JP2650942B2 - 化学反応を段階的に行う装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化学反応を段階的に行う装置に関し、特にタ
ンパク質またはペプチド類の配列解析をおこなう（sequ
encing）装置に関するものである。
ンパク質またはペプチド類の配列解析をおこなう（sequ
encing）装置に関するものである。
タンパク質中のアミノ酸の配列構造、すなわち、個々
のアミノ酸が直鎖状（linear succession）になってい
るものは、タンパク質の生物学的機能を決定する高次構
造の決定基準とされている。したがって、タンパク質の
配列解析（sequencing of proteins）は、例えば、遺伝
子工学などの生物学的研究および産業において極めて重
要である。以下の説明において、タンパク質、ペプチド
類、ポリペプチド類に対する差異はなく、「タンパク
質」という用語を使う場合はこれらの物質全てを包含し
た部類を意味するものとする。
のアミノ酸が直鎖状（linear succession）になってい
るものは、タンパク質の生物学的機能を決定する高次構
造の決定基準とされている。したがって、タンパク質の
配列解析（sequencing of proteins）は、例えば、遺伝
子工学などの生物学的研究および産業において極めて重
要である。以下の説明において、タンパク質、ペプチド
類、ポリペプチド類に対する差異はなく、「タンパク
質」という用語を使う場合はこれらの物質全てを包含し
た部類を意味するものとする。
タンパク質中のアミノ酸配列を自動的に決定するタン
パク質配列解析（protein sequenator）は例えばP.Edma
nおよびG.Beggによって、1964年のEuropean Journal of
Biochemistry、第１巻、80−91ページに記載されてい
る。この配列解析装置は、イソチオシアン酸フェニル分
解反応（degradation）の原理に基づいて操作される。
この分解反応プロセスでは、遊離のＮ−末端α−アミノ
基がまず塩基性環境下でイソチオシアン酸フェニル（PI
TC）とのカップリング工程においてチオ尿素フェニル
（PTC）誘導体に変換される。チオ尿素フェニル誘導体
は強酸性環境下で分裂し、チアゾリノン誘導体（ATZ）
の生成下で環化され、酸性水溶液で処理してさらに安定
なフェニルチオヒンダトイン（PTH）誘導体に変えられ
る。アミノ酸の鎖の次のα−アミノ基が遊離し、上述の
工程と同様な工程が施される。PTHアミノ酸は液体クロ
マトグラフィーを使用することにより識別することがで
きる。
パク質配列解析（protein sequenator）は例えばP.Edma
nおよびG.Beggによって、1964年のEuropean Journal of
Biochemistry、第１巻、80−91ページに記載されてい
る。この配列解析装置は、イソチオシアン酸フェニル分
解反応（degradation）の原理に基づいて操作される。
この分解反応プロセスでは、遊離のＮ−末端α−アミノ
基がまず塩基性環境下でイソチオシアン酸フェニル（PI
TC）とのカップリング工程においてチオ尿素フェニル
（PTC）誘導体に変換される。チオ尿素フェニル誘導体
は強酸性環境下で分裂し、チアゾリノン誘導体（ATZ）
の生成下で環化され、酸性水溶液で処理してさらに安定
なフェニルチオヒンダトイン（PTH）誘導体に変えられ
る。アミノ酸の鎖の次のα−アミノ基が遊離し、上述の
工程と同様な工程が施される。PTHアミノ酸は液体クロ
マトグラフィーを使用することにより識別することがで
きる。
EdmanおよびBeggによる前述の論文より周知の配列解
析装置はまた米国特許第3,725,010号にも記載されてい
る。この装置は、決定されるタンパク質の分解がおこな
われる反応容器と試薬や溶媒を貯蔵する複数の貯蔵器か
らなる。
析装置はまた米国特許第3,725,010号にも記載されてい
る。この装置は、決定されるタンパク質の分解がおこな
われる反応容器と試薬や溶媒を貯蔵する複数の貯蔵器か
らなる。
該貯蔵器は一定の圧力下におかれ、適切なバルブを開
けることにより、液体流またはガス流が反応容器に供給
される。反応容器はその縦軸のまわりを連続的に回転す
る円筒状のガラスカップである。タンパク質はカップの
内壁に薄膜状に塗布（apply）される。供給ラインを介
してカップの底部に導入された試薬と溶媒は、遠心力に
より容器の内壁をよじのぼり、カップの上縁付近の環状
の溝に蓄積される。蓄積された液体は、底部パイプによ
って取り出され、排出ラインへ排出される。
けることにより、液体流またはガス流が反応容器に供給
される。反応容器はその縦軸のまわりを連続的に回転す
る円筒状のガラスカップである。タンパク質はカップの
内壁に薄膜状に塗布（apply）される。供給ラインを介
してカップの底部に導入された試薬と溶媒は、遠心力に
より容器の内壁をよじのぼり、カップの上縁付近の環状
の溝に蓄積される。蓄積された液体は、底部パイプによ
って取り出され、排出ラインへ排出される。
この周知のアミノ酸配列解析装置において、タンパク
質層の塗布及びタンパク質層の上に案内される試薬及び
溶媒の液体膜の塗布は正確におこなわれず、、許容でき
る反応収量を得るためには比較的多量のタンパク質と液
体が必要である。さらに、タンパク質が溶解可能な試薬
が容器の縁に設けられた環状溝にむかってタンパク質層
の上を摺動するにつれてタンパク質を洗い流してしまう
こともあった。
質層の塗布及びタンパク質層の上に案内される試薬及び
溶媒の液体膜の塗布は正確におこなわれず、、許容でき
る反応収量を得るためには比較的多量のタンパク質と液
体が必要である。さらに、タンパク質が溶解可能な試薬
が容器の縁に設けられた環状溝にむかってタンパク質層
の上を摺動するにつれてタンパク質を洗い流してしまう
こともあった。
米国特許第3,892,531号および米国特許第4,065,412号
に開示されるタンパク質の配列を決定する装置は、溶媒
及び試薬によってタンパク質が洗いださせることを排除
しようと試みられたものである。これらの装置では、タ
ンパク質を紙ストリップ（paper strip）またはガラス
ファイバ・ウェブ（fibre glass web）などの他校性表
面上に付着し、試薬を蒸気の状態で添加している。しか
し、Edman法の液体状の試薬と比較して、気体または蒸
気の状態を使用する場合、反応速度および反応の完了度
合は低くなる。さらに、タンパク質が多孔性材料の空洞
に集まり、タンパク質試料の表面減少させ、これは、特
定のタンパク質の諸特性に依存し、また、タンパク質が
多孔性表面上でひろがる予測できない多くの要因に依存
するものである。したがって、タンパク質が蓄積する領
域があり、これによって、試薬および溶媒のアクセス可
能な範囲が減少する。ところが、少量のタンパク質もし
くはタンパク質のない領域も存在し、その結果、試薬は
未反応のまま通過する。気相方法が反応収率が比較的低
いことの主な要因である。
に開示されるタンパク質の配列を決定する装置は、溶媒
及び試薬によってタンパク質が洗いださせることを排除
しようと試みられたものである。これらの装置では、タ
ンパク質を紙ストリップ（paper strip）またはガラス
ファイバ・ウェブ（fibre glass web）などの他校性表
面上に付着し、試薬を蒸気の状態で添加している。しか
し、Edman法の液体状の試薬と比較して、気体または蒸
気の状態を使用する場合、反応速度および反応の完了度
合は低くなる。さらに、タンパク質が多孔性材料の空洞
に集まり、タンパク質試料の表面減少させ、これは、特
定のタンパク質の諸特性に依存し、また、タンパク質が
多孔性表面上でひろがる予測できない多くの要因に依存
するものである。したがって、タンパク質が蓄積する領
域があり、これによって、試薬および溶媒のアクセス可
能な範囲が減少する。ところが、少量のタンパク質もし
くはタンパク質のない領域も存在し、その結果、試薬は
未反応のまま通過する。気相方法が反応収率が比較的低
いことの主な要因である。
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、反応収率を
向上させ、反応プロセスの制御を改良し、試料、試薬、
溶媒の使用量を減らし、簡単な構成の段階的に化学反応
をおこなう装置を提供することにある。
向上させ、反応プロセスの制御を改良し、試料、試薬、
溶媒の使用量を減らし、簡単な構成の段階的に化学反応
をおこなう装置を提供することにある。
本発明に係る化学反応を段階的に行う措置は、その軸
の周りを回転するカップ形状の反応容器と、反応容器へ
連続的に種々の試薬や溶媒を導入する供給システムと、
反応生成物および過剰の生成物を取り出す取り出すシス
テムから成り、供給システムは供給管を備え、供給管の
先端は反応容器の内壁付近まで移動して試料の上に試薬
や溶媒が添加され、取り出しシステムは取り出し管を備
え、反応容器の底部に蓄積している反応生成物および過
剰の生成物を取り出すものである。
の周りを回転するカップ形状の反応容器と、反応容器へ
連続的に種々の試薬や溶媒を導入する供給システムと、
反応生成物および過剰の生成物を取り出す取り出すシス
テムから成り、供給システムは供給管を備え、供給管の
先端は反応容器の内壁付近まで移動して試料の上に試薬
や溶媒が添加され、取り出しシステムは取り出し管を備
え、反応容器の底部に蓄積している反応生成物および過
剰の生成物を取り出すものである。
本発明は、例えば、分析対象のタンパク質などの試料
の上に膜を形成させるように試薬を付着させるが可能で
ある。したがって、タンパク質を洗い流してしまう試料
と試薬間の相対的な動きを回避することができる。タン
パク質と試薬は液体膜として塗布されることにより、広
い接触面積を有し、高い反応収量にも貢献する。
の上に膜を形成させるように試薬を付着させるが可能で
ある。したがって、タンパク質を洗い流してしまう試料
と試薬間の相対的な動きを回避することができる。タン
パク質と試薬は液体膜として塗布されることにより、広
い接触面積を有し、高い反応収量にも貢献する。
さらに均一な液体膜を生成するため、回転している反
応容器の内壁上へ膜を塗布しているあいだ、供給管を上
下に移動させることもできる。
応容器の内壁上へ膜を塗布しているあいだ、供給管を上
下に移動させることもできる。
供給管および取り出し管は同じ移動可能な管で構成す
ることもできる。また、溶媒を添加するあいだ、反応容
器の回転速度を減少させ、これにより、溶解している反
応生成物または過剰の生成物を反応容器の内壁かららせ
ん状に流れおちて底部に集まる。これは、タンパク質の
配列決定プロセスでは、反応過剰生成物の洗いだしおよ
びATZアミノ酸の抽出に用いられる。反応容器の回転が
停止すると、反応容器の底部から蓄積された液体は容易
に取り出すことができる。
ることもできる。また、溶媒を添加するあいだ、反応容
器の回転速度を減少させ、これにより、溶解している反
応生成物または過剰の生成物を反応容器の内壁かららせ
ん状に流れおちて底部に集まる。これは、タンパク質の
配列決定プロセスでは、反応過剰生成物の洗いだしおよ
びATZアミノ酸の抽出に用いられる。反応容器の回転が
停止すると、反応容器の底部から蓄積された液体は容易
に取り出すことができる。
また、液体を反応容器へ導入し、そこから液体を取り
出すための移動可能な管が管構成の一方の端部に形成さ
れ、他方の端部には、移動可能な管を介して液体を吸引
または吐出するように操作される可逆ポンプが接続され
る。管システムは、軸の周りに回転可能な腕を形成し、
移動可能な管によって描かれる円は、反応容器の中心の
上にある第１の点と、容器の周辺付近の第２の点と貯蔵
器が配置される位置の上に第３の点が含まれている。
出すための移動可能な管が管構成の一方の端部に形成さ
れ、他方の端部には、移動可能な管を介して液体を吸引
または吐出するように操作される可逆ポンプが接続され
る。管システムは、軸の周りに回転可能な腕を形成し、
移動可能な管によって描かれる円は、反応容器の中心の
上にある第１の点と、容器の周辺付近の第２の点と貯蔵
器が配置される位置の上に第３の点が含まれている。
貯蔵器、廃棄容器または他の容器は基板上に設けられ
る。ある反応段階において必要な液体を備える容器およ
び廃棄液体を受ける容器はよって移動可能な管がその容
器に下降できる位置に配置される。これはまた装置の簡
単な設計および自動化の容易性に貢献するものである。
る。ある反応段階において必要な液体を備える容器およ
び廃棄液体を受ける容器はよって移動可能な管がその容
器に下降できる位置に配置される。これはまた装置の簡
単な設計および自動化の容易性に貢献するものである。
本発明はさらに溶媒及び試薬が移動可能な部材や封止
と接触せずに、非常に短い距離で反応容器や他の容器に
到達するという利点を有する。したがって、送り込まれ
た物質が供給管の表面やバルブの移動可能な部分と接触
することによって、後続に流れる液体を汚染し、また
は、漏れが生じていた従来の問題を回避することができ
る。さらに、本発明では、少量の液体を正確に計量する
ことができ、例えば、100ピコモル以下のタンパク質な
ど最小の量の試料物質を使用することができる。試薬や
溶媒の必要量および過剰生成物の量は小さくなる。試料
物質と試薬や溶媒との強力な接触によって、反応時間は
短くなり、多数の反応を実行しなければならないとき、
例えばタンパク質の配列決定などにおいてはとくに有益
である。本発明に係る装置の設計は簡単であることか
ら、従来に複雑なシステムに比べて欠陥による影響を受
けることは少ない。
と接触せずに、非常に短い距離で反応容器や他の容器に
到達するという利点を有する。したがって、送り込まれ
た物質が供給管の表面やバルブの移動可能な部分と接触
することによって、後続に流れる液体を汚染し、また
は、漏れが生じていた従来の問題を回避することができ
る。さらに、本発明では、少量の液体を正確に計量する
ことができ、例えば、100ピコモル以下のタンパク質な
ど最小の量の試料物質を使用することができる。試薬や
溶媒の必要量および過剰生成物の量は小さくなる。試料
物質と試薬や溶媒との強力な接触によって、反応時間は
短くなり、多数の反応を実行しなければならないとき、
例えばタンパク質の配列決定などにおいてはとくに有益
である。本発明に係る装置の設計は簡単であることか
ら、従来に複雑なシステムに比べて欠陥による影響を受
けることは少ない。
本発明に係る装置によっておこなう各種反応の初期収
量および繰返し収量は従来の装置より向上するものであ
り、例えば、タンパク質の配列決定におけるPTHアミノ
酸などの反応生成物は不純物の少ない濃縮された状態で
得ることができ、したがって、後続のクロマトグラフィ
ーによる分析において、より低い検出制限を導くことが
できる。
量および繰返し収量は従来の装置より向上するものであ
り、例えば、タンパク質の配列決定におけるPTHアミノ
酸などの反応生成物は不純物の少ない濃縮された状態で
得ることができ、したがって、後続のクロマトグラフィ
ーによる分析において、より低い検出制限を導くことが
できる。
本発明は、タンパク質の分析ばかりでなく、例えば、
オリゴヌクレオチド類またはペプチド類の合成などの他
の逐次反応過程にも使用することができる。
オリゴヌクレオチド類またはペプチド類の合成などの他
の逐次反応過程にも使用することができる。
本発明に係る一実施例を以下に詳述する。本実施例
は、タンパク質の分解などの化学反応がその中で起こる
反応容器１を備える。一般に円筒状の反応容器１はモー
タ３によって駆動される回転シャフト２に固定される。
反応容器１の詳細は第２図を参照して以下に説明する。
反応容器１はその上部と底部が封止されているシリンダ
４によって形成されるチャンバ内に配置される。
は、タンパク質の分解などの化学反応がその中で起こる
反応容器１を備える。一般に円筒状の反応容器１はモー
タ３によって駆動される回転シャフト２に固定される。
反応容器１の詳細は第２図を参照して以下に説明する。
反応容器１はその上部と底部が封止されているシリンダ
４によって形成されるチャンバ内に配置される。
さらに、本発明に係る装置はモータ６の手段によって
回転するカルーセル（carrousel）７の上に配置された
試薬及び溶媒の供給貯蔵器5a、5bを備える。供給貯蔵器
5a、5bはカルーセル７と共にシリンダ８、基板９、中心
板10で形成された密封チャンバ内に配置される。貯蔵器
5a、5bはまた洗浄およびすすぎ液を収納するためにもあ
るいは廃棄物の容器としても使用できる。
回転するカルーセル（carrousel）７の上に配置された
試薬及び溶媒の供給貯蔵器5a、5bを備える。供給貯蔵器
5a、5bはカルーセル７と共にシリンダ８、基板９、中心
板10で形成された密封チャンバ内に配置される。貯蔵器
5a、5bはまた洗浄およびすすぎ液を収納するためにもあ
るいは廃棄物の容器としても使用できる。
マイクロプペット11は移動可能なキャピラリ管12を介
してモータ14によって作動するポンプと接続する。ポン
プ13は例えばシリンダとすることが可能であるピペット
11とキャピラリ管12とポンプ13は液体を吸引及び計量す
る分配系を形成する。ピペット11はキャピラリ管12と共
に軸23の周りを回転し、上下に移動できるピペット・ホ
ルダ15に取付けられる。駆動素子16はこれらの動作をお
こなうために設けられる。ピペット11はボア17を通って
貯蔵器5a、5bの一つに下降するか（dip into）またはボ
ア18を通って反応容器１の中央に下降する。反応容器１
を覆う基板の第２のボア19は、反応容器の中央より外側
でかつその壁付近に位置するものである。ボア17、18、
19は軸23の周りを回転するときピペット11の先端によっ
て描かれる単一の円周上に一する。従って、本実施例で
は、ボア19はボア17と18を含む断面に正確に一しておら
ず、該断面と異なる面上にある。本実施例のピペット11
の内径は、0.8mm、外径1.6mmである。
してモータ14によって作動するポンプと接続する。ポン
プ13は例えばシリンダとすることが可能であるピペット
11とキャピラリ管12とポンプ13は液体を吸引及び計量す
る分配系を形成する。ピペット11はキャピラリ管12と共
に軸23の周りを回転し、上下に移動できるピペット・ホ
ルダ15に取付けられる。駆動素子16はこれらの動作をお
こなうために設けられる。ピペット11はボア17を通って
貯蔵器5a、5bの一つに下降するか（dip into）またはボ
ア18を通って反応容器１の中央に下降する。反応容器１
を覆う基板の第２のボア19は、反応容器の中央より外側
でかつその壁付近に位置するものである。ボア17、18、
19は軸23の周りを回転するときピペット11の先端によっ
て描かれる単一の円周上に一する。従って、本実施例で
は、ボア19はボア17と18を含む断面に正確に一しておら
ず、該断面と異なる面上にある。本実施例のピペット11
の内径は、0.8mm、外径1.6mmである。
ピペット11が中心から外れているボア19を通って下降
されると、ピペット11の先端は反応容器の内壁に接触は
しないが近接する。こうして、液体とその液体に溶解し
ている物質は、反応容器１の内壁上に付着される。ピペ
ット11の先端が描く円上に付加的な開口を設け、例え
ば、変換容器（converting vessels）またはフラクショ
ンコレクタなお度のさらに異なる容器へアクセスするこ
とも可能である。システムの各チャンバは、不活性ガス
の連続的なパージ（continuous purge）をおこなうため
の接続部を備えている。これにより、そして、装置自体
の封止により、周囲空気の出入りを禁止し、装置のさま
ざまな領域間の物質の交換は最小限に抑えられる。タン
パク質の配列解析では特にいくつかの反応は酸素や水に
対して極めて敏感であることから、システム全体を不活
性ガスの雰囲気下で操作しなければならない。さらに、
タンパク質の配列解析に必要な試薬は、腐食性で（pH
値:0〜９）、悪臭のあるのがあるため、これらが収納さ
れる容器およびタンパク質配列解析のチャンバの封止は
重要である。
されると、ピペット11の先端は反応容器の内壁に接触は
しないが近接する。こうして、液体とその液体に溶解し
ている物質は、反応容器１の内壁上に付着される。ピペ
ット11の先端が描く円上に付加的な開口を設け、例え
ば、変換容器（converting vessels）またはフラクショ
ンコレクタなお度のさらに異なる容器へアクセスするこ
とも可能である。システムの各チャンバは、不活性ガス
の連続的なパージ（continuous purge）をおこなうため
の接続部を備えている。これにより、そして、装置自体
の封止により、周囲空気の出入りを禁止し、装置のさま
ざまな領域間の物質の交換は最小限に抑えられる。タン
パク質の配列解析では特にいくつかの反応は酸素や水に
対して極めて敏感であることから、システム全体を不活
性ガスの雰囲気下で操作しなければならない。さらに、
タンパク質の配列解析に必要な試薬は、腐食性で（pH
値:0〜９）、悪臭のあるのがあるため、これらが収納さ
れる容器およびタンパク質配列解析のチャンバの封止は
重要である。
反応容器１の一実施例を第２図にさらに詳細に示す。
反応容器１は、円筒状の上部と底部が細くなっている下
部から構成されるカップの形状を有するものである。カ
ップの底部は半球状体31の形状で、その最も低いところ
には、液体が蓄積され、ピペット11がアクセス可能なみ
ぞ32が設けられる。反応容器１はその下部によってシャ
フト２と固定される（第１図参照）。操作において、反
応容器１は軸33の周りを回転する。反応容器１は例えば
ガラスまたはセラミック等で形成される。実際的な例と
して、カップの内径は15mm、カップの底部からその上部
リム43までの高さは22.5mmである。
反応容器１は、円筒状の上部と底部が細くなっている下
部から構成されるカップの形状を有するものである。カ
ップの底部は半球状体31の形状で、その最も低いところ
には、液体が蓄積され、ピペット11がアクセス可能なみ
ぞ32が設けられる。反応容器１はその下部によってシャ
フト２と固定される（第１図参照）。操作において、反
応容器１は軸33の周りを回転する。反応容器１は例えば
ガラスまたはセラミック等で形成される。実際的な例と
して、カップの内径は15mm、カップの底部からその上部
リム43までの高さは22.5mmである。
本発明に係る装置の動作を第3A図から第3C図を参照し
ながら以下に説明する。第3A図において、分析対象のタ
ンパク質は、カップ11が急速に回転しているとき、ピペ
ット11によって、内壁40上に移される。典型的な回転速
度は、例えば、6000回／分である。ピペット11の先端部
41は図示するように傾斜しており、これによって、壁へ
のタンパク質の容易な添加を確実にする。結果生じるタ
ンパク質のストリップは、数ミリの幅を備え、容易にア
クセスできる（入手できる）極めて均一な膜を形成す
る。タンパク質の添加のあいだ、ピペットが上下に移動
すると、結果得られる膜はさらに均一なものとなる。第
3A図には、上下運動の際の最も下降の位置を破線42で示
す。
ながら以下に説明する。第3A図において、分析対象のタ
ンパク質は、カップ11が急速に回転しているとき、ピペ
ット11によって、内壁40上に移される。典型的な回転速
度は、例えば、6000回／分である。ピペット11の先端部
41は図示するように傾斜しており、これによって、壁へ
のタンパク質の容易な添加を確実にする。結果生じるタ
ンパク質のストリップは、数ミリの幅を備え、容易にア
クセスできる（入手できる）極めて均一な膜を形成す
る。タンパク質の添加のあいだ、ピペットが上下に移動
すると、結果得られる膜はさらに均一なものとなる。第
3A図には、上下運動の際の最も下降の位置を破線42で示
す。
次に、ピペット11は、カップ11の上部リム43より上に
持ち上げられ、ピペット管アセンブリ11、12、15（第１
図）全体は軸23のまわりを回転し、ピペットの先端がポ
ア17（第１図）の上に位置する。カルーセルが回って、
本反応過程に必要な試薬のはいった貯蔵器がボア17の下
側に位置まできた後、ピペット11は下降し、適切にポン
プ13を制御することによって予め決められた量の液体が
吸引される。そして、ピペット11は上昇し、先端がボア
19の上の位置にくるまで回転してもどり、カップ１のな
かに下降する。ポンプ13が次に制御されてピペット11か
ら液体の壁が上に吐出される。これにより、試薬はタン
パク質膜の上に均一な層として設けられる。所望であれ
ば、ピペットを、前のステップのタンパク質膜の添加と
同様に、試薬の吐出のあいだ、上下に移動させることが
できる。このように試薬は、タンパク質と試薬間の相対
的な移動なしにタンパク質膜と接触するようにもってい
くことができることは、本発明の重要な特徴である。こ
のような相対的な移動がないため、タンアク質が洗いだ
されることが排除される。これは、試薬がタンパク質を
横切るように流れて、タンパク質の一部分が洗いだされ
る従来技術と実質的に異なるものである。これに対し
て、本願発明では、試薬層はタンパク質層の上に置か
れ、ふたつの層の密接な接触を確実にし、タンパク質の
洗い出しを防ぐ。
持ち上げられ、ピペット管アセンブリ11、12、15（第１
図）全体は軸23のまわりを回転し、ピペットの先端がポ
ア17（第１図）の上に位置する。カルーセルが回って、
本反応過程に必要な試薬のはいった貯蔵器がボア17の下
側に位置まできた後、ピペット11は下降し、適切にポン
プ13を制御することによって予め決められた量の液体が
吸引される。そして、ピペット11は上昇し、先端がボア
19の上の位置にくるまで回転してもどり、カップ１のな
かに下降する。ポンプ13が次に制御されてピペット11か
ら液体の壁が上に吐出される。これにより、試薬はタン
パク質膜の上に均一な層として設けられる。所望であれ
ば、ピペットを、前のステップのタンパク質膜の添加と
同様に、試薬の吐出のあいだ、上下に移動させることが
できる。このように試薬は、タンパク質と試薬間の相対
的な移動なしにタンパク質膜と接触するようにもってい
くことができることは、本発明の重要な特徴である。こ
のような相対的な移動がないため、タンアク質が洗いだ
されることが排除される。これは、試薬がタンパク質を
横切るように流れて、タンパク質の一部分が洗いだされ
る従来技術と実質的に異なるものである。これに対し
て、本願発明では、試薬層はタンパク質層の上に置か
れ、ふたつの層の密接な接触を確実にし、タンパク質の
洗い出しを防ぐ。
試薬層がタンパク質層の上に添加されるとき、その中
に含まれている水分と揮発性成分は蒸発によってタンパ
ク質膜から取り除かれ、非揮発性成分は有機溶媒で洗い
だされる。残留液体の洗い出しおよびATZアミノ酸の抽
出のため、ピペット11は再び上昇し、ボア17の上の位置
にくるまで回転し、ボア17の下に配置される適切な溶媒
を備える容器の中へ下降される。所望の量の溶媒が吸引
されると、ピペット11はボア19の上に位置するまで回転
し、第3B図に示すように、ピペットの先端41がタンパク
質の上部リムの上に配置するまで下降する。反応容器１
の回転速度は、壁の上のタンパク質膜にピペットによっ
て移された溶媒がタンパク質の上をらせん状に横切るよ
うに、減少され、最終的には、反応器の底部に回収され
る。回転速度は、例えば、600回／分である。
に含まれている水分と揮発性成分は蒸発によってタンパ
ク質膜から取り除かれ、非揮発性成分は有機溶媒で洗い
だされる。残留液体の洗い出しおよびATZアミノ酸の抽
出のため、ピペット11は再び上昇し、ボア17の上の位置
にくるまで回転し、ボア17の下に配置される適切な溶媒
を備える容器の中へ下降される。所望の量の溶媒が吸引
されると、ピペット11はボア19の上に位置するまで回転
し、第3B図に示すように、ピペットの先端41がタンパク
質の上部リムの上に配置するまで下降する。反応容器１
の回転速度は、壁の上のタンパク質膜にピペットによっ
て移された溶媒がタンパク質の上をらせん状に横切るよ
うに、減少され、最終的には、反応器の底部に回収され
る。回転速度は、例えば、600回／分である。
カップ１が静止状態のとき、ピペット11が第3C図に示
す位置に中央ボア18を介して移動した後、ATZアミノ酸
または廃棄生成物を含む溶媒はピペット11に吸引され、
変換容器または廃棄容器のどちらかに供給される。分裂
された（cleaved off）アミノ酸の決定は、アミノ酸の
異なる保持時間を基礎に液体クロマトグラフィーを用い
ておこなうことができる。そして、上述のステップは、
次のアミノ酸をタンパク質の鎖状のアミノ酸を引き離す
ために繰り返される。
す位置に中央ボア18を介して移動した後、ATZアミノ酸
または廃棄生成物を含む溶媒はピペット11に吸引され、
変換容器または廃棄容器のどちらかに供給される。分裂
された（cleaved off）アミノ酸の決定は、アミノ酸の
異なる保持時間を基礎に液体クロマトグラフィーを用い
ておこなうことができる。そして、上述のステップは、
次のアミノ酸をタンパク質の鎖状のアミノ酸を引き離す
ために繰り返される。
反応容器１の内壁に付着したタンパク質層は、抵抗性
加熱手段によって非接触に加熱することができる。タン
パク質層は、そのすぐ近くのポートを介して供給される
不活性化ガスによって乾燥される。
加熱手段によって非接触に加熱することができる。タン
パク質層は、そのすぐ近くのポートを介して供給される
不活性化ガスによって乾燥される。
以上述べたように、本願発明では、極めて正確で収率
の高い化学反応を段階的におこなうことが可能で、簡単
な構成の化学反応を段階的に行う装置を得ることができ
る。また、本発明はアミノ酸配列解析やペプチド類の合
成等に有益に適用することができる。
の高い化学反応を段階的におこなうことが可能で、簡単
な構成の化学反応を段階的に行う装置を得ることができ
る。また、本発明はアミノ酸配列解析やペプチド類の合
成等に有益に適用することができる。
第１図は、本発明の一実施例の概略図。 第２図は、本発明の一実施例である装置に含まれる反応
容器の詳細断面図。 第3A図から第3C図は、本発明の一実施例の動作説明図。 1:反応容器 2:回転シャフト ３、６、14:モータ 4:シリンダ 5a、5b:供給貯蔵器 7:カルーセル 11:ピペット 12:キャピラリ管 16:駆動素子 17、18、19:ボア 31:半球状体 32:みぞ
容器の詳細断面図。 第3A図から第3C図は、本発明の一実施例の動作説明図。 1:反応容器 2:回転シャフト ３、６、14:モータ 4:シリンダ 5a、5b:供給貯蔵器 7:カルーセル 11:ピペット 12:キャピラリ管 16:駆動素子 17、18、19:ボア 31:半球状体 32:みぞ
Claims (8)
- 【請求項１】回転可能な反応容器の内壁上に塗布された
試料との化学反応を段階的に行う装置において、前記装
置は試料、試薬、溶媒を前記反応容器に添加する供給シ
ステムと反応生成物および過剰の生成物を取り出す取り
出しシステムより構成されるものであり、 前記供給システムは移動可能な供給管を備え、駆動手段
によって前記供給管の先端が前記反応容器の内壁付近ま
で移動して前記試料を前記反応容器の内壁の上に添加
し、さらに、前記試料の上に試薬や溶媒を添加するもの
であり、 前記取り出しシステムは取り出し管を備え、前記取り出
し管は前記反応容器の底部付近まで移動して前記底部に
蓄積している反応生成物および過剰の生成物を取り出す
ことを特徴とする化学反応を段階的に行う装置。 - 【請求項２】前記試料の上に試薬の均一な膜を形成する
ため、前記反応容器が回転しているとき、前記試薬を添
加するあいだ、前記供給管を上下に移動させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の化学反応を段階的
に行う装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
化学反応を段階的に行う装置において、前記供給管およ
び前記取り出し管は同一の移動可能な管より構成され、
前記試料の上に試薬を添加する場合と前記反応容器の内
壁上に試料を添加する場合、その先端が前記反応容器の
内壁に近接するように前記管を移動させ、 前記反応容器の底部から液体を取り出す場合、その先端
が前記反応容器の底部に近接するように前記管を移動す
ることを特徴とする化学反応を段階的に行う装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項から第３項記載の化
学反応を段階的に行う装置において、溶媒を添加するあ
いだ、前記反応容器の回転速度を減少させ、これによ
り、溶解している反応生成物または過剰の生成物を前記
反応容器の内壁から流れおちて底部に集まり、前記反応
容器の回転が停止した後に前記底部から取り出すことを
特徴とする化学反応を段階的に行う装置。 - 【請求項５】前記移動可能な供給管はキャピラリ管と接
続し、前記キャピラリ管は回転可能な腕を形成するもの
であり、前記供給管を前記反応容器の中心の上にまたは
前記反応容器の周囲に近接するように配置させ、貯蔵器
や容器を備えるチャンバ上に配置させるものであり、さ
らに、前記供給管の先端より液体を調整可能な量だけ吸
引および吐出するための制御可能なポンプを備えること
を特徴とする特許請求の範囲に第２項から第４項記載の
化学反応を段階的に行う装置。 - 【請求項６】前記貯蔵器及び容器は回転可能な基板の上
に設置され、前記移動可能な供給管が前記貯蔵器または
容器へ下降することができる位置まで回転することを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の化学反応を段階的
に行う装置。 - 【請求項７】前記反応容器は円筒状の上部を備える回転
対称構造の本体と半球状の底部より構成されるものであ
り、前記底部には液体回収のための溝が設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項記載
の化学反応を段階的に行う装置。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１項から第７項記載の化
学反応を段階的に行う装置はタンパク質の自動配列決定
およびオリゴヌクレオチドまたはペプチドの合成に適用
される特許請求の範囲第１項から第７項記載の化学反応
を段階的に行う装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP87102684A EP0279882B1 (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Apparatus for the stepwise performance of chemical reactions |
| EP87102684.5 | 1987-02-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228070A JPS63228070A (ja) | 1988-09-22 |
| JP2650942B2 true JP2650942B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=8196784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63043849A Expired - Lifetime JP2650942B2 (ja) | 1987-02-25 | 1988-02-25 | 化学反応を段階的に行う装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5156809A (ja) |
| EP (1) | EP0279882B1 (ja) |
| JP (1) | JP2650942B2 (ja) |
| DE (1) | DE3769788D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9018084U1 (de) * | 1990-07-09 | 1994-11-03 | Hewlett Packard Gmbh | Vorrichtung zur Bearbeitung von Flüssigkeiten |
| US5186824A (en) * | 1991-09-04 | 1993-02-16 | Large Scale Biology Corporation | System for solid phase reactions |
| CA2130517C (en) * | 1993-09-10 | 1999-10-05 | Walter Fassbind | Array of reaction containers for an apparatus for automatic performance of temperature cycles |
| CA2130013C (en) * | 1993-09-10 | 1999-03-30 | Rolf Moser | Apparatus for automatic performance of temperature cycles |
| US5670114A (en) * | 1995-03-08 | 1997-09-23 | Hitachi, Ltd. | Apparatus of handling reagent for suppressing decrease in effect of reagent |
| US6277644B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-08-21 | Beckman Coulter, Inc. | Method for compositional tag sequencing |
| DE102007037705A1 (de) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Vistec Semiconductor Systems Jena Gmbh | Halteeinrichtung für ein zweidimensionales Substrat und Verwendung der Halteeinrichtung in einer Koordinaten-Messmaschine |
| US8852948B2 (en) * | 2007-08-29 | 2014-10-07 | Cem Corporation | Colorimetric protein analysis method |
| US8147759B2 (en) * | 2007-08-29 | 2012-04-03 | Cem Corporation | Automated protein analyzer |
| US7972576B2 (en) * | 2009-02-19 | 2011-07-05 | Agilent Technologies, Inc. | Coiled capillary for compensating mechanical stress |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1598160A1 (de) * | 1966-12-15 | 1970-10-29 | Bodenseewerk Perkin Elmer Co | Geraet zur automatischen Durchfuehrung chemischer Analysen |
| SU305791A1 (ja) * | 1967-12-27 | 1974-09-25 | Б. Г. Беленький, Л. Г. Сенютенкова , В. Д. Смехов Институт высокомолекул рных соединений СССР | |
| US3717436A (en) * | 1971-01-25 | 1973-02-20 | Beckman Ind Inc | Process for the sequential degradation of peptide chains |
| US3725010A (en) * | 1971-08-23 | 1973-04-03 | Beckman Instruments Inc | Apparatus for automatically performing chemical processes |
| US3801283A (en) * | 1972-07-17 | 1974-04-02 | Union Carbide Corp | Automatic pipettor |
| US3892531A (en) * | 1973-07-05 | 1975-07-01 | Beckman Instruments Inc | Apparatus for sequencing peptides and proteins |
| US4065412A (en) * | 1976-05-07 | 1977-12-27 | Durrum Instrument Corporation | Peptide or protein sequencing method and apparatus |
| US4259289A (en) * | 1979-10-22 | 1981-03-31 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Apparatus for retrieving liquid samples from test tubes |
| US4252769A (en) * | 1979-12-26 | 1981-02-24 | California Institute Of Technology | Apparatus for the performance of chemical processes |
| US4276051A (en) * | 1980-01-28 | 1981-06-30 | Coulter Electronics, Inc. | System and program for chemical reaction observation with a moving photometer |
| US4276260A (en) * | 1980-01-28 | 1981-06-30 | Coulter Electronics, Inc. | Fluid transfer mechanism |
| US4325909A (en) * | 1980-10-24 | 1982-04-20 | Coulter Electronics, Inc. | Fluid transfer apparatus |
| US4815978A (en) * | 1986-04-30 | 1989-03-28 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Clinical analysis methods and systems |
| JPS62278460A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-03 | Olympus Optical Co Ltd | 自動分析装置 |
| US5019348A (en) * | 1988-05-26 | 1991-05-28 | Beckman Instruments, Inc. | Automated chemical conversion unit in a peptide/protein sequenator |
-
1987
- 1987-02-25 EP EP87102684A patent/EP0279882B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-02-25 DE DE8787102684T patent/DE3769788D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63043849A patent/JP2650942B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-16 US US07/759,852 patent/US5156809A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5156809A (en) | 1992-10-20 |
| DE3769788D1 (de) | 1991-06-06 |
| EP0279882A1 (en) | 1988-08-31 |
| JPS63228070A (ja) | 1988-09-22 |
| EP0279882B1 (en) | 1991-05-02 |
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