JP2007187587A - Electrophoretic device, and plate for electrophoresis - Google Patents

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JP2007187587A JP2006006763A JP2006006763A JP2007187587A JP 2007187587 A JP2007187587 A JP 2007187587A JP 2006006763 A JP2006006763 A JP 2006006763A JP 2006006763 A JP2006006763 A JP 2006006763A JP 2007187587 A JP2007187587 A JP 2007187587A
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Yoshinori Amano
良則 天野
Kazuyoshi Mori
一芳 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, lightweight, and inexpensive electrophoretic device, enabling setting of a different temperature for each of a plurality of flow paths formed on a plate, dispensing with complicated preparation work, and providing an accurate result in a short period of time. <P>SOLUTION: A flow path temperature adjustment part 45 with a heating/cooling device 33 having a voltage application means 30 built therein is disposed on an upper part of a tray 22 for thereon mounting the plate 10. The adjustment part 45 is provided with blowoff opening parts 46 as many as the flow paths 110 in order to blow a temperature-controlled air flow from the adjustment part 45 into each of the plurality of flow paths for electrophoresis on the plate 10. An inner wall of each blowoff openings 46 is provided with a heater 48 for heating air cooled in the adjustment part 45 to a desired temperature to temperature-control the respective flow paths on the plate 10 on different temperature settings. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、DNAやタンパクその他の生体サンプルを緩衝剤中で電気泳動させる電気泳動装置、及び該電気泳動装置に用いる電気泳動用プレートに関し、特に、電気泳動条件等が異なる複数の生体サンプルを同時に電気泳動させることが可能な電気泳動装置、及び電気泳動用プレートに関する。   The present invention relates to an electrophoresis apparatus for electrophoresis of DNA, protein and other biological samples in a buffer, and an electrophoresis plate used for the electrophoresis apparatus. The present invention relates to an electrophoresis apparatus capable of electrophoresis and an electrophoresis plate.

一般的な生体サンプルを考えた場合、大きくはDNAとタンパクが存在している。そして、近年、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝子の関与がかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。DNAに関して、現在SNPs(single nucleotide polymorphismの略で「1塩基多型」と一般に訳されており、遺伝子における1暗号(1塩基)の違いの総称である。)が注目されている。その理由としては、SNPsの分類により、多くの疾患に対する罹患率や各個人の薬剤に対する効果や感受性を予測でき、さらには、地球上に親子兄弟といえども全く同じSNPsを持つ人間は絶対に存在しないことから個人の完全な特定ができると考えられているからである。   When a general biological sample is considered, DNA and protein exist largely. In recent years, with the rapid development of molecular biology, the involvement of genes in various diseases has been understood fairly accurately, and attention has been focused on medical treatments targeting genes. Regarding DNA, SNPs (abbreviation of single nucleotide polymorphism, which is generally translated as “single nucleotide polymorphism” and is a general term for a difference of one code (one base) in a gene) has been attracting attention. The reason for this is that the classification of SNPs can predict the prevalence of many diseases and the effects and susceptibility of each individual to drugs, and there are absolutely no humans on the planet who have the same SNPs, even if they are parents and siblings. This is because it is considered that the individual can be completely identified from not doing so.

現在SNPsを調べる方法としては、DNAの塩基配列を端から直接読んでいくシーケンシング(塩基配列の決定)が最も一般的に用いられている。そして、前記シーケンシングを行う方法としては、いくつかの報告があるが、もっとも一般的に行われているのは、ジデオキシ法(Sanger法)である。なお、シーケンシングは、このSanger法を含め何れの方法においても、分離能の高い変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動か、キャピラリー電気泳動によって1塩基長の長さの違いを分離・識別する技術が基になって成り立っている。   Currently, as a method for examining SNPs, sequencing (determination of base sequence) in which the base sequence of DNA is directly read from the end is most commonly used. There are several reports on the sequencing method, but the most common method is the dideoxy method (Sanger method). Sequencing is based on a technique that separates and identifies the difference in length of one base length by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis with high resolution or capillary electrophoresis in any method including the Sanger method. This is true.

また他の方法として、アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動法がある。
アフィニティリガンドキャピラリー電気泳動は、分子間親和力、とくに生態系における特異的親和力(酵素と基質、抗原と抗体の親和力等)を利用して分離に特異性を持たせるものであり、具体的には、キャピラリー管中の泳動溶液に、塩基配列を特異的に認識するアフィニティリガンドを添加しておき、試料を電気泳動させると、試料混合物中で相互作用する分子種だけが移動速度に変化を生じることに着目して分析を行うものである(例えば、特許文献1参照)。
Another method is affinity ligand capillary electrophoresis.
Affinity ligand capillary electrophoresis uses intermolecular affinity, particularly specific affinity in the ecosystem (enzyme and substrate, antigen and antibody affinity, etc.) to give specificity to separation. Specifically, When an affinity ligand that specifically recognizes the base sequence is added to the electrophoresis solution in the capillary tube and the sample is electrophoresed, only the molecular species that interact in the sample mixture will change in the moving speed. The analysis is performed with attention (for example, see Patent Document 1).

一方、タンパク質は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与している。現在では、タンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて、複数の機能を有することが明らかになってきている。   On the other hand, proteins exist in cells, tissues, and biological fluids, regulate biological activities, supply energy to cells, synthesize important substances, maintain biological structures, and communicate between cells and intracellular information. Involved in transmission. Currently, it has become clear that proteins have multiple functions depending on the various environments, the presence of other interacting proteins, and the degree and type of modification that the protein has undergone.

タンパク質は、20種類のアミノ酸が遺伝子の指示(配列情報)により順番につながることでつくられており、その種類は数千万種と言われるが、その遺伝子の配列がわかれば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかの情報を得ることができる。生物の遺伝子(ゲノム)から作られるタンパク質の一そろいのセットは、プロテオームと呼ばれるが、ヒトゲノムの塩基配列解読が終わった今、プロテオームの解析が盛んに進められている。   Proteins are made by connecting 20 types of amino acids in order according to gene instructions (sequence information), and the types are said to be tens of millions. If you know the sequence of the gene, what amino acid is what? You can get information on whether they are connected in order. A complete set of proteins made from the genes (genomes) of organisms is called a proteome, and now the analysis of the proteome has been actively promoted after the nucleotide sequence of the human genome has been deciphered.

そして、このようなタンパク質の機能解析研究としては、同定やキャラクタリゼーションのみならず、生化学アッセイやタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワーク、または、細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。このタンパク質機能の研究には、多方面の技術が使用され、酵素アッセイ、酵母Two−Hybridアッセイ、クロマトグラフィーによる精製、情報ツールとデータベース等があるが、特に、電気泳動によるたんぱく質の判別は重要な手法である。そして、電気泳動のように、キャピラリー管中のサンプル、分析物、緩衝剤、及び試薬等の液体を移動させた際に得られる輸送反応を検出して、該サンプルの分析、判別、判定等を行う場合の前記液体の輸送及び方向付けに関しては、さまざまな報告がある(例えば、特許文献2〜特許文献5)。   Such functional analysis of proteins requires not only identification and characterization, but also biochemical assays, protein-protein interaction studies, protein networks, and intracellular and extracellular signaling elucidation. In this protein function research, various techniques are used and there are enzyme assay, yeast two-hybrid assay, chromatographic purification, information tool and database, etc. Especially, protein discrimination by electrophoresis is important. It is a technique. Then, as in electrophoresis, the transport reaction obtained when moving liquids such as samples, analytes, buffers, and reagents in capillary tubes is detected, and analysis, discrimination, determination, etc. of the samples are performed. There are various reports regarding the transportation and orientation of the liquid when it is performed (for example, Patent Documents 2 to 5).

更に近年では、前述したようなキャピラリー電気泳動装置以外として、例えば特許文献6に開示されているような、生体サンプル判別プレートを用いる電気泳動装置も報告されている。   In recent years, in addition to the capillary electrophoresis apparatus as described above, an electrophoresis apparatus using a biological sample discriminating plate as disclosed in, for example, Patent Document 6 has also been reported.

図12は、特許文献6に示す従来の電気泳動装置の構成を示す図であり、該電気泳動装置400では、樹脂製の生体サンプル判別プレート10(以下、単に「プレート」と称す。)として、微細な流路が形成されたものを用いる。そして判別を行う際には、前記プレート10の流路内にDNAサンプルと分離用DNAコンジュートとを注入したプレート10を、トレイ422上に搭載し、高速回転モータ421によりプレート10を高速回転させて流路の一部に分離用DNAコンジュゲートを充填した後、加圧部424により流路の所定位置を加圧するとともに、前記高速回転モータ421により再度高速回転させて、前記流路中の充填された分離用DNAコンジュゲートに対してDNAサンプルを定量添加する。そして、モータ451によって上下移動される昇降ステージ450により、前記プレート10を上昇させ、嵌合ピン434で光学検出部440に対してプレート10を位置決めする共に、クランパ436によってプレート10を固定保持させ、該プレート10の全流路を覆う大きさを持つヒータ433及びセンサ455によって流路が所定温度になるよう制御すると共に、プレート10の流路の所定位置に電圧印加手段432a,bを挿入させる。この状態で、該分離用DNAコンジュゲートに対して前記電圧印加手段432a,432bにより所定の電位勾配をかけて、該分離用DNAコンジュゲート中でDNAサンプルを電気泳動させながら、同時に低速回転モータ431でプレート10を回転させながら、且つ光学検出部440によりプレート10の流路中を電気泳動するサンプルに付与した蛍光物質に対してレーザやLEDなどで光を照射して、該蛍光物質が発光する蛍光の強度分布を検出する。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a conventional electrophoresis apparatus disclosed in Patent Document 6. In the electrophoresis apparatus 400, a resin-made biological sample discrimination plate 10 (hereinafter simply referred to as “plate”) is used. The one in which a fine channel is formed is used. When the determination is made, the plate 10 in which the DNA sample and the DNA conjugate for separation are injected into the flow path of the plate 10 is mounted on the tray 422, and the plate 10 is rotated at high speed by the high-speed rotation motor 421. Then, after filling a part of the flow path with the separation DNA conjugate, a predetermined position of the flow path is pressurized by the pressurizing unit 424 and rotated at a high speed again by the high-speed rotation motor 421 to fill the flow path. A DNA sample is quantitatively added to the separated DNA conjugate. Then, the plate 10 is lifted by the lifting stage 450 moved up and down by the motor 451, the plate 10 is positioned with respect to the optical detection unit 440 by the fitting pin 434, and the plate 10 is fixedly held by the clamper 436. The heater 433 having a size covering all the flow paths of the plate 10 and the sensor 455 are controlled so that the flow path becomes a predetermined temperature, and the voltage applying means 432a and 432b are inserted at predetermined positions of the flow path of the plate 10. In this state, a predetermined potential gradient is applied to the separation DNA conjugate by the voltage application means 432a and 432b, and a DNA sample is electrophoresed in the separation DNA conjugate, and at the same time, the low-speed motor 431 is rotated. While the plate 10 is rotated, the fluorescent material applied to the sample to be electrophoresed in the flow path of the plate 10 by the optical detection unit 440 is irradiated with light by a laser or LED, and the fluorescent material emits light. The fluorescence intensity distribution is detected.

従って、従来の電気泳動装置400によれば、ユーザーがプレート10にDNAサンプルと分離用DNAコンジュゲートとを注入して該装置400にセットすれば、該装置400側で、すべての処理、すなわち該DNAサンプルおよび分離用DNAコンジュゲートのプレート10の流路への充填処理、DNAサンプルの電気泳動処理、及び光学検出処理が自動的に行なわれるため、煩雑な準備作業を行うことなく、短時間で正確な検出結果を得ることができる。
特開平7−311198号公報 特表2000−513813号公報 特表2001−523341号公報 特表2000−514928号公報 特開2003−28883号公報 国際公開第2005/064339号パンフレット
Therefore, according to the conventional electrophoresis apparatus 400, if a user injects a DNA sample and a separation DNA conjugate into the plate 10 and sets the plate 10 in the apparatus 400, the apparatus 400 side performs all processing, Since the filling process of the DNA sample and the DNA conjugate for separation into the flow path of the plate 10, the electrophoresis process of the DNA sample, and the optical detection process are automatically performed, a complicated preparation work is not performed in a short time. Accurate detection results can be obtained.
JP 7-311198 A Special Table 2000-513813 JP-T-2001-523341 JP 2000-514928 gazette JP 2003-28883 A International Publication No. 2005/064339 Pamphlet

しかしながら、前述した図12に示す従来の電気泳動装置400では、前記プレート10の全流路を覆う大きさを持つヒータ433を、該プレート10に当接して流路を加熱あるいは冷却する構成を有し、前記プレート上のすべての流路に対して同じ温度で加熱したり冷却したりするものであるため、プレート10に複数の流路が形成されている場合に、個々の流路毎に異なる温度に設定して温度制御を行うことができなかった。従って、従来の装置400では、電気泳動条件やSNPsの分離条件等が異なったサンプルを、同時に同じプレート10上で分析等する際に対応できない、という不都合があった。   However, the above-described conventional electrophoresis apparatus 400 shown in FIG. 12 has a configuration in which a heater 433 having a size covering the entire flow path of the plate 10 is in contact with the plate 10 to heat or cool the flow path. However, since all the channels on the plate are heated or cooled at the same temperature, when a plurality of channels are formed on the plate 10, the channel 10 is different for each channel. The temperature could not be controlled by setting the temperature. Therefore, the conventional apparatus 400 has a disadvantage in that it cannot cope with samples or the like having different electrophoresis conditions or SNPs separation conditions on the same plate 10 at the same time.

本発明は、前記従来の問題を解決するためになされたものであり、プレート上に形成された複数の流路ごとに異なった温度設定を行なうことができる、取り扱いが容易で、且つ小型で軽量、安価な、電気泳動用プレートを用いた電気泳動装置、及び電気泳動用プレートを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can be set at different temperatures for each of a plurality of flow paths formed on a plate, is easy to handle, is small and lightweight. It is an object of the present invention to provide an inexpensive electrophoresis apparatus using an electrophoresis plate and an electrophoresis plate.

前記問題を解決するために、本発明の電気泳動装置は、流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置において、前記流路が複数形成されたプレートと、前記プレートを搭載するためのトレイと、前記プレートの流路内の緩衝剤に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記プレートに形成された複数の流路の各々に、温度制御された空気流を吹き出す複数個の吹き出し開口部を有し、該各吹き出し開口部から吹き出す空気流を該各流路に吹き付けて、前記複数の流路の各々を各所定温度に調節する流路温度調節部と、を備えるものである。
これにより、プレート上に形成された複数の流路毎に異なった温度で制御することが可能となるため、当該装置で前記生体サンプルの判別を行えば、一つのプレートで、電気泳動条件やSNPsの分離条件等が異なる複数のサンプルを、同時に電気泳動させて、正確な検出結果を短時間で得ることができる。
In order to solve the above problems, the electrophoresis apparatus of the present invention is a electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffering agent filled in a flow path, and the sample is electrophoresed by voltage application. Each of a plurality of plates formed on the plate, a tray for mounting the plate, a voltage applying means for applying a voltage to a buffer in the flow path of the plate, and a plurality of flow paths formed on the plate A plurality of blowing openings for blowing out the temperature-controlled air flow, and blowing the air flow blown out from each of the blowing openings to each of the flow paths, so that each of the plurality of flow paths has a predetermined temperature. And a flow path temperature adjusting unit to be adjusted.
This makes it possible to control at different temperatures for each of a plurality of flow paths formed on the plate. Therefore, if the biological sample is discriminated by the apparatus, the electrophoresis conditions and SNPs can be obtained with one plate. A plurality of samples having different separation conditions and the like can be electrophoresed simultaneously, and an accurate detection result can be obtained in a short time.

また、本発明の電気泳動装置は、前記流路温度調節部の前記複数個の吹き出し開口部の各々に、前記空気流を各所定温度に加熱するヒータ手段を備えるものである。
これにより、各流路毎に所定温度に制御された空気流を吹き付けることができるため、複数の流路毎に異なった温度で制御することを実現できる。また、前記ヒータを開口部に設けることで、当該装置を小型且つシンプルにすることを実現できる。
Moreover, the electrophoresis apparatus of this invention is provided with the heater means which heats the said air flow to each predetermined temperature in each of the said several blowing opening part of the said flow-path temperature control part.
Thereby, since the air flow controlled by predetermined temperature for every flow path can be sprayed, it can implement | achieve control by different temperature for every some flow path. Further, by providing the heater in the opening, it is possible to realize a small and simple apparatus.

さらに、本発明の電気泳動装置は、前記流路温度調節部は、少なくとも一つの冷却手段と、該冷却手段によって冷却される共通室とを有し、前記共通室で所定温度に冷却された空気流を、前記複数個の吹き出し開口部の各々に設けられた前記ヒータ手段で前記各所定温度に加熱し、該各所定温度に温度制御された空気流を、前記プレートの各流路に吹きつけるものである。
これにより、温度制御のための機構を簡単な構成で実現できるため、当該電気泳動装置をより小型且つ軽量で、安価にすることができる。
Furthermore, in the electrophoresis apparatus of the present invention, the flow path temperature adjusting unit includes at least one cooling unit and a common chamber cooled by the cooling unit, and the air cooled to a predetermined temperature in the common chamber. The flow is heated to the respective predetermined temperatures by the heater means provided in each of the plurality of blow-off openings, and the air flow temperature-controlled at the predetermined temperatures is blown to the respective flow paths of the plates. Is.
Thereby, since the mechanism for temperature control can be realized with a simple configuration, the electrophoresis apparatus can be made smaller, lighter and less expensive.

さらに、本発明の電気泳動装置は、前記流路に対して光を照射する光照射手段と、該光の照射により前記試料から生じる蛍光を検出する蛍光検出手段とを有し、前記流路中を電気泳動する前記試料の光学検出を行なう光学検出部と、前記電圧印加手段を、前記プレートに形成された流路に対して接触させる、または離間させる電圧印加接触・離間手段と、をさらに備え、前記電圧印加接触・離間手段によって、前記電圧印加手段を前記流路に対して接触させて、前記試料を電圧印加により電気泳動させた後、該電圧印加接触・離間手段によって、前記電圧印加手段を前記流路から離間させ、前記光学検出部により光学検出を行うものである。
これにより、前記電圧印加手段と前記プレートとを一体的に駆動する必要がなくなるため、当該装置を小型且つシンプルな構成にすることができる。
Furthermore, the electrophoresis apparatus of the present invention has a light irradiation means for irradiating light to the flow path, and a fluorescence detection means for detecting fluorescence generated from the sample by the light irradiation, An optical detection unit that optically detects the sample that is electrophoresed, and a voltage application contact / separation unit that brings the voltage application unit into contact with or away from the flow path formed in the plate. The voltage application contact / separation means brings the voltage application means into contact with the flow path, and the sample is electrophoresed by voltage application, and then the voltage application contact / separation means causes the voltage application means. Is separated from the flow path, and optical detection is performed by the optical detection unit.
Thereby, since it is not necessary to drive the voltage application means and the plate integrally, the apparatus can be made small and simple.

さらに、本発明の電気泳動装置は、前記電圧印加手段は、前記トレイの上に配置された前記流路温度調節部の内部に配置されており、該流路温度調節部の前記吹き出し開口部を介して、前記プレートの流路内の緩衝剤に電圧を印加するものである。
これにより、当該装置において、前記電極印加手段を流路温度調節部と一体的に構成することができるため、当該装置全体を小型化することができる。
Furthermore, in the electrophoretic device of the present invention, the voltage applying means is disposed inside the flow path temperature adjusting unit disposed on the tray, and the blowing opening of the flow path temperature adjusting unit A voltage is applied to the buffer in the flow path of the plate.
Thereby, in the said apparatus, since the said electrode application means can be comprised integrally with a flow-path temperature control part, the said whole apparatus can be reduced in size.

さらに、本発明の電気泳動装置は、前記複数個の吹き出し開口部は、前記プレートの各流路をほぼ覆う面積を持つものである。
これにより、前記前記プレートに形成された各流路ごとに、所定温度に制御した空気流を確実に吹き付けて、温度制御することが可能となる。
Furthermore, in the electrophoresis apparatus of the present invention, the plurality of blowing openings have an area that substantially covers each flow path of the plate.
This makes it possible to control the temperature by reliably blowing an air flow controlled to a predetermined temperature for each flow path formed in the plate.

さらに、本発明の電気泳動装置は、前記吹き出し開口部の出口形状は、前記吹き出し開口部から吹き出す空気が、前記プレートの中心から外側へ向かう方向に流れるように、斜めにカットされているものである。
これにより、一つの吹き出し開口部から吹き出した空気流が隣接流路へ流れることがほとんどなく、他の流路の温度制御に影響を及ぼすことを低減することができる。
Further, in the electrophoresis apparatus of the present invention, the outlet shape of the blowing opening is cut obliquely so that the air blown out from the blowing opening flows in the direction from the center of the plate to the outside. is there.
Thereby, the airflow blown out from one blowout opening hardly flows to the adjacent flow path, and it is possible to reduce the influence on the temperature control of other flow paths.

また、本発明の電気泳動用プレートは、流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置に用いられる、前記流路が複数個形成された電気泳動用プレートにおいて、該電気泳動用プレートの前記形成された隣接する流路の間に、スリットが設けられているものである。
これにより、前記プレートに形成されたすべての流路において、該流路間の熱伝導が起こりにくくなるため、流路ごとの温度制御を確実に行うことができる。
In addition, the electrophoresis plate of the present invention includes a plurality of the flow paths used in an electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffer filled in the flow path and the sample is electrophoresed by applying a voltage. In the prepared electrophoresis plate, a slit is provided between the formed adjacent flow paths of the electrophoresis plate.
Thereby, in all the flow paths formed in the plate, heat conduction between the flow paths hardly occurs, so that temperature control for each flow path can be reliably performed.

さらに、本発明の電気泳動用プレートは、前記流路間に設けられた前記スリットに、断熱材が嵌め込まれているものである。
これにより、前記プレートの強度を確保しながら、該プレートに形成されたすべての流路において、該流路ごとの温度制御を確実に行うことができる。
Further, in the electrophoresis plate of the present invention, a heat insulating material is fitted in the slit provided between the flow paths.
Thereby, temperature control for every flow path can be reliably performed in all flow paths formed in the plate while ensuring the strength of the plate.

さらに、本発明の電気泳動用プレートは、前記断熱材は、前記電気泳動用プレートを構成する材料より断熱効果の高い材料で構成されているものである。
これにより、流路間の熱伝導が起こりにくくなり、該流路ごとの温度制御を確実に行うことができる。
Further, in the electrophoresis plate of the present invention, the heat insulating material is made of a material having a higher heat insulating effect than a material constituting the electrophoresis plate.
As a result, heat conduction between the flow paths hardly occurs, and temperature control for each flow path can be reliably performed.

また、本発明の電気泳動用プレートは、流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置に用いられる、前記流路が複数個形成された電気泳動用プレートにおいて、該電気泳動用プレートの前記形成された隣接する流路の間に、該プレートの厚みを増やした領域が設けられているものである。
これにより、前記プレートの強度を確保しながら、該プレートに形成されたすべての流路において、該流路間の熱伝導を起こりにくくして、該流路ごとの温度制御を確実に行うことができる。
In addition, the electrophoresis plate of the present invention includes a plurality of the flow paths used in an electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffer filled in the flow path and the sample is electrophoresed by applying a voltage. In the prepared electrophoresis plate, a region where the thickness of the plate is increased is provided between the formed adjacent flow paths of the electrophoresis plate.
Thereby, while ensuring the strength of the plate, in all the flow paths formed in the plate, heat conduction between the flow paths is less likely to occur, and temperature control for each flow path can be reliably performed. it can.

本発明の電気泳動装置によれば、充填された緩衝剤中に定量添加された試料を電気泳動させるための流路が複数形成されたプレート上の、該複数の流路に対して、個々の流路毎に温度制御された空気流を吹き出す流路温度調節部を備えるようにしたので、前記プレートの各流路ごとに異なる温度調節を行うことが可能となるため、各流路において、電気泳動させるDNAサンプルに応じた電気泳動時の温度設定ができ、この結果、一つのプレートで、分離条件の異なる複数のサンプルの判定を正確且つ短時間で行なうことができる。   According to the electrophoresis apparatus of the present invention, each of the plurality of flow paths on the plate on which a plurality of flow paths for electrophoresis of the sample quantitatively added in the filled buffer are formed is provided for each of the plurality of flow paths. Since a flow path temperature adjusting unit that blows out a temperature-controlled air flow for each flow path is provided, it is possible to perform different temperature adjustments for each flow path of the plate. The temperature at the time of electrophoresis can be set according to the DNA sample to be migrated. As a result, a plurality of samples having different separation conditions can be determined accurately and in a short time with one plate.

また、本発明の電気泳動装置によれば、前記流路温度調節部を前記プレートを搭載するトレイ上に配置し、前記プレートの各流路に充填された緩衝剤に電圧印加するための電圧印加手段を前記流路温度調節部の内部に配置し、さらに、該電圧印加手段を前記プレートに対して接触させる、または離間させる電圧印加接触・離間手段を備えるようにしたので、当該電気泳装置の構成をより小型化することができる。   According to the electrophoresis apparatus of the present invention, the flow path temperature adjusting unit is disposed on the tray on which the plate is mounted, and voltage application for applying a voltage to the buffering agent filled in each flow path of the plate is performed. Since the means is disposed inside the flow path temperature adjusting unit, and the voltage application means is further provided with voltage application contact / separation means for bringing the voltage application means into contact with or separating from the plate, The configuration can be further downsized.

本発明の電気泳動用プレートによれば、該プレート上に形成された隣接する流路間に、隣接流路間での熱伝導による影響を妨げるための、該プレートを貫通するスリットを設けるようにしたので、各流路の正確な温度制御性能を得ることが可能となり、この結果、信頼性の高い電気泳動及びSNP分離及び光検出結果を得ることができる。   According to the electrophoresis plate of the present invention, a slit penetrating the plate is provided between adjacent flow paths formed on the plate to prevent the influence of heat conduction between the adjacent flow paths. Therefore, it is possible to obtain accurate temperature control performance of each flow path, and as a result, it is possible to obtain highly reliable electrophoresis and SNP separation and light detection results.

(実施の形態1)
以下、本実施の形態1における電気泳動装置100について説明する。
本発明は、生体サンプルを緩衝剤中で移動させて、生物学的、酵素的、免疫学的、及び化学的アッセイを行う電気泳動装置において、電気泳動条件やSNPsの分離条件等が異なる複数の生体サンプルの判別を同時に行うことを実現するものである。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the electrophoresis apparatus 100 according to the first embodiment will be described.
The present invention relates to an electrophoretic apparatus for performing biological, enzymatic, immunological, and chemical assays by moving a biological sample in a buffer, and a plurality of electrophoretic conditions and separation conditions for SNPs are different. It is possible to simultaneously determine the biological sample.

なお、本実施の形態1では、説明を具体的にするために、前記生体サンプルがDNAサンプルで、前記緩衝剤が分離用DNAコンジュゲート及びDNA結合制御剤を含むもの(以下、単に「分離用DNAコンジュゲート」と称す。)であるとし、本電気泳動装置100が、流路中に充填させた分離用DNAコンジュゲート中に、定量された前記DNAサンプルを添加して電気泳動させ、該流路中の蛍光強度あるいは吸光度を検出して、該DNAサンプルのSNPs(一塩基多型)の有無を判別するものとする。   In the first embodiment, for the sake of concrete explanation, the biological sample is a DNA sample, and the buffering agent contains a separation DNA conjugate and a DNA binding control agent (hereinafter simply referred to as “separation”). The electrophoresis apparatus 100 adds the quantified DNA sample to the separation DNA conjugate packed in the flow path, causes the electrophoresis, and the flow is performed. The presence or absence of SNPs (single nucleotide polymorphisms) in the DNA sample is determined by detecting the fluorescence intensity or absorbance in the path.

まず、図1、図2を用いて、本実施の形態にかかる電気泳動装置100の構成について説明する。図1は、本実施の形態にかかる電気泳動装置100の構成図である。   First, the configuration of the electrophoresis apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a configuration diagram of an electrophoresis apparatus 100 according to the present embodiment.

本実施の形態にかかる電気泳動装置100は、分離用DNAコンジュートが充填され、該充填された分離用DNAコンジュゲート中にDNAサンプルが定量及び添加される流路110が形成されたプレート10を搭載するトレイ22と、該トレイ22と共にプレート10を回転駆動させるトレイ駆動手段20と、該流路110中の前記分離用DNAコンジュゲートに電圧を印加する電圧印加手段30と、前記電圧印加により移動する分離用DNAコンジュゲート中のDNAサンプルの移動状態を検出するために、前記プレート10に光を照射し、該DNAサンプルの蛍光強度あるいは吸光度を対物レンズ106により検出する光学検出部40とを備える。   The electrophoresis apparatus 100 according to this embodiment includes a plate 10 in which a separation DNA conjugate is filled, and a flow path 110 is formed in which the DNA sample is quantified and added to the filled separation DNA conjugate. The tray 22 to be mounted, the tray driving means 20 for rotating the plate 10 together with the tray 22, the voltage applying means 30 for applying a voltage to the separation DNA conjugate in the flow path 110, and the movement by the voltage application In order to detect the movement state of the DNA sample in the separating DNA conjugate, an optical detection unit 40 that irradiates the plate 10 with light and detects the fluorescence intensity or absorbance of the DNA sample with the objective lens 106 is provided. .

そして、前記トレイ22上には、前記プレート10の各流路110を個別に温度制御可能な流路温度調節部45が設けられ、この流路温度調節部45には、プレート10側に突き出した形状を有する吹き出し開口部46が、前記電気泳動するための流路110aと同じ数だけ配設されている。   On the tray 22, a flow path temperature adjustment unit 45 capable of individually controlling the temperature of each flow path 110 of the plate 10 is provided. The flow path temperature adjustment unit 45 protrudes toward the plate 10 side. The same number of blowing openings 46 having a shape as the number of flow paths 110a for electrophoresis are provided.

このように、前記トレイ22上に流路温度調節部45を設けることで、例えば図4(a)に示されるような、同心円状に複数個の流路110が形成されたプレート10の、該各流路110の特に電気泳動用流路110aを含んだ領域(図4のa部)に対して、周囲温度に対して加熱あるいは冷却した空気流を個別に吹きつけて、前記電気泳動用の流路110a毎に温度制御することが可能となる。   Thus, by providing the flow path temperature adjusting unit 45 on the tray 22, the plate 10 having a plurality of concentric flow paths 110 as shown in FIG. An air flow heated or cooled with respect to the ambient temperature is individually blown to the region including the electrophoresis channel 110a (part a in FIG. 4) of each channel 110, and the electrophoresis It becomes possible to control the temperature for each flow path 110a.

以下、図2、図5及び図6を用いて、流路温度調節部45の構成について詳細に説明する。図2は、本実施の形態1における流路温度調節部45の構成を示す図であり、図6は、流路温度調節部45の吹き出し開口部46の形状の例を示す断面図である。また、図5は、該吹き出し開口部46から吹きだされる温度調節された空気流の流れ方向を示す図である。   Hereinafter, the configuration of the flow path temperature adjusting unit 45 will be described in detail with reference to FIGS. 2, 5, and 6. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the flow channel temperature adjusting unit 45 in the first embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the shape of the blowout opening 46 of the flow channel temperature adjusting unit 45. FIG. 5 is a diagram showing the flow direction of the temperature-adjusted air flow blown out from the blowing opening 46.

前記流路温度調節部45は、図1及び図2に示すように、周囲の温度より低温になるよう温度制御がなされる共通室39と、前記流路温度調節部45から前記プレート10の各流路110上に吹きつける前記複数個の吹き出し開口部46とからなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the flow path temperature adjusting unit 45 includes a common chamber 39 in which the temperature is controlled to be lower than the ambient temperature, and each of the plates 10 from the flow path temperature adjusting unit 45. The plurality of blowout openings 46 sprayed onto the flow path 110.

前記共通室39には、加熱、及び冷却の両方の温度制御が可能なベルチェ素子等を用いた加熱冷却デバイス33と、該加熱冷却デバイス33により局所的に温度制御された空気を攪拌するファン34とが設けら、前記各吹き出し開口部46には、その内壁に、前記共通室39にて冷却された空気を、各開口部46毎にその温度より高い各所定温度に温度制御するヒータ48と、該開口部46より吹き出す空気の温度をモニタするためのサーミスタ49とが設けられている。   The common chamber 39 includes a heating / cooling device 33 that uses a Beltier element or the like capable of controlling both heating and cooling, and a fan 34 that agitates air whose temperature is locally controlled by the heating / cooling device 33. And a heater 48 for controlling the temperature of the air cooled in the common chamber 39 to a predetermined temperature higher than the temperature of each opening 46. A thermistor 49 for monitoring the temperature of the air blown from the opening 46 is provided.

また、前記各吹き出し開口部46の形状は、一つの吹き出し開口部46から吹き出される温度制御された空気流が、前記プレート10上の一つの流路110のみに吹き付けられるように、前記プレート10の形状、あるいは該プレート10に形成された流路の形状や配置に応じたものとする。   In addition, the shape of each blowing opening 46 is such that the temperature-controlled air flow blown from one blowing opening 46 is blown only to one flow path 110 on the plate 10. Or the shape and arrangement of the flow paths formed in the plate 10.

例えば、本実施の形態1では、プレート10上に、同心円状に複数個の流路の各流路110が、同心円状となる位置に、かつ相互に隣接して形成されているため、図5に示すように、該空気が吹き付けられた領域から、該空気が、プレート10の外縁部へ逃げていくような構成とする必要がある。   For example, in the first embodiment, the flow paths 110 of a plurality of flow paths are concentrically formed on the plate 10 at positions that are concentric and adjacent to each other. As shown in FIG. 2, it is necessary to adopt a configuration in which the air escapes from the area where the air is blown to the outer edge of the plate 10.

よって、本実施の形態1の前記各吹き出し開口部46の形状は、前記プレート10に形成された1つの流路110をほぼ覆う面積をもつようにすると共に、該開口部46の出口形状を、図6(a)に示されるように、プレート中心側(図中のx側)から、プレート外縁側(図中のy側)へ、斜めにカットした形状としたり、あるいは、図6(b)に示すように、プレート中心側(図中のx側)からプレート外縁側(図中のy側)へ、斜めにカットするとともに、前記プレート10への吹き出し空気の吹き付け角度βが90度以下となるように、該プレート中心側(図中のx側)に空気の流れを変化させる弁を形成したりするようにする。   Therefore, the shape of each blowing opening 46 in the first embodiment has an area that substantially covers one flow path 110 formed in the plate 10, and the outlet shape of the opening 46 is As shown in FIG. 6 (a), the plate is cut obliquely from the plate center side (x side in the figure) to the plate outer edge side (y side in the figure), or FIG. 6 (b). As shown in FIG. 4, the plate is cut obliquely from the plate center side (x side in the figure) to the outer edge side of the plate (y side in the figure), and the blowing angle β of the blown air to the plate 10 is 90 degrees or less. Thus, a valve for changing the air flow is formed on the center side of the plate (x side in the figure).

このようにすれば、前記流路温度調節部45の共通室39で、ある一定温度に冷却された空気を、前記各吹き出し開口部46毎に、該開口部46の内壁に設けられたヒータ48で所望の温度に加熱した空気を、複数個ある前記電気泳動するための流路110a付近のそれぞれに対して、半径方向の中心側から外縁側へ吹き出すことができるため、一つの吹き出し開口部から吹き出した空気流が隣接流路に流れることがほどんどなく、前記プレート10上の各流路110毎に、異なる温度設定をすることが可能になる。なお、前記説明では、前記各吹き出し開口部46が、前記プレート10に形成された1つの流路110をほぼ覆う面積をもつものとしたが、該流路110のうち電気泳動が行われる領域の温度が所定温度になればよいので、該各吹き出し開口部46は、各流路110の少なくともDNAサンプルが電気泳動する領域(図4のa部)を覆う面積があればよい。   In this way, the air cooled to a certain temperature in the common chamber 39 of the flow path temperature adjusting unit 45 is supplied to the heater 48 provided on the inner wall of the opening 46 for each of the blowing openings 46. The air heated to a desired temperature can be blown from the radial center side to the outer edge side with respect to each of the plurality of the vicinity of the electrophoretic flow path 110a. The blown air flow hardly flows into the adjacent flow path, and it becomes possible to set different temperatures for each flow path 110 on the plate 10. In the above description, each blowing opening 46 has an area that substantially covers one flow path 110 formed in the plate 10, but the region of the flow path 110 in which electrophoresis is performed. Since the temperature only needs to be a predetermined temperature, each blowing opening 46 only needs to have an area covering at least a region (a portion in FIG. 4) of each channel 110 where the DNA sample is electrophoresed.

さらに、本実施の形態1では、プレート10における各流路110毎の温度制御性能をさらに上げるために、図4(a),(b)に示すように、プレート10上に形成された隣接流路110間に、該プレート10を貫通するスリット47を設けるようにする。図4は、本実施の形態1におけるプレートの構成を示す図であり、図(a)は流路形成面を示す図であり、図(b)はプレートの断面図であり、図(c)は、プレートに形成された流路を詳細に示す図である。なお、本実施の形態1のプレート10に形成された流路110の詳細な構成については図4(c)を用いて後述する。   Furthermore, in the first embodiment, in order to further improve the temperature control performance of each flow path 110 in the plate 10, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the adjacent flow formed on the plate 10 is used. A slit 47 penetrating the plate 10 is provided between the paths 110. 4A and 4B are diagrams showing the configuration of the plate according to the first embodiment. FIG. 4A is a diagram showing a flow path forming surface, FIG. 4B is a sectional view of the plate, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing in detail a flow path formed in the plate. The detailed configuration of the flow path 110 formed in the plate 10 of the first embodiment will be described later with reference to FIG.

図4(a)に示すように、前記スリット47は、プレート10の半径方向に長軸を持ち、その長さは、温度制御する電気泳動するための流路110aの、プレート10上での半径方向の長さよりも十分長くする。これにより、前記プレート10に形成された隣接する流路間における熱伝導によって、各流路110の温度制御の精度に影響が及ぼされることを極力抑えることができる。   As shown in FIG. 4A, the slit 47 has a long axis in the radial direction of the plate 10, and the length of the slit 47 is a radius on the plate 10 of the flow path 110a for electrophoresis for temperature control. Make it sufficiently longer than the length in the direction. Thereby, it can suppress as much as possible that the precision of the temperature control of each flow path 110 is influenced by the heat conduction between the adjacent flow paths formed in the plate 10.

ところで、前述したようにして、前記プレート10にスリット47を設ける場合、該プレート10に形成される流路が多くなればなるほどスリットの数も増えるため、プレート10の強度が問題となる。   By the way, when the slits 47 are provided in the plate 10 as described above, the number of slits increases as the number of flow paths formed in the plate 10 increases, so that the strength of the plate 10 becomes a problem.

このような場合は、例えば、図7(a)に示すように、前記スリット47に、スリット断熱材151として、前記プレート10の構成材料(例えばアクリル)とは異なった材料で、且つ該プレート10の構成材料よりも熱伝導率の低い材料(例えばPVCなど)を充填するようにする。このようにすれば、プレート10の強度が得られると共に、プレート10を例えばアクリル単体で構成する場合と比較して、隣接流路への熱伝導を軽減することができる。   In such a case, for example, as shown in FIG. 7A, the slit 47 is made of a material different from the constituent material (for example, acrylic) of the plate 10 as the slit heat insulating material 151, and the plate 10. A material having a lower thermal conductivity (for example, PVC) than the constituent material is filled. In this way, the strength of the plate 10 can be obtained, and heat conduction to the adjacent flow path can be reduced as compared with the case where the plate 10 is made of, for example, an acrylic simple substance.

また、前記スリット47の代わりに、図7(b),(c)に示すように、隣接流路間に前記プレート10の厚みを増した領域であるプレート厚み調節部150を設ける形状としてもよい。このようにすれば、前記隣接流路間での熱伝導による熱平衡に至るまでの時間を長くできるため、温度制御をしたい領域(電気泳動のための流路110a)に対して、温度制御した空気流を吹き付けている間、隣接流路へ熱伝導しにくくできる。なお、前記プレート10の流路間に設けるプレート厚み調節部150の厚みや幅は、装置構成上支障とならない範囲であればよい。   Further, instead of the slit 47, as shown in FIGS. 7B and 7C, a plate thickness adjusting portion 150 that is a region where the thickness of the plate 10 is increased may be provided between adjacent flow paths. . In this way, the time until the thermal equilibrium between the adjacent flow paths is reached due to heat conduction can be increased, so that the temperature-controlled air is applied to the region (the flow path 110a for electrophoresis) where temperature control is desired. While blowing a flow, it is difficult to conduct heat to the adjacent flow path. It should be noted that the thickness and width of the plate thickness adjusting portion 150 provided between the flow paths of the plates 10 may be in a range that does not hinder the apparatus configuration.

本実施の形態1の前記トレイ駆動手段20には、駆動源としてのモータ51と、該トレイ22を高速回転駆動させるための高速回転切換ギア21aと、該トレイ22を低速回転駆動させるための低速回転切換ギア21bとが切換可能な状態で設けられており、これにより、モータ51による前記トレイ22の高速回転と低速回転とを可能にしている。   The tray driving means 20 of the first embodiment includes a motor 51 as a drive source, a high-speed rotation switching gear 21a for driving the tray 22 to rotate at a high speed, and a low speed for driving the tray 22 at a low speed. The rotation switching gear 21b is provided in a switchable state, thereby enabling high-speed rotation and low-speed rotation of the tray 22 by the motor 51.

前記電圧印加手段30は、電圧を印加するための複数個の電極プローブ32a〜32iと、該複数個の電極プローブ32a〜32iを電気的に接続して固定する電極プローブ基板27と、該電極プローブ基板27に固定された複数個の電極プローブ32a〜32iを前記プレート10に対して接触させる、または離間させる電圧印加接触・離間手段80とを備える。前記電圧印加接触・離間手段80は、該電極プローブ基板27をプレート10に対して上下移動させるための、DCモータなどである駆動モータ81と、該駆動モータ81により移動された電極プローブ基板27の位置を検出する電極高さ検出センサ82とを含み、これにより、前記電極プローブ基板27を所定位置の間で上下移動させて、前記プレート10に対して前記電極プローブ32を接触あるいは離間させることを可能にしている。また、前記各電極プローブ32には、該電極プローブ32が、前記電印加手段接触・離間機構80により前記プレート10に接触される際の接触圧力を調整するために、その先端部に、圧縮バネなどの内蔵バネ85が設けられている。   The voltage applying means 30 includes a plurality of electrode probes 32a to 32i for applying a voltage, an electrode probe substrate 27 for electrically connecting and fixing the plurality of electrode probes 32a to 32i, and the electrode probes A plurality of electrode probes 32a to 32i fixed to the substrate 27 are provided with voltage application contact / separation means 80 for bringing the electrode 10 into contact with or separating from the plate 10. The voltage application contact / separation means 80 includes a drive motor 81 such as a DC motor for moving the electrode probe substrate 27 up and down with respect to the plate 10, and an electrode probe substrate 27 moved by the drive motor 81. An electrode height detection sensor 82 for detecting a position, whereby the electrode probe substrate 27 is moved up and down between predetermined positions to bring the electrode probe 32 into contact with or away from the plate 10. Making it possible. Each electrode probe 32 is provided with a compression spring at the tip thereof in order to adjust the contact pressure when the electrode probe 32 is brought into contact with the plate 10 by the electricity applying means contact / separation mechanism 80. A built-in spring 85 is provided.

図8は、本実施の形態1において、電圧印加接触・離間手段によって電極プローブが上下に移動した状態をそれぞれ示す図である。前記電極プローブ32により、前記プレート10に対して電圧を印加する際には、まず図8(a)に示すように、電極高さ検出センサ82の“a”位置に位置する電極プローブ基板27を、前記駆動モータ81を駆動させて、図8(b)に示す電極高さ検出センサ82の“b”位置まで移動させる。これにより、前記各電極プローブ32を、プレート10の各電極部(図示せず)に電気的に接触させることが可能となり、流路中に充填された緩衝剤に電圧を印加できる。   FIG. 8 is a diagram showing a state where the electrode probe is moved up and down by the voltage application contact / separation means in the first embodiment. When a voltage is applied to the plate 10 by the electrode probe 32, first, as shown in FIG. 8A, the electrode probe substrate 27 positioned at the “a” position of the electrode height detection sensor 82 is used. Then, the drive motor 81 is driven to move to the “b” position of the electrode height detection sensor 82 shown in FIG. Thereby, it becomes possible to make each said electrode probe 32 electrically contact each electrode part (not shown) of the plate 10, and to apply a voltage to the buffering agent with which the flow path was filled.

そして、前述の電圧印加手段30による電圧印加が終了後、再度、駆動モータ81を駆動させ、前記電極プローブ基板27を、電極高さ検出センサ82の“b”位置から“a”位置まで移動させる。これにより、前記プレート10の各電極部(図示せず)に接触していた各電極プローブ32を、前記プレート10から離間させることができる。   After the voltage application by the voltage application means 30 is completed, the drive motor 81 is driven again, and the electrode probe substrate 27 is moved from the “b” position of the electrode height detection sensor 82 to the “a” position. . Thereby, each electrode probe 32 that has been in contact with each electrode portion (not shown) of the plate 10 can be separated from the plate 10.

このように、電圧印加部30に、電極プローブ32a〜32iをプレート10に対して接触あるいは離間させる電圧印加接触・離間手段80を備えるようにすれば、電極印加手段30をプレート10と一体的に回転させる機構が必要なくなるため、当該装置100を小型且つシンプルな構成にすることができる。   Thus, if the voltage application unit 30 is provided with the voltage application contact / separation means 80 for bringing the electrode probes 32 a to 32 i into contact with or away from the plate 10, the electrode application means 30 is integrated with the plate 10. Since a rotating mechanism is not necessary, the device 100 can be made small and simple.

本実施の形態1の電気泳動装置100の筐体は、本体上シャーシ101と、本体下シャーシ102とからなり、前述した各構成要素のすべてが、該筺体の内部に配置されている。具体的には、前記本体下シャーシ102に、前記トレイ22と、該トレイ22の下部に光学検出部40及び前記トレイ駆動手段20が配置され、一方、前記本体上シャーシ101には、前記電圧印加手段30が内蔵された流路温度調節部45が、前記ガイドシャフト26を介して係止された状態で配置した構成とすることにより、当該装置全体を小型化している。   The casing of the electrophoresis apparatus 100 according to the first embodiment includes a main body upper chassis 101 and a main body lower chassis 102, and all the above-described constituent elements are arranged inside the casing. Specifically, the tray 22 and the optical detection unit 40 and the tray driving unit 20 are disposed in the lower chassis 102 of the main body, and the voltage application is applied to the upper chassis 101 of the main body. By adopting a configuration in which the flow path temperature adjusting unit 45 in which the means 30 is incorporated is disposed in a state of being locked through the guide shaft 26, the entire apparatus is downsized.

以下、前記流路温度調節部45と本体上シャーシ101との位置関係との位置関係を説明する。
前記流路温度調節部45と、前記本体上シャーシ101とは、前述したようにガイドシャフト26を介して接続されており、該ガイドシャフト26は、その一端が前記本体シャーシ101に、もう一端が前記流路温度調節部45の上面に接続されている。前記ガイドシャフト26には、弾性部材として圧縮バネ25が、該シャフト26と同軸に設けられ、前記ガイドシャフト26の長さは、前記本体上シャーシ101を閉じた際に、前記流路温度調節部45の下壁の一部が、前記位置決めピン係止部211に対して若干オーバーストロークの位置になるように設定され、本体上シャーシ101に対して前記流路温度調節部45の全体が弾性的に係止される。
Hereinafter, the positional relationship between the flow path temperature adjusting unit 45 and the positional relationship between the main body chassis 101 will be described.
The flow path temperature adjusting unit 45 and the main body upper chassis 101 are connected via the guide shaft 26 as described above, and the guide shaft 26 has one end connected to the main body chassis 101 and the other end. It is connected to the upper surface of the flow path temperature adjusting unit 45. The guide shaft 26 is provided with a compression spring 25 as an elastic member coaxially with the shaft 26, and the length of the guide shaft 26 is such that the flow path temperature adjusting unit is closed when the main body chassis 101 is closed. A part of the lower wall of 45 is set to be slightly overstroked relative to the positioning pin locking portion 211, and the entire flow path temperature adjusting portion 45 is elastic with respect to the chassis 101 on the main body. It is locked to.

従って、前記本体上シャーシ101を閉じた際には、該本体上シャーシ101と共に前記流路温度調節部45が移動して前記トレイ22上に配置され、前記流路温度調節部45に設けられた位置決めピン210が、本体下シャーシ102の位置決めピン係止部211に接触するまで、前記ガイドシャフト26の圧縮バネ25が圧縮されていき、前記位置決めピン210と、位置決めピン係止部211とが接触した時点で前記流路温度調節部45が停止し、前記流路温度調節部45の位置が決定される。一方、装置100の本体上シャーシ101を開ける操作を行なうと、図3に示すように、該本体上シャーシ101に係止された流路温度調節部45が、該本体上シャーシ101と共に前記トレイ22から十分離間する位置まで退避し、これにより、前記トレイ22が露出するため、該トレイ22上にプレート10を搭載したり、或いは測定済みのプレート10を該トレイ22から取り外したりすることができる。   Therefore, when the main body upper chassis 101 is closed, the flow path temperature adjusting unit 45 moves together with the main body upper chassis 101 and is disposed on the tray 22, and is provided in the flow path temperature adjusting unit 45. The compression spring 25 of the guide shaft 26 is compressed until the positioning pin 210 contacts the positioning pin locking portion 211 of the lower chassis 102, and the positioning pin 210 and the positioning pin locking portion 211 come into contact with each other. At that time, the flow path temperature adjusting unit 45 stops and the position of the flow path temperature adjusting unit 45 is determined. On the other hand, when the operation of opening the main body chassis 101 of the apparatus 100 is performed, as shown in FIG. 3, the flow path temperature adjusting unit 45 locked to the main body chassis 101 is moved together with the main body chassis 101 to the tray 22. Since the tray 22 is exposed to a position sufficiently separated from the tray 22, the plate 10 can be mounted on the tray 22 or the measured plate 10 can be removed from the tray 22.

ところで、前述したように、前記本体上シャーシ101を閉じた際、前記流路温度調節部45は、前記ガイドシャフト26の圧縮バネ25により、前記本体下シャーシ102に押し付けられているため、前記プレート10から離間する方向に付勢されている状態にある。そして、本実施の形態1では、この状態で前記電圧印加接触・離間手段80により電極プローブ32a〜32iを下降させ、該各電極プローブ32を前記内蔵ばね85を介して前記プレート10に押し付けて接触させて電圧印加を行う。従って、電極印加時には、前記各電極プローブ32は、その先端に設けられた内蔵バネ85と、前記ガイドシャフト26の圧縮バネ25との2つの弾性体によって、2段階で前記プレート10に対して離間する方向に付勢される。   By the way, as described above, when the main body upper chassis 101 is closed, the flow path temperature adjusting portion 45 is pressed against the lower main body chassis 102 by the compression spring 25 of the guide shaft 26. It is in a state of being biased in a direction away from 10. In the first embodiment, the electrode probes 32a to 32i are lowered by the voltage application contact / separation means 80 in this state, and the electrode probes 32 are pressed against the plate 10 via the built-in springs 85 to make contact. Voltage application. Therefore, at the time of applying an electrode, each electrode probe 32 is separated from the plate 10 in two stages by two elastic bodies, that is, a built-in spring 85 provided at the tip thereof and a compression spring 25 of the guide shaft 26. It is energized in the direction to do.

このとき、該電極プローブ32の内蔵バネ85の弾性力が、ガイドシャフト26の前記圧縮バネ25の弾性力より大きいと、前記電圧印加手段ベースプレート28に設けられた位置決めピン210が、前記本体下シャーシ102に設けられた位置決めピン係止部211から浮き上がることとなり、結果として該電圧印加手段30全体がプレート10から離れる方向に付勢されて、該電極プローブ32のプレート10に設けられた電極部への押し圧が小さくなってしまい、該電極プローブ32と前記プレート10の電極との接触抵抗が大きくなったり、接触不良となったりするために正確な電気泳動時の電圧が印加できないなどの不具合が発生する。   At this time, if the elastic force of the built-in spring 85 of the electrode probe 32 is larger than the elastic force of the compression spring 25 of the guide shaft 26, the positioning pin 210 provided on the voltage applying means base plate 28 will move the lower body chassis. As a result, the entire voltage applying means 30 is biased in a direction away from the plate 10 to the electrode portion provided on the plate 10 of the electrode probe 32. The pressure of the electrode probe 32 is reduced, the contact resistance between the electrode probe 32 and the electrode of the plate 10 is increased, or the contact is poor, so that an accurate voltage during electrophoresis cannot be applied. appear.

従って、本実施の形態1では、前記内蔵バネ85が所定量の撓みを受けたときの弾性力の総計が、前記電圧印加手段30を係止している圧縮バネ25が所定量の撓みを受けたときに発生する弾性力の総計よりも小さくなうよう設定するようにする。   Therefore, in the first embodiment, the total elastic force when the built-in spring 85 is subjected to a predetermined amount of bending is the same as that of the compression spring 25 locking the voltage applying means 30. It should be set so that it is smaller than the total elastic force generated.

なお、本電気泳動装置100には、前述した構成に加え、従来装置同様、前記トレイ22の真下に、該トレイ22上のプレート10の位置を確認するプレート確認センサ23、前記電圧印加手段30の電極プローブ32a〜32iに接続されている高圧電源66、装置100全体の動作を制御する制御基板68、装置電源(図示せず)、当該装置のon、off状態を切り換える電源スイッチ(図示せず)、該電源スイッチがON状態の際に点灯するLED(図示せず)、装置100内を冷却する冷却ファン64、及び装置100を振動から守り、高さ調節可能なゴム脚65などが備えられている。   In addition to the above-described configuration, the electrophoresis apparatus 100 includes a plate confirmation sensor 23 for confirming the position of the plate 10 on the tray 22 and the voltage application means 30 just below the tray 22 as in the conventional apparatus. A high-voltage power supply 66 connected to the electrode probes 32a to 32i, a control board 68 for controlling the operation of the entire apparatus 100, an apparatus power supply (not shown), and a power switch (not shown) for switching the on / off state of the apparatus. , An LED (not shown) that lights when the power switch is ON, a cooling fan 64 that cools the inside of the apparatus 100, and a rubber leg 65 that can protect the apparatus 100 from vibration and can be adjusted in height. Yes.

ここで、図4(c)を用いて、本実施の形態1で使用するプレート10に形成される流路110の一例を説明する。
図4(c)に示すように、流路110は、微小な幅と深さを持つ溝によって形成された微細な流路であり、本実施の形態1では、プレート10上に同じ形状の流路110が同心円状に8つ設けられている。前記流路110には、コンジュゲート注入口306と、サンプル注入口308が設けられ、該コンジュゲート注入口306から注入された分離用DNAコンジュゲートは、コンジュゲート注入部307で一旦保持され、前記サンプル注入口308から注入されたDNAサンプルは、サンプル注入部309で一旦保持される。また、312は正電極が挿入される正電極部であり、313は負電極が挿入される負電極部である。これらは、流路314を介して接続されており、さらには、流路310,311によりコンジュゲート注入部307ともそれぞれ接続されている。また、前記正電極部312及び負電極部313には、導電性のフィルム12(図示せず)が貼り付けられており、電極プローブ32が該フィルム12に接触し、該フィルムに電圧を印加すると、該電極部312,313に充填される分離用DNAコンジュゲートに電圧が印加される。そして、316,318,321は、それぞれチャンバー部、サンプル保持部、バッファ部であり、前記チャンバー部316は、流路315を介して前記サンプル注入部309と接続され、前記サンプル保持部320は、流路317,318を介して前記チャンバー部316と接続され、前記バッファ部321は、流路317,318,319を介して、前記チャンバー部316及び前記サンプル保持部320と接続されている。さらに前記バッファ部321は、流路322により空気抜きが可能となる。323はサンプル定量部であり、流路314と流路319との合流部分に設けられており、この部分でDNAサンプルの定量が行なわれる。そして、前記電極部312,313とを接続する電気泳動用流路110aにおいて、DNAサンプルの電気泳動が行なわれる。
Here, an example of the flow path 110 formed in the plate 10 used in the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4C, the flow path 110 is a fine flow path formed by grooves having a very small width and depth. In the first embodiment, the flow of the same shape is formed on the plate 10. Eight concentric circles 110 are provided. The flow channel 110 is provided with a conjugate injection port 306 and a sample injection port 308. The separation DNA conjugate injected from the conjugate injection port 306 is temporarily held by the conjugate injection unit 307, and The DNA sample injected from the sample injection port 308 is temporarily held by the sample injection unit 309. Reference numeral 312 denotes a positive electrode portion into which a positive electrode is inserted, and reference numeral 313 denotes a negative electrode portion into which a negative electrode is inserted. These are connected via the flow path 314 and further connected to the conjugate injection part 307 via the flow paths 310 and 311, respectively. In addition, a conductive film 12 (not shown) is attached to the positive electrode portion 312 and the negative electrode portion 313, and when the electrode probe 32 contacts the film 12 and a voltage is applied to the film 12. A voltage is applied to the DNA conjugate for separation filled in the electrode portions 312 and 313. Reference numerals 316, 318, and 321 denote a chamber part, a sample holding part, and a buffer part, respectively, the chamber part 316 is connected to the sample injection part 309 via a flow path 315, and the sample holding part 320 is The buffer section 321 is connected to the chamber section 316 and the sample holding section 320 through flow paths 317, 318, and 319 through flow paths 317 and 318. Further, the buffer section 321 can be vented by the flow path 322. Reference numeral 323 denotes a sample quantification unit, which is provided at a joint portion between the flow channel 314 and the flow channel 319, and the DNA sample is quantified at this portion. Then, electrophoresis of the DNA sample is performed in the electrophoresis channel 110a connecting the electrode portions 312 and 313.

次に、図9〜図11を用いて、以上に示すような流路110が、同心円状に複数個形成されたプレート10を用いて、本実施の形態1の電気泳動装置100でDNAサンプルのSNPsの判別を行った場合の一連の動作について説明する。   Next, using FIG. 9 to FIG. 11, a DNA sample is sampled by the electrophoresis apparatus 100 of the first embodiment using the plate 10 in which a plurality of flow paths 110 as described above are formed concentrically. A series of operations when the SNPs are determined will be described.

まず、当該装置100の本体上シャーシ101を開け、分離用DNAコンジュゲートとDNAサンプルとが各流路110中に注入されたプレート10を、トレイ22上にセットする。このとき、プレート10の嵌合孔11にトレイ22の嵌合ピン31を挿入し、該プレート10をトレイ22に対して位置決めする。   First, the main body chassis 101 of the apparatus 100 is opened, and the plate 10 into which the separation DNA conjugate and the DNA sample are injected into each flow path 110 is set on the tray 22. At this time, the fitting pin 31 of the tray 22 is inserted into the fitting hole 11 of the plate 10, and the plate 10 is positioned with respect to the tray 22.

そして、装置100の本体上シャーシ101を閉じることで、前記本体上シャーシ101にガイドシャフト26で係止された流路温度調節部45をトレイ22上に配置させ、該流路温度調節部45に設けられた位置決めピン210と、前記本体下シャーシ102の位置決めピン係止部211とが当接する状態になるまで、前記流路温度調節部45が、前記ガイドシャフト26に設けられた圧縮バネ25により、位置決めピン係止部211に押し付ける。   Then, by closing the main body chassis 101 of the apparatus 100, the flow path temperature adjusting unit 45 locked to the main body upper chassis 101 by the guide shaft 26 is disposed on the tray 22, and the flow path temperature adjusting unit 45 Until the positioning pin 210 provided and the positioning pin locking portion 211 of the lower chassis 102 come into contact with each other, the flow path temperature adjusting portion 45 is moved by the compression spring 25 provided on the guide shaft 26. Then, it is pressed against the positioning pin locking portion 211.

次に、前記トレイ駆動手段20により前記トレイ22を高速回転させ、プレート10に添加された分離用DNAコンジュゲートを電気泳動用流路110a中に充填させると共に、前記サンプル定量部323において、DNAサンプルを前記充填された分離用DNAコンジュゲート中に定量添加する。具体的には、本実施の形態1では、前記トレイ22を、前記トレイ駆動手段20のモータ51により一定時間高速回転させた後、急停止させ、その後再度数秒間中速回転させる。図10は、本実施の形態1で用いられるプレート10に注入された分離用DNAコンジュゲート及びDNAサンプルの移動状態を示しており、図(a)は、高速回転開始から一定時間経過後の状態を示し、図(b)は、高速回転を急停止させた直後の状態を示し、図(c)は、中速回転後の状態を示している。
このような充填処理により、前記サンプル定量部323に残存したDNAサンプルがSNPsの判別を行なう最終試料となる。
Next, the tray 22 is rotated at a high speed by the tray driving means 20 so that the separation DNA conjugate added to the plate 10 is filled into the electrophoresis channel 110a. Is quantitatively added to the packed DNA conjugate for separation. Specifically, in the first embodiment, the tray 22 is rotated at a high speed for a certain period of time by the motor 51 of the tray driving means 20, and then suddenly stopped, and then rotated again at a medium speed for several seconds. FIG. 10 shows the movement state of the DNA conjugate for separation and the DNA sample injected into the plate 10 used in the first embodiment, and FIG. 10 (a) shows the state after a certain time has elapsed from the start of high-speed rotation. (B) shows a state immediately after the rapid rotation of the high-speed rotation, and (c) shows a state after the medium-speed rotation.
By such a filling process, the DNA sample remaining in the sample quantification unit 323 becomes the final sample for determining the SNPs.

この後、前記流路温度調節部45から、各流路110の電気泳動用流路110aに対して、所定温度に温度制御された空気を吹き付け、各電気泳動用流路110a毎に温度制御した後、図9に示すように、前記電圧印加手段30の電極プローブ32a〜32iを、前記電圧印加接触・離間手段80により、前記電極部312,313上のフィルム12に当接させて電圧を印加することで、前記DNAサンプルを電気泳動させる。図9は、本実施の形態1において電圧印加動作中の、流路温度調節部45、電極プローブ、プレート、対物レンズそれぞれの位置関係を示す図である。   After that, air whose temperature is controlled to a predetermined temperature is blown from the flow path temperature adjusting unit 45 to the electrophoresis flow path 110a of each flow path 110, and the temperature is controlled for each electrophoresis flow path 110a. Thereafter, as shown in FIG. 9, the electrode probes 32 a to 32 i of the voltage application means 30 are brought into contact with the film 12 on the electrode portions 312 and 313 by the voltage application contact / separation means 80 to apply a voltage. Then, the DNA sample is electrophoresed. FIG. 9 is a diagram illustrating a positional relationship among the flow path temperature adjustment unit 45, the electrode probe, the plate, and the objective lens during the voltage application operation in the first embodiment.

本実施の形態1では、前述した電圧印加手段30による電圧印加動作と、光学検出部40による光検出動作とを交互に行うシーケンス制御を行なうため、前記電圧印加接触・離間手段80により、前記電極プローブ32a〜32iを前記プレート10から離間させてから、前記電気泳動用流路110a中を電気泳動するDNAサンプルの移動状態を、前記光学検出部40により検出する。   In the first embodiment, the voltage application contact / separation unit 80 performs the sequence control to alternately perform the voltage application operation by the voltage application unit 30 and the light detection operation by the optical detection unit 40. After the probes 32 a to 32 i are separated from the plate 10, the movement state of the DNA sample to be electrophoresed in the electrophoresis channel 110 a is detected by the optical detection unit 40.

具体的には、前記電圧印加接触・離間手段80により、前記電極プローブ32を所定位置(図8の“a”位置)まで上昇させ、その状態で、前記トレイ22をトレイ駆動手段20のモータ51により低速回転させながら、電気泳動用流路110aに励起光を照射し、該電気泳動用流路110aからの蛍光強度を読み取る。   Specifically, the voltage application contact / separation means 80 raises the electrode probe 32 to a predetermined position (“a” position in FIG. 8), and in that state, the tray 22 is moved to the motor 51 of the tray driving means 20. While rotating at a low speed, the excitation channel 110a is irradiated with excitation light, and the fluorescence intensity from the electrophoresis channel 110a is read.

このように、本実施の形態1では、電気泳動動作と光検出動作とを同時に進行させずに、前記電圧印加手段30による電圧印加動作中は、前記光検出部40による光検出動作を停止し、前記光検出部40による光検出動作中は、前記電圧印加手段30による電圧印加動作を停止するようにしたので、前記電圧印加手段30と前記トレイ22とを一体的に回転する機構が必要なくなり、当該装置100の構成を単純化できる。また、前述したように、電気泳動のための高電圧を電圧印加手段30からプレート10側へ供給する動作と、プレート10を回転させる動作とを別々に行なうので、電力供給機構も単純化できる効果も得られる。   As described above, in the first embodiment, the electrophoresis operation and the light detection operation are not performed simultaneously, and the light detection operation by the light detection unit 40 is stopped during the voltage application operation by the voltage application unit 30. During the light detection operation by the light detection unit 40, the voltage application operation by the voltage application unit 30 is stopped, so that a mechanism for rotating the voltage application unit 30 and the tray 22 integrally becomes unnecessary. The configuration of the device 100 can be simplified. Further, as described above, since the operation for supplying the high voltage for electrophoresis from the voltage applying means 30 to the plate 10 side and the operation for rotating the plate 10 are performed separately, the power supply mechanism can be simplified. Can also be obtained.

本実施の形態1では、前記電気泳動動作を、前記流路110中の正電極部312及び負電極部313に電極プローブ32を接触させ、数百Vの電圧を印加することで行なう。これにより、プレート10内のDNAサンプルは、電気泳動用流路110a内に充填された分離用DNAコンジュゲート中で電気泳動され、該電気泳動用流路110a中をA方向に移動していく。この移動中、前記DNAサンプルは、前記分離用DNAコンジュゲートとの結合を繰り返しながら電気泳動する。この時、前記DNAサンプル中の正常型DNAは、分離用DNAコンジュゲートとの結合力が強いため、泳動速度が遅くなり、一方、DNAサンプル中の変異型DNAは、分離用DNAコンジュゲートとの結合力が弱いため、前記正常型DNAに比べ泳動速度は速くなる。つまり、前記DNAサンプル中に正常型DNA、及び変異型DNAの両方が存在した場合は、正常型DNAと変異型DNAが分離していくこととなり、SNPsの判別が行なえる。   In the first embodiment, the electrophoresis operation is performed by bringing the electrode probe 32 into contact with the positive electrode portion 312 and the negative electrode portion 313 in the flow path 110 and applying a voltage of several hundred volts. As a result, the DNA sample in the plate 10 is electrophoresed in the separation DNA conjugate filled in the electrophoresis channel 110a, and moves in the direction A in the electrophoresis channel 110a. During this movement, the DNA sample is electrophoresed while repeating the binding with the separating DNA conjugate. At this time, normal DNA in the DNA sample has a strong binding force with the separation DNA conjugate, and thus the migration speed is slow. On the other hand, the mutant DNA in the DNA sample is separated from the separation DNA conjugate. Since the binding force is weak, the migration speed is faster than that of the normal DNA. That is, when both the normal DNA and the mutant DNA exist in the DNA sample, the normal DNA and the mutant DNA are separated, and the SNPs can be discriminated.

また、前述した光検出動作は、例えば、蛍光標識(例えばFITC)を修飾したDNAを470nmの光で励起し、520nm付近の光検出により行なった。図11は、このとき得られるDNAサンプルの移動状態を示すグラフであり、横軸が光検出を行う領域である電気泳動用流路110a上の位置を表し、DNAサンプルは左から右へ泳動する。つまり、左側がサンプル定量部323で、右側が正電極部312側である。縦軸は蛍光強度で、上から1分毎に計時変化した波形を表す。図11から、徐々に2つの山が分離していく様子がわかる。グラフ右側の山が泳動速度が速いので変異型DNA、左側の山が泳道速度が遅いので正常型DNAとなる。すなわち、この場合DNAサンプル中には同量の正常型DNAと変異型DNAが存在していることが判定された。なお、前記検出を、260nmの吸光度を用いて行なってもよい。   In addition, the above-described light detection operation was performed, for example, by exciting a DNA modified with a fluorescent label (for example, FITC) with light of 470 nm and detecting light near 520 nm. FIG. 11 is a graph showing the movement state of the DNA sample obtained at this time. The horizontal axis represents the position on the electrophoresis channel 110a, which is an area for light detection, and the DNA sample migrates from left to right. . That is, the left side is the sample quantification unit 323 and the right side is the positive electrode unit 312 side. The vertical axis represents the fluorescence intensity, and represents a waveform that changes in time every minute from the top. It can be seen from FIG. 11 that the two mountains are gradually separated. The mountain on the right side of the graph shows a mutant DNA because the migration speed is fast, and the mountain on the left side shows a normal DNA because the swimming speed is slow. That is, in this case, it was determined that the same amount of normal DNA and mutant DNA were present in the DNA sample. In addition, you may perform the said detection using the light absorbency of 260 nm.

そして、前記光学検出部40による光検出動作が終了後、該測定済みのプレート10をトレイ22から取り出す。この場合、装置100の本体上シャーシ101を開けて、該本体上シャーシ101に係止された前記流路温度調節部45を、前記トレイ22から十分離間する位置まで退避させ、それにより露出した前記プレート10を、該トレイ22上から取り外す。   Then, after the light detection operation by the optical detection unit 40 is completed, the measured plate 10 is taken out from the tray 22. In this case, the main body chassis 101 of the apparatus 100 is opened, and the flow path temperature adjusting unit 45 locked to the main body chassis 101 is retracted to a position sufficiently separated from the tray 22, thereby exposing the above-described exposed portion. The plate 10 is removed from the tray 22.

以上のように、本実施の形態1によれば、前記プレート10に形成された複数の流路110に対して、個々の流路110毎に温度制御された空気流を吹き出す複数個の吹き出し開口部46を含む流路温度調節部45を、該プレート10を搭載したトレイ22上に配置し、該各吹き出し開口部46の内壁には、前記流路温度調節部45内部に設けられた加熱冷却デバイス33にて冷却された空気を所望の温度に加熱するヒータ48を設けたので、前記各吹き出し開口部46から吹き付けられる空気によって、前記プレート10の各電気泳動用流路110aごとに異なる温度調節を行うことが可能となるため、各電気泳動用流路110aにおいて、電気泳動させるDNAサンプルに応じた電気泳動時の温度設定ができ、この結果、一つのプレートで、SNPの分離条件の異なる複数のサンプルの判定を行なうことができる。   As described above, according to the first embodiment, a plurality of blowout openings for blowing a temperature-controlled air flow for each flow path 110 with respect to the plurality of flow paths 110 formed in the plate 10. A flow path temperature adjusting section 45 including a section 46 is disposed on the tray 22 on which the plate 10 is mounted, and heating and cooling provided inside the flow path temperature adjusting section 45 is provided on the inner wall of each blowing opening 46. Since the heater 48 that heats the air cooled by the device 33 to a desired temperature is provided, different temperature adjustment is performed for each electrophoresis channel 110 a of the plate 10 by the air blown from the blowing openings 46. In each electrophoresis channel 110a, it is possible to set the temperature during electrophoresis according to the DNA sample to be electrophoresed. As a result, one plate , It is possible to determine a plurality of samples having different SNP of separation conditions.

また、本実施の形態1によれば、前記プレート10上の隣接流路間に、隣接流路間での熱伝導による影響を妨げるための、該プレート10を貫通するスリット47を設けるようにしたので、各電気泳動用流路110aの正確な温度制御性能を得ることが可能となり、この結果、信頼性の高い電気泳動及びSNP分離及び光検出結果を得ることができる。   Further, according to the first embodiment, the slit 47 penetrating the plate 10 is provided between the adjacent flow paths on the plate 10 to prevent the influence of heat conduction between the adjacent flow paths. Therefore, it is possible to obtain accurate temperature control performance of each electrophoresis channel 110a, and as a result, highly reliable electrophoresis, SNP separation, and light detection results can be obtained.

さらに、前記プレート10上の隣接流路間に設けたスリット47に、プレート10を構成する材料より断熱効果の高い断熱材151をはめ込んだり、或いは前記スリット47の代わりにプレートの厚みを増した領域150を設けるようにすれば、熱伝導による影響を妨ぐとともに、前記プレート10に強度をもたせることもできる。   Further, the slit 47 provided between the adjacent flow paths on the plate 10 is fitted with a heat insulating material 151 having a higher heat insulating effect than the material constituting the plate 10, or the area where the thickness of the plate is increased instead of the slit 47. If 150 is provided, the influence by heat conduction can be prevented and the plate 10 can be given strength.

なお、本実施の形態1では、プレート10に形成された微細流路110に、前記DNAサンプル及び分離用DNAコンジュゲートを充填させて定量化する充填動作を、プレート10をモータ51などのプレート駆動手段20で遠心充填及び定量化するものとして説明したが、これに限るものではなく、プレートを回転させず遠心力以外の空気圧などで移動させて充填し、その微細流路内で生化学的な反応をさせる方式の装置に対しても適用されることは言うまでもない。   In the first embodiment, a filling operation for quantifying the fine flow path 110 formed in the plate 10 by filling the DNA sample and the separating DNA conjugate is performed, and the plate 10 is driven by a plate such as the motor 51. Although the description has been made on the assumption that the means 20 is used for centrifugal filling and quantification, the present invention is not limited to this. Needless to say, the present invention is also applied to a reaction type apparatus.

本発明の電気泳動装置は、DNAサンプル等の生体サンプルの判別を、安価で、且つ簡便に行えるようにするものとして有用である。   The electrophoretic device of the present invention is useful as a device that enables a biological sample such as a DNA sample to be discriminated at a low cost.

本発明の実施の形態1における、電気泳動装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrophoresis apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における電気泳動装置の流路温度調節部の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the flow-path temperature control part of the electrophoresis apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における電気泳動装置の本体上シャーシを開けた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which opened the main body upper chassis of the electrophoresis apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるプレートの構成例を示す図であり、図(a)はプレートの流路形成面であり、図(b)はプレートの断面であり、図(c)はプレートに形成された流路を詳細に示す図である。It is a figure which shows the structural example of the plate in Embodiment 1 of this invention, A figure (a) is a flow-path formation surface of a plate, A figure (b) is a cross section of a plate, A figure (c) is a plate. It is a figure which shows the formed flow path in detail. 本発明の実施の形態1における、温度調節された空気流の流れ方向を示す図である。It is a figure which shows the flow direction of the temperature-controlled air flow in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における電気泳動装置の吹き出し開口部の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the blowing opening part of the electrophoresis apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における、プレートの別の構成例を示す断面図であり、図(a)は断熱材をスリット内に設けた構成例を示し、図(b),(c)はプレート厚み調節部を設けた構成例を示す。It is sectional drawing which shows another structural example of the plate in Embodiment 1 of this invention, A figure (a) shows the structural example which provided the heat insulating material in the slit, A figure (b), (c) is a plate The structural example which provided the thickness adjustment part is shown. 本発明の実施の形態1における駆動手段による電極プローブ基板の上下移動状態を示す図であり、図(a)は、電極プローブが前記プレートから離間した状態を示し、図(b)は、電極プローブが前記プレートに接触した状態を示す。It is a figure which shows the up-and-down movement state of the electrode probe board | substrate by the drive means in Embodiment 1 of this invention, A figure (a) shows the state which separated the electrode probe from the said plate, A figure (b) shows an electrode probe. Shows a state in contact with the plate. 本発明の実施の形態1における、プレート上の流路と、吹き出し開口部と、電極プローブとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the flow path on a plate, the blowing opening part, and an electrode probe in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるプレートに形成された流路中を、分離用DNAコンジュゲートが充填される状態、及びDNAサンプルが該分離用DNAコンジュゲートに定量添加される状態をを示す図である。The figure which shows the state by which the DNA conjugate for a separation is filled in the flow path formed in the plate in Embodiment 1 of this invention, and the state by which a DNA sample is quantitatively added to this DNA conjugate for separation. is there. 本発明の実施の形態1におけるプレートに形成された流路において、DNAサンプルが充填された分離用DNAコンジュゲート中を移動していく様子の蛍光強度分布を示す図である。It is a figure which shows the fluorescence intensity distribution of a mode that it moves in the separation DNA conjugate with which the DNA sample was filled in the flow path formed in the plate in Embodiment 1 of this invention. 従来の電気泳動装置の一実施例を示した図である。It is the figure which showed one Example of the conventional electrophoresis apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 プレート
11 嵌合ピン孔
12 フィルム
20 トレイ駆動手段
21a 高速回転切換ギア
21b 低速回転切換ギア
22 トレイ
23 プレート確認センサ
25 圧縮バネ
26 ガイドシャフト
27 電極基板ユニット
30 電圧印加手段
32a〜32i 電極プローブ
33 加熱冷却デバイス
34 ファン
39 共通室
40 光学検出部
45 流路温度調節部
46 吹き出し開口部
47 スリット
48 ヒータ
49 サーミスタ
51 モータ
64,464 冷却ファン
65 ゴム脚
66 高圧電源
68 制御基板
80 電圧印加接触・離間手段
81 駆動モータ
82 電極高さ検出センサ
85 内蔵バネ
100,400 電気泳動装置
101 本体上シャーシ
102 本体下シャーシ
106 対物レンズ
110 流路
110a 電気泳動用流路
150 プレート厚み調節部
151 スリット断熱材
210 位置決めピン
211 位置決めピン係止部
306 コンジュゲート注入口
307 コンジュゲート注入部
308 サンプル注入口
309 サンプル注入部
310,311,314,315,317,318,319,322 流路
312 正電極部
313 負電極部
316 チャンバー部
320 サンプル保持部
321 バッファ部
323 サンプル定量部
421 高速回転モータ
424 加圧部
431 低速回転モータ
432a,b 電圧印加手段
433 ヒータ
434 嵌合ピン
436 クランパ
450 昇降ステージ
451 モータ
455 センサ
A 泳動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plate 11 Mating pin hole 12 Film 20 Tray drive means 21a High speed rotation switching gear 21b Low speed rotation switching gear 22 Tray 23 Plate confirmation sensor 25 Compression spring 26 Guide shaft 27 Electrode board unit 30 Voltage application means 32a-32i Electrode probe 33 Heating Cooling device 34 Fan 39 Common room 40 Optical detection unit 45 Flow path temperature adjustment unit 46 Outlet opening 47 Slit 48 Heater 49 Thermistor 51 Motor 64, 464 Cooling fan 65 Rubber leg 66 High voltage power supply 68 Control board 80 Voltage application contact / separation means 81 Drive motor 82 Electrode height detection sensor 85 Built-in spring 100, 400 Electrophoresis device 101 Upper body chassis 102 Lower body chassis 106 Objective lens 110 Flow path 110a Electrophoresis flow path 150 Play Thickness adjusting part 151 Slit insulation 210 Positioning pin 211 Positioning pin locking part 306 Conjugate injection port 307 Conjugate injection unit 308 Sample injection port 309 Sample injection unit 310, 311, 314, 315, 317, 318, 319, 322 flow Path 312 Positive electrode part 313 Negative electrode part 316 Chamber part 320 Sample holding part 321 Buffer part 323 Sample quantification part 421 High speed rotation motor 424 Pressurization part 431 Low speed rotation motor 432a, b Voltage application means 433 Heater 434 Fitting pin 436 Clamper 450 Lifting stage 451 Motor 455 Sensor A Migration direction

Claims (11)

流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置において、
前記流路が複数形成されたプレートと、
前記プレートを搭載するためのトレイと、
前記プレートの流路内の緩衝剤に電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記プレートに形成された複数の流路の各々に、温度制御された空気流を吹き出す複数個の吹き出し開口部を有し、該各吹き出し開口部から吹き出す空気流を該各流路に吹き付けて、前記複数の流路の各々を各所定温度に調節する流路温度調節部と、を備える、
ことを特徴とする電気泳動装置。
In an electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffer filled in a flow path, and the sample is electrophoresed by applying a voltage,
A plate in which a plurality of the flow paths are formed;
A tray for mounting the plate;
Voltage application means for applying a voltage to the buffer in the flow path of the plate;
Each of the plurality of flow paths formed in the plate has a plurality of blowing openings for blowing a temperature-controlled air flow, and blows an air flow blown from each blowing opening to each flow path, A flow path temperature adjusting unit that adjusts each of the plurality of flow paths to each predetermined temperature,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項1に記載の電気泳動装置において、
前記流路温度調節部の前記複数個の吹き出し開口部の各々に、前記空気流を各所定温度に加熱するヒータ手段を備える、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 1,
Heater means for heating the air flow to each predetermined temperature is provided in each of the plurality of blowing openings of the flow path temperature adjusting unit,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項2に記載の電気泳動装置において、
前記流路温度調節部は、少なくとも一つの冷却手段と、該冷却手段によって冷却される共通室とを有し、
前記共通室で所定温度に冷却された空気流を、前記複数個の吹き出し開口部の各々に設けられた前記ヒータ手段で前記各所定温度に加熱し、該各所定温度に温度制御された空気流を、前記プレートの各流路に吹きつける、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 2,
The flow path temperature adjusting unit has at least one cooling means and a common chamber cooled by the cooling means,
The air flow cooled to a predetermined temperature in the common chamber is heated to each predetermined temperature by the heater means provided in each of the plurality of blowing openings, and the air flow is temperature-controlled to each predetermined temperature. Spray each channel of the plate,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項1に記載の電気泳動装置において、
前記流路に対して光を照射する光照射手段と、該光の照射により前記試料から生じる蛍光を検出する蛍光検出手段とを有し、前記流路中を電気泳動する前記試料の光学検出を行なう光学検出部と、
前記電圧印加手段を、前記プレートに形成された流路に対して接触させる、または離間させる電圧印加接触・離間手段と、をさらに備え、
前記電圧印加接触・離間手段によって、前記電圧印加手段を前記流路に対して接触させて、前記試料を電圧印加により電気泳動させた後、該電圧印加接触・離間手段によって、前記電圧印加手段を前記流路から離間させ、前記光学検出部により光学検出を行う、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 1,
A light irradiating means for irradiating light to the flow path; and a fluorescence detecting means for detecting fluorescence generated from the sample by the light irradiation; and optical detection of the sample that is electrophoresed in the flow path. An optical detector to perform;
A voltage application contact / separation means for bringing the voltage application means into contact with or separating from the flow path formed in the plate;
After the voltage application contact / separation means brings the voltage application means into contact with the flow path and the sample is electrophoresed by voltage application, the voltage application contact / separation means causes the voltage application means to Separated from the flow path, optical detection is performed by the optical detection unit,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項1に記載の電気泳動装置において、
前記電圧印加手段は、前記トレイの上に配置された前記流路温度調節部の内部に配置されており、該流路温度調節部の前記吹き出し開口部を介して、前記プレートの流路内の緩衝剤に電圧を印加する、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 1,
The voltage applying means is disposed inside the flow path temperature adjusting unit disposed on the tray, and is provided in the flow path of the plate through the blowing opening of the flow path temperature adjusting unit. Applying a voltage to the buffer,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項1に記載の電気泳動装置において、
前記複数個の吹き出し開口部は、前記プレートの各流路をほぼ覆う面積を持つ、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 1,
The plurality of blowing openings have an area substantially covering each flow path of the plate,
An electrophoresis apparatus characterized by that.
請求項6に記載の電気泳動装置において、
前記吹き出し開口部の出口形状は、前記吹き出し開口部から吹き出す空気が、前記プレートの中心から外側へ向かう方向に流れるように、斜めにカットされている、
ことを特徴とする電気泳動装置。
The electrophoresis apparatus according to claim 6, wherein
The outlet shape of the blowing opening is cut obliquely so that the air blown out from the blowing opening flows in a direction from the center of the plate toward the outside.
An electrophoresis apparatus characterized by that.
流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置に用いられる、前記流路が複数個形成された電気泳動用プレートにおいて、
該電気泳動用プレートの前記形成された隣接する流路の間に、スリットが設けられている、
ことを特徴とする電気泳動用プレート。
In an electrophoresis plate in which a plurality of the flow paths are formed, which is used in an electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffering agent filled in the flow path, and the sample is electrophoresed by applying a voltage.
A slit is provided between the formed adjacent flow paths of the electrophoresis plate.
Electrophoresis plate characterized by the above.
請求項8に記載の電気泳動用プレートにおいて、
前記流路間に設けられた前記スリットに、断熱材が嵌め込まれている、
ことを特徴とする電気泳動用プレート。
The electrophoresis plate according to claim 8,
A heat insulating material is fitted in the slit provided between the flow paths,
Electrophoresis plate characterized by the above.
請求項9に記載の電気泳動用プレートにおいて、
前記断熱材は、前記電気泳動用プレートを構成する材料より断熱効果の高い材料で構成されている、
ことを特徴とする電気泳動用プレート。
The electrophoresis plate according to claim 9,
The heat insulating material is made of a material having a higher heat insulating effect than the material constituting the electrophoresis plate,
Electrophoresis plate characterized by the above.
流路に充填された緩衝剤中に試料を定量添加し、該試料を電圧印加により電気泳動させる電気泳動装置に用いられる、前記流路が複数個形成された電気泳動用プレートにおいて、
該電気泳動用プレートの前記形成された隣接する流路の間に、該プレートの厚みを増やした領域が設けられている、
ことを特徴とする電気泳動用プレート。
In an electrophoresis plate in which a plurality of the flow paths are formed, which is used in an electrophoresis apparatus in which a sample is quantitatively added to a buffering agent filled in the flow path, and the sample is electrophoresed by applying a voltage.
A region where the thickness of the plate is increased is provided between the formed adjacent flow paths of the electrophoresis plate.
Electrophoresis plate characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013533468A (en) * 2010-05-28 2013-08-22 インテジェニックス インコーポレイテッド Capillary electrophoresis device
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