidence, the reflected light 29 from the capillary array is shifted from the incident laser light 24. The reflected light 29 becomes substantially parallel to the incident laser light 24 when passing through the condenser lens 25. The distance between the incident laser light 24 and the reflected light 29 was about 4 mm. A pinhole plate 32 having a pinhole 34 having a diameter of 1.4 mm was attached to the laser beam emission port of the laser body 31, and the center of the pinhole and the center of the laser beam were aligned. The reflected light spot 35 on the pinhole plate 32 is as shown in FIG. 3C, and it can be seen that the reflected light 29 is blocked by the pinhole plate 32 and does not return to the laser body 31. By the above method, stable laser oscillation could be obtained.
[Example 2]
The signal intensity distribution from 16 capillaries in Example 1 is shown in FIG. As can be seen from FIG. 18, when laser light is introduced only from one side surface of the capillary array, the signal intensity ratio from 16 capillaries increases. In the present embodiment, laser light is introduced from both side surfaces of the capillary array to reduce variation in signal intensity from the 16 capillaries.

本発明の実施例2の模式図を図1に示す。キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路のみ表示し、レーザ用のシャッタ,フィルタ等は表示していない。キャピラリアレイの構成は実施例1と同様である。また、本実施例で特に定義されない部品名,用語に関する定義は、実施例1と同様である。レーザ光40をハーフミラー41によって2等分し、これら2つのレーザ光を、キャピラリアレイ42に対して両側の側面から照射した。ハーフミラー41による反射光をレーザ光43,透過光をレーザ光44とする。レーザ光43の集光レンズを集光レンズ45,レーザ光44の集光レンズを集光レンズ46とする。   A schematic diagram of Example 2 of the present invention is shown in FIG. Only the vicinity of the detection part of the capillary array and the laser beam introduction path are displayed, and the laser shutter, filter and the like are not displayed. The configuration of the capillary array is the same as that of the first embodiment. In addition, definitions relating to part names and terms not particularly defined in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. The laser beam 40 was divided into two equal parts by a half mirror 41, and these two laser beams were irradiated to the capillary array 42 from both side surfaces. The light reflected by the half mirror 41 is laser light 43 and the transmitted light is laser light 44. The condenser lens for the laser beam 43 is a condenser lens 45, and the condenser lens for the laser beam 44 is a condenser lens 46.

アレイの端に位置し、レーザ光43が導入されるキャピラリを以下、第1キャピラリ65,レーザ光44が導入されるキャピラリを以下、第16キャピラリ66とする。レーザ光43の光軸構成は実施例1と同様である。また、レーザ光44の光軸構成はキャピラリアレイについてレーザ光43と対称である。レーザ光43と44は同軸になっており、一方のレーザ光のうちキャピラリを通過した光は、もう一方の入射レーザ光と同軸上を通り、レーザ本体に戻るように光軸を調整した。レーザ光43,44のそれぞれのキャピラリからの反射光47,48は、図1に示すように、2つのレーザ光のいずれとも同軸とはならない。実施例1と同様に、レーザ本体49のレーザ光出射口に、直径1.4mm のピンホールを有するピンホール板51を取り付け、反射光がレーザ発振器に戻ることを防いだ。キャピラリの透過光はレーザ本体の出射口に戻るものの、反射光がレーザ本体に戻ることを防いでいるため、比較的安定したレーザ発振を得ることができた。   The capillary located at the end of the array and into which the laser beam 43 is introduced is hereinafter referred to as a first capillary 65, and the capillary into which the laser beam 44 is introduced is hereinafter referred to as a sixteenth capillary 66. The optical axis configuration of the laser beam 43 is the same as that in the first embodiment. The optical axis configuration of the laser beam 44 is symmetrical to the laser beam 43 with respect to the capillary array. The laser beams 43 and 44 are coaxial, and the optical axis is adjusted so that the light that has passed through the capillary out of one laser beam passes coaxially with the other incident laser beam and returns to the laser body. The reflected lights 47 and 48 from the capillaries of the laser beams 43 and 44 are not coaxial with either of the two laser beams as shown in FIG. As in Example 1, a pinhole plate 51 having a pinhole with a diameter of 1.4 mm was attached to the laser beam exit of the laser body 49 to prevent the reflected light from returning to the laser oscillator. Although the light transmitted through the capillary returns to the exit of the laser body, the reflected light is prevented from returning to the laser body, so that relatively stable laser oscillation can be obtained.

本発明における蛍光検出系の模式図を図4(a)に示す。キャピラリアレイ42における発光53をf=1.4 の発光集光レンズ54によってほぼ平行光とし、これを透過型回折格子55に導入する。回折格子55により分光された光56,57は、結像レンズ58によって、2次元CCD59上に焦点を結ぶ。回折格子55による波長分散方向は、レーザ光軸に対しほぼ垂直である。これにより、2次元CCD59上の直交する二軸のうち、一方の軸は16本のキャピラリの配列方向の空間座標を表し、もう一方の軸は、それぞれのキャピラリからの発光スペクトルを表す。   A schematic diagram of the fluorescence detection system in the present invention is shown in FIG. The light emission 53 in the capillary array 42 is made into substantially parallel light by the light-emission condensing lens 54 of f = 1.4, and this is introduced into the transmission diffraction grating 55. Lights 56 and 57 separated by the diffraction grating 55 are focused on the two-dimensional CCD 59 by the imaging lens 58. The wavelength dispersion direction by the diffraction grating 55 is substantially perpendicular to the laser optical axis. As a result, of the two orthogonal axes on the two-dimensional CCD 59, one axis represents the spatial coordinates in the arrangement direction of the 16 capillaries, and the other axis represents the emission spectrum from each capillary.

なお、図4(b)の破線60内に、キャピラリアレイ42から回折格子55に向かう方向で見た場合の、キャピラリアレイ42およびレーザ光軸61,回折格子55,CCD59の回転角度を模式的に示す。回折格子の格子、およびCCDの画素の格子が、キャピラリ軸にほぼ垂直ではなくレーザ光軸にほぼ平行になるように、回折格子およびCCDを設置した。これにより、それぞれのキャピラリからの同一波長の信号は、CCD画素の同一縦列62上に並び、単一キャピラリからの発光スペクトルは、CCD画素の同一横列63上に並ぶ。像と画素のこのような関係はCCD画素のビニング処理、あるいは像の解析を行う上で有利である。   4B schematically illustrates the rotation angles of the capillary array 42, the laser optical axis 61, the diffraction grating 55, and the CCD 59 when viewed in the direction from the capillary array 42 toward the diffraction grating 55. Show. The diffraction grating and the CCD were installed so that the grating of the diffraction grating and the grating of the CCD pixel were not substantially perpendicular to the capillary axis but substantially parallel to the laser optical axis. Thereby, signals of the same wavelength from the respective capillaries are arranged on the same column 62 of CCD pixels, and emission spectra from the single capillaries are arranged on the same row 63 of CCD pixels. Such a relationship between an image and a pixel is advantageous for binning processing of a CCD pixel or image analysis.

本発明の光軸を以下に示すように、図5(a)に示したピンホール板の組によって実現することができる。2つのレーザ集光レンズ45,46を電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズ45,46を設置する場所のそれぞれに、図5(a)に示すようなピンホールを形成したピンホール板67,68を設置する。以下、ピンホール板とアレイ面22の交わりをアレイ基準線64,ピンホール板にほぼ垂直であって第一キャピラリの検出部の中心位置を通る直線と、ピンホール板の交点をピンホール基準点69と呼ぶことにする。   The optical axis of the present invention can be realized by the set of pinhole plates shown in FIG. The two laser condensing lenses 45 and 46 are removed from the electrophoresis apparatus, and pinhole plates 67, which are formed with pinholes as shown in FIG. 68 is installed. Hereinafter, the intersection of the pinhole plate and the array surface 22 is defined as the array reference line 64, a straight line that is substantially perpendicular to the pinhole plate and passes through the center position of the detection portion of the first capillary, and the intersection of the pinhole plate and the pinhole reference point. Let's call it 69.

ピンホール板67,68におけるピンホールの位置を、設定すべきキャピラリへの入射角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には2つのピンホール(ピンホール板67にはピンホール70,71、ピンホール板68にはピンホール72,73)があり、それらピンホールの中心をアレイ基準線64上におき、2つのピンホールの中点がピンホール基準点69になるようにする。ピンホール基準点69からピンホールの中心までの距離74をX、キャピラリへの入射角度78をT1、[集光レンズ45と第1キャピラリ
65までの距離]+[キャピラリアレイの幅]/2をL1とした場合に、
X=L1×tanT1
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L1=52.9mm(集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離が50mm、キャピラリアレイの幅が5.8mm)、T1=2.1°として、Xを1.9mmとした。
The position of the pinhole in the pinhole plates 67 and 68 is determined as follows according to the incident angle to the capillary to be set. The pinhole plate has two pinholes (the pinhole plate 67 has pinholes 70 and 71, and the pinhole plate 68 has pinholes 72 and 73). The center of these pinholes is placed on the array reference line 64. The midpoint of the two pinholes is set to the pinhole reference point 69. The distance 74 from the pinhole reference point 69 to the center of the pinhole is X, the incident angle 78 to the capillary is T1, and the [distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65] + [width of the capillary array] / 2. In case of L1,
X = L1 × tanT1
The relationship is established. That is, in this embodiment, L1 = 52.9 mm (the distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65 is 50 mm, the width of the capillary array is 5.8 mm), T1 = 2.1 °, and X is 1. 0.9 mm.

キャピラリアレイ取り付け場所75からキャピラリアレイを取り外し、ピンホール板
67,68において、レーザ光43がピンホール70,72を、レーザ光44がピンホール71,73を通過し、2つのレーザ光がほぼ平行になるように図6(a)に示すようにレーザ光軸を調整する。ピンホール板68を取り除き、集光レンズ46、および、泳動媒体を注入したキャピラリアレイ42を各取り付け場所に設置する(図6(b))。このとき、レンズ46の位置を以下のようにして定めた。
The capillary array is removed from the capillary array mounting location 75, and in the pinhole plates 67 and 68, the laser beam 43 passes through the pinholes 70 and 72, the laser beam 44 passes through the pinholes 71 and 73, and the two laser beams are substantially parallel. As shown in FIG. 6A, the laser optical axis is adjusted. The pinhole plate 68 is removed, and the condensing lens 46 and the capillary array 42 into which the electrophoresis medium has been injected are installed at each mounting location (FIG. 6B). At this time, the position of the lens 46 was determined as follows.

図6(b)に示すように、X,Y,Z軸を取る。集光レンズ46と第16キャピラリ
66までの距離が50mmになるようにZ軸方向を定める。Y軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光強度が最大になるように集光レンズ46の位置を調整する。集光レンズ46の位置をY軸方向に移動することによって第16キャピラリ66上におけるレーザ光44の照射位置がY軸方向に移動する。
As shown in FIG. 6B, the X, Y, and Z axes are taken. The Z-axis direction is determined so that the distance between the condenser lens 46 and the sixteenth capillary 66 is 50 mm. With respect to the Y-axis direction, the position of the condenser lens 46 is adjusted so that the intensity of transmitted light through which the laser light 44 has passed through the capillary array is maximized. By moving the position of the condenser lens 46 in the Y-axis direction, the irradiation position of the laser light 44 on the sixteenth capillary 66 moves in the Y-axis direction.

本実施例においては、10μm程度のレンズ位置調整機能が要求される。X軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光77の中心がピンホール板
67におけるピンホール70の中心になるようにする。ピンホール板67をはずし、集光レンズ45をセットする(図6(c))。Y,Z軸については、集光レンズ46と同様にして設定する。X軸方向については、第1キャピラリから数えて8番目の第8キャピラリ上において、2つの照射レーザ光が重なり合うようにして位置を決定する。このとき第8キャピラリにおいてスペクトル幅の狭いラマン散乱をCCDにより観測し、レーザ光43による前記ラマンバンドと、レーザ光44による前記ラマンバンドが重なるように調整すればよい。以上の手順により、上記の光軸を実現することができる。
In this embodiment, a lens position adjusting function of about 10 μm is required. With respect to the X-axis direction, the center of the transmitted light 77 through which the laser beam 44 has passed through the capillary array is set to the center of the pinhole 70 in the pinhole plate 67. The pinhole plate 67 is removed, and the condenser lens 45 is set (FIG. 6C). The Y and Z axes are set in the same manner as the condenser lens 46. Regarding the X-axis direction, the position is determined on the eighth eighth capillary counted from the first capillary so that the two irradiation laser beams overlap. At this time, Raman scattering having a narrow spectral width in the eighth capillary is observed with a CCD, and the Raman band by the laser beam 43 and the Raman band by the laser beam 44 may be adjusted so as to overlap. The above optical axis can be realized by the above procedure.

なお、本発明においては、入射レーザ光が、キャピラリ表面によって一度だけ反射する反射光が蛍光検出系のレンズに入射する構成になっている。本発明においては、光学フィルタによって、この直接の反射光を除去している。
[実施例3]
本発明の実施例3の模式図を図9に示す。図9(a)は正面図、図9(b)は側面図である。キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路のみ表示し、レーザ用のシャッタ,フィルタ等は表示していない。アレイ面22上に入射レーザ光はなく、この平面に対して、約2°の角度99を持ってレーザが入射する構成になっている。キャピラリアレイの構成は実施例2と同様である。また、本実施例で特に定義されない部品名、用語に関する定義は、実施例1あるいは2と同様である。
In the present invention, the reflected laser light is reflected once by the capillary surface and is incident on the lens of the fluorescence detection system. In the present invention, this directly reflected light is removed by an optical filter.
[Example 3]
A schematic diagram of Example 3 of the present invention is shown in FIG. FIG. 9A is a front view, and FIG. 9B is a side view. Only the vicinity of the detection part of the capillary array and the laser beam introduction path are displayed, and the laser shutter, filter and the like are not displayed. There is no incident laser light on the array surface 22, and the laser is incident at an angle 99 of about 2 ° with respect to this plane. The configuration of the capillary array is the same as that of the second embodiment. Also, the definitions relating to part names and terms not particularly defined in the present embodiment are the same as those in the first or second embodiment.

このような光軸を実現するために、図7(a)に示すピンホールを利用して光軸調整を以下のように行った。2つのレーザ集光レンズ45,46を電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズ45,46を設置する場所のそれぞれに、図7(a)に示すピンホールを形成したピンホール板90,91を設置する。   In order to realize such an optical axis, the optical axis was adjusted as follows using the pinhole shown in FIG. The two laser condensing lenses 45 and 46 are removed from the electrophoresis apparatus, and pinhole plates 90 and 91 each having a pinhole shown in FIG. Install.

ピンホール板におけるピンホールの位置を、設定すべきキャピラリへの入射角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には2つのピンホール(ピンホール板90にはピンホール92,93、ピンホール板91にはピンホール94,95)がある。アレイ基準線64から距離Y97だけ離れたアレイ基準線にほぼ平行な直線(アレイ基準線64に対して検出系の回折格子と反対側)を、以下、仰角線96とする。また、ピンホール基準点69を通るアレイ基準線64の垂線と仰角線96の交点を、以下、仰角線基準点98とする。ピンホール92の中心をピンホール基準点69に、ピンホール93の中心を仰角線基準点98になるようにする。   The position of the pinhole in the pinhole plate is determined as follows according to the incident angle to the capillary to be set. The pinhole plate has two pinholes (the pinhole plate 90 has pinholes 92 and 93, and the pinhole plate 91 has pinholes 94 and 95). A straight line that is substantially parallel to the array reference line that is separated from the array reference line 64 by a distance Y97 (the side opposite to the diffraction grating of the detection system with respect to the array reference line 64) is hereinafter referred to as an elevation angle line 96. The intersection of the perpendicular of the array reference line 64 passing through the pinhole reference point 69 and the elevation angle line 96 is hereinafter referred to as an elevation angle reference point 98. The center of the pinhole 92 is set to the pinhole reference point 69, and the center of the pinhole 93 is set to the elevation angle reference point 98.

ピンホール92の中心と第1キャピラリ65の中心軸から形成される平面とアレイ面のなす角度をT2,集光レンズと第1キャピラリアレイまでの距離をL2とした場合に、
Y=L2×tanT2
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L2=50mm,T2=
2.2°として、Yを1.9mmとした。ピンホール板91上のピンホール94,95についても同様に設定する。
When the angle between the plane formed by the center of the pinhole 92 and the central axis of the first capillary 65 and the array surface is T2, and the distance between the condenser lens and the first capillary array is L2,
Y = L2 × tanT2
The relationship is established. That is, in this embodiment, L2 = 50 mm, T2 =
The angle was 2.2 °, and Y was 1.9 mm. The pinholes 94 and 95 on the pinhole plate 91 are similarly set.

2箇所にセットしたピンホール板において、レーザ光43,44ともにピンホール93,95を通過し、2つのレーザ光が同軸になるように図8に示すようにレーザ光を調整する。図8(a)は正面図、図8(b)は側面図である。ピンホール板91を取り除き、集光レンズ46をセットする。このとき、レンズの位置を以下のようにして定めた。図7に示すように、X,Y,Z軸を取る。Y軸,Z軸については実施例2と同様にして最適化する。X軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光100の中心がピンホール板90におけるピンホール92の中心になるようにする(図7(b))。ピンホール板90をはずし、集光レンズ45をセットする。X,Y,Z軸について、実施例2と同様にしてレンズの位置を最適化する。以上の手順により、ピンホールを用いることによって、XおよびYを適当に設定することによって、キャピラリへの入射角度を任意に設定できる。   In the pinhole plate set in two places, both the laser beams 43 and 44 pass through the pinholes 93 and 95, and the laser beams are adjusted as shown in FIG. 8 so that the two laser beams are coaxial. FIG. 8A is a front view, and FIG. 8B is a side view. The pinhole plate 91 is removed and the condenser lens 46 is set. At this time, the position of the lens was determined as follows. As shown in FIG. 7, the X, Y, and Z axes are taken. The Y axis and Z axis are optimized in the same manner as in the second embodiment. With respect to the X-axis direction, the center of the transmitted light 100 through which the laser light 44 has passed through the capillary array is made to be the center of the pinhole 92 in the pinhole plate 90 (FIG. 7B). The pinhole plate 90 is removed and the condenser lens 45 is set. For the X, Y, and Z axes, the lens position is optimized in the same manner as in the second embodiment. With the above procedure, the incident angle to the capillary can be arbitrarily set by appropriately setting X and Y by using a pinhole.

さらに、実施例1と同様に、レーザ本体のレーザ出射口に直径1.4mm のピンホール
34を有するピンホール板32を取り付けた。キャピラリを透過してレーザ本体に戻ってきた光のスポット101が、ピンホール板上で図7(c)に示すように観測された。図7(d)に示した、図7(c)の破線102上の光強度分布からわかるように、本発明により、キャピラリの透過光の強度の最も強い領域が、レーザ本体に戻ることを避けることができる。このようにして、戻り光強度を低減することができ、レーザが不安定になるのを防ぐことができた。
Further, as in Example 1, a pinhole plate 32 having a pinhole 34 having a diameter of 1.4 mm was attached to the laser emission port of the laser body. A spot 101 of light that passed through the capillary and returned to the laser body was observed on the pinhole plate as shown in FIG. As can be seen from the light intensity distribution on the broken line 102 in FIG. 7 (c) shown in FIG. 7 (d), according to the present invention, the region where the intensity of transmitted light through the capillary is the strongest is prevented from returning to the laser body. be able to. In this way, the return light intensity can be reduced and the laser can be prevented from becoming unstable.

本発明において、実施例2と実施例3の組み合わせが提供される。2つのレーザ集光レンズを電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズを設置する場所のそれぞれに、ピンホール板を設置する。   In the present invention, a combination of Example 2 and Example 3 is provided. Two laser condensing lenses are removed from the electrophoresis apparatus, and a pinhole plate is installed in each of the places where the laser condensing lenses are installed.

ピンホール板におけるピンホールの位置を、設定すべきキャピラリへの入射角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には4つのピンホールがある。ピンホールの中心をアレイ基準線からある距離だけ離れたアレイ基準線にほぼ平行な直線(アレイ基準線に対して検出系における回折格子と反対側、以下この直線を仰角線とする)上におき、2つのピンホールの中点が、ピンホール基準位置を通るアレイ基準線の垂線と仰角線の交点
(以下、この点を仰角線基準点とする)になるようにする。ピンホールのそれぞれを通る仰角線の垂線とアレイ基準線の交点をきめる。仰角線基準点からピンホールの中心までの距離をX、入射レーザ光のアレイ面への正射影とキャピラリのなす角度をT1、仰角基準点と第1キャピラリの中心軸から形成される平面とアレイ面のなす角度をT2、集光レンズと第1キャピラリアレイまでの距離をL2とした場合に、
X=L1×tanT1
Y=L2×tanT2
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L1=53mm,L2=
50mm,T1=2.1°,T2=2.2°として、Xを1.9mm、Yを1.9mmとした。
[実施例4]
本発明の実施例4の模式図(キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路のみ表示し、レーザ用のシャッタ,フィルタ等は表示しない)を図10に示す。図13(a)は2枚のピンホール板によりレーザ光軸を調整する方法を示し、図13(b)は一方のピンホール板を集光レンズと交換した場合の、図13(c)は2個の集光レンズを挿入した場合の正面図、図13(d)はその側面図である。実施例2と同様、2つのレーザ光43,44は、ともに、アレイ面22の平面内にある。しかしながら、実施例2とは異なり、これら2つのレーザ光は、同軸ではなく、0.86° ずれている。入射レーザ光43がキャピラリを透過した透過光124,レーザ光44がキャピラリを透過した透過光122,キャピラリによるレーザ光43の反射光125,キャピラリによるレーザ光44の反射光126のいずれの中心軸も入射レーザ光43,44とは同軸ではない構成になっている。キャピラリアレイ42に対して集光レンズ45,46の外側においては、これらの入射レーザ光,透過光,反射光はほぼ平行光となっている。なお、キャピラリアレイの構成は実施例2と同様である。また、本実施例で特に定義されない部品名、用語に関する定義は、実施例1,2,3と同様である。
The position of the pinhole in the pinhole plate is determined as follows according to the incident angle to the capillary to be set. There are four pinholes in the pinhole plate. Place the pinhole center on a straight line that is approximately parallel to the array reference line at a distance from the array reference line (opposite to the diffraction grating in the detection system with respect to the array reference line, this straight line is hereinafter referred to as the elevation angle line). The midpoint of the two pinholes is made to be the intersection of the perpendicular of the array reference line passing through the pinhole reference position and the elevation angle line (hereinafter, this point will be referred to as the elevation angle reference point). Determine the intersection of the perpendicular to the elevation line passing through each pinhole and the array reference line. X is the distance from the elevation reference point to the center of the pinhole, T1 is the angle formed by the orthogonal projection of the incident laser beam onto the array surface and the capillary, and the plane and array formed from the elevation reference point and the central axis of the first capillary When the angle between the surfaces is T2, and the distance between the condenser lens and the first capillary array is L2,
X = L1 × tanT1
Y = L2 × tanT2
The relationship is established. That is, in this embodiment, L1 = 53 mm, L2 =
50 mm, T1 = 2.1 °, T2 = 2.2 °, X was 1.9 mm, and Y was 1.9 mm.
[Example 4]
FIG. 10 shows a schematic diagram of the fourth embodiment of the present invention (only the vicinity of the detection section of the capillary array and the laser beam introduction path are displayed, and the laser shutter, filter, etc. are not displayed). FIG. 13A shows a method of adjusting the laser optical axis by two pinhole plates, FIG. 13B shows a case where one pinhole plate is replaced with a condenser lens, and FIG. FIG. 13D is a front view when two condenser lenses are inserted, and FIG. Similar to the second embodiment, the two laser beams 43 and 44 are both in the plane of the array surface 22. However, unlike the second embodiment, these two laser beams are not coaxial and are shifted by 0.86 °. The central axes of the transmitted light 124 in which the incident laser light 43 has passed through the capillary, the transmitted light 122 in which the laser light 44 has passed through the capillary, the reflected light 125 of the laser light 43 by the capillary, and the reflected light 126 of the laser light 44 by the capillary are all. The incident laser beams 43 and 44 are not coaxial. Outside the condenser lenses 45 and 46 with respect to the capillary array 42, these incident laser light, transmitted light and reflected light are substantially parallel light. The configuration of the capillary array is the same as that of the second embodiment. Further, the definitions relating to the part names and terms not particularly defined in the present embodiment are the same as those in the first, second, and third embodiments.

このような光軸を実現するために、図14(a)に示すピンホールを利用して光軸調整を以下のように行った。2つのレーザ集光レンズ45,46を電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズ45,46を設置する場所のそれぞれに、図14(a)に示すようなピンホールを形成したピンホール板130,131を設置する。   In order to realize such an optical axis, the optical axis was adjusted as follows using the pinhole shown in FIG. The two laser condensing lenses 45 and 46 are removed from the electrophoresis apparatus, and the pinhole plate 130 in which pinholes as shown in FIG. 131 is installed.

ピンホール板におけるピンホールの位置を、設定すべき2つのレーザのずれ角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には2つのピンホール(ピンホール板130にはピンホール132,133、ピンホール板131にはピンホール134,135)があり、それらの中心をアレイ基準線64上におき、2つのピンホールの中点がピンホール基準点69になるようにする。ピンホール基準点69からピンホールの中心までの距離136をdX、2つのレーザのずれ角度137を2×dT1、[集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離]+[キャピラリアレイの幅]/2をL1とした場合に、
dX=L1×tan(dT1)
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L1=52.9mm(集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離が50mm、キャピラリアレイの幅が5.8mm),dT1=0.86°として、dXを0.4mmとした。なお、各ピンホールの直径を0.5
mmとした。
The position of the pinhole in the pinhole plate is determined as follows according to the deviation angle between the two lasers to be set. The pinhole plate has two pinholes (the pinhole plate 130 has pinholes 132 and 133, and the pinhole plate 131 has pinholes 134 and 135). The midpoint of two pinholes is set to the pinhole reference point 69. The distance 136 from the pinhole reference point 69 to the center of the pinhole is dX, the deviation angle 137 between the two lasers is 2 × dT1, [the distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65] + [width of the capillary array] When / 2 is L1,
dX = L1 × tan (dT1)
The relationship is established. That is, in this embodiment, L1 = 52.9 mm (the distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65 is 50 mm, the width of the capillary array is 5.8 mm), dT1 = 0.86 °, and dX is 0. It was set to 4 mm. The diameter of each pinhole is 0.5
mm.

キャピラリアレイ取り付け場所75からキャピラリアレイを取り外し、2箇所にセットしたピンホール板において、レーザ光43,44の両方が、ピンホール133,135を通過し、2つのレーザ光が同軸になるように図13(a)に示すようにレーザ光を調整する。ピンホール板131を取り除き、集光レンズ46、および、泳動媒体を注入したキャピラリアレイ42を各取り付け場所に設置する(図13(b))。このとき、集光レンズ46の位置を以下のようにして定めた。図13に示すように、X,Y,Z軸を取る。Y,Z軸については、実施例2と同様である。   The capillary array is removed from the capillary array mounting location 75, and in the pinhole plate set at two locations, both laser beams 43 and 44 pass through the pinholes 133 and 135 so that the two laser beams are coaxial. The laser beam is adjusted as shown in FIG. The pinhole plate 131 is removed, and the condensing lens 46 and the capillary array 42 into which the electrophoresis medium has been injected are installed at each mounting location (FIG. 13B). At this time, the position of the condenser lens 46 was determined as follows. As shown in FIG. 13, the X, Y, and Z axes are taken. The Y and Z axes are the same as in the second embodiment.

X軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光122の中心がピンホール板130におけるピンホール132の中心になるようにする(図14(b))。ピンホール板130をはずし、集光レンズ45をセットする。X,Y,Z軸について、実施例2と同様にしてレンズの位置を最適化する。以上の手順により、dXを適当に設定したピンホールを用いることによって、2つのレーザのずれ角度を任意に設定できる。   With respect to the X-axis direction, the center of the transmitted light 122 through which the laser beam 44 has passed through the capillary array is set to be the center of the pinhole 132 in the pinhole plate 130 (FIG. 14B). The pinhole plate 130 is removed and the condenser lens 45 is set. For the X, Y, and Z axes, the lens position is optimized in the same manner as in the second embodiment. With the above procedure, the deviation angle between the two lasers can be arbitrarily set by using a pinhole in which dX is appropriately set.

図13(c)に示すように、レンズに対してキャピラリと反対側の2箇所に、幅3mmのスリット138,139を取り付けた。スリット138上では図14(c)に示すような透過光122と反射光125のスポットが観測される。スリットは、入射レーザ光43を透過するように、かつ、透過光122と反射光125を遮るように設置する。また、スリット139は、入射レーザ光44を透過するように、かつ、透過光124と反射光126を遮るように設置する。このようにして、戻り光強度を低減することができ、レーザが不安定になるのを防ぐことができた。   As shown in FIG. 13 (c), slits 138 and 139 having a width of 3 mm were attached at two locations opposite to the capillary with respect to the lens. On the slit 138, spots of transmitted light 122 and reflected light 125 as shown in FIG. 14C are observed. The slit is installed so as to transmit the incident laser beam 43 and to block the transmitted light 122 and the reflected light 125. The slit 139 is installed so as to transmit the incident laser light 44 and to block the transmitted light 124 and the reflected light 126. In this way, the return light intensity can be reduced and the laser can be prevented from becoming unstable.

また、キャピラリアレイに対して、レーザ集光レンズの外側においては、入射レーザ光,透過光,反射光はほぼ平行であるので、スリットは、レーザ集光レンズの外側のどこでも挿入可能である。本実施例においては、レーザの出射口に比べて、レーザ集光レンズ付近の方が、スリット位置の調整が容易であった。そのため容易に戻り光強度を小さくすることができるというメリットがある。   Further, since the incident laser light, transmitted light, and reflected light are substantially parallel to the capillary array outside the laser condensing lens, the slit can be inserted anywhere outside the laser condensing lens. In this embodiment, the slit position was easier to adjust near the laser condenser lens than the laser exit port. Therefore, there is an advantage that the return light intensity can be easily reduced.

なお、本発明においては、2つのレーザ光のずれ角度が0ではないため、つぎのような効果が発現する。回折格子の特性上、回折格子の溝に平行な単色発光光源140のCCD上の結像141は、図12(a)に示すように像の中心(実施例2における蛍光集光レンズ54の中心軸)から離れるにしたがい、長波長側に歪んでしまう。本実施例におけるキャピラリアレイ上の入射光レーザの光強度分布143を模式的に表現すると図12(b)のようになる。   In the present invention, since the deviation angle between the two laser beams is not 0, the following effects are exhibited. Due to the characteristics of the diffraction grating, the image 141 on the CCD of the monochromatic light source 140 parallel to the grooves of the diffraction grating is the center of the image (the center of the fluorescent condenser lens 54 in the second embodiment) as shown in FIG. As the distance from the axis increases, the long wavelength side is distorted. FIG. 12B schematically shows the light intensity distribution 143 of the incident light laser on the capillary array in this embodiment.

別の表現をすると、すべてのキャピラリに屈折率1.41 の濃度8Mのウレア水溶液を注入し、入射レーザ光43を励起光源とするある特定のラマンバンドに着目した場合、回折格子によって分光された像においては、第1キャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置が、第16キャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置に比べて短波長側になっている、また、入射レーザ光44を励起光源とするある特定のラマンバンドに着目した場合、回折格子によって分光された像においては、第16キャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置が、第1キャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置に比べて短波長側になっている、ということができる。   In other words, when an 8 M urea aqueous solution having a refractive index of 1.41 is injected into all capillaries and attention is paid to a specific Raman band using the incident laser light 43 as an excitation light source, the light is split by a diffraction grating. In the image, the imaging position of the Raman band from the first capillary is on the shorter wavelength side than the imaging position of the Raman band from the sixteenth capillary, and the incident laser light 44 is used as the excitation light source. When focusing on a specific Raman band, the image formation position of the Raman band from the 16th capillary is compared with the image formation position of the Raman band from the first capillary in the image dispersed by the diffraction grating. It can be said that it is on the short wavelength side.

これは、2つのレーザ光43,44のずれ角度が0ではないこと、および、それぞれのレーザ光は16本のキャピラリを伝搬するにしたがい強度が弱くなることによる。このような発光源のCCD上の像144は、回折格子の歪みとキャンセルして図15(b)のようになる。(像は反転することに注意。)像の歪みが解消されることによってCCDから取り出したデータの解析が容易になるというメリットを得ることができた。
[実施例5]
本発明の実施例6の模式図(キャピラリアレイの検出部付近とレーザ光の導入経路のみ表示、レーザ用のシャッタ,フィルタ等は非表示)を図13(c),図13(d)に示す(図13(a)は正面図、図13(b)は側面図)。本実施例は、実施例2と実施例4の組み合わせといえる。実施例4と同様、2つのレーザ光43,44は、ともに、アレイ面22の平面内にあり、かつ、これら2つのレーザ光は、同軸ではなく、0.86° ずれている。但し、実施例4とは異なり、光軸基本軸28が、2つのレーザ光の二等分線にはなっておらず、蛍光検出系における回折格子およびCCDの回転角度は実施例2と同様である。
This is because the deviation angle between the two laser beams 43 and 44 is not zero, and the intensity of each laser beam decreases as it propagates through the 16 capillaries. An image 144 on the CCD of such a light source cancels with the distortion of the diffraction grating and becomes as shown in FIG. (Note that the image is inverted.) By eliminating the distortion of the image, it was possible to obtain the merit that analysis of data taken out from the CCD becomes easy.
[Example 5]
FIGS. 13 (c) and 13 (d) show schematic diagrams of the sixth embodiment of the present invention (only the vicinity of the detection portion of the capillary array and the laser beam introduction path are displayed, and the laser shutter, filter, etc. are not displayed). (FIG. 13A is a front view and FIG. 13B is a side view). The present embodiment can be said to be a combination of the second embodiment and the fourth embodiment. Similar to the fourth embodiment, the two laser beams 43 and 44 are both in the plane of the array surface 22, and the two laser beams are not coaxial and are shifted by 0.86 °. However, unlike the fourth embodiment, the optical axis basic axis 28 is not a bisector of two laser beams, and the rotation angles of the diffraction grating and the CCD in the fluorescence detection system are the same as in the second embodiment. is there.

入射レーザ光43がキャピラリを透過した透過光124,レーザ光44がキャピラリを透過した透過光122,キャピラリによるレーザ光43の反射光125,キャピラリによるレーザ光44の反射光126のいずれの中心軸も入射レーザ光43,44とは同軸ではない構成になっている。キャピラリアレイ42に対して集光レンズ45,46の外側においては、これらの入射レーザ光,透過光,反射光はほぼ平行光となっている。なお、キャピラリアレイの構成、および、本実施例で特に定義されない部品名,用語に関する定義は、実施例1〜4と同様である。   The central axes of the transmitted light 124 in which the incident laser light 43 has passed through the capillary, the transmitted light 122 in which the laser light 44 has passed through the capillary, the reflected light 125 of the laser light 43 by the capillary, and the reflected light 126 of the laser light 44 by the capillary are all. The incident laser beams 43 and 44 are not coaxial. Outside the condenser lenses 45 and 46 with respect to the capillary array 42, these incident laser light, transmitted light, and reflected light are substantially parallel light. The configuration of the capillary array and the definitions relating to the part names and terms not specifically defined in the present embodiment are the same as those in the first to fourth embodiments.

このような光軸を実現するために、図14(a)に示すピンホールを利用して光軸調整を以下のように行った。2つのレーザ集光レンズ45,46を電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズ45,46を設置する場所のそれぞれに、図14(a)に示すようなピンホールを形成したピンホール板160,161を設置する。   In order to realize such an optical axis, the optical axis was adjusted as follows using the pinhole shown in FIG. The two laser condensing lenses 45 and 46 are removed from the electrophoresis apparatus, and pinhole plates 160 and 160 having pinholes as shown in FIG. 161 is installed.

ピンホール板におけるピンホールの位置を、設定すべきキャピラリへの入射角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には4つのピンホール(ピンホール板160にはピンホール162,163,164,165、ピンホール板161にはピンホール166,167,168,169)と2つのマーク(ピンホール板160にはマーク170,
171、ピンホール板161にはマーク172,173)がある。これら4つのピンホール、および、2つのマークは、すべて、アレイ基準線64上にある。2つのマークの中点が、ピンホール基準点69になるようにし、ピンホール基準点から各マークまでの距離
174をXとする。
The position of the pinhole in the pinhole plate is determined as follows according to the incident angle to the capillary to be set. The pinhole plate has four pinholes (pinhole plate 160 has pinholes 162, 163, 164, 165, pinhole plate 161 has pinholes 166, 167, 168, 169) and two marks (pinhole plate 160 includes a mark 170,
171 and the pinhole plate 161 have marks 172 and 173). These four pinholes and two marks are all on the array reference line 64. Let the midpoint of the two marks be the pinhole reference point 69, and let X be the distance 174 from the pinhole reference point to each mark.

ピンホール162,164の中点がマーク170,ピンホール163,165の中点がマーク171となるようにし、ピンホール162,164とマーク170の距離、およびピンホール163,165とマーク171の距離175をdXとする。ピンホール162,166,163,167の直径は0.5mm 、ピンホール164,168,165,169の直径は0.2mm である。レーザ光43と光軸基本軸28のなす角度176を(T1−
dT1)、レーザ光44と光軸基本軸28のなす角度を(T1+dT1)177とする。2つのレーザのずれ角度は2dT1となる。[集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離]+[キャピラリアレイの幅]/2をL1とした場合に、
X=L1×tan(T1)
dX=L1×tan(dT1)
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L1=52.9mm(集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離が50mm、キャピラリアレイの幅が5.8mm)、T1=2.1°,dT1=0.43°として、Xを1.9mm,dXを0.4mmとした。ピンホール板上のピンホール166,167,168,169についても同様に設定する。
The midpoint of the pinholes 162 and 164 is the mark 170, and the midpoint of the pinholes 163 and 165 is the mark 171. The distance between the pinholes 162 and 164 and the mark 170, and the distance between the pinholes 163 and 165 and the mark 171 Let 175 be dX. The pinholes 162, 166, 163, and 167 have a diameter of 0.5 mm, and the pinholes 164, 168, 165, and 169 have a diameter of 0.2 mm. An angle 176 formed by the laser beam 43 and the optical axis basic axis 28 is (T1-
dT1), and the angle formed by the laser beam 44 and the optical axis basic axis 28 is (T1 + dT1) 177. The deviation angle between the two lasers is 2dT1. When [Distance between condenser lens 45 and first capillary 65] + [Width of capillary array] / 2 is L1,
X = L1 × tan (T1)
dX = L1 × tan (dT1)
The relationship is established. That is, in this embodiment, L1 = 52.9 mm (the distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65 is 50 mm, the width of the capillary array is 5.8 mm), T1 = 2.1 °, dT1 = 0. 43 °, X was 1.9 mm, and dX was 0.4 mm. The pinholes 166, 167, 168, and 169 on the pinhole plate are similarly set.

キャピラリアレイ取り付け場所75からキャピラリアレイを取り外し、2箇所にセットしたピンホール板において、レーザ光43がピンホール162,166を、レーザ光44がピンホール163,167を通過し、かつ、2つのレーザ光が平行になるように図13(a)に示すようにレーザ光を調整する。ピンホール板161を取り除き、集光レンズ
46をセットする。このとき、レンズの位置を以下のようにして定めた。図13に示すように、X,Y,Z軸を取る。Y軸,Z軸については実施例4と同様にして最適化する。
The capillary array is removed from the capillary array mounting location 75, and in the pinhole plate set at two locations, the laser beam 43 passes through the pinholes 162 and 166, the laser beam 44 passes through the pinholes 163 and 167, and the two lasers The laser beam is adjusted as shown in FIG. 13A so that the beams are parallel. The pinhole plate 161 is removed and the condenser lens 46 is set. At this time, the position of the lens was determined as follows. As shown in FIG. 13, the X, Y, and Z axes are taken. The Y axis and Z axis are optimized in the same manner as in the fourth embodiment.

X軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光122の中心がピンホール板160におけるピンホール164の中心になるようにする(図14(b))。ピンホール板160をはずし、集光レンズ45をセットする。X,Y,Z軸について、実施例3と同様にしてレンズの位置を最適化する。以上の手順により、XおよびdXを適当に設定したピンホールを用いることによって、キャピラリへの入射角度を任意に設定できる。   With respect to the X-axis direction, the center of the transmitted light 122 through which the laser beam 44 has passed through the capillary array is set to be the center of the pinhole 164 in the pinhole plate 160 (FIG. 14B). The pinhole plate 160 is removed and the condenser lens 45 is set. For the X, Y, and Z axes, the lens position is optimized in the same manner as in the third embodiment. With the above procedure, the incident angle to the capillary can be arbitrarily set by using a pinhole in which X and dX are appropriately set.

さらに実施例5と同様に、スリット138,139を取り付けた。スリット138上では図14(c)に示すような透過光122と反射光125のスポットが観測される。スリットは、入射レーザ光43を透過するように、かつ、透過光122と反射光125を遮るように設置する。また、スリット139は、入射レーザ光44を透過するように、かつ、透過光124と反射光126を遮るように設置する。このようにして、戻り光強度を低減することができ、レーザが不安定になるのを防ぐことができた。   Further, as in Example 5, slits 138 and 139 were attached. On the slit 138, spots of transmitted light 122 and reflected light 125 as shown in FIG. 14C are observed. The slit is installed so as to transmit the incident laser beam 43 and to block the transmitted light 122 and the reflected light 125. The slit 139 is installed so as to transmit the incident laser light 44 and to block the transmitted light 124 and the reflected light 126. In this way, the return light intensity can be reduced and the laser can be prevented from becoming unstable.

なお、本発明によれば、実施例3と実施例4を組み合わせた構成が提案でき、これも本発明の範囲内である。
[実施例6]
本発明の実施例6の光軸を図15に示す。本実施例は、実施例2,3,4を組み合わせたものである。入射レーザ光43がキャピラリを透過した透過光124,レーザ光44がキャピラリを透過した透過光122,キャピラリによるレーザ光43の反射光125,キャピラリによるレーザ光44の反射光126のいずれの中心軸も入射レーザ光43,44とは同軸ではない構成になっている。キャピラリアレイの構成は実施例2と同様である。また、本実施例で特に定義されない、部品名,用語に関する定義は、実施例1〜5と同様である。
In addition, according to this invention, the structure which combined Example 3 and Example 4 can be proposed, and this is also within the scope of the present invention.
[Example 6]
The optical axis of Example 6 of the present invention is shown in FIG. The present embodiment is a combination of the second, third, and fourth embodiments. The central axes of the transmitted light 124 in which the incident laser light 43 has passed through the capillary, the transmitted light 122 in which the laser light 44 has passed through the capillary, the reflected light 125 of the laser light 43 by the capillary, and the reflected light 126 of the laser light 44 by the capillary are all. The incident laser beams 43 and 44 are not coaxial. The configuration of the capillary array is the same as that of the second embodiment. In addition, definitions relating to part names and terms that are not particularly defined in the present embodiment are the same as those in the first to fifth embodiments.

このような光軸を実現するために、図16(a)に示すピンホールを利用して光軸調整を以下のように行った。2つのレーザ集光レンズ45,46を電気泳動装置から取り外し、レーザ集光レンズ45,46を設置する場所のそれぞれに、図16(a)に示すようなピンホールを形成したピンホール板210,211を設置する。ピンホール板におけるピンホールの位置を、設定すべきキャピラリへの入射角度に応じて以下のように決定する。ピンホール板には4つのピンホール(一方のピンホール板にはピンホール212,213,214,215、他方のピンホール板にはピンホール216,217,218,219)と4つのマーク(ピンホール板210にはマーク220,221,222,223、ピンホール板211にはマーク224,225,226,227)がある。ピンホール212,213、およびマーク220,221の中心は、アレイ基準線64から距離Yだけ離れた仰角線96上にある。ピンホール214,215、およびマーク222,223の中心は、アレイ基準線64上にある。マーク220,221の中点が、仰角線基準点98になるようにし、マーク222,223の中点が、ピンホール基準点69となるようにする。仰角線基準点98からマーク220,221までの距離228と、ピンホール基準点69からマーク222,223までの距離は等しく、これをXとする。ピンホール212とマーク220、ピンホール213とマーク221,ピンホール214とマーク222,ピンホール215とマーク223の距離229は等しくこれをdXとする。   In order to realize such an optical axis, the optical axis was adjusted as follows using the pinhole shown in FIG. The two laser condensing lenses 45 and 46 are removed from the electrophoresis apparatus, and the pinhole plate 210 and the pinhole plate 210 having pinholes as shown in FIG. 211 is installed. The position of the pinhole in the pinhole plate is determined as follows according to the incident angle to the capillary to be set. The pinhole plate has four pinholes (one pinhole plate has pinholes 212, 213, 214, 215, the other pinhole plate has pinholes 216, 217, 218, 219) and four marks (pin The hole plate 210 has marks 220, 221, 222, and 223, and the pinhole plate 211 has marks 224, 225, 226, and 227). The centers of the pinholes 212 and 213 and the marks 220 and 221 are on an elevation line 96 that is a distance Y away from the array reference line 64. The centers of the pinholes 214 and 215 and the marks 222 and 223 are on the array reference line 64. The midpoints of the marks 220 and 221 are set to the elevation angle reference point 98, and the midpoints of the marks 222 and 223 are set to the pinhole reference point 69. The distance 228 from the elevation reference point 98 to the marks 220 and 221 is equal to the distance from the pinhole reference point 69 to the marks 222 and 223, and this is X. The distance 229 between the pinhole 212 and the mark 220, the pinhole 213 and the mark 221, the pinhole 214 and the mark 222, and the pinhole 215 and the mark 223 is equal to dX.

入射レーザ光のアレイ面22への正射影と光軸基準線28のなす角度を、レーザ光43について(T1−dT1)、レーザ光44について(T1+dT1)とする。仰角基準点と第1キャピラリの中心軸から形成される平面とアレイ面のなす角度230をT2、[集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離]+[キャピラリアレイの幅]/2をL1、集光レンズ45と第1キャピラリ65までの距離をL2とした場合に、
X=L1×tan(T1)
dX=L1×tan(dT1)
Y=L2×tan(T2)
の関係が成り立つようにする。すなわち、本実施例においては、L1=52.9mm、T1=2.1°,dT1=0.43°として、Xを1.9mm、dXを0.4mm、Yを1.9mmとした。なお、ピンホール212,213の直径を0.5mm、ピンホール214,215の直径を0.2mmとした。ピンホール板上のピンホール216,217,218,219についても同様に設定する。
The angles formed by the orthogonal projection of the incident laser light onto the array surface 22 and the optical axis reference line 28 are (T1-dT1) for the laser light 43 and (T1 + dT1) for the laser light 44. An angle 230 formed by the plane formed by the elevation reference point and the central axis of the first capillary and the array surface is T2, and [Distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65] + [Width of the capillary array] / 2 is L1. When the distance between the condenser lens 45 and the first capillary 65 is L2,
X = L1 × tan (T1)
dX = L1 × tan (dT1)
Y = L2 × tan (T2)
The relationship is established. That is, in this embodiment, L1 = 52.9 mm, T1 = 2.1 °, dT1 = 0.43 °, X is 1.9 mm, dX is 0.4 mm, and Y is 1.9 mm. The diameters of the pinholes 212 and 213 are 0.5 mm, and the diameters of the pinholes 214 and 215 are 0.2 mm. The same applies to the pinholes 216, 217, 218, and 219 on the pinhole plate.

2箇所にセットしたピンホール板において、レーザ光43がピンホール212,216を、レーザ光44がピンホール213,217を通過し、かつ、2つのレーザ光が平行になるように図17(a)に示すようにレーザ光を調整する。ピンホール板211を取り除き、集光レンズ46をセットする。このとき、レンズの位置を以下のようにして定めた。図17に示すように、X,Y,Z軸を取る。Y軸,Z軸については実施例5と同様にして最適化する。X軸方向については、レーザ光44がキャピラリアレイを透過した透過光
122の中心がピンホール板210におけるピンホール214の中心になるようにする
(図16(b))。
In the pinhole plate set in two places, the laser beam 43 passes through the pinholes 212 and 216, the laser beam 44 passes through the pinholes 213 and 217, and the two laser beams are parallel to each other in FIG. The laser beam is adjusted as shown in FIG. The pinhole plate 211 is removed, and the condenser lens 46 is set. At this time, the position of the lens was determined as follows. As shown in FIG. 17, the X, Y, and Z axes are taken. The Y axis and Z axis are optimized in the same manner as in the fifth embodiment. With respect to the X-axis direction, the center of the transmitted light 122 through which the laser light 44 has passed through the capillary array is set to be the center of the pinhole 214 in the pinhole plate 210 (FIG. 16B).

ピンホール板210をはずし、集光レンズ45をセットする。X,Y,Z軸について、実施例5と同様にしてレンズの位置を最適化する。以上の手順により、X、dX、および、Yを適当に設定したピンホールを用いることによって、キャピラリへの入射角度を任意に設定できる。   The pinhole plate 210 is removed and the condenser lens 45 is set. For the X, Y, and Z axes, the lens position is optimized in the same manner as in the fifth embodiment. With the above procedure, the incident angle to the capillary can be arbitrarily set by using a pinhole in which X, dX, and Y are appropriately set.

さらに実施例5と同様に、スリット138,139を取り付けた。スリット138上では図16(c)に示すような透過光122と反射光125のスポットが観測される。スリットは、入射レーザ光43を透過するように、かつ、透過光122と反射光125を遮るように設置する。また、スリット139は、入射レーザ光44を透過するように、かつ、透過光124と反射光126を遮るように設置する。   Further, as in Example 5, slits 138 and 139 were attached. On the slit 138, spots of transmitted light 122 and reflected light 125 as shown in FIG. 16C are observed. The slit is installed so as to transmit the incident laser beam 43 and to block the transmitted light 122 and the reflected light 125. The slit 139 is installed so as to transmit the incident laser light 44 and to block the transmitted light 124 and the reflected light 126.

本発明の実施例における照射・検出系及び主要部の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the irradiation / detection system and the principal part in the Example of this invention. 本発明における電気泳動装置の主要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the electrophoresis apparatus in this invention. (a)は本発明の他の実施例における電気泳動装置の主要部であり、(b)はキャピラリアレイの照射・検出部の上面図であり、(c)はレーザ本体出射口に取り付けたピンホール板の平面図である。(A) is the principal part of the electrophoresis apparatus in the other Example of this invention, (b) is a top view of the irradiation and detection part of a capillary array, (c) is the pin attached to the laser main body exit. It is a top view of a hall plate. (a)は本発明における蛍光検出系の模式図であり、(b)は検出系のキャピラリアレイ,レーザ光軸,回折格子及びCCDの回転角度を示す模式図である。(A) is a schematic diagram of the fluorescence detection system in the present invention, and (b) is a schematic diagram showing the rotation angle of the capillary array, laser optical axis, diffraction grating and CCD of the detection system. (a),(b)は本発明において用いられる1対のピンホール板の平面図である。(A), (b) is a top view of a pair of pinhole board used in this invention. (a)はピンホール板によるレーザ光軸調整方を示し、(b)はピンホール板と集光レンズの組み合わせによる光軸の変化を示し、(c)は2枚のピンホール板を2個の集光レンズに置き換えたときの光軸の変化を示す。(A) shows how to adjust the laser optical axis using a pinhole plate, (b) shows the change of the optical axis due to the combination of the pinhole plate and the condenser lens, and (c) shows two pinhole plates. The change of the optical axis when it replaces with the condensing lens of is shown. (a)と(b)はピンホール板の形状を示す平面図であり、(c)はピンホール板上での光強度を示し、(d)は(c)の破線上の光強度分布である。(A) And (b) is a top view which shows the shape of a pinhole board, (c) shows the light intensity on a pinhole board, (d) is light intensity distribution on the broken line of (c). is there. (a),(b)は1対のピンホール板を用いてレーザ光軸が同軸になるように調整する方法を示す。(A), (b) shows the method of adjusting so that a laser optical axis may become coaxial using a pair of pinhole board. (a),(b)は1つの集光レンズを用いたレーザ光軸の調整法を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the adjustment method of the laser optical axis using one condensing lens. (a)ないし(d)はレーザ光軸を非同軸に調整する方法を説明する図である。(A) thru | or (d) is a figure explaining the method to adjust a laser optical axis non-coaxially. (a),(b)はピンホール板の構造を示す平面図であり、(c)はピンホール板上の光強度分布を示す図である。(A), (b) is a top view which shows the structure of a pinhole board, (c) is a figure which shows the light intensity distribution on a pinhole board. (a)は回折格子の溝に平行な方向におけるCCD上の結像を示し、(b)はキャピラリアレイ上の入射光レーザの光強度分布を模式的に示す図である。(A) shows image formation on the CCD in a direction parallel to the grooves of the diffraction grating, and (b) schematically shows the light intensity distribution of the incident light laser on the capillary array. 他の実施例におけるレーザ光軸の調整法を示す。The adjustment method of the laser optical axis in another Example is shown. (a),(b)は他の実施例におけるピンホール板の平面構造を示す図であり、(c)はピンホール板の面上における光強度分布である。(A), (b) is a figure which shows the planar structure of the pinhole board in another Example, (c) is light intensity distribution on the surface of a pinhole board. (a),(b)は他の実施例におけるレーザ光軸の調整法を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the adjustment method of the laser optical axis in another Example. (a),(b)は他の実施例におけるピンホール板の平面構造を示す図であり、(c)はピンホール板の面上における光強度分布である。(A), (b) is a figure which shows the planar structure of the pinhole board in another Example, (c) is light intensity distribution on the surface of a pinhole board. (a),(b)は他の実施例におけるレーザ光軸の調整法を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the adjustment method of the laser optical axis in another Example. 本発明の実施例1における信号強度分布を示す。The signal intensity distribution in Example 1 of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

41…ハーフミラー、42…キャピラリアレイ、43,44…レーザ光、45,46…集光レンズ、50…ピンホール板。   41 ... Half mirror, 42 ... Capillary array, 43, 44 ... Laser light, 45, 46 ... Condensing lens, 50 ... Pinhole plate.

Claims (11)

平面上に並んだ複数のキャピラリからなるキャピラリアレイの一方あるいは両側の端のキャピラリにレーザ光を照射し、前記レーザ光が隣接するキャピラリに次々と伝搬し、キャピラリアレイを横断するキャピラリアレイ電気泳動装置であり、キャピラリにレーザ光を集光するレーザ集光手段とレーザ発振器の間で、キャピラリ面によるレーザの反射光とレーザ光の間に重なりがないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   Capillary array electrophoresis apparatus that irradiates one end or both ends of a capillary array composed of a plurality of capillaries arranged on a plane with laser light, propagates one after another to adjacent capillaries, and traverses the capillary array A capillary array electrophoresis apparatus characterized in that there is no overlap between the laser beam reflected by the capillary surface and the laser beam between the laser condensing means for condensing the laser beam on the capillary and the laser oscillator. 平面上に並んだ複数のキャピラリからなるキャピラリアレイの両側の端のキャピラリに、それぞれレーザ光を照射し、前記2つのレーザ光のそれぞれが隣接するキャピラリに次々と伝搬し、キャピラリアレイを横断するキャピラリアレイ電気泳動装置であり、前記入射レーザ光のいずれか一方あるいは両方が、前記キャピラリアレイが形成する平面に対して平行でないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   Capillaries that irradiate capillaries on both sides of a capillary array made up of a plurality of capillaries arranged on a plane, respectively, and each of the two laser beams propagate to adjacent capillaries one after another and traverse the capillary array 2. A capillary array electrophoresis apparatus, wherein one or both of the incident laser beams are not parallel to a plane formed by the capillary array. 平面上に並んだ複数のキャピラリからなるキャピラリアレイの両側の端のキャピラリに、それぞれレーザ光を照射し、前記2つのレーザ光のそれぞれが隣接するキャピラリに次々と伝搬し、キャピラリアレイを横断するキャピラリアレイ電気泳動装置であり、前記キャピラリアレイが形成する平面に対する前記2つの入射レーザ光の正射影が、お互いに平行でないことを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   Capillaries that irradiate capillaries on both sides of a capillary array made up of a plurality of capillaries arranged on a plane, respectively, and each of the two laser beams propagate to adjacent capillaries one after another and traverse the capillary array An array electrophoresis apparatus, wherein the orthogonal projections of the two incident laser beams with respect to a plane formed by the capillary array are not parallel to each other. 請求項3に記載のキャピラリアレイ電気泳動装置において、前記対向する2つのレーザ光の中心どうしがキャピラリアレイの中央付近で重なることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   4. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 3, wherein the centers of the two opposed laser beams overlap each other in the vicinity of the center of the capillary array. 請求項4に記載のキャピラリアレイ電気泳動装置であって、蛍光検出手段において回折格子が使用される電気泳動装置において、すべてのキャピラリに屈折率1.41 のある特定の液体を注入した場合に、前記対向する2つの入射レーザ光のそれぞれを励起光源とする前記液体からのある一つの特定のラマンバンドが回折格子によって分光された後の結像において、レーザ入射側のキャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置が、出射側のキャピラリからの前記ラマンバンドの結像位置に比べて短波長側であることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   5. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 4, wherein a specific liquid having a refractive index of 1.41 is injected into all capillaries in the electrophoresis apparatus in which a diffraction grating is used in the fluorescence detection means. In the imaging after a specific Raman band from the liquid using each of the two incident laser beams facing each other as an excitation light source is dispersed by a diffraction grating, the Raman band from the capillary on the laser incident side A capillary array electrophoresis apparatus characterized in that an imaging position is on a shorter wavelength side than an imaging position of the Raman band from a capillary on an emission side. 請求項1〜5に記載のキャピラリアレイ電気泳動装置において、前記対向する2つの入射レーザ光をキャピラリに集光するための2つの集光レンズを除去した場合に、前記対向する2つのレーザ光がほぼ平行であり、キャピラリ軸に対してほぼ垂直であることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   6. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein when the two condensing lenses for condensing the two incident laser beams facing each other are removed, the two laser beams facing each other are removed. A capillary array electrophoresis apparatus characterized by being substantially parallel and substantially perpendicular to a capillary axis. 請求項5に記載のキャピラリアレイ電気泳動装置において、前記レーザ集光レンズの位置の調節機能がついていることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   6. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 5, further comprising a function of adjusting the position of the laser condenser lens. 請求項5に記載の2つの互いにほぼ平行なレーザ光が通過するそれぞれの位置に、レーザ光の直径と同程度の大きさの穴を形成した2つの板の組からなる、レーザ光軸調整治具。   6. A laser optical axis adjustment treatment comprising a set of two plates each having a hole having a size approximately equal to the diameter of the laser beam at each position where the two substantially parallel laser beams according to claim 5 pass. Ingredients. 請求項1〜5のいずれかに記載のキャピラリアレイ電気泳動装置であって、蛍光検出手段において回折格子やプリズム等の波長分散手段を有し、前記波長分散手段による波長分散方向とキャピラリを通過するレーザ光軸とがほぼ垂直であることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   6. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein the fluorescence detecting means has wavelength dispersion means such as a diffraction grating or a prism, and passes through the capillary and the wavelength dispersion direction by the wavelength dispersion means. A capillary array electrophoresis apparatus characterized by being substantially perpendicular to a laser optical axis. 請求項1〜5のいずれかに記載のキャピラリアレイ電気泳動装置であって、蛍光検出手段においてCCD(Charge Coupled Device) カメラを使用し、CCDの画素格子が、キャピラリを通過するレーザ光軸とほぼ平行であることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。   6. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein a CCD (Charge Coupled Device) camera is used in the fluorescence detection means, and the CCD pixel lattice is substantially the same as the laser optical axis passing through the capillary. A capillary array electrophoresis apparatus characterized by being parallel. 請求項1〜5のいずれかに記載のキャピラリアレイ電気泳動装置であって、キャピラリを透過した光もしくはキャピラリからの反射光を主体に遮光するように設置された遮光板を有する電気泳動装置。
6. The capillary array electrophoresis apparatus according to claim 1, further comprising a light-shielding plate installed to shield mainly light transmitted through the capillary or light reflected from the capillary.
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