JP2007171214A - 電気泳動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、キャピラリの間の空間に、屈折率が空気より大きく、水の屈折率より大きくない液体又は固体を介在させて、検出光がキャピラリによって散乱する量を減少させたことを特徴とする。
これにより、照射光がキャピラリを通過する際の屈折・反射を調整し複数のキャピラリを透過することによる光損失を低減して、試料に照射される光強度の低減を防止する。
【選択図】図1
Description
本実施例にかかるマルチキャピラリ電気泳動装置の全体構成を図2に示す。
本実施例にかかるマルチキャピラリ電気泳動装置は、検査試料を分離するための分離媒体を含むキャピラリからなるマルチキャピラリアレイ1と、マルチキャピラリアレイの負電極2と試料導入部11−3とを浸すバッファー液3を保持する第1バッファー容器11−4と、バルブ6を有するゲルブロック4と、ゲルブロック4とアース電極7とを浸すバッファー液12を保持する第2バッファー容器11−7と、キャピラリアレイ内に泳動媒体であるゲルを注入するためのシリンジ10と、試料に依存する情報を取得するための検出部11−8と、コヒーレント光であるレーザ光9を光照射部8に照射する光源11−1と、試料が生じる蛍光を取得する測定部(図示しない)と、キャピラリアレイの温度を調節する恒温槽11と、分離媒体に電圧を印加する高圧電源11−2から構成される。
反射率:R=[(n1−n2)/(n1+n2)]2
n1sinθ1=n2sinθ2
入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度は一定に保つ必要がある。この角度がキャピラリアレイごとにばらつくと、レーザ光のセルへの入射角がばらつき、その結果、セル中のレーザ光路がばらつくためである。例えば、セルのレーザ入射面が石英であり、キャピラリを満たす媒体が屈折率1.29 の液体であるとき、セルのレーザ入射面が4mradばらつく場合には、セルへの入射点からレーザが20mm伝搬した地点におけるレーザ光路の変位は20μmとなる。キャピラリ軸方向にレーザが変位すると、上下2方向照射される2つのレーザ光が同軸ではなくなり、レーザ光径が実効的に大きくなる。その結果、DNA検出の分離能(隣接するDNAバンドの識別能)が低下する等の性能低下につながる。また、キャピラリ軸と垂直方向(以下、「Z軸方向」という)にレーザ光が変位すると、キャピラリ内径内へのレーザ光照射量が減少し、信号強度が減少する。このような性能低下を避けるため、入射レーザ光とセルのレーザ入射面の角度を一定に保つ必要がある。
実施例3では、光伝達媒質として、屈折率1.29 のフッ素化ポリマであるデュポン社製Teflon AF 2400(以下、「Fポリマ」)、又は屈折率1.32 のフッ素化ポリマであるデュポン社製Teflon AF 1600(以下「F′ポリマ」という)を利用していることを一つの特徴とする。尚、“Teflon”はデュポン社の登録商標である。図8に、実施例3の検出部付近の側面図(8a)と正面図(8b)を示す。光照射部8以外の構成は実施例1と同様である。
(1)温度安定性が高い(High temperature stability)
(2)科学的耐性に秀でている(Excellent chemical resistance)
(3)表面エネルギーが低い(Low surface energy)
(4)水吸収が低い(Low water absorption)
(5)透明で光伝達率が高い(transparent high transmission)
(6)屈折率が低い(very low refractive index)
(7)ガス浸透性が高い(High gas permeability)
図9aに、実施例4のレーザ照射部付近の側面図を示す。
本実施例では、図9aに示すように、充填したFポリマ60の表面形状を、その断面形状がキャピラリ16と同心の円状になるように成型した。その他の構造は実施例3と同様である。ここで、蛍光集光レンズ31のF値が1.8 であるとする。Fポリマ60の表面が平面である場合(図9b)には、空気とFポリマ60の界面65において信号光が屈折するため、図示するとおりキャピラリ断面において±12°の範囲の信号光しか蛍光集光レンズ31に到達しない。一方、Fポリマ60の表面形状がキャピラリ16と同心円状である場合には、キャピラリ断面において±15.5° の範囲の信号光が蛍光集光レンズに到達する。また、キャピラリ中の検査試料から生じた蛍光が石英管とFポリマ60の境界面、及びFポリマ60と外気(空気)との境界面を通過する際、蛍光はこれら境界面に対して垂直に入射する。従って、蛍光は屈折しないため、収差による問題が生じない。このように、充填したFポリマ60の表面形状を、その断面形状がキャピラリの同心円の一部となるように成型することにより、測定部34−3(CCD34)が検出する蛍光の強度を増加することができ、分離能が向上する。
図10に、実施例5の検出部付近の側面図を示す。本実施例では、キャピラリ間であってレーザ光が通過する空間を満たす液体は、キャピラリアレイのセル構造に包含されておらず、キャピラリアレイ電気泳動装置本体側に具備された液体を包含するセル構造に保持されている。この場合、装置のセル内にキャピラリをディップし、キャピラリアレイを固定する。その他、特に記載のない事項については、実施例1と同様である。
実施例6は、複数キャピラリの両側からレーザ光を照射する電気泳動装置において、透過したレーザ光を直線偏光とする偏光素子,透過したレーザ光の偏光方向を回転させる偏光回転素子を適切に配置することにより、レーザ光がレーザ発振機に戻りレーザ発振を不安定にするという問題を回避・低減するものである。
実施例6においては、キャピラリにより反射した戻り光を抑制できないという問題があった。実施例7は、複数キャピラリの両側からレーザ光を照射する電気泳動装置において、キャピラリへのレーザ入射角度をキャピラリと垂直にしないことで、キャピラリにより反射したレーザ光がレーザ発振機に戻りレーザ発振を不安定にするという問題を回避・低減するものである。
実施例8にかかる発明は、キャピラリ周囲の充填媒質の形状を所定の曲面に形成することで、キャピラリから生じる蛍光が充填媒質境界面を通過する際に発散することを回避するものである。
本実施例は実施例4と同時に実施することもできる。
実施例9は、キャピラリ周囲の充填媒質を被覆する容器の外型を所定の曲面に形成することで、キャピラリから生じる蛍光が容器表面を通過する際に発散することを回避するものである。
実施例10にかかる発明は、一方が平面で他方が曲面の部材であるシリンドリカルレンズを、表面形状が平面であるマルチキャピラリアレイに備え付けることで、実施例9におけるセル蓋の表面凸形状の機能を、装置に装着されたシリンドリカルレンズ202が担うものである。
図19に、実施例11のレーザ照射部付近の正面図(19a)と正面図におけるA−A′断面(19b)を示す。本実施例では、1本のキャピラリ中からの試料から生じる蛍光を透過する検出窓を有する背景光遮蔽部材が、光照射部は石英製のアレイ台15上に並列配置されたキャピラリの上方に配置されている。その他の構造は実施例1と同様である。
Claims (3)
- 試料を分離するための分離媒体が充填され、前記試料を導入するための導入部と、照射光が照射される光照射部とを有する複数のキャピラリを有し、空気の屈折率より大きく水の屈折率より小さい屈折率を有する物質を前記光照射部の周囲に保持できる密封容器を備えたマルチキャピラリアレイと、
該密封容器を着脱できるマルチキャピラリアレイ取付部と、
前記導入部と前記光照射部とを含む通電路に電圧を印加する電圧印加機構と、
並列配置された複数の前記光照射部を連続して貫く照射光を照射する光照射機構と、
前記試料が発する光を検出する検出機構とを有する電気泳動装置であって、
前記密封容器が、複数の前記光照射部の整列配置された基準平面に略並行な第1平面と、該第1平面に略垂直な第2平面を含み、
前記マルチキャピラリアレイ取付部が、前記第1平面と接触する第1取付基準面と、前記第2平面と接触する第2取付基準面を含む電気泳動装置。 - 請求項1記載の電気泳動装置であって、
前記基準平面と前記第1平面が同一平面上にある電気泳動装置。 - 請求項1記載の電気泳動装置であって、
前記第2平面を前記照射光が透過する電気泳動装置。
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