JP2007187587A - Electrophoretic device, and plate for electrophoresis - Google Patents
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Abstract
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,
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
The flow path
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
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
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
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
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
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
As shown in FIG. 4C, the
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
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
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
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
By such a filling process, the DNA sample remaining in the
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
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 /
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
Claims (11)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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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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2006
- 2006-01-13 JP JP2006006763A patent/JP2007187587A/en active Pending
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