JP2006266921A - 分析試料調製用溶媒 - Google Patents
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Abstract
【課題】
試料溶液の濃縮を抑えて微量の試料でも注入できるようにする。
【解決手段】
水を基本として構成し、多価アルコール、糖類、親水性高分子より成る群から選ばれる少なくとも一つの成分を含むことを特徴とする分析試料用調製溶媒でもって、分析試料の調製を行う。
【選択図】 図９
試料溶液の濃縮を抑えて微量の試料でも注入できるようにする。
【解決手段】
水を基本として構成し、多価アルコール、糖類、親水性高分子より成る群から選ばれる少なくとも一つの成分を含むことを特徴とする分析試料用調製溶媒でもって、分析試料の調製を行う。
【選択図】 図９
Description
本発明は、医薬、生化学、食品及び化学工業等の分野における分析試料を、ハイスループット型の自動分析装置において分析する際に使用する試料調製用溶媒に関する。
特に、本発明は医薬、生化学の分野において、極微量のタンパクや核酸などの試料を、キャピラリー流路を備えた分析装置において分析する際に使用するための試料調整用溶媒に関する。
特に、本発明は医薬、生化学の分野において、極微量のタンパクや核酸などの試料を、キャピラリー流路を備えた分析装置において分析する際に使用するための試料調整用溶媒に関する。
溶液状態の試料を対象とする分析では、通常、試料成分を溶かすために水、または、無機あるいは有機物質を含む水溶液を試料調製用溶媒として利用する場合が多い。試料調整用溶媒に含まれる成分は、分析対象とする試料成分の構造や活性が、その分析に適した状態を保持する目的で添加されている。
一方、近年、主要な分析法は機械による自動化が進み、特にハイスループット型の自動分析装置として、内径100μm程度のキャピラリーチューブを用いた分析装置や、μ-TAS（micro total analysis system）あるいはラボオンチップと言われる、内径１００μｍ程度のキャピラリー流路が内部に形成された板状部材（以下、キャピラリープレートという）を用いた分析装置が使用されている。
例えば、核酸の分析において塩基配列決定法は代表的な分析法であるが、前記キャピラリーチューブあるいは、キャピラリープレートを構成要素に持つシークエンサーと呼ばれる装置により、自動化され、さらにはハイスループット化により大量処理されるようになってきた（特許文献１参照）。
前記ハイスループット型の自動分析装置においては、キャピラリーチューブあるいはキャピラリープレートが含まれる装置の一定空間内を、高温（電気泳動装置においては、５０℃あるいはそれ以上の温度）で、一定に保つ場合がある。この場合、試料溶液は微量を取り扱うため、気相に暴露された試料溶液からは、短時間で水分の蒸散が起こる。そのため、試料溶液は、その液量を一定以上に確保することにより蒸散による濃度変化等を低減する必要があるが、微量分析を特徴とするこれらの装置においては、その利点が失われてしまう。
さらには、ハイスループット型の自動分析装置においては、試料は通常多検体であり、９６、３８６又は１５３６ウェルを有するマイクロタイタープレート等の各ウェルに試料溶液が収容され、複数枚の該マイクロタイタープレートが装置内にセットされることになる。その結果、試料によっては装置内にセットしてから他の全試料の分析が終了するまでの間、長時間、装置内で待機させられる場合がある。その間、試料溶液から水分の蒸散が起こり、試料溶液が濃縮されるため、試料成分の濃度変動により分析精度が低下するばかりではなく、装置の故障にもつながる恐れがある。
その他、試料容器中での試料溶液の濃縮を防ぐために、特別な構造や器具を備えた分析装置も使用されている（特許文献2参照）。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、マイクロキャピラリー流路を備えた分析装置に供する分析試料の調製用溶媒であって、開放系の容器に収容された微量の試料溶液が、長時間放置されたり、あるいは、高温環境下におかれる場合であっても、特別な装置や器具を必要とすることなく、分析試料の濃縮を防ぐことを可能とする試料調整用溶媒を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、請求項１に係る発明は、キャピラリー流路を備えた分析装置に供する分析試料の調製用溶媒であって、多価アルコール、糖類及びその他親水性高分子からなる群より選ばれた少なくとも１の成分を含むこと分析試料調製用溶媒である。
すなわち、請求項１に係る発明は、キャピラリー流路を備えた分析装置に供する分析試料の調製用溶媒であって、多価アルコール、糖類及びその他親水性高分子からなる群より選ばれた少なくとも１の成分を含むこと分析試料調製用溶媒である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に係る発明において、１気圧における沸点が、１０１℃から３００℃の範囲内であることを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、分析試料調製用溶媒中に、多価アルコール、糖類及びその他親水性高分子からなる群より選ばれた少なくとも１の成分を含むため、試料溶液の沸点を高めることが可能であり、試料溶液の乾燥を防ぐことが可能である。
また、請求項１に係る発明によれば、試料溶液の比重が高まり、試料溶液を収容する容器中で、水又は水に近い比重をもつ液体を上層に、試料溶液を、上層した液体中に拡散させることなく下層に重層し、試料溶液の気相への暴露を防ぐことが可能である。
また、請求項１に係る発明によれば、試料溶液の比重が高まり、試料溶液を収容する容器中で、水又は水に近い比重をもつ液体を上層に、試料溶液を、上層した液体中に拡散させることなく下層に重層し、試料溶液の気相への暴露を防ぐことが可能である。
本発明の分析試料調製用溶媒は、キャピラリー流路を備えた分析装置の当該キャピラリー流路にて試料成分の分析を行う際に、分析試料の調製のために使用される。
キャピラリー流路を備えた分析装置としては、極微量成分の分離・分析を可能とする、引例1や特開平10-206384号明細書に記載されたような、内径１００μｍ程度のガラスキャピラリーカラムを分離流路として用いるキャピラリー電気泳動装置（以下、キャピラリー電気泳動装置という）や、MEMS（Micro Electro Mechanical System：微小電気的・機械的システム）キャピラリープレートを電気泳動部材として用いる電気泳動装置、その他、ガラスキャピラリーカラムやキャピラリープレートを用いたナノ液体クロマトグラフ、化合物又は化合物に含まれる物質の生物薬剤上の特性、環境上の特性、物理化学特性の分析装置が挙げられる。
その様な、キャピラリー流路の内径としては、１０ｎｍ〜１０００μｍで、好ましくは、５０μｍ〜１００μｍである。
該キャピラリー流路にて分析を行う分析試料としては、タンパク質、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）及び糖質などの生体分子、化学薬品、医薬品等が挙げられる。
キャピラリー流路を備えた分析装置としては、極微量成分の分離・分析を可能とする、引例1や特開平10-206384号明細書に記載されたような、内径１００μｍ程度のガラスキャピラリーカラムを分離流路として用いるキャピラリー電気泳動装置（以下、キャピラリー電気泳動装置という）や、MEMS（Micro Electro Mechanical System：微小電気的・機械的システム）キャピラリープレートを電気泳動部材として用いる電気泳動装置、その他、ガラスキャピラリーカラムやキャピラリープレートを用いたナノ液体クロマトグラフ、化合物又は化合物に含まれる物質の生物薬剤上の特性、環境上の特性、物理化学特性の分析装置が挙げられる。
その様な、キャピラリー流路の内径としては、１０ｎｍ〜１０００μｍで、好ましくは、５０μｍ〜１００μｍである。
該キャピラリー流路にて分析を行う分析試料としては、タンパク質、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）及び糖質などの生体分子、化学薬品、医薬品等が挙げられる。
本発明の試料調整用溶媒の第１の使用方法について、概念的に、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す１本のキャピラリーカラムを用いたキャピラリー電気泳動装置を例に説明する。まず図１（A）において、泳動媒体１が充填されたキャピラリーカラム２の一端を、分析試料が本発明の試料調製用溶媒によって調整された試料溶液３中に浸し、キャピラリーカラム２の他端部を泳動バッファ４中に浸す。その後、電気泳動用高圧電源５により電極６，７を介して、試料溶液３と泳動バッファ液４間に所定の電圧を印加し、試料溶液３中の試料を電気泳動的にキャピラリーカラム２の一端に移動させることでキャピラリーカラム２への試料の注入を行う。キャピラリーカラム２の一端に試料が注入された後、電圧印加をいったん止め、キャピラリーカラム２の試料注入側の端部を、図（Ｂ）に示す泳動バッファ８に移動し、浸す。その後、泳動バッファ４、８間に、高電圧を印加して試料成分の電気泳動を行い、キャピラリーカラムの他端側に設けられた図示しない光学的測定部により、測定光や励起光を照射して吸光度や蛍光を測定して試料の検出を行う。
図２に、キャピラリー電気泳動装置における、本発明の試料調製用溶媒の第２の使用方法を示す。図２は、図１におけるキャピラリーカラム２の試料注入側の端部を拡大した図である。試料溶液を収容するウェル１０中で、本発明の試料調製用溶媒で試料を調製した試料溶液３を下層に、水又は水に近い比重をもつ溶液２１を上層に重層する。キャピラリーカラム２へ試料注入の際には、キャピラリーカラム２の試料注入側の先端をウェル１０中の下層の試料溶液３中に浸す。その後、試料注入用の電圧を、電気泳動用高圧電源より電極６、７を介して試料溶液３と泳動バッファ４間に印加し、キャピラリーカラムへの試料の注入を行う。以降の電気泳動は、図１と同様に行う。
以上、キャピラリーカラムへの試料の注入は、電気的導入法により説明したが、試料注入法はこれに限定されず、吸引法、加圧法など密閉されていない容器に微量の試料溶液が収容されている場合においても、本発明の試料調製用溶媒を使用することで試料溶液の乾燥を防ぐことが可能である。
キャピラリーチューブの内径は、１０ｎｍ〜１０００μｍで、好ましくは、５０〜１００μｍである。試料溶液を収容するウェルは、収容可能な溶液が数１０ｎＬ〜数μＬとなるように設定するのが好ましい。
以上、キャピラリーカラムへの試料の注入は、電気的導入法により説明したが、試料注入法はこれに限定されず、吸引法、加圧法など密閉されていない容器に微量の試料溶液が収容されている場合においても、本発明の試料調製用溶媒を使用することで試料溶液の乾燥を防ぐことが可能である。
キャピラリーチューブの内径は、１０ｎｍ〜１０００μｍで、好ましくは、５０〜１００μｍである。試料溶液を収容するウェルは、収容可能な溶液が数１０ｎＬ〜数μＬとなるように設定するのが好ましい。
また、図１、図２の使用例においても、試料溶液３を収容するウェル１０は、９６、３８６ウェルを有するマイクロタイタープレート等を使用して、一度に複数の試料を収容することができる。さらには、複数枚の当該マイクロタイタープレートを装置内で保管する場合もあり、その場合には試料容器に収容された試料溶液は、試料によってはキャピラリーカラムに注入されるまでに長時間の待機を要する。この間、試料溶液から溶媒が蒸散し試料の濃縮が起こる可能性があるが、本発明の試料調製用溶媒を用いて試料を調製することによって、試料溶液の乾燥を防ぎ分析精度の向上が可能である。また、多数の試料溶液を分析装置に待機させることが可能となり、人手による分析装置への試料装填の回数を減らすことで、作業効率の向上を図ることができる。
次に、本発明の試料調製用溶媒を使用する、その他のキャピラリー流路を備えた分析装置として、MEMSキャピラリープレートを電気泳動部材として用いた装置における使用方法を図３を参照して説明する。
泳動部材は一対の板状部材331ａ、331ｂからなる。図３（Ａ）は板状部材331aの上面図、（Ｂ）は331bの上面図、（C）は泳動部材の断面図である。一方の基材331ｂの表面には半導体製造プロセスに用いられる写真製版技術、又は、マイクロマシニング技術等により、互いに交差する泳動用キャピラリー流路333、335が形成され、他方の基材331aには、その流路333、335の端に対応する位置に貫通穴がアノードリザーバ337a、カソードリザーバ337c、サンプルリザーバ337s、サンプルウエストリザーバ337wとして設けられている。試料の注入に先立って、例えば、シリンジを使った圧送により、いずれかのリザーバからキャピラリー流路333,335に泳動媒体を充填する。ついで、リザーバ内に充填された泳動媒体を除去し、短い方のキャピラリー流路333（サンプル注入流路）の一方の端に対応するサンプルリザーバ337sに試料溶液を注入し、他のリザーバ337w、337c、337ａに泳動バッファ溶液を注入する。その後、各リザーバ337s、337w、337a、337cに所定の電圧を印加して、試料を両キャピラリー流路の交差部339に導く。交差部339がサンプルで満たされた後、各リザーバに印加する電圧を切り換えて長い方のキャピラリー流路335に、交差部339のサンプルを注入する。
キャピラリー流路の幅は、１０ｎｍ〜１０００μｍ、好ましくは、５０μｍ〜１００μｍである。各リザーバの容積は、収容可能な溶液が数１０ｎＬ〜数μＬになるように設定することが好ましい。
泳動部材は一対の板状部材331ａ、331ｂからなる。図３（Ａ）は板状部材331aの上面図、（Ｂ）は331bの上面図、（C）は泳動部材の断面図である。一方の基材331ｂの表面には半導体製造プロセスに用いられる写真製版技術、又は、マイクロマシニング技術等により、互いに交差する泳動用キャピラリー流路333、335が形成され、他方の基材331aには、その流路333、335の端に対応する位置に貫通穴がアノードリザーバ337a、カソードリザーバ337c、サンプルリザーバ337s、サンプルウエストリザーバ337wとして設けられている。試料の注入に先立って、例えば、シリンジを使った圧送により、いずれかのリザーバからキャピラリー流路333,335に泳動媒体を充填する。ついで、リザーバ内に充填された泳動媒体を除去し、短い方のキャピラリー流路333（サンプル注入流路）の一方の端に対応するサンプルリザーバ337sに試料溶液を注入し、他のリザーバ337w、337c、337ａに泳動バッファ溶液を注入する。その後、各リザーバ337s、337w、337a、337cに所定の電圧を印加して、試料を両キャピラリー流路の交差部339に導く。交差部339がサンプルで満たされた後、各リザーバに印加する電圧を切り換えて長い方のキャピラリー流路335に、交差部339のサンプルを注入する。
キャピラリー流路の幅は、１０ｎｍ〜１０００μｍ、好ましくは、５０μｍ〜１００μｍである。各リザーバの容積は、収容可能な溶液が数１０ｎＬ〜数μＬになるように設定することが好ましい。
キャピラリープレートを電気泳動部材として用いた電気泳動装置における、本発明の試料調製用溶媒の第２の使用方法としては、キャピラリー流路に泳動媒体を充填し、各リザーバに充填された泳動媒体を洗浄後、サンプルリザーバ337sに予め水を投入しておき、その後、本発明の試料調製用溶媒で試料を調整した試料溶液をサンプルリザーバの底部に投入し、試料溶液を下層に、水を上層に重層させてもよい。
次に本発明の試料調製用溶媒について説明を行う。
分析試料を調製するための本発明の試料調整用溶媒は、水を基本として構成され、多価アルコール、糖類、及びその他親水性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１以上の成分を含む。
多価アルコールとしては、２価アルコール、３価アルコール、例えば、エチレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコール、マンニトール等が挙げられる。
多価アルコールは、水と容易に混和し、水に対して高い比重を持つ。また、多価アルコールの沸点は、エチレングリコールの沸点が１９８℃、グリセリンの沸点が２９０℃等と高く、また昇華性も低いため、水分の蒸散を抑え、試料液の乾燥を防止することができる。従来から、ホルムアミドが、古典的なスラブゲル電気泳動と同様、マイクロキャピラリーチューブあるいはキャピラリープレートを用いた電気泳動のための試料調製用溶媒に添加されているが、多価アルコールと比較して反応性が高く、化学的には不安定である。また、ホルムアミドの蒸気を吸引することによる肝機能障害の報告もある等、生体や環境に対する影響が大きい。一方、多価アルコールはタンパク質や核酸等生体分子の試料成分に対する影響も少なく、試料の保存性においても優れた特性を持つほか、分解産物を生じにくく、分析試料の泳動分離に影響を与えにくい。更に、環境への影響についても生分解性が良好であるため最小限に止めることができ、生態に対する毒性も低い。
添加成分として多価アルコールのみを添加する場合は、試料調製溶媒中において、好ましくは、５〜８０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは２０〜６０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは３５〜５５（ｗ／ｖ）％含有する。
分析試料を調製するための本発明の試料調整用溶媒は、水を基本として構成され、多価アルコール、糖類、及びその他親水性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１以上の成分を含む。
多価アルコールとしては、２価アルコール、３価アルコール、例えば、エチレングリコール、グリセロール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコール、マンニトール等が挙げられる。
多価アルコールは、水と容易に混和し、水に対して高い比重を持つ。また、多価アルコールの沸点は、エチレングリコールの沸点が１９８℃、グリセリンの沸点が２９０℃等と高く、また昇華性も低いため、水分の蒸散を抑え、試料液の乾燥を防止することができる。従来から、ホルムアミドが、古典的なスラブゲル電気泳動と同様、マイクロキャピラリーチューブあるいはキャピラリープレートを用いた電気泳動のための試料調製用溶媒に添加されているが、多価アルコールと比較して反応性が高く、化学的には不安定である。また、ホルムアミドの蒸気を吸引することによる肝機能障害の報告もある等、生体や環境に対する影響が大きい。一方、多価アルコールはタンパク質や核酸等生体分子の試料成分に対する影響も少なく、試料の保存性においても優れた特性を持つほか、分解産物を生じにくく、分析試料の泳動分離に影響を与えにくい。更に、環境への影響についても生分解性が良好であるため最小限に止めることができ、生態に対する毒性も低い。
添加成分として多価アルコールのみを添加する場合は、試料調製溶媒中において、好ましくは、５〜８０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは２０〜６０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは３５〜５５（ｗ／ｖ）％含有する。
糖類としては、単糖類とこれが複数個縮合した少糖類、多糖類を含む。具体的には、単糖としては、グルコース、マンノース、ガラクトース、グルコサミン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。少糖類としては、ラクトース、スクロース、トレハロース、及びこれらの誘導体等が挙げられる。多糖類としては、デキストラン、セルロース、チキン、キトサン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
糖類は、多価アルコール同様、水と容易に混和し、溶媒の沸点を高めることが可能である。
添加成分として糖類のみを添加する場合は、試料調製用溶媒中において、好ましくは５〜８０（ｗ／ｖ）、更に好ましくは、２０〜６０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは３５〜５５（ｗ／ｖ）％含有する。
糖類は、多価アルコール同様、水と容易に混和し、溶媒の沸点を高めることが可能である。
添加成分として糖類のみを添加する場合は、試料調製用溶媒中において、好ましくは５〜８０（ｗ／ｖ）、更に好ましくは、２０〜６０（ｗ／ｖ）％、更に好ましくは３５〜５５（ｗ／ｖ）％含有する。
その他の親水性高分子としては、ポリシラン、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
試料調製用溶媒に添加する成分としては、多価アルコール、糖類、その他の親水性高分子よりなる群から選ばれる複数の成分とすることも可能である。
試料調製用溶媒に添加する成分としては、多価アルコール、糖類、その他の親水性高分子よりなる群から選ばれる複数の成分とすることも可能である。
また、本発明の試料調整用溶媒は、多価アルコール、糖類及びその他の親水性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも１以上の成分を含み、好ましくは、１気圧における沸点が、１０１〜３００℃、更に好ましくは１２０〜２５０℃であることを特徴とする。
１気圧における沸点を１０１℃〜３００℃とすることで、マイクロリットルオーダーの試料溶液を試料容器に投入し、高温環境下に放置、あるいは、長時間放置におかれる場合であっても試料溶液の濃縮を防ぐことができる。
１気圧における沸点を１０１℃〜３００℃とすることで、マイクロリットルオーダーの試料溶液を試料容器に投入し、高温環境下に放置、あるいは、長時間放置におかれる場合であっても試料溶液の濃縮を防ぐことができる。
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
［実施例１］
本実施例においては、DNA試料を本発明の試料調整用溶媒を用いて調製し、キャピラリープレートを構成要素に持つ電気泳動装置においてサンガー反応を利用した電気泳動分析を行った。
図４に、本実施例で使用した電気泳動部材を示す。図４において、（A）はキャピラリープレートからなる電気泳動部材におけるキャピラリー流路の平面図、（B）はカソード端におけるサンプルリザーバ部分の拡大平面図、（C）はカソード端部の斜視図、（D）はカソード端の断面図を示す。
電気泳動部材は一対の板材４１０ａ、４１０ｂが接合されたものである。一方の板材４１０ａには、キャピラリー流路からなる分離流路４１２が複数本、例えば３８４本形成されており、互いに交差しないように配列されている。
各分離流路４１２の一端は、基板表面に開口したそれぞれのサンプルリザーバ（以下、小容量リザーバ、という）に接続され、基板表面には全ての小容量リザーバ４１４ａを含む大きさの大容量リザーバ４１６ａが壁４８で囲まれて形成されている。各分離流路４１２の他端（アノード端）は基板表面に形成された共通のリザーバ４１６ｂに接続されるように開口している。
各分離流路４１２の一端は、基板表面に開口したそれぞれのサンプルリザーバ（以下、小容量リザーバ、という）に接続され、基板表面には全ての小容量リザーバ４１４ａを含む大きさの大容量リザーバ４１６ａが壁４８で囲まれて形成されている。各分離流路４１２の他端（アノード端）は基板表面に形成された共通のリザーバ４１６ｂに接続されるように開口している。
分離流路の幅は１０ｎｍ〜１０００μｍであり、好ましくは５０〜１３０μｍであり、深さは１０ｎｍ〜１０００μｍ、好ましくは２０μｍ〜６０μｍである。他方の板材４１０ｂには、分離流路４１２の両端に対する位置に貫通穴が形成されている。一端側の貫通穴は小容量リザーバ４１４ａであり、小容量リザーバ４１４ａのサイズは直径が１０μｍ〜３ｍｍ、好ましくは５０μｍ〜２ｍｍであり、数１０ｎＬ〜数μＬの試料を注入するのに適した大きさに設定されている。両板材４１０ａと４１０ｂは、分離流路４１２が内側になるように張り合わされて、一体の基材となっている。
板材４１０ａへの分離流４１２の形成はリソグラフィーとエッチング（ウェットエッチング又はドライウェッティング）により形成することができる。板材４１０ｂへの貫通穴の形成はサンドブラストやレーザードリルなどの方法により形成することができる。
小容量リザーバ４１４ａは大容量リザーバ４１６ａによって領域全体を覆われており、その斜視図を示す（Ｃ）のように全ての小容量リザーバ４１４ａは大容量リザーバ４１６ａ内に設けられ、リザーバ４１６ａとつながっている。他端側のリザーバ４１６ｂも全ての分離流路４１２の他端側の開口が配置されている領域を覆っており、全ての分離流路４１２の他端側の開口はリザーバ４１６ｂとつながっている。
基板を構成する板材４１０ａ、４１０ｂの材質としては、石英ガラスやホウ酸系ガラス、樹脂などを用いることができ、泳動分離された成分を光学的に検出する場合には透明な材質を選択する。光以外の検出手段を使用する場合は、板材４１０ａ、４１０ｂの材質は透明なものに限定されるものではない。
基板を構成する板材４１０ａ、４１０ｂの材質としては、石英ガラスやホウ酸系ガラス、樹脂などを用いることができ、泳動分離された成分を光学的に検出する場合には透明な材質を選択する。光以外の検出手段を使用する場合は、板材４１０ａ、４１０ｂの材質は透明なものに限定されるものではない。
小容量リザーバ４１４ａの内壁を親水性、大容量リザーバ４１６ａの底面又は底面から内壁面にかけて疎水性としてもよい。
そのような親水性と疎水性の表面処理としては、種々の方法を挙げることができる。例えば、板材としてガラス板を使用した場合には、酸で処理することにより親水性を持たせることができ、樹脂コーティング、フッ素樹脂加工、シランカップリング剤処理などにより疎水性を持たせることができる。
図５に他のキャピラリープレートにおけるカソード側の断面図を示す。小容量リザーバ４１４ａは板材４１０ｂの表面側に凹部として形成され、その底部で分離流路４１２とつながっている。複数の小容量リザーバ４１４ａが大容量４１６ｂに覆われて、大容量リザーバ４１６ｂの底面上に形成されている。
図６は更に他のキャピラリープレートにおけるカソード側の断面図を示す。小容量リザーバ４１４ａは分離流路４１２と同程度の大きさの開口として形成されている。
図６は更に他のキャピラリープレートにおけるカソード側の断面図を示す。小容量リザーバ４１４ａは分離流路４１２と同程度の大きさの開口として形成されている。
これら図５又は図６に示されるキャピラリープレートにおいても、小容量リザーバ４１４ａと、大容量リザーバ４１６ａの底面のうち小容量リザーバ４１４ａの開口部の狭い範囲の周辺部が親水性、その外側が疎水性となるように表面処理を施してもよい。これにより、注入された試料溶液は親水性処理が施された部分に保持されることになり、その親水性領域が小容量リザーバとなる。その親水性領域の大記載は、保持される試料量が数１０ｎＬ〜数μＬとなるのに適した大きさに設定される。
次に、図４に示したキャピラリープレートにおける試料注入動作を図７を参照して説明する。
（１） キャピラリープレートを５０℃の恒温状態に保つ。
（２） カソード側の大容量リザーバ４１６ａに純水、例えばＭｉｌｌｉ−Ｑ水を満たし、アノード側からシリンジで加圧して全ての分離流路４１２に泳動媒体を充填する。
（３） 分離流路４１２から小容量リザーバ４１４ａに流出した泳動媒体は、大容量リザーバ４１６ａの純水中に拡散するので、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内の水及び泳動媒体を吸引ノズルによって吸引し、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内を洗浄する。
（１） キャピラリープレートを５０℃の恒温状態に保つ。
（２） カソード側の大容量リザーバ４１６ａに純水、例えばＭｉｌｌｉ−Ｑ水を満たし、アノード側からシリンジで加圧して全ての分離流路４１２に泳動媒体を充填する。
（３） 分離流路４１２から小容量リザーバ４１４ａに流出した泳動媒体は、大容量リザーバ４１６ａの純水中に拡散するので、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内の水及び泳動媒体を吸引ノズルによって吸引し、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内を洗浄する。
（４） リザーバ４１４ａ、４１６ａ内を洗浄後、カソード側リザーバ４１６ａとアノード側リザーバ４１６ｂに泳動バッファ溶液を満たし、両リザーバ４１４ａ、４１６ｂ間に電圧を印加してプレセパレーションを行い、ゲル中の夾雑物イオンをアノード電極又はカソード電極に移動させる。印加電圧は、例えば１２５Ｖ/ｃｍで、印加時間は５分間である。
（５） カソード側リザーバ４１６ａの泳動バッファ溶液を吸引し、リザーバ４１６ａ内を洗浄した後、リザーバ４１６ａ内を純水、例えばＭｉｌｌｉ−Ｑ水で満たす。
（６） その後、純水で満たされたリザーバの各小容量リザーバ４１４ａに順次又は複数個を単位としてピペッタ４６によって試料溶液４９を滴下する。試料溶液滴下は、ピペッタ４６の先端を小容量リザーバ４１４ａの近くまで、例えば上部から約０．５ｍｍ離れた位置まで降下させて行う。このときも、キャピラリープレートは５０℃の恒温状態が維持されている。
（５） カソード側リザーバ４１６ａの泳動バッファ溶液を吸引し、リザーバ４１６ａ内を洗浄した後、リザーバ４１６ａ内を純水、例えばＭｉｌｌｉ−Ｑ水で満たす。
（６） その後、純水で満たされたリザーバの各小容量リザーバ４１４ａに順次又は複数個を単位としてピペッタ４６によって試料溶液４９を滴下する。試料溶液滴下は、ピペッタ４６の先端を小容量リザーバ４１４ａの近くまで、例えば上部から約０．５ｍｍ離れた位置まで降下させて行う。このときも、キャピラリープレートは５０℃の恒温状態が維持されている。
（７） 各小容量リザーバ４１４ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に泳動電圧を印加して流路４１２への試料注入を行う。試料注入のための印加電圧は、例えば５０Ｖ/ｃｍで、印加時間は４０秒間である。
（８） リザーバ４１６ａの純水とともに小容量４１４ａ内に残った試料も吸引して洗浄した後、リザーバ４１４ａ、４１６ｂを泳動バッファで満たす。
（８） リザーバ４１６ａの純水とともに小容量４１４ａ内に残った試料も吸引して洗浄した後、リザーバ４１４ａ、４１６ｂを泳動バッファで満たす。
（９） リザーバ４１４ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に泳動電圧を印加して試料の電気泳動分離と信号検出を行う。泳動分離のための印加電圧は、７０〜３００Ｖ／ｃｍが適当であり、例えば１２５Ｖ／ｃｍである。
電極はリザーバ４１６ａ、４１６ｂにそれぞれ予め設けておいてもよく、別途挿入するようにしてもよい。また、試料注入側では、リザーバ４１４ａごとに電極を設けておいてもよく、別途挿入するようにしてもよい。
電極はリザーバ４１６ａ、４１６ｂにそれぞれ予め設けておいてもよく、別途挿入するようにしてもよい。また、試料注入側では、リザーバ４１４ａごとに電極を設けておいてもよく、別途挿入するようにしてもよい。
測定条件は次の通りである。
DNA試料はサイクルシークエンシング用試薬キットBigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit v3.1（アプライドバイオシステムズ社製）により作成した。鋳型ＤＮＡはpUC18 プラスミドＤＮＡ（東洋紡社製）、プライマーは（キアゲン受託合成品）を使用した。反応容量は２．５μＬとした。その他条件はキット取扱説明に従い、エタノール沈殿処理の後、乾燥固化した標品を得た。
シークエンサー用試料調製用溶媒としては、次の３種類の溶媒を用意した。
（イ）５０％（w/v）エチレングリコール、0.4mM Tris-HCl (pH8.0)及び0.04 mM EDTAの各成分を含む水溶液。
（ロ）６０％(w/v)ホルムアミド、0.4mM Tris-HCl (pH8.0)、0.04 mM EDTAの各成分を含む水溶液。
（ハ）精製水（比較用試料調製用溶媒）。
（イ）５０％（w/v）エチレングリコール、0.4mM Tris-HCl (pH8.0)及び0.04 mM EDTAの各成分を含む水溶液。
（ロ）６０％(w/v)ホルムアミド、0.4mM Tris-HCl (pH8.0)、0.04 mM EDTAの各成分を含む水溶液。
（ハ）精製水（比較用試料調製用溶媒）。
上記DNA試料の乾燥標品を前述の（イ）から（ハ）の３種の試料調製用溶媒５μＬを用いて溶解させ、シークエンサーに供する試料溶液を調製した。各試料液２．３μLを、上述のように図４に示すシークエンサーのBioMEMSキャピラリープレート上に形成された小容量リザーバ４１４ａへ機械的に制御されたピペッター４６で注入した。
図８に泳動結果を示す。各シークエンシングデータはpUC18 plasmid DNAの４種の蛍光シグナルのうち、Ｇについての蛍光シグナルを示す。図中グラフの縦軸は蛍光強度を示す。また、横軸は検出時間を示し、グラフ左側が分析開始点である。（Ａ）は調製に溶媒（イ）を用いた試料の電気泳動データ、（Ｂ）は調製に溶媒（イ）を用いた試料の電気泳動データ、及び（Ｃ）は調製に溶媒（ハ）である精製水を用いた試料の電気泳動データである。（Ａ）及び（Ｂ）では正常なシークエンシングデータが得られたが、（Ｃ）の水で調製されたの試料液ではシグナルが観察されなかった。これはピペッターチップから水中への試料溶液の吐出の際に試料溶液の比重が水とほぼ同じであるため、泳動媒体にDNA試料が移行する前にリザーバ４１６ａ内の液中に拡散したためと考えられる。（Ａ）及び（Ｂ）は同等の結果が得られたが、エチレングリコールとホルムアミドは水より比重が高く、両者はほぼ同等の比重を持つためである。
[実施例２]
[実施例２]
本実施例においては、本発明の試料調整用溶媒の乾燥に対する耐性に関する比較を行った。
本実施例で使用した電気泳動部材は実施例１と同様であるが、キャピラリープレートは泳動開始まで室温に保たれている。試料注入動作は、実施例１の（２）から（４）までは同様で（５）以降は次の通りである。
（５）カソード側リザーバ４１６ａのバッファ溶液を吸引し、リザーバ４１６ａ内を洗浄した後、リザーバ４１４ａにピペッタ４６によって試料溶液４９を５μＬ滴下する。
（６）リザーバ４１４ａの上面を開放したまま２４時間放置後、各小容量リザーバ４１ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に電圧を印加して流路４１２への試料注入を行う。試料注入のための印加電圧は、例えば５０Ｖ／ｃｍで、印加時間は４０秒間である。
（７）小容量リザーバ４１４ａ内に残った試料を吸引して洗浄した後、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内をバッファ溶液で満たす。
（８）リザーバ４１６ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に泳動電圧を印加して試料の電気泳動分離と信号検出を行う。
（５）カソード側リザーバ４１６ａのバッファ溶液を吸引し、リザーバ４１６ａ内を洗浄した後、リザーバ４１４ａにピペッタ４６によって試料溶液４９を５μＬ滴下する。
（６）リザーバ４１４ａの上面を開放したまま２４時間放置後、各小容量リザーバ４１ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に電圧を印加して流路４１２への試料注入を行う。試料注入のための印加電圧は、例えば５０Ｖ／ｃｍで、印加時間は４０秒間である。
（７）小容量リザーバ４１４ａ内に残った試料を吸引して洗浄した後、リザーバ４１４ａ、４１６ａ内をバッファ溶液で満たす。
（８）リザーバ４１６ａにカソード電極を挿入し、アノード電極との間に泳動電圧を印加して試料の電気泳動分離と信号検出を行う。
ＤＮＡ試料調製条件とシークエンサー用試料調製用溶媒は実施例１と同じ条件で調製した。
泳動結果を図９に示す。各シークエンシングデータはpUC18 plasmid DNAの４種の蛍光シグナルのうち、Ｇについての蛍光シグナルを示す。図中グラフの縦軸は蛍光強度を示す。また、横軸は検出時間を示し、グラフ右側が長鎖側シグナルである。（A）は室温放置前の溶媒（イ）によって調製した試料の電気泳動データである。（B）は24時間室温放置後の溶媒（イ）によって調製した試料の電気泳動データである。（C）は室温放置前の溶媒（ロ）によって調製した試料の電気泳動データである。（D）は24時間室温放置後の溶媒（ロ）によって調製した試料の電気泳動データである。（イ）のエチレングリコールを含む試料調製用溶媒で調製された試料および（ロ）のホルムアミドを含む試料調製用溶媒で調製された試料では蛍光標識された反応産物が検出されたことを示すシグナルが確認できたが、溶媒（ハ）である水で調製されたの試料液マイクロプレートのウェル内で完全に枯渇したため、分析不能となった。一方、試料調製用溶媒（イ）と（ロ）の結果を比較すると、（D）に示す試料調製用溶媒（ロ）のデータにおいて300塩基付近にホルムアミド分解産物と考えられるベースラインの盛り上がりが観察された。この現象は、コンピューターで行うシークエンシングデータの解読において塩基配列の誤読を生じる恐れがある。試料調製用溶媒（イ）によって調製した場合は、試料調製用溶媒（ロ）で調製した場合に比べて、分析に影響を与えることなく、長時間の室温放置に耐え得ることが確認できた。エチレングリコールは多価アルコールの一種であるが化学的性質が類似している、グリセロール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコール、マンニトール等の他の多価アルコールも同様の性質を保有するものと考えられる。
４６ ピペッタ−
４８ 壁
４１４ａ、４１４ｂ 板材
４１２ 分離流路
４８ 壁
４１４ａ、４１４ｂ 板材
４１２ 分離流路
Claims (2)
- キャピラリー流路を備えた分析装置に供する分析試料の調製用溶媒であって、多価アルコール、糖類及びその他親水性高分子からなる群より選ばれた少なくとも１の成分を含む分析試料調製用溶媒。
- １気圧における沸点が、１０１℃〜３００℃である、請求項１に記載の分析試料調製用溶媒。
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